(57)【要約】【課題】ネオジ系リングマグネットの割れを防止するとともに、ロータのアンバランスによる振動が小さく、トルクリップルの小さい高性能で信頼性の高いマグネットモータを提供する。【解決手段】リングマグネット１と、ヨークである回転軸２の隙間に、リング状の弾性体３を介在させ、接着剤で固着してインナーロータを構成する。リング状の弾性体３には、特製のＯリングや輪ゴムなどを用いればよく、隙間および弾性体３の断面形状を考慮して回転軸２に溝部を設けている。熱膨張係数の差から相対的にリングマグネットが収縮方向となり、リングマグネット１と回転軸２の隙間が小さくなる。ところが、初期隙間は弾性体３を設けたことで均一化されており、リングマグネット１にかかる応力が分散され、マグネット割れが抑制される。【選択図】図１
2005318672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークの外周面にネオジ系焼結リングマグネットを装着した回転子を有するモータにおいて、前記ヨークとリングマグネットとの隙間に弾性体を介在させて接着固定したインナーロータを有するマグネットモータ。
【請求項２】
ヨーク上のリングマグネットが固着される両端近傍に、テープ状の弾性体を配置した請求項１に記載のマグネットモータ。
【請求項３】
ヨーク上のリングマグネットが固着される軸方向の間に、糸状の弾性体をらせん状に配置した請求項１に記載のマグネットモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機器や家電製品などに使用されるネオジ系リングマグネットを使用したマグネットモータの回転子の新規な固着構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業用との電動機には小型高出力が要求されており、回転子にネオジ系焼結マグネットなどの強力なセグメントマグネットが使用されている。また、マグネット回転型のインナーロータモータの場合、回転子としてはベアリングに支えられた磁性体の回転軸の円周にマグネットを装着することが一般的である。
【０００３】
このマグネットモータの回転子は、セグメントマグネットを回転軸の外周上に等間隔配置して接着剤で固着する工法をとっており、セグメントマグネットと回転軸および固定子とで磁路を形成している。
【０００４】
一方、リング状のネオジ系焼結マグネットを使用するケースも多く、この場合は回転軸のマグネット接着面はリングマグネットの内径の形状に合わせるのが通例である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２７４５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする課題は、マグネットモータの回転子が、周囲の温度変化で熱収縮や熱膨張によって、リングマグネットの割れにつながることである。
【０００６】
セグメントマグネットと回転軸との接着では、セグメントマグネットの剥離による飛散が問題であったが、ネオジ系焼結のリングマグネットと鉄系の回転軸との接着では、熱膨張係数の違いにより高温時にリングマグネットと回転軸との隙間が狭くなり、最悪の場合にはリングマグネットが割れて飛散する可能性があった。
【０００７】
特に、ネオジ系焼結マグネットの場合には熱膨張係数が負になるため、高温下で発生する応力が大きくなる。リングマグネットと回転軸との隙間に不均一があると、隙間の狭い部分の応力が集中し、リングマグネットの割れを加速する。
【０００８】
これに対して、初期の隙間設定を大きくすると、回転軸に対してリングマグネットが偏心して取り付けられ易くなり、アンバランス量が大きくなり振動が発生する。同様に偏心によって、コギングトルクやトルクリップルが大きくなる問題があった。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するものであり、ネオジ系リングマグネットの割れを防止するとともに、ロータのアンバランスによる振動が小さく、トルクリップルの小さい高性能で信頼性の高いマグネットモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、ヨークの外周面にネオジ系焼結リングマグネットを装着した回転子を有するモータにおいて、前記ヨークとリングマグネットとの隙間に弾性体を介在させて接着固定したインナーロータを有するマグネットモータであり、リングマグネットとヨークとの隙間に弾性体を介在させることで、接着層を均一化できるため、応力集中によるリングマグネットの割れを防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のマグネットモータによれば、ヨークとリングマグネットとの隙間が均一化できるため、応力集中によるリングマグネットの割れを防止できる。
【００１２】
また、隙間に介在させた弾性体によりリングマグネットは、ヨークに対する偏心量が小さくなる。これにより、アンバランス量が小さくなり振動が抑制されるとともに、コギングトルクおよびトルクリップルの小さい高性能で信頼性の高いマグネットモータが得られる。
