JP2007014178A - Rotor - Google Patents

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JP2007014178A
JP2007014178A JP2005195319A JP2005195319A JP2007014178A JP 2007014178 A JP2007014178 A JP 2007014178A JP 2005195319 A JP2005195319 A JP 2005195319A JP 2005195319 A JP2005195319 A JP 2005195319A JP 2007014178 A JP2007014178 A JP 2007014178A
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back yoke
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Daisuke Miyata
大介 宮田
Tatsuya Ishikawa
龍也 石川
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor which improves response of a motor irrespective of a position of a magnetic polarity. <P>SOLUTION: The rotor 10 includes a rotating shaft 11, a rotor back yoke 12 fixed so that it may integrally rotate around the rotating shaft, and a permanent magnet 13 which is stuck to the outer peripheral face of the rotor back yoke. The rotor back yoke 12 includes a hollow portion 12b in an axial intermediate portion, at such a portion as excluding an outer periphery 12c in contact with the permanent magnet 13. A magnetic path width W1 of the outer periphery 12c is constituted to have a dimension which does not cause saturation of magnetic flux. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータの備えるロータに関するものである。   The present invention relates to a rotor provided in a motor.

従来、例えばブラシレスモータでは、固定子(ステータ)側に巻線を備え、回転子(ロータ)側に永久磁石を備えている。そして、回転子としては、その回転軸(シャフト)と永久磁石との間にロータバックヨークを備えたものも知られている(例えば特許文献1など)。このロータバックヨークは、回転軸及び永久磁石を一体回転するように固定するための機能と、永久磁石の磁束を効率よく通す磁路としての機能を併せ有している。   Conventionally, for example, a brushless motor has a winding on the stator (stator) side and a permanent magnet on the rotor (rotor) side. And as a rotor, what equipped the rotor back yoke between the rotating shaft (shaft) and a permanent magnet is also known (for example, patent document 1 etc.). The rotor back yoke has both a function for fixing the rotating shaft and the permanent magnet so as to rotate integrally, and a function as a magnetic path for efficiently passing the magnetic flux of the permanent magnet.

図4(a)(b)及び図5(a)(b)は、こうした回転子の従来形態を示す平面図及び縦断面図である。同図に示されるように、回転子90は、回転軸91と、回転軸91に一体回転するように固定されたロータバックヨーク92と、ロータバックヨーク92の外周面に固着された永久磁石93とを備えている。なお、図4では、磁性粉体を成形(焼結)してなるロータバックヨーク92Aを示しており、図5では、鋼板を積層してなるロータバックヨーク92Bを示している。
特開平9−275669号公報 特開平9−275652号公報
4 (a), 4 (b) and 5 (a), 5 (b) are a plan view and a longitudinal sectional view showing a conventional form of such a rotor. As shown in the figure, the rotor 90 includes a rotating shaft 91, a rotor back yoke 92 fixed so as to rotate integrally with the rotating shaft 91, and a permanent magnet 93 fixed to the outer peripheral surface of the rotor back yoke 92. And. 4 shows a rotor back yoke 92A formed by molding (sintering) magnetic powder, and FIG. 5 shows a rotor back yoke 92B formed by stacking steel plates.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-275669 JP-A-9-275552

ところで、図4及び図5に示したいずれのロータバックヨーク92A,92Bであっても、回転軸91及び永久磁石93間全体に充満される磁性体の塊となるため、回転子のイナーシャ(慣性モーメント)が大きくなってモータの応答性が損なわれることになっている。   By the way, any rotor back yoke 92A, 92B shown in FIG. 4 and FIG. 5 becomes a lump of magnetic material that fills the entire space between the rotary shaft 91 and the permanent magnet 93. Moment) will increase and the motor response will be impaired.

一方、特許文献2の技術においては、断面円弧状に複数に分割された磁石の中心の延長上に空間部を設けている。この場合において、分割されないリング状の磁性体をロータバックヨークの外周に設けた後、磁性体を着磁することにより磁石を作成する方法をとろうとすると、磁化する位置決めを正確に行う必要がある。また、更に、軸方向に向かうにつれ磁極が円周方向にずれるようなスキュー着磁を行うと、空間部を螺旋状に設けなくてはならなくなる。   On the other hand, in the technique of Patent Document 2, a space is provided on the extension of the center of the magnet divided into a plurality of arcs in cross section. In this case, if an attempt is made to create a magnet by magnetizing the magnetic body after providing an undivided ring-shaped magnetic body on the outer periphery of the rotor back yoke, it is necessary to accurately position the magnetized. . Furthermore, if skew magnetization is performed such that the magnetic poles are shifted in the circumferential direction as they go in the axial direction, the space must be provided in a spiral shape.

