DE102021114872A1

DE102021114872A1 - Elektrische rotationsmaschine

Info

Publication number: DE102021114872A1
Application number: DE102021114872.3A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Sugaya
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2021-12-16
Also published as: JP2021197814A; JP7484465B2; CN113809849A

Abstract

Ein Aspekt einer elektrischen Rotationsmaschine der vorliegenden Erfindung weist einen Rotor mit mehreren Magneten auf. Die mehreren Magneten beinhalten ein Paar erste Magneten, die sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung erstrecken, in der sie sich von einer in Radialrichtung inneren Seite zu einer in Radialrichtung äußeren Seite hin in Umfangsrichtung zunehmend voneinander entfernen, und einen zweiten Magneten, der an einer Umfangsposition zwischen den beiden ersten Magneten angeordnet ist und sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung orthogonal zur Radialrichtung erstreckt. Der Rotorkern weist ein Paar erste Magnetflusssperrabschnitte, die den ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordnet sind, ein Paar zweite Magnetflusssperrabschnitte, die den zweiten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordnet sind, und einen dritten Magnetflusssperrabschnitt auf, der in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt angeordnet ist. In einem betreffenden Zustand, in dem ein in Umfangsrichtung mittlerer Punkt des zweiten Magneten an derselben Umfangsposition wie ein in Umfangsrichtung mittlerer Punkt eines Zahnes angeordnet ist, ist der dritte Magnetflusssperrabschnitt auf der in Radialrichtung inneren Seite eines anderen Zahnes gelegen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Rotationsmaschine.
Allgemeiner Stand der Technik
Es ist eine elektrische Rotationsmaschine bekannt, die einen Rotorkern und einen Dauermagneten aufweist, der in einem Loch angeordnet ist, das in dem Rotorkern bereitgestellt ist. Beispielsweise ist in WO 2018/159181 eine elektrische Rotationsmaschine angegeben, bei der drei Dauermagneten in einer V-Form angeordnet sind.
Kurzdarstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Bei einer solchen elektrischen Rotationsmaschine wird nach einer weiteren Reduzierung der Drehmomentwelligkeit verlangt. Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieses Umstands getätigt, und ihr liegt als eine Aufgabe zugrunde, eine elektrische Rotationsmaschine bereitzustellen, die eine Struktur aufweist, mit der Drehmomentwelligkeit reduziert werden kann.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Ein Aspekt der elektrischen Rotationsmaschine der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Rotor, der um eine Mittelachse drehbar ist, und einen Stator, der auf einer in Radialrichtung äußeren Seite des Rotors gelegen ist. Der Rotor weist einen Rotorkern mit mehreren Aufnahmelöchern und mehrere Magneten auf, die in den einzelnen Aufnahmelöchern aufgenommen sind. Der Stator weist einen Statorkern mit einem ringförmigen Kernrücken, der den Rotorkern umgibt, und mehreren Zähnen, die sich vom Kernrücken zur in Radialrichtung inneren Seite erstrecken und mit Abstand in Umfangsrichtung aufgereiht angeordnet sind, und mehrere Spulen auf, die am Statorkern angebracht sind. Die mehreren Magneten beinhalten ein Paar erste Magneten, die voneinander beabstandet in Umfangsrichtung angeordnet sind und sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung erstrecken, in der sie sich von einer in Radialrichtung inneren Seite zu einer in Radialrichtung äußeren Seite hin in Umfangsrichtung zunehmend voneinander entfernen, und einen zweiten Magneten, der in Bezug auf einen in Radialrichtung inneren Endabschnitt der beiden ersten Magneten auf einer in Radialrichtung äußeren Seite an einer Umfangsposition zwischen den beiden ersten Magneten angeordnet ist und sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung orthogonal zur Radialrichtung erstreckt. Der Rotorkern weist erste Magnetflusssperrabschnitte, von denen jeweils ein Paar derart angeordnet ist, dass es bei Betrachtung in Axialrichtung in Erstreckungsrichtung der ersten Magneten einen jeweiligen ersten Magneten zwischen sich aufnimmt, ein Paar zweite Magnetflusssperrabschnitte, die derart angeordnet sind, dass sie bei Betrachtung in Axialrichtung in Erstreckungsrichtung des zweiten Magneten den zweiten Magneten zwischen sich aufnehmen, und einen dritten Magnetflusssperrabschnitt auf, der in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den einen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem einen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte und/oder in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den anderen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem anderen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte angeordnet ist. In einem betreffenden Zustand, in dem ein in Umfangsrichtung mittlerer Punkt des zweiten Magneten an derselben Umfangsposition wie ein in Umfangsrichtung mittlerer Punkt eines der Zähne angeordnet ist, ist der dritte Magnetflusssperrabschnitt auf einer in Radialrichtung inneren Seite eines anderen der Zähne gelegen.
Wirkung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei einer elektrischen Rotationsmaschine Drehmomentwelligkeit reduziert werden.
Figurenliste
Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer elektrischen Rotationsmaschine der vorliegenden Ausführungsform;
2 eine Teilschnittansicht der elektrischen Rotationsmaschine der vorliegenden Ausführungsform an II-II von 1;
3 eine Teilschnittansicht eines Magnetpolabschnitts eines Rotors und eines Statorkerns der vorliegenden Ausführungsform;
4 ein Beispiel einer Komponente 48. Ordnung des magnetischen Flusses zwischen dem Rotor und dem Stator der vorliegenden Ausführungsform;
5 ein Beispiel einer Komponente 24. Ordnung des magnetischen Flusses zwischen dem Rotor und dem Stator der vorliegenden Ausführungsform; und
6 ein Kurvendiagramm eines Simulationsergebnisses eines Ausführungsbeispiels.

Ausführungsform der Erfindung
Die in den einzelnen Figuren der einfachen Darstellung halber gezeigte Z-Achsenrichtung gilt als Oben-unten-Richtung, deren positive Seite die „obere Seite“ und deren negative Seite die „untere Seite“ ist. Die in den einzelnen Figuren der einfachen Darstellung halber gezeigte Mittelachse J ist eine gedachte Linie, die sich parallel zur Z-Achsenrichtung in Oben-unten-Richtung erstreckt. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Richtung parallel zur Axialrichtung der Mittelachse J, also parallel zur Oben-unten-Richtung kurz als „Axialrichtung“ bezeichnet, eine Radialrichtung mit der Mittelachse J als Mittelpunkt wird als „Radialrichtung“ bezeichnet und eine Umfangsrichtung um die Mittelachse J wird als „Umfangsrichtung“ bezeichnet. Die Pfeile 8, die der einfachen Darstellung halber in den einzelnen Figuren gezeigt sind, geben die Umfangsrichtung an. Die Pfeile θ weisen bei Betrachtung von oben im Uhrzeigersinn um die Mittelachse J. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Seite in Umfangsrichtung in Bezug auf ein Objekt, zu der die Pfeile θ weisen, also die von oben betrachtet im Uhrzeigersinn vorwärts gerichtete Seite, als „in Umfangsrichtung eine Seite“ bezeichnet, und die Seite in Umfangsrichtung in Bezug auf ein Objekt, die zu der Seite entgegengesetzt sind, zu der die Pfeile θ weisen, also die von oben betrachtet gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Seite, als „in Umfangsrichtung andere Seite“ bezeichnet.
Die Oben-unten-Richtung, die obere Seite und die untere Seite sind lediglich Begriffe zum Beschreiben der Anordnungsverhältnisse der einzelnen Abschnitte, während es sich bei den tatsächlichen Anordnungsverhältnissen auch um andere Anordnungsverhältnisse als die durch diese Begriffe angegebenen Anordnungsverhältnisse handeln kann.
Wie in 1 gezeigt, handelt es sich bei einer elektrischen Rotationsmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform um eine elektrische Rotationsmaschine nach Innenläuferbauart. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Rotationsmaschine 1 eine elektrische Drehstromrotationsmaschine. Die elektrische Rotationsmaschine 1 ist beispielsweise ein Drehstrommotor, der durch Versorgen mit dreiphasigem Wechselstrom angetrieben wird. Die elektrische Rotationsmaschine 1 weist auf: ein Gehäuse 2, einen Rotor 10, einen Stator 60, einen Lagerhalter 4 und Lager 5a, 5b.
Das Gehäuse 2 nimmt den Rotor 10, den Stator 60, den Lagerhalter 4 und die Lager 5a, 5b in seinem Inneren auf. Ein Bodenabschnitt des Gehäuses 2 hält das Lager 5b. Der Lagerhalter 4 hält das Lager 5a. Bei den Lagern 5a, 5b handelt es sich beispielsweise um Kugellager.
Der Stator 60 ist auf der in Radialrichtung äußeren Seite des Rotors 10 angeordnet. Der Stator 60 weist einen Statorkern 61, einen Isolator 64 und mehrere Spulen 65 auf. Der Statorkern 61 weist einen Kernrücken 62 und mehrere Zähne 63 auf. Der Kernrücken 62 ist auf der in Radialrichtung äußeren Seite eines nachstehend beschriebenen Rotorkerns 20 angeordnet. Wie in 2 gezeigt, ist der Kernrücken 62 ringförmig und umgibt den Rotorkern 20. Der Kernrücken 62 ist beispielsweise kreisringförmig mit der Mittelachse J als Mittelpunkt.
Die mehreren Zähne 63 erstrecken sich vom Kernrücken 62 zur in Radialrichtung inneren Seite. Die mehreren Zähne 63 sind mit einem Abstand in Umfangsrichtung aufgereiht angeordnet. Die mehreren Zähne 63 sind beispielsweise in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen um den gesamten Umfang angeordnet. Es sind beispielsweise 48 Zähne 63 bereitgestellt. Das heißt, die Anzahl der Nutschlitze der elektrischen Rotationsmaschine 1 beträgt beispielsweise 48. Wie in 3 gezeigt, weisen die mehreren Zähne 63 jeweils einen Basisabschnitt 63a und einen Schirmabschnitt 63b auf.
Der Basisabschnitt 63a erstreckt sich vom Kernrücken 62 zur in Radialrichtung inneren Seite. Eine Abmessung des Basisabschnitts 63a in Umfangsrichtung ist beispielsweise über die gesamte Radialrichtung gleich. Die Abmessung des Basisabschnitts 63a in Umfangsrichtung kann beispielsweise auch zur in Radialrichtung inneren Seite hin kleiner werden.
Der Schirmabschnitt 63b ist an einem Endabschnitt des Basisabschnitts 63a auf der in Radialrichtung inneren Seite bereitgestellt. Der Schirmabschnitt 63b steht in Bezug auf den Basisabschnitt 63a zu beiden Seiten in Umfangsrichtung vor. Die Abmessung des Schirmabschnitts 63b in Umfangsrichtung ist größer als die Abmessung des Basisabschnitts 63a in Umfangsrichtung am Endabschnitt auf der in Radialrichtung inneren Seite. Eine Fläche des Schirmabschnitts 63b auf der in Radialrichtung inneren Seite ist eine in Umfangsrichtung verlaufende gekrümmte Fläche. Die Fläche des Schirmabschnitts 63b auf der in Radialrichtung inneren Seite erstreckt sich bei Betrachtung in Axialrichtung kreisbogenförmig um die Mittelachse J. Die Fläche des Schirmabschnitts 63b auf der in Radialrichtung inneren Seite ist einer Außenumfangsfläche des nachstehend beschriebenen Rotorkerns 20 mit einem Abstand in Radialrichtung zugewandt. Bei in Umfangsrichtung benachbarten Zähnen 63 sind die Schirmabschnitte 63b mit einem Abstand zueinander in Umfangsrichtung aufgereiht angeordnet.
