JPH05199724A

JPH05199724A - 電動機

Info

Publication number: JPH05199724A
Application number: JP4007860A
Authority: JP
Inventors: Hisao Igarashi; 久男五十嵐; Masahiko Kurosawa; 雅彦黒澤
Original assignee: Shibaura Engineering Works Co Ltd
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1992-01-20
Filing date: 1992-01-20
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【構成】回転子９の軸方向端部に外径を小さくする環
状の段部を形成し、この段部に嵌合する環状の永久磁石
１２を備え、この永久磁石１２をラジアル異方性のプラ
スチックマグネットで構成し、この永久磁石１２を前記
段部に接着して取り付けた電動機。【効果】段部と永久磁石１２との間には、熱膨張係数
が近似しており、運転によって温度変化があっても両者
間における嵌合関係が変化せず、接着で十分取付け強度
を得ることができる。そして、永久磁石１２をラジアル
異方性にしたことで磁束密度が大きく、ホ―ル素子１４
で検出される信号が固定子などの他の磁束の影響を受け
なくなり、確実な制御ができるようになり、回転数制御
を行う電動機の製造を画期的に良くすることができ、そ
の効果は実質的に格別のものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転子に取り付けられ
る永久磁石の回転数をホ―ル素子で検出して回転数制御
を行う電動機に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】印加電圧
などによって回転数が変化する電動機の回転数制御は、
回転子の回転数を検出してフイ―ドバックする方法が一
般的である。

【０００３】この様な方法は、構造が簡単になるばかり
か、比較的正確で広範囲の回転数制御ができるといった
特徴があった。

【０００４】しかしながら、回転子に永久磁石を取り付
けるのに種々の問題点があった。

【０００５】すなわち、回転子は、鉄心と二次導体のア
ルミニウムなどによって構成され、しかも、固定子との
間に形成される隙間が０．１ｍｍ程度の僅かなものであ
り、永久磁石を取り付ける部分がなく、回転子を支持す
る軸上に回転子と並べるように取り付けていた。

【０００６】しかし、軸上に回転子と永久磁石とを並べ
て備えると軸長が長くなり、しかも、これらの構成部品
をフレ―ムの中に収容しなければならないため、外形が
大きくなるといった欠点を有していた。

【０００７】また、回転子の二次導体となるエンドリン
グの端部を切削して環状の段部を形成し、この段部にリ
ング状の永久磁石を嵌合することが試みられているが、
この場合、永久磁石とエンドリングとの熱膨張係数が異
なるため、接着で固定すると運転による発熱などによっ
て脱落することがあった。

【０００８】特に、安価な焼結フェライトマグネットを
使用すると温度差が大きくなると簡単に割れるといった
問題点があった。

【０００９】また、永久磁石は、磁束密度が低いと固定
子の磁束の影響を受けるため、永久磁石の磁束を検出す
るホ―ル素子に磁気的なＳＮ比が悪くなり、誤動作の原
因になった。

【００１０】このため、永久磁石の磁束密度を大きくす
る必要があり、磁束密度の高いラジアル異方性にする
と、環状に形成した場合に簡単に割れるといった欠点を
有していた。

【００１１】このため、環状の永久磁石を回転子に一体
に取り付けるには、割れたり脱落したりしないようにネ
ジ止めするなどの機械的な取り付け方法に頼っており、
さらに機械的強度の十分な構造が望まれていた。

【００１２】本発明は、この様な事情に鑑みてなされた
ものであり、簡単に回転子と永久磁石とを一体にして信
頼できる回転数制御が行える電動機を提供することを目
的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転子の軸方
向端部にアルミニウムからなるエンドリングを形成し、
このエンドリングの外側に外径を小さくする環状の段部
を形成し、この段部に嵌合する環状の永久磁石を備え、
この永久磁石をラジアル異方性のプラスチックマグネッ
トで構成し、前記永久磁石を前記段部に接着して取り付
けたことによって問題点を解決している。

【００１４】

【作用】エンドリングに接着して取り付けられる永久
磁石は、プラスチックマグネットによって構成されてい
るため、エンドリングと永久磁石との間には、熱膨張係
数が近似しており、運転によって温度変化があっても両
者間における嵌合関係が変化せず、接着で十分取付け強
度を得ることができる。

