(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材に固定された複数枚の磁性コア板の積層体からなる略円筒状の回転子コアと、その回転子コアの外周側に周方向に並ぶように固定された複数個の永久磁石とを有する電動機の回転子において、
上記回転子コアの円筒状外周面には、前記各永久磁石の周方向端面を受けるように半径方向外方側に突出する周方向支持部が、軸方向に沿って延在するように設けられているとともに、
上記回転子コアの少なくとも軸方向一端面には、非磁性材からなる端板が配設され、
上記端板の外周縁には、前記各永久磁石の各々に対応した位置から半径方向外方および軸方向に向かって略Ｌ字状に突出する係止部が、前記回転子コアの周方向支持部と周方向のほぼ同一位置において対面するように設けられ、
該係止部には、前記端板の外周縁から半径方向外方に向かって一体的に突出して前記回転子コアの周方向支持部よりも大きな周方向幅を備えていることにより前記各永久磁石の周方向に隣接する一対の軸方向端面を跨るように受ける軸方向支持部と、この軸方向支持部の外端側から軸方向に折れ曲がるように延出して前記各永久磁石の外周面を受ける半径方向支持部とが設けられ、
前記回転子コアの周方向支持部と、上記端板の軸方向支持部及び半径方向支持部とによって、前記各永久磁石を、周方向、軸方向及び半径方向の三方向に支持する構成になされていることを特徴とする電動機の回転子。
【請求項２】
前記回転子コアに設けられた周方向支持部は、軸方向に直交する方向の横断面形状が、略矩形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
【請求項３】
前記端板と、回転子コアと、各永久磁石との間の隙間には、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
【請求項４】
前記端板及び各永久磁石の外周側に、接着テープが巻回して固定されていることを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
【請求項５】
前記接着テープが、樹脂テープからなることを特徴とする請求項４記載の電動機の回転子。
【請求項６】
前記回転子コアの軸方向一端部に配設された端板の半径方向支持部が、上記回転子コアの軸方向中央部から他端部の範囲まで延設されていることを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の永久磁石を外周部に備えたインナーロータ型電動機の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インナーロータ型の各種電動機においては、外周側に配置された固定電機子の内部側空間に、複数個の永久磁石を外周部に備えた回転子（ロータ）が回転自在に支持されている。このような回転子では、例えば図８に示されているように、略円筒状の積層体からなる回転子コア１の外周部に、複数の永久磁石２が軸方向に挿入するように装着され、それらの各永久磁石２の端面が、上記回転子コア１の外周面から突出するように設けられた磁石支持部３に受けられることより機械的な保持が行われている。
【０００３】
より具体的には、上記回転子コア１の全体は、複数枚の磁性コア板の積層体から構成されているが、それらの各磁性コア板には、上述した磁石支持部３を構成している部分の形状によって二種類のものが用いられている。その一つは、磁石支持部３に相当する部分が略矩形状をなす周方向支持部３ａを備えたものであり、他の一つは、磁石支持部３に相当する部分が略Ｔ字形状をなす半径方向支持部３ｂを備えたものである。そして、上記周方向支持部３ａを有する磁性コア板積層体を、軸方向両端側から挟むようにして、半径方向支持部３ｂを有する磁性コア板積層体が配置されていて、永久磁石２の周方向端面２ａは、上記周方向支持部３ａを有する磁性コア板積層体に受けられて周方向に支持され、永久磁石２の外周面２ｂは、上記半径方向支持部３ｂを有する磁性コア板積層体に受けられて半径方向に支持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の回転子では、特に、外方に向かって略Ｔ字形状にて突出する半径方向支持部３ｂの積層体が、磁性体から構成されていることから、その磁性体からなる半径方向支持部３ｂの積層体に回転磁界の磁束が集磁される状態がしばしば発生し、その結果、回転磁界が乱されて、コギングトルクが大きくなる等の問題を生じている。
【０００５】
なお、図８に示されている従来例では、上述したように磁界を乱す半径方向支持部３ｂを出来るだけ少なくするように、軸方向両端部分の二カ所に分割して配置してはいるが、磁界への影響は依然として残存している。
【０００６】
加えて、従来の回転子コアには、永久磁石２の周方向端面２ａ及び外周面２ｂを保持する周方向支持部３ａ及び半径方向支持部３ｂが設けられているのみであって、永久磁石２の軸方向端面を保持する部材が設けられていないので、永久磁石２を軸方向に支持する係止部材を別途必要としており、その分、部品点数が多くなっている上に、永久磁石２の支持構造の信頼性に欠ける傾向もある。
【０００７】
そこで本発明は、簡易な構成で、回転特性を向上させつつ、永久磁石の支持を良好に行わせることができるようにした電動機の回転子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本願請求項１記載の発明では、軸部材に固定された複数枚の磁性コア板の積層体からなる略円筒状の回転子コアと、その回転子コアの外周側に周方向に並ぶように固定された複数個の永久磁石とを有する電動機の回転子において、上記回転子コアの円筒状外周面には、前記各永久磁石の周方向端面を受けるように半径方向外方側に突出する周方向支持部が、軸方向に沿って延在するように設けられているとともに、上記回転子コアの少なくとも軸方向一端面には、非磁性材からなる端板が配設され、上記端板の外周縁には、前記各永久磁石の各々に対応した位置から半径方向外方および軸方向に向かって略Ｌ字状に突出する係止部が、前記回転子コアの周方向支持部と周方向のほぼ同一位置において対面するように設けられ、該係止部には、前記端板の外周縁から半径方向外方に向かって一体的に突出して前記回転子コアの周方向支持部よりも大きな周方向幅を備えていることにより前記各永久磁石の周方向に隣接する一対の軸方向端面を跨るように受ける軸方向支持部と、この軸方向支持部の外端側から軸方向に折れ曲がるように延出して前記各永久磁石の外周面を受ける半径方向支持部とが設けられ、前記回転子コアの周方向支持部と、上記端板の軸方向支持部及び半径方向支持部とによって、前記各永久磁石を、周方向、軸方向及び半径方向の三方向に支持する構成になされている。
【００１１】
さらにまた、請求項２記載の発明では、前記請求項１記載の回転子コアに設けられた周方向支持部は、軸方向に直交する方向の横断面形状が、略矩形状に形成されている。
【００１２】
さらにまた、請求項３記載の発明では、前記請求項１記載の端板と、回転子コアと、各永久磁石との間の隙間には、接着剤が充填されている。
【００１３】
さらにまた、請求項４記載の発明では、前記請求項１記載の端板及び各永久磁石の外周側に、接着テープが巻回して固定されている。
【００１４】
さらにまた、請求項５記載の発明では、前記請求項４記載の接着テープが、樹脂テープからなる。
【００１５】
さらにまた、請求項６記載の発明では、前記請求項１記載の回転子コアの軸方向一端部に配設された端板の半径方向支持部が、上記回転子コアの軸方向中央部から他端部の範囲まで延設されている。
【００１６】
このような構成を有する本発明によれば、永久磁石を支持するように半径方向外方に突出する部分が、非磁性材からなる端板の係止部により構成されていることから、回転磁界への影響が大幅に低減される。
また、上記非磁性材からなる端板の係止部は、従来では支持されていなかった軸方向に関しても永久磁石を支持する構成になされていることから、別部品を用いることなく永久磁石の支持性が向上されるようになっている。
【００１７】
また、本発明のように、端板と回転子コアと各永久磁石とを、接着剤や接着テープで結合させる構成を採用すれば、永久磁石の支持性がより一層向上されることとなる。
【００１８】
さらに、本発明のように、回転子コアの一端側に設けられた端板の半径方向支持部を、他端側に向かって軸方向に延ばした構成とすれば、永久磁石の支持性がさらに向上され、特に、一方の端板の半径方向支持部を、他端側まで延ばした場合には、一方側の端板のみ設ければよくなり、他方側を省略することによって部品点数の低減が図られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明するが、まず本発明を適用するインナーロータ型電動機の一例の全体構造を説明しておく。
