WO2018181087A1 - エンドプレート、それが設けられたモータの回転子およびモータ - Google Patents
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- H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
Definitions
- the present invention relates to an end plate for a rotor of a motor, a rotor of a motor provided with the end plate, and a motor.
- the rotor of an embedded permanent magnet brushless motor is configured by inserting a permanent magnet into a hole formed in a yoke forming a rotor core.
- the yoke is formed by laminating a plurality of plate-like bodies.
- a hole having an opening is formed in the yoke.
- the opening is open toward the axial direction including the axis of the shaft that is the rotation axis.
- the permanent magnet is inserted into the hole through the opening.
- Conventionally, there are methods of fixing a permanent magnet and a yoke by fixing each other with an adhesive or by using a magnetic force of a permanent magnet see, for example, Patent Document 1).
- An end plate for a rotor of a motor is a magnet-embedded motor including a rotor in which a plurality of permanent magnets are embedded in a cylindrical rotor yoke.
- the end plate is attached to at least one end face.
- the rotor has a rotor yoke in which holes for embedding permanent magnets are respectively formed, a rotating shaft that penetrates both end faces of the rotor yoke, and at least one plate-shaped end plate. ing.
- the end plate includes a main body portion that is in an annular contact with the end surface of the rotor yoke, and a magnet biasing portion that extends in a radial direction from the annular contact portion of the main body portion and contacts the permanent magnet. ing.
- the biasing force that biases the permanent magnet inward in the axial direction by the magnet biasing portion is generated independently of the main body portion that is in close contact with the end surface of the yoke in an annular shape. Therefore, a sufficient urging force can be applied to appropriate positions of the permanent magnet and the yoke.
- the present invention has an effect that a sufficient urging force can be applied to appropriate positions of the permanent magnet and the yoke.
- FIG. 1 is a view of a rotor of a motor to which an end plate according to an embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- FIG. 2 is a view showing a state where the end plate is removed from the rotor of the motor shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA-AA in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB-BB in FIG.
- FIG. 5 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the first modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- FIG. 6 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the second modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- FIG. 7 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the third modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- 8 is a cross-sectional view taken along CC-CC shown in FIG.
- FIG. 9 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the fourth modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- FIG. 10 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the fifth modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- FIG. 11 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the sixth modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- FIG. 12 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the seventh modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- FIG. 13 is a view of the state in which the end plate is attached to the rotor of the motor having a permanent magnet having an arcuate cross section as viewed from the axial direction.
- FIG. 14 is a view of the state in which the end plate is attached to the rotor of the motor having a permanent magnet having an arc cross section as viewed from the axial direction.
- FIG. 15A is a side view of the rotor of the motor to which the end plate is attached according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 15B is a side view of the rotor of the motor to which the end plate is attached according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 15C is a side view of the rotor of the motor to which the end plate is attached according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 16A shows another modification of the present embodiment.
- FIG. 16B is a diagram showing another modification of the present embodiment.
- FIG. 17 is a conceptual diagram of a motor in one embodiment of the present invention.
- the rotor end plate of the motor of the present invention extends in a radial direction from a main body portion that is in close contact with the end surface of the yoke of the rotor in an annular shape and an annular close contact portion of the main body portion. And a magnet urging portion that abuts on the permanent magnet, thereby applying a sufficient urging force to an appropriate position of the rotor.
- the conventional method as described above had the following points to be improved. That is, in the method of fixing the yoke and the permanent magnet using an adhesive, a process of applying the adhesive to the permanent magnet and drying the applied adhesive is required. For this reason, the man-hour for manufacturing a motor increases.
- the disk-shaped end plate is provided at the end of the yoke in the axial direction
- a sufficient urging force cannot be applied to the proper positions of the yoke and the permanent magnet.
- the plurality of plate-like bodies may be fixed to each other by caulking or the like. In this case, it is conceivable to hold the end in the axial direction with the end plate in order to prevent deformation such as part of the plate-like body turning up during or after manufacture of the yoke.
- the permanent magnet moves in the hole in the hole even if a disk-shaped end plate is disposed.
- the permanent magnet is designed so that the axial length is longer than the depth of the hole. For this reason, even if a disk-shaped end plate is provided at the axial end of the yoke, the disk-shaped end plate is in contact with the permanent magnet but not in contact with the yoke. Therefore, in the aspect like Patent Document 2, the permanent magnet and the yoke cannot be pressed together.
- each permanent magnet is created with a predetermined tolerance. Therefore, when a rotor is constituted by using a plurality of permanent magnets, there is a possibility that a difference occurs in the axial lengths of the plurality of permanent magnets, although they are within the tolerance range of the permanent magnets. For this reason, when a disc-shaped end plate is provided at the axial end portion of the yoke, the end plate cannot uniformly apply a biasing force to each permanent magnet.
- the end plate is annularly attached to the end surface of the rotor yoke, and the end plate extends in a radial direction from the annular contact portion of the main body, and contacts the permanent magnet. And a magnet urging portion in contact therewith.
- the magnet biasing portion acts as a leaf spring with respect to the permanent magnet with the main body portion in close contact with the end face as a base end, so that a sufficient biasing force can be applied to appropriate positions of the permanent magnet and the yoke.
- the permanent magnet protrudes from the end face, a more remarkable effect can be obtained.
- FIG. 1 is a view of a rotor of a motor to which an end plate according to an embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction, and the end plate is indicated by a solid line.
- FIG. 2 is a view showing the end plate and the yoke with the end plate removed in the rotor of the motor shown in FIG. 3 is an AA-AA cross-sectional view of the end plate in FIG. 1, and FIG. 4 is a BB-BB cross-sectional view of the end plate in FIG. 3 and 4, the lower side is the inner side in the axial direction.
- the motor rotor 1 in this embodiment includes a columnar yoke 2 as a rotor yoke.
- the yoke 2 is held so as to be rotatable relative to a cylindrical stator (not shown) attached to the inner wall surface of the outer frame of the motor.
- the yoke 2 is composed of a plate-like body that is a metal plate that has been subjected to processing such as press working, and is formed by laminating a plurality of these plate-like bodies.
- a shaft hole 3 is provided in the center of the yoke 2. Further, a shaft (S shown in FIGS.
- the direction in which the shaft S extends is the axial direction, and further in the axial direction, the direction without the yoke 2 is the axially outward direction, and the opposite direction of the axially outward direction is the axial direction. Also called axially inward.
- a radial direction centering on the axis P and intersecting the shaft S is also referred to as a radial direction, and a direction away from the axis P in the radial direction is also referred to as a radially outward direction.
- the direction around the axis centered around the axis P of the shaft S is also referred to as the circumferential direction.
- a plurality of holes 4 are formed in the yoke 2 so as to be arranged at equal intervals in the circumferential direction and to penetrate the yoke 2 in the axial direction. Further, in the yoke 2, a radially outer portion of the air hole 4 is called a yoke outer end portion 15 and will be described. The plurality of yoke outer end portions 15 are also formed so that the circumferential intervals are evenly spaced. The air holes 4 are opened at both ends of the yoke 2 in the axial direction.
- the rotor 1 includes a plurality of permanent magnets 5 inserted into each of the plurality of holes 4.
- the permanent magnet 5 is formed in a plate shape, and the plate-like permanent magnet 5 (hereinafter, abbreviated as “magnet 5” as appropriate) is an imaginary line extending in the radial direction from the axis P. It arrange
- the motor according to the present embodiment is a magnet-embedded motor in which a plurality of permanent magnets 5 are embedded in the yoke 2 of the rotor 1. The corners of the magnet 5 may be chamfered or rounded. Thereby, the crack at the time of manufacture of the magnet 5 and a chip can be prevented.
- the magnet 5 is a rare earth magnet formed using a rare earth element such as neodymium. Further, in the present embodiment, an example of the rotor 1 having eight holes 4 and having eight magnets 5 in total, one for each hole 4 will be described.
- a plate-like end plate 6 is provided at least at one end. That is, the columnar yoke 2 is configured by laminating plate-like bodies in the laminating direction as described above, and at least one end face side of both end faces where the plate-like bodies are laminated in a columnar shape.
- An end plate 6 is attached.
- the end plate 6 is formed of an elastically deformable metal plate.
- the end plate 6 is formed by performing processing such as press processing on a metal plate so as to have the following configuration. As shown in FIG. 2, the end plate 6 includes an annular main body 7 whose center is the shaft hole 3, a magnet biasing portion 8 and a yoke biasing portion 9 that extend radially outward from the main body portion 7.
- Such a main body portion 7 is in close contact with the yoke end surface 2s which is the end surface of the yoke 2 as shown in FIG.
- the main body portion 7 includes a plurality of attachment holes 10 for fixing the main body portion 7 and the yoke 2 with fixing members such as rivets.
- the magnet urging portion 8 has a plurality of first extending pieces 11 extending radially outward from the main body portion 7, and the first extending pieces 11 are arranged radially at equal intervals in the circumferential direction. Moreover, the front-end
- the magnet biasing portion 8 acts as a leaf spring against the magnet 5 and biases the magnet 5 inward in the axial direction. That is, the magnet 5 protruding from the end face of the yoke 2 is applied with a force in the thickness direction of the end plate 6 toward the yoke 2 so as to be pushed into the hole 4 by the magnet biasing portion 8.
- the plurality of first extending pieces 11 are provided in a number (eight) corresponding to the number of magnets 5.
- the plurality of first extending pieces 11 are provided in accordance with the positions of the plurality of magnets 5. More specifically, each first extending piece 11 is configured such that the tip end portion 13 abuts on the central portion of the corresponding axial end surface of the magnet 5.
- the width (circumferential length) of the contact portion of the first extension piece 11 with the magnet 5 is not less than 1/3 and not more than 2/3 of the width of the magnet 5 (circumferential length). is there.
- the end plate 6 secures sufficient space for providing the 2nd extension piece 12, making the urging
- the first extending piece 11 is formed in the same plane as the main body portion 7 except for the tip portion 13 in a state where the first extending piece 11 is not in contact with the magnet 5 (natural state).
