JP2000014065A - 小型モータ - Google Patents
小型モータInfo
- Publication number
- JP2000014065A JP2000014065A JP10176759A JP17675998A JP2000014065A JP 2000014065 A JP2000014065 A JP 2000014065A JP 10176759 A JP10176759 A JP 10176759A JP 17675998 A JP17675998 A JP 17675998A JP 2000014065 A JP2000014065 A JP 2000014065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- permanent magnet
- small
- motor
- rotating shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高出力で、耐衝撃性、寿命に優れる等高品質
な小径モータを実現すること。 【構成】 略円環状ハウジングの内周面に回転磁界形成
用のコイルと、回転軸を回転自在に支承する軸受を装着
してなる固定子と、永久磁石型回転子を備えた外径３ｍ
ｍ以下の小型モータにおいて、回転軸を含む回転子基体
を永久磁石材料にて一体形成し、さらに、前記回転子基
体の全表面に、摺動性に優れる表面改質膜を被覆形成し
た後、それを着磁して回転子とする。
な小径モータを実現すること。 【構成】 略円環状ハウジングの内周面に回転磁界形成
用のコイルと、回転軸を回転自在に支承する軸受を装着
してなる固定子と、永久磁石型回転子を備えた外径３ｍ
ｍ以下の小型モータにおいて、回転軸を含む回転子基体
を永久磁石材料にて一体形成し、さらに、前記回転子基
体の全表面に、摺動性に優れる表面改質膜を被覆形成し
た後、それを着磁して回転子とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばミリマシーン以
下の小型モータに関する。
下の小型モータに関する。
【０００２】
【従来の技術および課題】近年、例えば胎空内診断・治
療等の医療機器、あるいは、自走型管内環境確認等の産
業機器への搭載を目的とした、モータの小径・小尺化の
要望が高まっている。
療等の医療機器、あるいは、自走型管内環境確認等の産
業機器への搭載を目的とした、モータの小径・小尺化の
要望が高まっている。
【０００３】モータが小型になればなるほど、内部損失
に占める、軸受摺動損とブラシ摺動損からなる機械損の
割合が増大するため、特に外径３ｍｍ以下の小型モータ
は、機械損の低減、寿命の確保に有利な、ブラシ、整流
子を必要としないブラシレスモータが主流である。ま
た、モータのエネルギー効率が高くなるという理由か
ら、永久磁石型回転子が多く用いられている。
に占める、軸受摺動損とブラシ摺動損からなる機械損の
割合が増大するため、特に外径３ｍｍ以下の小型モータ
は、機械損の低減、寿命の確保に有利な、ブラシ、整流
子を必要としないブラシレスモータが主流である。ま
た、モータのエネルギー効率が高くなるという理由か
ら、永久磁石型回転子が多く用いられている。
【０００４】一般に、永久磁石型回転子を有するモータ
は、図２に示すように、円筒状永久磁石１２の内径に回
転軸１３を挿入、固定した回転子が知られている。ま
た、固定子は、ハウジング１に回転磁界形成用のコイル
２と、軸受４、５を装着したブラケット６、７が固定さ
れており、回転子が軸受４、５により、回転自在に支承
されている。３はコイル２に電流を供給するリード線で
ある。さらに、回転軸１３には摺動板８、９が装着さ
れ、同摺動板８、９と軸受４、５とにより、回転子のス
ラスト方向のガタを制限している。 回転子は、コイル
２により形成される回転磁界に追従して回転する。
は、図２に示すように、円筒状永久磁石１２の内径に回
転軸１３を挿入、固定した回転子が知られている。ま
た、固定子は、ハウジング１に回転磁界形成用のコイル
２と、軸受４、５を装着したブラケット６、７が固定さ
れており、回転子が軸受４、５により、回転自在に支承
されている。３はコイル２に電流を供給するリード線で
ある。さらに、回転軸１３には摺動板８、９が装着さ
れ、同摺動板８、９と軸受４、５とにより、回転子のス
ラスト方向のガタを制限している。 回転子は、コイル
２により形成される回転磁界に追従して回転する。
【０００５】以上のように、従来の永久磁石型回転子
は、円筒状永久磁石の内径に回転軸を挿入、固定して製
造されるのが一般的であった。
は、円筒状永久磁石の内径に回転軸を挿入、固定して製
造されるのが一般的であった。
【０００６】上記永久磁石型回転子の構成では、回転軸
１３が円筒状永久磁石１２を貫通しているため、回転軸
