DE112022004243T5

DE112022004243T5 - Rotary motor

Info

Publication number: DE112022004243T5
Application number: DE112022004243.5T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Kitano
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2024-07-04
Also published as: CN116868480A; WO2023032406A1

Abstract

Es wird ein Drehmotor (1) vorgesehen, der aufweist: einen drehbaren Rotor (10) mit einer Mehrzahl von in den Außenumfang eingebetteten Permanentmagneten (13); einen Stator (20), wobei der Stator (20) fest um den Rotor (10) herum angeordnet und mit mehreren Spulen (22) in einem Statorkern (21) versehen ist; und ein Motorgehäuse (30), wobei der Rotor (10) und der Stator (20) im Inneren des Motorgehäuses (30) aufgenommen sind, wobei der Drehmotor (1) dadurch ausgebildet ist, dass der Stator (20) mittels Bolzen (Befestigungsmittel) (23), welche Befestigungsmittel (23) durch mehrere Fixierungsabschnitte (24), die von einer äußeren Umfangskante des Statorkerns (21) radial nach außen vorstehen, hindurchgeführt sind, an dem Motorgehäuse (30) fixiert ist, und in einem Zustand, in dem eine q-Achse des Rotors (10) durch die Mitte des Fixierungsabschnitts (24) verläuft, ist eine in Axialrichtung durchgehende Magnetflussbarriere (25) im Statorkern (21) auf einer anderen q-Achse als der durch die Mitte des Fixierungsabschnitts (24) verlaufenden q-Achse ausgebildet.A rotary motor (1) is provided, comprising: a rotatable rotor (10) having a plurality of permanent magnets (13) embedded in the outer circumference; a stator (20), the stator (20) being fixedly arranged around the rotor (10) and provided with a plurality of coils (22) in a stator core (21); and a motor housing (30), the rotor (10) and the stator (20) being accommodated inside the motor housing (30), the rotary motor (1) being configured in that the stator (20) is fixed to the motor housing (30) by means of bolts (fasteners) (23), which fastening means (23) are passed through a plurality of fixing portions (24) projecting radially outward from an outer peripheral edge of the stator core (21), and in a state in which a q-axis of the rotor (10) passes through the center of the fixing portion (24), an axially continuous magnetic flux barrier (25) is formed in the stator core (21) on a q-axis other than the q-axis passing through the center of the fixing portion (24).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehmotor, der hinsichtlich seiner Struktur dadurch ausgebildet ist, dass ein im Motorgehäuse aufgenommener Stator mit Hilfe von Befestigungsmitteln wie Bolzen oder dergleichen am Motorgehäuse fixiert ist.The present invention relates to a rotary motor which is structurally designed in that a stator accommodated in the motor housing is fixed to the motor housing by means of fastening means such as bolts or the like.

Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der am 1. September 2021 eingereichten japanischen Sonderanmeldung Nr. 2021-142395 in Anspruch, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme übernommen wird.The present application claims priority from Japanese Special Application No. 2021-142395 the contents of which are hereby incorporated by reference.

Stand der TechnikState of the art

Bei einem Drehmotor, der dadurch ausgebildet ist, dass ein drehbarer Rotor und ein am Außenumfang des Rotors vorgesehener Stator in einem Motorgehäuse aufgenommen sind, ist der Stator am Motorgehäuse fixiert. Zu den Fixierungsarten des Stators am Motorgehäuse gehören Heißpresspassung und Schraubbefestigung oder eine Kombination davon.In a rotary motor constructed by housing a rotatable rotor and a stator provided on the outer periphery of the rotor in a motor housing, the stator is fixed to the motor housing. The methods of fixing the stator to the motor housing include hot press fitting and screw fastening, or a combination thereof.

Bei Verwendung der Schraubbefestigung als Fixierungsart des Stators am Motorgehäuse sind am Außenumfang des Stators mehrere radial nach außen vorstehende Fixierungsabschnitte ausgebildet, wobei der Stator durch Befestigungsmittel, wie Bolzen oder dergleichen, die durch jeweilige Fixierungsabschnitte hindurchgeführt sind, befestigt und damit am Motorgehäuse fixiert ist.When using screw fastening as a method of fixing the stator to the motor housing, a plurality of radially outwardly projecting fixing sections are formed on the outer circumference of the stator, wherein the stator is fastened by fastening means, such as bolts or the like, which are passed through respective fixing sections and thus fixed to the motor housing.

Der Statorkern, der den Stator bildet, wird jedoch dadurch zu einer Zylinder geformt, dass mehrere ringförmige elektromagnetische Stahlbleche in axialer Richtung übereinander gestapelt werden und dass die mehreren elektromagnetischen Stahlbleche durch Nieten oder dergleichen miteinander verbunden werden. Um jedoch die im Statorkern erzeugten Wirbelstromverluste gering zu halten, wird in Patentschrift 1 der Umfangsabstand zwischen den durch Nieten oder dergleichen hergestellten Verbindungsstellen der elektromagnetischen Stahlbleche, die den Statorkern bilden, und den Fixierungsabschnitten festgelegt. Insbesondere werden bei einer ungeraden Anzahl von Befestigungsabschnitten die Fixierungsabschnitte in einem Umfangsabstand ausgebildet, der gleich dem Umfangsabstand der Befestigungsabschnitte in Bezug auf den Drehpunkt des Rotors oder mit einem Teiler der Umfangsabstände vergleichbar ist. Bei einer geraden Anzahl von Befestigungsabschnitten werden die Fixierungsabschnitte in einem Umfangsabstand ausgebildet, der mit einem Teiler der Umfangsabstände der Befestigungsabschnitte in Bezug auf den Drehpunkt des Rotors oder einem Teiler von 180° vergleichbar ist.However, the stator core constituting the stator is formed into a cylinder by stacking a plurality of ring-shaped electromagnetic steel sheets in the axial direction and by joining the plurality of electromagnetic steel sheets together by riveting or the like. However, in order to suppress eddy current loss generated in the stator core, in Patent Document 1, the circumferential distance between the joints of the electromagnetic steel sheets constituting the stator core made by riveting or the like and the fixing portions is set. Specifically, when the number of fixing portions is odd, the fixing portions are formed at a circumferential distance equal to the circumferential distance of the fixing portions with respect to the fulcrum of the rotor or comparable to a divisor of the circumferential distances. When the number of fixing portions is even, the fixing portions are formed at a circumferential distance comparable to a divisor of the circumferential distances of the fixing portions with respect to the fulcrum of the rotor or comparable to a divisor of 180°.

Darüber hinaus wird in Patentschrift 2 bei einem Drehmotor, bei dem eine Heißpresspassung und eine Schraubbefestigung als Fixierungsarten für einen Stator verwendet werden, eine Struktur vorgeschlagen, bei der ein konkaver Abschnitt an der Wurzel des Fixierungsabschnitts (also des vorstehenden Abschnitts) des Stators ausgebildet ist, um die Befestigungskraft des Stators am Motorgehäuse zu erhöhen und die durch die Befestigung verursachte Verformung des Stators zu unterdrücken.Furthermore, in Patent Document 2, in a rotary motor in which hot press fitting and screw fastening are used as fixing modes for a stator, a structure is proposed in which a concave portion is formed at the root of the fixing portion (i.e., the protruding portion) of the stator in order to increase the fixing force of the stator to the motor housing and suppress the deformation of the stator caused by the fixing.

