JP2005312102A - モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】リラクタンストルクを利用するモータにおいて、トルクリップル及びコギングトルクを低減することができるモータを提供する。
【解決手段】埋込磁石型モータは、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース7に巻線が巻回されたステータ2と、非磁路形成部(収容孔21a,21b,22a,22b及びV字永久磁石12,13)が周方向に複数設けられたロータコア11を有するロータ3とを備え、リラクタンストルクを駆動力の一部としてロータ3を回転駆動させる。収容孔21a,21b,22a,22bの端部にはロータコア11外周に近接する外側延設部42a〜42dが形成される。近接する一対の外側延設部42a,42dは、その周方向に隣り合う一対の外側延設部42b,42cに対して一部分(外側延設部42bと外側延設部42d)が異なる形状に形成される。
【選択図】 図4
【解決手段】埋込磁石型モータは、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース7に巻線が巻回されたステータ2と、非磁路形成部(収容孔21a,21b,22a,22b及びV字永久磁石12,13)が周方向に複数設けられたロータコア11を有するロータ3とを備え、リラクタンストルクを駆動力の一部としてロータ3を回転駆動させる。収容孔21a,21b,22a,22bの端部にはロータコア11外周に近接する外側延設部42a〜42dが形成される。近接する一対の外側延設部42a,42dは、その周方向に隣り合う一対の外側延設部42b,42cに対して一部分(外側延設部42bと外側延設部42d)が異なる形状に形成される。
【選択図】 図4
Description
本発明は、リラクタンストルクを利用するモータに関するものである。
リラクタンストルクを利用するモータとしては、埋込磁石型モータ等がある。埋込磁石型モータは、ロータコア内に永久磁石が埋設されたロータを有するモータであり、ステータが作り出す回転磁界とロータとの間のマグネットトルクに加え、ロータに形成される磁路(磁路形成部)に基づくリラクタンストルクを有効に利用することにより高いモータ効率を得ることができる。
このような埋込磁石型モータのロータとしては、ロータコアに形成された収容孔に永久磁石を収容保持し、その永久磁石の端部からロータコアの外周に近接するように延びる空隙(非磁路端部)を収容孔の一部として形成し、その空隙により漏れ磁束(N極から直ぐに自身のS極に向かう磁束)を小さくしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
そして、特許文献1では、ロータコアの外周面と空隙の内面との間隔(厚さ)を隣り合う永久磁石側に向けて小さくすることで、トルクリップルを低減する技術が開示されている。
特開2000−217287号公報
しかしながら、上記のようなロータでは、各空隙の形状が同じであるため、各空隙にて形成される各磁路のティースに対する状態(相対関係)が同じとなり、各磁路毎に基づくモータトルクが同じとなって、トルクリップル及びコギングトルクが大きくなってしまう(積み上げられてしまう)という問題がある。尚、このことは、モータの振動や騒音を大きくしてしまう原因となる。又、リラクタンストルクのみを駆動力とするモータ(リラクタンスモータ)においても、同様の問題が発生する。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、リラクタンストルクを利用するモータにおいて、トルクリップル及びコギングトルクを低減することができるモータを提供する。
請求項1に記載の発明では、略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、前記ステータの内側に回転可能に収容され、非磁路形成部が周方向に複数設けられたロータコアを有するロータとを備え、リラクタンストルクを駆動力の少なくとも一部として前記ロータを回転駆動させるモータにおいて、前記非磁路形成部は、その両端部が前記ロータコア外周に近接する非磁路端部を有し、周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する一対の非磁路端部が、その周方向に隣り合う一対の非磁路端部に対して異なる形状に形成された構成を有する。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のモータにおいて、周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が異なる形状に形成された構成を有する。
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載のモータにおいて、前記一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う前記一対の非磁路端部とは、それぞれの一方の前記非磁路端部が同じ形状に形成され、それぞれの他方の前記非磁路端部が異なる形状に形成される。
