JP6748852B2

JP6748852B2 - Brushless motor

Info

Publication number: JP6748852B2
Application number: JP2017541421A
Authority: JP
Inventors: 松尾　英明; 英明松尾; 哲司舟津; 俊幸玉村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2036-09-16
Also published as: WO2017051522A1; CN207518374U; JPWO2017051522A1

Description

本発明はブラシレスモータの構造に関するものである。 The present invention relates to the structure of a brushless motor.

このようなブラシレスモータの１つとして、ロータコアに設けられたスロット部に磁石を配置する磁石埋め込み型のブラシレスモータがある。この磁石埋め込み型のブラシレスモータは、マグネットトルクに加え、リラクタンストルクを得ることができるため、高効率が要求される圧縮機用モータ等に使用されている。 As one of such brushless motors, there is a magnet-embedded brushless motor in which magnets are arranged in slots provided in a rotor core. This magnet-embedded brushless motor can obtain reluctance torque in addition to magnet torque, and is therefore used in compressor motors and the like that require high efficiency.

磁石埋め込み型のロータコアにおいて、１極中に２つのスロット部を備えた構成、すなわち、スロット部それぞれに１つの磁石を配置して２つのスロット部の間を物理的に離した場合、その２つのスロット部の間の金属部分で、ロータコアの外周側と中心側で繋がることになる。そして、磁石によって発生した磁束がスロット部間でのこの金属箇所を通り、その結果、磁石で発生した磁束の漏れがその部分で発生する。そのため、２つのスロット部を物理的につないで１つのスロット部とする場合も有る。 In a magnet-embedded rotor core, two slots are provided in one pole, that is, when one magnet is placed in each slot and the two slots are physically separated from each other, the two The metal portion between the slots connects the outer peripheral side and the center side of the rotor core. Then, the magnetic flux generated by the magnet passes through this metal portion between the slot portions, and as a result, leakage of the magnetic flux generated by the magnet occurs at that portion. Therefore, the two slot portions may be physically connected to form one slot portion.

ところで、上記磁石は、高温または高逆磁界にさらされると不可逆減磁を起こしてしまうことがある。このため、保磁力の大きな磁石を用いたり、あるいは磁石自体の厚さを大きくしたりするなどして、不可逆減磁が起きないようにすることもある。また、逆磁界は磁石に対して局所的に作用することから、逆磁界が集中する磁石端近傍に空隙を設けることもある（例えば、特許文献１参照）。 By the way, the magnet may cause irreversible demagnetization when exposed to a high temperature or a high reverse magnetic field. Therefore, irreversible demagnetization may not occur by using a magnet having a large coercive force or increasing the thickness of the magnet itself. Further, since the reverse magnetic field locally acts on the magnet, a gap may be provided near the end of the magnet where the reverse magnetic field is concentrated (for example, refer to Patent Document 1).

しかしながら、２つのスロット部をつないで１つのスロット部にしてロータコアの外周側と中心側を分離しつつ、さらに逆磁界が集中する磁石端近傍に空隙を設けたとしても、ステータ側より発生する逆磁界がさらに大きくなるような場合では、十分に磁石の不可逆減磁を低減することができなかった。 However, even if two slots are connected to form one slot to separate the outer peripheral side and the center side of the rotor core, and even if a gap is provided near the magnet end where the reverse magnetic field concentrates, the reverse side generated from the stator side is generated. In the case where the magnetic field becomes larger, the irreversible demagnetization of the magnet could not be sufficiently reduced.

特開２００３−１４３７８８号公報JP, 2003-143788, A

本発明のブラシレスモータは、ステータコアに巻線を施してなるステータと、ステータと空隙を介して対向し、回転軸の軸心を回転中心として回転自在に保持されたロータとを有するブラシレスモータである。本ブラシレスモータのロータは、それぞれ１極あたり２つの磁石が埋設されるスロット部を備える。スロット部は、軸心を囲う周方向に複数備えられる。スロット中央部は、２つの磁石の間のスロット中央部の中心近傍の径方向の幅を、スロット部の他の部分の幅より小さくしたものである。この構成により、スロット中央部での漏れ磁束を抑制しつつ、逆磁界をスロット中央部中心付近に導くことで磁石にかかる逆磁界を低減できる。 The brushless motor of the present invention is a brushless motor having a stator having a stator core with windings, and a rotor that faces the stator via a gap and is rotatably held around the axis of the rotating shaft as a center of rotation. .. The rotor of the brushless motor is buried two magnets per pole respectively obtain Bei the absence lot unit. A plurality of slot portions are provided in the circumferential direction surrounding the axis. In the slot central portion, the radial width in the vicinity of the center of the slot central portion between the two magnets is made smaller than the widths of the other portions of the slot portion. With this configuration, it is possible to reduce the reverse magnetic field applied to the magnet by guiding the reverse magnetic field to the vicinity of the center of the slot while suppressing the leakage magnetic flux at the center of the slot.

