JP3715047B2

JP3715047B2 - motor

Info

Publication number: JP3715047B2
Application number: JP29338396A
Authority: JP
Inventors: 明保坂
Original assignee: 明保坂
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JPH10126987A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動モータに関する。より詳しくは、本発明は、回転軸心の回りに回転可能なロータおよびロータの周囲に設けられた電磁コイルからなり、ロータは周方向に等間隔の複数の領域に区画され、各領域は複数個の永久磁石が並設された部分および永久磁石が設置されていない部分からなり、永久磁石は回転軸心から外側に延びる半径線に対して傾斜して配置された電動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から知られている多くの電動モータにおいては、ロータ（回転子）およびステータ（固定子）の両方にコイル巻線からなる電磁石が用いられている。また、ステッピングモータにおいては、ロータに磁性体または永久磁石を用いステータに電磁コイルを用いるものもあるが、ステッピングモータでは特別な位相制御装置を必要としている。
【０００３】
一方、特開平６−３３５２２２号公報には、ロータに永久磁石を並べる部分と並べない部分を交互に設け、永久磁石の一方の極を外側に、他方の極を中心よりずらして等間隔にロータに取付け、ロータに近接してステータとして電磁石を固定した連続回転装置が開示されている。
【０００４】
この特開平６−３３５２２２号公報では、永久磁石の一方の極を外側に、他方の極を中心よりずらして等間隔にロータに取付けると、永久磁石は全体として一端部から他端部に向けて磁性が強くなると記載しているが、並設されて一体となった永久磁石の磁性強度に勾配があるということは起こり得ず、誤りである。
【０００５】
しかしながら、本発明者らの実験によれば、ロータを回転可能に支持するとともにロータに複数の永久磁石を回転軸心から外側に延びる半径線に対して傾斜して配置すると、特別な位置関係に配置された複数の永久磁石が形成する磁力線と回転可能なロータとの磁気的な作用により、複数の永久磁石の一端部の永久磁石と磁性体が対向する状態までロータは回動されて停止することを見出だした。この状態で、磁性体の極性を対向する永久磁石と同極性に切替えると、磁性体と永久磁石とが反発して、ロータは更に回動する。以上の作用を繰り返すことにより、特開平６−３３５２２２号公報に開示されているように、ロータは連続回転する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平６−３３５２２２号公報に開示されている装置では、永久磁石のロータへの取付け方法に十分な配慮が払われておらず、この装置では高速回転状態を継続するとロータの永久磁石が遠心力で飛散してしまい、高速で安定して長時間に亘り回転することができない。
【０００７】
また、上述の特開平６−３３５２２２号公報に開示されている装置では、永久磁石が形成する磁力線に十分な配慮が払われておらず、磁力漏れが生じるために、ロータを高速回転したり、高トルクを発生させることができない。
【０００８】
更に、上述の特開平６−３３５２２２号公報に開示されている装置では、矩形断面の複数の永久磁石を並設しているため、磁力強度の大きい永久磁石を用いる場合には永久磁石同士の端面が密着状態で磁気吸着してしまい、複数の永久磁石を回転軸心から外側に延びる半径線に対して傾斜させてその先端を円弧に沿って配置させることが困難となるため、モータの生産性が極めて低いと言う問題がある。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は上述した特開平６−３３５２２２号公報に開示されている装置に付随する問題点を解消して、高速で安定して長時間に亘り回転することができ、永久磁石の磁力漏れが生じずまたは少なく、ロータを高速回転したり、高トルクを発生させることができ、生産が容易なモータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面においては、上記の目的を、回転軸心の回りに回転可能なロータおよび該ロータの周囲に設けられた電磁コイルからなり、該ロータは周方向に等間隔の複数の領域に区画され、各領域は複数個の永久磁石が並設された部分および永久磁石が設置されていない部分からなり、前記永久磁石は前記回転軸心から外側に延びる半径線に対して傾斜して配置されており、前記ロータは円板および該円板の周縁に連なる円周板を含んでおり、前記複数個の永久磁石が該円周板の内側に配置されていることを特徴とするモータにより達成する。
【００１１】
