WO2022176829A1 - ロータ - Google Patents

ロータ Download PDF

Info

Publication number
WO2022176829A1
WO2022176829A1 PCT/JP2022/005829 JP2022005829W WO2022176829A1 WO 2022176829 A1 WO2022176829 A1 WO 2022176829A1 JP 2022005829 W JP2022005829 W JP 2022005829W WO 2022176829 A1 WO2022176829 A1 WO 2022176829A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor core
rotor
axis
grooves
motor
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/005829
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健 城崎
利典 大河内
佳純 北原
隆浩 小田木
正幸 池本
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
株式会社アイシン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社, 株式会社アイシン filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to JP2023500839A priority Critical patent/JPWO2022176829A1/ja
Priority to US18/277,154 priority patent/US20240136871A1/en
Priority to EP22756147.9A priority patent/EP4297243A1/en
Priority to CN202280014784.6A priority patent/CN116897493A/zh
Publication of WO2022176829A1 publication Critical patent/WO2022176829A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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]
    • 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
    • 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]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems

Definitions

  • the present disclosure relates to rotors, and more particularly to rotors that include a rotor core and a plurality of permanent magnets.
  • a rotor of this type has been proposed that includes a rotor core (rotor body) and a plurality of permanent magnets (see Patent Document 1, for example).
  • a plurality of permanent magnets are embedded in a plurality of slots (insertion holes) formed in the rotor core to form a plurality of magnetic poles.
  • grooves are formed between the magnetic poles on the outer peripheral surface of the rotor core, and the depth from the outer peripheral surface is greater than the minimum depth from the outer peripheral surface of the slot. , suppresses iron loss.
  • the position between the magnetic poles corresponds to the position of the q-axis during operation of the motor using this rotor.
  • the inventors have found that the average torque of the motor (the average value of the instantaneous torque over a predetermined time period when the motor is subjected to maximum torque control at the rated current) deteriorates.
  • the depth of the groove from the outer peripheral surface is greater than the minimum depth of the slot from the outer peripheral surface, the provision of such a groove reduces the strength of the rotor core.
  • the main purpose of the rotor of the present disclosure is to suppress a decrease in the average torque of the motor and a decrease in the strength of the rotor core.
  • the rotor of the present disclosure employs the following means in order to achieve the main purpose described above.
  • the rotor of the present disclosure includes: a rotor core; a plurality of permanent magnets forming a plurality of magnetic poles, embedded in corresponding embedding holes so as to form flux barriers at both ends of a plurality of embedding holes formed in the rotor core;
  • a rotor for use in a motor comprising: A plurality of grooves are formed on the outer peripheral surface of the rotor core, a plurality of said grooves are arranged symmetrically with respect to said axis away from an axis which forms a q-axis when said motor is operated, wherein two said grooves form a pair;
  • a first angle formed by two straight lines passing through the pair of grooves and the center of the rotor core is defined by the following: The gist is that it is smaller than the second angle to form.
  • the rotor of the present disclosure has a plurality of grooves formed on the outer peripheral surface of the rotor core.
  • the plurality of grooves are arranged symmetrically with respect to the q-axis when two grooves are paired and separated from the q-axis when the motor is operated.
  • the average torque of the motor the average value of the instantaneous torque over a predetermined period of time when the motor is subjected to maximum torque control at the rated current.
  • the first angle formed by two straight lines passing through the two paired grooves and the center of the rotor core is the second angle formed by the shaft-side end surfaces of the two adjacent flux barriers with the shaft interposed therebetween. make smaller.
  • a decrease in the strength of the rotor core can be suppressed.
  • the plurality of grooves have a depth from the outer peripheral surface of the rotor core to the embedding hole closest to the tip of the rotor core, the tip of which is farther from the shaft than the circumferential ends of the rotor core. may be formed so as to be closer to the axis than the portion where the is the minimum.
  • the plurality of grooves are formed such that the depth from the outer peripheral surface of the rotor core is shallower than the minimum depth from the outer peripheral surface to the embedding hole. good too. By doing so, it is possible to further suppress a decrease in the strength of the rotor core.
  • the plurality of embedded holes are formed in the rotor core so that two embedded holes that form a pair form a substantially V shape that separates from each other as it goes from the center side of the rotor core to the outer peripheral side.
