JP2007288977A - Rotor and brushless motor, and method of manufacturing rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はロータ及びブラシレスモータ、並びにロータ製造方法に係り、特に、ロータマグネットが接着剤を用いずに固定されたロータ、及び、該ロータを備えたブラシレスモータ、並びに該ロータを製造するためのロータ製造方法に関する。 The present invention relates to a rotor, a brushless motor, and a rotor manufacturing method, and more particularly, a rotor in which a rotor magnet is fixed without using an adhesive, a brushless motor including the rotor, and a rotor for manufacturing the rotor. It relates to a manufacturing method.
従来、ロータに永久磁石を用いた回転磁界型ブラシレスモータにおいて、磁石はロータの表面に固定されるが、その固定方法としては主に接着剤を使用して固定する方法が用いられている。
しかしながら、接着剤を用いて固定する方法では、磁石に接着剤を塗布し、ロータ表面に磁石を配置し、接着剤を乾燥させ固着するという作業工程を経なければならず、作業工程数が多く、また作業時間が長いことから効率的でなく製造コストが掛かっていた。また、接着剤は経時劣化の問題があるが、自動車などの車両に搭載されるモータは環境条件が厳しくしかも搭載期間が長いことから、そのような条件に適合する接着剤の選定が困難であり、材料コストにも影響するという問題点があった。
Conventionally, in a rotating magnetic field type brushless motor using a permanent magnet as a rotor, the magnet is fixed to the surface of the rotor. As a fixing method, a method of fixing mainly using an adhesive is used.
However, in the method of fixing using an adhesive, an adhesive is applied to the magnet, the magnet is disposed on the rotor surface, the adhesive is dried and fixed, and the number of operation steps is large. In addition, since the work time is long, it is not efficient and the manufacturing cost is high. Adhesives have a problem of deterioration over time, but motors mounted on vehicles such as automobiles have severe environmental conditions and a long mounting period, so it is difficult to select an adhesive that meets such conditions. There was a problem that the material cost was also affected.
また、磁石をロータに樹脂モールドして確実に固定する方法があるが、樹脂モールド用のモールド型の製作が必要であり、製造コストが上昇するという不都合があった。
また、ロータカバーへの圧入により磁石を押圧して固定する方法がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、スペーサの外周にセグメント状のロータマグネットを配設しており、周方向に隣り合うマグネット間には、ロータの軸方向に延出されたスペーサアームが設けられている。スペーサアームは、周方向の両端に段部が形成されており、この段部にロータマグネットの端部が係合されてロータマグネットが周方向および径方向に係止され、位置決めされている。そして、スペーサアームを外周側から圧迫するように管状のロータカバーが外装されているので、ロータカバーの緊縛力により、ロータマグネットが、接着剤を用いることなくスペーサの外周に固定されている。
In addition, there is a method of securely fixing the magnet to the rotor by resin molding, but it is necessary to manufacture a mold for resin molding, and there is a disadvantage that the manufacturing cost increases.
There is also a method of pressing and fixing a magnet by press-fitting into the rotor cover (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, a segmented rotor magnet is disposed on the outer periphery of a spacer, and a spacer arm extending in the axial direction of the rotor is provided between magnets adjacent in the circumferential direction. The spacer arm is formed with step portions at both ends in the circumferential direction, and the end portions of the rotor magnet are engaged with the step portions, and the rotor magnet is locked and positioned in the circumferential direction and the radial direction. And since the tubular rotor cover is armored so as to press the spacer arm from the outer peripheral side, the rotor magnet is fixed to the outer periphery of the spacer without using an adhesive by the binding force of the rotor cover.
しかしながら、特許文献1の固定方法ではロータマグネットが周方向および径方向に係止されてスペーサ側へ押圧固定されていたが、ロータマグネットを軸方向に係止する構造は設けられていなかった。従って、ロータカバーが緩んだ場合にはロータマグネットが軸方向に移動する可能性があり、ロータマグネットの固定が確実でないという問題点があった。 However, in the fixing method of Patent Document 1, the rotor magnet is locked in the circumferential direction and the radial direction and pressed and fixed to the spacer side. However, there is no structure for locking the rotor magnet in the axial direction. Therefore, when the rotor cover is loosened, the rotor magnet may move in the axial direction, and there is a problem that the fixing of the rotor magnet is not reliable.
本発明の目的は、上記課題に鑑み、接着剤を用いずにマグネットの固定を行うことにより接着工程を省略して製造コストを抑えると共に、ロータマグネットを確実に固定することが可能なロータ及び該ロータを備えたブラシレスモータ、並びに該ロータの製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to reduce the manufacturing cost by fixing the magnet without using an adhesive to reduce the manufacturing cost, and to fix the rotor magnet securely and the rotor. A brushless motor provided with a rotor and a method of manufacturing the rotor.
前記課題は、本発明によれば、ロータシャフトと、該ロータシャフトが挿通固定されたスペーサと、該スペーサの外周面に沿って環状に配設された複数のロータマグネットと、を備えたロータであって、前記ロータマグネットの一端側に軸方向に当接する環状のリング部,該リング部から軸方向に延出され前記複数のロータマグネット間の隙間に配設された複数の腕部,を有するマグネットホルダと、前記ロータマグネットおよび前記マグネットホルダを径方向外側から覆うロータカバーと、を備え、前記マグネットホルダは、前記腕部の自由端に、前記リング部の前記ロータマグネットへの当接方向とは逆方向から前記ロータマグネットの他端側に当接可能な係止部が形成され、該係止部と前記リング部との間に前記ロータマグネットを保持することにより前記ロータマグネットの軸方向への脱落を防止可能に構成されたことにより解決される。 According to the present invention, the object is a rotor including a rotor shaft, a spacer into which the rotor shaft is inserted and fixed, and a plurality of rotor magnets arranged in an annular shape along the outer peripheral surface of the spacer. An annular ring portion that is in axial contact with one end of the rotor magnet, and a plurality of arm portions that extend in the axial direction from the ring portion and are disposed in gaps between the plurality of rotor magnets. A magnet holder, and a rotor cover that covers the rotor magnet and the magnet holder from the outside in the radial direction, and the magnet holder has a free end of the arm portion and a contact direction of the ring portion with the rotor magnet. Is formed with an engaging portion that can contact the other end of the rotor magnet from the opposite direction, and the rotor magnet is held between the engaging portion and the ring portion. It is solved by configured to be prevented from falling in the axial direction of the rotor magnet by.
