JP5814159B2 - ロータ及びモータ - Google Patents
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Description
この発明では、各挿通孔と回転軸との接触面積がより減少され、その結果、第1及び第2ロータコアから回転軸への短絡磁束をより減少させることができる。
この発明では、支持凸部を回転軸に線接触させることが可能となる。
この発明では、周方向等間隔に複数設けられた支持凸部によって、回転軸を周方向にバランス良く支持させることができる。
この発明では、第1及び第2ロータコアから回転軸への短絡磁束を減少させることで界磁磁石の磁束を有効利用して、モータ出力を向上させることができる。
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1及び図2(a)に示すように、モータ1のモータケース2は、有底筒状に形成された筒状ハウジング3と、該筒状ハウジング3のフロント側(図1中、左側)の開口部を閉塞するフロントエンドプレート4とを有している。また、筒状ハウジング3のリア側(図1中、右側)の端部には、回路基板等の電源回路を収容した回路収容ボックス5が取り付けられている。筒状ハウジング3の内周面にはステータ6が固定されている。ステータ6は、径方向内側に延びる複数のティースを有する電機子コア7と、電機子コア7のティースに巻装されたセグメントコンダクタ(SC)巻線8とを有する。モータ1のロータ11は回転軸12を有し、ステータ6の内側に配置されている。回転軸12は非磁性体の金属シャフトであって、筒状ハウジング3の底部3a及びフロントエンドプレート4に支持された軸受13,14により回転可能に支持されている。
回路収容ボックス5内の電源回路を介してセグメントコンダクタ(SC)巻線8に3相の駆動電流が供給されると、ステータ6でロータ11を回転させるための磁界が発生され、ロータ11が回転駆動される。このとき、環状磁石23の磁束は主に、第1及び第2コアベース21a,22aを介して第1及び第2爪状磁極21b,22bに作用し、この磁束がロータ11の回転力を発生させるための有効磁束となっている。また、環状磁石23の磁束の一部は、第1コアベース21aの第1挿通孔21gから回転軸12を通って、第2挿通孔22gから第2コアベース22aへと流れる短絡磁束となっている。ここで、本実施形態では、各挿通孔21g,22gには、内側に突出して回転軸12と当接する支持凸部21h,22hが形成されているため、各挿通孔21g,22gと回転軸12との接触面積が減少されている。これにより、支持凸部21h,22hで磁気飽和が生じて磁気抵抗が増加するため、挿通孔21g,22gから回転軸12に流れる短絡磁束が減少される。その結果、第1及び第2爪状磁極21b,22bに作用する有効磁束が増加し、モータ出力が向上されるようになっている。
(1)ロータ11の回転軸12は、第1及び第2コアベース21a,22aにそれぞれ形成された第1及び第2挿通孔21g,22gに軸方向に挿通されるとともに、該第1及び第2挿通孔21g,22gにそれぞれ固定されている。そして、各挿通孔21g,22gには、内側に突出するとともに回転軸12と当接する支持凸部21h,22hが設けられる。つまり、各挿通孔21g,22gに形成された支持凸部21h,22hによって回転軸12が支持されるため、各挿通孔21g,22gと回転軸12との接触面積が減少し、これにより、各挿通孔21g,22gと回転軸12との間の磁気抵抗が増加する。従って、回転軸12を通過する短絡磁束を減少させることができるため、環状磁石23の磁束を有効利用して、モータ出力を向上させることができる。
(4)支持凸部21h,22hはそれぞれ第1及び第2挿通孔21g,22gの軸方向全体に亘って形成されるため、第1及び第2挿通孔21g,22gと回転軸12との固定を強固にすることができる。
以下、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。なお、上記第1実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
(5)第1及び第2挿通孔31,32と回転軸12との間には、非磁性部材33,34がそれぞれ介在される。これにより、第1及び第2挿通孔31,32と回転軸12との間の磁気抵抗が非磁性部材33,34よって増加するため、第1及び第2挿通孔31,32を介して回転軸12を通過する短絡磁束を減少させることができる。このため、環状磁石23の磁束を有効利用して、モータ出力を向上させることができる。
・上記第1実施形態では、支持凸部21h,22hが各挿通孔21g,22gに周方向等間隔に設けられたが、これに特に限定されるものではなく、周方向において不等間隔に設けてもよい。また、上記実施形態では、支持凸部21h,22hがそれぞれ10個形成されたが、支持凸部21h,22hの個数は構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記第2実施形態において、非磁性部材33,34の内周面に上記第1実施形態の支持凸部21h,22hと同様の凸部を形成してもよい。この構成によれば、非磁性部材33,34と回転軸12との接触面積が減少するため、第1及び第2挿通孔31,32を介して回転軸12を通過する短絡磁束をより減少させることができ、その結果、モータ出力をより向上させることができる。
・上記各実施形態では、界磁磁石として1つの環状磁石23を用いたが、複数に分割した永久磁石を回転軸12の周囲で第1及び第2コアベース21a,22aの軸方向間に配置する構成を採用してもよい。
・上記各実施形態では、特に言及していないが、第1及び第2ロータコア21,22と電機子コア7は、例えば磁性金属板材の積層や、磁性粉体の成形にて構成してもよい。
Claims (6)
- 略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、
略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、
前記第1コアベースと第2コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記第1及び第2コアベースにそれぞれ形成された挿通孔に軸方向に挿通されるとともに、該挿通孔に固定された回転軸と
を備えたロータであって、
前記挿通孔には、内側に突出するとともに前記回転軸と当接する支持凸部が設けられ、
前記界磁磁石に形成された貫通孔には前記回転軸が挿通されており、該貫通孔と回転軸との間には間隙が設けられ、
前記第1爪状磁極及び第2爪状磁極の径方向内側には補助磁石が配置されており、該補助磁石は、前記界磁磁石の外側面に当接していることを特徴とするロータ。 - 請求項1に記載のロータにおいて、
前記支持凸部は、前記回転軸に線接触していることを特徴とするロータ。 - 請求項2に記載のロータにおいて、
前記支持凸部は、軸方向視で円弧状に突出されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記支持凸部は、前記各挿通孔に周方向等間隔に複数設けられていることを特徴とするロータ。 - 略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、
略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、
前記第1コアベースと第2コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記第1及び第2コアベースにそれぞれ形成された挿通孔に軸方向に挿通されるとともに、該挿通孔に固定された回転軸と
を備えたロータであって、
前記挿通孔と前記回転軸との間には、非磁性体が介在され、
前記界磁磁石に形成された貫通孔には前記回転軸が挿通されており、該貫通孔と回転軸との間には間隙が設けられ、
前記第1爪状磁極及び第2爪状磁極の径方向内側には補助磁石が配置されており、該補助磁石は、前記界磁磁石の外側面に当接していることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のロータを備えたことを特徴とするモータ。
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