JP2000333429A - 無刷子電動機およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機の軸方向長さが長くても、焼結極異方
性磁石を使用でき、高品質を確保するとともに、低コス
トで低振動・高出力・高効率を実現できる無刷子電動機
を提供することを目的とする。 【解決手段】 磁極表示マーク６を設け、この磁極表示
マーク６を合わせて軸方向に平坦面９にて積み重ねて磁
石回転子１０を構成することによって、焼結極異方性磁
石の軸方向長さを寸法精度を損ねることなく長くでき、
磁石回転子１０の重量アンバランス量の増加を抑制で
き、鎖交磁束が確実な正弦波であり、磁束量を大幅に増
加できるので、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にルームエアコ
ンや給湯機や換気扇などの送風ファン駆動源として用い
られる小型電動機の一種である無刷子電動機およびその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の無刷子電動機は、低コス
ト化、部品点数・加工工数の削減を実現した上で高品
質、高出力および高効率化が強く要求されている。無刷
子電動機の高出力および高効率化は、固定子は磁気飽和
限界までスロット面積を拡げるとともに、高密度実装巻
線により実現し、また、回転子は磁束密度の高い磁石を
使用することにより対処されている。さらに、最近では
多極化することによって高効率化を実現している。

【０００３】磁石は形状面からはリング型磁石とセグメ
ント型磁石に区分され、セグメント型磁石の方が磁束密
度は高い。また、磁性粉体を金型内で成型するときに磁
場をかけて配向するか、磁場をかけないで配向しないか
によって、異方性磁石、等方性磁石に区分され、磁場を
かけて得られる異方性磁石には、磁場配向によってラジ
アル異方性磁石と極異方性磁石に区分され、極異方性磁
石はラジアル異方性磁石よりも２０％程度磁束密度が高
く、着磁波形は正弦波となるので、低振動化、高出力お
よび高効率化には極異方性磁石が用いられるようになっ
てきた。

【０００４】従来、この種の無刷子電動機について、図
１６および図１７を参照しながら説明する。

【０００５】図に示すように、固定子５４は、６つのス
ロットを有する固定子鉄心５１を一体成形あるいは軸方
向からの挟み込みによりインシュレータ５２にて絶縁
し、電機子巻線５３を直接巻装して構成され、磁石回転
子５５は、シャフト５６を圧入した回転子鉄心５７に４
枚のフェライト異方性セグメント磁石５８を貼り付け、
フェライト異方性セグメント磁石５８の軸方向長さは固
定子鉄心５１の軸方向長さ以上と構成され、５９は磁石
回転子５５の磁極位置を検出するための位置検出素子で
あるホール素子６０を搭載したプリント基板であり、ホ
ール素子６０はフェライト異方性セグメント磁石５８の
漏れ磁束を検出する構成であった。しかし、このような
６スロット４極の無刷子電動機では、極端な高効率化は
できないため、固定子鉄心５１のスロット数を６スロッ
トから９スロットあるいは１２スロットにし、磁石回転
子５５の極数を４極から８極にすることによって、高効
率化する構成が提案されてきている。しかしながら、磁
石回転子５５の極数を４極から８極に増やすことによっ
て、磁石回転子５５の加工工数は２倍になってしまうた
め、コスト高となるので、リング型磁石である極異方性
磁石の採用が増えてきている。中でも、プラスチックフ
ェライト極異方性磁石の採用が増えてきているが、プラ
スチックフェライト極異方性磁石では減磁耐力が劣化す
るうえ、高出力および高効率化が困難であるため、フェ
ライト焼結極異方性磁石が採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このフェライト焼結極
異方性磁石など焼結リング型磁石は、軸方向長さが３８
ｍｍを超えるものは、成型プレスのストロークおよび耐
圧力の関係で製造できないため、高出力および高効率化
のためには、磁石外径を大きくするとともに固定子鉄心
外径を大きくして対応しているため、電動機が大きくな
り、コスト高になるという課題があった。また、無刷子
電動機を搭載する電気機器の寸法等の制約から大径化で
きない場合があるという課題があった。また、軸方向長
さが２３ｍｍを超えるものは、通常の機械式プレスでは
製造できないため、油圧プレスにて製造するので、生産
タクトが約３倍となり、コスト高となるという課題があ
り、また、軸方向長さが長くなると軸方向の磁性粉体の
密度分布にバラツキが生じて割れやすくなり、コスト高
となるという課題があり、低コストで電動機外径を大き
くすることなく、高出力・高効率が実現できる無刷子電
動機が要求されている。

【０００７】また、焼結極異方性磁石は磁場配向しなが
ら圧縮しているため、成型時に磁石の軸方向において上
側は５％〜１０％程度磁束密度が低くなるので、無刷子
電動機の構成によっては、軸方向の振動が発生するとい
う課題があり、磁石の軸方向の磁束密度分布が軸方向中
心を境に対称になり、軸方向の振動が抑制できる無刷子
電動機が要求されている。

【０００８】また、プリント基板５９を電動機内部に内
蔵し、ホール素子６０を用いて磁石回転子５５の磁極位
置を検出する場合、磁石の軸方向長さは固定子鉄心５１
に巻装された電機子巻線５３の軸方向長さ以上とする必
要があり、前述した軸方向長さが３８ｍｍを超える磁石
が必要となるという課題があった。

【０００９】なお、極異方性磁石の軸方向への積層につ
いては、各種産業機器に用いられるＡＣサーボモータに
おいて、コギングトルクを低減するために、極異方性磁
石を軸方向に複数個に分割して磁極をずらしたあと着磁
して、みかけのスキュー着磁をしたＡＣサーボモータ
（特開平８−３４０６５２号公報参照）の構成が開示さ
れているが、その目的はコギングトルクの低減であり、
この構成をそのまま送風ファン駆動源用の無刷子電動機
に適用した場合、実際の誘起電圧位相とホール素子６０
の検出した磁石回転子５５の位置ズレを生じることから
効率が極端に劣化したり、トルクリップルが増大するな
どの課題があった。また、フェライト焼結極異方性磁石
は磁性粉体を金型内に充填し、磁場をかけて配向しなが
ら、軸方向に３分の１程度まで圧縮した成型体を脱磁
し、焼成し、寸法精度を確保するために、外径・軸方向
端面を研磨して製造されているため、開示されたように
磁極の極間に線を設けることは実際にはできない。さら
に、凹凸を設けて勘合させて積み重ねることも容易に考
えられるが、焼成時の収縮にバラツキが生じるので、積
み重ねた磁石の間に大きな隙間を生じるなど、確実に磁
極を合わせて積み重ねることは困難であるという課題が
あった。また、研磨された焼結極異方性磁石とシャフト
の固定は、ＡＣサーボモータでは焼結極異方性磁石の内
径をさらに研磨して、シャフトに接着固定している。こ
こで、焼結極異方性磁石の内径研磨は加工が困難である
ため、コストが異常に高くなるという課題があり、磁石
の内径研磨を施さなくてもシャフトに磁石を固定でき、
低コストで高出力・高効率の無刷子電動機が要求されて
いる。

