JP2000175417A - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

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JP2000175417A
JP2000175417A JP10345347A JP34534798A JP2000175417A JP 2000175417 A JP2000175417 A JP 2000175417A JP 10345347 A JP10345347 A JP 10345347A JP 34534798 A JP34534798 A JP 34534798A JP 2000175417 A JP2000175417 A JP 2000175417A
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JP
Japan
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rotor shaft
rotor
auxiliary yoke
mounting portion
brushless motor
Prior art date
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Application number
JP10345347A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyokazu Okamoto
清和 岡本
Sotomitsu Hara
外満 原
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brushless motor with a rotor shaft made of a nonmagnetic body for achieving high torque and high-speed rotation, without inducing the reduction of the outside diameter dimension of the rotor shaft for causing the reduction in natural frequency. SOLUTION: A brushless motor is provided with a rotor where a plurality of permanent magnets are arranged in the peripheral direction, so that S and N poles are aligned alternately in a peripheral direction while being magnetized in a diameter direction and a stator where a coil for generating a rotary magnetic field for giving a rotary torque to the rotor, while being arranged so that the rotor surrounded is wound. In this case, a rotor shaft 11 is made of an electrical insulator, where a fitting part 11a of a permanent magnet 13 is formed at nearly the central position in the axial direction. A plurality of permanent magnets 13 are fitted to the fitting part 11a via a cylindrical auxiliary yoke 12. The auxiliary yoke 12 is made of a cylindrical body, that is formed by winding a plate-shaped magnetic body around the fitting part 11a of the rotor shaft 11 in the peripheral direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータシャフトに
電気的絶縁体を用いたブラシレスモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor using an electric insulator for a rotor shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブラシレスモータは、図6に示すよう
に、径方向に着磁又は励磁されたロータ1と、このロー
タ1に回転トルクを与えるための回転磁界を生成するス
テータ2とを基本要素として構成される。ロータ1は、
ロータシャフト3と、ロータシャフト3の外周面に装着
された複数の永久磁石4とからなり、これら永久磁石4
は、図7に示すように、周方向にS極とN極とが交互に
並ぶように配置される。ステータ2は、ロータ1を囲む
ヨーク5と、このヨーク5に巻回された多相コイル6と
からなり、多相コイル6は、一般的には三相コイルから
なる。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 6, a brushless motor comprises a rotor 1 magnetized or excited in a radial direction, and a stator 2 for generating a rotating magnetic field for applying a rotating torque to the rotor 1. Is configured as The rotor 1 is
The permanent magnet 4 includes a rotor shaft 3 and a plurality of permanent magnets 4 mounted on an outer peripheral surface of the rotor shaft 3.
Are arranged such that S poles and N poles are alternately arranged in the circumferential direction, as shown in FIG. The stator 2 includes a yoke 5 surrounding the rotor 1 and a multi-phase coil 6 wound around the yoke 5, and the multi-phase coil 6 generally includes a three-phase coil.

【0003】ロータ1は、軸受7,8を介してケース9
に回転自在に支持される。ロータ1の磁極位置(回転
角)と多相コイル6が作る回転磁界とのなす位相角(ト
ルク角)が90°を超えると脱調現象を起こす。このた
め、ロータ1の磁極位置は、図示しない磁極位置センサ
によって常時モニタされる。そして、トルク角が0〜9
0°の範囲の最適角度に維持されるように、多相コイル
6に供給する電圧及び周波数が制御される。
The rotor 1 is connected to a case 9 via bearings 7 and 8.
It is supported rotatably. If the phase angle (torque angle) between the magnetic pole position (rotation angle) of the rotor 1 and the rotating magnetic field generated by the polyphase coil 6 exceeds 90 °, a step-out phenomenon occurs. For this reason, the magnetic pole position of the rotor 1 is constantly monitored by a magnetic pole position sensor (not shown). And the torque angle is 0-9
The voltage and frequency supplied to the multi-phase coil 6 are controlled so as to maintain the optimum angle in the range of 0 °.