Patentschriften im Stand der TechnikPatent documents in the state of the art

PatentschriftenPatent documents

Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2017-060326
Patent Document 2: Patent Laid-Open Publication No. WO 2014/046101

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zu lösende technische Aufgabe der ErfindungTechnical problem to be solved by the invention

Bei Verwendung der Schraubbefestigung als Fixierungsart des Stators am Motorgehäuse sind jedoch an der äußeren Umfangskante des Statorkerns mehrere Fixierungsabschnitte, die einstückig radial nach außen vorstehen, vorgesehen, wobei die mehreren Fixierungsabschnitte mit Durchführungslöchern zum Durchführen von Bolzen versehen sind. Im Vergleich zu dem nicht mit Fixierungsabschnitten versehenen Statorkern ist jedoch die Verteilung der magnetischen Flussdichte in der Nähe der Fixierungsabschnitte bei dem mit diesen Fixierungsabschnitten versehenen Statorkern in Umfangsrichtung nicht gleichmäßig. Bei einem Drehmotor, bei dem eine Schraubbefestigung als Fixierungsart für den Stator verwendet wird, entstehen daher Probleme wie eine erhöhte Drehmomentwelligkeit (Änderungsamplitude des Ausgangsdrehmoments) sowie erhöhte Vibrationen und Geräusche.However, when screw fastening is used as the method of fixing the stator to the motor housing, a plurality of fixing portions integrally projecting radially outward are provided on the outer peripheral edge of the stator core, and the plurality of fixing portions are provided with through holes for passing bolts. However, compared with the stator core not provided with fixing portions, the distribution of magnetic flux density near the fixing portions in the stator core provided with these fixing portions is not uniform in the circumferential direction. Therefore, in a rotary motor using screw fastening as the method of fixing the stator, problems such as increased torque ripple (amplitude of change in output torque) and increased vibration and noise arise.

Angesichts der obigen Probleme wird das vorliegende Erfindung verwirklicht, deren Aufgabe darin besteht, einen Drehmotor zur Verfügung zu stellen, bei dem die Drehmomentwelligkeit gering gehalten werden kann und somit die Vibrationen und Geräusche niedrig gehalten werden können.In view of the above problems, the present invention is realized, the object of which is to provide a rotary motor in which the torque ripple can be kept small and thus the vibration and noise can be kept low.

Ausgestaltungen zur Lösung der technischen AufgabeDesigns for solving the technical task

Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, wird ein Drehmotor gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, der aufweist: einen drehbaren Rotor, wobei in den Außenumfangsabschnitt des Rotors mehrere Permanentmagnete eingebettet sind; einen Stator, der fest um den Rotor herum angeordnet und mit mehreren Spulen in einem Statorkern versehen ist; und ein Motorgehäuse, wobei der Rotor und der Stator im Inneren des Motorgehäuses aufgenommen sind, wobei der Drehmotor dadurch ausgebildet ist, dass der Stator mittels Befestigungsmittel an dem Motorgehäuse fixiert ist, wobei die Befestigungsmittel durch mehrere Fixierungsabschnitte, die von der äußeren Umfangskante des Statorkerns radial nach außen vorstehen, hindurchgeführt sind. Der Drehmotor ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zustand, in dem eine q-Achse des Rotors durch die Mitte des Fixierungsabschnitts verläuft, eine in Axialrichtung durchgehende Magnetflussbarriere im Statorkern auf einer anderen q-Achse als der durch die Mitte des Fixierungsabschnitts verlaufenden q-Achse ausgebildet ist.In order to achieve the above object, there is provided a rotary motor according to the present invention, comprising: a rotatable rotor, wherein in the outer peripheral portion of the rotor a plurality of permanent magnets are embedded; a stator which is fixedly arranged around the rotor and provided with a plurality of coils in a stator core; and a motor housing, the rotor and the stator being housed inside the motor housing, the rotary motor being configured by fixing the stator to the motor housing by means of fastening means, the fastening means being passed through a plurality of fixing portions which protrude radially outward from the outer peripheral edge of the stator core. The rotary motor is characterized in that, in a state in which a q-axis of the rotor passes through the center of the fixing portion, an axially continuous magnetic flux barrier is formed in the stator core on a q-axis other than the q-axis passing through the center of the fixing portion.

Wirkungen der ErfindungEffects of the invention

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass, in einem Zustand, in dem ein Teil eines magnetischen Flusses, der aus dem N-Pol eines Permanentmagnets eines Rotors austritt und in den S-Pol eintritt, durch einen Fixierungsabschnitt eines Statorkerns fließt, aufgrund der Erweiterung eines Magnetkreises der magnetische Widerstand verringert und das Drehmoment erhöht wird. Durch Bereitstellung einer Magnetflussbarriere auf dem Weg des magnetischen Flusses wird aufgrund dieser Magnetflussbarriere der Magnetkreis jedoch verengt und der magnetische Widerstand steigt an. Infolgedessen wird die Verringerung des magnetischen Widerstandes, die durch einen Fluss des magnetischen Flusses durch den Fixierungsabschnitt verursacht wird, durch die Erhöhung des magnetischen Widerstandes, die durch die Magnetflussbarriere verursacht wird, aufgehoben. Die Änderungen des Drehmoments des Rotors, d.h. die Drehmomentwelligkeit, werden gering gehalten, und die Vibrationen und Geräusche des Drehmotors werden dann niedrig gehalten.According to the present invention, in a state where a part of a magnetic flux exiting from the N pole of a permanent magnet of a rotor and entering the S pole flows through a fixing portion of a stator core, magnetic resistance is reduced and torque is increased due to the expansion of a magnetic circuit. However, by providing a magnetic flux barrier on the path of the magnetic flux, the magnetic circuit is narrowed and magnetic resistance increases due to this magnetic flux barrier. As a result, the reduction in magnetic resistance caused by a flow of the magnetic flux through the fixing portion is canceled by the increase in magnetic resistance caused by the magnetic flux barrier. The changes in the torque of the rotor, i.e., the torque ripple, are kept small, and the vibration and noise of the rotary motor are then kept low.

Kurzbeschreibung der FigurenShort description of the characters

1 shows a longitudinal sectional view of a rotary motor according to the present invention.
2 shows a sectional view along the line AA from 1 .
3 is an enlarged detail view of part B from 2 .
4 is an enlarged detail view of part C from 2 .
5 is a top half view of a rotor and a stator by which a magnetic flux is generated in a stator core at a predetermined electrical angle, (a) is a view for the magnetic flux of the rotary motor of the present invention, and (b) is a view for the magnetic flux of a conventional rotary motor.
6 is a top half view of a rotor and a stator by which a magnetic flux is generated in a stator core at a predetermined electrical angle, (a) is a view for the magnetic flux of the rotary motor of the present invention, and (b) is a view for the magnetic flux of a conventional rotary motor.
7 is a view for comparing torque changes of the rotary motor according to the present invention with respect to electrical angle with torque changes of the conventional rotary motor.

