JP2019103237A - Rotor unit and series of rotor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータに用いられるロータユニット及びロータユニットのシリーズに関する。 The present invention relates to a rotor unit and a series of rotor units used for an electric motor.
従来、電動モータを構成するロータと回転軸とを組み付ける方法として、圧入による方法が知られている。 Hitherto, as a method of assembling a rotor constituting an electric motor and a rotary shaft, a method by press-fitting is known.
例えば、特許文献1には、図7に示すような一対のエンドプレート200を介して、ロータ100とシャフト300とを組み付ける方法が提案されている。詳しくは、一対のエンドプレート200をロータ100の積層コア101の両側に配置して、各エンドプレート200の内輪(円筒部)200aを積層コア101の貫通穴101aに圧入し、次いで、各エンドプレート200の内輪200aにシャフト300を圧入することで、ロータ100とシャフト300を一体的に組み付けている。
For example, Patent Document 1 proposes a method of assembling the
ところで、圧入によって二部品を結合する方法では、両部品間の圧入代の大きさを適切に設定することにより部品間の結合力を確保している。仮に、圧入代が大きすぎると、部品が圧入荷重に耐えられず変形したり破損したりする虞があり、反対に、圧入代が小さすぎると十分な結合力が得られなくなる。従って、圧入によってロータと回転軸とを結合する場合において、圧入代が適切に管理されておらず、結合力が十分でないと、急加速時や急制動時に生じる周方向の慣性モーメントに対して結合力が耐えきれず、ロータと回転軸との間で相対的な滑りが生じる。このような滑りの発生は、電動モータの回転位置制御の精度低下に繋がるため、適切な圧入代の管理が求められる。また、上記慣性モーメントは、電動モータの出力の大小に応じて異なるため、電動モータの出力に応じて圧入代を個別に設定しなければならないといった事情もある。 By the way, by the method of couple | bonding two components by press fitting, the joint force between components is ensured by setting the magnitude | size of the press-in allowance between both components appropriately. If the press-in margin is too large, the parts can not withstand the press-in load and may be deformed or broken. On the other hand, if the press-in margin is too small, a sufficient bonding force can not be obtained. Therefore, when coupling the rotor and the rotating shaft by press-fitting, the press-in allowance is not properly managed, and if the coupling force is not sufficient, the coupling is performed against the circumferential moment of inertia occurring at the time of rapid acceleration or rapid braking. The forces can not withstand and a relative slip occurs between the rotor and the axis of rotation. Since the occurrence of such slippage leads to a decrease in the accuracy of rotational position control of the electric motor, it is required to manage the press-in allowance appropriately. Further, since the above-mentioned moment of inertia varies depending on the magnitude of the output of the electric motor, there is also a circumstance that the press-in allowance must be set individually according to the output of the electric motor.
このように、ロータと回転軸とを圧入によって結合する構成では、部品間の圧入代の管理が容易ではないところ、上記特許文献1のように、ロータと回転軸(シャフト)とを結合するために、ロータの積層コアに対してエンドプレートを圧入し(第1の圧入)、さらにエンドプレートに対してシャフトを圧入する(第2の圧入)、二重圧入構造を採用すると、圧入代の管理(部品の寸法管理)が厳しくなり、コストが高くなるといった課題がある。 As described above, in the configuration in which the rotor and the rotary shaft are coupled by press fitting, it is not easy to manage the press-in allowance between the parts. However, as in Patent Document 1, the rotor and the rotary shaft (shaft) are coupled. If the end plate is pressed into the laminated core of the rotor (first press), and the shaft is pressed into the end plate (second press), the press-in control There is a problem that (dimension control of parts) becomes severe and the cost becomes high.
そこで、本発明は、部品の寸法管理が容易となるロータユニット、及びロータユニットのシリーズを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rotor unit and a series of rotor units in which dimensional control of parts is easy.