本発明の他の側面においては、上記の目的を、回転軸心の回りに回転可能なロータおよび該ロータの周囲に設けられた電磁コイルからなり、該ロータは周方向に等間隔の複数の領域に区画され、各領域は複数個の永久磁石が並設された部分および永久磁石が設置されていない部分からなり、前記永久磁石は前記回転軸心から外側に延びる半径線に対して傾斜して配置されており、前記複数個の永久磁石は矩形断面の永久磁石および該矩形断面の一側面に三角形状の突出部を形成した永久磁石の組合わせからなることを特徴とするモータにより達成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の側面においては、ロータは円板および円板の周縁に連なる円周板を含んでおり、複数個の永久磁石が円周板の内側に配置されているため、高速回転状態を継続して遠心力が作用してもロータの永久磁石は円周板により保護され飛散することがなく、本発明のモータは高速で安定して長時間に亘り回転することができる。
【００１３】
特に、円板と永久磁石との間にドーナツ形状をした磁性体製の薄板を設けるとともに該永久磁石の薄板と反対側にもドーナツ形状をした磁性体製の別の薄板を設けることが好ましく、永久磁石が形成する磁力線はこれら薄板を通り、磁力漏れが生じないために、ロータを高速回転したり、高トルクを発生させることができる。
【００１４】
本発明の第二の側面においては、複数個の永久磁石は矩形断面の永久磁石および矩形断面の一側面に三角形状の突出部を形成した永久磁石の組合わせからなっており、これらの複数の永久磁石を並設する際に端面同士を接触配置することにより、磁力強度の大きい永久磁石を用いた場合にも永久磁石同士の端面が密着状態で磁気吸着して、複数の永久磁石の一方の極を外側に、他方の極を中心よりずらして円弧に沿って容易に取付けることができ、モータの生産性が極めて高い。この場合に、突出量が異なる複数の三角形状突出部を具備した永久磁石を用いることにより、傾斜角度を変化させることができる。
【００１５】
更に、本発明に係るモータにおいては、上記本発明の第一の側面および他の側面を同時に実施してもよい。
【００１６】
更に本発明はモータの製作方法を提供する。すなわち、中心点から等しい円周角で複数本の半径線を引き、半径線上で中心点から予め定められた距離の点を起点として半径線に対して所定の傾斜角度で矩形状断面の永久磁石の外形線を描き、外形線を連結する凹部を有する治具を準備し、治具の凹部に沿って複数個の永久磁石をおき、複数個の永久磁石の相対位置を固定した上でロータ体に取着してロータを製作することを特徴とするモータの製作方法が提供される。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図示した添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係るモータの実施例の一側面を外した状態の平面図であり、図２は図１のII−II断面図であり、図３はロータの永久磁石の配置を示す平面図、図４は永久磁石組立て用の治具の平面図、図５は本発明に係る永久磁石の個々の形状を示す平面図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、この実施例においてはモータ１は円筒形のケース３に収納されており、回転軸の軸方向に上下２個のロータ４、５が互いに隣接して回転軸６に取着されており、回転軸６は一対の軸受７により回転可能に支承されており、上下２個のロータは回転軸６とともに回転可能である。
【００１９】
各ロータ４、５の周面の近傍には、それぞれコの字状断面形状をし、例えば厚さ０．５ｍｍの鉄板を２０枚積層した、積層鉄心８が６個、回転軸６の軸心の周りに等配的に、すなわち、６０°の間隔で配置されている。６個の積層鉄心８のうち、上のロータ４に近接する箇所には、一つ置きに電磁コイル１０が挿着されており、すなわち、上のロータ４に対向して電磁コイル１０が１２０°の間隔で配置されている。一方、積層鉄心８のうち下のロータ５に近接する箇所には、上述のように上のロータ４に近接して電磁コイル１０が挿着されていないものに、電磁コイル１０が１２０°の間隔で挿着されている。従って、隣接する上下のロータ４、５に対向する電磁コイル１０は、図１に示すように、互いに他のロータ４、５の電磁コイル１０の間に位置している。
【００２０】
更に、ケース３にはロータ４、５の永久磁石１２によりロータ４、５の位相を検知し、電磁石の通電を制御するためのセンサ２５が設けられている。６個の電磁コイル１０は通電時の極性が同じになるように結線され、直流電源に接続され、センサ２５により所定のタイミングで直流電圧が印加される。
【００２１】
ロータ４、５はアルミニウム、プラスチックなどの非磁性体から作られている。図２に示すように、上下２個のロータ４、５はそれぞれ円板４ａ、５ａおよび円板４ａ、５ａの周縁に連なる円周板４ｂ、５ｂを含み浅底の円筒形状となっている。ここに円周板４ｂ、５ｂの厚さは、後述する永久磁石１２から積層鉄心８または積層鉄心８に挿着された電磁コイル１０への磁力線を阻害しないようにできるだけ薄くすることが好ましい。
【００２２】
下のロータ５の円周板の上部内周面および上のロータ４の円周板の下部外周面を削り込み、両者の削り込み部分を嵌合させて上下のロータ４、５を重箱のように重ねられるようにしている。更に上のロータ４の上部開口部に蓋９を嵌合して、全体として上下ロータ４、５内部に２つのスペースＳ_１、Ｓ_２が形成されている。
【００２３】
