JP2005237161A - 永久磁石モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 表面磁石型の永久磁石モータにおいて、永久磁石モータのモータ組立作業時等における永久磁石の破損を防止することができる構造を得ることを目的とする。
【解決手段】 径方向に突出した複数の磁極ティース２２ａが形成された第１の鉄心２２及び磁極ティース２２ａに装着された一次側巻線７を有する一次側ユニット２、第１の鉄心２２の中心軸と同軸にある第２の鉄心３及び磁極ティース２２ａに面して第２の鉄心３の表面に周方向に所定ピッチで装着された永久磁石４ａ，４ｂを有する二次側ユニット６を備えた永久磁石モータにおいて、隣り合う永久磁石４ａと永久磁石４ｂとの間に、永久磁石４ａ及びｂ表面より突出した凸部３１を設けたものとする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、永久磁石モータに関するものであり、詳細には、永久磁石モータの組立等における破損防止に関するものである。

従来、表面型の永久磁石モータにおいては、二次側コア表面に互いに着磁方向が異なる永久磁石を交互に並べて配置して二次側ユニットを構成し、この二次側ユニットの永久磁石面を一次側ユニットの磁界発生面と対向させて永久磁石モータを構成する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１５８８５０号公報（第２頁、図３）

上記特許文献１の永久磁石モータでは、一次側ユニットと二次側ユニットとの間に生じる吸引力等により、一次側ユニットと二次側ユニットとが接触して、高価な永久磁石を破損するという問題があった。このような問題は、例えば、モータ組立作業時等に頻発していた。

この発明は、上記のような従来の問題を解決するものであり、表面磁石型の永久磁石モータにおいて、永久磁石モータのモータ組立作業時等における永久磁石の破損を防止することができる構造を得ることを目的とするものである。

この発明に係る永久磁石モータは、径方向に突出した複数の磁極ティースが形成された第１の鉄心及び上記磁極ティースに装着された巻線を有する一次側ユニット、上記第１の鉄心の中心軸と同軸にある第２の鉄心と、上記第２の鉄心の表面に、周方向に所定ピッチで、上記磁極ティースに面して装着された永久磁石とを有する二次側ユニットを備えた永久磁石モータにおいて、
隣り合う上記永久磁石間の隙間にあり、上記永久磁石の上記磁極ティースに面する面より突出した凸部を上記二次側ユニットに設けたものである。

また、直線状に配置した複数の磁極ティースを有する第１の鉄心及び上記磁極ティースに装着した巻線を有する一次側ユニット、上記第１の鉄心と対向する直線状の第２の鉄心と、上記第２の鉄心表面に所定ピッチで、上記磁極ティースに面して装着された永久磁石とを有する二次側ユニットを備えた永久磁石モータにおいて、
隣り合う上記永久磁石間の隙間にあり、上記永久磁石の上記磁極ティースに面する面より突出した凸部を上記二次側ユニットに設けたものである。

このように構成することにより、一次側ユニットと二次側ユニットが接触しても、一次側ユニットと凸部が接触し、永久磁石は保護されるので、一次側ユニットと二次側ユニットとの接触によって永久磁石が破損するのを防止することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明に係る永久磁石モータの実施の形態１を説明するための断面図であり、一例として、一次側ユニット２の内側に、４極の二次側ユニット６を備えた永久磁石モータの構成を示している。

図１に示したように、一次側ユニット２は、内周側径方向に突出した磁極ティース２２ａを有する一次側コア（第１の鉄心）２２と、磁極ティース２２ａ間のスロットに装着された巻線７を有する。

また、二次側ユニット６は、二次側コア（第２の鉄心）３の表面に、着磁方向が異なる永久磁石４ａと永久磁石４ｂとが円周方向に所定ピッチで交互に設けられ、隣り合う永久磁石４ａと永久磁石４ｂとの間の隙間に凸部３１が設けられており、凸部３１は永久磁石４ａ及び４ｂの表面（磁極ティース２２ａに面する面）より突出するように形成されている。凸部３１間の永久磁石４ａ及び４ｂは、接着剤等で第２の鉄心３の表面に固定されている。

図１においては、凸部３１が第２の鉄心３の一部で構成され、凸部３１と第２の鉄心３とが一体となっている例を示しているが、凸部３１を別部材としてもよい。また、第２の鉄心３に固定される必要はなく、永久磁石４ａ及び永久磁石４ｂの端面に接着により固定されるようにしてもよい。