【００１０】また、ホール素子６０などの位置検出素子
を搭載したプリント基板５９を電動機内部に内蔵する無
刷子電動機において、固定子鉄心５１の軸方向長さに関
係なく、電機子巻線５３が固定子鉄心５１よりも軸方向
に突出する長さは変わらないために、固定子鉄心５１の
軸方向長さが短い場合、磁石の軸方向長さに対する固定
子鉄心５１の軸方向長さの比率が大きくなるため、固定
子鉄心５１が磁気飽和し、誘起電圧に歪みが生じて、誘
起電圧位相とホール素子６０によって検出した位置検出
信号の位相がずれ、効率の劣化や振動が大きくなるとい
う課題があり、固定子鉄心の軸方向長さが短く、ホール
素子を内蔵するために磁石の軸方向長さを長くしても磁
気飽和などの影響が無く、効率の劣化および振動の抑制
ができる無刷子電動機が要求されている。

【００１１】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、電動機の軸方向長さが長くても、ホール
素子などの位置検出素子を搭載したプリント基板を電動
機内部に内蔵でき、高品質を確保するとともに、焼結極
異方性磁石を使用した低コストで低振動・高出力・高効
率を実現できる無刷子電動機を提供することを第１の目
的とする。

【００１２】また、固定子鉄心の軸方向長さが短くて
も、ホール素子などの位置検出素子を搭載したプリント
基板を電動機内部に内蔵できるとともに、低コストで、
出力・効率を高め、磁気飽和による振動の発生を抑制す
ることのできる無刷子電動機を提供することを第２の目
的とする。

【００１３】また、高品質を確保するとともに、極異方
性磁石の軸方向長さを長く構成し、低コストで低振動・
高出力・高効率を実現できる無刷子電動機の製造方法を
提供することを第３の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の無刷子電動機は
上記第１の目的を達成するために第１の手段は、固定子
鉄心に電機子巻線を巻装した固定子と、極異方性磁石を
用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であって、前記
磁石回転子は複数段の焼結極異方性磁石を磁極表示マー
クを合わせて軸方向に平坦面にて積み重ねて構成された
ことを特徴とする無刷子電動機の構成としたものであ
る。

【００１５】これにより、焼結極異方性磁石の軸方向長
さを長く構成できるので、低振動、高出力、高効率の無
刷子電動機が得られる。

【００１６】また、上記第１の目的を達成するために、
第２の手段は、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定
子と、極異方性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子
電動機であって、前記磁石回転子は複数段の焼結極異方
性磁石を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ねて
構成され、前記磁極表示マークは軸方向端面角に形成さ
れたことを特徴とする無刷子電動機の構成としたもので
ある。

【００１７】これにより、高品質を確保でき、磁極合わ
せが容易になることによって、加工工数の削減ができ、
安価で、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機が得ら
れる。

【００１８】また、上記第１の目的を達成するために、
第３の手段は、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定
子と、極異方性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子
電動機であって、前記磁石回転子は複数段の焼結極異方
性磁石を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ねて
構成され、前記磁極表示マークは磁極中心部に設けたこ
とを特徴とする無刷子電動機の構成としたものである。

【００１９】これにより、磁石の磁性粉体の密度低下が
抑制できることによって、磁石の安定生産ができるとと
もに、高品質を確保でき、安価で低振動、高出力、高効
率の無刷子電動機が得られる。

【００２０】また、上記第１の目的を達成するために、
第４の手段は、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定
子と、極異方性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子
電動機であって、前記磁石回転子は複数段の焼結極異方
性磁石を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ねて
構成され、前記磁極表示マークは曲面にて形成されたく
ぼみ状マークとしたことを特徴とする無刷子電動機の構
成としたものである。

【００２１】これにより、磁石の磁性粉体の密度低下が
抑制できることによって、磁石の安定生産ができるとと
もに、高品質を確保でき、部品点数および加工工数の削
減ができ、安価で低振動、高出力、高効率の無刷子電動
機が得られる。

【００２２】また、上記第１の目的を達成するために、
第５の手段は、磁石回転子は複数段の焼結極異方性磁石
を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ね、シャフ
トに樹脂で一体成型にて構成されたことを特徴とする無
刷子電動機の構成としたものである。

【００２３】これにより、磁石が安価に安定生産ができ
るとともに、高品質を確保でき、部品点数の削減がで
き、さらに作業時間の削減ができ、より安価で、低振
動、高出力、高効率の無刷子電動機が得られる。

【００２４】また、上記第１の目的を達成するために、
第６の手段は、磁極表示マークは同一面上に２カ所１８
０度等配で設けたことを特徴とする無刷子電動機の構成
としたものである。

【００２５】これにより、磁石の安定生産ができるとと
もに、高品質を確保でき、部品点数の削減ができ、さら
に磁石の磁極合わせが短時間ででき、より安価で、低振
動、高出力、高効率の無刷子電動機が得られる。

【００２６】また、上記第１の目的を達成するために、
第７の手段は、１つの磁石の軸方向長さを２３ｍｍ以下
としたことを特徴とする無刷子電動機の構成としたもの
である。

【００２７】これにより、磁石の安定生産が低コストで
できるとともに、高品質を確保でき、さらに安価で低振
動、高出力、高効率の無刷子電動機が得られる。

【００２８】また、上記第１の目的を達成するために、
第８の手段は、磁石回転子の軸方向長さを３８ｍｍ以上
としたことを特徴とする無刷子電動機の構成としたもの
である。

【００２９】これにより、低振動、高出力、高効率の無
刷子電動機が得られる。

【００３０】また、上記第１の目的を達成するために、
第９の手段は、磁石回転子は２段に積み重ねられた焼結
極異方性磁石によって構成され、焼結極異方性磁石の高
磁束側軸方向端面を重ね合わせたことを特徴とする無刷
子電動機の構成としたものである。

【００３１】これにより、軸方向の振動が抑制され、低
振動、高出力、高効率の無刷子電動機が得られる。

【００３２】また、上記第２の目的を達成するために、
第１０の手段は、磁石回転子は焼結極異方性磁石を焼結
ラジアル異方性リング型磁石にて軸方向に挟み込んで構
成したことを特徴とする無刷子電動機の構成としたもの
である。

【００３３】これにより、出力および効率を高めること
ができるとともに、磁気飽和の抑制によって振動を抑え
ることのできる安価な無刷子電動機が得られる。

【００３４】また、上記第２の目的を達成するために、
第１１の手段は、磁石回転子は焼結極異方性磁石を焼結
等方性リング型磁石にて軸方向に挟み込んで構成したこ
とを特徴とする無刷子電動機の構成としたものである。

【００３５】これにより、出力および効率を高めること
ができるとともに、磁気飽和の抑制によって振動を抑え
ることができ、より安価な無刷子電動機が得られる。

【００３６】また、上記第２の目的を達成するために、
第１２の手段は、焼結極異方性磁石の軸方向長さは固定
子鉄心の軸方向長さ以上としたことを特徴とする無刷子
電動機の構成としたものである。

【００３７】これにより、出力および効率をより高める
ことができるとともに、磁気飽和の抑制によって振動を
抑えることのできる安価な無刷子電動機が得られる。

【００３８】また、上記第２の目的を達成するために、
第１３の手段は、磁石回転子は少なくとも２種類以上の
焼結リング型磁石を、シャフトに樹脂で一体成型して構
成したことを特徴とする無刷子電動機の構成としたもの
である。

【００３９】これにより、出力および効率を高めること
ができるとともに、磁気飽和の抑制によって振動を抑え
ることができ、低コストの無刷子電動機が得られる。

【００４０】また、上記第２の目的を達成するために、
第１４の手段は、焼結極異方性磁石を挟み込む焼結リン
グ型磁石の内径は、焼結極異方性磁石の内径よりも大き
くしたことを特徴とする無刷子電動機の構成としたもの
である。

【００４１】これにより、出力および効率を高めること
ができるとともに、磁気飽和の抑制によって振動を抑え
ることができ、必要最小限の磁石材の量とすることがで
きるので、より低コストの無刷子電動機が得られる。