【0004】この種のブラシレスモータが、例えば放電
加工機のスピンドルモータとして使用される場合、スピ
ンドルは、回転工具と静止ワークとの間で放電を起こす
ために、回転工具とロータシャフトとの間は絶縁しなけ
ればならない。もし、ロータシャフトを鉄系金属のよう
な電気良導体で形成すると、スピンドル全体を機械構造
体から絶縁しなければならなくなる。この場合は、スピ
ンドル自体の体積・表面積がロータシャフト単体よりも
数倍大きいので、浮遊容量もそれに応じて大きくなり、
放電特性を悪化させる。
When a brushless motor of this kind is used, for example, as a spindle motor of an electric discharge machine, the spindle causes an electric discharge between the rotating tool and the stationary work, so that the rotating tool and the rotor shaft are separated from each other. Must be insulated. If the rotor shaft is made of a good electrical conductor such as a ferrous metal, the entire spindle must be insulated from the mechanical structure. In this case, since the volume and surface area of the spindle itself are several times larger than the rotor shaft alone, the stray capacitance also increases accordingly,
Deteriorates discharge characteristics.

【0005】そこで、ロータシャフトをセラミックスの
ような絶縁体で形成すると、金属部分(導電部分)の体
積・表面積は、回転工具とそのチャック機構のみとな
り、体積を非常に小さくすることができ、浮遊容量もそ
れに応じて小さくすることができるので、放電特性は向
上する。
Therefore, when the rotor shaft is formed of an insulator such as ceramics, the volume and surface area of the metal portion (conductive portion) are limited to the rotary tool and its chuck mechanism. Since the capacity can be reduced accordingly, the discharge characteristics are improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロータ
シャフトを電気的絶縁体で形成すると、電気絶縁体は非
磁性体でもあるので、トルクが極端に低下するという問
題がある。即ち、図7に示すように、ロータシャフト3
が磁性体であれば、ロータシャフト3の内部の磁気抵抗
が小さいので、永久磁石4から発生する磁力線による強
い磁気ループが形成され、永久磁石4の外側に現れる磁
束密度も高くなってトルクも大きくすることができる。
しかし、ロータシャフト3が非磁性体の場合は、ロータ
シャフト内での磁気抵抗(パーミアンス)が増し、永久
磁石の外側に現れる磁束密度が低下して、トルクも低下
する。
However, when the rotor shaft is formed of an electrical insulator, the torque is extremely reduced since the electrical insulator is also a non-magnetic material. That is, as shown in FIG.
Is a magnetic material, the magnetic resistance inside the rotor shaft 3 is small, so a strong magnetic loop is formed by lines of magnetic force generated from the permanent magnets 4, the magnetic flux density appearing outside the permanent magnets 4 is increased, and the torque is increased. can do.
However, when the rotor shaft 3 is a non-magnetic material, the magnetic resistance (permeance) in the rotor shaft increases, the magnetic flux density appearing outside the permanent magnet decreases, and the torque also decreases.

【0007】非磁性体のロータシャフトの場合は、直接
永久磁石を貼り付けるのではなく、ロータシャフトと永
久磁石との間に、高透磁率材料でできた補助的なヨーク
を介在させることが望ましい。これにより、磁力線は磁
気抵抗の高い絶縁材料中を通るのではなく、透磁率の高
い補助ヨークを通ることになる。また、機械力学的に
は、ロータシャフト、補助ヨーク及び永久磁石を密に結
合させ、トルクの伝達には何ら支障がないようにするこ
とは容易である。
In the case of a non-magnetic rotor shaft, it is desirable to interpose an auxiliary yoke made of a high magnetic permeability material between the rotor shaft and the permanent magnet, instead of directly attaching a permanent magnet. . As a result, the magnetic field lines do not pass through the insulating material having high magnetic resistance but pass through the auxiliary yoke having high magnetic permeability. Further, mechanically, it is easy to tightly couple the rotor shaft, the auxiliary yoke, and the permanent magnet so that transmission of torque is not hindered at all.

