JP2527322B2 - Method for manufacturing magnet for ring-shaped rotor of DC motor - Google Patents

Method for manufacturing magnet for ring-shaped rotor of DC motor

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JP2527322B2
JP2527322B2 JP62045293A JP4529387A JP2527322B2 JP 2527322 B2 JP2527322 B2 JP 2527322B2 JP 62045293 A JP62045293 A JP 62045293A JP 4529387 A JP4529387 A JP 4529387A JP 2527322 B2 JP2527322 B2 JP 2527322B2
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magnetic
magnet
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shaped rotor
center plane
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治夫 北原
寛 菅原
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長野日本電産 株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、直流モータの磁性粉製のマグネットロー
タにおいて、回転軸方向における磁気中心面を幾何学的
中心面からずらせて着磁することができる直流モータの
ロータ用マグネットの製造方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnet rotor made of magnetic powder for a DC motor, which can be magnetized by shifting the magnetic center plane in the rotation axis direction from the geometric center plane. The present invention relates to a method for manufacturing a magnet for a rotor of a motor.

従来技術及びその問題点 第5図は、従来のマグネットロータ形ブラシレス直流
モータの一例の右半分を縦断面で示した図である。
2. Description of the Related Art and Related Problems FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the right half of an example of a conventional magnet rotor type brushless DC motor.

固定フレーム1の管状ボス部2の外側にはステータコ
ア3が圧入固定されている。ボス部2の内側には軸受4
により回転軸5が支持されている。回転軸5にはカップ
状のロータフレーム6が圧入固定されている。ロータフ
レーム6の内側にはステータコア3と空隙7を存して対
面するロータマグネット8が固定されている。
A stator core 3 is press-fitted and fixed to the outer side of the tubular boss portion 2 of the fixed frame 1. A bearing 4 is provided inside the boss 2.
The rotating shaft 5 is supported by. A cup-shaped rotor frame 6 is press-fitted and fixed to the rotating shaft 5. A rotor magnet 8 that faces the stator core 3 with a gap 7 is fixed inside the rotor frame 6.

このような構造において、トルクを発生させるコア3
とマグネット8との間の電磁吸引力は、両者間の磁気抵
抗が回転位置に従って変化することにより変動する。こ
の変動によって起る軸方向の振動を最小にするには、コ
ア3とマグネット8との軸方向中心X,X′を一致させる
必要がある。
In such a structure, the core 3 that generates torque
The electromagnetic attractive force between the magnet 8 and the magnet 8 changes as the magnetic resistance between the two changes according to the rotational position. In order to minimize the vibration in the axial direction caused by this fluctuation, it is necessary to match the axial centers X and X ′ of the core 3 and the magnet 8.

しかし、ブラシレスモータの場合、ロータマグネット
8の位置検出にホール素子9を設けたり、ロータマグネ
ット8の速度検出に速度検出素子10を設けたりするた
め、中心面X,X′を必ずしも一致させることができな
い。
However, in the case of a brushless motor, since the hall element 9 is provided for detecting the position of the rotor magnet 8 and the speed detecting element 10 is provided for detecting the speed of the rotor magnet 8, the center planes X and X'may not necessarily match. Can not.

その場合、電磁吸引力による軸方向の振動が発生して
回転騒音を生ずるという問題がある。
In that case, there is a problem that axial noise is generated due to the electromagnetic attraction force and rotational noise is generated.

このような問題の解決手段として、本発明者は、ロー
タマグネットの空隙磁束密度最大の磁気中心面をステー
タコアの回転軸方向の中心面に一致させることが有効で
あることに着目し、ロータマグネットに予め軸方向に強
弱がある異方性を与え、着磁により磁気中心面が軸方向
の幾何学的中心面よりも所望量だけずれるようにしてお
き、ロータマグネットの軸方向位置が偏倚してもステー
タコアの中心面に磁気中心面が一致するような直流モー
タのリング状のロータ用マグネット素材の製造方法を提
供するものである。
As a means for solving such a problem, the present inventor has noticed that it is effective to match the magnetic center plane of the rotor magnet having the maximum air gap magnetic flux density with the center plane of the stator core in the direction of the rotation axis. Anisotropy with strength in the axial direction is given in advance, and the magnetic center plane is displaced by a desired amount from the geometrical center plane in the axial direction by magnetization, so that the axial position of the rotor magnet is deviated. Provided is a method of manufacturing a ring-shaped magnet material for a rotor of a DC motor, the magnetic center plane of which coincides with the center plane of a stator core.

