KR20130093039A

KR20130093039A - 회전 전기기계

Info

Publication number: KR20130093039A
Application number: KR1020130015100A
Authority: KR
Inventors: 겐지 도모하라; 아키히코 마에무라
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2013-08-21
Also published as: CN103248153B; US20130207501A1; CN103248153A; EP2626977A2; JP5594304B2; KR101473086B1; JP2013165602A

Abstract

영구 자석을 갖는 복수의 제 1 자극부와, 상기 영구 자석을 갖지 않는 복수의 제 2 자극부가 1개씩 교대로 둘레방향으로 배치된 로터 코어를 구비하는 회전 전기기계가 제공된다. 상기 제 2 자극부의 상기 영구 자석측의 부분에는 적어도 1개의 노치가 마련되어 있다.

Description

회전 전기기계{ROTARY ELECTRIC MACHINE}

본 발명은 회전 전기기계에 관한 것이다．

종래에, 로터 코어를 구비하는 전동기(회전 전기기계)가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에는 복수의 영구 자석을 포함하는 로터 코어를 구비하는 전동기(회전 전기기계)가 개시되어 있다. 이 전동기에서는 복수의 영구 자석은 로터 코어의 외주부에 소정의 간격을 두고 둘레방향으로 배치되어 있다. 또한, 인접하는 영구 자석 사이의 로터 코어는 돌기형상으로 형성되어 있다. 즉, 영구 자석과 로터 코어의 돌기형상의 부분이, 1개씩 교대로 배치되어 있다. 이에 따라, 영구 자석과 스테이터에 마련되는 권선의 사이의 자석 토크와, 로터 코어와 스테이터에 마련되는 권선의 사이의 릴럭턴스 토크를 얻도록 구성되어 있다.

일본 특허 공개 공보 평성1-286758호

그러나, 특허문헌 1에 기재된 전동기(회전 전기기계)에서는 인접하는 영구 자석의 사이에 로터 코어의 돌기형상의 부분이 마련되어 있기 때문에, 영구 자석의 자속이 로터 코어의 돌기형상의 부분으로 누출되어 버린다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 영구 자석의 자속이 누출되는 것을 억제하는 것이 가능한 회전 전기기계를 제공한다.

본 발명의 일태양에 따른 회전 전기기계는 영구 자석을 갖는 복수의 제 1 자극부와, 영구 자석을 갖지 않는 복수의 제 2 자극부가 1개씩 교대로 둘레형상으로 배치된 로터 코어를 구비하고, 제 2 자극부의 영구 자석측의 부분에는 적어도 하나의 노치(notch)가 마련되어 있다.

본 발명의 일태양에 따르면, 영구 자석의 자속이 누출되는 것을 억제하는 것이 가능한 회전 전기기계를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터의 평면도,
도 2는 도 1에 나타낸 모터를 확대한 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터의 영구 자석의 평면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터의 로터 코어의 평면도,
도 5는 비교예에 따른 모터의 평면도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터에 발생하는 자속을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터 및 비교예에 따른 모터의 전류와 인덕턴스의 관계를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 모터의 평면도,
도 9는 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예에 의한 모터의 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

(제 1 실시형태)

우선, 도 1∼도 4를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터(100)의 구성에 대해 설명한다. 여기서, 모터(100)는 본 발명에 따른 「회전 전기기계」의 일예이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 모터(100)는 스테이터(1)와, 로터(2)를 구비하고 있다. 스테이터(1)는 로터(2)(로터 코어(21))의 외주부와 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 스테이터(1)는 스테이터 코어(11)와, 권선(12)을 구비하고 있다. 스테이터 코어(11)의 내측에는 복수의 슬롯(13)이 형성되어 있다.

또한, 로터(2)는 로터 코어(21)와, 샤프트(22)와, 영구 자석(23)으로 구성되어 있다. 여기서, 제 1 실시형태에서는 로터 코어(21)에는 영구 자석(23)을 갖는 복수의 제 1 자극부(24)와, 영구 자석(23)을 갖지 않는 복수의 제 2 자극부(25)가 1개씩 교대로 둘레 방향으로 배치되어 있다. 또, 제 2 자극부(25)는 인접하는 2개의 영구 자석(23)의 사이에 위치하는 로터 코어(21)의 돌기형상의 부분으로 구성되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 영구 자석(23)의 스테이터 코어(11)측의 표면(23a)은 축 방향에서 보아, 스테이터 코어(11)측을 향해 볼록형상(원호형상)으로 형성되어 있다. 또한, 표면(23a)의 곡률 반경은 스테이터 코어(11)의 내주부의 곡률 반경보다 작다. 또한, 영구 자석(23)의 로터 둘레방향에서 양쪽의 측면(23b)과, 영구 자석(23)의 로터 코어(21)의 내주측의 표면(23c)은 축 방향에서 보아, 직선 형상(평탄면 형상)으로 형성되어 있다. 그리고, 제 1 실시형태에서는 영구 자석(23)은 둘레 방향의 단부에 있어서의 두께(즉, 로터 둘레방향에서 양쪽 측면(23b)의 길이) t1보다 둘레 방향의 중앙부에 있어서의 두께 t2가 큰 형상을 갖는다. 또한, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 영구 자석(23)은 둘레 방향을 따라 대략 등간격으로 복수 배치되어 있다. 또한, 영구 자석(23)의 로터 반경방향의 두께는 인접하는 2개의 제 1 자극부(24)의 영구 자석(23)의 사이의 최소의 간격 L1(인접하는 2개의 영구 자석(23)의 사이의 가장 내주측의 거리)보다 크다. 또한, 영구 자석(23)은 페라이트계의 영구 자석에 의해 구성되어 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는 영구 자석(23)이 로터 코어(21)의 외주부 근방에 둘레 방향을 따라 매립되어 있다. 구체적으로는, 영구 자석(23)은 로터 코어(21)의 외주부에 마련되는 부착부(21a)에 배치되어 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 부착부(21a)는 스테이터 코어(11)측이 개방되어 있는 홈형상으로 형성되어 있다. 이에 따라, 도 2에 나타내는 바와 같이, 영구 자석(23)의 스테이터 코어(11)측의 표면(23a)의 일부(영구 자석(23)의 양단부 이외의 부분)가 노출된다. 부착부(21a)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 영구 자석(23)의 측면(23b)(도 2 참조)과 접촉하는, 축 방향에서 보아 직선형상의 측부(21b)와, 영구 자석(23)의 로터 코어(21)의 내주측의 표면(23c)(도 2 참조)과 접촉하는, 축 방향에서 보아 직선형상의 바닥부(21c)와, 영구 자석(23)의 표면(23a)(도 2 참조)의 둘레 방향으로 단부 근방에 계합하는 발톱부(21d)를 갖는다. 또, 발톱부(21d)는 로터 코어(21)가 회전했을 때에, 영구 자석(23)이 로터 코어(21)로부터 튕겨나가는 것을 억제하는 기능을 갖는다.

제 1 실시형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 로터 코어(21)가 제 2 자극부(25)에 있어서의 스테이터 코어(11)에 대한 갭 길이 L2의 평균치가, 제 1 자극부(24)에 있어서의 스테이터 코어(11)에 대한 갭 길이 L3의 평균치보다 커지도록 구성되어 있다. 또, 제 1 자극부(24)(영구 자석(23))는 스테이터 코어(11)측의 표면(23a)이 스테이터 코어(11)의 내주보다 곡률 반경이 작은 원호 형상으로 형성되어 있고, 영구 자석(23)은 영구 자석(23)의 둘레 방향의 중앙부에서 스테이터 코어(11)에 가장 근접한다. 예를 들면, 영구 자석(23)이 스테이터 코어(11)에 가장 근접하는 부분의 갭 길이 L3은 약 0.4㎜이다. 또한, 제 2 자극부(25)의 외주면은 스테이터 코어(11)와 대략 동일한 곡률 반경을 갖도록 구성되어 있다. 이에 따라, 스테이터 코어(11)와 제 2 자극부(25)의 사이의 갭 길이 L2는 둘레 방향을 따라 대략 동등하다. 예를 들면, 스테이터 코어(11)와 제 2 자극부(25) 사이의 갭 길이 L2는 약 1㎜이다.

또한, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 자극부(25)의 영구 자석(23)측의 부분에는 노치(notch)(26)가 마련되어 있다. 이 노치(26)는 로터 코어(21)의 축 방향(지면과 수직인 방향)으로 연장하도록 형성되어 있다. 또, 노치(26)는 복수의 제 2 자극부(25)의 각각에 마련되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 노치(26)는 제 2 자극부(25)의 둘레 방향의 한쪽(화살표 R1 방향측)에 인접하는 영구 자석(23)측의 부분에 마련되는 노치(26a)와, 제 2 자극부(25)의 둘레 방향의 다른쪽(화살표 R2 방향측)에 인접하는 영구 자석(23)측의 부분에 마련되는 노치(26b)를 포함한다.

또한, 로터 코어(21)에 있어서 노치(26a)와 이것에 인접하는 영구 자석(23)의 측면(23b) 사이에 위치하는 부분(21e)의 두께(도 2 참조) L4는 노치(26a)와 노치(26b)의 사이의 제 2 자극부(25)의 폭(반경 방향과 직교하는 방향의 길이)(도 2 참조)의 L5보다 작다. 마찬가지로, 로터 코어(21)에 있어서 노치(26b)와 이것에 인접하는 영구 자석(23)의 측면(23b) 사이에 위치하는 부분(21f)의 두께(도 2 참조) L6는 노치(26a)와 노치(26b)의 사이의 제 2 자극부(25)의 폭(반경 방향과 직교하는 방향의 길이)(도 2 참조) L5보다 작다. 또, 로터 코어(21)의 부분(21e)(부분(21f))의 두께 L4(L6)와, 로터 코어(21)의 발톱부(21d)의 반경 방향의 길이 L7은 대략 동등하다.

또한, 노치(26)는 축 방향에서 보아, 로터 코어(21)의 내주측을 향해 노치(26)의 폭 W1이 작아지도록 대략 V자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 노치(26)의 로터 코어(21)의 내주측 단부(26c)의 로터 코어(21)에 있어서의 깊이 위치는 영구 자석(23) 측면(23b)의 로터 코어(21)의 내주측 단부(23d)보다 로터 코어(21)의 외주측에 위치해 있다. 또, 노치(26)의 단부(26c)의 로터 코어(21)에 있어서의 깊이 위치는 영구 자석(23) 단부(23d)의 로터 코어(21)에 있어서의 깊이 위치와 동일해도 좋다. 또한, 노치(26)의 단부(26c)의 로터 코어(21)에 있어서의 깊이 위치는 영구 자석(23)의 측면(23b)의 두께 방향의 중점(A점)보다 로터 코어(21)의 내주측에 위치해 있다.

또한, 노치(26, 26a, 26b)의 영구 자석(23)과 반대측의 내측면(26d)(내측면(26e))은 모터(100)의 q축을 따른 방향으로 배치되어 있다. 즉, 노치(26a)의 내측면(26d)과, 노치(26b)의 내측면(26e)은 q축과 대략 평행하게 배치되어 있다. 또, q축은 주 자속을 따른 방향의 축인 d축과 전기적으로 직교하는 방향의 축을 의미한다. 또한, 노치(26)의 영구 자석(23)측의 내측면(26f)(내측면(26g))은 영구 자석(23)의 측면(23b)과 대략 평행한 방향(q축과 교차하는 방향)에 배치되어 있다.

다음으로, 도 5∼도 7을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 모터(100)의 권선(12)에 공급되는 전류와 인덕턴스의 관계를 도 5에 나타내는 비교예와 비교하여 설명한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 비교예에 따른 모터(200)에는 V자 형상으로 배치된 2개의 영구 자석(223a, 223b)이 마련되어 있다. 또한, 비교예에 따른 모터(200)에서는 상기 제 1 실시형태의 모터(100)와 달리, 제 2 자극부(225)에 있어서의 스테이터 코어(211)에 대한 갭 길이 L8의 평균치와, 제 1 자극부(224)에 있어서의 스테이터 코어(211)에 대한 갭 길이 L9의 평균치가 동등하게 되도록 로터 코어(221)가 구성되어 있다.

비교예에 따른 모터(200)에서는 d축 전류에 의한 자속은 로터 코어(221)에서 영구 자석(223a, 223b)을 통과하도록 발생한다. 또한, q축 전류에 의한 자속은 로터 코어(221)에 있어서, V자 형상으로 배치되는 영구 자석(223a, 223b)의 내측과 외측을 통과하도록 발생한다.

이에 반해, 제 1 실시형태의 모터(100)에서는 도 6에 나타내는 바와 같이, d축 전류에 의한 자속은 로터 코어(21)에 있어서, 인접하는 2개의 영구 자석(23)을 통과하도록 발생한다. 또한, q축 전류에 의한 자속은 로터 코어(21)에 있어서, 영구 자석(23)의 내주측을 통과하도록 발생한다. 또, 모터(100)에서는 영구 자석(23)은 로터 코어(21)의 외주부 근방에 매립되어 있기 때문에, 영구 자석(23)의 외주측의 로터 코어(21)의 부분에 q축 전류에 의한 자속이 발생하는 것이 억제된다. 도 2와 도 6을 참조하면, 영구 자석(23)의 d축 자속이 통과하는 방향에 있어서의 영구 자석(23)의 두께는 인접하는 2개의 영구 자석(23) 사이의 최소 간격 L1보다 크다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 비교예에 따른 모터(200)에서는 권선(212)에 흐르는 전류가, 비교적 작을 때(약 20A∼약 80A)(저부하시)에는 q축 인덕턴스 Lq는 약 0.5mH∼약 0.55mH으로 비교적 커진다. 이 때문에, 비교예에 따른 모터(200)에서는 고속 회전으로 출력하는 경우에 있어서, 전압 포화(모터(200)의 발생 토크를 원하는 토크로 하기 위해 생성되어야 할 전압의 크기가 전압의 제한값을 넘고 있는 상태)에 의해 출력이 제한되어 버린다. 또한, 비교예에 따른 모터(200)에서는 권선(212)에 흐르는 전류가 비교적 클 때(약 200A∼약 320A)(고부하시)에는 q축 인덕턴스 Lq는 저부하시에 비해 급격히 감소한다. 이것은 비교예에 따른 모터(200)에서는 2개의 영구 자석(223a, 223b)이 V자 형상으로 배치되어 있고, 전류가 커진 경우에, V자 형상으로 배치되는 영구 자석(223a, 223b)의 내측 및 외측의 로터 코어(221)에 있어서 자속이 포화하기 때문인 것으로 생각된다. 또한, 비교예에 따른 모터(200)에서는 d축 인덕턴스 Ld는 저부하시에는 권선(212)에 흐르는 전류가 커짐에 따라 서서히 작아지고, 그 후, 대략 일정해진다.

또한, 제 1 실시형태에 따른 모터(100)에서는 권선(12)에 흐르는 전류가, 비교적 작을 때(약 20A∼약 80A)(저부하시)에는 q축 인덕턴스 Lq는 약 0.35mH∼약 0.4mH로 되고, 비교예에 따른 모터(200)의 q축 인덕턴스 Lq(약 0.5mH∼약 0.55mH)에 비해 작아진다. 또한, 제 1 실시형태에서는 고부하시에는 q축 인덕턴스 Lq는 저부하시에 비해 감소하는 한편, 비교예에 따른 모터(200)에 비해, q축 인덕턴스 Lq의 감소의 정도는 완만하다.

또한, 제 1 실시형태에 따른 모터(100)에서는 d축 인덕턴스 Ld는 권선(12)에 흐르는 전류가 커짐에 따라 서서히 작아지고, 그 후, 대략 일정해진다. 또, 제 1 실시형태에 따른 모터(100)의 d축 인덕턴스 Ld는 비교예에 따른 모터(200)의 ｄ축 인덕턴스 Ld에 비해 작게 되어 있다. 이것은 다음과 같은 이유에 의한 것으로 생각된다. 즉, 제 2 자극부(25)에 노치(26, 26a, 26b)(즉, 공기)이 마련되어 있는 것만큼, d축 전류에 의한 자속이 제 2 자극부(25)를 통과하기 어려워지는 것에 의해 d축 인덕턴스 Ld가 작아진 것으로 고려된다. 또한, 권선(12)(권선(212))에 흐르는 전류가, 비교적 클 때(약 200A∼약 320A)(고부하시)에는 비교예에 따른 모터(200)의 ｑ축 인덕턴스 Lq와 d축 인덕턴스 Ld의 차보다, 제 1 실시형태에 따른 모터(100)의 ｑ축 인덕턴스 Lq와 d축 인덕턴스 Ld의 차가 크게 된다. 즉, 제 1 실시형태에 따른 모터(100)쪽이, 비교예에 따른 모터(200)보다 큰 릴럭턴스 토크를 얻는 것이 가능해진다.

제 1 실시형태에서는 상기와 같이, 제 2 자극부(25)의 영구 자석(23)측의 부분에 노치(26)를 마련한다. 이에 따라, 인접하는 영구 자석(23)의 사이가, 노치(26)가 마련되지 않은 제 2 자극부에 의해 구성되어 있는 경우와 달리, 영구 자석(23)의 자속이 제 2 자극부(25)로 누출되는 것을 노치(26)에 의해 용이하게 억제할 수 있다. 또한, 제 2 자극부(25)에 노치(26)(공기)가 마련되어 있는 만큼, d축 전류에 의한 자속이 제 2 자극부(25)를 통과하기 어려워지므로, d축 인덕턴스 Ld를 작게 할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는 상기와 같이, 노치(26)를, 제 2 자극부(25)의 둘레 방향의 한쪽에 인접하는 영구 자석(23)측 부분에 마련되는 노치(26a)와, 제 2 자극부(25)의 둘레 방향의 다른쪽에 인접하는 영구 자석(23)측 부분에 마련되는 노치(26b)를 포함하도록 구성한다. 이에 따라, 제 2 자극부(25)에 노치(26a) 또는 노치(26b) 중 한쪽만이 마련되어 있는 경우와 달리, 영구 자석(23)의 자속이 제 2 자극부(25)에 누출되는 것을 2개의 노치(26a, 26b)에 의해 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는 상기와 같이, 로터 코어(21) 중 노치(26a)와 노치(26a)에 인접하는 영구 자석(23)의 측면(23b)의 사이에 위치하는 부분(21e)의 두께 L4 및, 로터 코어(21) 중 노치(26b)와 이 노치(26b)에 인접하는 영구 자석(23)의 측면(23b)의 사이에 위치하는 부분(21f)의 두께 L6을, 노치(26a)와 노치(26b)의 사이의 제 2 자극부(25)의 폭(반경 방향과 직교하는 방향의 길이) L5보다 작게 한다. 이에 따라, 로터 코어(21) 중 노치(26a, 26b)와 이것에 각기 인접하는 영구 자석(23)의 측면(23b)의 사이에 위치하는 부분(21e, 21f)의 두께 L4 및 L6가 작은 만큼, 이 부분(21e, 21f)에 있어서 자속이 포화하기 쉬워지므로, 영구 자석(23)의 자속이 제 2 자극부(25)로 누출되는 것을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는 상기와 같이, 노치(26)를 회전축에 수직인 단면에서 보아, 로터 코어(21)의 내주측을 향해 노치(26)의 폭 W1이 작아지도록 대략 V자 형상으로 형성한다. 이에 따라, 용이하게, 노치(26)의 영구 자석(23)과 반대측의 내측면(26d)(내측면(26e))을, 모터(100)의 q축을 따른 방향으로 배치하면서, 노치(26)의 영구 자석(23)측의 내측면(26f)(내측면(26g))을 영구 자석(23)의 측면(23b)을 따른 방향으로 배치할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는 상기와 같이, 노치(26)의 로터 코어(21)의 내주측 단부(26c)를, 영구 자석(23)의 측면(23b)의 로터 코어(21)의 내주측 단부(23d)보다 로터 코어(21)에 있어서 외주측에 위치시킨다. 이에 따라, 노치(26)의 단부(26c)가, 영구 자석(23)의 측면(23b)의 단부(23d)보다 로터 코어(21)의 내주측에 위치하는 경우(잘라냄(26)의 깊이가 큰 경우)와 달리, 로터 코어(21)의 기계적 강도를 높일 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는 상기와 같이, 노치(26)의 영구 자석(23)과 반대측의 내측면(26d)(내측면(26e))을, 모터(100)의 q축을 따른 방향으로 배치한다. 이에 따라, 노치(26)의 영구 자석(23)과 반대측의 내측면(26d)(내측면(26e))을 q축과 교차하도록 배치해서 제 2 자극부(25)가 스테이터 코어(11)측을 향해 끝이 가늘어지는 형상을 갖는 경우에 비해, 제 2 자극부(25)의 폭(반경 방향과 직교하는 방향의 길이) L5를 크게 할 수 있다. 그 결과, 릴럭턴스 토크를 크게 할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는 상기와 같이, 노치(26)의 영구 자석(23)측의 내측면(26f)(내측면(26g))을, 영구 자석(23)의 측면(23b)을 따른 방향으로 배치한다. 이에 따라, 노치(26)와 영구 자석(23)의 사이의 로터 코어(21)의 부분(21e)((21f))의 두께 L4(L6)를 작게 할 수 있다. 그 결과, 영구 자석(23)의 자속이 누출되는 것을 더욱 억제할 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 도 8을 참조하여, 제 2 실시형태의 모터(101)에 대해 설명한다. 이 제 2 실시형태의 모터(101)는 제 2 자극부(26)에 2개의 노치(26)(즉, 노치(26a, 26b))(도 2 참조)가 마련되어 있던 상기 제 1 실시형태와 달리, 제 2 자극부(33)에 1개의 노치(34)가 마련되어 있다. 여기서, 모터(101)는 본 발명의 「회전 전기기계」의 일예이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 모터(101)의 로터 코어(31)에는 영구 자석(23)을 갖는 복수의 제 1 자극부(32)와, 영구 자석(23)을 갖지 않는 복수의 제 2 자극부(33)가 1개씩 교대로 둘레 방향으로 배치되어 있다. 여기서, 제 2 실시형태에서는 제 2 자극부(33)의 영구 자석(23)측의 부분의 한쪽(예를 들면 화살표 R2 방향)에 1개의 노치(34)가 마련되어 있다. 즉, 제 2 자극부(33)는 모터(101)의 q축에 대해 비대칭인 형상으로 형성되어 있다. 또, 제 2 실시형태의 그 밖의 구성은 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

제 2 실시형태에서는 상기와 같이, 제 2 자극부(33)를 모터(101)의 q축에 대해 비대칭인 형상으로 형성한다. 이에 따라, 제 2 자극부가 q축에 대해 대칭인 형상으로 형성되어 있는 경우와 달리, q축의 자속이 포화되는 것을 대칭일 때와 다르게 하여 회전 방향에 따라 모터 특성이 달라지도록 할 수 있다. 또한, 제 2 실시형태의 그 밖의 효과는 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

또, 여기에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시일 뿐이며 제한적인 것이 아닌 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시형태의 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해서 나타나고, 또한 특허청구의 범위와 균등의 의미 및 범위내에서의 모든 변경이 포함된다.

예를 들면, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 모터에 본 발명을 적용하는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 발전기에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 본 발명의 회전 전기기계는 차량이나 선박 등에 이용 가능하다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 노치가, 축 방향으로부터 보아, 즉, 회전축에 수직인 단면에서 보아, 대략 V자 형상으로 형성되어 있는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 노치를, 회전축에 수직인 단면에서 보아, V자 형상 이외의 4변을 갖는 대략 사각형상으로 형성해도 좋다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 노치의 로터 코어의 내주측 단부가, 영구 자석의 측면의 로터 코어의 내주측 단부보다 로터 코어에 있어서 외주측에 위치해 있는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 노치의 로터 코어의 내주측 단부가, 영구 자석의 측면의 로터 코어의 내주측 단부와 로터 코어에 있어서 동등한 깊이에 위치하도록 구성해도 좋다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 노치를 이루는 면중에서 영구 자석과 반대측의 내측면이, 모터의 q축을 따른 방향으로 배치되어 있는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 노치의 영구 자석과 반대측의 내측면이, 모터의 q축과 교차하는 방향으로 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 노치의 영구 자석쪽의 내측면이, 영구 자석의 측면을 따른 방향으로 배치되어 있는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 노치의 영구 자석쪽의 내측면이, 영구 자석의 측면과 교차하는 방향으로 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 영구 자석이 페라이트계의 영구 자석에 의해 구성되어 있는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 영구 자석이 네오듐 등 희토류(rare earth)를 포함하는 재료에 의해 구성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 노치(26)의 단부(26c)의 로터 코어(21)에 있어서의 깊이 위치가, 영구 자석(23)의 측면(23b)의 두께의 중점(A점)보다, 로터 코어(21)의 내주측에 위치하는 예(도 2 참조)에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 9에 나타내는 변형예에 따른 모터(102)와 같이, 노치(45)의 로터 코어(41)의 내주측 단부(45a)의 로터 코어(41)에 있어서의 깊이 위치가, 영구 자석(42)의 측면(42b)의 두께의 중점(B점)보다 로터 코어(41)의 외주측에 위치해 있어도 좋다. 또, 모터(102)는 본 발명의 「회전 전기기계」의 일예이다.

다음으로, 도 9를 참조하여 변형예에 따른 모터(102)에 관해 설명한다. 변형예에 따른 모터(102)에서는 영구 자석(42)은 영구 자석(42)(제 1 자극부(43))의 스테이터 코어(11)측의 표면(42a)이 노출되지 않도록, 구멍형상으로 형성된 부착부(41a)에 매립되어 있다. 또한, 제 2 자극부(44)에는 2개의 노치(45)가 마련되어 있다. 또한, 노치(45)의 로터 코어(41)의 내주측 단부(45a)의 로터 코어(41)에 있어서의 깊이 위치는 영구 자석(42)의 측면(42b)의 로터 코어(41)의 내주측 단부(42c)(및 영구 자석(42)의 측면(42b)의 두께 방향의 중점(B점))보다 로터 코어(41)의 외주측에 위치해 있다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 제 2 자극부에 2개 또는 1개의 노치를 마련하는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 2 자극부에 3개 이상의 노치를 마련해도 좋다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 영구 자석이, 스테이터 코어측의 표면이 원호형상의 단면 형상을 갖도록 형성되어 있는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 영구 자석이, 대략 직사각 형상의 단면 형상을 갖도록 형성되어 있어도 좋다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 1개의 노치를 갖는 제 2 자극부의 형상이 회전 전기기계의 q축방향에 대해 비대칭이고, 두 개의 노치를 갖는 제 2 자극부의 형상이 대칭인 것으로 설명하였다. 그러나, 제 2 자극부의 형상은 노치의 개수는 물론 노치의 형상을 변화시킴으로써도 대칭 또는 비대칭으로 형성될 수 있다.

21, 31, 41 로터 코어
21e, 21f 부분
23, 42 영구 자석
23b, 42b 측면
23d, 42c 단부
24, 32, 43 제 1 자극부
25, 33, 44 제 2 자극부
26, 34, 45 노치
26a 제 1 노치
26b 제 2 노치
26c, 45a 단부
100, 101, 102 모터(회전 전기기계)

Claims

영구 자석을 갖는 복수의 제 1 자극부와, 상기 영구 자석을 갖지 않는 복수의 제 2 자극부가 1개씩 교대로 둘레방향으로 배치된 로터 코어를 구비하고,
상기 제 2 자극부에 있어서의 상기 영구 자석측의 부분에는 적어도 1개의 노치가 마련되어 있는 회전 전기기계.
제 1 항에 있어서,
상기 노치는 상기 제 2 자극부의 둘레 방향의 한쪽에 인접하는 영구 자석측의 부분에 마련되는 제 1 노치와, 상기 제 2 자극부의 둘레 방향의 다른쪽에 인접하는 영구 자석측의 부분에 마련되는 제 2 노치를 포함하는 회전 전기기계.
제 2 항에 있어서,
상기 로터 코어에 있어서 상기 제 1 노치와, 상기 제 1 노치에 인접하는 상기 영구 자석의 측면의 사이에 위치하는 부분의 두께 및, 상기 로터 코어에 있어서 상기 제 2 노치와, 상기 제 2 노치에 인접하는 상기 영구 자석의 측면의 사이에 위치하는 부분의 두께는, 상기 제 1 노치와 상기 제 2 노치의 사이의 상기 제 2 자극부의 둘레 방향의 폭보다 작은 회전 전기기계.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노치는 회전축에 수직인 단면에서 보아, 상기 로터 코어의 내주측을 향해 상기 노치의 폭이 작아지도록 형성되어 있는 회전 전기기계.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노치의 상기 로터 코어의 내주측 단부는 상기 영구 자석의 측면의 상기 로터 코어의 내주측 단부와 상기 로터 코어에 있어서 동등한 깊이에 위치하거나, 또는 상기 영구 자석의 측면의 상기 로터 코어의 내주측 단부보다 상기 로터 코어의 외주측에 위치해 있는 회전 전기기계.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노치의 상기 영구 자석과 반대쪽의 면은 상기 회전 전기기계의 q축을 따른 방향으로 배치되어 있는 회전 전기기계.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노치의 상기 영구 자석쪽의 면은 상기 영구 자석의 측면을 따른 방향으로 배치되어 있는 회전 전기기계.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 자극부는 상기 회전 전기기계의 q축에 대해 대칭인 형상으로 형성되어 있는 회전 전기기계.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 자극부는 상기 회전 전기기계의 q축에 대해 비대칭인 형상으로 형성되어 있는 회전 전기기계.