JP2015050807A - ブラシレスモータの回転子 - Google Patents
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Abstract
Description
このように構成することで、前述の余裕度が比較的大きくなる。したがって、ロータコアが温度変化により膨張および収縮を繰り返すことに起因して永久磁石にクラックが生じることを抑制可能である。
<一実施形態>
本発明の一実施形態による回転子は、図1に示す燃料ポンプに適用されている。燃料ポンプ10は、図示しない燃料タンク内に設置されるインタンク式のポンプであり、図1の下部に示す吸入口42から燃料タンク内の燃料を吸入し、図1の上部に示す吐出口14から内燃機関に吐出する。
燃料ポンプ10は、モータ部20とポンプ部40とに大別され、外郭がハウジング11、ポンプカバー41、カバーエンド12等から構成されている。以下の燃料ポンプ10の説明では、図1の上側を「吐出口14側」、図1の下側を「吸入口42側」と表す。
ハウジング11は、円筒状に形成されている。
ポンプカバー41は、ハウジング11の吸入口42側の端部を塞いでおり、ハウジング11の縁が内側へ加締められることにより固定されている。
モータ部20は、特許請求の範囲に記載の「ブラシレスモータ」に相当し、固定子21および回転子30を備えている。
固定子21は、ハウジング11の内側に収容されており、ステータコア22、インシュレータ25、巻線26および端子27を有している。
シャフト31は、金属から成り、軸受17および後述の軸受47により回転可能に支持されている。シャフト31の軸方向の一端部32は、横断面形状がD字形状となるように外壁の一部がカットされている。ロータコア33は、筒状であり、シャフト31に嵌合して固定されている。本実施形態では、ロータコア33は、シャフト31に圧入されているインナーコア34と、インナーコア34の外側に設けられている永久磁石35とから構成されている。永久磁石35は、周方向に並ぶ複数の磁極を有している。
このように構成されたモータ部20は、固定子21の巻線26の各相巻線部にそれぞれ位相差を持つ電流が流れることによって回転磁界を発生させ、回転子30を回転させる。
ポンプ部40は、ポンプカバー41、ポンプケーシング44およびインペラ48を備えている。
ポンプカバー41は、燃料ポンプ10の外郭を構成するとともに、ポンプ部40も構成している。ポンプカバー41の下方には吸入口42が開いており、ポンプカバー41内部には吸入口42に連通する吸入通路43が形成されている。
(永久磁石)
図3〜図5に示すように、回転子30の永久磁石35は、PPS(ポリフェニレンスルフィド)等の熱可塑性樹脂と磁粉との混合材料を射出成形して作られたボンド磁石であり、インナーコア34の外表面に密着するように結合している。本実施形態では、上記ボンド磁石としてネオジムボンド磁石が採用されている。
0.1≦(b/a)≦0.17・・・(1)
0.1≦(c/a)≦0.17・・・(2)
永久磁石35の第1端部62の厚みb、および、第2端部63の厚みcは、同じ値に設定されている。本実施形態では、例えば厚みbおよび厚みcは3[mm]に設定されている。
図4に示すように、インナーコア34の横断面形状は非円形である。本実施形態では、インナーコア34は、横断面形状が矩形状となるように周方向の4箇所に平面部64を有している。すなわち、インナーコア34は、当該インナーコア34に外接する仮想的な円筒面65に対し外壁の4箇所が相対的に径方向内側に凹むように形成されている。
d/e≧1.4・・・(3)
図3および図5に示すように、永久磁石35のうち軸方向で第1端部62側に位置する端面を第1端面36とし、第2端部63側に位置する端面を第2端面37とすると、永久磁石35の第1端面36には、穴67、68が形成されている。そして、穴67、68の底部には、ゲート痕69が形成されている。つまり、永久磁石35の型成形時に材料の流入口となるゲートは、穴67、68の底部に一致するように設けられる。
永久磁石35を製造する場合、先ず、図8に示すようにシャフト31およびインナーコア34の組み付け品が型70に設置される。
型70は、筒状の第1型71と、第1型71の一端に位置する第2型72と、第1型71の他端に位置する第3型73とから構成されている。第2型72のうちキャビティ74側の壁部には、穴67、68に対応する突起75、76が形成されている。第2型72は、突起75、76の先端面に開くゲート78を有している。