【００４２】また、上記第２の目的を達成するために、
第１５の手段は、磁石回転子の着磁は外周側正弦波着磁
したことを特徴する無刷子電動機の構成としたものであ
る。

【００４３】これにより、出力および効率を高めること
ができるとともに、磁気飽和の抑制および鎖交磁束の正
弦波化によって振動を抑えることのできる安価な無刷子
電動機が得られる。

【００４４】また、上記第２の目的を達成するために、
第１６の手段は、磁石回転子の着磁は焼結等方性リング
磁石の軸方向端面のどちらか一方に面着磁を施した後、
外周側着磁したことを特徴とする無刷子電動機の構成と
したものである。

【００４５】これにより、より安価で、低振動、出力お
よび効率を高め、ホール素子による位置検出が確実にで
きる無刷子電動機が得られる。

【００４６】また、上記第３の目的を達成するために、
第１７の手段は、電機子巻線を有する固定子と、極異方
性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であっ
て、前記磁石回転子の磁石部は着磁された状態の極異方
性磁石の極性の異なる部分を合わせて軸方向に複数段積
み重ねたことを特徴とする無刷子電動機の製造方法とし
たものである。

【００４７】これにより、容易に極異方性磁石の軸方向
長さが長くでき、安価で、低振動、高出力、高効率の無
刷子電動機の製造方法が得られる。

【００４８】また、上記第３の目的を達成するために、
第１８の手段は、電機子巻線を有する固定子と、極異方
性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であっ
て、前記磁石回転子の磁石部は着磁された状態の極異方
性磁石の極性の異なる部分を合わせて軸方向に複数段積
み重ねた後、非磁性金型内にシャフトと積み重ねられた
磁石をセットし、樹脂を金型内に注入し、シャフトと磁
石を固定したことを特徴とする無刷子電動機の製造方法
としたものである。

【００４９】これにより、容易に極異方性磁石の軸方向
長さが長い磁石回転子ができ、低コストで、低振動、高
出力、高効率の無刷子電動機の製造方法が得られる。

【００５０】また、上記第３の目的を達成するために、
第１９の手段は、電機子巻線を有する固定子と、極異方
性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であっ
て、前記磁石回転子の磁石部は着磁された状態の極異方
性磁石の軸方向の平坦面に接着剤を塗布した後、極性の
異なる部分を合わせて軸方向に複数段積み重ねたことを
特徴とする無刷子電動機の製造方法としたものである。

【００５１】これにより、容易に極異方性磁石の軸方向
長さが長くでき、安価で、低振動、高出力、高効率の無
刷子電動機の製造方法が得られる。

【００５２】また、上記第３の目的を達成するために、
第２０の手段は、電機子巻線を有する固定子と、極異方
性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であっ
て、前記磁石回転子の磁石部は着磁された状態の極異方
性磁石の軸方向の平坦面に接着剤を塗布した後、極性の
異なる部分を合わせて軸方向に複数段積み重ねて接着固
定してから、脱磁してシャフトに固定したことを特徴と
する無刷子電動機の製造方法としたものである。

【００５３】これにより、容易に極異方性磁石の軸方向
長さが長い磁石回転子ができ、安価で、品質が高く、低
振動、高出力、高効率の無刷子電動機の製造方法が得ら
れる。

【００５４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、磁石回転子は複数段の焼結極異方性磁石を磁極表示
マークを合わせて軸方向に平坦面にて積み重ねて構成さ
れたことを特徴とする無刷子電動機の構成としたもので
あり、焼結極異方性磁石の軸方向長さを長く構成できる
という作用を有する。

【００５５】本発明の請求項２に記載の発明は、磁石回
転子は複数段の焼結極異方性磁石を磁極表示マークを合
わせて軸方向に積み重ねて構成され、前記磁極表示マー
クは軸方向端面角に形成されたことを特徴とする無刷子
電動機の構成としたものであり、焼結極異方性磁石の磁
極の位置合わせが容易となるという作用を有する。

【００５６】本発明の請求項３に記載の発明は、磁石回
転子は複数段の焼結極異方性磁石を磁極表示マークを合
わせて軸方向に積み重ねて構成され、前記磁極表示マー
クは磁極中心部に設けたことを特徴とする無刷子電動機
の構成としたものであり、磁石の磁性粉体の密度低下が
抑制できることによって、磁石の品質が高レベルで安定
するという作用を有する。

【００５７】本発明の請求項４に記載の発明は、磁石回
転子は複数段の焼結極異方性磁石を磁極表示マークを合
わせて軸方向に積み重ねて構成され、前記磁極表示マー
クは曲面にて形成されたくぼみ状マークとしたことを特
徴とする無刷子電動機の構成としたものであり、焼結極
異方性磁石の磁性粉体の密度分布がほぼ均一になること
によって、磁石の品質が高レベルで安定するとともに、
焼結極異方性磁石の磁極の位置合わせが容易となるとい
う作用を有する。

【００５８】本発明の請求項５に記載の発明は、磁石回
転子は複数段の焼結極異方性磁石を磁極表示マークを合
わせて軸方向に積み重ね、シャフトに樹脂で一体成型に
て構成されたことを特徴とする無刷子電動機の構成とし
たものであり、磁石の内径研磨および積層された回転子
鉄心のシャフトへの圧入が不要となるという作用を有す
る。

【００５９】本発明の請求項６に記載の発明は、磁極表
示マークは同一面上に２カ所１８０度等配で設けたこと
を特徴とする無刷子電動機の構成としたものであり、積
み重ねる磁石の磁極合わせに要する時間が短くなるとい
う作用を有する。

【００６０】本発明の請求項７に記載の発明は、１つの
磁石の軸方向長さを２３ｍｍ以下としたことを特徴とす
る無刷子電動機の構成としたものであり、磁石の生産が
機械式プレスにて製造できるので磁石の生産性が向上す
るという作用を有する。

【００６１】本発明の請求項８に記載の発明は、磁石回
転子の軸方向長さを３８ｍｍ以上としたことを特徴とす
る無刷子電動機の構成としたものであり、磁石回転子の
外径を大径化することなく、磁石回転子の磁束量が増加
するという作用を有する。

【００６２】本発明の請求項９に記載の発明は、磁石回
転子は２段に積み重ねられた焼結極異方性磁石によって
構成され、焼結極異方性磁石の高磁束側軸方向端面を重
ね合わせたことを特徴とする無刷子電動機の構成とした
ものであり、磁石の軸方向の磁束密度分布が軸方向中心
部が最大になるとともに、軸方向中心部を境に対称にな
るという作用を有する。

【００６３】本発明の請求項１０に記載の発明は、焼結
極異方性磁石を焼結ラジアル異方性リング型磁石にて軸
方向に挟み込んで磁石回転子を構成したものであり、焼
結極異方性磁石の磁束が主に電機子巻線に鎖交するの
で、鎖交磁束が比較的正弦波に近づくとともに、磁気飽
和が抑制されるという作用を有する。

【００６４】本発明の請求項１１に記載の発明は、焼結
極異方性磁石を焼結等方性リング型磁石にて軸方向に挟
み込んで磁石回転子を構成したものであり、焼結極異方
性磁石の磁束が主に電機子巻線に鎖交するので、鎖交磁
束が略正弦波になるとともに、磁気飽和が抑制されると
いう作用を有する。

