JP6251109B2 - ロータ及びモータ - 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。
モータのロータにおいて、例えば特許文献1に示されるように、周方向に複数の爪状磁極を有するロータコアと、ロータコア内に内包された界磁磁石とによって構成され、それら各爪状磁極が交互に異なる磁極として機能するランデル型ロータがある。ランデル型ロータは、爪状磁極の数を変えることで容易に磁極数を変更できるため、多極化し易い特徴を有している。
特開2013−226026号公報
ところで、ロータの回転時のトルクリップルはモータの振動発生の一因であり、上記のようなランデル型ロータでは、ロータコアの構成(特に爪状磁極の構成)がトルクリップルに対してどのような影響を与えるかが明確化されておらず、その点においてなお、改善の余地があった。
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、回転時の振動を低減することが可能なロータ及びモータを提供することにある。
上記課題を解決するロータは、軸方向に突出する複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第1及び第2ロータコアと、前記第1及び第2ロータコアの軸方向間に配置され軸方向に磁化された界磁磁石とを備え、前記界磁磁石によって前記第1及び第2ロータコアの爪状磁極が互いに異なる磁極として機能するロータであって、前記第1及び第2ロータコアの各爪状磁極の周方向両端面が、ロータの軸方向一端側から他端側にかけて同一方向に傾斜している。
この構成によれば、各爪状磁極がロータの軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜する所謂スキュー形状にて形成される。これにより、周方向における磁極の切り替わりが緩やかになることからトルクリップルの低減、ひいてはモータ振動の低減が可能となる。
前記第1及び第2ロータコアと前記界磁磁石とで構成されたロータユニットが軸方向に複数配置されるとともに、軸方向に隣り合う前記ロータユニットの界磁磁石の磁化方向が互いに反対となるように構成され、前記各ロータユニットの各爪状磁極は、ロータ全体の軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜していることが好ましい。
この構成によれば、界磁磁石が軸方向に分散化されるため、ロータ全体における軸方向の磁束密度の偏りを小さく抑えることができ、モータ性能の向上を図ることが可能となる。
複数の前記ロータユニットのそれぞれ1つの同極の爪状磁極から構成されロータの軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜する磁極ブロックが、周方向において交互に異極となるように構成され、前記磁極ブロックは、該磁極ブロックを構成する複数の爪状磁極のステータ対向面の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されていることが好ましい。
この構成によれば、磁極ブロックを構成する複数の爪状磁極(ステータ対向面)間に段差が生じないように構成されるため、磁極ブロックの滑らかなスキュー形状を形成することができる。これにより、周方向における磁極の切り替わりがより緩やかになることから、トルクリップル及びそれに起因するモータ振動のより一層の低減が可能となる。また、磁極ブロックを構成する複数の爪状磁極の間に段差が生じないように構成されることから、磁気通路面積を広げるべく爪状磁極を延長させる場合に、異極の爪状磁極同士の干渉が防止される。これにより、漏れ磁束の増加を抑えることができ、モータ性能の向上に寄与できる。
上記課題を解決するモータは、上記ロータと、軸方向に突出する複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第1及び第2ステータコアと、該第1及び第2ステータコアの軸方向間に配置され周方向に巻回されたコイル部とを備えたステータユニットが軸方向に複数配置されてなるステータとを備え、前記各ステータユニットは、軸方向一端側から軸方向他端側にかけて前記ロータ側の爪状磁極の傾斜方向とは反対方向に順にずらして構成されている。
この構成によれば、ロータ側の爪状磁極のスキュー形状によって、トルクリップル及びそれに起因する振動の低減が低減されたモータを提供できる。更に、ロータ及びステータが共にランデル型で構成された所謂マルチランデル型モータとなるため、爪状磁極の数を変えることで容易に磁極数を変更でき、容易に多極化することができる。