図２に示すように、上記２つのスペースＳ_１、Ｓ_２には、それぞれドーナツ形状をした鉄板などの磁性体製の薄板１３が上下に設けられ、これらの薄板１３の間に永久磁石１２が配設されている。この配置により、永久磁石１２が形成する磁力線は上下の薄板１３を通り循環するため、磁力漏れが生じず、ロータ４、５を高速回転したり、高トルクを発生させることができる。
【００２４】
ロータ４、５の永久磁石１２の配置を図３に示す。ロータ４、５は周方向に等間隔の複数（図３では３つ）の領域I 、II、およびIII に区画されている。各領域I 、II、およびIII は複数個の永久磁石１２が並設された部分および永久磁石１２が設置されていない部分からなっている。図３の実施例では各領域I 、II、III にほぼ矩形状断面をした７つの永久磁石１２が設置されている。各永久磁石１２は回転軸６の回転軸心から等しい円周角αをなして外側に延びる複数の半径線ｒに対して３５°〜６０°、好ましくは４０°〜４５°の範囲の角度βで傾斜して配置されている。なお、角度βは全部の永久磁石１２について同一でもよいし、図３に示すように各永久磁石１２について少しずつ異なっていてもよい。
【００２５】
各永久磁石１２の外周側先端は、円周板４ｂ、５ｂの内面に近接または接触して配置されている。これにより、ロータ４、５を高速回転させても、ロータ４、５の永久磁石１２が遠心力で飛散することがなく、高速で安定して長時間に亘り回転させることができる。
【００２６】
本発明に用いる永久磁石１２は、所定の形状に成形した上で磁化処理を行う。この際に永久磁石１２とする材料を複雑な形状とした場合には、所望の磁化処理を行えないので、永久磁石１２とする材料は比較的簡単な形状に成形する必要がある。
【００２７】
本発明においては、上述ようにほぼ矩形断面の複数の永久磁石１２を並設しているため、磁力強度の大きい永久磁石１２を用いる場合には永久磁石１２同士の端面が密着状態で磁気吸着してしまい、複数の永久磁石１２の一方の極を外側に、他方の極を中心よりずらして円弧に沿って取付けることが困難なため、モータの生産性が極めて低いと言う問題がある。この対策として、本発明においては、図４に示すような、特別構成の治具２０を用いて永久磁石１２の組立てを行うことが好ましい。
【００２８】
すなわち、図４において、中心点Ｏから等しい円周角αで複数本の半径線Ｒを引き、半径線Ｒ上で中心点Ｏから予め定められた距離の点Ｐを起点として半径線Ｒに対して所定の傾斜角度βで矩形状断面の永久磁石１２の外形線（図４に二点鎖線で示す）を描き、外形線を連結する凹部２０ａを有する治具２０を準備する。治具２０の凹部２０ａに沿って上述した複数個の永久磁石１２をおき、接着剤などにより複数個の永久磁石１２の相対位置を固定した上で、固定した複数個の永久磁石１２を薄板１３を介してロータ４、５の円板に取着してロータ４、５を製作する。
【００２９】
本発明の永久磁石１２の組み立てを一層容易にするために、図５に示すように、複数個の永久磁石１２は矩形断面の永久磁石１２および矩形断面の一側面に三角形状の突出部を形成した永久磁石１２の組合わせとすることが好ましい。
【００３０】
このように成形することにより、所望の磁化処理を行え、このようにほぼ矩形断面の複数の永久磁石１２を並設すると、永久磁石１２同士の端面が密着し、容易に所望の組合わせとなる。この場合に、突出量が異なる複数の三角形状突出部を具備した永久磁石１２とすると傾斜角度βを変化させることができる。
【００３１】
上述の構成からなる本実施例においては、ロータ４、５を回転可能に支持しているので、積層鉄心８の電磁コイル１０に通電前には、特別な位置関係に配置された複数の永久磁石１２が形成する磁力線と回転可能なロータ４、５との磁気的な作用により、複数の永久磁石の一端部の永久磁石（図３の１２′）と積層鉄心８が対向する状態までロータ４、５は回動されて停止する。この状態で、積層鉄心８の電磁コイル１０に通電し電磁コイル１０を対向する永久磁石１２′と同極性に切替えると、電磁コイル１０と永久磁石１２′とが反発して、ロータ４、５は更に回動する。電磁コイル１０にはセンサ２５によりロータ４、５の位相を検出し、所定のタイミングで直流電圧を印加する。以上の作用を繰り返すことにより、ロータ４、５は連続回転する。本実施例では、永久磁石１２の位相をずらせてロータ４、５を設けているため、ロータ４、５の回転が滑らかになる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の第一の側面においては、ロータ４、５は円板および円板の周縁に連なる円周板を含んでおり、複数個の永久磁石１２が円周板の内側に配置されているため、高速回転状態を継続して遠心力が作用してもロータ４、５は円周板により保護され飛散することがなく、本発明のモータは高速で、一例として８，０００ｒｐｍ以上でも、安定して長時間に亘り回転させることができる。特に、円板と永久磁石１２との間にドーナツ形状をした磁性体製の薄板１３を設けるとともに該永久磁石１２の薄板１３と反対側にもドーナツ形状をした磁性体製の別の薄板１３を設けることが好ましく、永久磁石１２が形成する磁力線はこれら薄板１３を通り、磁力漏れが生じないために、ロータ４、５を高速回転したり、高トルクを発生させることができる。
【００３３】