Die mehreren Spulen 65 sind am Statorkern 61 angebracht. Wie in 1 gezeigt, sind die Spulen 65 beispielsweise über den Isolator 64 an den Zähnen 63 angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Spulen 65 verteilt gewickelt. Das heißt, die einzelnen Spulen 65 sind die mehreren Zähne 63 überspannend gewickelt. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Spulen 65 eine Durchmesserwicklung auf. Das bedeutet, dass ein Abstand in Umfangsrichtung der Nutschlitze des Stators 60, in welche die Spulen 65 gesteckt sind, der gleiche ist wie ein Abstand in Umfangsrichtung von Magnetpolen, die entstehen, wenn der Stator 60 mit dreiphasigem Wechselstrom versorgt wird. Die Anzahl der Pole der elektrischen Rotationsmaschine 1 beträgt beispielsweise acht. Das heißt, dass es sich bei der elektrischen Rotationsmaschine 1 beispielsweise um eine achtpolige elektrische Rotationsmaschine mit 48 Nutschlitzen handelt. Auf diese Weise beträgt bei der elektrischen Rotationsmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform die Anzahl der Nutschlitze bei einer Anzahl von N Polen N×6. In 3 bis 5 wurde auf die Darstellung der Spulen 65 verzichtet. In 2 bis 5 wurde auf die Darstellung des Isolators 64 verzichtet.
Der Rotor 10 ist um die Mittelachse J drehbar. Wie in 2 gezeigt, weist der Rotor 10 eine Welle 11, den Rotorkern 20 und mehrere Magneten 40 auf. Die Welle 11 ist rundsäulenförmig und erstreckt sich in Axialrichtung mit der Mittelachse J als Mittelpunkt. Wie in 1 gezeigt, wird die Welle 11 durch die Lager 5a, 5b um die Mittelachse J drehbar gelagert.
Der Rotorkern 20 ist ein Magnetkörper. Der Rotorkern 20 ist an der Außenumfangsfläche der Welle 11 fixiert. Der Rotorkern 20 weist ein in Axialrichtung durch den Rotorkern 20 verlaufendes Durchgangsloch 21 auf. Wie in 2 gezeigt, ist das Durchgangsloch 21 bei Betrachtung in Axialrichtung kreisförmig mit der Mittelachse J als Mittelpunkt. Die Welle 11 ist durch das Durchgangsloch 21 geführt. Die Welle 11 ist beispielsweise durch Verpressen oder dergleichen im Durchgangsloch 21 fixiert. Obwohl nicht dargestellt, ist der Rotorkern 20 beispielsweise durch Laminieren von mehreren elektromagnetischen Blechen in Axialrichtung ausgebildet.
Der Rotorkern 20 weist mehrere Aufnahmelöcher 30 auf. Die mehreren Aufnahmelöcher 30 verlaufen beispielsweise in Axialrichtung durch den Rotorkern 20. In den mehreren Aufnahmelöchern 30 sind die jeweiligen mehreren Magneten 40 aufgenommen. Hinsichtlich des Fixierungsverfahrens der in den Aufnahmelöchern 30 aufgenommenen Magneten 40 liegt keine besondere Einschränkung vor. Die mehreren Aufnahmelöcher 30 beinhalten ein Paar erste Aufnahmelöcher 31a, 31b und ein zweites Aufnahmeloch 32.
Hinsichtlich der Art der Magneten 40 liegt keine besondere Einschränkung vor. Bei den Magneten 40 kann es sich beispielsweise um Neodymmagneten oder um Ferritmagneten handeln. Die mehreren Magneten 40 beinhalten ein Paar erste Magneten 41a, 41b und einen zweiten Magneten 42.
In der vorliegenden Ausführungsform sind das Paar erste Aufnahmelöcher 31a, 31b und das Paar erste Magneten 41a, 41b sowie das zweite Aufnahmeloch 32 und der zweite Magnet 42 jeweils mehrfach mit einem Abstand Umfangsrichtung bereitgestellt. Es sind beispielsweise jeweils acht Paare erste Aufnahmelöcher 31a, 31b, acht Paare erste Magneten 41a, 41b, acht zweite Aufnahmelöcher 32 und acht zweite Magneten 42 bereitgestellt.
Der Rotor 10 weist mehrere Magnetpolabschnitte 70 auf, die jeweils ein Paar erste Aufnahmelöcher 31a, 31b, ein Paar erste Magneten 41a, 41b, ein zweites Aufnahmeloch 32 und einen zweiten Magneten 42 beinhalten. Es sind beispielsweise acht Magnetpolabschnitte 70 bereitgestellt. Die mehreren Magnetpolabschnitte 70 sind beispielsweise in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen um den gesamten Umfang angeordnet. Die mehreren Magnetpolabschnitte 70 beinhalten jeweils mehrere Magnetpolabschnitte 70N, deren Magnetpol an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 der N-Pol ist, und mehrere Magnetpolabschnitte 70S, deren Magnetpol an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 der S-Pol ist. Beispielsweise sind jeweils vier Magnetpolabschnitte 70N und Magnetpolabschnitte 70S bereitgestellt. Die vier Magnetpolabschnitte 70N und die vier Magnetpolabschnitte 70S sind in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet. Die Ausbildung der Magnetpolabschnitte 70 ist abgesehen von der unterschiedlichen Polarität an der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 und der Umfangsposition gleich.
Wie in 3 gezeigt, sind die beiden ersten Aufnahmelöcher 31a, 31b an den Magnetpolabschnitten 70 in Umfangsrichtung mit einem Abstand zueinander angeordnet. Das erste Aufnahmeloch 31a ist beispielsweise auf der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) des ersten Aufnahmelochs 31b gelegen. Die ersten Aufnahmelöcher 31a, 31b erstrecken sich beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung im Wesentlichen geradlinig in einer in Bezug auf die Radialrichtung schräg geneigten Richtung. Die beiden ersten Aufnahmelöcher 31a, 31b erstrecken sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung, in der sie sich von der in Radialrichtung inneren Seite zu der in Radialrichtung äußeren Seite hin in Umfangsrichtung voneinander entfernen. Der Abstand zwischen dem ersten Aufnahmeloch 31a und dem ersten Aufnahmeloch 31b in Umfangsrichtung nimmt also von der in Radialrichtung inneren Seite zur in Radialrichtung äußeren Seite hin zu. Das erste Aufnahmeloch 31a beispielsweise ist von der in Radialrichtung inneren Seite zu der in Radialrichtung äußeren Seite hin zunehmend weiter zu der in Umfangsrichtung einen Seite gelegen. Das erste Aufnahmeloch 31b ist beispielsweise von der in Radialrichtung inneren Seite zu der in Radialrichtung äußeren Seite hin zunehmend weiter zu der in Umfangsrichtung anderen Seite (-θ-Seite) gelegen. Endabschnitte der ersten Aufnahmelöcher 31a, 31b auf der in Radialrichtung äußeren Seite sind an einem in Radialrichtung äußeren Umfangsrandabschnitt des Rotorkerns 20 gelegen.
Das erste Aufnahmeloch 31a und das erste Aufnahmeloch 31b sind beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung mit einer in 3 gezeigten Polmittellinie IL1 in Umfangsrichtung zwischen sich angeordnet. Die Polmittellinie IL1 ist eine sich in Radialrichtung erstreckende gedachte Linie, die durch den Mittelpunkt der Magnetpolabschnitte 70 in Umfangsrichtung und die Mittelachse J verläuft. Das erste Aufnahmeloch 31a und das erste Aufnahmeloch 31b sind beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung achssymmetrisch zu der Polmittellinie IL1 angeordnet. Ausbildungselemente des ersten Aufnahmelochs 31b, die abgesehen von der Achssymmetrie in Bezug auf die Polmittellinie IL1 gleichartig sind wie bei dem ersten Aufnahmeloch 31a, werden mitunter nicht gesondert beschrieben.
Das erste Aufnahmeloch 31a weist einen ersten geradlinigen Abschnitt 31c, einen inneren Endabschnitt 31d und einen äußeren Endabschnitt 31e auf. Der erste geradlinige Abschnitt 31c erstreckt sich bei Betrachtung in Axialrichtung geradlinig in der Erstreckungsrichtung des ersten Aufnahmelochs 31a. Der erste geradlinige Abschnitt 31c ist beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung rechteckig. Der innere Endabschnitt 31d schließt an den Endabschnitt des ersten geradlinigen Abschnitts 31c auf der in Radialrichtung inneren Seite an. Der innere Endabschnitt 31d ist ein Endabschnitt auf der in Radialrichtung inneren Seite des ersten Aufnahmelochs 31a. Der äußere Endabschnitt 31e schließt an den Endabschnitt des ersten geradlinigen Abschnitts 31c auf der in Radialrichtung äußeren Seite an. Der äußere Endabschnitt 31e ist ein Endabschnitt auf der in Radialrichtung äußeren Seite des ersten Aufnahmelochs 31a. Das erste Aufnahmeloch 31b weist einen ersten geradlinigen Abschnitt 31f, einen inneren Endabschnitt 31g und einen äußeren Endabschnitt 31h auf.
Das zweite Aufnahmeloch 32 ist in Umfangsrichtung zwischen Endabschnitten der beiden ersten Aufnahmelöcher 31a, 31b auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen. In der vorliegenden Ausführungsform ist somit das zweite Aufnahmeloch 32 in Umfangsrichtung zwischen dem äußeren Endabschnitt 31e und dem äußeren Endabschnitt 31h gelegen. Das zweite Aufnahmeloch 32 erstreckt sich beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung im Wesentlichen geradlinig in einer Richtung orthogonal zur Radialrichtung. Das zweite Aufnahmeloch 32 erstreckt sich beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung orthogonal zur Polmittellinie IL1. Die beiden ersten Aufnahmelöcher 31a, 31b und das zweite Aufnahmeloch 32 sind beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung an einer V-Form verlaufend angeordnet.
Wenn es in der vorliegenden Beschreibung heißt „ein Objekt erstreckt sich orthogonal zu einer Richtung“, so schließt dies zusätzlich dazu, dass sich das Objekt streng orthogonal zu der Richtung erstreckt, den Fall ein, dass sich das Objekt im Wesentlichen orthogonal zu der Richtung erstreckt. „Im Wesentlichen orthogonal zu einer Richtung“ schließt beispielsweise eine Abweichung in einem Bereich von einigen Grad (°) in Bezug auf die zu einer Richtung streng orthogonalen Richtung aufgrund von Herstellungstoleranzen und dergleichen ein.
Bei Betrachtung in Axialrichtung verläuft beispielsweise die Polmittellinie IL1 durch den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Aufnahmelochs 32. Die Umfangsposition des in Umfangsrichtung mittleren Punkts des zweiten Aufnahmelochs 32 stimmt also beispielsweise mit der Umfangsposition des in Umfangsrichtung mittleren Punkts des Magnetpolabschnitts 70 überein. Die Form des zweiten Aufnahmelochs 32 bei Betrachtung in Axialrichtung ist beispielsweise eine in Bezug auf die Polmittellinie IL1 achssymmetrische Form. Das zweite Aufnahmeloch 32 ist an dem in Radialrichtung äußeren Umfangsrandabschnitt des Rotorkerns 20 gelegen.
