JP6648612B2

JP6648612B2 - Stator and motor

Info

Publication number: JP6648612B2
Application number: JP2016075305A
Authority: JP
Inventors: 佳朗竹本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2036-04-04
Also published as: JP2017188992A

Description

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

従来、周方向に複数の爪状磁極を有する環状のステータコアを対で用い、対のステータコアの各爪状磁極が周方向に交互となるように組み合わされるとともに対のステータコアの軸方向間にコイル部が配置されてなる所謂ランデル型構造のステータが知られている。また、このランデル型ステータの各爪状磁極と径方向に対向する永久磁石磁極を有するロータと組み合わされて構成されるランデル型モータが知られている。爪状磁極（クローポール）を有するステータ及びモータとしては、例えば特許文献１等にて開示されている。 Conventionally, a pair of annular stator cores having a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction are used in pairs, and the claw-shaped magnetic poles of the pair of stator cores are combined so as to be alternately arranged in the circumferential direction, and a coil portion is provided between the pair of stator cores in the axial direction. There is known a so-called Lundell type stator in which are arranged. There is also known a rundle type motor configured by combining each claw-shaped magnetic pole of the rundle type stator with a rotor having a permanent magnet magnetic pole radially opposed thereto. A stator and a motor having claw-shaped magnetic poles (claw poles) are disclosed, for example, in Patent Document 1.

特開２００９−７１９８４号公報JP 2009-71984 A

ところで、上記のようなモータにおいて低振動化を図るべく、コギングトルクの低減が望まれている。本発明の目的は、コギングトルクを低減することができるステータ及びモータを提供することにある。 By the way, in order to reduce vibration in the above-described motor, it is desired to reduce cogging torque. An object of the present invention is to provide a stator and a motor that can reduce cogging torque.

上記課題を解決するステータは、等角度間隔に複数の第１爪状磁極を有する第１ステータコアと、等角度間隔に複数の第２爪状磁極を有する第２ステータコアと、前記第１及び第２爪状磁極が周方向に交互に配置された状態の前記第１及び第２ステータコア間に配置されたコイル部とを備えるステータであって、等角度間隔に複数の突極と各突極を繋ぐ環状の基部とを有する補助磁極部材を前記第１及び第２ステータコア間に有し、前記突極が前記第１及び第２爪状磁極間に配置して構成されている。 A stator for solving the above-mentioned problems includes a first stator core having a plurality of first claw-shaped magnetic poles at equal angular intervals, a second stator core having a plurality of second claw-shaped magnetic poles at equal angular intervals, and the first and second stator cores. A stator provided with a coil portion disposed between the first and second stator cores in a state in which claw-shaped magnetic poles are alternately arranged in a circumferential direction, wherein a plurality of salient poles and each salient pole are connected at equal angular intervals. An auxiliary magnetic pole member having an annular base is provided between the first and second stator cores, and the salient poles are arranged between the first and second claw-shaped magnetic poles.

この構成によれば、ステータは補助磁極部材を有しているため、モータとして構成した場合に、第１及び第２爪状磁極による第１のコギングトルク成分と、第１爪状磁極（第２爪状磁極）及び突極による第２のコギングトルク成分とが発生する。このとき、突極は第１及び第２爪状磁極間に配置されているため、第１及び第２のコギングトルク成分が互いに打ち消し合いの生じるような位相のずれとなる。これにより、モータとしてのコギングトルクを低減することができる。 According to this configuration, since the stator has the auxiliary magnetic pole member, when configured as a motor, the first cogging torque component by the first and second claw-shaped magnetic poles and the first claw-shaped magnetic pole (second A second cogging torque component is generated by the claw-shaped magnetic pole) and the salient pole. At this time, since the salient poles are disposed between the first and second claw-shaped magnetic poles, the first and second cogging torque components have a phase shift such that they cancel each other. Thereby, the cogging torque of the motor can be reduced.

上記ステータにおいて、前記補助磁極部材の突極の軸方向の幅は、組み合わせ状態の前記第１及び第２ステータコアの軸方向の幅の６０〜８０％に設定されることが好ましい。
この構成によれば、補助磁極部材の突極の軸方向の幅は、組み合わせ状態の第１及び第２ステータコア（ステータ）の軸方向の幅の６０〜８０％に設定されるため、上記第１及び第２のコギングトルク成分は同程度の大きさとなる。これにより、第１及び第２のコギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果が高まり、モータとしてのコギングトルクをより低減することができる。 In the above stator, it is preferable that the axial width of the salient poles of the auxiliary magnetic pole member is set to be 60 to 80% of the axial width of the first and second stator cores in the combined state.
According to this configuration, the axial width of the salient poles of the auxiliary magnetic pole member is set to be 60 to 80% of the axial width of the combined first and second stator cores (stator). And the second cogging torque component have substantially the same magnitude. Thereby, the effect of canceling each other out with the first and second cogging torque components is enhanced, and the cogging torque of the motor can be further reduced.

上記ステータにおいて、前記補助磁極部材の突極は、前記第１及び第２爪状磁極間の中央に配置されることが好ましい。
この構成によれば、補助磁極部材の突極は第１及び第２爪状磁極間の中央に配置されるため、第１及び第２のコギングトルク成分の位相のずれは逆位相となる、もしくは逆位相に極めて近くなる。これにより、第１及び第２のコギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果は高まり、モータとしてのコギングトルクをより低減することができる。 In the above stator, it is preferable that the salient pole of the auxiliary magnetic pole member is disposed at the center between the first and second claw-shaped magnetic poles.
According to this configuration, since the salient pole of the auxiliary magnetic pole member is disposed at the center between the first and second claw-shaped magnetic poles, the phase shift of the first and second cogging torque components is opposite to each other, or Very close to antiphase. As a result, the effect of the first and second cogging torque components canceling each other is enhanced, and the cogging torque of the motor can be further reduced.