  • the plurality of permanent magnets may be embedded in the embedding holes so that the two permanent magnets embedded in the two embedding holes forming a pair form one magnetic pole. good.
  • the motor of the present disclosure is a stator formed in a cylindrical shape and having a plurality of teeth protruding radially inward at circumferentially spaced intervals on an inner peripheral surface;
  • the rotor of the present disclosure in any of the above-described aspects, ie, basically a rotor core, rotatably arranged in the stator via an air gap, and both ends of a plurality of embedded holes formed in the rotor core and a plurality of permanent magnets forming a plurality of magnetic poles embedded in the corresponding embedded holes so as to form a flux barrier in the rotor for use in a motor, wherein a plurality of permanent magnets are formed on the outer peripheral surface of the rotor core.
  • a plurality of grooves are formed, and the plurality of grooves are arranged symmetrically with respect to the q-axis when two grooves form a pair and are separated from the q-axis when the motor is operated.
  • the first angle formed by two straight lines passing through the two grooves forming a pair and the center of the rotor core is defined by the axis-side ends of the two flux barriers adjacent to each other across the axis and the center.
  • a motor comprising The gist is that the plurality of grooves are formed such that the first angle is the same as the angle formed by the two circumferential outer side surfaces of the tooth.
  • the motor of the present disclosure includes the rotor of the present disclosure in any of the above-described aspects, the effect of the rotor of the present disclosure, for example, the effect of suppressing a decrease in the average torque of the motor and a decrease in the strength of the rotor core. etc.
  • the plurality of grooves are formed so that the first angle and the angle formed by the two outer side surfaces of the teeth in the circumferential direction are the same, the teeth face the q-axis when the rotor rotates.
  • the change in the stator magnetic flux due to the difference between the magnetic resistance when the teeth do not face the q-axis (when the slots between the teeth face each other) can be made sinusoidal, A reduction in torque ripple can be achieved.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a motor 20 having a rotor according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an enlarged cross-section of a main part of the motor 20
  • FIG. It is the schematic which expanded the cross section of the groove part 330c.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining angles ⁇ 3 to ⁇ 5;
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a motor 20 having a rotor as one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a main part of the motor 20.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an enlarged cross section of the groove portion 330c.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the angles ⁇ 3 to ⁇ 5.
  • the motor 20 is, for example, a three-phase AC motor used as a driving source or generator for electric vehicles and hybrid vehicles, and includes a stator 22 and a rotor 30 as shown.
  • the stator 22 includes a stator core 220 and a plurality of coils (not shown), as shown in FIG.
  • Stator core 220 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates formed in an annular shape by pressing, for example, and is formed in a cylindrical shape as a whole.
  • the stator core 220 includes a plurality of teeth 220t protruding radially inward at intervals in the circumferential direction from an outer peripheral portion (yoke) and having flange portions 220tb that are wide in the circumferential direction at the tips thereof, and between adjacent teeth 220t.
  • An insulator (insulating paper) (not shown) is placed in each slot 220s.
  • the rotor 30 is rotatably arranged inside the stator 22 via an air gap, and as shown in FIGS. , provided.
  • the rotor core 330 is fixed to a rotating shaft (not shown), and is formed by laminating a plurality of annular core plates made of electromagnetic steel plates or the like. As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor core 330 includes a central hole 330a into which the above-described rotating shaft is inserted and fixed, a plurality of (in the embodiment, for example, 16) magnet embedding holes 330b, and a plurality (in the embodiment, for example, 16) magnet embedding holes 330b. For example, 16 grooves 330c are formed. The plurality of grooves 330c will be described later.
  • the plurality of magnet embedding holes 330b are arranged in the rotor core 330 at predetermined intervals (45° intervals in the embodiment) so as to penetrate the rotor core 330 in the axial direction.
  • the paired two magnet embedding holes 330b are formed so as to separate from each other (in a substantially V-shape) as they go from the axial center side of the rotor 30 toward the outer peripheral side.
  • Each magnet embedding hole 330 b has a width longer than the width of the permanent magnet 332 .
  • the permanent magnet 332 is, for example, a rare earth sintered magnet such as a neodymium magnet, and is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the two permanent magnets 332 forming a pair are inserted and fixed in the corresponding magnet embedding holes 330b so that the poles located on the outer peripheral side of the rotor 30 are the same.