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載のモータにおいて、前記一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う前記一対の非磁路端部とは、それぞれの一方の前記非磁路端部が同じ形状に形成され、それぞれの他方の前記非磁路端部が異なる形状に形成される。
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載のモータにおいて、前記一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う前記一対の非磁路端部とは、それぞれの各非磁路端部が全て異なる形状に形成される。
請求項5に記載の発明では、請求項1に記載のモータにおいて、周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が同じ形状に形成され、前記一対の非磁路端部における一方と他方の両非磁路端部が、周方向に隣り合う一対の非磁路端部における一方と他方の両非磁路端部と、それぞれ同じだけ異なるように形成される。
請求項6に記載の発明では、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のモータにおいて、前記一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う前記一対の非磁路端部とは、前記ロータコアの全周に渡って交互に形成される。
請求項7に記載の発明では、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータにおいて、前記非磁路形成部は、前記ロータコアに形成された収容孔とその収容孔に配設された永久磁石であって、前記非磁路端部は、前記永久磁石が配設されない前記収容孔の一部である。
請求項8に記載の発明では、略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、前記ステータの内側に回転可能に収容され、非磁路形成部が周方向に複数設けられたロータコアを有するロータとを備え、リラクタンストルクを駆動力の少なくとも一部として前記ロータを回転駆動させるモータにおいて、前記非磁路形成部は、その両端部が前記ロータコア外周に近接する非磁路端部を有し、周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が異なる形状に形成された構成を有する。
請求項9に記載の発明では、略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、前記ステータの内側に回転可能に収容され、非磁路形成部が周方向に複数設けられたロータコアを軸方向に複数有するロータとを備え、リラクタンストルクを駆動力の少なくとも一部として前記ロータを回転駆動させるモータにおいて、前記非磁路形成部は、その両端部が前記ロータコア外周に近接する非磁路端部を有し、周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する一対の前記非磁路端部が、異なる前記ロータコアにおける一対の前記非磁路端部に対して異なる形状に形成された構成を有する。
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、周方向に隣り合う非磁路形成部の近接する一対の非磁路端部が、その周方向に隣り合う一対の非磁路端部に対して異なる形状に形成された構成を有するため、モータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
請求項1に記載の発明によれば、周方向に隣り合う非磁路形成部の近接する一対の非磁路端部が、その周方向に隣り合う一対の非磁路端部に対して異なる形状に形成された構成を有するため、モータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
請求項2に記載の発明によれば、周方向に隣り合う非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が異なる形状に形成された構成を有するため、その部分でのモータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
請求項3に記載の発明によれば、一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う一対の非磁路端部とは、それぞれの一方の非磁路端部が同じ形状に形成されながらも、それぞれの他方の非磁路端部が異なる形状に形成されることで、一対の非磁路端部がその周方向に隣り合う一対の非磁路端部に対して異なる形状に形成される。
請求項4に記載の発明によれば、一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う一対の非磁路端部とは、それぞれの各非磁路端部が全て異なる形状に形成されることで、一対の非磁路端部がその周方向に隣り合う一対の非磁路端部に対して異なる形状に形成される。