【００１５】そして、磁束密度が大きく、ホ―ル素子で
検出される信号が固定子などの他の磁束の影響を受けな
くなり、確実な制御ができるようになる。

【００１６】

【実施例】本発明を図面に示された一実施例に基づいて
説明すると、図１は、本発明の一実施例による電動機の
半断面図である。

【００１７】図２は、回転子に永久磁石を取り付ける状
態を示す要部斜視図である。

【００１８】図３は、回転子に永久磁石が取り付けられ
た状態を示す縦断面図である。

【００１９】図４は、固定子を形成する状態を示した要
部縦断面図である。

【００２０】図１において、電動機は、鉄心１に巻線２
が巻装され固定子Ａを形成し、固定子Ａの外側がプリミ
ックスによるモ―ルドでフレ―ム３が形成されている。

【００２１】そして、フレ―ム３の一方には、フレ―ム
３と一体に軸受ハウジング４が形成されており、軸受５
ａを備えると共に軸６を支承している。

【００２２】さらに、フレ―ム３の他方には、ブラケッ
ト７が嵌合されている。ブラケット７は、フレ―ム３に
ネジ８によって固定されており、軸受５ｂを備え、軸６
を支承している。

【００２３】軸６には、回転子９が備えられており、回
転子９は、積層鋼板によって鉄心を構成し、アルミニウ
ムによる二次導体が形成される篭型回転子を構成してお
り、二次導体を形成するエンドリング１０、１１を備え
ている。

【００２４】そして、一方のエンドリング１１は、環状
の永久磁石１２を備えており、この永久磁石１２は、ラ
ジアル異方性のプラスチックマグネットによって構成さ
れている。

【００２５】固定子Ａには、鉄心１の軸方向にプリント
基板１３が備えられており、プリント基板１３には、ホ
―ル素子１４が取り付けられて永久磁石１２に対向する
ように構成されている。

【００２６】そして、プリント基板１３は、温度リレ―
１５を備えており、巻線２の温度を検出するように構成
され、温度リレ―１５は、プリント基板１３を支持する
支持部１６に形成された切欠部によって支持されてお
り、支持部１６は、鉄心１を絶縁する絶縁層に一体に形
成されているものである。

【００２７】さらに、プリント基板１３には、ブッシン
グ１７を介してリ―ド線１８が引き出されており、外部
の制御回路や電源に接続されるように構成されている。

【００２８】図２において、回転子９は、積層鋼板とア
ルミニウムによる二次導体とによって篭型回転子を形成
しており、一方の二次導体であるエンドリング１１の軸
方向の端部が環状に切削されて段部１９を形成してい
る。

【００２９】そして、この段部１９に環状の永久磁石１
２が嵌合されるように構成されている。

【００３０】さらに、この環状の永久磁石１２は、ラジ
アル異方性のプラスチックマグネットによって構成さ
れ、周方向に極ＮＳが配極されており、段部１９に接着
剤で固定されるように構成されている。

【００３１】図３において、回転子９は、段部１９に永
久磁石１２が嵌合されており、両者の間は、接着剤によ
って接着固定されている。

【００３２】そして、段部１９と永久磁石１２との断面
積がほぼ同じになるように構成され、段部１９に永久磁
石１２が取り付けられた状態では、回転子９の外径と永
久磁石１２の外径とが同一になるように構成されてい
る。

【００３３】図４において、固定子Ａの形成は、鉄心１
の外側を覆うように備えられた絶縁層２０と一体に形成
された支持部１６にプリント基板１３が支持されてお
り、支持部１６は、切欠部２１が形成され、温度リレ―
１５をプリント基板１３によって押えるようにして支持
している。

【００３４】そして、鉄心１は、芯金２２に支持される
と共に上型２３ａと下型２３ｂとによって形成されるモ
―ルド型に治められている。

【００３５】さらに、モ―ルド型には、プリミックス２
４が充填され、フレ―ム３を形成するように構成されて
いる。

【００３６】また、ホ―ル素子１４は、プリント基板１
３に固定された状態でプリミックスによってモ―ルドさ
れ、回転子９に取り付けられた永久磁石１２に対向する
位置に備えられている。

【００３７】この様な構成において、電動機は、積層鋼
板によって鉄心１を形成し、絶縁層２０を備えて巻線２
を巻装し、プリント基板１３などを組み立て、治具２２
および上型２３ａ、下型２３ｂによってプリミックス２
４でモ―ルドし、フレ―ム３を形成する。