上記課題を解決するため、本発明は、電動モータに用いられるロータユニットであって、ロータと、ロータの内周に配置された回転軸と、ロータの内周面と回転軸の外周面との間に設けられてロータと回転軸とを連結する筒状の中間部材とを備え、ロータ及び中間部材は、互いに係合してロータと中間部材との間での相対的な回転を規制する回り止め構造を有すると共に、インサート成型により一体に成型されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a rotor unit used for an electric motor, which comprises a rotor, a rotating shaft disposed on the inner periphery of the rotor, and an inner peripheral surface of the rotor and an outer peripheral surface of the rotating shaft. And a cylindrical intermediate member provided between and connecting the rotor and the rotational shaft, wherein the rotor and the intermediate member engage with each other to restrict relative rotation between the rotor and the intermediate member. While having a stop structure, it is characterized by being integrally molded by insert molding.
このように、ロータと中間部材とが、インサート成型により一体に成型されていることで、これらを圧入により組み付ける場合に比べて、ロータと中間部材との間の圧入代の管理が不要になるので、部品の寸法管理が容易になる。このため、寸法管理に要する費用を削減することができ、低コスト化を図れるようになる。また、ロータ及び中間部材は、互いに係合してロータと中間部材との間での相対的な回転を規制する回り止め構造を有していることで、圧入代の調整が必要な圧入による回り止め手段に比べて、ロータと中間部材との間での周方向の滑りを容易かつ確実に防止することができ、信頼性が向上する。 As described above, since the rotor and the intermediate member are integrally formed by insert molding, management of the press-in allowance between the rotor and the intermediate member becomes unnecessary as compared with the case where these are assembled by press-fitting. , Easy to manage the dimensions of parts. For this reason, the cost required for dimensional control can be reduced, and cost reduction can be achieved. In addition, the rotor and the intermediate member have a detent structure that engages with each other to restrict relative rotation between the rotor and the intermediate member, so that rotation by press-in which requires adjustment of the press-in margin is required. Compared with the stopping means, circumferential slippage between the rotor and the intermediate member can be prevented easily and reliably, and the reliability is improved.
回り止め構造は、ロータの内周面と中間部材の外周面との一方に形成された凸係合部と、凸係合部に係合するように他方に形成された凹係合部とで構成することができる。 The rotation preventing structure includes a convex engaging portion formed on one of the inner peripheral surface of the rotor and the outer peripheral surface of the intermediate member, and a concave engaging portion formed on the other so as to engage with the convex engaging portion. It can be configured.
また、中間部材の内周面と回転軸の外周面との間にも、互いに係合して回転を規制する回り止め構造が設けられることが望ましい。これにより、中間部材と回転軸との間での周方向の滑りを確実に防止することができるようになり、より一層信頼性が向上する。回り止め構造は、例えば、中間部材の内周面と回転軸の外周面との一方に形成された凸係合部と、凸係合部に係合するように他方に形成された凹係合部とで構成することができる。 In addition, it is desirable that a detent structure that engages with each other to restrict rotation is also provided between the inner peripheral surface of the intermediate member and the outer peripheral surface of the rotation shaft. This makes it possible to reliably prevent circumferential slippage between the intermediate member and the rotating shaft, thereby further improving the reliability. The anti-rotation structure is, for example, a convex engagement portion formed on one of the inner peripheral surface of the intermediate member and the outer peripheral surface of the rotation shaft, and a concave engagement formed on the other so as to engage the convex engagement portion. It can consist of parts.
また、中間部材の軸方向両端部に、ロータの軸方向両端面に接触する一対の突起部を一体に設けてもよい。これにより、中間部材に対するロータの軸方向移動を規制することができるようになる。また、ロータの軸方向の移動を規制する専用の部材を別体で設ける必要がなくなり、部品点数が削減され低コスト化を図れるようになる。また、このような突起部が中間部材と一緒にロータに対してインサート成型されていることで、ロータの軸方向長さにばらつきがあったとしても、突起部を各ロータに対して隙間をあけずに接触させて成型することができ、ロータを高精度に位置規制することができる。これにより、ステータとロータとの位置関係が軸方向にずれた場合に生じる磁気回路の変動を確実に防止でき、性能の安定した信頼性の高い電動モータを提供できるようになる。 In addition, a pair of protrusions that contact with both axial end surfaces of the rotor may be integrally provided at both axial end portions of the intermediate member. Thereby, axial movement of the rotor with respect to the intermediate member can be restricted. In addition, it is not necessary to separately provide a dedicated member for restricting the axial movement of the rotor, so that the number of parts can be reduced and the cost can be reduced. In addition, since such projections are insert-molded on the rotor together with the intermediate member, even if there is variation in the axial length of the rotor, the projections can be separated from the respective rotors. It is possible to mold without contact and to positionally regulate the rotor with high accuracy. As a result, it is possible to reliably prevent the fluctuation of the magnetic circuit that occurs when the positional relationship between the stator and the rotor deviates in the axial direction, and it is possible to provide a highly reliable electric motor with stable performance.