【0008】一方、ロータの最高回転数は軸受性能で決
定され、軸受けの許容限度までロータシャフトの径を太
くする。また、ロータシャフトの長さは、その曲げモー
ド固有振動数で許容される範囲内でできる限り長くす
る。このように決められたロータシャフトに回転トルク
を発生させるための永久磁石を取り付ける場合、最大ト
ルクを大きくしたいからといって永久磁石の最外周の直
径をロータシャフト以上にするのは、遠心破壊、風損、
風切り騒音等の問題から好ましくない。つまり、永久磁
石の最外周直径はロータシャフトと同一にするのが好ま
しい。従って、永久磁石を装着する部分のロータシャフ
トは、磁石の厚みと補助ヨークの厚みの合計の分だけ半
径を細くしなければならない。これらの厚みはできる限
り小さい方が、ロータシャフトの磁石装着部をあまり細
めなくて良いので望ましい。ロータシャフトを細くすれ
ばするほど、曲げ共振周波数が低下し、最高回転数も低
下するからである。これに対し、磁石は脱磁のおそれが
あるので、ある程度以上の厚さ(5mm以上)は必要であ
る。補助ヨークは、磁力線さえ導ければ良いので、透磁
率の高い材料を使えば0.2mm程度まで薄くすることも
可能である。また、磁石装着部のロータシャフト全長に
おける相対位置は、軸受のできるだけ近くで中央付近で
あることが、曲げモード共振の節の位置を軸受けの位置
に近づける意味で望ましい。
On the other hand, the maximum number of revolutions of the rotor is determined by the bearing performance, and the diameter of the rotor shaft is increased to the allowable limit of the bearing. Further, the length of the rotor shaft is made as long as possible within a range permitted by the bending mode natural frequency. When a permanent magnet for generating rotational torque is attached to the rotor shaft determined in this way, it is necessary to increase the maximum torque to make the outermost diameter of the permanent magnet larger than the rotor shaft because of centrifugal fracture, Windage,
It is not preferable because of problems such as wind noise. That is, it is preferable that the outermost diameter of the permanent magnet be the same as that of the rotor shaft. Accordingly, the radius of the rotor shaft on which the permanent magnet is mounted must be reduced by the sum of the thickness of the magnet and the thickness of the auxiliary yoke. It is desirable that these thicknesses are as small as possible because the magnet mounting portion of the rotor shaft does not have to be so thin. This is because the thinner the rotor shaft, the lower the bending resonance frequency and the lower the maximum number of revolutions. On the other hand, since the magnet is liable to be demagnetized, a certain thickness (5 mm or more) is required. The auxiliary yoke only needs to guide the lines of magnetic force, so if a material having high magnetic permeability is used, it can be thinned to about 0.2 mm. In addition, it is desirable that the relative position of the magnet mounting portion with respect to the entire length of the rotor shaft be as close as possible to the bearing and near the center in order to bring the node of the bending mode resonance closer to the bearing.

【0009】本発明は、軸受け性能、曲げモード共振周
波数、曲げモード節の位置などによる制約に対し、永久
磁石最外周をロータシャフト径に一致させ、最大トルク
を確保し、曲げモード共振周波数を低下させないことに
よる高速回転を実現可能な非磁性体のロータシャフトを
持つブラシレスモータを提供することを目的とする。
According to the present invention, the outermost periphery of the permanent magnet is made equal to the diameter of the rotor shaft, the maximum torque is secured, and the bending mode resonance frequency is reduced with respect to the restrictions due to the bearing performance, the bending mode resonance frequency, and the position of the bending mode node. It is an object of the present invention to provide a brushless motor having a non-magnetic rotor shaft capable of realizing high-speed rotation by not performing the rotation.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係るブラシレス
モータは、径方向に着磁されて周方向にS極とN極とが
交互に並ぶように複数の永久磁石を周方向に配置してな
るロータと、このロータを取り囲むように配置され前記
ロータに回転トルクを与えるための回転磁界を発生させ
るコイルが巻装されたステータとを備えたブラシレスモ
ータにおいて、前記ロータは、前記永久磁石の装着部を
形成してなる電気的絶縁体からなるロータシャフトと、
板状の磁性体を前記ロータシャフトの装着部に周方向に
巻き付けるようにして形成した筒状体からなる前記装着
部に装着された補助ヨークと、この補助ヨークを介して
前記ロータシャフトの装着部に装着された複数の永久磁
石とを備えたものであることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A brushless motor according to the present invention has a plurality of permanent magnets arranged in the circumferential direction such that the magnets are magnetized in the radial direction and the S pole and the N pole are alternately arranged in the circumferential direction. A brushless motor comprising a rotor and a stator, the coil being wound around the rotor and generating a rotating magnetic field for applying a rotating torque to the rotor. A rotor shaft made of an electrical insulator formed with a portion,
An auxiliary yoke mounted on the mounting portion formed of a cylindrical body formed by winding a plate-shaped magnetic body around the mounting portion of the rotor shaft in the circumferential direction; and a mounting portion of the rotor shaft via the auxiliary yoke. And a plurality of permanent magnets mounted on the main body.

