JP2008182798A - Magnet rotor and motor equipped it - Google Patents

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Hirotsugu Yamada
洋次 山田
Mikitsugu Suzuki
幹紹 鈴木
Seiya Yokoyama
誠也 横山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnet rotor, which reduces its inertia in simple constitution practically without affecting the magnetic circuit of a magnet magnetized askew, and also to provide a motor equipped with it. <P>SOLUTION: This rotor magnet 1 is equipped with: a magnet 12 which is magnetized slantingly so that N poles 12a and S poles 12b appear alternately in its circumferential direction and that they have skew angles θs to its axial direction; a rotor core 10 which is arranged on the inner circumferential side of the magnet 12; and a rotating shaft 11 which is arranged at the center of the rotor core 10. A first hole 10a and a second hole 10b, which extend along the rotating shaft 11, are made each on the side of its one end and the other end of the rotor core 10, and the axis C1-C1 of the first hole 10a and the axis C2-C2 of the second hole 10b do not overlap each other. It has such simple constitution that it has holes on the sides of both end faces of the rotor core 10, thereby achieving the weight reduction and reducing the inertia. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はマグネットロータ及びこれを備えたモータに係り、特にスキュー着磁したマグネットを備えたマグネットロータ及びこれを備えたモータに関する。   The present invention relates to a magnet rotor and a motor including the same, and more particularly to a magnet rotor including a skew magnetized magnet and a motor including the magnet rotor.

従来、ロータの軽量化を図ることによりロータのイナーシャを低減させて、モータの応答性、制御性を向上させる技術が知られている。
例えば、特許文献1に記載されたブラシレスモータのロータヨークは、複数の磁性リングと、これよりも軽量な非磁性体の補助リングとを、互いに軸方向に積層させた構造をしている。このように、軽量な補助リングを有することで、ロータ全体の重量を減少することが可能となり、結果としてロータのイナーシャを大幅に低減させることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for improving rotor responsiveness and controllability by reducing rotor inertia to reduce rotor inertia.
For example, a rotor yoke of a brushless motor described in Patent Document 1 has a structure in which a plurality of magnetic rings and a non-magnetic auxiliary ring that is lighter than this are laminated in the axial direction. Thus, by having a lightweight auxiliary ring, the weight of the entire rotor can be reduced, and as a result, the inertia of the rotor can be greatly reduced.

しかしながら、特許文献1のブラシレスモータでは、補助リングによりステータ−ロータ間の磁気回路が影響を受けるため、イナーシャの低減効果がそれほど大きなものとはならないという不都合があった。
すなわち、非磁性体である補助リングの存在により、ステータ−ロータ間の磁束密度が低下し、トルクの減少を引き起こしてしまう。逆に、十分なトルクを確保するためには磁性リングの積厚を増加させる必要があるが、磁性リングを厚くすることでロータ質量が増加し、結果としてイナーシャが増加する。このため、特許文献1のブラシレスモータでは、モータの回転特性とイナーシャの低減効果を同時に両立させることは困難で、十分な回転トルクを有するモータでは、期待されるほどのイナーシャ低減効果が得られない。
However, the brushless motor of Patent Document 1 has a disadvantage that the effect of reducing the inertia is not so great because the magnetic circuit between the stator and the rotor is affected by the auxiliary ring.
That is, the presence of the auxiliary ring that is a non-magnetic material reduces the magnetic flux density between the stator and the rotor, causing a reduction in torque. Conversely, in order to ensure sufficient torque, it is necessary to increase the thickness of the magnetic ring. However, increasing the thickness of the magnetic ring increases the rotor mass, resulting in an increase in inertia. For this reason, with the brushless motor of Patent Document 1, it is difficult to achieve both the rotational characteristics of the motor and the inertia reduction effect at the same time, and a motor having sufficient rotational torque cannot obtain the expected inertia reduction effect. .

そこで、上述のような非磁性体を用いることなくロータを軽量化させる他の方法として、ロータに空間部を設けてロータ質量の低減を図る技術が開発されている。
例えば、特許文献2に記載されたDCブラシレス用モータのロータは、各マグネット極中心の延長上に沿ったロータの部位に空間部であるスロットが形成されている。マグネット極中心の延長上は磁束密度が低く回転特性に影響の少ないため、この部分の無駄な質量を除去することで、回転特性の変化をほとんど生じさせること無くロータ全体の質量を減少することが可能となる。これにより、ロータのイナーシャを大幅に低減させることができる。
Therefore, as another method for reducing the weight of the rotor without using a non-magnetic material as described above, a technique for reducing the rotor mass by providing a space in the rotor has been developed.
For example, the rotor of a DC brushless motor described in Patent Document 2 has a slot that is a space portion at a portion of the rotor along the extension of the center of each magnet pole. Since the magnetic flux density is low due to the extension of the center of the magnet pole, there is little influence on the rotation characteristics, so removing the unnecessary mass in this part can reduce the mass of the entire rotor with almost no change in the rotation characteristics. It becomes possible. Thereby, the inertia of a rotor can be reduced significantly.

特開平5−276697号公報JP-A-5-276697 特開平9−275652号公報JP-A-9-275552

一般に、DCブラシレス用モータにおいて特許文献2のように空間部を形成する方法として、空間部に対応する形状の孔が予め形成されたシートを複数積層させてロータを製造する方法と、ロータを一体に形成した後で空間部を穿孔する方法が考えられる。
前者のようにシートを積層する場合、各シートの孔の位置を適宜に調整することで、空間部の形状を複雑なものとすることができる。
しかしながら、この方法では、積層したシートを狭圧するためのかしめスペースが必要となり、ロータの構造が複雑化するため、後述する一体型のロータと比較して製造コストが高くなるという不都合があった。
Generally, as a method of forming a space portion in a DC brushless motor as in Patent Document 2, a method of manufacturing a rotor by laminating a plurality of sheets in which holes having a shape corresponding to the space portion are formed in advance, and the rotor are integrated. A method of perforating the space after the formation is formed.
When laminating sheets as in the former case, the shape of the space can be complicated by appropriately adjusting the positions of the holes in each sheet.
However, this method requires a caulking space for narrowing the laminated sheets and complicates the structure of the rotor, and thus has a disadvantage that the manufacturing cost is higher than that of an integrated rotor described later.

一方、後者のようにロータを一体に形成する場合、ドリルなどを用いてロータを穿孔して空間部を形成するため、前述したかしめスペース等を必要とせず、低コストで製造が可能となる。
しかしながら、ロータが長尺の場合、ロータの一端側から他端側まで貫通した空間部を形成することは、加工精度上の問題があるため困難であった。このため、ロータの一端側から他端側まで貫通する空間部をロータに形成してロータの全体質量を減少させてイナーシャを最大限に低減することは、現実には非常に難しい。
On the other hand, when the rotor is integrally formed as in the latter case, the space portion is formed by drilling the rotor using a drill or the like, so that the above-described caulking space or the like is not required, and manufacturing is possible at low cost.
However, when the rotor is long, it is difficult to form a space portion penetrating from one end side to the other end side of the rotor because of a problem in processing accuracy. For this reason, it is actually very difficult to reduce the inertia to the maximum by forming a space portion penetrating from one end of the rotor to the other end in the rotor to reduce the entire mass of the rotor.

