JP2008182786A - Rotor and rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、セグメントマグネットを用いたロータ、及びロータとステータとを有する回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotor using segment magnets and a rotating electrical machine having a rotor and a stator.
一般に、回転電機は、コイルが巻装されているステータと、このステータに対して回転自在に設けられたロータとで構成されている。ロータは、回転自在に支持された回転軸と、回転軸の外周に外嵌固定された略円筒状のロータコアと、ロータコアの外周に取り付けられるマグネットとを備えている。マグネットとしては、略円筒状に形成されたリングマグネットと、軸方向に長くロータコアの外周面の曲率と略等しい曲率面を有する瓦状のセグメントマグネットとが知られている。 In general, a rotating electrical machine is composed of a stator around which a coil is wound, and a rotor that is rotatably provided to the stator. The rotor includes a rotating shaft that is rotatably supported, a substantially cylindrical rotor core that is externally fixed to the outer periphery of the rotating shaft, and a magnet that is attached to the outer periphery of the rotor core. As the magnet, a ring magnet formed in a substantially cylindrical shape and a tile-shaped segment magnet that is long in the axial direction and has a curvature surface substantially equal to the curvature of the outer peripheral surface of the rotor core are known.
ところで、このセグメントマグネットをロータコアに固定する場合には、接着剤を用いて固定するか、ボルトを用いて締結固定するのが一般的であるが、接着剤で固定すると経年劣化によるセグメントマグネットの脱落のおそれがある一方、ボルトで締結固定するとセグメントマグネットを破損してしまうおそれがある。
そこで、図15に示すように、回転軸80に外嵌固定されたロータコア81にダブテール溝82を形成すると共に、セグメントマグネット83をダブテール溝82に対応するように断面略台形状に形成する技術が提案されている。このようにすることで、接着剤やボルトを用いることなく、回転軸80にセグメントマグネット83をロータコア81を介して固定することができる(例えば、特許文献1参照)。
Therefore, as shown in FIG. 15, there is a technique in which a
しかしながら、上述の従来技術にあっては、ロータコア81のダブテール溝82にセグメントマグネット83を埋め込むようにして固定されるので、各々セグメントマグネット83間に磁路が形成されて(図15における矢印X)磁束が流れてしまい、効果的にステータ側に磁束を形成させることができなくなる。また、図15に示すように、ロータコア81にセグメントマグネット83を確実に固着させるために、ロータコア81とセグメントマグネット83との間隙に樹脂84を充填している。このため、必要とする箇所(図15における矢印Y)に磁路が形成され難い。よって、効果的にステータ側に磁束を形成させることが困難であるという課題がある。
However, in the above-described prior art, since the
さらに、セグメントマグネット83をダブテール溝82に固定するので、加工精度がバラついたり、ロータコア81とセグメントマグネット83とに熱膨張率の差があったりすると組み立て時にセグメントマグネット83を破損したり、運転時の温度上昇によってセグメントマグネット83が破損してしまうおそれがある。このため、有効なセグメントマグネット83の破損防止手段とはなり難いという課題がある。
Further, since the
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、確実にセグメントマグネットを回転軸に固着させつつ効果的に磁束を形成させることができ、且つセグメントマグネットの破損を防止することができるロータ及び回転電機を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can effectively form a magnetic flux while securely fixing the segment magnet to the rotating shaft, and can prevent the segment magnet from being damaged. A rotor and a rotating electric machine capable of achieving the above are provided.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、回転自在に支持された回転軸の外周に、保持部材を介して複数のセグメントマグネットが周方向に並列配設されているロータであって、前記保持部材を略円筒状の保持部材本体と、前記保持部材本体に径方向外側に向かって設けられた複数の凸条とで構成し、前記保持部材本体と前記凸条とで前記セグメントマグネットを軸方向に沿って挿入固定可能な挿入溝を形成すると共に、前記セグメントマグネットを前記挿入溝に対応するように形成したことを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記挿入溝をダブテール状に形成すると共に、前記凸条を断面略台形状に形成してもよい。
このように構成することで、接着剤やボルトを用いることなく、確実にセグメントマグネットを回転軸の外周に固着させることができる。
In order to solve the above-described problems, the invention described in
In this case, as in the invention described in
By comprising in this way, a segment magnet can be reliably fixed to the outer periphery of a rotating shaft, without using an adhesive agent and a volt | bolt.
請求項3に記載した発明は、前記保持部材は、金属製であることを特徴とする。
この場合、請求項4に記載した発明のように、前記保持部材は、略円環状の板材を積層して成ってもよい。
このように構成することで、保持部材の透磁率を高めることができ、必要とする箇所に磁路を形成しやすくすることができる。
The invention described in claim 3 is characterized in that the holding member is made of metal.
In this case, as in the invention described in claim 4, the holding member may be formed by laminating substantially annular plate materials.
By comprising in this way, the magnetic permeability of a holding member can be raised and it can make it easy to form a magnetic path in the required location.
請求項5に記載した発明は、前記保持部材の前記凸条には、軸方向に沿って磁気的ギャップが設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、各々セグメントマグネット間に磁路を形成し難くする(漏れ磁束を防止する)ことができ、効果的にステータ側に磁束を形成させることができる。また、磁気的ギャップを設けることで凸条の剛性を弱めることができる。
The invention described in claim 5 is characterized in that a magnetic gap is provided along the axial direction on the ridge of the holding member.
With this configuration, it is possible to make it difficult to form a magnetic path between the segment magnets (to prevent leakage magnetic flux), and to effectively form a magnetic flux on the stator side. Moreover, the rigidity of a protruding item | line can be weakened by providing a magnetic gap.
請求項6に記載した発明は、前記凸条の径方向外側の面が前記セグメントマグネットの径方向外側の面よりも内側に位置するように設定されていることを特徴とする。
このように構成することで、セグメントマグネットとステータとの間のエアギャップを小さく設定することができると共に、保持部材の凸条とステータとの間のエアギャップを大きく設定することができる。
The invention described in claim 6 is characterized in that the surface on the radially outer side of the ridge is set to be located on the inner side of the surface on the radially outer side of the segment magnet.
By comprising in this way, while being able to set the air gap between a segment magnet and a stator small, the air gap between the protruding item | line of a holding member and a stator can be set large.
請求項7に記載した発明は、前記凸条の径方向外側の面に円弧状の凹部が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、保持部材の凸条とステータとの間のエアギャップを大きく設定しつつ、セグメントマグネットを確実に挿入溝に固着させることができる。また、凸条の剛性をさらに弱めることができる。
The invention described in
By comprising in this way, a segment magnet can be reliably fixed to an insertion groove, setting the air gap between the protruding item | line of a holding member and a stator large. Moreover, the rigidity of the ridge can be further weakened.
請求項8に記載した発明は、請求項1〜請求項7の何れかに記載のロータと、コイルが巻装されているステータとを有することを特徴とする回転電機。
The invention described in claim 8 includes a rotor according to any one of
請求項1、及び請求項2に記載した発明によれば、接着剤やボルトを用いることなく、確実にセグメントマグネットを回転軸の外周に固着させることができるため、セグメントマグネットが回転軸から脱落することを防止でき、信頼性の高いロータを提供することができる。 According to the first and second aspects of the present invention, the segment magnet can be detached from the rotating shaft because the segment magnet can be securely fixed to the outer periphery of the rotating shaft without using an adhesive or a bolt. This can be prevented and a highly reliable rotor can be provided.
請求項3、及び請求項4に記載した発明によれば、保持部材の透磁率を高めることができ、必要とする箇所に磁路を形成しやすくすることができるため、回転電機の特性を向上させることができる。 According to the invention described in claim 3 and claim 4, the magnetic permeability of the holding member can be increased, and a magnetic path can be easily formed at a required location, so that the characteristics of the rotating electrical machine are improved. Can be made.