請求項5に記載の発明によれば、周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が同じ形状に形成される。そして、前記一対の非磁路端部における一方と他方の両非磁路端部が、周方向に隣り合う一対の非磁路端部における一方と他方の両非磁路端部と、それぞれ同じだけ異なるように形成されることで、一対の非磁路端部がその周方向に隣り合う一対の非磁路端部に対して異なる形状に形成される。
請求項6に記載の発明によれば、一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う前記一対の非磁路端部とは、ロータコアの全周に渡って交互に形成されるため、ロータコアの全周に渡ってモータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
請求項7に記載の発明によれば、非磁路形成部は、前記ロータコアに形成された収容孔とその収容孔に配設された永久磁石であって、非磁路端部は前記永久磁石が配設されない前記収容孔の一部であるため、リラクタンストルク及び永久磁石によるマグネットトルクを駆動力としてロータを高いモータ効率で回転駆動させることができる。
請求項8に記載の発明によれば、周方向に隣り合う非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が異なる形状に形成された構成を有するため、その部分でのモータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
請求項9に記載の発明によれば、周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する一対の前記非磁路端部が、異なる前記ロータコアにおける一対の前記非磁路端部に対して異なる形状に形成された構成を有するため、モータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
以上詳述したように、本発明によれば、リラクタンストルクを利用するモータにおいて、トルクリップル及びコギングトルクを低減することができるモータを提供することができる。
以下、本発明を埋込磁石型モータに具体化した一実施の形態を図1〜図4に従って説明する。図1に示すように、埋込磁石型モータは、ハウジング1とステータ2とロータ3とを備える。
ハウジング1は、略有底筒状のケース4と、ケース4の開口部(図1中、下端部)を閉塞するための蓋部5とを備える。そして、ステータ2はケース4の内周面に固定され、ロータ3はその回転軸6がケース4及び蓋部5に設けられた軸受4a,5aに支持されることでステータ2の内側に回転可能に収容される。
ステータ2は、略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース7(図3参照)を有したステータコア8と、ティース7にインシュレータ9(図1参照)を介して巻回された巻線10とを備える。尚、本実施の形態では、ティース7は、60個形成されている。又、図3においては、インシュレータ9及び巻線10の図示を省略している。又、巻線10はティース7に分布巻にて巻回される。
ロータ3は、図1に示すように、前記回転軸6と、ロータコア11と、永久磁石としてのV字永久磁石12,13(図2及び図3参照)とを備える。本実施の形態のロータコア11は、複数の円盤状のコアシートが積層されて形成されている。尚、図1及び図2においては、複数のコアシートの境界線の図示を省略している。又、ロータコア11の軸中心には回転軸6が嵌着される中心孔11aが形成されている。又、図2は、回転軸6を除くロータ3の概略斜視図である。
ロータコア11には、図2及び図3に示すように、軸方向に貫通し、一対で径方向内側に凸の略V字形状をなす収容孔21a,21b〜30a,30bが、周方向に10対並んで形成されている。そして、ロータコア11には、隣り合う前記V字の間で径方向に延びる磁路形成部31〜40が形成される。又、各収容孔21a,21b〜30a,30bの両端部には、漏れ磁束(磁石のN極から直ぐに自身のS極に向かう磁束)を小さくすべく延設された内側延設部41及び外側延設部42a〜42dが(孔の一部として)形成されている(図3及び図4参照)。
そして、(内側延設部41及び外側延設部42a〜42dを除く)収容孔21a,21b〜30a,30bには、径方向内側に凸の略V字形状に配置されるV字永久磁石12,13が収容保持されている。本実施の形態では、V字永久磁石12,13は、4角柱状の一対の永久磁石12a,12b,13a,13bを各収容孔21a,21b〜30a,30bに収容することで略V字形状に配置してなる。又、隣り合うV字永久磁石12,13は、N極とS極が逆に設定され、例えばV字永久磁石12(永久磁石12a,12b)は径方向外側がN極、V字永久磁石13(永久磁石13a,13b)は径方向外側がS極に設定される。
そして、周方向に隣り合う一方の磁路形成部31,33,35,37,39における周方向中心L1がティース7の周方向中心LTと径方向に直列状態となった状態(図3参照)で、周方向に隣り合う他方の磁路形成部32,34,36,38,40における周方向中心L2はティース7の周方向中心LTに対して周方向にずれるように設定されている。詳しくは、磁路形成部31〜40は、5.5スロット分間隔と6.5スロット分間隔を周方向に繰り返すように形成され、前記収容孔21a,21b〜30a,30b及びV字永久磁石12,13(永久磁石12a,12b,13a,13b)が形成するV字の角度は、上記のように形成される磁路形成部31〜40の間隔に対応して設定されている。尚、本実施の形態では、収容孔21a,21b〜30a,30bとV字永久磁石12,13が複数の非磁路形成部を構成し、各非磁路形成部の両端部でロータコア11外周に近接する(V字永久磁石12,13が配設されない)外側延設部42a〜42dが非磁路端部を構成している。
