JP2013021774A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータと、ロータの径方向の外側に配置されるステータとを備えるモータに関する。 The present invention relates to a motor including a rotor and a stator disposed on the outer side in the radial direction of the rotor.
従来、永久磁石を有するロータと、ロータの径方向の外側に配置されるステータとを備える永久磁石型のモータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のモータでは、ステータは、径方向の内側へ突出する９個の突極を有するステータコアと、突極に巻回される駆動用コイルとを備えている。また、ロータは、回転軸と、回転軸の外周面に固定される６個の永久磁石とを備えている。６個の永久磁石は、ロータの円周方向で互いに隣接するように、回転軸の外周面に固定されており、６個の永久磁石によってロータの外周面に形成される磁極の数は６極となっている。この６個の永久磁石は、径方向において、空隙を介して突極の先端面と対向している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a permanent magnet type motor is known that includes a rotor having a permanent magnet and a stator disposed on the outer side in the radial direction of the rotor (see, for example, Patent Document 1). In the motor described in
近年、モータの市場では、モータの高性能化の要求が高まっており、コギングトルクの小さなモータが求められている。一般に、ロータの磁極の数と突極の数との最小公倍数を大きくすれば、モータのコギングトルクが小さくなることが知られているため、本願発明者は、突極の数を９個にするとともに、ロータの外周面の磁極の数を８極にして、モータのコギングトルクの抑制を試みた。突極の数を９個にし、かつ、ロータの外周面の磁極の数を８極にすると、モータのコギングトルクを抑制することは可能であるが、突極の数が奇数であるため、モータのバランスが悪くなる。そこで、本願発明者は、突極の数が１８個で、かつ、ロータの外周面の磁極の数が１６極であるモータの採用を検討している。一方、モータの市場では、モータの高性能化の要求の高まりに伴って、トルクリップルの小さなモータも要求されている。 In recent years, in the motor market, there is an increasing demand for higher performance of motors, and motors with small cogging torque are required. In general, it is known that if the least common multiple of the number of magnetic poles of the rotor and the number of salient poles is increased, the cogging torque of the motor is reduced. Therefore, the inventor of the present application sets the number of salient poles to nine. At the same time, the number of magnetic poles on the outer peripheral surface of the rotor was set to 8 to try to suppress the cogging torque of the motor. If the number of salient poles is nine and the number of magnetic poles on the outer peripheral surface of the rotor is eight, the cogging torque of the motor can be suppressed. However, since the number of salient poles is odd, the motor The balance becomes worse. Therefore, the present inventor is considering the use of a motor having 18 salient poles and 16 poles on the outer peripheral surface of the rotor. On the other hand, in the motor market, motors with small torque ripple are also demanded as the demand for higher performance of motors increases.
そこで、本発明の課題は、ステータに形成される突極の数が１８個で、かつ、ロータの外周面に形成される磁極の数が１６極であるモータであって、かつ、トルクリップルを抑制することが可能なモータを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor in which the number of salient poles formed on the stator is 18 and the number of magnetic poles formed on the outer peripheral surface of the rotor is 16 and torque ripple is reduced. It is providing the motor which can be suppressed.
上記の課題を解決するため、本願発明者は、種々の検討を行った。特に、本願発明者は、突極の先端面に対向する永久磁石の対向面の曲率、および、ロータの径方向における永久磁石の対向面と突極の先端面との隙間に着目して、種々の検討を行った。その結果、突極の数が１８個で、かつ、ロータの外周面の磁極の数が１６極であるモータにおいて、永久磁石の対向面の曲率、および、径方向における永久磁石の対向面と突極の先端面との隙間が所定の値となっていれば、トルクリップルを抑制することが可能となることを知見するに至った。 In order to solve the above problems, the present inventor has made various studies. In particular, the inventor of the present application pays attention to the curvature of the facing surface of the permanent magnet facing the tip surface of the salient pole, and the gap between the facing surface of the permanent magnet and the tip surface of the salient pole in the radial direction of the rotor. Was examined. As a result, in a motor in which the number of salient poles is 18 and the number of magnetic poles on the outer peripheral surface of the rotor is 16, the curvature of the facing surface of the permanent magnet and the facing surface of the permanent magnet in the radial direction are projected. It has been found that torque ripple can be suppressed if the gap between the tip end surface of the pole is a predetermined value.
