JP2015023726A - Rotor and motor - Google Patents

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洋次 山田
Hirotsugu Yamada
洋次 山田
晃司 三上
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晃司 三上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor and a motor that contributes to high output.SOLUTION: A rotor comprises: first and second rotor cores 31, 32 in which a plurality of pawl-like magnetic poles 31b, 32b are projected at equal intervals on the outer peripheral parts of the core bases 31a, 32a, each of which has an approximately disk shape, and also extended in an axial direction; and an annular magnet 33 in which the pawl-like magnetic poles 31b, 32b are functioned as different magnetic poles. When the outside diameter of an assembly in which the first rotor core 31, the second rotor core 32, and the annular magnet 33 are fitted together is represented by Do, the inside diameter thereof is represented by Di, and the length thereof in the axial direction is represented by Hr, the rotor is configured to satisfy the range of 0<Di/Do<0.56 (0.2≤Hr/Do≤0.3) and the range of 0.06<Hr/Do<0.96 (0<Di/Do≤0.2).

Description

本発明は、ロータ及びモータに関する。   The present invention relates to a rotor and a motor.

モータに使用されるロータとしては、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされる2つのロータコアと、それらの間に配置された界磁磁石とを備え、各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させるいわゆる永久磁石界磁のランデル型構造のロータがある。   The rotor used in the motor includes two rotor cores combined with each other having a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction, and a field magnet arranged between them, and each claw-shaped magnetic pole is alternately arranged. There is a so-called permanent magnet field Landell-type rotor that allows different magnetic poles to function.

そして、特許文献1のロータでは、爪状磁極同士の周方向の各間に周方向に磁化された極間磁石が設けられることで、ロータでの漏れ磁束が低減されている。   And in the rotor of patent document 1, the leakage magnetic flux in a rotor is reduced by providing the interpolar magnet magnetized in the circumferential direction between each circumferential direction of claw-shaped magnetic poles.

特開2012−115085号公報JP 2012-115085 A

ところで、上記のようにランデル型構造のロータでは、極間磁石を設けることでロータでの漏れ磁束を抑えて出力の向上に寄与することが可能となっているが、他の方法によっても出力の向上が望まれている。   By the way, in the rotor of the Landell type structure as described above, it is possible to suppress the leakage magnetic flux in the rotor by providing an interpole magnet, thereby contributing to the improvement of the output. Improvement is desired.

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、高出力化に寄与できるロータ及びモータを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a rotor and a motor that can contribute to higher output.

上記課題を解決するロータは、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、を備えたロータであって、前記第1ロータコアと第2ロータコアと界磁磁石とを組み付けた組付体の外径をDo、内径をDi、軸方向における長さをHrとしたとき、0<Di/Do<0.56(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.06<Hr/Do<0.96(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすように構成される。   Each of the rotors that solve the above-described problems has a plurality of claw-shaped magnetic poles projecting radially outward at equal intervals on the outer periphery of a substantially disk-shaped core base and extending in the axial direction. Are arranged between the first and second rotor cores in which the claw-shaped magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction while being opposed to each other and the axial direction of the core bases, and are magnetized in the axial direction, whereby the first rotor core A field magnet that causes the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core to function as a first magnetic pole and the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core to function as a second magnetic pole. (2) When the outer diameter of the assembly in which the rotor core and the field magnet are assembled is Do, the inner diameter is Di, and the length in the axial direction is Hr, 0 <Di / Do <0.56 (provided that 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3) or 0.06 Hr / Do <0.96 (provided that, 0 <Di / Do ≦ 0.2) configured so as to satisfy the range of.

この構成によれば、図5又は図6に示すように、所謂SPM(Surface Permanent Magnet)型のロータよりも高出力を得ることができ、高出力化に寄与できる。
上記ロータにおいて、前記組付体は、0<Di/Do≦0.4(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.1≦Hr/Do<0.65(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすように構成されることが好ましい。
According to this configuration, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, a higher output can be obtained than a so-called SPM (Surface Permanent Magnet) type rotor, which can contribute to higher output.
In the above rotor, the assembly is in a range of 0 <Di / Do ≦ 0.4 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.1 ≦ Hr / Do <0.65 ( However, it is preferably configured to satisfy the range of 0 <Di / Do ≦ 0.2).

この構成によれば、図5又は図6に示すように、所謂SPM型のロータよりも更に高出力を得ることができ、更なる高出力化に寄与できる。
上記ロータにおいて、前記組付体は、0<Di/Do≦0.1(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.2≦Hr/Do<0.3(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすように構成されることが好ましい。
According to this configuration, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, it is possible to obtain a higher output than the so-called SPM type rotor, which can contribute to further higher output.
In the rotor, the assembly is in a range of 0 <Di / Do ≦ 0.1 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.2 ≦ Hr / Do <0.3 ( However, it is preferably configured to satisfy the range of 0 <Di / Do ≦ 0.2).

