JP2005253208A - ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石が配置される複数の磁性体コアが、空隙を介して配置されるロータを容易に製造することができるロータの製造方法を提供する。
【解決手段】台座上に複数の磁性体コア１１を軸方向に積層した状態とし、上方から永久磁石１２を各磁性体コア１１の収容孔１１ａに一貫して挿入（遊嵌）する。すると、永久磁石１２（磁性体コア１１の軸方向の間に配置される（露出される）部分）から各磁性体コア１１の平面に磁束が流れて（矢印Ａ参照）各磁性体コア１１同士に軸方向の反発力が発生されることで、各磁性体コア１１間に空隙１４が形成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、永久磁石を備えるロータの製造方法に関するものである。

インナーロータ型のブラシレスモータとしては、磁性体コアの内部に永久磁石を設けてなるロータを備えたものがある。そして、このようなロータとしては、永久磁石が設けられた複数の磁性体コアが空隙を介して配置されたものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなロータでは、複数の磁性体コア間に空隙が形成されることから、放熱面積が大きくなり、（鉄損による発熱に基づく）温度上昇を抑制することができる。
特開２００２−３５９９５５号公報

しかしながら、特許文献１には、空隙を形成する手法について特に言及されておらず、例えば、空隙と対応した部分に治具を介在させながら複数の磁性体コアを積層し、それら磁性体コアの間隔を保持したまま治具を抜き取るといった手法等が考えられるが、このような製造方法は、面倒であるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、永久磁石が配置される複数の磁性体コアが、空隙を介して配置されるロータを容易に製造することができるロータの製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、軸方向に貫通する収容孔が形成され該収容孔に軸直交方向に分極方向が向くように永久磁石が配置される略円盤形状の磁性体コアが、空隙を介して軸方向に複数設けられるロータの製造方法であって、前記永久磁石を複数の前記磁性体コアにおける前記収容孔に一貫して挿入して、各前記磁性体コア同士に軸方向の反発力を発生させることで、前記空隙を形成する空隙形成工程を備えた。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のロータの製造方法において、前記空隙形成工程では、前記永久磁石を挿入するとともに、その永久磁石の両端が軸方向両端に配置される前記磁性体コアの前記収容孔に配置されるように、前記磁性体コアの移動を規制する。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のロータの製造方法において、前記空隙形成工程では、台座上に複数の磁性体コアを積層した状態で、前記永久磁石を挿入するとともに、その永久磁石の上面より上方に前記磁性体コアが移動してしまわないように規制する。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、空隙形成工程で、永久磁石が複数の磁性体コアにおける収容孔に一貫して挿入されることで各磁性体コアに永久磁石が配置されるとともに、各磁性体コア同士に軸方向の反発力が発生されることで、各磁性体コア間に空隙が形成される。よって、ロータを容易に製造することができる。

請求項２に記載の発明によれば、空隙形成工程で、永久磁石が挿入されるとともに、その永久磁石の両端が軸方向両端に配置される磁性体コアの収容孔に配置されるように、磁性体コアの移動が規制されるため、特に他の工程を行うことなく、複数の磁性体コアと永久磁石との配置を確定させることができる。例えば、台座上に複数の磁性体コアを積層した状態で、永久磁石を挿入する際に、最上部の磁性体コアが永久磁石より上方に飛び出してしまうといったことが防止される。

請求項３に記載の発明によれば、空隙形成工程で、台座上に複数の磁性体コアが積層されて磁性体コアの下方への移動が規制された状態で、永久磁石が挿入されるとともに、その永久磁石の上面より上方に磁性体コアが移動してしまわないように規制される。よって、特に他の工程を行うことなく、複数の磁性体コアと永久磁石との配置を確定させることができる。

以上詳述したように、本発明によれば、永久磁石が配置される複数の磁性体コアが、空隙を介して配置されるロータを容易に製造することができるロータの製造方法を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図４に従って説明する。図１に示すように、モータは、ハウジング１とステータ２とロータ３とを備える。
ハウジング１は、略有底筒状のケース４と、ケース４の開口部（図１中、下端部）を閉塞するための蓋部５とを備える。そして、ステータ２はケース４の内周面に固定され、ロータ３はその回転軸６がケース４及び蓋部５に設けられた軸受４ａ，５ａに支持されることでステータ２の内側に回転可能に収容される。

ステータ２は、略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース７を有したステータコア８と、ティース７にインシュレータ９を介して巻回された巻線１０とを備える。

ロータ３は、図１及び図２に示すように、前記回転軸６と、複数（本実施の形態では６個）の磁性体コア１１と、複数（本実施の形態では２個）の永久磁石１２と、２個の規制板１３とを備える。

各磁性体コア１１は、略円盤形状に形成されている。又、各磁性体コア１１には、軸方向に貫通する収容孔１１ａが形成されている。収容孔１１ａは、軸方向から見て磁性体コア１１の外縁に沿った直線状に形成されている。又、本実施の形態では、収容孔１１ａは、１８０度間隔で２個形成されている。又、各磁性体コア１１の軸中心には、回転軸６が挿入される中心孔１１ｂが形成されている。そして、磁性体コア１１は、所定間隔毎に、即ち空隙１４を介して軸方向に複数配置される。

