WO2021200050A1 - モータ - Google Patents
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- H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
Definitions
- the present invention relates to a motor.
- the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-62835 filed on March 31, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
- the motor has a rotor and a stator.
- the rotor has at least one magnet.
- Patent Document 1 discloses a motor that reduces cogging torque by providing a step skew on a rotor or a stator.
- the rotor core is constructed by laminating electromagnetic steel sheets in the axial direction, it is difficult to improve the dimensional accuracy in the axial direction. Further, as the core, the inner core and the outer core may be laminated in the radial direction and used. On the other hand, the rotor magnet needs to have a sufficient size in the axial direction in order to secure sufficient magnetic characteristics. Therefore, when the actual axial dimension of the inner core becomes smaller within the tolerance of the design dimension, it is assumed that the magnet and the outer core project to one side in the axial direction with respect to the inner core.
- one of the objects of the present invention is to provide a motor capable of suppressing axial protrusion of each part of the rotor.
- the motor of the present invention includes a rotor that rotates around the central axis and a stator that faces the rotor in the radial direction.
- the rotor includes an inner core extending along the central axis, a plurality of magnetic poles located on the radial outer side of the inner core and arranged along the circumferential direction, and a holder for holding the inner core and the magnetic poles.
- At least a part of the plurality of magnetic poles is composed of two layers including a magnet and an outer core located radially outside or inside the magnet and extending along the central axis.
- the holder has a flange portion located on one side of the inner core portion and the magnetic pole portion in the axial direction.
- the flange portion has a first facing surface facing an end surface facing one side in the axial direction of the inner core, a second facing surface facing an end surface facing one side in the axial direction of the outer core, and an axial direction of the magnet. It has a third facing surface facing the end surface facing one side. The second facing surface is located on one side in the axial direction from the first facing surface and the third facing surface.
- the motor of one aspect of the present invention it is possible to reduce the number of motors that can suppress the axial protrusion of each part in the rotor.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along the central axis of the motor of one embodiment.
- FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a cross section orthogonal to the central axis of the motor of one embodiment.
- FIG. 3 is a perspective view of the rotor of one embodiment.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of a cross section passing through the central axis of the rotor and the embedded magnetic pole portion of one embodiment.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a cross section passing through the central axis of the rotor and the exposed magnetic pole portion of one embodiment.
- FIG. 6 is a perspective view of the rotor of one embodiment, showing a state in which one embedded magnetic pole portion is removed.
- FIG. 7 is a perspective view of the rotor coupling of one embodiment.
- FIG. 8 is a graph showing a waveform of cogging torque of the motor of one embodiment.
- FIG. 9 is a graph showing a torque ripple waveform of the motor of one embodiment.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of a modified example rotor passing through the central axis and the exposed magnetic pole portion.
- 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 centered on the central axis J is simply referred to as "radial direction”.
- the circumferential direction centered on is simply called the "circumferential direction”.
- the lower side (-Z) corresponds to one side in the axial direction
- the upper side (+ Z) corresponds to the other side in the axial direction.
- the vertical direction, the upper side, and the lower side are names for simply explaining the relative positional relationship of each part, and the actual arrangement relationship, etc. is an arrangement relationship, etc. other than the arrangement relationship, etc. indicated by these names. You may.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the motor 1 in a cross section along the central axis J.
- FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the motor 1 in a cross section orthogonal to the central axis J.
- the stator 30 is an annular shape centered on the central axis J.
- the rotor coupling 2 is arranged inside the stator 30 in the radial direction.
- the stator 30 faces the pair of rotors 20 of the rotor coupling 2 in the radial direction.
- the stator 30 has a stator core 31, an insulator 32, and a plurality of coils 33.
- the stator core 31 has a plurality of electrical steel sheets laminated along the axial direction.
- the insulator 32 is mounted on the stator core 31.
- the insulator 32 has a portion that covers the teeth 31b.
- the material of the insulator 32 is an insulating material such as resin.
- a plurality of (eight) flat surface portions 22a and 22b arranged along the circumferential direction and a plurality of (eight) flat surface portions 22a and 22b located between the flat surface portions 22a and 22b are arranged.
- the groove portion 22c and the groove portion 22c are provided.
- the groove portion 22c extends over the entire axial length of the inner core.
- the groove portion 22c opens outward in the radial direction.
- the groove portion 22c has a wedge shape in which the groove width becomes smaller as it goes outward in the radial direction.
- the flat surface portions 22a and 22b are flat surfaces perpendicular to the radial direction.
- the flat surface portion 22a extends over the axial length of the inner core 22 in the axial direction.
- the eight flat surface portions 22a and 22b are classified into four first flat surface portions 22a and four second flat surface portions 22b.
- the first flat surface portion 22a and the second flat surface portion 22b are alternately arranged along the circumferential direction.
- the first flat surface portion 22a is arranged radially outside the second flat surface portion 22b.
- the exposed magnet 23a is arranged on the radial outer surface (first plane portion 22a) of the inner core 22.
- the exposed magnet 23a is exposed to the outside in the radial direction.
- the exposed magnetic pole portion 27 can be said to be a surface magnet type (Surface Permanent Magnet: SPM) magnetic pole portion.
- the exposed magnet 23a has a plate shape.
- the exposed magnet 23a has a quadrangular shape when viewed from the radial direction.
- the exposed magnet 23a has an arc shape in which the inner side surface in the radial direction is linear and the outer surface in the radial direction is convex outward in the radial direction when viewed from the axial direction. Therefore, the thickness of the exposed magnet 23a increases in the radial direction from both ends in the circumferential direction toward the central portion (inside in the circumferential direction).
- the inner surface of the surface magnet 23a in the radial direction has a planar shape extending in a direction perpendicular to the radial direction.
- the radial outer surface of the exposed magnet 23a is a curved surface that is convex outward in the radial direction when viewed from the axial direction.
- the embedded magnet 23b is arranged on the radial outer surface (second plane portion 22b) of the inner core 22, and the outer core 24 is arranged on the radial outer surface of the embedded magnet 23b. .. That is, in the embedded magnetic pole portion 28, the embedded magnet 23b and the outer core 24 are arranged in this order from the second plane portion 22b toward the outer side in the radial direction.
- the embedded magnet 23b is covered with an outer core 24, and the outer core 24 is exposed radially outward.
- the positions of both ends of the embedded magnet 23b in the circumferential direction and the positions of both ends of the outer core 24 in the circumferential direction are arranged so as to overlap each other when viewed from the radial direction.
- the embedded magnetic pole portion 28 can be said to be an embedded magnet type (Interior Permanent Magnet: IPM) magnetic pole portion.
- the embedded magnet 23b has a plate shape.
- the embedded magnet 23b has a quadrangular plate shape. When viewed from the axial direction, the embedded magnet 23b has a rectangular shape in which the length along the circumferential direction is larger than the length in the radial direction.
