JP2007037293A - Magnet sheet and motor employing it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フレキシブルマグネットからなるマグネットシートおよびそのマグネットシートを用いたモータに関する。 The present invention relates to a magnet sheet made of a flexible magnet and a motor using the magnet sheet.
フレキシブルマグネット(フレキシブルな永久磁石)は、その加工のし易さ、端部を位置決めすれば全体の位置決めができる等の理由から、使われ初めている。
従来のフレキシブルマグネットとしては図5、図6に示されるようなものがある。
Flexible magnets (flexible permanent magnets) have begun to be used for reasons such as ease of processing and positioning of the end portion to enable overall positioning.
Conventional flexible magnets include those shown in FIGS.
図5は従来の特許文献1の説明図であり、図5(a)はマグネット素材の展開図、図5(b)はマグネット素材のカーリング成形図である。 FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams of the conventional Patent Document 1, FIG. 5A is a development view of a magnet material, and FIG. 5B is a curling molding view of the magnet material.
図5の例は、ラバーマグネットからなるマグネット素材100が均一な厚みのマグネットシートから帯状に打ち抜き加工される。このマグネット素材100は、可撓性を有するので、実装時、カーリングすると両端が一致しないような偏りが起きることがある。これを防止するために、マグネット素材100の一端に突起101を設け、他端に切り欠き102を設ける例である。
In the example of FIG. 5, a
図6は従来の特許文献2の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the
図6の例は、圧延シート状となった可撓性ボンド磁石の一辺に楔形の切り欠き201を複数個形成し、必要な幅で切断し、図示のようにカーリングさせて両端202を接合し、予め底面に接着剤を塗布したロータケース203に取り付ける例である。
特許文献1および特許文献2に示されたフレキシブルマグネットは、まず均一な厚みのシートに成形され、そのシートから必要な幅に切り出して、使われていた。
このように均一な厚みに成形されるため、磁化特性が固定されていて、磁化特性を部分的に変えることは難しく、その使い方および使用場所等に制約があった。
The flexible magnets disclosed in Patent Document 1 and
Since it is formed in such a uniform thickness, the magnetization characteristics are fixed, and it is difficult to change the magnetization characteristics partially, and there are restrictions on the usage and place of use.
また、マグネットの磁化特性は、コギングトルクを抑えるために、回転方向にsin波状に変化させることが求められるが、前記両従来例は、そのようなsin波状の磁気特性を達成するものではなかった。さらには、上記従来例のフレキシブルマグネットはモータフレームが円筒形のものを対象とし、その他の形状のモータフレームには適用が困難なものであった。 Moreover, in order to suppress the cogging torque, the magnetizing characteristics of the magnet are required to be changed in a sin wave shape in the rotation direction. However, the two conventional examples have not achieved such a sin wave magnetic characteristic. . Furthermore, the flexible magnet of the above conventional example is intended for a motor frame having a cylindrical shape, and is difficult to apply to motor frames of other shapes.
本発明の目的は、厚みを部分的に変えたマグネット片部を複数個フレキシブルに連結したマグネットシートと、そのマグネットシートを任意の形状のモータフレームに位置決め精度良く設けたモータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a magnet sheet in which a plurality of magnet pieces having partially changed thicknesses are flexibly connected, and a motor in which the magnet sheet is provided on a motor frame of an arbitrary shape with high positioning accuracy. .
本発明の他の目的は、厚みを部分的に変えたマグネット片部を複数個フレキシブルに連結したマグネットシートの1次成形体と、その製造方法と、そのマグネットシートの1次成形体を任意の形状のモータフレームに位置決め精度良く設けたモータを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a primary molded body of a magnet sheet in which a plurality of magnet pieces having partially changed thicknesses are flexibly connected, a manufacturing method thereof, and a primary molded body of the magnet sheet. An object of the present invention is to provide a motor provided with a positioning accuracy on a motor frame having a shape.
本発明のマグネットシートは、1次成形体でも完成品でも同じ形状をとり、複数の不等肉厚構造(厚みを部分的に変えた構造)のマグネット片部を連結部により連結した構成、例えば、複数の不等肉厚構造のマグネット片部が長尺の連結帯部に所定間隔毎に連結された連結帯部タイプのマグネットシート、又は、隣接する不等肉厚構造のマグネット片部が連結折曲部により順次連結された連結折曲部タイプのマグネットシートの構成をとり、マグネット片部の断面は、内側が円弧、外側がモータフレームの内側面に密接する形状をとる。それは、内側は、アマチュア組立体(巻線コイルを備えたアマチュアコア、又は、コアレスモータの巻線コイルの成形体等)が回転するため、任意の半径の円弧になり、外側は、マグネットを取り付けるモータフレームの内側面の表面形状をなぞった形状に成るためである。モータフレームの基本的な断面形状が任意の多角形状、例えば、四角形、六角形、八角形、・・・等であっても、さらに、それらの角部を内側に押し潰した断面形状であっても、本発明の複数の不等肉厚構造のマグネット片部をフレキシブル性を有する連結部により一体に連結したマグネットシートを適用することができる。基本的には、モータフレームの角部にマグネットシートの最も肉厚の厚い部分を配置すると好ましい磁化特性を得ることができる。また、マグネットシートはマグネット片部をフレキシブルに連結しているので、どのような形状のモータフレームであろうとも密着させることができる。 The magnet sheet of the present invention has the same shape in both the primary molded body and the finished product, and has a structure in which a plurality of unequal thickness structures (structures in which the thickness is partially changed) are connected by a connecting portion, for example, A connecting strip type magnet sheet in which a plurality of magnet pieces with unequal thickness structure are connected to a long connecting strip at predetermined intervals, or adjacent magnet pieces with unequal thickness structure are connected. It has a configuration of a connected bent portion type magnet sheet sequentially connected by a bent portion, and the cross section of the magnet piece portion has a shape in which the inner side is an arc and the outer side is in close contact with the inner surface of the motor frame. The inside of the armature assembly (an amateur core with a winding coil, or a winding coil molding of a coreless motor, etc.) rotates, so that it becomes an arc of any radius, and the outside is attached with a magnet This is because the surface shape of the inner surface of the motor frame is traced. Even if the basic cross-sectional shape of the motor frame is an arbitrary polygonal shape, for example, a quadrangle, a hexagon, an octagon,... In addition, it is possible to apply a magnet sheet in which a plurality of magnet pieces having an unequal thickness structure according to the present invention are integrally connected by a connecting portion having flexibility. Basically, a preferable magnetization characteristic can be obtained by arranging the thickest part of the magnet sheet at the corner of the motor frame. In addition, since the magnet sheet flexibly connects the magnet pieces, it can be in close contact with any shape of motor frame.