Das zweite Aufnahmeloch 32 weist einen zweiten geradlinigen Abschnitt 32a, einen einen Endabschnitt 32b und einen anderen Endabschnitt 32c auf. Der zweite geradlinige Abschnitt 32a erstreckt sich bei Betrachtung in Axialrichtung geradlinig in der Erstreckungsrichtung des zweiten Aufnahmelochs 32. Der zweite geradlinige Abschnitt 32a ist beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung rechteckig. Der eine Endabschnitt 32b schließt an den Endabschnitt des zweiten geradlinigen Abschnitts 32a auf der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) an. Der eine Endabschnitt 32b ist ein Endabschnitt auf der in Umfangsrichtung einen Seite des zweiten Aufnahmelochs 32. Der eine Endabschnitt 32b ist auf der in Umfangsrichtung anderen Seite (-0-Seite) des äußeren Endabschnitts 31e des ersten Aufnahmelochs 31a mit einem Abstand dazu angeordnet. Der andere Endabschnitt 32c schließt an den Endabschnitt des zweiten geradlinigen Abschnitts 32a auf der in Umfangsrichtung anderen Seite (-0-Seite) an. Der andere Endabschnitt 32c ist ein Endabschnitt auf der in Umfangsrichtung anderen Seite des zweiten Aufnahmelochs 32. Der andere Endabschnitt 32c ist auf der in Umfangsrichtung einen Seite des äußeren Endabschnitts 31h des ersten Aufnahmelochs 31b mit einem Abstand dazu angeordnet.
Die beiden ersten Magneten 41a, 41b sind jeweils im Inneren der beiden ersten Aufnahmelöcher 31a, 31b aufgenommen. Der erste Magnet 41a ist im Inneren des ersten Aufnahmelochs 31a aufgenommen. Der erste Magnet 41b ist im Inneren des ersten Aufnahmelochs 31b aufgenommen. Die beiden ersten Magneten 41a, 41b sind beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung rechteckig. Obwohl nicht dargestellt, sind die ersten Magneten 41a, 41b beispielsweise quaderförmig. Obwohl nicht dargestellt, sind die ersten Magneten 41a, 41b im Inneren der ersten Aufnahmelöcher 31a, 31b über die gesamte Axialrichtung hinweg bereitgestellt. Die beiden ersten Magneten 41a, 41b sind mit einem Abstand zueinander in Umfangsrichtung angeordnet. Der erste Magnet 41a ist beispielsweise auf der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) des ersten Magneten 41b gelegen.
Der erste Magnet 41a erstreckt sich bei Betrachtung in Axialrichtung am ersten Aufnahmeloch 31a entlang verlaufend. Der erste Magnet 41b erstreckt sich bei Betrachtung in Axialrichtung am ersten Aufnahmeloch 31b entlang verlaufend. Die ersten Magneten 41a, 41b erstrecken sich beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung im Wesentlichen geradlinig in einer in Bezug auf die Radialrichtung schräg geneigten Richtung. Die beiden ersten Magneten 41a, 41b erstrecken sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung, in der sie sich von einer in Radialrichtung inneren Seite zu einer in Radialrichtung äußeren Seite hin in Umfangsrichtung voneinander entfernen. Der Abstand zwischen dem ersten Magneten 41a und dem ersten Magneten 41b in Umfangsrichtung nimmt also von der in Radialrichtung inneren Seite zur in Radialrichtung äußeren Seite hin zu.
Der erste Magnet 41a ist beispielsweise von der in Radialrichtung inneren Seite zu der in Radialrichtung äußeren Seite hin zunehmend weiter zu der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) gelegen. Der erste Magnet 41b ist beispielsweise von der in Radialrichtung inneren Seite zu der in Radialrichtung äußeren Seite hin zunehmend weiter zu der in Umfangsrichtung anderen Seite (-0-Seite) gelegen. Der erste Magnet 41a und der erste Magnet 41b sind beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung die Polmittellinie IL1 in Umfangsrichtung zwischen sich aufnehmend angeordnet. Der erste Magnet 41a und der erste Magnet 41b sind beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung achssymmetrisch zu der Polmittellinie IL1 angeordnet. Ausbildungselemente des ersten Magneten 41b, die abgesehen von der Achssymmetrie in Bezug auf die Polmittellinie IL1 gleichartig sind wie bei dem ersten Magneten 41a, werden mitunter nicht gesondert beschrieben.
Der erste Magnet 41a ist in das erste Aufnahmeloch 31a eingesetzt. Genauer ist der erste Magnet 41a in den ersten geradlinigen Abschnitt 31c eingesetzt. Die beiden Seitenflächen der Seitenflächen des ersten Magneten 41a in der Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des ersten geradlinigen Abschnitts 31c stehen beispielsweise jeweils mit der Innenseitenfläche des ersten geradlinigen Abschnitts 31c in Kontakt. In einer Erstreckungsrichtung des ersten geradlinigen Abschnitts 31c bei Betrachtung in Axialrichtung ist eine Länge des ersten Magneten 41a beispielsweise gleich einer Länge des ersten geradlinigen Abschnitts 31c.
Bei Betrachtung in Axialrichtung sind die beiden Endabschnitte in Ausdehnungsrichtung des ersten Magneten 41a jeweils von den beiden Endabschnitten in Ausdehnungsrichtung des ersten Aufnahmelochs 31a entfernt angeordnet. Bei Betrachtung in Axialrichtung sind die beiden Seiten des ersten Magneten 41a in Erstreckungsrichtung des ersten Magneten 41a jeweils benachbart zum inneren Endabschnitt 31d bzw. zum äußeren Endabschnitt 31e angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform bildet dabei der innere Endabschnitt 31d einen ersten Magnetflusssperrabschnitt 51a aus. Der äußere Endabschnitt 31e bildet einen ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b aus. Der Rotorkern 20 weist also bei Betrachtung in Axialrichtung ein Paar erste Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b auf, die in Erstreckungsrichtung des ersten Magneten 41a den ersten Magneten 41a zwischen sich aufnehmend angeordnet sind. Der Rotorkern 20 weist bei Betrachtung in Axialrichtung ein Paar erste Magnetflusssperrabschnitte 51c, 51d auf, die in Erstreckungsrichtung des ersten Magneten 41b den ersten Magneten 41b zwischen sich aufnehmend angeordnet sind.
Der Rotorkern 20 weist also bei Betrachtung in Axialrichtung die jeweils paarweise angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b, 51c, 51d auf, die jeweils in Erstreckungsrichtung der ersten Magneten 41a, 41b die ersten Magneten 41a, 41b zwischen sich aufnehmend angeordnet sind. Die ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b, 51c, 51d sowie nachstehend beschriebene zweite Magnetflusssperrabschnitte 52a, 52b und nachstehend beschriebene dritte Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind Teile, die den magnetischen Fluss unterbinden können. Der Grund dafür ist, dass ein magnetischer Fluss durch die Magnetflusssperrabschnitte nicht ohne Weiteres möglich ist. Solange die Magnetflusssperrabschnitte den magnetischen Fluss unterbinden können, sind sie nicht besonders eingeschränkt und können auch Leerstellen oder nichtmagnetische Abschnitte wie etwa Kunststoffabschnitte beinhalten.
Der zweite Magnet 42 ist im Inneren des zweiten Aufnahmelochs 32 aufgenommen. Der zweite Magnet 42 ist in Bezug auf den in Radialrichtung inneren Endabschnitt der beiden ersten Magneten 41a, 41b in Radialrichtung äußeren Seite an einer Umfangsposition zwischen den beiden ersten Magneten 41a, 41b angeordnet. Der zweite Magnet 42 erstreckt sich bei Betrachtung in Axialrichtung am zweiten Aufnahmeloch 32 entlang verlaufend. Der zweite Magnet 42 erstreckt sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung orthogonal zur Radialrichtung. Die beiden ersten Magneten 41a, 41b und der zweite Magnet 42 sind beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung an einer ∇-Form verlaufend angeordnet.
Wenn es in der vorliegenden Beschreibung heißt, dass „der zweite Magnet an einer Umfangsposition zwischen den beiden ersten Magneten angeordnet“ ist, so reicht es aus, wenn die Umfangsposition des zweiten Magneten in der Umfangsposition zwischen den beiden ersten Magneten enthalten ist, wobei hinsichtlich der Position des zweiten Magneten in Radialrichtung in Bezug auf die ersten Magneten keine besondere Einschränkung vorliegt.
Die Form des zweiten Magneten 42 bei Betrachtung in Axialrichtung ist beispielsweise eine in Bezug auf die Polmittellinie IL1 achssymmetrische Form. Der zweite Magnet 42 ist beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung rechteckig. Obwohl nicht dargestellt, ist der zweite Magnet 42 beispielsweise quaderförmig. Obwohl nicht dargestellt, ist der zweite Magnet 42 beispielsweise im Inneren des zweiten Aufnahmelochs 32 über die gesamte Axialrichtung hinweg bereitgestellt. Ein Teil des zweiten Magneten 42 auf der in Radialrichtung inneren Seite ist beispielsweise in Umfangsrichtung zwischen in Radialrichtung äußeren Endabschnitten der beiden ersten Magneten 41a, 41b gelegen. Ein Teil des zweiten Magneten 42 auf der in Radialrichtung äußeren Seite ist beispielsweise in Bezug auf die beiden ersten Magneten 41a, 41b auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen.
Der zweite Magnet 42 ist in das zweite Aufnahmeloch 32 eingesetzt. Genauer ist der zweite Magnet 42 in den zweiten geradlinigen Abschnitt 32a eingesetzt. Die beiden Seitenflächen der Seitenflächen des zweiten Magneten 42 in der Radialrichtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des zweiten geradlinigen Abschnitts 32a stehen beispielsweise jeweils mit der Innenseitenfläche des zweiten geradlinigen Abschnitts 32a in Kontakt. In einer Erstreckungsrichtung des zweiten geradlinigen Abschnitts 32a bei Betrachtung in Axialrichtung ist eine Länge des zweiten Magneten 42 beispielsweise gleich einer Länge des zweiten geradlinigen Abschnitts 32a.
Bei Betrachtung in Axialrichtung sind die beiden Endabschnitte in Ausdehnungsrichtung des zweiten Magneten 42 jeweils von den beiden Endabschnitten in Ausdehnungsrichtung des zweiten Aufnahmelochs 32 entfernt angeordnet. Bei Betrachtung in Axialrichtung sind die beiden Seiten des zweiten Magneten 42 in Erstreckungsrichtung des zweiten Magneten 42 jeweils benachbart zum einen Endabschnitt 32b bzw. zum anderen Endabschnitt 32c angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform bildet dabei der eine Endabschnitt 32b einen zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a aus. Der andere Endabschnitt 32c bildet einen zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52b aus. Der Rotorkern 20 weist also bei Betrachtung in Axialrichtung ein Paar zweite Magnetflusssperrabschnitte 52a, 52b auf, die in Erstreckungsrichtung des zweiten Magneten 42 den zweiten Magneten 42 zwischen sich aufnehmend angeordnet sind. Die beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte 52a, 52b und der zweite Magnet 42 sind in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b der den ersten Magneten 41a zwischen sich aufnehmenden beiden ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51d der den ersten Magneten 41b zwischen sich aufnehmenden beiden ersten Magnetflusssperrabschnitte 51c, 51d gelegen, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist.
Die Magnetpole des ersten Magneten 41a sind bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des ersten Magneten 41a verlaufend angeordnet. Die Magnetpole des ersten Magneten 41b sind bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung des ersten Magneten 41b verlaufend angeordnet. Die Magnetpole des zweiten Magneten 42 sind in Radialrichtung verlaufend angeordnet.
Der Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41a, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, der Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41b, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und der Magnetpol der Magnetpole des zweiten Magneten 42, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, sind gleich. Der Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41a, der auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegen ist, der Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41b, der auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegen ist, und der Magnetpol der Magnetpole des zweiten Magneten 42, der auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegen ist, sind gleich.
Bei den Magnetpolabschnitten 70N handelt es sich somit bei dem auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41a, dem auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41b und dem auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des zweiten Magneten 42 beispielsweise um N-Pole. Bei den Magnetpolabschnitten 70N handelt es sich bei dem auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41a, dem auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41b und dem auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des zweiten Magneten 42 beispielsweise um S-Pole.
