JP2007330084A - Rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はロータに係り、特にインナロータ型ブラシレスモータに組み込まれるロータの永久磁石を円筒形状の保持部材に効率よく組み付けるよう構成されたロータに関する。 The present invention relates to a rotor, and more particularly to a rotor configured to efficiently assemble a permanent magnet of a rotor incorporated in an inner rotor type brushless motor to a cylindrical holding member.
モータには、永久磁石をステータ側に配置し、コイルをロータ側に設け、ブラシを介してコイルに通電を行なうブラシモータと、ステータ側にコイルを設け、永久磁石をロータ側に配置したブラシレスモータとがある。 The motor has a permanent magnet disposed on the stator side, a coil provided on the rotor side, and a brush motor that energizes the coil via a brush, and a brushless motor provided with a coil on the stator side and the permanent magnet disposed on the rotor side There is.
ブラシレスモータでは、ブラシを整流子に摺接させない構成であるので、ブラシが整流子間を跨ぐときの放電現象による障害も解消することが可能なる。しかしながら、インナロータ型ブラシレスモータにおいては、ケース内周にコアにコイルを巻装したステータを嵌合固定し、且つ、円筒形状の保持部材に保持された永久磁石をロータの外周に一体的に設ける構成である。 Since the brushless motor has a configuration in which the brush is not slidably contacted with the commutator, it is possible to eliminate a failure due to a discharge phenomenon when the brush straddles between the commutators. However, in the inner rotor type brushless motor, a structure in which a stator having a coil wound around a core is fitted and fixed to the inner periphery of the case, and a permanent magnet held by a cylindrical holding member is integrally provided on the outer periphery of the rotor. It is.
従来のインナロータ型ブラシレスモータに組み込まれるロータでは、例えば、セグメント形の永久磁石を円筒形状の保持部材に周方向に所定間隔で保持させた状態でロータに取り付けるように構成されている。その場合、永久磁石に接着剤を塗布して保持部材に固定する方法が用いられている。ところが、永久磁石を保持部材に接着する方法では、洗浄工程、接着剤の塗布量、接着剤の乾燥時間などを管理する必要があり、これらの管理に気を配るため、組み付け時間が長くかかり、製造コストも高価になっていた。 In a rotor incorporated in a conventional inner rotor type brushless motor, for example, a segment-shaped permanent magnet is attached to the rotor in a state of being held at a predetermined interval in the circumferential direction by a cylindrical holding member. In that case, a method of applying an adhesive to the permanent magnet and fixing it to the holding member is used. However, in the method of adhering the permanent magnet to the holding member, it is necessary to manage the cleaning process, the amount of adhesive applied, the drying time of the adhesive, etc. Manufacturing costs were also expensive.
このような、問題を解消するため、接着剤を用いない固定方法として、例えば、ロータコアの軸方向に延在する複数の磁石収納孔を設け、この磁石収納孔にセグメント形の永久磁石を収納させる方法(例えば、特許文献1参照)、あるいは円筒形状の保持部材にV字形のスペーサアームを設け、スペーサアーム間にセグメント形の永久磁石を配し、その外周に筒状のカバーで覆うようにして各永久磁石を保持する方法(例えば、特許文献2参照)が考えられている。
しかしながら、上記特許文献1,2に記載された構成では、ロータに組み込まれた永久磁石とロータの外側に配されるコイルのコアとの隙間(エアギャップ)が磁石収納孔の壁厚やカバーの厚さ分大きくなってしまい、永久磁石とコイルとの間の磁力によって発生する駆動トルクが低下してしまうという問題がある。 However, in the configurations described in Patent Documents 1 and 2, the gap (air gap) between the permanent magnet incorporated in the rotor and the core of the coil disposed outside the rotor is not the wall thickness of the magnet housing hole or the cover. There is a problem that the driving torque generated by the magnetic force between the permanent magnet and the coil decreases due to the increase in thickness.
