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JPH11146624A - Motor - Google Patents

Motor

Info

Publication number
JPH11146624A
JPH11146624A JP10008783A JP878398A JPH11146624A JP H11146624 A JPH11146624 A JP H11146624A JP 10008783 A JP10008783 A JP 10008783A JP 878398 A JP878398 A JP 878398A JP H11146624 A JPH11146624 A JP H11146624A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
permanent magnets
magnetic
permanent magnet
cylindrical member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10008783A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Miura
雄一郎 三浦
Jiro Kondo
二郎 近藤
Hideki Kawamura
秀樹 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP10008783A priority Critical patent/JPH11146624A/en
Priority to US09/137,523 priority patent/US6215207B1/en
Priority to DE19838572A priority patent/DE19838572A1/en
Publication of JPH11146624A publication Critical patent/JPH11146624A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor which makes torque on the rotor roughly constant within the rotating range of the rotor. SOLUTION: The rotor 30 is contained in a stator 40 so as to rotate freely, and consists of a rotor core 32, permanent magnets 33, 34 fixed at the outer surface of the rotor core 32, and a cylindrical member 35 consisting of a magnetic body covering the outer periphery of the permanent magnets 33, 34. The respective permanent magnets 33, 34 are constituted of a plurality of flat permanent magnets 33a, 34a. The outer periphery of the flat permanent magnets 33a, 34a is covered with the cylindrical member 35 consisting of a magnetic body. Therefore, the magnetic flux direction and the magnetic flux density of the outer periphery of the rotor 30 are roughly uniform to the inner periphery surface of the stator 40, and an air gap between the cylindrical member 35 and the stator 40 is equal in a circumferential direction. It is thus possible to make torque on the rotor 30 roughly constant within the range of rotating angle of the rotor 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機に関し、特
に電動機のロータ構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor, and more particularly, to a motor rotor structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動機のロータには、図9に示すように
ロータコア101の外周に複数の永久磁石102、10
3を接着剤等により固定してロータ100の磁極を形成
しているものがある。しかしながら、図9に示すような
ロータ100では、遠心力や永久磁石102、103に
働く磁力によりロータコア101から永久磁石102、
103が脱落する恐れがある。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 9, a plurality of permanent magnets 102, 10
3 is fixed with an adhesive or the like to form a magnetic pole of the rotor 100. However, in the rotor 100 as shown in FIG. 9, the centrifugal force and the magnetic force acting on the permanent magnets 102 and 103 cause the permanent magnets 102 and 103 to move away from the rotor core 101.
103 may fall off.

【0003】このような永久磁石の脱落を防止するた
め、特開平9−84283号公報、特開平9−8428
4号公報および特開平9−93844号公報に開示され
た電動機のロータのように、ロータコアに装着した永久
磁石を円筒状に形成された非磁性の樹脂材や金属材で覆
いロータコアから永久磁石が脱落することを防止するも
のが知られている。
In order to prevent such a permanent magnet from falling off, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-84283 and Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 4 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-93844, a permanent magnet mounted on a rotor core is covered with a non-magnetic resin or metal material formed in a cylindrical shape and a permanent magnet is mounted on the rotor core. There are known ones that prevent falling off.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロータ
コアの外周に複数の永久磁石を配設すると、永久磁石
がロータコアの回転中心に対して放射状ではなく一方向
に平行に着磁されている場合、ロータと対向するステー
タの内周面に対し永久磁石は異なる方向に着磁されてい
ることになる。永久磁石同士を接触して配設してもス
テータ側の永久磁石間に隙間が生じるので、ロータ外周
の磁束密度が周方向で変動する。さらに、永久磁石を
平板状に形成する場合、永久磁石とステータとのエアギ
ャップが周期的に変動する。
However, when a plurality of permanent magnets are arranged on the outer periphery of the rotor core, if the permanent magnets are magnetized not parallel to the center of rotation of the rotor core but in parallel in one direction, the rotor is The permanent magnet is magnetized in a different direction with respect to the inner peripheral surface of the stator facing the above. Even when the permanent magnets are arranged in contact with each other, a gap is formed between the permanent magnets on the stator side, so that the magnetic flux density on the outer periphery of the rotor fluctuates in the circumferential direction. Further, when the permanent magnet is formed in a flat plate shape, the air gap between the permanent magnet and the stator fluctuates periodically.

