(57)【要約】【課題】重量アンバランスを調整するにあたり、ロータに残留応力が発生することを防止できるとともに微小な調整を可能とし、かつ、調整にあたりロータ内の磁路を変化させることのないアキシャルギャップ電動機のロータ構造を提供する。【解決手段】複数の永久磁石１をディスク状の保持部材２に周方向に設けるとともに当該保持部材２を回転軸３に連結してなるロータ４と、ロータ４にロータの中心軸線に沿って対向して配置されるステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、  前記保持部２材に一以上の非磁性部材５をロータ外面から切削加工可能に設けて、重量アンバランスを調整可能としてなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の永久磁石をディスク状の保持部材に周方向に設けるとともに当該保持部材を回転軸に連結してなるロータと、ロータにロータの中心軸線に沿って対向して配置されるステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、
前記保持部材に一以上の非磁性部材をロータ外面から切削加工可能に設けて、重量アンバランスを調整可能としてなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造。
【請求項２】
前記非磁性部材を回転軸の外周面に面して設けてなる請求項１に記載のアキシャルギャップ電動機のロータ構造。
【請求項３】
前記非磁性部材をロータ周方向に間隔をおいて設けた複数の扇形柱状部から構成してなる請求項２に記載のアキシャルギャップ電動機のロータ構造。
【請求項４】
前記非磁性部材を前記保持部材の外周側面に面して設けてなる請求項１に記載のアキシャルギャップ電動機のロータ構造。
【請求項５】
前記非磁性部材を、ロータ周方向に間隔をおいて設けた複数の扇形柱状部から構成してなる請求項４に記載のアキシャルギャップ電動機のロータ構造。
【請求項６】
前記非磁性部材を、前記保持部材の軸方向両端面の永久磁石よりも外周側にそれぞれ面する一対の環状柱体部と、それらの一対の環状柱体部を周方向の複数箇所にて連結する複数の連結部とから構成してなる、請求項１に記載のアキシャルギャップ電動機のロータ構造。
【請求項７】
前記非磁性部材を、前記保持部材の軸方向両端面の永久磁石よりも外周側にそれぞれ面する複数対の円柱体部と、それらの複数対の円柱体部をそれぞれ連結する複数の連結部とから構成してなる、請求項１に記載のアキシャルギャップ電動機のロータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸に沿ってステータとディスク状のロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ電動機のロータ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動機のロータに重量アンバランスが存在すると、ロータには一回転につき一周期の振動が発生して、とくには車両に搭載した場合には振動乗り心地を悪化させる。このため、例えば特許文献１に記載されているように、ロータの軸方向両端面に所定数の孔を設け、その開口におもりを圧入嵌合することにより、前記重量アンバランスを修正することが行われている。
あるいは、特許文献２に記載されているように、ロータの軸方向両端面をドリルまたはフライス等により穴または溝を切削加工して、質量を削除して重量アンバランスを調整することも行われている。
【特許文献１】特開平７−２９８５７７号公報
【特許文献２】特開昭５７−８３７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１に記載されたロータの構造によっては、おもりを圧入することにより調整を行うため、切削加工による鉄くずがロータの磁石に付着してしまうことを防ぐことができるものの、おもりを前記孔の開口に圧入するので、開口部周辺に残留応力が生じてしまい、挿入部に応力が常に発生している為、高出力で回転させると、亀裂などが発生する恐れがある。また、遠心力で挿入部が広がることで、おもりが抜けることも懸念される。よって電動機においては回転限界が低下してしまうという問題点があった。また、あらかじめ重量を調節したおもりを圧入するため、おもりを圧入した後に動的アンバランス試験において微小な調整を行うことが困難であるという問題点もあった。
【０００４】
また、特許文献２に記載の方法によれば、微小な重量アンバランスの調整が可能となるものの、特にはアキシャルギャップ電動機のロータのギャップ側を切削すると、ロータ内の磁路が変化してしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明は上述したところの課題を解決することを目的とするものであり、その目的は、重量アンバランスを調整するにあたり、ロータに残留応力が発生することを防止できるとともに微小な調整を可能とし、かつ、調整にあたりロータ内の磁路を変化させることのないアキシャルギャップ電動機のロータ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造は、複数の永久磁石をディスク状の保持部材に周方向に設けるとともに当該保持部材を回転軸に連結してなるロータと、ロータにロータの中心軸線に沿って対向して配置されるステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、
