JP3508422B2 - Brushless motor - Google Patents
Brushless motorInfo
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- rotor magnet
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はOA分野等に使用さ
れるレーザビームプリンタ等の偏光走査などに利用され
る10000rpm以上のブラシレスモータに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、ブラシレスモータは、OA分野の
市場拡大に伴い、特にレーザビームプリンタ等の普及が
著しく、高品質・高精度及び低コスト化が必要とされて
きた現在、モータにおいては高速回転及び低コスト化を
目的とし、ロータマグネットにゴム又は樹脂系のマグネ
ットを採用する傾向にあるが、高速回転することにより
ロータマグネットに生じる遠心力によってロータマグネ
ットが剥離破壊するため、高速回転においても剥離破壊
しないロータ構造が必要とされている。
【0003】従来のロータマグネットの剥離破壊防止構
造は、剥離破壊防止のためにロータ構造に工夫がなされ
ている(例えば、特開平5−184115号公報)。特
開平5−184115号公報に記載されたブラシレスモ
ータにおいて、ベアリング又は焼結含油軸受を保持する
ブラケットに回転可能に軸支された回転軸と前記回転軸
に断面がほぼL字形状となるように外周壁端部に側壁を
有したロータフレーム又はロータヨークが噛み合わせ固
定されたロータボスが締結固定され、前記ロータフレー
ム又はロータヨークにはロータマグネットが圧入又は接
着固定されており、回転軸に締結固定されたロータボス
が回転を始めることによって、ロータマグネットに遠心
力が生じ、ロータフレーム又はロータヨークの開放空間
方向にロータマグネットは引っ張られる。
【0004】そのため、ロータフレームの外周端部にL
字形状の側壁を設けることにより、ロータマグネットに
生じる遠心力によってマグネットが引っ張られることを
規制することによってロータマグネットの剥離破壊を防
止している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ロータマグネットの厚みが2mm以下のゴム
マグネットを用いる場合、ロータフレームとロータマグ
ネットの開放空間方向にロータフレームに対してロータ
マグネットが同位置若しくはロータマグネット方が長く
配置されていると、周速が速くなるに従って遠心力が増
し、ロータマグネットの開放空間部分から剥離破壊を起
こしてしまうという課題を有していた。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、回転から生じる遠心力によるロータマグネ
ットの剥離破壊を防止するために、ロータマグネットに
厚みが2mm以下のゴムマグネットを用いる場合、ロータ
回転数による周速が50m/sec以下に限定したもの
である。
【0007】これにより、回転から生じる遠心力による
ロータマグネットの剥離破壊を防止でき、安価で高品質
のブラシレスモータが得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、回転軸とこの回転軸の
外周に締結固定されたロータボスと、前記ロータボスに
噛み合わせ固定されたロータフレームと、このロータフ
レームに圧入固定されたロータマグネットを有するブラ
シレスモータにおいて、ロータマグネットに厚みが2mm
以下のゴムマグネットを用いる場合、ロータ回転数によ
る周速を50m/sec以下と限定したものであり、高
速回転での遠心力によるロータマグネットの破壊に対
し、回転数をロータマグネットの最大周速が50m/s
ec以下とし、安価なゴムマグネットを使用できるとい
う作用を有する。
【0009】また、ロータボスとロータマグネットが圧
入固定されたロータフレームからなるロータ組立体で、
前記ロータフレームとロータマグネットの開放空間側に
非接触部分を有するブラシレスモータにおいて、前記ロ
ータフレームとロータマグネットの開放空間側の非接触
部分の長さをロータフレーム端面からΔL(mm)とし、
ロータマグネットの厚みを2mm以下とし、周速をV(m
/sec)としたとき、
ΔL≧0.03×V−0.7
の関係で、非接触部分を設けたものであり、ロータマグ
ネットに加わる遠心力による応力が、ロータマグネット
の開放空間側へ集中発生することにより、モーメント力
をロータフレームの非接触部分で支持きる長さΔLを設
定し、ロータマグネットが破壊するのを防止するという
作用を有する。
【0010】さらに、ロータマグネットにゴム系又は樹
脂系のマグネットを有したものであり、マグネットの材
質を限定すると共に、安価なマグネットを使用でき、及
び焼結のマグネットのような遠心力による結合破壊をし
ないという作用を有するとともに、ゴムマグネットを厚
くすると、遠心力破壊に対しては、有利であるが鉄損な
どが増大するため、2mm以下の薄いマグネットを使用す
ることによりこの鉄損を最小限に押さえるという作用を
有する。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。
(実施例1)図1において、基板1には軸受2とステー
タ巻線3が巻装されたステータコア4が固定され、回転
軸5は軸受2に支承されている。また回転軸5には外周
にロータボス6が締結固定されている。このロータボス
6には、ゴムマグネットがロータマグネット7として圧
入固定されたロータフレーム8が噛み合わせ固定されて
いる。
【0012】ロータボス6には回転多面鏡9が嵌装固定
されている。そして、ロータマグネット7の開放端10
側は、ロータフレームの端面11からΔLだけ奥に挿入
されている。高速回転では、例えば図2に示すように、
