JP4671250B1 - Rotor for axial gap type motor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】永久磁石のコーティングが傷つくのを抑制しつつ、永久磁石収容部内における永久磁石の移動及び振動を抑制可能なアキシャルギャップ型モータのロータ及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】回転軸方向の少なくとも一方に配置されるステータ12に対向配置され、回転軸回りに回転可能なアキシャルギャップ型モータ10のロータ11であって、ロータ11は、複数の永久磁石と、電磁鋼板60を積層して構成され内部に永久磁石が配置される複数の永久磁石収容部が形成された永久磁石装着部と、を備え、永久磁石の軸方向端面と永久磁石収容部を構成する永久磁石装着部の軸方向内壁面71aとの間に設けられた少なくとも1つの軸方向側弾性部材81、及び、永久磁石の周方向端面と永久磁石収容部を構成する永久磁石装着部の周方向内壁面71bとの間に設けられた少なくとも1つの周方向側弾性部材82とを備える。
【選択図】図7A rotor of an axial gap type motor capable of suppressing the movement and vibration of a permanent magnet in a permanent magnet housing portion while suppressing damage to the coating of the permanent magnet, and a method for manufacturing the same.
A rotor 11 of an axial gap motor 10 is disposed opposite to a stator 12 disposed in at least one of the rotation axis directions and is rotatable around the rotation axis. The rotor 11 includes a plurality of permanent magnets, A permanent magnet mounting portion formed by laminating electromagnetic steel plates 60 and having a plurality of permanent magnet housing portions in which permanent magnets are disposed, and constitutes an axial end surface of the permanent magnet and the permanent magnet housing portion. At least one axial side elastic member 81 provided between the inner wall surface 71a in the axial direction of the permanent magnet mounting portion, and the circumferential direction of the permanent magnet mounting portion constituting the circumferential end surface of the permanent magnet and the permanent magnet housing portion And at least one circumferential side elastic member 82 provided between the inner wall surface 71b and the inner wall surface 71b.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は、回転軸方向の少なくとも一方に配置されるステータに対向配置され、回転軸回りに回転可能なアキシャルギャップ型モータのロータ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a rotor of an axial gap type motor that is disposed opposite to a stator disposed in at least one of the rotation axis directions and that can rotate around the rotation axis, and a method for manufacturing the same.
従来から、回転軸周りに回転可能なロータと、回転軸方向の少なくとも一方側からロータに対向配置されたステータとを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、ステータを介した磁束ループを形成するアキシャルギャップ型モータが知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic flux loop via a stator has been provided for a field magnetic flux generated by a permanent magnet of a rotor, which includes a rotor that can rotate around a rotating shaft and a stator that is disposed to face the rotor from at least one side in the rotating shaft direction. There is known an axial gap type motor that forms a ring (for example, Patent Document 1).
上記特許文献1に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ100は、図15(a)に示すように、複数の永久磁石101と、複数の界磁子分割積層鋼板部102を有する界磁子積層鋼板部103と、複数の介在磁性体部104とを有して構成され、各界磁子分割積層鋼板部102を構成する鋼板には、永久磁石101を挿入可能な磁石保持凹部105が形成されている。また、界磁子分割積層鋼板部102を構成する鋼板には、各磁石保持凹部105内に向けて周方向に突出し、その内部に収容保持された永久磁石101に係止する係止爪102aが形成される。そして、図15(b)に示すように、鋼板の積層方向略中央部では係止爪102aは、弾性復元力により永久磁石101の周方向の側面に押し当てられ、当該永久磁石101の周方向の移動を規制している。
As shown in FIG. 15A, the
しかしながら、この特許文献1に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ100では、磁石保持凹部105内での永久磁石101の周方向の移動を規制することができるが、永久磁石101と磁石保持凹部105の寸法の個体差により永久磁石101と磁石保持凹部105に隙間がある場合、回転軸方向に移動して振動が生じるおそれがある。アキシャルギャップ型モータでは、主永久磁石が回転軸方向に磁化されており、回転軸方向に対向するステータの巻線との吸引力又は反発力により永久磁石の回転軸方向への振動が生じる場合が考えられる。このアキシャルギャップ型モータ100が自動車に使用されると、振動によって発生する音がドライバビリティの低下につながるおそれがある。
However, in the
一方、永久磁石101と磁石保持凹部105間に隙間がない場合には、永久磁石101を挿入する際永久磁石101に施されたコーティングに傷が付いてしまうおそれがある。また、永久磁石101の周方向での移動を抑制する係止爪102aは鋼板で形成されるため、永久磁石101を挿入する際、永久磁石101に施されたコーティングに傷がついてしまうおそれがある。
On the other hand, if there is no gap between the
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、永久磁石のコーティングが傷つくのを抑制しつつ、永久磁石収容部内における永久磁石の移動及び振動を抑制可能なアキシャルギャップ型モータのロータ及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is an axial gap type motor capable of suppressing the movement and vibration of the permanent magnet in the permanent magnet housing portion while suppressing damage to the coating of the permanent magnet. And providing a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
回転軸方向の少なくとも一方に配置されるステータ(例えば、後述の実施形態におけるステータ12)に対向配置され、回転軸回りに回転可能なアキシャルギャップ型モータ(例えば、後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10)のロータ(例えば、後述の実施形態におけるロータ11)であって、
前記ロータは、複数の永久磁石(例えば、後述の実施形態における主永久磁石41、副永久磁石43)と、内部に前記永久磁石が配置される複数の永久磁石収容部(例えば、後述の実施形態における主永久磁石収容部72、副永久磁石収容部74)が形成された前記ロータの永久磁石装着部(例えば、後述の実施形態における積層体71)と、前記永久磁石の軸方向端面(例えば、後述の実施形態における軸方向端面41a、軸方向端面43a)と前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の軸方向内壁面(例えば、後述の実施形態における軸方向内壁面71a)との間に設けられた少なくとも1つの軸方向側弾性部材(例えば、後述の実施形態における軸方向側弾性部材81、81A、軸方向側弾性部81B、81C)、及び、前記永久磁石の周方向端面(例えば、後述の実施形態における周方向端面41b、周方向端面43b)と前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の周方向内壁面(例えば、後述の実施形態における周方向内壁面71b)との間に設けられた少なくとも1つの周方向側弾性部材(例えば、後述の実施形態における周方向側弾性部材82、82A、周方向側弾性部82B、82C)とを備え、
前記永久磁石収容部は、周方向距離が内周側よりも外周側で長く、かつ前記ロータの外周側で開口し、
前記永久磁石は、周方向距離が内周側よりも外周側で長く、
前記軸方向側弾性部材が、前記永久磁石装着部の軸方向内壁面の周方向端部に配置された後に、前記永久磁石が前記開口から前記永久磁石収容部に挿入されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
An axial gap type motor (for example, an axial gap type motor in an embodiment described later) disposed opposite to a stator (for example, a
The rotor includes a plurality of permanent magnets (for example, a main
The permanent magnet housing portion has a circumferential distance that is longer on the outer peripheral side than the inner peripheral side, and opens on the outer peripheral side of the rotor,
The permanent magnet has a longer circumferential distance on the outer peripheral side than the inner peripheral side,
The permanent magnet is inserted into the permanent magnet housing portion from the opening after the axial elastic member is disposed at a circumferential end of the axial inner wall surface of the permanent magnet mounting portion. .