マグネットシートは、マグネットシートの形状をした一次成形体を熱硬化して形成する。好ましくは、その一次成形体を熱硬化する際、任意の相手部材に接触した状態で熱硬化を行うと、マグネットシート中の結合剤の作用により相手部材を接着させることもできる。 The magnet sheet is formed by thermosetting a primary molded body having the shape of a magnet sheet. Preferably, when the primary molded body is heat-cured, when the heat-curing is performed in a state where it is in contact with an arbitrary mating member, the mating member can be bonded by the action of the binder in the magnet sheet.
マグネットシートの1次成形体は、磁性粉末と接着性を有する結合剤、例えば熱硬化性樹脂、具体的にはエポキシ樹脂を型内に注入し、これらを圧縮成形して製造する。製造した1次成形体はフレキシブル性を有し、連結部で折り曲げることができる。 The primary molded body of the magnet sheet is manufactured by injecting a binder having adhesiveness with the magnetic powder, for example, a thermosetting resin, specifically, an epoxy resin, into a mold and compressing them. The manufactured primary molded body has flexibility and can be bent at the connecting portion.
マグネット片部の断面は、図1および図2の場合、曲率の異なる2個の円弧を組み合わせた形状に形成されている。 In the case of FIG. 1 and FIG. 2, the cross section of the magnet piece is formed in a shape combining two arcs having different curvatures.
マグネット片部は、半径方向又は回転方向に着磁され、後記するモータフレームの筒状部の角部の内側面に相互に離間して配置される。 The magnet pieces are magnetized in the radial direction or the rotational direction, and are arranged apart from each other on the inner side surfaces of the corners of the cylindrical portion of the motor frame described later.
連結帯部タイプのマグネット片部の断面形状は、内側の面(アマチュアコアに近接する面)が任意の半径、例えば、シャフト中心からの半径で形成される円弧面で、外側の面がモータフレームの内側面に密着して形成される。内側の面と外側の面の間の連結面は、モータフレームの内側面と直交する面に形成されているが、抜け止め作用を有する任意の角度に設定することができる。 As for the cross-sectional shape of the connecting strip type magnet piece, the inner surface (surface close to the amateur core) is an arc surface formed with an arbitrary radius, for example, a radius from the shaft center, and the outer surface is a motor frame. It is formed in intimate contact with the inner surface. The connecting surface between the inner surface and the outer surface is formed on a surface orthogonal to the inner surface of the motor frame, but can be set to an arbitrary angle having a retaining action.
マグネット片部をモータフレームの角部に合わせると、マグネット片部の間の空間がモータフレームの両角部の間の辺に対向する。この状態においては、モータフレームの前記辺とアマチュアコアの間にはエアギャップのみとなる。そうすると、モータフレームの形状を変えないとすると、アマチュアコアの外径を長くできる。その結果、アマチュアコアに巻回できる巻線数が増加できる。 When the magnet pieces are aligned with the corners of the motor frame, the space between the magnet pieces faces the side between the corners of the motor frame. In this state, there is only an air gap between the side of the motor frame and the amateur core. If it does so, if the shape of a motor frame is not changed, the outer diameter of an amateur core can be lengthened. As a result, the number of windings that can be wound around the amateur core can be increased.
特に、モータにおいて、モータ特性に大きく起因する、界磁マグネットの(BH)max(最大エネルギー積)と回転体の磁気構成部を構成するアマチュアコアの外径寸法の関係において、アマチュアコアの外径をモータフレームの内径から必要最小限のエアーギャップを除いた値まで大きくすることにより、アマチュアコアのスロットの巻線領域を稼ぎ、尚且つ、モータ部品として高価な界磁マグネットの使用量を抑え、モータ形状の小型化を図りながらトルクを増加し、コストとモータ体積の低減を実現する。 In particular, in the motor, the outer diameter of the armature core is related to the relationship between the (BH) max (maximum energy product) of the field magnet and the outer diameter of the armature core constituting the magnetic component of the rotating body, which is largely attributable to the motor characteristics. By increasing the value from the inner diameter of the motor frame to the value excluding the necessary minimum air gap, the winding area of the amateur core slot is earned, and the amount of expensive field magnets used as motor parts is reduced, The torque is increased while miniaturizing the motor shape, and the cost and the volume of the motor are reduced.