上記ステータにおいて、前記補助磁極部材は、前記基部の径方向の幅が前記突極の周方向の幅よりも小さく設定されていることが好ましい。
この構成によれば、補助磁極部材の基部は、径方向の幅が突極の周方向の幅よりも小さく設定されているため磁気飽和しやすい。これにより、突極に流入した磁束が基部を通って隣接の突極に流出してしまうことを抑制でき、補助磁極部材によるトルクの減少を抑えつつもモータとしてのコギングトルクを低減することができる。 In the above stator, it is preferable that the auxiliary magnetic pole member has a radial width of the base set smaller than a circumferential width of the salient pole.
According to this configuration, the base of the auxiliary magnetic pole member has a radial width set to be smaller than the circumferential width of the salient pole, so that magnetic saturation is likely to occur. As a result, it is possible to suppress the magnetic flux flowing into the salient pole from flowing out to the adjacent salient pole through the base portion, and it is possible to reduce the cogging torque as a motor while suppressing a decrease in torque due to the auxiliary magnetic pole member. .

上記ステータにおいて、前記補助磁極部材は、１枚の板材から形成されていることが好ましい。
この構成によれば、補助磁極部材は１枚の板材から形成されているため、板材を折り曲げることで補助磁極部材を容易に作製することができる。 In the above-mentioned stator, it is preferable that the auxiliary magnetic pole member is formed from one plate material.
According to this configuration, since the auxiliary magnetic pole member is formed from a single plate, the auxiliary magnetic pole member can be easily manufactured by bending the plate.

上記課題を解決するモータは、上記のステータと、前記ステータの爪状磁極と対向する永久磁石磁極を有するロータとを備えて構成されている。
この構成によれば、コギングトルクを低減可能なステータを用いることで、コギングトルクが低減されたモータとして提供することができる。 A motor that solves the above problem includes the above-described stator and a rotor having a permanent magnet magnetic pole facing the claw-shaped magnetic pole of the stator.
According to this configuration, by using a stator capable of reducing the cogging torque, it is possible to provide a motor with reduced cogging torque.

本発明のステータ及びモータによれば、コギングトルクを低減することができる。 According to the stator and the motor of the present invention, cogging torque can be reduced.

第１実施形態のモータの斜視断面図。FIG. 2 is a perspective sectional view of the motor according to the first embodiment. 同形態のモータの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the motor of the same embodiment. 同形態のステータの分解斜視図。The exploded perspective view of the stator of the same form. （ａ）は同形態のステータの上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその拡大図。(A) is a top view of the stator of the same form, (b) is its side view, (c) is its enlarged view. （ａ）（ｂ）は同形態のステータ及びロータの位置関係を説明するための説明図。(A), (b) is explanatory drawing for demonstrating the positional relationship of the stator and rotor of the same form. 第１実施形態及び比較例のコギングトルクを示すグラフ。4 is a graph showing cogging torques of the first embodiment and a comparative example. 第２実施形態において補助磁極部材の突極の幅とコギングトルクの関係を示すグラフ。9 is a graph showing the relationship between the width of the salient pole of the auxiliary magnetic pole member and the cogging torque in the second embodiment. 同形態における補助磁極部材の突極の幅とコギングトルクの４次数成分の大きさとの関係を示すグラフ。4 is a graph showing the relationship between the width of the salient pole of the auxiliary magnetic pole member and the magnitude of the fourth-order component of the cogging torque in the same embodiment. 同形態の補助磁極部材の斜視図。The perspective view of the auxiliary magnetic pole member of the same form. 第２実施形態、第１実施形態及び比較例のコギングトルクを示すグラフ。7 is a graph showing cogging torques of the second embodiment, the first embodiment, and a comparative example. 第２実施形態及び比較例のコギングトルクの次数成分毎の大きさを示すグラフ。9 is a graph showing the magnitude of each order component of cogging torque in the second embodiment and the comparative example.

（第１実施形態）
以下、モータ（ステータ）の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、第１実施形態のモータＭ１はブラシレスモータであって、図示しないハウジング側の支軸に回転可能に支持されるロータ１０と、前記ハウジングに固定されるステータ２０とを備えている。 (1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the motor (stator) will be described.
As shown in FIG. 1, a motor M1 of the first embodiment is a brushless motor, and includes a rotor 10 rotatably supported by a support shaft (not shown) on a housing side and a stator 20 fixed to the housing. ing.

図１及び図２に示すように、ロータ１０は、Ａ相用ロータ部１１及びＢ相用ロータ部１２の二相のロータ部にて構成されるものであり、これら各ロータ部を構成すべく、磁性体よりなるロータコア１３と、ロータコア１３に固着された２つの磁石（Ａ相用磁石１４及びＢ相用磁石１５）とを備えている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the rotor 10 is composed of two-phase rotor sections, that is, an A-phase rotor section 11 and a B-phase rotor section 12. , A rotor core 13 made of a magnetic material, and two magnets (A-phase magnet 14 and B-phase magnet 15) fixed to the rotor core 13.

ロータコア１３は、ロータ１０の軸線Ｌを中心とする円筒状をなす内周側円筒部１３ａと、軸線Ｌを中心とする円筒状をなし内周側円筒部１３ａよりも外周側に位置する外周側円筒部１３ｂと、内周側円筒部１３ａと外周側円筒部１３ｂとの軸方向一端（上端）同士をつなぐ上底部１３ｃとを有している。上底部１３ｃは、軸線Ｌに対して直交する平板円環状に形成されている。ロータコア１３は、内周側円筒部１３ａの内周面が前記図示略の支軸に対して軸受（同じく図示略）を介して支持される。 The rotor core 13 has a cylindrical inner peripheral portion 13a having a cylindrical shape centered on the axis L of the rotor 10, and a cylindrical shape having the cylindrical shape centered on the axis L and an outer peripheral side located on the outer peripheral side with respect to the inner cylindrical portion 13a. It has a cylindrical portion 13b and an upper bottom portion 13c connecting one axial end (upper end) of the inner cylindrical portion 13a and the outer cylindrical portion 13b. The upper bottom part 13c is formed in a flat plate annular shape orthogonal to the axis L. In the rotor core 13, the inner peripheral surface of the inner peripheral side cylindrical portion 13a is supported by a support shaft (not shown) via a bearing (also not shown).

