JPH0567155U - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可撓性磁石をケースに組み込んだ状態で可撓性
磁石に適度な反発力をもたせて、ケースからの可撓性磁
石の抜け強度を安定的に確保し、可撓性磁石をケースに
組み込んだあと、磁石内面の真円度を安定的に確保し、
磁石と電機子とのエアギャップを縮めて特性の向上を図
ることができる回転電機を提供する。 【構成】円筒状のケースの内面に円筒状に形成されて固
定され界磁を形成する短冊状の可撓性磁石と、可撓性磁
石内に設けられる電機子とを備え、可撓性磁石をケース
に圧入したときの圧縮係数をＡとしたとき、１．０１５
≦Ａ≦１．０４７となるように設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、円筒状のケースの内面に短冊状の可撓性磁石を円筒状に形成して固 定し界磁を形成してなる回転電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

短冊状に形成した可撓性のゴム磁石やプラスチック磁石を円筒状に形成して円 筒状のケースの内面に固定する場合、磁石の内周側の周長と外周側の周長が異な るために、内周側で圧縮応力が、外周側で引っ張り応力が作用し、磁石が変形し て真円度が悪くなるなどの問題を生じていた。

【０００３】 そこで、可撓性磁石を円筒状に形成して円筒状のケースの内面に固定した状態 で大きな応力が作用しないように工夫したものが提案されている。実開昭６３− ４１６９号公報記載のものがその例であり、これを図６ないし図８に示す。図６ に示す例は、厚さ方向に二分した短冊状の可撓性磁石２２，２３を円筒状に形成 して円筒状のケース２１の内面に重ねて固定したもので、外周側の磁石２２の周 方向の長さよりも内周側の磁石２３の周方向の長さを短くしたものである。図７ に示す例は、可撓性磁石３２にケース３１の軸線方向に複数の切り溝３３を形成 した上で円筒状に形成し、ケース３１の内面に固定したものである。図８に示す 例は、可撓性磁石４２にケース４１の周方向に複数の切り溝４３を形成して円筒 状に形成し、ケース４１の内面に固定したものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

図６に示す従来例によれば、可撓性磁石を円筒状に形成したとき発生する応力 を小さくすることができ、また、図７、図８に示す従来例によれば、可撓性磁石 を円筒状に形成したとき切り溝の部分で応力を逃がすことができ、大きな応力が 発生することによる不具合を防止することができる。しかし、上記何れの従来例 でも、可撓性磁石を円筒状に形成したとき、できるだけ圧縮反発力を発生させな いようにするものであるため、可撓性磁石をケースに組み込んだ状態での可撓性 磁石の反発力が弱く、ケースからの可撓性磁石の抜け強度を安定的に確保できな いし、可撓性磁石をケースに組み込んだあと、磁石内面の真円度を安定的に確保 できず、設計上、ケース寸法や磁石寸法や磁石の硬度が変わると抜け強度や真円 度も変わってしまうという問題がある。また、図７、図８に示す例では切り溝の 部分でバリが発生し、さらに図７の例では磁石の内周面が多角形状になり、この ようなバリや多角形状の内面に電機子が接触しやすいため、磁石と電機子との間 のエアギャップを大きくしなければならないという問題がある。

【０００５】 本考案は、このような問題点を解消するためになされたもので、可撓性磁石を ケースに組み込んだ状態で可撓性磁石に適度な反発力をもたせて、ケースからの 可撓性磁石の抜け強度を安定的に確保するとともに、可撓性磁石をケースに組み 込んだあと、磁石内面の真円度を安定的に確保し、もって、磁石と電機子とのエ アギャップを縮め、特性の向上を図ることができる回転電機を提供することを目 的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記の目的を達成するために、可撓性磁石をケースに圧入したとき の圧縮係数をＡとしたとき、 １．０１５≦Ａ≦１．０４７ とした。

【０００７】

【作用】

可撓性磁石の圧縮係数Ａを１．０１５から１．０４７までの範囲に設定するこ とにより、可撓性磁石を円筒状に形成して円筒状のケースに組み込んだとき可撓 性磁石に適度の応力が作用して反発力が生じ、ケースからの可撓性磁石の抜け強 度が適宜の強さで確保され、可撓性磁石の内周面の真円度が向上する。

