JPH0567156U - 回転界磁形ロータ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスモータの起動、停止等の際に生じ
る円周方向のモーメントによる永久磁石の空転を防止
し、しかも、回転軸に嵌装されたヨークコアの外周面を
容易に切削加工する。 【構成】 ヨークコア１３を、回転軸３に嵌装する。ヨ
ークコアの中央部と軸線方向両端部に、ヨークコアより
やや小径であって、半径方向外向き突部１４ａを有する
エンドコア１４を、回転軸に嵌装する。エンドコアの外
径を、ヨークコアの外周面の加工代を見込んで小さく形
成したことで、ヨークコアの外周面を精度良く加工でき
る。次に、円筒形カバー１７の内周面に、全体として円
筒状をなすように４片の永久磁石１５を配置し、これら
永久磁石１５の内周面に、ガイド片１６をそれぞれ配置
する。そして、回転軸に組み付けられたヨークコア及び
エンドコアを、ガイド片の内周面に沿って圧入する。こ
の時、エンドコアの突部を隣接するガイド片１６間の空
隙に嵌入するため、永久磁石の円周方向の動きがこの突
部により阻止され、永久磁石の空転が防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は回転界磁形ロータ構造に関し、特に円筒カバーにより永久磁石を外囲 する形式の回転界磁形ロータ構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ブラシレスモータは、回転軸に嵌装された円筒状のヨークコアの外周面 上に、界磁としての永久磁石を配置することで、ロータを形成しているため、モ ータの起動、停止、並びに繰り返し急加減速に伴う、円周方向のモーメントによ り、永久磁石が空転し易い欠点が問題視されている。そこで、永久磁石の空転防 止には種々な方法が取られていて、例えば、ヨークコアの外周面に複数の突部を 設け、この突部により分割された円弧面上のそれぞれに、円弧状をなす永久磁石 片を、突部間に挟持される位置に配置する方法が一般的に採用されている。

【０００３】 しかしながら、上述の形状のヨークコアでは、回転軸に嵌装した後に、外周面 を加工することができないため、回転軸とヨークコア外周面との同軸制度を高め ることが困難であり、ロータの回転が心振れを起こし易い。また、磁束分布が一 様でなくなり、モータの回転が安定しない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このような従来技術の問題点に鑑み、本考案の主な目的は、永久磁石の空転防 止ができ、回転軸に組み付けられたヨークコアの外周面の切削加工が、容易にで きる回転界磁形ロータ構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した目的は本考案によれば、円環状薄板を積層して円筒形をなすヨークコ アと、全体として円筒状をなすように前記ヨークコアを外囲する複数の円弧状永 久磁石片と、前記永久磁石片を外囲する円筒カバーとを、回転軸に嵌装してなる 回転界磁形ロータ構造であって、前記ヨークコアを形成する鋼板の軸線方向両端 部に位置するものが、他の鋼板よりやや小径であって、かつ前記永久磁石間の空 隙に嵌入する半径方向外向き突部を有することを特徴とする回転界磁形ロータ構 造。

【０００６】

【作用】

このようにすれば、ヨークコアを形成する鋼板のうち、軸線方向両端部に位置 する鋼板に突部を設けたことにより、永久磁石片の円周方向の動きが阻止される ため、永久磁石片の空転が防止できる。しかも、突部を有する鋼板の外径が、他 の鋼板の加工代を見込んでやや小径に形成され、かつ他の鋼板に突部が存在しな いので、回転軸に組付けられたヨークコアの外周面が切削可能になる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の好適実施例を添付の図面について詳しく説明する。

【０００８】 図１は、本考案が適用されたブラシレスモータ１の構造を示しており、このブ ラシレスモータ１は、回転界磁形のロータ２が内側に配置されたインナロータ形 である。ロータ２の回転軸３の図の右側部分は、図示しない負荷側に接続される フランジ４に固設された玉軸受５により軸支され、図の左側部分は、モータ１の 端板としてのエンドブラケット６に固設された玉軸受７により軸支されてる。

【０００９】 回転軸３の図の左側には、ロータ２の回転位置と回転速度とを検出するセンサ ８が、回転軸３と同一軸上にカップリング９を介して設けられている。

【００１０】 円筒形のヨークとして磁路の一部をなすフレーム１０は、フランジ４とエンド ブラケット６との間に挟持されて固定されている。フレーム１０の内周面には、 ステータとしての電機子鉄心１１が固定されており、この電機子鉄心１１の内周 に設けられた図示しないスロットには、電流線路としての電機子巻線１２が納め られている。

【００１１】 図２〜図４にロータ２の内部構造について詳しく示す。回転軸３の中央部近傍 には、軸線方向にセレーション状の溝が施されており、この溝部分に、薄肉円環 状の鋼板を軸線方向に積み重ねて円筒形を形成したヨークとしてのヨークコア１ ３が、所定の間隙により分割されて嵌装されている。この間隙とヨークコア１３ の軸線方向両端部との位置には、ヨークコア１３よりやや小径であって、しかも 半径方向外向き突部１４ａを有する、薄肉円筒状の鋼板を軸線方向に数枚積み重 ねて形成したエンドコア１４が、回転軸３に嵌装されている。ヨークコア１３及 びエンドコア１４の外周面と後記する永久磁石１５の内周面との間には、永久磁 石１５の端面と略同一の形状をなすフランジ１６ａを有するガイド片１６が挟設 されている。

【００１２】 ガイド片１６の外周面には、界磁としての永久磁石１５がそれぞれ設けられて いる。この永久磁石１５は、或る長さの円筒体を約８０度の角度範囲に渡って切 り出した形状をなす４片の永久磁石からなり、かつその表裏に形成されたＮＳ極 が交互するように、共通の円周上に所定の間隙を有するように配置されている。 永久磁石１５には、ネオジウム−鉄系磁石が採用されているが、この磁石は磁気 特性に優れている反面、酸化し易い欠点があるため、その表面に防錆処理が施さ れている。また、永久磁石１５は、焼結成形品でもあるため、ロータ２の回転に よる遠心力により、永久磁石１５自身が破壊したり、ガイド片１６から飛散した りするために、これらの防止用として、永久磁石１５の外周がステンレス製の円 筒カバー１７により覆われている。

【００１３】 円筒カバー１７の軸線方向両端部は、磁石が軸方向へ飛び出すのを防ぐための サイドプレート１８Ｒ、１８Ｌにより挟持されている。また、一方のサイドプレ ート１８Ｌは、円筒カバー１７の蓋板をもなしている。

【００１４】 以下にロータ２の組立方法について説明する。まず、ロータ２は、回転軸３と 、ヨークコア１３と、エンドコア１４とで構成されるインナ部と、永久磁石１５ と、ガイド片１６と、円筒カバー１７とで構成されたアウタ部とに分割して組立 られる。アウタ部は、４片の永久磁石１５の内周面上に、それぞれガイド片１６ を接着し、これら４片の永久磁石１５を、全体として円筒状をなすように、円筒 カバー１７の内周面上に接着して形成される。

【００１５】 次に、回転軸３に沿って、エンドコア１４及びヨークコア１３を嵌装圧入する 。そして、回転軸３とヨークコア１３の外周面との同軸精度を高めるため、ヨー クコア１３の外周面を切削加工して、インナ部を形成する。最終組立段階として 、インナ部のヨークコア１３及びエンドコア１４を、アウタ部のガイド片１６の 内面に沿って圧入し、回転軸３の軸線方向両端部より円筒カバー１７を挟持する ように、サイドプレート１８Ｒ、１８Ｌを回転軸３に嵌装し、ロータ２が完成す る。

【００１６】 上述の組立の際に、ヨークコア１３及びエンドコア１４を、回転軸３に嵌装し た後に、ヨークコア１３の外周面を旋盤等により切削加工できるため、外周面を 精度良く仕上げることができ、回転軸３とヨークコア１３の外周面との同軸精度 が高まる。そのため、インナ部をアウタ部に圧入する際に、エンドコア１４及び ヨークコア１４とガイド片１６とがスムーズに摺接できる。しかも、永久磁石１ ５間の空隙にエンドコア１４の突部１３ａが嵌入するので、ロータ２の急な起動 、停止等による永久磁石１５の円周方向への動きが、突部１４ａにより阻止され 、永久磁石は空転しない。また、３個のエンドコア１４を、所定の間隙で回転軸 ３に嵌装したことにより、アウタ部が軸線方向のどちらかにずれても、ヨークコ ア１３の一方の端部に設けられたエンドコア１４の突部１４ａと中央部に設けら れたエンドコア１４の突部１４ａとが、ガイド片１６のフランジ１６ａと当接し ているため、インナ部とアウタ部とが、円周方向にずれることがない。なお、ア ウタ部は、サイドプレート１８Ｒ、１８Ｌ間に挟持されているので、ヨークコア １３間に挟持されているエンドプレート１４が存在しなくても、同様の効果が得 られる。

【００１７】

【考案の効果】

以上の説明により明らかなように、本考案による回転界磁形ロータ構造によれ ば、円環状の鋼板を軸線方向に積み重ねて形成したヨークコアの両端部に位置す る鋼板に、半径方向外向き突部を設け、この突部を、ヨークコアを外囲する永久 磁石片間の空隙に嵌入するので、永久磁石片が円周方向に移動することができな い。しかも、回転軸に組み付けられたヨークコアの外周面を容易に切削加工でき るので、回転軸とヨークコアとの同軸精度が高まり、ロータの偏心がなくなる。 従って、製造過程を何ら複雑化することなく、ヨークコアの外周面を高精度に仕 上げることができる。また、それぞれの永久磁石片による磁束の分布が一様とな るので、ロータの回転が安定する。その結果、信頼性の高いブラシレスモータを 提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案が適用されたブラシレスモータの軸線に
沿って破断して示す図である。

【図２】本考案が適用されたロータ構造を示す分解斜視
図である。

【図３】図２のロータ構造を軸線に沿って破断して示す
図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿って見た断面図である。

【符号の説明】 １ ブラシレスモータ ２ ロータ ３ 回転軸 ４ フランジ ５、７ 玉軸受 ６ エンドブラケット ８ センサ ９ カップリング １０ フレーム １１ 電機子鉄心 １２ 電機子巻線 １３ ヨークコア １４ エンドコア １４ａ 突部 １５ 永久磁石 １６ ガイド片 １６ａ フランジ １７ 円筒カバー １８Ｒ、１８Ｌ サイドプレート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円環状薄板を積層して円筒形をなすヨーク
   コアと、全体として円筒状をなすように前記ヨークコア
   を外囲する複数の円弧状永久磁石片と、前記永久磁石片
   を外囲する円筒カバーとを、回転軸に嵌装してなる回転
   界磁形ロータ構造であって、前記ヨークコアを形成する
   鋼板の軸線方向両端部に位置するものが、他の鋼板より
   やや小径であって、 かつ前記永久磁石間の空隙に嵌入する半径方向外向き突
   部を有することを特徴とする回転界磁形ロータ構造。