特許ウォッチ

公開番号2024166515
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023082662
出願日2023-05-19
発明の名称埋込磁石型モータ
出願人ニデックインスツルメンツ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H02K 1/276 20220101AFI20241122BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】埋込磁石型モータのコギングトルクを少なくする。
【解決手段】埋込磁石型モータ1のロータ30において、ロータコア32は、磁石33が配置されるスリット35と、周方向に隣り合うスリット35の間に位置する磁極部34と、スリット35の径方向外側において周方向に隣り合う磁極部34を繋ぐ外側連結部36を備える。磁極部34の外周面における周方向の中央部分には、内周側に凹む凹部341が設けられている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
等角度間隔に配置された複数の磁石および前記磁石が埋設されるロータコアを備えるロータと、前記ロータの外周側に等角度間隔で配置されるとともにコイルが巻回される複数の突極を備えるステータと、を有し、
前記ロータコアは、前記磁石が配置されるスリットと、周方向に隣り合う前記スリットの間に位置する磁極部と、前記スリットの径方向外側において周方向に隣り合う前記磁極部を繋ぐ外側連結部と、を備え、
前記磁極部の外周面における周方向の中央部分に、内周側に凹む凹部が設けられていることを特徴とする埋込磁石型モータ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記凹部は、前記磁極部の周方向の中央を頂点として内周側へ凹む湾曲形状であり、
前記磁極部の外周面において、前記凹部から周方向の両側へ前記外側連結部まで延びる一対の磁極部端部分のそれぞれは、外周側へ凸となる湾曲形状であることを特徴とする請求項１に記載の埋込磁石型モータ。
【請求項３】
前記外側連結部の外周面は、前記スリットの周方向の中央において外周側へ凸となる湾曲形状である凸部と、前記凸部から周方向の両側へ前記磁極部端部分まで延びる一対の外側連結部端部分と、を備え、
前記一対の外側連結部端部分のそれぞれは、内周側に凹む湾曲形状であることを特徴とする請求項２に記載の埋込磁石型モータ。
【請求項４】
前記凸部および前記外側連結部端部分は、いずれも円弧形状であり、
前記凸部の曲率半径は、前記外側連結部端部分の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の埋込磁石型モータ。
【請求項５】
前記凸部は、前記ロータコアの外周面において最も径方向外側に突出した部分よりも内周側に位置することを特徴とする請求項３に記載の埋込磁石型モータ。
【請求項６】
前記磁極部における前記凹部の頂点は、前記ロータコアの外周面において最も径方向内側に位置することを特徴とする請求項２に記載の埋込磁石型モータ。
【請求項７】
前記外側連結部の径方向内側の縁は、径方向と直交する方向に延びる直線部と、前記直線部の周方向の中央において径方向外側に凹む第１の切欠き部と、を備え、
前記磁石は、前記直線部に径方向内側から当接し、
前記第１の切欠き部の内面と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第１の空隙が設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の埋込磁石型モータ。
【請求項８】
前記スリットの周方向の両側の側面の径方向外側の端部には、周方向に凹む第２の切欠き部が設けられ、
前記第２の切欠き部の内面と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第２の空隙が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の埋込磁石型モータ。
【請求項９】
前記ロータコアは、前記スリットの径方向内側において周方向に隣り合う前記磁極部を繋ぐ内側連結部を備え、
前記内側連結部と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第３の空隙が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の埋込磁石型モータ。
【請求項１０】
前記磁極部は、前記磁石の径方向内側の端部と周方向で隣り合う位置に、フラックスバ
リアとなる孔部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の埋込磁石型モータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体からなるロータコアの内部に複数の磁石が埋設されたロータを備えた埋込磁石型モータに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
埋込磁石型モータのロータとして、鋼板を積層して構成したロータコアに放射状に配置された複数のスリットを形成し、複数のスリットの各々に磁石が埋設されたものが用いられる。この種の埋込磁石型モータは、特許文献１に開示される。
【０００３】
特許文献１の埋込磁石型モータでは、ロータコアは周方向に等角度間隔に配置された複数の磁極部を備えており、隣り合う磁極部の間に設けられたスリットに磁石が埋め込まれている。ロータコアは、磁極間の漏れ磁束が磁石の外周側を通過することによる有効磁束の減少を抑制するため、磁石の外周側を周方向に延びて隣り合う磁極部を繋ぐ外周部の外周面を、円弧よりも内周側に後退させるとともに、外周側に突出する凸形状にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１３９８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
埋込磁石型モータでは、ロータの回転時にロータコアからステータコアへ飛び出す磁束量の変化が大きいことに起因して、コギングトルクが増大することが問題となっている。そこで、ロータコアの外周部における磁束密度を平均化でき、コギングトルクを低減できるロータコア形状を実現したいという要望がある。
【０００６】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、埋込磁石型モータにおいて、コギングトルクを低減できるロータコア形状を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の埋込磁石型モータは、等角度間隔に配置された複数の磁石および前記磁石が埋設されるロータコアを備えるロータと、前記ロータの外周側に等角度間隔で配置されるとともにコイルが巻回される複数の突極を備えるステータと、を有し、前記ロータコアは、前記磁石が配置されるスリットと、周方向に隣り合う前記スリットの間に位置する磁極部と、前記スリットの径方向外側において周方向に隣り合う前記磁極部を繋ぐ外側連結部と、を備え、前記磁極部の外周面における周方向の中央部分に、内周側に凹む凹部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ロータコアの磁極部の外周面に、磁極部の周方向の中央の位置で内周側に凹む凹部が設けられている。このようにすると、ロータコアからステータコアへ飛び出す磁束が、磁極部の周方向の中央に集中することを緩和できるため、周方向の位置による磁束量のばらつきを少なくすることができる。従って、ロータの回転時にロータコアからステータコアへ飛び出す磁束量の変化を少なくすることができ、コギングトルクを低減させることができる。
【０００９】
本発明において、前記凹部は、前記磁極部の周方向の中央を頂点として内周側へ凹む湾曲形状であり、前記磁極部の外周面において、前記凹部から周方向の両側へ前記外側連結
部まで延びる一対の磁極部端部分のそれぞれは、外周側へ凸となる湾曲形状であることが好ましい。このように、磁極部の外周面の形状を湾曲形状を繋げた波形にすることで、磁束部の外周面において磁束密度の急激な変化を少なくすることができる。従って、コギングトルクを低減させることができる。
【００１０】
本発明において、前記外側連結部の外周面は、前記スリットの周方向の中央において外周側へ凸となる湾曲形状である凸部と、前記凸部から周方向の両側へ前記磁極部端部分まで延びる一対の外側連結部端部分と、を備え、前記一対の外側連結部端部分のそれぞれは、内周側に凹む湾曲形状であることが好ましい。このように、外側連結部の外周面を複数の湾曲形状を繋げた波形にすることで、外側連結部における磁束の集中を緩和でき、磁束密度の急激な変化を抑制できる。従って、コギングトルクを低減させることができる。また、外側連結部の周方向の両端において外側連結部の径方向の幅が細くなりすぎてロータコアの強度が不足することを回避できる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許