WO2018180636A1 - モータ - Google Patents

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Publication number
WO2018180636A1
WO2018180636A1 PCT/JP2018/010593 JP2018010593W WO2018180636A1 WO 2018180636 A1 WO2018180636 A1 WO 2018180636A1 JP 2018010593 W JP2018010593 W JP 2018010593W WO 2018180636 A1 WO2018180636 A1 WO 2018180636A1
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WO
WIPO (PCT)
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magnet
hole
rotor
axial direction
circumferential
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/010593
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隼人 富澤
桐原 武
Original Assignee
日本電産サーボ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産サーボ株式会社 filed Critical 日本電産サーボ株式会社
Priority to JP2019509305A priority Critical patent/JPWO2018180636A1/ja
Priority to CN201880022985.4A priority patent/CN110521086A/zh
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to a motor.
  • IPM internal permanent magnet
  • the rotor of the IPM motor is a columnar rotor core that is fixed to the shaft, and is provided at a peripheral edge portion of the rotor core with an interval in the circumferential direction and penetrates in the axial direction. It has a plurality of magnet accommodation holes and a plurality of magnets inserted into each of the plurality of magnet accommodation holes.
  • the accommodation hole has a hole body that accommodates the magnet, and a space hole that extends in the circumferential direction from both circumferential sides of the hole body.
  • the magnet has such a size that a slight gap is generated in the radial direction with respect to the hole body while being inserted into the hole body.
  • the positioning of the magnet is performed by holding the magnet from both sides in the axial direction of the rotor core with a jig.
  • the positioned magnet is fixed to the rotor by hardening a fixing solution such as a varnish solution that has penetrated between the accommodation hole and the magnet.
  • the reference surface for positioning the magnet in the circumferential direction with respect to the magnet accommodation hole is unknown. For this reason, the relative position with respect to the magnet accommodation hole of each magnet inserted in the several magnet accommodation hole may vary in the circumferential direction. In this case, the rotational speed of the rotor may fluctuate when the rotor is driven.
  • An object of the present invention is to provide a motor having a rotor capable of positioning a magnet in a circumferential direction with respect to a magnet housing hole.
  • An exemplary first invention of the present application includes a shaft disposed along a central axis extending in an axial direction, a rotor fixed to the shaft, a stator positioned on a radially outer side of the rotor, the rotor, and the rotor
  • a housing for accommodating a stator, and the rotor is provided with a through hole extending in the axial direction and into which the shaft is inserted, and a circumferentially spaced peripheral edge on the radially inner side of the rotor.
  • It has a pair of space holes extending in the circumferential direction from the circumferential ends on both sides of the magnet in the circumferential direction, and at least one of the pair of space holes extends from the inner surface of the space hole to the inside of the space hole.
  • the circumferential end portions of the magnet is a motor in contact with the protruding portion.
  • a motor having a rotor capable of positioning a magnet in a circumferential direction with respect to a magnet accommodation hole.
  • FIG. 3A is a side view of the rotor
  • FIG. 3B is a partially enlarged view of the magnet accommodation hole indicated by the arrow A in FIG. 3A. It is the elements on larger scale of the magnet accommodation hole which concerns on the modification of the space hole part of 1st Embodiment. It is the elements on larger scale of the magnet accommodation hole which concerns on 2nd Embodiment.
  • an XYZ coordinate system is appropriately shown as a three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the Z-axis direction is a direction (vertical direction in FIG. 1) parallel to the axial direction of the central axis J shown in FIG.
  • the X-axis direction is a direction parallel to the radial direction of the motor shown in FIG. 1, that is, a direction orthogonal to the paper surface of FIG.
  • the Y-axis direction is a direction orthogonal to both the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • the positive side (+ Z side) in the Z-axis direction is described as “rear side”
  • the negative side ( ⁇ Z side) in the Z-axis direction is described as “front side”.
  • the rear side and the front side are names used for explanation only, and do not limit the actual positional relationship and direction.
  • a direction parallel to the central axis J (Z-axis direction) is simply described as “axial direction”
  • a radial direction centering on the central axis J is simply described as “radial direction”.
  • the circumferential direction around the axis J that is, the circumference of the central axis J ( ⁇ direction) is simply described as “circumferential direction”.
  • extending in the axial direction means not only extending in the axial direction (Z-axis direction) but also extending in a direction inclined by less than 45 ° with respect to the axial direction. Including. In the present specification, “extending in the radial direction” means 45 ° with respect to the radial direction in addition to the case of extending in the radial direction, that is, the direction perpendicular to the axial direction (Z-axis direction). Including the case of extending in a tilted direction within a range of less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the motor according to the first embodiment.
  • the motor 1 of the present embodiment is positioned on a shaft 5 disposed along a central axis J extending in the axial direction, a rotor 10 fixed to the shaft 5, and a radially outer side of the rotor 10.
  • a housing 40 that accommodates the rotor 10 and the stator 30.
  • the motor 1 further includes a cover portion 50 at the rear side end portion of the housing 40.
  • the motor 1 is an inner rotor type motor.
  • each constituent member will be described in detail.
  • the housing 40 has a bottomed thin cylindrical shape, and includes a housing cylindrical portion 41, a housing bottom plate portion 43, and a flange portion 45.
  • the housing cylinder portion 41 has a cylindrical shape surrounding the stator 30 in the circumferential direction.
  • the housing cylinder part 41 is a cylindrical shape centering on the central axis J, for example.
  • the housing tube portion 41 has a housing inner peripheral surface 41 a that holds the stator 30.
  • the housing bottom plate portion 43 is connected to the front side ( ⁇ Z side) end portion of the housing cylinder portion 41.
  • the housing bottom plate portion 43 includes an annular portion 43 a that covers the front side of the stator 30, and a front-side bearing holding portion 43 b that is located on the radially inner side of the annular portion 43 a and holds the front-side bearing 55.
  • the annular portion 43a surrounds the front side of the stator 30 in an annular shape when viewed in the axial direction.
  • the annular portion 43a has a concave shape that opens in the rear side (+ Z side) and is recessed toward the front side in a cross-sectional view.
  • the front-side bearing holding portion 43b has a bottomed cylindrical shape that is connected to the inside in the radial direction of the annular portion 43a and protrudes to the front side.
  • the front-side bearing holding portion 43b holds the front-side bearing 55 on the radially inner side.
  • the flange portion 45 is connected to the rear end portion of the housing tube portion 41.
  • the flange portion 45 extends radially outward from the rear end portion of the housing tubular portion 41 and has an annular shape when viewed in the axial direction.
  • the cover portion 50 has a disk shape and is placed on and connected to the rear side surface 45 a of the flange portion 45.
  • the cover part 50 is fixed to the flange part 45 by fastening members such as bolts and nuts, for example.
  • the cover portion 50 has a rear-side bearing holding portion 50 a that holds the rear-side bearing 57 at the central portion in the radial direction.
  • the rear side bearing holding part 50a has a cylindrical through hole 50a1 penetrating in the axial direction.
  • a step portion 50a2 protruding radially inward is provided in an annular shape.
  • the front side end portion of the rear side bearing 57 contacts the stepped portion 50a2, and the rear side bearing 57 is positioned with respect to the cover portion 50 in the front side direction.
  • FIG. 2 is a perspective view of the rotor 10.
  • 3A is a side view of the rotor 10
  • FIG. 3B is a partially enlarged view of the magnet housing hole 15 indicated by an arrow A in FIG. 3A.