特に、コギングトルクを低減するためにロータの出力軸に対してマグネットを傾斜(スキュー)させる技術が知られているが、このようにマグネットがスキューされた場合において特許文献2のようにマグネットの極中心上に空間部を設けようとすると、ロータの出力軸に対して斜め方向に空間部を形成する必要がある。このため、空間部の形状がより複雑となり、ロータの一端から他端まで貫通する空間部を形成することが更に困難となる。
また、ロータ出力軸に対してドリルを斜め方向に傾けて空間部を切削する必要があるため、正確な加工を行うことが難しく、誤って磁束密度の高い領域を切削した場合にはロータ回転特性に悪影響を及ぼす虞もある。
In particular, a technique for tilting (skewing) a magnet with respect to an output shaft of a rotor in order to reduce cogging torque is known. When the magnet is skewed in this way, the pole of the magnet is disclosed as in Patent Document 2. In order to provide the space on the center, it is necessary to form the space in an oblique direction with respect to the output shaft of the rotor. For this reason, the shape of the space becomes more complicated, and it becomes more difficult to form a space that penetrates from one end of the rotor to the other end.
In addition, since it is necessary to cut the space by tilting the drill diagonally with respect to the rotor output shaft, it is difficult to perform accurate machining, and if the region with high magnetic flux density is cut by mistake, the rotor rotation characteristics There is also a risk of adverse effects.

本発明の目的は、上記課題に鑑み、スキュー着磁したマグネットの磁気回路にほとんど影響を与えることなく、簡単な構成でイナーシャを低減させたマグネットロータを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、マグネットロータのイナーシャを低減させることにより応答性・制御性を向上させたモータを提供することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a magnet rotor that has a simple structure and reduces inertia while hardly affecting the magnetic circuit of a skew magnetized magnet.
Another object of the present invention is to provide a motor with improved responsiveness and controllability by reducing the inertia of the magnet rotor.

前記課題は、本発明のマグネットロータによれば、周方向に沿って磁極が変化するとともに軸方向に対して所定のスキュー角度を持つように傾斜して着磁されたマグネットと、該マグネットの内周側に配置されるロータコアと、該ロータコアの中心に配置される回転軸と、を備えたマグネットロータであって、前記ロータコアの一端側及び他端側には、前記回転軸に沿って伸びる孔がそれぞれ形成され、前記一端側の孔及び前記他端側の孔は、それぞれの中心軸線が互いに重ならない位置とされていることにより解決される。   The problem is that, according to the magnet rotor of the present invention, the magnetic pole changes along the circumferential direction, and the magnet is tilted and magnetized so as to have a predetermined skew angle with respect to the axial direction. A magnet rotor comprising a rotor core disposed on the circumferential side and a rotating shaft disposed at the center of the rotor core, wherein one end side and the other end side of the rotor core extend along the rotating shaft. Are formed, and the holes on the one end side and the holes on the other end side are solved by the positions where the respective central axes do not overlap each other.

このように、ロータコアの一端側と他端側にそれぞれ孔が形成されているため、ロータコアの軸方向に沿って一端側から他端側まで貫通する孔を形成する必要がなく、両端面側にそれぞれ孔を有するという簡単な構成でロータコアの軽量化を図り、イナーシャを低減することができる。
また、それぞれの孔の中心軸線が互いに重ならない位置とされているため、磁極の傾斜にあわせてそれぞれの孔の中心軸線の位置をずらして孔を設けることができる。すなわち、マグネットの磁束の損失が少ない位置にそれぞれの孔を形成することができる。これにより、孔が形成されることによる磁束密度の低下を少なくし、マグネットロータの回転特性への影響を少なくすることができる。
As described above, since the holes are formed on one end side and the other end side of the rotor core, it is not necessary to form a hole penetrating from one end side to the other end side along the axial direction of the rotor core. The rotor core can be reduced in weight with a simple configuration having holes, and inertia can be reduced.
Further, since the central axes of the holes do not overlap each other, the holes can be provided by shifting the positions of the central axes of the holes in accordance with the inclination of the magnetic poles. That is, each hole can be formed at a position where the loss of magnetic flux of the magnet is small. Thereby, the fall of the magnetic flux density by forming a hole can be decreased, and the influence on the rotation characteristic of a magnet rotor can be decreased.

この場合、前記一端側の孔及び前記他端側の孔のそれぞれの前記中心軸線は、前記回転軸の軸中心線と略平行であることが好ましい。   In this case, it is preferable that the center axis of each of the hole on the one end side and the hole on the other end side is substantially parallel to the axis center line of the rotating shaft.

このように、回転軸の軸中心線と平行方向にそれぞれの孔を穿設することができるため、マグネットのスキュー角度に沿って傾斜させて孔を形成する場合と比較して加工が容易となり、マグネットロータの製造コストを低減させることができる。   In this way, since each hole can be drilled in a direction parallel to the axis center line of the rotation shaft, the machining becomes easier as compared with the case of forming the hole by tilting along the skew angle of the magnet, The manufacturing cost of the magnet rotor can be reduced.

また、前記一端側の孔及び前記他端側の孔のそれぞれの中心は、前記スキュー角度を二等分する二等分線を挟んで互いに異なる位置に形成されることが好ましい。   The centers of the one end side hole and the other end side hole are preferably formed at different positions across a bisector that bisects the skew angle.

スキュー着磁されたマグネットに形成された磁極間に形成される磁界は、磁極の中心と回転軸の中心を通る直線(すなわち、スキュー角度を二等分する二等分線)を挟んで全体として左右対称となっている。このため、この二等分線を挟んで一端側の孔と他端側の孔が形成されることで、これらの孔が形成されることによる磁界のバランスのずれを小さくすることができる。したがって、マグネットロータの回転特性への影響を小さくすることができる。   The magnetic field formed between the magnetic poles formed on the skew magnetized magnet as a whole across the straight line passing through the center of the magnetic pole and the center of the rotation axis (that is, the bisector that bisects the skew angle). It is symmetrical. For this reason, by forming the hole on the one end side and the hole on the other end side with the bisector, the deviation in the balance of the magnetic field due to the formation of these holes can be reduced. Therefore, the influence on the rotation characteristics of the magnet rotor can be reduced.

この場合、前記一端側の孔及び前記他端側の孔は、前記ロータコアの全長をL、前記一端側の孔の長さをL1、前記他端側の孔の長さをL2、前記スキュー角度をθs、前記ロータコアの前記一端側における前記二等分線からの前記一端側の孔の中心のずれ角度をθ1、前記ロータコアの前記他端側における前記二等分線からの前記他端側の孔の中心のずれ角度をθ2、としたときに、
下記一般式(1)及び(2)
θ1=(θs/2)×(1−L1/L) ・・式(1)
θ2=(θs/2)×(1−L2/L) ・・式(2)
(ここで、L≧L1+L2である。)
を満足する位置に形成されていることが好ましい。
In this case, the hole on the one end side and the hole on the other end side are L for the entire length of the rotor core, L1 for the length of the hole on the one end side, L2 for the length of the hole on the other end side, and the skew angle. Θs, the deviation angle of the center of the hole on the one end side from the bisector on the one end side of the rotor core is θ1, and the other end side from the bisector on the other end side of the rotor core When the deviation angle of the center of the hole is θ2,
The following general formulas (1) and (2)
θ1 = (θs / 2) × (1−L1 / L) (1)
θ2 = (θs / 2) × (1−L2 / L) (2)
(Here, L ≧ L1 + L2.)
It is preferable that it is formed at a position satisfying the above.

