JP4924846B2 - アキシャルギャップ型モータ及びそのロータ製造方法 - Google Patents
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回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向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)と、を備える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)であって、
前記ロータは、
前記回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部(例えば、後述の実施形態における主磁石部41)と、
テープ状の電磁鋼板を捲回巻きした積層体(例えば、後述の実施形態における積層体71)により構成され、前記複数の主磁石部の前記回転軸方向の少なくとも一方にそれぞれ配置される複数のヨーク部(例えば、後述の実施形態におけるヨーク部42)と、
前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブ(例えば、後述の実施形態におけるリブ31)と、前記複数のリブの内径側及び外径側に設けられる内筒部(例えば、後述の実施形態における内筒部32)及び外筒部(例えば、後述の実施形態における外筒部33)の少なくとも一方と、を有し、ダイカスト合金からなるロータフレーム(例えば、後述の実施形態におけるロータフレーム30)と、
を有し、
前記ロータは、さらに、前記周方向に隣り合う前記ヨーク部間で、前記ヨーク部の回転軸方向側面より内側に形成された前記積層体の複数の副磁石部収容部(例えば、後述の実施形態における副磁石部収容部74)にそれぞれ配置され、前記回転軸方向及び径方向に直交する方向に磁化される複数の副磁石部(例えば、後述の実施形態における副磁石部43)を備え、
前記ロータフレームは、前記副磁石部の前記回転軸方向外側に形成された空間に入り込む副磁石押さえ部(例えば、後述の実施形態における副磁石押さえ部39)を有することを特徴とする。
前記ロータフレームの内筒部及び外筒部には、前記積層体の巻き始め部(例えば、後述の実施形態における巻き始め部64)と巻き終わり部(例えば、後述の実施形態における巻き終わり部65)が固定される段差(例えば、後述の実施形態における段差36,37)が形成され、
前記複数のヨーク部を構成する前記積層体の内周面及び外周面は、それぞれ略同心円上に位置することを特徴とする。
前記ロータは、内周面に他のロータフレーム用取付穴部(例えば、後述の実施形態にお
ける他のロータフレーム用取付穴部51)が形成されるアウターリング(例えば、後述の
実施形態におけるアウターリング50)をさらに備え、
前記ロータフレームは、前記アウターリングの他のロータフレーム用取付穴部に入り込
む外向き凸部(例えば、後述の実施形態における外向き凸部35)を有することを特徴と
する。
前記積層体には、前記主磁石部を挿入するための主磁石部挿入穴(例えば、後述の実施形態における主磁石部挿入穴72)が形成されており、
前記主磁石部挿入穴は、その回転軸方向の長さが前記主磁石部のものと略同一で、その周方向の長さが前記主磁石部のものより大きくなるように設定されていることを特徴とする。
回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ロータは、
前記回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部と、
テープ状の電磁鋼板を捲回巻きした積層体により構成され、前記複数の主磁石部の前記回転軸方向の少なくとも一方にそれぞれ配置される複数のヨーク部と、
前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブと、前記複数のリブの内径側に設けられる内筒部と、を有し、ダイカスト合金からなるロータフレームと、
を有し、
前記積層体には、前記主磁石部を挿入するための主磁石部挿入穴と、前記リブが収容されるリブ収容穴(例えば、後述の実施形態におけるリブ収容穴73)と、が形成されており、
該主磁石部挿入穴は、内周側が塞がれるとともに外周側が開口しており、該リブ収容穴は、外周側が塞がれるとともに内周側が開口していることを特徴とする。
前記ロータは、外周面にロータフレーム用取付穴部(例えば、後述の実施形態におけるロータフレーム用取付穴部57)が形成されるシャフト部(例えば、後述の実施形態におけるシャフト部55)をさらに備え、
前記ロータフレームは、前記シャフト部のロータフレーム用取付穴部に入り込む内向き凸部(例えば、後述の実施形態における内向き凸部34)を有することを特徴とする。
前記シャフト部は、前記ロータフレームの内周部に向けて拡径されるフランジ部(例えば、後述の実施形態におけるフランジ部56)を有することを特徴とする。
前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブ及び、前記複数のリブの内径側及び外径側に設けられる内筒部及び外筒部の少なくとも一方、を有するロータフレームと、を備え、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から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法であって、
テープ状の電磁鋼板を捲回して、前記複数のヨーク部を構成する積層体を形成する工程と、
