(57)【要約】【課題】回転子の滑らかな回転を実現すべくコギングトルクを減らし、しかも耐久性や耐候性の高い回転子マグネットを備えたアウターロータ型モータを提供する。【解決手段】回転子マグネット１４は、回転子ヨーク１２の内周面に周方向に複数のセグメント磁石１３に分割されて配置され、各セグメント磁石１３は、平行配向された異方性磁石が用いられ、固定子極歯４ａの磁束作用面４ａ１と対向する磁束発生面１３ａの中央部１３ｂが固定子極歯４ａとの間隔が最も狭い凸面となるように形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子極歯にコイルが巻き付けられた固定子コアを有する固定子と、前記固定子極歯に対向する回転子マグネットを備えた回転子ヨークの中心部に一体に組み付けられた回転子軸が回転可能に軸支された回転子と、を備えたアウターロータ型モータであって、
前記回転子マグネットは、前記回転子ヨークの内周面に周方向に複数のセグメント磁石に分割されて配置され、各セグメント磁石は、平行配向された異方性磁石が用いられ、前記固定子極歯の磁束作用面と対向する磁束発生面中央部が前記固定子極歯との間隔が最も狭い凸面となるように形成されていることを特徴とするアウターロータ型モータ。
【請求項２】
前記セグメント磁石は、異方性フェライト焼結磁石が用いられ、前記磁束発生面は前記回転子ヨークに固定される固定面に比べて曲率が小さい曲面である請求項１記載のアウターロータ型モータ。
【請求項３】
前記セグメント磁石を前記回転子ヨークに固定する固定面に隣接する外周側側面エッジ部はＲ面に形成されている請求項１または請求項２記載のアウターロータ型モータ。
【請求項４】
前記セグメント磁石の磁束発生面と隣接する内周側側面エッジ部にはＲ面に形成されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のアウターロータ型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウターロータ型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アウターロータ型の３相ＤＣブラシレスモータの固定子及び回転子の構成について図６を参照して説明する。固定子１の構造について説明する。固定子コア４は、電磁鋼板が積層された積層コアが用いられる。環状のコア本体より径方向外側に向かって複数の極歯４ａが突設されている。各極歯４ａには図示しないコイルが巻かれる。固定子コア４は図示しない軸受ハウジングの外周に圧入接着されて組み付けられる。軸受ハウジング内には軸受が嵌め込まれる。
【０００３】
回転子８は、回転子軸の一方端に固定された回転子ハブにカップ状に形成された回転子ヨーク１２が、かしめられて一体に組み付けられている。この回転子ヨーク１２の内周面には、径方向に着磁されたセグメント磁石１３が所定間隔で環状に配置された回転子マグネット１４が組み付けられている。固定子１を組立てた後、回転子８を回転子軸が軸受ハウジングの軸受を挿通して嵌め込まれる。このとき、固定子コア４の極歯４ａとセグメント磁石１３が対向するように組み付けられる。
【０００４】
回転子マグネット１４は、環状に形成された磁石或いはセグメント状の磁石を回転子ヨーク１２の内周面に接着されて組み付けられている。回転子マグネット１４は、周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁された異方性プラスチックマグネットが用いられる。異方性プラスチックマグネットの磁化方向にはラジアル配向、平行配向、極異方配向等がある。
【０００５】
回転子マグネットの固定子極歯と対向する部位を極異方配向に着磁するとともに、磁気検知センサに対向する部位をラジアル配向若しくは平行配向に着磁したモータは知られている（特許文献１）参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１６２６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回転子マグネットの形態が環状若しくはセグメント状のいずれであっても、板厚が均一のマグネットを用いると、コギングトルクが大きくなる。
また、異方性プラスチックマグネットの磁化方向が、ラジアル配向であると、磁石周方向端面における磁束変化が急となり、コギングトルクが大きくなる。