そこで、本発明は上記事情に鑑み、接着剤を使用せずにセグメント形の永久磁石を固定すると共に、永久磁石をコイルに接近させて上記課題を解決したロータを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a rotor that solves the above-described problems by fixing a segment-type permanent magnet without using an adhesive and bringing the permanent magnet close to a coil.
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
本発明は、ステータの内側に配置される永久磁石を保持する円筒形状の保持部材を有するロータにおいて、前記保持部材の周方向に内周から外周に貫通する複数の磁石挿入孔を所定間隔で形成し、前記磁石挿入孔に前記永久磁石を内側から挿入した状態で前記回転体を前記保持部材の内周に嵌合させることで、上記課題を解決することを目的とする。 According to the present invention, in a rotor having a cylindrical holding member that holds a permanent magnet disposed inside a stator, a plurality of magnet insertion holes that penetrate from the inner periphery to the outer periphery in the circumferential direction of the holding member are formed at predetermined intervals. And it aims at solving the said subject by fitting the said rotary body to the inner periphery of the said holding member in the state which inserted the said permanent magnet from the inner side in the said magnet insertion hole.
前記磁石挿入孔は、内周開口が幅広で外周開口が幅狭となるように前記永久磁石の縁部に当接する当接面がテーパ状に形成されることが望ましい。 The magnet insertion hole preferably has a tapered contact surface that contacts the edge of the permanent magnet so that the inner peripheral opening is wide and the outer peripheral opening is narrow.
前記磁石挿入孔の当接面に、前記永久磁石の縁部に対して弾力的に当接する弾性部を設けることが望ましい。 It is desirable to provide an elastic portion that elastically contacts the edge of the permanent magnet on the contact surface of the magnet insertion hole.
本発明によれば、保持部材の周方向に内周から外周に貫通する複数の磁石挿入孔を所定間隔で形成し、磁石挿入孔に永久磁石を内側から挿入することにより、永久磁石の外周を覆う部材が存在しないので、接着剤を用いずに永久磁石を保持部材に固定することができると共に、永久磁石の外周を露出させた状態で取り付けることが可能になり、発生するトルクの駆動効率を高めることが可能になる。また、保持部材に形成される磁石挿入孔の数を変更することにより、ロータの磁極数を容易に変更することが可能になる。 According to the present invention, a plurality of magnet insertion holes penetrating from the inner periphery to the outer periphery in the circumferential direction of the holding member are formed at predetermined intervals, and the permanent magnets are inserted into the magnet insertion holes from the inside, whereby the outer periphery of the permanent magnet is Since there is no covering member, the permanent magnet can be fixed to the holding member without using an adhesive, and it can be attached with the outer periphery of the permanent magnet exposed, and the driving efficiency of the generated torque can be reduced. It becomes possible to increase. Further, the number of magnetic poles of the rotor can be easily changed by changing the number of magnet insertion holes formed in the holding member.
また、本発明によれば、磁石挿入孔の内周開口が幅広で外周開口が幅狭となるように永久磁石の縁部に当接する当接面をテーパ状に形成することにより、ロータ回転時の遠心力による永久磁石の脱落を防止することができる。 Further, according to the present invention, the contact surface that contacts the edge of the permanent magnet is formed in a tapered shape so that the inner peripheral opening of the magnet insertion hole is wide and the outer peripheral opening is narrow, so that when the rotor rotates. It is possible to prevent the permanent magnet from falling off due to the centrifugal force.
