(57)【要約】      （修正有）【課題】ブラシレスモータ用の永久磁石を備える回転子を提供する。【解決手段】モータの回転子は、本体１０及び複数の磁性部材２０を有し、本体１０は円柱状を呈し、軸方向に複数の嵌設穴１１が形成され、該複数の嵌設穴１１は、本体１０の軸心の周囲に環状に配列され、各嵌設穴１１は、断面Ｖ形状を呈し、嵌設穴１１のＶ形状の開口部分は、本体１０の外周縁に向かうように形成され、複数の磁性部材２０は、嵌設穴１１に嵌設されると共に、２つの磁石２１を備え、２つの磁石２１の間は、嵌設穴１１のＶ形状の内角と同一角度である。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本体及び複数の磁性部材を有し、
前記本体は円柱状を呈し、軸方向に複数の嵌設穴が形成され、
該複数の嵌設穴は、本体の軸心の周囲に環状に配列され、
該各嵌設穴は、断面Ｖ形状を呈し、
前記嵌設穴のＶ形状の開口部分は、本体の外周縁に向かうように形成され、
前記複数の磁性部材は、嵌設穴に嵌設されると共に、２つの磁石を備え、
前記２つの磁石の間は、前記嵌設穴のＶ形状の内角と同一角度であることを特徴とする、
モータの回転子。
【請求項２】
前記嵌設穴におけるＶ形状の部分に、前記磁性部材の２つの磁石との間に位置する空気排出部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータの回転子。
【請求項３】
前記嵌設穴におけるＶ形状の内周壁に突起が凸設され、前記突起と隣り合う２つの磁石の間に、前記空気排出部が構成されることを特徴とする請求項２に記載のモータの回転子。
【請求項４】
前記嵌設穴の内周壁における、２つの磁石の外端と対応する箇所にそれぞれ、隙間部が凹設されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のモータの回転子。
【請求項５】
前記嵌設穴のＶ形状の内角が１１７度〜１２３度であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のモータの回転子。
【請求項６】
前記嵌設穴のＶ形状の内角が１２０度であることを特徴とする請求項５に記載のモータの回転子。
【請求項７】
前記磁石が矩形のブロックであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のモータの回転子。
【請求項８】
前記本体の軸心の周囲に、複数の連結穴が環状に配列するように形成され、前記複数の嵌設穴は、それらの連結穴の周囲に環状に配列されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のモータの回転子。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、特にブラシレスモータ用の永久磁石を備える回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータは、固定子コイルを用いて磁界を発生させ、回転子の内部にある永久磁石を、磁界の変化により回動させることにより、電気エネルギーを運動エネルギーに変換するものである。
【０００３】
図７は、既存の永久磁石がある回転子の前面図であり、該回転子９１は軸方向に向って複数の磁石穴９１１が形成され、これらの磁石穴９１１は環状に配列するように形成され、該各磁石穴９１１に永久磁石９２が設置され、該永久磁石９２における、一側は円弧面を呈すると共に、他側は平坦面を呈する。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、既存の回転子における磁石の配置方式は、以下の欠点を有する。
１．既存の回転子における磁石の配置方式は、磁石の使用量が多く、かなりの重量となるので、製造コストが高い。
２．モータの騒音及び振動にかかる主な原因は、コギングトルク（Ｃｏｇｇｉｎｇ  ｔｏｒｑｕｅ）であり、回転子及び磁石の配置方式も原因の一つであるが、既存の回転子のコギングトルクは大きいので、騒音及び振動が激しい。
３．既存の回転子における磁石は、一側に円弧面が設けられることから、製造し難いので、生産コストが高くつく。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案に係るモータの回転子は、本体及び複数の磁性部材を有し、
前記本体は円柱状を呈し、軸方向に複数の嵌設穴が形成され、該複数の嵌設穴は、本体の軸心の周囲に環状に配列され、該各嵌設穴は、断面Ｖ形状を呈し、前記嵌設穴のＶ形状の開口部分は、本体の外周縁に向かうように形成され、
