JP2003264970A - 回転機 - Google Patents

回転機

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JP2003264970A
JP2003264970A JP2002062581A JP2002062581A JP2003264970A JP 2003264970 A JP2003264970 A JP 2003264970A JP 2002062581 A JP2002062581 A JP 2002062581A JP 2002062581 A JP2002062581 A JP 2002062581A JP 2003264970 A JP2003264970 A JP 2003264970A
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JP
Japan
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magnet
stator
rotor
annular portion
rotating machine
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Pending
Application number
JP2002062581A
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English (en)
Inventor
Shuji Kosaka
修司 小坂
Yoshitaka Nishimura
嘉孝 西村
Hiroyuki Ito
浩之 伊藤
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TOKUSHU DENSO KK
Original Assignee
TOKUSHU DENSO KK
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 突極を外側に向けて配置したステータと、そ
の外周面に対向する磁石を配置したロータを備えた回転
機において、従来では、磁石の背面を円弧状に形成する
必要があり、手間やコストがかかるという問題点があっ
た。 【解決手段】 突極1を配置したステータSと、その外
周面に対向する磁石2を配置したロータRを備え、ロー
タRが多角形状の環状部12を備え、環状部12の内周
面に磁石2を設けた回転機Aとし、磁石2として平坦な
プレート状のものを使用可能にし、低コスト化を実現し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータあるいは発
電機として用いられる回転機の改良に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】回転機であるモータとしては、複数の突
極を外側に向けて放射状に配置したステータと、ステー
タの外周面に対向する複数の磁石を円周方向に所定間隔
で配置したロータを備えたものが周知である。また、こ
の種のモータでは、円形のロータを用い、その内周面に
磁石を固定しているため、磁石の背面側をロータの内周
面に添って円弧状に形成している。この場合、磁石は、
個別に背面を円弧状に成形したり、角棒状に成形した磁
石を所定の厚さに切断し、その後に背面を切削や研磨に
よって円弧状に形成するのが一般的であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな従来のモータにあっては、背面側を円弧状とする磁
石の製造に手間がかかり、しかも、近年では、回転機の
小型高出力化を図るために高価な希土類磁石が使用され
ていることから、磁石に切削や研磨の加工を行うとコス
トがさらに増大するという問題点があり、このような問
題点を解決することが課題であった。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、ロータの磁石として平坦なプレート状磁
石を用いることができ、磁石の製造を容易なものにして
低コスト化を実現することができる回転機を提供するこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる回転機
は、請求項1として、複数の突極を外側に向けて放射状
に配置したステータと、ステータの外周面に対向する複
数の磁石を円周方向に配置したロータを備え、ロータ
が、多角形状の環状部を備えると共に、環状部の内周面
に磁石を設けた構成とし、請求項2として、ロータが、
環状の側壁と底壁を有する形状に絞り成形されたヨーク
を備えており、ヨークの側壁が多角形状の環状部である
構成とし、請求項3として、環状部の角数が、ステータ
の外径(mm)×A(A≧0.08)で且つ4以上の偶
数である構成としており、上記構成を従来の課題を解決
するための手段としている。
【0006】
【発明の作用】本発明の請求項1に係わる回転機では、
突極を設けたステータと、ステータの外周面に対向する
磁石を設けたロータを備えた回転機において、ロータが
多角形状の環状部を備え、この環状部の内周面に磁石を
設けるので、環状部における磁石の取付け面が平坦なも
のになり、磁石としては、環状部への対向面すなわち背
面が平坦なプレート状のものが用いられる。したがっ
て、磁石は、例えば角棒状の磁石を所定の厚さに切断す
れば良く、それ以外の面加工は不要である。
【0007】本発明の請求項2に係わる回転機では、ロ
ータが、側壁と底壁を有する形状に絞り成形されたヨー
クを備えており、ヨークの側壁を多角形状の環状部とし
ているので、比較的容易に環状部を形成し得ると共に、
ヨークの底壁がロータハウジング等への連結部として用
いられる。
【0008】本発明の請求項3に係わる回転機では、環
状部の角数が、ステータの外径(mm)×A(A≧0.
