JP2015198561A - rotor and motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータ及びモータに関するものである。 The present invention relates to a rotor and a motor.
モータのロータにおいて、例えば特許文献１に示されるように、周方向に複数の爪状磁極を有するロータコアと、ロータコア内に内包された界磁磁石とによって構成され、それら各爪状磁極が交互に異なる磁極として機能するランデル型ロータがある。ランデル型ロータは、爪状磁極の数を変えることで容易に磁極数を変更できるため、多極化し易い特徴を有している。 In the rotor of a motor, for example, as shown in Patent Document 1, the rotor core includes a rotor core having a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction, and a field magnet included in the rotor core. There are Landel rotors that function as different magnetic poles. Since the number of magnetic poles can be easily changed by changing the number of claw-shaped magnetic poles, the Landel rotor has a feature that it is easy to increase the number of poles.
ところで、ロータの回転時のトルクリップルはモータの振動発生の一因であり、上記のようなランデル型ロータでは、ロータコアの構成（特に爪状磁極の構成）がトルクリップルに対してどのような影響を与えるかが明確化されておらず、その点においてなお、改善の余地があった。 By the way, the torque ripple at the time of rotation of the rotor contributes to the generation of the vibration of the motor. In the above-mentioned Randel type rotor, how the rotor core configuration (particularly the claw-shaped magnetic pole configuration) affects the torque ripple. However, there is still room for improvement in that respect.
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、回転時の振動を低減することが可能な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 capable of reducing vibration during rotation.
上記課題を解決するロータは、軸方向に突出する複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第１及び第２ロータコアと、前記第１及び第２ロータコアの軸方向間に配置され軸方向に磁化された界磁磁石とを備え、前記界磁磁石によって前記第１及び第２ロータコアの爪状磁極が互いに異なる磁極として機能するロータであって、前記第１及び第２ロータコアの各爪状磁極の周方向両端面が、ロータの軸方向一端側から他端側にかけて同一方向に傾斜している。 The rotor that solves the above-described problems has a plurality of claw-shaped magnetic poles protruding in the axial direction, and the first and second rotor cores assembled in such a manner that the claw-shaped magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction, and the first And a field magnet which is disposed between the axial directions of the second rotor core and is magnetized in the axial direction, and the claw-shaped magnetic poles of the first and second rotor cores function as different magnetic poles by the field magnet. Thus, both end surfaces in the circumferential direction of the claw-shaped magnetic poles of the first and second rotor cores are inclined in the same direction from one end side to the other end side in the axial direction of the rotor.
この構成によれば、各爪状磁極がロータの軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜する所謂スキュー形状にて形成される。これにより、周方向における磁極の切り替わりが緩やかになることからトルクリップルの低減、ひいてはモータ振動の低減が可能となる。 According to this configuration, each claw-shaped magnetic pole is formed in a so-called skew shape that is inclined in the same circumferential direction from one end side to the other end side in the axial direction of the rotor. As a result, switching of the magnetic poles in the circumferential direction becomes gradual, so that torque ripple can be reduced, and motor vibration can be reduced.
前記第１及び第２ロータコアと前記界磁磁石とで構成されたロータユニットが軸方向に複数配置されるとともに、軸方向に隣り合う前記ロータユニットの界磁磁石の磁化方向が互いに反対となるように構成され、前記各ロータユニットの各爪状磁極は、ロータ全体の軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜していることが好ましい。 A plurality of rotor units composed of the first and second rotor cores and the field magnets are arranged in the axial direction, and the magnetization directions of the field magnets of the rotor units adjacent in the axial direction are opposite to each other. Preferably, each claw-shaped magnetic pole of each rotor unit is inclined in the same circumferential direction from one axial end to the other end of the entire rotor.
この構成によれば、界磁磁石が軸方向に分散化されるため、ロータ全体における軸方向の磁束密度の偏りを小さく抑えることができ、モータ性能の向上を図ることが可能となる。 According to this configuration, since the field magnets are dispersed in the axial direction, the deviation of the magnetic flux density in the axial direction in the entire rotor can be kept small, and the motor performance can be improved.
複数の前記ロータユニットのそれぞれ１つの同極の爪状磁極から構成されロータの軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜する磁極ブロックが、周方向において交互に異極となるように構成され、前記磁極ブロックは、該磁極ブロックを構成する複数の爪状磁極のステータ対向面の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されていることが好ましい。 A magnetic pole block that is composed of one claw-shaped magnetic pole of the same polarity of each of the plurality of rotor units and that is inclined in the same circumferential direction from one end side to the other end side in the axial direction of the rotor alternately has different polarities in the circumferential direction. It is preferable that the magnetic pole block is configured such that the circumferential ends of the claw-shaped magnetic poles of the plurality of claw-shaped magnetic poles constituting the magnetic pole block are in a straight line when viewed from the radial direction.
この構成によれば、磁極ブロックを構成する複数の爪状磁極（ステータ対向面）間に段差が生じないように構成されるため、磁極ブロックの滑らかなスキュー形状を形成することができる。これにより、周方向における磁極の切り替わりがより緩やかになることから、トルクリップル及びそれに起因するモータ振動のより一層の低減が可能となる。また、磁極ブロックを構成する複数の爪状磁極の間に段差が生じないように構成されることから、磁気通路面積を広げるべく爪状磁極を延長させる場合に、異極の爪状磁極同士の干渉が防止される。これにより、漏れ磁束の増加を抑えることができ、モータ性能の向上に寄与できる。 According to this structure, since it is comprised so that a level | step difference may not arise between several claw-shaped magnetic poles (stator opposing surface) which comprises a magnetic pole block, the smooth skew shape of a magnetic pole block can be formed. As a result, the switching of the magnetic poles in the circumferential direction becomes more gradual, so that torque ripple and motor vibration caused thereby can be further reduced. In addition, since it is configured so that no step is generated between the plurality of claw-shaped magnetic poles constituting the magnetic pole block, when extending the claw-shaped magnetic pole in order to increase the magnetic path area, Interference is prevented. Thereby, the increase in leakage magnetic flux can be suppressed and it can contribute to the improvement of motor performance.
上記課題を解決するモータは、上記ロータと、軸方向に突出する複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第１及び第２ステータコアと、該第１及び第２ステータコアの軸方向間に配置され周方向に巻回されたコイル部とを備えたステータユニットが軸方向に複数配置されてなるステータとを備え、前記各ステータユニットは、軸方向一端側から軸方向他端側にかけて前記ロータ側の爪状磁極の傾斜方向とは反対方向に順にずらして構成されている。 A motor that solves the above problems includes the rotor and first and second stator cores each having a plurality of claw-shaped magnetic poles protruding in the axial direction and assembled in such a manner that the claw-shaped magnetic poles alternate in the circumferential direction. A stator having a plurality of stator units disposed in the axial direction, the stator unit including a coil portion disposed between the first and second stator cores in the axial direction and wound in the circumferential direction. The rotor is configured to be sequentially shifted from one end side in the axial direction to the other end side in the axial direction in a direction opposite to the inclination direction of the claw-shaped magnetic pole on the rotor side.
この構成によれば、ロータ側の爪状磁極のスキュー形状によって、トルクリップル及びそれに起因する振動の低減が低減されたモータを提供できる。更に、ロータ及びステータが共にランデル型で構成された所謂マルチランデル型モータとなるため、爪状磁極の数を変えることで容易に磁極数を変更でき、容易に多極化することができる。 According to this configuration, it is possible to provide a motor in which torque ripple and vibration reduction due to the skew shape of the claw-shaped magnetic pole on the rotor side are reduced. Furthermore, since the rotor and the stator are both so-called multi-Landel motors, the number of magnetic poles can be easily changed by changing the number of claw-shaped magnetic poles, and the number of poles can be easily increased.