このように、ロータコアの全長、一端側の孔の長さ、及び他端側の孔の長さに基づいて、上記式に当てはまるように角度θ1,θ2を自動的に決定することができる。
また、それぞれの孔の長さに応じて二等分線からのずれ角度を決定するため、磁束密度の高い領域に空間が形成されにくく、かつ、磁界のバランスを最適に保つことができる。したがって、マグネットロータの回転特性をほとんど低下させることなくイナーシャを低減することができる。
As described above, based on the total length of the rotor core, the length of the hole on one end side, and the length of the hole on the other end side, the angles θ1 and θ2 can be automatically determined so as to apply to the above formula.
In addition, since the deviation angle from the bisector is determined according to the length of each hole, it is difficult to form a space in a region having a high magnetic flux density, and the balance of the magnetic field can be kept optimal. Therefore, the inertia can be reduced without substantially reducing the rotational characteristics of the magnet rotor.

また、前記孔は、前記ロータコアの径方向に沿って複数設けられ、かつ、隣接した前記孔どうしが連結されていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that a plurality of the holes are provided along the radial direction of the rotor core, and the adjacent holes are connected to each other.

このように、隣接した孔が連結されることで、ロータコアの内部の空間領域を更に増やすことが可能となり、マグネットロータの全体重量をより軽くすることができる。これにより、マグネットロータのイナーシャをより低くすることができる。   Thus, by connecting adjacent holes, it is possible to further increase the space area inside the rotor core, and to reduce the overall weight of the magnet rotor. Thereby, the inertia of a magnet rotor can be made lower.

上記課題は、本発明のモータによれば、マグネットロータと、該マグネットロータを回転させるステータとを備えたモータであって、前記マグネットロータは、上記いずれかに記載のマグネットロータであることにより解決される。   According to the motor of the present invention, the above problem is a motor including a magnet rotor and a stator that rotates the magnet rotor, and the magnet rotor is a magnet rotor according to any one of the above. Is done.

このように、本発明のモータは、上述したイナーシャを低減させたマグネットロータを回転子として備えることで、ロータの回転特性にほとんど影響を及ぼすことなく簡単な構成でマグネットロータの応答性・制御性を向上させることが可能となる。   Thus, the motor according to the present invention includes the magnet rotor with reduced inertia as described above as a rotor, so that the responsiveness and controllability of the magnet rotor can be achieved with a simple configuration with little influence on the rotor rotational characteristics. Can be improved.

本発明のマグネットロータによれば、ロータコアの一端側と他端側にそれぞれ孔を有するという簡単な構成で、イナーシャの低減を図ることが可能となる。また、スキュー角度に応じてそれぞれの孔の中心軸線を重ならせないようにすることで、マグネットの磁束の損失を小さくしてマグネットロータの回転特性への孔の影響を小さくすることができる。したがって、高い応答性・制御性を備えたマグネットロータを簡単な構成で実現することが可能となる。
また、本発明のモータによれば、簡単な構成によりイナーシャを低減させたマグネットロータをモータの回転子として備えることで、高い応答性・制御性を有するモータを簡単な構成で実現することが可能となる。
According to the magnet rotor of the present invention, it is possible to reduce inertia with a simple configuration in which holes are provided on one end side and the other end side of the rotor core. Further, by not overlapping the central axes of the holes according to the skew angle, it is possible to reduce the magnetic flux loss of the magnet and reduce the influence of the holes on the rotation characteristics of the magnet rotor. Therefore, a magnet rotor having high responsiveness and controllability can be realized with a simple configuration.
Further, according to the motor of the present invention, a motor having high responsiveness and controllability can be realized with a simple configuration by providing a magnet rotor with reduced inertia by a simple configuration as a rotor of the motor. It becomes.

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention.

図1〜図3は本発明の一実施形態に係るマグネットロータの説明図であり、図1は第1の実施形態に係るマグネットロータの正面図、図2は図1のマグネットロータを矢印A方向及び矢印B方向から見た状態を示す側面図、図3は図1のマグネットロータを矢印A方向から見た状態を示す側面図である。
また、図4は第1の実施形態に係るマグネットロータを備えたモータの分解斜視図である。
1 to 3 are explanatory views of a magnet rotor according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front view of the magnet rotor according to the first embodiment, and FIG. 2 is a view of the magnet rotor of FIG. FIG. 3 is a side view showing the magnet rotor of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow A. FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view of the motor including the magnet rotor according to the first embodiment.

本発明のブラシレスモータを電動パワーステアリング装置(EPS)のブラシレスモータに適用した一実施形態について説明する。
図1はマグネットロータ1の側面図であり、発明の理解を容易にするために、ロータコア10の内部に形成されて本来は視認できない位置にある第1の孔10aと第2の孔10bの一部を点線で示している。
本実施形態のマグネットロータ1は、円筒状のロータコア10と、棒状の回転軸11と、リング状のマグネット12と、を備えている。マグネット12の内周側にロータコア10が配置され、ロータコア10の中心に回転軸11が配置されている。このマグネットロータ1は、後述するステータ2とともにインナーロータ型ブラシレスモータを構成する。
An embodiment in which the brushless motor of the present invention is applied to a brushless motor of an electric power steering apparatus (EPS) will be described.
FIG. 1 is a side view of the magnet rotor 1, and in order to facilitate understanding of the invention, one of the first hole 10a and the second hole 10b that are formed inside the rotor core 10 and cannot be visually recognized. The part is indicated by a dotted line.
The magnet rotor 1 of the present embodiment includes a cylindrical rotor core 10, a rod-shaped rotating shaft 11, and a ring-shaped magnet 12. The rotor core 10 is disposed on the inner peripheral side of the magnet 12, and the rotation shaft 11 is disposed at the center of the rotor core 10. This magnet rotor 1 constitutes an inner rotor type brushless motor together with a stator 2 described later.

ロータコア10は、保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料で構成された部材である。このような軟磁性材料としては、鉄、ケイ素鋼、パーマロイなどが挙げられる。本実施形態では、ロータコア10として円板状の鉄板を複数積層させた積層鉄心コアを用いている。
なお、ロータコア10の形状としては、円筒状に限定されず、略多角形状であってもよい。
The rotor core 10 is a member made of a soft magnetic material having a small coercive force and a high magnetic permeability. Examples of such soft magnetic materials include iron, silicon steel, and permalloy. In the present embodiment, a laminated core core in which a plurality of disc-shaped iron plates are laminated is used as the rotor core 10.
The shape of the rotor core 10 is not limited to a cylindrical shape, and may be a substantially polygonal shape.

ロータコア10の中心には、その軸方向(すなわちロータコア10の長手方向)に沿って回転軸11が貫通した状態で固定されている。回転軸11は、マグネットロータ1の出力軸であり、ロータコア10の回転により回転するよう構成されている。   At the center of the rotor core 10, the rotary shaft 11 is fixed in a state of passing through the axial direction (that is, the longitudinal direction of the rotor core 10). The rotating shaft 11 is an output shaft of the magnet rotor 1 and is configured to rotate by the rotation of the rotor core 10.

ロータコア10の外周面には、リング状のマグネット12が配設されている。マグネット12は、周方向に沿って磁極が変化するように構成されている。すなわち、マグネット12には、異なる磁極(N極12aとS極12b)が交互に現れるによう複数の磁極が連続して形成されている。
マグネット12の各磁極は、回転軸11の軸方向に対して所定の角度を持つように傾斜して配置されている。この角度をスキュー角度θsという。
A ring-shaped magnet 12 is disposed on the outer peripheral surface of the rotor core 10. The magnet 12 is configured such that the magnetic pole changes along the circumferential direction. That is, a plurality of magnetic poles are continuously formed on the magnet 12 so that different magnetic poles (N pole 12a and S pole 12b) appear alternately.
Each magnetic pole of the magnet 12 is disposed so as to have a predetermined angle with respect to the axial direction of the rotating shaft 11. This angle is referred to as a skew angle θs.