Ausführliche AusführungsformenDetailed embodiments

Die konkreten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.The specific embodiments of the present invention are described below with reference to the figures.

1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Drehmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 1, 3 ist eine vergrößerte Detailansicht von Teil B aus 2, und 4 ist eine vergrößerte Detailansicht von Teil C aus 2. 1 shows a longitudinal sectional view of a rotary motor according to an embodiment of the present invention, 2 shows a sectional view along the line AA from 1 , 3 is an enlarged detail view of part B from 2 , and 4 is an enlarged detail view of part C from 2 .

[Struktur des Drehmotors][Rotary motor structure]

Bei dem Drehmotor 1 gemäß dieser Ausführungsform handelt es sich um einen dreiphasigen Synchrongenerator, der als Elektromotor (engl.: motor) oder Generator (engl.: generator) funktioniert, um beispielsweise als Antriebsquelle für ein Elektrofahrzeug (kurz: EV-Fahrzeug), ein Hybrid-Elektrofahrzeug (kurz: HEV-Fahrzeug) oder dergleichen verwendet zu werden. Wie in 1 gezeigt, ist der Drehmotor 1 so ausgebildet, dass ein drehbarer Rotor 10 und ein Stator 20, der fest um den Rotor 10 herum angeordnet ist, in einem Motorgehäuse 30 aufgenommen sind. Im Folgenden werden das Motorgehäuse 30, der Rotor 10 und der Stator 20, die den Drehmotor 1 bilden, jeweils beschrieben.The rotary motor 1 according to this embodiment is a three-phase synchronous generator that functions as an electric motor or a generator to be used, for example, as a drive source for an electric vehicle (EV vehicle), a hybrid electric vehicle (HEV vehicle), or the like. As shown in 1 As shown, the rotary motor 1 is configured such that a rotatable rotor 10 and a stator 20 fixedly arranged around the rotor 10 are accommodated in a motor housing 30. In the following, the motor housing 30, the rotor 10 and the stator 20 constituting the rotary motor 1 will be described respectively.

(Motorgehäuse)(engine housing)

Das oben beschriebene Motorgehäuse 30 wird durch Abdecken eines Öffnungsabschnitts eines zylindrischen Körpers 30A, der an einem Ende offen ist, mit einer kreisförmigen plattenförmigen Abdeckung 30B gebildet. Beispielsweise wird das Motorgehäuse durch Druckguss von Aluminium, Aluminiumlegierung oder dergleichen geformt.The motor housing 30 described above is formed by covering an opening portion of a cylindrical body 30A which is open at one end with a circular plate-shaped cover 30B. For example, the motor housing is formed by die-casting of aluminum, aluminum alloy or the like.

(Rotor)(Rotor)

Der oben beschriebene Rotor 10 ist so ausgebildet, dass er umfasst: einen zylindrischen Rotorkern 11, eine zylindrische Welle (Motorwelle) 12, die in axialer Richtung (Links-Rechts-Richtung in 1) durch die Mitte des Rotorkerns 11 durchgehend verläuft, und mehrere Permanentmagnete 13 (siehe 2), die in den Außenumfangsabschnitt des Rotorkerns 11 eingebettet sind. Die beiden axialen Enden der Welle 12 werden durch Lager (Kugellager) 14, 15 drehbar gelagert, die jeweils an dem Körper 30A bzw. der Abdeckung 30B des Motorgehäuses 30 vorgesehen sind. So kann sich der Rotor 10 um den Wellenmittelpunkt (Drehpunkt) der Welle 12 drehen.The rotor 10 described above is designed to include: a cylindrical rotor core 11, a cylindrical shaft (motor shaft) 12 which extends in the axial direction (left-right direction in 1 ) runs through the center of the rotor core 11, and several permanent magnets 13 (see 2 ) embedded in the outer peripheral portion of the rotor core 11. The two axial ends of the shaft 12 are rotatably supported by bearings (ball bearings) 14, 15 provided on the body 30A and the cover 30B of the motor housing 30, respectively. Thus, the rotor 10 can rotate about the shaft center (pivot point) of the shaft 12.

Der oben beschriebene Rotorkern 11 ist zylindrisch geformt, indem mehrere plattenförmige, dünne elektromagnetische Stahlbleche 11a aus Eisen, Ferrolegierungen oder dergleichen aufeinander gestapelt werden. Einzelne elektromagnetische Stahlbleche 11a werden ringförmig geformt, zum Beispiel durch Prägen und Stanzen. Dabei werden die mehreren elektromagnetischen Stahlbleche 11a durch Nieten, Schweißen usw. miteinander zu einer Einheit verbunden. Der Rotorkern 11, der durch Stapeln dieser elektromagnetischen Stahlbleche 11a gebildet wird, wird am Außenumfang der Welle 12 durch Nieten, Heißpressen, Befestigen mit Muttern usw. fixiert. Somit kann sich der Rotorkern 11 einstückig mit der Welle 12 drehen.The rotor core 11 described above is formed into a cylinder by stacking a plurality of plate-shaped thin electromagnetic steel sheets 11a made of iron, ferroalloys or the like. Individual electromagnetic steel sheets 11a are formed into a ring shape, for example, by stamping and punching. At this time, the plurality of electromagnetic steel sheets 11a are joined together into a unit by riveting, welding, etc. The rotor core 11 formed by stacking these electromagnetic steel sheets 11a is fixed to the outer circumference of the shaft 12 by riveting, hot pressing, fastening with nuts, etc. Thus, the rotor core 11 can rotate integrally with the shaft 12.

Zudem sind die mehreren Permanentmagnete 13, wie in 2 dargestellt, als rechteckige Platten ausgebildet, die sich in axialer Richtung (in der Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene in 2) länger erstrecken. Im Außenumfangsabschnitt des Rotorkerns 11 sind insgesamt 8 Gruppen von Magnetpol-Abschnitten 40 in gleichem Winkelabstand (Abstand von 45°) in Umfangsrichtung vorgesehen, die so ausgebildet sind, dass jeweils drei Permanentmagnete 13 dreieckig vorgesehen sind. An den beiden Enden der einzelnen Permanentmagnete 13 des Rotorkerns 11 in der Längsrichtung ist zudem jeweils ein hohler Abschnitt 16 mit einem rechteckigen Querschnitt in axialer Richtung (in der Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene in 2) durchgehend vorgesehen (siehe 3 und 4).In addition, the multiple permanent magnets 13, as in 2 shown, designed as rectangular plates, which extend in the axial direction (in the direction perpendicular to the plane of the drawing in 2 ) longer. In the outer peripheral portion of the rotor core 11, a total of 8 groups of magnetic pole sections 40 are provided at equal angular intervals (45° intervals) in the circumferential direction, which are designed such that three permanent magnets 13 are provided in a triangular manner. At the two ends of the individual permanent magnets 13 of the rotor core 11 in the longitudinal direction, a hollow section 16 with a rectangular cross section is also provided in the axial direction (in the direction perpendicular to the plane of the drawing in 2 ) is provided throughout (see 3 and 4 ).