問題点を解決するための手段 本発明は、直流モータのリング状ロータマグネットの
空隙に面する側面と該側面と反対側の側面との少なくと
も一方の側面に接する金型材の前記リング状ロータマグ
ネットの回転軸方向の幾何学的中心面からずれた磁気中
心面に相当する位置にある部分の半径方向における単位
断面積当りの磁気抵抗を前記部分以外の部分の半径方向
における単位断面積当りの磁気抵抗より小ならしめた前
記金型材と前記側面と平行に加圧する加圧材とによって
囲まれた空所内に磁性粉を充填し、 前記加圧材により前記磁性粉を加圧成形すると同時に
前記金型材を通り半径方向に磁化させて異方性を付与
し、 前記磁化を一旦除去した後、最終的に磁化させること
を特徴とする、 直流モータのリング状ロータ用マグネットの製造方法
により、前記の課題を解決した。
Means for Solving the Problems The present invention is directed to a ring-shaped rotor magnet of a mold material, which is in contact with at least one side surface of a side surface of a ring-shaped rotor magnet of a DC motor facing a space and a side surface opposite to the side surface. The magnetic reluctance per unit cross-sectional area in the radial direction of the portion at the position corresponding to the magnetic center plane deviated from the geometrical center plane in the rotational axis direction Magnetic powder is filled in a space surrounded by the mold material that has been made smaller and a pressure material that applies pressure in parallel with the side surface, and the magnetic material is pressure-molded by the pressure material and at the same time the mold material A method for manufacturing a ring-shaped rotor magnet for a DC motor, characterized by magnetizing in a radial direction through the magnet to impart anisotropy, once removing the magnetization, and finally magnetizing. The above problems have been solved by the method.

作用 金型材のリング状ロータマグネットの回転軸方向の幾
何学的中心面からずれた磁気中心面に相当する位置にあ
る部分(以下、「中間所要部分」という。)をその他の
部分より例えば透磁率が大きい材料で形成し、磁性粉の
加圧成形時にこれを半径方向に磁化すると、前記中間所
要部分に面する磁性粉の部分がその他の磁性粉の部分よ
りも強く磁化されて、軸方向に強弱がある半径方向の異
方性が得られる。そこでこの磁化による着磁を一旦消磁
すれば、リンク状のロータ用マグネット素材が得られ
る。
Action A portion (hereinafter referred to as "intermediate required portion") located at a position corresponding to the magnetic center plane deviated from the geometrical center plane of the ring-shaped rotor magnet of the die material in the direction of the rotation axis is more permeable than other portions. When the magnetic powder is magnetized in the radial direction during pressure molding of the magnetic powder, the portion of the magnetic powder facing the intermediate required portion is magnetized more strongly than the other magnetic powder portions, and the axial direction is increased. A radial anisotropy with strength and weakness is obtained. Therefore, once the magnetization due to this magnetization is demagnetized, a link-shaped rotor magnet material is obtained.

金型材をリング状に形成すれば、リング状のマグネッ
ト素材が得られるから、このマグネット素材の内側に所
定極数のN,S磁極が現われるように通常の磁化方法によ
って着磁すれば、軸方向に強弱がある前記異方性に従っ
て中間所要部分がその他の部分よりも強く磁化されて、
磁気中心面が幾何学的軸方向中心面から偏倚したロータ
マグネット完成品が得られる。
If the die material is formed in a ring shape, a ring-shaped magnet material can be obtained. Therefore, if magnetized by a normal magnetizing method so that N and S magnetic poles with a predetermined number of poles appear inside this magnet material, the axial direction According to the anisotropy, the intermediate required portion is magnetized more strongly than the other portions,
A finished rotor magnet having a magnetic center plane deviated from the geometrical axial center plane is obtained.

