特許第6181518号(P6181518)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6181518
(24)【登録日】2017年7月28日
(45)【発行日】2017年8月16日
(54)【発明の名称】ロータ、及びモータ
(51)【国際特許分類】
   H02K 1/27 20060101AFI20170807BHJP
   H02K 21/16 20060101ALI20170807BHJP
【FI】
   H02K1/27 501A
   H02K1/27 501K
   H02K1/27 501M
   H02K21/16 M
【請求項の数】10
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2013-224595(P2013-224595)
(22)【出願日】2013年10月29日
(65)【公開番号】特開2014-187858(P2014-187858A)
(43)【公開日】2014年10月2日
【審査請求日】2016年3月25日
(31)【優先権主張番号】特願2013-33008(P2013-33008)
(32)【優先日】2013年2月22日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000101352
【氏名又は名称】アスモ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】横山 誠也
(72)【発明者】
【氏名】三上 晃司
(72)【発明者】
【氏名】森田 智恵
(72)【発明者】
【氏名】土屋 貴宏
(72)【発明者】
【氏名】山田 洋次
【審査官】 マキロイ 寛済
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2012/067223(WO,A1)
【文献】 特開平11−136913(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02K 1/27
H02K 21/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、
前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記爪状磁極と前記界磁磁石との間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う前記爪状磁極の間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石との少なくとも一方からなる補助磁石と
を備えたロータであって、
前記界磁磁石と前記補助磁石の少なくとも界磁磁石には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されており、
軸方向から見た前記界磁磁石の外周部の形状が多角形とされることで、軸方向から見た前記界磁磁石の辺の部分が前記非当接部とされたことを特徴とするロータ。
【請求項2】
請求項に記載のロータにおいて、
軸方向から見た前記界磁磁石の外周部の形状は、磁極の数と同数の角を有する正多角形とされたことを特徴とするロータ。
【請求項3】
請求項に記載のロータにおいて、
前記界磁磁石の前記角は、前記極間磁石における周方向中心位置に配置されたことを特徴とするロータ。
【請求項4】
請求項に記載のロータにおいて、
前記界磁磁石の前記角は、前記背面磁石における周方向中心位置に配置されたことを特徴とするロータ。
【請求項5】
それぞれコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、
前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記爪状磁極と前記界磁磁石との間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う前記爪状磁極の間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石との少なくとも一方からなる補助磁石と
を備えたロータであって、
前記界磁磁石と前記補助磁石の少なくとも一方には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されており、
前記非当接部は、軸方向の一部に形成されており、
前記非当接部は、前記爪状磁極の基端部と対応した位置に形成されたことを特徴とするロータ。
【請求項6】
請求項に記載のロータにおいて、
前記非当接部は、前記爪状磁極の基端部と対応した位置のみに形成されたことを特徴とするロータ。
【請求項7】
請求項5又は6に記載のロータにおいて、
前記非当接部は、面取り部とされたことを特徴とするロータ。
【請求項8】
それぞれコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、
前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記爪状磁極と前記界磁磁石との間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う前記爪状磁極の間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石との少なくとも一方からなる補助磁石と
