JP2019103322A - Outer rotor type motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アウターロータ型のモータに関する。 The present invention relates to an outer rotor type motor.
アウターロータ型のモータは、ステータ及びロータを備える。ステータは、ロータの界磁部の径方向内側に配置される。ステータは、電機子となって電機子磁界を発生する。ロータは、界磁となって界磁磁界を発生する。発生した界磁磁界は、発生した電機子磁界と鎖交する。これにより、ロータを中心軸の周りに回転させるトルクが発生する。 The outer rotor type motor comprises a stator and a rotor. The stator is disposed radially inward of the field portion of the rotor. The stator serves as an armature to generate an armature magnetic field. The rotor becomes a field and generates a field magnetic field. The generated field magnetic field interlinks with the generated armature magnetic field. This generates torque that causes the rotor to rotate about the central axis.
ロータは、ロータホルダ及びマグネットを備える。マグネットは、界磁磁界を発生する。 The rotor comprises a rotor holder and a magnet. The magnet generates a field magnetic field.
ロータに組み込まれるマグネットは、焼結マグネット、プラスチックマグネット及びラバーマグネットに大別される。 Magnets incorporated into a rotor are roughly classified into sintered magnets, plastic magnets and rubber magnets.
ロータに組み込まれるマグネットが焼結マグネット又はプラスチックマグネットである場合は、ステータとマグネットとの間の磁気的相互作用、熱、外力等によりマグネットがステータに向かって変形又は移動しマグネットがステータのティース等に接触する問題が発生しにくい。しかし、ロータに組み込まれるマグネットが焼結マグネット又はプラスチックマグネットである場合は、マグネットが安価でなくなり、マグネットの保管、加工及びロータへの組み込みが容易でなくなる。 When the magnet incorporated into the rotor is a sintered magnet or a plastic magnet, the magnet is deformed or moved toward the stator by magnetic interaction, heat, external force, etc. between the stator and the magnet, and the magnet is a tooth of the stator, etc. It is hard to occur the problem of touching. However, when the magnet incorporated into the rotor is a sintered magnet or a plastic magnet, the magnet is not inexpensive and storage, processing and incorporation into the rotor become difficult.
一方、ロータに組み込まれるマグネットがラバーマグネットである場合は、上述の問題が発生しやすい。特に、ラバーマグネットがネオジム(Nd)ラバーマグネットである場合は、上述の問題が顕著になりやすい。しかし、ロータに組み込まれるマグネットがラバーマグネットである場合は、マグネットが安価になり、マグネットの保管、加工及びロータへの組み込みが容易になる。 On the other hand, when the magnet incorporated in the rotor is a rubber magnet, the above-mentioned problem is likely to occur. In particular, when the rubber magnet is a neodymium (Nd) rubber magnet, the above-mentioned problems are likely to be noticeable. However, if the magnet incorporated into the rotor is a rubber magnet, the magnet becomes inexpensive and storage, processing and incorporation into the rotor become easy.
特許文献1に記載されたモータは、アウターロータ型のモータの例である。特許文献1に記載されたモータにおいては、カップ状のロータヨークの内周面にロータマグネットが配置される(段落0011)。特許文献1に記載されたモータにおいては、ロータマグネットがゴムマグネットである(段落0012)。
上述したように、アウターロータ型のモータに設けられるロータに組み込まれるマグネットが焼結マグネット又はプラスチックマグネットである場合は、マグネットが安価でなくなり、マグネットの保管、加工及びロータへの組み込みが容易でなくなる。一方、アウターロータ型のモータに設けられるロータに組み込まれるマグネットがラバーマグネットである場合は、高温環境下では、マグネットがステータに接触する問題が発生しやすい。 As described above, when the magnet incorporated in the rotor provided to the outer rotor type motor is a sintered magnet or a plastic magnet, the magnet is not inexpensive and storage, processing and incorporation into the rotor become difficult. . On the other hand, when the magnet incorporated in the rotor provided in the outer rotor type motor is a rubber magnet, the problem of the magnet coming into contact with the stator tends to occur under high temperature environment.