【0005】以上述べた、およびの理由により、
ステータに装着したコイル部への通電オン時および通電
オフ時において、図10に示すようにロータの回転角度
(開度)によりロータに働くトルクに周期的にうねり、
つまり変動が生じる。このようなトルクの変動は、前述
した公報に記載されたロータのように永久磁石を非磁性
材からなる円筒部材で覆っても低減することはできな
い。例えば内燃機関のスロットル装置のアクチュエータ
として電動機を用いる場合、スロットル弁とともに回動
するロータに働くトルクがスロットル開度によって変動
するとスロットル開度を所定値に設定できない。したが
って、吸気流量を高精度に制御できないという問題が発
生する。また、一定方向に回転する電動機の場合、特に
低速度で回転する電動機の場合ロータが等速度で回転し
ないという問題が生じる。
[0005] For the above and reasons,
When power is turned on and power is turned off to the coil unit mounted on the stator, the torque acting on the rotor periodically swells due to the rotation angle (opening) of the rotor as shown in FIG.
That is, fluctuation occurs. Such a fluctuation in torque cannot be reduced even if the permanent magnet is covered with a cylindrical member made of a non-magnetic material as in the rotor described in the above-mentioned publication. For example, when an electric motor is used as an actuator of a throttle device of an internal combustion engine, the throttle opening cannot be set to a predetermined value if the torque acting on the rotor that rotates together with the throttle valve varies with the throttle opening. Therefore, there arises a problem that the intake flow rate cannot be controlled with high accuracy. Further, in the case of a motor rotating in a fixed direction, particularly in the case of a motor rotating at a low speed, there is a problem that the rotor does not rotate at a constant speed.

【0006】本発明の目的は、ロータに働くトルクをロ
ータの回転範囲内でほぼ一定にする電動機を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide an electric motor that makes the torque acting on the rotor substantially constant within the rotation range of the rotor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
電動機によると、ロータコアの外周に配設した複数の永
久磁石を磁性部材で覆っているので、磁性部材は永久
磁石によりロータ中心に対しほぼ放射状に磁化される。
永久磁石間に隙間があっても、その隙間に対応する位
置にある磁性部材も磁化される。ロータにN、Sの二
極を設ける場合、磁性部材を通って磁極間に磁束が流れ
るので、各磁極の周方向端部に磁束が集中しない。した
がって、ロータ外周の磁束密度、ならびにステータの内
周面に対するロータ外周の磁束方向がほぼ均等になる。
さらに、磁性部材の外周面の形状はステータ内周面に
対応した曲面に近づくので、ロータとステータとの周方
向におけるエアギャップの差が小さくなる。
According to the first aspect of the present invention, the plurality of permanent magnets disposed on the outer periphery of the rotor core are covered with the magnetic member. On the other hand, it is magnetized almost radially.
Even if there is a gap between the permanent magnets, the magnetic member located at a position corresponding to the gap is also magnetized. When the rotor is provided with two poles of N and S, the magnetic flux flows between the magnetic poles through the magnetic member, so that the magnetic flux does not concentrate on the circumferential end of each magnetic pole. Therefore, the magnetic flux density on the outer periphery of the rotor and the magnetic flux direction on the outer periphery of the rotor with respect to the inner peripheral surface of the stator become substantially equal.
Furthermore, since the shape of the outer peripheral surface of the magnetic member approaches a curved surface corresponding to the inner peripheral surface of the stator, the difference in the air gap between the rotor and the stator in the circumferential direction is reduced.

【0008】以上述べた、、およびにより、ロ
ータの回転範囲内でロータに働くトルクがほぼ一定にな
るので、ロータの回転角度および回転速度を高精度に制
御できる。また、磁性部材が永久磁石を覆うのでロータ
コアから永久磁石が脱落することを防止できる。本発明
の請求項2記載の電動機によると、製造コストの低い平
板状の永久磁石でロータの磁極を形成しても、平板状の
永久磁石を磁性部材が覆うことによりロータの回転範囲
内でロータに働くトルクがほぼ一定になる。したがっ
て、製造コストを低減しつつ、ロータの回転角度および
回転速度を高精度に制御できる。
As described above, since the torque acting on the rotor becomes substantially constant within the rotation range of the rotor, the rotation angle and the rotation speed of the rotor can be controlled with high accuracy. Further, since the magnetic member covers the permanent magnet, it is possible to prevent the permanent magnet from dropping from the rotor core. According to the electric motor according to the second aspect of the present invention, even if the magnetic pole of the rotor is formed by a flat permanent magnet having a low manufacturing cost, the magnetic member covers the flat permanent magnet so that the rotor can be rotated within the rotation range of the rotor. The torque that acts on becomes almost constant. Therefore, the rotation angle and the rotation speed of the rotor can be controlled with high accuracy while reducing the manufacturing cost.

【0009】本発明の請求項3記載の電動機によると、
磁性部材を筒状に形成することにより、ロータとステー
タとの間に形成されるエアギャップが周方向でほぼ等し
くなる。したがって、ロータの回転角度および回転速度
をさらに高精度に制御できる。本発明の請求項4記載の
電動機によると、永久磁石群同士はロータコアの外周上
においてロータコアの軸方向に延びる間隙を形成してい
る。円筒部材がこの間隙に対応した位置に非磁性部を有
しているので、一方の永久磁石群の端部から他方の永久
磁石群の端部に円筒部材を通して磁束が漏れることを抑
制する。一方の永久磁石群の端部から他方の永久磁石群
の端部に磁束が漏れると、永久磁石群同士の間に軸方向
に延びて形成される間隙を含む間隙付近に位置する円筒
部材とステータとの間に働く吸引力および反発力が低下
する。これに対し磁性部材に非磁性部を設け永久磁石群
間における磁束の漏れを抑制することにより、非磁性部
を挟む磁性部材の周方向端部においてロータとステータ
とが吸引し、かつ反発する。したがって、非磁性部を設
けない磁性部材を用いるロータと同径のロータであれば
永久磁石群の周方向長さ、つまり磁石量を増加させるこ
となくトルク発生範囲を拡大することができる。また非
磁性部を設けない磁性部材を用いるロータと同程度のト
ルク発生範囲を実現するのであれば、磁石量を減らしロ
ータの径を小さくすることにより、装置を小型化し製造
コストを低減できる。
According to the electric motor according to claim 3 of the present invention,
By forming the magnetic member in a cylindrical shape, the air gap formed between the rotor and the stator becomes substantially equal in the circumferential direction. Therefore, the rotation angle and the rotation speed of the rotor can be controlled with higher accuracy. According to the electric motor described in claim 4 of the present invention, the permanent magnet groups form a gap extending on the outer periphery of the rotor core in the axial direction of the rotor core. Since the cylindrical member has the non-magnetic portion at a position corresponding to the gap, it is possible to prevent magnetic flux from leaking from the end of one permanent magnet group to the end of the other permanent magnet group through the cylindrical member. When a magnetic flux leaks from one end of one permanent magnet group to the end of the other permanent magnet group, a cylindrical member and a stator located near a gap including a gap formed by extending in the axial direction between the permanent magnet groups. The suction force and the repulsion force acting between them are reduced. On the other hand, by providing a non-magnetic portion on the magnetic member and suppressing leakage of magnetic flux between the permanent magnet groups, the rotor and the stator are attracted and repelled at circumferential ends of the magnetic member sandwiching the non-magnetic portion. Therefore, if the rotor has the same diameter as the rotor using the magnetic member without the nonmagnetic portion, the torque generation range can be expanded without increasing the circumferential length of the permanent magnet group, that is, the amount of magnets. If the same torque generation range as that of a rotor using a magnetic member without a non-magnetic portion is realized, the apparatus can be downsized and the manufacturing cost can be reduced by reducing the magnet amount and the rotor diameter.

【0010】本発明の請求項5記載の電動機によると、
径方向に対向する複数の永久磁石と磁性部材との対向面
の間隙を周方向にほぼ均等にすることにより、磁性部材
の周方向における磁束密度がほぼ均等になるので、ロー
タの回転範囲内でロータに働くトルクがほぼ一定にな
る。
According to the electric motor according to claim 5 of the present invention,
The magnetic flux density in the circumferential direction of the magnetic member becomes substantially equal by making the gap between the facing surfaces of the plurality of radially opposed permanent magnets and the magnetic member substantially uniform in the circumferential direction. The torque acting on the rotor becomes almost constant.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図面に基づいて説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例による電動機でトル
クモータを構成した例を図1、図2および図3に示す。
図1に示すトルクモータ10は例えば内燃機関のスロッ
トル装置のアクチュエータとして用いられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIGS. 1, 2 and 3 show examples in which a torque motor is constituted by an electric motor according to a first embodiment of the present invention.
The torque motor 10 shown in FIG. 1 is used, for example, as an actuator of a throttle device of an internal combustion engine.

【0012】図2に示すように、スロットル装置1のス
ロットルボディ11はベアリング15および16を介し
てスロットル軸31を回転自在に支持している。スロッ
トル弁13は円板状に形成されており、スロットル軸3
1にビス14で固定されている。スロットル弁13がス
ロットル軸31とともに回動することにより、スロット
ルボディ11の内壁により形成された吸気通路11aの
流路面積が調整され、吸気通路11aを通過する吸気流
量が制御される。
As shown in FIG. 2, the throttle body 11 of the throttle device 1 rotatably supports a throttle shaft 31 via bearings 15 and 16. The throttle valve 13 is formed in a disk shape, and the throttle shaft 3
1 is fixed with screws 14. When the throttle valve 13 rotates together with the throttle shaft 31, the flow passage area of the intake passage 11a formed by the inner wall of the throttle body 11 is adjusted, and the flow rate of intake air passing through the intake passage 11a is controlled.

【0013】スロットル軸31の一方の端部にスロット
ルレバー17が圧入固定されており、スロットルレバー
17はスロットル軸31とともに回動する。ストッパス
クリュウ18はスロットルレバー17と当接することに
よりスロットル弁13の全閉位置を規定している。スト
ッパスクリュウ18のねじ込み量を変更することにより
スロットル弁13の全閉位置を調整できる。図4に示す
0°を中心として平坦なトルク特性を有する範囲内で、
スロットル弁13は負側の全閉位置から正側の全開位置
まで開度を制御される。制御開度範囲は、スロットル装
置に対する要求特性により異なる。
The throttle lever 17 is press-fitted and fixed to one end of the throttle shaft 31, and the throttle lever 17 rotates together with the throttle shaft 31. The stopper screw 18 defines the fully closed position of the throttle valve 13 by making contact with the throttle lever 17. By changing the screwing amount of the stopper screw 18, the fully closed position of the throttle valve 13 can be adjusted. Within a range having a flat torque characteristic around 0 ° shown in FIG.
The opening of the throttle valve 13 is controlled from a fully closed position on the negative side to a fully open position on the positive side. The control opening range varies depending on the required characteristics of the throttle device.

