CN105723593A - 永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造及其设计方法 - Google Patents

Abstract

一种防止马达的突然锁定来提高安全性的SPM马达。将磁铁(103)***转子(101)的磁铁***槽(102)并通过粘接剂粘接。在将长度La设为点C所处的半径方向位置与点D所处的半径方向位置之间的半径方向的长度、将长度Lb设为点C所处的半径方向位置与点E所处的半径方向位置之间的半径方向的长度时，以长度La<长度Lb的方式，相对磁铁侧面(103a、103b)的长度来规定槽侧面(102a、102b)的长度。

Description

永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造及其设计方法

技术领域

本发明涉及永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造及其设计方法，是设法使得假使磁铁剥离也能够确保安全性的技术。

背景技术

永磁铁贴面式马达(SPM马达：SurfacePermanentMagnetMotor)是在转子铁芯的表面粘贴永磁铁而形成了磁极的旋转励磁式同步马达。SPM马达由于能够高效地利用磁铁具有的强磁力，所以小型且能够产生高转矩，并且能够实现低转矩脉动化。

这样的SPM马达被用作电梯、游戏设施、各种机械装置的驱动源(马达)。

在如电梯等那样要求高可靠性的设备/仪器中使用的SPM马达中，为了防止与转子铁芯粘接的磁铁从转子铁芯剥落，以往进行了种种研究(参照例如专利文献1、2)。

其原因为，当万一磁铁从转子铁芯剥落时，因为有时剥落了的磁铁会夹在或咬合在转子与定子之间等，马达会突然锁定而无法旋转(详情后述)。

此处，参照图8以及图9，对设法避免了磁铁从转子铁芯剥离的、以往的SPM马达的磁铁固定构造的一个例子进行说明。另外，图8、图9是在与SPM马达的旋转轴正交的方向上截断而得的剖面图，仅示出转子铁芯、定子、磁铁的一部分。

在图8所示的以往例子中，在转子铁芯1的表面(周面)，在轴向上延伸地形成有燕尾槽形的磁铁***槽2。在该磁铁***槽2中，***有截面形状大致为梯形的磁铁(永磁铁)3。磁铁3是从磁铁***槽2的端面沿着轴向***的，通过粘接剂与磁铁***槽2(转子铁芯1)粘接。

即，通过燕尾槽构造和粘接剂，磁铁3被固定于磁铁***槽2(转子铁芯1)。

在定子4与转子铁芯1的表面之间、以及定子4与磁铁3的外周侧面之间形成有间隔。因此，即使转子铁芯1旋转，转子铁芯1、磁铁3也不会与定子4接触。

在图8所示的以往例子中，即使粘接剂老化而粘接力降低，通过燕尾槽构造，仍保持将磁铁3固定于磁铁***槽2(转子铁芯1)的状态，防止磁铁3从转子铁芯1剥落。

在图9所示的以往例子中，在转子铁芯11的表面(周面)，在轴向上延伸地形成有截面形状为矩形(长方形)的磁铁***槽12。在该磁铁***槽12中，***有截面形状为矩形(长方形)的磁铁(永磁铁)13。磁铁13从转子铁芯11的半径方向的外周侧朝向内周侧而***于磁铁***槽12，通过粘接剂被粘接于磁铁***槽12(转子铁芯11)。

在磁铁13的外周，以环绕转子铁芯11的周面一周的状态配置绑定带15。通过该绑定带15，将各磁铁13按压到磁铁***槽12侧。

因此，通过粘接剂和绑定带15，磁铁13被固定于磁铁***槽12(转子铁芯11)。另外，作为绑定带15，使用热硬化类型的带等。

在定子14与转子铁芯11的表面之间以及定子14与磁铁13的外周侧面之间、进而定子14与绑定带15之间，形成有间隔。因此，即使转子铁芯11旋转，转子铁芯11、磁铁13、进而绑定带15也不会与定子14接触。

在图9所示的以往例子中，即使粘接剂老化而粘接力降低，通过绑定带15，仍保持磁铁13被固定于磁铁***槽12(转子铁芯11)的状态，防止磁铁13从转子铁芯11剥落。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-152535号公报

专利文献2：日本特开平9-9539号公报

专利文献3：日本特开2013-165601号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在图8所示的以往技术中，由于必须使磁铁***槽2成为燕尾槽形并且使磁铁3大致成为梯形，所以额外需要用于加工磁铁***槽2以及磁铁3的作业工时或时间，进而需要专用工具。随之还产生成本上升。

在图9所示的以往技术中，由于需要绑定带15，所以零件数量增加，需要绑定带15的卷绕作业、热硬化作业。随之还产生成本上升。

进而，在作为绑定带15使用了热硬化类型的带等的情况下，存在如下问题：当热硬化温度比磁铁13的退磁温度高时，磁铁13会退磁而马达特性会降低。

因此，本申请的发明者期望开发具有如下特性的马达，进行了各种探讨和研究：

(1)不使用燕尾槽形的磁铁***槽、绑定带，从而加工、制造容易而能够实现降低成本；

(2)而且，即使是作为固定单元仅使用粘接剂而将磁铁固定于转子铁芯的磁铁***槽的构造，也不用担心会导致马达突然锁定这样的情况；

(3)进而，构造简单。

另外，当马达突然锁定而无法旋转时，由该马达所驱动的设备/仪器可能会在不期望的位置或者/并且以不期望的状态停止而成为问题。

另一方面，即使假设大量磁铁中的一部分磁铁剥离，如果能够在一部分磁铁剥离了的状态下原样地维持马达的旋转，则能够使由马达所驱动的设备/仪器的停止位置/状态返回至原本的停止位置/状态，而不会成为问题。

