JP7484465B2 - Rotating Electric Machine - Google Patents
Rotating Electric Machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP7484465B2 JP7484465B2 JP2020102541A JP2020102541A JP7484465B2 JP 7484465 B2 JP7484465 B2 JP 7484465B2 JP 2020102541 A JP2020102541 A JP 2020102541A JP 2020102541 A JP2020102541 A JP 2020102541A JP 7484465 B2 JP7484465 B2 JP 7484465B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux barrier
- circumferential
- pair
- magnet
- teeth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 336
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 246
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
- H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
- H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
- H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
- H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electric machine.
ロータコアとロータコアに設けられた穴に配置された永久磁石とを備える回転電機が知られている。例えば、特許文献1には、3つの永久磁石が∇形状に配置された回転電機が記載されている。
A rotating electric machine is known that includes a rotor core and permanent magnets arranged in holes in the rotor core. For example,
上記のような回転電機においては、トルクリップルのさらなる低減が求められていた。本発明は、上記事情に鑑みて、トルクリップルを低減できる構造を有する回転電機を提供することを目的の一つとする。 In rotating electric machines such as those described above, there is a demand for further reduction in torque ripple. In view of the above circumstances, one of the objects of the present invention is to provide a rotating electric machine having a structure that can reduce torque ripple.
本発明の回転電機の一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なロータと、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、を備える。前記ロータは、複数の収容穴を有するロータコアと、前記複数の収容穴の内部にそれぞれ収容された複数のマグネットと、を有する。前記ステータは、前記ロータコアを囲む環状のコアバック、および前記コアバックから径方向内側に延び周方向に間隔を空けて並んで配置された複数のティースを有するステータコアと、前記ステータコアに取り付けられた複数のコイルと、を有する。前記複数のマグネットは、周方向に互いに間隔を空けて配置され、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びる一対の第1マグネットと、前記一対の第1マグネットの径方向内端部よりも径方向外側において前記一対の第1マグネット同士の間の周方向位置に配置され、軸方向に見て径方向と直交する方向に延びる第2マグネットと、を含む。前記ロータコアは、軸方向に見て、各前記第1マグネットが延びる方向において各前記第1マグネットのそれぞれを挟んで一対ずつ配置された第1フラックスバリア部と、軸方向に見て、前記第2マグネットが延びる方向において前記第2マグネットを挟んで配置された一対の第2フラックスバリア部と、前記一対の第1マグネットの一方を挟んで配置された一対の前記第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部と前記一対の第2フラックスバリア部の一方との周方向の間、および前記一対の第1マグネットの他方を挟んで配置された一対の前記第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部と前記一対の第2フラックスバリア部の他方との周方向の間の少なくとも一方に配置された第3フラックスバリア部と、を有する。前記第2マグネットの周方向中心が或る1つの前記ティースの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、前記第3フラックスバリア部は、他の1つの前記ティースの径方向内側に位置する。 One aspect of the rotating electric machine of the present invention includes a rotor rotatable about a central axis and a stator located radially outside the rotor. The rotor has a rotor core having a plurality of accommodation holes and a plurality of magnets respectively accommodated inside the plurality of accommodation holes. The stator has a stator core having an annular core back surrounding the rotor core and a plurality of teeth extending radially inward from the core back and arranged side by side at intervals in the circumferential direction, and a plurality of coils attached to the stator core. The plurality of magnets include a pair of first magnets arranged at intervals from each other in the circumferential direction and extending in a direction away from each other in the circumferential direction as viewed in the axial direction from the radially inner side to the radially outer side, and a second magnet arranged in a circumferential position between the pair of first magnets radially outside the radial inner ends of the pair of first magnets and extending in a direction perpendicular to the radial direction as viewed in the axial direction. The rotor core has a pair of first flux barrier parts arranged on either side of each of the first magnets in the direction in which the first magnets extend, a pair of second flux barrier parts arranged on either side of the second magnets in the direction in which the second magnets extend, and a third flux barrier part arranged at least one side between the first flux barrier part located on the radially outer side of the pair of first flux barrier parts arranged on either side of one of the pair of first magnets and one of the pair of second flux barrier parts, and between the first flux barrier part located on the radially outer side of the pair of first flux barrier parts arranged on either side of the other of the pair of first magnets and the other of the pair of second flux barrier parts. In a certain state in which the circumferential center of the second magnet is arranged at the same circumferential position as the circumferential center of one of the teeth, the third flux barrier part is located on the radially inner side of the other one of the teeth.
本発明の一つの態様によれば、回転電機においてトルクリップルを低減できる。 According to one aspect of the present invention, torque ripple can be reduced in a rotating electric machine.
各図に適宜示すZ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Jは、Z軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Jの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。各図に適宜示す矢印θは、周方向を示している。矢印θは、上側から見て中心軸Jを中心として時計回りの向きを向いている。以下の説明では、或る対象を基準として周方向のうち矢印θが向かう側、すなわち上側から見て時計回りに進む側を「周方向一方側」と呼び、或る対象を基準として周方向のうち矢印θが向かう側と逆側、すなわち上側から見て反時計回りに進む側を「周方向他方側」と呼ぶ。 The Z-axis direction shown in each figure is an up-down direction with the positive side being the "upper side" and the negative side being the "lower side". The central axis J shown in each figure is an imaginary line that is parallel to the Z-axis direction and extends in the up-down direction. In the following description, the axial direction of the central axis J, i.e., the direction parallel to the up-down direction, is simply referred to as the "axial direction", the radial direction centered on the central axis J is simply referred to as the "radial direction", and the circumferential direction centered on the central axis J is simply referred to as the "circumferential direction". The arrow θ shown in each figure indicates the circumferential direction. The arrow θ points clockwise around the central axis J when viewed from above. In the following description, the side to which the arrow θ points in the circumferential direction based on a certain object, i.e., the side moving clockwise when viewed from above, is referred to as the "one circumferential side", and the side opposite to the side to which the arrow θ points in the circumferential direction based on a certain object, i.e., the side moving counterclockwise when viewed from above, is referred to as the "other circumferential side".
なお、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。 Note that the terms "upper", "upper side", and "lower side" are simply names used to describe the relative positions of the various parts, and the actual relative positions may be other than those indicated by these names.
図1に示すように、本実施形態の回転電機1は、インナーロータ型の回転電機である。本実施形態において回転電機1は、三相交流式の回転電機である。回転電機1は、例えば、三相交流の電源が供給されることで駆動される三相モータである。回転電機1は、ハウジング2と、ロータ10と、ステータ60と、ベアリングホルダ4と、ベアリング5a,5bと、を備える。
As shown in FIG. 1, the rotating
ハウジング2は、ロータ10、ステータ60、ベアリングホルダ4、およびベアリング5a,5bを内部に収容している。ハウジング2の底部は、ベアリング5bを保持している。ベアリングホルダ4は、ベアリング5aを保持している。ベアリング5a,5bは、例えば、ボールベアリングである。
The
ステータ60は、ロータ10の径方向外側に位置する。ステータ60は、ステータコア61と、インシュレータ64と、複数のコイル65と、を有する。ステータコア61は、コアバック62と、複数のティース63と、を有する。コアバック62は、後述するロータコア20の径方向外側に位置する。図2に示すように、コアバック62は、ロータコア20を囲む環状である。コアバック62は、例えば、中心軸Jを中心とする円環状である。
The
複数のティース63は、コアバック62から径方向内側に延びている。複数のティース63は、周方向に間隔を空けて並んで配置されている。複数のティース63は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。ティース63は、例えば、48個設けられている。つまり、回転電機1のスロット数は、例えば、48である。図3に示すように、複数のティース63は、基部63aと、アンブレラ部63bと、をそれぞれ有する。
The
基部63aは、コアバック62から径方向内側に延びている。基部63aの周方向の寸法は、例えば、径方向の全体に亘って同じである。なお、基部63aの周方向の寸法は、例えば、径方向内側に向かうに従って小さくなっていてもよい。
