JPH06215934A - プラスチックマグネット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 本発明はブラシレスモータの回転子に用いて
いるプラスチックマグネットの着磁磁路と着磁波形の改
良により、ブラシレスモータの性能向上と原価の低減を
する。。 ［構成］ 本発明は着磁磁路の帰磁路が、プラスチック
マグネットの内部を通過するように構成して、シールド
板を排除することにより、部品点数の低減及びダイナミ
ックバランス性能の向上に役立たせ、内周部、端面部、
側面部の着磁波形を山と谷からなる矩形波としたこと
で、ブラシレスモータの性能及び信頼性の向上に役立
ち、かつ、高い磁束密度によるコイル巻き数の減少によ
り、コストの低減に役立つ。

Description

【発明の詳細な説明】 ［０００１］ ［産業上の利用分野］本発明はブラシレスモータの回転
子に用いているプラスチックマグネットの性能、特性上
の改良に関する。

［０００２］ ［従来の技術］ブラシレスモータの回転子はプラスチッ
クマグネットを使用し、このプラスチックマグネットは
ブラシレスモータが回転するための界磁場を提供すると
ともに、回転子が正確に回転するための磁極位置の検出
用磁場と、パルスジェネレータが回転数を検出するため
の着磁磁場の提供という役割をしている。そのため、図
１のように、プラスチックマグネット３の内周１に、回
転子としての界磁場を備え、その端面４に磁極位置検出
のための磁場とプラスチックマグネット３の側面２にパ
ルスジェネレータが回転数検出に必要な磁場を備えてい
る。

［０００３］これらの界磁磁場をプラスチックマグネッ
ト３が備えるために、プラスチックマグネットの成型製
造時に、ラジアル方向の異方性磁場をかけることで、得
ていた。そのため、磁界の発生は図１のようになり、プ
ラスチックマグネット３の内周部１、側面２，端面４以
外の外周部５にも磁力線７が発生し、この磁力線７が他
の機器に影響を及ぼす場合は、磁性体からなるシールド
板６を施す必要があった。

［０００４］このため、部品点数が増加し、組立工数も
余分にかかることになり、原価の低減が困難であった。

［０００５］回転子であるプラスチックマグネット３の
着磁波形はモータの性能上から、矩形波であることが望
ましい。しかし、従来例では図２に示す通り、波形の立
上がり、立下がりが１５°以上と大きな傾きを示し、波
形の特徴はその立上がり、立下がり部８，９近くで最大
の値を示し、中央部１０で凹んでいる台形形状をしてい
た。そのため、立上がり、立下がりの傾きとの影響にも
より、ブラシレスモータの回転に円滑性を欠いていた。

［０００６］従来例では、そのプラスチックマグネット
３の製法上の問題から、磁束密度が低い傾向があり、ブ
ラシレスモータの性能を出す上からも、コイルを多く巻
く必要があり、コストの増加を招いていた。

［０００７］ ［発明が解決しようとする課題］上述のような従来例で
は、ブラシレスモータの回転子はプラスチックマグネッ
ト３単品のコストの他に、シールド部材のコスト、接着
組立工程に要するコストが必要となり、コストの低減が
不可欠なモータ業界では大きな課題になっている。ま
た、性能面でも２部品を組み合わせるためにバランスが
悪く、組立て後、ダイナミックバランスを取る必要があ
り、このため工数の増加、タイナミックバランスを取る
ための設備の投資負担などの課題があった。

［０００８］さらに、上述のように、従来のプラスチッ
クマグネット３の立上がり、立下がりの傾きに起因し
て、かつ、従来のプラスチックマグネット３の波形の形
状に起因して、ブラシレスモータの回転性能上に悪い影
響をするという課題を残していた。

［０００９］ ［課題を解決するための手段］これらの解決手段とし
て、図３のような構成により、本発明プラスチックマグ
ネット１８の成型加工時に、側面部１３及び内周部１４
のみ、励磁されるように、励磁装置１１を備えた金型を
用いて成型することで、解決している。

［００１０］これによると、プラスチックマグネット１
８の本体の内部１５で閉磁路を形成することになるた
め、プラスチックマグネット外周部１６には磁場は発生
しない。従って、プラスチックマグネットの外周部１６
に磁力線の発生がなく、シールド板６を改めて取り付け
る必要がない。

［００１１］また、内周部１４の磁極数が２〜８極の場
合、プラスチックマグネット１８成型時、内周部１４か
らのみ励磁するため、サイン波形に近い形になるが、こ
れを矩形波になるように励磁装置１１の発生磁場を変更
したところ、図４及び図５のような山と谷からなる矩形
波が得られ、磁束密度も高まった。このような矩形波に
より、ブラシレスモータの諸性能は著しく向上し、高い
磁束密度が得られるために、コイルの巻き数が少なくな
り、コストの低減が図れるようになった。

［００１２］特に、磁極位置検出のためのプラスチック
マグネット端面１７の磁場は正確な回転をさせるため、
矩形波である必要があり、上記方法で矩形波にすること
ができたため、この点でも、ブラシレスモータとしての
性能が向上した。また、パルスジェネレータが回転数を
検出するために備えた側面部１３の磁場も山と谷からな
る矩形波となったため、パルスジェレータの回転数検出
レベルが正確にトリガできることにより、回転数の精度
が著しく高まった。

［００１３］ ［実施例］以下、添付図面に従って一実施例を説明す
る。図３は本発明プラスチックマグネット１８と、これ
より発生する磁力線１２の状態、プラスチックマグネッ
ト１８の内部の閉磁路１５の状態、並びに励磁装置１１
の配置の構成につき示したものである。