根据这样的观点，本申请的发明者进行了探讨/研究。

在此，对本申请发明者进行过的探讨/研究进行说明。

对如下的马达进行了探讨：如图10所示，仅通过粘接剂将截面形状为矩形(长方形)的磁铁(永磁铁)23粘接/固定于形成在转子铁芯21的表面(周面)的、截面形状为矩形(长方形)的磁铁***槽22。另外，在图10中，24是定子。

在图10所示的马达中，当由于老化而粘接剂的粘接力降低时，无法完全消除如下情况的可能性：由于离心力、定子24侧的磁吸引力等，如图11所示，磁铁23完全剥落而从磁铁***槽22脱离，或者如图12所示，磁铁23部分性地剥落而从磁铁***槽22倾斜地脱离。

当如图11所示，在磁铁23完全剥落而从磁铁***槽22脱离的状态下持续旋转时，如图13所示，有时磁铁23会脱离磁铁***槽22而磁铁23会夹在转子铁芯21与定子24之间而咬合。当成为这样的状态时，马达有时会突然锁定而无法旋转。另外，在图13中，箭头表示旋转方向。

另外，当如图11所示，在磁铁23完全剥落而从磁铁***槽22脱离的状态下持续旋转时，如图14所示，从磁铁***槽22剥落的磁铁23有时会与相邻的磁铁23碰撞。由于这样的碰撞，磁铁23会破损，而其破片会夹在转子铁芯21与定子24之间而咬合。当成为这样的状态时，马达有时会突然锁定而无法旋转。另外，在图14中，箭头表示旋转方向。

当如图12所示，在磁铁23部分性地剥落而从磁铁***槽22倾斜地脱离的状态下持续旋转时，磁铁23中的倾斜地脱离的部分(接近定子24侧的部分)有时会夹在转子铁芯21与定子24之间而咬合。当成为这样的状态时，马达有时会突然锁定而无法旋转。

探讨了上述各情况的结果是，本申请的发明人新开发了一种马达，在该马达中，无需使用燕尾槽形的磁铁***槽、绑定带，作为固定手段仅使用粘接剂，将磁铁固定(粘接)于转子铁芯的表面的磁铁***槽，其中，假使磁铁从磁铁***槽剥落，马达也不会突然锁定。

解决技术问题的技术方案

解决上述课题的本发明的永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造，通过将永磁铁***形成于转子铁芯的表面的在轴向上延伸的磁铁***槽、并通过粘接剂粘接而构成，其特征在于，

所述磁铁***槽的截面形状为矩形，并且具有位于圆周方向的两侧的槽侧面和位于内周侧的槽底面，

所述永磁铁具有位于圆周方向的两侧的相互平行的平面即磁铁侧面、位于内周侧的平面即磁铁下表面以及位于外周侧的磁铁上表面，

在所述永磁铁从所述磁铁***槽脱离而所述磁铁上表面与定子的内周面接触的状态下，如下述那样定义了各点以及长度时，以

长度La<长度Lb

的方式，相对所述磁铁侧面的长度来规定所述槽侧面的长度，

其中，

点C：所述磁铁上表面与所述定子的内周面的接触点，

点D：所述磁铁侧面中的与所述槽侧面接触的面的位于最外周侧的点，

点E：所述槽侧面中的与所述磁铁侧面接触的面的位于最内周侧的点，

长度La：点C所在的半径方向位置与点D所在的半径方向位置之间的半径方向的长度，

长度Lb：点C所在的半径方向位置与点E所在的半径方向位置之间的半径方向的长度。

另外，本发明的磁铁固定构造的特征在于，所述磁铁侧面紧贴着所述槽侧面，以使得在所述粘接剂时效老化而其粘接力降低、所述永磁铁从所述磁铁***槽脱离时，在保持所述磁铁下表面和所述槽底面为平行的状态的同时供所述永磁铁脱离。

另外，本发明的磁铁固定构造的特征在于，在所述磁铁侧面与所述槽侧面之间有间隙，以使得在所述粘接剂时效老化而其粘接力降低、所述永磁铁从所述磁铁***槽脱离时，所述磁铁下表面相对所述槽底面倾斜而供所述永磁铁倾斜地脱离，

在磁铁脱离的一侧定义所述点D以及所述点E。

另外，本发明的磁铁固定构造的设计方法，设计所述永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造，其特征在于，

