JP5282577B2 - モータ - Google Patents

Description

この発明は、モータに関する。

モータとして、ステータと、ステータに対向するように配置された円筒状の永久磁石と、永久磁石を支持するロータ本体とを備えているものは、ポンプ等を駆動する装置としてよく知られている。

このようなモータを得るに際しては、通常、ロータ本体にリング状磁石材（着磁前のリング磁石）を嵌め合わせた後に、着磁ヨークを使用して磁石材を着磁することで、着磁後の永久磁石をロータ本体に嵌め合わす工程を不要なものとしている（特許文献１）。

特開平１１−２８８８１３号公報

ロータ本体の形状は、一般的には、一様な断面を有する中実の軸とされるが、使用用途によっては、軸の端部または中間部にフランジ部（軸から突出した部分）が設けられて、ここに永久磁石が配置されることがあり、この場合に、上記従来の着磁方法を適用すると、フランジ部に近い部分の着磁が弱くなり、モータトルクが低下することとなる。

すなわち、図３に示すように、着磁ヨーク(21)は、コイル(22)に電流を流すことで着磁するもので、その両端部(22a)(22b)は、着磁力が弱いことから、従来では、図３（ａ）に示すように、コイル(22)の両端部（コイルエンド）(22a)(22b)が磁石材（完成品としての永久磁石）(23)にかからないようにして着磁を行うようになっている。

これに対し、図３（ｂ）に示すように、永久磁石(23)がその下端部をロータ本体(4)のフランジ部(4b)に近接させて軸部(4a)に取り付けられている構成とする場合、同様の着磁ヨーク(21)を使用して着磁しようとすると、コイル(22)の下端部(22a)が磁石材（完成品としての永久磁石）(23)にかかることになり、永久磁石(23)の下端部に不完全着磁領域が生じる。これを避けるには、永久磁石(23)の下端をフランジ部(4b)から所定量離せばよいが、この場合には、離した分だけモータが大きくなり、小型化という点で不利なものとなる。

この発明の目的は、永久磁石がその一端部をフランジ部に近接させて軸部に取り付けられている場合においても、不完全着磁領域が存在することなく、これによって小型化することが可能なモータを提供することにある。

この発明によるモータは、ステータと、ステータに対向するように配置された円筒状の永久磁石と、永久磁石を支持するロータ本体とを備えているモータにおいて、ロータ本体は、軸部およびフランジ部を有し、永久磁石は、その一端部がロータ本体のフランジ部に近接するようにロータ本体の軸部に取り付けられているとともに、フランジ部に近い側が環状に配置された複数のセグメント磁石とされ、残りの部分が一体のリング磁石とされていることを特徴とするものである。

複数のセグメント磁石がフランジ部に近い側に配置されていることで、リング磁石となる磁石材を着磁ヨークを使用して着磁した場合に、不完全着磁領域となる部分が存在しないものとなる。これにより、モータトルクを低下させることなく、永久磁石をロータ本体のフランジ部に近接して取り付けることができ、モータの小型化が可能となる。

ロータ本体は、磁性体（例えば、Ｓ４５Ｃ、ＳＣＭなどの炭素鋼）製とされ、通常、中実または中空の軸（モータシャフト）とされるが、モータシャフトとなる軸とは別体の筒状体とされて軸に取り付けられることもある。

複数のセグメント磁石およびリング磁石は、接着剤またはその他の適宜な手段によってロータ本体に取り付けられる。

好ましくは、複数のセグメント磁石は、着磁された状態で、ロータ本体に取り付けられ、リング磁石は、着磁前の状態でロータ本体に取り付けられ、その後に着磁される。着磁後のリング磁石をロータ本体に嵌め合わせる場合、ロータ本体が磁性体製であるので、磁力が嵌合作業の障害となるという問題があり、ロータ本体に取り付けた後に着磁することで、この問題を解消することができる。

