JP2004096961A - Annular magnet and rotor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの回転子等に用いられるリング型磁石に係り、特に軸方向に長尺の磁石を得るための構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、小型モータに多用されているラジアル異方性リング磁石を磁場成形するにあたって、軸方向に長い円筒状の磁石を成形する場合、配向磁場強度が十分に得られず、磁性粉末の配向率が低下し、高い磁気特性が得られないという問題点がある。
この問題点を解決するために、例えば特開平7−161512号公報等では、図10に示すようにラジアル方向に配向された比較的に成形の容易な円弧状の予備成形体1を、所定の個数だけ組み合わせ、つなぎ目2を突き合わせてリング形状に固着し、焼結することで異方性リング型磁石を得ることが提示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の異方性リング型磁石は、以上のようにラジアル方向に配向された円弧状の予備成形体1を磁場配向成形した後、所定の個数だけ組み合わせ、つなぎ目2を突き合わせてリング形状に固着し、焼結することにより得るようにしているので、予備成形体1個々には高い磁気特性が得られているにもかかわらず、固着されるつなぎ目2の位置では、磁性粉末の配向が不連続になり局所的に磁気特性が低下する。そのため、着磁後の極位置と予備成形体1の固着位置のアンバランスが、モータ特性に悪影響を及ぼす。例えば、図11に示すように4個の予備成形体1を組み合わせてリング形状にしたものを8極に着磁した場合、N極とS極の間につなぎ目2が有る箇所と、つなぎ目2が無い箇所が存在するため、極間につなぎ目2が有る磁極と、無い磁極との間に磁力の差が生じるという問題点があった。
【0004】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、磁極間に磁力の差が生じるのを防止してモータ特性の改善を図ることが可能なリング型磁石および回転子を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係るリング型磁石は、ラジアル配向が施された複数の円弧状予備成形体を円環状に組み合わせて円筒状成形体を形成するとともに、円筒状成形体を軸方向に複数段積み重ねて、上記軸方向に相隣なる円筒状成形体同士の上記円弧状予備成形体のつなぎ目を周方向にずらして固着一体化したものである。
【0006】
又、この発明の請求項2に係るリング型磁石は、請求項1において、円弧状予備成形体の数をA、円筒状成形体の積み重ね段数をB、着磁される極数をCとした場合、A、BをA×BがCの整数倍となる数にするとともに、円筒状成形体を360゜/(A×B)の値と360゜/Cの値のうちいずれか大きい方の値の角度だけずらして順次積み重ねられたものである。
【0007】
又、この発明の請求項3に係るリング型磁石は、請求項1または2において、円弧状予備成形体の軸方向両端面に、周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置が着磁される磁極の中心と一致する凹、凸部が形成されたものである。
【0008】
又、この発明の請求項4に係るリング型磁石は、請求項1ないし3のいずれかにおいて、隣接する円弧状予備成形体間および円筒状成形体間にはそれぞれ高電気抵抗層を介在されたものである。
【0009】
又、この発明の請求項5に係る回転子は、請求項1ないし4のいずれかに記載のリング型磁石を回転軸の外周部に備えたものである。
【0010】
又、この発明の請求項6に係る回転子は、請求項5において、リング型磁石は、予め焼結または焼成された円弧状予備成形体を回転軸の周囲に接着剤にて固着配置することにより形成されたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における回転子の構成を示す斜視図、図2は図1におけるリング型磁石の構成を示す斜視図、図3は図2における円筒状成形体の相隣なる同士の位置関係を展開して示す展開図、図4は図2におけるリング型磁石の1段目と3段目の円筒状成形体の着磁されたN、S極の位置と、円弧状予備成形体のつなぎ目の位置の関係を示す平面図、図5は図2におけるリング型磁石の2段目と4段目の円筒状成形体の着磁されたN、S極の位置と、円弧状予備成形体のつなぎ目の位置の関係を示す平面図である。
