JP2008079377A - Magnet fixing construction of motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換してそれをモータ軸のトルクとして出力するモータの磁石固定構造に関する。 The present invention relates to a magnet fixing structure for a motor that converts electrical energy into mechanical energy and outputs it as torque of a motor shaft.
従来から、様々な装置の駆動源としてモータが広く使用されている。この種のモータの一種としては、回転子(ロータ)が固定子(ステータ)の内側にあるインナーロータ型のモータがあり、この種類のモータは応答性が高いことから、例えば電動ポンプや工作機械等の駆動源に使用されている。インナーロータ型のモータの一例は、例えば特許文献1に開示されている。 Conventionally, motors have been widely used as drive sources for various devices. As one type of this type of motor, there is an inner rotor type motor in which a rotor (rotor) is located inside a stator (stator). Since this type of motor is highly responsive, for example, an electric pump or a machine tool. It is used for driving sources such as. An example of an inner rotor type motor is disclosed in Patent Document 1, for example.
図4にインナーロータ型のモータ81を図示すると、モータハウジング82の内壁面には筒状の固定子83が設けられている。この固定子83には、例えば銅線等から成る巻線84が複数巻きに巻回されている。モータハウジング82の内部には、モータ81の回転子85が固定子83に対して相対回動可能に収納されている。回転子85のシャフト86においてその中央位置の大径部位86aには、リング形状の磁石87が取り付けられている。磁石87は、巻線84と対向する位置に配置されるとともに、シャフト86の大径部位86aの外周面ほぼ全域において接着剤88で固定されている。
ところが、接着剤88が劣化することや、モータ作動時においてこの接着面に大きな負荷がかかることなどが要因で、接着剤88がシャフト86や磁石87から剥離して磁石87がシャフト86から外れてしまうことも考えられる。このような状況下では、巻線84に電流を流してモータ81を作動させても、磁石87は回転するがシャフト86が回転しない空回り状態となることから、モータ81を正常に作動させるために何らかの対応策が望まれていた。
However, the
本発明の目的は、取り付け先である支持部材に取り付け固定した磁石が、モータ作動時において支持部材に対して空回りする状況を生じ難くすることができるモータの磁石固定構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a magnet fixing structure for a motor that can make it difficult for a magnet attached and fixed to a support member, which is an attachment destination, to idle with respect to the support member during motor operation.
前記問題点を解決するために、本発明では、アウター部品及びインナー部品の一方に巻線が設けられるとともに他方に磁石が設けられ、前記巻線に電流が流された際の前記巻線及び前記磁石の間の電磁誘導作用により、前記アウター部品及び前記インナー部品のうち前記磁石側が前記巻線側に対して相対回動するモータの磁石固定構造において、前記磁石を取り付け支持する支持部材と当該磁石との間に、前記磁石及び前記支持部材の一方が他方に対して回動方向へ移動することを規制する回動規制部を設けたことを要旨とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, a winding is provided on one of the outer part and the inner part and a magnet is provided on the other, and the winding when the current is passed through the winding and the In a magnet fixing structure of a motor in which the magnet side of the outer part and the inner part rotates relative to the winding side by an electromagnetic induction action between the magnets, a support member for mounting and supporting the magnet and the magnet In summary, a rotation restricting portion that restricts one of the magnet and the support member from moving in the rotation direction with respect to the other is provided.
この構成によれば、磁石と支持部材との間に互いの相対回動を規制する回動規制部を設けたので、磁石が支持部材に対して独立して回動する動きが機械的に拘束される。従って、例えば磁石を接着剤で支持部材に取り付け固定した場合に、仮に接着剤が剥離したとしても、磁石と支持部材との間の固定関係は回動規制部座によって維持されることになるので、支持部材に取り付け固定した磁石が、モータ作動時において支持部材に対して空回りする状況が生じ難くなる。 According to this configuration, since the rotation restricting portion that restricts the relative rotation between the magnet and the support member is provided, the movement of the magnet rotating independently of the support member is mechanically restricted. Is done. Therefore, for example, when the magnet is attached and fixed to the support member with an adhesive, even if the adhesive is peeled off, the fixing relationship between the magnet and the support member is maintained by the rotation restricting portion seat. The situation in which the magnet attached and fixed to the support member is idle with respect to the support member during motor operation is less likely to occur.