本発明の第二の側面においては、複数個の永久磁石１２は矩形断面の永久磁石１２および矩形断面の一側面に三角形状の突出部を形成した永久磁石１２の組合わせからなっており、これらの複数の永久磁石１２を並設する際に端面同士を接触配置することにより、磁力強度の大きい永久磁石１２を用いた場合にも永久磁石１２同士の端面が密着状態で磁気吸着して、複数の永久磁石１２を回転軸心から外側に延びる半径線に対して傾斜して配置され、永久磁石１２同士をに容易に取付けることができ、モータの生産性が極めて高い。
【００３４】
従って、本発明により、高速で安定して長時間に亘り回転することができ、永久磁石１２磁力漏れが生じず、ロータ４、５を高速回転したり、高トルクを発生させることができ、生産が容易なモータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータの実施例の一側面を外した状態の平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】ロータの永久磁石の配置を示す平面図である。
【図４】永久磁石組立て用の治具の平面図である。
【図５】本発明に係る永久磁石の個々の形状を示す平面図である。
【符号の説明】
４上ロータ
５下ロータ
６回転軸
１０電磁コイル
１２永久磁石
１３薄板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor. More specifically, the present invention includes a rotor that can rotate around a rotation axis and an electromagnetic coil provided around the rotor. The rotor is divided into a plurality of equally spaced regions in the circumferential direction, and each region includes a plurality of regions. The present invention relates to an electric motor that is composed of a part in which permanent magnets are arranged side by side and a part in which no permanent magnet is installed, and the permanent magnet is inclined with respect to a radial line extending outward from the rotation axis.
[0002]
[Prior art]
In many conventionally known electric motors, electromagnets composed of coil windings are used for both the rotor (rotor) and the stator (stator). Some stepping motors use a magnetic material or permanent magnet for the rotor and an electromagnetic coil for the stator. However, the stepping motor requires a special phase control device.
[0003]
On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-335222, the rotor is provided with a portion where the permanent magnets are arranged and a portion where the permanent magnets are not arranged alternately. And a continuous rotating device in which an electromagnet is fixed as a stator in the vicinity of the rotor.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 6-335222, when one pole of a permanent magnet is attached to the rotor at equal intervals with the other pole shifted from the center, the permanent magnet as a whole is directed from one end to the other end. Although it is described that the magnetism becomes stronger, it is impossible to have a gradient in the magnetic strength of the permanent magnets arranged in parallel and integrated, which is an error.