このため、従来の技術においては、安価なラバーマグネットでありながらステータに接触する問題が発生しにくいアウターロータ型のモータを得ることが困難であった。 For this reason, in the prior art, it is difficult to obtain an outer rotor type motor which is an inexpensive rubber magnet and hardly causes the problem of contact with the stator.
本発明は、この問題を解決することを目的とする。本発明が解決しようとする課題は、安価でありマグネットがステータに接触する問題が発生しにくいアウターロータ型のモータを提供することである。 The present invention aims to solve this problem. The problem to be solved by the present invention is to provide an outer rotor type motor which is inexpensive and in which the problem of the magnet coming into contact with the stator hardly occurs.
本発明の例示的な実施形態では、アウターロータ型のモータにおいて、ロータに設けられる界磁部が中心軸を中心に環状に配置され、ステータがロータの径方向内側に配置される。ロータにおいては、筒状部がステータに対向し、筒状のラバーマグネットが筒状部の外周面の径方向外側に配置され当該外周面に沿う。 In an exemplary embodiment of the present invention, in an outer rotor type motor, a field section provided on a rotor is annularly disposed about a central axis, and a stator is disposed radially inward of the rotor. In the rotor, the cylindrical portion faces the stator, and a cylindrical rubber magnet is disposed radially outside the outer peripheral surface of the cylindrical portion along the outer peripheral surface.
本発明の例示的な実施形態によれば、保管、加工及びロータへの組み込みが容易であり安価であるラバーマグネットがロータに組み込まれる。これにより、安価なアウターロータ型のモータを提供することができる。 According to an exemplary embodiment of the present invention, a rubber magnet is incorporated into the rotor that is easy to store, machined and integrated into the rotor and is inexpensive. Thus, an inexpensive outer rotor type motor can be provided.
また、本発明の例示的な実施形態によれば、ラバーマグネットの径方向内側に筒状部が存在する。これにより、ステータとラバーマグネットとの間の磁気的相互作用、熱、外力等によりラバーマグネットがステータに向かって変形又は移動することが筒状部により規制され、ラバーマグネットがステータに接触することを防止できる。 Also, according to an exemplary embodiment of the present invention, a tubular portion is present radially inside the rubber magnet. As a result, it is restricted by the cylindrical portion that the rubber magnet is deformed or moved toward the stator by magnetic interaction between the stator and the rubber magnet, heat, external force or the like, and the rubber magnet contacts the stator. It can prevent.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸Cと平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸Cを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present application, a direction parallel to the central axis C of the motor is “axial direction”, a direction orthogonal to the central axis of the motor is “radial direction”, and a direction along an arc centered on the central axis C of the motor is “peripheral It is referred to as “direction”. Further, in the present application, the shape and the positional relationship of each part will be described with the axial direction as the vertical direction. However, the definition in the vertical direction is not intended to limit the direction at the time of manufacture and use of the motor according to the present invention.
また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。 Further, in the present application, the “parallel direction” also includes a substantially parallel direction. Further, in the present application, the “orthogonal direction” also includes a substantially orthogonal direction.
1 第1実施形態
1.1 モータの概略
図1は、第1実施形態のモータを模式的に図示する断面図である。
1 First Embodiment 1.1 Outline of Motor FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a motor according to a first embodiment.
