JP5491298B2 - Rotor, motor, and method of manufacturing rotor - Google Patents
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Description
本発明は、コンシクエントポール型構造を採用したロータ、モータ、及びロータの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a rotor, a motor, and a method of manufacturing the rotor that employ a consequent pole type structure.
モータに用いられるロータとしては、例えば特許文献1にて示されているように、ロータコアの外周部の周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置され、該コアに一体形成された突極が各マグネット間に空隙を以て配置され、該突極を他方の磁極として機能させる所謂コンシクエントポール型構造のロータが知られている。 As a rotor used in a motor, for example, as shown in Patent Document 1, a plurality of magnets of one magnetic pole are arranged in the circumferential direction of the outer peripheral portion of a rotor core, and salient poles integrally formed on the core are each There is known a rotor having a so-called continuous pole type structure in which a gap is provided between magnets and the salient pole functions as the other magnetic pole.
ところで、全磁極がマグネットにて構成される通常構成のロータでは、マグネット背面側(径方向内側)の磁束が周方向中央部から両側に均等に分離し、ロータの磁気的なバランスが良好となっている。これに対して、特許文献1のようなコンシクエントポール型構造のロータでは、突極自身に磁束の強制力(誘導)が無いために、対峙するステータのティースとのその時々の位置関係から、マグネットの背面側の磁束が周方向中央部から両側の突極に均等に分離しないで磁気抵抗の小さい突極を通るように多く誘導される。つまり、突極部分での磁束の方向性や磁束量が成り行きとなるためにロータが磁気的にアンバランスとなり、このことがモータのトルクの低下や振動の増加等の回転性能の悪化に繋がっている。 By the way, in a rotor having a normal configuration in which all the magnetic poles are composed of magnets, the magnetic flux on the magnet back side (inside in the radial direction) is evenly separated from the center in the circumferential direction to both sides, and the magnetic balance of the rotor is improved. ing. On the other hand, in a rotor having a consequent pole type structure as in Patent Document 1, since the salient pole itself does not have a magnetic force forcing (induction), from the occasional positional relationship with the teeth of the opposing stator, The magnetic flux on the back side of the magnet is often guided so as to pass through the salient poles having a small magnetic resistance without being evenly separated from the circumferential central part into the salient poles on both sides. In other words, the direction of the magnetic flux and the amount of magnetic flux at the salient pole part become more prominent, so the rotor becomes magnetically unbalanced, which leads to deterioration in rotational performance such as reduction in motor torque and increase in vibration. Yes.
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、磁気バランスの向上を図ることができ、ひいては回転性能の向上を図ることができるロータ、そのロータを備えたモータ、及びロータの製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotor capable of improving the magnetic balance and thus improving the rotational performance, and a motor including the rotor. And a method of manufacturing a rotor.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明では、ロータコアの外周部の周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置されるとともに、前記ロータコアに設けられた突極が各マグネット間に空隙を以て配置され、前記突極を他方の磁極として機能するように構成されたロータであって、前記ロータコアにおける前記マグネットの径方向内側には、該マグネットを径方向外側端部として前記ロータコアの径方向内側端部まで径方向に延びる磁石側スリットが形成され、前記ロータコアにおける前記突極の径方向内側には、前記ロータコアの径方向内側端部まで径方向に延びる突極側スリットが形成され、前記ロータコアの径方向内側には、前記磁石側スリット及び前記突極側スリットにて周方向に離間された前記ロータコアにおける径方向内側端部同士を連結する非磁性部材が設けられたことを要旨とする。 In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, a plurality of magnets of one magnetic pole are arranged in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the rotor core, and salient poles provided on the rotor core are provided between the magnets. The rotor is arranged with an air gap and functions so that the salient pole functions as the other magnetic pole. The rotor core has a radially inner end on the radially inner side of the magnet. A magnet side slit extending in the radial direction to the radially inner end is formed, and a salient pole side slit extending in the radial direction to the radially inner end of the rotor core is formed on the radially inner side of the salient pole in the rotor core. The diameter of the rotor core that is spaced circumferentially by the magnet-side slit and the salient pole-side slit is radially inward of the rotor core. The non-magnetic member for connecting direction inside end portions are provided and summarized as.
同構成によれば、ロータコアにおけるマグネットの径方向内側には、該マグネットを径方向外側端部としてロータコアの径方向内側端部まで径方向に延びる磁石側スリットが形成されるため、マグネットとその周方向両側にある両突極との磁束の流れの偏りを抑えることができる。又、磁石側スリットはマグネットからロータコアの径方向内側端部まで形成され、該磁石側スリットにて周方向に離間されたロータコアにおける径方向内側端部同士は非磁性部材にて連結されることから、磁石側スリットにて周方向に離間されたロータコアにおける径方向内側端部同士間での磁束の流れも好適に抑えることができる。 According to this configuration, a magnet side slit is formed on the radially inner side of the magnet in the rotor core, with the magnet serving as a radially outer end, and extending radially to the radially inner end of the rotor core. The deviation of the magnetic flux flow between the salient poles on both sides in the direction can be suppressed. Also, the magnet side slit is formed from the magnet to the radially inner end of the rotor core, and the radially inner ends of the rotor core separated in the circumferential direction by the magnet side slit are connected by a nonmagnetic member. The flow of magnetic flux between the radially inner ends of the rotor core separated in the circumferential direction by the magnet-side slit can also be suitably suppressed.
又、ロータコアにおける突極の径方向内側には、ロータコアの径方向内側端部まで径方向に延びる突極側スリットが形成されるため、突極とその周方向両側にある両マグネットとの磁束の流れの偏りを抑えることができる。又、突極側スリットはロータコアの径方向内側端部まで形成され、該突極側スリットにて周方向に離間されたロータコアにおける径方向内側端部同士は非磁性部材にて連結されることから、突極側スリットにて周方向に離間されたロータコアにおける径方向内側端部同士間での磁束の流れも好適に抑えることができる。これらのことから、ロータの磁気バランスの向上、ひいてはトルク特性や振動特性等の回転特性の向上を図ることが可能となる。 In addition, since a salient pole side slit extending in the radial direction to the radially inner end of the rotor core is formed inside the salient pole in the rotor core, the magnetic flux between the salient pole and both magnets on both sides in the circumferential direction is formed. The uneven flow can be suppressed. In addition, the salient pole side slit is formed up to the radially inner end of the rotor core, and the radially inner ends of the rotor core separated in the circumferential direction by the salient pole side slit are connected by a nonmagnetic member. Further, the flow of magnetic flux between the radially inner ends of the rotor core separated in the circumferential direction by the salient pole side slit can also be suitably suppressed. For these reasons, it is possible to improve the magnetic balance of the rotor, and thus to improve the rotational characteristics such as torque characteristics and vibration characteristics.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に4個の前記マグネットが配置された8極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に12個設けられ、前記ティースに巻線が集中巻にて巻装された12スロットのステータとを備えたモータであって、前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定されたことを要旨とする。
In the invention according to
同構成によれば、8極、12スロット、集中巻のモータにおいて、マグネットの周方向幅Wmと磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定される。よって、トルクを(磁石側スリットがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図2の実験結果参照)。 According to this configuration, in the 8-pole, 12-slot, concentrated winding motor, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is (Wsm / Wm) ≦ 0.1. It is set to satisfy. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to 99% or more of the maximum (as compared with Wsm / Wm = 0 without the magnet side slit) (experiment in FIG. 2). See results).
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に4個の前記マグネットが配置された8極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に12個設けられ、前記ティースに巻線が集中巻にて巻装された12スロットのステータとを備えたモータであって、前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.2を満たすように設定されたことを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, the rotor according to the first aspect is an 8-pole rotor in which the four magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Are provided in a circumferential direction, and a 12-slot stator in which windings are wound around the teeth in a concentrated manner, the circumferential width Wf of the salient poles and the salient pole side slits. The gist is that the ratio Wsf / Wf to the circumferential width Wsf is set so as to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.2.
同構成によれば、8極、12スロット、集中巻のモータにおいて、突極の周方向幅Wfと突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.2を満たすように設定される。よって、トルクを(突極側スリットがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図3の実験結果参照)。 According to this configuration, in the 8-pole, 12-slot, concentrated winding motor, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is (Wsf / Wf) ≦ 0. .2 is set. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to approximately 99% or more of the maximum (with respect to the case of Wsf / Wf = 0 without the salient pole side slit) (see FIG. 3). See experimental results).
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に4個の前記マグネットが配置された8極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に24個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された24スロットのステータとを備えたモータであって、前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.085を満たすように設定されたことを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the rotor according to the first aspect is an 8-pole rotor in which the four magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Are provided in the circumferential direction, and the stator includes a 24-slot stator in which windings are wound around the teeth in a full-pitch manner, and the circumferential width Wm of the magnet and the slits on the magnet side are provided. The gist is that the ratio Wsm / Wm to the circumferential width Wsm is set to satisfy (Wsm / Wm) ≦ 0.085.
同構成によれば、8極、24スロット、全節巻のモータにおいて、マグネットの周方向幅Wmと磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.085を満たすように設定される。よって、トルクを(磁石側スリットがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図5の実験結果参照)。 According to this configuration, in the 8-pole, 24-slot, full-pitch motor, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet-side slit is (Wsm / Wm) ≦ 0. 085 is set to be satisfied. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to approximately 99% or more of the maximum (with respect to the case of Wsm / Wm = 0 without the magnet side slit) (experiment of FIG. 5). See results).
請求項5に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に4個の前記マグネットが配置された8極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に24個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された24スロットのステータとを備えたモータであって、前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.18を満たすように設定されたことを要旨とする。 In the invention according to claim 5, the rotor according to claim 1 is an 8-pole rotor in which four magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Are provided in a circumferential direction, and the stator includes a 24-slot stator in which windings are wound around the teeth in full-pitch winding, and the circumferential width Wf of the salient pole and the salient pole side The gist is that the ratio Wsf / Wf to the circumferential width Wsf of the slit is set to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.18.
同構成によれば、8極、24スロット、全節巻のモータにおいて、突極の周方向幅Wfと突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.18を満たすように設定される。よって、トルクを(突極側スリットがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図6の実験結果参照)。 According to this configuration, in the 8-pole, 24-slot, full-pitch motor, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is (Wsf / Wf) ≦ It is set to satisfy 0.18. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to 99% or more of the maximum (relative to the case where Wsf / Wf = 0 without the salient pole side slit) (see FIG. 6). See experimental results).
請求項6に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に5個の前記マグネットが配置された10極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に12個設けられ、前記ティースに巻線が集中巻にて巻装された12スロットのステータとを備えたモータであって、前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.12を満たすように設定されたことを要旨とする。 In a sixth aspect of the present invention, the rotor according to the first aspect is a 10-pole rotor in which the five magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Are provided in a circumferential direction, and a 12-slot stator having windings wound around the teeth in a concentrated manner, the circumferential width Wm of the magnet and the circumference of the magnet side slit. The gist is that the ratio Wsm / Wm to the direction width Wsm is set to satisfy (Wsm / Wm) ≦ 0.12.
同構成によれば、10極、12スロット、集中巻のモータにおいて、マグネットの周方向幅Wmと磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.12を満たすように設定される。よって、トルクを(磁石側スリットがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図8の実験結果参照)。 According to this configuration, in a 10 pole, 12 slot, concentrated winding motor, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is (Wsm / Wm) ≦ 0.12. It is set to satisfy. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to approximately 99% or more of the maximum (with respect to the case of Wsm / Wm = 0 without the magnet side slit) (experiment of FIG. 8). See results).