また、本発明のブラシレスモータにおいて、スロット部は、２つの磁石の間に位置するスロット中央部を底部として径方向に広がるＶ字状である。この構成により、ロータコアのスロット部より外周側の面積がより大きくなることで、磁束がより通り易くなり、逆磁界をスロット中央部中心付近へ導きやすくなることで、磁石にかかる逆磁界を低減できる。 Further, in the brushless motor of the present invention, the slot section, Ru V-shaped der extending radially slots central portion located between the two magnets as the bottom. With this configuration, the area on the outer peripheral side of the slot portion of the rotor core becomes larger, so that the magnetic flux can more easily pass through and the reverse magnetic field can be easily guided to the vicinity of the center of the slot central portion, so that the reverse magnetic field applied to the magnet can be reduced. ..

また、本発明のブラシレスモータにおいて、スロット中央部は、スロット部の回転軸側に位置して、スロット部の内側に向けて突出する凸部を設ける。凸部を設けることで容易にスロット中央部の中心近傍の径方向の幅を小さくすることができる。 Further, in the brushless motor of the present invention, the slot central portion is positioned on the rotation axis side of the slot portion, Keru setting a protrusion protruding toward the inside of the slot portion. By providing the convex portion, the radial width near the center of the slot central portion can be easily reduced.

また、本発明のブラシレスモータは、スロット部がＶ字状に配置されており、さらに、スロット中央部の回転軸側の面が、スロット中央部の中心点と回転軸の軸心とを結ぶ軸に対し垂直な直線状である。この構成により、容易にスロット中央部の中心付近の径方向の幅を最も小さくすることができ、かつ製造が簡単になる。スロット中央部のロータ外周側の面は、軸心方向から見てスロット中央部を底部として径方向に広がるＶ字状であってもよい。 Further, in the brushless motor of the present invention, the slot portion is arranged in a V shape, and the surface of the slot central portion on the rotary shaft side connects the center point of the slot central portion and the shaft center of the rotary shaft. Ru vertical straight der respect. With this configuration, the width in the radial direction near the center of the slot central portion can be easily minimized, and the manufacturing is simplified. The surface of the slot central portion on the outer peripheral side of the rotor may have a V-shape that widens in the radial direction with the central portion of the slot as the bottom when viewed from the axial direction.

また、本発明のブラシレスモータは、スロット中央部の中心近傍の径方向の最小の幅を、ステータとロータとの間の僅かな空隙の２倍以上としたことを特徴とする。この構成により、モータ駆動時には、磁束がスロット中央部の中心近傍よりも、ステータ側へ流れやすくなり、有効な磁束の漏れを小さくすることができる。 In addition, the brushless motor of the present invention is characterized in that the minimum radial width in the vicinity of the center of the slot central portion is at least twice as large as the slight gap between the stator and the rotor. With this configuration, when the motor is driven, the magnetic flux is more likely to flow to the stator side than the vicinity of the center of the slot central portion, and effective leakage of the magnetic flux can be reduced.

また、本発明のブラシレスモータは、スロット中央部に、磁石の動きを規制する磁石止め部を設けたことを特徴とする。この構成により、ロータの組立て時やモータの使用中に、磁石がスロット中央部側へ移動することがないので、前述した効果を維持することができる。また、ロータは、軸心を法線とする断面において、軸心を中心とする最外周円から軸心側に向かって窪んだ、複数の凹部を有する。複数の凹部は、スロット部の径方向端部が隣接する近傍にそれぞれ位置する。 Further, the brushless motor of the present invention is characterized in that a magnet stop portion for restricting the movement of the magnet is provided in the central portion of the slot. With this configuration, the magnet does not move toward the central portion of the slot during the assembly of the rotor or the use of the motor, so that the effects described above can be maintained. In addition, the rotor has a plurality of recessed portions that are recessed from the outermost circumference circle centered on the shaft center toward the shaft center side in a cross section with the shaft center as a normal line. The plurality of recesses are respectively located in the vicinity of the radial ends of the slots adjacent to each other.