  • the two permanent magnets 332 forming a pair are arranged in the rotor core 330 so as to be spaced apart from each other from the axial center side of the rotor 30 toward the outer peripheral side thereof to form one magnetic pole of the rotor 30 .
  • the rotor 30 of the motor 20 configured in this manner is rotated by supplying an alternating current to each coil from an inverter (not shown) that is PWM controlled.
  • the plurality of grooves 330c will be described. As shown in FIG. 2, the plurality of grooves 330c are formed on the outer peripheral surface of rotor core 330 so as to extend in the axial direction. The plurality of grooves 330c are spaced apart from the corresponding axis A among the plurality of (eight in the embodiment) axes A that form a pair of two grooves 330c and become the q-axis when the motor 20 is operated. arranged symmetrically. As a result, a decrease in the average torque of the motor 20 (the average value of the instantaneous torque over a predetermined period of time when the motor 20 is subjected to maximum torque control at the rated current) can be suppressed.
  • the average torque of the motor 20 the average value of the instantaneous torque over a predetermined period of time when the motor 20 is subjected to maximum torque control at the rated current
  • two straight lines L1 and L2 formed by two paired grooves 330c and center C of rotor core 330 form a first line.
  • the angle ⁇ 1 is the angle formed by two straight lines L3 and L4 parallel to the end faces FBt on the axis A side of the two flux barriers FB adjacent to each other across the axis A, that is, the two flux barriers FB adjacent to each other across the axis A. is smaller than the second angle ⁇ 2 formed by the end face FBt on the axis A side of the .
  • the pair of two grooves 330c are formed closer to the axis A than the adjacent flux barriers FB with the axis A interposed therebetween.
  • the two straight lines L1 and L2 may be straight lines passing through any position of the pair of two groove portions 330c.
  • the plurality of grooves 330c have a depth D at the deepest point from the outer peripheral surface of the rotor core 330, which is greater than the depth from the outer peripheral surface to the nearest magnet embedding hole 330b. It is formed so as to be shallower than the minimum value Dmin.
  • the thickness of the rotor core 330 at the upper end of the flux barrier FB becomes larger than that at other portions. Since it is thin, if a plurality of grooves 330c are formed, the strength will decrease. Further, when the plurality of grooves 330c are formed deep, the rotor core 330 becomes thin at the locations where the grooves 330c are formed, and thus the strength of the rotor core 330 is reduced compared to when the grooves 330c are formed shallow. In the embodiment, by forming a plurality of grooves 330c as described above, a decrease in strength of rotor core 330 can be suppressed.
  • the plurality of grooves 330c have a first angle ⁇ 1 and two circumferential outer surfaces Pt1 of the tooth 220t when a straight line L5 passing through the center and the center C of the tooth 220t overlaps with the axis A. , Pt2 are formed to be the same. This is due to the difference between the magnetic resistance when the teeth 220t face the q-axis and the magnetic resistance when the teeth 220t do not face the q-axis (when the slots 220s face) when the rotor 30 rotates. This is because the change in is sinusoidal. As a result, torque ripple can be reduced.
  • the groove 330cR on the right side of the axis A in FIG. 4 is formed in the same manner as the groove 330cL. Thereby, it is possible to reduce the torque ripple caused by the slots 220s.
  • a plurality of grooves 330c are formed on the outer peripheral surface of the rotor core 330, and the plurality of grooves 330c are formed in pairs when the motor 20 operates.
  • a second line formed by two straight lines L1 and L2 passing through the center C of the rotor core 330 and the two paired grooves 330c in the cross section of the rotor core 330.
  • the plurality of grooves 330c are formed so that the depth D from the outer peripheral surface of the rotor core 330 is shallower than the minimum value Dmin of the depth from the outer peripheral surface to the nearest magnet embedding hole 330b. to form.
  • the depth D may be as deep as the minimum value Dmin or deeper than the minimum value Dmin.
  • flanges 220tb wide in the circumferential direction are formed at the tips of a plurality of teeth 220t.
  • the plurality of teeth 220t may be formed so as to taper in the radial direction without forming the flange portion 220tb on the plurality of teeth 220t, or the circumferential width may be formed constant in the radial direction.
  • the groove portion 330cR among the plurality of groove portions 330c may be formed in the same manner as the groove portion 330cL.
  • the rotor core 330 corresponds to the "rotor core”
  • the permanent magnet 332 corresponds to the "permanent magnet”
  • the groove 330c corresponds to the "groove”.
  • the present disclosure can be used in the rotor manufacturing industry and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