- the radial inner surface and the radial outer surface of the embedded magnet 23b are planar shapes extending in a direction perpendicular to the radial direction, respectively.
- the holder 40 has a flange portion 41 and a plurality of (eight in this embodiment) holding portions 48.
- the flange portion 41 is located on the lower side (one side in the axial direction) of the inner core 22 and the plurality of magnetic pole portions 27, 28.
- the holding portion 48 extends in a columnar shape from the flange portion 41 toward the upper side (the other side in the axial direction).
- the plurality of holding portions 48 are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
- An exposed magnetic pole portion 27 or an embedded magnetic pole portion 28 is arranged between the holding portions 48 adjacent to each other in the circumferential direction.
- the holding portion 48 has an anchor portion 48a and a movement suppressing portion 48b.
- the anchor portion 48a is formed by filling the groove portion 22c with the molten resin and solidifying it.
- the width of the anchor portion 48a in the circumferential direction increases as it goes inward in the radial direction.
- the movement restraining portion 48b is located radially outside the anchor portion 48a and is connected to the anchor portion 48a.
- the movement restraining portion 48b is arranged at the radial outer end of the holding portion 48.
- the movement restraining portion 48b projects from the anchor portion 48a toward both sides (one side and the other side) in the circumferential direction, respectively.
- the movement suppressing portion 48b has a plate shape in which the plate surface faces in the radial direction.
- a magnetic pole portion (exposed magnetic pole portion 27 or embedded magnetic pole portion 28) is press-fitted between the holding portions 48 arranged along the circumferential direction. That is, the plurality of holding portions 48 hold the magnetic pole portions 27 and 28 from both sides in the circumferential direction.
- the holding portion 48 by providing the wedge-shaped groove portion 22c on the radial outer surface of the inner core 22, the holding portion 48 is prevented from moving outward in the radial direction, and the holding portion 48 can function. can. Further, the holding portion 48 can press the exposed magnetic pole portion 27 and the embedded magnetic pole portion 28 from the radial outside by the movement suppressing portion 48b, and can suppress the movement of the magnetic pole portions 27 and 28 to the radial outer side.
- FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of the rotor 20 in a cross section along the central axis J.
- the cross section in FIG. 4 passes through the central axis J and the embedded magnetic pole portion 28.
- the cross section in FIG. 5 passes through the central axis J and the exposed magnetic pole portion 27. Note that in FIGS. 4 and 5, the hole 22d provided in the inner core 22 is not shown.
- the flange portion 41 has a first facing surface 41a, a second facing surface 41b and a third facing upward (the other side in the axial direction). It has a facing surface 41c.
- the first facing surface 41a, the third facing surface 41c, and the second facing surface 41b are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
- the first facing surface 41a overlaps with the inner core 22 when viewed from the axial direction.
- the first facing surface 41a faces the lower end surface (end surface facing one side in the axial direction) 22k of the inner core 22.
- the holder 40 of the present embodiment embeds the lower end surface 22k of the inner core 22. Therefore, the first facing surface 41a comes into contact with the lower end surface 22k.
- the second facing surface 41b overlaps with the outer core 24 when viewed from the axial direction.
- the second facing surface 41b faces the lower end surface (end surface facing one side in the axial direction) 24k of the outer core 24.
- the second facing surface 41b may be in contact with or separated from the lower end surface 24k of the outer core 24.
- the second facing surface 41b is located below the first facing surface 41a and the third facing surface 41c (one side in the axial direction).
- FIG. 6 is a perspective view of the rotor 20 and shows a state in which one embedded magnetic pole portion 28 is removed. As shown in FIG. 6, a part of the second facing surface 41b extends to a region located directly below the embedded magnet 23b.
- the second facing surface 41b is provided with a protrusion 42 protruding upward (the other side in the axial direction). That is, the flange portion 41 has a protrusion 42 that projects upward with respect to the second facing surface 41b.
- the protrusion 42 is arranged at the radial inner end of the second facing surface 41b.
- the protrusion 42 is located at the center of the second facing surface 41b in the circumferential direction.
- the protrusion 42 has a semicircular shape when viewed from the axial direction.
- the third facing surface 41c is provided on the upper surface of the protrusion 42. That is, the third facing surface 41c is located at the upper tip (the tip on the other side in the axial direction) of the protrusion 42.
- the third facing surface 41c faces the lower end surface (end surface facing one side in the axial direction) 23k of the embedded magnet 23b.
- the third facing surface 41c may be in contact with or separated from the lower end surface 23k of the embedded magnet 23b.
- the inner core 22 has a plurality of electromagnetic steel sheets 22t laminated along the axial direction of the central axis J.
- the outer core 24 has a plurality of electrical steel sheets 24t laminated along the axial direction of the central axis J.
- the design dimensions of the magnetic steel sheets 22t and 24t of the inner core 22 and the outer core 24 are the same.
- the number of laminated electromagnetic steel sheets 22t in the inner core 22 and the number of laminated electromagnetic steel sheets 24t in the outer core 24 are the same.
- the electromagnetic steel sheets 22t and 24t are formed by press working. Therefore, it is necessary to set a large dimensional tolerance for the inner core 22 and the outer core 24 by stacking the dimensional errors of the plate thicknesses of the base materials of the electromagnetic steel sheets 22t and 24t in the axial direction. Further, since the electromagnetic steel plates 22t and 24t of the inner core 22 and the outer core 24 are generally made of the same type of steel plates, the dimensional tolerances of the inner core 22 and the outer core 24 are set to be the same.
- the second facing surface 41b is located below the first facing surface 41a. Therefore, even when the axial dimension of the outer core 24 is larger than the axial dimension of the inner core 22, the upper end surface 24j of the outer core 24 protrudes upward from the upper end surface 22j of the inner core 22. Can be suppressed.
- the axial dimensional tolerance of the embedded magnet 23b can be set smaller than that of the inner core 22 and the outer core 24.
- the embedded magnet 23b preferably has an axial dimension of a certain value or more in order to ensure sufficient magnetic characteristics, and is unlikely to have a negative tolerance with respect to the inner core 22 and the outer core 24.
- the third facing surface 41c is located above the second facing surface 41b. Since the embedded magnet 23b can have a smaller dimensional tolerance in the axial direction as compared with the outer core 24, it is embedded even when the third facing surface 41c is arranged above the second facing surface 41b. It is possible to prevent the upper end surface 23j of the built-in magnet 23b from protruding upward from the upper end surface 22j of the inner core 22. Further, by locating the third facing surface 41c above the second facing surface 41b, it becomes possible to superimpose the embedded magnet 23b on a wide range of the second flat surface portion 22b of the inner core 22. The flow of magnetic flux between the core 22 and the embedded magnet 23b can be made smoother.
