JPH01144337A

JPH01144337A - 永久磁石式電動機のロータ構造

Info

Publication number: JPH01144337A
Application number: JP62302822A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nashiki; 政行梨木; Yoshio Hamada; 浜田　好雄
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-06-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ステータの内側にフランジ、ベアリングを介
して回転自在に置かれたロータを有する永久磁石式電動
機のロータ構造に関する。

（従来の技術）第７図（Ａ）は、従来のロータの一例を示す軸直角断面
構造図であり、同図（Ｂ）はそのＡＯ八へ面構造図であ
る。このロータｌＯは、打抜き等によフて所定の形状に
製作された鋼板を複数枚積層し、軸１の外周と空隙Ｃ１
を開けて円周方向に６個配設された磁極部材１１と、こ
れらの磁極部材１１が順次異なる極となるように各磁極
部材１１間に配設された６個のブロック状のマグネット
１２と、圧入、接着又は溶接等により釉１に嵌着され、
磁極部材１１及びマグネット１２の両端を挟持する２枚
のフランジ１３と、磁極部材１１及びフランジ１３を軸
方向に貫装して固定するボルト１４及びナツト１５とで
構成されている。

このような構成のロータ１０は、磁束密度が高く取れ、
かつマグネットの形状が簡単でコスト的に有利である等
の理由により数多く採用されているが、磁極部材１１が
分割されているので部品数が多くなって取扱いが繁雑に
なると共に、組立てが複雑になるという欠点があった。

また、フランジ１３部での磁気的短絡を避けるため、フ
ランジ１３の材料として高価な非磁性材を使用しなくて
はならず、かつフランジ１３を軸１に嵌入するために加
工精度を高めなければならず、結局電動機としてのコス
トを上昇させるという問題があった。

そこで、部品数を少なくして取扱い及び組立てを容易に
するため、第８図の軸直角断面構造図に示すように磁極
部材２１の内外周を全周継げて一体化すると共に、磁極
部材２１自体が軸１に嵌着してフランジを必要としない
ロータ２０が有る。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上述したロータ２０のように磁・極部材２１の
内外周が継がっていると磁気的に短絡する面積が増える
ので、磁極部材２１の外周よりステータ側に行く有効磁
束量が減少して電動機の効率を低下させる。逆に電動機
の効率の低下を抑えるため磁極部材２１の磁気的短絡面
積を減少させると、ｌ１７ｉ極部材２１を１ＩｉｌＩ１
１に嵌着した際に磁極部材内周部の１ｉ７Ｊ気的短気品
短絡応力破壊を起こし易いという問題が発生する。さら
に、磁極部材２１とｌ１ｉＩｌ１１との磁気的短絡を避
けるため、軸ｌの材料として高価な非磁性部材を使用し
なくはならず、結局電動機としてのコスト上昇させるこ
とが避けられないという問題があった。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本
発明の目的は、電動機としての効率を低下させず、かつ
取扱い及び組立てを容易とすることで、低コストの永久
磁石式電動機のロータ構造を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、磁性材により構成された磁極部材と、この磁
極部材が円周方向で順次異なる極となるように配設され
たブロック状のマグネットとを具備し、前記磁極部材及
び前記マグネットが軸に固着されて成る永久磁石式電動
機のロータ構造に関するものであり、本発明の上記目的
は、前記磁極部材の外周部は隣接する相異なる極が微小
面積で継がっており、前記磁極部材の内周部は同じ極が
強度的に十分な面積で全周継がっており、他の極とは径
方向に設けられた空隙にて磁気的に絶縁されているよう
にすることによって達成される。

（作用）本発明の永久磁石式電動機のロータ構造は、磁極部材内
に設けた空隙にて相異なる極を径方向に磁気的に絶縁す
ることにより、磁極部材を分割することなく、磁気的短
絡を微小に抑えて電動機の効率低下を抑制するものであ
る。

（実施例）第１図（Ａ）は、本発明の永久磁石式電動機のロータの
一例を第８図に対応させて示す軸直角断面構造図であり
、同図（Ｂ）はそのＢＯＢ断面構造図であり、同一構成
箇所は同符号を付して説明を省略する。このロータ３０
の磁極部材３１の外周部は隣接する相異なる極が実用上
差支えない程度の微小磁束にて飽和する面積（即ちマグ
ネット１２部分に半円状の空ｌ５ｆｆＣ３を形成させて
面積を減少させている）で継がっている。また磁極部材
３１の内周部は同じ極（図ではＳ極）が軸１に嵌着して
も応力破壊を起こさないような面積をもって全周継がっ
ており、他の極（図ではＮ極）とは径方向に設けられた
空隙（隣接する２個のマグネット１２間に設けられてい
る）　Ｃ２にて磁気的に絶縁されている。そして、軸１
に嵌着された磁極部材３１及びマグネット１２の両端を
打抜き等で製作された非磁性材の２枚の固定円板３２で
挟持してボルト１４及びナツト１５で固定する。ここで
、このような構成で成るロータ３０の磁路を考えると：
第２図に示すようにステータコア２と磁極部材３１の外
周とのエアギャップＧｌに対し、磁極部材３１内のエア
ギャップＧ２の方が大幅に大きいので、磁気抵抗を考え
た場合にエアギャップＧｌ、ステータコア２の歯部３．
ステータ外周ヨークを通る磁路が形成される。よって磁
極部材３１としては断面形状が分割されることなく継が
っており、また軸１に嵌着する部分も十分な強度を持つ
面積で継がっているにも拘らず、電動機としての有効磁
束量の減少は問題ない値となる。

