JP2012023833A - Motor and rotor - Google Patents

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JP2012023833A JP2010158728A JP2010158728A JP2012023833A JP 2012023833 A JP2012023833 A JP 2012023833A JP 2010158728 A JP2010158728 A JP 2010158728A JP 2010158728 A JP2010158728 A JP 2010158728A JP 2012023833 A JP2012023833 A JP 2012023833A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor which can increase torque.SOLUTION: A motor M includes: a stator 10 provided with a plurality of teeth 11a extending radially inward to be arranged in a circumferential direction and wound around with coils; and a rotor 20 which is arranged inside the stator 10, provided with a plurality of magnets 23 of one pole in a circumferential direction of a rotor core 22, and has salient poles 22b on the rotor core 22 arranged between each of the magnets 23 with gaps to function as the other pole. Axial lengths of tips of the teeth 11a are set to be longer than those of the magnets 23 (magnet pole parts) in the rotor 20.

Description

本発明は、コンシクエントポール型構造を採用したモータ、及びロータに関するものである。   The present invention relates to a motor and a rotor that employ a continuous pole type structure.

モータに用いられるロータとしては、例えば特許文献1にて示されているように、ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置され、該コアに一体形成された突極が各マグネット間に配置され、該突極を他方の磁極として機能させる所謂コンシクエントポール型構造のロータが知られている。   As a rotor used in a motor, for example, as shown in Patent Document 1, a plurality of magnets having one magnetic pole are arranged in the circumferential direction of a rotor core, and salient poles formed integrally with the core are disposed between the magnets. A rotor having a so-called contiguous pole structure is known which is arranged and allows the salient pole to function as the other magnetic pole.

特開平9−327139号公報JP 9-327139 A

ところで、特許文献1のようなコンシクエントポール型構造のロータは、磁束の強制力(誘導)のあるマグネットと、磁束の強制力のない突極とが混在する磁極にて構成されている。このため、理想的には突極と対向するステータ(そのティース先端部)との間を通る磁束であってティースを鎖交する磁束(鎖交磁束)が、他の方向に向かってしまいモータトルクに寄与しない漏れ磁束となり、ひいてはモータのトルクを低下させる原因となっていた。   By the way, a rotor having a consequent pole type structure as in Patent Document 1 is composed of a magnetic pole in which a magnet having a magnetic flux forcing force (induction) and a salient pole without a magnetic flux forcing force coexist. For this reason, ideally, the magnetic flux that passes between the salient pole and the stator (the tip of the tooth) and links the teeth (linkage magnetic flux) goes in the other direction, and the motor torque As a result, the leakage flux does not contribute to the motor, and as a result, the torque of the motor is reduced.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高トルク化を図ることができるモータ、及びロータを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor and a rotor capable of achieving high torque.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明では、径方向内側に延びるティースが周方向に複数設けられ、前記ティースに巻線が巻装されたステータと、前記ステータの内側に配置され、ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置されるとともに、前記ロータコアに設けられた突極が各マグネット間に空隙を以て配置され、前記突極を他方の磁極として機能するように構成されたロータとを備えたモータであって、前記ティースの先端部の軸方向長さが、前記ロータにおける前記マグネットと対応した位置の径方向外側端部である磁石極部の軸方向長さよりも長く設定されたことを要旨とする。   In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, a plurality of teeth extending radially inward are provided in the circumferential direction, and a winding is wound around the teeth; A plurality of magnets having one magnetic pole are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and salient poles provided on the rotor core are arranged with gaps between the magnets so that the salient pole functions as the other magnetic pole. The axial length of the tip end portion of the teeth is greater than the axial length of the magnet pole portion that is the radially outer end portion of the rotor at a position corresponding to the magnet. The gist is that it was set for a long time.

同構成によれば、ティースの先端部の軸方向長さが、ロータにおけるマグネットと対応した位置の径方向外側端部である磁石極部の軸方向長さよりも長く設定されるため、該部分でのロータ、ステータ間のギャップパーミアンスを大きくすることができる。これにより、漏れ磁束が少なくなるとともにステータ鎖交磁束が増加し、ひいては高トルク化を図ることができる。   According to this configuration, the axial length of the tip end portion of the teeth is set longer than the axial length of the magnet pole portion, which is the radially outer end portion at a position corresponding to the magnet in the rotor. The gap permeance between the rotor and the stator can be increased. As a result, the leakage magnetic flux is reduced, and the stator linkage magnetic flux is increased. As a result, high torque can be achieved.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のモータにおいて、前記ティースの先端部の前記磁石極部に対する軸方向の突出量Aと、前記ステータと前記ロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bが、0<(A/B)≦1.5を満たすように設定されたことを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the motor according to the first aspect, an axial protrusion amount A of the tip portion of the teeth with respect to the magnet pole portion, and a radial gap distance between the stator and the rotor. The gist is that the ratio A / B to B is set so as to satisfy 0 <(A / B) ≦ 1.5.

