JP2018143079A - IPM motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an IPM motor capable of maintaining motor characteristics by improving a cogging torque without increasing costs and reducing assembly workability.SOLUTION: In a rotational core 5, a plurality of curve surface parts 5a projecting in a radial direction which serve as a magnetic flux action surface and concave surface parts 5b that separate the curve surface parts 5a from one another are alternately formed. The concave grooves 5d are provided in the curve surface parts 5a, respectively.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、例えば車載用のセンサレスモータ等に用いられるIPM(Interior Permanent Magnet)モータに関する。   The present invention relates to an IPM (Interior Permanent Magnet) motor used for, for example, an in-vehicle sensorless motor.

例えば図5に示す4極6スロットのIPMモータは、固定子51と回転子52から構成される。固定子51はティース53aとコアバック53bからなる固定子鉄心53と、ティース53a間のスロット54内にはティース53aを取り囲むように巻装された集中巻のコイル巻線55(三相巻線のU相,V相,W相)から構成される。   For example, a 4-pole 6-slot IPM motor shown in FIG. 5 includes a stator 51 and a rotor 52. The stator 51 includes a stator core 53 including a tooth 53a and a core back 53b, and a concentrated winding coil winding 55 (three-phase winding of a three-phase winding) wound around the tooth 53a in a slot 54 between the teeth 53a. (U phase, V phase, W phase).

図5に示すIPMモータは4極6スロットであるから、スロットピッチは電気角で120度である。回転子52は回転子鉄心56に形成した一文字状の永久磁石挿入孔56a中に永久磁石57が納められ、回転子軸58と嵌合するための軸孔56bからなる。回転子鉄心56には、磁極作用面(曲面部)となる磁極56cが4箇所に突設されている。磁極56c間には凹面部56dが形成されている。   Since the IPM motor shown in FIG. 5 has 4 poles and 6 slots, the slot pitch is 120 degrees in electrical angle. The rotor 52 includes a shaft hole 56 b for fitting a permanent magnet 57 into a single-letter permanent magnet insertion hole 56 a formed in the rotor core 56, and fitting with the rotor shaft 58. On the rotor core 56, magnetic poles 56c serving as magnetic pole action surfaces (curved surface portions) are projected at four locations. A concave portion 56d is formed between the magnetic poles 56c.

IPMモータは、磁束密度が高いためコギングトルクも増大するが、かかるコギングトルクを減少させるため、磁極56cは、曲面部が径方向の軸線に対して左右非対称に形成することが提案されている(特許文献1参照)。   Since the IPM motor has a high magnetic flux density, the cogging torque also increases. However, in order to reduce the cogging torque, it is proposed that the magnetic pole 56c is formed asymmetrically with respect to the radial axis with respect to the radial axis. Patent Document 1).

特開2004−48912号公報JP 2004-48912 A

一般に、IPMモータにおいて、回転動作をスムーズに行うためには、特許文献1のように、コギングトルクを下げることを意図した技術思想は提案されているが、コギングトルクを上げることを意図した技術思想は提案されていない。これに対して、回転停止位置で振動等により回転子が動かないで停止しているニーズがある場合には、コギングトルク(保持トルク)を向上させる必要がある。これを実現するためには、回転子マグネットの磁気グレードの高い材料(例えばネオジウム等)を用いたり、固定子コアのオープンスロットの間隔を広げたりすることが考えられる。しかしながら、マグネット材料のハイグレード化は、製造コストが高くなり、固定子コアのオープンスロットの間隔を広げると、マグネットワイヤーを巻くスペースが低減しモータ特性が低下してしまう。   In general, in order to smoothly rotate an IPM motor, a technical idea intended to reduce cogging torque is proposed as in Patent Document 1, but a technical idea intended to increase cogging torque. Has not been proposed. On the other hand, when there is a need to stop the rotor without moving due to vibration or the like at the rotation stop position, it is necessary to improve the cogging torque (holding torque). In order to realize this, it is conceivable to use a material having a high magnetic grade of the rotor magnet (for example, neodymium) or to increase the interval between the open slots of the stator core. However, the higher grade of magnet material increases the manufacturing cost, and if the interval between the open slots of the stator core is increased, the space for winding the magnet wire is reduced and the motor characteristics are deteriorated.

