JP2010068610A - コアレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】突片を切除するだけで容易に回転子のバランス調整を行うことができるコアレスモータを提供すること。
【解決手段】円筒状のコイル５を備えたカップ型の回転子２と、該回転子２の内側に固設された永久磁石から成る固定子３と、該固定子３と前記回転子２を収容するハウジング４を備えたコアレスモータ１において、横断面Ｕ字状、コ字状又はＬ字状凹部の嵌合部１５ａとバランス調整用の複数の切除可能な突片１５ｂを備えた環状部材１５を前記コイル５の開放端周縁に嵌着する。又、前記環状部材１５を前記コイル５の開放端周縁に嵌着するとともに、熱硬化性接着剤で接着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒状のコイルを備えたカップ型の回転子を有するコアレスモータに関するものである。

コアを有さないこの種のコアレスモータは、円筒状のコイルを備えたカップ型の回転子と、該回転子の内側に固設された永久磁石から成る固定子と、該固定子と前記回転子を収容するハウジングを含んで構成されるが、小型化が可能であるために例えばラジオコントロール模型の駆動源や監視カメラ、医療機器等に使用されている。

斯かるコアレスモータにおいては、高速で回転する回転子にアンバランスが生じている場合には、振動及び騒音が発生して正常な運転が不可能となる。

そこで、従来から回転子のバランス調整がなされており、その方法として例えば回転子を組み立てた後にバランス測定装置によって回転子のアンバランス位置とアンバランス量を測定し、その測定結果に基づいて回転子にバランス調整用パテを取り付けてバランスを修正した後、再びバランス測定装置によって回転子のアンバランス位置とアンバランス量を測定してバランス調整を行い、回転子のアンバランス量が所定の許容範囲内に入るまで以上の作業を繰り返すという方法が行われている。

又、特許文献１には、回転子鉄心に複数個の孔を形成し、この孔にバランス調整ピンを圧入等の方法によって装着することによって回転子のバランス調整を行う技術が提案されている。
特開２００４−１５９４７４号公報

ところが、回転子にバランス調整用パテを取り付ける方法では、回転子の回転中にバランス調整用パテが遠心力によって脱落する可能性があり、その対策を講じる必要がある他、作業性が悪く、作業工数が多いという問題がある。

又、特許文献１に記載された技術においては、回転子鉄心にバランス調整ピンを装着するための孔を別途加工する必要があり、余計な加工工数を要する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、突片を切除するだけで容易に回転子のバランス調整を行うことができるコアレスモータを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、円筒状のコイルを備えたカップ型の回転子と、該回転子の内側に固設された永久磁石から成る固定子と、該固定子と前記回転子を収容するハウジングを備えたコアレスモータにおいて、横断面Ｕ字状、コ字状又はＬ字状凹部の嵌合部とバランス調整用の複数の切除可能な突片を備えた環状部材を前記コイルの開放端周縁に嵌着したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記環状部材を前記コイルの開放端周縁に嵌着するとともに、熱硬化性接着剤で接着したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２〜４記載の発明において、前記環状部材を非磁性材料で構成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、環状部材に横断面Ｕ字状、コ字状又はＬ字状凹部として形成された嵌合部を既存のコイルの開放端部周縁に嵌め込んで環状部材をコイルに固定した後、該環状部材に備えられた突片を選択的に切除することによって、回転子に特別な加工を施すことなく容易に回転子のバランス調整を行うことができ、回転中にバランスウェイトが脱落することもない。又、環状部材をコイルの開放端周縁に嵌着することによってコイルの開放端周縁が環状部材によって補強されるため、コイルの開放端部の変形が防がれ、回転子の安定した回転が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、環状部材をコイルの開放端周縁に挟着するとともに、熱硬化性接着剤で接着するようにしたため、回転中の遠心力による環状部材の脱落が一層確実に防がれるとともに、接着する前に環状部材のバランスウェイトとしての凸部の位置調整を容易に行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、環状部材を非磁性材料で構成したため、コイルに生じる磁界が環状部材によって影響を受けることがなく、回転子の安定した回転が可能となる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るコアレスモータの半裁断面図、図２は同コアレスモータの回転子の側断面図、図３は図２の矢視Ａ方向の図である。

本発明に係るコアレスモータ１は、図１に示すように、カップ型の回転子２と、該回転子２の内側に固設された永久磁石から成る固定子３と、これらの回転子２と固定子３を収容するハウジング４を備えている。

上記回転子２は、図２に示すように、導線を巻回して成る円筒状のコイル５と、該コイル５の軸方向一端（図２の右端）内周に嵌着された円板状の支持板６と、該支持板６の中心部に挿通支持された回転軸７と、支持板６に取り付けられた整流子片（コミュテータ）８を含んで構成されており、整流子片８とコイル５とは不図示のタップが介して電気的に接続されている。

又、図１に示すように、前記ハウジング４の長手方向一端（図１の右端）内周にはブラシ台９が嵌着されており、このブラシ台９の内周部には、前記整流子片８に接触するブラシ１０が保持されている。そして、ブラシ１０からは複数本の端子１１が延びており、これらの端子１１は不図示の電源に接続されている。尚、端子１１をリード線で構成しても良い。

更に、ハウジング４の長手方向他端（図１の左端）には軸受ハウジング１２が取り付けられており、この軸受ハウジング１２には２つの軸受１３，１４が軸方向に適当な間隔を設けて保持されている。

而して、コアレスモータ１においては、回転子２がハウジング４内に回転可能に収容され、その内側に前記固定子３が固設されているが、回転子２の回転軸７は、軸受ハウジング１２に保持された前記軸受１３，１４によって回転可能に支持されている。

