JP2005065370A

JP2005065370A - モータ、界磁用磁石及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005065370A
Application number: JP2003289697A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Shibata; 由之柴田
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】モータの回転特性を安定させることが可能なモータ、界磁用磁石及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のリング磁石１４（界磁用磁石）は、一体形成により外周面に飛散防止リング１５を固着して備えたので、従来必要とされた飛散防止リング１５の嵌合用のクリアランスによる組付位置のばらつきを減少させることができ、飛散防止リング１５の偏心を抑えて、モータ３０の回転特性を安定させることが可能になる。また、飛散防止リング１５の偏心が抑えられることにより、飛散防止リング１５とステータ３１との間のエアギャップを小さくして、モータ３０の出力トルクを向上させることも可能になる。さらに、モータ３０の組み付け時には、飛散防止リング１５を界磁用磁石に嵌合挿入する作業が不要になる
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ及びモータに使用される界磁用磁石及びその界磁用磁石の製造方法に関する。

従来のモータは、ローターシャフトの外周面に固定した複数の界磁用磁石の外側に、非磁性材からなる略円筒の飛散防止リングを装着し磁石の飛散を防止していた。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−０１０５４３号公報（段落［０００６］〜［０００７］、図１）

しかしながら、上記した従来のモータでは、飛散防止リングと界磁用磁石との間には嵌合用のクリアランスが設けられていたので、飛散防止リングの界磁用磁石に対する組付位置がばらつくと共に、飛散防止リングがモータの回転軸に対して偏心し、モータが振動する等の不具合現象が起こり得た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、モータの回転特性を安定させることが可能なモータ、界磁用磁石及びその製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る界磁用磁石は、モータのローターシャフトに固定可能なボンド磁石製の界磁用磁石であって、ボンド磁石により外周面に飛散防止リングを固着して備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明に係る界磁用磁石は、モータのローターシャフトに固定可能な界磁用磁石であって、外周面に飛散防止リングを固着した状態に成形されたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の界磁用磁石において、リング磁石であるところに特徴を有する。

請求項４の発明に係るモータは、請求項１乃至３の何れかに記載の界磁用磁石をローターに備えたところに特徴を有する。

請求項５の発明に係る界磁用磁石の製造方法は、モータのローターに備えられて、外側を飛散防止リングによって覆われた界磁用磁石の製造方法であって、飛散防止リングの内側に成形型を挿入し、成形型と飛散防止リングとの間に形成した空間にボンド磁石を充填して固化させることで、飛散防止リングの内周面に固着した界磁用磁石を成形するところに特徴を有する。

請求項６の発明に係る界磁用磁石の製造方法は、モータのローターに備えられて、外側を飛散防止リングによって覆われた界磁用磁石の製造方法であって、飛散防止リングの内側に成形型を挿入し、成形型と飛散防止リングとの間に形成された空間に磁性粉末を充填して熱間押出しさせることで、飛散防止リングの内周面に固着した界磁用磁石を成形するところに特徴を有する。

本発明の界磁用磁石は、磁性粉末の熱間押出しにより或いはボンド磁石により外周面に飛散防止リングを固着して備えたので、従来必要とされた飛散防止リングの嵌合用のクリアランスによる組付位置のばらつきが減少する。従って、本発明の界磁用磁石をモータに用いれば、飛散防止リングの偏心を抑えて、モータの回転特性を安定させることが可能になる。また、飛散防止リングの偏心が抑えられることにより、飛散防止リングとステータとの間のエアギャップを小さくして、モータの出力トルクを向上させることも可能になる（請求項１及び２の発明）。

なお、界磁用磁石は、セグメント磁石であってもよいし、リング磁石であってもよい。ここで、界磁用磁石をリング磁石にした場合には、セグメント磁石の場合に比べて、ローターシャフトへの組み付け作業及び芯出しが容易になる（請求項３の発明）。

また、飛散防止リングの内側に成形型を挿入し、成形型と飛散防止リングとの間に形成した空間にボンド磁石を充填して熱間押出しさせることで、飛散防止リングの内周面に固着した界磁用磁石を製造することができる（請求項５の発明）。

さらに、飛散防止リングの内側に成形型を挿入し、成形型と飛散防止リングとの間に形成された空間に磁性粉体を充填して熱間押出しさせることで、飛散防止リングの内周面に固着した界磁用磁石を製造することができる（請求項６の発明）。

以下、本発明の一実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施形態のモータ３０は、例えばブラシレスＤＣモータであってステータ３１の中心に、図１に示したローター１０を備える。ステータ３１は、円筒体の内周面から複数のティース３２を内側に突出させた構造をなし、各ティース３２には巻線３３が巻回されている。

ローター１０に備えたローターシャフト１３は、例えば複数の珪素鋼板を積層してなる円柱体１１の中心に軸体１２を貫通してなる。そのローターシャフト１３の外周面には、本発明に係る界磁用磁石としてのリング磁石１４が嵌合固定され、そのリング磁石１４が、例えばステンレス製の飛散防止リング１５によって覆われている。

さて、図２には、このリング磁石１４を製造するための成形型４０が示されている。成形型４０は、ボディ４１の上下方向に貫通形成された成形孔４２内に、飛散防止リング１５を挿入してセット（固定）することができる。このとき、成形孔４２の内面に備えた図示しない保持手段によって、飛散防止リング１５が成形孔４２に対して芯出された状態でセットされる。

