JPH11355987A - 回転電機用ロータ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、ロータコアを積層して構成さ
れるロータのロータコア積み厚を一定に保つことができ
る押え板を備えた電動機を提供することにある。 【解決手段】シャフトとロータコアの固定部に円筒状の
逃げを設けた押え板を有し、且つ非磁性体の材料で形成
されている押え板とを有する構造とすることにより、ロ
ータコアの積み厚を一定に保つことができ、且つ永久磁
石の磁束が軸方向に漏らさない電動機にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石式の回転
子を備えた回転電機に係り、特に両端に押え板を用いた
回転子を備えた回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の永久磁石式の回転子を備えた電動
機としては、例えば特開平9−182387号公報に記載され
ているように、永久磁石の位置決め用のツバ部及びキー
を設けたシャフトとロータコアに設けたキー溝による嵌
合方式としているものがある。この例によれば、シャフ
トに一方の押え板と回転子を挿入後、シャフトのツバ部
と反対方向側から他方の押え板を挿入しシャフトと回転
子を固定する構造としている。上記押え板形状は、回転
子接触面側を平面でなる構造としている。即ち、回転子
とシャフトの固定及び永久磁石の固定を１種類の押え板
で同時に行う形状としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような構造からなる押え板を備える電動機において
は、シャフトのロータコア焼き嵌め部外径寸法とロータ
コア内径寸法の圧入代の差異から生じるロータコア焼き
嵌め後のシャフト嵌合部ロータコアの変形、及びロータ
コアの板厚変化によるロータコア積み作業加圧解放後の
鋼板の変形を抑える手段については特に言及されていな
い。また、永久磁石の位置決め用のツバ部及びキーを設
けたシャフトとロータコアに設けたキー溝による嵌合方
式では、シャフトの加工工数が増大する。

【０００４】特にロータコアに設けた永久磁石挿入スロ
ットに樹脂材を介して永久磁石を組込むようにした回転
子においては、鋼板間からの樹脂材漏れ防止のため、鋼
板の永久磁石挿入部隙間を最小限に抑えることが必要で
あり、当然鋼板の永久磁石挿入部の積み厚を一定に保つ
ことが要求される。

【０００５】本発明の目的は、鋼板を積層して構成され
る回転子の永久磁石挿入部の隙間を最小限に抑えること
ができる押え板を備えた電動機を供給することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、回転子とシャフトを固定するための押え板を回転子
の鋼板と同一の線膨張係数を有する材料とし、かかる構
成により、回転子と前記押え板を同時にシャフトに嵌合
するようにしたものである。

【０００７】また、好ましくは、回転子に埋め込んだ永
久磁石を固定するための押え板を非磁性体からなる材料
としたものである。

【０００８】さらに、好ましくは、回転子とシャフトを
固定するために用いられる押え板のシャフト嵌合部のロ
ータコア接触面側に円筒状の逃げを形成するようにした
ものであり、かかる構成により、シャフト嵌合するロー
タコア端面内径部と押え板の間に適正な空隙を形成した
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を用いて、本発
明の一実施形態による電動機について説明する。最初に
図２を用いて、本発明の一実施形態による電動機の全体
構造について説明する。

【００１０】図２は、本発明の一実施形態による電動機
の上半断面図である。

【００１１】本実施形態においては、永久磁石式回転子
を有した電気自動車用永久磁石式電動機を例にとって説
明するが、他の回転子を有した電動機にも適用できるも
のである。シャフト１の軸方向のほぼ中央部には、図１
で後述するロータコア３ａを積層して構成された円柱形
状のロータ３が固定されている。ロータコア３ａの内部
には、永久磁石２が軸方向に分割され複数個挿入されて
いる。シャフト１の両端にはベアリング４ａ，４ｂの内
輪側が取り付けられている。ベアリング４ａ，４ｂの外
輪側は、それぞれフロント側エンドブラケット５及びリ
ヤ側エンドブラケット６によって保持されている。従っ
て、ロータ３及びシャフト１は、フロント側エンドブラ
ケット５及びリヤ側エンドブラケット６に対して、ベア
リング４ａ，４ｂにより回転可能に支持されている。