【００６５】本発明の請求項１２に記載の発明は、焼結
極異方性磁石の軸方向長さは固定子鉄心の軸方向長さ以
上としたことを特徴とする無刷子電動機の構成としたも
のであり、鎖交磁束がほとんど正弦波になるとともに、
磁気飽和が抑制されるという作用を有する。

【００６６】本発明の請求項１３に記載の発明は、磁石
回転子は少なくとも２種類以上の焼結リング型磁石を、
シャフトに樹脂で一体成型して構成したものであり、磁
石の内径研磨および積層された回転子鉄心のシャフトへ
の圧入が不要となるという作用を有する。

【００６７】本発明の請求項１４に記載の発明は、焼結
極異方性磁石を挟み込む焼結リング型磁石の内径は、焼
結極異方性磁石の内径よりも大きくしたことを特徴とす
る無刷子電動機の構成としたものであり、必要最小限の
磁石材の量および重さとなるという作用を有する。

【００６８】本発明の請求項１５に記載の発明は、磁石
回転子の着磁は外周側正弦波着磁したものであり、鎖交
磁束が確実に正弦波になるという作用を有する。

【００６９】本発明の請求項１６に記載の発明は、磁石
回転子の着磁は焼結等方性リング磁石の軸方向端面のど
ちらか一方に面着磁を施した後、外周側着磁したもので
あり、焼結等方性リング型磁石がメイン磁石とセンサ用
磁石の機能を兼ね備えるという作用を有する。

【００７０】本発明の請求項１７に記載の発明は、着磁
された状態の極異方性磁石の極性の異なる部分を合わせ
て軸方向に複数段積み重ねたことを特徴とする無刷子電
動機の製造方法としたものであり、積み重ねる磁石にお
いて磁束の配向を容易に合わせることができるという作
用を有する。

【００７１】本発明の請求項１８に記載の発明は、着磁
された状態の極異方性磁石の極性の異なる部分を合わせ
て軸方向に複数段積み重ねた後、非磁性金型内にシャフ
トと積み重ねられた磁石をセットし、樹脂を金型内に注
入し、シャフトと磁石を固定したことを特徴とする無刷
子電動機の製造方法としたものであり、磁石回転子にお
いて積み重ねる磁石の磁束の配向を容易かつ確実に合わ
せることができるという作用を有する。

【００７２】本発明の請求項１９に記載の発明は、着磁
された状態の極異方性磁石の軸方向の平坦面に接着剤を
塗布した後、極性の異なる部分を合わせて軸方向に複数
段積み重ねたことを特徴とする無刷子電動機の製造方法
としたものであり、積み重ねる磁石において磁束の配向
を容易かつ確実に合わせることができるという作用を有
する。

【００７３】本発明の請求項２０に記載の発明は、着磁
された状態の極異方性磁石の軸方向の平坦面に接着剤を
塗布した後、極性の異なる部分を合わせて軸方向に複数
段積み重ねて接着固定してから、脱磁してシャフトに固
定したことを特徴とする無刷子電動機の製造方法とした
ものであり、磁石回転子の製造過程において、鉄粉など
のゴミが磁石にくっつく可能性が激減するという作用を
有する。

【００７４】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００７５】

【実施例】（実施例１）図１〜図６に示すように、１は
複数のスロットを有する固定子鉄心４に絶縁材にて形成
されたインシュレータ２を介して電機子巻線３を巻装し
た固定子で、固定子１は熱硬化性樹脂１６にてモールド
成型されて外被を形成しており、１７はブラケットＡ、
１８はブラケットＢで軸受け１４を保持している。１９
はホール素子２０を搭載したプリント基板で、１０は磁
石回転子であり、フェライト焼結極異方性磁石５を使用
している。

【００７６】以上のように構成された無刷子電動機の電
動機本体内部の磁石回転子１０について説明する。焼結
極異方性磁石５は８極に配向されるとともに、外径側軸
方向角７の磁極中心部８に曲面にて形成されるくぼみ状
の磁極表示マーク６を１８０度等配にて２カ所設け、単
体の軸方向長さは２３ｍｍ以下であり、磁石外径と軸方
向端面は研磨されており、軸方向端面は平坦面９であ
る。また、着磁の位置決め用の凹部１３を軸方向端面の
平坦面９に設けている。磁石回転子１０は磁極表示マー
ク６を合わせて軸方向に複数段焼結極異方性磁石５を積
み重ね、シャフト１１に樹脂１２で一体成形されて構成
されている。ここで、磁石回転子１０の磁石部の全軸方
向長さは３８ｍｍ以上であり、焼結極異方性磁石５単体
の軸方向長さは略同一であり、樹脂１２は軸受け１４を
保持する突部１５を軸方向に形成している。なお、図に
おいて磁束の配向を示す線は仮想線である。

【００７７】このような本発明の無刷子電動機によれ
ば、磁極表示マーク６を設け、この磁極表示マーク６を
合わせて軸方向に平坦面９にて積み重ねて磁石回転子１
０を構成することによって、焼結極異方性磁石５の軸方
向長さを寸法精度を損ねることなく長くでき、磁石回転
子１０の重量アンバランス量の増加を抑制でき、鎖交磁
束が確実な正弦波であり、磁束量を大幅に増加できるの
で、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機が得られ
る。

【００７８】また、磁極表示マーク６を外径側軸方向角
７に設けることによって、焼結極異方性磁石５の磁極の
位置合わせが容易となるため、磁極合わせに要する時間
が短時間化でき、磁石の金型構造が単純化でき、磁石の
外径研磨および軸方向端面研磨は容易にできるので、安
価に低振動、高出力、高効率の無刷子電動機が得られ
る。

【００７９】また、電機子巻線３の軸方向長さよりも磁
石回転子１０の磁石部の軸方向長さを長くできるので、
ホール素子２０を搭載したプリント基板１９を内蔵する
高出力・高効率の無刷子電動機が得られる。

【００８０】また、磁極表示マーク６は磁極中心部８に
設けることによって、磁石の磁性粉体の密度低下が抑制
できるため、磁石焼成時に割れの発生が抑制でき、磁石
の品質が高レベルで安定することとなり、安価に、割れ
にくい焼結極異方性磁石５が製造できるので、高品質を
確保でき、安価で低振動、高出力、高効率の無刷子電動
機が得られる。

【００８１】また、磁極表示マーク６を曲面にて形成さ
れたくぼみ状としたことにより、焼結極異方性磁石５の
磁性粉体の磁極表示マーク６部の密度分布がほぼ均一に
なるため、磁石焼成時に割れの発生が抑制でき、磁石の
品質が高レベルで安定することとなり、安価に、割れに
くい焼結極異方性磁石５が製造でき、磁極の位置合わせ
が容易となるので、磁極合わせに要する時間が短時間化
できるとともに、高品質を確保でき、安価で低振動、高
出力、高効率の無刷子電動機が得られる。

【００８２】また、磁石回転子１０は複数段の焼結極異
方性磁石５を磁極表示マーク６を合わせて軸方向に積み
重ね、シャフト１１に樹脂１２で一体成型にて構成する
ことによって、焼結極異方性磁石５の内径研磨および積
層された回転子鉄心のシャフトへの圧入が不要となるた
め、焼結極異方性磁石５が安価に安定生産ができるとと
もに、部品点数の削減ができ、さらに作業時間の削減が
できるので、より安価で、高品質、低振動、高出力、高
効率の無刷子電動機が得られる。

【００８３】また、磁極表示マーク６を同一面上に２カ
所１８０度等配で設けることにより、積み重ねる磁石の
磁極合わせは、磁石を９０度回転させるのみでよく、磁
極合わせに要する時間が短くなるので、より安価で、高
品質、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機が得られ
る。