各永久磁石１２は、直方体形状に形成され、前記収容孔１１ａに配置される。詳しくは、永久磁石１２は、空隙１４を介して配置された複数（６個）の磁性体コア１１における軸方向両端面間の長さに設定され、軸方向に並ぶ各磁性体コア１１の収容孔１１ａに一貫して挿入された（中間の収容孔１１ａを貫通するように挿入された）状態とされる。又、この永久磁石１２は、軸直交方向であって、径方向に分極方向が向くように（径方向内側と外側とにＮ極とＳ極とが形成されるように）設定されている。又、この永久磁石１２は、収容孔１１ａに挿入された状態で軸方向から見て収容孔１１ａと僅かな隙間を有するように、即ち収容孔１１ａに遊嵌されるように設定されている。

各規制板１３は、略円盤形状に形成され、その軸中心にはボス部１３ａが形成されている。そして、規制板１３は、そのボス部１３ａに回転軸６が圧入されることで回転軸６に対して固定される。２つの規制板１３は、空隙１４を介して配置された複数（６個）の磁性体コア１１及び永久磁石１２を軸方向に挟むように配置される。即ち、２つの規制板１３は、空隙１４を介して配置された複数（６個）の磁性体コア１１及び永久磁石１２の軸方向両端面と当接してそれらの軸方向の移動を規制する（保持する）。

次に、上記のように構成されるロータ３の製造方法（特に空隙形成工程）について説明する。
上記の空隙１４は、空隙形成工程において、永久磁石１２を複数の磁性体コア１１における収容孔１１ａに一貫して挿入して、各磁性体コア１１同士に軸方向の反発力を発生させることで形成する。

詳しくは、まず、図３に示すように、台座（図示略）上に複数（６個）の磁性体コア１１を（隙間無く）軸方向に積層した状態とする。尚、このとき、各磁性体コア１１における収容孔１１ａが軸方向に一直線状に並ぶように配置する。

次に、上方から永久磁石１２を収容孔１１ａに一貫して挿入（遊嵌）する。本実施の形態では、各磁性体コア１１に複数（２個）形成される各収容孔１１ａに、複数（２個）の永久磁石１２を同時に挿入する。すると、図４に示すように、永久磁石１２（磁性体コア１１の軸方向の間に配置される（露出される）部分）から各磁性体コア１１の平面に磁束が流れて（図４中、矢印Ａ参照）各磁性体コア１１同士に軸方向の反発力が発生されることで、その反発力にて各磁性体コア１１間に空隙１４が形成される。又、本実施の形態では、永久磁石１２を挿入するとともに、その永久磁石１２の上面より上方に（最上段の）磁性体コア１１が移動してしまわないように規制する。これにより、永久磁石１２を挿入する際に、最上段の磁性体コア１１が永久磁石１２より上方に飛び出してしまうといったことが防止される。

そして、上記のように空隙１４が形成されて配置された複数の磁性体コア１１を（空隙１４を維持させた状態で）、図１及び図２に示すように、回転軸６に対して規制板１３を用いて固定する。

上記のように構成されるモータ（ロータ３）では、複数の磁性体コア１１間に空隙１４が形成されることから、その放熱面積が大きくなり、（鉄損による発熱に基づく）温度上昇を抑制することができる。

次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）空隙形成工程では、永久磁石１２が複数の磁性体コア１１における収容孔１１ａに一貫して挿入されることで各磁性体コア１１に永久磁石１２が配置されるとともに、各磁性体コア１１同士に軸方向の反発力が発生されることで、各磁性体コア１１間に空隙１４が形成される。よって、永久磁石１２が配置される複数の磁性体コア１１が、空隙１４を介して配置されるロータ３を容易に製造することができる。

（２）空隙形成工程では、台座上に複数の磁性体コア１１が積層されて最下段の磁性体コア１１の下方への移動が規制された状態で、永久磁石１２が挿入されるとともに、その永久磁石１２の上面より上方に最上段の磁性体コア１１が移動してしまわないように規制される。よって、特に他の工程を行うことなく、複数の磁性体コア１１と永久磁石１２との軸方向の配置を（永久磁石１２の両端が最上段及び最下段の磁性体コア１１の収容孔１１ａに配置されるように（完成品と同じ配置に））確定させることができる。

（３）空隙形成工程では、各磁性体コア１１に複数（２個）形成される各収容孔１１ａに、複数の永久磁石１２が同時に挿入されるため、各磁性体コア１１同士に軸方向の反発力がバランス良く発生される。よって、複数の磁性体コア１１と複数の永久磁石１２との軸方向の配置を容易に確定することができる。例えば、複数の永久磁石１２を順次挿入していく場合では、最初の永久磁石１２を挿入した状態で複数の磁性体コア１１が軸直交方向に対して傾いてしまい、後で永久磁石１２を挿入する作業が困難になるといった虞があるが、このようなことが防止される。