を備えたロータであって、
前記界磁磁石と前記補助磁石の少なくとも界磁磁石には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されており、
軸方向から見た前記界磁磁石の外周部の形状が磁極の数と同数の径方向外側に突出する角を有する星型多角形とされることで、軸方向から見た前記界磁磁石の凹んだ部分が前記非当接部とされたことを特徴とするロータ。
【請求項9】
請求項1乃至のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記背面磁石と前記極間磁石は、一体成形されて前記補助磁石を構成することを特徴とするロータ。
【請求項10】
請求項1乃至のいずれか1項に記載のロータと、
回転磁界を発生するステータと
を備えたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロータ、及びモータに関するものである。
【背景技術】
【0002】
モータのロータとしては、コアベースの外周部に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされる2つのロータコアと、それらの間に配置され軸方向に磁化された界磁磁石とを備え、各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させるいわゆる永久磁石界磁のランデル型構造のロータがある。そして、このようなロータとしては、爪状磁極と界磁磁石との間に配置され径方向に磁化されてその間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う爪状磁極の間に配置され周方向に磁化されてその間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石とからなる補助磁石を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2012−115085号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のようなロータでは、軸方向から見た界磁磁石の外周部の形状が円形とされ、その外周面が全体的に前記補助磁石(背面磁石及び極間磁石)と近接するため、その補助磁石(背面磁石及び極間磁石)が界磁磁石の磁束(短絡磁束)によって減磁してしまうという虞がある。
【0005】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、背面磁石及び極間磁石からなる補助磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができるロータ、及びモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するロータは、それぞれコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、前記爪状磁極と前記界磁磁石との間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う前記爪状磁極の間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石との少なくとも一方からなる補助磁石とを備えたロータであって、前記界磁磁石と前記補助磁石の少なくとも界磁磁石には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されており、軸方向から見た前記界磁磁石の外周部の形状が多角形とされることで、軸方向から見た前記界磁磁石の辺の部分が前記非当接部とされた
【0007】
同構成によれば、界磁磁石と補助磁石の少なくとも界磁磁石には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されるため、界磁磁石を補助磁石(背面磁石や極間磁石)と部分的に離間させることが可能となり、補助磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。
【0008】
構成によれば、軸方向から見た界磁磁石の外周部の形状が多角形とされることで、軸方向から見た界磁磁石の辺の部分が非当接部とされるため、簡単な構成で補助磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。
【0009】
上記ロータにおいて、軸方向から見た前記界磁磁石の外周部の形状は、磁極の数と同数の角を有する正多角形とされることが好ましい。
同構成によれば、軸方向から見た界磁磁石の外周部の形状は、磁極の数と同数の角を有する正多角形とされるため、角を各背面磁石又は各極間磁石の同じ周方向位置に近接させることができ、磁極を周方向にバランス良く設けることができる。又、正多角形であるため、界磁磁石の製造が容易となる。
【0010】
上記ロータにおいて、前記界磁磁石の前記角は、前記極間磁石における周方向中心位置に配置されることが好ましい。
同構成によれば、界磁磁石の角は、極間磁石における周方向中心位置に配置されるため、背面磁石が界磁磁石と極力離間することになり、主に背面磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。尚、極間磁石においても界磁磁石と近接する箇所が一部となるため、極間磁石においても界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。又、磁極を周方向に更にバランス良く設けることができる。