そこで、本発明は、磁石の極性の位置にかかわらず、モータの応答性を向上することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to improve the responsiveness of the motor regardless of the position of the polarity of the magnet.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、回転軸と、該回転軸に一体回転するように固定されたロータバックヨークと、該ロータバックヨークの外周面に固着された永久磁石とを備えるロータにおいて、前記ロータバックヨークは、前記永久磁石と接する外周部を除く部分に肉抜き部を有し、前記外周部の磁路幅を磁束の飽和を生じない寸法とすることを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is fixed to a rotating shaft, a rotor back yoke fixed to rotate integrally with the rotating shaft, and an outer peripheral surface of the rotor back yoke. In a rotor including a permanent magnet, the rotor back yoke has a thinned portion in a portion excluding the outer peripheral portion in contact with the permanent magnet, and the magnetic path width of the outer peripheral portion is set to a size that does not cause saturation of magnetic flux. Is the gist.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のロータにおいて、前記肉抜き部は、前記ロータバックヨークの軸方向両端部において、内周面から径方向外側に凹設されてなることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the rotor according to the first aspect, the thinned portions are recessed radially outward from the inner peripheral surface at both axial end portions of the rotor back yoke. The gist.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のロータにおいて、前記肉抜き部は、前記ロータバックヨークの軸方向中間部において、内周面から径方向外側に凹設されてなることを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the rotor according to the first aspect, the thinned portion is formed to be recessed radially outward from the inner peripheral surface at an axially intermediate portion of the rotor back yoke. The gist.

請求項4に記載の発明は、回転軸と、該回転軸に一体回転するように固定されたロータバックヨークと、該ロータバックヨークの外周面に固着された永久磁石とを備えるロータにおいて、前記ロータバックヨークは、前記回転軸の軸方向と平行であり、円周方向に所定角度ごとに設けられた複数の孔を備え、該孔は前記回転軸からそれぞれ同一の距離に配置され、ロータバックヨークの内周面と各孔の内周面との間の磁路幅、各孔の内周面とロータバックヨークの外周面との間の磁路幅、および各孔と孔との間の磁路幅は、磁束の飽和が生じない磁路幅が確保されるように設定することを要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a rotor including a rotating shaft, a rotor back yoke fixed so as to rotate integrally with the rotating shaft, and a permanent magnet fixed to an outer peripheral surface of the rotor back yoke. The rotor back yoke includes a plurality of holes that are parallel to the axial direction of the rotating shaft and provided at predetermined angles in the circumferential direction, and the holes are arranged at the same distance from the rotating shaft, respectively. Magnetic path width between the inner peripheral surface of the yoke and the inner peripheral surface of each hole, magnetic path width between the inner peripheral surface of each hole and the outer peripheral surface of the rotor back yoke, and between each hole and the hole The gist of the magnetic path width is to set the magnetic path width so as not to cause saturation of the magnetic flux.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のロータにおいて、前記ロータバックヨークの内周面には、前記回転軸に固定する際の圧入荷重を低減させるための複数の切り欠きが軸方向と平行に所定角度ごとに形成されており、前記複数の孔は、各隣接する前記切り欠きの中央部の角度位置に配置されていることを要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the rotor according to the fourth aspect, the inner circumferential surface of the rotor back yoke has a plurality of notches for reducing a press-fit load when fixed to the rotating shaft. The gist is that the holes are formed at predetermined angles in parallel to the direction, and the plurality of holes are arranged at an angular position of a central portion of each adjacent notch.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のロータにおいて、前記切り欠きの先端と前記孔の内周面との間の磁路幅は磁束の飽和が生じない磁路幅が確保されるように設定することを要旨とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the rotor according to the fifth aspect, the magnetic path width between the tip of the notch and the inner peripheral surface of the hole is secured so that no magnetic flux saturation occurs. The gist is to set so that.

(作用)
請求項1又は2に記載の発明によれば、前記ロータバックヨークは、前記永久磁石と接する外周部を除く部分に肉抜き部を有することで、その形成に伴う軽量化の分だけ、ロータのイナーシャ(慣性モーメント)が低減されて、該ロータを備えるモータの応答性が向上される。また、前記外周部の磁路幅が磁束の飽和を生じない寸法とされることで、例えば分割されないリング状の磁性体をロータバックヨークの外周に設けた後、磁性体を着磁することにより磁石を作成する方法をとる場合であっても、磁化する位置決めを正確に行う必要はない。
(Function)
According to the first or second aspect of the present invention, the rotor back yoke has a lightening portion in a portion excluding the outer peripheral portion that is in contact with the permanent magnet. Inertia (moment of inertia) is reduced, and the responsiveness of the motor including the rotor is improved. In addition, the magnetic path width of the outer peripheral portion is set to a dimension that does not cause saturation of the magnetic flux. For example, after providing a ring-shaped magnetic body that is not divided on the outer periphery of the rotor back yoke, the magnetic body is magnetized. Even in the case of taking a method of creating a magnet, it is not necessary to accurately position the magnetizing.

請求項3に記載の発明によれば、前記肉抜き部は、前記ロータバックヨークの軸方向中間部において、内周面から径方向外側に凹設されていることで、該ロータバックヨークは、その軸方向両端部において、両持ち支持で前記回転軸に固定される。従って、前記ロータバックヨークは、より安定した姿勢で前記回転軸に固定・支持される。   According to the third aspect of the present invention, the lightening portion is recessed radially outward from the inner peripheral surface at the axially intermediate portion of the rotor back yoke. At both ends in the axial direction, both ends are fixed to the rotating shaft. Therefore, the rotor back yoke is fixed and supported on the rotating shaft in a more stable posture.

請求項4に記載の発明によれば、前記ロータバックヨークは、前記回転軸の軸方向と平行であり、円周方向に所定角度ごとに設けられた複数の孔を備えることで、その形成に伴う軽量化の分だけ、ロータのイナーシャが低減されて、該ロータを備えるモータの応答性が向上される。また、前記複数の孔は前記回転軸からそれぞれ同一の距離に配置され、ロータバックヨークの内周面と各孔の内周面との間の磁路幅(W4)、各孔の内周面とロータバックヨークの外周面との間の磁路幅(W5)、および各孔と孔との間の磁路幅(W6)は、磁束の飽和が生じない磁路幅が確保されるように設定されることで、例えば分割されないリング状の磁性体をロータバックヨークの外周に設けた後、磁性体を着磁することにより磁石を作成する方法をとる場合であっても、磁化する位置決めを正確に行う必要はない。特に、前記複数の孔が配設される角度位置であっても、前記ロータバックヨークの径方向両側に磁路が形成されるため、所要の磁路幅に対し前記複数の孔を該ロータバックヨークのより外周側に配置することができ、この場合にはロータのイナーシャがより低減される。   According to a fourth aspect of the present invention, the rotor back yoke is parallel to the axial direction of the rotating shaft and includes a plurality of holes provided at predetermined angles in the circumferential direction. The inertia of the rotor is reduced by the corresponding weight reduction, and the responsiveness of the motor including the rotor is improved. Further, the plurality of holes are arranged at the same distance from the rotation axis, and the magnetic path width (W4) between the inner peripheral surface of the rotor back yoke and the inner peripheral surface of each hole, and the inner peripheral surface of each hole Magnetic path width (W5) between each of the rotor back yoke and the outer peripheral surface of the rotor back yoke, and magnetic path width (W6) between each hole so as to ensure a magnetic path width that does not cause saturation of the magnetic flux. Even if the magnet is made by magnetizing the magnetic body after providing a ring-shaped magnetic body that is not divided, for example, on the outer periphery of the rotor back yoke, the magnetizing positioning can be achieved. There is no need to do it exactly. In particular, since the magnetic path is formed on both sides in the radial direction of the rotor back yoke even at the angular position where the plurality of holes are disposed, the plurality of holes are provided for the required magnetic path width. It can arrange | position to the outer peripheral side of a yoke, In this case, the inertia of a rotor is reduced more.

請求項5又は6に記載の発明によれば、前記複数の孔は、各隣接する前記切り欠きの中央部の角度位置に配置されていることで、例えばこれら孔及び切り欠きを互いに同一の角度位置に配置する場合に比べて、所定の磁路幅を確保する際の該孔の開口面積をより増大することができ、この場合にはロータのイナーシャがより低減される。   According to the invention described in claim 5 or 6, the plurality of holes are arranged at an angular position of a central portion of each adjacent notch so that, for example, the holes and the notch have the same angle with each other. The opening area of the hole when securing a predetermined magnetic path width can be further increased as compared with the case where the rotor is disposed at a position, and in this case, the inertia of the rotor is further reduced.

請求項1乃至6に記載の発明では、磁石の極性の位置にかかわらず、モータの応答性を向上することができる。   In the inventions according to claims 1 to 6, the responsiveness of the motor can be improved regardless of the position of the polarity of the magnet.

(第1の実施形態)
以下、本発明をブラシレスモータのロータに具体化した第1の実施形態について図1に従って説明する。なお、図1(a)は、本実施形態のロータ10を示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)の1B−1B線に沿った断面図である。同図に示されるように、このロータ10は、回転軸11と、ロータバックヨーク12と、永久磁石13とを備えている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a rotor of a brushless motor will be described with reference to FIG. 1A is a plan view showing the rotor 10 of this embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line 1B-1B in FIG. As shown in FIG. 1, the rotor 10 includes a rotating shaft 11, a rotor back yoke 12, and a permanent magnet 13.

前記ロータバックヨーク12は、鋼板を積層することで成形されており、回転軸11の外径と同等の内径を有して略円筒状に形成されている。そして、上記ロータバックヨーク12の内周面には、複数(10個)の切り欠き12aが軸方向と平行に所定角度ごとに形成されている。このロータバックヨーク12は、前記回転軸11に圧入されることで、回転軸11に一体回転するように固定されている。この際、前記複数の切り欠き12aにより、回転軸11及びロータバックヨーク12間の圧入荷重が低減されている。   The rotor back yoke 12 is formed by laminating steel plates, and has an inner diameter equivalent to the outer diameter of the rotating shaft 11 and is formed in a substantially cylindrical shape. A plurality (ten) notches 12a are formed on the inner peripheral surface of the rotor back yoke 12 at predetermined angles in parallel with the axial direction. The rotor back yoke 12 is fixed so as to rotate integrally with the rotary shaft 11 by being press-fitted into the rotary shaft 11. At this time, the press-fit load between the rotary shaft 11 and the rotor back yoke 12 is reduced by the plurality of notches 12a.

また、上記ロータバックヨーク12には、その軸方向中間部において、内周面から径方向外側に同心円状に凹設された肉抜き部12bが形成されている。つまり、上記ロータバックヨーク12は、前記永久磁石13と接する外周部12cを除く部分に肉抜き部12bを有している。上記肉抜き部12bは、ロータバックヨーク12が軸方向に直交する面に対し対称構造となるように形成されている。この肉抜き部12bは、軸方向両端部と中間部とで積層する鋼板の形状を変更することで形成されている。つまり、軸方向両端部においてそれぞれ積層される鋼板14は、前記回転軸11の外径と同等の内径を有する円盤状に成形されている。一方、軸方向中間部において積層される鋼板15は、前記回転軸11の外径よりも大きい内径及び鋼板14と同等の外径を有する円盤状に成形されている。なお、上記ロータバックヨーク12の肉抜き寸法(回転軸11の外周面から肉抜き部12bの内周面までの径方向の距離)は、同ロータバックヨーク12の外周部12cに所要の磁路幅W1が確保されて、磁束の飽和が生じない寸法に設定されている。   Further, the rotor back yoke 12 is formed with a thinned portion 12b that is concentrically recessed from the inner peripheral surface to the outer side in the radial direction at the axially intermediate portion thereof. That is, the rotor back yoke 12 has a thinned portion 12b in a portion excluding the outer peripheral portion 12c in contact with the permanent magnet 13. The thinned portion 12b is formed so that the rotor back yoke 12 has a symmetrical structure with respect to a plane orthogonal to the axial direction. The thinned portion 12b is formed by changing the shape of the steel plates laminated at both axial end portions and the intermediate portion. That is, the steel plates 14 laminated at both axial ends are formed in a disc shape having an inner diameter equivalent to the outer diameter of the rotating shaft 11. On the other hand, the steel plates 15 laminated in the intermediate portion in the axial direction are formed in a disk shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotating shaft 11 and an outer diameter equivalent to the steel plate 14. The thickness of the rotor back yoke 12 (the distance in the radial direction from the outer peripheral surface of the rotating shaft 11 to the inner peripheral surface of the thinned portion 12b) is a required magnetic path in the outer peripheral portion 12c of the rotor back yoke 12. The width W1 is secured, and the dimension is set such that the magnetic flux is not saturated.

前記永久磁石13は、前記ロータバックヨーク12の外径と同等の内径を有する円筒状に形成されており、ロータバックヨーク12の外周面に固着されている。この永久磁石13は、所定角度ごとに互い違いとなる極性(N極、S極)を有している。なお、この永久磁石13は、円弧状の複数の永久磁石を極性が互い違いになるように円筒状に一体化させたものであってもよく、円筒状の単独の素材を互い違いの極性で着磁したものであってもよい。   The permanent magnet 13 is formed in a cylindrical shape having an inner diameter equivalent to the outer diameter of the rotor back yoke 12, and is fixed to the outer peripheral surface of the rotor back yoke 12. This permanent magnet 13 has a polarity (N pole, S pole) that alternates at every predetermined angle. The permanent magnet 13 may be formed by integrating a plurality of arc-shaped permanent magnets in a cylindrical shape so that the polarities are alternate, and magnetizes a single cylindrical material with alternate polarities. It may be what you did.

このような構造をなすロータ10は、巻線を備える周知のステータの内側に回転自在に収容されて、巻線の給電制御により回転駆動される。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
The rotor 10 having such a structure is rotatably accommodated inside a known stator having windings, and is driven to rotate by feeding control of the windings.
As described above in detail, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)本実施形態では、前記ロータバックヨーク12は、前記永久磁石13と接する外周部12cを除く部分に肉抜き部12bを有することで、その形成に伴う軽量化の分だけ、ロータ10のイナーシャを低減することができ、同ロータ10を備えるモータの応答性を向上することができる。   (1) In the present embodiment, the rotor back yoke 12 has the lightening portion 12b in the portion excluding the outer peripheral portion 12c in contact with the permanent magnet 13, thereby reducing the weight of the rotor 10 due to the formation thereof. Inertia can be reduced, and the responsiveness of the motor including the rotor 10 can be improved.

