JP2000166146A - アウターロータ型回転子とアウターロータ型モータ - Google Patents
アウターロータ型回転子とアウターロータ型モータInfo
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- JP2000166146A JP2000166146A JP10332118A JP33211898A JP2000166146A JP 2000166146 A JP2000166146 A JP 2000166146A JP 10332118 A JP10332118 A JP 10332118A JP 33211898 A JP33211898 A JP 33211898A JP 2000166146 A JP2000166146 A JP 2000166146A
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Abstract
定子のコイルとの間の絶縁性も十分に確保でき、かつ永
久磁石の剥離・落下の恐れの少ない回転子を提供する。 【解決手段】 円筒状に形成されたバックヨーク12の
内側に同軸に配置された回転子軸56と、回転子軸56
とバックヨーク12を連結する連結部16と、バックヨ
ーク12の内周面に、周方向に沿って取り付けられた永
久磁石60とを具備するアウターロータ型回転子10で
ある。その連結部16は、電気的絶縁性を有する樹脂材
料を用いて有底の円筒体に形成され、円筒体の筒状部1
8内にバックヨーク12と永久磁石60が、永久磁石6
0の内面の少なくとも一部が樹脂材料で覆われて埋め込
まれ、円筒体の底面20の中央に回転子軸56の端部が
埋め込まれて固定されている。
Description
ヨークの内周面に取り付けられたアウターロータ型回転
子と、アウターロータ型モータに関する。
成について図3を用いて説明する。まず、回転子52に
ついて説明する。バックヨーク54は金属製磁性材料を
用いて円筒状に形成されている。また、後述するように
連結部がその一端側に一体的に同じ材料を用いて形成さ
れている。また、回転子軸56はバックヨーク54の内
側に、バックヨーク54の軸線Xと回転子軸56の回転
軸とが一致するようにバックヨーク54と同軸に配置さ
れている。回転子軸56は強度を確保すべく、金属材料
を用いて構成されている。
ク54とを連結するためのものであり、外形がバックヨ
ーク54の直径と略同じ直径を有する円板状に形成され
ている。一般的には連結部58とバックヨーク54は、
一枚の金属板(鋼板)をカップ(有底の円筒体)状に深
絞り成形することによって一体成形されて製造される。
連結部58への回転子軸56の取付構造は、圧入若しく
はカシメによって取り付けられている。永久磁石60
は、バックヨーク54の内周面に周方向に沿って、接着
剤62のみを用いて接着され、固定されている。
ンジブラケット66の筒状本体部68の内面にはボール
ベアリング70が筒状本体部68の両端から挿入されて
一対取り付けられている。このボールベアリング70は
ボールベアリング70によって回転自在に支持される回
転子軸56の外周面に取り付けられる止め輪72によっ
て筒状本体部68から抜脱不能に取り付けられる。ま
た、筒状本体部68の外面には固定子コア74が取り付
けられ、固定子コア74には電線が巻回されてコイル7
6が形成されている。なお、78は回路基板であり、コ
イル76に電流を供給する電気回路(不図示)が形成さ
れている。
50は、今までは一般的に出力が小さく小型のものが多
く、主に出力が小さくても小型なものが望まれていた事
務機器関係に使用されていた。そして、モータ50に使
用される永久磁石60も磁束の弱いフェライト系のゴム
マグネットやプラスチックマグネットが多かった。ま
た、モータ50は上述したように出力(出力トルク)が
小さく、よって永久磁石60に加わる外力も小さいこと
から、永久磁石60を接着剤62で取り付ける構造でも
剥離、落下の心配が殆どなかった。
アウターロータ型モータ、特にその回転子には、次のよ
うな課題がある。近年、省エネルギーが叫ばれるなか、
特にエアコンを中心とした30W以上の家電用モータ
で、効率の悪いACモータから効率の良いインバータ制
御を含むDCブラシレスモータへの移行が盛んになって
きた。そして、30W以上のブラシレスモータになる
と、トルクが大きくなるため、アウターロータ型モータ
が有利になる。この際、事務機器用に比べてモータの外
径は大きくなり、必然的に永久磁石も磁束の弱いものか
ら磁束の強い乾式や湿式のフェライト焼結材などを使う
必要も出てくる。そして、鋼板の深絞りによるバックヨ
ーク54の厚さも永久磁石60の磁気面積の増加と永久
磁石そのものの特性アップに伴い磁気回路としては不足
