JPH04128056U - 電動機のロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、ロータ回転時の遠心力によ
る磁極部材の応力破壊が無く、かつ部品点数の削減及び
組立工数を低減させることで安価な電動機のロータを提
供する。 【構成】 磁極部材２１の外周部は隣接する相異なる極
が微小面積（Ｌ１）で継がっている。磁極部材２１の内
周部は同じ極が強度的に十分な面積で継がっている。そ
して、磁極部材２１の内周部の極と、その極とは異なる
磁極部材２１の外周部の極とが径方向に設けられた空隙
にて磁気的に絶縁されていると共に強度的に必要最小限
の面積（Ｌ２）で継がっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ステータの内側にフランジ、ベアリングを介して回転自在に置かれ たロータを有する永久磁石式の電動機のロータの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７は本出願人により提案されている電動機のロータの一例を示す軸直角断面 構造図であり、図８はそのＢＯＢ断面構造図である。ロータ１０は、打抜き等に より作られた磁性材から成る鋼板を複数枚積層した磁極部材１１が軸１に圧入、 焼バメ或いは接着等により固定され、この磁極部材１１の外周が順次異なる極と なる様にブロック状の磁石１２が配置されている。そして、非磁性材からなる打 抜き等により作られた円板１３、ボトル１４及びナット１５により磁極部材１１ 及び磁石１２が両端を挟持されている。ここで、磁極部材１１の外周部は隣接す る相異なる極が実用上差し支えない程度の微小磁束にて飽和する断面（図中Ｌ１ 寸法）にて継がっている。又、磁極部材１１の内周部は同じ極（図ではＳ極）が 軸１に嵌着しても応力破壊を起こさないような断面をもって全周継がっており、 他の極（図ではＮ極）とは径方向に設けられた空隙Ｃ１により磁気的に大きな抵 抗を有し、互いの極が磁気的に短絡しないようになっている（特開平１−１４４ ３３７号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の電動機のロータ１０が回転した時、磁極部材１１及び磁石１２ にかかる遠心力により図７のＬ１寸法にて示される微少断面部分に応力が集中し 、その部分で応力破壊するおそれがあるため、磁極部材１１の両端に非磁性材か ら成る円板１３をボルト１４及びナット１５を用いて締め付けることにより上記 応力破壊を防いでいる。従って、遠心力に耐え得るロータとするために円板１３ 、ボルト１４及びナット１５を用いなければならず、それらの部品費用や取付け 作業工数の増大を招いていた。 本考案は上述した事情から成されたものであり、本考案の目的は、ロータ回転 時の遠心力による磁極部材の応力破壊が無く、かつ部品点数の削減及び組立工数 の低減を図ることができる電動機のロータを提供する事にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、磁性材により構成された磁極部材と、この磁極部材が円周方向で順 次異なる極となるように、前記磁極部材中に軸に対しほぼ放射状に配設されたブ ロック状の磁石とを有する電動機のロータに関するものであり、本考案の上記目 的は、前記磁極部材の外周部は隣接する相異なる極が微小面積で継がっており、 前記磁極部材の内周部は同じ極が強度的に十分な面積で全周継がっており、前記 磁極部材の内周部の極と、その極とは異なる前記磁極部材の外周部の極とが径方 向に設けられた空隙にて磁気的に絶縁されていると共に強度的に必要最小限の面 積で継がっているような構造にすることによって達成される。

【０００５】

【作用】

本考案にあっては、相異なる極を磁極部材内に設けた空隙にて径方向に磁気的 に絶縁して磁気的短絡を微少に抑えて電動機の効率低下を抑制し、かつロータの 回転による遠心力に耐えうる必要最小限の断面で継げて部品点数の削減及び組立 工数を低減させている。

