JP5812683B2 - 永久磁石モータ - Google Patents
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Description
しかしながら、本従来技術では磁性体のヨークで永久磁石の位置固定を実施することは、永久磁石の磁束がヨークと交叉し渦電流を発生させ、それが渦電流損失となり永久磁石モータの効率を低下させるという問題がある。
このように、未着磁永久磁石のズレを防止するためには組立装置やその工程が複雑になり作業工数が大きくなり製造原価が高くなるという課題があった。
着磁済永久磁石と積層電磁鋼板との摩擦係数より、着磁済永久磁石と接着剤との摩擦係数が小さく、接着剤が硬化するまでは接着剤自体が潤滑材の役目を果たしてしまう。そのため、吸引力による摩擦力が小さくなり着磁済永久磁石と積層電磁鋼板との間にズレが生じてしまう。
したがって、着磁済永久磁石の接着に際しても、未着磁済永久磁石の接着と同様な課題があった。
このため、塗布する接着剤の量を調節し最適な厚さとするが、着磁済永久磁石を積層電磁鋼板に接着させる場合、磁気吸引力により積層電磁鋼板に着磁済永久磁石が押し付けられる。そのため、着磁済永久磁石へ最適な厚みで塗布した接着剤が押し出され、接着剤の厚さが変化してしまう。
前記鍔により永久磁石がX方向へのズレ(積層電磁鋼板の積厚方向)やZ方向に波打つことを簡単に防止できるので、特殊な治具を使うこと無く、永久磁石を積層電磁鋼板へ簡便に接着できる。そのため、永久磁石のズレが防止でき、同時に磁束乱れとそれによる渦電流損失が低減でき、高性能・高効率の永久磁石モータを製造できる。
しかしながら、本発明である永久磁石保持部材を利用することにより、接着剤の漏れおよび除去を不要にでき、良好な外観とリサイクル性の向上が可能となるという効果もある。
永久磁石1は図1のような平板状であり、裏面の接着剤塗布面2の中心に接着剤を塗布し、積層電磁鋼板3に設けられた永久磁石用溝部4に永久磁石保持部材5を介して貼り付ける。永久磁石保持部材5には図1と図2に示すように、磁石側の鍔5aと積層電磁鋼板側の鍔5bと接着剤充填部5cとを設け、鍔5aで永久磁石1と永久磁石保持部材5とを、鍔5bで永久磁石保持部材5と積層電磁鋼板3とを、それぞれの位置に固定し保持する。
また、接着剤塗布面2に塗布された接着剤は、貼付けた際に永久磁石1の自重もしくは磁気吸引力等によって、接着剤を押し拡げることで、接着剤の厚さと面積を接着剤充填部5cの空隙の厚さと面積(薄板部の切抜かれた部分の面積)にできる。
さらに、図2(c)に示すように永久磁石保持部材5の鍔5aを内側に曲げ、永久磁石1を挟み込むようにしてもよい。
永久磁石保持部材5の鍔5aに切り欠け部5fを設け、磁石接着作業の際に磁石を把持(挟み込む)する治具と永久磁石保持部材5との接触を防ぎ、永久磁石1の積層電磁鋼板3の接着を安定かつ完全なものとできる効果がある。
永久磁石保持部材5の幅を永久磁石用溝部4の幅よりも短い構造とすることで、位置決め及び接着剤が硬化するまでの永久磁石1の固定、永久磁石1と積層電磁鋼板3との間の空隙形成機能を有したまま、使用する部材の量を削減可能となる効果がある。
本実施例では、永久磁石用溝部4の中心に永久磁石保持部材5を1つ設置しているが、永久磁石用溝部4の両側(凸部7近傍)にそれぞれ1つ計2つ配置しても同等の効果がある。
さらに本例では、積層電磁鋼板3の永久磁石用溝部4の幅が異なる(図1より広いないし狭い)場合にも柔軟に配置可能である。そのため、積層電磁鋼板3が異なっても本発明の永久磁石保持部材5を使用した安定かつ堅牢な永久磁石1の接着が可能である。
なお、本図4では、鍔5a、5bの幅と橋部5eを同一であるかのように例示しているが、鍔5a、5bの幅を永久磁石用溝部4の幅と略同寸でも良い。
図中(a)のように永久磁石保持部材5を分割し「コ文字型(Z方向から目視)」の部材とすることで、積層電磁鋼板3の積厚6が異なった場合でも永久磁石保持部材5を追加加工せず使用でき、図4の実施例3と同様に、永久磁石1の積層電磁鋼板3への安定かつ強固な接着が可能である。
なお、永久磁石保持部材5の分割位置は図5(a)のように等分で無くともよいことは言うまでもない。
さらに、図4のように分割した永久磁石保持部材5を2つではなく、1つのみ使用し永久磁石1を積層電磁鋼板3へ接着しても良い。