金型(例えば、本実施形態の第1及び第2の金型80,81)に前記積層体を位置決めした状態でダイカスト合金を鋳込むことで前記ロータフレームを形成する工程と、
を有し、
前記ロータは、さらに、前記周方向に隣り合う前記ヨーク部間で、前記ヨーク部の周方向側面より前記回転軸方向内側に形成された前記積層体の複数の副磁石部収容部にそれぞれ配置される複数の副磁石部を備え、
前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームは、前記複数の副磁石部を前記積層体に挿入した状態で、前記副磁石部の前記回転軸方向外側に形成された空間に前記ダイカスト合金が入り込むようにして鋳込まれることを特徴とする。
前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームの内筒部及び外筒部に前記積層体の巻き始め部と巻き終わり部が固定される段差が形成され、
前記複数のヨーク部を構成する前記積層体の内周面及び外周面は、それぞれ略同心円上に位置することを特徴とする。
前記ロータは、内周面に他のロータフレーム用取付穴部が形成されるアウターリングをさらに備え、
前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームは、前記アウターリングの他のロータフレーム用取付穴部に前記ダイカスト合金が入り込むようにして鋳込まれることを特徴とする。
前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームは、前記複数の主磁石部を前記積層体に挿入した状態で鋳込まれることを特徴とする。
前記積層体には、前記主磁石部を挿入するための主磁石部挿入穴が形成されており、
前記主磁石部挿入穴は、その回転軸方向の長さが前記主磁石部のものと略同一で、その周方向の長さが前記主磁石部のものより大きくなるように設定されていることを特徴とする。
前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブ及び、前記複数のリブの内径側に設けられる内筒部、を有するロータフレームと、を備え、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から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法であって、
テープ状の電磁鋼板を捲回して、前記複数のヨーク部を構成する積層体を形成する工程と、
金型に前記積層体を位置決めした状態でダイカスト合金を鋳込むことで前記ロータフレームを形成する工程と、
を有し、
前記積層体には、前記主磁石部を挿入するための主磁石部挿入穴と、前記リブが収容されるリブ収容穴と、が形成され、該主磁石部挿入穴は、内周側が塞がれるとともに外周側が開口しており、該リブ収容穴は、外周側が塞がれるとともに内周側が開口しており、
前記フレーム形成工程において、前記複数のリブと前記内筒部とを有する前記ロータフレームが形成され、
前記主磁石部は、前記ロータフレームが一体化された前記積層体に挿入されることを特徴とする。
前記ロータは、外周面にロータフレーム用取付穴部が形成されるシャフト部をさらに備え、
前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームは、前記シャフト部のロータフレーム用取付穴部に前記ダイカスト合金が入り込むようにして鋳込まれることを特徴とする。
前記シャフト部は、前記ロータフレームの内周部に向けて拡径されるフランジ部を有することを特徴とする。
前記ロータフレームを鋳込む際に使用される金型には、前記ヨーク部を径方向に位置決めするための段差部(例えば、後述の実施形態における段差部82,83)が形成されることを特徴とする。
前記ロータフレームは、前記積層体がその巻き始め部と巻き終わり部によって周方向に位置決めされた状態で鋳込まれることを特徴とする。
また、略ハルバッハ構造とすることで、主磁石部の磁束の方向を規制する磁束レンズ効果により有効磁束発生量を相対的に増やすことができる。また、副磁石部の軸方向への位置ずれを防止することができる。
本発明の第1実施形態による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とを備えて構成されている。
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。
また、ロータフレーム30を形成するダイカスト合金は、鋳込み温度が主磁石部41,…,41の保磁力を劣化させない温度である材料を選定しているので、鋳込みによる主磁石部41,…,41の劣化を防止することができる。
特に、本実施形態のような、リブ31の延出方向に沿って形成される内向き凸部34と外向き凸部35に対して、湯流れが良好に行なわれる。
以下、本発明の第2実施形態について、図11及び図12を参照して説明する。なお、図中、第1実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
以下、本発明の第3実施形態について、図13及び図14を参照して説明する。なお、図中、第1実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
以下、本発明の第4実施形態について、図15及び図16を参照して説明する。なお、図中、第1実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