Obwohl nicht dargestellt, sind bei den Magnetpolabschnitten 70S die Magnetpole der einzelnen Magneten 40 in Bezug auf die Magnetpolabschnitte 70N umgedreht angeordnet. Bei den Magnetpolabschnitten 70S handelt es sich also bei dem auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41a, dem auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41b und dem auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des zweiten Magneten 42 beispielsweise um S-Pole. Bei den Magnetpolabschnitten 70S handelt es sich bei dem auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41a, dem auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des ersten Magneten 41b und dem auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegenen Magnetpol der Magnetpole des zweiten Magneten 42 beispielsweise um N-Pole.
Der Rotorkern 20 weist ein Paar dritte Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b auf. Die beiden dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind für jeden Magnetpolabschnitt 70 bereitgestellt. Bei den Magnetpolabschnitten 70 sind der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a und der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53b beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung in Bezug auf die Polmittellinie IL1 achssymmetrisch angeordnet. Ausbildungselemente des dritten Magnetflusssperrabschnitts 53b, die abgesehen von der Achssymmetrie in Bezug auf die Polmittellinie IL1 gleichartig sind wie bei dem dritten Magnetflusssperrabschnitt 53a, werden mitunter nicht gesondert beschrieben. Die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind beispielsweise Leerstellen, die durch Löcher gebildet sind, die in Axialrichtung durch den Rotorkern 20 verlaufen. Die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung kreisförmig.
Der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a ist in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b der den einen ersten Magneten 41a der beiden ersten Magneten 41a, 41b zwischen sich aufnehmend angeordneten beiden ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem einen zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte 52a, 52b angeordnet. Der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a ist beispielsweise in einem zentralen Abschnitt in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a gelegen.
Der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53b ist in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51d der den anderen ersten Magneten 41a der beiden ersten Magneten 41a, 41b zwischen sich aufnehmend angeordneten beiden ersten Magnetflusssperrabschnitte 51c, 51d, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem anderen zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52b der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte 52a, 52b angeordnet. Der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53b ist beispielsweise in einem zentralen Abschnitt in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51d und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52b gelegen.
Die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind bei Betrachtung in Axialrichtung auf einer Erstreckungslinie in Erstreckungsrichtung des zweiten Magneten 42 gelegen. Die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind bei Betrachtung in Axialrichtung zwischen einer gedachten Krummlinie IL6, die durch die in Umfangsrichtung an den beiden Enden liegenden Abschnitte am in Radialrichtung inneren Rand des zweiten Magneten 42 verläuft, und einer gedachten Krummlinie IL7 gelegen, die durch die in Umfangsrichtung an den beiden Enden liegenden Abschnitte am in Radialrichtung äußeren Rand des zweiten Magneten 42 verläuft. Die gedachte Krummlinie IL6 ist eine gedachte Linie, die bei Betrachtung in Axialrichtung durch die in Umfangsrichtung an den beiden Enden liegenden Abschnitte am in Radialrichtung inneren Rand des zweiten Magneten 42 verläuft und sich kreisbogenförmig mit der Mittelachse J als Mittelpunkt erstreckt. Die gedachte Krummlinie IL7 ist eine gedachte Linie, die bei Betrachtung in Axialrichtung durch die in Umfangsrichtung an den beiden Enden liegenden Abschnitte am in Radialrichtung äußeren Rand des zweiten Magneten 42 verläuft und sich kreisbogenförmig mit der Mittelachse J als Mittelpunkt erstreckt.
Die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind beispielsweise in Bezug auf den in Radialrichtung äußeren Rand des zweiten Magneten 42 auf der in Radialrichtung inneren Seite gelegen. Die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind beispielsweise in Bezug auf den in Radialrichtung inneren Rand des zweiten Magneten 42 auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen. Die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b sind beispielsweise in Bezug auf die beiden ersten Magneten 41a, 41b auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung kleiner als eine Abmessung der ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b, 51c, 51d in Umfangsrichtung und eine Abmessung der zweiten Magnetflusssperrabschnitte 52a, 52b in Umfangsrichtung. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung der Durchmesser der kreisförmigen dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b. Die Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung ist beispielsweise kleiner als die Hälfte der Abmessung der ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b, 51c, 51d in Umfangsrichtung und die Hälfte der Abmessung der zweiten Magnetflusssperrabschnitte 52a, 52b in Umfangsrichtung. Die Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung beträgt beispielsweise 2,4 mm oder weniger. Die Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung beträgt vorzugsweise beispielsweise 0,6 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger. Der Grund dafür ist, dass so die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform beträgt ein Verhältnis der Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung zu einem Radius r des Rotorkerns 20 0,041 oder weniger. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung zum Radius r des Rotorkerns 20 0,010 oder mehr und 0,035 oder weniger. Der Grund dafür ist, dass so die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform beträgt ein Verhältnis des dritten Magnetflusssperrabschnitts 53a zu einer Entfernung L1 zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a in Umfangsrichtung beispielsweise 0,27 oder weniger. Die in 4 gezeigte Entfernung L1 ist die Entfernung in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a an einer Radialposition am Mittelpunkt des kreisförmigen dritten Magnetflusssperrabschnitts 53a. Das Verhältnis des dritten Magnetflusssperrabschnitts 53a zu der Entfernung L1 in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a beträgt vorzugsweise 0,10 oder mehr und 0,36 oder weniger. Der Grund dafür ist, dass so die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann. Die Entfernung L1 in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a beträgt beispielsweise 3,0 mm oder mehr und 7,0 mm oder weniger.
Eine Entfernung L2 in Radialrichtung zwischen der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 und dem dritten Magnetflusssperrabschnitt 53a und eine Entfernung L3 zwischen der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 und dem Mittelpunkt des dritten Magnetflusssperrabschnitts 53a sind beispielsweise größer als die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts 53a in Umfangsrichtung. Die in 4 gezeigte Entfernung L2 ist die Entfernung in Radialrichtung zwischen der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 und dem dritten Magnetflusssperrabschnitt 53a an einer Umfangsposition am Mittelpunkt des kreisförmigen dritten Magnetflusssperrabschnitts 53a. Die Entfernung L2 und die Entfernung L3 können beispielsweise größer als die Entfernung in Radialrichtung von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 bis zum zweiten Magneten 42 sein. Die Entfernung L2 beträgt beispielsweise 0,7 mm oder mehr und 4,2 mm oder weniger. Die Entfernung L3 beträgt beispielsweise 1,0 mm oder mehr und 5,2 mm oder weniger. Die Entfernung L3 beträgt vorzugsweise 2,6 mm oder mehr und 3,4 mm oder weniger. Der Grund dafür ist, dass sich die Drehmomentwelligkeit auf diese Weise leicht vorteilhaft reduzieren lässt.
In einem Zustand, in dem ein in Umfangsrichtung mittlerer Punkt des zweiten Magneten 42 an derselben Umfangsposition wie ein in Umfangsrichtung mittlerer Punkt eines der Zähne 63 angeordnet ist, sind die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b auf einer in Radialrichtung inneren Seite eines anderen der Zähne 63 gelegen. Anders ausgedrückt überlagern sich die Umfangspositionen der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b und des anderen Zahnes 63 in diesem Zustand. Wenn es in der vorliegenden Beschreibung ferner heißt „ein Objekt ist auf der in Radialrichtung inneren Seite eines anderen Objekts gelegen“, so kann zusätzlich dazu, dass ein Objekt in Bezug auf die Mittelachse weiter auf der in Radialrichtung inneren Seite als ein anderes Objekt gelegen ist, auch eine Umfangsposition wenigstens eines Abschnitts des einen Objekts die gleiche sein wie die Umfangsposition wenigstens eines Abschnitts des anderen Objekts. 2 bis 5 zeigen ein Beispiel für diesen Zustand. In 2 bis 5 wird ein Zahn 63, dessen in Umfangsrichtung mittlerer Punkt an derselben Umfangsposition wie der in Umfangsrichtung mittlere Punkt des zweiten Magneten 42 angeordnet ist, als Zahn 66A bezeichnet. In dem Zustand aus 2 bis 5 entspricht also der Zahn 66A dem „einen Zahn“. In dem Zustand aus 2 bis 5 verläuft bei Betrachtung in Axialrichtung die Polmittellinie IL1 durch den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Zahnes 66A.
In dem Zustand aus 2 bis 5 wird der Zahn 63, der zu dem Zahn 66A auf der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) benachbart ist, als Zahn 66B bezeichnet. Der Zahn 63, der zu dem Zahn 66A auf der in Umfangsrichtung anderen Seite (-0-Seite) benachbart ist, wird als Zahn 66C bezeichnet. Der Zahn 63, der zu dem Zahn 66B auf der in Umfangsrichtung einen Seite benachbart ist, wird als Zahn 66D bezeichnet. Der Zahn 63, der zu dem Zahn 66C auf der in Umfangsrichtung anderen Seite benachbart ist, wird als Zahn 66E bezeichnet. Der Zahn 63, der zu dem Zahn 66D auf der in Umfangsrichtung einen Seite benachbart ist, wird als Zahn 66F bezeichnet. In der nachfolgenden Beschreibung wird der in 2 bis 5 gezeigte Zustand kurz als „der betreffende Zustand“ bezeichnet.
Wie in 3 gezeigt, ist in dem betreffenden Zustand der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a auf der in Radialrichtung inneren Seite des Zahnes 66D gelegen. Der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53b ist auf der in Radialrichtung inneren Seite des Zahnes 66E gelegen. In dem betreffenden Zustand entsprechen die Zähne 66D, 66E somit dem „anderen Zahn“. Dabei handelt es sich bei den Zähnen 66D, 66E um die Zähne, die zu dem Zahn 66A, welcher dem „einen Zahn“ entspricht, am zweitnächsten benachbart angeordnet sind. Die Zähne 66D, 66E, bei denen es sich in der vorliegenden Ausführungsform um den „anderen Zahn“ handelt, sind also die in Umfangsrichtung am zweitnächsten zu dem „einen Zahn“ benachbart angeordneten Zähne 63.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a in dem betreffenden Zustand auf der in Radialrichtung inneren Seite eines Teils des Zahnes 66D auf derjenigen Seite (-θ-Seite) gelegen, die nah an dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 liegt. Der Teil des Zahnes 66D, der auf der Seite nah an dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 liegt, ist ein Teil des Zahnes 66D, der in Bezug auf die Zahnmittellinie IL2 auf der Seite nah an dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 liegt. Die Zahnmittellinie IL2 ist eine sich in Radialrichtung erstreckende gedachte Linie, die durch den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Zahnes 66D und die Mittelachse J verläuft. In dem betreffenden Zustand ist der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a bei Betrachtung in Axialrichtung zwischen der Zahnmittellinie IL2 und der gedachten Linie IL3 in Umfangsrichtung gelegen. Die gedachte Linie IL3 ist eine sich in Radialrichtung erstreckende gedachte Linie, die bei Betrachtung in Axialrichtung durch den Endabschnitt auf der in Umfangsrichtung anderen Seite (-θ-Seite) des Schirmabschnitts 63b des Zahnes 66D und die Mittelachse J verläuft.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53b in dem betreffenden Zustand bei Betrachtung in Axialrichtung zwischen einer Zahnmittellinie IL4 und einer gedachten Linie IL5 in Umfangsrichtung gelegen. Die Zahnmittellinie IL4 ist eine sich in Radialrichtung erstreckende gedachte Linie, die durch den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Zahnes 66E und die Mittelachse J verläuft. Die gedachte Linie IL5 ist eine sich in Radialrichtung erstreckende gedachte Linie, die bei Betrachtung in Axialrichtung durch den Endabschnitt auf der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) des Schirmabschnitts 63b des Zahnes 66E und die Mittelachse J verläuft.