マグネット12の材料としては、フェライト磁石やネオジウム磁石などの磁性体が用いられる。本実施形態のマグネット12は、着磁されていない磁性体を予めロータコア10の外周面に配設した後で着磁装置により磁性体を着磁することにより磁極を形成している。なお、フェライトなどの強磁性材料で構成された永久磁石をロータコア10の外周面に固着させることでマグネット12を形成してもよい。   As a material of the magnet 12, a magnetic material such as a ferrite magnet or a neodymium magnet is used. The magnet 12 of this embodiment forms a magnetic pole by magnetizing a magnetic body with a magnetizing device after previously arranging a magnetic body that is not magnetized on the outer peripheral surface of the rotor core 10. The magnet 12 may be formed by fixing a permanent magnet made of a ferromagnetic material such as ferrite to the outer peripheral surface of the rotor core 10.

ロータコア10は、一端側(図1の矢印A方向の端部側)から回転軸11に沿って平行に延びる第1の孔10aと、他端側(図1の矢印B方向の端部側)から回転軸11に沿って平行に延びる第2の孔10bと、を有する点を特徴としている。
第1の孔10aの中心軸線C1−C1と、第2の孔10bの中心軸線C2−C2は、いずれも回転軸11の軸中心線O−Oと平行となっている。さらに、第1の孔10aの中心軸線C1−C1と第2の孔10bの中心軸線C2−C2は、互いに重ならない位置となっている。
The rotor core 10 has a first hole 10a extending in parallel along the rotation axis 11 from one end side (an end side in the direction of arrow A in FIG. 1) and the other end side (an end side in the direction of arrow B in FIG. 1). And a second hole 10 b extending in parallel along the rotation axis 11.
The center axis C1-C1 of the first hole 10a and the center axis C2-C2 of the second hole 10b are both parallel to the axis center line OO of the rotating shaft 11. Further, the central axis C1-C1 of the first hole 10a and the central axis C2-C2 of the second hole 10b are in positions that do not overlap each other.

次に、図2を参照して、各孔の位置について説明する。
図2は、図1のロータコア10の両側面を示す側面図で、(a)は図1の矢印A方向から見た側面図、(b)は図1の矢印B方向から見た側面図である。
この図に示すように、ロータコア10の一端側におけるマグネット12の磁極の磁極中心位置と、他端側におけるその磁極の磁極中心位置は異なっており、周方向に沿って互いにシフトした位置となっている。後述する図3に示すように、このシフトする角度がスキュー角度θsである。
Next, the position of each hole will be described with reference to FIG.
2 is a side view showing both side surfaces of the rotor core 10 of FIG. 1, (a) is a side view seen from the direction of arrow A in FIG. 1, and (b) is a side view seen from the direction of arrow B in FIG. is there.
As shown in this figure, the magnetic pole center position of the magnetic pole of the magnet 12 on one end side of the rotor core 10 is different from the magnetic pole center position of the magnetic pole on the other end side, and the positions are shifted from each other along the circumferential direction. Yes. As shown in FIG. 3, which will be described later, this shift angle is the skew angle θs.

図2(a)と(b)に示すように、第1の孔10aと第2の孔10bは、いずれも回転軸11の軸中心線O−Oと垂直方向の形状が円形となる形状をしている。
図2(a)に示すように、ロータコア10の一端側の第1の孔10aは、マグネット12の各磁極のそれぞれの磁極幅Waの中心と軸中心Oとを結ぶ直線(磁極中心線Ya)上に形成されている。第1の孔10aの中心C1は、磁極中心線Yaからスキュー方向(図2では反時計回り方向)に沿ってわずかにずれた位置となっている。
また、図2(b)に示すように、ロータコア10の他端側の第2の孔10bは、マグネット12の各磁極のそれぞれの磁極幅Wbの中心と軸中心Oとを結ぶ直線(磁極中心線Yb)上に形成されている。第2の孔10bの中心C2は、磁極中心線Ybからスキュー方向(図2では時計回り方向)に沿ってわずかにずれた位置となっている。
2A and 2B, each of the first hole 10a and the second hole 10b has a shape in which the shape perpendicular to the axis center line OO of the rotating shaft 11 is circular. is doing.
As shown in FIG. 2A, the first hole 10a on one end side of the rotor core 10 is a straight line (magnetic pole center line Ya) connecting the center of the magnetic pole width Wa of each magnetic pole of the magnet 12 and the axis center O. Formed on top. The center C1 of the first hole 10a is slightly displaced from the magnetic pole center line Ya along the skew direction (counterclockwise direction in FIG. 2).
Further, as shown in FIG. 2B, the second hole 10b on the other end side of the rotor core 10 is a straight line (magnetic pole center) connecting the center of the magnetic pole width Wb of each magnetic pole of the magnet 12 and the axis center O. Formed on line Yb). The center C2 of the second hole 10b is slightly displaced from the magnetic pole center line Yb along the skew direction (clockwise direction in FIG. 2).

このように、ロータコア10のうち磁極中心線Yaや磁極中心線Yb上の領域に、第1の孔10aと第2の孔10bが形成されている。
通常、マグネット12の磁束密度は、各磁極(N極12aとS極12b)の間の境界領域の延長線上が最も高く、各磁極の磁極中心の延長線上が最も低い。
本実施形態の第1の孔10aと第2の孔10bは、いずれも磁極中心線Yaや磁極中心線Yb上の領域に形成されているが、この領域は上述したように磁束密度が低いため、この領域に孔を有していても磁気回路にほとんど影響を及ぼすことがない。このため、回転特性にほとんど影響を与えることなくマグネットロータ1の軽量化を図ることが可能となり、これによりマグネットロータ1のイナーシャを低減することができる。
Thus, the first hole 10a and the second hole 10b are formed in the region of the rotor core 10 on the magnetic pole center line Ya and the magnetic pole center line Yb.
Usually, the magnetic flux density of the magnet 12 is highest on the extension line of the boundary region between the magnetic poles (N pole 12a and S pole 12b) and lowest on the extension line of the magnetic pole center of each magnetic pole.
The first hole 10a and the second hole 10b of the present embodiment are both formed in regions on the magnetic pole center line Ya and the magnetic pole center line Yb, but this region has a low magnetic flux density as described above. Even if there is a hole in this region, the magnetic circuit is hardly affected. For this reason, it is possible to reduce the weight of the magnet rotor 1 with almost no influence on the rotational characteristics, thereby reducing the inertia of the magnet rotor 1.

特に、本実施形態のマグネットロータ1のようにマグネット12がスキュー着磁されている場合、各磁極の磁極中心位置はロータコア10の一端側と他端側とで異なるため、磁気回路への影響の少ない位置も一端側と他端側とで異なっている。
本発明のロータコア10は、一端側から延びる第1の孔10aと他端側から延びる第2の孔10bの2つの孔を有しており、それぞれの端部側で孔の位置を最適な位置にずらして形成することで、磁気回路への影響を最小限に留めつつイナーシャを低減することができる。
さらに、ロータコア10は、一端側と他端側からそれぞれ別々に孔が穿設されているため、一端側から他端側まで貫通する孔を形成する場合と比較して簡単に孔を形成することが可能となる。
In particular, when the magnet 12 is skew-magnetized as in the magnet rotor 1 of the present embodiment, the magnetic pole center position of each magnetic pole differs between the one end side and the other end side of the rotor core 10, which may affect the magnetic circuit. The few positions are also different on one end side and the other end side.
The rotor core 10 of the present invention has two holes, a first hole 10a extending from one end side and a second hole 10b extending from the other end side, and the positions of the holes are optimal positions on the respective end sides. By forming them so as to be offset, inertia can be reduced while minimizing the influence on the magnetic circuit.
Furthermore, since the rotor core 10 has holes formed separately from one end side and the other end side, the holes can be easily formed as compared with the case of forming a hole penetrating from one end side to the other end side. Is possible.