ロータ本体に永久磁石を設けるには、まず、着磁済みのセグメント磁石をロータ本体に貼り付け、次いで、着磁前のリング磁石材をロータ本体に嵌め合わせ、次いで、着磁ヨークにロータ本体および磁石材を挿入して磁石材に着磁すればよい。

この発明のモータによると、永久磁石のフランジ部に近い側が環状に配置された複数のセグメント磁石とされ、残りの部分が一体のリング磁石とされているので、モータトルクを低下させることなく、永久磁石をロータ本体のフランジ部に近接して取り付けることができ、モータの小型化が可能となる。

図１は、この発明によるモータの実施形態を示す正面図である。 図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、この発明によるモータの製造工程の一部を示す図である。 図３（ａ）は一般的な従来のモータを示し、図３（ｂ）は本発明が対象としている従来のモータを示している。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、上下は、各図の上下をいうものとする。

モータ(1)は、表面磁石形ブラシレスモータであり、図１に示すように、ハウジング(5)に取り付けられるステータ(2)と、ステータ(2)に対向するように配置される円筒状の永久磁石(3)と、永久磁石(3)が取り付けられているロータ本体(4)とを備えている。

ロータ本体(4)は、軸部(4a)と、軸部(4a)の下端部に一体に設けられたフランジ部(4b)とを有している。

永久磁石(3)は、その下端部がロータ本体(4)のフランジ部(4b)に近接するように、かつ、その外周面が所定の間隙をおいてステータ(2)の内周面に対向するように、ロータ本体(4)の軸部(4a)に取り付けられている。ステータ(2)には、複数相（３相）のモータコイル(2a)が巻かれている。

永久磁石(3)は、ロータ本体(4)のフランジ部(4b)に近い側にあって環状に配置された複数（例えば１０個）のセグメント磁石(11)と、残りの部分を形成している一体のリング磁石(12)とからなる。

複数のセグメント磁石(11)は、着磁された状態で、ロータ本体(4)に取り付けられ、リング磁石(12)は、着磁前の状態でロータ本体(4)に取り付けられ、その後、複数のセグメント磁石(11)の磁極の配列と同じになるように着磁されている。

ロータ本体(4)に永久磁石(3)を設けるには、まず、図２（ａ）に示すように、複数の着磁済みのセグメント磁石(11)をロータ本体(4)のフランジ部(4b)に近接させてその軸部(4a)に接着剤で貼り付け、次いで、図２（ｂ）に示すように、着磁前のリング磁石材(13)を複数のセグメント磁石(11)に接するようにロータ本体(4)の軸部(4a)に嵌め合わせて、接着剤で固定する。リング磁石材(13)は、まだ着磁されていないので、この嵌め合わせは容易に行うことができる。次いで、図２（ｃ）に示すように、着磁ヨーク(21)にロータ本体(4)を挿入し、コイル(22)に電流を流して着磁を行う。ここで、コイル(22)の下端部(22a)は、着磁力が弱い箇所であるが、この部分(22a)は、複数のセグメント磁石(11)に対向しており、リング磁石材(13)（完成品としてのリング磁石(12)）にはかからないようになっている。したがって、従来のものでは、図３（ｂ）に示したように、コイル(22)の下端部(22a)が磁石材（完成品としての永久磁石）(23)にかかることになり、永久磁石(23)の下端部に不完全着磁領域が生じるのに対し、図２（ｃ）においては、このような不完全着磁領域は存在しておらず、モータトルクの低下が防止されている。

(1) モータ
(3) 永久磁石
(4) ロータ本体
(4a) 軸部
(4b) フランジ部
(11) セグメント磁石
(12) リング磁石

Claims (1)

1. ステータと、ステータに対向するように配置された円筒状の永久磁石と、永久磁石を支持するロータ本体とを備えているモータにおいて、
   ロータ本体は、軸部およびフランジ部を有し、永久磁石は、その一端部がロータ本体のフランジ部に近接するようにロータ本体の軸部に取り付けられているとともに、フランジ部に近い側が環状に配置された複数のセグメント磁石とされ、残りの部分が一体のリング磁石とされていることを特徴とするモータ。

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