本発明のモータは、かかる新たな知見に基づくものであり、ロータと、ロータの径方向の外側に配置されるステータとを備え、ステータは、径方向の内側へ突出する複数の突極を有するステータコアを備え、ロータは、ロータの円周方向で隣接するように配置され、突極の先端面と空隙を介して対向する複数の永久磁石を備え、突極の数は、１８個であり、複数の永久磁石によってロータの外周面に形成される磁極の数は、１６極であり、永久磁石の、突極の先端面に対向する対向面は、凸曲面状に形成され、永久磁石の対向面の曲率半径は、２２．５（ｍｍ）〜２５（ｍｍ）であり、径方向における突極の先端面と永久磁石の対向面との最小隙間は、２（ｍｍ）〜２．５（ｍｍ）であることを特徴とする。 The motor of the present invention is based on such new knowledge, and includes a rotor and a stator disposed on the outer side in the radial direction of the rotor, and the stator has a plurality of salient poles protruding inward in the radial direction. A stator core is provided, the rotor is arranged so as to be adjacent in the circumferential direction of the rotor, and includes a plurality of permanent magnets facing the tip surface of the salient pole via a gap, and the number of salient poles is 18. The number of magnetic poles formed on the outer peripheral surface of the rotor by a plurality of permanent magnets is 16 poles, and the facing surface of the permanent magnet facing the tip surface of the salient pole is formed in a convex curved surface, and the facing of the permanent magnet The curvature radius of the surface is 22.5 (mm) to 25 (mm), and the minimum gap between the tip surface of the salient pole and the facing surface of the permanent magnet in the radial direction is 2 (mm) to 2.5 (mm). ).
本発明のモータでは、永久磁石の、突極の先端面に対向する対向面は、凸曲面状に形成され、永久磁石の対向面の曲率半径は、２２．５（ｍｍ）〜２５（ｍｍ）となっている。また、本発明では、径方向における突極の先端面と永久磁石の対向面との最小隙間は、２（ｍｍ）〜２．５（ｍｍ）となっている。したがって、本発明では、突極の数が１８個であり、かつ、ロータの外周面に形成される磁極の数が１６極であるモータにおいて、トルクリップルを抑制することが可能になる。 In the motor of the present invention, the facing surface of the permanent magnet facing the tip surface of the salient pole is formed in a convex curved shape, and the radius of curvature of the facing surface of the permanent magnet is 22.5 (mm) to 25 (mm). It has become. In the present invention, the minimum gap between the tip surface of the salient pole and the opposing surface of the permanent magnet in the radial direction is 2 (mm) to 2.5 (mm). Therefore, in the present invention, torque ripple can be suppressed in a motor having 18 salient poles and 16 magnetic poles formed on the outer peripheral surface of the rotor.
本発明において、径方向における突極の先端面と永久磁石の対向面との最小隙間は、２（ｍｍ）であることが好ましい。このように構成すると、モータのコギングトルクを効果的に抑制することが可能になる。また、この場合には、永久磁石の対向面の曲率半径は、２５（ｍｍ）であることが好ましい。このように構成すると、モータのコギングトルクをより効果的に抑制することが可能になる。 In the present invention, the minimum gap between the tip surface of the salient pole and the facing surface of the permanent magnet in the radial direction is preferably 2 (mm). If comprised in this way, it will become possible to suppress the cogging torque of a motor effectively. In this case, the radius of curvature of the facing surface of the permanent magnet is preferably 25 (mm). If comprised in this way, it will become possible to suppress the cogging torque of a motor more effectively.
