近3000 [rpm]时为60dB，可 知是相对非常安静的。
[0079] 下面利用图7详细说明齿40及转子芯26的形状。定子14具有朝中央形成的、与 转子相对的多个齿40。在将转子芯26的外周部的曲率半径记作R、齿40的前端部的周向的 宽度记作W时，优选满足0. 9 < R/W < 4. 2。以下，有时根据情况将R/W称作形状因子α。
[0080] 图12是表示使形状因子a ( = R/W)在0. 8~4. 5范围内变化时各转子中的感应 电压波形的畸变分量及感应电压常数比率的图。图12的左边的纵轴表示各阶分量相对于 FFT分析的全阶分量所占的比例，图12的右边的纵轴表示感应电压常数比率。具体的数值 示于表1〇
[0081] [表 1]
[0082]
[0083] 一般来说，在三相无刷电机的集中绕组的情况下，感应电压波形中产生5阶、7阶、 11阶、13阶的感应电压波形畸变。由此，电机的转矩脉动发生变动，会产生异常噪声。如 图12及表1所示，在形状因子α为〇. 8、4. 3、4. 5时，5阶、7阶、11阶、13阶的感应电压波 形畸变的合计超过了 3.0%，在转矩脉动所引起的异常噪声的减少方面有改善的余地。另 一方面，在形状因子α为〇. 9 < α < 4. 2 (图12的范围Rl)时，感应电压波形畸变的合计 在3. 0 %以下。这样，通过使5阶、7阶、11阶、13阶的感应电压波形畸变减少，电流脉动的6 阶、12阶的分量减少，转矩脉动减少，由此能实现静音化。另外，当形状因子α在0.9以上 时，感应电压常数比率在I. 0以上，能实现高转矩。这样，在形状因子α为〇. α <4. 2 时，能实现高转矩且异常噪声少的电机。更优选的是在形状因子α为1.0$ α < 3.0(图 12的范围R2)时，感应电压波形畸变的合计变成2. 0%以下，能实现高转矩且更加减少了异 常噪声的发生的电机。
[0084] 接下来利用图7详细说明转子芯26及磁体28的形状。如图7所示，在将转子的 最大外径记作L、板状磁体的径向的宽度记作Y时，优选满足0. 37 < YAL/2) < 0. 62。以 下，有时根据情况将YAL/2)称作形状因子β。
[0085] 图13是表示使形状因子β ( = YAL/2))在0· 35~0· 64范围内变化时各转子中 的转矩脉动及感应电压常数比率的图。图13的左边的纵轴表示转矩脉动的比例，图13的 右边的纵轴表示感应电压常数比率。具体的数值示于表2。
[0086] [表 2]
[0087]
[0088] 如图13和表2所示，特别地若形状因子β在0. 37彡β彡0. 62的范围（图13的 范围R3)内，则感应电压常数比率在I. 0以上，能维持转矩高的状态。另外，由于转矩脉动 不足3. 5%，故能实现电机的顺滑旋转，并且能减少异常噪声。更优选的是，若形状因子β 在0. 40彡β彡0. 47的范围（图13的范围R4)内，则能实现既维持了高转矩，又因转矩脉 动不足3. 0%而更加减少了异常噪声的发生的电机。
[0089] 如上所述，在本实施方式的无刷电机中，能减少转矩脉动。转矩脉动的减少（减 轻）将导致电机旋转时作用于各磁极片的力的减少。即，即使使图4或图5所示的转子芯 26中的各磁极片26d相对于环状部26c的前述机械固定强度相对减小，也能实现可抑制磁 极片26d的变位的转子12。因此，能使磁路26f更细、或者使其更长。通过使磁路26f变细 或加长，磁阻变得更高，磁力线更加难以通过，因而从磁体28出来的磁通在转子芯内的短 路被更加抑制，能实现更高转矩的无刷电机。
[0090] 下面说明能优异地适用本发明的无刷电机的情况。本实施方式的无刷电机的外径 为30~140mm左右，优选为35~85mm左右。另外，定子的槽（齿）数例如为12。磁体的 数量优选10或14。另外，磁体的磁力（磁能积）在8MGOe以上、优选IOMGOe以上、更优选 30MG0e以上。转子的直径优选20~70mm左右。另外，上述各磁路的宽度比构成转子芯的 一个板状部件的厚度（〇. 35~0. 5mm左右）要大。转子与定子的间隙为0. 3mm~I. 5_，优 选0. 4~0. 65mm。由此，能既抑制转矩的下降，又减少转矩脉动和噪声。
[0091] 以上参照上述各实施方式说明了本发明，但本发明并非限定于上述的各实施方 式，将各实施方式的构成适当组合或置换后的方案，也包含在本发明范围内。另外，还可以 基于本领域技术人员的知识适当重组各实施方式中的组合和处理顺序，或者对各实施方式 施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也可能包含在本发明的范围 内。
