JP2003259577A - 永久磁石型モータのロータ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石を配置するための中空部の外側にあ
るブリッジ部の付け根が破断することがない永久磁石型
モータを提供する。 【解決手段】 ロータ軸１０の周囲に電磁鋼板３０を積
層し、その両端をエンドリング２０，５０で挟み固定し
ている。電磁鋼板３０の貫通孔は積層して中空部３２を
形成し、その中空部３２に永久磁石４０を配置してい
る。両端のエンドリング２０，５０は皿ばね形状であ
り、組付け時には弾性変形している。エンドリング２
０，５０の外周が押圧部となり、ブリッジ部３４を押圧
し摩擦力を発生させ、付け根の破断を防止することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石を内部に
備える永久磁石型モータのロータ組立体、特に、ロータ
に永久磁石を配置するための中空部を形成した永久磁石
型モータのロータ組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、様々な用途に永久磁石型モータが
用いられている。永久磁石型モータは主に、永久磁石を
内蔵した積層電磁鋼板を持ったロータ組立体と、巻線を
巻回したステータとから構成される。ロータ組立体の断
面図を図４に示す。

【０００３】ロータ組立体は、ロータ軸１０の周囲に複
数枚の電磁鋼板３０をはめ込んで積層し、その両端を、
外形が電磁鋼板３０と同じである平板状のエンドリング
で挟み固定して構成する。各電磁鋼板３０の貫通孔が積
層されることにより形成される中空部３２には永久磁石
４０が配置される。また、中空部３２の外周はブリッジ
部３４となっている。

【０００４】このように構成される永久磁石型モータで
は、永久磁石４０による磁束と、ステータの巻線に電流
を流すことにより発生する磁束により、ロータ組立体を
回転させているのであるが、永久磁石４０を配置する中
空部３２が電磁鋼板３０の外周から遠いと、即ち、ブリ
ッジ部３４の付け根部分の寸法が大きいと、永久磁石４
０が発生する磁束の漏れ量が多くなり、発生するトルク
が小さくなったり、また、ギャップの磁束分布に歪みが
生じて、磁束密度波形に高調波成分が生じトルクの振れ
を発生させてしまう。したがって、ブリッジ部３４の付
け根部分は細く設計されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
永久磁石型モータにおいては、高速で回転させたとき
に、永久磁石４０に作用する遠心力と、ブリッジ部３４
自体に作用する遠心力が、ブリッジ部３４の付け根に大
きな応力を発生させてしまう。そのため、最高回転数付
近で付け根部分が破断したり、長期使用後に疲労破壊す
る問題がある。

【０００６】本発明においては、ブリッジ部の付け根が
破断または疲労破壊することがない永久磁石型モータを
提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石型モー
タのロータ組立体は、外周近傍に貫通孔を有する電磁鋼
板を前記貫通孔の位置を合わせてロータ軸の周囲に積層
し、積層した前記貫通孔により形成された中空部に永久
磁石を配置し、前記積層電磁鋼板の両端をロータ軸に支
持された一対のエンドリングで挟み固定した永久磁石型
モータのロータ組立体において、前記エンドリングは、
前記積層電磁鋼板の中空部外側のブリッジ部を押圧する
押圧部と、この押圧部の内周側であってエンドリングの
厚み方向に逃げた逃げ部とを有し、前記押圧部で前記電
磁鋼板のブリッジ部を挟み固定するものである。

【０００８】また、前記エンドリングは皿ばねから成
り、この皿ばねの外周が押圧部を形成し、押圧部の内周
側が逃げ部を形成することが好ましい。

【０００９】また、前記エンドリングは外周および内周
が凸状のリング形状を有し、外周の凸状のリングが押圧
部を形成し、両凸状リングの中間が逃げ部を形成するこ
とが好ましい。

【００１０】また、前記エンドリングはブリッジ部に対
応した位置にのみ凸状の押圧部を有することが好まし
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る永久磁石型モータの
ロータ組立体の実施形態について、以下に図面を参照し
て説明する。

【００１２】実施形態１．第一の実施形態に係る永久磁
石型モータのロータ組立体の構成図を図１に示す。図１
（ａ）はロータ組立体の側面図であり、図１（ｂ）はロ
ータ組立体を軸方向から見た図である。

【００１３】ロータ組立体７０は、回転可能に軸支され
るロータ軸１０と、ロータ軸の周囲に積層することでロ
ータ鉄心を構成する多数枚の薄い円盤状の電磁鋼板３０
と、鋼材等の金属材料から成る皿ばね形状の２枚のエン
ドリング２０，５０と、永久磁石４０とから構成されて
いる。

【００１４】ロータ軸１０の周囲に、エンドリング２
０、電磁鋼板３０、永久磁石４０、エンドリング５０の
順にはめ込む。このとき、電磁鋼板３０にはステータと
対向する外周近傍に貫通孔が加工されており、ロータ軸
１０の周囲に積層するときには、これらの貫通孔の位置
を合わせて積層することにより中空部３２を形成する。
そして、この中空部３２に永久磁石４０を挿入し固定す
る。中空部外周は、ブリッジ部となっている。

【００１５】電磁鋼板の下端及び上端に配置されるエン
ドリング２０，５０は皿ばねである。下端のエンドリン
グ２０は、皿ばねが上に開いた向きで配置され、上端の
エンドリング５０は、図示するように下に開いた向きで
配置される。電磁鋼板３０および下端のエンドリング２
０は、ロータ軸１０の外径より内径が多少大きく、ロー
タ軸１０にはめ込むことができ、上端のエンドリング５
０はロータ軸１０の外径より内径が小さく、締まり嵌め
となっており、圧入固定される。圧入固定されたときに
は、テーパ形状のエンドリング２０，５０は変形してい
る。また、ロータ軸１０のエンドリング５０の圧入位置
の上にはカシメ部１２があり、エンドリング５０を圧入
固定した後、このカシメ部１２でエンドリング５０をか
しめることにより、エンドリング５０の抜けを確実に防
止している。

【００１６】本実施形態に係るロータ組立体７０の特徴
的事項は、エンドリング２０，５０が皿ばねであり、積
層した電磁鋼板３０のブリッジ部３４を押圧する押圧部
５２を有し、この押圧部５２の内周側にエンドリング２
０，５０の厚み方向に逃げた逃げ部５４とを有している
ことである。変形した状態で皿ばねの外周が押圧部５２
となり、内周が逃げ部５４となっている。ブリッジ部３
４を押圧することにより、ロータ組立体７０が高速回転
し、ブリッジ部３４が遠心力を受けるときでも、このエ
ンドリング２０，５０の押圧力により電磁鋼板３０間に
摩擦力が発生し、ブリッジ部３４の変形を小さくするこ
とができる。したがって、ブリッジ部３４の付け根部分
には大きな応力が発生することがなく、破断、疲労破壊
等を発生することがない効果がある。また、押圧力によ
り電磁鋼板３０間には隙間ができないので、ブリッジ部
３４が積層方向に曲がることがなく、したがって、この
曲げによる応力が、外周部の付け根部分に発生せず、そ
れによる疲労寿命の低下もない。さらに、従来の平面状
のエンドリング２０，５０では、加工精度が悪いとエン
ドリング２０，５０に本実施形態とは逆方向に反ってし
まい、電磁鋼板３０を押し付けない場合があるが、本実
施形態では確実に押付力が発生するので、エンドリング
２０，５０の加工精度を低く設計することができ、エン
ドリング２０，５０の加工コストが低減できる。

【００１７】また、本実施形態においては、エンドリン
グ２０，５０である皿ばねが、弾性変形して撓んだ状態
で電磁鋼板に押圧力を与える。したがって、電磁鋼板３
０の製造時に貫通孔にプレスだれができてしまった場合
には電動機が使用されるうちにそれが取れても、電磁鋼
板に押圧力を与えることができ、安定して押圧力を確保
することができる効果がある。また、押圧力を安定して
を発生できるため、エンドリング２０，５０の板厚低
減、材料のグレードダウン（低強度化）、エンドリング
形状の簡素化、小型化を図ることができ、安価にモータ
を製造することができる。

【００１８】実施形態２．第二の実施形態に係る永久磁
石型モータのロータ組立体８０の構成図を図２に示す。
図２（ａ）はロータ組立体の側面図であり、図２（ｂ）
はロータ組立体を軸方向から見た図である。