本発明において、突極の先端面は、凹曲面状に形成され、突極の先端面の曲率半径は、たとえば、１０４．５（ｍｍ）となっている。 In the present invention, the tip surface of the salient pole is formed in a concave curved surface, and the radius of curvature of the tip surface of the salient pole is, for example, 104.5 (mm).
本発明において、ステータは、突極に巻回される駆動用コイルを備え、ステータコアは、環状に形成されるとともに突極の外周端が繋がる外周部を備え、径方向における外周部の幅は、突極の、駆動用コイルが巻回される部分の円周方向の幅の１／２以上であることが好ましい。このように構成すると、外周部での磁気飽和を抑制することが可能になる。また、この場合には、突極の、駆動用コイルが巻回される部分の円周方向の幅は、たとえば、３０（ｍｍ）である。 In the present invention, the stator includes a driving coil wound around the salient pole, the stator core includes an outer peripheral portion formed in an annular shape and connected to the outer peripheral end of the salient pole, and the width of the outer peripheral portion in the radial direction is It is preferable that the salient pole is ½ or more of the circumferential width of the portion around which the drive coil is wound. If comprised in this way, it will become possible to suppress the magnetic saturation in an outer peripheral part. In this case, the circumferential width of the portion of the salient pole around which the drive coil is wound is, for example, 30 (mm).
本発明において、ステータコアは、たとえば、円周方向に分割可能な複数の分割コアによって構成されている。また、本発明において、たとえば、ステータは、突極ごとに巻回される駆動用コイルを備えている。すなわち、本発明のモータは、たとえば、集中巻モータである。この場合には、モータの効率を高めることが可能になる。 In the present invention, the stator core is constituted by, for example, a plurality of divided cores that can be divided in the circumferential direction. In the present invention, for example, the stator includes a driving coil wound around each salient pole. That is, the motor of the present invention is, for example, a concentrated winding motor. In this case, the efficiency of the motor can be increased.
本発明において、永久磁石は、たとえば、ロータの軸方向に分割される複数の磁石片によって構成されている。 In the present invention, the permanent magnet is composed of, for example, a plurality of magnet pieces that are divided in the axial direction of the rotor.
以上のように、本発明では、突極の数が１８個で、かつ、ロータの外周面に形成される磁極の数が１６極であるモータにおいて、トルクリップルを抑制することが可能になる。 As described above, according to the present invention, torque ripple can be suppressed in a motor having 18 salient poles and 16 poles formed on the outer peripheral surface of the rotor.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（モータの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるモータ１の断面図である。図２は、図１のＥ−Ｅ方向からモータ１を示す図である。図３は、図２に示すロータ２およびステータコア１３の平面図である。図４は、図３に示す永久磁石８および分割コア１５の平面図である。