このように本発明のロータは、ロータマグネットの一端側にリング部が軸方向から当接し、かつ、ロータマグネットの他端側にリング部とは逆方向から係止部が当接する。このような構成により、リング部と係止部との間にロータマグネットが保持される。これによりロータマグネットが軸方向に係止されて軸方向への脱落が防止される。
また、スペーサの外周面に沿って配設されたロータマグネット間の隙間に腕部が延出されているので、ロータマグネットが周方向に位置決めされる。さらに、ロータマグネットとマグネットホルダを径方向外側から覆うロータカバーを備えているので、ロータマグネットの径方向外側への脱落が防止される。また、ロータカバーの緊縛力によりロータマグネットとマグネットホルダをスペーサの外周面に押圧固定することができる。
本発明では、このような構成により、接着剤等によりロータマグネットを固定しなくてもロータマグネットの脱落を防止することができる。よって、ロータの製造工程においてロータマグネットの接着工程を省略することができ、工程数の削減と製造コストの削減を図ることができる。
Thus, in the rotor of the present invention, the ring portion abuts on one end side of the rotor magnet from the axial direction, and the engaging portion abuts on the other end side of the rotor magnet from the opposite direction to the ring portion. With such a configuration, the rotor magnet is held between the ring portion and the locking portion. As a result, the rotor magnet is locked in the axial direction and is prevented from falling off in the axial direction.
Further, since the arm portion extends in the gap between the rotor magnets arranged along the outer peripheral surface of the spacer, the rotor magnet is positioned in the circumferential direction. Furthermore, since the rotor cover that covers the rotor magnet and the magnet holder from the radially outer side is provided, the rotor magnet is prevented from falling off to the radially outer side. Further, the rotor magnet and the magnet holder can be pressed and fixed to the outer peripheral surface of the spacer by the binding force of the rotor cover.
In the present invention, such a configuration can prevent the rotor magnet from falling off without fixing the rotor magnet with an adhesive or the like. Therefore, the rotor magnet bonding process can be omitted in the rotor manufacturing process, and the number of processes and the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明において、前記係止部は、より具体的には、前記腕部の自由端から周方向に張り出すように形成された張り出し部を備え、該張り出し部と前記リング部との間に前記ロータマグネットが保持された構成とすることができる。
また、本発明において、前記張り出し部は、前記腕部の自由端から周方向両側に向かって2方向に張り出すように形成され、2方向に張り出した前記張り出し部と前記リング部との間には、前記腕部の周方向両側に配置された2つの前記ロータマグネットが各々保持された構成とすることができる。
このように、腕部から周方向両側に向かって2方向に張り出し部を形成すれば、1ヵ所の係止部によってその両側の2つのロータマグネットを保持することができる。また、各ロータマグネットの両側に配設された腕部からそれぞれ2方向に張り出し部が延出されていると、各ロータマグネットが周方向両側から2ヵ所で保持される。従って、より確実にロータマグネットを軸方向に保持することができる。
In the present invention, more specifically, the locking portion includes a protruding portion formed so as to protrude in the circumferential direction from the free end of the arm portion, and between the protruding portion and the ring portion. The rotor magnet may be held in the structure.
In the present invention, the projecting portion is formed so as to project in two directions from the free end of the arm portion toward both sides in the circumferential direction, and between the projecting portion and the ring portion projecting in two directions. Can be configured such that the two rotor magnets arranged on both sides of the arm portion in the circumferential direction are respectively held.
In this manner, if the protruding portions are formed in two directions from the arm portion toward both sides in the circumferential direction, the two rotor magnets on both sides can be held by one locking portion. Further, when the projecting portions are extended in two directions from the arm portions arranged on both sides of each rotor magnet, each rotor magnet is held at two locations from both sides in the circumferential direction. Therefore, the rotor magnet can be held in the axial direction more reliably.
また、本発明において、前記ロータマグネットの周方向面は径方向外側向きに傾斜するテーパ面をなすように形成され、前記腕部は、前記周方向面に当接すると共に前記ロータカバーに径方向内側から当接するように配設された構成とすることができる。
このように、ロータマグネットのテーパ面に腕部が当接し、この腕部がロータカバーに径方向内側から当接していれば、この腕部を径方向外側から圧迫するようにロータカバーを外装することにより、ロータカバーの緊縛力によって腕部を介してロータマグネットをスペーサ側に押圧することができる。また、テーパ面が径方向外側から圧迫されることにより、ロータマグネットが周方向に両側から押圧される。よって、ロータマグネットが周方向に位置決めされる。よって、ロータマグネットの周方向への移動および径方向外側への脱落を防止することができる。
Further, in the present invention, the circumferential surface of the rotor magnet is formed so as to form a tapered surface inclined radially outward, and the arm portion is in contact with the circumferential surface and radially inward of the rotor cover. It can be set as the structure arrange | positioned so that it may contact | abut from.
As described above, when the arm portion is in contact with the tapered surface of the rotor magnet and this arm portion is in contact with the rotor cover from the inside in the radial direction, the rotor cover is externally mounted so as to press the arm portion from the outside in the radial direction. Thus, the rotor magnet can be pressed to the spacer side via the arm portion by the binding force of the rotor cover. Further, the tapered surface is pressed from the outside in the radial direction, whereby the rotor magnet is pressed from both sides in the circumferential direction. Therefore, the rotor magnet is positioned in the circumferential direction. Therefore, it is possible to prevent the rotor magnet from moving in the circumferential direction and falling off radially outward.
また、本発明において、前記ロータカバーの内周側には前記腕部に径方向外側から弾性接触する圧接部が設けられた構成とすることができる。
このように、径方向外側から弾性接触する圧接部を設ければ、腕部に対して径方向内側への押圧力を常時加えることができる。よって、腕部の径方向外側への浮き上がりを防止することができ、腕部を介してロータマグネットを常時スペーサに押圧固定することができる。よって、ロータマグネットの保持力を向上させることができる。
また、ロータカバー、腕部、ロータマグネット等に製造誤差があっても、圧接部の弾性変形により、ロータカバーと腕部との当接状態を確保することができる。よって、ロータマグネットをより確実に常時スペーサに押圧固定することができ、ロータマグネットの保持力をより確実に向上させることができる。
Moreover, in this invention, it can be set as the structure by which the press-contact part which elastically contacts from the radial direction outer side to the said arm part was provided in the inner peripheral side of the said rotor cover.