本発明のマグネットシートは、磁性粉末と接着性を有する結合剤とを有するマグネットシートの1次成形体(前記磁性粉末と結合剤等を圧縮成形したもの)を、該マグネットシートの1次成形体を取り付ける相手部材(マグネットが取り付けられる部材であれば、任意のものを用いることができる)、例えばモータの場合、モータフレーム又はロータ等の取付部材へ、加圧装置等で圧接しながら加熱装置で加熱し、マグネットシートの熱硬化結合剤を加熱溶融して取付部材へ均一且つ強固に接着すると共に、マグネットシートの1次成形体を熱硬化させてマグネットシートの完成品にする。 The magnet sheet of the present invention is a primary molded body of a magnetic sheet (compressed molding of the magnetic powder and a binder) having a magnetic powder and an adhesive binder, and the primary molded body of the magnetic sheet. For example, in the case of a motor, with a heating device while being pressed against a mounting member such as a motor frame or a rotor with a pressurizing device, etc. Heat and melt the thermosetting binder of the magnet sheet to heat and melt it uniformly and firmly to the mounting member, and heat cure the primary molded body of the magnet sheet to obtain a finished magnet sheet.
また、マグネットシートは、磁性粉末と接着性を有する結合剤、例えば熱硬化性樹脂、具体的にはエポキシ樹脂を用いて構成した希土類もしくはフェライトボンドマグネットのマグネットシートとして構成され、磁性粉末と結合剤を圧縮成形した1次成形体の状態又はその1次成形体を熱硬化させた状態(完成品)で用いられる。前記1次成形体を熱硬化させた状態(完成品)のものは、接着剤により取付部材、例えば、モータフレーム又はロータ(図示省略)に接着される。 Also, the magnet sheet is configured as a binder having adhesiveness with the magnetic powder, for example, a magnet sheet of a rare earth or ferrite bond magnet configured using a thermosetting resin, specifically an epoxy resin, and the magnetic powder and the binder. Is used in a state of a primary molded body obtained by compression molding or a state in which the primary molded body is thermoset (finished product). In the state (finished product) in which the primary molded body is thermally cured, it is bonded to an attachment member, for example, a motor frame or a rotor (not shown) by an adhesive.
前記加圧装置は、接着面に空気等の接着阻害要因が入り込まないようにするための処理装置で、必要が無い場合には省略できる。 The pressurizing device is a processing device for preventing an adhesion inhibiting factor such as air from entering the bonding surface, and can be omitted when not necessary.
マグネット片部は、その断面形状の外側部分がモータフレームの内側面の角部に接合した弧状形状で、断面形状の内側部分がアマチュア組立体(アマチュアコア又はコアレスモータの巻線コイル成形体等)の最外周面の経路と最小のエアーギャップgを介して対向する円弧形状に形成され、その全体はモータフレームの筒状部の長さ方向に長い略短冊状に形成されている。 The magnet piece has an arcuate shape in which the outer portion of the cross-sectional shape is joined to the corner of the inner surface of the motor frame, and the inner portion of the cross-sectional shape is an amateur assembly (such as an amateur core or a coiled coil molded body of a coreless motor). Is formed in a circular arc shape facing the path of the outermost peripheral surface through a minimum air gap g, and the whole is formed in a substantially strip shape long in the length direction of the cylindrical portion of the motor frame.
マグネット片部の最も肉厚の厚い位置がモータフレームの角部の半径方向で最も奥まった位置に位置決めされる。これにより、アマチュア組立体の回転を妨害せずに、マグネットの磁化特性を強力かつ適切にsin波状の特性とすることができる。 The thickest position of the magnet piece is positioned at the deepest position in the radial direction of the corner of the motor frame. Thereby, the magnetization characteristic of a magnet can be made into a powerful and appropriate sin wave characteristic without obstructing the rotation of the amateur assembly.
マグネットシートの1次成形体は、例えば、希土類もしくはフェライト磁石粉末と柔軟な熱硬化性結合剤とを主成分としたコンパウンドを圧縮成形したもので構成される。 The primary molded body of the magnet sheet is composed of, for example, a compression-molded compound composed mainly of rare earth or ferrite magnet powder and a flexible thermosetting binder.
本発明のマグネットシートは、例えば、希土類もしくはフェライト磁石粉末と柔軟な熱硬化性結合剤とを主成分としたコンパウンドを圧縮成形して結合剤成分を熱硬化し、圧延加工またはスタンピング加工または圧延およびスタンピング加工する立体物からシートまでを形成するボンド磁石(例えば、特開2004−47872号公報参照)により形成する。シート状マグネットについては、後記する。 The magnet sheet of the present invention, for example, compression-molds a compound mainly composed of a rare earth or ferrite magnet powder and a flexible thermosetting binder to heat-cure the binder component, and performs rolling or stamping or rolling and It is formed by a bonded magnet (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-47872) that forms from a solid object to be stamped to a sheet. The sheet magnet will be described later.
上記結合剤は、少なくとも熱圧着機能と熱硬化性官能基を有する粉末状樹脂成分を必須とする。コンパウンドは結合剤成分の粘着力によって磁石粉末を統合し、圧縮成形まえの結合剤と磁石粉末の機械的分離を防ぐ役割を付与する。そのための具体的手段として、結合剤は少なくとも室温で固体のエポキシオリゴマーと室温で粘着性を付与した熱圧着性のポリアミドまたはポリアミドイミド粉末またはポリアミドおよびポリアミドイミド粉末、および必要に応じて適宜加える粉末状の潜在性エポキシ硬化剤から構成することが好ましい。 The binder essentially includes a powdery resin component having at least a thermocompression bonding function and a thermosetting functional group. The compound integrates the magnet powder by the adhesive force of the binder component, and gives a role of preventing mechanical separation of the binder and the magnet powder before compression molding. As a specific means for that purpose, the binder is at least a solid epoxy oligomer at room temperature and a thermocompression-bonding polyamide or polyamide-imide powder or polyamide and polyamide-imide powder imparted with stickiness at room temperature, and a powder form to be added as necessary. The latent epoxy curing agent is preferably used.
