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JP6922153B2 - Randel type rotor and Randel type motor - Google Patents
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Description

本発明は、ランデル型ロータ及びランデル型モータに関する。 The present invention relates to a Randell type rotor and a Randel type motor.

従来、モータのロータにおいて、周方向に複数の爪状磁極を有する一対のロータコアと、ロータコア内に内包された永久磁石とによって構成されたランデル型ロータを備えたランデル型モータが知られている(例えば特許文献1参照)。ランデル型ロータでは、一方のロータコアの爪状磁極と他方のロータコアの爪状磁極とが周方向に交互に配置されるとともに、軸方向に磁化された前記永久磁石によって各爪状磁極が交互に異なる磁極として機能するようになっている。 Conventionally, in a rotor of a motor, a Randell type motor including a pair of rotor cores having a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction and a Randell type rotor composed of a permanent magnet contained in the rotor core is known ( For example, see Patent Document 1). In the Randell type rotor, the claw-shaped magnetic poles of one rotor core and the claw-shaped magnetic poles of the other rotor core are alternately arranged in the circumferential direction, and the claw-shaped magnetic poles are alternately different due to the permanent magnet magnetized in the axial direction. It is designed to function as a magnetic pole.

また、このようなランデル型ロータでは、爪状磁極の背面に設けられる背面磁石と、周方向における各爪状磁極間に設けられる極間磁石とを予め一体成形した円環状の補助磁石を採用している(例えば特許文献2の図14参照)。 Further, in such a Randell type rotor, an annular auxiliary magnet in which a back magnet provided on the back surface of the claw-shaped magnetic poles and an interpole magnet provided between each claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction are integrally molded is adopted. (See, for example, FIG. 14 of Patent Document 2).

特開2015−80387号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-80387 特開2014−117131号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-117131

ところで、上記のようなランデル型ロータでは、円環状の補助磁石とロータコアとの間に緩衝材を用いることが考えられる。しかしながら、ロータコアの爪状磁極の端面と補助磁石の周方向端面との間が面接触するとロータコア(爪状磁極)と補助磁石との間に隙間が生じず、緩衝材を介在させることが難しい虞がある。 By the way, in the Randell type rotor as described above, it is conceivable to use a cushioning material between the annular auxiliary magnet and the rotor core. However, if the end face of the claw-shaped magnetic pole of the rotor core and the peripheral end face of the auxiliary magnet come into surface contact, there is no gap between the rotor core (claw-shaped magnetic pole) and the auxiliary magnet, and it may be difficult to interpose a cushioning material. There is.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロータコアと補助磁石との間に緩衝材を容易に介在させることができるランデル型ロータ及びランデル型モータを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a Randell type rotor and a Randel type motor capable of easily interposing a cushioning material between a rotor core and an auxiliary magnet. There is.

上記課題を解決するランデル型ロータは、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第1及び第2ロータコアと、前記第1及び第2ロータコアの軸方向間に配置され、該軸方向に磁化されることで、前記第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、前記界磁磁石と前記各爪状磁極との径方向間を通るように配置された円環状の補助磁石と、を備え、前記補助磁石は、ボンド磁石であり、前記補助磁石には、前記爪状磁極と周方向において対向する周方向端面に周方向外側に突出する突起が一体形成され、該突起は、軸方向から見て曲面状をなし、該突起の先端は、該突起の先端と周方向に対向する前記爪状磁極の周方向端面に接触しており、前記補助磁石と前記爪状磁極との周方向間において前記突起の設けられていない径方向位置では、前記突起によって生じる前記補助磁石と前記爪状磁極との隙間に緩衝材が設けられ、該緩衝材は、周方向一方側に対向する前記補助磁石の周方向端面に接触しているとともに、周方向他方側に対向する前記爪状磁極の周方向端面に接触している。 The Randell type rotor that solves the above problems has a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction, and the first and second rotor cores that are assembled in such a manner that the claw-shaped magnetic poles alternate in the circumferential direction, and the first And, by being arranged between the axial directions of the second rotor core and magnetized in the axial direction, the claw-shaped magnetic pole of the first rotor core functions as the first magnetic pole, and the claw-shaped magnetic pole of the second rotor core is made to function. A field magnet that functions as a second magnetic pole and an annular auxiliary magnet that is arranged so as to pass between the field magnet and each of the claw-shaped magnetic poles in the radial direction are provided, and the auxiliary magnet is bonded. It is a magnet, and the auxiliary magnet is integrally formed with a protrusion protruding outward in the circumferential direction on a circumferential end face facing the claw-shaped magnetic pole in the circumferential direction, and the protrusion has a curved shape when viewed from the axial direction. The tip of the protrusion is in contact with the circumferential end surface of the claw-shaped magnetic pole facing the tip of the protrusion in the circumferential direction, and the protrusion is provided between the auxiliary magnet and the claw-shaped magnetic pole in the circumferential direction. At no radial position, a cushioning material is provided in the gap between the auxiliary magnet and the claw-shaped magnetic pole generated by the protrusion, and the cushioning material comes into contact with the circumferential end face of the auxiliary magnet facing one side in the circumferential direction. At the same time, it is in contact with the circumferential end face of the claw-shaped magnetic pole facing the other side in the circumferential direction.

この構成によれば、補助磁石には、爪状磁極と周向において対向する周方向端面に周方向外側に突出する突起が一体形成されているため、突起によって補助磁石と爪状磁極との周方向間に緩衝材を介在できる程度の隙間を設けることができる。これによって、ロータコアと補助磁石との間に緩衝材を容易に介在させることができる。 According to this configuration, auxiliary to the magnet, the claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction because direction is formed in the circumferential end faces of Oite opposing protrusions protruding circumferentially outwardly integrally, the auxiliary magnet and the claw-shaped magnetic poles by the projection A gap can be provided to the extent that a cushioning material can be interposed between the two. As a result, a cushioning material can be easily interposed between the rotor core and the auxiliary magnet.