In this way, if a pressure contact portion that is elastically contacted from the outside in the radial direction is provided, a pressing force inward in the radial direction can be constantly applied to the arm portion. Therefore, it is possible to prevent the arm portion from being lifted outward in the radial direction, and the rotor magnet can be constantly pressed and fixed to the spacer via the arm portion. Therefore, the holding force of the rotor magnet can be improved.
Even if there is a manufacturing error in the rotor cover, arm portion, rotor magnet, etc., the contact state between the rotor cover and the arm portion can be ensured by elastic deformation of the pressure contact portion. Therefore, the rotor magnet can be more reliably pressed and fixed to the spacer at all times, and the holding force of the rotor magnet can be improved more reliably.
また、本発明において、前記圧接部は、より具体的には、前記ロータカバーの所定位置から延出した延出片、または、前記ロータカバーの所定位置に切り込みを入れて形成した切り起こし片、のいずれかを前記ロータカバーの内周側に折り返して形成された構成とすることができる。
このように、ロータカバーに形成した延出片や切り起こし片等の爪状片を内周側に折り返すという簡易な構成により、折り返し部分を板バネ状としてバネ性を持たせることができる。よって、このような折り返し部分を圧接部として使用可能であり、また、腕部に対応した位置に適宜形成可能であるから腕部に弾性接触させることができる。
In the present invention, more specifically, the press contact portion is an extended piece extending from a predetermined position of the rotor cover, or a cut-and-raised piece formed by cutting a predetermined position of the rotor cover, Any of the above can be configured to be folded back to the inner peripheral side of the rotor cover.
Thus, with a simple configuration in which claw-like pieces such as extended pieces and cut-and-raised pieces formed on the rotor cover are turned back to the inner peripheral side, the folded-back portion can be made spring-like and have spring properties. Therefore, such a folded portion can be used as the pressure contact portion, and can be appropriately formed at a position corresponding to the arm portion, so that it can be brought into elastic contact with the arm portion.
また、本発明において、前記圧接部は、前記腕部の基端部側に弾性接触する第1圧接部と、前記腕部の自由端側に弾性接触する第2圧接部と、を備えた構成とすることができる。
このように、腕部を基端部と自由端部の2点で圧接部により径方向内側に押圧すれば、軸方向に離れた2点で押さえることにより腕部の軸方向に対する傾きが防止され、腕部を介してロータマグネットに加えられる押圧力の軸方向分布を均等とすることができる。
In the present invention, the press contact portion includes a first press contact portion that elastically contacts the proximal end side of the arm portion, and a second press contact portion that elastically contacts the free end side of the arm portion. It can be.
In this way, if the arm portion is pressed radially inward by the pressure contact portion at two points of the base end portion and the free end portion, the arm portion is prevented from tilting with respect to the axial direction by being pressed at two points separated in the axial direction. The axial distribution of the pressing force applied to the rotor magnet via the arm portion can be made uniform.
また、前記課題は、本発明のブラシレスモータによれば、上記各構成のロータを備えたブラシレスモータにより解決される。このように、本発明のブラシレスモータは、上記各構成を備えることにより、接着剤等によりロータマグネットを固定しなくてもロータマグネットの軸方向への脱落を防止することができる。よって、ロータマグネットの接着工程を省略することができ、工程数の削減と製造コストの削減を図ることができる。また、ロータマグネットの周方向への移動および径方向外側への脱落をより確実に防止することができる。 Moreover, according to the brushless motor of this invention, the said subject is solved by the brushless motor provided with the rotor of said each structure. As described above, the brushless motor of the present invention can prevent the rotor magnet from dropping off in the axial direction without fixing the rotor magnet with an adhesive or the like by providing each of the above-described configurations. Therefore, the rotor magnet bonding step can be omitted, and the number of steps and the manufacturing cost can be reduced. In addition, it is possible to more reliably prevent the rotor magnet from moving in the circumferential direction and falling off radially outward.
また、前記課題は、本発明のロータ製造方法によれば、ロータシャフトと、該ロータシャフトが挿通固定されたスペーサと、該スペーサの外周面に沿って環状に配設された複数のロータマグネットと、を備えると共に、前記ロータマグネットの一端側に軸方向に当接する環状のリング部と、該リング部から軸方向に延出され前記複数のロータマグネット間の隙間に配設された複数の腕部と、該腕部の自由端に形成された係止部と、を有するマグネットホルダを備え、前記係止部が前記リング部の前記ロータマグネットへの当接方向とは逆方向から前記ロータマグネットの他端側に当接することにより、前記ロータマグネットが前記リング部と前記係止部との間に保持されて軸方向への脱落が防止されてなるロータを製造するためのロータ製造方法であって、前記スペーサを貫通する貫通孔に前記ロータシャフトを挿通固定する第1工程と、前記スペーサに前記リング部を外嵌して前記複数の腕部を前記スペーサの外周面上に配設すると共に、隣り合う腕部間に前記ロータマグネットを各々配設する第2工程と、該第2工程後に、前記腕部の自由端を先端側から押圧してかしめることにより周方向に張り出した張り出し部を有する前記係止部を形成し、該張り出し部と前記リング部との間に前記ロータマグネットを保持させる第3工程と、を行うことにより解決される。 Further, according to the method of manufacturing a rotor of the present invention, the above-described problem is that a rotor shaft, a spacer in which the rotor shaft is inserted and fixed, and a plurality of rotor magnets arranged in an annular shape along the outer peripheral surface of the spacer, And an annular ring portion that axially contacts one end side of the rotor magnet, and a plurality of arm portions that extend from the ring portion in the axial direction and are disposed in gaps between the plurality of rotor magnets And a locking portion formed at the free end of the arm portion, and the locking portion of the rotor magnet from a direction opposite to a contact direction of the ring portion with the rotor magnet. Rotor manufacture for manufacturing a rotor in which the rotor magnet is held between the ring portion and the locking portion and prevented from falling off in the axial direction by contacting the other end. A first step of inserting and fixing the rotor shaft in a through-hole penetrating the spacer, and fitting the ring portion to the spacer and arranging the plurality of arms on the outer peripheral surface of the spacer. And a second step of disposing the rotor magnet between adjacent arm portions, and after the second step, the free end of the arm portion is pressed from the tip side and caulked in the circumferential direction. This is solved by performing the third step of forming the locking portion having a protruding portion and holding the rotor magnet between the protruding portion and the ring portion.
