JP5855903B2 - Rotor and motor - Google Patents

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Description

本発明は、ロータ及びモータに関するものである。   The present invention relates to a rotor and a motor.

モータに使用されるロータとしては、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされるロータコアを備え、それらの間に界磁磁石を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる所謂永久磁石界磁のランデル型構造のロータがある(例えば、特許文献1参照)。   The rotor used in the motor has a rotor core that has a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction and is combined, and field magnets are arranged between them to function each claw-shaped magnetic pole as a different magnetic pole alternately There is a so-called permanent magnet field rundel-type rotor (see, for example, Patent Document 1).

実開平5−43749号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-43749

ところで、上記のようなロータを採用したモータでは、爪状磁極同士の周方向の間に極間磁石を配置して爪状磁極間での漏れ磁束の発生を抑える構成を考えることができる。しかしながら、単に極間磁石を配置するだけでは好適にモータの出力を高めることができない虞がある。   By the way, in the motor which employ | adopted the above rotors, the structure which arrange | positions an interpolar magnet between the circumferential directions of claw-shaped magnetic poles, and suppresses generation | occurrence | production of the leakage magnetic flux between claw-shaped magnetic poles can be considered. However, there is a possibility that the output of the motor cannot be suitably increased simply by arranging the interpole magnet.

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、よりモータ出力を高めることができるロータ及びモータを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotor and a motor that can further increase the motor output.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、前記第1コアベースと第2コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁部材と、前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との周方向の間に配置され、前記第1及び第2爪状磁極と同じ極極となるように磁化された極間磁石と、前記第1及び第2爪状磁極の背面に配置され、前記第1及び第2の磁極と同極性が径方向外側となるように磁化された補助磁石とを備えたロータであって、前記極間磁石は、前記第1及び第2ロータコアと径方向において空隙を有する態様で配置され、前記極間磁石と前記第1ロータコアとの間の前記空隙は、軸方向から見て、該極間磁石と、該極間磁石の径方向内側の前記第1コアベースと、該極間磁石の周方向に隣接する前記第1爪状磁極と、該極間磁石の周方向に隣接する前記第2爪状磁極の背面に配置される前記補助磁石との間に形成され、前記極間磁石と前記第2ロータコアとの間の前記空隙は、軸方向から見て、該極間磁石と、該極間磁石の径方向内側の前記第2コアベースと、該極間磁石の周方向に隣接する前記第2爪状磁極と、該極間磁石の周方向に隣接する前記第1爪状磁極の背面に配置される前記補助磁石との間に形成されることをその要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a plurality of first claw-shaped magnetic poles are projected radially outward at equal intervals on the outer periphery of the substantially disk-shaped first core base. A plurality of second claw-shaped magnetic poles protrude outward in the radial direction and extend in the axial direction at equal intervals on the outer periphery of the first rotor core extending in the direction and the substantially disk-shaped second core base. A second rotor core disposed between the first claw-shaped magnetic poles of the first rotor core to which each of the second claw-shaped magnetic poles corresponds, and between the first core base and the second core base in the axial direction. And a field member that is magnetized in the axial direction so that the first claw-shaped magnetic pole functions as a first magnetic pole and the second claw-shaped magnetic pole functions as a second magnetic pole, The first claw-shaped magnetic pole is disposed between the first claw-shaped magnetic pole and the circumferential direction of the second claw-shaped magnetic pole, An interpole magnet magnetized so as to have the same pole as the claw-shaped magnetic pole, and a back surface of the first and second claw-shaped magnetic poles, the same polarity as the first and second magnetic poles is radially outward. A rotor having a magnetized auxiliary magnet, wherein the interpole magnet is disposed in a manner having a gap in the radial direction with respect to the first and second rotor cores, and the interpole magnet and the first rotor core The gap between the first and second claws adjacent to each other in the circumferential direction of the interpole magnet, the first core base on the radially inner side of the interpole magnet, as viewed from the axial direction. And the auxiliary magnet disposed on the back surface of the second claw-shaped magnetic pole adjacent in the circumferential direction of the interpolar magnet, and between the interpolar magnet and the second rotor core. The air gap is, when viewed from the axial direction, the interpolar magnet and the second core on the radially inner side of the interpolar magnet. And the second claw-shaped magnetic pole adjacent in the circumferential direction of the interpole magnet and the auxiliary magnet disposed on the back surface of the first claw-shaped magnetic pole adjacent in the circumferential direction of the interpole magnet. the Rukoto formed in the gist thereof.

