JP2003134705A - 電動機の回転子構造 - Google Patents
電動機の回転子構造Info
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Abstract
止しつつ、エンドプレートを磁性材料で構成する。 【解決手段】 回転軸9の外周には、鉄などの磁性材料
からなる薄板を回転軸9の軸方向に沿って多数積層して
構成した回転子鉄心11および、その両側のエンドプレ
ート13が取り付けられている。回転子鉄心11および
エンドプレート13には、永久磁石17が挿入される貫
通孔11bおよび13bがそれぞれ形成され、永久磁石
17の軸方向端面17aは、エンドプレート13の外側
面13cとほぼ同一面を形成している。エンドプレート
13には、永久磁石17の軸方向端面17aを押さえる
保持爪13dが一体に形成されている。
Description
に、回転軸とともに回転して永久磁石を備えた回転子鉄
心および、この回転子鉄心の軸方向両側を保持するエン
ドプレートをそれぞれ備えた電動機の回転子構造に関す
る。
6に示すようなものがある。この電動機の回転軸1の外
周側には、例えば板厚0.5mm程度の鉄などの磁性材
料からなる薄板を回転軸1の軸方向に沿って多数積層し
て構成した回転子鉄心3が固定されている。回転子鉄心
3には、軸方向に沿って貫通孔3aが形成され、この貫
通孔3aには、永久磁石5が挿入されている。そして、
回転子鉄心3の軸方向両側には、回転子鉄心3の多数の
薄板の剥離を防止するための板厚5mm程度のエンドプ
レート7が配置されている。
ンドプレート7が鉄などの磁性材料である場合には、図
6のA部の拡大図である図7に破線で示すように、永久
磁石5の端末の磁束Mがエンドプレート7を介して短絡
し、回転子外周に設けられる図示しない固定子への磁束
が減少してしまう。このため、エンドプレート7は、通
常アルミニウムなどの非磁性材料で構成する必要が生
じ、材料費の高騰を招いている。
発生する磁束の短絡を防止しつつ、エンドプレートを安
価な磁性材料で構成することを目的としている。
に、請求項1の発明は、回転軸の外周側に、前記回転軸
の軸方向に沿って複数の磁性材料が積層して構成されて
前記回転軸とともに回転する回転子鉄心と、この回転子
鉄心の前記回転軸の軸方向両側に配置されて、前記回転
子鉄心を保持するエンドプレートとをそれぞれ設け、前
記回転子鉄心および前記エンドプレートに、前記回転軸
の軸方向に沿って永久磁石が挿入される貫通孔を設け、
前記永久磁石における前記回転軸の軸方向端面を、前記
エンドプレートにおける同軸方向外側面とほぼ同一面と
した構成としてある。
において、前記エンドプレートに、前記永久磁石におけ
る軸方向端面を押さえる保持部材を設けた構成としてあ
る。
において、前記保持部材は、前記永久磁石の軸方向端面
を押さえる保持爪であり、前記エンドプレートと一体に
形成される構成としてある。
において、前記保持爪は、前記貫通孔の回転子外周側か
ら同内周側へ向けて突出する構成としてある。
において、前記保持部材は、前記永久磁石の軸方向端面
を押さえる端面押さえ部と、前記エンドプレートの前記
回転子鉄心側の内面に係止される係止部と、この係止部
と前記端面押さえ部とを連結して前記貫通孔に挿入され
る連結部とをそれぞれ備え、前記エンドプレートと別体
に形成される構成としてある。
において、前記係止部は、前記貫通孔の回転子外周側部
分と同内周側部分とから構成されるものとしてある。
明の構成において、前記エンドプレートの前記係止部が
係止される部位に、前記係止部が入り込んでこの係止部
の板厚以上の深さ寸法を備えた凹部を設けた構成として
ある。
ける回転軸の軸方向端面を、エンドプレートの同軸方向
外側面とほぼ同一面としたので、エンドプレートを磁性
材料としても、永久磁石の端末付近から発生する磁束
は、エンドプレートを通って回転子外周の固定子側へ向
かうことになり、磁束の短絡を防止することができる。
磁束の短絡を防止しつつ、エンドプレートを磁性材料で
構成できるので、材料費の高騰を防止することができ
る。
びエンドプレートの貫通孔に挿入した永久磁石は、保持
部材により貫通孔からの抜けを防止することができる。
ドプレートと一体とすることで、部品点数の増加を招く
ことなく、永久磁石の貫通孔からの抜けを防止すること
ができる。
外周側から同内周側へ向けて突出している保持爪によ
り、貫通孔からの永久磁石の抜けを防止することができ
る。
ドプレートと別体に設けたので、エンドプレートには特
別な加工を必要とせず、安価な構成によって永久磁石の
貫通孔からの抜けを防止することができる。
通孔の回転子外周側部分と同内周側部分とにそれぞれ設
けられた係止部により、エンドプレートに係止され、こ
の状態で永久磁石を確実に保持することができる。
部が、エンドプレートの凹部に入り込むので、エンドプ