図1に図示されるモータ1000は、アウターロータ型であり、ステータ1020、ロータ1021、ケース1022、軸受1023及び軸受1024を備える。モータ1000がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。
The
ケース1022は、軸方向に延びる筒状の部材である。ケース1022の材料は、特に限定されるものでなく、例えば、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)やSUSなどの鉄合金などが好ましい。ステータ1020は、ケース1022の外周面に、例えば、圧入や接着などにより固定される。
The
ケース1022の軸方向下側の内部には、軸受1024が保持される。軸受1024は、ケース1022の内側面に対して、例えば、圧入などにより固定される。後述するステータコアの内周面には、軸受1023が固定される。本実施形態において、軸受1023および1024は、玉軸受である。なお、軸受1023および1024の種類は、玉軸受に限られず、すべり軸受など他の種類の軸受であってもよい。
A bearing 1024 is held inside the axially lower side of the
ロータ1021は、軸受1023及び1024により、ケース1022に対して回転に支持される。
The
ステータ1020は、電機子となって電機子磁界を発生する。ロータ1021は、界磁となって界磁磁界を発生する。発生した界磁磁界は、発生した電機子磁界と鎖交する。これにより、ロータ1021を中心軸Cの周りに回転させるトルクが発生する。
The stator 1020 serves as an armature to generate an armature magnetic field. The
モータ1000は、アウターロータ型である。このため、モータ1000においては、ステータ1020がロータ1021の界磁部1040の径方向内側に配置される。ロータ1021の界磁部1040は、中心軸Cを中心に環状に配置される。
The
1.2 ステータ
ステータ1020は、図1に図示されるように、ステータコア1060及び複数の巻線1061を備える。ステータコア1060は、コアバック1080及び複数のティース1081を備える。
1.2 Stator The stator 1020 comprises a
本実施形態において、コアバック1080は、環状であり、中心軸Cを中心に環状に配置される。複数のティース1081は、各ティース1081は、コアバック1080の外周面1110から径方向外側に向かって突出する。各ティース1081は、中心軸Cを中心に周方向に分散して配置される。本実施形態において、ティース1081は、コアバック1080の外周面に、周方向に等間隔に配置される。各ティース1081には、絶縁材料からなるインシュレータを介して、導線が巻き回されて、巻線1061が構成される。
In the present embodiment, the
ステータコア1060は、磁性体からなる。本実施形態では、ステータコア1040は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。複数の巻線1061に電流が流れると、電流に応じた電機子磁界が発生する。なお、ステータコア1040は、積層鋼板に代えて、圧粉磁心などであってもよい。
The
コアバック1080の内周面は、小径部と、大径部と、を有する。大径部は、小径部の軸方向上側に位置する。大径部の内径は、小径部の内径よりも大きい。内径部は、ケース1020の外周面に固定される。大径部には、軸受1023が保持される。軸受1023は、ケース1020の軸方向上側の開口と、軸方向に対向する。
The inner circumferential surface of the core back 1080 has a small diameter portion and a large diameter portion. The large diameter portion is located axially above the small diameter portion. The inner diameter of the large diameter portion is larger than the inner diameter of the small diameter portion. The inner diameter portion is fixed to the outer peripheral surface of the case 1020. A
図1に図示される構造を有するステータ1020が当該構造とは異なる構造を有するステータに置き換えられてもよい。上述のステータコア1040は、コアバックが環状である丸コアである。しかしながら、ステータコア1060は、丸コアに限られず、いわゆる分割コア及びストレートコアのいずれであってもよいし、その他の形状のコアであってもよい。複数の巻線1061の巻き方は、集中巻及び分布巻のいずれであってよいし、その他の巻き方であってもよい。
The stator 1020 having the structure illustrated in FIG. 1 may be replaced with a stator having a structure different from the structure. The above-mentioned
1.3 ロータ
図2は、第1実施形態のモータに設けられるロータ、磁気センサ及び基板を模式的に図示する断面図である。図2は、図1の一部を拡大した図となっている。
1.3 Rotor FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a rotor, a magnetic sensor, and a substrate provided in the motor of the first embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG.
