JP2012010571A - 回転電機用磁石ロータ及びその製造方法並びにインナーロータ型モータ - Google Patents
回転電機用磁石ロータ及びその製造方法並びにインナーロータ型モータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012010571A JP2012010571A JP2010161420A JP2010161420A JP2012010571A JP 2012010571 A JP2012010571 A JP 2012010571A JP 2010161420 A JP2010161420 A JP 2010161420A JP 2010161420 A JP2010161420 A JP 2010161420A JP 2012010571 A JP2012010571 A JP 2012010571A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- yoke
- magnetic
- magnetic pole
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
【解決手段】回転軸の外周にヨークを、その外周に円筒形状の永久磁石を一体化し、この永久磁石を外周面は略真円形状に、内周面は所定のピッチで厚さが変化して凸曲部と凹曲部を周期的に形成する正弦波形状に形成する。この正弦波形状を次式、0.65・T2(凸部の肉厚)≦T1(凹部の肉厚)≦T2、T1≧hmg(磁極形成時の磁束浸透深さ)、P2(凸部のピッチ磁極間隔)/2=T2の関係がともに成立する形状に構成する。
【選択図】図1
Description
Tm(θ)≒a/(1/(k・sinθ)−1)
a:磁石の最大厚さに対する磁石外周とステータ間のエアギャップの間隔
k:磁石厚さ最大の領域での、磁束量と起磁力の比例定数
k=Tm max・vm/((Tm max+a)/μ0)
μ0:透磁率
サイン波形を描くように形成することが開示されているに過ぎない。
P2=2πR2/(2n)
0.65・T2≦T1≦T2
T1≧hmg
P1≦0.5・P2
T2=P2/2
但し、
P1;ピッチ円の間隔
P2;凸部のピッチ磁極間隔
R1;凹曲部の半径
R2;凸曲部の半径からの内径
2n;極数
T1;凹部の肉厚
T2;凸部の肉厚
hmg;磁極形成時の磁束浸透深さ
の関係がともに成立する形状に構成することを特徴としている。
本発明に係わる磁石ロータAは、例えばその構成を後述するインナーロータ型ブラシレスモータに使用される。この磁石ロータAは回転軸10と、ヨーク20と、駆動磁極を形成する永久磁石(以下「駆動用磁石」という)30とから構成される。回転軸10には、この他、回転位置を検出するための信号磁極を形成するマグネット以下(「角度検出磁石」という)13を備える。
また内周面30yの形状は図2にその断面を示すように周期的に所定のピッチで肉厚(T1,T2)が変化して凸曲部3aと凹曲部3bを周期的に形成する断面正弦波形状に形成する。この断面正弦波形状は軸方向長さL(図1参照)を有する波板形状(以下断面正弦波形状で軸長さを有する波板形状を「正弦波形状」という)で全体としてリング形状(円筒形状)を呈する。なお、この場合の断面正弦波形状は例えば正弦波形状或いは近似正弦波形状に形成することが望ましい。
或いは回転軸10とヨーク20を成形加工(焼結成形など)で一体化し、このヨーク20をインサートした状態で駆動用磁石30を射出成形する。
また0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度の各位置に凹曲部30bが形成される。そして凸曲部3aの肉厚T2はいずれも同一寸法に形成され、同様に凹曲面3bの肉厚T1はいずれも同一寸法に形成されている。
そしてこの駆動用磁石30の正弦波形状は、磁性材料からリング状の磁石を成形する、例えば焼結成形、或いは射出成形の製造型で形状加工する。
まず、磁極間隔P2を、
(P2=2πR2/(2n))・・・(式1)として求める。
そして、凹曲部の肉厚T1と凸曲部の肉厚T2を、
(0.65)×T2≦T1<T2・・・(式2)
が成立する厚さ関係にする。これと同時に、
T1≧hmg・・・(式3)
が成立するようにT1を設定する。
ここで、hmgは磁束の浸透深さ(depth of penetration)であり、磁性体を着磁するときの磁界の浸透深さとする。
そして、磁極間隔P2と凸曲部の肉厚を、
T2=P2/2・・・(式4)に設定する。
P1≦0、5・P2・・・(式5)に設定する。
また、同式の((0.65)×T2≦T1)は、凹曲部の肉厚(T1)を小さく設定するとマグネット特性が低下する。このためT1の最低値(マグネット特性が低下しない限界値)を究明し、この限界値は実験から凸曲部の肉厚(T2)の65%であった。そこで凹曲部の肉厚(T1)を凸曲部の肉厚(T2)の65%以上に設定することとした(図6参照)。