首先，通过电气性的设计，决定所述永磁铁的半径方向的长度以及所述磁铁上表面与所述定子的内周面之间的半径方向的长度，

接下来，以满足长度La<长度Lb的式子的方式，考虑所述磁铁侧面的长度，决定所述槽侧面的长度。

发明效果

根据本发明，在作为将永磁铁固定于转子铁芯的磁铁***槽的手段而仅使用了粘接剂的永磁铁贴面式马达中，假使永磁铁从磁铁***槽脱离，永磁铁也不会夹在转子铁芯的周面与定子的内周面之间，不会导致马达的突然锁定这样的情况。因此，马达的可靠性提高。

附图说明

图1A是示出本发明的实施例1的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图1B是示出本发明的实施例1的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图2A是示出本发明的实施例2的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图2B是示出本发明的实施例2的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图3A是示出本发明的实施例3的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图3B是示出本发明的实施例3的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图4A是示出本发明的实施例4的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图4B是示出本发明的实施例4的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图5是示出本发明的实施例5的SPM马达的磁铁固定构造的主要部分的结构图。

图6A是示出本发明的实施例6的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图6B是示出本发明的实施例6的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图7A是示出本发明的实施例7的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图7B是示出本发明的实施例7的SPM马达的磁铁固定构造的结构图。

图8是示出以往的磁铁固定构造的结构图。

图9是示出以往的磁铁固定构造的结构图。

图10是示出以往的磁铁固定构造的结构图

图11是示出磁铁漂浮的状态的结构图。

图12是示出磁铁漂浮的状态的结构图。

图13是示出磁铁被夹住的状态的结构图。

图14是示出磁铁碰撞的状态的结构图。

(符号说明)

101、201：转子铁芯；102、202：磁铁***槽；102a、102b、202a、202b：槽侧面；102c、202c：槽底面；103、113、203、213：磁铁；103a、103b、113a、113b、203a、203b、231a、213b：磁铁侧面；103c、113c、203c、213c：磁铁下表面；103d、113d、203d、213d：磁铁上表面；104、204：定子；105：定子绕组；106：绝缘纸

具体实施方式

以下，根据实施例，详细说明本发明的永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造。

〔实施例1〕

图1A、图1B示出实施例1的SPM马达的磁铁固定构造。图1A、图1B是在与SPM马达的旋转轴正交的方向上截断而得的剖面图，仅示出转子铁芯、定子、磁铁的一部分。

图1A示出磁铁未从转子铁芯剥落的正常状态，图1B示出磁铁从转子铁芯剥落的剥离状态。

如图1A、图1B所示，在转子铁芯101的表面(周面)，在轴向上延伸地形成有截面形状为矩形(长方形)的磁铁***槽102。磁铁***槽102形成于转子铁芯101的圆周方向上的多个部位。

磁铁***槽102具有位于圆周方向的两侧(在图中为左右两侧)的槽侧面102a、102b，和位于内周侧的槽底面102c。槽侧面102a、102b是相互平行的平面。槽底面102c是平面，与槽侧面102a、102b正交。

在磁铁***槽102中，***有磁铁(永磁铁)103。磁铁103从转子铁芯101的半径方向的外周侧朝向内周侧***磁铁***槽102，通过粘接剂与磁铁***槽102(转子铁芯101)粘接。即，作为将磁铁103固定于转子铁芯101的手段，仅使用了粘接剂。

磁铁103具有位于圆周方向的两侧(在图中为左右两侧)的相互平行的平面即磁铁侧面103a、103b，位于内周侧的平面即磁铁下表面103c，以及位于外周侧的弯曲面即磁铁上表面103d。磁铁下表面103c与磁铁侧面103a、103b正交。磁铁上表面103d成为朝向径向外侧凸起的弯曲面(圆弧面)。

在将磁铁103***磁铁***槽102并通过粘接剂与磁铁***槽102粘接时，磁铁侧面103a、103b紧贴着槽侧面102a、102b，磁铁下表面103c紧贴着槽底面102c。即，在磁铁侧面103a、103b与槽侧面102a、102b之间几乎无间隙，并且在磁铁103被完全***磁铁***槽102时，在磁铁下表面103c与槽底面102c之间几乎无间隙。

定子104配置于转子铁芯101的外周侧。在该例子中，定子104的内周面成为无凹凸的平滑的周面。

如图1A所示，在正常状态下，在磁铁103的磁铁上表面103d与定子104的内周面之间有间隔。

当由于老化而粘接剂的粘接力降低，由于离心力、定子104侧的磁吸引力等，有可能如图1B所示，出现磁铁103剥落而从磁铁***槽102脱离、磁铁103的磁铁上表面103d与定子104的内周面接触的情况。在磁铁103脱离时，由于磁铁侧面103a、103b以槽侧面102a、102b为引导而滑动，所以在保持磁铁下表面103c和槽底面102c为平行的状态的同时，磁铁103脱离。

另外，由于在SPM马达的转子铁芯101上粘接/固定了大量磁铁103，所以即使其中的一部分(1个)磁铁103剥落而变为图1B所示的剥离状态，剩余的大量磁铁103仍原样地粘接/固定于转子铁芯101。