- the third facing surface 41c is provided on the protrusion 42. Therefore, the area of the third facing surface 41c can be reduced, and the dimensional accuracy of the entire third facing surface 41c can be easily improved. Further, the wall thickness of the flange portion 41 does not increase on the lower side of the third facing surface 41c, and it is possible to suppress the occurrence of sink marks on the flange portion 41.
- the third facing surface 41c shown in FIG. 4 is located below the first facing surface 41a. Since the first facing surface 41a is a surface in which the lower end surface 22k of the inner core 22 is embedded, the relative axial positions of the second facing surface 41b and the third facing surface 41c change depending on the actual dimensions of the inner core 22. Therefore, it can be assumed that the third facing surface 41c is located above the first facing surface 41a.
- the tolerance of the axial dimensions of the inner core 22 and the outer core 24 is ⁇ D
- the tolerance of the axial dimensions of the embedded magnet 23b is ⁇ d. Since the dimensional tolerance of the embedded magnet 23b can be set smaller than that of the inner core 22 and the outer core 24, the relationship of D> d is established.
- the third facing surface 41c is arranged at the position of D + d below the first facing surface 41a. Further, in this case, the second facing surface 41b is arranged at a position 2D below the first facing surface 41a.
- the third facing surface 41c is arranged at the position Dd above the first facing surface 41a. Further, in this case, the second facing surface 41b is arranged at a position substantially coincident with the first facing surface 41a.
- the third facing surface 41c is always arranged above the second facing surface 41b by d + D regardless of the actual size of the inner core 22. Will be done.
- the embedded magnetic pole portion 28 is press-fitted between the holding portions 48 arranged in the circumferential direction in a state where the outer core 24 and the embedded magnet 23b are overlapped in the radial direction.
- the outer core 24 and the embedded magnet 23b are press-fitted until one of the lower end surfaces 24k and 23k comes into contact with the flange portion 41.
- a press-fitting process is adopted, at least one of the outer core 24 and the embedded magnet 23b comes into contact with the flange portion 41.
- a press-fitting process may be adopted in which the outer core is press-fitted until the upper end surfaces 24j and 23j of the outer core 24 and the embedded magnet 23b reach the upper end surfaces 22j of the inner core 22.
- the lower end surfaces 24k and 23k of the outer core 24 and the embedded magnet 23b are separated from the flange portion 41.
- the upper end surfaces (surfaces facing the other side in the axial direction) 24j and 23j of the outer core 24 and the embedded magnet 23b are below the reference surface 22j (the surface facing the other side in the axial direction).
- the outer core 24 and the embedded magnet 23b do not protrude upward from the reference surface 22j of the inner core 22 on the opposite side of the flange portion 41. Therefore, when the other member is arranged on the upper side of the rotor 20 with the reference surface 22j as a reference, the interference between the other member and the outer core 24 and the embedded magnet 23b can be suppressed. More specifically, when the spacer 9 is placed in contact with the reference surface 22j, interference between the spacer 9 and the outer core 24 and the embedded magnet 23b is suppressed, and the axial dimension of the rotor coupling 2 is increased. Can be suppressed.
- the flange portion 41 has a first facing surface 41a and a fourth facing surface 41d facing upward (the other side in the axial direction).
- the first facing surface 41a and the fourth facing surface 41d are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
- the fourth facing surface 41d overlaps the exposed magnet 23a when viewed from the axial direction.
- the fourth facing surface 41d faces the lower end surface of the exposed magnet 23a.
- the fourth facing surface 41d may be in contact with or separated from the lower end surface of the exposed magnet 23a.
- the fourth facing surface 41d is located below the first facing surface 41a. According to the present embodiment, it is possible to prevent the exposed magnet 23a from protruding upward from the upper end surface (reference surface) 22j of the inner core 22 on the opposite side of the flange portion 41. Therefore, when the spacer 9 is arranged in contact with the reference surface 22j, it is possible to suppress the interference between the spacer 9 and the exposed magnet 23a and prevent the axial dimension of the rotor coupling 2 from becoming large.
- FIG. 7 is a perspective view of the rotor coupling 2 of the present embodiment.
- the pair of rotors 20 are laminated in the axial direction by arranging the flange portions 41 on opposite sides in the axial direction. Further, a spacer 9 is arranged between the pair of rotors 20.
- the exposed magnetic pole portion 27 and the embedded magnetic pole portion 28 have different magnetic poles facing outward in the radial direction. Further, the exposed magnetic poles 27 and the embedded magnetic poles 28 arranged in the axial direction have the same magnetic poles facing outward in the radial direction.
- the exposed magnetic pole portion 27 of the first rotor 20A and the embedded magnetic pole portion 28 of the second rotor 20B have the N pole directed outward in the radial direction, and the embedded magnetic pole portion 28 and the second rotor 20A of the first rotor 20A.
- the exposed magnetic pole portion 27 of the rotor 20B directs the S pole to the outside in the radial direction.
- the antiphase can be generated in the torque ripple. That is, since the torque ripple generated in the first rotor 20A and the torque ripple generated in the second rotor 20B occur in opposite phases to each other, they cancel each other out and the fluctuation range of the combined torque ripple waveform (combined torque). The difference between the maximum value and the minimum value of ripple) can be kept small. Therefore, according to the present embodiment, the cogging torque can be reduced while suppressing the torque decrease, and the torque ripple can be reduced. Then, the vibration and noise generated by the motor 1 can be reduced.
- the holder 140 of the rotor 120 of the modified example has a first facing surface 141a, a second facing surface 141b, and a third facing surface 141c on the flange portion 141.
- the first facing surface 141a, the second facing surface 141b, and the third facing surface 141c are arranged in this order from the inside to the outside in the radial direction.
- the first facing surface 141a faces the lower end surface 22k of the inner core 22.
- the second facing surface 141b faces the lower end surface of the outer core 124.
- the third facing surface 141c faces the lower end surface of the exposed magnet 123a.
- the second facing surface 141b is located below the first facing surface 141a. Therefore, even when the axial dimension of the outer core 124 is larger than the axial dimension of the inner core 22, the upper end surface of the outer core 124 is prevented from protruding upward from the upper end surface 22j of the inner core 22. can. Further, according to this modification, the third facing surface 141c is located above the second facing surface 141b. Since the exposed magnet 123a can have a smaller dimensional tolerance in the axial direction as compared with the outer core 124, even when the third facing surface 141c is arranged above the second facing surface 141b, the table is displayed.
- the exposed magnet 123a does not protrude upward from the upper end surface (reference surface) 22j of the inner core 22 on the opposite side of the flange portion 141. Therefore, when the spacer 109 is placed in contact with the reference surface 22j, interference between the spacer 109 and the outer core 124 and the exposed magnet 123a can be suppressed, and the axial dimension of the rotor coupling 2 can be suppressed from becoming large. ..
