JPH0365034A

JPH0365034A - モータ用回転子

Info

Publication number: JPH0365034A
Application number: JP1198367A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sakurai; 修桜井
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-20
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0828944B2

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、インナーロータ形のブラシレスモータに用い
られる回転子に関する。

［従来の技術］例えばステッピングモータにおいて、例えば１５０００
ｒｐｍ以上の高速回転が達成できるような、高入力・高
出力のものは従来提供されていないが、このようなモー
タを得るには、高磁束の回転子を形成すればよい。

そこで、このようなモータを得るにあたって、モータの
径に制約がある場合には、第７図に示す回転子軸１上に
複数個の回転子本体２を取付けた回転子１０を採用する
ことが考えられている。

上記回転子本体２は、軸方向に着磁された円板状の永久
磁石３の両側面に、夫々ロータヨーク４を重ね合わせて
形成されている。そして、各回転子本体２は、回転子軸
１の一端側に同じ極が位置かも互いに間隔Ｇをもって取
付けられている。

なお、第７図中５はモータフレーム、６はステ内部に回
転子本体２を収容してモータフレーム７内に設けられて
おり、また、一対の軸受９は回転子軸１を回転自在に支
持している。

Ｃ発明が解決しようとする課題］上記のように複数個の回転子本体２が、間隙Ｇをもって
互いに離間して設けられる回転子１０を用いる場合には
、回転子１０および固定子６の軸方向寸法が大きくなり
、モータが大形化するという問題がある。

それに伴って、コイル８の巻き量が多くなるから、その
銅損が増えて、モータの効率が低下するという問題があ
る。

本発明の目的は、複数個の回転子本体を有するにも拘ら
ず、小形でモータ効率を向上させ得るモータ用回転子を
得ることにある。さらに、本発明の他の目的は、回転を
円滑化できるモータ用回転子を得ることにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明のモータ用回転子に
おいては、回転子軸に取付けられる複数個の回転子本体
の夫々が備える一対のロータヨークを、これらヨークが
両側面に重ね合わされる永久磁石の外周面を覆う円弧状
カバー部を周面の一部に有して、断面り字形に形成し、
これら一対のロータヨークをそのカバー部が上記回転子
軸に対して点対称にとなるように配置する。そして、上
記複数個の回転子本体を、互いに異なる極性のロータヨ
ーク同志を重ね合わせて、上記回転子軸上に積層して取
付けたものである。

また、回転を円滑化するために、上記回転子本体の個数
を偶数にするとよい。

［作用コ複数個の回転子本体は互いに積層されて回転子軸上に取
付けられているので、この回転子全体の軸方向長さを短
くできるとともに、それに伴って固定子のコイル量を少
なくできる。そして、積層された各回転子本体の合わせ
面の極性を異極としたから、隣接する回転子本体同志が
磁気的に短絡することがない。そのため、複数の回転子
本体同志を積層して設けたにも拘らず、各回転子本体が
備える永久磁石の磁束を有効に利用できる。

また、断面り字形をなすロータヨークには、その形状的
アンバランスを原因とする力が作用する。

しかし、回転子本体の積層数は偶数であるから、互いに
重ね合わされたロータヨークには、回転軸の軸方向の力
が互いに向かい合う方向に作用するが、これらを相殺で
きる。それだけでなく、回転子の両端に位置されたロー
タヨークに働く回転軸の軸方向の力は、回転軸の軸線を
境に径方向片側において互いに逆方向に向くから、これ
らも相殺できる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を第１図から第５図を参照して
説明する。

回転子１１は、回転子軸１２と、この軸１２上に複数個
積層して取付けられる回転子本体１３とから形成されて
いる。この回転子１１は１５０００ｒｐｍ以上の高速回
転をなす高入力・高出力のインナーロータ形のステッピ
ングモータに使用される。

なお、回転子１１と図示しないステータとの関係は第７
図のものと同様である。

各回転子本体１３は本実施例においては偶数個使用され
、これらは永久磁石１４と、一対のロータヨーク１５と
から形成されている。

する中心孔１４ａを有している。

一対のロータヨーク１５は、その大きさおよび形状とも
同一の構造である。これらのロータヨーク１５は、第４
図および第５図に示すように永久磁石１４の側面に重な
るヨーク主部１６の周縁の一部に、この主部１６に対し
て略直角方向に延びるカバー部１７を一体に設けて、断
面り字形をなが貫通する中心孔１６ａが形成されている
。

これら一対のロータヨーク１５は、着磁された永久磁石
１４の両側面にヨーク主部１６を重ね合わせて設けられ
、それによってカバー部１７が永久磁石１４の外周面と
対向して、この外周面の一部を覆って設けられている。

しかも、第１図およ配置となるようにして、永久磁石１
４の両側面に重ね合わされている。

そして、上記構成をなす偶数個の各回転子本体１３は回
転子軸１２上に互いに積層して取付けられている。しか
も、これらの積層は、回転子軸１２の軸線に直角に交差
する方向に沿う線を基準とした場合に、この基準線の線
対称となる配置にして積層されている。換言すれば、互
いに異なる極性のロータヨーク１５同志を重ね合わせて
、各回転子本体１３が積層されている。第３図に６ロて
中心孔１４ａ、１６ａを圧入して取付け≠株ることによ
って、異極同志の反発力に抗して動き止めされているが
、必要によりストッパリング等の動き止め手段を設けて
も差支えない。また、隣接する回転子本体１３のカバー
部１７の先端同志は僅かなギャップをもって離れている
。