在如图1B所示，磁铁103的磁铁上表面103d与定子104的内周面接触的剥离状态下，如以下那样定义各点以及长度。

点C：磁铁上表面103d与定子104的内周面的接触点。在该例子中，点C为磁铁上表面103d的顶部。

点D：磁铁侧面103a、103b中的与槽侧面102a、102b接触的面的位于最外周侧的点。

点E：槽侧面102a、102b中的与磁铁侧面103a、103b接触的面的位于最内周侧的点。

长度La：点C所处的半径方向位置与点D所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

长度Lb：点C所处的半径方向位置与点E所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

在实施例1中，以

长度La<长度Lb···(1)

的方式，规定磁铁***槽102的槽侧面102a、102b的半径方向的长度和磁铁103的磁铁侧面103a、103b的半径方向的长度。

该式(1)的技术性的意义如下所述。即，意思是在假设磁铁103的磁铁侧面103a、103b的高度(长度)与以往的例子(随着磁铁剥落而产生了马达突然锁定的情况)相同的情况下，使槽侧面102a、102b的高度(长度)相对以往的情况更高(长)。

另外，在使槽侧面102a、102b的高度(长度)更高(长)时，会导致增大转子铁芯101的直径，在转子铁芯101的直径变大时，转子铁芯101的周面(未形成磁铁***槽102的面)与定子104的内周面之间的半径方向的长度变短。

附带而言，磁铁103的半径方向的长度、磁铁上表面103d与定子104的内周面之间的长度是根据SPM马达要求的电气性特性(即由电气设计)而决定的。

由于以使上述式(1)成立的方式考虑磁铁侧面103a、103b的半径方向的长度，来规定槽侧面102a、102b的半径方向的长度，所以即使从图1A所示的正常状态变为图1B所示的剥离状态，从磁铁***槽102脱离的磁铁103也不会进入转子铁芯101与定子104之间。

即，在变为图1B所示的剥离状态时，因为磁铁侧面103a、103b和槽侧面102a、102b部分性地接触，所以磁铁103被保持于磁铁***槽102内。另外，磁铁103随着转子铁芯101的旋转而旋转，磁铁上表面103d在与定子104的内周面接触的同时移动。另外，因为磁铁上表面103d与定子104的内周面接触而产生的阻抗相比于马达产生的转矩是极小的，所以不会阻止马达的旋转。

因此，不会导致马达突然锁定而无法旋转这样的情况。

由此，即使粘接剂老化而其粘接力降低、磁铁103从磁铁***槽102脱离，也能够在磁铁103脱离的状态下原样地维持马达的旋转，能够使由马达所驱动的设备/仪器的停止位置/状态返回至原本的停止位置/状态。由此，安全性提高。

例如，在电梯设备/仪器的情况下，不会使“轿厢”在中间层停止，而能够使轿厢升降移动至预定层的位置。

〔实施例2〕

图2A、图2B示出实施例2的SPM马达的磁铁固定构造。图2A、图2B是在与SPM马达的旋转轴正交的方向上截断而得的剖面图，仅示出转子铁芯、定子、磁铁的一部分。

图2A示出磁铁未从转子铁芯剥落的正常状态，图2B示出磁铁从转子铁芯剥落的剥离状态。

在实施例2中，将截面形状为矩形(长方形)的磁铁113***并粘接至磁铁***槽102。

磁铁113具有位于圆周方向的两侧(在图中为左右两侧)的平面即磁铁侧面113a、113b，位于内周侧的平面即磁铁下表面113c，以及位于外周侧的平面即磁铁上表面113d。磁铁下表面113c以及磁铁上表面103d与磁铁侧面113a、113b正交。

在将磁铁113***磁铁***槽102并通过粘接剂与磁铁***槽102粘接时，磁铁侧面113a、113b紧贴着槽侧面102a、102b，磁铁下表面113c紧贴着槽底面102c。即，在磁铁侧面113a、113b与槽侧面102a、102b之间几乎无间隙、并且磁铁113被完全***磁铁***槽102时，在磁铁下表面113c与槽底面102c之间几乎无间隙。

其它部分的结构与图1A、图1B所示的实施例1相同，对相同部分附加相同符号。

在如图2B所示，磁铁113的磁铁上表面113d与定子104的内周面接触的剥离状态下，如以下那样定义各点以及长度。

点C：磁铁上表面113d与定子104的内周面的接触点。在该例子中，点C为磁铁上表面113d中的圆周方向的端部。

点D：磁铁侧面113a、113b中的与槽侧面102a、102b接触的面的位于最外周侧的点。

点E：槽侧面102a、102b中的与磁铁侧面113a、113b接触的面的位于最内周侧的点。

长度La：点C所处的半径方向位置与点D所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

长度Lb：点C所处的半径方向位置与点E所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

另外，在磁铁113剥离而脱离时，由于磁铁侧面113a、113b以槽侧面102a、102b为引导而滑动，所以在保持磁铁下表面113c和槽底面102c为平行的状态的同时，磁铁113脱离。

在实施例2中，也以

长度La<长度Lb···(1)