［００１４］プラスチックマグネット１８の内周部１４
の励磁は、本実施例の８極の各磁極ごとに対向して配置
された励磁装置１１により、成型時に行われ、着磁され
る。また、端面１７はこの内周部の励磁と同時に、８極
の各磁極ごとに配置された励磁装置１１により、８極の
磁極が着磁される。

［００１５］プラスチックマグネット１８の側面部１３
の励磁は、この側面部の各磁極ごとに対向して配置され
た励磁装置１１により行われ、着磁される。本実施例に
用いられる励磁装置１１は矩形波の着磁波形が得られる
ような構造をしている。

［００１６］励磁装置１１により得られる矩形波の着磁
波形は内周部１４，側面部１３、端面１７とも、図４，
図５に示すようになる。図４は内周８極に着磁した場合
で、１つの波形が２つの山２１と１つの谷２２からなる
矩形波１９を示す。図５は内周４極に着磁した場合で、
４つの山２３と３つの谷２４からなる矩形波２０を示
す。図４の内周８極に着磁した場合も、図５の内周４極
に着磁した場合も、その矩形波１９及び２０の山２１，
２３と谷２２，２４の高さの差は山２１，２３の３０％
以内である。かつ、矩形波１９及び２０の立上がり、立
下がりの傾きは１０°以内となっている。

［００１７］以上、プラスチックマグネット１８の内周
部１４を多極着磁したブラシレスモータのアウターロー
タについて、一実施例を説明したが、ブラシレスモータ
のインナーロータについても、同様の応用ができる。図
６はインナーロータに応用した一実施例を示す。プラス
チックマグネット２５の外周部３０に４極の磁極３１を
着磁したものであり、プラスチックマグネット２５の内
部に閉磁路２９がある。磁極３１の矩形波２６は４つの
山２７と３つの谷２８からなり、山２７と谷２８との差
は、山２７の３０％以内であり、矩形波２６の立上が
り、立下がりの傾きは１０°以内である。

［００１８］ ［発明の効果］従来のように、磁力線の漏洩を防ぐた
め、シールド板を取り付けることなく、部品点数の低減
がなされ、シールド板の組み立て工数が低減された。さ
らに、ロータがプラスチックマグネットのみのため、ダ
イナミックバランスが著しく向上し、バランス取り工程
が排除された。かつ、高い磁束密度が得られるため、コ
イルの巻き数が少なくなったことにより、コストの低減
が図れた。

［００１９］波形の形状に山と谷を持たせることによ
り、矩形波を得ることができ、着磁位置検出が正確にな
り、ブラシレスモータの回転子の回転が安定し、性能が
著しく向上した。また、パルスジェネレータの回転数も
精度よく、安定して検出できる。

【図面の簡単な説明】

［図１］従来のプラスチックマグネットとその磁力線の
状態を示す。 ［図２］従来のプラスチックマグネットの着磁波形の一
実施例を示す。 ［図３］本発明のプラスチックマグネットとその磁力線
の状態と励磁装置の配置に関する一実施例を示す。 ［図４］本発明のプラスチックマグネットに１極が２つ
の山と１つの谷からなる８極の着磁をした場合の波形と
磁力線の状態の一実施例を示す。 ［図５］本発明のプラスチックマグネットに１極が４つ
の山と３つの谷からなる４極の着磁をした場合の波形と
磁力線の状態の一実施例を示す。 ［図６］本発明のプラスチックマグネットの外周部に、
１極が４つの山と３つの谷からなる４極の着磁をした場
合の波形と磁力線の状態の一実施例を示す。 ［符号の説明］ １ 従来のプラスチックマグネットの内周部 ２ 従来のプラスチックマグネットの側面部 ３ 従来のプラスチックマグネット ４ 従来のプラスチックマグネットの端面 ５ 従来のプラスチックマグネットの外周部 ６ シールド板 ７ 従来のプラスチックマグネットの外周部に出た磁力
線 ８ 従来のプラスチックマグネット波形の立上がり部 ９ 従来のプラスチックマグネット波形の立下がり部 １０ 従来のプラスチックマグネット波形の中央部 １１ 励磁装置 １２ 本発明のプラスチックマグネットの磁力線 １３ 本発明のプラスチックマグネットの側面部 １４ 本発明のプラスチックマグネットの内周部 １５ 本発明のプラスチックマグネット内部の閉磁路 １６ 本発明のプラスチックマグネットの外周部 １７ 本発明のプラスチックマグネットの端面 １８ 本発明のプラスチックマグネット １９ 本発明のプラスチックマグネットの内周８極に着
磁した場合の矩形波 ２０ 本発明のプラスチックマグネットの内周４極に着
磁した場合の矩形波 ２１ 矩形波１９の山部 ２２ 矩形波１９の谷部 ２３ 矩形波２０の山部 ２４ 矩形波２０の谷部 ２５ インナーロータに応用したときのプラスチックマ
グネット ２６ プラスチックマグネット２５の矩形波 ２７ 矩形波２６の山部 ２８ 矩形波２７の谷部 ２９ プラスチックマグネット２５の内部の閉磁路 ３０ プラスチックマグネット２５の外周部 ３１ プラスチックマグネット２５の磁極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ［請求項１］ プラスチックマグネットの環状からなる
   各磁極の磁束密度の波形が２以上の複数の山と谷からな
   り、該山と該谷の磁束密度の値の差は、該山の３０％以
   内であり、Ｎ極からＳ極、またはＳ極からＮ極への立上
   がり、立下がり波形が１０°以下であることを特徴と
   し、磁束は該プラスチックマグネット本体の内部に閉磁
   路を形成してなることを特徴とするブラシレスモータの
   プラスチックマグネット。