JP2005229773A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】小形高出力化を実現しながらコギングトルクとトルクリップルの小さな高精度モータを提供する。
【解決手段】多極着磁したフレキシブル希土類磁石１を、バックヨークとなるカップ状のフレーム２の内周面に湾曲させ装着して界磁組立体３としている。鉄心４ａの６個の突極に巻線４ｂを集中巻回したステータ４の中央部には軸受５を配設しており、フレーム２に固定したシャフト６を回転自在に支持している。ステータ（電機子）４の巻線４ｂが接続され駆動回路基板７には駆動回路が搭載されており給電部８に電力が供給される。界磁組立体３に装着する際に、フレキシブル希土類磁石１の接合部と磁極の境界部とを一致させるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート状のフレキシブル希土類磁石を用いたモータ及びその製造方法に関する。

従来、モータの小形高出力化を実現するために、シート状の可撓性希土類系ボンド磁石に単極着磁を施し、そのシートをＮＳ極が交互に出現するよう複数個ケースに固着する方法を用いて製造されたモータが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ラバーマグネットを帯状にカットし環状に湾曲させて両端を接合し、ヨークに装着後に円周方向の磁極を６個に設定して着磁したブラシレスモータが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平６−２５３５１６号公報 特開平３−７０４５９号公報

単極着磁した磁石を複数個用いて界磁組立体を構成する場合、磁石の個数分累積寸法誤差が生じて組立作業が困難となり、このため接合部に歪みが生じて着磁波形に歪が発生する。

一方、一枚の帯状ラバーマグネットを環状に湾曲させて装着した後に多極着磁した場合、接合部と着磁境界位置を合わせる必要があり、その位置合わせにズレが生じると、磁極の着磁波形に歪が発生する。

上記のような着磁波形の歪は、モータのコギングトルクおよびトルクリップルが増大する要因となり、モータの回転精度の低下を招くという問題があった。

さらに、モータの小形化においてバックヨークに磁石を組み込んだ後の着磁は、着磁ヨークの形状設計や量産時の耐久性の面で問題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、小形高出力化を実現しながらコギングトルクとトルクリップルの小さな高精度モータを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため本発明は、多極着磁したシート状のフレキシブル希土類磁石をバックヨークとなるフレームの内周面に湾曲装着させて界磁組立体としたとき、前記フレキシブル希土類磁石端部の接合部と、着磁した磁極の境界部とを一致させたことを特徴としている。

また、フレキシブル希土類磁石の形状を平行四辺形とし、その斜辺に平行にスキュー着磁を施したものである。

本発明のモータによれば、多極着磁であっても接合部が１個所なので寸法誤差が小さく組立作業が容易となる。また、接合部と磁極の境界部とを一致させるため着磁波形の歪を低減でき、コギングトルクやトルクリップルの小さな高精度高出力のモータを得ることが
できる。

また、シート形状を平行四辺形としたフレキシブル希土類磁石に、あらかじめ着磁することで多極のスキュー着磁が容易となり、コギングトルクをより低減することができる。

多極着磁したシート状のフレキシブル希土類磁石をバックヨークとなるフレームの内周面に湾曲装着させて界磁組立体としたとき、前記フレキシブル希土類磁石端部の接合部と着磁した磁極の境界部とを一致させたモータである。

また、フレキシブル希土類磁石の形状を平行四辺形とし、その斜辺に平行にスキュー着磁を施したものである。

以下に述べる実施例により、本発明の詳細を説明する。

実施例１では界磁組立体が回転するブラシレスモータについて説明する。図１において、多極着磁したフレキシブル希土類磁石１を、バックヨークとなるカップ状のフレーム２の内周面に湾曲させ装着して界磁組立体３としている。鉄心４ａの６個の突極に巻線４ｂを集中巻回したステータ４（電機子）の中央部には軸受５を配設しており、フレーム２の中央部に固定したシャフト６を回転自在に支持している。ステータ４の巻線４ｂが接続され駆動回路基板７には駆動回路が搭載されており給電部８から電力が供給される。

ここで、本発明の特徴である界磁組立体について図を用いて説明する。第１ステップでは、シート状のフレキシブル希土類磁石１を厚み方向に磁化されるように着磁ヨークを配備し（図示せず）４極着磁する。このとき長さ方向にはＮ極とＳ極が交互で等間隔になるよう多極着磁する(図２参照)。

第２ステップでは、着磁したフレキシブル希土類磁石１をフレーム２の内周面に湾曲装着させて界磁組立体３とする。装着時にフレームとフレキシブル希土類磁石とを接着剤などで固定してもよい（図３参照）。また、フレキシブル希土類磁石１の接合部１１と磁極の境界部１２とが一致するように第１ステップで着磁する。

