JP3754667B2 - リング型磁石および回転子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの回転子等に用いられるリング型磁石に係り、特に軸方向に長尺の磁石を得るための構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、小型モータに多用されているラジアル異方性リング磁石を磁場成形するにあたって、軸方向に長い円筒状の磁石を成形する場合、配向磁場強度が十分に得られず、磁性粉末の配向率が低下し、高い磁気特性が得られないという問題点がある。
この問題点を解決するために、例えば特開平７−１６１５１２号公報等では、図１０に示すようにラジアル方向に配向された比較的に成形の容易な円弧状の予備成形体１を、所定の個数だけ組み合わせ、つなぎ目２を突き合わせてリング形状に固着し、焼結することで異方性リング型磁石を得ることが提示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の異方性リング型磁石は、以上のようにラジアル方向に配向された円弧状の予備成形体１を磁場配向成形した後、所定の個数だけ組み合わせ、つなぎ目２を突き合わせてリング形状に固着し、焼結することにより得るようにしているので、予備成形体１個々には高い磁気特性が得られているにもかかわらず、固着されるつなぎ目２の位置では、磁性粉末の配向が不連続になり局所的に磁気特性が低下する。そのため、着磁後の極位置と予備成形体１の固着位置のアンバランスが、モータ特性に悪影響を及ぼす。例えば、図１１に示すように４個の予備成形体１を組み合わせてリング形状にしたものを８極に着磁した場合、Ｎ極とＳ極の間につなぎ目２が有る箇所と、つなぎ目２が無い箇所が存在するため、極間につなぎ目２が有る磁極と、無い磁極との間に磁力の差が生じるという問題点があった。
【０００４】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、磁極間に磁力の差が生じるのを防止してモータ特性の改善を図ることが可能なリング型磁石および回転子を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るリング型磁石は、ラジアル配向が施された複数の円弧状予備成形体を円環状に組み合わせて円筒状成形体を形成するとともに、円筒状成形体を軸方向に複数段積み重ねて、上記軸方向に相隣なる円筒状成形体同士の上記円弧状予備成形体のつなぎ目を周方向にずらして固着一体化したものであって、
円弧状予備成形体の数をＡ、円筒状成形体の積み重ね段数をＢ、着磁される極数をＣとした場合、Ａ、ＢをＡ×ＢがＣの整数倍となる数にするとともに、円筒状成形体を３６０゜／Ｃの角度だけずらして順次積み重ねられると共に、
円弧状予備成形体の軸方向両端面に、周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置が着磁される磁極の中心と一致する凹、凸部が周期的に形成されたものである。
【０００６】
又、この発明の請求項２に係る回転子は、請求項１に記載のリング型磁石を回転軸の外周部に備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における回転子の構成を示す斜視図、図２は図１におけるリング型磁石の構成を示す斜視図、図３は図２における円筒状成形体の相隣なる同士の位置関係を展開して示す展開図、図４は図２におけるリング型磁石の１段目と３段目の円筒状成形体の着磁されたＮ、Ｓ極の位置と、円弧状予備成形体のつなぎ目の位置の関係を示す平面図、図５は図２におけるリング型磁石の２段目と４段目の円筒状成形体の着磁されたＮ、Ｓ極の位置と、円弧状予備成形体のつなぎ目の位置の関係を示す平面図である。
【０００８】
図において、１１は回転子の回転軸、１２は円筒状成形体１３を図２に示すように複数段（図示は４段）積み重ねて、固着一体化することにより形成されるリング型磁石であり、回転軸１１の外周部に嵌合して固着一体化されている。そして、円筒状成形体１３はラジアル方向に配向が施された所定の個数（図示は４個）の円弧状予備成形体１４を円環状に組み合わせるとともに、円弧状予備成形体１４のつなぎ目１５が、相隣なる円筒状成形体１３同士で周方向に４５゜ずつずれるように配置して構成され、図３に示すようにつなぎ目１５同士の周方向中間の位置をそれぞれ着磁してＮ、Ｓ極が合計８極形成されている。
【０００９】