前記保持部材に一以上の非磁性部材をロータ外面から切削加工可能に設けて、重量アンバランスを調整可能としてなることを特徴とする。
ここで、非磁性部材をロータ外面から切削加工可能に設けるとは、非磁性部材が、ディスク状の保持部材の外周側面または軸方向両端面のいずれか一つの面には必ず面している、つまりそれらの面を介してロータ外面側に露出していることを示す。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造によれば、ロータの保持部材に設けた非磁性部材をロータ組み立て後に切削加工することにより、ロータの重量アンバランスを調整することができるため、従来のおもりによる調整に比して、ロータに残留応力が発生して回転限界を下げてしまうことを防止するとともに、より微妙な重量アンバランスの調整を可能としている。また、ロータ内に非磁性部材を設けることにより、当該非磁性部材が磁気障壁として作用するため、ロータ内の磁界が変化することによるうず電流がロータ内を流れにくくすることができ、これにより、鉄損の発生を抑制して、電動機としての効率を高めることができる。さらに、この構造によれば、非磁性部材を切削することにより重量アンバランスの調整を行うため、調整によりロータ内の磁路の変化を招くことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造の一実施形態を示す、アキシャルギャップ電動機のロータの略式断面図であり、図２は当該ロータを図１の矢印方向から見て示す略式矢視図である。
このアキシャルギャップ電動機のロータ構造は、複数の台形状の永久磁石１をディスク状の保持部材２の軸方向両端面に周方向に等間隔に設けるとともに、当該保持部材２を回転軸３に連結してなるロータ４と、ロータ４にロータ４の中心軸線に沿って対向して配置される図示しないステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、
前記保持部材２に一の円環柱状の非磁性部材５をロータ外面から切削加工可能に、ここでは保持部材２の軸方向端面の一方のみに面して設けて、重量アンバランスを調整可能としてなる。（請求項１に相当）
さらにここでは、この円環柱状の非磁性部材５を、保持部材２の内周側面にそれに対応する円環柱状の凹部を設けて、その凹部に非磁性部材５を嵌合して、回転軸３の外周面に面するように設けている。（請求項２に相当）
【０００９】
非磁性部材５を回転軸３の外周面に面するよう設けることにより、ロータ４の回転時に、円環柱状の非磁性部材５に作用する遠心力を、保持部材２の内周面にて支持することができるため、非磁性部材５の保持部材２による保持をより確実なものとすることができる。
なお、保持部材２は、回転軸３に圧入嵌合または、キーやセレーション嵌合あるいは嵌合後に溶接することにより回転軸３に連結される。
【００１０】
図３は本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造の他の実施形態を示す、アキシャルギャップ電動機のロータの略式断面図であり、図４は当該ロータを図３の矢印方向から見て示す略式矢視図である。
このアキシャルギャップ電動機のロータ構造は、複数の台形状の永久磁石１をディスク状の保持部材２の軸方向両端面に周方向に等間隔に設けるとともに、当該保持部材２を回転軸３に連結してなるロータ４と、ロータ４にロータ４の中心軸線に沿って対向して配置される図示しないステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、
前記保持部材２に一の非磁性部材５をロータ外面から切削加工可能に、ここでは保持部材２の軸方向端面の一方のみに面して設けて、重量アンバランスを調整可能としてなる。（請求項１に相当）
加えて、この非磁性部材５を回転軸３の外周面に面するように設けている。（請求項２に相当）
【００１１】
さらにここでは、前記非磁性部材５を、ロータの周方向に等しい等間隔をおいて設けた複数の同一形状の扇形柱状部６から構成する。（請求項３に相当）
非磁性部材５をロータの周方向に等しい間隔をおいて設けた複数の扇形柱状部６から構成することにより、非磁性部材５を円環柱状のものとすることに比べ、非磁性部材５のロータ全体に占める容積を減らして、保持部材２の容積をその分増大させることができるので、ロータ全体としての剛性を高めることができる。
なお、保持部材には高剛性が求められるので、ステンレス（ＳＵＳ）や鋼が用いられる。また、非磁性部材には切削性を鑑みて、樹脂やアルミニウムを用いている。
【００１２】
図５は本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、アキシャルギャップ電動機のロータの略式断面図であり、図６は当該ロータを図５の矢印方向から見て示す略式矢視図である。