【0014】回転角センサ20は、スロットルレバー1
7よりもさらにスロットル軸31の端部側に配設されて
おり、コンタクト部21、抵抗体を塗布した基板22お
よびハウジング23で構成されている。コンタクト部2
1はスロットル軸31に圧入されており、スロットル軸
31とともに回動する。基板22はハウジング23に固
定されており、基板22に塗布された抵抗体上をコンタ
クト部21が摺動する。基板22に塗布された抵抗体に
5Vの一定電圧が印加されており、この抵抗体とコンタ
クト部21との摺動位置がスロットル弁13の開度に応
じて変化すると出力電圧値が変動する。図示しない電子
制御装置(ECU)は回転角センサ20からこの出力電
圧値を入力し、スロットル弁13の開度を検出する。
The rotation angle sensor 20 includes a throttle lever 1
It is further provided on the end side of the throttle shaft 31 than 7 and includes a contact portion 21, a substrate 22 coated with a resistor, and a housing 23. Contact part 2
1 is press-fitted into the throttle shaft 31 and rotates together with the throttle shaft 31. The substrate 22 is fixed to the housing 23, and the contact portion 21 slides on the resistor applied to the substrate 22. A constant voltage of 5 V is applied to the resistor applied to the substrate 22, and when the sliding position between the resistor and the contact portion 21 changes according to the opening of the throttle valve 13, the output voltage value changes. An electronic control unit (ECU) (not shown) receives the output voltage value from the rotation angle sensor 20 and detects the opening of the throttle valve 13.

【0015】スロットル軸31の他方の端部には、ロー
タ30、ステータ40、コイル部としての一対のソレノ
イド部50および55によりトルクモータ10が構成さ
れている。図1および図3に示すように、ロータ30
は、スロットル装置1のスロットル軸31に圧入固定し
たロータコア32と、ロータコア32の外周面に接着剤
で固定された永久磁石群33、34と、永久磁石群3
3、34の外周を覆い永久磁石群33、34と密着して
いる磁性部材としての鉄製の円筒部材35とを備えてい
る。ロータコア32の外周上において軸方向に延びる間
隙36が永久磁石群33と永久磁石群34との間に形成
されており、各永久磁石群33、34はそれぞれ複数の
平板状の永久磁石33a、34aで構成されている。永
久磁石33a、34aはロータコア32側で互いに当接
しているが、円筒部材35側に向かって永久磁石の間に
隙間が形成されている。永久磁石33a、34aは、一
方向に平行に着磁されており、永久磁石群33と永久磁
石群34とにおいてロータコア32に対し着磁方向を反
対にして接着されている。これにより、ロータ30に
N、Sの二極が形成されている。永久磁石群33、34
は、ロータコア32の径方向反対側にそれぞれ設けた断
面円弧状の凸部32aにより周方向の位置決めがなされ
る。永久磁石33a、34aは、ネオジム系、サマリウ
ム−コバルト系等の高い磁力を発生するいわゆる希土類
磁石である。
A torque motor 10 is formed at the other end of the throttle shaft 31 by a rotor 30, a stator 40, and a pair of solenoids 50 and 55 as a coil. As shown in FIG. 1 and FIG.
Are a rotor core 32 press-fitted and fixed to a throttle shaft 31 of the throttle device 1, permanent magnet groups 33 and 34 fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 32 with an adhesive, and a permanent magnet group 3
An iron cylindrical member 35 as a magnetic member that covers the outer circumferences of the permanent magnets 3 and 34 and is in close contact with the permanent magnet groups 33 and 34 is provided. A gap 36 extending in the axial direction on the outer periphery of the rotor core 32 is formed between the permanent magnet group 33 and the permanent magnet group 34, and each of the permanent magnet groups 33 and 34 has a plurality of flat permanent magnets 33a and 34a, respectively. It is composed of Although the permanent magnets 33a and 34a are in contact with each other on the rotor core 32 side, a gap is formed between the permanent magnets toward the cylindrical member 35 side. The permanent magnets 33a and 34a are magnetized in parallel in one direction, and are bonded to the rotor core 32 in the permanent magnet group 33 and the permanent magnet group 34 with the magnetization directions opposite to each other. Thereby, two poles of N and S are formed on the rotor 30. Permanent magnet group 33, 34
Is positioned in the circumferential direction by convex portions 32 a having a circular cross section provided on the opposite side in the radial direction of the rotor core 32. The permanent magnets 33a and 34a are so-called rare earth magnets that generate a high magnetic force, such as a neodymium-based magnet and a samarium-cobalt-based magnet.