の構成によれば、突起を補助磁石に設けることで補助磁石と爪状磁極との隙間に緩衝材を介在させることができる。 According to the configuration of this, it is possible to interpose a buffer material in the gap between the auxiliary magnets and the claw-shaped magnetic poles by providing a projection on the auxiliary magnet.

また上記課題を解決するランデル型モータは、上記のランデル型ロータを備える。
この構成によれば、ランデル型モータにおいて上記効果を得ることができる。
Further, the Randell type motor that solves the above-mentioned problems includes the above-mentioned Randell type rotor.
According to this configuration, the above effect can be obtained in the Randell type motor.

本発明のランデル型ロータ及びランデル型モータによれば、ロータコアと補助磁石との間に緩衝材を容易に介在させることができる。 According to the Randell type rotor and the Randel type motor of the present invention, a cushioning material can be easily interposed between the rotor core and the auxiliary magnet.

一実施形態のブラシレスモータを軸方向から見た正面図。A front view of the brushless motor of one embodiment as viewed from the axial direction. 同形態のブラシレスモータの側面図。Side view of the brushless motor of the same form. 同形態のブラシレスモータの断面図。Sectional drawing of the brushless motor of the same form. 同形態のブラシレスモータの分解斜視図。An exploded perspective view of a brushless motor of the same form. 同形態のロータとセンサマグネットを分解した分解斜視図。An exploded perspective view of the rotor and sensor magnet of the same shape disassembled. 同形態のロータの分解斜視図。An exploded perspective view of a rotor of the same form. 同形態のロータの一部を示す平面図。The plan view which shows a part of the rotor of the same form.

以下、ランデル型モータの一実施形態について説明する。
図1〜図3に示すように、本実施形態のブラシレスモータMは、ランデル型モータであって、例えば車両のエンジンに連結されるバルブタイミング可変装置に用いられるモータである。
Hereinafter, an embodiment of the Randell type motor will be described.
As shown in FIGS. 1 to 3, the brushless motor M of the present embodiment is a Randell type motor, for example, a motor used for a valve timing variable device connected to an engine of a vehicle.

ブラシレスモータMは、モータケース1を有する。モータケース1は、筒状ヨーク2と、ベース部材3と、カバー部材4とを有する。筒状ヨーク2は、有底筒状をなし、その開口側にベース部材3が取り付けられる。ベース部材3は、アルミニウムによりなり、筒状ヨーク2の開口側に取り付けられている。カバー部材4は、略板状をなし、ベース部材3の前記筒状ヨーク2とは反対側に取り付けられている。ベース部材3とカバー部材4とでなる収容空間に回路基板5が収容される。 The brushless motor M has a motor case 1. The motor case 1 has a tubular yoke 2, a base member 3, and a cover member 4. The tubular yoke 2 has a bottomed tubular shape, and the base member 3 is attached to the opening side thereof. The base member 3 is made of aluminum and is attached to the opening side of the tubular yoke 2. The cover member 4 has a substantially plate shape, and is attached to the side of the base member 3 opposite to the tubular yoke 2. The circuit board 5 is accommodated in the accommodating space composed of the base member 3 and the cover member 4.

ブラシレスモータMは、筒状ヨーク2の内周面にステータ10が固定され、そのステータ10の内側には、回転軸6を有するロータ20が配設されている。回転軸6は、非磁性体のステンレス製シャフトであって、筒状ヨーク2に形成した軸受保持部2aに収容固定された軸受7及びベース部材3に形成した軸受保持部3aに収容固定された軸受8にて、モータケース1に対して回転可能に支持されている。なお、軸受8は、非磁性体よりなる。 In the brushless motor M, a stator 10 is fixed to the inner peripheral surface of the tubular yoke 2, and a rotor 20 having a rotating shaft 6 is arranged inside the stator 10. The rotating shaft 6 is a non-magnetic stainless steel shaft, and is housed and fixed in the bearing 7 formed in the bearing holding portion 2a formed in the tubular yoke 2 and in the bearing holding portion 3a formed in the base member 3. The bearing 8 is rotatably supported by the motor case 1. The bearing 8 is made of a non-magnetic material.

回転軸6の先端部は、筒状ヨーク2から突出し、ジョイント部材9が取り付けられている。ジョイント部材9は、モータMから出力される回転トルクを調整機構(図示略)に伝達するため、前記調整機構と連結されている。調整機構はエンジンバルブ(図示略)を開閉するカムシャフト(図示略)と連結されている。即ち、モータMから出力される回転トルクにて作動された前記調整機構が前記カムシャフトを作動させてエンジンバルブを開閉するタイミングが調整されるようになっている。 The tip of the rotating shaft 6 projects from the tubular yoke 2 to which the joint member 9 is attached. The joint member 9 is connected to the adjusting mechanism in order to transmit the rotational torque output from the motor M to the adjusting mechanism (not shown). The adjustment mechanism is connected to a camshaft (not shown) that opens and closes an engine valve (not shown). That is, the timing at which the adjusting mechanism operated by the rotational torque output from the motor M operates the camshaft to open and close the engine valve is adjusted.

[ステータ]
図3及び図4に示すように、筒状ヨーク2の内周面にはステータ10が固定されている。ステータ10は、円筒状のステータコア11を有し、そのステータコア11には、周方向に等ピッチに配置される複数のティース12が、径方向内側に向かって延出形成されている。各ティース12は、T型のティースであって、その径方向の内周面は、回転軸6の中心軸線Lを中心として同心円の円弧を軸線方向に延出した円弧面である。
[Stator]
As shown in FIGS. 3 and 4, the stator 10 is fixed to the inner peripheral surface of the tubular yoke 2. The stator 10 has a cylindrical stator core 11, and a plurality of teeth 12 arranged at equal pitches in the circumferential direction are formed on the stator core 11 so as to extend inward in the radial direction. Each tooth 12 is a T-shaped tooth, and its radial inner peripheral surface is an arc surface extending in the axial direction from a concentric arc centered on the central axis L of the rotating shaft 6.