同構成によれば、ティースの先端部の磁石極部に対する軸方向の突出量Aと、ステータとロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bが、0<(A/B)≦1.5を満たすように設定されるため、ティースの先端部が磁石極部に対して軸方向に突出していない場合(A/B=0の場合)よりもステータ鎖交磁束が多くなる(図3参照)。よって、高トルク化を図ることができる。しかも、0<(A/B)≦1.5の範囲では、比率A/B(突出量A)が大きくなるほどステータ鎖交磁束が増加する(図3参照)ため、無駄にティースの先端部を軸方向に長くしてしまうことが無い。   According to this configuration, the ratio A / B between the axial protrusion amount A with respect to the magnet pole portion at the tip portion of the tooth and the radial gap distance B between the stator and the rotor is 0 <(A / B). Since it is set so as to satisfy ≦ 1.5, the stator interlinkage magnetic flux is larger than when the tip portion of the teeth does not protrude in the axial direction with respect to the magnet pole portion (when A / B = 0) ( (See FIG. 3). Therefore, high torque can be achieved. In addition, in the range of 0 <(A / B) ≦ 1.5, the stator linkage flux increases as the ratio A / B (projection amount A) increases (see FIG. 3). There is no lengthening in the axial direction.

請求項3に記載の発明では、請求項1に記載のモータにおいて、前記ティースの先端部の前記磁石極部に対する軸方向の突出量Aと、前記ステータと前記ロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bが、1.5≦(A/B)≦2.5を満たすように設定されたことを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the motor according to the first aspect, an axial protrusion amount A with respect to the magnet pole portion of the tip portion of the teeth, and a radial gap distance between the stator and the rotor The gist is that the ratio A / B to B is set to satisfy 1.5 ≦ (A / B) ≦ 2.5.

同構成によれば、ティースの先端部の磁石極部に対する軸方向の突出量Aと、ステータとロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bが、1.5≦(A/B)≦2.5を満たすように設定されるため、ティースの先端部が磁石極部に対して軸方向に突出していない場合(A/B=0の場合)よりもステータ鎖交磁束が多くなる(図3参照)。よって、高トルク化を図ることができる。しかも、1.5≦(A/B)≦2.5の範囲では、ステータ鎖交磁束がほぼ最大値(図3参照)となり、且つ比率A/Bが2.5を越える場合のようにティースの先端部を軸方向に大幅に無駄に長くしてしまうことが無い。よって、例えば、(A/B)=2.0±0.5で設計すれば、大幅な無駄なくステータ鎖交磁束をほぼ最大値として、容易に最大限の高トルク化を図ることができる。   According to this configuration, the ratio A / B between the axial protrusion amount A with respect to the magnet pole portion at the tip portion of the tooth and the radial gap distance B between the stator and the rotor is 1.5 ≦ (A / B) Since the setting is made so as to satisfy ≦ 2.5, the stator interlinkage magnetic flux is larger than that in the case where the tip end portion of the teeth does not protrude axially with respect to the magnet pole portion (when A / B = 0) (See FIG. 3). Therefore, high torque can be achieved. Moreover, in the range of 1.5 ≦ (A / B) ≦ 2.5, the stator interlinkage magnetic flux is almost the maximum value (see FIG. 3), and the teeth are as in the case where the ratio A / B exceeds 2.5. There is no need to lengthen the tip of the shaft significantly in the axial direction. Therefore, for example, if the design is made with (A / B) = 2.0 ± 0.5, the maximum linkage torque can be easily set to the maximum value without any significant waste and the maximum torque can be easily increased.

請求項4に記載の発明では、ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置されるとともに、前記ロータコアに設けられた突極が各マグネット間に空隙を以て配置され、前記突極を他方の磁極として機能するように構成されたロータであって、前記突極の軸方向長さが、前記マグネットと対応した位置の径方向外側端部である磁石極部の軸方向長さよりも長く設定されたことを要旨とする。   In the invention according to claim 4, a plurality of magnets of one magnetic pole are arranged in the circumferential direction of the rotor core, salient poles provided on the rotor core are arranged with gaps between the magnets, and the salient poles are arranged on the other magnet. A rotor configured to function as a magnetic pole, wherein an axial length of the salient pole is set longer than an axial length of a magnet pole portion that is a radially outer end portion at a position corresponding to the magnet. This is the summary.

同構成によれば、突極の軸方向長さが、マグネットと対応した位置の径方向外側端部である磁石極部の軸方向長さよりも長く設定されるため、突極が磁石極部より軸方向に突出する部分によって、径方向に対向するように配置されるステータ(ティースの先端部)とのギャップパーミアンスを大きくすることができる。これにより、漏れ磁束が少なくなるとともにステータ鎖交磁束が増加し、ひいては高トルク化を図ることができる。   According to this configuration, since the axial length of the salient pole is set to be longer than the axial length of the magnet pole portion, which is the radially outer end at the position corresponding to the magnet, the salient pole is longer than the magnet pole portion. The gap permeance with the stator (tip portion of the teeth) arranged to face in the radial direction can be increased by the portion protruding in the axial direction. As a result, the leakage magnetic flux is reduced, and the stator linkage magnetic flux is increased. As a result, high torque can be achieved.