本発明では、前記回動規制部は、前記磁石と前記支持部材との間の当接面をモータ軸の軸方向に対して傾斜させた傾斜部であることを要旨とする。
この構成によれば、磁石と支持部材との間の当接面をモータ軸の軸方向に対して傾かせた傾斜部で、磁石が支持部材に対して空回りすることを防止する。ところで、例えば磁石に段形状の溝を設けるとともに支持部材に突部を設け、この突部を溝に係止することにより、磁石が支持部材に対して空回りすることを防止することも考えられるが、一般的な通例としては磁石に段形状の溝を形成するとその角部分から磁石に亀裂が入るなどの可能性が高くなることから、この磁石固定構造を採用した場合は磁石の機械的強度等に支障が生じる。しかし、回動規制部として傾斜部を採用すれば、磁石に段形状の加工を施す必要はないので、磁石の空回り対策を講じて磁石の機械的強度が大きく低下するなどの問題は生じない。
The gist of the present invention is that the rotation restricting portion is an inclined portion in which a contact surface between the magnet and the support member is inclined with respect to the axial direction of the motor shaft.
According to this configuration, the magnet is prevented from spinning around the support member at the inclined portion in which the contact surface between the magnet and the support member is inclined with respect to the axial direction of the motor shaft. By the way, for example, it may be possible to prevent the magnet from spinning around the support member by providing a stepped groove in the magnet and providing a protrusion on the support member and locking the protrusion in the groove. In general, when a step-shaped groove is formed in a magnet, there is a high possibility that the magnet will crack from its corners, so when this magnet fixing structure is adopted, the mechanical strength of the magnet, etc. Cause trouble. However, if the inclined portion is employed as the rotation restricting portion, there is no need to process the magnet in a step shape, so that there is no problem that the mechanical strength of the magnet is greatly reduced by taking measures against idling of the magnet.
本発明では、前記傾斜部は、前記当接面を一帯に傾斜させた斜面であることを要旨とする。
この構成によれば、磁石と支持部材との間の当接面一帯が斜面となるので、磁石が支持部材に対して空回りすることを広範囲で規制することが可能となり、より確実に磁石の空回りを防止することが可能となる。
The gist of the present invention is that the inclined portion is an inclined surface in which the contact surface is inclined as a whole.
According to this configuration, since the entire contact surface between the magnet and the support member becomes an inclined surface, it is possible to restrict the magnet from idling with respect to the support member in a wide range, and the magnet idling more reliably. Can be prevented.
本発明では、前記アウター部品に前記巻線を設けて当該アウター部品を固定子とし、前記インナー部品に設けた前記支持部材の外周に筒状の前記磁石を取り付けて当該インナー部品を回転子とし、前記インナー部品が前記アウター部品に対して相対回動するモータ構造であって、前記インナー部品で前記磁石を取り付け支持する前記支持部材と前記磁石との間に、前記回動規制部を設けたことを要旨とする。 In the present invention, the outer part is provided with the winding and the outer part is a stator, the cylindrical magnet is attached to the outer periphery of the support member provided on the inner part, and the inner part is a rotor. The inner part has a motor structure that rotates relative to the outer part, and the rotation restricting portion is provided between the magnet and the support member that attaches and supports the magnet with the inner part. Is the gist.