- the distal end portion 13 of the first extending piece 11 has a shape bent in the axial direction toward the magnet 5 side (inward in the axial direction).
- the length of the magnet 5 is set so as to protrude from the yoke 2 in the axial direction. For this reason, in a state where the end plate 6 is attached to the yoke 2, that is, in a completed state of the rotor 1, the magnet 5 acts so as to push the abutted tip portion 13 outward in the axial direction.
- the first extending piece 11 is deformed so as to be bent outward in the axial direction with respect to the plane formed by the main body portion 7.
- the first extending piece 11 deformed in this way functions as a so-called leaf spring, and the restoring force to return to the original plane acts to hold down the abutting magnet 5, and the urging force against the magnet 5. It becomes.
- the main body 7 comes into contact with the end surface of the yoke 2 by the surface, and the tip of the tip 13 in the axial direction comes into contact with the magnet 5.
- the first extending piece 11 is bent outward in the axial direction so that the axial distance between the end surface of the yoke 2 and the first extending piece 11 increases toward the outer side in the radial direction.
- tip part 13 of the 1st extension piece 11 is formed in planar view circular arc shape. That is, in the front end portion 13, a portion bent in the axial direction (a portion protruding inward in the axial direction of the front end portion 13) has a curved surface that is bent along the circumferential direction as shown in FIG. 1. ing. Thereby, the end plate 6 can make the front-end
- the arc at the distal end portion 13 is, for example, an arc centered on the axis P.
- the length of the portion bent inward in the axial direction at the distal end portion 13 of the first extending piece 11 is set as a length that can absorb variations in the amount of the magnet 5 protruding from the yoke 2 in the axial direction. .
- This variation is caused by the tolerance of the magnet 5.
- this length is 0.5 mm or more.
- the yoke urging portion 9 includes a plurality of second extending pieces 12 extending radially outward from the main body portion 7 at positions shifted in the circumferential direction from the positions of the plurality of first extending pieces 11.
- tip part 14 is formed in the front-end
- This tip end portion 14 is in contact with a yoke outer end portion 15 located on the radially outer side from the hole 4 of the yoke 2. That is, the plurality of second extending pieces 12 are formed so as not to overlap the plurality of first extending pieces 11.
- the length from the shaft center P to the tip end portion 14 of the second extension piece 12 is longer than the length from the axis P to the tip end portion 13 of the first extension piece 11 and is substantially equal to the rotation radius of the yoke 2. It becomes.
- the tip end portion 14 of the second extending piece 12 abuts on a portion radially outward from the hole 4 of the yoke 2, so that the yoke urging portion 9 pivots on the yoke outer end portion 15 that is the portion.
- the plurality of second extending pieces 12 are provided one on each side in the circumferential direction with respect to one first extending piece 11. That is, as shown in FIG. 1, a pair, that is, two second extending pieces 12 are arranged between the pair of first extending pieces 11 that are closest to each other.
- the yoke urging portion 9 includes 16 second extending pieces 12.
- a slit 18 is further formed between the pair of second extending pieces 12, and the pair of second extending pieces 12 including one slit 18 constitute a second extending pair 12p. Yes.
- the plurality of first extending pieces 11 and the plurality of second extending pieces 12 are provided separately from each other. That is, between each 1st extension piece 11 and the 2nd extension piece 12 adjacent to this, the slit 16 used as the clearance gap extended in radial direction between both is provided. Thereby, in each 1st extension piece 11 of the magnet biasing part 8, the front-end
- the shape of the slit 16 is not particularly limited.
- the urging force for urging each magnet 5 inward in the axial direction by the magnet urging portion 8 is generated independently of the main body portion 7 in contact with the yoke 2. Therefore, a sufficient urging force can be applied to each magnet 5 and the appropriate position of the yoke 2. Further, a yoke urging portion 9 is provided separately from the magnet urging portion 8. With this configuration, a biasing force that biases each magnet 5 inward in the axial direction by the magnet biasing portion 8, a biasing force that biases the yoke outer end portion 15 inward in the axial direction by the yoke biasing portion 9, Can be generated independently.
- the individual first extending pieces 11 abut on each of the plurality of magnets 5 to generate a biasing force that biases each magnet 5 individually in the axial direction. Therefore, even if the axial lengths of the plurality of magnets 5 vary, the end plate 6 can apply an appropriate biasing force to each magnet 5.
- each second extending piece 12 includes a bent portion 17, and is bent from the main body portion 7 with the bent portion 17 as a bending position. More specifically, in a state where the end plate 6 is not in contact with the yoke 2 (natural state), such a bent portion 17 is a proximal end or a proximal end of the second extending piece 12 in the radial direction. And the tip.
- FIG. 4 shows a configuration example in which the bent portion 17 is formed at the base end of the second extending piece 12.
- the yoke urging portions 9 are arranged on the second extending pieces 12 so that the portions on the radially outer side of the bent portions 17 are separated from the main body portion 7 away from the yoke 2 in the axial direction. It is the shape bent in the direction.
- the bent portion 17 is the base end of the second extending piece 12, the entire second extending piece 12 is bent outward in the axial direction with respect to the main body portion 7. Further, the bent portion 17 is located on the radially inner side from the position of the magnet 5.
- the distal end portion 14 of the second extending piece 12 is bent toward the yoke 2 side (inward in the axial direction), and the distal end portion 14 is located on the outer side in the radial direction from the hole 4 of the yoke 2. It is comprised so that it may contact
- FIG. the position of the tip in the axial direction of the tip 14 reaches the planar position of the main body 7 in a natural state. Or, in a natural state, the tip end of the tip end portion 14 is located closer to the yoke 2 than the planar position of the main body portion 7.
- the distal end portion 14 is configured such that the position of the distal end in the axial direction is a position that protrudes 3 mm or more to the yoke 2 side from the planar position of the main body portion 7 in a natural state.
- the distal end side from the bent portion 17 of the second extending piece 12 may have a shape that curves in an arch shape outward in the axial direction as a whole.
- the second extending piece 12 can be arranged on the end plate 6 so as to straddle the magnet 5 regardless of the length of the magnet 5. Therefore, the end plate 6 can easily secure a contact region at the yoke outer end portion 15 that only applies an appropriate urging force to the yoke urging portion 9 regardless of the arrangement of the magnets 5.
- a circular mounting hole 10 having a center 10c and a radius r is given as an example of the mounting hole.
- the mounting hole 10 in the main body portion 7 is provided at a position corresponding to the first extension piece 11 in the circumferential direction (around the axis P), and is used for fixing the main body portion 7 and the yoke 2. . That is, the attachment hole 10 is provided at a position on an imaginary line segment that connects the central portion in the circumferential direction of the first extension piece 11 and the axis P.
- the mounting hole 10 is set at a position away from the outer edge of the shaft hole 3 by a predetermined distance radially outward.
- the boundary between the slit 16 and the main body portion 7 is defined as a base end 16 b of the slit 16.
- the position of the base end 16 b in the radial direction is set between the outer edge of the shaft hole 3 and the position corresponding to the radially inner end of the magnet 5. More preferably, the base end 16b may be disposed at a position defined by the radial distance from the axis P as follows.
- the distance to the base end 16b is The base end 16b may be disposed at a position longer than Rd1 and shorter than Rd2.
- the radial distance from the axis P to the target element as described above will be referred to as a radial distance, and the radial position with respect to the target element will be appropriately indicated by this radial distance.
- FIG. 5 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the first modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- the base end 16b is positioned so that the radial distance Rd16 of the base end 16b of the slit 16 is equal to the radial distance Rd10 to the radially inner side of the outer edge of the mounting hole 10.
- X is the distance between the position of the center 10 c of the mounting hole 10 and the distal end portion 13 in the radial direction
- r is the radius of the mounting hole 10.
- the radial distance of the base end 16 b of the slit 16 is a distance from the position of the center 10 c of the mounting hole 10 to a position about X / 2 radially outward.
- the end plate 6 can secure the rigidity of the entire end plate and the urging force by the first extending piece 11 and the second
- the radial length of the slit 16 can be obtained such that the urging force by the extending piece 12 can function independently.
- the second extended pair 12p having the two second extended pieces 12 is positioned between the first extended pieces 11 adjacent in the circumferential direction.
- the base ends of the two second extended pieces 12 are common, and the bent portion 17 is also common.
- the slit 18 in the 2nd extension pair 12p is provided between the magnets 5 adjacent to the circumferential direction so that the magnet 5 may be avoided.
- two second extending pairs 12 p adjacent to each other correspond to one yoke outer end portion 15. That is, for example, as shown in FIG.
- FIG. 6 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the second modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- the circumferential width of the slit 18 between the second extending pieces 12 adjacent in the circumferential direction in the second extending pair 12p is the width between the magnets 5 adjacent in the circumferential direction. The case near is illustrated.
- the circumferential width of the slit 18 is set so that the circumferential width of the distal end portion 14 of the second extending piece 12 can be secured to about 1/6 of the width of the magnet 5. An example in which the width is set is shown.
- the biasing force of the tip end portion 14 on the yoke outer end portion 15 can be reduced while avoiding the second extending piece 12 from coming into contact with the magnet 5. It can be given effectively.
- FIG. 7 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the third modified example of the embodiment of the present invention configured as described above is attached viewed from the axial direction.
- FIG. 8 is a cross-sectional view taken along CC-CC shown in FIG. In FIG. 8, the lower side is the inner side in the axial direction.
- the magnet urging portion 8D of the end plate 6D has a length from the axis P to the tip of the tip portion 13D of the first extension piece 11D.
- the length is approximately the same as the length of the leading end portion 14 of the protruding piece 12 (the length equal to the radius of the yoke 2).
- the first extension piece 11D, the second extension piece 12 and the yoke 2 have substantially the same radial distance to the distal end in the radial direction.
- the position of the tip 13D of the first extending piece 11D is radially outward from the radially inner end of the permanent magnet 5 and radially inward from the outer periphery of the yoke 2. It may be located at a predetermined position.