なお、中間所要部分の材質及び軸方向位置を変更可能
にしておくと、磁気中心面の偏倚量を変えることができ
る。
If the material and the axial position of the intermediate required portion can be changed, the amount of deviation of the magnetic center plane can be changed.

実施例 第1図,第2図は磁性粉製のアウターロータ形マグネ
ット8の磁気中心面Xm(第4図参照)を所要の軸方向位
置にずらせるための成形装置を示している。
Embodiments FIGS. 1 and 2 show a molding apparatus for shifting the magnetic center plane Xm (see FIG. 4) of the outer rotor type magnet 8 made of magnetic powder to a required axial position.

マグネット8はリング状に形成されるものとする。 The magnet 8 is formed in a ring shape.

この成形装置を簡単に説明すると、図示しない固定台
上に円筒台11と環状台12とが同心状に且つ上面を面一に
して固定されている。円筒台11の上端部には円筒台11と
外周面を面一にしたブッシュ13が外嵌されている。環状
台12の中心孔内にはブッシュ13と対面するブッシュ14が
内嵌されている。
To briefly explain this molding apparatus, a cylindrical base 11 and an annular base 12 are fixed concentrically and with their upper surfaces flush with each other on a fixed base (not shown). A bush 13 having an outer peripheral surface flush with the cylindrical base 11 is fitted on the upper end of the cylindrical base 11. A bush 14 facing the bush 13 is fitted in the center hole of the annular base 12.

この成形装置は、円筒台11の外周に沿って昇降する下
パンチ15とブッシュ13,14の上端面に当たる上パンチ16
とを加圧材として、金型材である両ブッシュ13,14の間
に充填されたフェライト等の磁性粉17を加圧成形してリ
ング状に固化するようになっている。
This forming apparatus includes a lower punch 15 that moves up and down along the outer periphery of the cylindrical base 11 and an upper punch 16 that contacts the upper end surfaces of the bushes 13 and 14.
As a pressurizing material, magnetic powder 17 such as ferrite filled between both bushes 13 and 14, which is a mold material, is pressed and solidified into a ring shape.

環状台12とそ下部にボルト18で固定した支持環19との
間には、励磁コイル20が保持されている。加圧成形と同
時にコイル20に電流を流すと、磁性粉17は磁路aの方向
に磁化されるようになっている。
An exciting coil 20 is held between the annular base 12 and a support ring 19 fixed to the lower part of the annular base 12 with bolts 18. When a current is applied to the coil 20 at the same time as the pressure molding, the magnetic powder 17 is magnetized in the direction of the magnetic path a.

ブッシュ13,14の中間部分13a,14aは、マグネット素材
の所望の磁気中心面Xmに相当する位置にあり、その上下
の部分13b,14bよりも透磁率が大きい鋼材によって形成
されている。
The intermediate portions 13a, 14a of the bushes 13, 14 are located at a position corresponding to the desired magnetic center plane Xm of the magnet material, and are made of a steel material having a higher magnetic permeability than the upper and lower portions 13b, 14b.

この中間部分13a,14aは、例えば、熱間金型用合金工
具鋼SKD(飽和磁束密度13,000〜15,000ガウス)によっ
て形成されている。又、上下の部分13b,14bは、例え
ば、耐衝撃工具用合金工具鋼SKS(飽和磁束密度8,000〜
10,000ガウス)によって形成されている。
The intermediate portions 13a and 14a are formed of, for example, hot die alloy tool steel SKD (saturation magnetic flux density 13,000 to 15,000 gauss). Further, the upper and lower parts 13b, 14b are, for example, alloy tool steel SKS for impact resistant tools (saturation magnetic flux density 8,000-
10,000 Gauss).