外周側円筒部１３ｂの内周面には、ロータコア１３の開放端側から上底部１３ｃに向かって軸方向にＡ相用磁石１４、Ｂ相用磁石１５の順に配置されている。Ａ相用磁石１４は、後述のＡ相用ステータ部２１と径方向に対向する位置に設けられＡ相用ロータ部１１を構成する。同様に、Ｂ相用磁石１５は、後述のＢ相用ステータ部２２と径方向に対向する位置に設けられＢ相用ロータ部１２を構成する。Ａ相用及びＢ相用磁石１４，１５は径方向に磁化され、Ｎ極・Ｓ極が周方向において等間隔に交互に構成されている。また、極数は互いに同数であって、本実施形態のロータ１０では１２極（６極対）で構成されている。 The A-phase magnet 14 and the B-phase magnet 15 are arranged on the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 13b in the axial direction from the open end side of the rotor core 13 toward the upper bottom portion 13c. The A-phase magnet 14 is provided at a position radially opposed to an A-phase stator section 21 described later, and forms the A-phase rotor section 11. Similarly, the B-phase magnet 15 is provided at a position radially opposed to a later-described B-phase stator portion 22 to configure the B-phase rotor portion 12. The A-phase and B-phase magnets 14 and 15 are magnetized in the radial direction, and N poles and S poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. The number of poles is the same as each other, and the rotor 10 of the present embodiment is configured with 12 poles (6 pole pairs).

ステータ２０は、それぞれ円環状をなすステータ部２１，２２を備えている。本実施形態では、ステータ部２１はＡ相用とされ、Ａ相の駆動電流が供給される。また、ステータ部２２はＢ相用とされ、Ｂ相の駆動電流が供給される。 The stator 20 includes stator portions 21 and 22 each having an annular shape. In the present embodiment, the stator section 21 is used for the A-phase, and the A-phase drive current is supplied. The stator section 22 is used for the B-phase, and a B-phase drive current is supplied.

各ステータ部２１，２２は、互いに同一構成、同一形状をなし、軸方向に並設されている。なお、Ａ相用ステータ部２１はロータコア１３の軸方向開放端側（下側）に配置され、Ｂ相用ステータ部２２は軸方向の前記上底部１３ｃ側（上側）に配置される。なお、各ステータ部２１，２２の支持構造としては、Ａ相用ステータ部２１が前記図示略のハウジングに支持され、Ｂ相用ステータ部２２がＡ相用ステータ部２１に支持されるようになっている。 The stator portions 21 and 22 have the same configuration and the same shape as each other, and are arranged side by side in the axial direction. The A-phase stator portion 21 is disposed on the axially open end side (lower side) of the rotor core 13, and the B-phase stator portion 22 is disposed on the axially upper bottom portion 13c side (upper side). In addition, as a support structure of each of the stator portions 21 and 22, the A-phase stator portion 21 is supported by the housing (not shown), and the B-phase stator portion 22 is supported by the A-phase stator portion 21. ing.

上記のような構成のモータＭ１では、図１に示すように、Ａ相用ステータ部２１と、その外周側に配置されたＡ相用磁石１４を含むＡ相用ロータ部１１とでＡ相モータ部ＭＡを構成している。同様に、Ｂ相用ステータ部２２と、その外周側に配置されたＢ相用磁石１５を含むＢ相用ロータ部１２とでＢ相モータ部ＭＢを構成している。 In the motor M1 having the above-described configuration, as shown in FIG. The section MA is constituted. Similarly, the B-phase motor unit MB is composed of the B-phase stator unit 22 and the B-phase rotor unit 12 including the B-phase magnet 15 arranged on the outer peripheral side.

図３に示すように、Ａ相用及びＢ相用ステータ部２１，２２はそれぞれ、互いに同一形状を有する一対のステータコア（第１ステータコア２３及び第２ステータコア２４）と、該一対のステータコア２３，２４の間に配置されたコイル部２５及び補助磁極部材２６とを備えている。 As shown in FIG. 3, the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 each include a pair of stator cores (first stator core 23 and second stator core 24) having the same shape, and a pair of stator cores 23 and 24. And an auxiliary magnetic pole member 26 disposed between them.

各ステータコア２３，２４は、円筒部３１と、その円筒部３１から外周側に延出された複数（本実施形態では１２）の爪状磁極３２，３３とを備えている。なお、第１ステータコア２３に形成された爪状磁極を第１爪状磁極３２とし、第２ステータコア２４に形成された爪状磁極を第２爪状磁極３３とする。各爪状磁極３２，３３は、互いに同一形状をなしている。また、各第１爪状磁極３２は周方向において等間隔（３０度間隔）に設けられ、各第２爪状磁極３３も同様に周方向において等間隔（３０度間隔）に設けられている。 Each of the stator cores 23 and 24 includes a cylindrical portion 31 and a plurality (12 in the present embodiment) of claw-shaped magnetic poles 32 and 33 extending outward from the cylindrical portion 31. The claw-shaped magnetic poles formed on the first stator core 23 are referred to as first claw-shaped magnetic poles 32, and the claw-shaped magnetic poles formed on the second stator core 24 are referred to as second claw-shaped magnetic poles 33. Each claw-shaped magnetic pole 32, 33 has the same shape as each other. Further, the first claw-shaped magnetic poles 32 are provided at equal intervals (30-degree intervals) in the circumferential direction, and the second claw-shaped magnetic poles 33 are also provided at equal intervals (30-degree intervals) in the circumferential direction.

各爪状磁極３２，３３は、円筒部３１から径方向外側に延出され途中で軸方向を向くように直角に屈曲形成されている。ここで、各爪状磁極３２，３３において、円筒部３１から径方向外側に延出した部分を径方向延出部３４といい、軸方向に屈曲された先端部分を磁極部３５という。径方向延出部３４は、外周側ほど周方向幅が狭くなるように形成されている。磁極部３５の外周面（径方向外側面）は、軸線Ｌを中心とする円弧面に形成されている。 Each of the claw-shaped magnetic poles 32 and 33 extends radially outward from the cylindrical portion 31 and is bent at a right angle so as to face the axial direction along the way. Here, in each of the claw-shaped magnetic poles 32 and 33, a portion extending radially outward from the cylindrical portion 31 is referred to as a radially extending portion 34, and a tip portion bent in the axial direction is referred to as a magnetic pole portion 35. The radially extending portion 34 is formed so that the circumferential width becomes smaller toward the outer peripheral side. The outer peripheral surface (radially outer surface) of the magnetic pole portion 35 is formed in an arc surface centered on the axis L.