また、中間部材と回転軸とをインサート成型により一体に成型してもよい。その場合、回転軸と中間部材との間の圧入代の管理も必要なくなるため、部品の寸法管理がより一層容易になる。 Also, the intermediate member and the rotary shaft may be integrally molded by insert molding. In that case, it is not necessary to control the press-fit allowance between the rotating shaft and the intermediate member, so the dimensional control of the parts is further facilitated.
ロータには、一般的に、マグネットがロータコアの表面に取り付けられた表面磁石型と、マグネットがロータコアの内部に埋め込まれた埋込磁石型とがあるが、本発明に適用するロータは表面磁石型であることが好ましい。表面磁石型の場合は、マグネットが取り付けられる前のロータコアに対して中間部材をインサート成型することができるので、マグネットがインサート成型時の熱の影響を受けることがない。従って、表面磁石型のロータを採用することで、インサート成型時の熱の影響によってマグネットが熱減磁して性能が低下する虞を回避することができ、マグネットの性能を良好に保つことができる。 The rotor generally has a surface magnet type in which a magnet is attached to the surface of the rotor core, and an embedded magnet type in which a magnet is embedded inside the rotor core, but the rotor applied to the present invention is a surface magnet type Is preferred. In the case of the surface magnet type, since the intermediate member can be insert-molded to the rotor core before the magnet is attached, the magnet is not affected by the heat during insert molding. Therefore, by adopting the surface magnet type rotor, it is possible to avoid the possibility that the magnet is thermally demagnetized due to the influence of heat at the time of insert molding and the performance is degraded, and the performance of the magnet can be maintained favorably. .
また、中間部材を樹脂製とすることで、中間部材を金属などで構成する場合に比べて、ロータユニットの軽量化を図ることができる。 Further, by making the intermediate member made of resin, the weight of the rotor unit can be reduced as compared to the case where the intermediate member is made of metal or the like.
また、本発明は、電動モータに用いられるロータユニットのシリーズであって、ロータと、ロータの内周の配置された回転軸と、ロータの内周面と回転軸の外周面との間に設けられてロータと回転軸とを連結する筒状の中間部材とを備えるロータユニットを、ロータの外径が異なるごとに複数種類備え、各種類のロータユニットにおけるロータ及び中間部材は、互いに係合してロータと中間部材との間での相対的な回転を規制する回り止め構造を有すると共に、インサート成型により一体に成型され、各種類のロータユニットにおける中間部材は、全て内径が同じ大きさに形成されていることを特徴とする。 Further, the present invention is a series of rotor units used for an electric motor, which is provided between a rotor, a rotary shaft arranged on the inner periphery of the rotor, and an inner peripheral surface of the rotor and an outer peripheral surface of the rotary shaft. Is provided with a plurality of types of rotor units each including a cylindrical intermediate member connecting the rotor and the rotation shaft, each time the outer diameter of the rotor is different, and the rotor and the intermediate members in each type of rotor unit are engaged with each other And has a detent structure for restricting relative rotation between the rotor and the intermediate member, and is integrally molded by insert molding, and all the intermediate members in each type of rotor unit have the same inner diameter. It is characterized by being.
このように、ロータと中間部材とが、インサート成型により一体に成型されていることで、上記と同様に、これらを圧入により組み付ける場合に比べて、ロータと中間部材との寸法管理が容易になり、低コスト化を図れるようになる。また、各種類のロータユニットにおける中間部材が、全て内径が同じ大きさに形成されていることで、中間部材に対して同じ外径の回転軸を挿入して組み付けることができるようになる。すなわち、外径の異なるロータを用いてロータユニットをシリーズ展開する場合であっても、中間部材の内径を全て同じ大きさに形成しておくことで、共通(1種類)の回転軸を用いることができるので、ロータユニットの種類ごとに外径の異なる回転軸を揃えておく必要がなく、低コスト化を図れるようになる。 Thus, as the rotor and the intermediate member are integrally formed by insert molding, similarly to the above, dimensional control of the rotor and the intermediate member becomes easier as compared with the case where they are assembled by press fitting. Cost reduction can be achieved. In addition, since the intermediate members in each type of rotor unit are all formed to have the same inner diameter, it is possible to insert and assemble a rotary shaft with the same outer diameter into the intermediate member. That is, even when the rotor units are developed in series using rotors having different outer diameters, the common (one type) rotation shaft can be used by forming the inner diameters of all the intermediate members to the same size. Therefore, it is not necessary to align rotation axes different in outer diameter for each type of rotor unit, and cost can be reduced.
