JP2007104820A - Rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転電機に関し、特に、ロータベースに磁石を固定保持して形成したロータを有するアキシャルギャップ型の回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electric machine, and more particularly to an axial gap type rotating electric machine having a rotor formed by fixing and holding a magnet on a rotor base.
従来、ロータベースに磁石を固定保持して形成したロータを有するアキシャルギャップ型モータが知られている。このようなものとして、例えば、「回転子および樹脂磁石の製造方法」(特許文献1参照)、「アキシャル形ブラシレスモータ」(特許文献2参照)、及び「アキシヤルギヤツプ型モータ」(特許文献3参照)がある。 Conventionally, an axial gap type motor having a rotor formed by fixing and holding a magnet on a rotor base is known. As such, for example, “Manufacturing Method of Rotor and Resin Magnet” (see Patent Document 1), “Axial Brushless Motor” (see Patent Document 2), and “Axial Gear Type Motor” (patent Reference 3).
「回転子および樹脂磁石の製造方法」においては、磁石を接着材によりロータベースに固定しており、「アキシャル形ブラシレスモータ」や「アキシヤルギヤツプ型モータ」においては、ロータベースと磁石外周保持部を一体に形成して磁石の外周部を保持する構成となっている。
しかしながら、従来の「回転子および樹脂磁石の製造方法」、「アキシャル形ブラシレスモータ」及び「アキシヤルギヤツプ型モータ」における磁石保持構成では、高速回転、高トルクで使用する場合、磁石の保持が不十分であった。
この発明の目的は、高速回転、高トルクで使用する場合でも、磁石を確実に固定保持することができるロータを有する回転電機を提供することである。
However, the magnet holding structure in the conventional “rotor and resin magnet manufacturing method”, “axial type brushless motor” and “axial gear type motor” holds the magnet when used at high speed rotation and high torque. Was insufficient.
An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine having a rotor that can securely hold a magnet even when used at high speed rotation and high torque.
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機は、円盤状のロータベース上にヨーク部材を介して複数の磁石が配置されたロータを有する回転電機において、前記ロータベースに、前記各磁石をロータ径方向両側から挟み込むように収納して、収納した前記磁石のロータ回転軸方向上端が接触する係止部を有し、前記磁石をロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に固定保持する凹部を形成したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a rotating electrical machine according to the present invention is a rotating electrical machine having a rotor in which a plurality of magnets are arranged via a yoke member on a disk-shaped rotor base. The magnet is housed so as to be sandwiched from both sides of the rotor in the rotor radial direction, and has a latching portion with which the upper end of the housed magnet in the rotor rotational axis direction comes into contact. It is characterized in that a concave portion is formed.
この発明によれば、円盤状のロータベース上にヨーク部材を介して複数の磁石が配置されたロータを有する回転電機は、ロータベースに、各磁石がロータ径方向両側から挟み込むように収納されて、収納された磁石のロータ回転軸方向上端が接触する係止部が設けられ、磁石がロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に固定保持される凹部が形成される。このため、回転電機のロータは、高速回転、高トルクで使用する場合でも、磁石を確実に固定保持することができる。 According to the present invention, a rotating electrical machine having a rotor in which a plurality of magnets are arranged on a disk-like rotor base via a yoke member is housed in the rotor base so that each magnet is sandwiched from both sides in the rotor radial direction. An engaging portion is provided to which the upper end of the accommodated magnet in the rotor rotation axis direction comes into contact, and a recess is formed in which the magnet is fixedly held so as not to move in the rotor radial direction and the rotor rotation axis direction. For this reason, the rotor of the rotating electrical machine can securely hold the magnet even when used at high speed rotation and high torque.