なお、本発明においてポリアミドまたはポリアミドイミド粉末またはポリアミドおよびポリアミドイミド粉末の粘着性と熱圧着性とは、粘着付与剤などを添加して、先ず、圧縮成形するまえの、コンパウンド状態で磁石粉末と結合剤とを、その粘着力によって固定する。次に、コンパウンドを圧縮して一次成形体を成形する際、ポリアミドまたはポリアミドイミドまたはポリアミドおよびポリアミドイミドの熱軟化による塑性変形の促進、接合面間の濡れ性を改善することによってポリアミドまたはポリアミドイミドまたはポリアミドおよびポリアミドイミド、或いはエポキシオリゴマーの熱圧着性を高めるものである。また、可塑剤のような他の成分は適宜本結合剤成分に使用される。 In the present invention, the tackiness and thermocompression bonding property of the polyamide or polyamideimide powder or the polyamide and polyamideimide powder is determined by adding a tackifier or the like and first binding the magnet powder in a compound state before compression molding. The agent is fixed by its adhesive force. Next, when the compound is compressed to form a primary molded body, polyamide or polyamideimide or polyamide and polyamideimide are accelerated by heat softening of the polyamide and polyamideimide, and the wettability between joint surfaces is improved to improve the polyamide or polyamideimide or It increases the thermocompression bonding of polyamide and polyamideimide or epoxy oligomer. In addition, other components such as a plasticizer are appropriately used in the binder component.
本発明のマグネットシートは、希土類もしくはフェライト磁石粉末と柔軟な熱硬化性結合剤とを主成分としたコンパウンドを圧縮成形した1次成形体を、モータフレーム内の所定の内側面に配置し、配置した状態のまま、必要に応じて加圧しながら、加熱し、1次成形体を溶融させてモータフレーム内側面に接着させると共に1次成形体を熱硬化し、マグネット完成品にする。本発明の1次成形体は、厚さが、例えば、0.3〜2.5mm程度に圧縮成形できるので、形状の設計が容易になる。 The magnet sheet of the present invention has a primary molded body formed by compression molding a compound mainly composed of a rare earth or ferrite magnet powder and a flexible thermosetting binder, disposed on a predetermined inner surface in a motor frame, and disposed. In this state, heating is performed while applying pressure as necessary to melt the primary molded body and adhere it to the inner surface of the motor frame, and the primary molded body is thermally cured to obtain a magnet finished product. Since the primary molded body of the present invention can be compression-molded to a thickness of, for example, about 0.3 to 2.5 mm, the shape design becomes easy.
モータフレームは、一定板厚を有し、断面形状が2(n+1)角形とする。但し、nは任意の自然数とする。例えば、断面形状を四角形とした場合、モータフレームは、断面が四角形の各辺の一部を残しながら角部を内側に押し潰した形状となる筒状部を有する。 The motor frame has a constant plate thickness and a cross-sectional shape of 2 (n + 1) square. However, n is an arbitrary natural number. For example, when the cross-sectional shape is a quadrangle, the motor frame has a cylindrical part that has a shape in which the corners are crushed inward while leaving a part of each side of the square cross-section.
モータフレームの前記断面形状が四角形の各辺の一部を残しながら角を内側に押し潰した形状は、隣接する前記辺の間を任意の形状の弧で連結した形状、又は、隣接する前記辺の間を、前記円弧面を形成する円弧の半径の長さに対して任意比率の円弧で連結した形状、又は、隣接する前記辺の間を直線で連結した形状、又は、隣接する前記辺の間を、前記シャフト中心から同心円状の形状の弧で連結した形状とする。 The shape in which the cross-sectional shape of the motor frame is crushed inward while leaving a part of each side of the quadrangle is a shape in which the adjacent sides are connected by an arc of an arbitrary shape, or the adjacent sides A shape connected by an arc having an arbitrary ratio to the length of the radius of the arc forming the arc surface, or a shape connecting the adjacent sides by a straight line, or of the adjacent sides The space between the shafts is connected by a concentric arc from the center of the shaft.
モータフレームの形状を、基本的に、界磁マグネットの着磁極数と同じ数、例えば、四角形にすることで、界磁マグネットの極の中心部(回転方向でみた中心部)の厚みを減らすことなく、角部のパーミアンス係数を大きくし、界磁マグネットに必要な回転方向に沿ったsin波状磁化曲線を形成することを可能にする。 The shape of the motor frame is basically the same as the number of magnetic poles of the field magnet, for example, a quadrangle, thereby reducing the thickness of the center part of the field magnet pole (center part in the rotation direction). Without increasing the permeance coefficient of the corner, it is possible to form a sin wave-like magnetization curve along the rotational direction necessary for the field magnet.
モータフレームの内径は、連結帯部タイプを用いる場合、マグネット片部間に空間があるため、アマチュアコアの外径に、アマチュアコアの回転に必要最小限のエアーギャップgを加えた径に設定する。 The inner diameter of the motor frame is set to a diameter obtained by adding the minimum air gap g necessary for the rotation of the armature core to the outer diameter of the armature core because there is a space between the magnet pieces when using the coupling band type. .