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、２個の永久磁石１２を備えるロータ３（その製造方法）としたが、永久磁石１２の個数や形状は、これに限定されず変更してもよい。

例えば、図５に示すように、８個の永久磁石２１を備えるロータ（その製造方法）としてもよい。尚、この場合、勿論、磁性体コア２２の収容孔２２ａにおいても８個形成する。又、例えば、永久磁石及び収容孔の形状を、周方向に沿った曲線状や、その逆方向を向く曲線状に変更してもよいし、径方向内側に凸の略Ｖ字形状に変更してもよい。

・上記実施の形態では、台座上に磁性体コア１１を積層した状態で永久磁石１２を挿入するとしたが、永久磁石を複数の磁性体コアにおける収容孔に一貫して挿入して、各磁性体コア同士に軸方向の反発力を発生させることで、空隙を形成する工程を備えていれば、他の方法（他の空隙形成工程）に変更してもよい。

例えば、複数の磁性体コアが地面と水平に（水平方向に移動可能に）並設された状態で、永久磁石を複数の磁性体コアにおける収容孔に一貫して挿入し、各磁性体コア同士に軸方向の反発力を発生させることで、空隙を形成する空隙形成工程に変更してもよい。この場合、上記実施の形態の台座を用いないため、永久磁石を挿入するとともに、その永久磁石の両端が軸方向両端に配置される磁性体コアの収容孔に配置されるように、軸方向両端に配置される磁性体コアの移動を（規制板１３等にて）規制することが望ましい。このようにしても、特に他の工程を行うことなく、複数の磁性体コアと永久磁石との軸方向の配置を（完成品と同じ配置に）確定させることができる。又、このようにすると、重力に基づく空隙のばらつきの発生が防止され、磁性体コア間に形成される各空隙を更に高精度に均等にすることができる。

・上記実施の形態の空隙１４が形成されて配置された複数の磁性体コア１１を（空隙１４を維持させた状態で）、回転軸６に対して直接（接着剤等により）固定してもよい。又、複数の磁性体コア１１に対する永久磁石１２の抜け止めを規制板１３以外の構成で（例えば、接着剤等により）行ってもよい。尚、これらの構成を採用することで、規制板１３を省略することができる。

・上記実施の形態では、６個の磁性体コア１１を備えるロータ３（その製造方法）としたが、磁性体コア１１の個数は、これに限定されず変更してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）請求項１又は２に記載のロータの製造方法において、前記空隙形成工程を、複数の前記磁性体コアが地面と水平に並設された状態で行うことを特徴とするロータの製造方法。このようにすると、重力に基づく空隙のばらつきの発生が防止され、磁性体コア間に形成される各空隙を均等にすることができる。

（ロ）請求項１乃至３及び上記（イ）のいずれか１つに記載のロータの製造方法において、前記空隙形成工程では、各前記磁性体コアに複数形成される各前記収容孔に、複数の前記永久磁石を同時に挿入することを特徴とするロータの製造方法。このようにすると、空隙形成工程で、各磁性体コア同士に軸方向の反発力がバランス良く発生される。よって、複数の磁性体コアと複数の永久磁石との配置を容易に確定することができる。例えば、複数の永久磁石を順次挿入していく場合等、最初の永久磁石を挿入した状態で複数の磁性体コアが軸直交方向に対して傾いてしまい、後で永久磁石を挿入する作業が困難になるといった虞があるが、このようなことが防止される。

本実施の形態におけるモータの要部断面図。 本実施の形態におけるロータの一部分解斜視図。 本実施の形態におけるロータの製造方法を説明するための説明図。 本実施の形態におけるロータの製造方法を説明するための説明図。 別例におけるロータの斜視図。

符号の説明

３…ロータ、１１，２２…磁性体コア、１１ａ，２２ａ…収容孔、１２，２１…永久磁石、１４…空隙。

Claims (3)

1. 軸方向に貫通する収容孔が形成され該収容孔に軸直交方向に分極方向が向くように永久磁石が配置される略円盤形状の磁性体コアが、空隙を介して軸方向に複数設けられるロータの製造方法であって、
   前記永久磁石を複数の前記磁性体コアにおける前記収容孔に一貫して挿入して、各前記磁性体コア同士に軸方向の反発力を発生させることで、前記空隙を形成する空隙形成工程を備えたことを特徴とするロータの製造方法。
2. 請求項１に記載のロータの製造方法において、
   前記空隙形成工程では、前記永久磁石を挿入するとともに、その永久磁石の両端が軸方向両端に配置される前記磁性体コアの前記収容孔に配置されるように、前記磁性体コアの移動を規制することを特徴とするロータの製造方法。
3. 請求項２に記載のロータの製造方法において、
   前記空隙形成工程では、台座上に複数の磁性体コアを積層した状態で、前記永久磁石を挿入するとともに、その永久磁石の上面より上方に前記磁性体コアが移動してしまわないように規制することを特徴とするロータの製造方法。

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