この構成によれば、この種のインナーロータ型モータは、高い応答性を有することが特性の一つとして挙げられることから、頻繁な正逆転が必要な機器や装置の駆動源として用いられることが多い。このため、この種のインナーロータ型モータにおいては、正逆転切換時に生じる回転トルク負荷が磁石と支持部材との間の接着剤(接着面)へ頻繁に付与されることになり、接着剤剥離の可能性も高くなる。よって、インナーロータ型モータに本発明の磁石固定構造を採用すれば、接着剤剥離の可能性の高いモータに磁石空回り対策を講じることになり、この種のモータに本発明の磁石固定構造を採用することは非常に効果が高い。 According to this configuration, this type of inner rotor type motor can be used as a drive source for equipment and devices that require frequent forward and reverse rotation because one of the characteristics is high response. Many. For this reason, in this type of inner rotor type motor, the rotational torque load generated at the time of forward / reverse switching is frequently applied to the adhesive (adhesive surface) between the magnet and the support member. The possibility is also high. Therefore, if the magnet fixing structure of the present invention is adopted for the inner rotor type motor, the countermeasure for idling the magnet will be taken for the motor with a high possibility of adhesive peeling, and the magnet fixing structure of the present invention is adopted for this type of motor. It is very effective to do.
本発明によれば、取り付け先である支持部材に取り付け固定した磁石が、モータ作動時において支持部材に対して空回りする状況を生じ難くすることができる。 According to the present invention, it is possible to make it difficult for the magnet attached and fixed to the support member, which is the attachment destination, to idle with respect to the support member when the motor is operated.
以下、本発明を具体化したモータの磁石固定構造の一実施形態を図1及び図2に従って説明する。
図1に示すように、電動ポンプ等の機器の駆動源として使用されるモータ1には、外枠ケースとしてモータハウジング2が設けられている。モータハウジング2の内壁面に設けた固定子(ステータ)3には、例えば銅線等を複数回巻装することによって巻線4が設けられている。なお、固定子3がアウター部品に相当する。
Hereinafter, an embodiment of a motor magnet fixing structure embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a
モータハウジング2の内部には、回転してその軸でトルクを伝達する回転子(ロータ)5が相対回動可能に収納されている。回転子5には、その軸心La回りに沿って回動運動するモータシャフト6が設けられている。モータシャフト6は、図1及び図2に示すように、モータシャフト6の軸心La方向の中央位置に設けられた大径の取付部7と、その取付部7の両側から軸心La方向に沿って延びる一対の軸部8,9とを有し、これら一対の軸部8,9においてモータハウジング2に対して相対回動可能に取り付け支持されている。なお、回転子5がインナー部品に相当し、モータシャフト6が支持部材に相当し、軸部8,9がモータ軸に相当する。
Inside the
モータシャフト6の取付部7には、筒形状を成す磁石10が取り付け固定されている。磁石10は、例えば焼結磁石等の強磁性体から成り、自身の断面円形状の挿通孔10aを取付部7に嵌め込むとともに、これら両者の接触面のほぼ全域に、アクリル系やシリコン系などの硬化後も弾性特性を有する接着剤11を塗布することにより、取付部7に固着されている。磁石10は、モータシャフト6に対して同一軸心上(即ち、軸心La上)に配置されている。
A
モータシャフト6と磁石10とにおいてその軸心方向一端部(図1及び図2の上端部)の当接面12には、当接面12をモータシャフト6の軸心Laに対して所定の傾斜角度θで傾かせることによって傾斜部13が形成されている。これを以下に説明すると、モータシャフト6においてその取付部7の一端部(図1の上端部)には、取付部7よりも大径となった位置決め部14がその周方向全域に突出形成されている。この位置決め部14には、磁石10との当接部位において軸心La方向に対して傾くシャフト側傾斜面15が設けられている。シャフト側傾斜面15は、一側部(図1及び図2の左端部)から他側部(図1及び図2の右端部)に向かうに従い連続して傾斜して形成されていることから、モータシャフト6の取付部7においてその一端部全域に設けられている。
