JP6390172B2 - ロータ及びモータ - Google Patents
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Description
上記課題を解決するロータは、第1コアベースの外周部に、周方向等間隔に複数の第1延出部を径方向に延出形成した第1ロータコアと、第2コアベースの外周部に、周方向等間隔に複数の第2延出部を径方向に延出形成し、軸方向視で前記各第2延出部をそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1延出部間に配置した第2ロータコアと、前記第1ロータコアの第1延出部間に配設されて第2磁極として機能し、前記第1延出部を第1磁極として機能させる第1磁石と、前記第2ロータコアの第2延出部間に配設されて第1磁極として機能し、前記第2延出部を第2磁極として機能させる第2磁石と、前記第1コアベースと前記第2コアベースとに挟持され、前記第1磁石及び第2磁石よりも径方向内側であって軸方向の両側面が第1及び第2磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、軸方向に着磁される環状磁石と、を備え、前記第1磁石と第2磁石とは一体形成されており、前記第1ロータコアの径方向中心と前記第1延出部の周方向中心とを通る仮想直線をC1、前記第2ロータコアの径方向中心と前記第2延出部の周方向中心とを通る仮想直線をC2としたとき、前記仮想直線C1と前記仮想直線C2との間の角度θが、θ=(360/極数)+角度差α (但し、|α|>0)となるように構成される。
この構成によれば、第1磁石と第2磁石とが一体形成されることで、部品点数の増加を抑えることができる。
また、この構成によれば、従来周方向において等角度間隔に配設されていた異なる磁極同士が周方向において角度差α分だけずらされることとなるため、磁束の分布を周方向(回転方向)において滑らかにでき、コギングトルクやトルク脈動(トルクリプル)を抑えることができる。
上記ロータにおいて、前記第1磁石及び第2磁石は前記環状磁石と一体形成されることが好ましい。
上記ロータにおいて、前記磁石は、フェライト磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、サマリウムコバルト系磁石、ネオジム磁石又はアルニコ磁石であることが好ましい。
上記ロータにおいて、前記磁石は、焼結磁石又はボンド磁石であることが好ましい。
上記ロータにおいて、前記環状磁石を第1ロータコアと第2ロータコアとで挟んだ状態で、前記第1及び第2磁石をインサート成形して前記環状磁石に対し前記第1及び第2磁石を一体化することが好ましい。
この構成によれば、上記いずれかに記載の効果と同様の効果を奏するモータを提供することができる。
以下、モータの第1実施形態について説明する。
図1に示すように、ブラシレスモータ11のモータケース12は、有底筒状に形成されたヨークハウジング13と、このヨークハウジング13のフロント側(図1中、左側)の開口部を閉塞するエンドプレート14とを有している。前記ヨークハウジング13は例えば磁性体の鉄で構成される。また、前記エンドプレート14は例えば非磁性体の樹脂材料で構成される。
本実施形態のモータ11は、巻線18に駆動電流が供給されると、ステータ16にて回転磁界が発生され、ロータ21が回転駆動される。ここで、第1永久磁石35と第2永久磁石36とが一体形成されているため、部品点数の増加が抑えられている。
(1)第1永久磁石35と第2永久磁石36とが一体形成されることで、部品点数の増加を抑えることができる。
(6)第1及び第2ロータコア31,32で各磁石34,35,36を挟持することができるため、磁石34,35,36を回転軸22に対して一体回転可能な状態を維持しつつ固定することができる。
次に、モータの第2実施形態について説明する。
本実施形態のモータは、第1実施形態と比較してロータの構成が異なるものであり、ステータについては同じ構成である。このため、主にロータについて説明し、その他の構成については同じ符号を付して説明の一部又は全部を割愛する。
即ち、従来周方向において等角度間隔に配設されていた異なる磁極同士(第1延出部51bと第2延出部52b)が周方向において角度差α分だけずらされている。
本実施形態のモータ11は、巻線18に駆動電流が供給されると、ステータ16にて回転磁界が発生され、ロータ50が回転駆動される。ここで、第1永久磁石55と第2永久磁石56とが一体形成されているため、部品点数の増加が抑えられている。
(7)従来周方向において等角度間隔に配設されていた異なる磁極同士が周方向において角度差α分だけずらされることとなるため、磁束の分布を周方向(回転方向)において滑らかにでき、コギングトルクやトルク脈動(トルクリプル)を抑えることができる。
・上記各実施形態では、第1永久磁石35,55と第2永久磁石36,56とを一体形成して一体磁石33,53を構成したが、これに限らない。
この場合、例えば図9に示すように、一体磁石40は、環状磁石34を各ロータコア31,32で挟んだ状態で、第1及び第2永久磁石35,36をインサート成形して前記環状磁石34に対し第1及び第2永久磁石35,36を後加工で一体化する構成を採用してもよい。第1及び第2永久磁石35,36をインサート成形することで、第1及び第2永久磁石35,36の成形とともに環状磁石34との一体化を行うことができる。更に、第1及び第2永久磁石35,36が環状磁石34並びに各ロータコア31,32に直接成形されるため、例えば第1及び第2永久磁石35,36と各ロータコア31,32との間に接着層や機械的なエアギャップが発生することを抑えることができる。その結果、ロータ21のパーミアンスが向上し、ロータ21のトルクを確保することが可能となる。
・上記第2実施形態では特に言及していないが、図17に示すように、第1永久磁石55と第2永久磁石56とのそれぞれの磁極中心J1を各延出部51b,52bの周方向中心J2から周方向に角度α1分だけずらす構成を採用してもよい。このような構成とすることで、より磁束の分布を周方向(回転方向)において滑らかにでき、コギングトルクやトルク脈動(トルクリプル)を抑えることができる。
・上記各実施形態では、極数が8極のロータとしたが、これに限らず、適宜変更してもよい。
Claims (9)
- 第1コアベースの外周部に、周方向等間隔に複数の第1延出部を径方向に延出形成するとともに該第1延出部の径方向先端面が外周面となっている第1ロータコアと、
第2コアベースの外周部に、周方向等間隔に複数の第2延出部を径方向に延出形成するとともに該第2延出部の径方向先端面が外周面となっており、軸方向視で前記各第2延出部をそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1延出部間に配置した第2ロータコアと、
径方向に着磁され、前記第1ロータコアの第1延出部間に配設されて第2磁極として機能するとともに前記第1延出部を第1磁極として機能させる第1磁石と、
径方向に着磁され、前記第2ロータコアの第2延出部間に配設されて第1磁極として機能するとともに前記第2延出部を第2磁極として機能させる第2磁石と、
前記第1コアベースと前記第2コアベースとに挟持され、前記第1磁石及び第2磁石よりも径方向内側であって軸方向の両側面が第1及び第2磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、軸方向に着磁される環状磁石と、
を備え、前記第1磁石と第2磁石とは一体形成されており、
前記第1及び第2ロータコアは、圧延鋼鈑からなり、前記第1ロータコアの圧延方向と前記第2ロータコアの圧延方向とが直角をなすように設けられていることを特徴とするロータ。 - 第1コアベースの外周部に、周方向等間隔に複数の第1延出部を径方向に延出形成した第1ロータコアと、
第2コアベースの外周部に、周方向等間隔に複数の第2延出部を径方向に延出形成し、軸方向視で前記各第2延出部をそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1延出部間に配置した第2ロータコアと、
前記第1ロータコアの第1延出部間に配設されて第2磁極として機能し、前記第1延出部を第1磁極として機能させる第1磁石と、
前記第2ロータコアの第2延出部間に配設されて第1磁極として機能し、前記第2延出部を第2磁極として機能させる第2磁石と、
前記第1コアベースと前記第2コアベースとに挟持され、前記第1磁石及び第2磁石よりも径方向内側であって軸方向の両側面が第1及び第2磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、軸方向に着磁される環状磁石と、
を備え、前記第1磁石と第2磁石とは一体形成されており、
前記第1ロータコアの径方向中心と前記第1延出部の周方向中心とを通る仮想直線をC1、前記第2ロータコアの径方向中心と前記第2延出部の周方向中心とを通る仮想直線をC2としたとき、前記仮想直線C1と前記仮想直線C2との間の角度θが、
θ=(360/極数)+角度差α (但し、|α|>0)
となるように構成されることを特徴とするロータ。 - 請求項2に記載のロータにおいて、
前記第1磁石は軸方向において前記第2延出部と当接し、前記第2磁石は軸方向において前記第1延出部と当接するものであり、
前記第1磁石は、その周方向における磁極中心が、前記第2延出部の周方向中心を通る前記仮想直線C2から周方向にずらされるとともに、そのずれ量が前記仮想直線C2を基準として前記角度差α未満の範囲に設定され、
前記第2磁石は、その周方向における磁極中心が、前記第1延出部の周方向中心を通る前記仮想直線C1から周方向にずらされるとともに、そのずれ量が前記仮想直線C1を基準として前記角度差α未満の範囲に設定されることを特徴とするロータ。 - 請求項2に記載のロータにおいて、
前記第1磁石は軸方向において前記第2延出部と当接し、前記第2磁石は軸方向において前記第1延出部と当接するものであり、
前記第1磁石はスキューされるように着磁されるとともにその磁極が前記第2延出部の磁極と連続し、前記第2磁石はスキューされるように着磁されるとともにその磁極が前記第1延出部の磁極と連続することを特徴とするロータ。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のロータにおいて、
前記第1磁石及び第2磁石は前記環状磁石と一体形成されることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載のロータにおいて、
前記磁石は、フェライト磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、サマリウムコバルト系磁石、ネオジム磁石又はアルニコ磁石であることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載のロータにおいて、
前記磁石は、焼結磁石又はボンド磁石であることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載のロータにおいて、
前記環状磁石を第1ロータコアと第2ロータコアとで挟んだ状態で、前記第1及び第2磁石をインサート成形して前記環状磁石に対し前記第1及び第2磁石を一体化することを特徴とするロータ。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載のロータと、該ロータと対向配置されるステータとを有することを特徴とするモータ。
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