【主权项】
1. 一种无刷电机，其特征在于，包括： 具有磁体的转子，和 在中央部具有配置所述转子的空间的定子； 其中，所述转子包括转子芯和多个磁体； 所述转子芯具有以旋转轴为中心放射状地形成的多个磁体收容部； 所述磁体被以与相邻的磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容在所 述磁体收容部中； 所述定子具有朝中心形成的与转子相对的多个齿； 在将所述转子芯的外周部的曲率半径记作R、所述齿的前端部的周向的宽度记作W、所 述转子芯的最大外径记作L时，满足0. 9兰R/W兰4. 2及R〈L/2。2. 如权利要求1所述的无刷电机，其特征在于， 在将所述转子的最大外径记作L、所述磁体的径向的宽度记作Y时，满足0. 37 f Y/ (L/2)兰0? 62。3. -种无刷电机，其特征在于，包括： 具有磁体的转子，和 在中央部具有配置所述转子的空间的定子； 其中，所述转子包括转子芯和多个磁体； 所述转子芯具有以旋转轴为中心放射状地形成的多个磁体收容部； 所述磁体被以与相邻的磁体相同的磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容在所 述磁体收容部中； 在将所述转子的最大外径记作L、所述磁体的径向的宽度记作Y时，满足0. 37 f Y/ (L/2)兰0? 62。4. 如权利要求1至3的任一项所述的无刷电机，其特征在于， 所述转子与所述定子的间隙为〇. 3~I. 5mm。5. 如权利要求1至4的任一项所述的无刷电机，其特征在于， 所述转子芯还包括： 被插入旋转轴的孔部周围的环状部， 从所述环状部起放射状地形成的多个磁极片，以及 在所述环状部的外侧、在相邻的所述磁体收容部之间的各区域所形成的多个第1磁通 阻挡部； 所述磁体收容部在旋转轴侧的端部具有第2磁通阻挡部； 所述磁体被以与相邻的其它磁体的相同磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容 在所述磁体收容部中； 所述第1磁通阻挡部及所述第2磁通阻挡部被构成使得抑制从所述磁体出来的磁通在 转子芯内的短路； 所述转子芯具有在所述第1磁通阻挡部与跟该第1磁通阻挡部相邻的2个所述第2磁 通阻挡部之间所形成的2个磁路； 所述2个磁路从所述磁极片的旋转轴侧的端部起朝着所述环状部向不同方向分叉。6. 如权利要求5所述的无刷电机，其特征在于， 所述2个磁路相对于磁极片的中心线线对称地配置。7. 如权利要求5或6所述的无刷电机，其特征在于， 所述第1磁通阻挡部及所述第2磁通阻挡部被以如下方式构成： 通过所述磁路的中心部的直线Ll与所述磁极片的中心线L2所成的角度a大于0°， 通过所述磁路的中心部的直线Ll与包含所述磁体的旋转轴侧端面的平面Pl所成的角 度P大于10°。8. 如权利要求5至7的任一项所述的无刷电机，其特征在于， 所述第2磁通阻挡部是沿旋转轴方向贯通的贯通部，具有所述磁体的径向的定位功 能； 所述第2磁通阻挡部的与所述磁体相邻的区域的周向宽度比被收容在所述磁体收容 部中的所述磁体的周向宽度小。9. 如权利要求5至8的任一项所述的无刷电机，其特征在于， 所述第1磁通阻挡部是沿旋转轴方向贯通的贯通部。10. 如权利要求5至9的任一项所述的无刷电机，其特征在于， 所述磁极片的外周部与相邻的其它磁极片的外周部是分离的。
【专利摘要】提供一种实现既抑制转矩的下降，又减少了转矩脉动和噪声的无刷电机的技术。包括：具有磁体的转子，和在中央部具有配置转子的空间的定子。转子具有转子芯和多个磁体。转子芯具有以旋转轴为中心放射状地形成的多个磁体收容部。磁体被以与相邻磁体的相同磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容在磁体收容部中，定子具有朝中心形成的、与转子相对的多个齿。在将转子芯的外周部的曲率半径记作R、齿的前端部的周向的宽度记作W、所述转子芯的最大外径记作L时，满足0.9≦R/W≦4.2及R<L/2。
【IPC分类】H02K1/16, H02K1/27
【公开号】CN105048665
【申请号】CN201510209444
【发明人】松冈雄一郎
【申请人】马渊马达株式会社
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月28日
【公告号】DE102015106452A1, US20150318745