JPH0349545A - 永久磁石形同期モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は永久磁石形同期モータ、特にその回転子への永
久磁石固定構造に関する。

［従来の技術］ 回転子上に永久磁石を装着すると共に固定子に交流電圧
を印加して回転磁光を作り、両者間の吸引反発力を利用
して回転力を得る永久磁石形同期モータが周知である。

この種の同期モータにおいては、誘導電動機と異なり回
転速度がモータの極数と電源周波数で定まり、原理上負
荷によって変化しないので、レコードプレーヤ、テープ
レコーダなどの音響機器、コンピュータ周辺機器、一般
事務機、各種計測機、医療機器、タイマ機器など一定回
転数を必要とする各種用途に広く用いられている。

第６図に従来の特開昭５２−δＯ４５１号に示された永
久磁石形同期モータのロータ部の構造を一部側断面で示
す。

回転軸１０に軸支されたディスク状の回転子１２の外周
部近傍には一対の永久磁石１４ａ、１４ｂが両者間に強
磁性体１６を介して装着されている。

従って、不図示のケース内で前記回転子１２上の両永久
磁石１４ａ，１４ｂの両側で所定間隙を介して近接配設
された固定子巻線に交流電圧が印加されると回転子１２
と固定子との間に磁気力が生じ、永久磁石１４ａ，１４
ｂの磁極と固定子との間の吸引反発力により回転子１２
が回転を始めることになる。

ところで、上記従来における永久磁石形同期モータでは
、以下のような方法によりロータに永久磁石が固定され
ていた。

すなわち、まずディスク状の回転子１２を厚さ方向に２
分割し、永久磁石１４ａ，１４ｂ係合用の貫通孔１２ａ
，１２ｂを該回転子１２上に形成する。そして、回転子
１２の中央部に前記貫過孔１２ａ，１２ｂの径よりも若
干大きな幅を有する強磁性体１６を介挿する。

その後、回転子１２の両面から一対の永久磁石１４ａ，
１４ｂを嵌め込むことにより、強磁性体１６と両永久磁
石１４ａ、１４ｂとの吸引作用により結果として永久磁
石１４ａ，１４ｂは回転子１２上に安定固定されること
になる。

すなわち、永久磁石１４ａ，１４ｂが吸着する強磁性体
１６が回転子１２内に埋設固定されているので、磁気吸
着状態にある永久磁石１４ａ一強磁性体１６一永久磁石
１４ｂの組立体は軸方向にずれることがない。

［発明が解決しようとする課題コ しかしながら、上記従来の永久磁石形同期モータの永久
磁石固定構造では、組付け作業が複雑化すると共に、磁
気回路中における磁気抵抗が増大して本来のモータ性能
を十分に発揮させることができなくなってしまうという
不都合があった。

すなわち、上記構造によれば、両回転子片間に介在する
強磁性体１６が実質的な永久磁石の回転子への固定機能
を果しているわけであるが、強磁性体１６自体が磁気回
路中における磁気抵抗を生じさせ起磁力の損失を招くと
いう課題があった。

また、永久磁石１４ａ，１４ｂと強磁性体１６とは相互
に磁気吸引状態にあるとはいえ、ミクロ的に見ればその
相互吸着部には空気の層が介在するので、この部分も実
質的な磁気抵抗となって同様に起磁力の低下を引き起す
。

従って、このような従来構造では、両永久磁石１４ａ，
１４ｂとその外側に位置する不図示の固定子との間の空
間であるエアギャップ部に生じる磁束量が減少してしま
い、モータ性能を低下させる要因となってしまう。

また、強磁性体１６を装着あるいは埋込むために回転子
１２が縦に２分割されなければならず、回転子１２の加
工・組立が複雑化してしまうという問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的はモータの性能を低下させることなく簡単な構造
で永久磁石をディスク状の回転子に容易かつ確実に固定
し得る永久磁石形同期モータを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明によれば、ディスク
の永久磁石収納部は、その厚み方向略中央より軸方向の
両外側に向けて広がるテーパ而を有する貫通孔からなり
、前記各永久磁石は前記貫通孔に適合したテーパ面を有
する一対の永久磁石片からなり、前記各永久磁石の両永
久磁石片は、その相互磁気吸引力によって前記貫通孔の
テーパ面に神圧保持されることを特徴とする。