ロータコアと、ロータコアに形成された複数の埋設孔の両端にフラックスバリアを形成するように対応する埋設孔に埋め込まれ、複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、を備え、モータに用いられるロータであって、ロータコアの外周面に、複数の溝部が形成されており、複数の溝部は、２つの溝部が対となってモータの作動時にｑ軸となる軸から離れて軸に対して対称に配置され、ロータコアの断面において、対となる２つの溝部とロータコアの中心とを通る２つの直線がなす第１角度は、軸を挟んで隣合う２つのフラックスバリアの軸側の端面がなす第２角度より小さい。

Description

ロータ
　本開示は、ロータに関し、詳しくは、ロータコアと、複数の永久磁石と、を備えるロータに関する。
　従来、この種のロータとしては、ロータコア（ロータ本体）と、複数の永久磁石と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。複数の永久磁石は、ロータコアに形成された複数のスロット（挿入孔）に埋め込まれ、複数の磁極を形成している。このロータでは、ロータコアの外周面において、磁極と磁極との間の位置に、外周面からの深さが、スロットの外周面からの深さの最小値より深い溝部（凹部）を形成することにより、鉄損を抑制している。
特開２０２０－１５６１９２号公報
　しかしながら、上述のロータでは、磁極と磁極との間の位置に溝部を設けると、磁極と磁極との間の位置がこのロータを用いたモータの作動時のｑ軸の位置に対応することから、モータの平均トルク（モータを定格電流で最大トルク制御したときの瞬時トルクの所定時間での平均値）が悪化してしまうことを発明者達は見出した。また、溝部の外周面からの深さが、スロットの外周面からの深さの最小値より深いことから、こうした溝部を設けることにより、ロータコアの強度が低下してしまう。
　本開示のロータは、モータの平均トルクの低下とロータコアの強度の低下とを抑制することを主目的とする。
　本開示のロータは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
　本開示のロータは、
　ロータコアと、
　前記ロータコアに形成された複数の埋設孔の両端にフラックスバリアを形成するように対応する前記埋設孔に埋め込まれ、複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、
　を備え、モータに用いられるロータであって、
　前記ロータコアの外周面に、複数の溝部が形成されており、
　複数の前記溝部は、２つの前記溝部が対となって前記モータの作動時にｑ軸となる軸から離れて前記軸に対して対称に配置され、
　前記ロータコアの断面において、対となる２つの前記溝部と前記ロータコアの中心とを通る２つの直線がなす第１角度は、前記軸を挟んで隣合う２つの前記フラックスバリアの前記軸側の端面がなす第２角度より小さい
　ことを要旨とする。
　この本開示のロータは、ロータコアの外周面に、複数の溝部が形成されている。複数の溝部は、２つの溝部が対となってモータの作動時にｑ軸となる軸から離れて軸に対して対称に配置されている。これにより、モータの平均トルク（モータを定格電流で最大トルク制御したときの瞬時トルクの所定時間での平均値）の低下を抑制できる。そして、ロータコアの断面において、対となる２つの溝部とロータコアの中心とを通る２つの直線がなす第１角度を、軸を挟んで隣合う２つのフラックスバリアの軸側の端面がなす第２角度より小さくする。これにより、ロータコアの強度の低下を抑制できる。この結果、モータの平均トルクの低下とロータコアの強度の低下とを抑制できる。
　こうした本開示のロータにおいて、複数の前記溝部は、前記ロータコアの周方向の両端のうち前記軸から遠いほうの先端が、前記ロータコアにおいて前記外周面から前記先端に最も近い前記埋設孔までの深さが最小となる部位より前記軸寄りになるように、形成されていてもよい。
　また、本開示のロータにおいて、複数の前記溝部は、前記ロータコアの前記外周面からの深さが、前記外周面から前記埋設孔までの深さの最小値より浅くなるように、形成されていてもよい。こうすれば、更に、ロータコアの強度の低下を抑制できる。
　さらに、本開示のロータにおいて、複数の前記埋設孔は、対となる２つの埋設孔が、前記ロータコアの中心側から外周側に向かうにつれて互いに離間する略Ｖ字状をなすように前記ロータコアに形成されており、複数の前記永久磁石は、対となる２つの前記埋設孔に埋め込まれた対となる２つの前記永久磁石で１つの前記磁極を形成するように前記埋設孔に埋め込まれていてもよい。
　本開示のモータは、
　円筒状に形成され、内周面に周方向に間隔をおいて径方向内側に突出する複数のティースを有するステータと、
　エアギャップを介して前記ステータ内に回転自在に配置された、上述したいずれかの態様の本開示のロータ、即ち、基本的には、ロータコアと、前記ロータコアに形成された複数の埋設孔の両端にフラックスバリアを形成するように対応する前記埋設孔に埋め込まれ、複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、を備え、モータに用いられるロータであって、前記ロータコアの外周面に、複数の溝部が形成されており、複数の前記溝部は、２つの前記溝部が対となって前記モータの作動時にｑ軸となる軸から離れて前記軸に対して対称に配置され、前記ロータコアの断面において、対となる２つの前記溝部と前記ロータコアの中心とを通る２つの直線のなす第１角度は、前記軸を挟んで隣合う２つの前記フラックスバリアの前記軸側の端部と前記中心とを通る２つの直線のなす第２角度より小さいロータと、
