JPH10327547A

JPH10327547A - 永久磁石埋め込みロータとその製造方法

Info

Publication number: JPH10327547A
Application number: JP9350451A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Asano; 能成浅野; Hiroshi Ito; 浩伊藤; Masayuki Shindo; 正行神藤; Yukio Honda; 幸夫本田; Hiroshi Murakami; 浩村上; Naoyuki Sumiya; 直之角谷; Shizuka Yokote; 静横手
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】永久磁石をロータコア内部に埋め込む構造の
モータにおいて、ロータコアに永久磁石を固定し、永久
磁石がコア内部で動くことにより磁石のワレ，カケの発
生を防ぎ、信頼性の高い永久磁石モータを提供する。【解決手段】高透磁率材からなるロータ本体１１に永
久磁石１４を埋設してなる永久磁石モータにおいて、ロ
ータの軸方向の永久磁石１４の先端が切り欠かれてお
り、その切り欠き部分と、ロータ本体に設けられた貫通
した穴にアルミを流し込み、ダイカストしたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高透磁率材からな
るロータ本体に永久磁石を埋設してなる永久磁石埋め込
みロータの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、鉄などの高透磁率材からなる
ロータ本体に永久磁石を埋設することにより、マグネッ
トトルクにあわせて、リラクタンストルクをも利用する
永久磁石モータが知られている。図１１は、リラクタン
ストルクを有効に利用する構造として本発明者らが発明
した永久磁石モータのロータを示す図である。図１２
は、同ロータの断面図である。積層された鉄板からなる
ロータコア１に、永久磁石４が埋設され、ロータコアの
積厚方向の両端に真鍮などの非磁性体の金属からなる端
板８が設けられ、片方の端板の外側に真鍮などの非磁性
体の金属からなるバランスウエイト９が設けられ、リベ
ットピン７により固定されている。

【０００３】しかし、上記構成においては、永久磁石が
ロータコア内で動くため、永久磁石のワレ，カケが発生
することがある。そのため、永久磁石をロータコア内で
固定される必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】永久磁石をロータコア
内で固定するには、永久磁石とロータコアの永久磁石挿
入穴との寸法差が０となることが必要である。製造上の
誤差を考慮すると、ロータコアの永久磁石挿入穴より永
久磁石の寸法が大きくなった場合、コアの変形が発生す
る。コアの変形を防ぐためには、家電等に使われる外径
φ５０〜φ２００程度の小型モータの場合、永久磁石と
ロータコアの永久磁石挿入穴との寸法差が０．１mm程度
必要であった。そこで、永久磁石がロータコア内で動か
ないように、永久磁石を固定させる必要があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、永久磁石挿入穴および固定穴を軸方向に
形成したロータ本体と、永久磁石挿入穴に挿入されると
ともにロータ軸方向の先端に切り欠きを形成した永久磁
石を具備し、ロータ本体の永久磁石挿入穴に永久磁石を
挿入した後、前記ロータ本体の端面にアルミダイカスト
により端板およびバランスウエイトをエンドリングとし
て一体成形すると同時に、前記固定穴と前記切り欠きア
ルミを流し込むようにした製造方法であり、一度に永久
磁石の固定と端板およびバランスウエイトの取付が可能
となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の永久磁石埋め込みロータ
の製造方法は、永久磁石挿入穴および固定穴を軸方向に
形成したロータ本体と、永久磁石挿入穴に挿入されると
ともに先端に切り欠きを形成した永久磁石を具備し、ロ
ータ本体の永久磁石挿入穴に永久磁石を挿入した後、前
記ロータ本体の端面にアルミダイカストにより端板およ
びバランスウエイトをエンドリングとして一体成形する
と同時に、前記固定穴と前記切り欠きにアルミを流し込
むので、一度に端板およびバランスウエイトの取付と、
永久磁石の固定をすることができる。

【０００７】また、本発明のロータの製造方法により得
られたロータのエンドリングを、固定穴ごとに分割した
永久磁石埋め込みロータは、ある磁極に流れる磁束が変
化することによってその磁束に近接するロータの固定穴
内に成形されたアルミバーに発生した渦電流がエンドリ
ングを介して他のアルミバーに流れることにより効率が
低下することを防ぐことが可能である。

