JPH0638478A - 電動機用マグネット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスモータの回転速度検出を良好なＳ
／Ｎで行う。 【構成】 ロータマグネット５０の外周側のΔＡの回転
速度検出部分は磁化容易軸がランダムな方向となってお
り、中央側のΔＢのトルク発生部分は、磁化容易軸が回
転軸方向となっている。このような磁化容易軸を形成す
る異方化処理は、前記ΔＢに相当する部分が磁性領域５
２Ｂとなっており、それ以外の部分が非磁性領域５２Ａ
となっている金型５２が用い、磁界印加手段５４，５６
で磁界を印加して行われる。それらの磁束は、金型５２
の磁性領域５２Ｂの部分を主として通過するので、ΔＡ
の部分の磁化容易軸はランダムな方向のままとなる。こ
のため、着磁方向と磁化容易軸とが略直交する場合より
も漏れ磁束が増加し、回転速度検出信号のＳ／Ｎが改善
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータなど
のように、回転トルク発生用のマグネットの他に回転速
度検出用のマグネットを必要とする場合に好適な電動機
用マグネット及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレスモータでは、一般にホール素
子を利用して磁気的に回転数の検出が行われており、回
転速度検出用のマグネットが設けられている。図４に
は、このようなブラシレスモータの従来例が示されてい
る。同図中、中心より左側には内部が示されている。こ
の図において、トルク発生用のロータマグネット１０
は、磁性材によって形成されているロータヨーク１２に
保持されている。このロータヨーク１２は、回転軸１４
の下端に圧入固定されているブッシング１６にカシメ固
定されている。回転軸１４は、スラスト軸受け１８，軸
受け２０によって支持されており、軸受け２０はベアリ
ングホルダ２２によって保持されている。これらの軸受
機構によって回転軸１４は回転自在となっており、その
回転に伴ってブッシング１６，ロータヨーク１２ととも
にロータマグネット１０も回転する。

【０００３】次に、上述したロータヨーク１２の外周側
立ち上げ部１２Ａの外側には、リング状のＦＧマグネッ
ト２４が設けられている。このＦＧマグネット２４は、
回転速度を検出するためのもので、アウトサート成形に
よってロータヨーク１２に一体成形されている。このＦ
Ｇマグネット２４は、材料として一般にフェライト系樹
脂マグネットが使用されている。

【０００４】前記ロータマグネット１０の上方には、鉄
基板２６がベアリングホルダ２２に固定されて設けられ
ている。この鉄基板２６には、前記ロータマグネット１
０に対向してコイル２８が接着固定されており、このコ
イル２８とロータマグネット１０との間には、適宜の隙
間が形成されている。すなわち、鉄基板２６，コイル２
８はステータ側となっており、ロータマグネット１０，
ロータヨーク１２，ＦＧマグネット２４はロータ側とな
っている。そして、鉄基板２６の外周側の一端であって
ＦＧマグネット２４の外周側には、わずかな隙間を介し
て回転速度検出用のホール素子３０が固定されている。

【０００５】図５には、ロータマグネット１０，ロータ
ヨーク１２，及びＦＧマグネット２４の部分が分解して
示されている。この図に示すように、ロータマグネット
１０の軸方向端面部には、Ｎ極とＳ極とが交互に偶数極
（ｎ＝１，２，……として２ｎ極）ずつ着磁されてい
る。これらの各磁極がステータ側のコイル２８に形成さ
れる磁界と作用してロータ側の回転駆動が行われる。ま
た、ＦＧマグネット２４の外周部には、Ｎ極とＳ極とが
交互に複数着磁されている。これらの各磁極の漏れ磁束
がホール素子３０によって検出されて、回転速度信号
（ＦＧ）が出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、次のような不都合がある。 （１）トルク発生用のロータマグネット１０と、回転速
度検出用のＦＧマグネット２４がそれぞれ必要であり、
部品点数が多くなる。また、それぞれのマグネットを製
造するための成形用金型が必要である。