この構成によれば、図5又は図6に示すように、所謂SPM型のロータよりも更に高出力を得ることができ、更なる高出力化に寄与できる。
上記課題を解決するモータは、上記いずれかの構成のロータを備える。
According to this configuration, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, it is possible to obtain a higher output than the so-called SPM type rotor, which can contribute to further higher output.
A motor that solves the above problem includes a rotor having any one of the above-described configurations.

この構成によれば、上記いずれかの効果と同様の効果を奏するモータを提供することができる。   According to this configuration, it is possible to provide a motor that exhibits the same effect as any of the above effects.

本発明のロータ及びモータによれば、高出力化に寄与できる。   The rotor and motor of the present invention can contribute to higher output.

実施形態におけるモータの断面図である。It is sectional drawing of the motor in embodiment. 同上におけるモータの平面図である。It is a top view of the motor in the same as the above. (a)(b)は、同上におけるロータの斜視図である。(A) (b) is a perspective view of the rotor in the same as the above. ロータの断面図である。It is sectional drawing of a rotor. 組付体の軸方向長さと外径との比を変更した場合におけるトルク変化を示すグラフである。It is a graph which shows the torque change at the time of changing the ratio of the axial direction length of an assembly | attachment, and an outer diameter. 組付体の内径と外径との比を変更した場合におけるトルク変化を示すグラフである。It is a graph which shows the torque change at the time of changing the ratio of the internal diameter of an assembly | attachment body, and an outer diameter. 従来モータの一例を示す一部断面斜視図である。It is a partial cross section perspective view which shows an example of the conventional motor.

以下、モータの一実施形態について説明する。
図1に示すように、モータとしてのブラシレスモータ11のモータケース12は、略有底円筒状に形成されたヨークハウジング13と、このヨークハウジング13のフロント側(図1中、左側)の開口部を閉塞するエンドプレート14とを有している。前記ヨークハウジング13は例えば磁性体の鉄で構成される。また、前記エンドプレート14は例えば非磁性体の樹脂材料で構成される。
Hereinafter, an embodiment of the motor will be described.
As shown in FIG. 1, a motor case 12 of a brushless motor 11 as a motor includes a yoke housing 13 formed in a substantially bottomed cylindrical shape, and an opening on the front side (left side in FIG. 1) of the yoke housing 13. And an end plate 14 for closing. The yoke housing 13 is made of, for example, magnetic iron. The end plate 14 is made of, for example, a nonmagnetic resin material.

図1に示すように、ヨークハウジング13の内周面にはステータ16が固定されている。ステータ16は、径方向内側に延びる複数のティース17aを有するステータコア17と、ステータコア17のティース17aにインシュレータ19を介して巻回される巻線20とを備えている。ステータ16は、外部の制御回路Sから巻線20に駆動電流が供給されることで回転磁界を発生する。   As shown in FIG. 1, a stator 16 is fixed to the inner peripheral surface of the yoke housing 13. The stator 16 includes a stator core 17 having a plurality of teeth 17 a extending radially inward, and a winding 20 wound around the teeth 17 a of the stator core 17 via an insulator 19. The stator 16 generates a rotating magnetic field when a drive current is supplied from the external control circuit S to the winding 20.

図2に示すようにステータコア17は、計12個のティース17aを有している。従って、ティース17a間に形成されるスロット17bの数も12個とされている。
図2に示すようにティース17aは、巻回部18aと、巻回部18aの径方向内側の端部から周方向両側に突出する突出部18bとを備える。巻回部18aは、U相、V相、W相の巻線20が集中巻にて巻回されている。
As shown in FIG. 2, the stator core 17 has a total of 12 teeth 17a. Therefore, the number of slots 17b formed between the teeth 17a is also twelve.
As shown in FIG. 2, the teeth 17 a include a winding part 18 a and projecting parts 18 b that protrude from the radially inner end of the winding part 18 a to both sides in the circumferential direction. In the winding portion 18a, the U-phase, V-phase, and W-phase windings 20 are wound in concentrated winding.

図1に示すように、ブラシレスモータ11のロータ21は回転軸22を有し、ステータ16の内側に配置されている。回転軸22は非磁性体の金属シャフトであって、ヨークハウジング13の底部13a及びエンドプレート14に支持された軸受23,24により回転可能に支持されている。   As shown in FIG. 1, the rotor 21 of the brushless motor 11 has a rotating shaft 22 and is disposed inside the stator 16. The rotating shaft 22 is a non-magnetic metal shaft, and is rotatably supported by bearings 23 and 24 supported by the bottom 13 a of the yoke housing 13 and the end plate 14.

