JP7501743B2 - motor - Google Patents
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Description
本発明は、埋込磁石型モータに関するものである。 The present invention relates to an embedded magnet motor.
例えば特許文献１のモータは、ロータの磁極部がロータコアに埋め込まれた永久磁石にて形成された埋込磁石型モータ（いわゆるＩＰＭ型モータ）である。また、特許文献１のモータは、ロータの各磁極部を形成する永久磁石が周方向に交互に異極となるように配置されたフルマグネット型のモータである。 For example, the motor in Patent Document 1 is an embedded magnet motor (a so-called IPM motor) in which the magnetic poles of the rotor are formed by permanent magnets embedded in the rotor core. The motor in Patent Document 1 is also a full magnet motor in which the permanent magnets that form the magnetic poles of the rotor are arranged so that they have alternate polarities in the circumferential direction.
本発明の目的は、「回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って１２個設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向するティース、及び該各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータと、を備え、前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、磁気抵抗部が設けられ、前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定されている、モータ」または「回転軸と、軸方向に積層された複数のコアシートから構成されると共に前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、略直方体状をなしその広い面が径方向と直交する永久磁石が前記ロータコア内に埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、前記ロータコアの外周面と径方向に対向する対向面が円弧面となっている１２個のティースと環状部とを有するステータコアであって軸方向に積層された複数のコアシートから構成されるとともに周方向に１２個の分割コアからなるステータコア、及び前記各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータと、前記回転軸を回転可能に支持し前記ステータを固定するモータハウジングと、を備え、前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、磁気抵抗部が設けられ、前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する前記対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定され、前記ティースの前記対向面の開角度θｓと前記磁石磁極部の開角度θｒと前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘとの関係が、θｘ＜θｓ＜θｒを満たすように構成されている、モータ」を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a rotor having a rotating shaft, a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, and 10 magnetic poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core, with the magnetic poles being alternately of different polarity along the circumferential direction, and a stator having 12 teeth arranged along the circumferential direction and radially facing the outer circumferential surface of the rotor core, and a winding wound in a three-phase concentrated winding around each of the teeth, and a magnetic resistance portion is provided between each of the magnetic poles of different polarity on the outer circumferential portion of the rotor core, a rotor core made of a plurality of core sheets stacked in the axial direction and fixed coaxially to the rotating shaft, the rotor having ten magnetic poles formed of permanent magnets having a substantially rectangular parallelepiped shape and whose wide faces are perpendicular to the radial direction and embedded in the rotor core, the ten magnetic poles being arranged such that the magnetic poles are alternately of different polarity along the circumferential direction; a stator core having twelve teeth and an annular portion, the twelve teeth having an opposing surface that faces the outer circumferential surface of the rotor core in the radial direction being an arc surface, the stator core being made of a plurality of core sheets stacked in the axial direction and consisting of twelve divided cores in the circumferential direction; a stator having windings wound in a three-phase concentrated winding around each of the teeth; and a motor housing that rotatably supports the rotating shaft and fixes the stator, the magnets having the opposite polarity along the outer circumferential portion of the rotor core being arranged such that the opposing surface of the magnets having the opposite polarity along the circumferential direction are formed of the permanent magnets having a substantially rectangular parallelepiped shape and whose wide faces are perpendicular to the radial direction and embedded in the rotor core. The objective of the present invention is to provide a motor in which a magnetic resistance portion is provided between each pair of magnetic pole portions, the opening angle θr of each of the magnetic pole portions is set equal to each other, the opening angle θs of the opposing surfaces of each of the teeth that face the rotor core in the radial direction is set equal to each other, the opening angle θx between each pair of adjacent magnetic pole portions in the circumferential direction is set equal to each other, and the relationship between the opening angle θs of the opposing surfaces of the teeth, the opening angle θr of the magnetic pole portions, and the opening angle θx between each pair of the magnetic pole portions satisfies θx<θs<θr.
上記課題を解決するモータは、回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って１２個設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向するティース、及び該各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータと、を備え、前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、磁気抵抗部が設けられ、前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定されている。 The motor that solves the above problem includes a rotor having a rotating shaft and a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, a rotor having 10 magnetic poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core, and a stator having 12 teeth arranged along the circumferential direction and facing the outer circumferential surface of the rotor core in the radial direction, and a winding wound in a three-phase concentrated winding on each of the teeth, and a magnetic resistance portion is provided between each of the magnetic poles of different polarities on the outer circumferential portion of the rotor core, the opening angles θr of each of the magnetic poles are set equal to each other, the opening angles θs of the opposing surfaces of each tooth that face the rotor core in the radial direction are set equal to each other, and the opening angles θx between each of the magnetic poles adjacent in the circumferential direction are set equal to each other.
上記課題を解決するモータは、回転軸と、軸方向に積層された複数のコアシートから構成されると共に前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、略直方体状をなしその広い面が径方向と直交する永久磁石が前記ロータコア内に埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、前記ロータコアの外周面と径方向に対向する対向面が円弧面となっている１２個のティースと環状部とを有するステータコアであって軸方向に積層された複数のコアシートから構成されるとともに周方向に１２個の分割コアからなるステータコア、及び前記各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータと、前記回転軸を回転可能に支持し前記ステータを固定するモータハウジングと、を備え、前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、磁気抵抗部が設けられ、前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する前記対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定され、前記ティースの前記対向面の開角度θｓと前記磁石磁極部の開角度θｒと前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘとの関係が、θｘ＜θｓ＜θｒを満たすように構成されている。 The motor that solves the above problem has a rotor core composed of a rotating shaft and a plurality of core sheets stacked in the axial direction and fixed coaxially to the rotating shaft, a rotor having ten magnetic poles formed by permanent magnets embedded in the rotor core that are approximately rectangular and whose wide faces are perpendicular to the radial direction, and arranged in a manner that the magnetic poles are alternately of different polarity along the circumferential direction, a stator core having twelve teeth and an annular portion, the opposing surface that faces the outer circumferential surface of the rotor core in the radial direction being an arc surface, the stator core being composed of a plurality of core sheets stacked in the axial direction and consisting of twelve divided cores in the circumferential direction, and a winding wound in a three-phase concentrated winding around each of the teeth. and a motor housing that rotatably supports the rotating shaft and fixes the stator, and a magnetic resistance portion is provided between each of the magnet pole portions of different polarity on the outer periphery of the rotor core, the opening angles θr of the magnet pole portions are set equal to each other, the opening angles θs of the opposing surfaces of the teeth that face the rotor core in the radial direction are set equal to each other, the opening angles θx between the magnet pole portions adjacent in the circumferential direction are set equal to each other, and the relationship between the opening angle θs of the opposing surfaces of the teeth, the opening angle θr of the magnet pole portions, and the opening angle θx between the magnet pole portions is configured to satisfy θx<θs<θr.
以下、モータの一実施形態について説明する。
図１（ａ）に示す本実施形態のモータ１０は、埋込磁石型（ＩＰＭ型）のブラシレスモータである。モータ１０は、モータハウジング１１の内周面に固定された円環状のステータ１２と、ステータ１２と同軸に配置された回転軸１３と、回転軸１３に一体回転可能に設けられ、ステータ１２の径方向内側に配置されたロータ１４とを備えている。なお、回転軸１３は、モータハウジング１１に対し軸受（図示略）を介して回転可能に支持されている。
An embodiment of the motor will now be described.
1(a) is an interior permanent magnet (IPM) brushless motor. The motor 10 includes an annular stator 12 fixed to the inner circumferential surface of a motor housing 11, a rotating shaft 13 arranged coaxially with the stator 12, and a rotor 14 arranged radially inside the stator 12 and rotatably attached to the rotating shaft 13. The rotating shaft 13 is rotatably supported by the motor housing 11 via a bearing (not shown).
ステータ１２は、円環状のステータコア１５を有し、該ステータコア１５の外周面がモータハウジング１１に固定されている。なお、ステータコア１５は、例えば電磁鋼板からなる複数のコアシートが軸方向に積層されて構成されている。ステータコア１５は、モータハウジング１１の内周面に固定された円筒状の環状部Ｒと、その環状部Ｒの内周面から径方向内側に延設された複数のティースＴとを備えている。本実施形態のティースＴの数（すなわちスロット数）は１２個で構成され、互いに同一形状をなしている。つまり、各ティースＴの先端部（径方向内側端部）の後述の開角度θｓは互いに等しくなっている。また、各ティースＴは周方向において等間隔（本実施形態では３０度間隔）に設けられている。なお、本実施形態のステータコア１５は、ティースＴ毎に分割されてなる１２個の分割コア１５ａから構成されている。各分割コア１５ａは１つのティースＴと環状部Ｒの一部を有するように構成されている。 The stator 12 has a circular stator core 15, and the outer circumferential surface of the stator core 15 is fixed to the motor housing 11. The stator core 15 is formed by stacking a plurality of core sheets, for example, made of electromagnetic steel sheets, in the axial direction. The stator core 15 has a cylindrical annular portion R fixed to the inner circumferential surface of the motor housing 11, and a plurality of teeth T extending radially inward from the inner circumferential surface of the annular portion R. The number of teeth T (i.e., the number of slots) in this embodiment is 12, and they have the same shape. In other words, the opening angle θs of the tip end (radial inner end) of each tooth T, which will be described later, is equal to each other. In addition, each tooth T is provided at equal intervals (30 degrees intervals in this embodiment) in the circumferential direction. The stator core 15 in this embodiment is formed of 12 divided cores 15a divided for each tooth T. Each divided core 15a is configured to have one tooth T and a part of the annular portion R.