また、前記外周部12cの磁路幅W1が磁束の飽和を生じない寸法とされることで、例えば分割されないリング状の磁性体をロータバックヨーク12の外周に設けた後、磁性体を着磁することにより磁石を作成する方法をとる場合であっても、磁化する位置決めを正確に行う必要はない。   In addition, since the magnetic path width W1 of the outer peripheral portion 12c is set to a size that does not cause magnetic flux saturation, for example, an undivided ring-shaped magnetic body is provided on the outer periphery of the rotor back yoke 12, and then the magnetic body is magnetized. Thus, even when the method of creating a magnet is adopted, it is not necessary to accurately position the magnetizing.

(2)本実施形態では、前記肉抜き部12bは、前記ロータバックヨーク12の軸方向中間部において、内周面から径方向外側に凹設されていることで、同ロータバックヨーク12は、その軸方向両端部において、両持ち支持で前記回転軸11に固定される。従って、前記ロータバックヨーク12を、より安定した姿勢で前記回転軸11に固定・支持することができる。   (2) In the present embodiment, the thinned portion 12b is recessed radially outward from the inner peripheral surface in the axially intermediate portion of the rotor back yoke 12, so that the rotor back yoke 12 is Both end portions in the axial direction are fixed to the rotating shaft 11 by both-end support. Therefore, the rotor back yoke 12 can be fixed and supported on the rotary shaft 11 in a more stable posture.

(第2の実施形態)
以下、本発明をブラシレスモータのロータに具体化した第2の実施形態を図2に従って説明する。なお、第2の実施形態は、ロータバックヨークの軸方向両端部に肉抜き部を形成した構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment in which the present invention is embodied in a rotor of a brushless motor will be described with reference to FIG. Note that the second embodiment has a configuration in which thinned portions are formed at both axial end portions of the rotor back yoke, and thus detailed description of similar portions is omitted.

図2(a)は、本実施形態のロータ20を示す平面図であり、図2(b)は、図2(a)の2B−2B線に沿った断面図である。同図に示されるように、このロータ20の備えるロータバックヨーク21は、鋼板を積層することで成形されており、前記回転軸11の外径と同等の内径を有して略円筒状に形成されている。そして、上記ロータバックヨーク21には、その軸方向両端部において、内周面から径方向外側に同心円状に凹設された肉抜き部21a,21bが形成されている。上記肉抜き部21a,21bは、ロータバックヨーク21が軸方向に直交する面に対し対称構造となるように形成されている。これら肉抜き部21a,21bは、軸方向両端部と中間部とで積層する鋼板の形状を変更することで形成されている。つまり、軸方向中間部において積層される鋼板22は、前記回転軸11の外径と同等の内径を有する円盤状に成形されている。一方、軸方向両端部においてそれぞれ積層される鋼板23は、前記回転軸11の外径よりも大きい内径及び鋼板22と同等の外径を有する円盤状に成形されている。なお、上記ロータバックヨーク21の肉抜き寸法(回転軸11の外周面から肉抜き部21a,21bの内周面までの径方向の距離)は、同ロータバックヨーク12の外周部21cに所要の磁路幅W2が確保されて、磁束の飽和が生じない寸法に設定されている。   Fig.2 (a) is a top view which shows the rotor 20 of this embodiment, FIG.2 (b) is sectional drawing along the 2B-2B line | wire of Fig.2 (a). As shown in the figure, the rotor back yoke 21 of the rotor 20 is formed by laminating steel plates, and has an inner diameter equivalent to the outer diameter of the rotating shaft 11 and is formed in a substantially cylindrical shape. Has been. The rotor back yoke 21 is formed with thinned portions 21a and 21b that are concentrically recessed from the inner peripheral surface to the radially outer side at both axial end portions. The hollow portions 21a and 21b are formed so that the rotor back yoke 21 has a symmetrical structure with respect to a plane orthogonal to the axial direction. These thinned portions 21a and 21b are formed by changing the shape of the steel plates laminated at both axial end portions and the intermediate portion. That is, the steel plates 22 laminated at the axially intermediate portion are formed into a disk shape having an inner diameter equivalent to the outer diameter of the rotating shaft 11. On the other hand, the steel plates 23 laminated at both ends in the axial direction are formed in a disk shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the rotating shaft 11 and an outer diameter equivalent to the steel plate 22. Note that the thickness of the rotor back yoke 21 (the distance in the radial direction from the outer peripheral surface of the rotating shaft 11 to the inner peripheral surfaces of the thinned portions 21a and 21b) depends on the outer peripheral portion 21c of the rotor back yoke 12. The dimension is set such that the magnetic path width W2 is secured and the magnetic flux is not saturated.

以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第1の実施形態における(1)と同様の効果が得られるようになる。
(第3の実施形態)
以下、本発明をブラシレスモータのロータに具体化した第3の実施形態を図3に従って説明する。なお、第3の実施形態は、肉抜き部として、ロータバックヨークの軸方向と平行に貫通する複数の孔を採用した構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明は省略する。
As described above in detail, according to the present embodiment, the same effect as (1) in the first embodiment can be obtained.
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment in which the present invention is embodied in a rotor of a brushless motor will be described with reference to FIG. In addition, since 3rd Embodiment is the structure which employ | adopted the several hole penetrated in parallel with the axial direction of a rotor back yoke as a lightening part, the detailed description is abbreviate | omitted about the same part.

