JP2002191140A - モータ、モータの固定子及び永久磁石の固定部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】永久磁石の強度を確保しながら、コギングトル
クを確実に抑制することができるモータを提供する。 【解決手段】遮蔽部４ｅは、永久磁石３の磁極面３ａの
露出する面積を回転方向端部に向かうほど減少させ、該
回転方向端部に向かうほど回転子５側に発する磁束が減
少するように遮蔽する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモータ、モータの固
定子及び永久磁石の固定部材に係り、詳しくはモータの
コギングトルクを抑制する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータは、ヨークハウジングの内周面に
円弧状の永久磁石が複数個固着され、その内側に回転子
が回転可能に配設されて構成されている。この永久磁石
は、一般に、周方向にわたり厚み及び軸方向長さが一定
となるように形成されている。しかしながら、このよう
な構成のモータは、永久磁石の回転方向の端部において
磁束密度が急激に変化するため、コギングトルクが大き
くなり、モータの振動が大きくなることが知られてい
る。

【０００３】そこで、実開平６−５３４９号公報に開示
されているモータでは、永久磁石の回転方向の中央から
両側端部に向かって厚みが次第に減少するように該永久
磁石が形成されている。そのため、永久磁石の回転方向
の端部に向かうほど回転子側に発する磁束が次第に減少
し、その端部において磁束密度の変化が緩和される。従
って、コギングトルクが小さく抑えられ、モータの振動
が小さく抑えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年の永久
磁石は、希土類等の高性能な磁石を用いて小型軽量化が
図られているため、全体に薄く形成されている。そのた
め、上記公報の永久磁石のように回転方向の両側端部を
より薄く形成すると、永久磁石の強度が低下し、永久磁
石が割れるという問題が生じる。従って、永久磁石の強
度上、該磁石の回転方向の両側端部を十分に薄くするこ
とができず、該端部において十分に磁束を減少させるこ
とができなかった。その結果、該端部において磁束密度
の変化を十分に緩和できず、コギングトルクを確実に抑
制することができなかった。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、永久磁石の強度を確
保しながら、コギングトルクを確実に抑制することがで
きるモータ、モータの固定子及び永久磁石の固定部材を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、ヨークハウジングの内側
面に永久磁石を固定し、その永久磁石の内側に回転子を
回転可能に配置してなるモータであって、前記永久磁石
には、前記回転子と対向する磁極面の露出する面積を回
転方向端部に向かうほど減少させて、該回転方向端部に
向かうほど前記回転子側に発する磁束が減少するように
遮蔽する遮蔽手段を設けた。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のモータにおいて、前記永久磁石は、前記遮蔽手段によ
り遮蔽される部分以外が厚く形成されている。請求項３
に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおい
て、前記遮蔽手段は、前記ヨークハウジングの内側面に
前記永久磁石を固定するための固定部材に一体に設けら
れている。

【０００８】請求項４に記載の発明は、ヨークハウジン
グの内側面に永久磁石を固定し、その永久磁石の内側に
回転子が回転可能に配置されるモータの固定子であっ
て、前記永久磁石には、前記回転子と対向する磁極面の
露出する面積を回転方向端部に向かうほど減少させて、
該回転方向端部に向かうほど前記回転子側に発する磁束
が減少するように遮蔽する遮蔽手段を設けた。

【０００９】請求項５に記載の発明は、ヨークハウジン
グの内側面に固定するための基部と、前記基部から略直
角に折り曲げられ、永久磁石の端面が当接する側壁と、
前記側壁から略直角に折り曲げられ、回転子と対向する
磁極面の露出する面積を回転方向端部に向かうほど減少
させて該回転方向端部に向かうほど前記回転子側に発す
る磁束が減少するように遮蔽するとともに該磁極面を押
えるための固定片とを備えた永久磁石の固定部材であ
る。

