JP4691376B2 - 永久磁石型回転モータ - Google Patents

Description

本発明は、永久磁石型回転モータに関するものである。

特開２００２−１９９６３０号公報（特許文献１）には、第１の分割コアユニットと第２の分割コアユニットとを嵌合させて構成したステータコアを備えたブラシレスモータが示されている。第１の分割コアユニットは、環状の継鉄部を構成する形状を有している。また、第２の分割コアユニットは、励磁巻線部が巻装される複数の極柱と、複数の極柱の端部にそれぞれ設けられた複数の磁極面構成部と、隣り合う二つの磁極面構成部を相互に連結する磁極面構成部を連結する複数の連結部とを一体に備えて構成されている。そしてこの従来のブラシレスモータでは、回転子の永久磁石の数と極柱の数とを異ならせ、更に複数の連結部の環状の継鉄部の周方向の長さ寸法を異ならせることにより、トルクの脈動（コギングトルク）の低下を図っている。

また、特開２００２−１０５３９号公報（特許文献２）には、隣り合う二つの磁極面構成部が連結部により連結されてスロットが閉じられた構造を有するステータコアを備えた電機子が示されている。このステータコアでは、スロットを閉じる接続部に軸線方向に沿って不連続に形成され且つ径方向内側とスロット内に向かって開口する複数の孔が形成されている。これら複数の孔は、各磁極間の磁束漏れを防止するために設けられている。
特開２００２−１９９６３０公報 特開２００２−１０５３９公報

しかしながら、特開２００２−１９９６３０公報（特許文献１）に示されるモータは、複数のスロットのそれぞれの断面形状が異なるので、スロット内における巻線の占積率を一定にすることができない。そのため巻線の巻数を増加させてトルクを大きくしようとすると、ステータコアが大型化する問題が発生する。

また、特開２００２−１０５３９公報（特許文献２）に示されるモータは、鋼板を回し積みした後に、連結部に径方向に貫通する孔を形成するための工程が更に必要になり、製造工数が多いだけでなく、製造が非常に面倒であった。

本発明の目的は、トルクを大幅に低下させること無く、コギングトルクを低下させることができて、しかも各スロット内の巻線の占積率を高めることができる永久磁石型回転モータを提供することにある。

本発明の他の目的は、製造が容易でしかもコギングトルクを減少させることができる永久磁石型回転モータを提供することにある。

本発明が改良の対象とする永久磁石型回転モータは、ロータとステータコアと複数の励磁巻線部とを備えている。ロータは、ロータコアと該ロータコアに対して取り付けられたＰ（Ｐは自然数の偶数）個の永久磁石からなる永久磁石磁極部とを有している。ステータコアは、環状の継鉄部と、環状の継鉄部の内側に周方向に間隔をあけて配置され、それぞれ継鉄部に連結された一端と該一端よりも径方向内側に位置する他端とを有するＮ（Ｎは自然数の偶数）個の極柱と、Ｎ個の極柱の隣接する２つの極柱の間に位置するＮ個のスロットと、他端にそれぞれ設けられて内周側にロータと対向する磁極面をそれぞれ有する複数の磁極面構成部と、隣接する２つの磁極面構成部を相互に連結する複数の連結部とを有している。複数の励磁巻線部は、Ｎ個の極柱に設けらている。本発明では、複数の連結部は、周方向に１つおきに並ぶ第１の種類の連結部と、該第１の種類の連結部と周方向交互に並ぶ第２の種類の連結部とに分けられ、第１の種類の連結部の径方向の厚み寸法Ｔ１は、第２の種類の連結部の径方向の厚み寸法Ｔ２よりも小さい。

第１の種類の連結部と第２の種類の連結部とに起因するコギングトルクは、それぞれ大きさが異なるとともに、位相差が半周期ずれる場合がある。そのため、本発明のように、周方向に交互に並ぶ第１及び第２の種類の連結部の径方向の厚み寸法を異ならせれば、当該厚み寸法をそれぞれの連結部に起因するコギングトルクの振幅が同じ大きさになり、かつ位相差が半周期ずれるように適宜に設定することにより、トルクが大幅に低下しないようにした上で、ステータ全周に亘って偏りなくコギングトルクを低下させることができる。特に本発明では、複数のスロットの断面形状を等しくできるので、巻線の占積率を一定にすることができる。また回転型モータ用ステータを容易に製造することができる。

