JP2013034363A - ロータ及びロータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロータコア33に形成された貫通孔36(収容孔)には磁石34が収容されている。そして、貫通孔36には、その内面から反磁石側に窪む凹部40が形成され、凹部40における磁石34側に開口する開放先端部41は、磁石34に圧接される。
【選択図】図2
Description
特許文献1のロータは、磁石を配置する収容孔(特許文献中、第2の穴)の近傍に、円形状の第3の穴を設け、収容孔と第3の穴との間に塑性変形される薄肉部を形成している。このため、前記第3の穴に略円柱状のピンを圧入することで、前記薄肉部が塑性変形されて収容孔に配置された磁石が圧接される。これにより、磁石が収容孔内に保持されるようになっている。
この発明では、凹部の開放先端部が塑性変形によって磁石に圧接されるため、開放先端部が磁石への圧接方向とは反対側に押し戻されることは容易に生じない。このため、開放先端部の保持力が安定し、その結果、ロータの振動等によって磁石が軸方向にずれてしまうことを抑制することができる。
この発明では、磁石の磁束が凹部の周方向両側にバランス良く流れるため、凹部による有効磁束への影響をより小さくすることができ、その結果、ロータのトルク低下をより抑えることができる。
請求項11に記載の発明は、請求項9又は10に記載のロータにおいて、積層方向両端の前記コアシートには、積層方向内側の前記コアシートを塑性変形させるための治具を挿入可能な治具挿入用窓部が形成されていることをその要旨とする。
この発明では、凹部の開放先端部が塑性変形によって磁石に圧接されるため、開放先端部が磁石への圧接方向とは反対側に押し戻されることは容易に生じない。このため、開放先端部の保持力が安定し、その結果、ロータの振動等によって磁石が軸方向にずれてしまうことを抑制することができる。
請求項18に記載の発明は、請求項14又は15に記載のロータの製造方法において、押圧治具を前記凹部内に圧入することで前記開放先端部を前記磁石に圧接させた後、前記押圧治具を前記凹部から抜き出すことをその要旨とする。
請求項19に記載の発明は、請求項14〜18のいずれか1項に記載のロータの製造方法において、軸方向に積層した複数のコアシートにて前記ロータコアを構成し、積層方向両端の前記コアシートに形成された前記凹部を塑性変形させることでその凹部の開放先端部を前記収容孔の内側に突出させて前記磁石に対して前記ロータコアの軸方向に当接させ、積層方向内側の前記コアシートに形成された前記凹部を塑性変形させることでその凹部の開放先端部を前記磁石に圧接させることをその要旨とする。
請求項20に記載の発明は、請求項19に記載のロータの製造方法において、1つの押圧治具による1回の押圧動作で、積層方向両端の前記コアシート及び積層方向内側の前記コアシートの各凹部を塑性変形させることをその要旨とする。
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態のモータ10を構成するモータケース11は、ケース本体12と、このケース本体12の開口部を閉塞する略円板状のカバープレート13とから構成されている。
次に、各貫通孔36への磁石34の固定(保持)方法について説明する。
先ず、塑性変形前(ステーキング前)の凹部40の形状について説明する。図3(a)に示すように、塑性変形前の凹部40は軸方向視で矩形状に形成されている。つまり、凹部40の互いに平行な各周方向側壁43は貫通孔36の径方向内側面36aに対して略直角をなし、周方向側壁43と径方向内側面36aとのなす角θが90度となっている。また、磁石34と開放先端部41との圧接方向(径方向)における凹部40の深さD1は、貫通孔36の径方向内側面36aと磁石34の内側面34aとの間の前記圧接方向の隙間D2よりも大きく設定されている。尚、この隙間D2は、磁石34の径方向外側面が貫通孔36の径方向外側面36bに当接する状態で生じる隙間である。
上記のステーキングでは、凹部40における磁石34側に開口する各開放先端部41の間を閉塞しない状態で、該凹部40を塑性変形させて各開放先端部41を磁石34に圧接させている。これにより、磁石34や貫通孔36の寸法誤差等によって開放先端部41の径方向外側(磁石34側)への塑性変形量が過大となった場合、磁石34の内側面34aに圧接する開放先端部41の肉が凹部40に逃げる。このため、開放先端部41から磁石34に付与される圧が過剰とならず、その結果、ステーキングの際の磁石34の損傷が抑制される。
(1)磁石34が収容された貫通孔36(収容孔)には、その内面(径方向内側面36a)から反磁石側(径方向内側)に窪む凹部40が形成され、その凹部40における磁石34側に開口する開放先端部41が磁石34に圧接されることで、磁石34が貫通孔36に保持される。そして、開放先端部41を変形させて磁石34に圧接させる際に、開放先端部41の肉を凹部40に逃がすことができる。このため、磁石34や貫通孔36の寸法誤差等によって開放先端部41の磁石34側への塑性変形量が過大となっても、開放先端部41から磁石34に付与される圧が過剰とならず、その結果、ロータコア33側からの圧接による磁石34の損傷を抑えつつ磁石34を貫通孔36に保持させることができる。
・上記第1実施形態では、凹部40の周方向側壁43と貫通孔36の径方向内側面36aとのなす角θが90度となるように形成されたが、これに限定されるものではなく、例えば、図4に示すように、周方向側壁43と径方向内側面36aとのなす角θを90度未満(鋭角)としてもよい。これにより、開放先端部41を磁石34に圧接させる際に、開放先端部41の肉を凹部40に更に逃がしやすくすることができる。
本実施形態では、前記第1実施形態における磁石34の固定部位の構成が変更されており、以下には、前記第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
先ず、塑性変形前(磁石34固定前)の各凹部52,53の形状について詳述する。図22に示すように各凹部52,53は、径方向内側に凹状をなし、それぞれ2つの変形片52a,52b,53a,53bを備える。各変形片52a,52b,53a,53bは、貫通孔51の径方向内側の内周面51aと面一とされ、各変形片52a,52b,53a,53bの長さ並びに凹部52,53の径方向内側面とのなす角度θ1,θ2が略同一とされる。
(10)貫通孔51の内周面51aには、内周面51a(51b)側に開口し、その開口側端部で前記磁石34側に塑性変形される変形片52a,52b,53a,53bを有する凹部52,53を備える。このため、凹部52の変形片52a,52bにて磁石34の内側面34aを押圧して保持することができる。このように薄肉部を設ける必要がなく、貫通孔51内の磁石34を容易に保持することができる。
・上記第2実施形態では、凹部52,53を構成する2つの変形片52a,52b,53a,53bを凹部52,53の径方向内側面とのなす角度θ1,θ2が略同一左右対称な略同形状としたが、これに限らない。例えば図23に示すように凹部52,53の径方向内側面とのなす角度θ1,θ2を異なる角度として、2つの変形片52a,52b,53a,53bを左右非対称形状、つまり異なる形状としてもよい。図23では角度θ2を角度θ1より小さくすることで、対応する変形片52b,53bの長さを変形片52a,53aより長い形状としている。このように凹部52,53に設けられる2つの変形片52a,52b,53a,53bの長さを変えることで、一方の変形片を極端に長くすることができ、貫通孔51に挿入される磁石34の大きさが小さくても対応して一方の変形片52b,53bにて押圧保持することが可能となる。
・上記各実施形態では、磁石34を収容する収容孔を、ロータコア33を軸方向に貫通する貫通孔36,51として構成したが、これ以外に例えば、ロータコア33の軸方向一端部で閉塞された貫通していない孔としてもよい。
・上記第各実施形態では、所謂コンシクエントポール型としてロータ31を構成したが、これに限らず、極性の異なる磁石を周方向において交互に配置した構成を採用してもよい。要は、ロータコア33内に磁石を埋設する所謂IPM型のロータであればよい。
(イ) 貫通孔を有するコアシートを積層してなるロータコアと、該ロータコアの貫通孔に挿入配置される磁石とを備えて径方向においてステータと対向配置されるロータであって、
前記貫通孔の内周面には、前記内周面側に開口し、その開口側端部で前記磁石側に塑性変形される変形片を少なくとも1つ有する凹部を備えたことを特徴とするロータ。
前記凹部は、前記変形片を形成する前記貫通孔の内周面とのなす角度が90度未満となるように構成されたことを特徴とするロータ。
前記凹部は、前記変形片が前記磁石側に塑性変形されて、前記磁石と前記変形片が軸方向において重なるように構成されたことを特徴とするロータ。
前記凹部は、前記変形片が前記磁石側に塑性変形されて、前記磁石の側面と前記変形片が当接するように構成されたことを特徴とするロータ。
前記凹部は、前記変形片を2つ備え、
前記変形片は、それぞれの長さが異なるように構成されたことを特徴とするロータ。
前記凹部は、前記貫通孔の反ステータ側の内周面の周方向中心位置に形成されたことを特徴とするロータ。
前記凹部は、前記貫通孔の反ステータ側の内周面と前記貫通孔の周方向両側の内周面に形成されたことを特徴とするロータ。
前記凹部は、前記貫通孔の反ステータ側の内周面と前記貫通孔の周方向一端側の内周面に形成されることを特徴とするロータ。
前記貫通孔の周方向一端側の内周面に形成された前記凹部は、前記磁石の径方向中央位置から反ステータ側にずれた位置に形成されたことを特徴とするロータ。
これにより、請求項1〜10及び付記(イ)〜(リ)のいずれか1項に記載の効果と同様の効果を奏することができるモータを提供することができる。
Claims (21)
- ステータに対し径方向に対向配置されるロータコアを有し、
前記ロータコアには、該ロータコアの軸方向端面から軸方向に延びる収容孔が形成され、該収容孔内に磁石が保持されてなるロータであって、
前記収容孔には、その内面から反磁石側に窪む凹部が形成され、
前記凹部における前記磁石側に開口する開放先端部は、前記磁石に圧接されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1に記載のロータにおいて、
前記磁石と前記開放先端部との圧接方向における前記凹部の深さは、前記収容孔と前記磁石との間の前記圧接方向の隙間よりも大きく設定されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1又は2に記載のロータにおいて、