本実施例は片側の位置決めのみ実施すれば良い場合であり、永久磁石保持部材5の片方の鍔5a、鍔5bを削除し「U文字型(Z方向から目視)」の部材とすることで、開口部5dから故意に接着剤を少量溢れさせ、接着剤の充填を確認可能とする構造である。
(1)永久磁石保持部材5を積層電磁鋼板3に接着させる。
(2)接着完了後に永久磁石1を積層電磁鋼板3に接着させる。
の順に2段階接着でも良い。
さらに図(c)のように永久磁石保持部材5の両方の鍔5bに開口部5dを設けた構造でも、接着剤の充填を確認可能とできる効果がある。
図(a)のように、永久磁石保持部材5の接着剤充填部5cを積層電磁鋼板3の表面形状や接着に必要とされる面積(永久磁石1の裏面2の面積の50%以上とすることが望ましい)及び強度などに合わせて、任意の形状で複数設ける構造でも良い。
図中では丸形(正円)で切り抜いているが、楕円、三角、四角、十字、星状などの形状でも良い。
図9(a)の永久磁石モータ15は、積層電磁鋼板3の内周側に、内周側がN極となる永久磁石10とS極となる永久磁石11を交互に配列し、永久磁石保持部材5で接着したものである。なお、内周には励磁部であるボビンコイル部8(ボビン本体に巻き線を複数回巻いた構造)を配置する。ボビンコイル部8は、ボビンコイル80とボビンコイル81とのペアを複数使用し構成される。
永久磁石10と永久磁石11を複数個設置(接着)した積層電磁鋼板3を固定子として用いること、ないし回転子として用いることも可能で、その場合、ボビンコイル部8は、逆に回転子ないし固定子となる。
(a)の積層電磁鋼板3の溝の間に、(b)のような切り欠け部5fを有する永久磁石保持部材5を設置する。このとき、永久磁石保持部材5に接着剤を塗布しておき積層電磁鋼板3に固定し保持させても良い。
または、鍔5bのみで製作された永久磁石保持部材5を積層電磁鋼板3の積厚方向の両側に、予め、接着させておく方法でも良い。
なお、永久磁石保持部材5による永久磁石1のN極12からS極13への磁束の乱れを低減するため、永久磁石保持部材5の鍔5b部分が永久磁石3のN極部分ないしS極部分の一方は完全に露出(図10ではN極12)させ、もう片方は一部が露出(図10ではS極13)させることが望ましい。
または、永久磁石保持部材5の鍔5b部分を、やすり等の研磨治具で削り取る方法を用いても良い。この場合は、磁束の乱れの低減や良質な外観が得られる効果があると共に、永久磁石モータをリサイクル(分解して、材料毎に仕分ける)する場合、接着剤で固着した永久磁石1と積層電磁鋼板3との分離が簡単な治具(例えば、マイナスドライバなど)で容易に行える効果もある。
2 接着剤塗布面
3 積層電磁鋼板
4 永久磁石用溝部
5 永久磁石保持部材
5a、5b 鍔
5c 接着剤充填部
5d 開口部
5e 橋部
5f 切り欠け部
6 積厚
7 凸部
8 ボビンコイル部
80、81 ボビンコイル
9a、9b 永久磁石モータ断面図
10 N極側永久磁石
11 S極側永久磁石
12 N極
13 S極
15、16 永久磁石モータ
Claims (17)
- 固定子と対向する側に、回転軸方向及び回転方向の長さが永久磁石の回転軸方向及び回転方向の長さと概略同一となる溝部を有する回転子と、前記永久磁石を保持する永久磁石保持部材を介して、該永久磁石を前記溝部に配置する永久磁石モータであって、
前記永久磁石保持部材が、
前記回転子と前記永久磁石の回転軸方向端面に渡って接触する鍔部と、
回転軸方向に前記溝部の回転軸方向長さと同じ長さ延伸すると共に前記溝部の底面積よりも小さい面積を有する板状部材からなり、前記溝部の底面と、前記永久磁石との対向面に挟まれる橋部とを備え、
前記橋部が、前記鍔部と接続されたものであり、
前記回転子、前記永久磁石及び前記永久磁石保持部材が、接着剤で固着されたものである永久磁石モータ。 - 請求項1に記載の永久磁石モータであって、
前記回転子と前記永久磁石の回転軸方向端面と対向する反対側端面に、前記鍔部を更に備え、
該鍔部と前記橋部とが更に接続するものである永久磁石モータ。 - 回転軸方向及び回転方向の長さが永久磁石の回転軸方向及び回転方向の長さと概略同一となる溝部を有する回転子と、前記永久磁石を保持する永久磁石保持部材を介して、該永久磁石を前記溝部に配置する永久磁石モータであって、
前記永久磁石保持部材が、
前記回転子と前記永久磁石の回転軸方向端面に渡って接触する鍔部と、
回転軸方向に前記溝部の回転軸方向長さの1/2より短く延伸すると共に前記溝部の底面積よりも小さい面積を有する板状部材からなり、前記溝部の底面と、前記永久磁石との対向面に挟まれる板状部材からなる橋部とを有し、該橋部が、前記鍔部と接続されたものであり、