各ティースＴは、軸方向視において、径方向の基端部（外側端部）から先端部（内側端部）にかけて一定幅をなすストレート形状をなしている。詳しくは、図１（ｂ）に示すように、ティースＴは、その周方向中心線Ｃ１（回転軸１３の軸線Ｌと直交しティースＴの周方向中心を通る直線）と直交する幅寸法Ｗが、径方向に亘って一定をなしている。つまり、本実施形態のティースＴは、例えばティースＴの径方向内側端部から周方向両側に延出する延出部（例えば図４に示す延出部Ｔｘを参照）を有しない構成となっている。また、各ティースＴの径方向内側面（延出方向の先端面）は、ロータ１４の外周面と径方向に対向する対向面Ｔａである。各ティースＴの対向面Ｔａは、回転軸１３の軸線Ｌを中心とする同心円の円弧を軸線方向に延在させた円弧面となっている。 Each tooth T has a straight shape with a constant width from the radial base end (outer end) to the radial tip end (inner end) when viewed in the axial direction. More specifically, as shown in FIG. 1(b), the tooth T has a width dimension W perpendicular to its circumferential center line C1 (a straight line perpendicular to the axis L of the rotating shaft 13 and passing through the circumferential center of the tooth T) that is constant throughout the radial direction. In other words, the tooth T of this embodiment does not have an extension portion (see, for example, the extension portion Tx shown in FIG. 4) that extends from the radial inner end of the tooth T to both sides in the circumferential direction. In addition, the radial inner surface (tip surface in the extension direction) of each tooth T is an opposing surface Ta that faces the outer circumferential surface of the rotor 14 in the radial direction. The opposing surface Ta of each tooth T is an arc surface that extends in the axial direction of a concentric arc centered on the axis L of the rotating shaft 13.
各ティースＴには、３相の巻線１６が集中巻きにて巻回されている。そして、各相の巻線１６に３相電源電圧を印加してステータ１２に回転磁界を形成し、該回転磁界とロータ１４側の磁界との相互作用によりロータ１４が回転されるようになっている。 A three-phase winding 16 is wound around each tooth T in a concentrated winding manner. A three-phase power supply voltage is applied to the windings 16 of each phase to form a rotating magnetic field in the stator 12, and the rotor 14 is rotated by the interaction between the rotating magnetic field and the magnetic field on the rotor 14 side.
図１（ａ）（ｂ）に示すように、ステータ１２の内側に配置されたロータ１４は、回転軸１３に対して同軸に固定された円柱状（断面円形）のロータコア２１と、ロータコア２１の内部に埋設された複数の永久磁石２２とを備えている。ロータコア２１は、例えば電磁鋼板からなる複数のコアシートが軸方向に積層されて構成されている。 As shown in Figures 1(a) and (b), the rotor 14 disposed inside the stator 12 includes a cylindrical (circular in cross section) rotor core 21 fixed coaxially to the rotating shaft 13, and a number of permanent magnets 22 embedded inside the rotor core 21. The rotor core 21 is formed by stacking a number of core sheets, for example made of electromagnetic steel plates, in the axial direction.
本実施形態のロータ１４には、互いに同一形状の１０個の永久磁石２２が用いられ、各永久磁石２２はロータコア２１の外周面付近において、周方向等間隔（３６度間隔）に配置されている。そして、各永久磁石２２はロータコア２１の外周面において、周方向に交互に異極となる磁石磁極部２３を形成し、ロータ１４の極数（磁石磁極部２３の数）は１０極とされている。また、ロータ１４は、その全ての磁極の各々に永久磁石２２を備えるフルマグネット型のロータである。なお、各永久磁石２２は、例えば焼結磁石や、磁石粉を樹脂と混合して成型固化したボンド磁石（プラスチックマグネットやゴムマグネット等）などからなる。また、本実施形態の永久磁石２２は略直方体状をなし、その最も広い面がロータ１４の径方向と直交するように設けられている。 In the rotor 14 of this embodiment, ten permanent magnets 22 of the same shape are used, and each permanent magnet 22 is arranged at equal intervals (36 degrees apart) in the circumferential direction near the outer circumferential surface of the rotor core 21. Each permanent magnet 22 forms a magnetic pole portion 23 with different polarities alternating in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the rotor core 21, and the number of poles (the number of magnetic pole portions 23) of the rotor 14 is 10 poles. The rotor 14 is a full magnet type rotor with a permanent magnet 22 on each of all magnetic poles. Each permanent magnet 22 is made of, for example, a sintered magnet or a bonded magnet (plastic magnet, rubber magnet, etc.) made by mixing magnetic powder with resin and molding and solidifying it. In addition, the permanent magnet 22 in this embodiment is approximately rectangular and is arranged so that its widest surface is perpendicular to the radial direction of the rotor 14.
各磁石磁極部２３の形状（永久磁石２２の形状及び該永久磁石２２が埋設された付近のロータコア２１の部位の形状）は互いに同一形状をなしている。つまり、各磁石磁極部２３の後述する開角度θｒは互いに等しくなっている。また、各磁石磁極部２３は、周方向における磁極中心線Ｌｐが周方向等間隔（３６度間隔）に設定されている。 The shape of each magnetic pole portion 23 (the shape of the permanent magnet 22 and the shape of the portion of the rotor core 21 near where the permanent magnet 22 is embedded) is identical to that of the other magnetic pole portions 23. In other words, the opening angle θr (described later) of each magnetic pole portion 23 is equal to that of the other magnetic pole portions 23. In addition, the magnetic pole center lines Lp of each magnetic pole portion 23 are set at equal intervals (36 degree intervals) in the circumferential direction.
ロータコア２１は、その外周部における互いに異極の磁石磁極部２３同士の各間において、径方向外側に突出する突部２４と、該突部２４とその両隣の磁石磁極部２３との間にそれぞれ設けられた径方向内側に窪む一対の凹部２５とを有している。すなわち、各磁石磁極部２３は、その周方向両側において、凹部２５を介して突部２４と隣り合うように構成されている。各突部２４は互いに同一形状をなすとともに、周方向等間隔（３６度間隔）に設けられている。なお、突部２４及びその両隣の凹部２５は、該突部２４の周方向中心に対して左右対称（周方向に対称）となるように形成されている。 The rotor core 21 has a protrusion 24 that protrudes radially outward between each of the magnet pole parts 23 of opposite polarity on its outer periphery, and a pair of recesses 25 that are recessed radially inward and are provided between the protrusion 24 and the magnet pole parts 23 on either side of it. That is, each magnet pole part 23 is configured to be adjacent to a protrusion 24 on both circumferential sides via a recess 25. The protrusions 24 are identical in shape to each other and are provided at equal circumferential intervals (36 degree intervals). The protrusion 24 and the recesses 25 on either side of it are formed symmetrically (circumferentially symmetrical) with respect to the circumferential center of the protrusion 24.
次に、磁石磁極部２３、突部２４、凹部２５及びティースＴの先端部（径方向内側端部）の各々における周方向の寸法設定について、図１（ｂ）に従って説明する。
ティースＴの先端部の開角度（軸線Ｌを中心とする対向面Ｔａの周方向一端と他端との間の角度幅）を「θｓ」、磁石磁極部２３の開角度（軸線Ｌを中心とする磁石磁極部２３の外周面の周方向一端と他端との間の角度幅）を「θｒ」として、θｓ＜θｒに設定されている。なお、開角度θｒを規定する磁石磁極部２３の外周面の周方向一端及び他端は、周方向に隣接する磁気抵抗部（本実施形態では凹部２５の空隙）との境界部に設定されることが望ましい。
Next, the circumferential dimensions of the magnet pole portions 23, the protrusions 24, the recesses 25, and the tips (radially inner ends) of the teeth T will be described with reference to FIG.
The open angle of the tip of the teeth T (the angular width between one circumferential end and the other circumferential end of the opposing surface Ta centered on the axis L) is "θs", and the open angle of the magnetic pole portions 23 (the angular width between one circumferential end and the other circumferential end of the outer circumferential surface of the magnetic pole portions 23 centered on the axis L) is "θr", and is set such that θs < θr. Note that the one and other circumferential ends of the outer circumferential surface of the magnetic pole portions 23, which determine the open angle θr, are desirably set at the boundaries with the circumferentially adjacent magnetic resistance portions (the gaps of the recesses 25 in this embodiment).
また、周方向に隣り合う磁石磁極部２３（互いに異極の磁石磁極部２３）の間の開角度（磁極部間開角度θｘ）は、突部２４の開角度（軸線Ｌを中心とする突部２４の径方向外側端部の角度幅）を「θｔ」、１つの凹部２５の開角度（軸線Ｌを中心とする凹部２５の径方向外側端部の角度幅）を「θｇ」として、θｘ＝θｔ＋（θｇ×２）である。そして、この磁極部間開角度θｘはティースＴ先端の開角度θｓよりも小さく設定されている。つまり、本実施形態では、θｘ＜θｓ＜θｒとなるように設定されている。 The opening angle between circumferentially adjacent magnetic pole portions 23 (magnetic pole portions 23 of opposite polarity) (magnetic pole portion opening angle θx) is θx = θt + (θg x 2), where θt is the opening angle of the protrusion 24 (angle width of the radially outer end of the protrusion 24 centered on the axis L) and θg is the opening angle of one recess 25 (angle width of the radially outer end of the recess 25 centered on the axis L). This magnetic pole portion opening angle θx is set smaller than the opening angle θs of the tip of the tooth T. In other words, in this embodiment, it is set so that θx < θs < θr.