【０００８】また、本発明のロータの製造方法により得
られたロータの固定穴を、磁極の中心に対し、ロータの
回転の前進側に備えることにより、磁極中心をロータ回
転の後進側に移動させることになり、リラクタンストル
クをより有効に利用することができる。

【０００９】また、本発明の製造方法により得られたロ
ータの固定穴を、ロータ最内周側に位置する永久磁石の
反磁極面とシャフト穴との間に設けることにより、ステ
ータの磁極の変化およびロータの回転による磁束の変化
の少ない位置に固定穴があるため、固定穴内に形成され
たアルミバーに発生する渦電流が小さいため、効率の低
下を防ぐことが可能である。

【００１０】また、本発明の製造方法により得られたロ
ータの固定穴を、永久磁石挿入穴と一体として設けるこ
とにより、ロータコア内の磁路を形成する部分に穴を開
けることが不用となり、永久磁石をロータコア内部に有
効に配置されることができるため、効率の高いモータを
提供することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。

【００１２】（実施例１）図１，図２，図３により実施
例を説明する。図に示すように積層された鉄板からなる
ロータコア１１に、永久磁石挿入穴とロータコア１１を
貫通している固定穴を設ける。そして、ロータコア半径
方向に２層に設けた永久磁石挿入穴に、この永久磁石挿
入穴より寸法差が０．０５〜０．２mm程度小さく、ロー
タ軸方向の先端に切り欠き部を設けた永久磁石１４を埋
め込む。

【００１３】ロータコア１１が備える固定穴内のアルミ
バー１３と、ロータコア１１の両端面のエンドリング１
２とを一体としてアルミダイカストし、エンドリング１
２にて、永久磁石１４の固定、ロータの端板およびバラ
ンスウエイトも一体成形したものである。

【００１４】このようにロータを成形することにより、
永久磁石挿入穴に埋め込んだ永久磁石１４の切り欠き部
には、エンドリング１２を成形するアルミが入り込み、
アルミバー１３と永久磁石１４をエンドリング１２によ
り連結し、永久磁石１４をロータコア１１に固定するこ
とができる。

【００１５】なお、固定穴は直接アルミダイカストを行
ったが、あらかじめ固定穴にアルミバー１３を挿入し、
その後、アルミダイカストにてエンドリング１２を成形
し、アルミバー１３と連結してもよい。

【００１６】従来、端板，バランスウエイト，リベット
ピンを別部品として組み立てていたものをアルミダイカ
ストで成形することにより、生産性を向上させ、コスト
を低減することができる。

【００１７】このように構成したロータを用いて電動機
を構成することは可能であり、従来と比較して、生産性
を向上し、コストを低減することができる。

【００１８】（実施例２）図４により実施例２を説明す
る。図２に示す永久磁石埋め込みロータは、上記実施例
と同様に、積層された鉄板からなるロータコア２１に、
永久磁石挿入穴とロータコア２１を貫通している固定穴
を設ける。そして、ロータコア半径方向に設けた２層の
永久磁石挿入穴に、この永久磁石挿入穴より寸法差が
０．０５〜０．２mm小さく、ロータ軸方向の先端に切り
欠き部を設けた永久磁石を埋め込む。

【００１９】そして、ロータコア２１が備える固定穴内
のアルミバーとロータコア２１の両端面のエンドリング
２２とを一体としてアルミダイカストし、エンドリング
２２にて、永久磁石１４の固定、ロータの端板およびバ
ランスウエイトをも一体成形したものである。

【００２０】この時、隣接するアルミバーが連結しない
ように、ロータコアが備える固定穴内に成形されたアル
ミバー相互間のエンドリングを分割するスリット２６を
設けて絶縁部とする。このように絶縁部を設けることに
より、隣接する極のアルミバーに発生した渦電流が、絶
縁部が存在することにより、エンドリングを介して回路
が短絡することなく、アルミダイカストによるモータの
効率低下を防ぐことができる。