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記永久磁石は、前記回転軸方向に磁化された主永久磁石(例えば、後述の実施形態における主永久磁石41)からなり、
前記軸方向側弾性部材と前記周方向側弾性部材は非磁性体で構成され、
前記永久磁石の軸方向端面と前記永久磁石装着部の軸方向内壁面との間の距離(例えば、後述の実施形態における距離T1)は、前記永久磁石の周方向端面と前記永久磁石装着部の周方向内壁面との間の距離(例えば、後述の実施形態における距離T2)よりも短いことを特徴とする。
In addition to the structure of
The permanent magnet is composed of a main permanent magnet magnetized in the direction of the rotation axis (for example, a main
The axial direction side elastic member and the circumferential direction side elastic member are made of a non-magnetic material,
The distance between the axial end surface of the permanent magnet and the axial inner wall surface of the permanent magnet mounting portion (for example, the distance T1 in the embodiment described later) is the distance between the circumferential end surface of the permanent magnet and the permanent magnet mounting portion. It is shorter than the distance (for example, distance T2 in embodiment mentioned later) between the circumferential inner wall surfaces .
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加えて、
前記永久磁石は、前記回転軸方向に磁化された主永久磁石(例えば、後述の実施形態における主永久磁石41)からなり、
前記軸方向側弾性部材は非磁性体で構成され、
前記永久磁石装着部の軸方向内壁面には、前記軸方向側弾性部材が部分的にはめ込まれる第1溝(例えば、後述の実施形態における第1凹溝71c)が、径方向に延設されていることを特徴とする。
In addition to the structure of
The permanent magnet is composed of a main permanent magnet magnetized in the direction of the rotation axis (for example, a main
The axial side elastic member is made of a non-magnetic material,
A first groove (for example, a first
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の構成に加えて、
前記永久磁石は、前記回転軸方向に磁化された主永久磁石(例えば、後述の実施形態における主永久磁石41)からなり、
前記周方向側弾性部材は非磁性体で構成され、
前記永久磁石装着部の周方向内壁面には、前記周方向側弾性部材が部分的にはめ込まれる第2溝(例えば、後述の実施形態における第2凹溝71d)が、径方向に延設されていることを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 3 , the invention of Claim 4 is
The permanent magnet is composed of a main permanent magnet magnetized in the direction of the rotation axis (for example, a main
The circumferential side elastic member is made of a non-magnetic material,
A second groove (for example, a second
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の構成に加えて、
前記第1溝の開口面積(例えば、後述の実施形態における開口面積S1)は、前記第2溝の開口面積(例えば、後述の実施形態における開口面積S2)よりも小さいことを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 4 , the invention of Claim 5 is
An opening area of the first groove (for example, an opening area S1 in an embodiment described later) is smaller than an opening area of the second groove (for example, an opening area S2 in an embodiment described later) .
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の構成に加えて、
前記第1溝の回転軸方向の深さ(例えば、後述の実施形態における深さD1)は、前記第2溝の周方向の深さ(例えば、後述の実施形態における深さD2)よりも浅いことを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 4 or 5, the invention of Claim 6 is
The depth of the first groove in the rotation axis direction (for example, depth D1 in an embodiment described later) is shallower than the depth in the circumferential direction of the second groove (for example, depth D2 in the embodiment described later). It is characterized by that.
請求項7に記載の発明は、回転軸方向の少なくとも一方に配置されるステータ(例えば、後述の実施形態におけるステータ12)に対向配置され、回転軸回りに回転可能なアキシャルギャップ型モータ(例えば、後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10)のロータ(例えば、後述の実施形態におけるロータ11)であって、
前記ロータは、複数の永久磁石(例えば、後述の実施形態における主永久磁石41、副永久磁石43)と、内部に前記永久磁石が配置される複数の永久磁石収容部(例えば、後述の実施形態における主永久磁石収容部72、副永久磁石収容部74)が形成された前記ロータの永久磁石装着部(例えば、後述の実施形態における積層体71)と、前記永久磁石の軸方向端面(例えば、後述の実施形態における軸方向端面41a、軸方向端面43a)と前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の軸方向内壁面(例えば、後述の実施形態における軸方向内壁面71a)との間に設けられた少なくとも1つの軸方向側弾性部材、及び、前記永久磁石の周方向端面(例えば、後述の実施形態における周方向端面41b、周方向端面43b)と前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の周方向内壁面(例えば、後述の実施形態における周方向内壁面71b)との間に設けられた少なくとも1つの周方向側弾性部材とを備え、
前記軸方向側弾性部材と前記周方向側弾性部材は一体に形成されて弾性部材(例えば、後述の実施形態における弾性部材80B、80C)をなし、
前記永久磁石装着部の軸方向内壁面と周方向内壁面が交わる角部(例えば、後述の実施形態における角部71e)に配置され、
前記永久磁石収容部は、周方向距離が内周側よりも外周側で長く、かつ前記ロータの外周側で開口し、
前記永久磁石は、周方向距離が内周側よりも外周側で長く、
前記弾性部材が、前記永久磁石装着部の軸方向内壁面と周方向内壁面が交わる角部に配置された後に、前記永久磁石が前記開口から前記永久磁石収容部に挿入されることを特徴とする。
The invention described in claim 7 is an axial gap type motor (for example, for example, which is disposed opposite to a stator (for example, a
The rotor includes a plurality of permanent magnets (for example, a main
The axial direction side elastic member and the circumferential direction side elastic member are integrally formed to form an elastic member (for example,
It is arranged at a corner (for example, a
The permanent magnet housing portion has a circumferential distance that is longer on the outer peripheral side than the inner peripheral side, and opens on the outer peripheral side of the rotor,
The permanent magnet has a longer circumferential distance on the outer peripheral side than the inner peripheral side,
After the elastic member is disposed at a corner where the axial inner wall surface and the circumferential inner wall surface of the permanent magnet mounting portion intersect, the permanent magnet is inserted into the permanent magnet housing portion from the opening. To do.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の構成に加えて、
前記永久磁石は、前記回転軸方向に磁化された主永久磁石(例えば、後述の実施形態における主永久磁石41)からなり、
前記弾性部材は非磁性体で構成され、
前記永久磁石装着部の軸方向内壁面と周方向内壁面が交わる角部には、前記弾性部材を部分的に収容する溝(例えば、後述の実施形態における凹溝71f)が径方向に延設されていることを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 7 , the invention of Claim 8 is
The permanent magnet is composed of a main permanent magnet magnetized in the direction of the rotation axis (for example, a main
The elastic member is made of a non-magnetic material,
A groove that partially accommodates the elastic member (for example, a
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の構成に加えて、
前記溝の回転軸方向の深さ(例えば、後述の実施形態における深さD1′)は、前記溝の周方向の深さ(例えば、後述の実施形態における深さD2′)よりも浅いことを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 8, the invention of Claim 9 is
The rotation axis direction of the depth of the pre Kimizo (e.g., D1 depth will be described in the exemplary embodiment '), the circumferential direction of the depth of the groove (e.g., the depth D2 will be described in the exemplary embodiment') shallower than It is characterized by.
請求項10に記載の発明は、請求項8又は9に記載の構成に加えて、
前記溝と前記永久磁石の軸方向端面が対向している部分の面積(例えば、後述の実施形態における開口面積S1′)は、前記溝と前記永久磁石の周方向端面が対向している部分の面積(例えば、後述の実施形態における開口面積S2′)よりも小さいことを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 8 or 9, the invention of
The area of the portion where the groove and the end surface in the axial direction of the permanent magnet face each other (for example, the opening area S1 ′ in the embodiment described later) is the portion of the portion where the groove and the end surface in the circumferential direction of the permanent magnet face each other. It is characterized by being smaller than an area (for example, an opening area S2 ′ in an embodiment described later).