転結折曲部タイプの場合には、上記連結帯部タイプの場合の径にマグネットシートの厚さを加えた内径になる。 In the case of a fold-fold type, the inner diameter is obtained by adding the thickness of the magnet sheet to the diameter in the case of the connecting band type.
具体的には、以下の手段となる。
(1)マグネットシートは、複数の不等肉厚構造のマグネット片部を、フレキシブル性を有する連結部により一体に連結したことを特徴とする。
(2)上記(1)記載のマグネットシートは、前記連結部がフレキシブル性を有する連結帯部であることを特徴とする。
(3)上記(1)記載のマグネットシートは、前記連結部がフレキシブル性を有する均一な厚みの連結折曲部であることを特徴とする。
(4)上記(1)乃至(3)のいずれか1項記載のマグネットシートは、前記マグネットシートは、少なくとも磁性粉末と接着性を有する熱硬化性結合剤を型内に注入し、これらを圧縮成形し、熱硬化して製造したものであることを特徴とする。
(5)上記(4)記載のマグネットシートは、前記熱硬化性結合剤が少なくともエポキシオリゴマーを含むことを特徴とする。
(6)上記(4)記載のマグネットシートは、前記熱硬化性結合剤が少なくともポリアミドを含むことを特徴とする。
(7)モータは、モータフレームの筒状部の内側面に、複数の前記マグネット片部を、フレキシブル性を有する前記連結部により一体に連結した上記(4)乃至(6)のいずれか1項記載のマグネットシートを設けたことを特徴とする。
(8)モータは、モータフレームの筒状部の内側面に、複数の前記マグネット片部を、フレキシブル性を有する前記連結帯部により一体に連結した上記(4)乃至(6)のいずれか1項記載のマグネットシートを設けたことを特徴とする。
(9)モータは、モータフレームの筒状部の内側面に、複数の前記マグネット片部を、フレキシブル性を有する均一な厚みの前記連結折曲部により一体に連結した上記(4)乃至(6)のいずれか1項記載のマグネットシートを固定したことを特徴とする。
(10)上記(7)乃至(9)のいずれか1項記載のモータは、一定板厚を有し、断面が四角形の各辺の一部を残しながら角部を内側に押し潰した形状の筒状部を有する前記モータフレームの前記内側に押し潰した角部の前記内側面に前記マグネットシートの前記マグネット片部を配置し、前記モータフレームの前記各辺の内側面に前記マグネットシートの連結部を配置したことを特徴とする。
Specifically, the following means are used.
(1) The magnet sheet is characterized in that a plurality of magnet pieces having an unequal thickness structure are integrally connected by a connecting portion having flexibility.
(2) The magnet sheet according to (1) is characterized in that the connecting portion is a connecting band portion having flexibility.
(3) The magnet sheet according to (1) is characterized in that the connecting portion is a connected bent portion having a uniform thickness and having flexibility.
(4) The magnet sheet according to any one of the above (1) to (3), wherein the magnet sheet is injected with at least a thermosetting binder having adhesiveness with a magnetic powder into a mold and compressed. It is characterized by being molded and thermoset.
(5) The magnet sheet according to (4) is characterized in that the thermosetting binder contains at least an epoxy oligomer.
(6) The magnet sheet according to (4) is characterized in that the thermosetting binder contains at least polyamide.
(7) The motor according to any one of (4) to (6), wherein a plurality of the magnet piece portions are integrally connected to an inner surface of a cylindrical portion of the motor frame by the connecting portion having flexibility. The magnetic sheet described above is provided.
(8) The motor is any one of the above (4) to (6), in which a plurality of the magnet piece portions are integrally connected to the inner side surface of the cylindrical portion of the motor frame by the connecting band portion having flexibility. The magnet sheet described in the item is provided.
(9) In the motor, (4) to (6), in which a plurality of the magnet pieces are integrally connected to the inner side surface of the cylindrical portion of the motor frame by the connecting bent portion having a uniform thickness having flexibility. The magnet sheet according to any one of the above is fixed.
(10) The motor according to any one of the above (7) to (9) has a constant plate thickness and a shape in which a corner is crushed inward while leaving a part of each side having a square cross section. The magnet piece portion of the magnet sheet is disposed on the inner side surface of the corner portion crushed inside the motor frame having a cylindrical portion, and the magnet sheet is connected to the inner side surface of each side of the motor frame. It is characterized by arranging the parts.
本発明のマグネットシートの1次成形体は、例えば、希土類もしくはフェライト磁石粉末と柔軟な熱硬化性結合剤とを主成分としたコンパウンドを圧縮成形したものなので、それ自体で細かい形状をとることができると共にフレキシブル性を有するため、微少なエアーギャップを正確に形成することができ、取付相手の形状にフレキシブルに密着し、位置決め取付が容易になる。特にマグネット片部をシート状に連設する場合に有効である。 The primary molded body of the magnet sheet of the present invention is, for example, a compression molding of a compound mainly composed of rare earth or ferrite magnet powder and a flexible thermosetting binder, and can take a fine shape by itself. In addition, since it has flexibility, a minute air gap can be formed accurately, and it can be in close contact with the shape of the mounting counterpart and can be positioned and mounted easily. This is particularly effective when the magnet pieces are continuously arranged in a sheet shape.
マグネットシートはマグネット片部を連結帯部や連結折曲部により寸法精度高く連設して設けてあるので、製造が容易に成ると共に任意の相手部材、例えば、モータフレームに対するマグネット片部の位置決め取付が高精度でできる。 Since the magnet sheet is provided with the magnet piece part continuously connected with a connecting band part or a connecting bent part with high dimensional accuracy, the magnet sheet part can be easily manufactured and positioned with respect to an arbitrary mating member such as a motor frame. Can be done with high accuracy.