この発明では、極間磁石は、第1及び第2ロータコアと径方向において空隙を有する態様で配置されるため、極間磁石の径方向内側への短絡磁束を減少させて、極間磁石の磁束を有効利用して、モータ出力を高めることができる。   In the present invention, since the interpole magnet is arranged in a mode having a gap in the radial direction with respect to the first and second rotor cores, the short-circuit magnetic flux to the inner side in the radial direction of the interpole magnet is reduced, and the magnetic flux of the interpole magnet is reduced. Can be used effectively to increase the motor output.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のロータにおいて、前記空隙の径方向長さLは、ロータコアと対向するステータ間のエアギャップをGとしたとき、0<L/G≦4.5となるように構成されたことをその要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the rotor of the first aspect, the radial length L of the air gap is 0 <L / G ≦ 4, where G is an air gap between the stator and the stator facing the rotor core. The main point is that the configuration is .5.

この発明では、空隙の径方向長さLは、ロータコアと対向するステータ間のエアギャップをGとしたとき、0<L/G≦4.5となるように構成されることで、図5に示すようにモータとしてのトルク(出力)を高めることができる。   In the present invention, the radial length L of the air gap is configured such that 0 <L / G ≦ 4.5, where G is the air gap between the stator and the stator facing the rotor core. As shown, the torque (output) as a motor can be increased.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のロータにおいて、前記空隙の径方向長さLは、前記ロータコアと対向するステータ間のエアギャップをGとしたとき、1.5≦L/Gとなるように構成されたことをその要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the rotor according to the first or second aspect, the radial length L of the air gap is 1.5 ≦ when the air gap between the stators facing the rotor core is G. The gist of the configuration is L / G.

この発明では、空隙の径方向長さLは、ロータコアと対向するステータ間のエアギャップをGとしたとき1.5≦L/Gとなるように構成される。ここで、例えば、空隙の径方向長さが短い場合、極間磁石の磁束は、ステータ及びロータ間を通らずに内径側に短絡して隣接する補助磁石に対して逆磁界が作用する。そのため、空隙の径方向長さLを1.5≦L/Gとすることで、図6に示すように補助磁石に対して逆磁界が作用して磁束密度の低下を招くといったことを抑えられる。   In the present invention, the radial length L of the air gap is configured to satisfy 1.5 ≦ L / G where G is the air gap between the stator and the stator facing the rotor core. Here, for example, when the radial length of the gap is short, the magnetic flux of the interpolar magnet is short-circuited to the inner diameter side without passing between the stator and the rotor, and a reverse magnetic field acts on the adjacent auxiliary magnet. Therefore, by setting the radial length L of the gap to 1.5 ≦ L / G, it is possible to suppress a reverse magnetic field from acting on the auxiliary magnet and causing a decrease in magnetic flux density as shown in FIG. .

請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のロータにおいて、前記空隙の長さLは、1.5≦L/G≦3.5となるように構成されたことをその要旨とする。
この発明では、空隙の長さLは、1.5≦L/G≦3.5となるように構成されることで、図5に示すようにモータとしてのトルク(出力)を高い範囲で維持することができる。
The gist of the invention described in claim 4 is that, in the rotor according to claim 2 or 3, the length L of the gap is configured to satisfy 1.5 ≦ L / G ≦ 3.5. And
In the present invention, the length L of the air gap is configured to satisfy 1.5 ≦ L / G ≦ 3.5, so that the torque (output) as a motor is maintained in a high range as shown in FIG. can do.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のロータにおいて、前記第1及び第2ロータコアは、前記空隙に非磁性体が配置されてなることをその要旨とする。   A fifth aspect of the present invention is the rotor according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first and second rotor cores are formed by disposing a nonmagnetic material in the gap. To do.

この発明では、第1及び第2ロータコアは、前記空隙に非磁性体が配置しても空隙に配置される部材が非磁性体であるため、極間磁石の径方向内側への短絡磁束を減少させて、極間磁石の磁束を有効利用して、モータ出力を高めることができる。   In the present invention, the first and second rotor cores reduce the short-circuit magnetic flux to the inner side in the radial direction of the interpole magnet because the member arranged in the gap is a non-magnetic substance even if the non-magnetic substance is arranged in the gap. Thus, the motor output can be increased by effectively using the magnetic flux of the interpolar magnet.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のロータを備えたことをその要旨とする。
この発明では、よりモータ出力を高めることができるモータを提供することができる。
The gist of the invention described in claim 6 is that the rotor according to any one of claims 1 to 5 is provided.
In the present invention, a motor capable of further increasing the motor output can be provided.

従って、上記記載の発明によれば、よりモータ出力を高めることができるロータ及びモータを提供することができる。   Therefore, according to the above-described invention, it is possible to provide a rotor and a motor that can further increase the motor output.