前記複数の磁性部材は、嵌設穴に嵌設されると共に、２つの磁石を備え、前記２つの磁石の間は、前記嵌設穴のＶ形状の内角と同一角度であるものである。
【０００６】
以下に示すのは、本考案に係るモータの回転子と既存の回転子との実際のテストデータの比較である。
【０００７】
【表１】
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【０００８】
【表２】
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【０００９】
上述した実際のテストデータによると、既存の回転子は、回転スピードが３４８０ｒｐｍであり、回転トルクが０．２Ｎ−ｍの時のモータ効率は８３．４％であり、運転効率は９３．４％であり、統合効率は７７．８％であるのに対し、本考案に係るモータの回転子は、回転スピードが３４８０ｒｐｍであり、回転トルクが０．２Ｎ−ｍの時のモータ効率は８４．７％であり、運転効率は９２．２％であり、統合効率は７８．１％であり、回転スピードが３４８０ｒｐｍの時、既存の回転子では、騒音及び振動が激しいという現像があった。
また、前記実際のテストにおいて、本考案に係るモータの回転子における磁石の使用量は、既存の回転子の磁石の需使用量の７１％であることから、磁石の使用量を減少させつつ効率も向上させることができる。
【考案の効果】
【００１０】
本考案に係るモータの回転子は、既存の回転子における一側が円弧面を呈する磁石を備えず、断面Ｖ形状の嵌設穴を備えると共に、２つの磁石がＶ形状の内角と同一の角度となるように嵌設穴に嵌設される。
また、複数の嵌設穴が星形の配置となるように形成されると共に、複数の磁石も星形に配置されることから、磁力線が集まることにより固定子歯の磁束密度が高くなるので、サイズが小さい磁石を用いれば、同一かそれよりも高い磁束密度を得られる。
【００１１】
したがって、磁石の使用量を減らして回転子の重量を減少させることで、生産コストを節約することができる。さらに、星形に配置した磁石には、以下のメリットを有する。
１．逆起電力（ＢＥＭＦ，  Ｂａｃｋ  ＥＭＦ）が、既存の円弧面を有する磁石を備えた回転子よりも高い。
２．モータのコギングトルクを減らして騒音及び振動を抑えることができる。
本考案に係るモータの回転子は、磁石の使用量を減少させつつ、回転効率を向上させることができるため、理想的なモータが開発可能である
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案に係るモータの回転子の部分分解斜視図である。
【図２】本考案に係るモータの回転子の正面図である。
【図３】本考案に係るモータの回転子において、固定子と組み合せた状態の磁力線の分布図である。
【図４】本考案に係るモータの回転子において、固定子と組み合せた状態の磁束密度の説明図である。
【図５】本考案に係るモータの回転子おける２つの磁石と、既存の回転子の円弧面を有する永久磁石との逆起電力の比較図である。
【図６】本考案に係るモータの回転子おける２つの磁石と、既存の回転子の円弧面を有する永久磁石とのコギングトルクの比較図である。
【図７】既存の回転子の正面図である。
【図８】既存の回転子において、固定子と組み合わせた状態の磁力線の説明図である。
【図９】既存の回転子において、固定子と組み合わせた状態の磁束密度の説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
図１乃至図３に示すように、本考案に係るモータの回転子は、本体１０及び複数の磁性部材２０を有し、使用時に、固定子３０と間隔をおいて固定子３０に挿設される。
前記本体１０は、平坦状ではなく、円柱体であってもよく、外周面に凹凸構造を備える柱状体であってもよく、多辺形の柱状体であってもよい。本体１０を固定子３０に安定して回動することができればよい。
【００１４】
前記本体１０は、複数の嵌設穴１１を備え、前記複数の嵌設穴１１は、前記本体１０に軸方向に向って軸心の周囲に環状に形成されると共に、該各嵌設穴１１は、断面Ｖ形状を呈し、その内角は、本体１０の外周縁に向かうように形成される。
図１に示す斜視図から見ると、前記嵌設穴１１の断面Ｖ形状は、一体成形の連通空間構造であることから、Ｖ形状の両側における空間は互いに連通しており、複数の個別な空間からなる構造ではない。
本実施例における本体１０は、６つの嵌設穴１１を含み、該６つの嵌設穴１１が本体１０の軸心の周囲に環状に配列されることにより、六角星形の形態となる。５つの嵌設穴１１を含む場合は、前記５つの嵌設穴１１が本体１０の軸心の周囲に環状に配列することにより、五角星形の形態となる。尚、その嵌設穴１１の数量に制限はない。