前記永久磁石保持部材が、
前記回転子と前記永久磁石の回転軸方向に対向する両端面側に夫々配置され、
前記回転子、前記永久磁石及び前記永久磁石保持部材が、接着剤で固着されたものである永久磁石モータ。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の永久磁石モータであって、
前記鍔部の前記永久磁石と接触する第1部分と、前記回転子と接触する第2部分との少なくとも一方が回転軸方向内側に傾斜し、内側への付勢力を有するものである永久磁石モータ。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の永久磁石モータであって、
前記橋部が、中央部分が切り抜かれた板状部材である永久磁石モータ。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の永久磁石モータであって、
前記橋部が、十字形状の板状部材である永久磁石モータ。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の永久磁石モータであって、
前記橋部が、複数の丸形状、四角形状、三角形状、星形状、十字形状の何れか1つ或いはこれらの組合せで等間隔に切り抜かれた板状部材からなるものである永久磁石モータ。 - 請求項4〜7の何れか一項に記載の永久磁石モータであって、
前記第1部分の回転方向端部の中央近傍に、切り欠け部を有するものである永久磁石モータ。 - 請求項1〜8の何れか一項に記載の永久磁石モータであって、
前記回転子が、積層鋼板からなるものである永久磁石モータ。 - 固定子と対向する側に、回転軸方向及び回転方向の長さが永久磁石の回転軸方向及び回転方向の長さと概略同一となる溝部を有する回転子とを備え、前記溝部に前記永久磁石を配置する永久磁石モータの永久磁石保持部材であって、
前記回転子と前記永久磁石の回転軸方向端面に渡って接触する鍔部と、
回転軸方向に前記溝部の回転軸方向長さと同じ長さ延伸すると共に前記溝部の底面積よりも小さい面積を有する板状部材からなり、前記溝部の底面と、前記永久磁石との対向面に挟まれる橋部とを備え、
前記橋部が、前記鍔部と接続されたものであり、
少なくとも前記橋部が、前記回転子及び前記永久磁石と共に接着剤で固着されるものである永久磁石保持部材。 - 請求項10に記載の永久磁石保持部材であって、
前記回転子と前記永久磁石の回転軸方向端面と対向する反対側端面と接触する前記鍔部を更に備え、
該鍔部と前記橋部とが更に接続するものである永久磁石保持部材。 - 回転軸方向及び回転方向の長さが永久磁石の回転軸方向及び回転方向の長さと概略同一となる溝部を有する回転子とを備え、前記溝部に前記永久磁石を配置する永久磁石モータの永久磁石保持部材であって、
前記回転子と前記永久磁石の回転軸方向端面に渡って接触する鍔部と、
鍔部と接続されて、回転軸方向に前記溝部の回転軸方向長さの1/2より短く延伸すると共に前記溝部の底面積よりも小さい面積を有する板状部材からなり、前記溝部の底面と、前記永久磁石との対向面に挟まれる橋部とを有し、
前記回転子と前記永久磁石の回転軸方向に対向する両端面側に夫々配置されて、前記回転子及び前記永久磁石と共に前記橋部が接着剤で固着されるものである永久磁石保持部材。 - 請求項10〜12の何れか一項に記載の永久磁石保持部材であって、
前記鍔部の前記永久磁石と接触する第1部分と、前記回転子と接触する第2部分との少なくとも一方が回転軸方向内側に傾斜し、内側への付勢力を有するものである永久磁石保持部材。 - 請求項10〜13の何れか一項に記載の永久磁石保持部材であって、
前記橋部が、中心部分が切り抜かれた板状部材からなるものである永久磁石保持部材。 - 請求項10〜13の何れか一項に記載の永久磁石保持部材であって、
前記橋部が、十字形状の板状部材からなるものである永久磁石保持部材。 - 請求項10〜13の何れか一項に記載の永久磁石保持部材であって、
前記橋部が、複数の丸形状、四角形状、三角形状、星形状、十字形状の何れか1つ或いはこれらの組合せで等間隔に切り抜かれた板状部材からなるものである永久磁石保持部材。 - 請求項13〜16の何れか一項に記載の永久磁石保持部材であって、
前記第1部分の回転方向端部の中央近傍に切り欠け部を有するものである永久磁石保持部材。
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