【0011】本発明によれば、ロータシャフトのほぼ中
央部に永久磁石の装着部を設けると共に、この装着部に
補助ヨークを介して永久磁石を装着している。そして、
補助ヨークは、径方向の厚さが薄くなるように、板状の
磁性体をロータシャフトの装着部に巻き付けるようにし
て筒状に形成されたものである。これにより、ロータシ
ャフトの固有曲げモード共振周波数は、この磁石装着部
を設ける以前の(本来の)共振周波数より大幅に低下さ
せないで済ませることができる。また、補助ヨークによ
って複数の永久磁石の磁極間で低磁気抵抗の磁気回路が
形成されるので、外部に現れる磁束密度も高めることが
でき、これによって高トルクが実現される。なお、永久
磁石の装着部をロータシャフトの軸方向のほぼ中央位置
に配置すると、曲げ共振モードの節の位置と軸受けの位
置が互いに近づき、安定性が良くなる。
According to the present invention, the permanent magnet mounting portion is provided substantially at the center of the rotor shaft, and the permanent magnet is mounted on the mounting portion via the auxiliary yoke. And
The auxiliary yoke is formed in a tubular shape by winding a plate-shaped magnetic body around a mounting portion of the rotor shaft so that the thickness in the radial direction is reduced. As a result, the natural bending mode resonance frequency of the rotor shaft does not need to be significantly reduced from the (original) resonance frequency before the magnet mounting portion is provided. Further, since the auxiliary yoke forms a magnetic circuit with low magnetic resistance between the magnetic poles of the plurality of permanent magnets, the magnetic flux density appearing outside can be increased, thereby realizing a high torque. When the mounting portion of the permanent magnet is disposed substantially at the center of the rotor shaft in the axial direction, the position of the node in the bending resonance mode and the position of the bearing are close to each other, and the stability is improved.

【0012】補助ヨークは、それぞれが合同な形状とな
るように前記ロータシャフトの軸方向に沿って複数に分
割しておけば、ロータシャフトの装着部を形成するくぼ
みの部分に、分割された補助ヨークを側面から装着する
ことができるので、補助ヨークのロータシャフトへの装
着が容易になる。
If the auxiliary yoke is divided into a plurality of parts along the axial direction of the rotor shaft so that each auxiliary yoke has a congruent shape, the auxiliary yoke is divided into recesses forming a mounting portion of the rotor shaft. Since the yoke can be mounted from the side, the auxiliary yoke can be easily mounted on the rotor shaft.

【0013】その場合、補助ヨークが、永久磁石の補助
ヨークへの装着面をその中央で前記ロータシャフトの軸
方向に沿って2分するように分割されていると、その永
久磁石の磁極からそれに両側で隣接する永久磁石の磁極
へそれぞれ至る磁力線が分割部を横切らないので、補助
ヨークが分割構造でありながら、磁気抵抗の低下を抑え
ることができる。
In this case, if the auxiliary yoke is divided so that the mounting surface of the permanent magnet on the auxiliary yoke is divided into two along the axial direction of the rotor shaft at the center thereof, the magnetic poles of the permanent magnet are separated therefrom. Since the lines of magnetic force reaching the magnetic poles of the permanent magnets adjacent on both sides do not cross the divided portion, it is possible to suppress a decrease in magnetic resistance while the auxiliary yoke has the divided structure.