なお、直角形状をなす爪状磁極３２，３３等を含むステータコア２３，２４は、板材から屈曲形成により作製してもよく、また成形型を用いた鋳造によって作製してもよい。
上記構成の第１及び第２ステータコア２３，２４は、それらの第１及び第２爪状磁極３２，３３（磁極部３５）が軸方向において互いに向かい合うように組み付けられる（図３参照）。また、この組付状態において、第１爪状磁極３２の磁極部３５と、第２爪状磁極３３の磁極部３５とが周方向等間隔に交互に配置される。つまり、本実施形態のステータ２０では２４極で構成されている。また、第１及び第２ステータコア２３，２４は、それらの円筒部３１同士が軸方向に当接されて互いに固定されている。 The stator cores 23 and 24 including the right-angled claw-shaped magnetic poles 32 and 33 may be formed by bending a plate material, or may be formed by casting using a molding die.
The first and second stator cores 23 and 24 having the above configuration are assembled so that the first and second claw-shaped magnetic poles 32 and 33 (magnetic pole portions 35) face each other in the axial direction (see FIG. 3). In this assembled state, the magnetic pole portions 35 of the first claw-shaped magnetic poles 32 and the magnetic pole portions 35 of the second claw-shaped magnetic poles 33 are alternately arranged at regular intervals in the circumferential direction. That is, the stator 20 of the present embodiment has 24 poles. The first and second stator cores 23 and 24 have their cylindrical portions 31 abutted in the axial direction and are fixed to each other.

この組付状態において、第１及び第２ステータコア２３，２４の軸方向の間にはコイル部２５が介在されている。
コイル部２５は、ステータ２０の周方向に沿って円環状に巻回される巻線と、巻線と第１及び第２ステータコア２３，２４との間に介装される絶縁樹脂製のボビンとを備えている。また、コイル部２５は、軸方向においては第１爪状磁極３２の径方向延出部３４と第２爪状磁極３３の径方向延出部３４との間に配置されるとともに、径方向においては各ステータコア２３，２４の円筒部３１と各爪状磁極３２，３３の磁極部３５との間の円筒部３１側に配置されている。 In this assembled state, the coil portion 25 is interposed between the first and second stator cores 23 and 24 in the axial direction.
The coil part 25 includes a winding wound in an annular shape along the circumferential direction of the stator 20, and a bobbin made of an insulating resin interposed between the winding and the first and second stator cores 23 and 24. It has. The coil portion 25 is disposed between the radially extending portion 34 of the first claw-shaped magnetic pole 32 and the radially extending portion 34 of the second claw-shaped magnetic pole 33 in the axial direction. Is disposed on the cylindrical portion 31 side between the cylindrical portion 31 of each of the stator cores 23 and 24 and the magnetic pole portion 35 of each of the claw-shaped magnetic poles 32 and 33.

上記のように構成されたＡ相用及びＢ相用ステータ部２１，２２は、所謂ランデル型構造をなす。つまり、Ａ相用及びＢ相用ステータ部２１，２２は、第１及び第２ステータコア２３，２４間に配置されたコイル部２５の巻線に供給した電流によって、第１及び第２爪状磁極３２，３３をその時々で互いに異なる磁極に励磁する１２極のランデル型構造をなす。 The A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 configured as described above have a so-called Lundell type structure. In other words, the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 receive the first and second claw-shaped magnetic poles by the current supplied to the windings of the coil portion 25 disposed between the first and second stator cores 23 and 24. It has a 12-pole Rundel-type structure that excites 32 and 33 to different magnetic poles from time to time.

また、第１及び第２ステータコア２３，２４間において、コイル部２５の外周部に嵌合する態様で補助磁極部材２６が配置されている。
補助磁極部材２６は、磁性金属材料にて作製され、円環状をなす基部２６ａと、基部２６ａの外周面から径方向外側に突出する複数の突極２６ｂとを備えている。基部２６ａの軸方向の幅は、コイル部２５の軸方向の幅と同等、この場合第１及び第２爪状磁極３２，３３の径方向延出部３４間の軸方向の幅と同等であり、磁極部３５の軸方向の幅よりは薄く設定されている。基部２６ａの内径はコイル部２５の外径と略同等で、コイル部２５の外周部に補助磁極部材２６の基部２６ａが外嵌可能な大きさに設定されている。突極２６ｂは、第１及び第２ステータコア２３，２４の爪状磁極３２，３３の倍の数、すなわち２４個が基部２６ａに対して周方向等間隔（１５度間隔）に設けられている。 An auxiliary magnetic pole member 26 is arranged between the first and second stator cores 23 and 24 so as to be fitted on the outer peripheral portion of the coil portion 25.
The auxiliary magnetic pole member 26 is made of a magnetic metal material, and includes an annular base 26a and a plurality of salient poles 26b projecting radially outward from the outer peripheral surface of the base 26a. The axial width of the base portion 26a is equal to the axial width of the coil portion 25, in this case, the axial width between the radially extending portions 34 of the first and second claw-shaped magnetic poles 32, 33. The magnetic pole portion 35 is set to be thinner than the axial width. The inner diameter of the base portion 26a is substantially equal to the outer diameter of the coil portion 25, and is set to a size such that the base portion 26a of the auxiliary magnetic pole member 26 can be fitted on the outer peripheral portion of the coil portion 25. The number of the salient poles 26b is twice the number of the claw-shaped magnetic poles 32, 33 of the first and second stator cores 23, 24, that is, 24 are provided at regular intervals in the circumferential direction (15-degree intervals) with respect to the base 26a.