請求項5に記載の発明では、請求項4に記載のロータと、前記ロータと径方向に対向するように径方向内側に延びるティースが周方向に複数設けられ、前記ティースに巻線が巻装されたステータとを備えたモータであって、前記突極の前記磁石極部に対する軸方向の突出量Cと、前記ステータと前記ロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率C/Bが、0<(C/B)<2を満たすように設定されたことを要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, the rotor according to the fourth aspect and a plurality of teeth extending radially inward so as to face the rotor in the radial direction are provided in the circumferential direction, and windings are wound around the teeth. And a ratio C / B between an axial projection amount C of the salient pole with respect to the magnet pole portion and a radial gap distance B between the stator and the rotor. , 0 <(C / B) <2 is set.

同構成によれば、突極の磁石極部に対する軸方向の突出量Cと、ステータとロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率C/Bが、0<(C/B)<2を満たすように設定されるため、突極が磁石極部に対して軸方向に突出していない場合(C/B=0の場合)よりもステータ鎖交磁束が多くなる(図6参照)。よって、高トルク化を図ることができる。   According to this configuration, the ratio C / B between the axial protrusion amount C of the salient pole with respect to the magnet pole portion and the radial gap distance B between the stator and the rotor is 0 <(C / B) <2. Therefore, the stator interlinkage magnetic flux is larger than when the salient pole does not protrude in the axial direction with respect to the magnet pole portion (when C / B = 0) (see FIG. 6). Therefore, high torque can be achieved.

本発明によれば、高トルク化を図ることができるモータ、及びロータを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor and rotor which can achieve high torque can be provided.

第1の実施の形態におけるモータの平面図。The top view of the motor in 1st Embodiment. 第1の実施の形態におけるモータの断面図。Sectional drawing of the motor in 1st Embodiment. 比率A/Bとステータ鎖交磁束との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between ratio A / B and a stator linkage magnetic flux. 第2の実施の形態におけるロータの斜視図。The perspective view of the rotor in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態におけるモータの断面図。Sectional drawing of the motor in 2nd Embodiment. 比率C/Bとステータ鎖交磁束との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between ratio C / B and a stator flux linkage. (a),(b)別例におけるモータを説明するための一部断面図。(A), (b) Partial sectional drawing for demonstrating the motor in another example.

(第1の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図3に従って説明する。
図1は、インナロータ型のブラシレスモータ(以下、単にモータという)Mを示す。図1に示すように、モータMのステータ10は、径方向内側に延びるティース11aが周方向に複数(本実施の形態では12個)設けられたステータコア11と、前記ティース11aに巻装された巻線12とを備える。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an inner rotor type brushless motor (hereinafter simply referred to as a motor) M. As shown in FIG. 1, the stator 10 of the motor M is wound around the teeth 11 a and a stator core 11 in which a plurality of teeth 11 a extending inward in the radial direction (12 in the present embodiment) are provided in the circumferential direction. Winding 12 is provided.

又、モータMにおいて前記ステータ10の内側に配置されるロータ20は、図1に示すように、回転軸21の外周面に外嵌された略円環状のロータコア22を有する。そして、ロータコア22の外周部には周方向に(等角度間隔に)7つのマグネット配置部22aが形成され、該マグネット配置部22aにはN極のマグネット23がそれぞれ(全部で7個)配置されている。又、各マグネット23間には、ロータコア22の外周部に設けられた(本実施の形態では一体形成された)突極22bがそれぞれマグネット23との各境界部に(本実施の形態では軸方向から見て一定面積の)空隙Kを以て配置されている。つまり、各マグネット23及び突極22bは等角度(360°/14)間隔に交互に配置され、ロータ20は、N極のマグネット23に対して突極22bをS極として機能させる14磁極の所謂コンシクエントポール型にて構成されている。尚、本実施の形態のロータ20は、マグネット23がロータ20の径方向外側端部(外周表面)に配置される表面磁石型であって、そのマグネット23がそのままロータ20の磁石極部となる。   In addition, the rotor 20 disposed inside the stator 10 in the motor M has a substantially annular rotor core 22 that is externally fitted to the outer peripheral surface of the rotating shaft 21 as shown in FIG. Seven magnet arrangement portions 22a are formed on the outer peripheral portion of the rotor core 22 in the circumferential direction (at equal angular intervals), and N pole magnets 23 are arranged in the magnet arrangement portion 22a (seven in total). ing. In addition, between the magnets 23, salient poles 22b provided on the outer peripheral portion of the rotor core 22 (integrated in the present embodiment) are respectively connected to the boundary portions with the magnets 23 (in the axial direction in the present embodiment). It is arranged with a gap K (having a constant area when viewed from above). That is, the magnets 23 and the salient poles 22b are alternately arranged at equiangular (360 ° / 14) intervals, and the rotor 20 is a so-called 14-pole magnetic pole that causes the N-pole magnet 23 to function as the S pole. It is composed of a consequent pole type. Note that the rotor 20 of the present embodiment is a surface magnet type in which the magnet 23 is disposed at the radially outer end (outer peripheral surface) of the rotor 20, and the magnet 23 becomes the magnet pole portion of the rotor 20 as it is. .