【００１２】フロント側エンドブラケット５及びリヤ側
エンドブラケット６は、それぞれ、ステータフレーム７
の両端部にインロー嵌合され、ボルト等によって締結さ
れている。ステータフレーム７は、略円筒形状であり、
ステータフレーム７のほぼ中央部の内面側には、ステー
タ８が固定されている。リヤ側エンドブラケット６の内
部には磁極位置検出器９が取り付けられている。

【００１３】次に図１を用いて、本発明の一実施形態に
よる電動機のロータＡＳＳＹの構造について説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施形態による電動機
のロータＡＳＳＹの上半断面図である。図１に示すよう
に、シャフト１の軸方向のほぼ中央部にロータコア３ａ
を積層して構成されたロータ３がシャフト１に焼き嵌め
により固定される。ロータコア３ａの両端部にロータコ
ア３ａと同一の線膨張係数を有する材料からなる押え板
(ａ)１０がロータコア３ａと同時にシャフト１に焼き嵌
め固定される。押え板(ａ)１０の材料をロータコア３ａ
の同一線膨張係数からなる材料とすることにより、当該
部の温度変化時においてもロータコア３ａとシャフト１
の固着力を損なうことはない。

【００１５】また、上記嵌合方式とすることで、シャフ
ト１の加工を容易に行える形状とすることができる。ロ
ータコア３ａに設けた永久磁石２，挿入スロット３ｂに
は、樹脂材を介して永久磁石２が組み込まれている。樹
脂材は、永久磁石２，挿入スロット３ｂ内に永久磁石２
を組み込んだ時に発生する隙間に充填するものである。

【００１６】押え板(ａ)１０のシャフト１嵌合部のロー
タコア３ａ接触面側には、円筒状の逃げ１０ａを形成し
ている。ロータコア３ａに埋め込まれている永久磁石２
を固定するための押え板(ｂ)１１は、押え板(ａ)１０の
外径にインロー嵌合され、押え板(ａ)１０にボルトにて
固定される。

【００１７】押え板(ｂ)１１のロータコア３ａ接触面側
に設けた押え板(ａ)１０を挿入するための円筒状の挿入
部１１ａの深さは、押え板(ａ)１０の板厚よりも深くし
てあり、ボルト固定時に押え板(ａ)１０が押え板(ｂ)１
１に突き当たる前に、押え板(ｂ)１１のロータコア３ａ
の接触面の外径側部が永久磁石２に当たる寸法としてあ
る。

【００１８】従って、ロータコア３ａの両端に設けた押
え板(ｂ)１１により、永久磁石２を固定できる寸法とな
っている。押え板(ｂ)１１は、永久磁石２の磁束を軸方
向に漏らさないため、非磁性体の材料で形成されてい
る。この状態で発生するアンバランスは、押え板(ｂ)１
１のロータコア３ａ反接触面の外径側を削り取ることで
容易に調整することができる。

【００１９】次に図３を用いて、本発明の一実施形態に
よる電動機のロータサブＡＳＳＹの構造について説明す
る。

【００２０】図３は、本発明の一実施形態による電動機
のロータサブＡＳＳＹの斜視図である。図３は、シャフ
ト１の軸方向のほぼ中央部にロータコア３ａを積層して
構成されたロータ３とロータコア３ａの両端にロータコ
ア３ａをシャフト１に固定するための押え板(ａ)１０が
シャフト１に焼き嵌め固定されたロータサブＡＳＳＹの
状態を示すものである。この状態で、ロータコア３ａに
設けた永久磁石２，挿入スロット３ｂに永久磁石２と樹
脂材を挿入するため、押え板(ａ)１０の外径寸法はロー
タコア３ａの永久磁石２，挿入スロット３ｂの位置する
寸法よりも小さくなっている。永久磁石２，挿入スロッ
ト３ｂが押え板(ａ)１０とロータコア３ａをシャフト１
に同時に焼き嵌め固定された状態においても、永久磁石
２，挿入スロット３ｂが押え板(ａ)１０の外径部より露
出しているため、永久磁石２の挿入作業は容易に行うこ
とができる。