図3及び図4に示すように、ロータ21は、前記回転軸22が圧入されることで互いの軸方向の間隔が保持されつつ回転軸22に固定される第1及び第2ロータコア31,32と、第1ロータコア31と第2ロータコア32との軸方向の間に介在される界磁磁石としての環状磁石33を備える。更に、ロータ21は、背面補助磁石34,35と、極間磁石36,37とを備える。   As shown in FIGS. 3 and 4, the rotor 21 includes first and second rotor cores 31 and 32 that are fixed to the rotating shaft 22 while the axial distance between the rotating shafts 22 is maintained by press-fitting the rotating shaft 22. And an annular magnet 33 as a field magnet interposed between the first rotor core 31 and the second rotor core 32 in the axial direction. Further, the rotor 21 includes back auxiliary magnets 34 and 35 and interpole magnets 36 and 37.

図3(a)及び図4に示すように、第1ロータコア31は、略円板状の第1コアベース31aの外周部に、等間隔に複数(本実施形態では5つ)の第1爪状磁極31bが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出して形成されている。詳しくは、第1爪状磁極31bは、第1コアベース31aの外周部から径方向外側に突出した突出部31cと、該突出部31cの先端に設けられ軸方向に延びる爪部31dとを有する。突出部31cは、軸方向から見て扇形状に形成されている。爪部31dは、軸直交方向断面が扇形状に形成されている。また、第1ロータコア31の第1コアベース31aは、その略中心に前記回転軸22を挿通する挿通孔31eを有する。   As shown in FIGS. 3A and 4, the first rotor core 31 has a plurality of (five in the present embodiment) first claws on the outer periphery of the substantially disk-shaped first core base 31 a. The magnetic pole 31b protrudes radially outward and extends in the axial direction. Specifically, the first claw-shaped magnetic pole 31b includes a protrusion 31c that protrudes radially outward from the outer periphery of the first core base 31a, and a claw 31d that is provided at the tip of the protrusion 31c and extends in the axial direction. . The protrusion 31c is formed in a fan shape when viewed from the axial direction. The claw portion 31d has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis. The first core base 31a of the first rotor core 31 has an insertion hole 31e through which the rotary shaft 22 is inserted at the approximate center thereof.

図3(b)及び図4に示すように、第2ロータコア32は、第1ロータコア31と同形状であって、略円板状の第2コアベース32aの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極32bが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出して形成されている。詳しくは、第2爪状磁極32bは、第2コアベース32aの外周部から径方向外側に突出した突出部32cと、該突出部32cの先端に設けられ軸方向に延びる爪部32dとを有する。突出部32cは、第1ロータコア31の突出部31cと同様に、軸方向から見て扇形状に形成されている。爪部32dは、軸直交方向断面が扇形状に形成されている。また、第2ロータコア32の第2コアベース32aは、その略中心に前記回転軸22を挿通する挿通孔32eを有する。   As shown in FIGS. 3B and 4, the second rotor core 32 has the same shape as the first rotor core 31, and a plurality of the second rotor cores 32 are arranged at equal intervals on the outer periphery of the substantially disk-shaped second core base 32 a. The second claw-shaped magnetic pole 32b protrudes radially outward and extends in the axial direction. Specifically, the second claw-shaped magnetic pole 32b has a protrusion 32c that protrudes radially outward from the outer periphery of the second core base 32a, and a claw 32d that is provided at the tip of the protrusion 32c and extends in the axial direction. . The protrusion 32 c is formed in a fan shape when viewed from the axial direction, similarly to the protrusion 31 c of the first rotor core 31. The claw portion 32d has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis. The second core base 32a of the second rotor core 32 has an insertion hole 32e through which the rotary shaft 22 is inserted at the approximate center thereof.

そして、第1及び第2ロータコア31,32は、前記挿通孔31e,32eに回転軸22が圧入されるとともに、第1及び第2コアベース31a,32aの軸方向の外側(相反する側)の距離が予め設定された一定の距離となるように回転軸22に対して圧入固定される。この際、第2ロータコア32は、各第2爪状磁極32bが周方向に隣り合う第1爪状磁極31b間に配置されるようにして、且つ第1コアベース31aと第2コアベース32aとの軸方向の間に環状磁石33が配置(挟持)されるようにして第1ロータコア31に対して組み付けられている。   In the first and second rotor cores 31 and 32, the rotary shaft 22 is press-fitted into the insertion holes 31e and 32e, and the first and second core bases 31a and 32a are on the outer side (opposite sides) in the axial direction. It is press-fitted and fixed to the rotary shaft 22 so that the distance becomes a predetermined constant distance. At this time, the second rotor core 32 is arranged such that each of the second claw-shaped magnetic poles 32b is disposed between the first claw-shaped magnetic poles 31b adjacent in the circumferential direction, and the first core base 31a and the second core base 32a. The annular magnet 33 is assembled to the first rotor core 31 so as to be disposed (clamped) between the first rotor core 31 and the second rotor core 31.