【0016】これら永久磁石は、複数の永久磁石(図示
では8個)が集合してN極またはS極の一方を形成して
いる。各永久磁石は、ロータ30上に形成される円弧状
の磁極の幅よりも十分に巾が小さい平板状または短冊状
の形状を有し、その巾を十分に小さくすることで棒状と
してもよい。ロータ30は、ロータコア32に円筒部
材35をはめ込み、ロータコア32と円筒部材35と
の間に凸部32aで位置決めして永久磁石33a、34
aを挿入し、端部から接着剤を流し込んでロータコア3
2、永久磁石33a、34a、円筒部材35を互いに固
定して形成される。
In these permanent magnets, a plurality of permanent magnets (eight in the figure) are assembled to form one of an N pole and an S pole. Each of the permanent magnets has a plate-like or strip-like shape whose width is sufficiently smaller than the width of the arc-shaped magnetic pole formed on the rotor 30, and may be formed into a rod-like shape by making its width sufficiently small. In the rotor 30, the cylindrical member 35 is fitted into the rotor core 32, and the permanent magnets 33a, 34
a into the rotor core 3
2. The permanent magnets 33a and 34a and the cylindrical member 35 are fixed to each other.

【0017】図1に示すステータ40は、磁性体からな
る薄板をスロットル軸31の軸方向に積層して形成され
ており、収容孔40aにロータ30を回動自在に収容し
ている。ステータ40はロータ30を取り囲む周上にお
いて切れ目のないスロットレスに構成されている。ソレ
ノイド部50、55はそれぞれ鉄心51、56にコイル
52、57を巻回して形成されており、ステータ40に
圧入固定されている。コイル52、57にはコネクタ6
0に埋設したターミナル61、62からそれぞれ制御電
流が供給される。
The stator 40 shown in FIG. 1 is formed by laminating thin plates made of a magnetic material in the axial direction of the throttle shaft 31, and rotatably accommodates the rotor 30 in an accommodation hole 40a. The stator 40 has a continuous slotless structure around the rotor 30. The solenoids 50 and 55 are formed by winding coils 52 and 57 around iron cores 51 and 56, respectively, and are press-fitted and fixed to the stator 40. The coil 6 has a connector 6
Control currents are supplied from terminals 61 and 62 buried at 0, respectively.

【0018】このように構成したロータ30を有するト
ルクモータ10は、平板状の永久磁石33a、34aの
外周を磁性体からなる円筒部材35で覆っているので、
円筒部材35が永久磁石33a、34aによりロータ
30の回転中心に対し放射状に磁化される。永久磁石
33aの間、ならびに永久磁石34aの間に形成された
隙間と対応する位置にある円筒部材も磁化される。永
久磁石群33、34のそれぞれの周方向端部から円筒部
材35を通って磁束が反対磁極に達するので、永久磁石
群33、34のそれぞれの周方向端部に磁束が集中しな
い。したがって、永久磁石群33、34に対応する位置
のロータ30の外周の磁束方向がステータ40の内周面
に対してほぼ均等になるとともに、永久磁石群33、3
4に対応する位置のロータ30の外周の磁束密度がほぼ
均等になる。さらに、円筒部材35とステータ40と
の間に形成されるエアギャップが周方向で等しい。以上
述べた、、およびにより、図4に示すようにソ
レノイド部50、55への通電オン時において、ロータ
30の回転角度(開度)に係わらず、ロータ30に働く
トルクに変動がなく、平坦なトルク特性となる。また、
ソレノイド部50、55への通電オフ時において、ロー
タ30に働くディテントトルクはほぼ0となる。
In the torque motor 10 having the rotor 30 configured as described above, the outer circumferences of the plate-shaped permanent magnets 33a and 34a are covered with the cylindrical member 35 made of a magnetic material.
The cylindrical member 35 is radially magnetized with respect to the rotation center of the rotor 30 by the permanent magnets 33a and 34a. The cylindrical members at positions corresponding to the gaps formed between the permanent magnets 33a and between the permanent magnets 34a are also magnetized. Since the magnetic flux reaches the opposite magnetic pole from the circumferential ends of the permanent magnet groups 33 and 34 through the cylindrical member 35, the magnetic flux does not concentrate on the circumferential ends of the permanent magnet groups 33 and 34. Therefore, the magnetic flux directions on the outer periphery of the rotor 30 at positions corresponding to the permanent magnet groups 33 and 34 are substantially equal to the inner peripheral surface of the stator 40, and the permanent magnet groups 33 and 3
The magnetic flux density on the outer periphery of the rotor 30 at the position corresponding to No. 4 becomes substantially equal. Further, the air gap formed between the cylindrical member 35 and the stator 40 is equal in the circumferential direction. As described above, as shown in FIG. 4, when the power to the solenoid units 50 and 55 is turned on, the torque acting on the rotor 30 does not change regardless of the rotation angle (opening degree) of the rotor 30 and is flat. Torque characteristics. Also,
When the power to the solenoid units 50 and 55 is turned off, the detent torque acting on the rotor 30 becomes substantially zero.

【0019】第1実施例に対し図9に示すように永久磁
石102、103の外周を覆わない従来のロータ100
の構成では、ロータ100の外周の磁束方向および磁束
密度が周方向で変動し、さらに永久磁石102、103
とステータとの間に形成されるエアギャップが周方向で
変動するので、ロータ100の回転角度によってロータ
100に働くトルクに変動が生じる。
In contrast to the first embodiment, as shown in FIG. 9, a conventional rotor 100 which does not cover the outer circumferences of the permanent magnets 102 and 103.
In the configuration described above, the magnetic flux direction and the magnetic flux density on the outer periphery of the rotor 100 fluctuate in the circumferential direction, and the permanent magnets 102 and 103
Since the air gap formed between the rotor and the stator fluctuates in the circumferential direction, the torque acting on the rotor 100 fluctuates depending on the rotation angle of the rotor 100.