第２の鉄心３の中心軸上にシャフト８が設けられ、二次側ユニット６の外側に、磁気的空隙５を介して一次側ユニット２が二次側ユニット６とほぼ同心円状に配置され、一次側ユニット２の巻線７に通電することによって、一次側ユニット２または二次側ユニット６のいずれか一方が回転できるように構成される。

この実施の形態１では、第２の鉄心３の表面に、隣り合う永久磁石４ａと永久磁石４ｂとの間の隙間に、永久磁石４ａ及び４ｂの表面より突出した凸部３１が設けられているので、モータの組み付け時等に、永久磁石４ａ及び４ｂと一次側コア２２との吸引力によって、一次側ユニット２と二次側ユニット６とが接触してしまった場合でも、凸部３１が一次側ユニットに接し、永久磁石４ａ及び４ｂは接しないので、永久磁石４ａ及び４ｂは保護され、一次側ユニット２と二次側ユニット６との接触による永久磁石４ａ及び４ｂの破損を防止することができる。

実施の形態２．
図２は、この発明に係る永久磁石モータの実施の形態２を説明するための断面図である。この実施の形態２は、永久磁石モータがリニアモータの場合である。

この実施の形態２においては、一次側ユニット２の巻線７を装着した磁極ティース２２ａが直線状に配列されており、一次側ユニット２と対向するように二次側ユニット６が配置されている。二次側ユニット６の第２の鉄心３には、一次側ユニット２の磁極ティース２２ａに面するように永久磁石４ａ及び４ｂが装着され、隣り合う永久磁石４ａと永久磁石４ｂとの間の隙間に、永久磁石４ａ及び４ｂの表面（磁極ティース２２ａに面する面）より突出した凸部３１が設けられている。

この実施の形態２では、第２の鉄心３の表面に、隣り合う永久磁石４ａと永久磁石４ｂとの間の隙間に、永久磁石４ａ及び４ｂの表面より突出した凸部３１が設けられているので、モータの組み付け時等に、永久磁石４ａ及び４ｂと一次側コア２２との吸引力によって、一次側ユニット２と二次側ユニット６とが接触してしまった場合でも、凸部３１が一次側ユニット２に接し、永久磁石４ａ及び４ｂは一次側ユニット２に接しないので、永久磁石４ａ及び４ｂは保護され、一次側ユニット２と二次側ユニット６との接触による永久磁石４ａ及び４ｂの破損を防止することができる。

実施の形態３．
図３及び図４は、この発明に係る永久磁石モータの実施の形態３を説明するための断面図である。この実施の形態３では、上記実施の形態１及び２における凸部３１の先端部または先端部の角を凸型の曲面状に形成している。

このように、凸部３１の先端部または先端部の角を凸型の曲面状とすることによって、一次側ユニット２と二次側ユニット６とが接触してしまった場合、凸部３１が一次側ユニット２を損傷しないようにすることができる。

実施の形態４．
図５及び図６は、この発明に係る永久磁石モータの実施の形態４を説明するための断面図である。この実施の形態４では、上記実施の形態１乃至３において、永久磁石４ａと永久磁石４ｂとの間の隙間の幅Ｌｈと凸部３１の厚さＬｍとの関係を、Ｌｈ＞Ｌｍとするものである。

このように、隙間の幅Ｌｈと凸部３１の厚さＬｍとの関係を、Ｌｈ＞Ｌｍとすることによって、製作過程で永久磁石４ａ及び４ｂあるいは凸部３１のいずれを後から挿入するようにしても、挿入し易くなる。

実施の形態５．
図７及び図８は、この発明に係る永久磁石モータの実施の形態５を説明するための断面図である。この実施の形態５では、上記実施の形態１乃至４において、凸部３１の付け根部の角を曲面状としたものである。

このように、凸部３１の付け根部の角を曲面状とすることによって、機械的強度を強化した構造とすることができる。

実施の形態６．
図９及び図１０は、この発明に係る永久磁石モータの実施の形態６を説明するための断面図である。この実施の形態６では、上記実施の形態１乃至５において、永久磁石４ａ及び４ｂの表面の一部（端部）を凸部３１の先端部で覆うようにしたものである。

このように、永久磁石４ａ及び４ｂの表面の端部を凸部３１の先端部で覆うことにより、磁気的空隙５に露出する永久磁石４ａ及び４ｂの表面積が小さくなるので、凸部３１による永久磁石４ａ及び４ｂの保護性能がより一層向上する。また、遠心力や磁気的吸引力による永久磁石４ａ及び４ｂの剥離を防ぐことができる。