しがちで、十分な磁気回路を得るため、コストの高い厚
肉の亜鉛メッキ鋼板をバックヨーク54および連結部5
8用として使用していたが、肉厚に制限があり、必ずし
も最適肉厚のバックヨーク54が構成できなかったとい
う課題がある。
信号の電圧がインバータ制御等によりDC140〜28
0Vと高圧化している現在、コイル76の周囲には十分
な絶縁距離が必要とされる。しかしながら、このモータ
の構造では、連結部58はバックヨーク54と一体に鋼
板を用いて形成されるため、この連結部58とコイル7
6との間の距離Aも十分な絶縁距離が確保できているか
否かが問題になる。よって、図3に示すように連結部5
8のコイル76と対向する部分を凹部58aに形成して
逃げを作り、絶縁距離を稼ぐ構造としてはいるが、コイ
ル76は浮き線等があるため高さが規定しにくく、さら
にDC140〜280Vと高い電圧ではこの構造をもっ
て十分な絶縁距離を確保することは困難であるという課
題が生じている。また、回転子軸56は連結部58へ、
圧入若しくはカシメによって取り付けられており、それ
ぞれの部品の製作公差と取付工程での取付工程での作業
加減によって、どうしても回転子軸56に対して連結部
58およびバックヨーク54が偏心し、外周ぶれが発生
してモータとしての振動が大きくなってしまうという課
題がある。
磁石60は強固にバックヨーク54に固定されている必
要があるが、従来のように接着剤62による固定は、接
着の諸条件による接着強度のバラツキが大きく、湿度や
温度の変化に対する接着強度の変化や経時変化も大きい
ため、必ずしも信頼性が高い方法とは言えず、永久磁石
60の剥離・落下が生ずる可能性が高いという課題があ
った。
され、その目的とするところは、モータの効率を上げ、
外周ぶれが少なく、固定子のコイルとの間の絶縁性も十
分に確保でき、かつ永久磁石の剥離・落下の恐れの少な
いアウターロータ型回転子と、それを用いたアウターロ
ータ型モータとを提供することにある。
に、本発明に係る請求項1記載のアウターロータ型回転
子は、円筒状に形成されたバックヨークと、該バックヨ
ークの内側に同軸に配置された回転子軸と、該回転子軸
と前記バックヨークを連結する連結部と、前記バックヨ
ークの内周面に、周方向に沿って取り付けられた永久磁
石とを具備するアウターロータ型回転子において、前記
連結部は、電気的絶縁性を有する樹脂材料を用いて有底
の円筒体に形成され、該円筒体の筒状部内に前記バック
ヨークと前記永久磁石が、永久磁石の内面の少なくとも
一部が前記樹脂材料で覆われて埋め込まれ、円筒体の底
面の中央に前記回転子軸の端部が埋め込まれて固定され
ていることを特徴とする。
鋼板の深絞りにより一体成形されていた従来の回転子に
比べて、バックヨーク単体で製造することができるか
ら、磁気回路として最適な厚さや形状に形成することが
できる。よって、モータの効率を向上できる。また、連
結部は樹脂材料を用いて形成するから、従来で問題とな
っていた固定子のコイルとの間の絶縁距離が問題となる
ことはなくなる。また連結部の成形時に、回転子軸やバ
ックヨークや永久磁石をインサート成形することによ
り、製造が短時間で行え、製造コストが低減すると共
に、さらに回転子軸、バックヨーク、永久磁石および連
結部の全体としての製作公差が向上し、また取付工程で
生ずる取付公差が問題とならなくなることから、モータ
に使用した際の外周ぶれの発生を防止して低振動を実現
できる。また、永久磁石が樹脂材料からなる連結部内に
埋め込まれ、その内面の少なくとも一部が樹脂材料で覆
われているから、モータのトルクが大きくなっても永久
磁石の剥離・落下が生じない。
子軸の端部の外周面に取り付けられ、連結部内に埋め込
まれた円板状の補強材を有する構成とすると、回転子軸
と連結部との結合部分の強度を向上させることができ
る。
埋め込み部位には、回転子軸の外周面に沿って所定距離
延出するボールベアリング用筒状突当部を形成しておく
と、従来使用していた止め輪の数を削減でき、コストお
よび作業工数の低減が図れる。
ーロータ型モータは、請求項1、2または3記載のアウ
ターロータ型回転子と、該回転子を回転自在に支持する
ボールベアリングが筒状本体部の内面に取り付けられる
と共に、前記筒状本体部の外面にコイルが形成された固
定子コアが取り付けられた固定子とを具備することを特
徴とする。
タ型回転子の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳
細に説明する。なお、従来のアウターロータ型回転子と
同じ構成については同じ符号を付し、詳細な説明は省略
する。まず、アウターロータ型モ−タの構成について説
明する。なお、固定子64の構造は従来例と同じであ
り、特徴部分である回転子10の構造について図1を用
いて説明する。バックヨーク12は鋼板等の磁性材料を
用いて円筒状に形成されている。肉厚は、バックヨーク
12が単品で製造できることから、回転子10を固定子
64と組み合わせた際に形成される磁気回路の特性が最
適になる厚さに設定することができる。また、回転子軸
56はバックヨーク12の内側に、バックヨーク12の
軸線Xと同軸に配置されている。なお、後述する連結部
に埋め込まれる端部外周面にはローレット14が施され
ており、連結部との結合が十分強固になるように考慮さ
れている。
の高い樹脂材料を用いて有底の円筒体に形成されてい
る。樹脂材料としては一例としてPBTを使用し、そこ
にガラス繊維を混ぜる等の手法により強度と剛性を高め
ている。そして円筒体に形成された連結部16の筒状部
18内に、バックヨーク12と永久磁石60が埋め込ま
れる。永久磁石60は円筒状のバックヨーク12の内面
に外面を密着させた状態で接着されている。また、本実
施の形態の永久磁石60の内面の周縁全体若しくは周縁
の一部分には段差部60aが形成され、連結部16の筒
状部18を構成する樹脂材料の一部がこの内面の段差部
60aを覆う構造となっている。これによって、永久磁
石60のバックヨーク12からの剥離・落下が確実に防
止できる。なお、このように一例として段差部60aを
設けて永久磁石60の内面の少なくとも一部を樹脂材料
で覆う構成に代えて、段差部60aを設けずに永久磁石
60の内面全体を筒状部18を構成する樹脂材料で覆っ
て永久磁石60が完全に筒状部18内に埋設する構造と
し、剥離・落下を防止するようにすることもできる。ま
た、連結部16を構成する円筒体の底面20の中央に
は、回転子軸56の端部が埋め込まれて固定されてい
る。
成する構成とすれば、連結部16に、回転子軸56やバ
ックヨーク12や永久磁石60をインサート成形するこ
とが可能となる。そして、インサート成形することによ
って、従来の連結部16への回転子軸56の取付作業が
省略でき、製造コストの低減が図れる。また、連結部1
6への回転子軸56の取付位置、角度のバラツキが極め
て小さくなり、回転子10の外周ぶれが低減する。ま
た、従来、問題となっていた固定子64のコイル76と
の間の絶縁距離Aが、連結部16が非導電体でなくなる
ことから問題とならなくなり、接近した構造とすること
ができ、回転子10の外形をコンパクトにすることも可
能である。
6の内面の回転子軸56の埋め込み部位に、回転子軸5
6の外周面に沿って所定距離Lだけ延出するボールベア
リング用筒状突当部22を一体に形成しておくことも容
易に行える。そして、この筒状突当部22を形成し、筒
状突当部22の先端部の外径をボールベアリング70の
内輪(不図示)の直径に合わせておくことによって従来
例でこのボールベアリング70の抜け止めとして使用し
ていた止め輪72の代わりを果たす。よって、止め輪7
2を一つ削減することができ、止め輪72の取付作業の
簡略化と部品コスト削減が可能となる。
製造工程は以下のようになる。まず、連結部16に回転
子軸56、バックヨーク12および永久磁石60をイン
サート成形し、回転子10を製造する。次に、フランジ
ブラケット66に回路基板78をネジ等を使用して固定
する。そしてフランジブラケット66の筒状部18の外
面にコイル76が形成された固定子コア74を装着して
固定子64を製造する。次に、フランジブラケット66
の筒状部18の内面にボールベアリング70を筒状部1
8の両端から挿入する。次に、ボールベアリング70に
回転子10の回転子軸56を挿入しながら、カップ状の
回転子10内に固定子コア74が収納されるように回転
子10と固定子64とを組み合わせる。
ング用筒状突当部22の先端が一方のボールベアリング
(図1中の下方に位置するベアリング)70の内輪と当
接した状態で、他方のボールベアリング(図1中の上方
に位置するベアリング)70から突出する回転子軸56
の外周面に止め輪72を取り付ける。これにより、フラ
ンジブラケット66に回転子10が抜脱不能に取り付け
られ、モータ24の組み立てが完了する。
6と連結部16との結合を強固にする必要がある。従っ
て、上述したように回転子軸56の連結部16に埋め込
まれる端部の外周面にローレット14を施すようにして
いるが、これでもモータ24の出力が大きくなった場合
に結合力が不足する場合も生じる。そこで、図2に示す
ように、回転子軸56の連結部16に埋め込まれる端部
の外周面に、例えば円板状の補強材26を予めDカット
等の空転防止手段を設けて取り付けておき、インサート
成形の際にはこの補強材26をも連結部16内に埋め込
む構成とし、回転子軸56と連結部16との間の結合力
を高めるようにすると一層好適である。なお、補強剤2
6の形状は、円板状以外にも、多角形状の板体、星型状
の板体等、種々の形状にすることが可能である。
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多
くの改変を施し得るのはもちろんである。
アウターロータ型モータによれば、バックヨークと連結
部とが鋼板の深絞りにより一体成形されていた従来の回
転子に比べて、バックヨーク単体で製造することができ
るから、磁気回路として最適な厚さや形状に形成するこ
とができ、モータの効率を向上できる。また、連結部は
樹脂材料を用いて形成するから、従来で問題となってい
た固定子のコイルとの間の絶縁距離が問題となることは
なくなる。また連結部の成形時に、回転子軸やバックヨ
ークや永久磁石をインサート成形することにより、製造
が短時間で行え、製造コストが低減すると共に、さらに
回転子軸、バックヨーク、永久磁石および連結部を含め
た回転子全体の組み立て精度が向上し、モータに使用さ
れて回転した際の外周ぶれの発生を防止して低振動を実
現できる。また、永久磁石が樹脂材料からなる連結部内
に埋め込まれ、その内面の少なくとも一部が樹脂材料で
覆われているから、モータのトルクが大きくなっても永
久磁石の剥離・落下が生じないという効果を奏する。
施の形態とこの回転子を使用したモータの構成を示す正
面断面図である。
施の形態とこの回転子を使用したモータの構成を示す正
面断面図である。
転子を使用したモータの構成を示す正面断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 円筒状に形成されたバックヨークと、 該バックヨークの内側に同軸に配置された回転子軸と、 該回転子軸と前記バックヨークを連結する連結部と、 前記バックヨークの内周面に、周方向に沿って取り付け
られた永久磁石とを具備するアウターロータ型回転子に
おいて、 前記連結部は、電気的絶縁性を有する樹脂材料を用いて
有底の円筒体に形成され、該円筒体の筒状部内に前記バ
ックヨークと前記永久磁石が、永久磁石の内面の少なく
とも一部が前記樹脂材料で覆われて埋め込まれ、円筒体
の底面の中央に前記回転子軸の端部が埋め込まれて固定
されていることを特徴とするアウターロータ型回転子。 - 【請求項2】 前記連結部に埋め込まれた前記回転子軸
の端部の外周面に取り付けられ、連結部内に埋め込まれ
た円板状の補強材を有することを特徴とする請求項1記
載のアウターロータ型回転子。 - 【請求項3】 前記連結部の内面の前記回転子軸の埋め
込み部位には、回転子軸の外周面に沿って所定距離延出
するボールベアリング用筒状突当部が形成されているこ
とを特徴とする請求項1または2記載のアウターロータ
型回転子。 - 【請求項4】 請求項1、2または3記載のアウターロ
ータ型回転子と、 該回転子を回転自在に支持するボールベアリングが筒状
本体部の内面に取り付けられると共に、前記筒状本体部
の外面にコイルが形成された固定子コアが取り付けられ
た固定子とを具備することを特徴とするアウターロータ
型モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33211898A JP4267730B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | アウターロータ型回転子とアウターロータ型モータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33211898A JP4267730B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | アウターロータ型回転子とアウターロータ型モータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000166146A true JP2000166146A (ja) | 2000-06-16 |
JP4267730B2 JP4267730B2 (ja) | 2009-05-27 |
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ID=18251364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33211898A Expired - Fee Related JP4267730B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | アウターロータ型回転子とアウターロータ型モータ |
Country Status (1)
Country | Link |
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