各ティース12には、インシュレータ13を介して3相の巻線のそれぞれが巻回されている。具体的には、図4に示すように、12個のティース12には、周方向に3相巻線、即ちU相巻線14、V相巻線15、W相巻線16が順番に例えば集中巻きにて巻回されている。そして、これら巻回した巻線14,15,16に3相の駆動電流が供給されてステータ10に回転磁界を形成し、ステータ10の内側に配置したロータ20を回転軸6中心に正逆回転させるようになっている。 Each of the three-phase windings is wound around each tooth 12 via an insulator 13. Specifically, as shown in FIG. 4, the twelve teeth 12 have three-phase windings in the circumferential direction, that is, U-phase windings 14, V-phase windings 15, and W-phase windings 16 in this order, for example. It is wound in a concentrated winding. Then, a three-phase driving current is supplied to these wound windings 14, 15 and 16, to form a rotating magnetic field in the stator 10, and the rotor 20 arranged inside the stator 10 rotates forward and reverse around the center of the rotating shaft 6. It is designed to let you.

[ロータ]
図3〜図6に示すように、ロータ20は、前記回転軸6と、第1及び第2ロータコア21,31と、界磁磁石40と、整流磁石42と、センサマグネット50とを有している。
[Rotor]
As shown in FIGS. 3 to 6, the rotor 20 has the rotating shaft 6, the first and second rotor cores 21 and 31, a field magnet 40, a rectifying magnet 42, and a sensor magnet 50. There is.

[第1ロータコア]
図3〜図6に示すように、第1ロータコア21は、軟磁性材料よりなる電磁鋼板にて形成され、ベース部材3側に配置される。第1ロータコア21は、略円板状の第1コアベース22を有し、その中心位置に軸方向に貫通する貫通穴22aが形成されている。貫通穴22aのベース部材3側の外周部には、略円筒状のボス部22bが突出形成されている。本実施形態では、バーリング加工により、貫通穴22aとボス部22bを同時に形成している。なお、ボス部22bの外径は、回転軸6の一側を回転可能に支持する軸受8の外径より短く形成される。即ち、ボス部22bの外径は、ベース部材3に設けた軸受8を収容固定する軸受保持部3aの内径より短く形成されている。
[1st rotor core]
As shown in FIGS. 3 to 6, the first rotor core 21 is formed of an electromagnetic steel plate made of a soft magnetic material and is arranged on the base member 3 side. The first rotor core 21 has a substantially disk-shaped first core base 22, and a through hole 22a penetrating in the axial direction is formed at the center position thereof. A substantially cylindrical boss portion 22b is formed so as to protrude from the outer peripheral portion of the through hole 22a on the base member 3 side. In the present embodiment, the through hole 22a and the boss portion 22b are formed at the same time by burring. The outer diameter of the boss portion 22b is formed to be shorter than the outer diameter of the bearing 8 that rotatably supports one side of the rotating shaft 6. That is, the outer diameter of the boss portion 22b is formed to be shorter than the inner diameter of the bearing holding portion 3a for accommodating and fixing the bearing 8 provided on the base member 3.

貫通穴22a(ボス部22b)には回転軸6が圧入して貫挿され、第1コアベース22が回転軸6に対して圧着固定される。この時、ボス部22bを形成することによって、第1コアベース22は、回転軸6に対して強固に圧着固定される。そして、この第1コアベース22が回転軸6に圧着固定されたとき、ボス部22bは、軸受保持部3aに収容固定された軸受8に対して、軸方向において離間するように配置される(図1参照)。 The rotating shaft 6 is press-fitted into the through hole 22a (boss portion 22b) and inserted into the through hole 22a, and the first core base 22 is crimped and fixed to the rotating shaft 6. At this time, by forming the boss portion 22b, the first core base 22 is firmly crimped and fixed to the rotating shaft 6. Then, when the first core base 22 is crimp-fixed to the rotating shaft 6, the boss portion 22b is arranged so as to be separated from the bearing 8 housed and fixed in the bearing holding portion 3a in the axial direction. (See FIG. 1).

第1コアベース22の外周面22cには、等間隔に複数(本実施形態では4つ)の第1爪状磁極23が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。ここで、第1爪状磁極23において、第1コアベース22の外周面22cから径方向外側に突出した部分を第1基部24といい、軸方向に屈曲された先端部分を第1磁極部25という。 On the outer peripheral surface 22c of the first core base 22, a plurality of (four in the present embodiment) first claw-shaped magnetic poles 23 are formed at equal intervals so as to project outward in the radial direction and extend in the axial direction. Here, in the first claw-shaped magnetic pole 23, a portion protruding outward in the radial direction from the outer peripheral surface 22c of the first core base 22 is referred to as a first base portion 24, and a tip portion bent in the axial direction is referred to as a first magnetic pole portion 25. That is.

第1基部24と第1磁極部25からなる第1爪状磁極23の周方向両端面23a,23bは、径方向に延びる(軸方向から見て径方向に対して傾斜していない)平坦面となっている。そして、各第1爪状磁極23の周方向の角度、即ち前記周方向両端面23a,23b間の角度は、周方向に隣り合う第1爪状磁極23同士の隙間の角度より小さく設定されている。 Circumferential end surfaces 23a and 23b of the first claw-shaped magnetic pole 23 composed of the first base portion 24 and the first magnetic pole portion 25 are flat surfaces extending in the radial direction (not inclined with respect to the radial direction when viewed from the axial direction). It has become. The circumferential angle of each of the first claw-shaped magnetic poles 23, that is, the angle between the peripheral end surfaces 23a and 23b is set to be smaller than the angle of the gap between the first claw-shaped magnetic poles 23 adjacent to each other in the circumferential direction. There is.

