JP2007028734A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転電機に備えられる回転子3は、固定子に対して回転可能に支持されるロータコア8、径方向に着磁され周方向に間隔を空けて前記ロータコア8に対して固定された複数の主磁石9、及び径方向以外に着磁され主磁石9間に配置された複数の補助磁石10とを備えている。そして、各主磁石9は、主磁石9の固定子側の面9a(主磁石9の径方向外側の面)の周方向幅Wmと磁極ピッチ幅Wpとの関係が、0.1Wp<Wm<0.45Wp若しくは0.6Wp<Wm<0.85Wpを満たすように形成されている。
【選択図】 図2
Description
請求項12に記載の発明は、請求項8乃至請求項11の何れか1項に記載の回転電機において、前記ロータコアは、前記段差面及び前記接続面が形成された軟磁性金属製の磁石固定リングを備えている。
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、主磁石は、該主磁石の固定子側の面の周方向幅Wmと磁極ピッチ幅Wpとの関係が、0.1Wp<Wm<0.45Wp若しくは0.6Wp<Wm<0.85Wpを満たすように形成されている。主磁石がこのように形成されると、主磁石及び補助磁石の残留磁束密度の大きさに拘わらず、例えば主磁石の固定子側の面の周方向幅と補助磁石の固定子側の面の周方向幅とが等しく形成された従来の回転電機よりも、確実にトルクリップルの低減を図ることができる。また、0.1Wp<Wm<0.45Wp若しくは0.6Wp<Wm<0.85Wpを満たすように主磁石及び補助磁石を形成するのみの構成であるため、磁極数に対して永久磁石の数を増加させなくてもよい。従って、簡易な構成でトルクリップルを低減させることができる。
請求項13に記載の発明によれば、固定子がスロットレスであることから、コギングトルクがより低減され、回転子がよりスムーズに回転する。
図1に示すように、本実施形態の回転電機1は、固定子2と回転子3とを備えている。
固定子2は、略円筒状に形成されたステータコア4と、ステータコア4の内側に放射状に形成された複数(本実施形態では12個)のティース5と、これらティース5に巻回された巻線6とを備えている。この巻線6は、図示しない電源装置に接続されている。そして、巻線6は、電源装置から電源が供給されると、回転子3を回転させるための回転磁界を発生させるように構成されている。
(1)主磁石9は、該主磁石9の固定子2側の面9aの周方向幅Wmと磁極ピッチ幅Wpとの関係が、0.1Wp<Wm<0.45Wpを満たすように形成されている。言い換えると、主磁石9は、該主磁石9の周方向両端面9b,9cのなす角度θmと磁極ピッチθpとの関係が、0.1θp<θm<0.45θpを満たすように形成されている。主磁石9がこのように形成されると、主磁石9及び補助磁石10の残留磁束密度Brの大きさに拘わらず、例えば主磁石の固定子側の面の周方向幅と補助磁石の固定子側の面の周方向幅とが等しく形成された従来の回転電機よりも、確実にトルクリップルの低減を図ることができる。言い換えると、回転電機1においては、主磁石9及び補助磁石10の残留磁束密度Brの大きさに拘わらず、主磁石の周方向両端面のなす角度と補助磁石の周方向両端面のなす角度とが等しく形成された従来の回転電機よりも、確実にトルクリップルの低減を図ることができる。また、0.1Wp<Wm<0.45Wp(言い換えると0.1θp<θm<0.45θp)を満たすように主磁石9及び補助磁石10を形成するのみの構成であるため、磁極数に対して永久磁石の数を増加させなくてもよい。従って、簡易な構成でトルクリップルを低減させることができる。
・上記実施形態の主磁石9及び補助磁石10に替えて、図8に示す主磁石及び補助磁石を回転電機に備えてもよい。図8に示す回転電機31の回転子32に備えられた主磁石33及び補助磁石34は、上記実施形態と同様に、その径方向厚さが等しく形成されている。また、各主磁石33は、上記実施形態の主磁石9と同様に、主磁石33の固定子2側の面33a(主磁石9の径方向外側の面)の周方向幅Wmと磁極ピッチ幅Wpとの関係が、0.1Wp<Wm<0.45Wpを満たすように形成されている。言い換えると、各主磁石33は、主磁石33の周方向両端面33b,33cのなす角度θmと磁極ピッチθpとの関係が、0.1θp<θm<0.45θpを満たすように形成されている。更に、各主磁石33は、該主磁石33の径方向厚さtと回転子32の半径rとの関係がt≧0.3rとなるように形成されている。尚、図8においては、主磁石33の固定子2側の面33aの周方向幅Wm、磁極ピッチ幅Wp、主磁石33の径方向厚さt、主磁石33の周方向両端面33b,33cのなす角度θm、磁極ピッチθp、及び回転子32の半径rの図示を省略している。そして、回転子32の回転軸線方向(図8に示す回転軸7の軸線L1方向に同じ)に沿って延びる主磁石33及び補助磁石34の4つの角部33d〜33g,34d〜34gは、R形状(主磁石33及び補助磁石34の外側に膨らむ円弧状)をなしている(図9(a)(b)参照)。
上記各実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
Claims (13)
- 巻線を有する固定子と、
前記固定子に対して回転可能に支持されたロータコア、径方向に着磁され周方向に間隔を空けて前記ロータコアに対して固定された複数の主磁石、及び径方向以外に着磁され前記主磁石間に配置された複数の補助磁石を有する回転子と
