JP3264431B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

回転電機の固定子

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JP3264431B2 JP28183197A JP28183197A JP3264431B2 JP 3264431 B2 JP3264431 B2 JP 3264431B2 JP 28183197 A JP28183197 A JP 28183197A JP 28183197 A JP28183197 A JP 28183197A JP 3264431 B2 JP3264431 B2 JP 3264431B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の技術分
野に属し、より詳しくは界磁磁石として永久磁石を使用
する固定子の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来技術としては、特公平1−2316
46号公報に開示されている回転電機の固定子がある。
この固定子には、複数の永久磁石を挟持する二つのリン
グ部と、各永久磁石の間に配設されリング部を互いに連
結する複数個の連結部とからなり、各永久磁石をこのヨ
ークの内周面に当接させて保持する合成樹脂製の磁石ホ
ルダが使用されている。この磁石ホルダの二つのリング
部の間隔は、各永久磁石の軸長方向の長さよりもわずか
に短く設計されており、この磁石ホルダは、二つのリン
グ部の間に各永久磁石を締まりばめで保持する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実際に製造
される各永久磁石の長さと、上記磁石ホルダの二つのリ
ング部の間隔とには、それぞれ寸法誤差が生じてしま
い、理想的な締まりばめの寸法公差に収めようとすると
精密に製造する必要が生じ、コストアップを招く。逆
に、コストアップを招かない程度に広い寸法公差を設定
すると、上記磁石ホルダに対し永久磁石が強固に保持さ
れなかったり、逆に上記磁石ホルダに過大な変形ないし
集中応力が生じて隅部からひびが入ったりして、不都合
である。
【0004】そこで本発明は、コストアップをほとんど
招くことなく、適正な締まりばめで各永久磁石が磁石ホ
ルダによって保持される回転電機の固定子を提供するこ
とを解決すべき課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために、発明者は以下の手段を発明し
た。 (第1手段)本発明の第1手段は、請求項1記載の回転
電機の固定子である。本手段では、磁石ホルダの連結部
およびリング部のうち少なくとも一方に、肉抜き孔が形
成されている。そして、上記一方に、永久磁石に対して
突出している複数の突起が形成されており、これらの突
起のうち少なくとも一部は、上記肉抜き孔に背向して突
出して形成されている。
【0006】それゆえ、永久磁石を磁石ホルダに嵌合さ
せる際に、磁石ホルダは突起の頂点付近で永久磁石の端
面に当接するので、永久磁石および磁石ホルダに多少の
寸法誤差があっても、突起の弾性変形により適正な締ま
り嵌めで永久磁石が磁石ホルダに保持される。さらに、
肉抜き孔に背向して突出している突起は、突起自身の弾
性変形に加えて肉抜き孔による剛性低下分が加味される
ので、より大きな範囲で弾性変形が得られ、永久磁石を
適正な締まり嵌めにより磁石ホルダに保持することがで
きる。
【0007】ここで、磁石ホルダの連結部に複数の突起
が形成されている場合には、磁石ホルダの両リング部の
間隔は永久磁石がやや緩み嵌めになる程度に寸法公差を
設計しておくと良い。同様に、磁石ホルダのリング部に
複数の突起が形成されている場合には、磁石ホルダの各
連結部の間隔は永久磁石がやや緩み嵌めになる程度に寸
法公差を設計しておくと良い。あるいは、磁石ホルダの
連結部およびリング部の両方に突起が形成されている場
合には、いずれの突起も弾性変形して永久磁石が保持さ
れるように、適正な縛り嵌めになるように各寸法公差を
設計しておくとよい。
【0008】なお、合成樹脂製の磁石ホルダに突起およ
び肉抜き孔を設けることは、型に多少のコストアップを
要するが、量産するとこのコストアップはほとんど問題
にならなくなる。それゆえ、大量生産する場合には、本
手段によってはほとんどコストアップが生じない。した
がって本手段によれば、コストアップをほとんど招くこ
となく、適正な締まり嵌めで各永久磁石が磁石ホルダに
保持される回転電機の固定子を提供することができると
いう効果がある。
【0009】(第2手段)本発明の第2手段は、請求項
2記載の回転電機の固定子である。本手段では、磁石ホ