図２は、本実施形態のモータ１０において、ロータ１４を周方向一方（図１（ａ）における反時計回り方向）に回転させたときのその時々ロータコア２１と各ティースＴ（対向面Ｔａ）との径方向の対向関係を示す表である。なお、各ティースＴを個別に特定して説明するため、図１（ａ）に示すように、各ティースＴに対して、周方向の反時計回りに順に「１」～「１２」のティース番号を付しており、同ティース番号は、図２の表におけるティース番号と対応している。 Figure 2 is a table showing the radial opposing relationship between the rotor core 21 and each tooth T (opposing surface Ta) when the rotor 14 is rotated in one circumferential direction (counterclockwise in Figure 1(a)) in the motor 10 of this embodiment. In order to identify and explain each tooth T individually, as shown in Figure 1(a), each tooth T is assigned a tooth number from "1" to "12" in counterclockwise circumferential order, and these tooth numbers correspond to the tooth numbers in the table of Figure 2.
図２の表では、ロータ１４を反時計回り方向に電気角で６度（機械角で１．２度）ずつ回転させたときの各位置において、番号「１」～「１２」までの各ティースＴが、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」のいずれのパターンとなっているかをそれぞれ示すとともに、位置毎（回転角度毎）の各パターンＡ～Ｃのティース数を示している。パターンＡは、ティースＴの対向面Ｔａが磁石磁極部２３と対向し、かつ突部２４と対向しないパターンである。パターンＢは、ティースＴの対向面Ｔａが１個の磁石磁極部２３と突部２４と同時に対向するパターンである。そして、パターンＣは、ティースＴの対向面Ｔａが周方向に隣り合う一対の磁石磁極部２３（互いに異極の磁石磁極部２３）とその間の突部２４と同時に対向するパターンである。なお、パターンＢはパターンＣを含まない。 The table in FIG. 2 shows which of the patterns "A", "B" and "C" each of the teeth T numbered "1" to "12" is in at each position when the rotor 14 is rotated counterclockwise by 6 electrical degrees (1.2 mechanical degrees), and also shows the number of teeth in each of patterns A to C for each position (each rotation angle). Pattern A is a pattern in which the opposing surface Ta of the teeth T faces the magnetic pole portion 23, but does not face the protrusion 24. Pattern B is a pattern in which the opposing surface Ta of the teeth T faces one magnetic pole portion 23 and one protrusion 24 at the same time. And pattern C is a pattern in which the opposing surface Ta of the teeth T faces a pair of magnetic pole portions 23 (magnetic pole portions 23 of different polarities) adjacent to each other in the circumferential direction and the protrusion 24 between them at the same time. Pattern B does not include pattern C.
図１（ａ）は、ロータ１４の回転角度（電気角）が６度のときのモータ１０を示している。このとき、番号「１」、「７」のティースＴはそれぞれ、磁石磁極部２３と真正面で対向（ティースＴ及び磁石磁極部２３の周方向中心同士が一致）している。また、番号「４」、「１０」のティースＴはそれぞれ、突部２４と真正面で対向（ティースＴ及び突部２４の周方向中心同士が一致）している。そして、このときの各ティースＴのロータコア２１との対向関係について各パターンＡ～Ｃで説明すると、番号「１」、「７」のティースＴがパターンＡとなり、番号「２」、「３」、「５」、「６」、「８」、「９」、「１１」、「１２」、のティースＴがパターンＢとなり、番号「４」、「１０」のティースＴがパターンＣとなっている。すなわち、各パターンＡ～Ｃのティース数は「２」－「８」－「２」の関係となっている。 1A shows the motor 10 when the rotation angle (electrical angle) of the rotor 14 is 6 degrees. At this time, the teeth T with numbers "1" and "7" face the magnet pole portion 23 directly (the circumferential centers of the teeth T and the magnet pole portion 23 are aligned). The teeth T with numbers "4" and "10" face the protrusion 24 directly (the circumferential centers of the teeth T and the protrusion 24 are aligned). The opposing relationship of each tooth T to the rotor core 21 at this time is explained for each pattern A to C. The teeth T with numbers "1" and "7" are pattern A, the teeth T with numbers "2", "3", "5", "6", "8", "9", "11", and "12" are pattern B, and the teeth T with numbers "4" and "10" are pattern C. That is, the number of teeth in each pattern A to C is in the relationship of "2"-"8"-"2".
この状態からロータ１４を反時計回りに回転させたとき、パターンＡのティースＴの数が４個に増えるタイミングがある。例えば、図３は、図２の表におけるロータ１４の回転角度が１８度のときの図である。このとき、番号「１」、「６」、「７」、「１２」の４個のティースＴがパターンＡとなり、番号「２」、「３」、「５」、「８」、「９」、「１１」の６個のティースＴがパターンＢとなり、番号「４」、「１０」の２個のティースＴがパターンＣとなる。つまり、番号「６」、「１２」の２個のティースＴがパターンＣからパターンＡに変わり、パターンＡのティースＴの数が増える。この回転角度（１８度）で各パターンＡ～Ｃのティース数が「４」－「６」－「２」の関係になってから、回転角度が３０度まで当該関係はそのままである。 When the rotor 14 is rotated counterclockwise from this state, there is a timing when the number of teeth T in pattern A increases to four. For example, FIG. 3 is a diagram when the rotation angle of the rotor 14 in the table of FIG. 2 is 18 degrees. At this time, the four teeth T with numbers "1", "6", "7", and "12" become pattern A, the six teeth T with numbers "2", "3", "5", "8", "9", and "11" become pattern B, and the two teeth T with numbers "4" and "10" become pattern C. In other words, the two teeth T with numbers "6" and "12" change from pattern C to pattern A, and the number of teeth T in pattern A increases. After the number of teeth in each of patterns A to C becomes "4"-"6"-"2" at this rotation angle (18 degrees), this relationship remains until the rotation angle reaches 30 degrees.
このように、ロータ１４の回転角度が６度、１２度で各パターンＡ～Ｃのティース数が「２」－「８」－「２」となり、その後、回転角度が１８度、２４度、３０度で各パターンＡ～Ｃのティース数が「４」－「６」－「２」となる。そして、各パターンＡ～Ｃのティース数の変化は、電気角で３０度毎の周期性を有し、その３０度毎の周期が電気角で１周分（３６０度）繰り返される。なお、本実施形態のロータ１４は１０極で構成されているため、電気角５周分（１８００度）でロータ１４の機械角１周分となる。 In this way, when the rotation angle of the rotor 14 is 6 degrees and 12 degrees, the number of teeth for each of patterns A to C is "2"-"8"-"2", and then when the rotation angle is 18 degrees, 24 degrees, and 30 degrees, the number of teeth for each of patterns A to C is "4"-"6"-"2". The change in the number of teeth for each of patterns A to C has a periodicity of 30 electrical degrees, and this 30-degree cycle is repeated for one electrical revolution (360 degrees). Note that since the rotor 14 in this embodiment is composed of 10 poles, five electrical revolutions (1800 degrees) equal one mechanical revolution of the rotor 14.
［比較例１］
図４には、ティースＴの先端部（対向面Ｔａ）の開角度θｓを本実施形態よりも大きくした構成を比較例１として示している。同比較例１におけるロータ１４には、本実施形態と同様のロータ１４を用いている。そして、同比較例１の構成において、ティースＴの開角度θｓとロータ１４の磁石磁極部２３との関係は、θｒ＜θｓとなっている。また、同比較例１の各ティースＴは、径方向内側端部から周方向両側に延出する延出部Ｔｘを有し、これにより、ロータコア２１との対向面Ｔａ（開角度θｓ）が広く確保されている。
[Comparative Example 1]
4 shows, as Comparative Example 1, a configuration in which the open angle θs of the tip portions (opposing surfaces Ta) of the teeth T is made larger than that of this embodiment. The rotor 14 in Comparative Example 1 is the same as that in this embodiment. In the configuration of Comparative Example 1, the relationship between the open angle θs of the teeth T and the magnetic pole portions 23 of the rotor 14 is θr<θs. Furthermore, each tooth T in Comparative Example 1 has an extension portion Tx that extends from the radially inner end portion to both sides in the circumferential direction, thereby ensuring a wide opposing surface Ta (open angle θs) with the rotor core 21.
図５は、同比較例１における各ティースＴのロータコア２１に対する対向関係を示す表（図２と同様にまとめた表）である。同比較例１においても、各パターンＡ～Ｃのティース数の変化は電気角で３０度毎の周期性を有しており、パターンＢ，Ｃのティース数は「８」－［２］の場合と「６」－［４］の場合とがあるものの、パターンＡのティース数は、ロータ１４が電気角で３６０度回転する中で常に２個である。つまり、同比較例１では、パターンＡのティース数がパターンＣのティース数よりも多くなるタイミングが存在しない。 Figure 5 is a table (similar to Figure 2) showing the opposing relationship of each tooth T to the rotor core 21 in Comparative Example 1. In Comparative Example 1, the number of teeth in each of patterns A to C changes periodically at 30 electrical degrees, and although the number of teeth in patterns B and C varies between "8" - [2] and "6" - [4], the number of teeth in pattern A is always two while the rotor 14 rotates 360 electrical degrees. In other words, in Comparative Example 1, there is no time when the number of teeth in pattern A becomes greater than the number of teeth in pattern C.
［比較例２］
図６には、ティースＴの先端部（対向面Ｔａ）の開角度θｓを図１（ａ）の構成よりも小さくした構成を比較例２として示している。同比較例２におけるロータ１４には、本実施形態と同様のロータ１４を用いている。また、同比較例２の構成においても、ティースＴの開角度θｓとロータ１４の磁極部間開角度θｘとの関係は、θｘ＜θｓとなっている。また、同比較例２のティースＴは、上記実施形態（図１（ａ）の構成）のティースＴと同様に、径方向全体に亘って一定幅をなすストレート形状をなしている。
[Comparative Example 2]
6 shows, as comparative example 2, a configuration in which the open angle θs of the tip portions (opposing surfaces Ta) of the teeth T is smaller than that of the configuration of FIG. 1(a). The rotor 14 used in comparative example 2 is the same as that of this embodiment. Also in the configuration of comparative example 2, the relationship between the open angle θs of the teeth T and the open angle θx between the magnetic pole portions of the rotor 14 is θx<θs. Also, like the teeth T of the embodiment (configuration of FIG. 1(a)), the teeth T of comparative example 2 have a straight shape with a constant width over the entire radial direction.
図７は、同比較例２における各ティースＴのロータコア２１に対する対向関係を示す表（図２と同様にまとめた表）である。同比較例２においても、各パターンＡ～Ｃのティース数の変化は電気角で３０度毎の周期性を有しており、パターンＢ，Ｃのティース数は「６」－［２］の場合と「８」－［０］の場合とがあるものの、パターンＡのティース数は、ロータ１４が電気角で３６０度回転する中で常に４個である。つまり、同比較例２では、ロータ１４が電気角で３６０度回転する中で（すなわち、ロータ１４が機械角で１周する中で）、パターンＡのティース数がパターンＣのティース数よりも常に多い。 Figure 7 is a table (similar to Figure 2) showing the opposing relationship of each tooth T to the rotor core 21 in Comparative Example 2. In Comparative Example 2, the number of teeth in each of patterns A to C changes periodically every 30 degrees in electrical angle, and while the number of teeth in patterns B and C varies between "6"-[2] and "8"-[0], the number of teeth in pattern A is always four while the rotor 14 rotates 360 degrees in electrical angle. In other words, in Comparative Example 2, the number of teeth in pattern A is always greater than the number of teeth in pattern C while the rotor 14 rotates 360 degrees in electrical angle (i.e., while the rotor 14 makes one revolution in mechanical angle).
本実施形態の作用について説明する。
図８に示すように、巻線１６に供給する電流を大きくしていったとき、実施形態（図１（ａ）の構成）及び比較例２では、ｑ軸インダクタンスＬｑとｄ軸インダクタンスＬｄとの比である突極比（Ｌｑ／Ｌｄ）の低下度合いが、比較例１に比べて少ない。実施形態及び比較例２では、パターンＡのティースＴ（磁石磁極部２３と対向し、かつ突部２４と対向しないティースＴ）の数が比較例１に対して多いため、ｄ軸電流の入力時において突部２４（ｑ軸）に流入する磁束量を低下させることができる。これにより、電流を大きくしたときの、突部２４の磁気飽和によるｑ軸インダクタンスＬｑの低下を抑制できるため、電流を大きくしたときの突極比の低下度合いが、比較例１よりも実施形態及び比較例２で少なくなると考えられる。また、実施形態及び比較例２では、ｄ軸とｑ軸を跨ぐ磁気回路が形成されにくいことから、ｄ軸－ｑ軸間で磁気的な相互干渉が生じにくくなっている。その結果、ｑ軸インダクタンスＬｑとｄ軸インダクタンスＬｄとの差をより好適に確保することができ、突極比の低下をより好適に抑制できるようになっている。
The operation of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 8, when the current supplied to the winding 16 is increased, in the embodiment (configuration of FIG. 1(a)) and comparative example 2, the degree of decrease in the salient pole ratio (Lq/Ld), which is the ratio of the q-axis inductance Lq to the d-axis inductance Ld, is smaller than that in comparative example 1. In the embodiment and comparative example 2, the number of teeth T (teeth T facing the magnetic pole portion 23 and not facing the protrusion 24) of pattern A is greater than that in comparative example 1, so that the amount of magnetic flux flowing into the protrusion 24 (q-axis) when the d-axis current is input can be reduced. This makes it possible to suppress the decrease in the q-axis inductance Lq due to the magnetic saturation of the protrusion 24 when the current is increased, so that it is considered that the degree of decrease in the salient pole ratio when the current is increased is smaller in the embodiment and comparative example 2 than in comparative example 1. In addition, in the embodiment and comparative example 2, since it is difficult to form a magnetic circuit straddling the d-axis and the q-axis, magnetic mutual interference is less likely to occur between the d-axis and the q-axis. As a result, the difference between the q-axis inductance Lq and the d-axis inductance Ld can be more appropriately secured, and the decrease in the salient pole ratio can be more appropriately suppressed.
また、図９に示すように、実施形態及び比較例２では、比較例１に比べて出力（トルクが同じときの回転数）が向上されている。これは、実施形態及び比較例２では、電流を大きくしたときの突極比の低下度合いが比較例１に比べて抑えられていることが影響していると考えられる。 Also, as shown in FIG. 9, the output (rotation speed when the torque is the same) is improved in the embodiment and comparative example 2 compared to comparative example 1. This is thought to be due to the fact that the degree of decrease in the salient pole ratio when the current is increased is suppressed in the embodiment and comparative example 2 compared to comparative example 1.
実施形態の構成と比較例２との比較では、図８に示すように、突極比の低下度合いに関しては、実施形態の構成の方が小さくなっている。また、図９に示すように、出力（トルクが同じときの回転数）に関しては、比較例２の方が大きくなっている。 Comparing the configuration of the embodiment with Comparative Example 2, as shown in FIG. 8, the degree of reduction in the salient pole ratio is smaller in the configuration of the embodiment. Also, as shown in FIG. 9, the output (rotation speed when the torque is the same) is greater in Comparative Example 2.
また、図１０に示すように、トルクを大きく変化させたとき、実施形態と比較例２とでは、比較例２の方が突極比が大きくなる。これは、ティースＴ（対向面Ｔａ）の開角度θｓが小さいほど、ｑ軸電流が大きいときのｄ軸の磁気飽和が進行しやすい（すなわちｄ軸インダクタンスＬｄが低下しやすい）ことから生じる現象であると考えられる。 As shown in FIG. 10, when the torque is changed significantly, the salient pole ratio is greater in Comparative Example 2 than in the embodiment. This is thought to be due to the fact that the smaller the opening angle θs of the teeth T (opposing surfaces Ta), the more easily the magnetic saturation of the d-axis progresses when the q-axis current is large (i.e., the more easily the d-axis inductance Ld decreases).
本実施形態の効果について説明する。
（１）ロータコア２１の外周部における互いに異極の磁石磁極部２３同士の各間には、径方向外側に突出する突部２４が設けられる。そして、本実施形態及び比較例２では、ロータ１４が１周するうちのその時々のロータコア２１と各ティースＴとの径方向の対向関係を見たとき、磁石磁極部２３と対向し、かつ突部２４と対向しないティースＴ（パターンＡのティースＴ）の数が、周方向に隣り合う一対の磁石磁極部２３及びその間の突部２４と同時に対向するティースＴ（パターンＣのティースＴ）の数よりも多くなるタイミングが存在する。これにより、電流を大きくしたときの突極比（Ｌｑ／Ｌｄ）の低下を抑制できる（図８参照）。その結果、リラクタンストルクの向上に寄与できる。また、小型化のニーズに対する解決策として位置センサを廃止した外乱注入方式のセンサレス制御を搭載したモータにおいて、突極比の低下が抑えられた本実施形態及び比較例２の構成を採用することで、ロータ１４の回転位置の誤差を少なく制御できる。
The effects of this embodiment will be described.
(1) Between the magnet pole parts 23 of different polarities on the outer periphery of the rotor core 21, protrusions 24 are provided that protrude radially outward. In this embodiment and Comparative Example 2, when the rotor core 21 and each tooth T are viewed in the radial facing relationship at each time while the rotor 14 rotates once, there is a time when the number of teeth T (teeth T of pattern A) that face the magnet pole parts 23 and do not face the protrusions 24 is greater than the number of teeth T (teeth T of pattern C) that simultaneously face a pair of magnet pole parts 23 adjacent in the circumferential direction and the protrusions 24 therebetween. This makes it possible to suppress the decrease in the salient pole ratio (Lq/Ld) when the current is increased (see FIG. 8). As a result, it is possible to contribute to improving the reluctance torque. In addition, in a motor equipped with sensorless control of a disturbance injection method in which a position sensor is eliminated as a solution to the need for miniaturization, the configuration of this embodiment and Comparative Example 2 in which the decrease in the salient pole ratio is suppressed can be adopted, thereby making it possible to control the rotational position of the rotor 14 with less error.
（２）本実施形態では、ロータ１４が１周するうちのその時々のロータコア２１と各ティースＴとの径方向の対向関係を見たとき、磁石磁極部２３と対向し、かつ突部２４と対向しないティースＴ（パターンＡのティースＴ）の数と、周方向に隣り合う一対の磁石磁極部２３及びその間の突部２４と同時に対向するティースＴ（パターンＣのティースＴ）の数とが同じ（本実施形態では２個）になるタイミングが存在する。このため、電流を大きくしたときの突極比の低下をより好適に抑制できる（図８参照）。 (2) In this embodiment, when looking at the radial opposing relationship between the rotor core 21 and each tooth T at each time while the rotor 14 makes one revolution, there is a time when the number of teeth T (teeth T of pattern A) that face the magnetic pole portion 23 but not the protrusion 24 is the same (two in this embodiment) as the number of teeth T (teeth T of pattern C) that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions 23 and the protrusion 24 between them. This makes it possible to more effectively suppress the decrease in the salient pole ratio when the current is increased (see Figure 8).
（３）比較例２では、ロータ１４が１周するうちのその時々のロータコア２１と各ティースＴとの径方向の対向関係を見たとき、磁石磁極部２３と対向し、かつ突部２４と対向しないティースＴ（パターンＡのティースＴ）の数が、周方向に隣り合う一対の磁石磁極部２３及びその間の突部２４と同時に対向するティースＴ（パターンＣのティースＴ）の数よりも常に多い。このため、モータ１０の出力向上に寄与できる（図９参照）。 (3) In Comparative Example 2, when looking at the radial opposing relationship between the rotor core 21 and each tooth T at each time while the rotor 14 makes one revolution, the number of teeth T that face the magnetic pole portion 23 but do not face the protrusion 24 (teeth T of pattern A) is always greater than the number of teeth T that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions 23 and the protrusion 24 between them (teeth T of pattern C). This contributes to improving the output of the motor 10 (see Figure 9).
（４）本実施形態及び比較例２では、各ティースＴにおけるロータコア２１と径方向に対向する対向面Ｔａ（径方向内側面）の開角度θｓと各磁石磁極部２３の開角度θｒとの関係が、θｓ＜θｒを満たすように構成される。上記態様によれば、磁石磁極部２３と対向し、かつ突部２４と対向しないティースＴ（パターンＡのティースＴ）の数が、周方向に隣り合う一対の磁石磁極部２３及びその間の突部２４と同時に対向するティースＴ（パターンＣのティースＴ）の数よりも多くなるタイミングが存在するように構成可能となる。 (4) In this embodiment and Comparative Example 2, the relationship between the opening angle θs of the opposing surface Ta (radial inner surface) of each tooth T that faces the rotor core 21 in the radial direction and the opening angle θr of each magnetic pole portion 23 is configured to satisfy θs < θr. According to the above aspect, it is possible to configure such that there is a timing when the number of teeth T (teeth T of pattern A) that face the magnetic pole portions 23 but do not face the protrusions 24 is greater than the number of teeth T (teeth T of pattern C) that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions 23 and the protrusions 24 between them.
（５）本実施形態及び比較例２では、周方向に隣り合う磁石磁極部２３同士の各間の開角度（磁極部間開角度θｘ）は互いに等しく設定され、当該磁極部間開角度θｘとティースＴの対向面Ｔａの開角度θｓとの関係が、θｘ＜θｓを満たすように構成される。このため、ロータ１４の回転時において、ティースＴの対向面Ｔａが突部２４のみと対向することがない。これにより、ティースＴからの磁束が突部２４にのみ流入することを防止でき、その結果、出力低下を抑制できる。 (5) In this embodiment and Comparative Example 2, the opening angle between each pair of circumferentially adjacent magnet pole portions 23 (opening angle between magnetic pole portions θx) is set to be equal to each other, and the relationship between the opening angle between magnetic pole portions θx and the opening angle θs of the opposing surfaces Ta of the teeth T is configured to satisfy θx < θs. Therefore, when the rotor 14 rotates, the opposing surfaces Ta of the teeth T do not face only the protrusions 24. This makes it possible to prevent magnetic flux from the teeth T from flowing only into the protrusions 24, thereby suppressing a decrease in output.
（６）本実施形態及び比較例２では、ティースＴは、軸方向視において径方向の外側端部から内側端部に亘って一定幅を有している（ストレート形状）。すなわち、本実施形態及び比較例２のティースＴは、比較例１のような、ティース先端が周方向に拡がる形状（延出部Ｔｘを有する形状）ではない。これにより、ティースＴにおけるロータコア２１と対向する先端部（径方向内側端部）において、磁気飽和する箇所が変化しにくい構成とすることが可能となり、その結果、電流を大きくしたときの突極比の低下をより好適に抑制可能となる。また、比較例１のような延出部Ｔｘを有するティースＴで対向面Ｔａの開角度θｓが同じである構成と比較した場合、上記実施形態や比較例２のようなストレート形状のティースＴでは、ティースＴの径方向中間部の幅を確保できるため、ティースＴでの磁気飽和自体を抑制でき、出力の向上に寄与できる。 (6) In this embodiment and Comparative Example 2, the teeth T have a constant width from the outer end to the inner end in the radial direction when viewed in the axial direction (straight shape). That is, the teeth T in this embodiment and Comparative Example 2 do not have a shape in which the tip of the teeth expands in the circumferential direction (shape having an extension portion Tx) as in Comparative Example 1. This makes it possible to configure the tip portion (radially inner end portion) of the teeth T facing the rotor core 21 such that the location of magnetic saturation is less likely to change, and as a result, it is possible to more appropriately suppress the decrease in the salient pole ratio when the current is increased. In addition, compared to a configuration in which the opening angle θs of the opposing surface Ta is the same in the teeth T having the extension portion Tx as in Comparative Example 1, the teeth T having a straight shape as in the above embodiment and Comparative Example 2 can ensure the width of the radial middle portion of the teeth T, thereby suppressing magnetic saturation itself in the teeth T and contributing to improving the output.
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態及び比較例２のロータ１４を、図１１に示すようなロータ３０に変更してもよい。なお、同図の構成において、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。上記実施形態及び比較例２のロータ１４では、周方向に隣り合う磁石磁極部２３と突部２４との間の磁気抵抗部を、径方向内側に窪む凹部２５としたが、図１１に示す構成ではこれを変更している。詳述すると、同図に示す構成では、ロータコア２１（各磁石磁極部２３）における永久磁石２２の径方向外側の部位２１ａと、当該部位２１ａの周方向両側で隣り合う突部２４とは、ブリッジ部３１を介して一体に繋がっている。換言すると、ブリッジ部３１は、各突部２４から周方向両側の磁石磁極部２３の前記部位２１ａに向かって周方向にそれぞれ延び、両磁石磁極部２３の部位２１ａと繋がっている。各ブリッジ部３１の径方向内側には、永久磁石２２の周方向側面と接する空隙部３２が設けられている。各ブリッジ部３１は、例えば軸方向や径方向に潰されて塑性変形されることで、磁気抵抗が他のコア部位（前記部位２１ａや突部２４）よりも高く形成され、磁気抵抗部として機能する。このような構成において、磁石磁極部２３の開角度θｒを規定する磁石磁極部２３（部位２１ａ）の外周面の周方向一端及び他端は、磁石磁極部２３（部位２１ａ）と磁気抵抗部であるブリッジ部３１との境界部に設定されることが望ましい。
This embodiment can be modified as follows: This embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that there is no technical contradiction.
The rotor 14 of the above embodiment and comparative example 2 may be changed to a rotor 30 as shown in FIG. 11. In the configuration of the same figure, the same reference numerals are used for the same configuration as the above embodiment, and detailed description thereof is omitted. In the rotor 14 of the above embodiment and comparative example 2, the magnetic resistance portion between the circumferentially adjacent magnet pole portions 23 and the protrusions 24 is a recess 25 recessed radially inward, but this is changed in the configuration shown in FIG. 11. In detail, in the configuration shown in the same figure, the radially outer portion 21a of the permanent magnet 22 in the rotor core 21 (each magnet pole portion 23) and the protrusions 24 adjacent to each other on both sides in the circumferential direction of the portion 21a are integrally connected via a bridge portion 31. In other words, the bridge portion 31 extends circumferentially from each protrusion 24 toward the portion 21a of the magnet pole portions 23 on both sides in the circumferential direction, and is connected to the portions 21a of both magnet pole portions 23. A gap 32 is provided radially inside each bridge portion 31, which contacts the circumferential side surface of the permanent magnet 22. Each bridge portion 31 is plastically deformed, for example, by being crushed in the axial or radial direction, so that the magnetic resistance is higher than that of other core portions (the portions 21a and the protrusions 24), and functions as a magnetic resistance portion. In such a configuration, it is desirable that one end and the other end in the circumferential direction of the outer circumferential surface of the magnet pole portion 23 (portion 21a), which defines the opening angle θr of the magnet pole portion 23, are set at the boundary between the magnet pole portion 23 (portion 21a) and the bridge portion 31, which is a magnetic resistance portion.
・上記実施形態及び比較例２において、ロータコア２１における永久磁石２２の周方向両側の部位２１ｂ（永久磁石２２と凹部２５との間の部位）に対し、例えば軸方向や径方向に潰し（塑性変形）を施すことで、当該部位２１ｂの磁気抵抗を高めた構成としてもよい。 - In the above embodiment and Comparative Example 2, the magnetic resistance of the portions 21b on both circumferential sides of the permanent magnet 22 in the rotor core 21 (the portions between the permanent magnet 22 and the recess 25) may be increased by, for example, crushing (plastic deformation) in the axial or radial direction.
・上記実施形態及び比較例２では、各ティースＴをストレート形状（径方向の外側端部から内側端部に亘って一定幅をなす形状）としたが、これに限らず、対向面Ｔａの開角度θｓを変えずに比較例１のような延出部Ｔｘを設けてもよい。 - In the above embodiment and Comparative Example 2, each tooth T is straight (having a constant width from the radial outer end to the radial inner end), but this is not limited thereto, and an extension portion Tx as in Comparative Example 1 may be provided without changing the opening angle θs of the opposing surface Ta.
・ステータコア１５をティースＴの数と同数で分割した構成（各分割コア１５ａからなる構成）としたが、これに限らず、環状部Ｒ及び各ティースＴを含めてステータコア１５を一体に形成してもよい。 - The stator core 15 is divided into the same number as the number of teeth T (each divided core 15a), but this is not limited thereto. The stator core 15 may be formed integrally, including the annular portion R and each tooth T.
・上記実施形態及び比較例２におけるロータ１４の極数（磁石磁極部２３の数）及びステータ１２のスロット数（ティースＴの数）は例示であり、１４極：１２スロットなどに適宜変更可能である。 The number of poles (number of magnet pole portions 23) of the rotor 14 and the number of slots (number of teeth T) of the stator 12 in the above embodiment and comparative example 2 are examples and can be changed as appropriate to 14 poles: 12 slots, etc.
以下に技術的思想について記載する。
・上記特許文献１のような埋込磁石型のモータでは、ｑ軸インダクタンスＬｑとｄ軸インダクタンスＬｄとの比である突極比（Ｌｑ／Ｌｄ）が大きい程、リラクタンストルクを大きくすることができる。しかしながら、埋込磁石型のモータでは、例えば電流を大きくしたときにｑ軸インダクタンスＬｑが飽和しやすく、それにより、突極比が低下してしまう問題があった。
The technical concept is described below.
In an embedded magnet motor such as that in Patent Document 1, the greater the salient pole ratio (Lq/Ld), which is the ratio of the q-axis inductance Lq to the d-axis inductance Ld, the greater the reluctance torque. However, in an embedded magnet motor, for example, when the current is increased, the q-axis inductance Lq is easily saturated, which causes a problem of a decrease in the salient pole ratio.
以下の技術的思想は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、突極比の低下を抑制できるモータを提供することにある。
・上記課題を解決するモータは、回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる複数の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って複数設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向するティース、及び該各ティースに巻回された巻線を有するステータとを備え、前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、径方向外側に突出する突部が設けられ、前記ロータが１周するうちのその時々の前記ロータコアと前記各ティースとの径方向の対向関係を見たとき、前記磁石磁極部と対向し、かつ前記突部と対向しないティースの数が、周方向に隣り合う一対の前記磁石磁極部及びその間の前記突部と同時に対向するティースの数よりも多くなるタイミングが存在するように構成されている。
The following technical idea has been made to solve the above problem, and its object is to provide a motor that can suppress a decrease in the salient pole ratio.
- A motor that solves the above problem includes a rotor having a rotating shaft, a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, and a rotor having a plurality of magnetic pole portions formed by permanent magnets embedded in the rotor core in an alternating manner with different polarities along the circumferential direction, a plurality of teeth arranged along the circumferential direction and radially facing the outer circumferential surface of the rotor core, and a stator having windings wound around each of the teeth, wherein a protrusion that protrudes radially outward is provided between each of the magnetic pole portions of different polarities on the outer periphery of the rotor core, and when looking at the radial opposing relationship between the rotor core and each of the teeth at each moment as the rotor makes one revolution, there is a time when the number of teeth that face the magnetic pole portions and do not face the protrusions is greater than the number of teeth that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions and the protrusion between them.
上記態様によれば、ロータが１周するうちのその時々のロータコアと各ティースとの径方向の対向関係を見たとき、磁石磁極部と対向し、かつ突部と対向しないティースの数が、周方向に隣り合う一対の磁石磁極部及びその間の突部と同時に対向するティースの数よりも多くなるタイミングが存在するようになる。これにより、電流を大きくしたときの突極比の低下を抑制できる（図８参照）。 According to the above aspect, when looking at the radial opposing relationship between the rotor core and each tooth at each time while the rotor rotates once, there will be a time when the number of teeth that face the magnetic pole portion but do not face the protrusion will be greater than the number of teeth that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions and the protrusion between them. This makes it possible to suppress a decrease in the salient pole ratio when the current is increased (see Figure 8).
・上記モータにおいて、前記ロータが１周するうちのその時々の前記ロータコアと前記各ティースとの径方向の対向関係を見たとき、前記磁石磁極部と対向し、かつ前記突部と対向しないティースの数と、周方向に隣り合う一対の前記磁石磁極部及びその間の前記突部と同時に対向するティースの数とが同じになるタイミングが存在する。 - In the above motor, when looking at the radial opposing relationship between the rotor core and each of the teeth at each time while the rotor makes one revolution, there is a time when the number of teeth that face the magnetic pole portion but do not face the protrusion is the same as the number of teeth that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions and the protrusion between them.
上記態様によれば、磁石磁極部と対向し、かつ突部と対向しないティースの数と、周方向に隣り合う一対の磁石磁極部及びその間の突部と同時に対向するティースの数とが同じになるタイミングが存在するため、電流を大きくしたときの突極比の低下をより好適に抑制できる（図８参照）。 According to the above aspect, there is a time when the number of teeth that face the magnetic pole portion but not the protrusion is the same as the number of teeth that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions and the protrusion between them, so that the decrease in the saliency ratio when the current is increased can be more effectively suppressed (see Figure 8).
・上記モータにおいて、前記ロータが１周するうちのその時々の前記ロータコアと前記各ティースとの径方向の対向関係を見たとき、前記磁石磁極部と対向し、かつ前記突部と対向しないティースの数が、周方向に隣り合う一対の前記磁石磁極部及びその間の前記突部と同時に対向するティースの数よりも常に多い。 - In the above motor, when looking at the radial opposing relationship between the rotor core and each of the teeth at each time the rotor makes one revolution, the number of teeth that face the magnetic pole portion of the magnet but do not face the protrusion is always greater than the number of teeth that simultaneously face a pair of adjacent magnetic pole portions of the magnet and the protrusion between them in the circumferential direction.
上記態様によれば、磁石磁極部と対向し、かつ突部と対向しないティースの数が、周方向に隣り合う一対の磁石磁極部及びその間の突部と同時に対向するティースの数よりも常に多いため、モータの出力向上に寄与できる（図９参照）。 According to the above embodiment, the number of teeth that face the magnetic pole portion of the magnet but do not face the protrusion is always greater than the number of teeth that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions and the protrusion between them, which contributes to improving the output of the motor (see Figure 9).
・上記モータにおいて、前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、前記ティースの前記対向面の開角度θｓと前記磁石磁極部の開角度θｒとの関係が、θｓ＜θｒを満たすように構成されている。 - In the above motor, the opening angles θr of the magnetic pole portions of the magnets are set equal to each other, the opening angles θs of the opposing surfaces of the teeth that face the rotor core in the radial direction are set equal to each other, and the relationship between the opening angle θs of the opposing surfaces of the teeth and the opening angle θr of the magnetic pole portions of the magnets is configured to satisfy θs < θr.
上記態様によれば、磁石磁極部と対向し、かつ突部と対向しないティースの数が、周方向に隣り合う一対の磁石磁極部及びその間の突部と同時に対向するティースの数よりも多くなるタイミングが存在するように構成可能となる。 According to the above aspect, it is possible to configure the rotor so that there is a time when the number of teeth that face the magnetic pole portion of the magnet but do not face the protrusion is greater than the number of teeth that simultaneously face a pair of circumferentially adjacent magnetic pole portions and the protrusion between them.
・上記モータにおいて、周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定され、当該開角度θｘと前記ティースの前記対向面の開角度θｓとの関係が、θｘ＜θｓを満たすように構成されている。 - In the above motor, the opening angle θx between each pair of adjacent magnetic pole portions in the circumferential direction is set equal to each other, and the relationship between the opening angle θx and the opening angle θs of the opposing surfaces of the teeth is configured to satisfy θx<θs.