また、本発明によれば、磁石挿入孔の当接面に、永久磁石の縁部に対して弾力的に当接する弾性部を設けるため、磁石挿入孔に永久磁石を内側から挿入した状態で回転体を保持部材の内周に嵌合させる際の押圧力を弾性部が弾性変形して受けることにより永久磁石を磁石挿入孔にがたつきのない状態に安定的に保持することが可能になる。 Further, according to the present invention, since the elastic portion that elastically contacts the edge of the permanent magnet is provided on the contact surface of the magnet insertion hole, the magnet insertion hole is rotated with the permanent magnet inserted from the inside. When the elastic portion is elastically deformed and receives a pressing force when the body is fitted to the inner periphery of the holding member, the permanent magnet can be stably held in a state in which the magnet insertion hole does not rattle.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明によるロータの一実施例が適用されたインナロータ型ブラシレスモータを示す縦断面図である。図1に示されるように、インナロータ型ブラシレスモータ(以下「モータ」という)10は、ブラケット20に固定されたハウジング30と、ハウジング30に支持された円筒形状のケース40と、ハウジング30とケース40との間で回転可能に支持されたロータ50と、ロータ50の外周側に配置されたステータ60とを有する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an inner rotor type brushless motor to which an embodiment of a rotor according to the present invention is applied. As shown in FIG. 1, an inner rotor type brushless motor (hereinafter referred to as “motor”) 10 includes a
ロータ50は、回転軸52と、回転軸52の外周に一体的に嵌合固定された円柱形状の回転体54と、回転体54の外周面に固定されたマグネットホルダ(保持部材)55と、マグネットホルダ55に保持されたセグメント形の永久磁石56とを有する。ハウジング30には、回転軸52の一端を回転自在に支持する軸受32が保持されている。また、ケース40の内壁には、回転軸52の他端を回転自在に支持する軸受42が保持されている。従って、ロータ50は、回転軸52が軸受32,42により軸承されているので、永久磁石56とステータ60との間で磁力による回転トルクが発生すると、回転して回転軸52に連結された被駆動機構(図示せず)を駆動する。
The
ステータ60は、内周面が永久磁石56の外周面と近接対向するように配置された環状のコア62と、コア62に巻装された三相のコイル64と、コア62の両端面より軸方向に延在形成されたインシュレータ66とを有する。コア62は、磁性材からなる複数の環状金属板を積層した構成であり、ケース40の内部空間に挿入されている。
The
インシュレータ66は、樹脂材により成形されており、コイル64を内外周から保持すると共に、ケース40をハウジング30に固定する過程でコア62を軸方向の両側から挟持する。また、コイル64はコネクタ70を介して制御回路(図示せず)に接続されている。
The
そのため、ステータ60のコイル64へ電流が通電され、各相への通電を切り換えると、コイル64により発生された磁力とロータ50の永久磁石56からの磁力との相互作用で回転トルクが発生する。上記のように構成されたモータ10においては、回転駆動時の駆動トルクをより増大させるため、コア62の内周と永久磁石56の外周との隙間S(エアギャップ)をできるだけ小さくすることが要望されている。本発明のロータ50は、永久磁石56の外周が露出した状態に保持される構成であるので、永久磁石56の周囲にカバー等が無い分、永久磁石56の外周をコア62に接近させることが可能となり、上記隙間Sを従来のもの(前述した特許文献1,2参照)よりも小さくすることができる。
Therefore, when a current is supplied to the
図2はマグネットホルダ55を示す図であり、(A)は側面図、(B)は図2(A)のB−B断面図、(C)は図2(B)のA部拡大図である。図2(A)〜図2(C)に示されるように、マグネットホルダ55は、樹脂材により成型されており、円筒形状の周方向の複数個所(本実施例では、90度間隔で4箇所)に磁石挿入孔55a〜55dが設けられている。すなわち、マグネットホルダ55は、磁石挿入孔55a〜55dを囲むようにかご型に形成されており、軸方向の両端に形成された一対の環状部55eと、一対の環状部55e間に装架されるように軸方向に延在形成された4本の支持部55fとを有する。