【００８４】また、１つの焼結極異方性磁石５の軸方向
長さを２３ｍｍ以下とすることにより、焼結極異方性磁
石５の生産が機械式プレスにて製造でき、割れにくくな
るため、焼結極異方性磁石５の生産性が向上するので、
さらに安価で、高品質、低振動、高出力、高効率の無刷
子電動機が得られる。

【００８５】また、磁石回転子１０の磁石部の軸方向長
さを３８ｍｍ以上とすることにより、焼結極異方性磁石
５の生産性の向上による磁石のコスト低減効果が大きく
なるとともに、磁石回転子１０の外径を大径化すること
なく、磁石回転子１０の磁束量が増加するので、低振
動、高出力、高効率で低コストの無刷子電動機が得られ
る。

【００８６】なお、実施例１の図では２段積み重ね磁石
回転子１０ａおよび３段積み重ね磁石回転子１０ｂのみ
を示したが、４段積み重ね以上の磁石回転子とする場合
は３段積み重ねと同様の構成にて実現できる。

【００８７】また、焼結極異方性磁石５の軸方向端面の
平坦面９に着磁の位置決め用の凹部１３を設けている
が、磁極表示マーク６を着磁の位置決めに用いて、凹部
１３を無くしてもよく、その作用効果に差異を生じな
い。

【００８８】また、図５に示すように、２段積み重ねの
場合は磁極表示マーク６は一方の軸方向端面側のみに設
ければよく、さらに、磁極表示マーク６は１カ所のみで
もよく、磁極表示マーク６の数が少なければ、無刷子電
動機の組立における磁石回転子１０の搬送時に磁石の割
れや欠けの生じる率は減少するが、磁極表示マーク６の
数の変更によって、その作用効果に差異を生じることは
ない。

【００８９】また、焼結極異方性磁石５単体の軸方向長
さは略同一としたが異なる軸方向長さとしてもよく、そ
の作用効果に差異は生じない。しかし、同一軸方向長さ
とすることによって、磁石の生産性は向上するので、磁
石は安価となり、無刷子電動機の低コスト化が図れる。

【００９０】また、磁石３段積み重ねとしたときに、中
に設置される焼結極異方性磁石５のみ両軸方向端面に磁
極表示マーク６を設け、上段および下段に設置される焼
結極異方性磁石５は中に設置される焼結極異方性磁石５
に接する軸方向端面側のみ磁極表示マーク６を設けても
よく、その作用効果に差異は生じない。しかし、同一形
状の磁石とすることによって、磁石の生産性は向上する
ので、磁石は安価となり、無刷子電動機の低コスト化が
図れる。

【００９１】（実施例２）図７に示すように、磁極表示
マーク６を有する高磁束側軸方向端面２１側が磁石のプ
レス成型時に下型側になるよう設定して製造された焼結
極異方性磁石５は、磁石の軸方向において磁極表示マー
ク６を有する側の磁束密度が高くなっている。この高磁
束側軸方向端面２１を磁極表示マーク６を合わせて重
ね、図２に示す２段積みの磁石回転子１０ａの構成とす
る。ここで、上段側磁石および下段側磁石の軸方向長さ
は、ほぼ同一になるよに構成されている。

【００９２】このような本発明の無刷子電動機によれ
ば、磁極表示マーク６を焼結極異方性磁石５の軸方向に
おいて高磁束密度側に設け、高磁束側軸方向端面２１を
重ね合わせて磁石回転子１０ａを構成することによっ
て、磁石の軸方向の磁束密度分布が軸方向中心部が最大
になるので、鎖交磁束がより高くなる。また、軸方向中
心部を境に磁束密度分布が対称になるため、軸方向の振
動が抑制され、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機
が得られる。

【００９３】（実施例３）図８〜図１１に示すように、
２３は焼結極異方性磁石で、２２は焼結ラジアル異方性
リング型磁石であり、その外径寸法は焼結極異方性磁石
２３と同一である。焼結極異方性磁石２３の軸方向長さ
は固定子鉄心４の軸方向長さ以上に長く、軸方向長さが
略同一の焼結ラジアル異方性リング型磁石２２によっ
て、焼結極異方性磁石２３を挟み込むように設置し、樹
脂１２でシャフト１１に一体成形して磁石回転子２４が
形成され、磁石回転子２４の磁石部の軸方向長さは電機
子巻線３部の軸方向長さ以上とし、着磁は外周側正弦波
着磁して構成されている。なお、図において磁束の配向
を示す線は仮想線である。

【００９４】このような本発明の無刷子電動機によれ
ば、磁石回転子２４は焼結極異方性磁石２３を焼結ラジ
アル異方性リング型磁石２２にて軸方向に挟み込んで構
成することによって、焼結極異方性磁石２３の磁束が主
に電機子巻線３に鎖交するので、鎖交磁束が異方性磁石
と比べて正弦波に近づくとともに、磁石回転子２４の磁
石部の軸方向長さが長くなっても、極異方性磁石のみで
形成したときと比べて、固定子鉄心４の軸方向長さが比
較的短い無刷子電動機としても、ホール素子２０を搭載
したプリント基板１９が内蔵でき、出力および効率を高
めることができるとともに、振動の発生を抑制できる安
価な無刷子電動機が得られる。

【００９５】また、無刷子電動機の要求される出力およ
び効率によって、焼結ラジアル異方性リング型磁石２２
の代わりに焼結等方性リング型磁石としてもよく、その
作用効果に差異を生じない。

【００９６】また、焼結極異方性磁石２３の軸方向長さ
を固定子鉄心４の軸方向長さ以上にすることによって、
出力および効率を、より一層高めることができる。

【００９７】また、シャフト１１に樹脂１２で一体成型
にて構成することによって、焼結極異方性磁石２３およ
びラジアル異方性リング型磁石２２または焼結等方性リ
ング型磁石の内径研磨および積層された回転子鉄心のシ
ャフト１１への圧入が不要となるため、磁石が安価に安
定生産ができるとともに、部品点数の削減ができ、さら
に作業時間の削減ができるので、より安価で、高品質
で、振動を抑え、出力および効率を高めた無刷子電動機
が得られる。

【００９８】また、焼結極異方性磁石２３の内径Ｄ１よ
りも、焼結ラジアル異方性リング型磁石２２または焼結
等方性リング型磁石の内径Ｄ２を大きくし、シャフト１
１に樹脂１２で一体成形することによって、焼結ラジア
ル異方性リング型磁石２２および焼結等方性リング型磁
石の金型構造が単純化でき、磁石材の量を減らすことが
でき、焼成時に割れにくくなるため、磁石がより安価に
生産できるので、より低コストで、軽量、高品質で、振
動を抑え、出力および効率を高めた無刷子電動機が得ら
れる。

【００９９】また、外周側正弦波着磁することによっ
て、焼結ラジアル異方性リング型磁石２２または焼結等
方性リング型磁石から鎖交する鎖交磁束についても、正
弦波となるため、出力および効率が高く、低振動な無刷
子電動機が得られる。

【０１００】また、焼結等方性リング型磁石の軸方向端
面のどちらか一方にホール素子２０検出用の面着磁を施
した後、外周側正弦波着磁した磁石回転子２４とするこ
とによって、固定子鉄心４に鎖交する磁束が供給できる
とともに、ホール素子２０に対しても確実に磁束を供給
できるので、電機子巻線３からの電機子反作用の影響を
受けることのない位置にホール素子２０を搭載できるた
め、確実な位置検出が可能となり、低コストで、出力お
よび効率が高く、低振動な無刷子電動機が得られる。