ここで、周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する一対の非磁路端部(一対の外側延設部)は、その周方向に隣り合う一対の非磁路端部に対して異なる形状に形成されている。即ち、図4に示すように、近接する一対の外側延設部42a,42dは、その周方向に隣り合う一対の外側延設部42b,42cに対して少なくとも一部分が異なる形状に形成されている。
詳述すると、本実施の形態では、周方向に隣り合う外側延設部42a〜42dの周方向に近接するもの同士が異なる形状(非対称)に形成されている。即ち、外側延設部42aと外側延設部42dとが異なる形状(非対称)に形成され、外側延設部42bと外側延設部42cとが異なる形状(非対称)に形成されている。又、一対の外側延設部42a,42dと、その周方向に隣り合う一対の外側延設部42b,42cとは、それぞれの一方の外側延設部42a,42cが同じ形状に形成され、それぞれの他方の外側延設部42b,42dがそれぞれ異なる形状に形成されている。これにより、一対の外側延設部42a,42dが、一対の外側延設部42b,42cに対して一部分(外側延設部42bと外側延設部42d)が異なる形状に形成されている。又、本実施の形態では、前述した外側延設部42aから外側延設部42dがロータコア11の全周に渡って順次繰り返されて(一対の外側延設部42d,42aと一対の外側延設部42b,42cとが交互に)形成されている。尚、本実施の形態では、外側延設部42a,42cは外側延設部42bより周方向幅が大きく設定され、外側延設部42bは外側延設部42dより周方向幅が大きく設定されている。
上記のように構成された埋込磁石型モータでは、リラクタンストルク及びマグネットトルクを駆動力としてロータ3を高いモータ効率で回転駆動させることができる。
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
(1)近接する一対の外側延設部42a,42dは、その周方向に隣り合う一対の外側延設部42b,42cに対して少なくとも一部分(外側延設部42bと外側延設部42d)が異なる形状に形成されている。よって、一対の外側延設部42a,42dと一対の外側延設部42b,42cとで(対同士で)ティース7に対する状態(相対関係)が異なることになる。よって、モータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。その結果、埋込磁石型モータの振動や騒音を低減することができる。
(2)近接する外側延設部42aと外側延設部42dとが異なる形状(非対称)に形成され、外側延設部42bと外側延設部42cとが異なる形状(非対称)に形成されるため、それぞれの部分でのモータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
(3)前記一対の外側延設部42a,42dと前記一対の外側延設部42b,42cとがロータコア11の全周に渡って交互に形成されるため、ロータコア11の全周に渡ってモータトルクの脈動(変動)が滑らかとなり、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
(4)周方向に隣り合う一方の磁路形成部31,33,35,37,39における周方向中心L1がティース7の周方向中心LTと径方向に直列状態となった状態(図3参照)で、周方向に隣り合う他方の磁路形成部32,34,36,38,40における周方向中心L2はティース7の周方向中心LTに対して周方向にずれるように設定されている。これにより、隣り合う磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心L1,L2と、ティース7の周方向中心LTとが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならない。よって、隣り合う磁路形成部に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される(生じる)ことが防止され、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、一対の外側延設部42a,42dと、その周方向に隣り合う一対の外側延設部42b,42cとは、それぞれの一方の外側延設部42a,42cが同じ形状に形成され、それぞれの他方の外側延設部42b,42dがそれぞれ異なる形状に形成されるとしたが、これに限定されない。即ち、近接する一対の外側延設部が、その周方向に隣り合う一対の外側延設部に対して少なくとも一部分が異なる形状に形成される構成を有するように、他の構成に変更してもよい。
