JP2021158842A

JP2021158842A - motor

Info

Publication number: JP2021158842A
Application number: JP2020058471A
Authority: JP
Inventors: 辰也戸成; Tatsuya Tonari; 裕介入野; Yusuke Irino; 拓也桜木; Takuya Sakuragi; 久人住友; Hisato SUMITOMO; 寛日比野; Hiroshi Hibino
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2021-10-07

Abstract

【課題】モータの耐久性と高速性とを両立させる。
【解決手段】モータのロータの本体４０には、磁極を構成する複数の貫通孔４６が、回転軸方向に貫通する。磁極は、少なくとも３つの貫通孔４６と、少なくとも１つの貫通孔４６に挿入される磁石と、を有する。回転軸方向視において、本体４０の貫通孔４６の径方向外側の部分である第１部分４１は、その径方向の幅が、貫通孔４６の径方向の幅よりも小さい。回転軸方向視において、第１仮想円Ｃ１は、貫通孔４６の最も回転軸から離れている径方向外端４６ｆに外接する円であり、第２仮想円Ｃ２は、本体４０の外周面のうち最も回転軸から離れている径方向外端４０ａに外接する円である。第１仮想円Ｃ１と第２仮想円Ｃ２との間のロータの外周領域５０は、第１及び第２のロータ外周部５１，５２を含む。第２のロータ外周部５２の径方向の幅は、第１のロータ外周部５１の径方向の幅よりも小さい。
【選択図】図４PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve both durability and high speed of a motor.
SOLUTION: A plurality of through holes 46 constituting magnetic poles penetrate through a main body 40 of a rotor of a motor in the direction of a rotation axis. The magnetic pole has at least three through holes 46 and a magnet inserted into at least one through hole 46. In the direction of the rotation axis, the radial width of the first portion 41, which is the radial outer portion of the through hole 46 of the main body 40, is smaller than the radial width of the through hole 46. In the direction of rotation axis, the first virtual circle C1 is a circle circumscribed at the radial outer end 46f of the through hole 46 farthest from the rotation axis, and the second virtual circle C2 is of the outer peripheral surface of the main body 40. It is a circle circumscribing the outer end 40a in the radial direction farthest from the rotation axis. The outer peripheral region 50 of the rotor between the first virtual circle C1 and the second virtual circle C2 includes the outer peripheral portions 51 and 52 of the first and second rotors. The radial width of the second rotor outer peripheral portion 52 is smaller than the radial width of the first rotor outer peripheral portion 51.
[Selection diagram] Fig. 4

Description

ステータと、磁石を有するロータと、を備えるモータに関する。 The present invention relates to a motor including a stator and a rotor having a magnet.

非特許文献（Design of a bearingless 100 kW electric motor for high-speed applications; 2015 18th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Oct. 25-28, 2015, Pattaya City, Thailand）で紹介されているように、ロータの外周表面の内側に磁石を埋め込んだモータの開発が進められている。 As introduced in the non-patent literature (Design of a bearingless 100 kW electric motor for high-speed applications; 2015 18th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Oct. 25-28, 2015, Pattaya City, Thailand) In addition, the development of a motor in which a magnet is embedded inside the outer peripheral surface of the rotor is underway.

上記のモータを高速で回すことを考えたとき、ロータには部分的に高い応力が作用するため、耐久性と高速性とが両立するロータ形状が要求されるが、これまで詳細な検討が十分には為されていない。 When considering rotating the above motor at high speed, a rotor shape that achieves both durability and high speed is required because high stress is partially applied to the rotor, but detailed studies have been conducted so far. Has not been done.

第１観点のモータは、ステータと、ロータとを備えている。ロータは、回転軸を中心に回転する。ロータは、本体を有している。ロータには、複数の磁極が形成されている。ロータの本体は、磁極を構成する複数の貫通孔が、回転軸方向に貫通する。ロータの複数の磁極は、それぞれ、少なくとも３つの貫通孔と、少なくとも１つの貫通孔に挿入される磁石と、を有している。回転軸方向視において、本体の貫通孔の径方向外側の部分を、本体の第１部分と定義する。回転軸方向視において、第１部分の径方向の幅は、貫通孔の径方向の幅よりも小さい。回転軸方向視において、第１仮想円と第２仮想円との間の環状の領域を、回転軸方向視におけるロータの外周領域と定義する。回転軸方向視において、第１仮想円は、貫通孔の最も回転軸から離れている径方向外端に外接する円である。回転軸方向視において、第２仮想円は、本体の外周面のうち最も回転軸から離れている径方向外端に外接する円である。回転軸方向視において、外周領域は、第１のロータ外周部と、第２のロータ外周部とを含む。第２のロータ外周部の径方向の幅は、第１のロータ外周部の径方向の幅よりも小さい。第２のロータ外周部の径方向の幅は、例えば溝や空隙といった空間が第２ロータ外周部に存在する場合には、その空間の部分を除いた径方向の幅である。また、例えば空隙などの空間によって第２のロータ外周部が径方向に複数に分離している場合には、第２のロータ外周部の径方向の幅は、分離された各部の径方向の幅の合計である。 The motor of the first aspect includes a stator and a rotor. The rotor rotates about a rotation axis. The rotor has a main body. A plurality of magnetic poles are formed on the rotor. In the main body of the rotor, a plurality of through holes constituting the magnetic poles penetrate in the direction of the rotation axis. Each of the plurality of magnetic poles of the rotor has at least three through holes and a magnet inserted into at least one through hole. In the direction of rotation axis, the portion outside the radial direction of the through hole of the main body is defined as the first portion of the main body. In the direction of rotation axis, the radial width of the first portion is smaller than the radial width of the through hole. The annular region between the first virtual circle and the second virtual circle in the rotation axis direction is defined as the outer peripheral region of the rotor in the rotation axis direction. In the direction of rotation axis, the first virtual circle is a circle circumscribing the outer end of the through hole in the radial direction farthest from the rotation axis. In the direction of the rotation axis, the second virtual circle is a circle circumscribing the outer peripheral surface of the main body in the radial direction farthest from the rotation axis. In the direction of rotation axis, the outer peripheral region includes a first rotor outer peripheral portion and a second rotor outer peripheral portion. The radial width of the outer peripheral portion of the second rotor is smaller than the radial width of the outer peripheral portion of the first rotor. The radial width of the outer peripheral portion of the second rotor is the radial width excluding the portion of the space when a space such as a groove or a gap exists in the outer peripheral portion of the second rotor. Further, when the outer peripheral portion of the second rotor is separated into a plurality of pieces in the radial direction by a space such as a gap, the radial width of the outer peripheral portion of the second rotor is the radial width of each separated portion. Is the total of.

ここでは、ロータの第１部分の径方向の幅が貫通孔の径方向の幅よりも小さいため、ロータの本体の外周面に近い場所に磁石が配置されるようになる。また、第１仮想円と第２仮想円との間の環状の外周領域が、径方向の幅が異なる第１のロータ外周部及び第２のロータ外周部を含むため、径方向の幅が小さい第２のロータ外周部において、外周領域を経路として生じている渦電流が減少する。言い換えると、外周領域において、第２のロータ外周部が、渦電流の一部を断ち切る役割を果たす。 Here, since the radial width of the first portion of the rotor is smaller than the radial width of the through hole, the magnet is arranged at a position close to the outer peripheral surface of the main body of the rotor. Further, since the annular outer peripheral region between the first virtual circle and the second virtual circle includes the first rotor outer peripheral portion and the second rotor outer peripheral portion having different radial widths, the radial width is small. In the outer peripheral portion of the second rotor, the eddy current generated in the outer peripheral region as a path is reduced. In other words, in the outer peripheral region, the outer peripheral portion of the second rotor serves to cut off a part of the eddy current.

このように、第１観点のモータによれば、外周領域の存在によってロータの耐久性が確保されるとともに、外周領域における第２のロータ外周部の存在によってロータの高速性を向上させることができる。 As described above, according to the motor of the first aspect, the durability of the rotor can be ensured by the presence of the outer peripheral region, and the high speed of the rotor can be improved by the presence of the second rotor outer peripheral portion in the outer peripheral region. ..

なお、ロータの外周領域に含まれる第１のロータ外周部と第２のロータ外周部とのうち、第２のロータ外周部については、その径方向の幅がゼロであっても構わない。言い換えると、第１のロータ外周部と、その隣の第１のロータ外周部との間に、回転軸方向視あるいは側面視において本体が存在しない外周領域が存在してもよく、その場合には、本体が存在しない外周領域が第２のロータ外周部となる。その第２のロータ外周部は、空間であり、径方向の幅がゼロである。この場合にも、第２のロータ外周部の径方向の幅（ゼロ）は、第１のロータ外周部の径方向の幅よりも小さい、と言える。 Of the first rotor outer peripheral portion and the second rotor outer peripheral portion included in the outer peripheral region of the rotor, the radial width of the second rotor outer peripheral portion may be zero. In other words, between the outer peripheral portion of the first rotor and the outer peripheral portion of the first rotor adjacent to the first rotor outer peripheral portion, there may be an outer peripheral region in which the main body does not exist in the rotation axis direction view or the side view, in which case. The outer peripheral region where the main body does not exist is the outer peripheral portion of the second rotor. The outer peripheral portion of the second rotor is a space, and the width in the radial direction is zero. Also in this case, it can be said that the radial width (zero) of the outer peripheral portion of the second rotor is smaller than the radial width of the outer peripheral portion of the first rotor.

第２観点のモータは、第１観点のモータであって、リブ部は、回転軸方向視において、直線状の縁を有する。リブ部は、ロータの本体の、周方向に隣り合う２つの貫通孔の間に位置する部分である。リブ部の直線状の縁は、回転軸から放射状に延びる放射線に沿う。 The motor of the second aspect is the motor of the first aspect, and the rib portion has a linear edge in the direction of rotation axis. The rib portion is a portion of the main body of the rotor located between two through holes adjacent to each other in the circumferential direction. The linear edge of the rib portion follows the radiation radiating from the axis of rotation.

ここでは、遠心力が作用したときのロータの本体の強度を保ちつつ、貫通孔の大きさ及び磁石の大きさを確保できる。 Here, the size of the through hole and the size of the magnet can be secured while maintaining the strength of the rotor body when centrifugal force acts.

第３観点のモータは、第１観点又は第２観点のモータであって、貫通孔は、径方向内側の第１面、径方向外側の第２面、周方向両側の第３面及び第４面、に囲まれる孔である。貫通孔の第２面は、回転軸方向視において、回転軸から貫通孔の中心を通って延びる直線を対称軸として、略線対称である。 The motor of the third aspect is the motor of the first aspect or the second aspect, and the through holes are the first surface on the inner side in the radial direction, the second surface on the outer side in the radial direction, the third surface on both sides in the circumferential direction, and the fourth surface. It is a hole surrounded by a surface. The second surface of the through hole is substantially axisymmetric with a straight line extending from the rotation axis through the center of the through hole as an axis of symmetry in the direction of the rotation axis.

第４観点のモータは、第１観点から第３観点のいずれかのモータであって、第２のロータ外周部は、回転軸方向視において、回転軸とリブ部の中心とを結ぶ直線の延長線上に位置する。リブ部は、本体の、周方向に隣り合う２つの貫通孔の間に位置する部分である。 The motor of the fourth viewpoint is any of the motors from the first viewpoint to the third viewpoint, and the outer peripheral portion of the second rotor is an extension of a straight line connecting the rotation shaft and the center of the rib portion in the direction of the rotation axis. Located on the line. The rib portion is a portion of the main body located between two through holes adjacent to each other in the circumferential direction.