永久磁石磁極部の個数Ｐとスロットの個数Ｎとが、Ｐ＝４ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有している場合は、厚み寸法Ｔ１及びＴ２は、Ｔ２／Ｔ１＝２〜３の関係を有しているのが好ましい。通常、永久磁石型回転モータでは、一回転あたりのコギングトルクの振幅数は永久磁石磁極部の個数Ｐとスロットの個数Ｎの最小公倍数［ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）]となる。Ｐ及びＮがＰ＝４ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有している場合、ＰとＮの最小公倍数［ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）]とＰとＮ／２の最小公倍数［ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ／２）］とは等しくなる。そのため、Ｐ＝４ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有しているモータとスロット数が半分になったＰ＝４ｍ，Ｎ＝３ｍ（ｍは自然数）の関係を有しているモータとでは、ロータの一回転あたりのコギングトルクの振幅数は同数であるが、位相が半周期（即ち１８０°）異なる。したがって、Ｐ＝４ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有しているモータは、スロット数が半分になったＰ＝４ｍ，Ｎ＝３ｍのモータにスロットの機能を近づけることができれば、コギングトルクの打ち消し合い効果でコギングトルクを低減することができる。そこで、周方向に交互に並ぶ第１及び第２の種類の連結部の径方向の厚み寸法を異ならせることで、コギングトルクの打ち消し合い効果を得た。特に、厚み寸法Ｔ１及びＴ２をＴ２／Ｔ１＝２〜３の関係に設定することにより、スロットの断面形状を等しくした状態で、鎖交磁束の低下を抑えて、コギングトルクを小さくすることができる。

永久磁石磁極部の個数Ｐとスロットの個数Ｎとが、Ｐ＝８ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有している場合は、第１の種類の連結部の厚み寸法が実質的に等しい部分の第１の開き角度θ１は、第２の種類の連結部の厚み寸法が実質的に等しい部分の第２の開き角度θ２よりも大きくし、第１の開き角度θ１と第２の開き角度θ２とは、θ１−θ２＝［３６０°／ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）］×（１／３）±１°の関係を有しているのが好ましい。なお、ここでいう「開き角度」とは、連結部の厚み寸法が実質的に等しい部分のロータの周方向の両端部とロータの中心とをそれぞれ結ぶ２本の仮想線分間の角度であり、ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）は、ＰとＮの最小公倍数である。このようにすれば、コギングトルクを小さくできる。θ１−θ２が［３６０°／ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）］×（１／３）−１°を下回ると、コギングトルクが大きくなり、鎖交磁束が低下する。また、［３６０°／ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）］×（１／３）＋１°を上回るとコギングトルクが大きくなる。

また、このような場合、厚み寸法Ｔ１及びＴ２は、Ｔ２／Ｔ１＝１．４〜１．８とするのが好ましい。このようにすれば、鎖交磁束の低下を抑えて、コギングトルクを小さくできる。Ｔ２／Ｔ１が１．４を下回るとコギングトルクが大きくなり、Ｔ２／Ｔ１が１．８を上回るとコギングトルクが大きくなり、鎖交磁束が低下する。