- 1st extension piece 11D is formed in the same plane as the main-body part 7 except the front-end
- the permanent magnet 5 protrudes outward in the axial direction from the yoke 2 while being inserted through the hole 4. For this reason, it abuts on the magnet 5 at the end portion on the radially inner side of the magnet 5 between the distal end portion 13D and the proximal end of the first extending piece 11D, and elastically deforms outward in the axial direction. As a result, a biasing force that biases the first extending piece 11 ⁇ / b> D inward in the axial direction is generated in the magnet 5. Therefore, even in this mode, the same effect as in FIG.
- the first extending piece 11D of the end plate 6D has a shape in which the distal end portion 13D is bent in a direction away from the yoke 2 (axially outward side). Similar to the distal end portion 13 of the first extending piece 11 shown in FIG. 1, the distal end portion 13D of the first extending piece 11D is formed in an arc shape in plan view.
- a balance weight (such as a balance putty) may be attached to the distal end portion 13D in a bent structure. That is, in the configuration in which the permanent magnet 5 is in contact between the proximal end of the first extension piece 11D and the distal end portion 13D, the distal end portion 13D is provided with a balance weight holding portion bent in a direction away from the yoke 2. May be.
- the balance weight for eliminating eccentricity is attached to the axially outward side of the first extending piece 11D
- the distal end portion 13D functions as a movement restraining portion for the balance weight radially outward. Therefore, even if the centrifugal force generated by rotating the rotor 1 at a high speed is large, the end plate 6D can make it difficult to scatter the balance weight radially outward.
- FIG. 9 is a view of the rotor of the motor, to which the end plate according to the fourth modified example of the embodiment of the present invention having the above-described configuration is attached, viewed from the axial direction.
- the second extending piece 12E of the yoke urging portion 9E is provided so as to cross the central portion in the circumferential direction of the permanent magnet 5 and extend in the radial direction. Thereby, the tip end portion 14E of the second extending piece 12E is brought into contact with the central portion in the circumferential direction of the yoke outer end portion 15 of the yoke 2.
- the 1st extension piece 11E of the magnet energizing part 8E is provided in the both-sides position in the circumferential direction of the 2nd extension piece 12E. That is, two first extending pieces 11E are provided between the second extending pieces 12E adjacent in the circumferential direction. Furthermore, in the present modification, a slit 19 is provided between the two first extending pieces 11E, and the slit 19 and the two first extending pieces 11E on both sides thereof are used as shown in FIG. 1 extension pair 11Ep is comprised.
- the attachment hole 10 is provided so as to overlap the base end of the second extending piece 12E.
- the tip portion 13E is a contact portion of the first extending piece 11E with the magnet 5.
- the width (length in the circumferential direction) of the distal end portion 13E is not less than 1/6 and not more than 1/3 of the width (length in the circumferential direction) of the magnet 5 with which the first extending piece 11E abuts. is there.
- the end plate 6E can secure a sufficient space for providing the second extending piece 12E while causing the urging force of the first extending piece 11E to sufficiently act on the corresponding magnet 5.
- the position of the base end which is the location closest to the axis P in the radial direction of the slit 19 is positioned radially inward compared to the slit 18 between the second extending pieces 12 in the example of FIG.
- the base end of the slit 19 is provided at a radial position where the radial distance is substantially the same as the center of the mounting hole 10 of the main body 7.
- the variation in the axial length among the plurality of magnets 5 is larger than the variation in the axial length at the yoke outer end portion 15. Therefore, the elastic deformation of one first extending piece 11E in the adjacent first extending piece 11E has a greater effect on the other first extending piece 11E. Therefore, if the length of the slit 19 in the radial direction is made longer, the adjacent first extending pieces 11E can be prevented from affecting each other.
- the radial length of the slit 19 may be short. Moreover, it is good also as a structure which lose
- FIG. 10 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the fifth modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- the yoke urging portion 9 ⁇ / b> F whose surface abutting against the yoke outer end portion 15 is formed in an annular shape. It is good.
- the annular outer edge portion of the main body portion 7F may be located near the outer periphery of the yoke 2 and function as the yoke urging portion 9F.
- the first extending piece 11F of the magnet urging portion 8F extends radially outward in the same manner as in the example shown in FIG. That is, a C-shaped slit 21 as shown in FIG. 10 is formed in the main body portion 7F corresponding to each first extending piece 11F.
- the slit 21 is cut out in the radial direction between the first extending piece 11F and the main body portion 7F on both sides in the circumferential direction of the first extending piece 11F, and from the distal end portion 13F of the first extending piece 11F. It is formed by being cut out in the circumferential direction outward in the radial direction.
- the mounting hole 10 is disposed at a position where the radial distance of the proximal end in the radial direction of the slit 21 falls within the range of the radial distance at the mounting hole 10.
- the magnet urging portion 8F is cut out in the radial direction and the circumferential direction so that the outer peripheral side, that is, the radially outer side opens.
- the vicinity of the outer diameter portion of the yoke 2 (the plurality of yoke outer end portions 15) is suppressed over the entire circumference, so that the motor can be manufactured.
- the resulting turning of the thin plate can be more effectively prevented.
- FIG. 11 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the sixth modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- the yoke urging portion 9G in the end plate 6G shown in FIG. 11 is also a part of the main body portion 7G and is configured as an annular surface that abuts against the yoke outer end portion 15.
- the first extending piece 11G of the magnet urging portion 8G extends radially inward from the annular yoke urging portion 9G (main body portion 7G).
- the distal end portion 13G of the first extending piece 11G is located radially inward from the proximal end.
- the periphery of the magnet urging portion 8G is cut out in the radial direction and the circumferential direction so that the axial center P side, that is, the radially inner side opens.
- a C-shaped slit 22 as shown in FIG. 11 is formed in the main body portion 7G corresponding to each first extending piece 11G.
- the slit 22 is cut out in the radial direction between the first extending piece 11G and the main body part 7G on both sides in the circumferential direction of the first extending piece 11G, and from the distal end part 13G of the first extending piece 11G. It is formed by being cut out in the circumferential direction inward in the radial direction.
- the mounting hole 10 is located radially inward from the distal end portion 13G of the first extending piece 11G.
- the end plates 6F and 6G can apply a sufficient urging force to at least one of the permanent magnet 5 and the yoke 2.
- the some permanent magnet 5 is arrange
- a configuration in which the plurality of magnets 5 are arranged on a virtual line other than a polygon may be employed.
- the plurality of magnets 5 includes a first magnet 5 of the plurality of magnets 5 and a second magnet 5 adjacent to the first magnet 5 in the circumferential direction.
- the angle formed is an acute angle.
- the angle between the second magnet 5 and the third magnet 5 that is adjacent to the second magnet 5 on the opposite side in the circumferential direction from the second magnet 5 is an obtuse angle. It may be arranged as follows. That is, the plurality of magnets 5 may be arranged on a virtual line that defines a virtual star shape when viewed from the axial direction.
- FIG. 12 is a view of the rotor of the motor to which the end plate according to the seventh modification of the embodiment of the present invention is attached viewed from the axial direction.
- a plurality (16 in this example) of magnets 5 are arranged on a virtual line V2 that defines a virtual star shape.
- the end plate 6H is configured such that the tip end portion 13H of the first extending piece 11H of the magnet biasing portion 8H is in contact with the radially outer end portion of the magnet 5 positioned on the virtual line V2. Has been.
- the first extending piece 11 ⁇ / b> H is provided so as to extend on an end portion that is radially outward of the magnet 5 adjacent in the circumferential direction and straddle the adjacent magnet 5.
- the second extending piece 12H of the yoke urging portion 9H is further radially outward from a position where the radial distance of the base end of the second extending piece 12H is substantially equal to the radial distance to the center of the permanent magnet 5. It is provided to extend.
- the end plate 6H shown in FIG. 12 is not provided with a mounting hole 10 for fixing to the yoke 2.
- the slit 18 between the second extending pieces 12H adjacent in the circumferential direction functions as a fixing portion to the yoke 2.
- the inner diameter side of the slit 18 is formed in an arc shape having a diameter through which a rivet can pass.
- the end plate 6H is attached to the yoke 2 by fixing a rivet (not shown) through the slit 18 to the attachment hole 20 formed in the yoke 2. At this time, the end plate 6H is fixed to the yoke 2 by sandwiching the end plate 6H between the head of the rivet and the yoke 2.
- FIG. 13 and FIG. 14 are views of the state where the end plate is attached to the rotor of the motor having a permanent magnet having an arc cross section when viewed from the axial direction.
- a plurality (eight in this example) of permanent magnets 5I having an arcuate curved surface when viewed from the axial direction are arranged so as to protrude radially inward.
- an end plate 6Ia configured to be held by one first extending piece 11H as in the end plate 6H shown in FIG. It is attached.
- the end plate 6Ia may have the same configuration as the end plate 6E shown in FIG.
- an end plate 6 ⁇ / b> Ib that presses the central portion of each permanent magnet 5 ⁇ / b> I with one first extending piece 11 may be attached.
- the end plate 6Ib has the same configuration as the end plate 6G shown in FIG. However, for example, the same configuration as that of each end plate in FIGS.
- FIG. 15A, FIG. 15B, and FIG. 15C are views of the rotor of the motor to which the end plate is attached as viewed from the side according to one embodiment of the present invention.
- one yoke 2 is attached to the shaft S. Further, end plates 6 shown in FIG. 1 are attached to both sides of the yoke 2 in the axial direction. As shown in FIG. 15B, the two yokes 2 are attached to the shaft S so as to be connected in the axial direction. A plate-like end plate 23 is interposed between the two yokes 2. The end plate 6 is attached to the side of each yoke 2 opposite to the side where the end plate 23 is provided. That is, when the two yokes 2 are viewed as one rotor core, the end plates 6 are attached to both axial sides of the rotor core.
- the plate-like end plate 23 has a shape such as a donut shape in which the magnet biasing portion 8 and the yoke biasing portion 9 are not independent.
- one yoke 2 is attached to the shaft S, and an end plate 6 is attached only to one axial end portion of the yoke 2.
- a plate-like end plate 23 is attached to the other axial end of the yoke 2.
- the yoke outer end 15 is urged by an end plate provided at one end of the yoke 2 in the axial direction, and a permanent magnet is provided by an end plate provided at the other end of the yoke 2 in the axial direction. It is also possible to configure to bias 5.
- FIGS. 16A and 16B are diagrams showing another modification of the present embodiment.
- FIG. 16A shows a view of the rotor as seen from the first end plate side
- FIG. 16B shows a view of the rotor as seen from the second end plate side.
- the motor rotor 1J in this example includes a yoke 2, a permanent magnet 5, a first end plate 6Ja, and a second end plate 6Jb.
- the magnet 5 is inserted into a hole 4 opened at at least one end in the axial direction of the yoke 2.
- the first end plate 6Ja is provided at one end of the yoke 2 in the axial direction.
- the second end plate 6Jb is provided at the other end portion of the yoke 2 in the axial direction.
- the first end plate 6Ja includes a first main body portion 7Ja and a yoke urging portion 9J.
- the first main body portion 7Ja is in contact with the yoke 2 to form an annular shape.
- the yoke urging portion 9J extends radially outward from the first main body portion 7Ja and abuts against the yoke outer end portion 15 to urge the yoke outer end portion 15 in the axially inward direction.
- the second end plate 6Jb includes a second main body portion 7Jb and a magnet biasing portion 8J.
- the second main body portion 7Jb is in contact with the yoke 2 and forms an annular shape.
- the magnet urging portion 8J extends radially outward from the second main body portion 7Jb, and urges the magnet 5 inward in the axial direction by contacting the magnet 5.
- the magnet urging portion 8J has a first extending piece 11J extending radially outward from the second main body portion 7Jb.
- the tip 13J of the first extending piece 11J is in contact with the magnet 5.
- the yoke urging portion 9J has a second extending piece 12J that extends radially outward from the first main body portion 7Ja.
- the distal end portion 14J of the second extending piece 12J abuts on the yoke outer end portion 15 of the yoke 2.
- the urging force for urging the magnet 5 in the axial direction is generated by the magnet urging portion 8J provided in the second end plate 6Jb. Further, a biasing force that biases the yoke outer end portion 15 in the axial direction is generated by the yoke biasing portion 9J provided in the first end plate 6Ja. Therefore, a sufficient biasing force can be applied to appropriate positions of the magnet 5 and the yoke 2 also by the above aspect.
- FIG. 17 is a conceptual diagram of a motor according to an embodiment of the present invention.
- the motor 40 includes a motor rotor 1, a motor stator 30, and a bearing 36.
- the motor stator 30 extends along the axis P included in the shaft S of the motor rotor 1.
- the stator 30 of the motor faces the rotor 1 of the motor and is located radially outward of the rotor 1.
- the bearing 36 rotatably supports the rotor 1 of the motor.
- a motor 40 shown in FIG. 17 is a main part constituting the motor.
- the motor is mounted and used in a case that forms the outer shell of the motor 40.
- a motor is shape
- the stator 30 of the motor 40 includes a stator core 32 and a coil 34.
- the stator core 32 can be formed by stacking steel plates.
- the coil 34 is formed by winding an electric wire around the stator core 32.
- As a method of winding the coil 34 around the stator core 32 distributed winding, concentrated winding, toroidal winding and the like are known.
- an insulator made of resin or the like can be inserted between the stator core 32 and the coil 34.
- electrical insulation is secured between the stator core 32 and the coil 34.
- the motor 40 has a bearing 36.
- a pair of bearings 36 are attached to the shaft S so as to sandwich the rotor core 50.
- the rotor core 50 can be formed by stacking steel plates.
- Rotor core 50 in the present embodiment has a plurality of permanent magnets 5 inside.
- the rotor core 50 is attached to the shaft S.
- the bearing 36 may be a cantilever structure, that is, only one bearing 36 may be used.
- the bearing 36 may be attached to a structure that forms an outer shell of the motor 40, for example, a bracket or the like.
- the electric power is supplied from the outside of the motor 40 to the motor 40 constituting this configuration.
- a control current based on the supplied power flows into the coil 34 in a predetermined current waveform. Magnetic flux is generated according to the current flowing into the coil 34.
- the rotor 1 of the motor rotates according to the generated magnetic flux. Therefore, the motor 40 can be enjoyed with the aid of the effects of the end plate 6 described above.
- the mounting hole 10 of the main body 7 is provided at a position corresponding to the second extending piece 12 (a position on an imaginary line segment connecting the circumferential center of the second extending piece 12 and the axis P). Or a position corresponding to a position between the first extending piece 11 and the second extending piece 12 (a position on an imaginary line connecting the circumferential center of the second extending piece 12 and the axis P). ) May be provided.
- number of permanent magnets 5 is not limited to the above example (8 or 16), and may be more or less than that.
- the yoke 2 to which the end plates 6, 6B to 6H are attached has been described with respect to the configuration in which the openings of the holes 4 through which the permanent magnets 5 are inserted are provided at both ends in the axial direction. 2 may be provided with an opening of the hole 4 only at one axial end, and the end plates 6, 6B to 6H may be attached to one axial end of the yoke 2 provided with the opening.
- the present invention is useful for applying a sufficient urging force to appropriate positions of the permanent magnet and the yoke.
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Abstract
本発明のエンドプレートは、円柱形状の回転子ヨークに永久磁石を複数個埋め込んだ回転子を含む磁石埋込式のモータにおいて、円柱形状の両端面のうち、少なくとも片方の端面に装着されているエンドプレートである。回転子は、永久磁石を埋設するための空孔がそれぞれに形成された回転子ヨークと、回転子ヨークの両端面を貫通する回転軸と、少なくとも1枚のプレート状の本エンドプレートを有している。そして、本エンドプレートは、回転子ヨークの端面に対して円環状に密着する本体部と、本体部の円環状の密着箇所から径方向に延び、永久磁石に当接する磁石付勢部とを備えている。
Description
本発明は、モータが有する回転子用のエンドプレート、それが設けられたモータの回転子およびモータに関する。
永久磁石埋込式のブラシレスモータ(IPMモータ)の回転子は、回転子鉄心を成すヨークに形成された空孔に、永久磁石が挿入されて構成される。ヨークは、複数の板状体が積層されて形成される。ヨークには、開口部を有する空孔が形成される。開口部は、回転軸であるシャフトの軸心を含む軸方向に向かって開口している。永久磁石は、開口部を介して、この空孔に挿入される。従来、永久磁石とヨークとの固定方法は、互いを接着剤で固定したり、永久磁石の磁力で固定したりするものがある(例えば特許文献1参照)。
また、ヨークの軸方向端部には、永久磁石が軸方向に飛び出すのを防止するために、円盤状のエンドプレートが設けられる構成も開示されている(例えば特許文献2参照)。
本発明の一態様に係るモータの回転子用のエンドプレートは、円柱形状の回転子ヨークに永久磁石を複数個埋め込んだ回転子を含む磁石埋込式のモータにおいて、円柱形状の両端面のうち、少なくとも片方の端面に装着されているエンドプレートである。回転子は、永久磁石を埋設するための空孔がそれぞれに形成された回転子ヨークと、回転子ヨークの両端面を貫通する回転軸と、少なくとも1枚のプレート状の本エンドプレートを有している。そして、本エンドプレートは、回転子ヨークの端面に対して円環状に密着する本体部と、本体部の円環状の密着箇所から径方向に延び、永久磁石に当接する磁石付勢部とを備えている。
上記構成によれば、磁石付勢部により永久磁石を軸方向内方に付勢する付勢力が、ヨークの端面に円環状に密着した本体部とは独立して発生する。したがって、永久磁石およびヨークの適所に十分な付勢力を付与することができる。
このように、本発明は、永久磁石およびヨークの適所に十分な付勢力を付与することができるという効果を奏する。
本発明のモータが有する回転子用のエンドプレートは、後述するように、回転子のヨークの端面に対して円環状に密着する本体部と、本体部の円環状の密着箇所から径方向に延び、永久磁石に当接する磁石付勢部とを備えており、これによって、回転子の適所に十分な付勢力を付与している。
つまり、上述のような従来の手法は、次のような改善すべき点があった。すなわち、接着剤を用いてヨークと永久磁石とを固定する方法では、永久磁石に接着剤を塗布し、塗布した接着剤を乾燥させる工程が必要となる。このため、モータを製造するための工数が増加する。
また、接着剤を塗布する量の管理および接着剤を乾燥させる工程の管理等、さまざまな管理業務も生じる。さらに、接着剤を用いてヨークと永久磁石とを固定する方法は、接着強度が均一でない状態を生じる可能性がある。
また、円盤状のエンドプレートをヨークの軸方向端部に設ける構成では、ヨークおよび永久磁石の適所に、十分な付勢力を与えることができないこともある。例えば、複数の板状体を積層してヨークが形成される場合、複数の板状体は、かしめ等により、互いに固定されることがある。この場合、ヨークの製造時またはヨークの製造後、一部の板状体がめくれ上がる等の変形が生じることを防止するために、エンドプレートで軸方向端部を押さえておくことが考えられる。
一方、永久磁石の軸方向の長さが空孔の深さ(ヨークの軸方向長さ)より短いと、円盤状のエンドプレートを配置しても、永久磁石が空孔内において軸方向に動くことがある。よって、永久磁石は、軸方向の長さが空孔の深さよりも長くなるように設計される。このため、円盤状のエンドプレートをヨークの軸方向端部に設けても、円盤状のエンドプレートは、永久磁石には当接するがヨークには当接しない状態となる。したがって、特許文献2のような態様では、永久磁石およびヨークを併せて押さえることはできない。
また、それぞれの永久磁石は、所定の公差を含んで作成される。よって、複数の永久磁石を用いてロータを構成する場合、永久磁石の公差範囲内ではあるが、複数の永久磁石の軸方向長さに差異が生じる可能性がある。このため、円盤状のエンドプレートをヨークの軸方向端部に設けた場合、エンドプレートは、各永久磁石に対して均等に付勢力を付与することができない。
そこで、本発明の実施の形態では、エンドプレートが、回転子のヨークの端面に対して円環状に密着する本体部と、本体部の円環状の密着箇所から径方向に延び、永久磁石に当接する磁石付勢部とを備える構成としている。これにより、端面に密着する本体部を基端として、磁石付勢部は、永久磁石に対して板ばねとして作用するため、永久磁石およびヨークの適所に十分な付勢力を付与できる。特に、永久磁石が端面から突出していれば、より顕著な効果を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、各図において同じ構成が複数個ある場合は、そのうちの1つないし2つ程度に符号を付し、その他の符号を省略している場合がある。
(実施の形態)
図1は、本発明の一実施の形態に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図であり、エンドプレートを実線で示している。図2は、図1に示すモータの回転子において、エンドプレートを取り外した状態でのエンドプレートとヨークとを示す図である。図3は、図1におけるエンドプレートのAA-AA断面図であり、図4は、図1におけるエンドプレートのBB-BB断面図である。図3および図4は、下側が軸方向内方側となる。
図1は、本発明の一実施の形態に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図であり、エンドプレートを実線で示している。図2は、図1に示すモータの回転子において、エンドプレートを取り外した状態でのエンドプレートとヨークとを示す図である。図3は、図1におけるエンドプレートのAA-AA断面図であり、図4は、図1におけるエンドプレートのBB-BB断面図である。図3および図4は、下側が軸方向内方側となる。
本実施の形態におけるモータの回転子1は、回転子ヨークとしての円柱形状のヨーク2を備えている。ヨーク2は、モータの外枠の内壁面に取り付けられる筒状の固定子(図示せず)に対して、相対回転可能に保持されている。ヨーク2は、プレス加工等の加工が施された金属板である板状体で構成されており、これら複数の板状体が積層されることにより形成される。ヨーク2の中心には、シャフト孔3が設けられている。さらに、当該シャフト孔3には、軸心Pを含む回転軸であるシャフト(後述する図15A~15Cに示すS)が挿通され、シャフトSにヨーク2が固定される。なお、以下の説明において、シャフトSの軸心Pを含み、シャフトSが延伸する方向を軸方向、さらに軸方向において、ヨーク2のない方向を軸方向外方、軸方向外方の逆方向を軸方向内方ともいう。シャフトSと交差し、軸心Pを中心とする半径方向を径方向、さらに径方向において、軸心Pから遠ざかる方向を径方向外方、軸心Pに近づく方向を径方向内方ともいう。シャフトSの軸心Pを回転中心とする軸心周りの方向を周方向ともいう。
ヨーク2には、例えば図2に示すように、複数の空孔4が、周方向に等間隔で並ぶとともに、軸方向にはヨーク2を貫通するように、形成されている。また、ヨーク2において、空孔4の径方向外方の箇所をヨーク外端部15と呼び、説明する。複数のヨーク外端部15も、周方向の間隔が等間隔に並ぶように、形成されている。空孔4は、ヨーク2の軸方向の両端部に開口されている。回転子1は、複数の空孔4のそれぞれに挿入された複数の永久磁石5を備えている。本実施の形態において、永久磁石5は、平板状に形成され、当該平板状の永久磁石5(以下、適宜、磁石5と省略して説明する)は、軸心Pから径方向に延びる仮想線L(図2)と平板の表面とが直交するように配置される。このように、本実施の形態のモータは、回転子1のヨーク2に永久磁石5を複数個埋め込んだ磁石埋込式のモータである。なお、磁石5の角部は面取りまたは丸められていてもよい。これにより、磁石5の製造時の割れ、欠けを防ぐことができる。また、磁石5は、例えばネオジムなどの希土類元素を用いて形成された希土類磁石が用いられる。また、本実施の形態では、8つの空孔4を有し、それぞれの空孔4に1つずつ、計8つの磁石5を備えた回転子1の一例を示して説明する。
このような回転子1の軸方向のうち、少なくとも一端部に1枚のプレート状のエンドプレート6が設けられている。すなわち、円柱形状のヨーク2は、上述のように板状体を積層方向に積層して構成されており、円柱状にそれら板状体を積層した両端面のうち、少なくともその片方の端面側にエンドプレート6が装着されている。エンドプレート6は、弾性変形可能な金属板により形成される。エンドプレート6は、以下のような構成を備えるように、金属板に対してプレス加工等の加工を行うことにより形成される。エンドプレート6は、図2のように、中央がシャフト孔3となる円環状の本体部7と、本体部7から径方向外方に放射状に延びる磁石付勢部8およびヨーク付勢部9と、を備えている。このような本体部7が、図2のようなヨーク2の端面であるヨーク端面2sに対して、円環状に密着する。本体部7は、リベット等の固定部材により本体部7とヨーク2とを固定するための複数の取付孔10を備えている。
磁石付勢部8は、本体部7から径方向外方に延びる複数の第1延出片11を有し、第1延出片11それぞれが、周方向に等間隔で放射状に配置される。また、第1延出片11それぞれの径方向外方の先端の部分に、先端部13が形成されている。一方、ヨーク2の空孔4それぞれには、永久磁石5が埋設されており、これら磁石5はそれぞれに、ヨーク2の端面からわずかに突出するように構成されている。そして、第1延出片11の先端部13が、当接部として永久磁石5に当接する。これにより、ヨーク2の端面に密着する本体部7を基端として、磁石付勢部8は、磁石5に対して板ばねとして作用し、磁石5を軸方向内方に付勢する。すなわち、ヨーク2の端面から突出した磁石5は、磁石付勢部8により、空孔4内に押し込まれるように、ヨーク2に向けたエンドプレート6の板厚方向に力が加えられる。複数の第1延出片11は、磁石5の数に一致する数(8つ)設けられている。複数の第1延出片11は、複数の磁石5の位置に合わせて設けられる。より詳しくは、先端部13が、対応する磁石5の軸方向端面の中央部に当接するように、各第1延出片11は構成されている。
例えば、第1延出片11の磁石5への当接箇所の幅(周方向の長さ)は、その磁石5の幅(周方向の長さ)の1/3以上かつ2/3以下である。これにより、エンドプレート6は、第1延出片11による付勢力を、それぞれ対応する磁石5に対して十分に作用させつつ、第2延出片12を設けるための十分なスペースを確保することができる。
第1延出片11は、図3に示すように、磁石5に当接されていない状態(自然状態)において、先端部13を除き、本体部7と同一平面内に形成されている。第1延出片11の先端部13は、磁石5側(軸方向内方側)に向けて、軸方向に折れ曲がった形状を有している。一方、磁石5については、ヨーク2から軸方向へ飛び出すように、磁石5の長さを設定している。このため、エンドプレート6をヨーク2に取り付けた状態、すなわち回転子1の完成状態においては、磁石5は、当接した先端部13を軸方向外方に押し出すように作用する。この作用よって、第1延出片11は、本体部7が成す上記平面に対して、軸方向外方に曲がるように変形する。そして、このように変形した第1延出片11は、いわゆる板ばねとして機能し、元の平面に戻ろうとする復元力が、当接している磁石5を押さえるように働き、磁石5に対する付勢力となる。また、これより、回転子1の完成状態においては、本体部7はヨーク2の端面に面で接触し、先端部13の軸方向の先端が磁石5に当接する。そして、ヨーク2の端面と第1延出片11との軸方向の間隔が、径方向外方に行くほど大きくなるように、第1延出片11は、軸方向外方に曲がっている。
また、第1延出片11の先端部13は、平面視円弧状に形成される。すなわち、先端部13において、軸方向に折り曲げられた箇所(先端部13の軸方向内方側への突出箇所)が、図1に示すように、周方向に沿って曲がっている曲面を有している。これにより、エンドプレート6は、その先端部13の剛性を高くでき、第1延出片11の磁石5への当接箇所における押さえ強度も高くすることができる。先端部13における円弧は、例えば、軸心Pを中心とする円弧である。
第1延出片11の先端部13において、軸方向内方側へ折り曲げられた箇所の長さは、磁石5が、ヨーク2から軸方向へ飛び出す量のばらつきを吸収できる長さとして設定される。このばらつきは、磁石5の公差によって生じる。例えば、この長さは0.5mm以上である。
次に、ヨーク付勢部9は、複数の第1延出片11の位置から周方向にずれた位置において、本体部7から径方向外方に放射状に延びる複数の第2延出片12を有する。そして、第2延出片12それぞれの径方向外方の先端部分に、先端部14が形成されている。この先端部14が、ヨーク2の空孔4より径方向外方部分にあるヨーク外端部15に当接している。すなわち、複数の第2延出片12は、複数の第1延出片11にオーバーラップしないように形成される。軸心Pから第2延出片12の先端部14までの長さは、軸心Pから第1延出片11の先端部13までの長さより長くなり、ほぼヨーク2の回転半径に等しい長さとなる。
第2延出片12の先端部14が、ヨーク2の空孔4より径方向外方の部分に当接することにより、ヨーク付勢部9は、その部分であるヨーク外端部15をそれぞれ軸方向内方に付勢する。複数の第2延出片12は、1つの第1延出片11に対して周方向両側に1つずつ設けられる。すなわち、図1に示すように、互いに最も近くなる一対の第1延出片11間において、一対、すなわち2つの第2延出片12が配置される。これより、本実施の形態において、ヨーク付勢部9は、16個の第2延出片12を備えている。また、この一対の第2延出片12間には、さらにスリット18が形成されており、1つのスリット18を含む一対の第2延出片12により、第2延出ペア12pを構成している。
複数の第1延出片11と、複数の第2延出片12とは、互いに個別に設けられている。すなわち、各第1延出片11と、これに隣接する第2延出片12との間には、両者間において径方向に延伸した隙間となるスリット16が設けられている。これにより、磁石付勢部8の第1延出片11それぞれにおいて、永久磁石5と当接する先端部13は、このような径方向に切込みであるスリット16によって、周方向においてヨーク付勢部9から離間している。なお、スリット16の形状は、特に限定されない。
上記構成によれば、磁石付勢部8により各磁石5を軸方向内方に付勢する付勢力が、ヨーク2に当接される本体部7とは独立して発生する。したがって、各磁石5およびヨーク2の適所に十分な付勢力を付与することができる。さらに、磁石付勢部8とは別に、ヨーク付勢部9が設けられる。この構成により、磁石付勢部8により各磁石5を軸方向内方に付勢する付勢力と、ヨーク付勢部9によりヨーク外端部15を軸方向内方に付勢する付勢力と、を独立して発生させることができる。
また、上記構成では、複数の磁石5のそれぞれに個別の第1延出片11が当接することにより、各磁石5を個別に軸方向内方に付勢する付勢力が生じる。したがって、複数の磁石5において、軸方向の長さにばらつきが生じている場合であっても、エンドプレート6は、磁石5ごとに適切な付勢力を付与することができる。
さらに、空孔4に対応して設けられるヨーク外端部15のそれぞれには、個別の第2延出片12が当接する。よって、各ヨーク外端部15には、個別に軸方向内方に付勢する付勢力が加えられる。したがって、エンドプレート6は、いくらかのヨーク外端部15において浮き(めくれ)等が生じている場合であっても、各ヨーク外端部15に対して、ヨーク外端部15ごとの適切な付勢力を付与することができる。
本実施の形態において、ヨーク付勢部9は、軸方向視において、永久磁石5とオーバーラップする位置に配設され、かつ、ヨーク2のヨーク外端部15に当接した状態でありながら、磁石5には当接しないような形状を有している。より具体的には、図4に示すように、各第2延出片12は、折曲部17を備えており、この折曲部17を屈曲位置として、本体部7から折れ曲がっている。より詳細には、エンドプレート6がヨーク2に当接されていない状態(自然状態)において、このような折曲部17が、第2延出片12の径方向での基端、または基端と先端との間に形成されている。ここで、第2延出片12の基端は、第2延出片12において径方向で軸心Pに最も近い箇所を指し、先端は、軸心Pに最も遠い箇所を指す。また、図4では、折曲部17を第2延出片12の基端の箇所に形成した構成例を示している。このように、ヨーク付勢部9は、それぞれの第2延出片12において、折曲部17より径方向外方側の箇所が本体部7に対して、ヨーク2から離れるように軸方向外方に折り曲げられた形状である。図4の場合、折曲部17が第2延出片12の基端となっているため、第2延出片12全体が、本体部7に対して軸方向外方に折れ曲がっている。また、折曲部17は、磁石5の位置よりも径方向内方側に位置している。
第2延出片12の先端部14は、ヨーク2側(軸方向内方側)に折れ曲がっており、当該先端部14が、ヨーク2の空孔4よりも径方向外方側となるヨーク外端部15に当接するように構成される。この場合、先端部14の軸方向における先端の位置は、自然状態で本体部7の平面位置まで達する。または、自然状態で、先端部14の先端が、本体部7の平面位置よりヨーク2側に位置する。より好ましくは、先端部14は、軸方向における先端の位置が自然状態で本体部7の平面位置よりヨーク2側に3mm以上突出する位置となるように構成される。
これに代えて、第2延出片12の折曲部17から先端側が、全体的に軸方向外方にアーチ状に湾曲するような形状を有していてもよい。
これにより、エンドプレート6は、磁石5の長さに拘わらず、磁石5を跨ぐように第2延出片12を配置することができる。したがって、エンドプレート6は、磁石5の配置態様に依らず、ヨーク付勢部9について適切な付勢力を付与するだけの当接領域を、ヨーク外端部15において容易に確保することができる。
また、図1では、取付孔の一例として、中心10c、半径rとする円形形状の取付孔10を挙げている。このような本体部7での取付孔10は、周方向(軸心P回り)において、第1延出片11に対応する位置に設けられ、本体部7とヨーク2との固定に利用される。すなわち、取付孔10は、第1延出片11の周方向中央部と軸心Pとを結ぶ仮想線分上の位置に設けられる。当該取付孔10は、シャフト孔3の外縁から径方向外方に所定距離だけ離れた位置に設定される。
また、ここで、第1延出片11と第2延出片12との間のスリット16に関し、スリット16と本体部7との境界をスリット16の基端16bとする。このとき、径方向における基端16bの位置は、シャフト孔3の外縁と磁石5の径方向内方側端部に対応する位置との間に設定される。より好ましくは、次のように、軸心Pからの径方向の距離によって定義される位置に、基端16bを配置すればよい。すなわち、軸心Pを中心として、取付孔10の径方向外方側までの距離をRd1とし、先端部13の径方向内方側までの距離をRd2としたとき、基端16bまでの距離が、Rd1よりも長くかつRd2よりも短くなる位置に、基端16bを配置すればよい。
なお、以下、上記のような軸心Pから対象要素まで径方向の距離を半径距離とし、適宜、対象要素に対する径方向での位置を、この半径距離で示して説明する。
図5は、本発明の一実施の形態の第1変形例に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図である。図5に実線で示すエンドプレート6Bは、スリット16の基端16bの半径距離Rd16が、取付孔10の外縁の径方向内側までの半径距離Rd10と等しくなるように、基端16bを位置決めした場合の例を示している。この場合、スリット16の径方向長さTは、図5のように、T=X+rとすればよい。ここで、Xは、取付孔10の中心10cの位置と先端部13の径方向外方の先端との間の距離であり、rは、取付孔10の半径である。一方、図1に示すエンドプレート6では、スリット16の基端16bの半径距離を、取付孔10の中心10cの位置から径方向外方に距離X/2程度離れた位置までの距離としている。スリット16について、その基端16bの径方向の位置を、上述のように設定すれば、エンドプレート6は、エンドプレート全体の剛性を確保しつつ、第1延出片11による付勢力と第2延出片12による付勢力とが独立して機能し得るような、スリット16の径方向長さを得ることができる。
上述したように、周方向に隣り合う第1延出片11の間には、2つの第2延出片12を有した第2延出ペア12pが位置する。第2延出ペア12pにおいて、2つの第2延出片12の基端は共通となっており、折曲部17も共通とされている。また、第2延出ペア12pでのスリット18は、磁石5を避けるように、周方向に隣り合う磁石5の間に設けられる。また、これより、例えば図1に示すように、1つのヨーク外端部15に対して、互いに隣接する2つの第2延出ペア12pが対応する。すなわち、例えば図1に示すように、ヨーク外端部15での周方向の一方側には、一方の第2延出ペア12pの他方の第2延出片12、ヨーク外端部15での周方向の他方側には、他方の第2延出ペア12pの一方の第2延出片12が配置される。
図6は、本発明の一実施の形態の第2変形例に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図である。図6に示すエンドプレート6Cは、第2延出ペア12pでの周方向に隣り合う第2延出片12間のスリット18の周方向の幅が、周方向に隣り合う磁石5の間の幅に近い場合を例示している。一方、図1に示すエンドプレート6は、第2延出片12の先端部14の周方向の幅が磁石5の幅の1/6程度確保できる幅となるように、スリット18の周方向の幅が、設定されている例を示している。スリット18の周方向の幅を上記のような範囲にすることにより、第2延出片12が磁石5に当接することを回避しつつ、先端部14によるヨーク外端部15への付勢力を有効に付与することができる。
また、第1延出片は、その先端と基端との間の平面部分で永久磁石に当接するように構成されてもよい。図7は、このように構成された本発明の一実施の形態の第3変形例に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図である。また、図8は、図7に示すCC-CC断面図である。図8は、下側が軸方向内方側となる。
図7および図8に示すように、エンドプレート6Dの磁石付勢部8Dは、軸心Pから第1延出片11Dの先端部13Dの先端までの長さが、軸心Pから第2延出片12の先端部14の先端までの長さとほぼ同じ(ヨーク2の半径に等しい長さ)である。すなわち、本第3変形例では、第1延出片11D、第2延出片12およびヨーク2において、それぞれの径方向先端までの半径距離をほぼ等しくしている。なお、これに代えて、第1延出片11Dの先端部13Dの位置は、永久磁石5の径方向内方側端部より径方向外方、かつ、ヨーク2の外周より径方向内方の所定位置に位置してもよい。
第1延出片11Dは、図1に示す第1延出片11と同様に、自然状態において、先端部13Dを除いて本体部7と同一平面内に形成されている。また、永久磁石5は、空孔4に挿通された状態で、ヨーク2より軸方向外方へ突出している。このため、第1延出片11Dの先端部13Dと基端との間の磁石5の径方向内方側の端部位置において磁石5と当接し、軸方向外方へ弾性変形する。これにより、当該磁石5には、第1延出片11Dを軸方向内方に付勢する付勢力が発生する。したがって、このような態様でも図1と同様の効果を奏する。
さらに、エンドプレート6Dの第1延出片11Dは、先端部13Dがヨーク2から離れる方向(軸方向外方側)に折れ曲がった形状を有している。図1に示す第1延出片11の先端部13と同様に、第1延出片11Dの先端部13Dは、平面視円弧状に形成される。
この場合、先端部13Dには、折り曲げられた構造においてバランスウェイト(バランスパテ等)が取り付けられてもよい。すなわち、第1延出片11Dの基端と先端部13Dとの間で永久磁石5に当接する構成において、先端部13Dには、ヨーク2から離れる方向に折り曲げられたバランスウェイト保持部が設けられてもよい。これにより、偏心をなくすためのバランスウェイトを第1延出片11Dの軸方向外方側に取り付けた場合、先端部13Dは、バランスウェイトの径方向外方への移動抑止部として機能する。したがって、回転子1を高速回転させることにより生じる遠心力が大きい場合であっても、エンドプレート6Dは、当該バランスウェイトを径方向外方に飛散し難くすることができる。
上記実施の形態では、第1延出片11、11Dが永久磁石5の周方向中央部を当接し、その左右に第2延出片12が位置するように構成されている。他の実施の形態として、第1延出片11、11Dの位置と、第2延出片12の位置とを入れ替えてもよい。図9は、このように入れ替えた構成の本発明の一実施の形態の第4変形例に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図である。
図9に示すエンドプレート6Eにおいて、ヨーク付勢部9Eの第2延出片12Eは、永久磁石5の周方向中央部上で交差して、径方向に延びるように設けられる。これにより、第2延出片12Eの先端部14Eは、ヨーク2のヨーク外端部15の周方向中央部に当接される。
また、磁石付勢部8Eの第1延出片11Eは、第2延出片12Eの周方向での両側位置に設けられる。すなわち、第1延出片11Eは、周方向に隣り合う第2延出片12E間に2つずつ設けられる。さらに、本変形例では、当該2つの第1延出片11E間には、スリット19が設けられ、スリット19とその両側の2つの第1延出片11Eとによって、図9に示すような第1延出ペア11Epを構成している。本例において、取付孔10は、第2延出片12Eの基端と重なるように設けられる。
例えば、先端部13Eは、第1延出片11Eの磁石5への当接箇所である。先端部13Eの幅(周方向の長さ)は、1つあたり、当該第1延出片11Eが当接する磁石5の幅(周方向の長さ)の1/6以上かつ1/3以下である。これにより、エンドプレート6Eは、第1延出片11Eによる付勢力を、対応する磁石5に対して十分に作用させつつ、第2延出片12Eを設ける十分なスペースを確保することができる。
スリット19の径方向で軸心Pに最も近い箇所となる基端の位置は、図1の例における第2延出片12間のスリット18に比べて径方向内方に位置することが好ましい。例えば、スリット19の基端は、本体部7の取付孔10の中心とほぼ同じ半径距離となる径方向位置に設けられる。複数の磁石5間における軸方向長さのばらつきは、ヨーク外端部15における軸方向長さのばらつきよりも大きい。よって、隣り合う第1延出片11Eにおける一方の第1延出片11Eの弾性変形は、他方の第1延出片11Eに及ぼす影響が大きくなる。したがって、スリット19の径方向長さをより長くすれば、隣り合う第1延出片11Eが、互いに影響し合うのを防止することができる。
ただし、磁石5の公差が比較的小さく抑えられる場合等、スリット19の径方向長さは短くてもよい。また、スリット19をなくし、一の永久磁石およびそれに隣り合う他の永久磁石のそれぞれにおいて、近接する側の端部同士を一の第1延出片11Eで当接させるような構成としてもよい。
図10は、本発明の一実施の形態の第5変形例に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図である。図10に示すエンドプレート6Fのように、図1に示すような第2延出片12を有する代わりに、ヨーク外端部15に当接する面が円環状に構成されているヨーク付勢部9Fとしてもよい。言い換えると、本体部7Fの円環状の外縁箇所が、ヨーク2の外周近傍に位置し、ヨーク付勢部9Fとして機能してもよい。
図10に示す例において、磁石付勢部8Fの第1延出片11Fは、図1に示す例と同様に、径方向外方へ放射状に延出している。すなわち、本体部7Fには、図10に示すようなC字状のスリット21が、各第1延出片11Fに対応して形成されている。スリット21は、第1延出片11Fと本体部7Fとの間で、第1延出片11Fの周方向両側において径方向に切り欠かれ、かつ、第1延出片11Fの先端部13Fより径方向外方において周方向に切り欠かれて、形成されている。取付孔10は、取付孔10での半径距離の範囲内にスリット21の径方向基端の半径距離が入るような位置に配置されている。磁石付勢部8Fは、外周側、すなわち径方向外方が開くように、その周囲が径方向および周方向に亘って切り欠かれている。
本変形例のような本体部7Fを用い、薄板が積層されたヨーク2において、ヨーク2の外径部近傍(複数のヨーク外端部15)を全周にわたって抑えることにより、モータ製造時等に生じる薄板のめくれ等をより有効に防止することができる。
図11は、本発明の一実施の形態の第6変形例に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図である。図11に示すエンドプレート6Gにおけるヨーク付勢部9Gも、図10に示すヨーク付勢部9Fと同様に、本体部7Gの一部とし、ヨーク外端部15に当接する円環状の面として構成されている。その上で、磁石付勢部8Gの第1延出片11Gは、円環状のヨーク付勢部9G(本体部7G)から径方向内方に延出している。したがって、第1延出片11Gの先端部13Gが基端より径方向内方に位置している。磁石付勢部8Gは、軸心P側、すなわち径方向内方が開くように、その周囲が径方向および周方向に亘って切り欠かれている。
本変形例でも、本体部7Gには、図11に示すようなC字状のスリット22が、各第1延出片11Gに対応して形成されている。スリット22は、第1延出片11Gと本体部7Gとの間で、第1延出片11Gの周方向両側において径方向に切り欠かれ、かつ、第1延出片11Gの先端部13Gより径方向内方において周方向に切り欠かれて、形成されている。取付孔10は、第1延出片11Gの先端部13Gより径方向内方に位置している。
図10および図11の構成においても、エンドプレート6F、6Gは、永久磁石5およびヨーク2の少なくともいずれかの適所に十分な付勢力を付与することができる。
なお、図10および図11に示したような円環状のヨーク付勢部9F、9Gが、ヨーク2の外径近傍に位置する場合には、本体部7F、7Gの内方のシャフト孔3は、円でなくてもよい。
ところで、上記実施の形態において、複数の永久磁石5は、周方向に隣り合う磁石5がなす角度がすべて等しくなるように配設されている。すなわち、複数の磁石5は、軸方向から見て仮想の多角形を画する仮想線(図2に示すV1)上に配設されている。これに代えて、複数の磁石5が、多角形以外の仮想線上に配設されるような構成であってもよい。例えば、そのような変形例として、複数の磁石5は、複数の磁石5のうちの第1の磁石5と、当該第1の磁石5に対して周方向に隣り合う第2の磁石5とのなす角が鋭角である。しかも、複数の磁石5は、第2の磁石5と当該第2の磁石5に対して第1の磁石5とは周方向反対側に隣り合う第3の磁石5とのなす角が鈍角となるように配設されてもよい。すなわち、複数の磁石5は、軸方向から見て仮想の星形を画する仮想線上に配設されてもよい。
図12は、本発明の一実施の形態の第7変形例に係るエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を軸方向から見た図である。図12に示すエンドプレート6Hでは、複数(本例では16個)の磁石5が仮想の星形を画する仮想線V2上に配設されている。さらに、エンドプレート6Hは、当該仮想線V2上に位置する磁石5の径方向外方となる端部に、磁石付勢部8Hの第1延出片11Hの先端部13Hが当接するように構成されている。すなわち、第1延出片11Hは、周方向に隣り合う磁石5の径方向外方となる端部上に延び、隣り合う磁石5に跨るように設けられる。ヨーク付勢部9Hの第2延出片12Hは、第2延出片12Hの基端の半径距離が、永久磁石5の中央までの半径距離とほぼ等しくなる位置から、さらに径方向外方へと延びるように設けられる。
なお、図12に示すエンドプレート6Hには、ヨーク2との固定用の取付孔10は設けられていない。その代わりとして、エンドプレート6Hでは、周方向に隣り合う第2延出片12H間のスリット18がヨーク2への固定部として機能する。例えば、スリット18の内径側が、リベットが通過可能な径を有する円弧状に形成される。当該スリット18を通じてリベット(図示せず)がヨーク2に形成された取付孔20に固定されることにより、エンドプレート6Hがヨーク2に取り付けられる。この際、リベットの頭部とヨーク2との間にエンドプレート6Hが挟まることにより、エンドプレート6Hがヨーク2に固定される。
また、複数の磁石5は、平板状の永久磁石に限らず、断面円弧形状を有する永久磁石を用いてもよい。図13および図14は、断面円弧状の永久磁石を有するモータの回転子に、エンドプレートが取り付けられた状態を軸方向から見た図である。
図13および図14に示す回転子1Iにおいて、軸方向から見て円弧状の曲面を有する複数(本例では8個)の永久磁石5Iが、径方向内方に凸となるように配置されている。図13においては、周方向に隣り合う永久磁石5Iの端部同士に対して、図12に示すエンドプレート6Hと同様に1つの第1延出片11Hで押さえるように構成したエンドプレート6Iaが、取り付けられている。なお、これに代えて、エンドプレート6Iaを、図9に示すエンドプレート6Eと同様の構成としてもよい。
また、図14に示すように、各永久磁石5Iの中央部を1つの第1延出片11で押さえるようなエンドプレート6Ibが取り付けられてもよい。なお、図14においては、エンドプレート6Ibは、図11に示すエンドプレート6Gと同様の構成とされている。しかし、例えば、図1、5、6、7等の各エンドプレートと同様の構成としてもよい。
以上のようなエンドプレート6、6B~6H、6Ia、6Ibは、ヨーク2の軸方向の少なくとも一端部に取り付けられている。図15A、図15Bおよび図15Cは、本発明の一実施の形態におけるエンドプレートが取り付けられたモータの回転子を側方から見た図である。
図15Aに示すように、シャフトSには、1つのヨーク2が取り付けられている。また、当該ヨーク2の軸方向両側には、図1に示すエンドプレート6が取り付けられている。図15Bに示すように、シャフトSには、2つのヨーク2が軸方向に連接されるよう、取り付けられている。2つのヨーク2の間には板状のエンドプレート23が介装されている。各ヨーク2のエンドプレート23が設けられている側とは反対側に、それぞれエンドプレート6が取り付けられている。すなわち、2つのヨーク2を1つの回転子鉄心として見た場合に、当該回転子鉄心の軸方向両側には、エンドプレート6が取り付けられている。板状のエンドプレート23は、例えばドーナツ状のような、磁石付勢部8とヨーク付勢部9とが独立していない形状を有している。
図15Cに示すように、シャフトSには、1つのヨーク2が取り付けられ、当該ヨーク2の軸方向一端部にのみエンドプレート6が取り付けられている。ヨーク2の軸方向他端部には、板状のエンドプレート23が取り付けられている。このように、軸方向の一端部のみにエンドプレート6が設けられている場合であっても、当該エンドプレート6によって生じる付勢力により、ヨーク2および各永久磁石5を互いに独立して付勢することができる。
なお、他の態様として、ヨーク2の軸方向の一端部に設けられるエンドプレートによって、ヨーク外端部15を付勢し、ヨーク2の軸方向の他端部に設けられるエンドプレートによって、永久磁石5を付勢するように構成することも可能である。
図16Aおよび16Bは、本実施の形態における他の変形例を示す図である。図16Aは、回転子を第1エンドプレート側から見た図を示し、図16Bは、回転子を第2エンドプレート側から見た図を示す。本例におけるモータの回転子1Jは、ヨーク2と、永久磁石5と、第1エンドプレート6Jaと、第2エンドプレート6Jbと、を備えている。磁石5は、ヨーク2の軸方向の少なくとも一端部に開口された空孔4内に挿入される。第1エンドプレート6Jaは、ヨーク2の軸方向の一端部に設けられる。第2エンドプレート6Jbは、ヨーク2の軸方向の他端部に設けられる。
第1エンドプレート6Jaは、第1本体部7Jaと、ヨーク付勢部9Jと、を備えている。第1本体部7Jaは、ヨーク2に当接されて、円環状をなす。ヨーク付勢部9Jは、第1本体部7Jaから径方向外方に延び、ヨーク外端部15に当接することにより、ヨーク外端部15を軸方向内方に付勢する。第2エンドプレート6Jbは、第2本体部7Jbと、磁石付勢部8Jと、を備えている。第2本体部7Jbは、ヨーク2に当接され、円環状をなす。磁石付勢部8Jは、第2本体部7Jbから径方向外方に延び、磁石5に当接することにより磁石5を軸方向内方に付勢する。
磁石付勢部8Jは、第2本体部7Jbから径方向外方に延出する第1延出片11Jを有する。第1延出片11Jの先端部13Jは、磁石5に当接する。ヨーク付勢部9Jは、第1本体部7Jaから径方向外方に延出する第2延出片12Jを有する。第2延出片12Jの先端部14Jは、ヨーク2のヨーク外端部15に当接する。
上記構成によれば、第2エンドプレート6Jbに設けられた磁石付勢部8Jにより、磁石5を軸方向内方に付勢する付勢力が発生する。また、第1エンドプレート6Jaに設けられたヨーク付勢部9Jにより、ヨーク外端部15を軸方向内方に付勢する付勢力が発生する。したがって、上記態様によっても、磁石5およびヨーク2の適所に十分な付勢力を付与することができる。
つぎに、上述した本発明の一実施の形態におけるモータの回転子を備える、モータについて説明する。該モータの回転子には、既に説明した本発明の一実施の形態におけるエンドプレートが取り付けられている。
図17は、本実施の一実施の形態におけるモータの概念図である。図17に示すように、モータ40は、モータの回転子1と、モータの固定子30と、軸受36と、を備える。
モータの固定子30は、モータの回転子1が有するシャフトSに含まれる軸心Pに沿って延伸する。モータの固定子30は、モータの回転子1に対向して、回転子1の径方向外方に位置する。
軸受36は、モータの回転子1を回転自在に支持する。
さらに、図面を用いて詳細に説明する。
図17に示すモータ40は、モータを構成する主要部である。通常、モータは、モータ40の外殻を成すケース内に取付けられて、用いられる。あるいは、モータは、モータ40を覆うように樹脂で成型されて、モールドモータとして用いられる。
モータ40の固定子30は、固定子コア32と、コイル34と、を含む。固定子コア32は、鋼板を積層して形成できる。コイル34は、電線を固定子コア32に巻き回して形成される。固定子コア32にコイル34を巻き回す方法は、分布巻、集中巻、トロイダル巻などが知られている。
さらに、固定子コア32とコイル34との間には、樹脂等で形成されたインシュレータを挿入することができる。インシュレータを用いた場合、固定子コア32とコイル34との間では、相互に電気的絶縁性が確保される。
本構成において、向い合う、モータの回転子1とモータの固定子30との間には、所定の隙間が存在する。
つぎに、モータ40は、軸受36を有する。図17に示すように、本発明の実施の形態におけるモータ40は、回転子コア50を挟むように、一対の軸受36がシャフトSに取付けられる。回転子コア50は、鋼板を積層して形成できる。本実施の形態における回転子コア50は、内部に複数の永久磁石5を有する。回転子コア50は、シャフトSに取り付けられる。なお、軸受36は、モータ40の構造により、片持ち構造、すなわち、1つだけ用いられることもある。軸受36は、モータ40の外殻を成す構造、例えば、ブラケット等に取り付けられることもある。
本構成を成すモータ40に対して、モータ40の外部から電力が供給される。供給される電力に基づく制御電流は、所定の電流波形を成してコイル34に流れ込む。コイル34に流れ込んだ電流に応じて、磁束が生じる。生じた磁束に応じて、モータの回転子1が回転する。よって、該モータ40は、上述したエンドプレート6による効果を援用して享受できる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
例えば、本体部7の取付孔10は、第2延出片12に対応する位置(第2延出片12の周方向中央部と軸心Pとを結ぶ仮想線分上の位置)に設けられてもよいし、第1延出片11と第2延出片12との間に対応する位置(第2延出片12の周方向中央部と軸心Pとを結ぶ仮想線分上の位置)設けられてもよい。
また、永久磁石5の数(空孔4の数)は、上記例(8個または16個)に限られず、それより多くても少なくてもよい。
また、上記実施の形態において、エンドプレート6、6B~6Hが取り付けられるヨーク2は、永久磁石5を挿通する空孔4の開口部が軸方向の両端部に設けられる構成について説明したが、ヨーク2の軸方向一端部にのみ空孔4の開口部が設けられ、当該開口部が設けられたヨーク2の軸方向一端部にエンドプレート6、6B~6Hが取り付けられてもよい。
本発明は、永久磁石およびヨークの適所に十分な付勢力を付与するために有用である。
1,1I,1J 回転子
2 ヨーク
2s ヨーク端面
3 シャフト孔
4 空孔
5,5I 磁石(永久磁石)
6,6B,6C,6D,6E,6F,6G,6H,6Ia,6Ib,23 エンドプレート
6Ja 第1エンドプレート
6Jb 第2エンドプレート
7,7F,7G 本体部
7Ja 第1本体部
7Jb 第2本体部
8,8D,8E,8F,8G,8H,8J 磁石付勢部
9,9E,9F,9G,9H,9J ヨーク付勢部
10,20 取付孔
10c 中心
11,11D,11E,11F,11G,11H,11J 第1延出片
11Ep 第1延出ペア
12,12E,12H,12J 第2延出片
12p 第2延出ペア
13,13D,13E,13F,13G,13H,13J,14,14E,14J 先端部
15 ヨーク外端部
16,18,19,21,22 スリット
16b 基端
17 折曲部
30 固定子
32 固定子コア
34 コイル
36 軸受
40 モータ
50 回転子コア
2 ヨーク
2s ヨーク端面
3 シャフト孔
4 空孔
5,5I 磁石(永久磁石)
6,6B,6C,6D,6E,6F,6G,6H,6Ia,6Ib,23 エンドプレート
6Ja 第1エンドプレート
6Jb 第2エンドプレート
7,7F,7G 本体部
7Ja 第1本体部
7Jb 第2本体部
8,8D,8E,8F,8G,8H,8J 磁石付勢部
9,9E,9F,9G,9H,9J ヨーク付勢部
10,20 取付孔
10c 中心
11,11D,11E,11F,11G,11H,11J 第1延出片
11Ep 第1延出ペア
12,12E,12H,12J 第2延出片
12p 第2延出ペア
13,13D,13E,13F,13G,13H,13J,14,14E,14J 先端部
15 ヨーク外端部
16,18,19,21,22 スリット
16b 基端
17 折曲部
30 固定子
32 固定子コア
34 コイル
36 軸受
40 モータ
50 回転子コア
Claims (10)
- 円柱形状の回転子ヨークに永久磁石を複数個埋め込んだ回転子を含む磁石埋込式のモータにおいて、前記円柱形状の両端面のうち、少なくとも片方の端面に装着されているエンドプレートであって、
前記回転子は、
前記永久磁石をそれぞれに埋設するための空孔が形成された前記回転子ヨークと、
前記回転子ヨークの前記両端面を貫通する回転軸と、
少なくとも1枚のプレート状の前記エンドプレートを有し、
前記エンドプレートは、
前記回転子ヨークの前記端面に対して円環状に密着する本体部と、
前記本体部の前記円環状の密着箇所から径方向に延び、前記永久磁石に当接する磁石付勢部と、を備える、エンドプレート。 - 前記磁石付勢部は、前記本体部から径方向外方に放射状に延びる、請求項1に記載のエンドプレート。
- 前記磁石付勢部は、前記本体部から径方向内方に放射状に延びる、請求項1に記載のエンドプレート。
- 前記磁石付勢部は、前記本体部から径方向に延びる複数の第1延出片を有する、請求項1に記載のエンドプレート。
- 前記本体部から前記径方向に、前記空孔よりも外方に延びて、延びた先端の箇所が前記ヨークの前記端面と当接するヨーク付勢部を備え、
前記磁石付勢部は、前記本体部から径方向外方に延びる複数の第1延出片を有し、
前記ヨーク付勢部は、前記本体部から径方向外方に延びる複数の第2延出片を有し、
前記複数の第1延出片と、前記複数の第2延出片とは、互いに周方向にずれた位置に個別に設けられている、請求項1に記載のエンドプレート。 - 周方向に互いに隣接する第1延出片の間に、スリットが設けられている、請求項4または5に記載のエンドプレート。
- 前記ヨーク付勢部は、前記永久磁石との接触無しで前記永久磁石を跨るように配設されている、請求項5に記載のエンドプレート。
- 前記磁石付勢部は、前記本体部から前記径方向に延びる、前記複数の永久磁石の数に一致する数の第1延出片を有し、
各第1延出片は、各前記永久磁石の周方向中央部に位置するように設けられる、請求項1に記載のエンドプレート。 - 請求項1から8の何れか一項に記載のエンドプレートが前記回転子ヨークの前記少なくとも片方の端面に取り付けられた、モータの回転子。
- 請求項9に記載のモータの回転子と、
前記モータの回転子が有する前記回転軸に沿って延伸するとともに、前記モータの回転子に対向して位置するモータの固定子と、
前記モータの回転子を回転自在に支持する軸受と、
を備える、モータ。
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