【００１５】
前記各嵌設穴１１におけるＶ形状の内周壁に突起１２が凸設される。
尚、本実施例における嵌設穴１１のＶ形状の開口部分は、本体１０の軸心から外周縁に向かって広がる形態であってもよく、他の形態であってもよい。
一方、前記嵌設穴１１のＶ形状の内角は、１１７度〜１２３度であってももよく、１２０度であってもよく、他の角度であってもよい。
【００１６】
前記本体１０はさらに、複数の連結穴１３を備え、該各連結穴１３は、本体１０を軸方向に貫通するように形成され、本体１０の軸方向と平行してもよく、平行しなくてもよく、本体１０を貫通していない形態であってもよい。また、前記複数の連結穴１３は、本体１０における嵌設穴１１の内部に環状に配列される。
【００１７】
図１乃至図３に示すように、前記複数の磁性部材２０は嵌設穴１１に嵌設されると共に、２つの磁石２１を備え、該２つの磁石２１の間は、前記嵌設穴１１のＶ形状の内角と同一の角度であり、該磁石２１がそれぞれ対応する嵌設穴１１に嵌め込まれる。また、前記嵌設穴１１に空気排出部１１１が形成され、該空気排出部１１１は、突起１２と当該突起１２の隣り合う２つの磁石２１との間に位置し、前記各嵌設穴１１の内周壁における、２つの磁石２１の外端と対応する箇所にそれぞれ隙間部１１２が凹設される。
この構成によれば、前記磁性部材２０は本体１０の嵌設穴１１に嵌合されるが、前記磁性部材２０が嵌設穴１１の全体に嵌め込まれるわけではなく、前記磁石２１の両端近傍に隙間部１１２が残ると共に、該磁石２１の間に空気排出部１１１が残る。尚、前記磁石２１は、矩形のブロックであってもよく、他の形状であってもよく、コストの節約をすると共に嵌設穴１１に挿設できるものであればよい。
【００１８】
図３に示すように、本考案に係るモータの回転子を使用する時は、本体１０を、固定子３０と間隔をおいて当該固定子３０の内部に設置する。
図３及び図８に示すように、既存の磁石９２と比べると、前記２つの磁石２１の配置方式により磁力線を集めることができることから（図３に示した固定子歯３１及び図８に示し固定子歯３１Ａの如く）、固定子歯３１の磁束密度が高くなり、例えば、図４及び図９に示すように、固定子歯３１の磁束密度は、１．５５Ｔｅｓａｌａとなり、固定子歯３１Ａの磁束密度は、１．４５Ｔｅｓａｌａとなり、高磁束密度により逆起電力（ＢＥＭＦ，  Ｂａｃｋ  ＥＭＦ）も高くなる。
【００１９】
図５に示すように、本考案に係るモータの回転子におけるの「２つの磁石２１」の二乗平均平方根（ＲＭＳ）は、既存技術における「弧状磁石」の二乗平均平方根よりも大きく、回転子の構成と磁石２１との組み合せにより、コギングトルク（Ｃｏｇｇｉｎｇ  ｔｏｒｑｕｅ）も小さくなる。
【００２０】
図６に示すように、本考案に係るモータの回転子におけるの「２つの磁石２１」のコギングトルクの最大値は、既存技術における「弧状磁石」のコギングトルクの最大値よりも小さいことから、回転子に付けた磁石の数量を低減しつつ、モータの効率を向上させることができる。
モータの回転子に装着する磁石において、嵌設穴１１のＶ形状の内角が１１７度〜１２３度となる場合は、７．４ｇ〜８．１ｇの磁石の使用量を節約することができ、当該内角の角度により、節約率が２６．９％〜２９．４％程度となる。
【００２１】
本考案に係るモータの回転子における、前記空気排出部１１１及び隙間部１１２の設計は、磁気を遮蔽する効果を備えることから、磁力が漏れることがないので、磁力線を確実に集めることができる。
一方、突起１２及び空気排出部１１１の設計においては、鉄芯の製造上、他の形態よりも容易に作れるため、金型を摩耗することが少なくなると共に、製造コストを節約することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０  本体
１１  嵌設穴
１１１  空気排出部
１１２  隙間部
１２  突起
１３  連結穴
２０  磁性部材
２１  磁石
３０  固定子
３１、３１Ａ  固定子歯
９１  回転子
９１１  磁石穴
９２  磁石
【図１】
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【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】
0003215519.tif 000011
【図８】
0003215519.tif 000012
【図９】
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