【0014】ロータシャフトの装着部及び補助ヨーク
は、その軸方向と直交する断面が正n角形(nは4以上
の偶数)であっても良いし、円形であっても良い。
The mounting section of the rotor shaft and the auxiliary yoke may have a regular n-gonal cross section (n is an even number of 4 or more) or a circular cross section orthogonal to the axial direction.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照してこの
発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は、
この発明の一実施例に係る放電加工機のスピンドル用ブ
ラシレスモータの要部を示す図であり、同図(a)は断
面図、同図(b)は分解斜視図である。このモータは、
ステータ100に巻回されたN(Nは3以上の自然数)
相コイル101による回転磁界に同期して回転するよう
に、回転方向にm(mは2以上の偶数)個の磁極を形成
したロータ11を備えている。図2は、同モータのロー
タ部分のみを示す分解斜視図であり、同図(a)はロー
タシャフト11、同図(b)は補助ヨーク12、同図
(c)は、永久磁石13をそれぞれ示している。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A is a diagram showing a main part of a brushless motor for a spindle of an electric discharge machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a sectional view, and FIG. This motor is
N wound on the stator 100 (N is a natural number of 3 or more)
The rotor 11 has m (m is an even number of 2 or more) magnetic poles formed in the rotation direction so as to rotate in synchronization with the rotating magnetic field generated by the phase coil 101. FIG. 2 is an exploded perspective view showing only a rotor portion of the motor. FIG. 2 (a) shows a rotor shaft 11, FIG. 2 (b) shows an auxiliary yoke 12, and FIG. 2 (c) shows a permanent magnet 13. Is shown.

【0016】同図(a)に示すように、ロータシャフト
11は、全体がセラミックス等の非磁性体で形成され、
そのほぼ中央部に永久磁石13の装着部11aが、また
一端部にツールチャック用のテーパ部11bがそれぞれ
形成されたものである。装着部11aは、その軸方向両
側の端部11c,11dよりも細く、その軸方向と直交
する断面が正六角形となる正六角柱を形成している。こ
の正六角柱の装着部11aに補助ヨーク12を介して永
久磁石13が装着される。一例を示せば、例えば端部1
1dの径が22mmφで、装着部11aを形成する正六角
柱の高さが15mm、側面間距離が14mmである。
As shown in FIG. 1A, the rotor shaft 11 is entirely formed of a non-magnetic material such as ceramics.
The mounting portion 11a of the permanent magnet 13 is formed substantially at the center, and a tapered portion 11b for tool chuck is formed at one end. The mounting portion 11a forms a regular hexagonal column that is thinner than the end portions 11c and 11d on both sides in the axial direction and has a regular hexagonal cross section perpendicular to the axial direction. A permanent magnet 13 is mounted on the mounting portion 11 a of the regular hexagonal column via an auxiliary yoke 12. For example, for example, end 1
The diameter of 1d is 22 mmφ, the height of a regular hexagonal prism forming the mounting portion 11a is 15 mm, and the distance between side surfaces is 14 mm.

【0017】補助ヨーク12は、同図(b)に示すよう
に全体が正六角筒で、その各側面が軸方向に沿って二分
されるように全体で6分割され、回転バランスを考慮し
て6つの合同な分割体12aによって構成されている。
各分割体12aは、例えばS25C(JIS規格)等の
炭素鋼、センダスト、パーマロイ、けい素鋼等の結晶質
合金、Fe系、Co系の非晶質合金等の磁性体(低磁気
抵抗体)で形成されており、例えば1mm厚程度の板状磁
性体をプレス加工して形成されたものである。
The auxiliary yoke 12 is a regular hexagonal cylinder as shown in FIG. 1B, and is divided into six parts so that each side is bisected along the axial direction. It is constituted by six congruent divided bodies 12a.
Each of the divided bodies 12a is made of a magnetic material (low magnetic resistance material) such as a carbon steel such as S25C (JIS standard), a crystalline alloy such as Sendust, Permalloy, and silicon steel, and an Fe-based or Co-based amorphous alloy. For example, it is formed by pressing a plate-like magnetic material having a thickness of about 1 mm.