【００２１】次に図４を用いて、本発明の一実施形態に
よる電動機の押え板(ａ)１０の形状について説明する。

【００２２】図４は、本発明の一実施形態による電動機
の押え板(ａ)１０の斜視図である。ロータコア３ａと同
一の線膨張係数を有する材料からなる押え板(ａ)１０の
中心部には、シャフト１に焼き嵌め固定するための貫通
穴１０ｂが形成されている。この貫通穴１０ｂの内径寸
法は、ロータコア３ａの内径寸法と同一とすることで、
焼き嵌め時の押え板(ａ)１０とロータコア３ａの固着力
を同一に保つことができる。貫通穴１０ｂのロータコア
３ａ接触面側に前記で説明した円筒状の逃げ１０ａが形
成されている。外径側に設けたネジ穴１０ｃは、ロータ
コア３ａに埋め込まれている永久磁石２を固定するため
の、押え板(ｂ)１１をボルト固定するためのものであ
る。押え板(ａ)１０の外径側に複数個設けた孔１０ｄ
は、電動機の軽量化及び冷却性向上化を図るために設け
たものである。

【００２３】押え板（１）１０に円筒状の逃げ１０ａを
設けることによって、シャフト１のロータコア３ａ焼き
嵌め部外径寸法とロータコア３ａ内径寸法の圧入代から
生じるロータコア３ａ焼き嵌め後のシャフト１に嵌合部
ロータコア３ａの変形及びロータコア３ａの板厚変化に
よるロータコア３ａ積み作業加圧解放後のロータコア３
ａの変形を吸収することができ、永久磁石２を埋め込む
外径部の隙間を発生させることなく、ロータコア３ａの
永久磁石２挿入部の積み厚を一定に保つことができる。

【００２４】永久磁石２を埋め込む外径部の隙間を最小
限とすることにより、ロータコア３ａに設けた永久磁石
２，挿入スロット３ｂに充填した樹脂材がロータコア３
ａの隙間から漏れることを防ぐことができ、ロータコア
３ａの永久磁石２，挿入スロット３ｂ内に適量の樹脂材
を確保できることで、ロータ３の高速回転時の永久磁石
２の割れを防止することができる。また、ロータコア３
ａの振動を抑えることができ、騒音発生の要因を抑制す
ることができる。さらに、電機子巻線により発生する磁
束を有効に利用することができ、効率の良い出力を出せ
ることになる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、永久磁石式のロータコ
アをシャフトに固定するための押え板とロータコアに埋
め込まれている永久磁石を固定するための押え板を備え
た電動機とすることでロータコアを積層して構成される
ロータのロータコア積み厚を一定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による電動機に用いる回転
子ＡＳＳＹの上半断面図である。

【図２】本発明の一実施形態による電動機の上半断面図
である。

【図３】本発明の一実施形態による電動機に用いる回転
子サブＡＳＳＹの斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態による電動機に用いる押え
板の斜視図である。

【符号の説明】 １…シャフト、２…永久磁石、３…ロータ、３ａ…ロー
タコア、３ｂ…挿入スロット、４ａ，４ｂ…ベアリン
グ、５…フロント側エンドブラケト、６…リヤ側エンド
ブラケット、７…ステータフレーム、８…ステータ、９
…磁極位置検出器、１０…押え板(ａ)、１０ａ…逃げ、
１０ｂ…貫通穴，１０ｃ…ネジ穴、１０ｄ…孔、１１…
押え板(ｂ)、１１ａ…挿入部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】永久磁石式の回転子を有する回転電機にお
   いて、ロータコアとシャフトを固定するための押え板及
   びロータコアに埋め込んだ永久磁石を固定するための押
   え板を有することを特徴とする回転電機用ロータ構造。
2. 【請求項２】請求項１記載の回転電機において、前記ロ
   ータコアとシャフトを固定するための押え板をロータコ
   アと同一の線膨張係数を有する材料としたことを特徴と
   する回転電機用ロータ構造。
3. 【請求項３】請求項１記載の回転電機において、前記ロ
   ータコアに埋め込んだ永久磁石を固定するための押え板
   を非磁性体からなる材料としたことを特徴とする回転電
   機用ロータ構造。
4. 【請求項４】請求項２記載のロータコアとシャフトを固
   定するための押え板において、シャフト嵌合部のロータ
   コア接触面側に円筒状の逃げを有した構造としたことを
   特徴とする回転電機用ロータ構造。