また、異方性プラスチックマグネットは機械的強度が低いため、角が欠けたり、割れたりし易いという組立上の課題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、回転子の滑らかな回転を実現すべくコギングトルクを減らし、しかも耐久性や耐候性の高い回転子マグネットを備えたアウターロータ型モータを提供することにある。
【０００９】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
固定子極歯にコイルが巻き付けられた固定子コアを有する固定子と、前記固定子極歯に対向する回転子マグネットを備えた回転子ヨークの中心部に一体に組み付けられた回転子軸が回転可能に軸支された回転子と、を備えたアウターロータ型モータであって、前記回転子マグネットは、前記回転子ヨークの内周面に周方向に複数のセグメント磁石に分割されて配置され、各セグメント磁石は、平行配向された異方性磁石が用いられ、前記固定子極歯の磁束作用面と対向する磁束発生面中央部が前記固定子極歯との間隔が最も狭い凸面となるように形成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、平行配向された異方性セグメント磁石の、固定子極歯の磁束作用面と対向する磁束発生面中央部が凸面となるように形成されているので、周方向の端面付近で磁束の変化が少ないため、板厚が均一のマグネットを用いた場合に比べて、コギングトルクを低減し回転子の滑らかな回転を実現することができる。
【００１０】
前記セグメント磁石は、異方性フェライト焼結磁石が用いられ、前記磁束発生面は前記回転子ヨークに固定される固定面に比べて曲率が小さい曲面であることが好ましい。
このように、磁束発生面が回転子ヨークに固定される固定面に比べて曲率が小さい曲面であると、セグメント磁石の周方向の端面付近で磁束の変化が緩やかでありコギングトルクを低減することができ、しかも異方性フェライト焼結磁石であると安価に大量生産に適し、耐候性に優れた磁石を提供することができる。
【００１１】
前記セグメント磁石を前記回転子ヨークに固定する固定面に隣接する外周側側面エッジ部はＲ面に形成されていることが好ましい。
これにより、セグメント磁石の周方向の端面付近で磁束の変化が緩やかでありコギングトルクを低減することができるうえに、磁石の欠けを防いで耐久性の高い磁石を提供することができる。
【００１２】
前記セグメント磁石の磁束発生面と隣接する内周側側面エッジ部にはＲ面に形成されていることが好ましい。
これにより、セグメント磁石が破損するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
回転子の滑らかな回転を実現すべくコギングトルクを減らし、しかも耐久性や耐候性の高い回転子マグネットを備えたアウターロータ型モータを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アウターロータ型ＤＣブラシレスモータの軸方向断面説明図である。
【図２】図１の固定子コアと回転子との配置構成を示す水平断面図である。
【図３】図１の固定子コアと回転子との配置構成を示す斜視図である。
【図４】セグメント磁石の水平断面図である。
【図５】セグメント磁石の斜視図である。
【図６】従来のアウターロータ型ＤＣブラシレスモータの固定子及び回転子の配置構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るブラシレスモータの実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、一例としてアウターロータ型３相ＤＣブラシレスモータを用いて説明する。
【００１６】
図１を参照して、アウターロータ型３相ＤＣブラシレスモータの概略構成について説明する。固定子１の構造について説明する。筒状に形成されたハウジング２の軸孔２ａには、焼結金属よりなる筒状のメタル含油軸受３が同軸状に組み付けられている。このハウジング２の一端側端部２ｂ及び外周部に沿って固定子コア４が段付き部２ｃに当接させて接着固定されている。固定子コア４は、積層コアであり、平面視で外周側に向かって放射状に突設された複数の極歯４ａの周囲に各々コイル５が巻かれている。
【００１７】
また、ハウジング２の他端側外周には大径の段付部２ｄが形成されており、該段付部２ｄには取付板６が圧入され若しくはかしめられて組み付けられる。この取付板６にはモータ基板７が固定されている、モータ基板７には、ホール素子等を搭載したセンサ基板（図示せず）が設けられる。モータ基板７には、給電用の配線７ａが接続されている。
【００１８】