(General configuration of motor)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
本形態のモータ１は、インナーロータ型のモータであり、図１に示すように、ロータ２と、ロータ２の外周側（径方向の外側）に配置されるステータ３と、モータケース４とを備えている。なお、以下の説明では、モータ１の径方向（すなわち、ロータ２の径方向およびステータ３の径方向）を「径方向」、モータ１の円周方向（すなわち、ロータ２の円周方向およびステータ３の円周方向）を「円周方向」、モータ１の軸方向（すなわち、ロータ２の軸方向およびステータ３の軸方向）を「軸方向」とする。
The
ロータ２は、回転軸６と、回転軸６の外周面に固定される積層コア７と、積層コア７の外周面に固定される複数の永久磁石８とを備えている。本形態のロータ２は、１６個の永久磁石８を備えている。回転軸６は、モータケース４に固定される軸受９、１０によって回転可能に支持されている。積層コア７は、複数の磁性板が積層されて形成されている。また、積層コア７は、円筒状に形成されている。この積層コア７は、回転軸６の外周面に、たとえば、焼き嵌めによって固定されている。
The
永久磁石８は、たとえば、ネオジム磁石等の磁束密度が高く、非常に強い磁力を持つ磁石である。この永久磁石８は、径方向の内側に配置され積層コア７に固定される固定面８ａと、径方向の外側に配置され後述の突極１３ａの先端面１３ｅに対向する対向面８ｂとを備えている。固定面８ａは、軸方向から見たときの形状が円弧状となる凹曲面状に形成され、対向面８ｂは、軸方向から見たときの形状が円弧状となる凸曲面状に形成されている。また、永久磁石８は、図３に示すように、軸方向から見たときに、固定面８ａの曲率半径が対向面８ｂの曲率半径よりも大きな略三日月状となるように形成されている。本形態では、固定面８ａの磁極と、対向面８ｂの磁極とが異なる磁極となるように、永久磁石８が着磁されている。
The
永久磁石８は、円周方向で隣接するように、かつ、円周方向に略一定の間隔で積層コア７の外周面に固定されており、１６個の永久磁石８によってロータ２の外周面に形成される磁極の数は１６極となっている。また、永久磁石８は、接着によって、積層コア７の外周面に固定されている。すなわち、永久磁石８の固定面８ａは、接着によって、積層コア７の外周面に固定されている。また、永久磁石８は、図１に示すように、軸方向に分割される３個の磁石片２４によって構成されている。３個の磁石片２４は、軸方向において互いに当接している。
The
ステータ３は、複数の突極１３ａを有するステータコア１３と、複数の突極１３ａのそれぞれに巻回される駆動用コイル１４とを備えている。ステータコア１３は、複数の突極１３ａに加え、図３に示すように、ステータコア１３の外周側部分を構成する外周部１３ｂを備えている。外周部１３ｂは、環状に形成されている。具体的には、外周部１３ｂは、略円筒状に形成されており、複数の突極１３ａは、外周部１３ｂから径方向の内側へ突出するように形成されている。また、複数の突極１３ａは、円周方向に略一定の間隔で配置されている。本形態のステータコア１３は、１８個の突極１３ａを備えている。
The
突極１３ａは、その基端（径方向外側端）が外周部１３ｂに繋がる本体部１３ｃと、本体部１３ｃの先端（径方向内側端）に繋がる先端部１３ｄとから構成されている。軸方向から見たときの本体部１３ｃの幅（円周方向の幅（より具体的には、突極１３ａの突出方向に直交する方向の幅））は、略一定になっている。先端部１３ｄは、軸方向から見たときに、本体部１３ｃよりも円周方向の両側へ広がる略円弧状に形成されている。突極１３ａの先端面（すなわち、先端部１３ｄの先端面）１３ｅは、軸方向から見たときの形状が円弧状となる凹曲面状に形成されている。先端面１３ｅは、径方向において、永久磁石８の対向面８ｂと空隙を介して対向している。
The
また、ステータコア１３は、円周方向において、１個の突極１３ａごとに分割可能な複数の分割コア１５によって構成されている。すなわち、ステータコア１３は、円周方向に組み合わされて一体化される複数の分割コア１５によって構成されている。分割コア１５は、複数の磁性板が積層されて形成された積層コアである。この分割コア１５は、図４に示すように、突極１３ａと、外周部１３ｂの一部を構成する分割外周部１５ａとを備えている。
Further, the
