特許 6557831 アキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造

(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】6557831

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】アキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/27 20060101AFI20190805BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/27 503

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-117291(P2015-117291)

(22)【出願日】2015年6月10日

(65)【公開番号】特開2017-5866(P2017-5866A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2018年1月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000203634

【氏名又は名称】多摩川精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】岡島 徹弥

【審査官】 三島木 英宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０５５５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９９８１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸(53)上でステータ(40)を介して互いに対向配置された第１ロータ片(14A)及び第２ロータ片(14B)からなるロータ(10)を備えたアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造において、
前記各ロータ片(14A,14B)に設けられた軸孔(21)を中心(A)に有するロータ基盤(14)の周縁(14a)に形成された複数のマグネット用孔(22)と、前記マグネット用孔(22)内に嵌合して設けられたマグネット(12)と、前記マグネット(12)の外面(12a)側で、かつ前記ロータ基盤(14)の前記軸孔(21)をなす筒状軸壁(30)の外周(30a)に嵌合され、前記外面(12a)と接する輪状マグネット固定板(15)と、からなり、
前記マグネット(12)の外周に形成されたマグネット用段部(24B)を、前記マグネット用孔(22)の内周(23)に形成された孔用段部(24A)に嵌合させ、前記各マグネット(12)の前記ステータ(40)と対面する内面(12c)は、前記マグネット用孔(22)の開口面(22A)よりも前記ステータ(40)側に突出している構成とし、前記マグネット(12)は、接着剤を用いることなく、機械的構造のみによって前記ロータ基盤(14)に固定されていると共に、前記各ロータ片(14A,14B)は同一構造であることを特徴とするアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造に関し、特に、ロータに取り付ける各マグネットを機械的に強固に固定し、耐久性を向上させるための新規な改良に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、用いられていたこの種のモータのロータ構造としては、例えば、特許文献１に示される構成を図５から図７として開示することができる。
すなわち、図５に示すように、アキシャルギャップ型の回転電機の回転子（ロータ）１０は、例えば、積層鋼板により外歯車状に形成したプレート１１と、プレート１１に組み込んだ複数の磁石１２を有している。

【0003】

前記プレート１１は、回転軸が貫通するリング状部（図示しない）と、リング状部から車輪のスポーク状に放射状に伸び、周方向に等間隔で隣接する複数本のビーム状部（図示しない）を有している。磁石１２は、隣接するビーム状部間に形成される空間形状に合わせた横断面形状を有しており、隣接ビーム状部間に挿入配置される。ビーム状部には、表裏両面側から挟み込むように長板状の軟磁性圧紛材料からなるブリッジ１３が装着されている（図５、図６参照）。

【0004】

また、磁石１２の内周側のプレート１１には、プレート１１の回転軸方向の剛性を高めるため、非磁性体からなるカラー１４がプレート１１を表裏両面側から挟み込むように装着されている（図５、図７参照）。磁石１２の外周側には、回転子１０の回転強度を高めるため、プレート１１を挟み込むブリッジ１３及び磁石１２の外縁部を一体的に保持するように、これらを表裏両面側から挟み込む円環部材（リング）１５が装着されている（図５、図７参照）。

【0005】

前記磁石１２とブリッジ１３の接触部は、磁石１２がブリッジ１３を押さえ込むことができる形状に形成されている。例えば、ブリッジ１３は、間接接触が外向き傾斜、すなわち、プレート１１側（底面側）の幅が広い台形状断面（図６参照）を有して、或いは、階段状段差面を有して、形成されており、磁石１２は、ブリッジ１３の形状に対応する。両接触面が内向き傾斜、すなわち、厚み方向中央部の幅が最も狭いプーリ―形状（図６参照）を有して、或いは、裏側階段状段差面を有して、形成されている。

