JP4686675B2

JP4686675B2 - Inner rotor magnet type DC brushless motor

Info

Publication number: JP4686675B2
Application number: JP2000339436A
Authority: JP
Inventors: 和年平井
Original assignee: Namiki Precision Jewel Co Ltd; Adamant Namiki Precision Jewel Co Ltd
Current assignee: Namiki Precision Jewel Co Ltd; Adamant Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: JP2002153026A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に医療用機器又は精密測定装置などに利用されるDCブラシレスモータであり、より詳細には、騒音と振動が少なく、高精度な回転動作が必要とされる音響測定機器又は業務用ビデオカメラ等に用いられるインナーロータマグネット型DCブラシレスモータユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インナーロータマグネット型のDCブラシレスモータは、ハウジングケースとして磁性材料又は積層コアを内装し、界磁コイルをハウジングケース内径側に配置し、回転軸シャフトを貫通させた円筒状マグネットをロータ部とする構成のものが一般的である。
【０００３】
例えば、図３に示すように、円筒状マグネット4とその中心を貫通するシャフト3からなるインナーロータ部を、円筒状ハウジングケース1の両端開口部に位置するフランジ2の軸中心位置で軸受6により回転自在に軸支し、これをハウジングケース1内周面に固定配置した界磁コイル5に転流通電することにより発生する回転磁界によりロータ部を回転駆動させるDCブラシレスモータがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記図３のようなインナーロータマグネット型DCブラシレスモータ110は、モータ動作時のロータ回転中に、ロータマグネット4の微妙な偏心アンバランスのため、ある回転域で共振（振動）し、モータ全体が微振動して、振動と騒音を発生するという問題が以前から指摘されていた。
【０００５】
つまり従来のインナーロータ型DCブラシレスモータの構成の場合、ロータ部重量の大半を占めるマグネットのアンバランスな形状、又は取り付けにより、回転軸に対してアンバランスな状態となり、組立精度により個々のモータでバラツキが大きくなることが懸念される。
【０００６】
この改善のため、従来ではバランシングマシンが採用され、ロータ部の偏心アンバランスを一つ一つ機械的に測定して、アンバランス箇所を補正するために、ロータの周縁の一部にウエイトＷを張り付けることを行っていた。しかし、ロータ部マグネットは円筒軸方向に長い形状であり、アンバランスを補正するには円筒軸両端方向に各ウエイトＷをそれぞれ取り付けなくてはならず、作業に手間と時間がかかり、また、ウエイトＷを取り付ける厚み分、ロータ外径寸法が増大してしまい、小径化が難しく、特に小径なモータサイズには適用が困難であった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、モータが外径φ15mm以下程度の小径なインナーロータマグネット型モータであっても、ロータ部の偏心アンバランスがなく、振動の少ない高精度なモータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係るインナロータマグネット型DCブラシレスモータにあっては、ロータ部円筒マグネットが、偏心アンバランスを補正するバランス取りとして、ロータ部組み立て後、回転軸シャフトが貫通した前記円筒型のロータマグネット部分を、前記回転軸シャフトを加工中心軸として両端を保持し、円筒研削加工装置により前記ロータマグネットの外周面を真円形状に研削して同軸出し（芯出し）をし、偏心アンバランス部分を修正加工したインナーロータマグネットであるDCブラシレスモータとするものである。
【０００９】
この発明によれば、外径φ15mm以下のインナーロータマグネット型DCブラシレスモータであっても、前記回転軸シャフトを加工中心軸としてその両端を保持し、組み込まれた個々のロータ部を、円筒研削加工装置により前記ロータマグネットの外周面を真円形状に研削して芯出整形することにより、偏心アンバランス部分を形状的に補正してバランス取りを行い、回転動作時における共振（振動）の発生を大幅に低減することができるものである。
【００１０】
また一方、ロータ部マグネットの円筒体の外形形状を、中心軸となるシャフトを基準にして真円整形加工し、すなわちモータに実装したのと同じ回転動作を維持した状態で修正加工することにより、構造的に発生しうるロータの偏心アンバランスを修正し、個々のロータのバラツキを生じさせることなく加工仕上がり寸法が一定となるので、ステータとのエアギャップが小さくでき、総合的に高性能化が図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるDCブラシレスモータのロータ部成形加工の好適な実施の形態について、図面を参照し、その実施例を詳細に説明する。
なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、加工手順、及び構造は一例とする。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態に係るインナーロータマグネット型DCブラシレスモータ100の構成を示す側断面図である。この構造は、基本的には従来と同じであり、円筒状マグネット4とその中心を貫通するシャフト3からなるインナーロータ部を、円筒状ハウジングケースの両端開口部に位置するフランジ2の軸中心位置で軸受6により回転自在に軸支し、これをハウジングケース内に固定配置した界磁コイル5に転流通電することにより発生する回転磁界により、回転駆動させるモータである。
