JP6965211B2 - Electric motor - Google Patents

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本発明は、電動機に関し、詳しくは、永久磁石やコイルに代えて特定形状の鉄心によって構成されたロータを有する電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor, and more particularly to an electric motor having a rotor composed of an iron core having a specific shape instead of a permanent magnet or a coil.

従来、永久磁石やコイルに代えて特定形状の鉄心によって構成されたロータを有する電動機として、ＳＲ（Switched Reluctance）モータが知られている。このようなＳＲモータは、例えば、下記特許文献１に開示されている。 Conventionally, an SR (Switched Reluctance) motor is known as an electric motor having a rotor composed of an iron core having a specific shape instead of a permanent magnet or a coil. Such an SR motor is disclosed in, for example, Patent Document 1 below.

特許文献１に記載のＳＲモータは、突極鉄心を有するロータと、当該ロータを囲む円環状のステータとを備える。ロータは、その外周面からステータに向かって突出するとともに周方向に等間隔に位置する４つのロータ側突極を有している。ステータは、その内周面からロータに向かって突出するとともに周方向に等間隔に位置する６つのステータ側突極を有している。これらのステータ側突極の各々には、交番電流が供給されるコイルが巻き回されている。 The SR motor described in Patent Document 1 includes a rotor having a reluctance core and an annular stator surrounding the rotor. The rotor has four rotor side salient poles that project from its outer peripheral surface toward the stator and are located at equal intervals in the circumferential direction. The stator has six stator-side salient poles that project from its inner peripheral surface toward the rotor and are located at equal intervals in the circumferential direction. A coil to which an alternating current is supplied is wound around each of these stator side salient poles.

このようなＳＲモータにおいては、コイルに交番電流を供給することで発生する磁束がロータの軸方向に対して直交する方向に広がる平面内に形成される磁気回路を通過する。具体的には、ステータ側突極に巻き回されたコイルに交番電流が供給されると、それに伴って発生する磁束が当該ステータ側突極を通過し、当該ステータ側突極に対してロータの径方向で対向する位置にあるロータ側突極からロータに入る。ロータに入ってきた磁束は、当該ロータ側突極に対してロータの径方向で反対側に位置するロータ側突極を通過した後、当該ロータ側突極に対してロータの径方向で対向する位置にあるステータ側突極からステータに入る。 In such an SR motor, the magnetic flux generated by supplying an alternating current to the coil passes through a magnetic circuit formed in a plane extending in a direction orthogonal to the axial direction of the rotor. Specifically, when an alternating current is supplied to the coil wound around the stator-side salient pole, the magnetic flux generated accordingly passes through the stator-side salient pole, and the rotor with respect to the stator-side salient pole. Enter the rotor from the rotor side salient poles that face each other in the radial direction. The magnetic flux entering the rotor passes through the rotor side salient pole located on the opposite side of the rotor side salient pole in the radial direction of the rotor, and then faces the rotor side salient pole in the radial direction of the rotor. Enter the stator from the stator side salient pole at the position.

このような磁気回路の磁気抵抗は、ロータ側突極とステータ側突極との間に形成される隙間の大きさに依存する。ここで、ロータ側突極とステータ側突極との間に形成される隙間は、ロータ側突極とステータ側突極がロータの径方向で対向しているときに最も小さくなる。 The reluctance of such a magnetic circuit depends on the size of the gap formed between the rotor side salient pole and the stator side salient pole. Here, the gap formed between the rotor side salient pole and the stator side salient pole is the smallest when the rotor side salient pole and the stator side salient pole are opposed to each other in the radial direction of the rotor.

上記ＳＲモータでは、磁気回路の磁気抵抗が最小となる位置にロータ側突極が存在するときに電流値が極大又は極小となるように、コイルに交番電流が供給される。このように交番電流がコイルに供給されることで、ロータ側突極を引き付けるステータ側突極の位置が周方向に順次移動する。その結果、ロータが回転する。 In the SR motor, an alternating current is supplied to the coil so that the current value becomes maximum or minimum when the rotor side salient pole exists at the position where the magnetic resistance of the magnetic circuit is minimized. By supplying the alternating current to the coil in this way, the positions of the stator side salient poles that attract the rotor side salient poles move sequentially in the circumferential direction. As a result, the rotor rotates.

特開２００３−６１３８１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-61381

近年、ＳＲモータをより高速で駆動することが求められている。しかしながら、特許文献１に記載のＳＲモータでは、ロータとステータとの間に跨って形成される磁気回路がロータの軸方向に対して直交する方向に広がる平面内に形成されるため、ステータのコイルに供給される交番電流の周波数よりも高い周波数でロータを回転させることができない。具体的には、特許文献１に記載のＳＲモータでは、ロータが４つのロータ側突極を有するとともにステータが６つのステータ側突極を有しているため、交番電流の周波数の半分の周波数でしかロータを回転させることができない。仮に、特許文献１に記載のＳＲモータが４つのロータ側突極を有するロータの代わりに２つのロータ側突極を有するロータを備えていたとしても、ロータを交番電流の周波数と同じ周波数でしか回転させることができない。なお、交番電流の周波数を高くすると、当該交番電流を生成するインバータの負荷が大きくなるとともにインバータの冷却機構としてより高性能なものが必要になってしまう。 In recent years, it has been required to drive an SR motor at a higher speed. However, in the SR motor described in Patent Document 1, a magnetic circuit formed straddling between the rotor and the stator is formed in a plane extending in a direction orthogonal to the axial direction of the rotor, so that the coil of the stator is formed. The rotor cannot be rotated at a frequency higher than the frequency of the alternating current supplied to. Specifically, in the SR motor described in Patent Document 1, since the rotor has four rotor-side salient poles and the stator has six stator-side salient poles, the frequency is half the frequency of the alternating current. Only the rotor can be rotated. Even if the SR motor described in Patent Document 1 is provided with a rotor having two rotor-side salient poles instead of a rotor having four rotor-side salient poles, the rotor can be rotated only at the same frequency as the alternating current frequency. Cannot rotate. If the frequency of the alternating current is increased, the load on the inverter that generates the alternating current increases, and a higher-performance cooling mechanism for the inverter is required.

本発明の目的は、ステータのコイルに供給される交番電流の周波数よりも高い周波数にてロータを回転させることができる電動機を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric motor capable of rotating a rotor at a frequency higher than the frequency of the alternating current supplied to the coil of the stator.

上記の目的を達成するために、本願の発明者等は、コイルへの通電に伴って形成される磁気回路に着目して検討を進めた。その結果、従来のようにロータとともに回転する回転軸の軸方向に対して直交する方向に広がる平面内にて閉じられた経路を磁束が流れるように磁気回路を形成するのではなく、少なくとも回転軸の軸方向及び径方向に磁束が流れるように磁気回路を形成すればよいことに気付いた。そして、このような磁気回路を形成するには、特定の形状を有するロータと、当該ロータを囲むように回転軸の周方向に等間隔に且つ互いに独立して配置された３つのコアとを備えるとともに、これら３つのコアの各々に巻き回されたコイルに対して互いに異なる位相を有する交番電流を供給すればよいという知見を得た。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。 In order to achieve the above object, the inventors of the present application have focused on a magnetic circuit formed by energizing a coil and proceeded with a study. As a result, instead of forming a magnetic circuit so that the magnetic flux flows in a closed path in a plane extending in a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft rotating with the rotor as in the conventional case, at least the rotating shaft I noticed that the magnetic circuit should be formed so that the magnetic flux flows in the axial direction and the radial direction of. Then, in order to form such a magnetic circuit, a rotor having a specific shape and three cores arranged so as to surround the rotor at equal intervals in the circumferential direction of the rotation axis and independently of each other are provided. At the same time, it was found that alternating currents having different phases should be supplied to the coils wound around each of these three cores. The present invention has been completed based on such findings.

本発明の電動機は、回転軸に配置されて前記回転軸とともに回転可能なロータと、前記ロータの周囲に配置され、前記ロータとの間に作用する電磁力によって前記ロータを回転させるステータとを備え、前記ステータは、前記ロータを回転させるための交番電流が流れるＵ相コイルと、前記Ｕ相コイルが巻き回され、前記Ｕ相コイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容するＵ相コアと、前記回転軸の周方向において前記Ｕ相コイルとは異なる位置に配置され、前記Ｕ相コイルを流れる交番電流とは異なる位相の交番電流が流れるＶ相コイルと、前記Ｖ相コイルが巻き回され、前記Ｖ相コイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容するとともに、前記Ｕ相コアから分離して配置されたＶ相コアと、前記回転軸の周方向において前記Ｕ相コイル及び前記Ｖ相コイルとは異なる位置に配置され、前記Ｕ相コイルを流れる交番電流及び前記Ｖ相コイルを流れる交番電流とは異なる位相の交番電流が流れるＷ相コイルと、前記Ｗ相コイルが巻き回され、前記Ｗ相コイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容するとともに、前記Ｕ相コア及び前記Ｖ相コアから分離して配置されたＷ相コアとを含み、前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルは、前記回転軸の周方向に等間隔に配置され、前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアは、それぞれ、前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルのうち対応するコイルが巻き回されるコイル巻回部と、前記コイル巻回部に巻き回された前記コイルの軸方向において前記コイル巻回部よりも一端側に位置して前記ロータに対向する一端側対向部と、前記コイル巻回部に巻き回された前記コイルの軸方向において前記コイル巻回部よりも他端側に位置して前記ロータに対向するとともに前記回転軸の軸方向において前記一端側対向部から離れて配置される他端側対向部とを含み、前記ロータは、前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容する磁性材料によって形成され、前記回転軸の外周面に沿って前記回転軸の周方向に延びるとともに前記回転軸の周方向において一端及び他端を有する第１周方向部と、前記第１周方向部から前記回転軸の軸方向に離れて配置され、前記回転軸の外周面に沿って前記回転軸の周方向に延びるとともに前記回転軸の周方向において一端及び他端を有する第２周方向部と、前記回転軸の軸方向に延びて、前記第１周方向部と前記第２周方向部を連結する軸方向連結部とを含み、前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルへの通電に起因して発生する磁束が前記ロータと前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアとの間に跨って形成される磁気回路を通過するように、前記ロータの回転位置に関わらず前記回転軸の軸方向及び径方向の何れかにおいて前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部に対向可能な長さを有し、前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルの各々を流れる交番電流の位相は互いに１２０度ずれており、前記Ｕ相コイルには、前記軸方向連結部が前記回転軸の周方向において前記Ｕ相コアと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給され、前記Ｖ相コイルには、前記軸方向連結部が前記回転軸の周方向において前記Ｖ相コアと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給され、前記Ｗ相コイルには、前記軸方向連結部が前記回転軸の周方向において前記Ｗ相コアと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給される。 The electric motor of the present invention includes a rotor arranged on a rotating shaft and rotatable together with the rotating shaft, and a stator arranged around the rotor and rotating the rotor by an electromagnetic force acting between the rotor. The stator allows the passage of a U-phase coil through which an alternating current for rotating the rotor flows and a magnetic flux generated by winding the U-phase coil and energizing the U-phase coil. The phase core, the V-phase coil arranged at a position different from the U-phase coil in the circumferential direction of the rotation axis, and the V-phase coil in which an alternating current having a phase different from the alternating current flowing through the U-phase coil flows, and the V-phase coil The V-phase core, which is wound and allows the passage of electric current generated by energization of the V-phase coil, and is arranged separately from the U-phase core, and the U in the circumferential direction of the rotation axis. A W-phase coil arranged at a position different from that of the phase coil and the V-phase coil, and an alternating current having a phase different from that of the alternating current flowing through the U-phase coil and the alternating current flowing through the V-phase coil, and the W-phase coil. Is wound around to allow the passage of electric current generated by energization of the W-phase coil, and includes the U-phase core and the W-phase core arranged separately from the V-phase core. The U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotation axis, and the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core are each the U-phase coil. A coil winding portion around which the corresponding coil of the V-phase coil and the W-phase coil is wound, and one end of the coil winding portion in the axial direction of the coil wound around the coil winding portion. One end side facing portion located on the side facing the rotor and the other end side facing the rotor in the axial direction of the coil wound around the coil winding portion and facing the rotor. The rotor also energizes the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil, including the other-side facing portion that is arranged away from the one-side facing portion in the axial direction of the rotating shaft. It is formed of a magnetic material that allows the passage of electric current generated due to the above, extends along the outer peripheral surface of the rotating shaft in the circumferential direction of the rotating shaft, and has one end and the other end in the circumferential direction of the rotating shaft. The one circumferential direction portion and the first circumferential direction portion are arranged apart from each other in the axial direction of the rotating shaft, and extend in the circumferential direction of the rotating shaft along the outer peripheral surface of the rotating shaft and in the circumferential direction of the rotating shaft. Has one end and the other end The first circumferential direction portion and the first circumferential direction portion include a second circumferential direction portion and an axial connecting portion that extends in the axial direction of the rotating shaft and connects the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion. In the two-circumferential direction portion, the magnetic current generated due to the energization of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil is generated between the rotor and the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core. The U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core in either the axial direction or the radial direction of the rotation axis regardless of the rotation position of the rotor so as to pass through the magnetic circuit formed across the space. The phase of the alternating current flowing through each of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil has a length that allows any of the above-mentioned one to face the one-side facing portion and the other-one facing portion. The U-phase coil is offset by 120 degrees from each other, and the alternating current is applied to the U-phase coil so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion is at the same position as the U-phase core in the circumferential direction of the rotating shaft. Is supplied, and an alternating current is supplied to the V-phase coil so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion is at the same position as the V-phase core in the circumferential direction of the rotating shaft. An alternating current is supplied to the W-phase coil so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion is at the same position as the W-phase core in the circumferential direction of the rotating shaft.