以上のように、本発明のブラシレスモータは、スロット中央部での漏れ磁束を抑制しつつ、逆磁界をスロット中央部の中心付近に導くことで磁石にかかる逆磁界を低減できる。 As described above, the brushless motor of the present invention can reduce the reverse magnetic field applied to the magnet by guiding the reverse magnetic field to the vicinity of the center of the slot center while suppressing the leakage magnetic flux at the center of the slot.

図１は、本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータの上面図である。1 is a top view of a brushless motor according to a first embodiment of the present invention. 図２は、同ブラシレスモータのロータの上面図である。FIG. 2 is a top view of the rotor of the brushless motor. 図３Ａは、実施の形態１における磁力線の流れを示す図である。FIG. 3A is a diagram showing the flow of magnetic force lines in the first embodiment. 図３Ｂは、比較例における磁力線の流れを示す図である。FIG. 3B is a diagram showing the flow of magnetic force lines in the comparative example. 図４は、本発明の実施の形態２に係るブラシレスモータのロータの上面図である。FIG. 4 is a top view of the rotor of the brushless motor according to the second embodiment of the present invention. 図５は、本発明の実施の形態３に係るブラシレスモータのロータの上面図である。FIG. 5 is a top view of the rotor of the brushless motor according to the third embodiment of the present invention. 図６は、本発明の実施の形態４に係るブラシレスモータのロータの上面図である。FIG. 6 is a top view of the rotor of the brushless motor according to the fourth embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るブラシレスモータ１００の上面図である。ブラシレスモータ１００は、ステータ１０と、そのステータ１０と僅かな隙間を介して対向し、回転自在に保持されたロータ２０とを備えている。特に、本実施の形態のブラシレスモータ１００は、磁石埋め込み型のブラシレスモータであり、ロータ２０に形成された磁石埋設孔に永久磁石を装着している。 (Embodiment 1)
1 is a top view of a brushless motor 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The brushless motor 100 includes a stator 10 and a rotor 20 that is opposed to the stator 10 with a slight gap and is rotatably held. In particular, the brushless motor 100 according to the present embodiment is a magnet-embedded brushless motor, and a permanent magnet is mounted in a magnet embedding hole formed in the rotor 20.

ステータ１０は、ステータコア１１と、巻線１５とを備えている。ステータコア１１は、例えば複数の電磁鋼板を積層して形成され、環状のヨーク１２と、ヨーク１２の内部に配置された複数のティース１３とを有している。また、隣り合うティース１３間には、ステータスロット１４が設けられている。そして、ティース１３には、巻線１５が巻回されている。このようなステータ１０の内周側に、図１に示すように、ロータ２０が配置されている。 The stator 10 includes a stator core 11 and windings 15. The stator core 11 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates, for example, and has an annular yoke 12 and a plurality of teeth 13 arranged inside the yoke 12. A status lot 14 is provided between adjacent teeth 13. A winding 15 is wound around the tooth 13. A rotor 20 is arranged on the inner peripheral side of such a stator 10 as shown in FIG.

図２は、図１のロータ２０を拡大した図であり、軸方向から見たロータ２０の上面図である。ロータ２０は、金属のロータコア２１と、永久磁石である磁石２３ａ、２３ｂと、ロータコア２１の中央に配置された回転軸３０とを含む。 FIG. 2 is an enlarged view of the rotor 20 of FIG. 1, and is a top view of the rotor 20 as seen from the axial direction. The rotor 20 includes a metal rotor core 21, magnets 23 a and 23 b that are permanent magnets, and a rotating shaft 30 arranged at the center of the rotor core 21.