【００１３】
しかし上記インナーロータ部は、従来の偏心アンバランスの補正のためにウエイトＷを用いるものではなく、図１に示すように、ロータ部10を組み立てた後、回転軸シャフトが貫通した前記円筒型ロータマグネット外周部を、前記回転軸シャフトを加工中心軸として軸両端を保持し、円筒研削加工装置により前記ロータマグネットの円筒外周面、詳細には図の点線ハッチング補正部分Ｓを除去して真円形状に研削して芯出をし、偏心アンバランス部分を修正加工したインナーロータマグネットとして、バランス取りを行うものである。
【００１４】
これにより、従来のバランシングマシンでロータ部の偏心アンバランスを一つ一つ機械的に測定して、アンバランス箇所を補充するために、ロータの周縁の一部にウエイトＷを張り付ける作業がいらず、また回転動作中にウエイトがはずれることもない。
【００１５】
また、ロータ部マグネットが円筒軸方向に長い形状であり、アンバランスを補正するには、上記従来法では円筒軸両端側にウエイトＷをそれぞれ取り付けなくてはならなかったが、本発明では、アンバランスの要因となるマグネットを、円筒研削加工により一度の修正加工でロータ部10全体のバランス取りが可能となるので、作業に手間と時間がかからず、また、ウエイトＷを取り付ける必要がないので、ロータ外径寸法を小径化することができる。さらにロータ外径寸法が一定となるので、ステータとのエアギャップが小さくなり、高性能化が図れる。
【００１６】
前記加工手段は、本発明の実施例では円筒研削装置による研削加工を説明したが、加工手段はこれに限定されるものではない。例えば、一般的に知られる旋盤加工機、ペンチレス加工機等を応用した切削加工装置であっても良い。
【００１７】
なお、この実施の形態では、外径φ15mm以下のインナーロータマグネット型DCブラシレスモータを例にとって説明したが、ロータ部に重量的な偏心アンバランスが生じる同様の構造のモータであれば、本発明を他のいずれのサイズのモータにも適用することもできるのは、言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るDCブラシレスモータによれば、外径φ15mm以下のインナーロータマグネット型DCブラシレスモータであっても、前記回転軸シャフトを加工中心軸としてその両端を保持し、組み込まれた個々のロータ部を、円筒研削加工装置により前記ロータマグネットの外周面を真円形状に研削して芯出整形することにより、偏心アンバランス部分を形状的に補正してバランス取りを行い、モータ回転動作時における共振（振動）を大幅に低減することができる。
【００１９】
また、ロータ部マグネットの円筒体の外形形状を、中心軸となるシャフトを基準にして真円整形加工し、モータに実装したのと同じ回転動作を維持した状態で修正加工することにより、構造的に発生しうるロータの偏心アンバランスを修正し、個々のロータのバラツキを生じさせることなく加工仕上がり寸法が一定となるので、ステータとのエアギャップが小さくでき、総合的に高性能化が図れ、モータ外径寸法の増大や諸特性を低下させることなく、振動と騒音の少ない小型高性能なDCブラシレスモータが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るロータマグネットの成形加工部分を示す側断面概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係るインナーロータ型DCブラシレスモータの構成例を示す側断面図。
【図３】従来のインナーロータ型DCブラシレスモータの構成を示す側断面図。
【符号の説明】
１ハウジングケース
２フランジ
３シャフト
４マグネット
５界磁コイル
６軸受
７ FPC給電部
８ FPC保持プレート
10 ロータ部
100, 110 インナーロータマグネット型DCブラシレスモータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a DC brushless motor mainly used for medical equipment or precision measurement devices, and more specifically, is an acoustic measurement equipment or business that requires low-noise and vibration and requires high-precision rotation. The present invention relates to an inner rotor magnet type DC brushless motor unit used for a video camera or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an inner rotor magnet type DC brushless motor has a magnetic material or a laminated core as a housing case, a field coil is arranged on the inner diameter side of the housing case, and a cylindrical magnet that penetrates the rotating shaft is a rotor part. In general, the configuration is as follows.
