JP2022150091A - Rotor, rotary electric device, driving device, and mobile body - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ロータ、回転電機、駆動装置、および、移動体に関する。 The present disclosure relates to rotors, rotating electric machines, driving devices, and moving bodies.
従来、永久磁石を樹脂封止により積層体に固定して製造する回転子積層鉄心が知られる(例えば特許文献1参照)。また、永久磁石式回転子を有する回転電機では、コギングトルクを減少させるために回転子をスキュー構造とすることが行われている(例えば特許文献2参照)。スキュー構造では、積層した回転子鉄心が永久磁石とともに積層方向に複数個に分割され、各分割回転子鉄心が所定の角度ずらして組付けられる。 Conventionally, a rotor laminated core manufactured by fixing permanent magnets to a laminate by resin sealing is known (see, for example, Patent Document 1). Further, in a rotating electric machine having a permanent magnet rotor, the rotor is given a skew structure in order to reduce cogging torque (see, for example, Patent Document 2). In the skew structure, the laminated rotor core is divided into a plurality of pieces together with the permanent magnets in the lamination direction, and each divided rotor core is assembled with a predetermined angle.
永久磁石は、回転子鉄心の磁石挿入部に挿入され、充填剤で接着して固定される。スキュー構造では、分割回転子鉄心間で磁石挿入部の位置がずれるために、複数の分割回転子鉄心を積み上げた後に磁石挿入部に充填剤を充填する場合、充填剤が磁石挿入部に十分に満たされない可能性がある。このために、従来においては、分割した段ごとに充填剤の磁石挿入部への充填が行われる。この場合、作業を分割した段数分繰り返す必要があり、製造工程が煩雑になることが懸念される。 Permanent magnets are inserted into the magnet insertion portion of the rotor core and fixed by bonding with a filler. In the skew structure, the positions of the magnet insertion parts are shifted between the split rotor cores. may not be satisfied. For this reason, conventionally, filling of the filler into the magnet inserting portion is performed for each divided stage. In this case, it is necessary to repeat the work for the number of divided stages, and there is a concern that the manufacturing process will become complicated.
このようなことから、軸方向に複数段に分割され、各段の間で周方向の位相角を有して配置されるスキューを施された回転子鉄心と、極を作る永久磁石とを有する回転子とを、次のような構成とすることが知られる(例えば特許文献2参照)。回転子鉄心は、永久磁石を挿入するための挿入孔と、挿入孔とは独立して極間に設けられた少なくとも1箇所の中間孔を有する。ある段における回転子鉄心の挿入孔が、隣接する段の中間孔と連通する。本構成によれば、中間孔により、永久磁石の挿入孔への充填剤の供給経路を確保できるため、スキューを施された回転子鉄心を有する回転子を低コストで製造することができる。 For this reason, it has a skewed rotor core that is divided into a plurality of stages in the axial direction and arranged with a phase angle in the circumferential direction between each stage, and permanent magnets that create poles. It is known that the rotor has the following configuration (see Patent Document 2, for example). The rotor core has insertion holes for inserting permanent magnets and at least one intermediate hole provided between the poles independently of the insertion holes. A rotor core insertion hole in one stage communicates with an intermediate hole in an adjacent stage. According to this configuration, since the intermediate hole can secure the supply route of the filler to the insertion hole of the permanent magnet, the rotor having the skewed rotor core can be manufactured at low cost.
上述した、永久磁石が作る極間に中間孔を設ける構成の場合、例えば永久磁石の角度又はスキュー角度等によって、中間孔がトルクリップル等の磁気特性に影響を及ぼす可能性がある。 In the case of the configuration in which the intermediate holes are provided between the poles formed by the permanent magnets as described above, the intermediate holes may affect magnetic characteristics such as torque ripple depending on, for example, the angle or skew angle of the permanent magnets.
本開示は、スキュー構造を有するロータにおいて、トルクリップルの低減と、製造効率の向上とを図ることができる技術を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a technique capable of reducing torque ripple and improving manufacturing efficiency in a rotor having a skew structure.
本開示の例示的なロータは、中心軸を中心として回転するロータであって、軸方向に配列され、磁極の位置を周方向に互いにずらして配置される第1ロータコアと第2ロータコアとを有する。前記第1ロータコアと前記第2ロータコアとのそれぞれは、径方向外方に向かうにつれて周方向の間隔が広くなるV字状に配置され、前記磁極を構成する一対の第1マグネットと、前記一対の第1マグネットを収容する一対の第1マグネット収容孔と、を有する。前記第1ロータコアは、軸方向に貫通する複数のフラックスバリアを更に有する。前記複数のフラックスバリアは、前記第2ロータコアの前記第1マグネット収容孔と軸方向に少なくとも一部が重なる第1フラックスバリアと第2フラックスバリアとを有する。軸方向からの平面視において、前記一対の第1マグネットの周方向の中間位置と前記中心軸とを結ぶ仮想線を第1軸とし、前記第1軸と周方向に隣り合い、前記第1軸と磁気的に直交するとともに前記中心軸を通る仮想線を第2軸とする。前記第1フラックスバリアは、前記第1軸と前記第1マグネットとの周方向間に配置され、前記第2フラックスバリアは、前記第2軸上に配置される。 An exemplary rotor of the present disclosure is a rotor that rotates about a central axis, and has a first rotor core and a second rotor core that are arranged axially and whose magnetic pole positions are circumferentially offset from each other. . Each of the first rotor core and the second rotor core is arranged in a V-shape in which the interval in the circumferential direction increases toward the radially outer side, and the pair of first magnets that constitute the magnetic poles; and a pair of first magnet housing holes for housing the first magnets. The first rotor core further has a plurality of axially penetrating flux barriers. The plurality of flux barriers have a first flux barrier and a second flux barrier that at least partially overlap with the first magnet housing hole of the second rotor core in the axial direction. In plan view from the axial direction, a virtual line connecting the intermediate position of the pair of first magnets in the circumferential direction and the central axis is defined as a first axis, and the first axis is adjacent to the first axis in the circumferential direction. A virtual line magnetically orthogonal to and passing through the central axis is defined as a second axis. The first flux barrier is arranged circumferentially between the first shaft and the first magnet, and the second flux barrier is arranged on the second shaft.
本開示の例示的な回転電機は、上記構成のロータと、前記ロータの径方向外方に配置されるステータと、を有する。 An exemplary rotating electrical machine of the present disclosure has a rotor configured as described above and a stator arranged radially outward of the rotor.
本開示の例示的な駆動装置は、上記構成の回転電機と、前記回転電機に接続されるギヤユニットと、を有する。 An exemplary drive device of the present disclosure includes the rotating electric machine having the above configuration and a gear unit connected to the rotating electric machine.
本開示の例示的な移動体は、上記構成の駆動装置と、前記駆動装置と接続され、自体の移動を可能とする移動動作部と、を有する。 An exemplary moving body of the present disclosure includes the driving device configured as described above, and a moving operation unit connected to the driving device and capable of moving itself.
本開示によれば、スキュー構造を有するロータにおいて、トルクリップルの低減と、製造効率の向上とを図ることができる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce torque ripple and improve manufacturing efficiency in a rotor having a skew structure.