　を備えるモータであって、
　複数の前記溝部は、前記第１角度と、前記ティースの周方向の２つの外側面とがなす角度と、が同一となるように形成されている
　ことを要旨とする。
　この本開示のモータは、上述したいずれかの態様の本開示のロータを備えることから、本開示のロータが奏する効果、例えば、モータの平均トルクの低下とロータコアの強度の低下とを抑制できる効果などを奏する。また、複数の溝部は、第１角度と、ティースの周方向の２つの外側面とがなす角度と、が同一となるように形成されているから、ロータの回転時においてｑ軸にティースが対向するときの磁気抵抗とｑ軸にティースが対向していないとき（ティースとティースとの間のスロットが対向するとき）の磁気抵抗との差によるステータ磁束の変化を正弦波状とすることができ、トルクリップルの低減を図ることができる。
本開示の一実施例としてのロータを備えるモータ２０の構成の概略を示す構成図である。 モータ２０の要部の断面を拡大した概略図である。 溝部３３０ｃの断面を拡大した概略図である。 角度θ３～θ５を説明するための説明図である。
　次に、本開示の発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
　図１は、本開示の一実施例としてのロータを備えるモータ２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、モータ２０の要部の断面を拡大した概略図である。図３は、溝部３３０ｃの断面を拡大した概略図である。図４は、角度θ３～θ５を説明するための説明図である。モータ２０は、例えば電気自動車やハイブリッド車両の走行駆動源あるいは発電機として用いられる３相交流電動機であり、図示するように、ステータ２２と、ロータ３０と、を備える。
　ステータ２２は、図１に示すように、ステータコア２２０と、複数のコイル（図示せず）と、を備える。ステータコア２２０は、例えばプレス加工により円環状に形成された電磁鋼板を複数積層することにより形成され、全体として円筒状に形成されている。ステータコア２２０は、外周部（ヨーク）から周方向に間隔をおいて径方向内側に突出し先端に周方向に幅広のつば部２２０ｔｂが形成された複数のティース２２０ｔと、それぞれ互いに隣合うティース２２０ｔの間に形成された複数のスロット２２０ｓとを含み、各スロット２２０ｓ内には、図示しないインシュレータ（絶縁紙）が配置される。
　ロータ３０は、エアギャップを介してステータ２２内に回転自在に配置されており、図１、図２に示すように、ロータコア３３０と、複数（実施例では、例えば１６個）の永久磁石３３２と、を備える。
　ロータコア３３０は、図示しない回転シャフトに固定されており、電磁鋼板等により環状に形成されたコアプレートを複数積層することにより形成されている。ロータコア３３０は、図１、図２に示すように、上述した回転シャフトが挿入・固定される中心孔３３０ａと、複数（実施例では、例えば１６個）の磁石埋設孔３３０ｂと、複数（実施例では、例えば１６個）の溝部３３０ｃと、が形成されている。複数の溝部３３０ｃについては、後述する。
　複数の磁石埋設孔３３０ｂは、それぞれロータコア３３０を軸方向に貫通するように、２つずつ所定間隔（実施例では、４５°間隔）をおいて当該ロータコア３３０に配設される。対をなす２つの磁石埋設孔３３０ｂは、ロータ３０の軸心側から外周側に向かうにつれて互いに離間するように（略Ｖ字状をなすように）形成されている。各磁石埋設孔３３０ｂは、永久磁石３３２の幅よりも長い幅を有している。これにより、磁石埋設孔３３０ｂ内に永久磁石３３２が配置された際、各永久磁石３３２の幅方向における両側には、当該永久磁石３３２からの磁束の短絡を抑制するための空隙部としてのフラックスバリアＦＢが形成される。
　永久磁石３３２は、例えばネオジム磁石等の希土類焼結磁石等であり、略直方体状に形成されている。対をなす２つの永久磁石３３２は、ロータ３０の外周側に位置する極が互いに同一となるように対応する磁石埋設孔３３０ｂに挿入・固定される。これにより、対をなす２つの永久磁石３３２は、ロータ３０の軸心側から外周側に向かうにつれて互いに離間するようにロータコア３３０に配設されて当該ロータ３０の１つの磁極を形成する。
　こうして構成されたモータ２０のロータ３０は、ＰＷＭ制御される図示しないインバータから各コイルに交流電流を供給することにより回転する。
　ここで、複数の溝部３３０ｃについて説明する。複数の溝部３３０ｃは、図２に示すように、それぞれロータコア３３０の外周面に軸方向に延在するよう形成されている。複数の溝部３３０ｃは、２つの溝部３３０ｃが対となり、モータ２０の作動時にｑ軸となる複数（実施例では、８個）の軸Ａのうち対応する軸Ａから離れて、軸Ａに対して対称に配置されている。これにより、モータ２０の平均トルク（モータ２０を定格電流で最大トルク制御したときの瞬時トルクの所定時間での平均値）の低下を抑制できる。