ここで、前記ティース11aの先端部(径方向内側端部)の軸方向長さは、図2に示すように、ロータ20におけるマグネット23(磁石極部)の軸方向長さよりも長く設定されている。尚、本実施の形態では、ティース11aの先端部の軸方向長さは、ステータコア11の他の部分(ティース11aの先端部以外や環状部)の軸方向長さと同じとされ、マグネット23の軸方向長さは、ロータコア22(突極22b含む)の軸方向長さと同じに設定されている。又、図2では、ティース11aに巻装された巻線12の図示を省略している。   Here, the axial length of the tip (radially inner end) of the tooth 11a is set longer than the axial length of the magnet 23 (magnet pole portion) in the rotor 20, as shown in FIG. Yes. In the present embodiment, the axial length of the distal end portion of the teeth 11a is the same as the axial length of other portions of the stator core 11 (other than the distal end portion of the teeth 11a and the annular portion). The direction length is set to be the same as the axial length of the rotor core 22 (including the salient poles 22b). In FIG. 2, illustration of the winding 12 wound around the teeth 11 a is omitted.

そして、本実施の形態では、図2に示すように、ティース11aの先端部(径方向内側端部)のマグネット23(磁石極部)に対する軸方向の突出量Aと、ステータ10とロータ20との(最短の)径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bが、1.5≦(A/B)≦2.5を満たすように設定されている。尚、ティース11aの先端部は、マグネット23(磁石極部)に対して軸方向の両端側で軸方向に前記突出量Aずつ突出しており、ティース11aの先端部の軸方向長さは、マグネット23(磁石極部)の軸方向長さよりも前記突出量Aの2倍(A×2)だけ長く設定されていることになる。   And in this Embodiment, as shown in FIG. 2, the protrusion amount A of the axial direction with respect to the magnet 23 (magnet pole part) of the front-end | tip part (radial inner side edge part) of the teeth 11a, the stator 10, the rotor 20, The ratio A / B with the (shortest) radial gap distance B is set to satisfy 1.5 ≦ (A / B) ≦ 2.5. Note that the tip of the tooth 11a protrudes in the axial direction by the protruding amount A at both ends in the axial direction with respect to the magnet 23 (magnet pole portion), and the axial length of the tip of the tooth 11a is the magnet. That is, the length is set to be twice (A × 2) the projection amount A than the axial length of 23 (magnet pole portion).

次に、上記第1の実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
(1)ティース11aの先端部の軸方向長さが、ロータ20におけるマグネット23(磁石極部)の軸方向長さよりも長く設定されるため、該部分でのロータ20、ステータ10間のギャップパーミアンスを大きくすることができる。これにより、漏れ磁束が少なくなるとともにステータ鎖交磁束(詳しくは、ステータ10のティース11aを鎖交する磁束)が増加し、ひいては高トルク化を図ることができる。
Next, characteristic actions and effects of the first embodiment will be described below.
(1) Since the axial length of the tip portion of the tooth 11a is set to be longer than the axial length of the magnet 23 (magnet pole portion) in the rotor 20, the gap permeance between the rotor 20 and the stator 10 at this portion is set. Can be increased. As a result, the leakage magnetic flux is reduced and the stator interlinkage magnetic flux (specifically, the magnetic flux interlinking the teeth 11a of the stator 10) is increased, so that high torque can be achieved.