分割外周部１５ａは、軸方向から見たときの形状が略円弧状となるように形成されている。具体的には、分割外周部１５ａの径方向の外側面は、軸方向から見たときの形状が略円弧状となる曲面状に形成され、分割外周部１５ａの径方向の内側面は、平面状に形成されている。円周方向における分割外周部１５ａの幅は、円周方向における突極１３ａの本体部１３ｃの幅よりも広くなっている。円周方向における分割外周部１５ａの一方の端面１５ｂには、円周方向の一方側で隣り合う分割コア１５との位置決めを行うための凸部１５ｃが形成され、円周方向における分割外周部１５ａの他方の端面１５ｄには、円周方向の他方側で隣り合う分割コア１５との位置決めを行うための凹部１５ｅが形成されている。凸部１５ｃは、円周方向の一方側で隣り合う他の分割コア１５の凹部１５ｅと係合しており、凹部１５ｅは、円周方向の他方側で隣り合う他の分割コア１５の凸部１５ｃと係合している。
The division | segmentation outer
分割コア１５の表面は、その一部分を除いて、絶縁部材１６で覆われている。本形態では、インサートモールドによって、分割コア１５の表面に絶縁部材１６が形成されており、絶縁部材１６は、分割外周部１５ａの端面１５ｂ、１５ｄとその近傍部分、および、径方向における分割外周部１５ａの外側面１５ｆとその近傍部分を除く分割コア１５の表面を覆っている。
The surface of the
駆動用コイル１４は、絶縁部材１６を介して、突極１３ａの本体部１３ｃに巻回されている。また、駆動用コイル１４は、突極１３ａごとに巻回されている。すなわち、本形態のモータ１は、集中巻モータである。この駆動用コイル１４は、駆動用コイル１４を構成する導線が重なるように、径方向で複数回、折り返されて、本体部１３ｃに巻回されている。また、本形態のモータ１は、三相モータであり、突極１３ａごとに巻回される駆動用コイル１４は、Ｙ結線で接続されている。
The
絶縁部材１６によってその表面が覆われた複数の分割コア１５は、駆動用コイル１４が巻回された後に、円周方向に組み合わされた状態で、略円筒状に形成される筒状部材２１の内周側に焼き嵌めされて一体化されている（図２参照）。すなわち、複数の分割コア１５は、径方向における分割コア１５の外周側に配置される筒状部材２１の内周側に焼き嵌めされて一体化されている。なお、本形態の筒状部材２１は、ステータ３の一部を構成するとともに、モータケース４の側面も構成している。
The plurality of divided
（永久磁石およびステータコアの具体的な構成、配置関係）
図３に示すように、軸方向から見たときに、１８個の突極１３ａの先端面１３ｅによって、円が形成されている。先端面１３ｅの曲率中心は、ステータ３の中心Ｃ１と一致している。本形態では、先端面１３ｅの曲率半径Ｒ１（図４参照）は、１０４．５（ｍｍ）となっている。外周部１３ｂの径方向の外側面（すなわち、分割外周部１５ａの径方向の外側面）の曲率中心は、ステータ３の中心Ｃ１と一致している。本形態では、外周部１３ｂの径方向の外側面の曲率半径Ｒ２（図４参照）は、１５７．５（ｍｍ）となっている。
(Specific configuration and arrangement of permanent magnet and stator core)
As shown in FIG. 3, when viewed from the axial direction, a circle is formed by the tip surfaces 13e of the 18
永久磁石８の固定面８ａの曲率中心は、ステータ３の中心Ｃ１と略一致している。本形態では、固定面８ａの曲率半径Ｒ３（図４参照）は、９４（ｍｍ）となっている。一方、永久磁石８の対向面８ｂの曲率中心Ｃ２は、図４に示すように、ステータ３の中心Ｃ１から径方向の外側へ距離Ｌだけずれている。本形態では、永久磁石８の対向面８ｂの曲率半径Ｒ４（図４参照）は、２２．５（ｍｍ）〜２５（ｍｍ）となっている。具体的には、曲率半径Ｒ２は、２２．５（ｍｍ）または２５（ｍｍ）となっている。
The center of curvature of the fixed surface 8a of the
また、本形態では、径方向における突極１３ａの先端面１３ｅと永久磁石８の対向面８ｂとの最小隙間Ｇ（図４参照）は、２（ｍｍ）〜２．５（ｍｍ）となっている。具体的には、対向面８ｂの曲率半径Ｒ４が２５（ｍｍ）であるのときの最小隙間Ｇは、２（ｍｍ）または２．５（ｍｍ）であり、対向面８ｂの曲率半径Ｒ４が２２．５（ｍｍ）であるのときの最小隙間Ｇは、２（ｍｍ）である。
In this embodiment, the minimum gap G (see FIG. 4) between the
なお、対向面８ｂの曲率半径Ｒ４が２５（ｍｍ）であって、かつ、最小隙間Ｇが２（ｍｍ）であるのときの距離Ｌは、７７．５（ｍｍ）であり、対向面８ｂの曲率半径Ｒ４が２５（ｍｍ）であって、かつ、最小隙間Ｇが２．５（ｍｍ）であるのときの距離Ｌは、７７（ｍｍ）であり、対向面８ｂの曲率半径Ｒ４が２２．５（ｍｍ）であって、かつ、最小隙間Ｇが２（ｍｍ）であるのときの距離Ｌは、８０（ｍｍ）である。