このように上記実施の形態１によれば、ラジアル配向が施された複数の円弧状予備成形体１４を、円環状に組み合わせて円筒状成形体１３を形成するとともに、この円筒状成形体１３を軸方向に複数段積み重ねて固着一体化することによりリング型磁石１２を構成しているので、円弧状予備成形体１４の長さを軸方向に分割して短尺とすることができるため、成形が容易となり生産性を向上させることができる。
【００１０】
又、円筒状成形体１３を、相隣なる同士の円弧状予備成形体１４のつなぎ目１５の位置が、図３に示すようにそれぞれ４５゜ずつずれるように配置しているので、図４および図５から明らかなようにつなぎ目１５をどの極間においても均等に配置させることができるため、磁極間に磁力の差が生じるのを防止して、モータ特性の改善を図ることが可能になる。
【００１１】
なお、上記構成では、４個の円弧状予備成形体１４を円環状に組み合わせて円筒状成形体１３を形成するとともに、この円筒状成形体１３を、相隣なる同士の円弧状予備成形体１４のつなぎ目１５の位置がそれぞれ４５゜ずつずれるように配置し、軸方向に４段積み重ねることにより、極間に存在するつなぎ目１５を均等に配置させるようにしているが、勿論これに限定されるものではなく、今、円弧状予備成形体１４の数をＡ、円筒状成形体１３の積み重ね段数をＢ、着磁される極数をＣとした場合、Ａ、ＢをＡ×ＢがＣの整数倍となる数にするとともに、円筒状成形体１３を３６０゜／Ｃの角度だけずらして順次積み重ねるようにすれば、上記と同様の効果を発揮することができる。
【００１２】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における回転子の構成を示す斜視図、図７は図６におけるリング型磁石の構成を示す斜視図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。１６は円筒状成形体１７を図７に示すように複数段（図示は４段）積み重ねて、固着一体化することにより形成されるリング型磁石であり、回転軸１１の外周部に嵌合して固着一体化されている。
【００１３】
そして、円筒状成形体１７はラジアル方向に配向が施された所定の個数（図示は４個）の円弧状予備成形体１４を円環状に組み合わせるとともに、円弧状予備成形体１４のつなぎ目が、相隣なる円筒状成形体１７同士で周方向に４５゜ずつずれるように配置して、各円弧状予備成形体１４および円筒状成形体１７の各つなぎ目に、例えばチタン酸系セラミックス等のような高電圧抵抗を有する部材を充填させて高電圧抵抗層１８を形成して構成されている。
【００１４】
このように上記実施の形態２によれば、各円弧状予備成形体１４および円筒状成形体１７の各つなぎ目に、高電圧抵抗を有する部材を充填させて高電気抵抗層１８を形成するようにしているので、リング型磁石１６内部に発生する渦電流を抑制してモータ特性の向上を図ることができる。
【００１５】
なお、上記実施の形態１および２では、焼結または焼成されたリング型磁石１２、１６をそれぞれ回転軸１１の外周部に嵌合させて、回転子を構成するようにしているが、予め焼結または焼成された円弧状予備成形体１４を、例えば０．０５ｍｍ直径の樹脂、セラミックスまたはガラスビーズ入りの接着剤で固着してそれぞれリング型磁石１２、１６を形成し、回転子を構成するようにしても良く、この場合、予め焼結された円弧状予備成形体１４を用いてリング型磁石１２、１６を形成するようにしているため、リング型磁石１２、１６を形成した後に焼結する場合に、円弧状予備成形体１４間に異なる組成の層が存在することによって焼結不良が発生する等の事態を回避することができ、生産性の向上を図ることが可能になる。
【００１６】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３におけるリング型磁石の要部の構成を展開して示す展開図、図９（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の実施の形態３におけるリング型磁石の要部の図８とは異なる構成をそれぞれ展開して示す展開図である。
図において、１９はラジアル方向に配向が施され、軸方向両端面に周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置（図においては頂点）が着磁される磁極の中心と一致する凹部２０および凸部２１が形成された円弧状予備成形体、２２はこの円弧状予備成形体１９を所定の個数（図示は４個）だけ円環状に組み合わせて形成される円筒状成形体で、円弧状予備成形体１９のつなぎ目２１が相隣なる同士で４５゜ずつずれるよう複数段積み重ねてリング型磁石２３が構成されている。
【００１７】