次に、図3を参照して、第1の孔10aと第2の孔10bの位置を更に詳細に説明する。
図3は、図2(a)の側面図に(b)の側面図を重ねて示した側面図である。この図において、図1の矢印B方向に見た側面図(図2(b)の側面図)を破線で示している。
Next, with reference to FIG. 3, the positions of the first hole 10a and the second hole 10b will be described in more detail.
FIG. 3 is a side view in which the side view of (b) is superimposed on the side view of FIG. In this figure, a side view (side view of FIG. 2B) viewed in the direction of arrow B in FIG. 1 is indicated by a broken line.

この図において、ロータコア10の一端側から見たときに、ロータコア10の一端側での磁極中心線Yaと他端側での磁極中心線Ybを同一平面上で重ね合わせたときに、両直線のなす角度がスキュー角度θsである。
第1の孔10aの中心C1と第2の孔10bの中心C2は、スキュー角度θsを二等分する二等分線Xを挟んでマグネットロータ1の周方向にそれぞれθ1、θ2だけずれた位置に設けられている。この角度をそれぞれずれ角度θ1,θ2とする。
すなわち、第1の孔10aの中心C1及びロータコア10の軸中心Oを結ぶ直線と、スキュー角度θsの二等分線Xとのなす角度がずれ角度θ1である。同様に、第2の孔10bの中心C2及びロータコア10の軸中心Oを結ぶ直線と、二等分線Xとのなす角度がずれ角度θ2である。
In this figure, when viewed from one end side of the rotor core 10, when the magnetic pole center line Ya on one end side of the rotor core 10 and the magnetic pole center line Yb on the other end side are superimposed on the same plane, The angle formed is the skew angle θs.
The center C1 of the first hole 10a and the center C2 of the second hole 10b are shifted by θ1 and θ2 in the circumferential direction of the magnet rotor 1 with a bisector X dividing the skew angle θs into two equal parts, respectively. Is provided. These angles are defined as shift angles θ1 and θ2, respectively.
That is, the angle between the straight line connecting the center C1 of the first hole 10a and the axis center O of the rotor core 10 and the bisector X of the skew angle θs is the shift angle θ1. Similarly, the angle formed between the straight line connecting the center C2 of the second hole 10b and the axis center O of the rotor core 10 and the bisector X is the shift angle θ2.

ここで図1に戻って、ロータコア10の軸方向に沿った全長をL、ロータコア10の軸方向に沿った第1の孔10aの長さをL1、ロータコア10の軸方向に沿った第2の孔10bの長さをL2としたとき、ずれ角度θ1,θ2はそれぞれ以下の式で表すことができる。
θ1=(θs/2)×(1−L1/L) ・・式(1)
θ2=(θs/2)×(1−L2/L) ・・式(2)
(ここで、L≧L1+L2である。)
Returning to FIG. 1, the total length along the axial direction of the rotor core 10 is L, the length of the first hole 10 a along the axial direction of the rotor core 10 is L1, and the second along the axial direction of the rotor core 10. When the length of the hole 10b is L2, the shift angles θ1 and θ2 can be expressed by the following equations, respectively.
θ1 = (θs / 2) × (1−L1 / L) (1)
θ2 = (θs / 2) × (1−L2 / L) (2)
(Here, L ≧ L1 + L2.)

例えば、ロータコア10の全長Lが50mm、第1の孔10aの長さL1が20mm、第2の孔10bの長さL2が25mm、スキュー角度θsが10度の場合、スキュー角度θsの二等分線Xに対する第1の孔10aの中心C1のずれ角度θ1は3.0度、第2の孔10bの中心C2のずれ角度θ2は2.5度となる。   For example, when the total length L of the rotor core 10 is 50 mm, the length L1 of the first hole 10a is 20 mm, the length L2 of the second hole 10b is 25 mm, and the skew angle θs is 10 degrees, the skew angle θs is bisected. The deviation angle θ1 of the center C1 of the first hole 10a with respect to the line X is 3.0 degrees, and the deviation angle θ2 of the center C2 of the second hole 10b is 2.5 degrees.

式(1)と(2)を満たすように第1の孔10aの中心C1と第2の孔10bの中心C2のそれぞれのずれ角度を決定することで、二等分線Xからの第1の孔10aと第2の孔10bのずれが回転軸11の軸方向に沿ってトータルで相殺される。以下、この理由について説明する。   By determining the respective shift angles of the center C1 of the first hole 10a and the center C2 of the second hole 10b so as to satisfy the expressions (1) and (2), the first from the bisector X The displacement between the hole 10a and the second hole 10b is totally offset along the axial direction of the rotary shaft 11. Hereinafter, this reason will be described.

通常、マグネットを構成する磁極の磁界は、磁極の中心と回転軸の軸中心を通る直線を挟んで左右対称となっている。
本例のマグネット12のように磁極がスキューされている場合、ロータコア10の一端側と他端側で磁極中心位置が異なっているが、磁極間に形成される磁界はスキュー角度θsを二等分する二等分線Xを挟んで回転軸11の軸方向に沿って全体としてバランスが取れている。
このため、この二等分線Xを挟んで第1の孔10aと第2の孔10bの中心位置をそれぞれ決定することで、これらの孔が形成されることによる磁界バランスのずれを極力小さくすることができ、スキュー着磁されたマグネット12の磁束に対する影響を最小限にとどめることができる。
Usually, the magnetic field of the magnetic pole constituting the magnet is symmetrical with respect to a straight line passing through the center of the magnetic pole and the axis center of the rotating shaft.
When the magnetic pole is skewed as in the magnet 12 of this example, the magnetic pole center position is different between the one end side and the other end side of the rotor core 10, but the magnetic field formed between the magnetic poles divides the skew angle θs into two equal parts. The entire bisector X is balanced along the axial direction of the rotary shaft 11.
Therefore, by determining the center positions of the first hole 10a and the second hole 10b across the bisector X, the deviation of the magnetic field balance due to the formation of these holes is minimized. Therefore, the influence on the magnetic flux of the skew magnetized magnet 12 can be minimized.

特に、上記式(1)、(2)を満足するようにずれ角度θ1,θ2をそれぞれ決定することで、第1の孔10aと第2の孔10bのそれぞれの長さに応じて磁極への影響が最も少ない最適位置に各孔を形成することができる。
すなわち、孔の長さが長い場合は、その中心位置が二等分線Xから離れすぎると隣接する磁極間の境界領域近傍に空間が形成される。この境界領域近傍は磁束密度が高いため、この領域に空間が形成されることで磁気回路への影響が大きくなり、マグネットロータ1の回転特性に悪影響を与えてしまう。
そこで、孔の長さが長い場合には二等分線Xからの孔の中心のずれ角度を小さく設定し、逆に孔の長さが短い場合には二等分線Xからの孔の中心のずれ角度を大きく設定する。これにより、孔の長さに応じて磁界バランスを最適とすることができ、マグネットロータ1の回転特性をほとんど低下させることなくイナーシャを低減することができる。
In particular, by determining the shift angles θ1 and θ2 so as to satisfy the above formulas (1) and (2), the distance to the magnetic pole according to the length of each of the first hole 10a and the second hole 10b. Each hole can be formed at an optimum position having the least influence.
That is, when the length of the hole is long, if the center position is too far from the bisector X, a space is formed in the vicinity of the boundary region between adjacent magnetic poles. Since the magnetic flux density is high in the vicinity of the boundary region, a space is formed in this region, so that the influence on the magnetic circuit is increased and the rotational characteristics of the magnet rotor 1 are adversely affected.
Therefore, when the hole length is long, the deviation angle of the hole center from the bisector X is set small, and conversely when the hole length is short, the hole center from the bisector X is set. Set a large deviation angle. Thereby, the magnetic field balance can be optimized according to the length of the hole, and the inertia can be reduced without substantially reducing the rotational characteristics of the magnet rotor 1.