【００２１】なお、絶縁部としてスリットを用いたが、
スリットでなくとも樹脂などの絶縁材を介在させてもよ
い。

【００２２】（実施例３）図５により実施例３を説明す
る。ロータコア３１のアルミバー３３の位置をロータ回
転に対して前進側においている。アルミバーに渦電流が
流れることにより、弱め磁束位置がロータ回転に対して
後進側に移動する。図６は、電流位相進み角とトルクの
関係を示すグラフである。マグネットトルクは電流位相
進み角が０度で最大となる。一方、リラクタンストルク
は電流位相進み角が４５度で最大になる。アルミバー３
３の位置がロータ回転に対して前進側にあることによ
り、磁極中心がロータ回転の後進側に移動することによ
り、リラクタンストルクに対する電流位相が仮想的に進
むので、高いマグネットトルクの電流位相において、高
いリラクタンストルクを得ることができ、同じ電流でよ
り高いトルクを実現することができる。

【００２３】（実施例４）図７により実施例４を説明す
る。ロータコア４１のアルミバー４３の位置を、ロータ
最内周側に位置する永久磁石の反磁極面４５とシャフト
穴５との間においている。ロータ最外周側に位置する永
久磁石の磁極面４６から出た磁束は、ステータの磁極の
変化およびロータの回転により大きく変化するが、ロー
タ内周側に位置する永久磁石の反磁極面４５から出た磁
束は、隣接する極のロータ内周側に位置する永久磁石の
反磁極面にほぼ安定して流れるため、磁束の変化は小さ
い。従って、アルミバー４３に流れる渦電流は小さく、
効率の低下を防ぐことができる。

【００２４】（実施例５）図８により実施例５を説明す
る。ロータコア５１のアルミバー５３用の固定穴を、ロ
ータ最内周側に位置する永久磁石の反磁極面５５と連続
して設けている。永久磁石挿入穴と連続した固定穴は、
ロータ最内周側の反磁極面５５の磁極中心に位置してい
る。ロータ最内周側の反磁極面５５から出た磁束は、磁
極中心を境に、両側に分かれて流れて行く。従って、ア
ルミバー５３は、磁路を妨げるものではない。従って、
ロータコア５１に有効に磁路を形成することができ、効
率の高いモータを提供できる。

【００２５】（実施例６）図９により実施例６を説明す
る。図に示すように積層された鉄板からなるロータコア
６１に、永久磁石挿入穴とロータコア６１を貫通してい
る固定穴を設ける。そして、ロータコア半径方向と直角
に設けた永久磁石挿入穴に、この永久磁石挿入穴より寸
法差が０．０５〜０．２mm程度小さく、ロータ軸方向の
先端に切り欠き部を設けた永久磁石６４を埋め込む。

【００２６】ロータコア６１が備える固定穴内のアルミ
バー６３と、ロータコア６１の両端面のエンドリング
（図示せず）とを一体としてアルミダイカストし、エン
ドリグ（図示せず）にて、永久磁石６４の固定、ロータ
の端板およびバランスウエイトも一体成形したものであ
る。

【００２７】ロータコア６１のアルミバー６３の位置
を、永久磁石の反磁極面６５とシャフト穴５との間にお
いている。また、アルミバー６３は、磁極中心付近に位
置するため、アルミバー６３がロータコア６１内部の磁
路を妨げることがない。また、ロータ内周側に位置する
永久磁石の反磁極面６５から出た磁束は、隣接する極の
ロータ内周側に位置する永久磁石の反磁極面６５にほぼ
安定して流れるため、磁束の変化は小さい。従って、ア
ルミバー６３に流れる渦電流は小さく、効率の低下を防
ぐことができる。

【００２８】（実施例７）図１０により実施例７を説明
する。図に示すように積層された鉄板からなるロータコ
ア７１に、台形状の永久磁石挿入穴を設ける。そして、
ロータコア半径方向と直角に設けた永久磁石挿入穴に、
この永久磁石挿入穴より寸法差が０．０５〜０．２mm程
度小さくし、ロータ軸方向の先端に切り欠き部を設けた
板状の永久磁石７４を埋め込む。永久磁石挿入穴に永久
磁石７４を挿入したとき、永久磁石７４の両端には空気
層がある。この空気層を固定穴として利用する。上記空
気層に成形されるアルミバー７３と、ロータコア７１の
両端面のエンドリング（図示せず）とを一体としてアル
ミダイカストし、エンドリング（図示せず）にて、永久
磁石７４の固定、ロータの端板およびバランスウエイト
も一体成形したものである。