ΔLが0の際、ロータマグネット7は遠心力により停止
時7aから7bへ変形し、開放端10へ応力が集中し、
ついにはロータフレームの端面11へ乗り上げ、モーメ
ントによって開放端10の部分が破壊することが判明し
た。特に、温度が上昇した場合、ゴムマグネットは脆性
が低下し破壊しやすくなる。
【0013】一方、図3に示すように、ある周速に対し
て最低のΔLの非接触部分を設けることにより、停止時
7cからの変形が7d迄となり、開放端10側のマグネ
ット破壊を防止することができる。尚、ロータマグネッ
ト7の厚みを厚くすれば、この応力に対し強い耐性を持
たせることができるが、ステータコア4との間で、ほぼ
厚みの2乗及び回転数の2乗で鉄損を発生するため、あ
まり厚くはできない。
【0014】また、ゴムマグネットを使用する場合は、
カーリング圧入するわけであるが、その厚みが厚いとア
ンバランスの発生を許容範囲内に押さえることも困難で
あるし、ロータフレーム8の内径を小さく保つこともで
きない。従って、本発明では、マグネットの厚みを2mm
以下とし、小型で高速回転可能としている。
【0015】なお、以上の説明では、ロータマグネット
をゴムマグネットで構成した例で説明したが、その他の
樹脂マグネットについても同様に実施可能である。
【0016】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
1記載の発明によれば、安価ではあるが強度の小さいゴ
ムマグネットをある程度高速のモータに使用できるとい
う有利な効果が得られる。また、請求項2記載の発明に
よれば、更に高速回転させた場合でも特に高価な部品や
複雑な構成を取らずに、容易にマグネットの破壊を防止
でき、更に請求項3記載の発明によれば、安価なゴムマ
グネットの使用ができるなど、安価で高速回転可能なブ
ラシレスモータを提供するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor of 10,000 rpm or more used for polarization scanning of a laser beam printer or the like used in the OA field or the like. 2. Description of the Related Art In recent years, brushless motors have been remarkably popularized with laser beam printers and the like in accordance with the expansion of the market in the OA field, and high quality, high accuracy and low cost have been required at present. In order to achieve high-speed rotation and cost reduction, there is a tendency to use rubber or resin-based magnets for the rotor magnet.However, the rotor magnet peels and breaks due to centrifugal force generated in the rotor magnet due to high-speed rotation. There is a need for a rotor structure that does not delaminate even during rotation. In the conventional structure for preventing peeling and destruction of a rotor magnet, the rotor structure is devised to prevent peeling and destruction (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-184115). In a brushless motor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-184115, a rotating shaft rotatably supported by a bracket holding a bearing or a sintered oil-impregnated bearing, and a cross section of the rotating shaft having a substantially L-shape. A rotor boss having a rotor frame or rotor yoke having a side wall at an end portion of the outer peripheral wall is fixedly fastened and fixed, and a rotor magnet is press-fitted or bonded and fixed to the rotor frame or rotor yoke and fixed to a rotating shaft. When the rotor boss starts rotating, a centrifugal force is generated in the rotor magnet, and the rotor magnet is pulled in the open space direction of the rotor frame or the rotor yoke. For this reason, L is attached to the outer peripheral end of the rotor frame.