The
一方、磁石10の長手方向一端部(図1及び図2の上端部)には、シャフト側傾斜面15と当接する位置に磁石側傾斜面16が形成されている。磁石側傾斜面16は、シャフト側傾斜面15に隙間無く接触するように、シャフト側傾斜面15の形状に合わせた斜面形状に形成されている。これにより、モータシャフト6と磁石10との当接面12は、軸心La方向に対して所定角度傾斜した斜面となっている。なお、傾斜部13が回動規制部を構成する。
On the other hand, a magnet side
また、モータシャフト6において取付部7の軸心方向他端部(図1及び図2の下端部)には、例えば円板形状を成す固定リング17が取り付けられている。この固定リング17は、磁石10がモータシャフト6から脱落することを防ぐ部品であって、自身の中央部に貫設された取付孔17aをモータシャフト6の軸部9に圧入することにより、モータシャフト6に固定されている。なお、固定リング17は、圧入のみで取り付けることに限らず、磁石10をモータシャフト6に取り付ける場合と同様に、接着剤を用いて取り付け固定してもよい。
In addition, a fixing
さて、本例において、磁石10はモータシャフト6に取り付けられるに際し、モータシャフト6との間の当接面12がモータシャフト6の軸心方向に対して傾斜角度θだけ斜めに当接した取り付け状態をとっていることから、磁石10はその回転方向(図1の矢印A方向)の動きが機械的に拘束される。即ち、磁石10の端面が斜めの磁石側傾斜面16を成し、これが同じく斜めのシャフト側傾斜面15に当接する位置関係をとっていれば、磁石10のみがモータシャフト6(取付部7)の外周面で独立して回転運動できない状態となる。
Now, in this example, when the
よって、磁石10をモータシャフト6に固定するために塗布した接着剤11が仮に剥離したとしても、モータ作動時においてモータシャフト6が回転した際は、磁石10もモータシャフト6に同期して連れ回りする状態をとることになり、モータ作動時において磁石10のみがモータシャフト6に対して空回りする状況にならずに済む。このため、モータ1の作動不良が生じず、モータ1の信頼性向上に効果がある。
Therefore, even if the adhesive 11 applied to fix the
また、当接面12の軸心Laに対する傾斜角度θは、できる限り小さい値に設定することが好ましい。これは、一般的にこの種のモータ1は巻線4が左右対称に設けられるものであることから、これを考慮に入れた場合、磁石10で回転に寄与するのはその筒部分において左右対称を取り得る部分となってくるので、磁石10の端部を傾斜させた場合、この傾斜部位(図2の点部位)は回転に寄与する部分とならないからである。
In addition, the inclination angle θ of the
このため、磁石10は材料コストが相対的に高いことから、回転に寄与しない部分をなるべく少なく抑えるためにも、傾斜角度θをできるだけ小さくして傾斜部分を小エリアに抑えることが好ましい。また、磁石10の端部を傾斜させると、場合によってはこの傾斜部位によって巻線4と磁石10との間の磁気バランスが崩れ、モータ1が等速に回転しないなどの回転ムラが生じる可能性も考えられることから、傾斜部分の小エリア化は、この種の回転ムラを抑制することに関しても効果が高い。
For this reason, since the material cost of the
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)モータシャフト6と磁石10との当接面12を斜めに傾かせた傾斜部13としたので、磁石10がモータシャフト6に対して独立して回転する動きが機械的に拘束される。従って、モータ1が作動した際に磁石10とモータシャフト6との間の接着剤11が剥離したとしても、モータシャフト6と磁石10との間の固定関係が傾斜部13によって維持されることになるので、磁石10がモータシャフト6の外周面で空回りするような状況を生じ難くすることができる。
According to the configuration of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the
(2)磁石10がモータシャフト6に対して空回りすることを防止するに際し、モータシャフト6と磁石10との当接面12を斜面状にすることに代えて、例えば磁石10に段形状の溝を設けるとともにモータシャフト6の突部を設け、この突部を溝に係止する磁石固定構造を用いることも考えられるが、一般的な通例としては磁石10に段形状の溝を形成すると、この溝の角部分から磁石10に亀裂が入るなどの可能性が高くなることから、この磁石固定構造を採用することは、磁石10の機械的強度に関して望ましくない。しかし、本例のようにモータシャフト6と磁石10との当接面12を傾斜部13とする磁石固定構造を採用すれば、磁石10に段形状の加工を施す必要はないので、磁石10の空回り対策を講じても、磁石10の機械的強度が大きく低下するなどの問題は生じない。
(2) When preventing the
(3)モータシャフト6と磁石10との当接面12を一帯に亘り傾斜させることでこれを傾斜部13としているので、磁石10がモータシャフト6に対して空回りすることを広範囲で規制することが可能となり、より確実に磁石10の空回りを防止することができる。
(3) Since the abutting
(4)インナーロータ型モータの特性の一つに高い応答性が挙げられることから、インナーロータ型モータである本例のモータ1は、頻繁な正逆転が必要な機器や装置の駆動源として用いられることが多い。このため、モータ1においては、正逆転切換時に生じる回転トルク負荷が、モータシャフト6と磁石10との間の接着剤11へ頻繁に付与されることになり、接着剤剥離の可能性も高くなる。よって、インナーロータ型のモータ1に本例の磁石固定構造を採用すれば、接着剤剥離の可能性の高いモータに磁石空回り対策を講じることになり、この種のインナーロータ型モータに本例の磁石固定構造を採用することは非常に効果が高い。
(4) Since one of the characteristics of the inner rotor type motor is high responsiveness, the motor 1 of this example, which is an inner rotor type motor, is used as a drive source for equipment and devices that require frequent forward and reverse rotations. It is often done. For this reason, in the motor 1, the rotational torque load generated at the time of forward / reverse switching is frequently applied to the adhesive 11 between the
(5)磁石10をモータシャフト6に固定する際に用いる接着剤11に、硬化後において弾性を有する素材を使用している。このため、モータ1が長時間作動するなどしてモータ自身が熱を持ったり、或いはモータ使用環境温度が急激に低い場所であったりするなどして、磁石10が膨張したり或いは収縮したりしても、その変化量が接着剤11で吸収されることになるので、接着剤11がモータシャフト6や磁石10から剥離してしまう状況を生じ難くすることができる。
(5) The adhesive 11 used when fixing the
なお、実施形態はこれまでの構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・ モータシャフト6と磁石10との当接面12を斜め向きとした傾斜部13は、モータシャフト6の取付部7において一方側の端部(上端部)のみに設けることに限定されない。即ち、図3(a)に示すように、傾斜部13を取付部7の両方の端部に設けてもよい。この場合、磁石10がモータシャフト6の外周で空回りすることをより確実に防ぐことができる。
In addition, embodiment is not limited to the structure until now, You may change into the following aspects.
The
・ モータシャフト6と磁石10との当接面12に傾斜部13を設ける場合、これは当接面12の全域に設けることに限定されない。例えば、図3(b)に示すように、当接面12においてその一部のみを斜面することにより傾斜部13を形成し、この傾斜部13で磁石10がモータシャフト6の外周で空回りすることを規制してもよい。
When the
・ 磁石10がモータシャフト6の外周で空回りすることを規制する回動規制部は、モータシャフト6と磁石10との当接面12を斜めにした傾斜部13に限定されない。例えば、図3(c)に示すように、モータシャフト6及び磁石10のうち一方に形成した係止突51を、他方に形成した係止溝52に係止する係止部53を用いてもよい。なお、図3(c)においては、係止突51がモータシャフト6に形成され、係止溝52が磁石10に形成されているが、これは逆でもよく、また係止突51(係止溝52)の形状も、同図のような四角形状に限定されず、三角形状や円弧形状を採用してもよい。なお、係止部53が回動規制部を構成する。
The rotation restricting portion that restricts the
・ 図3(c)に示す係止部53の個数は、同図に示すように1つのみに限定されず、図3(d)に示すように複数箇所(図3(d)は2つ)に設けてもよい。また、図3(e)に示すように、傾斜部13の場合と同様に、係止部53をモータシャフト6の取付部7においてその両方の端部に設けてもよい。なお、この磁石固定構造を採用するにあたっては、機械的強度の高い材質の磁石を用いる必要がある。
The number of the locking
・ 本例の磁石固定構造を採用するモータは、インナーロータ型のモータ1に限定されず、外側のアウター部品に磁石10を設けるとともに内側のインナー部品に巻線4を設け、アウター部品がインナー部品に対して回転するアウターロータ型でもよい。
The motor employing the magnet fixing structure of this example is not limited to the inner rotor type motor 1, but the
・ 磁石10をモータシャフト6に固定する際にモータシャフト6と磁石10との間に塗布する接着剤11は必ずしも必要ではなく、これは省略してもよい。即ち、接着剤11を用いずに磁石10をモータシャフト6に取り付けたとしても、傾斜部13が作用することにより、モータシャフト6と磁石10との固定状態は確保される。
The adhesive 11 applied between the
・ 本例の磁石固定構造を用いたモータ1は、必ずしも電動ポンプの駆動源のみに採用されることに限らず、様々な機器や装置の駆動源として用いることが可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
The motor 1 using the magnet fixing structure of this example is not necessarily used only as a drive source for the electric pump, and can be used as a drive source for various devices and apparatuses.