【００２９】本構成により、ロータコア７１内部に穴を
設ける必要がなく、ロータコア７１内部の磁路を妨げる
ことがない。また、ロータ内部に有効的に永久磁石を配
置することができるため、高いトルクを実現することが
できる。

【００３０】なお、上記各実施例は、４極のロータとな
っているが、本発明は４極に限るものではなく、また、
磁石の数や形状、固定穴の形状などによらず適用可能で
ある。また、端板，バランスウエイトのみならず、放熱
フィンその他の部品を一体としてアルミダイカストにて
成形することができる。

【００３１】

【発明の効果】本願請求項１記載の発明は、永久磁石の
固定および端板，バランスウエイトの取り付けがダイカ
ストにより一度に行なうことができるので、生産性の向
上、およびコストの低減を実現しつつ、永久磁石をロー
タコアに固定することが可能となり、磁石のワレ，カケ
の少ない、信頼性の高い永久磁石モータを提供すること
ができる。

【００３２】本願請求項２記載の発明は、アルミバーが
発生した渦電流がエンドリングを介して他のアルミバー
に流れることにより効率が低下することを防ぐことが可
能であるので、効率の高い永久磁石モータを提供するこ
とができる。

【００３３】本願請求項３記載の発明は、ロータ本体に
設けられた貫通した穴を、磁極の中心に対し、ロータの
回転の前進側に設けることにより、磁極中心をロータ回
転の後進側に移動させることになり、リラクタンストル
クをより有効に利用し、効率の高い永久磁石モータを提
供することができる。

【００３４】本願請求項４記載の発明は、磁束の変化が
小さい位置にアルミバーを設けるため、アルミバーに流
れる渦電流は小さく、効率の低下を防ぐことができ、効
率の高い永久磁石モータを提供することができる。

【００３５】本願請求項５記載の発明は、ロータコア内
部に穴を設ける必要がなく、ロータコア内部の磁路を妨
げることがない。また、ロータ内部に有効的に永久磁石
を配置することができるため、高いトルクを実現し、効
率の高い永久磁石モータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す斜視図

【図２】本発明の実施例１を示す断面図

【図３】本発明の実施例１を示すＡ−Ａ’断面図

【図４】本発明の実施例２を示す斜視図

【図５】本発明の実施例３を示す断面図

【図６】電流位相進み角とトルクの関係を示す図

【図７】本発明の実施例４を示す断面図

【図８】本発明の実施例５を示す断面図

【図９】本発明の実施例６を示す断面図

【図１０】本発明の実施例７を示す断面図

【図１１】従来の永久磁石埋め込みロータを示す斜視図

【図１２】従来の永久磁石埋め込みロータを示す断面図

【符号の説明】

１１ロータコア１２エンドリング１３アルミバー１４永久磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本田幸夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者村上浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者角谷直之大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者横手静大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】永久磁石挿入穴および固定穴を軸方向に形
成したロータ本体と、永久磁石挿入穴に挿入されるとと
もに、ロータの軸方向の先端に切り欠きを形成した永久
磁石を具備し、ロータ本体の永久磁石挿入穴に永久磁石
を挿入した後、前記ロータ本体の端面にアルミダイカス
トによりエンドリングを一体成形すると同時に、前記固
定穴と前記切り欠きにアルミを流し込むようにした永久
磁石埋込ロータの製造方法。
【請求項２】請求項１記載のロータの製造方法により得
られたロータのエンドリングを、固定穴ごとに分割した
永久磁石埋め込みロータ。
【請求項３】請求項１記載のロータの製造方法により得
られたロータの固定穴を、磁極の中心に対し、ロータの
回転の前進側に設けた永久磁石埋め込みロータ。
【請求項４】請求項１記載のロータの製造方法により得
られたロータの固定穴を、ロータ最内周側に位置する永
久磁石の反磁極面とシャフト穴との間に設けた永久磁石
埋め込みロータ。
【請求項５】請求項１記載のロータの製造方法により得
られたロータの固定穴を、永久磁石挿入穴と一体として
設けた永久磁石埋め込みロータ。