【0018】6つの分割体12aは、互いの隙間ができ
るだけ狭くなるように装着部11aに貼り付けられる。
補助ヨーク12が装着部11aに貼り付けられたら、補
助ヨーク12の各側面に外側から6個の永久磁石13を
貼り付ける。回転バランスを考慮して、永久磁石13も
全て合同な形状としている。これら6つの永久磁石13
は、図3に示すように、周方向にS極とN極とが交互に
配列されるように補助ヨーク12に貼り付けられる。
The six divided bodies 12a are attached to the mounting portion 11a such that the gap between them is as small as possible.
When the auxiliary yoke 12 is attached to the mounting portion 11a, six permanent magnets 13 are attached to each side surface of the auxiliary yoke 12 from the outside. In consideration of the rotational balance, all the permanent magnets 13 have a congruent shape. These six permanent magnets 13
Is attached to the auxiliary yoke 12 so that S poles and N poles are alternately arranged in the circumferential direction, as shown in FIG.

【0019】永久磁石13がこのように補助ヨーク12
を介して装着部11aに装着されると、永久磁石13か
ら発生する磁力線は磁気抵抗の小さい補助ヨーク12の
内部を通過するので、永久磁石13の外周部の磁束密度
が高くなり、トルクがアップする。なお、磁気回路を構
成する各分割体12aの間には隙間が発生するが、各永
久磁石13の磁極から発生する磁力線は、隣接する永久
磁石13の極に至るので、磁力線自体はこの隙間を通過
しない。このため、補助ヨーク12が分割されていて
も、磁気回路の磁気抵抗は分割していない状態と殆ど変
わらない。
As described above, the permanent magnet 13 is
When mounted on the mounting portion 11a through the, the magnetic field lines generated from the permanent magnet 13 pass through the inside of the auxiliary yoke 12 having a small magnetic resistance, so that the magnetic flux density on the outer peripheral portion of the permanent magnet 13 increases, and the torque increases. I do. Although a gap is generated between the divided bodies 12a constituting the magnetic circuit, the lines of magnetic force generated from the magnetic poles of the respective permanent magnets 13 reach the poles of the adjacent permanent magnets 13. Do not pass. For this reason, even if the auxiliary yoke 12 is divided, the magnetic resistance of the magnetic circuit is almost the same as the state without division.

【0020】図4は、この発明の他の実施例に係るブラ
シレスモータのロータ部分のみを示す分解斜視図であ
り、同図(a)はロータシャフト21、同図(b)は補
助ヨーク22、同図(c)は、永久磁石23をそれぞれ
示している。同図(a)に示すように、ロータシャフト
21は、装着部21aが円柱状に形成されている点を除
き、テーパ部21b及び端部21c,21dとも、図2
のロータシャフト11のテーパ部11b及び端部11
c,11dと同じである。補助ヨーク22は、全体が円
筒形で、軸方向に2分割されて、合同な2つのハーフパ
イプ状の分割体22aで構成されている。そして、この
補助ヨーク22を介して装着部21aに円弧状の6つの
永久磁石23が装着される。この場合でも、図5に示す
ように、補助ヨーク22の分割ラインと、永久磁石23
の接着面を軸方向に沿って2分する位置とが一致するよ
うに永久磁石23を補助ヨーク22に貼り付けることに
より、磁力線が補助ヨーク22の分割部を横切ることが
無くなり、磁気回路の磁気抵抗の増加を抑えることがで
きる。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing only a rotor portion of a brushless motor according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) shows a rotor shaft 21, FIG. 4 (b) shows an auxiliary yoke 22, FIG. 3C shows the permanent magnets 23, respectively. As shown in FIG. 2A, the rotor shaft 21 has both a tapered portion 21b and end portions 21c and 21d except that the mounting portion 21a is formed in a columnar shape.
Part 11b and end part 11 of rotor shaft 11
Same as c and 11d. The auxiliary yoke 22 has a cylindrical shape as a whole, is divided into two in the axial direction, and is configured by two congruent half-pipe-shaped divided bodies 22a. Then, six arc-shaped permanent magnets 23 are mounted on the mounting portion 21a via the auxiliary yoke 22. Also in this case, as shown in FIG.
The permanent magnet 23 is attached to the auxiliary yoke 22 so that the position where the adhesive surface of the auxiliary yoke is divided into two along the axial direction coincides with each other. An increase in resistance can be suppressed.