・上記実施の形態では、一対の外側延設部42a,42dと、その周方向に隣り合う一対の外側延設部42b,42cとは、それぞれの一方の外側延設部42a,42cが同じ形状に形成され、それぞれの他方の外側延設部42b,42dがそれぞれ異なる形状に形成されるとしたが、これに限定されない。即ち、近接する一対の外側延設部が、その周方向に隣り合う一対の外側延設部に対して少なくとも一部分が異なる形状に形成される構成を有するように、他の構成に変更してもよい。
例えば、近接する外側延設部同士を同じ形状(対称)に形成し、一対の外側延設部における一方と他方の両外側延設部を、周方向に隣り合う一対の外側延設部における一方と他方の両外側延設部とそれぞれ同じだけ異なるように形成してもよい。上記実施の形態の外側延設部42a〜42dと対応した符号で記載すると、外側延設部42dと外側延設部42aを同じ形状(対称)に形成し、外側延設部42bと外側延設部42cを同じ形状(対称)に形成し、外側延設部42dに対する外側延設部42bと、外側延設部42aに対する外側延設部42cとを同じだけ異なるように形成してもよい。
又、例えば、図5に示すように、一対の外側延設部43a,43dと、その周方向に隣り合う一対の外側延設部43b,43cとにおける各外側延設部43a〜43dを全て異なる形状に形成してもよい。尚、この例(図5参照)では、外側延設部43cは外側延設部43aより周方向幅が大きく設定され、外側延設部43aは外側延設部43bより周方向幅が大きく設定され、外側延設部43bは外側延設部43dより周方向幅が大きく設定されている。又、この例では、前述した外側延設部43aから外側延設部43dがロータコア11の全周に渡って順次繰り返されて(一対の外側延設部43d,43aと一対の外側延設部43b,43cとが交互に)形成されている。
又、例えば、図6(a)に模式的に示すように、一対のV字永久磁石(12,13)と対応した周方向に複数のブロックA1〜A5毎に、前述した外側延設部(非磁路端部)が異なる形状(パターンB1〜B5)となるように形成してもよい。
又、例えば、図6(b)に模式的に示すように、一対のV字永久磁石(12,13)と対応した周方向に複数のブロックC1〜C5における一部(この例では1つ)のブロックC5のみが他のブロックC1〜C4の外側延設部の形状(パターンD1)と異なる外側延設部の形状(パターンD2)となるように形成してもよい。
又、例えば、図6(c)に模式的に示すように、ロータコアにおける各外側延設部(ブロックE1〜E20)を全て異なる形状(パターンF1〜F20)に形成してもよい。
・上記実施の形態では、ロータコア11が1つ(軸方向に同じ形状)のものに具体化したが、ロータコアを軸方向に複数有するもの(ロータ)に具体化してもよい。この場合、近接する一対の外側延設部(非磁路端部)を、(軸方向に)異なるロータコアにおける一対の外側延設部(非磁路端部)に対して異なる形状に形成してもよい。
・上記実施の形態では、ロータコア11が1つ(軸方向に同じ形状)のものに具体化したが、ロータコアを軸方向に複数有するもの(ロータ)に具体化してもよい。この場合、近接する一対の外側延設部(非磁路端部)を、(軸方向に)異なるロータコアにおける一対の外側延設部(非磁路端部)に対して異なる形状に形成してもよい。
例えば、図7(a)に模式的に示すように、軸方向に並設される5つのロータコアG1〜G5を有するロータにおいて、各ロータコアG1〜G5内では周方向に複数の外側延設部(非磁路端部)を同じ形状とし、ロータコアG1〜G5毎には外側延設部(非磁路端部)を異なる形状(パターンH1〜H5)となるように形成してもよい。尚、この例では、各ロータコアG1〜G5の軸方向長さを同じとしている。
又、例えば、図7(b)に模式的に示すように、軸方向に並設される2つのロータコアI1,I2を有するロータにおいて、各ロータコアI1,I2の軸方向長さを異ならせてもよい。尚、この例では、各ロータコアI1,I2内で周方向に複数の外側延設部(非磁路端部)を同じ形状とし、ロータコアI1,I2毎には外側延設部(非磁路端部)を異なる形状(パターンJ1,J2)となるように形成している。
・上記実施の形態では、ロータコア11に配設される永久磁石を、V字永久磁石12,13としたが、これに限定されず、永久磁石を他の形状に変更してもよい。尚、この場合、勿論、収容孔21a,21b〜30a,30bについても永久磁石の形状に応じて変更する。
例えば、図8(a)に模式的に示すように、ロータコア51に配設される永久磁石を、単に周方向に沿った直線状の永久磁石52に変更してもよい。尚、この例では、収容孔53,54と永久磁石52が複数の非磁路形成部を構成し、収容孔53,54の一部であって各非磁路形成部の両端部でロータコア51外周に近接する(永久磁石52が配設されない)外側延設部53a,53b,54a,54bが非磁路端部を構成している。又、外側延設部53a,53b,54a,54bは、それぞれ上記実施の形態の外側延設部42a,42b,42c,42dと同様に周方向幅が設定されている。又、図8(a)では、永久磁石52が周方向に4つ配設されるロータの略半分のみ図示し、同様に形成される部分(周方向に180度ずらされた形状の部分)については省略している。