  • the rotor 10 is provided with a through hole 13 that extends in the axial direction and into which the shaft 5 is inserted, and a radially inner peripheral edge of the rotor 10 with a circumferential interval.
  • the rotor 10 has a rotor core 11, and the rotor core 11 is provided with a through hole 13, a plurality of magnet accommodation holes 15, and a plurality of magnets 17.
  • the rotor core 11 has a cylindrical shape and is made of a ferromagnetic material.
  • the through hole 13 extends along the central axis J of the rotor core 11 as shown in FIG. 3A.
  • the rotor core 11 is formed by laminating a large number of circular electromagnetic steel plates 19 in the axial direction when viewed in the axial direction.
  • Each of the large number of electromagnetic steel sheets 19 is provided with a magnet accommodation hole portion 15 a that is a part of the magnet accommodation hole 15 and a through hole portion 13 a that is a part of the through hole 13.
  • the electromagnetic steel sheet 19 has a fixing hole portion 21a that becomes a part of the fixing hole 21 for fixing the electromagnetic steel sheets 19 stacked in the axial direction in the axial direction.
  • a plurality of the fixed hole portions 21a are arranged at predetermined positions in the circumferential direction at positions radially inward of the magnet housing hole portions 15a of the electromagnetic steel sheet 19.
  • a large number of through-hole portions 13 a communicate with each other in the axial direction to form the through-hole 13, and a large number of fixed hole portions 21 a communicate with each other in the axial direction to form the fixed hole 21.
  • the electromagnetic steel plate having the magnet housing hole 15 and the through-hole 13 having the protruding portion 27 described later will be described as “positioning electromagnetic steel plate 23”.
  • the magnet 17 has a rectangular parallelepiped shape that is rectangular when viewed in the axial direction and extends in the axial direction. As shown in FIG. 3B, the circumferential end portion 17b of the magnet 17 has a flat planar portion 17a. The axial length of the magnet 17 is shorter than the axial length of the magnet accommodation hole 15.
  • the magnet 17 is a sintered magnet containing, for example, neodymium.
  • the magnet 17 has an inner corner 17c radially inward of the circumferential end 17b of the magnet 17 and an outer corner 17d radially outward of the circumferential end 17b of the magnet 17.
  • the inner corner portion 17c and the outer corner portion 17d are convex shapes protruding in a right angle when viewed in the axial direction.
  • positioned adjacent to the circumferential direction is arrange
  • the magnet 17 may be plated on the surface, for example, nickel plating. The corrosion of the magnet can be suppressed by plating.
  • the magnet 17 may or may not be magnetized when inserted into the magnet housing hole 15.
  • the magnet housing hole 15 has a housing hole main body portion 15 b that extends in a rectangular shape in the circumferential direction at the radially inner peripheral portion of the rotor 10.
  • the magnet accommodation hole 15 has a pair of space holes 15 c extending in the circumferential direction from the circumferential end portions 17 b on both sides in the circumferential direction of the magnet 17 inserted into the magnet accommodation hole 15.
  • the magnet accommodation hole 15 has the accommodation hole main-body part 15b and a pair of space hole part 15c extended in the circumferential direction from the both sides of the circumferential direction of the accommodation hole main-body part 15b.
  • the radial width Wh of the accommodation hole main body 15b is larger than the radial width Wm of the magnet 17. For this reason, when the magnet 17 is inserted into the accommodation hole main body 15 b, a gap 25 is provided between the inner surface of the accommodation hole main body 15 b in the radial direction and the magnet 17. Due to the gap 25, the magnet 17 can be easily inserted into the accommodation hole body 15b.
  • the circumferential length of the accommodation hole body 15 b is slightly shorter than the circumferential length of the magnet 17. For this reason, when the magnet 17 is inserted into the accommodation hole main body portion 15b, the magnet 17 comes into contact with the protruding portion 27 provided in the space hole portion 15c, and it is difficult to insert the magnet 17 into the accommodation main body portion 15b. The fear can be prevented.
  • At least one of the pair of space holes 15c has a protruding portion 27 that protrudes radially from the inner surface 15d of the space hole 15c to the inside of the space hole 15c.
  • each of the pair of space holes 15 c has a protrusion 27.
  • the inner surface 15d of the space hole portion 15c is opposed to the inner end facing portion 15d1 extending in the radial direction so as to face the circumferential end portion 17b of the magnet 17, and from the radially inner end of the inner surface facing portion 15d1. It has an inner surface inner portion 15d2 extending toward the inner corner portion 17c of the magnet 17 and an inner surface outer portion 15d3 extending from the radially outer end of the inner surface facing portion 15d1 toward the outer corner portion 17d of the magnet 17.
  • the projecting portion 27 includes an inner projecting portion 27a projecting radially outward from the inner surface inner portion 15d2 of the space hole 15c, and an outer projecting portion 27b projecting radially inner from the inner surface outer portion 15d3 of the space hole 15c.
  • the inner protruding portion 27a has an inner curved surface portion 27c that is curved in an arc shape in a direction protruding into the space hole portion 15c when viewed in the axial direction.
  • the outer projecting portion 27b has an outer flat surface portion 27d that is inclined inward in the radial direction as it proceeds in the circumferential direction in the axial direction view.
  • the inner curved surface portion 27c may be curved on the entire inner surface of the inner protruding portion 27a, or may be curved on a part of the inner surface of the inner protruding portion 27a. In the present embodiment, the inner curved surface portion 27c is curved on the entire inner surface of the inner protruding portion 27a.
  • the outer flat surface portion 27d increases the magnetic resistance by decreasing the opening area of the space hole portion 15c when the inclination angle ⁇ inclined inward in the radial direction with respect to the radially outer inner surface 15d of the receiving hole main body portion 15b increases.
  • the function of the space hole 15c is lowered.
  • it is better that the inclination angle ⁇ of the outer plane portion 27d is small.
  • the inclination angle ⁇ of the outer plane portion 27d is set to 15 °.
  • the magnet 17 has the inner corner 17c of the magnet 17 in contact with the inner protrusion 27a and the outer corner 17d of the magnet 17 in contact with the outer protrusion 27b.
  • the magnet 17 has the inner corner 17c of the magnet 17 in contact with the inner curved surface 27c of the inner protrusion 27a, and the outer corner 17d of the magnet 17 in contact with the outer flat portion 27d of the outer protrusion 27b. To do. Therefore, the magnet 17 is positioned in the circumferential direction with respect to the magnet housing hole 15.
  • the stator 30 is located on the radially outer side of the rotor 10.
  • the stator 30 surrounds the rotor 10 around the axis ( ⁇ direction), and rotates the rotor 10 around the central axis J.
  • the stator 30 includes a core back portion 30a, a teeth portion 30b, a coil 30c, and an insulator (bobbin) 30d.
  • the core back portion 30a has a cylindrical shape concentric with the shaft 5.
  • the teeth portion 30b extends from the inner side surface of the core back portion 30a toward the shaft 5.
  • the teeth part 30b is provided with two or more, and is arrange
  • the coil 30c is provided around the insulator (bobbin) 30d, and is formed by winding a conductive wire.
  • An insulator (bobbin) 30d is attached to each tooth portion 30b.
  • the shaft 5 extends along the central axis J and penetrates the rotor 10.
  • the rear side of the shaft 5 extends through a rear side bearing 57 provided in the cover portion 50.
  • the front side of the shaft 5 protrudes from the rotor 10 and is supported by a front side bearing 55 disposed in the front side bearing holding portion 43 b of the housing 40. Therefore, the shaft 5 is supported at both ends.
  • the magnet 17 is positioned in the circumferential direction and the radial direction with respect to the magnet accommodation hole 15.
  • the outer protrusion 27b has an outer flat surface portion 27d that is inclined inward in the radial direction as it advances in the circumferential direction when viewed in the axial direction. Since the inclination angle ⁇ of the outer plane portion 27d is set to be small, it is possible to suppress a decrease in the opening area of the space hole portion 15c and to reduce the distance X between the outer plane portion 27d and the peripheral portion of the rotor 10. The increase can be suppressed. Therefore, a part of the magnetic force lines L generated from the circumferential end portion 17b of the magnet 17 can reduce leakage of the magnetic force lines guided to the other magnet 17 side adjacent in the circumferential direction.
  • At least one of the pair of space holes 15c has a protrusion 27 that protrudes radially from the inner surface 15d of the space hole 15c to the inside of the space hole 15c.
  • the direction end 17 b contacts the protrusion 27. For this reason, the magnet 17 is positioned in the circumferential direction with respect to the magnet accommodation hole 15.
  • the protrusions 27 are provided in each of the pair of space holes 15c, and the magnet 17 contacts the protrusions 27 of any one of the pair of space holes 15c. .
  • the freedom degree of the circumferential positioning of the magnet 17 with respect to the magnet accommodation hole 15 can be improved.
  • the rotation balance of the rotor 10 can be adjusted by positioning the magnet 17 to one side or the other side with respect to the circumferential direction of the magnet housing hole 15.
  • the magnet 17 has a rectangular shape when viewed in the axial direction and has a rectangular parallelepiped shape extending in the axial direction.
  • the projecting portion 27 has an inner projecting portion 27a projecting radially outward at the inner surface inner portion 15d2 of the space hole portion 15c, and an outer projecting portion 27b projecting radially inner at the inner surface outer portion 15d3 of the space hole portion 15c.
  • the circumferential end 17b of the magnet 17 is planar.
  • the inner surface facing portion 15d1 faces the circumferential end portion 17b of the magnet 17, and the inner projecting portion 27a and the outer projecting portion 27b are located closer to the magnet 17 than the inner surface facing portion 15d1. Therefore, the contact of the inner corner 17c of the magnet 17 with the inner protrusion 27a and the contact of the outer corner 17d with the outer protrusion 27b can be facilitated.
  • the outer protruding portion 27b has the outer flat surface portion 27d that is inclined inward in the radial direction as it advances in the circumferential direction when viewed in the axial direction. The distance increases. Accordingly, a part of the lines of magnetic force L generated from the magnet 17 is guided to the stator 30 side radially outside the outer plane portion 27d. For this reason, the area
  • the magnet 17 has the inner corner 17c of the magnet 17 in contact with the inner curved surface 27c, and the outer corner 17d of the magnet 17 in contact with the outer flat surface 27d.
  • the magnet 17 may move in the radial direction.
  • the magnet 17 is positioned in the circumferential direction with respect to the magnet housing hole 15 and is positioned in the radial direction.
  • the rotor 10 is formed by laminating a number of electromagnetic steel sheets 19 in the axial direction.
  • the rotor 10 is composed of one electromagnetic member, when the magnetic flux passing through the rotor 10 changes when the motor 1 is energized, an eddy current flows through the rotor 10 due to electromagnetic induction. When this eddy current flows, heat is generated.
  • the rotor 10 is formed by laminating a large number of electromagnetic steel sheets 19 in the axial direction, the length of eddy current flow is shortened, and heat generation can be reduced.
  • the rotor 10 is formed by laminating a large number of positioning electromagnetic steel plates 23 in the axial direction. Therefore, it is possible to provide the motor 1 capable of positioning the magnet 17 in the circumferential direction with respect to the magnet housing hole 15 and suppressing heat generation due to the eddy current.
  • the radius of curvature of the outer curved surface portion 27e is larger than the radius of curvature of the inner curved surface portion 27c. For this reason, the distance between the inner surface of the outer curved surface portion 27e and the outer peripheral surface of the rotor core 11 can be increased. For this reason, it is possible to enlarge the region of the magnetic path in which a part of the lines of magnetic force L generated from the magnet 17 is guided to the stator 30 side.
  • the inner protruding portion 27a has an inner curved surface portion 27c
  • the outer protruding portion 27b has an outer flat surface portion 27d.
  • the present invention is not limited to this structure.
  • the inner projecting portion 27a may have an inner flat surface portion 27f
  • the outer projecting portion 27b may have an outer curved surface portion 27e ( Second modification).
  • the inner projecting portion 27a has an inner flat surface portion 27f that inclines radially outward as it advances in the circumferential direction when viewed in the axial direction, and the outer projecting portion 27b enters the space hole 15c when viewed in the axial direction.
  • the outer curved surface portion 27e is curved in an arc shape in the protruding direction. For this reason, for example, when the inner corner portion 17c of the magnet 17 is in contact with the inner flat surface portion 27f and the outer corner portion 17d is not in contact with the outer curved surface portion 27e, the magnet 17 is further moved in the circumferential direction.
  • the corner portion 17c moves on the inner flat surface portion 27f, and the outer corner portion 17d is brought into contact with the outer curved surface portion 27e. Therefore, the magnet 17 is positioned in the circumferential direction with respect to the magnet housing hole 15 and positioned in the radial direction.
  • the inner protruding portion 27a has an inner curved surface portion 27c
  • the outer protruding portion 27b has an outer flat surface portion 27d.
  • the inner protrusion 27a may have an inner flat part 27f
  • the outer protrusion 27b may have an outer flat part 27d ( Third modification).
  • the inclination angle ⁇ 1 of the outer plane portion 27d with respect to the radially inner surface 15d of the magnet accommodation hole 15 is greater than the inclination angle ⁇ 2 of the inner plane portion 27f with respect to the radially inner surface 15d of the magnet accommodation hole 15. small. For this reason, a reduction in the opening area of the space hole 15c can be suppressed. Further, even when the inner corner portion 17c of the magnet 17 is in contact with the inner plane portion 27f and the outer corner portion 17d is not in contact with the outer plane portion 27d, the magnet 17 is further moved in the circumferential direction, so that the inner corner portion can be moved.
  • the magnet 17c can move on the inner plane part 27f, and the outer corner part 17d can be brought into contact with the outer plane part 27d. For this reason, the magnet 17 is positioned in the circumferential direction with respect to the magnet housing hole 15 and is positioned in the radial direction.
  • the rotor 10 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is formed by laminating a number of positioning electromagnetic steel plates 23 in the axial direction.
  • the rotor 10 has a positioning steel plate group in which a plurality of positioning electromagnetic steel plates 23 are laminated in the axial direction, and a non-positioning steel plate group in which a plurality of non-positioning electromagnetic steel plates having no protrusions 27 are laminated in the axial direction. It may be arranged adjacent to the direction (fourth modification).
  • the rotor 10 includes a positioning steel plate group and a non-positioning steel plate group arranged adjacent to each other in the axial direction.
  • the non-positioning electrical steel sheet of the non-positioning steel sheet group can increase the opening area of the space hole 15c because the protrusion 27 does not exist in the space hole 15c. Therefore, the magnetic resistance between the magnets 17 adjacent to each other in the circumferential direction is increased by the space hole 15c, and the magnetic flux leakage between the magnets 17 of the rotor core 11 can be reduced.
