WO1992009131A1 - Rotor of brushless motor - Google Patents

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WO1992009131A1
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magnetic
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yoke
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Takashi Nagate
Kenichi Endo
Yoshikazu Koike
Takeshi Seto
Yoshihiko Yamagishi
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Seiko Epson Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
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    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2746—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets arranged with the same polarity, e.g. consequent pole type

Definitions

  • the present invention relates to a brushless motor that is highly efficient and easy to manufacture, and more particularly to a rotor thereof. Background technology
  • a permanent magnet made of ferrite or the like is arranged on the outer peripheral surface of a cylindrical rotor.
  • a conventional brushless motor 1 has a motor case (stator) 2 as shown in FIG. 6, and the motor case 2 has a cylindrical side wall 3 and a front plate that closes both ends of the side wall. It has 4 and a back plate 5.
  • a plurality of exciting coils 6 are arranged in a cylindrical shape and fixed to the wall surface.
  • a rotating shaft 8 is concentrically fixed to the center of the rotor (rotor) 7. The rotary shaft 8 projects from both ends of the rotor 7, and one end of the rotary shaft 8 is rotatably supported by a bearing 10 mounted in a hole 9 of the rear plate 5 of the motor case 2.
  • the other end of the rotary shaft 8 is rotatably supported by a bearing 12 mounted in a hole 11 of the front plate 4 of the motor case 2.
  • a ring-shaped magnetic pole sensor support member 13 is provided inside the side wall 3 of the motor case 2, and a plurality of magnetic pole sensors 14 are supported so as to be located near the surface of the rotor 7. Held by member 1 3.
  • a rotor having a permanent magnet of a brushless motor has a slot in which a permanent magnet is attached to a yoke, and a permanent magnet for field magnet is inserted in this slot.
  • Figure 7 shows a conventional rotor with permanent magnets.
  • the permanent magnet rotor 20 has a yoke 22 formed by stacking silicon steel plates 21.
  • the yoke 22 has four magnetic poles 23 protruding radially,
  • a slot 24 for inserting a permanent magnet for the field is provided at the tip of the.
  • a field permanent magnet 25 is inserted in each slot 24, and each magnetic pole 23 is magnetized by the field permanent magnet 25.
  • Figure 8 shows an enlarged part of the cross section of the permanent magnet rotor 20.
  • Field permanent magnets 25 having N poles and S poles alternately facing outward in the radial direction are inserted in the slots 24.
  • the magnetic flux of the field permanent magnet 25 passes through the space inside the yoke 22 and the space outside the permanent magnet rotor 20 from the N pole toward the S pole as shown in the figure. .
  • the magnetic flux passing through the space outside the permanent magnet rotor 20 intersects with the stator arranged around the rotor and interacts with the electric current of the drive coil of the stator, thereby interacting with the permanent magnet rotor. Drive to rotate.
  • a bridge connecting the tip of the magnetic pole and the base of the magnetic pole is formed in a part of the yoke of the conventional permanent magnet rotor. That is, as shown in FIG. 8, a part of the yoke 22 of the permanent magnet rotor 20 forms a bridge 26 that connects the tip and the base of the magnetic pole 23. Part of the magnetic flux exiting the N pole of the field permanent magnet 25 passes through the bridge 26 and reaches the S pole of the same field permanent magnet 25. Since the magnetic flux passing through the bridge 26 does not contribute to the rotational drive of the rotor, there was a problem that the efficiency was poor in the use of the permanent magnet for field.
  • the elongated permanent magnet 25 for field when assembling, the elongated permanent magnet 25 for field must be inserted into the narrow slot 24. There was a problem that the permanent magnet for field magnet 25 was damaged in this inserting process.
  • an object of the present invention is that the structure is simple, and all of the magnetic flux of the permanent magnet for field is effectively used for rotational driving, the efficiency of the motor is good, and the permanent magnet rotating is easy to assemble in the manufacturing process. To provide a child. Disclosure of the invention
  • a first invention of the present application has a rotating shaft and a main yoke integrally fitted to the rotating shaft, and the main yoke has at least two magnetic pole heads protruding in a radial direction from the rotating shaft.
  • Magnet seats for mounting field permanent magnets are provided between the adjacent magnetic pole heads, and each magnetic seat faces toward the center of the rotating shaft.
  • Field permanent magnets arranged so that magnetic poles of the same polarity are opposed to each other are mounted.
  • An auxiliary yoke is mounted on the outer surface of the field permanent magnet. It is a rotor of a brushless motor in which a cylindrical sleeve made of a non-magnetic material is fitted on the outer peripheral surface.
  • the field permanent magnet is sandwiched between the magnet seat of the main yoke and the auxiliary yoke, so that the rotor can be easily assembled.
  • a second invention of the present application has a rotating shaft and a main yoke integrally fitted to the rotating shaft, and the main yoke has at least two magnetic pole heads protruding in a radial direction from the rotating shaft.
  • a magnetic bearing for mounting a field permanent magnet is provided between adjacent magnetic pole heads, and each magnetic bearing has the same polarity toward the center of the rotating shaft.
  • the field permanent magnets arranged so that their magnetic poles face each other are installed, and auxiliary yokes are installed on the outer surface of these field permanent magnets.