図２に示されているように、略中空円筒状に形成されたモータケース１１の内周壁面に、固定電機子１２が取り付けられているとともに、その固定電機子１２の内部側には、回転子１３が配置されている。この回転子１３の中心軸１４は、上記モータケース１１の軸方向両端部分に配置された一対の軸受けベアリング１５，１６によって回転自在に支承されているとともに、その中心軸１４の軸方向略中央部分には、図１、図３、図４及び図５にも示されているような回転子コア１７がネジ固定されている。
【００２０】
上記回転子コア１７は、電磁鋼板等からなる複数枚の磁性コア板（図５中の符号１７１参照）を軸方向に積層した略円筒状の積層体から構成されており、当該回転子コア１７の外周面には、複数個の永久磁石１７２，１７２，・・・が、周方向に並ぶようにして装着されている。
【００２１】
このとき、特に図５に示されているように、上記回転子コア１７を構成している各磁性コア板１７１の外周縁には、半径方向外方に向かって突出する略矩形状の突部１７１ａ，１７１ａ，・・・が、上記各永久磁石１７２の周方向幅に対応したピッチ間隔で一体的に設けられている。そして、これらの各突部１７１ａが、軸方向に積層状に集合されることによって、軸方向に延在する周方向支持部１７３，１７３，・・・が、上記回転子コア１７の外周面に各永久磁石１７２の周方向幅に対応したピッチ間隔で形成されている。
【００２２】
すなわち、上記各周方向支持部１７３は、周方向に隣接する一対の永久磁石１７２，１７２どうしの間部分において軸方向に延在するように設けられており、当該周方向支持部１７３の周方向両側の壁面に、各永久磁石１７２の周方向端面１７２ａ（図６参照）が当接されることによって、当該永久磁石１７２が周方向に支持されるようになっている。
【００２３】
また、上記回転子コア１７の軸方向の両端面には、非磁性材からなる薄板状の端板１７４，１７４がそれぞれ配設されている。これらの各端板１７４の中心部分には、前記中心軸１４を貫通させるための通穴１７４ａが形成されているとともに、当該端板１７４の外周縁には、前記各永久磁石１７２の各々に対応した位置から半径方向外方に突出する複数の係止部１７５，１７５，・・・が設けられている。
【００２４】
上記各係止部１７５は、前記回転子コア１７側の周方向支持部１７３と周方向の位置がほぼ同一の位置にそれぞれ配置されており、略Ｌ字形状をなして外方に突出されている。すなわち、当該係止部１７５は、前記端板１７４の外周縁から半径方向外方に向かって一体的に突出する軸方向支持部１７５ａと、その軸方向支持部１７５ａの外端側から軸方向中心側に向かって略直角に折れ曲がるようにして延出する半径方向支持部１７５ｂとを備えている。
【００２５】
このような端板１７４に設けられた各係止部１７５は、特に図５に示されているように、前記回転子コア１７側の周方向支持部１７３よりも大きな周方向幅を備えており、周方向に隣接する一対の永久磁石１７２，１７２の各軸方向端面１７２ｂ（図６参照）が、一つの軸方向支持部１７５ａ上に跨るようにして当接されていて、これによって、上記一対の両永久磁石１７２，１７２が軸方向に支持されている。また、上記一つの半径方向支持部１７５ｂに対しては、前記一対の両永久磁石１７２，１７２の各外周面１７２ｃ（図６参照）が当接されており、これによって上記一対の両永久磁石１７２，１７２が半径方向に支持されている。
【００２６】
このように、回転子コア１７側に設けられた周方向支持部１７３と、前記端板１７４側に設けられた軸方向支持部１７５ａ及び半径方向支持部１７５ｂとによって、前記複数の永久磁石１７２，１７２，・・・は、周方向、軸方向及び半径方向の三方向に受けられて保持される構成になされている。
【００２７】
また、本実施形態においては、前記端板１７４と、回転子コア１７と、各永久磁石１７２との間の隙間には接着剤（図示省略）が充填されているともに、前記端板１７４及び各永久磁石１７２の外周には、接着テープ１７６が巻回して固定されている。前記接着テープ１７６としては、例えば、エポキシ樹脂等を含浸させた樹脂テープ等が用いられる。
【００２８】
このような構成を有する本実施形態によれば、各永久磁石１７２を支持するように半径方向外方に突出した部分、すなわち端板１７４の係止部１７５が、非磁性材によって構成されていることから、その端板１７４の係止部１７５による回転磁界への影響はほとんど皆無となり、回転磁界の形成状態が大幅に改善される。