また、第1磁極部25の径方向外側面26は、軸直交方向断面形状が回転軸6の中心軸線Lを中心とする同心円形状の円弧面を有し、その径方向外側面26に2つの補助溝27を有している。補助溝27は、径方向外側面26の周方向中心から両側にそれぞれ同角度だけずれた位置に形成されている。補助溝27は、軸直交方向断面形状がU字状、即ち底面が湾曲面にて形成されている。 Further, the radial outer surface 26 of the first magnetic pole portion 25 has an arcuate surface having a concentric circular arc surface whose cross-sectional shape in the axial direction is centered on the central axis L of the rotating shaft 6, and two radial outer surfaces 26 thereof. It has an auxiliary groove 27. The auxiliary groove 27 is formed at a position deviated from the circumferential center of the radial outer surface 26 by the same angle on both sides. The auxiliary groove 27 has a U-shaped cross section in the direction orthogonal to the axis, that is, the bottom surface is formed with a curved surface.

[第2ロータコア]
図3〜図6に示すように、第2ロータコア31は、第1ロータコア21と同一材質及び同形状であって、筒状ヨーク2側に配置される。第2ロータコア31は、円板状の第2コアベース32を有し、その中心位置に軸方向に貫通する貫通穴32aが形成されている。貫通穴32aの筒状ヨーク2側の外周部には、略円筒状のボス部32bが突出形成されている。本実施形態では、バーリング加工により、貫通穴32aとボス部32bを同時に形成している。なお、ボス部32bの外径は、回転軸6の一側を回転可能に支持する軸受7の外径より短く形成される。即ち、ボス部32bの外径は、筒状ヨーク2に設けた軸受7を収容固定する軸受保持部2aの内径より短く形成されている。
[Second rotor core]
As shown in FIGS. 3 to 6, the second rotor core 31 has the same material and shape as the first rotor core 21, and is arranged on the tubular yoke 2 side. The second rotor core 31 has a disk-shaped second core base 32, and a through hole 32a penetrating in the axial direction is formed at the center position thereof. A substantially cylindrical boss portion 32b is formed so as to protrude from the outer peripheral portion of the through hole 32a on the tubular yoke 2 side. In the present embodiment, the through hole 32a and the boss portion 32b are formed at the same time by burring. The outer diameter of the boss portion 32b is formed to be shorter than the outer diameter of the bearing 7 that rotatably supports one side of the rotating shaft 6. That is, the outer diameter of the boss portion 32b is formed to be shorter than the inner diameter of the bearing holding portion 2a that accommodates and fixes the bearing 7 provided in the tubular yoke 2.

貫通穴32a(ボス部32b)には回転軸6が圧入して貫挿され、第2コアベース32が回転軸6に対して圧着固定される。この時、ボス部32bを形成することによって、第2コアベース32は、回転軸6に対して強固に圧着固定される。そして、この第2コアベース32が回転軸6に圧着固定されたとき、ボス部32bは、軸受保持部2aに収容固定された軸受7に対して、軸方向において離間するように配置されるようになっている(図1参照)。 The rotating shaft 6 is press-fitted into the through hole 32a (boss portion 32b) and inserted into the through hole 32a, and the second core base 32 is crimped and fixed to the rotating shaft 6. At this time, by forming the boss portion 32b, the second core base 32 is firmly crimped and fixed to the rotating shaft 6. Then, when the second core base 32 is crimp-fixed to the rotating shaft 6, the boss portion 32b is arranged so as to be separated from the bearing 7 housed and fixed in the bearing holding portion 2a in the axial direction. (See Fig. 1).

第2コアベース32の外周面32cには、等間隔に複数(本実施形態では4つ)の第2爪状磁極33が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。ここで、第2爪状磁極33において、第2コアベース32の外周面32cから径方向外側に突出した部分を第2基部34といい、軸方向に屈曲された先端部分を第2磁極部35という。 On the outer peripheral surface 32c of the second core base 32, a plurality of (four in the present embodiment) second claw-shaped magnetic poles 33 are formed at equal intervals so as to project outward in the radial direction and extend in the axial direction. Here, in the second claw-shaped magnetic pole 33, a portion protruding outward in the radial direction from the outer peripheral surface 32c of the second core base 32 is referred to as a second base portion 34, and a tip portion bent in the axial direction is referred to as a second magnetic pole portion 35. That is.

第2基部34と第2磁極部35からなる第2爪状磁極33の周方向両端面33a,33bは径方向に延びる平坦面とされている。そして、各第2爪状磁極33の周方向の角度、即ち前記周方向両端面33a,33b間の角度は、周方向に隣り合う第2爪状磁極33同士の隙間の角度より小さく設定されている。 Both end surfaces 33a and 33b in the circumferential direction of the second claw-shaped magnetic pole 33 composed of the second base portion 34 and the second magnetic pole portion 35 are flat surfaces extending in the radial direction. The circumferential angle of each of the second claw-shaped magnetic poles 33, that is, the angle between the peripheral end surfaces 33a and 33b is set to be smaller than the angle of the gap between the second claw-shaped magnetic poles 33 adjacent to each other in the circumferential direction. There is.

また、第2磁極部35の径方向外側面36は、軸直交方向断面形状が回転軸6の中心軸線Lを中心とする同心円形状の円弧面を有し、その径方向外側面36に2つの補助溝37を有している。補助溝37は、径方向外側面36の周方向中心から両側にそれぞれ同角度だけずれた位置に形成されている。補助溝37は、軸直交方向断面形状がU字状、即ち底面が湾曲面にて形成されている。 Further, the radial outer surface 36 of the second magnetic pole portion 35 has a concentric arc surface whose cross-sectional shape in the axial direction is centered on the central axis L of the rotating shaft 6, and two radial outer surfaces 36 thereof. It has an auxiliary groove 37. The auxiliary groove 37 is formed at a position deviated from the circumferential center of the radial outer surface 36 by the same angle on both sides. The auxiliary groove 37 has a U-shaped cross section in the direction orthogonal to the axis, that is, the bottom surface is formed with a curved surface.