このように本発明のロータ製造方法は、上記各構成と同様な、接着剤等によりロータマグネットを固定しなくてもロータマグネットの軸方向への脱落を防止することが可能なロータの製造時に用いられるものである。そして、本発明では、特に、ロータマグネットにリング部とは逆方向から当接する係止部の形成工程に特徴を有する。すなわち、マグネットホルダの腕部間にロータマグネットを配設した後に、この腕部の自由端を先端側から押圧してかしめることにより、周方向に張り出した張り出し部を有する係止部を形成する。このようにすると、ロータマグネットの配設時には係止部が形成されていないので組み付けが容易である。また、かしめによって張り出し部を形成すれば、かしめ時の押圧により、リング部とロータマグネット、及びロータマグネットと張り出し部がそれぞれ隙間なく当接する。よって、ロータマグネットがリング部と張り出し部との間でがたつくことがない。 As described above, the rotor manufacturing method of the present invention is used when manufacturing a rotor that can prevent the rotor magnet from dropping off in the axial direction without fixing the rotor magnet with an adhesive or the like, as in the above-described configurations. It is what And in this invention, it has the characteristics in the formation process of the latching | locking part which contact | abuts to a rotor magnet from a direction opposite to a ring part especially. That is, after the rotor magnet is disposed between the arm portions of the magnet holder, the free end of the arm portion is pressed and crimped from the distal end side to form a locking portion having a projecting portion projecting in the circumferential direction. . If it does in this way, since the latching | locking part is not formed at the time of arrangement | positioning of a rotor magnet, an assembly | attachment is easy. In addition, if the overhanging portion is formed by caulking, the ring portion and the rotor magnet, and the rotor magnet and the overhanging portion are in contact with each other without gaps due to pressing during caulking. Therefore, the rotor magnet does not rattle between the ring portion and the overhang portion.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
(1)リング部と、リング部から軸方向に延出された腕部の先端に形成された係止部との間にロータマグネットを保持可能なマグネットホルダを用いることにより、ロータマグネットが軸方向に係止されて軸方向への脱落が防止される。このような構成により、接着剤等によりロータマグネットを固定しなくてもロータマグネットの軸方向への脱落を防止することができる。よって、ロータの製造工程においてロータマグネットの接着工程を省略することができ、工程数の削減と製造コストの削減を図ることができる。
(2)ロータカバーの内周側に、径方向外側から腕部に弾性接触する圧接部を設けたことにより、腕部に対して径方向内側への押圧力を常時加えることができる。また、圧接部の弾性変形により、製造誤差等があってもロータカバーと腕部との当接状態を確保することができる。よって、腕部の径方向外側への浮き上がりを防止して腕部を介してロータマグネットをより確実に常時スペーサに押圧固定することができ、ロータマグネットの保持力を向上させることができる。
The present invention has the following effects.
(1) By using a magnet holder that can hold the rotor magnet between the ring part and the engaging part formed at the tip of the arm part extending in the axial direction from the ring part, the rotor magnet is axially Is prevented from falling off in the axial direction. With such a configuration, it is possible to prevent the rotor magnet from dropping off in the axial direction without fixing the rotor magnet with an adhesive or the like. Therefore, the rotor magnet bonding process can be omitted in the rotor manufacturing process, and the number of processes and the manufacturing cost can be reduced.
(2) By providing the pressure contact portion that elastically contacts the arm portion from the radially outer side on the inner peripheral side of the rotor cover, it is possible to always apply a pressing force radially inward to the arm portion. Further, due to the elastic deformation of the pressure contact portion, the contact state between the rotor cover and the arm portion can be ensured even if there is a manufacturing error or the like. Therefore, the arm portion can be prevented from being lifted outward in the radial direction, and the rotor magnet can be more surely pressed and fixed to the spacer via the arm portion, and the holding force of the rotor magnet can be improved.
(3)ロータマグネットの周方向面を径方向外側向きに傾斜するテーパ面とし、このテーパ面を腕部を介してロータカバーの緊縛力により径方向外側から圧迫することにより、ロータマグネットを周方向に位置決めして周方向への移動を防止すると共に、径方向外側への脱落を防止することができる。
(4)かしめによって腕部の自由端に張り出し部を形成して係止部とすることにより、ロータマグネットの組み付けを容易とすることができる。また、ロータマグネットのがたつきを防止することができる。
(3) The circumferential surface of the rotor magnet is a tapered surface that is inclined outward in the radial direction, and the tapered surface is pressed from the radially outer side by the binding force of the rotor cover via the arm portion, thereby rotating the rotor magnet in the circumferential direction. It is possible to prevent the dropout in the radial direction while preventing the movement in the circumferential direction.
(4) By forming an overhanging portion at the free end of the arm portion by caulking to form a locking portion, the assembly of the rotor magnet can be facilitated. Further, rattling of the rotor magnet can be prevented.
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
図1〜図9は本発明の一実施形態に係るものであり、図1はブラシレスモータの断面説明図、図2はロータの側面図、図3、図4はロータの断面図(図2のA−A断面図、B−B断面図)、図5はロータの正面図(図2の矢印C方向視)、図6はロータの断面図(図2のD−D断面図)である。図7はロータカバーを外したロータの側面図、図8はロータカバーを外したロータの正面図(図7の矢印E方向視)、図9はマグネットホルダ及びマグネットの分解斜視図、図10はロータの一部拡大断面図(図4の領域F)である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention.