  • the rotor 10 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is formed by laminating a number of positioning electromagnetic steel plates 23 in the axial direction.
  • the rotor 10 may be arranged in the order of a positioning steel plate group, a non-positioning steel plate group, and a positioning steel plate group from one side in the axial direction to the other side (first). 5 Modifications).
  • the rotor 10 is arranged in the order of a positioning steel plate group, a non-positioning steel plate group, and a positioning steel plate group from one side in the axial direction to the other side. For this reason, the circumferential positioning of the magnet 17 can be performed on both axial sides of the magnet 17, and the magnet 17 can be stably supported by the rotor. Moreover, since the rotor 10 has a non-positioning steel plate group, it is possible to suppress a decrease in the opening area of the space hole 15c of the entire rotor. For this reason, the magnetic hole between the magnets 17 adjacent to each other in the circumferential direction is increased by the space hole 15c having no protrusion 27, and magnetic flux leakage between the magnets 17 of the rotor core 11 can be reduced.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view of the magnet accommodation hole 15 according to the second embodiment.
  • the motor 1 of the first embodiment the example in which the protruding portion 27 protruding in the radial direction is provided on the inner surface 15d on the radially inner side and the radially outer side of the space hole portion 15c is shown.
  • the motor 1 according to the second embodiment has an inner surface facing portion 15d1 facing the circumferential end portion 17b of the magnet 17 in the inner surface 15d of the space hole portion 15c.
  • a circumferential protrusion 61 that protrudes in the direction is provided.
  • the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment, and the same reference numerals will be given to the same aspects as the motor 1 according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • At least one of the pair of space holes 15c extends from the inner surface facing portion 15d1 facing the circumferential end portion 17b of the magnet 17 to the inner side of the space hole 15c among the inner surface 15d of the space hole 15c. It has the circumferential protrusion 61 which protrudes in the circumferential direction.
  • a circumferential protrusion 61 is provided on the inner surface facing portion 15d1 of the space hole portion 15c facing in the circumferential direction.
  • the circumferential protrusions 61 may be provided in the space holes 15 c on both sides in the circumferential direction of the magnet housing hole 15. Further, the circumferential protrusion 61 may be provided in the space hole 15 c on one side in the circumferential direction of the magnet accommodation hole 15.
  • the circumferential protrusion 61 has a protruding body 61a that protrudes linearly from the inner surface facing portion 15d1 in the circumferential direction.
  • the protruding main body 61a has a rod shape.
  • the cross section in the direction orthogonal to the protruding direction of the protruding main body 61a may be any of a circular shape, a triangular shape, and a polygonal shape.
  • tip part of the protrusion main-body part 61a curves in a hemisphere.
  • tip part of the protrusion main-body part 61a may have a front-end

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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

モータは、軸方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトと、シャフトに固定されるロータ10と、ロータ10の径方向外側に位置するステータと、ロータ及びステータを収容するハウジングとを有する。ロータ10は、軸方向に延びてシャフトが挿入される貫通孔13と、ロータ10の径方向内側の周縁部に周方向に間隔を有して設けられ、軸方向に貫通する複数の磁石収容孔15と、複数の磁石収容孔15の夫々に挿入された複数の磁石17と、を有する。磁石収容孔15は、磁石収容孔15内に挿入された磁石17の周方向両側の周方向端部17bよりも周方向に延びる一対の空間孔部15cを有する。一対の空間孔部15cの少なくともいずれかは、空間孔部15cの内面15dから空間孔部15cの内側へ径方向に突出する突出部27を有する。磁石17の周方向端部17bが突出部27に接触する。