ロータコア２１は、ステータコア１１と同様に、薄い板状体の電磁鋼板を複数枚軸方向に積層して構成されている。そして、ロータコア２１には、電磁鋼板部分である金属コア部２２ｍに対し、２つの磁石２３ａ、２３ｂを埋設するための長方形状の孔である磁石埋設孔としてのスロット部２２ｓが設けられている。ここで、特に、本実施の形態では、スロット部２２ｓが、１極中に２つの磁石２３ａ、２３ｂを埋設する構成である。すなわち、図２のように、１つのスロット部２２ｓにおいて、磁石２３ａと２３ｂとの外側の面どうしが同じ極、内側の面どうしも同じ極であり、かつ内側の面が外側の面に対して異極となるように、磁石２３ａ、２３ｂそれぞれを配置している。ロータコア２１は、このようなスロット部２２ｓを複数有しており、それぞれが周方向に所定間隔で、かつロータコア２１の外周から同じ位置となるように形成されている。磁石２３ａ、２３ｂは、金属コア部２２ｍに形成された空気孔であるこれらスロット部２２ｓに挿入され、スロット部２２ｓ両面の金属コア部２２ｍにて挟み込み固定されるか、あるいは樹脂や接着剤などで固着されている。 Like the stator core 11, the rotor core 21 is configured by stacking a plurality of thin plate-shaped electromagnetic steel plates in the axial direction. The rotor core 21 is provided with a slot portion 22s as a magnet embedding hole which is a rectangular hole for embedding the two magnets 23a and 23b in the metal core portion 22m which is the electromagnetic steel plate portion. Here, in particular, in the present embodiment, the slot portion 22s has a configuration in which two magnets 23a and 23b are embedded in one pole. That is, as shown in FIG. 2, in one slot portion 22s, the outer surfaces of the magnets 23a and 23b are the same poles, the inner surfaces are the same poles, and the inner surface is the outer surface. The magnets 23a and 23b are arranged so as to have different polarities. The rotor core 21 has a plurality of such slot portions 22s, which are formed at predetermined intervals in the circumferential direction and at the same position from the outer circumference of the rotor core 21. The magnets 23a and 23b are inserted into these slot portions 22s, which are air holes formed in the metal core portion 22m, and are fixed by being sandwiched between the metal core portions 22m on both sides of the slot portion 22s, or by a resin or an adhesive. It is fixed.

さらに、図２のように上面から見て、磁石２３ａと磁石２３ｂとの長手方向の合計寸法をスロット部２２ｓの寸法よりも小さくしている。このような磁石２３ａと磁石２３ｂとを、それぞれスロット部２２ｓの端部に配置することで、磁石２３ａと磁石２３ｂとの間に十分な隙間を形成している。すなわち、磁石２３ａと磁石２３ｂとの間で、スロット部２２ｓの中央部分には、磁石が配置されない空間であるスロット中央部２４が設けられている。そして、径方向においては、このスロット部２２ｓを境にして、ロータコア２１の外周側と中心側がほぼ分離されることになる。 Further, as shown in FIG. 2, when viewed from above, the total dimension of the magnets 23a and 23b in the longitudinal direction is made smaller than the dimension of the slot portion 22s. By disposing such magnets 23a and 23b at the ends of the slots 22s, respectively, a sufficient gap is formed between the magnets 23a and 23b. That is, between the magnets 23a and 23b, a slot central portion 24, which is a space in which no magnet is arranged, is provided in the central portion of the slot portion 22s. In the radial direction, the outer peripheral side and the central side of the rotor core 21 are substantially separated with the slot portion 22s as a boundary.

本実施の形態では、上記の背景技術で説明したスロット部それぞれに１つの磁石を配置して２つのスロット部の間を物理的に離した従来の構成に対し、まず、このような１つのスロット部２２ｓ中の２つの磁石間の空間となるスロット中央部２４を設けた構成としている。本実施の形態では、このような構成とすることで、上記の背景技術で説明したような磁束の漏れを抑制している。 In the present embodiment, in contrast to the conventional configuration in which one magnet is arranged in each slot portion and the two slot portions are physically separated from each other as described in the background art, first, such a slot A slot central portion 24 that is a space between two magnets in the portion 22s is provided. In the present embodiment, with such a configuration, the leakage of magnetic flux as described in the above background art is suppressed.

次に、巻線１５に電流が通電され、磁石２３ａ、２３ｂの磁化方向と逆向きの磁界が磁石２３ａ、２３ｂにかかるような場合を考える。つまり、ステータコア１１に発生した磁束が、僅かな空隙を通りロータ２０側へ向かい、磁石２３ａ、２３ｂに逆磁界がかかる場合である。 Next, consider a case where a current is applied to the winding 15 and a magnetic field in the direction opposite to the magnetization direction of the magnets 23a and 23b is applied to the magnets 23a and 23b. That is, this is a case where the magnetic flux generated in the stator core 11 goes through the slight air gap to the rotor 20 side and the reverse magnetic field is applied to the magnets 23a and 23b.