08)で且つ4以上の偶数であるものとしており、これ
により最適な角数を設定し得るものとなる。なお、環状
部の角数は、あえて上限を規定していないが、ステータ
における突極の数、あるいは突極の数により決定される
磁石の数に応じて選択される。
【0009】
【発明の効果】本発明の請求項1に係わる回転機によれ
ば、ロータにおける多角形状の環状部に磁石を設けるこ
とから、背面が平坦なプレート状の磁石を用いることが
でき、これにより、高価な希土類磁石を使用する場合で
も、例えば角棒状の磁石を切断するだけで磁石の基本的
形状が得られるので、磁石の製造を容易に行うことがで
き、大幅な低コスト化を実現することができる。
【0010】本発明の請求項2に係わる回転機によれ
ば、請求項1と同様の効果を得ることができるうえに、
側壁が多角形状の環状部となるように絞り成形されたヨ
ークを採用したことにより、環状部を容易に製造するこ
とができると共に、例えばロータハウジングに対する磁
石の組付けを一括して行うことができ、組付け作業を容
易に且つ迅速に行うことができる。また、ヨークを採用
したことにより、ロータハウジング等の外観を全く変更
せずに、背面が平坦なプレート状磁石を使用することが
できる。
【0011】本発明の請求項3に係わる回転機によれ
ば、請求項1および2と同様の効果を得ることができる
うえに、回転機の大きさ等に応じて環状部の最適な角数
を設定することができる。また、環状部の最適な角数の
設定とともに磁石の幅寸法(回転方向の寸法)を可及的
に小さくすることで、磁石の平坦な正面と突極の湾曲し
た先端面とのギャップにおける部分的な寸法差を小さく
することができ、これによりトルクリップルを低減しつ
つ磁束量の低下防止を実現することができる。
【0012】
【実施例】図2に示す回転機Aは、電動車の駆動輪とし
て用いられるモータであって、複数の突極1を外側に向
けて放射状に配置したステータSと、ステータSの外周
面に対向する複数の磁石2を円周方向に配置したロータ
Rを備えている。
【0013】ステータSは、中心にボス3を有する円板
状のステータハウジング4に固定してある。ステータハ
ウジング4は、主軸(車軸)5に装着され、ボス3の部
分に設けた止めねじ6によって主軸5に固定してある。
【0014】ステータSは、リング状コア7と、コア7
の外周に一定間隔で固定した複数の突極1を備えてい
る。突極1は、図1にも示すように、コア7に固定する
鉄心1Aに、合成樹脂製のインシュレータ1Bを介して
コイル1Cを巻き付けた構成になっている。そして、ス
テータSは、ステータハウジング4に対して、コア7を
貫通する複数の位置決めピン8を用いて同軸状に固定し
てある。
【0015】また、ステータSには、位置決めピン8お
よび同ピン8に螺着するねじ9により保持される環状の
回路基板10が同軸状に取り付けてある。この回路基板
10は、各突極1のコイル1Cを結線すると共に、モー
タ駆動用の回路を備えたものである。なお、結線回路と
駆動用回路を別の基板に設けても良い。
【0016】ロータRは、ロータ本体を構成するロータ
ハウジング11と、内周面に磁石2を配置してロータハ
ウジング11に取り付けるヨーク12を備えている。ロ
ータハウジング11は、浅い有底円筒状を成すと共に、
中心に円筒部13を一体的に備えており、円筒部13の
内側に嵌合した2つのボールベアリング14を介して主
軸5に回転自在に保持してある。また、ロータハウジン
グ11は、外周部に一対のフランジ部15,15を有
し、両フランジ部15,15の間で図示しないタイヤの
取り付け溝16を形成している。
【0017】ここで、ステータハウジング4とロータハ
ウジング11は、いずれも金属製であって、主軸5に装
着した状態において、ステータS等を収容する環状の空
間を形成すると共に、駆動輪のホイールを構成してい
る。
【0018】また、ロータハウジング11は、中央部の
モータ内側面に、円筒部13を中心にして、外周に検出
用磁石17を設けた円形のプレート18がピン19やね
じ20で固定してある。これに対して、ステータS側の
回路基板10には、検出用磁石17の磁極を検出するた
めのホール素子21が設けてある。つまり、当該モータ
Mは、ホール素子21からの検出信号に基づいて、各突
極1のコイル1Cへの通電を切り替える制御を行うもの
となっている。
【0019】ロータRのヨーク12は、金属製のリング
体であって、図1に示す如く多角形状の環状部12Aを
備えている。このヨーク12は、環状部12Aを側壁と
し且つ内向きのフランジ部分を底壁12Bとして絞り成
形したものであり、その内周の各面に、ステータSの外
周面に対向するN極とS極のプレート状磁石2が交互に
設けてあり、底壁12Bにおいてボルト22によりロー
タハウジング11に固定してある。
【0020】ここで、ヨーク12の環状部12Aの角数
は、ステータSの外径(mm)×A(A≧0.08)で
且つ4以上の偶数であって、これに加えて、突極1の数
や突極1の数により決定した磁石2の数に基づいて設定