The distance L when the radius of curvature R4 of the facing
上述のように、円周方向における本体部１３ｃの幅Ｈ１（図４参照）は、略一定になっている。本形態では、円周方向における本体部１３ｃの幅Ｈ１は、３０（ｍｍ）となっている。また、本形態では、径方向における外周部１３ｂの幅（すなわち、径方向における分割外周部１５ａの幅）Ｈ２は、円周方向における本体部１３ｃの幅Ｈ１の１／２以上となっている。上述のように、分割外周部１５ａの径方向の外側面は、軸方向から見たときの形状が略円弧状となる曲面状に形成され、分割外周部１５ａの径方向の内側面は、平面状に形成されているため、径方向における外周部１３ｂの幅Ｈ２は一定ではない。本形態では、径方向における外周部１３ｂの幅Ｈ２は、円周方向において、１８．４（ｍｍ）〜２０．５（ｍｍ）の範囲で連続的に変わる。
As described above, the width H1 (see FIG. 4) of the
（励磁トルクおよびコギングトルクのシミュレーション）
図５〜図７は、図１に示すモータ１の励磁トルクおよびコギングトルクのシミュレーション結果を示すグラフである。
(Simulation of excitation torque and cogging torque)
5 to 7 are graphs showing simulation results of the excitation torque and cogging torque of the
永久磁石８の対向面８ｂの曲率半径Ｒ４が２５（ｍｍ）であって、かつ、径方向における突極１３ａの先端面１３ｅと永久磁石８の対向面８ｂとの最小隙間Ｇが２（ｍｍ）であるモータ１（以下、「実施例１のモータ」とする）、曲率半径Ｒ４が２２．５（ｍｍ）であって、かつ、最小隙間Ｇが２（ｍｍ）であるモータ１（以下、「実施例２のモータ」とする）、および、曲率半径Ｒ４が２５（ｍｍ）であって、かつ、最小隙間Ｇが２．５（ｍｍ）であるモータ１（以下、「実施例３のモータ」とする）の励磁トルクおよびコギングトルクのシミュレーションを行った。以下、このシミュレーションの結果を説明する。
The radius of curvature R4 of the facing
なお、実施例１のモータ〜実施例３のモータのいずれにおいても、突極１３ａの先端面１３ｅの曲率半径Ｒ１、外周部１３ｂの径方向の外側面の曲率半径Ｒ２、永久磁石８の固定面８ａの曲率半径Ｒ３、円周方向における本体部１３ｃの幅Ｈ１、および、径方向における外周部１３ｂの幅Ｈ２は、上述のように設定されている。また、実施例１のモータ〜実施例３のモータのいずれにおいても、１個の突極１３ａに対して駆動用コイル１４が、９回巻回され、駆動用コイル１４に対して同じ大きさの電圧が印加されている。
In any of the motors of Example 1 to Example 3, the radius of curvature R1 of the
実施例１のモータの励磁トルクのシミュレーション結果を図５（Ａ）に示し、実施例１のモータのコギングトルクのシミュレーション結果を図５（Ｂ）に示す。また、実施例２のモータの励磁トルクのシミュレーション結果を図６（Ａ）に示し、実施例２のモータのコギングトルクのシミュレーション結果を図６（Ｂ）に示す。さらに、実施例３のモータの励磁トルクのシミュレーション結果を図７（Ａ）に示し、実施例３のモータのコギングトルクのシミュレーション結果を図７（Ｂ）に示す。 The simulation result of the excitation torque of the motor of Example 1 is shown in FIG. 5A, and the simulation result of the cogging torque of the motor of Example 1 is shown in FIG. Moreover, the simulation result of the excitation torque of the motor of Example 2 is shown in FIG. 6 (A), and the simulation result of the cogging torque of the motor of Example 2 is shown in FIG. 6 (B). Furthermore, the simulation result of the excitation torque of the motor of Example 3 is shown in FIG. 7A, and the simulation result of the cogging torque of the motor of Example 3 is shown in FIG.