なお、図1では、第1の孔10aの長さL1と第2の孔10bの長さL2の合計長さ(L1+L2)が、ロータコア10の全長Lよりも短い例(すなわち、L>L1+L2)について示している。すなわち、第1の孔10aと第2の孔10bがつながっておらず、両者の間に所定の長さ(L−L1−L2)の非空間領域が設けられている。このように、第1の孔10aと第2の孔10bとの間に非空間領域を設けることで、両者が連結した貫通孔を設ける場合と比較して、ロータコア10の剛性をより高くすることができる。   In FIG. 1, the total length (L1 + L2) of the length L1 of the first hole 10a and the length L2 of the second hole 10b is shorter than the total length L of the rotor core 10 (that is, L> L1 + L2). Shows about. That is, the 1st hole 10a and the 2nd hole 10b are not connected, and the non-space area | region of predetermined length (L-L1-L2) is provided between both. In this way, by providing a non-space region between the first hole 10a and the second hole 10b, the rigidity of the rotor core 10 can be further increased as compared with the case where a through-hole connected to both is provided. Can do.

このとき、第1の孔10aの長さL1と第2の孔10bの長さL2が等しい(すなわち、L1=L2)ことが好ましい。このようにすることで、マグネットロータ1の軸方向の両端面側で重量バランスや磁界バランスが釣り合うため、マグネットロータ1の回転特性が安定する。   At this time, the length L1 of the first hole 10a and the length L2 of the second hole 10b are preferably equal (that is, L1 = L2). By doing in this way, since the weight balance and the magnetic field balance are balanced on the both end surfaces in the axial direction of the magnet rotor 1, the rotational characteristics of the magnet rotor 1 are stabilized.

なお、上述した非空間領域を設けずに、第1の孔10aと第2の孔10bとが連結していてもよい。すなわち、第1の孔10aの長さL1と第2の孔10bの長さL2の合計長さ(L1+L2)が、ロータコア10の全長Lと同一(すなわち、L=L1+L2)であってもよい。
このようにすることで、第1の孔10aと第2の孔10bの長さがそれぞれ最大となり、ロータコア10内の空間部分の体積を最大とすることができる。これにより、ロータコア10の重量を最大限まで小さくしてイナーシャを最小とすることができる。
In addition, the 1st hole 10a and the 2nd hole 10b may connect, without providing the non-space area | region mentioned above. That is, the total length (L1 + L2) of the length L1 of the first hole 10a and the length L2 of the second hole 10b may be the same as the total length L of the rotor core 10 (that is, L = L1 + L2).
By doing in this way, the length of the 1st hole 10a and the 2nd hole 10b becomes the maximum, respectively, and the volume of the space part in the rotor core 10 can be maximized. Thereby, the weight of the rotor core 10 can be reduced to the maximum and the inertia can be minimized.

次に、マグネットロータ1の製造方法について説明する。
まず、円板状の鉄板を複数積層させ一体に成形してロータコア10を製造する。次に、ロータコア10の外周面全体に着磁前の磁性体を配設する。続いて、着磁装置を用いて所定のスキュー角度θsをなすように磁性体に対して着磁を行い、N極12aとS極12bを形成する。
Next, a method for manufacturing the magnet rotor 1 will be described.
First, the rotor core 10 is manufactured by laminating a plurality of disk-shaped iron plates and integrally forming them. Next, the magnetic body before magnetization is disposed on the entire outer peripheral surface of the rotor core 10. Subsequently, the magnetic body is magnetized so as to form a predetermined skew angle θs by using a magnetizing device, thereby forming the N pole 12a and the S pole 12b.

続いて、ロータコア10の一端側において、スキュー角度θsの二等分線Xから所定の角度θ1だけずらして第1の孔10aの中心位置を決定し、ドリルなどを用いて回転軸11の軸方向と平行に穿孔する。同様に、ロータコア10の他端側において、スキュー角度θsの二等分線Xから所定の角度θ2だけずらして第2の孔10bの中心位置を決定し、ドリルなどを用いて回転軸11の軸方向と平行に穿孔する。
以上の工程により、マグネットロータ1の製造が完了する。
Subsequently, on one end side of the rotor core 10, the center position of the first hole 10a is determined by shifting from the bisector X of the skew angle θs by a predetermined angle θ1, and the axial direction of the rotary shaft 11 is determined using a drill or the like. Perforate in parallel. Similarly, on the other end side of the rotor core 10, the center position of the second hole 10b is determined by shifting from the bisector X of the skew angle θs by a predetermined angle θ2, and the axis of the rotary shaft 11 is determined using a drill or the like. Drill in parallel to the direction.
The manufacture of the magnet rotor 1 is completed through the above steps.

本発明のマグネットロータ1は、上述したようにDCブラシレスモータの回転子として用いることができる。以下、図4を参照して、本発明のモータ3について説明する。
図4は、マグネットロータ1をモータ3の回転子に適用した例について説明する図であって、モータ3を構成する部材を分解して示した斜視分解図である。
As described above, the magnet rotor 1 of the present invention can be used as a rotor of a DC brushless motor. Hereinafter, the motor 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which the magnet rotor 1 is applied to the rotor of the motor 3, and is an exploded perspective view showing members constituting the motor 3 in an exploded manner.

この図に示すように、モータ3は、マグネットロータ1とステータ2とを主要な構成要素として備えている。このうちマグネットロータ1は、上述したとおりの構成を備えるものであるため、ここでは詳細な説明は省略する。   As shown in this figure, the motor 3 includes a magnet rotor 1 and a stator 2 as main components. Among these, since the magnet rotor 1 has the configuration as described above, detailed description thereof is omitted here.

ステータ2は、ステータコア21と、このステータコア21に巻装された巻線22を備えている。ステータコア21は、外周部を構成する略円筒状のアウターコア23と、このアウターコア23の内周面から径方向内側に所定間隔を空けて突出するティース24とを有している。巻線22は、ティース24の隣接する突出部の間の空間内に収容されている。   The stator 2 includes a stator core 21 and a winding 22 wound around the stator core 21. The stator core 21 includes a substantially cylindrical outer core 23 that forms an outer peripheral portion, and teeth 24 that protrude from the inner peripheral surface of the outer core 23 radially inward with a predetermined interval. Winding 22 is housed in the space between adjacent protrusions of teeth 24.