従って、本実施形態のロータ11によれば、ロータフレーム30は、副磁石部43の回転軸方向外側に形成された空間に入り込む非磁性部材からなる副磁石押さえ部39を有するので、主磁石部41及び副磁石部43の各磁束への影響を及ぼすことなく、副磁石部43の位置ずれを防止することができる。
以下、本発明の第5実施形態について、図17〜図19を参照して説明する。なお、図中、第1実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
11 ロータ
12 ステータ
30 ロータフレーム
31 リブ
34 内向き凸部
35 外向き凸部
36,37 段差
41 主磁石部
42 ヨーク部
43 副磁石部
50 アウターリング
51 他のロータフレーム用取付穴部
55 シャフト部
57 ロータフレーム用取付穴部
71 積層体
72 主磁石部挿入穴
73 リブ収容穴
74 副磁石部収容部
80 第1の金型
81 第2の金型
82,83 段差部
O 回転軸
Claims (17)
- 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から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ロータは、
前記回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部と、
テープ状の電磁鋼板を捲回巻きした積層体により構成され、前記複数の主磁石部の前記回転軸方向の少なくとも一方にそれぞれ配置される複数のヨーク部と、
前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブと、前記複数のリブの内径側及び外径側に設けられる内筒部及び外筒部の少なくとも一方と、を有し、ダイカスト合金からなるロータフレームと、
を有し、
前記ロータは、さらに、前記周方向に隣り合う前記ヨーク部間で、前記ヨーク部の回転軸方向側面より内側に形成された前記積層体の複数の副磁石部収容部にそれぞれ配置され、前記回転軸方向及び径方向に直交する方向に磁化される複数の副磁石部を備え、
前記ロータフレームは、前記副磁石部の前記回転軸方向外側に形成された空間に入り込む副磁石押さえ部を有することを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 - 前記ロータフレームの内筒部及び外筒部には、前記積層体の巻き始め部と巻き終わり部が固定される段差が形成され、
前記複数のヨーク部を構成する前記積層体の内周面及び外周面は、それぞれ略同心円上に位置する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。 - 前記ロータは、内周面に他のロータフレーム用取付穴部が形成されるアウターリングをさらに備え、
前記ロータフレームは、前記アウターリングの他のロータフレーム用取付穴部に入り込む外向き凸部を有することを特徴とする請求項1または2に記載のアキシャルギャップ型モータ。 - 前記積層体には、前記主磁石部を挿入するための主磁石部挿入穴が形成されており、
前記主磁石部挿入穴は、その回転軸方向の長さが前記主磁石部のものと略同一で、その周方向の長さが前記主磁石部のものより大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。 - 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から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ロータは、
前記回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部と、
テープ状の電磁鋼板を捲回巻きした積層体により構成され、前記複数の主磁石部の前記回転軸方向の少なくとも一方にそれぞれ配置される複数のヨーク部と、
前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブと、前記複数のリブの内径側に設けられる内筒部と、を有し、ダイカスト合金からなるロータフレームと、
を有し、
前記積層体には、前記主磁石部を挿入するための主磁石部挿入穴と、前記リブが収容されるリブ収容穴と、が形成されており、
該主磁石部挿入穴は、内周側が塞がれるとともに外周側が開口しており、該リブ収容穴は、外周側が塞がれるとともに内周側が開口していることを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 - 前記ロータは、外周面にロータフレーム用取付穴部が形成されるシャフト部をさらに備え、
前記ロータフレームは、前記シャフト部のロータフレーム用取付穴部に入り込む内向き凸部を有することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。 - 前記シャフト部は、前記ロータフレームの内周部に向けて拡径されるフランジ部を有することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。
- 回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部と、前記複数の主磁石部の前記回転軸方向の少なくとも一方にそれぞれ配置される複数のヨーク部と、
前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブ及び、前記複数のリブの内径側及び外径側に設けられる内筒部及び外筒部の少なくとも一方、を有するロータフレームと、を備え、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から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法であって、