図4に示すように、環状磁石33は、フェライト磁石やネオジム磁石等の磁石であって、前記回転軸22を挿通する中央孔33aが形成された円環状に形成される。環状磁石33は、第1爪状磁極31bを第1の磁極(本実施形態ではN極)として機能させ、第2爪状磁極32bを第2の磁極(本実施形態ではS極)として機能させるように、軸方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ21は、界磁磁石としての環状磁石33を用いた所謂ランデル型構造のロータである。   As shown in FIG. 4, the annular magnet 33 is a magnet such as a ferrite magnet or a neodymium magnet, and is formed in an annular shape having a central hole 33 a through which the rotary shaft 22 is inserted. The annular magnet 33 causes the first claw-shaped magnetic pole 31b to function as a first magnetic pole (N pole in the present embodiment), and causes the second claw-shaped magnetic pole 32b to function as a second magnetic pole (S pole in the present embodiment). Thus, it is magnetized in the axial direction. That is, the rotor 21 of the present embodiment is a so-called Landell type rotor using an annular magnet 33 as a field magnet.

ロータ21は、図2に示すように、N極となる4つの第1爪状磁極31bと、S極となる4つの第2爪状磁極32bとが周方向に交互に配置されており、極数が8極(極対数が4個)となる。すなわち、本実施形態では、ロータ21の極数が「8」に設定され、ステータ16のティース17aの数が「12」に設定されている。つまり、前記ロータ21の極数を2n(但しnは自然数であり、本実施形態では4)、スロット17bの数(スロット数)を3nとして、極数とスロット数の比が2:3となるように構成されている。   As shown in FIG. 2, the rotor 21 has four first claw-shaped magnetic poles 31b that are N poles and four second claw-shaped magnetic poles 32b that are S poles arranged alternately in the circumferential direction. The number is 8 poles (the number of pole pairs is 4). That is, in the present embodiment, the number of poles of the rotor 21 is set to “8”, and the number of teeth 17a of the stator 16 is set to “12”. That is, the number of poles of the rotor 21 is 2n (where n is a natural number, 4 in the present embodiment), the number of slots 17b (slot number) is 3n, and the ratio of the number of poles to the number of slots is 2: 3. It is configured as follows.

また、図3(b)及び図4に示すように、各第1爪状磁極31bの背面31f(径方向内側の面)と第2コアベース32aの外周面32gとの間には、背面補助磁石34が配置されている。背面補助磁石34は、その軸直交方向断面が略扇形状とされ、第1爪状磁極31bの背面31fに当接する側が第1爪状磁極31bと同極のN極に、第2コアベース32aの外周面32gに当接する側が同第2コアベース32aと同極のS極となるように磁化されている。   Further, as shown in FIGS. 3B and 4, there is a back surface auxiliary between the back surface 31f (radially inner surface) of each first claw-shaped magnetic pole 31b and the outer peripheral surface 32g of the second core base 32a. A magnet 34 is arranged. The back auxiliary magnet 34 has a substantially fan-shaped cross section in the direction orthogonal to the axis, and the second core base 32a has a side that abuts on the back surface 31f of the first claw-shaped magnetic pole 31b as the N pole having the same polarity as the first claw-shaped magnetic pole 31b. Is magnetized so that the side in contact with the outer peripheral surface 32g becomes the S pole having the same polarity as the second core base 32a.

また、図3(a)及び図4に示すように、各第2爪状磁極32bの背面32fと第1コアベース31aの外周面31gとの間には、第1爪状磁極31bと同様に、背面補助磁石35が配置されている。背面補助磁石35は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、背面32fに当接する側がS極に、第1コアベース31aの外周面31gに当接する側がN極となるように磁化されている。背面補助磁石34,35としては、例えばフェライト磁石を用いることができる。   Further, as shown in FIGS. 3A and 4, between the back surface 32f of each second claw-shaped magnetic pole 32b and the outer peripheral surface 31g of the first core base 31a, similarly to the first claw-shaped magnetic pole 31b. The back auxiliary magnet 35 is disposed. The back auxiliary magnet 35 has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis, and is magnetized so that the side in contact with the back surface 32f is an S pole and the side in contact with the outer peripheral surface 31g of the first core base 31a is an N pole. . As the back auxiliary magnets 34 and 35, for example, ferrite magnets can be used.