そして、このような第2ロータコア31は、各第2爪状磁極33が第1ロータコア21の各第1爪状磁極23間となるようにして第1ロータコア21と対向させて組み合わされる。このとき、第2コアベース32の内側面32dと第1コアベース22の内側面22dとの軸方向の間に界磁磁石40が介在される。 Then, such a second rotor core 31 is combined so as to face the first rotor core 21 so that each of the second claw-shaped magnetic poles 33 is between the first claw-shaped magnetic poles 23 of the first rotor core 21. At this time, the field magnet 40 is interposed between the inner side surface 32d of the second core base 32 and the inner side surface 22d of the first core base 22 in the axial direction.

[界磁磁石]
図6に示すように、界磁磁石40は、円板状の永久磁石であって、その中央部に貫通穴40aが形成されている。界磁磁石40は、その貫通穴40aに円筒状のスリーブ41が貫挿されている。スリーブ41は、非磁性体よりなり本実施形態では回転軸6と同じステンレス製にて形成されている。界磁磁石40の外径は、第1及び第2コアベース22,32の外径と一致するように設定されている。従って、界磁磁石40の外周面40bが第1及び第2コアベース22,32の外周面22c,32cと面一となる。
[Field magnet]
As shown in FIG. 6, the field magnet 40 is a disk-shaped permanent magnet, and a through hole 40a is formed in the central portion thereof. The field magnet 40 has a cylindrical sleeve 41 inserted into the through hole 40a. The sleeve 41 is made of a non-magnetic material and is made of the same stainless steel as the rotating shaft 6 in the present embodiment. The outer diameter of the field magnet 40 is set to match the outer diameters of the first and second core bases 22 and 32. Therefore, the outer peripheral surface 40b of the field magnet 40 is flush with the outer peripheral surfaces 22c and 32c of the first and second core bases 22 and 32.

界磁磁石40は、円板状の永久磁石であって、その中央部に貫通穴40aが形成されている。界磁磁石40は、その貫通穴40aに円筒状のスリーブ41が貫挿されている。スリーブ41は、非磁性体よりなり本実施形態では回転軸6と同じステンレス製にて形成されている。界磁磁石40の外径は、第1及び第2コアベース22,32の外径と一致するように設定されている。従って、界磁磁石40の外周面40bが第1及び第2コアベース22,32の外周面22c,32cと面一となる。 The field magnet 40 is a disk-shaped permanent magnet, and a through hole 40a is formed in the central portion thereof. The field magnet 40 has a cylindrical sleeve 41 inserted into the through hole 40a. The sleeve 41 is made of a non-magnetic material and is made of the same stainless steel as the rotating shaft 6 in the present embodiment. The outer diameter of the field magnet 40 is set to match the outer diameters of the first and second core bases 22 and 32. Therefore, the outer peripheral surface 40b of the field magnet 40 is flush with the outer peripheral surfaces 22c and 32c of the first and second core bases 22 and 32.

従って、本実施形態のロータ20は、界磁磁石40を用いた所謂ランデル型ロータである。ロータ20は、N極となる第1爪状磁極23と、S極となる第2爪状磁極33とが周方向に交互に配置されており、磁極数が8極となる。すなわち、本実施形態のブラシレスモータMは、ロータ20の極数が2×n(但し、nは自然数)に設定されるとともに、ステータ10のティース12の数が3×nに設定され、具体的には、ロータ20の極数が「8」に設定され、ステータ10のティース12の数が「12」に設定されている。 Therefore, the rotor 20 of the present embodiment is a so-called Randell type rotor using the field magnet 40. In the rotor 20, the first claw-shaped magnetic pole 23 as the north pole and the second claw-shaped magnetic pole 33 as the S pole are alternately arranged in the circumferential direction, and the number of magnetic poles is eight. That is, in the brushless motor M of the present embodiment, the number of poles of the rotor 20 is set to 2 × n (where n is a natural number), and the number of teeth 12 of the stator 10 is set to 3 × n. The number of poles of the rotor 20 is set to "8", and the number of teeth 12 of the stator 10 is set to "12".

[整流磁石(補助磁石)]
ロータ20は、界磁磁石40の外周側に補助磁石としての整流磁石42を備えている。整流磁石42は、円環状をなすよう形成される。なお、界磁磁石40と整流磁石42とは、異なる材料で構成される。具体的には、界磁磁石40は、例えば異方性の焼結磁石であり、例えばフェライト磁石、サマリウムコバルト(SmCo)磁石、ネオジム磁石等で構成される。整流磁石42は、例えばボンド磁石(プラスチックマグネット、ゴムマグネット等)であり、例えばサマリウム鉄窒素(SmFeN)系磁石、サマリウムコバルト(SmCo)系磁石、ネオジム磁石等などの希土類磁石で構成される。
[Rectifying magnet (auxiliary magnet)]
The rotor 20 includes a rectifying magnet 42 as an auxiliary magnet on the outer peripheral side of the field magnet 40. The rectifying magnet 42 is formed so as to form an annular shape. The field magnet 40 and the rectifying magnet 42 are made of different materials. Specifically, the field magnet 40 is, for example, an anisotropic sintered magnet, and is composed of, for example, a ferrite magnet, a samarium-cobalt (SmCo) magnet, a neodymium magnet, or the like. The rectifying magnet 42 is, for example, a bond magnet (plastic magnet, rubber magnet, etc.), and is composed of a rare earth magnet such as a samarium iron nitrogen (SmFeN) magnet, a samarium cobalt (SmCo) magnet, a neodymium magnet, or the like.