マグネットシートの1次成形体をモータフレームの筒状部に挿入配置し、筒状部の内側面に接した状態で、必要に応じて加圧しながら、加熱し、1次成形体の結合剤を溶融してモータフレームに接着すると共に、1次成形体を熱硬化させるので、マグネットシートのモータフレームへの接着と1次成形体の熱硬化処理を同時に行うことができ、製造が容易になると共に、1次成形体の結合剤とは異なる別体の接着剤の層を用いることがないので、磁気回路が接着剤の層により影響を受けることが無く、磁気回路を精度良く構成できると共に、工程の増加なく簡単に製造できる。 The primary molded body of the magnet sheet is inserted and arranged in the cylindrical portion of the motor frame, and heated while applying pressure as necessary in a state where it is in contact with the inner surface of the cylindrical portion, and the binder of the primary molded body is applied. Since the primary molded body is melted and bonded to the motor frame, and the primary molded body is thermally cured, the magnet sheet can be bonded to the motor frame and the primary molded body can be thermally cured simultaneously, facilitating manufacturing. Since a separate adhesive layer different from the binder of the primary molded body is not used, the magnetic circuit is not affected by the adhesive layer, and the magnetic circuit can be constructed with high accuracy, and the process Can be manufactured easily without any increase.
また、マグネット片部の断面形状を、モータフレームの内側面とアマチュア組立体の外側面との間の間隙長からアマチュア組立体の回転に支障をきたさない程度のエアーギャップ長を除いた値で構成する(マグネットの断面における半径方向の幅が、モータフレームの角部で最も厚く、角部から外れるにつれて漸次厚みが薄くなる構造)と共に、回転方向の磁化特性がsin波状となるように構成したので、マグネットの収容空間を小さくして、アマチュア組立体の外径を大きくし、アマチュア組立体に巻回できる巻線数を増やして出力を大きくすることができる。また、マグネットの回転方向の磁化特性がsin波状となり、好ましい磁化特性にすることができ、コギングトルクを低減することができる。 In addition, the cross-sectional shape of the magnet piece is configured with the gap length between the inner surface of the motor frame and the outer surface of the amateur assembly excluding the air gap length that does not hinder the rotation of the amateur assembly (The radial width in the cross section of the magnet is the thickest at the corner of the motor frame, and the thickness gradually decreases as it goes away from the corner), and the magnetization characteristics in the rotational direction are sin-wave shaped. The magnet housing space can be reduced, the outer diameter of the amateur assembly can be increased, and the number of windings that can be wound around the amateur assembly can be increased to increase the output. In addition, the magnetization characteristic in the rotation direction of the magnet becomes a sin wave shape, a preferable magnetization characteristic can be obtained, and the cogging torque can be reduced.
本発明の実施の形態を以下図に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は本発明のマグネット片部を連結帯部で一体に連結したマグネットシートの説明図である。図1(a)はマグネットシートの斜視図、図1(b)は図1(a)の矢印b方向から見た正面図、図1(c)は図1(a)の矢印c方向から見た下面図である。 FIG. 1 is an explanatory view of a magnet sheet in which magnet pieces of the present invention are integrally connected by a connecting band portion. 1A is a perspective view of a magnet sheet, FIG. 1B is a front view seen from the direction of arrow b in FIG. 1A, and FIG. 1C is seen from the direction of arrow c in FIG. FIG.
図3は本発明のマグネット片部を連結帯部で一体に連結したマグネットシートの実装説明図である。図3(a)はモータのシャフト方向の断面図、図3(b)は図3(a)中のB−B断面図、図3(c)は図3(a)中のC−C断面図である。 FIG. 3 is a mounting explanatory view of a magnet sheet in which the magnet pieces of the present invention are integrally connected by a connecting band portion. 3A is a cross-sectional view of the motor in the shaft direction, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3A, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. FIG.
