JP6720123B2 - モータ用永久磁石を用いた直流モータ - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係る直流モータの断面を示す図である。なお、図1は、直流モータ1の回転軸Oと垂直方向の断面を示している。図1に示す直流モータ1は、モータフレーム10、モータ用永久磁石20およびロータ30を有する。直流モータ1は、ロータ30に流れる電流の向きを切り替えて、磁力の反発および吸引の力による回転力を生成させる。
磁気ベクトルの方向を表すための角度について、基本となる角度を機械角と称する。図1の下部には、機械角の定義を記載している。機械角は、図1の9時の方向(左方向)を0°として、そこから時計回りに12時の方向(上方向)を90°、3時の方向(右方向)を180°、6時の方向(下方向)を270°とする。したがって、図1のAの位置が角度0°であり、Bの位置が角度180°である。
図1では、モータ用永久磁石20中の矢印によって、磁気ベクトルを示している。磁気ベクトルの方向は、磁極の中心(例えば45°の位置)と磁極の境界(例えば90°の位置)との間において、45°の範囲で徐々に変化する。なお、磁気ベクトルの方向の分布が図1に示す分布となるように、モータ用永久磁石20に対して着磁を行う。
〔実験例1〕
等方性Nd−Fe−B系磁石粉末とエポキシ樹脂と硬化剤とを混合し、圧縮成形して成形体を得た。次いで、上記成形体を加熱してエポキシ樹脂を熱硬化させて被着磁体を得た。次いで、着磁ヨークを用いて内周着磁による着磁処理を行い、等方性Nd−Fe−B系磁石粒子およびエポキシ樹脂硬化物を含むボンド磁石を得た。すなわち、図1に示す形状を有するモータ用永久磁石を得た。このモータ用永久磁石と、モータフレームおよびロータとを用いて、図1に示す構成を有する直流モータを得た。直流モータは、二対の対向する辺と4つの角部を有し、各角部は円弧形状からなる形状を有していた。辺の長さL1、L2は略等しい大きさで18mm、モータ用永久磁石の内径は15.3mm、モータフレーム厚W1は0.9mmであった。
着磁ヨークの形状を変更したほかは、実験例1と同様にして、モータ用永久磁石および直流モータを得た。図6は、直流モータにおけるコギングトルク波形を測定した結果を示す図である。実験例2において、磁極の境界から±10°の範囲における磁気ベクトルの角度の変化率は、1.18であり、コギングトルクは、1.14mNmであった。
着磁ヨークの形状を変更したほかは、実験例1と同様にして、モータ用永久磁石および直流モータを得た。図7は、直流モータにおけるコギングトルク波形を測定した結果を示す図である。実験例3において、磁極の境界から±10°の範囲における磁気ベクトルの角度の変化率は、1.65であり、コギングトルクは、0.52mNmであった。
着磁ヨークを用いて外周着磁を行ったほかは、実験例1と同様にして、モータ用永久磁石および直流モータを得た。図8は、直流モータにおけるコギングトルク波形を測定した結果を示す図である。実験例4において、磁極の境界から±10°の範囲における磁気ベクトルの角度の変化率は、1.72であり、コギングトルクは、0.48mNmであった。
着磁ヨークを用いて外周着磁を行ったほかは、実験例1と同様にして、モータ用永久磁石および直流モータを得た。図9は、直流モータにおけるコギングトルク波形を測定した結果を示す図である。実験例5において、磁極の境界から±10°の範囲における磁気ベクトルの角度の変化率は、1.90であり、コギングトルクは、0.96mNmであった。
着磁ヨークの形状を変更したほかは、実験例1と同様にして、モータ用永久磁石および直流モータを得た。実験例6において、磁極の境界から±10°の範囲における磁気ベクトルの角度の変化率は、1.54であり、コギングトルクは、0.78mNmであった。
着磁ヨークの形状を変更したほかは、実験例1と同様にして、モータ用永久磁石および直流モータを得た。実験例7において、磁極の境界から±10°の範囲における磁気ベクトルの角度の変化率は、1.24であり、コギングトルクは、1.07mNmであった。
Claims (1)
- 二対の対向する辺の端部が曲部により接続された筒状のモータフレームと、
前記モータフレームの内側に配置されたモータ用永久磁石と、
前記モータ用永久磁石の内側に配置された6個の突極を有するロータと、を有する直流モータであって、
前記モータフレームは、前記二対の対向する辺はそれぞれ18mmで、厚さは0.9mmであり、
前記モータ用永久磁石は、4極の磁極を有する筒状であって、
等方性Nd−Fe−B系磁石粒子およびバインダー樹脂硬化物を含み、バインダー樹脂を熱硬化させたボンド磁石であり、
断面の外周は、二対の対向する辺の端部が曲部により接続された形状であり、断面の内周が円であり、
前記円の半径方向における前記内周と前記外周との厚みのうち最厚部に形成された磁極の中心において、磁気ベクトルの方向が、前記最厚部の厚み方向に対して平行または略平行であり、
前記円の半径方向における前記内周と前記外周との厚みのうち最薄部に形成された磁極の境界において、磁気ベクトルの方向が、前記最薄部の厚み方向に対して垂直または略垂直であり、
前記磁極の境界から±10°の範囲における前記磁気ベクトルの角度の変化率が1.55以上1.85以下である、直流モータ。
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