(2)ティース11aの先端部のマグネット23(磁石極部)に対する軸方向の突出量Aと、ステータ10とロータ20との径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bが、1.5≦(A/B)≦2.5を満たすように設定される。これにより、ティース11aの先端部がマグネット23(磁石極部)に対して軸方向に突出していない場合(A/B=0の場合)よりもステータ鎖交磁束が多くなる(図3参照)。よって、高トルク化を図ることができる。しかも、1.5≦(A/B)≦2.5の範囲では、ステータ鎖交磁束がほぼ最大値(図3参照)となり、且つ比率A/Bが2.5を越える場合のようにティース11aの先端部を軸方向に大幅に無駄に長くしてしまうことが無い。よって、例えば、(A/B)=2.0±0.5で設計すれば、大幅な無駄なくステータ鎖交磁束をほぼ最大値として、容易に最大限の高トルク化を図ることができる。詳しくは、図3は、実験によって前記比率A/Bを変化させたときのステータ鎖交磁束(比)を示している。図3に示すように、前記比率A/Bが、1.5≦(A/B)≦2.5を満たす場合、ティース11aの先端部の軸方向長さとマグネット23(磁石極部)の軸方向長さとが同じ場合(A/B=0の場合)に比べて、ステータ鎖交磁束が略最大値(約101%)となっていることが分かる。そこで、本実施の形態では、前記比率A/Bが1.5≦(A/B)≦2.5を満たすように設定している。   (2) The ratio A / B between the axial protrusion amount A with respect to the magnet 23 (magnet pole portion) at the tip of the tooth 11a and the radial gap distance B between the stator 10 and the rotor 20 is 1.5. It is set to satisfy ≦ (A / B) ≦ 2.5. As a result, the stator interlinkage magnetic flux increases compared to the case where the tip end portion of the tooth 11a does not protrude in the axial direction with respect to the magnet 23 (magnet pole portion) (in the case of A / B = 0) (see FIG. 3). Therefore, high torque can be achieved. Moreover, in the range of 1.5 ≦ (A / B) ≦ 2.5, the stator interlinkage magnetic flux is almost the maximum value (see FIG. 3), and the teeth are as in the case where the ratio A / B exceeds 2.5. The tip of 11a is not significantly lengthened in the axial direction. Therefore, for example, if the design is made with (A / B) = 2.0 ± 0.5, the maximum linkage torque can be easily set to the maximum value without any significant waste and the maximum torque can be easily increased. Specifically, FIG. 3 shows the stator flux linkage (ratio) when the ratio A / B is changed by experiment. As shown in FIG. 3, when the ratio A / B satisfies 1.5 ≦ (A / B) ≦ 2.5, the axial length of the tip portion of the tooth 11a and the axis of the magnet 23 (magnet pole portion). It can be seen that the stator interlinkage magnetic flux is substantially the maximum value (about 101%) as compared with the case where the direction length is the same (when A / B = 0). Therefore, in the present embodiment, the ratio A / B is set to satisfy 1.5 ≦ (A / B) ≦ 2.5.

(第2の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第2の実施の形態を図4〜図6に従って説明する。尚、第2の実施の形態において第1の実施の形態と同様の部分(ステータ10等)については、同様の符号を付す等してその詳細な説明を一部省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. In the second embodiment, portions similar to those in the first embodiment (stator 10 and the like) are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof is partially omitted.

この例のロータ30は、図4及び図5に示すように、突極31a(突極部材31)の軸方向長さが、前記マグネット23(磁石極部)の軸方向長さよりも長く設定されている。詳しくは、この例の突極31aは、ロータコア32と別体で成形されて該ロータコア32に固定される突極部材31に形成されている。そして、その突極部材31の軸方向長さが、前記マグネット23(磁石極部)及びロータコア32の軸方向長さよりも長く形成されている。   In the rotor 30 of this example, as shown in FIGS. 4 and 5, the axial length of the salient pole 31a (salient pole member 31) is set longer than the axial length of the magnet 23 (magnet pole portion). ing. Specifically, the salient pole 31 a in this example is formed on the salient pole member 31 that is formed separately from the rotor core 32 and is fixed to the rotor core 32. The axial length of the salient pole member 31 is longer than the axial lengths of the magnet 23 (magnet pole portion) and the rotor core 32.

そして、図5に示すように、突極31aのマグネット23(磁石極部)に対する軸方向の突出量Cと、ステータ10とロータ30との(最短の)径方向の空隙の距離Bとの比率C/Bが、0<(C/B)<2を満たすように設定されている。尚、突極31a(突極部材31)は、マグネット23(磁石極部)に対して軸方向の両端側で軸方向に前記突出量Cずつ突出しており、突極31a(突極部材31)の軸方向長さは、マグネット23(磁石極部)の軸方向長さよりも突出量Cの2倍(C×2)だけ長く設定されていることになる。又、この例のステータコア11(ティース11aの先端部)の軸方向長さは、図5に示すように、突極31a(突極部材31)の軸方向長さよりも短く、且つマグネット23(磁石極部)の軸方向長さよりも長く設定されている。   Then, as shown in FIG. 5, the ratio between the protruding amount C of the salient pole 31 a in the axial direction with respect to the magnet 23 (magnet pole portion) and the distance B of the (shortest) radial gap between the stator 10 and the rotor 30. C / B is set to satisfy 0 <(C / B) <2. In addition, the salient pole 31a (the salient pole member 31) projects by the projection amount C in the axial direction on both ends in the axial direction with respect to the magnet 23 (magnet pole portion), and the salient pole 31a (the salient pole member 31) Is set to be longer than the axial length of the magnet 23 (magnet pole portion) by twice the projection amount C (C × 2). Further, the axial length of the stator core 11 (the tip portion of the teeth 11a) in this example is shorter than the axial length of the salient pole 31a (the salient pole member 31) as shown in FIG. It is set longer than the axial length of the pole portion).