【００３８】そして、回転子９は、同じく鋼板にアルミ
ニウムで二次導体を形成し、篭型回転子を構成し、一方
のエンドリング１１に段部１９を形成する。

【００３９】そして、この段部１９は、軸６と同軸的に
形成されているため、機械で切削してもよいが、アルミ
ニウムで成型する際、成型によって同時に形成してもよ
い。

【００４０】ただし、一般には、アルミニウムの成型は
精度があまり良くなく、永久磁石１２を取り付けた際の
精度が十分に得られない場合は、切削できる寸法を残し
ておき、精度が得られるように少し切削するように構成
するとよい。

【００４１】さらに、形成された段部１９に永久磁石１
２を嵌合し、接着剤を浸透させて固定する。

【００４２】この場合、段部１９に先に接着剤を塗布し
ておくことも可能であり、接着剤の性質によって都合の
良い接着を行うことができる。

【００４３】前者の段部１９に永久磁石１２を嵌合して
から接着剤を浸透させる方法では、低粘度の瞬間接着剤
が適し、後者の先きに段部に接着剤を塗布しておく方法
では、高粘度の一般的なボンドを用いると都合が良い。

【００４４】特に永久磁石１２がプラスチックマグネッ
トであるため、接着剤に対する結合力が大きく、また、
アルミニウムによって形成される段部１９の接着面につ
いても、磁器の如く表面が滑かではなく、接着剤による
結合力は十分であり、確実に接着ができ、また、あまり
接着剤の種類が特定されることがなく、製造上の都合が
良い。

【００４５】この様に組み立てられた電動機は、回転子
９が回転することによって回転子９と一体の永久磁石１
２が回転し、この永久磁石１２のＮＳ極が走行すること
をホ―ル素子１４が検出し、回転子９の回転数を検出す
ることがきる。

【００４６】そして、このホ―ル素子１４の検出した信
号は、図示されない制御回路へ伝達され、演算されて固
定子Ａに印加する電圧を制御し、適切な回転数が得られ
るように動作する。

【００４７】この様なホ―ル素子１４に現れる信号は、
永久磁石１２がラジアル異方性のため、従来に比し表面
の磁束密度が２００ガウス程度向上し、大きくＳＮ比が
向上して固定子Ａなどから発生する磁束の影響を受ける
ことが少なくなり、確実な制御ができるようになる。

【００４８】また、永久磁石１２がプラスチックマグネ
ットで形成されているため、電動機が運転停止を繰り返
したり、あるいは寒暖の激しい場所で使用された場合で
も、段部１９と永久磁石１２との熱膨張係数が近似して
おり、影響を受けることがない。

【００４９】さらに、永久磁石１２は、プラスチックマ
グネットのため、成型性が良く、任意の形状を得ること
ができるため、多機種にわたる電動機の製造に効果的で
ある。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、エンドリングと永久磁
石との間には、熱膨張係数が近似しており、運転によっ
て温度変化があっても両者間における嵌合関係が変化せ
ず、接着で十分な取付け強度を得ることができる。

【００５１】そして、磁束密度が大きく、ホ―ル素子で
検出される信号が固定子などの他の磁束に影響を受けな
くなり、確実な制御ができるようになり、回転数制御を
行う電動機の製造を画期的に良くすることができ、その
効果は実質的に格別のものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電動機の半断面図であ
る。

【図２】回転子に永久磁石を取り付ける状態を示す要部
斜視図である。

【図３】回転子に永久磁石が取り付けられた状態を示す
縦断面図である。

【図４】固定子を形成する状態を示した要部縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１……鉄心２……巻線層３……フレ―ム１０……回転子１１……エンドリング１２……永久磁石１３……プリント基板１４……ホ―ル素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子に同軸的にリング状の永久磁石を取
付け、この永久磁石に近接するホ―ル素子を備えて回転
数を検出する電動機において、回転子の軸方向端部にアルミニウムからなるエンドリン
グを形成し、このエンドリングの外側に外径を小さくする環状の段部
を形成し、この段部に嵌合する環状の永久磁石を備え、この永久磁石をラジアル異方性のプラスチックマグネッ
トで構成し、前記永久磁石を前記段部に接着して取り付けたことを特
徴とする電動機。