図2及び図3(a)(b)に示すように、第1爪状磁極31bと第2爪状磁極32bとの周方向の間には、極間磁石36,37が配置されている。
上記のように構成されたロータ21では、第1ロータコア31、第2ロータコア32、及び環状磁石33を組み付けた組付体21aの外径をDo、内径をDi、軸方向における長さ(厚さ)をHrとしたときに、次の関係を満たすことが好ましい。すなわち、組付体21aは、0<Di/Do<0.56(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.06<Hr/Do<0.96(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすことが好ましい。さらに、組付体21aは、0<Di/Do≦0.4(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.1≦Hr/Do<0.65(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲の範囲を満たすことがより好ましい。さらに、組付体21aは、0<Di/Do≦0.1(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.2≦Hr/Do<0.3(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすことが好ましい。
As shown in FIGS. 2 and 3A and 3B, interpole magnets 36 and 37 are disposed between the circumferential directions of the first claw-shaped magnetic pole 31b and the second claw-shaped magnetic pole 32b.
In the rotor 21 configured as described above, the outer diameter of the assembly 21a assembled with the first rotor core 31, the second rotor core 32, and the annular magnet 33 is Do, the inner diameter is Di, and the length in the axial direction (thickness). ) Is preferably Hr, the following relationship is preferably satisfied. That is, the assembly 21a has a range of 0 <Di / Do <0.56 (provided that 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.06 <Hr / Do <0.96 (provided that It is preferable to satisfy the range of 0 <Di / Do ≦ 0.2). Furthermore, the assembly 21a has a range of 0 <Di / Do ≦ 0.4 (provided that 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.1 ≦ Hr / Do <0.65 (provided that It is more preferable to satisfy a range of 0 <Di / Do ≦ 0.2). Furthermore, the assembly 21a has a range of 0 <Di / Do ≦ 0.1 (provided that 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.2 ≦ Hr / Do <0.3 (provided that It is preferable to satisfy the range of 0 <Di / Do ≦ 0.2).

なお、図4において組付体21aは、Di/Do=0.2、且つ、Hr/Do=0.3となるように図示している。ちなみに組付体21aの外径Doは、第1及び第2ロータコア31,32の爪状磁極31b,32bの最外周部分を通る仮想円の直径と同一であり、組付体21aの内径Diは、第1及び第2ロータコア31,32の挿通孔31e,32eの孔径と同一である。さらに、組付体21aの軸方向における長さ(厚さ)は、第1及び第2ロータコア31,32の爪状磁極31b,32bの軸方向長さと同一である。   In FIG. 4, the assembly 21a is illustrated such that Di / Do = 0.2 and Hr / Do = 0.3. Incidentally, the outer diameter Do of the assembly 21a is the same as the diameter of a virtual circle passing through the outermost peripheral portions of the claw-shaped magnetic poles 31b and 32b of the first and second rotor cores 31 and 32, and the inner diameter Di of the assembly 21a is The diameters of the insertion holes 31e and 32e of the first and second rotor cores 31 and 32 are the same. Furthermore, the length (thickness) in the axial direction of the assembly 21a is the same as the axial length of the claw-shaped magnetic poles 31b and 32b of the first and second rotor cores 31 and 32.

また、図1に示すように、ロータ21には、略円板状のマグネット固定部材41を介してセンサ磁石42が設けられている。詳しくは、マグネット固定部材41は、中央にボス部41aが形成された円板部41bと、この円板部41bの外縁から筒状に延びる筒部41cとを有し、該筒部41cの内周面及び円板部41bの表面に当接するように環状のセンサ磁石42が固着されている。そして、マグネット固定部材41は、第1ロータコア31と近い側で、そのボス部41aが回転軸22に外嵌されて固定されている。   As shown in FIG. 1, the rotor 21 is provided with a sensor magnet 42 via a substantially disc-shaped magnet fixing member 41. Specifically, the magnet fixing member 41 includes a disc portion 41b having a boss portion 41a formed at the center, and a cylinder portion 41c extending in a cylindrical shape from the outer edge of the disc portion 41b. An annular sensor magnet 42 is fixed so as to come into contact with the peripheral surface and the surface of the disc portion 41b. The magnet fixing member 41 is fixed on the side close to the first rotor core 31 with the boss portion 41 a fitted on the rotary shaft 22.

