JP2001037123A - 電動機の回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸孔を有する鉄心と鉄心内部に磁石を埋め込
む回転子において、磁石の端部を覆う薄板端板を装着さ
せることでバランス調整可能な下端板に樹脂充填型のゲ
ート部の逃がしを設け複雑な形状にし不良を増やすこと
なく、磁石が動かないように樹脂を充填ができ、電動機
の運転中の音、振動または、輸送中の磁石の割れ、カケ
等をなくし性能向上させ、更に、樹脂充填する際に薄板
端板をボルトで仮止めせずとも鉄心に固定する。 【解決手段】 軸孔６を有する鉄心１内部に磁石２を埋
め込む回転子において、端部へ開口する磁石孔の他に複
数の孔部が設けてあり、バランス調整可能な上端板３と
下端板４と鉄心１の両端部に其々薄板端板１０ｂを有し
クランプピンで一体固定してなり、薄板端板１０ｂには
鉄心１の孔部１２と対向する位置に突起部１３を設け、
この孔部１２と突起部１３を嵌合させて鉄心１に薄板端
板１０ｂを装着するとともに鉄心１内部に埋め込んだ磁
石２を樹脂充填により固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動機の回転子に代
表される磁石の界磁を有する同期電動機に関して、特に
回転子鉄心の内部に磁石を埋め込んで構成するいわゆる
埋め込み磁石構造の回転子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電動機の埋め込み磁石構造の電動機回転
子は鉄心の積厚方向の端部に複数の磁石孔に磁石を埋め
込んでいるため電動機の運転中に回転子の鉄心から磁石
が飛び出さないようにしたり、または輸送中に回転子の
鉄心から磁石が飛び出さないようにするため端板を装着
させクランプピン等により一体固定させ構成されいる。

【０００３】図８及び図２は上記回転子の構造を示す正
面断面図と平面断面図であり、この回転子は、薄板鉄板
を多数積層しカシメ部１６によって一体固着された鉄心
１と、この鉄心１の端部に開口する磁石孔８に埋め込ま
れる複数個配置させた磁石２と、この磁石２の両端部を
上端板３と下端板４を装着させクランプピン５にて一体
固定させ構成されている。尚、上端板３と下端板４は、
後工程にて機械加工によってバランス調整が可能な構造
となている。

【０００４】図８のバランス調整用ガイド孔７は、鉄心
１に前記バランス調整可能な上端板３と下端板４を組み
付け、製品組立ての後工程において、回転子のアンバラ
ンス量を機械加工により適宜矯正するためのガイド凹形
状である。

【０００５】貫通孔１４は、回転子組み付け完成後にア
ンバランス量を機械加工により適宜矯正する際に、擬似
的にバランス量を想定したダミーウェイトを有した治具
を回転子に固定するための取り付け位置決め用孔であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記電動機の回転子に
おいて、鉄心１の積厚方向の両端部を、後工程の機械加
工によりバランス調整可能な上端板３と下端板４を装着
させクランプピン５にて一体固定された構成だけでは、
磁石２を確実に固定することはできなかった。これは、
磁石２の仕上がり公差を吸収するために隙間が必要とさ
れる点に起因している。

【０００７】磁石２を確実に固定しないで回転子にする
と、電動機の運転中の鉄心１から磁石２の飛び出しは防
ぐことができても音、振動が発生したり、また同様に回
転子の輸送中の鉄心１から磁石２の飛び出しは防ぐこと
ができても、磁石２が埋め込まれた鉄心１の磁石孔８と
磁石２との隙間によって磁石２が動き割れ、カケ等の問
題が発生して性能低下の大きな原因となる。そのため鉄
心１の磁石孔８と磁石２とのくの字の頂点の隙間に樹脂
を充填することにより磁石２を確実に固定し前記電動機
の運転中の音、振動の発生や輸送中の磁石２の割れ、カ
ケ等の問題を解決する方法が提案されている。

【０００８】しかしながら、従来の端板形状において
は、磁石２を確実に固定するための樹脂充填孔を構成す
ることが難しい。即ち、樹脂充填するにはバランス調整
可能な下端板４に、樹脂充填型のゲート部が入るだけの
大幅な逃がしが必要となり端板形状を大幅に変更する
か、樹脂充填型のゲートの位置に合わせて磁石２の配置
を変える必要が生じてくる。

【０００９】述べるまでも無く近年、電動機は小型高性
能化され、当然回転子も小型化されて小径となってい
る。図２の磁石２の配置と磁石２の開角の位置関係は高
性能を出すために磁界解析並びに実験にて確認を得た位
置関係にあり、この構成は電動機の高性能を維持するた
めに必要であり変えることはできない。