本発明のロータ及びモータによれば、回転時の振動を低減することが可能となる。 According to the rotor and motor of the present invention, vibration during rotation can be reduced.
以下、ロータ及び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、本実施形態のモータは、回転軸１１を有するロータ１２と、ロータ１２の外側に配置されモータハウジング（図示略）に固着された環状のステータ１３とを備えている。
Hereinafter, an embodiment of a rotor and a motor will be described.
As shown in FIG. 1, the motor of this embodiment includes a rotor 12 having a rotating shaft 11 and an annular stator 13 that is disposed outside the rotor 12 and is fixed to a motor housing (not shown).
［ロータの構成］
図２に示すように、ロータ１２は、軸方向に順に積層されたＵ相ロータユニットＲｕ、Ｖ相ロータユニットＲｖ及びＷ相ロータユニットＲｗから構成されている。各ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗは互いに略同様の構成を有し、第１及び第２ロータコア２１，２２と、それら第１及び第２ロータコア２１，２２に挟まれた界磁磁石２３とから構成されている。
[Configuration of rotor]
As shown in FIG. 2, the rotor 12 includes a U-phase rotor unit Ru, a V-phase rotor unit Rv, and a W-phase rotor unit Rw that are sequentially stacked in the axial direction. Each rotor unit Ru, Rv, Rw has substantially the same configuration, and is composed of first and second rotor cores 21 and 22 and a field magnet 23 sandwiched between the first and second rotor cores 21 and 22. Has been.
図２及び図３に示すように、第１ロータコア２１は、回転軸１１が挿通固定された貫通穴２４ａを径中心部に備える円盤状の第１ロータコアベース２４を有している。第１ロータコアベース２４の外周縁には、６個の第１ロータ側爪状磁極２５が周方向において互いに等間隔（６０度間隔）に設けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the first rotor core 21 has a disk-shaped first rotor core base 24 having a through hole 24 a through which the rotating shaft 11 is inserted and fixed at the center of the diameter. Six first rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 are provided at equal intervals (60-degree intervals) in the circumferential direction on the outer peripheral edge of the first rotor core base 24.
第１ロータ側爪状磁極２５は、第１ロータコアベース２４の外周縁から径方向外側に延びる径方向延出部２５ａと、その径方向延出部２５ａの先端部（径方向外側端部）から突出する第１磁極部２５ｂとを一体に有している。なお、第１ロータ側爪状磁極２５は、径方向延出部２５ａに対して第１磁極部２５ｂを直角に屈曲することで成形してもよく、また、鋳造によって径方向延出部２５ａと第１磁極部２５ｂとを一体に成形してもよい。 The first rotor-side claw-shaped magnetic pole 25 includes a radially extending portion 25a extending radially outward from the outer peripheral edge of the first rotor core base 24, and a distal end portion (radially outer end portion) of the radially extending portion 25a. A protruding first magnetic pole portion 25b is integrally provided. The first rotor-side claw-shaped magnetic pole 25 may be formed by bending the first magnetic pole part 25b at a right angle with respect to the radial extension part 25a, or may be formed by casting to form the radial extension part 25a. The first magnetic pole portion 25b may be integrally formed.
図３に示すように、第２ロータコア２２は、第１ロータコア２１と同一形状をなし、第２ロータコアベース２６と第２ロータ側爪状磁極２７とを有している。第２ロータコアベース２６（貫通穴２６ａ）及び第２ロータ側爪状磁極２７（径方向延出部２７ａ及び第２磁極部２７ｂ）はそれぞれ、第１ロータコアベース２４（貫通穴２４ａ）及び第１ロータ側爪状磁極２５（径方向延出部２５ａ及び第１磁極部２５ｂ）と同一形状をなしている。 As shown in FIG. 3, the second rotor core 22 has the same shape as the first rotor core 21, and has a second rotor core base 26 and a second rotor side claw-shaped magnetic pole 27. The second rotor core base 26 (through hole 26a) and the second rotor side claw-shaped magnetic pole 27 (radially extending portion 27a and second magnetic pole portion 27b) are respectively connected to the first rotor core base 24 (through hole 24a) and the first rotor. It has the same shape as the side claw-shaped magnetic pole 25 (the radially extending portion 25a and the first magnetic pole portion 25b).
図２に示すように、第１ロータコア２１と第２ロータコア２２とは、それらの磁極部２５ｂ，２７ｂの先端が互いに反対方向を向くように組み付けられ、各第１磁極部２５ｂの周方向間に各第２磁極部２７ｂが配置される。つまり、第１磁極部２５ｂと第２磁極部２７ｂとは、組み付け状態において周方向に交互に並ぶとともに、周方向において等間隔に位置するように構成されている。 As shown in FIG. 2, the first rotor core 21 and the second rotor core 22 are assembled so that the tips of the magnetic pole portions 25b and 27b face in opposite directions, and between the circumferential directions of the first magnetic pole portions 25b. Each 2nd magnetic pole part 27b is arrange | positioned. That is, the first magnetic pole part 25b and the second magnetic pole part 27b are configured to be alternately arranged in the circumferential direction in the assembled state and to be positioned at equal intervals in the circumferential direction.
また、第１及び第２ロータコア２１，２２の組み付け状態において、第１及び第２ロータコアベース２４，２６は互いに平行をなし、それらの間に界磁磁石２３が配置されている。 Further, in the assembled state of the first and second rotor cores 21 and 22, the first and second rotor core bases 24 and 26 are parallel to each other, and the field magnet 23 is disposed therebetween.
図３に示すように、界磁磁石２３は、例えばフェライト磁石よりなる円板状の永久磁石である。界磁磁石２３の中央位置には、回転軸１１が挿通される貫通穴２３ａが形成されている。そして、界磁磁石２３の一方の端面２３ｂが、第１ロータコアベース２４の対向面２４ｂと、界磁磁石２３の他方の端面２３ｃが、第２ロータコアベース２６の対向面２６ｂとそれぞれ当接し、界磁磁石２３は第１ロータコアベース２４と第２ロータコアベース２６との間に軸方向に挟持固定される。なお、界磁磁石２３の外径は、各コアベース２４，２６の外径と一致するように設定されている。 As shown in FIG. 3, the field magnet 23 is a disk-shaped permanent magnet made of, for example, a ferrite magnet. A through hole 23 a through which the rotation shaft 11 is inserted is formed at the center position of the field magnet 23. One end surface 23b of the field magnet 23 abuts the opposing surface 24b of the first rotor core base 24 and the other end surface 23c of the field magnet 23 abuts the opposing surface 26b of the second rotor core base 26, respectively. The magnet 23 is clamped and fixed between the first rotor core base 24 and the second rotor core base 26 in the axial direction. The outer diameter of the field magnet 23 is set to match the outer diameter of the core bases 24 and 26.
そして、界磁磁石２３は、第１ロータコアベース２４側がＮ極、第２ロータコアベース２６側がＳ極となるように軸方向に磁化されている。従って、この界磁磁石２３によって、各第１ロータ側爪状磁極２５がＮ極として機能し、各第２ロータ側爪状磁極２７がＳ極として機能する（図４参照）。 The field magnet 23 is magnetized in the axial direction so that the first rotor core base 24 side has an N pole and the second rotor core base 26 side has an S pole. Therefore, the first rotor side claw-shaped magnetic poles 25 function as N poles and the second rotor side claw-shaped magnetic poles 27 function as S poles by the field magnets 23 (see FIG. 4).