【0020】以上説明した第1実施例では、永久磁石3
3a、34aの外周を円筒部材35で覆ったが、永久磁
石33a、34aの外周を磁性材からなる線材で均等に
覆って磁性部材を構成してもよい。また、各永久磁石3
3a、34aの隙間を予め非磁性の樹脂材で埋めてお
き、永久磁石33a、34aの外周を細粒状または粉状
の磁性材を混入した樹脂材でモールドし、磁性部材を構
成してもよい。
In the first embodiment described above, the permanent magnet 3
Although the outer circumferences of 3a and 34a are covered with the cylindrical member 35, the outer circumference of the permanent magnets 33a and 34a may be equally covered with a wire made of a magnetic material to constitute a magnetic member. In addition, each permanent magnet 3
The gap between 3a and 34a may be filled in advance with a non-magnetic resin material, and the outer periphery of the permanent magnets 33a and 34a may be molded with a resin material mixed with a fine or granular magnetic material to form a magnetic member. .

【0021】(第2実施例)本発明の第2実施例を図5
および図6に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分
に同一符号を付す。鉄製の磁性部材である円筒部材37
は永久磁石群33および永久磁石群34を覆っており、
間隙36に対応した位置の円筒部材37に空気を磁気抵
抗として用いた非磁性部としてのスリット37aが軸方
向に延びて形成されている。円筒部材37のスリット3
7a以外の部分は永久磁石群33、34を覆っており、
円筒部材37の断面形状が変形しないように連結部37
bで連結されている。
(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
And FIG. Components that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Cylindrical member 37 which is an iron magnetic member
Covers the permanent magnet group 33 and the permanent magnet group 34,
A slit 37a as a nonmagnetic portion using air as a magnetic resistance is formed in the cylindrical member 37 at a position corresponding to the gap 36 so as to extend in the axial direction. Slit 3 of cylindrical member 37
Portions other than 7a cover the permanent magnet groups 33 and 34,
The connecting portion 37 is provided so that the cross-sectional shape of the cylindrical
b.

【0022】間隙36に対応した位置にスリット37a
が形成されているので、永久磁石群33の周方向端部と
永久磁石群34の周方向端部との間で円筒部材37を通
して周方向に磁束が漏れることを抑制する。したがって
第2実施例では、同じロータ径を有し、かつ同じ磁石量
を有する場合、第1実施例のようにスリットを設けない
円筒部材35を用いたロータ30に比較し、図7に示す
ように負の開度側にある全閉位置から回転を開始すると
きの初期トルクの立ち上がりが早くなるので、平坦なト
ルクの発生範囲が拡大する。第2実施例では、図7に示
すように負の開度範囲だけが拡大しているが、スリット
幅やステータの形状等を調整することにより、平坦なト
ルク特性の範囲を調整したり、正負に均等に開度範囲を
拡大することができる。例えば、スリット幅を大きくす
ることにより初期トルクの立ち上がり時の値を増加する
ことができる。これにより、大きな空気抵抗を受ける全
閉位置からスロットル弁13が速やかに開弁方向に回転
し、スロットル弁13の応答性が向上する。
A slit 37a is provided at a position corresponding to the gap 36.
Is formed, so that leakage of magnetic flux in the circumferential direction through the cylindrical member 37 between the circumferential end of the permanent magnet group 33 and the circumferential end of the permanent magnet group 34 is suppressed. Therefore, in the second embodiment, when the rotor has the same diameter and the same amount of magnets, as shown in FIG. 7, as compared with the rotor 30 using the cylindrical member 35 having no slit as in the first embodiment, In addition, since the rise of the initial torque at the time of starting rotation from the fully closed position on the negative opening side becomes earlier, the range of generation of the flat torque is expanded. In the second embodiment, only the negative opening range is expanded as shown in FIG. 7, but by adjusting the slit width, the shape of the stator, and the like, the flat torque characteristic range can be adjusted, The opening range can be expanded evenly. For example, by increasing the slit width, the value at the time of the rise of the initial torque can be increased. As a result, the throttle valve 13 quickly rotates in the valve opening direction from the fully closed position receiving a large air resistance, and the responsiveness of the throttle valve 13 is improved.

【0023】一方、永久磁石群33、34は円筒部材3
7に覆われているので、ロータ70に働くトルクは平坦
な特性を有する。また、永久磁石群33および永久磁石
群34を覆う円筒部材37の部分が連結部37bにより
結合しているので、ロータ70の遠心力やスロットル装
置に加わる衝撃等により永久磁石33a、34aが脱落
することを防止できる。
On the other hand, the permanent magnet groups 33 and 34
7, the torque acting on the rotor 70 has a flat characteristic. Further, since the portion of the cylindrical member 37 that covers the permanent magnet group 33 and the permanent magnet group 34 is connected by the connecting portion 37b, the permanent magnets 33a and 34a fall off due to the centrifugal force of the rotor 70, the impact applied to the throttle device, and the like. Can be prevented.