【0021】この実施例と先の実施例とを比べると、永
久磁石13,23の中央の厚みを同じ厚みとし、永久磁
石13,23を装着した部分の外径寸法を等しくした場
合、この実施例における装着部21aの外径は、先の実
施例の装着部11aの側面間距離と等しくなるので、装
着部21aの断面積は装着部11aの断面積よりも小さ
くなり、その分、装着部21aでの曲げ剛性は弱くな
る。しかし、この実施例は、2つのハーフパイプ状の分
割体22aを装着部21aの側面に装着すればよいの
で、組立は容易になる。
When this embodiment is compared with the previous embodiment, when the thickness of the center of the permanent magnets 13 and 23 is made the same and the outer diameters of the portions where the permanent magnets 13 and 23 are mounted are equal, this embodiment is used. Since the outer diameter of the mounting portion 21a in the example is equal to the distance between the side surfaces of the mounting portion 11a of the previous embodiment, the cross-sectional area of the mounting portion 21a is smaller than the cross-sectional area of the mounting portion 11a. The bending rigidity at 21a becomes weak. However, in this embodiment, the two half-pipe-shaped divided bodies 22a may be mounted on the side surface of the mounting portion 21a, so that the assembly is facilitated.

【0022】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではない。上記実施例では、装着部11a及び
補助ヨークの断面を正六角形としたが、正六角形以外の
正n角形(nは4以上の偶数)としても良い。但し、正
四角形(4極)〜正六角形(6極)が曲げ剛性を高める
上で望ましい。
The present invention is not limited to the embodiment described above. In the above embodiment, the cross section of the mounting portion 11a and the auxiliary yoke is a regular hexagon, but may be a regular n-gon other than a regular hexagon (n is an even number of 4 or more). However, a regular square (four poles) to a regular hexagon (six poles) are desirable for increasing bending rigidity.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ロ
ータシャフトのほぼ中央部に永久磁石の装着部を設ける
と共に、この装着部に径方向の厚みが薄い筒状の補助ヨ
ークを介して永久磁石を装着したものであるから、ロー
タシャフトの太さを極端に細くする必要がなく、ロータ
シャフトの固有曲げモード共振周波数の低下は僅かで済
ませることができる。また、補助ヨークによって複数の
永久磁石の磁極間で低磁気抵抗の磁気回路が形成される
ので、外部に現れる磁束密度も高めることができ、これ
によって高トルクが実現されるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the mounting portion for the permanent magnet is provided substantially at the center of the rotor shaft, and the mounting portion is provided with the thin cylindrical auxiliary yoke in the radial direction. Since the permanent magnet is mounted on the rotor shaft, the thickness of the rotor shaft does not need to be extremely thin, and the natural bending mode resonance frequency of the rotor shaft can be slightly reduced. Further, a magnetic circuit having low magnetic resistance is formed between the magnetic poles of the plurality of permanent magnets by the auxiliary yoke, so that the magnetic flux density appearing outside can be increased, thereby providing an effect that a high torque is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係るブラシレスモータの
要部を示す断面図及び分解斜視図である。
FIG. 1 is a sectional view and an exploded perspective view showing a main part of a brushless motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同モータにおけるロータの分解斜視図であ
る。
FIG. 2 is an exploded perspective view of a rotor in the motor.

【図3】 同ロータの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the rotor.

【図4】 本発明の他の実施例に係るブラシレスモータ
のロータの分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of a rotor of a brushless motor according to another embodiment of the present invention.

【図5】 同ロータの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of the rotor.

【図6】 従来のブラシレスモータの簡略的な縦断面図
である。
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a conventional brushless motor.