磁石は、貫通孔に挿入されるもので、リブ部には存在しない。したがって、本体の貫通孔の径方向外側の部分である第１部分が、貫通孔に磁石が挿入されていると磁石の磁束の通り道となる。これに鑑み、第４観点のモータでは、ロータの本体のリブ部の径方向外側の部分に第２のロータ外周部が位置するように、回転軸とリブ部の中心とを結ぶ直線の延長線上に第２のロータ外周部を位置させている。これにより、モータのトルクの低下を抑えることができる。 The magnet is inserted into the through hole and does not exist in the rib portion. Therefore, the first portion, which is the radial outer portion of the through hole of the main body, becomes a path for the magnetic flux of the magnet when the magnet is inserted into the through hole. In view of this, in the motor of the fourth aspect, on the extension line of the straight line connecting the rotation shaft and the center of the rib portion so that the outer peripheral portion of the second rotor is located on the radial outer portion of the rib portion of the rotor body. The outer peripheral portion of the second rotor is located on the outside. As a result, it is possible to suppress a decrease in the torque of the motor.

第５観点のモータは、第１観点から第４観点のいずれかのモータであって、第２のロータ外周部は、回転軸方向視において、回転軸と貫通孔の中心とを結ぶ直線の延長線上に位置する。 The motor of the fifth viewpoint is any of the motors from the first viewpoint to the fourth viewpoint, and the outer peripheral portion of the second rotor is an extension of a straight line connecting the rotation shaft and the center of the through hole in the direction of the rotation axis. Located on the line.

ここでは、貫通孔に磁石が挿入されていて、磁石に遠心力が作用しているときにも、径方向の幅が比較的小さい第２のロータ外周部が回転軸と貫通孔の中心とを結ぶ直線の延長線上に位置しているため、ロータの本体に高い応力がかかることが抑えられる。言い換えると、第５観点のモータによれば、ロータの強度を確保しやすい。 Here, even when a magnet is inserted in the through hole and a centrifugal force is applied to the magnet, the outer peripheral portion of the second rotor, which has a relatively small radial width, forms the rotation axis and the center of the through hole. Since it is located on the extension of the connecting straight line, it is possible to prevent high stress from being applied to the rotor body. In other words, according to the motor of the fifth aspect, it is easy to secure the strength of the rotor.

第６観点のモータは、第４観点又は第５観点のモータであって、外周領域は、複数の第２のロータ外周部を含む。複数の第２のロータ外周部は、それぞれ、複数の貫通孔それぞれに対応して設けられている。 The motor of the sixth aspect is the motor of the fourth aspect or the fifth aspect, and the outer peripheral region includes a plurality of second rotor outer peripheral portions. Each of the plurality of second rotor outer peripheral portions is provided corresponding to each of the plurality of through holes.

ここでは、複数の貫通孔それぞれに対応して第２のロータ外周部が設けられるので、外周領域を経路として生じる渦電流をより減少させることができる。 Here, since the second rotor outer peripheral portion is provided corresponding to each of the plurality of through holes, the eddy current generated in the outer peripheral region as a path can be further reduced.

第７観点のモータは、第１観点から第６観点のいずれかのモータであって、回転軸方向に延びる溝あるいは空隙を本体に形成することによって、第２のロータ外周部の径方向の幅が、第１のロータ外周部の径方向の幅よりも小さくなっている。 The motor of the seventh aspect is any of the motors of the first to sixth aspects, and the radial width of the outer peripheral portion of the second rotor is formed by forming a groove or a gap extending in the rotation axis direction in the main body. However, it is smaller than the radial width of the outer peripheral portion of the first rotor.

ここでは、溝や空隙をロータの本体に形成するという簡易な方法によって、第２のロータ外周部の径方向の幅を、第１のロータ外周部の径方向の幅よりも小さくしている。このため、モータの製造コストが抑えられる。 Here, the radial width of the outer peripheral portion of the second rotor is made smaller than the radial width of the outer peripheral portion of the first rotor by a simple method of forming a groove or a gap in the main body of the rotor. Therefore, the manufacturing cost of the motor can be suppressed.

なお、溝ではなく、空隙をロータの本体に形成した場合には、ロータの回転時の風損の増加を無くすことができる。 When a gap is formed in the rotor body instead of a groove, it is possible to eliminate an increase in wind damage during rotation of the rotor.

第８観点のモータは、第７観点のモータであって、ロータの本体は、積層鋼板である。ロータの本体に溝を形成することによって、第２のロータ外周部の径方向の幅が、第１のロータ外周部の径方向の幅よりも小さくなっている。溝は、樹脂によって埋められている。 The motor of the eighth aspect is the motor of the seventh aspect, and the main body of the rotor is a laminated steel plate. By forming a groove in the main body of the rotor, the radial width of the outer peripheral portion of the second rotor is smaller than the radial width of the outer peripheral portion of the first rotor. The groove is filled with resin.

ここでは、積層鋼板に溝を形成しているが、その溝を樹脂によって埋めているため、ロータの回転時の風損（ロータと空気との摩擦抵抗による機械的損失）の増加が抑えられる。 Here, a groove is formed in the laminated steel sheet, and since the groove is filled with resin, an increase in wind loss (mechanical loss due to frictional resistance between the rotor and air) during rotation of the rotor can be suppressed.

第９観点のモータは、第４観点のモータであって、特定リブ部の中心と、回転軸とを結ぶ直線の延長線上に、第２のロータ外周部が存在していない。特定リブ部は、リブ部のうち、周方向に隣り合い且つ異なる磁極を構成する２つの貫通孔の間に位置するリブ部である。リブ部のうち、特定リブ部ではないリブ部の中心と、回転軸とを結ぶ直線の延長線上に、第２のロータ外周部は存在している。 The motor of the ninth aspect is the motor of the fourth aspect, and the outer peripheral portion of the second rotor does not exist on the extension line of the straight line connecting the center of the specific rib portion and the rotation axis. The specific rib portion is a rib portion of the rib portion located between two through holes adjacent to each other in the circumferential direction and forming different magnetic poles. Among the rib portions, the second rotor outer peripheral portion exists on an extension of a straight line connecting the center of the rib portion, which is not a specific rib portion, and the rotation axis.

異なる磁極を構成する２つの貫通孔それぞれの径方向外側の部分の間では、磁気飽和が生じ、磁束変動が起こりにくく、渦電流も発生しにくい。これに鑑み、ここでは、特定リブ部の中心と、回転軸とを結ぶ直線の延長線上には、第２のロータ外周部を存在させていない。一方、特定リブ部ではないリブ部の中心と、回転軸とを結ぶ直線の延長線上には、第２のロータ外周部を存在させている。したがって、第２のロータ外周部の存在によってロータの回転時の風損が生じてしまう場合にも、第９観点のモータでは第２のロータ外周部の数が抑えられているので、風損の増加が小さくなる。 Magnetic saturation occurs between the radial outer portions of the two through holes forming different magnetic poles, magnetic flux fluctuations are unlikely to occur, and eddy currents are unlikely to occur. In view of this, here, the outer peripheral portion of the second rotor is not present on the extension line of the straight line connecting the center of the specific rib portion and the rotation axis. On the other hand, the outer peripheral portion of the second rotor is present on the extension line of the straight line connecting the center of the rib portion, which is not the specific rib portion, and the rotation axis. Therefore, even if the presence of the outer peripheral portion of the second rotor causes wind damage during rotation of the rotor, the number of outer peripheral portions of the second rotor is suppressed in the motor of the ninth viewpoint, so that the wind damage is caused. The increase is small.

第１０観点のモータは、第１観点のモータであって、ロータの本体は、回転軸方向に並ぶ第１コアと第２コアとを有している。第２コアの第１部分の径方向の幅は、第１コアの第１部分の径方向の幅よりも小さい。第１のロータ外周部は、第１コアに形成されている。第２のロータ外周部は、第２コアに形成されている。 The motor of the tenth aspect is the motor of the first aspect, and the main body of the rotor has a first core and a second core arranged in the rotation axis direction. The radial width of the first portion of the second core is smaller than the radial width of the first portion of the first core. The outer peripheral portion of the first rotor is formed on the first core. The outer peripheral portion of the second rotor is formed on the second core.

ここでは、回転軸方向に並ぶ第１コア、第２コアのうち、第２コアの第１部分の径方向の幅を小さくすることで、外周領域において、第２のロータ外周部が、渦電流の一部を断ち切る役割を果たす。一方、第１コアの第１部分の径方向の幅は第２コアの第１部分の径方向の幅以上であり、第１コアによってロータの本体の強度を確保することができる。例えば、磁石を保持するためのロータの本体の強度を主として第１コアに担わせることができる。 Here, among the first core and the second core arranged in the rotation axis direction, the width of the first portion of the second core in the radial direction is reduced so that the outer peripheral portion of the second rotor has an eddy current in the outer peripheral region. It plays a role in cutting off a part of. On the other hand, the radial width of the first portion of the first core is equal to or greater than the radial width of the first portion of the second core, and the strength of the rotor body can be ensured by the first core. For example, the strength of the rotor body for holding the magnet can be mainly borne by the first core.

第１１観点のモータは、第１０観点のモータであって、第１コアと第２コアとは、異なる材質である。 The motor of the eleventh viewpoint is a motor of the tenth viewpoint, and the first core and the second core are made of different materials.

ここでは、例えば、第２コアを電磁鋼板で構成し、その電磁鋼板よりも引っ張り強度の高い材質の部材によって第１コアを構成させることによって、第１コアによってロータの強度を更に上げるとともに、第２コアの第１部分による渦電流の低減によってロータの高速性を向上させることができる。 Here, for example, the second core is made of an electromagnetic steel plate, and the first core is made of a member made of a material having a tensile strength higher than that of the electromagnetic steel plate. The high speed of the rotor can be improved by reducing the eddy current by the first part of the two cores.

第１２観点のモータは、第１観点のモータであって、ロータの本体は、回転軸方向に並ぶ第３コアと第４コアとを有している。第３コアは、第１部分が連続している。第４コアは、第１部分が周方向に分離されている。第２のロータ外周部は、第４コアの分離された第１部分の間に位置する。 The motor of the twelfth viewpoint is a motor of the first viewpoint, and the main body of the rotor has a third core and a fourth core arranged in the rotation axis direction. The first part of the third core is continuous. The first portion of the fourth core is separated in the circumferential direction. The outer circumference of the second rotor is located between the separated first portions of the fourth core.

ここでは、回転軸方向に並ぶ第３コア、第４コアのうち、第４コアの第１部分を周方向に分離することによって、外周領域において、第２のロータ外周部が、渦電流の一部を断ち切る役割を果たす。一方、第３コアによってロータの本体の強度を確保することができる。例えば、磁石を保持するためのロータの本体の強度を主として第３コアに担わせることができる。 Here, among the third core and the fourth core arranged in the rotation axis direction, the first portion of the fourth core is separated in the circumferential direction, so that the outer peripheral portion of the second rotor is one of the eddy currents in the outer peripheral region. It plays a role in cutting off the part. On the other hand, the strength of the rotor body can be ensured by the third core. For example, the strength of the rotor body for holding the magnet can be mainly borne by the third core.

第１３観点のモータは、第１観点から第１２観点のいずれかのモータであって、ステータは、巻線部を有している。巻線部は、通電されると、ロータを回転駆動させるための電磁力と、ロータを非接触で支持するための電磁力とを発生させる。 The motor of the thirteenth aspect is any of the motors of the first aspect to the twelfth aspect, and the stator has a winding portion. When the winding portion is energized, it generates an electromagnetic force for rotationally driving the rotor and an electromagnetic force for supporting the rotor in a non-contact manner.