Dabei werden die mehreren Magnetpol-Abschnitte 40 (8 Gruppen davon) durch N-Pol Magnetpol-Abschnitte 40N und S-Pol Magnetpol-Abschnitte 40S gebildet, die abwechselnd in Umfangsrichtung vorgesehen sind. Bei jedem N-Pol Magnetpol-Abschnitt 40N, d.h. bei drei dreieckig vorgesehenen Permanentmagneten 13 (13a, 13b, 13c), wie in 3 dargestellt, ist ein Permanentmagnet 13a in Umfangsrichtung so vorgesehen, dass der N-Pol der äußeren Umfangsseite zugewandt ist, und zwei in radialer Richtung geneigte Permanentmagnete 13b, 13c sind so vorgesehen, dass der N-Poljeweils der gegenüberliegenden inneren Oberflächenseite zugewandt ist.The plurality of magnetic pole sections 40 (8 groups thereof) are formed by N-pole magnetic pole sections 40N and S-pole magnetic pole sections 40S, which are alternately provided in the circumferential direction. In each N-pole magnetic pole section 40N, ie, in three triangularly provided permanent magnets 13 (13a, 13b, 13c), as shown in 3 As shown, one permanent magnet 13a is provided in the circumferential direction so that the N pole faces the outer peripheral side, and two permanent magnets 13b, 13c inclined in the radial direction are provided so that the N pole faces the opposite inner surface side, respectively.

Bei jedem S-Pol Magnetpol-Abschnitt 40S, d.h. bei drei dreieckig vorgesehenen Permanentmagneten 13 (13a, 13b, 13c), wie in 4 dargestellt, ist ein Permanentmagnet 13a in Umfangsrichtung so vorgesehen, dass der S-Pol der äußeren Umfangsseite zugewandt ist, und zwei in radialer Richtung geneigte Permanentmagnete 13b, 13c sind so vorgesehen, dass der S-Pol jeweils der gegenüberliegenden inneren Oberflächenseite zugewandt ist.For each S-pole magnetic pole section 40S, ie for three triangular permanent magnets 13 (13a, 13b, 13c), as in 4 As shown, one permanent magnet 13a is provided in the circumferential direction so that the S pole faces the outer peripheral side, and two permanent magnets 13b, 13c inclined in the radial direction are provided so that the S pole faces the opposite inner surface side, respectively.

Außerdem ist eine in 2 dargestellte d-Achse (direkte Achse) eine Magnetpol-Mittellinie, die eine Richtung des Hauptmagnetflusses jedes N-Pol Magnetpol-Abschnitts 40N und jedes S-Pol Magnetpol-Abschnitts 40S anzeigt, und eine q-Achse (Quadraturachse) ist eine Achse, die elektrisch und magnetisch orthogonal zur d-Achse verläuft (die Achse zwischen dem N-Pol Magnetpol-Abschnitt 40N und dem S-Pol Magnetpol-Abschnitt 40S). Beim Drehmotor 1 gemäß dieser Ausführungsform sind jeweils acht d-Achsen und jeweils acht q-Achsen abwechselnd in Umfangsrichtung vorgesehen und sie sind in einem Winkelabstand von 22,5° angeordnet.In addition, a 2 a d-axis (direct axis) shown is a magnetic pole center line indicating a direction of the main magnetic flux of each N-pole magnetic pole section 40N and each S-pole magnetic pole section 40S, and a q-axis (quadrature axis) is an axis electrically and magnetically orthogonal to the d-axis (the axis between the N-pole magnetic pole section 40N and the S-pole magnetic pole section 40S). In the rotary motor 1 according to this embodiment, eight d-axes and eight q-axes are alternately provided in the circumferential direction, and they are arranged at an angular pitch of 22.5°.

(Stator)(Stator)

Wie in 2 dargestellt, ist der Stator 20 so ausgebildet, dass er einen zylindrischen Statorkern 21 und mehrere Spulen 22 umfasst. Der oben beschriebene Statorkern 21 ist dabei zylindrisch geformt, indem mehrere plattenförmige, dünne elektromagnetische Stahlbleche 21a aus Eisen, Ferrolegierungen oder dergleichen aufeinander gestapelt werden. Einzelne elektromagnetische Stahlbleche 21a werden ringförmig geformt, zum Beispiel durch Prägen und Stanzen. Die mehreren elektromagnetischen Stahlbleche 21a werden hier durch Nieten, Schweißen usw. miteinander zu einer Einheit verbunden.As in 2 As shown, the stator 20 is formed to include a cylindrical stator core 21 and a plurality of coils 22. The stator core 21 described above is formed into a cylinder by stacking a plurality of plate-shaped thin electromagnetic steel sheets 21a made of iron, ferroalloys or the like. Individual electromagnetic steel sheets 21a are formed into a ring shape, for example, by stamping and punching. The plurality of electromagnetic steel sheets 21a are joined together into a unit by riveting, welding, etc.

Der oben beschriebene Statorkern 21 weist ein ringförmiges Joch 21A und mehrere (48, im Beispiel der Figur) Zähne 21B auf, die sich an der inneren Umfangsseite des Jochs 21A radial nach innen erstrecken. Dabei sind die mehreren (48) Zähne 21B in gleichem Winkelabstand (Abstand von 7,5°) in Umfangsrichtung ausgebildet. Zwischen den benachbarten Zähnen 21 B ist jeweils eine in axialer Richtung durchgehende Nut 21C ausgebildet. Dementsprechend sind am Statorkern 21 mehrere (48) Nuten 21C in gleicher Anzahl wie die Zähne 21 B in gleichem Winkelabstand (Abstand von 7,5°) in Umfangsrichtung ausgebildet. Beim Drehmotor 1 gemäß dieser Ausführungsform wird die Form von 8 Polen mit 48 Nuten verwendet.The stator core 21 described above has an annular yoke 21A and a plurality of (48, in the example of the figure) teeth 21B which extend radially inward on the inner peripheral side of the yoke 21A. The plurality of (48) teeth 21B are formed at the same angular distance (distance of 7.5°) in the circumferential direction. A continuous groove 21C is formed between the adjacent teeth 21B in the axial direction. Accordingly, a plurality of (48) grooves 21C in the same number as the teeth 21B are formed at the same angular distance (distance of 7.5°) in the circumferential direction. In the rotary motor 1 According to this embodiment, the shape of 8 poles with 48 slots is used.

