JP2008131742A - モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロータ10には、ロータコア12とは別体の複数のq軸コア13が設けられており、q軸コア13の回転軸方向の端部は軸方向バックヨーク14により結合されている。このため、q軸コアに発生した磁束は、ロータコア12を通らず、回転軸方向上部側および下部側に配置された軸方向バックヨーク14に向けて流れる。したがって、q軸磁路の磁気飽和が抑制され、高いリラクタンストルクを得ることができる。
【選択図】図1
Description
図1および図2は、それぞれ本発明の第1実施形態に係るモータ1に含まれるロータ10の分解斜視図および斜視図である。また、図3は、ロータ10を回転軸と垂直な平面で切断した断面図であり、図4は、ロータ10とステータ20とを含むモータ1全体を図3のIV−IV線で切断したときの断面図である。図1〜図4に示したように、ロータ10は、4枚の永久磁石11と、ロータコア12と、q軸コア13と、軸方向バックヨーク14とを備えている。
図8は、本発明の第2実施形態に係るモータ1に含まれるロータ110の分解斜視図である。図8に示したロータ110のロータコア12の側面には、図1のような溝部12bは形成されておらず、代わりに、ロータコア12の側面よりもやや内側の位置に、回転軸方向に貫通孔12eが形成されている。貫通孔12eは、等間隔に4箇所に形成されており、q軸コア13はこれらの貫通孔12eに上方および下方から挿通される。このため、本実施形態のロータ110は、側面の形状をより真円に近づけることができる。したがって、ロータ110の回転抵抗を低減させ、ロータ110を効率よく回転させることができる。
図9は、本発明の第3実施形態に係るモータ1に含まれるロータ210の分解斜視図である。図9のロータ210では、複数のq軸コア13と軸方向バックヨーク14とが別体形成されている。そして、ロータコア12に形成された貫通孔12eおよび軸方向バックヨーク14に形成された貫通孔14aにそれぞれq軸コア13の下端部および上端部を嵌合させることにより、ロータコア12、q軸コア13、および軸方向バックヨーク14を結合する構成となっている。
図10は、本発明の第4実施形態に係るモータ1に含まれるロータ310の分解斜視図である。図10のロータ310では、ロータコア12と複数のq軸コア13とが一体形成されている。そして、軸方向バックヨーク14に形成された貫通孔14aにq軸コア13の回転軸方向の上端部を嵌合させることにより、q軸コア13と軸方向バックヨーク14とを結合する構成となっている。
図11は、本発明の第5実施形態に係るモータ1に含まれるロータ410の分解斜視図である。図11のロータ410のロータコア12には、永久磁石11を挿通するための断面略コの字形の6つの貫通孔12cが、周方向に沿って形成されている。隣り合う貫通孔12cの周方向の端部同士は互いに平行に形成されており、その間に形成された断面長方形状の貫通孔12eに、略四角柱状のq軸コア13が挿通される構成となっている。
図12は、本発明の第6実施形態に係るモータ1に含まれるロータ510の分解斜視図である。図12のロータ510では、複数のq軸コア13と軸方向バックヨーク14とが別体形成されている。そして、ロータコア12に形成された貫通孔12eおよび軸方向バックヨーク14に形成された貫通孔14aにq軸コア13を嵌合させることにより、ロータコア12、q軸コア13、および軸方向バックヨーク14を結合する構成となっている。
図14は、本発明の第7実施形態のモータ1に含まれるロータ610の分解斜視図である。図14のロータ610のロータコア12には、永久磁石11を挿通するための断面略コの字形の複数の貫通孔12cが、周方向に沿って形成されている。そして、隣り合う2つの貫通孔12cの間には、それぞれ2つの貫通孔12eが形成されている。各貫通孔12eには、回転軸方向の上方および下方からそれぞれq軸コア13が挿通され、コの字形の貫通孔12cを挟んで隣り合う2つのq軸コア13の端部同士を結ぶように、軸方向バックヨーク14が形成されている。
図15は、本発明の第8実施形態のモータ1に含まれるロータ710の斜視図である。また、図16は、ロータ710に含まれるロータコア12および永久磁石11の斜視図である。
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の各実施形態では、ロータの外周側にステータが配置されていたが、ロータの内側にステータが配置されていてもよい。
10,110,210,310,410,510,610,710 ロータ
11 永久磁石
12 ロータコア
12a 径方向バックヨーク
12b 溝部
12c 貫通孔
12e 貫通孔
13 q軸コア
13a 段差部
14 軸方向バックヨーク
14a 貫通孔
15 スペーサ
20 ステータ
21 ステータコア
22 コイル
30 シャフト
Claims (27)
- 所定の回転軸周りに回転する略円筒形状のロータ(10,110,210,310,410,510,610,710)と、前記ロータ(10,110,210,310,410,510,610,710)の外周側または内周側に所定の空隙を隔てて設けられた略円筒形状のステータ(20)とを備えたモータにおいて、
前記ロータ(10,110,210,310,410,510,610,710)は、
前記回転軸周りの回転方向に沿って配列され、前記空隙側へ複数の磁極を呈する複数の永久磁石(11)と、
前記複数の永久磁石(11)の反磁極面同士を結合する径方向バックヨーク(12a)と、
前記複数の永久磁石(11)の互いに極性の異なるものの間に配置された複数のq軸コア(13)と、
前記複数のq軸コア(13)の前記回転軸方向の端部同士を磁気的に結合する軸方向バックヨーク(14)と、
を有することを特徴とするモータ。 - 請求項1に記載のモータにおいて、
前記軸方向バックヨーク(14)は、前記ステータ(20)のステータコア(21)と対向しない位置に配置されていることを特徴とするモータ。 - 請求項1または請求項2に記載のモータにおいて、
前記ロータ(10,110,210,310,410,510,610,710)は、略円筒形状のロータコア(12)を有し、
前記径方向バックヨーク(12a)は、前記ロータコア(12)に一体形成され、
前記複数の永久磁石(11)は、前記ロータコア(12)に保持されていることを特徴とするモータ。 - 請求項3に記載のモータにおいて、