上記電動機においては、周方向に等間隔に配置されたＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとロータを利用して、少なくとも回転軸の軸方向及び径方向に磁束が流れるように磁気回路が形成される。そのため、ロータを交番電流の周波数よりも高い周波数にて回転させることができる。その理由は、以下のとおりである。 In the above motor, a magnetic circuit is used so that magnetic flux flows at least in the axial direction and the radial direction of the rotating shaft by using the U-phase core, the V-phase core, the W-phase core, and the rotor arranged at equal intervals in the circumferential direction. It is formed. Therefore, the rotor can be rotated at a frequency higher than the frequency of the alternating current. The reason is as follows.

先ず、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルへの交番電流の供給に伴って発生する磁束が通過する磁気回路について説明する。 First, a magnetic circuit through which a magnetic flux generated by supplying an alternating current to a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil passes will be described.

コイル巻回部に巻き回されたコイルに交番電流が供給されると、それに伴って発生する磁束が一方の対向部（一端側対向部及び他端側対向部の何れか）を通過し、当該一方の対向部に対して回転軸の径方向で対向する一方の周方向部（第１周方向部及び第２周方向部の何れか）からロータに入る。ロータに入ってきた磁束は、一方の周方向部から軸方向連結部に入った後、他方の周方向部を通過し、当該他方の周方向部に対して回転軸の径方向で対向する対向部であって上記一方の対向部と対を為す他方の対向部に入る。このようにして他方の対向部に入ってきた磁束は、コイル巻回部を通過した後、一方の対向部を再び通過する。つまり、上記電動機においては、コイルに交番電流が供給されることにより、少なくとも回転軸の軸方向及び径方向に磁束が流れるように、磁気回路が形成される。 When an alternating current is supplied to the coil wound around the coil winding portion, the magnetic flux generated by the alternating current passes through one facing portion (either one facing portion or the other facing portion), and the relevant magnetic flux is generated. The rotor is entered from one circumferential portion (either the first circumferential portion or the second circumferential portion) that faces the one facing portion in the radial direction of the rotation axis. The magnetic flux that has entered the rotor enters the axial connecting portion from one circumferential portion, passes through the other circumferential portion, and faces the other circumferential portion in the radial direction of the rotation axis. It is a part and enters the other facing part which is paired with the one facing part. The magnetic flux that has entered the other facing portion in this way passes through the coil winding portion and then passes through the one facing portion again. That is, in the above motor, the magnetic circuit is formed so that the magnetic flux flows at least in the axial direction and the radial direction of the rotating shaft by supplying the alternating current to the coil.

このような磁気回路は、ロータとコアの位置関係によって、その長さが変化する。具体的には、一方の周方向部のうち回転軸の径方向において一方の対向部に対向する部分（つまり、磁束が入ってくる部分）から軸方向連結部までの距離と、他方の周方向部のうち回転軸の径方向において他方の対向部に対向する部分（つまり、磁束が出てゆく部分）から軸方向連結部までの距離が長くなるほど、磁気回路全体の長さが長くなる。 The length of such a magnetic circuit changes depending on the positional relationship between the rotor and the core. Specifically, the distance from the portion of one circumferential portion facing the opposite portion in the radial direction of the rotation axis (that is, the portion where the magnetic flux enters) to the axial connecting portion and the other circumferential direction. The longer the distance from the portion of the portion facing the other opposing portion in the radial direction of the rotating shaft (that is, the portion where the magnetic flux is emitted) to the axially connecting portion, the longer the length of the entire magnetic circuit becomes.

このように磁気回路の長さが変化すると、磁気回路の磁気抵抗が変化する。具体的には、磁気回路の長さが長くなるほど、磁気回路の磁気抵抗が大きくなる。磁気回路の磁気抵抗は、ロータの軸方向連結部とコアが回転軸の周方向において同じ位置にあるときに最小となる。 When the length of the magnetic circuit changes in this way, the magnetic resistance of the magnetic circuit changes. Specifically, the longer the length of the magnetic circuit, the greater the reluctance of the magnetic circuit. The reluctance of the magnetic circuit is minimized when the axial connection of the rotor and the core are in the same position in the circumferential direction of the rotating shaft.

ここで、上記電動機では、磁気回路の磁気抵抗が最小となる位置にロータの軸方向連結部が存在する状態で電流値が極大又は極小となるようにコイルに交番電流が供給され、且つ、このように交番電流が供給されるコイルが巻き回されたコアが互いに分離された状態で回転軸の周方向に等間隔（つまり、周方向に１２０度の間隔）で配置されている。そのため、交番電流の位相が１８０度進む毎に、つまり、交番電流の電流値が極大から極小或いは極小から極大に変化する間にロータが１回転する。その結果、上記電動機においては、交番電流の周波数の２倍の周波数にてロータを回転させることができる。 Here, in the above electric motor, an alternating current is supplied to the coil so that the current value becomes maximum or minimum in a state where the axial connection portion of the rotor exists at a position where the magnetic resistance of the magnetic circuit is minimized, and this The cores around which the coils to which the alternating current is supplied are wound are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotation axis (that is, at intervals of 120 degrees in the circumferential direction) in a state where they are separated from each other. Therefore, every time the phase of the alternating current advances by 180 degrees, that is, the rotor makes one rotation while the current value of the alternating current changes from the maximum to the minimum or from the minimum to the maximum. As a result, in the above motor, the rotor can be rotated at a frequency twice the frequency of the alternating current.

上記電動機において、前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、前記回転軸の径方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアよりも内側に位置していてもよい。この場合、前記第１周方向部及び前記第２周方向部の一方は、当該径方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部の一方に対向しており、前記第１周方向部及び前記第２周方向部の他方は、当該径方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部の他方に対向していることが好ましい。 In the motor, the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion may be located inside the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core in the radial direction of the rotation shaft. .. In this case, one of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion has the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core having one end side facing portion and the said portion in the radial direction. The other of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion faces one of the other end side facing portions, and is any of the U phase core, the V phase core, and the W phase core in the radial direction. It is preferable that the portion facing the one end side and the other portion facing the other end side are opposed to each other.

このような態様においては、第１周方向部及び第２周方向部が回転軸の軸方向でＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアの各々に対してオーバーラップするので、回転軸の軸方向における電動機のサイズを小さくすることができる。 In such an embodiment, since the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion overlap each of the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core in the axial direction of the rotation axis, the axis of the rotation axis. The size of the motor in the direction can be reduced.

上記電動機において、前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、前記回転軸の軸方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの両側に位置していてもよい。この場合、前記第１周方向部及び前記第２周方向部の一方は、当該軸方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部の一方に対向しており、前記第１周方向部及び前記第２周方向部の他方は、当該軸方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部の他方に対向していることが好ましい。 In the electric motor, the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion may be located on both sides of the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core in the axial direction of the rotation axis. In this case, one of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion has the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core having one end side facing portion and the said portion in the axial direction. The other of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion faces one of the other end side facing portions, and is any of the U phase core, the V phase core, and the W phase core in the axial direction. It is preferable that the portion facing the one end side and the other portion facing the other end side are opposed to each other.

このような態様においては、第１周方向部及び第２周方向部が回転軸の径方向でＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアの各々に対してオーバーラップするので、回転軸の径方向における電動機のサイズを小さくすることができる。 In such an embodiment, since the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion overlap each of the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core in the radial direction of the rotation shaft, the diameter of the rotation shaft The size of the motor in the direction can be reduced.

上記電動機において、好ましくは、前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、それぞれ、前記回転軸の軸方向に積層された複数の電磁鋼板によって形成されている。 In the electric motor, preferably, the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion are each formed of a plurality of electromagnetic steel sheets laminated in the axial direction of the rotation shaft.

このような態様においては、第１周方向部及び第２周方向部の各々を回転軸の周方向に磁束が流れるときの渦電流の発生を抑制することができる。 In such an embodiment, it is possible to suppress the generation of eddy current when the magnetic flux flows in the circumferential direction of the rotation axis in each of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion.

上記電動機において、好ましくは、前記軸方向連結部は、前記回転軸の軸方向に対して直交する方向に積層された複数の電磁鋼板によって形成されている。 In the motor, preferably, the axial connecting portion is formed of a plurality of electromagnetic steel sheets laminated in a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft.

このような態様においては、軸方向連結部を回転軸の軸方向に磁束が流れるときの渦電流の発生を抑制することができる。 In such an embodiment, it is possible to suppress the generation of eddy current when the magnetic flux flows in the axial direction of the rotating shaft through the axial connecting portion.

上記電動機において、好ましくは、前記第１周方向部、前記第２周方向部及び前記軸方向連結部は互いに独立しており、前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、それぞれ、少なくとも一部が前記回転軸の外周面に接する接触部を有しており、前記接触部には、前記回転軸の径方向内側に向かって開口するとともに前記回転軸の軸方向に延びて前記軸方向連結部の一部が嵌め込まれる溝が形成されており、前記軸方向連結部は、その一部が前記回転軸の外周面に開口して前記回転軸の軸方向に延びる溝に嵌め込まれた状態で前記第１周方向部及び前記第２周方向部の各々によって前記回転軸の径方向外側から押え込まれることにより、前記回転軸とともに回転可能となるように前記回転軸に固定されている。 In the electric motor, preferably, the first circumferential direction portion, the second circumferential direction portion, and the axial connecting portion are independent of each other, and the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion are respectively. At least a part of the contact portion has a contact portion in contact with the outer peripheral surface of the rotary shaft, and the contact portion opens inward in the radial direction of the rotary shaft and extends in the axial direction of the rotary shaft. A groove is formed in which a part of the directional connecting portion is fitted, and the axial connecting portion is fitted in a groove in which a part of the axial connecting portion opens on the outer peripheral surface of the rotating shaft and extends in the axial direction of the rotating shaft. In this state, each of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion is pressed from the radial outside of the rotation shaft, so that the rotation shaft is fixed to the rotation shaft so as to be rotatable together with the rotation shaft. ..

このような態様においては、軸方向連結部の一部が回転軸の外周面に形成された溝に嵌め込まれた状態で、軸方向連結部の他の一部が第１周方向部及び第２周方向部の各々に形成された溝に嵌め込まれることにより、ロータが回転軸に対してその周方向に相対移動するのを規制することができる。また、軸方向連結部を機械要素であるキーとして利用することにより、第１周方向部及び第２周方向部が回転軸に対してその周方向に相対移動するのを規制することができる。 In such an embodiment, while a part of the axial connecting portion is fitted into the groove formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft, the other part of the axial connecting portion is the first circumferential direction portion and the second peripheral direction portion. By fitting into the grooves formed in each of the circumferential portions, it is possible to restrict the rotor from moving relative to the rotation axis in the circumferential direction. Further, by using the axial connection portion as a key which is a mechanical element, it is possible to regulate the relative movement of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion in the circumferential direction with respect to the rotation axis.

また、第１周方向部、第２周方向部及び軸方向連結部が互いに分離しているので、ロータが複雑な形状であっても容易に形成することができる。 Further, since the first circumferential direction portion, the second circumferential direction portion, and the axial connection portion are separated from each other, even if the rotor has a complicated shape, it can be easily formed.

上記電動機において、前記回転軸が磁性材料によって形成されていてもよい。この場合、好ましくは、前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、それぞれ、前記回転軸の周方向の両端部分が前記回転軸の径方向において前記回転軸の外周面から離れて位置することによって前記回転軸の外周面との間に隙間を形成している。 In the motor, the rotating shaft may be formed of a magnetic material. In this case, preferably, both ends of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion of the rotary shaft in the circumferential direction are located apart from the outer peripheral surface of the rotary shaft in the radial direction of the rotary shaft. By doing so, a gap is formed between the rotating shaft and the outer peripheral surface.

このような態様においては、回転軸を利用してロータに突極性を持たせることができる。この突極性は、発生トルクの向上や脈動の抑制を可能にする。具体的に、前記ロータとステータとの間の空隙中の磁場変化がトルクを生じさせるので、前記ロータが突極性を有すること、つまり前記空隙の形状を周方向に変化させる形状を有すること、は発生トルクの制御を容易にしてその向上を可能にし、また脈動を抑制する設計を可能にする。 In such an embodiment, the rotating shaft can be used to give the rotor polarity. This salient pole makes it possible to improve the generated torque and suppress pulsation. Specifically, since the change in the magnetic field in the gap between the rotor and the stator generates torque, the rotor has a salient polarity, that is, the shape of the gap is changed in the circumferential direction. It facilitates the control of the generated torque, enables its improvement, and enables a design that suppresses pulsation.

上記電動機において、前記回転軸が非磁性材料によって形成されていてもよい。 In the motor, the rotating shaft may be made of a non-magnetic material.

このような態様においては、回転軸の軽量化を実現することができるので、回転軸が磁性材料からなる場合よりも回転軸の回転に必要な電力を少なくすることができる。 In such an embodiment, the weight of the rotating shaft can be reduced, so that the electric power required for the rotation of the rotating shaft can be reduced as compared with the case where the rotating shaft is made of a magnetic material.

本発明の電動機によれば、ステータのコイルに供給される交番電流の周波数よりも高い周波数にてロータを回転させることができる。 According to the motor of the present invention, the rotor can be rotated at a frequency higher than the frequency of the alternating current supplied to the coil of the stator.

本発明の実施の形態による電動機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electric motor by embodiment of this invention. 図１に示す電動機において回転軸を取り除いた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the rotating shaft in the motor shown in FIG. 本発明の実施の形態による電動機を回転軸の軸方向から見たときのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core, and a W-phase core when the electric motor according to the embodiment of the present invention is viewed from the axial direction of the rotating shaft. 図３におけるＩＶ−ＩＶ方向に相当する断面を示す説明図であって、Ｕ相コアとロータとの間に形成される磁気回路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross section corresponding to the IV-IV direction in FIG. 3, and is explanatory drawing which shows the magnetic circuit formed between the U-phase core and a rotor. Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの各々に供給される交番電流の位相と振幅との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the phase and the amplitude of the alternating current supplied to each of a U-phase coil, a V-phase coil and a W-phase coil. 図５に示す位相Ｐ０でのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core, and a W-phase core in the phase P0 shown in FIG. 図５に示す位相Ｐ１でのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core, and a W-phase core in the phase P1 shown in FIG. 図５に示す位相Ｐ２でのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core, and a W-phase core in the phase P2 shown in FIG. 図５に示す位相Ｐ３でのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core, and a W-phase core in the phase P3 shown in FIG. 図５に示す位相Ｐ４でのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core, and a W-phase core in the phase P4 shown in FIG. 図５に示す位相Ｐ５でのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core and a W-phase core in the phase P5 shown in FIG. 図５に示す位相Ｐ６でのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core and a W-phase core in the phase P6 shown in FIG. 本発明の実施の形態の変形例１に係る電動機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electric motor which concerns on the modification 1 of the Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例２に係る電動機を回転軸の軸方向から見たときのロータとＵ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアとの位置関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the positional relationship between a rotor and a U-phase core, a V-phase core, and a W-phase core when the electric motor according to the second modification of the embodiment of the present invention is viewed from the axial direction of the rotating shaft. 図１４におけるＸＶ−ＸＶ方向に相当する断面を示す説明図であって、Ｕ相コアとロータとの間に形成される磁気回路を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory view showing a cross section corresponding to the XV-XV direction in FIG. 14, and is an explanatory view showing a magnetic circuit formed between a U-phase core and a rotor. 本発明の実施の形態の変形例３に係る電動機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electric motor which concerns on the modification 3 of the Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例３に係る電動機を構成するロータの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the rotor which comprises the electric motor which concerns on the modification 3 of the Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の変形例３に係る電動機を示す斜視図であって、当該電動機を構成するロータが図１６に示す回転軸とは異なる回転軸に固定された状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electric motor which concerns on the modification 3 of the Embodiment of this invention, and is the perspective view which shows the state which the rotor which comprises the electric motor is fixed to the rotating shaft different from the rotating shaft shown in FIG. ..

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１及び図２を参照しながら、本発明の実施の形態による電動機１０について説明する。図１は、電動機１０の斜視図である。図２は、図１に示す電動機１０において回転軸２０を取り除いた状態を示す斜視図である。 The electric motor 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view of the electric motor 10. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the rotating shaft 20 is removed from the motor 10 shown in FIG.

電動機１０は、ロータ３０と、ステータ４０とを備える。以下、これらについて説明する。 The electric motor 10 includes a rotor 30 and a stator 40. These will be described below.

ロータ３０は、回転軸２０に配置されて、回転軸２０とともに回転する。ロータ３０は、後述するコイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容する磁性材料によって形成されている。本実施の形態では、ロータ３０は、圧粉鉄心からなる。なお、回転軸２０は、非磁性材料によって形成されている。 The rotor 30 is arranged on the rotating shaft 20 and rotates together with the rotating shaft 20. The rotor 30 is made of a magnetic material that allows the passage of magnetic flux generated due to the energization of the coil, which will be described later. In the present embodiment, the rotor 30 is made of a dust core. The rotating shaft 20 is made of a non-magnetic material.

ロータ３０は、第１周方向部３２と、第２周方向部３４と、軸方向連結部３６とを含む。以下、これらについて説明する。 The rotor 30 includes a first circumferential direction portion 32, a second circumferential direction portion 34, and an axial connecting portion 36. These will be described below.

第１周方向部３２及び第２周方向部３４は、それぞれ、回転軸２０の外周面に沿って回転軸２０の周方向に略一定の断面形状（本実施の形態では、矩形形状）で延びる。第１周方向部３２及び第２周方向部３４は、それぞれ、回転軸２０の周方向において一端及び他端を有する。別の表現をすれば、第１周方向部３２及び第２周方向部３４は、何れも、円環の一部を切り欠いた形状を有している。このような形状を有する第１周方向部３２及び第２周方向部３４においては、環状の磁路が分断されている。第１周方向部３２及び第２周方向部３４は、それぞれ、回転軸２０の周方向において半周以上の長さに亘って延びるように形成されている。第１周方向部３２及び第２周方向部３４は、回転軸２０の周方向において互いに同じ長さを有している。第１周方向部３２の一端は、回転軸２０の周方向において、第２周方向部３４の一端と同じ位置にある。第１周方向部３２の他端は、回転軸２０の周方向において、第２周方向部３４の他端と同じ位置にある。第２周方向部３４は、第１周方向部３２から回転軸２０の軸方向に離れて配置されている。第１周方向部３２及び第２周方向部３４は、互いに同じ大きさ及び形状を有している。 The first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34 each extend along the outer peripheral surface of the rotary shaft 20 in a substantially constant cross-sectional shape (rectangular shape in the present embodiment) in the circumferential direction of the rotary shaft 20. .. The first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34 have one end and the other end in the circumferential direction of the rotating shaft 20, respectively. In other words, both the first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34 have a shape in which a part of the annulus is cut out. In the first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34 having such a shape, the annular magnetic path is divided. The first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34 are each formed so as to extend over a length of half a circumference or more in the circumferential direction of the rotation shaft 20. The first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34 have the same length in the circumferential direction of the rotating shaft 20. One end of the first circumferential direction portion 32 is at the same position as one end of the second circumferential direction portion 34 in the circumferential direction of the rotation shaft 20. The other end of the first circumferential direction portion 32 is at the same position as the other end of the second circumferential direction portion 34 in the circumferential direction of the rotating shaft 20. The second circumferential direction portion 34 is arranged apart from the first circumferential direction portion 32 in the axial direction of the rotation shaft 20. The first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34 have the same size and shape as each other.

軸方向連結部３６は、回転軸２０の軸方向に略一定の断面形状（本実施の形態では、略矩形形状）で延びて、第１周方向部３２と第２周方向部３４を連結する。本実施の形態では、軸方向連結部３６は、第１周方向部３２と第２周方向部３４に対して一体的に形成されている。 The axial connecting portion 36 extends in the axial direction of the rotating shaft 20 with a substantially constant cross-sectional shape (in the present embodiment, a substantially rectangular shape) to connect the first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34. .. In the present embodiment, the axial connecting portion 36 is integrally formed with the first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34.

ここで、第１周方向部３２は、軸方向連結部３６の軸方向一端部分のうち回転軸２０の径方向外側の端面に接続されている。第１周方向部３２は、当該端面から回転軸２０の径方向外側に向かって突出している。第１周方向部３２のうち回転軸２０の周方向中央部分が軸方向連結部３６に接続されている。 Here, the first circumferential direction portion 32 is connected to the radial outer end surface of the rotating shaft 20 in the axial end portion of the axial connecting portion 36. The first circumferential direction portion 32 projects from the end face toward the outside in the radial direction of the rotating shaft 20. Of the first circumferential direction portion 32, the circumferential central portion of the rotating shaft 20 is connected to the axial connecting portion 36.

また、第２周方向部３４は、軸方向連結部３６の軸方向他端部分のうち回転軸２０の径方向外側の端面に接続されている。第２周方向部３４は、当該端面から回転軸２０の径方向外側に向かって突出している。第２周方向部３４のうち回転軸２０の周方向中央部分が軸方向連結部３６に接続されている。 Further, the second circumferential direction portion 34 is connected to the radial outer end surface of the rotating shaft 20 in the other end portion in the axial direction of the axial connecting portion 36. The second circumferential direction portion 34 projects from the end face toward the outside in the radial direction of the rotating shaft 20. Of the second circumferential portion 34, the circumferential central portion of the rotating shaft 20 is connected to the axial connecting portion 36.

なお、第１周方向部３２、第２周方向部３４及び軸方向連結部３６の各々の断面は、後述する磁束がロータ３０を通過するときに部分的な磁気飽和が生じるのを回避するように、同程度の大きさで形成される。 The cross sections of the first circumferential direction portion 32, the second circumferential direction portion 34, and the axial connecting portion 36 are designed to avoid partial magnetic saturation when the magnetic flux described later passes through the rotor 30. In addition, it is formed in the same size.

ステータ４０は、ロータ３０の周囲に配置され、ロータ３０との間に作用する電磁力によってロータ３０を回転させる。ステータ４０は、例えば、図示しないハウジングに収容された状態で当該ハウジングに固定される。ステータ４０は、Ｕ相コイル４２Ｕと、Ｕ相コア４４Ｕと、Ｖ相コイル４２Ｖと、Ｖ相コア４４Ｖと、Ｗ相コイル４２Ｗと、Ｗ相コア４４Ｗとを含む。 The stator 40 is arranged around the rotor 30 and rotates the rotor 30 by an electromagnetic force acting between the stator 40 and the rotor 30. The stator 40 is fixed to the housing, for example, in a state of being housed in a housing (not shown). The stator 40 includes a U-phase coil 42U, a U-phase core 44U, a V-phase coil 42V, a V-phase core 44V, a W-phase coil 42W, and a W-phase core 44W.

Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗは、回転軸２０の周方向に等間隔に配置されている。別の表現をすれば、Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗは、回転軸２０の周方向において互いに異なる位置に配置されている。 The U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating shaft 20. In other words, the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W are arranged at different positions in the circumferential direction of the rotating shaft 20.

Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗの各々には、ロータ３０を回転させるための交番電流が流れる。Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗの各々を流れる交番電流の位相は互いに１２０度ずれている。つまり、Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗの各々を流れる交番電流は、互いに異なる位相を有している。なお、Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗの各々を流れる交番電流の詳細については、後述する。 An alternating current for rotating the rotor 30 flows through each of the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W. The phases of the alternating currents flowing through the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W are 120 degrees out of phase with each other. That is, the alternating currents flowing through the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W each have different phases. The details of the alternating current flowing through each of the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W will be described later.

Ｕ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗは、回転軸２０の周方向に等間隔に配置されている。別の表現をすれば、Ｕ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗは、互いに分離して配置されている。 The U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating shaft 20. In other words, the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W are arranged separately from each other.

