JPH0541357U - 永久磁石回転子および電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスＤＣモーターなどに用いられる永
久磁石回転子において、セグメント磁石の飛散を防止す
る同時に、エアギャップを削減して効率の良いモーター
の提供可能な永久磁石回転子を実現する。 【構成】 ヨーク２の外周に取り付けられたセグメント
磁石３ａ、ｂの端部に端板２０ａ、ｂを設置し、その端
部を相互に固定する。従って、高回転数時においてもセ
グメント磁石３は飛散せず、また、セグメント磁石の中
央部は直接固定子と対峙するため、エアギャップの削減
を図ることが可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ブラシレスＤＣモーターなどに用いられる永久磁石回転子の構造に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４および５に、従来の永久磁石回転子の構造の一例を示してある。この永久 磁石回転子１０は、シャフト１に軟鉄などの磁性体により形成された円柱状のヨ ーク２が取り付けられている。そして、このヨーク２の外周に、２組の永久磁石 からなるセグメント磁石３が接着剤４により取り付けられている。そして、回転 時の遠心力に対抗するために、非磁性であるステンレスなど素材により形成され た円筒状のスリーブ５をセグメント磁石３の外周に取付けられ、飛散等の防止が 図られている。

【０００３】 図６に、この永久磁石回転子１０を用いた電動機の断面を示してある。永久磁 石回転子１０は、電動機本体１１内部に設置された固定子１２の間に挿入される 。この回転子１０の両端は不図示の軸受などにより、固定子１２と一定の隙間（ エアギャップ）１３が保持できるように支持される。そして、電磁石である固定 子１２に電流を流すことにより回転子１０が所定の回転数で回転する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような永久磁石回転子を有する直流モーターは、小型で効率の高いモータ ーとすることができるので、近年の各種の装置の小型化が進むにつれて多くの分 野に用いられている。このブラシレス直流モーターを、さらに小型、高効率とす るためには、回転子と固定子とのエアギャップを小さくし、磁気回路における磁 気抵抗の減少を図ることが重要である。例えば、上述した従来の直流モーターに おいては、永久磁石回転子に取り付けられたセグメント磁石を飛散から保護する ために、非磁性のスリーブが用いられている。このため、界磁束を発生する永久 磁石であるセグメント磁石と固定子との間には、必ずスリーブの厚み以上の隙間 を確保することが必要となる。さらに、セグメント磁石の寸法誤差に加え、スリ ーブの寸法誤差、これらの組立て誤差などを考慮する必要があるため、スリーブ と固定子との間のエアギャップもこれらの誤差等に合わせて大きく確保する必要 がある。

【０００５】 そこで、本考案においては、上記の問題点に鑑みて、セグメント磁石を強固に 固定できると同時に、エアギャップの削減を図ることの可能な永久磁石回転子を 実現することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決するために、本考案においては、セグメント磁石同士の端部 の動きを束縛することにより、セグメント磁石を固定するようにしている。すな わち、本考案に係る永久磁石からなる少なくとも１組のセグメント磁石がヨーク の外周に取り付けられた永久磁石回転子においては、セグメント磁石のヨークの 軸方向に沿った少なくとも一方の端部に取り付けられ、これらのセグメント磁石 相互の動きを束縛する非磁性の端部束縛手段を有することを特徴としている。

【０００７】 そして、この端部束縛手段としては、セグメント磁石がヨークに取り付けられ る形状に合わせて成形された端部束縛部材を用いることが有効である。

【０００８】 さらに、これらの永久磁石回転子を有することを特徴とする電動機も範囲に含 む。

【０００９】

【作用】

かかる端部束縛手段を用いることによりセグメント磁石は、ヨークの軸方向に 沿った端部において相互に動きが束縛され、ヨークに固定されている。従って、 界磁束を発生するセグメント磁石の中央は、直接固定子と対峙できるので、固定 子とのエアギャップを大幅に削減できる。このため、セグメント磁石を強固にヨ ークに固定すると同時に、エアギャップを削減でき、モーターの磁気回路におけ る磁気抵抗の減少が図られるので、小型で効率の良いモーターを実現することが できる。

【００１０】 さらに、この端部束縛手段としてセグメント磁石がヨークに取り付けられる形 状に合わせて成形された端部束縛部材を用いることにより、セグメント磁石を精 度良くヨークに取り付けることが可能となる。そして、この成形された端部束縛 部材に合わせてセグメント磁石をヨークに取り付ければ良いので、セグメント磁 石の取付け位置を決定する特殊な治具が不要となる。従って、量産性が増し、精 度の優れた永久磁石回転子を安価に提供することができる。

【００１１】

【実施例】

以下に、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１２】 図１および２に、本実施例に係る永久磁石回転子の概要を示してある。本例の 回転子１０は、先に説明した従来の回転子と同様に、シャフト１に軟鉄などの磁 性体からなる円柱状のヨーク２が取り付けられており、このヨーク２の外周に１ 組の永久磁石であるセグメント磁石３ａ、ｂが接着剤４により取り付けられてい る。さらに、本例の回転子１０においては、セグメント磁石３ａ、ｂのヨーク２ の軸に沿った端部３．１ａ、ｂ、および３．２ａ、ｂ、のぞれぞれを繋ぐように 端板２０ａ、ｂが設置されている。

【００１３】 この端板２０ａ、ｂは、銅製の板材であって、略長方形の対峙する１組の辺２ １ａ、ｂがセグメント磁石３ａ、ｂの断面形状に沿った弧状に成形されている。

【００１４】 また、その中心にシャフト１が通るシャフト貫通穴２２が形成されている。そし て、このシャフト貫通２２の両側に、１組の取付け穴２３が形成されており、こ の取付け穴２３を介して、ヨーク２のネジ穴３１にねじ込まれるネジ３０により 、端板２０ａ、ｂがヨーク２に固定される。また、この端板２０ａ、ｂは、その 周全体に亘って、一方の側に突出した側壁２４が形成されている。この側壁２４ の高さはセグメント磁石３ａ、ｂの端部３．１ａ、ｂ、３．２ａ、ｂに到達する ように調整されている。従って、セグメント磁石３ａ、ｂがヨーク２に等間隔に 取り付けられた状態で、この端板２０ａ、ｂをヨーク２の両側から取り付けると 、セグメント磁石３ａ、ｂの端部３．１ａ、ｂ、３．２ａ、ｂが互いに固定され る。すなわち、セグメント磁石３ａ、ｂの一方の端部３．１ａおよびｂに亘って 、端板２０ａが取付けられると、この端板２０ａの側壁２４が、端部３．１ａお よび端部３．１ｂの表面に設定される。従って、この回転子１０が回転し、遠心 力が生じた場合であっても、端板２０ａによりセグメント磁石３ａ、ｂが相互に 動きが束縛されるので、セグメント磁石３ａ、ｂはヨーク２から飛散することな い。セグメント磁石３ａ、ｂの他方の端部３．２ａ、ｂについても、同様に、端 板２０ｂによりヨーク２に固定される。

【００１５】 図３に本例の回転子１０が電動機に装着された状態を示してある。それぞれの セグメント磁石３ａ、ｂが端板２０ａ、ｂによりヨーク２に強固に固定された回 転子１０は、電動機本体１１に取付けられた固定子１２内部に挿入される。そし て、本例の電動機においては、図６に示した従来の電動機と異なり、セグメント 磁石３ａ、ｂがその端部３．１ａ、ｂ、３．２ａ、ｂにおいて固定されているの で、セグメント磁石３ａ、ｂの中央は特に遮蔽物なしに固定子１２と対峙する。

【００１６】 従って、固定子１２とセグメント磁石３ａ、ｂのエアギャップ１３は、組立て精 度に係る程度にまで非常に狭く設定することができる。このため、モーター特性 に係わる強い界磁束を確保することが可能となるため、モーター特性の向上を図 ることが可能となり、効率の良いモーターを実現することができる。そして、エ アギャップ１３を削減することによりモーターの小型化を図ることも可能となる 。

【００１７】 さらに、本例においては、端板２０ａ、ｂが回転子１０にセグメント磁石３ａ 、ｂが固定された状態と対応した形状に成形されている。すなわち、端板２０ａ 、ｂの対峙する辺２１ａ、ｂは、セグメント磁石３ａ、ｂがヨーク２の規定の位 置に固定された状態下で、端板２０ａ、ｂが取り付けられる形状に成形されてい る。従って、セグメント磁石３ａ、ｂをヨーク２に接着剤４により取付け、その 両側から端板２０ａ、ｂを設定することにより、セグメント磁石３ａ、ｂが規定 の位置に固定されることになる。従来、モーターの所定の特性を得るため、また 、エアギャップ１３以内に取付け誤差を収めるため、セグメント磁石を等間隔に 設定することが必要であり、このため、特殊な治具などを必要としていた。しか しながら、本例の回転子１０においては、上記のように端板２０ａ、ｂを取り付 けることによりセグメント磁石３ａ、ｂが規定の位置に設定されるので、従来の ような特殊な治具などは不要である。さらに、この端板２０ａ、ｂを用いること により精度の良い組立てが可能である。従って、さらに効率の良いモーターを実 現することができる。このように、本例の回転子１０においては、製品精度の向 上と同時に生産性の向上も図られており、本例の回転子１０を用いて電動機を製 造することにより、特性の良好な電動機を安価に製造することが可能となる。

【００１８】 なお、本例においては、１組のセグメント磁石を用いた回転子に基づき説明し ているが、２以上のセグメント磁石を用いた回転子においても適応できることは 勿論である。また、端板を構成する部材は、銅に限らずステンレスなどの非磁性 体であれば良く、その形状もセグメント磁石の組数、円柱状あるいはそれ以外の ヨークの形状などに対応して様々なものを採用することが可能である。

【００１９】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案に係る永久磁石回転子は、セグメント磁石を端 部束縛手段によりヨークに固定してあるので、セグメント磁石の飛散を防止しな がら、エアギャップを削減することが可能である。従って、本考案に係る永久磁 石回転子を用いることにより飛散などの不具合を防止し、そして、特性の優れた 電動機を実現することができる。特に、本考案に係る回転子においては、セグメ ント磁石相互の動きを束縛する端部束縛手段を用いているので、高回転域に使用 され遠心力が大きくなるような電動機においても、セグメント磁石を固定するこ とができる。

【００２０】 さらに、所定の形状に成形された端部束縛部材を用いることにより、セグメン ト磁石を規定の位置に精度良く、また、容易に設定することが可能となるので、 生産効率の向上を図ることができる。同時に、回転子の組立て精度の向上が図ら れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る永久磁石回転子の構成を
示す斜視図である。

【図２】図１に示す永久磁石回転子に端板を取り付ける
様子を示す説明図である。

【図３】図１に示す永久磁石回転子を取り付けた電動機
の断面を示す説明図である。

【図４】従来の実施例に係る永久磁石回転子の構成を示
す斜視図である。

【図５】図４に示す永久磁石回転子にスリーブを取り付
ける様子を示す説明図である。

【図６】図４に示す永久磁石回転子を取り付けた電動機
の断面を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ・・・ シャフト ２ ・・・ ヨーク ３ ・・・ セグメント磁石 ４ ・・・ 接着剤 ５ ・・・ スリーブ １０・・・ 回転子 １１・・・ 電動機本体 １２・・・ 固定子 １３・・・ エアギャップ ２０・・・ 端板 ２１・・・ 端板の辺 ２２・・・ シャフト貫通穴 ２３・・・ 取付け穴 ２４・・・ 端板の側壁 ３０・・・ ネジ ３１・・・ ネジ穴

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石からなる少なくとも１組のセグ
   メント磁石がヨークの外周に取り付けられた永久磁石回
   転子であって、前記セグメント磁石の前記ヨークの軸方
   向に沿った少なくとも一方の端部に取り付けられ、これ
   らのセグメント磁石相互の動きを束縛する非磁性の端部
   束縛手段を有することを特徴とする永久磁石回転子。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記端部束縛手段
   は、前記セグメント磁石が前記ヨークに取り付けられる
   形状に合わせて成形された端部束縛部材であることを特
   徴とする永久磁石回転子。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の永久磁石回転
   子を有することを特徴とする電動機。