的方式，规定磁铁***槽102的槽侧面102a、102b的半径方向的长度和磁铁113的磁铁侧面113a、113b的半径方向的长度。

该式(1)的技术性意义如下所述。即，意思是在假设使磁铁113的磁铁侧面113a、113b的高度(长度)与以往的情况(随着磁铁剥落而产生了马达的突然锁定的情况)相同的情况下，使槽侧面102a、102b的高度(长度)相对以往的例子变高(长)。

由于以使上述式(1)成立的方式考虑磁铁侧面113a、113b的半径方向的长度，来规定槽侧面102a、102b的半径方向的长度，所以即使从图2A所示的正常状态变为图2B所示的剥离状态，从磁铁***槽102脱离的磁铁113也不会进入转子铁芯101与定子104之间。

即，在变为图2B所示的剥离状态时，磁铁侧面113a、113b和槽侧面102a、102b部分性地接触，所以磁铁113被保持于磁铁***槽102内。另外，磁铁113随着转子铁芯101的旋转而旋转，磁铁上表面113d在与定子104的内周面接触的同时移动。另外，磁铁上表面113d与定子104的内周面接触而产生的阻抗相比于马达产生的转矩是极小的，所以不会阻止马达的旋转。

因此，不会导致马达突然锁定而无法旋转这样的情况。

由此，即使粘接剂老化而其粘接力降低、磁铁113从磁铁***槽102脱离，也能够在磁铁113脱离的状态下原样地维持马达的旋转，能够使由马达所驱动的设备/仪器的停止位置/状态返回至原本的停止位置/状态。由此，安全性提高。

[实施例3]

图3A、图3B示出实施例3的SPM马达的磁铁固定构造。图3A、图3B是在与SPM马达的旋转轴正交的方向上截断而得的剖面图，仅示出转子铁芯、定子、磁铁的一部分。

图3A示出磁铁未从转子铁芯剥落的正常状态，图3B示出磁铁从转子铁芯剥落的剥离状态。

在实施例3中，定子104的内周面不是平滑的周面，而是成为沿着圆周方向具有凹凸的凹凸面。即，狭槽的开口面开在定子104的内周面。另外，105是定子绕组，106是绝缘纸。

附带而言，在图1A、图1B、图2A、图2B所示的定子104中，以使狭槽开口不面对定子内周面的方式，塞住狭槽开口面，使定子104的内周面成为平滑的周面。

其它部分的结构与图1A、图1B所示的实施例1相同，对相同部分附加相同符号。

在如图3B所示，磁铁103的磁铁上表面103d与定子104的内周面接触的剥离状态下，如以下那样定义各点以及长度。

点C：磁铁上表面103d与定子104的内周面的接触点。在该例子中，点C成为从磁铁上表面103d的顶部稍微降低了的位置(在圆周方向上与顶部错开的位置)。

点D：磁铁侧面103a、103b中的与槽侧面102a、102b接触的面的位于最外周侧的点。

点E：槽侧面102a、102b中的与磁铁侧面103a、103b接触的面的位于最内周侧的点。

长度La：点C所处的半径方向位置与点D所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

长度Lb：点C所处的半径方向位置与点E所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

另外，在磁铁103剥落而脱离时，磁铁侧面103a、103b以槽侧面102a、102b为引导而滑动，所以在保持磁铁下表面103c和槽底面102c为平行的状态的同时，磁铁103脱离。

在实施例3中，也以

长度La<长度Lb···(1)

的方式，规定磁铁***槽102的槽侧面102a、102b的半径方向的长度和磁铁103的磁铁侧面103a、103b的半径方向的长度。

以使上述式(1)成立的方式考虑磁铁侧面103a、103b的半径方向的长度，来规定槽侧面102a、102b的半径方向的长度，所以即使从图3A所示的正常状态变为图3B所示的剥离状态，从磁铁***槽102脱离的磁铁103也不会进入转子铁芯101与定子104之间。

因此，在实施例3中，也与实施例1同样地，即使粘接剂老化而其粘接力降低、磁铁103从磁铁***槽102脱离，也能够在磁铁103脱离的状态下原样地维持马达的旋转，能够使由马达所驱动的设备/仪器的停止位置/状态返回至原本的停止位置/状态。由此，安全性提高。

[实施例4]

图4A、图4B示出实施例4的SPM马达的磁铁固定构造。图4A、图4B是在与SPM马达的旋转轴正交的方向上截断而得的剖面图，仅示出转子铁芯、定子、磁铁的一部分。

图4A示出磁铁未从转子铁芯剥落的正常状态，图4B示出磁铁从转子铁芯剥落的剥离状态。

在实施例4中，定子104的内周面不是平滑的周面，而是成为沿着圆周方向有凹凸的凹凸面。即，狭槽的开口面开在定子104的内周面。另外，105是定子绕组，106是绝缘纸。

