JP3112194B2 - 永久磁石回転子 - Google Patents

永久磁石回転子

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JP3112194B2
JP3112194B2 JP04017290A JP1729092A JP3112194B2 JP 3112194 B2 JP3112194 B2 JP 3112194B2 JP 04017290 A JP04017290 A JP 04017290A JP 1729092 A JP1729092 A JP 1729092A JP 3112194 B2 JP3112194 B2 JP 3112194B2
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久尊 加藤
正 大村
繁美 長友
泉 小野田
英明 土山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はモータの回転子に永久磁
石を具備させた永久磁石式回転子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、モータの回転子に永久磁石を用い
るものとしては、図8に示すように外周近傍に複数の開
口部1を設けた円盤状の回転子鉄心抜板を多数枚積層し
た積層体2を形成し、開口部1は、開口部1の外周枠を
形成する外周リング部7と、開口部の内方に形成される
ヨーク部8と、外周リング部7とヨーク部8を繋ぐ連結
部9で形成されており、これらによって、永久磁石3を
保持するようにしている。
【0003】しかしながら、このような構成の永久磁石
式回転子においては、回転子の高速回転時に永久磁石3
に生じる遠心力によって、外周リング部7と連結部9の
結合部分に剪断応力が集中して、回転子全体が変形した
り、外周リング部7と連結部9の結合部分が破断すると
いう虞があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、外周リン
グ部と連結部の結合部分に集中する剪断応力を軽減或い
は吸収し、回転子の変形及び外周リング部と連結部の結
合部分の破断のない永久磁石式回転子を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明では、永久磁石を周方向に仕切る仕切り部の
一部を少なくとも開口部の内方に形成されるヨーク部或
いは開口部の外周枠を形成する外周リング部の少なくと
も一方から突出する突出部とし、他の部分は外周リング
部とヨーク部とを繋ぐ連結部とした回転子鉄心抜板を形
成し、この回転子鉄心抜板を突出部と連結部が交互に重
なるようずらして積層した構成としている。
【0006】
【作用】永久磁石の周方向における仕切り部の一部をヨ
ーク部或いは外周リング部の少なくとも一方から突出す
る突出部とし、他の部分を外周リング部とヨーク部を繋
ぐ連結部とした回転子鉄心抜板を形成し、この回転子鉄
心抜板を突出部と連結部が交互に重なるようずらして積
層した場合には、回転子鉄心抜板ごとに連結部の位置が
異なるため、連結部に発生する剪断応力は分散されて、
剪断応力の集中がなくなり回転子の変形がなくなる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
【0008】図1は本発明に係る永久磁石式回転子を示
すもので、永久磁石式回転子を構成する回転子鉄心抜板
の平面図を示しており、これは、鉄板を打ち抜き加工し
たもので、永久磁石挿入用開口部1、回転軸用開口部1
1が設けられている。永久磁石挿入用開口部1は、開口
部1の外周枠を形成する外周リング部7と、開口部1の
内方に形成されるヨーク部8の外周と、開口部1の内方
に形成されるヨーク部8及び開口部1の外周枠を形成す
る外周リング部7から突出する突出部14と、外周リン
グ部7とヨーク部8とを繋ぐ連結部9により形成され
る。そして、本実施例ではこのように形成した回転子鉄
心抜板を図2に示すように突出部14と連結部9が交互
に重なるようずらして積層した構成としている。
【0009】なお、本発明に係る永久磁石式回転子にお
いては、図示しないが永久磁石の抜け、落下を防止する
ために、回転子の上下に上記回転子鉄心抜板と同径の端
板を回転子の組立て時に取付けて永久磁石式回転子を完
成させるようにしている。
【0010】本実施例では4極電動機を用いているの
で、連結部9は直径方向に対向する2カ所に設けられ、
突出部14を他の2カ所に設け、4個の永久磁石に回転
子鉄心抜板を1枚ごとに90度ずらして積層している。
【0011】次に、このように構成する永久磁石式回転
子の作用について説明する。一般に永久磁石式回転子に
おいては永久磁石と回転子鉄心抜板の永久磁石挿入用開
口部1に組み立て上の隙間が発生する。この隙間は、抜
板の積層時に抜板のずれによってある程度は吸収される
が、高速回転中に永久磁石には遠心力が係り、積層によ
って吸収できなかった隙間分だけ外方に移動して外周リ
ング部7に接触して押すこととなる。
【0012】これに伴って、永久磁石の接触した部分が
変形し、その近傍の連結部に剪断応力が集中する。従来
の永久磁石式回転子では、剪断応力が集中するため連結
部が破断する虞があったが、本実施例では、抜板ごとに
連結部とこの連結部が一部欠落した突出部を有し、連結
部と突出部の位置が交互に重なり合って異なるため、外
周リング部の変形は一定せず、剪断応力とともに分散さ
れるので、応力集中が避けられ、回転子の変形がなくな
る。また、連結部を通過する漏れ磁束も連結部が半減し
たことにより半減し、ステータの性能・効率の向上が図
れる。さらに、重量も連結部が半減したことにより軽減
するので、性能・効率の向上、コスト軽減が図れる。
【0013】尚、上記突出部14はヨーク部8側或いは
外周リング部7側のどちらか一方にあるものでもよく、
図3では、漏れ磁束の発生しやすい外周リング部7側に
は突出部を形成しないで、開口部1の内方に形成される
ヨーク部8にのみ突出部14を形成している。
【0014】このように構成する永久磁石式回転子で
は、開口部1の内方に形成されるヨーク部8と開口部1
の外周枠を形成する外周リング部7の両方に突出部14
を設ける場合に比較して、漏れ磁束の発生が少なく、さ
らに、重量も軽減するので性能・効率の向上が図れる。
【0015】なお、本実施例においては、抜板を1枚ご
とに交互に90度ずらして積層させているが、必ずしも
1枚ごとにずらして積層する必要はなく、複数枚ごとに
ずらして積層させてもよい。また、連結部と突出部の数
の異なる複数種類の抜板をずらして積層させてもよい
し、抜板のずらす角度も極数等に応じて種々に変化させ
ることが可能である。
【0016】さらに、本実施例においては、抜板を1枚
ごとに交互に90度ずらして積層させているので、上記
突出部をヨーク部8及び外周リング部7のいずれにも形
成しなくても永久磁石を各々仕切ることが可能であり、
この場合にも漏れ磁束の発生が少なく、さらに、重量も
軽減するので性能・効率の向上が図れる。
【0017】また、本実施例のように極性の異なる永久
磁石が隣り合う永久磁石式回転子では、図4に示すよう
に、外周リング部7を磁気通路として極間の磁束が短絡
して有効磁束が減少する欠点がある。このような短絡磁
束の影響を小さくするため、外周リング部の厚さを出来
るだけ小さくすればよいが、この場合、図5に示すよう
に、回転子鉄心抜板の外周リング部7が打ち抜きの際に
変形し、回転子外周に凹凸ができ形状精度が十分出ず、
回転子15と固定子16のギャップ精度が悪くなり、結
果的に余り外周リング部7の厚さを小さくできず、モー
タ特性が低下することになる。
【0018】そこで、本実施例の永久磁石式回転子は、
図6に示すように回転子鉄心抜板の打ち抜き時の外周リ
ング部7の厚さは変形しないよう数ミリとし、回転子鉄
心抜板の積層後に、図6のA−Aの部分まで外周面を切
削するすることにより、図7に示すように回転子15外
周の形状精度を向上させ、外周リング部7の厚さを2ミ
リ以下に小さくし、モータ特性の向上を図っている。
【0019】また、このように、回転子鉄心抜板の積層
後に外周を切削することにより、抜板の変形による回転
子組み立てのバラツキがなくせ、歩留りもよくなるた
め、生産性が高く低コストの回転子を提供できる。
【0020】
【発明の効果】本発明では、永久磁石の周方向における
仕切り部の一部をヨーク部或いは外周リング部の少なく
とも一方から突出する突出部とし、他の部分を外周リン
グ部とヨーク部を繋ぐ連結部とした回転子鉄心抜板を形
成し、この回転子鉄心抜板を突出部と連結部が交互に重
なるようずらして積層したので、外周リング部と連結部
の結合部分に集中する剪断応力を軽減或いは吸収でき、
回転子の変形及び外周リング部と連結部の結合部分の破
断を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る永久磁石式回転子の回転
子鉄心抜板の平面図である。
【図2】本発明の実施例に係る回転子鉄心抜板の積層方
法を示す斜視図である。
【図3】本発明の実施例に係る永久磁石式回転子の応用
例を示す回転子鉄心抜板の平面図である。
【図4】本発明に係る永久磁石式回転子の有効磁束と短
絡磁束を示す図である。
【図5】永久磁石式回転子の回転子鉄心抜板の外周リン
グ部の厚さを小さくした場合の積層状態を示す図であ
る。
【図6】本発明に係る回転子鉄心抜板の積層時の外周リ
ング部の積層状態を示す図である。
【図7】本発明に係る回転子鉄心抜板の積層後の外周の
切削により形成された外周リング部の積層状態を示す図
である。
【図8】従来の永久磁石式回転子の斜視図である。
【符号の説明】
1…永久磁石挿入用開口部 2…回転子鉄心積層体 3…永久磁石 7…外周リング部 8…ヨーク部 9…連結部 13…切欠き 14…突出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野田 泉 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東 芝 富士工場内 (72)発明者 土山 英明 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東 芝 富士工場内 審査官 仁科 雅弘 (56)参考文献 実開 昭54−157216(JP,U) 実開 昭54−65309(JP,U) 実開 平4−128056(JP,U) 実開 平1−64966(JP,U) 実開 平5−9148(JP,U) 実開 平5−9149(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 1/27 501 H02K 1/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外周近傍に複数の永久磁石挿入用開口部を
    設けた円盤状の回転子鉄心抜板を多数枚積層して回転子
    鉄心積層体を形成し、前記永久磁石挿入用開口部に永久
    磁石を挿着する永久磁石式回転子において、前記永久磁
    石を周方向に仕切る仕切り部の一部は開口部の内方に形
    成されるヨーク部或いは開口部の外周枠を形成する外周
    リング部の少なくとも一方から突出する突出部とし、他
    の部分は前記外周リング部と前記ヨーク部とを繋ぐ連結
    部とした回転子鉄心抜板を形成し、この回転子鉄心抜板
    を前記突出部と前記連結部が交互に重なるようずらして
    積層したことを特徴とする永久磁石式回転子。
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