以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、回転電機およびロータの説明に際して、図2に示す回転電機100の中心軸Aの延びる方向を単に「軸方向」と呼び、回転電機100の中心軸Aを中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶことにする。また、本明細書では、ロータの説明に際して、図2に示す方向に回転電機100を配置した場合の軸方向を上下方向と定義する。また、本明細書では、軸方向上方からの平面視において、周方向の時計回り側を周方向の一方側とし、周方向の反時計回り側を周方向の他方側と定義する。なお、上下方向、周方向の一方側および他方側の定義は、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。
Exemplary embodiments of the present disclosure are described in detail below with reference to the drawings. In this specification, when describing the rotating electrical machine and the rotor, the direction in which the central axis A of the rotating
<1.移動体、駆動装置、および、回転電機>
図1は、本開示の実施形態に係る移動体300の構成を示す概略図である。本実施形態において、移動体300は自動車である。ただし、移動体300は、自動車以外の車両、船舶、航空機、又は、ロボット等であってもよい。図1に示すように、移動体300は、駆動装置200と、移動動作部301と、を有する。
<1. Moving Body, Driving Device, and Rotating Electric Machine>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a
移動動作部301は、駆動装置200と接続され、自体300を移動可能とする。詳細には、移動動作部301は、車軸302に固定される車輪である。車軸302は、例えば、駆動装置200に連結される構成でも、駆動装置200に含まれる構成であってもよい。移動動作部301は、駆動装置200の駆動によって車軸302を中心として回転する。移動動作部301の回転にしたがって、移動体300は移動を行う。
The
なお、駆動装置200は、移動動作部301と直接的、或いは、間接的に接続することができれば、移動体300のいずれに配置されてもよい。駆動装置200は、いわゆるインホイールモータを構成する装置であってもよい。
It should be noted that the
図2は、本開示の実施形態に係る駆動装置200の構成を模式的に示す図である。図2に示すように、駆動装置200は、回転電機100と、回転電機100に接続されるギヤユニット201と、を有する。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
本実施形態では、回転電機100はモータである。駆動装置200は、回転電機100に電力を供給する不図示のインバータを有する。ただし、本開示の技術は、回転電機が発電機として利用される構成に適用されてもよい。回転電機100は、ロータ10と、ロータ10の径方向外方に配置されるステータ20とを有する。すなわち、本実施形態の回転電機100は、インナーロータ型の回転電機である。
In this embodiment, the rotating
ロータ10は、中心軸Aを中心として回転する。ロータ10は、中心軸Aを中心とする円筒状である。ロータ10は、詳細には後述するように、内部に埋め込まれた界磁用のマグネットを有する。すなわち、回転電機100は、IPM(Interior Permanent Magnet)型の回転電機である。
The
ステータ20は、回転電機100の電機子である。ステータ20は、中心軸Aを中心とする円筒状である。ステータ20は、径方向内方に配置されるロータ10と隙間を介して対向し、ロータ10を囲む。詳細には、ステータ20は、ステータコア21と、コイル22とを有する。ステータコア21は、軸方向に延びる円筒状のコアバック211と、コアバック211から径方向内方に延びる複数のティース212とを有する。コイル22は、ステータコア21のティース212に不図示のインシュレータを介して導線を巻いて構成される。駆動電流がコイル22に供給されると、ステータコア21のティース212に径方向の磁束が発生する。これにより、ロータ10に周方向のトルクが発生して、ロータ10が中心軸Aを中心として回転する。
回転電機100は、軸方向に延びる柱状のシャフト40を更に有する。シャフト40は、ロータ10の径方向内方に配置され、ロータ10に固定される。シャフト40は、ロータ10と共に中心軸Aを中心として回転する。本実施形態では、シャフト40の上端は、ギヤユニット201のケーシング2011内に挿入されている。ギヤユニット201は、そのケーシング2011内に複数のギヤ2012を有する。シャフト40が回転すると、複数のギヤ2012によってシャフト40の回転力が車軸302に伝達される。
The rotary
なお、本実施形態では、回転電機100は、ギヤユニット201を介して移動動作部301に接続される構成であるが、移動動作部301に直接的に接続されてもよい。
In this embodiment, the rotary
後述のように、本開示によれば、スキュー構造を有するロータ10を、トルクリップルを低減しつつ、低コストで製造することができる。このために、ロータ10を有する回転電機100、駆動装置200、および、移動体300を、特性の向上を図りつつ、低コストで製造することができる。
As will be described later, according to the present disclosure, the
<2.ロータ>
次に、ロータ10の詳細について説明する。
<2. rotor>
Next, details of the
(2-1.第1実施形態)
図3は、本開示の第1実施形態に係るロータ10の構成を模式的に示す側面図である。図3に示すように、ロータ10は、軸方向に配列される第1ロータコア11と第2ロータコア12とを有する。本実施形態では、第1ロータコア11を上、第2ロータコア12を下として、第1ロータコア11と第2ロータコア12とは上下に配列される。なお、本実施形態では、ロータ10を構成するロータコアの数は2つである。ただし、ロータ10を構成するロータコアの数は、2つより多い任意の数とされてよい。
(2-1. First Embodiment)
FIG. 3 is a side view schematically showing the configuration of the
第1ロータコア11と第2ロータコア12とは、いずれも、中心軸Aを中心とする円筒状である。第1ロータコア11と第2ロータコア12とは、内径および外径が同じである。また、第1ロータコア11と第2ロータコア12とは、軸方向の長さも同じである。第1ロータコア11と第2ロータコア12とは、例えば、電磁鋼板が軸方向に複数積層された積層鋼板である。複数の電磁鋼板は、例えばかしめ又は溶接によって互いに固定される。
Both the
第1ロータコア11と第2ロータコア12とは、周方向に複数の磁極を有する。第1ロータコア11と第2ロータコア12との磁極の数は同じである。図3において、太線TLは各磁極の周方向の中心位置を示す。図3に示すように、第1ロータコア11と第2ロータコア12とは、磁極の位置を周方向に互いにずらして配置される。すなわち、ロータ10はスキュー構造を有する。このようにロータ10がスキュー構造を有する構成とすることにより、コギングトルクの低減を図ることができる。本実施形態では、第1ロータコア11が、第2ロータコア12に対して周方向の一方側にずれて配置されている。ただし、第1ロータコア11は、第2ロータコア12に対して周方向の他方側にずれて配置されてもよい。第1ロータコア11と第2ロータコア12とを周方向にずらず角度は、例えば、実験又はシミュレーション等によって求められた任意の値であってよい。
The
図4は、第1実施形態に係るロータ10が有する第1ロータコア11の概略構成を示す平面図である。なお、本実施形態では、第2ロータコア12は、磁極の位置を周方向にずらして配置する構成を除いて、第1ロータコア11と同じ構成である。このために、第1ロータコア11の構成を示す図4を参照しながら、第2ロータコア12の構成についても纏めて説明することがある。本実施形態では、第1ロータコア11と第2ロータコア12とを同じ金型を用いて製造することができるために、第1ロータコアと第2ロータコアとを異なる金型を用いて製造する場合に比べて製造コストを抑制することができる。
FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the
図4に示すように、第1ロータコア11と第2ロータコア12とのそれぞれは、一対の第1マグネット13a、13bと、一対の第1マグネット収容孔14a、14bとを有する。
As shown in FIG. 4, each of the
本実施形態では、第1ロータコア11と第2ロータコア12とのそれぞれにおいて、一対の第1マグネット13a、13bは、周方向に等間隔に8個配列される。一対の第1マグネット13a、13bは磁極を構成する。すなわち、第1ロータコア11と第2ロータコア12とは、それぞれ、8個の磁極を有する。ただし、磁極の数は8個以外であってよく、磁極の数は、例えば回転電機100の狙いの設計等に応じて変更されてよい。
In this embodiment, in each of the
一対の第1マグネット13a、13bは、径方向外方に向かうにつれて周方向の間隔が広くなるV字状に配置される。詳細には、一対の第1マグネット13a、13bのそれぞれは、軸方向からの平面視において矩形状となる直方体形状である。軸方向からの平面視において、一対の第1マグネット13a、13bの長手方向は、径方向に対して互いに反対方向に傾く。一対の第1マグネット13a、13bは、形状およびサイズが同じであり、軸方向からの平面視において、中心軸Aから径方向に延びる仮想線を基準として対称に配置される。一対の第1マグネット13a、13bは、互いに同じ磁気特性を有する永久磁石であり、例えば焼結磁石又はボンド磁石である。
The pair of