【０００８】

【実施例】 以下、図面を参照しながら本考案にかかる回転電機の実施例について説明する 。なお、本考案は回転電機であればモータにも発電機にも適用可能であるが、こ こではモータの場合を例にして説明することにする。 図１において、円筒状のケース１１の内周面には、円筒状に形成された可撓性 磁石１２が固定されている。可撓性磁石１２は界磁を形成しており、この可撓性 磁石の内周側には図示されない電機子が配置される。可撓性磁石１２と一体のケ ース１１と上記電機子のうち何れか一方が他方に対して回転するモータを構成し ている。

【０００９】 可撓性磁石１２は、ケース１１に組み込まれる前は図２に示すように短冊状を なしている。図１、図２に示すように、ケース１１に組み込まれる前の短冊状可 撓性磁石１２のケース１１の周方向に対する寸法すなわち長さ寸法をＬ、ケース １１に組み込まれる前の短冊状可撓性磁石１２のケース１１の半径方向に対する 寸法すなわち厚さ寸法をｔ、ケース１１の内径寸法をＤ、可撓性磁石１２を円筒 状に形成してケース１１の内面に圧入したときの可撓性磁石１２の圧縮係数、す なわちケース１１に組み込んだあとの可撓性磁石１２の長さ寸法に対するケース １１に組み込む前の可撓性磁石１２の長さの比をＡとしたとき、 Ｄ≧１１ｔ、 １．０１５≦Ａ≦１．０４７ Ｌ＝Ａπ（Ｄ−ｔ） となるように設定した。

【００１０】 可撓性磁石１２の例として、 フェライト滋粉が８５〜９３重量パーセントで残りがゴムバインダー サマリウム−コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）滋粉が８５〜９７重量パーセントで残り がゴムバインダー ネオジム−鉄−ボロン（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）滋粉が８５〜９９重量パーセントで 残りがゴムバインダー などがある。

【００１１】 可撓性磁石の圧縮係数Ａと、ケースからの可撓性磁石の抜け強度との関係を図 ３に示す。モータケースは有底円筒状になっていて抜け強度の実測に適しないた め、ここではモータケースの内径と同じ内径のヨーク１３の内面に、円筒状に形 成した可撓性磁石１２を嵌め込み、可撓性磁石１２にヨーク１３の軸線方向に押 圧力を加えて可撓性磁石１２が抜け落ちる押圧力を測定した。可撓性磁石１２が タケース１１から容易に抜け落ちることがなく、可撓性磁石１２をケース１１に 安定的に固定するには、抜け強度を１．０Ｋｇｆ以上確保することが望ましく、 そのためには圧縮係数Ａを１．０１５以上にすればよいことが図３からわかる。 抜け強度をできるだけ強くするには、圧縮係数Ａをできるだけ大きくすればよい が、圧縮係数Ａをあまり大きくすると抜け強度が大きくなりすぎて大きな内部応 力により可撓性磁石１２が変形し、さらにはケースに可撓性磁石１２を組み込む ことが不可能になってしまう。この点を勘案して、圧縮係数Ａは１．０４７を上 限とする。

【００１２】 図４は、可撓性磁石１２の圧縮係数Ａと、可撓性磁石１２をケースに組み込ん だときの真円度との関係を示すもので、（ａ）は磁石の硬度がショアーＤ４５° の場合、（ｂ）は磁石の硬度がショアーＤ３５°の場合を示す。ケース１１の内 径は２８ｍｍ、可撓性磁石１２の幅寸法は１３ｍｍ、厚さ寸法は１．８ｍｍとし た。ここで真円度とは、最大直径と最小直径との差のことであり、この差が小さ い方が真円度が良好ということになる。ケース１１の奥側と手前側で測定し、奥 側の測定結果を「〇」で、手前側の測定結果を「×」で区別してある。何れも４ 個の試料についての測定結果をとり、平均値を線で結んだ。図４（ａ）（ｂ）か らわかるように、可撓性磁石１２の硬度が変わっても同じような傾向を示す。モ ータの特性を向上させるためには、ケース１１に組み込んだ可撓性磁石１２の内 周面と、可撓性磁石１２の内方に組み込んだ電機子との間のエアギャップをなる べく小さくすればよく、そのためには、真円度が４０μｍ以下であることが要求 される。図４（ａ）（ｂ）から明らかなように、可撓性磁石の圧縮係数Ａが大き くなるに従って真円度はよくなっており、４０μｍ以下の真円度を得るには、圧 縮係数Ａを１．０１５以上にすればよいことがわかる。