図1及び図2に図示されるように、ロータ1021は、シャフト1100、ロータホルダ1101及びラバーマグネット、筒状部1103を備える。
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the
シャフト1100は、軸受1023及び1024の内輪に結合される。軸受1023及び1024の内輪は、それぞれ軸受1023及び1024の外輪に対して回転できる。軸受1024の外輪は、ケース1022に結合される。軸受1023の外輪は、コアバックの内周面(大径部)に固定される。これにより、シャフト1100は、中心軸Cに沿う状態で中心軸Cの周りに回転できる。
ロータホルダ1101は、シャフト1100に結合される。ラバーマグネット1102は、ロータホルダ1101に取り付けられる。これにより、ラバーマグネット1102は、シャフト1100と一体的に回転できる。
ラバーマグネット1102は、筒状であり、中心軸Cを中心として筒状に配置される。ラバーマグネット1102のマグネット内周面1120は、多極着磁され、多極着磁面となっている。これにより、マグネット内周面1120は、界磁磁界を発生する。
The
1.4 ロータホルダ
ロータホルダ1101は、有蓋筒状体である。図2に図示されるように、ロータホルダ1101は、筒状構造部1140及び板状構造部1141を備える。筒状構造部1140は、筒状の部材であり、軸方向に伸びる。
1.4 Rotor Holder The
板状構造部1141は、筒状構造部1140の上側の開口の少なくとも一部を塞ぐ蓋状の部位である。筒状構造部1140は、板状構造部1141の径方向外側の端部から、軸方向下側に向かって延びる。板状構造部1141の外周側の板端部1160は、筒状構造部1140の上側の筒端部1180に結合される。本実施形態では、構造部1141および筒状構造部1140は、プレス加工や切削加工等によって一体に形成される。言い換えると、ロータホルダは、単一の部材である。そのため、板端部1160は、筒端部1180と、一体になっている。しかしながら、構造部1141および筒状構造部1140が、別体に形成されて、組み合わされてもよい。
The plate-
ラバーマグネット1102及び筒状構造部1140は、界磁部1040を構成する。筒状構造部1140の内周面1200には、ラバーマグネット1102が取り付けられる。これにより、ラバーマグネット1102は、筒状構造部1140に囲まれる。ラバーマグネット1102がロータホルダ1101の一部をなす筒状構造部1140以外の筒状構造部に囲まれてもよい。例えば、モータが送風機に組み込まれる場合は、ラバーマグネット1102が送風機に設けられるインペラを構成する筒状構造部に囲まれてもよい。
The
本実施形態において、ロータホルダ1101の材料は、磁性材からなる。なお、ロータホルダ1101を構成する複数の構造部が互いに異なる材料から構成されてもよい。例えば、筒状構造部1140が金属等の磁性材からなり板状構造部1141が樹脂等の非磁性材であってもよい。
In the present embodiment, the material of the
1.5 ラバーマグネットの利点
図1及び図2に図示される筒状のラバーマグネット1102は、モータ1000を製造する事業者等が平板状のラバーマグネットを筒状に変形することにより、容易に得られる。また、平板状のラバーマグネットは、例えば、保管のための広いスペースなどが不要であり、容易に保管できる。さらに、平板状のラバーマグネットを筒状に変形する際に専用金型は不要である。このため、ロータ1021に組み込まれるマグネットがラバーマグネット1102である場合は、マグネットの保管、加工及びロータ1021への組み込みが容易である。また、ラバーマグネット1102において磁粉を互いにバインドするバインド材料は安価である。このため、ロータ1021に組み込まれるマグネットがラバーマグネット1102である場合は、マグネットが安価になる。したがって、ロータ1021に組み込まれるマグネットがラバーマグネット1102である場合は、安価なモータ1000を提供することができる。
1.5 Advantages of Rubber Magnet The
モータの駆動時において、ティースとマグネットとの間には、ラジアル方向の電磁力が生じる。当該電磁力により、ティースとマグネットには振動が生じ、モータから騒音が発生する虞がある。特に、ロータ1021に組み込まれるマグネットがプラスチックマグネット又は焼結マグネットである場合は、当該騒音が減衰されにくい。また、ロータ1021に組み込まれるマグネットがプラスチックマグネット又は焼結マグネットである場合は、マグネットをロータ本体に接着する接着剤の量により共振音が変化するという問題も生じる虞がある。これに対し、本実施形態では、ラバーマグネット1102は、弾性を有する。これにより、ロータ1021が回転する場合に各ティース1081とラバーマグネット1102との間に発生するラジアル電磁力に起因する振動がラバーマグネット1102により減衰される。その結果、モータ1000から発生する騒音が抑制される。
During driving of the motor, a radial electromagnetic force is generated between the teeth and the magnet. Due to the electromagnetic force, vibrations occur in the teeth and the magnet, and noise may be generated from the motor. In particular, when the magnet incorporated in the
1.6 ラバーマグネットのステータへの接触の防止