[0005]
However, according to the experiments of the present inventors, when the rotor is rotatably supported and a plurality of permanent magnets are arranged on the rotor so as to be inclined with respect to the radial line extending outward from the rotation axis, a special positional relationship is obtained. Due to the magnetic action of the magnetic field lines formed by the plurality of arranged permanent magnets and the rotatable rotor, the rotor is rotated and stopped until the permanent magnets at one end of the plurality of permanent magnets and the magnetic body face each other. I found out. In this state, when the polarity of the magnetic body is switched to the same polarity as the opposing permanent magnet, the magnetic body and the permanent magnet are repelled and the rotor further rotates. By repeating the above operation, the rotor continuously rotates as disclosed in JP-A-6-335222.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 6-335222, sufficient consideration is not given to the method of attaching the permanent magnet to the rotor. With this device, if the high-speed rotation state is continued, the rotor becomes permanent. The magnets are scattered by centrifugal force and cannot rotate stably at a high speed for a long time.
[0007]
Further, in the apparatus disclosed in the above-mentioned JP-A-6-335222, sufficient consideration is not given to the magnetic lines formed by the permanent magnet, and magnetic leakage occurs, so that the rotor is rotated at a high speed, High torque cannot be generated.
[0008]
Further, in the apparatus disclosed in the above-mentioned JP-A-6-335222, a plurality of permanent magnets having a rectangular cross section are arranged side by side. The magnets are magnetically attracted in close contact, and it becomes difficult to incline the plurality of permanent magnets with respect to the radial line extending outward from the rotation axis and arrange their tips along an arc. There is a problem that is extremely low.
[0009]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention eliminates the problems associated with the apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 6-335222, and can stably rotate at a high speed for a long time, resulting in magnetic leakage of a permanent magnet. An object of the present invention is to provide a motor that can rotate easily or produce a high torque and can be easily produced.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In one aspect of the present invention, the above object is achieved by a rotor that can rotate around a rotation axis and an electromagnetic coil provided around the rotor, and the rotor is provided in a plurality of regions at equal intervals in the circumferential direction. Each area is composed of a part in which a plurality of permanent magnets are arranged in parallel and a part in which no permanent magnet is installed, and the permanent magnets are inclined with respect to a radial line extending outward from the rotation axis. The rotor includes a disc and a circumferential plate connected to the periphery of the disc, and the plurality of permanent magnets are arranged inside the circumferential plate. Achieve.
[0011]
In another aspect of the present invention, the object described above is made up of a rotor rotatable around a rotation axis and electromagnetic coils provided around the rotor, the rotor having a plurality of equally spaced regions in the circumferential direction. Each region is composed of a portion in which a plurality of permanent magnets are arranged in parallel and a portion in which no permanent magnet is installed, and the permanent magnet is inclined with respect to a radial line extending outward from the rotation axis. The plurality of permanent magnets is achieved by a motor comprising a combination of a permanent magnet having a rectangular cross section and a permanent magnet having a triangular protrusion formed on one side of the rectangular cross section.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the first aspect of the present invention, the rotor includes a circular plate and a circular plate connected to the periphery of the circular plate, and a plurality of permanent magnets are arranged inside the circular plate, so that the high-speed rotation state Even if centrifugal force acts continuously, the permanent magnet of the rotor is protected by the circumferential plate and does not scatter, and the motor of the present invention can rotate stably at high speed for a long time.
[0013]
In particular, it is preferable to provide a doughnut-shaped magnetic thin plate between the circular plate and the permanent magnet and provide another doughnut-shaped magnetic thin plate on the opposite side of the permanent magnet thin plate, The lines of magnetic force formed by the permanent magnet pass through these thin plates and no magnetic leakage occurs, so that the rotor can be rotated at a high speed or a high torque can be generated.
[0014]
In the second aspect of the present invention, the plurality of permanent magnets comprises a combination of a permanent magnet having a rectangular cross section and a permanent magnet having a triangular protrusion formed on one side surface of the rectangular cross section. By arranging the end faces in contact with each other when the permanent magnets are arranged in parallel, the end faces of the permanent magnets are magnetically attracted in close contact with each other even when a permanent magnet having a large magnetic force is used. The pole can be attached to the outside and the other pole can be easily displaced along the arc by shifting from the center, and the productivity of the motor is extremely high. In this case, the inclination angle can be changed by using a permanent magnet having a plurality of triangular protrusions having different protrusion amounts.
[0015]
Furthermore, in the motor according to the present invention, the first aspect and the other aspects of the present invention may be implemented simultaneously.
[0016]
The present invention further provides a method for manufacturing a motor. That is, a plurality of radius lines are drawn from the center point at equal circumferential angles, and a permanent magnet having a rectangular cross section with a predetermined inclination angle with respect to the radius line is started from a point at a predetermined distance from the center point on the radius line. Prepare a jig having a recess to connect the outlines, place a plurality of permanent magnets along the recess of the jig, and fix the relative position of the plurality of permanent magnets. A method for manufacturing a motor is provided, characterized in that a rotor is manufactured by attaching to a motor.
[0017]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings illustrating embodiments of the present invention. 1 is a plan view of a motor according to an embodiment of the present invention with one side surface removed, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of permanent magnets in the rotor. FIG. 4 is a plan view of a jig for assembling a permanent magnet, and FIG. 5 is a plan view showing individual shapes of the permanent magnet according to the present invention.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the motor 1 is housed in a cylindrical case 3, and two upper and lower rotors 4 and 5 are adjacent to each other in the axial direction of the rotating shaft. 6, the rotating shaft 6 is rotatably supported by a pair of bearings 7, and the two upper and lower rotors can rotate together with the rotating shaft 6.
[0019]
In the vicinity of the peripheral surface of each rotor 4, 5, each has a U-shaped cross-sectional shape, for example, six laminated iron cores 8, in which 20 iron plates having a thickness of 0.5 mm are laminated, and the axis of the rotating shaft 6 Are arranged equidistantly around, i.e., at 60 [deg.] Intervals. Of the six laminated cores 8, electromagnetic coils 10 are inserted every other place in the vicinity of the upper rotor 4, that is, the electromagnetic coils 10 are 120 ° facing the upper rotor 4. Are arranged at intervals. On the other hand, in the laminated iron core 8 where the electromagnetic coil 10 is not inserted in the vicinity of the lower rotor 5 in the vicinity of the upper rotor 4 as described above, the electromagnetic coil 10 is spaced by 120 °. It is inserted in. Therefore, the electromagnetic coils 10 facing the adjacent upper and lower rotors 4 and 5 are positioned between the electromagnetic coils 10 of the other rotors 4 and 5 as shown in FIG.
[0020]
Further, the case 3 is provided with a sensor 25 for detecting the phase of the rotors 4 and 5 by the permanent magnets 12 of the rotors 4 and 5 and controlling energization of the electromagnets. The six electromagnetic coils 10 are connected so as to have the same polarity when energized, are connected to a DC power source, and a DC voltage is applied by the sensor 25 at a predetermined timing.
[0021]
The rotors 4 and 5 are made of a nonmagnetic material such as aluminum or plastic. As shown in FIG. 2, the upper and lower rotors 4 and 5 each have a shallow cylindrical shape including discs 4a and 5a and circumferential plates 4b and 5b connected to the peripheral edges of the discs 4a and 5a. Here, the thickness of the circumferential plates 4b and 5b is preferably as thin as possible so as not to obstruct the magnetic lines of force from the permanent magnet 12 to be described later to the laminated iron core 8 or the electromagnetic coil 10 inserted into the laminated iron core 8.
[0022]
The upper inner peripheral surface of the circumferential plate of the lower rotor 5 and the lower outer peripheral surface of the upper circumferential plate of the rotor 4 are cut, and the cut portions of both are fitted to make the upper and lower rotors 4, 5 look like heavy boxes. To be stacked on top of each other. Further, a lid 9 is fitted into the upper opening of the upper rotor 4 to form _two spaces S ₁ and S ₂ inside the upper and lower rotors 4 and 5 as a whole.
[0023]
As shown in FIG. 2, in the two spaces S ₁ and S ₂ , a thin plate 13 made of a magnetic material such as a donut-shaped iron plate is provided above and below, and a permanent magnet 12 is interposed between these thin plates 13. It is arranged. With this arrangement, the magnetic lines of force formed by the permanent magnets 12 circulate through the upper and lower thin plates 13, so that no magnetic leakage occurs and the rotors 4 and 5 can be rotated at a high speed or a high torque can be generated.
[0024]
The arrangement of the permanent magnets 12 of the rotors 4 and 5 is shown in FIG. The rotors 4 and 5 are divided into a plurality of (three in FIG. 3) regions I 1, II, and III that are equally spaced in the circumferential direction. Each region I, II, and III consists of a portion where a plurality of permanent magnets 12 are arranged in parallel and a portion where no permanent magnet 12 is installed. In the embodiment of FIG. 3, seven permanent magnets 12 having a substantially rectangular cross section are installed in each of the regions I, II, and III. Each permanent magnet 12 has an angle β in the range of 35 ° to 60 °, preferably 40 ° to 45 ° with respect to a plurality of radial lines r extending outwardly from the rotation axis of the rotary shaft 6 at an equal circumferential angle α. It is arranged at an angle. Note that the angle β may be the same for all the permanent magnets 12, or may be slightly different for each permanent magnet 12 as shown in FIG.