図２及び図６に示すように、各第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７において、第１及び第２磁極部２５ｂ，２７ｂは、ロータ１２の軸方向一端側（同図において上側）から他端側（下側）にかけて同一方向（時計回り方向）に傾斜するスキュー形状をなしている。 As shown in FIGS. 2 and 6, in each of the first and second rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 and 27, the first and second magnetic pole portions 25b and 27b are arranged at one end side in the axial direction of the rotor 12 (the upper side in the figure). ) To the other end side (lower side) to form a skew shape inclined in the same direction (clockwise direction).
詳述すると、第１磁極部２５ｂの周方向両端面２５ｃは互いに平行であって、ロータ１２の軸方向一端側から他端側にかけて時計回り方向に傾斜する螺旋状の面をなしている。同様に、第２磁極部２７ｂの周方向両端面２７ｃも互いに平行であって、ロータ１２の軸方向一端側から他端側にかけて時計回り方向に傾斜する螺旋状の面をなしている。そして、周方向に対向する第１及び第２磁極部２５ｂ，２７ｂの周方向端面２５ｃ，２７ｃは、互いに平行をなしている。つまり、周方向に対向する周方向端面２５ｃ，２７ｃ同士の周方向間隔は、軸方向の位置によらず一定となっている。 More specifically, both end surfaces 25c in the circumferential direction of the first magnetic pole portion 25b are parallel to each other, and form a spiral surface inclined in the clockwise direction from one axial end to the other end of the rotor 12. Similarly, both end surfaces 27c in the circumferential direction of the second magnetic pole portion 27b are also parallel to each other, and form a spiral surface inclined in the clockwise direction from one end side to the other end side of the rotor 12 in the axial direction. And the circumferential direction end surfaces 25c and 27c of the 1st and 2nd magnetic pole parts 25b and 27b which oppose the circumferential direction are mutually parallel. That is, the circumferential interval between the circumferential end faces 25c and 27c facing each other in the circumferential direction is constant regardless of the position in the axial direction.
各磁極部２５ｂ，２７ｂの外周側端面２５ｄ，２７ｄ（ステータ対向面）は、軸方向から見て回転軸１１の軸線を中心とする同一円上に位置する円弧面をなしている。そして、各磁極部２５ｂ，２７ｂの外周側端面２５ｄ，２７ｄは、径方向から見て平行四辺形をなしている（図６参照）。つまり、外周側端面２５ｄ，２７ｄの軸方向両端及び周方向両端は、それぞれ互いに平行をなしている。また、外周側端面２５ｄ，２７ｄを径方向から見たときの軸方向に対する傾斜角度θは、本実施形態では３０度に設定されている。 The outer peripheral side end surfaces 25d and 27d (stator facing surfaces) of the magnetic pole portions 25b and 27b form arcuate surfaces located on the same circle centered on the axis of the rotating shaft 11 when viewed from the axial direction. And the outer peripheral side end surfaces 25d and 27d of each magnetic pole part 25b and 27b comprise the parallelogram seeing from radial direction (refer FIG. 6). That is, both axial ends and circumferential ends of the outer peripheral end faces 25d and 27d are parallel to each other. Further, the inclination angle θ with respect to the axial direction when the outer peripheral side end faces 25d and 27d are viewed from the radial direction is set to 30 degrees in the present embodiment.
上記のように界磁磁石２３を用いた所謂ランデル型構造とされた各ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗは、Ｎ極となる第１ロータ側爪状磁極２５と、Ｓ極となる第２ロータ側爪状磁極２７とが周方向に交互に配置され磁極数が１２極（極数対が６個）で構成される。 As described above, each rotor unit Ru, Rv, Rw having a so-called Landel-type structure using the field magnets 23 includes a first rotor side claw-shaped magnetic pole 25 that is an N pole and a second rotor side that is an S pole. The claw-shaped magnetic poles 27 are alternately arranged in the circumferential direction, and the number of magnetic poles is 12 (6 pole pairs).
次に、各相のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗの積層構造について説明する。
図６に示すように、Ｕ相ロータユニットＲｕ、Ｖ相ロータユニットＲｖ、Ｗ相ロータユニットＲｗが軸方向に順に積層されてロータ１２が構成される。
Next, the laminated structure of the rotor units Ru, Rv, Rw of each phase will be described.
As shown in FIG. 6, a U-phase rotor unit Ru, a V-phase rotor unit Rv, and a W-phase rotor unit Rw are sequentially stacked in the axial direction to constitute the rotor 12.
ここで、中段のＶ相ロータユニットＲｖは、上下段のＵ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗに対して裏向きで積層されている（図５参照）。これにより、Ｕ相及びＷ相の界磁磁石２３の磁化方向は、同方向（図６において上向き）とされ、Ｖ相の界磁磁石２３の磁化方向は、Ｕ相及びＷ相の界磁磁石２３の磁化方向に対して反対向きとされる。つまり、Ｕ−Ｖ相間では、第２ロータコアベース２６同士が軸方向に隣接するとともに、第２ロータ側爪状磁極２７の径方向延出部２７ａ同士が軸方向に当接している。また、Ｖ−Ｗ相間では、第１ロータコアベース２４同士が軸方向に隣接するとともに、第１ロータ側爪状磁極２５の径方向延出部２５ａ同士が軸方向に当接している。このように、ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗ（界磁磁石２３）の磁化方向は、隣り合う相の磁化方向に対して反対向きとなっている。 Here, the middle-stage V-phase rotor unit Rv is laminated face down with respect to the upper and lower U-phase and W-phase rotor units Ru and Rw (see FIG. 5). Thereby, the magnetization directions of the U-phase and W-phase field magnets 23 are the same direction (upward in FIG. 6), and the magnetization directions of the V-phase field magnets 23 are the U-phase and W-phase field magnets. 23 is opposite to the magnetization direction of 23. That is, between the U-V phases, the second rotor core bases 26 are adjacent to each other in the axial direction, and the radially extending portions 27a of the second rotor side claw-shaped magnetic poles 27 are in contact with each other in the axial direction. Further, between the V-W phases, the first rotor core bases 24 are adjacent to each other in the axial direction, and the radially extending portions 25a of the first rotor side claw-shaped magnetic poles 25 are in contact with each other in the axial direction. Thus, the magnetization directions of the rotor units Ru, Rv, Rw (field magnets 23) are opposite to the magnetization directions of the adjacent phases.
また、Ｕ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗの各第１磁極部２５ｂ（第１ロータ側爪状磁極２５）の突出方向は、互いに同方向（図６において下向き）である。それに対し、Ｖ相の各第１磁極部２５ｂの突出方向は、Ｕ相及びＷ相の第１磁極部２５ｂとは反対向き（図６において上向き）となっている。 Further, the protruding directions of the first magnetic pole portions 25b (first rotor side claw-shaped magnetic poles 25) of the U-phase and W-phase rotor units Ru and Rw are the same direction (downward in FIG. 6). In contrast, the protruding direction of each V-phase first magnetic pole portion 25b is opposite to the U-phase and W-phase first magnetic pole portion 25b (upward in FIG. 6).
同様に、Ｕ相及びＷ相ロータユニットＲｕ，Ｒｗの第２磁極部２７ｂ（第２ロータ側爪状磁極２７）の突出方向は、互いに同方向（図６において上向き）であり、その方向に対してＶ相の第２磁極部２７ｂの突出方向は反対向き（図６において下向き）となっている。 Similarly, the protruding directions of the second magnetic pole portions 27b (second rotor-side claw-shaped magnetic poles 27) of the U-phase and W-phase rotor units Ru and Rw are the same direction (upward in FIG. 6). The protruding direction of the V-phase second magnetic pole portion 27b is opposite (downward in FIG. 6).
ここで、本実施形態のロータ１２では、Ｕ相〜Ｗ相のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗのそれぞれ１つの第１ロータ側爪状磁極２５が１つの第１磁極ブロックＢ１を構成し、Ｕ相〜Ｗ相のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗのそれぞれ１つの第２ロータ側爪状磁極２７が１つの第２磁極ブロックＢ２を構成している。つまり、ロータ１２において、第１及び第２磁極ブロックＢ１，Ｂ２はそれぞれ６個ずつ構成されるとともに、周方向において交互に並ぶように構成されている。 Here, in the rotor 12 of the present embodiment, each of the first rotor side claw-shaped magnetic poles 25 of the U-phase to W-phase rotor units Ru, Rv, Rw constitutes one first magnetic pole block B1, and the U-phase Each of the second rotor-side claw-shaped magnetic poles 27 of the ~ W-phase rotor units Ru, Rv, and Rw constitutes one second magnetic pole block B2. That is, in the rotor 12, each of the first and second magnetic pole blocks B1, B2 is formed in six pieces and is arranged alternately in the circumferential direction.
第１磁極ブロックＢ１は、その第１磁極ブロックＢ１を構成する３つの第１ロータ側爪状磁極２５の外周側端面２５ｄ（第１磁極部２５ｂ）の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されている。また、第１磁極ブロックＢ１において、Ｖ相及びＷ相の第１ロータ側爪状磁極２５は、それらの第１磁極部２５ｂの基端同士が軸方向に当接するとともに、それらの外周側端面２５ｄ同士が連続する面一の面に構成されている。また、Ｖ相及びＷ相の第１ロータ側爪状磁極２５における周方向端面２５ｃ同士も連続する面一の面に構成されている。 In the first magnetic pole block B1, the circumferential ends of the outer peripheral side end faces 25d (first magnetic pole portions 25b) of the three first rotor claw-shaped magnetic poles 25 constituting the first magnetic pole block B1 are straight when viewed from the radial direction. It is configured to be in. In the first magnetic pole block B1, the V-phase and W-phase first rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 are in contact with each other in the axial direction at the base ends of the first magnetic pole portions 25b, and their outer peripheral side end faces 25d. It is comprised on the same surface where two continue. Further, the circumferential end surfaces 25c of the V-phase and W-phase first rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 are also configured to be continuous with each other.
一方、第１磁極ブロックＢ１において、Ｕ相及びＶ相の第１ロータ側爪状磁極２５（第１磁極部２５ｂ）は軸方向に離間しているが、それらを互いに当接する位置まで傾斜方向に沿って延長した場合に、第１磁極ブロックＢ１が径方向から見て平行四辺形をなすように構成されている。そして、第１磁極ブロックＢ１の傾斜角度は、第１磁極部２５ｂ（外周側端面２５ｄ）の周方向端部の傾斜角度θに依存し、本実施形態では３０度である。 On the other hand, in the first magnetic pole block B1, the U-phase and V-phase first rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 (first magnetic pole portions 25b) are spaced apart in the axial direction, but in the inclined direction to a position where they contact each other. When extended along, the first magnetic pole block B1 is configured to form a parallelogram when viewed from the radial direction. The inclination angle of the first magnetic pole block B1 depends on the inclination angle θ of the circumferential end portion of the first magnetic pole portion 25b (outer end surface 25d), and is 30 degrees in this embodiment.
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれ１つずつの第２ロータ側爪状磁極２７からなる第２磁極ブロックＢ２は、上記第１磁極ブロックＢ１と略同様の構成を有している。
つまり、第２磁極ブロックＢ２は、その第２磁極ブロックＢ２を構成する３つの第２ロータ側爪状磁極２７の外周側端面２７ｄ（第２磁極部２７ｂ）の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されている。また、第２磁極ブロックＢ２において、Ｕ相及びＶ相の第２ロータ側爪状磁極２７は、それらの第２磁極部２７ｂの基端同士が軸方向に当接するとともに、それらの外周側端面２７ｄ同士が連続する面一の面に構成されている。また、Ｕ相及びＶ相の第２ロータ側爪状磁極２７における周方向端面２７ｃ同士も連続する面一の面に構成されている。
The second magnetic pole block B2 including the second rotor side claw-shaped magnetic poles 27 for each of the U phase, the V phase, and the W phase has substantially the same configuration as the first magnetic pole block B1.
That is, in the second magnetic pole block B2, the circumferential ends of the outer peripheral side end faces 27d (second magnetic pole portions 27b) of the three second rotor side claw-shaped magnetic poles 27 constituting the second magnetic pole block B2 are viewed from the radial direction. It is comprised so that it may be on a straight line. Further, in the second magnetic pole block B2, the U-phase and V-phase second rotor-side claw-shaped magnetic poles 27 are in contact with each other in the axial direction at the base ends of the second magnetic pole portions 27b, and their outer peripheral side end faces 27d. It is comprised on the same surface where two continue. The circumferential end surfaces 27c of the U-phase and V-phase second rotor-side claw-shaped magnetic poles 27 are also configured to be continuous and flush with each other.
一方、第２磁極ブロックＢ２において、Ｖ相及びＷ相の第２ロータ側爪状磁極２７（第２磁極部２７ｂ）は軸方向に離間しているが、それらを互いに当接する位置まで傾斜方向に沿って延長した場合に、第２磁極ブロックＢ２が径方向から見て平行四辺形をなすように構成されている。そして、第２磁極ブロックＢ２の傾斜角度は、第２磁極部２７ｂ（外周側端面２７ｃ）の周方向端部の傾斜角度θに依存し、本実施形態では３０度である。 On the other hand, in the second magnetic pole block B2, the V-phase and W-phase second rotor-side claw-shaped magnetic poles 27 (second magnetic pole portions 27b) are spaced apart in the axial direction, but in the inclined direction to a position where they contact each other. When extended along, the second magnetic pole block B2 is configured to form a parallelogram when viewed from the radial direction. The inclination angle of the second magnetic pole block B2 depends on the inclination angle θ of the circumferential end portion of the second magnetic pole portion 27b (outer peripheral end surface 27c), and is 30 degrees in this embodiment.
なお、本実施形態では、Ｗ相ロータユニットＲｗは、Ｕ相ロータユニットＲｕに対して時計回り方向に電気角で１２０度（機械角で２０度）位相がずれるように構成されている。つまり、Ｕ相の第１磁極部２５ｂ（第２磁極部２７ｂ）の磁極中心に対して、Ｗ相の第１磁極部２５ｂ（第２磁極部２７ｂ）の磁極中心が、時計回り方向に電気角で１２０度ずれている。 In the present embodiment, the W-phase rotor unit Rw is configured to be out of phase by 120 degrees in electrical angle (20 degrees in mechanical angle) in the clockwise direction with respect to the U-phase rotor unit Ru. That is, the magnetic pole center of the W-phase first magnetic pole portion 25b (second magnetic pole portion 27b) is electrically angled clockwise with respect to the magnetic pole center of the U-phase first magnetic pole portion 25b (second magnetic pole portion 27b). At 120 degrees.
［ステータの構成］
図７に示すように、ロータ１２の径方向外側に配置されるステータ１３は、各ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗに対応して軸方向に積層された３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗから構成されている。各ステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗは互いに略同様の構成を有し、第１及び第２ステータコア３１，３２と、それら第１及び第２ステータコア３１，３２との軸方向間に配置されたコイル部３３とから構成されている。
[Structure of stator]
As shown in FIG. 7, the stator 13 disposed on the outer side in the radial direction of the rotor 12 has three phases (U phase, V phase, and W phase) stacked in the axial direction corresponding to each rotor unit Ru, Rv, Rw. ) Stator units Su, Sv, Sw. Each stator unit Su, Sv, Sw has substantially the same configuration as each other, and the first and second stator cores 31 and 32 and the coil portions disposed between the first and second stator cores 31 and 32 in the axial direction. 33.