  • auxiliary yoke and the main yoke are connected by a non-magnetic connecting member, which is a rotor of a brushless motor in which a permanent magnet for field is sandwiched between the main yoke and the auxiliary yoke.
  • the auxiliary yoke forming the tip of the magnetic pole and the main yoke forming the base of the magnetic pole are connected by a resin molding material or a die cast material. All the magnetic flux of the permanent magnet reaches the adjacent magnetic poles through the space outside the permanent magnet rotor. Therefore, all the magnetic flux of the field permanent magnet intersects with the stator arranged around the rotor, and interacts with the current of the drive coil to effectively contribute to rotation.
  • the permanent magnet rotor of the second invention may be mounted so that the main yoke, the field permanent magnet, and the auxiliary yoke are stacked, it is not necessary to squeeze the field permanent magnet into a narrow slot. It is possible to completely prevent the permanent magnet from being damaged during insertion.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a permanent magnet rotor according to the first invention of the present application
  • FIG. 2 is a side view of the rotor of the above
  • FIG. 3 is a side view of another embodiment of the rotor of the same.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of a permanent magnet rotor according to the second invention of the present application
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the rotor of the same
  • FIG. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a conventional example
  • FIG. 7 is a perspective view of a conventional rotor
  • FIG. 8 is a partially enlarged sectional view of a cross section of the conventional rotor.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a permanent magnet rotor according to the present invention.
  • the permanent magnet rotor 31 has a main yoke 33 into which a rotary shaft 32 is press fitted.
  • the main yoke 33 has two magnetic pole heads 34a and 34b which are formed at an angle of 180 ° with each other and project in the radial direction opposite sides.
  • magnet seats 35a and 35b for mounting permanent magnets for field are provided on the outer peripheral surface of the main yoke 33 between the magnetic pole heads 34a and 34b.
  • Permanent magnets 36a, 36b for field magnets with N poles facing each other are mounted on the magnet seats 35a, 35b, respectively.
  • auxiliary yokes 38a, 38b which form the tips of the magnetic poles 3, 7a, 37b of the permanent magnet rotor 31, are mounted on the S pole side of the field magnets 36a, 36b.
  • a structure 39 including the main yoke 33, field permanent magnets 36a and 36b, and auxiliary yokes 38a and 38 has an outer peripheral surface formed in a substantially circular cross section, and a cylindrical body made of a nonmagnetic material is formed on the outer peripheral surface.
  • Sleeve 40 is fitted.
  • FIG. 2 shows a side end surface of the permanent magnet rotor 31.
  • Field permanent magnets 36a, 36 are arranged in the magnet seats 35a, 35b of the main yoke 33 with their N poles facing each other. Due to the repulsion between the N poles, the magnetic flux of the permanent magnets 36a, 36b for field magnets is, as shown in the figure, the space outside the permanent magnet rotor 31 from the magnetic pole heads 34a and 34b. And reach magnetic poles 37a and 37b. As a result, the magnetic pole heads 34a and 34b are magnetized as N poles, and the magnetic poles 37a and 37b are magnetized as S poles.
  • this permanent magnet rotor 31 there are spaces 41 a, 41 b and 42 a, 42 b having low magnetic permeability on the sides of the N pole and S pole of the field permanent magnets 36 a, 36 b, respectively. Therefore, the magnetic flux is guided to the main yoke 33 having a high magnetic permeability without traversing the spaces 4 la, 41 b, 42 a, and 42 b, and emitted from the magnetic pole heads 34 a and 34 b to the outside. Therefore, all the magnetic fluxes of the field permanent magnets 36a and 36b pass through the outside of the permanent magnet rotor 31 and the stator (not shown). And effectively contributes to rotation.
  • FIG. 3 shows a side end surface of another embodiment of the first invention.
  • the main yoke of the permanent magnet rotor 4 3 of this embodiment has three magnetic pole heads 4 which protrude from each other at an angle of 120 ° in the radial direction.
  • Magnet seats 45 a, 45 b, and 45 c are provided between adjacent magnetic poles, and each magnet seat has three permanent magnets for field magnets 4 6 a with the N pole facing the rotation axis. , 4 6 b, 4 6 c are installed.
  • Auxiliary yokes 47a, 47b, 47c. are mounted on the outer side of each field permanent magnet.
  • a cylindrical sleeve 48 is fitted on the outer peripheral surfaces of the main yoke and the auxiliary yoke.
  • this permanent magnet rotor 43 as shown in the figure, six magnetic poles of N pole and S pole are generated by the repulsion of the N poles of the field magnet. Also, it is the same as in the previous embodiment that all the magnetic flux of each field permanent magnet exits from the north pole and reaches the south pole through the outside of the rotor, effectively contributing to the rotation of the rotor. Is.
  • the magnetic poles of the same magnetism of the field permanent magnet are arranged so as to face each other. Therefore, due to the repulsion between the magnetic poles, twice as many magnetic poles as the field permanent magnet are provided.
  • the permanent magnet rotor structure can be made simple.
  • a permanent magnet for field magnet is mounted on the outer peripheral surface of the main yoke, and an auxiliary yoke is mounted on the outer side of the permanent magnet for field magnet. , Easy to assemble.
  • FIG. 4 shows a permanent magnet rotor according to the invention.
  • the permanent magnet rotor 5 1 has a main yoke 5 3 in which a large number of silicon steel plates 5 2 are laminated at the center.