請求項7に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に5個の前記マグネットが配置された10極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に12個設けられ、前記ティースに巻線が集中巻にて巻装された12スロットのステータとを備えたモータであって、前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定されたことを要旨とする。 In the invention according to claim 7, the rotor according to claim 1 is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Are provided in a circumferential direction, and a 12-slot stator in which windings are wound around the teeth in a concentrated manner, the circumferential width Wf of the salient poles and the salient pole side slits. The gist is that the ratio Wsf / Wf to the circumferential width Wsf is set so as to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.15.
同構成によれば、10極、12スロット、集中巻のモータにおいて、突極の周方向幅Wfと突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定される。よって、トルクを(突極側スリットがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図9の実験結果参照)。 According to this configuration, in a 10 pole, 12 slot, concentrated winding motor, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is (Wsf / Wf) ≦ 0. .15 is set. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to 99% or more of the maximum (relative to the case of Wsf / Wf = 0 without the salient pole side slit) (FIG. 9). See experimental results).
請求項8に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に5個の前記マグネットが配置された10極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に30個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された30スロットのステータとを備えたモータであって、前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定されたことを要旨とする。
In the invention according to
同構成によれば、10極、30スロット、全節巻のモータにおいて、マグネットの周方向幅Wmと磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定される。よって、トルクを(磁石側スリットがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図11の実験結果参照)。 According to this configuration, in a 10-pole, 30-slot, full-pitch motor, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is (Wsm / Wm) ≦ 0. 1 is set to satisfy. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to approximately 99% or more of the maximum (with respect to the case where Wsm / Wm = 0 without the magnet side slit) (experiment of FIG. 11). See results).
請求項9に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に5個の前記マグネットが配置された10極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に30個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された30スロットのステータとを備えたモータであって、前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定されたことを要旨とする。 In a ninth aspect of the present invention, the rotor according to the first aspect is a 10-pole rotor in which the five magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Provided in the circumferential direction, and a 30-slot stator in which the winding is wound around the teeth in a full-pitch winding, and the circumferential width Wf of the salient pole and the salient pole side The gist is that the ratio Wsf / Wf to the circumferential width Wsf of the slit is set to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.15.
同構成によれば、10極、30スロット、全節巻のモータにおいて、突極の周方向幅Wfと突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定される。よって、トルクを(突極側スリットがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図12の実験結果参照)。 According to this configuration, in a 10-pole, 30-slot, full-pitch motor, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole-side slit is (Wsf / Wf) ≦ It is set to satisfy 0.15. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to approximately 99% or more of the maximum (with respect to the case of Wsf / Wf = 0 without the salient pole side slit) (see FIG. 12). See experimental results).
請求項10に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に4個の前記マグネットが配置された8極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に24個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された24スロットのステータとを備えたモータであって、前記マグネットの周方向幅Wmと、前記マグネットの周方向中心から前記磁石側スリットの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmが、−0.45<(Wzm/Wm)<0を満たすように設定されたことを要旨とする。 According to a tenth aspect of the present invention, the rotor according to the first aspect is an eight-pole rotor in which four magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Are provided in the circumferential direction, and the stator includes a 24-slot stator in which windings are wound around the teeth in a full-pitch manner, and the circumferential width Wm of the magnet and the circumference of the magnet The gist is that the ratio Wzm / Wm to the displacement width Wzm in the rotational direction of the magnet side slit from the center of the direction is set to satisfy −0.45 <(Wzm / Wm) <0.
同構成によれば、8極、24スロット、全節巻のモータにおいて、マグネットの周方向幅Wmと、マグネットの周方向中心から磁石側スリットの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmが、−0.45<(Wzm/Wm)<0を満たすように設定される。よって、トルクを(マグネットの周方向中心に磁石側スリットを形成したWzm/Wm=0の場合に対して)100%より大きくすることができる(図14(a)の実験結果参照)。又、コギングトルクを(マグネットの周方向中心に磁石側スリットを形成したWzm/Wm=0の場合に対して)100%より小さくすることができる(図14(b)の実験結果参照)。 According to this configuration, in the 8-pole, 24-slot, full-pitch motor, the ratio Wzm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the displacement width Wzm from the circumferential center of the magnet to the rotation direction of the magnet-side slit. Is set to satisfy −0.45 <(Wzm / Wm) <0. Therefore, the torque can be greater than 100% (as compared to the case of Wzm / Wm = 0 in which a magnet-side slit is formed at the center in the circumferential direction of the magnet) (see the experimental result in FIG. 14A). Further, the cogging torque can be made smaller than 100% (as compared to the case of Wzm / Wm = 0 in which the magnet side slit is formed at the center in the circumferential direction of the magnet) (see the experimental result in FIG. 14B).
請求項11に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に4個の前記マグネットが配置された8極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に24個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された24スロットのステータとを備えたモータであって、前記突極の周方向幅Wfと、周方向に隣り合う前記マグネット間の周方向中心から前記突極側スリットの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfが、−0.42<(Wzf/Wf)<0を満たすように設定されたことを要旨とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, the rotor according to the first aspect is an eight-pole rotor in which four magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Are provided in the circumferential direction, and the stator includes a 24-slot stator in which the windings are wound in full-pitch winding, and the circumferential width Wf of the salient poles in the circumferential direction. The ratio Wzf / Wf to the deviation width Wzf in the rotational direction of the salient pole side slit from the circumferential center between the adjacent magnets was set to satisfy −0.42 <(Wzf / Wf) <0. This is the gist.
同構成によれば、8極、24スロット、全節巻のモータにおいて、突極の周方向幅Wfと、周方向に隣り合うマグネット間の周方向中心から突極側スリットの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfが、−0.42<(Wzf/Wf)<0を満たすように設定される。よって、トルクを(周方向に隣り合うマグネット間の周方向中心に突極側スリットを形成したWzf/Wf=0の場合に対して)100%より大きくすることができる(図15(a)の実験結果参照)。 According to this configuration, in the 8-pole, 24-slot, full-pitch motor, the circumferential width Wf of the salient pole and the deviation from the circumferential center between adjacent magnets in the circumferential direction in the rotational direction of the salient pole-side slit. The ratio Wzf / Wf to the width Wzf is set so as to satisfy −0.42 <(Wzf / Wf) <0. Therefore, the torque can be made larger than 100% (as compared to the case of Wzf / Wf = 0 in which a salient pole side slit is formed at the circumferential center between circumferentially adjacent magnets) (in FIG. 15A). See experimental results).
請求項12に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に5個の前記マグネットが配置された10極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に30個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された30スロットのステータとを備えたモータであって、前記マグネットの周方向幅Wmと、前記マグネットの周方向中心から前記磁石側スリットの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmが、−0.32≦(Wzm/Wm)≦0.3(但し、Wzm/Wm=0を除く)を満たすように設定されたことを要旨とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, the rotor according to the first aspect is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Are provided in a circumferential direction, and a 30-slot stator in which windings are wound around the teeth in a full-pitch winding, and includes a circumferential width Wm of the magnet, and a circumference of the magnet. The ratio Wzm / Wm to the deviation width Wzm in the rotation direction of the magnet side slit from the center of the direction satisfies −0.32 ≦ (Wzm / Wm) ≦ 0.3 (except for Wzm / Wm = 0). The summary is as follows.
同構成によれば、10極、30スロット、全節巻のモータにおいて、マグネットの周方向幅Wmと、マグネットの周方向中心から磁石側スリットの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmが、−0.32≦(Wzm/Wm)≦0.3(但し、Wzm/Wm=0を除く)を満たすように設定される。よって、トルクを(マグネットの周方向中心に磁石側スリットを形成したWzm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上とすることができる(図17(a)の実験結果参照)。又、ラジアル力脈動、若しくはコギングトルクを(マグネットの周方向中心に磁石側スリットを形成したWzm/Wm=0の場合に対して)100%より小さくすることができる(図17(a),(b)の実験結果参照)。 According to this configuration, in a 10-pole, 30-slot, full-pitch motor, a ratio Wzm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the displacement width Wzm from the circumferential center of the magnet to the rotation direction of the magnet-side slit. Is set to satisfy −0.32 ≦ (Wzm / Wm) ≦ 0.3 (except for Wzm / Wm = 0). Therefore, the torque can be set to 99% or more of the maximum (relative to the case of Wzm / Wm = 0 in which the magnet-side slit is formed at the center in the circumferential direction of the magnet) (see the experimental result in FIG. 17A). . Also, the radial force pulsation or cogging torque can be made smaller than 100% (as compared to the case of Wzm / Wm = 0 in which the magnet side slit is formed at the center in the circumferential direction of the magnet) (FIGS. 17A and 17B). Refer to the experimental result of b)).
請求項13に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向に5個の前記マグネットが配置された10極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に30個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された30スロットのステータとを備えたモータであって、前記突極の周方向幅Wfと、周方向に隣り合う前記マグネット間の周方向中心から前記突極側スリットの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfが、−0.15≦(Wzf/Wf)≦0.11(但し、Wzf/Wf=0を除く)を満たすように設定されたことを要旨とする。 In a thirteenth aspect of the present invention, the rotor according to the first aspect is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, and the rotor and teeth extending in the radial direction. Is provided in the circumferential direction, and the stator is provided with a 30-slot stator in which windings are wound around the teeth in a full-pitch winding, and a circumferential width Wf of the salient poles in the circumferential direction. The ratio Wzf / Wf of the deviation width Wzf in the rotation direction of the salient pole side slit from the circumferential center between the adjacent magnets is −0.15 ≦ (Wzf / Wf) ≦ 0.11 (Wzf / The gist is that it is set to satisfy (except for Wf = 0).
同構成によれば、10極、30スロット、全節巻のモータにおいて、突極の周方向幅Wfと、周方向に隣り合うマグネット間の周方向中心から突極側スリットの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfが、−0.15≦(Wzf/Wf)≦0.11(但し、Wzf/Wf=0を除く)を満たすように設定される。よって、トルクを(周方向に隣り合うマグネット間の周方向中心に突極側スリットを形成したWzf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上とすることができる(図18(a)の実験結果参照)。 According to this configuration, in a 10-pole, 30-slot, full-pitch motor, the circumferential width Wf of the salient pole and the deviation from the circumferential center between adjacent magnets in the circumferential direction in the rotational direction of the salient pole-side slit. The ratio Wzf / Wf to the width Wzf is set so as to satisfy −0.15 ≦ (Wzf / Wf) ≦ 0.11 (except for Wzf / Wf = 0). Therefore, the torque can be substantially 99% or more (relative to the case of Wzf / Wf = 0 in which a salient pole side slit is formed at the circumferential center between adjacent magnets in the circumferential direction) (FIG. 18 ( (See experimental results in a)).
請求項14に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向にN個(但しN≧4)の前記マグネットが配置された(2×N)極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に(12×N)個設けられ、前記ティースに巻線が分布巻にて巻装された(12×N)スロットのステータとを備えたモータであって、前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1
を満たすように設定されたことを要旨とする。
In the invention according to claim 14, the rotor according to claim 1 is a (2 × N) pole rotor in which N (where N ≧ 4) magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core. A motor including the rotor and (12 × N) teeth that extend in the circumferential direction and (12 × N) slot stators in which windings are wound around the teeth in distributed winding. The ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is (Wsm / Wm) ≦ 0.1.
The gist is that it was set to satisfy the above.
同構成によれば、(2×N)極、(12×N)スロット、分布巻のモータにおいて、マグネットの周方向幅Wmと磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定される。よって、トルクを(磁石側スリットがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図20及び図21の実験結果参照)。 According to this configuration, in the motor of (2 × N) poles, (12 × N) slots, distributed winding, the ratio Wsm / Wm of the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is ( (Wsm / Wm) ≦ 0.1. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is set to 99% or more of the maximum (with respect to the case of Wsm / Wm = 0 without the magnet side slit) (see FIGS. 20 and 20). (See 21 experimental results).