【0011】
上記ロータにおいて、前記界磁磁石の前記角は、前記背面磁石における周方向中心位置に配置されることが好ましい。
同構成によれば、界磁磁石の角は、背面磁石における周方向中心位置に配置されるため、極間磁石が界磁磁石と極力離間することになり、主に極間磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。尚、背面磁石においても界磁磁石と近接する箇所が一部となるため、背面磁石においても界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。又、磁極を周方向に更にバランス良く設けることができる。
【0012】
上記課題を解決するロータそれぞれコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、前記爪状磁極と前記界磁磁石との間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う前記爪状磁極の間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石との少なくとも一方からなる補助磁石とを備えたロータであって、前記界磁磁石と前記補助磁石の少なくとも一方には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されており、前記非当接部は、軸方向の一部に形成されており、前記非当接部は、前記爪状磁極の基端部と対応した位置に形成された
同構成によれば、界磁磁石と補助磁石の少なくとも一方には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されるため、界磁磁石を補助磁石(背面磁石や極間磁石)と部分的に離間させることが可能となり、補助磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。又、非当接部は、軸方向の一部に形成されるため、磁石量の減少を抑えながら特に非当接部の近傍部位で補助磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。
【0013】
構成によれば、非当接部は、爪状磁極の基端部と対応した位置に形成されるため、特に界磁磁石の磁束が補助磁石に大きな逆磁界を与えることになってしまう部位での逆磁界を緩和することができ、該部位で補助磁石が著しく減磁してしまうことを抑えることができる。即ち、爪状磁極の基端部と対応した位置(背面磁石が配置される部分)では界磁磁石の磁束による短絡磁束の発生が考えられるが、その位置で磁気抵抗の大きな空隙が形成されることで短絡磁束の発生が抑えられ、該短絡磁束によって補助磁石が著しく減磁してしまうことを抑えることができる。
【0014】
上記ロータにおいて、前記非当接部は、前記爪状磁極の基端部と対応した位置のみに形成されることが好ましい。
同構成によれば、非当接部は、爪状磁極の基端部と対応した位置のみに形成されるため、磁石量の減少を極力抑えながら特に著しく減磁してしまい易い部位での減磁を抑えることができる。
【0015】
上記ロータにおいて、前記非当接部は、面取り部とされることが好ましい。
同構成によれば、非当接部は、面取り部とされるため、例えば、段差部とされた非当接部等と比べて、該部位の割れや欠けを抑えることができる。
【0016】
上記課題を解決するロータそれぞれコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第1及び第2ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、前記爪状磁極と前記界磁磁石との間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う前記爪状磁極の間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石との少なくとも一方からなる補助磁石とを備えたロータであって、前記界磁磁石と前記補助磁石の少なくとも界磁磁石には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されており、軸方向から見た前記界磁磁石の外周部の形状は、磁極の数と同数の径方向外側に突出する角を有する星型多角形とされることで、軸方向から見た前記界磁磁石の凹んだ部分が前記非当接部とされた
同構成によれば、界磁磁石と補助磁石の少なくとも界磁磁石には、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されるため、界磁磁石を補助磁石(背面磁石や極間磁石)と部分的に離間させることが可能となり、補助磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。又、軸方向から見た界磁磁石の外周部の形状が磁極の数と同数の径方向外側に突出する角を有する星型多角形とされることで、軸方向から見た前記界磁磁石の凹んだ部分が前記非当接部とされるため、簡単な構成で補助磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。しかも、角が各背面磁石又は各極間磁石の同じ周方向位置に配置されることになり、磁極を周方向にバランス良く設けることができる。