【０１０１】なお、焼結極異方性磁石２３の軸方向長さ
は、固定子鉄心４の磁気飽和の状態から決定すればよ
く、固定子鉄心４の軸方向長さの１．５倍程度以内であ
れば、磁気飽和も抑制でき、鎖交磁束も正弦波化でき、
その作用効果に差異を生じない。

【０１０２】（実施例４）図１２および図１３に示すよ
うに、２５ａおよび２５ｂは着磁された同一の内・外径
および軸方向長さの極異方性磁石で、２６は非磁性材料
にて製作された金型で、２７はシャフト、２８は熱可塑
性の樹脂であり、以下、磁石回転子２９の製造方法につ
いて説明する。着磁された極異方性磁石２５ａのＮ極
と、極異方性磁石２５ｂのＳ極とを軸方向端面を合わせ
て磁石の吸引力によってくっつける。このとき極異方性
磁石２５ａと２５ｂは互いの磁極ピーク同士でのみ安定
してくっつくこととなる。次に、この磁石を非磁性の金
型２６の下型２６ａ内にセットした後、シャフト２７に
ついても非磁性の金型２６の下型２６ａ内にセットし、
上型２６ｂを閉じて、樹脂２８を金型２６内に射出し
て、シャフト２７、極異方性磁石２５ａ、２５ｂを樹脂
２８にて一体的に成形固化して磁石回転子２９を形成
し、金型２６から取り出した後、脱磁して無刷子電動機
の部品としての磁石回転子２９の製造が完了する。それ
以後の組立は通常の無刷子電動機の製造方法と同じであ
る。

【０１０３】このような本発明の無刷子電動機の製造方
法によれば、着磁された状態の極異方性磁石２５ａ、２
５ｂの極性の異なる部分を合わせて軸方向に複数段積み
重ねた製造方法としたことによって、積み重ねる磁石に
おいて磁束の配向を容易に合わせることができるので、
磁石回転子において極異方性磁石の軸方向長さを容易に
長くでき、安価で、低振動、高出力、高効率の無刷子電
動機の製造方法が得られる。

【０１０４】また、磁石の吸引力によってくっつけた磁
石を非磁性の金型にセットし、シャフトと磁石を樹脂で
一体成形する製造方法とすることによって、金型２６と
磁石が吸引されることはなく、シャフト２７と磁石を固
定するのに要する時間が短縮できるため、低コストで、
低振動、高出力、高効率の無刷子電動機の製造方法が得
られる。

【０１０５】なお、実施例４では磁石を金型２６内にセ
ットしてからシャフト２７を金型２６内にセットした
が、シャフト２７をセットしてから磁石をセットしても
よく、その作用効果に差異を生じない。

【０１０６】また、極異方性磁石２５ａ、２５ｂの着磁
の状態については、フル着磁された状態でなくても、磁
石の吸引力によってくっつけばよく、その作用効果に差
異を生じない。

【０１０７】また、シャフト２７と磁石は一体成形によ
り固着したが、接着剤によってシャフト２７と磁石ある
いはシャフト２７に圧入された回転子鉄心を固定しても
よく、その作用効果に差異を生じない。

【０１０８】また、極異方性磁石２段を積み重ねた磁石
回転子２９の製造方法について説明したが、３段以上の
積み重ねについても、同様の方法にて製造可能である。

【０１０９】（実施例５）図１４および図１５に示すよ
うに、２５ａおよび２５ｂは着磁された同一の内・外径
および軸方向長さの極異方性磁石で、３０は非磁性材料
にて製作された治具で、２７はシャフトで、３１は接着
剤で、３４は一般的な金型材（磁性材）の金型であり、
以下、磁石回転子３２の製造方法について説明する。着
磁された極異方性磁石２５ａ、２５ｂの軸方向の平坦面
３３に接着剤３１を塗布し、治具３０にセットして外径
の振れなどを矯正しながら、極異方性磁石２５ａと２５
ｂを接着固定する。次に、この磁石を治具３０から取り
出して脱磁装置（図示せず）によって脱磁し、磁性材の
金型３４の下型３４ａ内にセットした後、シャフト２７
についても金型３４の下型３４ａ内にセットし、上型３
４ｂを閉じて、樹脂２８を金型３４内に射出して、シャ
フト２７、極異方性磁石２５ａ、２５ｂを樹脂２８にて
一体的に成形固化して磁石回転子３２を形成し、金型３
２から取り出して無刷子電動機の部品としての磁石回転
子３２の製造が完了する。それ以後の組立は通常の無刷
子電動機の製造方法と同じである。

【０１１０】このような本発明の無刷子電動機の製造方
法によれば、着磁された状態の極異方性磁石２５ａ、２
５ｂの平坦面３３に接着剤３１を塗布し、極性の異なる
部分を合わせて軸方向に複数段積み重ねて接着固定する
製造方法としたことによって、積み重ねる磁石において
磁束の配向を容易に合わせることができるので、磁石回
転子において極異方性磁石の軸方向長さを容易に長く一
体化でき、安価で、低振動、高出力、高効率の無刷子電
動機の製造方法が得られる。

【０１１１】また、極異方性磁石２５ａ、２５ｂを積み
重ねて接着固定してから、脱磁してシャフトに固定する
製造方法とすることによって、金型、設備などが一般的
で安価な磁性材にて構成でき、磁石回転子３２の製造過
程において、鉄粉などのゴミが磁石にくっつく可能性が
激減するため、寸法精度が高く維持でき、品質が高く、
低コスト、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機の製
造方法が得られる。

【０１１２】なお、実施例５では磁石を金型３４内にセ
ットしてからシャフト２７を金型３４内にセットした
が、シャフト２７をセットしてから磁石をセットしても
よく、その作用効果に差異を生じない。

【０１１３】また、極異方性磁石２５ａ、２５ｂの着磁
の状態については、フル着磁された状態でなくても、磁
石の吸引力によってくっつけばよく、その作用効果に差
異を生じない。

【０１１４】また、シャフト２７と磁石は一体成形によ
り固着したが、接着剤によってシャフト２７と磁石ある
いはシャフト２７に圧入された回転子鉄心を固定しても
よく、その作用効果に差異を生じない。

【０１１５】また、極異方性磁石２段を積み重ねた磁石
回転子３２の製造方法について説明したが、３段以上の
積み重ねについても、同様の方法にて製造可能である。

【０１１６】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、磁極表示マークを設け、この磁極表示マー
クを合わせて軸方向に平坦面にて積み重ねて磁石回転子
を構成することによって、焼結極異方性磁石の軸方向長
さを寸法精度を損ねることなく長くでき、磁石回転子の
重量アンバランス量の増加を抑制でき、鎖交磁束が確実
な正弦波であり、磁束量を大幅に増加できるので、低振
動、高出力、高効率の無刷子電動機を提供できる。

【０１１７】また、磁極表示マークを外径側軸方向角に
設けることによって、焼結極異方性磁石の磁極の位置合
わせが容易となるため、磁極合わせに要する時間が短時
間化でき、磁石の金型構造が単純化でき、磁石の外径研
磨および軸方向端面研磨は容易にできるので、安価に低
振動、高出力、高効率の無刷子電動機を提供できる。

【０１１８】また、電機子巻線の軸方向長さよりも磁石
回転子の磁石部の軸方向長さを長くできるので、ホール
素子を搭載したプリント基板を内蔵する高出力・高効率
の無刷子電動機を提供できる。