図1及び図2に図示されるロータ1021に組み込まれるマグネットがラバーマグネット1102である場合は、ステータ1020とラバーマグネット1102との間の磁気的相互作用、熱、外力等によりラバーマグネット1102がステータ1020に向かって変形又は移動する虞がある。そのため、これらの変形または移動することを規制し、ラバーマグネット1102がステータ1020に接触することを防止しなければならない。以下では、そのための構成について説明する。
1.6 Preventing Contact of Rubber Magnet to Stator When the magnet incorporated in the
ロータ1021は、筒状部1103をさらに備える。本実施形態では、筒状部1103は、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)などの非磁性材である。
The
筒状部1103は、界磁部1040を構成する。筒状部1103は、ロータ1021が回転した場合でもステータ1020に接触するほど変形しない。筒状部1103は、中心軸Cを中心として筒状に配置され、ステータ1020と径方向対向する。
The
ラバーマグネット1102は、筒状部1103の外周面1220の径方向外側に配置され、外周面1220に沿う。
The
ラバーマグネット1102の径方向内側には、筒状部1103が存在する。これにより、ラバーマグネット1102がステータ1020に向かって変形又は移動することが筒状部1103により規制される。その結果、ラバーマグネット1102がステータ1020に接触することを防止できる。
A
本実施形態において、筒状部1103は、いわゆるヨークとして機能する必要はない。そのため、上述のように、筒状部1103が非磁性材となっている。
In the present embodiment, the
1.7 ロータの周方向位置の検知
筒状のラバーマグネット1102は、径方向内側を向く第1の多極着磁面、及び径方向内側と異なる方向を向く第2の多極着磁面を有する。アウターロータ型のモータは、第2の多極着磁面に対向し第2の多極着磁面により発生させられた磁界を検知する磁気センサ1260をさらに備える。
1.7 Detection of circumferential position of rotor The
図2に図示されるラバーマグネット1102のマグネット内周面1120は、径方向内側を向き、界磁磁界を発生する第1の多極着磁面となっている。
The magnet inner
モータ1000においては、さらに、ラバーマグネット1102の下側の端面1240が、軸方向下側を向き、ロータ1021の周方向位置の検知に用いられる磁界を発生する第2の多極着磁面となっている。
In the
モータ1000は、少なくとも1つの磁気センサ1260及び基板1261をさらに備える。本実施形態において、基板1261は、例えば、板状の部材である。基板1261は、ケース1002の一部に支持される。本実施形態では、基板1261は、ステータおよびロータと軸方向に対向する。基板1261の軸方向一方側および軸方向他方側の少なくとも一方の面には、コンデンサーなどの各種の電子部品が電気的に接続される。基板1261は、コネクタなどを介して外部電源(図示省略)と接続される。また、基板1261は、例えば、直接、または、導線などの導電部材を介して間接的に、巻線と接続される。これにより、外部電源を介して、モータ(すなわち、ステータ)に電力を供給することができる。なお、本実施形態において、基板1261は、いわゆるプリント基板(PCB)である。しかしながら、基板1261は、プリント基板(PCB)に限られず、FPC(Flexible printed circuits)などであってもよい。また、基板1261の枚数は1枚に限られず、2枚以上であってもよい。基板1321は、片面に電子部品等が実装される片面基板であってもよく、両面に電子部品等が実装される両面基板であってもよい。
The
磁気センサ1260は、ロータ1021の周方向位置を検知する位置センサである。磁気センサ1260は、基板1261に実装され、周方向の特定の位置においてラバーマグネット1102の下側の端面1240に対向する。これにより、磁気センサ1260は、端面1240により発生させられた磁界を検知し、検知した磁界に応じた電気信号を出力する。出力される電気信号は、ロータ1021の周方向位置を検知するために用いられる。磁気センサ1260は、ホール素子及び磁気抵抗素子のいずれであってもよいし、その他の素子であってもよい。磁気センサ1260が端面1240により発生させられる磁界に加えてラバーマグネット1102のマグネット外周面1121等により発生させられる磁界を検知してもよい。磁気センサ1320の数は、1つでもよく、3つ以上であってもよく、ロータの磁極の数や相の数などにあわせて適宜変更可能である。
The
マグネットが強い異方性を有する焼結マグネットである場合は、界磁磁界を発生する焼結マグネットから独立したセンサマグネット、及びセンサマグネットにより発生させられた磁界を検知する磁気センサを設けることが必要になる。これに対し、本実施形態では、ラバーマグネット1102は、望ましくは等方性マグネット又は磁化容易軸が延びる方向とは異なる方向にも着磁可能な弱い異方性を有する異方性マグネットであり、さらに望ましくは等方性マグネットである。ラバーマグネット1102が等方性マグネット又は弱い異方性を有する異方性マグネットである場合は、径方向内側を向くラバーマグネット1102のマグネット内周面1120、及び径方向内側とは異なる軸方向下側を向くラバーマグネット1102の下側の端面1240の両方を着磁することが容易になる。このことは、ロータ1021の周方向位置を検知するためにラバーマグネット1102から独立したセンサマグネット、及びセンサマグネットにより発生させられた磁界を検知する磁気センサを設けることを不要にし、モータ1000の製造コストを低下させることができる。