次に図１において回転子８の構造について説明する。回転子軸９の一方側には、黄銅などの板金をプレス加工して形成された回転子ハブ１０が圧入固定されている。この回転子ハブ１０にカップ状に形成された回転子ヨーク１２がかしめられて一体に組み付けられている。回転子８の回転運動は、回転子軸９が挿通するハウジング２の筒孔に挿入されたメタル含油軸受３によって支持されている。回転子８の垂直荷重は、回転子ハブ１０とメタル含油軸受３との間に設けられるワッシャ１１によって支持されている。
【００１９】
回転子ヨーク１２は磁性体が用いられる。この回転子ヨーク１２の内周面には、径方向にＮ極Ｓ極が交互に着磁されたセグメント磁石１３が所定間隔で接着されて環状の回転子マグネット１４が組み付けられている。回転子マグネット１４の軸方向の長さは固定子コア４の極歯４ａの軸方向の長さより大きなサイズのものが用いられる。固定子１を組立てた後、回転子８を回転子軸９がメタル含油軸受３を挿通して嵌め込まれる。このとき、固定子コア４の極歯４ａと回転子マグネット１３が対向するように組み付けられる。回転子８は、回転子マグネット１３が対向する固定子極歯４ａと磁気吸引されて組み付けられ、回転子軸９がハウジング２にメタル含油軸受３を介して回転可能に軸支されている。
【００２０】
次に図２及び図３を参照して固定子コア４の形態について詳述する。
固定子コア４に総数で１２極（１２スロット）設けられた極歯４ａは、環状のコアバック部４ｂから径方向に放射状に突設されている。極歯４ａの磁束作用面となる歯先４ａ１は、径方向の軸線に対して対称形であり、回転子マグネット１４と対向配置されて吸引力が作用するようになっている。
【００２１】
次に回転子マグネット１４の構成について、図２乃至図５を参照して説明する。
図２及び図３に示すように、回転子マグネット１４は、回転子ヨーク１２の内周面に周方向にセグメント磁石１３が８カ所（８極）に分割されて組み付けられている。各セグメント磁石１３は、磁化方向が板厚と平行配向であって、例えば異方性フェライト焼結磁石が用いられる。回転子マグネット１４の着磁は、例えば、磁性体粉末材料を成形型でクランプしつつ磁場コイルによりクランプ圧と平行方向に磁界を形成して着磁が行われる。
【００２２】
図４及び図５に示すように、セグメント磁石１３の固定子極歯４ａの磁束作用面４ｂと対向する磁束発生面１３ａの中央部１３ｂが固定子極歯４ａとの間隔が最も狭い凸面となるように形成されている（図２参照）。具体的には、セグメント磁石１３の磁束発生面１３ａ（R200）は回転子ヨーク１２に接着固定される固定面１３ｃ（R97.6）に比べて曲率が小さい曲面に形成されている。これにより、周方向の端面付近で磁束の変化が緩やかに減少するため、板厚が均一のマグネットを用いた場合に比べて、コギングトルクを低減することができる。
【００２３】
また、図４及び図５に示すように、セグメント磁石１３を回転子ヨーク１２に固定される固定面１３ｃに隣接する外周側側面エッジ部１３ｄはＲ面に形成されている。これにより、コギングトルクを低減することができるうえに、セグメント磁石１３の欠けを防ぐことができる。
更には、セグメント磁石１３の磁束発生面１３ａと隣接する内周側側面エッジ部１３ｅはＲ面に形成されている。これによって、セグメント磁石１３が破損するのを防ぐことができる。
【００２４】
尚、回転子マグネット１４は異方性フェライト焼結磁石を例示したが、これに限らず、ネオジム磁石、サマリュウムコバルト磁石等であってもよい。
また、回転子マグネット１４のセグメント磁石１３の数（極数）は８極に限らず、１０極、１２極等であってもよい。
【符号の説明】
【００２５】
１  固定子  ２  ハウジング  ２ａ  軸孔  ２ｂ  一端側端部  ２ｃ，２ｄ  段付き部  ３  メタル含油軸受  ４  固定子コア  ４ａ  極歯  ４ａ１  歯先    ４ｂ  コアバック部  ５  コイル  ６  取付板  ７  モータ基板  ７ａ  配線  ８  回転子  ９  回転子軸  １０  回転子ハブ  １１  ワッシャ  １２  回転子ヨーク  １３  セグメント磁石  １３ａ  磁束発生面  １３ｂ  中央部  １３ｃ  固定面  １３ｄ  外周側側面エッジ部  １３ｅ  内周側側面エッジ部  １４  回転子マグネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018125918.tif 000006
【図５】
2018125918.tif 000007
【図６】
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