1 to 9 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a brushless motor, FIG. 2 is a side view of the rotor, FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views of the rotor (of FIG. 2). FIG. 5 is a front view of the rotor (viewed in the direction of arrow C in FIG. 2), and FIG. 6 is a cross-sectional view of the rotor (DD cross-sectional view in FIG. 2). 7 is a side view of the rotor with the rotor cover removed, FIG. 8 is a front view of the rotor with the rotor cover removed (as viewed in the direction of arrow E in FIG. 7), FIG. 9 is an exploded perspective view of the magnet holder and magnet, and FIG. FIG. 5 is a partially enlarged sectional view of the rotor (region F in FIG. 4).
本発明をインナロータ型のブラシレスモータ1に適用した一実施形態について説明する。
本例のブラシレスモータ1は、図1に示すように、ステータ10と、ステータ10の内周側に回転可能に支承されたロータ20と、ステータ10およびロータ20を内部に収容するハウジング50を主要構成要素としている。
An embodiment in which the present invention is applied to an inner rotor type brushless motor 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the brushless motor 1 of the present example mainly includes a
本例のステータ10は、ハウジング本体51の内周側に固定されたステータコア11と、ステータコア11に巻回された巻線12とを備えている。ステータコア11は、例えば、薄板状のケイ素鋼板からなるコアシートを複数積層した構成とされ、円環状のアウターコア部と、アウターコア部に略等角度間隔で径方向内側に突出するように配置されたティース部を備えている。巻線12は、ティース部に巻装されている。ステータ10は、巻線12への通電により、ロータ20を回転させるための回転磁界を発生させる。
The
本例のロータ20は、ロータ20の回転軸となるシャフト21と、シャフト21が圧入等により挿通され固定された略円筒状のスペーサ22(図4、図6参照)と、スペーサ22の外周面に沿って環状に取付けられたセグメント状のマグネット23(図4、図7、図8参照)と、隣り合うマグネット23の間に各々配置された複数の棒状の腕部26を有する櫛状のマグネットホルダ24(図4、図7参照)と、マグネット23およびマグネットホルダ24を外周から覆うように装着されたロータカバー30と、を備えている。
本例では、マグネット23が接着剤等によりスペーサ22に接着固定されておらず、マグネットホルダ24によって軸方向に脱落しないように保持され、かつ、ロータカバー30によってマグネットホルダ24を介して径方向内側に押圧されることによって、スペーサ22に固定されている。
The
In this example, the
本例のハウジング50は、有底円筒形状のハウジング本体51と、ハウジング本体51の開口を塞ぐエンドプレート52とを有している。ハウジング本体51、エンドプレート52には、それぞれシャフト21を回転可能に軸支する軸受53、54が配設されている。また、エンドプレート52には、ステータ10の巻線12へ外部から駆動電圧を供給するための給電装置(不図示)等が配設されている。
図1に示すように、このハウジング50内にステータ10およびロータ20を配設すると、円環状のステータ10の内周面とロータ20の外周面とは、僅かなエアギャップを介して径方向に対向した状態となっている。
The
As shown in FIG. 1, when the
また、本例のブラシレスモータ1では、ロータ20の回転位置を検出するために、レゾルバ40が配設されている。すなわち、シャフト21の出力側にはレゾルバ用ロータ41が取り付けられている。また、エンドプレート52には、巻線44が巻回されたレゾルバ用ステータ42が固定されると共に、この巻線44に接続されたレゾルバ用コネクタ(不図示)等が配設されている。
Further, in the brushless motor 1 of this example, a
レゾルバ用ロータ41は、例えば、薄板状の金属板材等により形成されたコアシートを複数枚積層して構成されている。また、レゾルバ用ステータ42は、略円環状のコア43と、コア43に巻回された巻線44とを備えて構成されている。コア43は、薄板状の金属板材により形成されたコアシートを複数枚積層して構成されている。
円環状のレゾルバ用ステータ42とレゾルバ用ロータ41は、ハウジング50内にステータ10およびロータ20が配設された状態において、僅かなエアギャップを介して径方向に対向した状態となり、ブラシレスモータ1のロータ20の回転位置を検出するための可変リラクタンス型のレゾルバ40を構成する。
The
The
このように構成されたブラシレスモータ1では、ステータ10に不図示の駆動回路から給電装置を介して駆動電圧が供給されることにより、ステータ10に回転磁界が発生し、この回転磁界とマグネット23との磁気相互作用によってロータ20が回転する。
すなわち、ブラシレスモータ1の駆動回路は、レゾルバ40の出力に基づいてロータ20の回転位置を検出し、検出した回転位置に応じて巻線12へ駆動電圧を供給する。これにより、ステータ10は、ロータ20の回転速度(回転位置)に応じた回転磁界を発生させることができる。なお、レゾルバ40に代えてホールセンサ等の検出器を設け、ホールセンサ等により回転位置検出を行って駆動電圧を制御してもよい。
In the brushless motor 1 configured as described above, a rotating magnetic field is generated in the
That is, the drive circuit of the brushless motor 1 detects the rotational position of the
次に、図2〜図10に基づいて、本例のロータ20の構成について説明する。なお、図6(図2のD−D断面図)に示す断面位置は、図3のd−d線を切断位置とする断面となっている。
図4、図6に示すように、シャフト21は、スペーサ22の中心に設けられた貫通孔に嵌合され固定されている。例えば、シャフト21上のスペーサ22の取付位置に、その外周面に軸方向の溝を形成する。また、スペーサ22には、この溝に対応して、貫通孔の内周面に突起を形成する。このようにすると、シャフト21の溝とスペーサ22の突起とを係合させてスペーサ22の位置決めと回り止めとすることができる。
Next, based on FIGS. 2-10, the structure of the
As shown in FIGS. 4 and 6, the
また、本例では、シャフト21上の所定位置に、径方向外側向きに延出形成されたフランジ部21aが設けられている。スペーサ22は、このフランジ部21aに軸方向の一端側の端面が当接している。フランジ部21aは、その径寸法がスペーサ22の径寸法よりも大きく形成されているので、フランジ部21aの外周端がスペーサ22よりも径方向外側に張り出している。なお、フランジ部21aは、スペーサ22の一端側にスペーサ22と一体に形成されていてもよい。