そして、エンドプレート14において、センサ磁石42と軸方向に対向する位置には磁気センサとしてのホールIC43が設けられている。ホールIC43は、センサ磁石42に基づくN極とS極の磁界を感知するとそれぞれHレベルの検出信号とLレベルの検出信号とを前記制御回路Sに出力する。   In the end plate 14, a Hall IC 43 as a magnetic sensor is provided at a position facing the sensor magnet 42 in the axial direction. When the Hall IC 43 senses the N-pole and S-pole magnetic fields based on the sensor magnet 42, it outputs an H level detection signal and an L level detection signal to the control circuit S, respectively.

次に、上記のように構成されたブラシレスモータ11の作用について説明する。
制御回路Sから巻線20に3相の駆動電流が供給されると、ステータ16にて回転磁界が発生され、ロータ21が回転駆動される。この際、ホールIC43と対向するセンサ磁石42が回転することで、ホールIC43から出力される検出信号のレベルがロータ21の回転角度(位置)に応じて切り替わり、その検出信号に基づいて制御回路Sから巻線20に最適なタイミングで切り替わる3相の駆動電流が供給される。これにより、良好に回転磁界が発生され、ロータ21が良好に連続して回転駆動される。
Next, the operation of the brushless motor 11 configured as described above will be described.
When a three-phase driving current is supplied from the control circuit S to the winding 20, a rotating magnetic field is generated in the stator 16, and the rotor 21 is driven to rotate. At this time, as the sensor magnet 42 facing the Hall IC 43 rotates, the level of the detection signal output from the Hall IC 43 is switched according to the rotation angle (position) of the rotor 21, and the control circuit S is based on the detection signal. To the winding 20 is supplied with a three-phase drive current that switches at an optimal timing. As a result, a rotating magnetic field is generated satisfactorily, and the rotor 21 is driven to rotate continuously.

本実施形態のロータ21を構成する組付体21aは、0<Di/Do<0.56(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.06<Hr/Do<0.96(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たす。さらに、組付体21aは、0<Di/Do≦0.4(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.1≦Hr/Do<0.65(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲の範囲を満たす。さらに、組付体21aは、0<Di/Do≦0.1(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.2≦Hr/Do<0.3(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たす。   The assembly 21a constituting the rotor 21 of the present embodiment has a range of 0 <Di / Do <0.56 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.06 <Hr / Do. <0.96 (where 0 <Di / Do ≦ 0.2) is satisfied. Furthermore, the assembly 21a has a range of 0 <Di / Do ≦ 0.4 (provided that 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.1 ≦ Hr / Do <0.65 (provided that 0 <Di / Do ≦ 0.2). Furthermore, the assembly 21a has a range of 0 <Di / Do ≦ 0.1 (provided that 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.2 ≦ Hr / Do <0.3 (provided that 0 <Di / Do ≦ 0.2).

(比較例の構成)
ここで、本実施形態のモータ11の比較例として、図7に示すように永久磁石101a,101bがロータコア102の表面に設けられるSPM(Surface Permanent Magnet)型のロータ103と、このロータ103の径方向外側に設けられるステータ104とを備えたモータ100を説明する。なお、図7では、モータ100の部分断面斜視図であり、ロータ103及びステータ104は、全体の略半分程度が図示されている。
(Configuration of comparative example)
Here, as a comparative example of the motor 11 of this embodiment, as shown in FIG. 7, an SPM (Surface Permanent Magnet) type rotor 103 in which permanent magnets 101 a and 101 b are provided on the surface of the rotor core 102, and the diameter of the rotor 103 A motor 100 including a stator 104 provided on the outer side in the direction will be described. FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view of the motor 100, and the rotor 103 and the stator 104 are approximately half of the whole.

図7に示すように、比較例のモータ100のロータ103は、ロータコア102の径方向外側面に、径方向外側の磁極がN極の永久磁石101aと、径方向外側の磁極がS極の永久磁石101bとが周方向交互に配設される。比較例のロータ103は、各永久磁石101a,101bがそれぞれ4個(図7ではそれぞれ2個のみ図示)設けられ、実施形態のロータ21と同数個である計8個(図7では4個のみ図示)の磁極を有する。   As shown in FIG. 7, the rotor 103 of the motor 100 of the comparative example has a permanent magnet 101a having a radially outer magnetic pole on the radially outer surface of the rotor core 102 and an S magnetic pole on the radially outer side. Magnets 101b are alternately arranged in the circumferential direction. The rotor 103 of the comparative example is provided with four permanent magnets 101a and 101b (only two are shown in FIG. 7), and the same number as the rotor 21 of the embodiment is a total of eight (only four in FIG. 7). (Shown).