2A and 2B are diagrams showing the
磁石挿入孔55a〜55dを囲む支持部55fは、周方向に90度間隔で配置されており、内周開口が幅広で外周開口が幅狭となるように永久磁石56の縁部に当接する当接面55gがテーパ状に形成されている。そして、当接面55gには、弾性部として機能する複数の突起55hが設けられている。この突起55hは、永久磁石56の縁部が当接されることにより弾性変形して永久磁石56をがたつきの無い安定した状態に保持するものである。
The
マグネットホルダ55は、樹脂成型金型により磁石挿入孔55a〜55dの位置や配置数を変更することができので、モータ10の設計変更が生じた場合でも永久磁石56の配置数を比較的容易に変更することが可能である。
Since the
図3は永久磁石56の形状を示す斜視図である。図3に示されるように、永久磁石56は、断面が磁石挿入孔55a〜55dに対応する円弧状に形成されており、且つ両側の縁部56aがテーパ状に形成されている。すなわち、永久磁石56は、内周56bの曲率半径がマグネットホルダ55の内周と概略同じ曲率半径であり、外周56cの曲率半径がマグネットホルダ55の外周と同じ曲率半径である。
FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the
さらに、永久磁石56は、内周56bの幅Lbが磁石挿入孔55a〜55dの内周開口の幅寸法と同じ寸法であり、外周56cの幅Lcが磁石挿入孔55a〜55dの外周開口の幅寸法と同じ寸法に形成されている。そして、内周56bの幅Lbが幅広で外周56cの幅Lcが幅狭となるように形成されている(Lb>Lc)。
Further, in the
また、両側の縁部56aは、上記マグネットホルダ55の当接面55gの傾斜角度に対応するように同一角度で傾斜するように形成されている。さらに、永久磁石56の軸方向の全長Ldは、磁石挿入孔55a〜55dの全長よりも僅かに短い寸法となるように形成されている。そのため、永久磁石56が磁石挿入孔55a〜55dに内側から挿入されると、外周56cがマグネットホルダ55の外周と一体化されるように露出された状態に装着される。
Further, the
図4はマグネットホルダ55に永久磁石56を取り付けた状態を示す図であり、(A)は側面図、(B)は図4(A)のC−C断面図である。図5は図4(B)中D−D線に沿う縦断面図である。図4(A)(B)及び図5に示されるように、永久磁石56の取り付け方法の手順1としては、まず、4枚の永久磁石56をマグネットホルダ55の内周側から磁石挿入孔55a〜55dの夫々に挿入する。その際、永久磁石56の内周56bが内側になり、外周56cが磁石挿入孔55a〜55dに外側となる向きで挿入される。
4A and 4B are views showing a state in which the
次の手順2では、マグネットホルダ55の中心に円筒形状の回転体54を軸方向に挿入する。尚、回転体54の挿入部54aの端部は、面取り形状になっており、永久磁石56の内周56bが内側にはみ出した状態でも容易に挿入することができる。そして、回転体54の挿入部54aをマグネットホルダ55に挿入する過程で回転体54の挿入部54aの外周がマグネットホルダ55の内周、及び永久磁石56の内周56bにも摺接する。
In the next procedure 2, a cylindrical
これにより、永久磁石56は、内周56bが半径方向の外側に押圧されて、両側の縁部56aがマグネットホルダ55の当接面55gに当接する。さらに、永久磁石56の圧入により当接面55gの突起55hが弾性変形するため、永久磁石56は圧入時の荷重によって割れたりしないように保護される。
Thereby, the
このようにして永久磁石56は、磁石挿入孔55a〜55dの夫々に圧入されるため、がたつきなく安定的に保持される。そして、ロータ50では、永久磁石56が接着剤を使用せずにマグネットホルダ55の磁石挿入孔55a〜55dに保持されるため、従来のように接着剤の塗布量、乾燥時間、洗浄工程などを管理する手間が不要になり、生産効率が高められている。
In this manner, the
そして、磁石挿入孔55a〜55dの当接面55gは、内周開口が幅広で外周開口が幅狭となるようにテーパ状に形成されているので、マグネットホルダ55の磁石挿入孔55a〜55dに挿入された永久磁石56がロータ回転時の遠心力によって脱落することが防止される。
The contact surfaces 55g of the
図5に示されるように、回転体54は、マグネットホルダ55の内周に挿入される挿入部54aと、マグネットホルダ55の端部に当接するフランジ部54bと、フランジ部54bとは反対側の挿入部54a外周にマグネットホルダ55の内周から突出する突起55iが嵌合する係止凹部54cとを有する。従って、回転体54の挿入部54aがマグネットホルダ55の内周に挿入されると、フランジ部54bがマグネットホルダ55の端部に当接して挿入位置を規制されると共に、マグネットホルダ55の突起55iが係止凹部54cに嵌合して軸方向への離脱が防止される。よって、回転体54、マグネットホルダ55、永久磁石56は、夫々分離不可能な状態で一体化される。