【0017】
上記ロータにおいて、前記背面磁石と前記極間磁石は、一体成形されて補助磁石を構成することが好ましい。
同構成によれば、背面磁石と極間磁石は一体成形されて補助磁石を構成するため、それぞれが別体とされたものに比べて、ロータの部品点数を低減することができる。
【0018】
上記課題を解決するモータは、上記ロータと、回転磁界を発生するステータとを備える。
同構成によれば、モータにおいて、上記した効果を得ることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明のロータ、及びモータでは、背面磁石及び極間磁石からなる補助磁石が界磁磁石の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】一実施形態におけるブラシレスモータの一部断面図。
図2】同形態におけるロータの一部断面図。
図3】同形態におけるロータの斜視図。
図4図2のA−A線に沿った断面図。
図5】別例におけるロータの一部断面図。
図6】別例におけるロータの分解斜視図。
図7】別例におけるロータの一部断面図。
図8】別例におけるロータの一部断面図。
図9】別例におけるロータの一部断面図。
図10】別例におけるロータの一部断面図。
図11】別例におけるロータの一部断面図。
図12】別例におけるロータの一部断面図。
図13】別例におけるロータの分解斜視図。
図14】別例におけるロータの一部断面図。
図15】(a)は別例における界磁磁石の平面図。(b)は別例における界磁磁石の側面図。
図16】(a)は別例における界磁磁石の平面図。(b)は別例における界磁磁石の側面図。
図17】別例におけるロータの一部断面図。
図18】別例における背面磁石の斜視図。
図19】別例における背面磁石の斜視図。
図20】別例における背面磁石の斜視図。
図21】別例における背面磁石の斜視図。
図22】別例におけるロータの一部断面図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、モータの一実施形態を図1図4に従って説明する。
図1に示すように、ブラシレスモータMは、モータハウジング1の内周面にステータ2が固定され、そのステータ2の内側には、回転軸3に固定され同回転軸3とともに一体回転する所謂ランデル型構造のロータ4が配設されている。回転軸3は、被磁性体のステンレス製シャフトであって、モータハウジング1に設けた図示しない軸受にて、モータハウジング1に対して回転可能に支持されている。
【0022】
ステータ2は、円筒状のステータコア10を有し、そのステータコア10の外周面がモータハウジング1の内側面に固定されている。ステータコア10の内側には、軸線方向に沿って形成され、かつ、周方向に等ピッチに配置される複数のティース11が、径方向内側に向かって延出形成されている。各ティース11は、T型のティースであって、その径方向内側の内周面11aは、回転軸3の中心軸線Oを中心とする同心円形状の円弧を軸線方向に延出した円弧面である。
【0023】
ティース11同士の周方向の間には、スロット12が形成される。本実施形態では、ティース11の数は12個であって、スロット12の数は、ティース11の数と同じ12個である。12個のティース11には、周方向に3相巻線、即ち、U相巻線13u、V相巻線13v、W相線13wが順番に集中巻きにて巻回され、それらはスロット12内に配置されている。
【0024】
そして、これら各相巻線13u,13v,13wに3相電源電圧を印加してステータ2に回転磁界を発生させ、同ステータ2の内側に配置した回転軸3に固定されたロータ4を回転させるようになっている。
【0025】
図2図4に示すように、ロータ4は、第1及び第2ロータコア20,30、界磁磁石40、背面磁石50及び極間磁石51を有している。尚、背面磁石50及び極間磁石51は、後述するように漏れ磁束を抑えるための補助磁石Gを構成している。
【0026】
第1ロータコア20は、軟磁性材よりなり本実施形態では電磁鋼板にて形成され、回転軸3を貫挿固着するボス部20aが形成された略円板状の第1コアベース21を有している。第1コアベース21の外周面には、等間隔に複数(本実施形態では4つ)の第1爪状磁極22が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。
【0027】
また、本実施形態の第1爪状磁極22の径方向外側面f1は、軸直交方向断面形状が回転軸3の中心軸線Oを中心とする同心円形状の円弧面を有するとともに、その径方向外側面f1に2つの補助溝25を有している。
【0028】
図2に示すように、第2ロータコア30は、第1ロータコア20と同一材質及び同形状であって、回転軸3を貫挿固着するボス部30aが形成された略円板状の第2コアベース31を有している。第2コアベース31の外周面には、等間隔に複数(本実施形態では4つ)の第2爪状磁極32が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。
【0029】
また、本実施形態の第2爪状磁極32の径方向外側面f2は、軸直交方向断面形状が回転軸3の中心軸線Oを中心とする同心円形状の円弧面を有するとともに、その径方向外側面f2に2つの補助溝35を有している。尚、前記補助溝25,35は、非駆動時等に振動等によりロータ4が回転しようとした際に前記ティース11との間隔が変動することに伴い磁界の変化を大きく生じさせ、回転時の負荷となり、ディテントトルクを増加させる。