請求項11に記載の発明は、請求項7〜10のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記弾性部材が、他の弾性部材と連結部(例えば、後述の実施形態における連結部83)で連結されていることを特徴とする。
In addition to the structure of any one of Claims 7-10 , the invention of
The elastic member is connected to another elastic member by a connecting portion (for example, a connecting
請求項12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記永久磁石は、回転軸方向に磁化され周方向に所定の間隔で配置された主永久磁石(例えば、後述の実施形態における主永久磁石41)と、
回転軸方向および径方向に直交する方向に磁化され、前記主永久磁石の周方向端部かつ前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された副永久磁石(例えば、後述の実施形態における副永久磁石43)と、からなることを特徴とする。
また、請求項13に記載の発明は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の構成に加えて、
前記軸方向側弾性部材と前記周方向側弾性部材は棒状であることを特徴とする。
The invention according to
The permanent magnet is magnetized in the rotation axis direction and is disposed at a predetermined interval in the circumferential direction (for example, a main
Is magnetized in a direction orthogonal to the rotation axis direction and the radial direction, the main permanent magnet One or circumferential end the rotation axis direction of the at least one auxiliary permanent magnets arranged on the side (e.g., the auxiliary permanent according to the embodiment described later And a magnet 43).
Moreover, in addition to the structure of any one of Claims 1-12, invention of Claim 13 is provided,
The axial direction side elastic member and the circumferential direction side elastic member are rod-shaped.
上記目的を達成するために、請求項14に記載の発明は、
回転軸方向の少なくとも一方に配置されるステータ(例えば、後述の実施形態におけるステータ12)に対向配置され、回転軸回りに回転可能なアキシャルギャップ型モータ(例えば、後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10)のロータ(例えば、後述の実施形態におけるロータ11)の製造方法であって、
周方向距離が内周側よりも外周側で長く、かつ前記ロータの外周側で開口し、内部に周方向距離が内周側よりも外周側で長い複数の永久磁石(例えば、後述の実施形態における主永久磁石41)が配置される複数の永久磁石収容部(例えば、後述の実施形態における主永久磁石収容部72)が形成される前記ロータの永久磁石装着部(例えば、後述の実施形態における積層体71)を形成する工程と、
前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の軸方向内壁面(例えば、後述の実施形態における軸方向内壁面71a)の周方向端部に、少なくとも1つの軸方向側弾性部材(例えば、後述の実施形態における軸方向側弾性部材81、81A、軸方向側弾性部81B、81C)を配置し、前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の周方向内壁面(例えば、後述の実施形態における周方向端面41b)の軸方向端部に少なくとも1つの周方向側弾性部材(例えば、後述の実施形態における周方向側弾性部材82、82A、周方向側弾性部82B、82C)を配置する工程と、
前記軸方向側弾性部材と前記周方向側弾性部材を配置した後、前記永久磁石を前記ロータの外周側の前記開口から前記永久磁石収容部に挿入する工程と、を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 14 provides:
An axial gap type motor (for example, an axial gap type motor in an embodiment described later) disposed opposite to a stator (for example, a
A plurality of permanent magnets having a circumferential distance longer on the outer circumferential side than the inner circumferential side, opening on the outer circumferential side of the rotor , and having a circumferential distance longer on the outer circumferential side than the inner circumferential side (for example, an embodiment described later) a plurality of permanent magnet containing portion of the main permanent magnet 41) is disposed in (e.g., permanent magnet mounting portion of the rotor main permanent magnet housing section 72) is formed in the embodiment described later (for example, in the embodiments described below Forming a laminate 71);
The axially inner wall of the permanent magnet mounting portion constituting the permanent magnet housing section (e.g., the axially
And inserting the permanent magnet into the permanent magnet housing portion from the opening on the outer periphery side of the rotor after the axial direction elastic member and the circumferential direction elastic member are arranged.
請求項1の発明によれば、永久磁石が軸方向側弾性部材と周方向側弾性部材の弾性力により回転軸方向及び周方向に固定され、永久磁石収容部内における永久磁石の移動及び振動を抑制することができる。
また、永久磁石と永久磁石収容部に寸法の個体差がある場合にも、軸方向側弾性部材と周方向側弾性部材によって永久磁石と永久磁石収容部の寸法の個体差を吸収でき、移動及び振動を抑制することができる。従って、このアキシャルギャップ型モータが自動車に使用された場合であっても、永久磁石の振動に起因して発生する音によるドライバビリティの低下を防止できる。さらに、永久磁石のコーティングが傷つくのを抑制でき、永久磁石での渦電流損失の増加を抑制することにより、アキシャルギャップ型モータの効率を高めることによる省エネルギー効果を有する。また、コーティングが傷つくのが抑制されることにより、コーティングの厚みをより薄くすることができ、その分永久磁石の大きさを大きくしてアキシャルギャップ型モータの出力を大きくすることができるので省エネルギー効果を有する。
また、永久磁石を永久磁石収容部に挿入する際に軸方向側弾性部材が永久磁石によって引き摺られる距離が短くなり、軸方向側弾性部材の破損を防止し、永久磁石収容部内における永久磁石の移動及び振動をより確実に抑制することができる。
According to the first aspect of the present invention, the permanent magnet is fixed in the rotation axis direction and the circumferential direction by the elastic force of the axial direction side elastic member and the circumferential direction side elastic member, and the movement and vibration of the permanent magnet in the permanent magnet housing portion are suppressed. can do.
Further, even when there are individual differences in dimensions between the permanent magnet and the permanent magnet housing, the individual differences in the dimensions of the permanent magnet and the permanent magnet housing can be absorbed by the axial elastic member and the circumferential elastic member. Vibration can be suppressed. Therefore, even when this axial gap type motor is used in an automobile, it is possible to prevent a decrease in drivability due to sound generated due to vibration of the permanent magnet. Further, the permanent magnet coating can be prevented from being damaged, and an increase in eddy current loss in the permanent magnet can be suppressed, thereby improving the efficiency of the axial gap motor. In addition, since the coating is prevented from being damaged, the thickness of the coating can be reduced, and the output of the axial gap motor can be increased by increasing the size of the permanent magnet. Have
Further, when the permanent magnet is inserted into the permanent magnet housing portion, the distance that the axial elastic member is dragged by the permanent magnet is shortened, and the axial elastic member is prevented from being damaged, and the permanent magnet is moved within the permanent magnet housing portion. And vibration can be more reliably suppressed.
請求項2の発明によれば、回転軸方向への主永久磁石の磁束の流れを空間又は軸方向側弾性部材によって妨げにくくし、且つ、周方向への主永久磁石の磁束の流れを空間又は周方向側弾性部材によって妨げやすくしつつ、永久磁石収容部内における主永久磁石の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。 According to the invention of claim 2, the flow of the magnetic flux of the main permanent magnet in the rotation axis direction is hardly obstructed by the space or the axial side elastic member, and the flow of the magnetic flux of the main permanent magnet in the circumferential direction is made space or It is possible to suppress movement and vibration in the rotation axis direction and the circumferential direction of the main permanent magnet in the permanent magnet housing portion while making it easy to block by the circumferential side elastic member.
請求項3の発明によれば、永久磁石の軸方向端面と永久磁石装着部の軸方向内壁面との間の距離を変えることなく、軸方向側弾性部材の厚みをより大きくでき、これにともなって軸方向側弾性部材の弾性力を大きくすることができ、永久磁石収容部内における永久磁石の回転軸方向への移動及び振動抑制効果をより大きくすることができる。 According to the invention of claim 3, the thickness of the axial elastic member can be increased without changing the distance between the axial end surface of the permanent magnet and the axial inner wall surface of the permanent magnet mounting portion. Therefore, the elastic force of the axial direction side elastic member can be increased, and the movement of the permanent magnet in the permanent magnet housing portion in the direction of the rotation axis and the vibration suppressing effect can be further increased.
請求項4の発明によれば、永久磁石の周方向端面と永久磁石装着部の周方向内壁面との間の距離を変えることなく、周方向側弾性部材の厚みをより大きくでき、これにともなって周方向側弾性部材の弾性力を大きくすることができ、永久磁石収容部内における永久磁石の周方向への移動及び振動抑制効果をより大きくすることができる。 According to the invention of claim 4, the thickness of the circumferential elastic member can be increased without changing the distance between the circumferential end surface of the permanent magnet and the circumferential inner wall surface of the permanent magnet mounting portion. Thus, the elastic force of the circumferential side elastic member can be increased, and the effect of suppressing the movement of the permanent magnet in the circumferential direction and the vibration in the permanent magnet housing portion can be further increased.