本実施形態の補助磁極部材２６の基部２６ａは、１枚の板材を環状にすることにより形成されている。また、図４（ｃ）の拡大図に示すように、突極２６ｂは、基部２６ａの成形時において板材を径方向外側に向けて往復する態様で折り曲げることにより形成されている。したがって、突極２６ｂの周方向の幅Ｑが基部２６ａの径方向の幅Ｐよりも相対的に大きくなり（２倍となり）、換言すれば基部２６ａの径方向の幅Ｐが突極２６ｂの周方向の幅Ｑよりも相対的に小さくなる。なお、補助磁極部材２６の成形方法はこれに限らず、円環状の基部２６ａを成形した後、個々に用意した突極２６ｂを溶接等により接合する態様としてもよい。 The base 26a of the auxiliary magnetic pole member 26 of the present embodiment is formed by making one plate material into an annular shape. Further, as shown in the enlarged view of FIG. 4C, the salient poles 26b are formed by bending the plate material so as to reciprocate radially outward when the base portion 26a is formed. Therefore, the circumferential width Q of the salient pole 26b is relatively larger (doubled) than the radial width P of the base 26a. In other words, the radial width P of the base 26a is equal to the circumferential width P of the salient pole 26b. It becomes relatively smaller than the width Q in the direction. The method of forming the auxiliary magnetic pole member 26 is not limited to this, and it is also possible to form the annular base 26a and then join the individually prepared salient poles 26b by welding or the like.

図４（ａ）（ｂ）に示すように、補助磁極部材２６は、軸方向においては第１爪状磁極３２の径方向延出部３４と第２爪状磁極３３の径方向延出部３４との間に配置されるとともに、径方向においては補助磁極部材２６の基部２６ａがコイル部２５と各爪状磁極３２，３３の磁極部３５との間（各爪状磁極３２，３３の磁極部３５の背面側）に配置されている。このとき、補助磁極部材２６の突極２６ｂの外周端部は磁極部３５の外周面と同一面上に位置する。また、周方向においては、補助磁極部材２６の突極２６ｂはそれぞれ、第１爪状磁極３２の磁極部３５と第２爪状磁極３３の磁極部３５との間の中央に配置される。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the auxiliary magnetic pole member 26 has a radially extending portion 34 of the first claw-shaped magnetic pole 32 and a radially extending portion 34 of the second claw-shaped magnetic pole 33 in the axial direction. In the radial direction, the base 26a of the auxiliary magnetic pole member 26 is located between the coil portion 25 and the magnetic pole portion 35 of each of the claw-shaped magnetic poles 32, 33 (the magnetic pole portions of each of the claw-shaped magnetic poles 32, 33). 35 rear side). At this time, the outer peripheral end of the salient pole 26 b of the auxiliary magnetic pole member 26 is located on the same plane as the outer peripheral surface of the magnetic pole portion 35. In the circumferential direction, the salient poles 26b of the auxiliary magnetic pole member 26 are respectively arranged at the centers between the magnetic pole portions 35 of the first claw-shaped magnetic poles 32 and the second claw-shaped magnetic poles 33.

次に、ロータ１０及びステータ２０の位置関係について説明する。
図５（ａ）に示すように、ロータ１０は、Ａ相用ロータ部１１のＡ相用磁石１４に対してＢ相用ロータ部１２のＢ相用磁石１５が反時計回りに電気角θ１（本実施形態では４５度）だけずらして配置されている。一方、ステータ２０においては、図５（ｂ）に示すように、Ａ相用ステータ部２１の第１及び第２爪状磁極３２，３３に対してＢ相用ステータ部２２の第１及び第２爪状磁極３２，３３がそれぞれ時計回り方向に電気角θ１（本実施形態では４５度）だけずらして配置されている。つまり、本実施形態のモータＭ１においては、Ａ相モータ部ＭＡとＢ相モータ部ＭＢとの位相差が９０度に設定されている。 Next, the positional relationship between the rotor 10 and the stator 20 will be described.
As shown in FIG. 5A, in the rotor 10, the B-phase magnet 15 of the B-phase rotor unit 12 is rotated counterclockwise with respect to the A-phase magnet 14 of the A-phase rotor unit 11 by an electrical angle θ1 ( In this embodiment, they are shifted by 45 degrees). On the other hand, in the stator 20, as shown in FIG. 5B, the first and second claw-shaped magnetic poles 32 and 33 of the A-phase stator portion 21 are opposed to the first and second claw-shaped stator portions 22. The claw-shaped magnetic poles 32 and 33 are arranged so as to be shifted in the clockwise direction by an electrical angle θ1 (45 degrees in the present embodiment). That is, in the motor M1 of the present embodiment, the phase difference between the A-phase motor unit MA and the B-phase motor unit MB is set to 90 degrees.

そして、Ａ相用ステータ部２１のコイル部２５の巻線にはＡ相駆動電流が供給され、Ｂ相用ステータ部２２のコイル部２５の巻線にはＢ相駆動電流が供給される。Ａ相駆動電流及びＢ相駆動電流は交流電流であり、互いの位相差が本実施形態では９０度に設定されている。これにより、各ステータ部２１，２２とＡ相用及びＢ相用磁石１４，１５との関係で回転トルクが発生し、ロータ１０が回転駆動される。 The A-phase driving current is supplied to the winding of the coil portion 25 of the A-phase stator portion 21, and the B-phase driving current is supplied to the winding of the coil portion 25 of the B-phase stator portion 22. The A-phase drive current and the B-phase drive current are AC currents, and their phase difference is set to 90 degrees in the present embodiment. As a result, a rotational torque is generated due to the relationship between the stator portions 21 and 22 and the A-phase and B-phase magnets 14 and 15, and the rotor 10 is driven to rotate.

ここで、図６には、本実施形態の補助磁極部材２６を備えたモータＭ１のコギングトルクＴ１と、比較例として補助磁極部材２６を備えていないモータ（Ｍ０）のコギングトルクＴとを示す。図６から明らかなように、本実施形態のモータＭ１のコギングトルクＴ１は、比較例のモータ（Ｍ０）のコギングトルクＴよりも小さく抑えられている。 Here, FIG. 6 shows the cogging torque T1 of the motor M1 including the auxiliary magnetic pole member 26 of the present embodiment and the cogging torque T of the motor (M0) not including the auxiliary magnetic pole member 26 as a comparative example. As is clear from FIG. 6, the cogging torque T1 of the motor M1 of the present embodiment is smaller than the cogging torque T of the motor (M0) of the comparative example.