また、成形型４０には、成形孔４２にセットされた飛散防止リング１５の内側に上下方向からそれぞれ挿入される上型４３及び下型５０が備えられている。下型５０は、飛散防止リング１５の下端側を塞ぐ円形ベース部５１の中心から円柱体５２を起立した構造をなす一方、上型４３は、飛散防止リング１５の上端側を塞ぐ円形押圧部４４の中心に円形孔４５を備え、その円形孔４５の内側に円柱体５２が突入する構成になっている。

なお、上型４３及び円柱体５２はボディ４１に対して水平方向で位置決めされて直動し、円柱体５２及び円形孔４５は、成形孔４２に対して芯出しされている。

リング磁石１４を製造するには、例えば、ボディ４１の成形孔４２に飛散防止リング１５をセットしてから下型５０を飛散防止リング１５内に挿入し、この状態で、円柱体５２と飛散防止リング１５との間に形成された円筒空間にボンド磁石Ｇを充填する。

次いで、上型４３を飛散防止リング１５内に挿入し、円形孔４５に円柱体５２の先端を受け入れ、円形押圧部４４によってボンド磁石Ｇを押圧し圧縮成形する。これにより、リング磁石１４と飛散防止リング１５とが固着して一体成形される。

なお、ボンド磁石Ｇを成形する過程で成形型４０の円筒空間に磁界を付与し、リング磁石１４を配向しておくことが好ましい。

次いで、飛散防止リング１５とリング磁石１４との一体品を成形型４０から取り出し、ローターシャフト１３の外側に嵌合して接着剤にて固定される。このようにして完成したローター１０は、飛散防止リング１５の側方に複数のコイルを配置して各コイルを励磁し、リング磁石１４を着磁させる。

本実施形態のリング磁石１４及びモータ３０の構成は以上であって、次に作用効果について説明する。モータ３０を駆動すると、ステータ３１に備えた複数の巻線３３が励磁され、ステータ３１側のＳ極部分とローター１０側のＮ極部分とが引き合うと共に、ステータ側のＮ極部分とローター１０側のＳ極部分とが引き合う。そして、巻線３３の励磁パターンを逐次変更することで、ステータ３１側の磁束分布が変わり、これに追従するようにしてローター１０が回転して、所定のトルクが出力される。

ここで、本実施形態のリング磁石１４は、成形により外周面に飛散防止リング１５を固着して備えたので、従来必要とされた飛散防止リング１５の嵌合用のクリアランスによる組付位置のばらつきを減少させることができ、飛散防止リング１５の偏心を抑えて、モータ３０の回転特性を安定させることが可能になる。また、飛散防止リング１５の偏心が抑えられることにより、飛散防止リング１５とステータ３１との間のエアギャップを小さくして、モータ３０の出力トルクを向上させることも可能になる。さらに、モータ３０の組み付け時には、飛散防止リング１５を界磁用磁石に嵌合挿入する作業が不要になる

＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態では、本発明に係る界磁用磁石としてリング磁石１４を例示して説明したが、本発明に係る界磁用磁石をセグメント磁石に適用してもよい。ただし、前記実施形態のように界磁用磁石をリング磁石に適用した場合には、セグメント磁石の場合に比べて、ローターシャフトに組付作業及び心出しが容易になる。

（２）前記実施形態のリング磁石１４は、ボンド磁石であったが、磁性粉末を熱間押出してなる磁石によって本発明に係る界磁用磁石を構成してもよい。この場合、飛散防止リングの内側に熱間押出し用の成形型を挿入し、その成形型と飛散防止リングとの間に形成した空間にホットプレス磁石を充填しかつ熱間加工させて界磁用磁石を成形することで、飛散防止リングの内周面に界磁用磁石を固着させればよい。
（３）リング磁石１４は、圧縮成形したものであったが、射出成形により成形しても良い。
（４）リング磁石１４は、圧縮成形したものであったが、焼結により成形しても良い。

本発明の一実施形態に係るモータの断面図リング磁石の成形型を示した側断面図

符号の説明

１３ローターシャフト
１４リング磁石
１５飛散防止リング
３０モータ
４０成形型

Claims

モータのローターシャフトに固定可能なボンド磁石製の界磁用磁石であって、前記ボンド磁石により外周面に飛散防止リングを固着して備えたことを特徴とする界磁用磁石。
モータのローターシャフトに固定可能な界磁用磁石であって、外周面に飛散防止リングを固着した状態に成形されたことを特徴とする界磁用磁石。
リング磁石であることを特徴とする請求項１又は２に記載の界磁用磁石。
請求項１乃至３の何れかに記載の界磁用磁石をローターに備えたことを特徴とするモータ。
モータのローターに備えられて、外側を飛散防止リングによって覆われた界磁用磁石の製造方法であって、
前記飛散防止リングの内側に成形型を挿入し、前記成形型と前記飛散防止リングとの間に形成した空間にボンド磁石を充填して固化させることで、前記飛散防止リングの内周面に固着した界磁用磁石を成形することを特徴とする界磁用磁石の製造方法。
モータのローターに備えられて、外側を飛散防止リングによって覆われた界磁用磁石の製造方法であって、
前記飛散防止リングの内側に成形型を挿入し、前記成形型と前記飛散防止リングとの間に形成された空間に磁性粉末を充填して熱間押出しさせることで、前記飛散防止リングの内周面に固着した界磁用磁石を成形することを特徴とする界磁用磁石の製造方法。