【0024】第2実施例では、第1実施例と同程度の
径、および磁石量を有するロータ70において、円筒部
材37にスリット37aを形成することにより第1実施
例と比較してトルクの発生範囲を拡大したが、第1実施
例と同程度のトルク発生範囲を実現するのであれば、ロ
ータを小径化するとともに磁石量を減らすことができ
る。これにより、装置が小型化するとともに、製造コス
トが低減する。
In the second embodiment, in the rotor 70 having the same diameter and the same amount of magnets as the first embodiment, a slit 37a is formed in the cylindrical member 37 to generate a torque as compared with the first embodiment. Although the range is expanded, if a torque generation range similar to that of the first embodiment is realized, the rotor diameter can be reduced and the amount of magnets can be reduced. This reduces the size of the device and the manufacturing cost.

【0025】また第2実施例では、円筒部材37を形成
する磁性部材を欠落させ空気を磁気抵抗とするスリット
37aを非磁性部として設けたが、円筒部材を通して一
方の永久磁石群から他方の永久磁石群に磁束が漏れるこ
とを抑制でき、かつ円筒部材の変形を防止できるのであ
れば、例えば円形状の欠落部を軸方向に複数設けてもよ
い。また、非磁性部として非磁性の金属材を用いてもよ
い。
In the second embodiment, the magnetic member forming the cylindrical member 37 is omitted, and the slit 37a for making the magnetic resistance air is provided as the non-magnetic portion. If the magnetic flux can be prevented from leaking to the magnet group and the deformation of the cylindrical member can be prevented, for example, a plurality of circular missing portions may be provided in the axial direction. Further, a non-magnetic metal material may be used as the non-magnetic portion.

【0026】(第3実施例)本発明の第3実施例を図8
に示す。第1実施例と実質的に同一構成部分に同一符号
を付す。円筒部材38はしごき加工や冷鍛加工で形成さ
れており、円筒部材38の内周面38aは、台形断面を
もった棒状の永久磁石33a、34aの外周面に合わせ
断面が多角形状に形成されている。第1実施例のように
永久磁石33a、34aの外周を外周面および内周面と
もに断面円形状の円筒部材35で覆う構成に比べ、永久
磁石33a、34aの外周面と円筒部材38の内周面3
8aとの間、つまり径方向で対向する永久磁石33a、
34aと円筒部材38との対向面の間に形成される間隙
72が周方向でほぼ均等になるので、円筒部材38の磁
束密度が周方向にほぼ均等になる。したがって、ロータ
71の回転角度範囲内においてロータ71に働くトルク
がほぼ一定になるので、ロータ71に働くトルクに変動
が生じることを第1実施例よりも抑制できる。
(Third Embodiment) FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
Shown in Components that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The cylindrical member 38 is formed by ironing or cold forging, and the inner peripheral surface 38a of the cylindrical member 38 has a polygonal cross section in accordance with the outer peripheral surfaces of the bar-shaped permanent magnets 33a and 34a having a trapezoidal cross section. ing. Compared with the configuration in which the outer circumferences of the permanent magnets 33a and 34a are covered with the cylindrical member 35 having a circular cross section on both the outer circumference and the inner circumference as in the first embodiment, the outer circumferences of the permanent magnets 33a and 34a and the inner circumference of the cylindrical member 38 are different. Face 3
8a, that is, the permanent magnets 33a radially opposed to each other,
Since the gap 72 formed between the facing surfaces of the cylindrical member 38 and the cylindrical member 38 is substantially uniform in the circumferential direction, the magnetic flux density of the cylindrical member 38 is substantially uniform in the circumferential direction. Therefore, since the torque acting on the rotor 71 becomes substantially constant within the rotation angle range of the rotor 71, the occurrence of fluctuations in the torque acting on the rotor 71 can be suppressed as compared with the first embodiment.

【0027】以上説明した本発明の実施の形態を示す上
記実施例では、永久磁石33a、34aの外周を磁性体
からなる円筒部材で覆ったことにより、ロータに働くト
ルクをロータの回転角度範囲内においてほぼ一定にする
ことができる。これにより、スロットル開度を高精度に
制御し、吸気流量を高精度に制御することができる。ス
ロットル装置以外にも、流体流量制御装置のアクチュエ
ータとして本発明の電動機を用いれば高精度に流体流量
を制御できる。また、一方向に回転する電動機に本発明
の電動機を適用すると、回転速度にむらのない等速度の
電動機を構成することができる。
In the above-described embodiment showing the embodiment of the present invention described above, since the outer circumferences of the permanent magnets 33a and 34a are covered with a cylindrical member made of a magnetic material, the torque acting on the rotor falls within the rotation angle range of the rotor. Can be made substantially constant. As a result, the throttle opening can be controlled with high precision, and the intake flow rate can be controlled with high precision. If the electric motor of the present invention is used as an actuator of the fluid flow control device other than the throttle device, the fluid flow can be controlled with high accuracy. Further, when the electric motor of the present invention is applied to an electric motor that rotates in one direction, it is possible to configure an electric motor having a uniform rotational speed and a uniform rotational speed.