貫通分だけ永久磁石厚みが減少し、磁気エネルギーが低
下するため、トルクを確保しようとすると、その分、永
久磁石長を長くせざるを得ないという欠点を有してお
り、モータの小径、小尺化の障害となっていた。
１３が円筒状永久磁石１２を貫通しているため、回転軸
貫通分だけ永久磁石厚みが減少し、磁気エネルギーが低
下するため、トルクを確保しようとすると、その分、永
久磁石長を長くせざるを得ないという欠点を有してお
り、モータの小径、小尺化の障害となっていた。
【０００７】機械的強度を確保するため、回転軸の小径
化には限界がある。したがって、特に外径３ｍｍ以下の
モータでは、モータ外径、永久磁石外径の減少にともな
い、永久磁石厚みはより一層低下する傾向にあった。
化には限界がある。したがって、特に外径３ｍｍ以下の
モータでは、モータ外径、永久磁石外径の減少にともな
い、永久磁石厚みはより一層低下する傾向にあった。
【０００８】上記欠点を鑑み、本発明者らは、特願平10
-103749にて、図３に示すような、回転軸を含む回転子
１０を永久磁石材料にて一体形成し、それを着磁して回
転子とすることにより、磁石厚みを最大限に確保するこ
とを提案している。
-103749にて、図３に示すような、回転軸を含む回転子
１０を永久磁石材料にて一体形成し、それを着磁して回
転子とすることにより、磁石厚みを最大限に確保するこ
とを提案している。
【０００９】また、外径３ｍｍ以下の小型モータでは、
小さい体積で、より大きなトルクを発生させる必要があ
るため、回転子は単位体積当たりの磁気エネルギーの大
きい、例えばＳm−Ｃo系やＮd−Ｆe系等の焼結希土類磁
石にて形成することが好ましい。なお、図３において、
図２と同符号の部分は、同じ機能を有する同等部品であ
るため、説明を省略する。
小さい体積で、より大きなトルクを発生させる必要があ
るため、回転子は単位体積当たりの磁気エネルギーの大
きい、例えばＳm−Ｃo系やＮd−Ｆe系等の焼結希土類磁
石にて形成することが好ましい。なお、図３において、
図２と同符号の部分は、同じ機能を有する同等部品であ
るため、説明を省略する。
【００１０】しかしながら、図３に示す構造では、回転
子１０が永久磁石材料で形成されているため、金属に比
較し、機械的強度、特に靭性に乏しく、衝撃が加わった
り、高速回転時に、回転子の偏心に起因した振れ回りが
生じると、回転子の軸受当接部や、回転子の段形状境界
部に応力が集中し、回転子１０が破損するという欠点を
有していた。
子１０が永久磁石材料で形成されているため、金属に比
較し、機械的強度、特に靭性に乏しく、衝撃が加わった
り、高速回転時に、回転子の偏心に起因した振れ回りが
生じると、回転子の軸受当接部や、回転子の段形状境界
部に応力が集中し、回転子１０が破損するという欠点を
有していた。
【００１１】また、永久磁石材料は一般的に高硬度で、
かつ摺動性に乏しいため、運転中に軸受４、５との摺動
にて、軸受４、５が摩耗しやすく、モータの寿命の減少
を招いていた。さらに、回転子にＮd−Ｆe系焼結磁石に
て形成した場合、酸化に起因した減磁を抑制するため、
防錆処理を施すことが必要不可欠である。
かつ摺動性に乏しいため、運転中に軸受４、５との摺動
にて、軸受４、５が摩耗しやすく、モータの寿命の減少
を招いていた。さらに、回転子にＮd−Ｆe系焼結磁石に
て形成した場合、酸化に起因した減磁を抑制するため、
防錆処理を施すことが必要不可欠である。
【００１２】本発明は、特願平10-103749に示す、回転
軸を含む回転子を永久磁石材料にて一体形成する構造を
発展させ、さらに、回転子の機械的強度及び摺動特性を
向上させることを目的としたものである。
軸を含む回転子を永久磁石材料にて一体形成する構造を
発展させ、さらに、回転子の機械的強度及び摺動特性を
向上させることを目的としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、略円環状ハウジングの内周面に回転磁界
形成用のコイルと、回転軸を回転自在に支承する軸受を
装着してなる固定子と、永久磁石型回転子を備えた外径
３ｍｍ以下の小型モータにおいて、回転軸を含む回転子
基体を永久磁石材料にて一体形成し、さらに、前記回転
子基体の全表面に、摺動性に優れる表面改質膜を被覆形
成した後、それを着磁して回転子とするものである。
に、本発明は、略円環状ハウジングの内周面に回転磁界
形成用のコイルと、回転軸を回転自在に支承する軸受を
装着してなる固定子と、永久磁石型回転子を備えた外径
３ｍｍ以下の小型モータにおいて、回転軸を含む回転子
基体を永久磁石材料にて一体形成し、さらに、前記回転
子基体の全表面に、摺動性に優れる表面改質膜を被覆形
成した後、それを着磁して回転子とするものである。
【００１４】
【実施例】以下、本発明について、図１を用いて説明す