【００１９】第二の実施形態のロータ組立体８０の構成
は、第一の実施形態のロータ組立体７０の構成とほぼ同
じであり、エンドリング２２，５６のみ異なる。エンド
リング２２，５６は図示されるように電磁鋼板３０との
接触面の外周および内周が凸状のリング形状を有し、外
周の凸状リングが押圧部５８を形成し、両凸状のリング
の中間は凹状の厚み方向に逃げた逃げ部６０となってい
る。このため、エンドリング２２，５６により、電磁鋼
板３０の外周と内周に大きな押圧力を発生させることが
でき、ブリッジ部３４にも大きな押圧力が発生し、ブリ
ッジ部３４の付け根部分に大きな応力を発生させず、破
断、疲労破壊等を発生を防止する効果がある。

【００２０】実施形態３．第三の実施形態に係る永久磁
石型モータのロータ組立体９０の構成図を図３に示す。
図３（ａ）はロータ組立体の側面図であり、図３（ｂ）
はロータ組立体を軸方向から見た図である。

【００２１】第三の実施形態のロータ組立体９０は、第
一、第二の実施形態とエンドリング２４，５４のみが異
なる。エンドリング２４，６２は図示されるように、外
周のブリッジ部３４に対応した位置にのみ凸状の押圧部
６４を備え、その他の部分は逃げ部６６となっている。
したがって、エンドリング２４，６２の押圧部６４は、
電磁鋼板３０のブリッジ部３４のみに押圧力を発生させ
るので、ブリッジ部３４における面圧を大きくし、遠心
力に抗する摩擦力を大きくすることができる効果があ
る。尚、エンドリング２４，６２は中空部３２も覆って
いるが、永久磁石４０の積層方向の寸法は、電磁鋼板３
０の寸法より多少小さく設定されているため、実質的に
押圧部６４はブリッジ部のみを押圧している。

【００２２】

【発明の効果】本発明のロータ組立体は、エンドリング
が積層電磁鋼板の中空部の外周部を押圧する押圧部と、
この押圧部の内周側であってエンドリングの厚み方向に
逃げた逃げ部とを有し、電磁鋼板の中空部の外周部を挟
み固定するので、外周部に働く遠心力に抗する摩擦力を
発生させ、外周部の付け根部分に働く応力を緩和できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態１に係るロータ組立体を示す構成図
である。

【図２】 実施形態２に係るロータ組立体を示す構成図
である。

【図３】 実施形態３に係るロータ組立体を示す構成図
である。

【図４】 従来技術のロータ組立体を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１０ ロータ軸、１２ カシメ部、２０，２２，２４，
５０，５６，６２ エンドリング、３０ 電磁鋼板、３
２ 中空部、３４ ブリッジ部、４０ 永久磁石、５
２，５８，６４ 押圧部、５４，６０，６６ 逃げ部、
７０ ロータ組立体。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周近傍に貫通孔を有する電磁鋼板を前
   記貫通孔の位置を合わせてロータ軸の周囲に積層し、積
   層した前記貫通孔により形成された中空部に永久磁石を
   配置し、前記積層電磁鋼板の両端をロータ軸に支持され
   た一対のエンドリングで挟み固定した永久磁石型モータ
   のロータ組立体において、 前記エンドリングは、前記積層電磁鋼板の中空部外側の
   ブリッジ部を押圧する押圧部と、この押圧部の内周側で
   あってエンドリングの厚み方向に逃げた逃げ部とを有
   し、前記押圧部で前記電磁鋼板のブリッジ部を挟み固定
   することを特徴とする永久磁石型モータのロータ組立
   体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の永久磁石型モータのロ
   ータ組立体において、 前記エンドリングは皿ばねから成り、この皿ばねの外周
   が押圧部を形成し、押圧部の内周側が逃げ部を形成する
   ことを特徴とする永久磁石型モータのロータ組立体。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の永久磁石型モータのロ
   ータ組立体において、 前記エンドリングは外周および内周が凸状のリング形状
   を有し、外周の凸状のリングが押圧部を形成し、両凸状
   リングの中間が逃げ部を形成することを特徴とする永久
   磁石型モータのロータ組立体。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の永久磁石型モータのロ
   ータ組立体において、 前記エンドリングはブリッジ部に対応した位置にのみ凸
   状の押圧部を有することを特徴とする永久磁石型モータ
   のロータ組立体。