【００１０】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
遮蔽手段により、永久磁石の磁極面の露出する面積が回
転方向端部に向かうほど減少し、該回転方向端部に向か
うほど回転子側に発する磁束が減少する。この場合、従
来のように永久磁石の回転方向端部の厚みだけで対応す
る形態と比べて、遮蔽手段により該端部において十分に
磁束を減少させることができる。従って、永久磁石の回
転方向端部の磁束密度の変化が十分に緩和され、コギン
グトルクが確実に小さくなり、モータの振動が確実に小
さくなる。しかも、遮蔽手段により永久磁石の回転方向
端部において十分に磁束を減少できるので、永久磁石の
厚みは強度を十分考慮して設定すればよく、永久磁石の
強度を確保することができる。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、永久磁石
は遮蔽手段により遮蔽される部分以外が厚く形成され
る。従って、永久磁石と回転子とのエアギャップ（空
隙）を小さくでき、モータの高出力化を図ることができ
る。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、遮蔽手段
は、ヨークハウジングの内側面に永久磁石を固定するた
めの固定部材に一体に設けられる。これにより、永久磁
石が確実に固定できるとともに、遮蔽手段と固定部材と
が一つの部材ですむので、モータの部品点数の増加が極
力抑えられる。

【００１３】請求項４に記載の発明によれば、遮蔽手段
により、永久磁石の磁極面の露出する面積が回転方向端
部に向かうほど減少し、該回転方向端部に向かうほど回
転子側に発する磁束が減少する。この場合、従来のよう
に永久磁石の回転方向端部の厚みだけで対応する形態と
比べて、遮蔽手段により該端部において十分に磁束を減
少させることができる。従って、永久磁石の回転方向端
部の磁束密度の変化が十分に緩和される。その結果、こ
の固定子を備えたモータにおいては、コギングトルクが
確実に小さくなり、モータの振動が確実に小さくなる。
しかも、遮蔽手段により永久磁石の回転方向端部におい
て十分に磁束を減少できるので、永久磁石の厚みは強度
を十分考慮して設定すればよく、永久磁石の強度を確保
することができる。

【００１４】請求項５に記載の発明によれば、固定部材
により、永久磁石が確実に固定できるとともに、該固定
部材の固定片により、永久磁石の磁極面の露出する面積
が回転方向端部に向かうほど減少し、該回転方向端部に
向かうほど回転子側に発する磁束が減少する。この場
合、従来のように永久磁石の回転方向端部の厚みだけで
対応する形態と比べて、固定片により該端部において十
分に磁束を減少させることができる。従って、永久磁石
の回転方向端部の磁束密度の変化が十分に緩和される。
その結果、この固定部材を備えたモータにおいては、コ
ギングトルクが確実に小さくなり、モータの振動が確実
に小さくなる。しかも、固定片により永久磁石の回転方
向端部において十分に磁束を減少できるので、永久磁石
の厚みは強度を十分考慮して設定すればよく、永久磁石
の強度を確保することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に従って説明する。図１に示すように、モー
タＭの固定子１は、ヨークハウジング２、永久磁石３及
び固定部材４を備えている。ヨークハウジング２は円筒
状に形成され、このヨークハウジング２の内周面には２
個の永久磁石３が配設されている。永久磁石３は円弧状
をなしており、周方向にわたり厚み及び軸方向長さが一
定となるように形成されている。永久磁石３は、ヨーク
ハウジング２の内周面との間に塗布される接着剤及びそ
れぞれ回転方向の両端部に配設される一対の固定部材４
により固定されている。

【００１６】前記固定部材４は、その軸方向の長さが永
久磁石３のそれと略等しく形成され、ヨークハウジング
２内周面に接着剤により固定されている。この固定部材
４は、本実施形態では磁性体よりなる。固定部材４は、
ヨークハウジング２内周面に接着固定するための基部４
ａと、該基部４ａから略直角に折り曲げられ、永久磁石
３の回転方向の端面が当接する側壁４ｂと、該側壁４ｂ
から基部４ａと反対側に略直角に折り曲げられ、永久磁
石３の回転子５と対向する磁極面３ａの回転方向の端部
を押える固定片４ｃとから構成されている。

【００１７】前記固定片４ｃは、軸方向の中央部に略半
円状の切欠き４ｄが設けられ、それ以外の部分を遮蔽手
段としての遮蔽部４ｅとしている。即ち、遮蔽部４ｅ
は、永久磁石３の４隅に位置している。そして、このよ
うな遮蔽部４ｅにより、永久磁石３の磁極面３ａが回転
方向の端部に向かうほど露出する面積が次第に減少する
ようになっている。従って、永久磁石３は、回転方向の
端部に向かうほど回転子５側に発する磁束が次第に減少
し、その端部において磁束密度の変化が緩和されてい
る。