【実施例１】
【００１３】
図１において、ネオジ系焼結リングマグネット１（以下、リングマグネットと称す。）と、ヨークである回転軸２の隙間（０．１ｍｍ程度）に、リング状の弾性体３を介在させ、接着剤で固着してインナーロータを構成している。インナーロータ以外の構成は一般的なマグネットモータであり、全体構成図およびその説明を省略する。
【００１４】
このリング状の弾性体３には、特製のＯリングや輪ゴムなどを用いればよく、小さな隙間および弾性体３の断面形状を考慮して回転軸２に溝部を設けている。リングマグネット１を回転軸２に装着するとき、弾性体３はこの溝部によって軸方向の動きが規制される。
【００１５】
駆動などでマグネットモータが高温になると、インナーロータを構成するリングマグネット１および回転軸２も同様に高温になる。両者の熱膨張係数の差から相対的にリングマグネットが収縮方向となり、リングマグネット１と回転軸２の隙間が小さくなる。ところが、初期隙間は弾性体３を設けたことで均一化されており、リングマグネット１にかかる応力が分散され、マグネット割れが抑制される。
【００１６】
また、回転軸２とリングマグネット１との固着に際して隙間が均一化されたということは、回転軸２に対するリングマグネット１の偏心量が抑制されたことと等しく、アンバランス量が小さくなり、モータ回転時の振動が抑制される。同様に、固定子との隙間も均一化されるので、鉄心を備えた固定子では、コギングトルクとトルクリップが抑制され、回転精度のよいマグネットモータとなる。また、コアレスタイプの固定子であっても偏心量が小さくなるためトルクリップルの小さいマグネットモータとなる。
【００１７】
従来の接着剤のみの接着工法では、リングマグネット１と回転軸２との隙間をコントロールすることができず、リングマグネット１と回転軸２との隙間は不均一となる。すなわち、接着剤の硬化中に回転軸２を水平に保持すると、重力によってリングマグネット１の上側の隙間が狭くなり、下側の隙間が広くなる。また、回転軸２の垂直を保持しても、リングマグネット１の端面と内径の円筒度によって、両端面の円周上の隙間は不均一となり、隙間の狭い部分に応力が集中してマグネット割れにつながっていた。
【００１８】
実施例１では、リングマグネットと回転軸との隙間にリング状の弾性体を介在させることで、従来に比べて隙間の不均一を解消できるため、応力が分散されてリングマグネットが割れる可能性は大幅に低減する。
【００１９】
なお、回転軸上に積層鉄心を圧入したロータヨークであっても、回転軸と積層鉄心の熱膨張係数が近いため、同様に実施できる。
【実施例２】
【００２０】
実施例２は、実施例１のリング状の弾性体からテープ状の弾性体に置き換えたもので、ネオジ系焼結リングマグネットは同じものであり、弾性体を中心に説明する。
【００２１】
図２において、テープ状の弾性体２３は、フェルト製やスポンジ製などで構成し、片側面に接着剤を設けてテープ状にする。これにより、回転軸２２上に簡単に取り付けることができるとともに、弾性体２３の移動を防止できる。
【００２２】
弾性体２３は、回転軸２２上のリングマグネット２１が配置される両端付近の円周上に配置することで、隙間の不均一を最小にすることができる。また、弾性体２３の間に接着剤を塗布してリングマグネット２１を固着するが、弾性体２３は接着剤が漏れ出るのを防止する役目もする。また、弾性体２３の厚みによっては回転軸２２に溝部を設けて隙間に対応させてもよい。
【００２３】
このように、固着後のリングマグネットと回転軸との隙間は、少なくともテープ状の弾性体２３の厚み分は確保されるため、偏心が抑制されるため応力集中によるリングマグネットの割れを抑制できる。同時に、偏心量も抑制されるため振動とトルクリップルの小さいマグネットモータとなる。
【実施例３】
【００２４】
実施例３は、弾性体を糸状にしたものであり、図３において、弾性体３３を回転軸３２の円周上にせん状に巻かれており、回転軸３１上に接着剤が塗布されたあとマグネット３１を弾性体３３の上に装着する。
【００２５】
糸状の弾性体３３によって、リングマグネット３１と回転軸３２の隙間は弾性体３３の糸の太さ分は確保されるため、リングマグネット３１が割れる可能性は低くなる。上記の実施例と同様、振動とトルクリップルも抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のマグネットモータは、高温環境下、高速回転で使用される産業用途のサーボモータなどに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１における回転子の断面図
【図２】本発明の実施例２における回転子の断面図
【図３】本発明の実施例３における回転子の断面図
【符号の説明】
【００２８】
１，２１，３１  リングマグネット
２，２２，３２  回転軸（ヨーク）
３，２３，３３  弾性体
【図１】
2005318672.tif 000003
【図２】
2005318672.tif 000004
【図３】
2005318672.tif 000005