請求項5の発明によれば、第1溝の開口面積が第2溝の開口面積よりも小さいことで、非磁性体である軸方向側弾性部材の第1溝にはめ込まれる部分が、周方向側弾性部材の第2溝にはめ込まれる部分より小さくなるので、軸方向側弾性部材が回転軸方向への磁束の流れを妨げる部分を小さくしつつ、永久磁石の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。 According to the invention of claim 5, when the opening area of the first groove is smaller than the opening area of the second groove, the portion fitted into the first groove of the axial-direction elastic member that is a non-magnetic material is in the circumferential direction. Since it is smaller than the portion fitted in the second groove of the side elastic member, the axial side elastic member moves in the rotation axis direction and circumferential direction of the permanent magnet while reducing the portion that obstructs the flow of magnetic flux in the rotation axis direction. And vibration can be suppressed.
請求項6の発明によれば、第1溝の回転軸方向の深さが第2溝の回転軸方向の深さよりも浅いことで、非磁性体である軸方向側弾性部材の第1溝にはめ込まれる部分の深さが、周方向側弾性部材の第2溝にはめ込まれる部分の深さより浅くなるので、軸方向側弾性部材が回転軸方向への磁束の流れを妨げる部分を小さくしつつ、永久磁石の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the depth of the first groove in the rotation axis direction is shallower than the depth of the second groove in the rotation axis direction. Since the depth of the portion to be fitted becomes shallower than the depth of the portion to be fitted in the second groove of the circumferential side elastic member, the axial side elastic member is made small so as to prevent the flow of magnetic flux in the rotation axis direction, Movement and vibration of the permanent magnet in the rotation axis direction and circumferential direction can be suppressed.
請求項7の発明によれば、弾性固定に用いる弾性部材の量を減らしつつ、永久磁石収容部内における永久磁石の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to suppress the movement and vibration of the permanent magnet in the rotation axis direction and the circumferential direction in the permanent magnet housing portion while reducing the amount of the elastic member used for elastic fixation.
請求項8の発明によれば、永久磁石の軸方向端面と永久磁石装着部の軸方向内壁面との間の距離及び/又は永久磁石の周方向端面と永久磁石装着部の周方向内壁面との間の距離を変えることなく、弾性部材の厚みをより大きくでき、これにともなって弾性部材の弾性力を大きくすることができ、永久磁石収容部内における永久磁石の回転軸方向及び周方向への移動及び振動抑制効果をより大きくすることができる。 According to the invention of claim 8, the distance between the axial end surface of the permanent magnet and the axial inner wall surface of the permanent magnet mounting portion and / or the circumferential end surface of the permanent magnet and the circumferential inner wall surface of the permanent magnet mounting portion Without changing the distance between the elastic members, the thickness of the elastic member can be increased, and the elastic force of the elastic member can be increased accordingly. The effect of suppressing movement and vibration can be further increased.
請求項9の発明によれば、回転軸方向への主永久磁石の磁束の流れを弾性部材によって妨げにくくし、且つ、周方向への主永久磁石の磁束の流れを弾性部材によって妨げやすくしつつ、永久磁石収容部内における主永久磁石の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the elastic member prevents the flow of the magnetic flux of the main permanent magnet in the rotation axis direction from being easily disturbed, and the elastic member facilitates the flow of the magnetic flux of the main permanent magnet in the circumferential direction. The movement and vibration of the main permanent magnet in the permanent magnet housing portion in the rotation axis direction and the circumferential direction can be suppressed.
請求項10の発明によれば、溝と永久磁石の軸方向端面が対向している部分の面積は、溝と前記永久磁石の周方向端面が対向している部分の面積よりも小さいことで、非磁性体である弾性部材の溝にはめ込まれていて永久磁石の軸方向端面と対向する部分が、弾性部材の溝にはめ込まれていて永久磁石の周方向端面と対向する部分より小さくなるので、弾性部材の回転軸方向への磁束の流れを妨げる部分を小さくしつつ、永久磁石の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。
According to the invention of
請求項11の発明によれば、ロータを構成する際の工程数を削減しつつ、永久磁石収容部内における永久磁石の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to suppress the movement and vibration of the permanent magnet in the rotation axis direction and the circumferential direction in the permanent magnet housing portion while reducing the number of steps when configuring the rotor.
請求項12の発明によれば、主永久磁石と副永久磁石によって生じる磁束レンズ効果によりステータの巻線に鎖交する有効磁束を相対的に増大するので、主永久磁石及び副永久磁石にはより強い力が加わることになるが、その場合にも軸方向側弾性部材及び周方向側弾性部材によって主永久磁石及び副永久磁石の移動を及び振動を抑制することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, the effective magnetic flux interlinked with the stator winding is relatively increased by the magnetic lens effect generated by the main permanent magnet and the sub permanent magnet. Although a strong force is applied, the movement of the main permanent magnet and the sub permanent magnet and the vibration can be suppressed by the axial direction elastic member and the circumferential direction elastic member also in that case.
請求項14の発明によれば、永久磁石が軸方向側弾性部材と周方向側弾性部材の弾性力により回転軸方向及び周方向に固定され、永久磁石収容部内における永久磁石の移動及び振動を抑制することができる。
また、永久磁石と永久磁石収容部に寸法の個体差がある場合にも、軸方向側弾性部材と周方向側弾性部材によって永久磁石と永久磁石収容部の寸法の個体差を吸収でき、移動及び振動を抑制することができる。さらに、永久磁石のコーティングが傷つくのを抑制できる。従って、このアキシャルギャップ型モータが自動車に使用された場合であっても、永久磁石の振動に起因して発生する音によるドライバビリティの低下を防止できる。
According to the invention of
Further, even when there are individual differences in dimensions between the permanent magnet and the permanent magnet housing portion, the individual differences in the sizes of the permanent magnet and the permanent magnet housing portion can be absorbed by the axial side elastic member and the circumferential side elastic member. Vibration can be suppressed. Further, the permanent magnet coating can be prevented from being damaged. Therefore, even when this axial gap type motor is used in an automobile, it is possible to prevent a decrease in drivability due to sound generated due to vibration of the permanent magnet.
