JP5700794B2 - 磁石埋込型ロータ、及びモータ - Google Patents
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Description
この発明では、所謂IPM型構造のロータにおいて、永久磁石を埋め込む態様で構成される磁石磁極は、ロータコアと一体形成された反ステータ側磁極部と、永久磁石の収容部を開放可能とすべく反ステータ側磁極部に対して分離可能とされたステータ側磁極部とから構成される。そして、ロータコアの軸方向両側に備えられる保持部材にてそれぞれステータ側磁極部の軸方向両端部分を保持し、該反ステータ側磁極部とステータ側磁極部とで永久磁石が挟圧保持される。つまり、反ステータ側磁極部とステータ側磁極部とを分離構造としたことにより各磁極部間の磁気抵抗が高くなるため、永久磁石の端部周縁に生じ得る漏れ磁束が低減される。結果、永久磁石の有効磁束の増加に繋がり、モータトルクを向上させることが可能となる。また、磁石磁極は、ステータ側磁極部と反ステータ側磁極部とで永久磁石を挟圧保持して構成されることで、永久磁石とステータ側及び反ステータ側磁極部との間の隙間(クリアランス)が極めて小さくなる。このことによっても永久磁石の有効磁束の増加、ひいてはモータトルクの向上に繋がる。
また、保持部材には軸方向に形成された挿入部が設けられ、軸方向両側に設けられる保持部材の挿入部のそれぞれにステータ側磁極部の軸方向両端部分が挿入され該磁極部が保持される。これにより、ステータ側磁極部を保持する構造を簡易な構成とすることができる。
この発明では、漏れ磁束が低減され、モータトルクの向上が図られたモータを提供することができる。
図1に示すように、本実施形態のモータMは、インナロータ型のブラシレスモータであり、モータケース1の内部に、ステータ2及びロータ20を収容して構成されている。モータケース1は、有底円筒状のケース本体3と、該ケース本体3の開口部を閉塞する略円板状のカバープレート4とから構成されている。ケース本体3の内周面には、円環状のステータ2が固定され、該ステータ2のティース5には、ロータ20を回転させる回転磁界を発生させるための巻線磁極6が巻装されている。
ロータコア21(コア本体部分21a)は、円環状に形成され中央部分に圧入孔21bが設けられ、該圧入孔21bへの回転軸7の圧入にて該回転軸7に対して固定されている。ロータコア21の外周部分には、永久磁石23が配置された磁石磁極26が周方向に(90°間隔に)4個形成されている。各磁石磁極26は、ロータコア21のコア本体部分21aと一体形成され永久磁石23の径方向内側(反ステータ側)に設けられた内側磁極部(反ステータ側磁極部)27と、永久磁石23の径方向外側(ステータ側)に配置され内側磁極部27と別体で設けられた外側磁極部(ステータ側磁極部)28とから構成されている。内側磁極部27は、径方向外側に突出した凸形状をなしその凸形状の先端部分は平坦面27aをなしており、各平坦面27aに永久磁石23がそれぞれ(全部で4個)配置されている。永久磁石23は、略直方体に形成され長手方向が軸方向に沿って配置されている。永久磁石23の径方向内側の内側平坦面23aは、内側磁極部27の平坦面27aと当接して配置されている。
本実施形態のロータ20では、磁石磁極26を内側磁極部27と外側磁極部28との別体で構成し、その径方向の間に永久磁石23が挟み込まれるようにして配置される。この場合、内側及び外側磁極部27,28は、永久磁石23の周方向両端周縁部分が非当接で離間した状態となっている。これにより、ロータ20は、内側及び外側磁極部27,28を非当接としたことにより相互の磁気抵抗が高くなるため、永久磁石23の端部周縁に生じ得る漏れ磁束が低減され、永久磁石23の有効磁束が増加するようになっている。尚、各カバー部材24,25を非磁性体で形成することでより好適に漏れ磁束の低減が可能となる。
(1)本実施形態のロータ20において、永久磁石23を埋め込む態様で構成された磁石磁極26は、ロータコア21と一体形成された内側磁極部27と、内側磁極部27と別体で設けられた外側磁極部28とから構成される。ロータコア21の軸方向の両側に設けられたカバー部材24,25にて各外側磁極部28の軸方向両端部分を保持し、内側及び外側磁極部27,28にて永久磁石23が挟圧保持される。そして、内側磁極部27と外側磁極部28とは、永久磁石23の周方向両端周縁部分が非当接で離間した状態で固定される。これにより、ロータ20は、内側及び外側磁極部27,28を非当接としたことにより相互の磁気抵抗が高くなるため、永久磁石23の端部周縁に生じ得る漏れ磁束が低減される。結果、永久磁石23の有効磁束の増加に繋がり、モータトルクを向上させることができる。