[0003]
For example, as shown in FIG. 3, an inner rotor portion composed of a cylindrical magnet 4 and a shaft 3 penetrating the center thereof is connected by a bearing 6 at the axial center position of the flange 2 positioned at both ends of the cylindrical housing case 1. There is a DC brushless motor that rotatably supports a rotor portion and rotationally drives the rotor portion by a rotating magnetic field generated by energizing the field coil 5 fixedly arranged on the inner peripheral surface of the housing case 1.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the inner rotor magnet type DC brushless motor 110 as shown in FIG. 3 resonates (vibrates) in a certain rotation range due to a slight eccentric imbalance of the rotor magnet 4 during the rotation of the rotor during motor operation, and the entire motor. It has been pointed out for a long time that the micro-vibration causes vibration and noise.
[0005]
In other words, in the case of the conventional inner rotor type DC brushless motor configuration, the unbalanced shape or attachment of the magnet, which occupies most of the rotor part weight, results in an unbalanced state with respect to the rotating shaft. There is concern about the large variation.
[0006]
In order to improve this, a balancing machine has been used in the past. In order to mechanically measure the eccentric unbalance of the rotor part by one and correct the unbalanced part, a weight W is applied to a part of the rotor periphery. I was doing pasting. However, the rotor magnet has a shape that is long in the direction of the cylinder axis. To correct the imbalance, each weight W must be attached to both ends of the cylinder axis, and the work takes time and effort. The outer diameter of the rotor is increased by the thickness to which W is attached, and it is difficult to reduce the diameter. In particular, it is difficult to apply to a small motor size.
[0007]
The present invention solves the above problems, and provides a high-precision motor with little eccentric vibration and less vibration even when the motor is a small-diameter inner rotor magnet type motor having an outer diameter of about 15 mm or less. For the purpose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the inner rotor magnet type DC brushless motor according to claim 1, the rotor cylindrical magnet is used as a balance for correcting eccentric unbalance, and after the rotor is assembled, the rotating shaft shaft The cylindrical rotor magnet portion through which the rotor penetrates is held at both ends with the rotary shaft as the processing center axis, and the outer peripheral surface of the rotor magnet is ground into a perfect circle shape by a cylindrical grinding machine and is centered (centered) ) And a DC brushless motor which is an inner rotor magnet in which the eccentrically unbalanced portion is modified.
[0009]
According to the present invention, even in an inner rotor magnet type DC brushless motor having an outer diameter of 15 mm or less, both ends thereof are held with the rotary shaft as the processing center axis, and the incorporated individual rotor portions are subjected to cylindrical grinding. By grinding and shaping the outer peripheral surface of the rotor magnet into a perfect circle with a device, the eccentric unbalanced part is corrected in shape and balanced to generate resonance (vibration) during rotational operation. It can be greatly reduced.
[0010]
On the other hand, the outer shape of the cylindrical body of the rotor magnet is shaped as a perfect circle on the basis of the shaft that is the central axis, that is, by correcting and maintaining the same rotational movement as mounted on the motor, Corrects the rotor eccentric imbalance that can occur structurally and makes the finished dimensions constant without causing variations in the individual rotors, so the air gap with the stator can be reduced and overall performance can be improved. I can plan.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a rotor part forming process of a DC brushless motor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, this invention is not limited to this embodiment, A processing procedure and a structure are made into an example.
[0012]
FIG. 2 is a side sectional view showing the configuration of the inner rotor magnet type DC brushless motor 100 according to the embodiment of the present invention. This structure is basically the same as that of the prior art, and the inner rotor portion consisting of the cylindrical magnet 4 and the shaft 3 passing through the center thereof is positioned at the axial center position of the flange 2 positioned at both ends of the cylindrical housing case. The motor 6 is rotatably driven by a rotating magnetic field generated by commutating and energizing the field coil 5 that is rotatably supported by the bearing 6 and fixedly arranged in the housing case.