[0025]
The outer peripheral side tip of each permanent magnet 12 is disposed in proximity to or in contact with the inner surfaces of the circumferential plates 4b and 5b. Thereby, even if the rotors 4 and 5 are rotated at high speed, the permanent magnets 12 of the rotors 4 and 5 are not scattered by centrifugal force, and can be rotated at high speed stably for a long time.
[0026]
The permanent magnet 12 used in the present invention is magnetized after being formed into a predetermined shape. At this time, if the material used for the permanent magnet 12 has a complicated shape, a desired magnetization process cannot be performed. Therefore, the material used for the permanent magnet 12 needs to be formed into a relatively simple shape.
[0027]
In the present invention, since the plurality of permanent magnets 12 having a substantially rectangular cross section are arranged side by side as described above, when the permanent magnets 12 having a large magnetic strength are used, the end surfaces of the permanent magnets 12 are magnetically attracted in close contact. As a result, it is difficult to mount one of the plurality of permanent magnets 12 along the arc while shifting the other pole from the center, resulting in a problem that the productivity of the motor is extremely low. As a countermeasure, in the present invention, it is preferable to assemble the permanent magnet 12 using a jig 20 having a special configuration as shown in FIG.
[0028]
That is, in FIG. 4, a plurality of radial lines R are drawn from the center point O with the same circumferential angle α, and the radius line R starts from the point P at a predetermined distance from the center point O on the radial line R. Then, a contour line ( indicated by a two-dot chain line in FIG. 4) of the permanent magnet 12 having a rectangular cross section is drawn at a predetermined inclination angle β, and a jig 20 having a recess 20a for connecting the contour lines is prepared. The plurality of permanent magnets 12 described above are placed along the recesses 20a of the jig 20, and the relative positions of the plurality of permanent magnets 12 are fixed with an adhesive or the like. Are attached to the discs of the rotors 4 and 5 to manufacture the rotors 4 and 5.
[0029]
In order to make the assembly of the permanent magnet 12 of the present invention easier, as shown in FIG. 5, each of the plurality of permanent magnets 12 has a rectangular cross-sectional permanent magnet 12 and a triangular protrusion on one side of the rectangular cross-section. The combination of the permanent magnets 12 is preferable.
[0030]
By forming in this way, a desired magnetization process can be performed. When a plurality of permanent magnets 12 having a substantially rectangular cross section are arranged in parallel, the end surfaces of the permanent magnets 12 are in close contact with each other, and a desired combination is easily obtained. . In this case, if the permanent magnet 12 includes a plurality of triangular protrusions having different protrusion amounts, the inclination angle β can be changed.
[0031]
In the present embodiment having the above-described configuration, the rotors 4 and 5 are rotatably supported, so that a plurality of permanent magnets arranged in a special positional relationship before the electromagnetic coil 10 of the laminated core 8 is energized. Due to the magnetic action of the magnetic lines of force formed by the rotor 12 and the rotatable rotors 4 and 5, the rotor 4 until the permanent magnets (12 'in FIG. 3) and the laminated core 8 are opposed to each other. 5 is rotated and stopped. In this state, when the electromagnetic coil 10 of the laminated iron core 8 is energized and switched to the same polarity as the opposing permanent magnet 12 ', the electromagnetic coil 10 and the permanent magnet 12' are repelled, and the rotors 4, 5 Further rotation. The phase of the rotors 4 and 5 is detected by the sensor 25 and a DC voltage is applied to the electromagnetic coil 10 at a predetermined timing. By repeating the above operation, the rotors 4 and 5 are continuously rotated. In the present embodiment, since the rotors 4 and 5 are provided by shifting the phase of the permanent magnet 12, the rotation of the rotors 4 and 5 becomes smooth.
[0032]
【The invention's effect】
In the first aspect of the present invention, the rotors 4 and 5 include a circular plate and a circular plate connected to the periphery of the circular plate, and a plurality of permanent magnets 12 are disposed inside the circular plate. The rotors 4 and 5 are protected by the circumferential plate even if centrifugal force is applied while continuing the high-speed rotation state, so that the motor of the present invention is high-speed and, for example, stable at 8,000 rpm or more. Can be rotated for a long time. In particular, a doughnut-shaped magnetic thin plate 13 is provided between the circular plate and the permanent magnet 12, and another doughnut-shaped magnetic thin plate 13 is provided on the opposite side of the thin plate 13 of the permanent magnet 12. Preferably, the magnetic lines of force formed by the permanent magnet 12 pass through these thin plates 13 and no magnetic leakage occurs, so that the rotors 4 and 5 can be rotated at a high speed or a high torque can be generated.