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
(第1実施の形態)
図1は、この発明の第1実施の形態に係るロータを示し、(a)はロータ周方向に沿う部分断面図、(b)はロータ径方向に沿う部分断面図である。図1に示すように、回転電機のロータ10は、円盤状の磁石保持部材(ロータベース)11と、ロータベース11上にヨーク部材12を介して装着された複数の磁石13を有しており、各磁石13は、ロータベース11の周(θ)方向に略等間隔離間して配置されている((a)参照)。このロータ10を有する回転電機は、ロータとステータ(図示しない)がアキシャル(軸)方向に対向配置されたアキシャルギャップ型構造を有している。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1A and 1B show a rotor according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction, and FIG. 1B is a partial cross-sectional view along the rotor radial direction. As shown in FIG. 1, a
ロータベース11は、各磁石13の配置場所内側であるロータ回転軸O側に段部14を、各磁石13の配置場所外側であるロータベース11の外周縁側に壁部15を、それぞれ設けており、段部14と壁部15の間に、磁石13を埋設状態に収納する凹部16を有している((b)参照)。段部14の上端には、下面側がロータ回転軸O側に向かって下降傾斜する磁石係止部14aが、壁部15の上端には、下面側がロータベース11外周縁側に向かって下降傾斜する磁石係止部15aが、形成されている。
The
従って、凹部16に収納した磁石13は、ロータ径方向両側から挟み込まれると共に、ロータ径方向両側上端が、ロータ径(r)方向両側に対向配置された磁石係止部14aと磁石係止部15aに接触して、ロータ回転軸O方向上方への移動が阻止された状態になる。この結果、凹部16内の磁石13は、ロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に、固定保持される((b)参照)。磁石13は、磁石係止部14aと磁石係止部15aに対応して、上部周縁の角部が斜めに切除されている。
Therefore, the
このロータベース11は、段部14と壁部15を一体的に形成した一体構造物としても良い。また、壁部15を円環状の別部材により形成し、凹部16から壁部15を除いた部分を含む段部14を円盤状の別部材により形成して、円環状の別部材を、溶接或いは蝋付け或いはボルト締結等により、ロータ径方向に変位不能に円盤状の別部材に固着しても良い。即ち、ロータベース11を、凹部16のロータ径方向外側を形成する円環状部を、円環状部と一体化して凹部16を形成する円盤状部に、ロータ径方向に変位不能に固着して形成してもよい。なお、壁部15は、磁石13を直接保持する他、磁石13の間に別部材を介在させて間接的に保持しても良い。
The
このように、ロータベース11は、段部14と壁部15を一体的に形成し、また、壁部15を円環状の別部材により形成してロータ径方向の変位を抑制するように結合し、更に、壁部15が、ロータ回転軸方向にアンダーカットとなる形状を有して、直接または他部材を介して磁石13をロータ回転軸方向に移動不能に保持する形状を有している。このため、ロータ高速回転時に磁石内径側がロータ回転軸方向に変位するのを阻止することができるので、高速回転時の磁石保持強度が高められる。また、高トルクで使用する場合は、磁石13に作用するロータ回転軸方向吸引力も大きくなるが、従来の接着により磁石を保持するのではなく構造的に保持することができるので、ロータ回転軸方向の保持強度を高めることができる。
As described above, the
上述したように、円盤状のロータベース11上にヨーク部材12を介して複数の磁石13が配置されたロータ10を有する回転電機において、ロータベース11に、各磁石13をロータ径方向両側から挟み込むように収納して、収納した磁石13のロータ回転軸方向上端が接触する磁石係止部14aと磁石係止部15aを有し、磁石13をロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に固定保持する凹部16を形成している。つまり、ロータ10は、磁石13を収納する段部14と壁部15を有することにより、回転電機を高速回転、高トルクで使用する場合でも、ロータ10に装着した磁石13を確実に固定保持することができる。
As described above, in the rotating electrical machine having the
(第2実施の形態)
図2は、この発明の第2実施の形態に係るロータを示し、(a)はロータ周方向に沿う部分断面図、(b)はロータ径方向に沿う部分断面図である。図2に示すように、ロータ20は、ロータベース11とヨーク部材12に代えて、ヨーク部材を兼ねたロータベース21を有している。その他の構成及び作用は、ロータ10と同様である。
(Second Embodiment)
