JP2004222348A - 電動機の回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形によって回転子の軽量化を図りつつ、同時にバランス調整可能な回転子を提供する。
【解決手段】本発明に係る電動機の回転子では、磁石４を埋め込まれた積層鉄心３を挟み込んでいる片方のエンドプレート２０が、樹脂製の終端リング９と金属製の終端リング１０とによる一体構造を有していることである。この樹脂製の終端リング９と金属製の終端リング１０は、お互いが接する部分に、それぞれが嵌り合う段差形状１２を有している。さらに、樹脂製の終端リング９と金属製の終端リング１０は、同心であるため、回転子軸１に挿入されると、これらは一体となってエンドプレート２０を形成することとなる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の回転子、特に、積層鉄心の動きを規制する終端板を樹脂で成形する際に、樹脂終端板の一部にバランス調整のための金属を配置したことを特徴とする電動機の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動機の回転子は、例えば、図１に示すような構造のものが一般的である。図１において、（ａ）は横（Ａ−Ａ）断面図、（ｂ）は左側面図である。図１に示す回転子を組み立てるには、まず、回転子軸１にマグネットエンドプレート２を挿入し、その上に磁性鋼板を積み重ねて積層鉄心３を形成する。積層鉄心３には、その周方向に磁石４を埋め込むための開口部５が設けられており、開口部５は積層鉄心３の軸方向に貫通して開口している。この開口部５に磁石４を埋め込んだ後、回転子軸１にロータエンドプレート６を挿入する。マグネットエンドプレート２とロータエンドプレート６は、積層鉄心３と磁石４を挟み込むように設置され、積層鉄心３から磁石４が飛び出すことを防止している。回転子軸１は、マグネットエンドプレート２、磁石４を埋め込んだ積層鉄心３、ロータエンドプレート６が挿入された状態でかしめ加工７を受ける。かしめ加工７によって、マグネットエンドプレート２、磁石４を埋め込んだ積層鉄心３、ロータエンドプレート６は、回転子軸１に固定され、回転子の組み立てが完了する。
【０００３】
ところで、近年のコスト改善や電動機効率向上の要請から、回転子の軽量化が求められている。これに応えるため、従来、金属部品で構成されていたマグネットエンドプレート２やロータエンドプレート６を樹脂に置き換えることによって、軽量化を図ることが行われている。例えば、下記特許文献１には、機械的強度が特に要求される部分のみを金属とし、この他のロータコアを合成樹脂にて成形被覆することにより、このロータコアの軽量化と保護を十分に図りながら、回転子全体として製造コスト、製品コストを低減し、軽量化をも実現する回転子に関する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２０１１５３号公報 （第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示された回転子には問題がある。回転子を組み立てた後には、その回転子が正常であるかを検査するためにバランス確認が行われている。バランスがとれていない場合、回転子は、その回転時にブレが発生してしまうため、製品として使い物にならない。そこで通常は、金属で形成されているマグネットエンドプレート２やロータエンドプレート６をドリル等の工具で研削し、バランス調整を行っている。ここで、上記特許文献１に記載の回転子は、機械的強度が特に要求される部分のみを金属とし、その他の部分を合成樹脂にて成形被覆するものである。金属は回転子を構成するために必要な最小限の部位を構成しているため、この金属部分をバランス調整のために削り込むことは好ましくない。一方、樹脂は金属と比べて比重が低いため、仮に樹脂を研削等したとしても大量に削り込まなければならない。つまり、特許文献１に開示されるような回転子では、バランス調整を行うことが非常に困難である。
【０００６】
本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、樹脂成形によって回転子の軽量化を図りつつ、同時にバランス調整可能な回転子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本発明に係る電動機の回転子は、回転子軸と、磁性鋼板を軸方向に積層して形成される積層鉄心と、積層鉄心の周方向に所定の間隔を介して配置されるとともに、軸方向に開口して形成される複数の開口部と、複数の開口部にそれぞれ嵌挿される磁石と、積層鉄心の軸方向の両端に配され、積層鉄心と磁石の軸方向の動きを規制する終端板対と、を含む。さらに、前記終端板対の少なくとも１つは、樹脂からなる第１の終端リングと、第１の終端リングと同心であって、バランス調整のために設けられる、金属からなる第２の終端リングと、によって一体構造を有すること、を特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による電動機の回転子について、図２、３を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る回転子の構造を例示しており、（ａ）は横（Ｂ−Ｂ）断面図、（ｂ）は左側面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る金属からなる第２の終端リングを示しており、（ａ）は横（Ｃ−Ｃ）断面図、（ｂ）は左側面図である。
