JP2024514331A - モータ - Google Patents

Abstract

本発明はシャフトと、前記シャフトに結合されたロータと、前記ロータと対応するように配置されるステータと、を含み、前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに結合されたマグネットを含み、前記ロータコアは軸方向に貫通して前記マグネットが配置されるホールを含み、前記ロータコアの外周面は軸方向に延びた溝を含み、前記溝の中心は前記シャフトから半径方向に前記ホールとオーバーラップされないモータを提供することができる。【選択図】図２

Description

実施例はモータに関する。

一般的に、モータはロータとステータの電磁気的な相互作用によってロータが回転することになる。この時、ロータと連結されたシャフトも回転することになって回転駆動力を発生させる。

ロータはロータコアとロータコアに配置されるマグネットを含むことができる。マグネットはステータに巻かれるコイルと電気的相互作用を誘発する。要求されるモータのトルクを確保するためには、マグネットをロータコアの外面に配置してステータに近く配置する方案がある。しかし、マグネットをロータコアの外面に配置した場合、マグネットがロータコアから離脱することを防止する構造が別途に必要な問題点がある。

実施例は前記のような問題点を解決するためのもので、モータのトルクを高めながらも、マグネットの離脱防止構造を別途に設ける必要がないモータを提供することをその目的とする。

実施例が解決しようとする課題は以上で言及された課題に限定されず、ここで言及されていないさらに他の課題は下記の記載から当業者に明確に理解され得るであろう。

前記目的を達成するための実施例は、シャフトと、前記シャフトに結合されたロータおよび前記ロータと対応するように配置されるステータを含み、前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに結合されたマグネットを含み、前記ロータコアは軸方向に貫通して前記マグネットが配置されるホールを含み、前記ロータコアの外周面は軸方向に延びた溝を含み、前記溝の中心は前記シャフトから半径方向に前記ホールとオーバーラップされないモータを提供することができる。

実施例は、シャフトと、前記シャフトに結合されたロータおよび前記ロータと対応するように配置されるステータを含み、前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに結合されたマグネットを含み、前記ロータコアは軸方向に貫通して前記マグネットが配置される第１ホールおよび第２ホールを含み、前記ロータコアの外周面は軸方向に延びた溝を含み、前記溝は円周方向に前記第１ホールと前記第２ホール間に配置されるモータを提供することができる。

実施例は、シャフトと、前記シャフトに結合されたロータおよび前記ロータと対応するように配置されるステータを含み、前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに結合されたマグネットを含み、前記ロータコアは軸方向に貫通して前記マグネットが配置されるホールを含み、前記ホールは第１曲面を含み、前記ロータコアの外周面は中心で前記ホールの前記第１曲面の両端と接する仮想の二つの直線の間に形成された第２曲面を含み、前記第１曲面と前記第２曲面は同心を有することができる。

実施例によると、ロータコアの内部にマグネットを配置しながらも、モータの性能を増加させることができる利点がある。

実施例によると、マグネットの離脱防止のための別途の構造が不要な利点がある。

実施例によると、ロータコアの外面に配置され、マグネットとマグネットの間に配置される溝を通じて、磁束が漏洩することを防止する利点がある。

実施例に係るモータの側断面図である。 ステータとロータを図示した平面図である。 ロータコアの溝と第２曲面とホールの第１曲面を図示したロータコアの平面図である。 図３で図示したホール周辺を拡大したロータコアの拡大図である。 溝の深さを図示したロータコアの拡大図である。 他の実施例に係るモータのロータコアを図示した図面である。 ホール周辺を図示したロータコアの拡大図である。

シャフトの長さ方向（上下方向）と平行な方向を軸方向といい、シャフトを中心に軸方向と垂直な方向を半径方向といい、シャフトを中心に半径方向の半径を有する円に沿っていく方向を円周方向と呼ぶ。

図１は、実施例に係るモータの側断面図である。

図１を参照すると、実施例に係るモータはシャフト１００、ロータ２００、ステータ３００、バスバー４００と、バスバーホルダ５００と、ハウジング６００を含むことができる。

以下、内側とは、ハウジング６００からモータの中心であるシャフト１００に向かう方向を示し、外側とは、シャフト１００からハウジング６００に向かう方向である内側の反対方向を示す。

シャフト１００はロータ２００と結合され得る。電流供給を通じてロータ２００とステータ３００に電磁気的相互作用が発生すればロータ２００が回転し、これに連動してシャフト１００が回転する。

ロータ２００はステータ３００と電気的相互作用を通じて回転する。ロータ２００はステータ３００と対応して配置され得、内側に配置され得る。ロータ２００はロータコア２１０とロータコア２１０に配置されるマグネット２２０を含むことができる。

ステータ３００はロータ２００の外側に配置される。ステータ３００はステータコア３１０と、インシュレーター３２０と、コイル３３０を含むことができる。インシュレーター３２０はステータコア３１０に装着される。コイル３３０はインシュレーター３２０に装着される。コイル３３０はロータ２００のマグネット２２０と電気的相互作用を誘発する。