2A and 2B show a rotor according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view along the rotor radial direction. As shown in FIG. 2, the
従って、ロータ20は、磁石係止部14aと磁石係止部15aにより、段部14と壁部15の間に収納した各磁石13を、ロータ径方向両側から挟み込まれた状態で、ロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に固定保持することができる((b)参照)。この結果、ロータ20は、回転電機を高速回転、高トルクで使用する場合でも、ロータ20に装着した磁石13を確実に固定保持することができる。
Therefore, the
(第3実施の形態)
図3は、この発明の第3実施の形態に係るロータを示すロータ径方向に沿う部分断面図である。図3に示すように、ロータ25は、ロータベース21の段部14に、塑性変形により磁石係止部14a(図1(b)参照)となる薄肉部26を形成することができるスリット26aを、壁部15に、塑性変形により磁石係止部15a(図1(b)参照)となる薄肉部27を形成することができるスリット27aを、それぞれ設けている。その他の構成及び作用は、ロータ20と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a partial cross-sectional view along the rotor radial direction showing a rotor according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
従って、ロータベース21に磁石13を配置した後、薄肉部26を塑性変形(矢印参照)させて磁石係止部14aを形成し、薄肉部27を塑性変形(矢印参照)させて磁石係止部15aを形成することにより、段部14と壁部15の間に収納した磁石13を、ロータ径方向両側から挟み込まれた状態で、ロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に固定保持することができる。
Therefore, after the
この結果、ロータ25は、回転電機を高速回転、高トルクで使用する場合でも、ロータ25に装着した磁石13を確実に固定保持することができる。その上、磁石13をロータ回転軸方向に固定保持する形状を、磁石13を配置した後にロータベース21の一部を塑性変形させて形成することができるので、磁石13の組み立て作業性を阻害せず、また、部品点数が増加することも無い。なお、薄肉部26,27を、ロータ周方向に連続する一個ではなく断続する複数個に形成することにより、塑性加工が容易になる。
As a result, the
(第4実施の形態)
図4は、この発明の第4実施の形態に係るロータを示し、(a)はロータ周方向に沿う部分断面図、(b)はロータ径方向に沿う部分断面図である。図4に示すように、ロータ30は、ロータベース21に代えて、周縁部を屈曲してフランジ状部を形成した、径の異なる2つのロータベース31,32を有している((b)参照)。その他の構成及び作用は、ロータ20と同様である。
(Fourth embodiment)
4A and 4B show a rotor according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction, and FIG. 4B is a partial cross-sectional view along the rotor radial direction. As shown in FIG. 4, the
2つのロータベース31,32は、大径のロータベース31の上に小径のロータベース32を中心を一致させ重ねた状態で、一体形成されており、ロータベース31のフランジ状部33とロータベース32のフランジ状部34の間に、磁石35を挟み込む空間(凹部16)を有することになる。磁石35は、上部周縁の角部切除量が僅かである他は磁石13と同様である。また、フランジ状部33とフランジ状部34には、それぞれ磁石35の上部周縁形状に対応した磁石係止部33aと磁石係止部34aが形成されている。
The two
従って、ロータ30は、対向配置された磁石係止部33aと磁石係止部34aにより、フランジ状部33とフランジ状部34の間に収納した磁石35を、ロータ径方向両側から挟み込まれた状態で、ロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に固定保持することができる((b)参照)。この結果、ロータ30は、回転電機を高速回転、高トルクで使用する場合でも、ロータ30に装着した磁石35を確実に固定保持することができる。その上、例えば、プレス等の工法によって得られる2枚のフランジ付き円盤状部材を組み合わせて、磁石35の係止部形状を形成することができるので、ロータ30の構造が単純になり製造コストの低減も可能になる。
Therefore, the
(第5実施の形態)