When the magnet is a sintered magnet having strong anisotropy, it is necessary to provide a sensor magnet independent of the sintered magnet that generates a field magnetic field and a magnetic sensor that detects the magnetic field generated by the sensor magnet. become. On the other hand, in the present embodiment, the
ラバーマグネット1102の下側の端面1240は、図2に図示されるように、筒状部1103から軸方向下側にはみ出す。これにより、磁気センサ1260を端面1240の近くに配置することが容易になり、端面1240により発生させられる磁界を磁気センサ1260により効率的に検知することができる。
The
軸方向上側を向くラバーマグネット1102の上側の端面1241が筒状部1103から軸方向上側にはみ出す。端面1241がロータ1021の周方向位置の検知に用いられる磁界を発生する多極着磁面となる。磁気センサ1260が端面1241に対向する。
An
1.8 ラバーマグネットの取り付け
図2に図示されるラバーマグネット1102は、任意の取り付け方法により筒状構造部1140の内周面1200に取り付けられる。例えば、ラバーマグネット1102は、それを筒状構造部1140に絞り圧入して内周面1200に貼り付けることにより内周面1200に取り付けられる。このような取り付け方法によれば、焼結マグネットを取り付ける場合の取り付け工程よりも簡易な取り付け工程によりラバーマグネット1102が取り付けられる。なお、ラバーマグネット1102は、筒状構造部1140の内周面1200に、接着などの他の方法により取り付けられてもよい。
1.8 Attachment of Rubber Magnet The
1.9 マグネットの種類
図1及び図2に図示されるラバーマグネット1102は、フェライトを含む組成物からなるフェライトラバーマグネット及びネオジム(Nd)を含む組成物からなるNdラバーマグネットのいずれであってもよいし、その他のラバーマグネットであってもよいが、望ましくはNdラバーマグネットである。Ndラバーマグネットは、より大きな体積を占めるフェライトラバーマグネットと同等の磁力を有する。このため、同等の磁力を発生させる場合において、ラバーマグネット1102がNdラバーマグネットである場合は、フェライトラバーマグネットを用いる場合と比較して、マグネットの体積を小さくしてロータの体積を小さくすることができる。その結果、モータ1000を小型化できる。
1.9 Types of Magnets The
Ndラバーマグネットは、Ndを含むNdプラスチックマグネット及びNd焼結マグネットより安価である。このため、ロータ1021に組み込まれるマグネットがNdラバーマグネットである場合は、安価なモータ1000を提供することができる。NdプラスチックマグネットがNdラバーマグネットより高価であるのは、Ndプラスチックマグネットにおいてはエポキシ、ポリアミド(PA)、ポニフェニレンスルファイド(PPS)等をバインダーとして用いる必要があるためである。Nd焼結マグネットがNdラバーマグネットより高価であるのは、Nd焼結マグネットにおけるNd含有量がNdラバーマグネットにおけるNd含有量より多いためである。
Nd rubber magnets are less expensive than Nd plastic magnets containing Nd and Nd sintered magnets. Therefore, when the magnet incorporated into the
一般的なNdラバーマグネットにおいては、NeFeB系の磁性材からなる磁粉がニトリルゴムにより互いにバインドされる。しかし、ニトリルゴムが当該磁粉を固定する力は当該磁粉が有する磁力に対して十分でない。そのため、一般的なNdラバーマグネットが従来のアウターロータ型のモータに設けられるロータに単に組み込まれた場合は、当該力が十分でないことに起因する問題が生じる虞がある。例えば、ステータ及び10極着磁されたNdラバーマグネットが組み込まれたロータを備えるアウターロータ型のモータが組み立てられたまま放置された場合は、当該磁粉がステータコアに引き寄せられNdラバーマグネットが10ヶ所でステータコアに接触するという問題が生じる虞がある。しかし、モータ1000においては、筒状部1103の径方向外側にラバーマグネット1102が配置されることにより、当該問題が生じることを防止できる。
In a general Nd rubber magnet, magnetic particles made of NeFeB-based magnetic material are bound to one another by nitrile rubber. However, the force with which the nitrile rubber fixes the magnetic powder is not sufficient for the magnetic force of the magnetic powder. Therefore, when a general Nd rubber magnet is simply incorporated into a rotor provided in a conventional outer rotor type motor, there may be a problem caused by the insufficient force. For example, when an outer rotor type motor including a rotor incorporating a stator and a 10 pole magnetized Nd rubber magnet is left assembled, the magnetic powder is attracted to the stator core and the Nd rubber magnet is disposed at 10 places. The problem of contact with the stator core may occur. However, in the
