WO2018123840A1 - ロータ及びモータ - Google Patents

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WO2018123840A1
WO2018123840A1 PCT/JP2017/046059 JP2017046059W WO2018123840A1 WO 2018123840 A1 WO2018123840 A1 WO 2018123840A1 JP 2017046059 W JP2017046059 W JP 2017046059W WO 2018123840 A1 WO2018123840 A1 WO 2018123840A1
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WO
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core portion
outer core
rotor
magnet
circumferential direction
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PCT/JP2017/046059
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English (en)
French (fr)
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秀幸 金城
貴之 右田
Original Assignee
日本電産株式会社
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Priority to JP2018559139A priority patent/JPWO2018123840A1/ja
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    • 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
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
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    • 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]

Definitions

  • the present invention relates to a rotor and a motor.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a pulsating torque at the time of load is reduced by disposing a permanent magnet on the outer peripheral surface of a rotor core and making the thickness of the permanent magnet unequal in the circumferential direction. Yes.
  • the thickness of the permanent magnets arranged on the outer peripheral surface of the rotor core is unequal in the circumferential direction in the rotor having the above configuration, the direction of the generated magnetic flux varies and the rotor is included. In some cases, the torque generated during the rotation of the motor varies.
  • the first exemplary invention of the present invention is a rotor having a rotating body arranged along a central axis.
  • the rotating body includes a cylindrical rotor core centered on the central axis, and a plurality of magnets arranged in the circumferential direction.
  • the rotor core has an inner core portion positioned radially inward of the magnet, a first outer core portion positioned radially outward of the magnet and disposed on one axial side, and a diameter of the magnet. And a second outer core portion disposed on the other side in the axial direction.
  • the distance between the central axis and the outer surface of the first outer core portion changes in the circumferential direction
  • the distance between the central axis and the outer surface of the second outer core portion changes in the circumferential direction.
  • the first top portion located on the outermost radial direction side of the first outer core portion and the second top portion located on the outermost radial direction side of the second outer core portion have different circumferential positions. It is said.
  • the magnet since the magnet is arranged between the inner core portion and the outer core portion, the magnet shape is less likely to vary in the generated magnetic flux such as a rectangular parallelepiped. It can be shaped. Further, since the circumferential positions of the top portion of the first outer core portion and the top portion of the second outer core portion are different, cogging that occurs during rotation of the motor including the rotor can be suppressed.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a motor.
  • FIG. 2 is a sectional view of the motor.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the rotor and stator of the embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the rotor and the stator according to the embodiment.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the rotor according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of the outer core portion of the embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view of the rotor core of the first modification.
  • FIG. 8 is an external perspective view of the upper side of the rotor core of the second modification.
  • FIG. 9 is an external perspective view of the lower side of the rotor core according to the second modification.
  • FIG. 10 is a plan view of the rotor core of the second modification.
  • FIG. 11 is an example of a plan view of an outer core portion of a modified example.
  • FIG. 12 is an example of a plan view of a modified outer core portion.
  • C is the central axis of rotation of the rotor in the motor.
  • the direction in which the central axis C extends is the vertical direction.
  • the vertical direction in the present specification is merely a term used for explanation, and does not limit the actual positional relationship or direction. That is, the direction of gravity is not necessarily downward.
  • the direction parallel to the motor rotation axis is referred to as “axial direction”
  • the direction orthogonal to the motor rotation axis is referred to as “radial direction”
  • the direction along the arc centering on the motor rotation axis is referred to as “circumferential direction”.
  • Each is referred to as a “direction”.
  • extending in the axial direction includes not only the state of extending in the axial direction but also the state of extending in a direction inclined by less than 45 degrees with respect to the axial direction.
  • extending in the radial direction includes not only the state of extending in the radial direction but also the state of extending in a direction inclined by less than 45 degrees with respect to the radial direction.
  • the “straight line” includes a straight line segment without unevenness and a line segment with some unevenness or curvature.
  • “same” or “same” includes not only the completely same thing but also those having a slight difference enough to achieve the gist of the invention.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a motor 1 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor 1.
  • the motor 1 includes a housing 2, a rotor 3, a stator 4, a shaft 5, an upper bearing 61, a lower bearing 62, and a bearing holder 7.
  • the housing cylinder portion 21, the housing bottom portion 22, and the shaft 5 are visually recognized from the outside.
  • the housing 2 has a housing cylinder portion 21 and a housing bottom portion 22.
  • the housing 2 is made of a conductive material such as metal.
  • the housing 2 accommodates the rotor 3, the stator 4, the shaft 5, the upper bearing 61, the lower bearing 62, and the bearing holder 7. Note that “accommodating” includes both the case where the entire object to be stored is located inside the stored object and the case where a part of the object to be stored is positioned inside the stored object.
  • the housing 2 is open on the upper side.
  • the housing tube portion 21 has a cylindrical shape centered on the central axis C.
  • a substantially disc-shaped bearing holder 7 is disposed in the housing cylindrical portion 21.
  • the inner peripheral surface of the housing cylindrical portion 21 is in contact with the outer peripheral surface of the bearing holder 7 and the outer peripheral surface of the stator 4.
  • the housing cylinder portion 21 is fixed to the bearing holder 7 and the stator 4.
  • the shape of the housing tube portion 21 is not necessarily cylindrical, and may be any shape such as a box shape as long as the stator 4 and the bearing holder 7 can be fixed to the inner peripheral surface. Further, the housing tube portion 21 may have a shape combining a cylindrical shape and other shapes such as a box shape.
  • the inner peripheral surface of the housing cylinder portion 21 may not be in contact with the stator 4 and the bearing holder 7 over the entire periphery, and a part of the inner peripheral surface may be in contact with the stator 4 and the bearing holder 7.
  • the structure which the housing cylinder part 21 and the bearing holder 7 do not necessarily contact may be sufficient, for example, the structure by which the bearing holder 7 is arrange
  • the housing 2 does not necessarily contain the bearing holder 7.
  • the housing bottom 22 is disposed below the stator 4.
  • the housing bottom 22 supports the lower bearing 62.
  • the housing bottom 22 has an output shaft hole 23 that passes through the housing bottom 22 in the axial direction and through which the shaft 5 is inserted.
  • the housing 2 is a separate member from the bearing holder 7.
  • the housing tube portion 21 and the bearing holder 7 may be a single member, and the housing bottom portion 22 may be a separate member. Further, the housing tube portion 21, the housing bottom portion 22, and the bearing holder 7 may be separate members.
  • the bearing holder 7 has a disk shape.
  • the bearing holder 7 is disposed on the upper side of the stator 4.
  • the bearing holder 7 has an opening 71 around the central axis C.
  • the opening 71 is a through hole that penetrates the bearing holder 7 in the axial direction. At least a part of the shaft 5 is located inside the opening 71.
  • the bearing holder 7 supports the upper bearing 61.
  • the outer peripheral surface of the bearing holder 7 is in contact with the inner peripheral surface of the housing cylindrical portion 21, and the bearing holder 7 is fixed to the housing cylindrical portion 21.
  • the bearing holder 7 is fixed to the housing tube portion 21 by shrink fitting.
  • the bearing holder 7 may be fixed to the housing tube portion 21 by other methods such as press fitting.
  • the stator 4 is disposed inside the housing 2 and on the radially outer side of the rotor 3 so as to face the rotor 3. That is, the stator 4 surrounds the rotor 3 in the circumferential direction.
  • the stator 4 includes a stator core (not shown), an insulator 41, and a coil 42.
  • the stator core is formed by a laminated steel plate in which electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction.
  • the stator core has an annular shape centered on the central axis C.
  • the insulator 41 is formed of an insulator such as resin and is attached to the stator core.
  • the coil 42 is constituted by a conducting wire wound around the stator core via the insulator 41.
  • the outer peripheral surface of the stator 4 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 2.
  • the upper bearing 61 and the lower bearing 62 of the motor 1 are ball bearings.
  • the upper bearing 61 and the lower bearing 62 support the shaft 5 so as to be rotatable around the central axis C in the circumferential direction.
  • the upper bearing 61 is supported by the bearing holder 7.
  • the lower bearing 62 is supported by the housing bottom 22.
  • the upper bearing 61 and the lower bearing 62 may be other types of bearings than ball bearings.
  • the upper bearing 61 and the lower bearing 62 are pointed out and collectively referred to as bearings. That is, the bearing including the upper bearing 61 and the lower bearing 62 rotatably supports the shaft 5 and the rotor 3.
  • the rotor 3 is arranged along the central axis C extending in the vertical direction and is attached to the outer periphery of the shaft 5.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the rotor 3 and the stator 4 of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the rotor 3 and the stator 4 of the present embodiment. As shown in FIGS. 3 and 4, the rotor 3 has an outer surface facing the inner surface of the stator 4.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the rotor 3. As shown in the figure, the rotor 3 has a rotating body arranged along the central axis C. The rotating body has a rotor core 31 and a magnet 32.
  • the rotor core 31 has a shaft through hole 31a having a circular cross section at a position including the central axis C.
  • the shaft 5 is inserted into the shaft through hole 31a.
  • the rotor core 31 includes an inner core portion 31b, a first outer core portion 311, and a second outer core portion 312.
  • the shaft through hole 31a is located in the inner core portion 31b.
  • the inner core portion 31b has a cylindrical shape, for example, a polygonal column shape.
  • the cross section in the plane perpendicular to the axial direction of the inner core portion 31b is a polygon such as a regular octagon.
  • the inner core portion 31b is not necessarily limited to the polygonal column shape, and may be a columnar shape or other shapes.
  • the inner core portion 31b be a polygonal column shape.
  • the inner surface of the magnet 32 is in contact with the outer surface of the inner core portion 31b.
  • the magnet 32 has an inner surface on the radially inner side and an outer surface on the radially outer side.
  • the magnet 32 has a first peripheral side surface 32a and a second peripheral side surface 32b as side surfaces in the circumferential direction.
  • the outer side surface of the magnet 32 is in contact with the inner side surface 311 c of the first outer core portion 311 and the inner side surface 312 c of the second outer core portion 312.
  • the inner surface of the magnet 32 is bonded to the outer surface of the inner core portion 31b.
  • the outer side surface of the magnet 32 is bonded to the inner side surface 311 c of the first outer core portion 311 and the inner side surface 312 c of the second outer core portion 312.
  • connection tools such as a holder holding the rotor core 31 and the magnet 32.
  • the rotor core 31 and the magnet 32 may be sealed with a resin mold or the like instead of a coupling tool such as a holder.
  • the magnet 32 is a rectangular parallelepiped permanent magnet, and the first outer core portion 311 and the second outer core portion 312 are disposed on the outer surface of the magnet 32.
  • the first outer core portion 311 and the second outer core portion 312 are disposed on the outer surface of the magnet 32.
  • separate magnets are arranged above and below in the axial direction.
  • the integral magnets 32 are arranged above and below in the axial direction, variations in magnetic flux are suppressed compared to a configuration in which separate magnets are arranged above and below in the axial direction. Therefore, the cogging included in the torque generated when the motor 1 including the rotor 3 is driven can be reduced, and the rotation operation can be stabilized. Further, by making the magnet into a shape that can be easily processed, such as a rectangular parallelepiped, the processing cost of the magnet can be reduced.
  • a rectangular parallelepiped magnet since a rectangular parallelepiped magnet does not need to be processed on the surface, it can be manufactured with higher dimensional accuracy than a case where a flat surface is processed into a curved surface. Therefore, the separation distance between the rotor 3 and the stator 4 can be adjusted more accurately. Thereby, variation in torque generated in the motor 1 including the rotor 3 can be suppressed.
  • the first outer core portion 311 is located on the upper side in the axial direction with respect to the second outer core portion 312, and the second outer core portion 312 is located on the lower side in the axial direction with respect to the first outer core portion 311.
  • the first outer core portion 311 and the second outer core portion 312 may be in contact with each other in the axial direction or may be separated from each other.
  • the number of magnets 32, the number of first outer core portions 311 and the number of second outer core portions 312 are the same. However, if the rotor core positioned between adjacent magnets constitutes a magnetic pole, such as a so-called pseudo salient pole configuration, the first outer core portion 311 and the second outer core portion 312 have the same characteristics.
  • the first outer core portion 311 and the second outer core portion 312 do not necessarily have to be the same number.
  • FIG. 6 is a plan view of the first outer core portion 311 viewed from the axial direction. Since the shape of the second outer core portion 312 is the same as the shape of the first outer core portion 311, the description of the first outer core portion 311 is used as the description of the second outer core portion 312, and the second outer core portion 312 is individually described. The detailed description of is omitted.
  • the first outer core portion 311 extends in the axial direction in the shape shown in FIG. That is, the first outer core portion 311 has the same shape on the surface orthogonal to the axial direction. As shown in FIG. 6, the first outer core portion 311 has an outer surface 311a, an inner surface 311c, a first peripheral side surface 311d, and a second peripheral side surface 311e. Of the outer surface 311a of the first outer core portion 311, the first top portion 311b is located at the outermost radial direction position. As shown in FIG. 5, the first top 311b extends in the axial direction. In plan view, the first outer core portion 311 is axisymmetric with respect to a straight line in the circumferential direction including the first apex portion 311b.
  • the first peripheral side surface 311d and the second peripheral side surface 311e are each linear.
  • the first circumferential side surface 311d faces the second circumferential side surface 311e of the first outer core portion 311 that is disposed adjacent to the first circumferential side surface 311d so as to be spaced apart in the circumferential direction.
  • the 1st outer core part 311 does not necessarily need to be line symmetrical with respect to the straight line of the circumferential direction containing the 1st top part 311b.
  • the first peripheral side surface 311d and the second peripheral side surface 311e do not necessarily have to be linear.
  • the outer side surface 311a of the first outer core portion 311 is curved in an arc shape in a plan view on a plane orthogonal to the axial direction. That is, the outer side surface 311a is a curved surface having a circular cross section.
  • the outer side surface 312a has a predetermined radius of curvature R1.
  • the radius of curvature R1 is different from the distance R from the central axis C to the outermost peripheral position of the rotor core 31.
  • the center of curvature of the outer surface 312a is at a position different from the central axis C in a plan view on a plane perpendicular to the axial direction. In other words, the distance from the central axis C of the outer surface 311a of the first outer core portion 311 changes in the circumferential direction.
  • the second outer core portion 312 has an outer side surface 312 a, a second top portion 312 b, a first peripheral side surface 312 d, and a second peripheral side surface 312 e, similar to the first outer core portion 311.
  • the outer surface 312a of the second outer core portion 312 is curved in an arc shape in a plan view on a plane orthogonal to the axial direction. That is, the outer surface 312a is a curved surface having an arc shape in cross section.
  • the outer side surface 312a has a predetermined radius of curvature R1 like the outer side surface 311a of the first outer core portion 311.
  • first top 311b of the first outer core 311 and the second top 312b of the second outer core 312 are different in circumferential position. That is, as shown in FIG. 5, the circumferential positions of the first top 311b extending in the axial direction and the second top 312b extending in the axial direction are different from each other.
  • the outer surface 312a of the second outer core portion 312 changes in the circumferential direction at a distance from the central axis.
  • the magnetic flux generated when the motor 1 including the rotor 3 is driven can be shifted in the axial direction, thereby suppressing cogging during rotation.
  • the first top portion 311b of the first outer core portion 311 is arranged on one side in the circumferential direction with respect to the central portion in the circumferential direction of the magnet 32 in contact with the first outer core portion 311.
  • the second top portion 312 b of the second outer core portion 312 is disposed on the other side in the circumferential direction with respect to the central portion in the circumferential direction of the magnet 32 in contact with the second outer core portion 312. That is, with respect to the magnet 32, the first top 311b is located on one side in the circumferential direction, and the second top 312b is located on the other side.
  • the circumferential length of the inner side surface 311c of the first outer core portion 311 is shorter than the circumferential length of the outer side surface of the magnet 32 in contact with the inner side surface 311c.
  • the first outer core portion 311 overlaps one circumferential side surface 32 a of the magnet 32 in the radial direction.
  • the second peripheral side surface 311 e of the first outer core portion 311 is located closer to the center of the magnet 32 in the circumferential direction than the other peripheral side surface 32 b of the magnet 32.
  • the circumferential length of the inner side surface 312c of the second outer core portion 312 is shorter than the circumferential length of the outer side surface of the magnet 32 in contact with the inner side surface 312c.
  • the first circumferential side surface 312 d of the second outer core portion 312 is located closer to the center of the magnet 32 in the circumferential direction than the one circumferential side surface 32 a of the magnet 32.
  • the second outer core portion 312 overlaps the other peripheral side surface 32 b of the magnet 32 in the radial direction.
  • first outer core portion 311 and the second outer core portion 312 have different circumferential side surfaces of the magnet 32 and circumferential side surfaces that overlap in the radial direction.
  • the distance that the first outer core portion 311 protrudes to the one side in the circumferential direction with respect to the magnet 32 is substantially the same as the distance that the second outer core portion 312 protrudes to the other side in the circumferential direction with respect to the magnet 32. Therefore, the plan view of the rotor 3 viewed from one side in the axial direction is the same as the plan view of the rotor 3 viewed from the other side in the axial direction. At this time, the shape of the first outer core portion 311 seen from one side in the axial direction is the same as the shape of the second outer core portion 312 seen from the other side in the axial direction.
  • the motor 1 is not limited to the embodiment as described above, and includes various forms that can be considered from the embodiment.
  • the rotor included in the motor 1 may have the following modified configuration.
  • descriptions of configurations and functions similar to those of the embodiment will be omitted, and differences from the embodiments will be mainly described.
  • the rotor core 33 of the rotor of this modification is mainly different from the rotor core 31 of the embodiment in that the outer core portion is connected to the inner core portion on one side in the circumferential direction.
  • FIG. 7 is a plan view of the rotor core 33 in the rotor according to one modified example of the present invention.
  • the rotor core 33 viewed from the upper side in the axial direction will be described, the same shape is obtained even when viewed from the lower side in the axial direction. That is, as in the embodiment, the circumferential position of the top portion of the outer core portion 33c is shifted between the upper side and the lower side in the axial direction.
  • the first outer core portion viewed from the upper side in the axial direction and the second outer core portion viewed from the lower side in the axial direction are collectively referred to as an outer core portion 33c.
  • the 1st connection part seen from the axial direction upper side and the 2nd connection part seen from the axial direction lower side are named generically, and it is called the connection part 33d.
  • the rotor core 33 has a shaft through hole 33a having a circular cross section at the center with the central axis C as the center.
  • the rotor core 33 includes an inner core portion 33b, an outer core portion 33c, and a connecting portion 33d.
  • the inner core portion 33b has a radially outer side surface 33g.
  • the inner side surface of the magnet 32 (not shown) is in contact with the outer side surface 33g.
  • the outer side surface of the magnet 32 (not shown) is in contact with the inner side surface 33f of the outer core portion 33c.
  • the outer core portion 33c is connected to the inner core portion 33b on one side or the other side in the circumferential direction. More specifically, one side in the circumferential direction of the first outer core portion 33c and the inner core portion 33b are connected by a first connecting portion 33d. The other side in the circumferential direction of the second outer core portion 33c and the inner core portion 33b are connected by a second connecting portion 33d. With the configuration including the first connecting portion and the second connecting portion 33d, it is not necessary to bond the inner core portion 33b and the outer core portion 33c. Further, even when the rotor 3 rotates at a high speed, the magnet 32 and the outer core portion 33c can be prevented from scattering.
  • the rotor core 33 can utilize the magnetic flux from the magnet 32 effectively because the outer core portion 33c is opened without being connected to the inner core portion 33b on one side in the circumferential direction.
  • the rotor core 34 of the rotor of this modification is mainly different from the rotor core 31 of the embodiment in that the outer core part is connected to the inner core part in one and the other in the circumferential direction.
  • FIG. 8 and 9 are perspective views of the rotor core 34 in the rotor according to one modification according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view seen from the upper side in the axial direction
  • FIG. 9 is a view seen from the lower side in the axial direction.
  • FIG. 10 is a plan view of the rotor core 34 of the present modification.
  • the rotor core 34 has a shaft through hole 34a at the center with the central axis C as the center.
  • the rotor core 34 has a magnet through hole 34b into which a magnet 32 (not shown) is inserted.
  • the rotor core 34 has an inner core portion 34c.
  • the rotor core 34 includes a first outer core portion 341 and a first connecting portion 341a.
  • the first outer core portion 341 has a first outer surface 341 b on the outer surface facing the stator 4.
  • the rotor core 34 has a second outer core portion 342 and a second connecting portion 342a.
  • the second outer core portion 342 has a second outer surface 342 b on the outer surface facing the stator 4.
  • the magnet 32, the first outer core portion 341, and the second outer surface 342b can be more reliably prevented from scattering even when the motor having the rotor is rotated.
  • the rotor 3 of the embodiment it is possible to adopt a configuration in which the curvature radii of the outer side surface 311a of the first outer core portion 311 and the outer side surface 312a of the second outer core portion 312 are different shapes.
  • the torque ripple generated by the first outer core portion 311 and the torque ripple generated by the second outer core portion 312 during rotation of the motor 1 including the rotor 3 can be designed to have opposite phases to each other. It becomes.
  • torque ripples generated when the motor 1 including the rotor 3 is rotated cancel each other between the first outer core portion 311 and the second outer core portion 312. Therefore, it is possible to make the rotor 3 capable of configuring the motor 1 with reduced torque ripple.
  • a rotating body having a small curvature radius on the outer surface has a small cogging torque and excellent robustness. Therefore, by arranging a rotating body having a small radius of curvature of the outer surface on one side in the circumferential direction in the rotational direction, a configuration with low cogging torque and excellent robustness can be achieved.
  • the first outer core on the one side in the circumferential direction in the rotational direction in which the curvature radii of the outer side surface 311a of the first outer core portion 311 and the outer side surface 312a of the second outer core portion 312 are different from each other, the first outer core on the one side in the circumferential direction in the rotational direction. More preferably, the radius of curvature R1 of the outer side surface 311a of the portion 311 is smaller than the radius of curvature R2 of the outer side surface 312a of the second outer core portion 312 on the other circumferential side. In this case, the outer surface 312a is curved more gently than the outer surface 311a. With such a configuration, the rotor 3 capable of configuring the motor 1 with a small cogging torque is obtained.
  • the first outer core portion 311 or the second outer core portion 312 that reaches the predetermined position in the circumferential direction first is referred to as one side in the circumferential direction.
  • the first outer core portion 311 or the second outer core portion 312 that reaches is referred to as the other side in the circumferential direction.
  • a predetermined angle at which the second outer core portion 312 is shifted to one side in the circumferential direction with respect to the first outer core portion 311 is referred to as an advance side
  • the outer surface 311a of the first outer core portion 311 and the outer surface 312a of the second outer core portion 312 do not necessarily need to be arcuate curved surfaces, and other arbitrary shapes are adopted. May be.
  • the outer core portions 313, 314, and 315 shown in FIGS. 11, 12, and 13 are examples of plan views of the first outer core portion and the second outer core portion, respectively.
  • first outer core portion 311 and the second outer core portion 312 it may be configured to further include a third outer core portion. That is, the configuration is not limited to the configuration including two outer core portions, and may be configured to include three or more outer core portions. In this case, it is preferable that the plurality of outer core portions are configured to shift the positions in the circumferential direction.
  • the present invention can be used for, for example, a motor, a pump, a compressor, and the like mounted on a vehicle such as for electric power steering.
  • Second top portion 312c ... Inner side surface 312d ... First circumferential side surface 312e ... Second circumferential side surface 32 ... Magnet 32a ... First circumferential side surface 32b ... Second circumferential side surface 33 ... Rotor core 33a ... Shaft Through hole 33b ... Inner core portion 33c ... Outer core portion 33d ... Connection portion 33f ... Inner side surface 3g ... Outer surface 34 ... Rotor core 34a ... Shaft through hole 34b ... Magnet through hole 34c ... Inner core portion 341 ... First outer core portion 341a ... First connecting portion 341b ... First outer surface 342 ... Second outer core portion 342a ... 2nd connection part 342b ... 2nd outer side surface 313, 314, 315 ... Outer core part C ... Center axis

Landscapes

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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

回転体を備えたロータである。前記回転体は、前記中心軸を中心とする筒状であるロータコアと、前記周方向に配列された複数のマグネットと、を有する。前記ロータコアは、前記マグネットよりも径方向内側に位置する内コア部と、前記マグネットよりも径方向外側に位置し、軸方向一方側に配置される第１外コア部と、前記マグネットよりも径方向外側に位置し、軸方向他方側に配置される第２外コア部と、を有する。前記中心軸と前記第１外コア部の外側面との距離が周方向に変化し、前記中心軸と前記第２外コア部の外側面との距離が周方向に変化している。平面視において、前記第１外コア部の最も径方向外側に位置する第１頂部と、前記第２外コア部の最も径方向外側に位置する第２頂部とは、周方向の位置が異なる構成とする。

Description

ロータ及びモータ
　本発明は、ロータ及びモータに関する。
　従来のモータに用いられるロータにおいて、モータ駆動時の脈動トルクを小さくし、回転を安定させる構成が採用されることがある。例えば特許文献１では、回転子鉄心の外周表面に永久磁石を配置し、永久磁石の厚みを周方向に不等となる形状とすることで、負荷時の脈動トルクを小さくした構成が開示されている。
特開２００４－２０８３４１号公報
　しかし、上記構成のロータでは、回転子鉄心の外周面に配置する永久磁石の厚みが周方向に不等となっているため、発生する磁束の方向にばらつきが生じることなどにから、ロータを含むモータの回転時に発生するトルクにばらつきが生じることがあった。
　本発明の例示的な第１発明は、中心軸に沿って配列される回転体を備えたロータである。前記回転体は、前記中心軸を中心とする筒状であるロータコアと、前記周方向に配列された複数のマグネットと、を有する。前記ロータコアは、前記マグネットよりも径方向内側に位置する内コア部と、前記マグネットよりも径方向外側に位置し、軸方向一方側に配置される第１外コア部と、前記マグネットよりも径方向外側に位置し、軸方向他方側に配置される第２外コア部と、を有する。前記中心軸と前記第１外コア部の外側面との距離が周方向に変化し、前記中心軸と前記第２外コア部の外側面との距離が周方向に変化している。平面視において、前記第１外コア部の最も径方向外側に位置する第１頂部と、前記第２外コア部の最も径方向外側に位置する第２頂部とは、周方向の位置が異なる構成としている。
　上記本発明の例示的な第１発明によれば、内コア部と外コア部との間にマグネットを配置する構成としているため、マグネットの形状を直方体などの、発生する磁束にばらつきが生じづらい形状にすることができる。また、第１外コア部の頂部と第２外コア部の頂部との周方向の位置が異なるため、ロータを含むモータの回転時に発生するコギングを抑制することができる
図１は、モータの外観斜視図である。 図２は、モータの断面図である。 図３は、実施形態のロータ及びステータの外観斜視図である。 図４は、実施形態のロータ及びステータの平面図である。 図５は、実施形態のロータの外観斜視図である。 図６は、実施形態の外コア部の平面図である。 図７は、変形例１のロータコアの平面図である。 図８は、変形例２のロータコアの上側の外観斜視図である。 図９は、変形例２のロータコアの下側の外観斜視図である。 図１０は、変形例２のロータコアの平面図である。 図１１は、変形例の外コア部の平面図の一例である。 図１２は、変形例の外コア部の平面図の一例である。 図１３は、変形例の外コア部の平面図の一例である。
　以下、本発明の実施形態及び変形例について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下で説明する実施形態及び変形例はあくまで本発明の一例であって、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
　以下の説明においては、モータにおけるロータの回転の中心軸をＣとしている。中心軸Ｃが伸びる方向を上下方向とする。ただし、本明細書における上下方向は、単に説明のために用いられる用語であって、実際の位置関係や方向を限定するものではない。すなわち、重力方向が必ずしも下方向となるわけではない。また、本明細書では、モータの回転軸と平行な方向を「軸方向」、モータの回転軸に直交する方向を「径方向」、モータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。
　また、本明細書において、「軸方向に延びる」とは、厳密に軸方向に延びる状態に加えて、軸方向に対して４５度未満の範囲で傾いた方向に延びる状態も含む。同様に、本明細書において「径方向に延びる」とは、厳密に径方向に延びる状態に加えて、径方向に対して４５度未満の範囲で傾いた方向に延びる状態も含む。また、「直線」とは、凹凸のない真っ直ぐな線分のほか、多少の凹凸または湾曲を有する線分を含む。また、「同じ」または「同一」とは、完全に同じものだけでなく、発明の趣旨を達成するのに十分な程度の多少の違いを有するものを含む。
　＜１．実施形態＞
　本実施形態のモータは、例えば、電動パワーステアリング用のモータなどとして利用される。図１は、本実施形態のモータ１の外観斜視図である。図２は、モータ１の断面図である。図１及び図２に示されるように、モータ１は、ハウジング２、ロータ３、ステータ４、シャフト５、上側ベアリング６１、下側ベアリング６２、及びベアリングホルダ７を備える。図１に示されるように、外側からはハウジング筒部２１、ハウジング底部２２、及びシャフト５が視認される。
　図２に示されるように、ハウジング２は、ハウジング筒部２１、及びハウジング底部２２を有する。ハウジング２は、金属などの導電性の材料からなる。ハウジング２は、ロータ３、ステータ４、シャフト５、上側ベアリング６１、下側ベアリング６２、及びベアリングホルダ７を収容する。なお、「収容する」とは、収容物の内側に被収容物の全体が位置する場合と、収容物の内側に被収容物の一部が位置する場合との双方を含む。ハウジング２は、上側に開放されている。
　ハウジング筒部２１は、中心軸Ｃを中心とする円筒状である。ハウジング筒部２１内には、略円板状のベアリングホルダ７が配置される。ハウジング筒部２１の内周面は、ベアリングホルダ７の外周面、及びステータ４の外周面と接している。ハウジング筒部２１は、ベアリングホルダ７及びステータ４に固定されている。
　なお、ハウジング筒部２１の形状は必ずしも円筒状でなくてもよく、内周面にステータ４及びベアリングホルダ７を固定可能な形状であれば、箱形などの任意の形状であってもよい。また、ハウジング筒部２１は円筒形と、箱形などの他の形状を組み合わせた形状であってもよい。ハウジング筒部２１の内周面は、全周にわたってステータ４及びベアリングホルダ７と接していなくてもよく、内周面の一部がステータ４及びベアリングホルダ７と接していてもよい。なお、ハウジング筒部２１とベアリングホルダ７とは必ずしも接しない構成であってもよく、例えば、ハウジング筒部２１の上側にベアリングホルダ７が配置される構成を採用してもよい。言い換えれば、ハウジング２は、必ずしもベアリングホルダ７を収容していなくてもよい。
　ハウジング底部２２は、ステータ４の下側に配置される。ハウジング底部２２は、下側ベアリング６２を支持する。ハウジング底部２２は、ハウジング底部２２を軸方向に貫通し、シャフト５が挿通される出力軸孔２３を有する。
　なお、本実施形態ではハウジング２がベアリングホルダ７とは別部材である。ハウジング筒部２１とベアリングホルダ７とが単一部材であり、ハウジング底部２２が別部材であってもよい。また、ハウジング筒部２１、ハウジング底部２２、及びベアリングホルダ７がそれぞれ別部材であってもよい。
　ベアリングホルダ７は、円板状である。ベアリングホルダ７は、ステータ４の上側に配置される。ベアリングホルダ７は、中心軸Ｃの周囲に開口部７１を有する。開口部７１は、ベアリングホルダ７を軸方向に貫通する貫通孔である。開口部７１の内側にはシャフト５の少なくとも一部が位置している。ベアリングホルダ７は、上側ベアリング６１を支持する。ベアリングホルダ７の外周面は、ハウジング筒部２１の内周面と接しており、ベアリングホルダ７はハウジング筒部２１に固定されている。本実施形態では、ベアリングホルダ７は、焼き嵌めによりハウジング筒部２１に固定される。なお、ベアリングホルダ７は、圧入などの他の方法によりハウジング筒部２１に固定されてもよい。
　ステータ４は、ハウジング２の内側であって、ロータ３の径方向外側にロータ３と対向するよう配置される。つまり、ステータ４は、ロータ３を周方向に囲う。ステータ４は、ステータコア（図示省略）と、インシュレータ４１と、コイル４２とを有する。ステータコアは、電磁鋼板を軸方向に積層した積層鋼板により形成される。本実施形態では、ステータコアは、中心軸Ｃを中心とする円環状である。インシュレータ４１は、樹脂などの絶縁体で形成され、ステータコアに取り付けられる。コイル４２は、インシュレータ４１を介してステータコアに巻回される導線により構成される。ステータ４の外周面は、ハウジング２の内周面に固定される。
　モータ１の上側ベアリング６１及び下側ベアリング６２は、玉軸受である。上側ベアリング６１及び下側ベアリング６２は、シャフト５を、中心軸Ｃを中心として周方向に回転可能に支持する。上側ベアリング６１は、ベアリングホルダ７により支持される。下側ベアリング６２は、ハウジング底部２２により支持される。なお、上側ベアリング６１及び下側ベアリング６２は、玉軸受以外の種類の軸受であってもよい。
　本明細書では、上側ベアリング６１及び下側ベアリング６２を指して、ベアリングと総称する。つまり、上側ベアリング６１及び下側ベアリング６２を含むベアリングは、シャフト５及びロータ３を回転可能に支持する。
　ロータ３は、上下方向に延びる中心軸Ｃに沿って配列され、シャフト５の外周に取り付けられる。図３は、本実施形態のロータ３及びステータ４の外観斜視図である。図４は、本実施形態のロータ３及びステータ４の平面図である。図３及び図４に示されるように、ロータ３は、外側面がステータ４の内側面に対向する。
　図５は、ロータ３の外観斜視図である。図示されるように、ロータ３は、中心軸Ｃに沿って配列された回転体を有する。回転体は、ロータコア３１、及びマグネット３２を有する。
　ロータコア３１は、中心軸Ｃを含む位置に、断面が円形のシャフト貫通孔３１ａを有する。シャフト貫通孔３１ａには、シャフト５が挿入される。
　ロータコア３１は、内コア部３１ｂ、第１外コア部３１１、及び第２外コア部３１２を有する。シャフト貫通孔３１ａは、内コア部３１ｂに位置する。内コア部３１ｂは、筒状であって、例えば多角柱形状である。内コア部３１ｂの軸方向に垂直な平面における断面は、例えば正八角形などの多角形となる。ただし、内コア部３１ｂは必ずしも多角柱形状に限るものではなく、円柱状またはその他の形状であってもよい。ただし、マグネット３２の形状を直方体などの湾曲部分の少ない形状として、マグネット３２から発生する磁束を安定させるため、内コア部３１ｂは多角柱形状とすることが好ましい。内コア部３１ｂの外側面には、マグネット３２の内側面が接する。
　軸方向に垂直な平面の平面視において、マグネット３２は、径方向内側の内側面、及び径方向外側の外側面を有する。マグネット３２は、周方向の側面として、第１周側面３２ａ、及び第２周側面３２ｂを有する。マグネット３２の外側面には、第１外コア部３１１の内側面３１１ｃ、及び第２外コア部３１２の内側面３１２ｃが接する。マグネット３２の内側面は、内コア部３１ｂの外側面に接着される。また、マグネット３２の外側面は、第１外コア部３１１の内側面３１１ｃ、及び第２外コア部３１２の内側面３１２ｃと接着される。なお、接着に代えて、ロータコア３１及びマグネット３２を保持するホルダなどの連結具により連結してもよい。また、ホルダなどの連結具に代えて、樹脂モールドなどによりロータコア３１及びマグネット３２を封止する構成としてもよい。
　マグネット３２は、直方体形状の永久磁石であり、マグネット３２の外側面に、第１外コア部３１１及び第２外コア部３１２が配置される。これに対して、ロータコアの表面に配列するマグネットの位置を周方向にずらす構成では、軸方向の上下に別体のマグネットが配置される。ロータ３では、軸方向の上下に一体のマグネット３２が配置されるため、軸方向の上下に別体のマグネットが配置される構成と比較して磁束のばらつきが抑制される。そのため、ロータ３を含むモータ１の駆動時に発生するトルクに含まれるコギングを低減させ、回転動作を安定させることができる。また、マグネットを直方体などの加工容易な形状にすることで、マグネットの加工費を削減することができる。
　また、直方体のマグネットは表面を加工する必要がないため、平面を曲面に加工する場合と比較して、より高い寸法精度で製造することができる。そのため、ロータ３とステータ４との離間距離をより正確に調整することができる。これにより、ロータ３を含むモータ１において発生するトルクのばらつきを抑制することなどができる。
　第１外コア部３１１は、第２外コア部３１２に対して軸方向上側に位置し、第２外コア部３１２は、第１外コア部３１１に対して軸方向下側に位置する。第１外コア部３１１と第２外コア部３１２とは、軸方向に接していても良いし、離間していてもよい。マグネット３２の数、第１外コア部３１１の数、及び第２外コア部３１２の数は、それぞれ同数である。ただし、隣り合う磁石の間に位置するロータコアが磁極を構成する、いわゆる疑似突極の構成を採用する場合など、第１外コア部３１１と第２外コア部３１２との特性が同じになれば、第１外コア部３１１と第２外コア部３１２とが必ずしも同数でなくてもよい。
　図６は、第１外コア部３１１を軸方向から見た平面図である。第２外コア部３１２の形状は第１外コア部３１１の形状と同様であるため、第１外コア部３１１の説明をもって第２外コア部３１２の説明とし、第２外コア部３１２の個別の具体的な説明を省略する。
　第１外コア部３１１は、図６に示された形状で軸方向に延びる。つまり、軸方向に直交する面において、第１外コア部３１１は同様の形状を有している。図６に示されるように、第１外コア部３１１は、外側面３１１ａ、内側面３１１ｃ、第１周側面３１１ｄ、及び第２周側面３１１ｅを有する。第１外コア部３１１の外側面３１１ａのうち、最も径方向外側の位置に、第１頂部３１１ｂが位置する。図５に示されるように、第１頂部３１１ｂは軸方向に延びる。平面視において、第１外コア部３１１は、第１頂部３１１ｂを含む周方向の直線に対して線対称である。第１周側面３１１ｄ及び第２周側面３１１ｅは、それぞれ直線状である。第１周側面３１１ｄは、隣り合って配置された第１外コア部３１１の第２周側面３１１ｅと周方向に離間して対向する。ただし、第１外コア部３１１は、必ずしも第１頂部３１１ｂを含む周方向の直線に対して線対称でなくてもよい。また、第１周側面３１１ｄ及び第２周側面３１１ｅは必ずしも直線状でなくてもよい。
　第１外コア部３１１の外側面３１１ａは、軸方向に直交する平面における平面視において、円弧状に湾曲している。つまり、外側面３１１ａは断面が円弧状の湾曲面である。外側面３１２ａは、所定の曲率半径Ｒ１を有している。曲率半径Ｒ１は、中心軸Ｃからロータコア３１の最外周位置までの距離Ｒと異なる。また、軸方向に垂直な平面における平面視で、外側面３１２ａの曲率中心は、中心軸Ｃとは異なる位置となる。言い換えれば、第１外コア部３１１の外側面３１１ａは、中心軸Ｃに対する距離が周方向に変化している。
　図５に示されるように、第２外コア部３１２は第１外コア部３１１と同様に、外側面３１２ａ、第２頂部３１２ｂ、第１周側面３１２ｄ、及び第２周側面３１２ｅを有する。第２外コア部３１２の外側面３１２ａは、軸方向に直交する平面における平面視において、円弧状に湾曲している。つまり、外側面３１２ａは断面が円弧状の湾曲面である。外側面３１２ａは、第１外コア部３１１の外側面３１１ａと同様に、所定の曲率半径Ｒ１を有している。
　平面視において、第１外コア部３１１の第１頂部３１１ｂと、第２外コア部３１２の第２頂部３１２ｂとは、周方向の位置が異なっている。つまり、図５に示されるように、軸方向に延びる第１頂部３１１ｂと、軸方向に延びる第２頂部３１２ｂとにおいて、周方向の位置が互いに異なっている。また、第２外コア部３１２の外側面３１２ａは、中心軸に対する距離が周方向に変化している。
　上記構成により、ロータ３を含むモータ１が駆動される際に発生する磁束を軸方向でずらすことができ、これによって回転時のコギングを抑制することができる。
　第１外コア部３１１の第１頂部３１１ｂは、該第１外コア部３１１に接するマグネット３２の周方向の中心部に対して、周方向の一方側に配置される。これに対して、第２外コア部３１２の第２頂部３１２ｂは、該第２外コア部３１２に接するマグネット３２の周方向の中心部に対して、周方向の他方側に配置される。つまり、マグネット３２を基準にして、周方向の一方側に第１頂部３１１ｂが位置し、他方側に第２頂部３１２ｂが位置する。
　図５に示されるように、第１外コア部３１１の内側面３１１ｃの周方向の長さは、内側面３１１ｃに接するマグネット３２の外側面の周方向の長さよりも短い。第１外コア部３１１は、マグネット３２の一方の周側面３２ａと径方向に重なる。一方、第１外コア部３１１の第２周側面３１１ｅは、マグネット３２の他方の周側面３２ｂよりも、周方向においてマグネット３２の中心部寄りに位置している。
　同様に、図５に示されるように、第２外コア部３１２の内側面３１２ｃの周方向の長さは、内側面３１２ｃに接するマグネット３２の外側面の周方向の長さよりも短い。第２外コア部３１２の第１周側面３１２ｄは、マグネット３２の一方の周側面３２ａよりも、周方向においてマグネット３２の中心部寄りに位置している。一方、第２外コア部３１２は、マグネット３２の他方の周側面３２ｂと径方向に重なる。
　つまり、第１外コア部３１１と第２外コア部３１２とでは、マグネット３２の周側面と、径方向に重なる周側面が異なっている。
　第１外コア部３１１がマグネット３２に対して周方向一方側に突出する距離は、第２外コア部３１２がマグネット３２に対して周方向他方側に突出する距離と略同じである。そのため、軸方向一方側から見たロータ３の平面図と、軸方向他方側から見たロータ３の平面図とが同一となる。このとき、軸方向一方側から見た第１外コア部３１１の形状と、軸方向他方側から見た第２外コア部３１２の形状とが同一である。
　＜２．変形例＞
　モータ１は、上記のような実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態から考え得る種々の形態をも包含する。例えば、モータ１に含まれるロータは、以下のような変形例の構成であってもよい。以下の変形例においては、実施形態と同様の構成及び機能については説明を省略し、実施形態との相違点を中心に説明する。
　＜２－１．変形例１＞
　本変形例のロータのロータコア３３は、実施形態のロータコア３１と比較して、外コア部が、周方向の一方において内コア部と連結している点で主に相違する。
　図７は、本発明にかかる一の変形例におけるロータにおけるロータコア３３の平面図である。ここでは、軸方向上側から見たロータコア３３について説明するが、軸方向下側から見た場合であっても同様の形状となる。つまり、実施形態と同様に、軸方向の上側と下側とで、外コア部３３ｃの頂部の周方向の位置がずれている。以下の説明では、軸方向上側から見た第１外コア部、及び軸方向下側から見た第２外コア部を総称して外コア部３３ｃと呼ぶ。また、軸方向上側から見た第１連結部、及び軸方向下側から見た第２連結部を総称して連結部３３ｄと呼ぶ。
　図７に示されるように、ロータコア３３は、中心軸Ｃを中心とする中心部に、断面が円形のシャフト貫通孔３３ａを有する。ロータコア３３は、内コア部３３ｂ、外コア部３３ｃ、及び連結部３３ｄを有する。
　内コア部３３ｂは、径方向外側の外側面３３ｇを有する。外側面３３ｇには、マグネット３２（図示省略）の内側面が接する。マグネット３２（図示省略）の外側面には、外コア部３３ｃの内側面３３ｆが接する。
　外コア部３３ｃは、周方向の一方側または他方側で内コア部３３ｂと連結されている。より具体的には、第１外コア部３３ｃの周方向の一方側と内コア部３３ｂとは、第１連結部３３ｄにより繋がっている。第２外コア部３３ｃの周方向の他方側と内コア部３３ｂとは、第２連結部３３ｄにより繋がっている。第１連結部及び第２連結部３３ｄを備える構成とすることで、内コア部３３ｂと、外コア部３３ｃとを接着させる必要がなくなる。また、ロータ３が高速で回転した場合にも、マグネット３２及び外コア部３３ｃが飛散することを防止することができる。
　また、ロータコア３３は、周方向の一方側において、外コア部３３ｃが内コア部３３ｂと連結されずに開放されているため、マグネット３２からの磁束を有効に活用することができる。
　＜２－２．変形例２＞
　本変形例のロータのロータコア３４は、実施形態のロータコア３１と比較して、外コア部が、周方向の一方及び他方の双方において内コア部と連結している点で主に相違する。
　図８及び図９は、本発明にかかる一の変形例におけるロータにおけるロータコア３４の斜視図である。図８は軸方向上側から見た図、図９は軸方向下側から見た図である。図１０は、本変形例のロータコア３４の平面図である。
　図８から図１０に示されるように、ロータコア３４は、中心軸Ｃを中心とする中心部にシャフト貫通孔３４ａを有する。また、ロータコア３４は、マグネット３２（図示省略）が挿入される、マグネット貫通孔３４ｂを有する。ロータコア３４は、内コア部３４ｃを有する。図８に示されるように、ロータコア３４は、第１外コア部３４１、及び第１連結部３４１ａを有する。第１外コア部３４１は、ステータ４と対向する外側面に、第１外側面３４１ｂを有する。図９に示されるように、ロータコア３４は、第２外コア部３４２、及び第２連結部３４２ａを有する。第２外コア部３４２は、ステータ４を対向する外側面に、第２外側面３４２ｂを有する。
　上記構成のロータコア３４を有するロータでは、当該ロータを有するモータの回転時にも、マグネット３２、第１外コア部３４１、及び第２外側面３４２ｂが飛散することをより確実に防止することができる。
　＜２－３．その他の変形例＞
　実施形態のロータ３において、第１外コア部３１１の外側面３１１ａと、第２外コア部３１２の外側面３１２ａとの曲率半径を異なる形状とする構成を採用可能である。この構成では、ロータ３を含むモータ１の回転時に第１外コア部３１１により発生するトルクリップルと、第２外コア部３１２により発生するトルクリップルとを、互いに逆位相にするような設計が可能となる。この構成により、ロータ３を含むモータ１の回転時に発生するトルクリップルを、第１外コア部３１１と第２外コア部３１２との間で互いに消し合うこととなる。そのため、トルクリップルを減少させたモータ１を構成可能なロータ３にすることができる。
　ところで、外側面の曲率半径が小さい回転体は、コギングトルクが小さく、ロバスト性に優れている。そこで、回転方向において周方向一方側に、外側面の曲率半径が小さい回転体を配置することで、コギングトルクが小さく、ロバスト性に優れた構成にすることができる。
　そこで、第１外コア部３１１の外側面３１１ａと、第２外コア部３１２の外側面３１２ａとの曲率半径を異なる形状とした上記構成において、回転方向において周方向一方側となる第１外コア部３１１の外側面３１１ａの曲率半径Ｒ１を、周方向他方側となる第２外コア部３１２の外側面３１２ａの曲率半径Ｒ２よりも、小さくすることがより好ましい。この場合、外側面３１２ａは、外側面３１１ａよりも緩やかに湾曲している。このような構成により、コギングトルクが小さいモータ１を構成可能なロータ３となる。
　なお、ロータ３が回転する際に、周方向の所定位置に先に到達する第１外コア部３１１または第２外コア部３１２を指して周方向一方側と称し、周方向の所定位置に後に到達する第１外コア部３１１または第２外コア部３１２を指して周方向他方側と称する。なお、本明細書では、便宜上、第１外コア部３１１に対して第２外コア部３１２が周方向一方側にずれる所定の角度を進角側と呼び、周方向他方側にずれる所定の角度を遅角側と呼ぶ。
　また、実施形態における、第１外コア部３１１の外側面３１１ａと、第２外コア部３１２の外側面３１２ａとは、必ずしも円弧状の湾曲面である必要はなく、その他の任意の形状を採用してもよい。図１１、図１２、及び図１３に示した外コア部３１３、３１４、及び３１５は、それぞれ第１外コア部及び第２外コア部の平面図の一例である。
　また、第１外コア部３１１及び第２外コア部３１２に加え、さらに第３外コア部を有する構成としてもよい。つまり、２つの外コア部を備える構成に限定されず、３つ以上の外コア部を備える構成としてもよい。この場合、複数の外コア部は、それぞれ周方向の位置をずらす構成とすることが好ましい。
　＜３．その他＞
　以上、本発明の実施形態及び変形例についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。例えば、上記実施形態及び各変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
　本発明は、例えば、電動パワーステアリング用などの車載に搭載されるモータや、ポンプ、コンプレッサなどに利用できる。
１…モータ
２…ハウジング
　２１…ハウジング筒部
　２２…ハウジング底部
　２３…出力軸孔
４…ステータ
　４１…インシュレータ
　４２…コイル
５…シャフト
６１…上側ベアリング
６２…下側ベアリング
７…ベアリングホルダ
　７１…開口部
３…ロータ
３１…ロータコア
　３１ａ…シャフト貫通孔
　３１ｂ…内コア部
　３１１…第１外コア部
　　３１１ａ…外側面
　　３１１ｂ…第１頂部
　　３１１ｃ…内側面
　　３１１ｄ…第１周側面
　　３１１ｅ…第２周側面
　３１２…第２外コア部
　　３１２ａ…外側面
　　３１２ｂ…第２頂部
　　３１２ｃ…内側面
　　３１２ｄ…第１周側面
　　３１２ｅ…第２周側面
３２…マグネット
　３２ａ…第１周側面
　３２ｂ…第２周側面
３３…ロータコア
　３３ａ…シャフト貫通孔
　３３ｂ…内コア部
　３３ｃ…外コア部
　３３ｄ…連結部
　３３ｆ…内側面
　３３ｇ…外側面
３４…ロータコア
　３４ａ…シャフト貫通孔
　３４ｂ…マグネット貫通孔
　３４ｃ…内コア部
　３４１…第１外コア部
　　３４１ａ…第１連結部
　　３４１ｂ…第１外側面
　３４２…第２外コア部
　　３４２ａ…第２連結部
　　３４２ｂ…第２外側面
３１３、３１４、３１５…外コア部
Ｃ…中心軸
 
 

 

Claims (9)

  1. 　中心軸に沿って配列される回転体を備え、
    　前記回転体は、
    　　前記中心軸を中心とする筒状であるロータコアと、
    　　前記周方向に配列された複数のマグネットと、を有し、
    　前記ロータコアは、
    　　前記マグネットよりも径方向内側に位置する内コア部と、
    　　前記マグネットよりも径方向外側に位置し、軸方向一方側に配置される第１外コア部と、
    　　前記マグネットよりも径方向外側に位置し、軸方向他方側に配置される第２外コア部と、
    を有し、
    　前記中心軸と前記第１外コア部の外側面との距離が周方向に変化し、
    　前記中心軸と前記第２外コア部の外側面との距離が周方向に変化し、
    　平面視において、前記中心軸と前記第１外コア部の外側面との距離が最も離れている頂部と第２外コア部の前記中心軸からの距離が最も離れている頂部は、周方向の位置が異なる、
    　ロータ。
  2. 　前記マグネットが直方体である、
    　請求項１に記載のロータ。
  3. 　前記第１外コア部の頂部は、周方向において前記マグネットの中心よりも一端側に配置され、
    　前記第２外コア部の頂部は、周方向において前記マグネットの中心よりも他端側に配置される、
    　請求項１または請求項２に記載のロータ。
  4. 　前記第１外コア部及び前記第２外コア部の周方向の長さは、それぞれ前記マグネットの周方向の長さよりも短く、
    　前記第１外コア部は、前記マグネットの一方側端部と径方向において重なり、
    　前記第２外コア部は、前記マグネットの他方側端部と径方向において重なる
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロータ。
  5. 　平面視において、軸方向一方側から見た前記第１外コア部の形状と、軸方向他方側から見た前記第２外コア部の形状が同一である、
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロータ。
  6. 　前記第１外コア部及び前記第２外コア部は、平面視において、それぞれ外側面が円弧状に湾曲しており、
    　前記第１外コア部の外側面の曲率半径が、前記第２外コア部の外側面の曲率半径と異なる、
    　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロータ。
  7. 　前記第１外コア部の外側面の曲率半径が、前記第２外コア部の外側面の曲率半径より小さく、
    　ロータの回転方向において、前記第１外コア部の頂部が前記第２外コア部の頂部よりも周方向一方側に配置されている、
    　請求項６に記載のロータ。
  8. 　前記ロータコアは、
    　　前記内コア部と前記第１外コア部とをつなぐ第１連結部を有し、
    　　前記内コア部と前記第２外コア部とをつなぐ第２連結部を有する、
    　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のロータ。
  9. 　前記中心軸に沿って上下方向に延び、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のロータが取り付けられるシャフトと、
    　前記シャフトを回転可能に支持するベアリングと、
    　前記ロータの径方向外側に対向するステータと、
    　前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、
    を有する、
    　モータ。
     

     
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