Im Statorkern 21 ist dabei jeweils eine Spule 22 um jeden Zahn 21B vorgesehen. Die Spule 22 wird beispielsweise durch Wickeln eines isolierend ummantelten Drahtes gebildet. Hierbei bestehen die mehreren Spulen 22 aus U-Phasen-Spulen, V-Phasen-Spulen und W-Phasen-Spulen. Wenn an jede der Spulen 22, die aus diesen U-Phasen-Spulen, V-Phasen-Spulen und W-Phasen-Spulen bestehen, ein Wechselstrom angelegt wird, wird in jeder der Spulen 22 ein magnetisches Wechselfeld in einer Richtung erzeugt, in der die U-Phasen-Spulen, die V-Phasen-Spulen und die W-Phasen-Spulen durchlaufen werden.In the stator core 21, a coil 22 is provided around each tooth 21B. The coil 22 is formed, for example, by winding an insulating-coated wire. Here, the plurality of coils 22 consist of U-phase coils, V-phase coils, and W-phase coils. When an alternating current is applied to each of the coils 22 consisting of these U-phase coils, V-phase coils, and W-phase coils, an alternating magnetic field is generated in each of the coils 22 in a direction in which the U-phase coils, the V-phase coils, and the W-phase coils are traversed.

Wie in 1 dargestellt, ist der wie oben gebildete Stator 20 mit Hilfe von 4 Bolzen (in 1 wird nur 1 Bolzen dargestellt) 23 als Befestigungsmittel am Motorgehäuse 30 fixiert. Insbesondere sind am Außenumfang des Statorkerns 21 (Joch 21A) vier Fixierungsabschnitte 24 auf vier orthogonalen q-Achsen vorgesehen, die einstückig radial nach außen vorstehen und in axialer Richtung gesehen im Wesentlichen dreieckig sind, wie in 2 dargestellt. Mit anderen Worten sind die vier Fixierungsabschnitte 24 am Außenumfangsabschnitt des Statorkerns 21 in gleichem Winkelabstand (Abstand von 90°) in Umfangsrichtung einstückig vorstehend vorgesehen. In den einzelnen Fixierungsabschnitten 24 ist jeweils ein Bolzen-Durchführungsloch 24a in Form eines kreisförmigen Lochs in axialer Richtung (in der Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene in 2) durchgehend vorgesehen. Bei einer von jedem der Fixierungsabschnitte 24 gebildeten Form, d. h. bei einer in axialer Richtung gesehen im Wesentlichen dreieckigen Form, ist zudem die Oberkante des Dreiecks als konvexe, kreisbogenförmig gekrümmte Fläche ausgebildet, und die beiden Schenkel des Dreiecks sind als konkave, kreisbogenförmig gekrümmte Flächen ausgebildet, die glatt mit dem Außenumfang des ringförmigen Statorkerns 21 (Joch 21A) verbunden ist. Durch eine solche Einstellung der Form jedes Fixierungsabschnitts 24 kann eine Spannungskonzentration an den beiden Basisenden (den Verbindungsabschnitten mit dem Joch 21A) des Fixierungsabschnitts 24 vermieden und damit kann das Auftreten von Rissen an den beiden Basisenden usw. verhindert werden.As in 1 As shown, the stator 20 formed as above is fixed by means of 4 bolts (in 1 only 1 bolt is shown) 23 as a fastening means to the motor housing 30. In particular, on the outer circumference of the stator core 21 (yoke 21A), four fixing portions 24 are provided on four orthogonal q-axes, which integrally project radially outward and are substantially triangular when viewed in the axial direction, as shown in 2 In other words, the four fixing sections 24 are provided on the outer peripheral section of the stator core 21 at an equal angular pitch (pitch of 90°) in the circumferential direction in one piece. In each of the fixing sections 24, a bolt through hole 24a in the form of a circular hole is formed in the axial direction (in the direction perpendicular to the plane of the drawing in 2 ) is provided throughout. In addition, in a shape formed by each of the fixing portions 24, that is, in a substantially triangular shape as viewed in the axial direction, the upper edge of the triangle is formed as a convex circular arc curved surface, and the two legs of the triangle are formed as concave circular arc curved surfaces smoothly connected to the outer periphery of the annular stator core 21 (yoke 21A). By setting the shape of each fixing portion 24 in this way, stress concentration at the two base ends (the connecting portions with the yoke 21A) of the fixing portion 24 can be avoided, and thus occurrence of cracks at the two base ends, etc. can be prevented.

Wie in 1 dargestellt, ist dabei der Stator 20 am Motorgehäuse 30 fixiert, indem insgesamt 4 Bolzen (in 1 wird nur 1 Bolzen dargestellt) 23 in den Körper 30A des Motorgehäuses 30 geschraubt werden. Die Bolzen 23 werden jeweils durch die Bolzen-Durchführungslöcher 24a hindurchgeführt, die jeweils in vier Fixierungsabschnitten 24 (siehe 2) durchgehend vorgesehen sind.As in 1 As shown, the stator 20 is fixed to the motor housing 30 by a total of 4 bolts (in 1 only 1 bolt is shown) 23 are screwed into the body 30A of the motor housing 30. The bolts 23 are each passed through the bolt through holes 24a, which are each provided in four fixing sections 24 (see 2 ) are provided throughout.

Bei dem Drehmotor 1 gemäß dieser Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass, in einem Zustand, in dem eine q-Achse des Rotors 10 durch die Mitte des Fixierungsabschnittes 24 verläuft, in dem Statorkern 21 auf vier anderen q-Achsen als den vier durch die Mitte der jeweiligen Fixierungsabschnitte 24 verlaufenden q-Achsen jeweils eine in Axialrichtung durchgehende Magnetflussbarriere 25 in Form eines kreisförmigen Lochs ausgebildet ist, wie in 2 dargestellt. Wie oben beschrieben, sind hier vier Fixierungsabschnitte 24 in gleichem Winkelabstand (Abstand von 90°) um den Außenumfang des Statorkerns 21 auf den zueinander orthogonalen q-Achsen ausgebildet, während jeweils insgesamt vier Magnetflussbarrieren 25 auf einzelnen anderen q-Achsen als den insgesamt vier durch die Mitten der jeweiligen Fixierungsabschnitte 24 verlaufenden q-Achsen (an einer in Umfangsrichtung mittleren Position (in einem Winkel von 45° in Bezug auf die durch die Mitte des Fixierungsabschnitts 24 verlaufende q-Achse) zwischen den beiden in Umfangsrichtung benachbarten Fixierungsabschnitten 24) ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass vier Magnetflussbarrieren 25 im Statorkern 21 in gleichem Winkelabstand (Abstand von 90°) in Umfangsrichtung ausgebildet.However, in the rotary motor 1 according to this embodiment, in a state in which a q-axis of the rotor 10 passes through the center of the fixing portion 24, a magnetic flux barrier 25 in the form of a circular hole extending in the axial direction is formed in the stator core 21 on four q-axes other than the four q-axes passing through the center of the respective fixing portions 24, as shown in 2 Here, as described above, four fixing portions 24 are formed at an equal angular distance (90° interval) around the outer circumference of the stator core 21 on the mutually orthogonal q-axes, while a total of four magnetic flux barriers 25 are formed on individual q-axes other than the total of four q-axes passing through the centers of the respective fixing portions 24 (at a circumferentially middle position (at an angle of 45° with respect to the q-axis passing through the center of the fixing portion 24) between the two circumferentially adjacent fixing portions 24). In other words, in this embodiment, four magnetic flux barriers 25 are formed in the stator core 21 at an equal angular distance (90° interval) in the circumferential direction.