また、フランジ部21aは、図3に示すように、外周上の180度ずれた位置の2カ所の部位を、径方向に略垂直な端面21bを形成するように直線状に切り欠いてある。
In this example, a
Further, as shown in FIG. 3, the
マグネット23は、図4、図8、図9に示すように円弧状に湾曲した板状に形成されており、その板厚方向に磁束が向くように磁化されている。このマグネット23は、スペーサ22の略円筒状の外周面に沿って周方向に略等間隔で配設されている。より具体的には、スペーサ22の外周面上に異なる極性のマグネット23が周方向に交互に8個配置されており、各マグネット23の位置は、ロータ20の回転角で45度ずつずれた位置とされている。なお、マグネット23の数は8以外であってもよく、特に限定されない。
また、マグネット23は、図10に示すように、周方向の両側面23aが径方向に対して所定角度(角度θ)だけ傾くように形成されており、径方向外側向きに傾斜するテーパ面となっている。この側面23aには、後述するマグネットホルダ24の腕部26が当接している。
The
Further, as shown in FIG. 10, the
マグネットホルダ24は、図4、図6、図7等に示すようにスペーサ22の外周に取り付けられている。すなわち、マグネットホルダ24は、スペーサ22の一端側に位置決めされて外嵌された円環状のリング部25と、このリング部25の円環面からスペーサ22の他端側に向かってシャフト21の軸方向に延出された8本の腕部26と、を有している。本例のマグネットホルダ24は、このように略平行な8本の腕部26の基端部側がそれぞれリング部25に接合されており、櫛状となっている。そして、各腕部26の自由端には、カシメ部27が形成されている。
The
リング部25は、図6に示すように、腕部26が延出形成された側とは反対側の円環面が、スペーサ22の外周面よりも径方向外側に張り出したフランジ部21aに当接することにより、スペーサ22の一端側に位置決めされている。また、リング部25の外周端は、図3、図6に示すようにフランジ部21aよりも径方向外側に張り出している。このフランジ部21aよりも径方向外側に張り出した部分には、後述するように、ロータカバー30の係合部30cが係合されている。
As shown in FIG. 6, the
リング部25には、フランジ部21a側の円環面上の2カ所に、突起25aが突出形成されている。突起25aは、フランジ部21aの切り欠いた部分の端面21bと対応するように180度ずれた位置に形成されており、それぞれ端面21bと当接している。このように、フランジ部21aが突起25aの間に挟み込まれることにより、リング部25すなわちマグネットホルダ24との回り止めがなされている。
また、リング部25は、腕部26が延出形成された側の円環面(軸方向面)にマグネット23の一端側が当接している。すなわち、本例では、マグネット23の一端側に、軸方向にリング部25が当接している。
On the
The
腕部26は棒状に形成されており、図4、図7に示すように、隣り合うマグネット23の間の隙間に各々配置されるように組付けられている。すなわち、各腕部26は、マグネット23の配置に対応するように、周方向に等間隔すなわちロータ20の回転角で45度ずつずれた位置に延出されている。
腕部26は、径方向内側を向く内周面がスペーサ22に当接している。また、径方向外側を向く外周面はマグネット23の外周面よりも径方向内側に位置している。また、周方向の両側面26aはそれぞれ隣接するマグネット23と当接している。すなわち、側面26aは上述したマグネット23の側面23aと略同一の角度θで、径方向に対して傾くように形成されている。また、隣接する腕部26の間隔はマグネット23の周方向の幅と略同一であり、マグネット23を圧入気味に挿入可能な間隔となっている。
The
The
また、腕部26には、図6〜図8に示すように、その自由端側にカシメ部27が形成されている。カシメ部27は、図7、図8に示すように、直線状の腕部26よりも周方向に幅広に形成されている。すなわち、周方向両側にそれぞれ腕部26の側面26a(周方向面)よりも張り出した張り出し部27aが形成されている。図8はロータカバー30を外したロータ20をカシメ部27側から見た図である。また、カシメ部27は、図6に示すように腕部26よりも径方向内側に延出されており、この延出された部分がスペーサ22に軸方向から当接している。
本例では、マグネットホルダ24が非磁性金属(銅、ステンレス、アルミ等)により形成されているので、腕部26の自由端をかしめ加工により変形させることができる。
Further, as shown in FIGS. 6 to 8, the
In this example, since the
カシメ部27は、このような張り出し部27aを有することにより、隣接するマグネット23を係止することができる。すなわち、張り出し部27aが、周方向に隣接する2つのマグネット23にリング部25とは逆方向から当接してマグネット23を軸方向に係止している。本例では、このような構成により、マグネット23がカシメ部27とリング部25との間に保持されるようになっている。つまり、周方向両側の2つのマグネット23を係止して軸方向(腕部26の自由端方向)への脱落を防止することができる。
なお、本例のカシメ部27が本発明の係止部に相当する。
The
The
ロータカバー30は、図2〜図6に示すように、薄肉で中空の円筒体の一方の端部を薄肉の略円形の底部で閉鎖してカップ状に形成されている。略円形の底部の中心部には、シャフト21が挿通可能な径寸法の挿通孔が開孔している。ロータカバー30は、この挿通孔にシャフト21を挿通させてマグネット23およびマグネットホルダ24の外周に装着することができる。本例では、底部がスペーサ22の端面に当接固定されることにより、ロータカバー30がスペーサ22およびシャフト21に対して軸方向に位置決めされている。そして、ロータカバー30は、このように位置決めしたときに円筒体がリング部25の外周面までを覆うような寸法に形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 6, the
本例のロータカバーには、図5、図6に示すように、円筒部分の内周側に、爪部30aおよび30bが設けられている。爪部30aは円筒部分の底部側(カシメ部27側)、爪部30bは円筒部分の開口側(リング部25側)に設けられている。
爪部30aは、底部の外周端に略U字状の切り込みを入れて爪状の切り起こし片を形成し、この切り起こし片を円筒部分の内周側に所定角度で折り返すことにより形成されている。このように爪状の切り起こし片を折り返すことにより、折り返し部分が板バネ状となってバネ性を有するようになる。すなわち、この爪部30aは、径方向内側から当接する物体に弾性接触させることができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the rotor cover of this example is provided with
The
本例では、図5に示すように、爪部30aが底部の外周に沿って放射状に8ヵ所形成されており、マグネットホルダ24の腕部26に対応する位置には全て爪部30aが設けられている。すなわち、腕部26には全て爪部30aが径方向外側から弾性接触しており、この爪部30aのバネ性により、腕部26に対して径方向内側への押圧力を常時加えることができる。よって、腕部26の径方向外側への浮き上がりを防止することができ、腕部26を介してマグネット23を常時スペーサ22に押圧固定することができる。これにより、マグネット23の保持力を向上させることができる。また、このように爪部30aがバネ性を有していると、ロータカバー30、腕部26、マグネット23等に製造誤差等があっても、爪部30aの弾性変形により、腕部26との当接状態を確保することができる。
In this example, as shown in FIG. 5, the