図5は、この発明の第5実施の形態に係るロータを示すロータ径方向に沿う部分断面図である。図5に示すように、ロータ40は、ロータ外周部、即ち、ロータベース31のフランジ状部33の外周面に、軽量高強度の部材からなる円環部材41を嵌合状態に装着している。その他の構成及び作用は、ロータ30と同様である。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a partial cross-sectional view along the rotor radial direction showing a rotor according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the
軽量高強度の部材としては、例えば、炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastics:CFRP)等の比剛性及び比強度の高い部材がある。この結果、ロータ40は、回転電機を高速回転、高トルクで使用する場合でも、ロータ40に装着した磁石35を確実に固定保持することができ、その上、円環部材41を装着することにより、ロータ40の回転速度を高めることができる。
As a lightweight and high-strength member, for example, there is a member having high specific rigidity and high specific strength, such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP). As a result, the
(第6実施の形態)
図6は、この発明の第6実施の形態に係るロータを示すロータ周方向に沿う部分断面図である。図6に示すように、ロータ45は、ロータベース31の代わりに、磁石35のロータ周方向間に山形のビード46aを形成したロータベース46を用いている。その他の構成及び作用は、ロータ30と同様である。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction showing a rotor according to a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the
この結果、ロータ45は、回転電機を高速回転、高トルクで使用する場合でも、装着した磁石35を確実に固定保持することができる。その上、ロータベース46を用いることにより、磁石35のロータ周方向における位置決めが容易になると共に、ロータロータ回転軸方向のロータベース面剛性を高めることができる。なお、ビード46aは、ロータベース46をプレス加工により形成する場合、容易に設けることができる。
As a result, the
(第7実施の形態)
図7は、この発明の第7実施の形態に係るロータを示すロータ径方向に沿う部分断面図である。図7に示すように、ロータ50は、磁石係止部33aと磁石係止部34aを形成せず、磁石35のエアギャップ面側に磁石保持部材51を設けている。その他の構成及び作用は、ロータ30と同様である。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a partial cross-sectional view along the rotor radial direction showing a rotor according to a seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the rotor 50 does not form the
磁石保持部材51は、薄板状部材によって形成されており、磁石35のエアギャップ面側を覆ってフランジ状部33とフランジ状部34に架け渡され、フランジ状部33とフランジ状部34のエアギャップ側の端面に、例えば、溶接や接着剤を用いて一体的に固定されている。
従って、磁石35のエアギャップ対向面以外の部位に固定された磁石保持部材51により、フランジ状部33とフランジ状部34の間に収納した磁石35を、ロータ径方向両側から挟み込まれた状態で、ロータ回転軸方向への移動不能に固定保持することができる。
The
Therefore, the
この結果、ロータ50は、回転電機を高速回転、高トルクで使用する場合でも、ロータ50に装着した磁石35を確実に固定保持することができる。その上、磁石35のロータ回転軸方向の保持強度を高めることができると共に、磁石35の外周側保持部(フランジ状部33)を磁石露出側であるエアギャップ側面からも固定して、ロータベース31自体の強度を高めることができ、更に、磁石保持部材51の取り付け部位が磁路に影響を与えることもない。
As a result, the rotor 50 can securely hold the
図8は、この発明の第7実施の形態に係るロータの他の例を示すロータ周方向に沿う部分断面図である。図8に示すように、磁石保持部材51をロータ周方向に連続させて、ロータベース31の磁石35側面に密着し全ての磁石35を覆う、凹凸を繰り返す円環状の磁石保持部材52を形成してもよい。そして、磁石保持部材52の、隣接磁石35間の凹部52aをロータベース31に、両フランジ状部33,34のエアギャップ側端面部(図7参照)を両フランジ状部33,34に、それぞれ溶接やネジ止めやボルト締結やカシメ等の固定手段により固定する。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction showing another example of the rotor according to the seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the
