JP4495802B2 - 永久磁石形回転子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石とヨークとが交互に周方向に配置されている永久磁石形回転子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石とヨークとが交互に周方向に配置されている永久磁石形回転子のこの種の従来例としては、例えば、特開昭６３−２３５４２号公報及び特開昭６３−９２２４６号公報が挙げられる。上記特開昭６３−２３５４２号公報及び特開昭６３−９２２４６号公報に開示されている技術は、複数の永久磁石と扇形のヨークとを周方向に交互に配置して構造体を構成し、この構造体の両端面に非磁性体の端板を配置し、この端板及び構造体を通しボルトでつなぎ、永久磁石及びヨークからなる構造体を端板に固定し、さらに端板をシャフトに焼き嵌め等により固定している。
【０００３】
また、特開平７−３１２８５２号公報では、永久磁石とヨークとが周方向に交互に配置される構造であって、扇形のヨークの内周部に隣同士をつなぐつなぎ部を設け、永久磁石、ヨーク及びシャフトを一体に樹脂モールドする方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭６３−２３５４２号公報及び特開昭６３−９２２４６号公報に記載されている方法では、部品点数が多いため組み立てがやっかいであり、また、端板とシャフトとの接触面積が小さいため、大きなトルクを伝達できないという問題がある。
【０００５】
また、この部品点数が多く組み立てが厄介であることから、特開平７−３１２８５２号公報に示すように、永久磁石とヨークを一体に樹脂モールドすることで解決はしている。
【０００６】
しかしながら、特開平７−３１２８５２号公報に開示されている技術では、部品点数を減らすためにヨークの内周部で隣同士をつなぐと、そのつなぎ部に漏れ磁束が発生して有効磁束を減少させ、モータ特性を悪化させるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、部品点数を削減して組み立てを簡素化すると共に、漏れ磁束の発生を防いでモータ特性の悪化を防止するようにした永久磁石形回転子を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の永久磁石形回転子は、周方向に等間隔に配置した複数の永久磁石と、永久磁石の間に配置した略扇形のヨーク極からなるヨーク本体とで構成される永久磁石形回転子において、ヨーク本体は、Ｎ極を構成するヨーク極のみをつなぐつなぎ部を内周に設け、このＮ極のヨーク極の間にＳ極を構成するヨーク極を配置した第１の層と、Ｎ極、Ｓ極のヨーク極がともにつながりのない第２の層と、Ｓ極を構成するヨーク極のみをつなぐつなぎ部を内周に設け、このＳ極のヨーク極の間にＮ極を構成するヨーク極を配置した第３の層との３種類の層で構成され、第１の層と第３の層の間に第２の層を介装して永久磁石・ヨーク構造体を構成し、この永久磁石・ヨーク構造体の表面及び前記つなぎ部と磁石との間隙を樹脂モールドすると共に、ボスを樹脂で一体に形成し、このボスに形成された孔にシャフトを挿通したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の永久磁石回転子は、シャフトに非磁性材を用いていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項１記載の永久磁石形回転子であると、３種類の層を積層して永久磁石・ヨーク構造体を構成しているので、第２の層により漏れ磁束の発生を防いで、モータの特性が悪化するのを防止することができる。
【００１１】
また、ヨーク本体と永久磁石及びボスとが一体に強固に密着するため、高い精度と強度を備えることができる。
【００１２】
請求項２記載の永久磁石形回転子であると、シャフトに非磁性材を用いることで、ヨーク本体の内径をローレット加工あるいは焼き嵌めなどの方法でシャフトにヨーク本体を固定しても、漏れ磁束が発生せず、また、接触面積が大となるため、大きなトルクを伝達することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１４】
図１は回転子本体１０の断面図を示し、この回転子本体１０は、略円柱状の永久磁石・ヨーク構造体１４と、この永久磁石・ヨーク構造体１４の中央部の軸方向に圧入されるシャフト１２とで構成されている。
【００１５】
図２（ａ）は上記永久磁石・ヨーク構造体１４の断面図を示しており、この永久磁石・ヨーク構造体１４は、ヨーク本体１８と、このヨーク本体１８の周方向に位置する各ヨーク極２０の間に交互に異極となるように周方向に等間隔に配置されている複数の永久磁石１６とで構成されている。
【００１６】
ヨーク本体１８は、薄い鋼板を積層して構成されており、本発明では積層した鋼板の層を３種類としている。すなわち、図１及び図２に示すように、ヨーク極２０のＮ極がつながった層１と、図３に示すようにヨーク極２０のＮ極及びＳ極がともにつながらない層２と、ヨーク極２０のＳ極がつながった層３の３種類のヨーク構造としている。
【００１７】
図２に示すように、ヨーク極２０のＮ極がつながった層１は、Ｎ極となるヨーク極２０の各基部をリング状のつなぎ部２２で一体化して積層し、Ｓ極となるヨーク極２０は、Ｎ極のヨーク極２０の間に配置して同様に積層している。
【００１８】
また、図３に示すように、Ｎ極、Ｓ極ともにつながりのない層２は、略扇形のヨーク極２０を周方向に配置して積層している。
【００１９】
さらに、ヨーク極２０のＳ極がつながった層３は、図４に示すように、Ｓ極となるヨーク極２０の各基部をリング状のつなぎ部２４で一体化して積層し、Ｎ極となるヨーク極２０は、Ｓ極のヨーク極２０の間に配置して同様に積層している。なお、上記ヨークのつなぎ部２２、２４の内径は、シャフト１２が圧入可能な径としている。
【００２０】
このように、Ｎ極のヨーク極２０がつながった層１と、Ｎ極、Ｓ極のヨーク極２０がともにつながりのない層２と、Ｓ極のヨーク極２０がつながった層３の３種類のヨークを形成し、永久磁石１６の極がヨーク極２０の１つの極を挟んで同極が向かい合うように挿入し、次いで、図１に示すように、Ｎ極のヨーク極２０がつながった層１とＳ極のヨーク極２０がつながった層３の間に、漏れ磁束が発生しないように十分な厚みを持たせたＮ極、Ｓ極のヨーク極２０がともにつながりのない層２を挟んで各部材を接着などによって固定した一体の永久磁石・ヨーク構造体１４を形成している。
【００２１】
そして、図１に示すように、表面にローレット加工を施したシャフト１２を永久磁石・ヨーク構造体１４に圧入して固定することで、回転子本体１０が形成されることになる。
【００２２】
ここで、永久磁石・ヨーク構造体１４のつなぎ部２２、２４によりシャフト１２と嵌合しているので、従来のように端板などが不要となり、そのため、部品点数が削減され、組み立てが簡素化される。また、シャフト１２の外周面と永久磁石・ヨーク構造体１４の内周面との嵌合部分は、Ｎ極のヨーク極２０がつながった層１とＳ極のヨーク極２０がつながった層３の内側のつなぎ部２２、２４の層部分であり、そのため、シャフト１２との嵌合部の、軸方向の長さが十分に取れるので、高い精度と強度を確保することができ、また、大きなトルクを伝達することができる。
【００２３】
さらに、Ｎ極のヨーク極２０がつながった層１とＳ極のヨーク極２０がつながった層３との間には、Ｎ極、Ｓ極のヨーク極２０がともにつながりのない層２を設けているので、漏れ磁束の発生を防ぎ、モータの特性を悪化させることもない。
【００２４】
なお、シャフト１２にステンレスなどの非磁性材を使用することで、ヨーク本体１８の内径をローレット加工あるいは焼き嵌めなどの方法で固定しても、漏れ磁束を発生させることがなく、また、シャフト１２とヨーク本体１８との接触面積が大となるので、大きなトルクを伝達することができる。
【００２５】
（第２の実施例）
図５は第２の実施例の回転子本体１０の断面図を示すものである。
【００２６】
第１の実施例と同様の構造の永久磁石・ヨーク構造体１４に樹脂３０によってモールド固定したものであり、この場合、ボス３２を一体に形成している。また、このボス３２を形成する際に、ボス３２の内部にシャフト１２固定用のセレーション３４を一体成形している。そして、シャフト１２の端部の細径部１２ａを上記セレーション３４に挿通し、ワッシャー３８を介してナット３６を螺着することで、シャフト１２と樹脂モールドした永久磁石・ヨーク構造体１４とを一体化している。
【００２７】
これにより、実施例１の効果に加えて、ヨーク本体１８と永久磁石１６及びボス３２とがより強固に密着し、高い精度と強度を備えた回転子本体１０を形成することができる。また、シャフト１２やボス３２を一体成形することで、色々なタイプのモータへの応用が可能となるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上により本発明の永久磁石形回転子であると、部品点数が削減され、組み立てが簡素化されるものであり、また、漏れ磁束の発生を防ぎ、モータの特性を悪化させることがなく、しかも、大きなトルクを伝達することができる。また、モールドや取り扱いに耐える、十分な強度を確保でき、また、シャフトやボスと一体成形することで、色々なタイプのモータへ応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の回転子本体の図２（ｂ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】 （ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態のＮ極のヨーク極がつながった層の断面図及び配置構成図である。
【図３】 （ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態のＮ極、Ｓ極のヨーク極がともにつながりのない層の断面図及び配置構成図である。
【図４】 （ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態のＳ極のヨーク極がつながった層の断面図及び配置構成図である。
【図５】 本発明の実施の形態の実施例２の回転子本体の断面図である。
【符号の説明】
１ Ｎ極がつながった層（第１の層）
２ Ｎ極、Ｓ極のいずれにもつながりのない層（第２の層）
３ Ｓ極がつながった層（第３の層）
１０ 回転子本体
１２ シャフト
１４ 永久磁石・ヨーク構造体
１６ 永久磁石
１８ ヨーク本体
２０ ヨーク極
２２ つなぎ部
２４ つなぎ部
３０ 樹脂
３２ ボス
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石とヨークとが交互に周方向に配置されている永久磁石形回転子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石とヨークとが交互に周方向に配置されている永久磁石形回転子のこの種の従来例としては、例えば、特開昭６３−２３５４２号公報及び特開昭６３−９２２４６号公報が挙げられる。上記特開昭６３−２３５４２号公報及び特開昭６３−９２２４６号公報に開示されている技術は、複数の永久磁石と扇形のヨークとを周方向に交互に配置して構造体を構成し、この構造体の両端面に非磁性体の端板を配置し、この端板及び構造体を通しボルトでつなぎ、永久磁石及びヨークからなる構造体を端板に固定し、さらに端板をシャフトに焼き嵌め等により固定している。
【０００３】
また、特開平７−３１２８５２号公報では、永久磁石とヨークとが周方向に交互に配置される構造であって、扇形のヨークの内周部に隣同士をつなぐつなぎ部を設け、永久磁石、ヨーク及びシャフトを一体に樹脂モールドする方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭６３−２３５４２号公報及び特開昭６３−９２２４６号公報に記載されている方法では、部品点数が多いため組み立てがやっかいであり、また、端板とシャフトとの接触面積が小さいため、大きなトルクを伝達できないという問題がある。
【０００５】
また、この部品点数が多く組み立てが厄介であることから、特開平７−３１２８５２号公報に示すように、永久磁石とヨークを一体に樹脂モールドすることで解決はしている。
【０００６】
しかしながら、特開平７−３１２８５２号公報に開示されている技術では、部品点数を減らすためにヨークの内周部で隣同士をつなぐと、そのつなぎ部に漏れ磁束が発生して有効磁束を減少させ、モータ特性を悪化させるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、部品点数を削減して組み立てを簡素化すると共に、漏れ磁束の発生を防いでモータ特性の悪化を防止するようにした永久磁石形回転子を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の永久磁石形回転子は、周方向に等間隔に配置した複数の永久磁石と、永久磁石の間に配置した略扇形のヨーク極からなるヨーク本体とで構成される永久磁石形回転子において、ヨーク本体は、Ｎ極を構成するヨーク極のみをつなぐつなぎ部を内周に設け、このＮ極のヨーク極の間にＳ極を構成するヨーク極を配置した第１の層と、Ｎ極、Ｓ極のヨーク極がともにつながりのない第２の層と、Ｓ極を構成するヨーク極のみをつなぐつなぎ部を内周に設け、このＳ極のヨーク極の間にＮ極を構成するヨーク極を配置した第３の層との３種類の層で構成され、第１の層と第３の層の間に第２の層を介装して永久磁石・ヨーク構造体を構成し、この永久磁石・ヨーク構造体の表面及び前記つなぎ部と磁石との間隙を樹脂モールドすると共に、ボスを樹脂で一体に形成し、このボスに形成された孔にシャフトを挿通したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の永久磁石回転子は、シャフトに非磁性材を用いていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項１記載の永久磁石形回転子であると、３種類の層を積層して永久磁石・ヨーク構造体を構成しているので、第２の層により漏れ磁束の発生を防いで、モータの特性が悪化するのを防止することができる。
【００１１】
また、ヨーク本体と永久磁石及びボスとが一体に強固に密着するため、高い精度と強度を備えることができる。
【００１２】
請求項２記載の永久磁石形回転子であると、シャフトに非磁性材を用いることで、ヨーク本体の内径をローレット加工あるいは焼き嵌めなどの方法でシャフトにヨーク本体を固定しても、漏れ磁束が発生せず、また、接触面積が大となるため、大きなトルクを伝達することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１４】
図１は回転子本体１０の断面図を示し、この回転子本体１０は、略円柱状の永久磁石・ヨーク構造体１４と、この永久磁石・ヨーク構造体１４の中央部の軸方向に圧入されるシャフト１２とで構成されている。
【００１５】
図２（ａ）は上記永久磁石・ヨーク構造体１４の断面図を示しており、この永久磁石・ヨーク構造体１４は、ヨーク本体１８と、このヨーク本体１８の周方向に位置する各ヨーク極２０の間に交互に異極となるように周方向に等間隔に配置されている複数の永久磁石１６とで構成されている。
【００１６】
ヨーク本体１８は、薄い鋼板を積層して構成されており、本発明では積層した鋼板の層を３種類としている。すなわち、図１及び図２に示すように、ヨーク極２０のＮ極がつながった層１と、図３に示すようにヨーク極２０のＮ極及びＳ極がともにつながらない層２と、ヨーク極２０のＳ極がつながった層３の３種類のヨーク構造としている。
【００１７】
図２に示すように、ヨーク極２０のＮ極がつながった層１は、Ｎ極となるヨーク極２０の各基部をリング状のつなぎ部２２で一体化して積層し、Ｓ極となるヨーク極２０は、Ｎ極のヨーク極２０の間に配置して同様に積層している。
【００１８】
また、図３に示すように、Ｎ極、Ｓ極ともにつながりのない層２は、略扇形のヨーク極２０を周方向に配置して積層している。
【００１９】
さらに、ヨーク極２０のＳ極がつながった層３は、図４に示すように、Ｓ極となるヨーク極２０の各基部をリング状のつなぎ部２４で一体化して積層し、Ｎ極となるヨーク極２０は、Ｓ極のヨーク極２０の間に配置して同様に積層している。なお、上記ヨークのつなぎ部２２、２４の内径は、シャフト１２が圧入可能な径としている。
【００２０】
このように、Ｎ極のヨーク極２０がつながった層１と、Ｎ極、Ｓ極のヨーク極２０がともにつながりのない層２と、Ｓ極のヨーク極２０がつながった層３の３種類のヨークを形成し、永久磁石１６の極がヨーク極２０の１つの極を挟んで同極が向かい合うように挿入し、次いで、図１に示すように、Ｎ極のヨーク極２０がつながった層１とＳ極のヨーク極２０がつながった層３の間に、漏れ磁束が発生しないように十分な厚みを持たせたＮ極、Ｓ極のヨーク極２０がともにつながりのない層２を挟んで各部材を接着などによって固定した一体の永久磁石・ヨーク構造体１４を形成している。
【００２１】
そして、図１に示すように、表面にローレット加工を施したシャフト１２を永久磁石・ヨーク構造体１４に圧入して固定することで、回転子本体１０が形成されることになる。
【００２２】
ここで、永久磁石・ヨーク構造体１４のつなぎ部２２、２４によりシャフト１２と嵌合しているので、従来のように端板などが不要となり、そのため、部品点数が削減され、組み立てが簡素化される。また、シャフト１２の外周面と永久磁石・ヨーク構造体１４の内周面との嵌合部分は、Ｎ極のヨーク極２０がつながった層１とＳ極のヨーク極２０がつながった層３の内側のつなぎ部２２、２４の層部分であり、そのため、シャフト１２との嵌合部の、軸方向の長さが十分に取れるので、高い精度と強度を確保することができ、また、大きなトルクを伝達することができる。
【００２３】
さらに、Ｎ極のヨーク極２０がつながった層１とＳ極のヨーク極２０がつながった層３との間には、Ｎ極、Ｓ極のヨーク極２０がともにつながりのない層２を設けているので、漏れ磁束の発生を防ぎ、モータの特性を悪化させることもない。
【００２４】
なお、シャフト１２にステンレスなどの非磁性材を使用することで、ヨーク本体１８の内径をローレット加工あるいは焼き嵌めなどの方法で固定しても、漏れ磁束を発生させることがなく、また、シャフト１２とヨーク本体１８との接触面積が大となるので、大きなトルクを伝達することができる。
【００２５】
（第２の実施例）
図５は第２の実施例の回転子本体１０の断面図を示すものである。
【００２６】
第１の実施例と同様の構造の永久磁石・ヨーク構造体１４に樹脂３０によってモールド固定したものであり、この場合、ボス３２を一体に形成している。また、このボス３２を形成する際に、ボス３２の内部にシャフト１２固定用のセレーション３４を一体成形している。そして、シャフト１２の端部の細径部１２ａを上記セレーション３４に挿通し、ワッシャー３８を介してナット３６を螺着することで、シャフト１２と樹脂モールドした永久磁石・ヨーク構造体１４とを一体化している。
【００２７】
これにより、実施例１の効果に加えて、ヨーク本体１８と永久磁石１６及びボス３２とがより強固に密着し、高い精度と強度を備えた回転子本体１０を形成することができる。また、シャフト１２やボス３２を一体成形することで、色々なタイプのモータへの応用が可能となるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上により本発明の永久磁石形回転子であると、部品点数が削減され、組み立てが簡素化されるものであり、また、漏れ磁束の発生を防ぎ、モータの特性を悪化させることがなく、しかも、大きなトルクを伝達することができる。また、モールドや取り扱いに耐える、十分な強度を確保でき、また、シャフトやボスと一体成形することで、色々なタイプのモータへ応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の回転子本体の図２（ｂ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】 （ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態のＮ極のヨーク極がつながった層の断面図及び配置構成図である。
【図３】 （ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態のＮ極、Ｓ極のヨーク極がともにつながりのない層の断面図及び配置構成図である。
【図４】 （ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態のＳ極のヨーク極がつながった層の断面図及び配置構成図である。
【図５】 本発明の実施の形態の実施例２の回転子本体の断面図である。
【符号の説明】
１ Ｎ極がつながった層（第１の層）
２ Ｎ極、Ｓ極のいずれにもつながりのない層（第２の層）
３ Ｓ極がつながった層（第３の層）
１０ 回転子本体
１２ シャフト
１４ 永久磁石・ヨーク構造体
１６ 永久磁石
１８ ヨーク本体
２０ ヨーク極
２２ つなぎ部
２４ つなぎ部
３０ 樹脂
３２ ボス
Claims (2)
- 周方向に等間隔に配置した複数の永久磁石と、永久磁石の間に配置した略扇形のヨーク極からなるヨーク本体とで構成される永久磁石形回転子において、
ヨーク本体は、
Ｎ極を構成するヨーク極のみをつなぐつなぎ部を内周に設け、このＮ極のヨーク極の間にＳ極を構成するヨーク極を配置した第１の層と、
Ｎ極、Ｓ極のヨーク極がともにつながりのない第２の層と、
Ｓ極を構成するヨーク極のみをつなぐつなぎ部を内周に設け、このＳ極のヨーク極の間にＮ極を構成するヨーク極を配置した第３の層との３種類の層で構成され、
第１の層と第３の層の間に第２の層を介装して永久磁石・ヨーク構造体を構成し、
この永久磁石・ヨーク構造体の表面及び前記つなぎ部と磁石との間隙を樹脂モールドすると共に、ボスを樹脂で一体に形成し、
このボスに形成された孔にシャフトを挿通したことを特徴とする永久磁石形回転子。 - シャフトに非磁性材を用いていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石形回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23255699A JP4495802B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 永久磁石形回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23255699A JP4495802B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 永久磁石形回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001061245A JP2001061245A (ja) | 2001-03-06 |
| JP4495802B2 true JP4495802B2 (ja) | 2010-07-07 |
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ID=16941186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP23255699A Expired - Fee Related JP4495802B2 (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 永久磁石形回転子 |
Country Status (1)
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| JP5382156B2 (ja) | 2012-03-06 | 2014-01-08 | 三菱電機株式会社 | 回転電機 |
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