[发明专利]能够降低齿槽转矩的电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够降低齿槽转矩的电动机。

背景技术

在包括具有永磁体的转子的永磁体型电动机中，由于与转子的外周面相对的定子芯的槽的存在，转子旋转时的磁共能(磁気随伴エネルギー)发生变动，产生转矩的脉动、即齿槽转矩(cogging torque)。该齿槽转矩妨碍转子的顺畅旋转，是产生声音、振动的主要原因，因此需要降低该齿槽转矩。以往，作为使齿槽转矩降低的电动机，已知日本特开2003-023740号公报(JP2003-023740A)和日本特开平11-164501号公报(JP11-164501A)所记载的电动机。

JP2003-023740A所记载的电动机的转子具备磁极部，该磁极部具有向径向外侧鼓出的圆弧状的外周面，使得从转子产生的磁通密度的波形呈正弦波形状。外周面的最外径部设置于磁极部的周向中心部(磁极中心)的两侧，在磁极部的周向中心部设置有凹部。由此，将转子每旋转一周时产生的齿槽转矩的波形的峰的数量增至2倍，使齿槽转矩的大小降低到一半。另一方面，在JP11-164501A中，记载了将转子的磁极部的外周面形成为以转子的旋转轴为中心的圆筒状的电动机。该电动机的转子的磁通密度的波形不是正弦波的形状，而是呈梯形波的形状。

上述JP2003-023740A所记载的电动机通过将磁极的数量实质上增加到2倍，来使齿槽转矩的大小降低到一半，无法将齿槽转矩的大小调整为任意的大小。

发明内容

本发明的一个方式是电动机，该电动机具备：转子，其具有磁极部；以及定子，其具有与转子的外周面相对的槽，其中，磁极部向径向外侧鼓出，使得从转子产生的磁通密度的波形呈正弦波的形状，在磁极部的外周面的周向中央部处，设置有微小到不会使根据槽的个数和转子的磁极数的最小公倍数决定的齿槽转矩的波形的周期发生变化的程度的凹部或凸部。

附图说明

本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更进一步明确。在该附图中，

图1是概要性地表示本发明的实施方式所涉及的电动机的内部结构的剖视图，

图2A是图1的转子的放大图，

图2B是表示图2A的转子的1个极的结构的放大图，

图3是表示在假定定子的内周面没有槽开口部的情况下的磁通密度的波形的图，

图4是表示电动机中的磁通线图的一例的图，

图5是表示在定子的内周面有槽开口部的情况下的磁通密度的波形的图，

图6是放大表示构成本发明的实施方式所涉及的电动机的转子的外周面形状的图，

图7是表示在具有图6的外周面形状的电动机中产生的齿槽转矩的波形的变化的图，

图8是表示伴随最大校正量的变化所产生的齿槽转矩的波形的变化的图，

图9A是表示外周面为圆形状的转子的图，

图9B是表示从图9A的转子产生的磁通密度的波形的图，

图10是表示在具有图9A的外周面形状的电动机中产生的齿槽转矩的波形的变化的图，

图11是表示图6的变形例的图，

图12是表示在具有图11的外周面形状的电动机中产生的齿槽转矩的波形的变化的图，

图13是表示图6的另一变形例的图，

图14是表示图6的另一变形例的图，

图15A是说明用于设定转子的外周面形状的方法的图，

图15B是放大表示通过图15A而得到的转子的外周面形状的图，

图16是表示图6的另一变形例的图，

图17是表示在具有图16的外周面形状的电动机中产生的齿槽转矩的波形的变化的图，

图18是表示图2A的变形例的图，

图19是表示图1的变形例的图，

图20是表示在图19的电动机中产生的齿槽转矩的波形的变化的图，

图21是表示作为图1的另一变形例的电动机中的磁通线图的一例的图。

具体实施方式

下面，参照图1～图21来说明本发明的实施方式。图1是概要性地表示本发明的实施方式所涉及的电动机100的内部结构的剖视图。该电动机100是8极12槽的永磁体同步电动机，具有转子1和定子2，该转子1具有永磁体3，该定子2配置于转子1的周围。在转子1的中心部处配置有输出轴4。