このように、磁石保持部材52を、ロータ回転軸方向に凹凸を有する円環状の成形品として、磁石35間や磁石35のロータ径方向両側の凹部52aをロータベース31に固定している。よって、固定手段がボルト締結のように突出する場合にも凹部52a内に収納されるので、エアギャップに影響を与えること無く、ロータ回転軸方向の保持強度を得ることができ、また、凹凸形状を有しているので、磁石35のロータ周方向位置の規制形状も兼ねることができ、トルク、即ち、ロータ周方向力に対しても保持強度を高めることができる。
As described above, the
(第8実施の形態)
図9は、この発明の第8実施の形態に係るロータを示すロータ径方向に沿う部分断面図である。図9に示すように、ロータ55は、ロータベース31のフランジ状部33とロータベース32のフランジ状部34が、何れも磁石35側に倒れ込むように傾斜して、磁石35をロータ径方向両側から挟持している。両フランジ状部33,34の磁石35側への傾斜は、プレスやスピニングやカシメ等の塑性加工手段により形成する。
従って、両フランジ状部33,34を磁石35側へ傾斜させることにより、両フランジ状部33,34の間に収納した磁石35を、ロータ径方向両側から挟み込まれた状態で、ロータ回転軸方向への移動不能に固定保持することができる。
(Eighth embodiment)
FIG. 9 is a partial cross-sectional view along the rotor radial direction showing the rotor according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the
Therefore, by inclining both flange-
このように、磁石35を両フランジ状部33,34の間に配置した後、両フランジ状部33,34を磁石35側へ傾斜させることで、磁石35をロータ径方向両側から形状的に保持することができるので、磁石35の保持強度を高めると共に、組み立て作業性も良くなる。この結果、ロータ55は、回転電機を高速回転、高トルクで使用する場合でも、ロータ55に装着した磁石13を確実に固定保持することができる。
In this way, after the
(第9実施の形態)
図10は、この発明の第9実施の形態に係るロータを示し、(a)はロータ周方向に沿う部分断面図、(b)は樹脂封止後のロータ周方向に沿う部分断面図である。図10に示すように、ロータ60は、ロータベース11上に配置されるヨーク部材61を、軟磁性圧粉材料や金属ガラス成形材料等の高抵抗磁性材料により形成し、ロータ周方向に連続することなく隣接磁石13の間に不連続部aを有して配置している((a)参照)。その他の構成及び作用は、ロータ10と同様である。
(Ninth embodiment)
10A and 10B show a rotor according to a ninth embodiment of the present invention, in which FIG. 10A is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction, and FIG. 10B is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction after resin sealing. . As shown in FIG. 10, in the
このように、ヨーク部材61を、一般的に脆性を有する高抵抗磁性材料により形成しているが、連続する円環状とせずに不連続部aを設けたことにより、ロータ回転時のフープ応力を回避することができる。従って、ロータ10により得られる効果に加え、ロータ60の回転限界を高めることができる。
また、ロータ60は、ヨーク部材61や磁石13を組み立てた(仮組み立ても含む)後に、ロータ周方向における隣接磁石13の間の凹部空間bに樹脂Rを充填することにより、樹脂封止される((b)参照)。
As described above, the
The
このように、ロータ60の空隙が充填樹脂により封止されるので、各構成部品の位置決め固定状態が確実に継続されることになり、各構成部品の寸法精度管理の厳しさを緩和することが可能になる。よって、組み立て工数及びコストを低減することができると共に、各構成部品間に絶縁材の樹脂層が介在するのでループ電流が抑制され、ロータ損失が低減される。
Thus, since the gap of the
図11は、この発明の第9実施の形態の他の例に係るロータを示し、(a)はロータ周方向に沿う部分断面図、(b)は樹脂封止後のロータ周方向に沿う部分断面図である。図11に示すように、ロータ65は、ロータベース11上に配置されるヨーク部材66を、ロータ径方向に同心円状或いは渦巻き状に積層した積層鋼板(積層珪素鋼板)により形成している((a)参照)。その他の構成及び作用は、ロータ10と同様である。
