JP2006109595A - アウターロータ型モータのロータバランス修正構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータの軸方向のサイズを大きくせず、パテがステータに接触したり飛散することがないアウターロータ型モータのロータバランス修正構造を提供する。
【解決手段】 モータ１は、アウター型ロータ１０と、これを回転自在に支持するステータ２０とから構成される。ロータ１０は、回転軸１１が固定されたロータカップ１３の筒状部１３ｂの内周面に沿って配置される円筒状のマグネット１４を備える。ステータ２０は、回転軸１１を回転自在に支持する支持部材２２と、ロータ１０のマグネット１４の内側で支持部材２２にねじ止めされたステータコア２３と、ステータコアに巻回されたコイル２４とを備える。マグネット１４には、軸方向の一方の端部の外側周縁に、ロータカップ１３との間にバランス補正用のパテＰを注入可能な溝を形成するための切欠部１４ａが形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アウターロータ型モータのロータバランス修正構造としてのアウターロータ型モータ用マグネットの構造に関し、特に、回転時の機械的な振動成分を低減するために有効な構造に関する。
また、本発明は、このようなマグネットを用いたアウターロータ型モータ用ロータ及びアウターロータ型モータに関する。

モータの回転時の機械的な振動は、製造上の原因等によりロータの回転バランスが正確にとれていないことにより生じる。したがって、振動を低減するためには、ロータのアンバランスを補正して回転バランスを正確にとる必要がある。バランス補正の手段は、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されるモータは、回転軸を底面に固定した有底筒状のロータカップの内周に円筒状の永久磁石を固定し、その内周側にステータを設けたアウターロータ型のブラシレスモータであり、ロータカップの開放側の端部が永久磁石より長く形成されている。そして、このロータカップの内周の適切な箇所にバランスウェイト(パテ)を塗布することにより、回転バランスを補正している。

また、バランス補正の他の手段として、ロータカップの外周の適切な箇所を切削する方法も知られている。
特開２００１−２９８９２９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるバランス補正方法では、ロータカップの開放側の端部を永久磁石より長く形成しなければならないため、モータの軸方向のサイズが大きくなり、モータの小型化を妨げるという問題がある。一般にはロータカップの開放側の端部と永久磁石の端部とはほぼ同一位置となるが、その場合には、パテを塗る場所は永久磁石の内側、あるいはロータカップの外側となる。しかし、永久磁石の内側にパテを塗るとステータと接触する可能性があり、ロータカップの外側にパテを塗ると回転による遠心力でパテが飛散する可能性がある。

一方、ロータカップの外周を切削する方法では、切削により生じた屑を除去するのに手間がかかる上、切削部分に再度防錆処理を施さなければならないため、工程数が増加して生産効率が低下するという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、切削ではなくパテの塗布によりバランスを補正することを前提として、モータの軸方向のサイズを大きくすることなく、しかも、パテがステータに接触したり飛散するのを防ぐことができるアウターロータ型モータ用マグネットを提供することを目的とする。また、本発明は、このようなマグネットを用いたロータ及びモータを提供することを目的とする。

本発明にかかるアウターロータ型モータ用マグネットは、上記の目的を達成させるため、回転軸が底面に固定された有底筒状のロータカップの内周面に沿って配置される筒状の構成において、軸方向の少なくとも一方の端部の外側周縁に、ロータカップとの間にバランス補正用のパテを注入可能な溝を形成するための切欠部を形成したことを特徴とする。

切欠部は、軸方向の片側(ロータカップの開放側のみ)に形成されもよいし、両側に形成されてもよい。また、切欠部には、溝を円周方向に並ぶ複数の小部屋に区分する隔壁を形成してもよい。

一方、本発明にかかるアウターロータ型モータ用ロータは、回転軸と、回転軸が底面に固定された有底筒状のロータカップと、ロータカップの内周面に沿って配置される筒状のマグネットとを備え、このマグネットとして上記の切欠部付きの構成を採用したことを特徴とする。

さらに、本発明にかかるアウターロータ型モータは、回転軸が底面に固定された有底筒状のロータカップの内周面に沿って筒状のマグネットを配置して構成されるロータと、軸受けを介して回転軸を回転自在に支持する支持部材に、マグネットの内側でラジアル方向のギャップを介してステータコアを固定し、ステータコアにコイルを巻回して構成されるステータとを備え、このマグネットとして上記の切欠部付きの構成を採用したことを特徴とする。