また、爪部30bは、円筒部分の開口端の所定位置から延出形成された爪状の延出片を、爪部30aと同様に円筒部分の内周側に所定角度で折り返すことにより形成されている。従って、爪部30bは爪部30aと同様に板バネ状でバネ性を有しており、径方向内側から当接する物体に弾性接触させることができる。よって、爪部30aと同様に、腕部26の径方向外側への浮き上がりを防止することができる。
なお、本例の爪部30a、30bが本発明の圧接部(第1圧接部、第2圧接部)に相当する。
Further, the
In addition, the nail | claw
本例では、爪部30bが円筒部分の開口沿いに略等間隔に4ヵ所形成されている。すなわち、爪部30bは腕部26に対応する位置に設けられているが、その配置は周方向に1つおきとなっていて全ての腕部26に対応する位置には設けられていない。
爪部30bに当接する腕部26は基端部側(リング部25側)と自由端側(カシメ部27側)の2点で径方向内側に押圧されている。このように、軸方向に離れた2点で腕部26が押さえられていると、腕部26の軸方向に対する傾きが防止され、腕部26を介してマグネット23に加えられる押圧力の軸方向分布を均等とすることができる。
In this example, four
The
また、ロータカバー30の円筒部分の開口端には、腕部26に対応する位置であって爪部30bが設けられていない位置に、上述したフランジ部21aに係合可能な係合部30cが形成されている。すなわち、係合部30cは、円筒部分の開口沿いに爪部30bと交互に4ヵ所設形成されている。
この係合部30cは、ロータカバー30の円筒部分の開口端から、爪部30a、30bと同様に延出形成された爪状の延出片を、先端が径方向内側を向くように略直角に折り曲げて形成されている。このように形成すると、フランジ部21aの外周部分に、折り曲げた爪状片を係合させることができる。これにより、ロータカバー30の開口端がフランジ部21aに係合されてロータカバー30が外れないように装着される。
Further, at the opening end of the cylindrical portion of the
The engaging
以上のような構成により、本例のロータ20は、マグネットホルダ24の腕部26が隣り合うマグネット23の間の隙間に各々配置され、かつ、その周方向の両側面26aがそれぞれ隣接するマグネット23と当接している。従って、腕部26によってマグネット23が周方向に位置決めされている。また、腕部26とマグネット23との当接面は径方向に対して傾くテーパ面となっているので、ロータカバー30の緊縛力により、径方向外側から腕部26を介してマグネット23をスペーサ22側へ押圧することが可能な構成となっている。
本例では、ロータカバー30の内周側に形成された爪部30a、30bが腕部26に弾性接触しているので、腕部26の径方向外側への浮き上がりを防止し、腕部26を介してマグネット23をスペーサ22側に確実に押圧固定することができる。また、テーパ面が径方向外側から圧迫されることにより、マグネット23が周方向に両側から押圧されて周方向への位置決めも確実となる。よって、マグネット23の保持力を向上させることができる。
With the configuration as described above, in the
In this example, since the
また、本例のロータ20は、リング部25が、マグネット23の一端側に軸方向(シャフト21の軸方向)に当接すると共に、このマグネット23の他端側には、リング部25とは逆方向からカシメ部27の張り出し部27aが当接している。すなわち、マグネット23がリング部25と張り出し部27aとの間に挟持されて保持されているので、マグネット23がマグネットホルダ24から軸方向に脱落しない。従って、接着剤等によりマグネット23を固定しなくてもマグネット23の軸方向への脱落を防止することができる。よって、ロータ20の製造工程においてマグネット23の接着工程を省略することができ、工程数の削減と製造コストの削減を図ることができる。
Further, in the
また、本例のロータ20は、カシメ部27の張り出し部27aが、腕部26の自由端から周方向両側に向かって2方向に張り出すように形成されている。これにより、1ヵ所のカシメ部27によりその両側の2つのマグネット23を保持することができる。また、各カシメ部27がそれぞれ2方向に延出された張り出し部27aを有していると、各マグネット23がそれぞれ周方向両側から2ヵ所で保持される。従って、より確実にマグネット23を軸方向に保持することができる。
Further, the
図9は、自由端部がまだかしめにより変形されていないかしめ前の腕部26Aを備えたマグネットホルダ24Aと、マグネット23を示す分解斜視図である。なお、図9ではシャフト21とスペーサ22は図示を省略している。
マグネットホルダ24Aは、かしめ前の腕部26Aが周方向に突出部のない直線状となっているので、図9の矢印方向にマグネット23を進入させて腕部26Aの間に配設することができる。なお、腕部26Aを径方向外側へ持ち上げてマグネット23を配設してもよい。そして、各マグネット23の配設後に腕部26Aの自由端側の先端部分を軸方向に押圧変形させてかしめることにより、腕部26の自由端にカシメ部27を形成し、マグネット23を脱落しないように保持することができる。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing the
In the
本例のロータ20は、このようなマグネットホルダ24Aを用いて、以下の各工程を行う製造方法によって製造することができる。
まず、シャフト21をスペーサ22の貫通孔に挿通固定する第1工程を行う。この際、スペーサ22の一端側にフランジ部21aを当接させる。
次に、スペーサ22にマグネットホルダ24Aのリング部25を外嵌して複数の腕部26Aをスペーサ22の外周面上に配設すると共に、隣り合う腕部26A間にそれぞれ上記のようにマグネット23を進入させ、マグネット23の一端側がリング部25に当接するように配設する第2工程を行う。このとき、マグネット23は、隣接する腕部26Aの間に圧入気味に挿入される。
The
First, the first step of inserting and fixing the
Next, the
続いて、腕部26Aの自由端を先端側から押圧してかしめることにより、周方向両側に張り出した張り出し部27aを有するカシメ部27を形成し、この張り出し部27aとリング部25との間にマグネット23を保持させる第3工程を行う。これにより、マグネット23がマグネットホルダ24から軸方向に脱落しないようになる。
さらに続いて、ロータカバー30の挿通孔にシャフト21を挿通して、ロータカバー30をマグネット23とマグネットホルダ24の外周を覆うように装着する第4工程を行う。このとき、爪部30a、30bが腕部26の径方向外側面に当接するように組み付ける。これにより、ロータカバー30は、爪部30a、30bのバネ性により径方向外側からマグネットホルダ24を介してマグネット23を押圧する。よって、マグネット23がスペーサ22に押圧固定される。
Subsequently, by pressing and crimping the free end of the
Subsequently, a fourth step of inserting the
このように、本例のロータ20の製造方法は、接着剤等によるマグネット23の接着工程を省略することができるので、工程数の削減が図られ、接着剤の乾燥にかかる時間が短縮されている。また、マグネットホルダ24Aは、マグネット23の配設時にはカシメ部27が形成されていないので組み付けが容易である。また、かしめによって張り出し部27aを形成すれば、かしめ時の押圧により、リング部25とマグネット23、及びマグネット23と張り出し部27aがそれぞれ隙間なく当接する。よって、マグネット23がリング部25と張り出し部27aとの間でがたつくことがない。
As described above, the manufacturing method of the
なお、上記実施形態では、マグネットホルダ24が非磁性金属(銅、ステンレス、アルミ等)により形成されており、腕部26の自由端をかしめ加工して張り出し部27aを形成していたが、腕部26の自由端を折曲等により変形させて張り出し部27aを形成してもよい。また、マグネットホルダ24を樹脂製とした場合には、腕部26の自由端を加熱して変形させ、張り出し部27aを形成してもよい。