[0013]
However, the inner rotor portion does not use a weight W for correction of the conventional eccentric imbalance. As shown in FIG. 1, after assembling the rotor portion 10, the cylindrical rotor through which the rotating shaft is penetrated. The outer periphery of the magnet is held at both ends of the shaft with the rotary shaft as the processing center axis, and the cylindrical outer peripheral surface of the rotor magnet, specifically the dotted hatching correction portion S in the figure, is removed by a cylindrical grinding machine. The inner rotor magnet is centered by grinding and the eccentric unbalanced part is corrected and balanced.
[0014]
As a result, the conventional balancing machine mechanically measures the eccentric imbalance of the rotor part by piece and replenishes the unbalanced portion, so that it is not necessary to attach the weight W to a part of the rotor periphery. In addition, the weight does not come off during the rotation operation.
[0015]
Further, the rotor magnet has a shape that is long in the cylindrical axis direction, and in order to correct the unbalance, the weight W must be attached to both ends of the cylindrical axis in the above-described conventional method. Since the balance part of the rotor part 10 can be balanced once by cylindrical grinding, the work that does not take time and effort, and there is no need to attach a weight W. The outer diameter of the rotor can be reduced. Furthermore, since the outer diameter of the rotor is constant, the air gap with the stator is reduced, and high performance can be achieved.
[0016]
In the embodiment of the present invention, the processing means has been described by the cylindrical grinding apparatus, but the processing means is not limited to this. For example, a cutting device applying a generally known lathe processing machine, pliers-less processing machine, or the like may be used.
[0017]
In this embodiment, the inner rotor magnet type DC brushless motor having an outer diameter of 15 mm or less has been described as an example, but the present invention can be applied to any motor having a similar structure in which a heavy eccentric imbalance occurs in the rotor portion. Needless to say, the present invention can be applied to any other size motor.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the DC brushless motor according to the present invention, even if the inner rotor magnet type DC brushless motor has an outer diameter of φ15 mm or less, both ends of the rotary shaft shaft are held and incorporated as a processing center axis. Each rotor part is centered and shaped by grinding the outer peripheral surface of the rotor magnet with a cylindrical grinding machine to correct the eccentric unbalanced part in shape and balance the motor. Resonance (vibration) during the rotational operation can be greatly reduced.
[0019]
In addition, the external shape of the cylindrical body of the rotor magnet is shaped with a perfect circle on the basis of the shaft that is the central axis, and modified while maintaining the same rotational motion as mounted on the motor. The rotor eccentricity imbalance that can occur is corrected, and the finished dimensions are constant without causing variations in the individual rotors. Therefore, the air gap with the stator can be reduced, and overall performance can be improved. A small, high-performance DC brushless motor with less vibration and noise can be realized without increasing the motor outer diameter and reducing various characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side sectional view showing a molded part of a rotor magnet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing a configuration example of an inner rotor type DC brushless motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view showing a configuration of a conventional inner rotor type DC brushless motor.
[Explanation of symbols]
1 Housing Case 2 Flange 3 Shaft 4 Magnet 5 Field Coil 6 Bearing 7 FPC Feeding Section 8 FPC Holding Plate
10 Rotor
100, 110 Inner rotor magnet type DC brushless motor

Claims

インナーロータマグネット型DCブラシレスモータにおいて、
外径サイズがφ１５mm以下であって、
ロータ部円筒マグネットが、偏心アンバランスを補正するバランス取りとして、ロータ部組み立て後、回転軸シャフトが貫通した前記円筒マグネット部分を、前記回転軸シャフトを加工中心軸として両端を保持し、円筒研削加工装置により前記ロータ部マグネットの外周面を真円形状に研削して、軸に対して芯出をし、偏心アンバランス部分を修正加工したインナーロータマグネットであることを特徴とするDCブラシレスモータ。In inner rotor magnet type DC brushless motor,
The outer diameter is 15mm or less,
As the rotor part cylindrical magnet corrects the eccentric imbalance, after assembling the rotor part, the cylindrical magnet part through which the rotating shaft has penetrated is held at both ends with the rotating shaft shaft as the processing center axis, and cylindrical grinding A DC brushless motor comprising an inner rotor magnet in which an outer peripheral surface of the rotor magnet is ground into a perfect circle by an apparatus, centered with respect to an axis, and an eccentrically unbalanced portion is corrected.

前記ロータマグネットが希土類磁石からなることを特徴とする請求項１記載のDCブラシレスモータ。 2. The DC brushless motor according to claim 1, wherein the rotor magnet is made of a rare earth magnet.