図6に示すように、整流磁石42は、背面磁石部43,44と極間磁石部45とを有し、背面磁石部43,44及び極間磁石部45のそれぞれで漏れ磁束を抑えるように磁化された極異方性磁石である。 As shown in FIG. 6, the rectifying magnet 42 has a back magnet portion 43, 44 and an interpole magnet portion 45, and each of the back magnet portion 43, 44 and the interpole magnet portion 45 suppresses leakage flux. It is a magnetized polar anisotropic magnet.

詳述すると、一方の背面磁石部43は、第1爪状磁極23の第1磁極部25の内周面と、第2コアベース32の外周面32cとの間に配置される。そして、背面磁石部43は、第1磁極部25の内周面に近接する側がその第1磁極部25と同極のN極に、第2コアベース32の外周面32cに近接する側がその第2コアベース32と同極のS極となるように径方向成分を主として磁化されている。 More specifically, one back magnet portion 43 is arranged between the inner peripheral surface of the first magnetic pole portion 25 of the first claw-shaped magnetic pole 23 and the outer peripheral surface 32c of the second core base 32. The back magnet portion 43 has an N pole on the side close to the inner peripheral surface of the first magnetic pole portion 25, which is the same pole as the first magnetic pole portion 25, and a side close to the outer peripheral surface 32c of the second core base 32. The radial component is mainly magnetized so as to have an S pole having the same pole as the 2-core base 32.

他方の背面磁石部44は、第2爪状磁極33の第2磁極部35の内周面と、第1コアベース22の外周面22cとの間に配置される。そして、背面磁石部44は、第2磁極部35の内周面に近接する側がその第2磁極部35と同極のS極に、第1コアベース22の外周面22cに近接する側がその第1コアベース22と同極のN極となるように径方向成分を主として磁化されている。 The other back magnet portion 44 is arranged between the inner peripheral surface of the second magnetic pole portion 35 of the second claw-shaped magnetic pole 33 and the outer peripheral surface 22c of the first core base 22. The back magnet portion 44 has an S pole on the side close to the inner peripheral surface of the second magnetic pole portion 35, which is the same pole as the second magnetic pole portion 35, and a side close to the outer peripheral surface 22c of the first core base 22. The radial component is mainly magnetized so as to be the north pole of the same pole as the one core base 22.

極間磁石部45は、第1爪状磁極23と第2爪状磁極33との周方向の間に配置されている。極間磁石部45は、周方向において第1爪状磁極23側がN極に、第2爪状磁極33側がS極となるように周方向成分を主として磁化されている。 The interpole magnet portion 45 is arranged between the first claw-shaped magnetic pole 23 and the second claw-shaped magnetic pole 33 in the circumferential direction. The polar magnet portion 45 is mainly magnetized with a circumferential component so that the first claw-shaped magnetic pole 23 side becomes the N pole and the second claw-shaped magnetic pole 33 side becomes the S pole in the circumferential direction.

[センサマグネット]
センサマグネット50は、断面略矩形状で円環状をなしているが、軸方向一端面において、径方向中央部分がロータ20の本体側の固定部位A1に対して固定するための固定面51となっている。固定面51は、センサマグネット50の全周に亘って設けられる円環状の平坦面をなしている。
[Sensor magnet]
The sensor magnet 50 has a substantially rectangular cross section and an annular shape, but the central portion in the radial direction serves as a fixing surface 51 for fixing to the fixing portion A1 on the main body side of the rotor 20 on one end surface in the axial direction. ing. The fixed surface 51 is an annular flat surface provided over the entire circumference of the sensor magnet 50.

これに対し、センサマグネット50を固定するためのロータ20の本体側の固定部位A1としては、第1ロータコア21と整流磁石42とに跨る円環状の面、詳しくは、第1コアベース22の第1爪状磁極23における第1基部24の端面と、整流磁石42における背面磁石部44の端面及び極間磁石部45の端面の一部とがなす周方向に略面一となる円環状の平坦面である。 On the other hand, as the fixing portion A1 on the main body side of the rotor 20 for fixing the sensor magnet 50, an annular surface straddling the first rotor core 21 and the rectifying magnet 42, specifically, the first core base 22 first. An annular flatness formed by the end face of the first base portion 24 of the one-claw magnetic pole 23, the end face of the back magnet portion 44 of the rectifying magnet 42, and a part of the end face of the interpole magnet portion 45 in the circumferential direction. It is a face.

そして、センサマグネット50は、固定面51とロータ20の本体側の固定部位A1との間に塗布される接着剤にてその固定部位A1に対して加圧されて接着固定される。このようにしてセンサマグネット50は、自身の磁極とロータ20の磁極、即ち第1及び第2爪状磁極23,33とが対応するようにして接着固定されている。 Then, the sensor magnet 50 is pressure-bonded and fixed to the fixing portion A1 with an adhesive applied between the fixing surface 51 and the fixing portion A1 on the main body side of the rotor 20. In this way, the sensor magnet 50 is adhesively fixed so that its own magnetic pole and the magnetic pole of the rotor 20, that is, the first and second claw-shaped magnetic poles 23 and 33 correspond to each other.

[磁気センサ]
また、本実施形態のブラシレスモータMは、回路基板5にセンサマグネット50に対して軸方向に所定の間隔を有して対向するホールIC等の磁気センサ60が設けられる。そして、ロータ20と一体的にセンサマグネット50が回転することで、磁気センサ60はそのセンサマグネット50の磁極に応じた検出信号を出力する。磁気センサ60からの検出信号を受けた制御回路(図示略)は、その検出信号に基づいてロータ20の回転位置(角度)を算出するとともに回転数(速度)等を算出し、ブラシレスモータMの駆動制御を行う。
[Magnetic sensor]
Further, in the brushless motor M of the present embodiment, a magnetic sensor 60 such as a Hall IC is provided on the circuit board 5 so as to face the sensor magnet 50 at a predetermined interval in the axial direction. Then, when the sensor magnet 50 rotates integrally with the rotor 20, the magnetic sensor 60 outputs a detection signal corresponding to the magnetic poles of the sensor magnet 50. The control circuit (not shown) that receives the detection signal from the magnetic sensor 60 calculates the rotation position (angle) of the rotor 20 and the rotation speed (speed) based on the detection signal, and calculates the rotation speed (speed) of the brushless motor M. Drive control is performed.