FIG. 11 shows a rotor according to another example of the ninth embodiment of the present invention, in which (a) is a partial sectional view along the rotor circumferential direction, and (b) is a portion along the rotor circumferential direction after resin sealing. It is sectional drawing. As shown in FIG. 11, the
このように、ヨーク部材66を、積層鋼板により形成したことにより、脆性材料である圧粉材を用いた場合に比べ、ロータ65の回転限界を高めることができる。
また、ロータ65は、ヨーク部材66や磁石13を組み立てた(仮組み立ても含む)後に、ロータ周方向における隣接磁石13の間の凹部空間bに樹脂Rを充填することにより、樹脂封止される((b)参照)。これにより、ロータ60における樹脂封止と同様の効果を得ることができる。
As described above, the
The
(第10実施の形態)
図12は、この発明の第10実施の形態に係るロータを示し、(a)はロータ周方向に沿う部分断面図、(b)は樹脂封止後のロータ周方向に沿う部分断面図である。図12に示すように、ロータ70は、ロータベース11上に配置されるヨーク部材を、磁束がロータ周方向に鎖交する場所cでは、ロータ回転軸方向に積層した積層鋼板(積層珪素鋼板)により形成したヨーク部材71とし、磁束がロータ回転軸方向からロータ周方向へ変化する場所dでは、軟磁性圧粉材料や金属ガラス焼結材料等の等方性高抵抗磁性材料により形成したヨーク部材72とする。その他の構成及び作用は、ロータ10と同様である。
(Tenth embodiment)
12A and 12B show a rotor according to a tenth embodiment of the present invention, in which FIG. 12A is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction, and FIG. 12B is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction after resin sealing. . As shown in FIG. 12, the
このように、ヨーク部材を、磁束がロータ回転軸方向からロータ周方向へ変化する場所dでは等方性高抵抗磁性材料により形成し、それ以外の場所cではロータ回転軸方向積層鋼板により形成したことにより、渦電流損失の発生を抑えつつ、ロータ70のロータ回転軸方向における剛性を高めることができる。
また、ロータ70は、ヨーク部材71,72や磁石13を組み立て(仮組み立ても含む)た後に、ロータ周方向における隣接磁石13の間の凹部空間bに樹脂Rを充填することにより、樹脂封止される((b)参照)。これにより、ロータ60における樹脂封止と同様の効果を得ることができる。
Thus, the yoke member is formed of an isotropic high-resistance magnetic material at a location d where the magnetic flux changes from the rotor rotation axis direction to the rotor circumferential direction, and is formed of a rotor rotation axis direction laminated steel sheet at other locations c. As a result, it is possible to increase the rigidity of the
Further, the
(第11実施の形態)
図13は、この発明の第11実施の形態に係るロータを示し、(a)はロータ周方向に沿う部分断面図、(b)はロータ径方向に沿う部分断面図である。図14は、図13のロータを示し、(a)は分解構成図、(b)は斜視図である。
図13に示すように、ロータ75は、ロータベース76に、磁石13を固定保持するための磁石保持手段である、磁石係止部14a及び磁石係止部15a(図1(b)参照)を有しておらず、各構成部材を組み立てた後にできる空隙に樹脂Rを充填して形成される。その他の構成及び作用は、ロータ10(図1参照)と同様である。
(Eleventh embodiment)
13A and 13B show a rotor according to an eleventh embodiment of the present invention, in which FIG. 13A is a partial cross-sectional view along the rotor circumferential direction, and FIG. 13B is a partial cross-sectional view along the rotor radial direction. FIG. 14 shows the rotor of FIG. 13, where (a) is an exploded configuration diagram and (b) is a perspective view.