次に、上記第2の実施の形態の特徴的な(上記した以外の)作用効果を以下に記載する。
(1)突極31a(突極部材31)の軸方向長さが、マグネット23(磁石極部)の軸方向長さよりも長く設定されるため、突極31a(突極部材31)がマグネット23(磁石極部)より軸方向に突出する部分によって、ステータ10(ティース11aの先端部)とのギャップパーミアンスを大きくすることができる。これにより、漏れ磁束が少なくなるとともにステータ鎖交磁束が増加し、ひいては高トルク化を図ることができる。
Next, characteristic effects (other than those described above) of the second embodiment will be described below.
(1) Since the axial length of the salient pole 31 a (the salient pole member 31) is set longer than the axial length of the magnet 23 (magnet pole portion), the salient pole 31 a (the salient pole member 31) becomes the magnet 23. The gap permeance with the stator 10 (tip portion of the teeth 11a) can be increased by the portion protruding in the axial direction from the (magnet pole portion). As a result, the leakage magnetic flux is reduced, and the stator linkage magnetic flux is increased. As a result, high torque can be achieved.

(2)突極31aのマグネット23(磁石極部)に対する軸方向の突出量Cと、ステータ10とロータ30との径方向の空隙の距離Bとの比率C/Bが、0<(C/B)<2を満たすように設定されるため、突極31aがマグネット23に対して軸方向に突出していない場合(C/B=0の場合)よりもステータ鎖交磁束が多くなる(図6参照)。よって、高トルク化を図ることができる。詳しくは、図6は、実験によって前記比率C/Bを変化させたときのステータ鎖交磁束(比)を示している。図6に示すように、前記比率C/Bが、0<(C/B)<2を満たす場合、突極31a(突極部材31)の軸方向長さとマグネット23(磁石極部)の軸方向長さとが同じ場合(C/B=0の場合)に比べて、ステータ鎖交磁束が多くなることが分かる。そこで、この例では、前記比率C/Bが、0<(C/B)<2を満たすように設定している。尚、図6に示すように、前記比率C/Bが0.5≦(C/B)≦1.0を満たす場合、ステータ鎖交磁束が略最大値(約101.5%)となっていることが分かる。よって、特に、前記比率C/Bが0.5≦(C/B)≦1.0を満たすように設定することが望ましく、このようにすると最大限の高トルク化を図ることができる。   (2) The ratio C / B between the axial protrusion amount C of the salient pole 31a with respect to the magnet 23 (magnet pole portion) and the radial gap distance B between the stator 10 and the rotor 30 is 0 <(C / B) Since it is set to satisfy <2, the stator interlinkage magnetic flux is larger than when the salient pole 31a does not protrude in the axial direction with respect to the magnet 23 (when C / B = 0) (FIG. 6). reference). Therefore, high torque can be achieved. Specifically, FIG. 6 shows the stator flux linkage (ratio) when the ratio C / B is changed by experiment. As shown in FIG. 6, when the ratio C / B satisfies 0 <(C / B) <2, the axial length of the salient pole 31a (the salient pole member 31) and the axis of the magnet 23 (magnet pole portion). It can be seen that the stator interlinkage magnetic flux increases as compared with the case where the direction length is the same (C / B = 0). Therefore, in this example, the ratio C / B is set so as to satisfy 0 <(C / B) <2. As shown in FIG. 6, when the ratio C / B satisfies 0.5 ≦ (C / B) ≦ 1.0, the stator linkage magnetic flux becomes substantially the maximum value (about 101.5%). I understand that. Therefore, it is particularly desirable that the ratio C / B is set so as to satisfy 0.5 ≦ (C / B) ≦ 1.0. In this way, the maximum torque can be increased.

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第1の実施の形態では、ティース11aの先端部のマグネット23(磁石極部)に対する軸方向の突出量Aと、ステータ10とロータ20との径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bを、1.5≦(A/B)≦2.5を満たすように設定したが、これに限定されず、例えば、0<(A/B)≦1.5を満たすように設定してもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In the first embodiment, the ratio A between the axial protrusion amount A with respect to the magnet 23 (magnet pole portion) at the tip of the tooth 11a and the radial gap distance B between the stator 10 and the rotor 20 / B is set to satisfy 1.5 ≦ (A / B) ≦ 2.5, but is not limited to this, for example, set to satisfy 0 <(A / B) ≦ 1.5 May be.