ここでは、通電によって巻線部がロータを非接触で支持するための電磁力を発生させるため、ステータによってロータが磁気によって非接触で支持される。したがって、第１３観点のモータは、いわゆるベアリングレスモータとして使用することができる。 Here, since the winding portion generates an electromagnetic force for supporting the rotor in a non-contact manner by energization, the rotor is magnetically supported in a non-contact manner by the stator. Therefore, the motor of the thirteenth aspect can be used as a so-called bearingless motor.

モータの概略図。Schematic diagram of the motor. 回転軸方向視のロータの正面図。Front view of the rotor in the direction of rotation axis. 図２の一部拡大図。A partially enlarged view of FIG. ２つの仮想円の間に位置するロータの外周領域、その第１及び第２のロータ外周部、２つの貫通孔の間に位置するリブ部、などを示すための、回転軸方向視のロータの一部拡大図。Rotor in rotation axis direction to indicate the outer peripheral region of the rotor located between the two virtual circles, the outer peripheral regions of the first and second rotors, the rib portion located between the two through holes, and the like. Partially enlarged view. 遠心力によってロータに作用する応力分布を示す解析結果図。Analysis result diagram showing the stress distribution acting on the rotor by centrifugal force. 変形例Ａに係る回転軸方向視のロータの一部拡大図。A partially enlarged view of the rotor viewed in the direction of the rotation axis according to the modified example A. 変形例Ｂに係る回転軸方向視のロータの一部拡大図。A partially enlarged view of the rotor viewed in the direction of the rotation axis according to the modified example B. 変形例Ｄに係る回転軸方向視のロータの一部拡大図。Partial enlarged view of the rotor viewed in the direction of the rotation axis according to the modified example D. 変形例Ｆに係る回転軸方向視のロータの一部拡大図。Partial enlarged view of the rotor viewed in the direction of the rotation axis according to the modified example F. 変形例Ｇに係る回転軸方向視のロータの一部拡大図。A partially enlarged view of the rotor viewed in the direction of the rotation axis according to the modified example G. 変形例Ｈに係る回転軸方向視のロータの一部拡大図。Partial enlarged view of the rotor viewed in the direction of the rotation axis according to the modified example H. 変形例Ｉに係る回転軸方向視のロータの正面図。The front view of the rotor in the direction of the rotation axis which concerns on the modification I. 変形例Ｊに係る回転軸方向視のロータの一部拡大図。A partially enlarged view of the rotor viewed in the direction of the rotation axis according to the modified example J. 変形例Ｋに係るロータの斜視図。The perspective view of the rotor which concerns on modification K. 変形例Ｋに係るロータの側面図。A side view of the rotor according to the modified example K. 図１５Ａの一部拡大図。A partially enlarged view of FIG. 15A. 変形例Ｋに係るロータの本体の第１コアの正面図。The front view of the first core of the body of the rotor which concerns on modification K. 図１６Ａの一部拡大図。A partially enlarged view of FIG. 16A. 変形例Ｋに係るロータの本体の第２コアの正面図。The front view of the 2nd core of the body of the rotor which concerns on modification K. 図１７Ａの一部拡大図。A partially enlarged view of FIG. 17A. 変形例Ｌに係るロータの斜視図。The perspective view of the rotor which concerns on modification L. 変形例Ｌに係るロータの本体の第３コアの正面図。The front view of the 3rd core of the body of the rotor which concerns on modification L. 変形例Ｌに係るロータの本体の第４コアの正面図。The front view of the 4th core of the body of the rotor which concerns on modification L. 変形例Ｍに係るロータの本体の第４コアの正面図。The front view of the 4th core of the body of the rotor which concerns on modification M. 図２１Ａの一部拡大図。A partially enlarged view of FIG. 21A.

（１）モータの全体構成
本実施形態に係るモータの概略図を、図１に示す。モータ１０は、いわゆるベアリングレスモータであり、主軸１２が磁気浮上によりステータ２０に対して非接触状態を保ったまま回転するモータである。モータ１０は、主として、主軸１２と、主軸１２に固定される円筒状のロータ３０と、ロータ３０の外側に配置されるステータ２０とを有している。 (1) Overall configuration of the motor FIG. 1 shows a schematic view of the motor according to the present embodiment. The motor 10 is a so-called bearingless motor, and is a motor in which the spindle 12 rotates while maintaining a non-contact state with the stator 20 due to magnetic levitation. The motor 10 mainly has a spindle 12, a cylindrical rotor 30 fixed to the spindle 12, and a stator 20 arranged outside the rotor 30.

（２）ステータの構成
ステータ２０は、モータ１０が搭載される機器や台に固定されるモータ固定子である。ステータ２０は、ステータコアに巻線が巻かれた巻線部を有している。巻線部は、通電されたときに、ロータ３０を回転駆動させるための電磁力と、ロータ３０を非接触で支持するための電磁力とを発生させる。巻線部は、１種類の巻線を用いるものであってもよいし、ロータを回転駆動させるための巻線とロータを支持するための巻線とに分かれていてもよい。１種類の巻線でトルク及び支持力を生じさせる構造を採る場合には、ステータの径方向の厚み寸法が小さくなる。ここでは、２種類の巻線がそれぞれ三相に結線されている巻線部２５ａ及び巻線部２５ｂを採用している。 (2) Stator configuration The stator 20 is a motor stator fixed to a device or table on which the motor 10 is mounted. The stator 20 has a winding portion in which a winding is wound around the stator core. When energized, the winding portion generates an electromagnetic force for rotationally driving the rotor 30 and an electromagnetic force for supporting the rotor 30 in a non-contact manner. The winding portion may use one type of winding, or may be divided into a winding for rotationally driving the rotor and a winding for supporting the rotor. When a structure that generates torque and bearing capacity with one type of winding is adopted, the thickness dimension in the radial direction of the stator becomes small. Here, a winding portion 25a and a winding portion 25b in which two types of windings are connected in three phases are adopted.

ステータ２０の巻線部２５ａ，２５ｂには、複数のスイッチング素子を有する三相インバータ２７ａ，２７ｂから、電源が供給される。巻線部２５ａに電流が流れると、電動機磁束が生じ、ロータ３０の永久磁石の磁極との間で吸引、反発の作用が働き、回転方向の力（ロータを回転駆動させるための電磁力）が発生してロータ３０が回転する。また、巻線部２５ｂに電流が流れると、径方向の力（ロータ３０を非接触で支持するための電磁力）を発生させ、ロータ３０が非接触でステータ２０に支持される。 Power is supplied to the winding portions 25a and 25b of the stator 20 from the three-phase inverters 27a and 27b having a plurality of switching elements. When a current flows through the winding portion 25a, a magnetic flux of a motor is generated, an attractive and repulsive action acts between the magnetic flux of the permanent magnet of the rotor 30, and a force in the rotational direction (electromagnetic force for driving the rotor to rotate) is generated. It is generated and the rotor 30 rotates. Further, when a current flows through the winding portion 25b, a radial force (electromagnetic force for supporting the rotor 30 in a non-contact manner) is generated, and the rotor 30 is supported by the stator 20 in a non-contact manner.

図１の１点鎖線は、モータ１０の回転軸ＡＸを示している。ロータ３０及び主軸１２は、回転軸ＡＸを回転中心として回転する。 The alternate long and short dash line in FIG. 1 indicates the rotation axis AX of the motor 10. The rotor 30 and the spindle 12 rotate around the rotation shaft AX.

（３）ロータの構成
ロータ３０を回転軸ＡＸに沿った方向に視た図である、回転軸方向視のロータの図（正面図）を、図２に示す。また、その一部拡大図を、図３、図４に示す。ロータ３０は、その外周面の表面近傍に、磁極３８，３９を構成する磁石３５を分割して埋め込む構造を採っている。 (3) Rotor Configuration A view (front view) of the rotor viewed in the direction of the rotation axis, which is a view of the rotor 30 viewed in the direction along the rotation axis AX, is shown in FIG. Further, a partially enlarged view thereof is shown in FIGS. 3 and 4. The rotor 30 has a structure in which magnets 35 constituting magnetic poles 38 and 39 are divided and embedded in the vicinity of the surface of the outer peripheral surface thereof.

ロータ３０は、積層鋼板から成る本体４０を有している。また、ロータ３０には、４つの磁極３８，３９が形成されている。磁極３８はＳ極であり、磁極３９はＮ極である。本体４０には、磁極３８，３９を構成する複数の貫通孔４６が設けられている。貫通孔４６は、回転軸ＡＸ方向に貫通している。ロータ３０の４つの磁極３８，３９は、それぞれ、少なくとも３つの貫通孔４６と、少なくとも１つの貫通孔４６に挿入される磁石３５と、を有している。ここでは、磁極３８，３９それぞれが、６つの貫通孔４６と、各貫通孔４６に挿入される磁石３５とによって形成されている。 The rotor 30 has a main body 40 made of a laminated steel plate. Further, the rotor 30 is formed with four magnetic poles 38 and 39. The magnetic pole 38 is an S pole, and the magnetic pole 39 is an N pole. The main body 40 is provided with a plurality of through holes 46 forming the magnetic poles 38 and 39. The through hole 46 penetrates in the rotation axis AX direction. The four magnetic poles 38 and 39 of the rotor 30 each have at least three through holes 46 and a magnet 35 inserted into at least one through hole 46. Here, each of the magnetic poles 38 and 39 is formed by six through holes 46 and a magnet 35 inserted into each through hole 46.

ここで、回転軸方向視において、本体４０の貫通孔４６の径方向外側の部分を、本体４０の第１部分４１と定義する。図３に示すように、回転軸方向視において、第１部分４１の径方向の幅Ｗ１は、貫通孔４６の径方向の幅Ｗ２よりも小さい。 Here, in the direction of rotation axis, the portion outside the radial direction of the through hole 46 of the main body 40 is defined as the first portion 41 of the main body 40. As shown in FIG. 3, in the direction of rotation axis, the radial width W1 of the first portion 41 is smaller than the radial width W2 of the through hole 46.

図３に示すように、貫通孔４６は、径方向内側の第１面４６ａ、径方向外側の第２面４６ｂ、周方向両側の第３面４６ｃ及び第４面４６ｄ、に囲まれる孔である。貫通孔４６の第２面４６ｂは、回転軸方向視において、回転軸ＡＸから貫通孔４６の中心４６ｅを通って延びる直線ＳＬ１を対称軸として、略線対称である。言い換えると、直線ＳＬ１を軸として貫通孔４６の第２面４６ｂを反転させると、反転させる前の第２面４６ｂと概ね重なり合う。反転前の第２面４６ｂと反転後の第２面４６ｂとの為す角度が５°以下であることを、ここでは略線対称と言う。 As shown in FIG. 3, the through hole 46 is a hole surrounded by a first surface 46a on the inner side in the radial direction, a second surface 46b on the outer side in the radial direction, and a third surface 46c and a fourth surface 46d on both sides in the circumferential direction. .. The second surface 46b of the through hole 46 is substantially axisymmetric with the straight line SL1 extending from the rotation axis AX through the center 46e of the through hole 46 as the axis of symmetry in the direction of the rotation axis. In other words, when the second surface 46b of the through hole 46 is inverted about the straight line SL1 as an axis, it substantially overlaps with the second surface 46b before the inversion. The angle formed by the second surface 46b before inversion and the second surface 46b after inversion is 5 ° or less, which is referred to as substantially line symmetry here.

ここで、本体４０の周方向に隣り合う２つの貫通孔４６の間に位置する部分を、リブ部４３と呼ぶ。リブ部４３は、図４において、黒くハッチングされた部分であり、概ね第１仮想円Ｃ１の径方向内側（図４の左側）に位置する部分である。第１仮想円Ｃ１は、貫通孔４６の最も回転軸ＡＸから離れている径方向外端４６ｆに外接する円である。リブ部４３は、図４に示すように、回転軸方向視において、直線状の縁４３ａを有する。この直線状の縁４３ａは、回転軸ＡＸから放射状に延びる放射線ＲＬに沿っている。具体的には、リブ部４３の直線状の縁４３ａは、回転軸ＡＸからリブ部４３の中心４３ｂを通る放射線ＲＬに対して、概ね平行である。 Here, the portion located between the two through holes 46 adjacent to each other in the circumferential direction of the main body 40 is referred to as a rib portion 43. The rib portion 43 is a portion hatched in black in FIG. 4, and is a portion located substantially inside the first virtual circle C1 in the radial direction (left side in FIG. 4). The first virtual circle C1 is a circle circumscribed at the radial outer end 46f of the through hole 46, which is farthest from the rotation axis AX. As shown in FIG. 4, the rib portion 43 has a linear edge 43a in the direction of rotation axis. The linear edge 43a is along the radiation RL extending radially from the axis of rotation AX. Specifically, the linear edge 43a of the rib portion 43 is substantially parallel to the radiation RL passing from the rotation axis AX to the center 43b of the rib portion 43.

また、図４に示すように、回転軸方向視において、第１仮想円Ｃ１と第２仮想円Ｃ２との間の環状の領域を、回転軸方向視におけるロータ３０の外周領域５０と定義する。回転軸方向視において、第１仮想円Ｃ１は、上述のように、貫通孔４６の最も回転軸ＡＸから離れている径方向外端４６ｆに外接する円である。回転軸方向視において、第２仮想円Ｃ２は、本体４０の外周面のうち最も回転軸ＡＸから離れている径方向外端４０ａに外接する円である。図２〜図４に示すように、回転軸方向視において、外周領域５０は、第１のロータ外周部５１と、第２のロータ外周部５２とを含む。第１のロータ外周部５１は、貫通孔４６の径方向外側の部分である第１部分４１に位置している。したがって、第１のロータ外周部５１の径方向の幅は、第１部分４１の径方向の幅Ｗ１に概ね等しい。第２のロータ外周部５２は、図４などに示すように、リブ部４３の径方向外側の部分に位置している。言い換えると、第２のロータ外周部５２は、図３に示すように、回転軸方向視において、回転軸ＡＸとリブ部４３の中心４３ｂとを結ぶ直線ＳＬ２の延長線ＳＬ２ａ上に位置する。第２のロータ外周部５２の径方向の幅は、第１のロータ外周部５１の径方向の幅よりも小さい。これは、本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分に、溝４７が形成されているからである。本体４０を構成する積層鋼板の１枚１枚において、図３などに示す半円状の切り欠きが形成されている。その切り欠きが、積層鋼板として一体となった本体４０において、溝４７として形成される。 Further, as shown in FIG. 4, the annular region between the first virtual circle C1 and the second virtual circle C2 in the rotation axis direction is defined as the outer peripheral region 50 of the rotor 30 in the rotation axis direction. In the rotation axis direction view, the first virtual circle C1 is a circle circumscribing the radial outer end 46f of the through hole 46, which is farthest from the rotation axis AX, as described above. In the direction of the rotation axis, the second virtual circle C2 is a circle circumscribing the outer peripheral surface of the main body 40 in the radial direction farthest from the rotation axis AX. As shown in FIGS. 2 to 4, in the rotation axis direction view, the outer peripheral region 50 includes the first rotor outer peripheral portion 51 and the second rotor outer peripheral portion 52. The first rotor outer peripheral portion 51 is located at the first portion 41, which is a portion radially outer of the through hole 46. Therefore, the radial width of the first rotor outer peripheral portion 51 is substantially equal to the radial width W1 of the first portion 41. As shown in FIG. 4 and the like, the second rotor outer peripheral portion 52 is located on the radial outer portion of the rib portion 43. In other words, as shown in FIG. 3, the second rotor outer peripheral portion 52 is located on the extension line SL2a of the straight line SL2 connecting the rotation shaft AX and the center 43b of the rib portion 43 in the direction of the rotation axis. The radial width of the second rotor outer peripheral portion 52 is smaller than the radial width of the first rotor outer peripheral portion 51. This is because the groove 47 is formed in the radial outer portion of the rib portion 43 of the main body 40. The semicircular notches shown in FIG. 3 and the like are formed in each of the laminated steel plates constituting the main body 40. The notch is formed as a groove 47 in the main body 40 integrated as a laminated steel plate.

（４）モータの特徴
（４−１）
モータ１０のロータ３０では、磁石３５をロータ３０の本体４０の外周面の近傍に埋め込む構造を採っているため、本体４０の外周面と磁石３５との間の鉄心の幅が狭くなり、磁束密度が高くなる。このため、上記の溝４７を形成するという工夫を施さない場合、ロータ３０の本体４０の外周面における鉄損が増大する。特に、ステータ２０のスロット高調波によって発生する渦電流によるジュール損が大きくなり、本体４０の表面での発熱が懸念される。 (4) Features of the motor (4-1)
Since the rotor 30 of the motor 10 adopts a structure in which the magnet 35 is embedded in the vicinity of the outer peripheral surface of the main body 40 of the rotor 30, the width of the iron core between the outer peripheral surface of the main body 40 and the magnet 35 is narrowed, and the magnetic flux density is reduced. Will be higher. Therefore, if the above-mentioned groove 47 is not formed, the iron loss on the outer peripheral surface of the main body 40 of the rotor 30 increases. In particular, the Joule loss due to the eddy current generated by the slot harmonics of the stator 20 becomes large, and there is a concern that heat is generated on the surface of the main body 40.

このような問題を解決するために、上記のモータ１０では、渦電流の経路が分断されるように、ロータ３０の本体４０に溝４７を設けて、主要な鉄損発生部位であるブリッジ部を減らす構造を採っている。言い換えると、ロータ３０の本体４０に溝４７を設けることによって、ロータ３０の外周領域５０において、第１のロータ外周部５１よりも径方向の幅が小さい第２のロータ外周部５２を出現させている。径方向の幅が小さい第２のロータ外周部５２が、渦電流の経路の一部を断ち切り、渦電流を減少させる。 In order to solve such a problem, in the above motor 10, a groove 47 is provided in the main body 40 of the rotor 30 so that the path of the eddy current is divided, and a bridge portion which is a main iron loss generation portion is provided. It has a structure to reduce. In other words, by providing the groove 47 in the main body 40 of the rotor 30, the second rotor outer peripheral portion 52 having a smaller radial width than the first rotor outer peripheral portion 51 appears in the outer peripheral region 50 of the rotor 30. There is. The second rotor outer peripheral portion 52 having a small radial width cuts off a part of the eddy current path to reduce the eddy current.

このようなモータ１０を採用すれば、ロータ３０の外周領域５０の存在によってロータ３０の耐久性が確保されるとともに、外周領域５０における第２のロータ外周部５２の存在によって渦電流が減少し、ロータ３０の高速性を向上させることができる。 If such a motor 10 is adopted, the durability of the rotor 30 is ensured by the presence of the outer peripheral region 50 of the rotor 30, and the eddy current is reduced by the presence of the second rotor outer peripheral portion 52 in the outer peripheral region 50. The high speed of the rotor 30 can be improved.

（４−２）
モータ１０のロータ３０では、溝４７を、本体４０の貫通孔４６の径方向外側の部分である第１部分４１ではなく、本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分に形成している。そして、溝４７の存在によって径方向の幅が小さくなっている第２のロータ外周部５２が、ロータ３０の表面に発生する鉄損の要因となる磁束密度変動による渦電流や発生部位を減少させている。 (4-2)
In the rotor 30 of the motor 10, the groove 47 is formed not in the first portion 41 which is the radially outer portion of the through hole 46 of the main body 40, but in the radial outer portion of the rib portion 43 of the main body 40. Then, the second rotor outer peripheral portion 52 whose radial width is reduced due to the presence of the groove 47 reduces the eddy current and the generated portion due to the fluctuation of the magnetic flux density which causes the iron loss generated on the surface of the rotor 30. ing.

このように、ロータ３０では、本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分に第２のロータ外周部５２を形成しているが、これはモータ１０のトルクの低下を避けるためである。磁石３５の外側となるロータ３０の第１部分４１は、磁束の通り道となるため、上記の実施形態に係るロータ３０では、リブ部４３の径方向外側の部分に第２のロータ外周部５２を形成している。 As described above, in the rotor 30, the second rotor outer peripheral portion 52 is formed on the radial outer portion of the rib portion 43 of the main body 40, in order to avoid a decrease in the torque of the motor 10. Since the first portion 41 of the rotor 30 on the outside of the magnet 35 serves as a path for magnetic flux, in the rotor 30 according to the above embodiment, the second rotor outer peripheral portion 52 is provided on the radial outer portion of the rib portion 43. Is forming.

なお、図５に示す、ロータ３０の本体４０に作用する応力分布図（解析結果図）から明らかなように、リブ部４３の径方向外側の部分（ＡＲ１）も、ロータ３０の第１部分４１の中央付近（ＡＲ２）も、比較的応力が小さい。このため、上記のロータ３０では、本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分（ＡＲ１）に第２のロータ外周部５２を形成しているが、遠心力が作用したときの本体４０の強度は確保される。 As is clear from the stress distribution diagram (analysis result diagram) acting on the main body 40 of the rotor 30 shown in FIG. 5, the radial outer portion (AR1) of the rib portion 43 is also the first portion 41 of the rotor 30. The stress is also relatively small near the center of (AR2). Therefore, in the rotor 30, the second rotor outer peripheral portion 52 is formed on the radial outer portion (AR1) of the rib portion 43 of the main body 40, but the strength of the main body 40 when centrifugal force acts. Is secured.

（４−３）
モータ１０では、ロータ３０のリブ部４３が、回転軸方向視において、直線状の縁４３ａを有する。そして、直線状の縁４３ａは、回転軸ＡＸから放射状に延びる放射線ＲＬに沿っている。これにより、ロータ３０が回転して本体４０や磁石３５に遠心力が作用したときにも、本体４０の強度が保たれる。また、直線状の縁４３ａを有するリブ部４３としているため、貫通孔４６や磁石３５の大きさを十分に確保できている。 (4-3)
In the motor 10, the rib portion 43 of the rotor 30 has a linear edge 43a in the direction of rotation axis. The linear edge 43a is along the radiation RL extending radially from the rotation axis AX. As a result, the strength of the main body 40 is maintained even when the rotor 30 rotates and centrifugal force acts on the main body 40 and the magnet 35. Further, since the rib portion 43 has the linear edge 43a, the size of the through hole 46 and the magnet 35 can be sufficiently secured.

（４−４）
モータ１０では、ロータ３０の本体４０の貫通孔４６が、径方向内側の第１面４６ａ、径方向外側の第２面４６ｂ、周方向両側の第３面４６ｃ及び第４面４６ｄ、に囲まれる孔である。そして、貫通孔４６の第２面４６ｂは、図３に示すように、回転軸方向視において、回転軸ＡＸから貫通孔４６の中心４６ｅを通って延びる直線ＳＬ１を対称軸として、略線対称である。これにより、本体４０や磁石３５に遠心力が作用したときの本体４０の強度を保ちつつ、貫通孔４６や磁石３５の大きさを十分に確保できている。 (4-4)
In the motor 10, the through hole 46 of the main body 40 of the rotor 30 is surrounded by the first surface 46a on the inner side in the radial direction, the second surface 46b on the outer side in the radial direction, the third surface 46c and the fourth surface 46d on both sides in the circumferential direction. It is a hole. Then, as shown in FIG. 3, the second surface 46b of the through hole 46 is substantially axisymmetric with the straight line SL1 extending from the rotation axis AX through the center 46e of the through hole 46 as the axis of symmetry in the direction of the rotation axis. be. As a result, the size of the through hole 46 and the magnet 35 can be sufficiently secured while maintaining the strength of the main body 40 when the centrifugal force acts on the main body 40 and the magnet 35.

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
上記の実施形態では、溝４７を本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分に形成し、そのリブ部４３の径方向外側の部分に第２のロータ外周部５２を位置させているが、本体４０の強度の確保を優先する場合には、図６に示すように、本体４０の貫通孔４６の径方向外側の部分に溝４７を配置し、そこに第２のロータ外周部５２を位置させることが好ましい。図６に示す配置の溝４７は、応力集中が生じる貫通孔４６の四隅から遠い位置となっており、溝４７による本体４０の強度の低下が小さく抑えられる。 (5) Modification example (5-1) Modification example A
In the above embodiment, the groove 47 is formed in the radial outer portion of the rib portion 43 of the main body 40, and the second rotor outer peripheral portion 52 is located in the radial outer portion of the rib portion 43. When ensuring the strength of the main body 40 is prioritized, as shown in FIG. 6, a groove 47 is arranged in the radial outer portion of the through hole 46 of the main body 40, and the second rotor outer peripheral portion 52 is positioned there. It is preferable to let it. The grooves 47 arranged as shown in FIG. 6 are located far from the four corners of the through holes 46 where stress concentration occurs, and the decrease in strength of the main body 40 due to the grooves 47 can be suppressed to a small extent.

具体的には、図６において、第２のロータ外周部５２は、回転軸方向視において、回転軸ＡＸと貫通孔４６の中心４６ｅとを結ぶ直線ＳＬ３の延長線ＳＬ３ａ上に位置する。この位置に第２のロータ外周部５２があれば、貫通孔４６に磁石３５が挿入されていて、磁石３５に遠心力が作用しているときにも、径方向の幅が比較的小さい第２のロータ外周部５２が直線ＳＬ３の延長線ＳＬ３ａ上に位置しているため、ロータ３０の本体４０に高い応力がかかることが抑えられる。 Specifically, in FIG. 6, the second rotor outer peripheral portion 52 is located on the extension line SL3a of the straight line SL3 connecting the rotation axis AX and the center 46e of the through hole 46 in the direction of the rotation axis. If there is a second rotor outer peripheral portion 52 at this position, the magnet 35 is inserted into the through hole 46, and even when centrifugal force is acting on the magnet 35, the width in the radial direction is relatively small. Since the rotor outer peripheral portion 52 of the rotor 30 is located on the extension line SL3a of the straight line SL3, it is possible to suppress high stress from being applied to the main body 40 of the rotor 30.

なお、この第２のロータ外周部５２の配置は、ベアリングレスのモータ１０において、特に有効である。ベアリングレスのモータ１０では、リブ部４３が、ロータ３０がステータ２０に支持されるための支持磁束の磁路になるが、そのリブ部４３の径方向外側に溝４７を設ける必要がないからである。 The arrangement of the second rotor outer peripheral portion 52 is particularly effective in the bearingless motor 10. In the bearingless motor 10, the rib portion 43 serves as a magnetic path for the supporting magnetic flux for the rotor 30 to be supported by the stator 20, but it is not necessary to provide the groove 47 on the radial outer side of the rib portion 43. be.

（５−２）変形例Ｂ
上記の実施形態では、溝４７を本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分に形成しているが、図７に示すように、溝４７に代えて空隙４８を形成してもよい。図７に示す構造では、回転軸方向に延びる空隙４８を本体４０に形成することによって、第２のロータ外周部５２の径方向の幅が、第１のロータ外周部５１の径方向の幅よりも小さくなっている。 (5-2) Modification B
In the above embodiment, the groove 47 is formed in the radial outer portion of the rib portion 43 of the main body 40, but as shown in FIG. 7, a gap 48 may be formed instead of the groove 47. In the structure shown in FIG. 7, by forming a gap 48 extending in the rotation axis direction in the main body 40, the radial width of the second rotor outer peripheral portion 52 is larger than the radial width of the first rotor outer peripheral portion 51. Is also getting smaller.

このように、溝４７に代えて空隙４８を形成する場合、ロータ３０の本体４０の外周面が凸凹形状ではなくなるため、風損の増加が抑えられる。 In this way, when the gap 48 is formed instead of the groove 47, the outer peripheral surface of the main body 40 of the rotor 30 does not have an uneven shape, so that an increase in wind damage can be suppressed.

なお、ロータ３０の本体４０に溝４７を形成する場合も空隙４８を形成する場合も、モータ１０の製造コストは殆ど上がらない。本実施形態では、このような簡易な方法によって、第２のロータ外周部５２の径方向の幅を第１のロータ外周部５１の径方向の幅よりも小さくしており、モータ１０の製造コストが抑えられている。 Whether the groove 47 is formed in the main body 40 of the rotor 30 or the gap 48 is formed, the manufacturing cost of the motor 10 is hardly increased. In the present embodiment, the radial width of the second rotor outer peripheral portion 52 is made smaller than the radial width of the first rotor outer peripheral portion 51 by such a simple method, and the manufacturing cost of the motor 10 is reduced. Is suppressed.

（５−３）変形例Ｃ
上記の変形例Ｂでは、空隙４８を本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分に形成しているが、変形例Ａの構造においても、溝４７に代えて空隙４８を形成してもよい。具体的には、本体４０の貫通孔４６の径方向外側の部分に空隙４８を配置し、そこに第２のロータ外周部５２を位置させてもよい。 (5-3) Modification C
In the above modification B, the gap 48 is formed in the radial outer portion of the rib portion 43 of the main body 40, but in the structure of the modification A, the gap 48 may be formed instead of the groove 47. .. Specifically, the gap 48 may be arranged in the radial outer portion of the through hole 46 of the main body 40, and the second rotor outer peripheral portion 52 may be located there.

（５−４）変形例Ｄ
上記の実施形態では、溝４７を本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分に形成しているが、これに加えて、図８に示すように、本体４０の貫通孔４６の径方向外側の部分に溝４７を形成してもよい。このように、多くのリブ部４３及び貫通孔４６それぞれに対応するように溝４７を形成し、多くの第２のロータ外周部５２をロータ３０の外周領域５０に設けることによって、外周領域５０を経路として生じる渦電流を更に減少させることができる。 (5-4) Modification D
In the above embodiment, the groove 47 is formed in the radial outer portion of the rib portion 43 of the main body 40, but in addition to this, as shown in FIG. 8, the radial outer side of the through hole 46 of the main body 40. A groove 47 may be formed in the portion of. In this way, the outer peripheral region 50 is formed by forming the grooves 47 corresponding to each of the many rib portions 43 and the through holes 46 and providing many second rotor outer peripheral portions 52 in the outer peripheral region 50 of the rotor 30. The eddy current generated as a path can be further reduced.

（５−５）変形例Ｅ
上記の実施形態では、ロータ３０の本体４０の外周領域５０の第１のロータ外周部５１も第２のロータ外周部５２も、軟磁性材料によって構成されていることを想定している。 (5-5) Modification E
In the above embodiment, it is assumed that both the first rotor outer peripheral portion 51 and the second rotor outer peripheral portion 52 of the outer peripheral region 50 of the main body 40 of the rotor 30 are made of a soft magnetic material.

しかし、第１のロータ外周部５１は、軟磁性材料によって構成されていても非磁性材料によって構成されていても構わない。 However, the outer peripheral portion 51 of the first rotor may be made of a soft magnetic material or a non-magnetic material.

一方、第２のロータ外周部５２は、軟磁性材料によって構成されていることが好ましい。 On the other hand, the outer peripheral portion 52 of the second rotor is preferably made of a soft magnetic material.

（５−６）変形例Ｆ
上記の実施形態では、図３に示す形状の溝４７を本体４０のリブ部４３の径方向外側の部分に形成しているが、これに代えて、図９に示す形状の溝４７を形成してもよい。 (5-6) Modification F
In the above embodiment, the groove 47 having the shape shown in FIG. 3 is formed in the radial outer portion of the rib portion 43 of the main body 40, but instead, the groove 47 having the shape shown in FIG. 9 is formed. You may.

図９に示す溝４７の形状は、２つの正接円弧で形成されている。このような溝４７の形状とすることで、ロータ３０の表面が滑らかになって、風損の増加が抑制される。 The shape of the groove 47 shown in FIG. 9 is formed by two tangent arcs. With such a groove 47 shape, the surface of the rotor 30 becomes smooth and an increase in wind damage is suppressed.

（５−７）変形例Ｇ
上記の変形例Ｂでは、図７に示す形状の空隙４８をロータ３０の本体４０に形成しているが、図１０に示す丸穴の形状の空隙４８を形成してもよい。図１０に示すように、ロータ３０の外周領域５０において丸穴の空隙４８を形成する場合、第２のロータ外周部５２は、空隙４８の径方向内側の部分と径方向外側の部分とに分かれる。図１０に示すロータ３０では、２つに分離された第２のロータ外周部５２のうち、径方向内側の部分の径方向の幅が寸法Ｗ１ｂであり、径方向外側の部分の径方向の幅が寸法Ｗ１ａである。したがって、図１０に示すロータ３０では、第２のロータ外周部５２の径方向の幅は、寸法Ｗ１ａ＋Ｗ１ｂである。 (5-7) Modification G
In the above modification B, the gap 48 having the shape shown in FIG. 7 is formed in the main body 40 of the rotor 30, but the gap 48 having the shape of a round hole shown in FIG. 10 may be formed. As shown in FIG. 10, when the gap 48 of the round hole is formed in the outer peripheral region 50 of the rotor 30, the second rotor outer peripheral portion 52 is divided into a radial inner portion and a radial outer portion of the gap 48. .. In the rotor 30 shown in FIG. 10, the radial width of the radial inner portion of the second rotor outer peripheral portion 52 separated into two is dimension W1b, and the radial width of the radial outer portion. Is the dimension W1a. Therefore, in the rotor 30 shown in FIG. 10, the radial width of the second rotor outer peripheral portion 52 is the dimensions W1a + W1b.

図１０に示す空隙４８の形状が円であるため、本体４０の空隙４８の周辺部分に発生する応力集中が小さく抑えられる。 Since the shape of the void 48 shown in FIG. 10 is circular, the stress concentration generated in the peripheral portion of the void 48 of the main body 40 can be suppressed to a small value.

また、図１０に示す空隙４８の形状であれば、打ち抜き加工も容易であり、製造コストが抑えられる。 Further, if the shape of the void 48 shown in FIG. 10 is used, punching can be easily performed and the manufacturing cost can be suppressed.

（５−８）変形例Ｈ
上記の変形例Ｂにおいて、溝４７に代えて空隙４８をロータ３０の本体４０に形成している。その空隙４８の形状は、応力集中の緩和を優先的に考える場合、図１１に示す形状にすることが更に好ましい。 (5-8) Modification H
In the above modification B, the gap 48 is formed in the main body 40 of the rotor 30 instead of the groove 47. The shape of the gap 48 is more preferably the shape shown in FIG. 11 when the relaxation of stress concentration is prioritized.

図１１に示す空隙４８の貫通孔４６側の縁が描く円弧は、その半径Ｒ２が、貫通孔４６の角の半径Ｒ１よりも大きい。また、空隙４８の貫通孔４６側の縁が描く円弧と、その近傍に位置する貫通孔４６の角部の円弧とは、ともに、同じ軸Ｃを中心とする円弧である。 The arc drawn by the edge of the gap 48 on the through hole 46 side shown in FIG. 11 has a radius R2 larger than the radius R1 of the corner of the through hole 46. Further, the arc drawn by the edge of the gap 48 on the through hole 46 side and the arc at the corner of the through hole 46 located in the vicinity thereof are both arcs centered on the same axis C.

これにより、図１１に示す空隙４８が形成されたロータ３０の本体４０では、貫通孔４６の角部と空隙４８の間のブリッジ部分の幅を均一にすることができる。第２のロータ外周部５２となるブリッジ部分の幅が概ね均一になっていることによって、遠心力に対する本体４０の強度を保ちつつ、空隙４８による渦電流の低減効果が得られる。 As a result, in the main body 40 of the rotor 30 in which the gap 48 shown in FIG. 11 is formed, the width of the bridge portion between the corner portion of the through hole 46 and the gap 48 can be made uniform. Since the width of the bridge portion serving as the outer peripheral portion 52 of the second rotor is substantially uniform, the effect of reducing the eddy current due to the void 48 can be obtained while maintaining the strength of the main body 40 against centrifugal force.

（５−９）変形例Ｉ
上記の実施形態では、図２に示すように、本体４０の全てのリブ部４３の径方向外側の部分に第２のロータ外周部５２を位置させている。これに代えて、図１２に示すように、第２のロータ外周部５２の数を減らしてもよい。 (5-9) Modification I
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the second rotor outer peripheral portion 52 is located on the radial outer portion of all the rib portions 43 of the main body 40. Instead of this, as shown in FIG. 12, the number of the second rotor outer peripheral portions 52 may be reduced.

図１２に示すロータ３０では、本体４０の特定リブ部４３１の中心と回転軸ＡＸとを結ぶ直線ＳＬ２１の延長線上に、第２のロータ外周部５２が存在していない。特定リブ部４３１は、リブ部４３のうち、周方向に隣り合い且つ異なる磁極３８，３９を構成する２つの貫通孔４６の間に位置するリブ部である。リブ部４３のうち、特定リブ部４３１ではないリブ部４３２の中心と回転軸ＡＸとを結ぶ直線ＳＬ２２の延長線上に、第２のロータ外周部５２が存在している。 In the rotor 30 shown in FIG. 12, the second rotor outer peripheral portion 52 does not exist on the extension line of the straight line SL21 connecting the center of the specific rib portion 431 of the main body 40 and the rotation axis AX. The specific rib portion 431 is a rib portion of the rib portion 43 located between two through holes 46 adjacent to each other in the circumferential direction and forming different magnetic poles 38 and 39. Among the rib portions 43, the second rotor outer peripheral portion 52 exists on an extension line of the straight line SL22 connecting the center of the rib portion 432, which is not the specific rib portion 431, and the rotation axis AX.

異なる磁極３８，３９を構成する２つの貫通孔４６それぞれの径方向外側の部分の間では、磁気飽和が生じ、磁束変動が起こりにくく、渦電流も発生しにくい。これに鑑み、変形例Ｉでは、特定リブ部４３１の中心と回転軸ＡＸとを結ぶ直線ＳＬ２１の延長線上には、第２のロータ外周部５２を存在させていない。一方、特定リブ部４３１ではないリブ部４３２の中心と回転軸ＡＸとを結ぶ直線ＳＬ２２の延長線上には、第２のロータ外周部５２を存在させている。したがって、第２のロータ外周部５２を形成するための溝４７の存在によってロータ３０の回転時の風損が生じてしまう場合にも、変形例Ｉに係るモータでは、第２のロータ外周部５２の数が抑えられている分だけ、風損の増加が小さくなる。 Magnetic saturation occurs between the radial outer portions of the two through holes 46 constituting the different magnetic poles 38 and 39, magnetic flux fluctuations are unlikely to occur, and eddy currents are unlikely to occur. In view of this, in the modified example I, the second rotor outer peripheral portion 52 is not present on the extension line of the straight line SL21 connecting the center of the specific rib portion 431 and the rotation axis AX. On the other hand, the second rotor outer peripheral portion 52 is present on the extension line of the straight line SL22 connecting the center of the rib portion 432, which is not the specific rib portion 431, and the rotation shaft AX. Therefore, even when the presence of the groove 47 for forming the second rotor outer peripheral portion 52 causes wind damage during rotation of the rotor 30, in the motor according to the modified example I, the second rotor outer peripheral portion 52 As the number of winds is suppressed, the increase in wind damage becomes smaller.

（５−１０）変形例Ｊ
上記の実施形態や変形例Ａ，Ｄなどでは、溝４７を本体４０の外周領域５０に形成しているため、それによってロータ３０の回転時の風損が生じる。 (5-10) Modification J
In the above-described embodiment and the modified examples A and D, the groove 47 is formed in the outer peripheral region 50 of the main body 40, which causes wind damage during rotation of the rotor 30.

変形例Ｊでは、ロータ３０の回転時の風損を無くす或いは減らすために、図１３に示すように、溝４７を樹脂４９によって埋める。これにより、ロータ３０の本体４０の外周面を滑らかにすることができ、ロータ３０の回転時の風損（ロータ３０と空気との摩擦抵抗による機械的損失）が低減される。 In the modified example J, the groove 47 is filled with the resin 49 as shown in FIG. 13 in order to eliminate or reduce the wind damage during the rotation of the rotor 30. As a result, the outer peripheral surface of the main body 40 of the rotor 30 can be smoothed, and wind loss (mechanical loss due to frictional resistance between the rotor 30 and air) during rotation of the rotor 30 is reduced.

（５−１１）変形例Ｋ
上記の実施形態では、本体４０を構成する積層された電磁鋼板それぞれの形状が同じであるロータ３０について説明したが、ロータ３０に代えて、図１４〜図１７Ｂに示すロータ１３０を採用することもできる。 (5-11) Modification K
In the above embodiment, the rotor 30 having the same shape of each of the laminated electromagnetic steel sheets constituting the main body 40 has been described, but instead of the rotor 30, the rotor 130 shown in FIGS. 14 to 17B may be adopted. can.

ロータ１３０の本体１４０は、回転軸方向に並ぶ第１コア１１０と第２コア１２０とを有している。図１６Ｂ及び図１７Ｂに示すように、第２コア１２０の第１部分１２１の径方向の幅Ｗ１２１は、第１コア１１０の第１部分１１１の径方向の幅Ｗ１１１よりも小さい。この分だけ、図１６Ａ及び図１７Ａに示すように、第１コア１１０の直径Ｄ１１０は、第２コア１２０の直径Ｄ１２０よりも大きい。このロータ１３０では、第１のロータ外周部１５１は、第１コア１１０に形成されている。第２のロータ外周部１５２は、第２コア１２０に形成されている。 The main body 140 of the rotor 130 has a first core 110 and a second core 120 arranged in the rotation axis direction. As shown in FIGS. 16B and 17B, the radial width W121 of the first portion 121 of the second core 120 is smaller than the radial width W111 of the first portion 111 of the first core 110. By this amount, as shown in FIGS. 16A and 17A, the diameter D110 of the first core 110 is larger than the diameter D120 of the second core 120. In the rotor 130, the first rotor outer peripheral portion 151 is formed on the first core 110. The second rotor outer peripheral portion 152 is formed on the second core 120.

変形例Ｋのロータ１３０では、回転軸方向に並ぶ第１コア１１０、第２コア１２０のうち、第２コア１２０の第１部分１２１の径方向の幅Ｗ１２１を小さくすることで、ロータ１３０の外周領域において、第２のロータ外周部１５２が、渦電流の一部を断ち切る役割を果たす。一方、第１コア１１０の第１部分１１１の径方向の幅Ｗ１１１は、第２コア１２０の第１部分１２１の径方向の幅Ｗ１２１以上であり、第１コア１１０によってロータ１３０の本体１４０の強度を確保することができている。ロータ１３０では、遠心力が作用した磁石３５を、主として第１コア１１０が保持する。 In the rotor 130 of the modified example K, among the first core 110 and the second core 120 arranged in the rotation axis direction, the radial width W121 of the first portion 121 of the second core 120 is reduced to reduce the outer circumference of the rotor 130. In the region, the second rotor outer peripheral portion 152 serves to cut off a part of the eddy current. On the other hand, the radial width W111 of the first portion 111 of the first core 110 is equal to or greater than the radial width W121 of the first portion 121 of the second core 120, and the strength of the main body 140 of the rotor 130 is increased by the first core 110. Can be secured. In the rotor 130, the first core 110 mainly holds the magnet 35 on which the centrifugal force acts.

このように、変形例Ｋのロータ１３０は、積層鋼板のうち、一部の鋼板（第２コア１２０）の貫通孔４６とロータ１３０の表面との距離（図１７Ｂに示す幅Ｗ１２１）が他の鋼板（第１コア１１０）に比べて小さい。これにより、一部の鋼板（第２コア１２０）のみで磁石３５を保持する強度を保ちつつ、他の鋼板（第１コア１１０）のブリッジ幅（Ｗ１２１）を狭くすることで、ブリッジ部分が磁気飽和して磁束密度変動を小さくすることができる。そして、ブリッジ部分が減少しているので、鉄損発生部位を減らすことができており、ロータ１３０では鉄損が十分に低減できる。 As described above, the rotor 130 of the modified example K has a distance (width W121 shown in FIG. 17B) between the through hole 46 of a part of the steel plates (second core 120) and the surface of the rotor 130 among the laminated steel plates. It is smaller than the steel plate (first core 110). As a result, while maintaining the strength of holding the magnet 35 only with a part of the steel plates (second core 120), the bridge width (W121) of the other steel plates (first core 110) is narrowed, so that the bridge portion is magnetic. It can be saturated to reduce the fluctuation of magnetic flux density. Since the bridge portion is reduced, the iron loss generation portion can be reduced, and the iron loss can be sufficiently reduced in the rotor 130.

なお、変形例Ｋのロータ１３０では、第２コア１２０が電磁鋼板を積層したものであれば、第１コア１１０は、それよりも引っ張り強度が高い他の鋼板であってもよい。その引っ張り強度が高い他の鋼板として、例えば、ステンレス鋼、高張力鋼、高張力電磁鋼板、などを採用することができる。このように構成した場合には、第１コア１１０によってロータ１３０の強度が更に上がるとともに、第２コア１２０の第１部分１２１（第２のロータ外周部１５２）による渦電流の低減によってロータ１３０の高速性が向上する。 In the rotor 130 of the modified example K, if the second core 120 is a laminated electromagnetic steel plate, the first core 110 may be another steel plate having a higher tensile strength than that. As other steel sheets having high tensile strength, for example, stainless steel, high-strength steel, high-tensile electromagnetic steel sheet, and the like can be adopted. In this configuration, the strength of the rotor 130 is further increased by the first core 110, and the eddy current of the rotor 130 is reduced by the first portion 121 (second rotor outer peripheral portion 152) of the second core 120. High speed is improved.

（５−１２）変形例Ｌ
上記の変形例Ｋでは、ロータ１３０の本体１４０が第１コア１１０と第２コア１２０とを有しているが、それに代えて、図１８〜図２０に示す第３コア３３０及び第４コア３４０を有する本体２４０を備えるロータ２３０を採用することもできる。 (5-12) Modification L
In the above modification K, the main body 140 of the rotor 130 has the first core 110 and the second core 120, but instead, the third core 330 and the fourth core 340 shown in FIGS. 18 to 20 are formed. It is also possible to adopt a rotor 230 having a main body 240 having the above.

図１８に示すロータ２３０は、その外周面の表面近傍に磁石３５を分割して埋め込む構造を採るロータであって、磁石３５が挿入される本体２４０を備える。本体２４０は、回転軸方向に並ぶ第３コア３３０と第４コア３４０とを有している。第３コア３３０は、図１９に示すように、その第１部分３３１が周方向に連続しており、環状となっている。一方、第４コア３４０には、径方向外側が開放された形の貫通孔４６が形成され、周方向に隣り合う貫通孔４６の間にリブ部４３は存在しているが、第３コア３３０に存在するような貫通孔４６の径方向外側の第１部分は存在しない。ロータ２３０では、環状の外周領域５０に含まれる第１のロータ外周部２５１と第２のロータ外周部２５２とのうち、第２のロータ外周部２５２については、第４コア３４０の径方向外側に位置しており、その径方向の幅がゼロであると解釈することができる。一方、第１のロータ外周部２５１は、第３コア３３０の第１部分３３１などの外周部分である。この変形例Ｌのロータ２３０でも、第２のロータ外周部２５２の径方向の幅（ゼロ）は、第１のロータ外周部２５１の径方向の幅よりも小さい、と言える。 The rotor 230 shown in FIG. 18 is a rotor having a structure in which a magnet 35 is divided and embedded in the vicinity of the surface of the outer peripheral surface thereof, and includes a main body 240 into which the magnet 35 is inserted. The main body 240 has a third core 330 and a fourth core 340 arranged in the direction of the rotation axis. As shown in FIG. 19, the third core 330 has a first portion 331 continuous in the circumferential direction and has an annular shape. On the other hand, the fourth core 340 is formed with a through hole 46 having an open radial outer side, and a rib portion 43 exists between the through holes 46 adjacent to each other in the circumferential direction, but the third core 330 There is no first portion radially outer of the through hole 46 as present in. In the rotor 230, of the first rotor outer peripheral portion 251 and the second rotor outer peripheral portion 252 included in the annular outer peripheral region 50, the second rotor outer peripheral portion 252 is radially outward of the fourth core 340. It is located and can be interpreted as having a radial width of zero. On the other hand, the first rotor outer peripheral portion 251 is an outer peripheral portion such as the first portion 331 of the third core 330. Even in the rotor 230 of this modification L, it can be said that the radial width (zero) of the second rotor outer peripheral portion 252 is smaller than the radial width of the first rotor outer peripheral portion 251.

このように、変形例Ｌのロータ２３０では、積層鋼板のうち、少なくとも一部の鋼板（第４コア３４０）については、貫通孔４６の径方向外側にブリッジ部分が存在しない。この構造を持つロータ２３０でも、第３コア３３０によって磁石３５を保持する本体２４０の強度を保ちつつ、第４コア３４０において鉄損が多く発生する部位であるブリッジ部分を無くし、それによって損失を低減している。 As described above, in the rotor 230 of the modified example L, at least a part of the laminated steel plates (fourth core 340) does not have a bridge portion on the radial outer side of the through hole 46. Even in the rotor 230 having this structure, while maintaining the strength of the main body 240 that holds the magnet 35 by the third core 330, the bridge portion, which is a part where a large amount of iron loss occurs in the fourth core 340, is eliminated, thereby reducing the loss. doing.

なお、変形例Ｌのロータ２３０でも、変形例Ｋのロータ１３０と同様に、第４コア３４０が電磁鋼板を積層したものであれば、第３コア３３０は、それよりも引っ張り強度が高い他の鋼板であってもよい。 As for the rotor 230 of the modified example L, if the fourth core 340 is a laminated electromagnetic steel plate, the third core 330 has a higher tensile strength than the rotor 130 of the modified example K. It may be a steel plate.

（５−１３）変形例Ｍ
上記の変形例Ｌのロータ２３０では、図２０に示す第４コア３４０に、第３コア３３０に存在するような貫通孔４６の径方向外側の第１部分は存在していない。 (5-13) Modification M
In the rotor 230 of the above modification L, the fourth core 340 shown in FIG. 20 does not have the first portion radially outer of the through hole 46 as in the third core 330.

これに代えて、変形例Ｍでは、図２１Ａ及び図２１Ｂに示す第４コア３４０を採用している。変形例Ｍの第４コア３４０は、貫通孔４６の径方向外側に、周方向に分離されている第１部分３４１ａ、３４１ｂが存在する。そして、第１部分３４１ａと第１部分３４１ｂとの間は、空間となっており、第２のロータ外周部２５２の役割を果たす。言い換えると、図１９に示す第３コア３３０及び図２１Ａ及び図２１Ｂに示す第４コア３４０から成る本体を有するロータでは、回転軸方向に並ぶ複数の第３コア３３０の間に位置する第４コア３４０に第２のロータ外周部２５２（空間）が設けられており、この第２のロータ外周部２５２は、回転軸方向に隣接する２つの第３コア３３０の第１のロータ外周部２５１の間に位置する。このように、第３コア３３０の第１のロータ外周部２５１と、その隣の第３コア３３０の第１のロータ外周部２５１との間に、側面視において第２のロータ外周部２５２（空間）が位置している変形例Ｍのロータにおいても、渦電流の減少を図ることができる。一方、第３コア３３０によって、ロータの強度を確保することができる。ここでは、主として第３コア３３０が磁石３５を保持する役割を果たすが、図２１Ａ及び図２１Ｂに示す第４コア３４０の第１部分３４１ａ、３４１ｂも、補助的に磁石３５を保持する役割を果たす。 Instead of this, in the modified example M, the fourth core 340 shown in FIGS. 21A and 21B is adopted. The fourth core 340 of the modified example M has first portions 341a and 341b separated in the circumferential direction on the radial outer side of the through hole 46. A space is formed between the first portion 341a and the first portion 341b, and serves as a second rotor outer peripheral portion 252. In other words, in a rotor having a main body including the third core 330 shown in FIG. 19 and the fourth core 340 shown in FIGS. 21A and 21B, the fourth core located between the plurality of third cores 330 arranged in the rotation axis direction. The 340 is provided with a second rotor outer peripheral portion 252 (space), and the second rotor outer peripheral portion 252 is located between the first rotor outer peripheral portions 251 of the two third cores 330 adjacent to each other in the rotation axis direction. Located in. As described above, between the first rotor outer peripheral portion 251 of the third core 330 and the first rotor outer peripheral portion 251 of the third core 330 adjacent thereto, the second rotor outer peripheral portion 252 (space) in the side view. ) Is located in the rotor of the modified example M, the eddy current can be reduced. On the other hand, the strength of the rotor can be ensured by the third core 330. Here, the third core 330 mainly plays a role of holding the magnet 35, but the first portions 341a and 341b of the fourth core 340 shown in FIGS. 21A and 21B also play a role of holding the magnet 35 as an auxiliary. ..

なお、変形例Ｍのロータにおいて、第２のロータ外周部２５２は、空間であり、その径方向の幅がゼロである。 In the rotor of the modified example M, the outer peripheral portion 252 of the second rotor is a space, and the width in the radial direction thereof is zero.

また、図２１Ａ及び図２１Ｂに示す第４コア３４０の第１部分３４１ａ、３４１ｂは、磁石３５の中心を通る放射線に対称になるように設けられている。 Further, the first portions 341a and 341b of the fourth core 340 shown in FIGS. 21A and 21B are provided so as to be symmetrical to the radiation passing through the center of the magnet 35.

（５−１４）変形例Ｎ
上記の実施形態では、それぞれの磁石３５の保磁力について説明していないが、保磁力の差は小さいことが好ましい。なるべく、保磁力の差が３０００エルステッド（Ｏｅ）以下になるように、磁石３５を選定することが好ましい。 (5-14) Modification N
Although the coercive force of each magnet 35 is not described in the above embodiment, it is preferable that the difference in coercive force is small. As much as possible, it is preferable to select the magnet 35 so that the difference in coercive force is 3000 oersted (Oe) or less.

（５−１５）変形例Ｏ
上記の実施形態では、貫通孔４６に挿入する磁石３５について詳しい説明を行っていないが、貫通孔４６の中で、磁石３５は、複数枚の磁石を径方向に重ねた態様になっていることが好ましい。 (5-15) Modification O
In the above embodiment, the magnet 35 to be inserted into the through hole 46 is not described in detail, but the magnet 35 has a form in which a plurality of magnets are stacked in the radial direction in the through hole 46. Is preferable.

また、磁極の中心付近の貫通孔４６には、同じ磁束密度の複数毎の第１磁石を重ねて配置し、その他の貫通孔４６には、第１磁石及び第１磁石と磁束密度が異なる第２磁石を重ねて配置することが好ましい。後者のその他の貫通孔４６に配置する磁石３５は、第１磁石及び着磁率を下げた第１磁石を重ねたものであってもよい。 Further, in the through hole 46 near the center of the magnetic pole, a plurality of first magnets having the same magnetic flux density are arranged so as to overlap each other, and in the other through holes 46, the first magnet and the first magnet having different magnetic flux densities are different. It is preferable to arrange the two magnets on top of each other. The magnet 35 arranged in the other through hole 46 of the latter may be a stack of a first magnet and a first magnet having a reduced magnetic permeability.

また、磁極の中心付近の貫通孔４６には、複数枚の磁石を径方向に重ねた態様の磁石３５を配置し、その他の貫通孔４６には、単一の磁石３５を配置するという構成を採ってもよい。 Further, a magnet 35 having a plurality of magnets stacked in the radial direction is arranged in the through hole 46 near the center of the magnetic pole, and a single magnet 35 is arranged in the other through holes 46. You may take it.

いずれの構成でも、磁束分布が正弦波状に近づき、効率が向上する。 In either configuration, the magnetic flux distribution approaches a sinusoidal shape, improving efficiency.

（５−１６）変形例Ｐ
上記の実施形態では、隣接する貫通孔４６の間隔について詳しく説明を行っていないが、この間隔は、均等であってもよいし、均等でなくてもよい。 (5-16) Modification P
In the above embodiment, the spacing between the adjacent through holes 46 is not described in detail, but the spacing may or may not be uniform.

間隔を均等にしない場合、磁極の中心に近いほど間隔が密になるように配置することが好ましい。これにより、磁束分布が正弦波状に近づいて、効率が向上する。 When the spacing is not even, it is preferable to arrange the spacing so that the closer to the center of the magnetic pole, the closer the spacing. As a result, the magnetic flux distribution approaches a sinusoidal shape, and efficiency is improved.

（５−１７）変形例Ｑ
上記の実施形態では、それぞれの貫通孔４６の大きさの違いについて詳しく説明を行っていないが、同じ大きさの貫通孔４６を周方向に並べてもよいし、貫通孔４６の大きさを変えてもよい。 (5-17) Modification Q
In the above embodiment, the difference in the size of the through holes 46 is not described in detail, but the through holes 46 having the same size may be arranged in the circumferential direction, or the size of the through holes 46 may be changed. May be good.

貫通孔４６の大きさを変える場合、磁極の中心に近い貫通孔４６ほど幅を広げることが好ましい。但し、磁石３５の大きさは、貫通孔４６によらず一定とする。これにより、磁束分布が正弦波状に近づいて、効率が向上する。 When changing the size of the through hole 46, it is preferable to increase the width of the through hole 46 closer to the center of the magnetic pole. However, the size of the magnet 35 is constant regardless of the through hole 46. As a result, the magnetic flux distribution approaches a sinusoidal shape, and efficiency is improved.

（５−１８）変形例Ｒ
上記の実施形態では、それぞれの磁石３５の大きさについて詳しく説明を行っていないが、同じ大きさの磁石３５を周方向に並べてもよいし、磁石３５の大きさを変えてもよい。 (5-18) Modification R
In the above embodiment, the size of each magnet 35 is not described in detail, but magnets 35 of the same size may be arranged in the circumferential direction, or the size of the magnets 35 may be changed.

磁石３５の大きさを変える場合、磁極の中心に近い磁石３５ほど厚みを大きくすることが好ましい。これにより、磁束分布が正弦波状に近づいて、効率が向上する。 When changing the size of the magnet 35, it is preferable that the thickness of the magnet 35 closer to the center of the magnetic pole is increased. As a result, the magnetic flux distribution approaches a sinusoidal shape, and efficiency is improved.

（５−１９）変形例Ｓ
上記の実施形態では、貫通孔４６の全てに磁石３５が挿入されている態様を想定しているが、磁石３５が入っていない貫通孔４６が存在してもよい。例えば、磁極の端に位置する貫通孔４６には磁石３５を挿入しないという構成を採ってもよい。この場合には、磁束分布が正弦波状に近づいて、効率が向上する。 (5-19) Modification S
In the above embodiment, it is assumed that the magnets 35 are inserted into all of the through holes 46, but there may be through holes 46 in which the magnets 35 are not inserted. For example, the magnet 35 may not be inserted into the through hole 46 located at the end of the magnetic pole. In this case, the magnetic flux distribution approaches a sinusoidal shape, and the efficiency is improved.

（５−２０）変形例Ｔ
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 (5-20) Modification T
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it will be understood that various modifications of the forms and details are possible without departing from the purpose and scope of the present disclosure described in the claims. ..

１０モータ
２０ステータ
２５巻線部
３０ロータ
３５磁石
３８磁極
３９磁極
４０ロータの本体
４０ａロータの本体の外周面のうち最も回転軸から離れている径方向外端
４１ロータの本体の第１部分
４３ロータの本体のリブ部
４３ａリブ部の直線状の縁
４３ｂリブ部の中心
４６ロータの本体の貫通孔
４６ａ貫通孔の径方向内側の第１面
４６ｂ貫通孔の径方向外側の第２面
４６ｃ貫通孔の周方向片側の第３面
４６ｄ貫通孔の径方向片側の第４面
４６ｅ貫通孔の中心
４６ｆ貫通孔の最も回転軸から離れている径方向外端
４７溝
４８空隙
４９樹脂
５０ロータの外周領域
５１ロータの外周領域の第１のロータ外周部
５２ロータの外周領域の第２のロータ外周部
１１０第１コア
１１１第１コアの第１部分
１２０第２コア
１２１第２コアの第１部分
１４０ロータの本体
１５１ロータの外周領域の第１のロータ外周部
１５２ロータの外周領域の第２のロータ外周部
２４０ロータの本体
３３０第３コア
３３１第３コアの第１部分
３４０第４コア
３４１ａ第４コアの第１部分
３４１ｂ第４コアの第１部分
４３１特定リブ部
４３２特定リブ部ではないリブ部
Ｃ１第１仮想円
Ｃ２第２仮想円
ＲＬ回転軸から放射状に延びる放射線
ＳＬ１回転軸から貫通孔の中心を通って延びる直線
ＳＬ２回転軸とリブ部の中心とを結ぶ直線
ＳＬ３回転軸と貫通孔の中心とを結ぶ直線
ＳＬ２１特定リブ部の中心と回転軸とを結ぶ直線
ＳＬ２２特定リブ部ではないリブ部の中心と回転軸とを結ぶ直線
Ｗ１ロータの本体の第１部分の径方向の幅
Ｗ２ロータの本体の貫通孔の径方向の幅
Ｗ１１１第１コアの第１部分の径方向の幅
Ｗ１２１第２コアの第１部分の径方向の幅 10 Motor 20 Stator 25 Winding part 30 Rotor 35 Magnet 38 Magnetic pole 39 Magnetic pole 40 Rotor body 40a Radial outer end of the outer peripheral surface of the rotor body that is farthest from the rotation axis 41 First part of the rotor body 43 Rotor Rib part of the main body 43a Straight edge of the rib part 43b Center of the rib part 46 Through hole of the main body of the rotor 46a First surface on the radial inside of the through hole 46b Second surface on the radial outside of the through hole 46c Through hole 3rd surface on one side in the circumferential direction 46d 4th surface on one side in the radial direction of the through hole 46e Center of the through hole 46f Outer end in the radial direction farthest from the rotation axis of the through hole 47 Groove 48 Void 49 Resin 50 Outer peripheral area of the rotor 51 First rotor outer periphery of the outer peripheral region of the rotor 52 Second rotor outer peripheral portion of the outer peripheral region of the rotor 110 First core 111 First part of the first core 120 Second core 121 First part of the second core 140 Rotor Main body 151 First rotor outer peripheral part of the outer peripheral area of the rotor 152 Second rotor outer peripheral part of the outer peripheral area of the rotor 240 Rotor main body 330 Third core 331 First part of the third core 340 Fourth core 341a Fourth core 1st part 341b 1st part of 4th core 431 Specific rib part 432 Rib part that is not a specific rib part C1 1st virtual circle C2 2nd virtual circle RL Radiation extending radially from the rotation axis SL1 Center of through hole from the rotation axis Straight line extending through SL2 Straight line connecting the rotation axis and the center of the rib part SL3 Straight line connecting the rotation axis and the center of the through hole SL21 Straight line connecting the center of the specific rib part and the rotation axis SL22 Rib part that is not the specific rib part W1 The radial width of the first part of the rotor body W2 The radial width of the through hole of the rotor body W111 The radial width of the first part of the first core W121 Second The radial width of the first part of the core

Design of a bearingless 100 kW electric motor for high-speed applications; 2015 18th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Oct. 25-28, 2015, Pattaya City, ThailandDesign of a bearingless 100 kW electric motor for high-speed applications; 2015 18th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Oct. 25-28, 2015, Pattaya City, Thailand

Claims

With the stator (20)
A plurality of through holes (46) constituting the magnetic pole have a main body (40, 140, 240) penetrating in the rotation axis direction, and the plurality of the magnetic poles (38, 39) are formed, and the rotation shaft (AX) is formed. Rotors (30, 130, 230) that rotate around the
A motor (10) equipped with
Each of the plurality of poles of the rotor has at least three of the through holes and a magnet (35) inserted into the at least one of the through holes.
When the radial outer portion of the through hole of the main body is defined as the first portion (41) of the main body in the rotation axis direction, the radial width (W1) of the first portion is the said. Smaller than the radial width (W2) of the through hole,
In the direction of the rotation axis, the first virtual circle (C1) circumscribing the outer end (46f) of the through hole in the radial direction farthest from the rotation axis and the outermost peripheral surface of the main body are farthest from the rotation axis. When the annular region between the second virtual circle (C2) circumscribing the radial outer end (40a) is defined as the outer circumference region (50) of the rotor in the direction of rotation axis, the outer circumference is defined as the outer circumference region (50). The region includes a first rotor outer peripheral portion (51, 151, 251) and a second rotor outer peripheral portion (52, 152, 252) having a radial width smaller than that of the first rotor outer peripheral portion.
Motor (10).

When the portion of the main body (40) located between the two adjacent through holes in the circumferential direction is defined as the rib portion (43), the rib portion is the rotation axis in the direction of the rotation axis. It has a linear edge (43a) along the radiation (RL) that radiates from.
The motor according to claim 1.

The through hole is a hole surrounded by a first surface (46a) on the inner side in the radial direction, a second surface (46b) on the outer side in the radial direction, and third surfaces (46c) and fourth surfaces (46d) on both sides in the circumferential direction. can be,
The second surface of the through hole is substantially axisymmetric with a straight line (SL1) extending from the rotation axis through the center (46e) of the through hole as an axis of symmetry in the direction of the rotation axis.
The motor according to claim 1 or 2.

When the portion of the main body (40) located between the two adjacent through holes in the circumferential direction is defined as the rib portion (43),
The second rotor outer peripheral portion (52) is located on an extension line (SL2a) of a straight line (SL2) connecting the rotation shaft and the center (43b) of the rib portion in the direction of the rotation axis.
The motor according to any one of claims 1 to 3.

The second rotor outer peripheral portion (52) is located on an extension line (SL3a) of a straight line (SL3) connecting the rotation axis and the center (46e) of the through hole in the direction of the rotation axis.
The motor according to any one of claims 1 to 4.

The outer peripheral region (50) includes a plurality of the second rotor outer peripheral portions (52).
The plurality of second rotor outer peripheral portions are provided corresponding to the plurality of through holes, respectively.
The motor according to claim 4 or 5.

By forming a groove (47) or a gap (48) extending in the rotation axis direction in the main body (40), the radial width of the second rotor outer peripheral portion (52) is increased by the first rotor outer peripheral portion. It is smaller than the radial width of (51),
The motor according to any one of claims 1 to 6.

The main body (40) is a laminated steel plate, and is
By forming the groove (47) in the main body, the radial width of the second rotor outer peripheral portion (52) becomes smaller than the radial width of the first rotor outer peripheral portion (51). And
The groove is filled with resin (49).
The motor according to claim 7.

Of the rib portions (43), the center of the specific rib portion (431) located between the two through holes adjacent to each other in the circumferential direction and forming different magnetic poles (38, 39), and the rotation axis. The second rotor outer peripheral portion (52) does not exist on the extension line of the connecting straight line (SL21), and the second rotor outer peripheral portion (52) does not exist.
The second rotor outer peripheral portion (52) is on an extension of a straight line (SL22) connecting the center of the rib portion (432), which is not the specific rib portion, and the rotation axis of the rib portion (43). Exists,
The motor according to claim 4.

The main body (140) has a first core (110) and a second core (120) arranged in the direction of the rotation axis.
The radial width (W121) of the first portion (121) of the second core is smaller than the radial width (W111) of the first portion (111) of the first core.
The first rotor outer peripheral portion (151) is formed on the first core (110).
The second rotor outer peripheral portion (152) is formed on the second core (120).
The motor according to claim 1.

The first core (110) and the second core (120) are made of different materials.
The motor according to claim 10.

The main body (240) has a third core (330) and a fourth core (340) arranged in the direction of the rotation axis.
The third core (330) is continuous with the first portion (331).
In the fourth core (340), the first portion (341a, 341b) is separated in the circumferential direction.
The second rotor outer peripheral portion (252) is located between the separated first portions (341a, 341b) of the fourth core (340).
The motor according to claim 1.

The stator (20) has a winding portion (25).
When the winding portion is energized, it generates an electromagnetic force for rotationally driving the rotor and an electromagnetic force for supporting the rotor in a non-contact manner.
The motor according to any one of claims 1 to 12.