In dem betreffenden Zustand sind wenigstens ein Abschnitt des Zahnes 66B und wenigstens ein Abschnitt des Zahnes 66C auf der in Radialrichtung äußeren Seite des zweiten Magneten 42 gelegen. Der Zahn 66B ist derjenige Zahn 63, der in Umfangsrichtung zwischen dem Zahn 66A und dem Zahn 66D zu denen benachbart angeordnet ist. Der Zahn 66C ist derjenige Zahn 63, der in Umfangsrichtung zwischen dem Zahn 66A und dem Zahn 66E zu denen benachbart angeordnet ist. In dem betreffenden Zustand ist also wenigstens ein Abschnitt der Zähne 66B, 66C, die in Umfangsrichtung zwischen dem Zahn 66A, der der „eine Zahn“ ist, und dem Zahn 66D bzw. 66E, der der „andere Zahn“ ist, zu denen benachbart angeordnet sind, auf der in Radialrichtung äußeren Seite des zweiten Magneten 42 gelegen. In dem betreffenden Zustand sind beispielsweise der Teil des Zahnes 66B auf der in Umfangsrichtung anderen Seite (-θ-Seite) und der Teil des Zahnes 66C auf der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) auf der in Radialrichtung äußeren Seite des zweiten Magneten 42 gelegen.
In dem betreffenden Zustand ist der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegene erste Magnetflusssperrabschnitt 51b der beiden den ersten Magneten 41a zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b auf der in Radialrichtung inneren Seite eines Teils des Zahnes 66D auf der von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 entfernten Seite (+θ-Seite) gelegen. Der Teil des Zahnes 66D, der auf der von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 entfernten Seite liegt, ist ein Teil des Zahnes 66D, der in Bezug auf die Zahnmittellinie IL2 auf der Seite liegt, die von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 entfernt ist.
Der Rotorkern 20 weist konkave Abschnitte 22a, 22b auf, die sich von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns 20 zur in Radialrichtung inneren Seite vertiefen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die konkaven Abschnitte 22a, 22b jeweils paarweise für jeden Magnetpolabschnitt 70 bereitgestellt. An den Magnetpolabschnitten 70 sind der konkave Abschnitt 22a und der konkave Abschnitt 22b beispielsweise bei Betrachtung in Axialrichtung achssymmetrisch zu der Polmittellinie IL1 angeordnet. Ausbildungselemente des konkaven Abschnitts 22b, die abgesehen von der Achssymmetrie in Bezug auf die Polmittellinie IL1 gleichartig sind wie bei dem konkaven Abschnitt 22a, werden mitunter nicht gesondert beschrieben. Der konkave Abschnitt 22a ist beispielsweise auf der in Radialrichtung äußeren Seite des ersten Magnetflusssperrabschnitts 51b gelegen. Der konkave Abschnitt 22b ist beispielsweise auf der in Radialrichtung äußeren Seite des ersten Magnetflusssperrabschnitts 51d gelegen. Ein Innenrand der konkaven Abschnitte 22a, 22b bei Betrachtung in Axialrichtung ist im Wesentlichen kreisbogenförmig mit einer Vertiefung zur in Radialrichtung inneren Seite.
In dem betreffenden Zustand ist der konkave Abschnitt 22a in Bezug auf den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Zahnes 66D auf der in Umfangsrichtung von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten entfernten Seite (+θ-Seite) angeordnet. Das heißt, der konkave Abschnitt 22a ist in Bezug auf die Zahnmittellinie IL2 auf der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) gelegen. In dem betreffenden Zustand ist wenigstens ein Abschnitt des konkaven Abschnitts 22a auf der in Radialrichtung inneren Seite des Zahnes 66D gelegen. In der vorliegenden Ausführungsform ist in dem betreffenden Zustand der Endabschnitt des konkaven Abschnitts 22a auf der in Umfangsrichtung anderen Seite (-θ-Seite) auf der in Radialrichtung inneren Seite des Endabschnitts auf der in Umfangsrichtung einen Seite(+θ-Seite) des Schirmabschnitts 63b des Zahnes 66D gelegen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann durch Bereitstellen der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b die Drehmomentwelligkeit reduziert werden. Einzelheiten werden im Folgenden beschrieben. Wie in 4 gezeigt, beinhaltet der magnetische Fluss zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 60 mitunter einen magnetischen Fluss, der vom Zahn 63 ausgeht, durch den Rotorkern 20 tritt und wieder zu demselben Zahn 63 zurück fließt. Der in 4 gezeigte magnetische Fluss B48 ist beispielsweise eine Komponente 48. Ordnung des magnetischen Flusses zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 60.
Der magnetische Fluss B48a von in 4 gezeigten magnetischen Flüssen B48 ist ein magnetischer Fluss, der beispielsweise von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Zahnes 66A ausgehend zur in Radialrichtung inneren Seite fließt, durch den Rotorkern 20 tritt und zum Endabschnitt auf der in Umfangsrichtung einen Seite (+θ-Seite) am Schirmabschnitt 63b des Zahnes 66A zurück fließt. Der magnetische Fluss B48a tritt durch einen Teil des Rotorkerns 20, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite des zweiten Magneten 42 gelegen ist.
Der magnetische Fluss B48b von in 4 gezeigten magnetischen Flüssen B48 ist ein magnetischer Fluss, der beispielsweise von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des Zahnes 66D ausgehend zur in Radialrichtung inneren Seite fließt, durch den Rotorkern 20 tritt und zum Endabschnitt auf der in Umfangsrichtung anderen Seite (-θ-Seite) am Schirmabschnitt 63b des Zahnes 66D zurück fließt. Der magnetische Fluss B48b tritt durch einen Teil des Rotorkerns 20, dessen Umfangsposition eine Umfangsposition zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a ist.
Wäre der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a nicht bereitgestellt, so würde, wie in 4 durch die durch je zwei Punkte durchbrochene Linie gezeigt ist, der vom Zahn 66D ausgehend in den Rotorkern 20 fließende magnetische Fluss B48b in vergleichsweise großem Maße um den Teil zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a herum zur in Radialrichtung inneren Seite und dann zurück zum Zahn 66D fließen.
Der vom Zahn 66A ausgehende magnetische Fluss B48a würde, da der zweite Magnet 42 bereitgestellt ist, am Rotorkern 20 vergleichsweise geringfügig um den auf der in Radialrichtung äußeren Seite des zweiten Magneten 42 gelegenen Teil herum zum Zahn 66A zurück fließen. Wenn der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a nicht bereitgestellt wäre, käme es leicht zu einer großen Differenz zwischen dem magnetischen Fluss B48a zwischen dem Zahn 66A und dem Rotorkern 20 und dem magnetischen Fluss B48b zwischen dem Zahn 66D und dem Rotorkern 20. Dadurch käme es zu einer Abweichung zwischen dem Variationsmaß der Magnetkraft, die zwischen dem Zahn 66A und dem Rotorkern 20 wirkt, und dem Variationsmaß der Magnetkraft, die zwischen dem Zahn 66D und dem Rotorkern 20 wirkt, weshalb sich Ungleichmäßigkeiten in der Magnetkraft ergeben würden, die zwischen den einzelnen Zähnen 63 und dem Rotorkern 20 wirken würden. Daher bestünde das Problem, dass die Drehmomentwelligkeit leicht ansteigen könnte.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform dagegen ist in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a bereitgestellt. Außerdem ist in dem betreffenden Zustand, in dem der in Umfangsrichtung mittlere Punkt des zweiten Magneten 42 an derselben Umfangsposition wie der in Umfangsrichtung mittlere Punkt des einen Zahnes 66A angeordnet ist, der dritte Magnetflusssperrabschnitte 53a auf der in Radialrichtung inneren Seite des anderen Zahnes 66D gelegen. Wie durch die durchgezogene Linie in 4 gezeigt ist, kann daher durch den dritten Magnetflusssperrabschnitt 53a unterbunden werden, dass der vom Zahn 66D zum Rotorkern 20 ausgehende magnetische Fluss B48b das Innere des Rotorkerns 20 in großem Maße auf der in Radialrichtung inneren Seite umfließt. Dadurch kann bewirkt werden, dass der vom Zahn 66D ausgehende magnetische Fluss B48b am Rotorkern 20 eher in Bezug auf den dritten Magnetflusssperrabschnitt 53a durch den auf der in Radialrichtung äußeren Seite tritt und zum Zahn 66D zurück fließt. Der magnetische Fluss B48b zwischen dem Zahn 66D und dem Rotorkern 20 kann also an den magnetischen Fluss B48a zwischen dem Zahn 66A und dem Rotorkern 20 eher angeglichen werden. Dadurch kann eine Abweichung zwischen dem Variationsmaß der Magnetkraft, die zwischen dem Zahn 66A und dem Rotorkern 20 wirkt, und dem Variationsmaß der Magnetkraft, die zwischen dem Zahn 66D und dem Rotorkern 20 wirkt, unterbunden werden, und das Entstehen von Ungleichmäßigkeiten in der Magnetkraft, die zwischen den einzelnen Zähnen 63 und dem Rotorkern 20 wirkt, kann unterbunden werden. Auf diese Weise kann die Drehmomentwelligkeit reduziert werden.
Auch ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51d und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52b der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53b bereitgestellt. Außerdem ist in dem betreffenden Zustand, in dem der in Umfangsrichtung mittlere Punkt des zweiten Magneten 42 an derselben Umfangsposition wie der in Umfangsrichtung mittlere Punkt des einen Zahnes 66A angeordnet ist, der dritte Magnetflusssperrabschnitte 53b auf der in Radialrichtung inneren Seite des anderen Zahnes 66E gelegen. Ebenso wie der obenstehende magnetische Fluss B48b zwischen dem Zahn 66D und dem Rotorkern 20 lässt sich also auch der magnetischen Fluss zwischen dem Zahn 66E und dem Rotorkern 20 an den magnetischen Fluss B48a zwischen dem Zahn 66A und dem Rotorkern 20 eher angleichen. Dadurch kann das Entstehen von Ungleichmäßigkeiten in der Magnetkraft, die zwischen den einzelnen Zähnen 63 und dem Rotorkern 20 wirkt, unterbunden werden. Somit können Ungleichmäßigkeiten im magnetischen Fluss in Umfangsrichtung weiter reduziert werden, und die Drehmomentwelligkeit kann weiter reduziert werden.