上記態様によれば、ティースの対向面の開角度θｓが、周方向に隣り合う磁石磁極部同士の間の開角度θｘよりも大きくなるため、ティースが突部のみと対向することがない。これにより、ティースからの磁束が突部にのみ流入することを防止でき、その結果、出力低下を抑制できる。 According to the above aspect, the opening angle θs of the opposing surfaces of the teeth is larger than the opening angle θx between circumferentially adjacent magnet pole portions, so the teeth do not face only the protrusions. This prevents magnetic flux from the teeth from flowing only into the protrusions, and as a result, suppresses output reduction.
・上記モータにおいて、前記ティースは、軸方向視において径方向の外側端部から内側端部に亘って一定幅を有している。
上記態様によれば、ティースにおけるロータコアと対向する端部（径方向内側端部）において、磁気飽和する箇所が変化しにくい構成とすることが可能となり、その結果、突極比の低下をより好適に抑制可能となる。
In the above motor, the teeth have a constant width from the outer end to the inner end in the radial direction when viewed in the axial direction.
According to the above aspect, it is possible to configure the end (radially inner end) of the tooth facing the rotor core so that the location of magnetic saturation is less likely to change, and as a result, it is possible to more effectively suppress the decrease in the salient pole ratio.
・以下の技術的思想の目的は、回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って複数設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向する１２個のティース、及び該各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータとを備え、前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、径方向外側に突出する突部が設けられているモータを提供することにある。 The objective of the following technical idea is to provide a motor that includes a rotating shaft, a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, a rotor having 10 magnetic poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core, with the magnetic poles being alternately of opposite polarity along the circumferential direction, 12 teeth arranged in a plurality along the circumferential direction and radially facing the outer circumferential surface of the rotor core, and a stator having windings wound around each of the teeth in a three-phase concentrated winding, and between each of the magnetic poles of opposite polarity on the outer circumferential part of the rotor core, a protrusion is provided that protrudes radially outward.
・上記目的を達成するモータは、回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って複数設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向する１２個のティース、及び該各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータとを備え、前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、径方向外側に突出する突部が設けられ、前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定され、前記ティースの前記対向面の開角度θｓと前記磁石磁極部の開角度θｒと前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘとの関係が、θｘ＜θｓ＜θｒを満たすように構成されている。 ・A motor that achieves the above object includes a rotor having a rotating shaft and a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, a rotor having 10 magnetic poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core in a manner that the poles are alternately different along the circumferential direction, 12 teeth arranged in a plurality along the circumferential direction and facing the outer circumferential surface of the rotor core in the radial direction, and a stator having windings wound in three-phase concentrated windings around each of the teeth, and between each of the magnetic poles of different poles on the outer circumferential part of the rotor core, protrusions that protrude radially outward are provided, the opening angles θr of each of the magnetic poles are set equal to each other, the opening angles θs of the opposing surfaces of each of the teeth that face the rotor core in the radial direction are set equal to each other, the opening angles θx between each of the magnetic poles adjacent in the circumferential direction are set equal to each other, and the relationship between the opening angle θs of the opposing surfaces of the teeth, the opening angle θr of the magnetic poles, and the opening angle θx between each of the magnetic poles is configured to satisfy θx<θs<θr.
・上記目的を達成するモータは、回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って複数設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向する１２個のティース、及び該各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータとを備え、前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、径方向外側に突出する突部が設けられ、前記ロータが１周するうちのその時々の前記ロータコアと前記各ティースとの径方向の対向関係を見たとき、前記磁石磁極部と対向し、かつ前記突部と対向しないティースの数が、周方向に隣り合う一対の前記磁石磁極部及びその間の前記突部と同時に対向するティースの数よりも多くなるタイミングが存在するように構成されている。 - A motor that achieves the above objective includes a rotor having a rotating shaft and a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, a rotor having 10 magnetic poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core, with the magnetic poles being alternately of different polarity along the circumferential direction, 12 teeth arranged in a plurality along the circumferential direction and facing the outer circumferential surface of the rotor core in the radial direction, and a stator having windings wound in three-phase concentrated winding on each of the teeth, and between each of the magnetic poles of different polarity on the outer circumferential part of the rotor core, protrusions are provided that protrude radially outward, and when the radial facing relationship between the rotor core and each of the teeth is viewed at each time while the rotor makes one revolution, there is a timing when the number of teeth facing the magnetic poles but not the protrusions is greater than the number of teeth that simultaneously face a pair of magnetic poles adjacent in the circumferential direction and the protrusions between them.
・以下の技術的思想の目的は、回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる複数の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って複数設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向するティース、及び該各ティースに集中巻きにて巻回された巻線を有するステータとを備え、前記磁石磁極部の周方向両側に「磁気抵抗部」または「凹部もしくは空隙部」が設けられているモータを提供することにある。 The objective of the following technical idea is to provide a motor that includes a rotor having a rotating shaft and a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, a rotor having multiple magnetic poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core and arranged with different polarities alternating along the circumferential direction, multiple teeth arranged along the circumferential direction and radially facing the outer circumferential surface of the rotor core, and a stator having windings wound around each of the teeth in a concentrated winding manner, and in which a "magnetic resistance portion" or a "recess or gap portion" is provided on both circumferential sides of the magnetic poles.
・上記目的を達成するモータは、回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる複数の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って複数設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向するティース、及び該各ティースに集中巻きにて巻回された巻線を有するステータとを備え、前記磁石磁極部の周方向両側に磁気抵抗部が設けられ、前記ロータが１周するうちのその時々の前記ロータコアと前記各ティースとの径方向の対向関係を見たとき、前記磁石磁極部と対向し、かつ前記磁気抵抗部と対向しないティースの数が、周方向に隣り合う一対の前記磁石磁極部及びその間の前記磁気抵抗部と同時に対向するティースの数よりも多くなるタイミングが存在するように構成されている。 - A motor that achieves the above objective comprises a rotor having a rotating shaft and a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, a rotor having a plurality of magnetic poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core, the magnetic poles being alternately of different polarity along the circumferential direction, a plurality of teeth arranged along the circumferential direction and facing the outer peripheral surface of the rotor core in the radial direction, and a stator having windings wound in a concentrated manner around each of the teeth, and magnetic resistance portions are provided on both circumferential sides of the magnetic poles, and the rotor is configured such that, when the radial facing relationship between the rotor core and each of the teeth is viewed at each time as the rotor makes one revolution, there is a time when the number of teeth facing the magnetic poles but not the magnetic resistance portions is greater than the number of teeth that simultaneously face a pair of magnetic poles adjacent in the circumferential direction and the magnetic resistance portion between them.
・上記目的を達成するモータは、回転軸と、前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる複数の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、周方向に沿って複数設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向するティース、及び該各ティースに集中巻きにて巻回された巻線を有するステータとを備え、前記磁石磁極部の周方向両側に凹部もしくは空隙部が設けられ、前記ロータが１周するうちのその時々の前記ロータコアと前記各ティースとの径方向の対向関係を見たとき、前記磁石磁極部と対向し、かつ前記凹部もしくは空隙部と対向しないティースの数が、周方向に隣り合う一対の前記磁石磁極部及びその間の前記凹部もしくは空隙部と同時に対向するティースの数よりも多くなるタイミングが存在するように構成されている。 - A motor that achieves the above objective comprises a rotor having a rotating shaft and a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, a rotor having a plurality of magnetic poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core, the magnetic poles being arranged in a circumferential direction in a manner that the poles are alternately different along the circumferential direction, a plurality of teeth arranged along the circumferential direction and facing the outer peripheral surface of the rotor core in the radial direction, and a stator having windings wound in a concentrated winding manner around each of the teeth, and recesses or gaps are provided on both circumferential sides of the magnetic poles, and the rotor is configured so that when the radial facing relationship between the rotor core and each of the teeth is viewed at each time as the rotor makes one revolution, there is a time when the number of teeth that face the magnetic poles but do not face the recesses or gaps is greater than the number of teeth that simultaneously face a pair of magnetic poles adjacent in the circumferential direction and the recesses or gaps between them.
・上記モータは、前記ロータは１０極の前記磁石磁極部を有し、前記ステータは１２個の前記ティースを有し、前記各ティースには３相の巻線が集中巻きにて巻回されている。 - In the above motor, the rotor has 10 magnet poles, the stator has 12 teeth, and each tooth is wound with a three-phase winding in a concentrated manner.
１０…モータ、１２…ステータ、１３…回転軸、１４…ロータ、１５…ステータコア、Ｔ…ティース、Ｔａ…対向面、１６…巻線、２１…ロータコア、２２…永久磁石、２３…磁石磁極部、２４…突部、３０…ロータ。 10...motor, 12...stator, 13...rotating shaft, 14...rotor, 15...stator core, T...teeth, Ta...opposing surface, 16...windings, 21...rotor core, 22...permanent magnet, 23...magnetic pole portion, 24...projection, 30...rotor.
Claims (5)
前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、
周方向に沿って１２個設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向するティース、及び該各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータと、
を備え、
前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、磁気抵抗部が設けられ、
前記磁石磁極部の周方向両側には、前記磁気抵抗部として機能する空隙部が設けられ、該空隙部は、前記永久磁石の径方向外側の側面とは接することなく、該永久磁石の周方向側面と接しており、
前記空隙部における前記永久磁石の周方向側面と接する部分の径方向内側の端は、該永久磁石の周方向側面の径方向内側の端よりも径方向外側に位置しており、
前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、
前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、
周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定されている、モータ。 A rotation axis;
a rotor having a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, the rotor core having ten magnet poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core, the magnet poles being arranged alternately in a circumferential direction;
a stator having twelve teeth arranged along a circumferential direction and radially facing an outer circumferential surface of the rotor core, and a winding wound by three-phase concentrated winding around each of the teeth;
Equipped with
a magnetic resistance portion is provided between each of the magnet pole portions of opposite polarity on the outer periphery of the rotor core,
A gap portion functioning as the magnetic resistance portion is provided on both circumferential sides of the magnetic pole portion, and the gap portion is in contact with a circumferential side surface of the permanent magnet without being in contact with a radially outer side surface of the permanent magnet,
a radially inner end of a portion of the gap that contacts the circumferential side surface of the permanent magnet is located radially outward of a radially inner end of the circumferential side surface of the permanent magnet,
The open angles θr of the magnetic pole portions of the magnets are set equal to each other,
an open angle θs of a facing surface of each of the teeth that faces the rotor core in a radial direction is set equal to each other,
a motor in which the open angles θx between the magnetic pole portions adjacent to each other in the circumferential direction are set to be equal to each other.
前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、該ロータコア内に永久磁石が埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、a rotor having a rotor core fixed coaxially to the rotating shaft, the rotor core having ten magnet poles formed by embedding permanent magnets in the rotor core, the magnet poles being arranged alternately in a circumferential direction;
周方向に沿って１２個設けられ前記ロータコアの外周面と径方向に対向するティース、及び該各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータと、a stator having twelve teeth arranged along a circumferential direction and radially facing an outer circumferential surface of the rotor core, and a winding wound by three-phase concentrated winding around each of the teeth;
を備え、Equipped with
前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、磁気抵抗部が設けられ、a magnetic resistance portion is provided between each of the magnet pole portions of opposite polarity on the outer periphery of the rotor core,
前記磁石磁極部の周方向両側には、前記磁気抵抗部として機能する凹部が設けられ、該凹部は、前記磁石磁極部の前記永久磁石の周方向側面に沿って径方向内側に窪んでおり、a recessed portion that functions as the magnetic resistance portion is provided on each circumferential side of the magnet pole portion, the recessed portion being recessed radially inward along a circumferential side surface of the permanent magnet of the magnet pole portion;
前記凹部の径方向内側の端は、前記磁石磁極部の前記永久磁石の径方向の長さ範囲に位置し、かつ該永久磁石の径方向内側の端よりも径方向外側に位置しており、a radially inner end of the recess is located within a radial length range of the permanent magnet of the magnetic pole portion, and is located radially outward of a radially inner end of the permanent magnet,
前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、The open angles θr of the magnetic pole portions of the magnets are set equal to each other,
前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、an open angle θs of a facing surface of each of the teeth that faces the rotor core in a radial direction is set equal to each other,
周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定されている、モータ。a motor in which the open angles θx between the magnetic pole portions adjacent in the circumferential direction are set to be equal to each other.
軸方向に積層された複数のコアシートから構成されると共に前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、略直方体状をなしその広い面が径方向と直交する永久磁石が前記ロータコア内に埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、
前記ロータコアの外周面と径方向に対向する対向面が円弧面となっている１２個のティースと環状部とを有するステータコアであって軸方向に積層された複数のコアシートから構成されるとともに周方向に１２個の分割コアからなるステータコア、及び前記各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータと、
前記回転軸を回転可能に支持し前記ステータを固定するモータハウジングと、
を備え、
前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、磁気抵抗部が設けられ、
前記磁石磁極部の周方向両側には、前記磁気抵抗部として機能する空隙部が設けられ、該空隙部は、前記永久磁石の径方向外側の側面とは接することなく、該永久磁石の周方向側面と接しており、
前記空隙部における前記永久磁石の周方向側面と接する部分の径方向内側の端は、該永久磁石の周方向側面の径方向内側の端よりも径方向外側に位置しており、
前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、
前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する前記対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、
周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定され、
前記ティースの前記対向面の開角度θｓと前記磁石磁極部の開角度θｒと前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘとの関係が、θｘ＜θｓ＜θｒを満たすように構成されている、モータ。 A rotation axis;
a rotor core made of a plurality of core sheets stacked in the axial direction and fixed coaxially to the rotating shaft, the rotor core having 10 magnet poles, each of which is substantially rectangular and has a permanent magnet embedded therein, the wide surface of which is perpendicular to the radial direction, and the rotor has 10 magnet poles, the poles of which are alternately opposite along the circumferential direction;
a stator core having 12 teeth and an annular portion, the opposing surface of which facing the outer circumferential surface of the rotor core in the radial direction being an arcuate surface, the stator core being made up of a plurality of core sheets stacked in the axial direction and consisting of 12 divided cores in the circumferential direction, and a stator having a winding wound in a three-phase concentrated winding around each of the teeth;
a motor housing that rotatably supports the rotary shaft and fixes the stator;
Equipped with
a magnetic resistance portion is provided between each of the magnet pole portions of opposite polarity on the outer periphery of the rotor core,
A gap portion that functions as the magnetic resistance portion is provided on both circumferential sides of the magnetic pole portion, and the gap portion is in contact with a circumferential side surface of the permanent magnet without being in contact with a radially outer side surface of the permanent magnet,
a radially inner end of a portion of the gap that contacts the circumferential side surface of the permanent magnet is located radially outward of a radially inner end of the circumferential side surface of the permanent magnet,
The open angles θr of the magnetic pole portions of the magnets are set equal to each other,
an opening angle θs of the opposing surface of each of the teeth that faces the rotor core in a radial direction is set equal to each other,
The open angles θx between the magnetic pole portions adjacent to each other in the circumferential direction are set equal to each other,
A motor configured such that the relationship between an open angle θs of the opposing surfaces of the teeth, an open angle θr of the magnetic pole portions, and an open angle θx between each of the magnetic pole portions satisfies θx<θs<θr.
軸方向に積層された複数のコアシートから構成されると共に前記回転軸に対して同軸に固定されたロータコアを有し、略直方体状をなしその広い面が径方向と直交する永久磁石が前記ロータコア内に埋め込まれてなる１０極の磁石磁極部を周方向に沿って交互に異極となる態様で有するロータと、a rotor core made of a plurality of core sheets stacked in the axial direction and fixed coaxially to the rotating shaft, the rotor core having 10 magnet poles, each of which is substantially rectangular and has a permanent magnet embedded therein, the wide surface of which is perpendicular to the radial direction, and the rotor has 10 magnet poles, the poles of which are alternately opposite along the circumferential direction;
前記ロータコアの外周面と径方向に対向する対向面が円弧面となっている１２個のティースと環状部とを有するステータコアであって軸方向に積層された複数のコアシートから構成されるとともに周方向に１２個の分割コアからなるステータコア、及び前記各ティースに３相の集中巻きにて巻回された巻線を有するステータと、a stator core having 12 teeth and an annular portion, the opposing surface of which facing the outer circumferential surface of the rotor core in the radial direction being an arcuate surface, the stator core being made up of a plurality of core sheets stacked in the axial direction and consisting of 12 divided cores in the circumferential direction, and a stator having a winding wound in a three-phase concentrated winding around each of the teeth;
前記回転軸を回転可能に支持し前記ステータを固定するモータハウジングと、a motor housing that rotatably supports the rotary shaft and fixes the stator;
を備え、Equipped with
前記ロータコアの外周部における互いに異極の前記磁石磁極部同士の各間には、磁気抵抗部が設けられ、a magnetic resistance portion is provided between each of the magnet pole portions of opposite polarity on the outer periphery of the rotor core,
前記磁石磁極部の周方向両側には、前記磁気抵抗部として機能する凹部が設けられ、該凹部は、前記磁石磁極部の前記永久磁石の周方向側面に沿って径方向内側に窪んでおり、a recessed portion that functions as the magnetic resistance portion is provided on each circumferential side of the magnet pole portion, the recessed portion being recessed radially inward along a circumferential side surface of the permanent magnet of the magnet pole portion;
前記凹部の径方向内側の端は、前記磁石磁極部の前記永久磁石の径方向の長さ範囲に位置し、かつ該永久磁石の径方向内側の端よりも径方向外側に位置しており、a radially inner end of the recess is located within a radial length range of the permanent magnet of the magnetic pole portion, and is located radially outward of a radially inner end of the permanent magnet,
前記各磁石磁極部の開角度θｒは互いに等しく設定され、The open angles θr of the magnetic pole portions of the magnets are set equal to each other,
前記各ティースにおける前記ロータコアと径方向に対向する前記対向面の開角度θｓは互いに等しく設定され、an opening angle θs of the opposing surface of each of the teeth that faces the rotor core in a radial direction is set equal to each other,
周方向に隣り合う前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘは互いに等しく設定され、The open angles θx between the magnetic pole portions adjacent to each other in the circumferential direction are set equal to each other,
前記ティースの前記対向面の開角度θｓと前記磁石磁極部の開角度θｒと前記磁石磁極部同士の各間の開角度θｘとの関係が、θｘ＜θｓ＜θｒを満たすように構成されている、モータ。A motor configured such that the relationship between an open angle θs of the opposing surfaces of the teeth, an open angle θr of the magnetic pole portions, and an open angle θx between each of the magnetic pole portions satisfies θx<θs<θr.
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