請求項15に記載の発明では、請求項1に記載のロータは、前記ロータコアの周方向にN個(但し≧4)の前記マグネットが配置された(2×N)極のロータであって、該ロータと、径方向に延びるティースが周方向に(12×N)個設けられ、前記ティースに巻線が分布巻にて巻装された(12×N)スロットのステータとを備えたモータであって、前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.3を満たすように設定されたことを要旨とする。 In the invention according to claim 15, the rotor according to claim 1 is a (2 × N) pole rotor in which N (however, ≧ 4) magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core, A motor provided with the rotor and a (12 × N) slot stator in which (12 × N) teeth extending in the radial direction are provided in the circumferential direction, and windings are wound around the teeth by distributed winding. The gist is that the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is set to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.3. To do.
同構成によれば、(2×N)極、(12×N)スロット、分布巻のモータにおいて、突極の周方向幅Wfと突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.3を満たすように設定される。よって、トルクを(突極側スリットがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動を小さくして低振動化を図ることができる(図22及び図23の実験結果参照)。 According to this configuration, in the motor of (2 × N) poles, (12 × N) slots, and distributed winding, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is , (Wsf / Wf) ≦ 0.3. Therefore, the radial force pulsation can be reduced and the vibration can be reduced while the torque is substantially 99% or more (relative to the case of Wsf / Wf = 0 without the salient pole side slit) (see FIG. 22 and FIG. 22). (See experimental results in FIG. 23).
請求項16に記載の発明では、請求項1に記載のロータにおいて、前記ロータコアは、軸方向から見て該ロータコアを前記磁石側スリット及び前記突極側スリットによって分割した形状のブロックが前記磁石側スリット及び前記突極側スリットを境にして展開されて略直線上に連続して多数配列可能とされた形状のロータコア用板材を、螺旋状に積層してなることを要旨とする。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the rotor according to the first aspect, the rotor core has a block formed by dividing the rotor core by the magnet side slit and the salient pole side slit when viewed from the axial direction. The gist is that a plurality of rotor core plates that are developed with the slit and the salient pole side slit as a boundary and that can be arrayed continuously in a substantially straight line are spirally laminated.
同構成によれば、単に積層するだけでロータコアとなる略円形状のロータコア用板材を鋼板から打ち抜く場合に比べて、ロータコア用板材を打ち抜く打ち抜き工程の際の鋼板の無駄を少なくして歩留まりを良くすることができる。即ち、単純に略円形状のロータコア用板材を打ち抜く場合ではその四隅等に鋼板の無駄が生じやすいが、上記構成のように前記ブロックが略直線状に連続して多数配列可能とされた形状のロータコア用板材を前記略直線状に打ち抜けば、鋼板の無駄を低減することが可能となる。又、磁石側スリットを境にして展開されたブロックを螺旋状に積層する螺旋積層工程で閉じていく際に、ロータコアに埋め込まれるマグネットを予め配置しておくことで、該ブロック(ロータコア)とマグネットとを径方向に密接させるようにすることが可能となる。これによりロータコアとロータコアに埋め込まれるマグネットとの径方向のエアギャップを容易に低減することができ、ひいてはモータの高効率化を図ることが可能となる。 According to this configuration, compared to the case of punching a substantially circular rotor core plate material, which is a rotor core, by simply laminating from the steel plate, the waste of the steel plate during the punching process of punching the rotor core plate material is reduced and the yield is improved. can do. That is, when a substantially circular rotor core plate material is simply punched out, steel sheets are likely to be wasted at the four corners, etc., but a shape in which a large number of the blocks can be arranged in a substantially straight line as in the above configuration. If the rotor core plate material is punched in the substantially straight shape, the waste of the steel plate can be reduced. In addition, when closing the block developed with the slit on the magnet side in the spiral laminating process, the magnet embedded in the rotor core is arranged in advance so that the block (rotor core) and the magnet are arranged in advance. Can be brought into close contact with each other in the radial direction. As a result, the radial air gap between the rotor core and the magnet embedded in the rotor core can be easily reduced, and as a result, the efficiency of the motor can be increased.
請求項17に記載の発明では、請求項1に記載のロータの製造方法であって、軸方向から見て前記ロータコアを前記磁石側スリット及び前記突極側スリットによって分割した形状のブロックが前記磁石側スリット及び前記突極側スリットを境にして展開されて略直線上に連続して多数配列された形状のロータコア用板材を鋼板から打ち抜いて得る打ち抜き工程と、前記ロータコア用板材を螺旋状に積層して前記ロータコアを得る螺旋積層工程とを備えたことを要旨とする。 The invention according to claim 17 is the method for manufacturing a rotor according to claim 1, wherein the rotor core is divided by the magnet side slit and the salient pole side slit when viewed from the axial direction, and the magnet has a block. A punching process in which a large number of continuously arranged rotor core plates are formed by punching from a steel plate, and the rotor core plates are spirally laminated. And a spiral laminating step for obtaining the rotor core.
同発明によれば、打ち抜き工程では、軸方向から見てロータコアを磁石側スリット及び突極側スリットによって分割した形状のブロックが磁石側スリット及び突極側スリットを境にして展開されて略直線上に連続して多数配列された形状のロータコア用板材が、鋼板から打ち抜いて得られる。そして、螺旋積層工程では、ロータコア用板材が螺旋状に積層されてロータコアが得られる。このようにすると、例えば、単に積層するだけでロータコアとなる略円形状のロータコア用板材を打ち抜く場合に比べて、鋼板の無駄を少なくして歩留まりを良くすることができる。即ち、単純に略円形状のロータコア用板材を打ち抜く場合ではその四隅等に鋼板の無駄が生じやすいが、上記方法では前記ブロックが略直線状に連続して多数配列された形状のロータコア用板材を打ち抜くため、鋼板の無駄を低減することが可能となる。又、磁石側スリットを境にして展開されたブロックを螺旋積層工程で閉じていく際に、ロータコアに埋め込まれるマグネットを予め配置しておくことで、該ブロック(ロータコア)とマグネットとを径方向に密接させるようにすることが可能となる。これによりロータコアとロータコアに埋め込まれるマグネットとの径方向のエアギャップを容易に低減することができ、ひいてはモータの高効率化を図ることが可能となる。 According to the invention, in the punching process, a block having a shape obtained by dividing the rotor core by the magnet side slit and the salient pole side slit as viewed from the axial direction is developed with the magnet side slit and the salient pole side slit as a boundary, and is substantially linear. A plate material for a rotor core having a shape arranged in large numbers in succession is obtained by punching from a steel plate. In the spiral lamination step, the rotor core plate materials are laminated in a spiral shape to obtain the rotor core. In this case, for example, compared to the case of punching out a substantially circular rotor core plate material that becomes a rotor core by simply laminating, it is possible to reduce the waste of the steel plate and improve the yield. That is, when a substantially circular rotor core plate is simply punched out, steel plates are likely to be wasted at the four corners, etc., but in the above method, the rotor core plate having a shape in which a large number of the blocks are arranged substantially linearly is used. Since punching is performed, waste of the steel sheet can be reduced. In addition, when closing a block developed with the slit on the magnet side in the spiral laminating process, a magnet embedded in the rotor core is arranged in advance so that the block (rotor core) and the magnet are arranged in the radial direction. It becomes possible to make it close. As a result, the radial air gap between the rotor core and the magnet embedded in the rotor core can be easily reduced, and as a result, the efficiency of the motor can be increased.
本発明によれば、磁気バランスの向上を図ることができ、ひいては回転性能の向上を図ることができるロータ、そのロータを備えたモータ、及びロータの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the improvement of a magnetic balance can be aimed at and the rotor which can aim at the improvement of a rotational performance by extension, the motor provided with the rotor, and the manufacturing method of a rotor can be provided.
(第1の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図3に従って説明する。
図1(a)は、一方向回転用のインナロータ型のブラシレスモータ(以下、単にモータという)Mを示す。図1(a)に示すように、モータMのステータ10は、径方向内側に延びるティース11aが周方向に複数(本実施の形態では12個)設けられたステータコア11と、前記ティース11aに集中巻にて巻装された巻線12とを備える。即ち、本実施の形態のステータ10は、12スロット集中巻のものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A shows an inner rotor type brushless motor (hereinafter simply referred to as a motor) M for one-way rotation. As shown in FIG. 1A, the
又、モータMのロータ20は、図1(a),(b)に示すように、回転軸21の外周面に円環状の非磁性部材22を介して外嵌された略円環状のロータコア23を有する。そして、ロータコア23の外周部の周方向に(90°間隔に)N極のマグネット24が4個埋め込まれて配置されている。本実施の形態のロータコア23に埋め込まれるマグネット24は、略直方体形状に形成され、ロータ20の軸方向から見て長手方向が径方向の直交方向に沿って配置されている。又、各マグネット24間には、ロータコア23の外周部に形成された突極23aが空隙Kを以て配置されている。尚、この空隙Kは、マグネット24の周方向の両側に形成されるとともに、軸方向から見て回転方向側(図1(b)中、反時計回り方向側)の方が(周方向の幅、ひいては面積が)大きく形成されている。又、本実施の形態におけるマグネット24の回転方向側(図1(b)中、反時計回り方向側)の空隙Kは、径方向外側に開放され、反回転方向側(図1(b)中、時計回り方向側)の空隙Kは、ロータコア23におけるマグネット24の径方向外側と突極23aとを繋ぐロータコア23の薄肉部23bによって径方向外側が開放していない。又、本実施の形態のロータコア23は、マグネット24の回転方向側(図1(b)中、反時計回り方向側)でマグネット24と空隙Kとの間に介在されるとともにロータコア23におけるマグネット24の径方向外側と径方向内側とを繋ぐ薄肉部23cを有している。つまり、各マグネット24及び突極23aは等角度(45°)間隔に交互に配置され、ロータ20は、N極のマグネット24に対して突極23aをS極として機能させる8磁極(8極)の所謂コンシクエントポール型にて構成されている。
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
ここで、図1(b)に示すように、ロータコア23におけるマグネット24の径方向内側には、該マグネット24を径方向外側端部として(マグネット24から)ロータコア23の径方向内側端部まで(径方向内側に開放するように)径方向に延びる磁石側スリット23dが形成されている。又、ロータコア23における突極23aの径方向内側には、ロータコア23の径方向内側端部まで(径方向内側に開放するように)径方向に延びる突極側スリット23eが形成されている。尚、本実施の形態の磁石側スリット23dは、マグネット24の周方向中心に沿って形成され、突極側スリット23eは、周方向に隣り合うマグネット24間の周方向中心に沿って形成されている。又、ロータコア23における突極側スリット23eの径方向外側には、該突極側スリット23eの周方向両側(のブロック)同士を繋ぐ薄肉部23fが形成されている。
Here, as shown in FIG. 1 (b), on the radially inner side of the
そして、ロータコア23の径方向内側には、前記非磁性部材22が(内嵌されて)設けられ、前記磁石側スリット23d及び前記突極側スリット23eにて周方向に離間されたロータコア23(その各ブロック)における径方向内側端部同士は非磁性部材22にて連結されることになる。
Further, the
又、ここで、マグネット24の周方向幅Wmと磁石側スリット23dの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmは、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定されている。尚、本実施の形態の磁石側スリット23dは、その径方向内側での周方向幅が径方向外側より狭いが、図1(b)に示すように、前記磁石側スリット23dの周方向幅Wsmは磁石側スリット23dにおける径方向外側の周方向幅(径方向と直交する方向の幅)のことである。
Here, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the
更に、突極23aの周方向幅Wfと突極側スリット23eの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfは、(Wsf/Wf)≦0.2を満たすように設定されている。
次に、上記第1の実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
Further, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
Next, characteristic actions and effects of the first embodiment will be described below.
(1)ロータコア23におけるマグネット24の径方向内側には、該マグネット24を径方向外側端部としてロータコア23の径方向内側端部まで径方向に延びる磁石側スリット23dが形成されるため、マグネット24とその周方向両側にある両突極23aとの磁束の流れの偏りを抑えることができる。又、磁石側スリット23dはマグネット24からロータコア23の径方向内側端部まで形成され、該磁石側スリット23dにて周方向に離間されたロータコア23における径方向内側端部同士は非磁性部材22にて連結される。これにより、磁石側スリット23dにて周方向に離間されたロータコア23における径方向内側端部同士間での磁束の流れも好適に抑えることができる。
(1) Since a magnet side slit 23d extending in the radial direction to the radially inner end of the
又、ロータコア23における突極23aの径方向内側には、ロータコア23の径方向内側端部まで径方向に延びる突極側スリット23eが形成されるため、突極23aとその周方向両側にある両マグネット24との磁束の流れの偏りを抑えることができる。又、突極側スリット23eはロータコア23の径方向内側端部まで形成され、該突極側スリット23eにて周方向に離間されたロータコア23における径方向内側端部同士は非磁性部材22にて連結される。これにより、突極側スリット23eにて周方向に離間されたロータコア23における径方向内側端部同士間での磁束の流れも好適に抑えることができる。これらのことから、ロータ20の磁気バランスの向上、ひいてはトルク特性や振動特性等の回転特性の向上を図ることが可能となる。
In addition, since salient pole-
(2)8極、12スロット、集中巻のモータMにおいて、マグネット24の周方向幅Wmと磁石側スリット23dの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定される。よって、トルクTを(磁石側スリット23dがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図2の実験結果参照)。
(2) In the 8-pole, 12-slot, concentrated winding motor M, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the
詳しくは、図2は、実験によって前記比率Wsm/Wmを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsf/Wfは0.089で一定の状態としている。図2に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たす場合、トルクTは磁石側スリット23dがない場合(Wsm/Wm=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図2に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たす場合、ラジアル力脈動Zは磁石側スリット23dがない場合(Wsm/Wm=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定している。 Specifically, FIG. 2 shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wsm / Wm is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsf / Wf is 0.089, which is a constant state. As shown in FIG. 2, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) ≦ 0.1, the torque T is 99% or more of the case where there is no magnet side slit 23d (when Wsm / Wm = 0). It turns out that it becomes. Further, as shown in FIG. 2, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) ≦ 0.1, the radial force pulsation Z has no magnet side slit 23d (when Wsm / Wm = 0). It turns out that it becomes smaller. Therefore, in the present embodiment, the ratio Wsm / Wm is set to satisfy (Wsm / Wm) ≦ 0.1.
尚、図2に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)<0.07を満たす場合、トルクTは磁石側スリット23dがない場合(Wsm/Wm=0の場合)より大きい(100%より大きい)値となることがわかる。又、図2に示すように、前記比率Wsm/Wmが0.035の場合、トルクTは最大値となることがわかる。又、図2に示すように、前記比率Wsm/Wmが0.04のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。尚、変曲点とは、傾きが他の部分に比べて大きく変わる点を言う。 In addition, as shown in FIG. 2, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) <0.07, the torque T is larger than the case where there is no magnet side slit 23d (when Wsm / Wm = 0). It can be seen that the value is (greater than 100%). Further, as shown in FIG. 2, when the ratio Wsm / Wm is 0.035, it can be seen that the torque T becomes the maximum value. Further, as shown in FIG. 2, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z where the ratio Wsm / Wm is 0.04. The inflection point refers to a point where the slope changes greatly compared to other parts.
(3)8極、12スロット、集中巻のモータMにおいて、突極23aの周方向幅Wfと突極側スリット23eの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.2を満たすように設定される。よって、トルクTを(突極側スリット23eがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図3の実験結果参照)。
(3) In the 8-pole, 12-slot, concentrated winding motor M, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
詳しくは、図3は、実験によって前記比率Wsf/Wfを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.035で一定の状態としている。図3に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.2を満たす場合、トルクTは突極側スリット23eがない場合(Wsf/Wf=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図3に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.2を満たす場合、ラジアル力脈動Zは突極側スリット23eがない場合(Wsf/Wf=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.2を満たすように設定している。 Specifically, FIG. 3 shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wsf / Wf is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsm / Wm is 0.035, which is a constant state. As shown in FIG. 3, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.2, the torque T is 99% of the case without the salient pole side slit 23e (when Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes the above. Further, as shown in FIG. 3, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.2, the radial force pulsation Z has no salient pole side slit 23e (Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes smaller. Therefore, in the present embodiment, the ratio Wsf / Wf is set to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.2.
尚、図3に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)<0.15を満たす場合、トルクTは突極側スリット23eがない場合(Wsf/Wf=0の場合)より大きい(100%より大きい)値となることがわかる。又、図3に示すように、前記比率Wsf/Wfが0.089の場合、トルクTは最大値となることがわかる。又、図3に示すように、前記比率Wsf/Wfが0.04のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。 As shown in FIG. 3, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) <0.15, the torque T is greater than when there is no salient pole side slit 23e (when Wsf / Wf = 0). It can be seen that the value is large (greater than 100%). In addition, as shown in FIG. 3, when the ratio Wsf / Wf is 0.089, it can be seen that the torque T becomes the maximum value. Further, as shown in FIG. 3, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z when the ratio Wsf / Wf is 0.04.
(第2の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第2の実施の形態を図1(b)、図4〜図6に従って説明する。尚、第2の実施の形態において第1の実施の形態と略同様の部分については、同様の符号を付す等してその詳細な説明を一部省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIG. 1B and FIGS. In the second embodiment, parts that are substantially the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and a detailed description thereof is partially omitted.
図4に示すように、第2の実施の形態のモータMにおけるステータ31は、円筒部32aと円筒部32aから径方向内側に延びて周方向に複数(この例では24個)設けられるティース32bとを有するステータコア32を備える。ステータコア32の各ティース32b間には、ロータ20を回転させる磁界を発生させるための巻線としてのセグメント巻線34が挿入されている。尚、第2の実施の形態のロータ20は、上記第1の実施の形態のロータ20と同様のものである。
As shown in FIG. 4, the
ステータ31のセグメント巻線34は、多相(3相)とされている。セグメント巻線34は、ティース32b間のスロットを軸方向(紙面直交方向)に貫通するようにスロット内に配置されるスロット挿入部35aと、スロットから軸方向に突出するスロット突出部(図示略)とを有する複数のセグメント導体35を相毎に有している。そして、その相毎のセグメント導体35同士が、前記スロット突出部同士にて周方向に電気的に接続されて構成される。尚、各セグメント導体35は、導体板が折り曲げ加工されてなり、略U字状に形成されており、U字の平行直線部に相当する一対のスロット挿入部35aは、周方向に3個のティース32bを跨いで離間した2つのスロット内にそれぞれ配置されるようになっている。即ち、第2の実施の形態のステータ31は、24スロット、全節巻のものである。
The segment windings 34 of the
ここで、マグネット24の周方向幅Wm(図1(b)参照)と磁石側スリット23dの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmは、(Wsm/Wm)≦0.085を満たすように設定されている。
Here, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet 24 (see FIG. 1B) and the circumferential width Wsm of the magnet-
更に、突極23aの周方向幅Wfと突極側スリット23eの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfは、(Wsf/Wf)≦0.18を満たすように設定されている。
次に、上記第2の実施の形態の特徴的な(上記した以外の)作用効果を以下に記載する。
Furthermore, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
Next, characteristic effects (other than those described above) of the second embodiment will be described below.
(1)8極、24スロット、全節巻のモータMにおいて、マグネット24の周方向幅Wmと磁石側スリット23dの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.085を満たすように設定される。よって、トルクTを(磁石側スリット23dがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図5の実験結果参照)。
(1) In the 8-pole, 24-slot, full-pitch motor M, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the
詳しくは、図5は、実験によって前記比率Wsm/Wmを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsf/Wfは0.089で一定の状態としている。図5に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.085を満たす場合、トルクTは磁石側スリット23dがない場合(Wsm/Wm=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図5に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.085を満たす場合、ラジアル力脈動Zは磁石側スリット23dがない場合(Wsm/Wm=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.085を満たすように設定している。
Specifically, FIG. 5 shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wsm / Wm is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsf / Wf is 0.089, which is a constant state. As shown in FIG. 5, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) ≦ 0.085, the torque T is 99% or more of the case where there is no magnet side slit 23d (when Wsm / Wm = 0). It turns out that it becomes. Further, as shown in FIG. 5, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) ≦ 0.085, the radial force pulsation Z has no magnet-
尚、図5に示すように、前記比率Wsm/Wmが0.04のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。
(2)8極、24スロット、全節巻のモータMにおいて、突極23aの周方向幅Wfと突極側スリット23eの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.18を満たすように設定される。よって、トルクTを(突極側スリット23eがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図6の実験結果参照)。
As shown in FIG. 5, it can be seen that there is an inflection point of radial force pulsation Z where the ratio Wsm / Wm is 0.04.
(2) In the 8-pole, 24-slot, full-pitch motor M, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
詳しくは、図6は、実験によって前記比率Wsf/Wfを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.035で一定の状態としている。図6に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.18を満たす場合、トルクTは突極側スリット23eがない場合(Wsf/Wf=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図6に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.18を満たす場合、ラジアル力脈動Zは突極側スリット23eがない場合(Wsf/Wf=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.18を満たすように設定している。 Specifically, FIG. 6 shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wsf / Wf is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsm / Wm is 0.035, which is a constant state. As shown in FIG. 6, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.18, the torque T is 99% of the case without the salient pole side slit 23e (when Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes the above. Further, as shown in FIG. 6, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.18, the radial force pulsation Z has no salient pole side slit 23e (when Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes smaller. Therefore, in the present embodiment, the ratio Wsf / Wf is set to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.18.
尚、図6に示すように、前記比率Wsf/Wfが0.1のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。
(第3の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第3の実施の形態を図7〜図9に従って説明する。尚、第3の実施の形態において第1の実施の形態(図1参照)と略同様の部分(特にステータ10)については、同様の符号を付す等してその詳細な説明を一部省略する。
As shown in FIG. 6, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z when the ratio Wsf / Wf is 0.1.
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the third embodiment, parts that are substantially the same as those in the first embodiment (see FIG. 1) (particularly the stator 10) are given the same reference numerals, and a detailed description thereof is partially omitted. .
図7(a),(b)に示すように、第3の実施の形態のモータMにおけるロータ41は、回転軸21の外周面に円環状の非磁性部材22を介して外嵌された略円環状のロータコア42を有する。そして、ロータコア42の外周部の周方向に(72°間隔に)N極のマグネット43が5個埋め込まれて配置されている。又、各マグネット43間には、ロータコア42の外周部に形成された突極42aが空隙Kを以て配置されている。つまり、各マグネット43及び突極42aは等角度(36°)間隔に交互に配置され、ロータ41は、N極のマグネット43に対して突極42aをS極として機能させる10磁極(10極)の所謂コンシクエントポール型にて構成されている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
又、図7(b)に示すように、ロータコア42におけるマグネット43の径方向内側には、該マグネット43を径方向外側端部として(マグネット43から)ロータコア42の径方向内側端部まで(径方向内側に開放するように)径方向に延びる磁石側スリット42bが形成されている。又、ロータコア42における突極42aの径方向内側には、ロータコア42の径方向内側端部まで(径方向内側に開放するように)径方向に延びる突極側スリット42cが形成されている。
Further, as shown in FIG. 7B, on the radially inner side of the
ここで、マグネット43の周方向幅Wmと磁石側スリット42bの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmは、(Wsm/Wm)≦0.12を満たすように設定されている。尚、本実施の形態の磁石側スリット42bは、その径方向内側での周方向幅が径方向外側より広いが、図7(b)に示すように、前記磁石側スリット42bの周方向幅Wsmは磁石側スリット42bにおける径方向外側の周方向幅(径方向と直交する方向の幅)のことである。
Here, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the
更に、突極42aの周方向幅Wfと突極側スリット42cの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfは、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定されている。
次に、上記第3の実施の形態の特徴的な(上記した以外の)作用効果を以下に記載する。
Further, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
Next, characteristic effects (other than those described above) of the third embodiment will be described below.
(1)10極、12スロット、集中巻のモータMにおいて、マグネット43の周方向幅Wmと磁石側スリット42bの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.12を満たすように設定される。よって、トルクTを(磁石側スリット42bがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図8の実験結果参照)。
(1) In the motor M with 10 poles, 12 slots, and concentrated winding, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the
詳しくは、図8は、実験によって前記比率Wsm/Wmを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsf/Wfは0.089で一定の状態としている。図8に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.12を満たす場合、トルクTは磁石側スリット42bがない場合(Wsm/Wm=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図8に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.12を満たす場合、ラジアル力脈動Zは磁石側スリット42bがない場合(Wsm/Wm=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.12を満たすように設定している。
Specifically, FIG. 8 shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wsm / Wm is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsf / Wf is 0.089, which is a constant state. As shown in FIG. 8, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) ≦ 0.12, the torque T is 99% or more of the case where there is no magnet-
尚、図8に示すように、前記比率Wsm/Wmが0.2のところにトルクTの変曲点があることがわかる。又、図8に示すように、前記比率Wsm/Wmが0.04のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。 As shown in FIG. 8, it can be seen that there is an inflection point of torque T where the ratio Wsm / Wm is 0.2. Further, as shown in FIG. 8, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z when the ratio Wsm / Wm is 0.04.
(2)10極、12スロット、集中巻のモータMにおいて、突極42aの周方向幅Wfと突極側スリット42cの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定される。よって、トルクTを(突極側スリット42cがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図9の実験結果参照)。
(2) In the motor M with 10 poles, 12 slots, and concentrated winding, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
詳しくは、図9は、実験によって前記比率Wsf/Wfを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.035で一定の状態としている。図9に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たす場合、トルクTは突極側スリット42cがない場合(Wsf/Wf=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図9に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たす場合、ラジアル力脈動Zは突極側スリット42cがない場合(Wsf/Wf=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定している。 Specifically, FIG. 9 shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wsf / Wf is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsm / Wm is 0.035, which is a constant state. As shown in FIG. 9, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.15, the torque T is 99% of the case without the salient pole side slit 42c (when Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes the above. As shown in FIG. 9, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.15, the radial force pulsation Z has no salient pole side slit 42c (Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes smaller. Therefore, in this embodiment, the ratio Wsf / Wf is set to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.15.
尚、図9に示すように、前記比率Wsf/Wfが0.275のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。
(第4の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第4の実施の形態を図7(b)、図10〜図12に従って説明する。尚、第4の実施の形態において第2及び第3の実施の形態(図4、図7参照)と略同様の部分については、同様の符号を付す等してその詳細な説明を一部省略する。
As shown in FIG. 9, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z when the ratio Wsf / Wf is 0.275.
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIG. 7B and FIGS. In the fourth embodiment, parts that are substantially the same as those in the second and third embodiments (see FIGS. 4 and 7) are given the same reference numerals, and the detailed description thereof is partially omitted. To do.
図10に示すように、第4の実施の形態のモータMにおけるステータ31は、円筒部32aと円筒部32aから径方向内側に延びて周方向に複数(この例では30個)設けられるティース32bとを有するステータコア32を備える。ステータコア32の各ティース32b間には、ロータ41を回転させる磁界を発生させるための巻線としてのセグメント巻線34が挿入されている。尚、第4の実施の形態のロータ41は、上記第3の実施の形態のロータ41と同様のものである。
As shown in FIG. 10, the
ステータ31のセグメント巻線34は、多相(3相)とされている。セグメント巻線34は、ティース32b間のスロットを軸方向(紙面直交方向)に貫通するようにスロット内に配置されるスロット挿入部35aと、スロットから軸方向に突出するスロット突出部(図示略)とを有する複数のセグメント導体35を相毎に有している。そして、その相毎のセグメント導体35同士が、前記スロット突出部同士にて周方向に電気的に接続されて構成される。尚、各セグメント導体35は、導体板が折り曲げ加工されてなり、略U字状に形成されており、U字の平行直線部に相当する一対のスロット挿入部35aは、周方向に3個のティース32bを跨いで離間した2つのスロット内にそれぞれ配置されるようになっている。即ち、第4の実施の形態のステータ31は、30スロット、全節巻のものである。
The segment windings 34 of the
ここで、マグネット43の周方向幅Wm(図7(b)参照)と磁石側スリット42bの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmは、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定されている。
Here, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet 43 (see FIG. 7B) and the circumferential width Wsm of the magnet-
更に、突極42aの周方向幅Wfと突極側スリット42cの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfは、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定されている。
次に、上記第4の実施の形態の特徴的な(上記した以外の)作用効果を以下に記載する。
Further, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
Next, characteristic effects (other than those described above) of the fourth embodiment will be described below.
(1)10極、30スロット、全節巻のモータMにおいて、マグネット43の周方向幅Wmと磁石側スリット42bの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定される。よって、トルクTを(磁石側スリット42bがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図11の実験結果参照)。
(1) In the motor M with 10 poles, 30 slots, and full-pitch winding, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the
詳しくは、図11は、実験によって前記比率Wsm/Wmを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsf/Wfは0.089で一定の状態としている。図11に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たす場合、トルクTは磁石側スリット42bがない場合(Wsm/Wm=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図11に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たす場合、ラジアル力脈動Zは磁石側スリット42bがない場合(Wsm/Wm=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定している。
Specifically, FIG. 11 shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wsm / Wm is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsf / Wf is 0.089, which is a constant state. As shown in FIG. 11, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) ≦ 0.1, the torque T is 99% or more of the case where there is no magnet-
尚、図11に示すように、前記比率Wsm/Wmが0.04のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。
(2)10極、30スロット、全節巻のモータMにおいて、突極42aの周方向幅Wfと突極側スリット42cの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定される。よって、トルクTを(突極側スリット42cがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図12の実験結果参照)。
As shown in FIG. 11, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z where the ratio Wsm / Wm is 0.04.
(2) In the motor M with 10 poles, 30 slots, and full-pitch winding, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
詳しくは、図12は、実験によって前記比率Wsf/Wfを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.035で一定の状態としている。図12に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たす場合、トルクTは突極側スリット42cがない場合(Wsf/Wf=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図12に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たす場合、ラジアル力脈動Zは突極側スリット42cがない場合(Wsf/Wf=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.15を満たすように設定している。 Specifically, FIG. 12 shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wsf / Wf is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsm / Wm is 0.035, which is a constant state. As shown in FIG. 12, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.15, the torque T is 99% of the case where there is no salient pole side slit 42c (when Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes the above. As shown in FIG. 12, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.15, the radial force pulsation Z has no salient pole side slit 42c (Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes smaller. Therefore, in this embodiment, the ratio Wsf / Wf is set to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.15.
尚、図12に示すように、前記比率Wsf/Wfが0.39のところにトルクTの変曲点があることがわかる。又、図12に示すように、前記比率Wsf/Wfが0.04及び0.39のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。 As shown in FIG. 12, it can be seen that there is an inflection point of torque T when the ratio Wsf / Wf is 0.39. Further, as shown in FIG. 12, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z when the ratio Wsf / Wf is 0.04 and 0.39.
(第5の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第5の実施の形態を図13〜図15に従って説明する。尚、第5の実施の形態において第2の実施の形態(図1(b)及び図4参照)と略同様の部分については、同様の符号を付す等してその詳細な説明を一部省略する。第5の実施の形態のステータ31は、図13(a)に示すように、上記第2の実施の形態のステータ31(図4参照)と同様のものである。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. In the fifth embodiment, parts that are substantially the same as those in the second embodiment (see FIGS. 1B and 4) are given the same reference numerals, and a detailed description thereof is partially omitted. To do. The
図13(b)に示すように、第5の実施の形態のモータMにおけるロータ20の磁石側スリット23dは、マグネット24の周方向中心X1から(径方向の直交方向に)ずれて形成されている。又、図13に示すように、第5の実施の形態のモータMにおけるロータ20の突極側スリット23eは、周方向に隣り合うマグネット24間の周方向中心X2から(径方向の直交方向に)ずれて形成されている。
As shown in FIG. 13B, the magnet-
ここで、マグネット24の周方向幅Wmと、マグネット24の周方向中心X1から磁石側スリット23dの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmは、−0.45<(Wzm/Wm)<0を満たすように設定されている。尚、「−(マイナス)」は、一方向(図13(b)中、反時計回り方向)回転用のロータ20において反回転方向(図13(b)中、時計回り方向)にずれていることを意味する。
Here, the ratio Wzm / Wm between the circumferential width Wm of the
又、突極23aの周方向幅Wfと、周方向に隣り合うマグネット24間の周方向中心X2から突極側スリット23eの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfは、−0.42<(Wzf/Wf)<0を満たすように設定されている。
The ratio Wzf / Wf between the circumferential width Wf of the
次に、上記第5の実施の形態の特徴的な(上記した以外の)作用効果を以下に記載する。
(1)8極、24スロット、全節巻のモータMにおいて、マグネット24の周方向幅Wmと、マグネット24の周方向中心X1から磁石側スリット23dの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmが、−0.45<(Wzm/Wm)<0を満たすように設定される。よって、トルクTを(マグネット24の周方向中心X1に磁石側スリット23dを形成したWzm/Wm=0の場合に対して)100%より大きくすることができる(図14(a)の実験結果参照)。又、コギングトルクCを(マグネット24の周方向中心X1に磁石側スリット23dを形成したWzm/Wm=0の場合に対して)100%より小さくすることができる(図14(b)の実験結果参照)。
Next, characteristic effects (other than those described above) of the fifth embodiment will be described below.
(1) In the 8-pole, 24-slot, full-pitch motor M, the ratio Wzm between the circumferential width Wm of the
詳しくは、図14(a)は、実験によって前記比率Wzm/Wmを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。又、図14(b)は、実験によって前記比率Wzm/Wmを変化させたときのコギングトルク(比)C及びトルク(比)Tを示している。尚、これらの実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.04で一定の状態とし、前記比率Wsf/Wfは0.044で一定の状態としている。図14(a)に示すように、前記比率Wzm/Wmが、−0.45<(Wzm/Wm)<0を満たす場合、トルクTは磁石側スリット23dがマグネット24の周方向中心X1にある場合(Wzm/Wm=0の場合)より大きくなることがわかる。又、図14(b)に示すように、前記比率Wzm/Wmが、−0.45<(Wzm/Wm)<0を満たす場合、コギングトルクCは磁石側スリット23dがマグネット24の周方向中心X1にある場合(Wzm/Wm=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wzm/Wmが、−0.45<(Wzm/Wm)<0を満たすように設定している。
Specifically, FIG. 14A shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wzm / Wm is changed by experiment. FIG. 14B shows the cogging torque (ratio) C and torque (ratio) T when the ratio Wzm / Wm is changed by experiment. In these experiments, the ratio Wsm / Wm is 0.04 and constant, and the ratio Wsf / Wf is 0.044 and constant. As shown in FIG. 14A, when the ratio Wzm / Wm satisfies −0.45 <(Wzm / Wm) <0, the torque T is such that the
尚、図14(a)に示すように、前記比率Wzm/Wmが−0.1の場合、トルクTは最大値となることがわかる。又、図14(a)に示すように、前記比率Wzm/Wmが−0.25及び0.1のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。 In addition, as shown to Fig.14 (a), when the said ratio Wzm / Wm is -0.1, it turns out that the torque T becomes the maximum value. Further, as shown in FIG. 14A, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z where the ratio Wzm / Wm is −0.25 and 0.1.
