JPH09224339A - 永久磁石回転型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】永久磁石回転型モータにおける永久磁石の保護
を完全にして、モータの信頼性を向上させる。 【解決手段】ロータのカラー４Ａ及び永久磁石５の両端
面に密接するように保護プレート２０を配設する。保護
プレート２０は、内周部は回転軸４に外嵌するととも
に、永久磁石５と略同じ外径を有するリング状のプレー
トであって、アルミニウム，樹脂，鉄鋼等のように、永
久磁石５よりも機械的強度が高く且つ成形し易い材料で
形成する。保護プレート２０の角部２０ａを削ってここ
に滑らかな丸みを持たせる。さらに、永久磁石５及び保
護プレート２０の外周面と、保護プレート２０の外面側
の一部分を、熱収縮チューブ２１で覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、永久磁石回転型
モータに関し、特に、その信頼性の向上を図ったもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】外周に永久磁石が固定された回転自在の
ロータと、このロータを包囲する励磁コイルが捲線され
たステータとを有する永久磁石回転型モータは、電流供
給のためのブラシが不要であるため、ブラシを有するタ
イプのモータに比べて信頼性が高いという利点を有する
一方、一般に焼結成形の永久磁石は脆くて機械的強度が
低いため、著しい高速で長時間回転させたり、外部から
強い衝撃が加わったりすると、永久磁石が破損してしま
う可能性があった。

【０００３】このため、従来の永久磁石回転型モータに
あっては、その信頼性を上げるために、例えば図４に示
すように、回転軸４の外周にカラー４Ａを介して固定さ
れている永久磁石５の外周面をテープやスリーブ等の保
護材５Ａで覆うことにより、その機械的強度を補うよう
にしていた。しかし、図４に示すように永久磁石５の外
周面を保護材５Ａで覆うだけでは、確かに回転力に対す
る強度を高めることはできても、永久磁石５の端面を保
護するようにはなっていなかったため、その端面で剥離
等が生じてしまえば、永久磁石５から離脱した破片がモ
ータ内部に散らばってしまい、場合によっては散らばっ
た破片がロータ及びステータ間に挟まってモータロック
を招いてしまうことさえあった。

【０００４】従って、永久磁石５の端面をも保護材で覆
うことが望ましく、外周面及び端面の両方を少ない手間
で覆うためには、加熱すると被覆物体の形状に収縮する
熱収縮チューブを利用するのが有効である。つまり、永
久磁石５よりも長い熱収縮チューブで、そのチューブの
両端が永久磁石５の端面よりも外側に張り出すように永
久磁石５を包囲した後に加熱すれば、チューブの永久磁
石５外周を包囲する部分が熱収縮してその永久磁石５の
外周面を覆うとともに、チューブ端部が熱収縮して永久
磁石５の端面を覆うから、少ない手間で永久磁石５の外
周面及び端面の両方を保護材で覆うことができるのであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように熱収縮チューブを利用して永久磁石５の外周面及
び端面の両方を保護材で覆う場合には、永久磁石５の外
周面及び端面間の角部では熱収縮チューブの収縮率が他
の部分と大きく異なってしまうため、角部の保護材が極
端に薄くなって保護材の強度が低くなったり、或いは角
部の内側に空隙が出来て永久磁石５と保護材との密着が
不十分になったりして、保護材としての機能が十分に果
たせないことがあった。そして、永久磁石の角部に異物
が付着していたり、加熱・冷却が繰り返されるような使
用環境であったりすると、保護材としての機能が十分に
果たせなくなっているチューブの角部から破損が生じて
しまい、最も脆い永久磁石の角部の保護が行えなくなっ
てしまう。

【０００６】かかる不具合を避けるためには、永久磁石
５の角部を削って滑らかな丸みを持たせることが考えら
れるが、実際には、脆い永久磁石の角部を滑らかに削る
ことは困難であり、また性能上も好ましくない。また、
厚さ（外径）の大きい永久磁石を有するロータでは、特
にその端面を熱収縮チューブだけで完全に覆うことは困
難であった。