Description

モータ
 本発明は、モータに関する。
 モータには、ロータの内側に磁石が埋め込まれたIPM(interior permanent magnet(埋込磁石))モータがある。このIPMモータは、磁石がロータの内部に配置されているので、磁石がロータから脱落する虞を防止することができる。
 IPMモータのロータは、特許文献1に記載されているように、円柱状でありシャフトに固定されるロータコアと、ロータコアの周縁部に周方向に間隔を有して設けられて軸方向に貫通する複数の磁石収容孔と、複数の磁石収容孔の夫々に挿入された複数の磁石と、を有する。
 収容孔部は、磁石が収容される孔部本体と、孔部本体の周方向両側から周方向へ延びる空間孔部と、を有する。磁石は、孔部本体に挿入された状態で、孔部本体に対して径方向に僅かな隙間が生じる大きさを有する。磁石の位置決めは、冶具によってロータコアの軸方向両側から磁石を挟むように保持して行われる。位置決めされた磁石は、収容孔部と磁石との間に浸透させたワニス溶液等の固定用溶液が硬化する事により、ロータに固定される。
特開2017-38462号公報
 特許文献1に記載されたIPMモータは、磁石を磁石収容孔に対して周方向に位置決めするための基準面が不明である。このため、複数の磁石収容孔に挿入された夫々の磁石の磁石収容孔に対する相対位置が周方向にばらつく場合がある。この場合には、ロータの駆動時に、ロータの回転速度が変動する虞が生じる。
 本発明の目的は、磁石を磁石収容孔に対して周方向に位置決め可能なロータを有したモータを提供することである。
 本願の例示的な第1発明は、軸方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトと、前記シャフトに固定されるロータと、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を有し、前記ロータは、軸方向に延びて前記シャフトが挿入される貫通孔と、前記ロータの径方向内側の周縁部に周方向に間隔を有して設けられ、軸方向に貫通する複数の磁石収容孔と、複数の前記磁石収容孔の夫々に挿入された複数の磁石と、を有し、前記磁石収容孔は、前記磁石収容孔内に挿入された前記磁石の周方向両側の周方向端部よりも周方向に延びる一対の空間孔部を有し、一対の前記空間孔部の少なくともいずれかは、前記空間孔部の内面から前記空間孔部の内側へ径方向に突出する突出部を有し、前記磁石の前記周方向端部が前記突出部に接触するモータである。
 本願の例示的な第1発明によれば、磁石を磁石収容孔に対して周方向に位置決め可能なロータを有したモータを提供することできる。
第1実施形態に係るモータの断面図である。 ロータの斜視図である。 図3Aは、ロータの側面図であり、図3Bは図3AのA矢視が示す磁石収容孔の部分拡大図である。 第1実施形態の空間孔部の変形例に係る磁石収容孔の部分拡大図である。 第2実施形態に係る磁石収容孔の部分拡大図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータについて説明する。本実施形態では、電動工具用のコンプレッサに利用されるDCモータについて説明する。また、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。
 また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、図1に示す中心軸Jの軸方向と平行な方向(図1の上下方向)とする。X軸方向は、図1に示すモータの半径方向と平行な方向、すなわち、図1紙面に直交する方向とする。Y軸方向は、X軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向とする。
 また、以下の説明においては、Z軸方向の正の側(+Z側)は「リア側」と記述され、Z軸方向の負の側(-Z側)は「フロント側」と記述される。なお、リア側及びフロント側は、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Jに平行な方向(Z軸方向)は単に「軸方向」と記述され、中心軸Jを中心とする径方向は単に「径方向」と記述され、中心軸Jを中心とする周方向、すなわち、中心軸Jの軸周り(θ方向)は単に「周方向」と記述される。
 なお、本明細書において、「軸方向に延びる」は、厳密に軸方向(Z軸方向)に延びる場合に加えて、軸方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、「径方向に延びる」は、厳密に径方向、すなわち、軸方向(Z軸方向)に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
[第1実施形態]
<全体構成>
 図1は、第1実施形態に係るモータの断面図である。本実施形態のモータ1は、図1に示すように、軸方向に延びる中心軸Jに沿って配置されたシャフト5と、シャフト5に固定されるロータ10と、ロータ10の径方向外側に位置するステータ30と、ロータ10及びステータ30を収容するハウジング40と、を有する。また、モータ1は、ハウジング40のリア側端部にカバー部50を、さらに有する。モータ1は、インナーロータ型のモータである。以下、構成部材毎に詳細に説明する。
<ハウジング40>
 ハウジング40は、有底の薄肉筒状であり、ハウジング筒部41と、ハウジング底板部43と、フランジ部45と、を有する。
(ハウジング筒部41)
 ハウジング筒部41は、ステータ30を周方向に囲む筒状である。本実施形態においてハウジング筒部41は、例えば、中心軸Jを中心とする円筒状である。ハウジング筒部41は、ステータ30を保持するハウジング内周面41aを有する。
(ハウジング底板部43)
 ハウジング底板部43は、ハウジング筒部41のフロント側(-Z側)の端部に繋がる。ハウジング底板部43は、ステータ30のフロント側を覆う円環部43aと、円環部43aの径方向内側に位置してフロント側ベアリング55を保持するフロント側ベアリング保持部43bとを有する。円環部43aは、軸方向視においてステータ30のフロント側を円環状に囲む。円環部43aは、断面視において、リア側(+Z側)が開口してフロント側に窪む凹状である。
 フロント側ベアリング保持部43bは、円環部43aの径方向内側に繋がってフロント側へ突出する有底円筒状である。フロント側ベアリング保持部43bは、径方向内側にフロント側ベアリング55を保持する。
(フランジ部45)
 フランジ部45は、ハウジング筒部41のリア側の端部に繋がる。フランジ部45は、ハウジング筒部41のリア側の端部から径方向外側に延びて軸方向視において円環状である。
<カバー部50>
 カバー部50は、円板状であり、フランジ部45のリア側の面45a上に載置されて接続される。カバー部50は、フランジ部45に対して、例えば、ボルト及びナット等の締結部材によって固定される。カバー部50の径方向中央部には、リア側ベアリング57を保持するリア側ベアリング保持部50aを有する。本実施形態では、リア側ベアリング保持部50aは、軸方向に貫通する円筒状の貫通孔50a1を有する。貫通孔50a1のフロント側には、径方向内側へ突出する段部50a2が環状に設けられる。段部50a2にリア側ベアリング57のフロント側端部が接触して、リア側ベアリング57のカバー部50に対するフロント側方向の位置決めがされる。
<ロータ10>
 図2は、ロータ10の斜視図である。図3Aはロータ10の側面図であり、図3Bは図3AのA矢視が示す磁石収容孔15の部分拡大図である。ロータ10は、図1及び図2に示すように、軸方向に延びてシャフト5が挿入される貫通孔13と、ロータ10の径方向内側の周縁部に周方向に間隔を有して設けられ、軸方向に貫通する複数の磁石収容孔15と、複数の磁石収容孔15の夫々に挿入された複数の磁石17と、を有する。
 本実施形態では、ロータ10はロータコア11を有し、ロータコア11に、貫通孔13と、複数の磁石収容孔15と、複数の磁石17とが設けられる。ロータコア11は、円柱状であり、強磁性材料製である。貫通孔13は、図3Aに示すように、ロータコア11の中心軸Jに沿って延びる。
(ロータコア11)