【0030】
そして、第1及び第2ロータコア20,30は、そのボス部20a,30aに回転軸3が圧入されることで回転軸3に対して固定される。この際、第2ロータコア30は、各第2爪状磁極32が周方向に隣り合う第1爪状磁極22間に配置されるようにして、且つ第1コアベース21と第2コアベース31との軸方向の間に界磁磁石40が配置(挟持)されるようにして第1ロータコア20に対して組み付けられる。
【0031】
図2に示すように、前記界磁磁石40は、フェライト磁石やネオジム磁石よりなる中央孔を有した略板状の永久磁石であって、前記第1爪状磁極22を第1の磁極(本実施形態ではN極)として機能させ、前記第2爪状磁極32を第2の磁極(本実施形態ではS極)として機能させるように、軸方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ4は、所謂ランデル型構造のロータである。ロータ4は、N極となる4つの第1爪状磁極22と、S極となる4つの第2爪状磁極32とが周方向に交互に配置されており、極数が8極(極対数が4個)となる。すなわち、本実施形態では、ロータ4の磁極の数(極数)が「8」に設定され、ステータ2のティース11(スロット12)の数が「12」に設定されたブラシレスモータMとされている。
【0032】
又、図2に示すように、本実施形態のロータ4は、第1及び第2爪状磁極22,32の径方向内側(背面)であって界磁磁石40との間に設けられ、その部分の漏れ(短絡)磁束を抑えるべく径方向に磁化された背面磁石50を備えている。本実施形態の背面磁石50は、軸方向から見て扇形に形成され、その径方向内側の円弧面が前記第1及び第2コアベース21,31の外周面と同じ径の円弧面とされている。
【0033】
又、図3に示すように、本実施形態のロータ4は、第1及び第2爪状磁極22,32同士の周方向の各間に設けられ、その部分の漏れ磁束を抑えるべく周方向に磁化された極間磁石51を備えている。本実施形態の極間磁石51は、軸方向から見て略扇形に形成されつつその径方向内側の面が平面とされ、軸方向から見た前記平面の直線部分が前記第1及び第2コアベース21,31の外周面の接線となるように設けられている。
【0034】
ここで、図4に示すように、本実施形態の界磁磁石40には、補助磁石G(背面磁石50及び極間磁石51)との当接を部分的に阻止するための非当接部Hが形成されている。本実施形態の界磁磁石40は、軸方向から見た外周部の形状が多角形とされることで、軸方向から見た界磁磁石40の辺の部分が前記非当接部Hとされている。詳しくは、界磁磁石40は、軸方向から見た外周部の形状が、磁極の数と同数であって、本実施形態では8個の角40aを有する正多角形とされ、周方向に隣り合う角40a間の面がそれぞれ非当接部Hとされている。又、界磁磁石40の角40aは、前記極間磁石51における周方向中心位置に配置されている。即ち、界磁磁石40の角40aは、極間磁石51において軸方向から見た径方向内側の前記平面の直線部分の中心位置と近接するように配置されている。
【0035】
次に、上記のように構成されたブラシレスモータMの作用について説明する。
ステータコア10の各相巻線13u,13v,13wに3相電源電圧が印加されてステータ2にて回転磁界が発生されると、同ステータ2の内側に配置した回転軸3に固着されたロータ4は、その回転磁界に基づいて回転駆動される。
【0036】
この際、ロータ4は、背面磁石50によってその部分の漏れ(短絡)磁束が抑えられるとともに、極間磁石51によってその部分の漏れ(短絡)磁束が抑えられるため、高効率でステータ2の回転磁界と作用して回転駆動される。
【0037】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
(1)界磁磁石40には、補助磁石G(背面磁石50及び極間磁石51)との当接を部分的に阻止するための非当接部Hが形成されるため、界磁磁石40を補助磁石G(背面磁石50や極間磁石51)と部分的に離間させることが可能となり、補助磁石Gが界磁磁石40の磁束(短絡磁束)によって減磁してしまうことを低減することができる。又、例えば、各部材を組み付けた状態で補助磁石Gを着磁する場合では、補助磁石Gに界磁磁石40による逆磁界がかかることを抑えて補助磁石Gの着磁を良好に行うことが可能となる。又、例えば、界磁磁石40を第1コアベース21や第2コアベース31に接着する場合では、非当接部Hによって形成される空隙に余剰な接着剤を流入させることができる。よって、例えば、ブラシレスモータMを安定して高効率とすることができる。
【0038】
(2)軸方向から見た界磁磁石40の外周部の形状が多角形とされることで、軸方向から見た界磁磁石40の辺の部分が非当接部Hとされるため、簡単な構成で補助磁石Gが界磁磁石40の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。
【0039】
(3)軸方向から見た界磁磁石40の外周部の形状は、磁極の数と同数であって、本実施形態では8個の角40aを有する正多角形とされるため、本実施形態のように角40aを各極間磁石51の同じ周方向位置に近接させることができ、磁極を周方向にバランス良く設けることができる。又、正多角形であるため、界磁磁石40の製造が容易となる。
【0040】