このようにしても、ティース11aの先端部がマグネット23(磁石極部)に対して軸方向に突出していない場合(A/B=0の場合)よりもステータ鎖交磁束が多くなる(図3参照)。よって、高トルク化を図ることができる。しかも、0<(A/B)≦1.5の範囲では、比率A/B(突出量A)が大きくなるほどステータ鎖交磁束が増加する(図3参照)ため、無駄にティース11aの先端部を軸方向に長くしてしまうことが無い。詳しくは、図3は、実験によって前記比率A/Bを変化させたときのステータ鎖交磁束(比)を示している。図3に示すように、前記比率A/Bが、0<(A/B)≦1.5を満たす場合、ティース11aの先端部の軸方向長さとマグネット23(磁石極部)の軸方向長さとが同じ場合(A/B=0の場合)に比べて、ステータ鎖交磁束が多くなるとともに比率A/Bが大きくなるほどステータ鎖交磁束が増加することが分かる。そこで、この例では、前記比率A/Bが、0<(A/B)≦1.5を満たすように設定している。   Even if it does in this way, stator interlinkage magnetic flux will increase rather than the case where the front-end | tip part of the teeth 11a does not protrude in the axial direction with respect to the magnet 23 (magnet pole part) (when A / B = 0) (FIG. 3). reference). Therefore, high torque can be achieved. In addition, in the range of 0 <(A / B) ≦ 1.5, the stator linkage flux increases as the ratio A / B (projection amount A) increases (see FIG. 3). Is not lengthened in the axial direction. Specifically, FIG. 3 shows the stator flux linkage (ratio) when the ratio A / B is changed by experiment. As shown in FIG. 3, when the ratio A / B satisfies 0 <(A / B) ≦ 1.5, the axial length of the tip portion of the tooth 11a and the axial length of the magnet 23 (magnet pole portion). It can be seen that the stator linkage flux increases as the ratio A / B increases as the stator linkage flux increases and the ratio A / B increases. Therefore, in this example, the ratio A / B is set to satisfy 0 <(A / B) ≦ 1.5.

・上記第1の実施の形態では、ティース11aの先端部の軸方向長さは、ステータコア11の他の部分(ティース11aの先端部以外や環状部)の軸方向長さと同じとされるとしたが、これに限定されず、例えば、図7(a),(b)に示すように、ティース11aの先端部のみ軸方向長さが長くなるように変更してもよい。   In the first embodiment, the axial length of the tip portion of the teeth 11a is the same as the axial length of other portions of the stator core 11 (other than the tip portion of the teeth 11a and the annular portion). However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, only the tip portion of the tooth 11a may be changed so that the axial length becomes longer.

詳しくは、第1の実施の形態では特にステータコア11の詳細な構成について言及していないが、図7(a)に示すように、ステータコア41におけるティース11aの先端部(径方向内側端部)のみ軸方向長さが長くなるようにステータコア41をSMC成形等により製造したものとしてもよい。   Specifically, in the first embodiment, the detailed configuration of the stator core 11 is not particularly mentioned. However, as shown in FIG. 7A, only the tip end portion (the radially inner end portion) of the teeth 11a in the stator core 41 is provided. The stator core 41 may be manufactured by SMC molding or the like so that the axial length becomes long.

又、図7(b)に示すように、ステータコア42の略全体を、コアシートSを積層して製造するとともに、ティース11aの先端部(径方向内側端部)のみ軸方向長さが長くなるように該部分に別部材42aを固定して設けたものとしてもよい。   Further, as shown in FIG. 7B, substantially the entire stator core 42 is manufactured by laminating the core sheet S, and only the tip end portion (the radially inner end portion) of the teeth 11a has an increased axial length. As described above, another member 42a may be fixed to the portion.

これらのようにすると、第1の実施の形態の効果と同様の効果を得ることができるとともに、ティース11aに巻装される巻線12(図1参照)の軸方向の突出量を抑えることができ、ひいてはモータMの軸方向の小型化を図ることが可能となる。   If it does in this way, while being able to acquire the effect similar to the effect of 1st Embodiment, it can suppress the protrusion amount of the axial direction of the coil | winding 12 (refer FIG. 1) wound by the teeth 11a. As a result, it is possible to reduce the size of the motor M in the axial direction.

・上記各実施の形態のロータ20,30は、マグネット23がロータ20,30の径方向外側端部(外周表面)に配置される表面磁石型であるとしたが、これに限定されず、埋め込み磁石型のロータに変更してもよい。この場合、ステータ(ティース11aの先端)と径方向に対向する磁石極部は、ロータコアにおけるマグネットと対応した位置の径方向外側端部となる。よって、例えば、第1の実施の形態のロータ20を埋め込み磁石型のロータに変更した場合、ティース11aの先端部の軸方向長さを、この磁石極部(ロータコアにおけるマグネットと対応した位置の径方向外側端部)の軸方向長さよりも長く設定することになる。   In the above embodiments, the rotors 20 and 30 are of the surface magnet type in which the magnets 23 are disposed at the radially outer ends (outer peripheral surfaces) of the rotors 20 and 30. You may change to a magnet-type rotor. In this case, the magnet pole portion that faces the stator (tip of the tooth 11a) in the radial direction is a radially outer end portion at a position corresponding to the magnet in the rotor core. Therefore, for example, when the rotor 20 of the first embodiment is changed to an embedded magnet type rotor, the axial length of the tip of the tooth 11a is set to the diameter of this magnet pole portion (position corresponding to the magnet in the rotor core). It is set to be longer than the axial length of the outer end portion in the direction.