ステータコアは、複数枚の電磁鋼板を積層して構成した複数種類の分割コアユニットを組み合わせて構成するのが好ましい。このようにすれば、極柱への巻線の巻回が容易になって、簡単にステータコアを製造することができる。この場合、複数種類の分割コアユニットは、例えば、継鉄部を構成する第１の分割コアユニットと、複数の極柱と磁極面構成部と複数の連結部とが一体に構成された第２の分割コアユニットとから構成することができる。このようにすれば、第２の分割コアユニットの複数の極柱にインシュレータを配置し、インシュレータ上に励磁巻線を巻装してから、複数の極柱と継鉄部を嵌合等により結合させることにより第１の分割コアユニットと第２の分割コアユニットとを組み合わせてステータコアを形成することができる。また、絶縁材料からなるボビンに励磁巻線を巻装してから、第２の分割コアユニットの複数の極柱に励磁巻線が巻装されたボビンを取り付け、その後に複数の極柱と継鉄部を嵌合等により結合させることにより第１の分割コアユニットと第２の分割コアユニットとを組み合わせてステータコアを形成することができる。このような方法では、励磁巻線の占積率を高めることができる。このため、所望の巻線方法を選択して、複数の極柱に容易に励磁巻線を巻装できる上、複数の極柱と継鉄部を結合させるという１回の作業でステータコアを形成することができる。

また、複数種類の分割コアユニットは、継鉄部と複数の極柱とが一体に構成された第１の分割コアユニットと、磁極面構成部と複数の連結部とが一体に構成された第２の分割コアユニットとから構成することもできる。この場合も複数の極柱と継鉄部を結合させるという１回の作業でステータコアを形成することができる。

また、複数種類の分割コアユニットは、継鉄部を構成する第１の分割コアユニットと、磁極面構成部と複数の連結部とが一体に構成された第２の分割コアユニットと、複数の極柱をそれぞれ構成する第３の分割コアユニットとから構成することもできる。このようにすれば、部品点数は増えるものの、複数の極柱に更に容易に励磁巻線を巻装できる。

本発明によれば、複数の連結部を構成すると、第１の種類の連結部では、トルクが大きくなり、第２の種類の連結部では、コギングトルクが小さくなる。そのため、周方向に交互に並ぶ第１及び第２の種類の連結部の径方向の厚み寸法及び周方向の長さ寸法を適宜に設定することにより、トルクが大幅に低下しないようにした上で、ステータ全周に亘って偏りなくコギングトルクを低下させることができる。特に本発明では、複数のスロットの断面形状を等しくできるので、巻線の占積率を一定にすることができる。また回転型モータ用ステータを容易に製造することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の永久磁石型回転モータの概略図である。本図に示すように、本例の永久磁石型回転モータは、ロータ１とステータ３とを有している。ロータ１は、ほぼ円柱状のロータコア５と該ロータコア５内の表面部近傍にロータコア５の周方向に等しい間隔を開けて埋設された８個（Ｐ個）の永久磁石磁極部を構成する板状の永久磁石７とを有している。本例では、１個の永久磁石７により、１個の永久磁石磁極部が構成されている。永久磁石７の周方向両側には、空洞部により構成された一対のフラックスバリア１０がそれぞれ形成されている。ロータコア５は、複数の電磁鋼板が積層されて構成されている。８個の永久磁石７は、ロータコア５の表面上に周方向に沿って交互にＮ極とＳ極とが現れるように着磁されている。

ステータ３は、図２に示すように、ステータコア９と励磁巻線部１１とを有している。ステータコア９は、第１の分割コアユニット１３と第２の分割コアユニット１５とから構成されている。第１の分割コアユニット１３は、図３に示すように、環状の継鉄部１７を構成しており、複数枚の電磁鋼板１９が積層されて形成されている。継鉄部１７には、９０度の間隔で径方向外側に向かって突出する突出部２１ａが一体に形成されており、これらの突出部２１ａには貫通孔２１ｂがそれぞれ形成されている。これらの貫通孔２１ｂには、継鉄部１７の軸線方向（ロータ１が固定される回転軸の軸線方向）の両側に固定される一対のエンドブラケットと継鉄部１７とを組み合わせる際に使用されるボルトが挿入される。また、継鉄部１７の内周部には、第２の分割コアユニット１５の後述する凸部３３が嵌合される溝部２３が複数個周方向に等しい間隔をあけて形成されている。これらの溝部２３は、電磁鋼板１９の積層方向に連続して延びている。