Ｕ相コア４４Ｕには、Ｕ相コイル４２Ｕが巻き回されている。Ｕ相コア４４Ｕは、Ｕ相コイル４２Ｕへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容する。 A U-phase coil 42U is wound around the U-phase core 44U. The U-phase core 44U allows the passage of magnetic flux generated by energization of the U-phase coil 42U.

Ｖ相コア４４Ｖには、Ｖ相コイル４２Ｖが巻き回されている。Ｖ相コア４４Ｖは、Ｖ相コイル４２Ｖへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容する。 A V-phase coil 42V is wound around the V-phase core 44V. The V-phase core 44V allows the passage of magnetic flux generated by energization of the V-phase coil 42V.

Ｗ相コア４４Ｗには、Ｗ相コイル４２Ｗが巻き回されている。Ｗ相コア４４Ｗは、Ｗ相コイル４２Ｗへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容する。 A W-phase coil 42W is wound around the W-phase core 44W. The W-phase core 44W allows the passage of magnetic flux generated by energization of the W-phase coil 42W.

Ｕ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗは、それぞれ、コイル巻回部４４１と、一端側対向部４４２と、他端側対向部４４３とを含む。以下、これらについて説明する。 The U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W each include a coil winding portion 441, one end side facing portion 442, and the other end side facing portion 443, respectively. These will be described below.

コイル巻回部４４１には、Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗのうち対応するコイルが巻き回されている。コイル巻回部４４１は、回転軸２０の軸方向に略一定の矩形断面でストレートに延びている。 A coil of the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W is wound around the coil winding portion 441. The coil winding portion 441 extends straight in the axial direction of the rotating shaft 20 with a substantially constant rectangular cross section.

一端側対向部４４２は、コイル巻回部４４１に巻き回されたコイルの軸方向においてコイル巻回部４４１よりも一端側に位置してロータ３０に対向する。一端側対向部４４２は、コイル巻回部４４１の一端から径方向内側に延び出している。一端側対向部４４２は、本体部４４２１と先端部４４２２とを含む。 The one-end side facing portion 442 is located on one end side of the coil winding portion 441 in the axial direction of the coil wound around the coil winding portion 441 and faces the rotor 30. The one-end side facing portion 442 extends radially inward from one end of the coil winding portion 441. One end side facing portion 442 includes a main body portion 4421 and a tip end portion 4422.

本体部４４２１は、コイル巻回部４４１の一端から径方向内側に向かって略一定の矩形断面でストレートに延びている。先端部４４２２は、本体部４４２１の先端に設けられている。先端部４４２２は、回転軸２０の外周面に沿って回転軸２０の周方向に延びている。先端部４４２２は、本体部４４２１から回転軸２０の周方向両側に突出するように延びている。 The main body portion 4421 extends straight from one end of the coil winding portion 441 toward the inside in the radial direction with a substantially constant rectangular cross section. The tip portion 4422 is provided at the tip of the main body portion 4421. The tip portion 4422 extends in the circumferential direction of the rotating shaft 20 along the outer peripheral surface of the rotating shaft 20. The tip portion 4422 extends from the main body portion 4421 so as to project from both sides of the rotating shaft 20 in the circumferential direction.

他端側対向部４４３は、コイル巻回部４４１に巻き回されたコイルの軸方向においてコイル巻回部４４１よりも他端側に位置してロータ３０に対向する。他端側対向部４４３は、回転軸２０の軸方向において一端側対向部４４２から離れて配置されている。他端側対向部４４３は、コイル巻回部４４１の他端から回転軸２０の径方向内側に延び出している。他端側対向部４４３は、本体部４４３１と先端部４４３２とを含む。 The other end side facing portion 443 is located on the other end side of the coil winding portion 441 in the axial direction of the coil wound around the coil winding portion 441 and faces the rotor 30. The other end side facing portion 443 is arranged away from the one end side facing portion 442 in the axial direction of the rotating shaft 20. The other end side facing portion 443 extends radially inward from the other end of the coil winding portion 441 of the rotating shaft 20. The other end side facing portion 443 includes a main body portion 4431 and a tip portion 4432.

本体部４４３１は、コイル巻回部４４１の他端から径方向内側に向かって略一定の矩形断面でストレートに延びている。先端部４４３２は、本体部４４３１の先端に設けられている。先端部４４３２は、回転軸２０の外周面に沿って回転軸２０の周方向に延びている。先端部４４３２は、本体部４４３１から回転軸２０の周方向両側に突出するように延びている。 The main body portion 4431 extends straight from the other end of the coil winding portion 441 toward the inside in the radial direction with a substantially constant rectangular cross section. The tip portion 4432 is provided at the tip of the main body portion 4431. The tip portion 4432 extends in the circumferential direction of the rotating shaft 20 along the outer peripheral surface of the rotating shaft 20. The tip portion 4432 extends from the main body portion 4431 so as to project from both sides of the rotating shaft 20 in the circumferential direction.

ここで、第１周方向部３２及び第２周方向部３４は、回転軸２０の径方向においてＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗよりも内側に位置するとともに当該径方向においてＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する一端側対向部４４２及び他端側対向部４４３に対向している。具体的には、第１周方向部３２が一端側対向部４４２に対して回転軸２０の径方向で対向しており、第２周方向部３４が他端側対向部４４３に対して回転軸の径方向で対向している。第１周方向部３２は、一端側対向部４４２に対して回転軸２０の径方向で対向するとともに一端側対向部４４２における対向面との間に所定の隙間を形成する外周面３２０を有している。第２周方向部３４は、他端側対向部４４３に対して回転軸２０の径方向で対向するとともに他端側対向部４４３における対向面との間に所定の隙間を形成する外周面３４０を有している。 Here, the first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34 are located inside the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W in the radial direction of the rotating shaft 20, and are located in the radial direction. It faces one end side facing portion 442 and the other end side facing portion 443 of any one of the U phase core 44U, the V phase core 44V, and the W phase core 44W. Specifically, the first circumferential direction portion 32 faces the one end side facing portion 442 in the radial direction of the rotation shaft 20, and the second circumferential direction portion 34 faces the other end side facing portion 443. Facing each other in the radial direction of. The first circumferential direction portion 32 has an outer peripheral surface 320 that faces the one end side facing portion 442 in the radial direction of the rotation shaft 20 and forms a predetermined gap with the facing surface of the one end side facing portion 442. ing. The second circumferential direction portion 34 has an outer peripheral surface 340 that faces the other end side facing portion 443 in the radial direction of the rotation shaft 20 and forms a predetermined gap with the facing surface of the other end side facing portion 443. Have.

また、第１周方向部３２及び第２周方向部３４は、Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗに交番電流が供給されることで発生する磁束がロータ３０とＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗとの間に跨って形成される磁気回路を通過するように、ロータ３０の回転位置に関わらず回転軸２０の径方向においてＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する一端側対向部４４２及び他端側対向部４４３に対向可能な長さを有している。具体的には、第１周方向部３２はＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する一端側対向部４４２に対して回転軸２０の径方向で対向可能な長さを有しており、第２周方向部３４がＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する他端側対向部４４３に対して回転軸の径方向で対向可能な長さを有している。 Further, in the first circumferential direction portion 32 and the second circumferential direction portion 34, the magnetic flux generated by supplying the alternating current to the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W is the rotor 30 and the U-phase core. U-phase core 44U, V-phase in the radial direction of the rotating shaft 20 regardless of the rotation position of the rotor 30 so as to pass through the magnetic circuit formed across the 44U, V-phase core 44V and W-phase core 44W. It has a length capable of facing one end side facing portion 442 and the other end side facing portion 443 possessed by either the core 44V or the W phase core 44W. Specifically, the first circumferential direction portion 32 has a length capable of facing the one end side facing portion 442 of any of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W in the radial direction of the rotation shaft 20. The second circumferential direction portion 34 can face the other end side facing portion 443 of any of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W in the radial direction of the rotation axis. Has a long length.

また、Ｕ相コイル４２Ｕには、ロータ３０の軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＵ相コア４４Ｕと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給される。ここで、軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＵ相コア４４Ｕと同じ位置にある状態とは、軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＵ相コア４４Ｕが有するコイル巻回部４４１と同じ位置にある状態をいう。 Further, an alternating current is supplied to the U-phase coil 42U so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion 36 of the rotor 30 is at the same position as the U-phase core 44U in the circumferential direction of the rotating shaft 20. Will be done. Here, the state in which the axial connecting portion 36 is at the same position as the U-phase core 44U in the circumferential direction of the rotating shaft 20 means that the axial connecting portion 36 has the coil winding of the U-phase core 44U in the circumferential direction of the rotating shaft 20. It means the state where it is in the same position as the rotation part 441.

また、Ｖ相コイル４２Ｖには、ロータ３０の軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＶ相コア４４Ｖと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給される。ここで、軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＶ相コア４４Ｖと同じ位置にある状態とは、軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＶ相コア４４Ｖが有するコイル巻回部４４１と同じ位置にある状態をいう。 Further, an alternating current is supplied to the V-phase coil 42V so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion 36 of the rotor 30 is at the same position as the V-phase core 44V in the circumferential direction of the rotating shaft 20. Will be done. Here, the state in which the axial connecting portion 36 is at the same position as the V-phase core 44V in the circumferential direction of the rotating shaft 20 means that the axial connecting portion 36 has the coil winding of the V-phase core 44V in the circumferential direction of the rotating shaft 20. It means the state where it is in the same position as the rotation part 441.

また、Ｗ相コイル４２Ｗには、ロータ３０の軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＷ相コア４４Ｗと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給される。ここで、軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＷ相コア４４Ｗと同じ位置にある状態とは、軸方向連結部３６が回転軸２０の周方向においてＷ相コア４４Ｗが有するコイル巻回部４４１と同じ位置にある状態をいう。 Further, an alternating current is supplied to the W-phase coil 42W so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion 36 of the rotor 30 is at the same position as the W-phase core 44W in the circumferential direction of the rotating shaft 20. Will be done. Here, the state in which the axial connecting portion 36 is at the same position as the W-phase core 44W in the circumferential direction of the rotating shaft 20 means that the axial connecting portion 36 has the coil winding of the W-phase core 44W in the circumferential direction of the rotating shaft 20. It means the state where it is in the same position as the rotation part 441.

図３及び図４を参照しながら、電動機１０においてロータ３０とステータ４０との間に跨って形成される磁気回路について説明する。図３は、電動機１０を回転軸２０の軸方向から見たときのロータ３０とＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗとの位置関係を示す模式図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ方向に相当する断面を示す説明図であって、Ｕ相コア４４Ｕとロータ３０との間に形成される磁気回路を示す説明図である。なお、図４では、Ｕ相コア４４Ｕに巻き回されたＵ相コイル４２Ｕも図示している。 A magnetic circuit formed between the rotor 30 and the stator 40 in the motor 10 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a schematic view showing the positional relationship between the rotor 30 and the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W when the electric motor 10 is viewed from the axial direction of the rotating shaft 20. FIG. 4 is an explanatory view showing a cross section corresponding to the IV-IV direction in FIG. 3, and is an explanatory view showing a magnetic circuit formed between the U-phase core 44U and the rotor 30. Note that FIG. 4 also shows a U-phase coil 42U wound around the U-phase core 44U.

以下、Ｕ相コイル４２Ｕに交番電流を供給したときにロータ３０とＵ相コア４４Ｕとの間に形成される磁気回路について説明するが、Ｖ相コイル４２Ｖに交番電流を供給したときにロータ３０とＶ相コア４４Ｖとの間に形成される磁気回路や、Ｗ相コイル４２Ｗに交番電流を供給したときにロータ３０とＷ相コア４４Ｗとの間に形成される磁気回路については、Ｕ相コイル４２Ｕへの通電に起因して形成される磁気回路と同様であるから、それらの詳細な説明については省略する。 Hereinafter, the magnetic circuit formed between the rotor 30 and the U-phase core 44U when the alternating current is supplied to the U-phase coil 42U will be described. Regarding the magnetic circuit formed between the V-phase core 44V and the magnetic circuit formed between the rotor 30 and the W-phase core 44W when an alternating current is supplied to the W-phase coil 42W, the U-phase coil 42U Since it is the same as the magnetic circuit formed by energizing the coil, detailed description thereof will be omitted.