(2)8極、24スロット、全節巻のモータMにおいて、突極23aの周方向幅Wfと、周方向に隣り合うマグネット24間の周方向中心X2から突極側スリット23eの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfが、−0.42<(Wzf/Wf)<0を満たすように設定される。よって、トルクTを(周方向に隣り合うマグネット24間の周方向中心X2に突極側スリット23eを形成したWzf/Wf=0の場合に対して)100%より大きくすることができる(図15(a)の実験結果参照)。
(2) In the 8-pole, 24-slot, full-pitch motor M, the circumferential width Wf of the
詳しくは、図15(a)は、実験によって前記比率Wzf/Wfを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。又、図15(b)は、実験によって前記比率Wzf/Wfを変化させたときのコギングトルク(比)C及びトルク(比)Tを示している。尚、これらの実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.04で一定の状態とし、前記比率Wsf/Wfは0.044で一定の状態としている。図15(a)に示すように、前記比率Wzf/Wfが、−0.42<(Wzf/Wf)<0を満たす場合、トルクTは突極側スリット23eが周方向に隣り合うマグネット24間の周方向中心X2にある場合(Wzf/Wf=0の場合)より大きくなることがわかる。
Specifically, FIG. 15A shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wzf / Wf is changed by experiment. FIG. 15B shows cogging torque (ratio) C and torque (ratio) T when the ratio Wzf / Wf is changed by experiment. In these experiments, the ratio Wsm / Wm is 0.04 and constant, and the ratio Wsf / Wf is 0.044 and constant. As shown in FIG. 15A, when the ratio Wzf / Wf satisfies −0.42 <(Wzf / Wf) <0, the torque T is between the
尚、図15(b)に示すように、前記比率Wsf/Wfが−0.04のところにコギングトルクCの変曲点があることがわかる。
(第6の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第6の実施の形態を図16〜図18に従って説明する。尚、第6の実施の形態において第4の実施の形態(図7(b)及び図10参照)と略同様の部分については、同様の符号を付す等してその詳細な説明を一部省略する。第6の実施の形態のステータ31は、図16(a)に示すように、上記第4の実施の形態のステータ31(図10参照)と同様のものである。
As shown in FIG. 15B, it can be seen that there is an inflection point of the cogging torque C where the ratio Wsf / Wf is −0.04.
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. In the sixth embodiment, parts that are substantially the same as those in the fourth embodiment (see FIGS. 7B and 10) are given the same reference numerals, and the detailed description thereof is partially omitted. To do. The
図16(b)に示すように、第6の実施の形態のモータMにおけるロータ41の磁石側スリット42bは、マグネット43の周方向中心X1から(径方向の直交方向に)ずれて形成されている。又、図16(b)に示すように、第6の実施の形態のモータMにおけるロータ41の突極側スリット42cは、周方向に隣り合うマグネット43間の周方向中心X2から(径方向の直交方向に)ずれて形成されている。
As shown in FIG. 16B, the magnet-
ここで、マグネット43の周方向幅Wmと、マグネット43の周方向中心X1から磁石側スリット42bの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmは、−0.32≦(Wzm/Wm)≦0.3(但し、Wzm/Wm=0を除く)を満たすように設定されている。
Here, the ratio Wzm / Wm between the circumferential width Wm of the
又、突極42aの周方向幅Wfと、周方向に隣り合うマグネット43間の周方向中心X2から突極側スリット42cの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfは、−0.15≦(Wzf/Wf)≦0.11(但し、Wzf/Wf=0を除く)を満たすように設定されている。
The ratio Wzf / Wf between the circumferential width Wf of the
次に、上記第5の実施の形態の特徴的な(上記した以外の)作用効果を以下に記載する。
(1)10極、30スロット、全節巻のモータMにおいて、マグネット43の周方向幅Wmと、マグネット43の周方向中心X1から磁石側スリット42bの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmは、−0.32≦(Wzm/Wm)≦0.3(但し、Wzm/Wm=0を除く)を満たすように設定される。よって、トルクTを(マグネット43の周方向中心X1に磁石側スリット42bを形成したWzm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上とすることができる(図17(a)の実験結果参照)。又、ラジアル力脈動Z、若しくはコギングトルクCを(マグネット43の周方向中心X1に磁石側スリット42bを形成したWzm/Wm=0の場合に対して)100%より小さくすることができる(図17(a),(b)の実験結果参照)。
Next, characteristic effects (other than those described above) of the fifth embodiment will be described below.
(1) In the motor M with 10 poles, 30 slots, and full-pitch winding, the ratio Wzm between the circumferential width Wm of the
詳しくは、図17(a)は、実験によって前記比率Wzm/Wmを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。又、図17(b)は、実験によって前記比率Wzm/Wmを変化させたときのコギングトルク(比)C及びトルク(比)Tを示している。尚、これらの実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.035で一定の状態とし、前記比率Wsf/Wfは0.089で一定の状態としている。図17(a)に示すように、前記比率Wzm/Wmが、−0.32≦(Wzm/Wm)≦0.3(但し、Wzm/Wm=0を除く)を満たす場合、トルクTは磁石側スリット42bがマグネット43の周方向中心X1にある場合(Wzm/Wm=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図17(a),(b)に示すように、前記比率Wzm/Wmが、−0.32≦(Wzm/Wm)≦0.3(但し、Wzm/Wm=0を除く)を満たす場合、ラジアル力脈動Z、若しくはコギングトルクCは磁石側スリット42bがマグネット43の周方向中心X1にある場合(Wzm/Wm=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wzm/Wmが、−0.32≦(Wzm/Wm)≦0.3(但し、Wzm/Wm=0を除く)を満たすように設定している。
Specifically, FIG. 17A shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wzm / Wm is changed by experiment. FIG. 17B shows the cogging torque (ratio) C and torque (ratio) T when the ratio Wzm / Wm is changed by experiment. In these experiments, the ratio Wsm / Wm is 0.035, which is a constant state, and the ratio Wsf / Wf is 0.089, which is a constant state. As shown in FIG. 17A, when the ratio Wzm / Wm satisfies −0.32 ≦ (Wzm / Wm) ≦ 0.3 (except for Wzm / Wm = 0), the torque T is a magnet. It can be seen that it is 99% or more of the case where the
尚、図17(a)に示すように、前記比率Wzm/Wmが−0.1のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。
(2)10極、30スロット、全節巻のモータMにおいて、突極42aの周方向幅Wfと、周方向に隣り合うマグネット43間の周方向中心X2から突極側スリット42cの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfが、−0.15≦(Wzf/Wf)≦0.11(但し、Wzf/Wf=0を除く)を満たすように設定される。よって、トルクTを(周方向に隣り合うマグネット43間の周方向中心X2に突極側スリット42cを形成したWzf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上とすることができる(図18(a)の実験結果参照)。
As shown in FIG. 17A, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z where the ratio Wzm / Wm is −0.1.
(2) In the motor M with 10 poles, 30 slots, and full-pitch winding, the circumferential width Wf of the
詳しくは、図18(a)は、実験によって前記比率Wzf/Wfを変化させたときのラジアル力脈動(比)Z及びトルク(比)Tを示している。又、図18(b)は、実験によって前記比率Wzf/Wfを変化させたときのコギングトルク(比)C及びトルク(比)Tを示している。尚、これらの実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.035で一定の状態とし、前記比率Wsf/Wfは0.089で一定の状態としている。図18(a)に示すように、前記比率Wzf/Wfが、−0.15≦(Wzf/Wf)≦0.11(但し、Wzf/Wf=0を除く)を満たす場合、トルクTは突極側スリット42cが周方向に隣り合うマグネット43間の周方向中心X2にある場合(Wzf/Wf=0の場合)の99%以上となることがわかる。
Specifically, FIG. 18A shows the radial force pulsation (ratio) Z and torque (ratio) T when the ratio Wzf / Wf is changed by experiment. FIG. 18B shows the cogging torque (ratio) C and the torque (ratio) T when the ratio Wzf / Wf is changed by experiment. In these experiments, the ratio Wsm / Wm is 0.035, which is a constant state, and the ratio Wsf / Wf is 0.089, which is a constant state. As shown in FIG. 18A, when the ratio Wzf / Wf satisfies −0.15 ≦ (Wzf / Wf) ≦ 0.11 (except for Wzf / Wf = 0), the torque T is sudden. It can be seen that it is 99% or more of the case where the pole-
尚、図18(a)に示すように、前記比率Wsf/Wfが−0.04のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。又、図18(b)に示すように、前記比率Wsf/Wfが−0.05のところにコギングトルクCの変曲点があることがわかる。 As shown in FIG. 18A, it can be seen that there is an inflection point of radial force pulsation Z where the ratio Wsf / Wf is -0.04. Further, as shown in FIG. 18B, it can be seen that there is an inflection point of the cogging torque C when the ratio Wsf / Wf is −0.05.
(第7の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第7の実施の形態を図19〜図23に従って説明する。尚、第7の実施の形態において第2の実施の形態(図4参照)と略同様の部分については、同様の符号を付す等してその詳細な説明を一部省略する。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that in the seventh embodiment, portions that are substantially the same as those in the second embodiment (see FIG. 4) are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof is partially omitted.
図19(a)に示すように、第7の実施の形態のモータMにおけるステータ31は、円筒部32aと円筒部32aから径方向内側に延びて周方向に複数(この例では60個)設けられるティース32bとを有するステータコア32を備える。ステータコア32の各ティース32b間には、ロータ51を回転させる磁界を発生させるための巻線としてのセグメント巻線34が挿入されている。
As shown in FIG. 19A, the stator M in the motor M of the seventh embodiment includes a
ステータ31のセグメント巻線34は、多相(3相)とされている。セグメント巻線34は、ティース32b間のスロットを軸方向(紙面直交方向)に貫通するようにスロット内に配置されるスロット挿入部35aと、スロットから軸方向に突出するスロット突出部(図示略)とを有する複数のセグメント導体35を相毎に有している。そして、その相毎のセグメント導体35同士が、前記スロット突出部同士にて周方向に電気的に接続されて構成される。尚、各セグメント導体35は、導体板が折り曲げ加工されてなり、略U字状に形成されており、U字の平行直線部に相当する一対のスロット挿入部35aは、周方向に6個のティース32bを跨いで離間した2つのスロット内にそれぞれ配置されるようになっている。即ち、第7の実施の形態のステータ31は、60スロット、全節巻であって分布巻のものである。
The segment windings 34 of the
又、第7の実施の形態のモータMにおけるロータ51は、両回転用のものであって、図19(a),(b)に示すように、回転軸21の外周面に円環状の非磁性部材22を介して外嵌された略円環状のロータコア52を有する。そして、ロータコア52の外周面には、ロータコア52の外周部の周方向に(72°間隔に)N極のマグネット53が5個配置されている。本実施の形態のロータコア52の外周面に固定されるマグネット53は、ステータ31(ティース32b)と対向する面が円弧凸状とされた略直方体形状に形成され、ロータ51の軸方向から見て長手方向が径方向の直交方向に沿って配置されている。又、各マグネット53間には、ロータコア52の外周部に形成された突極52aが空隙Kを以て配置されている。尚、この空隙Kは、マグネット53の周方向の両側に形成されるとともに、それぞれ軸方向から見て周方向の幅、ひいては面積が一定に形成されている。つまり、各マグネット53及び突極52aは等角度(36°)間隔に交互に配置され、ロータ51は、N極のマグネット53に対して突極52aをS極として機能させる10磁極(10極)の所謂コンシクエントポール型にて構成されている。
Further, the
又、図19(b)に示すように、ロータコア52におけるマグネット53の径方向内側には、該マグネット53を径方向外側端部として(マグネット53から)ロータコア52の径方向内側端部まで(径方向内側に開放するように)径方向に延びる磁石側スリット52bが形成されている。又、ロータコア52における突極52aの径方向内側には、ロータコア52の径方向内側端部まで(径方向内側に開放するように)径方向に延びる突極側スリット52cが形成されている。
Further, as shown in FIG. 19B, on the radially inner side of the
ここで、マグネット53の周方向幅Wmと磁石側スリット52bの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmは、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定されている。
更に、突極52aの周方向幅Wfと突極側スリット52cの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfは、(Wsf/Wf)≦0.3を満たすように設定されている。
Here, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the
Further, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
次に、上記第7の実施の形態の特徴的な(上記した以外の)作用効果を以下に記載する。
(1)10極、60スロット、分布巻のモータMにおいて、マグネット53の周方向幅Wmと磁石側スリット52bの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定される。よって、トルクTを(磁石側スリット52bがないWsm/Wm=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図20及び図21の実験結果参照)。
Next, characteristic effects (other than those described above) of the seventh embodiment will be described below.