レートは、内側面が回転子鉄心に確実に当接し、回転子
鉄心の保持を確実に行うことができる。
と別体とした保持部材を、非磁性材料で構成したので、
永久磁石の端末付近から発生する磁束が保持部材を通る
ことによる短絡を防止することができる。
面に基づき説明する。
電動機の回転子構造を示す断面図であり、図2は、図1
のB矢視図である。電動機の回転軸9は、図示しない電
動機ハウジングに対しベアリングを介して回転可能に支
持されている。
11は、従来のものと同様に、例えば板厚0.5mm程
度の鉄などの磁性材料からなる薄板を回転軸9の軸方向
(以後、軸方向とは回転軸9の軸方向とする。)に沿っ
て積層して構成したもので、回転軸9が挿入される回転
軸挿入孔11aを備えている。
料で構成したエンドプレート13によって挟持固定され
ている。エンドプレート13は、回転子鉄心11と同様
に、回転軸9が挿入される回転軸挿入孔13aを備えて
回転軸9の外周に固定される。
に、軸方向に沿って貫通孔11bが形成されている。こ
の貫通孔11bに対応して左右のエンドプレート13に
は、貫通孔13bが形成されている。この貫通孔11b
および13bに永久磁石17が挿入されている。貫通孔
11b,13bおよび永久磁石17は、円周方向に複数
設けられている。
は、回転子鉄心11の軸方向長さと2枚のエンドプレー
ト13の板厚分とを加えた寸法とほぼ同等となってい
る、つまり、永久磁石17の軸方向端面17aは、エン
ドプレート13の外側面13cとほぼ同一面を構成して
いる。
cには、永久磁石17の軸方向端面17aを押さえる保
持部材としての保持爪13dが、エンドプレート13に
一体に形成されている。この保持爪13dは、貫通孔1
3bの回転子外周側から同内周側へ向けて突出するもの
で、図2に示したように、円周方向に長く形成された永
久磁石17の長手方向ほぼ中心で、かつ外側(図2中で
上部側)の一部を押さえている。
久磁石17のエンドプレート13付近の端末から発生す
る磁束が、前記図7に示した従来のように短絡するため
には、透磁率の低い空気層を通過しなければならない。
ところが、磁束は透磁率のより高い部位を通過する特性
を備えているため、前記端末から発生する磁束は、透磁
率の高い磁性材料によって構成されたエンドプレート1
3を通り、回転子外周に設けられた図示しない固定子方
向へ向かうことになり、前記した磁束の短絡の発生は防
止される。
料で構成されるエンドプレートを、材料費の低い鉄など
の磁性材料で構成しても、永久磁石17の端末付近から
の磁束の短絡を防止できるので、回転子の製造コストを
低減することができる。また、この場合、保持爪13d
により永久磁石17の軸方向端面17aを押さえている
ので、永久磁石17の貫通孔11bおよび13bからの
抜けを防止することができる。また保持爪13dは、エ
ンドプレート13と一体に構成されているので、上記し
た永久磁石17の貫通孔11bおよび13bからの抜け
を防止する構成とする際に、部品点数の増加を回避する
ことができる。
発生する回転トルクは、回転子から回転子外周に設けら
れた図示しない固定子方向へ向かう磁束である鎖交磁束
の量によって左右される。したがって、上記した実施形
態の回転子における鎖交磁束が発生する範囲は、図1に
示すように、永久磁石17の全長に対応する磁気回路範
囲L1となる。一方、前記図6に示した従来の回転子に
おける鎖交磁束の範囲は、磁気回路範囲Lとなる。
路範囲Lと等しくした場合、上記した本発明の実施形態
の回転子においては、従来の回転子とほぼ同等の回転ト
ルク性能を確保しながら、エンドプレートの板厚分小型
化できるという効果も得られる。
電動機の回転子構造を示す断面図であり、図4は図3の
側面図である。この実施形態は、永久磁石17の軸方向
端面17aを押さえる保持部材としての磁石保持具19
を、エンドプレート130と別体に構成している。各エ
ンドプレート130の中心には、回転軸9が挿入される
回転軸挿入孔130aが形成されている。
永久磁石17の軸方向長さ寸法は、回転子鉄心11の軸
方向長さと2枚のエンドプレート130の板厚分とを加
えた寸法とほぼ同等となっている、つまり、永久磁石1
7の軸方向端面17aは、エンドプレート130の外側
面130bとほぼ同一面を構成している。
うに、永久磁石17の軸方向端面17aを押さえる端面
押さえ部19aと、エンドプレート130の内側面(図
5中で左側面)における回転子外周側および同内周側に
それぞれ形成してある凹部130cおよび130dに入
り込む係止部19bおよび19cと、端面押さえ部19
aと係止部19b,19cとを連結し、エンドプレート
130の貫通孔130eに挿入される連結部としての側
面部19d,19eとを備えている。
0c,130dは、係止部19b,19cの板厚以上の
深さに形成されているが、係止部19b,19cと回転
子鉄心11との間に隙間Sが形成されることが望まし