又、例えば、図8(b)に模式的に示すように、ロータコア61に配設される永久磁石を、径方向内側が凸となる曲線状の永久磁石62に変更してもよい。尚、この例では、収容孔63,64と永久磁石62が複数の非磁路形成部を構成し、収容孔63,64の一部であって各非磁路形成部の両端部でロータコア61外周に近接する(永久磁石62が配設されない)外側延設部63a,63b,64a,64bが非磁路端部を構成している。又、外側延設部63a,63b,64a,64bは、それぞれ上記実施の形態の外側延設部42a,42b,42c,42dと同様に周方向幅が設定されている。又、図8(b)では、永久磁石62が周方向に4つ配設されるロータの略半分のみ図示し、同様に形成される部分(周方向に180度ずらされた形状の部分)については省略している。
又、例えば、図8(c)に模式的に示すように、ロータコア71に配設される永久磁石を、周方向に沿った直線部とその両端から径方向外側に延びる延設部とからなる永久磁石72に変更してもよい。尚、この例では、収容孔73,74と永久磁石72が複数の非磁路形成部を構成し、収容孔73,74の一部であって各非磁路形成部の両端部でロータコア71外周に近接する(永久磁石72が配設されない)外側延設部73a,73b,74a,74bが非磁路端部を構成している。又、外側延設部73a,73b,74a,74bは、それぞれ上記実施の形態の外側延設部42a,42b,42c,42dと同様に周方向幅が設定されている。又、図8(c)では、永久磁石72が周方向に4つ配設されるロータの略半分のみ図示し、同様に形成される部分(周方向に180度ずらされた形状の部分)については省略している。
・上記実施の形態では、収容孔21a,21b〜30a,30bとV字永久磁石12,13とが非磁路形成部を構成するとしたが、リラクタンストルクを発生するための磁路(磁路形成部)を形成する構成であれば、非磁路形成部を他の構成に変更してもよい。
例えば、図9に示すように、非磁路形成部を、ロータコア80の周方向に複数形成した非磁性部としての空隙81〜90としてもよい。即ち、所謂リラクタンスモータに具体化してもよい。この例における空隙81〜90は、径方向内側が凸となる曲線状に形成されている。そして、空隙81〜90の一部であってその両端部でロータコア80外周に近接する外側延設部91a〜91dが非磁路端部を構成している。又、周方向に順次形成されるとともに繰り返し形成される外側延設部91a,91b,91c,91dは、それぞれ上記実施の形態の外側延設部42a,42b,42c,42dと同様に周方向幅が設定されている。このようにすると、ロータを(永久磁石を用いず)簡単な構造としながら、リラクタンストルクのみを駆動力としてロータを回転駆動させることができる。
・上記実施の形態の外側延設部(非磁路端部)においても永久磁石が(隙間がないように)配設される構成に変更してもよい。尚、この場合、永久磁石の形状を変更するとともに永久磁石を複数種類用いる必要がある。
・上記実施の形態では、近接する一対の外側延設部42a,42dは、その周方向に隣り合う一対の外側延設部42b,42cに対して一部分が異なる形状に形成されるとしたが、それらが対同士で同じ形状であっても、近接する外側延設部同士が異なる形状(非対称)に形成されれば、上記実施の形態の効果(2)と同様の効果を得ることができる。
・上記実施の形態では、周方向に隣り合う一方の磁路形成部31,33,35,37,39における周方向中心L1がティース7の周方向中心LTと径方向に直列状態となった状態で、他方の磁路形成部32,34,36,38,40における周方向中心L2がティース7の周方向中心LTに対して周方向にずれるとしたが、これに限定されない。即ち、隣り合う磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態となる構成のものに変更してもよい。
・上記実施の形態では、ロータコア11は、複数の円盤状のコアシートが積層されて形成されるとしたが、同様の形状であればよく、例えば、磁性粉体を焼結して形成してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
(イ)請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータにおいて、前記非磁路形成部は、前記ロータコアに形成された収容孔に(隙間がないように)配設された永久磁石であることを特徴とするモータ。このようにすると、リラクタンストルク及び永久磁石によるマグネットトルクを駆動力としてロータを高いモータ効率で回転駆動させることができる。
(イ)請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータにおいて、前記非磁路形成部は、前記ロータコアに形成された収容孔に(隙間がないように)配設された永久磁石であることを特徴とするモータ。このようにすると、リラクタンストルク及び永久磁石によるマグネットトルクを駆動力としてロータを高いモータ効率で回転駆動させることができる。
(ロ)請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータにおいて、前記非磁路形成部は、前記ロータコアに形成された非磁性部であって、リラクタンストルクのみを駆動力として前記ロータを回転駆動させることを特徴とするモータ。このようにすると、ロータを簡単な構造としながら、リラクタンストルクのみを駆動力としてロータを回転駆動させることができる。