図５（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ａ）に示すように、実施例１のモータ〜実施例３のモータでは、電気角に対する励磁トルクの変動幅が小さくなっている。すなわち、実施例１のモータ〜実施例３のモータでは、トルクリップルが抑制されている。また、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）に示すように、実施例１のモータ〜実施例３のモータでは、コギングトルクが小さくなっている。特に、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示すように、実施例１のモータおよび実施例２のモータでは、コギングトルクがより小さくなっている。なお、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）からは明らかでないが、実施例１のモータのコギングトルクの方が実施例２のモータのコギングトルクよりも小さくなっている。 As shown in FIGS. 5A, 6A, and 7A, in the motor of Example 1 to the motor of Example 3, the fluctuation range of the excitation torque with respect to the electrical angle is small. That is, in the motor of Example 1 to the motor of Example 3, torque ripple is suppressed. Further, as shown in FIGS. 5B, 6B, and 7B, the cogging torque is small in the motor of the first embodiment to the motor of the third embodiment. In particular, as shown in FIGS. 5B and 6B, the cogging torque is smaller in the motor of the first embodiment and the motor of the second embodiment. Although not clear from FIGS. 5B and 6B, the cogging torque of the motor of the first embodiment is smaller than the cogging torque of the motor of the second embodiment.
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、突極１３ａの先端面１３ｅに対向する永久磁石８の対向面８ｂの曲率半径は、２２．５（ｍｍ）または２５（ｍｍ）となっている。また、本形態では、径方向における突極１３ａの先端面１３ｅと永久磁石８の対向面８ｂとの最小隙間Ｇは、対向面８ｂの曲率半径Ｒ４が２５（ｍｍ）のときには、２（ｍｍ）または２．５（ｍｍ）となっており、対向面８ｂの曲率半径Ｒ４が２２．５（ｍｍ）のときには、２（ｍｍ）となっている。そのため、本形態では、突極１３ａの数が１８個であり、かつ、ロータ２の外周面に形成される磁極の数が１６極であるモータ１において、上述のシミュレーション結果で示すように、トルクリップルを抑制することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, the radius of curvature of the facing
また、本形態では、上述の実施例１のモータおよび実施例２のモータのように、最小隙間Ｇが２（ｍｍ）となっていれば、コギングトルクを効果的に小さくすることができる。また、上述の実施例１のモータのように、最小隙間Ｇが２（ｍｍ）であって、かつ、曲率半径Ｒ４が２５（ｍｍ）となっていれば、コギングトルクをより効果的に小さくすることができる。 Further, in this embodiment, the cogging torque can be effectively reduced if the minimum gap G is 2 (mm) as in the motor of the first embodiment and the motor of the second embodiment. Further, as in the motor of the first embodiment described above, when the minimum gap G is 2 (mm) and the radius of curvature R4 is 25 (mm), the cogging torque is more effectively reduced. be able to.