モータ3の製造方法としては、まずロータコア10の外周に配設されたマグネット12をスキュー着磁させ、磁極を形成する。続いて、ロータコア10の一端側から第1の孔10aを、他端側から第2の孔10bを穿設する。この穿設工程は、上述したマグネットロータ1の製造方法と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、ティース24間の空間内に巻線22を収容してステータ2を製造する。
そして、ステータ2の内部空間にマグネットロータ1を配設し、円環状のステータ2とマグネットロータ1のマグネット12とは、僅かなエアギャップを介して径方向に対向した状態とする。次に、図示しない有底円筒形状のハウジング内にステータ2とマグネットロータ1を収容し、ハウジングの開口をエンドプレートで塞ぐことで、モータ3の組付けが完了する。
As a method of manufacturing the motor 3, first, the magnet 12 disposed on the outer periphery of the rotor core 10 is skew-magnetized to form a magnetic pole. Subsequently, a first hole 10a is formed from one end side of the rotor core 10, and a second hole 10b is formed from the other end side. Since this drilling step is the same as the method for manufacturing the magnet rotor 1 described above, detailed description thereof is omitted here. Further, the stator 2 is manufactured by accommodating the winding 22 in the space between the teeth 24.
And the magnet rotor 1 is arrange | positioned in the internal space of the stator 2, and the annular stator 2 and the magnet 12 of the magnet rotor 1 are made into the state which opposes the radial direction through a slight air gap. Next, the stator 2 and the magnet rotor 1 are accommodated in a bottomed cylindrical housing (not shown), and the opening of the housing is closed with an end plate, whereby the assembly of the motor 3 is completed.

次に、本発明の他の実施形態に係るマグネットロータについて説明する。
図5,図6は本発明の他の実施形態に係るマグネットロータの説明図であり、図5は第2の実施形態に係るマグネットロータの正面図、図6は図5のマグネットロータを矢印A方向及び矢印B方向から見た状態を示す側面図である。
Next, a magnet rotor according to another embodiment of the present invention will be described.
5 and 6 are explanatory views of a magnet rotor according to another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a front view of the magnet rotor according to the second embodiment, and FIG. 6 is an arrow A indicating the magnet rotor of FIG. It is a side view which shows the state seen from the direction and arrow B direction.

図5に示すように、本実施形態のマグネットロータ31は、ロータコア40と、回転軸41と、マグネット42とを主要な構成要素としている。マグネット42は、N極42aとS極42bの磁石が交互に現れるによう連続して配置されている。これらの部材は第1の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。   As shown in FIG. 5, the magnet rotor 31 of the present embodiment includes a rotor core 40, a rotating shaft 41, and a magnet 42 as main components. The magnets 42 are continuously arranged so that N-pole 42a and S-pole 42b magnets appear alternately. Since these members are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.

ロータコア40には、一端側から伸びる第1の連結孔40aと他端側から伸びる第2の連結孔40bが回転軸41の軸方向と平行に形成されている。これらの連結孔について図6を参照して説明する。
図6は、図5のロータコア40の両端部を示す側面図であり、(a)は図5の矢印A方向から見た側面図、(b)は図5の矢印B方向から見た側面図である。この図に示すように、第1の連結孔40aと第2の連結孔40bは、いずれも第1の実施形態と同様の円筒状の円孔が形成された領域と、隣接する円孔どうしがつながった円環状の領域とを有する形状をしている。円孔どうしをつなぐ円環状の空間は、ロータコア40の軸中心O側に形成されている。この領域は、マグネット42の隣接する磁極間の境界領域の延長線上にあるが、マグネット42と離れた位置にあるため磁束密度がそれほど高くなく、この領域に空間部を設けてもマグネットロータ31の回転特性にほとんど影響を及ぼすことがない。
The rotor core 40 is formed with a first connection hole 40 a extending from one end side and a second connection hole 40 b extending from the other end side in parallel with the axial direction of the rotary shaft 41. These connecting holes will be described with reference to FIG.
6 is a side view showing both end portions of the rotor core 40 in FIG. 5, (a) is a side view seen from the direction of arrow A in FIG. 5, and (b) is a side view seen from the direction of arrow B in FIG. 5. It is. As shown in this figure, each of the first connecting hole 40a and the second connecting hole 40b includes a region where a cylindrical circular hole similar to that of the first embodiment is formed, and adjacent circular holes. And a connected annular region. An annular space connecting the circular holes is formed on the axis center O side of the rotor core 40. This region is on the extended line of the boundary region between adjacent magnetic poles of the magnet 42, but the magnetic flux density is not so high because it is away from the magnet 42. Even if a space is provided in this region, the magnet rotor 31 Almost no influence on the rotation characteristics.

そして、このように円孔どうしを円環状につなげることで、第1の実施形態と比較してより空間領域を増やしてマグネットロータ31の更なる軽量化を図ることが可能となり、これによりマグネットロータ31のイナーシャを更に小さくすることができる。   Further, by connecting the circular holes in an annular shape in this way, it is possible to increase the space area and further reduce the weight of the magnet rotor 31 as compared with the first embodiment. The inertia of 31 can be further reduced.

ロータコア40は、予め円環状の孔である第2の連結孔40bが設けられた形で鍛造にて形成される。その後、円環である第2の連結孔40bに沿って複数の円孔をドリルを用いた切削にて第1の連結孔40aを形成する。   The rotor core 40 is formed by forging in a form in which a second connection hole 40b which is an annular hole is provided in advance. Then, the 1st connection hole 40a is formed by cutting a some circular hole using the drill along the 2nd connection hole 40b which is a ring.

なお、上記各実施形態では、各マグネットに1箇所ずつ孔(第2の実施形態では円孔)が形成されているが、このようにマグネットのすべてに形成される必要はなく、一部のみに形成されてもよい。例えば、マグネットのうち、N極のみやS極のみに対応して孔が形成されるようにしてもよい。この場合、ロータコアの軸中心を挟んで対称となる位置に形成すると、マグネットロータ全体の重量バランスが釣り合うため好ましい。   In each of the above embodiments, one hole is formed in each magnet (in the second embodiment, a circular hole), but it is not necessary to be formed in all of the magnets in this way, and only in a part. It may be formed. For example, holes may be formed corresponding to only the N pole or only the S pole of the magnet. In this case, it is preferable to form it at a symmetrical position with respect to the axis center of the rotor core since the weight balance of the entire magnet rotor is balanced.

また、上記各実施形態では、いずれの孔も内部に何も充填されていない空間孔として形成されているが、孔の内部にロータコアの材質よりも比重の小さな樹脂等を充填してもよい。このようにすることで、マグネットロータの軽量化を図るとともにロータの剛性を向上させることが可能となる。   Further, in each of the above embodiments, any hole is formed as a space hole in which nothing is filled, but the inside of the hole may be filled with a resin having a specific gravity smaller than that of the material of the rotor core. In this way, it is possible to reduce the weight of the magnet rotor and improve the rigidity of the rotor.

さらに、第2の実施形態では、予め円環状の第2の連結孔40bを鍛造にて形成し、その後、第1の連結孔40aを形成していたが、以下の工程に示す方法で形成してもよい。
第1の連結孔40aを形成するには、まずドリルなどを用いてロータコア40の軸方向と平行方向に複数の円孔を形成する。次に、ドリルの径をより小さいものに変更し、円孔のうち軸中心O側に寄せてドリルをいずれかの円孔内に挿通し、軸中心Oを中心として円環状にドリルを移動させてロータコア40を切削し、隣接する円孔どうしをつなぐ。これにより、円環状の領域が形成される。
以上の工程で、第1の連結孔40aが形成される。なお、第2の連結孔40bについても同様の工程で形成することができる。
Furthermore, in the second embodiment, the annular second connecting hole 40b is formed in advance by forging, and then the first connecting hole 40a is formed. However, the second connecting hole 40b is formed by the method shown in the following steps. May be.
In order to form the first connecting hole 40a, first, a plurality of circular holes are formed in a direction parallel to the axial direction of the rotor core 40 using a drill or the like. Next, the diameter of the drill is changed to a smaller one, and the drill is inserted into one of the circular holes by approaching the axial center O side of the circular hole, and the drill is moved in an annular shape around the axial center O. Then, the rotor core 40 is cut and the adjacent circular holes are connected. Thereby, an annular region is formed.
The first connection hole 40a is formed through the above steps. The second connection hole 40b can also be formed by the same process.