以下、本発明に係るアキシャルギャップ型モータのロータが組み込まれるアキシャルギャップ型モータの一実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Hereinafter, an embodiment of an axial gap type motor in which a rotor of an axial gap type motor according to the present invention is incorporated will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
アキシャルギャップ型モータ10は、例えば図1に示すように、このアキシャルギャップ型モータ10の回転軸O周りに回転可能に設けられた略円環状のロータ11と、回転軸O方向の両側からロータ11を挟みこむようにして対向配置され、ロータ11を回転させる回転磁界を発生する複数相の各固定子巻線を有する1対のステータ12、12とを備えて構成されている。
For example, as shown in FIG. 1, the axial
このアキシャルギャップ型モータ10は、例えばハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載され、出力軸がトランスミッション(図示略)の入力軸に接続されることで、アキシャルギャップ型モータ10の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪(図示略)に伝達されるようになっている。
The axial
また、車両の減速時に駆動輪側からアキシャルギャップ型モータ10に駆動力が伝達されると、アキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する。さらに、例えばハイブリッド車両においては、アキシャルギャップ型モータ10の回転軸が内燃機関(図示略)のクランクシャフトに連結されると、内燃機関の出力がアキシャルギャップ型モータ10に伝達された場合にもアキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
Further, when the driving force is transmitted from the driving wheel side to the axial
各ステータ12は、略円環板状のステータヨーク部21と、ロータ11に対向するステータヨーク部21の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から回転軸O方向に沿ってロータ11に向かい突出すると共に径方向に伸びる複数のティース22,…,22と、適宜のティース22,22間に装着される固定子巻線(図示略)とを備えて構成されている。
Each
各ステータ12は、例えば主極が6個(例えば、U+,V+,W+,U−,V−,W−)とされた6N型であって、一方のステータ12の各U+,V+,W+極に対して、他方のステータ12の各U−,V−,W−極が回転軸O方向で対向するように設定されている。例えば回転軸O方向で対向する1対のステータ12,12に対し、U+,V+,W+極およびU−,V−,W−極の一方に対応する一方のステータ12の3個のティース22,22,22と、U+,V+,W+極およびU−,V−,W−極の他方に対応する他方のステータ12の3個のティース22,22,22とが、回転軸O方向で対向するように設定され、回転軸O方向で対向する一方のステータ12のティース22と、他方のステータ12のティース22とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。
Each
ロータ11は、図2〜図4に示すように、シャフト部55と、複数の主永久磁石41,…,41と、複数の副永久磁石43,…,43と、複数のヨーク部42,…,42と、非磁性部材からなるロータフレーム30と、アウターリング50と、を備えて構成される。
2 to 4, the
複数のヨーク部42,…,42は、図5に示すように、テープ状の電磁鋼板60を捲回巻きした積層体71により構成される。テープ状の電磁鋼板60には、例えば、プレス成型機を用いて打ち抜き加工を施すことで、主永久磁石用切欠き61、副永久磁石用切欠き62、磁束短絡抑制部用切欠き63が形成されている(図6参照。)。このテープ状の電磁鋼板60は、図5に示すように、巻き始め部64を環状の芯金上に固定し、電磁鋼板60に張力を付与しながら芯金を回転させることで捲回し、巻き終わり部65でカットして溶接することで積層体71を構成する。
As shown in FIG. 5, the plurality of
また、テープ状の電磁鋼板60は、芯金上で捲回されるので、最内層から一層目、二層目、三層目、・・・と長手方向長さが長くなる。このため、磁束短絡抑制部用切欠き63の中心間距離のピッチは径方向外方に向かって次第に大きくなるように設定されている。
Further, since the tape-shaped
このように捲回巻きされた永久磁石装着部としての積層体71では、図6に示すように、回転軸方向中間部では、主永久磁石用切欠き61によって形成される略扇形形状の複数の主永久磁石収容部72,…,72と、磁束短絡抑制部用切欠き63によって形成される略直方体形状の複数の磁束短絡抑制部73,…,73とがそれぞれ周方向に所定の間隔で交互に設けられ、また、回転軸方向両側では、略扇形形状の複数のヨーク部42,…,42と、副永久磁石用切欠き62によって形成される略直方体形状の複数の副永久磁石収容部74,…,74とがそれぞれ周方向に所定の間隔で交互に設けられる。
In the
また、複数のヨーク部42,…,42は、複数の主永久磁石収容部72,…,72の回転軸方向両側にそれぞれ配置され、複数の副永久磁石収容部74,…,74は、複数の磁束短絡抑制部73,…,73の回転軸方向両側にそれぞれ配置される。主永久磁石収容部72と磁束短絡抑制部73とは、軸方向両側のヨーク部42同士を連結する軸方向連結部75によって仕切られており、また、副永久磁石収容部74と磁束短絡抑制部73とは、周方向両側のヨーク部42同士を連結する周方向連結部76によって仕切られている。
Further, the plurality of
このように構成された積層体71の主永久磁石収容部72,…,72には、主永久磁石収容部72,…,72より僅かに小さい寸法を有する略扇形形状の複数の主永久磁石41,…,41が外周側の開口部から挿入され、副永久磁石収容部74,…,74には、該収容部74,…,74より僅かに小さい寸法を有する略直方体状の複数の副永久磁石43,…,43が外周側の開口部から挿入される。この主永久磁石41,…,41と副永久磁石43,…,43には、それぞれ絶縁被膜及び/又は防錆被膜等がコーティングされている。
The main permanent
また、副永久磁石収容部74は、隣接するヨーク部42間の周方向連結部76と、ヨーク部42の周方向端部に形成された傾斜面77の先端部に形成される突起部78とで、副永久磁石43を軸方向に位置決めし、且つ、隣接するヨーク部42の周方向側面間で周方向に位置決めする。
Further, the secondary permanent
これにより、複数の主永久磁石41,…,41は、周方向に所定の間隔で配置され、且つ、その磁化方向は、周方向で隣り合う主永久磁石41,41毎に異なるように回転軸O方向に向けられている。また、複数の副永久磁石43,…,43は、周方向に隣り合うヨーク部42間に配置され、その磁化方向が回転軸方向および径方向に直交する方向(略周方向)に向けられている。周方向で隣り合う副永久磁石43,43は、磁化方向が互いに異なっており、また、回転軸方向に隣り合う副永久磁石43,43も、磁化方向が互いに異なっている。
Thus, the plurality of main
さらに、各主永久磁石41に対して、回転軸O方向の一方側に位置するヨーク部42を周方向両側から挟み込む副永久磁石43,43同士は、該主永久磁石41の一方側の磁極と同極の磁極を対向させて配置され、回転軸方向の他方側に位置するヨーク部42を周方向両側から挟み込む副永久磁石43,43同士は、該主永久磁石41の他方側の磁極と同極の磁極を対向させて配置される。これにより、所謂永久磁石の略ハルバッハ配置による磁束レンズ効果により、主永久磁石41および各副永久磁石43,43の各磁束が収束し、各ステータ12,12に鎖交する有効磁束が相対的に増大するようになっている。
また、各ヨーク部42,…,42には、その周方向端部に傾斜面77が形成されているので、極弧角が調整され、ステータ12,12間での磁気抵抗の急激な変化を抑制し、トルクリップルの発生を抑制できる。
Furthermore, the sub
In addition, since each
このように主永久磁石41及び副永久磁石43,43を収容した積層体71は、ロータフレーム30に取り付けられている。ロータフレーム30は、図3に示すように、周方向に所定の間隔で配置されそれぞれ径方向に延設された複数のスポーク部31,…,31と、複数のスポーク部31,…,31の内径側及び外径側にそれぞれ設けられ、これらスポーク部31,…,31によって接続される内筒部32及び外筒部33と、を有する。スポーク部31,…,31は、それぞれ積層体71の磁束短絡抑制部73,…,73内に装着されている。
Thus, the
内筒部32の内周部には、外部の駆動軸(例えば、車両のトランスミッションの入力軸等)に接続されるシャフト部55が、ロータフレーム30の内周部32に向けて拡径されたフランジ部56にて一体的に接続固定されている。
A
また、外筒部33の外周部には、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成される環状のアウターリング50が一体的に接続固定されており、高速回転する際の遠心力によってヨーク部42が径方向外方に広がるのを抑えている。
In addition, an annular
なお、ロータフレーム30は、鋳込みにより積層体71と一体に製造された一体式であっても、スポーク部31、内筒部32及び外筒部33がそれぞれ分解可能に構成された積層体71とは別体の組立式であってもよく、積層体71を保持することができ、且つ、動力を伝達可能である限り任意のロータフレームを採用することができる。
Even if the
ここで、本実施形態においては、主永久磁石収容部72を構成する積層体71の内壁面と該主永久磁石収容部72に収容される主永久磁石41との間、及び/又は、副永久磁石収容部74を構成する積層体71の内壁面と該副永久磁石収容部74に収容される副永久磁石43との間には、非磁性体かつ非導電体(例えば、ふっ素樹脂)からなる弾性部材が配置されている。以下に、弾性部材の配置と構成について図7〜図13を参照して説明する。なお、以下の説明においては、主永久磁石収容部72を構成する積層体71の内壁面と該主永久磁石収容部72に収容される主永久磁石41との間に配置される弾性部材を例に、弾性部材の配置と構成について説明するが、いうまでもなく副永久磁石収容部74を構成する積層体71の内壁面と該副永久磁石収容部74に収容される副永久磁石43との間に設けられる弾性部材にも適用可能である。
Here, in this embodiment, between the inner wall surface of the
<第1実施形態>
本実施形態の弾性部材80は、図7に示すように、主永久磁石41の回転軸方向に位置する軸方向端面41aと主永久磁石収容部72を構成する積層体71の軸方向内壁面71aとの間に設けられる軸方向側弾性部材81と、主永久磁石41の周方向に位置する周方向端面41bと永久磁石収容部72を構成する積層体71の周方向内壁面71bとの間に設けられる周方向側弾性部材82と、から構成され、軸方向側弾性部材81は、主永久磁石収容部72を構成する積層体71の軸方向内壁面71aの周方向端部近傍に配置され、周方向側弾性部材82は、主永久磁石収容部72を構成する積層体71の周方向内壁面71bの回転軸方向端部近傍に配置される。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 7, the
このように本実施形態によれば、主永久磁石41の軸方向端面41aと主永久磁石収容部72を構成する積層体71の軸方向内壁面71aとの間に軸方向側弾性部材81が設けられ、主永久磁石41の周方向端面41bと永久磁石収容部72を構成する積層体71の周方向内壁面71bとの間には周方向側弾性部材82が設けられるので、主永久磁石41が軸方向側弾性部材81及び周方向側弾性部材82の弾性力により回転軸方向及び周方向に固定され、主永久磁石収容部72内における主永久磁石41の移動及び振動を抑制することができる。また、主永久磁石41と主永久磁石収容部72に寸法の個体差がある場合にも、軸方向側弾性部材81及び周方向側弾性部材82によって主永久磁石41と永久磁石収容部72の寸法の個体差を吸収でき、移動及び振動を抑制することができる。さらに、主永久磁石41のコーティングが傷つくのを抑制でき、主永久磁石41での渦電流損失の増加を抑制することにより、アキシャルギャップ型モータ10の効率を高めることによる省エネルギー効果を有する。また、コーティングが傷つくのが抑制されることにより、コーティングの厚みをより薄くすることができ、その分主永久磁石41の大きさを大きくしてアキシャルギャップ型モータ10の出力を大きくすることができるので省エネルギー効果を有する。
As described above, according to the present embodiment, the axial-side
なお、本実施形態では、軸方向側弾性部材81を主永久磁石収容部72を構成する積層体71の軸方向内壁面71aの周方向端部近傍に配置したが、これに限定されず軸方向内壁面71aの中央部等任意の場所に配置してもよい。また、周方向側弾性部材82も同様に、主永久磁石収容部72を構成する積層体71の周方向内壁面71bの回転軸方向端部近傍に配置したが、これに限定されず周方向内壁面71bの中央部等任意の場所に配置してもよい。ただし、軸方向側弾性部材81を積層体71の軸方向内壁面71aの周方向端部近傍にのみ配置し、周方向側弾性部材82を積層体71の周方向内壁面71bの回転軸方向端部近傍にのみ配置することで、弾性固定に要する軸方向側弾性部材81及び周方向側弾性部材82の量を減らしつつ、主永久磁石収容部72内における主永久磁石41の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。
In the present embodiment, the axial
また、軸方向側弾性部材81及び周方向側弾性部材82は予め焼き付け等の方法によって主永久磁石41に取り付けてもよく、予め主永久磁石収容部72内に取り付けてもよい。
Further, the axial side
ここで、図14は、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10のロータ11の製造のフローを示したフロー図である。本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10のロータ11は、永久磁石装着部としての積層体71を形成する永久磁石装着部形成工程(Step1)と、軸方向側弾性部材81及び周方向側弾性部材82を積層体71の主永久磁石収容部72及び/又は副永久磁石収容部74に配置する弾性部材配置工程(Step2)と、軸方向側弾性部材81及び周方向側弾性部材82が配置された主永久磁石収容部72及び/又は副永久磁石収容部74に主永久磁石41と副永久磁石43を挿入する永久磁石挿入工程と、を含んでいる。
Here, FIG. 14 is a flowchart showing a flow of manufacturing the
そして、本実施形態では、永久磁石41の周方向距離が内周側よりも外周側で長く、軸方向側弾性部材81が積層体71の軸方向内壁面71aの周方向端部近傍に配置されるので、外径側に開口部を有する主永久磁石収容部72に主永久磁石41を開口部から挿入する際に、軸方向側弾性部材81が主永久磁石41によって引き摺られる距離が短くなり、軸方向側弾性部材81の破損を防止することができる。
In the present embodiment, the circumferential distance of the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態の弾性部材について図8を参照して説明する。
本実施形態の弾性部材80Aは、図8に示すように、主永久磁石41の軸方向端面41aと積層体71の軸方向内壁面71aとの間に設けられる軸方向側弾性部材81Aと、主永久磁石41の周方向端面41bと積層体71の周方向内壁面71bとの間に設けられる周方向側弾性部材82Aと、から構成され、軸方向側弾性部材81Aは、積層体71の軸方向内壁面71aの周方向端部近傍に配置され、周方向側弾性部材82Aは、積層体71の周方向内壁面71bの回転軸方向端部近傍に配置される。
<Second Embodiment>
Next, the elastic member of 2nd Embodiment is demonstrated with reference to FIG.
As shown in FIG. 8, the
ここで、主永久磁石41の軸方向端面41aと積層体71の軸方向内壁面71aとの間の距離T1は、主永久磁石41の周方向端面41bと積層体71の周方向内壁面71bとの間の距離T2よりも短い。これにより、回転軸方向への主永久磁石41のステータ12に鎖交する磁束の流れを空間又は軸方向側弾性部材81Aによって妨げにくくし、且つ、周方向への主永久磁石41の磁速の流れを空間又は周方向側弾性部材82Aによって妨げやすくしつつ、主永久磁石収容部72内における主永久磁石41の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。
Here, the distance T1 between the
さらに本実施形態では、積層体71の軸方向内壁面71aに軸方向側弾性部材81Aを部分的に収容する第1凹溝71cが径方向に延設され、積層体71の周方向内壁面71bに周方向側弾性部材82Aを部分的に収容する第2凹溝71dが径方向に延設されている。これにより、主永久磁石41の軸方向端面41aと積層体71の軸方向内壁面71aとの間の距離T1、主永久磁石41の周方向端面41bと積層体71の周方向内壁面71bとの間の距離T2を変えることなく、軸方向側弾性部材81A及び周方向側弾性部材82Aの厚みをより大きくできる。これにより、軸方向側弾性部材81A及び周方向側弾性部材82Aの弾性力を大きくすることができ、主永久磁石収容部72内における主永久磁石41の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。なお、積層体71の軸方向内壁面71aと周方向内壁面71bのいずれか一方にのみ凹溝を設けてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the first
ここで、第1凹溝71cの開口面積S1は第2凹溝71dの開口面積S2よりも小さく、且つ、第1凹溝71cの深さD1は第2凹溝71dの深さD2よりも浅く設定されている。これにより、非磁性体である軸方向側弾性部材81Aの第1凹溝71cにはめ込まれる部分が、周方向側弾性部材82Aの第2凹溝71dにはめ込まれる部分より小さく浅くなるので、軸方向側弾性部材81Aが回転軸方向への磁束の流れを妨げる部分を小さくしつつ、主永久磁石41の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。
Here, the opening area S1 of the
なお、本実施形態の弾性部材80Aを副永久磁石収容部74を構成する積層体71の内壁面と該副永久磁石収容部74に収容される副永久磁石43との間に設ける場合、周方向側で軸方向側よりも副永久磁石43と積層体71の内壁面との距離を短くするとともに、周方向側で軸方向側よりも溝の開口面積を小さくさらに深さを浅く設定する。磁束レンズ効果を得るために、副永久磁石43の周方向の磁束の流れを妨げにくくし、軸方向の磁束の流れを妨げやすくする必要があるからである。
In the case where the
<第3実施形態>
次に、第3実施形態の弾性部材について図9を参照して説明する。
本実施形態の弾性部材80Bは、図9に示すように、主永久磁石41の軸方向端面41aと周方向端面41bが交わる角部41cと、主永久磁石収容部72を構成する積層体71の軸方向内壁面71aと周方向内壁面71bが交わる角部71eとの間に設けられ、軸方向側弾性部81Bが主永久磁石41の軸方向端面41aと積層体71の軸方向内壁面71aとの間に位置するとともに、周方向側弾性部82Bが主永久磁石41の周方向端面41bと積層体71の周方向内壁面71bとの間に位置している。これにより、弾性固定に要する弾性部材80Bの数量を減らし、ロータ11を構成する際の工程数を削減しつつ、永久磁石収容部72内における主永久磁石41の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。
<Third Embodiment>
Next, the elastic member of 3rd Embodiment is demonstrated with reference to FIG.