The
アンブレラ部63bは、基部63aの径方向内側の端部に設けられている。アンブレラ部63bは、基部63aよりも周方向の両側に突出している。アンブレラ部63bの周方向の寸法は、基部63aの径方向内側の端部における周方向の寸法よりも大きい。アンブレラ部63bの径方向内側の面は、周方向に沿った曲面である。アンブレラ部63bの径方向内側の面は、軸方向に見て、中心軸Jを中心とする円弧状に延びている。アンブレラ部63bの径方向内側の面は、後述するロータコア20の外周面と径方向に隙間を介して対向している。周方向に隣り合うティース63同士において、アンブレラ部63b同士は、周方向に隙間を介して並んで配置されている。
The
複数のコイル65は、ステータコア61に取り付けられている。図1に示すように、複数のコイル65は、例えば、インシュレータ64を介してティース63に取り付けられている。本実施形態においてコイル65は、分布巻きされている。つまり、各コイル65は、複数のティース63に跨って巻き回されている。本実施形態においてコイル65は、全節巻きされている。つまり、コイル65が差し込まれるステータ60のスロット同士の周方向ピッチが、ステータ60に三相交流電源が供給された際に生じる磁極の周方向ピッチと等しい。回転電機1の極数は、例えば、8である。つまり、回転電機1は、例えば、8極48スロットの回転電機である。このように、本実施形態の回転電機1においては、極数をNとしたとき、スロット数がN×6となる。なお、図3から図5においては、コイル65の図示を省略している。図2から図5においては、インシュレータ64の図示を省略している。
The
ロータ10は、中心軸Jを中心として回転可能である。図2に示すように、ロータ10は、シャフト11と、ロータコア20と、複数のマグネット40と、を有する。シャフト11は、中心軸Jを中心として軸方向に延びる円柱状である。図1に示すように、シャフト11は、ベアリング5a,5bによって中心軸J回りに回転可能に支持されている。
The
ロータコア20は、磁性体である。ロータコア20は、シャフト11の外周面に固定されている。ロータコア20は、ロータコア20を軸方向に貫通する貫通孔21を有する。図2に示すように、貫通孔21は、軸方向に見て、中心軸Jを中心とする円形状である。貫通孔21には、シャフト11が通されている。シャフト11は、例えば圧入等により、貫通孔21内に固定されている。図示は省略するが、ロータコア20は、例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されている。
The
ロータコア20は、複数の収容穴30を有する。複数の収容穴30は、例えば、ロータコア20を軸方向に貫通している。複数の収容穴30の内部には、複数のマグネット40がそれぞれ収容されている。収容穴30内におけるマグネット40の固定方法は、特に限定されない。複数の収容穴30は、一対の第1収容穴31a,31bと、第2収容穴32と、を含む。
The
複数のマグネット40の種類は、特に限定されない。マグネット40は、例えば、ネオジム磁石であってもよいし、フェライト磁石であってもよい。複数のマグネット40は、一対の第1マグネット41a,41bと、第2マグネット42と、を含む。
The type of the
本実施形態において一対の第1収容穴31a,31bと一対の第1マグネット41a,41bと第2収容穴32と第2マグネット42とは、周方向に間隔を空けて複数ずつ設けられている。一対の第1収容穴31a,31bと一対の第1マグネット41a,41bと第2収容穴32と第2マグネット42とは、例えば、8つずつ設けられている。
In this embodiment, the pair of first
ロータ10は、一対の第1収容穴31a,31bと一対の第1マグネット41a,41bと第2収容穴32と第2マグネット42とを1つずつ含む磁極部70を複数有する。磁極部70は、例えば、8つ設けられている。複数の磁極部70は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。複数の磁極部70は、ロータコア20の外周面における磁極がN極の磁極部70Nと、ロータコア20の外周面における磁極がS極の磁極部70Sと、を複数ずつ含む。磁極部70Nと磁極部70Sとは、例えば、4つずつ設けられている。4つの磁極部70Nと4つの磁極部70Sとは、周方向に沿って交互に配置されている。各磁極部70の構成は、ロータコア20の外周面の磁極が異なる点および周方向位置が異なる点を除いて、同様の構成である。
The
図3に示すように、磁極部70において、一対の第1収容穴31a,31bは、周方向に互いに間隔を空けて配置されている。第1収容穴31aは、例えば、第1収容穴31bの周方向一方側(+θ側)に位置する。第1収容穴31a,31bは、例えば、軸方向に見て、径方向に対して斜めに傾いた方向に略直線状に延びている。一対の第1収容穴31a,31bは、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びている。つまり、第1収容穴31aと第1収容穴31bとの間の周方向の距離は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなっている。第1収容穴31aは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向一方側に位置する。第1収容穴31bは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向他方側(-θ側)に位置する。第1収容穴31a,31bの径方向外側の端部は、ロータコア20の径方向外周縁部に位置する。
3, in the
第1収容穴31aと第1収容穴31bとは、例えば、軸方向に見て、図3に示す磁極中心線IL1を周方向に挟んで配置されている。磁極中心線IL1は、磁極部70の周方向中心と中心軸Jとを通り、径方向に延びる仮想線である。第1収容穴31aと第1収容穴31bとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線IL1に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線IL1に対して線対称である点を除いて第1収容穴31aと同様の構成については、第1収容穴31bについての説明を省略する場合がある。
When viewed in the axial direction, the first
第1収容穴31aは、第1直線部31cと、内端部31dと、外端部31eと、を有する。第1直線部31cは、軸方向に見て、第1収容穴31aが延びる方向に直線状に延びている。第1直線部31cは、例えば、軸方向に見て長方形状である。内端部31dは、第1直線部31cの径方向内側の端部に繋がっている。内端部31dは、第1収容穴31aの径方向内側の端部である。外端部31eは、第1直線部31cの径方向外側の端部に繋がっている。外端部31eは、第1収容穴31aの径方向外側の端部である。第1収容穴31bは、第1直線部31fと、内端部31gと、外端部31hと、を有する。
The first
第2収容穴32は、一対の第1収容穴31a,31bの径方向外側の端部同士の周方向の間に位置する。つまり、本実施形態において第2収容穴32は、外端部31eと外端部31hとの周方向の間に位置する。第2収容穴32は、例えば、軸方向に見て、径方向と直交する方向に略直線状に延びている。第2収容穴32は、例えば、軸方向に見て、磁極中心線IL1と直交する方向に延びている。一対の第1収容穴31a,31bと第2収容穴32とは、例えば、軸方向に見て、∇形状に沿って配置されている。
The second
なお、本明細書において「或る対象が或る方向と直交する方向に延びる」とは、或る対象が、或る方向と厳密に直交する方向に延びる場合に加えて、或る対象が、或る方向と略直交する方向に延びる場合も含む。「或る方向と略直交する方向」とは、例えば、製造時の公差等によって、或る方向と厳密に直交する方向に対して数度[°]程度の範囲内で傾いた方向を含む。 In this specification, "an object extends in a direction perpendicular to a certain direction" includes not only the case where an object extends in a direction strictly perpendicular to a certain direction, but also the case where an object extends in a direction approximately perpendicular to a certain direction. "A direction approximately perpendicular to a certain direction" includes a direction that is tilted within a range of a few degrees [°] from the direction strictly perpendicular to a certain direction due to manufacturing tolerances, etc.
軸方向に見て、第2収容穴32の周方向の中心には、例えば、磁極中心線IL1が通っている。つまり、第2収容穴32の周方向中心の周方向位置は、例えば、磁極部70の周方向中心の周方向位置と一致している。第2収容穴32の軸方向に見た形状は、例えば、磁極中心線IL1に対して線対称な形状である。第2収容穴32は、ロータコア20の径方向外周縁部に位置する。
When viewed in the axial direction, the magnetic pole center line IL1, for example, passes through the circumferential center of the second
第2収容穴32は、第2直線部32aと、一端部32bと、他端部32cと、を有する。第2直線部32aは、軸方向に見て、第2収容穴32が延びる方向に直線状に延びている。第2直線部32aは、例えば、軸方向に見て長方形状である。一端部32bは、第2直線部32aの周方向一方側(+θ側)の端部に繋がっている。一端部32bは、第2収容穴32の周方向一方側の端部である。一端部32bは、第1収容穴31aにおける外端部31eの周方向他方側(-θ側)に間隔を空けて配置されている。他端部32cは、第2直線部32aの周方向他方側(-θ側)の端部に繋がっている。他端部32cは、第2収容穴32の周方向他方側の端部である。他端部32cは、第1収容穴31bにおける外端部31hの周方向一方側に間隔を空けて配置されている。
The second
一対の第1マグネット41a,41bは、一対の第1収容穴31a,31bの内部にそれぞれ収容されている。第1マグネット41aは、第1収容穴31aの内部に収容されている。第1マグネット41bは、第1収容穴31bの内部に収容されている。一対の第1マグネット41a,41bは、例えば、軸方向に見て長方形状である。図示は省略するが、第1マグネット41a,41bは、例えば、直方体状である。図示は省略するが、第1マグネット41a,41bは、例えば、第1収容穴31a,31b内の軸方向の全体に亘って設けられている。一対の第1マグネット41a,41bは、周方向に互いに間隔を空けて配置されている。第1マグネット41aは、例えば、第1マグネット41bの周方向一方側(+θ側)に位置する。
The pair of
第1マグネット41aは、軸方向に見て第1収容穴31aに沿って延びている。第1マグネット41bは、軸方向に見て第1収容穴31bに沿って延びている。第1マグネット41a,41bは、例えば、軸方向に見て、径方向に対して斜めに傾いた方向に略直線状に延びている。一対の第1マグネット41a,41bは、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びている。つまり、第1マグネット41aと第1マグネット41bとの間の周方向の距離は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなっている。
The
第1マグネット41aは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向一方側(+θ側)に位置する。第1マグネット41bは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向他方側(-θ側)に位置する。第1マグネット41aと第1マグネット41bとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線IL1を周方向に挟んで配置されている。第1マグネット41aと第1マグネット41bとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線IL1に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線IL1に対して線対称である点を除いて第1マグネット41aと同様の構成については、第1マグネット41bについての説明を省略する場合がある。
The
第1マグネット41aは、第1収容穴31a内に嵌め合わされている。より詳細には、第1マグネット41aは、第1直線部31c内に嵌め合わされている。第1マグネット41aの側面のうち、第1直線部31cが延びる方向と直交する方向における両側面は、例えば、第1直線部31cの内側面とそれぞれ接触している。軸方向に見て第1直線部31cが延びる方向において、第1マグネット41aの長さは、例えば、第1直線部31cの長さと同じである。
The
軸方向に見て、第1マグネット41aの延伸方向の両端部は、第1収容穴31aの延伸方向の両端部からそれぞれ離れて配置されている。軸方向に見て、第1マグネット41aが延びる方向において第1マグネット41aの両側には、内端部31dと外端部31eとがそれぞれ隣接して配置されている。ここで、本実施形態において内端部31dは、第1フラックスバリア部51aを構成している。外端部31eは、第1フラックスバリア部51bを構成している。つまり、ロータコア20は、軸方向に見て、第1マグネット41aが延びる方向において第1マグネット41aを挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部51a,51bを有する。ロータコア20は、軸方向に見て、第1マグネット41bが延びる方向において第1マグネット41bを挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部51c,51dを有する。
When viewed in the axial direction, both ends of the
このように、ロータコア20は、軸方向に見て、各第1マグネット41a,41bが延びる方向において各第1マグネット41a,41bのそれぞれを挟んで一対ずつ配置された第1フラックスバリア部51a,51b,51c,51dを有する。第1フラックスバリア部51a,51b,51c,51d、後述する第2フラックスバリア部52a,52b、および後述する第3フラックスバリア部53a,53bは、磁束の流れを抑制できる部分である。すなわち、各フラックスバリア部には、磁束が通りにくい。各フラックスバリア部は、磁束の流れを抑制できるならば、特に限定されず、空隙部を含んでもよいし、樹脂部等の非磁性部を含んでもよい。
Thus, the
第2マグネット42は、第2収容穴32の内部に収容されている。第2マグネット42は、一対の第1マグネット41a,41bの径方向内端部よりも径方向外側において一対の第1マグネット41a,41b同士の間の周方向位置に配置されている。第2マグネット42は、軸方向に見て第2収容穴32に沿って延びている。第2マグネット42は、軸方向に見て径方向と直交する方向に延びている。一対の第1マグネット41a,41bと第2マグネット42とは、例えば、軸方向に見て、∇形状に沿って配置されている。
The
なお、本明細書において「第2マグネットが一対の第1マグネット同士の間の周方向位置に配置されている」とは、第2マグネットの周方向位置が一対の第1マグネット同士の間の周方向位置に含まれていればよく、第1マグネットに対する第2マグネットの径方向位置は特に限定されない。 In this specification, "the second magnet is disposed at a circumferential position between a pair of first magnets" means that the circumferential position of the second magnet is included in the circumferential position between the pair of first magnets, and the radial position of the second magnet relative to the first magnet is not particularly limited.