を備えた回転電機であって、
前記主磁石は、該主磁石の前記固定子側の面の周方向幅Wmと磁極ピッチ幅Wpとの関係が、
0.1Wp<Wm<0.45Wp若しくは0.6Wp<Wm<0.85Wp
を満たすように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
前記主磁石は、
前記主磁石の前記固定子側の面の周方向幅Wmと前記磁極ピッチ幅Wpとの関係が、0.1Wp<Wm<0.45Wpを満たすように形成されている場合には、前記主磁石の径方向厚さtと前記回転子の半径rとの関係が、t≧0.3rを満たすように形成され、
前記主磁石の前記固定子側の面の周方向幅Wmと前記磁極ピッチ幅Wpとの関係が、0.6Wp<Wm<0.85Wpを満たすように形成されている場合には、前記主磁石の径方向厚さtと前記回転子の半径rとの関係が、t≧0.1rを満たすように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 巻線を有する固定子と、
前記固定子に対して回転可能に支持されたロータコア、径方向に着磁され周方向に間隔を空けて前記ロータコアに対して固定された複数の主磁石、及び径方向以外に着磁され前記主磁石間に配置された複数の補助磁石を有する回転子と
を備えた回転電機であって、
前記主磁石は、該主磁石の周方向両端面のなす角度θmと磁極ピッチθpとの関係が、
0.1θp<θm<0.45θp若しくは0.6θp<θm<0.85θp
を満たすように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項3に記載の回転電気において、
前記主磁石は、
前記主磁石の周方向両端面のなす角度θmと前記磁極ピッチθpとの関係が、0.1θp<θm<0.45θpを満たすように形成されている場合には、前記主磁石の径方向厚さtと前記回転子の半径rとの関係が、t≧0.3rを満たすように形成され、
前記主磁石の周方向両端面のなす角度θmと前記磁極ピッチθpとの関係が、0.6θp<θm<0.85θpを満たすように形成されている場合には、前記主磁石の径方向厚さtと前記回転子の半径rとの関係が、t≧0.1rを満たすように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の回転電機において、
前記主磁石及び前記補助磁石は、前記主磁石及び前記補助磁石における前記固定子側の面が、周方向に隣接する前記主磁石及び前記補助磁石の何れか一方に近づくに連れて前記固定子から徐々に離間するように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項5に記載の回転電機において、
前記固定子側で前記回転子の回転軸線方向に沿って延びる前記主磁石及び前記補助磁石の角部は、R形状をなしていることを特徴とする回転電機。 - 請求項6に記載の回転電機において、
前記主磁石及び前記補助磁石は、R形状をなす前記角部の曲率半径Rcの、前記主磁石の前記固定子側の面の周方向幅Wmに対する比の値Rc/Wmが、
0<Rc/Wm≦0.25
を満たすように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の回転電機において、
前記ロータコアは、径方向に高低差を有する複数の段差面、及び周方向に隣接する前記段差面を径方向に接続する複数の接続面を備えており、
前記主磁石及び前記補助磁石は、それぞれ前記段差面上に配置されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項8に記載の回転電機において、
前記主磁石及び前記補助磁石は、前記各段差面上に配置された前記主磁石及び前記補助磁石における前記ロータコア側の面の周方向幅の合計が、該主磁石及び該補助磁石が配置された前記段差面の周方向幅と等しくなるように形成されていると共に、隣接する前記磁石の境目が径方向と一致するように形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項8又は請求項9に記載の回転電機において、
最も低く形成された前記段差面以外の前記段差面上に配置された前記主磁石及び前記補助磁石は、その前記固定子側の面の径方向位置が、最も低く形成された前記段差面上に配置された前記主磁石及び前記補助磁石の少なくとも一方における前記固定子側の面の径方向位置と一致するように、最も低く形成された前記段差面上に配置された前記主磁石及び前記補助磁石の少なくとも一方よりも径方向厚さが薄く形成されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項10に記載の回転電機において、
前記主磁石は、最も低く形成された前記段差面上に配置されていることを特徴とする回転電機。 - 請求項8乃至請求項11の何れか1項に記載の回転電機において、
前記ロータコアは、前記段差面及び前記接続面が形成された軟磁性金属製の磁石固定リングを備えていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1乃至請求項12の何れか1項に記載の回転電機において、
前記固定子はスロットレスであることを特徴とする回転電機。
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