また、凸部３１を取り外し可能とすることによって、永久磁石４ａ及び４ｂの装着が容易になる。

実施の形態７．
上記実施の形態１乃至６において、凸部３１の材質を磁性体とすることによって、突極比（Ｌｑ／Ｌｄ）を大きくすることができるので、一般に周知の弱め界磁制御でモータを駆動することにより、リラクタンストルクまたはリラクタンス推力を発生して大トルク特性または大推力特性とすることができる。

実施の形態８．
この実施の形態８は、積層鋼板で凸部３１と第２の鉄心３とを一体に構成するものである。例えば、電磁鋼板をプレスで打ち抜いて、凸部３１の形状と第２の鉄心３の形状とを一体に成型する。打ち抜いた鋼板を積層して、凸部３１と第２の鉄心３とを一体にした積層体を作製する。

このように、プレで打ち抜いた打ち抜き鋼板を積層することによって、容易に凸部３１と第２の鉄心３とを一体に構成することができる。

また、凸部３１を別部材とする場合は、ネジや接着剤等により第２の鉄心３へ取り付ける。

なお、図１、３、５、７及び９において、スロット数：極数の比を２４：４とした例を示したがこれに限られるものではない。また、図２、４、６、８及び１０においても、一次側ユニットの長さ相当でのスロット数：極数の比を２４：４とした例を示したがこれに限られるものではない。

また、上記実施の形態１、３乃至８では、二次側ユニットが一次側ユニットの内側にある場合を示したが、二次側ユニットが一次側ユニットの外側にある場合においても、上記実施の形態１、３乃至８と同様の構成を適用することができる。また、リニアモータの図２、４、６、８及び１０では、一次側ユニットが二次側ユニットよりも短い例を示しているが、二次側ユニットが一次側ユニットよりも短い場合でもよい。

この発明に係る永久磁石モータは、工作機械の位置決め用サーボモータ、リニアモータ等に用いることができる。

この発明に係る永久磁石モータの実施の形態１を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態２を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態３を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態３を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態４を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態４を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態５を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態５を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態６を説明するための断面図である。 この発明に係る永久磁石モータの実施の形態６を説明するための断面図である。

符号の説明

２ 一次側ユニット、３ 二次側コア（第２の鉄心）、４ａ，４ｂ 永久磁石、
５ 磁気的空隙、６ 二次側ユニット、７ 巻線、８ シャフト、
２２ 一次側コア（第１の鉄心）、２２ａ 磁極ティース、３１ 凸部。

Claims (9)

1. 径方向に突出した複数の磁極ティースが形成された第１の鉄心及び上記磁極ティースに装着された巻線を有する一次側ユニット、上記第１の鉄心の中心軸と同軸にある第２の鉄心と、上記第２の鉄心の表面に、周方向に所定ピッチで、上記磁極ティースに面して装着された永久磁石とを有する二次側ユニットを備えた永久磁石モータにおいて、
   隣り合う上記永久磁石間の隙間にあり、上記永久磁石の上記磁極ティースに面する面より突出した凸部を上記二次側ユニットに設けたことを特徴とする永久磁石モータ。
2. 直線状に配置した複数の磁極ティースを有する第１の鉄心及び上記磁極ティースに装着した巻線を有する一次側ユニット、上記第１の鉄心と対向する直線状の第２の鉄心と、上記第２の鉄心表面に所定ピッチで、上記磁極ティースに面して装着された永久磁石とを有する二次側ユニットを備えた永久磁石モータにおいて、
   隣り合う上記永久磁石間の隙間にあり、上記永久磁石の上記磁極ティースに面する面より突出した凸部を上記二次側ユニットに設けたことを特徴とする永久磁石モータ。
3. 上記凸部の先端部または先端部の角を凸の曲面状にしたことを特徴とする請求項１または２記載の永久磁石モータ。
4. 上記隙間の幅を、上記凸部の厚さよりも大きくしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の永久磁石モータ。
5. 上記凸部が上記第２の鉄心の表面に立設され、上記凸部の付け根部の角が曲面状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の永久磁石モータ。
6. 上記凸部の先端部が、上記永久磁石の上記磁極ティースに面する面の一部を覆っていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の永久磁石モータ。
7. 上記凸部を取り外し可能としたことを特徴とする請求項６記載の永久磁石モータ。
8. 上記凸部を、磁性体材料で形成したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の永久磁石モータ。
9. 上記第２の鉄心の形状と上記凸部の形状とを一体に成型した鋼板を積層することによって、上記第２の鉄心と上記凸部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の永久磁石モータ。

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