【0006】

つまり、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を回転平面上に配置して形成した回転電機の回転子は、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材の接触部が、脆性材料からなる部材の配置により延性材料からなる部材の回転軸方向への移動を規制することができる形状に形成され、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を接触状態にすることで形状的に保持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−３７２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来のモータのロータ構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述のように、カラー１４上の各ブリッジ１３を介して磁石１２をカラー１４上に取り付け、各ブリッジ１３及び磁石１２をリング１５で固定し、ブリッジ１３の外端とリング１５の接触部分とを接着剤αで接着すると共に、磁石１２の外周とリング１５の内周とを接着剤αで固定していたため、ロータ１０が高速で回転した場合、磁石１２に大きい応力がかかる過酷な使用条件下においては、接着剤では強度が持たず、剥がれてしまう可能性があるため、接着剤を用いることなく、機械的に磁石を固定する構造が求められている。

【0009】

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、ロータに取り付ける各マグネットを機械的に強固に固定し、耐久性を向上させるようにしたアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明によるアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造は、回転軸上でステータを介して互いに対向配置された第１ロータ片及び第２ロータ片からなるロータを備えたアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造において、前記各ロータ片に設けられた軸孔を中心に有するロータ基盤の周縁に形成された複数のマグネット用孔と、前記マグネット用孔内に嵌合して設けられたマグネットと、前記マグネットの外面側で、かつ前記ロータ基盤の前記軸孔をなす筒状軸壁の外周に嵌合され、前記外面と接する輪状マグネット固定板と、からなり、前記マグネットの外周に形成されたマグネット用段部を、前記マグネット用孔の内周に形成された孔用段部に嵌合させ、前記各マグネットの前記ステータと対面する内面は、前記マグネット用孔の開口面よりも前記ステータ側に突出している構成とし、前記マグネットは、接着剤を用いることなく、機械的構造のみによって前記ロータ基盤に固定されていると共に、前記各ロータ片は同一構造である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によるアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、軸孔を中心に有するロータ基盤の周縁に形成された複数のマグネット用孔と、前記各マグネット用孔内に設けられたマグネットと、前記マグネットの外面側で前記ロータ基盤のロータ面に取り付けられたマグネット固定板と、からなり、前記マグネットの外周に形成されたマグネット用段部が、前記マグネット用孔の内周に形成された孔用段部に係合している構成としたことにより、マグネットは純機械的、すなわち、機械的のみによってロータ基盤に強固に固定することができ、高速回転、大きい振動及び高温状態下でも安定したロータの回転を得ることができる。
また、前記マグネットは板状に形成され、前記マグネット固定板は輪状板よりなることにより、各マグネットはマグネット用孔内に強固に固定される。
また、前記各マグネットの内面は、前記マグネット用孔の開口面よりも内側に突出していることにより、マグネットの内面とステータとの間のギャップの管理が容易となり、設計値に沿ったアキシャル型モータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明によるアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造のロータ片を示す分解断面斜視図である。

【図2】図１のロータ片の組み立て後の断面図である。

【図3】図２のロータ片を図４のアキシャル型モータのロータ片に適用する前の状態を示す断面図である。

【図4】図１〜図３に示されるロータ片を一対用いたアキシャル型モータを示す断面図である。

【図5】従来のアキシャル型モータのロータ構造の要部を示す部分平面図である。

【図6】図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図7】図５のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明によるアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造は、ロータ基盤に形成したマグネット用孔の孔用段部にマグネットのマグネット用段部を係合させ、全てのマグネットをマグネット固定板で固定することにより、マグネットを機械的構造のみで強固に固定することである。

【実施例】

【0014】

以下、図面と共に本発明によるアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１は、図４で示されるアキシャル型モータ２０の第１、第２ロータ片１４Ａ，１４Ｂのうちの一方の第２ロータ片１４Ｂを示すもので、特に、前記第２ロータ片１４Ｂは前記第１ロータ片１４Ａと同一で、前記アキシャル型モータ２０に組み込まれた前記第１、第２ロータ片１４Ａ，１４Ｂは向きが異なるのみで、全く同一構造であるため、同一符号を付し、その説明は省略するものとする。