い。この凹部130c,130dは、エンドプレート1
30をプレスなどで製造した後、切削などによって容易
に形成できる。また、エンドプレート130の貫通孔1
30eは、図1に示した第1の実施形態の貫通孔13b
に比べ、磁石保持具19の側面部19d,19eの板厚
分大きく形成されている。
石17の端末付近からの磁束の短絡を防止するために、
アルミニウムや樹脂などの非磁性材料で構成することが
望ましい。
回転子構造では、回転軸9に回転子鉄心11を取り付け
た後、回転子鉄心11の貫通孔11bに永久磁石17を
挿入する。このとき、永久磁石17の両端末を回転子鉄
心11の両端面から突出させた状態とする。この状態
で、永久磁石17の両端末に磁石保持具19を被せるよ
うにして取り付けた後、エンドプレート130を回転子
鉄心11を挟持するように、回転軸9に固定することで
組み立てる。
図1のものと同様に、永久磁石17の軸方向端面17a
が、エンドプレート130の外側面130bとほぼ同一
面を構成しているので、永久磁石17の端末から発生す
る磁束は、透磁率の高い磁性材料によって構成されたエ
ンドプレート130を通り、回転子外周に設けられた図
示しない固定子方向へ向かうことになり、磁束の短絡は
防止される。
で構成されるエンドプレートを、材料費の低い鉄などの
磁性材料で構成しても、永久磁石17の端末付近からの
磁束の短絡を防止できるので、回転子の製造コストを低
減することができる。また、磁石保持具19により、永
久磁石17の軸方向端面17aを押さえているので、永
久磁石17の貫通孔11b,130eからの抜けを防止
することができる。
9cが、エンドプレート130の凹部130c,130
dに入り込んだ状態となるので、エンドプレート130
は、内側面が回転子鉄心11に確実に当接し、薄板を多
数積層した回転子鉄心11の剥離を防止でき、回転子鉄
心11の保持を確実に行うことができる。
は、エンドプレート130は、プレスなどで製造した
後、特別な加工を必要とすることなく、凹部130c,
130dを切削などによって容易に形成できるので、図
1の係止部13dをエンドプレート13に一体化させる
場合に比べ、製造が容易となる。
ても、第1の実施形態と同様に、磁気回路範囲L1を従
来の磁気回路範囲Lと等しくした場合、従来の回転子と
ほぼ同等の回転トルク性能を確保しながら、エンドプレ
ートの板厚分小型化できるという効果が得られる。
子構造を示す断面図である。
子構造を示す断面図である。
である。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 回転軸の外周側に、前記回転軸の軸方向
に沿って複数の磁性材料が積層して構成されて前記回転
軸とともに回転する回転子鉄心と、この回転子鉄心の前
記回転軸の軸方向両側に配置されて、前記回転子鉄心を
保持するエンドプレートとをそれぞれ設け、前記回転子
鉄心および前記エンドプレートに、前記回転軸の軸方向
に沿って永久磁石が挿入される貫通孔を設け、前記永久
磁石における前記回転軸の軸方向端面を、前記エンドプ
レートにおける同軸方向外側面とほぼ同一面としたこと
を特徴とする電動機の回転子構造。 - 【請求項2】 前記エンドプレートに、前記永久磁石に
おける軸方向端面を押さえる保持部材を設けたことを特
徴とする請求項1記載の電動機の回転子構造。 - 【請求項3】 前記保持部材は、前記永久磁石の軸方向
端面を押さえる保持爪であり、前記エンドプレートと一
体に形成されていることを特徴とする請求項2記載の電
動機の回転子構造。 - 【請求項4】 前記保持爪は、前記貫通孔の回転子外周
側から同内周側へ向けて突出していることを特徴とする
請求項3記載の電動機の回転子構造。 - 【請求項5】 前記保持部材は、前記永久磁石の軸方向
端面を押さえる端面押さえ部と、前記エンドプレートの
前記回転子鉄心側の内面に係止される係止部と、この係
止部と前記端面押さえ部とを連結して前記貫通孔に挿入
される連結部とをそれぞれ備え、前記エンドプレートと
別体に形成されていることを特徴とする請求項2記載の
電動機の回転子構造。 - 【請求項6】 前記係止部は、前記貫通孔の回転子外周
側部分と同内周側部分とから構成されていることを特徴
とする請求項5記載の電動機の回転子構造。 - 【請求項7】 前記エンドプレートの前記係止部が係止
される部位に、前記係止部が入り込んでこの係止部の板
厚以上の深さ寸法を備えた凹部を設けたことを特徴とす
る請求項5または6記載の電動機の回転子構造。 - 【請求項8】 前記保持部材は、非磁性材料で構成され
ていることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに
記載の電動機の回転子構造。
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