As shown in FIG. 9, the
<第4実施形態>
次に、第4実施形態の弾性部材について図10を参照して説明する。
本実施形態の弾性部材80Cは、第3実施形態と同様に、主永久磁石41の軸方向端面41aと周方向端面41bが交わる角部41cと、主永久磁石収容部72を構成する積層体71の軸方向内壁面71aと周方向内壁面71bが交わる角部との間に設けられる。また、主永久磁石収容部72を構成する積層体71には、積層体71の軸方向内壁面71aと周方向内壁面71bとが交わる主永久磁石収容部72の角部に凹溝71fが径方向に延設される。凹溝71fは、主永久磁石41の軸方向端面41aと対向する凹溝71fの開口面積S1′が主永久磁石41の周方向端面41bと対向する凹溝71fの開口面積S2′よりも小さく、且つ、主永久磁石41の軸方向端面41aと対向する凹溝71fの深さD1′が主永久磁石41の周方向端面41bと対向する凹溝71fの深さD2′よりも浅い。そして、この凹溝71fに弾性部材80Cを部分的に配置することで、弾性部材80Cの軸方向側弾性部81Cが主永久磁石41の軸方向端面41aと凹溝71fとの間に位置するとともに、周方向側弾性部82Cが主永久磁石41の周方向端面41bと凹溝71fとの間に位置している。なお、深さD1′、D2′は、軸方向内壁面71a又は周方向内壁面71bからの深さが一定でない場合には最大深さを意味する。
<Fourth embodiment>
Next, the elastic member of 4th Embodiment is demonstrated with reference to FIG.
As in the third embodiment, the
これにより、回転軸方向への主永久磁石41の磁束の流れを弾性部材80Cによって妨げにくくし、且つ、周方向への主永久磁石41の磁束の流れを弾性部材80Cによって妨げやすくしつつ、主永久磁石収容部72内における主永久磁石41の回転軸方向及び周方向への移動及び振動を抑制することができる。
This makes it difficult for the
なお、本実施形態の弾性部材80Cを副永久磁石収容部74を構成する積層体71の内壁面と該副永久磁石収容部74に収容される副永久磁石43との間に設ける場合、周方向側で軸方向側よりも凹溝71fの開口面積を小さくさらに深さを浅く設定する。磁束レンズ効果を得るために、副永久磁石43の周方向の磁束の流れを妨げにくくし、軸方向の磁束の流れを妨げやすくする必要があるからである。図11(a)〜(c)は、第4実施形態の弾性部材80Cを積層体71の主永久磁石41と副永久磁石43のそれぞれの4つの角部に配置したものである。
In the case where the
<第5実施形態>
次に、第5実施形態の弾性部材について図12を参照して説明する。
本実施形態は、磁束短絡抑制部73を挟んで周方向で隣り合う主永久磁石収容部72の軸方向で同じ側に配置された第4実施形態の2つの弾性部材80Cが連結部83で連結されたものである。なお、ここでは2つの弾性部材80Cが連結部83で連結された弾性部材を便宜上、弾性部材80Dと呼ぶ。
<Fifth Embodiment>
Next, the elastic member of 5th Embodiment is demonstrated with reference to FIG.
In the present embodiment, two
弾性部材80Dは、略U字形状をなし、図13に示すように、連結部83が外径側に位置するように主永久磁石41とともに弾性部材80Dを外径側から取り付けたものである。なお、必ずしも連結部83は外径側に位置する必要はなく、連結部83が内径側に位置するように内径側から取り付けてもよい。これにより、2つの弾性部材80Cを配置する代わりに1つの弾性部材80Dを配置すればよいので、ロータ11を構成する際の工程数を削減することができる。
The
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、本実施形態では、永久磁石装着部をテープ状の電磁鋼板60を捲回巻きで積層した積層体71で構成したが、これに限定されず、従来技術で説明したような平板状の電磁鋼板を積層して内部に永久磁石収容部を設けて構成してもよく、内部に永久磁石収容部を有する構成であれば、特に製法、構成は限定されるものではない。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, in the present embodiment, the permanent magnet mounting portion is configured by the
また、回転軸O方向の何れか一方側にのみステータ12を備えてもよいし、これに伴って副永久磁石43は回転軸O方向の何れか一方側にのみ設けてもよい。略ハルバッハ型に限らず、副永久磁石収容部74に副永久磁石43の代わりに非磁性体を配設してもよい。
Further, the
10 アキシャルギャップ型モータ
11 ロータ
12 ステータ
41 主永久磁石(永久磁石)
41a 軸方向端面
42 ヨーク部
43 副永久磁石(永久磁石)
43a 軸方向端面
60 電磁鋼板
71 積層体(永久磁石装着部)
71a 軸方向内壁面
71b 周方向内壁面
71c 第1凹溝(第1溝)
71d 第2凹溝(第2溝)
71e 角部
71f 凹溝(溝)
72 主永久磁石収容部(永久磁石収容部)
74 副永久磁石収容部(永久磁石収容部)
80、80A、80B、80C、80D 弾性部材
81、81A 軸方向側弾性部材
82、82A 周方向側弾性部材
83 連結部
O 回転軸
10 Axial
41a Axial end face 42
43a Axial end face 60
71a Axial
71d Second concave groove (second groove)
72 Main permanent magnet housing (permanent magnet housing)
74 Secondary Permanent Magnet Housing (Permanent Magnet Housing)
80, 80A, 80B, 80C,
Claims (14)
前記ロータは、複数の永久磁石と、内部に前記永久磁石が配置される複数の永久磁石収容部が形成された前記ロータの永久磁石装着部と、前記永久磁石の軸方向端面と前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の軸方向内壁面との間に設けられた少なくとも1つの軸方向側弾性部材、及び、前記永久磁石の周方向端面と前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の周方向内壁面との間に設けられた少なくとも1つの周方向側弾性部材とを備え、
前記永久磁石収容部は、周方向距離が内周側よりも外周側で長く、かつ前記ロータの外周側で開口し、
前記永久磁石は、周方向距離が内周側よりも外周側で長く、
前記軸方向側弾性部材が、前記永久磁石装着部の軸方向内壁面の周方向端部に配置された後に、前記永久磁石が前記開口から前記永久磁石収容部に挿入されることを特徴とするアキシャルギャップ型モータのロータ。 A rotor of an axial gap type motor that is disposed opposite to a stator disposed in at least one of the rotation axis directions and is rotatable around the rotation axis,
The rotor includes a plurality of permanent magnets, a permanent magnet mounting portion of the rotor in which a plurality of permanent magnet housing portions in which the permanent magnets are disposed, an axial end surface of the permanent magnet, and the permanent magnet housing. At least one axial side elastic member provided between the inner wall surface in the axial direction of the permanent magnet mounting portion constituting the portion, and the permanent end constituting the permanent magnet housing portion and the circumferential end surface of the permanent magnet. Comprising at least one circumferential side elastic member provided between the circumferential wall surface of the magnet mounting portion,
The permanent magnet housing portion has a circumferential distance that is longer on the outer peripheral side than the inner peripheral side, and opens on the outer peripheral side of the rotor,
The permanent magnet has a longer circumferential distance on the outer peripheral side than the inner peripheral side,
The permanent magnet is inserted into the permanent magnet housing portion from the opening after the axial elastic member is disposed at a circumferential end of the axial inner wall surface of the permanent magnet mounting portion. Rotor of axial gap type motor.