バスバー４００はステータ３００上に配置され得る。バスバー４００はコイル３３０と電気的に連結される。そして、バスバー４００は外部電源と連結され得る。

バスバーホルダ５００はバスバー４００を支持する。バスバーホルダ５００は内部にバスバー４００を含む環状の部材であり得る。

ハウジング６００はステータ３００の外側に配置され得る。ハウジング６００は一側が開放された円筒形部材であり得る。

図２は、ステータ３００とロータ２００を図示した平面図である。

図２を参照すると、マグネット２２０の大きさが同一である条件で、モータの性能を確保するためには、半径方向に、マグネット２２０がステータ３００に近く配置されるのが有利である。マグネット２２０をロータコア２１０のホールＨに挿入する場合、半径方向にマグネット２２０がステータ３００から遠くならざるを得ない。実施例に係るモータは、マグネット２２０をロータコア２１０のホールＨに挿入しながらもマグネット２２０をステータ３００に最大限近く配置して、モータの性能を確保した特徴がある。

ロータコア２１０はホールＨを含む。ホールＨはロータコア２１０を軸方向に貫通して配置され得る。マグネット２２０はホールＨに挿入される。複数個のホールＨはロータコア２１０の円周方向に沿って配列され得る。ホールＨの形状は軸方向から見た時、マグネット２２０の形状と対応してブレッド（ｂｒｅａｄ）状を有することができる。マグネット２２０が半径方向に外側が曲面で形成されるとホールＨに収容された状態でステータ３００により近く配置され得る。

マグネット２２０はブレッド（ｂｒｅａｄ）状を有するように、半径方向を基準として外側は曲面で形成され、内側は平面で形成され得る。

図３はロータコア２１０の溝と第２曲面とホールＨの第１曲面を図示したロータコア２１０の平面図であり、図４は図３で図示したホールＨ周辺を拡大したロータコア２１０の拡大図である。

図３および図４を参照すると、ロータコア２１０は溝Ｇを含むことができる。溝Ｇはロータコア２１０の外面から軸方向に延びて配置される。溝Ｇは円周方向にホールＨとホールＨの間ごとに配置され得る。このようなホールＨは円周方向に隣接するマグネット２２０とマグネット２２０の間に配置されて、ステータ３００に向かわずに隣接するマグネット２２０に磁束が漏洩することを防止する。

溝Ｇは複数個が配置され得る。円周方向を基準として、複数個の溝Ｇの間隔Ｒはすべて同一であり得る。

ホールＨは第１曲面ＣＳ１を含むことができる。第１曲面ＣＳ１はホールＨの内面をなす面のうち一つであって、半径方向に外側に配置される面である。第１曲面ＣＳ１はマグネット２２０を最大限ステータ３００に近く配置するためのものである。

ロータコア２１０は複数個の第２曲面ＣＳ２を含むことができる。第２曲面ＣＳ２はロータコア２１０の外周面の一部である。複数個の第２曲面ＣＳ２は円周方向に沿って間隔をおいて配置され得る。隣接する第２曲面ＣＳ２の間ごとに溝Ｇが配置される。

第２曲面ＣＳ２は２個の仮想の直線Ｍの間に形成され得る。この時、２個の仮想の直線Ｍは、ロータコア２１０の中心ＣでホールＨの第１曲面ＣＳ１の両端とそれぞれ接する直線と定義される。溝Ｇは２個の仮想の直線Ｍの外に位置する。第１曲面ＣＳ１の曲率中心と第２曲面ＣＳ２の曲率中心は同一であり得る。第１曲面ＣＳ１の曲率中心と第２曲面ＣＳ２の曲率中心はそれぞれロータコア２１０の中心Ｃと異なり得る。

第１曲面ＣＳ１と第２曲面ＣＳ２は複数個であり、複数個の第１曲面ＣＳ１がなす円の中心と複数個の第２曲面ＣＳ２がなす円の中心は同一であり得る。

第１曲面ＣＳ１と第２曲面ＣＳ２が同心を有するので、同心を基準として、第１曲面ＣＳ１と第２曲面ＣＳ２の半経方向距離は一定である。半径方向に、第１曲面ＣＳ１と第２曲面ＣＳ２の間に位置するロータコア２１０の該当領域は、マグネット２２０がロータコア２１０から離脱しないように拘束する。したがって、マグネット２２０をロータコア２１０に固定するための別途の装置が省略され得る利点がある。また、第１曲面ＣＳ１と第２曲面ＣＳ２の間に位置するロータコア２１０の該当領域の半経方向厚さが小さいので、ステータ３００に流れる磁力損失を減らしてモータの性能を確保することができる。