- the outer diameter of the spacer 109 in this modification is smaller than the outer diameter of the exposed magnet 123a.
- the shape of the spacer 109 is not limited as long as it has a size that overlaps with the magnet and the outer core of each magnetic pole portion when viewed from the axial direction.
- the magnetic pole portions facing the second facing surface and the third facing surface are located on the magnet and the outer core located on the outer or inner side in the radial direction of the magnet and extending along the central axis. It may be composed of two layers having and.
- the shape of the magnet and the shape of the outer core are not limited to the examples described in the above-described embodiments and modifications.
- the number of poles of the rotor and the number of slots of the stator are not limited to the above-described embodiment.
Landscapes
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Abstract
本発明のモータの一つの態様は、中心軸線周りに回転するロータと、ロータと径方向に対向するステータと、を備える。ロータは、中心軸線に沿って延びる内コアと、内コアの径方向外側に位置し周方向に沿って並ぶ複数の磁極部と、内コアおよび磁極部を保持するホルダと、を有する。複数の磁極部の少なくとも一部は、マグネットと、マグネットの径方向外側又は内側に位置し中心軸線に沿って延びる外コアと、を有する二層で構成される。ホルダは、内コアおよび磁極部の軸方向一方側に位置するフランジ部を有する。フランジ部は、内コアの軸方向一方側を向く端面に対向する第1対向面と、外コアの軸方向一方側を向く端面に対向する第2対向面と、マグネットの軸方向一方側を向く端面に対向する第3対向面と、を有する。第2対向面は、第1対向面および第3対向面より軸方向一方側に位置する。
Description
本発明は、モータに関する。
本願は、2020年3月31日に出願された日本出願特願2020-062835号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2020年3月31日に出願された日本出願特願2020-062835号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
一般に、モータは、ロータとステータとを有する。ロータは、少なくとも1つの磁石を
有する。モータが発する振動および騒音を低減するためには、コギングトルクおよびトルクリップルを抑制することが考えられる。特許文献1には、ロータ又はステータに段スキューを設けることで、コギングトルクを低減するモータが開示されている。
有する。モータが発する振動および騒音を低減するためには、コギングトルクおよびトルクリップルを抑制することが考えられる。特許文献1には、ロータ又はステータに段スキューを設けることで、コギングトルクを低減するモータが開示されている。
ロータのコアは、電磁鋼板を軸方向に積層することで構成されるため、軸方向の寸法精度を高めることが難しい。また、コアとしては、内コアと外コアを径方向に積層させて用いる場合がある。一方で、ロータのマグネットは、十分な磁気特性を担保するために軸方向に十分な大きさを確保する必要がある。このため、内コアの軸方向の実寸法が設計寸法の公差内で小さくなった場合に、マグネットおよび外コアが、内コアに対し軸方向一方側に突出することが想定される。ロータの一部が軸方向に突出すると、ロータに段スキューを設ける場合など、複数のロータを軸方向に積層させる場合に、突出する部分同士が干渉して全体の軸方向寸法が大きくなり所望の特性を得ることができない虞がある。
本発明は、上記事情に鑑みて、ロータの各部の軸方向への突出を抑制しできるモータを提供することを目的の一つとする。
本発明のモータの一つの態様は、中心軸線周りに回転するロータと、前記ロータと径方向に対向するステータと、を備える。前記ロータは、前記中心軸線に沿って延びる内コアと、前記内コアの径方向外側に位置し周方向に沿って並ぶ複数の磁極部と、前記内コアおよび前記磁極部を保持するホルダと、を有する。複数の前記磁極部の少なくとも一部は、マグネットと、前記マグネットの径方向外側又は内側に位置し前記中心軸線に沿って延びる外コアと、を有する二層で構成される。前記ホルダは、前記内コアおよび前記磁極部の軸方向一方側に位置するフランジ部を有する。前記フランジ部は、前記内コアの軸方向一方側を向く端面に対向する第1対向面と、前記外コアの軸方向一方側を向く端面に対向する第2対向面と、前記マグネットの軸方向一方側を向く端面に対向する第3対向面と、を有する。前記第2対向面は、前記第1対向面および前記第3対向面より軸方向一方側に位置する。
本発明の一つの態様のモータによれば、ロータにおいて各部の軸方向への突出を抑制できるモータを低減できる。
以下の説明においては、中心軸線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、中心軸線Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸線Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態において、下側(-Z)は、軸方向一方側に相当し、上側(+Z)は、軸方向他方側に相当する。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係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は、中心軸線Jに沿う断面におけるモータ1の断面模式図である。図2は、中心軸線Jと直交する断面におけるモータ1の部分断面図である。
図1に示すように、本実施形態のモータ1は、ロータ結合体2と、ステータ30と、複数のベアリング15と、これらを収容するハウジング11と、を備える。ベアリング15は、ロータ結合体2のシャフト21を回転可能に支持する。ベアリング15は、ハウジング11に保持される。
ステータ30は、中心軸線Jを中心とする円環状である。ステータ30の径方向内側には、ロータ結合体2が配置される。ステータ30は、ロータ結合体2の一対のロータ20と径方向に対向する。
