JP5865106B2 - ロータ及びモータ - Google Patents
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請求項3に記載の発明によれば、界磁磁石の上下各端面の全面が、テーパ面に形成されることにより、第1コアベースと第2コアベースに当接する界磁磁石の当接面の表面積を大きくでき、第1及び第2コアベースに対する磁束密度の増大を図ることができ、モータの高出力化を実現できる。
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を備えたロータであって、前記界磁磁石の軸方向端面には、前記磁化方向に対して少なくとも一部に直交しない面が形成され、前記界磁磁石の上下面に、ベローズ状又は蛇腹状の折れ面が形成されている。
請求項4に記載の発明によれば、界磁磁石の上下面に、ベローズ状又は蛇腹状の折れ面を形成することにより、第1コアベースと第2コアベースに当接する界磁磁石の当接面の表面積を大きくでき、第1及び第2コアベースに対する磁束密度の増大を図ることができ、モータの高出力化を実現できる。
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を備えたロータであって、前記界磁磁石の軸方向端面には、前記磁化方向に対して少なくとも一部に直交しない面が形成され、前記界磁磁石は、軸方向端面が、同軸方向端面の形状に合わせた面形状を有する磁性部材よりなるスペーサを介してそれぞれ前記第1コアベースと第2コアベースの対向面と当接している。
請求項5に記載の発明によれば、ロータのサイズを変えることなく高出力のモータを実現することができる。
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、図2に示すように、径方向内側に延びる複数のティース7aを有する電機子コア7と、電機子コア7のティース7a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。
ロータ11は、図3、図4及び図5に示すように、第1及び第2ロータコア20,30と、界磁磁石40(図4及び図5参照)とを備える。
図3、図4及び図5に示すように、第1ロータコア20は、略円盤状に形成された第1コアベース21の外周部に、等間隔に複数(本実施形態では5つ)の第1爪状磁極22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ている。第1爪状磁極22の周方向端面22a,22bは、径方向に延びる(軸方向から見て径方向に対して傾斜していない)平坦面とされ、第1爪状磁極22は軸直交方向断面が扇形状とされている。各第1爪状磁極22の周方向の角度、即ち前記周方向端面22a,22b間の角度は、周方向に隣り合う第1爪状磁極22同士の隙間の角度より小さく設定されている。
第2ロータコア30は、図3、図4及び図5に示すように、第1ロータコア20と同形状であって、略円盤状の第2コアベース31の外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極32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ている。第2爪状磁極32の周方向端面32a,32bは径方向に延びる平坦面とされ、第2爪状磁極32は軸直交方向断面が扇形状とされている。各第2爪状磁極32の周方向の角度、即ち前記周方向端面32a,32b間の角度は、周方向に隣り合う第2爪状磁極32同士の隙間の角度より小さく設定されている。
このとき、第1爪状磁極22の一方の周方向端面22aと第2爪状磁極32の他方の周方向端面32bとが軸方向に沿って平行をなすように対向配値される。そのため、両端面22a,32b間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されることとなる。また、同様に第1爪状磁極22の他方の周方向端面22bと第2爪状磁極32の一方の周方向端面32aとが軸方向に沿って平行をなすように対向配置される。そのため、両端面22b,32a間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されることとなる。
図4及び図5に示すように、第1ロータコア20と第2ロータコア30との間に挟持された界磁磁石40は、永久磁石であって、円柱状に形成され、その外径が第1及び第2コアベース21,31の外径と同じに設定されている。そして、円柱状の界磁磁石40は、その中心位置に回転軸12を貫通固着する軸孔40aが形成されている。
ランデル型構造のロータ11において、第1ロータコア20と第2ロータコア30との間に挟持される界磁磁石40の両端面40b,40cには、円錐台形状に凸設して形成された第1及び第2嵌合凸部41,42をそれぞれ設けた。一方、第1及び第2ロータコア20,30の対向面21a,31aには、円錐台形状に凹設して形成されて形成された第1及び第2嵌合凹部23,33をそれぞれ設けた。
(1)本実施形態によれば、第1ロータコア20の第1コアベース21に円錐台形状に凹設した第1嵌合凹部23と界磁磁石40の端面40bに円錐台形状に凸設した第1嵌合凸部41を設けた。
そして、界磁磁石40が第1及び第2コアベース21,31と当接する当接面の表面積を大きくし、磁気抵抗を小さくした。
(2)また、本実施形態によれば、第1及び第2嵌合凹部23,33の深さを変更し、これに合わせて、第1及び第2嵌合凸部41,42の軸方向の長さを変更することによって、ロータ11の全体形状を変えることなく出力調整が容易にできる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、界磁磁石40の形状に特徴を有し、これに合わせて第1及び第2コアベース21,31の対向面21a,31aに特徴を有するものである。そこで、第1実施形態と相違する特徴部分を詳細に説明し、他の共通部分は説明の便宜上省略する。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態と同様に、界磁磁石40の形状に特徴を有し、これに合わせて第1及び第2コアベース21,31の対向面21a,31aに特徴を有するものである。そこで、第1実施形態と相違する特徴部分を詳細に説明し、他の共通部分は説明の便宜上省略する。
第2スペーサS2は、対向面31a側の面が平面で形成されている。第2スペーサS2の界磁磁石40側の面S2aは、界磁磁石40の第2嵌合凸部(端面40c形状)に対応して円錐台形状をなす面となるように凹設されている。そして、本実施形態では、円錐台形状に凹設された第2スペーサS2の面S2aが第2嵌合凹部33となる。
つまり、第1ロータコア20と第2ロータコア30との間に第1及び第2スペーサS1,S2を介して、界磁磁石40を挟持したとき、界磁磁石40が第1及び第2スペーサS1,S2の当接する当接面の表面積を大きくし、磁気抵抗を小さくすることができる。
・上記第1実施形態では、界磁磁石40の両端面40b,40cの全面を円錐台形状に凸設し、これに合わせて、第1及び第2コアベース21,31の対向面21a,31aの全面を円錐台形状に凹設した。これを、界磁磁石40の両端面40b,40cの一部の面を円錐台形状に凸設し、これに合わせて、第1及び第2コアベース21,31の対向面21a,31aの一部を円錐台形状に凹設して実施してもよい。
・上記第2実施形態では、界磁磁石40の両端面40b,40cを径方向外側に向かってベローズ状(断面正弦波状)に形成し、これに合わせて、第1及び第2コアベース21,31の対向面21a,31aをベローズ状に形成した。
Claims (5)
- 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
を備えたロータであって、
前記界磁磁石の軸方向端面は、その全面が前記磁化方向に対して直交しない面であってロータの軸に向かって縮径するテーパ面に形成さ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
を備えたロータであって、
前記界磁磁石の軸方向端面には、前記磁化方向に対して少なくとも一部に直交しない面が形成され、
前記界磁磁石は、軸方向端面が、同軸方向端面の形状に合わせた面形状を有する磁性部材よりなるスペーサを介してそれぞれ前記第1コアベースと第2コアベースの対向面と当接していることを特徴とするロータ。 - 請求項1又は2に記載のロータにおいて、
前記界磁磁石の上下両端面は、上下各端面の全面が、テーパ面に形成さ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
を備えたロータであって、
前記界磁磁石の軸方向端面には、前記磁化方向に対して少なくとも一部に直交しない面が形成され、
前記界磁磁石の上下面に、ベローズ状又は蛇腹状の折れ面が形成されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜4のいずれか1つ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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