1.10 ハルバッハ配列
図3は、第1実施形態のモータに設けられるラバーマグネットを模式的に図示する断面図である。
1.10 Halbach Arrangement FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a rubber magnet provided in the motor of the first embodiment.
図3に図示されるラバーマグネット1102は、8極に着磁されている。なお、ラバーマグネット1103における磁極数は、8極以外であってもよい。
The
ラバーマグネット1102は、望ましくは、等方性マグネットであり、ハルバッハ配列に着磁され、図3に図示されるように、ハルバッハ配列に着磁される複数の着磁部1400を備える。筒状のラバーマグネット1102は、マグネット内周面1120及びマグネット外周面1121を有する。これにより、ラバーマグネット1102のマグネット内周面1120に磁束が集中し、ラバーマグネット1102のマグネット内周面1120により発生させられる磁界が、ラバーマグネット1102のマグネット外周面1121により発生させられる磁界より強くなる。マグネット内周面1120により発生させられる磁界がハルバッハ配列に着磁されることにより強くされることは、ラバーマグネット1102の体積、形状及び材質を維持したままモータ1000が発生するトルクを大きくすることに寄与する。
The
複数の着磁部1400は、周方向に配列される。複数の着磁部1400は、径方向に着磁される径方向着磁部1420、及び周方向に着磁される周方向着磁部1421を含む。複数の着磁部1400においては、径方向着磁部1420及び周方向着磁部1421が交互に配列される。複数の径方向着磁部1420は、ラバーマグネット1102のマグネット内周面1120にS極が露出する第1種の径方向着磁部1440、及びラバーマグネット1102のマグネット内周面1120にN極が露出する第2の径方向着磁部1441を含む。複数の径方向着磁部1420においては、第1の径方向着磁部1440及び第2の径方向着磁部1441が交互に配列される。第1の径方向着磁部1440に隣接する2個の周方向着磁部1421においては、S極からN極へ向かう方向が当該第1の径方向着磁部1440から離れる方向となっている。第2の径方向着磁部1441に隣接する2個の周方向着磁部1421においては、S極からN極へ向かう方向が当該第2の径方向着磁部1441に近づく方向となっている。
The plurality of magnetized portions 1400 are arranged in the circumferential direction. The plurality of magnetized portions 1400 includes a radially magnetized portion 1420 magnetized in the radial direction and a circumferential magnetized portion 1421 magnetized in the circumferential direction. In the plurality of magnetized portions 1400, the radially magnetized portions 1420 and the circumferentially magnetized portions 1421 are alternately arranged. The plurality of radially magnetized portions 1420 have a first type radially magnetized portion 1440 whose S pole is exposed on the magnet inner
中心軸Cを中心として筒状に配置されるラバーマグネット1102が、中心軸Cを中心として周方向に配列される複数のラバーマグネットに置き換えられてもよい。複数のラバーマグネットは、それぞれラバーマグネット1102に備えられる複数の着磁部1400と同様に着磁される。
The
1.11 モータの形状及び用途
ロータ1021に組み込まれるマグネットがラバーマグネット1102である場合は、ロータ1021の界磁部1040の軸方向寸法を大きくすることなくモータ1000が発生するトルクを大きくできる。このため、ロータ1021に組み込まれるマグネットがラバーマグネット1102である場合は、小型であり、界磁部1040の外径φが界磁部1040の軸方向寸法より大きい扁平な形状を有し、高いトルクを発生するモータ1000が容易に得られる。実現できる界磁部1040の外径φは、例えば85mm程度であり、実現できる界磁部1040の軸方向寸法は、例えば3mmから7mmである。
1.11 Shape and Application of Motor When the magnet incorporated in the
本発明は、パワースライド用だけでなく、掃除機、ドライヤ、シーリングファン、洗濯機、冷蔵庫および電動パワーステアリング装置などの、各種モータを備える多様な機器に幅広く利用され得る。 The present invention can be widely used not only for power slides, but also for various devices equipped with various motors such as vacuum cleaners, dryers, ceiling fans, washing machines, refrigerators and electric power steering devices.