【０００７】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、永久磁
石の保護をより完全に行える構造の永久磁石回転型モー
タを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、外周に永久磁石が固定され
た回転自在のロータと、このロータを包囲する励磁コイ
ルが捲線されたステータと、を有する永久磁石回転型モ
ータにおいて、前記永久磁石の端面にその永久磁石と同
外径の保護プレートを配設するとともに、それら永久磁
石及び保護プレートの外周面を熱収縮チューブで覆っ
た。

【０００９】また、請求項２に係る発明は、上記請求項
１に係る発明である永久磁石回転型モータにおいて、前
記ロータを、回転自在の回転軸と、円筒形の前記永久磁
石と、これら回転軸及び永久磁石間に介在するカラーと
を備えて構成するとともに、前記保護プレートを、前記
カラーの端部に形成された鍔部とした。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
における永久磁石回転型モータとしてのブラシレスモー
タ１の断面図である。即ち、本実施の形態におけるブラ
シレスモータ１は、一方の底部が閉塞された円筒形のセ
ンタハウジング２Ａと、このセンタハウジング２Ａの他
方の開口端部を閉塞する略円板状のフロントハウジング
２Ｂとを有していて、センタハウジング２Ａの内側に
は、その軸心に沿って、フロントハウジング２Ｂ及びセ
ンタハウジング２Ａ底部にそれぞれ配設された軸受３
ａ，３ｂによって回転自在の回転軸４が配設されてい
る。なお、軸受け３ａは、フロントハウジング２Ｂの内
周部のかしめ部２ａとフロントハウジング２Ｂ外面側の
凸部２ｂとの間に挟まれて固定されており、軸受け３ｂ
は、センタハウジング２Ａの底部中央部分にはめ込まれ
て固定されている。

【００１１】また、回転軸４の周囲には、円筒形のカラ
ー４Ａが固定され、さらにカラー４Ａの外周にはモータ
駆動用の円筒形の永久磁石５が外嵌し固定されている。
このモータ駆動用の永久磁石５は、Ｓ極及びＮ極が周方
向に交互に且つ等間隔に着磁された磁石であって、これ
ら回転軸４，カラー４Ａ及び永久磁石５によってブラシ
レスモータ１の回転自在のロータ６が構成されている。
なお、カラー４Ａは、肉薄の永久磁石５を用いた場合で
も永久磁石５の磁極間のの磁路を確保するための部材で
あり、低炭素鋼等のように磁気回路に好適な材料で形成
されている。

【００１２】そして、センタハウジング２Ａの内周面に
はコア７が固定され、このコア７には永久磁石５を包囲
するように例えば３相の励磁コイル８が捲線されてい
て、これらコア７及び励磁コイル８によってブラシレス
モータ１のステータ９が構成されている。さらに、フロ
ントハウジング２Ｂの内面には、回転軸４と同軸に周方
向に連続した円周溝２ｃが形成されていて、その円周溝
２ｃには基板ホルダ１５が嵌め込まれている。基板ホル
ダ１５は、円周溝２ｃの内周側の立ち上がり面２ｄに嵌
め込まれる円筒部１５Ａと、この円筒部１５Ａの端部外
側に一体に形成され円周溝２ｃの底面に当接するフラン
ジ部１５Ｂと、軸受３ａの内端面側に近接するように形
成されたフランジ部１５Ｃと、から構成されていて、そ
の円筒部１５Ａの先端側は、励磁コイル８の内側に入り
込むようになっている。