このような構成において、上記通電により磁性粉17の
うち中間部分13a,14aに接する部分はその他の部分に接
する部分よりも半径方向に強く磁化され、半径方向の異
方性の度合が軸方向において異なった磁性体となる。こ
のリング状磁性体の着磁を一旦消磁したのち、その内面
にN,S磁極が現われるように従来の着磁方法により再度
着磁することによって、所望の完成されたロータマグネ
ット8が得られる。
In such a configuration, the portion of the magnetic powder 17 in contact with the intermediate portions 13a, 14a by the energization is magnetized more strongly in the radial direction than the portion in contact with the other portions, and the degree of radial anisotropy in the axial direction. Different magnetic materials. After demagnetizing the magnetization of the ring-shaped magnetic body once, it is magnetized again by a conventional magnetizing method so that N and S magnetic poles appear on the inner surface thereof, whereby a desired completed rotor magnet 8 is obtained.

第3図はインナーロータ形マグネット用の成形装置の
実施例を示す。
FIG. 3 shows an embodiment of a molding apparatus for an inner rotor type magnet.

インナーロータ形マグネットは回転軸を圧入する中心
孔が小さいため、第3図の上パンチ16aにも励磁コイル2
0aを設け、コイル20,20aに同時通電して磁路a,bの方向
に磁化するようになっている。なお、ブッシュ14に高透
磁率の材料14aを設けて、ブッシュ13は省略している。
Since the inner rotor magnet has a small center hole into which the rotary shaft is press-fitted, the exciting coil 2 is also used for the upper punch 16a in FIG.
0a is provided so that the coils 20 and 20a are simultaneously energized and magnetized in the directions of the magnetic paths a and b. The bush 14 is provided with a material 14a having a high magnetic permeability, and the bush 13 is omitted.

第3図の実施例においてプッシュ13,14の中間部分13
a,14aをその上下の部分13b,14bよりも高透磁率の材料で
形成する替わりに、中間部分13b,14bに非磁性材よりな
る薄層又は低透磁率材の層を設けてもよい。
In the embodiment of FIG. 3, the intermediate portion 13 of the push 13, 14
Instead of forming a and 14a with a material having a higher magnetic permeability than the upper and lower portions 13b and 14b, a thin layer of a non-magnetic material or a layer of a low magnetic permeability material may be provided in the intermediate portions 13b and 14b.

第4図は本発明のロータマグネット素材を再磁化して
空隙に面する側面にN,S磁極を与えたロータマグネット
の空隙磁束密度の分布を示す。この場合、軸方向に一様
の磁化力を加えても、中間部分13a,14aに接する部分は
その他の部分よりも異方性が特に強いため、この部分13
a,14aに接する部分の磁束密度が高く、全体の磁気中心
面はXmの位置に偏倚する。
FIG. 4 shows the distribution of the air gap magnetic flux density of a rotor magnet in which the rotor magnet material of the present invention is re-magnetized to provide N and S magnetic poles on the side surface facing the air gap. In this case, even if a uniform magnetizing force is applied in the axial direction, the portion in contact with the intermediate portions 13a and 14a has particularly strong anisotropy compared to the other portions, so that this portion 13
The magnetic flux density of the portion in contact with a and 14a is high, and the magnetic center plane of the whole is biased to the Xm position.

発明の効果 本発明は、磁性粉を加圧してリング状のロータマグネ
ット素材に成形するとともに、このマグネットに半径方
向の異方性を与えるべく磁化する際に、磁路となる成形
装置の一部の磁気抵抗を変えるという比較的簡易な方法
で行程を増すことなくマグネットの回転軸方向における
空隙磁束密度の分布を変えることができ、ロータマグネ
ットの磁気中心面を軸方向に偏倚させて幾何学的中心面
からずらせてステータコアの中心面に一致させることが
容易になり、これによりモータのトルクを減少させるこ
となく回転騒音を低減させる設計が容易になるという効
果があり、さらに、成形装置の磁気抵抗を変えた部分を
交換可能に形成すれば、同一成形装置で磁気中心面が異
なる種々のロータリマグネット素材を得ることができる
という効果がある。
EFFECTS OF THE INVENTION The present invention is a part of a forming device that forms a magnetic path when a magnetic powder is pressed to form a ring-shaped rotor magnet material and the magnet is magnetized to give radial anisotropy. It is possible to change the distribution of the air gap magnetic flux density in the rotating shaft direction of the magnet without increasing the stroke by a relatively simple method of changing the magnetic resistance of the There is an effect that it is easy to shift it from the center plane to match it with the center plane of the stator core, which facilitates the design of reducing the rotation noise without reducing the torque of the motor. The effect of being able to obtain various rotary magnet materials with different magnetic center planes with the same molding device if the parts with different magnetic fields are made replaceable There is a fruit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施に使用される成形装置の要部縦断
面図。 第2図は第1図の部分拡大断面図。 第3図は本発明の実施に使用される他の成形装置の要部
縦断面図。 第4図は本発明により磁気中心面が偏倚したロータリマ
グネットの空隙磁束密度分布図。 第5図は従来のマグネットロータ形直流モータの右半分
を縦断面で示した図。 7……空隙、8……ロータマグネット、13,14……金型
材、15,16……加圧材、17……磁性粉
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a molding apparatus used for carrying out the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of another molding apparatus used for carrying out the present invention. FIG. 4 is a distribution diagram of air gap magnetic flux density of a rotary magnet having a biased magnetic center plane according to the present invention. FIG. 5 is a vertical sectional view showing the right half of a conventional magnet rotor type DC motor. 7 ... Air gap, 8 ... Rotor magnet, 13,14 ... Mold material, 15, 16 ... Pressurizing material, 17 ... Magnetic powder

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流モータのリング状ロータマグネットの
空隙に面する側面と該側面と反対側の側面との少なくと
も一方の側面に接する金型材の前記リング状ロータマグ
ネットの回転軸方向の幾何学的中心面からずれた磁気中
心面に相当する位置にある部分の半径方向における単位
断面積当りの磁気抵抗を前記部分以外の部分の半径方向
における単位断面積当りの磁気抵抗より小ならしめた前
記金型材と前記側面と平行に加圧する加圧材とによって
囲まれた空所内に磁性粉を充填し、 前記加圧材により前記磁性粉を加圧成形すると同時に前
記金型材を通り半径方向に磁化させて異方性を付与し、 前記磁化を一旦除去した後、最終的に磁化させることを
特徴とする、 直流モータのリング状ロータ用マグネットの製造方法。
1. A geometrical shape of a die material in contact with at least one side surface of a ring-shaped rotor magnet of a DC motor facing a space and a side surface opposite to the side surface in a direction of a rotation axis of the ring-shaped rotor magnet. The gold having the magnetic resistance per unit cross-sectional area in the radial direction of the portion at the position corresponding to the magnetic center plane deviated from the center plane smaller than the magnetic resistance per unit cross-sectional area in the radial direction of the portion other than the above portion. A magnetic powder is filled in a space surrounded by a mold material and a pressure material that applies pressure in parallel with the side surface, and the magnetic powder is pressure-molded by the pressure material and at the same time magnetized in a radial direction through the mold material. A magnet for the ring-shaped rotor of a DC motor, wherein the magnetism is finally removed after the magnetization is removed once.
【請求項2】前記金型材の前記リング状ロータマグネッ
トの回転軸方向の幾何学的中心面からずれた磁気中心面
に相当する位置にある部分の材料の透磁率を前記部分以
外の部分の材料の透磁率よりも大ならしめた特許請求の
範囲第1項記載の直流モータのリング状ロータ用マグネ
ットの製造方法。
2. The magnetic permeability of the portion of the die material at a position corresponding to the magnetic center plane deviated from the geometric center plane of the ring-shaped rotor magnet in the direction of the rotation axis of the ring-shaped rotor magnet is the material of the portion other than the portion. The method for manufacturing a magnet for a ring-shaped rotor of a DC motor according to claim 1, wherein the magnet has a magnetic permeability higher than the magnetic permeability of.
JP62045293A 1987-03-02 1987-03-02 Method for manufacturing magnet for ring-shaped rotor of DC motor Expired - Lifetime JP2527322B2 (en)

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