[0033]
In the second aspect of the present invention, the plurality of permanent magnets 12 are a combination of a permanent magnet 12 having a rectangular cross section and a permanent magnet 12 having a triangular protrusion formed on one side of the rectangular cross section. When the plurality of permanent magnets 12 are arranged side by side, the end surfaces are in contact with each other, so that the end surfaces of the permanent magnets 12 are magnetically attracted in a close contact state even when the permanent magnet 12 having a large magnetic force is used. The permanent magnets 12 are inclined with respect to a radial line extending outward from the rotation axis, and the permanent magnets 12 can be easily attached to each other, and the productivity of the motor is extremely high.
[0034]
Therefore, according to the present invention, the permanent magnet 12 can rotate stably for a long time at high speed, the magnetic leakage of the permanent magnet 12 does not occur, the rotors 4 and 5 can be rotated at high speed, and high torque can be generated. An easy motor is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a motor according to an embodiment of the present invention with one side surface removed.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a plan view showing an arrangement of permanent magnets of a rotor.
FIG. 4 is a plan view of a jig for assembling a permanent magnet.
FIG. 5 is a plan view showing individual shapes of a permanent magnet according to the present invention.
[Explanation of symbols]
4 Upper rotor 5 Lower rotor 6 Rotating shaft 10 Electromagnetic coil 12 Permanent magnet 13 Thin plate

Claims

回転軸心の回りに回転可能なロータおよび該ロータの周囲に設けられた電磁コイルからなり、該ロータは周方向に等間隔の複数の領域に区画され、各領域は複数個の永久磁石が並設された部分および永久磁石が設置されていない部分からなり、前記永久磁石は前記回転軸心から外側に延びる半径線に対して傾斜して配置されており、前記複数個の永久磁石は矩形断面の永久磁石および該矩形断面の一側面に三角形状の突出部を形成した永久磁石の組合わせからなることを特徴とするモータ。 The rotor consists of a rotor that can rotate around a rotation axis and electromagnetic coils provided around the rotor. The rotor is divided into a plurality of equally spaced areas in the circumferential direction, and a plurality of permanent magnets are arranged in each area. The permanent magnets are arranged with an inclination with respect to a radial line extending outward from the rotation axis, and the plurality of permanent magnets have a rectangular cross section. And a permanent magnet having a triangular projection formed on one side surface of the rectangular cross section.

突出量が異なる複数の三角形状突出部を具備した永久磁石からなることを特徴とする請求項１に記載のモータ。The motor according to claim 1 , comprising a permanent magnet provided with a plurality of triangular protrusions having different protrusion amounts.

回転軸心の回りに回転可能なロータおよび該ロータの周囲に設けられた電磁コイルからなり、該ロータは周方向に等間隔の複数の領域に区画され、各領域は複数個の永久磁石が並設された部分および永久磁石が設置されていない部分からなり、前記永久磁石は前記回転軸心から外側に延びる半径線に対して傾斜して配置されており、前記ロータは円板および該円板の周縁に連なる円周板を含んでおり、前記複数個の永久磁石が該円周板の内側に配置され、前記複数個の永久磁石は矩形断面の永久磁石および該矩形断面の一側面に三角形状の突出部を形成した永久磁石の組合わせからなることを特徴とするモータ。 The rotor consists of a rotor that can rotate around a rotation axis and electromagnetic coils provided around the rotor. The rotor is divided into a plurality of equally spaced areas in the circumferential direction, and a plurality of permanent magnets are arranged in each area. And the permanent magnet is disposed to be inclined with respect to a radial line extending outward from the rotation axis, and the rotor includes a disk and the disk. A plurality of permanent magnets arranged inside the circumferential plate, the plurality of permanent magnets having a rectangular cross-section permanent magnet and a triangle on one side of the rectangular cross-section. A motor comprising a combination of permanent magnets formed with a protruding portion having a shape.

複数個のロータが軸線方向に重ねられており、各ロータの永久磁石を周方向にずらせていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のモータ。A plurality of rotors are piled axially motor according to any one of claim 1 to 3, characterized in that to be shifted to the permanent magnets of each rotor in a circumferential direction.