第2マグネット42の軸方向に見た形状は、例えば、磁極中心線IL1に対して線対称な形状である。第2マグネット42は、例えば、軸方向に見て長方形状である。図示は省略するが、第2マグネット42は、例えば、直方体状である。図示は省略するが、第2マグネット42は、例えば、第2収容穴32内の軸方向の全体に亘って設けられている。第2マグネット42の径方向内側部分は、例えば、一対の第1マグネット41a,41bの径方向外端部同士の周方向の間に位置する。第2マグネット42の径方向外側部分は、例えば、一対の第1マグネット41a,41bよりも径方向外側に位置する。
The shape of the
第2マグネット42は、第2収容穴32内に嵌め合わされている。より詳細には、第2マグネット42は、第2直線部32a内に嵌め合わされている。第2マグネット42の側面のうち、第2直線部32aが延びる方向と直交する径方向における両側面は、例えば、第2直線部32aの内側面とそれぞれ接触している。軸方向に見て第2直線部32aが延びる方向において、第2マグネット42の長さは、例えば、第2直線部32aの長さと同じである。
The
軸方向に見て、第2マグネット42の延伸方向の両端部は、第2収容穴32の延伸方向の両端部からそれぞれ離れて配置されている。軸方向に見て、第2マグネット42が延びる方向において第2マグネット42の両側には、一端部32bと他端部32cとがそれぞれ隣接して配置されている。ここで、本実施形態において一端部32bは、第2フラックスバリア部52aを構成している。他端部32cは、第2フラックスバリア部52bを構成している。つまり、ロータコア20は、軸方向に見て、第2マグネット42が延びる方向において第2マグネット42挟んで配置された一対の第2フラックスバリア部52a,52bを有する。一対の第2フラックスバリア部52a,52bおよび第2マグネット42は、第1マグネット41aを挟む一対の第1フラックスバリア部51a,51bのうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部51bと、第1マグネット41bを挟む一対の第1フラックスバリア部51c,51dのうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部51dとの周方向の間に位置する。
When viewed in the axial direction, both ends of the
第1マグネット41aの磁極は、軸方向に見て第1マグネット41aが延びる方向と直交する方向に沿って配置されている。第1マグネット41bの磁極は、軸方向に見て第1マグネット41bが延びる方向と直交する方向に沿って配置されている。第2マグネット42の磁極は、径方向に沿って配置されている。
The magnetic poles of the
第1マグネット41aの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第1マグネット41bの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第2マグネット42の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、互いに同じである。第1マグネット41aの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第1マグネット41bの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第2マグネット42の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、互いに同じである。
The magnetic poles of the
磁極部70Nにおいて、第1マグネット41aの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第1マグネット41bの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第2マグネット42の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、例えば、N極である。磁極部70Nにおいて、第1マグネット41aの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第1マグネット41bの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第2マグネット42の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、例えば、S極である。
In the
図示は省略するが、磁極部70Sにおいては、磁極部70Nに対して、各マグネット40の磁極が反転して配置されている。つまり、磁極部70Sにおいて、第1マグネット41aの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第1マグネット41bの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第2マグネット42の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、例えば、S極である。磁極部70Sにおいて、第1マグネット41aの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第1マグネット41bの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第2マグネット42の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、例えば、N極である。
Although not shown in the figure, in the
ロータコア20は、一対の第3フラックスバリア部53a,53bを有する。一対の第3フラックスバリア部53a,53bは、磁極部70ごとに設けられている。各磁極部70において、第3フラックスバリア部53aと第3フラックスバリア部53bとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線IL1に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線IL1に対して線対称である点を除いて第3フラックスバリア部53aと同様の構成については、第3フラックスバリア部53bについての説明を省略する場合がある。第3フラックスバリア部53a,53bは、例えば、ロータコア20を軸方向に貫通する孔によって作られた空隙部である。第3フラックスバリア部53a,53bは、例えば、軸方向に見て、円形状である。
The
第3フラックスバリア部53aは、一対の第1マグネット41a,41bの一方の第1マグネット41aを挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部51a,51bのうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部51bと一対の第2フラックスバリア部52a,52bの一方の第2フラックスバリア部52aとの周方向の間に配置されている。第3フラックスバリア部53aは、例えば、第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの周方向の間の中央部に位置する。
The third
第3フラックスバリア部53bは、一対の第1マグネット41a,41bの他方の第1マグネット41bを挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部51c,51dのうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部51dと一対の第2フラックスバリア部52a,52bの他方の第2フラックスバリア部52bとの周方向の間に配置されている。第3フラックスバリア部53bは、例えば、第1フラックスバリア部51dと第2フラックスバリア部52bとの周方向の間の中央部に位置する。
The third
第3フラックスバリア部53a,53bは、軸方向に見て、第2マグネット42が延びる方向の延長線上に位置する。第3フラックスバリア部53a,53bは、軸方向に見て、第2マグネット42の径方向内縁の周方向両端部を通る仮想曲線IL6と第2マグネット42の径方向外縁の周方向両端部を通る仮想曲線IL7との間に位置する。仮想曲線IL6は、軸方向に見て、第2マグネット42の径方向内縁の周方向両端部を通り、中心軸Jを中心とする円弧状に延びる仮想線である。仮想曲線IL7は、軸方向に見て、第2マグネット42の径方向外縁の周方向両端部を通り、中心軸Jを中心とする円弧状に延びる仮想線である。
The third
第3フラックスバリア部53a,53bは、例えば、第2マグネット42の径方向外縁よりも径方向内側に位置する。第3フラックスバリア部53a,53bは、例えば、第2マグネット42の径方向内縁よりも径方向外側に位置する。第3フラックスバリア部53a,53bは、例えば、一対の第1マグネット41a,41bよりも径方向外側に位置する。
The third
本実施形態において第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wは、第1フラックスバリア部51a,51b,51c,51dの周方向の寸法および第2フラックスバリア部52a,52bの周方向の寸法よりも小さい。本実施形態において第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wは、円形状の第3フラックスバリア部53a,53bの直径である。第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wは、例えば、第1フラックスバリア部51a,51b,51c,51dの周方向の寸法の半分および第2フラックスバリア部52a,52bの周方向の寸法の半分よりも小さい。第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wは、例えば、2.4mm以下である。第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wは、例えば、0.6mm以上、2.1mm以下であることが好ましい。これは、トルクリップルを好適に低減できるためである。
In this embodiment, the circumferential dimension W of the third
本実施形態においてロータコア20の半径rに対する第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wの比は、0.041以下である。ロータコア20の半径rに対する第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wの比は、0.010以上、0.035以下であることが好ましい。これは、トルクリップルを好適に低減できるためである。
In this embodiment, the ratio of the circumferential dimension W of the third
本実施形態において第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの周方向の間の距離L1に対する第3フラックスバリア部53aの比は、例えば、0.27以下である。図4に示す距離L1は、円形の第3フラックスバリア部53aの中心における径方向位置での、第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの周方向の間の距離である。第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの周方向の間の距離L1に対する第3フラックスバリア部53aの比は、0.10以上、0.36以下であることが好ましい。これは、トルクリップルを好適に低減できるためである。第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの周方向の間の距離L1は、例えば、3.0mm以上、7.0mm以下である。
In this embodiment, the ratio of the third
ロータコア20の外周面と第3フラックスバリア部53aとの間の径方向の距離L2、およびロータコア20の外周面と第3フラックスバリア部53aの中心との距離L3は、例えば、第3フラックスバリア部53aの周方向の寸法Wよりも大きい。図4に示す距離L2は、円形の第3フラックスバリア部53aの中心における周方向位置での、ロータコア20の外周面と第3フラックスバリア部53aとの間の径方向の距離である。距離L2および距離L3は、例えば、ロータコア20の外周面から第2マグネット42までの径方向の距離よりも大きい。距離L2は、例えば、0.7mm以上、4.2mm以下である。距離L3は、例えば、1.0mm以上、5.2mm以下である。距離L3は、2.6mm以上、3.4mm以下が好ましい。これは、トルクリップルを好適に低減しやすいためである。
The radial distance L2 between the outer peripheral surface of the
第2マグネット42の周方向中心が或る1つのティース63の周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第3フラックスバリア部53a,53bは、他の1つのティース63の径方向内側に位置する。言い換えれば、当該或る状態において、第3フラックスバリア部53a,53bは、他の1つのティース63と周方向位置が重なる。なお、本明細書において「或る対象が他の対象の径方向内側に位置する」とは、中心軸に対して或る対象が他の対称よりも径方向内側に位置することに加え、或る対象の少なくとも一部の周方向位置が、他の対象の少なくとも一部の周方向位置と同じであればよい。図2から図5は、当該或る状態の一例を示している。図2から図5において周方向中心が第2マグネット42の周方向中心と同じ周方向に位置に配置されたティース63を、ティース66Aと呼ぶ。つまり、図2から図5に示す或る状態において、ティース66Aが「或る1つのティース」に相当する。図2から図5に示す或る状態において、軸方向に見て、ティース66Aの周方向中心には、磁極中心線IL1が通る。
In a certain state in which the circumferential center of the
図2から図5に示す或る状態において、ティース66Aの周方向一方側(+θ側)に隣り合うティース63をティース66Bと呼ぶ。ティース66Aの周方向他方側(-θ側)に隣り合うティース63をティース66Cと呼ぶ。ティース66Bの周方向一方側に隣り合うティース63をティース66Dと呼ぶ。ティース66Cの周方向他方側に隣り合うティース63をティース66Eと呼ぶ。ティース66Dの周方向一方側に隣り合うティース63をティース66Fと呼ぶ。なお、以下の説明においては、図2から図5に示す或る状態を単に「或る状態」と呼ぶ。
In a certain state shown in Figures 2 to 5, the
図3に示すように、或る状態において、第3フラックスバリア部53aは、ティース66Dの径方向内側に位置する。第3フラックスバリア部53bは、ティース66Eの径方向内側に位置する。つまり、或る状態において、ティース66D,66Eは、「他の1つのティース」に相当する。ここで、ティース66D,66Eのそれぞれは、周方向において、「或る1つのティース」に相当するティース66Aの2つ隣に配置されたティースである。つまり、本実施形態において「他の1つのティース」であるティース66D,66Eは、周方向において「或る1つのティース」の2つ隣に配置されたティース63である。
As shown in FIG. 3, in a certain state, the third
本実施形態では、或る状態において、第3フラックスバリア部53aは、ティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心に近い側(-θ側)の部分の径方向内側に位置する。ティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心に近い側の部分とは、ティース66Dのうちティース中心線IL2よりも第2マグネット42の周方向中心に近い側の部分である。ティース中心線IL2は、ティース66Dの周方向中心と中心軸Jとを通り径方向に延びる仮想線である。或る状態において第3フラックスバリア部53aは、軸方向に見て、ティース中心線IL2と仮想線IL3との周方向の間に位置する。仮想線IL3は、軸方向に見て、ティース66Dのアンブレラ部63bにおける周方向他方側(-θ側)の端部と中心軸Jとを通り径方向に延びる仮想線である。
In this embodiment, in a certain state, the third
本実施形態では、或る状態において、第3フラックスバリア部53bは、軸方向に見て、ティース中心線IL4と仮想線IL5との周方向の間に位置する。ティース中心線IL4は、ティース66Eの周方向中心と中心軸Jとを通り径方向に延びる仮想線である。仮想線IL5は、軸方向に見て、ティース66Eのアンブレラ部63bにおける周方向一方側(+θ側)の端部と中心軸Jとを通り径方向に延びる仮想線である。
In this embodiment, in a certain state, the third
或る状態において、ティース66Bの少なくとも一部およびティース66Cの少なくとも一部は、第2マグネット42の径方向外側に位置する。ティース66Bは、ティース66Aとティース66Dとの周方向の間に隣り合って配置されたティース63である。ティース66Cは、ティース66Aとティース66Eとの周方向の間に隣り合って配置されたティース63である。つまり、或る状態において、「或る1つのティース」であるティース66Aと「他の1つのティース」であるティース66D,66Eとの周方向の間に隣り合って配置されたティース66B,66Cの少なくとも一部は、第2マグネット42の径方向外側に位置する。或る状態においては、例えば、ティース66Bの周方向他方側(-θ側)の部分およびティース66Cの周方向一方側(+θ側)の部分が第2マグネット42の径方向外側に位置する。
In a certain state, at least a part of the
或る状態において、第1マグネット41aを挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部51a,51bのうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部51bは、ティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心から遠い側(+θ側)の部分の径方向内側に位置する。ティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心から遠い側の部分とは、ティース66Dのうちティース中心線IL2よりも第2マグネット42の周方向中心から遠い側の部分である。
In a certain state, of the pair of first
ロータコア20は、ロータコア20の外周面から径方向内側に窪む凹部22a,22bを有する。本実施形態において凹部22a,22bは、磁極部70ごとに一対ずつ設けられている。各磁極部70において、凹部22aと凹部22bとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線IL1に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線IL1に対して線対称である点を除いて凹部22aと同様の構成については、凹部22bについての説明を省略する場合がある。凹部22aは、例えば、第1フラックスバリア部51bの径方向外側に位置する。凹部22bは、例えば、第1フラックスバリア部51dの径方向外側に位置する。凹部22a,22bの軸方向に見た内縁は、例えば、径方向内側に凹となる略円弧状である。
The
或る状態において、凹部22aは、ティース66Dの周方向中心よりも第2マグネットの周方向中心から周方向に離れる側(+θ側)に配置される。つまり、凹部22aは、ティース中心線IL2よりも周方向一方側(+θ側)に位置する。或る状態において、凹部22aの少なくとも一部は、ティース66Dの径方向内側に位置する。本実施形態では、或る状態において、凹部22aの周方向他方側(-θ側)の端部が、ティース66Dのアンブレラ部63bにおける周方向一方側(+θ側)の端部の径方向内側に位置する。
In a certain state, the
本実施形態によれば、第3フラックスバリア部53a,53bが設けられることで、トルクリップルを低減できる。以下、詳細に説明する。図4に示すように、ロータ10とステータ60との間を流れる磁束は、ティース63から放出されて、ロータコア20を通って再び同じティース63に戻る磁束を含む場合がある。図4に示す磁束B48は、例えば、ロータ10とステータ60との間を流れる磁束の48次成分である。
According to this embodiment, the provision of the third
図4に示す磁束B48のうち磁束B48aは、例えば、ティース66Aの周方向中心から径方向内側に放出され、ロータコア20を通ってティース66Aのアンブレラ部63bにおける周方向一方側(+θ側)の端部に戻る磁束である。磁束B48aは、ロータコア20のうち第2マグネット42の径方向外側に位置する部分を通る。
Of the magnetic flux B48 shown in FIG. 4, magnetic flux B48a is, for example, a magnetic flux that is emitted radially inward from the circumferential center of the
図4に示す磁束B48のうち磁束B48bは、例えば、ティース66Dの周方向中心から径方向内側に放出され、ロータコア20を通ってティース66Dのアンブレラ部63bにおける周方向他方側(-θ側)の端部に戻る磁束である。磁束B48bは、ロータコア20のうち、周方向位置が第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの間の周方向位置となる部分を通る。
Of the magnetic flux B48 shown in FIG. 4, magnetic flux B48b is, for example, a magnetic flux that is emitted radially inward from the circumferential center of
ここで、仮に第3フラックスバリア部53aが設けられていない場合、図4において二点鎖線で示すように、ティース66Dからロータコア20内に放出された磁束B48bは、第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの周方向の間の部分を比較的大きく径方向内側まで回ってから、ティース66Dに戻る。
If the third
一方、ティース66Aから放出された磁束B48aは、第2マグネット42が設けられていることにより、ロータコア20のうち第2マグネット42の径方向外側に位置する部分を比較的小さく回ってティース66Aに戻る。そのため、第3フラックスバリア部53aが設けられていない場合には、ティース66Aとロータコア20との間を流れる磁束B48aの流れとティース66Dとロータコア20との間を流れる磁束B48bの流れとが大きく異なりやすい。これにより、ティース66Aとロータコア20との間に働く磁力の変動幅とティース66Dとロータコア20との間に働く磁力の変動幅とがずれて、各ティース63とロータコア20との間で働く磁力にバラつきが生じやすい。したがって、トルクリップルが大きくなりやすい問題があった。
On the other hand, because the
これに対して、本実施形態によれば、第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの周方向の間に第3フラックスバリア部53aが設けられている。また、第2マグネット42の周方向中心が或る1つのティース66Aの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第3フラックスバリア部53aは、他の1つのティース66Dの径方向内側に位置する。そのため、図4において実線で示すように、ティース66Dからロータコア20に放出された磁束B48bがロータコア20内において径方向内側に大きく回ることを第3フラックスバリア部53aによって抑制できる。これにより、ティース66Dから放出された磁束B48bを、ロータコア20のうち第3フラックスバリア部53aよりも径方向外側に位置する部分を通して、ティース66Dに戻しやすくできる。したがって、ティース66Dとロータコア20との間を流れる磁束B48bの流れを、ティース66Aとロータコア20との間を流れる磁束B48aの流れと同様にしやすい。そのため、ティース66Aとロータコア20との間に働く磁力の変動幅とティース66Dとロータコア20との間に働く磁力の変動幅とがずれることを抑制でき、各ティース63とロータコア20との間で働く磁力にバラつきが生じることを抑制できる。これにより、トルクリップルを低減できる。
In contrast, according to the present embodiment, the third
また、本実施形態によれば、第1フラックスバリア部51dと第2フラックスバリア部52bとの周方向の間に第3フラックスバリア部53bが設けられている。また、第2マグネット42の周方向中心が或る1つのティース66Aの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第3フラックスバリア部53bは、他の1つのティース66Eの径方向内側に位置する。そのため、上述したティース66Dとロータコア20との間を流れる磁束B48bと同様に、ティース66Eとロータコア20との間で流れる磁束の流れを、ティース66Aとロータコア20との間で流れる磁束B48aと同様にしやすい。これにより、各ティース63とロータコア20との間で働く磁力にバラつきが生じることをより抑制できる。したがって、周方向において磁束の流れのバラつきをより低減でき、トルクリップルをより低減できる。
In addition, according to this embodiment, the third
また、例えば、ロータ10とステータ60との間に流れる磁束が図4に示すような48次成分の磁束B48を含む場合、ロータ10とステータ60との間に流れる磁束は、例えば、図5に示すような24次成分の磁束B24も含む。磁束B24は、例えば、ロータコア20を介して、磁極部70の周方向中心の径方向外側に位置するティース66Aとティース66Aの周方向に隣り合うティース66B,66Cとの間で流れる。図5では、磁束B24は、例えば、ティース66Aからロータコア20を通ってティース66Bに流れている。このような24次成分の磁束B24は、周方向においてティース66Aの2つ隣に配置されたティース66D,66Eには流れにくい。
For example, when the magnetic flux flowing between the
ここで、本実施形態によれば、或る状態において、第3フラックスバリア部53a,53bの径方向外側に位置するティース66D,66Eは、周方向において、ティース66Aの2つ隣に配置されたティース63である。そのため、或る状態において、ティース66D,66Eとロータコア20のうちティース66D,66Eの径方向内側に位置する部分とには、24次成分の磁束B24が流れにくい。これにより、第3フラックスバリア部53a,53bが設けられていても、24次成分の磁束B24の流れが阻害されにくい。したがって、第3フラックスバリア部53a,53bが設けられていても、24次成分の磁束B24に起因するトルクリップルが増大することを抑制できる。このように、本実施形態によれば、上述したように第3フラックスバリア部53a,53bによって48次成分の磁束B48に起因するトルクリップルを低減できる一方で、24次成分の磁束B24に起因するトルクリップルが増大することを抑制できる。したがって、より好適にトルクリップルを低減できる。
Here, according to this embodiment, in a certain state, the
また、本実施形態によれば、或る状態において、或る1つのティース66Aと他の1つのティース66D,66Eとの周方向の間に隣り合って配置されたティース66B,66Cの少なくとも一部は、第2マグネット42の径方向外側に位置する。或る状態においてティース66B,66Cの少なくとも一部が第2マグネット42の径方向外側に位置することで、第2マグネット42の磁束によって、24次成分の磁束B24がティース66Aからティース66B,66Cへと好適に流れやすくできる。そのため、24次成分の磁束B24が、ティース66Aの2つ隣に配置されたティース66D,66Eへとより流れにくくなる。これにより、或る状態において、24次成分の磁束B24が、ロータコア20のうち、ティース66D,66Eの径方向内側に位置する部分に、より流れにくくなる。したがって、第3フラックスバリア部53a,53bを設けても、24次成分の磁束B24の流れがより阻害されにくくできる。そのため、第3フラックスバリア部53a,53bを設けても、24次成分の磁束B24に起因するトルクリップルが増大することをより好適に抑制できる。
In addition, according to this embodiment, in a certain state, at least a portion of the
