WO2012067223A1 - ロータ及びモータ - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態について図1~図6に従って説明する。
(第1ロータコア21)
第1ロータコア21は、図3に示すように、鋼板よりなる板材としてのロータコア片PC1(図1、2、4においては図示略)が複数積層されて形成された第1コアベース22を有し、回転軸10に固着されている。
(第2ロータコア31)
第2ロータコア31は、図3に示すように、第1ロータコア21と同一形状であって、鋼板よりなる板材としてのロータコア片PC2(図1、2、4においては図示略)が複数積層されて形成された第2コアベース32を有し、回転軸10に固着されている。
(界磁磁石41)
図3及び図5に示すように、第1ロータコア21と第2ロータコア31の間に挟持された界磁磁石41は、軸方向の両側面41a,41bが第1及び第2コアベース22,32の対向面22b,32bに当接されている。界磁磁石41の外周面41cは、第1及び第2コアベース22,32の外周面22a,32aと中心軸線Cを中心とした同心円で形成され、その界磁磁石41の外径は第1及び第2コアベース22,32の外径と同一となるように形成されている。
(第1及び第2極間磁石43,44)
第1爪状磁極20の第1側面20cと第2爪状磁極30の第1側面30cとの間には、軸方向に長い四角柱状の第1極間磁石43がそれぞれ挟持固着されている。各第1極間磁石43は、周方向に磁化され、N極として機能している第1爪状磁極20側を同極のN極となるように、また、S極として機能している第2爪状磁極30側を同極のS極となるようにそれぞれ磁化されている。
(内側補助磁石46)
界磁磁石41の内側には、図3及び図5に示すように、円筒形状の内側補助磁石46が設けられている。内側補助磁石46は、外周面46aが界磁磁石41の内周面41dに固着されているとともに、内周面46bが回転軸10に固着されている。内側補助磁石46は、軸方向が界磁磁石41よりも長く、第1及び第2コアベース22,32の対向面22b,32bの軸芯側に形成した環状凹部H1,H2に嵌合固着されている。内側補助磁石46は、軸方向に磁化され、第1ロータコア21(第1コアベース22)側をN極、第2ロータコア31(第2コアベース32)をS極となるように磁化されている。
(外側補助磁石47)
界磁磁石41の外周面41cと、第1及び第2爪状磁極20,30の内周面20b,30bの基端部との間には、図3及び図5に示すように、同界磁磁石41の軸方向の長さと同じに形成されたリング形状の外側補助磁石47が設けられている。外側補助磁石47は、外周面47aが第1及び第2爪状磁極20,30の内周面20b,30bと固着されているとともに、内周面47bが界磁磁石41の外周面41cと固着されている。
次に、本発明の第2実施形態を図7、図8に従って説明する。
次に、本発明の第3実施形態を図9~図12に従って説明する。
次に、本発明の第4実施形態を図13、図14に従って説明する。
次に、本発明の第5実施形態を図15~図17に従って説明する。
以下、本発明を具体化した第6実施形態を図18~23に従って説明する。
以下、本発明を具体化した第7実施形態を図24~図28に従って説明する。
以下、本発明を具体化した第8実施形態を図29~図32に従って説明する。
以下、本発明の第9実施形態を図33~図38に従って説明する。
次に、本発明の第10実施形態を図39~図41に従って説明する。
次に、本発明の第11実施形態を図42~図44に従って説明する。
次に、本発明の第12実施形態を図45に従って説明する。
次に、本発明の第13実施形態を図46、図47に従って説明する。
次に、本発明の第14実施形態を図48~図50に従って説明する。
Claims (33)
- 第1コアベースと、該第1コアベースの外周部に等間隔に設けられ同外周部から軸方向に延出する複数の第1爪状磁極部と、を有する第1ロータコアと、
第2コアベースと、該第2コアベースの外周部に等間隔に設けられ同外周部から軸方向に延出する複数の第2爪状磁極部と、を有する第2ロータコアであって、前記各第2爪状磁極部は周方向に隣り合う前記第1爪状磁極部同士の間に配置される前記第2ロータコアと、
軸方向に沿って磁化されるとともに前記第1ロータコアと第2ロータコアとの間に配置される界磁磁石であって、該界磁磁石は前記第1爪状磁極部を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極部を第2の磁極として機能させる前記界磁磁石と、