図3(a)は、本実施形態のロータ30を示す平面図であり、図3(b)は、図3(a)の3B−3B線に沿った断面図である。同図に示されるように、このロータ30の備えるロータバックヨーク31は、同一形状の鋼板を積層することで成形されており、前記回転軸11の外径と同等の内径を有して略円筒状に形成されている。そして、上記ロータバックヨーク31には、その軸方向と平行に所定角度ごとに貫通する複数(10個)の孔32が形成されている。上記孔32は、前記回転軸11からそれぞれ同一の距離に配置されている。これら複数の孔32は、前記切り欠き12aの外周側において、各隣接する切り欠き12aの中央部の角度位置に配置されている。換言すれば、前記複数の切り欠き12aは、各隣接する孔32の中央部の角度位置に配置されている。これら孔32は、実質的に所要の磁路幅が確保されるようにその開口面積及び径方向の位置等が設定されている。例えば、孔32の内周側の磁束の流れに対しては、隣接する前記各切り欠き12aの先端と各孔32の内周面との間に磁路幅W3が、ロータバックヨーク31の内周面(回転軸11の外周面)と各孔32の内周面との間に磁路幅W4がそれぞれ確保されている。また、孔32の外周側の磁束の流れに対しては、孔32の内周面とロータバックヨーク31の外周面との間に磁路幅W5が確保されている。さらに、隣り合う孔32の内周面の間に磁路幅W6が確保されている。これら磁路幅W3〜W6は、磁束の飽和が生じない実質的な磁路幅が確保されるように設定されている。   FIG. 3A is a plan view showing the rotor 30 of the present embodiment, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line 3B-3B in FIG. As shown in the figure, the rotor back yoke 31 included in the rotor 30 is formed by laminating steel plates having the same shape, and has an inner diameter equivalent to the outer diameter of the rotary shaft 11 and is substantially cylindrical. It is formed in a shape. The rotor back yoke 31 is formed with a plurality (ten) of holes 32 penetrating at predetermined angles in parallel with the axial direction. The holes 32 are arranged at the same distance from the rotating shaft 11. The plurality of holes 32 are arranged at the angular position of the central portion of each adjacent notch 12a on the outer peripheral side of the notch 12a. In other words, the plurality of notches 12 a are disposed at the angular position of the central portion of each adjacent hole 32. The opening area and the radial position of these holes 32 are set so that a required magnetic path width is substantially secured. For example, with respect to the flow of magnetic flux on the inner peripheral side of the hole 32, the magnetic path width W 3 is between the tip of each adjacent notch 12 a and the inner peripheral surface of each hole 32 and the inner surface of the rotor back yoke 31. A magnetic path width W4 is ensured between the peripheral surface (the outer peripheral surface of the rotating shaft 11) and the inner peripheral surface of each hole 32. Further, with respect to the flow of magnetic flux on the outer peripheral side of the hole 32, a magnetic path width W <b> 5 is secured between the inner peripheral surface of the hole 32 and the outer peripheral surface of the rotor back yoke 31. Further, a magnetic path width W6 is secured between the inner peripheral surfaces of the adjacent holes 32. These magnetic path widths W3 to W6 are set so as to ensure a substantial magnetic path width that does not cause saturation of magnetic flux.

以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第1の実施形態における(1)の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
(1)本実施形態では、前記ロータバックヨーク31は、前記回転軸11の軸方向と平行であり、円周方向に所定角度ごとに設けられた複数の孔32を備えることで、その形成に伴う軽量化の分だけ、ロータ30のイナーシャを低減することができ、同ロータ30を備えるモータの応答性を向上することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effect (1) in the first embodiment.
(1) In the present embodiment, the rotor back yoke 31 is provided with a plurality of holes 32 that are parallel to the axial direction of the rotating shaft 11 and provided at predetermined angles in the circumferential direction. The inertia of the rotor 30 can be reduced by the corresponding weight reduction, and the responsiveness of the motor including the rotor 30 can be improved.

また、前記複数の孔32は前記回転軸11からそれぞれ同一の距離に配置され、ロータバックヨーク31の内周面と各孔32の内周面との間の磁路幅W4、各孔32の内周面とロータバックヨーク31の外周面との間の磁路幅W5、および各孔32と孔32との間の磁路幅W6は、磁束の飽和が生じない磁路幅が確保されるように設定されることで、例えば分割されないリング状の磁性体をロータバックヨーク31の外周に設けた後、磁性体を着磁することにより磁石を作成する方法をとる場合であっても、磁化する位置決めを正確に行う必要はない。さらに、磁性体に対し、軸方向に向かうにつれ磁極が円周方向にずれるようなスキュー着磁を行って磁石を作成する方法をとる場合であっても、孔32を螺旋状に設ける必要はなく、ロータバックヨーク31を簡易に製造することができる。   The plurality of holes 32 are arranged at the same distance from the rotary shaft 11, and the magnetic path width W 4 between the inner peripheral surface of the rotor back yoke 31 and the inner peripheral surface of each hole 32, The magnetic path width W5 between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the rotor back yoke 31 and the magnetic path width W6 between each hole 32 and the hole 32 ensure a magnetic path width that does not cause saturation of the magnetic flux. Even if a method of creating a magnet by magnetizing the magnetic material after providing a ring-shaped magnetic material that is not divided on the outer periphery of the rotor back yoke 31 is adopted, It is not necessary to perform positioning accurately. Furthermore, even when a method of creating a magnet by performing skew magnetization on the magnetic material so that the magnetic poles are shifted in the circumferential direction as it goes in the axial direction, it is not necessary to provide the holes 32 in a spiral shape. The rotor back yoke 31 can be easily manufactured.