第２の分割コアユニット１５は、図４に示すように、１２本の極柱２５と１２個の磁極面構成部２７と１２個の連結部（２９Ａ，２９Ｂ）とを一体に構成しており、複数枚の電磁鋼板３１が積層されて形成されている。１２本の極柱２５は、継鉄部１７の内側に周方向に等間隔で並ぶように配置されている。各極柱２５には励磁巻線部１１が巻装されていれている。１２本の極柱２５の隣接する２本の極柱２５の間には、スロット２６が位置することになる（図２）。これにより、スロットの数Ｎは１２になる。この極柱２５の一端には、継鉄部１７の溝部２３に嵌合する凸部３３が一体に設けられている。凸部３３と溝部２３との嵌合により、第２の分割コアユニット１５と第１の分割コアユニット１３とが結合される。径方向内側に位置する極柱２５の他端には、磁極面構成部２７がそれぞれ設けられている。磁極面構成部２７は、内周側にロータ１と対向する磁極面２７ａをそれぞれ有している。そして隣り合う二つの磁極面構成部２７は、連結部（２９Ａ，２９Ｂ）によって相互に連結されている。前述したように、本例の永久磁石型回転モータは、永久磁石磁極部の数Ｐが８で、スロットの数Ｎが１２になるため、永久磁石磁石部の個数Ｐとスロットの個数Ｎとは、Ｐ＝４ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数、本例ではｍ＝２）の関係を有することになる。

１２個の連結部（２９Ａ，２９Ｂ）は、周方向に１つおきに並ぶ第１の種類の連結部２９Ａと、該第１の種類の連結部２９Ａと周方向交互に並ぶ第２の種類の連結部２９Ｂとに分けられる。図５の部分拡大図に示すように、第１の種類の連結部２９Ａの径方向の厚み寸法Ｔ１は、第２の種類の連結部２９Ｂの径方向の厚み寸法Ｔ２よりも小さく設定されている。また、第１の種類の連結部２９Ａの厚み寸法Ｔ１が実質的に等しい部分の開き角度θ１と第２の種類の連結部２９Ｂの厚み寸法Ｔ２が実質的に等しい部分の開き角度θ２は、等しく設定されている。本例では、第１の種類の連結部２９Ａの厚み寸法Ｔ１と第２の種類の連結部２９Ｂの厚み寸法Ｔ２とは、Ｔ２／Ｔ１が２〜３の範囲になるように設定されている。

本例の永久磁石型回転モータでは、第１の種類の連結部２９Ａにより、トルクが大きくなり、第２の種類の連結部２９Ｂにより、コギングトルクが小さくなる。そのため、周方向に交互に並ぶ第１及び第２の種類の連結部２９Ａ，２９Ｂにより、トルクが大幅に低下しないようにした上で、ステータ全体に亘って偏りなくコギングトルクを低下させることができる。特に本例では、複数のスロット２６の断面形状を等しくできるので、励磁巻線部の巻線の占積率を一定にして、銅損の増加を防ぐことができる。また、回転型モータ用ステータを容易に製造することができる。

次に、本発明の永久磁石型回転モータと比較例１及び２の永久磁石型回転モータとを用いて、各モータのコギングトルクを調べた。実施例の永久磁石型回転モータは、図１に示すような永久磁石磁極部の個数Ｐとスロットの個数Ｎとが、Ｐ＝４ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有する８極１２スロット（永久磁石磁極部数８、スロット数１２）のモータである。比較例１の永久磁石型回転モータは、隣り合う二つの磁極面構成部が連結部によって連結されておらず（全てのスロットが開口しており）、その他は実施例のモータと同じ構造を有するモータである。比較例２の永久磁石型回転モータは、１２個の連結部が全て第１の種類の連結部２９Ａと等しい径方向の厚み寸法を有し、その他は実施例のモータと同じ構造を有するモータである。図６は、その測定結果を示している。図６より、実施例の永久磁石型回転モータは、全てのスロットが開口している比較例１の永久磁石型回転モータや、連結部が全て第１の種類の連結部２９Ａと等しい径方向の厚み寸法を有する比較例２の永久磁石型回転モータに比べてコギングトルクを小さくできるのが分かる。