前記第1爪状磁極部と前記第2爪状磁極部との間に配置される極間磁石であって、該極間磁石は前記第1及び第2爪状磁極部とそれぞれ対向する部位において、それら第1及び第2爪状磁極部の極性と同じ極性を有するように磁化された前記極間磁石と
を備えるロータ。 - 請求項1に記載のロータにおいて、
前記界磁磁石は環状であり、前記界磁磁石の径方向内側及び径方向外側の少なくとも一方に配置される環状の補助磁石をさらに備え、該補助磁石は前記界磁磁石における磁極の配置と同じ磁極の配置を有するロータ。 - 請求項1又は2に記載のロータにおいて、
前記界磁磁石の径方向外側に配置される環状の補助磁石をさらに備え、前記第1及び第2爪状磁極部と対向する部位がそれぞれ対向する前記第1及び第2爪状磁極部と同じ極性を有するように、前記補助磁石の磁極が径方向に沿って配置されるロータ。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記第1及び第2爪状磁極部の背面に配置される補助磁石をさらに備え、該補助磁石において前記第1及び第2爪状磁極部の背面に対向する部位がそれぞれ前記第1及び第2爪状磁極部と同じ極性を有するように、前記補助磁石の磁極が径方向に沿って配置されるロータ。 - 請求項4に記載のロータにおいて、
前記補助磁石の起磁力は、前記極間磁石の起磁力よりも大きいロータ。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記極間磁石の起磁力は、前記界磁磁石の起磁力よりも小さいロータ。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記第1及び第2爪状磁極部は、板材を折り曲げて形成されるロータ。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記第1及び第2ロータコアは、圧粉磁心から構成されるロータ。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記第1及び第2ロータコアの互いに逆向きの面にそれぞれ配置される補助磁石をさらに備えるロータ。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記第1及び第2爪状磁極部は、径方向から見て軸方向に長い略長方形状であるロータ。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載のロータを、2組又は3組備えるロータアセンブリ。
- 請求項11に記載のロータアセンブリにおいて、
前記各ロータの第1及び第2爪状磁極部は、径方向から見て軸方向に長い略長方形状を有し、第1及び第2爪状磁極部間に配置される極間磁石は、全てのロータの極間磁石として兼用されるロータアセンブリ。 - 請求項1に記載のロータにおいて、
前記極間磁石は、径方向において同極間磁石と前記第1及び第2ロータコアとの間に空隙が形成されるように配置されるロータ。 - 請求項13に記載のロータにおいて、
前記空隙の径方向長さLは、前記第1及び第2ロータコアと同第1及び第2ロータコアに径方向において対向するステータとの間のエアギャップの大きさをGとしたとき、0<L/G≦4.5となるように設定されるロータ。 - 請求項13又は14に記載のロータにおいて、 前記空隙の径方向長さLは、前記第1及び第2ロータコアと同第1及び第2ロータコアに径方向において対向するステータとの間のエアギャップの大きさをGとしたとき、1.5≦L/Gとなるように設定されるロータ。
- 請求項14又は15に記載のロータにおいて、
前記空隙の径方向長さLは、1.5≦L/G≦3.5となるように設定されるロータ。 - 請求項13~16のいずれか一項に記載のロータにおいて、
前記空隙に配置される非磁性体をさらに備えるロータ。 - 略円盤状の第1コアベースと、該第1コアベースの外周部に等間隔に設けられ同外周部から径方向外側に突出するとともに軸方向に延出する複数の第1爪状磁極部と、を有する第1ロータコアと、
略円盤状の第2コアベースと、該第2コアベースの外周部に等間隔に設けられ同外周部から径方向外側に突出するとともに軸方向に延出する複数の第2爪状磁極部と、を有する第2ロータコアであって、前記第1のコアベースと前記第2のコアベースとが軸方向に対向された状態で前記第1爪状磁極部と前記第2爪状磁極部とが周方向に交互に配置される前記第2ロータコアと、
