JPH07184334A - モータの逆突極型ロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータ本体への逆突極の固着力を増大した逆
突極型ロータを提供する。 【構成】 モータのロータ本体３と、ロータ本体３の外
周に固定したマグネット４と、所定の形状に加工した電
磁鋼板を積層してマグネット４の外周面に固定した逆突
極５をそなえたモータの逆突極型ロータ１において、電
磁鋼板を積層してなる逆突極５に積層固着部として溶接
部７を設けると共に、積層固着部（７）を逆突極５の磁
束密度の低い部位、とくに、逆突極５の回転方向の両端
部でかつ逆突極５のマグネット４側から逆突極５の外周
端側までの高さの５０％以内の部位に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種装置において回転
動力源として使用されるモータの逆突極型ロータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のモータの逆突極型ロータとして
は、例えば、図１０および図１１に示すようなものがあ
る。

【０００３】まず、図１０に示すように、モータは、ケ
ースを除いた状態において、大きく分けて、ステータ５
１とロータ６１とから構成されている。そして、図１１
に示すように、ステータ５１は、ステータコア５２をそ
なえていて、このステータコア５２はリング形状に加工
された鋼板を積層したものとしている。このステータコ
ア５２の内周には、スロットと呼ばれる溝５３が内周方
向に対数形成されており、その溝５３に巻線５４が挿入
されている。

【０００４】一方、ロータ６１は、シャフト６２と、こ
のシャフト６２よりも太径のロータ本体６３をそなえて
おり、ロータ本体６３の外周に円筒状のマグネット６４
が接着により取付けられ、この円筒状のマグネット６４
の外周には、扇形に打ち抜き加工された電磁鋼板を積層
した逆突極６５が接着剤６６により取り付けられてい
る。

【０００５】このロータ６１は、ステータコア５２の内
部に挿入され、巻線５３より発生する磁力によって回転
運動する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来におけるモータの逆突極型ロータにあっては、
ロータ６１を構成する逆突極６５の各電磁鋼板の内側端
面とマグネット６４の外周面とが接着剤６６により接合
されたものとなっていたため、ロータ６１の回転数が増
大してより大きな回転遠心力が発生したときや、モータ
作動時の発熱により接着剤の強度が低下したときなどに
は、逆突極６５の保持が十分になされないこととなるの
で、高回転には向かないものとなったり、温度が上昇す
る状況では使用できないものになったりするという問題
点があり、このような問題点を解決することが課題であ
った。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、ロータ本体への逆突極の
固着力を増大したものとして、高回転にも使用すること
が可能であると共に、温度が上昇する状況においても使
用することが可能であるモータの逆突極型ロータを提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるモータの
逆突極型ロータは、モータのロータ本体（シャフトであ
る場合を含む）と、前記ロータ本体の外周に固定したマ
グネットと、所定の形状に加工した電磁鋼板を積層して
マグネットの外周面に固定した逆突極をそなえたモータ
の逆突極型ロータにおいて、電磁鋼板を積層してなる逆
突極に積層固着部を設けると共に、前記積層固着部を逆
突極の磁束密度の低い部位に設けた構成としたことを特
徴としている。

【０００９】また、本発明に係わるモータの逆突極型ロ
ータの実施態様においては、逆突極の積層固着部を、逆
突極の回転方向の少なくとも一端部でかつ逆突極のマグ
ネット側から逆突極の外周端側までの高さの５０％以内
の部位に設ける構成とすることができ、また、同じく実
施態様において、逆突極の積層方向端面に逆突極端面板
を固定し、逆突極端面板をロータ本体と結合する構成と
することもできる。

【００１０】

【発明の作用】本発明に係わるモータの逆突極型ロータ
では、上記した構成としたから、電磁鋼板を積層してな
る逆突極が積層固着部を介して一体化されたものとな
り、マグネットへの逆突極の固定力がより一層増大した
ものとなって、ロータが高回転となることにより回転遠
心力がさらに増大したり、温度が上昇する状況で使用さ
れたりするときでも十分に使用されるうるものとなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係わるモータの逆突極型ロー
タの実施例を図面に基いて説明する。

【００１２】図１ないし図７は、本発明の一実施例を示
すものであって、図１に示すように、モータの逆突極型
ロータ１は、シャフト２およびこのシャフト２よりも太
径のロータ本体３をそなえており、ロータ本体３の外周
に円筒状のマグネット４が接着により取り付けられ、こ
の円筒状のマグネット４の外周には、扇形に打ち抜き加
工された電磁鋼板を積層した逆突極５が接着剤６により
取り付けられていると共に、打ち抜き加工された電磁鋼
板をその回転方向の両端側で積層固着部としての溶接部
７，７を介して１枚１枚固定しており、さらに、逆突極
５の積層方向の両端部には逆突極端面板８が溶接部７に
より取り付けられていて、ロータ本体３の方に延長して
いる固定部分８ａがボルト９によって、ロータ本体３に
固定されている構造としている。

