JP2013106417A - ロータ及びモータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータのロータ3は、ロータ周方向に等間隔に並ぶ複数の爪状磁極8を持つ第1回転子4と、同じくロータ周方向に等間隔に並びつつ爪状磁極8と反対側に突出する複数の爪状磁極11を持つ第2回転子5とを有する。これら回転子4,5は、互いの爪状磁極8,11がロータ周方向において交互に配置されるように組み付けられている。第1回転子4を鉄等の軟磁性材で形成し、第2回転子5を磁石で形成し、第2回転子5の磁力により、第1回転子4に磁気モーメントを形成する。
【選択図】図3
Description
以下、本発明を具体化したロータ及びモータの第1実施形態を図1〜図6に従って説明する。
図3〜図5に示すように、第1回転子4を磁石ではなく鉄等の軟磁性材により形成し、第2回転子5を磁石(異方性磁石)により形成し、磁石からなる第2回転子5の磁力を利用して、第1回転子4に必要磁界を生成する。本例の場合、第2回転子5をN極の磁石で形成したとすると、軟磁性材からなる第1回転子4を、N極の磁力によってS極に磁化する。
(1)軟磁性材からなる第1回転子4を、磁石からなる第2回転子5の磁力によって磁化することにより、第1回転子4に磁気モーメントを発生させ、これらをN極/S極として機能させる。このため、背景技術で述べたような磁束整流用磁石を使用しなくとも、第1回転子4及び第2回転子5に必要磁界を形成することが可能となるので、ランデル型ロータ3にかかる部品点数を少なく抑えることができる。また、第1回転子4が軟磁性材で済むので、第1回転子4及び第2回転子5の両方を磁石で形成する必要がなくなり、部品コストの削減にも効果が高い。
(4)第2回転子5を異方性磁石により形成するので、ある特定方向(N極)に向く強い磁束を、各爪状磁極11に発生させるのに効果が高くなる。また、この強い磁力を持つ第2回転子5によって第1回転子4が磁化されるので、第1回転子4にも特定方向(S極)を向く強い磁束を発生させることができる。よって、ロータ3(モータ1)のトルク確保に効果が高くなる。
次に、第2実施形態を図7及び図8に従って説明する。なお、第2実施形態は、第1実施形態に記載のロータ構造を変更した構成であって、他の基本的な構成は同じである。よって、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
(9)第1回転子4や第2回転子5を、軟磁性体20を利用してシャフト6に取り付け固定する。このため、第1回転子4や第2回転子5の取り付け面積を広くとることが可能となるので、第1回転子4及び第2回転子5の取り付け強度確保や、シャフト6に対する位置ずれ防止などに効果が高くなる。
次に、第3実施形態を図9〜図12に従って説明する。なお、第3実施形態は、第1及び第2実施形態ではロータ3をタンデム構造(積層構造)にした点で異なり、他の基本的構成は同じである。よって、本例も異なる部分についてのみ詳述する。
(10)ロータ3の外周面におけるN極、S極の面積を広くとることが可能となるので、トルク向上に効果が高い。また、ロータ3を通過する磁束量も増え、これもトルク向上に寄与する。
・第3実施形態において、ロータユニット31の個数は、2つに限定されず、3つ以上でもよい。
・各実施形態において、軟磁性材(第1回転子4)のシャフト6への固定方法は、圧入固定に限定されず、他の取り付け方法を採用してもよい。
・各実施形態において、爪状磁極8,11の個数は、実施形態に記載した個数に限定されず、他の個数に変更可能であり、特にロータの極対数が3以上の奇数であれば、第1回転子4及び第2回転子5が変形し難くなり、ロータ3が安定するので好ましい。
・各実施形態において、回転子4,5及び軟磁性体20の形状や材質は、実施形態に記載以外のものを適宜採用可能である。
・各実施形態において、回転子の材質である軟磁性材は、鉄に限定されず、他の種類を採用可能である。
Claims (12)
- 周方向に複数の爪状磁極を持つ第1回転子及び第2回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にN極/S極となるロータにであって、
前記第1回転子及び前記第2回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にN極/S極をとる
ことを特徴とするロータ。 - 前記第1回転子及び前記第2回転子は、それぞれ異なる形状に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のロータ。 - 前記第1回転子及び前記第2回転子は、同じ形状に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のロータ。 - 前記第1回転子及び前記第2回転子の間に、それぞれを固定する軟磁性体が設けられ、当該軟磁性体がシャフトに固定されている
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載のロータ。 - 前記磁石は、ある特定の方向に磁化が向く異方性磁石である
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項に記載のロータ。 - 前記磁石は、焼結磁石又はボンド磁石である
ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一項に記載のロータ。 - 前記磁石は、フェライト磁石、サマリウムコバルト系磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、ネオジム磁石又はアルニコ磁石である
ことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一項に記載のロータ。 - 前記軟磁性材は、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール又はアモルファスである
ことを特徴とする請求項4〜7のうちいずれか一項に記載のロータ。 - 前記第1回転子及び前記第2回転子の組からなるロータユニットを、軸方向に複数積層したタンデム構造である
ことを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか一項に記載のロータ。 - 前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットの前記第1回転子及び前記第2回転子は、軸方向外側に位置するものと、軸方向内側に位置するものとが、各々同じ磁極をとるように形成されている
ことを特徴とする請求項9に記載のロータ。 - 前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットは、前記第1回転子及び前記第2回転子のうち、軸方向内側において当接する同極の部材が一体化されている
ことを特徴とする請求項10に記載のロータ。 - 周方向に複数の爪状磁極を持つ第1回転子及び第2回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にN極/S極となり、前記第1回転子及び前記第2回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にN極/S極をとるロータと、
当該ロータを回転可能に支持するステータと
を備えたことを特徴とするモータ。
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