次に本例の永久磁石型回転モータにおいて、第２の種類の連結部２９Ｂの厚み寸法Ｔ２を第１の種類の連結部２９Ａの厚み寸法Ｔ１で割った値（Ｔ２／Ｔ１）を種々に変えたモータを作り、各モータの厚み寸法Ｔ１が実質的に等しい部分の開き角度θ１と厚み寸法Ｔ２が実質的に等しい部分の開き角度θ２との差（θ１−θ２）を種々に変えて、θ１−θ２とコギングトルクとの関係と、θ１−θ２と鎖交磁束との関係とを調べた。図７は、θ１−θ２とコギングトルクとの関係を示しており、図８は、θ１−θ２と鎖交磁束との関係を示している。なお、両図ともＴ２／Ｔ１が１のモータのθ１−θ２が０°のときの値を１とした場合の相対的な値で求めている。図７より、θ１−θ２が０°（即ち、θ１＝θ２）及び１７．５°の場合に、コギングトルクを小さくできるのが分かる。しかしながら、θ１−θ２を１７．５°に設定すると図８に示すように、鎖交磁束が大きく低下してしまう。そのため、θ１−θ２を０°（θ１＝θ２）とすると、コギングトルクを小さくするのに好ましいのが分かる。

次に本例の永久磁石型回転モータ（θ１＝θ２）において、Ｔ２／Ｔ１の値を種々に変え、Ｔ２／Ｔ１とコギングトルク及び鎖交磁束との関係とを調べた。図９は、その測定結果を示している。なお、図９は、Ｔ２／Ｔ１が１のときの値を１とした場合の相対的な値で求めている。図９より、Ｔ２／Ｔ１を２〜３の範囲にすると、鎖交磁束の低下を抑えて、コギングトルクを小さくできるのが分かる。

図１０は、本発明の第２の実施の形態のモータに用いるステータ１０３の概略図である。本例のステータ１０３では、第１の分割コアユニット１１３は、継鉄部１１７と１２本の極柱１２５とを一体に構成しており、第２の分割コアユニット１１５は、１２個の磁極面構成部１２７と１２個の連結部（１２９Ａ，１２９Ｂ）とを一体に構成している。そして、その他は図２に示す第１の実施の形態のステータ３と同じ構造を有している。図１１に示すように、第１の分割コアユニット１１３は、複数枚の電磁鋼板１１９が積層されて形成されている。第１の分割コアユニット１１３の極柱１２５は、一端が継鉄部１１７に一体に結合された状態で継鉄部１１７の内側に周方向に等間隔で並ぶように配置されている。そして、極柱１２５の他端には、第２の分割コアユニット１１５の後述する溝部１２８に嵌合する凸部１３４が形成されている。

図１２に示すように、第２の分割コアユニット１１５は、複数枚の電磁鋼板１３１が積層されて形成されている。第２の分割コアユニット１１５の磁極面構成部１２７の隣り合う二つの磁極面構成部１２７は、連結部（１２９Ａ，１２９Ｂ）によって相互に連結されている。また、磁極面構成部１２７には、極柱１２５の凸部１３４に嵌合される溝部１２８が形成されている。溝部１２８と凸部１３４との嵌合により、第２の分割コアユニット１１５と第１の分割コアユニット１１３とが結合される。

１２個の連結部（１２９Ａ，１２９Ｂ）は、周方向に１つおきに並ぶ第１の種類の連結部１２９Ａと、該第１の種類の連結部１２９Ａと周方向交互に並ぶ第２の種類の連結部１２９Ｂとに分けられる。図２に示す第１の実施の形態のステータ３と同様に、第１の種類の連結部１２９Ａの径方向の厚み寸法は、第２の種類の連結部１２９Ｂの径方向の厚み寸法よりも小さく、第１の種類の連結部１２９Ａの厚み寸法が実質的に等しい部分の周方向の長さ寸法は、第２の種類の連結部１２９Ｂの厚み寸法が実質的に等しい部分の周方向の長さ寸法よりも大きく設定されている。