本発明のロータ及びモータによれば、回転時の振動を低減することが可能となる。
実施形態のモータの斜視図である。 同形態のロータの斜視図である。 同形態のロータユニットの分解斜視図である。 同形態におけるU相及びW相ロータユニットの斜視図である。 同形態におけるV相ロータユニットの斜視図である。 同形態のロータ外周を平面状に展開して示す展開図である。 同形態のステータの断面斜視図である。 同形態のステータユニットの分解斜視図である。 同形態におけるステータユニットの斜視図である。 同形態のステータ内周を平面状に展開して示す展開図である。 別例のロータ外周を平面状に展開して示す展開図である。 別例のロータ外周を平面状に展開して示す展開図である。 別例のロータ外周を平面状に展開して示す展開図である。
以下、ロータ及びモータの一実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態のモータは、回転軸11を有するロータ12と、ロータ12の外側に配置されモータハウジング(図示略)に固着された環状のステータ13とを備えている。
[ロータの構成]
図2に示すように、ロータ12は、軸方向に順に積層されたU相ロータユニットRu、V相ロータユニットRv及びW相ロータユニットRwから構成されている。各ロータユニットRu,Rv,Rwは互いに略同様の構成を有し、第1及び第2ロータコア21,22と、それら第1及び第2ロータコア21,22に挟まれた界磁磁石23とから構成されている。
図2及び図3に示すように、第1ロータコア21は、回転軸11が挿通固定された貫通穴24aを径中心部に備える円盤状の第1ロータコアベース24を有している。第1ロータコアベース24の外周縁には、6個の第1ロータ側爪状磁極25が周方向において互いに等間隔(60度間隔)に設けられている。
第1ロータ側爪状磁極25は、第1ロータコアベース24の外周縁から径方向外側に延びる径方向延出部25aと、その径方向延出部25aの先端部(径方向外側端部)から突出する第1磁極部25bとを一体に有している。なお、第1ロータ側爪状磁極25は、径方向延出部25aに対して第1磁極部25bを直角に屈曲することで成形してもよく、また、鋳造によって径方向延出部25aと第1磁極部25bとを一体に成形してもよい。
図3に示すように、第2ロータコア22は、第1ロータコア21と同一形状をなし、第2ロータコアベース26と第2ロータ側爪状磁極27とを有している。第2ロータコアベース26(貫通穴26a)及び第2ロータ側爪状磁極27(径方向延出部27a及び第2磁極部27b)はそれぞれ、第1ロータコアベース24(貫通穴24a)及び第1ロータ側爪状磁極25(径方向延出部25a及び第1磁極部25b)と同一形状をなしている。
図2に示すように、第1ロータコア21と第2ロータコア22とは、それらの磁極部25b,27bの先端が互いに反対方向を向くように組み付けられ、各第1磁極部25bの周方向間に各第2磁極部27bが配置される。つまり、第1磁極部25bと第2磁極部27bとは、組み付け状態において周方向に交互に並ぶとともに、周方向において等間隔に位置するように構成されている。
また、第1及び第2ロータコア21,22の組み付け状態において、第1及び第2ロータコアベース24,26は互いに平行をなし、それらの間に界磁磁石23が配置されている。
図3に示すように、界磁磁石23は、例えばフェライト磁石よりなる円板状の永久磁石である。界磁磁石23の中央位置には、回転軸11が挿通される貫通穴23aが形成されている。そして、界磁磁石23の一方の端面23bが、第1ロータコアベース24の対向面24bと、界磁磁石23の他方の端面23cが、第2ロータコアベース26の対向面26bとそれぞれ当接し、界磁磁石23は第1ロータコアベース24と第2ロータコアベース26との間に軸方向に挟持固定される。なお、界磁磁石23の外径は、各コアベース24,26の外径と一致するように設定されている。
そして、界磁磁石23は、第1ロータコアベース24側がN極、第2ロータコアベース26側がS極となるように軸方向に磁化されている。従って、この界磁磁石23によって、各第1ロータ側爪状磁極25がN極として機能し、各第2ロータ側爪状磁極27がS極として機能する(図4参照)。
図2及び図6に示すように、各第1及び第2ロータ側爪状磁極25,27において、第1及び第2磁極部25b,27bは、ロータ12の軸方向一端側(同図において上側)から他端側(下側)にかけて同一方向(時計回り方向)に傾斜するスキュー形状をなしている。