実施形態におけるモータの断面図。Sectional drawing of the motor in embodiment. (a)は同上におけるモータの平面図、(b)は(a)の要部拡大図。(A) is a top view of the motor same as the above, (b) is the principal part enlarged view of (a). 同上におけるロータの斜視図。The perspective view of the rotor in the same as the above. 同上におけるロータの断面図。Sectional drawing of the rotor in the same as the above. 同上におけるロータの空隙の径方向長さL及びロータ・ステータ間のエアギャップGの比と、最大トルクの関係を示すグラフ。The graph which shows the ratio of the radial direction length L of the space | gap of a rotor in the same as the above, the ratio of the air gap G between a rotor and a stator, and the maximum torque. 同上におけるロータの空隙の径方向長さL及びロータ・ステータ間のエアギャップの比と、磁束密度の関係を示すグラフ。The graph which shows the ratio of the radial direction length L of the space | gap of a rotor in the same as the above, the ratio of the air gap between a rotor and a stator, and magnetic flux density.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、モータ1のモータケース2は、有底筒状に形成された筒状ハウジング3と、該筒状ハウジング3のフロント側(図1中、左側)の開口部を閉塞するフロントエンドプレート4とを有している。また、筒状ハウジング3のリア側(図1中、右側)の端部には、回路基板等の電源回路を収容した回路収容ボックス5が取り付けられている。筒状ハウジング3の内周面にはステータ6が固定されている。ステータ6は、径方向内側に延びる複数のティースを有する電機子コア7と、電機子コア7のティースに巻装されたセグメントコンダクタ(SC)巻線8とを有する。モータ1のロータ11は回転軸12を有し、ステータ6の内側に配置されている。回転軸12は非磁性体の金属シャフトであって、筒状ハウジング3の底部3a及びフロントエンドプレート4に支持された軸受13,14により回転可能に支持されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a motor case 2 of a motor 1 closes a cylindrical housing 3 formed in a bottomed cylindrical shape and an opening on the front side (left side in FIG. 1) of the cylindrical housing 3. And a front end plate 4. A circuit housing box 5 that houses a power supply circuit such as a circuit board is attached to an end of the cylindrical housing 3 on the rear side (right side in FIG. 1). A stator 6 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical housing 3. The stator 6 includes an armature core 7 having a plurality of teeth extending radially inward, and a segment conductor (SC) winding 8 wound around the teeth of the armature core 7. The rotor 11 of the motor 1 has a rotating shaft 12 and is disposed inside the stator 6. The rotating shaft 12 is a non-magnetic metal shaft, and is rotatably supported by bearings 13 and 14 supported by the bottom 3 a of the cylindrical housing 3 and the front end plate 4.

ロータ11は、図3及び図4に示すように、第1及び第2ロータコア21,22と、界磁部材としての環状磁石23(図4参照)と、第1及び第2背面補助磁石24,25と、極間磁石26とを備える。尚、図3及び図4中の実線で示す矢印は各磁石23,24,25,26の磁化方向(S極からN極向き)を示している。   3 and 4, the rotor 11 includes first and second rotor cores 21 and 22, an annular magnet 23 (see FIG. 4) as a field member, first and second back auxiliary magnets 24, 25 and an interpole magnet 26. 3 and 4 indicate the magnetization directions (from the S pole to the N pole) of the magnets 23, 24, 25, and 26.

図3及び図4に示すように、第1ロータコア21は、略円盤状の第1コアベース21aの外周部に、等間隔に複数(本実施形態では5つ)の第1爪状磁極21bが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。第1爪状磁極21bの周方向端面21c,21dは径方向に延びる(軸方向から見て径方向に対して傾斜していない)平坦面とされ、第1爪状磁極21bは軸直交方向断面が扇形状とされている。各第1爪状磁極21bの周方向の角度、即ち前記周方向端面21c,21d間の角度は、周方向に隣り合う第1爪状磁極21b同士の隙間の角度より小さく設定されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first rotor core 21 has a plurality of (five in the present embodiment) first claw-shaped magnetic poles 21 b at equal intervals on the outer periphery of the substantially disk-shaped first core base 21 a. It protrudes radially outward and extends in the axial direction. The circumferential end surfaces 21c and 21d of the first claw-shaped magnetic pole 21b are flat surfaces extending in the radial direction (not inclined with respect to the radial direction when viewed from the axial direction), and the first claw-shaped magnetic pole 21b has a cross section perpendicular to the axis. Has a fan shape. The circumferential angle of each first claw-shaped magnetic pole 21b, that is, the angle between the circumferential end faces 21c and 21d is set smaller than the angle of the gap between the first claw-shaped magnetic poles 21b adjacent in the circumferential direction.