・上記実施形態では、各カバー部材24,25の挿入溝24c,25cに、外側磁極部28の平坦面28bが周方向全体に亘って圧接するように挿入されていたがこれに限定されない。
・上記実施形態では、インナロータ型のモータMに用いられるロータ20に適用したが、アウタロータ型のモータのロータに適用してもよい。この場合、ロータとステータとの径方向の対向関係が逆になる。
・上記各実施形態では、ロータ20の周方向に磁石磁極26と突極31とを交互に配置させたハーフマグネット型のIPM型モータに適用したが、これに限定されず、全磁極を磁石磁極26で構成したフルマグネット型のIPM型モータに適用してもよい。
Claims (7)
- ステータの磁極と対向してロータコアの周方向に複数の磁石磁極が形成され、前記磁石磁極内に永久磁石を埋め込む態様で構成された磁石埋込型ロータであって、
前記磁石磁極は、前記ロータコアと一体形成され前記永久磁石の反ステータ側に設けられた反ステータ側磁極部と、前記永久磁石のステータ側に設けられ前記永久磁石の収容部を開放可能とすべく前記反ステータ側磁極部に対して分離可能とされたステータ側磁極部とから構成され、
前記ロータコアの軸方向両側に備えられる保持部材にてそれぞれ前記ステータ側磁極部の軸方向端部を保持し、該ステータ側磁極部と前記反ステータ側磁極部とのそれぞれに対して前記永久磁石を隙間なく当接させて該ステータ側磁極部と前記反ステータ側磁極部とで前記永久磁石を挟圧保持するように構成されたことを特徴とする磁石埋込型ロータ。 - 請求項1に記載の磁石埋込型ロータにおいて、
前記ステータ側磁極部は、その軸方向の長さが前記永久磁石の軸方向の長さより長くなるように構成され、該ステータ側磁極部は、軸方向において、前記永久磁石の軸方向端を越えて延びる軸方向端部を有し、
前記保持部材には、軸方向に凹む挿入部が設けられ、該挿入部は、前記ステータ側磁極部の前記軸方向端部と圧接する圧入部分を有していることを特徴とする磁石埋込型ロータ。 - 請求項2に記載の磁石埋込型ロータにおいて、
前記ステータ側磁極部の反ステータ側部分との間には隙間が生じるように構成されたことを特徴とする磁石埋込型ロータ。 - ステータの磁極と対向してロータコアの周方向に複数の磁石磁極が形成され、前記磁石磁極内に永久磁石を埋め込む態様で構成された磁石埋込型ロータであって、
前記磁石磁極は、前記ロータコアと一体形成され前記永久磁石の反ステータ側に設けられた反ステータ側磁極部と、前記永久磁石のステータ側に設けられ前記永久磁石の収容部を開放可能とすべく前記反ステータ側磁極部に対して分離可能とされたステータ側磁極部とから構成され、
前記ロータコアの軸方向両側に備えられる保持部材にてそれぞれ前記ステータ側磁極部の軸方向端部を保持し、該ステータ側磁極部と前記反ステータ側磁極部とで前記永久磁石を挟圧保持するように構成され、
前記保持部材は、前記ステータ側磁極部の軸方向端部を挿入して保持するように軸方向に形成された挿入部が設けられ、
前記挿入部には、前記ステータ側磁極部の軸方向端部における周方向の一部が挿入され、
前記保持部材には、前記ステータ側磁極部の挿入された以外の部分をステータ側に露出させる開口部分が設けられたことを特徴とする磁石埋込型ロータ。 - 請求項2〜4のいずれか1項に記載の磁石埋込型ロータにおいて、
前記ステータ側磁極部は、前記保持部材の軸方向間のステータ側面に前記挿入部に挿入する部分よりステータ側に突出する突出部分が設けられたことを特徴とする磁石埋込型ロータ。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁石埋込型ロータにおいて、
前記ロータコアの軸方向両側に備えられる保持部材の少なくとも一方には、軸方向に突出し前記磁石磁極の周方向両側と係合する係合部が設けられたことを特徴とする磁石埋込型ロータ。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の磁石埋込型ロータを備えたことを特徴とするモータ。
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