・上記各実施の形態では、ティース11aが12個(12スロット)で、マグネット23(突極22b,31a)の数が7個(即ち14磁極)のモータMに具体化したが、他の数のモータに変更して実施してもよい。   In each of the embodiments described above, the motor M is embodied with 12 teeth 11a (12 slots) and 7 magnets 23 (ie, salient poles 22b and 31a) (ie, 14 magnetic poles). The motor may be changed to this.

10…ステータ、11a…ティース、12…巻線、20,30…ロータ、22,32…ロータコア、22b,31a…突極、23…マグネット、A,C…突出量、B…距離、K…空隙。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Stator, 11a ... Teeth, 12 ... Winding, 20, 30 ... Rotor, 22, 32 ... Rotor core, 22b, 31a ... Salient pole, 23 ... Magnet, A, C ... Projection amount, B ... Distance, K ... Air gap .

Claims (5)

径方向内側に延びるティースが周方向に複数設けられ、前記ティースに巻線が巻装されたステータと、
前記ステータの内側に配置され、ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置されるとともに、前記ロータコアに設けられた突極が各マグネット間に空隙を以て配置され、前記突極を他方の磁極として機能するように構成されたロータと
を備えたモータであって、
前記ティースの先端部の軸方向長さが、前記ロータにおける前記マグネットと対応した位置の径方向外側端部である磁石極部の軸方向長さよりも長く設定されたことを特徴とするモータ。
A plurality of teeth extending radially inward in the circumferential direction, and a stator having a winding wound around the teeth;
A plurality of magnets of one magnetic pole are arranged in the circumferential direction of the rotor core, arranged inside the stator, and salient poles provided on the rotor core are arranged with gaps between the magnets, and the salient poles are arranged as the other magnetic poles. A motor with a rotor configured to function as
The motor is characterized in that the axial length of the tip end portion of the teeth is set longer than the axial length of the magnet pole portion which is a radially outer end portion at a position corresponding to the magnet in the rotor.
請求項1に記載のモータにおいて、
前記ティースの先端部の前記磁石極部に対する軸方向の突出量Aと、前記ステータと前記ロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bが、
0<(A/B)≦1.5
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。
The motor according to claim 1,
The ratio A / B between the axial protrusion amount A of the tip portion of the teeth with respect to the magnet pole portion and the radial gap distance B between the stator and the rotor is as follows:
0 <(A / B) ≦ 1.5
A motor characterized by being set to satisfy.
請求項1に記載のモータにおいて、
前記ティースの先端部の前記磁石極部に対する軸方向の突出量Aと、前記ステータと前記ロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率A/Bが、
1.5≦(A/B)≦2.5
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。
The motor according to claim 1,
The ratio A / B between the axial protrusion amount A of the tip portion of the teeth with respect to the magnet pole portion and the radial gap distance B between the stator and the rotor is as follows:
1.5 ≦ (A / B) ≦ 2.5
A motor characterized by being set to satisfy.
ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置されるとともに、前記ロータコアに設けられた突極が各マグネット間に空隙を以て配置され、前記突極を他方の磁極として機能するように構成されたロータであって、
前記突極の軸方向長さが、前記マグネットと対応した位置の径方向外側端部である磁石極部の軸方向長さよりも長く設定されたことを特徴とするロータ。
A plurality of magnets of one magnetic pole are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and salient poles provided on the rotor core are arranged with gaps between the magnets, and the salient pole functions as the other magnetic pole. A rotor,
The rotor characterized in that the axial length of the salient pole is set longer than the axial length of the magnet pole portion which is a radially outer end portion at a position corresponding to the magnet.
請求項4に記載のロータと、
前記ロータと径方向に対向するように径方向内側に延びるティースが周方向に複数設けられ、前記ティースに巻線が巻装されたステータと
を備えたモータであって、
前記突極の前記磁石極部に対する軸方向の突出量Cと、前記ステータと前記ロータとの径方向の空隙の距離Bとの比率C/Bが、
0<(C/B)<2を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。
A rotor according to claim 4;
A motor including a plurality of teeth extending radially inward so as to face the rotor in the radial direction, and a stator having a winding wound around the teeth,
A ratio C / B between an axial protrusion amount C of the salient pole with respect to the magnet pole portion and a radial gap distance B between the stator and the rotor is:
A motor set to satisfy 0 <(C / B) <2.
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