【００１３】 図５は、ケース１１に組み込んだ可撓性磁石１２の内周面と、可撓性磁石１２ の内方に組み込んだ電機子１４との間のエアギャップＧと起動トルクとの関係を 示す。図５から明らかなように、エアギャップＧは起動トルク特性に大きく影響 し、エアギャップＧが大きくなるに従って起動トルクが低下する。可撓性磁石１ ２の真円度が悪いとエアギャップＧが大きくなるように設計しなければならず、 特性が悪化する。反対に、可撓性磁石１２の真円度が良好だとエアギャップＧが 小さくなるように設計することができ、特性が向上する。図５に示すように、実 用上必要な起動トルクを得るためにはエアギャップＧを０．３４ｍｍ以下にする 必要があり、そのときの真円度は４０μｍ以下にすればよいことになる。

【００１４】 以上、図３ないし図５について説明したとおり、円筒状のケースの内面に短冊 状の可撓性磁石を円筒状に形成して固定したとき、所定の抜け強度を得ることが でき、かつ、実用上必要な特性を得るための真円度を確保するためには、可撓性 磁石の圧縮係数Ａを１．０１５以上にすればよく、また、可撓性磁石を円筒状に 形成して円筒状のケースの内面に固定したとき可撓性磁石に生じる内部応力が大 きくなりすぎず、かつ、可撓性磁石をケースに嵌め込むときの作業性を考慮すれ ば、可撓性磁石の圧縮係数Ａの上限を１．０４７程度に設定すればよい。また、 可撓性磁石の抜け強度、組込作業性、特性等を総合的にみれば、可撓性磁石の圧 縮係数Ａは１．０３程度が最も適した値であり、この値を中心とした１．０２５ 〜１．０３５の範囲に設定するのがより好ましい。

【００１５】 なお、ケースの内径寸法Ｄに対して可撓性磁石の厚さ寸法ｔが一定の値以上に なると、ケースの内面に固定しようとして可撓性磁石を円筒状に形成したとき、 可撓性磁石が割れることがある。そこで、このような不具合が生じないように、 上記実施例では、Ｄ≧１１ｔ、すなわちケースの内径寸法Ｄは可撓性磁石の厚さ 寸法ｔの１１倍以上とした。

【００１６】 本考案は、モータにも発電機にも適用することができる。また、可撓性磁石を 有するケースが回転するタイプであっても、電機子側が回転するタイプ出会って も差し支えない。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、可撓性磁石を円筒状に形成して円筒状のケース内面に圧入し たときの可撓性磁石の圧縮係数Ａを１．０１５から１．０４７までの範囲に設定 したことにより、可撓性磁石に適度の応力が作用して反発力が生じ、ケースから の可撓性磁石の抜け強度が適宜の強さで確保されるとともに、可撓性磁石の内周 面の真円度が向上し、可撓性磁石と電機子との間のエアギャップを小さくして回 転電機の特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる回転電機の実施例を示す平面
図。

【図２】同上実施例に用いられる可撓性磁石のケースへ
の組込前の斜視図。

【図３】可撓性磁石の圧縮係数とケースからの抜け強度
との関係を示す線図。

【図４】可撓性磁石の圧縮係数と真円度との関係を磁石
の硬度別に示す線図。

【図５】界磁と電機子間のエアギャップと起動トルクと
の関係を示す線図。

【図６】従来の回転電機の例を示す正面断面図。

【図７】従来の回転電機の別の例を示す一部断面平面
図。

【図８】従来の回転電機のさらに別の例を示す正面断面
図。

【符号の説明】

１１ ケース １２ 可撓性磁石 １４ 電機子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のケースと、このケースの内面に
   円筒状に形成されて固定され界磁を形成する短冊状の可
   撓性磁石と、この可撓性磁石内に設けられる電機子とを
   備えた回転電機において、上記可撓性磁石を上記ケース
   に圧入したときの圧縮係数をＡとしたとき、 １．０１５≦Ａ≦１．０４７ となるように設けられてなる回転電機。