なお、この場合に凹曲部の肉厚T1<hmgとすると、着磁時の磁束が駆動用磁石30の内側にまで到着してしまい、理想的な正弦波形状が得られない。これはマグネットの厚みが磁束の浸透深さ(hmg)より薄くなる部分より影響が発生してしまう為である。よって影響を抑える為にもT1≧hmgとする必要がある。
そして着磁はバラツキを発生するので、凸曲部の肉厚(T2)は凹曲部の肉厚(T1)より大きくする必要があり、駆動用磁石30の極ピッチ分の1/2を確保することが効率的であるため、凸部のピッチ磁極間隔(P2)/2=凸曲部の肉厚(T2)に設定することとした。
上記磁石ロータAには角度検出磁石40を設ける。この角度検出用磁石40は、回転軸10の角度位置を検出する。このため回転軸10と一体に回転する検出磁極41と、この磁極の磁界を検出する磁気検出素子(例えばホール素子)45と、磁気検出素子からの検出信号で回転角度位置を検知する制御回路(不図示)で構成される。
また同図(d)に示す実施形態では、同様に検出端面41aをヨーク端面に臨ませ、これ以外の端面41b、41c、41dはいずれもヨーク内部に埋設してある。
次に上述の磁石ロータAの製造方法について説明する。
図5に工程図を示すように、金属材料で回転軸10を、磁性材料でヨーク20を、それぞれ成形する第1の工程と、駆動用磁石用の磁性体と角度検出磁石用の磁性体をそれぞれ成形する第2の工程と、この駆動用磁性体に駆動磁極を、角度検出用磁性体に信号磁極を、それぞれ着磁する着磁工程(第3の工程)とから構成する。
そして前記着磁工程では駆動磁極と信号磁極を、駆動磁極次いで信号磁極又は信号磁極次いで駆動磁極の順に着磁する。
次に図4に示す回転電動機の構成について説明する。図4はインナーロータ型ブラシレスモータBを示す。適宜形状のハウジング5には、磁石ロータAと、ステータコイル6が設けられ、ハウジング5の中心に磁石ロータAが軸受7で回転自在に支持されている。
B インナーロータ型ブラシレスモータ
5 ハウジング
6 ステータコイル
7 軸受
10 回転軸
20 ヨーク
20R 右端面
20L 左端面
30 駆動用磁石(永久磁石)
30a 凸曲部
30b 凹曲部
30x 外周面
30y 内周面
31 駆動用磁石用磁性体
40 角度検出磁石(マグネット)
40a 原点マグネット
41 検出磁極
41a 検出端面
41b 端面
41c 端面
41d 端面
42 角度検出用磁性体
45 磁気検出素子
T1 肉厚(凹曲部)
T2 肉厚(凸曲部)
L 軸方向長さ
P2 磁極間隔
2n 磁極数
R1 凹曲部の半径
R2 凸曲部の半径
Claims (4)
- 回転軸と、
前記回転軸の外周に配置されたヨークと、
前記ヨークの外周に配置された永久磁石から成る駆動用磁石と、
から構成され、
前記回転軸とヨークと駆動用磁石を一体的に回転するように固定した磁石ロータであって、
前記駆動用磁石は、円周方向に交互に形成された複数のN極とS極を有する円筒形状に構成され、
この駆動用磁石は、外周面は略真円形状に、内周面は所定のピッチで厚さが変化して凸曲部と凹曲部を周期的に形成する正弦波形状に、形成され、
この内周面の正弦波形状は、次式
P2=2πR2/(2n)
0.65・T2≦T1≦T2
T1≧hmg
P1≦0.5・P2
T2=P2/2
但し、
P1;ピッチ円の間隔
P2;凸曲部の磁極間距離
R1;円筒中心からの凹曲部の半径
R2;円筒中心からの凸曲部の半径
2n;極数
T1;凹曲部の肉厚さ
T2;凸曲部の肉厚さ
hmg;磁極形成時の磁束浸透深さ
をいずれも満たす形状に形成されていることを特徴とする回転電機用磁石ロータ。 - 前記ヨークには、前記回転軸の回転量を検出するための前記駆動用磁石とは異なる角度位置検出磁石が配置され、
この角度位置検出磁石は、
前記回転軸の周方向に所定間隔で前記駆動用磁石の磁極数の2倍以上、で整数倍の磁極を有し、
前記ヨークの一端面に臨む検出端面と、
この検出端面を除く少なくとも隣設する2端面は前記ヨークに覆われるようにこのヨーク及び/又は前記回転軸に埋設されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機用ロータ。 - 励磁コイルが巻装された環状のステータコアと、
前記ステータコアに内蔵され、外周に複数の磁極を有する磁石ロータと、
から構成され、
前記磁石ロータは請求項1又は2に記載の構成を備えていることを特徴とするインナーロータ型ブラシレスモータ。 - 互いに一体的に回転するように構成された回転軸とヨークと駆動用磁石と角度位置検出磁石とを有する磁石ロータの製造方法であって、
金属材料で前記回転軸を、軟磁性材料で前記ヨークを、それぞれ成形する工程と、
前記駆動用磁石と角度位置検出磁石を構成する磁性体を、それぞれ成形する工程と、
前記駆動磁性体に駆動磁極を、前記角度位置検出磁性体に信号磁極を、それぞれ着磁する着磁工程と、
から構成され、
前記着磁工程では駆動磁極と信号磁極を、駆動磁極次いで信号磁極又は信号磁極次いで駆動磁極の順に着磁し、
前記駆動用磁石は、円周方向に交互に形成された複数のN極とS極を有する円筒形状に構成されると共に、外周面は略真円形状に、内周面は所定のピッチで厚さが変化して凸曲部と凹曲部を周期的に形成する正弦波形状に形成され、次式
P2=2πR2/(2n)
0.65・T2≦T1≦T2
T1≧hmg
P1≦0.5・P2
T2=P2/2
但し、
P1;ピッチ円の間隔
P2;凸部のピッチ磁極間隔
R1;凹曲部の半径
R2;凸曲部の半径からの内径
2n;極数
T1;凹部の肉厚
T2;凸部の肉厚
hmg;磁極形成時の磁束浸透深さ
を満たす形状に形成されていることを特徴とする磁石ロータの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010161420A JP2012010571A (ja) | 2010-05-28 | 2010-07-16 | 回転電機用磁石ロータ及びその製造方法並びにインナーロータ型モータ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010123476 | 2010-05-28 | ||
JP2010123476 | 2010-05-28 | ||
JP2010161420A JP2012010571A (ja) | 2010-05-28 | 2010-07-16 | 回転電機用磁石ロータ及びその製造方法並びにインナーロータ型モータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012010571A true JP2012010571A (ja) | 2012-01-12 |
Family
ID=45540449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010161420A Pending JP2012010571A (ja) | 2010-05-28 | 2010-07-16 | 回転電機用磁石ロータ及びその製造方法並びにインナーロータ型モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012010571A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103794329A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-05-14 | 张家港倍恩特磁塑科技有限公司 | 一种径向充磁塑磁体 |
JP2018026976A (ja) * | 2016-08-12 | 2018-02-15 | 日本精工株式会社 | モータ及びそのモータを搭載した電動パワーステアリング装置 |
CN109923376A (zh) * | 2016-10-31 | 2019-06-21 | 三菱电机株式会社 | 旋转角度检测装置及旋转角度检测方法 |
JP2019212743A (ja) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 株式会社ダイドー電子 | 多極磁石の着磁方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0956092A (ja) * | 1995-08-10 | 1997-02-25 | Daido Steel Co Ltd | 永久磁石ロータ |
JP2000156961A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Moriyama Kogyo Kk | 回転電気機器 |
JP3865332B2 (ja) * | 1997-02-20 | 2007-01-10 | 株式会社東芝 | 永久磁石形モータ |
JP2008092702A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | リング型焼結磁石、ロータ及び回転機 |
-
2010
- 2010-07-16 JP JP2010161420A patent/JP2012010571A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0956092A (ja) * | 1995-08-10 | 1997-02-25 | Daido Steel Co Ltd | 永久磁石ロータ |
JP3865332B2 (ja) * | 1997-02-20 | 2007-01-10 | 株式会社東芝 | 永久磁石形モータ |
JP2000156961A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Moriyama Kogyo Kk | 回転電気機器 |