その逆磁界が磁石２３ａ、２３ｂの減磁耐力以上であれば、なんらかの対策が必要となる。そこで、そのような対策の一手法として、磁石２３ａ、２３ｂが受ける逆磁界を小さくするために、磁石２３ａ、２３ｂよりも、より磁力線が通り易い透磁率が高い場所を設けてやれば良い。言い換えれば、ステータコア１１からロータ２０へ向かってくる磁束を、磁力線が通り易い場所へ導くことで、磁石２３ａ、２３ｂに対して生じる逆磁界を低減できる。よって、磁石２３ａ、２３ｂには、不可逆減磁が生じる可能性が低くなる。 If the reverse magnetic field is equal to or higher than the demagnetization proof strength of the magnets 23a and 23b, some measure is required. Therefore, as one method of such countermeasures, in order to reduce the reverse magnetic field received by the magnets 23a and 23b, it is sufficient to provide a place having a higher magnetic permeability than the magnets 23a and 23b, through which magnetic lines of force are more easily passed. In other words, by guiding the magnetic flux coming from the stator core 11 toward the rotor 20 to the place where the lines of magnetic force easily pass, the reverse magnetic field generated on the magnets 23a and 23b can be reduced. Therefore, the magnets 23a and 23b are less likely to undergo irreversible demagnetization.

ところで、このように磁力線が通り易い透磁率が高い場所としては、磁石２３ａ、２３ｂが逆磁界の影響を受け難いような適切な場所に形成する必要がある。すなわち、透磁率が高い場所には多くの磁束が集中して逆磁界の影響が強いため、透磁率が高い場所としては、磁石２３ａ、２３ｂから適切な距離を保ち、磁石２３ａ、２３ｂから離れている場所に位置することが望ましい。そして、磁石２３ａ、２３ｂに向かって流れていた磁束を、この透磁率が高い場所へ導いてやれば良い。 By the way, as such a place where the magnetic lines of force easily pass and the magnetic permeability is high, it is necessary to form the magnets 23a and 23b at appropriate places that are unlikely to be affected by the reverse magnetic field. That is, since a large amount of magnetic flux is concentrated in a place having high magnetic permeability and the influence of the reverse magnetic field is strong, as a place having high magnetic permeability, keep an appropriate distance from the magnets 23a and 23b and keep away from the magnets 23a and 23b. It is desirable to be located where you are. Then, the magnetic flux flowing toward the magnets 23a and 23b may be guided to a place having high magnetic permeability.

そこで、本実施の形態において、透磁率が高い場所は、磁石２３ａと磁石２３ｂとの間の中心近傍の径方向の幅がスロット部２２ｓの他の部分の幅より小さくなるようなスロット中央部２４を形成している。 Therefore, in the present embodiment, in a place where the magnetic permeability is high, the slot central portion 24 such that the radial width near the center between the magnets 23a and 23b is smaller than the width of the other portions of the slot portion 22s. Is formed.

具体的には、磁石２３ａと磁石２３ｂとの間に位置するスロット中央部２４に、スロット部２２ｓの幅Ｔが最も短くなるように、金属コア部２２ｍが外周方向に向けてスロット部２２ｓ内に突出する凸部２５を形成している。ロータコア２１の径方向において、この凸部２５によりスロット中央部２４の形状としては、スロット中央部２４を形成する空間がへこむような凹形状となる。詳しくは、スロット中央部２４のロータ中心側の面において、外周方向に向けて突出した凸部２５を設けた構成となっている。 Specifically, in the slot central portion 24 located between the magnets 23a and 23b, the metal core portion 22m is arranged in the slot portion 22s in the outer peripheral direction so that the width T of the slot portion 22s is the shortest. The protruding portion 25 that protrudes is formed. In the radial direction of the rotor core 21, the shape of the slot central portion 24 due to the convex portion 25 is a concave shape such that the space forming the slot central portion 24 is dented. More specifically, the surface of the slot central portion 24 on the rotor center side is provided with a convex portion 25 protruding toward the outer peripheral direction.