先ず、Ｕ相コイル４２Ｕに交番電流が供給されると、磁束が発生する。当該磁束は、Ｕ相コイル４２Ｕが巻き回されたコイル巻回部４４１（Ｕ相コア４４Ｕが有するコイル巻回部４４１）を通過した後、一方の対向部（一端側対向部４４２及び他端側対向部４４３）からロータ３０に入る。具体的には、ロータ３０のうち一方の対向部に対して回転軸２０の径方向で対向する一方の周方向部（第１周方向部３２及び第２周方向部３４の何れか）からロータ３０に入る。このようにしてロータ３０に入ってきた磁束は、一方の周方向部から軸方向連結部３６に入った後、他方の周方向部を通過して、Ｕ相コア４４Ｕに戻る。具体的には、当該他方の周方向部に対して回転軸２０の径方向で対向する対向部であって上記一方の対向部と対を為す他方の対向部に入る。このようにして他方の対向部に入ってきた磁束は、Ｕ相コア４４Ｕが有するコイル巻回部４４１を再び通過する。つまり、電動機１０においては、Ｕ相コイル４２Ｕに交番電流が供給されることにより、少なくとも回転軸２０の軸方向及び径方向に磁束が流れるように、磁気回路が形成される。 First, when an alternating current is supplied to the U-phase coil 42U, a magnetic flux is generated. The magnetic flux passes through the coil winding portion 441 (the coil winding portion 441 of the U-phase core 44U) around which the U-phase coil 42U is wound, and then one of the opposing portions (one end side facing portion 442 and the other end side). Enter the rotor 30 from the facing portion 443). Specifically, the rotor starts from one circumferential portion (either the first circumferential portion 32 or the second circumferential portion 34) facing the one facing portion of the rotor 30 in the radial direction of the rotating shaft 20. Enter 30. The magnetic flux that has entered the rotor 30 in this way enters the axial connecting portion 36 from one circumferential portion, passes through the other circumferential portion, and returns to the U-phase core 44U. Specifically, it enters the other facing portion that is opposed to the other circumferential portion in the radial direction of the rotation shaft 20 and is paired with the one facing portion. The magnetic flux that has entered the other facing portion in this way passes through the coil winding portion 441 of the U-phase core 44U again. That is, in the motor 10, the magnetic circuit is formed so that the magnetic flux flows at least in the axial direction and the radial direction of the rotating shaft 20 by supplying the alternating current to the U-phase coil 42U.

このようなＵ相コイル４２Ｕへの通電に起因して形成される磁気回路は、ロータ３０とＵ相コア４４の位置関係によって、その長さが変化する。具体的には、一方の周方向部のうち回転軸２０の径方向において一方の対向部に対向する部分（つまり、磁束が入ってくる部分）から軸方向連結部３６までの距離（つまり、回転軸２０の周方向での距離）と、他方の周方向部のうち回転軸２０の径方向において他方の対向部に対向する部分（つまり、磁束が出てゆく部分）から軸方向連結部３６までの距離（つまり、回転軸２０の周方向での距離）が長くなるほど、磁気回路全体の長さが長くなる。 The length of the magnetic circuit formed by energizing the U-phase coil 42U changes depending on the positional relationship between the rotor 30 and the U-phase core 44. Specifically, the distance (that is, rotation) from the portion of one circumferential portion facing the one facing portion in the radial direction of the rotating shaft 20 (that is, the portion where the magnetic flux enters) to the axial connecting portion 36 (that is, rotation). From the circumferential distance of the shaft 20) and the portion of the other circumferential portion that faces the other opposing portion in the radial direction of the rotating shaft 20 (that is, the portion where the magnetic flux is emitted) to the axial connecting portion 36. The longer the distance (that is, the distance in the circumferential direction of the rotating shaft 20), the longer the length of the entire magnetic circuit.

このように磁気回路の長さが変化すると、磁気回路の磁気抵抗が変化する。具体的には、磁気回路の長さが長くなるほど、磁気回路の磁気抵抗が大きくなる。磁気回路の磁気抵抗は、ロータ３０の軸方向連結部３６とＵ相コア４４Ｕのコイル巻回部４４１とが回転軸２０の周方向において同じ位置にあるときに最小となる。 When the length of the magnetic circuit changes in this way, the magnetic resistance of the magnetic circuit changes. Specifically, the longer the length of the magnetic circuit, the greater the reluctance of the magnetic circuit. The magnetic resistance of the magnetic circuit is minimized when the axial connecting portion 36 of the rotor 30 and the coil winding portion 441 of the U-phase core 44U are at the same position in the circumferential direction of the rotating shaft 20.

ここで、電動機１０では、磁気回路の磁気抵抗が最小となる位置にロータ３０の軸方向連結部３６が存在する状態で電流値が極大又は極小となるようにＵ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗの各々に交番電流が供給され、且つ、このように交番電流が供給されるＵ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗが巻き回されたＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗが互いに分離された状態で回転軸２０の周方向に等間隔（つまり、周方向に１２０度の間隔）で配置されている。そのため、交番電流の位相が１８０度進む毎に、つまり、交番電流の電流値が極大から極小或いは極小から極大に変化する間にロータ３０が１回転する。その結果、電動機１０においては、交番電流の周波数の２倍の周波数にてロータ３０を回転させることができる。 Here, in the electric motor 10, the U-phase coil 42U and the V-phase coil 42V are used so that the current value is maximized or minimized when the axial connecting portion 36 of the rotor 30 is present at the position where the magnetic resistance of the magnetic circuit is minimized. Alternating current is supplied to each of the W-phase coil 42W and the U-phase core 44U, V around which the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W to which the alternating current is supplied are wound. The phase core 44V and the W phase core 44W are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating shaft 20 (that is, at intervals of 120 degrees in the circumferential direction) in a state where the phase core 44V and the W phase core 44W are separated from each other. Therefore, every time the phase of the alternating current advances by 180 degrees, that is, the rotor 30 makes one rotation while the current value of the alternating current changes from the maximum to the minimum or from the minimum to the maximum. As a result, in the electric motor 10, the rotor 30 can be rotated at a frequency twice the frequency of the alternating current.

図５〜図１２を参照しながら、電動機１０において交番電流の周波数の２倍の周波数にてロータ３０を回転させることができる理由について、もう少し詳しく説明する。図５は、Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗの各々に供給される交番電流の位相と振幅との関係を示すグラフである。図６〜図１２は、それぞれ、図５に示す位相Ｐ０〜Ｐ６でのロータ３０とＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗとの位置関係を示す模式図である。 With reference to FIGS. 5 to 12, the reason why the rotor 30 can be rotated at a frequency twice the frequency of the alternating current in the electric motor 10 will be described in a little more detail. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the phase and the amplitude of the alternating current supplied to each of the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W. 6 to 12 are schematic views showing the positional relationship between the rotor 30 and the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W in the phases P0 to P6 shown in FIG. 5, respectively.

位相Ｐ０（図５参照）では、Ｕ相コイル４２Ｕに供給される交番電流の電流値が極大値であり、図６に示す位置にてロータ３０が安定する。位相Ｐ０よりも３０度進んだ位相である位相Ｐ１（図５参照）では、Ｗ相コイル４２Ｗに供給される交番電流の電流値がゼロであり、図７に示す位置にてロータ３０が安定する。位相Ｐ１よりも３０度進んだ位相である位相Ｐ２（図５参照）では、Ｖ相コイル４２Ｖに供給される交番電流の電流値が極小値であり、図８に示す位置にてロータ３０が安定する。位相Ｐ２よりも３０度進んだ位相である位相Ｐ３（図５参照）では、Ｕ相コイル４２Ｕに供給される交番電流の電流値がゼロであり、図９に示す位置にてロータ３０が安定する。位相Ｐ３よりも３０度進んだ位相である位相Ｐ４（図５参照）では、Ｗ相コイル４２Ｗに供給される交番電流の電流値が極大値であり、図１０に示す位置にてロータ３０が安定する。位相Ｐ４よりも３０度進んだ位相である位相Ｐ５（図５参照）では、Ｖ相コイル４２Ｖに供給される交番電流の電流値がゼロであり、図１１に示す位置にてロータ３０が安定する。位相Ｐ５よりも３０度進んだ位相である位相Ｐ６（図５参照）では、Ｕ相コイル４２Ｕに供給される交番電流の電流値が極小値であり、図１２に示す位置にてロータ３０が安定する。 In the phase P0 (see FIG. 5), the current value of the alternating current supplied to the U-phase coil 42U is the maximum value, and the rotor 30 stabilizes at the position shown in FIG. In phase P1 (see FIG. 5), which is a phase 30 degrees ahead of phase P0, the current value of the alternating current supplied to the W-phase coil 42W is zero, and the rotor 30 stabilizes at the position shown in FIG. .. In phase P2 (see FIG. 5), which is a phase 30 degrees ahead of phase P1, the current value of the alternating current supplied to the V-phase coil 42V is the minimum value, and the rotor 30 is stable at the position shown in FIG. do. In phase P3 (see FIG. 5), which is a phase 30 degrees ahead of phase P2, the current value of the alternating current supplied to the U-phase coil 42U is zero, and the rotor 30 stabilizes at the position shown in FIG. .. In phase P4 (see FIG. 5), which is a phase 30 degrees ahead of phase P3, the current value of the alternating current supplied to the W-phase coil 42W is the maximum value, and the rotor 30 is stable at the position shown in FIG. do. In phase P5 (see FIG. 5), which is a phase 30 degrees ahead of phase P4, the current value of the alternating current supplied to the V-phase coil 42V is zero, and the rotor 30 stabilizes at the position shown in FIG. .. In phase P6 (see FIG. 5), which is a phase 30 degrees ahead of phase P5, the current value of the alternating current supplied to the U-phase coil 42U is the minimum value, and the rotor 30 is stable at the position shown in FIG. do.

ここで、ある位相（例えば、位相Ｐ３）でのロータ３０の位置は、当該位相よりも３０度遅れた位相（例えば、位相Ｐ２）でのロータ３０の位置よりも６０度進んでいる。つまり、Ｕ相コイル４２Ｕ、Ｖ相コイル４２Ｖ及びＷ相コイル４２Ｗの各々に供給される交番電流の位相が３０度進むごとに、ロータ３０が６０度回転する。 Here, the position of the rotor 30 in a certain phase (for example, phase P3) is 60 degrees ahead of the position of the rotor 30 in a phase (for example, phase P2) that is 30 degrees behind the phase. That is, every time the phase of the alternating current supplied to each of the U-phase coil 42U, the V-phase coil 42V, and the W-phase coil 42W advances by 30 degrees, the rotor 30 rotates 60 degrees.

したがって、電動機１０においては、交番電流の周波数の２倍の周波数にてロータ３０を回転させることができる。 Therefore, in the motor 10, the rotor 30 can be rotated at a frequency twice the frequency of the alternating current.

また、電動機１０においては、ロータ３０の第１周方向部３２がＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する一端側対向部４４２に対して回転軸２０の径方向で対向するとともに、ロータ３０の第２周方向部３４がＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する他端側対向部４４３に対して回転軸２０の径方向で対向する。そのため、第１周方向部３２を一端側対向部４４２に対して軸方向でオーバーラップさせることができるとともに、第２周方向部３４を他端側対向部４４３に対して軸方向でオーバーラップさせることができる。その結果、電動機１０における回転軸２０の軸方向での長さを短くすることができる。 Further, in the electric motor 10, the first circumferential direction portion 32 of the rotor 30 is in the radial direction of the rotation shaft 20 with respect to the one end side facing portion 442 of any of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W. In the radial direction of the rotation shaft 20, the second peripheral direction portion 34 of the rotor 30 faces the other end side facing portion 443 of any of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W. opposite. Therefore, the first circumferential direction portion 32 can be axially overlapped with the one end side facing portion 442, and the second circumferential direction portion 34 is axially overlapped with the other end side facing portion 443. be able to. As a result, the length of the rotating shaft 20 in the electric motor 10 in the axial direction can be shortened.

［実施の形態の変形例１］
図１３を参照しながら、上記実施の形態の変形例１に係る電動機１０Ａについて説明する。図１３は、実施の形態の変形例１に係る電動機１０Ａを示す斜視図である。 [Modification 1 of the embodiment]
The electric motor 10A according to the first modification of the above embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a perspective view showing the electric motor 10A according to the first modification of the embodiment.

上記実施の形態では、圧粉鉄心からなるロータ３０が採用されているが、図１３に示す変形例１では、複数の電磁鋼板３２１、３４１、３６１を用いて形成されたロータ３０Ａが採用されている。 In the above embodiment, the rotor 30 made of a dust core is adopted, but in the modified example 1 shown in FIG. 13, the rotor 30A formed by using a plurality of electromagnetic steel sheets 321, 341, 361 is adopted. There is.