【００１３】なお、基板ホルダ１５は、フロントハウジ
ング２Ｂを外面側から貫通するネジ１６を締結すること
により、フランジ部１５Ｂがフロントハウジング２Ｂ内
面に押し付けられて固定されるようになっている。一
方、回転軸４の永久磁石５よりも軸受３ａ側の部位であ
って励磁コイル８に包囲された部分には、位相検出用の
永久磁石１０が固定されており、その永久磁石１０に近
接するように、基板ホルダ１５の円筒部１５Ａ先端部内
側に回路基板１１が固定され、その回路基板１１には検
出素子１２が保持されている。なお、実際には検出素子
１２は、励磁コイル８の相数に対応して周方向に等間隔
に複数設けられているが、図１は断面図であるため、そ
の内の一つのみを示している。そして、検出素子１２の
出力がこれに対向する永久磁石１０の磁極によって変化
することを利用してロータ６の回転位置を認識し、それ
に応じて図示しないモータ駆動回路が励磁コイル８に適
宜電流を供給して励磁状態を切り換えることにより、ロ
ータ６を回転させてモータの回転出力を得るのである。

【００１４】そして、本実施の形態にあっては、ロータ
６のカラー４Ａ及び永久磁石５の両端面に密接するよう
に保護プレート２０を配設している。即ち、この保護プ
レート２０は、その一方の配設状態を拡大図示した図２
に示すように、内周部は回転軸４に外嵌するとともに、
永久磁石５と略同じ外径を有するリング状のプレートで
あって、アルミニウム，樹脂，鉄鋼等のように、永久磁
石５よりも機械的強度が高く且つ成形し易い材料で形成
されている。そこで、この実施の形態では、保護プレー
ト２０の角部２０ａを削ってここに滑らかな丸みを持た
せている。なお、図２にはカラー４Ａの一方の端部のみ
を図示しているが、他方の端部についても同様の構成で
ある。

【００１５】さらに、永久磁石５及び保護プレート２０
の外周面と、保護プレート２０の外面側（永久磁石５と
は逆側）の一部分（径方向外側の約半分）が、熱収縮チ
ューブ２１で覆われている。具体的には、熱収縮チュー
ブ２１は、収縮前の寸法で、その内径は永久磁石５外径
よりも若干大きく、その長さは永久磁石５及びその両端
の保護プレート２０を合わせた長さよりも若干長くて、
加熱して収縮すると、永久磁石５及び保護プレート２０
の外周面に密着するとともに、両端部が内側に湾曲する
ように収縮して保護プレート２０の外面側の一部分に密
着するようになっている。なお、熱収縮チューブ２１と
しては、一般の電線接続部の絶縁保護等に用いられてい
る公知の絶縁用熱収縮チューブが適用できる。

【００１６】そして、本実施の形態にあっては、保護プ
レート２０の角部２０ａに丸みを持たせているが、その
加工は永久磁石５を加工する場合に比べて極めて容易で
あるから加工コストが大幅に上昇することはない。しか
も、角部２０ａが丸みを有していれば、熱収縮チューブ
２１が収縮しても、その収縮後の肉厚にはムラが生じず
に均等な厚さになるから、永久磁石５や保護プレート２
０に密着することができる。よって、熱収縮チューブ２
１は、保護材としての機能を確実に発揮し、永久磁石５
の機械的強度の低さを十分に補うことができるから、永
久磁石５の破損を防止することができるし、仮に永久磁
石５が破損したとしても、その破片がブラシレスモータ
１内に飛び散ることもないから、モータロック等を招く
可能性も小さい。

【００１７】しかも、永久磁石５の両端は保護プレート
２０で覆うようにしているから、永久磁石５の外径が大
きい場合のように、熱収縮チューブ２１のみでは被覆が
不完全になるような条件下であっても、永久磁石５の外
周面及び端面を完全に覆うことができる。このように、
本実施の形態にあっては、保護プレート２０及び熱収縮
チューブ２１で永久磁石５を覆うようにしたため、永久
磁石５を完全に保護することができるから、永久磁石５
の耐久性が向上し、信頼性の高いブラシレスモータ１が
得られるのである。従って、本実施の形態のようなブラ
シレスモータ１は、例えば車両用の電動式パワーステア
リング装置の動力源のように走行時に外部から振動等が
入力される使用環境の厳しいモータとして好適である。