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。 Although the present invention has been described in detail, the above description is an exemplification in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations not illustrated are conceivable without departing from the scope of the present invention.
1000 モータ
1020 ステータ
1021 ロータ
1101 ロータホルダ
1102 ラバーマグネット
1103 筒状部
1140 筒状構造部
1260 磁気センサ
C 中心軸
1000 motor 1020
Claims (8)
前記界磁部の径方向内側に配置されるステータと、
を備え、
前記ロータは、
外周面を有し、前記ステータに対向する筒状部と、
前記外周面の径方向外側に配置され前記外周面に沿う筒状のラバーマグネットと、
を備える
アウターロータ型のモータ。 A rotor comprising a field section arranged annularly around a central axis;
A stator disposed radially inward of the field portion;
Equipped with
The rotor is
A cylindrical portion having an outer peripheral surface and facing the stator;
A cylindrical rubber magnet disposed radially outward of the outer peripheral surface and along the outer peripheral surface;
Outer rotor type motor with.
前記アウターロータ型のモータは、前記第2の多極着磁面に対向し前記第2の多極着磁面により発生させられた磁界を検知する磁気センサをさらに備える
請求項1のアウターロータ型のモータ。 The cylindrical rubber magnet has a first multipolar magnetized surface facing inward in the radial direction and a second multipolar magnetized surface facing in a direction different from the radially inner side.
The outer rotor type motor according to claim 1, wherein the outer rotor type motor further comprises a magnetic sensor that faces the second multipolar magnetization surface and detects a magnetic field generated by the second multipolar magnetization surface. Motor.
請求項2のアウターロータ型のモータ。 3. An outer rotor type motor according to claim 2, wherein said second multipolar magnetized surface protrudes axially from said cylindrical portion and faces in the axial direction.
請求項2又は3のアウターロータ型のモータ。 The outer rotor type motor according to claim 2 or 3, wherein the cylindrical rubber magnet is an isotropic magnet.
前記マグネット内周面により発生させられる磁界は、前記マグネット外周面により発生させられる磁界よりも強い
請求項1から4までのいずれかのアウターロータ型のモータ。 The cylindrical rubber magnet includes a plurality of magnetized portions magnetized in a Halbach arrangement, and has an inner circumferential surface and an outer circumferential surface of the magnet.
The outer rotor type motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetic field generated by the inner peripheral surface of the magnet is stronger than the magnetic field generated by the outer peripheral surface of the magnet.
請求項1から5までのいずれかのアウターロータ型のモータ。 The outer rotor type motor according to any one of claims 1 to 5, wherein an outer diameter of the field portion is larger than an axial dimension of the field portion.
請求項1から6までのいずれかのアウターロータ型のモータ。 The outer rotor type motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the cylindrical portion is made of a nonmagnetic material.
をさらに備える請求項1から7までのいずれかのアウターロータ型のモータ。 The outer rotor type motor according to any one of claims 1 to 7, further comprising a tubular structure surrounding the tubular rubber magnet.
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