【００１８】そして、このような永久磁石３及び固定部
材４の内側には回転子５が回転可能に配設され、該回転
子５が永久磁石３の磁力を受けて回転するようになって
いる。この場合、固定部材４の遮蔽部４ｅにより、永久
磁石３は回転方向の端部の磁束密度の変化が緩和されて
いるので、コギングトルクが小さく抑えられ、モータＭ
の振動が小さく抑えられている。

【００１９】上記したように、本実施形態によれば、以
下の効果を有する。 （１）遮蔽部４ｅは、永久磁石３の磁極面３ａの露出す
る面積を回転方向端部に向かうほど減少させ、該回転方
向端部に向かうほど回転子５側に発する磁束が減少する
ように遮蔽する。この場合、従来のように永久磁石の回
転方向端部の厚みだけで対応する形態と比べて、遮蔽部
４ｅにより該端部において十分に磁束を減少させること
ができる。従って、永久磁石３の回転方向端部の磁束密
度の変化が十分に緩和されるため、コギングトルクを確
実に小さく抑えることができ、モータＭの振動を確実に
小さく抑えることができる。しかも、従来のように永久
磁石３の回転方向の両側端部を薄くする必要がないの
で、永久磁石３の強度を確保でき、永久磁石３の割れを
防止できる。

【００２０】（２）遮蔽部４ｅは、ヨークハウジング２
の内側面に永久磁石３を固定するための固定部材４に一
体に設けられる。これにより、永久磁石３を確実に固定
できるとともに、遮蔽部４ｅと固定部材４とが一つの部
材ですむので、モータＭの部品点数の増加を極力抑える
ことができる。

【００２１】（３）固定部材４は接着剤により固定する
だけであるので、固定部材４の固定を容易とすることが
でき、しかも、ヨークハウジング２の形状を変更する必
要がない。

【００２２】尚、本発明の実施形態は、以下のように変
更してもよい。 ○上記実施形態では、遮蔽部４ｅの形状及び配置は図１
のようにしたが、これに限定されるものではない。例え
ば、図２（ａ）のように、遮蔽部６を永久磁石３の磁極
面３ａの４隅に設け、それぞれ独立させてもよい。又、
図２（ｂ）のように、遮蔽部７を永久磁石３の磁極面３
ａの対角の２隅に設けてもよい。又、図２（ｃ）のよう
に、遮蔽部８を永久磁石３の磁極面３ａの一辺の２隅に
設けてもよい。又、図２（ｄ）のように、遮蔽部９を軸
方向中央部に設けてもよい。これら図２（ａ）〜（ｄ）
の遮蔽部６〜９は、いずれの場合も、永久磁石３の磁極
面３ａの露出する面積を回転方向端部に向かうほど減少
させ、該回転方向端部に向かうほど回転子５側に発する
磁束が減少するように遮蔽する。従って、上記実施形態
と同様に、永久磁石３の回転方向端部の磁束密度の変化
が緩和されるため、コギングトルクを小さく抑えること
ができ、モータＭの振動を小さく抑えることができる。

【００２３】○上記実施形態では、永久磁石３は周方向
にわたり厚みが一定であったが、これに限定されるもの
ではなく、例えば図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように
変更してもよい。図３（ａ）に示す永久磁石１０は、固
定部材４により遮蔽される部分以外の全体が厚く形成さ
れ、磁極面１０ａ全体が固定部材４の最も内側に位置す
る面と面一となるようになっている。このようにすれ
ば、永久磁石１０の磁極面１０ａと回転子５とのエアギ
ャップ（空隙）を小さくでき、モータＭの高出力化を図
ることができる。図３（ｂ）に示す永久磁石１１は、固
定部材４により遮蔽される回転方向端部から回転方向中
央部に向かって次第に厚く形成される。このようにして
も、永久磁石１１の磁極面１１ａと回転子５とのエアギ
ャップ（空隙）を小さくでき、モータＭの高出力化を図
ることができる。