以上のように構成されたコアレスモータ１において、不図示の電源からリード線１１、ブラシ１０、整流子片８及び不図示のタップを経て回転子２のコイル５に通電されると、該コイル５に発生する磁力と固定子３の磁力によって回転子２が所定の速度で回転駆動される。

ところで、回転子２にアンバランスが生じている場合には、該回転子２の回転によって振動と騒音が発生し、コアレスモータ１の安定した運転が不可能となる。

そこで、本実施の形態では、横断面Ｕ字状又はコ字状の凹部としての嵌合部１５ａを備えた環状部材１５をコイル５の開放端周縁に嵌着するようにしている。この環状部材１５の軸方向端面にはバランス調整用の切除可能な５つの円柱状の突片１５ｂが周方向に等角度ピッチ（７２°ピッチ）で突設されている。

而して、回転子２のアンバランス位置とアンバランス量は不図示のバランス測定装置によって測定され、測定されたアンバランス位置とアンバランス量に基づいて環状部材１５の突片１５ｂを選択的に切除することによって回転子２のバランス調整がなされる。尚、本実施の形態では、環状部材１５に５つの突片１５ｂを突設したが、該突片１５ｂの数と形状は任意であって、大きさ（質量）と数が異なる突片１５ｂを備えた多数の環状部材１５が準備されている。

而して、本実施の形態では、環状部材１５をコイル５の開放端周縁に挟着するとともに、熱硬化性接着剤で接着するようにした。具体的には、環状部材１５の嵌合部１５ａに熱硬化性接着剤を塗布し、嵌合部１５ａをコイル５の開放端周縁に嵌め込んで環状部材１５をコイル５の開放端周縁に挟着した後、該環状部材１５をコイル５上で周方向に移動させて位置調整を行い、環状部材１５の位置が決まったところで熱を加えて熱硬化性接着剤を硬化させて環状部材１５をコイル５に接着する。このように環状部材１５の接着に熱硬化性接着剤を用いると、環状部材１５をコイル５に接着する前に該環状部材１５の位置調整をコイル５上で容易に行うことができる。

上記環状部材１５は、非磁性材料で構成されており、非磁性材料としてはＰＯＭ、ＰＥＴ、ＰＢＴ等の樹脂材等が好適に使用される。尚、本実施の形態では、環状部材１５の軸方向端面に複数（５つ）の突片１５ｂを突設したが、図４に示すように突片１５ｂを環状部材１５の内周面に突設したり、図５に示すように突片１５ｂを環状部材１５の外周面に突設しても良く、その数と形状も任意である。

以上のように、本実施の形態においては、バランス調整用としての複数（５つ）の突片１５ｂが軸方向端面に突設された環状部材１５の嵌合部１５ａをコイル５の開放端周縁に嵌め込んで該環状部材１５を固定した後、該環状部材１５に突設された突片１５ｂを例えばカッターやニッパー等の簡単な工具を用いて選択的に切除することによって回転子２のバランス調整を行うようにしたため、回転子２に特別な加工を施すことなく容易に回転子２のバランス調整を行うことができ、回転中に環状部材１５が脱落することもない。特に、本実施の形態では、環状部材１５をコイル５の開放端周縁に嵌着するとともに、熱硬化性接着剤で接着するようにしたため、回転中の遠心力による環状部材１５のコイル５からの脱落が一層確実に防がれるとともに、接着する前に環状部材１５の位置調整を容易に行うことができる。

又、バランスウェイト１５を非磁性材料で構成したため、コイル５に生じる磁界が環状部材１５によって影響を受けることがなく、回転子２の安定した回転が可能となる。

尚、本実施の形態では、環状部材１５の嵌合部１５ａをＵ字状又はコ字状凹部として構成したが、図６（ａ），（ｂ）に示すように、嵌合部１５ａを横断面Ｌ字状の凹部として構成し、この嵌合部を図６（ａ）に示すようにコイルの内周面又は図６（ｂ）に示すようにコイル５の外周面に嵌合させることによって環状部材１５をコイル５の開放端周縁に嵌着するようにしても良い。

又、本実施の形態では、複数の突片１５ｂを環状部材１５に一体に突設したが、環状部材１５に複数の孔を形成し、この孔に別体の突片１５ｂを圧入や接着等によって挿入固定する構成を採用しても良い。

本発明に係るコアレスモータの半裁断面図である。 本発明に係るコアレスモータの回転子の側断面図である。 図２の矢視Ａ方向の部分図である。 環状部材の別形態を示す図３と同様の図である。 環状部材の別形態を示す図３と同様の図である。 （ａ），（ｂ）は環状部の嵌合部の別形態を示す断面図である。

符号の説明

１ コアレスモータ
２ 回転子
３ 固定子
４ ハウジング
５ コイル
６ 支持板
７ 回転軸
８ 整流子片
９ ブラシ台
１０ ブラシ
１１ 端子
１２ 軸受ハウジング
１３，１４ 軸受
１５ 環状部材
１５ａ 環状部材の嵌合部
１５ｂ 環状部材の突片

Claims (3)

1. 円筒状のコイルを備えたカップ型の回転子と、該回転子の内側に固設された永久磁石から成る固定子と、該固定子と前記回転子を収容するハウジングを備えたコアレスモータにおいて、
   横断面Ｕ字状、コ字状又はＬ字状凹部の嵌合部とバランス調整用の複数の切除可能な突片を備えた環状部材を前記コイルの開放端周縁に嵌着したことを特徴とするコアレスモータ。
2. 前記環状部材を前記コイルの開放端周縁に嵌着するとともに、熱硬化性接着剤で接着したことを特徴とする請求項１記載のコアレスモータ。
3. 前記環状部材を非磁性材料で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のコアレスモータ。
   

Images