【０１１９】また、磁極表示マークは磁極中心部に設け
ることによって、磁石の磁性粉体の密度低下が抑制でき
るため、磁石焼成時に割れの発生が抑制でき、磁石の品
質が高レベルで安定することとなり、安価に、割れにく
い焼結極異方性磁石が製造できるので、高品質を確保で
き、安価で低振動、高出力、高効率の無刷子電動機を提
供できる。

【０１２０】また、磁極表示マークを曲面にて形成され
たくぼみ状としたことにより、焼結極異方性磁石の磁性
粉体の磁極表示マーク部の密度分布がほぼ均一になるた
め、磁石焼成時に割れの発生が抑制でき、磁石の品質が
高レベルで安定することとなり、安価に、割れにくい焼
結極異方性磁石が製造でき、磁極の位置合わせが容易と
なるので、磁極合わせに要する時間が短時間化できると
ともに、高品質を確保でき、安価で低振動、高出力、高
効率の無刷子電動機を提供できる。

【０１２１】また、磁石回転子は複数段の焼結極異方性
磁石を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ね、シ
ャフトに樹脂で一体成型にて構成することによって、焼
結極異方性磁石の内径研磨および積層された回転子鉄心
のシャフトへの圧入が不要となるため、焼結極異方性磁
石が安価に安定生産ができるとともに、部品点数の削減
ができ、さらに作業時間の削減ができるので、より安価
で、高品質、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機を
提供できる。

【０１２２】また、磁極表示マークを同一面上に２カ所
１８０度等配で設けることにより、積み重ねる磁石の磁
極合わせは、磁石を９０度回転させるのみでよく、磁極
合わせに要する時間が短くなるので、より安価で、高品
質、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機を提供でき
る。

【０１２３】また、１つの焼結極異方性磁石の軸方向長
さを２３ｍｍ以下とすることにより、焼結極異方性磁石
の生産が機械式プレスにて製造でき、割れにくくなるた
め、焼結極異方性磁石の生産性が向上するので、さらに
安価で、高品質、低振動、高出力、高効率の無刷子電動
機を提供できる。

【０１２４】また、磁石回転子の磁石部の軸方向長さを
３８ｍｍ以上とすることにより、焼結極異方性磁石の生
産性の向上による磁石のコスト低減効果が大きくなると
ともに、磁石回転子の外径を大径化することなく、磁石
回転子の磁束量が増加するので、低振動、高出力、高効
率で低コストの無刷子電動機を提供できる。

【０１２５】また、磁極表示マークを焼結極異方性磁石
の軸方向において高磁束密度側に設け、高磁束側の軸方
向端面を重ね合わせて磁石回転子を構成することによっ
て、磁石の軸方向の磁束密度分布が軸方向中心部が最大
になるので、鎖交磁束がより高くなる。また、軸方向中
心部を境に磁束密度分布が対称になるため、軸方向の振
動が抑制され、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機
を提供できる。

【０１２６】また、焼結極異方性磁石を焼結ラジアル異
方性リング型磁石または焼結等方性リング型磁石にて軸
方向に挟み込んで構成することによって、焼結極異方性
磁石の磁束が主に電機子巻線に鎖交するので、鎖交磁束
が比較的正弦波に近づくとともに、磁石回転子の磁石部
の軸方向長さが長くなっても、固定子鉄心の磁気飽和が
抑制されるので、固定子鉄心の軸方向長さが比較的短い
無刷子電動機としても、ホール素子を搭載したプリント
基板が内蔵でき、出力および効率を高めることができる
とともに、振動の発生を抑制できる安価な無刷子電動機
を提供できる。

【０１２７】また、焼結極異方性磁石の軸方向長さを固
定子鉄心の軸方向長さ以上にすることによって、出力お
よび効率を、より一層高めることができる。

【０１２８】また、シャフトに樹脂で一体成型にて構成
することによって、焼結極異方性磁石およびラジアル異
方性リング型磁石または焼結等方性リング型磁石の内径
研磨および積層された回転子鉄心のシャフトへの圧入が
不要となるため、磁石が安価に安定生産ができるととも
に、部品点数の削減ができ、さらに作業時間の削減がで
きるので、より安価で、高品質で、振動を抑え、出力お
よび効率を高めた無刷子電動機を提供できる。

【０１２９】また、焼結極異方性磁石の内径よりも、焼
結ラジアル異方性リング型磁石または焼結等方性リング
型磁石の内径を大きくし、シャフトに樹脂で一体成形す
ることによって、焼結ラジアル異方性リング型磁石およ
び焼結等方性リング型磁石の金型構造が単純化でき、磁
石材の量を減らすことができ、焼成時に割れにくくなる
ため、磁石がより安価に生産できるので、より低コスト
で、軽量、高品質で、振動を抑え、出力および効率を高
めた無刷子電動機を提供できる。

【０１３０】また、外周側正弦波着磁することによっ
て、焼結ラジアル異方性リング型磁石または焼結等方性
リング型磁石から鎖交する鎖交磁束についても、正弦波
となるため、出力および効率が高く、低振動な無刷子電
動機を提供できる。

【０１３１】また、焼結等方性リング型磁石の軸方向端
面のどちらか一方にホール素子検出用の面着磁を施した
後、外周側正弦波着磁した磁石回転子とすることによっ
て、固定子鉄心に鎖交する磁束が供給できるとともに、
ホール素子に対しても確実に磁束を供給できるので、電
機子巻線からの電機子反作用の影響を受けることのない
位置にホール素子を搭載できるため、確実な位置検出が
可能となり、低コストで、出力および効率が高く、低振
動な無刷子電動機を提供できる。

【０１３２】また、着磁された状態の極異方性磁石の極
性の異なる部分を合わせて軸方向に複数段積み重ねた製
造方法としたことによって、積み重ねる磁石において磁
束の配向を容易に合わせることができるので、磁石回転
子において極異方性磁石の軸方向長さを容易に長くで
き、安価で、低振動、高出力、高効率の無刷子電動機の
製造方法を提供できる。

【０１３３】また、磁石の吸引力によってくっつけた磁
石を非磁性の金型にセットし、シャフトと磁石を樹脂で
一体成形する製造方法とすることによって、金型と磁石
が吸引されることはなく、シャフトと磁石を固定するの
に要する時間が短縮できるため、低コストで、低振動、
高出力、高効率の無刷子電動機の製造方法を提供でき
る。

【０１３４】また、着磁された状態の極異方性磁石の平
坦面に接着剤を塗布し、極性の異なる部分を合わせて軸
方向に複数段積み重ねて接着固定する製造方法としたこ
とによって、磁石回転子において極異方性磁石の軸方向
長さを容易に長く一体化でき、安価で、低振動、高出
力、高効率の無刷子電動機の製造方法を提供できる。

【０１３５】また、極異方性磁石を積み重ねて接着固定
してから、脱磁してシャフトに固定する製造方法とする
ことによって、金型、設備などが一般的で安価な磁性材
にて構成でき、磁石回転子の製造過程において、鉄粉な
どのゴミが磁石にくっつく可能性が激減するため、寸法
精度が高く維持でき、品質が高く、低コスト、低振動、
高出力、高効率の無刷子電動機の製造方法を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の無刷子電動機の断面図