第2ロータコア22は、図3及び図4に示すように、第1ロータコア21と同形状であって、略円盤状の第2コアベース22aの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極22bが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。第2爪状磁極22bの周方向端面22c,22dは径方向に延びる平坦面とされ、第2爪状磁極22bは軸直交方向断面が扇形状とされている。各第2爪状磁極22bの周方向の角度、即ち前記周方向端面22c,22d間の角度は、周方向に隣り合う第2爪状磁極22b同士の隙間の角度より小さく設定されている。そして、第2ロータコア22は、前記各第2爪状磁極22bがそれぞれ対応する各第1爪状磁極21b間に配置されるようにして、第1コアベース21aと第2コアベース22aとの軸方向の間に環状磁石23(図4参照)が配置(挟持)されるようにして第1ロータコア21に対して組み付けられる。このとき、第1爪状磁極21bの一方の周方向端面21cと第2爪状磁極22bの他方の周方向端面22dとが軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、各端面21c,22d間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されることとなる。また、第1爪状磁極21bの他方の周方向端面21dと第2爪状磁極22bの一方の周方向端面22cとが軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、各端面21d,22c間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されることとなる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the second rotor core 22 has the same shape as the first rotor core 21, and has a plurality of second claw-like shapes on the outer periphery of the substantially disk-shaped second core base 22 a at equal intervals. The magnetic pole 22b protrudes radially outward and extends in the axial direction. The circumferential end surfaces 22c and 22d of the second claw-shaped magnetic pole 22b are flat surfaces extending in the radial direction, and the second claw-shaped magnetic pole 22b has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis. The circumferential angle of each second claw-shaped magnetic pole 22b, that is, the angle between the circumferential end faces 22c and 22d is set smaller than the angle of the gap between the second claw-shaped magnetic poles 22b adjacent in the circumferential direction. The second rotor core 22 is arranged between the first core base 21a and the second core base 22a such that the second claw-shaped magnetic poles 22b are disposed between the corresponding first claw-shaped magnetic poles 21b. The annular magnet 23 (see FIG. 4) is arranged (clamped) between the directions, and is assembled to the first rotor core 21. At this time, since one circumferential end face 21c of the first claw-shaped magnetic pole 21b and the other circumferential end face 22d of the second claw-shaped magnetic pole 22b are formed in parallel along the axial direction, each end face 21c is formed. , 22d is formed so as to be substantially linear along the axial direction. Further, since the other circumferential end face 21d of the first claw-shaped magnetic pole 21b and one circumferential end face 22c of the second claw-shaped magnetic pole 22b are formed so as to be parallel along the axial direction, each end face 21d, The gap between 22c is formed so as to be substantially linear along the axial direction.

図3に示すように、環状磁石23は、その外径が第1及び第2コアベース21a,22aの外径と同じに設定され、第1爪状磁極21bを第1の磁極(本実施形態ではN極)として機能させ、第2爪状磁極22bを第2の磁極(本実施形態ではS極)として機能させるように、軸方向に磁化されている。従って、本実施形態のロータ11は、界磁磁石としての環状磁石23を用いた所謂ランデル型構造のロータである。ロータ11は、N極となる第1爪状磁極21bと、S極となる第2爪状磁極22bとが周方向に交互に配置されており、磁極数が10極(極対数が5個)となる。ここで、極対数が3以上の奇数であるため、ロータコア単位で見ると同極の爪状磁極同士が周方向180°対向位置とならないため、磁気振動に対して安定する形状となる。   As shown in FIG. 3, the outer diameter of the annular magnet 23 is set to be the same as the outer diameter of the first and second core bases 21a and 22a, and the first claw-shaped magnetic pole 21b is used as the first magnetic pole (this embodiment). The second claw-shaped magnetic pole 22b is magnetized in the axial direction so as to function as a second magnetic pole (S pole in the present embodiment). Therefore, the rotor 11 of the present embodiment is a so-called Landel type rotor using the annular magnet 23 as a field magnet. In the rotor 11, first claw-shaped magnetic poles 21b that are N poles and second claw-shaped magnetic poles 22b that are S poles are alternately arranged in the circumferential direction, and the number of magnetic poles is 10 poles (the number of pole pairs is 5). It becomes. Here, since the number of pole pairs is an odd number of 3 or more, the claw-like magnetic poles having the same polarity do not face each other at 180 ° in the circumferential direction when viewed in the rotor core unit, so that the shape is stable against magnetic vibration.

各第1爪状磁極21bの背面21e(径方向内側の面)と第2コアベース22aの外周面22fとの間には、第1背面補助磁石24が配置されている。第1背面補助磁石24は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、第1爪状磁極21bの背面21eに当接する側が第1爪状磁極21bと同極のN極に、第2コアベース22aの外周面22fに当接する側が同第2コアベース22aと同極のS極となるように磁化されている。   A first back auxiliary magnet 24 is arranged between the back surface 21e (radially inner surface) of each first claw-shaped magnetic pole 21b and the outer peripheral surface 22f of the second core base 22a. The first back auxiliary magnet 24 has a fan-shaped cross section in the axis-perpendicular direction, and the second core base has an N pole that is in contact with the back surface 21e of the first claw-shaped magnetic pole 21b and has the same polarity as the first claw-shaped magnetic pole 21b. Magnetization is performed so that the side of 22a that comes into contact with the outer peripheral surface 22f becomes the S pole having the same polarity as the second core base 22a.

また、各第2爪状磁極22bの背面22eには、第1爪状磁極21bと同様に、第2背面補助磁石25が配置されている。前記第1背面補助磁石24及び第2背面補助磁石25としては、例えばフェライト磁石を用いることができる。第2背面補助磁石25は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、背面22eに当接する側がS極に、第1コアベース21aの外周面21fに当接する側がN極となるように磁化されている。   Similarly to the first claw-shaped magnetic pole 21b, a second back auxiliary magnet 25 is disposed on the back surface 22e of each second claw-shaped magnetic pole 22b. As the 1st back auxiliary magnet 24 and the 2nd back auxiliary magnet 25, a ferrite magnet can be used, for example. The second back auxiliary magnet 25 has a fan-shaped cross section in the direction perpendicular to the axis, and is magnetized so that the side in contact with the back surface 22e is an S pole and the side in contact with the outer peripheral surface 21f of the first core base 21a is an N pole. ing.

第1背面補助磁石24と第2背面補助磁石25とは、環状磁石23が配置されるロータ11の軸方向位置で互いに軸方向に重なるように、言い換えると、ロータ11の両面から環状磁石23が配置される軸方向位置に達するまで配置されるように軸方向の長さが設定されている。   The first back auxiliary magnet 24 and the second back auxiliary magnet 25 are arranged so as to overlap each other in the axial direction at the axial position of the rotor 11 where the annular magnet 23 is arranged. The axial length is set so as to be arranged until reaching the arranged axial position.

図3に示すように、第1爪状磁極21bと第2爪状磁極22bとの周方向の間には、極間磁石26,27が配置されている。詳述すると、第1極間磁石26は、第1爪状磁極21bの一方の周方向端面21cと前記第1背面補助磁石24の周方向端面とで形成される平坦面と、第2爪状磁極22bの他方の周方向端面22dと前記第2背面補助磁石25の周方向端面とで形成される平坦面との間に嵌合され固定されている。第1極間磁石26の径方向内側端面26aと、第1及び第2コアベース21a,22aの外周面21f,22fとの間には、径方向長さLとされた空隙Kが形成されている。   As shown in FIG. 3, interpolar magnets 26 and 27 are disposed between the circumferential directions of the first claw-shaped magnetic pole 21b and the second claw-shaped magnetic pole 22b. Specifically, the first interpole magnet 26 includes a flat surface formed by one circumferential end surface 21c of the first claw-shaped magnetic pole 21b and a circumferential end surface of the first back auxiliary magnet 24, and a second claw-shaped magnet. It is fitted and fixed between the other circumferential end face 22d of the magnetic pole 22b and a flat face formed by the circumferential end face of the second back auxiliary magnet 25. A gap K having a radial length L is formed between the radially inner end face 26a of the first interpole magnet 26 and the outer peripheral faces 21f and 22f of the first and second core bases 21a and 22a. Yes.

この空隙Kは、図2(a)(b)に示すように、その径方向長さLがステータ6の内周面とロータ11の外周面との径方向におけるエアギャップをGとした場合に、0<L/G≦4.5となるように形成されることが望ましく、1.5≦L/Gとされることが望ましい。また、より好ましくは1.5≦L/G≦3.5となるように形成されることが望ましい。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the gap K has a radial length L when the air gap in the radial direction between the inner peripheral surface of the stator 6 and the outer peripheral surface of the rotor 11 is G. , 0 <L / G ≦ 4.5, and preferably 1.5 ≦ L / G. More preferably, it is desirable to form so that 1.5 ≦ L / G ≦ 3.5.