【0012】
図において、11は回転子の回転軸、12は円筒状成形体13を図2に示すように複数段(図示は4段)積み重ねて、固着一体化することにより形成されるリング型磁石であり、回転軸11の外周部に嵌合して固着一体化されている。そして、円筒状成形体13はラジアル方向に配向が施された所定の個数(図示は4個)の円弧状予備成形体14を円環状に組み合わせるとともに、円弧状予備成形体14のつなぎ目15が、相隣なる円筒状成形体13同士で周方向に45゜ずつずれるように配置して構成され、図3に示すようにつなぎ目15同士の周方向中間の位置をそれぞれ着磁してN、S極が合計8極形成されている。
【0013】
このように上記実施の形態1によれば、ラジアル配向が施された複数の円弧状予備成形体14を、円環状に組み合わせて円筒状成形体13を形成するとともに、この円筒状成形体13を軸方向に複数段積み重ねて固着一体化することによりリング型磁石12を構成しているので、円弧状予備成形体14の長さを軸方向に分割して短尺とすることができるため、成形が容易となり生産性を向上させることができる。
【0014】
又、円筒状成形体13を、相隣なる同士の円弧状予備成形体14のつなぎ目15の位置が、図3に示すようにそれぞれ45゜ずつずれるように配置しているので、図4および図5から明らかなようにつなぎ目15をどの極間においても均等に配置させることができるため、磁極間に磁力の差が生じるのを防止して、モータ特性の改善を図ることが可能になる。
【0015】
なお、上記構成では、4個の円弧状予備成形体14を円環状に組み合わせて円筒状成形体13を形成するとともに、この円筒状成形体13を、相隣なる同士の円弧状予備成形体14のつなぎ目15の位置がそれぞれ45゜ずつずれるように配置し、軸方向に4段積み重ねることにより、極間に存在するつなぎ目15を均等に配置させるようにしているが、勿論これに限定されるものではなく、今、円弧状予備成形体14の数をA、円筒状成形体13の積み重ね段数をB、着磁される極数をCとした場合、A、BをA×BがCの整数倍となる数にするとともに、円筒状成形体13を360゜/(A×B)の値と360゜/Cの値のうちいずれか大きい方の値の角度だけずらして順次積み重ねるようにすれば、上記と同様の効果を発揮することができる。
【0016】
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2における回転子の構成を示す斜視図、図7は図6におけるリング型磁石の構成を示す斜視図である。
図において、上記実施の形態1におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。16は円筒状成形体17を図7に示すように複数段(図示は4段)積み重ねて、固着一体化することにより形成されるリング型磁石であり、回転軸11の外周部に嵌合して固着一体化されている。
【0017】
そして、円筒状成形体17はラジアル方向に配向が施された所定の個数(図示は4個)の円弧状予備成形体14を円環状に組み合わせるとともに、円弧状予備成形体14のつなぎ目が、相隣なる円筒状成形体17同士で周方向に45゜ずつずれるように配置して、各円弧状予備成形体14および円筒状成形体17の各つなぎ目に、例えばチタン酸系セラミックス等のような高電圧抵抗を有する部材を充填させて高電圧抵抗層18を形成して構成されている。
【0018】
このように上記実施の形態2によれば、各円弧状予備成形体14および円筒状成形体17の各つなぎ目に、高電圧抵抗を有する部材を充填させて高電気抵抗層18を形成するようにしているので、リング型磁石16内部に発生する渦電流を抑制してモータ特性の向上を図ることができる。
【0019】
なお、上記実施の形態1および2では、焼結または焼成されたリング型磁石12、16をそれぞれ回転軸11の外周部に嵌合させて、回転子を構成するようにしているが、予め焼結または焼成された円弧状予備成形体14を、例えば0.05mm直径の樹脂、セラミックスまたはガラスビーズ入りの接着剤で固着してそれぞれリング型磁石12、16を形成し、回転子を構成するようにしても良く、この場合、予め焼結された円弧状予備成形体14を用いてリング型磁石12、16を形成するようにしているため、リング型磁石12、16を形成した後に焼結する場合に、円弧状予備成形体14間に異なる組成の層が存在することによって焼結不良が発生する等の事態を回避することができ、生産性の向上を図ることが可能になる。
【0020】
実施の形態3.