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。ステータコア31は、軸方向に沿って積層される複数の電磁鋼板を有する。
ステータコア31は、略環状のコアバック31aと、複数のティース31bと、を有する。本実施形態では、コアバック31aは、中心軸線Jを中心とする円環状である。ティース31bは、コアバック31aの径方向内側面から径方向内側に延びる。コアバック31aの外周面は、ハウジング11の周壁部の内周面と固定される。複数のティース31bは、コアバック31aの径方向内側面に、周方向に互いに間隔をあけて配置される。本実施形態では、複数のティース31bが、周方向に等間隔に配列する。
インシュレータ32は、ステータコア31に装着される。インシュレータ32は、ティース31bを覆う部分を有する。インシュレータ32の材料は、例えば樹脂などの絶縁材料である。
コイル33は、ステータコア31に取り付けられる。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。複数のコイル33は、インシュレータ32を介して各ティース31bに導線が巻き回されることで構成される。
ロータ結合体2は、シャフト21と、シャフト21に固定される一対のロータ20と、一対のロータ20間に配置されるスペーサ9と、カバー部25と、を有する。ロータ結合体2は、中心軸線J周りに回転する。すなわち、シャフト21、一対のロータ20およびスペーサ9は、中心軸線J周りを回転する。シャフト21は、中心軸線Jを中心として軸方向に延びる円柱状である。カバー部25は、中心軸線Jを中心とする筒状である。カバー部25は、一対のロータ20を径方向外側から囲む。カバー部25は、アルミニウム合金、樹脂材料などの非磁性物質から構成される。
図3は、ロータ20の斜視図である。
ロータ20は、内コア22と、内コア22の径方向外側に位置し周方向に沿って並ぶ複数の磁極部27、28と、ホルダ40と、を備える。なお、ロータ結合体2の一対のロータ20は、同様の構成を有する。
ロータ20は、内コア22と、内コア22の径方向外側に位置し周方向に沿って並ぶ複数の磁極部27、28と、ホルダ40と、を備える。なお、ロータ結合体2の一対のロータ20は、同様の構成を有する。
内コア22は、中心軸線Jに沿って延びる。内コア22は、軸方向から見て、略多角形状である。内コア22には、軸方向に貫通する中央孔22hおよび複数の孔部22dが設けられる。中央孔22hは、軸方向から見て中央に位置する。複数の孔部22dは、中央孔22hの周りに並ぶ。中央孔22hには、シャフト21が挿入され固定される。孔部22dは、内コア22を肉抜きして内コア22の軽量化するために設けられる。
内コア22の径方向外側を向く外周面には、周方向に沿って並ぶ複数(8つ)の平面部22a、22bと、平面部22a、22b同士の間に位置する複数(8つ)の溝部22cと、が設けられる。溝部22cは、内コアの軸方向全長に亘って延びる。溝部22cは、径方向外側に開口する。溝部22cは、径方向外側に向かうにしたがい溝幅が小さくなるくさび形状である。
平面部22a、22bは、径方向に垂直な平面状である。平面部22aは、内コア22の軸方向の軸方向全長に亘って延びる。8つの平面部22a、22bは、4つの第1平面部22aと、4つの第2平面部22bと、に分類させる。第1平面部22aと第2平面部22bとは、周方向に沿って交互に並ぶ。第1平面部22aは、第2平面部22bよりも、径方向外側に配置される。
8つの磁極部27、28は、4つの表出磁極部(第1の磁極部)27と4つの埋込磁極部(第2の磁極部)28とに分類される。表出磁極部27は、第1平面部22aに配置され、埋込磁極部28は、第2平面部22bに配置される。すなわち、表出磁極部27と埋込磁極部28とは、中心軸線Jの周方向に沿って交互に並ぶ。
表出磁極部27は、径方向外側面に露出する表出マグネット(マグネット)23aを有する。一方で、埋込磁極部28は、埋込マグネット(マグネット)23bと、埋込マグネット23bを径方向外側から覆う外コア24と、を有する。表出マグネット23aおよび埋込マグネット23bは、永久磁石である。
なお、本明細書において「マグネットが径方向外側に露出する」とは、マグネットが径方向外側に磁気的に露出することを意味する。すなわち、マグネットとその径方向外側に位置するステータとの間に、マグネットの磁束の流れに影響を及ぼす部材が配置されていないことを意味する。したがって、本実施形態に示すように、マグネットとステータとの間に非磁性物質からなるカバー部が配置されていてもよい。
なお、本明細書において「マグネットが径方向外側に露出する」とは、マグネットが径方向外側に磁気的に露出することを意味する。すなわち、マグネットとその径方向外側に位置するステータとの間に、マグネットの磁束の流れに影響を及ぼす部材が配置されていないことを意味する。したがって、本実施形態に示すように、マグネットとステータとの間に非磁性物質からなるカバー部が配置されていてもよい。
図2に示すように、表出磁極部27において、表出マグネット23aは、内コア22の径方向外側面(第1平面部22a)に配置され。表出マグネット23aは、径方向外側に露出する。表出磁極部27は、表面磁石型(Surface Permanent Magnet:SPM)の磁極部と言うことができる。
表出マグネット23aは、板状である。表出マグネット23aは、径方向から見て、四
角形状である。表出マグネット23aは、軸方向から見て、径方向内側面が直線状であり、径方向外側面が径方向外側に凸となる円弧状である。したがって、表出マグネット23aは、周方向の両端部から中央部側(周方向の内側)に向かうにしたがい、径方向の厚さが大きくなる。表出マグネット23aの径方向内側面は、径方向に垂直な方向に広がる平面状である。表出マグネット23aの径方向外側面は、軸方向から見て径方向外側に凸となる曲面状である。
角形状である。表出マグネット23aは、軸方向から見て、径方向内側面が直線状であり、径方向外側面が径方向外側に凸となる円弧状である。したがって、表出マグネット23aは、周方向の両端部から中央部側(周方向の内側)に向かうにしたがい、径方向の厚さが大きくなる。表出マグネット23aの径方向内側面は、径方向に垂直な方向に広がる平面状である。表出マグネット23aの径方向外側面は、軸方向から見て径方向外側に凸となる曲面状である。
埋込磁極部28において、埋込マグネット23bは、内コア22の径方向外側面(第2平面部22b)に配置され、外コア24は、埋込マグネット23bの径方向外側面に配置される。すなわち、埋込磁極部28において、第2平面部22bから径方向外側へ向けて、埋込マグネット23bおよび外コア24は、この順に配置される。埋込マグネット23bは外コア24に覆われ、外コア24は径方向外側に露出する。埋込マグネット23bの周方向両端の位置と、外コア24の周方向の両端の位置とは、径方向から見て重なって配置される。埋込磁極部28は、埋込磁石型(Interior Permanent Magnet:IPM)の磁極部と言うことができる。
埋込マグネット23bは、板状である。埋込マグネット23bは、四角形板状である。軸方向から見て、埋込マグネット23bは、周方向に沿う長さが径方向の長さよりも大きい長方形状である。埋込マグネット23bの径方向内側面および径方向外側面は、それぞれ、径方向に垂直な方向に広がる平面状である。
外コア24は、板状である。外コア24は、径方向から見て、四角形状である。外コア24は、軸方向から見て、径方向内側面が直線状であり、径方向外側面が径方向外側に凸となる円弧状である。したがって、外コア24は、周方向の両端部から中央部側(周方向の内側)に向かうにしたがい、径方向の厚さが大きくなる。外コア24の径方向内側面は、径方向に垂直な方向に広がる平面状である。外コア24の径方向外側面は、軸方向から見て径方向外側に凸となる曲面状である。
図3に示すように、ホルダ40は、内コア22および埋め込む磁極部27、28を保持する。ホルダ40は、樹脂材料からなる。本実施形態において、ホルダ40は、内コア22の一部を埋め込むインサート成形によって成形される。また、ホルダ40には、複数の磁極部27、28が固定される。ホルダ40の成形工程において、内コア22は、上端面(軸方向他方側を向く端面)22jを金型に接触させた状態で金型内に保持される。
ホルダ40は、フランジ部41と、複数(本実施形態では8つ)の保持部48と、を有する。フランジ部41は、内コア22および複数の磁極部27、28の下側(軸方向一方側)に位置する。保持部48は、フランジ部41から上側(軸方向他方側)に向かって柱状に延びる。複数の保持部48は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。周方向に隣り合う保持部48同士の間には、表出磁極部27又は埋込磁極部28が配置される。
図2に示すように、保持部48は、アンカー部48aと、移動抑制部48bと、を有する。アンカー部48aは、溶融した樹脂を溝部22cに充填し固化することにより形成される。アンカー部48aの周方向の幅は、径方向内側へ向かうにしたがい大きくなる。移動抑制部48bは、アンカー部48aよりも径方向外側に位置して、アンカー部48aと繋がる。移動抑制部48bは、保持部48の径方向外側の端部に配置される。移動抑制部48bは、アンカー部48aに対して、周方向の両側(一方側および他方側)に向けてそれぞれ突出する。移動抑制部48bは、板面が径方向を向く板状である。
本実施形態によれば、周方向に沿って並ぶ保持部48の間には、磁極部(表出磁極部27又は埋込磁極部28)が圧入される。すなわち、複数の保持部48は、周方向両側から磁極部27、28を挟んで保持する。本実施形態によれば、内コア22の径方向外側面に、くさび状の溝部22cが設けられることにより、保持部48が径方向外側に移動することが抑制され保持部48を機能させることができる。さらに、保持部48は、移動抑制部48bにより表出磁極部27および埋込磁極部28を径方向外側から押さえることができ、磁極部27、28の径方向外側への移動を抑制できる。
図4および図5は、中心軸線Jに沿う断面におけるロータ20の断面図である。図4における断面は、中心軸線Jおよび埋込磁極部28を通過する。また、図5における断面は、中心軸線Jおよび表出磁極部27を通過する。なお、図4および図5において、内コア22に設けられる孔部22dの図示を省略する。
図4に示すように、中心軸線Jおよび埋込磁極部28を通過する断面において、フランジ部41は、上側(軸方向他方側)を向く第1対向面41a、第2対向面41bおよび第3対向面41cを有する。中心軸線Jおよび埋込磁極部28を通過する断面において、第1対向面41a、第3対向面41c、第2対向面41bは、この順で径方向内側から外側に向かって並ぶ。
第1対向面41aは、軸方向から見て内コア22と重なる。第1対向面41aは、内コア22の下端面(軸方向一方側を向く端面)22kに対向する。本実施形態のホルダ40は、内コア22の下端面22kを埋め込む。したがって、第1対向面41aは、下端面22kに接触する。
第2対向面41bは、軸方向から見て外コア24と重なる。第2対向面41bは、外コア24の下端面(軸方向一方側を向く端面)24kに対向する。第2対向面41bは、外コア24の下端面24kと、接触していても離間していてもよい。第2対向面41bは、第1対向面41aおよび第3対向面41cより下側(軸方向一方側)に位置する。
図6は、ロータ20の斜視図であって、1つの埋込磁極部28を取り外した状態を示す図である。図6に示すように、第2対向面41bの一部は、埋込マグネット23bの直下に位置する領域まで広がる。
第2対向面41bには、上側(軸方向他方側)に突出する突起部42が設けられる。すなわち、フランジ部41は、第2対向面41bに対し上側に突出する突起部42を有する。突起部42は、第2対向面41bの径方向内端に配置される。突起部42は、第2対向面41bの周方向中央に位置する。突起部42は、軸方向から見て半円形状である。第3対向面41cは、突起部42の上面に設けられる。すなわち、第3対向面41cは、突起部42の上側の先端(軸方向他方側の先端)に位置する。
図4に示すように、第3対向面41cは、埋込マグネット23bの下端面(軸方向一方側を向く端面)23kと対向する。第3対向面41cは、埋込マグネット23bの下端面23kと、接触していても離間していてもよい。
本実施形態において、内コア22は、中心軸線Jの軸方向に沿って積層される複数の電磁鋼板22tを有する。同様に、外コア24は、中心軸線Jの軸方向に沿って積層される複数の電磁鋼板24tを有する。これにより、内コア22および外コア24の所望の方向への磁気特性を高めることができる。本実施形態において、内コア22および外コア24の電磁鋼板22t、24tの板厚の設計寸法は等しい。また、内コア22における電磁鋼板22tの積層枚数と、外コア24における電磁鋼板24tの積層枚数とは、同数である。
電磁鋼板22t、24tは、プレス加工によって成形される。このため、内コア22および外コア24は、電磁鋼板22t、24tの母材の板厚の寸法誤差を軸方向に積み重ねることで、寸法公差を大きく設定する必要が生じる。また、一般的に、内コア22および外コア24の電磁鋼板22t、24tは、同種の鋼板から構成されるため、内コア22および外コア24の寸法公差は同様の設定とされる。
本実施形態によれば、第2対向面41bが、第1対向面41aより下側に位置する。このため、外コア24の軸方向寸法が、内コア22の軸方向寸法より大きい場合であっても、外コア24の上端面24jが、内コア22の上端面22jより上側に突出することを抑制できる。
埋込マグネット23bの軸方向寸法の公差は、内コア22および外コア24と比較して、小さく設定することができる。しかしながら、埋込マグネット23bは、十分な磁気特性を担保するために軸方向の寸法を一定以上とすることが好ましく、内コア22および外コア24に対してマイナス公差とし難い。
本実施形態によれば、第3対向面41cは、第2対向面41bより上側に位置する。埋込マグネット23bは、外コア24と比較して、軸方向の寸法公差を小さくすることができるため、第3対向面41cを第2対向面41bより上側に配置した場合であっても、埋込マグネット23bの上端面23jが、内コア22の上端面22jより上側に突出することを抑制できる。さらに、第3対向面41cは、第2対向面41bより上側に位置することで、内コア22の第2平面部22bの広い範囲に埋込マグネット23bを重ねて配置することが可能となり、内コア22と埋込マグネット23bとの間の磁束の流れをよりスムーズとすることができる。
本実施形態によれば、第3対向面41cが突起部42に設けられる。このため、第3対向面41cの面積を小さくすることができ、第3対向面41c全体の寸法精度を高め易い。さらに、第3対向面41cの下側でフランジ部41の肉厚が大きくなることがなく、フランジ部41にヒケが生じることを抑制できる。
図4に示す第3対向面41cは、第1対向面41aより下側に位置する。第1対向面41aは、内コア22の下端面22kを埋め込む面であるため内コア22の実寸法によって第2対向面41bおよび第3対向面41cとの相対的な軸方向位置が変化する。このため、第3対向面41cが第1対向面41aより上側に位置することも想定し得る。
ここで、内コア22および外コア24の軸方向寸法の公差をそれぞれ±Dとし、埋込マグネット23bの軸方向寸法の公差を±dとする。なお、埋込マグネット23bの寸法公差は、内コア22および外コア24より小さく設定できるため、D>dの関係が成り立つ。
内コア22の軸方向の実寸法が公差内で最小である場合、第3対向面41cは、第1対向面41aに対し下側にD+dの位置に配置される。また、この場合、第2対向面41bは、第1対向面41aに対し下側に2Dに位置に配置される。
内コア22の軸方向の実寸法が公差内で最大である場合、第3対向面41cは、第1対向面41aに対し上側にD-dの位置に配置される。また、この場合、第2対向面41bは、第1対向面41aと略一致した位置に配置される。
なお、第2対向面41bと第3対向面41cとの軸方向の位置関係は、内コア22の実寸法に関わらず、常に第3対向面41cが第2対向面41bよりd+Dだけ上側に配置される。
内コア22の軸方向の実寸法が公差内で最大である場合、第3対向面41cは、第1対向面41aに対し上側にD-dの位置に配置される。また、この場合、第2対向面41bは、第1対向面41aと略一致した位置に配置される。
なお、第2対向面41bと第3対向面41cとの軸方向の位置関係は、内コア22の実寸法に関わらず、常に第3対向面41cが第2対向面41bよりd+Dだけ上側に配置される。
埋込磁極部28は、外コア24および埋込マグネット23b径方向に重ねた状態で、周方向に並ぶ保持部48同士の間に圧入される。埋込磁極部28の圧入工程において、外コア24および埋込マグネット23bは、何れか一方の下端面24k、23kがフランジ部41に接触するまで圧入される。このような圧入工程を採用する場合、外コア24および埋込マグネット23bの少なくとも一方は、フランジ部41に接触する。このような圧入工程を採用することで、圧入工程を容易に行うことができる。
なお、外コア24および埋込マグネット23bの上端面24j、23jが内コア22の上端面22jに達するまで外コアを圧入する圧入工程を採用してもよい。この場合、外コア24および埋込マグネット23bの下端面24k、23kがフランジ部41から離間する。このような圧入工程を採用する場合、径方向から見て内コア22、外コア24および埋込マグネット23bが重なる面積を大きくすることができ、磁束の流れをスムーズにすることができる。
本実施形態において、内コア22の上端面22jを基準面とすると、外コア24および埋込マグネット23bの上端面(軸方向他方側を向く面)24j、23jは、基準面22jより下側(軸方向一方側)に位置する。本実施形態によれば、フランジ部41の反対側で、内コア22の基準面22jから外コア24および埋込マグネット23bが上側に突出することがない。したがって、基準面22jを基準に他の部材をロータ20の上側に配置する場合に、他の部材と外コア24および埋込マグネット23bとの干渉を抑制できる。
より具体的には、基準面22jにスペーサ9を接触させて配置する場合、スペーサ9と外コア24および埋込マグネット23bとの干渉を抑制し、ロータ結合体2の軸方向寸法が大型化することを抑制できる。
より具体的には、基準面22jにスペーサ9を接触させて配置する場合、スペーサ9と外コア24および埋込マグネット23bとの干渉を抑制し、ロータ結合体2の軸方向寸法が大型化することを抑制できる。
図5に示すように、中心軸線Jおよび表出磁極部27を通過する断面において、フランジ部41は、上側(軸方向他方側)を向く第1対向面41a、第4対向面41dを有する。中心軸線Jおよび表出磁極部27を通過する断面において、第1対向面41a、第4対向面41dは、この順で径方向内側から外側に向かって並ぶ。
第4対向面41dは、軸方向から見て表出マグネット23aと重なる。第4対向面41dは、表出マグネット23aの下端面に対向する。第4対向面41dは、表出マグネット23aの下端面と、接触していても離間していてもよい。第4対向面41dは、第1対向面41aより下側に位置する。本実施形態によれば、フランジ部41の反対側で、内コア22の上端面(基準面)22jから表出マグネット23aが上側に突出することを抑制できる。したがって、基準面22jにスペーサ9を接触させて配置する場合、スペーサ9と表出マグネット23aとの干渉を抑制し、ロータ結合体2の軸方向寸法が大型化することを抑制できる。
図7は、本実施形態のロータ結合体2の斜視図である。
ロータ結合体2において、一対のロータ20は、互いのフランジ部41を軸方向の反対側に配置させて軸方向に積層される。また、一対のロータ20の間には、スペーサ9が配置される。
ロータ結合体2において、一対のロータ20は、互いのフランジ部41を軸方向の反対側に配置させて軸方向に積層される。また、一対のロータ20の間には、スペーサ9が配置される。
以下の説明において、一対のロータ20を互いに区別する場合、上側に配置される一方を第1のロータ20Aと呼び、下側に配置される他方を第2のロータ20Bと呼ぶ。第1のロータ20Aにおいて、ホルダ40のフランジ部41は、内コア22および磁極部27、28の上側に配置される。一方で、第2のロータ20Bにおいて、ホルダ40のフランジ部41は、内コア22および磁極部27、28の下側に配置される。
図7に示すように、第1のロータ20Aと第2のロータ20Bとは、表出磁極部27および埋込磁極部28が軸方向にずらされて配置される。第1のロータ20Aの表出磁極部27の下側には、第2のロータ20Bの埋込磁極部28が配置される。また、第1のロータ20Aの埋込磁極部28の下側には、第2のロータ20Bの表出磁極部27が配置される。すなわち、一対のロータ20の表出磁極部27と埋込磁極部28とは、軸方向に並んで配置される。一方のロータ20の表出磁極部27の周方向の中心部と、他方のロータ20の埋込磁極部28の周方向の中心部は、互いに重なって配置される。このように本実施形態のマグネット(表出マグネット23aおよび埋込マグネット23b)には、スキューは掛けられておらず、軸方向に真っ直ぐに配列される。
同一のロータ20において、表出磁極部27と埋込磁極部28とは、径方向外側を向く磁極が互いに異なる。また、軸方向に並ぶ表出磁極部27と埋込磁極部28とは、径方向外側を向く磁極が同一である。例えば、第1のロータ20Aの表出磁極部27および第2のロータ20Bの埋込磁極部28がN極を径方向外側に向け、第1のロータ20Aの埋込磁極部28および第2のロータ20Bの表出磁極部27がS極を径方向外側に向ける。
図8は、本実施形態のモータ1の、コギングトルクの波形を示すグラフである。図9は、本実施形態のモータ1の、トルクリップルの波形を示すグラフである。図8および図9に示すように、本実施形態によれば、マグネット(表出マグネット23aおよび埋込マグネット23b)にスキューを掛けなくても、コギングトルクに逆位相を発生させることができる。すなわち、第1のロータ20Aに発生するコギングトルクと、第2のロータ20Bに発生するコギングトルクとが、互いに逆位相で生じるため、これらが互いに打ち消し合い、合成ゴギングトルク波形の変動幅(合成コギングトルクの最大値と最小値との差)を小さく抑えることができる。また、トルクリップルに逆位相を発生させることができる。すなわち、第1のロータ20Aに発生するトルクリップルと、第2のロータ20Bに発生するトルクリップルとが、互いに逆位相で生じるため、これらが互いに打ち消し合い、合成トルクリップル波形の変動幅(合成トルクリップルの最大値と最小値との差)を小さく抑えることができる。したがって本実施形態によれば、トルク低下を抑制しつつコギングトルクを低減でき、かつ、トルクリップルを低減できる。そして、モータ1が発する振動および騒音を低減できる。
(変形例)
上述の実施形態では、表出磁極部27が表出マグネット23aのみを有する。しかしながら、図10に変形例として示すように、表出磁極部127は、表出マグネット123aの径方向内側に位置する外コア124を有していてもよい。
なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
上述の実施形態では、表出磁極部27が表出マグネット23aのみを有する。しかしながら、図10に変形例として示すように、表出磁極部127は、表出マグネット123aの径方向内側に位置する外コア124を有していてもよい。
なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図10に示すように、変形例のロータ120のホルダ140は、フランジ部141に、第1対向面141aと、第2対向面141bと、第3対向面141cと、を有する。中心軸線Jおよび表出磁極部127を通過する断面において、第1対向面141a、第2対向面141bおよび第3対向面141cは、この順で径方向内側から外側に向かって並ぶ。第1対向面141aは、内コア22の下端面22kに対向する。第2対向面141bは、外コア124の下端面に対向する。第3対向面141cは、表出マグネット123aの下端面に対向する。また、フランジ部141は、第2対向面141bに対し上側に突出する突起部142を有し、第3対向面141cは、突起部142の上側の先端に位置する。第2対向面141bは、第1対向面141aおよび第3対向面141cより上側に位置する。
本変形例によれば、第2対向面141bが、第1対向面141aより下側に位置する。このため、外コア124の軸方向寸法が、内コア22の軸方向寸法より大きい場合であっても、外コア124の上端面が、内コア22の上端面22jより上側に突出することを抑制できる。また、本変形例によれば、第3対向面141cは、第2対向面141bより上側に位置する。表出マグネット123aは、外コア124と比較して、軸方向の寸法公差を小さくすることができるため、第3対向面141cを第2対向面141bより上側に配置した場合であっても、表出マグネット123aの上端面が、内コア22の上端面22jより上側に突出することを抑制できる。さらに、第3対向面141cは、第2対向面141bより上側に位置することで、内コア22の第1平面部22aの広い範囲に表出マグネット123aを重ねて配置することが可能となり、内コア22と表出マグネット123aとの間の磁束の流れをよりスムーズとすることができる。
本変形例によれば、フランジ部141の反対側で、内コア22の上端面(基準面)22jから表出マグネット123aが上側に突出することがない。したがって、基準面22jにスペーサ109を接触させて配置する場合、スペーサ109と外コア124および表出マグネット123aとの干渉を抑制し、ロータ結合体2の軸方向寸法が大型化することを抑制できる。なお、本変形例のスペーサ109の外径は、表出マグネット123aの外径より小さい。このようにスペーサ109は、軸方向からみて各磁極部のマグネットおよび外コアと重なる大きさであれば、形状は限定されない。
上述の実施形態および変形例に示すように、第2対向面および第3対向面と対向する磁極部は、マグネットと、マグネットの径方向外側又は内側に位置し前記中心軸線に沿って延びる外コアと、を有する二層で構成されていればよい。
以上に、本発明の実施形態およびその変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態およびその変形例によって限定されることはない。
例えば、マグネットの形状および外コアの各形状は、前述の実施形態および変形例で説明した例に限らない。また、ロータの極数およびステータのスロット数は、上述の実施形態に限定されない。
1…モータ、9…スペーサ、20,120…ロータ、22…内コア、22j…上端面(基準面)、22t,24t…電磁鋼板、23a…表出マグネット(マグネット)、23b…埋込マグネット(マグネット)、24,124…外コア、27…表出磁極部(第1の磁極部)、28…埋込磁極部(第2の磁極部)、30…ステータ、40,140…ホルダ、41,141…フランジ部、41a,141a…第1対向面、41b,141b…第2対向面、41c,141c…第3対向面、42,142…突起部、48…保持部、J…中心軸線
Claims (7)
- 中心軸線周りに回転するロータと、
前記ロータと径方向に対向するステータと、を備え、
前記ロータは、
前記中心軸線に沿って延びる内コアと、
前記内コアの径方向外側に位置し周方向に沿って並ぶ複数の磁極部と、
前記内コアおよび前記磁極部を保持するホルダと、を有し、
複数の前記磁極部の少なくとも一部は、マグネットと、前記マグネットの径方向外側又は内側に位置し前記中心軸線に沿って延びる外コアと、を有する二層で構成され、
前記ホルダは、前記内コアおよび前記磁極部の軸方向一方側に位置するフランジ部を有し、
前記フランジ部は、
前記内コアの軸方向一方側を向く端面に対向する第1対向面と、
前記外コアの軸方向一方側を向く端面に対向する第2対向面と、
前記マグネットの軸方向一方側を向く端面に対向する第3対向面と、を有し、
前記第2対向面は、前記第1対向面および前記第3対向面より軸方向一方側に位置する、
モータ。 - 前記フランジ部は、前記第2対向面に対し軸方向他方側に突出する突起部を有し、
前記第3対向面は、前記突起部の軸方向他方側の先端に位置する、
請求項1に記載のモータ。 - 前記外コアおよび前記マグネットの少なくとも一方は、前記フランジ部に接触する、
請求項1又は2に記載のモータ。 - 前記ホルダは、前記フランジ部から軸方向他方側に延びて周方向両側から前記磁極部を挟んで保持する複数の保持部を有する、
請求項1~3の何れか一項に記載のモータ。 - 前記内コアおよび前記外コアは、前記中心軸線の軸方向に沿って積層される複数の電磁鋼板を有する、
請求項1~4の何れか一項に記載のモータ。 - 前記内コアの軸方向他方側を向く面を基準面とし、前記外コアおよび前記マグネットの軸方向他方側を向く面は、前記基準面より軸方向一方側に位置する、
請求項1~5の何れか一項に記載のモータ。 - 互いの前記フランジ部を軸方向の反対側に配置させて軸方向に積層される一対の前記ロータと、
一対の前記ロータとの間に配置されるスペーサと、を備え、
複数の前記磁極部は、
前記マグネットが径方向外側面に露出する第1の磁極部と、
前記外コアが前記マグネットを覆う第2の磁極部と、を含み、
前記第1の磁極部と前記第2の磁極部とは、前記中心軸線の周方向に沿って交互に並び、
一対の前記ロータの前記第1の磁極部と前記第2の磁極部とが軸方向に並んで配置される
請求項1~6の何れか一項に記載のモータ。
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