次に、本実施形態のランデル型ロータとして構成されるロータ20の特徴部分について説明する。
図7に示すように、本実施形態の整流磁石42の極間磁石部45には、整流磁石42を第1ロータコア21及び第2ロータコア31と組み付けた状態において第1ロータコア21の爪状磁極23と周方向において対向する周方向端面45aに、周方向外側に突出する突起45bが設けられる。より詳しくは、突起45bは、整流磁石42を第1ロータコア21及び第2ロータコア31と組み付けた状態において、磁極部25よりも径方向内側であって極間磁石部45の径方向の中心位置よりも径方向外側の位置に整流磁石42(極間磁石部45)と一体形成される。なお、図示しないものの、極間磁石部45には、整流磁石42を第1ロータコア21及び第2ロータコア31と組み付けた状態において第2ロータコア31の爪状磁極33と周方向において対向する周方向端面45cに、周方向外側に突出する突起45bと同様の突起が設けられる。
Next, a characteristic portion of the rotor 20 configured as the Randell type rotor of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 7, the interpole magnet portion 45 of the rectifying magnet 42 of the present embodiment has a claw-shaped magnetic pole 23 of the first rotor core 21 in a state where the rectifying magnet 42 is assembled with the first rotor core 21 and the second rotor core 31. A protrusion 45b projecting outward in the circumferential direction is provided on the peripheral end surface 45a facing the circumferential direction. More specifically, the protrusion 45b is radially inside the magnetic pole portion 25 and from the radial center position of the interpole magnet portion 45 in a state where the rectifying magnet 42 is assembled with the first rotor core 21 and the second rotor core 31. Is integrally formed with the rectifying magnet 42 (interpole magnet portion 45) at a position on the outer side in the radial direction. Although not shown, the pole-to-pole magnet portion 45 has a circumferential end face facing the claw-shaped magnetic pole 33 of the second rotor core 31 in the circumferential direction in a state where the rectifying magnet 42 is assembled with the first rotor core 21 and the second rotor core 31. The 45c is provided with a protrusion similar to the protrusion 45b that protrudes outward in the circumferential direction.

また、極間磁石部45と各ロータコア21,31との周方向間、及び、背面磁石部43,44と各ロータコア21,31との径方向間には緩衝材70が設けられる。緩衝材70は例えば接着材であって、整流磁石42と各ロータコア21,31とを組み付けた状態で隙間に注入される。 Further, a cushioning material 70 is provided between the polar magnet portion 45 and the rotor cores 21 and 31 in the circumferential direction and between the back magnet portions 43 and 44 and the rotor cores 21 and 31 in the radial direction. The cushioning material 70 is, for example, an adhesive, and is injected into the gap in a state where the rectifying magnet 42 and the rotor cores 21 and 31 are assembled.

ここで、前述したように本実施形態のロータ20では、極間磁石部45の周方向端面45aに突起45bが設けられるため、整流磁石42と各ロータコア21,31とを組み付けた場合に、少なくとも突起45bの突出分だけ隙間が生じることとなる。その結果、整流磁石42と極間磁石部45との間から緩衝材70である接着材を流し込むことが可能となり、ロータコアと補助磁石との間に緩衝材を容易に介在させることができるようになっている。 Here, as described above, in the rotor 20 of the present embodiment, since the protrusion 45b is provided on the circumferential end surface 45a of the interpole magnet portion 45, at least when the rectifying magnet 42 and the rotor cores 21 and 31 are assembled, at least. A gap will be created by the amount of protrusion of the protrusion 45b. As a result, the adhesive material which is the cushioning material 70 can be poured from between the rectifying magnet 42 and the interpole magnet portion 45, and the cushioning material can be easily interposed between the rotor core and the auxiliary magnet. It has become.

次に、本実施形態の効果を記載する。
(1)整流磁石42と爪状磁極23,33との周方向間において整流磁石42に周方向外側に突出する突起45bが設けられるため、突起45bによって整流磁石42と爪状磁極23,33との周方向間に緩衝材70を介在できる程度の隙間を設けることができる。これによって、ロータコア21,31と整流磁石42との間に緩衝材70を容易に介在させることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) Since the rectifying magnet 42 is provided with a protrusion 45b protruding outward in the circumferential direction between the rectifying magnet 42 and the claw-shaped magnetic poles 23, 33, the protrusion 45b causes the rectifying magnet 42 and the claw-shaped magnetic poles 23, 33 to be formed. A gap can be provided so that the cushioning material 70 can be interposed between the circumferential directions of the magnets. As a result, the cushioning material 70 can be easily interposed between the rotor cores 21 and 31 and the rectifying magnet 42.

(2)突起45bを整流磁石42のみに設けることで整流磁石42と爪状磁極23,33との隙間に緩衝材70を介在させることができる。
(3)整流磁石42は比較的柔らかいボンド磁石で構成されるため、突起45bによる応力がロータコア21,31側に作用した場合であっても整流磁石42(突起45b)が比較的柔らかいため、過度な摩耗を抑えることができる。
(2) By providing the protrusion 45b only on the rectifying magnet 42, the cushioning material 70 can be interposed in the gap between the rectifying magnet 42 and the claw-shaped magnetic poles 23 and 33.
(3) Since the rectifying magnet 42 is composed of a relatively soft bond magnet, the rectifying magnet 42 (projection 45b) is relatively soft even when the stress due to the protrusion 45b acts on the rotor cores 21 and 31, which is excessive. Wear can be suppressed.