By providing the side walls in the shape of a letter, the magnet is prevented from being pulled by the centrifugal force generated in the rotor magnet, thereby preventing peeling and destruction of the rotor magnet. [0005] However, in the above-described conventional configuration, when a rubber magnet having a thickness of 2 mm or less is used, the rotor magnet and the rotor magnet are positioned in the open space direction of the rotor frame and the rotor magnet. However, if the rotor magnet is disposed at the same position or the rotor magnet is longer, the centrifugal force increases as the peripheral speed increases, and there is a problem that peeling and destruction occurs from the open space portion of the rotor magnet. [0006] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a rubber magnet having a thickness of 2 mm or less to prevent the rotor magnet from peeling and breaking due to centrifugal force generated by rotation. Is used, the peripheral speed based on the rotor speed is limited to 50 m / sec or less. [0007] Thus, peeling and destruction of the rotor magnet due to centrifugal force generated by rotation can be prevented, and an inexpensive and high-quality brushless motor can be obtained. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a rotating shaft, a rotor boss fastened and fixed to the outer periphery of the rotating shaft, a rotor frame meshed and fixed to the rotor boss, and a press-fit fixed to the rotor frame. In a brushless motor with a rotor magnet, the rotor magnet has a thickness of 2 mm
When the following rubber magnet is used, the peripheral speed based on the rotor rotation speed is limited to 50 m / sec or less, and when the rotor magnet is destroyed due to centrifugal force at high speed rotation, the rotation speed is set to the maximum peripheral speed of the rotor magnet. 50m / s
ec or less, which has the effect that an inexpensive rubber magnet can be used. A rotor assembly comprising a rotor frame in which a rotor boss and a rotor magnet are press-fitted and fixed,
In the brushless motor having a non-contact portion on the open space side of the rotor frame and the rotor magnet, a length of the non-contact portion on the open space side of the rotor frame and the rotor magnet is ΔL (mm) from an end face of the rotor frame;
The thickness of the rotor magnet is 2 mm or less, and the peripheral speed is V (m
/ Sec), a non-contact portion is provided in the relationship of ΔL ≧ 0.03 × V−0.7, and the stress due to the centrifugal force applied to the rotor magnet concentrates on the open space side of the rotor magnet. The generated length has a function of setting the length ΔL that can support the moment force at the non-contact portion of the rotor frame, thereby preventing the rotor magnet from being broken. Further, the rotor magnet has a rubber-based or resin-based magnet, so that the material of the magnet can be limited, an inexpensive magnet can be used, and the coupling breakage due to centrifugal force such as a sintered magnet. When the rubber magnet is thickened, it is advantageous for centrifugal force destruction, but iron loss increases, so use of a thin magnet of 2 mm or less minimizes this iron loss. Has the effect of holding down. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) In FIG. 1, a stator 2 on which a bearing 2 and a stator winding 3 are wound is fixed to a substrate 1, and a rotating shaft 5 is supported by the bearing 2. A rotor boss 6 is fastened and fixed to the outer periphery of the rotating shaft 5. A rotor frame 8 in which a rubber magnet is press-fitted and fixed as a rotor magnet 7 is meshed and fixed to the rotor boss 6. A rotary polygon mirror 9 is fitted and fixed to the rotor boss 6. Then, the open end 10 of the rotor magnet 7
The side is inserted deeper by ΔL from the end face 11 of the rotor frame. In high-speed rotation, for example, as shown in FIG.
When ΔL is 0, the rotor magnet 7 is deformed from the stop state 7a to 7b by the centrifugal force, and the stress concentrates on the open end 10,
Eventually, it was found that the vehicle climbed onto the end face 11 of the rotor frame, and the portion of the open end 10 was broken by the moment. In particular, when the temperature increases, the brittleness of the rubber magnet decreases and the rubber magnet is easily broken. On the other hand, as shown in FIG. 3, by providing a non-contact portion having a minimum ΔL with respect to a certain peripheral speed, deformation from the stop 7c to 7d is prevented, and the magnet at the open end 10 is prevented from being broken. can do. It should be noted that if the thickness of the rotor magnet 7 is increased, strong resistance to this stress can be imparted. However, iron loss occurs between the rotor magnet 7 and the stator core 4 substantially at the square of the thickness and the square of the rotation speed. Therefore, it cannot be too thick. When a rubber magnet is used,
Curling is press-fitted. However, if the thickness is large, it is difficult to suppress the occurrence of unbalance within an allowable range, and the inner diameter of the rotor frame 8 cannot be kept small. Therefore, in the present invention, the thickness of the magnet is 2 mm.