前記軸方向側弾性部材と前記周方向側弾性部材は非磁性体で構成され、
前記永久磁石の軸方向端面と前記永久磁石装着部の軸方向内壁面との間の距離は、前記永久磁石の周方向端面と前記永久磁石装着部の周方向内壁面との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ。 The permanent magnet is composed of a main permanent magnet magnetized in the rotation axis direction,
The axial direction side elastic member and the circumferential direction side elastic member are made of a non-magnetic material,
The distance between the axial end surface of the permanent magnet and the axial inner wall surface of the permanent magnet mounting portion is greater than the distance between the circumferential end surface of the permanent magnet and the circumferential inner wall surface of the permanent magnet mounting portion. The rotor of the axial gap type motor according to claim 1, wherein the rotor is short.
前記軸方向側弾性部材は非磁性体で構成され、
前記永久磁石装着部の軸方向内壁面には、前記軸方向側弾性部材が部分的にはめ込まれる第1溝が、径方向に延設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ。 The permanent magnet is composed of a main permanent magnet magnetized in the rotation axis direction,
The axial side elastic member is made of a non-magnetic material,
3. The first groove according to claim 1, wherein a first groove into which the axial-side elastic member is partially fitted is extended in a radial direction on an inner wall surface in the axial direction of the permanent magnet mounting portion. Axial gap type motor rotor.
前記周方向側弾性部材は非磁性体で構成され、
前記永久磁石装着部の周方向内壁面には、前記周方向側弾性部材が部分的にはめ込まれる第2溝が、径方向に延設されていることを特徴とする請求項3に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ。 The permanent magnet is composed of a main permanent magnet magnetized in the rotation axis direction,
The circumferential side elastic member is made of a non-magnetic material,
4. The axial according to claim 3, wherein a second groove into which the circumferential side elastic member is partially fitted is extended in a radial direction on a circumferential inner wall surface of the permanent magnet mounting portion. Gap motor rotor.
前記ロータは、複数の永久磁石と、内部に前記永久磁石が配置される複数の永久磁石収容部が形成された前記ロータの永久磁石装着部と、前記永久磁石の軸方向端面と前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の軸方向内壁面との間に設けられた少なくとも1つの軸方向側弾性部材、及び、前記永久磁石の周方向端面と前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の周方向内壁面との間に設けられた少なくとも1つの周方向側弾性部材とを備え、
前記軸方向側弾性部材と前記周方向側弾性部材は一体に形成されて弾性部材をなし、
前記永久磁石装着部の軸方向内壁面と周方向内壁面が交わる角部に配置され、
前記永久磁石収容部は、周方向距離が内周側よりも外周側で長く、かつ前記ロータの外周側で開口し、
前記永久磁石は、周方向距離が内周側よりも外周側で長く、
前記弾性部材が、前記永久磁石装着部の軸方向内壁面と周方向内壁面が交わる角部に配置された後に、前記永久磁石が前記開口から前記永久磁石収容部に挿入されることを特徴とするアキシャルギャップ型モータのロータ。 A rotor of an axial gap type motor that is disposed opposite to a stator disposed in at least one of the rotation axis directions and is rotatable around the rotation axis,
The rotor includes a plurality of permanent magnets, a permanent magnet mounting portion of the rotor formed with a plurality of permanent magnet housing portions in which the permanent magnets are arranged, an axial end surface of the permanent magnet, and the permanent magnet housing. At least one axial side elastic member provided between the inner wall surface in the axial direction of the permanent magnet mounting portion constituting the portion, and the permanent end constituting the permanent magnet housing portion and the circumferential end surface of the permanent magnet. Comprising at least one circumferential side elastic member provided between the circumferential wall surface of the magnet mounting portion,
The axial direction side elastic member and the circumferential direction side elastic member are integrally formed to form an elastic member,
It is arranged at the corner where the inner wall surface in the axial direction and the inner wall surface in the circumferential direction of the permanent magnet mounting portion intersect,
The permanent magnet housing portion has a circumferential distance that is longer on the outer peripheral side than the inner peripheral side, and opens on the outer peripheral side of the rotor,
The permanent magnet has a longer circumferential distance on the outer peripheral side than the inner peripheral side,
After the elastic member is disposed at a corner where the axial inner wall surface and the circumferential inner wall surface of the permanent magnet mounting portion intersect, the permanent magnet is inserted into the permanent magnet housing portion from the opening. Axial gap type motor rotor.
前記弾性部材は非磁性体で構成され、
前記永久磁石装着部の軸方向内壁面と周方向内壁面が交わる角部には、前記弾性部材を部分的に収容する溝が径方向に延設されていることを特徴とする請求項7に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ。 The permanent magnet is composed of a main permanent magnet magnetized in the rotation axis direction,
The elastic member is made of a non-magnetic material,
The groove for partially accommodating the elastic member is extended in a radial direction at a corner where the inner wall surface in the axial direction and the inner wall surface in the circumferential direction of the permanent magnet mounting portion intersect. The rotor of the described axial gap type motor.
回転軸方向および径方向に直交する方向に磁化され、前記主永久磁石の周方向端部かつ前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された副永久磁石と、からなることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ。 The permanent magnet is a main permanent magnet that is magnetized in the rotation axis direction and is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction;
The secondary permanent magnet is magnetized in a direction orthogonal to the rotation axis direction and the radial direction, and is arranged at a circumferential end of the main permanent magnet and at least one side in the rotation axis direction. The rotor of an axial gap type motor given in any 1 paragraph of 1-11.
周方向距離が内周側よりも外周側で長く、かつ前記ロータの外周側で開口し、内部に周方向距離が内周側よりも外周側で長い複数の永久磁石が配置される複数の永久磁石収容部が形成される前記ロータの永久磁石装着部を形成する工程と、
前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の軸方向内壁面の周方向端部に、少なくとも1つの軸方向側弾性部材を配置し、前記永久磁石収容部を構成する前記永久磁石装着部の周方向内壁面の軸方向端部に少なくとも1つの周方向側弾性部材を配置する工程と、
前記軸方向側弾性部材と前記周方向側弾性部材を配置した後、前記永久磁石を前記ロータの外周側の前記開口から前記永久磁石収容部に挿入する工程と、を含むことを特徴とするアキシャルギャップ型モータのロータの製造方法。 A method of manufacturing a rotor of an axial gap type motor that is disposed opposite to a stator that is disposed in at least one of the rotation axis directions and is rotatable around the rotation axis,
A plurality of permanent magnets in which a circumferential distance is longer on the outer circumferential side than the inner circumferential side and opens on the outer circumferential side of the rotor , and in which a plurality of permanent magnets are disposed with a circumferential distance longer on the outer circumferential side than the inner circumferential side Forming a permanent magnet mounting portion of the rotor in which a magnet housing portion is formed;
The permanent magnet mounting portion constituting the permanent magnet housing portion by disposing at least one axial-side elastic member at a circumferential end of the axial inner wall surface of the permanent magnet mounting portion constituting the permanent magnet housing portion. Disposing at least one circumferential-side elastic member at the axial end of the circumferential inner wall of
And, after arranging the axial side elastic member and the circumferential side elastic member, inserting the permanent magnet into the permanent magnet housing portion from the opening on the outer peripheral side of the rotor. A method for manufacturing a rotor of a gap type motor.
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