一対の第1マグネット収容孔14a、14bは、一対の第1マグネット13a、13bを収容する。このため、本実施形態では、第1ロータコア11および第2ロータコア12のそれぞれにおいて、一対の第1マグネット収容孔14a、14bの数は8個である。一対の第1マグネット収容孔14a、14bの数は、一対の第1マグネット13a、13bの数に応じて変更されてよい。複数の一対の第1マグネット収容孔14a、14bは、周方向に等間隔に配列される。
The pair of first
一対の第1マグネット収容孔14a、14bは、一対の第1マグネット13a、13bと同様に、径方向外方に向かうにつれて周方向の間隔が広くなるV字状である。一対の第1マグネット収容孔14a、14bは、軸方向からの平面視において、中心軸Aから径方向に延びる仮想線を基準として対称に配置される。一対の第1マグネット収容孔14a、14bは、当該収容孔14a、14bが設けられるロータコア11、12を軸方向に貫通する貫通孔である。
Similar to the pair of
なお、本実施形態では、一対の第1マグネット収容孔14a、14bのそれぞれは、軸方向からの平面視において、当該収容孔14a、14bに収容される第1マグネット13a、13bの長手方向の両端に第1空隙15を有する。第1空隙15は、フラックスバリアとしての機能を有する。
In the present embodiment, each of the pair of first
図5は、図4に示す第1ロータコア11の詳細構成を模式的に示す平面図である。図5は、第1ロータコア11の一部を拡大して示す図である。図5に示すように、第1ロータコア11は、軸方向に貫通する複数のフラックスバリア30を更に有する。フラックスバリア30は、第1マグネット収容孔14とは別に設けられる貫通孔である。詳細には、複数のフラックスバリア30は、第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32とを有する。
FIG. 5 is a plan view schematically showing the detailed configuration of the
本実施形態では、複数のフラックスバリア30の中には、第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32との2種類のフラックスバリアのみが含まれる。本実施形態では、第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32とは、互いに形状およびサイズが異なる。ただし、第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32とは、形状およびサイズが同じであってもよい。フラックスバリア30の形状は、特に限定されない。 In this embodiment, the multiple flux barriers 30 include only two types of flux barriers, the first flux barrier 31 and the second flux barrier 32 . In this embodiment, the first flux barrier 31 and the second flux barrier 32 are different in shape and size from each other. However, the first flux barrier 31 and the second flux barrier 32 may have the same shape and size. The shape of the flux barrier 30 is not particularly limited.
図6は、図5に示す第1ロータコア11と、第1ロータコア11の下方に配置される第2ロータコア12との関係を示す図である。図6においては、第2ロータコア12に関する構成は破線で示されている。図6に示すように、第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32とは、第2ロータコア12の第1マグネット収容孔14と軸方向に少なくとも一部が重なる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the
詳細には、第1フラックスバリア31は、第2ロータコア12の一対の第1マグネット収容孔14a、14bのうち周方向の一方側の第1マグネット収容孔14aと、軸方向に少なくとも一部が重なる。第2フラックスバリア32は、第2ロータコア12の一対の第1マグネット収容孔14a、14bのうち周方向の他方側の第1マグネット収容孔14bと、軸方向に少なくとも一部が重なる。
Specifically, the first flux barrier 31 axially overlaps at least a portion of the first
図6において、黒点は樹脂16の注入位置を示す。図7は、樹脂16を注入後の第1ロータコア11の一部の構成を模式的に示す平面図である。本実施形態では、第1ロータコア11と第2ロータコア12とが重ねられたロータ10の各磁極において、同様に樹脂16の注入が行われる。第1ロータコア11の各磁極において、一対の第1マグネット収容孔14a、14bのそれぞれと、第1フラックスバリア31と、第2フラックスバリア32とに対して、樹脂16の注入が行われる。第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32とが、第2ロータコア12の第1マグネット収容孔14と軸方向に少なくとも一部が重なっている。このために、第1ロータコア11側からの樹脂16の注入により、第1ロータコア11の第1マグネット収容孔14だけでなく、第2ロータコア12の第1マグネット収容孔14にも樹脂16を充填することができる。
In FIG. 6 , the black dots indicate injection positions of the
すなわち、本実施形態のロータ10は、第1マグネット収容孔14およびフラックスバリア30に充填される樹脂16を更に有する。詳細には、ロータ10は、第1マグネット収容孔14、第1フラックスバリア31、および、第2フラックスバリア32に充填される樹脂16を有する。樹脂16は、例えばエポキシ樹脂等である。
That is, the
このような構成とすることにより、ロータ10を構成する各ロータコア11、12において、樹脂16を用いて第1マグネット13を第1マグネット収容孔14内に固定することができる。そして、第1ロータコア11と第2ロータコア12とを軸方向に重ねて、各ロータコア11、12における第1マグネット13の樹脂16による固定を纏めて行うことができるために、ロータ10の製造時の作業効率を向上することができる。
With such a configuration, the
なお、第1フラックスバリア31および第2フラックスバリア32は、出来る限り多くの部分が第1マグネット収容孔14と重なることが好ましい。これにより、樹脂16の充填の効率を向上することができる。また、樹脂16は、詳細には、注入時においては溶融されており、溶融された樹脂16が第1マグネット収容孔14内で固まることによって第1マグネット13がロータコア11、12に固定される。また、樹脂16は、第1マグネット収容孔14内の第1マグネット13の上方側の端面を覆ってもよい。第2ロータコア12において、第2ロータコア12の第1マグネット収容孔14内に収容される第1マグネット13の下方側の端部は、樹脂16に覆われなくてもよい。第2ロータコア12の下方側において、第1マグネット13の下方側の端部は、第2ロータコア12の第1マグネット収容孔14の開口縁と、同一平面上に配置されてもよい。
It is preferable that the first flux barrier 31 and the second flux barrier 32 overlap the first
図5に示すように、軸方向からの平面視において、一対の第1マグネット13a、13bの周方向の中間位置と中心軸Aとを結ぶ仮想線を第1軸J1とする。また、軸方向からの平面視において、第1軸J1と周方向に隣り合い、第1軸J1と磁気的に直交するとともに中心軸Aを通る仮想線を第2軸J2とする。別の言い方をすると、第2軸J2は、周方向に隣り合う第1軸J1の周方向の中間位置と中心軸Aとを結ぶ仮想線である。なお、第1軸J1は、いわゆるd軸である。第2軸J2は、いわゆるq軸である。
As shown in FIG. 5, in plan view from the axial direction, a virtual line connecting the center axis A and the intermediate position in the circumferential direction of the pair of
図5に示すように、第1フラックスバリア31は、第1軸J1と第1マグネット13との周方向間に配置される。換言すると、第1フラックスバリア31は、第1軸J1と第1マグネット収容孔14との周方向間に配置される。本実施形態では、第1フラックスバリア31は、第1軸J1と、一対の第1マグネット13a、13bのうち周方向の一方側の第1マグネット13aとの周方向間に配置される。
As shown in FIG. 5, the first flux barrier 31 is arranged between the first axis J1 and the
ただし、第2ロータコア12を第1ロータコア11に対して周方向にずらす方向が、本実施形態と反対方向とされる場合には、第1フラックスバリア31は、第1軸J1と、一対の第1マグネット13a、13bのうち周方向の他方側の第1マグネット13bとの周方向間に配置されてよい。また、第1ロータコア11の第1軸J1を基準として、第1フラックスバリア31と対称となる位置に、他のフラックスバリアが設けられてもよい。このように構成することによって、第1ロータコア11のバランスがずれることを抑制することができ、ロータ10を安定して回転させることができる。
However, if the direction in which the