【0015】

前記第２ロータ片１４Ｂは、軸孔２１を有する円盤状のロータ基盤１４の周縁１４ａには、円周方向に沿って貫通状の複数個のマグネット用孔２２が形成され、各マグネット用孔２２の内周２３には孔用段部２４Ａが形成されている。
前記ロータ基盤１４の軸心である中心Ａには、軸孔２１が形成されていると共に前記各マグネット用孔２２内には、板状のマグネット１２が嵌合されている。

【0016】

前記各マグネット１２の外周には、マグネット用段部２４Ｂが形成され、前記各マグネット１２を前記マグネット用孔２２に嵌合する時は、前記孔用段部２４Ａ内に前記マグネット用段部２４Ｂを嵌合させて係合することにより、図２で示されるように、前記マグネット１２は前記マグネット用孔２２に対して強嵌合によって一体状に接続される。

【0017】

前述のように、前記各マグネット用孔２２内にマグネット１２を強嵌合で取り付けた後は、接着剤を用いることなく機械的構成のみで前記マグネット１２とマグネット用孔２２は一体的に結合している。
前記各マグネット１２の外面１２ａには、前記ロータ基盤１４のロータ面１４ｂを覆うように、輪状板をなすマグネット固定板１５が設けられ、前記軸孔２１の筒状軸壁３０の外周に前記マグネット固定板１５の取付孔１５ａが図２のように、強嵌合されている。

【0018】

従って、前記マグネット固定板１５を取り付けることにより、前記各マグネット１２の外面１２ａが固定するため、各マグネット１２は前記各マグネット用孔２２から外れることはなく、高速回転あるいは高振動においても前記ロータ基盤１４には、各マグネット１２が確実に保持される。
また、図１及び図４で示されるように、各マグネット１２の内面１２ｃは、前記ロータ基盤１４の前記マグネット用孔２２の開口面２２Ａよりも内側に突出していることにより、図４の巻線からなるステータ４０とのギャップＤを所定通りに保つことができるように構成されている。

【0019】

前述のように構成された第１、第２ロータ片１４Ａ，１４Ｂは、図４で示されるように、モータケース５０に設けられた一対の軸受５１,５２によって回転自在に設けられた回転軸５３を、前記各軸孔２１に貫通させることにより、前記各ロータ片１４Ａ，１４Ｂからなるロータ１０が前記回転軸５３と共に一体回転できるように構成されている。
前記各ロータ片１４Ａ，１４Ｂ間に位置し、かつ、前記モータケース５０に固定された前記ステータ４０が図示しない制御部を介して励磁されることにより、前記各ロータ片１４Ａ，１４Ｂの各マグネット１２との磁気作用によって、前記ロータ１０は所定の方向へ回転するように構成されている。

【0020】

尚、前記各ロータ基盤１４,１４は、前記回転軸５３上で当接部６０を介して一体状に接続され、前記各軸受５１,５２のうち、一方の軸受５２の外輪５２ａには、前記モータケース５０との間に設けられたワッシャ等からなる付勢手段６１によって常時一方の方向（図４では左方向）に予圧が与えられている。

【産業上の利用可能性】

【0022】

本発明によるアキシャル型モータ又は発電機のマグネット固定構造は、アキシャル型モータを構成する各ロータ片に取付けるマグネットが接着剤を用いることなく、機械的構成のみで各ロータ片に強固に設けられているため、高速回転、大きい振動及び高温状況下等においても、マグネットの離脱が起こることなく、安定動作を得ることができる。

【符号の説明】

【0023】

１２ マグネット
１２ａ 外面
１２ｃ 内面
１４ ロータ基盤
１４Ａ 第１ロータ片
１４Ｂ 第２ロータ片
１４ａ 周縁
１４ｂ ロータ面
１５ 輪状マグネット固定板
１５ａ 取付孔
２０ アキシャル型モータ
２１ 軸孔
２２ マグネット用孔
２２Ａ 開口面
２３ 内周
２４Ａ 孔用段部
２４Ｂ マグネット用段部
３０ 筒状軸壁
４０ ステータ
５０ モータケース
５１,５２ 軸受
５３ 回転軸
６０ 当接部
６１ 付勢手段
Ａ 中心
Ｄ ギャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】