WO2020137294A1 - ロータ、およびモータ - Google Patents

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WO2020137294A1
WO2020137294A1 PCT/JP2019/045895 JP2019045895W WO2020137294A1 WO 2020137294 A1 WO2020137294 A1 WO 2020137294A1 JP 2019045895 W JP2019045895 W JP 2019045895W WO 2020137294 A1 WO2020137294 A1 WO 2020137294A1
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WO
WIPO (PCT)
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rotor
connecting portion
inner core
core portion
circumferential direction
Prior art date
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Ceased
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PCT/JP2019/045895
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English (en)
French (fr)
Inventor
隆哲 坂東
祐輔 牧野
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Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a rotor and a motor.
  • Patent Document 1 describes a configuration in which a bridge portion is inclined with respect to the radial direction and extends linearly.
  • the angle of the bridge portion connected to the outer peripheral portion is likely to be relatively large in the tangential direction of the outer peripheral portion. Therefore, in some cases, the strength of the connecting portion of the bridge portion with the outer peripheral portion cannot be sufficiently obtained and the strength of the rotor steel sheet cannot be sufficiently obtained with respect to the circumferential shearing stress generated by the rotating torque.
  • the present invention has an object to provide a rotor having a structure capable of suitably improving the strength of a rotor core having a plurality of connecting portions that connect an inner core portion and an outer core portion, and a motor. To do.
  • One aspect of the rotor of the present invention includes a rotor core that rotates about a central axis, and a rotor magnet fixed to the rotor core.
  • the rotor core has an annular inner core portion along the circumferential direction, an outer core portion that is positioned radially outside the inner core portion, and has the rotor magnet fixed, the inner core portion and the outer core portion.
  • a plurality of connecting portions that connect the inner core portion and the outer core portion with each other.
  • the plurality of connecting portions include a curved first connecting portion that curves toward one side in the circumferential direction from the inner core portion toward the outer core portion when viewed in the axial direction, and the curved first connecting portion when viewed in the axial direction.
  • a curved second connecting portion that curves toward the other side in the circumferential direction from the inner core portion toward the outer core portion.
  • the first connecting portion and the second connecting portion have portions having the same axial position.
  • a rotor and a motor in a rotor and a motor, it is possible to preferably improve the strength of a rotor core having a plurality of connecting portions that connect the inner core portion and the outer core portion.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rotary blade device of this embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the rotor of this embodiment.
  • FIG. 3 is a view of the rotor of this embodiment as viewed from above.
  • FIG. 4 is a view of a part of the rotor of the present embodiment as viewed from above.
  • the Z-axis direction shown in each drawing is a vertical direction in which the positive side is "upper side” and the negative side is “lower side”.
  • a central axis J shown in each drawing is an imaginary line that is parallel to the Z-axis direction and extends in the vertical direction.
  • the axial direction of the central axis J that is, the direction parallel to the vertical direction is simply referred to as “axial direction”
  • the radial direction around the central axis J is simply referred to as “radial direction”
  • the central axis J The circumferential direction centered at is simply referred to as the “circumferential direction”.
  • an arrow ⁇ indicating the circumferential direction is shown.
  • the side traveling clockwise in the circumferential direction that is, the side traveling in the direction of the arrow ⁇ when viewed from the upper side to the lower side is referred to as “one side in the circumferential direction”.
  • the side that moves counterclockwise in the circumferential direction that is, the side that moves in the direction opposite to the direction of the arrow ⁇ when viewed from the upper side to the lower side is referred to as “the other side in the circumferential direction”.
  • the up-down direction, the upper side, and the lower side are merely names for explaining the positional relationship between the respective parts, and the actual positional relationship is a positional relationship other than the positional relationship indicated by these names. May be.
  • the motor 10 of the present embodiment is mounted on the rotary wing device 1.
  • the rotary wing device 1 is mounted on, for example, an unmanned aerial vehicle.
  • the rotary wing device 1 includes a motor 10 and a propeller 2.
  • the housing 40 accommodates the rotor 20, the stator 30, the sensor assembly 50, the bus bar assembly 60, the first bearing 71, and the second bearing 72 therein.
  • a plurality of fins 45 arranged along the circumferential direction are provided on the outer peripheral surface of the housing 40.
  • the stator 30 is located radially outside the rotor 20.
  • the stator 30 has a stator core 31, an insulator 32, and a plurality of coils 33.
  • the plurality of coils 33 are attached to the stator core 31 via the insulator 32.
  • the sensor assembly 50 is located below the rotor 20.
  • the sensor assembly 50 includes a sensor holder 51, a rotation sensor 52, and a circuit board 53.
  • the rotation sensor 52 is held by the sensor holder 51.
  • the rotation sensor 52 is a magnetic sensor that detects a magnetic field of the rotor magnet 23 described later.
  • the rotation sensor 52 is, for example, a Hall element such as a Hall IC.
  • the rotation sensor 52 detects the rotation of the rotor 20 by detecting the magnetic field of the rotor magnet 23. Although illustration is omitted, a plurality of rotation sensors 52 are provided along the circumferential direction.
  • the rotation sensor 52 may be a magnetoresistive element.
  • the circuit board 53 is fixed to the sensor holder 51.
  • the terminals of the rotation sensor 52 are electrically connected to the circuit board 53.
  • the bus bar assembly 60 is located below the stator 30.
  • the bus bar assembly 60 is located radially outside the sensor assembly 50.
  • the busbar assembly 60 has a busbar holder 61 and a busbar 62.
  • the busbar holder 61 holds the busbar 62.
  • the bus bar 62 is electrically connected to the coil 33.
  • the rotor 20 includes a shaft 21, a rotor core 22, a rotor magnet 23, and a rotor cover 24.
  • the rotor cover 24 is not shown in FIG.
  • the shaft 21 is arranged along the central axis J.
  • the shaft 21 has a cylindrical shape that extends in the axial direction around the central axis J.
  • the upper end portion of the shaft 21 projects above the housing 40.
  • the propeller mounting portion 80 is fixed to the upper end of the shaft 21.
  • the rotor core 22 rotates with the shaft 21 about the central axis J.
  • the rotor core 22 is fixed to the outer peripheral surface of the shaft 21.
  • the rotor core 22 has an annular shape.
  • the rotor core 22 has an annular shape centered on the central axis J.
  • the rotor core 22 is configured, for example, by stacking electromagnetic steel plates in the axial direction.
  • the rotor core 22 has an inner core portion 22a, an outer core portion 22b, a plurality of connecting portions 22c, and a plurality of supporting portions 22d.
  • the inner core portion 22a has an annular shape along the circumferential direction.
  • the inner core portion 22a has an annular shape centered on the central axis J.
  • the inner core portion 22a is fixed to the outer peripheral surface of the shaft 21.
  • the outer core portion 22b is located radially outside the inner core portion 22a.
  • the outer core portion 22b has an annular shape along the circumferential direction. More specifically, the outer core portion 22b has an annular shape centered on the central axis J. As shown in FIGS. 1 and 2, the outer core portion 22b projects more axially than the inner core portion 22a.
  • the rotor magnet 23 is fixed to the outer core portion 22b.
  • the plurality of connecting portions 22c are located between the inner core portion 22a and the outer core portion 22b in the radial direction.
  • the plurality of connecting portions 22c connect the inner core portion 22a and the outer core portion 22b.
  • the plurality of connecting portions 22c include a first connecting portion 27a and a second connecting portion 27b.
  • the first connecting portion 27a is a curved connecting portion 22c that curves toward one side in the circumferential direction as it goes from the inner core portion 22a to the outer core portion 22b when viewed along the axial direction.
  • the second connecting portion 27b is a curved connecting portion 22c that curves toward the other side in the circumferential direction from the inner core portion 22a toward the outer core portion 22b when viewed along the axial direction.
  • the strength against the circumferential shearing stress generated by the rotational torque can be improved in both the connecting portion of the connecting portion 22c with the inner core portion 22a and the connecting portion of the connecting portion 22c with the outer core portion 22b. .. Therefore, the strength of the rotor core 22 can be suitably improved. Therefore, it is possible to preferably suppress the deformation of the rotor core 22 when the rotor 20 rotates. Thereby, the responsiveness of the motor 10 can be improved.
  • the second connecting portion 27b bends toward the other side in the circumferential direction as it goes from the inner core portion 22a to the outer core portion 22b when viewed along the axial direction. It is connected from one side in the circumferential direction.
  • the second connecting portion 27b can easily receive the shear stress in the one circumferential direction, and has a particularly high strength against the shear stress in the one circumferential direction. Therefore, the second connecting portion 27b can particularly improve the strength of the rotor core 22 when the rotor 20 rotates to one side in the circumferential direction.
  • first connecting portion 27a and the second connecting portion 27b having different curving circumferential directions are provided, when the rotor 20 rotates in any circumferential direction. Also, the strength of the rotor core 22 with respect to shear stress can be suitably improved.
  • both the first connecting portion 27a and the second connecting portion 27b can be made of the electromagnetic steel sheets having the same shape. .. This makes it easy to manufacture the rotor core 22.
  • the axial dimension of the first coupling portion 27a and the axial dimension of the second coupling portion 27b are the inner core. It is the same as the axial dimension of the portion 22a.
  • the upper end of the connecting portion 22c is arranged at the same position as the upper end of the inner core portion 22a in the axial direction.
  • the lower end of the connecting portion 22c is arranged at the same position as the lower end of the inner core portion 22a in the axial direction.
  • the plurality of first connecting portions 27a are provided at intervals along the circumferential direction.
  • the plurality of first connecting portions 27a are arranged at equal intervals over the entire circumference in the circumferential direction.
  • a plurality of second connecting portions 27b are provided at intervals along the circumferential direction.
  • the plurality of second connecting portions 27b are arranged at equal intervals along the circumference in the circumferential direction.
  • the number of the first connecting portions 27a and the number of the second connecting portions 27b are the same.
  • the first connecting portion 27a and the second connecting portion 27b are provided, for example, seven each. Thereby, for example, a total of 14 connecting portions 22c are provided.
  • a plurality of connecting portion sets 28 are provided at equal intervals along the circumference in the circumferential direction. For example, seven sets of connecting portions 28 are provided.
  • the number of sets of the connecting portion sets 28 is a number that is relatively prime to the number of poles and the number of slots of the motor 10. This can prevent the rotor core 22 from resonating.
  • the motor 10 of this embodiment is, for example, a 20-pole, 18-slot motor.
  • the intersecting portion 29 is a part of the first connecting portion 27a and also a part of the second connecting portion 27b.
  • the first connecting portion 27 a includes the first inner portion 27 c located radially inside the intersecting portion 29 and the radially outer side than the intersecting portion 29.
  • a first outer portion 27d located at.
  • the first inner portion 27c is connected to the outer peripheral surface 22e of the inner core portion 22a.
  • the radially inner end of the first inner portion 27c is the radially inner end of the first connecting portion 27a.
  • the first outer portion 27d is connected to the inner peripheral surface 22f of the outer core portion 22b.
  • the radially outer end of the first outer portion 27d is the radially outer end of the first connecting portion 27a.
  • the second connecting portion 27b has a second inner portion 27e located radially inside the intersecting portion 29 and a second outer portion 27f located radially outside the intersecting portion 29.
  • the second inner portion 27e is connected to the outer peripheral surface 22e of the inner core portion 22a.
  • the radially inner end of the second inner portion 27e is the radially inner end of the second connecting portion 27b.
  • the second outer portion 27f is connected to the inner peripheral surface 22f of the outer core portion 22b.
  • the radially outer end of the second outer portion 27f is the radially outer end of the second connecting portion 27b.
  • the intersection portion 29 is located at the central portion CA between the inner core portion 22a and the outer core portion 22b in the radial direction. Therefore, it is easy to make the length of the first inner portion 27c and the length of the first outer portion 27d about the same. As a result, it is possible to prevent one of the first inner portion 27c and the first outer portion 27d from becoming unevenly long. Therefore, both the first inner portion 27c and the first outer portion 27d can be made relatively short, and deformation of the first connecting portion 27a can be suppressed.
  • both the second inner portion 27e and the second outer portion 27f can be made relatively short, and deformation of the second connecting portion 27b can be suppressed.
  • the length of the first inner portion 27c is shorter than the length of the first outer portion 27d.
  • the length of the second inner portion 27e is shorter than the length of the second outer portion 27f.
  • the length of the first inner portion 27c and the length of the second inner portion 27e are the same, for example.
  • the length of the first outer portion 27d and the length of the second outer portion 27f are the same, for example.
  • the “length of the connecting portion” is the dimension of the connecting portion in the direction in which the connecting portion extends from the inner core portion to the outer core portion when viewed along the axial direction. That is, for example, the length of the first inner portion 27c is the dimension of the first inner portion 27c in the direction in which the first inner portion 27c extends when viewed along the axial direction.
  • the central portion CA is an area corresponding to two portions toward the center when the radial distance between the inner core portion 22a and the outer core portion 22b is divided into four equal parts when viewed in the axial direction. .. More specifically, the central portion CA is a region between the bisector DL1 and the bisector DL2 in the radial direction.
  • the bisector DL1 is a line that bisects a radial centerline CL between the inner core portion 22a and the outer core portion 22b and a tangent line TL1 on the outer peripheral surface 22e of the inner core portion 22a. ..
  • the tangent line TL1 is a tangent line of the tangential line on the outer peripheral surface 22e of the inner core portion 22a at a position where the outer peripheral surface 22e intersects with a virtual line RL connecting the central axis J and the intersecting portion 29 when viewed along the axial direction.
  • the bisector DL2 is a line that bisects the radial centerline CL and the tangent line TL2 on the inner peripheral surface 22f of the outer core portion 22b in the radial direction.
  • the tangent line TL2 is a tangent line of the inner peripheral surface 22f of the outer core portion 22b at a position where the inner peripheral surface 22f intersects the virtual line RL when viewed along the axial direction.
  • the tangent lines TL1 and TL2, the bisectors DL1 and DL2, and the radial center line CL are parallel to each other.
  • the virtual line RL is orthogonal to the tangent lines TL1 and TL2, the bisectors DL1 and DL2, and the radial centerline CL.
  • intersection is located in the center
  • the intersection portion 29 is wholly located in the central portion CA, including the radial and circumferential centers 29a.
  • the intersecting portion 29 is arranged inward of the center portion CA in the radial direction.
  • the center 29a of the intersecting portion 29 is located radially inward of the radial centerline CL.
  • the load due to shear stress is greater in the portion of the connecting portion 22c connected to the inner core portion 22a than in the portion of the connecting portion 22c connected to the outer core portion 22b. Therefore, the strength of the rotor core 22 as a whole can be improved more suitably by further improving the strength of the portion of the connecting portion 22c that is connected to the inner core portion 22a.
  • the first inner portion 27c When viewed along the axial direction, the first inner portion 27c has a diameter orthogonal to the first end portion 27g on the other side in the circumferential direction in the portion of the outer peripheral surface 22e of the inner core portion 22a to which the first inner portion 27c is connected. It extends in a direction inclined to one side in the circumferential direction with respect to the direction RD1 and radially outward with respect to the tangential direction TD1 in contact with the first end portion 27g.
  • the portion of the first inner portion 27c connected to the inner core portion 22a tends to be large. Therefore, a part of the first inner portion 27c is integrated with the inner core portion 22a, and the central portion of the rotor core 22 including the inner core portion 22a is likely to be radially enlarged. This may increase the mass of the rotor core 22.
  • the first inner portion 27c extends in the direction inclined radially outward with respect to the tangential direction TD1. Therefore, it is possible to separate the first inner portion 27c from the inner core portion 22a to the outer side in the radial direction as compared with the case of extending along the tangential direction TD1. As a result, the portion of the first inner portion 27c connected to the inner core portion 22a can be made smaller. Therefore, it is possible to prevent the center portion of the rotor core 22 including the inner core portion 22a from increasing in size in the radial direction. Therefore, the mass of the rotor core 22 can be suppressed from increasing, and the weight of the motor 10 can be easily reduced.
  • the second inner portion 27e When viewed along the axial direction, the second inner portion 27e has a diameter orthogonal to the second end portion 27h on the one circumferential side in the portion of the outer peripheral surface 22e of the inner core portion 22a to which the second inner portion 27e is connected. It extends in a direction inclined to the other side in the circumferential direction with respect to the direction RD2 and radially outward with respect to the tangential direction TD2 in contact with the second end portion 27h. Therefore, like the first inner portion 27c described above, the portion of the second inner portion 27e that is connected to the inner core portion 22a can be made smaller. Therefore, it is possible to further prevent the central portion of the rotor core 22 including the inner core portion 22a from increasing in size in the radial direction. Therefore, the mass of the rotor core 22 can be further suppressed, and the weight of the motor 10 can be reduced more easily.
  • the width of the connecting portion 22c is increased at the radially inner end portion connected to the outer peripheral surface 22e and the radially outer end portion connected to the inner peripheral surface 22f. That is, the width of the first connecting portion 27a is set such that the radially inner end of the first inner portion 27c connected to the outer peripheral surface 22e and the radially outer end of the first outer portion 27d connected to the inner peripheral surface 22f. Larger at the edges.
  • the width of the second connecting portion 27b is set such that the radially inner end of the second inner portion 27e connected to the outer peripheral surface 22e and the radially outer end of the second outer portion 27f connected to the inner peripheral surface 22f. Larger at the edges. Therefore, the connection between the connecting portion 22c and the inner core portion 22a and the connection between the connecting portion 22c and the outer core portion 22b can be made stronger. Thereby, the strength of the rotor core 22 can be improved more suitably.
  • the “width of the connecting portion” is the dimension of the connecting portion in the direction orthogonal to both the axial direction and the extending direction of the connecting portion.
  • the connecting portion set 28 is line-symmetric with respect to an imaginary line RL that connects the central axis J and the intersecting portion 29 when viewed along the axial direction. Therefore, regardless of the circumferential direction of the rotor 20, the strength of the rotor core 22 can be similarly secured, and the magnetic characteristics of the rotor 20 can be similarly obtained.
  • the first connecting portion 27a and the second connecting portion 27b are line-symmetric with respect to the virtual line RL.
  • the plurality of support portions 22d project radially outward from the outer core portion 22b.
  • the plurality of support portions 22d are arranged at equal intervals over the circumference along the circumferential direction.
  • Each of the plurality of rotor magnets 23 is arranged between a pair of circumferentially adjacent support portions 22d. Each rotor magnet 23 is supported by the pair of support portions 22d from both sides in the circumferential direction. As shown in FIGS. 2 and 3, the rotor magnet 23 has a substantially rectangular parallelepiped shape extending in the axial direction. The corners of the rotor magnet 23 are rounded. As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, each of the plurality of rotor magnets 23 is configured by connecting two magnets in the axial direction.
  • the upper end of the rotor magnet 23 is arranged at the same position as the upper end of the outer core portion 22b in the axial direction.
  • the lower end of the rotor magnet 23 is located below the lower end of the outer core portion 22b.
  • a portion of the rotor magnet 23 located below the outer core portion 22b is a protruding portion 23a that protrudes below the rotor core 22. That is, each of the plurality of rotor magnets 23 has a protrusion 23 a that protrudes below the rotor core 22.
  • the rotation sensor 52 is located inside the protrusion 23a in the radial direction. Therefore, the rotation sensor 52 can easily suitably detect the magnetic field of the rotor magnet 23 having the N pole and the S pole as magnetic poles along the radial direction. Thereby, the rotation detection accuracy of the rotor 20 by the rotation sensor 52 can be improved. Further, it is not necessary to separately provide a magnet for detecting with the rotation sensor 52 in addition to the rotor magnet 23, and the number of parts of the motor 10 can be reduced.
  • the rotation sensor 52 faces the lower end of the radially inner surface of the protrusion 23a in the radial direction with a gap in between.
  • the protection member 25 is a member that is wound along the circumferential direction and presses the rotor magnet 23 from the outside in the radial direction.
  • the protection member 25 contacts the radially outer surface of the plurality of rotor magnets 23.
  • the protection member 25 is provided over almost the entire portion of the rotor magnet 23 that overlaps the rotor core 22 in the radial direction.
  • the protection member 25 is a thread having elasticity.
  • the protection member 25 is spirally wound over the radially outer surfaces of the plurality of rotor magnets 23.
  • the protective member 25 is in a state of being stretched in the circumferential direction by being applied with tension.
  • the protection member 25 is a non-magnetic material. Therefore, as compared with the case where the protection member 25 is a magnetic body, it is possible to suppress the generation of an eddy current in the protection member 25 due to the magnetic flux. As a result, the loss due to the eddy current can be reduced and the temperature rise of the rotor 20 due to the eddy current can be suppressed.
  • the protection member 25 is made of resin, for example. Examples of the resin include polyamide resins.
  • one end 25a of the protection member 25 has a ring shape.
  • the one end 25a is formed into a ring shape by folding back the end of the thread-shaped protection member 25 and tying it to the protection member 25.
  • One of the protrusions 23a of the rotor magnet 23 is passed through the one end 25a having a ring shape.
  • the one end 25a is hooked in the circumferential direction on one of the protrusions 23a of the rotor magnet 23. That is, one of the protruding portions 23a of the rotor magnet 23 is a hooking portion 23b on which the one end 25a of the protection member 25 is hooked in the circumferential direction.
  • the one end 25a is the end of the protective member 25 on the winding start side.
  • a radially inner portion of the one end portion 25a contacts, for example, a lower surface of the outer core portion 22b.
  • the one end portion 25a has a portion located in a gap between the hook portion 23b and the protruding portion 23a that is adjacent to the hook portion 23b in the circumferential direction.
  • the resin portion 26 is a resin portion that covers the protection member 25 from the outside in the radial direction.
  • the resin portion 26 has a cylindrical shape centered on the central axis J.
  • the resin portion 26 is made of an adhesive and fixes the protection member 25 to the radially outer surface of the rotor magnet 23. That is, in this embodiment, the protection member 25 is fixed to the rotor magnet 23 with an adhesive. Examples of the adhesive include an epoxy adhesive.
  • the other end of the protective member 25 is fixed to the radially outer surface of the rotor magnet 23 by the resin portion 26.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and other configurations can be adopted.
  • the first connecting portion is not particularly limited as long as it has a curved shape that curves toward one side in the circumferential direction from the inner core portion toward the outer core portion when viewed along the axial direction.
  • the second connecting portion is not particularly limited as long as it is a curved shape that curves toward the other side in the circumferential direction from the inner core portion toward the outer core portion when viewed along the axial direction.
  • the curvature of the curved first connecting portion and the curvature of the second connecting portion are not particularly limited as long as the inner core portion and the outer core portion can be connected.
  • the curvature of the first connecting portion may be the same throughout.
  • the first connecting portion may have portions having different curvatures.
  • the curvature of the second connecting portion may be the same throughout.
  • the second connecting portion may have portions having different curvatures.
  • the intersecting portion where the first connecting portion and the second connecting portion intersect and are connected to each other may be arranged radially outward in the center portion between the inner core portion and the outer core portion in the radial direction, It may be arranged at the radial center of the central portion. The intersection may not be provided in the central portion.
  • the first connecting portion and the second connecting portion may not have an intersecting portion that intersects and is connected.
  • the connecting portions included in the connecting portion sets that are adjacent to each other in the circumferential direction may intersect and be connected to each other.
  • the connecting portion set may be non-axisymmetric with respect to the virtual line RL.
  • the first connecting portion and the second connecting portion may be axisymmetric with respect to the virtual line RL.
  • the first inner portion of the first connecting portion may extend along the tangential direction TD1.
  • the second inner portion of the second connecting portion may extend along the tangential direction TD2.
  • the first connecting portion and the second connecting portion may have portions having different axial positions as long as they have portions having the same axial position.
  • the plurality of first connecting portions, which are arranged at intervals along the circumferential direction may not be arranged at equal intervals but may be arranged at unequal intervals.
  • the plurality of second connecting portions which are arranged at intervals along the circumferential direction, may not be arranged at equal intervals, but may be arranged at unequal intervals.
  • the number of the first connecting portions and the number of the second connecting portions are not particularly limited as long as they are each one or more.
  • the number of first connecting portions and the number of second connecting portions may be different from each other.
  • the axial dimension of the first connecting portion and the axial dimension of the second connecting portion may be different from each other.
  • the rotor core does not have to be made of an electromagnetic steel plate.
  • the rotor core may be made by shaving, for example.
  • the axial dimension of the outer core portion may be the same as the axial dimension of the connecting portion and the axial dimension of the inner core portion.
  • rotor and the motor of the above-described embodiment are not particularly limited.
  • the rotor and the motor of the above-described embodiments may be mounted on, for example, a vehicle. It should be noted that the configurations described in this specification can be appropriately combined as long as they do not conflict with each other.

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Abstract

本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転するロータコアと、ロータコアに固定されたロータマグネットと、を備える。ロータコアは、周方向に沿った環状の内コア部と、内コア部の径方向外側に位置し、ロータマグネットが固定された外コア部と、内コア部と外コア部との径方向の間に位置し、内コア部と外コア部とを繋ぐ複数の連結部と、を有する。複数の連結部は、軸方向に沿って視て内コア部から外コア部に向かうに従って周方向一方側に湾曲する曲線状の第１連結部と、軸方向に沿って視て内コア部から外コア部に向かうに従って周方向他方側に湾曲する曲線状の第２連結部と、を含む。第１連結部と第２連結部とは、互いに軸方向位置が同じ部分を有する。

Description

ロータ、およびモータ

　本発明は、ロータ、およびモータに関する。

　内周部と、内周部から外方へ延びた複数のブリッジ部と、ブリッジ部の先端を連結する外周部と、を有するロータ鋼板を備えるモータが知られる。例えば、特許文献１には、ブリッジ部が径方向に対して傾斜して直線状に延びる構成が記載されている。

日本国公開公報特開平１１－９８７３９号公報

　しかし、上記のようなロータ鋼板においては、外周部に接続されるブリッジ部の角度が、外周部の接線方向に対して比較的大きくなりやすい。そのため、回転トルクによって発生する周方向のせん断応力に対して、ブリッジ部における外周部との連結部分の強度を十分に得られず、ロータ鋼板の強度を十分に得られない場合があった。

　本発明は、上記事情に鑑みて、内コア部と外コア部とを繋ぐ複数の連結部を有するロータコアの強度を好適に向上できる構造を有するロータ、およびモータを提供することを目的の一つとする。

　本発明のロータの一つの態様は、中心軸を中心として回転するロータコアと、前記ロータコアに固定されたロータマグネットと、を備える。前記ロータコアは、周方向に沿った環状の内コア部と、前記内コア部の径方向外側に位置し、前記ロータマグネットが固定された外コア部と、前記内コア部と前記外コア部との径方向の間に位置し、前記内コア部と前記外コア部とを繋ぐ複数の連結部と、を有する。複数の前記連結部は、軸方向に沿って視て前記内コア部から前記外コア部に向かうに従って周方向一方側に湾曲する曲線状の第１連結部と、軸方向に沿って視て前記内コア部から前記外コア部に向かうに従って周方向他方側に湾曲する曲線状の第２連結部と、を含む。前記第１連結部と前記第２連結部とは、互いに軸方向位置が同じ部分を有する。

　本発明のモータの一つの態様は、上記のロータを備える。

　本発明の一つの態様によれば、ロータおよびモータにおいて、内コア部と外コア部とを繋ぐ複数の連結部を有するロータコアの強度を好適に向上できる。

図１は、本実施形態の回転翼装置を示す断面図である。 図２は、本実施形態のロータを示す斜視図である。 図３は、本実施形態のロータを上側から視た図である。 図４は、本実施形態のロータの一部を上側から視た図である。

　各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

　また、図３および図４には、周方向を示す矢印θを示す。上側から下側に向かって視て、周方向の時計回りに進む側、すなわち矢印θの向きに進む側を「周方向一方側」と呼ぶ。上側から下側に向かって視て、周方向の反時計回りに進む側、すなわち矢印θの向きと反対方向に進む側を「周方向他方側」と呼ぶ。

　なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

　図１に示すように、本実施形態のモータ１０は、回転翼装置１に搭載される。回転翼装置１は、例えば、無人飛行体に搭載される。回転翼装置１は、モータ１０と、プロペラ２と、を備える。

　モータ１０は、中心軸Ｊを中心として回転可能なロータ２０と、ステータ３０と、ハウジング４０と、センサアセンブリ５０と、バスバーアセンブリ６０と、第１ベアリング７１と、第２ベアリング７２と、プロペラ取付部８０と、を備える。

　ハウジング４０は、ロータ２０、ステータ３０、センサアセンブリ５０、バスバーアセンブリ６０、第１ベアリング７１、および第２ベアリング７２を内部に収容する。ハウジング４０の外周面には、周方向に沿って配置される複数のフィン４５が設けられる。

　ステータ３０は、ロータ２０の径方向外側に位置する。ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、複数のコイル３３と、を有する。複数のコイル３３は、インシュレータ３２を介してステータコア３１に装着される。

　センサアセンブリ５０は、ロータ２０の下側に位置する。センサアセンブリ５０は、センサホルダ５１と、回転センサ５２と、回路基板５３と、を有する。回転センサ５２は、センサホルダ５１に保持される。回転センサ５２は、後述するロータマグネット２３の磁界を検出する磁気センサである。回転センサ５２は、例えば、ホールＩＣ等のホール素子である。回転センサ５２は、ロータマグネット２３の磁界を検出することで、ロータ２０の回転を検出する。図示は省略するが、回転センサ５２は、周方向に沿って複数設けられる。なお、回転センサ５２は、磁気抵抗素子であってもよい。回路基板５３は、センサホルダ５１に固定される。回路基板５３には、回転センサ５２の端子が電気的に接続される。

　バスバーアセンブリ６０は、ステータ３０の下側に位置する。バスバーアセンブリ６０は、センサアセンブリ５０の径方向外側に位置する。バスバーアセンブリ６０は、バスバーホルダ６１と、バスバー６２と、を有する。バスバーホルダ６１は、バスバー６２を保持する。バスバー６２は、コイル３３と電気的に接続される。

　第１ベアリング７１および第２ベアリング７２は、ロータ２０を回転可能に支持する。第１ベアリング７１および第２ベアリング７２は、例えば、ボールベアリングである。プロペラ取付部８０は、プロペラ２が取り付けられる部分である。プロペラ取付部８０は、ロータ２０の上端部に固定される。プロペラ取付部８０は、ハウジング４０の外部に位置する。

　図２および図３に示すように、ロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア２２と、ロータマグネット２３と、ロータカバー２４と、を備える。なお、図３においては、ロータカバー２４の図示を省略する。シャフト２１は、中心軸Ｊに沿って配置される。シャフト２１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。図１に示すように、シャフト２１の上端部は、ハウジング４０よりも上側に突出する。シャフト２１の上端部には、プロペラ取付部８０が固定される。

　ロータコア２２は、シャフト２１とともに中心軸Ｊを中心として回転する。ロータコア２２は、シャフト２１の外周面に固定される。図２および図３に示すように、ロータコア２２は、環状である。本実施形態においてロータコア２２は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。ロータコア２２は、例えば、電磁鋼板が軸方向に積層されることで構成される。ロータコア２２は、内コア部２２ａと、外コア部２２ｂと、複数の連結部２２ｃと、複数の支持部２２ｄと、を有する。

　内コア部２２ａは、周方向に沿った環状である。本実施形態において内コア部２２ａは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。内コア部２２ａは、シャフト２１の外周面に固定される。外コア部２２ｂは、内コア部２２ａの径方向外側に位置する。本実施形態において外コア部２２ｂは、周方向に沿った環状である。より詳細には、外コア部２２ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環状である。図１および図２に示すように、外コア部２２ｂは、内コア部２２ａよりも軸方向両側に突出する。外コア部２２ｂには、ロータマグネット２３が固定される。

　複数の連結部２２ｃは、内コア部２２ａと外コア部２２ｂとの径方向の間に位置する。複数の連結部２２ｃは、内コア部２２ａと外コア部２２ｂとを繋ぐ。図３に示すように、複数の連結部２２ｃは、第１連結部２７ａと、第２連結部２７ｂと、を含む。第１連結部２７ａは、軸方向に沿って視て内コア部２２ａから外コア部２２ｂに向かうに従って周方向一方側に湾曲する曲線状の連結部２２ｃである。第２連結部２７ｂは、軸方向に沿って視て内コア部２２ａから外コア部２２ｂに向かうに従って周方向他方側に湾曲する曲線状の連結部２２ｃである。

　このように、本実施形態によれば、第１連結部２７ａおよび第２連結部２７ｂは、軸方向に沿って視て湾曲する曲線状である。そのため、連結部２２ｃが直線状である場合に比べて、連結部２２ｃのうち内コア部２２ａに連結される部分の傾きを内コア部２２ａの接線方向に近づけつつ、連結部２２ｃのうち外コア部２２ｂに連結される部分の傾きを外コア部２２ｂの接線方向に近づけやすい。これにより、連結部２２ｃのうち内コア部２２ａとの連結部分、および連結部２２ｃのうち外コア部２２ｂとの連結部分の両方において、回転トルクによって発生する周方向のせん断応力に対する強度を向上できる。したがって、ロータコア２２の強度を好適に向上できる。そのため、ロータ２０が回転した際に、ロータコア２２が変形することを好適に抑制できる。これにより、モータ１０の応答性を向上できる。

　また、ロータ２０が周方向他方側向きに回転する場合、連結部２２ｃには外コア部２２ｂから周方向他方側向きのせん断応力が加えられる。これに対して第１連結部２７ａは、軸方向に沿って視て内コア部２２ａから外コア部２２ｂに向かうに従って周方向一方側に湾曲するため、外コア部２２ｂに対して径方向内側かつ周方向他方側から近づいて連結される。これにより、第１連結部２７ａは、周方向他方側向きのせん断応力を全体で受け止めやすく、周方向他方側向きのせん断応力に対する強度が特に大きい。したがって、第１連結部２７ａは、ロータ２０が周方向他方側向きに回転する場合のロータコア２２の強度を特に向上させることができる。

　また、ロータ２０が周方向一方側向きに回転する場合、連結部２２ｃには外コア部２２ｂから周方向一方側向きのせん断応力が加えられる。これに対して第２連結部２７ｂは、軸方向に沿って視て内コア部２２ａから外コア部２２ｂに向かうに従って周方向他方側に湾曲するため、外コア部２２ｂに対して径方向内側かつ周方向一方側から近づいて連結される。これにより、第２連結部２７ｂは、周方向一方側向きのせん断応力を全体で受け止めやすく、周方向一方側向きのせん断応力に対する強度が特に大きい。したがって、第２連結部２７ｂは、ロータ２０が周方向一方側向きに回転する場合のロータコア２２の強度を特に向上させることができる。

　このように、本実施形態によれば、湾曲する周方向の向きが互いに異なる第１連結部２７ａおよび第２連結部２７ｂが設けられるため、ロータ２０が周方向のいずれの方向に回転する場合においても、せん断応力に対するロータコア２２の強度を好適に向上できる。

　第１連結部２７ａと第２連結部２７ｂとは、互いに軸方向位置が同じ部分を有する。そのため、内コア部２２ａと外コア部２２ｂとが同じ軸方向位置において第１連結部２７ａおよび第２連結部２７ｂの両方によって連結される。これにより、第１連結部２７ａと第２連結部２７ｂとの両方によって、同じ軸方向位置において外コア部２２ｂから加えられるせん断応力を好適に受けることができ、ロータコア２２の強度をより好適に向上できる。また、例えば、第１連結部と第２連結部との軸方向位置がずれている場合、ロータコアが軸方向に大型化する虞がある。これに対して、第１連結部２７ａと第２連結部２７ｂとは互いに軸方向位置が同じ部分を有するため、ロータコア２２が軸方向に大型化することを抑制できる。

　本実施形態において第１連結部２７ａの軸方向の寸法と第２連結部２７ｂの軸方向の寸法とは、互いに同じである。第１連結部２７ａの軸方向位置と第２連結部２７ｂの軸方向位置とは、互いに同じである。すなわち、第１連結部２７ａの上側の端部と第２連結部２７ｂの上側の端部とは、軸方向において同じ位置に配置される。第１連結部２７ａの下側の端部と第２連結部２７ｂの下側の端部とは、軸方向において同じ位置に配置される。そのため、ロータコア２２が軸方向に大型化することをより抑制できる。また、本実施形態のようにロータコア２２が電磁鋼板を軸方向に積層して構成される場合に、同じ形状の電磁鋼板によって第１連結部２７ａおよび第２連結部２７ｂの両方を作ることができる。これにより、ロータコア２２の製造を容易にできる。

　図１および図２に示すように、本実施形態において、第１連結部２７ａの軸方向の寸法および第２連結部２７ｂの軸方向の寸法、すなわち連結部２２ｃの軸方向の寸法は、内コア部２２ａの軸方向の寸法と同じである。連結部２２ｃの上側の端部は、内コア部２２ａの上側の端部と軸方向において同じ位置に配置される。連結部２２ｃの下側の端部は、内コア部２２ａの下側の端部と軸方向において同じ位置に配置される。

　図３に示すように、本実施形態において第１連結部２７ａは、周方向に沿って間隔を空けて複数設けられる。複数の第１連結部２７ａは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。第２連結部２７ｂは、周方向に沿って間隔を空けて複数設けられる。複数の第２連結部２７ｂは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。本実施形態において第１連結部２７ａの数と第２連結部２７ｂの数とは、同じである。第１連結部２７ａおよび第２連結部２７ｂは、例えば、７つずつ設けられる。これにより、連結部２２ｃは、例えば、合計１４個設けられる。

　各第１連結部２７ａは、１つの第２連結部２７ｂと交差して繋がっている。各第２連結部２７ｂは、１つの第１連結部２７ａと交差して繋がっている。すなわち、複数の連結部２２ｃは、互いに交差して繋がる交差部２９を有する一組の第１連結部２７ａと第２連結部２７ｂとを含む。第１連結部２７ａと第２連結部２７ｂとは、互いに交差して繋がる交差部２９を有することで、互いに強度を補強し合うことができる。そのため、せん断応力に対する第１連結部２７ａの強度と、せん断応力に対する第２連結部２７ｂの強度とをより向上させることができる。したがって、ロータコア２２の強度をより好適に向上できる。なお、以下の説明においては、互いに交差して繋がる交差部２９を有する一組の第１連結部２７ａと第２連結部２７ｂとを、連結部組２８と呼ぶ。

　連結部組２８は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に複数組設けられる。連結部組２８は、例えば、７組設けられる。連結部組２８の組数は、モータ１０の極数およびスロット数に対して互いに素となる数である。これにより、ロータコア２２が共振することを抑制できる。なお、本実施形態のモータ１０は、例えば、２０極１８スロットのモータである。

　交差部２９は、第１連結部２７ａの一部であり、かつ、第２連結部２７ｂの一部でもある。図４に示すように、交差部２９が設けられているため、第１連結部２７ａは、交差部２９よりも径方向内側に位置する第１内側部分２７ｃと、交差部２９よりも径方向外側に位置する第１外側部分２７ｄと、を有する。第１内側部分２７ｃは、内コア部２２ａの外周面２２ｅと繋がる。第１内側部分２７ｃの径方向内側の端部は、第１連結部２７ａの径方向内側の端部である。第１外側部分２７ｄは、外コア部２２ｂの内周面２２ｆと繋がる。第１外側部分２７ｄの径方向外側の端部は、第１連結部２７ａの径方向外側の端部である。

　第２連結部２７ｂは、交差部２９よりも径方向内側に位置する第２内側部分２７ｅと、交差部２９よりも径方向外側に位置する第２外側部分２７ｆと、を有する。第２内側部分２７ｅは、内コア部２２ａの外周面２２ｅと繋がる。第２内側部分２７ｅの径方向内側の端部は、第２連結部２７ｂの径方向内側の端部である。第２外側部分２７ｆは、外コア部２２ｂの内周面２２ｆと繋がる。第２外側部分２７ｆの径方向外側の端部は、第２連結部２７ｂの径方向外側の端部である。

　本実施形態において交差部２９は、内コア部２２ａと外コア部２２ｂとの径方向の間の中央部ＣＡに位置する。そのため、第１内側部分２７ｃの長さと第１外側部分２７ｄの長さとを同程度にしやすい。これにより、第１内側部分２７ｃと第１外側部分２７ｄとの一方が偏って長くなることを抑制できる。したがって、第１内側部分２７ｃと第１外側部分２７ｄとの両方を比較的短くでき、第１連結部２７ａが変形することを抑制できる。

　また、第２内側部分２７ｅの長さと第２外側部分２７ｆの長さとを同程度にしやすい。これにより、第２内側部分２７ｅと第２外側部分２７ｆとの一方が偏って長くなることを抑制できる。したがって、第２内側部分２７ｅと第２外側部分２７ｆとの両方を比較的短くでき、第２連結部２７ｂが変形することを抑制できる。

　以上により、交差部２９が中央部ＣＡに設けられることで、第１連結部２７ａおよび第２連結部２７ｂが変形することをより抑制でき、ロータコア２２の強度をより好適に向上できる。本実施形態において第１内側部分２７ｃの長さは、第１外側部分２７ｄの長さよりも短い。第２内側部分２７ｅの長さは、第２外側部分２７ｆの長さよりも短い。第１内側部分２７ｃの長さと第２内側部分２７ｅの長さとは、例えば、互いに同じである。第１外側部分２７ｄの長さと第２外側部分２７ｆの長さとは、例えば、互いに同じである。

　なお、本明細書において「連結部の長さ」とは、軸方向に沿って視て連結部が内コア部から外コア部まで延びる方向における、連結部の寸法である。すなわち、例えば、第１内側部分２７ｃの長さとは、軸方向に沿って視て第１内側部分２７ｃが延びる方向における第１内側部分２７ｃの寸法である。

　本実施形態において中央部ＣＡは、軸方向に沿って視て内コア部２２ａと外コア部２２ｂとの径方向の間を径方向に４等分したときの中央寄り２つ分の領域である。より詳細には、中央部ＣＡは、二等分線ＤＬ１と二等分線ＤＬ２との径方向の間の領域である。二等分線ＤＬ１は、内コア部２２ａと外コア部２２ｂとの径方向中心線ＣＬと、内コア部２２ａの外周面２２ｅにおける接線ＴＬ１との径方向の間を二等分する線である。接線ＴＬ１は、内コア部２２ａの外周面２２ｅにおける接線のうち、軸方向に沿って視て外周面２２ｅが中心軸Ｊと交差部２９とを繋ぐ仮想線ＲＬと交わる位置における接線である。二等分線ＤＬ２は、径方向中心線ＣＬと、外コア部２２ｂの内周面２２ｆにおける接線ＴＬ２との径方向の間を二等分する線である。接線ＴＬ２は、外コア部２２ｂの内周面２２ｆにおける接線のうち、軸方向に沿って視て内周面２２ｆが仮想線ＲＬと交わる位置における接線である。

　仮想線ＲＬは、中心軸Ｊと交差部２９の中心２９ａとを通り、径方向に延びる線である。中心２９ａは、交差部２９における径方向の中心であり、かつ、交差部２９における周方向の中心である。径方向中心線ＣＬは、接線ＴＬ１と接線ＴＬ２とを径方向に二等分する線である。接線ＴＬ１，ＴＬ２、二等分線ＤＬ１，ＤＬ２、径方向中心線ＣＬおよび仮想線ＲＬは、図４に仮想的に示す線である。接線ＴＬ１，ＴＬ２と二等分線ＤＬ１，ＤＬ２と径方向中心線ＣＬとは、互いに平行である。仮想線ＲＬは、接線ＴＬ１，ＴＬ２、二等分線ＤＬ１，ＤＬ２および径方向中心線ＣＬと直交する。

　本明細書において「交差部が中央部に位置する」とは、交差部の径方向および周方向の中心が中央部に位置すればよく、交差部の一部が中央部に位置しないことも含む。本実施形態において交差部２９は、径方向および周方向の中心２９ａを含め、全体が中央部ＣＡに位置する。

　本実施形態において交差部２９は、中央部ＣＡのうちでも径方向内側寄りに配置される。交差部２９の中心２９ａは、径方向中心線ＣＬよりも径方向内側に位置する。ここで、せん断応力による負荷は、連結部２２ｃのうち外コア部２２ｂに連結される部分よりも、連結部２２ｃのうち内コア部２２ａに連結される部分の方が大きくなる。そのため、連結部２２ｃのうち内コア部２２ａに連結される部分の強度をより向上させることで、ロータコア２２全体の強度をより好適に向上させることができる。

　これに対して、本実施形態によれば、交差部２９が中央部ＣＡのうちでも径方向内側寄りに配置される。したがって、第１内側部分２７ｃの長さおよび第２内側部分２７ｅの長さを、第１外側部分２７ｄの長さおよび第２外側部分２７ｆの長さよりも小さくしやすい。これにより、内コア部２２ａの外周面２２ｅと繋がる第１内側部分２７ｃおよび第２内側部分２７ｅを、より変形しにくくできる。したがって、連結部２２ｃのうち内コア部２２ａに連結される部分の強度をより向上させることができ、ロータコア２２全体の強度をより好適に向上させることができる。

　第１内側部分２７ｃは、軸方向に沿って視た際に、内コア部２２ａの外周面２２ｅのうち第１内側部分２７ｃが繋がる部分における周方向他方側の第１端部２７ｇと直交する径方向ＲＤ１よりも周方向一方側に傾き、かつ、第１端部２７ｇに接する接線方向ＴＤ１よりも径方向外側に傾く方向に延びている。

　例えば、第１内側部分２７ｃが接線方向ＴＤ１に沿って延びる場合、第１内側部分２７ｃのうち内コア部２２ａと繋がる部分が大きくなりやすい。そのため、第１内側部分２７ｃの一部が内コア部２２ａと一体化して、内コア部２２ａを含むロータコア２２の中央部分が径方向に大型化しやすい。これにより、ロータコア２２の質量が大きくなる虞がある。

　これに対して、本実施形態によれば、第１内側部分２７ｃは、接線方向ＴＤ１よりも径方向外側に傾く方向に延びている。そのため、接線方向ＴＤ１に沿って延びる場合よりも、第１内側部分２７ｃを内コア部２２ａから径方向外側に離すことができる。これにより、第１内側部分２７ｃのうち内コア部２２ａと繋がる部分を小さくできる。したがって、内コア部２２ａを含むロータコア２２の中央部分が径方向に大型化することを抑制できる。そのため、ロータコア２２の質量が大きくなることを抑制でき、モータ１０を軽量化しやすい。

　第２内側部分２７ｅは、軸方向に沿って視た際に、内コア部２２ａの外周面２２ｅのうち第２内側部分２７ｅが繋がる部分における周方向一方側の第２端部２７ｈと直交する径方向ＲＤ２よりも周方向他方側に傾き、かつ、第２端部２７ｈに接する接線方向ＴＤ２よりも径方向外側に傾く方向に延びている。そのため、上述した第１内側部分２７ｃと同様に、第２内側部分２７ｅのうち内コア部２２ａと繋がる部分を小さくできる。したがって、内コア部２２ａを含むロータコア２２の中央部分が径方向に大型化することをより抑制できる。そのため、ロータコア２２の質量が大きくなることをより抑制でき、モータ１０をより軽量化しやすい。

　連結部２２ｃの幅は、外周面２２ｅと連結される径方向内側の端部および内周面２２ｆと連結される径方向外側の端部において大きくなっている。すなわち、第１連結部２７ａの幅は、外周面２２ｅと連結される第１内側部分２７ｃにおける径方向内側の端部、および内周面２２ｆと連結される第１外側部分２７ｄにおける径方向外側の端部において大きくなっている。また、第２連結部２７ｂの幅は、外周面２２ｅと連結される第２内側部分２７ｅにおける径方向内側の端部、および内周面２２ｆと連結される第２外側部分２７ｆにおける径方向外側の端部において大きくなっている。そのため、連結部２２ｃと内コア部２２ａとの連結、および連結部２２ｃと外コア部２２ｂとの連結をより強固にすることができる。これにより、ロータコア２２の強度をより好適に向上できる。

　なお、本明細書において「連結部の幅」とは、軸方向および連結部が延びる方向の両方と直交する方向における連結部の寸法である。

　図３および図４に示すように、連結部組２８は、それぞれ軸方向に沿って視て中心軸Ｊと交差部２９とを繋ぐ仮想線ＲＬに対して線対称である。そのため、ロータ２０が周方向のいずれの向きに回転する場合であっても、ロータコア２２の強度を同様に確保でき、かつ、ロータ２０における磁気特性を同様に得られる。各連結部組２８において、第１連結部２７ａと第２連結部２７ｂとは、仮想線ＲＬに対して線対称である。

　図３に示すように、複数の支持部２２ｄは、外コア部２２ｂから径方向外側に突出する。複数の支持部２２ｄは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。

　ロータマグネット２３は、ロータコア２２の径方向外側面に固定される。本実施形態においてロータマグネット２３は、接着剤でロータコア２２の径方向外側面に固定される。ロータコア２２の径方向外側面は、外コア部２２ｂの径方向外側面である。本実施形態においてロータマグネット２３は、周方向に沿って互いに間隔を空けて複数設けられる。複数のロータマグネット２３は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。ロータマグネット２３は、例えば、２０個設けられる。

　複数のロータマグネット２３のそれぞれは、周方向に隣り合う一対の支持部２２ｄ同士の間に配置される。各ロータマグネット２３は、一対の支持部２２ｄによって周方向両側から支持される。図２および図３に示すように、ロータマグネット２３は、軸方向に延びる略直方体状である。ロータマグネット２３の角部は、丸面取りされている。図１および図２に示すように、本実施形態において複数のロータマグネット２３のそれぞれは、２つのマグネットが軸方向に連結されて構成される。

　複数のロータマグネット２３のそれぞれは、径方向に沿って磁極としてＮ極とＳ極とを有する。周方向に隣り合うロータマグネット２３における磁極は、Ｎ極とＳ極との径方向位置が互いに反転している。すなわち、周方向に隣り合うロータマグネット２３において、一方のロータマグネット２３が径方向外側にＮ極を有する場合、他方のロータマグネット２３は、径方向外側にＳ極を有する。

　ロータマグネット２３の上側の端部は、外コア部２２ｂの上側の端部と軸方向において同じ位置に配置される。ロータマグネット２３の下側の端部は、外コア部２２ｂの下側の端部よりも下側に位置する。ロータマグネット２３のうち外コア部２２ｂよりも下側に位置する部分は、ロータコア２２よりも下側に突出する突出部２３ａである。すなわち、複数のロータマグネット２３のそれぞれは、ロータコア２２よりも下側に突出する突出部２３ａを有する。

　図１に示すように、突出部２３ａの径方向内側には、回転センサ５２が位置する。そのため、径方向に沿って磁極としてＮ極とＳ極とを有するロータマグネット２３の磁界を、回転センサ５２によって好適に検出しやすい。これにより、回転センサ５２によるロータ２０の回転検出精度を向上できる。また、回転センサ５２で検出するためのマグネットをロータマグネット２３の他に別途設ける必要がなく、モータ１０の部品点数を低減できる。回転センサ５２は、突出部２３ａの径方向内側面の下端部と径方向に隙間を介して対向する。

　図２に示すように、ロータカバー２４は、ロータマグネット２３の径方向外側に位置する。本実施形態においてロータカバー２４は、中心軸Ｊを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。ロータカバー２４は、ロータコア２２およびロータマグネット２３を囲んで径方向外側から覆っている。ロータカバー２４は、保護部材２５と、樹脂部２６と、を有する。

　保護部材２５は、周方向に沿って巻き付けられて、径方向外側からロータマグネット２３を押さえる部材である。保護部材２５は、複数のロータマグネット２３の径方向外側面と接触する。本実施形態において保護部材２５は、ロータマグネット２３のうちロータコア２２と径方向に重なる部分のほぼ全体に亘って設けられる。

　本実施形態において保護部材２５は、伸縮性を有する糸状である。保護部材２５は、複数のロータマグネット２３の径方向外側面に跨って螺旋状に巻き付けられている。本実施形態において保護部材２５は、張力が加えられて周方向に伸びた状態となっている。本実施形態において保護部材２５は、非磁性体である。そのため、保護部材２５が磁性体である場合に比べて、磁束によって保護部材２５に渦電流が発生することを抑制できる。これにより、渦電流による損失を低減でき、かつ、渦電流によってロータ２０の温度が上昇することを抑制できる。保護部材２５は、例えば、樹脂製である。樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。

　図示は省略するが、保護部材２５の一端部２５ａは、輪状である。本実施形態において一端部２５ａは、糸状の保護部材２５の端部を折り返して保護部材２５の部分に結ぶことで輪状とされている。輪状である一端部２５ａには、ロータマグネット２３の突出部２３ａのうちの１つが通されている。これにより、一端部２５ａは、ロータマグネット２３の突出部２３ａのうちの１つに周方向に引っ掛けられている。すなわち、ロータマグネット２３の突出部２３ａのうちの１つは、保護部材２５の一端部２５ａが周方向に引っ掛けられた引掛部２３ｂである。本実施形態において一端部２５ａは、保護部材２５の巻き始め側の端部である。一端部２５ａのうち径方向内側の部分は、例えば、外コア部２２ｂの下側の面に接触する。一端部２５ａは、引掛部２３ｂと引掛部２３ｂの周方向に隣り合う突出部２３ａとの隙間に位置する部分を有する。

　樹脂部２６は、保護部材２５を径方向外側から覆う樹脂製の部分である。樹脂部２６は、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。樹脂部２６は、接着剤製であり、保護部材２５をロータマグネット２３の径方向外側面に固定する。すなわち、本実施形態において保護部材２５は、接着剤でロータマグネット２３に固定されている。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤が挙げられる。図示は省略するが、保護部材２５の他端部は、樹脂部２６によってロータマグネット２３の径方向外側面に固定されている。

　本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。第１連結部は、軸方向に沿って視て内コア部から外コア部に向かうに従って周方向一方側に湾曲する曲線状であれば、特に限定されない。第２連結部は、軸方向に沿って視て内コア部から外コア部に向かうに従って周方向他方側に湾曲する曲線状であれば、特に限定されない。曲線状である第１連結部の曲率および第２連結部の曲率は、内コア部と外コア部とを連結できるならば、特に限定されない。第１連結部の曲率は、全体に亘って同じであってもよい。第１連結部は、曲率が異なる部分を有してもよい。第２連結部の曲率は、全体に亘って同じであってもよい。第２連結部は、曲率が異なる部分を有してもよい。

　第１連結部と第２連結部とが交差して繋がる交差部は、内コア部と外コア部との径方向の間の中央部のうちでも径方向外側寄りに配置されてもよいし、中央部の径方向中心に配置されてもよい。交差部は、中央部に設けられなくてもよい。第１連結部と第２連結部とは、交差して繋がる交差部を有しなくてもよい。周方向に隣り合う連結部組に含まれる連結部同士が互いに交差して繋がってもよい。連結部組は、仮想線ＲＬに対して非線対称でもよい。第１連結部と第２連結部とは、仮想線ＲＬに対して非線対称でもよい。

　第１連結部の第１内側部分は、接線方向ＴＤ１に沿って延びてもよい。第２連結部の第２内側部分は、接線方向ＴＤ２に沿って延びてもよい。第１連結部と第２連結部とは、互いに軸方向位置が同じ部分を有するならば、互いに軸方向位置が異なる部分を有してもよい。周方向に沿って間隔を空けて配置される複数の第１連結部は、等間隔に配置されずに、非等間隔に配置されてもよい。周方向に沿って間隔を空けて配置される複数の第２連結部は、等間隔に配置されずに、非等間隔に配置されてもよい。第１連結部の数および第２連結部の数は、それぞれ１つ以上であれば、特に限定されない。第１連結部の数と第２連結部の数とは、互いに異なってもよい。第１連結部の軸方向の寸法と第２連結部の軸方向の寸法とは、互いに異なってもよい。

　ロータコアは、電磁鋼板によって構成されなくてもよい。ロータコアは、例えば、削り出し等によって作られてもよい。外コア部の軸方向の寸法は、連結部の軸方向の寸法および内コア部の軸方向の寸法と同じであってもよい。

　上述した実施形態のロータおよびモータの用途は、特に限定されない。上述した実施形態のロータおよびモータは、例えば、車両等に搭載されてもよい。なお、本明細書において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

　１０…モータ、２０…ロータ、２２…ロータコア、２２ａ…内コア部、２２ｂ…外コア部、２２ｃ…連結部、２３…ロータマグネット、２７ａ…第１連結部、２７ｂ…第２連結部、２７ｃ…第１内側部分、２７ｅ…第２内側部分、２７ｇ…第１端部、２７ｈ…第２端部、２９…交差部、ＣＡ…中央部、Ｊ…中心軸、ＲＬ…仮想線、ＴＤ１，ＴＤ２…接線方向、ＴＬ１，ＴＬ２…接線

Claims (8)


  1. 　中心軸を中心として回転するロータコアと、

    　前記ロータコアに固定されたロータマグネットと、

    　を備え、

    　前記ロータコアは、

    　　周方向に沿った環状の内コア部と、

    　　前記内コア部の径方向外側に位置し、前記ロータマグネットが固定された外コア部と、

    　　前記内コア部と前記外コア部との径方向の間に位置し、前記内コア部と前記外コア部とを繋ぐ複数の連結部と、

    　を有し、

    　複数の前記連結部は、

    　　軸方向に沿って視て前記内コア部から前記外コア部に向かうに従って周方向一方側に湾曲する曲線状の第１連結部と、

    　　軸方向に沿って視て前記内コア部から前記外コア部に向かうに従って周方向他方側に湾曲する曲線状の第２連結部と、

    　を含み、

    　前記第１連結部と前記第２連結部とは、互いに軸方向位置が同じ部分を有する、ロータ。

  2. 　複数の前記連結部は、互いに交差して繋がる交差部を有する一組の前記第１連結部と前記第２連結部とを含む、請求項１に記載のロータ。

  3. 　前記交差部は、前記内コア部と前記外コア部との径方向の間の中央部に位置する、請求項２に記載のロータ。

  4. 　前記一組の前記第１連結部と前記第２連結部とは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に複数組設けられ、それぞれ軸方向に沿って視て前記中心軸と前記交差部とを繋ぐ仮想線に対して線対称である、請求項２または３に記載のロータ。

  5. 　前記内コア部は、円環状であり、

    　前記第１連結部は、前記内コア部の外周面と繋がる第１内側部分を有し、

    　前記第１内側部分は、軸方向に沿って視た際に、前記内コア部の外周面のうち前記第１内側部分が繋がる部分における周方向他方側の第１端部と直交する径方向よりも周方向一方側に傾き、かつ、前記第１端部に接する接線方向よりも径方向外側に傾く方向に延びている、請求項１から４のいずれか一項に記載のロータ。

  6. 　前記第２連結部は、前記内コア部の外周面と繋がる第２内側部分を有し、

    　前記第２内側部分は、軸方向に沿って視た際に、前記内コア部の外周面のうち前記第２内側部分が繋がる部分における周方向一方側の第２端部と直交する径方向よりも周方向他方側に傾き、かつ、前記第２端部に接する接線方向よりも径方向外側に傾く方向に延びている、請求項５に記載のロータ。

  7. 　前記第１連結部の軸方向の寸法と前記第２連結部の軸方向の寸法とは、互いに同じであり、

    　前記第１連結部の軸方向位置と前記第２連結部の軸方向位置とは、互いに同じである、請求項１から６のいずれか一項に記載のロータ。

  8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載のロータを備える、モータ。
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