　複数の溝部３３０ｃでは、図２に示すように、ロータコア３３０の回転軸に垂直な断面において、対となる２つの溝部３３０ｃとロータコア３３０の中心Ｃとを通る２つの直線Ｌ１、Ｌ２のなす第１角度θ１を、軸Ａを挟んで隣合う２つのフラックスバリアＦＢの軸Ａ側の端面ＦＢｔに平行な２つの直線Ｌ３、Ｌ４のなす角度、即ち、軸Ａを挟んで隣合う２つのフラックスバリアＦＢの軸Ａ側の端面ＦＢｔのなす角度としての第２角度θ２より小さくしている。即ち、対となる２つの溝部３３０ｃは、軸Ａを挟んで隣合うフラックスバリアＦＢより軸Ａ側に形成されている。なお、２つの直線Ｌ１、Ｌ２は、対となる２つの溝部３３０ｃのどの位置を通る直線でも構わない。更に、複数の溝部３３０ｃは、図２、図３に示すように、ロータコア３３０の外周面からの一番深い箇所の深さＤが、外周面から最も近くの磁石埋設孔３３０ｂまでの深さの最小値Ｄｍｉｎより浅くなるように、形成されている。対となる２つの溝部３３０ｃを、軸Ａを挟んで隣合うフラックスバリアＦＢ上やフラックスバリアＦＢの外側に形成すると、フラックスバリアＦＢの上端でのロータコア３３０の厚さが他の部分に比して薄いことから、複数の溝部３３０ｃを形成すると強度が低下してしまう。また、複数の溝部３３０ｃを深く形成すると、溝部３３０ｃを形成した箇所でロータコア３３０が薄くなることから、浅く形成した場合に比して、ロータコア３３０の強度が低下してしまう。実施例では、上述したように複数の溝部３３０ｃを形成することにより、ロータコア３３０の強度の低下を抑制できる。
　複数の溝部３３０ｃは、図２に示すように、ティース２２０ｔの中央と中心Ｃとを通る直線Ｌ５が軸Ａと重なるときに、第１角度θ１と、ティース２２０ｔの周方向の２つの外側面Ｐｔ１，Ｐｔ２がなす角度と、が同一となるように形成されている。これは、ロータ３０の回転時においてｑ軸にティース２２０ｔが対向するときの磁気抵抗とｑ軸にティース２２０ｔが対向していないとき（スロット２２０ｓが対向するとき）の磁気抵抗との差によるステータ磁束の変化を正弦波状とするためである。これにより、トルクリップルの低減を図ることができる。
　複数の溝部３３０ｃのうち図４において軸Ａより左側の溝部３３０ｃＬは、図４に示すように、ロータコア３３０の周方向の両端のうち軸Ａから遠いほうの先端および中心Ｃを通る直線Ｌ６と直線Ｌ５（軸Ａ）とがなす角度θ３が、つば部２２０ｔｂの根本および中心Ｃを通る直線（直線Ｌ１）と直線Ｌ５（軸Ａ）とがなす角度θ４（＝（θ１）／２）より大きく、つば部２２０ｔｂの先端および中心Ｃを通る直線Ｌ７と直線Ｌ５とがなす角度θ５以下となるように、即ち、図４の断面において、溝部３３０ｃＬの少なくとも一部が直線Ｌ１と直線Ｌ７とで囲まれた範囲内となるように形成されている。複数の溝部３３０ｃのうち図４において軸Ａより右側の溝部３３０ｃＲは、溝部３３０ｃＬと同様に形成されている。これにより、スロット２２０ｓに起因するトルクリップルの低減を図ることができる。
　以上説明した実施例のロータを備えるモータ２０によれば、ロータコア３３０の外周面に、複数の溝部３３０ｃを形成し、複数の溝部３３０ｃを、２つの溝部３３０ｃが対となってモータ２０の作動時にｑ軸となる軸Ａから離れて軸Ａに対して対称に配置し、ロータコア３３０の断面において、対となる２つの溝部３３０ｃとロータコア３３０の中心Ｃとを通る２つの直線Ｌ１、Ｌ２のなす第１角度θ１を、軸Ａを挟んで隣合う２つのフラックスバリアＦＢの軸Ａ側の端面ＦＢｔのなす第２角度θ２より小さくすることにより、モータ２０の平均トルクの低下とロータコア３３０の強度の低下とを抑制できる。
　実施例のロータを備えるモータ２０では、複数の溝部３３０ｃを、ロータコア３３０の外周面からの深さＤが、外周面から最も近くの磁石埋設孔３３０ｂまでの深さの最小値Ｄｍｉｎより浅くなるように、形成している。しかしながら、深さＤを最小値Ｄｍｉｎと同一の深さにしてもよいし最小値Ｄｍｉｎより深くしてもよい。
　実施例のロータを備えるモータ２０では、複数のティース２２０ｔの先端に、周方向に幅広のつば部２２０ｔｂを形成している。しかしながら、複数のティース２２０ｔにつば部２２０ｔｂを形成せずに、複数のティース２２０ｔを径方向に先細るように形成したり、周方向の幅を径方向で一定に形成してもよい。この場合、複数の溝部３３０ｃのうち溝部３３０ｃＬを、直線Ｌ５が軸Ａと重なるときに、直線Ｌ６と直線Ｌ５（軸Ａ）とがなす角度θ３が、角度θ４より大きく、直線Ｌ３と直線Ｌ５（軸Ａ）とがなす角度θ６（＝（θ２）／２）以下となるように、即ち、溝部３３０ｃＬの少なくとも一部が直線Ｌ１と直線Ｌ３（または直線Ｌ４）とで囲まれた範囲内となるように形成すればよい。複数の溝部３３０ｃのうち溝部３３０ｃＲは、溝部３３０ｃＬと同様に形成すればよい。
　実施例の主要な要素と発明の開示の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ロータコア３３０が「ロータコア」に相当し、永久磁石３３２が「永久磁石」に相当し、溝部３３０ｃが「溝部」に相当する。
　なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
　以上、本開示を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本開示はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
　本開示は、ロータの製造産業などに利用可能である。