テープ状の電磁鋼板を捲回して、前記複数のヨーク部を構成する積層体を形成する工程と、
金型に前記積層体を位置決めした状態でダイカスト合金を鋳込むことで前記ロータフレームを形成する工程と、
を有し、
前記ロータは、さらに、前記周方向に隣り合う前記ヨーク部間で、前記ヨーク部の周方向側面より前記回転軸方向内側に形成された前記積層体の複数の副磁石部収容部にそれぞれ配置される複数の副磁石部を備え、
前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームは、前記複数の副磁石部を前記積層体に挿入した状態で、前記副磁石部の前記回転軸方向外側に形成された空間に前記ダイカスト合金が入り込むようにして鋳込ま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製造方法。 - 前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームの内筒部及び外筒部に前記積層体の巻き始め部と巻き終わり部が固定される段差が形成され、
前記複数のヨーク部を構成する前記積層体の内周面及び外周面は、それぞれ略同心円上に位置することを特徴とする請求項8に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。 - 前記ロータは、内周面に他のロータフレーム用取付穴部が形成されるアウターリングをさらに備え、
前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームは、前記アウターリングの他のロータフレーム用取付穴部に前記ダイカスト合金が入り込むようにして鋳込まれることを特徴とする請求項8または9に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。 - 前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームは、前記複数の主磁石部を前記積層体に挿入した状態で鋳込まれることを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。
- 前記積層体には、前記主磁石部を挿入するための主磁石部挿入穴が形成されており、
前記主磁石部挿入穴は、その回転軸方向の長さが前記主磁石部のものと略同一で、その周方向の長さが前記主磁石部のものより大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。 - 回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部と、前記複数の主磁石部の前記回転軸方向の少なくとも一方にそれぞれ配置される複数のヨーク部と、
前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブ及び、前記複数のリブの内径側に設けられる内筒部、を有するロータフレームと、を備え、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から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法であって、
テープ状の電磁鋼板を捲回して、前記複数のヨーク部を構成する積層体を形成する工程と、
金型に前記積層体を位置決めした状態でダイカスト合金を鋳込むことで前記ロータフレームを形成する工程と、
を有し、
前記積層体には、前記主磁石部を挿入するための主磁石部挿入穴と、前記リブが収容されるリブ収容穴と、が形成され、該主磁石部挿入穴は、内周側が塞がれるとともに外周側が開口しており、該リブ収容穴は、外周側が塞がれるとともに内周側が開口しており、
前記フレーム形成工程において、前記複数のリブと前記内筒部とを有する前記ロータフレームが形成され、
前記主磁石部は、前記ロータフレームが一体化された前記積層体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製造方法。 - 前記ロータは、外周面にロータフレーム用取付穴部が形成されるシャフト部をさらに備え、
前記フレーム形成工程において、前記ロータフレームは、前記シャフト部のロータフレーム用取付穴部に前記ダイカスト合金が入り込むようにして鋳込まれることを特徴とする請求項8から13のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。 - 前記シャフト部は、前記ロータフレームの内周部に向けて拡径されるフランジ部を有することを特徴とする請求項8から14のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。
- 前記ロータフレームを鋳込む際に使用される金型には、前記ヨーク部を径方向に位置決めするための段差部が形成されることを特徴とする請求項8から15のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。
- 前記ロータフレームは、前記積層体がその巻き始め部と巻き終わり部によって周方向に位置決めされた状態で鋳込まれることを特徴とする請求項8から12のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。
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