JP5687072B2 - モータ - Google Patents
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Description
この発明では、ロータは、マグネットとコア磁極部との開角度が互いに異なるように構成される。ここで、本発明のロータはコンシクエントポール(ハーフマグネット)型構造のロータであるため、全周に亘ってマグネットを配置したフルマグネット型構造のロータと比較してマグネットの個数を減らすことが可能となる。このため、本発明のロータは、比較的形状変更が容易なロータコアと一体形成されたコア磁極部の開角度の変更などの形状変更を行うことで、各磁極部で発生し得るコギングトルクがずれるため、それらの合成コギングトルクを抑えることが可能となる。
この発明では、ロータコアは、ロータコア材を複数積層して構成されるため、ロータコアが一体物である場合と比べて軸方向への磁気抵抗が高くなりコギングトルクを抑えることができる。これに加えて、ロータコア内に発生する渦電流が抑制されて効率的(高出力)なモータを提供することができる。
図1(a)に示すように、本実施形態のモータ10は、略円環状のステータ11の内側にロータ12が配置されて構成されている。
このような本実施形態のモータ10は、ロータコア32のコア磁極部35を磁極として機能するように構成された所謂コンシクエントポール型構造のロータ12と、複数のセグメント導体25からなるセグメント巻線23を有するステータ11とから構成されている。セグメント巻線23は、従来技術のような連続線をティースに巻回して構成される巻線と比較して占積率を高く構成できるため、高出力化が可能となっている。このため、ロータ12をコンシクエントポール型とすることで、マグネット33の個数を少なく抑えて省資源化や低コスト化等に貢献しつつも、ステータ11の巻線をセグメント巻線とすることで高出力化が可能となっている。
図1(b)及び図2に示すように、コア磁極部35の軸線Cを中心とする開角度θgは、マグネット磁極部34の軸線Cを中心とする開角度θmと異なる角度に設定されている。
θm=360/2pmn×(a+1)−(θt/2)×2・・・(1)
と設定する。
θg=θm−(360/2pmn−θt)×2・・・(2)
と設定する。
(1)ロータ12は、マグネット33(マグネット磁極部34)とコア磁極部35との開角度θm,θgが互いに異なるように構成される。ここで、ロータ12はコンシクエントポール(ハーフマグネット)型構造のロータであるため、全周に亘ってマグネットを配置したフルマグネット型構造のロータと比較してマグネットの個数を減らすことが可能となる。このため、本実施形態のロータ12は、比較的形状変更が容易なロータコア32と一体形成されたコア磁極部35の開角度θgの変更などの形状変更を行うことで、各磁極部34,35で発生し得るコギングトルクがずれるため、それらの合成コギングトルクを抑えることが可能となる。
・上記実施形態では、ロータコア32の外表面(外周面)にマグネット33が固着される所謂SPM構造としたが、これに限らず、例えば図5及び図6に示すようにロータコア32にマグネット33が埋設される所謂IPM構造としてもよい。この場合であっても、各式コア磁極部35の開角度θgとマグネット磁極部34の開角度θmとが互いに異なるように構成することが望ましい。
(但し、0<b<1を満たす)
このような構成とすることで、図4に示すように例えばロータコア32のコア磁極部35の外径(径方向長さ)をマグネット磁極部34の外径(径方向長さ)をΔtだけ小さくすることに対応することができる。これに伴い、コア磁極部35の開角度θgが前記開角度θs1と図4に示すように開角度θs2との差分だけ小さくなるように構成される。このように、コア磁極部35の外径を小さくすることでコア磁極部35の外径をマグネット磁極部34の外径と同じとした場合と比較して、振動に繋がるラジアル方向への加振力を抑えることができるとともに、各磁極部34,35のパーミアンスのバランスを整えることが可能となる。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(ロ) 前記ロータは、前記マグネットが鉄心部内径側に配置されるIPM構造であることを特徴とする。
Claims (5)
- ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置されるとともに、前記ロータコアに一体形成されたコア磁極部が各マグネット間に空隙を以て配置され、前記コア磁極部を他方の磁極として機能するように構成されて2×p極(但しpは極対数)の磁極を有するロータと、
周方向等間隔に複数設けられるとともに前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但しmはステータ巻線の相数、nは自然数)のティースを有するコアと前記ティースに装着された多相の巻線とを有するステータと
を備えたモータであって、
前記ロータは、前記マグネットと前記コア磁極部との開角度が互いに異なるように構成され、
前記マグネットが径方向に対向するティースの個数をaとして前記ティースの開角度をθtとした場合に、前記マグネットの開角度θm及び前記コア磁極部の開角度θgを、
θm=360/2pmn×(a+1)−(θt/2)×2、
θg=θm−(360/2pmn−θt)×2、
となるように設定したことを特徴とするモータ。 - ロータコアの周方向に一方の磁極のマグネットが複数配置されるとともに、前記ロータコアに一体形成されたコア磁極部が各マグネット間に空隙を以て配置され、前記コア磁極部を他方の磁極として機能するように構成されて2×p極(但しpは極対数)の磁極を有するロータと、
周方向等間隔に複数設けられるとともに前記ロータと径方向に対向して2×p×m×n個(但しmはステータ巻線の相数、nは自然数)のティースを有するコアと前記ティースに装着された多相の巻線とを有するステータと
を備えたモータであって、
前記ロータは、前記マグネットと前記コア磁極部との開角度が互いに異なるように構成され、
前記マグネットが径方向に対向するティースの個数をaとして前記ティースの開角度をθtとした場合に、前記マグネットの開角度θm及び前記コア磁極部の開角度θgを、
θm=360/2pmn×(a+1)−(θt/2)×2、
θg=θm−(360/2pmn―θt)×2×b(但し、0<b<1を満たす)、
となるように設定した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、
前記ロータコアに設けられる前記マグネット及び前記コア磁極部と、前記ロータコアを固定する固定部材との間にロータコア材より比重及び磁性が小さい小磁性軽量部分が形成されたことを特徴とするモータ。 - 請求項3に記載のモータにおいて、
前記小磁性軽量部分は前記コア磁極部の背部に形成された複数の空隙であり、該空隙の周方向の開角度は前記コア磁極部の開角度より大きくなるように構成されたことを特徴とするモータ。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のモータにおいて、
前記ロータコアは、ロータコア材を複数積層して構成されることを特徴とするモータ。
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JP2011000177A JP5687072B2 (ja) | 2011-01-04 | 2011-01-04 | モータ |
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