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、コスト増加や組立作業性を低下させずにコギングトルクを向上させてモータ特性を維持できるIPMモータを提供することにある。   The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide an IPM motor capable of maintaining the motor characteristics by improving the cogging torque without increasing the cost and reducing the assembly workability. There is.

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
回転子コアに複数の永久磁石が埋め込まれた回転子磁極が固定子極歯と対向配置されるラジアルギャップ型のIPMモータであって、前記回転子磁極若しくは前記固定子極歯には、磁束作用面となる径方向に突設された複数の曲面部と各曲面部どうしを仕切る凹面部が交互に形成されており、前記各曲面部には凹溝が各々設けられていることを特徴とする。
これにより、回転子磁極若しくは固定子極歯の曲面部に設けられた凹溝により、対向する磁極面との間で磁界の変化が大きくなるため、コギングトルクが増大する。
よって、静止時に回転子が振動等により回転することがなく、しかもコイルの巻数も減らすことがないのでモータ特性を維持することができる。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
A radial gap type IPM motor in which a rotor magnetic pole in which a plurality of permanent magnets are embedded in a rotor core is arranged to face a stator pole tooth, and a magnetic flux action is applied to the rotor magnetic pole or the stator pole tooth. A plurality of curved surface portions projecting in a radial direction to be a surface and concave surface portions partitioning each curved surface portion are alternately formed, and each curved surface portion is provided with a concave groove. .
As a result, the cogging torque increases because the change in the magnetic field between the opposing magnetic pole surfaces increases due to the concave grooves provided in the curved surface portions of the rotor magnetic poles or the stator pole teeth.
Therefore, the rotor does not rotate due to vibration or the like when stationary, and the number of turns of the coil does not decrease, so that the motor characteristics can be maintained.

前記回転子磁極若しくは前記固定子極歯に設けられる隣り合う凹溝どうしの中心がなす中心角をζ、iを整数、Tをコギング周期、pを回転子磁極対数とすると、ζ=2i*π/T*pで算出される中心角ζの間隔で前記各曲面部に対して前記凹溝が凸面部を介して交互に設けられていることが望ましい。
これにより、回転子磁極若しくは固定子極歯の各曲面部の最適な場所に凸面部と凹溝を所定間隔で交互に形成して、対向する磁極との間でコギングトルクを増大させることができる。
Ζ = 2i * π, where ζ is the center angle formed by the centers of adjacent concave grooves provided on the rotor magnetic pole or the stator pole teeth, i is an integer, T is the cogging period, and p is the number of rotor pole pairs. It is desirable that the concave grooves are alternately provided through the convex surface portions for the curved surface portions at intervals of the central angle ζ calculated by / T * p.
As a result, the convex surface portions and the concave grooves are alternately formed at predetermined intervals at the optimal positions of the respective curved surface portions of the rotor magnetic pole or the stator pole teeth, and the cogging torque can be increased between the opposing magnetic poles. .

インナーロータ型モータの回転子コアの外周面に突設された各曲面部の径方向内側に設けられた磁石挿入孔に永久磁石が挿入されかつ前記各曲面部には前記凹溝で仕切られた凸面部が所定間隔で形成されていてもよい。
これにより、インナーロータ型モータにおいて、回転子磁極の曲面部と対向する固定子極歯との間で磁界の変化が大きくなるため、コギングトルクが増大する。
Permanent magnets are inserted into the magnet insertion holes provided on the radially inner side of the curved surface portions protruding from the outer peripheral surface of the rotor core of the inner rotor type motor, and the curved surface portions are partitioned by the concave grooves. The convex surface portions may be formed at a predetermined interval.
As a result, in the inner rotor type motor, the change in the magnetic field between the curved surface portion of the rotor magnetic pole and the stator pole teeth facing it increases, so that the cogging torque increases.

上述したIPMモータを用いれば、コスト増加や組立作業性を低下させずにコギングトルクを向上させることができ、モータの特性も維持することができる。   If the IPM motor described above is used, the cogging torque can be improved without increasing the cost and the assembling workability, and the motor characteristics can be maintained.

4極6スロットのインナーロータ型DCブラシレスモータの軸方向上視図である。It is a top view in the axial direction of a 4-pole 6-slot inner rotor type DC brushless motor. 図1のコイルを省略した上視図及び軸方向断面図である。It is the top view and axial sectional view which abbreviate | omitted the coil of FIG. 回転子磁極に設けられる凹溝の一例を示す説明図及び回転子の回転状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the ditch | groove provided in a rotor magnetic pole, and explanatory drawing which shows the rotation state of a rotor. 回転子に凹溝(補助溝)有無に応じたディテントトルク大きさを対比したグラフ図である。It is the graph which compared the detent torque magnitude | size according to the presence or absence of a ditch | groove (auxiliary groove) in a rotor. 従来の4極6スロットのモータのコギングトルクを小さくする場合の回転子と固定子のレイアウト図である。FIG. 6 is a layout diagram of a rotor and a stator when the cogging torque of a conventional 4-pole 6-slot motor is reduced.

以下、本発明に係るIPMモータの実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、一例として4極6スロットのインナーロータ型3相DCブラシレスモータを用いて説明する。尚、モータ構成のうち、固定子及び回転子の構成を中心に説明するものとする。   Embodiments of an IPM motor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, an inner rotor type three-phase DC brushless motor having four poles and six slots will be described as an example. Of the motor configuration, the configuration of the stator and the rotor will be mainly described.

図1及び図2を参照して、IPMモータの概略構成について説明する。
固定子1の構造について説明する。固定子コア2は、電磁鋼板を積層プレスして形成された積層コアであり、環状に形成されたコアバック部2bに対して平面視で内周側に向かって放射状に突設された極歯2a(2a1,2a2,2a3:U相,V相,W相)が6極突設されている。固定子コア2は6極6スロットであるから、スロットピッチは電気角で120°(機械角で60°)となっている。各極歯2a1,2a2,2a3には、コイル3が各々巻かれている。固定子コア2は図示しない軸受ハウジングの内周に組み付けられている。また固定子コア2の軸方向端面よりインシュレータ8が装着される(図2B参照)。固定子極歯2aにはインシュレータ8を介してマグネットワイヤーが巻かれてコイル3が形成される(図1参照)。
With reference to FIG.1 and FIG.2, schematic structure of an IPM motor is demonstrated.
The structure of the stator 1 will be described. The stator core 2 is a laminated core formed by laminating and pressing electromagnetic steel plates, and pole teeth projecting radially toward the inner peripheral side in a plan view with respect to the annularly formed core back portion 2b. 2a (2a1, 2a2, 2a3: U-phase, V-phase, W-phase) is provided with 6 poles. Since the stator core 2 has 6 poles and 6 slots, the slot pitch is 120 ° in electrical angle (60 ° in mechanical angle). A coil 3 is wound around each of the pole teeth 2a1, 2a2, 2a3. The stator core 2 is assembled to the inner periphery of a bearing housing (not shown). An insulator 8 is mounted from the axial end surface of the stator core 2 (see FIG. 2B). A magnet wire is wound around the stator pole teeth 2a via an insulator 8 to form a coil 3 (see FIG. 1).

次に回転子4の構造について説明する。回転子コア5は、電磁鋼板を積層プレスして形成された積層コアが用いられる。回転子コア5の外周面には、固定子極歯2aと対向し磁束作用面となる径方向外側に突設された複数の曲面部5aと各曲面部5aどうしを仕切る凹面部5bが交互に形成されている。本実施例では、4極であるので、曲面部5a及び凹面部5bが位相差90°(機械角)で4箇所に各々設けられている。   Next, the structure of the rotor 4 will be described. As the rotor core 5, a laminated core formed by laminating and pressing electromagnetic steel sheets is used. On the outer peripheral surface of the rotor core 5, a plurality of curved surface portions 5 a that are opposed to the stator pole teeth 2 a and project outward in the radial direction serving as magnetic flux acting surfaces and concave surface portions 5 b that partition the curved surface portions 5 a are alternately arranged. Is formed. In this embodiment, since there are four poles, the curved surface portion 5a and the concave surface portion 5b are provided at four positions with a phase difference of 90 ° (mechanical angle).