Claims (3)

  1. 　ロータコアと、
    　前記ロータコアに形成された複数の埋設孔の両端にフラックスバリアを形成するように対応する前記埋設孔に埋め込まれ、複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、
    　を備え、モータに用いられるロータであって、
    　前記ロータコアの外周面に、複数の溝部が形成されており、
    　複数の前記溝部は、２つの前記溝部が対となって前記モータの作動時にｑ軸となる軸から離れて前記軸に対して対称に配置され、
    　前記ロータコアの断面において、対となる２つの前記溝部と前記ロータコアの中心とを通る２つの直線がなす第１角度は、前記軸を挟んで隣合う２つの前記フラックスバリアの前記軸側の端面がなす第２角度より小さい
    　ロータ。
  2. 　請求項１記載のロータであって、
    　複数の前記溝部は、前記ロータコアの周方向の両端のうち前記軸から遠いほうの先端が、前記ロータコアにおいて前記外周面から前記先端に最も近い前記埋設孔までの深さが最小となる部位より前記軸寄りになるように、形成されている
    　ロータ。
  3. 　請求項１または２記載のロータであって、
    　複数の前記溝部は、前記ロータコアの前記外周面からの深さが、前記外周面から前記埋設孔までの深さの最小値より浅くなるように、形成されている
    　ロータ。
PCT/JP2022/005829 2021-02-16 2022-02-15 ロータ WO2022176829A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023500839A JPWO2022176829A1 (ja) 2021-02-16 2022-02-15
US18/277,154 US20240136871A1 (en) 2021-02-16 2022-02-15 Rotor
EP22756147.9A EP4297243A1 (en) 2021-02-16 2022-02-15 Rotor
CN202280014784.6A CN116897493A (zh) 2021-02-16 2022-02-15 转子