このような構成の回転子１１を用いたステッピングモー
タは、回転子１１の各回転子本体１３を内部に収容して
設けられた図示しない固定子のコイルを励磁し、その励
磁相を順次切換えることにより、この固定子のステータ
と各回転子本体１３との間に形成される磁気回路によっ
て、回転子１１を回転させる。そして、回転子１１のロ
ータヨーク１５はカバー部１７を有していて、ロータヨ
ーク１５とステータの突極との対向面積が大きいので、
これらの間に磁束を極めて容易に通すこが減じることが
ないので、回転子本体１３の数に応じて磁束を高めるこ
とができる。

さらに、各回転子本体１３は、互いに間に磁気抵抗用の
空隙を確保することなく辱積層されている。そのため、
回転子１１の軸方向長さを短くでき、それに伴って、固
定子も短くできるので、結局はモータを小形化できる。

ししかも、この小形化により、ステータに巻かれるコイル
の量も少なくなるから、銅損が少なくなる。したがって
、それに応じてモータの効率を向上できる。なお、モー
・夕の軸方向長さを短くしない場合には、回転子軸１２
により多くの回転子本体１３を積層できるので、より高
磁束の回転子１１とすることができることは勿論である
。

そして、各回転子本体１３が積層されているにも拘らず
、隣接する回転子本体１３の重なっているロータヨーク
１５同志は異極であるので、隣接する回転子本体１３同
志が磁気的に短絡することがない。したがって、各回転
子本体１３が備える永久磁石１４の磁束を有効に利用で
き、有効磁束が減少することがない。

また本実施例は各回転子本体１３を偶数個積層しである
から、回転時に発生する余計な力を相殺して、円滑に回
転できる。つまり、各回転子本体１３のロータヨーク１
５はカバー部１７を有しているから、その形状的アンバ
ランスにより各ロータヨーク１５の夫々には回転に伴っ
て、第１図中点線矢印で示す力Ｆが作用する。各力Ｆは
同じ大きさである。なお、第１図中２点鎖線は、各ロー
タヨーク１５とそれに対応して作用する力Ｆとの力Ｆ、
と、上記軸線に直角な方向に沿う分力Ｆ２とに分解でき
るが、そのうち分力Ｆ２は回転性能には殆ど影響しない
。そして、第１図に示されるように互いに重ね合わされ
たロータヨーク１５同志の分力Ｆ２は、互いに向かい合
っているから、これらは相殺される。また、回転子１１
の両端（第１図では上端および下端）に位置されたロー
て径方向片側（第１図では右側）にあって、互いに逆方
向に向いている。そのため、一方のロータくンヨーク１５に働く分力Ｆ２は、回転軸１２の一端これら
の分力Ｆ２も相殺される。したがって、回転子１１に作
用する余計な力をなくすことができ、モータの振動およ
びそれに基づく騒音の発生を抑制できる。

なお、比較のために示した第６図は回転子本体１３が奇
数個である場合である。この構成では、側に配置される
ために、上記上下両端に位置され中矢印Ａで示すような
余計な力が与られ、回転子１１の回転に良くない影響を
及ぼすおそれがある。

［発明の効果］以上説明した本発明のモータ用回転子においては、回転
子軸に取付けられる複数個の回転子本体の夫々が備える
一対のロータヨークを、これらヨークが両側面に重ね合
わされる永久磁石の外周面を覆う円弧状カバー部を有し
て、断面り字形に形成し、これら一対のロータヨークを
そのカバー部が回転子軸に対して点対称にとなるように
配置するとともに、上記複数個の回転子本体を、互いに
異なる極性のロータヨーク同志を重ね合わせて、回転子
軸上に積層して取付けた構成により、有効磁束が減少す
ることなく、軸方向長さが短い小形な回転子を得ること
ができ、そして、この回転子の使用によりモータ効率も
向上させることができる。

また、回転子本体の個数を偶数にした本発明のモータ用
回転子においては、ロータヨークの形状を原因とするア
ンバランスによる力を消失させて、円滑な回転を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は
断面図、第２図は斜視図、第３図は分解断面図、第４図
はロータヨークの平面図、第５図は第４図中ｖ−ｖ線に
沿う断面図である。第６図は奇数個の回転子本体を備え
た回転子の断面図である。第７図は従来の回転子を備え
たモータの断面図である。１１・・・回転子、１２・・・回転子軸、１３・・・回
転子本体、１４・・・永久磁石、１５・・・ロータヨー
ク、１７・・・カバー部。図面の浄書（内容に変更なし）

Claims

【特許請求の範囲】１、軸方向に沿って着磁された円板状の永久磁石と、こ
の磁石の両側面に夫々重ね合わされる一対のロータヨー
クとからなる回転子本体を複数個備え、これら回転子本
体を回転子軸上に取付けたモータ用回転子において、上記一対のロータヨークが、その周面の一部に上記永久
磁石の外周面を覆う円弧状カバー部を有して断面Ｌ字形
をなしているとともに、これら一対のロータヨークはそ
のカバー部を上記回転子軸に対して点対称に配置して設
けられており、上記複数個の回転子本体が、互いに異な
る極性のロータヨーク同志を重ね合わせて上記回転子軸
上に積層されていることを特徴とモータ用回転子。２、上記回転子本体の個数が偶数であることを特徴とす
る請求項１に記載のモー用回転子。