することができる。なお、一例としては、突極1の数を
36とし、磁石2の数を30とし、環状部12Aの角数
を30としているが、とくに限定されることはない。
【0021】さらに、ヨーク12は、ロータハウジング
11の内径よりも一回り小さい外径を有しており、ロー
タハウジング11に固定した状態において、環状部12
Aの外周面とロータハウジング11の内周面との間に、
円周方向にわたって隙間23を形成している。つまり、
駆動輪のモータとして用いる当該回転機Aでは、運転時
において、ロータハウジング11に衝撃や振動等の外的
負荷が加わることになるので、上記隙間23を形成する
ことでヨーク12への外的負荷の影響を緩和し、磁石2
の剥離やヨーク12の変形により生じるステータSとの
接触などを未然に防止するようにしている。
【0022】上記の構成を備えた回転機Aでは、ヨーク
12の環状部12Aが多角形状であって、環状部12A
における磁石2の取付け面が平坦であるから、磁石2と
しては、環状部12Aとの対向面すなわち背面が平坦な
プレート状のものとなる。したがって、図3に仮想線で
示すように断面長方形の角棒状の磁石Mを形成し、この
磁石Mを所定の厚さに切断するだけでプレート状磁石2
の基本的形状が得られ、それ以外の面加工が不要である
ため、高出力化のために高価な希土類磁石を使用する場
合でも磁石2の製造が非常に容易であり、低コスト化を
実現する。
【0023】また、ヨーク12を絞り成形によって得る
ことから、環状部12Aの製造が容易であると共に、ロ
ータハウジング11に対する磁石2の組付けを一括して
行うことができ、組付け作業を容易に且つ迅速にし得る
ほか、ロータハウジング11の外観を全く変更せずに、
上記プレート状磁石2の使用が可能となる。
【0024】さらに、当該回転機Aでは、その大きさ等
に応じて環状部12Aの最適な角数を設定し、磁石2の
幅寸法(回転方向の寸法)を可及的に小さくすること
で、磁石2の平坦な正面と突極1の湾曲した先端面との
ギャップにおける部分的な寸法差が小さくなり、これに
よりトルクリップルを低減しつつ磁束量の低下を防止し
て良好な運転を行うことができる。
【0025】なお、本発明に係わる回転機は、当然のこ
とながら、詳細な構成が上記実施例のみに限定されるこ
とはなく、例示したモータ以外のモータや発電機にも適
用することができる。また、ヨークにあっては、各面の
大きさを必ずしも同一にする必要は無く、大小の面を交
互に配置したり1つおきの面に磁石を設けたりすること
も可能である。また、磁石としては、上記実施例で示し
た長方形のもののほか、図4に示すように、ロータの回
転方向に傾斜した平行四辺形の磁石2などを用いること
ができ、このような磁石2を用いればトルクリップルの
さらなる低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる回転機の一実施例を説明する要
部の平面図である。
【図2】回転機であるモータを説明する断面図である。
【図3】磁石を説明する斜視図である。
【図4】磁石の他の形状例を説明する斜視図である。
【符号の説明】
A 回転機 R ロータ S ステータ 1 突極 2 磁石 12 環状部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H02K 29/08 H02K 29/08 (72)発明者 伊藤 浩之 東京都中央区銀座1丁目28番16号 特殊電 装株式会社内 Fターム(参考) 5H002 AA07 AB04 AB07 AC05 AE08 5H019 AA10 BB01 BB15 BB19 BB22 CC04 CC09 DD01 5H621 BB07 GA04 HH01 HH05 JK07 5H622 CA02 DD02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の突極を外側に向けて放射状に配置
    したステータと、ステータの外周面に対向する複数の磁
    石を円周方向に配置したロータを備え、ロータが、多角
    形状の環状部を備えると共に、環状部の内周面に磁石を
    設けたことを特徴とする回転機。
  2. 【請求項2】 ロータが、環状の側壁と底壁を有する形
    状に絞り成形されたヨークを備えており、ヨークの側壁
    が多角形状の環状部であることを特徴とする請求項1に
    記載の回転機。
  3. 【請求項3】 環状部の角数が、ステータの外径(m
    m)×A(A≧0.08)で且つ4以上の偶数であるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の回転機。
JP2002062581A 2002-03-07 2002-03-07 回転機 Pending JP2003264970A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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