【図7】 同モータのロータ部分の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a rotor portion of the motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ロータ、2…ステータ、3,11,21…ロータシ
ャフト、4,13,23…永久磁石、12,22…補助
ヨーク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... rotor, 2 ... stator, 3, 11, 21 ... rotor shaft, 4, 13, 23 ... permanent magnet, 12, 22 ... auxiliary yoke.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 径方向に着磁されて周方向にS極とN極
とが交互に並ぶように複数の永久磁石を周方向に配置し
てなるロータと、このロータを取り囲むように配置され
前記ロータに回転トルクを与えるための回転磁界を発生
させるコイルが巻装されたステータとを備えたブラシレ
スモータにおいて、 前記ロータは、 前記永久磁石の装着部を形成してなる電気的絶縁体から
なるロータシャフトと、 板状の磁性体を前記ロータシャフトの装着部に周方向に
巻き付けるようにして形成した筒状体からなり前記装着
部に装着された補助ヨークと、 この補助ヨークを介して前記ロータシャフトの装着部に
装着された複数の永久磁石とを備えたものであることを
特徴とするブラシレスモータ。
1. A rotor in which a plurality of permanent magnets are arranged in a circumferential direction such that S poles and N poles are alternately arranged in a circumferential direction by being magnetized in a radial direction, and are arranged so as to surround the rotor. A brushless motor comprising: a stator on which a coil for generating a rotating magnetic field for applying a rotating torque to the rotor is wound, wherein the rotor is formed of an electrical insulator formed with a mounting portion for the permanent magnet. A rotor shaft, an auxiliary yoke that is formed of a cylindrical body formed by winding a plate-shaped magnetic body around a mounting portion of the rotor shaft in a circumferential direction, and an auxiliary yoke mounted on the mounting portion; A brushless motor comprising: a plurality of permanent magnets mounted on a mounting portion of a shaft.
【請求項2】 前記ロータシャフトの装着部は、ロータ
シャフトの軸方向のほぼ中央位置に形成されたものであ
ることを特徴とする請求項1記載のブラシレスモータ。
2. The brushless motor according to claim 1, wherein the mounting portion of the rotor shaft is formed substantially at the center of the rotor shaft in the axial direction.
【請求項3】 前記ロータシャフトの装着部は、その軸
方向両端よりも小径に形成され、 前記補助ヨークは、それぞれが合同な形状となるように
前記ロータシャフトの軸方向に沿って複数に分割された
ものであることを特徴とする請求項1又は2記載のブラ
シレスモータ。
3. The mounting portion of the rotor shaft is formed to have a smaller diameter than both ends in the axial direction, and the auxiliary yoke is divided into a plurality along the axial direction of the rotor shaft so as to have a congruent shape. The brushless motor according to claim 1, wherein the brushless motor is provided.
【請求項4】 前記補助ヨークは、前記永久磁石の前記
補助ヨークへの装着面をその中央で前記ロータシャフト
の軸方向に沿って2分するように分割されていることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のブラシレ
スモータ。
4. The auxiliary yoke is divided so that a mounting surface of the permanent magnet on the auxiliary yoke is bisected at the center thereof along the axial direction of the rotor shaft. The brushless motor according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記ロータシャフトの装着部及び補助ヨ
ークは、その軸方向と直交する断面が正n角形(nは4
以上の偶数)であることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれか1項記載のブラシレスモータ。
5. A cross section orthogonal to the axial direction of the mounting portion of the rotor shaft and the auxiliary yoke has a regular n-gon shape (n is 4
The brushless motor according to any one of claims 1 to 4, wherein:
【請求項6】 前記ロータシャフトの装着部及び補助ヨ
ークは、その軸方向と直交する断面が円形であることを
特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のブラシレ
スモータ。
6. The brushless motor according to claim 1, wherein the mounting portion of the rotor shaft and the auxiliary yoke have a circular cross section orthogonal to the axial direction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088805A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Fluxstar Holdings Pty Ltd An electric machine and magnetic field modifying assembly therefor
WO2005088806A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Daikin Industries, Ltd. Permanent magnet electric motor, driving method and producing method of the motor, refrigerant compressor, and blower

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