ルダの連結部のうち少なくとも半数は、半径方向に形成
されている少なくとも一つの肉抜き孔と、肉抜き孔のな
い中実部分と、中実部分に背向する突起と、肉抜き孔に
背向する突起とを有する。そして、肉抜き孔に背向する
突起の突出高さは、中実部分に背向する突起の突出高さ
よりも、適正量だけ高くなっている。
【0010】それゆえ、肉抜き孔に背向する突起は、突
起の変形に加えて肉抜き孔付近の変形により、中実部分
に背向する突起よりも大きなストロークで変形が可能で
あり、より大きな寸法公差の設定が可能になる。換言す
れば、ある程度永久磁石および磁石ホルダの寸法誤差が
大きくなっても、肉抜き孔に背向する突起の大きな変形
ストロークにより、各永久磁石が磁石ホルダに保持され
る。
【0011】したがって本手段によれば、前述の第1手
段の効果に加えて、さらに広い寸法公差をもって永久磁
石および磁石ホルダの設計ができるので、コストダウン
につながるという効果がある。 (第3手段)本発明の第3手段は、請求項3記載の回転
電機の固定子である。
【0012】本手段では、磁石ホルダの両リング部のう
ち少なくとも一方は、少なくとも一つの肉抜き孔と、肉
抜き孔のない中実部分と、中実部分に背向する突起と、
この肉抜き孔に背向する突起とを有する。そして、肉抜
き孔に背向する突起の突出高さは、中実部分に背向する
突起の突出高さよりも、適正量だけ高くなっている。そ
れゆえ、肉抜き孔に背向する突起は、突起の変形に加え
て肉抜き孔付近の変形により、中実部分に背向する突起
よりも大きなストロークで変形が可能であり、より大き
な寸法公差の設定が可能になる。換言すれば、ある程度
永久磁石および磁石ホルダの寸法誤差が大きくなって
も、肉抜き孔に背向する突起の大きな変形ストロークに
より、各永久磁石が磁石ホルダに保持される。
【0013】したがって本手段によれば、前述の第1手
段の効果に加えて、さらに広い寸法公差をもって永久磁
石および磁石ホルダの設計ができるので、コストダウン
につながるという効果がある。 (第4手段)本発明の第4手段は、請求項4記載の回転
電機の固定子である。
【0014】本手段について四極の固定子を例にとって
説明すると、本手段では、永久磁石と磁石ホルダの連結
部とが、回転軸周りに90°毎にそれぞれ四つある。こ
れら四つの連結部のうち、対向する二つの連結部には肉
抜き孔が形成されているが、他の対向する二つの連結部
には肉抜き孔が形成されていない。それゆえ、本手段の
磁石ホルダを合成樹脂の射出成形により形成する際に、
磁石ホルダの外周面を形成するための雌型は、二つ割り
で済む。
【0015】すなわち、四つの連結部の全てに肉抜き孔
が半径方向に形成されている場合、磁石ホルダの外周面
を形成するための雌型は、少なくとも四つが必要である
のに対して、本手段では二つの雌型で済む。それゆえ本
手段によれば、磁石ホルダの製造コストを節減すること
が可能である。したがって本手段によれば、前述の第1
手段の効果に加えて、たとえば四極の固定子をより安価
に提供することができるという効果がある。
【0016】
【発明の実施の形態および実施例】本発明の回転電機の
固定子の実施の形態については、当業者に実施可能な理
解が得られるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説明
する。 [実施例1] (実施例1の構成)本発明の実施例1としての回転電機
の固定子は、図1に示すように、軟磁性の軟鋼からなる
略中空円筒状のヨーク1と、ヨーク1の内周面に沿い周
方向に所定間隔を空けて固定される二個の永久磁石2
と、磁石ホルダ3とを有する。磁石ホルダ3は、合成樹
脂製の一体成形部材であって、二つの永久磁石2を軸長
方向の両端から挟持する二つのリング部37と、二つの
永久磁石2の間の所定間隔を埋めて配設され両リング部
37を互いに連結する二本の連結部36とからなる。そ
して磁石ホルダ3は、二つの永久磁石2を各連結部36
で周方向に挟持し、ヨーク1の内周面に当接させて保持
している。
【0017】ヨーク1の一端部(図中右端)は、リヤキ
ャップを構成しており、同リヤキャップの中心部に軸受
け11を保持している。一方、ヨーク1の他端部(図中
左端)は開口端を形成しており、同開口端にはフロント
キャップ6がねじ止めにより接合されている。フロント
キャップ6の中心部には、軸受け61が保持されてお
り、同軸受け61と上記軸受け11とで、電機子を有す
る回転子5が回転自在に軸支されている。
【0018】なお、図2に示すように、永久磁石2およ
び磁石ホルダ3の内周面に当接して、非磁性のステンレ
ス鋼材からなる薄肉円筒部材である保持円筒4が挿入さ
れている(図1では省略)。保持円筒4は、過大な衝撃
等により永久磁石2が割れた場合にも、永久磁石2の一
部や破片などが回転子5と接触することを防止する作用