次に、図10に示すように、第2型72および第3型73が第1型71から抜き取られる。このとき、ゲート78内で固化した余剰部分がキャビティ74内で固化した製品部分から引きちぎられる。
次に、永久磁石35のうち第2端面37側に開く穴79に図示しない治具が挿入され、この治具でインナーコア34が押圧されることによって、回転子30が第1型71から取り外される。
次に、永久磁石35が着磁され、回転子30が完成する。
そのため、ロータコア33が温度変化により膨張および収縮を繰り返すことに起因して永久磁石35の第1端部62にクラックが生じることを抑制可能である。
そのため、ロータコア33が温度変化により膨張および収縮を繰り返すことに起因して永久磁石35の第2端部63にクラックが生じることを抑制可能である。
そのため、混合材料は、上記拡大通路を流れることによって、速やかに合流地点に到達することができる。したがって、ウェルド会合部における混合材料の温度低下を抑制し、永久磁石35の強度低下を抑制可能である。
そのため、インナーコア34の平面部64と第1型71との間に比較的大きな拡大通路を形成することができる。
そのため、ゲート痕69を穴67、68の底部に形成することができ、永久磁石35の外側の燃料の流れをゲート痕69が妨げることを抑制可能である。
本発明の他の実施形態では、永久磁石の第1端部の厚みおよび第2端部の厚みは、同じ値でなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、インナーコアの横断面形状は円形であってもよい。また、インナーコアの横断面形状が円形である場合であっても、インナーコアの径方向の厚みの最大値が最小値の1.4倍よりも小さくてもよい。
本発明の他の実施形態では、永久磁石を型成形するとき材料の流入口となるゲートは、永久磁石の軸方向の端面に一致しなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、インナーコアは、軸方向に積層された磁性鋼板から構成されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
20・・・モータ部(ブラシレスモータ)
30・・・回転子
31・・・シャフト
34・・・インナーコア
35・・・永久磁石
48・・・インペラ
61・・・筒部
62・・・第1端部
63・・・第2端部
Claims (6)
- 燃料ポンプ(10)のインペラ(48)を回転駆動するブラシレスモータ(20)の回転子(30)であって、
シャフト(31)と、
前記シャフトに嵌合して固定されているインナーコア(34)と、
前記インナーコアに対し径方向外側に位置している筒部(61)、当該筒部および前記インナーコアに対し軸方向の一方に位置している板状の第1端部(62)、および、前記筒部および前記インナーコアに対し軸方向の他方に位置している板状の第2端部(63)を形成し、周方向に並ぶ複数の磁極を有する永久磁石(35)と、
を備え、
前記永久磁石の軸方向の全長をaとし、前記永久磁石の前記第1端部の軸方向の厚みをbとすると、
前記永久磁石は、
0.1≦(b/a)≦0.17
を満たすように型成形されていることを特徴とするブラシレスモータの回転子。 - 前記永久磁石の前記第2端部の軸方向の厚みをcとすると、
前記永久磁石は、
0.1≦(c/a)≦0.17
を満たすように型成形されていることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータの回転子。 - 前記永久磁石の前記第1端部の厚みbは、前記第2端部の厚みcと同じであることを特徴とする請求項2に記載のブラシレスモータの回転子。
- 前記インナーコアの横断面形状は非円形であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のブラシレスモータの回転子。
- 前記インナーコアの内周面(66)から外周面までの径方向の厚みの最大値をdとし、最小値をeとすると、
d/e≧1.4
を満たすことを特徴とする請求項4に記載のブラシレスモータの回転子。 - 前記永久磁石を型成形するとき材料の流入口となるゲート(78)は、前記永久磁石のうち軸方向の一方の端面(63)に一致するように設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のブラシレスモータの回転子。
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