Below, it is small and can rotate at high speed. In the above description, an example has been described in which the rotor magnet is formed of a rubber magnet. However, the present invention can be similarly applied to other resin magnets. As is apparent from the above embodiment, according to the first aspect of the present invention, there is obtained an advantageous effect that an inexpensive but low-strength rubber magnet can be used for a high-speed motor to some extent. Can be According to the second aspect of the present invention, even when the motor is rotated at a higher speed, the breakage of the magnet can be easily prevented without taking particularly expensive components or complicated structures. For example, an inexpensive rubber motor that can be rotated at a high speed, such as using an inexpensive rubber magnet, is provided.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるブラシレスモータを示す
断面図
【図2】本発明の実施例におけるブラシレスモータ動作
説明のための概念図
【図3】本発明の実施例におけるブラシレスモータ動作
説明のための概念図
【符号の説明】
5 回転軸
6 ロータボス
7 ロータマグネット
8 ロータフレームBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing a brushless motor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the operation of the brushless motor in the embodiment of the present invention. Conceptual diagram for explaining operation of brushless motor in example [Description of reference numerals] 5 Rotating shaft 6 Rotor boss 7 Rotor magnet 8 Rotor frame
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−103131(JP,A) 特開 平5−181082(JP,A) 特開 昭58−39260(JP,A) 実開 平5−29272(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 29/00 H02K 21/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-103131 (JP, A) JP-A-5-181082 (JP, A) JP-A-58-39260 (JP, A) 29272 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02K 29/00 H02K 21/00
Claims (1)
されたロータボスと、前記ロータボスに噛み合わせ固定
されたロータフレームと、このロータフレームに圧入固
定されたゴム系又は樹脂系のロータマグネットを有し、
前記ロータフレームは開放空間側にロータマグネットと
非接触部分を有するブラシレスモータにおいて、ロータ
マグネットに厚みが2mm以下のゴムマグネットを用いる
場合、ロータ回転数による周速を50m/sec以下に
限定し、かつ、前記ロータフレームとロータマグネット
の開放空間側の非接触部分の長さをΔL(mm)とし、ロ
ータマグネットの厚みを2mm以下とし、周速をV(m/
sec)としたとき、 ΔL≧0.03×V−0.7の
関係で、ロータフレームよりロータマグネットを開放空
間側に短くしたことを特徴とするブラシレスモータ。 (57) [Claim 1] A rotating shaft, a rotor boss fastened and fixed to the outer periphery of the rotating shaft, a rotor frame meshed and fixed to the rotor boss, and a press fit fixed to the rotor frame. Having a rubber-based or resin-based rotor magnet ,
The rotor frame has a rotor magnet on the open space side.
In a brushless motor having a non-contact portion, when a rubber magnet having a thickness of 2 mm or less is used as the rotor magnet, the peripheral speed according to the number of rotations of the rotor is limited to 50 m / sec or less, and the rotor frame and the rotor magnet are not rotated.
The length of the non-contact part on the open space side of
The thickness of the motor magnet is 2 mm or less, and the peripheral speed is V (m /
sec), ΔL ≧ 0.03 × V−0.7
Due to the relationship, open the rotor magnet from the rotor frame and empty
A brushless motor characterized by being shortened between the sides.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27579296A JP3508422B2 (en) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27579296A JP3508422B2 (en) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Brushless motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10127030A JPH10127030A (en) | 1998-05-15 |
JP3508422B2 true JP3508422B2 (en) | 2004-03-22 |
Family
ID=17560486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27579296A Expired - Lifetime JP3508422B2 (en) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3508422B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019103322A (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 日本電産株式会社 | Outer rotor type motor |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP27579296A patent/JP3508422B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10127030A (en) | 1998-05-15 |
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