また、第2極間磁石27は、第1極間磁石26と同形状であって、第1爪状磁極21bの他方の周方向端面21fと第1背面補助磁石24の周方向端面とで形成される平坦面と、第2爪状磁極22bの一方の周方向端面22eと第2背面補助磁石25の周方向端面とで形成される平坦面との間に嵌合固定され、径方向内側端面27aと第1及び第2コアベース21a,22aの外周面21f,22fとの間に空隙Kが形成されている。第1及び第2極間磁石26,27は、第1及び第2爪状磁極21b,22bのそれぞれと同極性が対向するように(第1爪状磁極21b側がN極で、第2爪状磁極22b側がS極となるように)周方向に磁化されている。   The second interpole magnet 27 has the same shape as the first interpole magnet 26, and is formed by the other circumferential end face 21 f of the first claw-shaped magnetic pole 21 b and the circumferential end face of the first back auxiliary magnet 24. And is fixed between a flat surface formed by one of the circumferential end surfaces 22e of the second claw-shaped magnetic pole 22b and the circumferential end surface of the second back auxiliary magnet 25, and the radially inner end surface A gap K is formed between 27a and the outer peripheral surfaces 21f and 22f of the first and second core bases 21a and 22a. The first and second interpole magnets 26 and 27 are opposite in polarity to the first and second claw-shaped magnetic poles 21b and 22b (the first claw-shaped magnetic pole 21b side is N-pole and the second claw-shaped It is magnetized in the circumferential direction (so that the magnetic pole 22b side becomes the S pole).

上記のように構成されたモータ1は、回路収容ボックス5内の電源回路を介してセグメントコンダクタ(SC)巻線8に3相の駆動電流が供給されると、ステータ6でロータ11を回転させるための磁界が発生され、ロータ11が回転駆動される。   When the three-phase drive current is supplied to the segment conductor (SC) winding 8 via the power supply circuit in the circuit housing box 5, the motor 1 configured as described above rotates the rotor 11 with the stator 6. Is generated, and the rotor 11 is rotationally driven.

次に、上記のように構成されたモータ1の作用について説明する。
本実施形態のモータ1のロータ11は、第1及び第2極間磁石26,27の径方向内側の端面26a,27aと、第1及び第2コアベース21a,22aの外周面21f,22fの間に径方向長さLとされた空隙Kが形成される。このため、極間磁石26,27から径方向内側への短絡磁束を減らして極間磁石26,27の磁束をモータ出力として有効に作用される。
Next, the operation of the motor 1 configured as described above will be described.
The rotor 11 of the motor 1 of the present embodiment includes end surfaces 26a, 27a on the radially inner sides of the first and second interpole magnets 26, 27 and outer peripheral surfaces 21f, 22f of the first and second core bases 21a, 22a. A gap K having a length L in the radial direction is formed therebetween. For this reason, the short-circuit magnetic flux radially inward from the interpole magnets 26 and 27 is reduced, and the magnetic flux of the interpole magnets 26 and 27 is effectively acted as a motor output.

また、空隙Kは、その径方向長さLがステータ6の内周面とロータ11の外周面との径方向におけるエアギャップをGとした場合に、0<L/G≦4.5となるように形成されるため、図5中のXの範囲のトルクを得てモータ出力が高められる。更に、空隙Kを、1.5≦L/G≦3.5となるように形成することで図5中のYの範囲のより高いトルクを得てモータ出力が高められる。   The gap K has a radial length L of 0 <L / G ≦ 4.5, where G is an air gap in the radial direction between the inner peripheral surface of the stator 6 and the outer peripheral surface of the rotor 11. Therefore, the motor output is increased by obtaining the torque in the range of X in FIG. Further, by forming the gap K so that 1.5 ≦ L / G ≦ 3.5, a higher torque in the range of Y in FIG. 5 is obtained, and the motor output is increased.

ここで、例えば、空隙Kの径方向長さLが短い場合、極間磁石26,27の磁束は、ステータ6及びロータ11間を通らずに内径側に短絡して隣接する背面補助磁石24,25に対して逆磁界が作用する。そこで、例えば空隙Kを1.5≦L/Gとすることで、図6に示すZの範囲の磁束密度を得ることができ、背面補助磁石24,25に対して逆磁界が作用して磁束密度の低下を招くといったことを抑えられる。   Here, for example, when the radial length L of the gap K is short, the magnetic fluxes of the interpole magnets 26 and 27 are short-circuited to the inner diameter side without passing between the stator 6 and the rotor 11, and are adjacent to the back auxiliary magnets 24 and 24. A reverse magnetic field acts on 25. Therefore, for example, by setting the gap K to 1.5 ≦ L / G, a magnetic flux density in the range of Z shown in FIG. 6 can be obtained, and a reverse magnetic field acts on the back auxiliary magnets 24 and 25 to cause a magnetic flux. It is possible to suppress a decrease in density.