図3(a)のモータ1は、アマチュア組立体22とフレーム組立体23を有する。
The motor 1 in FIG. 3A includes an
アマチュア組立体22は、シャフト2と、このシャフト2に設けたアマチュアコア3と、アマチュアコア3の突極4の両側のスロット5に巻回した電機子巻線6と、シャフト2に設けた整流子ユニット9を有する。
The
シャフト2に設けた整流子ユニット9には、限流用バリスタ7を搭載し、整流子片8を設ける。シャフト2はその一端をモータフレーム10の端板部11の中心開孔に装着した軸受12に軸支し、他端をエンドブロック13に装着した軸受14に軸支している。端板部11には、シャフト2を中心として対称位置に取付用のネジ孔15が設けられている。エンドブロック13には、ブラシ16を備えた端子17が設けられている。ブラシ16は整流子片8と接触するように配置されている。
A
モータフレーム10は、板厚一定で、断面が四角形の各辺18の一部を残しながら角部19を内側に押し潰した形状の筒状部20と、この筒状部20に連設される端板部11からなる。筒状部20の断面は隣接する辺18同士の間が円弧で連結されている。
The
モータフレーム10の筒状部20の形状を、基本的に、界磁マグネット21の着磁極数と同じ数の四角形にすることで、回転方向にsin波状磁化特性を得るための界磁マグネット21の磁極の中心部の厚みを減らすことなく、モータの小型化を可能にする。
モータフレーム10の筒状部20の内側面に対し、アマチュアコア3の外側面を、最も近づいた位置、実施例1の場合各辺18の中央部分の位置で必要最小限のエアーギャップgのみが存在するように設定する。この設定は、図3の例では、各辺18の中央部分で行われる。
The shape of the
Only the minimum necessary air gap g is provided at the position closest to the outer surface of the
エアーギャップgは、主にモータフレーム10の内径精度とアマチュアコア3の外径精度の2点の部品の精度で決まる。このため、エアーギャップgは、実際の寸法としては、0.1mm〜0.5mm程度の値となる。
The air gap g is mainly determined by the accuracy of two parts, that is, the inner diameter accuracy of the
モータフレーム10の角部19の内側の円弧の半径は、シャフト2の中心から界磁マグネット21のシャフト2側の内側部21aの円弧面までの長さの5%から85%の間の任意の値に設定する。これにより、アマチュアコア3を界磁マグネット21による配置場所の制限を受けずに増大した構造として配置することができ、したがって、電機子巻線6の巻回数を増加して発生トルクを増加することができる。好ましくは、上記モータフレーム10の角部19の円弧の内側の半径は、シャフト2の中心から界磁マグネット21のシャフト2側の内側部21aの円弧面までの長さの65%から85%の間の任意の値に設定する。
The radius of the arc on the inner side of the
シャフト2の中心からモータフレーム10の内側面10aまでの半径を、シャフト2中心から界磁マグネット21の内側部21aの円弧面までの半径と同じにする。
The radius from the center of the
また、シャフト2の中心からモータフレーム10の内側面10aまでの半径を、シャフト2の中心から界磁マグネット21の任意の曲率の内側部21aの円弧面までの最短半径と同じにする。
The radius from the center of the
また、四角形の各辺18の一部を残しながら角19を内側に押し潰したモータフレーム10の断面形状を、隣接する辺18の間を任意の形状の弧で連結した形状、または、隣接する辺18の間を、前記円弧(シャフト中心から界磁マグネットの円弧面までの半径を有する)を形成する円弧の半径の長さに対して任意比率の円弧で連結した形状、または、隣接する前記辺の間を直線で連結した形状、または、隣接する各辺18の間を、シャフト2の中心から同心円状の弧で連結した形状とする。モータフレーム10の端板部11と反対側の筒状部20の開放端には、エンドブロック13が装着される。
Further, a cross-sectional shape of the
フレーム組立体23は、モータフレーム10と軸受12と界磁マグネット21からなる。
The
界磁マグネット21は、マグネットシートのマグネット片部により構成され、半径方向又は回転方向に着磁され、断面四角形の筒状部20の角部19に相互に離間して4個配置される。
The
界磁マグネット21の断面形状(シャフト2の長さ方向と直行する面での断面形状)は、内側部(アマチュアコア3に近接する側)21aが円弧状に形成され、外側部21bがモータフレーム10の筒状部の内側面10aに密着する形状に形成される。この内側部21aと外側部21bの間の連結部21cは、実施例1ではモータフレーム10の内側面10aと直交する角度に形成されているが、任意の角度にもできる。界磁マグネット21は、モータフレーム10の内側面10aとアマチュアコア3の半径方向最外側面との間の空間S内に、この界磁マグネット21の断面における円弧状となる内側部21aとモータフレームの内側面10aに密着して設けられる外側部21bの各々を連結する連結部21cを有する。界磁マグネット21は、図3(a)に示すように、アマチュアコア3に対向するように筒状部20の長さ方向に配置される。
The
特に、モータ1において、モータ特性に大きな影響を与える、界磁マグネット21の(BH)max(最大エネルギー積)と回転体の磁気構成部を構成するアマチュアコア3の外径寸法の関係を最適なものとするために、アマチュアコア3の外径をモータフレーム10の筒状部20の内径から必要最小限のエアーギャップgを除いた値まで大きくすることにより、アマチュアコア3の歯4を長くし、巻回数を増加して、アマチュアコア3の1スロット当たりの有効磁束を増大することができ、更に、アマチュアコア3のスロット5の巻線領域を稼ぎ、尚且つ、モータ部品として高価な界磁マグネット21の使用量を抑え、モータ形状の小型化を図りながらトルクを増加し、コストとモータ体積の低減を実現する。
In particular, in the motor 1, the relationship between the (BH) max (maximum energy product) of the
界磁マグネット21を構成する連結帯部タイプのマグネットシート30は、複数のマグネット片部31a〜31dを1本のフレキシブル性や可撓性を有する連結帯部32で連結している。マグネット片部31a〜31dは、アマチュア組立体22に対向した軸方向長さと回転方向の幅および半径方向の断面形状を有する。マグネットシート30の材料等は上で説明したとおりである。
The connection band part
マグネット片部31a〜31dは、その断面形状の外側部分33bがモータフレーム10の内側面10aの角部19に接合した弧状形状で、断面形状の内側部分33aがアマチュア組立体22(アマチュアコア又はコアレスモータの巻線コイル成形体等)の最外周面の経路と最小のエアーギャップgを介して対向する円弧形状に形成され、その全体はモータフレーム10の筒状部20の長さ方向に長い略短冊状に形成されている。
The
マグネットシート30の1次成形体は、磁性粉末と接着性を有する結合剤、例えば熱硬化性樹脂、具体的にはエポキシ樹脂を型(図示省略)内に注入し、これらを圧縮成形で製造する。
The primary molded body of the
連結帯部32は、通常、一定幅で一定厚みに形成され、モータフレーム10の筒状部20の断面(筒状部の長さ方向と直行する面)の内側面10aの長さに設定する。連結帯部32は、マグネット片部31a〜31dの断面が見える端部の一方の外側部分に一体に形成されている。これにより、連結帯部32は、モータフレーム10に装着時、内側面10aに接することになる。
The connecting
この実装状態を図3に基づいて説明する。 This mounting state will be described with reference to FIG.