また、図5に示すように、第2フラックスバリア32は、第2軸J2上に配置される。このように第1軸J1および第2軸J2との位置関係を考慮して第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32とを配置することにより、トルクリップルを低減可能な位置に複数のフラックスバリア30を配置することができる。すなわち、スキュー構造を有するロータ10において、トルクリップルの低減と、製造効率の向上とを図ることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the second flux barrier 32 is arranged on the second axis J2. By arranging the first flux barrier 31 and the second flux barrier 32 in consideration of the positional relationship between the first axis J1 and the second axis J2 in this manner, a plurality of flux barriers are arranged at positions capable of reducing torque ripple. 30 can be placed. That is, in the
図8は、第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32との配置の詳細を説明するための図である。図8は、図5と同様の第1ロータコア11の拡大平面図である。図8に示すように、軸方向からの平面視において、中心軸Aから第1マグネット収容孔14の径方向の最外端部までを半径とする仮想円を第1仮想円VC1とし、中心軸Aから第1マグネット13の径方向の最外端部までを半径とする仮想円を第2仮想円VC2とする。図8に示すように、第2フラックスバリア32は、第1仮想円VC1と第2仮想円VC2との径方向間に配置される。
FIG. 8 is a diagram for explaining the details of the arrangement of the first flux barrier 31 and the second flux barrier 32. As shown in FIG. FIG. 8 is an enlarged plan view of the
また、図6に示すように、第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32とは、第2ロータコア12の第1軸J1を基準として対称な位置に配置される。すなわち、第1フラックスバリア31も、第1仮想円VC1と第2仮想円VC2との径方向間に配置される。
Moreover, as shown in FIG. 6, the first flux barrier 31 and the second flux barrier 32 are arranged at symmetrical positions with respect to the first axis J1 of the
このように第1フラックスバリア31と第2フラックスバリア32とを配置すると、第1ロータコア11に対して磁極の位置を周方向にずらして第2ロータコア12を配置する構成において、第1ロータコア11に設けられる第1フラックスバリア31および第2フラックスバリア32を用いて効率良く第2ロータコア12の第1マグネット収容孔14に樹脂16を充填することができる。また、複数のロータコア11、12の各第1マグネット収容孔14への樹脂16の注入を効率良く行うことを可能とする第1フラックスバリア31および第2フラックスバリア32を、トルクリップルを低減するのに適した位置に配置することができる。
By arranging the first flux barrier 31 and the second flux barrier 32 in this way, in a configuration in which the
図9は、第2フラックスバリア32の配置について説明するための実験結果を示すグラフである。図9において、横軸X1は、第2軸J2上に配置される第2フラックスバリア32の、第1ロータコア11の外周面からの距離を示す。ただし、当該距離は、第1ロータコア11の半径に対する百分率で示されている。また、縦軸Y1は、トルクリップルである。ただし、縦軸Y1は、第2フラックスバリア32を配置しなかった場合に得られたトルクリップル値を1として正規化した値を示している。なお、正規化に用いた第2フラックスバリア32が配置されない場合の実験条件は、第2フラックスバリア32が配置されない点を除いて、図9に示す実験データを得た場合の実験条件と同じである。
FIG. 9 is a graph showing experimental results for explaining the placement of the second flux barrier 32. In FIG. In FIG. 9, the horizontal axis X1 indicates the distance from the outer peripheral surface of the
図9に示すように、第1ロータコア11の外周面から第1ロータコア11の半径の2.9%離れた距離に第2フラックスバリア32を配置した場合、トルクリップルが第2フラックスバリア32を配置しない場合と殆ど変わらない。第1ロータコア11の外周面から第1ロータコア11の半径の2.9%より大きく離れた距離に第2フラックスバリア32を配置すると、トルクリップルは低下すると推定できる。
As shown in FIG. 9, when the second flux barrier 32 is arranged at a distance of 2.9% of the radius of the
図9の結果から、第2フラックスバリア32は、第1ロータコア11の外周面から第1ロータコア11の半径の3.5%以上離れた距離に配置されることが好ましい。これにより、複数のロータコア11、12の各第1マグネット収容孔14への樹脂16の注入を効率良く行うことを可能とするフラックスバリア30を適切な位置に配置して、トルクリップルを低減することができる。
From the result of FIG. 9, it is preferable that the second flux barrier 32 be arranged at a distance of 3.5% or more of the radius of the
なお、複数のフラックスバリア30は、中心軸Aを中心とする同一の円周上に並ぶことが好ましい。このように構成すれば、複数のフラックスバリア30が中心軸Aからの径方向の距離が同じとなる位置に設けられるために、ロータ10のバランスが崩れることを抑制することができ、ロータ10を安定して回転させることができる。
In addition, it is preferable that the plurality of flux barriers 30 are arranged on the same circumference around the central axis A. As shown in FIG. With this configuration, since the plurality of flux barriers 30 are provided at positions where the distances in the radial direction from the central axis A are the same, it is possible to prevent the
(2-2.第2実施形態)
次に、第2実施形態のロータ10Aについて説明する。第2実施形態のロータ10Aの説明に際して、第1実施形態と重複する構成および内容については、特に説明の必要がない場合には、その説明を省略する。
(2-2. Second embodiment)
Next, the
本実施形態のロータ10Aも、第1実施形態と同様に、スキュー構造を有する第1ロータコア11Aと第2ロータコア12Aとを有する。図10は、第2実施形態に係るロータ10Aが有する第1ロータコア11Aの構成を示す平面図である。図10は、第1ロータコア11Aの一部を拡大して示す図である。図11は、図10に示す第1ロータコア11Aと、第1ロータコア11Aの下方に配置される第2ロータコア12Aとの関係を示す図である。図11においては、第2ロータコア12Aに関する構成は破線で示されている。
A
図10および図11に示すように、本実施形態においても、第1ロータコア11Aと第2ロータコア12Aとのそれぞれは、一対の第1マグネット13aA、13bAと、一対の第1マグネット収容孔14aA、14bAとを有する。ただし、本実施形態では、第1ロータコア11Aと第2ロータコア12Aとのそれぞれは、一対の第2マグネット17a、17bと、一対の第2マグネット収容孔18a、18bとを更に有する。この点、第1実施形態と異なる。
As shown in FIGS. 10 and 11, also in the present embodiment, the
一対の第2マグネット17a、17bは、一対の第1マグネット13aA、13bAの径方向外方且つ周方向間にV字状に配置される。当該V字状は、詳細には、径方向外方に向かうにつれて周方向の間隔が広くなるV字状である。一対の第2マグネット17a、17bのそれぞれは、軸方向からの平面視において矩形状となる直方体形状である。軸方向からの平面視において、一対の第2マグネット17a、17bの長手方向は、径方向に対して互いに反対方向に傾く。一対の第2マグネット17a、17bは、形状およびサイズが同じであり、軸方向からの平面視において第1ロータコア11Aの第1軸J1を基準として対称に配置される。
The pair of
一対の第2マグネット17a、17bは、互いに同じ磁気特性を有する永久磁石であり、例えば焼結磁石又はボンド磁石である。一対の第2マグネット17a、17bは、一対の第1マグネット13aA、13bAとともに磁極を構成する。第1ロータコア11Aおよび第2ロータコア12Aのそれぞれにおいて、一対の第1マグネット13aA、13bAと、一対の第2マグネット17a、17bとで構成される磁極の数は8個である。
The pair of
一対の第2マグネット収容孔18a、18bは、一対の第2マグネット17a、17bを収容する。このため、本実施形態においても、第1ロータコア11Aおよび第2ロータコア12Aのそれぞれにおいて、一対の第2マグネット収容孔18a、18bの数は8個でである。複数の一対の第2マグネット収容孔18a、18bは、周方向に等間隔に配列される。
The pair of second
一対の第2マグネット収容孔18a、18bは、一対の第2マグネット17a、17bと同様に、径方向外方に向かうにつれて周方向の間隔が広くなるV字状である。一対の第2マグネット収容孔18a、18bは、軸方向からの平面視において第1ロータコア11Aの第1軸J1を基準として対称に配置される。一対の第2マグネット収容孔18a、18bは、当該収容孔18a、18bが設けられるロータコア11A、12Aを軸方向に貫通する貫通孔である。
Like the pair of
なお、本実施形態では、一対の第2マグネット収容孔18a、18bのそれぞれは、軸方向からの平面視において、当該収容孔18a、18bに収容される第2マグネット17a、17bの長手方向の両端に第2空隙19を有する。第2空隙19は、フラックスバリアとしての機能を有する。
In the present embodiment, each of the pair of second
本実施形態においても、第1ロータコア11Aは、第1実施形態と同様に、複数のフラックスバリア30Aを有する。フラックスバリア30Aは、第1マグネット収容孔14および第2マグネット収容孔18とは別に設けられる貫通孔である。複数のフラックスバリア30Aは、第1フラックスバリア31Aと第2フラックスバリア32Aとを有する。ただし、本実施形態では、複数のフラックスバリア30Aは、第3フラックスバリア33と第4フラックスバリア34とを更に有する。この点、第1実施形態と異なる。第3フラックスバリア33および第4フラックスバリア34の形状およびサイズも、特に限定されない。
Also in this embodiment, the
図11に示すように、本実施形態でも第1実施形態と同様に、第1フラックスバリア31Aと第2フラックスバリア32Aとは、第2ロータコア12Aの第1マグネット収容孔14Aと軸方向に少なくとも一部が重なる。詳細には、第1フラックスバリア31Aは、第2ロータコア12Aの一対の第1マグネット収容孔14aA、14bAのうち周方向の一方側の第1マグネット収容孔14aAと、軸方向に少なくとも一部が重なる。第2フラックスバリア32Aは、第2ロータコア12Aの一対の第1マグネット収容孔14aA、14bAのうち周方向の他方側の第1マグネット収容孔14bAと、軸方向に少なくとも一部が重なる。
As shown in FIG. 11, in the present embodiment, as in the first embodiment, the
更に本実施形態では、第3フラックスバリア33と第4フラックスバリア34とは、第2ロータコア12Aの第2マグネット収容孔18と軸方向に少なくとも一部が重なる。詳細には、第3フラックスバリア33は、第2ロータコア12の一対の第2マグネット収容孔18a、18bのうち周方向の他方側の第2マグネット収容孔18bと、軸方向に少なくとも一部が重なる。第4フラックスバリア34は、第2ロータコア12の一対の第2マグネット収容孔18a、18bのうち周方向一方側の第2マグネット収容孔18aと、軸方向に少なくとも一部が重なる。
Furthermore, in the present embodiment, the third flux barrier 33 and the fourth flux barrier 34 at least partially overlap the second
図11において、黒点は樹脂16Aの注入位置を示す。図12は、樹脂16Aを注入後の第1ロータコア11Aの一部の構成を模式的に示す平面図である。本実施形態では、第1ロータコア11Aと第2ロータコア12Aとが重ねられたロータ10Aの各磁極において、同様に樹脂16の注入が行われる。第1ロータコア11Aの各磁極において、一対の第1マグネット収容孔14aA、14bAのそれぞれと、一対の第2マグネット収容孔18a、18bのそれぞれと、第1フラックスバリア31Aと、第2フラックスバリア32Aと、第3フラックスバリア33と、第4フラックスバリア34とに対して、樹脂16Aの注入が行われる。第1フラックスバリア31Aと第2フラックスバリア32Aとが第2ロータコア12Aの第1マグネット収容孔14Aと軸方向に少なくとも一部が重なり、且つ、第3フラックスバリア33と第4フラックスバリア34とが第2ロータコア12Aの第2マグネット収容孔18と軸方向に少なくとも一部が重なっている。このために、第1ロータコア11A側からの樹脂16Aの注入により、第1ロータコア11Aの第1マグネット収容孔14Aおよび第2マグネット収容孔18だけでなく、第2ロータコア12Aの第1マグネット収容孔14Aおよび第2マグネット収容孔18にも樹脂16Aを充填することができる。
In FIG. 11, black dots indicate injection positions of the
すなわち、本実施形態のロータ10Aは、第1マグネット収容孔14A、第2マグネット収容孔18、および、フラックスバリア30Aに充填される樹脂16Aを更に有する。詳細には、ロータ10Aは、第1マグネット収容孔14A、第2マグネット収容孔18、第1フラックスバリア31A、第2フラックスバリア32A、第3フラックスバリア33、および、第4フラックスバリア34に充填される樹脂16Aを有する。樹脂16Aは、例えばエポキシ樹脂等である。
That is, the
このような構成とすることにより、ロータ10Aを構成する各ロータコア11A、12Aにおいて、樹脂16Aを用いて第1マグネット13Aを第1マグネット収容孔14A内に、第2マグネット17を第2マグネット収容孔18内に固定することができる。そして、第1ロータコア11Aと第2ロータコア12Aとを軸方向に重ねて、各ロータコア11A、12Aにおける第1マグネット13Aおよび第2マグネット17の樹脂16Aによる固定を纏めて行うことができるために、ロータ10Aの製造時の作業効率を向上することができる。また、樹脂16Aは、第1マグネット収容孔14A内の第1マグネット13Aの上方側の端面を覆ってもよい。第2ロータコア12Aにおいて、第2ロータコア12Aの第1マグネット収容孔14A内に収容される第1マグネット13Aの下方側の端部は、樹脂16Aに覆われなくてもよい。第2ロータコア12Aの下方側において、第1マグネット13Aの下方側の端部は、第2ロータコア12Aの第1マグネット収容孔14Aの下方側の開口縁と、同一平面上に配置されてもよい。樹脂16Aは、第2マグネット収容孔18内の第2マグネット17の上方側の端面を覆ってもよい。第2ロータコア12Aの第2マグネット収容孔18内に収容される第2マグネット17の下方側の端部は、樹脂16Aに覆われなくてもよい。第2ロータコア12Aの下方側において、第2マグネット17の下方側の端部は、第2ロータコア12Aの第2マグネット収容孔18の下方側の開口縁と、同一平面上にあってもよい。
With this configuration, in each of the
図10に示すように、第1フラックスバリア31Aは、一対の第1マグネット13aA、13bAの周方向の一方側の第1マグネット13aAと、一対の第2マグネット17a、17bの周方向の一方側の第2マグネット17aとの周方向間に配置される。換言すると、第1フラックスバリア31Aは、一対の第1マグネット収容孔14aA、14bAの周方向の一方側の第1マグネット収容孔14aAと、一対の第2マグネット収容孔18a、18bの周方向の一方側の第2マグネット収容孔18aとの周方向間に配置される。
As shown in FIG. 10, the
なお、第2フラックスバリア32Aは、第1実施形態と同様に、第2軸J2上に配置される。また、第1フラックスバリア31Aと第2フラックスバリア32Aとは、第1実施形態と同様に、第2ロータコア12Aの第1軸J1を基準として対称な位置に配置される。また、第1フラックスバリア31Aと第2フラックスバリア32Aとは、第1実施形態と同様に第1仮想円VC1と第2仮想円VC2との周方向間に配置される。
The
第3フラックスバリア33は、一対の第1マグネット13aA、13bAの周方向の他方側の第1マグネット13bAと、一対の第2マグネット17a、17bの周方向の他方側の第2マグネット17bとの周方向間に配置される。換言すると、第3フラックスバリア33は、一対の第1マグネット収容孔14aA、14bAの周方向の他方側の第1マグネット収容孔14bAと、一対の第2マグネット収容孔18a、18bの周方向の他方側の第2マグネット収容孔18bとの周方向間に配置される。
The third flux barrier 33 is provided around the pair of first magnets 13aA and 13bA on the other side in the circumferential direction, and the
第4フラックスバリア34は、第1ロータコア11Aの第1軸J1と、一対の第2マグネット17a、17bのうちの周方向の一方側の第2マグネット17aとの周方向間に配置される。換言すると、第4フラックスバリア34は、第1ロータコア11Aの第1軸J1と一対の第2マグネット収容孔18a、18bのうち周方向の一方側の第2マグネット収容孔18aとの周方向間に配置される。
The fourth flux barrier 34 is arranged circumferentially between the first axis J1 of the
このように、第1軸J1および第2軸J2との位置関係、および、第1マグネット13Aおよび第2マグネット17との位置関係を考慮して第1フラックスバリア31A、第2フラックスバリア32A、第3フラックスバリア33、および、第4フラックスバリアを配置することにより、トルクリップルを低減可能な位置に複数のフラックスバリア30Aを配置することができる。すなわち、スキュー構造を有するロータ10Aにおいて、トルクリップルの低減と、製造効率の向上とを図ることができる。なお、第2ロータコア12Aを第1ロータコア11Aに対して周方向にずらす方向が、本実施形態と反対方向とされる場合には、各種のフラックスバリアが設けられる周方向の位置関係について、周方向の一方側と他方側とを上記の説明と適宜反対に入れ替えて構成すればよい。
Considering the positional relationship between the first axis J1 and the second axis J2 and the positional relationship between the
図13は、第2実施形態の第1ロータコア11Aが有する複数のフラックスバリア30Aの配置の詳細を説明するための図である。図13は、図10と同様の第1ロータコア11Aの拡大平面図である。図13に示すように、軸方向からの平面視において、中心軸Aから第2マグネット収容孔18の径方向の最外端部までを半径とする仮想円を第3仮想円VC3とし、中心軸Aから第2マグネット17の径方向の最外端部までを半径とする仮想円を第4仮想円VC4とする。