【００１８】図３は本発明の第２の実施の形態を示す図
であって、図２と同様の拡大断面図である。即ち、本実
施の形態では、上記第１の実施の形態における保護プレ
ート２０を省略し、カラー４Ａの両端部に径方向外側に
広がるように鍔部４Ｂを形成し、その鍔部４Ｂの外径
を、永久磁石５の外径に一致させている。なお、図３に
はカラー４Ａの一方の端部のみを図示しているが、他方
の端部についてもこれと同様の構成である。

【００１９】また、このカラー４Ａは、永久磁石５より
も機械的強度が高くて成形し易く、しかも磁気回路に好
適な鉄鋼等の材料で形成されていて、その鍔部４Ｂの角
部４ａには、滑らかな丸みを持たせている。その他の構
成は上記第１の実施の形態と同様である。このような構
成であっても、鍔部４Ｂが上記第１の実施の形態におけ
る保護プレート２０と同様の機能を発揮するから、上記
第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。

【００２０】しかも、保護プレートとしての鍔部４Ｂを
カラー４Ａと一体としているため、上記第１の実施の形
態に比べて、部品点数が削減され、組立時の手間が簡略
化できるという利点がある。なお、上記各実施の形態で
は、位相検出センサとしてホール素子等が適用できる検
出素子１２を設けた場合について説明したが、その場
合、ホール素子により磁極を検出する簡単な構造であっ
てもよいし、或いは、分解能を上げた磁気エンコーダの
ような構造であってもよい。

【００２１】また、上記各実施の形態では、カラー４Ａ
を回転軸４に外嵌する円筒形の部材としているが、この
カラー４Ａは回転軸４と一体のものであってもよい。そ
して、保護プレート２０及び鍔部４Ｂの外径寸法は、永
久磁石５の外径寸法に厳密に一致する必要はなく、それ
ら外径寸法には、熱収縮チューブ２１の収縮率に過大な
影響を与えない段差ができる程度の差があってもよい。

【００２２】さらに、永久磁石５の軸方向長さ寸法とカ
ラー４Ａの軸方向長さ寸法とは、厳密に一致させること
は加工上困難であるが、保護プレート２０と永久磁石５
又はカラー４Ａとの間に僅かな隙間があっても、永久磁
石５の保護に差し支えないし、その隙間に、永久磁石５
を固定するために用いる接着剤を充填することもでき
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
永久磁石の端面にその永久磁石と同外径の保護プレート
を配設するとともに、それら永久磁石及び保護プレート
の外周面を熱収縮チューブで覆ったため、永久磁石を完
全に保護することができるから、モータの信頼性が向上
するという効果がある。

【００２４】特に、請求項２に係る発明にあっては、部
品点数が削減できて組立時の手間が簡略化できるという
効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示す断
面図である。

【図２】第１の実施の形態の要部を拡大した断面図であ
る。

【図３】第２の実施の形態の要部を拡大した断面図であ
る。

【図４】従来の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ブラシレスモータ（永久磁石回転型モー
タ） ２Ａ センタハウジング ２Ｂ フロントハウジング ４ 回転軸 ４Ａ カラー ４Ｂ 鍔部 ４ａ 角部 ５ 永久磁石 ６ ロータ ７ コア ８ 励磁コイル ９ ステータ ２０ 保護プレート ２０ａ 角部 ２１ 熱収縮チューブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に永久磁石が固定された回転自在の
   ロータと、このロータを包囲する励磁コイルが捲線され
   たステータと、を有する永久磁石回転型モータにおい
   て、前記永久磁石の端面にその永久磁石と同外径の保護
   プレートを配設するとともに、それら永久磁石及び保護
   プレートの外周面を熱収縮チューブで覆ったことを特徴
   とする永久磁石回転型モータ。
2. 【請求項２】 前記ロータは、回転自在の回転軸と、円
   筒形の前記永久磁石と、これら回転軸及び永久磁石間に
   介在するカラーとを有し、前記保護プレートは、前記カ
   ラーの端部に形成された鍔部である請求項１記載の永久
   磁石回転型モータ。