また、本実施形態によれば、或る状態において、第1マグネット41aを挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部51a,51bのうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部51bは、他の1つのティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心から遠い側(+θ側)の部分の径方向内側に位置する。そのため、ティース66Dから放出される48次成分の磁束B48は、第1フラックスバリア部51bによって遮られて、ティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心から遠い側の部分には戻りにくい。これにより、ティース66Dから放出される48次成分の磁束B48は、図4に示す磁束B48bのように、ティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心に近い側(-θ側)の部分に戻りやすい。
In addition, according to this embodiment, in a certain state, the first
ここで、本実施形態では、或る状態において、第3フラックスバリア部53aは、ティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心に近い側(-θ側)の部分の径方向内側に位置する。そのため、ティース66Dから放出されてティース66Dのうち第2マグネット42の周方向中心に近い側(-θ側)の部分に戻る磁束B48bがロータコア20の内部を径方向内側に大きく回ることを、第3フラックスバリア部53aによって好適に抑制できる。これにより、ティース66Dとロータコア20との間に流れる磁束B48bを第3フラックスバリア部53aによって好適に整流できる。したがって、トルクリップルをより好適に低減できる。
Here, in this embodiment, in a certain state, the third
また、例えば、ロータコア20とステータ60との間を流れる48次成分の磁束B48は、例えば、図4に示す磁束B48cも含む。磁束B48cは、ティース66Dからロータコア20を通って、ティース66Dに隣り合うティース66Fへと流れる磁束である。磁束B48cは、例えば、ティース66Dからロータコア20内に放出された後、ティース66Fのアンブレラ部63bにおける周方向他方側(-θ側)の端部に流れる。このような磁束B48cが多く流れると、48次成分の磁束B48の周方向バランスが崩れて、トルクリップルが大きくなりやすい。
Furthermore, for example, the 48th-order component magnetic flux B48 flowing between the
これに対して、本実施形態によれば、ロータコア20は、凹部22aを有する。或る状態において、凹部22aは、他の1つのティース66Dの周方向中心よりも第2マグネット42の周方向中心から周方向に離れる側(+θ側)に配置される。そのため、凹部22aによって、磁束B48cが流れる経路を狭くしやすい。これにより、磁束B48cが多く流れることを抑制でき、48次成分の磁束B48の周方向バランスが崩れることを抑制できる。したがって、トルクリップルをより低減できる。
In contrast, according to this embodiment, the
また、本実施形態によれば、或る状態において、凹部22aの少なくとも一部は、他の1つのティース66Dの径方向内側に位置する。そのため、凹部22aによって、ティース66Dから放出された磁束B48cが流れる経路を好適に狭くしやすい。これにより、磁束B48cが多く流れることをより抑制できる。したがって、トルクリップルをより低減できる。
Furthermore, according to this embodiment, in a certain state, at least a portion of the
また、本実施形態によれば、凹部22aは、一対の第1フラックスバリア部51a,51bのうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部51bの径方向外側に位置する。そのため、凹部22aと第1フラックスバリア部51bとの径方向の間を好適に狭くできる。これにより、ティース66Dから放出された磁束B48cが流れる経路をより好適に狭くしやすい。したがって、磁束B48cが多く流れることをより抑制できる。そのため、トルクリップルをより低減できる。
In addition, according to this embodiment, the
上述した凹部22aが設けられることによって得られる効果は、凹部22bによっても同様に得られる。本実施形態では、一対の凹部22a,22bが設けられることで、より好適にトルクリップルを低減できる。
The effect obtained by providing the
また、本実施形態によれば、第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wは、0.6mm以上、2.1mm以下である。第3フラックスバリア部53a,53bの周方向の寸法Wをこの範囲の数値とすることで、第3フラックスバリア部53a,53bによって、48次成分の磁束B48bを好適に整流できる。そのため、ティース66D,66Eとロータコア20との間で流れる磁束B48bの流れを、ティース66Aとロータコア20との間で流れる磁束B48aの流れと、より好適に同様にしやすい。これにより、周方向において磁束の流れのバラつきをより好適に低減でき、トルクリップルをより好適に低減できる。
In addition, according to this embodiment, the circumferential dimension W of the third
また、本実施形態によれば、回転電機1は、三相交流式の回転電機であって、極数をNとしたとき、スロット数がN×6となる。このような回転電機1においては、ロータ10とステータ60との間を流れる磁束が、上述した24次成分の磁束B24のようなN×3次の磁束成分、上述した48次成分の磁束B48のようなN×6次の磁束成分を含む。例えば、N=10の場合、すなわち回転電機1が10極60スロットの回転電機である場合、ロータ10とステータ60との間を流れる磁束は、10×3次、すなわち30次の磁束成分と、10×6次、すなわち60次の磁束成分を含む。このような場合、第3フラックスバリア部53a,53bを設けることで上述した48次成分の磁束B48の場合と同様にN×6次の磁束成分に起因するトルクリップルを低減でき、かつ、上述した24次成分の磁束B24の場合と同様にN×3次の磁束成分に起因するトルクリップルが増大することを抑制できる。そのため、第3フラックスバリア部53a,53bを設けることで、極数がNでスロット数がN×6の回転電機1において、上述したトルクリップルを低減できる効果を好適に得やすい。
According to this embodiment, the rotating
また、本実施形態によれば、コイル65は、分布巻き、かつ、全節巻きされている。このようにコイル65が巻かれた回転電機1においては、ロータ10とステータ60との間を流れる磁束が、上述した24次成分の磁束B24のようなN×3次の磁束成分、上述した48次成分の磁束B48のようなN×6次の磁束成分を含む。このような場合、第3フラックスバリア部53a,53bを設けることでN×6次の磁束成分に起因するトルクリップルを低減でき、かつ、N×3次の磁束成分に起因するトルクリップルが増大することを抑制できる。そのため、第3フラックスバリア部53a,53bを設けることで、極数がNでスロット数がN×6の回転電機1において、上述したトルクリップルを低減できる効果を好適に得やすい。
In addition, according to this embodiment, the
本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の技術的思想の範囲内において、他の構成を採用することもできる。上述した実施形態では、第3フラックスバリア部は、一対の第1マグネットの一方を挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部と一対の第2フラックスバリア部の一方との周方向の間、および一対の第1マグネットの他方を挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部と一対の第2フラックスバリア部の他方との周方向の間の両方に設けられている構成としたが、これに限られない。第3フラックスバリア部は、一対の第1マグネットの一方を挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部と一対の第2フラックスバリア部の一方との周方向の間、および一対の第1マグネットの他方を挟んで配置された一対の第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部と一対の第2フラックスバリア部の他方との周方向の間の少なくとも一方に配置されていればよい。つまり、上述した実施形態において、各磁極部70は、一対の第3フラックスバリア部53a,53bのうちいずれか一方のみを含む構成であってもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and other configurations may be adopted within the scope of the technical concept of the present invention. In the above-mentioned embodiment, the third flux barrier section is provided both between the first flux barrier section located radially outward among the pair of first flux barrier sections arranged to sandwich one of the pair of first magnets and one of the pair of second flux barrier sections, and between the first flux barrier section located radially outward among the pair of first flux barrier sections arranged to sandwich the other of the pair of first magnets and the other of the pair of second flux barrier sections, but this is not limited to the above. The third flux barrier section may be provided at least in one of the following positions: between the first flux barrier section located radially outward among the pair of first flux barrier sections arranged to sandwich one of the pair of first magnets and one of the pair of second flux barrier sections, and between the first flux barrier section located radially outward among the pair of first flux barrier sections arranged to sandwich the other of the pair of first magnets and the other of the pair of second flux barrier sections. That is, in the above-described embodiment, each
第3フラックスバリア部の形状は、特に限定されない。第3フラックスバリア部は、例えば、軸方向に見て、楕円形状であってもよいし、多角形状であってもよい。第3フラックスバリア部が穴によって構成される場合、穴は底部を有する穴であってもよい。第3フラックスバリア部は、ロータコアに設けられた穴内に樹脂等の非磁性体が配置されて構成されてもよい。第3フラックスバリア部が複数設けられる場合、複数の第3フラックスバリア部は、互いに形状が異なる第3フラックスバリア部を含んでもよい。第3フラックスバリア部が第1フラックスバリア部と第2フラックスバリア部との周方向の間に位置するならば、第3フラックスバリア部の径方向位置は特に限定されない。 The shape of the third flux barrier portion is not particularly limited. The third flux barrier portion may be, for example, elliptical or polygonal when viewed in the axial direction. When the third flux barrier portion is formed by a hole, the hole may be a hole having a bottom. The third flux barrier portion may be formed by disposing a non-magnetic material such as a resin in a hole provided in the rotor core. When multiple third flux barrier portions are provided, the multiple third flux barrier portions may include third flux barrier portions having different shapes from each other. As long as the third flux barrier portion is located between the first flux barrier portion and the second flux barrier portion in the circumferential direction, the radial position of the third flux barrier portion is not particularly limited.