FIG. 13 is a diagram for explaining the details of the arrangement of the plurality of
この場合、第3フラックスバリア33および第4フラックスバリア34の少なくとも一方は、第3仮想円VC3と第4仮想円VC4との径方向間に配置されることが好ましい。本構成によれば、複数のロータコア11A、12Aの各第2マグネット収容孔18への樹脂16Aの注入を効率良く行うことを可能とする第3フラックスバリア33および第4フラックスバリア34が適切な位置に配置されるために、トルクリップルを低減することができる。本実施形態では、より好ましい形態として、第3フラックスバリア33と第4フラックスバリア34との両方が、第3仮想円VC3と第4仮想円VC4との径方向間に配置される。
In this case, at least one of the third flux barrier 33 and the fourth flux barrier 34 is preferably arranged radially between the third virtual circle VC3 and the fourth virtual circle VC4. According to this configuration, the third flux barrier 33 and the fourth flux barrier 34 that enable efficient injection of the
なお、図11に示すように、本実施形態では、第3フラックスバリア33と第4フラックスバリア34とは、第2ロータコア12Aの第1軸J1を基準として対称な位置に配置される。このように第3フラックスバリア33と第4フラックスバリア34とを配置すると、第1ロータコア11Aに対して磁極の位置を周方向にずらして第2ロータコア12Aを配置する構成において、第1ロータコア11Aに設けられる第3フラックスバリア33および第4フラックスバリア34を用いて効率良く第2ロータコア12の第2マグネット収容孔18に樹脂16Aを充填することができる。また、複数のロータコア11A、12Aの各第2マグネット収容孔18への樹脂16Aの注入を効率良く行うことを可能とする第3フラックスバリア33および第4フラックスバリア34を、トルクリップルを低減するのに適した位置に配置することができる。
As shown in FIG. 11, in this embodiment, the third flux barrier 33 and the fourth flux barrier 34 are arranged at symmetrical positions with respect to the first axis J1 of the
図14は、第3フラックスバリア33の配置について説明するための実験結果を示すグラフである。図14において、横軸X2は、第3フラックスバリア33の、第1ロータコア11Aの外周面からの距離を示す。ただし、当該距離は、第1ロータコア11Aの半径に対する百分率で示されている。また、縦軸Y2は、トルクリップルである。ただし、縦軸Y2は、第3フラックスバリア33を配置しなかった場合に得られたトルクリップル値を1として正規化した値を示している。なお、正規化に用いた第3フラックスバリア33が配置されない場合の実験条件は、第3フラックスバリア33が配置されない点を除いて、図14に示す実験データを得た場合の実験条件と同じである。また、第3フラックスバリア33を配置する場合において、第3フラックスバリア33の周方向の位置は同一とされている。
FIG. 14 is a graph showing experimental results for explaining the arrangement of the third flux barrier 33. In FIG. In FIG. 14, the horizontal axis X2 indicates the distance of the third flux barrier 33 from the outer peripheral surface of the
図14に示すように、第3フラックスバリア33は、第1ロータコア11Aの外周面に近い方がトルクリップルを低減できる傾向がある。ただし、第3フラックスバリア33が第1ロータコア11Aの外周面に近づくほど、第3フラックスバリア33を第1ロータコア11Aに配置することが製造上難しくなる。このために、第3フラックスバリア33は、第1ロータコア11Aの外周面から径方向内方に少しずれた位置に配置することが好ましい。また、第3フラックスバリア33が、第1ロータコア11Aの外周面から第1ロータコア11Aの半径の7.3%離れた距離に配置されると、トルクリップルが第3フラックスバリア33を配置しない場合と殆ど変わらなくなる。
As shown in FIG. 14, the third flux barrier 33 tends to be able to reduce torque ripple when it is closer to the outer peripheral surface of the
以上から、第3フラックスバリア33は、第1ロータコア11Aの外周面から第1ロータコア11Aの半径の1.9以上、6.2%以下離れた距離に配置されることが好ましい。これにより、第3フラックスバリア33を適切な位置に配置して、トルクリップルを低減することができる。
From the above, the third flux barrier 33 is preferably arranged at a distance of 1.9% or more and 6.2% or less of the radius of the
なお、第1フラックスバリア31Aは、第3フラックスバリア33と同様に、一対の第1マグネット13aA、13bAと、一対の第2マグネット17a、17bとの周方向間に配置される。このために、第1フラックスバリア31Aの第1ロータコア11Aの外周面からの距離は、第3フラックスバリア33と同様とすることが好ましい。すなわち、第1フラックスバリア31Aも、第1ロータコア11Aの外周面から第1ロータコア11Aの半径の1.9以上、6.2%以下離れた距離に配置されることが好ましい。これにより、第1フラックスバリア31Aを適切な位置に配置して、トルクリップルを低減することができる。
Like the third flux barrier 33, the
本実施形態においては、好ましい形態として、第1フラックスバリア31Aと第3フラックスバリア33とは、軸方向からの平面視において、第1ロータコア11Aの第1軸J1を基準として対称な位置に配置される。このような構成とすることにより、第1ロータコア11Aのバランスがずれることを抑制することができ、ロータ10Aを安定して回転させることができる。
In this embodiment, as a preferred form, the
図15は、第4フラックスバリア34の配置について説明するための実験結果を示す第1グラフである。図15において、横軸X3は、第4フラックスバリア34の、第1ロータコア11Aの第1軸J1に対する角度を示す。また、縦軸Y3は、トルクリップルである。ただし、縦軸Y3は、第4フラックスバリア34を配置しなかった場合に得られたトルクリップル値を1として正規化した値を示している。なお、正規化に用いた第4フラックスバリア34が配置されない場合の実験条件は、第4フラックスバリア34が配置されない点を除いて、図15に示す実験データを得た場合の実験条件と同じである。また、第4フラックスバリア34を配置する場合において、第4フラックスバリア33の径方向の位置は同一とされている。
FIG. 15 is a first graph showing experimental results for explaining the arrangement of the fourth flux barrier 34. FIG. In FIG. 15, the horizontal axis X3 represents the angle of the fourth flux barrier 34 with respect to the first axis J1 of the
図15に示すように、第4フラックスバリア34の、第1軸J1に対する角度が小さすぎると、トルクリップルが高くなる傾向がある。第4フラックスバリア34の第1軸J1に対する角度が1.5°より小さくなると、第4フラックスバリア34を配置しない場合に比べてトルクリップルが高くなる可能性がある。また、第4フラックスバリア34の、第1軸J1に対する角度が大きくなりすぎると、トルクリップルが高くなる傾向がある。第4フラックスバリア34の第1軸J1に対する角度が5.5°である場合に、第4フラックスバリア34を配置しない場合に比べてトルクリップルが高くなっている。 As shown in FIG. 15, if the angle of the fourth flux barrier 34 with respect to the first axis J1 is too small, torque ripple tends to increase. If the angle of the fourth flux barrier 34 with respect to the first axis J1 is less than 1.5°, the torque ripple may increase compared to when the fourth flux barrier 34 is not arranged. Further, when the angle of the fourth flux barrier 34 with respect to the first axis J1 becomes too large, the torque ripple tends to increase. When the angle of the fourth flux barrier 34 with respect to the first axis J1 is 5.5°, the torque ripple is higher than when the fourth flux barrier 34 is not arranged.
図16は、第4フラックスバリア34の配置について説明するための実験結果を示す第2グラフである。図16において、横軸X4は、第4フラックスバリア34の、第1ロータコア11Aの外周面からの距離を示す。ただし、当該距離は、第1ロータコア11Aの半径に対する百分率で示されている。また、縦軸Y4は、トルクリップルである。ただし、縦軸Y4は、第4フラックスバリア34を配置しなかった場合に得られたトルクリップル値を1として正規化した値を示している。なお、正規化に用いた第4フラックスバリア34が配置されない場合の実験条件は、第4フラックスバリア34が配置されない点を除いて、図16に示す実験データを得た場合の実験条件と同じである。また、第4フラックスバリア34を配置する場合において、第4フラックスバリア34の周方向の位置は同一とされている。
FIG. 16 is a second graph showing experimental results for explaining the placement of the fourth flux barrier 34 . In FIG. 16, the horizontal axis X4 indicates the distance of the fourth flux barrier 34 from the outer peripheral surface of the
図16に示すように、第4フラックスバリア34は、第1ロータコア11Aの外周面に近い方がトルクリップルを低減できる傾向がある。ただし、第4フラックスバリア34も、第3フラックスバリア33の場合と同様に、第1ロータコア11Aの外周面に近づくほど第1ロータコア11Aに配置することが製造上難しくなる。このために、第4フラックスバリア34は、第1ロータコア11Aの外周面から径方向内方に少しずれた位置に配置することが好ましい。また、第4フラックスバリア34が、第1ロータコア11Aの外周面から第1ロータコア11Aの半径の5.2%を超えて離れた距離に配置されると、トルクリップルが第4フラックスバリア34を配置しない場合と殆ど変わらなくなると推定される。
As shown in FIG. 16, the fourth flux barrier 34 tends to be able to reduce torque ripple when it is closer to the outer peripheral surface of the
以上から、第4フラックスバリア34は、第1ロータコア11Aの第1軸J1から1.5°以上5°以下の範囲、且つ、第1ロータコア11Aの外周面から第1ロータコア11Aの半径の1.9%以上、4.5%以下離れた距離に配置されることが好ましい。これにより、第4フラックスバリア34を適切な位置に配置して、トルクリップルを低減することができる。
As described above, the fourth flux barrier 34 is positioned within a range of 1.5° or more and 5° or less from the first axis J1 of the
なお、本実施形態では、好ましい形態として、複数のフラックスバリア30Aは、軸方向からの平面視において、第1ロータコア11Aの第1軸J1を基準として第4フラックスバリア34と対称な位置に配置される第5フラックスバリア35を更に有する(例えば図10等参照)。このような構成とすることにより、第1ロータコア11Aのバランスがずれることを抑制することができ、ロータ10Aを安定して回転させることができる。第1ロータコア11Aのバランスを調整する目的で設けられるために、図12に示すように、第5フラックスバリア35にも樹脂16Aが充填されることが好ましい。
In this embodiment, as a preferred form, the plurality of
なお、第5フラックスバリア35は、第4フラックスバリア34と対称な位置に配置されなくてもよい。第5フラックスバリア35は、第1ロータコア11Aの第1軸J1を基準として第4フラックスバリア34が設けられる側と周方向の反対側であって、第1軸J1と第2マグネット17との周方向間に配置されればよい。この場合、第5フラックスバリア35は、第1ロータコア11Aの第1軸J1から1.5°以上5°以下の範囲、且つ、第1ロータコア11Aの外周面から第1ロータコア11Aの半径の1.9%以上、4.5%以下離れた距離に配置されることが好ましい。これにより、第5フラックスバリア35を適切な位置に配置して、トルクリップルを低減することができる。
It should be noted that the fifth flux barrier 35 does not have to be arranged symmetrically with the fourth flux barrier 34 . The fifth flux barrier 35 is located on the opposite side in the circumferential direction of the
また、本実施形態においても、第1実施形態の場合と同様に、複数のフラックスバリア30は、中心軸Aを中心とする同一の円周上に並ぶことが好ましい。このように構成すれば、複数のフラックスバリア30Aが中心軸Aからの径方向の距離が同じとなる位置に設けられるために、ロータ10Aのバランスが崩れることを抑制することができ、ロータ10Aを安定して回転させることができる。
Also in this embodiment, it is preferable that the plurality of flux barriers 30 be arranged on the same circumference around the central axis A, as in the case of the first embodiment. With this configuration, since the plurality of
図17は、第2実施形態のロータ10Aが有する第2ロータコア12Aについて説明するための図である。図17は、図11における第2ロータコア12Aの構成をより詳細に示した図である。図17に示すように第2ロータコア12Aも、軸方向に貫通するフラックスバリア30Aを有してよい。
FIG. 17 is a diagram for explaining the
本実施形態では、第2ロータコア12Aは、軸方向に貫通し、第1ロータコア11Aに覆われて樹脂16Aが未充填となる未充填フラックスバリア36を有する。このような構成を許容することにより、第2ロータコア12Aを第1ロータコア11Aと同じ形状のロータコアとすることができる。すなわち、第1ロータコア11Aと第2ロータコア12Aと同じ金型で製造することができ、製造コストを低減することができる。本実施形態では、第2ロータコア12Aは、磁極の位置を周方向にずらして配置する構成を除いて、第1ロータコア11Aと同じ構成である。
In this embodiment, the
<3.留意事項>
本明細書中に開示される種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
<3. Notes>
Various modifications can be made to the various technical features disclosed in this specification without departing from the gist of the technical creation. In addition, the multiple embodiments and modifications shown in this specification may be implemented in combination to the extent possible.
本開示の技術は、例えば家電、自動車、船舶、航空機、列車、電動アシスト自転車、風力発電機等に利用することができる。 The technology of the present disclosure can be used, for example, in home appliances, automobiles, ships, aircraft, trains, power-assisted bicycles, wind power generators, and the like.
10、10A・・・ロータ
11、11A・・・第1ロータコア
12、12A・・・第2ロータコア
13、13A・・・第1マグネット
14、14A・・・第1マグネット収容孔
16、16A・・・樹脂
17・・・第2マグネット
18・・・第2マグネット収容孔
20・・・ステータ
30、30A・・・フラックスバリア
31、31A・・・第1フラックスバリア
32、32A・・・第2フラックスバリア
33・・・第3フラックスバリア
34・・・第4フラックスバリア
35・・・第5フラックスバリア
36・・・未充填フラックスバリア
100・・・回転電機
200・・・駆動装置
201・・・ギヤユニット
300・・・移動体
301・・・移動動作部
A・・・中心軸
J1・・・第1軸
J2・・・第2軸
VC1・・・第1仮想円
VC2・・・第2仮想円
VC3・・・第3仮想円
VC4・・・第4仮想円
Claims (17)
軸方向に配列され、磁極の位置を周方向に互いにずらして配置される第1ロータコアと第2ロータコアとを有し、
前記第1ロータコアと前記第2ロータコアとのそれぞれは、
径方向外方に向かうにつれて周方向の間隔が広くなるV字状に配置され、前記磁極を構成する一対の第1マグネットと、
前記一対の第1マグネットを収容する一対の第1マグネット収容孔と、
を有し、
前記第1ロータコアは、軸方向に貫通する複数のフラックスバリアを更に有し、
前記複数のフラックスバリアは、前記第2ロータコアの前記第1マグネット収容孔と軸方向に少なくとも一部が重なる第1フラックスバリアと第2フラックスバリアとを有し、
軸方向からの平面視において、
前記一対の第1マグネットの周方向の中間位置と前記中心軸とを結ぶ仮想線を第1軸とし、
前記第1軸と周方向に隣り合い、前記第1軸と磁気的に直交するとともに前記中心軸を通る仮想線を第2軸とし、
前記第1フラックスバリアは、前記第1軸と前記第1マグネットとの周方向間に配置され、
前記第2フラックスバリアは、前記第2軸上に配置される、ロータ。 A rotor that rotates about a central axis,
having a first rotor core and a second rotor core arranged in the axial direction and having magnetic pole positions shifted from each other in the circumferential direction;
Each of the first rotor core and the second rotor core,
a pair of first magnets that are arranged in a V shape with a circumferential interval that increases radially outward and that constitute the magnetic poles;
a pair of first magnet housing holes for housing the pair of first magnets;
has
The first rotor core further has a plurality of flux barriers penetrating in the axial direction,
The plurality of flux barriers have a first flux barrier and a second flux barrier that at least partially overlap with the first magnet housing hole of the second rotor core in the axial direction,
In a plan view from the axial direction,
An imaginary line connecting the intermediate position in the circumferential direction of the pair of first magnets and the central axis is defined as a first axis,
An imaginary line adjacent to the first axis in the circumferential direction, magnetically perpendicular to the first axis, and passing through the central axis is defined as a second axis;
The first flux barrier is arranged between the first shaft and the first magnet in the circumferential direction,
The rotor, wherein the second flux barrier is arranged on the second axis.
前記中心軸から前記第1マグネット収容孔の径方向の最外端部までを半径とする仮想円を第1仮想円とし、
前記中心軸から前記第1マグネットの径方向の最外端部までを半径とする仮想円を第2仮想円とし、
前記第2フラックスバリアは、前記第1仮想円と前記第2仮想円との径方向間に配置され、
前記第1フラックスバリアと前記第2フラックスバリアとは、前記第2ロータコアの前記第1軸を基準として対称な位置に配置される、請求項1に記載のロータ。 In a plan view from the axial direction,
A virtual circle having a radius from the central axis to a radially outermost end of the first magnet housing hole is defined as a first virtual circle,
A virtual circle having a radius from the central axis to the radially outermost end of the first magnet is defined as a second virtual circle,
the second flux barrier is arranged radially between the first virtual circle and the second virtual circle;
2. The rotor according to claim 1, wherein said first flux barrier and said second flux barrier are arranged at symmetrical positions with respect to said first axis of said second rotor core.
前記一対の第1マグネットの径方向外方且つ周方向間に前記V字状に配置され、前記一対の第1マグネットとともに前記磁極を構成する一対の第2マグネットと、
前記一対の第2マグネットを収容する一対の第2マグネット収容孔と、
を更に有し、
前記複数のフラックスバリアは、前記第2ロータコアの前記第2マグネット収容孔と軸方向に少なくとも一部が重なる第3フラックスバリアと第4フラックスバリアとを更に有し、
前記第1フラックスバリアは、前記一対の第1マグネットの周方向の一方側の第1マグネットと、前記一対の第2マグネットの周方向の一方側の第2マグネットとの周方向間に配置され、
前記第3フラックスバリアは、前記一対の第1マグネットの周方向の他方側の第1マグネットと、前記一対の第2マグネットの周方向の他方側の第2マグネットとの周方向間に配置され、
前記第4フラックスバリアは、前記第1ロータコアの前記第1軸と、前記一対の第2マグネットのうちの周方向の一方側の第2マグネットとの周方向間に配置される、請求項1から3のいずれか1項に記載のロータ。 Each of the first rotor core and the second rotor core,
a pair of second magnets arranged in the V shape radially outwardly and circumferentially between the pair of first magnets and forming the magnetic poles together with the pair of first magnets;
a pair of second magnet housing holes for housing the pair of second magnets;
further having
The plurality of flux barriers further include a third flux barrier and a fourth flux barrier at least partially overlapping the second magnet housing hole of the second rotor core in the axial direction,
The first flux barrier is disposed between the first magnet on one side in the circumferential direction of the pair of first magnets and the second magnet on the one side in the circumferential direction of the pair of second magnets,
The third flux barrier is disposed between the first magnet on the other side in the circumferential direction of the pair of first magnets and the second magnet on the other side in the circumferential direction of the pair of second magnets,
The fourth flux barrier is arranged between the first axis of the first rotor core and the second magnet on one side in the circumferential direction of the pair of second magnets in the circumferential direction. 4. The rotor according to any one of 3.
前記中心軸から前記第2マグネット収容孔の径方向の最外端部までを半径とする仮想円を第3仮想円とし、
前記中心軸から前記第2マグネットの径方向の最外端部までを半径とする仮想円を第4仮想円とし、
前記第3フラックスバリアおよび第4フラックスバリアの少なくとも一方は、第3仮想円と第4仮想円との径方向間に配置される、請求項4に記載のロータ。 In a plan view from the axial direction,
A virtual circle having a radius from the central axis to a radially outermost end of the second magnet housing hole is defined as a third virtual circle,
A virtual circle having a radius from the central axis to the radially outermost end of the second magnet is defined as a fourth virtual circle,
5. The rotor according to claim 4, wherein at least one of the third flux barrier and the fourth flux barrier is arranged radially between a third imaginary circle and a fourth imaginary circle.
前記ロータの径方向外方に配置されるステータと、
を有する、回転電機。 a rotor according to any one of claims 1 to 14;
a stator disposed radially outward of the rotor;
A rotating electric machine.
前記回転電機に接続されるギヤユニットと、
を有する駆動装置。 a rotating electric machine according to claim 15;
a gear unit connected to the rotating electric machine;
A drive having a
前記駆動装置と接続され、自体の移動を可能とする移動動作部と、
を有する、移動体。 A driving device according to claim 16;
a moving operation unit connected to the driving device and capable of moving itself;
A moving body having
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