図7に示すように、比較例のモータ100のステータ104は、前記ロータ103と径方向において対向する態様で前記ロータ103の径方向外側に設けられる。比較例のステータ104は、実施形態のステータ16と同数個である計12個のスロット105(図7では7個のみ図示)を有する。   As shown in FIG. 7, the stator 104 of the motor 100 of the comparative example is provided on the radially outer side of the rotor 103 so as to face the rotor 103 in the radial direction. The stator 104 of the comparative example has a total of twelve slots 105 (only seven are shown in FIG. 7), which is the same number as the stator 16 of the embodiment.

(実施形態のモータと比較例のモータとの比較)
次に、実施形態のモータ11(以下ではランデルモータという)と比較例のモータ100(従来モータ)における出力の変化について主に図5及び図6を用いて説明する。図5では、ランデルモータのトルクと従来モータのトルクとの比率を縦軸で示し、Hr/Doを横軸で示している。ちなみに、図5はDi/Do=0.2の場合のグラフである。図6では、図5同様、ランデルモータのトルクと従来モータのトルクと比率を縦軸で示し、Di/Doを横軸で示している。ちなみに、図6はHr/Do=0.3の場合のグラフである。
(Comparison between the motor of the embodiment and the motor of the comparative example)
Next, changes in output in the motor 11 of the embodiment (hereinafter referred to as the Landell motor) and the motor 100 of the comparative example (conventional motor) will be mainly described with reference to FIGS. In FIG. 5, the ratio between the torque of the Landel motor and the torque of the conventional motor is shown on the vertical axis, and Hr / Do is shown on the horizontal axis. Incidentally, FIG. 5 is a graph in the case of Di / Do = 0.2. In FIG. 6, as in FIG. 5, the ratio between the torque of the Landel motor and the torque of the conventional motor is shown on the vertical axis, and Di / Do is shown on the horizontal axis. Incidentally, FIG. 6 is a graph in the case of Hr / Do = 0.3.

図5からわかるように、0.06<Hr/Do<0.96(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲とすることで、従来モータよりも高いトルクを得られる。さらに、0.1≦Hr/Do<0.65(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲とすることで、20%以上高いトルクを得られる。さらに、0.2≦Hr/Do<0.3(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲とすることで、従来モータよりも35%以上高いトルクを得られる。   As can be seen from FIG. 5, by setting the range of 0.06 <Hr / Do <0.96 (where 0 <Di / Do ≦ 0.2), higher torque than that of the conventional motor can be obtained. Further, by setting the range 0.1 ≦ Hr / Do <0.65 (where 0 <Di / Do ≦ 0.2), a torque higher by 20% or more can be obtained. Furthermore, by setting the range of 0.2 ≦ Hr / Do <0.3 (where 0 <Di / Do ≦ 0.2), a torque higher by 35% or more than that of the conventional motor can be obtained.

また、図6からわかるように、0<Di/Do<0.56(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲とすることで、従来モータよりも高いトルクを得られる。さらに、0<Di/Do≦0.4(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲とすることで、従来モータよりも20%以上高いトルクを得られる。さらに、0<Di/Do≦0.1(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲とすることで、従来モータよりも40%以上高いトルクを得られる。   Further, as can be seen from FIG. 6, by setting the range of 0 <Di / Do <0.56 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), a torque higher than that of the conventional motor can be obtained. Furthermore, by setting the range 0 <Di / Do ≦ 0.4 (however, 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), a torque higher by 20% or more than that of the conventional motor can be obtained. Furthermore, by setting the range of 0 <Di / Do ≦ 0.1 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), it is possible to obtain a torque that is 40% or more higher than that of the conventional motor.

上述したことから、図4に示すように、Di/Do=0.2、且つ、Hr/Do=0.3とすることで、従来モータと比較して30%以上高いトルクを得ることが可能となる。
次に、本実施形態の効果を記載する。
As described above, as shown in FIG. 4, by setting Di / Do = 0.2 and Hr / Do = 0.3, it is possible to obtain a torque 30% or more higher than that of the conventional motor. It becomes.
Next, the effect of this embodiment will be described.

(1)ロータ21の組付体21aは、0<Di/Do<0.56(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.06<Hr/Do<0.96(ただし、0<Di/Do≦0.2)とすることで、従来モータよりも高いトルクを得ることができる。   (1) The assembly 21a of the rotor 21 has a range of 0 <Di / Do <0.56 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.06 <Hr / Do <0. By setting 96 (however, 0 <Di / Do ≦ 0.2), a higher torque than that of the conventional motor can be obtained.

(2)ロータ21の組付体21aは、0<Di/Do≦0.4(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.1≦Hr/Do<0.65(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすことで従来モータよりも更に高いトルクを得ることができる。   (2) The assembly 21a of the rotor 21 has a range of 0 <Di / Do ≦ 0.4 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3) or 0.1 ≦ Hr / Do <0. By satisfying the range of 65 (where 0 <Di / Do ≦ 0.2), a higher torque than that of the conventional motor can be obtained.

(3)ロータ21の組付体21aは、0<Di/Do≦0.1(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.2≦Hr/Do<0.3(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たす従来モータよりも更に高いトルクを得ることができる。   (3) The assembly 21a of the rotor 21 has a range of 0 <Di / Do ≦ 0.1 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3) or 0.2 ≦ Hr / Do <0. Torque higher than that of the conventional motor satisfying the range of 3 (where 0 <Di / Do ≦ 0.2) can be obtained.

尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、極間磁石36,37を設ける構成としたが、省略する構成を採用してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the interpole magnets 36 and 37 are provided, but a configuration that is omitted may be employed.

・上記実施形態では、背面補助磁石34,35を設ける構成としたが、省略する構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、巻線20の巻回方法を集中巻としたが、これに限らない。
In the above-described embodiment, the back auxiliary magnets 34 and 35 are provided.
-In the said embodiment, although the winding method of the coil | winding 20 was concentrated winding, it is not restricted to this.

・上記実施形態では、ロータ21の極数を8、ステータ16のスロット数(ティース数)を12としたが、これらは適宜変更してもよい。
・上記実施形態並びに上記各変形例は、適宜組み合わせてもよい。
In the above embodiment, the number of poles of the rotor 21 is 8 and the number of slots (the number of teeth) of the stator 16 is 12. However, these may be changed as appropriate.
-You may combine the said embodiment and said each modification suitably.

11…モータ、21…ロータ、21a…組付体、31…第1ロータコア、31b,32b…爪状磁極、32…第2ロータコア、33…界磁磁石としての環状磁石、Di…内径、Do…外径、Hr…長さ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Motor, 21 ... Rotor, 21a ... Assembly | attachment, 31 ... 1st rotor core, 31b, 32b ... Claw-shaped magnetic pole, 32 ... 2nd rotor core, 33 ... Ring magnet as field magnet, Di ... Inner diameter, Do ... Outer diameter, Hr ... length.

Claims (4)

それぞれ略円板状のコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、
前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
を備えたロータであって、
前記第1ロータコアと第2ロータコアと界磁磁石とを組み付けた組付体の外径をDo、内径をDi、軸方向における長さをHrとしたとき、
0<Di/Do<0.56(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.06<Hr/Do<0.96(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすように構成されることを特徴とするロータ。
A plurality of claw-shaped magnetic poles project radially outward and extend in the axial direction on the outer periphery of each substantially disk-shaped core base, and the claw-shaped magnetic poles are formed with the core bases facing each other. First and second rotor cores arranged alternately in the circumferential direction;
The claw-shaped magnetic poles of the first rotor core function as the first magnetic poles by being arranged between the axial directions of the core bases and magnetized in the axial direction, and the claw-shaped magnetic poles of the second rotor core are made to function as the first magnetic poles. A field magnet that functions as a second magnetic pole;
A rotor with
When the outer diameter of the assembly in which the first rotor core, the second rotor core, and the field magnet are assembled is Do, the inner diameter is Di, and the length in the axial direction is Hr,
The range is 0 <Di / Do <0.56 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.06 <Hr / Do <0.96 (where 0 <Di / Do ≦ 0. A rotor configured to satisfy the range of 2).
請求項1に記載のロータにおいて、
前記組付体は、0<Di/Do≦0.4(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.1≦Hr/Do<0.65(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすように構成されることを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 1, wherein
The assembly has a range of 0 <Di / Do ≦ 0.4 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.1 ≦ Hr / Do <0.65 (where 0 < A rotor configured to satisfy a range of Di / Do ≦ 0.2).
請求項1又は2に記載のロータにおいて、
前記組付体は、0<Di/Do≦0.1(ただし、0.2≦Hr/Do≦0.3)の範囲、又は0.2≦Hr/Do<0.3(ただし、0<Di/Do≦0.2)の範囲を満たすように構成されることを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 1 or 2,
The assembly has a range of 0 <Di / Do ≦ 0.1 (where 0.2 ≦ Hr / Do ≦ 0.3), or 0.2 ≦ Hr / Do <0.3 (where 0 < A rotor configured to satisfy a range of Di / Do ≦ 0.2).
請求項1〜3のいずれか一項に記載のロータを備えたことを特徴とするモータ。   The motor provided with the rotor as described in any one of Claims 1-3.
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