JP3258577B2 - 永久磁石ロータ - Google Patents

永久磁石ロータ

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JP3258577B2
JP3258577B2 JP28104896A JP28104896A JP3258577B2 JP 3258577 B2 JP3258577 B2 JP 3258577B2 JP 28104896 A JP28104896 A JP 28104896A JP 28104896 A JP28104896 A JP 28104896A JP 3258577 B2 JP3258577 B2 JP 3258577B2
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浩 村上
幸夫 本田
直之 角谷
静 横手
正行 神藤
浩 伊藤
能成 浅野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高透磁率材製のコ
アシートを積層したロータコアに、永久磁石を埋設した
構造のブラシレスモータ用永久磁石ロータに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】冷蔵庫、空気調和機等に使用されるブラ
シレスモータは、消費電力の低減の要請が特に強い。こ
のため、当該モータのロータとしては、マグネットトル
クに加えてリラクタンストルクをも有効利用する高効率
の永久磁石ロータが好適である。図4は従来の永久磁石
ロータの構成を示す分解斜視図である。図4に示すもの
は4極ブラシレスモータ用永久磁石ロータ50であっ
て、ロータ軸方向(図中の上下方向)に積層された電磁
鋼板等の高透磁率材製のコアシート51からなるロータ
コア52に、一極あたり二層の永久磁石53a,53b
が、ロータ表面がS極、N極と交互に位置するようにコ
アシート51の外周円に対して逆方向に湾曲させたスリ
ット54内の積層方向に埋設されている。そして、コア
シート51の積層方向の両端には、真鍮等の非磁性体金
属からなる端板55a,55bが設けられ、コアシート
51の積層体56は、コアシート51および端板55
a,55bにそれぞれ形成された穴57,58a,58
bを貫通する高透磁率材製のカシメピン59により4箇
所で固定されている。
【0003】従来、このカシメピン59は、図5に示す
ように、外周側の永久磁石53aの外縁とコアシート5
1の外周円とで囲まれた領域B内の中央に配置されてい
た。このロータ50を図示しないステータ内にセットす
れば、ステータの複数の界磁部より、ロータコア52に
回転磁界が与えられ、これによりマグネットトルクおよ
びリラクタンストルクが発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成では、カ
シメピン59は永久磁石53aの外縁とコアシート51
の外周円とで囲まれた領域B内の中央に配置されていた
が、これは図6(a)に示すように、リラクタンストル
クを発生させるための磁束路60の真中にあり、磁束の
流れを阻止してしまう。たとえカシメピン59を磁性体
としても、図6(b)に示すように、穴57とカシメピ
ン59との間には極めて透磁率の低いエアギャップ61
(空気)が存在するため、磁束を通し難い構造であるこ
とは否めない。従って、十分なリラクタンストルクが得
られず、モータ性能を低下させる一因となっていた。
【0005】本発明は、従来構成の課題を解決すべく創
案されたもので、マグネットトルクに加えて十分なリラ
クタンストルクを得ることにより、モータ性能の向上を
図りうる永久磁石ロータを提供することを目的とするも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ロータ軸方向
に積層された高透磁率材製のコアシートの外周円に対し
て逆方向に湾曲させたスリット内の積層方向に埋設する
永久磁石の外縁と前記コアシートの外周円とで囲まれた
領域内に、前記コアシートの貫通穴を形成すると共に、
この貫通穴に高透磁率材製の一体化部材を挿入すること
により、前記コアシートの積層体を一体化してなるロー
タコアを具備した永久磁石ロータにおいて、前記貫通穴
を、前記領域内でかつコアシートの回転方向の後ろ側に
偏位させて形成したことを特徴とする。
【0007】上記発明の構成によれば、ロータ回転時の
磁束密度がより低い箇所にコアシートの貫通穴を形成す
ることによって、ロータ内における磁束の流れを阻害す
るという貫通穴と一体化部材との間のエアギャップの影
響を低減し、リラクタンストルクの有効利用を図ること
ができる。このように、ロータ内において永久磁石に沿
って形成される磁束を通り易くすることにより、マグネ
ットトルクに加えて十分なリラクタンストルクを得て、
モータ性能の向上を図ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下の実施形態は本発明を具体化した一例であっ
て、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0009】本発明に係る永久磁石ロータ(本ロータ)
は、ロータ軸方向に積層された電磁鋼板等の高透磁率材
製のコアシートの外周円に対して逆方向に湾曲させたス
リット内の積層方向に埋設する永久磁石の外縁と前記コ
アシートの外周円とで囲まれた領域内に、前記コアシー
トの貫通穴を形成すると共に、この貫通穴に高透磁率材
製の一体化部材を挿入することにより、前記コアシート
の積層体を一体化してなるロータコアを具備した点で従
来例と同様である。しかし、本ロータは、前記貫通穴
を、前記領域内でかつコアシートの回転方向の後ろ側に
偏位させて形成した点で従来例と異なる。
【0010】以下、本ロータの詳細構造等について説明
する。図1は本実施形態に係る永久磁石ロータの構成を
示す分解斜視図である。図1に示すものは4極ブラシレ
スモータ用永久磁石ロータ1であって、ロータ軸方向
(図中の上下方向)に積層された電磁鋼板等の高透磁率
材製のコアシート2からなるロータコア3に、一極あた
り二層の永久磁石4a,4bが、ロータ表面がS極、N
極と交互に位置するようにコアシート2の外周円に対し
て逆方向に湾曲させたスリット5内の積層方向に埋設さ
れている。そして、コアシート2の積層方向の両端に
は、真鍮等の非磁性体金属からなる端板6a,6bが設
けられ、コアシート2の積層体7は、コアシート2に形
成された穴8(貫通穴に相当)および端板6a,6bに
形成された穴9a,9bを貫通する高透磁率材製のカシ
メピン10(一体化部材に相当)により4箇所で固定さ
れている。本実施形態では、このカシメピン10は、図
2に示すように外周側の永久磁石4aの外縁とコアシー
ト2の外周円とで囲まれた領域A内でかつコアシート2
の回転方向の後ろ側に偏位した位置に配置されている。
【0011】この配置理由は次のとおりである。ロータ
1を図示しないステータ内にセットすれば、ステータの
複数の界磁部より、ロータコア3に回転磁界が与えら
れ、これによりリラクタンストルクが発生する点につい
ては従来例で述べたが、本発明者らは、このときの回転
磁界の性質を明らかにするために、ロータ1の回転時の
磁束密度分布を有限要素法により解析し、その結果を図
3に示した。図3は、ステータ11のなかでロータ1が
反時計回り(矢印方向)に回転している状態のものであ
る。また、図中の線の密度が高いほど、磁束密度が高い
ことを表している(ただし、図中の線は磁束の流れ方向
を示すものではない)。本図より、ロータ1の外周側で
は、永久磁石4a,4bの断面中央に対し回転方向の前
側P1から後ろ側P2にかけて徐々に磁束密度が低くな
っていることが分かる。
【0012】従って、上記配置のように、回転時の磁束
密度がより低い箇所であるP2の位置に穴8を形成する
ことによって、ロータ1内における永久磁石4aに沿っ
た磁束の流れを阻害するという穴8とカシメピン106
との間のエアギャップの影響を低減し、十分なリラクタ
ンストルクを発生させることができる。すなわち、本実
施形態のロータ1の構成によれば、ロータコア3の内側
に凸型の逆円弧状の永久磁石4a,4bを用いると共
に、永久磁石4aに沿った磁束路を確保することによ
り、永久磁石の表面積を増加させ、マグネットトルク向
上に寄与する磁束を多く発生させると共に、リラクタン
ストルク向上に寄与する磁束の流れを円滑にすることに
より、モータ性能を向上させることができる。ただし、
具体的な穴8の位置は、永久磁石4a,4bが埋設され
るコアシート2のスリット5との干渉がなく、かつ回転
強度をも考慮した位置とする必要があることはもちろん
である。
【0013】なお、上記実施形態では、4極ブラシレス
モータ用永久磁石ロータ1であって、ロータコア3に、
一極あたり内外二層の永久磁石4a,4bが埋設された
例を示したが、さらに多極のモータや、そのロータコア
に一極あたり一層あるいは3層以上の永久磁石を埋設等
したものであってもよい。また、上記実施形態では、カ
シメピン10を一体化部材の例としたが、ボルト・ナッ
ト等によりコアシート2の積層体7を固定してもよく、
さらにピン数を増やしてもよい。
【0014】
【発明の効果】以上の説明のとおり、上記発明の構成に
よれば、ロータ回転時の磁束密度がより低い箇所にコア
シートの貫通穴を形成することによって、ロータ内にお
ける磁束の流れを阻害するという貫通穴と一体化部材と
の間のエアギャップの影響を低減し、リラクタンストル
クの有効利用を図ることができる。このように、ロータ
内において磁束を通り易くすることにより、マグネット
トルクに加えて十分なリラクタンストルクを得て、モー
タ性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る永久磁石ロータの構
成を示す分解斜視図である。
【図2】永久磁石ロータのコアシートの平面図である。
【図3】ロータ回転時の磁束線図である。
【図4】従来の永久磁石ロータの構成を示す分解斜視図
である。
【図5】従来の永久磁石ロータのコアシートの平面図で
ある。
【図6】従来の永久磁石ロータの機能説明図である。
【符号の説明】
1 ロータ(永久磁石ロータ) 2 コアシート 3 ロータコア 4a,4b 永久磁石 7 積層体 8 穴(貫通穴) 10 カシメピン(一体化部材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横手 静 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 神藤 正行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 浅野 能成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−236686(JP,A) 特開 昭64−64548(JP,A) 特開 平6−133479(JP,A) 特開 平8−154368(JP,A) 特開 平8−275476(JP,A) 実開 昭58−105779(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 1/27 501 H02K 1/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータ軸方向に積層された高透磁率材製
    のコアシートの外周円に対して逆方向に湾曲させたスリ
    ット内の積層方向に埋設する永久磁石の外縁と前記コア
    シートの外周円とで囲まれた領域内に、前記コアシート
    の貫通穴を形成すると共に、この貫通穴に高透磁率材製
    の一体化部材を挿入することにより、前記コアシートの
    積層体を一体化してなるロータコアを具備した永久磁石
    ロータにおいて、 前記貫通穴を、前記領域内でかつコアシートの回転方向
    の後ろ側に偏位させて形成したことを特徴とする永久磁
    石ロータ。
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