これは、本実施形態のＡ相用及びＢ相用ステータ部２１，２２には補助磁極部材２６が設けられているため、第１爪状磁極３２（第２爪状磁極３３）へ流入した磁束は、第２爪状磁極３３（第１爪状磁極３２）及び突極２６ｂに流出する。このとき、第１及び第２爪状磁極３２，３３の磁束変化は互いに同位相となり、これが第１のコギングトルク成分となる。一方、突極２６ｂは第１及び第２爪状磁極３２，３３間の中央に配置されているため、第１爪状磁極３２（第２爪状磁極３３）及び突極２６ｂの磁束変化は互いに逆位相となる。つまり、突極２６ｂを設けることで、第１のコギングトルク成分に対して逆位相となる第２のコギングトルク成分が生じる。したがって、第１及び第２のコギングトルク成分は互いに打ち消し合い、モータＭ１全体としてのコギングトルクＴ１が低減されると考えられる。 This is because the auxiliary magnetic pole member 26 is provided in the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22 of the present embodiment, and thus the magnetic flux flowing into the first claw-shaped magnetic pole 32 (the second claw-shaped magnetic pole 33). Flows out to the second claw-shaped magnetic pole 33 (the first claw-shaped magnetic pole 32) and the salient pole 26b. At this time, the magnetic flux changes of the first and second claw-shaped magnetic poles 32 and 33 have the same phase as each other, and this becomes the first cogging torque component. On the other hand, since the salient pole 26b is disposed at the center between the first and second claw-shaped magnetic poles 32 and 33, the magnetic flux changes of the first claw-shaped magnetic pole 32 (the second claw-shaped magnetic pole 33) and the salient pole 26b are mutually different. The phases are opposite. That is, by providing the salient pole 26b, a second cogging torque component having an opposite phase to the first cogging torque component is generated. Therefore, it is considered that the first and second cogging torque components cancel each other, and the cogging torque T1 of the motor M1 as a whole is reduced.

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）モータＭ１の各ステータ部２１，２２には補助磁極部材２６が設けられているため、第１及び第２爪状磁極３２，３３による第１のコギングトルク成分と、第１爪状磁極３２（第２爪状磁極３３）及び突極２６ｂによる第２のコギングトルク成分とが発生する。このとき、突極２６ｂは第１及び第２爪状磁極３２，３３間に配置されているため、第２のコギングトルク成分が互いに打ち消し合いの生じるような位相のずれとなる。これにより、モータＭ１のコギングトルクＴ１は図６に示すように低減したものとなる。 Next, the characteristic effects of the present embodiment will be described.
(1) Since the auxiliary magnetic pole member 26 is provided in each of the stator portions 21 and 22 of the motor M1, the first cogging torque component by the first and second claw-shaped magnetic poles 32 and 33 and the first claw-shaped magnetic pole 32 (the second claw-shaped magnetic pole 33) and the second cogging torque component generated by the salient pole 26b. At this time, since the salient pole 26b is disposed between the first and second claw-shaped magnetic poles 32 and 33, the phase shift is such that the second cogging torque components cancel each other. Thus, the cogging torque T1 of the motor M1 is reduced as shown in FIG.

（２）補助磁極部材２６の突極２６ｂは第１及び第２爪状磁極３２，３３間の中央に配置されるため、第１及び第２のコギングトルクの位相のずれは逆位相となる、もしくは逆位相に極めて近くなる。これにより、第１及び第２のコギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果が高まり、モータＭ１のコギングトルクＴ１は図６に示すようにより低減したものとなる。 (2) Since the salient pole 26b of the auxiliary magnetic pole member 26 is arranged at the center between the first and second claw-shaped magnetic poles 32 and 33, the first and second cogging torques are out of phase with each other. Or it becomes very close to the opposite phase. Thereby, the effect of canceling each other out with the first and second cogging torque components is enhanced, and the cogging torque T1 of the motor M1 is reduced as shown in FIG.

（３）補助磁極部材２６の基部２６ａは、径方向の幅Ｐが突極２６ｂの周方向の幅Ｑよりも小さく設定されているため磁気飽和しやすい。これにより、突極２６ｂに流入した磁束が基部２６ａを通って隣接の突極２６ｂに流出してしまうことを抑制でき、補助磁極部材２６によるトルクの減少を抑えつつもコギングトルクＴ１を低減することができる。 (3) The base 26a of the auxiliary magnetic pole member 26 has a radial width P set to be smaller than the circumferential width Q of the salient pole 26b, so that magnetic saturation easily occurs. Thereby, it is possible to suppress the magnetic flux flowing into the salient pole 26b from flowing out to the adjacent salient pole 26b through the base 26a, and to reduce the cogging torque T1 while suppressing a decrease in torque due to the auxiliary magnetic pole member 26. Can be.

（４）補助磁極部材２６は１枚の板材から形成されているため、板材を折り曲げることで補助磁極部材２６を容易に作製することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態のモータ（Ｍ２：図示略）は、上記した第１実施形態のモータＭ１と同様の構成であって、上記補助磁極部材２６の突極２６ｂの軸方向の幅Ａのみが異なる。詳しくは、第１実施形態のモータＭ１では、突極２６ｂの幅Ａをそれぞれのステータ部２１，２２の幅Ｂの５０％に設定していたのに対して、本実施形態のモータ（Ｍ２）では、７０％に設定している。この設定において、突極２６ｂの軸方向両端は基部２６ａから突出した状態となる（図９参照）。 (4) Since the auxiliary magnetic pole member 26 is formed of one plate, the auxiliary magnetic pole member 26 can be easily manufactured by bending the plate.
(2nd Embodiment)
The motor (M2: not shown) of the second embodiment has the same configuration as the motor M1 of the first embodiment described above, and differs only in the axial width A of the salient pole 26b of the auxiliary magnetic pole member 26. More specifically, in the motor M1 of the first embodiment, the width A of the salient pole 26b is set to 50% of the width B of each of the stator portions 21 and 22, whereas the motor (M2) of the present embodiment is set. Has been set to 70%. In this setting, both ends of the salient pole 26b in the axial direction protrude from the base 26a (see FIG. 9).