【０００６】

【実施例】

図１は本考案の電動機のロータの第１の例を図７に対応させて示す軸直角断面 構造図であり、図２はそのＡＯＡ断面構造図であり、同一構成箇所は同符号を付 して説明を省略する。ロータ２０の磁極部材２１の外周部は隣接する相異なる極 が実用上差し支えない程度の微小磁束にて飽和する断面（図中Ｌ１寸法）にて継 がっている。また、磁極部材２１の内周部は同じ極（図ではＳ極）が軸１に嵌着 しても応力破壊を起こさないような断面をもって全周継がっており、外周部の他 の極（図ではＮ極）とは、ロータ２０の回転時に図中Ｎ極及び磁石２２に加わる 遠心力に対して耐えうる断面（図中Ｌ２寸法）にて継がっている以外は、径方向 に設けられた空隙Ｃ２により磁気的に大きな抵抗を有している。このときＬ２部 分に於いて若干の磁気漏れが発生する事になるが次の２つの理由から電動機の効 率低下にはならない。即ち、第１の理由は、磁極部材２１の材料としてケイ素鋼 板等がステータコアを打ち抜きにより製作する時に一緒に作れる利点を有してい ることから使用されており、この材料は引っ張り強度が大きく、また一般的なモ ータの使用回転数は３０００ｒｐｍ位である事から考えると、上記Ｌ２寸法は僅 かな磁束量にて飽和する程度で良いからである。又、第２の理由は、電動機の効 率に関係する磁束量は磁石の断面の大きさで決まるが、本発明のロータ構造と従 来のロータ構造を比べると、従来の有効磁石断面がＬ３なのに対して本発明の磁 石断面はＬ４だけ大きくなっている。上記Ｌ２部分はこのＬ４部分の磁束量にて 磁気飽和してしまうため、その結果有効磁石断面としては従来と変らないからで ある。

【０００７】 この様な構成で成るロータ２０を用いた電動機の磁路を考えると、磁極部材２ １の外周に設けられたステータコアの歯部と磁極部材２１とのエアーギャップに よる磁気抵抗に比べて上記空隙Ｃ２による磁気抵抗が大きい事から、磁束のほと んどはステータコアの歯部と磁極部材の間のギャップ、ステータの歯部、ステー タのヨーク部を通る。 図３は本考案のロータの第２の例を図１に対応させて示す軸直角断面構造図で あり、図４はそのＡ′ＯＡ′断面構造図である。ロータ３０の磁極部材３１の内 周部の極（図ではＳ極）と外周部の他の極（図ではＮ極）とは、ロータ３０の回 転時に図中Ｎ極及び磁石２２に加わる遠心力に対して耐えうる断面（図中Ｌ３寸 法）にて継がっている以外は、径方向に設けられた空隙Ｃ３により磁気的に大き な抵抗を有している。この例のようにＬ３部分が空隙Ｃ３を分断するような形状 であっても、第１の例で説明したのと同様の理由により同等の効果を得ることが できる。従って、図５、図６に示すような断面Ｌ４、Ｌ５及び空隙Ｃ４、Ｃ５を 設けた磁極部材４１、５１を備えたロータ４０、５０も、第１の例で説明したの と同様の理由により同等の効果を得ることができる。 なお、上述した各実施例においては６ポールにて説明しているが、特にこれに 限る訳ではなく、物理的に問題ない範囲であれば何ポールにしても良い。

【０００８】

【考案の効果】

以上のように本考案の電動機のロータによれば、効率の低下を招くこと無く磁 極部材の強度を向上させることができると共に、部品点数の削減及び組立工数の 低減を図る事が出来るので、電動機を低コストで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電動機のロータの第１の例を示す軸直
角断面図である。

【図２】図１に示す本考案の電動機のロータのＡＯＡ断
面構造図である。

【図３】本考案の電動機のロータの第２の例を示す軸直
角断面図である。

【図４】図３に示す本考案の電動機のロータのＡ′Ｏ
Ａ′断面構造図である。

【図５】本考案の電動機のロータの第３の例を示す軸直
角断面図である。

【図６】本考案の電動機のロータの第４の例を示す軸直
角断面図である。

【図７】従来の電動機のロータの一例を示す軸直角断面
図である。

【図８】従来の電動機のロータのＢＯＢ断面構造図であ
る。

【符号の説明】

１ 軸１０、２０、３０、４０、５０ ロータ １１、２１、３１、４１、５１ 磁極部材 １２、２２ 磁石 Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５ 空隙

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材により構成された磁極部材と、こ
   の磁極部材が円周方向で順次異なる極となるように、前
   記磁極部材中に軸に対しほぼ放射状に配設されたブロッ
   ク状の磁石とを有する電動機のロータにおいて、前記磁
   極部材の外周部は隣接する相異なる極が微小面積で継が
   っており、前記磁極部材の内周部は同じ極が強度的に十
   分な面積で全周継がっており、前記磁極部材の内周部の
   極と、その極とは異なる前記磁極部材の外周部の極とが
   径方向に設けられた空隙にて磁気的に絶縁されていると
   共に強度的に必要最小限の面積で継がっていることを特
   徴とする電動機のロータ。