(1) In the motor M with 10 poles, 60 slots, and distributed winding, the ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the
詳しくは、図20は、実験によって前記比率Wsm/Wmを変化させたときのトルク(比)Tを示している。又、図21は、実験によって前記比率Wsm/Wmを変化させたときのラジアル力脈動(比)Zを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsf/Wfは0.15で一定の状態としている。図20に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たす場合、トルクTは磁石側スリット52bがない場合(Wsm/Wm=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図21に示すように、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たす場合、ラジアル力脈動Zは磁石側スリット52bがない場合(Wsm/Wm=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsm/Wmが、(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定している。 Specifically, FIG. 20 shows the torque (ratio) T when the ratio Wsm / Wm is changed by experiment. FIG. 21 shows the radial force pulsation (ratio) Z when the ratio Wsm / Wm is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsf / Wf is 0.15 and constant. As shown in FIG. 20, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) ≦ 0.1, the torque T is 99% or more of the case where there is no magnet side slit 52b (when Wsm / Wm = 0). It turns out that it becomes. Further, as shown in FIG. 21, when the ratio Wsm / Wm satisfies (Wsm / Wm) ≦ 0.1, the radial force pulsation Z has no magnet side slit 52b (when Wsm / Wm = 0). It turns out that it becomes smaller. Therefore, in the present embodiment, the ratio Wsm / Wm is set to satisfy (Wsm / Wm) ≦ 0.1.
尚、図21に示すように、前記比率Wsm/Wmが0.08のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。
(2)10極、60スロット、分布巻のモータにおいて、突極52aの周方向幅Wfと突極側スリット52cの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.3を満たすように設定される。よって、トルクTを(突極側スリット52cがないWsf/Wf=0の場合に対して)略最大の99%以上としながら、ラジアル力脈動Zを小さくして低振動化を図ることができる(図22及び図23の実験結果参照)。
As shown in FIG. 21, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z where the ratio Wsm / Wm is 0.08.
(2) In a 10 pole, 60 slot, distributed winding motor, the ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the
詳しくは、図22は、実験によって前記比率Wsf/Wfを変化させたときのトルク(比)Tを示している。又、図23は、実験によって前記比率Wsf/Wfを変化させたときのラジアル力脈動(比)Zを示している。尚、この実験の際、前記比率Wsm/Wmは0.15で一定の状態としている。図22に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.3を満たす場合、トルクTは突極側スリット52cがない場合(Wsf/Wf=0の場合)の99%以上となることがわかる。又、図23に示すように、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.3を満たす場合、ラジアル力脈動Zは突極側スリット52cがない場合(Wsf/Wf=0の場合)より小さくなることがわかる。そこで、本実施の形態では、前記比率Wsf/Wfが、(Wsf/Wf)≦0.3を満たすように設定している。 Specifically, FIG. 22 shows the torque (ratio) T when the ratio Wsf / Wf is changed by experiment. FIG. 23 shows the radial force pulsation (ratio) Z when the ratio Wsf / Wf is changed by experiment. In this experiment, the ratio Wsm / Wm is 0.15, which is a constant state. As shown in FIG. 22, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.3, the torque T is 99% of the case without the salient pole side slit 52c (when Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes the above. Further, as shown in FIG. 23, when the ratio Wsf / Wf satisfies (Wsf / Wf) ≦ 0.3, the radial force pulsation Z has no salient pole side slit 52c (when Wsf / Wf = 0). It turns out that it becomes smaller. Therefore, in the present embodiment, the ratio Wsf / Wf is set to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.3.
尚、図23に示すように、前記比率Wsf/Wfが0.27のところにラジアル力脈動Zの変曲点があることがわかる。
又、この実施の形態における実験結果(図20〜図23参照)は、8極、48スロットのモータ、及び12極、72スロットのモータにおける実験結果と同じであったことから、8極、48スロットのモータ、及び12極、72スロットのモータにおいても前記比率Wsm/Wm,Wsf/Wfを同様に設定することで同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 23, it can be seen that there is an inflection point of the radial force pulsation Z when the ratio Wsf / Wf is 0.27.
The experimental results in this embodiment (see FIGS. 20 to 23) are the same as the experimental results in the 8-pole and 48-slot motors and the 12-pole and 72-slot motors. The same effect can be obtained by setting the ratios Wsm / Wm and Wsf / Wf in the same manner in the slot motor and the 12-pole / 72-slot motor.
つまり、N個(但しN≧4)のマグネットが配置された(2×N)極のロータと、ティースが(12×N)個設けられ巻線が分布巻にて巻装された(12×N)スロットのステータとを備えたモータにおいて前記比率Wsm/Wmが(Wsm/Wm)≦0.1を満たすように設定すれば、第7の実施の形態の効果(1)と同様の効果を得ることができる。 That is, (2 × N) pole rotors with N (where N ≧ 4) magnets are arranged, and (12 × N) teeth are provided and windings are wound in distributed winding (12 × N) In a motor having a slot stator, if the ratio Wsm / Wm is set to satisfy (Wsm / Wm) ≦ 0.1, the same effect as the effect (1) of the seventh embodiment can be obtained. Can be obtained.
又、N個(但しN≧4)のマグネットが配置された(2×N)極のロータと、ティースが(12×N)個設けられ巻線が分布巻にて巻装された(12×N)スロットのステータとを備えたモータにおいて前記比率Wsf/Wfが(Wsf/Wf)≦0.3を満たすように設定すれば、第7の実施の形態の効果(2)と同様の効果を得ることができる。 In addition, (2 × N) pole rotors with N (where N ≧ 4) magnets are arranged, and (12 × N) teeth are provided, and windings are wound in distributed winding (12 × N) In a motor having a slot stator, if the ratio Wsf / Wf is set so as to satisfy (Wsf / Wf) ≦ 0.3, the same effect as the effect (2) of the seventh embodiment can be obtained. Can be obtained.
(第8の実施の形態)
以下、本発明を具体化した第8の実施の形態を図24及び図25に従って説明する。尚、第8の実施の形態において第1の実施の形態(図1参照)と略同様の部分については、同様の符号を付す等してその詳細な説明を一部省略する。
(Eighth embodiment)
Hereinafter, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that in the eighth embodiment, parts that are substantially the same as in the first embodiment (see FIG. 1) are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are partially omitted.
第8の実施の形態のモータMにおけるロータ20(図25(b)参照)のロータコア23は、ロータコア用板材61(図24参照)が螺旋状に積層されてなる。尚、上記第1の実施の形態のロータコア23は、特に言及していないが、例えば、略円形状のロータコア用板材を鋼板から多数打ち抜いて、それらが単に積層されてなる。
The
詳しくは、この例のロータコア用板材61は、図24に示すように、軸方向から見て前記ロータコア23(図1参照)を前記磁石側スリット23d及び前記突極側スリット23eによって分割した形状のブロックBが磁石側スリット23d及び突極側スリット23eを境にして展開されて略直線上に連続して多数配列されている。尚、図24及び図25(a)には、便宜上、上記第1の実施の形態のロータコア23の各部分(磁石側スリット23d及び突極側スリット23e等)と対応する部分に、同様の符号を付している。そして、この例のロータ20(ロータコア23)は、図25(a),(b)に示すように、ロータコア用板材61(前記ブロックB)が螺旋状に積層されてなる。
Specifically, as shown in FIG. 24, the
即ち、このロータ20(ロータコア23)の製造方法は、「打ち抜き工程」と「螺旋積層工程」とを備える。
まず「打ち抜き工程」では、図24に示すように、軸方向から見て前記ロータコア23を前記磁石側スリット23d及び前記突極側スリット23eによって分割した形状のブロックBが磁石側スリット23d及び突極側スリット23eを境にして展開されて略直線上に連続して多数配列された形状のロータコア用板材61を鋼板から打ち抜いて得る。
That is, the method for manufacturing the rotor 20 (rotor core 23) includes a “punching step” and a “spiral lamination step”.
First, in the “punching step”, as shown in FIG. 24, the block B having a shape obtained by dividing the
次に、「螺旋積層工程」では、図25(a),(b)に示すように、前記ロータコア用板材61(ブロックB)を螺旋状に積層してロータコア23を得る。又、この例の「螺旋積層工程」では、磁石側スリット23dを境にして展開されたブロックBを閉じていく際に、ロータコア23に埋め込まれるマグネット24を予め配置しておく(図25(a)参照)ことで、該ブロックB(ロータコア23)とマグネット24とを径方向に密接させるようにしている。
Next, in the “spiral lamination step”, as shown in FIGS. 25A and 25B, the rotor core plate 61 (block B) is helically laminated to obtain the
次に、上記第8の実施の形態の構成及び方法の特徴的な(上記した以外の)作用効果を以下に記載する。
(1)例えば、単に積層するだけでロータコア23となる略円形状のロータコア用板材を鋼板から打ち抜く場合に比べて、ロータコア用板材61を打ち抜く「打ち抜き工程」の際の鋼板の無駄を少なくして歩留まりを良くすることができる。即ち、単純に略円形状のロータコア用板材を打ち抜く場合ではその四隅等に鋼板の無駄が生じやすいが、上記構成及び方法のようにブロックBが略直線状に連続して多数配列(可能と)された形状のロータコア用板材61を略直線状に打ち抜けば、鋼板の無駄を低減することが可能となる。又、磁石側スリット23dを境にして展開されたブロックBを螺旋状に積層する「螺旋積層工程」で閉じていく際に、ロータコア23に埋め込まれるマグネット24を予め配置しておくことで、該ブロックB(ロータコア23)とマグネット24とを径方向に密接させるようにすることが可能となる。これによりロータコア23とロータコア23に埋め込まれるマグネット24との径方向のエアギャップを容易に低減することができ、ひいてはモータMの高効率化を図ることが可能となる。
Next, characteristic effects (other than those described above) of the configuration and method of the eighth embodiment will be described below.