In the above embodiment, the
1‥ブラシレスモータ、10‥ステータ、11‥ステータコア、12‥巻線、
20‥ロータ、21‥シャフト、21a‥フランジ部、21b‥端面
22‥スペーサ、23‥マグネット、23a‥側面
24、24A‥マグネットホルダ、25‥リング部、25a‥突起
26、26A‥腕部、26a‥側面、27‥カシメ部、27a‥張り出し部
30‥ロータカバー、30a‥爪部、30b‥爪部、30c‥係合部
40‥レゾルバ、41‥レゾルバ用ロータ、42‥レゾルバ用ステータ
43‥コア、44‥巻線、50‥ハウジング、51‥ハウジング本体
52‥エンドプレート、53,54‥軸受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brushless motor, 10 ... Stator, 11 ... Stator core, 12 ... Winding,
20 ... Rotor, 21 ... Shaft, 21a ... Flange, 21b ...
Claims (9)
前記ロータマグネットの一端側に軸方向に当接する環状のリング部,該リング部から軸方向に延出され前記複数のロータマグネット間の隙間に配設された複数の腕部,を有するマグネットホルダと、前記ロータマグネットおよび前記マグネットホルダを径方向外側から覆うロータカバーと、を備え、
前記マグネットホルダは、前記腕部の自由端に、前記リング部の前記ロータマグネットへの当接方向とは逆方向から前記ロータマグネットの他端側に当接可能な係止部が形成され、該係止部と前記リング部との間に前記ロータマグネットを保持することにより前記ロータマグネットの軸方向への脱落を防止可能に構成されたことを特徴とするロータ。 A rotor comprising a rotor shaft, a spacer through which the rotor shaft is inserted and fixed, and a plurality of rotor magnets arranged in an annular shape along the outer peripheral surface of the spacer,
A magnet holder having an annular ring portion axially contacting one end side of the rotor magnet, and a plurality of arm portions extending in an axial direction from the ring portion and disposed in gaps between the plurality of rotor magnets; A rotor cover that covers the rotor magnet and the magnet holder from outside in the radial direction,
The magnet holder is formed with a locking portion capable of abutting on the other end side of the rotor magnet from a direction opposite to the abutting direction of the ring portion on the rotor magnet at a free end of the arm portion, A rotor configured to prevent the rotor magnet from falling off in the axial direction by holding the rotor magnet between a locking portion and the ring portion.
前記スペーサを貫通する貫通孔に前記ロータシャフトを挿通固定する第1工程と、
前記スペーサに前記リング部を外嵌して前記複数の腕部を前記スペーサの外周面上に配設すると共に、隣り合う腕部間に前記ロータマグネットを各々配設する第2工程と、
該第2工程後に、前記腕部の自由端を先端側から押圧してかしめることにより周方向に張り出した張り出し部を有する前記係止部を形成し、該張り出し部と前記リング部との間に前記ロータマグネットを保持させる第3工程と、を行うことを特徴とするロータ製造方法。 A rotor shaft, a spacer in which the rotor shaft is inserted and fixed, and a plurality of rotor magnets arranged in an annular shape along the outer peripheral surface of the spacer, and is axially contacted with one end side of the rotor magnet. An annular ring portion in contact with each other; a plurality of arm portions extending in an axial direction from the ring portion and disposed in gaps between the plurality of rotor magnets; and a locking portion formed at a free end of the arm portion; , And the locking portion abuts the other end side of the rotor magnet from a direction opposite to the abutting direction of the ring portion to the rotor magnet, whereby the rotor magnet is And a rotor manufacturing method for manufacturing a rotor that is held between the locking portion and prevented from falling off in the axial direction,
A first step of inserting and fixing the rotor shaft in a through-hole penetrating the spacer;
A second step of externally fitting the ring portion to the spacer and disposing the plurality of arm portions on an outer peripheral surface of the spacer, and disposing the rotor magnet between adjacent arm portions;
After the second step, the locking portion having a protruding portion protruding in the circumferential direction is formed by pressing and crimping the free end of the arm portion from the distal end side, and between the protruding portion and the ring portion. And a third step of holding the rotor magnet in a rotor.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090707 |