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-022727 2021-02-16
JP2021022727 2021-02-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022176829A1 true WO2022176829A1 (ja) 2022-08-25

Family

ID=82931739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/005829 WO2022176829A1 (ja) 2021-02-16 2022-02-15 ロータ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240136871A1 (ja)
EP (1) EP4297243A1 (ja)
JP (1) JPWO2022176829A1 (ja)
CN (1) CN116897493A (ja)
WO (1) WO2022176829A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007097387A (ja) * 2005-08-31 2007-04-12 Toshiba Corp 回転電機
WO2008153171A1 (ja) * 2007-06-13 2008-12-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 回転電機
JP2009118687A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Nissan Motor Co Ltd 永久磁石式回転機
JP2020156192A (ja) 2019-03-19 2020-09-24 日鉄日新製鋼株式会社 Ｉｐｍモータのロータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007097387A (ja) * 2005-08-31 2007-04-12 Toshiba Corp 回転電機
WO2008153171A1 (ja) * 2007-06-13 2008-12-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 回転電機
JP2009118687A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Nissan Motor Co Ltd 永久磁石式回転機
JP2020156192A (ja) 2019-03-19 2020-09-24 日鉄日新製鋼株式会社 Ｉｐｍモータのロータ

Also Published As

Publication number Publication date
US20240136871A1 (en) 2024-04-25
EP4297243A1 (en) 2023-12-27
CN116897493A (zh) 2023-10-17
JPWO2022176829A1 (ja) 2022-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2840692B1 (en) Spoke permanent magnet machine with reduced torque ripple and method of manufacturing thereof
KR20120110025A (ko) 회전 전기 기계용 영구 자석 매설형 회전자 및 회전 전기 기계
EP2840678B1 (en) System and method for smoothing a salient rotor in electrical machines
CN109964388B (zh) 旋转电机用转子以及旋转电机用转子的制造方法
EP3142224A1 (en) Single phase permanent magnet motor
KR20180024339A (ko) 라인기동식 동기형 릴럭턴스 전동기 및 그 회전자
JP6507956B2 (ja) 永久磁石式回転電機
JP2013046466A (ja) 回転子
EP3095175B1 (en) Split rotor stack gap with a corner air barrier
CN112602253B (zh) 单齿段
JP6357859B2 (ja) 永久磁石埋め込み式回転電機
WO2022176829A1 (ja) ロータ
JP5589662B2 (ja) 分割型回転子及び電動機
US11223246B2 (en) Stator
CN109997290B (zh) 同步磁阻型旋转电机
JP2014113033A (ja) 磁石埋込式回転電機
JP7149497B2 (ja) ブラシレスモータ及びブラシレスモータの製造方法
KR20170028270A (ko) 단상 영구 자석 모터 및 그 고정자 코어
JP6390212B2 (ja) 永久磁石埋め込み式回転電機
KR102526938B1 (ko) 영구자석 매립형 전동기를 위한 로터 및 그를 이용한 전동기
JP2014143797A (ja) 磁石埋込式回転電機
JP7455994B2 (ja) 回転電機
US20230246496A1 (en) Rotor and rotating electric machine
CN114629320A (zh) 电机
WO2018150511A1 (ja) 回転電機の制御装置、回転電機、および回転電機の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22756147

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023500839

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18277154

Country of ref document: US

Ref document number: 202280014784.6

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022756147

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022756147

Country of ref document: EP

Effective date: 20230918