【００２４】○上記実施形態では、遮蔽部４ｅを固定部
材４に一体としたが、遮蔽部を別部品としてもよい。例
えば、遮蔽部を永久磁石３の磁極面３ａに貼り付けるよ
うにしてもよい。尚、この場合、固定部材を省略しても
よい。

【００２５】○上記実施形態では、固定部材４は永久磁
石３の回転方向の端面が当接する側壁４ｂを有していた
が、永久磁石３の軸方向の端面が当接する側壁を設け、
軸方向にも抜け出し不能としてもよい。

【００２６】○上記実施形態では、固定部材４を永久磁
石３の回転方向端部にそれぞれ設けたが、軸方向端部に
それぞれ設けてもよい。又、部品点数を少なくするため
に固定部材４を複数の永久磁石３間で共通化してもよ
い。

【００２７】○上記実施形態では、固定部材４を接着剤
により固定するようにしたが、その他の固定手段により
固定するようにしてもよい。又、固定部材４をヨークハ
ウジング２に一体に設けるようにしてもよい。

【００２８】○上記実施形態では、固定部材４を磁性体
で形成したが、磁束を遮蔽できればその他の材料で形成
してもよい。 ○上記実施形態では、ヨークハウジング２は円筒状であ
ったが、扁平円筒状であってもよい。

【００２９】上記各実施形態から把握できる請求項以外
の技術的思想を以下に記載する。 （イ） 請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータに
おいて、前記遮蔽手段は、前記永久磁石の隅部に設けら
れていることを特徴とするモータ。

【００３０】（ロ） 請求項３に記載のモータにおい
て、前記固定部材は、前記ヨークハウジングの内側面に
接着固定されていることを特徴とするモータ。 （ハ） 請求項３に記載のモータにおいて、前記固定部
材は、磁性体よりなることを特徴とするモータ。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
永久磁石の強度を確保しながら、コギングトルクを確実
に抑制することができるモータ、モータの固定子及び永
久磁石の固定部材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態のモータの概略図である。

【図２】 別例における遮蔽部を説明するための図であ
る。

【図３】 別例におけるモータの概略図である。

【符号の説明】

２…ヨークハウジング、３，１０，１１…永久磁石、３
ａ，１０ａ，１１ａ…磁極面、４…固定部材、４ａ…基
部、４ｂ…側壁、４ｃ…固定片、４ｅ…遮蔽手段として
の遮蔽部、５…回転子、６〜９…遮蔽手段としての遮蔽
部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヨークハウジングの内側面に永久磁石を
   固定し、その永久磁石の内側に回転子を回転可能に配置
   してなるモータであって、 前記永久磁石には、前記回転子と対向する磁極面の露出
   する面積を回転方向端部に向かうほど減少させて、該回
   転方向端部に向かうほど前記回転子側に発する磁束が減
   少するように遮蔽する遮蔽手段を設けたことを特徴とす
   るモータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のモータにおいて、 前記永久磁石は、前記遮蔽手段により遮蔽される部分以
   外が厚く形成されていることを特徴とするモータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のモータにおい
   て、 前記遮蔽手段は、前記ヨークハウジングの内側面に前記
   永久磁石を固定するための固定部材に一体に設けられて
   いることを特徴とするモータ。
4. 【請求項４】 ヨークハウジングの内側面に永久磁石を
   固定し、その永久磁石の内側に回転子が回転可能に配置
   されるモータの固定子であって、 前記永久磁石には、前記回転子と対向する磁極面の露出
   する面積を回転方向端部に向かうほど減少させて、該回
   転方向端部に向かうほど前記回転子側に発する磁束が減
   少するように遮蔽する遮蔽手段を設けたことを特徴とす
   るモータの固定子。
5. 【請求項５】 ヨークハウジングの内側面に固定するた
   めの基部と、 前記基部から略直角に折り曲げられ、永久磁石の端面が
   当接する側壁と、 前記側壁から略直角に折り曲げられ、回転子と対向する
   磁極面の露出する面積を回転方向端部に向かうほど減少
   させて該回転方向端部に向かうほど前記回転子側に発す
   る磁束が減少するように遮蔽するとともに該磁極面を押
   えるための固定片とを備えたことを特徴とする永久磁石
   の固定部材。