【００１３】図２は、図１に示した逆突極型ロータ１の
製造工程を示すフローチャートであり、図３は逆突極５
の製造装置を示すものである。

【００１４】まず、コイル状に巻かれている電磁鋼板１
１は、プレス装置１２のダイ１２ａとパンチ１２ｂとに
より扇形状に打ち抜かれて、ダイ１２ａの内部に積層さ
れていく。そして、ダイ１２ａの側面の対向する二個所
には、レーザ溶接ヘッド１３，１３が設置されており、
これにより各電磁鋼板同士が１枚１枚積層固着部として
の溶接部７を介して接合されて一体化される。

【００１５】そして、所定の枚数、もしくは所定の積層
厚さになった時点で逆突極５がプレス装置１２より取り
出される。ここで、取り出された逆突極５は、積層方向
の両端に逆突極端面板８をレーザ溶接で取り付ける。

【００１６】次いで、逆突極端面板８を取り付けた逆突
極５をロータ３の外周に固定したマグネット４の外側に
例えば図示例の場合には等間隔の４個所に取り付け、ロ
ータ本体３の端面に形成しためねじ穴と逆突極端面板８
に形成したボルト孔とを位置合わせして、ボルト９で固
定する。

【００１７】なお、本発明では、逆突極端面板８を用い
ず、電磁鋼板を積層してこれらを積層固着部としての溶
接部７により一体化した逆突極５をマグネット４に接着
剤６を介して接合したものとすることができ、また、こ
の接着剤６による接合と逆突極端面板８を設けたボルト
９による結合とを併用したものとすることができ、ある
いは、接着剤６を用いず、逆突極端面板８を設けてボル
ト９により結合する構造とすることもできる。

【００１８】ところで、逆突極５は、ステータ５２から
の磁束が多く通過するため、溶接部７等による最適な積
層固着部位を選択しなければ、モータの性能を大幅に低
下させてしまうことになる。

【００１９】図４は、磁束Ｆの流れのシミュレーション
結果を示すものである。図４に示すように、逆突極５内
の磁束密度は、ロータ１の回転方向の両端部でかつまた
マグネット５に近いところが、小さくなっている。

【００２０】図５は、逆突極５の回転方向の両端部に設
けたＡ，Ｂ，Ｃよりなる３つの測定点での磁束密度を、
励磁電流を変化させて記録したグラフである。このグラ
フから、励磁電流を上げていくと、測定点ＡおよびＢは
磁束密度の上昇が早いが、測定点Ｃは上昇が遅いことが
わかる。つまり、磁束密度は逆突極５の外周端側、すな
わちロータ１の外周側から磁束密度が高くなることがわ
かる。

【００２１】図６は、モータの最大励磁電流時における
逆突極５の回転方向端部の磁束密度を測定した結果を示
したもので、横軸を測定位置とし縦軸を磁束密度として
いる。なお、横軸の測定位置は、図７に示すように、ロ
ータ１の外周側（つまり、逆突極５の外周端側）を０、
マグネット４側を１００としている。

【００２２】これによると、モータの性能に影響が少な
い磁束密度以下となるのは、マグネット４側から逆突極
５の外周端側までの高さの５０％以下の部分であること
がわかる。つまり、回転方向の端部において、マグネッ
ト４側から逆突極５の外周端部までの高さの５０％以内
のところに逆突極コア５の固着部分、すなわち積層固着
部を設ければ、モータの性能には影響が少ないことがわ
かる。よって、逆突極コア５の積層固着部はこの範囲に
設ければよいということになる。

【００２３】図８には、本発明の他の実施例を示す。

【００２４】この実施例では、逆突極５に設ける積層固
着部として、半抜きのかしめ部１７を適用した場合を示
すものである。この積層固着部としてのかしめ部１７
は、図３に示したプレス装置１２において、パンチ１２
ｂとして半抜きのかしめ用突部を有しているものを用い
て行われる。そして、打ち抜かれた電磁鋼板は、ダイ１
２ａ内に積層されるが、その際に、回転方向の端部近傍
においてマグネット４側から逆突極５の外周側端面まで
の高さの５０％以内のところに半抜き状態の凹みをつ
け、さらに、その上に同様な電磁鋼板を積層して固着を
する。このようにして電磁鋼板の積層を行い、所定の枚
数もしくは所定の積層厚さとなったところでかしめ用パ
ンチ１２ｂを非作動状態にして、１つ分の逆突極５が完
成する。この後の工程は、前記と同様である。

【００２５】この実施例では、かしめによって板厚の半
分近くが隣接する電磁鋼板にかしめられているため、逆
突極５のうち電磁鋼板の１枚ないし数枚だけが遠心力で
飛び出そうとしても、このような遠心方向の力を上記か
しめ部分の存在によって抑えることが可能であり、より
高回転に対応できるものとなる。