 ロータコア11は、図2に示すように、軸方向視において円形状の電磁鋼板19を軸方向に多数積層させてなる。多数の電磁鋼板19の夫々には、磁石収容孔15の一部となる磁石収容孔部15aと、貫通孔13の一部となる貫通孔部13a、とが設けられる。本実施形態では、電磁鋼板19は、軸方向に多数積層させた電磁鋼板19を軸方向に固定するための固定孔21の一部となる固定孔部21aを有する。固定孔部21aは、電磁鋼板19の磁石収容孔部15aよりも径方向内側の位置に周方向に所定間隔を有して複数配置される。多数の貫通孔部13aが軸方向に連通して貫通孔13となり、さらに多数の固定孔部21aが軸方向に連通して固定孔21となる。以下、後述する突出部27を有した磁石収容孔15及び貫通孔13を有した電磁鋼板は、「位置決め用電磁鋼板23」と記述される。
(磁石17)
 磁石17は、図3Aに示すように、軸方向視において長方形状であって軸方向に延びる直方体状である。磁石17の周方向端部17bは、図3Bに示すように、平面状の平面部17aを有する。磁石17の軸方向長さは、磁石収容孔15の軸方向長さよりも短い。磁石17は、例えば、ネオジウムを含む焼結マグネットである。
 磁石17は、磁石17の周方向端部17bのうち径方向内側に内側隅部17cを有するとともに、磁石17の周方向端部17bのうち径方向外側に外側隅部17dを有する。本実施形態では、内側隅部17c及び外側隅部17dは、軸方向視において、直角状に突出した凸状である。なお、周方向に隣接して配置される磁石17は、異極配置される。
 なお、磁石17は、表面にメッキ、例えばニッケルメッキを施してもよい。メッキにより、磁石の腐食を抑制することができる。また、磁石17は、磁石収容孔15への挿入時に、着磁されていても、されていなくてもよい。
(磁石収容孔15)
 磁石収容孔15は、図3A及び図3Bに示すように、ロータ10の径方向内側の周縁部に周方向に長方形状に延びる収容孔本体部15bを有する。また、磁石収容孔15は、磁石収容孔15内に挿入された磁石17の周方向両側の周方向端部17bよりも周方向に延びる一対の空間孔部15cを有する。本実施形態では、磁石収容孔15は、収容孔本体部15bと、収容孔本体部15bの周方向の両側から周方向へ延びる一対の空間孔部15cと、を有してなる。
 収容孔本体部15bの径方向幅Whは、磁石17の径方向幅Wmよりも大きい。このため、磁石17は、収容孔本体部15bに挿入されると、収容孔本体部15bの径方向内側の内面と磁石17との間に隙間25が設けられる。この隙間25によって、磁石17は、収容孔本体部15bに容易に挿入することができる。収容孔本体部15bの周方向長さは、磁石17の周方向長さよりも僅かに短い。このため、磁石17が収容孔本体部15bに挿入される際に、空間孔部15cに設けられた突出部27に磁石17が接触して、収容本体部15b内に磁石17が挿入し難くなる虞を防止することができる。
 一対の空間孔部15cの少なくともいずれかは、空間孔部15cの内面15dから空間孔部15cの内側へ径方向に突出する突出部27を有する。本実施形態では、一対の空間孔部15cの夫々は、突出部27を有する。
 空間孔部15cの内面15dは、図3Bに示すように、磁石17の周方向端部17bに対向して径方向に沿って延びる内面対向部15d1と、内面対向部15d1の径方向内側端から磁石17の内側隅部17c側へ向かって延びる内面内側部15d2と、内面対向部15d1の径方向外側端から磁石17の外側隅部17d側へ向かって延びる内面外側部15d3と、を有する。突出部27は、空間孔部15cの内面内側部15d2から径方向外側へ突出する内側突出部27aと、空間孔部15cの内面外側部15d3から径方向内側へ突出する外側突出部27bと、を有する。
 本実施形態では、内側突出部27aは、軸方向視において空間孔部15c内へ突出する方向に円弧状に湾曲する内側湾曲面部27cを有する。外側突出部27bは、軸方向視において周方向へ進むに従って径方向内側へ傾く外側平面部27dを有する。内側湾曲面部27cは、内側突出部27aの内面の全体が湾曲してもよいし、内側突出部27aの内面の一部が湾曲してもよい。本実施形態では、内側湾曲面部27cは、内側突出部27aの内面の全体が湾曲する。
 外側平面部27dは、収容孔本体部15bの径方向外側の内面15dに対して径方向内側へ傾く傾斜角度θが増大すると、空間孔部15cの開口面積が小さくなって、磁気抵抗を増大させる空間孔部15cの機能が低下する。このため、外側平面部27dの傾斜角度θは小さい方がよい。但し、傾斜角度θの大きさが0°に近づくと、外側平面部27dとロータ10の外周との距離が短くなって、磁石17からの磁力線Lがステータ30側へ導かれ難くなる。そこで、本実施形態では、外側平面部27dの傾斜角度θが15°に設定される。
 磁石17は、磁石17の内側隅部17cが内側突出部27aに接触するとともに、磁石17の外側隅部17dが外側突出部27bに接触する。本実施形態では、磁石17は、磁石17の内側隅部17cが内側突出部27aの内側湾曲面部27cに接触し、且つ磁石17の外側隅部17dが外側突出部27bの外側平面部27dに接触する。従って、磁石17は、磁石収容孔15に対して周方向の位置決めがされる。
<ステータ30>
 ステータ30は、図1に示すように、ロータ10の径方向外側に位置する。ステータ30は、ロータ10を軸周り(θ方向)に囲み、ロータ10を中心軸J周りに回転させる。ステータ30は、コアバック部30aと、ティース部30bと、コイル30cと、インシュレータ(ボビン)30dと、を有する。
 コアバック部30aの形状は、シャフト5と同心の円筒状である。ティース部30bは、コアバック部30aの内側面からシャフト5に向かって延びる。ティース部30bは、複数設けられ、コアバック部30aの内側面の周方向に均等な間隔で配置される。コイル30cは、インシュレータ(ボビン)30dの周囲に設けられ、導電線が巻回されてなる。インシュレータ(ボビン)30dは、各ティース部30bに装着される。
<シャフト5>
 シャフト5は、図1に示すように、中心軸Jに沿って延びてロータ10を貫通する。シャフト5のリア側は、カバー部50に設けられたリア側ベアリング57を貫通して延びる。シャフト5のフロント側は、ロータ10から突出してハウジング40のフロント側ベアリング保持部43b内に配置されたフロント側ベアリング55に支持される。よって、シャフト5は、両端支持される。
<本実施形態の作用>
(磁石収容孔15に対する磁石17の位置決め)
 まず、磁石17の位置決めについて説明する。図3Bに示すように、磁石収容孔15に挿入された磁石17を磁石収容孔15に対して周方向に移動させると、磁石17の外側隅部17dが外側平面部27dに接触し、内側隅部17cが内側湾曲面部27cに接触する。よって、磁石17は、磁石収容孔15に対して周方向に位置決めされる。また、磁石17の外側隅部17dが外側平面部27dに接触し、内側隅部17cが内側湾曲面部27cに接触していない場合、さらに磁石17を周方向へ移動させると、外側隅部17dが外側平面部27d上を移動して、内側隅部17cが内側湾曲面部27cに接触する。よって、磁石17は、磁石収容孔15に対して周方向及び径方向に位置決めされる。
(磁力線Lの漏れ)
 次に、ロータ10の周縁部に導かれる磁力線Lの漏れについて説明する。外側突出部27bは、図3Bに示すように、軸方向視において周方向へ進むに従って径方向内側へ傾く外側平面部27dを有する。外側平面部27dの傾斜角度θは小さく設定されているので、空間孔部15cの開口面積の減少を抑制することができるとともに、外側平面部27dとロータ10の周縁部との間の距離Xの増大を抑制することができる。したがって、磁石17の周方向端部17bから発生した磁力線Lの一部が、周方向に隣接する他の磁石17側へ導かれる磁力線の漏れを小さくすることができる。
<本実施形態の効果>
(1)一対の空間孔部15cの少なくともいずれかは、空間孔部15cの内面15dから空間孔部15cの内側へ径方向に突出する突出部27を有し、磁石17は、磁石17の周方向端部17bが突出部27に接触する。このため、磁石17は、磁石収容孔15に対して周方向に位置決される。
(2)本実施形態では、一対の空間孔部15cの夫々に突出部27が設けられ、磁石17は、一対の空間孔部15cのいずれか一方の空間孔部15cの突出部27に接触する。このため、磁石収容孔15に対する磁石17の周方向の位置決めの自由度を向上することができる。また、磁石17を磁石収容孔15の周方向に対して一方側又は他方側へ位置決めすることで、ロータ10の回転バランスの調整を行うことができる。
(3)本実施形態では、磁石17は、軸方向視において長方形状であって軸方向に延びる直方体状である。突出部27は、空間孔部15cの内面内側部15d2に径方向外側へ突出する内側突出部27aと、空間孔部15cの内面外側部15d3に径方向内側へ突出する外側突出部27bとを有する。このため、磁石17の周方向端部17bは平面状である。また、内面対向部15d1は、磁石17の周方向端部17bに対向し、内側突出部27a及び外側突出部27bは、内面対向部15d1はよりも磁石17側に位置する。したがって、磁石17の内側隅部17cの内側突出部27aへの接触と、外側隅部17dの外側突出部27bへの接触を容易にすることができる。
(4)本実施形態では、外側突出部27bは、軸方向視において周方向へ進むに従って径方向内側へ傾く外側平面部27dを有するので、外側平面部27dとロータ10の外周面との間の距離が増大する。したがって、磁石17から発生した磁力線Lの一部は、外側平面部27dよりも径方向外側のステータ30側へ導かれる。このため、磁石17から発生した磁力線Lがステータ30側へ導かれる磁路の領域を拡大することができる。
(5)本実施形態では、磁石17は、磁石17の内側隅部17cが内側湾曲面部27cに接触し、且つ磁石17の外側隅部17dが外側平面部27dに接触する。ここで、磁石17の内側隅部17cが内側湾曲面部27cに接触し、且つ磁石17の外側隅部17dが外側平面部27dに接触する際に、磁石17は径方向に移動する場合がある。この場合には、磁石17は、磁石収容孔15に対して周方向に位置決めされるとともに、径方向に位置決めされる。
(6)本実施形態では、ロータ10は、電磁鋼板19を軸方向に多数積層させてなる。ロータ10が1つの電磁部材からなるものでは、モータ1の通電時に、ロータ10内を通る磁束が変化すると、電磁誘導によってロータ10に渦電流が流れる。この渦電流が流れると熱が発生する。しかしながら、ロータ10が電磁鋼板19を軸方向に多数積層させてなる場合には、渦電流の流れる長さが短くなり、熱の発生を低減することができる。
(7)本実施形態では、ロータ10は位置決め用電磁鋼板23を軸方向に多数積層してなる。このため、磁石収容孔15に対する磁石17の周方向の位置決めが可能であるとともに、渦電流に起因した発熱を抑制可能なモータ1を提供することができる。
[第1実施形態の変形例]
(内側突出部27aは内側湾曲面部27cを有し、外側突出部27bは外側湾曲面部27eを有した変形例)
 図3Bに示した第1実施形態に係る空間孔部15cでは、内側突出部27aは内側湾曲面部27cを有し、外側突出部27bは外側平面部27dを有する。しかしながら、この構造に限定されるものではなく、例えば、図4Aに示すように、内側突出部27aは内側湾曲面部27cを有し、外側突出部27bは外側湾曲面部27eを有してもよい(第1変形例)。
 第1変形例では、外側湾曲面部27eの曲率半径は内側湾曲面部27cの曲率半径よりも大きい。このため、外側湾曲面部27eの内面とロータコア11の外周面との距離を増大することができる。このため、磁石17から発生した磁力線Lの一部が、ステータ30側へ導かれる磁路の領域を拡大することができる。
(内側突出部27aは内側平面部27fを有し、外側突出部27bは外側湾曲面部27eを有した変形例)
 図3Bに示した第1実施形態に係る空間孔部15cでは、内側突出部27aは内側湾曲面部27cを有し、外側突出部27bは外側平面部27dを有する。しかしながら、この構造に限定されるものではなく、例えば、図4Bに示すように、内側突出部27aは内側平面部27fを有し、外側突出部27bは外側湾曲面部27eを有してもよい(第2変形例)。
 第2変形例では、内側突出部27aは、軸方向視において周方向へ進むに従って径方向外側へ傾く内側平面部27fを有し、外側突出部27bは、軸方向視において空間孔部15c内へ突出する方向に円弧状に湾曲する外側湾曲面部27eを有する。このため、例えば、磁石17の内側隅部17cが内側平面部27fに接触し、外側隅部17dが外側湾曲面部27eに接触していない場合、さらに磁石17を周方向へ移動させることで、内側隅部17cが内側平面部27f上を移動して、外側隅部17dを外側湾曲面部27eに接触させる。よって、磁石17は磁石収容孔15に対して周方向に位置決めされるとともに、径方向に位置決めされる。
(内側突出部27aは内側平面部27fを有し、外側突出部27bは外側平面部27dを有した変形例)
 図3Bに示した第1実施形態に係る空間孔部15cでは、内側突出部27aは内側湾曲面部27cを有し、外側突出部27bは外側平面部27dを有する。しかしながら、この構造に限定されるものではなく、例えば、図4Cに示すように、内側突出部27aは内側平面部27fを有し、外側突出部27bは外側平面部27dを有してもよい(第3変形例)。
 第3変形例では、外側平面部27dの磁石収容孔15の径方向外側の内面15dに対する傾斜角度θ1は、内側平面部27fの磁石収容孔15の径方向内側の内面15dに対する傾斜角度θ2よりも小さい。このため、空間孔部15cの開口面積の減少を抑制することができる。また、磁石17の内側隅部17cが内側平面部27fに接触し、外側隅部17dが外側平面部27dに接触していない場合でも、さらに磁石17を周方向へ移動させることで、内側隅部17cが内側平面部27f上を移動して、外側隅部17dを外側平面部27dに接触させることができる。このため、磁石17は、磁石収容孔15に対する周方向の位置決めがされるとともに、径方向の位置決めがされる。
(ロータ10が位置決め鋼板群と非位置決め鋼板群とを有した変形例)
 図2に示した第1実施形態に係るロータ10は、位置決め用電磁鋼板23を軸方向に多数積層してなる。しかしながら、この構造に限定されるものではない。例えば、ロータ10は、複数の位置決め用電磁鋼板23を軸方向に積層した位置決め鋼板群と、突出部27が存在しない非位置決め用電磁鋼板を軸方向に複数積層した非位置決め鋼板群と、が軸方向に隣接して配置されてなるものでもよい(第4変形例)。
 第4変形例では、ロータ10は、位置決め鋼板群と非位置決め鋼板群とが軸方向に隣接して配置されてなる。このため、非位置決め鋼板群の非位置決め用電磁鋼板は、空間孔部15cに突出部27は存在しないので、空間孔部15cの開口面積を増大させることができる。よって、空間孔部15cにより、周方向に隣接する磁石17間の磁気抵抗が増大して、ロータコア11の磁石17間の磁束漏れを低減することができる。
(位置決め鋼板群と非位置決め鋼板群の配置に関する変形例)
 図2に示した第1実施形態に係るロータ10は、位置決め用電磁鋼板23を軸方向に多数積層してなる。しかしながら、この構造に限定されるものではなく、例えば、ロータ10は、軸方向一方側から他方側へ向かって、位置決め鋼板群、非位置決め鋼板群、位置決め鋼板群の順に配置されてもよい(第5変形例)。
 第5変形例では、ロータ10は、軸方向一方側から他方側へ向かって、位置決め鋼板群、非位置決め鋼板群、位置決め鋼板群の順に配置される。このため、磁石17の軸方向両側で磁石17の周方向の位置決めを行うことができ、磁石17をロータに安定支持することができる。また、ロータ10は、非位置決め鋼板群を有するので、ロータ全体の空間孔部15cの開口面積の低下を抑制することができる。このため、突出部27を有しない空間孔部15cにより、周方向に隣接する磁石17間の磁気抵抗が増大して、ロータコア11の磁石17間の磁束漏れを低減することができる。
[第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態に係るモータ1について説明する。図5は、第2実施形態に係る磁石収容孔15の部分拡大図である。第1実施形態のモータ1は、空間孔部15cのうち径方向内側及び径方向外側の夫々の内面15dに、径方向に突出する突出部27が設けられる例を示した。第2実施形態のモータ1は、図5に示すように、空間孔部15cの内面15dのうち磁石17の周方向端部17bに対向する内面対向部15d1に、空間孔部15cの内側へ周方向に突出する周方向突出部61が設けられる。以下、第2実施形態では、第1実施形態と相違する点を中心に説明し、第1実施形態に係るモータ1と同一態様部分については同一符号を付して説明を省略する。
 第2実施形態に係る一対の空間孔部15cの少なくともいずれかは、空間孔部15cの内面15dのうち磁石17の周方向端部17bに対向する内面対向部15d1から空間孔部15cの内側へ周方向に突出する周方向突出部61を有する。図示した実施形態では、周方向に隣接する磁石収容孔15において、周方向に対向する空間孔部15cの内面対向部15d1に周方向突出部61が設けられる。なお、周方向突出部61は、磁石収容孔15の周方向両側の空間孔部15cに設けられてもよい。また、周方向突出部61は、磁石収容孔15の周方向一方側の空間孔部15cに設けられてもよい。
 周方向突出部61は、内面対向部15d1から周方向に直線状に突出する突出本体部61aを有する。突出本体部61aは、棒状である。突出本体部61aの突出方向に対して直交する方向の断面は、円形状、三角状、多角形状のいずれでもよい。突出本体部61aの突出方向先端部は、半球状に湾曲する。また、突出本体部61aの突出方向先端部は、磁石17の周方向端部17bに対向して面接触可能な先端平面部を有してもよい。
 <第2実施形態の作用>
 磁石収容孔15に挿入された磁石17を、空間孔部15cに設けられた周方向突出部61側へ移動させると、磁石17の周方向端部17bが周方向突出部61に接触する。このため、磁石17は、磁石収容孔15に対して周方向に位置決めされる。
 <第2実施形態の効果>
 磁石収容孔15に挿入された磁石17の周方向端部17bを周方向突出部61に接触させるだけで、磁石17の磁石収容孔15に対する周方向の位置決めを容易に行うことができる。
 以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
  1 モータ
  5 シャフト
 10 ロータ
 13 貫通孔
 15 磁石収容孔
 15c 空間孔部
 15d 内面
 15d1 内面対向部
 15d2 内面内側部
 15d3 内面外側部
 17 磁石
 17b 周方向端部
 17c 内側隅部
 17d 外側隅部
 19 電磁鋼板
 23 位置決め用電磁鋼板
 27 突出部
 27a 内側突出部
 27b 外側突出部
 27c 内側湾曲面部
 27d 外側平面部
 27e 外側湾曲面部
 27f 内側平面部
 30 ステータ
 40 ハウジング
 61 周方向突出部
  J 中心軸

 
 

Claims (16)

  1.  軸方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトと、
     前記シャフトに固定されるロータと、
     前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
     前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、
    を有し、
     前記ロータは、
     軸方向に延びて前記シャフトが挿入される貫通孔と、
     前記ロータの径方向内側の周縁部に周方向に間隔を有して設けられ、軸方向に貫通する複数の磁石収容孔と、
     複数の前記磁石収容孔の夫々に挿入された複数の磁石と、
    を有し、
     前記磁石収容孔は、
      前記磁石収容孔内に挿入された前記磁石の周方向両側の周方向端部よりも周方向に延びる一対の空間孔部を有し、
     一対の前記空間孔部の少なくともいずれかは、前記空間孔部の内面から前記空間孔部の内側へ径方向に突出する突出部を有し、
     前記磁石の前記周方向端部が前記突出部に接触する
    モータ。
  2.  一対の前記空間孔部の夫々は、前記突出部を有し、
     前記磁石は、一対の前記空間孔部のいずれか一方の前記空間孔部の前記突出部に接触する
    請求項1に記載のモータ。
  3.  前記磁石は、軸方向視において長方形状であって軸方向に延びる直方体状であり、
     前記磁石は、前記磁石の前記周方向端部のうち径方向内側に内側隅部を有するとともに、前記磁石の前記周方向端部のうち径方向外側に外側隅部を有し、
     前記空間孔部の前記内面は、
      前記磁石の周方向端部に対向して径方向に沿って延びる内面対向部と、
      前内面対向部の径方向内側端から前記磁石の前記内側隅部側へ向かって延びる内面内側部と、
      前記内面対向部の径方向外側端から前記磁石の前記外側隅部側へ向かって延びる内面外側部と、
    を有し、
     前記突出部は、
      前記空間孔部の前記内面内側部に径方向外側へ突出する内側突出部と、
      前記空間孔部の前記内面外側部に径方向内側へ突出する外側突出部と、
    を有し、
     前記磁石は、前記磁石の前記内側隅部が前記内側突出部に接触するとともに、前記磁石の前記外側隅部が前記外側突出部に接触する
    請求項1又は2に記載のモータ。
  4.  前記内側突出部及び前記外側突出部は、軸方向視において前記空間孔部内へ突出する方向に円弧状に湾曲する内側湾曲面部及び外側湾曲面部を有する
    請求項3に記載のモータ。
  5.  前記磁石は、前記磁石の前記内側隅部が前記内側突出部の前記内側湾曲面部に接触し、且つ前記磁石の前記外側隅部が前記外側突出部の前記外側湾曲面部に接触する
    請求項4に記載のモータ。
  6.  前記内側突出部は、軸方向視において周方向へ進むに従って径方向外側へ傾く内側平面部を有し、
     前記外側突出部は、軸方向視において前記空間孔部内へ突出する方向に円弧状に湾曲する外側湾曲面部を有する
    請求項3に記載のモータ。
  7.  前記磁石は、前記磁石の前記内側隅部が前記内側突出部の前記内側平面部に接触し、且つ前記磁石の前記外側隅部が前記外側突出部の前記外側湾曲面部に接触する
    請求項6に記載のモータ。
  8.  前記内側突出部は、軸方向視において周方向へ進むに従って径方向外側へ傾く内側平面部を有し、
     前記外側突出部は、軸方向視において周方向へ進むに従って径方向内側へ傾く外側平面部を有する
    請求項3に記載のモータ。
  9.  前記磁石は、前記磁石の前記内側隅部が前記内側突出部の前記内側平面部に接触し、且つ前記磁石の前記外側隅部が前記外側突出部の前記外側平面部に接触する
    請求項8に記載のモータ。
  10.  前記内側突出部は、軸方向視において前記空間孔部内へ突出する方向に円弧状に湾曲する内側湾曲面部を有し、
     前記外側突出部は、軸方向視において周方向へ進むに従って径方向内側へ傾く外側平面部を有する
    請求項3に記載のモータ。
  11.  前記磁石は、前記磁石の前記内側隅部が前記内側突出部の前記内側湾曲面部に接触し、且つ前記磁石の前記外側隅部が前記外側突出部の前記外側平面部に接触する
    請求項10に記載のモータ。
  12.  前記ロータは、軸方向視において円形状の電磁鋼板を軸方向に多数積層させてなる
    請求項1に記載のモータ。
  13.  前記電磁鋼板は、
      前記突出部が設けられた前記磁石収容孔及び前記貫通孔を有する位置決め用電磁鋼板を有し、
     前記ロータは、前記位置決め用電磁鋼板を軸方向に多数積層してなる
    請求項12に記載のモータ。
  14.  前記電磁鋼板は、
      前記突出部が設けられた前記磁石収容孔及び前記貫通孔を有する位置決め用電磁鋼板と、
      前記突出部が設けられていない前記磁石収容孔及び前記貫通孔を有する非位置決め用電磁鋼板と、
    を有し、
     前記ロータは、複数の前記位置決め用電磁鋼板を軸方向に積層した位置決め鋼板群と、複数の前記非位置決め用電磁鋼板を軸方向に積層した非位置決め鋼板群とが軸方向に隣接して配置されてなる
    請求項12に記載のモータ。
  15.  前記ロータは、軸方向一方側から他方側へ向かって、前記位置決め鋼板群、前記非位置決め鋼板群、前記位置決め鋼板群の順に配置される
    請求項14に記載のモータ。
  16.  軸方向に延びる中心軸に沿って配置されたシャフトと、
     前記シャフトに固定されるロータと、
     前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
     前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、
    を有し、
     前記ロータは、
     軸方向に延びて前記シャフトが挿入される貫通孔と、
     前記ロータの径方向内側の周縁部に周方向に間隔を有して設けられ、軸方向に貫通する複数の磁石収容孔と、
     複数の前記磁石収容孔の夫々に挿入された複数の磁石と、
    を有し、
     前記磁石は、軸方向視において長方形状であって軸方向に延びる直方体状であり、
     前記磁石収容孔は、
      前記磁石収容孔内に挿入された前記磁石の周方向両側の周方向端部よりも周方向に延びる一対の空間孔部を有し、
     一対の前記空間孔部の少なくともいずれかは、前記空間孔部の内面のうち前記磁石の前記周方向端部に対向する内面対向部から前記空間孔部の内側へ周方向に突出する周方向突出部を有し、
     前記磁石の前記周方向端部が前記周方向突出部に接触する
    モータ。

     
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