Außerdem ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass vier Fixierungsabschnitte 24 am Außenumfang des Statorkerns 21 in gleichem Winkelabstand (Abstand von 90 Grad) in Umfangsrichtung vorstehend vorgesehen, wobei die Anzahl dieser Fixierungsabschnitte 24 beliebig ist. Wenn jedoch die Anzahl der Fixierungsabschnitte 24 zwei beträgt, kann die Montagefestigkeit des Stators 20 am Motorgehäuse 30 unzureichend sein. Wenn die Anzahl der Fixierungsabschnitte 24 sechs beträgt, wird zwar die Montagefestigkeit des Stators 20 am Motorgehäuse 30 verbessert, besteht jedoch das Problem einer komplexeren Form des Statorkerns 21 und damit höherer Herstellungskosten. Daher ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass die Anzahl der Fixierungsabschnitte 24 auf vier festgelegt wird.In addition, in this embodiment, it is provided that four fixing portions 24 are provided on the outer periphery of the stator core 21 at an equal angular pitch (90 degree pitch) in the circumferential direction, and the number of these fixing portions 24 is arbitrary. However, if the number of the fixing portions 24 is two, the mounting strength of the stator 20 to the motor housing 30 may be insufficient. If the number of the fixing portions 24 is six, although the mounting strength of the stator 20 to the motor housing 30 is improved, there is a problem that the shape of the stator core 21 is more complex and thus the manufacturing cost is higher. Therefore, in this embodiment, it is provided that the number of the fixing portions 24 is set to four.

Ferner ist in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass die Magnetflussbarriere 25 in Form eines kreisförmigen Loches ausgebildet ist, jedoch nicht darauf beschränkt ist, sondern auch in Form eines elliptischen Loches, eines polygonalen Loches usw. ausgebildet sein kann. Die Größe der Magnetflussbarriere 25 kann auch im Rahmen der Erreichung der Ziele der vorliegenden Erfindung beliebig gewählt werden.Furthermore, in this embodiment, the magnetic flux barrier 25 is provided in the shape of a circular hole, but is not limited thereto, but may be formed in the shape of an elliptical hole, a polygonal hole, etc. The size of the magnetic flux barrier 25 may also be arbitrarily selected within the scope of achieving the objects of the present invention.

[Funktion und Wirkung des Drehmotors][Function and effect of the rotary motor]

Im Folgenden werden die Funktion und die Wirkung des Drehmotors 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.The function and effect of the rotary motor 1 according to this embodiment will be described below.

Wenn beispielsweise der Drehmotor 1 gemäß dieser Ausführungsform, der in einem Elektrofahrzeug (kurz: EV Fahrzeug), Hybrid-Elektrofahrzeug (kurz: HEV Fahrzeug) oder dergleichen (im Folgenden kurz als „Fahrzeug“ bezeichnet) eingebaut ist, als Elektromotor (engl.: motor) fungiert, der die Räder treibt und sie in Drehung setzt, wird der von einer Gleichstromquelle wie einer nicht dargestellten Batterie oder dergleichen abgegebene Gleichstrom durch einen nicht dargestellten Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Wenn dieser Wechselstrom jeweils den mehreren Spulen (U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen) 22, die am Stator 20 des Drehmotors 1 vorgesehen sind, zugeführt wird, wird durch diese Spulen 22 ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Insbesondere wird der magnetische Fluss von einzelnen Spulen (U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spule) 22 zu einem synthetischen magnetischen Drehfluss, und synchron mit dem magnetischen Drehfluss dreht sich der Rotor 10, in dem die mehreren Permanentmagnete 13 eingebettet sind, die im Bereich zur Erzeugung des magnetischen Drehflusses vorgesehen sind.For example, when the rotary motor 1 according to this embodiment, which is installed in an electric vehicle (EV vehicle), hybrid electric vehicle (HEV vehicle), or the like (hereinafter referred to as "vehicle"), functions as an electric motor that drives the wheels and causes them to rotate, the direct current output from a direct current source such as an unillustrated battery or the like is converted into alternating current by an unillustrated inverter. When this alternating current is respectively supplied to the plurality of coils (U-phase, V-phase, and W-phase coils) 22 provided on the stator 20 of the rotary motor 1, a rotating magnetic field is generated by these coils 22. Specifically, the magnetic flux of individual coils (U-phase, V-phase, and W-phase coils) 22 becomes a synthetic rotating magnetic flux, and in synchronization with the rotating magnetic flux, the rotor 10 in which the plurality of permanent magnets 13 provided in the rotating magnetic flux generation region are embedded rotates.

Mit anderen Worten wird die von der Batterie gelieferte elektrische Energie durch den Drehmotor 1 in Rotationsenergie (mechanische Energie) des Rotors 10 umgewandelt und sie wird zur Drehung der Welle 12 abgegeben. Außerdem wird die Drehung der Welle 12 über ein nicht dargestelltes Getriebe, ein Differential oder dergleichen auf eine nicht dargestellte Fahrzeugachse übertragen. Die auf der Fahrzeugachse montiertes Räder (nicht dargestellt) werden getrieben und in Drehung versetzt, wodurch das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt.In other words, the electric power supplied from the battery is converted into rotational energy (mechanical energy) of the rotor 10 by the rotary motor 1, and it is output to rotate the shaft 12. In addition, the rotation of the shaft 12 is transmitted to an unillustrated vehicle axle via an unillustrated gear, a differential or the like. The wheels (not shown) mounted on the vehicle axle are driven and rotated, whereby the vehicle travels at a certain speed.

Bei dem Statorkern 21 des Drehmotors 1 gemäß dieser Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass, in einem Zustand, in dem sich die q-Achsen des Rotors 10 durch die jeweiligen Mitten der Fixierungsabschnitte 24 verlaufen (wie in 2 dargestellt), auf den anderen q-Achsen als den vier durch die jeweiligen Mitten der jeweiligen Fixierungsabschnitte 24 verlaufenden q-Achsen (an einer in Umfangsrichtung mittleren Position zwischen den beiden in Umfangsrichtung benachbarten Fixierungsabschnitten 24) insgesamt vier Magnetflussbarrieren 25 in gleichem Winkelabstand (Abstand von 90°) in Umfangsrichtung ausgebildet sind. Im Fall, in dem der Drehmotor 1 als Elektromotor (engl.: motor) funktioniert, können daher die Änderungen des an den Rotor 10 (Welle 12) abgegebenen Drehmoments, d. h. die Drehmomentwelligkeit, gering gehalten werden. Im Folgenden wird anhand der 5 bis 7 die Begründung erläutert.However, in the stator core 21 of the rotary motor 1 according to this embodiment, it is provided that, in a state in which the q-axes of the rotor 10 pass through the respective centers of the fixing portions 24 (as shown in 2 shown), on the q-axes other than the four q-axes passing through the respective centers of the respective fixing sections 24 (at a circumferentially middle position between the two circumferentially adjacent fixing sections 24), a total of four magnetic flux barriers 25 are formed at the same angular distance (distance of 90°) in the circumferential direction. In the case where the rotary motor 1 functions as an electric motor, the changes in the torque delivered to the rotor 10 (shaft 12), ie the torque ripple, can be kept small. In the following, based on the 5 to 7 the reasoning is explained.