特に、前記複数の孔32が配設される角度位置であっても、前記ロータバックヨーク31の径方向両側に磁路が形成されるため、所要の磁路幅に対し前記複数の孔32を同ロータバックヨーク31のより外周側に配置することができ、この場合にはロータ30のイナーシャをより低減することができる。   In particular, even at the angular position where the plurality of holes 32 are disposed, magnetic paths are formed on both sides in the radial direction of the rotor back yoke 31, so that the plurality of holes 32 are formed with respect to a required magnetic path width. The rotor back yoke 31 can be disposed on the outer peripheral side, and in this case, the inertia of the rotor 30 can be further reduced.

(2)本実施形態では、前記複数の孔32は、各隣接する前記切り欠き12aの中央部の角度位置に配置されていることで、例えばこれら孔32及び切り欠き12aを互いに同一の角度位置に配置する場合に比べて、所定の磁路幅を確保する際の同孔32の開口面積をより増大することができ、この場合にはロータのイナーシャをより低減することができる。   (2) In the present embodiment, the plurality of holes 32 are arranged at the angular position of the central portion of each adjacent notch 12a, so that, for example, the holes 32 and the notches 12a are positioned at the same angular position. As compared with the case where the magnetic path is disposed, the opening area of the hole 32 when a predetermined magnetic path width is secured can be further increased. In this case, the inertia of the rotor can be further reduced.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記第3の実施形態において、孔32の形成によって回転軸11及びロータバックヨーク31間の圧入荷重が十分に低減されるのであれば、切り欠き12aを割愛してもよい。この場合、ロータバックヨーク31の形状をより簡易化することができる。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the third embodiment, if the press-fit load between the rotating shaft 11 and the rotor back yoke 31 is sufficiently reduced by forming the hole 32, the notch 12a may be omitted. In this case, the shape of the rotor back yoke 31 can be further simplified.

・前記第3の実施形態において、孔32の形状は、円形に限らず、楕円形や多角形であってもよい。また、孔32の個数及び配置も任意である。さらに、孔32は、ロータバックヨーク31を軸方向に貫通する貫通孔とするとよいが、完全に貫通していない孔としてもよい。   In the third embodiment, the shape of the hole 32 is not limited to a circle but may be an ellipse or a polygon. The number and arrangement of the holes 32 are also arbitrary. Further, the hole 32 may be a through hole that penetrates the rotor back yoke 31 in the axial direction, but may be a hole that does not penetrate completely.

・前記各実施形態において、ロータバックヨークは、磁性粉体を成形(焼結)したものであってもよい。
・本発明は、ロータバックヨークを備えた永久磁石ロータであればよく、例えばステータ側に巻線及び整流子を備え、ロータ側に整流子に摺接するブラシを備えた直流ブラシモータに本発明を適用してもよい。なお、ロータ側のブラシへの給電は、回転に伴いステータ側の電極に摺接する適宜の電極にて行えばよい。
In each of the above embodiments, the rotor back yoke may be formed by molding (sintering) magnetic powder.
The present invention may be a permanent magnet rotor having a rotor back yoke. For example, the present invention is applied to a DC brush motor having a winding and a commutator on the stator side, and a brush slidably contacting the commutator on the rotor side. You may apply. The power supply to the brush on the rotor side may be performed by an appropriate electrode that is in sliding contact with the electrode on the stator side as it rotates.

・本発明において定義される肉抜き部は、回転軸及びロータバックヨーク間の圧入荷重を低減させるために、回転軸直近でロータバックヨークに設けられる切り欠きやガイドなど、実質的なイナーシャの低減に寄与し得ない形状とは区別されるべきものである。   -The thinned portion defined in the present invention substantially reduces inertia such as notches and guides provided in the rotor back yoke in the immediate vicinity of the rotation axis in order to reduce the press-fitting load between the rotation shaft and the rotor back yoke. It should be distinguished from shapes that cannot contribute to

(a)(b)は、本発明の第1の実施形態を示す平面図及び断面図。(A) and (b) are the top view and sectional drawing which show the 1st Embodiment of this invention. (a)(b)は、本発明の第2の実施形態を示す平面図及び断面図。(A) and (b) are the top view and sectional drawing which show the 2nd Embodiment of this invention. (a)(b)は、本発明の第3の実施形態を示す平面図及び断面図。(A) and (b) are the top view and sectional drawing which show the 3rd Embodiment of this invention. (a)(b)は、従来形態を示す平面図及び断面図。(A) and (b) are the top view and sectional drawing which show a conventional form. (a)(b)は、従来形態を示す平面図及び断面図。(A) and (b) are the top view and sectional drawing which show a conventional form.