ロータ３０Ａは、第１周方向部３２Ａ、第２周方向部３４Ａ及び軸方向連結部３６Ａを有している。第１周方向部３２Ａ、第２周方向部３４Ａ及び軸方向連結部３６Ａは、それぞれ、複数の電磁鋼板３２１、３４１、３６１を積層したものである。 The rotor 30A has a first circumferential direction portion 32A, a second circumferential direction portion 34A, and an axial connection portion 36A. The first circumferential direction portion 32A, the second circumferential direction portion 34A, and the axial connection portion 36A are formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets 321, 341, and 361, respectively.

具体的には、第１周方向部３２Ａ及び第２周方向部３４Ａでは、複数の電磁鋼板３２１、３４１が回転軸２０の軸方向に積層されている。第１周方向部３２Ａ及び第２周方向部３４Ａを形成する複数の電磁鋼板３２１、３４１は、積層された状態で接着されている。複数の電磁鋼板３２１、３４１の表面はそれぞれ絶縁層で覆われている。 Specifically, in the first circumferential direction portion 32A and the second circumferential direction portion 34A, a plurality of electromagnetic steel sheets 321 and 341 are laminated in the axial direction of the rotating shaft 20. The plurality of electromagnetic steel sheets 321 and 341 forming the first circumferential direction portion 32A and the second circumferential direction portion 34A are bonded in a laminated state. The surfaces of the plurality of electromagnetic steel sheets 321 and 341 are each covered with an insulating layer.

また、軸方向連結部３６Ａでは、複数の電磁鋼板３６１が回転軸２０の軸方向に対して直交する方向に積層されている。軸方向連結部３６Ａを形成する複数の電磁鋼板３６１は、積層された状態で接着されている。複数の電磁鋼板３６１の表面はそれぞれ絶縁層で覆われている。 Further, in the axial direction connecting portion 36A, a plurality of electromagnetic steel sheets 361 are laminated in a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft 20. The plurality of electrical steel sheets 361 forming the axially connecting portion 36A are bonded in a laminated state. The surfaces of the plurality of electrical steel sheets 361 are each covered with an insulating layer.

なお、図１３に示す例では、第１周方向部３２Ａ、第２周方向部３４Ａ及び軸方向連結部３６Ａの各々が複数の電磁鋼板を積層することで形成されているが、例えば、第１周方向部３２Ａ、第２周方向部３４Ａ及び軸方向連結部３６Ａの幾つかを複数の電磁鋼板を積層することで形成し、残りを圧粉鉄心で形成してもよい。 In the example shown in FIG. 13, each of the first circumferential direction portion 32A, the second circumferential direction portion 34A, and the axial connection portion 36A is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates. For example, the first Some of the circumferential direction portion 32A, the second circumferential direction portion 34A, and the axial connection portion 36A may be formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, and the rest may be formed of a dust core.

電動機１０Ａにおいては、第１周方向部３２Ａ及び第２周方向部３４Ａがそれぞれ回転軸２０の軸方向に積層された複数の電磁鋼板３２１、３４１によって形成されており、当該積層された複数の電磁鋼板３２１、３４１の間には、各電磁鋼板の表面を覆う絶縁層が存在している。そのため、第１周方向部３２Ａ及び第２周方向部３４Ａの各々を回転軸２０の周方向に磁束が流れるときの渦電流の発生を抑制することができる。 In the electric motor 10A, the first circumferential direction portion 32A and the second circumferential direction portion 34A are formed of a plurality of electromagnetic steel sheets 321 and 341 laminated in the axial direction of the rotating shaft 20, respectively, and the laminated electromagnetic steels are formed. Between the steel sheets 321 and 341, there is an insulating layer that covers the surface of each electromagnetic steel sheet. Therefore, it is possible to suppress the generation of eddy current when the magnetic flux flows in the circumferential direction of the rotating shaft 20 in each of the first circumferential direction portion 32A and the second circumferential direction portion 34A.

電動機１０Ａにおいては、軸方向連結部３６Ａが回転軸２０の軸方向に対して直交する方向に積層された複数の電磁鋼板３６１によって形成されており、当該積層された複数の電磁鋼板３６１の間には、各電磁鋼板の表面を覆う絶縁層が存在している。そのため、軸方向連結部３６Ａを回転軸２０の軸方向に磁束が流れるときの渦電流の発生を抑制することができる。 In the electric motor 10A, the axial connecting portion 36A is formed by a plurality of electromagnetic steel sheets 361 laminated in a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft 20, and is formed between the plurality of laminated electromagnetic steel sheets 361. Has an insulating layer that covers the surface of each electrical steel sheet. Therefore, it is possible to suppress the generation of eddy current when the magnetic flux flows in the axial direction of the rotating shaft 20 through the axial connecting portion 36A.

電動機１０Ａにおいては、第１周方向部３２Ａ、第２周方向部３４Ａ及び軸方向連結部３６Ａがそれぞれ積層された複数の電磁鋼板３２１、３４１、３６１によって形成されている。そのため、例えば圧粉からなるものに比べて前記ロータ３０Ａの透磁率を大きくすることができる。その結果、より大きなトルクを発生させることができる。 In the electric motor 10A, the first circumferential direction portion 32A, the second circumferential direction portion 34A, and the axial connection portion 36A are formed of a plurality of electromagnetic steel sheets 321, 341, and 361, respectively, which are laminated. Therefore, the magnetic permeability of the rotor 30A can be increased as compared with, for example, one made of powdered powder. As a result, a larger torque can be generated.

［実施の形態の変形例２］
図１４及び図１５を参照しながら、上記実施の形態の変形例２に係る電動機について説明する。図１４は、本変形例に係る電動機を回転軸の軸方向から見たときのロータ３０ＢとＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗとの位置関係を示す模式図である。図１５は、図１４におけるＸＶ−ＸＶ方向に相当する断面を示す説明図であって、Ｕ相コア４４Ｕとロータ３０との間に形成される磁気回路を示す説明図である。なお、図１５では、Ｕ相コア４４Ｕに巻き回されたＵ相コイル４２Ｕも図示している。 [Modification 2 of the embodiment]
The electric motor according to the second modification of the above embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a schematic view showing the positional relationship between the rotor 30B and the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W when the motor according to this modification is viewed from the axial direction of the rotating shaft. FIG. 15 is an explanatory view showing a cross section corresponding to the XV-XV direction in FIG. 14, and is an explanatory view showing a magnetic circuit formed between the U-phase core 44U and the rotor 30. Note that FIG. 15 also shows a U-phase coil 42U wound around a U-phase core 44U.

上記実施の形態に係る電動機１０では、ロータ３０の第１周方向部３２がＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する一端側対向部４４２に対して回転軸２０の径方向で対向するとともに、ロータ３０の第２周方向部３４がＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する他端側対向部４４３に対して回転軸２０の径方向で対向している。 In the motor 10 according to the above embodiment, the rotation shaft 20 has the first circumferential direction portion 32 of the rotor 30 with respect to the one end side facing portion 442 of any of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W. The second peripheral direction portion 34 of the rotor 30 faces the other end side facing portion 443 of any of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W. They face each other in the radial direction.

これに対して、上記実施の形態の変形例２に係る電動機では、ロータ３０Ｂの第１周方向部３２ＢがＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの各々が有する一端側対向部４４２よりも回転軸２０の軸方向において外側に位置している。これにより、第１周方向部３２ＢがＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する一端側対向部４４２に対して回転軸２０の軸方向で対向している。そのため、第１周方向部３２Ｂを一端側対向部４４２に対して径方向でオーバーラップさせることができる。 On the other hand, in the electric motor according to the second modification of the above embodiment, the first peripheral direction portion 32B of the rotor 30B has one end side facing portion of each of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W. It is located outside the 442 in the axial direction of the rotating shaft 20. As a result, the first circumferential direction portion 32B faces the one end side facing portion 442 of any of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W in the axial direction of the rotation shaft 20. Therefore, the first circumferential direction portion 32B can be radially overlapped with the one end side facing portion 442.

また、ロータ３０の第２周方向部３４ＢがＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの各々が有する他端側対向部４４３よりも回転軸２０の軸方向において外側に位置している。これにより、第２周方向部３４ＢがＵ相コア４４Ｕ、Ｖ相コア４４Ｖ及びＷ相コア４４Ｗの何れかが有する他端側対向部４４３に対して回転軸２０の軸方向で対向している。そのため、第２周方向部３４Ｂを他端側対向部４４３に対して径方向でオーバーラップさせることができる。 Further, the second peripheral direction portion 34B of the rotor 30 is located outside in the axial direction of the rotation shaft 20 with respect to the other end side facing portion 443 of each of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W. There is. As a result, the second circumferential direction portion 34B faces the other end side facing portion 443 of any one of the U-phase core 44U, the V-phase core 44V, and the W-phase core 44W in the axial direction of the rotation shaft 20. Therefore, the second circumferential direction portion 34B can be radially overlapped with the other end side facing portion 443.

したがって、本変形例に係る電動機においては、回転軸２０の径方向での長さを短くすることができる。 Therefore, in the electric motor according to the present modification, the length of the rotating shaft 20 in the radial direction can be shortened.

［実施の形態の変形例３］
図１６及び図１７を参照しながら、上記実施の形態の変形例３に係る電動機１０Ｃについて説明する。図１６は、実施の形態の変形例３に係る電動機１０Ｃを示す斜視図である。図１７は、電動機１０Ｃを構成するロータ３０Ｃの分解斜視図である。なお、図１７では、理解を容易にするために、ロータ３０Ｃの他に回転軸２０も図示している。 [Modification 3 of the embodiment]
The electric motor 10C according to the third modification of the above embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17. FIG. 16 is a perspective view showing the electric motor 10C according to the third modification of the embodiment. FIG. 17 is an exploded perspective view of the rotor 30C constituting the motor 10C. In addition to the rotor 30C, the rotating shaft 20 is also shown in FIG. 17 for easy understanding.

電動機１０Ｃでは、ロータ３０の代わりに、ロータ３０Ｂを備える。ロータ３０Ｂを構成する第１周方向部３２Ｃ、第２周方向部３４Ｃ及び軸方向連結部３６Ｃは、互いに独立している。つまり、第１周方向部３２Ｃ、第２周方向部３４Ｃ及び軸方向連結部３６Ｃは、互いに分離可能である。 The electric motor 10C includes a rotor 30B instead of the rotor 30. The first circumferential direction portion 32C, the second circumferential direction portion 34C, and the axial connection portion 36C constituting the rotor 30B are independent of each other. That is, the first circumferential direction portion 32C, the second circumferential direction portion 34C, and the axial connection portion 36C are separable from each other.

第１周方向部３２Ｃ、第２周方向部３４Ｃ及び軸方向連結部３６Ｃは、圧粉鉄心からなるものであってもよいし、複数の電磁鋼板が積層されたものであってもよい。第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃが積層された複数の電磁鋼板からなる場合、当該複数の電磁鋼板は回転軸２０の軸方向に積層される。軸方向連結部３６Ｃが積層された複数の電磁鋼板からなる場合、当該複数の電磁鋼板は回転軸２０の軸方向に対して直交する方向に積層される。 The first circumferential direction portion 32C, the second circumferential direction portion 34C, and the axial connection portion 36C may be made of a dust iron core, or may be one in which a plurality of electromagnetic steel sheets are laminated. When the first circumferential direction portion 32C and the second circumferential direction portion 34C are laminated with a plurality of electromagnetic steel sheets, the plurality of electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction of the rotating shaft 20. When the axial connecting portion 36C is composed of a plurality of laminated electromagnetic steel sheets, the plurality of electromagnetic steel sheets are laminated in a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft 20.

第１周方向部３２Ｃは、回転軸２０の外周面に接する接触部３２１を有している。接触部３２１には、溝３２１１が形成されている。溝３２１１は、回転軸２０の径方向内側に向かって開口するとともに、回転軸２０の軸方向に延びている。溝３２１１は、第１周方向部３２Ｃが延びる方向（回転軸２０の周方向）において、第１周方向部３２Ｃの中央部分に位置している。 The first circumferential direction portion 32C has a contact portion 321 in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 20. A groove 3211 is formed in the contact portion 321. The groove 3211 opens inward in the radial direction of the rotating shaft 20 and extends in the axial direction of the rotating shaft 20. The groove 3211 is located at the central portion of the first circumferential direction portion 32C in the direction in which the first circumferential direction portion 32C extends (the circumferential direction of the rotation shaft 20).