図8はこの発明の実施の形態3におけるリング型磁石の要部の構成を展開して示す展開図、図9(A)、(B)はこの発明の実施の形態3におけるリング型磁石の要部の図8とは異なる構成をそれぞれ展開して示す展開図である。
図において、19はラジアル方向に配向が施され、軸方向両端面に周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置(図においては頂点)が着磁される磁極の中心と一致する凹部20および凸部21が形成された円弧状予備成形体、22はこの円弧状予備成形体19を所定の個数(図示は4個)だけ円環状に組み合わせて形成される円筒状成形体で、円弧状予備成形体19のつなぎ目21が相隣なる同士で45゜ずつずれるよう複数段積み重ねてリング型磁石23が構成されている。
【0021】
このように上記実施の形態3によれば、円弧状予備成形体19の軸方向両端面に、周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置が着磁される磁極の中心と一致する凹部20および凸部21を形成するようにしているので、凹部20および凸部21を組み合わせるだけで積み重ねる際の位置決めができるため、生産性の向上を図ることが可能になる。
なお、上記構成では凹、凸部20、21の形状を円弧状としているが、これに限定されるものではなく、図9(A)に示すように円弧状予備成形体24の凹、凸部25、26を三角形状、又、図9(B)に示すように円弧状予備成形体27の凹、凸部28、29を矩形状等に形成しても上記と同様の効果を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項1によれば、ラジアル配向が施された複数の円弧状予備成形体を円環状に組み合わせて円筒状成形体を形成するとともに、円筒状成形体を軸方向に複数段積み重ねて、軸方向に相隣なる円筒状成形体同士の円弧状予備成形体のつなぎ目を周方向にずらして固着一体化したので、磁極間に磁力の差が生じるのを防止して、モータ特性の改善を図ることが可能なリング型磁石を提供することができる。
【0023】
又、この発明の請求項2によれば、請求項1において、円弧状予備成形体の数をA、円筒状成形体の積み重ね段数をB、着磁される極数をCとした場合、A、BをA×BがCの整数倍となる数にするとともに、円筒状成形体を360゜/(A×B)の値と360゜/Cの値のうちいずれか大きい方の値の角度だけずらして順次積み重ねられているので、磁極間に磁力の差が生じるのを防止して、モータ特性の改善を図ることが可能なリング型磁石を提供することができる。
【0024】
又、この発明の請求項3によれば、請求項1または2において、円弧状予備成形体の軸方向両端面に、周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置が着磁される磁極の中心と一致する凹、凸部が形成されているので、位置決めを容易とし生産性の向上を図ることが可能なリング型磁石を提供することができる。
【0025】
又、この発明の請求項4によれば、請求項1ないし3のいずれかにおいて、隣接する円弧状予備成形体間および円筒状成形体間にはそれぞれ高電気抵抗層を介在されたので、渦電流を抑制してモータ特性の向上を図ることが可能なリング型磁石を提供することができる。
【0026】
又、この発明の請求項5によれば、請求項1ないし4のいずれかに記載のリング型磁石を回転軸の外周部に備えたので、モータ特性の改善を図ることが可能な回転子を提供することができる。
【0027】
又、この発明の請求項6によれば、請求項5において、リング型磁石が、予め焼結または焼成された円弧状予備成形体を回転軸の周囲に接着剤にて固着配置することにより形成されているので、生産性の向上を図ることが可能な回転子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における回転子の構成を示す斜視図である。
【図2】図1におけるリング型磁石の構成を示す斜視図である。
【図3】図2における円筒状成形体の相隣なる同士の位置関係を展開して示す展開図である。
【図4】図2におけるリング型磁石の1段目と3段目の円筒状成形体の着磁されたN、S極の位置と、円弧状予備成形体のつなぎ目の位置の関係を示す平面図である。
【図5】図2におけるリング型磁石の2段目と4段目の円筒状成形体の着磁されたN、S極の位置と、円弧状予備成形体のつなぎ目の位置の関係を示す平面図である。
【図6】この発明の実施の形態2における回転子の構成を示す斜視図である。
【図7】図6におけるリング型磁石の構成を示す斜視図である。
【図8】この発明の実施の形態3におけるリング型磁石の要部の構成を展開して示す展開図である。
【図9】この発明の実施の形態3におけるリング型磁石の要部の図8とは異なる構成をそれぞれ展開して示す展開図である。
【図10】従来の異方性リング型磁石の構成を一部を展開して示す斜視図である。
【図11】図10における異方性リング型磁石の予備成形体のつなぎ目の位置と、着磁されたN、S極の位置の関係を示す平面図である。
【符号の説明】
11 回転軸、12,16,23 リング型磁石、
13,17,22 円筒状成形体、
14,19,24,27 円弧状予備成形体、15 つなぎ目、
18 高電気抵抗層、20,25,28 凹部、21,26,29 凸部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ring-type magnet used for a rotor of a motor or the like, and more particularly to a structure for obtaining a long magnet in the axial direction.
[0002]
[Prior art]
In general, when magnetically forming a radial anisotropic ring magnet often used in small motors, when forming a cylindrical magnet that is long in the axial direction, sufficient magnetic field strength cannot be obtained, and the orientation rate of the magnetic powder is low. There is a problem in that the high magnetic characteristics cannot be obtained.
In order to solve this problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-161512, an arc-
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional anisotropic ring magnet, the arc-
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a ring magnet and a rotor capable of improving the motor characteristics by preventing the difference in magnetic force between the magnetic poles. It is intended to do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a ring-shaped magnet is formed by combining a plurality of arc-shaped preforms with radial orientation in an annular shape to form a cylindrical molded body, and a plurality of cylindrical molded bodies in the axial direction. The stacks are stacked and fixed together by shifting the joints of the arc-shaped preforms between the cylindrical molded bodies adjacent to each other in the axial direction in the circumferential direction.