詳述すると、第1磁極部25bの周方向両端面25cは互いに平行であって、ロータ12の軸方向一端側から他端側にかけて時計回り方向に傾斜する螺旋状の面をなしている。同様に、第2磁極部27bの周方向両端面27cも互いに平行であって、ロータ12の軸方向一端側から他端側にかけて時計回り方向に傾斜する螺旋状の面をなしている。そして、周方向に対向する第1及び第2磁極部25b,27bの周方向端面25c,27cは、互いに平行をなしている。つまり、周方向に対向する周方向端面25c,27c同士の周方向間隔は、軸方向の位置によらず一定となっている。
各磁極部25b,27bの外周側端面25d,27d(ステータ対向面)は、軸方向から見て回転軸11の軸線を中心とする同一円上に位置する円弧面をなしている。そして、各磁極部25b,27bの外周側端面25d,27dは、径方向から見て平行四辺形をなしている(図6参照)。つまり、外周側端面25d,27dの軸方向両端及び周方向両端は、それぞれ互いに平行をなしている。また、外周側端面25d,27dを径方向から見たときの軸方向に対する傾斜角度θは、本実施形態では30度に設定されている。
上記のように界磁磁石23を用いた所謂ランデル型構造とされた各ロータユニットRu,Rv,Rwは、N極となる第1ロータ側爪状磁極25と、S極となる第2ロータ側爪状磁極27とが周方向に交互に配置され磁極数が12極(極数対が6個)で構成される。
次に、各相のロータユニットRu,Rv,Rwの積層構造について説明する。
図6に示すように、U相ロータユニットRu、V相ロータユニットRv、W相ロータユニットRwが軸方向に順に積層されてロータ12が構成される。
ここで、中段のV相ロータユニットRvは、上下段のU相及びW相ロータユニットRu,Rwに対して裏向きで積層されている(図5参照)。これにより、U相及びW相の界磁磁石23の磁化方向は、同方向(図6において上向き)とされ、V相の界磁磁石23の磁化方向は、U相及びW相の界磁磁石23の磁化方向に対して反対向きとされる。つまり、U−V相間では、第2ロータコアベース26同士が軸方向に隣接するとともに、第2ロータ側爪状磁極27の径方向延出部27a同士が軸方向に当接している。また、V−W相間では、第1ロータコアベース24同士が軸方向に隣接するとともに、第1ロータ側爪状磁極25の径方向延出部25a同士が軸方向に当接している。このように、ロータユニットRu,Rv,Rw(界磁磁石23)の磁化方向は、隣り合う相の磁化方向に対して反対向きとなっている。
また、U相及びW相ロータユニットRu,Rwの各第1磁極部25b(第1ロータ側爪状磁極25)の突出方向は、互いに同方向(図6において下向き)である。それに対し、V相の各第1磁極部25bの突出方向は、U相及びW相の第1磁極部25bとは反対向き(図6において上向き)となっている。
同様に、U相及びW相ロータユニットRu,Rwの第2磁極部27b(第2ロータ側爪状磁極27)の突出方向は、互いに同方向(図6において上向き)であり、その方向に対してV相の第2磁極部27bの突出方向は反対向き(図6において下向き)となっている。
ここで、本実施形態のロータ12では、U相〜W相のロータユニットRu,Rv,Rwのそれぞれ1つの第1ロータ側爪状磁極25が1つの第1磁極ブロックB1を構成し、U相〜W相のロータユニットRu,Rv,Rwのそれぞれ1つの第2ロータ側爪状磁極27が1つの第2磁極ブロックB2を構成している。つまり、ロータ12において、第1及び第2磁極ブロックB1,B2はそれぞれ6個ずつ構成されるとともに、周方向において交互に並ぶように構成されている。
第1磁極ブロックB1は、その第1磁極ブロックB1を構成する3つの第1ロータ側爪状磁極25の外周側端面25d(第1磁極部25b)の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されている。また、第1磁極ブロックB1において、V相及びW相の第1ロータ側爪状磁極25は、それらの第1磁極部25bの基端同士が軸方向に当接するとともに、それらの外周側端面25d同士が連続する面一の面に構成されている。また、V相及びW相の第1ロータ側爪状磁極25における周方向端面25c同士も連続する面一の面に構成されている。
一方、第1磁極ブロックB1において、U相及びV相の第1ロータ側爪状磁極25(第1磁極部25b)は軸方向に離間しているが、それらを互いに当接する位置まで傾斜方向に沿って延長した場合に、第1磁極ブロックB1が径方向から見て平行四辺形をなすように構成されている。そして、第1磁極ブロックB1の傾斜角度は、第1磁極部25b(外周側端面25d)の周方向端部の傾斜角度θに依存し、本実施形態では30度である。