第3フラックスバリア部は、1つの第1フラックスバリア部と1つの第2フラックスバリア部との間に複数設けられていてもよい。例えば、上述した実施形態では、第1フラックスバリア部51bと第2フラックスバリア部52aとの周方向の間に、第3フラックスバリア部53aが複数設けられていてもよい。この場合、複数の第3フラックスバリア部53aは、径方向に並んで配置されてもよいし、周方向に並んで配置されてもよい。
A plurality of third flux barrier sections may be provided between one first flux barrier section and one second flux barrier section. For example, in the above-described embodiment, a plurality of third
第2マグネットの周方向中心が或る1つのティースの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、第3フラックスバリア部は、或る1つのティースと異なる他の1つのティースであれば、いずれのティースの径方向内側に位置してもよい。或る状態において、第3フラックスバリア部は、周方向において或る1つのティースの1つ隣に配置されたティースの径方向内側に位置してもよいし、周方向において或る1つのティースの3つ以上隣に配置されたティースの径方向内側に位置してもよい。第3フラックスバリア部は、他の1つのティースにおけるいずれの部分の径方向内側に位置してもよい。 In a certain state where the circumferential center of the second magnet is arranged at the same circumferential position as the circumferential center of a certain tooth, the third flux barrier portion may be located radially inward of any other tooth, provided that the other tooth is different from the certain tooth. In a certain state, the third flux barrier portion may be located radially inward of a tooth located one tooth away from the certain tooth in the circumferential direction, or may be located radially inward of a tooth located three or more teeth away from the certain tooth in the circumferential direction. The third flux barrier portion may be located radially inward of any portion of the other tooth.
ロータコアに設けられた凹部の形状は、特に限定されない。凹部の数は、特に限定されない。例えば、上述した実施形態の各磁極部70において、凹部22a,22bはいずれか一方のみが設けられていてもよいし、凹部22a,22bは3つ以上設けられていてもよい。凹部は、設けられていなくてもよい。
The shape of the recesses provided in the rotor core is not particularly limited. The number of recesses is not particularly limited. For example, in each
本発明が適用される回転電機は、モータに限られず、発電機であってもよい。この場合、回転電機は、三相交流式の発電機であってもよい。回転電機の用途は、特に限定されない。回転電機は、例えば、車両に搭載されてもよいし、車両以外の機器に搭載されてもよい。回転電機の極数およびスロット数は、特に限定されない。回転電機においてコイルはどのような巻き方で構成されていてもよい。以上、本明細書において説明した構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。 The rotating electric machine to which the present invention is applied is not limited to a motor, and may be a generator. In this case, the rotating electric machine may be a three-phase AC generator. The use of the rotating electric machine is not particularly limited. The rotating electric machine may be mounted, for example, on a vehicle, or on equipment other than a vehicle. The number of poles and the number of slots of the rotating electric machine are not particularly limited. The coils in the rotating electric machine may be configured in any winding method. The configurations described above in this specification can be combined as appropriate within a range that does not contradict each other.
実施例1から実施例4と比較例とを用いてシミュレーションを行うことにより、本発明の有用性を検証した。実施例1から実施例4は、上述した実施形態の回転電機1と同様の構成とした。実施例1から実施例4において、第3フラックスバリア部を挟んで配置された第1フラックスバリア部と第2フラックスバリア部との間の周方向の距離L1は、5.81mmとした。実施例1から実施例4において、ロータコアの半径rは、59.2mmとした。
The usefulness of the present invention was verified by performing a simulation using Examples 1 to 4 and a comparative example. Examples 1 to 4 were configured similarly to the rotating
実施例1において、ロータコアの外周面から第3フラックスバリア部の中心までの径方向の距離L3は、2.2mmとした。実施例2において、距離L3は、2.6mmとした。実施例3において、距離L3は、3.0mmとした。実施例4において、距離L3は、3.4mmとした。 In Example 1, the radial distance L3 from the outer peripheral surface of the rotor core to the center of the third flux barrier portion was set to 2.2 mm. In Example 2, the distance L3 was set to 2.6 mm. In Example 3, the distance L3 was set to 3.0 mm. In Example 4, the distance L3 was set to 3.4 mm.
実施例1において、第3フラックスバリア部の中心の周方向位置は、当該第3フラックスバリア部が設けられる磁極部と当該磁極部の周方向に隣り合う磁極部との間の周方向中心に対する周方向角度が9.2°となる位置とした。以下、当該第3フラックスバリア部が設けられる磁極部と当該磁極部の周方向に隣り合う磁極部との間の周方向中心を「磁極部同士の間の周方向中心」と呼ぶ。実施例2において、第3フラックスバリア部の中心の周方向位置は、磁極部同士の間の周方向中心に対する周方向角度が9.0°となる位置とした。実施例3において、第3フラックスバリア部の中心の周方向位置は、磁極部同士の間の周方向中心に対する周方向角度が8.8°となる位置とした。実施例4において、第3フラックスバリア部の中心の周方向位置は、磁極部同士の間の周方向中心に対する周方向角度が8.6°となる位置とした。比較例は、実施例1から実施例4に対して第3フラックスバリア部が設けられていない点のみが異なる構成とした。 In Example 1, the circumferential position of the center of the third flux barrier section was set to a position where the circumferential angle between the magnetic pole section on which the third flux barrier section is provided and the magnetic pole section adjacent to the magnetic pole section in the circumferential direction is 9.2°. Hereinafter, the circumferential center between the magnetic pole section on which the third flux barrier section is provided and the magnetic pole section adjacent to the magnetic pole section in the circumferential direction is referred to as the "circumferential center between the magnetic pole sections". In Example 2, the circumferential position of the center of the third flux barrier section was set to a position where the circumferential angle between the magnetic pole sections is 9.0°. In Example 3, the circumferential position of the center of the third flux barrier section was set to a position where the circumferential angle between the magnetic pole sections is 8.8°. In Example 4, the circumferential position of the center of the third flux barrier section was set to a position where the circumferential angle between the magnetic pole sections is 8.6°. The comparative example differs from examples 1 to 4 only in that it does not have a third flux barrier section.
実施例1から実施例4および比較例のそれぞれにおいて、48次のトルクリップルをシミュレーションにより求めた。48次のトルクリップルとは、48次成分の磁束に起因して生じるトルクリップルである。実施例1から実施例4については、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wを変化させた際のそれぞれにおいて、48次のトルクリップルを求めた。これらのシミュレーション結果を、図6に示す。図6では、実施例1の結果を実線TR1で示し、実施例2の結果を破線TR2で示し、実施例3の結果を一点鎖線TR3で示し、実施例4の結果を二点鎖線TR4で示している。 For each of Examples 1 to 4 and the Comparative Example, the 48th-order torque ripple was obtained by simulation. The 48th-order torque ripple is torque ripple caused by the 48th-order magnetic flux component. For Examples 1 to 4, the 48th-order torque ripple was obtained when the circumferential dimension W of the third flux barrier section was changed. These simulation results are shown in Figure 6. In Figure 6, the results of Example 1 are shown by a solid line TR1, the results of Example 2 are shown by a dashed line TR2, the results of Example 3 are shown by a dashed line TR3, and the results of Example 4 are shown by a dashed line TR4.
図6において、横軸は第3フラックスバリア部の周方向の寸法W[mm]を示し、縦軸は比較例において得られた48次のトルクリップルに対する各実施例において得られた48次のトルクリップルの比TRを示す。比TRが1.0よりも小さい場合、各実施例において得られた48次のトルクリップルが、比較例において得られた48次のトルクリップルより小さいことを示す。比較例には第3フラックスバリア部が設けられていないため、比較例において得られた48次のトルクリップルは、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wによらず一定である。 In FIG. 6, the horizontal axis indicates the circumferential dimension W [mm] of the third flux barrier section, and the vertical axis indicates the ratio TR of the 48th-order torque ripple obtained in each embodiment to the 48th-order torque ripple obtained in the comparative example. When the ratio TR is smaller than 1.0, it indicates that the 48th-order torque ripple obtained in each embodiment is smaller than the 48th-order torque ripple obtained in the comparative example. Since the comparative example does not have a third flux barrier section, the 48th-order torque ripple obtained in the comparative example is constant regardless of the circumferential dimension W of the third flux barrier section.
図6において実線TR1で示すように、実施例1において、寸法Wが0.6mm以上、1.5mm以下の範囲でトルクリップルの比TRを1.0よりも小さくできることが確かめられた。図6において破線TR2で示すように、実施例2において、寸法Wが0.6mm以上、2.0mm以下の範囲でトルクリップルの比TRを1.0よりも小さくできることが確かめられた。図6において一点鎖線TR3で示すように、実施例3において、寸法Wが0.6mm以上、2.2mm以下の範囲でトルクリップルの比TRを1.0よりも小さくできることが確かめられた。図6において二点鎖線TR4で示すように、実施例4において、寸法Wが0.8mm以上、2.4mm以下の範囲でトルクリップルの比TRを1.0よりも小さくできることが確かめられた。これにより、第3フラックスバリア部を設けることで、トルクリップルを低減できることが確かめられた。 As shown by the solid line TR1 in FIG. 6, it was confirmed that in Example 1, the torque ripple ratio TR can be made smaller than 1.0 when the dimension W is in the range of 0.6 mm or more and 1.5 mm or less. As shown by the dashed line TR2 in FIG. 6, it was confirmed that in Example 2, the torque ripple ratio TR can be made smaller than 1.0 when the dimension W is in the range of 0.6 mm or more and 2.0 mm or less. As shown by the dashed line TR3 in FIG. 6, it was confirmed that in Example 3, the torque ripple ratio TR can be made smaller than 1.0 when the dimension W is in the range of 0.6 mm or more and 2.2 mm or less. As shown by the two-dot chain line TR4 in FIG. 6, it was confirmed that in Example 4, the torque ripple ratio TR can be made smaller than 1.0 when the dimension W is in the range of 0.8 mm or more and 2.4 mm or less. This confirmed that the torque ripple can be reduced by providing the third flux barrier section.