各曲面部5aには、径方向内側に設けられた磁石挿入孔5cに永久磁石6が各々挿入されている。永久磁石6は、希土類磁石(ネオジム磁石、サマリュウムコバルト磁石等)が好適に用いられる。永久磁石6は、回転子コア5の磁石挿入孔5cにインサート成形により磁性体が挿入され、その後着磁されて形成される。   In each curved surface portion 5a, permanent magnets 6 are inserted into magnet insertion holes 5c provided on the radially inner side. As the permanent magnet 6, a rare earth magnet (neodymium magnet, samarium cobalt magnet or the like) is preferably used. The permanent magnet 6 is formed by inserting a magnetic body into the magnet insertion hole 5c of the rotor core 5 by insert molding and then magnetizing it.

また回転子コア5の中心部には回転子軸7が挿通して一体に組み付けられる。回転子軸7は、磁性体(SUS等)よりなる金属シャフトが用いられる。回転子軸7は、図示しない軸受ハウジングに回転可能に軸支されている。   Further, the rotor shaft 7 is inserted into the central portion of the rotor core 5 and assembled integrally. The rotor shaft 7 is a metal shaft made of a magnetic material (SUS or the like). The rotor shaft 7 is rotatably supported by a bearing housing (not shown).

また、図3Bに示すように、回転子コア5の各曲面部5aには複数の凹溝5dが各々所定間隔で設けられている。この回転子磁極(曲面部5a)に設けられる凹溝5dは、隣り合う凹溝5dの中心どうしがなす中心角をζ(rad)、iを整数、Tをコギング周期(電気角)、pを回転子磁極対数とすると、ζ=2i*π/T*pで算出される中心角ζの間隔で各曲面部5aに対して凹溝5dが凸面部5eを介して交互に設けられていることが望ましい。
iはモータのコギングトルクのT次成分平面で2π(i=1)となり同じ位置で繰り返すので必ず整数となる。また、高次になって磁気吸引力ベクトルの間隔が2iπになると全ベクトルが同一方向に重なってコギングトルクが向上する。
Further, as shown in FIG. 3B, a plurality of concave grooves 5d are provided at predetermined intervals in each curved surface portion 5a of the rotor core 5. The concave groove 5d provided in the rotor magnetic pole (curved surface portion 5a) has a central angle formed by the centers of adjacent concave grooves 5d as ζ (rad), i is an integer, T is a cogging cycle (electrical angle), and p is Assuming that the number of pairs of rotor magnetic poles is set, the concave grooves 5d are alternately provided to the curved surface portions 5a via the convex surface portions 5e at intervals of the central angle ζ calculated by ζ = 2i * π / T * p. Is desirable.
Since i is 2π (i = 1) on the T-order component plane of the cogging torque of the motor and repeats at the same position, it is always an integer. Further, when the order becomes higher and the magnetic attractive force vector interval becomes 2iπ, all the vectors overlap in the same direction and the cogging torque is improved.

本実施例の場合、4極6スロットのモータで、i=1、コギングトルクの周期Tは、回転子極数4と固定子スロット数6の最小公倍数(12)を2周期で除算した値でT=12/2=6、極対数はN・Sで1対と数えられるのでp=4/2=2となる。これに基づいて隣り合う凹溝5dの中心どうしがなす中心角ζ(rad)を算出すると、ζ=2×i×π/{(12/2)×(4/2)}=0.5233(rad)となる。
これを機械角に変換するとζ=(180/π)×0.5233(rad)=29.998≒30°(機械角)となる。以上より、各曲面部5aに対してζ=30°間隔で凹溝5dが凸面部5eを介して交互に設けられていればコギングトルクが向上することがわかる。
In the case of this embodiment, the motor is a 4-pole 6-slot, i = 1, and the cogging torque period T is a value obtained by dividing the least common multiple (12) of the rotor pole number 4 and the stator slot number 6 by 2 periods. T = 12/2 = 6, and the number of pole pairs is counted as one pair by N · S, so that p = 4/2 = 2. Based on this, when the central angle ζ (rad) formed by the centers of the adjacent concave grooves 5d is calculated, ζ = 2 × i × π / {(12/2) × (4/2)} = 0.5233 (rad) It becomes.
When this is converted into a mechanical angle, ζ = (180 / π) × 0.5233 (rad) = 29.998≈30 ° (mechanical angle). From the above, it can be seen that the cogging torque is improved if the concave grooves 5d are alternately provided through the convex surface portions 5e at intervals of ζ = 30 ° with respect to the curved surface portions 5a.

これを図示すると、図3Bに示すように、凹溝5dの中心線a1とa2との角度がζ=30°(機械角)となる。尚、凹面部5b間の中心角は90°(機械角)であるから、中心線a1若しくは中心線a2とその隣の凹面部5bの中心線bとの中心角θは30°(機械角)となる。すなわち、本実施例では回転子磁極(曲面部5a)の切り替え部(凹面部5b)から起算し、中心角で15°(中心線間の機械角ζ/2)毎に凸部5eと凹溝5dを交互に設ければよいことになる。また、コギングトルクは、第6次高調波平面の溝ベクトル(磁気吸引力ベクトル)がすべて0位相の直線上に並ぶためにコギングトルクが発生する。コギングトルクを上げるためには、第6次高調波平面の0位相の空隙位置に補助となる凹溝を設けることにより更に溝ベクトルを大きくする必要がある。   As shown in FIG. 3B, the angle between the center lines a1 and a2 of the concave groove 5d is ζ = 30 ° (mechanical angle). Since the central angle between the concave portions 5b is 90 ° (mechanical angle), the central angle θ between the central line a1 or the central line a2 and the central line b of the adjacent concave surface portion 5b is 30 ° (mechanical angle). It becomes. That is, in this embodiment, the convex portion 5e and the concave groove are calculated from the switching portion (concave surface portion 5b) of the rotor magnetic pole (curved surface portion 5a) every 15 ° (mechanical angle ζ / 2 between the center lines). 5d may be provided alternately. The cogging torque is generated because the groove vectors (magnetic attraction force vectors) on the sixth harmonic plane are all aligned on a straight line having zero phase. In order to increase the cogging torque, it is necessary to further increase the groove vector by providing an auxiliary concave groove at the 0 phase gap position of the sixth harmonic plane.

ここで、コギングトルクを増大させるメカニズムについて、図3A〜C及び図5を参照して説明する。コギングトルクは、永久磁石より発生した磁束が磁路のパーミアンス変化によって増減し、地場エネルギーが変化することによって発生する。よって、回転子4と固定子1の対向位置で互いのスリット(空隙)が重なると磁路が薄くなるため、トルクが低下する。   Here, a mechanism for increasing the cogging torque will be described with reference to FIGS. Cogging torque is generated when the magnetic energy generated from a permanent magnet increases or decreases due to a change in permeance of the magnetic path, and the local energy changes. Therefore, when the slits (gap) overlap each other at the position where the rotor 4 and the stator 1 face each other, the magnetic path becomes thin, and the torque decreases.

図5は、回転子52と固定子51との間でスリット(空隙)が重なる位置Wが2か所のみ生ずる状態を示している。W位置ではコギングトルクが上昇するが、その他の回転子52と固定子51が対向位置ではコギングトルクは弱いため、回転しやすい状態にある。   FIG. 5 shows a state where only two positions W where the slits (gap) overlap between the rotor 52 and the stator 51 occur. The cogging torque increases at the W position, but the cogging torque is weak at other positions where the rotor 52 and the stator 51 face each other, so that the cogging torque is easy to rotate.

これに対して図3Aは、回転子4の凸面部5eに凹溝5dが設けられており、回転子4と固定子1との間で、スリット(空隙)が重なる位置Wが6か所に増えている。回転子コア5の曲面部5aに設けられた凹溝5dにより、回転子コア5の曲面部5aと対向する固定子極歯2aとの間で磁界の変化が大きくなるため、コギングトルクが増大する。これによって、コギングトルクが増大して、回転子4は停止位置から回転し難くなる。尚、回転子4は対向する固定子1に対して、磁気的に最も安定する位置で停止する。   On the other hand, in FIG. 3A, a concave groove 5d is provided in the convex surface portion 5e of the rotor 4, and there are six positions W where slits (air gaps) overlap between the rotor 4 and the stator 1. is increasing. Because the concave groove 5d provided in the curved surface portion 5a of the rotor core 5 changes the magnetic field between the curved surface portion 5a of the rotor core 5 and the stator pole teeth 2a facing the cogging torque. . As a result, the cogging torque is increased and the rotor 4 is difficult to rotate from the stop position. Note that the rotor 4 stops at a magnetically most stable position with respect to the opposing stator 1.

図3Bは、回転子4が例えば反時計回り方向に回転した状態を示す。この状態では、固定子1と回転子4との間で、スリット(空隙)が重なる位置が生じていないため、コギングトルクが低下して回転しやすい状態となる。
図3Cは、回転子4がさらに反時計回り方向に回転した状態を示す。この状態では、図3Aと同様に回転子4と固定子1との間で、スリット(空隙)が重なる位置Wが6か所に増えているため、コギングトルクが上昇して回転子4は停止位置から回転し難くなる。
FIG. 3B shows a state in which the rotor 4 is rotated in the counterclockwise direction, for example. In this state, since the position where the slit (gap) overlaps does not occur between the stator 1 and the rotor 4, the cogging torque is reduced and the rotor 1 is easily rotated.
FIG. 3C shows a state in which the rotor 4 is further rotated counterclockwise. In this state, as in FIG. 3A, the position W where the slit (gap) overlaps between the rotor 4 and the stator 1 has increased to six, so the cogging torque increases and the rotor 4 stops. It becomes difficult to rotate from the position.

回転子4に凹溝5dを設けた場合と設けない場合とでディテントトルクの大きさを対比したグラフ図を図4に示す。図4は回転子4の回転角とディテントトルクの大きさを示すグラフ図である。図4Aの実線部は、回転子4に凹溝5dを設けた場合、破線部は凹溝5dを設けない場合を対比して例示した。
これにより、凹溝5dを設けた場合には、設けない場合に比べてディテントトルク(保持トルク)が増大していることがわかる。
FIG. 4 shows a graph in which the magnitude of the detent torque is compared between the case where the rotor 4 is provided with the concave groove 5d and the case where the groove 4d is not provided. FIG. 4 is a graph showing the rotation angle of the rotor 4 and the magnitude of the detent torque. The solid line portion in FIG. 4A is illustrated by contrasting the case where the rotor 4 is provided with the concave groove 5d and the broken line portion where the concave groove 5d is not provided.
Thus, it can be seen that the detent torque (holding torque) is increased when the concave groove 5d is provided compared to the case where the concave groove 5d is not provided.

尚、4極6スロットのモータに限らず他の形態のモータであってもよい。
例えば6極9スロットのモータの場合、i=1、コギングトルクの周期Tは機械角360°を回転子極数(6)と固定子スロット数(9)の最小公倍数(18)を2周期で除算した値でT=18/2=9となり、極対数はN・Sで1対と数えられるのでp=6/2=3となる。これに基づいて隣り合う凹溝5dの中心どうしがなす中心角ζ(rad)を算出すると、ζ=2×1×π/{(18/2)×(6/2)}=0.2327(rad)となる。これを機械角に変換するとζ=(180/π)×0.2327(rad)=13.332≒13.3°(機械角)となる。以上より、凹面部5b間の中心角は60°(機械角)であり、この間に設けられる各曲面部5aに対してζ=13.3°(機械角)間隔で凹溝5dが凸面部5eを介して交互に設けられていればコギングトルクが向上することがわかる。
The motor is not limited to a 4-pole 6-slot motor, and may be another type of motor.
For example, in the case of a 6-pole 9-slot motor, i = 1, the cogging torque period T is a mechanical angle of 360 °, the rotor pole number (6), and the least common multiple (18) of the stator slot number (9) in two periods. The divided value is T = 18/2 = 9, and the number of pole pairs is counted as one pair by N · S, so p = 6/2 = 3. Based on this, when the central angle ζ (rad) formed by the centers of the adjacent concave grooves 5d is calculated, ζ = 2 × 1 × π / {(18/2) × (6/2)} = 0.327 (rad) It becomes. When this is converted into a mechanical angle, ζ = (180 / π) × 0.2327 (rad) = 13.332≈13.3 ° (mechanical angle). As described above, the central angle between the concave surface portions 5b is 60 ° (mechanical angle), and the concave grooves 5d pass through the convex surface portion 5e at intervals of ζ = 13.3 ° (mechanical angle) with respect to the curved surface portions 5a provided therebetween. It can be seen that the cogging torque is improved if they are alternately provided.

上記3相DCブラシレスモータは、車載用モータとして、回転子を所定位置に保持する用途で駆動源として用いられる。また、センサレス駆動するため逆起電力やインダクタンス変化により通電制御が行われる。上述したように、コギングトルク(保持トルク)を増大すると、回転子磁極と固定子磁極との磁界の変化が大きくなるため、逆起電力やインダクタンス変化が大きくなるため、モータをセンサレス駆動する際の制御性も向上する。   The three-phase DC brushless motor is used as a drive source in an application for holding a rotor at a predetermined position as a vehicle-mounted motor. In addition, in order to perform sensorless driving, energization control is performed by back electromotive force and inductance change. As described above, when the cogging torque (holding torque) is increased, the change in the magnetic field between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole increases, so the back electromotive force and the inductance change increase. Controllability is also improved.

また上述した実施例は、回転子コアの磁極について適用したが、固定子コアの磁極(極歯)について適用することも可能である。この場合には、固定子1の極歯の磁束作用面となる曲面部に凹溝を設けることになる。   Moreover, although the embodiment described above is applied to the magnetic poles of the rotor core, it can also be applied to the magnetic poles (pole teeth) of the stator core. In this case, a concave groove is provided in the curved surface portion that is the magnetic flux acting surface of the pole teeth of the stator 1.

1 固定子 2 固定子コア 2a 2a1 2a2 2a3 極歯 2b コアバック部 3 コイル 4 回転子 5 回転子コア 5a 曲面部 5b 凹面部 5c 磁石挿入孔 5d 凹溝 5e 凸面部 6 回転子マグネット 7 回転子軸 8 インシュレータ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Stator core 2a 2a1 2a2 2a3 Pole tooth 2b Core back part 3 Coil 4 Rotor 5 Rotor core 5a Curved surface part 5b Concave part 5c Magnet insertion hole 5d Concave groove 5e Convex part 6 Rotor magnet 7 Rotor shaft 8 Insulator

Claims (3)

回転子コアに複数の永久磁石が埋め込まれた回転子磁極が固定子極歯と対向配置されるラジアルギャップ型のIPMモータであって、
前記回転子磁極若しくは前記固定子極歯には、磁束作用面となる径方向に突設された複数の曲面部と各曲面部どうしを仕切る凹面部が交互に形成されており、前記各曲面部には凹溝が各々設けられていることを特徴とするIPMモータ。
A radial gap type IPM motor in which a rotor magnetic pole in which a plurality of permanent magnets are embedded in a rotor core is disposed opposite to a stator pole tooth,
The rotor magnetic poles or the stator pole teeth are formed with a plurality of curved surface portions projecting in a radial direction to serve as magnetic flux acting surfaces and concave surface portions that partition the curved surface portions, and each curved surface portion. The IPM motor is characterized in that each is provided with a concave groove.
前記回転子磁極若しくは前記固定子極歯に設けられる隣り合う凹溝どうしの中心がなす中心角をζ、iを整数、Tをコギング周期、pを回転子磁極対数とすると、ζ=2i*π/T*pで算出される中心角ζの間隔で前記各曲面部に対して前記凹溝が凸面部を介して交互に設けられている請求項1記載のIPMモータ。   Ζ = 2i * π, where ζ is the center angle formed by the centers of adjacent concave grooves provided on the rotor magnetic pole or the stator pole teeth, i is an integer, T is the cogging period, and p is the number of rotor pole pairs. 2. The IPM motor according to claim 1, wherein the concave grooves are alternately provided to the curved surface portions via the convex surface portions at intervals of a central angle ζ calculated by / T * p. インナーロータ型モータの回転子コアの外周面に突設された各曲面部の径方向内側に設けられた磁石挿入孔に永久磁石が挿入されかつ前記各曲面部には前記凹溝で仕切られた凸面部が所定間隔で形成されている請求項1又は請求項2記載のIPMモータ。   Permanent magnets are inserted into the magnet insertion holes provided on the radially inner side of the curved surface portions protruding from the outer peripheral surface of the rotor core of the inner rotor type motor, and the curved surface portions are partitioned by the concave grooves. The IPM motor according to claim 1, wherein the convex surface portions are formed at a predetermined interval.
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