図１３は、本発明の第３の実施の形態のモータに用いるステータ２０３の概略図である。本例のステータ２０３では、第１の分割コアユニット２１３は、継鉄部２１７を構成しており、また、第２の分割コアユニット２１５は、１２個の磁極面構成部２２７と１２個の連結部（２２９Ａ，２２９Ｂ）とを一体に構成しており、第３の分割コアユニット２１４が１２個の極柱２２５をそれぞれ構成している。そして、その他は図２に示す第１の実施の形態のステータ３と同じ構造を有している。第１の分割コアユニット２１３、第２の分割コアユニット２１５及び第３の分割コアユニット２１４は、それぞれ複数枚の電磁鋼板が積層されて形成されている。

第１の分割コアユニット２１３の継鉄部２１７の内周部には、第３の分割コアユニット２１４の後述する凸部２３３が嵌合される溝部２２３が周方向に等間隔をあけて形成されている。

第２の分割コアユニット２１５の磁極面構成部２２７の隣り合う二つの磁極面構成部２２７は、連結部（２２９Ａ，２２９Ｂ）によって相互に連結されている。また、磁極面構成部２２７には、第３の分割コアユニット２１４の後述する凸部２３４に嵌合される溝部２２８が形成されている。

１２個の連結部（２２９Ａ，２２９Ｂ）は、周方向に１つおきに並ぶ第１の種類の連結部２２９Ａと、該第１の種類の連結部２２９Ａと周方向交互に並ぶ第２の種類の連結部２２９Ｂとに分けられる。図２に示す第１の実施の形態のステータ３と同様に、第１の種類の連結部２２９Ａの径方向の厚み寸法は、第２の種類の連結部２２９Ｂの径方向の厚み寸法よりも小さく、第１の種類の連結部２２９Ａの厚み寸法が実質的に等しい部分の周方向の長さ寸法は、第２の種類の連結部２２９Ｂの厚み寸法が実質的に等しい部分の周方向の長さ寸法よりも大きく設定されている。

第３の分割コアユニット２１４の極柱２２５の一端には、継鉄部２１７の溝部２２３に嵌合する凸部２３３が一体に設けられており、他端には、磁極面構成部２２７の溝部２２８に嵌合する凸部２３４が形成されている。凸部２３３と溝部２２３との嵌合により、第３の分割コアユニット２１４と第１の分割コアユニット２１３とが結合され、凸部２３４と溝部２２８との嵌合により、第３の分割コアユニット２１４と第２の分割コアユニット２１５とが結合される。

図１４は、本発明の第４の実施の形態の永久磁石型回転モータの概略図である。本例の永久磁石型回転モータは、８個の永久磁石磁極部３０７と６個のスロット３２６を有している。したがって、永久磁石磁極部の数Ｐが８で、スロットの数Ｎが６になり、永久磁石磁極部の個数Ｐとスロットの個数Ｎとは、Ｐ＝８ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数、本例ではｍ＝１）の関係を有している。また、永久磁石磁極部３０７を構成する永久磁石は、ロータ３０１の表面上に配置されている。その他については、図１に示す第１の実施の形態の永久磁石型回転モータと基本的には同じ構造を有している。そのため、本例の永久磁石型回転モータでは、第１の実施の形態の永久磁石型回転モータと同じ部材には３００を加えた符号を付し、説明を省略する。なお、図１４では、一部の励磁巻線部１１だけを破線で描いている。本例のモータでは、図１５の部分拡大図に示すように、第１の種類の連結部３２９Ａの径方向の厚み寸法Ｔ１は、第２の種類の連結部３２９Ｂの径方向の厚み寸法Ｔ２よりも小さく設定されている。また、第１の種類の連結部３２９Ａの厚み寸法Ｔ１が実質的に等しい部分の開き角度θ１は、第２の種類の連結部３２９Ｂの厚み寸法Ｔ２が実質的に等しい部分の開き角度θ２より大きく設定されている。本例では、第１の種類の連結部３２９Ａの厚み寸法Ｔ１と第２の種類の連結部３２９Ｂの厚み寸法Ｔ２とは、Ｔ２／Ｔ１が１．４〜１．８の範囲になっている。また、開き角度θ１及びθ２は、θ１−θ２が［３６０°／ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）］×（１／３）±１°の関係を有するように設定されている。なお、ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）は、ＰとＮの最小公倍数である。そのため、開き角度θ１及びθ２は、θ１−θ２が４°〜６°の範囲に設定されている。