［作用］ 以上の如く構成される本発明によれば、回転子の永久磁
石収納部はディスク状回転子の厚さ方向略中央部から両
面に向けて広がるテーパ状の貫通孔として形成されてお
り、該両外側面から貫通孔の形状と合致する一対の永久
磁石片が挿入され、該両磁石相互が磁気吸引作用により
この貫通孔内で吸着状態におかれる。

両永久磁石片相互は貫通孔内で相互に強固に吸着状態に
あるので、分離することはない。

また、一体吸着状態にある一対の永久磁石片は前記貫通
孔のテーパ面により挿入側とは反対側の面から落下する
ということも生じない。

更に、両永久磁石片間に強磁性体を介在させる必要がな
いので磁気抵抗を最小限に抑制できる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。

なお、図中前記第６図に係る従来装置と同等の構成要素
には同一符号を付し、その説明を省略する。

第１図に本発明による永久磁石形同期モータの回転子へ
の永久磁石固定構造を示す。図において、回転軸ｌＯに
軸支されたディスク１８の周縁部近傍には両側に対称的
に開いたテーパ状の貫通孔１８ａが形成されている。

そして、該貫通孔１８ａには回転子１８の両面から一対
の永久磁石片２Ｑａ，２０ｂが抑人される。該両永久磁
石片２Ｑａ，２０ｂは貫通孔１８ａのテーパ形状と合致
する形状を有し、両永久磁石片２Ｑａ，２０ｂが挿入さ
れた状態で貫通孔１８ａがほぼ完全に閉塞状態におかれ
ることになる。

両永久磁石片２０ａと２０ｂとはその当接面が一方がＮ
極、他方がＳ極となるように挿入され、両者間には前記
従来のような強磁性体は介在しない。

この結果、両永久磁石片２０ａ，２０ｂは相互に吸引状
態におかれて一体固定されると共に、この一体化した永
久磁石は貫通孔１８ａのテーパ面により保持されて該貫
通孔１８ａからの脱落は確実に阻止される。前記貫通孔
１８ａ１永久磁石片２０ａ，２０ｂの挿入固定位置には
、接着剤も併用して用いることも好適である。

以上の如く構或される本発明によれば、両永久磁石片２
０ａと２０ｂとの間には強磁性体が介在しないので、そ
の部分での起磁力損失が生じることはなく、また両永久
磁石片２０ａ，２Ｏｂ間の微細な空気の層も１か所のみ
となり（上記従来構造では強磁性体１６と永久磁石片１
４ａ１強磁体１６と永久磁石片の１４ｂとの２か所）起
磁力損失を有効に減少することが可能となる。

従って、エアギャップ部に生じる磁束量も増大し、モー
タ性能の向上を得ることができる。

さらに、回転子１８本体が単一部品で構成されており、
かつ強磁性体を使用していないので部品点数が減少し、
加工組立などの製作時間を有効に低減し得る。

加えて、永久磁石片２０ａ，２０ｂの構造もテーパ状に
形成しているので、仮に接着剤が劣化したとしても永久
磁石片２０ａ，２０ｂ同士の吸引力が消滅しない限り軸
方向に磁石が移動することはない。

また、磁石に対向して固定子鉄心が存在するが、磁石片
２０ａ，２０ｂ同士の吸引力と磁石と鉄心間の吸引力の
大きさを比べれば、磁石と鉄心間にはエアギャップが存
在するために磁石同士の吸引力の方が格段に大きく、磁
石同士が離れるということはあり得ない。

第２図に第１図の部分側面を示す。図示例では、１２極
の回転子として構成されている。

上記構造により基本的に永久磁石の軸方向固定と起磁力
損失の低下防止を両立させることは可能となる。ところ
で、実際の製造過程において例えば貫通孔１８ａの両磁
石片２０ａ，２０ｂが接触する位置穴幅が過度に狭く加
工されて貫通孔１８ａと両磁石片２　０ａ，　２　０　
ｂとのはめあいが悪いと、両磁石片２０ａ−２０ｂ間に
生じる隙間が回路中の抵抗として作用し、起磁力が低下
してしまう恐れがある。

このためには、第３図に示すように、一方の永久磁石２
１ａの接合部の幅ｍ１をテーパ穴１８ａの最短幅Ｗより
も大きく形成し、かつ他方の永久磁石２１ｂの接合部の
幅ｍ２をテーパ穴１８ａの最短幅Ｗよりもさらに小さく
形成することにより解決できる。

すなわち、まず一方の永久磁石片２１ａを貫通孔１８ａ
に図の左方向から挿入することにより図示位置に位置決
めされる。その後、他方の永久磁石片２ｌｂを右方向か
ら挿入すれば永久磁石片２ｌｂの接合部はテーパ１８ａ
の最短幅部を越えて永久磁石２１ａの接合部と吸着状態
におかれ、この結果回転子１８に対する両磁石吸着状態
での相対位置は若干ずれるものの、モータ性能や磁気回
路特性に悪影響を及ぼすことなく上記実施例におけるも
のと同等の効果を保持可能となる。

なお、永久磁石片２ｌｂの下テーパ面と貫通孔１８ａの
下面との間に若干の隙間ができるが、両永久磁石片２１
ａ，２ｌｂの磁気吸着作用によって及び回転中は遠心作
用を受けるため、両者の挿入吸着時に図のような位置に
設定しておけば、径方向にずれるような不都合は生じな
い。

第４図は第３図の変形実施例を示し、左側の永久磁石２
３ａが最短幅部を越えた位置で位置決めされており、吸
着状態にある永久磁石片２３ｂの回転子１８に対する相
対位置は全体として右にずれた形となるが、この場合も
基本的には第３図の場合と変わりなく、両磁石は図の位
置で位置決め固定され、貫通孔１８ａと両磁石片２３ａ
，２３ｂとのはめあいの悪さを有効に捕償してモータ性
能を低下させることなく起磁力と位置決め性を安定的に
保持可能である。

なお、第３、４図は理解を容易化にするために貫通孔１
８ａと各永久磁石との関係を誇張して描かれており、実
際に生じるずれは極微小である場合がほとんどである。

また、このような永久磁石固定構造を有する回転子を組
み込んだ永久磁石形同期モータの全体構逍を部分断面で
第５図に示す。ケース２２内で回転する回転軸１０に支
持されたディスク１８上の永久磁石片２０ａ、２０ｂに
対しその両側にエアギャップＧａ，Ｇｂを介して巻線２
４ａ，２４ｂが巻回された固定子鉄心２６ａ、２６ｂが
前記ケース２２の内壁に固定されている。

従って、巻線２４ａ，２４ｂへの所定電圧印加により固
定子鉄心２６ａ、２６ｂは電磁石となり、永久磁石片２
０ａ，２０ｂとの間の回転磁力作用によりディスク１８
の回転作用が発生することになる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ディスク状の回転
子にテーパ状の貫通孔を形戊し、強磁性体を介在させる
ことなく該貫通孔形状に合致したテーパ状の一対の永久
磁石片を適合させるよう構成したので、簡単な構造で磁
気抵抗を最小限に抑制して起磁力損失を抑制しモータ性
能を向上可能になると共に、部品点数及び組立作業を簡
略化できる永久磁石形同期モータを実現することが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回転子への永久磁石構造を示す一
部側断面図、 第２図は第１図の部分側面図、 第３、４図はそれぞれ本発明の他の実施例に係る永久磁
石装着部の側断面図、 第５図は本発明に係る永久磁石形同期モータの全体構造
を示す部分断面図、 第６図は従来の永久磁石形同期モータの構造図である。 １０　・・・　回転軸 １８　・・・　ディスク １８ａ　　・・・　貫通孔 ２０　・・・　永久磁石

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数個の永久磁石を担持する永久磁石収納部を有する
   ディスクが軸支されてなる回転子と、該ディスクの永久
   磁石収納部と近接してディスクの両側に配置された固定
   子と、を含み、前記固定子と回転子間の磁気力を利用し
   て回転子に回転力を発生させる永久磁石形同期モータに
   おいて、 前記ディスクの永久磁石収納部は、その厚み方向略中央
   より軸方向の両外側に向けて広がるテーパ面を有する貫
   通孔からなり、 前記各永久磁石は、前記貫通孔に適合したテーパ面を有
   する一対の永久磁石片からなり、前記各永久磁石の両永
   久磁石片は、その相互磁気吸引力によって前記貫通孔の
   テーパ面に押圧保持されることを特徴とする永久磁石形
   同期モータ。