本形態では、径方向における外周部１３ｂの幅Ｈ２は、円周方向における突極１３ａの本体部１３ｃの幅Ｈ１の１／２以上となっている。そのため、本形態では、外周部１３ｂでの磁気飽和を抑制することが可能になる。
In this embodiment, the width H2 of the outer
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上述した形態では、ステータコア１３は、１個の突極１３ａごとに分割可能な複数の分割コア１５によって構成されている。この他にもたとえば、ステータコア１３は、２個以上の突極１３ａごとに分割可能な複数の分割コアによって構成されても良い。また、ステータコア１３は、一体で形成されても良い。また、上述した形態では、インサートモールドによって、分割コア１５の表面に絶縁部材１６が形成されているが、別体で形成された絶縁部材が分割コア１５に嵌め込まれることで、分割コア１５の表面が絶縁部材によって覆われても良い。
With the form mentioned above, the
上述した形態では、永久磁石８は、軸方向に分割される３個の磁石片２４によって構成されている。この他にもたとえば、永久磁石８は、軸方向に分割される２個の磁石片によって構成されても良いし、軸方向に分割される４個以上の磁石片によって構成されても良い。また、永久磁石８は、１個の磁石片によって構成されても良い。
In the form described above, the
１ モータ
２ ロータ
３ ステータ
８ 永久磁石
８ｂ 対向面
１３ ステータコア
１３ａ 突極
１３ｂ 外周部
１３ｅ 先端面
１４ 駆動用コイル
１５ 分割コア
２４ 磁石片
Ｇ 径方向における突極の先端面と永久磁石の対向面との最小隙間
Ｈ１ 円周方向における本体部の幅（突極の、駆動用コイルが巻回される部分の円周方向の幅）
Ｈ２ 径方向における外周部の幅
Ｒ１ 先端面の曲率半径
Ｒ４ 対向面の曲率半径
DESCRIPTION OF
H2 Radius width in the radial direction R1 Radius of curvature of the tip R4 Radius of curvature of the opposing surface
Claims (9)
前記ステータは、前記径方向の内側へ突出する複数の突極を有するステータコアを備え、
前記ロータは、前記ロータの円周方向で隣接するように配置され、前記突極の先端面と空隙を介して対向する複数の永久磁石を備え、
前記突極の数は、１８個であり、
複数の前記永久磁石によって前記ロータの外周面に形成される磁極の数は、１６極であり、
前記永久磁石の、前記突極の前記先端面に対向する対向面は、凸曲面状に形成され、
前記永久磁石の前記対向面の曲率半径は、２２．５（ｍｍ）〜２５（ｍｍ）であり、
前記径方向における前記突極の前記先端面と前記永久磁石の前記対向面との最小隙間は、２（ｍｍ）〜２．５（ｍｍ）であることを特徴とするモータ。 A rotor, and a stator disposed on the outer side in the radial direction of the rotor,
The stator includes a stator core having a plurality of salient poles protruding inward in the radial direction,
The rotor is disposed so as to be adjacent in the circumferential direction of the rotor, and includes a plurality of permanent magnets facing the tip surface of the salient pole via a gap,
The number of salient poles is 18,
The number of magnetic poles formed on the outer peripheral surface of the rotor by the plurality of permanent magnets is 16 poles,
The facing surface of the permanent magnet facing the tip surface of the salient pole is formed in a convex curved surface shape,
The radius of curvature of the facing surface of the permanent magnet is 22.5 (mm) to 25 (mm),
A motor having a minimum gap between the tip surface of the salient pole and the facing surface of the permanent magnet in the radial direction is 2 (mm) to 2.5 (mm).
前記突極の前記先端面の曲率半径は、１０４．５（ｍｍ）であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ。 The tip surface of the salient pole is formed in a concave curved surface shape,
The motor according to any one of claims 1 to 3, wherein a radius of curvature of the tip surface of the salient pole is 104.5 (mm).
前記ステータコアは、環状に形成されるとともに前記径方向における前記突極の外側端が繋がる外周部を備え、
前記径方向における前記外周部の幅は、前記突極の、前記駆動用コイルが巻回される部分の前記円周方向の幅の１／２以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のモータ。 The stator includes a driving coil wound around the salient pole,
The stator core includes an outer peripheral portion that is formed in an annular shape and is connected to an outer end of the salient pole in the radial direction.
The width of the outer peripheral portion in the radial direction is ½ or more of the width in the circumferential direction of a portion of the salient pole around which the driving coil is wound. The motor in any one of.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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