このアキシャルギャップ電動機のロータ構造は、複数の台形状の永久磁石１をディスク状の保持部材２の軸方向両端面に周方向に等間隔に設けるとともに、当該保持部材２を回転軸３に連結してなるロータ４と、ロータ４にロータ４の中心軸線に沿って対向して配置される図示しないステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、
前記保持部材２に一の円環柱状の非磁性部材５をロータ外面から切削加工可能に設けて、重量アンバランスを調整可能としてなる。（請求項１に相当）
【００１３】
ここでは、前記非磁性部材５を前記保持部材２の外周側面に面するよう、前記保持部材２の外周側面に設けた、非磁性部材５に対応する形状を有する、円環柱状の溝部に設ける。（請求項４に相当）
この場合、例えば非磁性部材５を保持部材２を構成する素材よりも融点の低い素材から構成して、保持部材２の外周側面に設けた円環柱状の溝部に当該素材を流し込むことにより、保持部材２の外周側面に非磁性部材５を設けることができる。あるいは、円環柱状の非磁性部材５を複数の扇形柱状部分に分割して成型して、保持部材２の外周側面に設けた円環柱状の溝部に当該部分を嵌め込むことによっても、保持部材２の外周側面に非磁性部材５を設けることができる。
【００１４】
このように、非磁性部材５を前記保持部材２の外周側面に面して設けることにより、重量アンバランスを調整するための非磁性部材５を、単位質量当りに発生する遠心力が大きい、ロータ４の中心軸線から遠い位置に設けることができるため、重量アンバランスを、より少ない切削量で調整することができる。また、非磁性部材５の切削面をロータの外周側面とすることにより、切削面を永久磁石が存在するロータの軸方向端面とすることに比して、切削加工性を高めることができる。
【００１５】
図７は本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、アキシャルギャップ電動機のロータの略式断面図であり、図８は当該ロータを図７の矢印方向から見て示す略式矢視図である。
このアキシャルギャップ電動機のロータ構造は、複数の台形状の永久磁石１をディスク状の保持部材２の軸方向両端面に周方向に等間隔に設けるとともに、当該保持部材２を回転軸３に連結してなるロータ４と、ロータ４にロータ４の中心軸線に沿って対向して配置される図示しないステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、
前記保持部材２に一の非磁性部材５をロータ外面から切削加工可能に設けて、重量アンバランスを調整可能としてなる。（請求項１に相当）
加えて、前記非磁性部材５を、ロータ周方向に等しい間隔をおいて設けた複数の同一形状の扇形柱状部７から構成して（請求項５に相当）、非磁性部材５が保持部材２の外周側面に面するよう、保持部材２の外周側面に断続的に設けた溝部に、それらの扇形柱状部７を嵌合することにより設ける。（請求項４に相当）
【００１６】
非磁性部材５をロータ周方向に等しい間隔をおいて設けた複数の扇形柱状部６から構成することにより、非磁性部材５のロータ全体に占める容積を減らして、保持部材２の容積をその分増大させることができるので、ロータ全体としての剛性を高めることができる。
【００１７】
図９は本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、アキシャルギャップ電動機のロータの略式断面図であり、図１０は当該ロータを図９の矢印方向から見て示す略式矢視図である。
このアキシャルギャップ電動機のロータ構造は、複数の台形状の永久磁石１をディスク状の保持部材２の軸方向両端面に周方向に等間隔に設けるとともに、当該保持部材２を回転軸３に連結してなるロータ４と、ロータ４にロータ４の中心軸線に沿って対向して配置される図示しないステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、
前記保持部材２に一の非磁性部材５をロータ外面から切削加工可能に設けて、重量アンバランスを調整可能としてなる。（請求項１に相当）
【００１８】
加えて、前記非磁性部材５を、前記保持部材２の軸方向両端面の永久磁石１よりも外周側にそれぞれ面する一対の環状柱体部８と、それらの一対の環状柱体部８を周方向の複数箇所にて連結する、ロータ中心軸線方向に延びる複数の円柱体状の連結部９とから構成して、それに対応する凹部を加工した保持部材２に設ける（請求項６に相当）
【００１９】
ここでも、例えば非磁性部材５を保持部材２を構成する素材よりも融点の低い素材から構成して、保持部材２に設けた凹部に当該素材を流し込むことにより、非磁性部材５を保持部材２に設けることができる。あるいは、一対の環状柱体部８と複数の円柱体状の連結部９を、それぞれ別個に成型して、保持部材２に設けた凹部に連結部９を嵌め込んだ後、連結部９の軸方向両端面に接着剤等の接合手段を塗布して、一対の環状柱体部８を嵌め込んで連結部９の軸方向両端面と一対の環状柱体部８を接合して、非磁性部材５を保持部材２に設けてもよい。
【００２０】
請求項６に相当する構成によれば、円柱体状の連結部９により、非磁性部材５を保持部材２に対してその周方向に拘束するため、非磁性部材５をより確実に保持部材２に保持することができる。さらに、重量アンバランスを調整するための非磁性部材５を、単位質量当りに発生する遠心力が大きい、ロータ４の永久磁石１よりも外周側に設けることができるため、重量アンバランスを、より少ない切削量で調整することができる。