【０００７】（２）このような不都合を改善するため、
図６に示すようにロータマグネット４０のみを使用した
ものがある。このロータマグネット４０の軸方向端面部
には、従来通りトルク発生用のＮ，Ｓ極が交互に着磁さ
れている。また、ロータマグネット４０の外周側面部に
は、回転速度検出用のＮ，Ｓ極が交互に着磁されてい
る。この従来例では、矢印ＦＡで示す回転軸１４（図４
参照）の方向に強い磁束を得るため、成形時に外部から
矢印ＦＡ方向の磁界が印加される。これによって、ロー
タマグネット４０の磁化容易軸が回転軸１４の方向に揃
うようになる。

【０００８】ところで、回転速度検出用の磁極部分で
は、外周側から中心側へ向かうように磁化容易軸が揃っ
ていた方が、磁極による漏れ磁束が大きくなる。このた
め、ホール素子３０による回転速度信号の出力が大きく
なって信号のＳ／Ｎも改善できる。しかしながら、図６
の従来例における磁化容易軸の方向は、外周側面部の回
転速度検出用磁極の着磁磁界の向きとほぼ直交するよう
になる。このため、着磁磁極の漏れ磁束が極めて少なく
なる。従って、ホール素子３０による回転速度信号の検
出出力も小さくなって、良好なＳ／Ｎを得ることができ
ない。本発明は、これらの点に着目したもので、回転速
度検出を良好なＳ／Ｎで行うことができる電動機用マグ
ネット及びその製造方法を提供することを、その目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によるブラシレスモータの電動機用マグネッ
トは、ステータ側のコイルへの通電によって形成された
磁界に作用して回転トルクを生ずるＮ，Ｓの磁極が交互
に形成される第１の着磁部と、回転速度検出素子に回転
速度信号が発生するための磁界を生成するＮ，Ｓの磁極
が交互に形成される第２の着磁部とを備え、第１の着磁
部は磁化容易軸がその回転軸方向となっており、この第
１の着磁部の外周側に形成される第２の着磁部は磁化容
易軸がランダムな方向又は前記第１の着磁部とほぼ直交
する方向となっていることを特徴とする。

【００１０】本発明による電動機用マグネットの製造方
法は、成形時の金型のうち、前記磁化容易軸の異方化処
理の対象となる箇所に当る部分を磁性材料で形成し、そ
の他の部分を非磁性材料で形成して、外部から異方化処
理用の磁界を印加することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、トルクを生ずるためのロータ
マグネットは、回転速度検出用のＦＧマグネットを兼用
した構成となっており、中央側はロータマグネット部
分，外周端部側はＦＧマグネット部分となっている。そ
して、射出成形などの金型の一部を磁性材料として異方
化処理が行われて、中央部分では回転軸方向となるよう
に、外周端部側ではランダム又は回転軸方向と直交する
方向に磁化容易軸が揃えられる。このため、ロータマグ
ネット部分では着磁方向が磁化容易軸方向と一致するこ
とになり、ＦＧマグネット部分では着磁方向が磁化容易
軸方向と略直交するというようなことが無くなる。従っ
て、漏れ磁束が増大して回転速度検出信号のＳ／Ｎが改
善される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明による電動機用マグネット及び
その製造方法の実施例について、添付図面参照しながら
詳細に説明する。なお、上述した従来技術と同一の構成
部分又は従来技術に対応する構成部分には、同一の符号
を用いることとする。 ＜第１実施例＞最初に、図１及び図２を参照しながら、
本発明の第１実施例について説明する。図１（Ａ）に
は、第１実施例にかかるロータマグネット５０の断面が
示されている。この断面は、図６の＃１−＃１線に沿っ
た断面に相当する。同図において、ロータマグネット５
０の外周側のΔＡの部分は磁化容易軸がランダムな方向
となっており、中央側のΔＢの部分は、磁化容易軸が厚
み方向（回転軸方向）となっている。すなわち、トルク
発生用の部分では磁化容易軸が厚み方向となっており、
回転速度検出用の部分では磁化容易軸はランダムな方向
となっている。

【００１３】このようなロータマグネット５０は、フェ
ライト系や希土類系の磁石材料を焼結して形成される。
あるいは、樹脂をバインダとしたフェライト系や希土類
系のプラスチックマグネットを射出成形などの手法で成
形してもよい。次に、上述した磁化容易軸を形成する異
方化処理は、例えば同図（Ｂ）に示すような方法で行わ
れる。同図（Ｂ）には、焼結あるいは射出成形時の状態
が示されており、金型５２によってロータマグネット５
０が形成される。この金型５２のうち、同図（Ａ）のΔ
Ｂに相当する部分は磁性材料で構成された磁性領域５２
Ｂとなっており、それ以外の部分は非磁性材料で構成さ
れた非磁性領域５２Ａとなっている。

【００１４】マグネット成形時には、外部に配置された
磁界印加手段５４，５６によって磁界が印加される。す
ると、この磁界印加手段５４，５６の磁束は、金型５２
の磁性領域５２Ｂの部分を主として通過するようにな
り、非磁性領域５２Ａの部分にはほとんど磁束は通過し
ない。このため、磁性領域５２Ｂに相当する同図（Ａ）
のΔＢの部分では、マグネットの磁化容易軸が印加磁界
方向に相当する厚み方向に向くようになる。しかし、非
磁性領域５２Ａに相当するΔＡの部分では、ほとんど磁
界が形成されないため、磁化容易軸はランダムな方向の
ままとなる。

【００１５】このような磁化容易軸を有するロータマグ
ネット５０の内周側のΔＢの部分には、トルク発生用の
磁極となるＮ極及びＳ極が交互となるように偶数極ずつ
（ｎ＝１，２，……に対して２ｎ極ずつ）着磁される。
また、ロータマグネット５０の外周側面部には、回転速
度検出用の磁極となるＮ極及びＳ極が交互となるように
等ピッチで全周にわたって複数着磁される。図２には、
このような着磁が行われたロータマグネット５０を図４
の従来例に適用したブラシレスモータの一例が示されて
いる。同図において、ブッシング１６にカシメ固定され
ているロータヨーク６０は、図４のような端部の立ち上
げ部はなく、平坦に形成されている。このロータヨーク
６０上には、図１に示したロータマグネット５０が接着
固定されている。そして、ホール素子３０とロータマグ
ネット５０の外周側面部との間には、従来例と同様にわ
ずかな隙間が形成されている。

【００１６】このように、本実施例のロータマグネット
５０によれば、ＦＧマグネットに相当するΔＡの部分は
磁化容易軸がランダムとなっている。他方、図６に示し
た従来例では、厚み方向に，別言すればΔＢの部分と同
様の磁化容易軸が形成されている。すなわち、着磁方向
が磁化容易軸と略９０゜の角度を持っている。このた
め、両者を比較すると、ホール素子３０に影響する漏れ
磁束は本実施例の方が増加するようになる。従って、回
転速度検出の信号のＳ／Ｎが改善されるようになる。

【００１７】次に、本実施例によれば、トルク発生用マ
グネットと回転速度信号発生用マグネットが一体に構成
されている。このため、ロータマグネット５０を保持し
て磁気回路を形成するロータヨーク６０では立ち上り部
が不要となる。従って、ロータヨーク６０の部分が簡略
化され、装置全体として部品点数の削減，組み立て工数
の減少，大幅なコストダウンが可能となる。

【００１８】＜第２実施例＞次に、図３を参照しなが
ら、本発明の第２実施例について説明する。この実施例
では、同図（Ａ）に示すように、ロータマグネット７０
の中央側のΔＢの部分は、前記実施例と同様に磁化容易
軸が厚み方向（回転軸方向）となっている。しかし、外
周側のΔＣの部分は、磁化容易軸が厚み方向と直交する
方向となっている。すなわち、トルク発生用の部分では
磁化容易軸が厚み方向となっており、回転速度検出用の
部分では磁化容易軸はそれと直交する方向となってい
る。

【００１９】このようなロータマグネット７０に使用さ
れる材料は、前記実施例と同様であり、焼結や射出成形
などの手法で成形される。このとき、磁化容易軸を形成
する異方化処理が行われるが、本実施例では同図（Ｂ）
に示すような金型７２が用いられる。この金型７２は、
同図（Ａ）のΔＢ，ΔＣに相当する部分は磁性材料で構
成された磁性領域７２Ｂ，７２Ｃとなっており、それ以
外の部分は非磁性材料で構成された非磁性領域７２Ａと
なっている。