また、上記非磁性材からなる端板１７４の係止部１７５は、従来では別部品で支持していた軸方向に関しても支持を行う構成になされているため、簡易な構成を実現しつつ、永久磁石１７２の支持性が向上されるようになっている。
【００２９】
また、本実施形態では、端板１７４と回転子コア１７と各永久磁石１７２とを、接着剤及び接着テープ１７６（図１参照）で結合させる構成を採用しているので、永久磁石１７２の支持はより一層確実に行われるようになっている。
【００３０】
一方、図７に示されている実施形態では、端板１７４に設けられた係止部１７７の半径方向支持部１７７ｂが、回転子コアの軸方向中央部分まで延設されている。このような構成とすれば、永久磁石の支持性を更に高めることができる。
【００３１】
また、図示は省略したが、回転子コアの一端側に設けられた端板１７４の半径方向支持部１７７ｂを、軸方向中央部分から更に軸方向に延ばして、回転子コアの軸方向他端側に達するように構成すれば、他方側の端板を省略することが可能となり、部品点数が低減される。
【００３２】
以上、本発明者によってなされた発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。例えば、上述した各実施形態は、モータに対して本願発明を適用したものであるが、モータ以外の発電機等に対しても本発明は同様に適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、複数の永久磁石の各々を支持するように半径方向に突出する部分を、非磁性材からなる端板の係止部により構成することによって、回転磁界への影響を大幅に低減させるとともに、上記非磁性材からなる端板の係止部によって、従来では支持していなかった軸方向に関しても永久磁石を支持する構成とし、別部品を用いることなく永久磁石の支持を良好に行うようにしたものであるから、簡易な構成で、回転特性の安定化及び向上を図ることができるとともに、永久磁石を良好に支持することができ、従って、電動機の性能向上を図りつつ磁石支持構造の信頼性を高めることができる。
【００３４】
また、本発明は、端板と回転子コアと各永久磁石とを、接着剤や接着テープで結合させる構成とすることによって、永久磁石の支持性をより一層向上させるようにした構成を含むものであり、このような構成を採用することによって上述した効果をさらに高めることができる。
【００３５】
さらに、本発明は、端板に設けた半径方向支持部を軸方向に延ばした構成とすることによって、永久磁石の支持性をさらに向上させ、特に端板の半径方向支持部を他端側まで延ばすことによって、他方側の端板を省略可能とし、部品点数の低減を図るようにした構成を含むものであり、このような構成を採用することによって、上述した効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる回転子コアのみを表した外観斜視説明図である。
【図２】図１に表された回転子を備えたインナーロータ型の電動機の一例を表した横断面説明図である。
【図３】図１に表された回転子コアを軸部材に固定した回転子の側面説明図である。
【図４】図３に表された回転子の正面説明図である。
【図５】係止部を拡大して表した正面説明図である。
【図６】永久磁石の組立状態を表した部分分解斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態における係止部を拡大して表した外観斜視説明図である。
【図８】従来構成における永久磁石の組立状態を表した部分分解斜視図である。
【符号の説明】
１１  モータケース
１２  固定電機子
１３  回転子
１７  回転子コア
１７１  磁性コア板
１７２  永久磁石
１７３  周方向支持部
１７４  端板
１７５  係止部
１７５ａ  軸方向支持部
１７５ｂ  半径方向支持部
１７６  接着テープ
１７７  係止部
１７７ｂ  半径方向支持部
【図１】
0003779097.tif 000002
【図２】
0003779097.tif 000003
【図３】
0003779097.tif 000004
【図４】
0003779097.tif 000005
【図５】
0003779097.tif 000006
【図６】
0003779097.tif 000007
【図７】
0003779097.tif 000008
【図８】
0003779097.tif 000009