ここで、コギングトルクの大きさは、補助磁極部材２６の有無だけでなく、補助磁極部材２６の突極２６ｂの軸方向の幅Ａによっても変化することを本発明者は見出した。つまり、本発明者は、突極２６ｂの幅Ａを変化させ、そのときのコギングトルクと、その４次成分の割合を検証した。この際、突極２６ｂの幅Ａにおいては、各ステータ部２１，２２の軸方向の幅Ｂ（すなわち一対の第１ステータコア２３の磁極部３５の延出方向と逆側の端面２３ａから第２ステータコア２４の磁極部３５の延出方向と逆側の端面２４ａまでの長さ）を基準（１００％）としている。そして、突極２６ｂの幅Ａを各ステータ部２１，２２の幅Ｂの３０〜１００％の範囲で変化させている。なお、第１実施形態の突極２６ｂの幅Ａは、各ステータ部２１，２２の幅Ｂの５０％である。また、コギングトルク及びその４次成分においては、比較例のコギングトルクＴ及びその４次成分を基準（１００％）としている。 Here, the present inventor has found that the magnitude of the cogging torque varies depending on not only the presence or absence of the auxiliary magnetic pole member 26 but also the axial width A of the salient pole 26b of the auxiliary magnetic pole member 26. That is, the inventor changed the width A of the salient pole 26b, and verified the cogging torque at that time and the ratio of the fourth-order component. At this time, in the width A of the salient pole 26b, the width B in the axial direction of each of the stator portions 21 and 22 (that is, the width of the second stator core 23 from the end surface 23a on the opposite side to the extending direction of the magnetic pole portion 35 of the pair of first stator cores 23). 24 (the length up to the end face 24a on the opposite side to the extending direction of the magnetic pole portion 35) is set as a reference (100%). The width A of the salient pole 26b is changed within a range of 30 to 100% of the width B of each of the stator portions 21 and 22. Note that the width A of the salient pole 26b of the first embodiment is 50% of the width B of each of the stator portions 21 and 22. The cogging torque and its fourth order component are based on the cogging torque T of the comparative example and its fourth order component (100%).

その結果、図７及び図８から明らかなように、突極２６ｂの幅Ａを各ステータ部２１，２２の幅Ｂの３０〜７０％の範囲で大きくするにつれて、コギングトルク及びその４次成分の大きさは減少し、７０〜１００％の範囲で大きくするにつれて増加する。つまり、突極２６ｂの幅Ａを各ステータ部２１，２２の幅Ｂの６０〜８０％に設定すれば、コギングトルク及びその４次成分を効果的に低減することができる。さらに、７０％に設定すれば、コギングトルク及びその４次成分を最も効果的に低減することができる。 As a result, as is clear from FIGS. 7 and 8, as the width A of the salient pole 26b is increased in the range of 30 to 70% of the width B of each of the stator portions 21 and 22, the cogging torque and the fourth order component thereof are reduced. The size decreases and increases with increasing size in the range of 70-100%. That is, if the width A of the salient pole 26b is set to 60 to 80% of the width B of each of the stator portions 21 and 22, the cogging torque and its fourth order component can be effectively reduced. Furthermore, if it is set to 70%, the cogging torque and its fourth-order component can be reduced most effectively.

これを踏まえ、本実施形態のモータ（Ｍ２）では、突極２６ｂの軸方向の幅Ａを７０％に設定している。そして、本実施形態のモータ（Ｍ２）のコギングトルクＴ２は、図１０に示すように、比較例のコギングトルクＴよりも小さく抑えられている。これは、本実施形態のモータ（Ｍ２）においても、上記した第１実施形態のモータＭ１と同様、第１及び第２のコギングトルク成分が発生するが、互いに打ち消し合ったためと考えられる。 Based on this, in the motor (M2) of the present embodiment, the axial width A of the salient pole 26b is set to 70%. As shown in FIG. 10, the cogging torque T2 of the motor (M2) of the present embodiment is smaller than the cogging torque T of the comparative example. This is probably because the motor (M2) of the present embodiment also generates the first and second cogging torque components, as in the case of the motor M1 of the above-described first embodiment, but cancels each other.

また、図１１に示すように、コギングトルクの次数成分毎の大きさについては、比較例のモータ（Ｍ０）のコギングトルクＴの４次成分が顕著に大きいのに対して、本実施形態のモータ（Ｍ２）のコギングトルクＴ２では大幅に低減されている。 Further, as shown in FIG. 11, the magnitude of the cogging torque for each order component is remarkably large in the fourth component of the cogging torque T of the motor (M0) of the comparative example, whereas the magnitude of the motor of the present embodiment is large. The cogging torque T2 of (M2) is greatly reduced.

さらに、本実施形態のモータ（Ｍ２）のコギングトルクＴ２は、上記した第１実施形態のモータＭ１のコギングトルクＴ１よりも小さく抑えられている。これは、本実施形態における第１及び第２のコギングトルク成分の差が、第１実施形態における第１及び第２のコギングトルク成分の差よりも小さくなるためである。これにより、第１及び第２コギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果が高まり、モータ（Ｍ２）全体としてのコギングトルクＴ２はより低減される。 Further, the cogging torque T2 of the motor (M2) of the present embodiment is kept smaller than the cogging torque T1 of the motor M1 of the above-described first embodiment. This is because the difference between the first and second cogging torque components in the present embodiment is smaller than the difference between the first and second cogging torque components in the first embodiment. As a result, the effect of canceling each other out with the first and second cogging torque components is enhanced, and the cogging torque T2 of the motor (M2) as a whole is further reduced.