(4)界磁磁石40の角40aは、前記極間磁石51における周方向中心位置に配置されるため、背面磁石50が界磁磁石40と極力離間することになり、主に背面磁石50が界磁磁石40の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。尚、極間磁石51においても界磁磁石40と近接する箇所が一部となるため、極間磁石51においても界磁磁石40の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。又、磁極を周方向に更にバランス良く設けることができる。
【0041】
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、界磁磁石40の角40aは、極間磁石51における周方向中心位置に配置されるとしたが、これに限定されず、角40aを他の位置に配置してもよい。
【0042】
例えば、図5に示すように、界磁磁石40の角40aを前記背面磁石50における周方向中心位置に配置してもよい。このようにすると、極間磁石51が界磁磁石40と極力離間することになり、主に極間磁石51が界磁磁石40の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。尚、背面磁石50においても界磁磁石40と近接する箇所が一部となるため、背面磁石50においても界磁磁石40の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。
【0043】
・上記実施形態では、背面磁石50と極間磁石51とを別体で設けたが、これに限定されず、背面磁石50と極間磁石51とを、図6及び図7に示すように、同様の機能を有するように着磁され、背面磁石としての背面磁石部60と極間磁石としての極間磁石部61とが一体成形された補助磁石としての極異方性磁石62に変更してもよい。この例では、界磁磁石40の角40aは、極間磁石部61における周方向中心位置に配置されている。このようにすると、それぞれが別体とされたものに比べて、部品点数を低減することができる。
【0044】
又、図8に示すように、前記極異方性磁石62を用いた形態において、界磁磁石40の角40aを、前記背面磁石部60における周方向中心位置に配置してもよい。
・上記実施形態では、磁極の数(極数)が8個のロータ4に具体化したが、これに限定されず、異なる極数のロータに変更してもよい。
【0045】
例えば、図9に示すように、磁極の数(極数)が10個のロータに具体化してもよい。詳しくは、この例のロータは、第1ロータコア65の第1爪状磁極71と第2ロータコア66の第2爪状磁極72とが5個ずつ設けられ、それらの各径方向内側(背面)に背面磁石73を有するとともにそれらの周方向の各間に極間磁石74を有する。尚、この例の第1及び第2爪状磁極71,72には、上記実施形態の補助溝25,35が形成されていない。そして、界磁磁石75は、軸方向から見た外周部の形状が、磁極の数と同数であって、この例では10個の角75a及び10個の非当接部Hを有する正多角形とされている。そして、界磁磁石75の角75aは、前記背面磁石73における周方向中心位置に配置されている。このようにしても、上記した効果を得ることができる。尚、この例では、極間磁石74の径方向内側端部が背面磁石73の径方向内側端部(前記第1及び第2コアベース21,31の外周面)よりも径方向外側に配置されるように形成されている。
【0046】
又、例えば、図10に示すように、上記別例(図9参照)における界磁磁石75の角75aを前記極間磁石74における周方向中心位置に配置してもよい。
又、例えば、図11に示すように、上記別例(図9参照)における背面磁石73と極間磁石74とを、同様の機能を有するように着磁され、背面磁石としての背面磁石部81と極間磁石としての極間磁石部82とが一体成形された補助磁石としての極異方性磁石83に変更してもよい。尚、この例では、極間磁石部82の径方向内側端部が背面磁石部81の径方向内側端部とともに円形状を形成している。
【0047】
・上記実施形態では、軸方向から見た界磁磁石40の外周部の形状が、磁極の数と同数である8個の角40aを有する正多角形とされるとしたが、他の多角形に変更してもよい。
【0048】
例えば、図12に示すように、変更してもよい。即ち、軸方向から見た界磁磁石90の外周部の形状を、磁極の数と同数(この例では10個)の径方向外側に突出する角90aを有する星型多角形とすることで、軸方向から見た界磁磁石90の凹んだ部分が非当接部Hとされたものに変更してもよい。このようにしても、簡単な構成で補助磁石Gが界磁磁石90の磁束によって減磁してしまうことを低減することができる。しかも、角90aが各極間磁石74の同じ周方向位置に配置されることになり、磁極を周方向にバランス良く設けることができる。
【0049】
又、この例では、界磁磁石90の径方向外側に突出する角90aを、前記極間磁石74における周方向中心位置に配置するとともに、背面磁石73の径方向内側端部よりも径方向外側に配置している。このようにすると、例えば、径方向外側に配置されないものよりも界磁磁石90の体積を大きくすることができる。
【0050】
又、例えば、磁極の数と異なる数の角を有する正多角形の界磁磁石に変更してもよい。例えば、磁極の数の2倍の数の角を有する正多角形や、磁極の数の1/2の数の角を有する正多角形に変更してもよい。
【0051】