U相、V相、W相のそれぞれ1つずつの第2ロータ側爪状磁極27からなる第2磁極ブロックB2は、上記第1磁極ブロックB1と略同様の構成を有している。
つまり、第2磁極ブロックB2は、その第2磁極ブロックB2を構成する3つの第2ロータ側爪状磁極27の外周側端面27d(第2磁極部27b)の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されている。また、第2磁極ブロックB2において、U相及びV相の第2ロータ側爪状磁極27は、それらの第2磁極部27bの基端同士が軸方向に当接するとともに、それらの外周側端面27d同士が連続する面一の面に構成されている。また、U相及びV相の第2ロータ側爪状磁極27における周方向端面27c同士も連続する面一の面に構成されている。
一方、第2磁極ブロックB2において、V相及びW相の第2ロータ側爪状磁極27(第2磁極部27b)は軸方向に離間しているが、それらを互いに当接する位置まで傾斜方向に沿って延長した場合に、第2磁極ブロックB2が径方向から見て平行四辺形をなすように構成されている。そして、第2磁極ブロックB2の傾斜角度は、第2磁極部27b(外周側端面27c)の周方向端部の傾斜角度θに依存し、本実施形態では30度である。
なお、本実施形態では、W相ロータユニットRwは、U相ロータユニットRuに対して時計回り方向に電気角で120度(機械角で20度)位相がずれるように構成されている。つまり、U相の第1磁極部25b(第2磁極部27b)の磁極中心に対して、W相の第1磁極部25b(第2磁極部27b)の磁極中心が、時計回り方向に電気角で120度ずれている。
[ステータの構成]
図7に示すように、ロータ12の径方向外側に配置されるステータ13は、各ロータユニットRu,Rv,Rwに対応して軸方向に積層された3相(U相、V相及びW相)のステータユニットSu,Sv,Swから構成されている。各ステータユニットSu,Sv,Swは互いに略同様の構成を有し、第1及び第2ステータコア31,32と、それら第1及び第2ステータコア31,32との軸方向間に配置されたコイル部33とから構成されている。
図7、図8及び図9に示すように、第1ステータコア31は、回転軸11の軸線を中心とする円筒状の第1ステータコアベース34を有している。その第1ステータコアベース34の内周面には、6個の第1ステータ側爪状磁極35が互いに等間隔(60度間隔)に設けられている。
第1ステータ側爪状磁極35は、第1ステータコアベース34の内周面から径方向内側に延びる径方向延出部35aと、その径方向延出部35aの先端部(径方向内側端部)から軸方向一方に突出する第1磁極部35bとを一体に有している。なお、第1ステータ側爪状磁極35は、径方向延出部35aに対して第1磁極部35bを直角に屈曲することで成形してもよく、また、鋳造によって径方向延出部35aと第1磁極部35bとを一体に成形してもよい。
径方向延出部35aは、軸方向から見て、径方向内側に向かうほど幅狭になる台形状に形成されている。また、第1磁極部35bは、径方向から見て長方形状に形成されている。つまり、第1磁極部35bの内周側端面(ロータ12との対向面)の周方向両端は、軸方向に沿った直線状をなしている。なお、第1ステータ側爪状磁極35は、その周方向中心に対して線対称をなしている。
図8に示すように、第2ステータコア32は、第1ステータコア31と同様の構成を有し、第2ステータコアベース36と第2ステータ側爪状磁極37とを有している。第2ステータコアベース36及び第2ステータ側爪状磁極37(径方向延出部37a及び第2磁極部37b)は、前記第1ステータコア31の第1ステータコアベース34及び第1ステータ側爪状磁極35(径方向延出部35a及び第1磁極部35b)とそれぞれ同一形状をなしている。
図7に示すように、第1及び第2ステータコアベース34,36は、軸方向に互いに当接されてステータユニットSu,Sv,Swの外周壁を構成している。そして、第1及び第2ステータコアベース34,36の内周側であって径方向延出部35a,37aの軸方向間のスペースには、回転軸11の周方向に円環状をなすコイル部33が配置されている。
第1ステータコア31と第2ステータコア32とは、それらの磁極部35b,37bの先端が互いに反対方向を向くように組み付けられ、各第1磁極部35bの周方向間に各第2磁極部37bが配置される。つまり、第1磁極部35bと第2磁極部37bとは、組み付け状態において周方向に交互に並んでいる。また、第1及び第2ステータ側爪状磁極35,37の径方向延出部35a,37aは、互いに平行をなしている。