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、突起45bの位置は適宜変更してもよい。
例えば、爪状磁極23,33の各磁極部25,35と当接する位置に突起45bを形成してもよい。
The above embodiment may be changed as follows.
-In the above embodiment, the position of the protrusion 45b may be changed as appropriate.
For example, the protrusion 45b may be formed at a position where the claw-shaped magnetic poles 23 and 33 come into contact with the magnetic pole portions 25 and 35.

また、ロータコア21,31側に突起45bを形成したり、ロータコア21,31と整流磁石42の両方に突起45bを形成してもよい。
・上記実施形態では、緩衝材70として接着剤を採用したが、これに限らず、接着を伴わない緩衝材を採用してもよい。
Further, the protrusion 45b may be formed on the rotor cores 21 and 31 side, or the protrusion 45b may be formed on both the rotor cores 21 and 31 and the rectifying magnet 42.
-In the above embodiment, an adhesive is used as the cushioning material 70, but the present invention is not limited to this, and a cushioning material that does not involve adhesion may be used.

・上記実施形態では、突起45bと整流磁石42とを予め一体形成としたが、後加工によって一体とする構成としてもよい。
・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
-In the above embodiment, the protrusion 45b and the rectifying magnet 42 are integrally formed in advance, but the protrusion 45b and the rectifying magnet 42 may be integrally formed by post-processing.
-The above embodiment and each modification may be combined as appropriate.

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(付記1)
請求項2に記載のランデル型ロータにおいて、
前記補助磁石はボンド磁石であることを特徴とするランデル型ロータ。
Next, the technical idea that can be grasped from the above embodiment and another example will be added below.
(Appendix 1)
In the Randell type rotor according to claim 2,
The Randell type rotor is characterized in that the auxiliary magnet is a bond magnet.

この構成によれば、突起が設けられる補助磁石をボンド磁石で構成することで、突起による応力がロータコア側に作用した場合であっても補助磁石(突起)が比較的柔らかいため、過度な摩耗を抑えることができる。 According to this configuration, by configuring the auxiliary magnet provided with the protrusion with a bond magnet, the auxiliary magnet (protrusion) is relatively soft even when the stress due to the protrusion acts on the rotor core side, so that excessive wear is caused. It can be suppressed.

M…ブラシレスモータ(ランデル型モータ)、20…ロータ(ランデル型ロータ)、21…第1ロータコア、23…第1爪状磁極(爪状磁極)、31…第2ロータコア、33…第2爪状磁極(爪状磁極)、40…界磁磁石、42…整流磁石(補助磁石)、43,44…整流磁石を構成する背面磁石部、45…整流磁石を構成する極間磁石部、45a…周方向端面、45b…突起、45c…周方向端面、70…緩衝材。 M ... Brushless motor (Randel type motor), 20 ... Rotor (Randel type rotor), 21 ... 1st rotor core, 23 ... 1st claw-shaped magnetic pole (claw-shaped magnetic pole), 31 ... 2nd rotor core, 33 ... 2nd claw-shaped Magnetic poles (claw-shaped magnetic poles), 40 ... field magnets, 42 ... rectifying magnets (auxiliary magnets), 43, 44 ... back magnets constituting the rectifying magnets, 45 ... pole magnets constituting the rectifying magnets, 45a ... circumference Directional end face, 45b ... Projection, 45c ... Circumferential end face, 70 ... Buffer material.

Claims (2)

周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有し、互いの爪状磁極が周方向に交互となる態様で組み付けられる第1及び第2ロータコアと、
前記第1及び第2ロータコアの軸方向間に配置され、該軸方向に磁化されることで、前記第1ロータコアの前記爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2ロータコアの前記爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記界磁磁石と前記各爪状磁極との径方向間を通るように配置された円環状の補助磁石と、
を備え、
前記補助磁石は、ボンド磁石であり、
前記補助磁石には、前記爪状磁極と周方向において対向する周方向端面に周方向外側に突出する突起が一体形成され、該突起は、軸方向から見て曲面状をなし、該突起の先端は、該突起の先端と周方向に対向する前記爪状磁極の周方向端面に接触しており、
前記補助磁石と前記爪状磁極との周方向間において前記突起の設けられていない径方向位置では、前記突起によって生じる前記補助磁石と前記爪状磁極との隙間に緩衝材が設けられ、該緩衝材は、周方向一方側に対向する前記補助磁石の周方向端面に接触しているとともに、周方向他方側に対向する前記爪状磁極の周方向端面に接触していることを特徴とするランデル型ロータ。
A first and second rotor core having a plurality of claw-shaped magnetic poles in the circumferential direction and being assembled in such a manner that the claw-shaped magnetic poles alternate in the circumferential direction.
By being arranged between the axial directions of the first and second rotor cores and being magnetized in the axial direction, the claw-shaped magnetic pole of the first rotor core functions as a first magnetic pole, and the claw of the second rotor core. A field magnet that makes the shaped magnetic pole function as a second magnetic pole,
An annular auxiliary magnet arranged so as to pass between the field magnet and each of the claw-shaped magnetic poles in the radial direction,
With
The auxiliary magnet is a bond magnet.
The auxiliary magnet is integrally formed with a protrusion that protrudes outward in the circumferential direction on a circumferential end face that faces the claw-shaped magnetic pole in the circumferential direction, and the protrusion has a curved shape when viewed from the axial direction, and the tip of the protrusion. Is in contact with the circumferential end face of the claw-shaped magnetic pole facing the tip of the protrusion in the circumferential direction.
At a radial position where the protrusion is not provided between the auxiliary magnet and the claw-shaped magnetic pole, a cushioning material is provided in the gap between the auxiliary magnet and the claw-shaped magnetic pole generated by the protrusion, and the cushioning material is provided. The material is in contact with the circumferential end face of the auxiliary magnet facing one side in the circumferential direction and also in contact with the circumferential end face of the claw-shaped magnetic pole facing the other side in the circumferential direction. Mold rotor.
請求項1に記載のランデル型ロータを備えたことを特徴とするランデル型モータ。 A Randell-type motor including the Randell-type rotor according to claim 1.
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