本発明のマグネットを用いれば、マグネットを切欠部が開放側に位置するような向きでロータカップに装着することにより、この切欠部とロータカップの内周面とにより溝が形成される。バランス補正が必要な場合、この溝の適切な箇所にパテを注入することにより、モータの軸方向のサイズを大きくすることなく、しかも、パテがステータと接触したり飛散したりすることなく回転バランスを補正することができる。

以下、本発明にかかるアウターロータ型モータのロータバランス修正構造としてのアウターロータ型モータ用マグネット、これを用いたアウターロータ型モータ用ロータ及びアウターロータ型モータの各実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施例１にかかるアウターロータ型モータ用マグネットを用いたアウターロータ型のＤＣブラシレスモータを示す断面図、図２は図１のモータからロータ部分を取り出して示した断面図、図３は実施例１のマグネットの斜視図である。

図１に示すＤＣブラシレスモータ１は、アウター型のロータ１０と、このロータ１０を回転自在に支持するステータ２０とから構成される。ロータ１０は、回転軸１１と、この回転軸１１がブッシュ１２を介して底面１３ａに固定された有底筒状のロータカップ１３と、ロータカップ１３の筒状部１３ｂの内周面に沿って配置される円筒状のマグネット１４とを備えている。

一方、ステータ２０は、２つの軸受け２１ａ，２１ｂを介して回転軸１１を回転自在に支持する支持部材２２と、ロータ１０のマグネット１４の内側でラジアル方向のギャップを介して支持部材２２の筒状部２２ａにねじ止めされたステータコア２３と、このステータコア２３に巻回されたコイル２４とを備えている。支持部材２２は、ステータコア２３を支持する上記の筒状部２２ａと、ロータカップ１３の開放端側を覆う板状の前カバー部２２ｂとから構成されている。支持部材２２の前カバー部２２ｂには、ロータ１０側からプリント基板３０がねじ止めされている。このプリント基板３０には、給電用の外部リード線を接続するためのコネクタ３１が設けられると共に、外部リード線から供給される電流をコイル２４に所定のタイミングで伝達する図示せぬ電気回路、及びマグネット１４の回転により変化する磁束を検出してロータ１０の回転を検知する図示せぬＦＧパターン等が搭載されている。

上記のロータカップ１３に固着されたマグネット１４には、図１及び図２に示すように、軸方向の一方の端部の外側周縁に、ロータカップ１３との間にバランス補正用のパテＰを注入可能な溝を形成するための切欠部１４ａが形成されている。マグネット１４は、ロータカップ１３への組み付け後に溝にパテを注入できるように、切欠部１４ａがロータカップ１３の開放側に位置する方向でロータカップ１３に固定されている。切欠部１４ａは、円筒の肉厚が他の部分の約１／２となるように形成された薄肉部であり、図３に示すように、外周縁の全周にわたって形成されている。

実施例１のモータの組み立て時には、ロータ１０を図２に示す状態に組み立て、図示せぬバランシングマシンに取り付けて回転バランスをチェックする。バランシングマシンは、ロータ１０の回転バランスを検出し、アンバランスが生じている場合には、バランス補正のためにウェイト(パテ)を付加すべき位置をポイントすると共に、補正に必要なウェイト量を表示する。
そこで、作業者は、必要な量のパテを指定されたポイントの溝（ローラカップ１３と切欠部１４ａとの間の空間）に注入する。
バランスの補正の後、ロータ１０をステータ２０に組み付けてモータ１が完成する。完成したモータ１は、例えば図１に示すように、溝内にパテＰが注入された状態で製品となる。

実施例１のようにマグネット１４の端部外周縁に切欠部１４ａを形成してロータカップ１３との間に溝を形成し、その溝にパテＰを注入してバランスを補正することにより、モータの軸方向のサイズを大きくすることなく、しかも、パテがステータと接触したり飛散したりすることなく回転バランスを補正することができる。なお、この種のアウターロータ型のＤＣモータでは、ステータコア２３の軸方向の長さより、マグネット１４の軸方向の長さの方が長いため、上記実施例１のようにマグネット１４の端部外周縁を一部切り欠いたとしても、磁気的な影響はほとんどない。

図４は、本発明の実施例２にかかるアウターロータ型モータ用マグネット１５を示す斜視図である。実施例２のマグネット１５は、軸方向の両側にそれぞれ切欠部１５ａ，１５ｂを形成している点が実施例１のマグネット１４とは異なる。各切欠部１５ａ，１５ｂの形状は、実施例１の切欠部１４ａと同様であり、端部の外周縁に、円筒の肉厚が他の部分の約１／２となるように形成されている。実施例２のマグネット１５は、図１及び図２に示した実施例１のモータ及びロータに、実施例１のマグネット１４に代えて組み付けることができる。