本構成とすれば、スロット中央部２４は、磁気抵抗が大きい空気層の幅が狭くなるため、透磁率が高くなる。よって、スロット中央部２４近傍に流れる磁力線は、凸部２５に導かれるような磁束を形成する。 With this configuration, in the slot central portion 24, the width of the air layer having a large magnetic resistance is narrowed, so that the magnetic permeability is increased. Therefore, the magnetic lines of force flowing near the central portion 24 of the slot form a magnetic flux that is guided to the convex portion 25.

図３Ａは、このようなスロット中央部２４を形成した本実施の形態における磁力線の流れを示す図であり、図３Ｂは、図３Ａと比較するために示した比較例における磁力線の流れを示す図である。図３Ａに示す本実施の形態は、上述したとおり、１つのスロット部２２ｓに２つの磁石２３ａ、２３ｂを配置し、磁石２３ａと磁石２３ｂとの間には、凸部２５を含むスロット中央部２４が形成される。これに対し、図３Ｂに示す比較例では、１つのスロット部９２ｓに１つの磁石９３を配置したロータ９０の場合を示しており、スロット部の中央付近には空間を有していない。 FIG. 3A is a diagram showing a flow of magnetic force lines in the present embodiment in which such a slot central portion 24 is formed, and FIG. 3B is a diagram showing a flow of magnetic force lines in a comparative example shown for comparison with FIG. 3A. Is. In the present embodiment shown in FIG. 3A, as described above, the two magnets 23a and 23b are arranged in one slot portion 22s, and the slot central portion 24 including the convex portion 25 is provided between the magnets 23a and 23b. Is formed. On the other hand, the comparative example shown in FIG. 3B shows the case of the rotor 90 in which one magnet 93 is arranged in one slot portion 92s, and there is no space near the center of the slot portion.

この結果、図３Ｂに示す比較例のように、スロット部９２ｓの端部とロータ９０の外周の間に位置するブリッジ部９９に集中していた磁束Ｂ１０や、磁石９３の磁化方向と逆に発生していた磁束Ｂ１１は、図３Ａに示す本実施の形態のように、スロット中央部２４に生じている磁束Ｂ２１は凸部２５へと導かれる。この影響を受け、ブリッジ部２９に生じる磁束Ｂ２０も減少する。したがって、磁石２３ａ、２３ｂにかかる逆磁界が低減し、不可逆減磁を抑制できる。 As a result, as in the comparative example shown in FIG. 3B, the magnetic flux B10 concentrated in the bridge portion 99 located between the end portion of the slot portion 92s and the outer periphery of the rotor 90 and the magnetization direction of the magnet 93 are generated in the opposite direction. The generated magnetic flux B11 is guided to the convex portion 25 as in the case of the present embodiment shown in FIG. 3A. Under this influence, the magnetic flux B20 generated in the bridge portion 29 also decreases. Therefore, the reverse magnetic field applied to the magnets 23a and 23b is reduced, and irreversible demagnetization can be suppressed.

以上のことから、磁石で発生した磁束の漏れを低減しつつ、かつ磁石の不可逆減磁を抑制できるので、高効率で高減磁耐力をもつブラシレスモータを実現することができる。 From the above, the leakage of the magnetic flux generated in the magnet can be reduced and the irreversible demagnetization of the magnet can be suppressed, so that a brushless motor having high efficiency and high demagnetization resistance can be realized.

なお、磁石によって発生した磁束は、ステータとロータとの間の僅かな空隙を通りステータ側に流れることによって、トルクを発生させるための有効な磁束となる。よって、モータの駆動時には、磁石によって発生した磁束がスロット中央部２４へ流れないようにするほうが望ましい。 The magnetic flux generated by the magnets is an effective magnetic flux for generating torque by flowing to the stator side through a slight gap between the stator and the rotor. Therefore, it is desirable to prevent the magnetic flux generated by the magnet from flowing to the slot central portion 24 when the motor is driven.