  • the silicon steel sheet 52 has a plurality of crimps 54 which are embossed and recessed into a rectangular shape.
  • the crimps 5 4 of the adjacent silicon steel plates 5 2 are press-fitted to each other and integrally form a main yoke 5 3.
  • a through hole 55 is provided in the center of the main yoke 53, and a rotary shaft 56 is inserted into the through hole 55.
  • the through hole 5 5 and the rotary shaft 5 6 have a key portion that fits with each other, and the main yoke 5 3 and the rotary shaft 5 6 are configured to rotate integrally.
  • the main yoke 53 has a pair of magnetic poles 57 protruding in mutually opposite directions, and a pair of magnet mounting portions 58 for mounting a permanent magnet for field magnetism.
  • the magnet mounting portion 58 is formed at a position substantially symmetrical with respect to the rotating shaft 56, and a pair of field permanent magnets 59 in which the same magnetic poles face each other are mounted.
  • the field permanent magnet 59 is formed in a flat plate shape and is mounted with the N poles facing each other.
  • auxiliary yokes 61 constituting the magnetic pole 60 are mounted on the S pole side of the permanent magnet for field magnet 59.
  • a resin molding material or die-cast material is injected into the space between the magnetic poles 5 7 and 60, and the mold portion 6 that integrally connects the main yoke 53, the field permanent magnet 59 and the auxiliary yoke 61. 2 is formed.
  • the outer peripheral surface of the mold portion 62 is formed so as to be smooth with the magnetic pole surfaces of the magnetic poles 57 and 60, and constitutes the cylindrical outer peripheral surface of the permanent magnet rotor 51 as a whole.
  • Figure 5 shows an enlarged part of the cross section of the permanent magnet rotor 51.
  • the main yoke 53 is placed between the magnetic pole 57 and the magnet mounting portion 58, and It has a connecting surface 6 3 which is in contact with the groove portion 6 2.
  • a dovetail-shaped engaging groove 64 that engages with the mold portion 62 is formed on the connecting surface 63.
  • the auxiliary yoke 61 has a connecting surface 65 that is in contact with the mold portion 62, between its magnetic pole surface and the surface in contact with the field permanent magnet 59.
  • a dovetail-shaped engaging groove 66 that engages with the mold portion 62 is formed on the connecting surface 65.
  • the liquid mold material is injected into the space between the main yoke 53 and the auxiliary yoke 61 and the inside of the engaging grooves 64 and 66. .
  • the mold material in the liquid state is solidified and the mold portion 62 is formed, the main yoke 5 3 and the auxiliary yoke 6 1 engage with the mold portion 6 2 in the engaging grooves 6 4 and 6 6.
  • the permanent magnet for field magnet 59 is sandwiched between them. As a result, the permanent magnet for field magnet 59 and the auxiliary yoke 61 do not scatter during rotation.
  • the magnetic flux of the field permanent magnets 5 9 is, as shown in the figure, the magnetic flux of the opposing permanent magnets.
  • the repulsion causes the magnetic pole 5 7 of the main yoke 5 3 to pass through the space outside the permanent magnet rotor 5 1 to reach the magnetic pole 6 0 of the auxiliary yoke 61. Since the end face 6 7 between the two poles of the field magnet 5 9 is in contact with the mold part 6 2 that does not pass magnetic flux, the magnetic flux leaving the N pole passes through the mold part 6 2 and becomes a short-circuited S pole. None reach As a result, all the magnetic flux of the field permanent magnet 5 9 can cross the stator arranged around the permanent magnet rotor 5 1 (not shown), effectively rotating the permanent magnet rotor 5 1. Contribute.
  • the same magnetic poles of the field permanent magnets are made to face each other, and the repulsion between the magnetic poles produces twice as many magnetic poles as the permanent magnets on the side circumferential surface of the ⁇ permanent magnet rotor.
  • the present invention is not limited to the permanent magnet rotor having the above-described structure, but can be applied to a conventional permanent magnet rotor having the same number of field permanent magnets as magnetic poles.
  • the permanent magnet rotor of this embodiment has four magnetic poles. However, it is clear that the present invention can be applied to a permanent magnet rotor with any number of poles.
  • the bridge connecting the main yoke and the auxiliary yoke is eliminated, so that the magnetic flux emitted from one magnetic pole of the permanent magnet does not short-circuit the other magnetic pole through the bridge. That is, all the magnetic flux of the field permanent magnet passes through the outside of the permanent magnet rotor and reaches the adjacent permanent magnet while crossing the drive coil of the stator. All magnetic flux effectively contributes to the rotational drive by the interaction with the drive coil, so that an efficient motor can be obtained.

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Description

明細書
ブラシレスモータの回転子
技術分野
本発明は、 髙効率で且つ製造の容易なブラシレスモータに関す るもので、 より詳しくは、 その回転子に関する。 背景技術
一般に、 ブラシレスモータは、 円筒状の回転子の外周面にフエ ライト等からなる永久磁石が配設されている。
例えば、 従来のブラシレスモータ 1は、 図 6に示すように、 モ ータケース （ステータ） 2を有し、 そして、 このモータケース 2 は、 円筒状の側壁 3と、 この側壁の両端を閉塞する前面板 4と、 後面板 5とを有している。 側壁 3の内側には、 複数の励磁コイル 6が円筒形をなすように配列されて、 壁面に固定されている。 回 転子 （ロータ） 7の中心には、 回転軸 8が同心的に固定されてい る。 回転軸 8は、 回転子 7の両端より突出し、 その一端が、 モー タケース 2の後面板 5の穴 9に装着された軸受 1 0によって、 回 転自在に支承されている。 回転軸 8の他端は、 モータケース 2の 前面板 4の穴 1 1に装着された軸受 1 2によって、 回転自在に支 承されている。 モータケース 2の側壁 3の内側には、 円環状の磁 極センサ支持部材 1 3が設けられており、 回転子 7の表面の近傍 に位置するように、 複数の磁極センサ 1 4が、 該支持部材 1 3に 保持されている。
一般にブラシレスモータの永久磁石を備えた回転子は、 ヨーク に永久磁石を装着するスロットを有し、 このスロットに界磁用永 久磁石が挿入されている。
図 7は従来の永久磁石を備えた回転子を示している。 永久磁石 回転子 2 0はけい素鋼板 2 1を積層したヨーク 2 2を有している 。 ヨーク 2 2は放射状に突出した 4つの磁極 2 3を有し、 各磁極 の先端部には界磁用永久磁石を挿入するためのスロヅト 2 4が設 けられている。 スロット 2 4にはそれぞれ界磁用永久磁石 2 5が 挿入され、 各磁極 2 3はこの界磁用永久磁石 2 5によって磁性を 帯びている。 図 8は永久磁石回転子 2 0の断面の一部を拡大し て示している。 スロット 2 4には N極と S極とを交互に半径方向 外側に向けた界磁用永久磁石 2 5が挿入されている。 このことに より、 界磁用永久磁石 2 5の磁束は図中に示すように、 N極から S極に向ってヨーク 2 2の内部と永久磁石回転子 2 0の外部の空 間を通過する。 永久磁石回転子 2 0の外部の空間を通過する磁束 は、 回転子の周囲に配置された固定子と交叉し、 固定子の駆動コ ィルの電流と相互に作用することにより永久磁石回転子を回転駆 動する。
上記従来の永久磁石回転子のヨークの一部には、 磁極の先端部 と磁極の基部とを連結するブリッジが形成されている。 すなわち 、 図 8に示すように永久磁石回転子 2 0のヨーク 2 2の一部は、 磁極 2 3の先端部と基部とを連結するブリッジ 2 6を形成する。 界磁用永久磁石 2 5の N極を出た磁束の一部はブリッジ 2 6を通 リ、 同一の界磁用永久磁石 2 5の S極に達する。 このブリッジ 2 6を通過する磁束は回転子の回転駆動に寄与しないので、 界磁用 永久磁石の利用上効率が悪いという問題があった。
さらに従来の永久磁石回転子 2 0は、 組立て時に狭いスロット 2 4に細長い形状の界磁用永久磁石 2 5を揷入しなければならな い。 この揷入工程において界磁用永久磁石 2 5が破損するという 問題があった。
そこで本発明の目的は、 構造が簡単であり、 且つ、 界磁用永久 磁石の磁束のすべてが有効に回転駆動に活用され、 モータの効率 がよく、 さらに製造工程において組立てが簡単な永久磁石回転子 を提供することにある。 発明の開示
本願第 1の発明は、 回転軸と、 この回転軸に対して一体的に嵌 装された主ヨークとを有し、 この主ヨークは回転軸から放射方向 に突出した少なくとも 2個の磁極へッドを有し、 隣り合った磁極 へッドと磁極へッドとの間には界磁用永久磁石を装着する磁石受 座が設けられ、 各磁石受座には回転軸の中心に向って同一極性の 磁極が対向するように配置した界磁用永久磁石が装着され、 これ ら界磁用永久磁石のさらに外側の面には補助ヨークが装着され、 前記磁極へッドと補助ヨークとの外周面に非磁性材料からなる円 筒スリーブが嵌着されているブラシレスモータの回転子である。
この構造により、 各界磁用永久磁石の両極の間には磁性体が存 在せず、 各永久磁石の N極を出た磁束はすべて回転子の外部の空 間を通って S極に戻る。 従ってすベての磁束が固定子と交叉して 回転子の回転に有効に寄与することができる。
また、 界磁用永久磁石を主ヨークの磁石受座と補助ヨークとの 間に挟持するようにしたので、 回転子の組立てを容易なものとす ることができる。
さらに同一の磁極が回転軸に対向するように界磁用永久磁石を 配置したので、 磁極どうしの反発によつて界磁用永久磁石の 2倍 の数の磁極を生成することができ、 回転子の構造を簡単なものと することができる。 本願第 2の発明は、 回転軸と、 この回転軸に対して一体的に嵌 装された主ヨークとを有し、 この主ヨークは回転軸から放射方向 に突出した少なくとも 2個の磁極ヘッドを有し、 隣り合った磁極 へッドと磁極へッドとの間には界磁用永久磁石を装着する磁石受 座が設けられ、 各磁石受座には回転軸の中心に向って同一極性の 磁極が対向するように配置した界磁用永久磁石が装着され、 これ ら界磁用永久磁石のさらに外側の面には補助ョークが装着され、 この補助ヨークと主ヨークとの間は非磁性の連結部材によって連 結され、 界磁用永久磁石を主ヨークと補助ヨークとの間に挟持し たブラシレスモータの回転子である。
上記第 2の発明の永久磁石回転子は、 磁極の先端部を形成する 補助ヨークと磁極の基部を形成する主ヨークとを樹脂モールド材 或いはダイキャスト材によって連結するようにしたので、 界磁用 永久磁石のすべての磁束は永久磁石回転子の外部の空間を通って 隣リ合う磁極に到達する。 従って界磁用永久磁石の磁束のすべて が回転子の周囲に配置された固定子と交叉し、 駆動コイルの電流 と相互に作用して有効に回転に寄与する。
さらに第 2の発明の永久磁石回転子は、 主ヨークと界磁用永久 磁石と補助ヨークとを重ねるように装着すれば良いので、 界磁用 永久磁石を狭いスロットに揷入する必要がなく、 挿入に伴う永久 磁石の破損を完全に防止することができる。 図面の簡単な説明
図 1は本願第 1の発明に係る永久磁石回転子の一実施例を示す 斜視図、 図 2は同上の回転子の側面図、 図 3は同上の回転子の他 の実施例を示す側面図、 図 4は本願第 2の発明に係る永久磁石回 転子の一実施例を示す斜視図、 図 5は同上の回転子の断面を一部 拡大して示す断面図、 図 6はブラシレスモータの従来例を示す縦 断面図、 図 7は従来の回転子の斜視図、 図 8は従来の回転子の断 面を一部拡大して示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明をよリ詳細に説明するために、 添付の図面に従ってこれ を説明する。
まず、 第 1の発明について図 1ないし図 3を参照して説明する 図 1は本発明による永久磁石回転子の一実施例を示している。 永久磁石回転子 31は、 中心部に回転軸 32が圧入された主ョー ク 33を有している。 この主ヨーク 33は、 互いに 1 80° の角 度をなして放射方向反対側に突出した二つの磁極へッド 34 a、 34 bを有している。 磁極へヅド 34 aと 34 bとの間の主ョー ク 33の外周面には、 界磁用永久磁石を装着する磁石受座 35 a 、 35 bが設けられている。 磁石受座 35 a、 35 bには互いに N極を対向させた界磁用永久磁石 36 a、 36 bがそれぞれ装着 されている。 さらに界磁用永久磁石 36 a、 36 bの S極側には 、 永久磁石回転子 31の磁極 3 ,7 a、 37 bの先端部をなす補助 ヨーク 38 a、 38 bが装着されている。 この主ヨーク 33と界 磁用永久磁石 36 a、 36 bと補助ヨーク 38 a、 38 とから なる構造体 39は、 外周面が断面ほぼ円形に形成され、 この外周 面に非磁性材料からなる円筒スリーブ 40が嵌着されている。
図 2は永久磁石回転子 31の側端面を示している。 主ヨーク 3 3の磁石受座 35 a、 35 bに界磁用永久磁石 36 a、 36 が 互いに N極を対向させて配置されている。 N極どうしの反発によ り、 界磁用永久磁石 36 a、 36 bの磁束は、 図中に示すように 、 磁極へッド 34 aと 34 bから永久磁石回転子 31の外部の空 間を通り磁極 37 a、 37 bに達する。 このことにより、 磁極へ ッド 34 a、 34 bは N極の磁性を帯び、 磁極 37 a、 37 bは S極の磁性を帯びる。
この永久磁石回転子 31において、 界磁用永久磁石 36 a、 3 6 bの N極と S極の側面には、 透磁率の低い空間 41 a、 41 b 及び 42 a、 42 bがそれぞれ存在するので、 磁束はこの空間 4 l a、 41 b、 42 a、 42 bを横切ることなく、 むしろ透磁率 の高い主ヨーク 33に案内され、 磁極へッド 34 aと 34 bから 外部に射出される。 従って界磁用永久磁石 36 a、 36 bのすベ ての磁束は永久磁石回転子 31の外部を通り、 図示しない固定子 と交叉して回転に有効に寄与する。
上記第 1の発明は、 任意の極数の永久磁石回転子に適用できる のは明らかである。 図 3は第 1の発明の他の実施例の側端面を示 している。 この実施例の永久磁石回転子 4 3の主ヨークは放射方 向に互いに 1 2 0 ° の角度をなして突出した 3つの磁極へヅド 4
4 a、 4 4 b、 4 4 cを有している。 隣り合う磁極の間には磁石 受座 4 5 a、 4 5 b、 4 5 cが設けられ、 各磁石受座には N極を 回転軸に対向させた 3つの界磁用永久磁石 4 6 a、 4 6 b、 4 6 cが装着されている。 各界磁用永久磁石のさらに外側には補助ョ ーク 4 7 a、 4 7 b、 4 7 c.が装着されている。 この主ヨークと 補助ヨークとの外周面には円筒スリーブ 4 8が嵌着されている。
この永久磁石回転子 4 3においても、 界磁用永久磁石の N極ど うしの反発により、 図中に示すように、 N極と S極の 6つの磁極 が生成される。 また、 各界磁用永久磁石のすべての磁束が N極か ら出て、 回転子の外部を通って S極に到達し、 回転子の回転に有 効に寄与するのは前述した実施例と同様である。
上述した第 1の発明は、 界磁用永久磁石の同一磁性の磁極を互 いに対向するように配置したので、 磁極どうしの反発に て、 界磁用永久磁石の 2倍の数の磁極を生成し、 永久磁石回転子の構 造を簡単なものとすることができる。
また界磁用永久磁石の N極と S極の側面に透磁率の低い空間を 配置したので、 界磁用永久磁石のすべての磁束はヨークに案内さ れて回転子の外部の空間を通り、 固定子と交叉して有効に回転子 の回転に寄与することができる。
さらに主ヨークの外周面に界磁用永久磁石を装着し、 界磁用永 久磁石のさらに外側に補助ヨークを装着するようにしたので、 界 磁用永久磁石をスロット等に挿入する必要がなく、 組立てが容易 である。
以上のとおり、 第 1の発明によれば、 必要な永久磁石の数が少 なく、 構造が簡単であり、 且つ、 界磁用永久磁石の磁束のすべて が有効に回転駆動に寄与し、 さらに製造工程において組立てが容 易な永久磁石回転子を得ることができる。 次に、 第 2の発明について図 4及び図 5を参照して説明する。 図 4は本発明による永久磁石回転子を示している。 永久磁石回 転子 5 1は中心部に多数のけい素鋼板 5 2を積層した主ヨーク 5 3を有している。 けい素鋼板 5 2は型押しされて長方形に陥没さ せられた複数のカシメ 5 4を有している。 隣り合うけい素鋼板 5 2のカシメ 5 4は互いに圧入され、 一体となって主ヨーク 5 3を 形成している。 主ヨーク 5 3の中心部には貫通孔 5 5が設けられ 、 この貫通孔 5 5に回転軸 5 6が挿入されている。 貫通孔 5 5と 回転軸 5 6とは互いに嵌合するキー部を有し、 主ヨーク 5 3と回 転軸 5 6とが一体に回転するように構成されている。 主ヨーク 5 3は互いに反対方向に突出した一対の磁極 5 7と、 界磁用永久磁 石を装着する一対の磁石装着部 5 8とを有している。 磁石装着部 5 8は回転軸 5 6に対してほぼ対称な位置に形成され、 互いに同 一の磁性の磁極を対向させた一対の界磁用永久磁石 5 9が装着さ れている。 この実施例においては界磁用永久磁石 5 9は平板状に 形成され、 互いに N極を対向させて装着されている。
この界磁用永久磁石 5 9の S極側には、 磁極 6 0を構成する補 助ヨーク 6 1がそれぞれ装着されている。 磁極 5 7と磁極 6 0の 間の空間には樹脂モールド材或いはダイキャスト材が注入され、 主ヨーク 5 3と界磁用永久磁石 5 9と補助ヨーク 6 1とを一体に 連結するモールド部 6 2が形成されている。 モールド部 6 2の外 周面は磁極 5 7、 6 0の磁極面と平滑に形成され、 全体として永 久磁石回転子 5 1の円柱状外周面を構成している。
図 5は永久磁石回転子 5 1の横断面の一部を拡大して示してい る。 主ヨーク 5 3は、 磁極 5 7と磁石装着部 5 8との間に、 モー ルド部 6 2と接する連結面 6 3を有している。 この連結面 6 3に は、 モールド部 6 2と係合する鳩尾状の係合溝 6 4が形成されて いる。 一方、 補助ヨーク 6 1はその磁極面と界磁用永久磁石 5 9 と接する面との間に、 モールド部 6 2と接する連結面 6 5を有し ている。 この連結面 6 5には、 モールド部 6 2と係合する鳩尾状 の係合溝 6 6が形成されている。
永久磁石回転子 5 1の製造時において、 主ヨーク 5 3と補助ョ ーク 6 1との間の空間と、 係合溝 6 4、 6 6の内部に、 液体状態 のモールド材が注入される。 液体状態のモールド材が固化してモ 一ルド部 6 2が形成された後は、 主ヨーク 5 3と補助ヨーク 6 1 は係合溝 6 4、 6 6においてモールド部 6 2と係合し、 界磁用永 久磁石 5 9をその間に挟持する。 このことによリ、 界磁用永久磁 石 5 9と補助ヨーク 6 1は回転中に飛散することがない。
前述のように、 界磁用永久磁石 5 9は互いに N極を対向させて 配置されているので、 界磁用永久磁石 5 9の磁束は図中に示すよ うに、 対向する側の永久磁石の反発によって主ヨーク 5 3の磁極 5 7から出て、 永久磁石回転子 5 1の外部の空間を通って補助ョ ーク 6 1の磁極 6 0に達する。 界磁用永久磁石 5 9の両極間の端 面 6 7は磁束を通さないモールド部 6 2と接しているので、 N極 をでた磁束はモールド部 6 2を通って短絡的に S極に達すること がない。 このことにより、 界磁用永久磁石 5 9の磁束はすべて、 図示しない永久磁石回転子 5 1の周囲に配置される固定子と交叉 することができ、 有効に永久磁石回転子 5 1の回転に寄与する。
なおこの実施例では、 界磁用永久磁石の同一磁極を対向させ、 磁極どうしの反発によ υ永久磁石回転子の側周面に永久磁石の二 倍の数の磁極を生成する構造の永久磁石回転子を用いて説明した が、 上記構造の永久磁石回転子に限られることなぐ、 磁極と同一 の数の界磁用永久磁石を有する従来の永久磁石回転子にも適用で きる。 また、 本実施例の永久磁石回転子は 4つの磁極を有してい るが、 本発明は任意の極数の永久磁石回転子に適用できるのは明 らかである。
上記第 2の発明によれば、 主ヨークと補助ヨークとを連結する ブリッジをなくしたので、 永久磁石の一磁極を出た磁束が短絡的 にブリッジを通って他の磁極に達することがない。 すなわち界磁 用永久磁石の磁束はすべて永久磁石回転子の外部を通り、 固定子 の駆動コイルと交叉して隣り合う永久磁石に達する。 すべての磁 束が駆動コイルとの相互作用によって回転駆動に有効に寄与する ので、 効率の良いモータを得ることができる。
さらにこの永久磁石回転子においては、 細長い形状の永久磁石 を狭いスロヅトに挿入する必要がないので、 上記揷入工程に伴う 永久磁石の破損を完全に防止できる。 従って永久磁石回転子全体 の製造を容易にすることができる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかる永久磁石回転子を用いると、 簡 易な構造でありながら効率の高い、 しかも高速回転に好適なブラ シレスモータが実施可能となる。

Claims

. 1 o 請求の範
1 . 回転軸と、 この回転軸に対して一体的に嵌装された主ヨーク とを有し、 この主ヨークは回転軸から放射方向に突出した少なく とも 2個の磁極へッドを有し、 隣り合った磁極へッドと磁極へッ ドとの間には界磁用永久磁石を装着する磁石受座が設けられ、 各 磁石受座には回転軸の中心に向って同一極性の磁極が対向するよ うに配置した界磁用永久磁石が装着され、 これら界磁用永久磁石 のさらに外側の面には補助ヨークが装着され、 前記磁極へッドと 補助ヨークとの外周面には非磁性材料からなる円筒スリ一ブが装 着されていることを特徵とするブラシレスモータの回転子。
2 . 回転軸と、 この回転軸に対して一体的に嵌装された主ヨーク とを有し、 この主ヨークは回転軸から放射方向に突出した少なく とも 2個の磁極へッドを有し、 隣リ合った磁極へッドと磁極へッ ドとの間には界磁用永久磁石を装着する磁石受座が設けられ、 各 磁石受座には回転軸の中心に向って同一極性の磁極が対向するよ うに配置した界磁用永久磁石が装着され、 これら界磁用永久磁石 のさらに外側の面には補助ヨークが装着され、 この補助ヨークと 主ヨークとの間は非磁性の連結部材によって連結され、 界磁用永 久磁石を主ヨークと補助ヨークとの間に挟持したことを特徵とす るブラシレスモータの回転子。
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508576A (en) * 1990-07-12 1996-04-16 Seiko Epson Corporation Rotor for brushless electromotor
EP0729216A3 (de) * 1995-02-21 1998-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Hybriderregte Synchronmaschine
JPH08331784A (ja) * 1995-03-24 1996-12-13 Hitachi Metals Ltd 永久磁石界磁方式回転機
US5663605A (en) * 1995-05-03 1997-09-02 Ford Motor Company Rotating electrical machine with electromagnetic and permanent magnet excitation
JPH09182410A (ja) * 1995-12-20 1997-07-11 Minolta Co Ltd リニアモータ
US5952755A (en) * 1997-03-18 1999-09-14 Electric Boat Corporation Permanent magnet motor rotor
US5909076A (en) * 1997-08-26 1999-06-01 Lucent Technologies Inc. Magnetic commutation alternator, method of manufacture thereof and wireless infrastructure employing the same
JP3425369B2 (ja) * 1997-09-24 2003-07-14 東芝テック株式会社 ３相モータ
KR100555769B1 (ko) * 1997-09-26 2006-03-03 엠프레사 브라질리에라 데 콤프레소레스 에스.아.-엠브라코 전동기 로터 및 전동기 로터 제조방법
BR9705579A (pt) 1997-09-26 1999-05-11 Brasil Compressores Sa Rotor de motor elétrico e método de produção de rotor de motor elétrico
JPH11196555A (ja) * 1997-12-26 1999-07-21 Isuzu Ceramics Res Inst Co Ltd 永久磁石を用いた発電・電動機
JP2000156947A (ja) * 1998-11-17 2000-06-06 Yukio Kinoshita 磁石式電動機及び発電機
US6392370B1 (en) 2000-01-13 2002-05-21 Bedini Technology, Inc. Device and method of a back EMF permanent electromagnetic motor generator
US7038343B2 (en) 2002-02-22 2006-05-02 Black & Decker Inc. Field assembly for a motor and method of making same
US6903475B2 (en) 2001-02-23 2005-06-07 Black & Decker Inc. Stator assembly with an overmolding that secures magnets to a flux ring and the flux ring to a stator housing
JP2003032926A (ja) * 2001-07-10 2003-01-31 Teijin Seiki Co Ltd 永久磁石型モータ
US6655004B2 (en) 2001-10-03 2003-12-02 Delphi Technologies, Inc. Method of making a powder metal rotor for a surface
US6856051B2 (en) * 2001-10-03 2005-02-15 Delphi Technologies, Inc. Manufacturing method and composite powder metal rotor assembly for circumferential type interior permanent magnet machine
US6675460B2 (en) 2001-10-03 2004-01-13 Delphi Technologies, Inc. Method of making a powder metal rotor for a synchronous reluctance machine
JP3775328B2 (ja) * 2002-03-27 2006-05-17 三菱電機株式会社 同期誘導電動機の回転子、圧縮機、同期誘導電動機の回転子の製造方法、同期誘導電動機の回転子用金型
DE10256523A1 (de) * 2002-12-04 2004-06-24 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine, insbesondere bürstenloser Synchronmotor
US7081696B2 (en) 2004-08-12 2006-07-25 Exro Technologies Inc. Polyphasic multi-coil generator
FI117582B (fi) 2004-12-23 2006-11-30 Abb Oy Kestomagneettikoneen roottorirakenne
JP4591075B2 (ja) * 2004-12-24 2010-12-01 株式会社日立製作所 タービン発電機
JP4677806B2 (ja) * 2005-03-25 2011-04-27 株式会社日立製作所 発電機及び発電システム
JP4969064B2 (ja) * 2005-06-14 2012-07-04 日立アプライアンス株式会社 電動機の回転子及び電動機
CA2654462A1 (en) 2006-06-08 2007-12-13 Exro Technologies Inc. Poly-phasic multi-coil generator
US8193748B2 (en) * 2008-10-10 2012-06-05 Smi Holdings, Inc. Integrated brushless DC motor and controller
RU2382472C1 (ru) * 2008-12-01 2010-02-20 Александр Владимирович Левин Ротор высокооборотной электрической машины
CN101951045A (zh) * 2010-08-12 2011-01-19 哈尔滨理工大学 混合励磁凸极汽轮发电机转子结构
CN102694430A (zh) * 2011-03-23 2012-09-26 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 电机转子用硅钢片、转子体及转子
JP2020521418A (ja) 2017-05-23 2020-07-16 ディーピーエム テクノロジーズ インク． 可変コイル結線システム
KR102647099B1 (ko) * 2018-06-08 2024-03-14 삼성전자주식회사 내부 영구자석 모터
WO2020047663A1 (en) 2018-09-05 2020-03-12 Dpm Technologies Inc. Systems and methods for intelligent energy storage and provisioning using an energy storage control system
WO2020215154A1 (en) 2019-04-23 2020-10-29 Dpm Technologies Inc. Fault tolerant rotating electric machine
DE102019117432A1 (de) * 2019-06-27 2020-12-31 Ebm-Papst Landshut Gmbh Rotor für einen Elektromotor
DE102020104659A1 (de) 2020-02-21 2021-08-26 Feaam Gmbh Elektrische Maschine und Verfahren zum Betreiben der elektrischen Maschine
WO2022232904A1 (en) 2021-05-04 2022-11-10 Exro Technologies Inc. Battery control systems and methods
CN117337545A (zh) 2021-05-13 2024-01-02 Exro技术公司 驱动多相电机的线圈的方法及装置
IT202100023435A1 (it) * 2021-09-10 2023-03-10 Hpe S R L Rotore a magneti permanenti per una macchina elettrica rotante
CN114374285B (zh) * 2022-01-13 2023-08-25 长沙牛米驱动科技有限公司 永磁转子结构、永磁电机及电动汽车

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4921525Y1 (ja) * 1970-10-02 1974-06-10
JPS4933482B1 (ja) * 1965-12-08 1974-09-07
JPS5734170U (ja) * 1980-07-30 1982-02-23
JPH01209942A (ja) * 1988-02-17 1989-08-23 Shin Meiwa Ind Co Ltd 永久磁石回転子

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3445700A (en) * 1967-01-09 1969-05-20 Georator Corp Dynamo-electric machine
JPS5210168B2 (ja) * 1972-06-28 1977-03-22
JPS5035354B2 (ja) * 1972-07-29 1975-11-15
US4445062A (en) * 1978-12-26 1984-04-24 The Garrett Corporation Rotor assembly having anchors with undulating sides
JPS5834170A (ja) * 1981-08-20 1983-02-28 Hitachi Chem Co Ltd 無電解銅めっき液建浴用の銅濃縮液
US4393320A (en) * 1981-09-02 1983-07-12 Carrier Corporation Permanent magnet rotor
US4506181A (en) * 1984-03-02 1985-03-19 General Electric Company Permanent magnet rotor with complete amortisseur
US4674178A (en) * 1985-10-16 1987-06-23 Sundstrand Corporation Method of fabricating a permanent magnet rotor
US4631435A (en) * 1985-12-18 1986-12-23 The Garrett Corporation Consequent pole permanent magnet rotor
US5191256A (en) * 1989-12-15 1993-03-02 American Motion Systems Interior magnet rotary machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4933482B1 (ja) * 1965-12-08 1974-09-07
JPS4921525Y1 (ja) * 1970-10-02 1974-06-10
JPS5734170U (ja) * 1980-07-30 1982-02-23
JPH01209942A (ja) * 1988-02-17 1989-08-23 Shin Meiwa Ind Co Ltd 永久磁石回転子

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0558746A4 *

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KR930702814A (ko) 1993-09-09
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CN1061682A (zh) 1992-06-03
EP0558746A4 (ja) 1994-04-27
DE69123058T2 (de) 1997-04-03
CA2096226A1 (en) 1992-05-21

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