本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）〜（４）と同様の作用とその効果に加えて、以下の作用とその効果を得ることができる。
（５）突極２６ｂの軸方向の幅Ａは、それぞれのステータ部２１，２２（組み合わせ状態の第１及び第２ステータコア２３，２４）の軸方向の幅Ｂの６０〜８０％に設定されるため、上記第１及び第２のコギングトルク成分は同程度の大きさとなる。これにより、第１及び第２のコギングトルク成分で互いに打ち消し合う効果が高まり、モータ（Ｍ２）のコギングトルクＴ２は図１０に示すようにより低減したものとなる。 According to the present embodiment, in addition to the functions and effects similar to (1) to (4) of the first embodiment, the following functions and effects can be obtained.
(5) The axial width A of the salient pole 26b is set to 60 to 80% of the axial width B of each of the stator portions 21 and 22 (the first and second stator cores 23 and 24 in a combined state). Therefore, the first and second cogging torque components have substantially the same magnitude. As a result, the effect of canceling each other out with the first and second cogging torque components is enhanced, and the cogging torque T2 of the motor (M2) is reduced as shown in FIG.

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、アウタロータ型のモータＭ１，（Ｍ２）であったが、インナロータ型のモータに適用してもよい。 The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the outer rotor type motors M1 and (M2) are used. However, the present invention may be applied to an inner rotor type motor.

・上記実施形態では、ロータ１０の磁石は軸方向にＡ相用及びＢ相用磁石１４，１５の２段、ステータ２０は軸方向にＡ相用及びＢ相用ステータ部２１，２２の２相であったが、ロータの磁石の段数及びステータの相数はこれに限定されない。 In the above embodiment, the magnets of the rotor 10 are two-stages of the A-phase and B-phase magnets 14 and 15 in the axial direction, and the stator 20 is the two-phases of the A-phase and the B-phase stator portions 21 and 22 in the axial direction. However, the number of magnet stages of the rotor and the number of phases of the stator are not limited thereto.

・上記実施形態では、ロータ１０の磁石１４，１５は１２極（６極対）、ステータ２０の爪状磁極３２，３３は２４極であったが、各極数はこれに限定されない。
・上記実施形態に記載した電気角θ１，θ２を４５度としたが、角度はこれに限定されない。 In the above embodiment, the magnets 14 and 15 of the rotor 10 have 12 poles (six pole pairs) and the claw-shaped magnetic poles 32 and 33 of the stator 20 have 24 poles. However, the number of poles is not limited to this.
-Although the electrical angles θ1 and θ2 described in the above embodiment were set to 45 degrees, the angles are not limited to this.

・上記実施形態では、Ａ相用及びＢ相用ステータ部２１，２２の両方において、補助磁極部材２６が設けられていたが、Ａ相用ステータ部２１またはＢ相用ステータ部２２のいずれか一方のみに設けられていてもよい。 In the above embodiment, the auxiliary magnetic pole member 26 is provided in both the A-phase and B-phase stator portions 21 and 22. However, either the A-phase stator portion 21 or the B-phase stator portion 22 is provided. It may be provided only in the case.

・上記実施形態では、補助磁極部材２６の突極２６ｂの軸方向の幅Ａは、各ステータ部２１，の軸方向の幅Ｂの５０％（第１実施形態）、７０％（第２実施形態）に設定されたが、幅Ａの設定はこれに限定されない。 In the above embodiment, the axial width A of the salient pole 26b of the auxiliary magnetic pole member 26 is 50% (first embodiment), 70% (second embodiment) of the axial width B of each stator portion 21. ), But the setting of the width A is not limited to this.

１０…ロータ、２０…ステータ、１１…Ａ相用ロータ部（ロータ）、１２…Ｂ相用ロータ部（ロータ）、１４…Ａ相用磁石（永久磁石）、１５…Ｂ相用磁石（永久磁石）、２１…Ａ相用ステータ部（ステータ）、２２…Ｂ相用ステータ部（ステータ）、２３…第１ステータコア、２４…第２ステータコア、３２…第１爪状磁極、３３…第２爪状磁極、２５…コイル部、２６…補助磁極部材、２６ａ…基部、２６ｂ…突極、Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｑ…幅。 10 ... rotor, 20 ... stator, 11 ... rotor part for A phase (rotor), 12 ... rotor part for B phase (rotor), 14 ... magnet for A phase (permanent magnet), 15 ... magnet for B phase (permanent magnet) ), 21: A-phase stator portion (stator), 22: B-phase stator portion (stator), 23: first stator core, 24: second stator core, 32: first claw-shaped magnetic pole, 33: second claw-shaped Magnetic pole, 25 ... Coil part, 26 ... Auxiliary magnetic pole member, 26a ... Base part, 26b ... Salient pole, A, B, P, Q ... Width.

Claims

A first stator core having a plurality of first claw-shaped magnetic poles at equal angular intervals, a second stator core having a plurality of second claw-shaped magnetic poles at equal angular intervals, and the first and second claw-shaped magnetic poles are alternately arranged in a circumferential direction And a coil portion disposed between the first and second stator cores in a state of being disposed in the stator,
An auxiliary magnetic pole member having a plurality of salient poles and an annular base connecting the salient poles at equal angular intervals is provided between the first and second stator cores, and the salient pole is provided between the first and second claw-shaped magnetic poles. A stator, wherein the stator is arranged and arranged.

The stator according to claim 1,
The stator according to claim 1, wherein an axial width of the salient pole of the auxiliary magnetic pole member is set to 60 to 80% of an axial width of the first and second stator cores in a combined state.

In the stator according to claim 1 or 2,
The stator according to claim 1, wherein the salient pole of the auxiliary magnetic pole member is disposed at a center between the claw-shaped magnetic poles adjacent in the circumferential direction.

The stator according to any one of claims 1 to 3,
The stator, wherein the auxiliary magnetic pole member has a radial width of the base set smaller than a circumferential width of the salient pole.

In the stator according to any one of claims 1 to 4,
The said auxiliary magnetic pole member is formed from one sheet | seat material, The stator characterized by the above-mentioned.

A stator according to any one of claims 1 to 5,
A motor comprising: a rotor having a permanent magnet magnetic pole opposed to a claw-shaped magnetic pole of the stator.