そのため、スロット中央部２４の中心付近の径方向の幅Ｔは、ステータ１０とロータ２０との間の僅かな空隙の２倍以上にすることが好ましい。磁石で発生した有効な磁束は、僅かな空隙を通りステータ側に流れ、ステータ側がら再度空隙を通りロータ側に戻るため、磁路として僅かな空隙を２回通ることになる。そこで、スロット中央部２４の中心付近の径方向の幅Ｔを、その僅かな空隙の２倍以上にしてやれば、有効な磁束の磁路の磁気抵抗よりもスロット中央部の中心付近の磁気抵抗が大きくなる。これにより、モータの駆動時に、磁束はスロット中央部の中心付近よりもステータ側へ流れやすくなり、有効な磁束の漏れを小さくすることができる。 Therefore, it is preferable that the radial width T near the center of the slot central portion 24 is equal to or more than twice the slight gap between the stator 10 and the rotor 20. The effective magnetic flux generated by the magnet flows through the slight air gap to the stator side, passes through the air gap again from the stator side, and returns to the rotor side. Therefore, the magnetic flux passes through the slight air gap twice. Therefore, if the radial width T near the center of the slot center portion 24 is set to be twice the width of the slight gap or more, the magnetic resistance near the center of the slot center portion will be larger than the magnetic resistance of the magnetic path of the effective magnetic flux. growing. As a result, when the motor is driven, the magnetic flux is more likely to flow toward the stator side than near the center of the slot central portion, and effective leakage of magnetic flux can be reduced.

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係るブラシレスモータ１００のロータ４０の上面図である。基本的な構成は実施の形態１と同じなので、相違点を中心に以下説明する。 (Embodiment 2)
FIG. 4 is a top view of rotor 40 of brushless motor 100 according to the second embodiment of the present invention. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the differences will be mainly described below.

本実施の形態のロータ４０では、スロット部２２ｓが、スロット中央部を底部としてロータの径方向に向けて広がるＶ字状となっている。そして、スロット中央部２４の中心付近の径方向の幅Ｔが最も小さくなるように、実施の形態１と同様の凸部２５を設けている。 In the rotor 40 of the present embodiment, the slot portion 22s is V-shaped with the central portion of the slot as the bottom portion and extending in the radial direction of the rotor. Then, the convex portion 25 similar to that of the first embodiment is provided so that the radial width T near the center of the slot central portion 24 becomes the smallest.

スロット部２２ｓをＶ字状にすることで、スロット中央部２４の位置を、よりロータコア２１の中心側にもってくることができる。そうすると、ロータコア２１のスロット部２２ｓより外周側の面積が、扇形状になって大きくなる。その結果、磁束がより通り易くなり、逆磁界をスロット中央部２４の中心付近へ導きやすくなる。 By making the slot portion 22s V-shaped, the position of the slot central portion 24 can be brought closer to the center side of the rotor core 21. Then, the area on the outer peripheral side of the slot portion 22s of the rotor core 21 becomes fan-shaped and increases. As a result, it becomes easier for the magnetic flux to pass, and it becomes easier to guide the reverse magnetic field to the vicinity of the center of the slot central portion 24.

そのため、本実施の形態では、実施の形態１よりさらに磁石の不可逆減磁を低減することができ、高効率で高減磁耐力をもつブラシレスモータを実現することができる。 Therefore, in this embodiment, the irreversible demagnetization of the magnet can be further reduced as compared with the first embodiment, and a brushless motor having high efficiency and high demagnetization resistance can be realized.

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係るブラシレスモータ１００のロータ５０の上面図である。本実施の形態２との相違点は、スロット中央部２４の凸部２５の箇所が直線状になっている点である。つまり、スロット中央部２４のロータ中心側の面を、スロット中央部２４の中心点とロータ５０の中心点とを結ぶ軸Ｌに対して垂直な直線状である直線部２６としている。 (Embodiment 3)
FIG. 5 is a top view of rotor 50 of brushless motor 100 according to the third embodiment of the present invention. The difference from the second embodiment is that the location of the convex portion 25 of the slot central portion 24 is linear. That is, the surface of the slot central portion 24 on the rotor center side is a linear portion 26 that is a straight line perpendicular to the axis L connecting the central point of the slot central portion 24 and the central point of the rotor 50.

この構成とすれば、スロット中央部２４の中心付近の径方向の幅Ｔを最も小さくすることができるので、凸部２５にくらべて形状が非常に簡単になるので、製造がしやすくなりコストダウンが図れる。 With this configuration, the radial width T near the center of the slot central portion 24 can be minimized, so that the shape is much simpler than the convex portion 25, which facilitates manufacturing and reduces costs. Can be achieved.