【００２６】図９には、本発明のさらに他の実施例を示
す。

【００２７】この実施例では、逆突極５に設ける積層固
着部として、ブレード２７の圧入を適用したものであ
る。

【００２８】すなわち、図３に示したプレス装置１２に
よる電磁鋼板１１の打ち抜きの際に、逆突極５の回転方
向の両端部においてマグネット４側から逆突極５の外周
端側までの高さの５０％以内のところに、ブレード２７
を圧入するための溝５ｂが形成されるように電磁鋼板１
１を打ち抜く。そして、打ち抜いたコアと溝８ｂが形成
された逆突極端面板８を治具に入れて積層して溝５ｂ，
８ｂを一直線状にし、その状態で溝５ｂ，８ｂにブレー
ド２７を圧入する。このようにして、ブレード２７を溝
５ｂ，８ｂ内に圧入することによって、各コアは固定さ
れ、前記実施例と同様にロータ本体３にボルト９でねじ
込んで固定される。

【００２９】以上、実施例について述べたが、逆突極５
をロータ本体３に固定するに際しては、ボルト締めだけ
に限定されず、スポット溶接やかしめなどで固定するこ
とも可能である。さらに、積層した電磁鋼板に積層固着
部を設ける場合、これも決して型内で自動積層すること
に限定される必要はなく、電磁鋼板を１枚ずつ治具で積
層して、溶接等の積層固着部を介して固着することも可
能である。

【００３０】この実施例では、積層した電磁鋼板をブレ
ード２７によって固定しているため、逆突極５のうち電
磁鋼板の１枚ないしは数枚だけが遠心力で飛び出そうと
しても、このような遠心方向の力を上記ブレード２７の
圧入によって阻止することが可能であり、より高回転に
対応できるものとなる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
るモータの逆突極型ロータでは、電磁鋼板を積層してな
る逆突極に積層固着部を設けると共に、前記積層固着部
を逆突極の磁束密度の低い部位に設けた構成としたか
ら、逆突極の内部を通過する磁束の流れへの妨害を最小
限にし、モータ性能の低下を抑えながら、逆突極の固着
力を増大したものとすることが可能であるため、モータ
を高回転化することが可能であると共に温度が上昇する
状況においても使用することが可能になるという著しく
すぐれた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるモータの逆突極型ロータの一実
施例を示す部分斜視説明図である。

【図２】本発明の実施例における逆突極型ロータの製造
工程を示すフローチャートである。

【図３】電磁鋼板を扇形に打ち抜くプレス装置の概念的
説明図である。

【図４】逆突極における磁束流れのシミュレーション結
果を示す説明図である。

【図５】逆突極型ロータの回転方向端面における測定点
Ａ，Ｂ，Ｃと磁束密度と励磁電流の関係を示すグラフで
ある。

【図６】モータ使用時の最大励磁電流時における磁束密
度の分布測定結果を示すグラフである。

【図７】逆突極の回転方向端部の測定位置を示す説明図
である。

【図８】逆突極に設ける積層固着部としてかしめを適用
した他の実施例を示す部分斜視説明図である。

【図９】逆突極に設ける積層固着部としてブレードを溝
に圧入して固着した構造を適用した他の実施例を示す部
分斜視説明図である。

【図１０】逆突極型ロータをそなえた従来のモータを示
す斜面説明図である。

【図１１】図１０に示したモータの逆突極型ロータおよ
びステータを拡大して示す断面説明図である。

【符号の説明】

１ モータの逆突極型ロータ ２ シャフト ３ ロータ本体 ４ 円筒状のマグネット ５ 逆突極 ６ 接着剤 ７ 溶接部（積層固着部） ８ 逆突極端面板 ９ ボルト １７ 半抜きのかしめ部（積層固着部） ２７ ブレード（積層固着部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータのロータ本体と、前記ロータ本体
   の外周に固定したマグネットと、所定の形状に加工した
   電磁鋼板を積層してマグネットの外周面に固定した逆突
   極をそなえたモータの逆突極型ロータにおいて、電磁鋼
   板を積層してなる逆突極に積層固着部を設けると共に、
   前記積層固着部を逆突極の磁束密度の低い部位に設けた
   ことを特徴とするモータの逆突極型ロータ。
2. 【請求項２】 逆突極の積層固着部を、逆突極の回転方
   向の少なくとも一端部でかつ逆突極のマグネット側から
   逆突極の外周端側までの高さの５０％以内の部位に設け
   る請求項１に記載のモータの逆突極型ロータ。
3. 【請求項３】 逆突極の積層方向端面に逆突極端面板を
   固定し、逆突極端面板をロータ本体と結合する請求項１
   または２に記載のモータの逆突極型ロータ。