其它部分的结构与图2A、图2B所示的实施例2相同，对相同部分附加相同符号。

在如图4B所示，磁铁113的磁铁上表面113d与定子104的内周面接触的剥离状态下，如以下那样定义各点以及长度。

点C：磁铁上表面113d与定子104的内周面的接触点。在该例子中，点C成为从磁铁上表面113d的圆周方向的端部移动到圆周方向的中央侧的位置。

点D：磁铁侧面113a、113b中的与槽侧面102a、102b接触的面的位于最外周侧的点。

点E：槽侧面102a、102b中的与磁铁侧面113a、113b接触的面的位于最内周侧的点。

长度La：点C所处的半径方向位置与点D所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

长度Lb：点C所处的半径方向位置与点E所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

另外，在磁铁113剥离而脱离时，由于磁铁侧面113a、113b以槽侧面102a、102b为引导而滑动，所以在保持磁铁下表面113c和槽底面102c为平行的状态的同时，磁铁113脱离。

在实施例4中，也以

长度La<长度Lb···(1)

的方式，规定磁铁***槽102的槽侧面102a、102b的半径方向的长度和磁铁113的磁铁侧面113a、113b的半径方向的长度。

以使上述式(1)成立的方式考虑磁铁侧面113a、113b的半径方向的长度，来规定槽侧面102a、102b的半径方向的长度，所以即使从图4A所示的正常状态变为图4B所示的剥离状态，从磁铁***槽102脱离的磁铁113也不会进入转子铁芯101与定子104之间。

由此，在实施例4中，也与实施例2同样地，即使粘接剂老化而其粘接力降低、磁铁113从磁铁***槽102脱离，也能够在磁铁113脱离的状态下原样地维持马达的旋转，能够使由马达所驱动的设备/仪器的停止位置/状态返回至原本的停止位置/状态。由此，安全性提高。

[实施例5]

图5是示出实施例5的主要部分的剖面图，定子的图示省略。在实施例5中，对磁铁103的内周侧的角部(磁铁侧面103a、103b与磁铁底面103c相交的部分)、磁铁***槽102的槽侧面102a、102b的外周侧的角部(槽侧面102a、102b与转子铁芯101的周面相交的部分)施加了倒角。也可以代替倒角而使其圆化。

在如图5那样施加了倒角或使其圆化的情况下，点D以及点E的位置相对于实施例1、3的位置而移动，但点D、点E的定义与上述相同。即，如下所述。

点D：磁铁侧面103a、103b中的与槽侧面102a、102b接触的面的位于最外周侧的点。

点E：槽侧面102a、102b中的与磁铁侧面113a、113b接触的面的位于最内周侧的点。

即使像这样在磁铁103、磁铁***槽102中设置了倒角或使其圆化的情况下，也与实施例1、3同样地，以

长度La<长度Lb···(1)

的方式，规定磁铁***槽102的槽侧面102a、102b的半径方向的长度和磁铁103的磁铁侧面103a、103b的半径方向的长度。

由此，与实施例1～4同样地，在实施例5中，即使粘接剂老化而其粘接力降低、磁铁103从磁铁***槽102脱离，也能够在磁铁103脱离的状态下原样地维持马达的旋转。

[实施例6]

图6A、图6B示出实施例6的SPM马达的磁铁固定构造。图6A、图6B是在与SPM马达的旋转轴正交的方向上截断而得的剖面图，仅示出转子铁芯、定子、磁铁的一部分。

图6A示出磁铁未从转子铁芯剥落的正常状态，图6B示出磁铁从转子铁芯剥落的剥离状态。

如图6A、图6B所示，在转子铁芯201的表面(周面)，在轴向上延伸地形成有截面形状为矩形(长方形)的磁铁***槽202。磁铁***槽202形成于转子铁芯201的圆周方向上的多个部位。

磁铁***槽202具有位于圆周方向的两侧(在图中为左右两侧)的槽侧面202a、202b和位于内周侧的槽底面202c。槽侧面202a、202b是相互平行的平面。槽底面202c是平面，与槽侧面202a、202b正交。

在磁铁***槽202中，***有磁铁(永磁铁)203。磁铁203从转子铁芯201的半径方向的外周侧朝向内周侧***磁铁***槽202，通过粘接剂与磁铁***槽202(转子铁芯201)粘接。即，作为将磁铁203固定于转子铁芯201的手段，仅使用了粘接剂。

磁铁203具有位于圆周方向的两侧(在图中为左右两侧)的相互平行的平面即磁铁侧面203a、203b，位于内周侧的平面即磁铁下表面203c，以及位于外周侧的平面即磁铁上表面203d。磁铁下表面203c以及磁铁上表面203d与磁铁侧面203a、203b正交。

在磁铁203被***磁铁***槽202并通过粘接剂被粘接于磁铁***槽202时，磁铁侧面203a、203b与槽侧面202a、202b粘接，磁铁下表面203c与槽底面202c粘接。

在该例子中，在磁铁侧面203a、203b与槽侧面202a、202b之间有一些间隙。

定子204配置于转子铁芯201的外周侧。在该例子中，定子204的内周面成为无凹凸的平滑的周面。

如图6A所示，在正常状态下，在磁铁203的磁铁上表面203d与定子204的内周面之间有间隔。

当由于老化而粘接剂的粘接力降低时，由于离心力、定子204侧的磁吸引力等，有可能会成为如下情况：如图6B所示，磁铁203剥落而从磁铁***槽202倾斜地脱离(磁铁下表面203c相对于槽底面202c倾斜而磁铁203倾斜地脱离)，磁铁203中的倾斜地脱离的部分(在图6B中磁铁203中的左侧的部分、即接近定子204侧的部分)中的磁铁上表面203d与定子204的内周面接触。

在该例子中，由于在磁铁侧面203a、203b与槽侧面202a、202b之间有一些间隙，所以磁铁203倾斜地脱离。

另外，因为在SPM马达的转子铁芯201上粘接/固定有大量磁铁203，所以即使其中一部分(1个)磁铁203剥离而变为图6B所示的剥离状态，剩余的多个磁铁203仍原样地粘接/固定于转子铁芯201。

在如图6B所示，磁铁203的磁铁上表面203d与定子204的内周面接触的剥离状态下，如以下那样定义各点以及长度。另外，设为在磁铁203脱离的一侧(在图6B的情况下为左侧)定义点D、点E。

点C：磁铁上表面203d与定子204的内周面的接触点。在该例子中，点C成为磁铁上表面203d中的圆周方向的端部。

点D：磁铁侧面203a、203b中的与槽侧面202a、202b接触的面的位于最外周侧的点。

点E：槽侧面202a、202b中的与磁铁侧面203a、203b接触的面的位于最内周侧的点。

长度La：点C所处的半径方向位置与点D所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

长度Lb：点C所处的半径方向位置与点E所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

在实施例6中，也以

长度La<长度Lb···(1)

的方式，规定磁铁***槽202的槽侧面202a、202b的半径方向的长度和磁铁203的磁铁侧面203a、203b的半径方向的长度。

由于以使上述式(1)成立的方式考虑磁铁侧面203a、203b的半径方向的长度，来规定槽侧面202a、202b的半径方向的长度，所以即使从图6A所示的正常状态变为图6B所示的剥离状态，从磁铁***槽202倾斜地脱离的磁铁203也不会进入到转子铁芯201与定子204之间。

在变为图6B所示的剥离状态时，磁铁203被保持为在磁铁***槽202内成为倾斜的状态。另外，磁铁203随着转子铁芯201的旋转而旋转，磁铁上表面203d在与定子204的内周面接触的同时移动。另外，因为磁铁上表面203d与定子204的内周面接触而产生的阻抗相比于马达产生的转矩是极小的，所以不会阻止马达的旋转。

因此，不会导致马达突然锁定而无法旋转这样的情况。

由此，即使粘接剂老化而其粘接力降低、磁铁203从磁铁***槽202倾斜地脱离，也能够在磁铁203脱离的状态下原样地维持马达的旋转，能够使由马达所驱动的设备/仪器的停止位置/状态返回至原本的停止位置/状态。由此，安全性提高。

[实施例7]

图7A、图7B示出实施例7的SPM马达的磁铁固定构造。图7A、图7B是在与SPM马达的旋转轴正交的方向上截断而得的剖面图，仅示出转子铁芯、定子、磁铁的一部分。

图7A示出磁铁未从转子铁芯剥落的正常状态，图7B示出磁铁从转子铁芯剥落的剥离状态。

在实施例7中，在磁铁***槽202中，***有磁铁(永磁铁)213。磁铁213从转子铁芯201的半径方向的外周侧朝向内周侧***磁铁***槽202，通过粘接剂与磁铁***槽202(转子铁芯201)粘接。即，作为将磁铁213固定于转子铁芯201的手段，仅使用了粘接剂。

磁铁213具有位于圆周方向的两侧(在图中为左右两侧)的相互平行的平面即磁铁侧面213a、213b，位于内周侧的平面即磁铁下表面213c，以及位于外周侧的弯曲面即磁铁上表面213d。磁铁下表面213c与磁铁侧面213a、213b正交。磁铁上表面213d成为朝向径向外侧大幅变凸的弯曲面(圆弧面)。

其它部分与图6(a)、图6(b)所示的实施例6相同，对相同部分附加相同符号。

当由于老化而粘接剂的粘接力降低时，由于离心力、定子204侧的磁吸引力等，有可能会出现如下情况：如图7B所示，磁铁213剥落而从磁铁***槽202倾斜地脱离(磁铁下表面213c相对于槽底面202c倾斜而磁铁213倾斜地脱离)，磁铁上表面213d与定子204的内周面接触。

在该例子中，由于在磁铁侧面213a、213b与槽侧面202a、202b之间有一些间隙，所以磁铁213倾斜地脱离。

另外，因为在SPM马达的转子铁芯201上粘接/固定有大量磁铁213，所以即使其中一部分(1个)磁铁213剥落而变为图7B所示的剥离状态，剩余的多个磁铁213仍原样地粘接/固定于转子铁芯201。

在如图7B所示，磁铁213的磁铁上表面213d与定子204的内周面接触的剥离状态下，如以下那样定义各点以及长度。另外，设为在磁铁213脱离的一侧(在图7B的情况下为左侧)定义点D、点E。

点C：磁铁上表面213d与定子204的内周面的接触点。在该例子中，点C为磁铁上表面213d中的顶部附近。

点D：磁铁侧面213a、213b中的与槽侧面202a、202b接触的面的位于最外周侧的点。

点E：槽侧面202a、202b中的与磁铁侧面213a、213b接触的面的位于最内周侧的点。

长度La：点C所处的半径方向位置与点D所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

长度Lb：点C所处的半径方向位置与点E所处的半径方向位置之间的半径方向的长度。

在实施例7中，也以

长度La<长度Lb···(1)

的方式，规定磁铁***槽202的槽侧面202a、202b的半径方向的长度、和磁铁213的磁铁侧面213a、213b的半径方向的长度。

由于以使上述式(1)成立的方式考虑磁铁侧面213a、213b的半径方向的长度，来规定槽侧面202a、202b的半径方向的长度，所以即使从图7A所示的正常状态变为图7B所示的剥离状态，从磁铁***槽202倾斜地脱离的磁铁213也不会进入到转子铁芯201与定子204之间。

在变为图7B所示的剥离状态时，磁铁213被保持为在磁铁***槽202内成为倾斜的状态。另外，磁铁213随着转子铁芯201的旋转而旋转，磁铁上表面213d在与定子204的内周面接触的同时移动。另外，磁铁上表面213d与定子204的内周面接触而产生的阻抗相比于马达产生的转矩是极小的，所以不会阻止马达的旋转。

因此，不会导致马达突然锁定而无法旋转这样的情况。

由此，即使粘接剂老化而其粘接力降低、磁铁213从磁铁***槽2102倾斜地脱离，也能够在磁铁213脱离的状态下原样地维持马达的旋转，能够使由马达所驱动的设备/仪器的停止位置/状态返回至原本的停止位置/状态。由此，安全性提高。

[实施例8]

接下来，将上述实施例1～7中的“永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造”的设计方法作为实施例8进行说明。

在SPM马达中，根据该马达所要求的转矩、转速等，通过电气性的设计，决定磁铁103、113、203、213的半径方向的长度(厚度)、磁铁上表面103d、113d、203d、213d与定子104、204的内周面之间的半径方向的长度(间隔长)。

接下来，以满足

长度La<长度Lb···(1)

这样的式子的方式考虑磁铁103、113、203、213的磁铁侧面103a、103b、113a、113b、203a、203b、213a、213b的高度(长度)，来决定槽侧面102a、102b、202a、202b的高度(长度)。像这样，通过决定槽侧面102a、102b、202a、202b的高度(长度)，转子铁芯101、201的直径确定。

产业上的可利用性

本发明能够应用于成为电梯、游戏设施、各种机械装置的驱动源的SPM马达。

Claims (4)

1.一种永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造，通过将永磁铁***形成于转子铁芯的表面的在轴向上延伸的磁铁***槽、并通过粘接剂将永磁铁粘接于所述磁铁***槽而构成，其特征在于，

所述磁铁***槽的截面形状为矩形，并且具有位于圆周方向的两侧的槽侧面和位于内周侧的槽底面，

所述永磁铁具有位于圆周方向的两侧的相互平行的平面即磁铁侧面、位于内周侧的平面即磁铁下表面以及位于外周侧的磁铁上表面，

在所述永磁铁从所述磁铁***槽脱离而所述磁铁上表面与定子的内周面接触的状态下，如下述那样定义了各点以及长度时，以

长度La<长度Lb

的方式，相对所述磁铁侧面的长度来规定所述槽侧面的长度，

其中，

点C：所述磁铁上表面与所述定子的内周面的接触点，

点D：所述磁铁侧面中的与所述槽侧面接触的面的位于最外周侧的点，

点E：所述槽侧面中的与所述磁铁侧面接触的面的位于最内周侧的点，

长度La：点C所在的半径方向位置与点D所在的半径方向位置之间的半径方向的长度，

长度Lb：点C所在的半径方向位置与点E所在的半径方向位置之间的半径方向的长度。

2.根据权利要求1所述的永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造，其特征在于，

所述磁铁侧面紧贴着所述槽侧面，以使得在所述粘接剂时效老化而其粘接力降低、所述永磁铁从所述磁铁***槽脱离时，在保持所述磁铁下表面与所述槽底面为平行的状态的同时供所述永磁铁脱离。

3.根据权利要求1所述的永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造，其特征在于，

在所述磁铁侧面与所述槽侧面之间有间隙，以使得在所述粘接剂时效老化而其粘接力降低、所述永磁铁从所述磁铁***槽脱离时，所述磁铁下表面相对所述槽底面倾斜而供所述永磁铁倾斜地脱离，

在磁铁脱离的一侧定义所述点D以及所述点E。

4.一种永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造的设计方法，设计权利要求1至3中任意一项所述的永磁铁贴面式马达的磁铁固定构造，其特征在于，

首先，通过电气性的设计，决定所述永磁铁的半径方向的长度以及所述磁铁上表面与所述定子的内周面之间的半径方向的长度，

接下来，以满足长度La<长度Lb的式子的方式，考虑所述磁铁侧面的长度，决定所述槽侧面的长度。