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)極間磁石26,27は、第1及び第2ロータコア21,22と径方向において空隙Kを有する態様で配置されるため、極間磁石26,27の径方向内側への短絡磁束を減少させて、極間磁石26,27の磁束を有効利用して、モータ出力を高めることができる。
Next, characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) Since the interpolar magnets 26 and 27 are arranged in a mode having a gap K in the radial direction with the first and second rotor cores 21 and 22, the short-circuit magnetic flux to the inner side in the radial direction of the interpolar magnets 26 and 27 is generated. The motor output can be increased by effectively using the magnetic fluxes of the interpolar magnets 26 and 27 by reducing the magnetic force.

(2)空隙Kの径方向長さLは、ロータコア21,22と対向するステータ6間のエアギャップをGとしたとき、0<L/G≦4.5となるように構成されることで、図5に示すようにモータとしてのトルク(出力)を高めることができる。   (2) The radial length L of the air gap K is configured so that 0 <L / G ≦ 4.5, where G is the air gap between the stator 6 facing the rotor cores 21 and 22. As shown in FIG. 5, the torque (output) as a motor can be increased.

(3)空隙Kの径方向長さLは、1.5≦L/Gとなるように構成されることで、背面補助磁石に対して逆磁界が作用して磁束密度の低下を招くといったことを抑えられる。
(4)空隙Kの長さLは、1.5≦L/G≦3.5となるように構成されることで、図5に示すようにモータとしてのトルク(出力)を高い範囲で維持することができる。
(3) The length L in the radial direction of the gap K is configured to satisfy 1.5 ≦ L / G, so that a reverse magnetic field acts on the back auxiliary magnet to cause a decrease in magnetic flux density. Can be suppressed.
(4) The length L of the gap K is configured to satisfy 1.5 ≦ L / G ≦ 3.5, so that the torque (output) as a motor is maintained in a high range as shown in FIG. can do.

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、前記空隙Kに非磁性部材を配置してもよい。このような構成であっても、空隙Kに配置される部材が磁性体であるため、極間磁石26,27の径方向内側への短絡磁束を減少させて、極間磁石26,27の磁束を有効利用して、モータ出力を高めることができる。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the above embodiment, although not particularly mentioned, a nonmagnetic member may be disposed in the gap K. Even in such a configuration, since the member disposed in the gap K is a magnetic body, the short-circuit magnetic flux radially inward of the interpole magnets 26 and 27 is reduced, and the magnetic flux of the interpole magnets 26 and 27 is reduced. Can be used effectively to increase the motor output.

・上記実施形態では、界磁磁石として1つの環状磁石23を用いたが、複数に分割した永久磁石を回転軸12の周囲で第1及び第2コアベース21a,22aの軸方向間に配置する構成を採用してもよい。   In the above embodiment, one annular magnet 23 is used as the field magnet, but a plurality of divided permanent magnets are arranged between the first and second core bases 21a and 22a around the rotating shaft 12. A configuration may be adopted.

・上記実施形態では、特に言及していないが、第1及び第2ロータコア21,22と電機子コア7は、例えば磁性金属板材の積層や、磁性粉体の成形にて構成してもよい。
・上記実施形態では、ステータ6のティースへの巻線の巻回方法について特に言及していないが、集中巻や分布巻を用いてもよい。
In the above embodiment, although not particularly mentioned, the first and second rotor cores 21 and 22 and the armature core 7 may be configured by, for example, lamination of magnetic metal plate materials or molding of magnetic powder.
In the above embodiment, no particular reference is made to the method of winding the winding around the teeth of the stator 6, but concentrated winding or distributed winding may be used.

1…モータ、6…ステータ、11…ロータ、21…第1ロータコア、21,22…ロータコア、21a…第1コアベース、21b…第1爪状磁極、21e,22e…背面、22…第2ロータコア、22a…第2コアベース、22b…第2爪状磁極、24…補助磁石としての第1背面補助磁石、25…補助磁石としての第2背面補助磁石、26,27…極間磁石、K…空隙。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 6 ... Stator, 11 ... Rotor, 21 ... 1st rotor core, 21, 22 ... Rotor core, 21a ... 1st core base, 21b ... 1st claw-shaped magnetic pole, 21e, 22e ... Back surface, 22 ... 2nd rotor core 22a ... 2nd core base, 22b ... 2nd claw-shaped magnetic pole, 24 ... 1st back auxiliary magnet as an auxiliary magnet, 25 ... 2nd back auxiliary magnet as an auxiliary magnet, 26, 27 ... Interpole magnet, K ... Voids.