【００２０】マグネット成形時には、外部に配置された
磁界印加手段５４，５６，及び７４によって磁界が印加
される。すると、この磁界印加手段５４，５６，７４の
磁束は、金型７２の磁性領域７２Ｂの部分をほぼ垂直方
向に、磁性領域７２Ｃの部分をほぼ水平方向に通過する
ようになり、非磁性領域７２Ａの部分にはほとんど磁束
は通過しない。このため、磁性領域５２Ｂに相当する同
図（Ａ）のΔＢの部分では、マグネットの磁化容易軸が
印加磁界方向に相当する厚み方向に向くようになる。ま
た、磁性領域７２Ｃに相当するΔＣの部分では、厚み方
向と直交する方向に磁化容易軸が向くようになる。この
ような磁化容易軸を有するロータマグネット７０には、
前記実施例と同様のＮ極及びＳ極の着磁が行われる。こ
のロータマグネット７０を図４の従来例に適用したブラ
シレスモータは、図２のモータと同様となる。

【００２１】このように、本実施例のロータマグネット
７０によれば、ＦＧマグネットに相当するΔＣの部分は
磁化容易軸が厚み方向とほぼ直交している。このため、
着磁方向と磁化容易軸とがほぼ一致するようになる。他
方、図６に示した従来例では、上述したように着磁方向
が磁化容易軸と略９０゜の角度を持っている。このた
め、両者を比較すると、ホール素子３０に影響する漏れ
磁束は本実施例の方が前記第１実施例よりも更に増加す
るようになる。従って、回転速度検出信号のＳ／Ｎが更
に改善されるようになる。また、前記第１実施例と同様
に構成が簡略化されるので、部品点数の削減，組み立て
工数の減少，大幅なコストダウンが可能となる。 ＜他の実施例＞なお、本発明は、何ら上記実施例に限定
されるものではなく、例えばマグネットの形状・寸法や
使用する材料などは、必要に応じて適宜変更してよい。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電動
機用ロータマグネット及びその製造方法によれば、ロー
タマグネットの外周側部分の磁化容易軸をランダム又は
着磁方向に一致するようにしたので、回転速度検出を良
好なＳ／Ｎで行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電動機用ロータマグネットの第１
実施例を示す断面図である。

【図２】前記実施例を適用したブラシレスモータの一例
を示す説明図である。

【図３】本発明による電動機用ロータマグネットの第２
実施例を示す断面図である。

【図４】従来のブラシレスモータの一例を示す説明図で
ある。

【図５】前記従来例におけるロータマグネット部分を分
解して示す斜視図である。

【図６】他の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１４…回転軸、１６…ブッシング、１８…スラスト軸受
け、２０…軸受け、２２…ベアリングホルダ、２４…Ｆ
Ｇマグネット、２６…鉄基板、２８…コイル、３０…ホ
ール素子、５０，７０…ロータマグネット、５２，７２
…金型、５２Ｂ，７２Ｂ，７２Ｃ…磁性領域、５２Ａ，
７２Ａ…非磁性領域、５４，５６，７４…磁界印加手
段、６０…ロータヨーク、ΔＡ，ΔＣ…ＦＧマグネット
に相当する部分（第２の着磁部）、ΔＢ…ロータマグネ
ットに相当する部分（第１の着磁部）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシレスモータのロータ側に設けら
   れ、回転トルクと回転速度検出信号を得るための磁界を
   生成する電動機用マグネットにおいて、ステータ側のコ
   イルへの通電によって形成された磁界に作用して回転ト
   ルクを生ずるＮ，Ｓの磁極が交互に形成される第１の着
   磁部と、回転速度検出素子に回転速度信号が発生するた
   めの磁界を生成するＮ，Ｓの磁極が交互に形成される第
   ２の着磁部とを備え、第１の着磁部は磁化容易軸がその
   回転軸方向となっており、この第１の着磁部の外周側に
   形成される第２の着磁部は磁化容易軸がランダムな方向
   又は前記第１の着磁部とほぼ直交する方向となっている
   ことを特徴とする電動機用マグネット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動機用マグネットの製
   造方法において、成形時の金型のうち、前記磁化容易軸
   の異方化処理の対象となる箇所に当る部分を磁性材料で
   形成し、その他の部分を非磁性材料で形成して、外部か
   ら異方化処理用の磁界を印加することを特徴とする電動
   機用マグネットの製造方法。