Wenn der magnetische Fluss zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 60 beispielsweise den magnetischen Fluss B48 der Komponente 48. Ordnung beinhaltet, wie in 4 gezeigt ist, so beinhaltet der magnetische Fluss zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 60 auch einen magnetischen Fluss B24 einer Komponente 24. Ordnung, wie in 5 gezeigt ist. Der magnetische Fluss B24 fließt beispielsweise über den Rotorkern 20 zwischen dem Zahn 66A, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite des in Umfangsrichtung mittleren Punkts des Magnetpolabschnitts 70 gelegen ist, und den in Umfangsrichtung zum Zahn 66A benachbarten Zähnen 66B, 66C. In 5 fließt der magnetische Fluss B24 beispielsweise vom Zahn 66A durch den Rotorkern 20 zum Zahn 66B. Dieser magnetische Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung fließt nicht ohne Weiteres zu den Zähnen 66D, 66E, die in Umfangsrichtung am zweitnächsten zu dem Zahn 66A angeordnet sind.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind in dem betreffenden Zustand die Zähne 66D, 66E, die auf der in Radialrichtung äußeren Seite des dritten Magnetflusssperrabschnitts 53a, 53b gelegen sind, in Umfangsrichtung zu dem Zahn 66A am zweitnächsten angeordnete Zähne 63. In dem betreffenden Zustand fließt also der magnetische Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung nicht ohne Weiteres zu dem Teil der Zähne 66D, 66E und des Rotorkerns 20, der auf der in Radialrichtung inneren Seite der Zähne 66D, 66E gelegen ist. Obwohl die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b bereitgestellt sind, wird der magnetische Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung daher nicht ohne Weiteres gehemmt. Auch wenn die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b bereitgestellt sind, kann somit ein Anstieg der Drehmomentwelligkeit aufgrund des magnetischen Flusses B24 der Komponente 24. Ordnung unterbunden werden. Somit kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b zum einen die Drehmomentwelligkeit aufgrund des magnetischen Flusses B48 der Komponente 48. Ordnung reduziert werden, und zum anderen kann ein Anstieg der Drehmomentwelligkeit aufgrund des magnetischen Flusses B24 der Komponente 24. Ordnung unterbunden werden. Somit kann die Drehmomentwelligkeit noch vorteilhafter reduziert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in dem betreffenden Zustand wenigstens ein Abschnitt der Zähne 66B, 66C, die in Umfangsrichtung zwischen dem einen Zahn 66A und dem anderen Zahn 66D bzw. 66E zu denen benachbart angeordnet sind, auf der in Radialrichtung äußeren Seite des zweiten Magneten 42 gelegen. Indem in dem betreffenden Zustand wenigstens ein Abschnitt der Zähne 66B, 66C auf der in Radialrichtung äußeren Seite des zweiten Magneten 42 gelegen ist, kann durch den magnetischen Fluss des zweiten Magneten 42 bewirkt werden, dass der magnetische Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung leicht auf vorteilhafte Weise vom Zahn 66A zu den Zähnen 66B, 66C fließt. Daher fließt der magnetische Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung nicht ohne Weiteres zu den Zähnen 66D, 66E, die am zweitnächsten zu dem Zahn 66A angeordnet sind. In dem betreffenden Zustand fließt dadurch der magnetische Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung weniger leicht zu dem Teil des Rotorkerns 20, der auf der in Radialrichtung inneren Seite der Zähne 66D, 66E gelegen ist. Obwohl die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b bereitgestellt sind, kann demzufolge bewirkt werden, dass der magnetische Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung nicht ohne Weiteres gehemmt wird. Auch wenn die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b bereitgestellt sind, kann somit ein Anstieg der Drehmomentwelligkeit aufgrund des magnetischen Flusses B24 der Komponente 24. Ordnung noch vorteilhafter unterbunden werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in dem betreffenden Zustand der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegene erste Magnetflusssperrabschnitt 51b der beiden ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b, die den ersten Magneten 41a zwischen sich aufnehmend angeordnet sind, auf der in Radialrichtung inneren Seite eines Teils des anderen Zahnes 66D auf der von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 entfernten Seite (+θ-Seite) gelegen. Der vom Zahn 66D ausgehende magnetische Fluss B48 der Komponente 48. Ordnung wird somit durch den ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b blockiert und fließt nicht ohne Weiteres zu dem Teil des Zahnes 66D zurück, der von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 entfernt ist. Der vom Zahn 66D ausgehende magnetische Fluss B48 der Komponente 48. Ordnung fließt daher wie der in 4 gezeigte magnetische Fluss B48b leicht zu dem Teil des Zahnes 66D zurück, der der Seite (-0-Seite) des in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 nah ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist dabei der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a in dem betreffenden Zustand auf der in Radialrichtung inneren Seite eines Teils des Zahnes 66D auf derjenigen Seite (-0-Seite) gelegen, die nah an dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 liegt. Durch den dritten Magnetflusssperrabschnitt 53a kann daher vorteilhaft unterbunden werden, dass der magnetische Fluss B48b, der vom Zahn 66D ausgeht und zurück zu dem Teil des Zahnes 66D auf derjenigen Seite (-0-Seite) fließt, die nah an dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 liegt, das Innere des Rotorkerns 20 in großem Maße auf der in Radialrichtung inneren Seite umfließt. Auf diese Weise kann der magnetische Fluss B48b zwischen dem Zahn 66D und dem Rotorkern 20 vorteilhaft mittels des dritten Magnetflusssperrabschnitts 53a gleichgerichtet werden. Daher kann die Drehmomentwelligkeit noch vorteilhafter reduziert werden.
Der magnetische Fluss B48 der Komponente 48. Ordnung zwischen dem Rotor 20 und dem Stator 60 beinhaltet beispielsweise einen magnetischen Fluss B48c in 4. Der magnetische Fluss B48c ist ein magnetischer Fluss, der vom Zahn 66D über den Rotorkern 20 zum zu dem Zahn 66D benachbarten Zahn 66F fließt. Nachdem der magnetische Fluss B48c beispielsweise vom Zahn 66D ins Innere des Rotorkerns 20 geflossen ist, fließt er zu dem Endabschnitt des Schirmabschnitt 63b des Zahnes 66F auf der in Umfangsrichtung anderen Seite (-0-Seite). Wenn dieser magnetische Fluss B48c stark fließt, stört dies die Ausgeglichenheit des magnetischen Flusses B48 der Komponente 48. Ordnung in Umfangsrichtung, weshalb die Drehmomentwelligkeit leicht ansteigt.
Daher weist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Rotorkern 20 den konkaven Abschnitt 22a auf. In dem betreffenden Zustand ist der konkave Abschnitt 22a in Bezug auf den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des anderen Zahnes 66D auf der in Umfangsrichtung von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten 42 entfernten Seite (+8-Seite) angeordnet. Daher kann durch den konkaven Abschnitt 22a leicht eine Verengung des Fließwegs des magnetischen Flusses B48c bewirkt werden. Auf diese Weise kann ein starkes Fließen des magnetischen Flusses B48c unterbunden werden, und es kann eine Störung der Ausgeglichenheit des magnetischen Flusses B48 der Komponente 48. Ordnung in Umfangsrichtung unterbunden werden. Somit kann die Drehmomentwelligkeit weiter reduziert werden.
In dem betreffenden Zustand ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform wenigstens ein Abschnitt des konkaven Abschnitts 22a auf der in Radialrichtung inneren Seite des anderen Zahnes 66D gelegen. Somit kann durch den konkaven Abschnitt 22a leicht auf vorteilhafte Weise eine Verengung des Fließwegs des vom Zahn 66D ausgehenden magnetischen Flusses B48c bewirkt werden. Daher kann ein starkes Fließen des magnetischen Flusses B48c unterbunden werden. Somit kann die Drehmomentwelligkeit weiter reduziert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der konkave Abschnitt 22a auf der in Radialrichtung äußeren Seite des ersten Magnetflusssperrabschnitts 51b der beiden ersten Magnetflusssperrabschnitte 51a, 51b gelegen, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist. Daher kann der Abstand zwischen dem konkaven Abschnitt 22a und dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b in Radialrichtung vorteilhaft verengt werden. Dadurch kann leicht auf noch vorteilhaftere Weise eine Verengung des Fließwegs des vom Zahn 66D ausgehenden magnetischen Flusses B48c bewirkt werden. Somit kann ein starkes Fließen des magnetischen Flusses B48c unterbunden werden. Daher kann die Drehmomentwelligkeit weiter reduziert werden.
Die obenstehende Wirkung, die durch das Bereitstellen des konkaven Abschnitts 22a erlangt werden kann, kann ebenso durch den konkaven Abschnitt 22b erlangt werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann durch Bereitstellen des Paares konkave Abschnitte 22a, 22b die Drehmomentwelligkeit noch vorteilhafter reduziert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung 0,6 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger. Indem die Abmessung W der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b in Umfangsrichtung ein Wert in diesem Bereich ist, kann durch die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b vorteilhaft der magnetische Fluss B48b der Komponente 48. Ordnung gleichgerichtet werden. Der magnetische Fluss B48b zwischen den Zähnen 66D, 66E und dem Rotorkern 20 kann also noch vorteilhafter an den magnetischen Fluss B48a zwischen dem Zahn 66A und dem Rotorkern 20 angeglichen werden. Dadurch können Ungleichmäßigkeiten im magnetischen Fluss in Umfangsrichtung noch vorteilhafter reduziert werden, und die Drehmomentwelligkeit noch vorteilhafter reduziert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist zudem die elektrische Rotationsmaschine 1 eine elektrische Drehstromrotationsmaschine, bei der die Anzahl der Nutschlitze bei einer Anzahl von N Polen N×6 beträgt. Bei dieser elektrischen Rotationsmaschine 1 beinhaltet der magnetische Fluss zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 60 Magnetflusskomponenten der (Nx3). Ordnung wie den obenstehenden magnetischen Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung und Magnetflusskomponenten der (N×6). Ordnung wie den obenstehenden magnetischen Fluss B48 der Komponente 48. Ordnung. Wenn beispielsweise N=10 ist, also die elektrische Rotationsmaschine 1 eine elektrische Rotationsmaschine mit 10 Polen und 60 Nutschlitzen ist, so beinhaltet der magnetische Fluss zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 60 Magnetflusskomponenten der 10×3., also der 30. Ordnung, und Magnetflusskomponenten der 10×6., also der 60. Ordnung. In diesem Fall kann durch Bereitstellen der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b ebenso wie bei dem obenstehenden magnetischen Fluss B48 der Komponente 48. Ordnung Drehmomentwelligkeit aufgrund der Magnetflusskomponente der (Nx6). Ordnung reduziert werden, und es kann ebenso wie bei dem obenstehenden magnetischen Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung ein Anstieg von Drehmomentwelligkeit aufgrund der Magnetflusskomponente der (Nx3). Ordnung unterbunden werden. Durch Bereitstellen der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b kann also bei der elektrischen Rotationsmaschine 1 mit N Polen und N×6 Nutschlitzen die obenstehende Wirkung der Reduzierung der Drehmomentwelligkeit vorteilhaft auf einfache Weise erlangt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weisen die Spulen 65 eine verteilte Wicklung und eine Durchmesserwicklung auf. Bei der elektrischen Rotationsmaschine 1 mit derart gewickelten Spulen 65 beinhaltet der magnetische Fluss zwischen dem Rotor 10 und dem Stator 60 Magnetflusskomponenten der (N×3). Ordnung wie den obenstehenden magnetischen Fluss B24 der Komponente 24. Ordnung und Magnetflusskomponenten der (N×6). Ordnung wie den obenstehenden magnetischen Fluss B48 der Komponente 48. Ordnung. Indem in diesem Fall die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b bereitgestellt werden, kann Drehmomentwelligkeit aufgrund der Magnetflusskomponente der (Nx6). Ordnung reduziert werden, und ein Anstieg der Drehmomentwelligkeit aufgrund der Magnetflusskomponente der (Nx3). Ordnung kann unterbunden werden. Durch Bereitstellen der dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a, 53b kann also bei der elektrischen Rotationsmaschine 1 mit N Polen und N×6 Nutschlitzen die obenstehende Wirkung der Reduzierung der Drehmomentwelligkeit vorteilhaft auf einfache Weise erlangt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenstehende Ausführungsform beschränkt, und es können andere Ausgestaltungen innerhalb des technischen Gedankens der vorliegenden Erfindung angewandt werden. In der obenstehenden Ausführungsform ist die Ausgestaltung derart, dass der dritte Magnetflusssperrabschnitt in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den einen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem einen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte sowie in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den anderen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem anderen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte bereitgestellt ist, es ist aber nicht darauf beschränkt. Der dritte Magnetflusssperrabschnitt kann auch in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den einen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem einen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte und/oder in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den anderen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem anderen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte angeordnet sein. In der obenstehenden Ausführungsform beispielsweise können die Magnetpolabschnitte 70 jeweils mit nur einem von den beiden dritten Magnetflusssperrabschnitten 53a, 53b ausgebildet sein.
Hinsichtlich der Form des dritten Magnetflusssperrabschnitts liegt keine besondere Einschränkung vor. Der dritte Magnetflusssperrabschnitt kann beispielsweise in Axialrichtung betrachtet oval oder mehreckig sein. Wenn der dritte Magnetflusssperrabschnitt durch ein Loch ausgebildet ist, kann es sich um ein mit Boden versehenes Loch handeln. Der dritte Magnetflusssperrabschnitt kann ausgebildet sein, indem in einem Loch, das im Rotorkern bereitgestellt ist, ein nichtmagnetischer Körper aus Kunststoff oder dergleichen angeordnet ist. Wenn der dritte Magnetflusssperrabschnitt mehrfach bereitgestellt ist, können die dritten Magnetflusssperrabschnitte dritte Magnetflusssperrabschnitte mit voneinander verschiedenen Formen beinhalten. Solange der dritte Magnetflusssperrabschnitt in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt gelegen ist, ist die Position des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Radialrichtung nicht besonders eingeschränkt.
Der dritte Magnetflusssperrabschnitt kann auch mehrfach zwischen einem ersten Magnetflusssperrabschnitt und einem zweiten Magnetflusssperrabschnitt bereitgestellt sein. In der obenstehenden Ausführungsform beispielsweise kann der dritte Magnetflusssperrabschnitt 53a in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt 51b und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt 52a mehrfach bereitgestellt sein. In diesem Fall können die dritten Magnetflusssperrabschnitte 53a in Radialrichtung aufgereiht angeordnet sein oder in Umfangsrichtung aufgereiht angeordnet sein.
In dem betreffenden Zustand, in dem der in Umfangsrichtung mittlere Punkt des zweiten Magneten an derselben Umfangsposition wie der in Umfangsrichtung mittlere Punkt eines der Zähne angeordnet ist, kann der dritte Magnetflusssperrabschnitt, wenn es sich um einen anderen Zahn als den einen Zahn handelt, auch auf der in Radialrichtung inneren Seite eines beliebigen Zahnes gelegen sein. Der dritte Magnetflusssperrabschnitt kann in dem betreffenden Zustand in Umfangsrichtung auf der in Radialrichtung inneren Seite des zu dem einen Zahn benachbart angeordneten Zahnes gelegen sein, oder er kann in Umfangsrichtung auf der in Radialrichtung inneren Seite des am drittnächsten oder mit mehr Zähnen zwischen sich zu dem einen Zahn angeordneten Zahnes gelegen sein. Der dritte Magnetflusssperrabschnitt kann auf der in Radialrichtung inneren Seite eines beliebigen Teils des anderen Zahnes gelegen sein.
Hinsichtlich der Form des am Rotorkern bereitgestellten konkaven Abschnitts liegt keine besondere Einschränkung vor. Hinsichtlich der Anzahl des konkaven Abschnitts liegt keine besondere Einschränkung vor. Beispielsweise kann in der obenstehenden Ausführungsform an den Magnetpolabschnitten 70 jeweils nur einer der konkaven Abschnitte 22a, 22b bereitgestellt sein, oder es können drei oder mehr konkave Abschnitte 22a, 22b bereitgestellt sein. Der konkave Abschnitt muss nicht bereitgestellt werden.
Die elektrische Rotationsmaschine, auf die die vorliegende Erfindung angewandt wird, ist nicht auf einen Motor beschränkt, und es kann sich auch um einen Generator handeln. In diesem Fall kann es sich bei der elektrischen Rotationsmaschine um einen Drehstromgenerator handeln. Hinsichtlich des Verwendungszwecks der elektrischen Rotationsmaschine liegt keine besondere Einschränkung vor. Die elektrische Rotationsmaschine kann beispielsweise in einem Fahrzeug installiert sein oder in einem anderen Gerät als einem Fahrzeug installiert sein. Hinsichtlich der Anzahl der Pole und der Nutschlitze der elektrischen Rotationsmaschine liegt keine besondere Einschränkung vor. Die Spulen an der elektrischen Rotationsmaschine können in jeder beliebigen Wicklungsart ausgebildet sein. Solange sie sich nicht gegenseitig ausschließen, können die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Aufbauelemente nach Belieben kombiniert werden.
Ausführungsbeispiele
Die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung wurde durch Durchführen von Simulationen anhand von Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und einem Vergleichsbeispiel bestätigt. Die Ausführungsbeispiele 1 bis 4 sind in gleichartiger Weise wie die elektrische Rotationsmaschine 1 der obenstehenden Ausführungsform ausgebildet. In den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 betrug die Entfernung L1 in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt, die den dritten Magnetflusssperrabschnitt zwischen sich aufnehmen, 5,81 mm. In den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 betrug der Radius r des Rotorkerns 59,2 mm.
In Ausführungsbeispiel 1 betrug die Entfernung L3 in Radialrichtung von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns bis zum Mittelpunkt des dritten Magnetflusssperrabschnitts 2,2 mm. In Ausführungsbeispiel 2 betrug die Entfernung L3 2,6 mm. In Ausführungsbeispiel 3 betrug die Entfernung L3 3,0 mm. In Ausführungsbeispiel 4 betrug die Entfernung L3 3,4 mm.
In Ausführungsbeispiel 1 war die Umfangsposition des mittleren Punkts des dritten Magnetflusssperrabschnitts derart, dass ein Winkel in Umfangsrichtung in Bezug auf den in Umfangsrichtung mittleren Punkt zwischen dem Magnetpolabschnitt, an dem der dritte Magnetflusssperrabschnitt bereitgestellt war, und dem zu diesem Magnetpolabschnitt in Umfangsrichtung benachbarten Magnetpolabschnitt 9,2° betrug. Der in Umfangsrichtung mittlere Punkt zwischen dem Magnetpolabschnitt, an dem der dritte Magnetflusssperrabschnitt bereitgestellt ist, und dem zu diesem Magnetpolabschnitt in Umfangsrichtung benachbarten Magnetpolabschnitt wird im Folgenden als „in Umfangsrichtung mittlerer Punkt zwischen den Magnetpolabschnitten“ bezeichnet. In Ausführungsbeispiel 2 war die Umfangsposition des mittleren Punkts des dritten Magnetflusssperrabschnitts derart, dass der Winkel in Umfangsrichtung in Bezug auf den in Umfangsrichtung mittleren Punkt zwischen den Magnetpolabschnitten 9,0° betrug. In Ausführungsbeispiel 3 war die Umfangsposition des mittleren Punkts des dritten Magnetflusssperrabschnitts derart, dass der Winkel in Umfangsrichtung in Bezug auf den in Umfangsrichtung mittleren Punkt zwischen den Magnetpolabschnitten 8,8° betrug. In Ausführungsbeispiel 4 war die Umfangsposition des mittleren Punkts des dritten Magnetflusssperrabschnitts derart, dass der Winkel in Umfangsrichtung in Bezug auf den in Umfangsrichtung mittleren Punkt zwischen den Magnetpolabschnitten 8,6° betrug. Das Vergleichsbeispiel war mit dem Unterschied zu Ausführungsbeispielen 1 bis 4 ausgebildet, dass der dritte Magnetflusssperrabschnitt nicht bereitgestellt war.
Für die Ausführungsbeispiele 1 bis 4 und das Vergleichsbeispiel wurde Drehmomentwelligkeit 48. Ordnung mittels Simulation ermittelt. Bei der Drehmomentwelligkeit 48. Ordnung handelt es sich um Drehmomentwelligkeit aufgrund des magnetischen Flusses der Komponente 48. Ordnung. Für die Ausführungsbeispiele 1 bis 4 wurde die jeweilige Drehmomentwelligkeit 48. Ordnung mit veränderter Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung ermittelt. Diese Simulationsergebnisse sind in 6 gezeigt. In 6 ist das Ergebnis von Ausführungsbeispiel 1 durch die durchgezogene Linie TR1 gezeigt, das Ergebnis von Ausführungsbeispiel 2 durch die gestrichelte Linie TR2, das Ergebnis von Ausführungsbeispiel 3 durch die durch je einen Punkt durchbrochene Linie TR3 und das Ergebnis von Ausführungsbeispiel 4 durch die durch je zwei Punkte durchbrochene Linie TR4.
In 6 gibt die horizontale Achse die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in mm an und die vertikale Achse das Verhältnis TR der für die einzelnen Ausführungsbeispiele erlangten Drehmomentwelligkeit 48. Ordnung zur Drehmomentwelligkeit 48. Ordnung des Vergleichsbeispiels. Ein Wert von Verhältnis TR unter 1,0 gibt an, dass die für die Ausführungsbeispiele erlangte Drehmomentwelligkeit 48. Ordnung kleiner als die für das Vergleichsbeispiel erlangte Drehmomentwelligkeit 48. Ordnung ist. Da im Vergleichsbeispiel der dritte Magnetflusssperrabschnitt nicht bereitgestellt ist, ist die im Vergleichsbeispiel erlangte Drehmomentwelligkeit 48. Ordnung nicht von der Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung abhängig und ist konstant.
Wie in 6 durch die durchgezogene Linie TR1 angegeben, konnte bestätigt werden, dass in Ausführungsbeispiel 1 mit der Abmessung W im Bereich von 0,6 mm oder mehr und 1,5 mm oder weniger das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR kleiner als 1,0 gemacht werden konnte. Wie in 6 durch die gestrichelte Linie TR2 angegeben, konnte bestätigt werden, dass in Ausführungsbeispiel 2 mit der Abmessung W im Bereich von 0,6 mm oder mehr und 2,0 mm oder weniger das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR kleiner als 1,0 gemacht werden konnte. Wie in 6 durch die durch je einen Punkt durchbrochene Linie TR3 angegeben, konnte bestätigt werden, dass in Ausführungsbeispiel 3 mit der Abmessung W im Bereich von 0,6 mm oder mehr und 2,2 mm oder weniger das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR kleiner als 1,0 gemacht werden konnte. Wie in 6 durch die durch je zwei Punkte durchbrochene Linie TR4 angegeben, konnte bestätigt werden, dass in Ausführungsbeispiel 4 mit der Abmessung W im Bereich von 0,8 mm oder mehr und 2,4 mm oder weniger das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR kleiner als 1,0 gemacht werden konnte. Dadurch konnte bestätigt werden, dass durch Bereitstellen des dritten Magnetflusssperrabschnitts die Drehmomentwelligkeit reduziert werden kann.
In den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 konnte zudem bestätigt werden, dass das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR einen Minimalwert aufwies. Dadurch konnte bestätigt werden, dass aufgrund der Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung die Drehmomentwelligkeit einen Minimalwert aufwies. Somit konnte bestätigt werden, dass die Drehmomentwelligkeit nach vorteilhafter reduziert werden kann, indem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung auf einen Wert, bei dem die Drehmomentwelligkeit ein Minimalwert wird, oder nah an einem solchen Wert festgelegt wird.
Wenn in Ausführungsbeispiel 1 beispielsweise die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung etwa 0,9 mm beträgt, so ist das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR ein Minimalwert. Es konnte bestätigt werden, dass die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann, wenn in Ausführungsbeispiel 1 die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in dem Bereich zwischen 0,6 mm oder mehr und 1,1 mm oder weniger festgelegt ist, in den 0,9 mm fällt, bei dem das Verhältnis TR ein Minimalwert ist. In dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung im Bereich von 0,6 mm oder mehr und 1,1 mm oder weniger lag, betrug in Ausführungsbeispiel 1 das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR 0,5 oder weniger. Es konnte also bestätigt werden, dass in dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in Ausführungsbeispiel 1 im Bereich von 0,6 mm oder mehr und 1,1 mm oder weniger lag, die Drehmomentwelligkeit gegenüber dem Vergleichsbeispiel um die Hälfte oder mehr vorteilhaft reduziert werden kann.
Wenn in Ausführungsbeispiel 2 beispielsweise die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung etwa 1,35 mm beträgt, so ist das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR ein Minimalwert. Es konnte bestätigt werden, dass die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann, wenn in Ausführungsbeispiel 2 die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in dem Bereich zwischen 1,0 mm oder mehr und 1,7 mm oder weniger festgelegt ist, in den etwa 1,35 mm fällt, bei dem das Verhältnis TR ein Minimalwert ist. In dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung im Bereich von 1,0 mm oder mehr und 1,7 mm oder weniger lag, betrug in Ausführungsbeispiel 2 das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR 0,5 oder weniger. Es konnte also bestätigt werden, dass in dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in Ausführungsbeispiel 2 im Bereich von 1,0 mm oder mehr und 1,7 mm oder weniger lag, die Drehmomentwelligkeit gegenüber dem Vergleichsbeispiel um die Hälfte oder mehr vorteilhaft reduziert werden kann.
Wenn in Ausführungsbeispiel 3 beispielsweise die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung etwa 1,55 mm beträgt, so ist das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR ein Minimalwert. Es konnte bestätigt werden, dass die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann, wenn in Ausführungsbeispiel 3 die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in dem Bereich zwischen 1,2 mm oder mehr und 1,8 mm oder weniger festgelegt ist, in den etwa 1,55 mm fällt, bei dem das Verhältnis TR ein Minimalwert ist. In dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung im Bereich von 1,2 mm oder mehr und 1,8 mm oder weniger lag, betrug in Ausführungsbeispiel 3 das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR 0,5 oder weniger. Es konnte also bestätigt werden, dass in dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in Ausführungsbeispiel 3 im Bereich von 1,2 mm oder mehr und 1,8 mm oder weniger lag, die Drehmomentwelligkeit gegenüber dem Vergleichsbeispiel um die Hälfte oder mehr vorteilhaft reduziert werden kann.
Wenn in Ausführungsbeispiel 4 beispielsweise die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung etwa 1,8 mm beträgt, so ist das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR ein Minimalwert. Es konnte bestätigt werden, dass die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann, wenn in Ausführungsbeispiel 4 die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in dem Bereich zwischen 1,4 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger festgelegt ist, in den etwa 1,8 mm fällt, bei dem das Verhältnis TR ein Minimalwert ist. In dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung im Bereich von 1,4 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger lag, betrug in Ausführungsbeispiel 4 das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR 0,5 oder weniger. Es konnte also bestätigt werden, dass in dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in Ausführungsbeispiel 4 im Bereich von 1,4 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger lag, die Drehmomentwelligkeit gegenüber dem Vergleichsbeispiel um die Hälfte oder mehr vorteilhaft reduziert werden kann. Der Minimalwert des Drehmomentwelligkeitsverhältnisses TR von Ausführungsbeispiel 4 war kleiner als der Minimalwert des Drehmomentwelligkeitsverhältnisses TR der Ausführungsbeispiele 1 bis 3.
Es konnte anhand der Ergebnisse der Ausführungsbeispiele 1 bis 4 bestätigt werden, dass in dem Bereich, in dem die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung zwischen etwa 0,6 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger beträgt, durch Anpassen der Position des mittleren Punkts des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Radialrichtung die Drehmomentwelligkeit leicht auf vorteilhafte Weise reduziert werden kann. Wenn die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung 0,6 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger beträgt, so beträgt das Verhältnis der Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung zum Radius r des Rotorkerns 0,010 oder mehr und 0,035 oder weniger. Wenn die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung 0,6 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger beträgt, so beträgt das Verhältnis der Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung zur Entfernung L1 zwischen dem ersten Magnetflusssperrabschnitt und dem zweiten Magnetflusssperrabschnitt in Umfangsrichtung 0,10 oder mehr und 0,36 oder weniger. Somit konnte bestätigt werden, dass durch Festlegen des Verhältnisses der Abmessung W zu den einzelnen Werten in diesem Bereich die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann.
Anhand der Ergebnisse der Ausführungsbeispiele 1 bis 4 konnte bestätigt werden, dass die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung bei einem Minimalwert des Drehmomentwelligkeitsverhältnisses TR umso größer ist, je größer die Entfernung L3 in Radialrichtung von der Außenumfangsfläche des Rotorkern bis zum mittleren Punkt des dritten Magnetflusssperrabschnitts ist. Es konnte somit bestätigt werden, dass durch Anpassen der Entfernung L3 der Bereich der Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung in einem Bereich angepasst werden kann, in dem die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann.
Es konnte bestätigt werden, dass, wenn in den Ausführungsbeispielen 2, 3 und 4 die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung im Bereich von 1,38 mm oder mehr und 1,7 mm oder weniger lag, das Drehmomentwelligkeitsverhältnis TR 0,5 oder weniger betrug. In den Ausführungsbeispielen 2, 3 und 4 betrug die Entfernung L3 in Radialrichtung von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns bis zum mittleren Punkt des dritten Magnetflusssperrabschnitts 2,6 mm oder mehr und 3,4 mm oder weniger. Es konnte also bestätigt werden, dass die Drehmomentwelligkeit vorteilhaft reduziert werden kann, wenn die Entfernung L3 in Radialrichtung von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns bis zum mittleren Punkt des dritten Magnetflusssperrabschnitts 2,6 mm oder mehr und 3,4 mm oder weniger beträgt und die Abmessung W des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung 1,38 mm oder mehr und 1,7 mm oder weniger beträgt. Damit konnte die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung bestätigt werden.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Rotationsmaschine
10: Rotor
20: Rotorkern
22a, 22b: konkaver Abschnitt
30: Aufnahmeloch
40: Magnet
41a, 41b: erster Magnet
42: zweiter Magnet
51a, 51b, 51c, 51d: erster Magnetflusssperrabschnitt
52a, 52b: zweiter Magnetflusssperrabschnitt
53a, 53b: dritter Magnetflusssperrabschnitt
60: Stator
61: Statorkern
62: Kernrücken
63, 66A, 66B, 66C, 66D, 66E, 66F: Zahn
65: Spule
J: Mittelachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2018/159181 [0002]

Claims

Elektrische Rotationsmaschine, aufweisend: einen Rotor, der um eine Mittelachse drehbar ist, und einen Stator, der auf einer in Radialrichtung äußeren Seite des Rotors angeordnet ist, wobei der Rotor einen Rotorkern, der mehrere Aufnahmelöcher aufweist, und mehrere Magneten aufweist, die in den einzelnen Aufnahmelöchern aufgenommen sind, wobei der Stator einen Statorkern mit einem ringförmigen Kernrücken, der den Rotorkern umgibt, und mehreren Zähnen, die sich vom Kernrücken zur in Radialrichtung inneren Seite erstrecken und mit Abstand in Umfangsrichtung aufgereiht angeordnet sind, und mehrere Spulen aufweist, die am Statorkern angebracht sind, wobei die mehreren Magneten ein Paar erste Magneten, die voneinander beabstandet in Umfangsrichtung angeordnet sind und sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung erstrecken, in der sie sich von einer in Radialrichtung inneren Seite zu einer in Radialrichtung äußeren Seite hin in Umfangsrichtung zunehmend voneinander entfernen, und einen zweiten Magneten beinhalten, der in Bezug auf einen in Radialrichtung inneren Endabschnitt der beiden ersten Magneten auf einer in Radialrichtung äußeren Seite an einer Umfangsposition zwischen den beiden ersten Magneten angeordnet ist und sich bei Betrachtung in Axialrichtung in einer Richtung orthogonal zur Radialrichtung erstreckt, wobei der Rotorkern erste Magnetflusssperrabschnitte, von denen jeweils ein Paar derart angeordnet ist, dass es bei Betrachtung in Axialrichtung in Erstreckungsrichtung der ersten Magneten einen jeweiligen ersten Magneten zwischen sich aufnimmt, ein Paar zweite Magnetflusssperrabschnitte, die derart angeordnet sind, dass sie bei Betrachtung in Axialrichtung in Erstreckungsrichtung des zweiten Magneten den zweiten Magneten zwischen sich aufnehmen, und einen dritten Magnetflusssperrabschnitt aufweist, der in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den einen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem einen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte und/oder in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den anderen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem anderen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte angeordnet ist, wobei in einem betreffenden Zustand, in dem ein in Umfangsrichtung mittlerer Punkt des zweiten Magneten an derselben Umfangsposition wie ein in Umfangsrichtung mittlerer Punkt eines der Zähne angeordnet ist, der dritte Magnetflusssperrabschnitt auf einer in Radialrichtung inneren Seite eines anderen der Zähne gelegen ist.
Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 1, wobei der dritte Magnetflusssperrabschnitt in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den einen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem einen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte sowie in Umfangsrichtung zwischen demjenigen ersten Magnetflusssperrabschnitt der beiden den anderen der beiden ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist, und dem anderen der beiden zweiten Magnetflusssperrabschnitte bereitgestellt ist.
Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei der andere Zahn ein Zahn ist, der in Umfangsrichtung am zweitnächsten zu dem einen Zahn benachbart angeordnet ist.
Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 3, wobei in dem betreffenden Zustand wenigstens ein Abschnitt eines Zahnes, der in Umfangsrichtung zwischen dem einen Zahn und dem anderen Zahn zu denen benachbart angeordnet ist, auf der in Radialrichtung äußeren Seite des zweiten Magneten gelegen ist.
Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem betreffenden Zustand der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegene erste Magnetflusssperrabschnitt der beiden den ersten Magneten zwischen sich aufnehmend angeordneten ersten Magnetflusssperrabschnitte, auf der in Radialrichtung inneren Seite eines Teils des anderen Zahnes auf der von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten entfernten Seite gelegen ist, und der dritte Magnetflusssperrabschnitt auf der in Radialrichtung inneren Seite eines Teils des anderen Zahnes auf der an dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten nahen Seite gelegen ist.
Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 5, wobei der Rotorkern einen konkaven Abschnitt aufweist, der sich von der Außenumfangsfläche des Rotorkerns zur in Radialrichtung inneren Seite vertieft, wobei in dem betreffenden Zustand der konkave Abschnitt in Bezug auf den in Umfangsrichtung mittleren Punkt des anderen Zahnes auf der in Umfangsrichtung von dem in Umfangsrichtung mittleren Punkt des zweiten Magneten entfernten Seite angeordnet ist.
Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 6, wobei in dem betreffenden Zustand wenigstens ein Abschnitt des konkaven Abschnitts auf der in Radialrichtung inneren Seite des anderen Zahnes gelegen ist.
Elektrische Rotationsmaschine nach Anspruch 6 oder 7, wobei der konkave Abschnitt auf der in Radialrichtung äußeren Seite des ersten Magnetflusssperrabschnitts der beiden ersten Magnetflusssperrabschnitte gelegen ist, der auf der in Radialrichtung äußeren Seite gelegen ist.
Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Abmessung des dritten Magnetflusssperrabschnitts in Umfangsrichtung 0,6 mm oder mehr und 2,1 mm oder weniger beträgt.
Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die eine elektrische Drehstromrotationsmaschine ist, bei der die Anzahl von Nutschlitzen bei einer Anzahl von N Polen N×6 beträgt.
Elektrische Rotationsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Spule eine verteilte Wicklung und eine Durchmesserwicklung aufweist.