【０００９】
まず、本発明の実施の形態に係る電動機の回転子の構造を説明する。本実施の形態の回転子は、磁性鋼板を軸方向に積層して形成される積層鉄心３を有している。この積層鉄心３は、その周方向に複数の開口部５を有しており、開口部５は、軸方向に貫通して開口している。この開口部５は、磁石４を埋め込むためのものである。磁石４を埋め込まれた積層鉄心３は、その軸方向の片端を樹脂エンドプレート８によって、もう片方の端部を樹脂製の終端リング９と金属製の終端リング１０によって一体構造を有するエンドプレート２０によって、挟み込まれている。この樹脂エンドプレート８とエンドプレート２０は、積層鉄心３から磁石４が飛び出さないようにするためのものであり、同時に積層鋼板の外周部の開きを規制する役割も担っている。これら磁石４を埋め込まれた積層鉄心３と樹脂エンドプレート８、エンドプレート２０は、回転子軸１に固定され、回転子を形成している。この際の固定方法としては、図２で示すとおり、回転子軸１にかしめ加工７を施すことによって行われている。
【００１０】
ここで、一体に成形固定された積層鉄心３とエンドプレート２０は、その内周面に２つの凸部２１を有している。一方、回転子軸１にも同様に、凸部２１に対応する位置に凹部２２が存在している。積層鉄心３とエンドプレート２０は、これら凸部２１と凹部２２が嵌り合うようにして回転子軸１に挿入される。よって、積層鉄心３とエンドプレート２０は、回転子軸１に対する周方向の動きを規制されることになる。
【００１１】
ここで、本発明に係る電動機の回転子の構造で特徴的なことは、磁石４を埋め込まれた積層鉄心３を挟み込んでいる片方のエンドプレート２０が、樹脂製の終端リング９と金属製の終端リング１０とによる一体構造を有していることである。この樹脂製の終端リング９と金属製の終端リング１０は、お互いが接する部分に、それぞれが嵌り合う段差形状１２を有している。さらに、樹脂製の終端リング９と金属製の終端リング１０は、同心であるため、回転子軸１に挿入されると、これらは一体となってエンドプレート２０を形成することとなる。
【００１２】
また、金属製の終端リング１０は、非磁性金属であることが好ましいが、図２に示されるような位置に配置されるのであれば、磁石に影響を与えないので、磁性の有無は問わない。この金属製の終端リング１０は、回転子が組み上がった後のバランス調整のために設けられており、ドリル等の工具によって金属製の終端リング１０を研削することにより、回転子全体のバランス調整が行われる。この際、金属製の終端リング１０は、十分な表面積を有しており、樹脂に対して比重が十分高いため、バランス調整を容易に実施することができる。
【００１３】
なお、本実施の形態では、樹脂エンドプレート８や樹脂製の終端リング９という、あらかじめ成形加工された樹脂材料を用いた場合を例示したが、例えば、積層鉄心３、磁石４、金属製の終端リング１０を樹脂にて一体にモールド成形固定しても良い。つまり、回転子軸１に磁石４を埋め込んだ積層鉄心３と金属製の終端リング１０を挿入し、かしめ加工を行って回転子軸１に固定した後、これらを鋳型内に設置し、その鋳型に樹脂を注入することによって、回転子を樹脂にて一体にモールド成形固定する方法を採用することも可能である。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、樹脂成形によって回転子の軽量化を図りつつ、同時にバランス調整可能な回転子を提供することを目的として成されたものである。この対策として、本発明では、樹脂で成形されるエンドプレートを、樹脂製の終端リングと金属製の終端リングとによって一体構成とすることとした。これによって、エンドプレートの一部をバランス調整のために研削等が実施可能な金属とし、その他の部分を樹脂にて構成することにより、回転子の軽量化を図りつつ、同時にバランス調整可能な回転子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電動機の回転子の一般的な構造を例示する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る回転子の構造を例示する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る金属からなる第２の終端リングを示す図である。
【符号の説明】
１ 回転子軸、２ マグネットエンドプレート、３ 積層鉄心、４ 磁石、５開口部、６ ロータエンドプレート、７ かしめ加工部、８ 樹脂エンドプレート、９ 樹脂製の終端リング、１０ 金属製の終端リング、１２ 段差形状、２０ エンドプレート、２１ 凸部、２２ 凹部。

Claims (1)

1. 回転子軸と、
   磁性鋼板を軸方向に積層して形成される積層鉄心と、
   積層鉄心の周方向に所定の間隔を介して配置されるとともに、軸方向に開口して形成される複数の開口部と、
   複数の開口部にそれぞれ嵌挿される磁石と、
   積層鉄心の軸方向の両端に配され、積層鉄心と磁石の軸方向の動きを規制する終端板対と、
   を含む電動機の回転子であって、
   前記終端板対の少なくとも１つは、
   樹脂からなる第１の終端リングと、
   第１の終端リングと同心であって、バランス調整のために設けられる、金属からなる第２の終端リングと、
   によって一体構造を有すること、
   を特徴とする電動機の回転子。

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