(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成されたステータコアのスロットにコイルが挿入されたステータと、
円筒状に形成されたロータコアの外周面に周方向に複数個の永久磁石が設置され、前記ステータ内に配置されるロータと、
を備えた永久磁石式モータにおいて、
前記複数個の永久磁石の外周部を覆う円筒状の樹脂製保護部材と、
前記永久磁石及びロータコアの端部を覆うとともに前記永久磁石の角部を覆う円板キャップ状の金属製保護部材と、
を備え、
前記金属製保護部材は、
前記永久磁石及びロータコアの端部を覆う円板状部分と、
前記円板状部分の縁部から前記永久磁石の外周部に沿いながら前記樹脂製保護部材に向かって延びた円筒状部分と、
を有し、
前記円筒状部分の内径は、前記樹脂製保護部材の内径と均等であり、
前記円筒状部分の外径は、前記樹脂製保護部材の外径より大きい
ことを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項２】
前記金属製保護部材は、前記樹脂製保護部材より厚い
ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式モータ。
【請求項３】
前記円筒状部分の端面は、前記樹脂製保護部材の端面に当接している
ことを特徴とする請求項２に記載の永久磁石式モータ。
【請求項４】
前記金属製保護部材は、前記円筒状部分の内周面が前記永久磁石の外周面を覆うように、焼嵌めにより前記永久磁石及びロータコアの端部及び前記永久磁石の角部に覆いかぶせられている
ことを特徴とする請求項３に記載の永久磁石式モータ。
【請求項５】
前記樹脂製保護部材は、糸状又は帯状の熱硬化性樹脂を前記永久磁石の外周面に巻き付け加熱して硬化させたものである
ことを特徴とする請求項３に記載の永久磁石式モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転子軸と、該回転子軸へ固着されている円筒形状の鉄心と、該鉄心の外周へ固着されている永久磁石と、を有しており、該鉄心と永久磁石の両端部が非磁性材料素材（例えば、金属製材料、ガラスバインド、合成樹脂）の永久磁石飛散防止カバーによって覆われている永久磁石型ロータがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、円筒形状の鉄心部の周方向に複数個の磁石が貼付されている磁石ロータと、該磁石ロータの半径方向内側または外側に配設されており、前記磁石に対応してコイルが巻回されているステータとからなるモータにおける前記磁石ロータであって、前記鉄心部の端部に前記磁石の端部を覆うための鉄製または非磁性のステンレス製の端板が設けられてなり、磁石の飛散を防止した磁石ロータがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０２５１９３号公報
【特許文献２】登録実用新案第３００８２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１又は２に記載された従来の技術では、ロータの端部を金属製又は樹脂製の保護カバーで覆っている。しかしながら、金属製の保護カバーは、機械的強度は高いが、磁界の影響による発熱が大きく電気的特性は劣る。一方、樹脂製の保護カバーは、発熱はしないが、耐衝撃性が弱く、モータ組立時に永久磁石の吸引力によりステータコアと衝突し、その衝撃で樹脂製の保護カバーが破損することがある、という問題があった。
【０００６】
また、上記従来の技術では、ロータの軸端部だけを覆っているので、軸方向に複数個の永久磁石を配置するロータにおいては、軸方向中間部に配置された永久磁石を保持することができない、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐衝撃性、電機的特性及び永久磁石の保持性に優れた永久磁石式モータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、円筒状に形成されたステータコアのスロットにコイルが挿入されたステータと、円筒状に形成されたロータコアの外周面に周方向に複数個の永久磁石が設置され、前記ステータ内に配置されるロータと、を備えた永久磁石式モータにおいて、前記複数個の永久磁石の外周部を覆う円筒状の樹脂製保護部材と、前記永久磁石及びロータコアの端部を覆う円板状の金属製保護部材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、耐衝撃性、電機的特性及び永久磁石の保持性に優れ、磁界によるロータ発熱量を抑えた省エネルギーの永久磁石式モータが得られる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる永久磁石式モータの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態
図１は、本発明にかかる永久磁石式モータの実施の形態のステータを示す斜視図であり、図２は、実施の形態のステータの横断面斜視図であり、図３は、実施の形態のロータの保護部材被覆前の斜視図であり、図４は、本発明にかかる永久磁石式モータの実施の形態のロータを示す斜視図であり、図５は、実施の形態のロータの縦断面図であり、図６は、実施の形態のロータの横断面図である。
【００１２】
図１〜図６に示すように、本発明の永久磁石式モータの実施の形態の表面磁石式同期モータは、円筒状に形成されたステータ１０と、同じく円筒状に形成されステータ１０内に設置されるロータ２０と、を備えている。