Next, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiment and other examples will be described below together with their effects.
(1)アウター部品及びインナー部品の一方に巻線が設けられるとともに他方に磁石が設けられ、前記巻線に電流が流された際の前記巻線及び前記磁石の間の電磁誘導作用により、前記アウター部品が前記インナー部品の一方が他方に対して相対回動するモータにおいて、前記磁石を取り付け支持する支持部材と当該磁石との間に、前記磁石及び前記支持部材の一方が他方に対して回動方向へ移動することを規制する回動規制部を形成したモータ。この場合、磁石が支持部材に対して空回りし難いモータを提供することができる。 (1) A winding is provided on one of the outer part and the inner part and a magnet is provided on the other, and electromagnetic induction action between the winding and the magnet when a current is passed through the winding In a motor in which one of the inner parts rotates relative to the other, the outer part rotates between the magnet and the support member for mounting and supporting the magnet. A motor formed with a rotation restricting portion that restricts movement in the moving direction. In this case, it is possible to provide a motor in which the magnet does not easily rotate with respect to the support member.
1…モータ、3…アウター部品としての固定子、4…巻線、5…インナー部品としての回転子、6…支持部材としてのモータシャフト、8,9…モータ軸としての軸部、10…磁石、12…当接面、13…回動規制部を構成する傾斜部、53…回動規制部を構成する係止部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor, 3 ... Stator as outer part, 4 ... Winding, 5 ... Rotor as inner part, 6 ... Motor shaft as supporting member, 8, 9 ... Shaft part as motor shaft, 10 ... Magnet , 12 ... abutment surface, 13 ... an inclined part constituting the rotation restricting part, 53 ... a locking part constituting the rotation restricting part.
Claims (4)
前記磁石を取り付け支持する支持部材と当該磁石との間に、前記磁石及び前記支持部材の一方が他方に対して回動方向へ移動することを規制する回動規制部を設けたことを特徴とするモータの磁石固定構造。 A winding is provided on one of the outer part and the inner part, and a magnet is provided on the other, and the outer part and the magnet are provided by electromagnetic induction between the winding and the magnet when a current is passed through the winding. In the magnet fixing structure of the motor in which the magnet side of the inner part rotates relative to the winding side,
A rotation restricting portion for restricting one of the magnet and the support member from moving in the rotation direction with respect to the other is provided between the magnet and the support member for mounting and supporting the magnet. Magnet fixing structure of the motor.
前記インナー部品で前記磁石を取り付け支持する前記支持部材と前記磁石との間に、前記回動規制部を設けたことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載のモータの磁石固定構造。 The winding is provided on the outer part to make the outer part a stator, the cylindrical magnet is attached to the outer periphery of the support member provided to the inner part, and the inner part is made a rotor. A motor structure that rotates relative to the outer part,
The motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotation restricting portion is provided between the magnet and the support member that attaches and supports the magnet with the inner part. Magnet fixed structure.
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