第２周方向部３４Ｃは、回転軸２０の外周面に接する接触部３４１を有している。接触部３４１には、溝３４１１が形成されている。溝３４１１は、回転軸２０の径方向内側に向かって開口するとともに、回転軸２０の軸方向に延びている。溝３４１１は、第２周方向部３４Ｃが延びる方向（回転軸２０の周方向）において、第２周方向部３４Ｃの中央部分に位置している。 The second circumferential direction portion 34C has a contact portion 341 in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 20. A groove 3411 is formed in the contact portion 341. The groove 3411 opens inward in the radial direction of the rotating shaft 20 and extends in the axial direction of the rotating shaft 20. The groove 3411 is located at the central portion of the second circumferential direction portion 34C in the direction in which the second circumferential direction portion 34C extends (the circumferential direction of the rotation shaft 20).

軸方向連結部３６Ｃは、回転軸２０の外周面に固定されている。具体的には、軸方向連結部３６Ｃの一部が回転軸２０の外周面に形成された溝２０１に嵌め込まれている。溝２０１は、回転軸２０の外周面に開口して、回転軸２０の軸方向に延びている。 The axial connecting portion 36C is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 20. Specifically, a part of the axial connecting portion 36C is fitted into the groove 201 formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 20. The groove 201 opens on the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 and extends in the axial direction of the rotating shaft 20.

軸方向連結部３６Ｃの一部が回転軸２０の外周面に形成された溝２０１に嵌め込まれた状態で、第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃが軸方向連結部３６Ｃに組み付けられている。具体的には、第１周方向部３２Ｃの溝３２１１に対して軸方向連結部３６Ｃの一端部分が嵌め込まれることにより、第１周方向部３２Ｃが軸方向連結部３６Ｃに組み付けられている。第２周方向部３４Ｃの溝３４１１に対して軸方向連結部３６Ｃの他端部分が嵌め込まれることにより、第２周方向部３４Ｃが軸方向連結部３６Ｃに組み付けられている。 The first circumferential direction portion 32C and the second circumferential direction portion 34C are assembled to the axial connection portion 36C in a state where a part of the axial connection portion 36C is fitted into the groove 201 formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 20. ing. Specifically, the first circumferential direction portion 32C is assembled to the axial connection portion 36C by fitting one end portion of the axial connection portion 36C into the groove 3211 of the first circumferential direction portion 32C. The second circumferential portion 34C is assembled to the axial connecting portion 36C by fitting the other end portion of the axial connecting portion 36C into the groove 3411 of the second circumferential direction portion 34C.

このようにして第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃがそれぞれ軸方向連結部３６Ｃに組み付けられることにより、軸方向連結部３６Ｃが回転軸２０の径方向外側から第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃによって押え込まれる。その結果、ロータ３０が回転軸２０とともに回転可能となるように回転軸２０に固定される。 In this way, the first circumferential direction portion 32C and the second circumferential direction portion 34C are assembled to the axial connecting portion 36C, respectively, so that the axial connecting portion 36C is attached to the first circumferential direction portion 32C from the radial outside of the rotating shaft 20. And it is pressed by the second circumferential direction portion 34C. As a result, the rotor 30 is fixed to the rotating shaft 20 so as to be rotatable together with the rotating shaft 20.

ここで、図１６及び図１７に示す例では、回転軸２０が磁性材料によって形成されている。また、回転軸２０の外周面は、第１外周面２０Ａと、第２外周面２０Ｂとを含む。 Here, in the examples shown in FIGS. 16 and 17, the rotating shaft 20 is formed of a magnetic material. The outer peripheral surface of the rotating shaft 20 includes a first outer peripheral surface 20A and a second outer peripheral surface 20B.

第１外周面２０Ａは、回転軸２０の径方向において第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃに接触する。第１外周面２０Ａには、溝２０１が形成されている。 The first outer peripheral surface 20A comes into contact with the first circumferential direction portion 32C and the second circumferential direction portion 34C in the radial direction of the rotating shaft 20. A groove 201 is formed on the first outer peripheral surface 20A.

第２外周面２０Ｂは、第１外周面２０Ａよりも回転軸２０の径方向で内側に位置している。つまり、第２外周面２０Ｂは、第１外周面２０Ａよりも小さな直径で形成されている。そのため、第１外周面２０Ａと第２外周面２０Ｂとの間には、段差が形成されている。第２外周面２０Ｂは、回転軸２０の外周面のうち第１外周面２０Ａを除いた領域に形成されている。第２外周面２０Ｂにおける回転軸２０の周方向での長さは、第１外周面２０Ａにおける回転軸２０の周方向での長さよりも大きい。 The second outer peripheral surface 20B is located inside the first outer peripheral surface 20A in the radial direction of the rotation shaft 20. That is, the second outer peripheral surface 20B is formed with a diameter smaller than that of the first outer peripheral surface 20A. Therefore, a step is formed between the first outer peripheral surface 20A and the second outer peripheral surface 20B. The second outer peripheral surface 20B is formed in a region of the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 excluding the first outer peripheral surface 20A. The length of the rotating shaft 20 on the second outer peripheral surface 20B in the circumferential direction is larger than the length of the rotating shaft 20 on the first outer peripheral surface 20A in the circumferential direction.

このように回転軸２０の外周面が第１外周面２０Ａと第２外周面２０Ｂとを有することにより、第１周方向部３２Ｃにおける回転軸２０の周方向の両端部分がそれぞれ回転軸２０の径方向において回転軸２０の外周面における第２外周面２０Ｂから離れているとともに、第２周方向部３４Ｃにおける回転軸２０の周方向の両端部分がそれぞれ回転軸２０の径方向において回転軸２０の外周面における第２外周面２０Ｂから離れている。つまり、第１周方向部３２Ｃにおける回転軸２０の周方向の両端部分は、それぞれ、回転軸２０の外周面における第２外周面２０Ｂとの間に隙間を形成している。また、第２周方向部３４Ｃにおける回転軸２０の周方向の両端部分も、それぞれ、回転軸２０の径方向において回転軸２０の外周面における第２外周面２０Ｂとの間に隙間を形成している。 As described above, since the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 has the first outer peripheral surface 20A and the second outer peripheral surface 20B, both end portions of the rotating shaft 20 in the circumferential direction in the first circumferential direction portion 32C have the diameters of the rotating shaft 20, respectively. In the direction, it is separated from the second outer peripheral surface 20B on the outer peripheral surface of the rotating shaft 20, and both ends of the rotating shaft 20 in the circumferential direction of the second circumferential direction portion 34C are the outer peripheral surfaces of the rotating shaft 20 in the radial direction of the rotating shaft 20, respectively. It is separated from the second outer peripheral surface 20B on the surface. That is, both end portions of the rotation shaft 20 in the first circumferential direction portion 32C in the circumferential direction form gaps with the second outer peripheral surface 20B on the outer peripheral surface of the rotation shaft 20, respectively. Further, both end portions of the rotating shaft 20 in the circumferential direction of the second circumferential direction portion 34C also form gaps with the second outer peripheral surface 20B on the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 in the radial direction of the rotating shaft 20, respectively. There is.

電動機１０Ｃにおいては、軸方向連結部３６Ｃの一部が回転軸２０の外周面における第１外周面２０Ａに形成された溝２０１に嵌め込まれた状態で、軸方向連結部３６Ｃの他の一部が第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃの各々に形成された溝３２１、３４１に嵌め込まれることにより、ロータ３０が回転軸２０に対してその周方向に相対移動するのを規制することができる。 In the electric motor 10C, in a state where a part of the axial connecting portion 36C is fitted into the groove 201 formed in the first outer peripheral surface 20A on the outer peripheral surface of the rotating shaft 20, the other part of the axial connecting portion 36C is fitted. By fitting into the grooves 321 and 341 formed in the first circumferential direction portion 32C and the second circumferential direction portion 34C, respectively, the rotor 30 is restricted from moving relative to the rotation shaft 20 in the circumferential direction. Can be done.

電動機１０Ｃにおいては、軸方向連結部３６Ｃを利用して、第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃの回転軸２０に対する相対回転を規制することができる。 In the electric motor 10C, the axial connection portion 36C can be used to regulate the relative rotation of the first circumferential direction portion 32C and the second circumferential direction portion 34C with respect to the rotation shaft 20.

電動機１０Ｃにおいては、第１周方向部３２Ｃ、第２周方向部３４Ｃ及び軸方向連結部３６Ｃが互いに分離しているので、ロータ３０が複雑な形状であっても容易に形成することができる。 In the electric motor 10C, since the first circumferential direction portion 32C, the second circumferential direction portion 34C, and the axial connection portion 36C are separated from each other, the rotor 30 can be easily formed even if it has a complicated shape.

電動機１０Ｃにおいては、回転軸２０が磁性材料によって形成されているとともに、第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃは、それぞれ、回転軸２０の周方向の両端部分が回転軸２０の径方向において回転軸２０の外周面における第２外周面２０Ｂから離れて位置することによって回転軸２０の外周面における第２外周面２０Ｂとの間に隙間を形成している。そのため、回転軸２０を利用してロータ３０に突極性を持たせることができる。この突極性は、発生トルクの向上や脈動の抑制を可能にする。具体的に、前記ロータ３０とステータ４０との間の空隙中の磁場変化がトルクを生じさせるので、前記ロータ３０が突極性を有すること、つまり前記空隙の形状を周方向に変化させる形状を有すること、は発生トルクの制御を容易にしてその向上を可能にし、また脈動を抑制する設計を可能にする。 In the electric motor 10C, the rotating shaft 20 is made of a magnetic material, and both ends of the rotating shaft 20 in the circumferential direction of the first circumferential direction portion 32C and the second circumferential direction portion 34C are the diameters of the rotating shaft 20. A gap is formed between the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 and the second outer peripheral surface 20B by being positioned away from the second outer peripheral surface 20B on the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 in the direction. Therefore, the rotor 30 can be made to have a protruding polarity by using the rotating shaft 20. This salient pole makes it possible to improve the generated torque and suppress pulsation. Specifically, since the change in the magnetic field in the gap between the rotor 30 and the stator 40 generates torque, the rotor 30 has a salient polarity, that is, it has a shape that changes the shape of the gap in the circumferential direction. That makes it easier to control and improve the generated torque, and also enables a design that suppresses pulsation.

なお、図１６に示す例では、磁性材料で形成された回転軸２０と第１周方向部３２Ｃ及び第２周方向部３４Ｃとの間に隙間を形成するために、回転軸２０の外周面が第１外周面２０Ａと第２外周面２０Ｂとを有しているが、例えば、回転軸２０が非磁性材料で形成されている場合には、図１８に示すように、回転軸２０の外周面が溝２０１以外に段差を有していないようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 16, the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 is formed in order to form a gap between the rotating shaft 20 formed of the magnetic material and the first circumferential direction portion 32C and the second circumferential direction portion 34C. It has a first outer peripheral surface 20A and a second outer peripheral surface 20B. For example, when the rotating shaft 20 is made of a non-magnetic material, as shown in FIG. 18, the outer peripheral surface of the rotating shaft 20 May not have a step other than the groove 201.

［実施の形態の変形例４］
例えば、ロータが、非磁性材料で形成されて回転軸２０の周方向に延びるとともに第１周方向部３２の一端及び他端を接続する第１接続部を有するとともに、非磁性材料で形成されて回転軸２０の周方向に延びるとともに第２周方向部３４の一端及び他端を接続する第２接続部を有するようにしてもよい。この場合、ロータの軸方向両端部分を環状にすることができるので、ロータの回転バランスを向上させることができる。 [Modification 4 of the embodiment]
For example, the rotor is made of a non-magnetic material, extends in the circumferential direction of the rotating shaft 20, has a first connecting portion that connects one end and the other end of the first circumferential direction portion 32, and is made of a non-magnetic material. It may have a second connecting portion that extends in the circumferential direction of the rotating shaft 20 and connects one end and the other end of the second circumferential direction portion 34. In this case, since both ends in the axial direction of the rotor can be made annular, the rotational balance of the rotor can be improved.

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態の記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and the present invention is not to be interpreted in a limited manner by the above description of the embodiments.

例えば、上記実施の形態では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの各々が回転軸の軸方向に延びるコイル巻回部に巻き回されているが、例えば、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの各々が回転軸の径方向に延びるコイル巻回部に巻き回されていてもよい。 For example, in the above embodiment, each of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil is wound around a coil winding portion extending in the axial direction of the rotation axis. Each of the W-phase coil and the W-phase coil may be wound around a coil winding portion extending in the radial direction of the rotation shaft.