第1の実施形態に係るマグネットロータの正面図である。It is a front view of the magnet rotor which concerns on 1st Embodiment. 図1のマグネットロータを矢印A方向及び矢印B方向から見た状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which looked at the magnet rotor of FIG. 1 from the arrow A direction and the arrow B direction. 図1のマグネットロータを矢印A方向から見た状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which looked at the magnet rotor of FIG. 1 from the arrow A direction. 第1の実施形態に係るマグネットロータを備えたモータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the motor provided with the magnet rotor which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係るマグネットロータの正面図である。It is a front view of the magnet rotor which concerns on 2nd Embodiment. 図5のマグネットロータを矢印A方向及び矢印B方向から見た状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which looked at the magnet rotor of FIG. 5 from the arrow A direction and the arrow B direction.

符号の説明Explanation of symbols

1‥マグネットロータ、2‥ステータ、3‥モータ、10‥ロータコア、10a‥第1の孔、10b‥第2の孔、11‥回転軸、12‥マグネット、12a‥マグネット(N極)、12b‥マグネット(S極)、21‥ステータコア、22‥巻線、23‥アウターコア、24‥ティース、31‥マグネットロータ、40‥ロータコア、40a‥第1の連結孔、40b‥第2の連結孔、41‥回転軸、42‥マグネット、42a‥N極(磁極)、42b‥S極(磁極)、L‥ロータコアの全長、L1‥第1の孔の長さ、L2‥第2の孔の長さ、C1‥第1の孔の中心、C2‥第2の孔の中心、O‥回転軸の軸中心、C1−C1‥第1の孔の中心軸線、C2−C2‥第2の孔の中心軸線、O−O‥回転軸の軸中心線、X‥スキュー角度の二等分線、Ya‥磁極中心線、Yb‥磁極中心線、Wa‥磁極幅、Wb‥磁極幅、θs‥スキュー角度、θ1,θ2‥ずれ角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnet rotor, 2 ... Stator, 3 ... Motor, 10 ... Rotor core, 10a ... 1st hole, 10b ... 2nd hole, 11 ... Rotating shaft, 12 ... Magnet, 12a ... Magnet (N pole), 12b ... Magnet (S pole), 21 ... stator core, 22 ... winding, 23 ... outer core, 24 ... teeth, 31 ... magnet rotor, 40 ... rotor core, 40a ... first connecting hole, 40b ... second connecting hole, 41 Rotating shaft, 42 Magnet, 42a N pole (magnetic pole), 42b S pole (magnetic pole), L Total length of rotor core, L1 Length of first hole, L2 Length of second hole, C1... Center of the first hole, C2... Center of the second hole, O... Center axis of the rotation axis, C1-C1... Center axis of the first hole, C2-C2. OO: Axis center line of rotation axis, X ... Bisect of skew angle Ya ‥ magnetic pole center line, Yb ‥ magnetic pole center line, Wa ‥ pole width, Wb ‥ pole width, [theta] s ‥ skew angle, θ1, θ2 ‥ deviation angle

Claims (6)

周方向に沿って磁極が変化するとともに軸方向に対して所定のスキュー角度を持つように傾斜して着磁されたマグネットと、
該マグネットの内周側に配置されるロータコアと、
該ロータコアの中心に配置される回転軸と、を備えたマグネットロータであって、
前記ロータコアの一端側及び他端側には、前記回転軸に沿って伸びる孔がそれぞれ形成され、
前記一端側の孔及び前記他端側の孔は、それぞれの中心軸線が互いに重ならない位置とされていることを特徴とするマグネットロータ。
A magnet that is magnetized so that the magnetic pole changes along the circumferential direction and has a predetermined skew angle with respect to the axial direction;
A rotor core disposed on the inner peripheral side of the magnet;
A magnet rotor having a rotation shaft disposed at the center of the rotor core,
On one end side and the other end side of the rotor core, holes extending along the rotation axis are formed, respectively.
The magnet rotor according to claim 1, wherein the hole on the one end side and the hole on the other end side are positioned so that their central axes do not overlap each other.
前記一端側の孔及び前記他端側の孔のそれぞれの前記中心軸線は、前記回転軸の軸中心線と略平行であることを特徴とする請求項1に記載のマグネットロータ。   2. The magnet rotor according to claim 1, wherein the center axis of each of the hole on the one end side and the hole on the other end side is substantially parallel to the axis center line of the rotating shaft. 前記一端側の孔及び前記他端側の孔のそれぞれの中心は、前記スキュー角度を二等分する二等分線を挟んで互いに異なる位置に形成されることを特徴とする請求項2に記載のマグネットロータ。   The center of each of the hole on the one end side and the hole on the other end side is formed at different positions across a bisector that bisects the skew angle. Magnet rotor. 前記一端側の孔及び前記他端側の孔は、
前記ロータコアの全長をL、
前記一端側の孔の長さをL1、
前記他端側の孔の長さをL2、
前記スキュー角度をθs、
前記ロータコアの前記一端側における前記二等分線からの前記一端側の孔の中心のずれ角度をθ1、
前記ロータコアの前記他端側における前記二等分線からの前記他端側の孔の中心のずれ角度をθ2、としたときに、
下記一般式(1)及び(2)
θ1=(θs/2)×(1−L1/L) ・・式(1)
θ2=(θs/2)×(1−L2/L) ・・式(2)
(ここで、L≧L1+L2である。)
を満足する位置に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のマグネットロータ。
The hole on the one end side and the hole on the other end side are:
L is the total length of the rotor core.
The length of the hole on the one end side is L1,
The length of the hole on the other end side is L2,
The skew angle is θs,
A deviation angle of the center of the hole on the one end side from the bisector on the one end side of the rotor core is θ1,
When the deviation angle of the center of the hole on the other end side from the bisector on the other end side of the rotor core is θ2,
The following general formulas (1) and (2)
θ1 = (θs / 2) × (1−L1 / L) (1)
θ2 = (θs / 2) × (1−L2 / L) (2)
(Here, L ≧ L1 + L2.)
The magnet rotor according to claim 3, wherein the magnet rotor is formed at a position satisfying the above.
前記孔は、前記ロータコアの周方向に沿って複数設けられ、かつ、隣接した前記孔どうしが連結されていることを特徴とする請求項1に記載のマグネットロータ。   The magnet rotor according to claim 1, wherein a plurality of the holes are provided along a circumferential direction of the rotor core, and the adjacent holes are connected to each other. マグネットロータと、該マグネットロータを回転させるステータとを備えたモータであって、前記マグネットロータは、請求項1〜5のいずれか1項に記載のマグネットロータであることを特徴とするモータ。   A motor comprising a magnet rotor and a stator for rotating the magnet rotor, wherein the magnet rotor is the magnet rotor according to any one of claims 1 to 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102412646A (en) * 2011-12-29 2012-04-11 江苏上骐集团有限公司 Rotor punching sheet of permanent magnet servo motor
KR101303493B1 (en) 2011-12-29 2013-09-03 주식회사 효성 Roter of motor having twisted air hole
WO2019123949A1 (en) * 2017-12-18 2019-06-27 日本電産株式会社 Electromagnetic steel sheet, rotor core, rotor and motor

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