【００２１】
図１１は本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、アキシャルギャップ電動機のロータの略式断面図であり、図１２は当該ロータを図１１の矢印方向から見て示す略式矢視図である。
このアキシャルギャップ電動機のロータ構造は、複数の台形状の永久磁石１をディスク状の保持部材２の軸方向両端面に周方向に等間隔に設けるとともに、当該保持部材２を回転軸３に連結してなるロータ４と、ロータ４にロータ４の中心軸線に沿って対向して配置される図示しないステータとからなるアキシャルギャップ電動機のロータ構造において、
前記保持部材２に一の非磁性部材５をロータ外面から切削加工可能に設けて、重量アンバランスを調整可能としてなる。（請求項１に相当）
【００２２】
さらにここでは、前記非磁性部材５を、前記保持部材２の軸方向両端面の永久磁石１よりも外周側にそれぞれ面する、周方向に等しい間隔をおいて設けられた複数対の同一形状の円柱体部１０と、それらの複数対の円柱体部１０をそれぞれ連結する複数の円柱体状の連結部１１とから構成して、それに対応する凹部を加工した保持部材２に設ける（請求項７に相当）
【００２３】
ここでも、例えば非磁性部材５を保持部材２を構成する素材よりも融点の低い素材から構成して、保持部材２に設けた凹部に当該素材を流し込むことにより、非磁性部材５を保持部材２に設けることができる。あるいは、複数対の円柱体部１０と複数の円柱体状の連結部１１を、それぞれ別個に成型して、保持部材２に設けた凹部に複数の連結部１１を嵌め込んだ後、それぞれの連結部１１の軸方向両端面に接着剤等の接合手段を塗布して、一対の円柱体部１０を嵌め込んで、連結部１１の軸方向両端面と円柱体部１０とを接合して、非磁性部材５を構成してもよい。
【００２４】
請求項７に相当する構成によれば、円柱体状の連結部１１により、非磁性部材５を保持部材２に対してその周方向に拘束するため、非磁性部材５をより確実に保持部材２に保持することができる。さらに、重量アンバランスを調整するための非磁性部材５を、単位質量当りに発生する遠心力が大きい、ロータ４の永久磁石１よりも外周側に設けることができるため、重量アンバランスを、より少ない切削量で調整することができる。
さらに、図９、１０に示した請求項６に相当する構成に比して、非磁性部材５のロータ全体に占める容積を減らして、保持部材２の容積をその分増大させることができるので、ロータ全体としての剛性を高めることができる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、アキシャルギャップ電動機のロータに用いて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造の一実施形態を示す、略式断面図である。
【図２】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造の一実施形態を示す略式矢視図である。
【図３】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造の他の実施形態を示す、略式断面図である。
【図４】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造の他の実施形態を示す略式矢視図である。
【図５】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、略式断面図である。
【図６】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す略式矢視図である。
【図７】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、略式断面図である。
【図８】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す略式矢視図である。
【図９】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、略式断面図である。
【図１０】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す略式矢視図である。
【図１１】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す、略式断面図である。
【図１２】本発明に係るアキシャルギャップ電動機のロータ構造のさらに他の実施形態を示す略式矢視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  永久磁石
２  保持部材
３  回転軸
４  ロータ
５  非磁性部材
６  扇形柱状部
７  扇形柱状部
８  環状柱体部
９  連結部
１０  円柱体部
１１  連結部
【図１】
2005295757.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005295757.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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