軸方向に沿って磁化されるとともに同軸方向において前記第1コアベースと第2コアベースとの間に配置される界磁磁石であって、該界磁磁石は前記第1爪状磁極部を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極部を第2の磁極として機能させる前記界磁磁石と
周方向における前記第1爪状磁極部と前記第2爪状磁極部との間の箇所、及び、前記第1及び第2爪状磁極部の径方向内側の箇所の少なくとも一方に設けられる補助磁石と、
を備え、
前記補助磁石と前記界磁磁石とは異なる特性の磁石から構成されるロータ。 - 請求項18に記載のロータにおいて、
前記補助磁石は、周方向における前記第1爪状磁極部と前記第2爪状磁極部との間の箇所に設けられた極間磁石を含むロータ。 - 請求項19に記載のロータにおいて、
前記極間磁石は、前記界磁磁石よりも保磁力の大きい磁石から構成されるロータ。 - 請求項19又は20に記載のロータにおいて、
前記極間磁石は、前記界磁磁石よりも残留磁束密度の大きい磁石から構成されるロータ。 - 請求項19乃至21のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記界磁磁石はフェライト磁石から構成されるロータ。 - 請求項19乃至21のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記極間磁石は、希土類磁石から構成されるロータ。 - 請求項23に記載のロータにおいて、
前記極間磁石は、ネオジム磁石から構成されるロータ。 - 請求項19乃至21のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記極間磁石は、SmFeN磁石から構成されるロータ。 - 請求項19乃至25のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記極間磁石は、シート状をなしているロータ。 - 請求項20に記載のロータにおいて、前記補助磁石は、前記第1及び第2爪状磁極部の各々の径方向内側に設けられた背面磁石を含み、同背面磁石は前記極間磁石よりも保磁力の小さい磁石から構成されるロータ。
- 請求項21に記載のロータにおいて、前記補助磁石は、前記第1及び第2爪状磁極部の各々の径方向内側に設けられた背面磁石を含み、同背面磁石は前記界磁磁石よりも残留磁束密度の大きい磁石から構成されるロータ。
- 略円盤状の第1コアベースと、該第1コアベースの外周部に等間隔に設けられ同外周部から径方向外側に突出するとともに軸方向に延出する複数の第1爪状磁極部と、を有する第1ロータコアと、
略円盤状の第2コアベースと、該第2コアベースの外周部に等間隔に設けられ同外周部から径方向外側に突出するとともに軸方向に延出する複数の第1爪状磁極部と、を有する第2ロータコアであって、前記各第2爪状磁極部は周方向に隣り合う前記第1爪状磁極部同士の間に配置される前記第2ロータコアと、
軸方向に沿って磁化されるとともに前記第1コアベースと第2コアベースとの間に配置される界磁磁石であって、該界磁磁石は前記第1爪状磁極部を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極部を第2の磁極として機能させる前記界磁磁石と、
前記第1及び第2爪状磁極部の背面に配置される補助磁極であって、該補助磁極は、同補助磁極の径方向外側部分の極性が対応する前記第1及び第2爪状磁極部の極性と同じになるように磁化された前記補助磁石と
を備えたロータであって、
軸方向断面において前記補助磁石の少なくとも一部の磁化方向は径方向に対して傾斜され、それにより前記各爪状磁極内を流れる磁束の一部が前記補助磁石内を斜めにバイパス可能となるロータ。 - 請求項29に記載のロータにおいて、
周方向において前記第1爪状磁極部と前記第2爪状磁極部との間に配置される極間磁石であって、該極間磁石は前記第1及び第2爪状磁極部とそれぞれ対向する部位において、それら第1及び第2爪状磁極部の極性と同じ極性を有するように磁化された前記極間磁石をさらに備えるロータ。 - 請求項29又は30に記載のロータにおいて、
軸方向断面において、前記補助磁石の全部の磁化方向が径方向に対して一様に傾斜するロータ。 - 請求項29乃至31のいずれか一項に記載のロータにおいて、
前記軸方向から見た前記補助磁石の磁化方向が径方向に沿って延びるロータ。 - 請求項1~32のいずれか1項に記載のロータを備えるモータ。
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