また、実施例1から実施例4のそれぞれにおいて、トルクリップルの比TRが極小値を持つことが確かめられた。これにより、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wによってトルクリップルが極小値を持つことが確かめられた。したがって、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wを、トルクリップルが極小値となる値、またはその値に近い値にすることで、より好適にトルクリップルを低減できることが確かめられた。 It was also confirmed that in each of Examples 1 to 4, the torque ripple ratio TR had a minimum value. This confirmed that the torque ripple had a minimum value depending on the circumferential dimension W of the third flux barrier section. Therefore, it was confirmed that the torque ripple can be more effectively reduced by setting the circumferential dimension W of the third flux barrier section to a value at which the torque ripple has a minimum value or a value close to that value.
実施例1では、例えば、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが約0.9mmの場合に、トルクリップルの比TRが極小値となる。実施例1では、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wを、比TRが極小値となる0.9mmを挟んだ0.6mm以上、1.1mm以下の範囲内とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。実施例1において第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが0.6mm以上、1.1mm以下の範囲内では、トルクリップルの比TRは、0.5以下となっている。つまり、実施例1において第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが0.6mm以上、1.1mm以下の範囲内では、比較例に比べてトルクリップルを半分以下に好適に低減できることが確かめられた。 In Example 1, for example, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is about 0.9 mm, the torque ripple ratio TR is at a minimum value. In Example 1, it was confirmed that the torque ripple can be suitably reduced by setting the circumferential dimension W of the third flux barrier portion within a range of 0.6 mm to 1.1 mm, including 0.9 mm at which the ratio TR is at a minimum value. In Example 1, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is within a range of 0.6 mm to 1.1 mm, the torque ripple ratio TR is 0.5 or less. In other words, it was confirmed that in Example 1, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is within a range of 0.6 mm to 1.1 mm, the torque ripple can be suitably reduced to less than half compared to the comparative example.
実施例2では、例えば、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが約1.35mmの場合に、トルクリップルの比TRが極小値となる。実施例2では、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wを、比TRが極小値となる約1.35mmを挟んだ1.0mm以上、1.7mm以下の範囲内とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。実施例2において第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが1.0mm以上、1.7mm以下の範囲内では、トルクリップルの比TRは、0.5以下となっている。つまり、実施例2において第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが1.0mm以上、1.7mm以下の範囲内では、比較例に比べてトルクリップルを半分以下に好適に低減できることが確かめられた。 In Example 2, for example, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is about 1.35 mm, the torque ripple ratio TR is at a minimum value. In Example 2, it was confirmed that the torque ripple can be suitably reduced by setting the circumferential dimension W of the third flux barrier portion within a range of 1.0 mm to 1.7 mm, which includes the circumferential dimension W of about 1.35 mm at which the ratio TR is at a minimum value. In Example 2, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is within a range of 1.0 mm to 1.7 mm, the torque ripple ratio TR is 0.5 or less. In other words, it was confirmed that in Example 2, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is within a range of 1.0 mm to 1.7 mm, the torque ripple can be suitably reduced to less than half compared to the comparative example.
実施例3では、例えば、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが約1.55mmの場合に、トルクリップルの比TRが極小値となる。実施例3では、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wを、比TRが極小値となる約1.55mmを挟んだ1.2mm以上、1.8mm以下の範囲内とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。実施例3において第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが1.2mm以上、1.8mm以下の範囲内では、トルクリップルの比TRは、0.5以下となっている。つまり、実施例3において第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが1.2mm以上、1.8mm以下の範囲内では、比較例に比べてトルクリップルを半分以下に好適に低減できることが確かめられた。 In Example 3, for example, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is about 1.55 mm, the torque ripple ratio TR is at a minimum value. In Example 3, it was confirmed that the torque ripple can be suitably reduced by setting the circumferential dimension W of the third flux barrier portion within a range of 1.2 mm to 1.8 mm, including the circumferential dimension W of about 1.55 mm at which the ratio TR is at a minimum value. In Example 3, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is in a range of 1.2 mm to 1.8 mm, the torque ripple ratio TR is 0.5 or less. In other words, it was confirmed that in Example 3, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is in a range of 1.2 mm to 1.8 mm, the torque ripple can be suitably reduced to less than half compared to the comparative example.
実施例4では、例えば、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが約1.8mmの場合に、トルクリップルの比TRが極小値となる。実施例4では、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wを、比TRが極小値となる約1.8mmを挟んだ1.4mm以上、2.1mm以下の範囲内とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。実施例4において第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが1.4mm以上、2.1mm以下の範囲内では、トルクリップルの比TRは、0.5以下となっている。つまり、実施例4において第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが1.4mm以上、2.1mm以下の範囲内では、比較例に比べてトルクリップルを半分以下に好適に低減できることが確かめられた。実施例4におけるトルクリップルの比TRの極小値は、実施例1から実施例3におけるトルクリップルの比TRの極小値よりも小さい。 In Example 4, for example, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is about 1.8 mm, the torque ripple ratio TR becomes a minimum value. In Example 4, it was confirmed that the torque ripple can be suitably reduced by setting the circumferential dimension W of the third flux barrier portion within a range of 1.4 mm or more and 2.1 mm or less, including about 1.8 mm at which the ratio TR becomes a minimum value. In Example 4, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is within a range of 1.4 mm or more and 2.1 mm or less, the torque ripple ratio TR is 0.5 or less. In other words, it was confirmed that in Example 4, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is within a range of 1.4 mm or more and 2.1 mm or less, the torque ripple can be suitably reduced to half or less compared to the comparative example. The minimum value of the torque ripple ratio TR in Example 4 is smaller than the minimum value of the torque ripple ratio TR in Examples 1 to 3.
実施例1から実施例4の結果から、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが、0.6mm以上、2.1mm以下程度の範囲内においては、第3フラックスバリア部の中心の径方向位置を調整することで、トルクリップルを好適に低減しやすいことが確かめられた。第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが0.6mm以上、2.1mm以下の場合、ロータコアの半径rに対する第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wの比は、0.010以上、0.035以下である。第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが0.6mm以上、2.1mm以下の場合、第1フラックスバリア部と第2フラックスバリア部との間の周方向の距離L1に対する第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wの比は、0.10以上、0.36以下である。これらより、各値に対する寸法Wの比を、これらの範囲とすることで、トルクリップルを好適に低減できることが確かめられた。 From the results of Examples 1 to 4, it was confirmed that, when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is within a range of about 0.6 mm or more and 2.1 mm or less, the torque ripple can be suitably reduced by adjusting the radial position of the center of the third flux barrier portion. When the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is 0.6 mm or more and 2.1 mm or less, the ratio of the circumferential dimension W of the third flux barrier portion to the radius r of the rotor core is 0.010 or more and 0.035 or less. When the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is 0.6 mm or more and 2.1 mm or less, the ratio of the circumferential dimension W of the third flux barrier portion to the circumferential distance L1 between the first flux barrier portion and the second flux barrier portion is 0.10 or more and 0.36 or less. From these, it was confirmed that the torque ripple can be suitably reduced by setting the ratio of the dimension W to each value within these ranges.
実施例1から実施例4の結果から、トルクリップルの比TRが極小値を取る場合の第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wは、ロータコアの外周面から第3フラックスバリア部の中心までの径方向の距離L3が大きくなるに従って、大きくなることが確かめられた。つまり、距離L3を調整することで、トルクリップルを好適に低減できる第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wの範囲を調整できることが確かめられた。 From the results of Examples 1 to 4, it was confirmed that the circumferential dimension W of the third flux barrier portion when the torque ripple ratio TR is at a minimum value increases as the radial distance L3 from the outer peripheral surface of the rotor core to the center of the third flux barrier portion increases. In other words, it was confirmed that by adjusting the distance L3, it is possible to adjust the range of the circumferential dimension W of the third flux barrier portion in which torque ripple can be suitably reduced.
実施例2、実施例3、および実施例4においては、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが、1.38mm以上、1.7mm以下の場合に、トルクリップルの比TRが0.5以下となることが確かめられた。実施例2、実施例3、および実施例4においては、ロータコアの外周面から第3フラックスバリア部の中心までの径方向の距離L3は、2.6mm以上、3.4mm以下である。つまり、ロータコアの外周面から第3フラックスバリア部の中心までの径方向の距離L3が2.6mm以上、3.4mm以下で、かつ、第3フラックスバリア部の周方向の寸法Wが1.38mm以上、1.7mm以下の場合に、好適にトルクリップルを低減できることが確かめられた。以上により、本発明の有用性が確かめられた。 In Examples 2, 3, and 4, it was confirmed that the torque ripple ratio TR is 0.5 or less when the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is 1.38 mm or more and 1.7 mm or less. In Examples 2, 3, and 4, the radial distance L3 from the outer peripheral surface of the rotor core to the center of the third flux barrier portion is 2.6 mm or more and 3.4 mm or less. In other words, it was confirmed that the torque ripple can be suitably reduced when the radial distance L3 from the outer peripheral surface of the rotor core to the center of the third flux barrier portion is 2.6 mm or more and 3.4 mm or less, and the circumferential dimension W of the third flux barrier portion is 1.38 mm or more and 1.7 mm or less. From the above, the usefulness of the present invention was confirmed.