As shown in FIG. 13, the
図14に示すように、ロータ75は、円盤状のロータベース76と、ロータベース76の盤面周(θ)方向に略等間隔離間して配置された複数のヨーク部材77と、各ヨーク部材77の隣接間隙に配置される棒状部78aが円環の外周に放射状に突設されたヨーク部材78と、各ヨーク部材77に載置される複数の磁石79とを有している。ヨーク部材78の棒状部78aには、表裏面を貫通する貫通孔80が開けられている。
As shown in FIG. 14, the
これら構成部材を組み立て(仮組み立ても含む)た後、各構成部材の間にできる空隙、即ち、ロータ周方向における隣接磁石79の間の凹部空間bや磁石79のロータ径方向両側の凹部空間e等に、樹脂Rを充填し樹脂封止する。充填された樹脂Rは、棒状部78aの貫通孔80からロータベース76に達し、ロータベース76に溶着する。従って、樹脂Rを充填することにより、ロータベース76、ヨーク部材77、ヨーク部材78及び各磁石79が一体的に樹脂成形される。
After assembling these constituent members (including provisional assembly), gaps formed between the constituent members, that is, the concave spaces b between the
このように、ロータ75の空隙が充填樹脂Rにより封止されるので、各構成部品の位置決め固定状態が確実に継続されることになり、各構成部品の寸法精度管理の厳しさを緩和することが可能になる。よって、組み立て工数及びコストを低減することができると共に、各構成部品間に絶縁材の樹脂層が介在するのでループ電流が抑制され、ロータ損失が低減される。
Thus, since the gap of the
また、充填樹脂Rが、ヨーク部材78の貫通孔80を介して、エアギャップ側からロータベース76側へと連続し一体化するので、磁石保持強度が向上する。なお、この樹脂成形にナノモールド工法を適用することにより、樹脂Rとロータベース76自体が溶着されるので、磁石79をより強固に保持することができる。
Further, since the filling resin R is continuously integrated from the air gap side to the
なお、ロータベース76に、磁石13を固定保持するための磁石保持手段である、磁石係止部14a及び磁石係止部15a(図1(b)参照)を有すると共に、各構成部材を組み立てた後に空隙が形成されるようにして、磁石係止部14a及び磁石係止部15aによる固定保持と、空隙に樹脂Rを充填することによる樹脂成形を兼ねても良い。
The
このように、この発明によれば、円盤状のロータベース上にヨーク部材を介して複数の磁石が配置されたロータを有する回転電機は、ロータベースに、各磁石がロータ径方向両側から挟み込むように収納されて、収納された磁石のロータ回転軸方向上端が接触する係止部が設けられ、磁石がロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に固定保持される凹部が形成されるため、回転電機のロータは、高速回転、高トルクで使用する場合でも、磁石を確実に固定保持することができる。 Thus, according to the present invention, in a rotating electrical machine having a rotor in which a plurality of magnets are arranged on a disk-shaped rotor base via a yoke member, each magnet is sandwiched from both sides of the rotor in the radial direction of the rotor. Is provided, and a latching portion is provided in which the upper end of the stored magnet contacts with the upper end in the rotor rotation axis direction, and a recess is formed in which the magnet is fixedly held immovably in the rotor radial direction and the rotor rotation axis direction. The rotor of the rotating electrical machine can securely hold the magnet even when used at high speed and high torque.
10,20,25,30,40,45,50,55,60,65,70,75 ロータ
11,21,31,32,46,76 ロータベース
12,61,66,71,72,77,78 ヨーク部材
13,35 磁石
14 段部
14a,15a 磁石係止部
15 壁部
16,52a 凹部
26,27 薄肉部
26a,27a スリット
33,34 フランジ状部
33a,34a 磁石係止部
41 円環部材
46a ビード
51,52 磁石保持部材
78a 棒状部
80 貫通孔
O ロータ回転軸
R 樹脂
a 不連続部
b,e 凹部空間
c,d 場所
10, 20, 25, 30, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75
Claims (12)
前記ロータベースに、前記各磁石をロータ径方向両側から挟み込むように収納して、収納した前記磁石のロータ回転軸方向上端が接触する係止部を有し、前記磁石をロータ径方向及びロータ回転軸方向への移動不能に固定保持する凹部を形成したことを特徴とする回転電機。 In a rotating electrical machine having a rotor on which a plurality of magnets are arranged via a yoke member on a disk-shaped rotor base,
The rotor base is housed such that the magnets are sandwiched from both sides of the rotor in the radial direction of the rotor, and a latching portion with which the upper end of the housed magnet in the rotor rotational axis direction comes into contact is provided. A rotating electrical machine characterized in that a recess is formed that is fixedly held so as not to move in the axial direction.