【図２】同無刷子電動機の磁石２段積み重ね磁石回転子
の斜視図

【図３】同無刷子電動機の磁石２段積み重ね磁石回転子
の断面図

【図４】同無刷子電動機の磁石３段積み重ね磁石回転子
の斜視図

【図５】同無刷子電動機の磁石２段積み重ね用焼結極異
方性磁石単体の斜視図

【図６】同無刷子電動機の磁石３段積み重ね用焼結極異
方性磁石単体の斜視図

【図７】本発明の実施例２の無刷子電動機の焼結極異方
性磁石単体の斜視図

【図８】本発明の実施例３の無刷子電動機の磁石の斜視
図

【図９】同無刷子電動機の断面図

【図１０】同無刷子電動機の磁石回転子の断面図

【図１１】同無刷子電動機の磁石回転子の斜視図

【図１２】本発明の実施例４の無刷子電動機の製造方法
における極異方性磁石を積み重ねる時の斜視図

【図１３】同磁石回転子の樹脂成型時の状態を示す要部
詳細断面図

【図１４】本発明の実施例５の無刷子電動機の製造方法
における磁石接着時の状態を示す斜視図

【図１５】同磁石回転子の樹脂成型時の状態を示す要部
詳細断面図

【図１６】従来の無刷子電動機の固定子、磁石回転子お
よびプリント基板を示す分解斜視図

【図１７】同無刷子電動機の断面図

【符号の説明】

１ 固定子 ２ インシュレータ ３ 電機子巻線 ４ 固定子鉄心 ５ 焼結極異方性磁石 ６ 磁極表示マーク ７ 外径側軸方向角 ８ 磁極中心部 ９ 平坦面 １０ 磁石回転子 １１ シャフト １２ 樹脂 １３ 凹部 １４ 軸受け １５ 突部 １６ 熱硬化性樹脂 １７ ブラケットＡ １８ ブラケットＢ １９ プリント基板 ２０ ホール素子 ２１ 高磁束側軸方向端面 ２２ 焼結ラジアル異方性リング型磁石 ２３ 焼結極異方性磁石 ２４ 磁石回転子 ２５ａ 極異方性磁石 ２５ｂ 極異方性磁石 ２６ 非磁性材の金型 ２６ａ 非磁性材金型の下型 ２６ｂ 非磁性材金型の上型 ２７ シャフト ２８ 樹脂 ２９ 磁石回転子 ３０ 治具 ３１ 接着剤 ３２ 磁石回転子 ３３ 平坦面 ３４ 磁性材の金型 ３４ａ 磁性材金型の下型 ３４ｂ 磁性材金型の上型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 15/03 Ｈ０２Ｋ 15/03 Ｇ Ｚ 21/12 21/12 Ｍ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定
   子と、極異方性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子
   電動機であって、前記磁石回転子は複数段の焼結極異方
   性磁石を磁極表示マークを合わせて軸方向に平坦面にて
   積み重ねて構成されたことを特徴とする無刷子電動機。
2. 【請求項２】 固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定
   子と、極異方性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子
   電動機であって、前記磁石回転子は複数段の焼結極異方
   性磁石を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ねて
   構成され、前記磁極表示マークは軸方向端面角に形成さ
   れたことを特徴とする無刷子電動機。
3. 【請求項３】 固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定
   子と、極異方性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子
   電動機であって、前記磁石回転子は複数段の焼結極異方
   性磁石を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ねて
   構成され、前記磁極表示マークは磁極中心部に設けたこ
   とを特徴とする無刷子電動機。
4. 【請求項４】 固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定
   子と、極異方性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子
   電動機であって、前記磁石回転子は複数段の焼結極異方
   性磁石を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ねて
   構成され、前記磁極表示マークは曲面にて形成されたく
   ぼみ状マークとしたことを特徴とする無刷子電動機。
5. 【請求項５】 磁石回転子は複数段の焼結極異方性磁石
   を磁極表示マークを合わせて軸方向に積み重ね、シャフ
   トに樹脂で一体成型にて構成されたことを特徴とする請
   求項１から請求項４のいずれかに記載の無刷子電動機。
6. 【請求項６】 磁極表示マークは同一面上に２カ所１８
   ０度等配で設けたことを特徴とする請求項１から請求項
   ５のいずれかに記載の無刷子電動機。
7. 【請求項７】 １つの磁石の軸方向長さを２３ｍｍ以下
   としたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれ
   かに記載の無刷子電動機。
8. 【請求項８】 磁石回転子の軸方向長さを３８ｍｍ以上
   としたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれ
   かに記載の無刷子電動機。
9. 【請求項９】 磁石回転子は２段に積み重ねられた焼結
   極異方性磁石によって構成され、焼結極異方性磁石の高
   磁束側軸方向端面を重ね合わせたことを特徴とする請求
   項１から請求項８のいずれかに記載の無刷子電動機。
10. 【請求項１０】 磁石回転子は焼結極異方性磁石を焼結
    ラジアル異方性リング型磁石にて軸方向に挟み込んで構
    成したことを特徴とする無刷子電動機。
11. 【請求項１１】 磁石回転子は焼結極異方性磁石を焼結
    等方性リング型磁石にて軸方向に挟み込んで構成したこ
    とを特徴とする無刷子電動機。
12. 【請求項１２】 焼結極異方性磁石の軸方向長さは固定
    子鉄心の軸方向長さ以上としたことを特徴とする請求項
    １０または請求項１１記載の無刷子電動機。
13. 【請求項１３】 磁石回転子は少なくとも２種類以上の
    焼結リング型磁石を、シャフトに樹脂で一体成型して構
    成したことを特徴とする無刷子電動機。
14. 【請求項１４】 焼結極異方性磁石を挟み込む焼結リン
    グ型磁石の内径は、焼結極異方性磁石の内径よりも大き
    くしたことを特徴とする請求項１３記載の無刷子電動
    機。
15. 【請求項１５】 磁石回転子の着磁は外周側正弦波着磁
    したことを特徴とする請求項１０から請求項１４のいず
    れかに記載の無刷子電動機。
16. 【請求項１６】 磁石回転子の着磁は焼結等方性リング
    磁石の軸方向端面のどちらか一方に面着磁を施した後、
    外周側着磁したことを特徴とする請求項１１記載の無刷
    子電動機。
17. 【請求項１７】 電機子巻線を有する固定子と、極異方
    性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であっ
    て、前記磁石回転子の磁石部は着磁された状態の極異方
    性磁石の極性の異なる部分を合わせて軸方向に複数段積
    み重ねたことを特徴とする無刷子電動機の製造方法。
18. 【請求項１８】 電機子巻線を有する固定子と、極異方
    性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であっ
    て、前記磁石回転子の磁石部は着磁された状態の極異方
    性磁石の極性の異なる部分を合わせて軸方向に複数段積
    み重ねた後、非磁性金型内にシャフトと積み重ねられた
    磁石をセットし、樹脂を金型内に注入し、シャフトと磁
    石を固定したことを特徴とする無刷子電動機の製造方
    法。
19. 【請求項１９】 電機子巻線を有する固定子と、極異方
    性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であっ
    て、前記磁石回転子の磁石部は着磁された状態の極異方
    性磁石の軸方向の平坦面に接着剤を塗布した後、極性の
    異なる部分を合わせて軸方向に複数段積み重ねたことを
    特徴とする無刷子電動機の製造方法。
20. 【請求項２０】 電機子巻線を有する固定子と、極異方
    性磁石を用いた磁石回転子よりなる無刷子電動機であっ
    て、前記磁石回転子の磁石部は着磁された状態の極異方
    性磁石の、極性の異なる部分を合わせて軸方向に複数段
    積み重ねて接着固定してから、脱磁してシャフトに固定
    したことを特徴とする無刷子電動機の製造方法。