請求項5に記載した発明によれば、各々セグメントマグネット間に磁路を形成し難くすることができ、効果的にステータ側に磁束を形成させることができるため、回転電機の特性をより向上させることができる。
また、磁気的ギャップを設けることで凸条の剛性が弱めることができるため、保持部材やセグメントマグネットの加工精度にバラツキがあったり、保持部材とセグメントマグネットとに熱膨張率の差があったりしても、回転電機の組み立て時や、運転時の温度上昇に伴うセグメントマグネットの破損を防止することが可能になる。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to make it difficult to form a magnetic path between the segment magnets and to effectively form a magnetic flux on the stator side, thereby further improving the characteristics of the rotating electrical machine. be able to.
Also, since the rigidity of the ridges can be reduced by providing a magnetic gap, there may be variations in the processing accuracy of the holding members and segment magnets, and there may be a difference in the coefficient of thermal expansion between the holding members and the segment magnets. However, it becomes possible to prevent the segment magnets from being damaged when the rotating electrical machine is assembled or the temperature rises during operation.
請求項6に記載した発明によれば、セグメントマグネットとステータとの間のエアギャップを小さく設定することができると共に、保持部材の凸条とステータとの間のエアギャップを大きく設定することができる。このため、さらに回転電機の特性を向上させることができる。 According to the invention described in claim 6, the air gap between the segment magnet and the stator can be set small, and the air gap between the protrusion of the holding member and the stator can be set large. . For this reason, the characteristic of a rotary electric machine can be improved further.
請求項7に記載した発明によれば、保持部材の凸条とステータとの間のエアギャップを大きく設定しつつ、セグメントマグネットを確実に挿入溝に固着させることができるため、回転電機の特性を向上させつつ、確実にセグメントマグネットを保持部材に固着させることができる。
また、凸条の剛性をさらに弱めることができるため、より確実にセグメントマグネットの破損を防止することができる。
According to the invention described in
Further, since the rigidity of the ridge can be further reduced, the segment magnet can be more reliably prevented from being damaged.
次に、この発明の第一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。
図1に示すように、回転電機1は、略円筒状に形成されたケーシング2に内嵌固定されたステータ3と、ステータ3の内側に回転自在に設けられたロータ10とを有する所謂インナーロータ型のブラシレスモータである。
ケーシング2の両端には、外周側にそれぞれ段部8,8が設けられ、ここにフロントブラケット60とリヤブラケット61とがケーシング2の開口部を閉塞するように嵌合固定されている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the rotating
At both ends of the
フロントブラケット60は、略円盤状に形成されており、内周縁にケーシング2の段部8に対応するように段部62が形成されている。また、フロントブラケット60の径方向中央には、軸方向外側に向かって突出する凸部64が形成されている。この凸部64は、軸方向平面視略円形に形成されている。凸部64の中央には、ロータ10の回転軸11を挿通する挿通孔63が形成されている。この挿通孔63の軸方向内側には、軸受けハウジング65が形成されており、ここに回転軸11の一端側を回転自在に支持する軸受け66が設けられている。
The
一方、リヤブラケット61は、有底筒状に形成されており、開口部にはケーシング2の段部8に対応するように段部67が形成されている。また、リヤブラケット61の径方向中央には、ロータ10の回転軸11を挿通する挿通孔68が形成されている。この挿通孔68の軸方向内側には、軸受けハウジング69が形成され、ここに回転軸11の他端側を回転自在に支持する軸受け70が設けられている。この他にリヤブラケット61には、軸方向内側に配電板71が設けられている。
配電板71は、外部電力をステータ3に巻装されている各コイル7に給電するためのものであって、不図示の外部電源と電気的に接続されている。
On the other hand, the
The
ステータ3は、磁性材料の板材を軸線方向に積層したり、磁性金属粉体を加圧したりすることで形成されたものであって、略円筒状のステータコア4を有している。
ステータコア4の内周側には、径方向内側に向かって突出する複数のティース部5が周方向に等間隔で設けられている。ティース部5には、一部、又は全部にインシュレータ6が装着され、このインシュレータ6を介して各ティース部5にコイル7が巻装されている。各コイル7の巻き始め端、及び巻き終わり端は、リヤブラケット61側に向かって引き出されている。それぞれ引き出された巻き始め端、及び巻き終わり端は、リヤブラケット61に設けられている配電板71にターミナル72を介して電気的に接続されている。
The stator 3 is formed by laminating plates of magnetic material in the axial direction or pressurizing magnetic metal powder, and has a substantially cylindrical stator core 4.
On the inner peripheral side of the stator core 4, a plurality of tooth portions 5 projecting radially inward are provided at equal intervals in the circumferential direction. An insulator 6 is attached to the teeth part 5 in part or in whole, and a
図2〜図4に示すように、ロータ10は回転軸11と、回転軸11に外嵌固定された保持部材12と、保持部材12の外周面に周方向に並列配設された複数(この実施形態では10個)のセグメントマグネット13とを備えている。
回転軸11は、段付状に形成されたものであって、保持部材12を外嵌固定するための大径部14を有している。大径部14のリヤブラケット61側(図2における右側)には、フランジ部15が形成されている。このフランジ部15のリヤブラケット61側には、段付部16を介して第一小径部17が形成されている。第一小径部17は、リヤブラケット61の軸受け70に支持されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
The rotating
一方、大径部14のフロントブラケット60側(図2における左側)には、段付部18を介して縮径部19が形成されている。この縮径部19のフロントブラケット60側には、テーパ部20を介して第二小径部21が形成されている。テーパ部20は、縮径部19からフロントブラケット60側に向かって徐々に直径が小さくなるように形成されている。第二小径部21は、フロントブラケット60の軸受け66に支持されている。
On the other hand, a reduced
保持部材12は、透磁率の高い金属(例えば、強磁性体)で形成されたものであって、略円筒状に形成された保持部材本体22と、この保持部材本体22の外周面22aから径方向外側に向かって放射状に突設された複数(この実施形態では10個)の凸条23とで構成されている。保持部材本体22の内径E1(図4参照)は、回転軸11に対して圧入可能な大きさに設定されている。各凸条23は、軸方向に沿うように形成され、周方向に等間隔に並設されている。凸条23の軸方向の長さは、保持部材本体22の軸方向の長さと略一致するように設定されている。
The holding
図4に示すように、凸条23は、断面略台形状に形成されたものであって、保持部材本体22から径方向外側に向かって広がる一対の斜壁24,24と周方向に延在する曲面25とで構成されている。凸条23の斜壁24の傾き角度θ2は、0°<θ2<45°の範囲で設定されている。そして、この凸条23の斜壁24,24と、保持部材本体22の外周面22aとによってセグメントマグネット13を挿入固定するためのダブテール状の挿入溝26を複数形成している。
この他に保持部材本体22の内周面22bには、凸条23に対応する部位に細い溝状の磁気的ギャップ9が径方向に沿って凸条23の曲面25近傍まで延びている。
As shown in FIG. 4, the
In addition, on the inner
図4、図5に示すように、セグメントマグネット13は、軸方向に長く保持部材本体22の外周面22aの曲率と略等しい曲率で瓦状に形成されたものである。セグメントマグネット13の軸方向の長さは、保持部材本体22の軸方向の長さと略一致するように設定されている。また、セグメントマグネット13は、保持部材12に形成されている挿入溝26に対応するように断面略台形状に形成されており、径方向に対向する外曲面27、内曲面28、及び周方向に対向する側壁29,29を備えている。セグメントマグネット13の側壁29,29間の角度θ1は、凸条23の斜壁24の傾き角度θ2に対応するように0°<θ1<90°の範囲で設定されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
すなわち、セグメントマグネット13は、軸方向に沿って挿入溝26に挿入可能、且つ径方向外側から挿入溝26に挿入不可能に形成されている。しかも、セグメントマグネット13の周方向の幅(側壁29,29間の幅)は、隣接する凸条23の斜壁24,24間の幅よりも若干大きく設定されていると共に、セグメントマグネット13の先端は、先細りに形成された先細り部49を有している。これにより、セグメントマグネット13は、挿入溝26に対して圧入固定されることとなるが、先細り部49がセグメントマグネット13を挿入溝26に挿入する際のガイドとなるため、セグメントマグネット13を挿入溝26にスムーズに挿入することができる。
また、凸条23の曲面25の曲率半径R1は、セグメントマグネット13の外曲面27の曲率半径R2よりも小さく設定されている。つまり、凸条23の曲面25がセグメントマグネット13の外曲面27よりも径方向内側に位置するように設定されている。
That is, the
Further, the curvature radius R1 of the
次に、ロータ10の組み立て手順について説明する。
図2に示すように、まず、回転軸11のフロントブラケット60側(図2における左側)から大径部14に向かって保持部材12を挿入する。このとき、大径部14に形成されているフランジ部15に保持部材12が当接するまで挿入する。保持部材12は、フランジ部15に当接させることで位置決めされる。
Next, the assembly procedure of the
As shown in FIG. 2, first, the holding
次に、保持部材12の挿入溝26にセグメントマグネット13を回転軸11のフロントブラケット60側(図2における左側)から軸方向に沿って挿入する。セグメントマグネット13も回転軸11のフランジ部15に当接するまで挿入する。このようにすることで、セグメントマグネット13の固定位置を決定することができる。
そして、保持部材12の挿入溝26全てにセグメントマグネット13を挿入して、ロータ10の組み立てが完了する。
このように組み立てられたロータ10は、ステータ3の各ティース部5に形成される磁界とセグメントマグネット13との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転駆動するようになっている。
Next, the
Then, the
The
したがって、上述の第一実施形態によれば、保持部材12に形成されたダブテール状の挿入溝26に、この挿入溝26に対応する形状のセグメントマグネット13を挿入することで、接着剤やボルトを用いることなく、確実にセグメントマグネット13を回転軸11の外周に固着させることができる。このため、セグメントマグネット13が回転軸11から脱落することを防止でき、信頼性の高いロータ10を提供することができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, by inserting the
また、保持部材12が透磁率の高い金属(例えば、強磁性体)で形成されているため、必要とする箇所(図4における矢印A)に磁路を形成しやすくすることができる。このため、回転電機1の特性を向上させることができる。しかも、隣接するセグメントマグネット13間に介在する凸条23に細い溝状の磁気的ギャップ9が形成されているため、各セグメントマグネット13間に磁路を形成し難くする(漏れ磁束を防止する)ことができる。このため、効果的にステータ3側に磁束を形成させることができ、回転電機1の特性をより向上させることができる。
In addition, since the holding
これに加え、凸条23の曲面25がセグメントマグネット13の外曲面27よりも径方向内側に位置するように設定されている。このため、セグメントマグネット13の外曲面27とステータ3のティース部5の内周面5aとの間のエアギャップS1(図1、図4参照)を小さく設定しつつ、凸条23の曲面25とティース部5の内周面5aとの間のエアギャップS2(図4参照)を大きく設定することができる。よって、ティース部5に巻装されているコイル7のインダクタンスを小さくすることができ、さらに回転電機1の特性を向上させることができる。
In addition to this, the
さらに、磁気的ギャップ9が細い溝状に形成されているので、凸条23の剛性を弱めることができる。このため、保持部材12やセグメントマグネット13の加工精度にバラツキがあったり、保持部材12とセグメントマグネット13とに熱膨張率の差があったりしても、ブラシレスモータの組み立て時や、運転時の温度上昇に伴うセグメントマグネット13の破損を防止することが可能になる。
Furthermore, since the magnetic gap 9 is formed in a narrow groove shape, the rigidity of the
ここで、熱膨張率とは、温度の上昇によって物体の長さや体積が膨張する割合のことをいう。通常、保持部材12の熱膨張率とセグメントマグネット13の熱膨張率とが異なると、回転電機1の運転に伴う温度上昇によって、保持部材12の挿入溝26の断面積の大きさとセグメントマグネット13の断面積の大きさとが異なってしまう。このため、セグメントマグネット13が圧迫されて破損するおそれがあるが、この実施形態においては、保持部材12の凸条23に細い溝状の磁気的ギャップ9が形成されているため、凸条23の剛性をセグメントマグネット13の剛性よりも弱くすることができ、結果的にセグメントマグネット13の破損を防止することが可能になる。
Here, the coefficient of thermal expansion refers to the rate at which the length or volume of an object expands as the temperature rises. Normally, if the coefficient of thermal expansion of the holding
また、回転軸11における大径部14のリヤブラケット61側に、フランジ部15が形成されているため、保持部材12、及びセグメントマグネット13を固定する際、フランジ部15に両者12,13を当接させるだけでこれら保持部材12、及びセグメントマグネット13の位置決めを行うことができる。このため、位置決め治具等を用いることなく、容易にロータ10の組み立てを行うことができ、作業効率を向上させることができる。
In addition, since the
次に、この発明の第二実施形態を図1を援用し、図6〜図9に基づいて説明する。尚、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
この第二実施形態において、回転電機1が、略円筒状のケーシング2に内嵌固定されたステータ3と、このステータ3に対して回転自在に設けられたロータ10とで構成されている点、ロータ10は回転軸11と、回転軸11に外嵌固定された保持部材30と、保持部材30の外周面に周方向に並列配設された複数のセグメントマグネット13とを備えている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である(以下の実施形態についても同様)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the aspect same as 1st embodiment, and description is abbreviate | omitted.
In this second embodiment, the rotating
ここで、保持部材30は、略円環状のリング部材32を積層して形成された略円筒状の保持部材本体31を有している。
保持部材本体31の外周面31aには、複数の凸条33が放射状に突設されている。凸条33は、断面略台形状に形成されたものであって、保持部材本体31から径方向外側に向かって広がる一対の斜壁34,34と周方向に延在する曲面35とを備えている。この曲面35には、断面円弧状の凹部50が形成されている。
また、保持部材本体31の内周面31bには、凸条33に対応する部位に溝状の磁気的ギャップ36が形成されている。この磁気的ギャップ36は、凸条33の断面形状に対応するように径方向外側に向かうに従って広がるように形成されている。
Here, the holding
On the outer
Further, a groove-like
さらに、保持部材本体31の内周面31bには、凸条33に対応する部位のうちの少なくとも一つに径方向内側に向かって突出する凸条37が設けられている(図7、図8参照)。この凸条37は、保持部材30の回転軸11に対する回り止めの役割を有しているものであって、軸方向に沿って設けられている。したがって、保持部材本体31の内周面31bに形成された磁気的ギャップ36のうち、凸条37が設けられている部位には、凸条33に孔状の磁気的ギャップ36aが形成された状態になっている。
図7、図9に示すように、回転軸11の凸条37に対応する部位には、溝38が形成されている。この溝38は、凸条37に対応するように形成されており、ここに凸条37が嵌るようになっている。
Furthermore, the inner
As shown in FIGS. 7 and 9, a
したがって、上述の第二実施形態によれば、第一実施形態の効果に加え、保持部材本体31が略円環状のリング部材32を軸方向に複数枚積層したものであるため、製作工数を低減させることができる。
また、隣接するセグメントマグネット13間に介在する凸条33に、磁気的ギャップ36が凸条33の断面形状に対応するように形成されると共に、凸条33の曲面35に断面円弧状の凹部50が形成されているため、第一実施形態と比較してさらに凸条33の剛性を弱めることができる。よって、より確実にセグメントマグネット13の破損を防止することができる。
Therefore, according to the second embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, the holding member
Further, a
さらに、凸条33の曲面35に凹部50が形成されることによって、セグメントマグネット13の側壁29,29を凸条33の斜壁34,34で確実に保持しつつ、凸条33の曲面35とティース部5の内周面5aとの間のエアギャップを第一実施形態と比較して大きく設定することができる。このため、ティース部5に巻装されているコイル7のインダクタンスを小さくすることができ、より回転電機1の特性を向上させることができる。
Furthermore, the
そして、保持部材本体31の内周面31bに、径方向内側に向かって突出する凸条37を設ける一方、回転軸11の凸条37に対応する部位に、溝38を形成しているため、保持部材30が回転軸11に対して周回りに回転してしまうのを防止することができる。このため、より確実に保持部材30を回転軸11に固着させることができる。
And while providing the protruding item |
次に、この発明の第三実施形態を図1を援用し、図10〜図12に基づいて説明する。
図10〜図12に示すように、この第三実施形態の保持部材40も第二実施形態と同様に金属製で略円環状に形成された複数のリング部材41を軸方向に積層して成るものである。
リング部材41の外周面41aには、略台形状の突起42が複数個(この実施形態では6個)設けられている。突起42は、リング部材41から径方向外側に向かって広がる一対の斜壁44,44と周方向に延在する曲面45とを備えている。この曲面45には、断面円弧状の凹部54が形成されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 10 to 12, the holding
A plurality of substantially trapezoidal protrusions 42 (six in this embodiment) are provided on the outer peripheral surface 41 a of the
ここで、図11に示すように、リング部材41の外周面41aに設けられた突起42は、第一実施形態、及び第二実施形態のように周方向に等間隔で設けられていない。すなわち、突起42は、隣接する一対の突起42,42が、周方向に突起42二つ分飛ばして設けられ、その後周方向に突起42一つ分飛ばして設けられ、合計6個の突起42が設けられている。
Here, as shown in FIG. 11, the
リング部材41の内周面41bの突起42に対応する部位には、磁気的ギャップ43が設けられている。
また、突起42のうち、周方向等間隔に存在する2つの突起42、つまり、周方向に180°間隔を開けて存在する2つの突起42には、リング部材41を軸方向に積層する際に使用するカシメ用の凸部46が設けられている。したがって、リング部材41の内周面41bに形成された磁気的ギャップ43のうち、凸部46が設けられている部位には、突起42に孔状の磁気的ギャップ43aが形成された状態になっている。
A
Further, of the
そして、保持部材40を形成する際には、各々リング部材41を180°ずつ周方向に回転させながら積み上げていく(図12参照)。すると、突起42は、カシメ用の凸部46が設けられたものを除いてリング部材41一個分ずつ間隔を開けて積み上がっていく。このため、リング部材41を積層して成る保持部材本体48の外周面48aに設けられた凸条47は、軸方向に等間隔に歯抜けになった状態で形成されている。
When forming the holding
したがって、上述の第三実施形態によれば、第一実施形態、及び第二実施形態の効果に加え、保持部材本体48の外周面48aに設けられた凸条47が軸方向に等間隔に歯抜けになった状態で形成されているので、凸条47とティース部5の内周面5aとの間のエアギャップをさらに確保することができ、ティース部5に巻装されているコイル7のインダクタンスをより小さくすることができる。このため、回転電機1の特性をさらに向上させることができる。
Therefore, according to the above-described third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment and the second embodiment, the
また、凸条47の重量を減少させることができるので、ロータ10のイナーシャを小さくすることができる。このため、回転電機1の特性をより向上させることができる。
さらに、保持部材40を各リング部材41を180°ずつ周方向に回転させながら積み上げることで形成するため、各リング部材41の製作誤差を一箇所に片寄らせることなく積層することができる。よって、保持部材40の精度(例えば、保持部材本体48の円筒度など)を向上させることが可能になる。
Further, since the weight of the
Furthermore, since the holding
尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、回転電機1がブラシレスモータである場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、発電機等であってもよい。
さらに、上述の実施形態では、セグメントマグネット13の先端に先細り部49が形成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、セグメントマグネット13の先端が先細りに形成されていなくてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the rotary
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the tapered
そして、上述の実施形態では、回転軸11の大径部14にフランジ部15を形成し、このフランジ部15に保持部材12、及びセグメントマグネット13を当接させてそれぞれ位置決めさせる場合について説明したが、これに限られるものではなく、フランジ部15を設けずに、例えば位置決め治具を用いて各々保持部材12,30,40、及びセグメントマグネット13を位置決めさせるようにしてもよい。
And in the above-mentioned embodiment, although the
また、上述の実施形態では、保持部材本体22,31,48の内径E1(図4参照)を回転軸11に対して圧入可能な大きさに設定することで保持部材12,30,40を回転軸11に固着する場合について説明したが、これに限られるものではなく、保持部材12,30,40を回転軸11に圧入しなくてもよい。この場合、接着剤等を用いて保持部材12,30,40を回転軸11に固着させる。
In the above-described embodiment, the holding
さらに、上述の実施形態では、保持部材12,30,40に10個の凸条23,33,47を設け、セグメントマグネット13を周方向に10個並列配設させた場合について説明したが、これに限られるものではなく、保持部材12,30,40の凸条23,33,47の個数、及びセグメントマグネット13の個数は2以上の複数個であればよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, a case has been described in which ten
そして、上述の実施形態では、ロータ10の組み立て手順として回転軸11に保持部材12,30,40を外嵌固定し、その後、セグメントマグネット13を保持部材12,30,40にセットする場合について説明したが、組み立て手順はこれに限られるものではなく、保持部材12,30,40にセグメントマグネット13をセットした後、この保持部材12,30,40を回転軸11に外嵌固定してもよい。
In the above-described embodiment, as an assembly procedure of the
また、上述の実施形態では、ロータ10の組み立てを回転軸11に保持部材12,30,40とセグメントマグネット13を取り付けることで完了する場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、図13に示すように、ストッパ51を取り付けることで回転軸11のフランジ部15とストッパ51とで保持部材12,30,40及びセグメントマグネット13を挟持するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the assembly of the
ここで、ストッパ51は、略円環状に形成された金属製のものであって、回転軸11に保持部材12,30,40、及びセグメントマグネット13を取り付けた後、回転軸11のフロントブラケット60側から挿入するようになっている。
図14に示すように、ストッパ51は、径方向中央に回転軸11を挿通する挿通孔52が形成されている。この挿通孔52の直径の大きさは、回転軸11の段付部18に圧入固定可能な大きさに設定されている。また、ストッパ51には、保持部材12,30,40側に軸方向平面視略円形の凹部53が形成されている。この凹部53の直径の大きさは、回転軸11の大径部14よりもやや大きく設定されており、ストッパ51の周壁51aが確実に保持部材12,30,40、及びセグメントマグネット13に当接するようになっている。
Here, the
As shown in FIG. 14, the
さらに、上述の第三実施形態では、リング部材41に設けられた突起42にリング部材41を軸方向に積層固定可能にするカシメ用の凸部46を設け、保持部材40を形成した場合について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、リベット等を用いてリング部材41を積層固定してもよい。
Furthermore, in the above-described third embodiment, a case where the holding
さらに、上述の第三実施形態では、周方向に不等間隔で設けられた合計6個の突起42のうち、周方向に180°間隔を開けて存在する2つの突起42に、リング部材41を軸方向に積層する際に使用するカシメ用の凸部46が設けられ、各々リング部材41を180°ずつ周方向に回転させながら積み上げていく場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、保持部材本体48の外周面48aに設けられた凸条47が軸方向に等間隔に歯抜けになった状態で形成されていればよく、突起42の個数、カシメ用の凸部46の個数、積み上げていく際の周方向回転角度は使用するセグメントマグネットの個数に応じて変更しても良い。
Furthermore, in the above-described third embodiment, the
1 回転電機
3 ステータ
7 コイル
9,36,36a,43,43a 磁気的ギャップ
10 ロータ
11 回転軸
12,30,40 保持部材
13 セグメントマグネット
22,31,48 保持部材本体
23,33,47 凸条
26 挿入溝
41 リング部材(略円環状の板材)
50,54 凹部
R1,R2 曲率半径
DESCRIPTION OF
50, 54 Recess R1, R2 Curvature radius
Claims (8)
前記保持部材を略円筒状の保持部材本体と、前記保持部材本体に径方向外側に向かって設けられた複数の凸条とで構成し、
前記保持部材本体と前記凸条とで前記セグメントマグネットを軸方向に沿って挿入固定可能な挿入溝を形成すると共に、前記セグメントマグネットを前記挿入溝に対応するように形成したことを特徴とするロータ。 A rotor in which a plurality of segment magnets are arranged in parallel in the circumferential direction via a holding member on the outer periphery of a rotating shaft that is rotatably supported,
The holding member is composed of a substantially cylindrical holding member main body and a plurality of ridges provided radially outward on the holding member main body,
The holding member main body and the protrusions form an insertion groove in which the segment magnet can be inserted and fixed along the axial direction, and the segment magnet is formed to correspond to the insertion groove. .
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