次にＰ＝８ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有している本例の永久磁石型回転モータにおいて、第２の種類の連結部３２９Ｂの厚み寸法Ｔ２を第１の種類の連結部３２９Ａの厚み寸法Ｔ１で割った値（Ｔ２／Ｔ１）を種々に変えたモータを作り、各モータの厚み寸法Ｔ１が実質的に等しい部分の開き角度θ１と厚み寸法Ｔ２が実質的に等しい部分の開き角度θ２との差（θ１−θ２）を種々に変えて、θ１−θ２とコギングトルクとの関係とθ１−θ２と鎖交磁束との関係とを調べた。図１６は、θ１−θ２とコギングトルクとの関係を示しており、図１７は、θ１−θ２と鎖交磁束との関係を示している。なお、両図ともＴ２／Ｔ１が１のモータのθ１−θ２が０°のときの値を１とした場合の相対的な値で求めている。図１６より、Ｐ＝８ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有している本例のモータでは、θ１−θ２が４°〜６°の範囲｛［３６０°／ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）］×（１／３）±１°｝の場合に、コギングトルクを小さくできるのが分かる。特にθ１−θ２が５°｛［３６０°／ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）］×（１／３）°｝の場合に、コギングトルクを最小にできるのが分かる。また、図１７に示すように、θ１−θ２が４°｛［３６０°／ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）］×（１／３）−１°｝を下回ると鎖交磁束が大きく低下するのが分かる。

次に本例の永久磁石型回転モータにおいて、Ｔ２／Ｔ１の値を種々に変え、Ｔ２／Ｔ１とコギングトルク及び鎖交磁束との関係とを調べた。図１８は、その測定結果を示している。なお、図１８は、Ｔ２／Ｔ１が１のときの鎖交磁束の値を１．０５とし、コギングトルクを０．３５とした場合の相対的な値で求めている。図１８より、Ｔ２／Ｔ１を１．４〜１．８の範囲にすると、鎖交磁束の低下を抑えて、コギングトルクを小さくできるのが分かる。

本発明の第１の実施の形態の永久磁石型回転モータの概略図である。 本発明の第１の実施の形態の永久磁石型回転モータに用いるステータの平面図である。 図２に示すステータの第１の分割コアユニットの平面図である。 図２に示すステータの第２の分割コアユニットの平面図である。 図４の部分拡大図である。 試験に用いた各モータのコギングトルクを示す図である。 試験に用いた各モータのθ１−θ２とコギングトルクとの関係を示す図である。 試験に用いた各モータのθ１−θ２と鎖交磁束との関係を示す図である。 試験に用いた各モータのＴ２／Ｔ１とコギングトルク及び鎖交磁束との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の回転型モータ用ステータの概略図である。 図７に示す回転型モータ用ステータの第１の分割コアユニットの平面図である。 図７に示す回転型モータ用ステータの第２の分割コアユニットの平面図である。 本発明の第３の実施の形態の回転型モータ用ステータの概略図である。 本発明の第４の実施の形態の永久磁石型回転モータの概略図である。 図１４の部分拡大図である。 試験に用いた各モータのθ１−θ２とコギングトルクとの関係を示す図である。 試験に用いた各モータのθ１−θ２と鎖交磁束との関係を示す図である。 試験に用いた各モータのＴ２／Ｔ１とコギングトルク及び鎖交磁束との関係を示す図である。

符号の説明

１ ロータ
３ ステータ
９ ステータコア
１１ 励磁巻線部
１３ 第１の分割コアユニット
１５ 第２の分割コアユニット
１７ 継鉄部
２５ 極柱
２７ 磁極面構成部
２９Ａ 第１の種類の連結部
２９Ｂ 第２の種類の連結部
Ｔ１ 第１の種類の連結部２９Ａの径方向の厚み寸法
Ｔ２ 第２の種類の連結部２９Ｂの径方向の厚み寸法