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係るブラシレスモータ１００のロータ６０の上面図である。本実施の形態のロータ６０は、実施の形態３のロータ５０に、磁石止め２７をさらに設けた構成としている。磁石２３ａ、２３ｂのそれぞれがスロット中央部２４中心付近に寄ることを防ぐための位置決めとして、スロット中央部２４に磁石止め２７を設けている。 (Embodiment 4)
FIG. 6 is a top view of rotor 60 of brushless motor 100 according to the fourth embodiment of the present invention. The rotor 60 of the present embodiment is configured such that the magnet stop 27 is further provided on the rotor 50 of the third embodiment. A magnet stop 27 is provided in the slot central portion 24 as a positioning for preventing each of the magnets 23a and 23b from approaching the center of the slot central portion 24.

この磁石止め２７は、磁石２３ａ、２３ｂが埋設されるスロット部の幅Ｓ１より、スロット中央部２４の幅Ｓ２を小さくすることで実現している。 The magnet stop 27 is realized by reducing the width S2 of the slot central portion 24 from the width S1 of the slot portion in which the magnets 23a and 23b are embedded.

ロータ６０の組立て時やモータ使用中に磁石２３ａ、２３ｂが、逆磁界が集中するスロット中央部２４の中心付近に近づかないようにして、実施形態１〜３で説明したような効果が阻害されずに、常時性能を維持することができる。 During assembly of the rotor 60 and during use of the motor, the magnets 23a and 23b are prevented from approaching the center of the slot central portion 24 where the reverse magnetic field is concentrated, so that the effects described in the first to third embodiments are not impaired. In addition, the performance can always be maintained.

本発明のブラシレスモータは高効率で高減磁耐力を有しているので、圧縮機をはじめ、空調機など各種電気機器に適用可能である。 Since the brushless motor of the present invention has high efficiency and high demagnetization resistance, it can be applied to various electric devices such as compressors and air conditioners.

１０ステータ
１１ステータコア
１２ヨーク
１３ティース
１４ステータスロット
１５巻線
２０，４０，５０，６０，９０ロータ
２１ロータコア
２２ｓ，９２ｓスロット部
２２ｍ金属コア部
２３ａ，２３ｂ，９３磁石
２４スロット中央部
２５凸部
２６直線部
２７磁石止め
２９，９９ブリッジ部
３０回転軸
１００ブラシレスモータ 10 stator 11 stator core 12 yoke 13 teeth 14 status lot 15 windings 20, 40, 50, 60, 90 rotor 21 rotor core 22s, 92s slot part 22m metal core part 23a, 23b, 93 magnet 24 slot center part 25 convex part 26 straight line Part 27 magnet stop 29,99 bridge part 30 rotating shaft 100 brushless motor

Claims

A brushless motor comprising: a stator having a stator core with windings; and a rotor that is opposed to the stator via a gap and is rotatably held about an axis of a rotating shaft as a rotation center.
The rotor is provided with a plurality of slot portions in each of which two magnets are embedded per pole in a circumferential direction surrounding the axis.
The slot portion has a V-shape that radially expands with a central portion of the slot located between the two magnets as a bottom portion,
Said slot central portion, a convex portion is provided which is located on the rotation axis side of the slot portion protruding toward the inner side of the slot portion, the width in the radial direction near the center of the slot central portion, said A brushless motor having a width smaller than the width of the other portion of the slot portion .

A brushless motor comprising: a stator having a stator core with windings; and a rotor that is opposed to the stator via an air gap and is rotatably held about an axis of a rotating shaft as a rotation center.
The rotor is provided with a plurality of slot portions in which two magnets are embedded per pole in a circumferential direction surrounding the shaft center,
The slot portion has a V-shape that radially extends with a central portion of the slot located between the two magnets as a bottom portion,
The surface of the rotary shaft side of the slot center portion, the vertical straight der respect to the axis connecting the center point and with said axis of said rotary shaft of the slot central portion is, near the center of the slot central portion A brushless motor having a radial width smaller than a width of the other portion of the slot portion .

The brushless motor according to any one of claims 1 to 2 , wherein a minimum radial width in the vicinity of the center of the slot central portion is at least twice the gap between the stator and the rotor. ..

The brushless motor according to claim 3 , wherein a magnet stop portion that restricts movement of the magnet is provided in a central portion of the slot.

The rotor outer peripheral side surface of the slot central portion has a V-shape that widens in the radial direction with the slot central portion as a bottom portion when viewed from the axial direction. Brushless motor.

The rotor has a plurality of recessed portions that are recessed from the outermost circumference circle centered on the shaft center toward the shaft center side in a cross section with the shaft center as a normal line,
The brushless motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of recesses are respectively located near the radial ends of the slots.