第３図は、本発明の永久磁石式電動機のロータの別の一
例を第１図（Ａ）に対応させて示す＠直角断面構造図で
あり、同一構成箇所は同符号を付して説明を省略する。

このロータ４０の磁極部材４１のように外周部に空隙ｃ
：＋（第１図（Ａ））を設けずに、相異なる極の部分が
実用上差支えない程度の微小磁束にて飽和する面積で継
げても上述したロータ３０と同様の効果を示すものが得
られる。

第４図（Ａ）及び（Ｂ）は、第１図（Ａ）及び（８）で
説明した永久磁石式電動機のロータ３０の固定円板３２
による固定手段とは別の固定手段の一例を示す親図ＤＤ
側面図及びＣＯＣ断面構造図であり、固定円板３２の代
わりに非磁性材の板を磁極部材３１と同一形状で打抜い
て１枚あるいは複数枚積層した固定部材３３で、磁極部
材３１とは１磁極ピッチ角度分ずらして磁極部材３１の
両端を挟持し、ボルト１４及びナツト１５で固定して、
ＩＴｌｈｌに嵌着する。このように固定部材３３を磁極
部材３１と１磁極ピッチ角度分ずらすことによって磁極
部材３１の空隙ｃ２がある事による強度低下を固定部材
３３で補う事が出来る。

また、固定部材３３と磁極部材３１とが同一形状である
ので、同一プレス型を用いて製作可能である。

さらに、超精密機械等においては磁気的アンバランスに
よる微少なトルクリップルも問題になる場合がある。こ
の場合には、第１図（Ａ）及び（Ｂ）で説明したロータ
３０の磁極形状と磁極との相互関係をバランスさせれば
良い。すなわち、第５図に示すように磁極部材３１を、
その長手方向中央部で分割して回転方向にロｎ８ｉピッ
チ角度分ずらし、分割した間に磁気的短絡を防ぐための
非磁性材の絶縁円板３４を挿入する。そして、絶縁円板
３４を挿入した箇所の＠１の部分１ａにおいても磁気的
短絡が生じるので、その軸部分１ａを非磁性材に置換（
例えば５１１Ｓ３０４を摩擦溶接等により一体化）する
。このように磁極形状と磁極との関係を全体から見てバ
ランスさせることにより、磁気的アンバランスによるト
ルクリップルの発生が無くなり電動機の精度を高めるこ
とができる。

第６図は、第５図で用いた絶縁円板３４の代わりに第４
図（八）　、　（Ｂ）で説明した固定部材３３を用いた
例である。

なお、上述した各実施例のロータのＮ極とＳ極とが反対
の関係となっても同様のものを得ることができる。また
、上述した各実施例においては、６極で説明したが、特
に限定されるものではなく、物理的寸法が許す範囲で任
意の数の極とすることかできる。

（発明の効果）以上のように本発明の永久磁石式電動機のロータ構造に
よれば、部品の製作、取扱い及び組立てが容易になるの
で、工数削減を図って電動機としてのコストを低減させ
ることができると共に、効率の低下がほとんど問題とな
らない電動機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（八）は、本発明の永久磁石式電動機のロータの
一例を示す軸直角断面構造図、同図（Ｂ）はそのＢＯＢ
断面構造図、第２図はそのロータをステータコアに組込
んだ状態を示す軸直角断面構造図、第３図は本発明のロ
ータの別の例を示ず軸直角断面構造図、第４図（八）及
び（Ｂ）は第１図（八）及び（Ｂ）で示したロータを別
の固定手段を用いて固定した例を示す親図ＤＯ側面図及
びＣＯＣ断面構造図、第５図及び第６図はそれぞれ磁気
的バランスの良いロータの例を示す側面断面図、第７図
（＾）は従来の永久磁石式電動機のロータの一例を示す
軸直角断面構造図、同図（Ｂ）はそのＡＯＡ断面構造図
、第８図は従来のロータの別の例を示す軸直角断面構造
図である。１・・・釉、２・・・ステータコア、３・・・歯部、１
０，２０゜３０．４０・・・ロータ、１１，２１，３１
．４１・・・磁極部材、１２・・・マグネット、１３・
・・フランジ、１４・・・ボルト、１５・・・ナツト、
３２・・・固定円板、３３・・・固定部材、３４・・・
絶縁円板。（Ａ）（Ａ）第５凪

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁性材により構成された磁極部材と、この磁極部
材が円周方向で順次異なる極となるように配設されたブ
ロック状のマグネットとを具備し、前記磁極部材及び前
記マグネットが軸に固着されて成る永久磁石式電動機の
ロータ構造において、前記磁極部材の外周部は隣接する
相異なる極が微小面積で継がつており、前記磁極部材の
内周部は同じ極が強度的に十分な面積で全周継がってお
り、他の極とは径方向に設けられた空隙にて磁気的に絶
縁されている事を特徴とする永久磁石式電動機のロータ
構造。
（２）前記磁極部材を、その長手方向中央部で分割して
回転方向に１磁極ピッチ角度分ずらし、前記分割した間
が磁気的に絶縁されている特許請求の範囲第１項に記載
の永久磁石式電動機のロータ構造。