5 und 6 sind jeweils eine obere Halbansicht eines Rotors und eines Stators, durch denen in einem Statorkern unter einem vorgegebenen elektrischen Winkel ein magnetischer Fluss erzeugt wird, (a) ist eine Ansicht für den magnetischen Fluss des Drehmotors der vorliegenden Erfindung, und (b) ist eine Ansicht für den magnetischen Fluss eines herkömmlichen Drehmotors. 7 ist eine Ansicht für einen Vergleich der Drehmomentänderungen des Drehmotors gemäß der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit vom elektrischen Winkel mit den Drehmomentänderungen des herkömmlichen Drehmotors. 5 and 6 are respectively a top half view of a rotor and a stator by which a magnetic flux is generated in a stator core at a predetermined electrical angle, (a) is a view for the magnetic flux of the rotary motor of the present invention, and (b) is a view for the magnetic flux of a conventional rotary motor. 7 is a view for comparing torque changes of the rotary motor according to the present invention with respect to electrical angle with torque changes of the conventional rotary motor.

Siehe (a) von 5. In einem Zustand, in dem die d-Achsen des Rotors 10 durch die jeweiligen Mitten der vier Fixierungsabschnitte 24 verlaufen, fließen gegenseitig umgekehrte magnetische Flüsse f1, f2, die aus einzelnen am Rotor 10 vorgesehenen N-Pol Magnetpol-Abschnitten 40N austreten und in einzelne S-Pol Magnetpol-Abschnitte 40S eintreten, durch den Statorkern 21. Da sich einzelne Fixierungsabschnitte 24 jedoch an einer Stelle befinden, an der sich die magnetischen Flüsse f1 und f2 verzweigen, fließen die magnetischen Flüsse f1, f2 nicht durch einzelne Fixierungsabschnitte 24. Zudem werden die magnetischen Flüsse f1, f2 nicht durch die Magnetflussbarrieren 25 behindert, da sich einzelne Magnetflussbarrieren 25 an einer Stelle befinden, an der sich die magnetischen Flüsse f1 und f2 verzweigen. Somit ist der magnetische Flusswiderstand in dem in 7 dargestellten Motorwinkelbereich a gleich dem magnetischen Flusswiderstand bei dem herkömmlichen Drehmotor ohne Magnetflussbarrieren 25, wie in (b) von 5 dargestellt. Als Ergebnis davon ist die Wellenform des Drehmoments im vorgegebenen elektrischen Winkelbereich a bei dem Drehmotor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung und bei einem herkömmlichen Drehmotor identisch, wie in 7 gezeigt. Außerdem sind in (b) von 5 und (b) von 6 die Folgenden dargestellt: Rotor 110, Rotorkern 111, N-Pol Magnetpol-Abschnitt 140N, S-Pol Magnetpol-Abschnitt 140S, Stator 120, Statorkern 121, Spule 122 und Fixierungsabschnitt 124.See (a) of 5 . In a state where the d-axes of the rotor 10 pass through the respective centers of the four fixing sections 24, mutually reversed magnetic fluxes f1, f2 exiting from individual N-pole magnetic pole sections 40N provided on the rotor 10 and entering individual S-pole magnetic pole sections 40S flow through the stator core 21. However, since individual fixing sections 24 are located at a location where the magnetic fluxes f1 and f2 branch, the magnetic fluxes f1, f2 do not flow through individual fixing sections 24. In addition, since individual magnetic flux barriers 25 are located at a location where the magnetic fluxes f1 and f2 branch, the magnetic fluxes f1, f2 are not obstructed by the magnetic flux barriers 25. Thus, the magnetic flux resistance in the state shown in 7 shown motor angle range a is equal to the magnetic flux resistance in the conventional rotary motor without magnetic flux barriers 25, as shown in (b) of 5 As a result, the waveform of the torque in the predetermined electrical angle range a is identical in the rotary motor 1 according to the present invention and in a conventional rotary motor, as shown in 7 shown. In addition, in (b) of 5 and (b) of 6 the following: rotor 110, rotor core 111, N-pole magnetic pole section 140N, S-pole magnetic pole section 140S, stator 120, stator core 121, coil 122 and fixing section 124.

Andererseits fließt bei dem in (b) von 6 dargestellten herkömmlichen Drehmotor jeweils ein Teil f3 des magnetischen Flusses f2 durch einzelne Fixierungsabschnitte 124, wenn die q-Achsen des Rotors 110 jeweils durch die Mitten der vier Fixierungsabschnitte 124 verlaufen. Dies entspricht einer Erweiterung des Magnetkreises, wodurch der magnetische Widerstand verringert wird. In dem in 7 dargestellten elektrischen Winkelbereich b, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, steigt die Wellenform des Drehmoments an und das Drehmoment mit einem Maximalwert wird angezeigt.On the other hand, in the case of (b) of 6 In the conventional rotary motor shown in FIG. 1, a part f3 of the magnetic flux f2 passes through individual fixing sections 124 when the q-axes of the rotor 110 pass through the centers of the four fixing sections 124. This corresponds to an extension of the magnetic circuit, which reduces the magnetic resistance. In the 7 shown electrical angle range b, as indicated by the dashed line, increases the torque waveform and the torque with a maximum value is displayed.