上記のように構成されたステータユニットSu,Sv,Swは、コイル部33にて第1及び第2ステータ側爪状磁極35,37をその時々で互いに異なる磁極に励磁する12極の所謂ランデル型(クローポール型)構造とされている。
次に、各相のステータユニットSu,Sv,Swの積層構造について説明する。
図10に示すように、U相ステータユニットSu、V相ステータユニットSv及びW相ステータユニットSwが軸方向に順に積層されてステータ13が構成される。また、ステータユニットSu,Sv,Swは、第1ステータコアベース34と第2ステータコアベース36とが軸方向に交互に配置されるように積層されている。
また、各相のステータユニットSu,Sv,Swは、電気角で60度(機械角で10度)ずつ位相をずらして積層されている。詳述すると、V相ステータユニットSvは、U相ステータユニットSuに対して反時計回り方向に電気角で60度位相をずらして配置されている。また、W相ステータユニットSwは、V相ステータユニットSvに対して反時計回り方向に電気角で60度位相をずらして配置されている。
これにより、U相ステータユニットSuからW相ステータユニットSwにかけてのずれ方向は、ロータ12においてU相側からW相側にかけて時計回り方向に傾斜する第1及び第2磁極ブロックB1,B2のスキュー方向に対して反対方向となっている。
ここで、ステータ13がn個(但し、nは2以上の整数)のステータユニットで構成される場合、軸方向に隣り合うステータユニット同士の周方向のずれ角は電気角で(180/n)度に設定される。本実施形態では、3個のステータユニットSu,Sv,Swでステータ13が構成されるため、各ステータユニットSu,Sv,Swのずれ角が電気角で(180/3)=60度に設定されている。
また、ロータ側爪状磁極25,27の径方向視での傾斜角度(傾斜角度θ)は、(90/n)度に設定され、本実施形態では、傾斜角度θは(90/3)=30度に設定されている。
次に、上記のように構成したモータの作用について説明する。
ステータ13に3相交流電源電圧を印加すると、U相ステータユニットSuのコイル部33にはU相電源電圧が、V相ステータユニットSvのコイル部33にはV相電源電圧が、W相ステータユニットSwのコイル部33にはW相電源電圧がそれぞれ印加される。これによって、ステータ13に回転磁界が発生し、ロータ12が回転駆動される。
ここで、本実施形態の各ロータ側爪状磁極25,27は、軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜するスキュー形状にて形成されている。これにより、ロータ12の回転時に磁極の切り替わりが緩やかになるため、トルクリップルの低減、ひいてはモータ振動の低減が可能となっている。
また、ロータ12の各磁極ブロックB1,B2において、その外周側端面(ステータ対向面)の周方向両端が径方向から見て一直線状に揃うように構成されている。これにより、各磁極ブロックB1,B2を構成するそれぞれ3つの第1及び第2ロータ側爪状磁極25,27(第1及び第2磁極部25b,27b)の間に段差が生じないように構成でき、その結果、各磁極ブロックB1,B2を滑らかなスキュー形状に形成することが可能となっている。
また、各磁極ブロックB1,B2を構成する3つの第1及び第2ロータ側爪状磁極25,27(第1及び第2磁極部25b,27b)の間に段差が生じないように構成されることから、磁気通路面積を広げるべく各ロータ側爪状磁極25,27を延長させる場合に、異極の爪状磁極25,27同士の干渉が防止される。これにより、漏れ磁束の増加が抑えられ、モータ性能の向上に寄与できるようになっている。
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)第1及び第2ロータ側爪状磁極25,27(第1及び第2磁極部25b,27b)の周方向両端面は、ロータ12の軸方向一端側から他端側にかけて同一方向に傾斜している。つまり、各ロータ側爪状磁極25,27が所謂スキュー形状にて形成される。これにより、ロータ12の回転時に、周方向における磁極の切り替わりが緩やかになることからトルクリップルの低減、ひいてはモータ振動の低減が可能となる。
(2)第1及び第2ロータコア21,22と界磁磁石23とで構成されたロータユニットRu,Rv,Rwが軸方向に複数配置されるとともに、軸方向に隣り合うロータユニットRu,Rv,Rwの界磁磁石23の磁化方向が互いに反対となるように構成される。そして、各ロータユニットRu,Rv,Rwの各ロータ側爪状磁極25,27は、ロータ12全体の軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜している。この構成によれば、界磁磁石23が軸方向に分散化されるため、ロータ12全体における軸方向の磁束密度の偏りを小さく抑えることができ、モータ性能(トルク)の向上を図ることが可能となる。
(3)複数のロータユニットRu,Rv,Rwのそれぞれ1つの同極のロータ側爪状磁極25,27から構成されロータ12の軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜する第1及び第2磁極ブロックB1,B2が、周方向において交互に異極となるように構成される。そして、第1及び第2磁極ブロックB1,B2は、該磁極ブロックB1,B2をそれぞれ構成する3つのロータ側爪状磁極25,27(第1及び第2磁極部25b,27b)の外周側端面25dの周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成される。この構成によれば、各磁極ブロックB1,B2を構成する3つのロータ側爪状磁極25,27(外周側端面25d,27d)間に段差が生じないように構成されるため、各磁極ブロックB1,B2の滑らかなスキュー形状を形成することができる。これにより、周方向における磁極の切り替わりがより緩やかになることから、トルクリップル及びそれに起因するモータ振動のより一層の低減が可能となる。また、各磁極ブロックB1,B2を構成する3つのロータ側爪状磁極25,27(外周側端面25d,27d)の間に段差が生じないように構成されることから、磁気通路面積を広げるべくロータ側爪状磁極25,27を延長させる場合に、異極のロータ側爪状磁極25,27同士の干渉が防止される。これにより、漏れ磁束の増加を抑えることができ、モータ性能(トルク)の向上に寄与できる。
(4)本実施形態のモータは、ロータ12及びステータ13が共にランデル型で構成された所謂マルチランデル型モータであるため、爪状磁極25,27,35,37の数を変えることで容易に磁極数を変更でき、容易に多極化することができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各磁極部25b,27bの外周側端面25d,27dを径方向から見たときの軸方向に対する傾斜角度θを30度に設定したが、これに特に限定されるものではなく、30度未満(但し、θ1=0度は除く)、若しくは30度よりも大きな値に設定してもよい。なお、図11には、傾斜角度θを10度とした例を示している。
・上記実施形態では、ロータ12が3つのロータユニットRu,Rv,Rwから構成されたが、これに特に限定されるものではなく、ロータ12を構成するロータユニットの個数を3つ未満、若しくは4つ以上としてもよい。なお、図12には、ロータユニットの個数を2つ(ロータユニットR1,R2)とした例を示し、図13には、ロータユニットの個数を1つ(ロータユニットR3)とした例を示している。このような例によっても、上記実施形態と略同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態では、第1磁極ブロックB1は、その第1磁極ブロックB1を構成する3つの第1ロータ側爪状磁極25の外周側端面25d(第1磁極部25b)の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されたが、これに限定されるものではなく、軸方向に隣り合う第1磁極部25bの間に段差が生じる構成としてもよい。第2磁極ブロックB2においても同様に、軸方向に隣り合う第2磁極部27bの間に段差が生じる構成としてもよい。
・上記実施形態では、各相のロータユニットRu,Rv,Rw及びステータユニットSu,Sv,Swが隙間なく積層されているが、これに特に限定されるものではなく、ロータユニットRu,Rv,Rw同士及びステータユニットSu,Sv,Sw同士の間隔を軸方向に空けて配置してもよい。
・各ロータ側爪状磁極25,27の形状等の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。
例えば、上記実施形態では、第1磁極ブロックB1においてU相及びV相の第1ロータ側爪状磁極25(第1磁極部25b)同士が離間しているが、それらの長さを延長して互いに当接するように構成してもよい。同様に、第2磁極ブロックB2のV相及びW相の第2ロータ側爪状磁極27(第2磁極部27b)の長さを延長して互いに当接するように構成してもよい。