希土類もしくはフェライト磁石粉末と柔軟な熱硬化性結合剤とを主成分としたコンパウンドを圧縮成形した1次成形体を、図1に示すように、4個のマグネット片部31a〜31dを連結帯部32に一体に連結したマグネットシート30の形状に成形する。この1次成形体を、それぞれのマグネット片部31a〜31dの中心がモータフレーム10の角部19に整合するように折り曲げ、連結帯部32がモータフレーム10の筒状部20の奥の端板部11に当接する位置まで挿入し、内側面10aに密着させる。このモータフレーム10とマグネットシート1次成形体を加熱し、1次成形体中の熱硬化性結合剤(エポキシオリゴマー等)を溶融してモータフレーム10へ接着させると共に、熱硬化性結合剤を熱硬化してマグネットシート30を完成品にする。その後、モータフレーム10内に部品を組み込む。
As shown in FIG. 1, a primary molded body obtained by compression molding a compound mainly composed of rare earth or ferrite magnet powder and a flexible thermosetting binder is connected to four
これにより、モータフレーム10の角部19へのマグネット片部31a〜31dの正確な位置決め接着が簡単容易に且つ強固に行えると共に、別体の接着剤の層を設けていないので、好ましい磁気回路を効率良く形成することができる。
Thus, the accurate positioning and adhesion of the
図2は本発明のマグネット片部を連結折曲部で一体に連結したマグネットシートの説明図である。図2(a)はマグネットシートの斜視図、図2(b)は図2(a)の矢印b方向から見た正面図、図2(c)は図2(a)の矢印c方向から見た下面図である。 FIG. 2 is an explanatory view of a magnet sheet in which the magnet pieces of the present invention are integrally connected by a connecting bent portion. 2 (a) is a perspective view of the magnet sheet, FIG. 2 (b) is a front view seen from the direction of arrow b in FIG. 2 (a), and FIG. 2 (c) is seen from the direction of arrow c in FIG. 2 (a). FIG.
図4は本発明のマグネット片部を連結折曲部で一体に連結したマグネットシートの実装説明図である。 FIG. 4 is a mounting explanatory view of a magnet sheet in which the magnet pieces of the present invention are integrally connected by a connecting bent portion.
連結折曲部タイプのマグネットシート40は、隣接のマグネット片部41a〜41dを所定の狭い幅で均一な厚みの連結折曲部42a〜42cを介して連結している。連結折曲部42a〜42cは、マグネット片部41a〜41dと一体に形成され、薄肉にすることにより、フレキシブル特性や可撓性を有する。連結折曲部42a〜42cは、隣接のマグネット片部41a〜41dの間を隙間無く埋める形状とするのが好ましいが、部分的にスリット等の空隙があってもよい。
The connected bent part
マグネット片部41a〜41dは、アマチュア組立体22に対向した軸方向長さと回転方向の幅および半径方向の断面形状を有する。断面形状は、内側部分43aの円弧と外側部分43bの円弧を両端で結んだ形状を有しているが、実施例1のものと同じようにマグネット片部41a〜41dの断面の内側部分43aと外側部分43bの両端を結んだ箇所にフレキシブルに折り曲げ可能な程度の肉厚のある連結部を設ける構成をとってもよい。マグネットシート40の材料等は上で説明したとおりである。
The
マグネットシートの実装状態を図4に基づいて説明する。
希土類もしくはフェライト磁石粉末と柔軟な熱硬化性結合剤とを主成分としたコンパウンドを圧縮成形したマグネットシート40の1次成形体を、図2に示すように、4個のマグネット片部41a〜41dを連結折曲部42a〜42cを介して一体に連結したマグネットシート40の形状に成形する。この1次成形体を、それぞれのマグネット片部41a〜41dの中心がモータフレーム10の角部19に整合するように折り曲げ、モータフレーム10の筒状部20に挿入し、内側面10aに密着させる。このモータフレーム10と1次成形体を加熱し、1次成形体中の熱硬化性結合剤(エポキシオリゴマー等)を溶融してモータフレーム10へ接着させると共に、1次成形体を熱硬化してマグネットシート40を完成品にする。その後、モータフレーム10内に部品を組み込む。
The mounting state of the magnet sheet will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, a primary molded body of a
これにより、モータフレーム10の角部19へのマグネット片部41a〜41dの正確な位置決め接着が容易に且つ強固に行えると共に、別体の接着剤の層を設けていないので、好ましい磁気回路を効率良く形成することができる。
Accordingly, accurate positioning and adhesion of the
1 モータ
2 シャフト
3 アマチュアコア
4 突極
5 スロット
6 電機子巻線
7 バリスタ
8 整流子片
9 整流子ユニット
10 モータフレーム
10a 内側面
11 端板部
12、14 軸受
13 エンドブロック
15 ネジ孔
16 ブラシ
17 端子
18 辺
19 角部
20 筒状部
21 界磁マグネット
21a 内側部
21b 外側部
21c 連結部
22 アマチュア組立体
23 フレーム組立体
g エアーギャップ
30、40 マグネットシート
31a、31b、31c、31d、41a、41b、41c、41d マグネット片部
32 連結帯部
33a、43a 内側部分
33b、43b 外側部分
42a、42b、42c 連結折曲部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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-
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