る。なお、図１において、図２と同符号の部分は、同じ
機能を有する同等部品であるため、説明を省略する。本
発明の特徴は、回転子構造にあり、回転軸を含む回転子
基体１０を永久磁石材料にて一体形成し、さらに、同回
転子基体１０の全表面に、摺動特性に優れる表面改質膜
１１を被覆形成する。
る。なお、図１において、図２と同符号の部分は、同じ
機能を有する同等部品であるため、説明を省略する。本
発明の特徴は、回転子構造にあり、回転軸を含む回転子
基体１０を永久磁石材料にて一体形成し、さらに、同回
転子基体１０の全表面に、摺動特性に優れる表面改質膜
１１を被覆形成する。
【００１５】表面改質膜１１の被覆形成手段としては、
製膜プロセスである物理蒸着法(Physical Vapor Deposi
tion,PVD)、化学蒸着法(Chemical Vapor Deposition,CV
D)、めっき、 イオンプレーティング等が挙げられ
る。
製膜プロセスである物理蒸着法(Physical Vapor Deposi
tion,PVD)、化学蒸着法(Chemical Vapor Deposition,CV
D)、めっき、 イオンプレーティング等が挙げられ
る。
【００１６】特に焼結希土類磁石を用いた場合、焼結体
であるがゆえに、その表面は表面粗さが大きく、しかも
構成粒子は高硬度であるため、摺動時の相手材への攻撃
性が大きく、軸受の摩耗を促進し、モータの寿命の低下
を招く。
であるがゆえに、その表面は表面粗さが大きく、しかも
構成粒子は高硬度であるため、摺動時の相手材への攻撃
性が大きく、軸受の摩耗を促進し、モータの寿命の低下
を招く。
【００１７】回転子基体１０の表面に、同回転子基体の
最大表面粗さを超える膜厚で、摺動特性に優れる表面改
質膜１１を被覆形成することにより、回転子の表面粗さ
を低減し、かつ回転子表面の摺動特性が改善されるた
め、前述の軸受４、５の摩耗に起因したモータ寿命の低
下を抑制することができる。また、表面改質膜１１を被
覆形成後、研磨加工等により同表面改質膜１１の表面あ
らさを低減させるとさらに効果的である。
最大表面粗さを超える膜厚で、摺動特性に優れる表面改
質膜１１を被覆形成することにより、回転子の表面粗さ
を低減し、かつ回転子表面の摺動特性が改善されるた
め、前述の軸受４、５の摩耗に起因したモータ寿命の低
下を抑制することができる。また、表面改質膜１１を被
覆形成後、研磨加工等により同表面改質膜１１の表面あ
らさを低減させるとさらに効果的である。
【００１８】また、回転子基体１０が全表面にわたり膜
で被覆されることにより、回転子の機械的強度が向上
し、衝撃が加わったり、高速回転時に、回転子の偏心に
起因した振れ回りが生じた場合においても、回転子の破
損を抑制できる。特に外径３ｍｍ以下の小型モータで
は、比表面積（単位体積当たりの表面積）が著しく増加
するため、この被覆膜による回転子の補強効果が大き
い。
で被覆されることにより、回転子の機械的強度が向上
し、衝撃が加わったり、高速回転時に、回転子の偏心に
起因した振れ回りが生じた場合においても、回転子の破
損を抑制できる。特に外径３ｍｍ以下の小型モータで
は、比表面積（単位体積当たりの表面積）が著しく増加
するため、この被覆膜による回転子の補強効果が大き
い。
【００１９】また、回転子基体１０の全表面を表面改質
膜１１によって被覆されているため、回転子基体１０を
構成している永久磁石の酸化を抑制でき、同永久磁石の
経時的な減磁を抑制できるため、モータの品質を向上で
きる。
膜１１によって被覆されているため、回転子基体１０を
構成している永久磁石の酸化を抑制でき、同永久磁石の
経時的な減磁を抑制できるため、モータの品質を向上で
きる。
【００２０】上記理由から、製膜プロセスとは異なる、
イオン注入等の基材表面そのものを改質する手法は、本
発明においては好ましくない。
イオン注入等の基材表面そのものを改質する手法は、本
発明においては好ましくない。
【００２１】以上のような回転子構造とすることによ
り、前述の特願平10-103749（本明細書の図３に相当）
に示す回転子の、ギャップ磁束密度を有効に確保できる
利点を維持し、かつ、回転子の機械的強度及び摺動特性
を向上させることができる。
り、前述の特願平10-103749（本明細書の図３に相当）
に示す回転子の、ギャップ磁束密度を有効に確保できる
利点を維持し、かつ、回転子の機械的強度及び摺動特性
を向上させることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、外径３
ｍｍ以下のモータにおいて、ギャップ磁束密度を有効に
確保でき、かつ機械的強度、摺動特性に優れた回転子が
得られるため、高出力で、耐衝撃性、寿命に優れる等、
高品質な小径モータを実現することができる。
ｍｍ以下のモータにおいて、ギャップ磁束密度を有効に