(1) For example, as compared with the case where a substantially circular rotor core plate material that becomes the
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・第8の実施の形態のロータコア23では、ロータコア用板材61を単に螺旋状に積層するとしたが、図26(a)〜(e)に示すように、磁石側スリット23dと対応した部分に、互いに係合して螺旋状に積層された状態を維持するための嵌合凸部71a〜75a及び嵌合凹部71b〜75bを設けてもよい。尚、図26(a)に示す嵌合凸部71aは、先端ほど幅が広い台形形状に形成され、嵌合凹部71bはその嵌合凸部71aが嵌合可能な形状とされている。又、図26(b)に示す嵌合凸部72aは、先端に略楕円形状が形成され、嵌合凹部72bはその嵌合凸部72aが嵌合可能な形状とされている。又、図26(c)に示す嵌合凸部73aは、先端ほど幅が広い台形形状であって、先端の径方向内側の角が直角に形成され、嵌合凹部73bはその嵌合凸部73aが嵌合可能な形状とされている。又、図26(d)に示す嵌合凸部74aは、先端に径方向外側に直角に屈曲した屈曲部を有し、嵌合凹部74bはその嵌合凸部74aが嵌合可能な形状とされている。又、図26(e)に示す嵌合凸部75aは、先端に径方向外側に湾曲した湾曲部を有し、嵌合凹部75bはその嵌合凸部75aが嵌合可能な形状とされている。このようにすると、ロータコア23(ロータコア用板材61)が螺旋状に積層された状態で強固に維持される。
The above embodiment may be modified as follows.
In the
・上記第1〜第4の実施の形態では、一方向回転用のロータ20,41としたが、これに限定されず、両回転用のものとしてもよい。例えば、図27に示すロータ20のように、上記第1の実施の形態のロータ20のロータコア23における空隙Kが、マグネット24の周方向の両側で同じ(周方向の幅、ひいては面積が一定)に形成されたものとしてもよい。このようにしても、前記比率Wsm/Wm、Wsf/Wfを上記第1〜第4の実施の形態と同様に設定すれば同様の効果が得られることが実験結果によってわかっている。
In the first to fourth embodiments, the
・上記各実施の形態のティース11a,32bの数や、マグネット24,43,53(突極23a,42a,52a)の数は、磁石側スリットや突極側スリットが形成されたモータであれば、他の数のモータに変更してもよい。
The number of
10,31…ステータ、11a,32b…ティース、12…巻線、20,41,51…ロータ、22…非磁性部材、23,42,52…ロータコア、23a,42a,52a…突極、23d,42b,52b…磁石側スリット、23e,42c,52c…突極側スリット、24,43,53…マグネット、34…セグメント巻線(巻線)、61…ロータコア用板材、B…ブロック、K…空隙、X1,X2…周方向中心。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記ロータコアにおける前記マグネットの径方向内側には、該マグネットを径方向外側端部として前記ロータコアの径方向内側端部まで径方向に延びる磁石側スリットが形成され、
前記ロータコアにおける前記突極の径方向内側には、前記ロータコアの径方向内側端部まで径方向に延びる突極側スリットが形成され、
前記ロータコアの径方向内側には、前記磁石側スリット及び前記突極側スリットにて周方向に離間された前記ロータコアにおける径方向内側端部同士を連結する非磁性部材が設けられたことを特徴とするロータ。 A plurality of magnets of one magnetic pole are arranged in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the rotor core, and salient poles provided on the rotor core are arranged with gaps between the magnets so that the salient pole functions as the other magnetic pole. A configured rotor,
On the radially inner side of the magnet in the rotor core, a magnet-side slit extending in the radial direction to the radially inner end of the rotor core is formed using the magnet as a radially outer end,
On the radially inner side of the salient pole in the rotor core, a salient pole-side slit extending in the radial direction to the radially inner end of the rotor core is formed,
A nonmagnetic member is provided on the radially inner side of the rotor core to connect the radially inner ends of the rotor core separated in the circumferential direction by the magnet side slit and the salient pole side slit. Rotor to do.
径方向に延びるティースが周方向に12個設けられ、前記ティースに巻線が集中巻にて巻装された12スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、
(Wsm/Wm)≦0.1
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is an 8-pole rotor in which four magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor,
A motor including 12 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 12-slot stator in which windings are wound around the teeth in a concentrated manner,
The ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is:
(Wsm / Wm) ≦ 0.1
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に12個設けられ、前記ティースに巻線が集中巻にて巻装された12スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、
(Wsf/Wf)≦0.2
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is an 8-pole rotor in which four magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor,
A motor including 12 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 12-slot stator in which windings are wound around the teeth in a concentrated manner,
The ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is:
(Wsf / Wf) ≦ 0.2
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に24個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された24スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、
(Wsm/Wm)≦0.085
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is an 8-pole rotor in which four magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor,
A motor comprising 24 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 24-slot stator in which the winding is wound around the teeth in a full-pitch manner,
The ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is:
(Wsm / Wm) ≦ 0.085
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に24個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された24スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、
(Wsf/Wf)≦0.18
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is an 8-pole rotor in which four magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor,
A motor comprising 24 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 24-slot stator in which the winding is wound around the teeth in a full-pitch manner,
The ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is:
(Wsf / Wf) ≦ 0.18
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に12個設けられ、前記ティースに巻線が集中巻にて巻装された12スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、
(Wsm/Wm)≦0.12
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor;
A motor including 12 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 12-slot stator in which windings are wound around the teeth in a concentrated manner,
The ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is:
(Wsm / Wm) ≦ 0.12
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に12個設けられ、前記ティースに巻線が集中巻にて巻装された12スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、
(Wsf/Wf)≦0.15
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor;
A motor including 12 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 12-slot stator in which windings are wound around the teeth in a concentrated manner,
The ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is:
(Wsf / Wf) ≦ 0.15
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に30個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された30スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、
(Wsm/Wm)≦0.1
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor;
A motor comprising 30 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 30-slot stator in which windings are wound around the teeth in a full-pitch manner,
The ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is:
(Wsm / Wm) ≦ 0.1
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に30個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された30スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、
(Wsf/Wf)≦0.15
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor;
A motor comprising 30 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 30-slot stator in which windings are wound around the teeth in a full-pitch manner,
The ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is:
(Wsf / Wf) ≦ 0.15
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に24個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された24スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記マグネットの周方向幅Wmと、前記マグネットの周方向中心から前記磁石側スリットの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmが、
−0.45<(Wzm/Wm)<0
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is an 8-pole rotor in which four magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor,
A motor comprising 24 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 24-slot stator in which the winding is wound around the teeth in a full-pitch manner,
The ratio Wzm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the deviation width Wzm from the circumferential center of the magnet in the rotation direction of the magnet-side slit,
−0.45 <(Wzm / Wm) <0
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に24個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された24スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記突極の周方向幅Wfと、周方向に隣り合う前記マグネット間の周方向中心から前記突極側スリットの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfが、
−0.42<(Wzf/Wf)<0
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is an 8-pole rotor in which four magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor,
A motor comprising 24 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 24-slot stator in which the winding is wound around the teeth in a full-pitch manner,
The ratio Wzf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the deviation width Wzf in the rotational direction of the salient pole side slit from the circumferential center between the magnets adjacent in the circumferential direction is:
−0.42 <(Wzf / Wf) <0
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に30個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された30スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記マグネットの周方向幅Wmと、前記マグネットの周方向中心から前記磁石側スリットの回転方向へのずれ幅Wzmとの比率Wzm/Wmが、
−0.32≦(Wzm/Wm)≦0.3(但し、Wzm/Wm=0を除く)
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor;
A motor comprising 30 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 30-slot stator in which windings are wound around the teeth in a full-pitch manner,
The ratio Wzm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the deviation width Wzm from the circumferential center of the magnet in the rotation direction of the magnet-side slit,
−0.32 ≦ (Wzm / Wm) ≦ 0.3 (except for Wzm / Wm = 0)
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に30個設けられ、前記ティースに巻線が全節巻にて巻装された30スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記突極の周方向幅Wfと、周方向に隣り合う前記マグネット間の周方向中心から前記突極側スリットの回転方向へのずれ幅Wzfとの比率Wzf/Wfが、
−0.15≦(Wzf/Wf)≦0.11(但し、Wzf/Wf=0を除く)
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is a 10-pole rotor in which five magnets are arranged in a circumferential direction of the rotor core, and the rotor;
A motor comprising 30 teeth extending in the circumferential direction in the circumferential direction, and a 30-slot stator in which windings are wound around the teeth in a full-pitch manner,
The ratio Wzf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the deviation width Wzf in the rotational direction of the salient pole side slit from the circumferential center between the magnets adjacent in the circumferential direction is:
−0.15 ≦ (Wzf / Wf) ≦ 0.11 (except for Wzf / Wf = 0)
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に(12×N)個設けられ、前記ティースに巻線が分布巻にて巻装された(12×N)スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記マグネットの周方向幅Wmと前記磁石側スリットの周方向幅Wsmとの比率Wsm/Wmが、
(Wsm/Wm)≦0.1
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is a (2 × N) pole rotor in which N (where N ≧ 4) magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core,
(12 × N) teeth extending in the circumferential direction are provided in the circumferential direction, and the stator includes a (12 × N) slot stator in which windings are wound in a distributed winding around the teeth,
The ratio Wsm / Wm between the circumferential width Wm of the magnet and the circumferential width Wsm of the magnet side slit is:
(Wsm / Wm) ≦ 0.1
A motor characterized by being set to satisfy.
径方向に延びるティースが周方向に(12×N)個設けられ、前記ティースに巻線が分布巻にて巻装された(12×N)スロットのステータと
を備えたモータであって、
前記突極の周方向幅Wfと前記突極側スリットの周方向幅Wsfとの比率Wsf/Wfが、
(Wsf/Wf)≦0.3
を満たすように設定されたことを特徴とするモータ。 The rotor according to claim 1 is a (2 × N) -pole rotor in which N (however, ≧ 4) magnets are arranged in the circumferential direction of the rotor core,
(12 × N) teeth extending in the circumferential direction are provided in the circumferential direction, and the stator includes a (12 × N) slot stator in which windings are wound in a distributed winding around the teeth,
The ratio Wsf / Wf between the circumferential width Wf of the salient pole and the circumferential width Wsf of the salient pole side slit is:
(Wsf / Wf) ≦ 0.3
A motor characterized by being set to satisfy.
前記ロータコアは、軸方向から見て該ロータコアを前記磁石側スリット及び前記突極側スリットによって分割した形状のブロックが前記磁石側スリット及び前記突極側スリットを境にして展開されて略直線上に連続して多数配列可能とされた形状のロータコア用板材を、螺旋状に積層してなることを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 1, wherein
The rotor core has a shape in which the rotor core is divided by the magnet-side slit and the salient pole-side slit when viewed from the axial direction, and is expanded substantially on a straight line with the magnet-side slit and the salient pole-side slit as a boundary. A rotor characterized in that a large number of rotor core plates that can be arranged in succession are laminated spirally.
軸方向から見て前記ロータコアを前記磁石側スリット及び前記突極側スリットによって分割した形状のブロックが前記磁石側スリット及び前記突極側スリットを境にして展開されて略直線上に連続して多数配列された形状のロータコア用板材を鋼板から打ち抜いて得る打ち抜き工程と、
前記ロータコア用板材を螺旋状に積層して前記ロータコアを得る螺旋積層工程と
を備えたことを特徴とするロータの製造方法。 It is a manufacturing method of the rotor according to claim 1, Comprising:
When viewed from the axial direction, the rotor core is divided by the magnet side slits and the salient pole side slits so that a large number of blocks are developed on the boundary of the magnet side slits and the salient pole side slits. Punching process obtained by punching the rotor core plate material of the arranged shape from the steel plate;
A method of manufacturing a rotor, comprising: a spiral laminating step of spirally laminating the rotor core plate material to obtain the rotor core.
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