前記凹部のロータ径方向外側を形成する円環状部を、前記円環状部と一体化して前記凹部を形成する円盤状部にロータ径方向に変位不能に固着して形成したことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The rotor base;
The annular portion forming the rotor radial outer side of the concave portion is formed by being fixed to the disc-shaped portion forming the concave portion integrally with the annular portion so as not to be displaceable in the rotor radial direction. Item 2. The rotating electrical machine according to Item 1.
前記磁石を配置した後に塑性変形させることができる、前記ロータベースに設けた薄肉部により形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。 The locking portion,
3. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotating electric machine is formed by a thin portion provided on the rotor base, which can be plastically deformed after the magnet is arranged.
周縁部を屈曲してフランジ状部を有する径の異なる2つのロータベースを、前記両フランジ状部の間に前記凹部を有するように一体的に重ねて形成したことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 The rotor base;
The two rotor bases having different diameters, each having a flange-like portion bent by a peripheral portion, are integrally formed so as to have the concave portion between the two flange-like portions. The rotating electrical machine described.
前記磁石のエアギャップ面側を覆って前記両フランジ状部に架け渡され、前記両フランジ状部のエアギャップ側端面に固定されている薄板状部材により形成したことを特徴とする請求項4に記載の回転電機。 The locking portion,
5. A thin plate-like member that covers the air gap surface side of the magnet, spans the flange-like portions, and is fixed to the air gap-side end surfaces of the flange-like portions. The rotating electrical machine described.
ロータ周方向に連続して、前記ロータベースの磁石側面に位置し前記磁石を覆う凹凸を繰り返す円環状に形成したことを特徴とする請求項5に記載の回転電機。 The thin plate member
6. The rotating electrical machine according to claim 5, wherein the rotating electric machine is formed in an annular shape that is continuous with the circumferential direction of the rotor and is formed on the side surface of the magnet of the rotor base so as to repeat unevenness covering the magnet.
何れも前記磁石側に倒れ込むように傾斜させて、前記磁石をロータ径方向両側から挟持するようにした、前記両フランジ状部により形成したことを特徴とする請求項4に記載の回転電機。 The locking portion,
5. The rotating electrical machine according to claim 4, wherein each of the rotating electric machines is formed by the both flange-shaped portions that are inclined so as to fall down toward the magnet side and are sandwiched from both sides in the rotor radial direction.
軟磁性圧粉材料や金属ガラス成形材料の高抵抗磁性材料により形成し、ロータ周方向に連続することなく隣接磁石間に不連続部を有して配置したことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の回転電機。 The yoke member;
8. A high-resistance magnetic material such as a soft magnetic dust material or a metal glass molding material, and is disposed with discontinuities between adjacent magnets without being continuous in the rotor circumferential direction. The rotating electrical machine according to any one of the above.
ロータ径方向に同心円状或いは渦巻き状に積層した積層鋼板により形成したことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の回転電機。 The yoke member;
The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the rotating electrical machine is formed of laminated steel plates laminated concentrically or spirally in a rotor radial direction.
磁束がロータ周方向に鎖交する場所では、ロータ回転軸方向に積層した積層鋼板により形成し、磁束がロータ回転軸方向からロータ周方向へ変化する場所では、軟磁性圧粉材料や金属ガラス焼結材料の等方性高抵抗磁性材料により形成したことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の回転電機。 The yoke member;
At locations where the magnetic flux is linked in the rotor circumferential direction, it is formed by laminated steel plates laminated in the rotor rotational axis direction. At locations where the magnetic flux changes from the rotor rotational axis direction to the rotor circumferential direction, soft magnetic dust material or metal glass firing is used. The rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the rotating electrical machine is formed of an isotropic high-resistance magnetic material of a binder material.
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