[0006]
In the ring magnet according to
[0007]
A ring magnet according to a third aspect of the present invention is the ring-type magnet according to the first or second aspect, wherein the axial length is the same at both ends in the circumferential direction on both axial end surfaces of the arc-shaped preform. In addition, a concave portion and a convex portion whose predetermined position coincides with the center of the magnetic pole to be magnetized are formed.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, in the ring magnet according to any one of the first to third aspects, a high electrical resistance layer is interposed between the adjacent arc-shaped preforms and between the cylindrical molded bodies. Is.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, a rotor includes the ring magnet according to any one of the first to fourth aspects at an outer peripheral portion of a rotating shaft.
[0010]
According to a sixth aspect of the present invention, in the rotor according to the fifth aspect, the ring-shaped magnet has a preliminarily sintered or fired arc-shaped preform that is fixedly disposed around the rotation shaft with an adhesive. Is formed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a perspective view showing a configuration of a rotor according to
[0012]
In the figure, 11 is a rotating shaft of the rotor, 12 is a ring magnet formed by stacking a plurality of stages (four stages in the figure) of the cylindrical molded
[0013]
As described above, according to the first embodiment, the plurality of arc-
[0014]
Further, the cylindrical molded
[0015]
In the configuration described above, the four arc-
[0016]
6 is a perspective view showing a configuration of a rotor according to
In the figure, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0017]
The cylindrical shaped
[0018]
As described above, according to the second embodiment, each arc-shaped
[0019]
In the first and second embodiments, the rotors are configured by fitting the sintered or fired
[0020]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 is a developed view showing the configuration of the main part of the ring magnet according to the third embodiment of the present invention, and FIGS. 9A and 9B are the main parts of the ring magnet according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a development view showing a configuration different from FIG.
In the figure, 19 is oriented in the radial direction, and its predetermined position (vertex in the figure) is magnetized so that the axial length is the same at any position in the circumferential direction on both end faces in the axial direction. An arc-shaped
[0021]
As described above, according to the third embodiment, the axial length of each end of the arc-shaped
In the above configuration, the shape of the concave and
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, a plurality of arc-shaped preforms subjected to radial orientation are combined in an annular shape to form a cylindrical molded body, and the cylindrical molded body is axially aligned. Since the joints of the cylindrical preforms adjacent to each other in the axial direction are shifted and fixed in the circumferential direction, the magnetic force difference between the magnetic poles is prevented. It is possible to provide a ring magnet that can improve motor characteristics.
[0023]
According to
[0024]
Further, according to claim 3 of the present invention, in
[0025]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, since the high electrical resistance layer is interposed between the adjacent arc-shaped preforms and the cylindrical molded body, It is possible to provide a ring magnet that can suppress current and improve motor characteristics.
[0026]
According to claim 5 of the present invention, since the ring magnet according to any one of
[0027]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the ring-type magnet is formed by adhering a pre-sintered or fired arc-shaped preform to the periphery of the rotating shaft with an adhesive. Therefore, a rotor capable of improving productivity can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a rotor according to
2 is a perspective view showing a configuration of a ring-type magnet in FIG. 1. FIG.
3 is a development view showing the positional relationship between adjacent cylindrical molded bodies in FIG. 2 in an expanded manner.
4 is a plan view showing the relationship between the positions of the magnetized N and S poles of the first and third cylindrical shaped bodies of the ring magnet in FIG. 2 and the joint position of the arc-shaped preform. FIG. FIG.
5 is a plane showing the relationship between the positions of the magnetized N and S poles of the second and fourth cylindrical shaped bodies of the ring magnet in FIG. 2 and the joint position of the arc-shaped preform. FIG. FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a rotor according to
7 is a perspective view showing a configuration of a ring-type magnet in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a development view showing a configuration of a main part of a ring magnet according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 9 is a developed view showing a configuration different from FIG. 8 of the main part of the ring-type magnet according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a part of a configuration of a conventional anisotropic ring magnet.
11 is a plan view showing the relationship between the joint position of the anisotropic ring-shaped magnet preform in FIG. 10 and the positions of the magnetized N and S poles.
[Explanation of symbols]
11 Rotating shaft, 12, 16, 23 Ring magnet,
13, 17, 22 cylindrical shaped body,
14, 19, 24, 27 Arc-shaped preform, 15 joints,
18 High electrical resistance layer, 20, 25, 28 Concave part, 21, 26, 29 Convex part.
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