図７、図８及び図９に示すように、第１ステータコア３１は、回転軸１１の軸線を中心とする円筒状の第１ステータコアベース３４を有している。その第１ステータコアベース３４の内周面には、６個の第１ステータ側爪状磁極３５が互いに等間隔（６０度間隔）に設けられている。 As shown in FIGS. 7, 8, and 9, the first stator core 31 has a cylindrical first stator core base 34 centering on the axis of the rotating shaft 11. On the inner peripheral surface of the first stator core base 34, six first stator side claw-shaped magnetic poles 35 are provided at equal intervals (60 degree intervals).
第１ステータ側爪状磁極３５は、第１ステータコアベース３４の内周面から径方向内側に延びる径方向延出部３５ａと、その径方向延出部３５ａの先端部（径方向内側端部）から軸方向一方に突出する第１磁極部３５ｂとを一体に有している。なお、第１ステータ側爪状磁極３５は、径方向延出部３５ａに対して第１磁極部３５ｂを直角に屈曲することで成形してもよく、また、鋳造によって径方向延出部３５ａと第１磁極部３５ｂとを一体に成形してもよい。 The first stator side claw-shaped magnetic pole 35 includes a radially extending portion 35a extending radially inward from the inner peripheral surface of the first stator core base 34, and a distal end portion (radially inner end portion) of the radially extending portion 35a. 1st magnetic pole part 35b which protrudes to an axial direction one side from. The first stator side claw-shaped magnetic pole 35 may be formed by bending the first magnetic pole part 35b at a right angle with respect to the radial extension part 35a, or may be formed by casting to form the radial extension part 35a. The first magnetic pole portion 35b may be integrally formed.
径方向延出部３５ａは、軸方向から見て、径方向内側に向かうほど幅狭になる台形状に形成されている。また、第１磁極部３５ｂは、径方向から見て長方形状に形成されている。つまり、第１磁極部３５ｂの内周側端面（ロータ１２との対向面）の周方向両端は、軸方向に沿った直線状をなしている。なお、第１ステータ側爪状磁極３５は、その周方向中心に対して線対称をなしている。 The radially extending portion 35a is formed in a trapezoidal shape that becomes narrower as it goes inward in the radial direction when viewed from the axial direction. The first magnetic pole portion 35b is formed in a rectangular shape when viewed from the radial direction. That is, both ends in the circumferential direction of the inner peripheral side end surface (the surface facing the rotor 12) of the first magnetic pole portion 35b are linear along the axial direction. The first stator side claw-shaped magnetic pole 35 is line symmetric with respect to the circumferential center.
図８に示すように、第２ステータコア３２は、第１ステータコア３１と同様の構成を有し、第２ステータコアベース３６と第２ステータ側爪状磁極３７とを有している。第２ステータコアベース３６及び第２ステータ側爪状磁極３７（径方向延出部３７ａ及び第２磁極部３７ｂ）は、前記第１ステータコア３１の第１ステータコアベース３４及び第１ステータ側爪状磁極３５（径方向延出部３５ａ及び第１磁極部３５ｂ）とそれぞれ同一形状をなしている。 As shown in FIG. 8, the second stator core 32 has the same configuration as the first stator core 31, and has a second stator core base 36 and a second stator side claw-shaped magnetic pole 37. The second stator core base 36 and the second stator side claw-shaped magnetic pole 37 (radially extending portion 37 a and second magnetic pole portion 37 b) are the first stator core base 34 and the first stator side claw-shaped magnetic pole 35 of the first stator core 31. It has the same shape as each of the (radially extending portion 35a and the first magnetic pole portion 35b).
図７に示すように、第１及び第２ステータコアベース３４，３６は、軸方向に互いに当接されてステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗの外周壁を構成している。そして、第１及び第２ステータコアベース３４，３６の内周側であって径方向延出部３５ａ，３７ａの軸方向間のスペースには、回転軸１１の周方向に円環状をなすコイル部３３が配置されている。 As shown in FIG. 7, the first and second stator core bases 34 and 36 are in contact with each other in the axial direction to constitute the outer peripheral wall of the stator units Su, Sv and Sw. In the space between the axial directions of the radially extending portions 35 a and 37 a on the inner peripheral side of the first and second stator core bases 34 and 36, the coil portion 33 that forms an annular shape in the circumferential direction of the rotating shaft 11. Is arranged.
第１ステータコア３１と第２ステータコア３２とは、それらの磁極部３５ｂ，３７ｂの先端が互いに反対方向を向くように組み付けられ、各第１磁極部３５ｂの周方向間に各第２磁極部３７ｂが配置される。つまり、第１磁極部３５ｂと第２磁極部３７ｂとは、組み付け状態において周方向に交互に並んでいる。また、第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７の径方向延出部３５ａ，３７ａは、互いに平行をなしている。 The first stator core 31 and the second stator core 32 are assembled so that the tips of the magnetic pole portions 35b and 37b face in opposite directions, and the second magnetic pole portions 37b are interposed between the circumferential directions of the first magnetic pole portions 35b. Be placed. That is, the first magnetic pole part 35b and the second magnetic pole part 37b are alternately arranged in the circumferential direction in the assembled state. Further, the radially extending portions 35a and 37a of the first and second stator side claw-shaped magnetic poles 35 and 37 are parallel to each other.
上記のように構成されたステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、コイル部３３にて第１及び第２ステータ側爪状磁極３５，３７をその時々で互いに異なる磁極に励磁する１２極の所謂ランデル型（クローポール型）構造とされている。 The stator units Su, Sv, Sw configured as described above are so-called Randel type of 12 poles that excite the first and second stator side claw-shaped magnetic poles 35, 37 to different magnetic poles from time to time in the coil portion 33. (Claw pole type) structure.
次に、各相のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗの積層構造について説明する。
図１０に示すように、Ｕ相ステータユニットＳｕ、Ｖ相ステータユニットＳｖ及びＷ相ステータユニットＳｗが軸方向に順に積層されてステータ１３が構成される。また、ステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、第１ステータコアベース３４と第２ステータコアベース３６とが軸方向に交互に配置されるように積層されている。
Next, the laminated structure of the stator units Su, Sv, Sw of each phase will be described.
As shown in FIG. 10, a U-phase stator unit Su, a V-phase stator unit Sv, and a W-phase stator unit Sw are sequentially stacked in the axial direction to form a stator 13. The stator units Su, Sv, Sw are stacked such that the first stator core base 34 and the second stator core base 36 are alternately arranged in the axial direction.
また、各相のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、電気角で６０度（機械角で１０度）ずつ位相をずらして積層されている。詳述すると、Ｖ相ステータユニットＳｖは、Ｕ相ステータユニットＳｕに対して反時計回り方向に電気角で６０度位相をずらして配置されている。また、Ｗ相ステータユニットＳｗは、Ｖ相ステータユニットＳｖに対して反時計回り方向に電気角で６０度位相をずらして配置されている。 Further, the stator units Su, Sv, Sw of each phase are stacked with phases shifted by 60 degrees in electrical angle (10 degrees in mechanical angle). Specifically, the V-phase stator unit Sv is arranged with a phase difference of 60 degrees in electrical direction in the counterclockwise direction with respect to the U-phase stator unit Su. Further, the W-phase stator unit Sw is disposed with a phase difference of 60 degrees in electrical direction in the counterclockwise direction with respect to the V-phase stator unit Sv.
これにより、Ｕ相ステータユニットＳｕからＷ相ステータユニットＳｗにかけてのずれ方向は、ロータ１２においてＵ相側からＷ相側にかけて時計回り方向に傾斜する第１及び第２磁極ブロックＢ１，Ｂ２のスキュー方向に対して反対方向となっている。 As a result, the deviation direction from the U-phase stator unit Su to the W-phase stator unit Sw is the skew direction of the first and second magnetic pole blocks B1 and B2 inclined in the clockwise direction from the U-phase side to the W-phase side in the rotor 12. The opposite direction.
ここで、ステータ１３がｎ個（但し、ｎは２以上の整数）のステータユニットで構成される場合、軸方向に隣り合うステータユニット同士の周方向のずれ角は電気角で（１８０／ｎ）度に設定される。本実施形態では、３個のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗでステータ１３が構成されるため、各ステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗのずれ角が電気角で（１８０／３）＝６０度に設定されている。 Here, when the stator 13 is composed of n (where n is an integer of 2 or more) stator units, the circumferential deviation angle between the axially adjacent stator units is an electrical angle (180 / n). Set to degrees. In the present embodiment, since the stator 13 is constituted by three stator units Su, Sv, Sw, the deviation angle of each stator unit Su, Sv, Sw is set to (180/3) = 60 degrees in electrical angle. ing.
また、ロータ側爪状磁極２５，２７の径方向視での傾斜角度（傾斜角度θ）は、（９０／ｎ）度に設定され、本実施形態では、傾斜角度θは（９０／３）＝３０度に設定されている。 Further, the inclination angle (inclination angle θ) of the rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 in the radial direction is set to (90 / n) degrees, and in this embodiment, the inclination angle θ is (90/3) = It is set to 30 degrees.
次に、上記のように構成したモータの作用について説明する。
ステータ１３に３相交流電源電圧を印加すると、Ｕ相ステータユニットＳｕのコイル部３３にはＵ相電源電圧が、Ｖ相ステータユニットＳｖのコイル部３３にはＶ相電源電圧が、Ｗ相ステータユニットＳｗのコイル部３３にはＷ相電源電圧がそれぞれ印加される。これによって、ステータ１３に回転磁界が発生し、ロータ１２が回転駆動される。
Next, the operation of the motor configured as described above will be described.
When a three-phase AC power supply voltage is applied to the stator 13, a U-phase power supply voltage is applied to the coil portion 33 of the U-phase stator unit Su, a V-phase power supply voltage is applied to the coil portion 33 of the V-phase stator unit Sv, and a W-phase stator unit. A W-phase power supply voltage is applied to each of the coil portions 33 of Sw. As a result, a rotating magnetic field is generated in the stator 13 and the rotor 12 is driven to rotate.
ここで、本実施形態の各ロータ側爪状磁極２５，２７は、軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜するスキュー形状にて形成されている。これにより、ロータ１２の回転時に磁極の切り替わりが緩やかになるため、トルクリップルの低減、ひいてはモータ振動の低減が可能となっている。 Here, each rotor side claw-shaped magnetic pole 25, 27 of the present embodiment is formed in a skew shape that is inclined in the same circumferential direction from one axial end to the other end. As a result, the switching of the magnetic poles becomes gentle during the rotation of the rotor 12, so that torque ripple can be reduced, and hence motor vibration can be reduced.
また、ロータ１２の各磁極ブロックＢ１，Ｂ２において、その外周側端面（ステータ対向面）の周方向両端が径方向から見て一直線状に揃うように構成されている。これにより、各磁極ブロックＢ１，Ｂ２を構成するそれぞれ３つの第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７（第１及び第２磁極部２５ｂ，２７ｂ）の間に段差が生じないように構成でき、その結果、各磁極ブロックＢ１，Ｂ２を滑らかなスキュー形状に形成することが可能となっている。 Further, in each of the magnetic pole blocks B1 and B2 of the rotor 12, both ends in the circumferential direction of the outer peripheral side end surface (stator facing surface) are arranged in a straight line when viewed from the radial direction. Thereby, it is configured so that no step is generated between the three first and second rotor side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 (first and second magnetic pole portions 25b and 27b) constituting the magnetic pole blocks B1 and B2. As a result, each magnetic pole block B1, B2 can be formed in a smooth skew shape.
また、各磁極ブロックＢ１，Ｂ２を構成する３つの第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７（第１及び第２磁極部２５ｂ，２７ｂ）の間に段差が生じないように構成されることから、磁気通路面積を広げるべく各ロータ側爪状磁極２５，２７を延長させる場合に、異極の爪状磁極２５，２７同士の干渉が防止される。これにより、漏れ磁束の増加が抑えられ、モータ性能の向上に寄与できるようになっている。 Further, it is configured such that no step is generated between the three first and second rotor side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 (first and second magnetic pole portions 25b and 27b) constituting the magnetic pole blocks B1 and B2. Therefore, when the rotor-side claw-shaped magnetic poles 25, 27 are extended in order to increase the magnetic path area, interference between the claw-shaped magnetic poles 25, 27 having different polarities is prevented. Thereby, the increase in leakage magnetic flux is suppressed, and it can contribute to the improvement of motor performance.
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）第１及び第２ロータ側爪状磁極２５，２７（第１及び第２磁極部２５ｂ，２７ｂ）の周方向両端面は、ロータ１２の軸方向一端側から他端側にかけて同一方向に傾斜している。つまり、各ロータ側爪状磁極２５，２７が所謂スキュー形状にて形成される。これにより、ロータ１２の回転時に、周方向における磁極の切り替わりが緩やかになることからトルクリップルの低減、ひいてはモータ振動の低減が可能となる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) The circumferential end surfaces of the first and second rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 (first and second magnetic pole portions 25b and 27b) are in the same direction from one axial end to the other end of the rotor 12. Inclined. That is, the rotor side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 are formed in a so-called skew shape. As a result, when the rotor 12 rotates, the magnetic poles are gradually switched in the circumferential direction, so that torque ripple can be reduced, and hence motor vibration can be reduced.
（２）第１及び第２ロータコア２１，２２と界磁磁石２３とで構成されたロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗが軸方向に複数配置されるとともに、軸方向に隣り合うロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗの界磁磁石２３の磁化方向が互いに反対となるように構成される。そして、各ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗの各ロータ側爪状磁極２５，２７は、ロータ１２全体の軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜している。この構成によれば、界磁磁石２３が軸方向に分散化されるため、ロータ１２全体における軸方向の磁束密度の偏りを小さく抑えることができ、モータ性能（トルク）の向上を図ることが可能となる。 (2) A plurality of rotor units Ru, Rv, Rw composed of the first and second rotor cores 21, 22 and the field magnet 23 are arranged in the axial direction, and adjacent rotor units Ru, Rv, Rw field magnets 23 are configured such that the magnetization directions are opposite to each other. The rotor side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 of the rotor units Ru, Rv, and Rw are inclined in the same circumferential direction from one axial end to the other end of the entire rotor 12. According to this configuration, since the field magnets 23 are dispersed in the axial direction, the deviation of the magnetic flux density in the axial direction in the entire rotor 12 can be kept small, and the motor performance (torque) can be improved. It becomes.
（３）複数のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗのそれぞれ１つの同極のロータ側爪状磁極２５，２７から構成されロータ１２の軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜する第１及び第２磁極ブロックＢ１，Ｂ２が、周方向において交互に異極となるように構成される。そして、第１及び第２磁極ブロックＢ１，Ｂ２は、該磁極ブロックＢ１，Ｂ２をそれぞれ構成する３つのロータ側爪状磁極２５，２７（第１及び第２磁極部２５ｂ，２７ｂ）の外周側端面２５ｄの周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成される。この構成によれば、各磁極ブロックＢ１，Ｂ２を構成する３つのロータ側爪状磁極２５，２７（外周側端面２５ｄ，２７ｄ）間に段差が生じないように構成されるため、各磁極ブロックＢ１，Ｂ２の滑らかなスキュー形状を形成することができる。これにより、周方向における磁極の切り替わりがより緩やかになることから、トルクリップル及びそれに起因するモータ振動のより一層の低減が可能となる。また、各磁極ブロックＢ１，Ｂ２を構成する３つのロータ側爪状磁極２５，２７（外周側端面２５ｄ，２７ｄ）の間に段差が生じないように構成されることから、磁気通路面積を広げるべくロータ側爪状磁極２５，２７を延長させる場合に、異極のロータ側爪状磁極２５，２７同士の干渉が防止される。これにより、漏れ磁束の増加を抑えることができ、モータ性能（トルク）の向上に寄与できる。 (3) The rotor-side claw-shaped magnetic poles 25, 27 having the same polarity of each of the plurality of rotor units Ru, Rv, Rw are inclined in the same circumferential direction from one axial end to the other end of the rotor 12. The first and second magnetic pole blocks B1 and B2 are configured to have different polarities alternately in the circumferential direction. The first and second magnetic pole blocks B1 and B2 are outer end faces of the three rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 (first and second magnetic pole portions 25b and 27b) constituting the magnetic pole blocks B1 and B2, respectively. The both ends in the circumferential direction of 25d are configured to be in a straight line when viewed from the radial direction. According to this configuration, since there is no step between the three rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 (outer peripheral side end surfaces 25d and 27d) constituting the magnetic pole blocks B1 and B2, each magnetic pole block B1 , B2 can be formed with a smooth skew shape. As a result, the switching of the magnetic poles in the circumferential direction becomes more gradual, so that torque ripple and motor vibration caused thereby can be further reduced. Further, since the three rotor side claw-shaped magnetic poles 25, 27 (outer peripheral side end faces 25d, 27d) constituting the magnetic pole blocks B1, B2 are configured not to have a step, the magnetic path area should be increased. When the rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 are extended, interference between the rotor-side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 having different polarities is prevented. Thereby, the increase in leakage magnetic flux can be suppressed and it can contribute to the improvement of motor performance (torque).
（４）本実施形態のモータは、ロータ１２及びステータ１３が共にランデル型で構成された所謂マルチランデル型モータであるため、爪状磁極２５，２７，３５，３７の数を変えることで容易に磁極数を変更でき、容易に多極化することができる。 (4) Since the motor of the present embodiment is a so-called multi-Landel type motor in which both the rotor 12 and the stator 13 are configured in a Landel type, the number of the claw-shaped magnetic poles 25, 27, 35, 37 can be easily changed. The number of magnetic poles can be changed, and multipolarization can be easily performed.
なお、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、各磁極部２５ｂ，２７ｂの外周側端面２５ｄ，２７ｄを径方向から見たときの軸方向に対する傾斜角度θを３０度に設定したが、これに特に限定されるものではなく、３０度未満（但し、θ１＝０度は除く）、若しくは３０度よりも大きな値に設定してもよい。なお、図１１には、傾斜角度θを１０度とした例を示している。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the inclination angle θ with respect to the axial direction when the outer peripheral side end faces 25d and 27d of the magnetic pole portions 25b and 27b are viewed from the radial direction is set to 30 degrees, but is not particularly limited thereto. , Less than 30 degrees (however, excluding θ1 = 0 degree) or a value larger than 30 degrees may be set. FIG. 11 shows an example in which the inclination angle θ is 10 degrees.
・上記実施形態では、ロータ１２が３つのロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗから構成されたが、これに特に限定されるものではなく、ロータ１２を構成するロータユニットの個数を３つ未満、若しくは４つ以上としてもよい。なお、図１２には、ロータユニットの個数を２つ（ロータユニットＲ１，Ｒ２）とした例を示し、図１３には、ロータユニットの個数を１つ（ロータユニットＲ３）とした例を示している。このような例によっても、上記実施形態と略同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the rotor 12 is composed of the three rotor units Ru, Rv, Rw. However, the present invention is not particularly limited to this, and the number of rotor units constituting the rotor 12 is less than three or four. It may be more than one. 12 shows an example in which the number of rotor units is two (rotor units R1, R2), and FIG. 13 shows an example in which the number of rotor units is one (rotor unit R3). Yes. Also by such an example, the effect substantially the same as the said embodiment can be acquired.
・上記実施形態では、第１磁極ブロックＢ１は、その第１磁極ブロックＢ１を構成する３つの第１ロータ側爪状磁極２５の外周側端面２５ｄ（第１磁極部２５ｂ）の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されたが、これに限定されるものではなく、軸方向に隣り合う第１磁極部２５ｂの間に段差が生じる構成としてもよい。第２磁極ブロックＢ２においても同様に、軸方向に隣り合う第２磁極部２７ｂの間に段差が生じる構成としてもよい。 In the above embodiment, the first magnetic pole block B1 has both ends in the circumferential direction of the outer peripheral side end face 25d (first magnetic pole portion 25b) of the three first rotor side claw-shaped magnetic poles 25 constituting the first magnetic pole block B1. However, the present invention is not limited to this, and a step may be formed between the first magnetic pole portions 25b adjacent in the axial direction. Similarly, the second magnetic pole block B2 may have a configuration in which a step is generated between the second magnetic pole portions 27b adjacent in the axial direction.
・上記実施形態では、各相のロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗ及びステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗが隙間なく積層されているが、これに特に限定されるものではなく、ロータユニットＲｕ，Ｒｖ，Ｒｗ同士及びステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗ同士の間隔を軸方向に空けて配置してもよい。 In the above embodiment, the rotor units Ru, Rv, Rw of each phase and the stator units Su, Sv, Sw are stacked without gaps, but the present invention is not particularly limited thereto, and the rotor units Ru, Rv, Rw You may arrange | position the space | intervals between each other and stator unit Su, Sv, Sw in the axial direction.
・各ロータ側爪状磁極２５，２７の形状等の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。
例えば、上記実施形態では、第１磁極ブロックＢ１においてＵ相及びＶ相の第１ロータ側爪状磁極２５（第１磁極部２５ｂ）同士が離間しているが、それらの長さを延長して互いに当接するように構成してもよい。同様に、第２磁極ブロックＢ２のＶ相及びＷ相の第２ロータ側爪状磁極２７（第２磁極部２７ｂ）の長さを延長して互いに当接するように構成してもよい。
The configuration such as the shape of each rotor-side claw-shaped magnetic pole 25, 27 is not limited to the above-described embodiment, and may be appropriately changed according to the configuration.
For example, in the above embodiment, the U-phase and V-phase first rotor side claw-shaped magnetic poles 25 (first magnetic pole portions 25b) are separated from each other in the first magnetic pole block B1, but their lengths are extended. You may comprise so that it may mutually contact | abut. Similarly, the lengths of the V-phase and W-phase second rotor-side claw-shaped magnetic poles 27 (second magnetic pole portions 27b) of the second magnetic pole block B2 may be extended to come into contact with each other.