符号の説明Explanation of symbols

10,20,30…ロータ、11…回転軸、12,21,31…ロータバックヨーク、12a…切り欠き、12b,21a,21b…肉抜き部、12c,21c…外周部、13…永久磁石、32…孔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20, 30 ... Rotor, 11 ... Rotating shaft, 12, 21, 31 ... Rotor back yoke, 12a ... Notch, 12b, 21a, 21b ... Meat removal part, 12c, 21c ... Outer peripheral part, 13 ... Permanent magnet, 32 ... hole.

Claims (6)

回転軸と、該回転軸に一体回転するように固定されたロータバックヨークと、該ロータバックヨークの外周面に固着された永久磁石とを備えるロータにおいて、
前記ロータバックヨークは、前記永久磁石と接する外周部を除く部分に肉抜き部を有し、前記外周部の磁路幅を磁束の飽和を生じない寸法とすることを特徴とするロータ。
In a rotor comprising a rotating shaft, a rotor back yoke fixed so as to rotate integrally with the rotating shaft, and a permanent magnet fixed to the outer peripheral surface of the rotor back yoke,
The rotor back yoke has a thinned portion in a portion excluding the outer peripheral portion in contact with the permanent magnet, and a magnetic path width of the outer peripheral portion is set to a dimension that does not cause saturation of magnetic flux.
請求項1に記載のロータにおいて、
前記肉抜き部は、前記ロータバックヨークの軸方向両端部において、内周面から径方向外側に凹設されてなることを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 1, wherein
The rotor is characterized in that the thinned portions are recessed radially outward from the inner peripheral surface at both axial end portions of the rotor back yoke.
請求項1に記載のロータにおいて、
前記肉抜き部は、前記ロータバックヨークの軸方向中間部において、内周面から径方向外側に凹設されてなることを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 1, wherein
The rotor according to claim 1, wherein the lightening portion is recessed radially outward from the inner peripheral surface at an axially intermediate portion of the rotor back yoke.
回転軸と、該回転軸に一体回転するように固定されたロータバックヨークと、該ロータバックヨークの外周面に固着された永久磁石とを備えるロータにおいて、
前記ロータバックヨークは、前記回転軸の軸方向と平行であり、円周方向に所定角度ごとに設けられた複数の孔を備え、該孔は前記回転軸からそれぞれ同一の距離に配置され、ロータバックヨークの内周面と各孔の内周面との間の磁路幅(W4)、各孔の内周面とロータバックヨークの外周面との間の磁路幅(W5)、および各孔と孔との間の磁路幅(W6)は、磁束の飽和が生じない磁路幅が確保されるように設定することを特徴とするロータ。
In a rotor comprising a rotating shaft, a rotor back yoke fixed so as to rotate integrally with the rotating shaft, and a permanent magnet fixed to the outer peripheral surface of the rotor back yoke,
The rotor back yoke includes a plurality of holes that are parallel to the axial direction of the rotating shaft and provided at predetermined angles in the circumferential direction, and the holes are arranged at the same distance from the rotating shaft, respectively. Magnetic path width (W4) between the inner peripheral surface of the back yoke and the inner peripheral surface of each hole, magnetic path width (W5) between the inner peripheral surface of each hole and the outer peripheral surface of the rotor back yoke, and The rotor is characterized in that the magnetic path width (W6) between the holes is set so as to ensure a magnetic path width that does not cause saturation of the magnetic flux.
請求項4に記載のロータにおいて、
前記ロータバックヨークの内周面には、前記回転軸に固定する際の圧入荷重を低減させるための複数の切り欠きが軸方向と平行に所定角度ごとに形成されており、
前記複数の孔は、各隣接する前記切り欠きの中央部の角度位置に配置されていることを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 4, wherein
On the inner peripheral surface of the rotor back yoke, a plurality of notches for reducing a press-fit load when being fixed to the rotating shaft are formed at predetermined angles in parallel with the axial direction,
The rotor, wherein the plurality of holes are arranged at an angular position of a central portion of each adjacent notch.
請求項5に記載のロータにおいて、
前記切り欠きの先端と前記孔の内周面との間の磁路幅(W3)は磁束の飽和が生じない磁路幅が確保されるように設定することを特徴とするロータ。
The rotor according to claim 5, wherein
The rotor characterized in that the magnetic path width (W3) between the tip of the notch and the inner peripheral surface of the hole is set so as to ensure a magnetic path width that does not cause saturation of magnetic flux.
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