前記凹部は、前記収容孔の内面と連なり互いに対向する一対の側壁部を有し、該側壁部と前記収容孔の前記内面とのなす角が略90度若しくは90度未満となるように形成されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記開放先端部は、塑性変形によって前記磁石に圧接されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記凹部は、前記収容孔における前記ステータから遠い側の径方向内面に形成されていることを特徴とするロータ。 - 請求項5に記載のロータにおいて、
前記凹部は、前記径方向内面の周方向中央部に形成されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記凹部は、前記収容孔の径方向内面及び周方向内面にそれぞれ形成されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記ロータコアは、複数のコアシートが軸方向に積層されて構成され、
前記コアシートの積層方向両端からそれぞれ所定枚数のコアシートは、前記収容孔に前記凹部が形成された第1コアシートであり、前記第1コアシートの内側のコアシートは、前記凹部を有しない第2コアシートで構成されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記ロータコアは、複数のコアシートが軸方向に積層されて構成され、
積層方向内側の前記コアシートに形成された前記凹部の開放先端部が前記磁石に圧接されていることを特徴とするロータ。 - 請求項9に記載のロータにおいて、
積層方向両端の前記コアシートに形成された前記凹部の開放先端部は、塑性変形によって前記収容孔の内側に突出されるとともに、前記磁石に対して前記ロータコアの軸方向に当接していることを特徴とするロータ。 - 請求項9又は10に記載のロータにおいて、
積層方向両端の前記コアシートには、積層方向内側の前記コアシートを塑性変形させるための治具を挿入可能な治具挿入用窓部が形成されていることを特徴とするロータ。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のロータにおいて、
前記ロータコアは、互いに同一形状の複数のコアシートが軸方向に積層されて構成されていることを特徴とするロータ。 - ステータに対し径方向に対向配置されるロータコアを有し、
前記ロータコアには、該ロータコアの軸方向端面から軸方向に延びる収容孔が形成され、該収容孔内に磁石が保持されてなるロータの製造方法であって、
前記収容孔の内面から反磁石側に窪む凹部を形成し、
前記凹部における前記磁石側に開口する開放先端部の間を閉塞しない状態で、該凹部を変形させて前記開放先端部を前記磁石に圧接させることを特徴とするロータの製造方法。 - 請求項13に記載のロータの製造方法において、
前記凹部を塑性変形させることで前記開放先端部を前記磁石に圧接させることを特徴とするロータの製造方法。 - 請求項14に記載のロータの製造方法において、
前記凹部は、前記収容孔の内面と連なり互いに対向する一対の側壁部を有し、
前記凹部が塑性変形される前の状態において、前記側壁部と前記収容孔の前記内面とのなす角が略90度若しくは90度未満に形成されていることを特徴とするロータの製造方法。 - 請求項14又は15に記載のロータの製造方法において、
前記ロータコアに対して、軸方向視で前記凹部の一部を含む範囲を押圧治具にて軸方向に押圧することで前記開放先端部を前記磁石に圧接させることを特徴とするロータの製造方法。 - 請求項16に記載のロータの製造方法において、
前記凹部は、前記収容孔の内面と連なり互いに対向する一対の側壁部を有し、
前記押圧治具の押圧範囲は、前記一対の側壁部を跨って設定されていることを特徴とするロータの製造方法。 - 請求項14又は15に記載のロータの製造方法において、
押圧治具を前記凹部内に圧入することで前記開放先端部を前記磁石に圧接させた後、前記押圧治具を前記凹部から抜き出すことを特徴とするロータの製造方法。 - 請求項14〜18のいずれか1項に記載のロータの製造方法において、
軸方向に積層した複数のコアシートにて前記ロータコアを構成し、
積層方向両端の前記コアシートに形成された前記凹部を塑性変形させることでその凹部の開放先端部を前記収容孔の内側に突出させて前記磁石に対して前記ロータコアの軸方向に当接させ、
積層方向内側の前記コアシートに形成された前記凹部を塑性変形させることでその凹部の開放先端部を前記磁石に圧接させることを特徴とするロータの製造方法。 - 請求項19に記載のロータの製造方法において、
1つの押圧治具による1回の押圧動作で、積層方向両端の前記コアシート及び積層方向内側の前記コアシートの各凹部を塑性変形させることを特徴とするロータの製造方法。 - 請求項14又は15に記載のロータの製造方法において、
前記凹部の開放先端部を前記磁石側に突出させる、又は、前記磁石に前記開放先端部と当接する凸部を形成し、
前記磁石を前記収容孔に圧入することで、前記凹部を塑性変形させて前記開放先端部を前記磁石に圧接させることを特徴とするロータの製造方法。
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