Claims (7)

1. ロータコアと該ロータコアに対して取り付けられたＰ（Ｐは自然数の偶数）個の永久磁石からなる永久磁石磁極部とを有するロータと、
   環状の継鉄部と、前記環状の継鉄部の内側に周方向に間隔をあけて配置され、それぞれ前記継鉄部に連結された一端と該一端よりも径方向内側に位置する他端とを有するＮ（Ｎは自然数の偶数）個の極柱と、前記Ｎ個の極柱の隣接する２つの極柱の間に位置するＮ個のスロットと、前記他端にそれぞれ設けられて内周側に前記ロータと対向する磁極面をそれぞれ有する複数の磁極面構成部と、隣接する２つの前記磁極面構成部を相互に連結する複数の連結部とを有するステータコアと、
   前記Ｎ個の極柱に設けられた複数の励磁巻線部とを備えた永久磁石型回転モータであって、
   前記複数の連結部は、前記周方向に１つおきに並ぶ第１の種類の連結部と、該第１の種類の連結部と前記周方向交互に並ぶ第２の種類の連結部とに分けられ、
   前記第１の種類の連結部の前記径方向の厚み寸法Ｔ１は、前記第２の種類の連結部の前記径方向の厚み寸法Ｔ２よりも小さいことを特徴とする永久磁石型回転モータ。
2. 前記永久磁石磁極部の個数Ｐと前記スロットの個数Ｎとは、Ｐ＝４ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有しており、
   前記厚み寸法Ｔ１及びＴ２は、Ｔ２／Ｔ１＝２〜３の関係を有している請求項１に記載の永久磁石型回転モータ。
3. 前記永久磁石磁極部の個数Ｐと前記スロットの個数Ｎとは、Ｐ＝８ｍ，Ｎ＝６ｍ（ｍは自然数）の関係を有しており、
   前記第１の種類の連結部の前記厚み寸法が実質的に等しい部分の第１の開き角度θ１は、前記第２の種類の連結部の前記厚み寸法が実質的に等しい部分の第２の開き角度θ２よりも大きく、
   前記第１の開き角度θ１と前記第２の開き角度θ２とは、θ１−θ２＝［３６０°／ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）］×（１／３）±１°（ここで、ＬＣＭ（Ｐ，Ｎ）は、ＰとＮの最小公倍数である。）の関係を有している請求項１に記載の永久磁石型回転モータ。
4. 前記厚み寸法Ｔ１及びＴ２は、Ｔ２／Ｔ１＝１．４〜１．８の関係を有している請求項３に記載の永久磁石型回転モータ。
5. 前記ステータコアは、複数枚の電磁鋼板を積層して構成した複数種類の分割コアユニットが組み合わされて構成されており、
   前記複数種類の分割コアユニットは、前記継鉄部を構成する第１の分割コアユニットと、前記複数の極柱と前記磁極面構成部と前記複数の連結部とが一体に構成された第２の分割コアユニットとからなる請求項１〜４のいずれか一つに記載の永久磁石型回転モータ。
6. 前記ステータコアは、複数枚の電磁鋼板を積層して構成した複数種類の分割コアユニットが組み合わされて構成されており、
   前記複数種類の分割コアユニットは、前記継鉄部と前記複数の極柱とが一体に構成された第１の分割コアユニットと、
   前記磁極面構成部と前記複数の連結部とが一体に構成された第２の分割コアユニットとからなる請求項１〜４のいずれか一つに記載の永久磁石型回転モータ。
7. 前記ステータコアは、複数枚の電磁鋼板を積層して構成した複数種類の分割コアユニットが組み合わされて構成されており、
   前記複数種類の分割コアユニットは、前記継鉄部を構成する第１の分割コアユニットと、前記磁極面構成部と前記複数の連結部とが一体に構成された第２の分割コアユニットと、前記複数の極柱をそれぞれ構成する第３の分割コアユニットとからなる請求項１〜４のいずれか一つに記載の永久磁石型回転モータ。

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