As shown in FIG. 5, the rotating
また、マグネットホルダ55は、ステータ60のコア62の中心O1が永久磁石56の中心O2に対してフランジ部54b側に所定距離Lxずらしてある。これにより、永久磁石56は、常に軸方向(X方向)の磁力によってフランジ部54bに付勢されている。そのため、永久磁石56は、フランジ部54bに当接した状態の保持されており、且つマグネットホルダ55の突起55iが係止凹部54cに嵌合することで軸方向への移動が制限されている。
Further, in the
次に変形例について説明する。図6は変形例のマグネットホルダ55に永久磁石56を取り付けた状態を示す断面図である。図6に示されるように、マグネットホルダ55は、支持部55fの内周に係合突起55jが突出している。この係合突起55jは、軸方向に直線的に延在形成されている。また、回転体54の外周には、係合突起55jが嵌合する係合溝54dが軸方向に延在形成されている。
Next, a modified example will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the
係合突起55j及び係合溝54dは、夫々周方向に90度間隔で4箇所に設けられており、マグネットホルダ55の内周に回転体54を挿入する際に相互に嵌合するように位置合わせされる。そして、マグネットホルダ55の内周に回転体54を挿入完了した状態では、4箇所の係合突起55jと係合溝54dとが係合してマグネットホルダ55と回転体54とが一体化される。そのため、ロータ50に駆動トルクが作用してロータ50を回転させる場合、係合突起55jと係合溝54dとの係合によりマグネットホルダ55が回転体54の外周を空転することが防止され、永久磁石56に作用したトルクを回転体54に確実に伝達することができる。
The
10 インナロータ型ブラシレスモータ
20 ブラケット
30 ハウジング
40 ケース
50 ロータ
60 ステータ
52 回転軸
54 回転体
54a 挿入部
54b フランジ部
55 マグネットホルダ
55a〜55d 磁石挿入孔
55g 当接面
55h 突起
56 永久磁石
62 コア
64 コイル
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記保持部材の周方向に内周から外周に貫通する複数の磁石挿入孔を所定間隔で形成し、
前記磁石挿入孔に前記永久磁石を内側から挿入した状態で前記回転体を前記保持部材の内周に嵌合させることを特徴とするロータ。 In a rotor having a cylindrical holding member that holds a permanent magnet disposed inside a stator, and a rotating body that fits on the inner periphery of the holding member,
A plurality of magnet insertion holes penetrating from the inner periphery to the outer periphery in the circumferential direction of the holding member are formed at predetermined intervals,
The rotor, wherein the rotor is fitted to the inner periphery of the holding member in a state where the permanent magnet is inserted into the magnet insertion hole from the inside.
The rotor according to claim 1, wherein an elastic portion that elastically abuts against an edge portion of the permanent magnet is provided on the abutment surface of the magnet insertion hole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006161425A JP2007330084A (en) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Rotor |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN104333158A (en) * | 2014-10-11 | 2015-02-04 | 镇江中船现代发电设备有限公司 | Permanent magnet motor rotor structure |
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2006
- 2006-06-09 JP JP2006161425A patent/JP2007330084A/en active Pending
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