このように上記実施の形態３によれば、円弧状予備成形体１９の軸方向両端面に、周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置が着磁される磁極の中心と一致する凹部２０および凸部２１を形成するようにしているので、凹部２０および凸部２１を組み合わせるだけで積み重ねる際の位置決めができるため、生産性の向上を図ることが可能になる。
なお、上記構成では凹、凸部２０、２１の形状を円弧状としているが、これに限定されるものではなく、図９（Ａ）に示すように円弧状予備成形体２４の凹、凸部２５、２６を三角形状、又、図９（Ｂ）に示すように円弧状予備成形体２７の凹、凸部２８、２９を矩形状等に形成しても上記と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、ラジアル配向が施された複数の円弧状予備成形体を円環状に組み合わせて円筒状成形体を形成するとともに、円筒状成形体を軸方向に複数段積み重ねて、軸方向に相隣なる円筒状成形体同士の円弧状予備成形体のつなぎ目を周方向にずらして固着一体化したので、磁極間に磁力の差が生じるのを防止して、モータ特性の改善を図ることが可能なリング型磁石を提供することができる。
【００１９】
又、円弧状予備成形体の数をＡ、円筒状成形体の積み重ね段数をＢ、着磁される極数をＣとした場合、Ａ、ＢをＡ×ＢがＣの整数倍となる数にするとともに、円筒状成形体を３６０゜／Ｃの角度だけずらして順次積み重ねられているので、磁極間に磁力の差が生じるのを防止して、モータ特性の改善を図ることが可能なリング型磁石を提供することができる。
【００２０】
又、円弧状予備成形体の軸方向両端面に、周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置が着磁される磁極の中心と一致する凹、凸部が周期的に形成されているので、位置決めを容易とし生産性の向上を図ることが可能なリング型磁石を提供することができる。
【００２１】
又、この発明の請求項２によれば、請求項１のリング型磁石を回転軸の外周部に備えたので、モータ特性の改善を図ることが可能な回転子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における回転子の構成を示す斜視図である。
【図２】 図１におけるリング型磁石の構成を示す斜視図である。
【図３】 図２における円筒状成形体の相隣なる同士の位置関係を展開して示す展開図である。
【図４】 図２におけるリング型磁石の１段目と３段目の円筒状成形体の着磁されたＮ、Ｓ極の位置と、円弧状予備成形体のつなぎ目の位置の関係を示す平面図である。
【図５】 図２におけるリング型磁石の２段目と４段目の円筒状成形体の着磁されたＮ、Ｓ極の位置と、円弧状予備成形体のつなぎ目の位置の関係を示す平面図である。
【図６】 この発明の実施の形態２における回転子の構成を示す斜視図である。
【図７】 図６におけるリング型磁石の構成を示す斜視図である。
【図８】 この発明の実施の形態３におけるリング型磁石の要部の構成を展開して示す展開図である。
【図９】 この発明の実施の形態３におけるリング型磁石の要部の図８とは異なる構成をそれぞれ展開して示す展開図である。
【図１０】 従来の異方性リング型磁石の構成を一部を展開して示す斜視図である。
【図１１】 図１０における異方性リング型磁石の予備成形体のつなぎ目の位置と、着磁されたＮ、Ｓ極の位置の関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１１ 回転軸、１２，１６，２３ リング型磁石、１３，１７，２２ 円筒状成形体、
１４，１９，２４，２７ 円弧状予備成形体、１５ つなぎ目、１８ 高電気抵抗層、
２０，２５，２８ 凹部、２１，２６，２９ 凸部。

Claims (2)

1. ラジアル配向が施された複数の円弧状予備成形体を円環状に組み合わせて円筒状成形体を形成するとともに、上記円筒状成形体を軸方向に複数段積み重ねて、上記軸方向に相隣なる円筒状成形体同士の上記円弧状予備成形体のつなぎ目が周方向にずれて固着一体化されているリング型磁石であって、
   上記円弧状予備成形体の数をＡ、上記円筒状成形体の積み重ね段数をＢ、着磁される極数をＣとした場合、上記Ａ、ＢをＡ×Ｂが上記Ｃの整数倍となる数にするとともに、上記円筒状成形体を３６０゜／Ｃの角度だけずらして順次積み重ねられていると共に、
   上記円弧状予備成形体の軸方向両端面に、周方向どの位置においても軸方向長さが同じとなるように、且つその所定の位置が着磁される磁極の中心と一致する凹、凸部が周期的に形成されていることを特徴とするリング型磁石。
2. 請求項１に記載のリング型磁石を回転軸の外周部に備えたことを特徴とする回転子。

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