Im Gegensatz dazu fließt bei dem Drehmotor 1 der vorliegenden Erfindung jeweils der Teil f3 des magnetischen Flusses f2 auch durch einzelne Fixierungsabschnitte 24, wie in (a) von 6 gezeigt. Durch Bereitstellung einer Magnetflussbarriere 25 auf dem Weg des magnetischen Flusses f1 wird aufgrund dieser Magnetflussbarriere 25 der Magnetkreis jedoch verengt und der magnetische Widerstand steigt an. Infolgedessen wird die Verringerung des magnetischen Widerstandes, die durch einen Fluss des magnetischen Flusses f3 durch den Fixierungsabschnitt 24 verursacht wird, durch die Erhöhung des magnetischen Widerstandes, die durch die Magnetflussbarriere 25 verursacht wird, aufgehoben. Dadurch wird der Anstieg der Wellenform des Drehmoments im elektrischen Winkelbereich b von 7 verhindert, und die Wellenform des Drehmoments weist über den gesamten elektrischen Winkelbereich eine im Wesentlichen identische Form auf, wie durch die durchgezogene Linie in 7 angedeutet. Als Ergebnis davon werden die Änderungen des Drehmoments des Rotors 10 (also der Welle 12), d.h. die Drehmomentwelligkeit, gering gehalten, und die Vibrationen und Geräusche des Drehmotors 1 werden dann niedrig gehalten. Zusätzlich stellt die Drehmomentwelligkeit in Prozent im Verhältnis zum durchschnittlichen Drehmoment die Änderung des Ausgangsdrehmoments des Rotors 10 (also der Welle 12) dar.In contrast, in the rotary motor 1 of the present invention, the part f3 of the magnetic flux f2 also flows through individual fixing sections 24, as shown in (a) of 6 However, by providing a magnetic flux barrier 25 on the path of the magnetic flux f1, the magnetic circuit is narrowed and the magnetic resistance increases due to this magnetic flux barrier 25. As a result, the reduction in the magnetic resistance caused by a flow of the magnetic flux f3 through the fixing portion 24 is canceled by the increase in the magnetic resistance caused by the magnetic flux barrier 25. This suppresses the increase in the waveform of the torque in the electrical angle range b of 7 prevented, and the torque waveform has an essentially identical shape over the entire electrical angle range, as shown by the solid line in 7 As a result, the changes in the torque of the rotor 10 (i.e., the shaft 12), ie the torque ripple, are kept small, and the vibration and noise of the rotary motor 1 are then kept low. In addition, the torque ripple represents the change in the output torque of the rotor 10 (i.e., the shaft 12) in percent with respect to the average torque.

Andererseits funktioniert der im Fahrzeug eingebaute Drehmotor 1 als Generator (engl.: generator), wenn das Fahrzeug durch regeneratives Bremsen verzögert wird. Das heißt, wenn der Rotor 10 in Drehung versetzt wird, indem er durch die Drehkraft von der Radseite zur Welle 12 des Drehmotors 1 angetrieben wird, wird durch einen magnetischen Drehfluss der in diesem Rotor 10 eingebetteten Permanentmagnete 13 ein Wechselstrom in den Spulen 22 des Stators 20 durch Stromerzeugung erzeugt. Dabei wird der durch die Stromerzeugung erzeugte Wechselstrom durch einen nicht dargestellten Wandler in einen Gleichstrom umgewandelt. Die nicht dargestellte Batterie wird mit diesem Gleichstrom geladen.On the other hand, the rotary motor 1 installed in the vehicle functions as a generator when the vehicle is decelerated by regenerative braking. That is, when the rotor 10 is rotated by being driven by the rotational force from the wheel side to the shaft 12 of the rotary motor 1, an alternating current is generated in the coils 22 of the stator 20 by power generation by a rotating magnetic flux of the permanent magnets 13 embedded in this rotor 10. At this time, the alternating current generated by the power generation is converted into a direct current by a converter (not shown). The battery (not shown) is charged with this direct current.

Darüber hinaus wurde oben die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Drehmotor, der in einem Elektrofahrzeug (kurz: EV Fahrzeug), einem Hybrid-Elektrofahrzeug (kurz: HEV Fahrzeug) oder dergleichen eingebaut ist beschrieben, aber die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Drehmotor für eine beliebige Verwendung angewendet werden.Moreover, the application of the present invention to a rotary motor installed in an electric vehicle (EV vehicle), a hybrid electric vehicle (HEV vehicle) or the like has been described above, but the present invention can also be applied to a rotary motor for any use.

Darüber hinaus wurde oben die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Drehmotor (bzw. einen elektrischen Generator), die als Elektromotor (engl.: motor) und Generator (engl.: generator) funktioniert, beschrieben, aber die vorliegende Erfindung kann auch auf einen Drehmotor, der nur als Elektromotor (engl.: motor) funktioniert, angewendet werden.Furthermore, the application of the present invention to a rotary motor (or an electric generator) that functions as an electric motor and a generator has been described above, but the present invention can also be applied to a rotary motor that functions only as an electric motor.

Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf der Anwendung der oben dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Natürlich können verschiedene Modifikationen innerhalb des Umfangs der technischen Ideen vorgenommen werden, die in den Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen erläutert werden.Furthermore, the present invention is not limited to the application of the embodiments shown above. Of course, various modifications can be made within the scope of the technical ideas explained in the claims, the description and the accompanying drawings.

(Bezugszeichenliste)(List of reference symbols)

11: DrehmotorRotary motor
1010: Rotorrotor
1111: StatorkernStator core
1212: WelleWave
1313: PermanentmagnetePermanent magnets
2020: Statorstator
2121: StatorkernStator core
21A21A: Joch des StatorkernsStator core yoke
21B21B: Zahn des StatorkernsTooth of the stator core
21C21C: Nut des StatorkernsStator core slot
2222: SpuleKitchen sink
2323: Bolzen (Befestigungsmittel)Bolts (fasteners)
2424: FixierungsabschnittFixation section
24a24a: Bolzen-Durchführungsloch (Durchgangsloch)Bolt through hole (through hole)
2525: MagnetflussbarriereMagnetic flux barrier
3030: MotorgehäuseEngine housing
4040: Magnetpol-AbschnittMagnetic pole section
40N40N: N Magnetpol-AbschnittN Magnetic pole section
40S40S: S Magnetpol-AbschnittS Magnetic pole section

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP2021142395 [0002]
JP2017060326 [0006]
WO 2014046101 [0006]

Claims

A rotary motor comprising: a rotatable rotor having a plurality of permanent magnets embedded in the outer circumference; a stator which is fixedly arranged around the rotor and provided with a plurality of coils in a stator core; and a motor housing, the rotor and the stator being accommodated inside the motor housing, the rotary motor being configured in that the stator is fixed to the motor housing by means of fastening means, which fastening means are passed through a plurality of fixing portions which protrude radially outward from an outer peripheral edge of the stator core, characterized in that in a state in which a q-axis of the rotor passes through the center of the fixing portion, an axially continuous magnetic flux barrier is formed in the stator core on a q-axis other than the q-axis passing through the center of the fixing portion.

Rotary motor according to Claim 1 , characterized in that the N-magnetic pole sections and the S-magnetic pole sections are arranged alternately in the circumferential direction on the outer circumference of the rotor, wherein the respective N-pole magnetic pole and the respective S-pole magnetic pole are designed such that three permanent magnets, viewed in the axial direction, are each provided triangularly.

Rotary motor according to Claim 2 , characterized in that four N-pole magnetic poles and four S-pole magnetic poles are arranged alternately at an equal angular distance in the circumferential direction, and that four fixing sections are formed at an equal angular distance in the circumferential direction of the stator core, and that the magnetic flux barriers are each formed in a middle position in the circumferential direction between two circumferentially adjacent fixing sections.

Rotary motor according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the fixing portion is a substantially triangular portion which rises radially outward from an outer peripheral edge of the stator, wherein a through hole for passing the fastening means is provided continuously in the middle of the fixing portion.