Claims (6)

略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、
略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、
前記第1コアベースと第2コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との周方向の間に配置され、前記第1及び第2爪状磁極と同じ極極となるように磁化された極間磁石と、
前記第1及び第2爪状磁極の背面に配置され、前記第1及び第2の磁極と同極性が径方向外側となるように磁化された補助磁石と
を備えたロータであって、
前記極間磁石は、前記第1及び第2ロータコアと径方向において空隙を有する態様で配置され
前記極間磁石と前記第1ロータコアとの間の前記空隙は、軸方向から見て、該極間磁石と、該極間磁石の径方向内側の前記第1コアベースと、該極間磁石の周方向に隣接する前記第1爪状磁極と、該極間磁石の周方向に隣接する前記第2爪状磁極の背面に配置される前記補助磁石との間に形成され、
前記極間磁石と前記第2ロータコアとの間の前記空隙は、軸方向から見て、該極間磁石と、該極間磁石の径方向内側の前記第2コアベースと、該極間磁石の周方向に隣接する前記第2爪状磁極と、該極間磁石の周方向に隣接する前記第1爪状磁極の背面に配置される前記補助磁石との間に形成されることを特徴とするロータ。
A first rotor core having a plurality of first claw-shaped magnetic poles protruding radially outward and extending in the axial direction at an outer peripheral portion of a substantially disc-shaped first core base;
A plurality of second claw-shaped magnetic poles project radially outward and extend in the axial direction on the outer periphery of the substantially disk-shaped second core base, and correspond to each of the second claw-shaped magnetic poles. A second rotor core disposed between the first claw-shaped magnetic poles of the first rotor core;
The first claw-shaped magnetic pole is arranged between the first core base and the second core base and is magnetized in the axial direction so that the first claw-shaped magnetic pole functions as the first magnetic pole, and the second claw-shaped A field magnet that causes the magnetic pole to function as a second magnetic pole;
An interpole magnet disposed between the first claw-shaped magnetic pole and the circumferential direction of the second claw-shaped magnetic pole and magnetized to have the same pole as the first and second claw-shaped magnetic poles;
A rotor including auxiliary magnets arranged on the back surfaces of the first and second claw-shaped magnetic poles and magnetized so that the same polarity as the first and second magnetic poles is radially outward;
The interpolar magnet is arranged in a mode having a gap in the radial direction with the first and second rotor cores ,
The gap between the interpole magnet and the first rotor core is formed by the interpole magnet, the first core base on the radially inner side of the interpole magnet, and the interpole magnet. Formed between the first claw-shaped magnetic pole adjacent in the circumferential direction and the auxiliary magnet disposed on the back surface of the second claw-shaped magnetic pole adjacent in the circumferential direction of the interpole magnet;
The gap between the interpolar magnet and the second rotor core is, as viewed from the axial direction, the interpolar magnet, the second core base radially inward of the interpolar magnet, and the interpolar magnet. said second claw-shaped magnetic poles that are adjacent in the circumferential direction, and wherein the Rukoto formed between the auxiliary magnets located on the back of the first claw-shaped magnetic poles that are adjacent in the circumferential direction of the polar between the magnets Rotor.
請求項1に記載のロータにおいて、
前記空隙の径方向長さLは、前記ロータコアと対向するステータ間のエアギャップをGとしたとき、0<L/G≦4.5となるように構成されたことを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 1, wherein
The rotor is characterized in that the radial length L of the air gap is such that 0 <L / G ≦ 4.5, where G is an air gap between the stator and the stator facing the rotor core.
請求項1又は2に記載のロータにおいて、
前記空隙の径方向長さLは、前記ロータコアと対向するステータ間のエアギャップをGとしたとき、1.5≦L/Gとなるように構成されたことを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 1 or 2,
The rotor is characterized in that the radial length L of the air gap is 1.5 ≦ L / G where G is an air gap between the stator and the stator facing the rotor core.
請求項2又は3に記載のロータにおいて、
前記空隙の長さLは、1.5≦L/G≦3.5となるように構成されたことを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 2 or 3,
The length L of the air gap is configured to satisfy 1.5 ≦ L / G ≦ 3.5.
請求項1〜4のいずれか一項に記載のロータにおいて、
前記第1及び第2ロータコアは、前記空隙に非磁性体が配置されてなることを特徴とするロータ。
In the rotor according to any one of claims 1 to 4,
The first and second rotor cores are formed by arranging a nonmagnetic material in the gap.
請求項1〜5のいずれか一項に記載のロータを備えたことを特徴とするモータ。   A motor comprising the rotor according to claim 1.
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