【００１３】
図１及び図２に示すように、ステータ１０は、軸方向に複数枚の円環状の電磁鋼板を積層して形成した円筒状のステータコア１２を備えている。ステータコア１２の内周側には、極数及び相数により決められた数の軸方向のスロット１２ａが形成されていて、スロット１２ａには、コイル１４が挿入されている。
【００１４】
図３に示すように、ロータ２０は、ステータ１０と同様に、軸方向に複数枚の円環状の電磁鋼板を積層して形成した円筒状のロータコア２２を備えている。ロータコア２２の外周表面には、周方向に分離された６個の永久磁石２４が貼付されて設置されている。ステータ１０内に、空隙を隔ててロータ２０を配置したものが、表面磁石式同期モータである。
【００１５】
表面磁石式同期モータのコイル１４に、交流電圧を印加すれば、コイル１４に交流電流が流れ、流れる交流電流と、永久磁石２４から発生する磁束と、によって生じる永久磁石界磁トルクにより、ロータ２０が回転する。
【００１６】
一般的に、同期モータには、磁石埋め込み式同期モータと表面磁石式同期モータとがあるが、高速回転仕様の同期モータとして用いるには、ステータ１０とロータ２０との間の空隙を大きくとる表面磁石式同期モータの方が有利である。表面磁石式同期モータの場合、駆動トルクは、永久磁石界磁トルクのみであるので、磁石を厚くしている。そのため、電気的空隙が大きくなり、ロータ２０が受けるスロット高調波や、インバータによる高調波成分の影響を抑えることができる。
【００１７】
図４〜図６に示すように、実施の形態のロータ２０は、円筒状に形成されたロータコア２２の外周面に周方向に複数個の永久磁石２４が設置されている。複数個の永久磁石２４は、外周部を円筒状の樹脂製保護部材２６により覆われている。また、永久磁石２４及びロータコア２２の端部は、円板状の金属製保護部材２８、２８により覆われている。金属製保護部材２８の外径は、樹脂製保護部材２６の外径より若干（１ｍｍ以下）大きく形成されている。
【００１８】
永久磁石２４の外周部を円筒状の樹脂製保護部材２６により覆い、永久磁石２４及びロータコア２２の端部を円板状の金属製保護部材２８、２８により覆ったので、磁界によるロータ発熱量を抑えることができる。また、金属製保護部材２８の外径を、樹脂製保護部材２６の外径より１ｍｍ程度大きくしたので、モータ組立時に、永久磁石２４の吸引力により、ロータ２０がステータ１０に衝突しても、樹脂製保護部材２６が破損するようなことはない。
【００１９】
次に、実施の形態のロータ２０の製造方法を説明する。まず、ロータコア２２の外周部に、ロータコア２２の軸長と同じ長さの永久磁石２４を、モータの極数に応じた個数、ロータコア２２の周方向に等間隔に接着する。接着後、永久磁石２４の外周面を、円柱状に研磨仕上げする。
【００２０】
次に、一方の、円板キャップ状の金属製保護部材２８を、永久磁石２４及びロータコア２２の端部に、焼嵌めにより覆い被せる。続いて、樹脂製保護部材２６を、永久磁石２４の外周部に被せ、他方の金属製保護部材２８を、焼嵌めにより覆い被せる。最後に、永久磁石２４を後着磁すれば、実施の形態のロータ２０が完成する。
【００２１】
なお、樹脂製保護部材２６としては、糸状又は帯状の熱硬化性樹脂を、永久磁石２４の外周部に所定の厚さになるように巻き付け、加熱して硬化させたものでもよい。糸状又は帯状の熱硬化性樹脂を用いて樹脂製保護部材２６を成形するようにすれば、焼嵌め作業が不要となるので、組立作業性が向上し、金属製保護部材２８と樹脂製保護部材２６との間の隙間を無くすことができる。
【００２２】
以上説明したように、実施の形態の永久磁石式モータは、円筒状に形成されたステータコア１２のスロット１２ａにコイル１４が挿入されたステータ１０と、円筒状に形成されたロータコア２２の外周面に周方向に複数個の永久磁石２４が設置され、ステータ１０内に配置されるロータ２０と、を備えた永久磁石式モータにおいて、複数個の永久磁石２４の外周部を覆う円筒状の樹脂製保護部材２６と、前記永久磁石２４及びロータコア２２の端部を覆う円板状の金属製保護部材２８と、を備えるので、耐衝撃性、電機的特性及び永久磁石２４の保持性に優れている。また、磁界によるロータ発熱量を抑え、省エネルギーのモータとなっている。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
以上のように、本発明にかかる永久磁石式モータは、工作機械等の産業機械用モータとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明にかかる永久磁石式モータの実施の形態のステータを示す斜視図である。
【図２】実施の形態のステータの横断面斜視図である。
【図３】実施の形態のロータの保護部材被覆前の斜視図である。
【図４】本発明にかかる永久磁石式モータの実施の形態のロータを示す斜視図である。
【図５】実施の形態のロータの縦断面図である。
【図６】実施の形態のロータの横断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ステータ
１２  ステータコア
１２ａ  スロット
１４  コイル
２０  ロータ
２２  ロータコア
２４  永久磁石
２６  樹脂製保護部材
２８  金属製保護部材
【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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