がある。保持円筒4は必須の部材ではなく、小型の回転
電機などでは省略しても構わない。
【0019】図2および図3に示すように、磁石ホルダ
3の連結部36には、直列に配設された二つの長円形の
肉抜き孔31が半径方向に貫通して形成されている。磁
石ホルダ3は、各永久磁石2の周方向の端面に対向して
連結部36から突出している突起361,362を有す
る。一部の突起362は、肉抜き孔31に背向し、肉抜
き孔31の枠部分32から各永久磁石2に対向して突出
している。一方、他の突起361は、連結部36の肉抜
き孔31がない中実部分33から中実部分33に背向し
て突出している。
【0020】ここで図4に示すように、肉抜き孔31に
背向する突起362の突出高さは、肉抜き孔31のない
中実部分33に背向する突起361の突出高さよりも、
Δhだけわずかに高い。それゆえ、図5に示すように、
永久磁石2を保持した状態では、肉抜き孔31の周囲の
枠部分32が変形して、突起362は、より長いストロ
ークで永久磁石2の周方向の端面21に押圧されてい
る。同時に、突起361および突起362は、突出方向
に圧縮されて変形し、永久磁石2の周方向の端面21を
押圧して永久磁石2を保持している。
【0021】なお、磁石ホルダ3の両リング部37の間
隔(図3参照)では、各永久磁石2がやや緩み嵌めにな
る程度に寸法公差の設計がなされている。 (実施例1の作用効果)本実施例の回転電機の固定子
は、以上のように構成されているので、以下のような二
つの作用効果を発揮する。
【0022】第1に、適正な締まり嵌めで各永久磁石2
が磁石ホルダ3に保持されるという効果がある。なぜな
らば、磁石ホルダ3は変形可能な突起361,362の
それぞれの頂点付近で各永久磁石2の端面21に当接す
るので、各永久磁石2および磁石ホルダ3に多少の寸法
誤差があっても許容される。すなわち、多少の寸法誤差
があっても、突起361,362の弾性変形により適正
な締まり嵌めで各永久磁石2が磁石ホルダ3に保持され
る。
【0023】なお、合成樹脂製の磁石ホルダ2に突起3
61,362および肉抜き孔31を設けることは、成形
型に多少のコストアップを要するが、量産するとこのコ
ストアップはほとんど問題にならなくなる。それゆえ、
大量生産する場合には、本実施例の固定子は、ほとんど
コストアップを生じない。したがって、本実施例の回転
電機の固定子によれば、コストアップをほとんど招くこ
となく、適正な締まり嵌めで各永久磁石2が磁石ホルダ
3に保持されるという効果がある。
【0024】第2に、コストダウン効果がある。なぜな
らば、磁石ホルダ3の各連結部36は、半径方向に形成
されている二つの肉抜き孔31と、肉抜き孔31のない
中実部分33,35と、中実部分33に背向する突起3
61と、肉抜き孔31に背向する突起362とを有す
る。そして、肉抜き孔31に背向する突起362の突出
高さは、中実部分33に背向する突起361の突出高さ
よりも、適正量Δhだけ高くなっている(図4参照)。
【0025】それゆえ、肉抜き孔31に背向する突起3
62は、突起362の変形に加えて肉抜き孔362の周
囲の枠部分32の変形により、中実部分33に背向する
突起361よりも大きなストロークで変形が可能であり
(図5参照)、より大きな寸法公差の設定が可能にな
る。換言すれば、永久磁石2および磁石ホルダ3の寸法
誤差がある程度大きくなっても、肉抜き孔31に背向す
る突起362の大きな変形ストロークにより、各永久磁
石2が締まり嵌めで磁石ホルダ3に保持される。
【0026】したがって、本実施例の回転電機の固定子
によればさらに、大きな寸法公差をもって永久磁石2お
よび磁石ホルダ3の設計ができるので、コストダウンに
つながるという効果がある。 (実施例1の変形態様1)本実施例の変形態様1とし
て、図6に示すように、リング部37’にも永久磁石2
の前後両端面に対して突出している突起371が形成さ
れている磁石ホルダ3’を採用している回転電機の固定
子の実施が可能である。
【0027】本変形態様では、両リング部37’の突起
371の先端と永久磁石2の前後両端面とは締まり嵌め
になるように、寸法公差が設定されている。それゆえ、
両リング部37’の突起371の変形の範囲で、永久磁
石2の前後方向と両リング部37’との寸法公差が大き
く取られているので、加工精度を要さずコストダウンに
なる。また、各永久磁石2は、磁石ホルダ3’の各連結
部36とだけではなく、両リング部37’とも締まり嵌
めで磁石ホルダ3’に保持されているので、ガタがなく
振動環境下に於いても損耗の心配が少ないという効果が
ある。
【0028】[実施例2]実施例2としての回転電機の
固定子は、四極の固定子である。本実施例の固定子が有
する磁石ホルダ3’には、図7に示すように、連結部3