前記ロータコア(12)は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項3または請求項4に記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)は、前記ロータコア(12)に形成された溝部(12b)または孔部(12e)に嵌合されていることを特徴とするモータ。 - 請求項1から請求項5までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)と前記軸方向バックヨーク(14)とは、一体形成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項1から請求項5までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)と前記軸方向バックヨーク(14)とは、別体形成され、互いに結合されていることを特徴とするモータ。 - 請求項1から請求項7までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)と前記軸方向バックヨーク(14)とは、圧粉磁心により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項7に記載のモータにおいて、
前記軸方向バックヨーク(14)は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項9に記載のモータにおいて、
前記軸方向バックヨーク(14)に、前記複数のq軸コア(13)が所定の深さで埋設されていることを特徴とするモータ。 - 請求項7、請求項9、および請求項10のいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)は、圧粉磁心により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項7、請求項9、および請求項10のいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)は、軟磁性体の薄板を前記回転軸に直交する方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項7、請求項9、および請求項10のいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)は、軟磁性体の薄板を前記回転軸を中心とする周方向に対して所定角度傾いた方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項7、請求項9、および請求項10のいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)は、軟磁性体の薄板を前記回転軸と平行な軸を中心として巻回された鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項6に記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)と前記軸方向バックヨーク(14)とは、軟磁性体の薄板を前記回転軸に対する径方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項3に記載のモータにおいて、
前記ロータコア(12)は、圧粉磁心により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項16に記載のモータにおいて、
前記複数のq軸コア(13)は、前記ロータコア(12)に一体形成され、
前記複数のq軸コア(13)の前記回転軸方向の端部は、前記軸方向バックヨーク(14)に形成された孔部(14a)に嵌合されていることを特徴とするモータ。 - 請求項16または請求項17に記載のモータにおいて、
前記軸方向バックヨーク(14)は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。 - 請求項3から請求項18までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記ロータコア(12)と前記軸方向バックヨーク(14)との間に空隙を確保する空隙確保手段(13a,15)を更に備えることを特徴とするモータ。 - 請求項19に記載のモータにおいて、
前記空隙確保手段は、前記複数のq軸コア(13)に形成された段差(13a)であることを特徴とするモータ。 - 請求項19に記載のモータにおいて、
前記空隙確保手段は、前記ロータコア(12)と前記軸方向バックヨーク(14)との間に介挿された非磁性体の薄板(15)であることを特徴とするモータ。 - 請求項3から請求項21までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記ロータ(10,110,210,310,410,510,610,710)は前記ステータ(20)の内周側に設けられ、
前記軸方向バックヨーク(14)は前記ロータ(10,110,210,310,410,510,610,710)の回転軸方向の端部に一対に配置され、
前記軸方向バックヨーク(14)の一方または双方の外径は、前記ロータコア(12)の外径よりも大きいことを特徴とするモータ。 - 請求項3から請求項22までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数の永久磁石(11)は、前記ロータコア(12)内に軸方向に形成された複数の貫通孔(12c)内にそれぞれ埋設されていることを特徴とするモータ。 - 請求項23に記載のモータにおいて、
前記貫通孔(12c)は、前記永久磁石(11)が埋設されない部分において、前記q軸コア(13)に面していることを特徴とするモータ。 - 請求項23または請求項24に記載のモータにおいて、
隣接する前記貫通孔(12c)の間の最短距離は、前記q軸コア(13)の回転方向の最大長さよりも小さいことを特徴とするモータ。 - 請求項3から請求項22までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数の永久磁石(11)は、前記ロータコア(12)の表面に貼付されていることを特徴とするモータ。 - 請求項26に記載のモータにおいて、
前記複数の永久磁石(11)のそれぞれの周方向の幅は、前記回転軸方向の端部ほど狭くなっており、
前記複数のq軸コア(13)のそれぞれの周方向の幅は、前記軸方向の端部ほど広くなっていることを特徴とするモータ。
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