JP2008092702A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | リング型焼結磁石、ロータ及び回転機 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103794329A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-05-14 | 张家港倍恩特磁塑科技有限公司 | 一种径向充磁塑磁体 |
JP2018026976A (ja) * | 2016-08-12 | 2018-02-15 | 日本精工株式会社 | モータ及びそのモータを搭載した電動パワーステアリング装置 |
CN109923376A (zh) * | 2016-10-31 | 2019-06-21 | 三菱电机株式会社 | 旋转角度检测装置及旋转角度检测方法 |
JP2019212743A (ja) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 株式会社ダイドー電子 | 多極磁石の着磁方法 |
JP7054648B2 (ja) | 2018-06-04 | 2022-04-14 | 株式会社ダイドー電子 | 多極磁石の着磁方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10141800B2 (en) | Magnet-embedded rotor, method for manufacturing magnet-embedded rotor, and orientation and magnetization device | |
EP1739811A1 (en) | Anisotropic bond magnet for four-magnetic-pole motor, motor using the same, device for orientation processing of anisotropic bond magnet for four-magnetic-pole motor | |
JP5501660B2 (ja) | 電動モータ及びそのロータ | |
JP2015133839A (ja) | 磁石埋込型ロータ | |
US9762097B2 (en) | Rotor and motor | |
US9601952B2 (en) | Magnet embedded rotor and method of manufacturing the magnet embedded rotor | |
JP2010183684A (ja) | 回転機用永久磁石型回転子 | |
JP2007214393A (ja) | リング状の極異方性プラスチック磁石及びモータ用ロータ | |
JP2012010571A (ja) | 回転電機用磁石ロータ及びその製造方法並びにインナーロータ型モータ | |
JP4678321B2 (ja) | ロータの製造方法及び電動パワーステアリング用モータ | |
JP4029679B2 (ja) | モータ用ボンド磁石及びモータ | |
JP5365049B2 (ja) | 回転機、ラジアル型回転機、及び回転機におけるバックヨークの厚みの決定方法 | |
US20220020522A1 (en) | Core for torque detection sensor and torque detection sensor | |
US20210288533A1 (en) | Rotating electric machine | |
JP4304869B2 (ja) | 磁気式エンコーダ | |
US10199911B2 (en) | Orientation magnetization device and magnet-embedded rotor | |
JP2007221877A (ja) | 磁石回転子 | |
JP4556439B2 (ja) | モータ用極異方性円筒状磁石成形用金型 | |
JP2004364369A (ja) | 磁石埋め込み型モータ | |
JP2008099445A (ja) | 回転電機のインナロータ | |
JP2009124852A (ja) | 回転電機のロータ及び回転電機 | |
JPH04185248A (ja) | 永久磁石回転子 | |
CN112787438B (zh) | 旋转电机 | |
JP6390172B2 (ja) | ロータ及びモータ | |
JP2005312166A (ja) | 4磁極モータ用異方性ボンド磁石及びそれを用いたモータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130604 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140320 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140516 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140815 |