(ハ)請求項1乃至7のいずれか1項に記載のモータにおいて、前記ロータコアは、前記一対の非磁路端部の間に形成される磁路形成部における周方向中心が前記ティースの周方向中心と径方向に直列状態となった状態で、周方向に隣り合う磁路形成部における周方向中心がティースの周方向中心に対して周方向にずれるように設定されたことを特徴とするモータ。このようにすると、隣り合う磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならない。よって、隣り合う磁路形成部に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される(生じる)ことが防止され、トルクリップル及びコギングトルクが低減される。
2…ステータ、3…ロータ、7…ティース、10…巻線、11,51,61,71,80,G1〜G5,I1,I2…ロータコア、12,13…非磁路形成部の一部を構成するV字永久磁石(永久磁石)、21a,21b〜30a,30b,53,54,63,64,73,74…非磁路形成部の一部を構成する収容孔、42a〜42d,43a〜43d,53a,53b,54a,54b,63a,63b,64a,64b,73a,73b,74a,74b,91a〜91d…外側延設部(非磁路端部)。
Claims (9)
- 略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、
前記ステータの内側に回転可能に収容され、非磁路形成部が周方向に複数設けられたロータコアを有するロータとを備え、リラクタンストルクを駆動力の少なくとも一部として前記ロータを回転駆動させるモータにおいて、
前記非磁路形成部は、その両端部が前記ロータコア外周に近接する非磁路端部を有し、
周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する一対の非磁路端部が、その周方向に隣り合う一対の非磁路端部に対して異なる形状に形成された構成を有することを特徴とするモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が異なる形状に形成された構成を有することを特徴とするモータ。 - 請求項1又は2に記載のモータにおいて、
前記一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う前記一対の非磁路端部とは、それぞれの一方の前記非磁路端部が同じ形状に形成され、それぞれの他方の前記非磁路端部が異なる形状に形成されたことを特徴とするモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う前記一対の非磁路端部とは、それぞれの各非磁路端部が全て異なる形状に形成されたことを特徴とするモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が同じ形状に形成され、
前記一対の非磁路端部における一方と他方の両非磁路端部が、周方向に隣り合う一対の非磁路端部における一方と他方の両非磁路端部と、それぞれ同じだけ異なるように形成されたことを特徴とするモータ。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記一対の非磁路端部と、その周方向に隣り合う前記一対の非磁路端部とは、前記ロータコアの全周に渡って交互に形成されたことを特徴とするモータ。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータにおいて、
前記非磁路形成部は、前記ロータコアに形成された収容孔とその収容孔に配設された永久磁石であって、前記非磁路端部は、前記永久磁石が配設されない前記収容孔の一部であることを特徴とするモータ。 - 略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、
前記ステータの内側に回転可能に収容され、非磁路形成部が周方向に複数設けられたロータコアを有するロータとを備え、リラクタンストルクを駆動力の少なくとも一部として前記ロータを回転駆動させるモータにおいて、
前記非磁路形成部は、その両端部が前記ロータコア外周に近接する非磁路端部を有し、
周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する非磁路端部同士が異なる形状に形成された構成を有することを特徴とするモータ。 - 略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、
前記ステータの内側に回転可能に収容され、非磁路形成部が周方向に複数設けられたロータコアを軸方向に複数有するロータとを備え、リラクタンストルクを駆動力の少なくとも一部として前記ロータを回転駆動させるモータにおいて、
前記非磁路形成部は、その両端部が前記ロータコア外周に近接する非磁路端部を有し、
周方向に隣り合う前記非磁路形成部の近接する一対の前記非磁路端部が、異なる前記ロータコアにおける一対の前記非磁路端部に対して異なる形状に形成された構成を有することを特徴とするモータ。
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