実施例１のように切欠部が一方にのみ形成されている場合には、ロータカップにマグネットを挿入する際に切欠部が後方となるように方向を定めなければならない。実施例２では、切欠部が両側に形成されているため、ロータカップにマグネットを挿入する際に方向を考慮する必要がなく、組み付けの作業性を向上させることができる。

図５は、本発明の実施例３にかかるアウターロータ型モータ用マグネット１６を示す斜視図である。実施例３のマグネット１６は、軸方向の片側に切欠部１６ａを形成した点は実施例１と同様であるが、ロータカップへの組み付け時に形成される溝を円周方向に並ぶ複数の小部屋に区分する隔壁１６ｂを多数形成した点が実施例１のマグネット１４とは異なる。切欠部１６ａの形状は、実施例１の切欠部１４ａと同様であり、端部の外周縁に、円筒の肉厚が他の部分の約１／２となるように形成されている。隔壁１６ｂは、ラジアル方向に放射状に配列した薄板部であり、この例では５度の角度間隔で７２個形成されている。実施例３のマグネット１６は、図１及び図２に示した実施例１のモータ及びロータに、実施例１のマグネット１４に代えて組み付けることができる。この場合、切欠部１６ａがロータカップ１３の開放側に位置するよう固定する。

実施例３のマグネット１６をロータカップ１３に固定すると、マグネット１６とロータカップ１３との間には、円周方向に並ぶ７２室の小部屋が形成される。小部屋のサイズは予め決められているため、１つの小部屋に注入できるパテの重量も予め把握できる。このため、実施例３のマグネット１６を使用すれば、注入するパテの重さを正確に把握することができ、より精度よいバランス補正が可能となる。
なお、実施例３では、実施例１と同様に軸方向の片側に設けた切欠部に対して隔壁１６ｂを設けて小部屋を形成した場合を示したが、実施例２のように軸方向の両側に設けた切欠部に対して隔壁を設けて軸方向の両側に小部屋を形成するようにしてもよいことは勿論である。

本発明の実施例１にかかるアウターロータ型モータ用マグネットを用いたアウターロータ型のＤＣブラシレスモータを示す断面図である。 図１のモータからロータ部分を取り出して示した断面図である。 本発明の実施例１のマグネットの斜視図である。 本発明の実施例２のマグネットの斜視図である。 本発明の実施例３のマグネットの斜視図である。

符号の説明

１ アウタロータ型ＤＣブラシレスモータ
１０ ロータ
１１ 回転軸
１２ ブッシュ
１３ ロータカップ
１４，１５，１６ マグネット
１４ａ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ 切欠部
１６ｂ 隔壁
２０ ステータ
２１ａ，２１ｂ 軸受け
２２ 支持部材
２３ ステータコア
２４ コイル
Ｐ パテ

Claims (5)

1. 回転軸が底面に固定された有底筒状のロータカップの内周面に沿って配置される筒状のアウターロータ型モータ用マグネットにおいて、
   軸方向の少なくとも一方の端部の外側周縁に、前記ロータカップとの間にバランス補正用のパテを注入可能な溝を形成するための切欠部を形成したことを特徴とするアウターロータ型モータ用マグネット。
2. 前記切欠部は、軸方向の両側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアウターロータ型モータ用マグネット。
3. 前記切欠部には、前記溝を円周方向に並ぶ複数の小部屋に区分する隔壁が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアウターロータ型モータ用マグネット。
4. 回転軸と、
   該回転軸が底面に固定された有底筒状のロータカップと、
   該ロータカップの内周面に沿って配置される筒状のマグネットとを備え、
   前記マグネットの軸方向の少なくとも一方の端部の外側周縁に、前記ロータカップとの間にバランス補正用のパテを注入可能な溝を形成するための切欠部を形成したことを特徴とするアウターロータ型モータ用ロータ。
5. 回転軸が底面に固定された有底筒状のロータカップの内周面に沿って筒状のマグネットを配置して構成されるロータと、
   軸受けを介して前記回転軸を回転自在に支持する支持部材に、前記マグネットの内側でラジアル方向のギャップを介してステータコアを固定し、該ステータコアにコイルを巻回して構成されるステータとを備え、
   前記マグネットの軸方向の少なくとも一方の端部の外側周縁に、前記ロータカップとの間にバランス補正用のパテを注入可能な溝を形成するための切欠部を形成したことを特徴とするアウターロータ型モータ。

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