6’,36”が回転軸周りに90°毎にそれぞれ四つあ
る。これら四つの連結部36’,36”のうち、対向す
る二つの連結部36’には肉抜き孔31および突起36
3が形成されているが、他の対向する二つの連結部3
6”には肉抜き孔および突起が形成されていない。それ
ゆえ、本実施例の磁石ホルダ3’を合成樹脂の射出成形
により形成する際に、磁石ホルダ3’の外周面等を形成
するための雌型Mは、二つ割りで済む。
【0029】すなわち、仮に四つの連結部36’,3
6”の全てに肉抜き孔31が半径方向に形成されている
場合を想定すると、磁石ホルダ3’の外周面を形成する
ための雌型Mは、少なくとも四つが必要であるのに対し
て、本実施例では二つの雌型Mで済む。それゆえ本実施
例によれば、磁石ホルダの製造コストを節減することが
可能である。
【0030】したがって本実施例によれば、前述の実施
例1の効果に加えて、四極以上の多極の固定子をより安
価に提供することができるという効果があり、特にその
効果は四極の固定子で顕著である。なお、本実施例の磁
石ホルダ3’において、連結部36’の両側面に形成さ
れている突出部363は、雌型Mが引き抜かれる方向に
平行な突条として形成されている。
【0031】また、全ての連結部36’,36”の内周
端部には、円周方向の両側に張り出している断面形が三
角形の突条364が形成されている。これら八つの突条
364は、各永久磁石の内周面の円周方向の両端部の面
取りされている角部に係合し、各永久磁石の周方向の両
端部が内側に落ち込まないように確実に保持する作用を
有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1としての回転電機の固定子の構成を
示す半端面図
【図2】 実施例1としての回転電機の固定子の構成を
示す断面図
【図3】 実施例1の磁石ホルダの構成を示す側面図
【図4】 実施例1の磁石ホルダの要部構成を示す拡大
【図5】 実施例1の磁石ホルダの要部の作用を示す拡
大図
【図6】 実施例1の変形態様1の磁石ホルダの構成を
示す側面図
【図7】 実施例2の磁石ホルダの形状および製造方法
を示す断面図
【符号の説明】
1:ヨーク 11:軸受け 2:永久磁石 21:周方向の端面 3,3’:磁石ホルダ(合成樹脂製) 36,36’,36”:連結部 31:肉抜き孔 32:枠部分 33,35:中実
部分 361,362,363:突起 364:突条 37,37’,37”:リング部 371:突起 4:保持円筒 5:固定子 6:フロントキャップ
61:軸受け Δh:突出高さの差 M:雌型
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 23/04 H02K 1/17

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】軟磁性体からなる略中空円筒状のヨーク
    と、 このヨークの内周面に沿い周方向に所定間隔を空けて固
    定される複数個の永久磁石と、 これらの永久磁石を軸長方向の両端から挟持する二つの
    リング部と、これらの永久磁石の間の周方向の所定間隔
    を埋めて配設されこれらのリング部を互いに連結する複
    数本の連結部とからなり、これらの永久磁石をこのヨー
    クの内周面に当接させて保持する合成樹脂製の磁石ホル
    ダと、 を有する回転電機の固定子において、 前記磁石ホルダの前記連結部および前記リング部のうち
    少なくとも前者に形成されている肉抜き孔と、 少なくとも一部はこの肉抜き孔に背向し、前記永久磁石
    に対向して突出している複数の突起と、 を有することを特徴とする、回転電機の固定子。
  2. 【請求項2】前記磁石ホルダの各前記連結部のうち少な
    くとも半数は、 半径方向に形成されている少なくとも一つの肉抜き孔
    と、 この肉抜き孔のない中実部分と、 この中実部分に背向する前記突起と、 この突起よりも高く突出しており、この肉抜き孔に背向
    する前記突起とを有する、 請求項記載の回転電機の固定子。
  3. 【請求項3】前記磁石ホルダの両前記リング部のうち少
    なくとも一方は、 少なくとも一つの肉抜き孔と、 この肉抜き孔のない中実部分と、 この中実部分に背向する前記突起と、 この突起よりも高く突出しており、この肉抜き孔に背向
    する前記突起とを有する、 請求項1または2記載の回転電機の固定子。
  4. 【請求項4】前記連結部のうち、一組の対向する二つの
    連結部には肉抜き孔があり、他の組の対向する複数の連
    結部には肉抜き孔がない、 請求項1〜3のうちいずれかに記載の回転電機の固定
    子。
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