本発明によれば、ロータユニットの部品の寸法管理が容易となり、低コスト化を図れるようになる。 According to the present invention, dimensional control of parts of the rotor unit is facilitated, and cost reduction can be achieved.
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the attached drawings. In each drawing for explaining the present invention, components such as members or components having the same function or shape are denoted by the same reference numerals as long as discrimination is possible, and then the explanation thereof will be described. I omit it.
図1は、本発明の実施形態に係る電動モータ用のロータユニットの斜視図、図2は、図1に示すロータユニットの縦断面図である。また、図3は、図1に示すロータユニットの分解斜視図、図4は、図2中の二点鎖線で囲まれる部分を拡大して示す拡大断面図である。 FIG. 1 is a perspective view of a rotor unit for an electric motor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the rotor unit shown in FIG. 3 is an exploded perspective view of the rotor unit shown in FIG. 1, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a portion surrounded by a two-dot chain line in FIG.
図1〜図3に示すように、本実施形態に係るロータユニット1は、ロータ2と、回転軸3と、中間部材4とで構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the rotor unit 1 according to the present embodiment is configured of a
ロータ2は、ロータユニット1が電動モータに適用された場合に、電動モータを構成するステータに対して対向するように配置され、コイルに電力が供給された際にステータとの間で生じる磁束の作用によって回転する部材である。具体的に、ロータ2は、軸方向に積層した複数の鋼板(例えば電磁鋼板等)で形成された環状のロータコア5と、ロータコア5の外周面に取り付けられた複数のマグネット6とで構成されている。ロータコア5の外周面には、各マグネット6の周方向両端面に係合する凸状の爪部5aが複数設けられている。一対の爪部5aの間にマグネット6を軸方向に挿入することで、マグネット6が一対の爪部5aによって外径方向に離脱しないように保持される。ただし、爪部5aでは、マグネット6の軸方向の移動は規制できないので、マグネット6の裏面に接着剤を塗布し、マグネット6をロータコア5の外周面に接着することで、マグネット6がロータコア5に対して軸方向に離脱しないようにしている。また、ロータコア5に対してマグネット6を接着する代わりに、各マグネット6の外周と軸方向両端面とを覆うようにカバー部材を設け、このカバー部材によってロータコア5に対するマグネット6の離脱を防止するようにしてもよい。
The
回転軸3は、金属製の中実体で構成され、ロータ2の内周に配置されている。中間部材4は、ロータ2の内周面と回転軸3の外周面との間に設けられてロータ2と回転軸3とを連結する樹脂製の筒状部材である。詳しくは、中間部材4は、小円筒部4aと、小円筒部4aの外周側に配置され小円筒部4aよりも外径及び内径が大きい大円筒部4bと、小円筒部4aと大円筒部4bとの軸方向中間部にて径方向に延びてこれらを連結する円環部4cとを有する。
The
図3に示すように、小円筒部4aの内周面には、軸方向に延びる複数の凸係合部4dが設けられている。一方、回転軸3の外周面には、小円筒部4aに設けられた複数の凸係合部4dと対応するように軸方向に延びる複数の凹係合部3aが設けられている。この凹係合部3aと凸係合部4dとは、図2に示すように、回転軸3が小円筒部4a内に挿入されて組み付けられた状態で互いに係合し、これらの係合によって回転軸3と中間部材4との間での周方向の回転が規制される。すなわち、凹係合部3a及び凸係合部4dは、互いに係合することにより、回転軸3の外周面と中間部材4(小円筒部4a)の内周面との間で回転を規制する回り止め構造として機能する。