1…回転電機、10…ロータ、20…ロータコア、22a,22b…凹部、30…収容穴、40…マグネット、41a,41b…第1マグネット、42…第2マグネット、51a,51b,51c,51d…第1フラックスバリア部、52a,52b…第2フラックスバリア部、53a,53b…第3フラックスバリア部、60…ステータ、61…ステータコア、62…コアバック、63,66A,66B,66C,66D,66E,66F…ティース、65…コイル、J…中心軸 1... rotating electric machine, 10... rotor, 20... rotor core, 22a, 22b... recess, 30... accommodation hole, 40... magnet, 41a, 41b... first magnet, 42... second magnet, 51a, 51b, 51c, 51d... first flux barrier section, 52a, 52b... second flux barrier section, 53a, 53b... third flux barrier section, 60... stator, 61... stator core, 62... core back, 63, 66A, 66B, 66C, 66D, 66E, 66F... teeth, 65... coil, J... central axis
Claims (10)
前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
を備え、
前記ロータは、
複数の収容穴を有するロータコアと、
前記複数の収容穴の内部にそれぞれ収容された複数のマグネットと、
を有し、
前記ステータは、
前記ロータコアを囲む環状のコアバック、および前記コアバックから径方向内側に延び周方向に間隔を空けて並んで配置された複数のティースを有するステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられた複数のコイルと、
を有し、
前記複数のマグネットは、
周方向に互いに間隔を空けて配置され、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びる一対の第1マグネットと、
前記一対の第1マグネットの径方向内端部よりも径方向外側において前記一対の第1マグネット同士の間の周方向位置に配置され、軸方向に見て径方向と直交する方向に延びる第2マグネットと、
を含み、
前記ロータコアは、
軸方向に見て、各前記第1マグネットが延びる方向において各前記第1マグネットのそれぞれを挟んで一対ずつ配置された第1フラックスバリア部と、
軸方向に見て、前記第2マグネットが延びる方向において前記第2マグネットを挟んで配置された一対の第2フラックスバリア部と、
前記一対の第1マグネットの一方を挟んで配置された一対の前記第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部と前記一対の第2フラックスバリア部の一方との周方向の間、および前記一対の第1マグネットの他方を挟んで配置された一対の前記第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部と前記一対の第2フラックスバリア部の他方との周方向の間の少なくとも一方に配置された第3フラックスバリア部と、
を有し、
前記第2マグネットの周方向中心が或る1つの前記ティースの周方向中心と同じ周方向位置に配置された或る状態において、前記第3フラックスバリア部は、他の1つの前記ティースの径方向内側に位置し、
前記或る状態において、前記第1マグネットを挟んで配置された一対の前記第1フラックスバリア部のうち径方向外側に位置する第1フラックスバリア部は、前記他の1つのティースのうち前記第2マグネットの周方向中心から遠い側の部分の径方向内側に位置し、かつ、前記第3フラックスバリア部は、前記他の1つのティースのうち前記第2マグネットの周方向中心に近い側の部分の径方向内側に位置する、回転電機。 A rotor rotatable about a central axis;
a stator positioned radially outward of the rotor;
Equipped with
The rotor is
A rotor core having a plurality of receiving holes;
A plurality of magnets respectively accommodated inside the plurality of accommodation holes;
having
The stator includes:
a stator core including an annular core back surrounding the rotor core and a plurality of teeth extending radially inward from the core back and arranged at intervals in a circumferential direction;
A plurality of coils attached to the stator core;
having
The plurality of magnets include
A pair of first magnets are arranged at intervals in the circumferential direction and extend in directions that move away from each other in the circumferential direction from the radially inner side toward the radially outer side as viewed in the axial direction;
a second magnet disposed at a circumferential position between the pair of first magnets radially outward of the radial inner ends of the pair of first magnets and extending in a direction perpendicular to the radial direction as viewed in the axial direction;
Including,
The rotor core is
a pair of first flux barrier sections disposed on either side of each of the first magnets in a direction in which each of the first magnets extends as viewed in the axial direction;
a pair of second flux barrier sections disposed on either side of the second magnet in a direction in which the second magnet extends as viewed in the axial direction;
a third flux barrier section disposed at least one of a circumferential direction between a first flux barrier section located radially outward of a pair of first flux barrier sections disposed to sandwich one of the pair of first magnets and one of the pair of second flux barrier sections, and a circumferential direction between a first flux barrier section located radially outward of a pair of first flux barrier sections disposed to sandwich the other of the pair of first magnets and the other of the pair of second flux barrier sections;
having
in a state in which a circumferential center of the second magnet is disposed at the same circumferential position as a circumferential center of one of the teeth, the third flux barrier portion is located radially inward of another of the teeth ,
A rotating electric machine, in which, in the certain state, the first flux barrier portion located radially outward of a pair of first flux barrier portions arranged on either side of the first magnet is located radially inward of a portion of the other tooth that is farther from the circumferential center of the second magnet, and the third flux barrier portion is located radially inward of a portion of the other tooth that is closer to the circumferential center of the second magnet .
前記或る状態において、前記凹部は、前記他の1つのティースの周方向中心よりも前記第2マグネットの周方向中心から周方向に離れる側に配置される、請求項1から4のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotor core has a recess recessed radially inward from an outer circumferential surface of the rotor core,
The rotating electric machine according to claim 1 , wherein in the certain state, the recess is disposed on a side farther away from a circumferential center of the second magnet than a circumferential center of the other one of the teeth.
極数をNとしたとき、スロット数がN×6となる、請求項1から8のいずれか一項に記載の回転電機。 A three-phase AC rotating electric machine,
9. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the number of slots is N×6, where N is the number of poles.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020102541A JP7484465B2 (en) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | Rotating Electric Machine |
CN202110643388.7A CN113809849A (en) | 2020-06-12 | 2021-06-09 | Rotating electrical machine |
DE102021114872.3A DE102021114872A1 (en) | 2020-06-12 | 2021-06-09 | ELECTRIC ROTARY MACHINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020102541A JP7484465B2 (en) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | Rotating Electric Machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021197814A JP2021197814A (en) | 2021-12-27 |
JP7484465B2 true JP7484465B2 (en) | 2024-05-16 |
Family
ID=78718907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020102541A Active JP7484465B2 (en) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | Rotating Electric Machine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7484465B2 (en) |
CN (1) | CN113809849A (en) |
DE (1) | DE102021114872A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023171488A1 (en) * | 2022-03-09 | 2023-09-14 | ニデック株式会社 | Rotor and rotating electric machine |
WO2023195258A1 (en) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | ニデック株式会社 | Rotor, and rotating electric machine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000134891A (en) | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Okuma Corp | Synchronous motor and controller therefor |
JP2013162557A (en) | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Suzuki Motor Corp | Electric rotary machine |
WO2014136258A1 (en) | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 三菱電機株式会社 | Multi-winding multi-phase ac motor and electric power-steering device |
JP2018148597A (en) | 2017-03-01 | 2018-09-20 | ダイキン工業株式会社 | Electric rotating machine |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008306849A (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Toyota Motor Corp | Rotating electrical machine |
JP5621373B2 (en) * | 2010-07-14 | 2014-11-12 | 株式会社豊田自動織機 | Permanent magnet embedded rotor and rotating electric machine |
WO2012014728A1 (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-02 | 日産自動車株式会社 | Rotor for electric motor |
JP5557713B2 (en) * | 2010-12-03 | 2014-07-23 | 本田技研工業株式会社 | Rotor |
JP7113003B2 (en) | 2017-02-28 | 2022-08-04 | 日立Astemo株式会社 | Rotor of rotary electric machine and rotary electric machine provided with the same |
CN111052546B (en) * | 2017-06-19 | 2022-06-24 | 日产自动车株式会社 | Rotor of rotating electric machine |
JP6606157B2 (en) * | 2017-11-15 | 2019-11-13 | ファナック株式会社 | Rotor and rotating electric machine |
-
2020
- 2020-06-12 JP JP2020102541A patent/JP7484465B2/en active Active
-
2021
- 2021-06-09 DE DE102021114872.3A patent/DE102021114872A1/en active Pending
- 2021-06-09 CN CN202110643388.7A patent/CN113809849A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000134891A (en) | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Okuma Corp | Synchronous motor and controller therefor |
JP2013162557A (en) | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Suzuki Motor Corp | Electric rotary machine |
WO2014136258A1 (en) | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 三菱電機株式会社 | Multi-winding multi-phase ac motor and electric power-steering device |
JP2018148597A (en) | 2017-03-01 | 2018-09-20 | ダイキン工業株式会社 | Electric rotating machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021197814A (en) | 2021-12-27 |
DE102021114872A1 (en) | 2021-12-16 |
CN113809849A (en) | 2021-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10916982B2 (en) | Rotor having longitudinal recesses in outer surface between V-slot poles | |
JP7484465B2 (en) | Rotating Electric Machine | |
TWI814163B (en) | rotating electrical machine | |
JP6929603B2 (en) | Rotating machine | |
WO2022044359A1 (en) | Rotary electric machine | |
CN216414015U (en) | Rotating electrical machine | |
WO2022123863A1 (en) | Rotating electric machine | |
WO2022097322A1 (en) | Rotary electrical machine | |
WO2022172478A1 (en) | Rotating electrical machine | |
CN113872359B (en) | Rotary electric machine | |
WO2022172479A1 (en) | Rotating electrical machine | |
CN116896185A (en) | Rotor and rotating electrical machine | |
WO2023139850A1 (en) | Rotating electric machine | |
US20230006488A1 (en) | Rotating electrical machine | |
CN116896186A (en) | Rotor and rotating electrical machine | |
CN217335220U (en) | Rotating electrical machine | |
US20220014058A1 (en) | Rotor, and rotary electric machine | |
WO2022230265A1 (en) | Rotor and motor | |
WO2022264787A1 (en) | Stator and rotary electric machine | |
CN116896184A (en) | Rotor and rotating electrical machine | |
JPWO2022264787A5 (en) | ||
JP2023094105A (en) | Rotor, and rotary electric machine | |
CN113328597A (en) | Motor | |
CN115566824A (en) | Rotating electrical machine | |
CN115882637A (en) | Rotating electrical machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230529 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240301 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240415 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7484465 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |