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JP2019162005A - Brushless motor, and blower - Google Patents

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JP2019162005A
JP2019162005A JP2018049985A JP2018049985A JP2019162005A JP 2019162005 A JP2019162005 A JP 2019162005A JP 2018049985 A JP2018049985 A JP 2018049985A JP 2018049985 A JP2018049985 A JP 2018049985A JP 2019162005 A JP2019162005 A JP 2019162005A
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JP
Japan
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circumferential
teeth
circumferential direction
central axis
small
Prior art date
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Pending
Application number
JP2018049985A
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Japanese (ja)
Inventor
有貴延 白石
Yukinobu Shiraishi
有貴延 白石
裕介 渡邊
Yusuke Watanabe
裕介 渡邊
佑樹 金澤
Yuki Kanazawa
佑樹 金澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Publication date
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Priority to CN201920313188.3U priority patent/CN209526570U/en
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Abstract

To provide a brushless motor in which cogging torque is reduced.SOLUTION: In an outer-rotor type brushless motor to be mounted in a blower, the stator core has a core back surrounding the medial axis annularly, and multiple teeth 212 extending radially outward from the core back. The tooth has multiple small gear teeth 213a, 213b arranged in the hoop direction while facing the rotor 11 in the radial direction, a tooth recess 215 recessed radially inward between small gear teeth adjoining in the hoop direction, and a proximal region 212a provided between the small gear tooth and the core back. At least one of the multiple small gear teeth has a bevelling part 216 at the hoop direction end on the teeth recess side, out of the radial outside facing the radial direction of the magnets 121, 122 of the small gear teeth.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ブラシレスモータ、及び送風装置に関する。   The present invention relates to a brushless motor and a blower.

従来、突極の先端に複数の小歯が設けられた所謂バーニア構造のステータコアを有するステッピングモータが知られている。たとえば、特許文献1は、バーニア構造をブラシレスモータに適用し、さらに、コギングトルクを低減するため、突極に設けられた小歯の開角を電気角で145°〜160°としている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a stepping motor having a so-called vernier stator core in which a plurality of small teeth is provided at the tip of a salient pole is known. For example, Patent Document 1 applies a vernier structure to a brushless motor, and further reduces the cogging torque by setting the opening angle of the small teeth provided on the salient pole to 145 ° to 160 ° in electrical angle.

特開2003−61326号公報JP 2003-61326 A

しかしながら、特許文献1のように小歯の電気角を変更すると、ステータコアのティース(特許文献1では突極)の周方向寸法が変化する。このような変化は、ステータコアにコイル部を設けるスペースに影響を与え、特に、モータのトルクが変化する要因となる。   However, when the electrical angle of the small teeth is changed as in Patent Document 1, the circumferential dimension of the stator core teeth (the salient pole in Patent Document 1) changes. Such a change affects the space in which the coil portion is provided in the stator core, and in particular causes a change in the motor torque.

本発明は、ティースの周方向寸法を変化させることなく、ブラシレスモータのコギングトルクを低減することを目的とする。   An object of this invention is to reduce the cogging torque of a brushless motor, without changing the circumferential dimension of teeth.

本発明の例示的なブラシレスモータは、中心軸を中心に回転可能なロータと、前記ロータを回転駆動するステータと、を備えるアウターロータ型のブラシレスモータである。前記ロータは、前記ステータと径方向に対向する複数のマグネットを有する。複数の前記マグネットは、第1磁極と、前記第1磁極とは磁極が異なる第2磁極と、を有する。前記第1磁極及び前記第2磁極は、周方向において交互に設けられる。前記ステータは、ステータコアと、複数のコイル部と、を有する。前記ステータコアは、前記中心軸を環状に囲むコアバックと、前記コアバックから径方向外方に延びる複数のティースと、を有する。各々の前記ティースは、前記ロータと径方向に対向して周方向に並ぶ複数の小歯と、周方向に隣り合う前記小歯間において径方向内方に凹むティース凹部と、前記小歯及び前記コアバック間に設けられる基部と、を有する。各々の前記ティースに設けられる前記コイル部は、前記基部に巻き付けられる導線を含む。複数の前記小歯のうちの少なくとも1つは、該小歯の前記マグネットと径方向に対向する径方向外側面のうちの前記ティース凹部側の周方向端部に面取り部を有する。   An exemplary brushless motor of the present invention is an outer rotor type brushless motor including a rotor that can rotate around a central axis, and a stator that rotationally drives the rotor. The rotor has a plurality of magnets opposed to the stator in the radial direction. The plurality of magnets include a first magnetic pole and a second magnetic pole different from the first magnetic pole. The first magnetic pole and the second magnetic pole are alternately provided in the circumferential direction. The stator includes a stator core and a plurality of coil portions. The stator core includes a core back that annularly surrounds the central axis, and a plurality of teeth that extend radially outward from the core back. Each of the teeth includes a plurality of small teeth arranged in the circumferential direction so as to face the rotor in the radial direction, a tooth recess recessed inward in the radial direction between the small teeth adjacent in the circumferential direction, the small teeth, and the teeth And a base portion provided between the core backs. The coil part provided in each of the teeth includes a conductive wire wound around the base part. At least one of the plurality of small teeth has a chamfered portion at a circumferential end portion on the teeth recess side of a radially outer surface facing the magnet in a radial direction of the small teeth.

また、本発明の例示的な送風装置は、中心軸を中心にして回転可能な羽根と、前記羽根を回転させる上記のブラシレスモータと、を備える。   Moreover, the exemplary air blower of this invention is provided with the blade | wing which can be rotated centering | focusing on a center axis | shaft, and said brushless motor which rotates the said blade | wing.

本発明の例示的なブラシレスモータ、及び送風装置によれば、ティースの周方向寸法を変化させることなく、ブラシレスモータのコギングトルクを低減することができる。   According to the exemplary brushless motor and the blower of the present invention, the cogging torque of the brushless motor can be reduced without changing the circumferential dimension of the teeth.

図1は、シーリングファンの構成例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a ceiling fan. 図2は、モータの構成例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the motor. 図3Aは、マグネット及びステータコアを軸方向から見た図である。FIG. 3A is a view of the magnet and the stator core as seen from the axial direction. 図3Bは、ステータと対向するマグネットを周方向から見た断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view of the magnet facing the stator as seen from the circumferential direction. 図4は、軸方向から見たR面取り部近傍の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the R chamfered portion viewed from the axial direction. 図5は、軸方向から見たC面取り部近傍の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the C chamfered portion as viewed from the axial direction. 図6は、マグネットに小歯が対向する構造を軸方向から見た図である。FIG. 6 is a view of the structure in which the small teeth face the magnet when viewed from the axial direction. 図7Aは、面取り部の周方向角度比rθに対するコギングトルクtqcの変化を示すグラフである。FIG. 7A is a graph showing changes in cogging torque tqc with respect to the circumferential angle ratio rθ of the chamfered portion. 図7Bは、面取り部の周方向角度比rθに対するトルク特性Keの変化を示すグラフである。FIG. 7B is a graph showing a change in torque characteristic Ke with respect to the circumferential angle ratio rθ of the chamfered portion.

以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本明細書では、シーリングファン100のモータ110の回転軸を中心軸CAと呼び、中心軸CAと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。また、ステータコア21からベアリング3に向かう軸方向の一方を「軸方向上方」と呼び、ベアリング3からステータコア21に向かう軸方向の他方を「軸方向下方」と呼ぶ。各々の構成要素の表面において、軸方向上方に向く面を「上面」と呼び、軸方向下方に向く面を「下面」と呼ぶ。また、各々の構成要素において、軸方向における端部を「軸方向端部」と呼び、軸方向における端部の位置を「軸方向端」と呼ぶ。特に、軸方向上方における端部を「軸方向上端部」と呼び、軸方向上方における端部の位置を「軸方向上端」と呼ぶ。さらに、軸方向下方における端部を「軸方向下端部」と呼び、軸方向下方における端部の位置を「軸方向下端」と呼ぶ。   First, in this specification, the rotation axis of the motor 110 of the ceiling fan 100 is referred to as a central axis CA, and a direction parallel to the central axis CA is referred to as an “axial direction”. One of the axial directions from the stator core 21 toward the bearing 3 is referred to as “upward in the axial direction”, and the other of the axial directions from the bearing 3 toward the stator core 21 is referred to as “downward in the axial direction”. On the surface of each component, the surface facing upward in the axial direction is called “upper surface”, and the surface facing downward in the axial direction is called “lower surface”. In each component, an end in the axial direction is referred to as an “axial end”, and a position of the end in the axial direction is referred to as an “axial end”. In particular, the end in the upper axial direction is referred to as the “upper end in the axial direction”, and the position of the upper end in the axial direction is referred to as the “upper end in the axial direction”. Further, the end portion in the axially lower portion is referred to as “axially lower end portion”, and the position of the end portion in the axially lower portion is referred to as “axially lower end”.

また、中心軸CAに直交する直線が延びる方向を「径方向」と呼ぶ。また、中心軸CAに向かう径方向の一方を「径方向内方」と呼び、中心軸CAから離れる径方向の他方を「径方向外方」と呼ぶ。各々の構成要素の側面において、径方向を向く側面を「径方向側面」と呼ぶ。特に、径方向内方を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。また、各々の構成要素において、径方向における端部を「径方向端部」と呼び、径方向における端部の位置を「径方向端」と呼ぶ。特に、径方向内方における端部を「径方向内端部」と呼び、径方向内方における端部の位置を「径方向内端」と呼ぶ。さらに、径方向外方における端部を「径方向外端部」と呼び、径方向外方における端部の位置を「径方向外端」と呼ぶ。   A direction in which a straight line orthogonal to the central axis CA extends is referred to as a “radial direction”. One of the radial directions toward the central axis CA is called “radially inward”, and the other radial direction away from the central axis CA is called “radially outward”. In the side surface of each component, the side surface facing in the radial direction is referred to as “radial side surface”. In particular, a side surface facing radially inward is referred to as a “radial inner surface”, and a side surface facing radially outward is referred to as a “radial outer surface”. In each component, the end portion in the radial direction is referred to as “radial end portion”, and the position of the end portion in the radial direction is referred to as “radial end”. In particular, an end portion in the radially inward direction is referred to as a “radially inner end portion”, and a position of the end portion in the radially inward direction is referred to as a “radial inner end”. Further, the end portion in the radially outward direction is referred to as “radially outer end portion”, and the position of the end portion in the radially outward direction is referred to as “radial outer end”.

また、中心軸CAを中心とする回転方向を「周方向」と呼ぶ。また、周方向のうち、軸方向上方から見て中心軸CAに対して反時計回りの向きをを「周方向一方Rd1」と呼び、軸方向上方から見て中心軸CAに対して時計回りの向きをを「周方向他方Rd2」と呼ぶ。各々の構成要素の側面において、周方向を向く側面を「周方向側面」と呼ぶ。また、各々の構成要素において、周方向における端部を「周方向端部」と呼び、周方向における端部の位置を「周方向端」と呼ぶ。特に、周方向一方Rd1における端部を「周方向一方端部」と呼び、周方向一方Rd1における端部の位置を「周方向一方端」と呼ぶ。さらに、周方向他方Rd2における端部を「周方向他方端部」と呼び、周方向他方Rd2における端部の位置を「周方向他方端」と呼ぶ。   The rotation direction around the central axis CA is referred to as “circumferential direction”. Of the circumferential directions, the counterclockwise direction with respect to the central axis CA when viewed from above in the axial direction is referred to as “circumferential one Rd1”, and the clockwise direction with respect to the central axis CA when viewed from above in the axial direction. The direction is referred to as “the other circumferential direction Rd2”. In the side surface of each component, the side surface facing the circumferential direction is referred to as “circumferential side surface”. In each component, the end in the circumferential direction is referred to as “circumferential end”, and the position of the end in the circumferential direction is referred to as “circumferential end”. In particular, an end portion in one circumferential direction Rd1 is referred to as “circumferential one end portion”, and a position of the end portion in one circumferential direction Rd1 is referred to as “circumferential one end”. Furthermore, the end portion in the other circumferential direction Rd2 is referred to as “the other circumferential end portion”, and the position of the end portion in the other circumferential direction Rd2 is referred to as “the other circumferential end”.

なお、以上に説明した方向、面、端部及びその位置などの呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。   Note that the names such as the direction, surface, edge, and position thereof described above do not indicate the positional relationship and direction when incorporated in an actual device.

また、本明細書では、モータ110のトルクの特性を示す値としてモータ110の逆起電力定数Keを用いている。以下では、逆起電力定数Keをトルク特性Keと呼ぶ。   In this specification, the back electromotive force constant Ke of the motor 110 is used as a value indicating the torque characteristic of the motor 110. Hereinafter, the counter electromotive force constant Ke is referred to as torque characteristic Ke.

<1.実施形態>
<1−1.シーリングファンの構成>
図1は、シーリングファン100の構成例を示す斜視図である。シーリングファン100は、モータ110と羽根120とを備える送風装置である。羽根120は、中心軸CAを中心にして周方向の両側に回転可能であり、モータ110に取り付けられている。モータ110は、周方向一方Rd1又は周方向他方Rd2に羽根120を回転させるブラシレスDCモータである。なお、羽根120の数は、図1では3枚であるが、この例示に限定されず、単数、又は3以外の複数であってもよい。
<1. Embodiment>
<1-1. Configuration of ceiling fan>
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of the ceiling fan 100. The ceiling fan 100 is a blower device that includes a motor 110 and blades 120. The blade 120 is rotatable on both sides in the circumferential direction around the central axis CA, and is attached to the motor 110. The motor 110 is a brushless DC motor that rotates the blade 120 in one circumferential direction Rd1 or the other circumferential direction Rd2. The number of blades 120 is three in FIG. 1, but is not limited to this example, and may be a single number or a number other than three.

<1−2.モータの構成>
次に、モータ110の構成を説明する。図2は、モータ110の構成例を示す断面図である。なお、図2では、中心軸CAを含む仮想の切断面でモータ110を切断した場合の断面構造を示している。
<1-2. Motor configuration>
Next, the configuration of the motor 110 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the motor 110. FIG. 2 shows a cross-sectional structure when the motor 110 is cut along a virtual cut surface including the central axis CA.

モータ110は、本実施形態ではアウターロータ型のブラシレスDCモータである。モータ110は、図2に示すように、上下方向に延びる中心軸CAを中心として周方向両側に回転可能なロータ1と、ロータ1を駆動して周方向一方Rd1又は周方向他方Rd2に回転させるステータ2と、ベアリング3と、を備えている。   In this embodiment, the motor 110 is an outer rotor type brushless DC motor. As shown in FIG. 2, the motor 110 has a rotor 1 that can rotate on both sides in the circumferential direction around a central axis CA that extends in the vertical direction, and drives the rotor 1 to rotate in one circumferential direction Rd1 or the other circumferential direction Rd2. A stator 2 and a bearing 3 are provided.

ロータ1は、図2に示すように、ロータコア11と、ステータ2と径方向に対向するマグネット12と、マグネット12をロータコア11に接着する接着部材13と、ロータコア11及びベアリング3を収容するハウジング14と、を有する。ロータコア11は、上下方向に延びる中心軸CAを環状に囲む部材である。ロータコア11には、たとえば電磁鋼鈑などが積層された積層鋼板が用いられる。複数のマグネット12は、ロータコア11の径方向内側面に設けられており、該径方向内側面において周方向に配列されている。接着部材13は、ロータコア11と各々のマグネット12との間に設けられ、複数のマグネット12をロータコア11に固定する。ハウジング14は、上側ハウジング部14aと、筒状の軸受ホルダ14bと、下側ハウジング部14cと、を有している。上側ハウジング部14aは、軸方向下方から見て環状であり、内部にロータコア11を収容する。軸受ホルダ14bは、上側ハウジング部14aの径方向内方における内周縁から軸方向上方に延びている。軸受ホルダ14bの内部には、ベアリング3が設けられており、さらにシャフト24が挿通されている。下側ハウジング部14cは、上側ハウジング部14aの軸方向下方に取り付けられており、上側ハウジング部14aの軸方向下端部を覆っている。なお、マグネット12の構成は後に説明する。   As shown in FIG. 2, the rotor 1 includes a rotor core 11, a magnet 12 that faces the stator 2 in the radial direction, an adhesive member 13 that bonds the magnet 12 to the rotor core 11, and a housing 14 that houses the rotor core 11 and the bearing 3. And having. The rotor core 11 is a member that annularly surrounds a central axis CA that extends in the vertical direction. For the rotor core 11, for example, a laminated steel plate in which electromagnetic steel plates or the like are laminated is used. The plurality of magnets 12 are provided on the radially inner side surface of the rotor core 11 and arranged in the circumferential direction on the radially inner side surface. The adhesive member 13 is provided between the rotor core 11 and each magnet 12, and fixes the plurality of magnets 12 to the rotor core 11. The housing 14 has an upper housing part 14a, a cylindrical bearing holder 14b, and a lower housing part 14c. The upper housing portion 14a is annular when viewed from below in the axial direction, and accommodates the rotor core 11 therein. The bearing holder 14b extends axially upward from the inner peripheral edge of the upper housing portion 14a in the radial direction. The bearing 3 is provided inside the bearing holder 14b, and the shaft 24 is inserted therethrough. The lower housing part 14c is attached below the upper housing part 14a in the axial direction and covers the lower end part in the axial direction of the upper housing part 14a. The configuration of the magnet 12 will be described later.

ステータ2は、ステータコア21と、インシュレータ22と、複数のコイル部23と、シャフト24と、を有する。ステータコア21は、たとえば軸方向に積層された電磁鋼板を用いた鉄心部材であり、径方向においてロータ1のマグネット12と対向している。インシュレータ22は、たとえば樹脂材料を用いた絶縁部材であり、ステータコア21の少なくとも一部を覆っている。また、ステータコア21には、複数のコイル部23が設けられている。コイル部23は、インシュレータ22を介してステータコア21において、各々の後述するティース212に設けられ、後述する基部212aに巻き付けられている導線を含む。シャフト24は、軸方向に延びる筒状の部材である。シャフト24には、ステータコア21が取り付けられている。なお、ステータコア21の構成は後に説明する。   The stator 2 includes a stator core 21, an insulator 22, a plurality of coil portions 23, and a shaft 24. The stator core 21 is an iron core member using, for example, electromagnetic steel plates laminated in the axial direction, and faces the magnet 12 of the rotor 1 in the radial direction. The insulator 22 is an insulating member using, for example, a resin material, and covers at least a part of the stator core 21. The stator core 21 is provided with a plurality of coil portions 23. Coil portion 23 is provided on each tooth 212 described later in stator core 21 via insulator 22 and includes a conductive wire wound around base 212a described later. The shaft 24 is a cylindrical member extending in the axial direction. A stator core 21 is attached to the shaft 24. The configuration of the stator core 21 will be described later.

ベアリング3は、ロータ1のハウジング14とシャフト24との間に取り付けられ、シャフト24に対してロータ1を回転可能に支持している。   The bearing 3 is attached between the housing 14 of the rotor 1 and the shaft 24, and supports the rotor 1 rotatably with respect to the shaft 24.

<1−3.マグネット及びステータコア>
次に、マグネット12及びステータコア21について説明する。図3Aは、マグネット12及びステータコア21を軸方向から見た図である。図3Bは、ステータ2と対向するマグネット12を周方向から見た断面図である。なお、図3Aでは、構成を見易くするため、インシュレータ22及びコイル部23などの図示は省略している。図3Bは、図3AのA−A線に沿う断面を示している。
<1-3. Magnet and Stator Core>
Next, the magnet 12 and the stator core 21 will be described. FIG. 3A is a view of the magnet 12 and the stator core 21 as seen from the axial direction. FIG. 3B is a cross-sectional view of the magnet 12 facing the stator 2 as seen from the circumferential direction. In FIG. 3A, the insulator 22 and the coil portion 23 are not shown in order to make the configuration easy to see. FIG. 3B shows a cross section taken along line AA of FIG. 3A.

<1−3−1.マグネットの構成>
マグネット12は、図3Bに示すように、ステータ2のステータコア21と径方向に対向している。周方向から見て、マグネット12の軸方向長さLmaは、ステータコア21の軸方向長さLsaと、マグネット12の径方向における厚さである径方向長さLmrとの和(Lsa+Lmr)よりも大きい。こうすれば、ステータコア21とロータ1との間に流れる磁束のうち、マグネット12の径方向内側面と径方向外側面とに直接に流れる磁束を抑制できる。これにより、モータ110のトルク特性Keの向上及び効率の改善に寄与することができる。
<1-3-1. Magnet configuration>
As shown in FIG. 3B, the magnet 12 faces the stator core 21 of the stator 2 in the radial direction. When viewed from the circumferential direction, the axial length Lma of the magnet 12 is larger than the sum (Lsa + Lmr) of the axial length Lsa of the stator core 21 and the radial length Lmr which is the thickness of the magnet 12 in the radial direction. . By so doing, the magnetic flux flowing directly between the radially inner side surface and the radially outer side surface of the magnet 12 can be suppressed among the magnetic fluxes flowing between the stator core 21 and the rotor 1. Thereby, it can contribute to the improvement of the torque characteristic Ke of the motor 110 and the improvement of efficiency.

また、図3Bに示すように、マグネット12の軸方向における中央位置Pmと、ステータコア21の軸方向における中央位置Psとは、軸方向において異なっている。こうすれば、ステータ2がロータ1を駆動する際、ロータ1に軸方向の力を与えることができる。これにより、ロータ1の軸方向における振動を抑制し、モータ110のトルク特性Keの向上及び効率の改善を図ることができる。   3B, the central position Pm in the axial direction of the magnet 12 and the central position Ps in the axial direction of the stator core 21 are different in the axial direction. In this way, when the stator 2 drives the rotor 1, an axial force can be applied to the rotor 1. Thereby, the vibration in the axial direction of the rotor 1 can be suppressed, and the torque characteristic Ke of the motor 110 can be improved and the efficiency can be improved.

マグネット12は、たとえばネオジム焼結磁石などの希土類焼結磁石である。前述の如く、ロータ1は、ステータ2と径方向に対向する複数のマグネット12を有する。複数のマグネット12は、第1磁極と、該第1磁極とは磁極が異なる第2磁極と、を有する。第1磁極及び第2磁極は、周方向において交互に設けられている。第1磁極の数及び第2磁極の数は、本実施形態ではそれぞれ10個であるが、この例示には限定されない。第1磁極及び第2磁極のうち、一方はS極であり、他方はN極である。   The magnet 12 is a rare earth sintered magnet such as a neodymium sintered magnet. As described above, the rotor 1 includes the plurality of magnets 12 that are opposed to the stator 2 in the radial direction. The plurality of magnets 12 includes a first magnetic pole and a second magnetic pole that is different from the first magnetic pole. The first magnetic pole and the second magnetic pole are alternately provided in the circumferential direction. The number of the first magnetic poles and the number of the second magnetic poles are 10 in this embodiment, respectively, but are not limited to this example. One of the first magnetic pole and the second magnetic pole is the S pole, and the other is the N pole.

より具体的には、マグネット12は、第1磁極を有する第1マグネット121と、第2磁極を有する第2マグネット122と、を有する。第1マグネット121及び第2マグネット122は、周方向において間隔を有して交互に配列されている。   More specifically, the magnet 12 includes a first magnet 121 having a first magnetic pole and a second magnet 122 having a second magnetic pole. The first magnet 121 and the second magnet 122 are alternately arranged with an interval in the circumferential direction.

<1−3−2.ステータコアの構成>
ステータコア21は、図3Aに示すように、中心軸CAを環状に囲むコアバック211と、コアバック211から径方向に延びる複数のティース212と、を有する。なお、ステータコア21が有するティース212の数は、本実施形態では6個であるが、この例示に限定されず、6以外の複数であってもよい。各々のティース212は、ロータ1と径方向に対向して周方向に並ぶ複数の小歯213と、周方向に隣り合う小歯213間において径方向内方に凹むティース凹部215と、小歯213及びコアバック211間に設けられる基部212aと、を有する。また、各々のティース212は、先端部212bと、接続部214と、面取り部216と、をさらに有する。
<1-3-2. Configuration of stator core>
As shown in FIG. 3A, the stator core 21 includes a core back 211 that annularly surrounds the central axis CA, and a plurality of teeth 212 that extend from the core back 211 in the radial direction. In addition, although the number of the teeth 212 which the stator core 21 has is six in this embodiment, it is not limited to this illustration, A plurality other than six may be sufficient. Each of the teeth 212 includes a plurality of small teeth 213 arranged in the circumferential direction so as to face the rotor 1 in the radial direction, a teeth concave portion 215 recessed inward in the radial direction between the small teeth 213 adjacent in the circumferential direction, and the small teeth 213. And a base 212 a provided between the core backs 211. Each tooth 212 further includes a tip end portion 212b, a connection portion 214, and a chamfered portion 216.

基部212aは、先端部212b及びコアバック211間に設けられている。基部212aは、コアバック211から径方向に延び、インシュレータ22で覆われている。基部212aには、コイル部23が設けられている。各々のティース212に設けられるコイル部23は、前述のごとく、インシュレータ22を介して基部212aに巻き付けられる導線を含む。ここで、図3Aに示すように、基部212aの径方向内方において基部212aとコアバック211との間の周方向角度θc1、及び、基部212aの径方向外方において基部212aと後述する小歯213を基部212aに接続する接続部214との間の周方向角度θc2とは、好ましくは、同じである。なお、基部212aには断面が円形の導線が隙間無く巻きつけられている。本実施形態では、周方向角度θc1、θc2は、たとえば120°となっている。こうすれば、ティース212の基部212aにコイル部23が設けられる際、コイル部23の径方向外方及び径方向内方において導線の巻き付けが折り返される時における導線の乱れを抑制又は防止できるので、効率良く磁束を発生させることができる。   The base 212a is provided between the tip 212b and the core back 211. The base 212 a extends in the radial direction from the core back 211 and is covered with the insulator 22. The coil part 23 is provided in the base 212a. As described above, the coil portion 23 provided in each of the teeth 212 includes a conductive wire wound around the base portion 212a via the insulator 22. Here, as shown in FIG. 3A, the circumferential angle θc1 between the base portion 212a and the core back 211 on the radially inner side of the base portion 212a, and the small teeth described later on the base portion 212a on the radially outer side of the base portion 212a. The circumferential angle θc2 between the connection portion 214 connecting the 213 to the base portion 212a is preferably the same. A conductive wire having a circular cross section is wound around the base 212a without any gaps. In the present embodiment, the circumferential angles θc1 and θc2 are 120 °, for example. In this way, when the coil portion 23 is provided on the base portion 212a of the tooth 212, it is possible to suppress or prevent turbulence of the conductive wire when the winding of the conductive wire is folded back on the radially outer side and the radially inner side of the coil portion 23. Magnetic flux can be generated efficiently.

先端部212bは、基部212aの径方向外端部に設けられている。より具体的には、先端部212bは、複数の小歯213と、接続部214と、ティース凹部215と、を有している。   The tip 212b is provided at the radially outer end of the base 212a. More specifically, the tip end portion 212 b has a plurality of small teeth 213, a connection portion 214, and a tooth recess 215.

複数の小歯213は、先端部212bに複数設けられ、ロータ1と径方向に対向して周方向に並んでいる。各々のティース212において、各々の小歯213は接続部214を介して基部212aに接続されている。なお、各々のティース212の先端部212bに設けられる小歯213の数は、本実施形態では2個であるが、この例示に限定されず、3以上の複数であってもよい。また、以下では、同じティース212の先端部212bにおいて、周方向に隣り合う小歯213のうち、ティース凹部215の周方向一方Rd1に位置する小歯213を第1小歯213aと呼び、ティース凹部215の周方向他方Rd2に位置する小歯213を第2小歯213bと呼ぶ。   A plurality of small teeth 213 are provided at the tip end portion 212b, and are arranged in the circumferential direction so as to face the rotor 1 in the radial direction. In each tooth 212, each small tooth 213 is connected to the base portion 212 a through the connection portion 214. In addition, although the number of the small teeth 213 provided in the front-end | tip part 212b of each tooth | gear 212 is two in this embodiment, it is not limited to this illustration, Three or more may be sufficient. In the following description, among the small teeth 213 adjacent to each other in the circumferential direction at the tip 212b of the same tooth 212, the small tooth 213 positioned on one side Rd1 in the circumferential direction of the tooth recess 215 is referred to as a first small tooth 213a. The small teeth 213 located in the other circumferential direction Rd2 of 215 are referred to as second small teeth 213b.

小歯213の軸方向における端部の位置に関して、マグネット12の軸方向上端は、図3Bでは小歯213の軸方向上端よりも軸方向上方である。また、マグネット12の軸方向下端は、図3Bでは小歯213の軸方向下端よりも軸方向下方である。但し、これらの例示に限定されず、該軸方向上端は小歯213の軸方向上端と同じであってもよいし、該軸方向下端は小歯213の軸方向下端と同じであってもよい。こうすれば、マグネット12の軸方向上端部及び軸方向下端部を小歯213と径方向に対向させることができる。従って、ステータ2とロータ1との間により多くの磁束を得ることができる。   With respect to the position of the end of the small tooth 213 in the axial direction, the upper end in the axial direction of the magnet 12 is higher in the axial direction than the upper end in the axial direction of the small tooth 213 in FIG. Further, the lower end in the axial direction of the magnet 12 is lower in the axial direction than the lower end in the axial direction of the small teeth 213 in FIG. 3B. However, the upper end in the axial direction may be the same as the upper end in the axial direction of the small teeth 213, and the lower end in the axial direction may be the same as the lower end in the axial direction of the small teeth 213. . In this way, the axial upper end and the axial lower end of the magnet 12 can be opposed to the small teeth 213 in the radial direction. Therefore, more magnetic flux can be obtained between the stator 2 and the rotor 1.

また、小歯213の径方向外側面は、径方向外方を向いており、且つ、マグネット12と径方向に対向している。基部212aの周方向幅Wrbは、小歯213の径方向外側面の周方向幅Wroよりも狭くなっている。また、コアバック211の径方向幅Wdは、小歯213の径方向外側面の周方向幅Wroよりも狭くなっている。こうすれば、基部212aに導線が巻き付ける領域を十分に確保することができるので、トルク特性Keを向上し、モータ110の効率を改善することができる。また、ステータコア21及びロータ1間に良好な磁気回路を形成することもできる。   Further, the radially outer surface of the small teeth 213 faces radially outward and faces the magnet 12 in the radial direction. The circumferential width Wrb of the base 212a is narrower than the circumferential width Wro of the radially outer surface of the small teeth 213. Further, the radial width Wd of the core back 211 is narrower than the circumferential width Wro of the radially outer surface of the small teeth 213. By so doing, it is possible to sufficiently secure a region around which the conducting wire is wound around the base portion 212a, so that the torque characteristic Ke can be improved and the efficiency of the motor 110 can be improved. In addition, a good magnetic circuit can be formed between the stator core 21 and the rotor 1.

次に、各々のティース212において、接続部214は前述のごとく各々の小歯213を基部212aの径方向外端部に接続している。   Next, in each of the teeth 212, the connection portion 214 connects each small tooth 213 to the radially outer end portion of the base portion 212a as described above.

ティース凹部215は、各々のティース212において、周方向に隣り合う小歯213間に設けられ、径方向内方に凹んでいる。ティース凹部215の寸法の大きさ、特に径方向長さWhr及び周方向長さWhcは、モータ110のトルク特性Keに影響することが確かめられている。ティース凹部215の寸法の大きさは、後に説明する。   The teeth recess 215 is provided between the teeth 212 adjacent to each other in the circumferential direction in each of the teeth 212 and is recessed radially inward. It has been confirmed that the size of the tooth recess 215, particularly the radial length Whr and the circumferential length Whc, affects the torque characteristic Ke of the motor 110. The size of the tooth recess 215 will be described later.

面取り部216は、小歯213の径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部の角をR面取り又はC面取りした部分である。面取り部216は、R面取り部216a及びC面取り部216bのうちの少なくとも一方を含む。なお、図3A及び図6では、各々の小歯213のティース凹部215側の周方向端部に面取り部216の一例として、R面取り部216aが設けられている。   The chamfered portion 216 is a portion obtained by rounding or chamfering the corner of the circumferential end portion on the teeth concave portion 215 side of the radially outer surface of the small teeth 213. The chamfered portion 216 includes at least one of an R chamfered portion 216a and a C chamfered portion 216b. In FIGS. 3A and 6, an R chamfered portion 216 a is provided as an example of the chamfered portion 216 at the circumferential end of each small tooth 213 on the teeth concave portion 215 side.

なお、ステータコア21の構成は、上述の実施形態に限定されない。該ステータコア21の構成は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。   The configuration of the stator core 21 is not limited to the above-described embodiment. The configuration of the stator core 21 can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention.

<1−3−3.面取り部>
図4及び図5は、面取り部216の構成を説明するための図である。図4は、軸方向から見たR面取り部216a近傍の拡大図である。図5は、軸方向から見たC面取り部216b近傍の拡大図である。なお、図4及び図5では、構成を見易くするため、インシュレータ22及びコイル部23などの図示は省略している。また、図4及び図5は、たとえば図3Aの破線で囲まれた部分に対応している。
<1-3-3. Chamfer>
4 and 5 are diagrams for explaining the configuration of the chamfered portion 216. FIG. FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the R chamfered portion 216a viewed from the axial direction. FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the C chamfered portion 216b as viewed from the axial direction. 4 and 5, the insulator 22 and the coil portion 23 are not shown in order to make the configuration easy to see. 4 and 5 correspond to a portion surrounded by a broken line in FIG. 3A, for example.

面取り部216は、小歯213の径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に設けられている。言い換えると、複数の小歯213は、各々の小歯213の径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に面取り部216を有する。なお、本実施形態では、面取り部216は、全ての小歯213のティース凹部215側の周方向端部に設けられているが、この例示に限定されず、一部の小歯213のティース凹部215側の周方向端部に設けられてもよい。   The chamfered portion 216 is provided at the end portion in the circumferential direction on the tooth recess 215 side of the radially outer surface of the small teeth 213. In other words, each of the plurality of small teeth 213 has a chamfered portion 216 at a circumferential end portion on the teeth concave portion 215 side of the radially outer surface of each small tooth 213. In the present embodiment, the chamfered portion 216 is provided at the end in the circumferential direction of the teeth recesses 215 of all the small teeth 213, but is not limited to this example, and the tooth recesses of some of the small teeth 213. It may be provided at the circumferential end on the 215 side.

言い換えると、複数の小歯213のうちの少なくとも1つが、該小歯213のマグネット12と径方向に対向する径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に面取り部216を有していればよい。この構成によれば、小歯213の径方向外側面とティース凹部215側の周方向側面との間に両者を接続する面取り部216が設けられる。従って、ティース212の周方向寸法を変化させることなく、モータ110のコギングトルクtqcを低減することができる。   In other words, at least one of the plurality of small teeth 213 has a chamfered portion 216 at the circumferential end portion on the teeth recess 215 side of the radially outer surface facing the magnet 12 of the small teeth 213 in the radial direction. If you do. According to this configuration, the chamfered portion 216 is provided between the radially outer side surface of the small teeth 213 and the circumferential side surface on the teeth concave portion 215 side. Therefore, the cogging torque tqc of the motor 110 can be reduced without changing the circumferential dimension of the teeth 212.

第1小歯213aの面取り部216は、好ましくは図4及び図5に示すように、平面Pdに対して、第2小歯213bの面取り部216と面対称である。より具体的には、ティース凹部215の周方向一方Rd1に位置する小歯213の面取り部216と、ティース凹部215の周方向他方Rd2に位置する小歯213の面取り部216とは、好ましくは、周方向に対向し、平面Pdに対して面対称である。つまり、第1小歯213aの面取り部216と第2小歯213bの面取り部216とには、同じ大きさの面取り形状が形成されている。なお、平面Pdは、ティース凹部215を介して周方向に隣り合う小歯213間の中央を通り、且つ、中心軸CAを含む(後述する図6参照)。平面Pdは、軸方向と径方向とに平行である。   As shown in FIGS. 4 and 5, the chamfered portion 216 of the first small teeth 213a is preferably symmetrical with the chamfered portion 216 of the second small teeth 213b with respect to the plane Pd. More specifically, the chamfered portion 216 of the small tooth 213 located in the circumferential direction one Rd1 of the teeth concave portion 215 and the chamfered portion 216 of the small tooth 213 located in the other circumferential direction Rd2 of the teeth concave portion 215 are preferably It faces the circumferential direction and is plane symmetric with respect to the plane Pd. That is, the chamfered shape of the same size is formed in the chamfered portion 216 of the first small teeth 213a and the chamfered portion 216 of the second small teeth 213b. The plane Pd passes through the center between the teeth 213 adjacent in the circumferential direction via the tooth recess 215 and includes a central axis CA (see FIG. 6 described later). The plane Pd is parallel to the axial direction and the radial direction.

このように、ティース凹部215を介して周方向に隣り合う小歯213において、周方向に対向する面取り部216が面対称であれば、ロータ1の回転方向が逆になっても、コギングトルクtqcを同様に低減できる。言い換えると、ロータ1が周方向一方Rd1に回転しても周方向他方Rd2に回転しても、コギングトルクtqcを同様に低減できる。   As described above, in the small teeth 213 adjacent in the circumferential direction via the tooth recess 215, if the chamfered portion 216 facing in the circumferential direction is plane-symmetric, the cogging torque tqc is obtained even if the rotation direction of the rotor 1 is reversed. Can be similarly reduced. In other words, the cogging torque tqc can be similarly reduced whether the rotor 1 rotates in one circumferential direction Rd1 or the other circumferential direction Rd2.

ただし、図4及び図5の例示に限定されず、面取り部216は、第1小歯213a及び第2小歯213bのうちの一方に設けられていてもよい。   However, it is not limited to the illustration of FIG.4 and FIG.5, The chamfering part 216 may be provided in one of the 1st small tooth 213a and the 2nd small tooth 213b.

<1−3−3−1.R面取り部>
次に、R面取り部216aの構成例を説明する。図4では、R面取り部216aが、面取り部216として、第1小歯213a及び第2小歯213bの径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に設けられている。この面取り部216は、軸方向から見て、径方向外方且つ周方向のティース凹部215側に突出する曲面である。言い換えると、R面取り部216aは、径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部と、ティース凹部215側の周方向側面のうちの径方向外端部とを接続する曲面である。軸方向から見て、R面取り部216aの径方向外端部は、第1小歯213a及び第2小歯213bの径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に接続されている。また、軸方向から見て、R面取り部216aの径方向内端部は、第1小歯213a及び第2小歯213bのティース凹部215側の周方向側面のうちの径方向外端部に接続されている。
<1-3-3-1. R chamfer>
Next, a configuration example of the R chamfer 216a will be described. In FIG. 4, the R chamfered portion 216 a is provided as a chamfered portion 216 at a circumferential end portion on the tooth recess 215 side of the radially outer surface of the first small teeth 213 a and the second small teeth 213 b. The chamfered portion 216 is a curved surface that protrudes radially outward and toward the teeth concave portion 215 when viewed in the axial direction. In other words, the R chamfered portion 216a is a curved surface that connects a circumferential end on the teeth recess 215 side of the radially outer surface and a radially outer end of the circumferential side surface on the teeth recess 215 side. . As viewed from the axial direction, the radially outer end portion of the R chamfered portion 216a is connected to the circumferential end portion on the tooth recess 215 side of the radially outer surface of the first small tooth 213a and the second small tooth 213b. Yes. Further, when viewed from the axial direction, the radially inner end portion of the R chamfered portion 216a is connected to the radially outer end portion of the circumferential side surfaces of the first small teeth 213a and the second small teeth 213b on the teeth recess 215 side. Has been.

上述のように、R面取り部216aは、各々の小歯213の径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に、いわゆるR面取りが施された部分である。小歯213にR面取り部216aを設ける場合には、打ち抜き加工用の金型の寿命を、小歯213にC面取り部216bを設ける場合よりも長くすることができる。その理由は、打ち抜き加工用の金型において、小歯213の径方向外側面に接続される面取り部216の一方端部と、小歯213のティース凹部215側の周方向側面に接続される面取り部216の他方端部とを形成する部分では、C面取り部216bを形成する際の摩耗により角が取れ易いためである。従って、打ち抜き加工によりステータコア21を作成する際、打ち抜き加工用の金型のR面取り部216aを形成する部分が、C面取り部216bを形成する部分よりも摩耗し難く且つ変形し難くなる。   As described above, the R chamfered portion 216a is a portion in which a so-called R chamfering is performed on a circumferential end portion on the teeth concave portion 215 side of the radially outer surface of each small tooth 213. When the R chamfered portion 216a is provided on the small teeth 213, the life of the punching die can be made longer than when the C chamfered portion 216b is provided on the small teeth 213. The reason for this is that, in a die for punching, a chamfer connected to one end of a chamfered portion 216 connected to the radially outer surface of the small tooth 213 and a circumferential side surface of the small tooth 213 on the tooth recess 215 side. This is because the portion that forms the other end portion of the portion 216 is likely to have a corner due to wear when forming the C chamfered portion 216b. Accordingly, when the stator core 21 is formed by punching, the portion forming the R chamfered portion 216a of the die for punching is less likely to be worn and deformed than the portion forming the C chamfered portion 216b.

なお、R面取り部216aのより好ましい周方向寸法については、後に説明する。   A more preferable circumferential dimension of the R chamfered portion 216a will be described later.

<1−3−3−2.C面取り部>
次に、C面取り部216bの構成例を説明する。図5では、C面取り部216bが、面取り部216として、第1小歯213a及び第2小歯213bの径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に設けられている。この面取り部216は、軸方向から見て、小歯213の径方向外側面と小歯213のティース凹部215側の周方向側面と斜めに交わる平面である。言い換えると、C面取り部216bは、径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部と、ティース凹部215側の周方向側面のうちの径方向外端部とを接続する平面である。軸方向から見て、C面取り部216bの径方向外端部は、第1小歯213a及び第2小歯213bの径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に接続されている。また、軸方向から見て、C面取り部216bの径方向内端部は、第1小歯213a及び第2小歯213bのティース凹部215側の周方向側面のうちの径方向外端部に接続されている。C面取り部216bの法線は、径方向外方と周方向のティース凹部215側とに向いている。
<1-3-3-2. C chamfer>
Next, a configuration example of the C chamfer 216b will be described. In FIG. 5, a C chamfered portion 216 b is provided as a chamfered portion 216 at a circumferential end portion on the tooth recess 215 side of the radially outer surfaces of the first small teeth 213 a and the second small teeth 213 b. The chamfered portion 216 is a plane that obliquely intersects with the radially outer side surface of the small teeth 213 and the circumferential side surface of the small teeth 213 on the teeth concave portion 215 side when viewed from the axial direction. In other words, the C chamfered portion 216b is a plane that connects the circumferential end on the teeth recess 215 side of the radially outer surface and the radially outer end of the circumferential side surface on the teeth recess 215 side. . When viewed from the axial direction, the radially outer end portion of the C chamfered portion 216b is connected to the circumferential end portion on the tooth recess 215 side of the radially outer surfaces of the first small teeth 213a and the second small teeth 213b. Yes. Further, when viewed from the axial direction, the radially inner end portion of the C chamfered portion 216b is connected to the radially outer end portion of the circumferential side surfaces of the first small teeth 213a and the second small teeth 213b on the teeth recess 215 side. Has been. The normal line of the C chamfered portion 216b is directed outward in the radial direction and toward the teeth concave portion 215 in the circumferential direction.

上述のように、C面取り部216bは、各々の小歯213の径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部に、いわゆるC面取りが施された部分である。C面取り部216bを設けた場合、後述する図7Aに示すように、R面取り部216aを設けた場合よりも、より小さな寸法でコギングトルクtqcを低減できる。   As described above, the C chamfered portion 216b is a portion in which a so-called C chamfer is applied to a circumferential end portion on the teeth concave portion 215 side of the radially outer surface of each small tooth 213. When the C chamfered portion 216b is provided, the cogging torque tqc can be reduced with a smaller dimension than when the R chamfered portion 216a is provided, as shown in FIG. 7A described later.

C面取り部216bの径方向長さYcは、好ましくは、C面取り部216bの周方向一方端から周方向他方端までの周方向長さXcよりも大きい。なお、径方向長さYcは、第1小歯213a及び第2小歯213bのティース凹部215側の周方向端部におけるC面取り部216bの径方向内端から径方向外端までの径方向に沿う長さである。また、周方向長さXcは、第1小歯213a及び第2小歯213bの径方向外端部におけるC面取り部216bの周方向一方端から周方向他方端までの周方向に沿う長さである。   The radial direction length Yc of the C chamfered portion 216b is preferably larger than the circumferential length Xc from one circumferential end to the other circumferential end of the C chamfered portion 216b. The radial length Yc is the radial direction from the radial inner end to the radial outer end of the C chamfered portion 216b at the circumferential end of the first small teeth 213a and the second small teeth 213b on the teeth recess 215 side. It is the length along. The circumferential length Xc is a length along the circumferential direction from one circumferential end to the other circumferential end of the C chamfered portion 216b at the radially outer ends of the first small teeth 213a and the second small teeth 213b. is there.

Xc<Ycとすることにより、C面取り部216bの形成による小歯213の径方向外側面の面積の減少を抑えることができる。従って、C面取り部216bの形成によるトルク特性Keの低下を抑えることができる。さらに、C面取り部216bの径方向長さYcを周方向長さXcよりも大きくして、C面取り部216bの形成による小歯213のティース凹部215側の周方向側面の面積をより小さくすることにより、マグネット12から小歯213のティース凹部215側の周方向側面への磁束の流れ込みを低減できる。従って、C面取り部216bの形成によるコギングトルクtqcを低減する効果をさらに高めることができる。   By setting Xc <Yc, it is possible to suppress a decrease in the area of the radially outer surface of the small teeth 213 due to the formation of the C chamfered portion 216b. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the torque characteristic Ke due to the formation of the C chamfered portion 216b. Furthermore, the radial length Yc of the C chamfered portion 216b is made larger than the circumferential length Xc, and the area of the circumferential side surface on the tooth recess 215 side of the small teeth 213 due to the formation of the C chamfered portion 216b is made smaller. Accordingly, the flow of magnetic flux from the magnet 12 to the side surface in the circumferential direction on the tooth recess 215 side of the small teeth 213 can be reduced. Therefore, the effect of reducing the cogging torque tqc due to the formation of the C chamfered portion 216b can be further enhanced.

なお、上述の例示に限定されず、C面取り部216bの径方向長さYcは、周方向長さXcと同じであってもよいし、周方向長さXcよりも小さくてもよい。また、C面取り部216bのさらに好ましい周方向寸法については、後に説明する。   In addition, it is not limited to the above-mentioned illustration, The radial direction length Yc of C chamfering part 216b may be the same as the circumferential direction length Xc, and may be smaller than the circumferential direction length Xc. Further, more preferable circumferential dimensions of the C chamfered portion 216b will be described later.

<1−3−4.ティース凹部の寸法>
次に、図4及び図5を参照して、ティース凹部215の寸法を説明する。
<1-3-4. Teeth recess dimensions>
Next, with reference to FIG.4 and FIG.5, the dimension of the teeth recessed part 215 is demonstrated.

<1−3−4−1.ティース凹部の周方向長さ>
ティース凹部215の周方向長さWhcは、たとえば図4及び図5に示すように軸方向から見て、ティース凹部215を形成する隣り合う小歯213において、周方向一方Rd1における内側面から周方向他方Rd2における内側面までの周方向における距離である。周方向長さWhcは、本実施形態では、ティース凹部215の径方向外端部においてティース212の外周縁に沿う仮想の周縁部212c(図4及び図5の破線参照)に沿う周方向の距離を採用している。より具体的には、ティース凹部215の周方向長さWhcは、周方向に隣り合う小歯213のうちの周方向一方Rd1に位置する小歯213の径方向外方且つ周方向他方Rd2における仮想の端部と、周方向に隣り合う小歯213のうちの周方向他方Rd2に位置する小歯213の径方向外方且つ周方向一方Rd1における仮想の端部との間の周方向における長さとしている。ここで、「仮想の端部」とは、小歯213に面取り部216を仮に設けなかった場合での、第1小歯213a及び第2小歯213bの径方向外側面のうちのティース凹部215側の周方向端部を意味する。
<1-3-4-1. Teeth recess circumferential length>
For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the circumferential length Whc of the teeth concave portion 215 is the circumferential direction from the inner side surface in one circumferential direction Rd <b> 1 in the adjacent small teeth 213 forming the teeth concave portion 215. The other is the distance in the circumferential direction to the inner surface of Rd2. In this embodiment, the circumferential length Whc is the distance in the circumferential direction along a virtual peripheral edge 212c (see the broken line in FIGS. 4 and 5) along the outer peripheral edge of the tooth 212 at the radially outer end of the tooth recess 215. Is adopted. More specifically, the circumferential length Whc of the tooth recess 215 is determined by the imaginary direction at the radially outer side of the small tooth 213 located in one circumferential direction Rd1 and the other circumferential direction Rd2 of the small teeth 213 adjacent in the circumferential direction. Of the small teeth 213 located in the other circumferential direction Rd2 among the small teeth 213 adjacent to each other in the circumferential direction in the circumferential direction and the imaginary end portion in the circumferential one Rd1 It is said. Here, the “virtual end portion” refers to the tooth recess 215 in the radially outer surface of the first small teeth 213a and the second small teeth 213b when the chamfered portion 216 is not temporarily provided in the small teeth 213. Means the circumferential end of the side.

ティース凹部215の周方向長さWhcは、好ましくは、マグネット12の周方向長さLmcよりも大きい。このようにすれば、トルク特性Keに寄与しない磁束のループの発生を抑制できる。これは、周方向において交互に設けられる第1磁極と第2磁極との間において、両者のうちの一方から小歯213を経由して他方に流れる磁束の発生を抑制できるためである。従って、モータ110のトルク特性Keを向上し、その出力効率を向上することができる。   The circumferential length Whc of the tooth recess 215 is preferably larger than the circumferential length Lmc of the magnet 12. In this way, it is possible to suppress the occurrence of a magnetic flux loop that does not contribute to the torque characteristic Ke. This is because, between the first magnetic pole and the second magnetic pole that are alternately provided in the circumferential direction, generation of magnetic flux flowing from one of the two to the other via the small teeth 213 can be suppressed. Therefore, the torque characteristic Ke of the motor 110 can be improved and its output efficiency can be improved.

<1−3−4−2.ティース凹部の径方向長さ>
ティース凹部215の径方向長さWhrは、たとえば図4及び図5に示すように軸方向から見て、ティース凹部215の径方向外端部においてティース212の外周縁に沿う仮想の周縁部212c(図4及び図5の破線参照)からティース凹部215の底部である径方向内端部までの径方向における距離である。より具体的には、径方向長さWhrは、本実施形態では、ティース212の径方向外方における仮想の周縁部212cとティース凹部215の径方向内方における面との間の最大の間隔であり、且つ、ティース凹部215の周方向の中心における径方向長さである。但し、この例示に限定されず、径方向長さWhrは、上記の2つの条件のうちの一方を満たす長さであってもよい。すなわち、径方向長さWhrは、仮想の周縁部212cとティース凹部215の径方向内方における面との間の最大の間隔であるが、ティース凹部215の周方向の中心における径方向長さでなくてもよい。或いは、径方向長さWhrは、ティース凹部215の周方向の中心における径方向長さであるが、仮想の周縁部212cとティース凹部215の径方向内方における面との間の最大の間隔でなくてもよい。
<1-3-4-2. Teeth recess radial length>
For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the radial length Whr of the tooth recess 215 is an imaginary peripheral portion 212 c (see FIG. 4 and FIG. 5) along the outer peripheral edge of the tooth 212 at the radially outer end of the tooth recess 215. The distance in the radial direction from the broken line in FIGS. 4 and 5 to the radially inner end that is the bottom of the tooth recess 215. More specifically, in the present embodiment, the radial length Whr is the maximum distance between the virtual peripheral edge 212c radially outward of the teeth 212 and the radially inner surface of the teeth recess 215. And the radial length at the center in the circumferential direction of the tooth recess 215. However, it is not limited to this illustration, The radial length Whr may be a length that satisfies one of the above two conditions. That is, the radial length Whr is the maximum distance between the virtual peripheral edge 212c and the radially inner surface of the tooth recess 215, but is the radial length at the circumferential center of the teeth recess 215. It does not have to be. Alternatively, the radial length Whr is the radial length at the circumferential center of the tooth recess 215, but is the maximum distance between the virtual peripheral edge 212c and the radially inner surface of the teeth recess 215. It does not have to be.

ティース凹部215の径方向長さWhrは、好ましくは、マグネット12の径方向長さLmrよりも大きい。このようにすれば、マグネット12とティース凹部215の径方向内方における面との間の磁気抵抗が低くなり過ぎないようにすることができる。そのため、周方向に隣り合う第1磁極と第2磁極との間において、両者のうちの一方からティース凹部215の径方向内方における面と小歯213とを経由して他方に流れる磁束が発生し難くなる。従って、トルク特性Keに寄与しない磁束のループの発生の抑制に寄与できる。   The radial length Whr of the tooth recess 215 is preferably larger than the radial length Lmr of the magnet 12. In this way, it is possible to prevent the magnetic resistance between the magnet 12 and the radially inner surface of the tooth recess 215 from becoming too low. Therefore, between the first magnetic pole and the second magnetic pole adjacent to each other in the circumferential direction, a magnetic flux that flows from one of the two to the other via the surface in the radial direction of the tooth recess 215 and the small teeth 213 is generated. It becomes difficult to do. Therefore, it is possible to contribute to the suppression of the occurrence of a magnetic flux loop that does not contribute to the torque characteristic Ke.

<1−3−5.マグネットに対向する小歯の周方向寸法>
次に、マグネット12に対向する小歯213の周方向寸法について説明する。図6は、マグネット12に小歯213が対向する構造を軸方向から見た図である。なお、図6では、ステータコア21の構成を見やすくするため、インシュレータ22及びコイル部23などの図示は省略している。
<1-3-5. Circumferential dimensions of small teeth facing the magnet>
Next, the circumferential dimension of the small teeth 213 facing the magnet 12 will be described. FIG. 6 is a view of the structure in which the small teeth 213 face the magnet 12 as seen from the axial direction. In FIG. 6, the insulator 22 and the coil portion 23 are not shown in order to make the configuration of the stator core 21 easier to see.

<1−3−5−1.マグネットの周方向寸法の定義>
まず、図6を参照して、マグネット12のマグネットピッチθmp、及びマグネット外角θmoの定義を説明する。
<1-3-5-1. Definition of magnet circumferential dimension>
First, the definitions of the magnet pitch θmp and the magnet outer angle θmo of the magnet 12 will be described with reference to FIG.

マグネットピッチθmpは、軸方向から見て、マグネット12の第1磁極の周方向の中心と中心軸CAとを結ぶ線と、第1磁極と周方向に隣り合う第2磁極の周方向の中心と中心軸CAとを結ぶ線との間の周方向角度である。言い換えると、マグネットピッチθmpは、軸方向から見て、第1マグネット121の周方向の中心と中心軸CAとを結ぶ線と、第2マグネット122の周方向の中心と中心軸CAとを結ぶ線との間の周方向角度θmpである。本実施形態では、10個の第1マグネット121と10個の第2マグネット122とが周方向において交互且つ等間隔に並べられている。そのため、マグネットピッチθmpの機械角は18°となっている。また、マグネットピッチθmpの電気角は180°となる。   The magnet pitch θmp is a line connecting the circumferential center of the first magnetic pole of the magnet 12 and the central axis CA, as viewed from the axial direction, and the circumferential center of the second magnetic pole adjacent to the first magnetic pole in the circumferential direction. It is an angle in the circumferential direction between the line connecting the central axis CA. In other words, the magnet pitch θmp is a line connecting the center in the circumferential direction of the first magnet 121 and the center axis CA and the line connecting the center in the circumferential direction of the second magnet 122 and the center axis CA as viewed from the axial direction. Is the circumferential angle θmp. In the present embodiment, ten first magnets 121 and ten second magnets 122 are arranged alternately and at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, the mechanical angle of the magnet pitch θmp is 18 °. The electrical angle of the magnet pitch θmp is 180 °.

マグネット外角θmoは、軸方向から見て、第1マグネット121の周方向一方Rd1における端部と中心軸CAとを結ぶ線と、周方向他方Rd2において次に配置されている第1マグネット121の周方向他方Rd2における端部と中心軸CAとを結ぶ線との間の周方向角度である。本実施形態では、マグネット外角θmoの機械角はたとえば50.3°である。また、この場合、マグネット外角θmoの電気角は503°となる。   The magnet outer angle θmo is the circumference of the first magnet 121 arranged next to the line connecting the end of the first magnet 121 in one circumferential direction Rd1 and the central axis CA when viewed from the axial direction and the other circumferential direction Rd2. It is a circumferential angle between the line connecting the end portion in the other direction Rd2 and the central axis CA. In the present embodiment, the mechanical angle of the magnet outer angle θmo is, for example, 50.3 °. In this case, the electrical angle of the magnet outer angle θmo is 503 °.

<1−3−5−2.小歯の周方向寸法の定義>
次に、同じく図6を参照して、小歯213の小歯開角θtp、及び小歯外角θtoの定義を説明する。
<1-3-5-2. Definition of circumferential dimensions of small teeth>
Next, the definition of the small tooth opening angle θtp and the small tooth external angle θto of the small teeth 213 will be described with reference to FIG.

小歯開角θtpは、軸方向から見て、同じティース212において、周方向に隣り合う小歯213のうちの周方向一方Rd1に位置する第1小歯213aの周方向の中心と中心軸CAとを結ぶ線と、周方向に隣り合う小歯213のうちの周方向他方Rd2に位置する第2小歯213bの周方向の中心と中心軸CAとを結ぶ線との間の周方向角度である。本実施形態では、小歯開角θtpの機械角はたとえば37.3°である。また、この場合、小歯開角θtpの電気角は373°となる。   The small tooth opening angle θtp is the center of the circumferential axis of the first small tooth 213a located in one circumferential direction Rd1 of the small teeth 213 adjacent in the circumferential direction and the central axis CA when viewed from the axial direction. And a line connecting the center in the circumferential direction of the second small tooth 213b located in the other circumferential direction Rd2 of the small teeth 213 adjacent in the circumferential direction and the central axis CA. is there. In the present embodiment, the mechanical angle of the small tooth opening angle θtp is, for example, 37.3 °. In this case, the electrical angle of the small tooth opening angle θtp is 373 °.

小歯外角θtoは、軸方向から見て、同じティース212において、第1小歯213aの周方向一方Rd1における端部と中心軸CAとを結ぶ線と、第2小歯213bの周方向他方Rd2における端部と中心軸CAとを結ぶ線との間の周方向角度である。本実施形態では、小歯外角θtoの機械角はたとえば53.4°である。この場合、小歯外角θtoの電気角は534°となる。   The small tooth external angle θto is a line connecting the end of the first small tooth 213a in one circumferential direction Rd1 and the central axis CA and the other circumferential direction Rd2 of the second small tooth 213b in the same tooth 212 when viewed from the axial direction. Is an angle in the circumferential direction between a line connecting the end portion and the central axis CA. In the present embodiment, the mechanical angle of the small tooth external angle θto is, for example, 53.4 °. In this case, the electrical angle of the small tooth external angle θto is 534 °.

<1−3−5−3.マグネットに対向する小歯の周方向寸法>
小歯開角θtpは、図6に示すように、各々のティース212において、好ましくは、マグネットピッチθmpの2倍よりも大きい。こうすれば、第1磁極と対向する小歯213を確保できるので、より適した磁気回路をステータコア21及びロータ1間に形成できる。従って、モータ110のトルク特性Keの向上及び出力効率の改善を行うことができる。
<1-3-5-3. Circumferential dimensions of small teeth facing the magnet>
As shown in FIG. 6, the small tooth opening angle θtp is preferably larger than twice the magnet pitch θmp in each of the teeth 212. In this way, since the small teeth 213 facing the first magnetic pole can be secured, a more suitable magnetic circuit can be formed between the stator core 21 and the rotor 1. Therefore, the torque characteristic Ke of the motor 110 can be improved and the output efficiency can be improved.

また、小歯外角θtoは、各々のティース212において、好ましくは、マグネットピッチθmpの3倍よりも小さい。その理由は、周方向において、各々のティース212が有する複数の小歯213に突き合わせることができる磁極のピッチは、マグネットピッチθmpの3倍が最大となり、これを越えると各々のティース212の基部212aに設けられたコイル部23と交差しない無効磁束が増加するためである。従って、小歯外角θtoがマグネットピッチθmpの3倍を越えないようにすることによって、無効磁束の増加を防止でき、ステータコア21及びロータ1間に良好な磁気回路を形成できる。   Further, the small tooth external angle θto is preferably smaller than three times the magnet pitch θmp in each tooth 212. The reason is that in the circumferential direction, the magnetic pole pitch that can be abutted against the plurality of small teeth 213 of each tooth 212 is three times the magnet pitch θmp, and beyond this, the base of each tooth 212 is exceeded. This is because the reactive magnetic flux that does not intersect with the coil portion 23 provided at 212a increases. Therefore, by preventing the small tooth external angle θto from exceeding three times the magnet pitch θmp, it is possible to prevent an increase in the reactive magnetic flux and to form a good magnetic circuit between the stator core 21 and the rotor 1.

各々のティース212において、好ましくは、小歯外角θtoがマグネット外角θmoよりも大きい。こうすれば、トルクを発生させるティース212が有する複数の小歯213において、3個の磁極と突き合わせられる面積を最大値に近づけることができる。従って、ロータ1とステータコア21との間により良好な磁気回路を形成できる。   In each of the teeth 212, the small tooth external angle θto is preferably larger than the magnet external angle θmo. If it carries out like this, in the some small tooth 213 which the teeth 212 which generate | occur | produce a torque, the area matched with three magnetic poles can be brought close to the maximum value. Therefore, a better magnetic circuit can be formed between the rotor 1 and the stator core 21.

<1−3−6.面取り部の周方向寸法>
次に、図6と図7A及び図7Bとを参照して、面取り部216の好ましい周方向寸法を説明する。なお、以下で説明する周方向寸法は、好適な例示であり、本発明を必ずしも限定するものではない。図7Aは、面取り部216の周方向角度比rθに対するコギングトルクtqcの変化を示すグラフである。図7Bは、面取り部216の周方向角度比rθに対するトルク特性Keの変化を示すグラフである。なお、図7A及び図7Bにおいて、丸形のプロット(「Round chamfering」)はR面取り部216aの特性を示しており、四角形のプロット(「Beveling)」はC面取り部216bの特性を示している。
<1-3-6. Circumferential dimension of chamfer>
Next, a preferred circumferential dimension of the chamfered portion 216 will be described with reference to FIG. 6 and FIGS. 7A and 7B. In addition, the circumferential direction dimension demonstrated below is a suitable illustration, and does not necessarily limit this invention. FIG. 7A is a graph showing the change in cogging torque tqc with respect to the circumferential angle ratio rθ of the chamfered portion 216. FIG. 7B is a graph showing a change in the torque characteristic Ke with respect to the circumferential angle ratio rθ of the chamfered portion 216. 7A and 7B, a round plot (“Round chamfering”) indicates the characteristic of the R chamfered portion 216a, and a square plot (“Beveling”) indicates the characteristic of the C chamfered portion 216b. .

<1−3−6−1.周方向寸法の定義>
図6に示すように、面取り部216の周方向寸法は、周方向角度θpで表すことができる。この周方向角度θpは、面取り部216の周方向一方端と中心軸CAとを結ぶ線と、面取り部216の周方向他方端と中心軸CAとを結ぶ線との間の周方向における角度である。以下では、この周方向角度を「面取り角度θp」と呼ぶ。
<1-3-6-1. Definition of circumferential dimensions>
As shown in FIG. 6, the circumferential dimension of the chamfered portion 216 can be represented by a circumferential angle θp. The circumferential angle θp is an angle in the circumferential direction between a line connecting the circumferential end of the chamfered portion 216 and the central axis CA and a line connecting the other circumferential end of the chamfered portion 216 and the central axis CA. is there. Hereinafter, this circumferential angle is referred to as “chamfer angle θp”.

また、小歯213の周方向寸法も、周方向角度{(θto−θti)/2}で表すことができる。この周方向角度{(θto−θti)/2}は、小歯213の周方向一方端とCA中心軸とを結ぶ線と、小歯213の周方向他方端とCA中心軸とを結ぶ線との間の周方向における角度である。小歯213の周方向角度{(θto−θti)/2}は、本実施形態では、小歯外角θtoと小歯内角θtiとの差を、各々のティース212が有する小歯213の数で割り算することにより求められる。   Further, the circumferential dimension of the small teeth 213 can also be expressed by a circumferential angle {(θto−θti) / 2}. The circumferential angle {(θto−θti) / 2} is a line connecting the circumferential one end of the small tooth 213 and the CA central axis, and a line connecting the circumferential other end of the small tooth 213 and the CA central axis. Is the angle in the circumferential direction between. In the present embodiment, the circumferential angle {(θto−θti) / 2} of the small teeth 213 is obtained by dividing the difference between the small tooth external angle θto and the small tooth internal angle θti by the number of small teeth 213 included in each tooth 212. Is required.

さらに、以下では、小歯213の周方向角度{(θto−θti)/2}に対するR面取り部216aの面取り角度θpの角度比{(2×θp)/(θto−θti)×100}を、「周方向角度比rθ」と呼ぶ。周方向角度比rθは、小歯213の径方向外端部における小歯213に対する面取り部216の周方向寸法の比を%で表す。   Furthermore, in the following, the angle ratio {(2 × θp) / (θto−θti) × 100} of the chamfering angle θp of the R chamfered portion 216a to the circumferential angle {(θto−θti) / 2} of the small teeth 213, This is called “circumferential angle ratio rθ”. The circumferential direction angle ratio rθ represents the ratio of the circumferential dimension of the chamfered portion 216 to the small teeth 213 at the radially outer end portion of the small teeth 213 in%.

<1−3−6−2.R面取り部の周方向寸法>
まず、R面取り部216aの好ましい周方向寸法を説明する。モータ110のコギングトルクtqcは、図7Aに示すように、R面取り部216aの周方向角度比rθが5%以下の場合には、高いコギングトルクtqcを示している。一方、たとえばR面取り部216aの周方向角度比rθが14.3%以上のとき、コギングトルクtqcは40[mN・m]以下となっている。また、逆起電力定数で表すモータ110のトルク特性Keは、図7Bに示すように、R面取り部216aの周方向角度比rθの増加に応じて低下している。トルク特性Keの低下率は、R面取り部216aの周方向角度比rθの増加に応じて大きくなり、R面取り部216aの周方向角度比rθが29.7%以下のとき、トルク特性Keの低下率は5[%]以下となっている。
<1-3-6-2. Circumferential dimension of R chamfer>
First, a preferable circumferential dimension of the R chamfered portion 216a will be described. As shown in FIG. 7A, the cogging torque tqc of the motor 110 shows a high cogging torque tqc when the circumferential angle ratio rθ of the R chamfered portion 216a is 5% or less. On the other hand, for example, when the circumferential angle ratio rθ of the R chamfered portion 216a is 14.3% or more, the cogging torque tqc is 40 [mN · m] or less. Further, as shown in FIG. 7B, the torque characteristic Ke of the motor 110 represented by the counter electromotive force constant decreases as the circumferential angle ratio rθ of the R chamfered portion 216a increases. The decrease rate of the torque characteristic Ke increases with an increase in the circumferential angle ratio rθ of the R chamfered portion 216a. When the circumferential angle ratio rθ of the R chamfered portion 216a is 29.7% or less, the decrease of the torque characteristic Ke The rate is 5% or less.

よって、図7A及び図7Bに示すように、R面取り部216aにおける周方向角度比rθは、好ましくは、14.3%以上且つ29.7%以下である。言い換えると、R面取り部216aにおいて、軸方向から見て、面取り部216の周方向一方端と中心軸CAとを結ぶ線と、面取り部216の周方向他方端とCA中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度θpは、好ましくは、小歯213の周方向一方端とCA中心軸とを結ぶ線と、小歯213の周方向他方端と中心軸CAとを結ぶ線との間の周方向角度{(θto−θti)/2}の14.3%以上29.7%以下である。   Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, the circumferential angle ratio rθ in the R chamfered portion 216a is preferably 14.3% or more and 29.7% or less. In other words, in the R chamfered portion 216a, as viewed from the axial direction, a line connecting the circumferential end of the chamfered portion 216 and the central axis CA, and a line connecting the other circumferential end of the chamfered portion 216 and the CA central axis. Is preferably between the line connecting the one circumferential end of the small tooth 213 and the CA central axis and the line connecting the other circumferential end of the small tooth 213 and the central axis CA. It is 14.3% to 29.7% of the circumferential angle {(θto−θti) / 2}.

R面取り部216aにおいて、周方向角度比rθを上記の範囲とすることにより、トルク特性Keの低下を抑えつつ、コギングトルクtqcを適切に低減することができる。たとえば図7A及び図7Bにおいて、トルク特性Keの低下率を5%以内に抑えつつ、コギングトルクtqcを40[mN・m]以下にできる。ただし、R面取り部216aにおいて、たとえば、トルク特性Keの低下率が5%以上でもコギングトルクtqcを40[mN・m]以下とすることもできる。つまり、トルク特性Keの低下率が許容される限りにおいて、周方向角度比rθ>29.7%以上としてもよい。   By setting the circumferential angle ratio rθ in the above range in the R chamfered portion 216a, the cogging torque tqc can be appropriately reduced while suppressing a decrease in the torque characteristic Ke. For example, in FIGS. 7A and 7B, the cogging torque tqc can be set to 40 [mN · m] or less while the rate of decrease in the torque characteristic Ke is suppressed to within 5%. However, in the R chamfered portion 216a, the cogging torque tqc can be set to 40 [mN · m] or less even when the rate of decrease in the torque characteristic Ke is 5% or more, for example. That is, the circumferential angle ratio rθ> 29.7% may be set as long as the rate of decrease in the torque characteristic Ke is allowed.

<1−3−6−3.C面取り部の周方向寸法>
まず、C面取り部216bのさらに好ましい周方向寸法を説明する。モータ110のコギングトルクtqcは、図7Aに示すように、C面取り部216bの周方向角度比rθが5%以下の場合には、高いコギングトルクtqcを示している。一方、たとえばC面取り部216bの周方向角度比rθが12%以上且つ32%以下のとき、コギングトルクtqcは40[mN・m]以下となっている。また、逆起電力定数で表すモータ110のトルク特性Keは、図7Bに示すように、C面取り部216bの周方向角度比rθの増加に応じて低下している。トルク特性Keの低下率は、R面取り部216aの周方向角度比rθの増加に応じて大きくなり、R面取り部216aの周方向角度比rθが24%以下のとき、トルク特性Keの低下率は5[%]以下となっている。
<1-3-6-3. Circumferential dimension of C chamfer>
First, a more preferable circumferential dimension of the C chamfered portion 216b will be described. As shown in FIG. 7A, the cogging torque tqc of the motor 110 indicates a high cogging torque tqc when the circumferential angle ratio rθ of the C chamfered portion 216b is 5% or less. On the other hand, for example, when the circumferential angle ratio rθ of the C chamfered portion 216b is 12% or more and 32% or less, the cogging torque tqc is 40 [mN · m] or less. Further, as shown in FIG. 7B, the torque characteristic Ke of the motor 110 expressed by the counter electromotive force constant decreases as the circumferential angle ratio rθ of the C chamfered portion 216b increases. The reduction rate of the torque characteristic Ke increases with an increase in the circumferential angle ratio rθ of the R chamfered portion 216a. When the circumferential angle ratio rθ of the R chamfered portion 216a is 24% or less, the reduction rate of the torque characteristic Ke is 5 [%] or less.

よって、図7A及び図7Bに示すように、C面取り部216bにおける周方向角度比rθは、好ましくは、12%以上且つ24%以下である。言い換えると、C面取り部216bにおいて、軸方向から見て、面取り部216の周方向一方端と中心軸CAとを結ぶ線が、面取り部216の周方向他方端とCA中心軸とを結ぶ線との間の周方向における周方向角度θpは、好ましくは、小歯213の周方向一方端とCA中心軸とを結ぶ線が小歯213の周方向他方端と中心軸CAとを結ぶ線との間の周方向における周方向角度{(θto−θti)/2}の12%以上且つ24%以下である。   Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, the circumferential angle ratio rθ in the C chamfered portion 216b is preferably 12% or more and 24% or less. In other words, in the C chamfered portion 216b, as seen from the axial direction, a line connecting the circumferential end of the chamfered portion 216 and the central axis CA is a line connecting the other circumferential end of the chamfered portion 216 and the CA central axis. The circumferential angle θp in the circumferential direction is preferably a line between the one end in the circumferential direction of the small tooth 213 and the CA central axis, and the line connecting the other end in the circumferential direction of the small tooth 213 and the central axis CA. It is 12% or more and 24% or less of the circumferential direction angle {(θto−θti) / 2} in the circumferential direction.

C面取り部216bにおいて、周方向角度比rθを上記の範囲とすることにより、トルク特性Keの低下を抑えつつ、コギングトルクtqcを適切に低減することができる。たとえば図7A及び図7Bにおいて、トルク特性Keの低下率を5%以内に抑えつつ、コギングトルクtqcを40[mN・m]以下にできる。   By setting the circumferential angle ratio rθ in the above range in the C chamfered portion 216b, the cogging torque tqc can be appropriately reduced while suppressing a decrease in the torque characteristic Ke. For example, in FIGS. 7A and 7B, the cogging torque tqc can be set to 40 [mN · m] or less while the rate of decrease in the torque characteristic Ke is suppressed to within 5%.

<2.その他>
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
<2. Other>
The embodiment of the present invention has been described above. The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention. In addition, the items described in the above embodiments can be arbitrarily combined as long as no contradiction occurs.

たとえば、上述の実施形態では、モータ110は、本実施形態ではシーリングファン100が有するシャフト固定型且つアウターロータ型のブラシレスDCモータである。但し、これらの例示には限定されず、モータ110は、シーリングファン100以外の装置に備えられていてもよいし、シャフト回転型であってもよいし、インナーロータ型であってもよい。なお、モータ110がインナーロータ型である場合、モータ110の構成要素の径方向における位置が逆になることがある。たとえば、モータ110がインナーロータ型である場合、複数のティース212はコアバック211から径方向内方に延びる。   For example, in the above-described embodiment, the motor 110 is a brushless DC motor of a fixed shaft type and an outer rotor type that the ceiling fan 100 has in this embodiment. However, the present invention is not limited to these examples, and the motor 110 may be provided in a device other than the ceiling fan 100, may be a shaft rotation type, or may be an inner rotor type. In addition, when the motor 110 is an inner rotor type | mold, the position in the radial direction of the component of the motor 110 may be reversed. For example, when the motor 110 is an inner rotor type, the plurality of teeth 212 extend radially inward from the core back 211.

本発明は、たとえば、ティースの先端部に複数の小歯が設けられたステータコアを有するモータに有用である。   The present invention is useful for, for example, a motor having a stator core in which a plurality of small teeth are provided at the tip of a tooth.

100・・・シーリングファン、110・・・モータ、120・・・羽根、1・・・ロータ、11・・・ロータコア、12・・・マグネット、121・・・第1マグネット、122・・・第2マグネット、13・・・接着部材、14・・・ハウジング、14a・・・上側ハウジング部、14b・・・軸受ホルダ、14c・・・下側ハウジング部、2・・・ステータ、21・・・ステータコア、211・・・コアバック、212・・・ティース、212a・・・基部、212b・・・先端部、212c・・・ティースの仮想の周縁部、213・・・小歯、213a・・・第1小歯、213b・・・第2小歯、214・・・接続部、215・・・ティース凹部、216・・・面取り部、216a・・・R面取り部、216b・・・C面取り部、22・・・インシュレータ、23・・・コイル部、24・・・シャフト、3・・・ベアリング、CA・・・中心軸、Pd・・・平面、Rd1・・・周方向一方、Rd2・・・周方向他方、tqc・・・コギングトルク、Ke・・・トルク特性(逆起電力定数)、Pm・・・マグネットの軸方向における中央位置、Ps・・・ステータコアの軸方向における中央位置、θtp・・・小歯開角、θto・・・小歯外角、θmp・・・マグネットピッチ、θmo・・・マグネット外角、θc1、θc2・・・周方向角度、θp・・・面取り角度、rθ・・・周方向角度比、Lma・・・マグネットの軸方向長さ、Lmr・・・マグネットの径方向長さ、Lmc・・・マグネットの周方向長さ、Lsa・・・ステータコアの軸方向長さ、Wd・・・コアバックの径方向幅、Wrb・・・基部の周方向幅、Wro・・・小歯の周方向幅、Whr・・・ティース凹部の径方向幅、Whc・・・ティース凹部の周方向長さ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Ceiling fan, 110 ... Motor, 120 ... Blade, 1 ... Rotor, 11 ... Rotor core, 12 ... Magnet, 121 ... First magnet, 122 ... First 2 magnets, 13 ... adhesive member, 14 ... housing, 14a ... upper housing part, 14b ... bearing holder, 14c ... lower housing part, 2 ... stator, 21 ... Stator core, 211 ... core back, 212 ... teeth, 212a ... base, 212b ... tip, 212c ... virtual peripheral edge of teeth, 213 ... small teeth, 213a ... 1st small tooth, 213b ... 2nd small tooth, 214 ... Connection part, 215 ... Teeth recessed part, 216 ... Chamfered part, 216a ... R chamfered part, 216b ... C chamfered part 2 ... Insulator, 23 ... Coil part, 24 ... Shaft, 3 ... Bearing, CA ... Center axis, Pd ... Plane, Rd1 ... One circumferential direction, Rd2 ... Round Direction, tqc: cogging torque, Ke: torque characteristics (counterelectromotive force constant), Pm: central position in the axial direction of the magnet, Ps: central position in the axial direction of the stator core, θtp. Small tooth opening angle, θto: Small tooth external angle, θmp: Magnet pitch, θmo: Magnet external angle, θc1, θc2: Circumferential angle, θp: Chamfer angle, rθ: Circumference Direction angle ratio, Lma: axial length of magnet, Lmr: radial length of magnet, Lmc: circumferential length of magnet, Lsa: axial length of stator core, Wd · ..Core back Circumferential length of the radial width, Wrb · · · the base of circumferential width, Wro · · · teeth of circumferential width, Whr · · · tooth recess radial width, WHC · · · tooth recess

Claims (11)

中心軸を中心に回転可能なロータと、前記ロータを回転駆動するステータと、を備えるアウターロータ型のブラシレスモータであって、
前記ロータは、前記ステータと径方向に対向する複数のマグネットを有し、
複数の前記マグネットは、第1磁極と、前記第1磁極とは磁極が異なる第2磁極と、を有し、
前記第1磁極及び前記第2磁極は、周方向において交互に設けられ、
前記ステータは、ステータコアと、複数のコイル部と、を有し、
前記ステータコアは、前記中心軸を環状に囲むコアバックと、前記コアバックから径方向外方に延びる複数のティースと、を有し、
各々の前記ティースは、前記ロータと径方向に対向して周方向に並ぶ複数の小歯と、周方向に隣り合う前記小歯間において径方向内方に凹むティース凹部と、前記小歯及び前記コアバック間に設けられる基部と、を有し、
各々の前記ティースに設けられる前記コイル部は、前記基部に巻き付けられる導線を含み、
複数の前記小歯のうちの少なくとも1つは、該小歯の前記マグネットと径方向に対向する径方向外側面のうちの前記ティース凹部側の周方向端部に面取り部を有する、ブラシレスモータ。
An outer rotor type brushless motor comprising: a rotor rotatable about a central axis; and a stator for rotationally driving the rotor,
The rotor has a plurality of magnets facing the stator in the radial direction,
The plurality of magnets include a first magnetic pole and a second magnetic pole different from the first magnetic pole,
The first magnetic pole and the second magnetic pole are alternately provided in the circumferential direction,
The stator has a stator core and a plurality of coil portions,
The stator core has a core back that annularly surrounds the central axis, and a plurality of teeth extending radially outward from the core back,
Each of the teeth includes a plurality of small teeth arranged in the circumferential direction so as to face the rotor in the radial direction, a tooth recess recessed inward in the radial direction between the small teeth adjacent in the circumferential direction, the small teeth, and the teeth A base provided between the core backs,
The coil portion provided in each of the teeth includes a conductive wire wound around the base portion,
A brushless motor in which at least one of the plurality of small teeth has a chamfered portion at a circumferential end portion on the teeth recess side of a radially outer surface facing the magnet in a radial direction of the small teeth.
複数の前記小歯は、各々の前記小歯の径方向外側面のうちの前記ティース凹部側の周方向端部に前記面取り部を有し、
前記ティース凹部の周方向一方に位置する前記小歯の前記面取り部と、前記ティース凹部の周方向他方に位置する前記小歯の前記面取り部とは、周方向に対向し、前記ティース凹部を介して周方向に隣り合う前記小歯間の中央を通り、且つ、前記中心軸を含む平面に対して面対称である、請求項1に記載のブラシレスモータ。
The plurality of small teeth have the chamfered portion at the circumferential end on the teeth concave portion side of the radially outer surface of each small tooth,
The chamfered portion of the small tooth located in one circumferential direction of the teeth concave portion and the chamfered portion of the small tooth located in the other circumferential direction of the tooth concave portion are opposed to each other in the circumferential direction, and the teeth concave portion is interposed therebetween. The brushless motor according to claim 1, wherein the brushless motor passes through a center between the small teeth adjacent in the circumferential direction and is plane-symmetric with respect to a plane including the central axis.
前記面取り部は、軸方向から見て、径方向外方且つ周方向の前記ティース凹部側に突出する曲面である、請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータ。   3. The brushless motor according to claim 1, wherein the chamfered portion is a curved surface that protrudes radially outward and toward the teeth concave portion when viewed in the axial direction. 軸方向から見て、前記面取り部の周方向一方端と前記中心軸とを結ぶ線と、前記面取り部の周方向他方端と前記中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度は、前記小歯の周方向一方端と前記中心軸とを結ぶ線と、前記小歯の周方向他方端と前記中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度の14.3%以上且つ29.7%以下である、請求項3に記載のブラシレスモータ。   When viewed from the axial direction, the circumferential angle between the line connecting the one end in the circumferential direction of the chamfered portion and the central axis and the line connecting the other end in the circumferential direction of the chamfered portion and the central axis is 14.3% or more and 29.7% of the circumferential angle between a line connecting one end in the circumferential direction of the small tooth and the central axis and a line connecting the other end in the circumferential direction of the small tooth and the central axis The brushless motor according to claim 3, which is not more than%. 前記面取り部は、軸方向から見て、前記小歯の径方向外側面と前記小歯の前記ティース凹部側の周方向側面と斜めに交わる平面である、請求項1又は請求項2に記載のブラシレスモータ。   The said chamfered part is a plane which cross | intersects the radial direction outer side surface of the said small tooth, and the circumferential direction side surface of the said tooth | gear recessed part side of the said small tooth seeing from an axial direction of Claim 1 or Claim 2. Brushless motor. 前記面取り部の径方向内端から径方向外端までの径方向長さは、前記面取り部の周方向一方端から周方向他方端までの周方向長さよりも大きい、請求項5に記載のブラシレスモータ。   The brushless according to claim 5, wherein a radial length from a radially inner end to a radially outer end of the chamfered portion is larger than a circumferential length from one circumferential end to the other circumferential end of the chamfered portion. motor. 軸方向から見て、前記面取り部の周方向一方端と前記中心軸とを結ぶ線と、前記面取り部の周方向他方端と前記中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度は、前記小歯の周方向一方端と前記中心軸とを結ぶ線と、前記小歯の周方向他方端と前記中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度の12%以上且つ24%以下である、請求項5又は請求項6に記載のブラシレスモータ。   When viewed from the axial direction, the circumferential angle between the line connecting the one end in the circumferential direction of the chamfered portion and the central axis and the line connecting the other end in the circumferential direction of the chamfered portion and the central axis is 12% or more and 24% or less of a circumferential angle between a line connecting one end in the circumferential direction of the small tooth and the central axis and a line connecting the other end in the circumferential direction of the small tooth and the central axis The brushless motor according to claim 5 or 6. 前記ティース凹部の径方向長さは、前記マグネットの径方向長さよりも大きい、請求項1〜請求項7のいずれかに記載のブラシレスモータ。   The brushless motor according to any one of claims 1 to 7, wherein a radial length of the teeth concave portion is larger than a radial length of the magnet. 小歯開角は、軸方向から見て、同じ前記ティースにおいて、周方向に隣り合う前記小歯のうちの周方向一方に位置する第1小歯の周方向の中心と前記中心軸とを結ぶ線と、周方向に隣り合う前記小歯のうちの周方向他方に位置する第2小歯の周方向の中心と前記中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度であり、
小歯外角は、軸方向から見て、同じ前記ティースにおいて、前記第1小歯の周方向一方における端部と前記中心軸とを結ぶ線と、前記第2小歯の周方向他方における端部と前記中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度であり、
マグネットピッチは、軸方向から見て、前記マグネットの前記第1磁極の周方向の中心と前記中心軸とを結ぶ線と、前記第1磁極と周方向に隣り合う前記第2磁極の周方向の中心と前記中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度であり、
各々の前記ティースにおいて、前記小歯開角が前記マグネットピッチの2倍よりも大きく、前記小歯外角が前記マグネットピッチの3倍よりも小さい、請求項1〜請求項8のいずれかに記載のブラシレスモータ。
The small tooth opening angle connects the central axis in the circumferential direction of the first small tooth located at one of the circumferentially adjacent small teeth in the same tooth as viewed from the axial direction. A circumferential angle between a line and a line connecting the center axis of the second small tooth located on the other circumferential side of the small teeth adjacent to the circumferential direction and the central axis,
The small tooth external angle is a line connecting the end of the first small tooth in one circumferential direction and the central axis and the end of the second small tooth in the other circumferential direction as viewed from the axial direction. And a circumferential angle between a line connecting the central axis and the central axis,
The magnet pitch is a line in the circumferential direction of the second magnetic pole adjacent to the first magnetic pole in the circumferential direction and a line connecting the circumferential center of the first magnetic pole of the magnet and the central axis when viewed from the axial direction. A circumferential angle between a center and a line connecting the central axis,
9. In each of the teeth, the small tooth opening angle is larger than twice the magnet pitch, and the small tooth outer angle is smaller than three times the magnet pitch. Brushless motor.
前記マグネットは、前記第1磁極を有する第1マグネットと、前記第2磁極を有する第2マグネットと、を有し、
前記第1マグネット及び前記第2マグネットは、周方向において間隔を有して交互に配列され、
マグネット外角は、軸方向から見て、前記第1マグネットの周方向一方における端部と前記中心軸とを結ぶ線と、周方向他方において次に配置されている前記第1マグネットの周方向他方における端部と前記中心軸とを結ぶ線との間の周方向角度であり、
各々の前記ティースにおいて、前記小歯外角が前記マグネット外角よりも大きい、請求項9に記載のブラシレスモータ。
The magnet has a first magnet having the first magnetic pole, and a second magnet having the second magnetic pole,
The first magnet and the second magnet are alternately arranged with an interval in the circumferential direction,
The outer angle of the magnet is a line connecting the end of the first magnet in one circumferential direction and the central axis when viewed from the axial direction, and the other circumferential direction of the first magnet disposed next in the other circumferential direction. A circumferential angle between an end and a line connecting the central axis,
The brushless motor according to claim 9, wherein the small tooth external angle is larger than the magnet external angle in each of the teeth.
中心軸を中心にして回転可能な羽根と、
前記羽根を回転させる請求項1〜請求項10のいずれかに記載のブラシレスモータと、を備える送風装置。
A vane rotatable about a central axis;
A blower comprising: the brushless motor according to any one of claims 1 to 10, wherein the blades are rotated.
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