・上記実施形態では、軸方向から見た界磁磁石40の外周部の形状が多角形とされることで、軸方向から見た界磁磁石40の辺の部分が非当接部Hとされるとしたが、界磁磁石と補助磁石の少なくとも一方に、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部が形成されれば、他の構成に変更してもよい。
【0052】
例えば、図13図14図15(a)及び図15(b)に示すように、変更してもよい。この例では、上記別例(図9参照)における界磁磁石75が、軸方向の一部に非当接部Hが形成された界磁磁石100に変更されている。尚、界磁磁石100以外は上記別例(図9参照)と略同様であるため、それら同様の部材については同様の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0053】
この例の界磁磁石100は、全体が略円盤状に形成され、非当接部Hが第1及び第2爪状磁極71,72の基端部と対応した位置のみに形成されている。詳しくは、非当接部Hは、界磁磁石100の第1ロータコア65と対向する側(図14中、上側)においては、第1爪状磁極71と対応した位置に平面状に面取りされた面取り部として形成され、界磁磁石100の第2ロータコア66と対向する側においては、第2爪状磁極72と対応した位置に平面状に面取りされた面取り部として形成されている。
【0054】
このようにすると、非当接部Hは、第1及び第2爪状磁極71,72の基端部と対応した位置に形成されるため、特に界磁磁石100の磁束が補助磁石G(特に背面磁石73)に大きな逆磁界を与えることになってしまう部位での逆磁界を緩和することができ、該部位で補助磁石Gが著しく減磁してしまうことを抑えることができる。即ち、第1及び第2爪状磁極71,72の基端部と対応した位置(背面磁石73が配置される部分)では界磁磁石100の磁束による短絡磁束の発生が考えられるが、その位置で磁気抵抗の大きな空隙Kが形成されることで短絡磁束の発生が抑えられ、該短絡磁束によって補助磁石G(背面磁石73)が著しく減磁してしまうことを抑えることができる。
【0055】
又、非当接部Hは、第1及び第2爪状磁極71,72の基端部と対応した位置のみに形成されるため、非当接部Hを形成することによる磁石量の減少を極力抑えながら、特に著しく減磁してしまい易い部位での減磁を抑えることができる。
【0056】
又、非当接部Hは、面取り部とされるため、例えば、段差部とされた非当接部等と比べて、該部位の割れや欠けを抑えることができる。
又、例えば、図16(a)及び図16(b)に示すように、上記別例(図13図15参照)の界磁磁石100を、周方向全体が面取りされた面取り部である非当接部Hが形成された界磁磁石110に変更してもよい。
【0057】
又、例えば、図17及び図18に示すように、非当接部Hが形成されていない略円盤状の界磁磁石120としながら、補助磁石Gにおける背面磁石121に非当接部Hを形成してもよい。この例の背面磁石121は、軸方向から見て略扇形に形成され、非当接部Hが第1及び第2爪状磁極71,72の基端部と対応した位置のみに形成されている。尚、この例の非当接部Hは、図18に示すように、背面磁石121の湾曲した形状に沿って湾曲した曲面状に面取りされた面取り部とされている。このようにしても、上記別例(図13図15)の効果と略同様の効果を得ることができる。
【0058】
又、例えば、上記別例(図17及び図18参照)の背面磁石121における非当接部Hは、図19に示すように、平面状に面取りされた面取り部としてもよいし、図20に示すように、R形状に面取りされた面取り部としてもよい。又、例えば、図21に示すように、非当接部Hは段差部としてもよい。
【0059】
又、例えば、図22に示すように、界磁磁石100と背面磁石121の両方に、互いの当接を部分的に阻止するための非当接部Hを形成してもよい。
上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【0060】
(イ)前記極間磁石の径方向内側端部が前記背面磁石の径方向内側端部よりも径方向外側に配置され、前記界磁磁石の径方向外側に突出する前記角は、前記極間磁石における周方向中心位置に配置されるとともに、前記背面磁石の径方向内側端部よりも径方向外側に配置されたことを特徴とする。
【0061】
同構成によれば、極間磁石の径方向内側端部が背面磁石の径方向内側端部よりも径方向外側に配置され、界磁磁石の径方向外側に突出する角は極間磁石における周方向中心位置に配置されるとともに背面磁石の径方向内側端部よりも径方向外側に配置されるため、例えば、径方向外側に配置されないものよりも界磁磁石の体積を大きくすることができる。
【符号の説明】
【0062】
2…ステータ、4…ロータ、20,65…第1ロータコア、21…第1コアベース(コアベース)、22,71…第1爪状磁極(爪状磁極)、30,66…第2ロータコア、31…第2コアベース(コアベース)、32,72…第2爪状磁極(爪状磁極)、40,75,90,100,110,120…界磁磁石、40a,75a…角、50,73,121…背面磁石、51,74…極間磁石、60,81…背面磁石部(背面磁石)、61,82…極間磁石部(極間磁石)、90a…径方向外側に突出する角、G…補助磁石、H…非当接部。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
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図22