また、上記実施形態では、ロータ側爪状磁極25,27は、径方向延出部25a,27aと磁極部25b,27bとからなるが、これ以外に例えば、径方向延出部25a,27aを省略し、軸方向に延びる磁極部25b,27bのみでロータ側爪状磁極25,27を構成してもよい。
・各爪状磁極25,27,35,37の個数(磁極数)は、上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、界磁磁石23をフェライト磁石としたが、これ以外に例えば、ネオジム磁石、サマリウム鉄窒素磁石、サマリウムコバルト磁石等の希土類磁石としてもよい。
・上記実施形態では、ステータ13は、ランデル型構造の複数のステータユニットSu,Sv,Swを軸方向に配置して構成されたが、これに特に限定されるものではなく、ランデル型でない3相用のステータとしてもよい。
・上記実施形態では、ステータ13の内側にロータ12が配置されたインナーロータ型のモータに適用したが、アウターロータ型のモータに適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)請求項4に記載のモータにおいて、
前記ステータは、n個(但し、nは2以上の整数)の前記ステータユニットから構成され、軸方向に隣り合うステータユニット同士の周方向のずれ角が電気角で(180/n)度に設定され、
前記ロータ側の爪状磁極の径方向視での傾斜角度は、(90/n)度に設定されていることを特徴とするモータ。
この構成によれば、軸方向に隣り合うステータユニット同士の周方向のずれ角が電気角で(180/n)度に設定されたステータに対し、ロータ側の爪状磁極をトルク向上の点で好適なスキュー形状とすることが可能となる。
Ru,Rv,Rw,R1〜R3…ロータユニット、Su,Sv,Sw…ステータユニット、12…ロータ、13…ステータ、21…第1ロータコア、22…第2ロータコア、23…界磁磁石、25…第1ロータ側爪状磁極、25d,27d…外周側端面(ステータ対向面)、27…第2ロータ側爪状磁極、31…第1ステータコア、32…第2ステータコア、33…コイル部、35…第1ステータ側爪状磁極、37…第2ステータ側爪状磁極、B1…第1磁極ブロック、B2…第2磁極ブロック。

Claims (4)

  1. 軸方向に突出する複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第1及び第2ロータコアと、
    前記第1及び第2ロータコアの軸方向間に配置され軸方向に磁化された界磁磁石と
    を備え、前記界磁磁石によって前記第1及び第2ロータコアの爪状磁極が互いに異なる磁極として機能するロータであって、
    前記第1及び第2ロータコアの各爪状磁極の周方向両端面が、ロータの軸方向一端側から他端側にかけて同一方向に傾斜していることを特徴とするロータ。
  2. 請求項1に記載のロータにおいて、
    前記第1及び第2ロータコアと前記界磁磁石とで構成されたロータユニットが軸方向に複数配置されるとともに、軸方向に隣り合う前記ロータユニットの界磁磁石の磁化方向が互いに反対となるように構成され、
    前記各ロータユニットの各爪状磁極は、ロータ全体の軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜していることを特徴とするロータ。
  3. 請求項2に記載のロータにおいて、
    複数の前記ロータユニットのそれぞれ1つの同極の爪状磁極から構成されロータの軸方向一端側から他端側にかけて周方向の同一方向に傾斜する磁極ブロックが、周方向において交互に異極となるように構成され、
    前記磁極ブロックは、該磁極ブロックを構成する複数の爪状磁極のステータ対向面の周方向両端が径方向から見て一直線上にあるように構成されていることを特徴とするロータ。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータと、
    軸方向に突出する複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第1及び第2ステータコアと、該第1及び第2ステータコアの軸方向間に配置され周方向に巻回されたコイル部とを備えたステータユニットが軸方向に複数配置されてなるステータと
    を備え、前記各ステータユニットは、軸方向一端側から軸方向他端側にかけて前記ロータ側の爪状磁極の傾斜方向とは反対方向に順にずらして構成されていることを特徴とするモータ。
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