【0028】さらに、永久磁石33a、34aの外周を
磁性体が覆っているので、ロータコア32から永久磁石
33a、34aが脱落することを防止できる。
Further, since the magnetic material covers the outer periphery of the permanent magnets 33a, 34a, the permanent magnets 33a, 34a can be prevented from dropping from the rotor core 32.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例による電動機により構成し
たトルクモータを示す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing a torque motor constituted by an electric motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例による電動機を用いたスロットル装
置を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a throttle device using the electric motor according to the first embodiment.

【図3】第1実施例のロータを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the rotor of the first embodiment.

【図4】第1実施例によるトルクモータの開度と発生ト
ルクとの関係を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an opening degree of the torque motor and a generated torque according to the first embodiment.

【図5】本発明の第2実施例のロータを示す平面図であ
る。
FIG. 5 is a plan view showing a rotor according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5のVI方向矢視図である。FIG. 6 is a view taken in the direction of arrow VI in FIG. 5;

【図7】スリット無しとスリット有りとによるトルクモ
ータの開度と発生トルクとの関係を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the opening degree of the torque motor and the generated torque when there is no slit and when there is a slit.

【図8】本発明の第3実施例のロータを示す平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view showing a rotor according to a third embodiment of the present invention.

【図9】従来例の電動機のロータを示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a rotor of a conventional electric motor.

【図10】従来例によるトルクモータの開度と発生トル
クとの関係を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between an opening degree of a torque motor and a generated torque according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スロットル装置 10 トルクモータ(電動機) 30 ロータ 32 ロータコア 33、34 永久磁石群 33a、34a 永久磁石 35、37、38 円筒部材(磁性部材) 36 間隙 37a スリット(非磁性部) 38 円筒部材(磁性部材) 38a 内周面(対向面) 50、55 ソレノイド部(コイル部) 70、71 ロータ Reference Signs List 1 throttle device 10 torque motor (motor) 30 rotor 32 rotor core 33, 34 permanent magnet group 33a, 34a permanent magnet 35, 37, 38 cylindrical member (magnetic member) 36 gap 37a slit (non-magnetic portion) 38 cylindrical member (magnetic member) ) 38a Inner peripheral surface (opposing surface) 50, 55 Solenoid part (coil part) 70, 71 Rotor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロータコアと、前記ロータコアの外周に
配設した複数の永久磁石とを有するロータと、 前記ロータの外周に位置するステータと、 前記ステータに装着され、通電中に発生する磁気力によ
り前記ロータを回転させるコイル部と、 前記複数の永久磁石を覆う磁性部材と、 を備えることを特徴とする電動機。
1. A rotor having a rotor core, a plurality of permanent magnets disposed on the outer periphery of the rotor core, a stator located on the outer periphery of the rotor, and a magnetic force generated during energization, mounted on the stator. An electric motor, comprising: a coil unit that rotates the rotor; and a magnetic member that covers the plurality of permanent magnets.
【請求項2】 前記永久磁石は平板状または棒状である
ことを特徴とする請求項1記載の電動機。
2. The electric motor according to claim 1, wherein the permanent magnet has a plate shape or a rod shape.
【請求項3】 前記磁性部材は筒状に形成されることを
特徴とする請求項1または2記載の電動機。
3. The electric motor according to claim 1, wherein the magnetic member is formed in a cylindrical shape.
【請求項4】 前記複数の永久磁石は二つの永久磁石群
を構成し、前記ロータコアの外周上において前記ロータ
コアの軸方向に延びる間隙が一方の前記永久磁石群と他
方の前記永久磁石群との間に形成され、前記磁性部材は
前記間隙に対応した位置に非磁性部を有していることを
特徴とする請求項1、2または3記載の電動機。
4. The plurality of permanent magnets constitute two permanent magnet groups, and a gap extending in the axial direction of the rotor core on the outer periphery of the rotor core is formed between one permanent magnet group and the other permanent magnet group. 4. The electric motor according to claim 1, wherein the magnetic member has a non-magnetic portion at a position corresponding to the gap. 5.
【請求項5】 径方向で対向する前記複数の永久磁石と
前記磁性部材との対向面の間隙を周方向にほぼ均等にす
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の
電動機。
5. The magnetic head according to claim 1, wherein a gap between the plurality of radially opposed permanent magnets and the facing surface of the magnetic member is substantially uniform in a circumferential direction. Electric motor.
JP10008783A 1997-08-26 1998-01-20 Motor Pending JPH11146624A (en)

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JP10008783A JPH11146624A (en) 1997-09-05 1998-01-20 Motor
US09/137,523 US6215207B1 (en) 1997-08-26 1998-08-21 Torque motor having uniform torque output characteristics
DE19838572A DE19838572A1 (en) 1997-08-26 1998-08-25 Motor with permanent magnet rotor

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JP24082397 1997-09-05
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007028734A (en) * 2005-07-13 2007-02-01 Asmo Co Ltd Dynamo-electric machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007028734A (en) * 2005-07-13 2007-02-01 Asmo Co Ltd Dynamo-electric machine

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