確保でき、かつ機械的強度、摺動特性に優れた回転子が
得られるため、高出力で、耐衝撃性、寿命に優れる等、
高品質な小径モータを実現することができる。
【図１】本発明のモータ構造を示す説明図である。
【図２】従来のモータ構造を説明する図である。
【図３】従来の他のモータ構造を説明する図である。
１ ハウジング ２ コイル ３ リード線 ４、５ 軸受 ６、７ ブラケット ８、９ 摺動板 １０ 回転子基体 １１ 表面改質膜 １２ 永久磁石 １３ 回転軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯村 力 東京都足立区新田３−８−22 並木精密宝 石株式会社内 Ｆターム(参考） 5H621 AA03 BB06 GB14 HH03 JK07 JK17 JK19 5H622 AA03 CA01 CA07 CB04 DD02 PP01 PP03 PP11 PP16 QA08 QB01
Claims (1)
- 【請求項１】 略円環状ハウジングの内周面に回転磁界
形成用のコイルと、回転軸を回転自在に支承する軸受を
装着してなる固定子と、永久磁石型回転子を備えた外径
３ｍｍ以下の小型モータにおいて、回転軸を含む回転子
基体を永久磁石材料にて一体形成し、さらに、前記回転
子基体の全表面に、摺動性に優れる表面改質膜を被覆形
成した後、それを着磁して回転子としたことを特徴とす
る小型モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10176759A JP2000014065A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 小型モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10176759A JP2000014065A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 小型モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000014065A true JP2000014065A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=16019322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10176759A Withdrawn JP2000014065A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 小型モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000014065A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003134750A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-09 | Railway Technical Res Inst | 永久磁石の製造方法、永久磁石片、及び永久磁石 |
| JP2013031346A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Minebea Co Ltd | 回転機器用回転子、回転機器用回転子の着磁方法、磁気エンコーダおよびその製造方法 |
| CN104953740A (zh) * | 2014-03-27 | 2015-09-30 | 三菱电机株式会社 | 转子轴及其制造方法、使用该转子轴的电扫描器 |
-
1998
- 1998-06-24 JP JP10176759A patent/JP2000014065A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003134750A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-09 | Railway Technical Res Inst | 永久磁石の製造方法、永久磁石片、及び永久磁石 |
| JP2013031346A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Minebea Co Ltd | 回転機器用回転子、回転機器用回転子の着磁方法、磁気エンコーダおよびその製造方法 |
| CN104953740A (zh) * | 2014-03-27 | 2015-09-30 | 三菱电机株式会社 | 转子轴及其制造方法、使用该转子轴的电扫描器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |