JPH04185248A - 永久磁石回転子 - 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、ブラシレスモーターの回転子に係り、特にヨ
ークの周面に放射状に突出した４つ以上の磁極を有し、
これらの磁極の１つおきに回転中心に対して同一極が対
向するようにして永久磁石を貼着した永久磁石回転子に
関するものである。

〔従来の技術〕

一般にブラシレスモーターの回転子として、円筒状のヨ
ークの外周に断面円弧状の永久磁石を貼付けた永久磁石
回転子が知られている。

第６図は永久磁石形回転子を有する従来のブラシレスモ
ーターの構造の概略を示している。全体を符号１で示す
ブラシレスモーターはモーターケース２を有し、このケ
ース２は円筒状の側壁３とこの側壁の両端を閉じる前面
４と後面板５とを有している。側壁３の内側には複数の
駆動コイル６が円筒形をなすように配列され、壁面に固
定されている。永久磁石回転子７の中心に回転軸８が同
心的に固定されている１回転軸８は永久磁石回転子７の
両端より突出し、一端がモーターケース２の後面板５に
装着された軸受１０によって回転自在に支承されている
０回転軸８の他端はモーターケース２の前面板４に装着
された軸受１２によって回転自在に支承されている。モ
ーターケース２の側壁３の内側には円環状の磁極センサ
ー支持部材１３が設けられ、永久磁石形回転子７の表面
の近傍に位置するように複数の磁極センサー１４が保持
されている。

第７図は従来の永久磁石形回転子７を示しており、回転
軸８が円筒状のヨーク３０に挿入され、回転軸８が円筒
状のヨーク３０に挿入され、回転軸８とヨーク３０が一
体に構成されている。ヨーク３０の外周には、外側がＮ
極、内側Ｓ極に着磁された円弧状の一対の永久磁石３１
ａと、外側がＳ極、内側Ｎ極に着磁された円弧状の一対
の永久磁石３１ｂが交互に貼着されている。このブラシ
レスモーター１においては、前記磁極センサー１４によ
って永久磁石回転子７の磁極位置を検知し、図示しない
制御回路によって対応する。駆動コイル６に電流を流し
、電流と磁束の相互作用によって永久磁石回転子７を回
転させる１回転された永久磁石回転子７の磁極位置は再
び磁極センサー１４によって検知され、前記制御回路に
よって異なる駆動コイル６に電流が供給され、再び永久
磁石回転子７が回転駆動される。前記の動作を繰り返す
ことにより、永久磁石回転子７は連続的に回転し、その
回転力が動力として回転軸８を介してモーター外部に取
り出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の永久磁石回転子の場合、４極の回
転子の場合は４つの永久磁石を必要とし構造が複雑であ
り、必要な部品の数も多いという問題があった。

さらに永久磁石の温度特性よくするために磁石の軍みを
厚くすると４倍の材料のコストアップにつながった。

そこで本発明の目的は、永久磁石の磁極同士の反発によ
って磁石の数の２倍の磁極を有し、かつ永久磁石の温度
特性を低コストで製作可能な永久磁石回転子を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の永久磁石形回転子
は、永久磁石を有するブラシレスモーターの回転子にお
いて、積層された複数のけい素鋼板よってヨークが形成
され、このヨークは外周上に少なくとも４つの偶数の磁
極を有し、これらのｍ極には永久磁石を貼着するスロッ
トが一磁極おきに中心からほぼ等距離に設けられ、この
スロットには回転軸に面する側の面が同一の磁性を有す
るように永久磁石を貼着されていることを特徴とするも
のである。

〔作用〕

上記本発明の永久磁石回転子は、その磁極に永久磁石が
一同一磁極を対向させて一磁極おきに配置されているの
で、永久磁石の同一磁極か互し１に反発し、磁力線が永
久磁石が貼着されていない磁極から出入りし、この磁極
が磁力をもつ、このことにより、貼着された永久磁石の
数の２倍の磁極数を有する永久磁石回転子を得ることが
できる。

さらにヨークが鋼板の積層されたものから構成されてい
る場合は、渦電流が小さく鉄損が少ない。

〔実施例〕

以下に本考案の一実施例について添付の図面を参照して
説明する。

第１図は本考案による永久磁石形回転子を有するブラシ
レスモーターを示しており、全体を符号１で示すブラシ
レスモーターは周囲を包囲するモ−ターケース２を有し
、このモーターケース２は円筒状の側壁３と前面板４と
後面板５とから構成されている。側壁３の内側には複数
の駆動コイル６が円筒形をなすように配列され、壁面に
固定されている。永久磁石回転子７の中心に回転軸８が
同心的に固定されている０回転軸８は永久磁石回転子７
の両端より突出し、一端がモーターケース２の後面板５
に装着された軸受１０によって回転自在に支承されてい
る０回転軸８の他端はモーターケース２の前面板４に装
着された軸受１２によって回転自在に支承されている。

モーターケース２の側壁３の内側には円環状の磁極セン
サー支持部材１３が設けられ、永久磁石形回転子７の表
面の近傍に位置するように複数の磁極センサー１４が保
持されている。

このブラシレスモーター１においては、前記磁極センサ
ー１４によって永久磁石形回転子７の磁極位置を検知し
、図示しない制御回路によって対応する駆動コイル６に
電流を流し、電流と磁束の相互作用によって永久磁石回
転子７を回転させる。

回転された永久磁石形回転子７の磁極位置は再び磁極セ
ンサー１４によって検知され、前記制御回路によって異
なる駆動コイル６に電流が供給され、再び永久磁石回転
子７が回転駆動される。上記の動作を繰り返すことによ
り、永久磁石回転子７は連続的に回転し、その回転力が
動力として回転軸８を介してモーターの外部に取り出さ
れる。

第２図及び第３図は本発明の永久磁石回転子と永久磁石
回転子を構成するけい素鋼板との一実施例を示している
。永久磁石回転子７のヨーク１５は複数のけい素鋼板１
６が回転軸８の軸方向に積層され、型押しされて長方形
に陥没させられたカシメ部１７を互いに圧入することに
より一体に接号されている。

けい素鋼板１６の表面には無機質の絶縁被膜が施され、
銅板の厚みが０．３５ｍｍあるいは０゜５ｍｍのいずれ
かであり、第３図に示すように互いに９０°の角度をな
して放射上に突出した４つの先端円弧状の磁極１８ａ、
１８ｂを有し、これらの磁極のうち互いに対向する２つ
の磁極１８ａに永久磁石を貼着する１対のスロット１９
が回転中心に関して対称にもうけられている。さらにけ
い素鋼板１６の中心には回転軸８を挿入するための回転
軸開口２１が設けられ、この間口２１の周縁部にはキー
溝２２が設けられている。

回転軸８は中央部が膨出し、前記回転子細開口２１に対
して隙間なく勘合する形状を有している。

けい素鋼板１６が一体に積層されてヨーク１５を構成し
た後に、前記回転軸８は回転軸開口２１に挿入されてい
る１回転軸８の膨出した中央部にはキー２３が設けられ
、前記キー溝２２と係合し、永久磁石回転子７が回転軸
８に対して回転しないように形成されている。また前記
ヨーク１５に一対の永久磁石２４．２５がＮ極を対向さ
せつつスロット１９に貼着されて′ＧＮる。この永久磁
石２４゜２５のＮ極が互いに対向して互いに反発するこ
とにより、磁極１８ａはＳ極、１８ｂはＮ極の極性を帯
び、永久磁石回転子７は全体として４極の永久磁石回転
子となる。第４図はモーターの内部にある時の永久磁石
回転子７の磁力線の流れを示しており、Ｓ極１８ａとＮ
極１８ｂの間には、切り欠は部２６が設けられ、永久磁
石２４のＮ極より出た磁力線は、永久磁石の互いに反発
して１８ｂの磁極面より出て駆動コイル６の内部を通り
、Ｓ極に達する。また前記カシメ部１７は長方形をなし
ており、この磁力線を干渉しないように長辺が永久磁石
回転子７の磁性の向きに対して４５＠の角度傾いている
。

第５図は６磁極を有する永久磁石回転子７の断面を示し
ている。この実施例において、各磁極は“互いに６０＠
の角度をなして放射状に突出し、これら磁極の１つおき
にＮ極を内側に配置した永久磁石２８　ａ、　　２８　
ｂ、　　２８　ｃが貼着されている。

ヨークの中心には回転軸を挿入する回転軸開口２１が設
けられており、この回転軸開口２１には回転軸が回転子
に対して回転するのを防止するキー溝２２が設けられて
いる。この実施例の各永久磁石２８　ａ、　　２８　ｂ
、　　２８　ｃはＮ極が内側に面するように配置されて
いるので、Ｎ極を出た磁束は図中示すように伯の永久磁
石のＮ極によって反発され、駆動コイル６の内部を通り
Ｓ極に達する。このことにより永久磁石を有する磁極は
Ｓ極、永久磁石を有しない磁極はＮ極の磁極の磁力を有
するようになる。

本実施例においては、永久磁石はプラセオジューム（Ｐ
ｒ）の合金による鋳造磁石を用いているが、鋳造型（ア
ルニコ磁石、プラセオジューム磁石）、焼結型磁石（フ
ェライト磁石、希土類磁石）、樹脂結合型磁石（フェラ
イト磁石、希土類磁石）のいずれかを用いることができ
る。またヨークの材質をけい素鋼板を用いているが焼結
合金、塊状鉄、冷間圧延鋼材＜５ｐｃｃ材）のいずれか
を用いることができる。

前記永久磁石は、回転子の軸方向と一致する辺の長さが
、回転子の回転方向に接する辺の長さの２倍から５倍の
範囲の断面矩形の延板状であるため、従来の磁石と比較
して加工が容易である。

一方本発明のヨーク１５のけい素鋼板１６はプレス加工
によって形成されるので、高い生産性を得ることができ
、さらに精密な外径寸法の回転子をえることができる。

〔発明の効果〕

以上の実施例の説明より明らかなように本発明によれば
、けい素鋼板の外周上に放射状に４つ以上の複数磁極を
設け、その磁極の１つおきにスロットを設け、このスロ
ットに回転中心に対して同一の磁性を有するように永久
磁石を貼着することにより、磁極同士の反発によって永
久磁石の数の２倍の磁極数を有する永久磁石回転子を得
ることができる。

さらに永久磁石の使用枚数が少ないことより、磁石の厚
みを厚くしてもコストがあがらず、そして磁石の厚みを
瑠す分さらに熱による永久磁石の高温度特性も向上する
。またヨークが積層された鋼板で構成されている場合に
は鉄損を最小限度にすることができるし、ヨークが焼結
合金や塊状鉄の場合は、材料コストが安くかつヨークの
強度をさらに保つことができる。また本発明の永久磁石
は簡単な形状に形成されており、加工が簡単であり、永
久磁石の製作が極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の永久磁石回転子を有するブラシレス
モーターの横断面図。 第２図は、本発明の永久磁石回転子の斜視図。 第３図は、本発明の永久磁石回転子の正面断面図。 第４図は、ブラシレスモーターの内部における本発明の
永久磁石回転子の磁力線を示す正面断面図。 第５図は、６磁極を有する本発明の永久磁石回転子の正
面断面図。 第６図、従来の永久磁石回転子を有するブラシレスモー
ターの横断面図。 第７図は、従来の永久磁石回転子の斜視図。 １・・・ブラシレスモーター、７・・・永久磁石回転子
、１５・・・ヨーク、１６・・・けい素鋼板、　１７　
・　・　・カシメ＊　　１８ａ、　　１８ｂ　・　・　
・磁極、１９・・・スロット、２４．２５・・・永久磁
石、２７・−−スロット、　　２８　ａ、　　２８　ｂ
＋２８ｃ・・・永久磁石 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　鈴木喜三部　他１名 １Ｂ２図 １８へ ｊＩ３ｖ！１ １１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）永久磁石を有するブラシレスモーターの回転子にお
   いて、回転子のヨークの外周上には少なくとも４つの偶
   数の磁極を有し、これらの磁極には永久磁石を貼着する
   スロットが一磁極おきにヨークの外周面に中心からほぼ
   等距離に設けられ、このスロットには回転軸に面する側
   の面が同一の磁性を有するように永久磁石が貼着されて
   いてかつヨークは積層された複数のけい素鋼板よって形
   成されていることを特徴とする永久磁石回転子。 ２）鋳造型アルニコ磁石、鋳造型プラセオジューム磁石
   、焼結型フェライト磁石、焼結型希土類磁石、樹脂結合
   型フェライト磁石、樹脂結合型希土類磁石のいずれか１
   つを用いたことを特徴とする請求項１記載の永久磁石回
   転子。 ３）前記ヨークは焼結合金によって構成されていること
   を特徴とする請求項１記載の永久磁石回転子。 ４）前記ヨークは塊状鉄によって構成されていることを
   特徴とする請求項１記載の永久磁石回転子。 ５）前記ヨークは冷間圧延鋼材（ＳＰＣＣ材）によって
   構成されていることを特徴とする請求項１記載の永久磁
   石回転子。