【００１０】また、バランス調整可能な下端板４に樹脂
充填型のゲート部の大幅な逃がしを設ければ、その逃が
した分だけのバランス量を考慮しなくてはならないが、
小型化という目的からも判るようにバランスウェイトを
高くすることは非常に難しい。また、回転子を支持する
負荷側の軸受部がバランス調整可能な下端板４のバラン
スウェイト内径側近傍に配置されるため、樹脂充填型の
ゲート部の逃がしを考慮しバランス量を増やすために下
端板４の内径を小さくすることも非常に難しい。

【００１１】従って、後工程の機械加工によりバランス
調整可能な下端板４の端板構造において、バランス調整
用ガイド孔７及び端板部のクランプピン孔９ｃ、更には
樹脂充填孔までも小径の回転子の下端板内で構成するの
は非常に難しい。

【００１２】仮に、無理な構成をすると複雑な端板形状
となり、端板を射出成型あるいは鋳造する際に湯まわり
が悪くなるため、湯まわりの流れを良するために型の温
度を上げたり、角まで確実に射出成型するために射出圧
力を上げなければならない。そのため型寿命も短く、複
雑な形状になればなるほど型割りされる個所の隙間に型
バリなどが発生するようになり、後工程において端板の
バリ取り等の余分な作業が増えてしまう。

【００１３】また、先に述べたのと同様に、型が複雑に
なればなるほど湯がまわるのに時間がかかるため、型内
に湯がまわりきらないうちに固まってしまい巣が発生す
る原因となったり、型内で発生したガスがうまくガス抜
きができずに気泡が発生したりする。

【００１４】端板に巣、気泡が生じると一体成型した端
板のバランス量が大きく変化し安定した製品の供給がで
きず、後工程で多大なバランス調整が必要となり、バラ
ンス調整不可能な場合は不良となってしまう。

【００１５】そこで、図６の様にバランス調整可能な上
端板３と下端板４と、それとは別に樹脂充填孔１１を設
けた薄板端板１０ａを鉄心１の両端部に装着させ、鉄心
１のクランプピン孔９ｂを利用してボルト１５により仮
り止めを行う構成にて樹脂の充填作業を行うことで、バ
ランス調整可能な下端板４を複雑な形状にすることなく
鉄心１内部の磁石孔８に磁石２を固定することができ
る。但し、上記方法では、鉄心１のクランプピン孔９ｂ
を利用してボルト１５で仮り止めを行っている関係上、
後工程でボルト１５をはずしバランス調整可能な上端板
３と下端板４をクランプピン５にて再度確実に固定する
という非常に面倒な作業となる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記回転子に
おいて鉄心１の端部に開口する磁石孔８の他に複数の孔
部１２を設け、また図３の平面図及び図４の断面図に示
した薄板端板１０ｂの様に樹脂充填孔１１とクランプピ
ン孔９ａを設け前記鉄心１の孔部１２と対向する位置に
突起部１３を設け鉄心１の孔部１２と薄板端板１０ｂを
嵌合させ、鉄心１の両端部に其々薄板端板１０ｂを装着
することにより、薄板端板１０ａを鉄心１の両端部にク
ランプピン孔９ｂを利用してボルト１５で仮り止めをせ
ずとも鉄心１の内部の磁石孔８に埋め込まれた磁石２が
脱落することなく容易に樹脂充填作業ができる様にな
り、後工程においてバランス調整可能な上端板３と下端
板４をクランプピン５にて確実に固定する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図８、図２に示した従来例と同一また
は、均等構成部分には図８、図２と同一の符号を付して
重複する説明を省略する。従来と異なる点は、図１の回
転子において鉄心１の端部に開口する磁石孔８の他に複
数の孔部１２を設け、図３及び図４、図５の様に薄板端
板１０ｂには樹脂充填孔１１とクランプピン孔９ａを設
け、その他に前記鉄心１の孔部１２と対向する位置にプ
レス成型によって形成された突起部１３をしまり嵌合さ
せて鉄心１の両端部に其々薄板端板１０ｂを装着するこ
とにより、図６の様に薄板端板１０ａを鉄心１の両端部
にクランプピン孔９ｂを利用してボルト１５で仮り止め
をせずとも鉄心１の両端部に薄板端板１０ａを装着する
ことができ磁石孔８に埋め込まれた磁石２が脱落するこ
となく容易に樹脂充填作業ができる。また図７の様に電
動機の温度上昇による性能悪化を防ぐために薄板端板１
０ｂの突起部１３を開口としたバーリング形状として空
気並びに、流動性のある液体を流動させて電動機を冷却
させても良い。尚、薄板端板１０ａ，１０ｂの材料とし
ては磁気漏れを防ぐために非磁性材料が好ましい。

【００１８】更に、バランス調整可能な下端板４に樹脂
充填型のゲート部の大幅な逃がしを設ける必要がなくな
るため、無理に磁石２の配置と磁石２の開角の位置関係
を変え電動機の性能を落とすことなく、また樹脂充填型
のゲート部の大幅な逃がしによるバランス量の減少を考
慮せずとも電動機の小型高性能化が達成でき、更に下端
板４を複雑な形状にすることなく構成できるので、端板
製作時の型の温度を異常に上げたり射出圧力を無理に上
げて射出成型しなくても良いので型の寿命が長くなり型
バリが発生することが無く、また湯まわりが良いため
巣、気泡といった端板の不良を増やす様なこともない。

【００１９】従って、後工程においてバランス調整可能
な上端板３と下端板４をクランプピン５にて確実に固定
された後に、それぞれの端板のバランス調整をするので
あるが、品質上バランス量が安定しているので機械加工
によるバランス量を調整するための工数を費やすことな
く作業が行える。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば鉄心内部の磁石孔に磁石
を埋め込む回転子において、磁石孔に磁石を確実に樹脂
によって固定することにより電動機の運転中の音、振動
を防げ、また電動機の輸送中の振動によって磁石の割
れ、カケを防ぐことができ電動機の性能を向上させるこ
とができる。

【００２１】更には、バランス調整可能な上端板３、下
端板４の端板とは別に薄板端板を鉄心の両端部に付け、
この薄板端板の突起部を、鉄心内部の凹部孔に嵌合する
ことによって磁石を飛び出さないようにしたことによ
り、ボルトで薄板端板を仮止めすることなく樹脂充填作
業が行える。

【００２２】また、下端板４に樹脂充填型のゲート部の
逃がしをつける事がないため下端板４の巣、気泡等が増
えることなく後工程の機械加工による回転子のバランス
調整が容易に行え、不良数を増やすことなく品質的には
非常に安定した製品流動が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す回転子の正面断面図

【図２】回転子の平面断面図

【図３】図１の薄端板１０ｂの平面図

【図４】図１の薄端板１０ｂの断面図

【図５】本発明の実施形態を示す回転子の樹脂充填後の
斜視図

【図６】回転子の分解斜視図

【図７】本発明の別の実施形態を示す回転子の正面断面
図

【図８】従来例を示す回転子の正面図

【符号の説明】

１…鉄心、２…磁石、３…上端板、４…下端板、５…ク
ランプピン、６…軸孔、７…バランス調整ガイド孔、８
…磁石孔、９ａ，９ｂ，９ｃ…クランプピン孔、１０
ａ，１０ｂ…薄板端板、１１…樹脂充填孔、１２…鉄心
１の孔部、１３…薄板端板１０ｂの突起部、１４…貫通
孔、１５…ボルト、１６…カシメ部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸孔を有する鉄心内部に磁石を埋め込む
   回転子において、前記鉄心には端部へ開口する磁石孔と
   クランプピン孔の他に複数の孔部が設けてあり、前記孔
   部と嵌合する手段を備えた薄板端板を介してバランス調
   整可能な別の端板を端部に固定したことを特徴とする電
   動機の回転子。
2. 【請求項２】 バランス調整可能な上端板及び下端板と
   それとは別の薄板端板を鉄心の両端部に其々有し、クラ
   ンプピンで一体固定してなり、前記薄板端板には前記孔
   部と対向する位置に突起部を設け、前記鉄心孔部と前記
   薄板端板の突起部とを嵌合させて前記鉄心に前記薄板端
   板を装着するとともに、前記鉄心内部に埋め込んだ磁石
   を樹脂充填により固定したことを特徴とする請求項１記
   載の電動機の回転子。
3. 【請求項３】 前記鉄心内部の磁石を固定するための樹
   脂として熱可塑性樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹
   脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シンジオタクチ
   ックポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
   脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、液晶ポリマー樹脂
   等）を使用したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の電動機の回転子。
4. 【請求項４】 前記薄板端板に設ける突起は、開口した
   バーリング孔形状としたことを特徴とする請求項１及至
   請求項３のいずれかに記載の電動機の回転子