例えば、上記実施の形態では、Ｕ相コア、Ｖ相コア及びＷ相コアの各々が有する一端側対向部及び他端側対向部において先端部が設けられているが、当該先端部はなくてもよい。 For example, in the above embodiment, the tip portions are provided at one end side facing portion and the other end side facing portion of each of the U phase core, the V phase core, and the W phase core, but even if the tip portion is not provided. good.

例えば、上記実施の形態において、ロータを覆う筒状又は管状の部材を採用してもよい。この場合、ロータの強度を確保することができる。 For example, in the above embodiment, a tubular or tubular member that covers the rotor may be adopted. In this case, the strength of the rotor can be ensured.

例えば、一端側対向部及び他端側対向部の一方が第１周方向部及び第２周方向部の一方に対して径方向で対向するとともに、一端側対向部及び他端側対向部の他方が第１周方向部及び第２周方向部の他方に対して軸方向で対向してもよい。 For example, one of the one end side facing portion and the other end side facing portion is radially opposed to one of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion, and the other end side facing portion and the other end side facing portion are opposed to each other. May face the other of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion in the axial direction.

１０ 電動機
２０ 回転軸
３０ ロータ
３２ 第１周方向部
３４ 第２周方向部
３６ 軸方向連結部
４０ ステータ
４２Ｕ Ｕ相コイル
４２Ｖ Ｖ相コイル
４２Ｗ Ｗ相コイル
４４Ｕ Ｕ相コア
４４Ｖ Ｖ相コア
４４Ｗ Ｗ相コア
４４１ コイル巻回部
４４２ 一端側対向部
４４３ 他端側対向部 10 Motor 20 Rotating shaft 30 Rotor 32 1st circumferential part 34 2nd circumferential part 36 Axial connecting part 40 Stator 42U U-phase coil 42V V-phase coil 42W W-phase coil 44U U-phase core 44V V-phase core 44W W-phase core 441 Coil winding part 442 One end side facing part 443 The other end side facing part

Claims (8)

回転軸に配置されて前記回転軸とともに回転可能なロータと、
前記ロータの周囲に配置され、前記ロータとの間に作用する電磁力によって前記ロータを回転させるステータとを備え、
前記ステータは、
前記ロータを回転させるための交番電流が流れるＵ相コイルと、
前記Ｕ相コイルが巻き回され、前記Ｕ相コイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容するＵ相コアと、
前記回転軸の周方向において前記Ｕ相コイルとは異なる位置に配置され、前記Ｕ相コイルを流れる交番電流とは異なる位相の交番電流が流れるＶ相コイルと、
前記Ｖ相コイルが巻き回され、前記Ｖ相コイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容するとともに、前記Ｕ相コアから分離して配置されたＶ相コアと、
前記回転軸の周方向において前記Ｕ相コイル及び前記Ｖ相コイルとは異なる位置に配置され、前記Ｕ相コイルを流れる交番電流及び前記Ｖ相コイルを流れる交番電流とは異なる位相の交番電流が流れるＷ相コイルと、
前記Ｗ相コイルが巻き回され、前記Ｗ相コイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容するとともに、前記Ｕ相コア及び前記Ｖ相コアから分離して配置されたＷ相コアとを含み、
前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルは、前記回転軸の周方向に等間隔に配置され、
前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアは、それぞれ、
前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルのうち対応するコイルが巻き回されるコイル巻回部と、
前記コイル巻回部に巻き回された前記コイルの軸方向において前記コイル巻回部よりも一端側に位置して前記ロータに対向する一端側対向部と、
前記コイル巻回部に巻き回された前記コイルの軸方向において前記コイル巻回部よりも他端側に位置して前記ロータに対向するとともに前記回転軸の軸方向において前記一端側対向部から離れて配置される他端側対向部とを含み、
前記ロータは、
前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルへの通電に起因して発生する磁束の通過を許容する磁性材料によって形成され、
前記回転軸の外周面に沿って前記回転軸の周方向に延びるとともに前記回転軸の周方向において一端及び他端を有する第１周方向部と、
前記第１周方向部から前記回転軸の軸方向に離れて配置され、前記回転軸の外周面に沿って前記回転軸の周方向に延びるとともに前記回転軸の周方向において一端及び他端を有する第２周方向部と、
前記回転軸の軸方向に延びて、前記第１周方向部と前記第２周方向部を連結する軸方向連結部とを含み、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルへの通電に起因して発生する磁束が前記ロータと前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアとの間に跨って形成される磁気回路を通過するように、前記ロータの回転位置に関わらず前記回転軸の軸方向及び径方向の何れかにおいて前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部に対向可能な長さを有し、
前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイル及び前記Ｗ相コイルの各々を流れる交番電流の位相は互いに１２０度ずれており、
前記Ｕ相コイルには、前記軸方向連結部が前記回転軸の周方向において前記Ｕ相コアと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給され、
前記Ｖ相コイルには、前記軸方向連結部が前記回転軸の周方向において前記Ｖ相コアと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給され、
前記Ｗ相コイルには、前記軸方向連結部が前記回転軸の周方向において前記Ｗ相コアと同じ位置にあるときに電流値が極大又は極小となるように交番電流が供給される、電動機。 A rotor that is arranged on a rotating shaft and can rotate with the rotating shaft,
It is provided with a stator which is arranged around the rotor and rotates the rotor by an electromagnetic force acting between the rotor and the rotor.
The stator is
A U-phase coil through which an alternating current for rotating the rotor flows, and
A U-phase core in which the U-phase coil is wound and allows the passage of magnetic flux generated due to energization of the U-phase coil, and a U-phase core.
A V-phase coil that is arranged at a position different from that of the U-phase coil in the circumferential direction of the rotation axis and has an alternating current having a phase different from that of the alternating current flowing through the U-phase coil.
The V-phase coil is wound to allow the passage of magnetic flux generated by energization of the V-phase coil, and the V-phase core is arranged separately from the U-phase core.
It is arranged at a position different from the U-phase coil and the V-phase coil in the circumferential direction of the rotating shaft, and an alternating current having a phase different from the alternating current flowing through the U-phase coil and the alternating current flowing through the V-phase coil flows. W-phase coil and
The W-phase coil is wound to allow the passage of magnetic flux generated by energization of the W-phase coil, and the W-phase core and the W-phase core arranged separately from the V-phase core are used. Including
The U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotation axis.
The U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core are each
A coil winding portion around which the corresponding coil of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil is wound,
An end-side facing portion that is located on one end side of the coil winding portion and faces the rotor in the axial direction of the coil wound around the coil winding portion.
It is located on the other end side of the coil winding portion in the axial direction of the coil wound around the coil winding portion and faces the rotor and is separated from the one end side facing portion in the axial direction of the rotating shaft. Includes the other end facing portion
The rotor
It is formed of a magnetic material that allows the passage of magnetic flux generated by energization of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil.
A first circumferential portion extending in the circumferential direction of the rotary shaft along the outer peripheral surface of the rotary shaft and having one end and the other end in the circumferential direction of the rotary shaft.
It is arranged apart from the first circumferential direction portion in the axial direction of the rotating shaft, extends in the circumferential direction of the rotating shaft along the outer peripheral surface of the rotating shaft, and has one end and the other end in the circumferential direction of the rotating shaft. The second circumference direction part and
Includes an axial connecting portion that extends in the axial direction of the rotating shaft and connects the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion.
In the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion, magnetic flux generated due to energization of the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil is generated by the rotor, the U-phase core, and the V. The U-phase core, so as to pass through a magnetic circuit formed straddling the phase core and the W-phase core, in either the axial direction or the radial direction of the rotation axis regardless of the rotation position of the rotor. It has a length that can face the one end side facing portion and the other end side facing portion of either the V phase core or the W phase core.
The phases of the alternating currents flowing through the U-phase coil, the V-phase coil, and the W-phase coil are 120 degrees out of phase with each other.
Alternating current is supplied to the U-phase coil so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion is at the same position as the U-phase core in the circumferential direction of the rotating shaft.
Alternating current is supplied to the V-phase coil so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion is at the same position as the V-phase core in the circumferential direction of the rotating shaft.
An electric motor to which an alternating current is supplied to the W-phase coil so that the current value becomes maximum or minimum when the axial connecting portion is at the same position as the W-phase core in the circumferential direction of the rotating shaft. 請求項１に記載の電動機であって、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、前記回転軸の径方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアよりも内側に位置しており、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部の一方は、当該径方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部の一方に対向しており、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部の他方は、当該径方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部の他方に対向している、電動機。 The electric motor according to claim 1.
The first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion are located inside the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core in the radial direction of the rotation axis.
One of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion is the one end side facing portion and the other end side of any one of the U phase core, the V phase core, and the W phase core in the radial direction. It faces one of the facing parts and
The other of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion is the one end side facing portion and the other end side of any of the U phase core, the V phase core, and the W phase core in the radial direction. An electric motor facing the other side of the facing portion. 請求項１に記載の電動機であって、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、前記回転軸の軸方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの両側に位置しており、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部の一方は、当該軸方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部の一方に対向しており、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部の他方は、当該軸方向において前記Ｕ相コア、前記Ｖ相コア及び前記Ｗ相コアの何れかが有する前記一端側対向部及び前記他端側対向部の他方に対向している、電動機。 The electric motor according to claim 1.
The first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion are located on both sides of the U-phase core, the V-phase core, and the W-phase core in the axial direction of the rotation axis.
One of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion is the one end side facing portion and the other end side of any one of the U phase core, the V phase core, and the W phase core in the axial direction. It faces one of the facing parts and
The other of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion is the one end side facing portion and the other end side of any one of the U phase core, the V phase core, and the W phase core in the axial direction. An electric motor facing the other side of the facing portion. 請求項１〜３の何れか１項に記載の電動機であって、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、それぞれ、前記回転軸の軸方向に積層された複数の電磁鋼板によって形成されている、電動機。 The electric motor according to any one of claims 1 to 3.
An electric motor in which the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion are each formed of a plurality of electromagnetic steel sheets laminated in the axial direction of the rotating shaft. 請求項１〜４の何れか１項に記載の電動機であって、
前記軸方向連結部は、前記回転軸の軸方向に対して直交する方向に積層された複数の電磁鋼板によって形成されている、電動機。 The electric motor according to any one of claims 1 to 4.
The axial connecting portion is an electric motor formed of a plurality of electromagnetic steel sheets laminated in a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft. 請求項１〜５の何れか１項に記載の電動機であって、
前記第１周方向部、前記第２周方向部及び前記軸方向連結部は互いに独立しており、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、それぞれ、少なくとも一部が前記回転軸の外周面に接する接触部を有しており、
前記接触部には、前記回転軸の径方向内側に向かって開口するとともに前記回転軸の軸方向に延びて前記軸方向連結部の一部が嵌め込まれる溝が形成されており、
前記軸方向連結部は、その一部が前記回転軸の外周面に開口して前記回転軸の軸方向に延びる溝に嵌め込まれた状態で前記第１周方向部及び前記第２周方向部の各々によって前記回転軸の径方向外側から押え込まれることにより、前記回転軸とともに回転可能となるように前記回転軸に固定されている、電動機。 The electric motor according to any one of claims 1 to 5.
The first circumferential direction portion, the second circumferential direction portion, and the axial connection portion are independent of each other.
Each of the first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion has a contact portion in which at least a part of the first circumferential direction portion is in contact with the outer peripheral surface of the rotation shaft.
The contact portion is formed with a groove that opens inward in the radial direction of the rotating shaft and extends in the axial direction of the rotating shaft into which a part of the axial connecting portion is fitted.
A part of the axial connecting portion is opened in the outer peripheral surface of the rotating shaft and is fitted in a groove extending in the axial direction of the rotating shaft. An electric motor fixed to the rotating shaft so as to be rotatable together with the rotating shaft by being pressed from the radial outside of the rotating shaft by each of them. 請求項６に記載の電動機であって、
前記回転軸が磁性材料によって形成されており、
前記第１周方向部及び前記第２周方向部は、それぞれ、前記回転軸の周方向の両端部分が前記回転軸の径方向において前記回転軸の外周面から離れて位置することによって前記回転軸の外周面との間に隙間を形成している、電動機。 The electric motor according to claim 6.
The axis of rotation is formed of a magnetic material and
The first circumferential direction portion and the second circumferential direction portion are respectively such that both end portions in the circumferential direction of the rotary shaft are located apart from the outer peripheral surface of the rotary shaft in the radial direction of the rotary shaft. An electric motor that forms a gap with the outer peripheral surface of the motor. 請求項６に記載の電動機であって、
前記回転軸が非磁性材料によって形成されている、電動機。 The electric motor according to claim 6.
An electric motor in which the rotating shaft is made of a non-magnetic material.
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