このように１枚のフレキシブル希土類磁石に多極着磁をするため、円周方向の累積寸法誤差を低減できる。また、接合部と磁極の境界部を一致するようにあらかじめ多極着磁を施すためフレームに装着した後の着磁波形の歪を低減できる（図４参照）。

したがって、多極着磁および界磁組立体の製作が容易となりコギングトルクおよびトルクリップルの小さな高精度高出力のブラシレスモータを実現できる。

実施例２では界磁組立体が固定となるブラシ付モータについて説明する。図５において、多極着磁したフレキシブル希土類磁石５１を、バックヨークとなるカップ状のフレーム５２の内周面に湾曲させ装着して界磁組立体５３としている。鉄心５４ａの中央部にはシャフト５４ｂを固定し６個の突極に巻線５４ｃを集中巻回して整流子５４ｄに接続して電機子５４としている。フレーム５２の中央部には軸受５５を配設し、ブラケット５６の中央部には軸受５７を配設して、電機子５４を回転自在に支持している。ブラケット５６にはブラシ５８を整流子５４ｄと接触するように取付け、外部端子５８ａから電力を供給する。

ここで、本発明の特徴である界磁組立体について図を用いて説明する。図６は平行四辺形のフレキシブル磁石に、その斜辺と平行にスキュー着磁した状態を示した図である。

第１ステップでは、シート状で平行四辺形のフレキシブル希土類磁石５１を厚み方向に磁化されるように着磁ヨークを配備し（図示せず）４極着磁する。長さ方向にはＮ極とＳ極が交互で等間隔になるよう多極スキュー着磁する(図６)。

第２ステップでは、着磁したフレキシブル希土類磁石５１をフレーム５２の内周面に湾曲装着させて界磁組立体５３とする。装着時にフレーム５２とフレキシブル希土類磁石５１とを接着剤などで固定してもよい。また、斜辺となる接合部６１と磁極の境界部６２とが一致するように第１ステップで着磁する。

本実施例２は、実施例１で得られるすべての効果に加え、スキュー着磁により、コギングトルクおよびトルクリップルをより低減することが可能である。

なお、より高い磁力を発生する異方性のフレキシブル希土類磁石を採用する際にも有効である。また、磁石の磁極数および電機子の突極および巻線数について本実施例では４極、６スロットにて説明を行なったが、これに限定するものではない。さらに、電機子に鉄心のないコアレスタイプのモータにおいても同様に実施できる。

したがって、希土類磁石により小形高出力化を実現しながらコギングトルクとトルクリップルの小さな高精度モータを提供できる。

本発明は鉄心付のブラシレスモータあるいはブラシ付モータに有用であるが、コアレスモータにおいても有用である。また、高精度高出力が実現できるため、高速化・高容量化するストレージ機器用などの用途にも有用である。

本発明の実施例１におけるブラシレスモータの要部半断面図 本発明の実施例１におけるフレキシブル磁石の厚み方向断面図 本発明の実施例１における界磁組立体の断面図 着磁波形の比較図 本発明の実施例２におけるブラシ付モータの要部半断面図 本発明の実施例２におけるスキュー着磁の説明図

符号の説明

１,５１ フレキシブル希土類磁石
２，５２ フレーム
３，５３ 界磁組立体
４ ステータ
４ａ，５４ａ 鉄心
４ｂ，５４ｃ 巻線
５，５５，５７ 軸受
６，５４ｂ シャフト
７ 駆動回路基板
８ 給電部
１１，６１ 接合部
１２，６２ 境界部
５４ 電機子
５４ｄ 整流子
５６ ブラケット
５８ ブラシ
５８ａ 外部端子

Claims (4)

1. 磁石を装着した界磁組立体と鉄心に巻線を施した電機子とを有するモータにおいて、多極着磁したシート状のフレキシブル希土類磁石をバックヨークとなるフレームの内周面に湾曲装着させて界磁組立体としたとき、前記フレキシブル希土類磁石端部の接合部と、着磁した磁極の境界部とを一致させたことを特徴とするモータ。
2. フレキシブル希土類磁石の形状が平行四辺形で、その斜辺と平行にスキュー着磁した請求項１記載のモータ。
3. シート状のフレキシブル希土類磁石を多極着磁する第１ステップと、着磁後のフレキシブル希土類磁石をフレーム内周面に湾曲装着してステータまたはロータとする第２ステップとを備え、第２ステップ後のフレキシブル希土類磁石端部の接合部と磁極境界部とが一致するように第１ステップで着磁する界磁組立体の製造方法。
4. 平行四辺形のフレシキブル希土類磁石にその斜辺と平行にスキュー着磁を施した請求項３記載の界磁組立体の製造方法。
   

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