一方、ロータコア２１０の中心からホールＨまでの最短距離Ｌ１はロータコア２１０の中心から溝Ｇまでの最短距離Ｌ２より小さくてもよい。

図５は、溝Ｇの深さを図示したロータコア２１０の拡大図である。

図５を参照すると、溝Ｇはその中心Ｐがシャフト１００から半径方向にホールＨとオーバーラップされないように配置される。また、半径方向に溝Ｇの深さｔはロータコア２１０の最大半径対比５％～６％範囲内であり得る。

ロータコア２１０の最大半径とは、ロータコア２１０の中心から、第２曲面ＣＳ２の円周方向の幅の中心までの距離であり得る。例えば、ロータコア２１０の最大半径が２２．３ｍｍである場合、溝Ｇの深さｔは１．２ｍｍであり得る。

溝Ｇの深さｔがロータコア２１０の最大半径対比５％より小さい場合、磁束がステータ３００に流れず、隣接するマグネット２２０に流れて漏洩する危険がある。その反面、溝Ｇの深さｔがロータコア２１０の最大半径対比６％より大きい場合、ホールＨの強度が確保されないため、ホールが破損する危険が大きい。

ホールＨは円周方向に、溝Ｇを挟んで第１ホールＨと第２ホールＨを含むことができる。第１溝Ｇと第２溝Ｇは円周方向に隣接して配置される。

一方、ホールＨは平面ＰＳを含むことができる。平面ＰＳは半径方向に第１曲面ＣＳ１と対向して配置される。

図６は他の実施例に係るモータのロータコア２１０を図示した図面であり、図７はホールＨ周辺を図示したロータコア２１０の拡大図である。

図６および図７を参照すると、他の実施例に係るモータのロータコア２１０は第１曲面ＣＳ１と第２曲面ＣＳ２と第３曲面ＣＳ３を含むことができる。第１曲面ＣＳ１はロータコア２１０の外面に該当し、第２曲面ＣＳ２はホールＨの内面であって、半径方向に外側に配置される面である。第３曲面ＣＳ３はホールＨの内面であって、半径方向に第１曲面ＣＳ１と対向して配置される面である。第３曲面ＣＳ３がなす円の中心は第１曲面ＣＳ１がなす円の中心と異なり得る。そして、第３曲面ＣＳ３の曲率半径は第１曲面ＣＳ１の曲率半径より大きくてもよい。

第３曲面ＣＳ３に対応してホールＨに挿入されるマグネット２２０の内面は曲面で形成され得る。

前述された実施例は、車両用または家電用などの多様な機器に利用することができる。

Claims (10)

1. シャフトと、
   前記シャフトに結合されたロータと、
   前記ロータと対応するように配置されるステータと、を含み、
   前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに結合されたマグネットを含み、
   前記ロータコアは軸方向に貫通して前記マグネットが配置されるホールを含み、
   前記ロータコアの外周面は軸方向に延びた溝を含み、
   前記溝の中心は前記シャフトから半径方向に前記ホールとオーバーラップされない、モータ。
2. シャフトと、
   前記シャフトに結合されたロータと、
   前記ロータと対応するように配置されるステータと、を含み、
   前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに結合されたマグネットを含み、
   前記ロータコアは軸方向に貫通して前記マグネットが配置される第１ホールおよび第２ホールを含み、
   前記ロータコアの外周面は軸方向に延びた溝を含み、
   前記溝は円周方向に前記第１ホールと前記第２ホール間に配置される、モータ。
3. シャフトと、
   前記シャフトに結合されたロータと、
   前記ロータと対応するように配置されるステータと、を含み、
   前記ロータはロータコアおよび前記ロータコアに結合されたマグネットを含み、
   前記ロータコアは軸方向に貫通して前記マグネットが配置されるホールを含み、
   前記ホールは第１曲面を含み、
   前記ロータコアの外周面は中心で前記ホールの前記第１曲面の両端と接する仮想の二つの直線の間に形成された第２曲面を含み、
   前記第１曲面と前記第２曲面は同心を有する、モータ。
4. 半径方向に前記溝の深さは前記ロータコアの最大半径対比５％～６％範囲内である、請求項１または請求項２に記載のモータ。
5. 前記ロータコアの中心から前記ホールまでの最短距離は、中心から前記溝までの最短距離より小さい、請求項１または請求項２に記載のモータ。
6. 前記溝の個数と前記ホールの個数は同一である、請求項１に記載のモータ。
7. 円周方向を基準として、複数個の溝の間隔は同一である、請求項１に記載のモータ。
8. 前記第１曲面と前記第２曲面は複数個であり、
   前記複数個の第１曲面がなす円と前記複数個の第２曲面がなす円の中心は同一である、請求項３に記載のモータ。
9. 前記ホールは半径方向に前記第１曲面と対向して配置される第１平面を含む、請求項３に記載のモータ。
10. 前記ホールは半径方向に前記第１曲面と対向して配置される第３曲面を含み、
    前記第３曲面がなす円の中心は前記第１曲面がなす円の中心と異なる、請求項３に記載のモータ。

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