また、上記実施形態では、ロータ側爪状磁極２５，２７は、径方向延出部２５ａ，２７ａと磁極部２５ｂ，２７ｂとからなるが、これ以外に例えば、径方向延出部２５ａ，２７ａを省略し、軸方向に延びる磁極部２５ｂ，２７ｂのみでロータ側爪状磁極２５，２７を構成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the rotor side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 consist of radial direction extension part 25a, 27a and magnetic pole part 25b, 27b, for example, radial direction extension part 25a, 27a is provided. The rotor side claw-shaped magnetic poles 25 and 27 may be configured only by the magnetic pole portions 25b and 27b extending in the axial direction.
・各爪状磁極２５，２７，３５，３７の個数（磁極数）は、上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、界磁磁石２３をフェライト磁石としたが、これ以外に例えば、ネオジム磁石、サマリウム鉄窒素磁石、サマリウムコバルト磁石等の希土類磁石としてもよい。
The number of claw-shaped magnetic poles 25, 27, 35, 37 (the number of magnetic poles) is not limited to the above embodiment, and may be changed as appropriate according to the configuration.
In the above embodiment, the field magnet 23 is a ferrite magnet, but other than this, for example, a rare earth magnet such as a neodymium magnet, a samarium iron nitrogen magnet, or a samarium cobalt magnet may be used.
・上記実施形態では、ステータ１３は、ランデル型構造の複数のステータユニットＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗを軸方向に配置して構成されたが、これに特に限定されるものではなく、ランデル型でない３相用のステータとしてもよい。 -In above-mentioned embodiment, although the stator 13 was comprised by arrange | positioning several stator units Su, Sv, Sw of a Landel type structure to an axial direction, it is not specifically limited to this, Three phase which is not a Landel type It is good also as a stator.
・上記実施形態では、ステータ１３の内側にロータ１２が配置されたインナーロータ型のモータに適用したが、アウターロータ型のモータに適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
In the above embodiment, the present invention is applied to an inner rotor type motor in which the rotor 12 is disposed inside the stator 13, but may be applied to an outer rotor type motor.
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment and another example will be added below.
（イ）請求項４に記載のモータにおいて、
前記ステータは、ｎ個（但し、ｎは２以上の整数）の前記ステータユニットから構成され、軸方向に隣り合うステータユニット同士の周方向のずれ角が電気角で（１８０／ｎ）度に設定され、
前記ロータ側の爪状磁極の径方向視での傾斜角度は、（９０／ｎ）度に設定されていることを特徴とするモータ。
(A) In the motor according to claim 4,
The stator is composed of n stator units (where n is an integer equal to or greater than 2), and the circumferential deviation angle between adjacent stator units in the axial direction is set to an electrical angle of (180 / n) degrees. And
An inclination angle of the claw-shaped magnetic pole on the rotor side in a radial view is set to (90 / n) degrees.
この構成によれば、軸方向に隣り合うステータユニット同士の周方向のずれ角が電気角で（１８０／ｎ）度に設定されたステータに対し、ロータ側の爪状磁極をトルク向上の点で好適なスキュー形状とすることが可能となる。 According to this configuration, the claw-shaped magnetic pole on the rotor side is improved in torque with respect to the stator in which the circumferential deviation angle between the axially adjacent stator units is set to an electrical angle of (180 / n) degrees. A suitable skew shape can be obtained.
Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ，Ｒ１〜Ｒ３…ロータユニット、Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ…ステータユニット、１２…ロータ、１３…ステータ、２１…第１ロータコア、２２…第２ロータコア、２３…界磁磁石、２５…第１ロータ側爪状磁極、２５ｄ，２７ｄ…外周側端面（ステータ対向面）、２７…第２ロータ側爪状磁極、３１…第１ステータコア、３２…第２ステータコア、３３…コイル部、３５…第１ステータ側爪状磁極、３７…第２ステータ側爪状磁極、Ｂ１…第１磁極ブロック、Ｂ２…第２磁極ブロック。 Ru, Rv, Rw, R1 to R3 ... rotor unit, Su, Sv, Sw ... stator unit, 12 ... rotor, 13 ... stator, 21 ... first rotor core, 22 ... second rotor core, 23 ... field magnet, 25 ... First rotor side claw-shaped magnetic pole, 25d, 27d ... outer peripheral side end face (stator facing surface), 27 ... second rotor side claw-shaped magnetic pole, 31 ... first stator core, 32 ... second stator core, 33 ... coil portion, 35 ... First stator side claw-shaped magnetic pole, 37... Second stator side claw-shaped magnetic pole, B1... First magnetic pole block, B2.
Claims (4)
前記第１及び第２ロータコアの軸方向間に配置され軸方向に磁化された界磁磁石と
を備え、前記界磁磁石によって前記第１及び第２ロータコアの爪状磁極が互いに異なる磁極として機能するロータであって、
前記第１及び第２ロータコアの各爪状磁極の周方向両端面が、ロータの軸方向一端側から他端側にかけて同一方向に傾斜していることを特徴とするロータ。 First and second rotor cores each having a plurality of claw-shaped magnetic poles protruding in the axial direction and assembled in such a manner that the claw-shaped magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction;
And a field magnet magnetized in the axial direction between the first and second rotor cores, and the claw-shaped magnetic poles of the first and second rotor cores function as magnetic poles different from each other. A rotor,
A rotor characterized in that both end faces in the circumferential direction of the claw-shaped magnetic poles of the first and second rotor cores are inclined in the same direction from one axial end side to the other end side of the rotor.
前記第１及び第２ロータコアと前記界磁磁石とで構成されたロータユニットが軸方向に複数配置されるとともに、軸方向に隣り合う前記ロータユニットの界磁磁石の磁化方向が互いに反対となるように構成され、
前記各ロータユニットの各爪状磁極は、ロータ全体の軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜していることを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 1, wherein
A plurality of rotor units composed of the first and second rotor cores and the field magnets are arranged in the axial direction, and the magnetization directions of the field magnets of the rotor units adjacent in the axial direction are opposite to each other. Composed of
Each claw-shaped magnetic pole of each rotor unit is inclined in the same circumferential direction from one axial end to the other end of the entire rotor.
複数の前記ロータユニットのそれぞれ１つの同極の爪状磁極から構成されロータの軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜する磁極ブロックが、周方向において交互に異極となるように構成され、
前記磁極ブロックは、該磁極ブロックを構成する複数の爪状磁極のステータ対向面の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されていることを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 2, wherein
A magnetic pole block that is composed of one claw-shaped magnetic pole of the same polarity of each of the plurality of rotor units and that is inclined in the same circumferential direction from one end side to the other end side in the axial direction of the rotor alternately has different polarities in the circumferential direction. Configured as
The rotor is characterized in that the magnetic pole block is configured so that both circumferential ends of a plurality of claw-shaped magnetic poles constituting the magnetic pole block in a circumferential direction are in a straight line when viewed from the radial direction.
軸方向に突出する複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第１及び第２ステータコアと、該第１及び第２ステータコアの軸方向間に配置され周方向に巻回されたコイル部とを備えたステータユニットが軸方向に複数配置されてなるステータと
を備え、前記各ステータユニットは、軸方向一端側から軸方向他端側にかけて前記ロータ側の爪状磁極の傾斜方向とは反対方向に順にずらして構成されていることを特徴とするモータ。 The rotor according to any one of claims 1 to 3,
First and second stator cores each having a plurality of claw-shaped magnetic poles protruding in the axial direction and assembled in such a manner that the claw-shaped magnetic poles alternate in the circumferential direction, and between the axial directions of the first and second stator cores A plurality of stator units arranged in the axial direction, and each stator unit is arranged from one axial end to the other axial end. A motor characterized in that it is configured by sequentially shifting in a direction opposite to the direction of inclination of the claw-shaped magnetic pole on the rotor side.
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