As shown in FIG. 3, a plurality of convex
また、回転軸3の軸方向中間部には、外周面から外径方向に突出する鍔部3bが設けられている。鍔部3bは、図2に示すように、回転軸3が小円筒部4a内に挿入された際に、小円筒部4aの軸方向端部に突き当たって小円筒部4aに対する回転軸3の位置決めをする。また、この小円筒部4aの端部とは反対側の端部に対しては、回転軸3に設けられた加締め部3cが接触することで、回転軸3に対する中間部材4の軸方向の移動を規制している。
Further, at an axially intermediate portion of the
図3に示すように、加締め部3cは、凹係合部3aが設けられた軸方向領域Aの端部(鍔部3b側とは反対側の端部)に設けられている。また、加締め部3cは、加締め加工される前は、中間部材4に対する回転軸3の挿入を妨げないように、図4の実線で示す状態となっている。すなわち、加締め加工前の加締め部3cは、凹係合部3aが設けられた軸方向領域Aの外周面と同一面状、あるいは外周面から外径方向に突出しないように形成されている。また、加締め部3cが設けられた端部には、周方向に渡って溝部3eが形成されている(図4参照)。回転軸3が中間部材4の小円筒部4a内に挿入され、鍔部3bが小円筒部4aの端部に突き当たって回転軸3が位置決めされた状態で、溝部3eに楔などを打ち込んで、加締め部3cを図4の点線に示すように外径方向に曲げ加工することで、加締め部3cによって中間部材4の軸方向の移動が規制される。
As shown in FIG. 3, the crimped
また、図3に示すように、大円筒部4bの外周面には、軸方向に延びる複数の凹係合部4eが設けられている。一方、ロータ2(ロータコア5)の内周面には、大円筒部4bに設けられた複数の凹係合部4eと対応するように軸方向に延びる複数の凸係合部2aが形成されている。この凸係合部2aと凹係合部4eとは、互いに係合することでロータ2と中間部材4との間での周方向の回転を規制する。すなわち、凸係合部2a及び凹係合部4eは、互いに係合することにより、ロータ2の内周面と中間部材4(大円筒部4b)の外周面との間で回転を規制する回り止め構造として機能する。
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of concave
また、大円筒部4bの軸方向両端部には、外径方向に突出する一対の突起部4fが全周に渡って設けられている。一対の突起部4fは、ロータ2(ロータコア5)の軸方向両端面に接触することで(図2参照)、中間部材4に対するロータ2の軸方向移動を規制し、ロータ2と中間部材4とが軸方向に分離するのを防止している。
Further, a pair of protruding
ここで、上記のように構成された本実施形態に係るロータユニットにおいて、回転軸3と中間部材4との結合は、小円筒部4aに対する回転軸3の隙間、圧入のどちらの嵌め合いでも可能であるが、回転軸3とロータ2との同軸度をより高精度に組立て可能な圧入とすることが望ましい。また、回転軸3と中間部材4との間での回転トルクの伝達では、凹係合部3aと凸係合部4dとがトルクを受けるため、圧入とした場合の圧入代は、電動モータの出力などに応じて個別に設定する必要がない。これに対して、ロータ2と中間部材4との結合は、圧入ではなく、インサート成型による一体成型により行っている。
Here, in the rotor unit according to the present embodiment configured as described above, the connection between the
このように、ロータ2と中間部材4とをインサート成型により一体に成型することで、これらを圧入によって結合しなくてもよくなるので、ロータ2と中間部材4との間の圧入代(例えば数十ミクロンほど)の管理が不要になる。また、上記特許文献1に記載されているような二重圧入構造に比べて圧入箇所を減らすことができ、圧入箇所を回転軸3と中間部材4との間の一箇所だけにすることができ、かつ圧入代の仕様は1つに統一することができる。これにより、ロータユニットを構成する部品の寸法管理が容易になり、製造コストの低減を図れるようになる。
As described above, since the
また、ロータ2と中間部材4との間、回転軸3と中間部材4との間には、凸係合部と凹係合部との係合による回り止め構造が設けられていることで、圧入代の調整が必要な圧入による回り止め手段に比べて、各部材間での周方向の滑りを容易かつ確実に防止できるようになる。また、このような回り止め構造を採用することで、特にロータの回転位置を検知して電動モータを制御する構成においては、回転位置制御の精度が向上するので、信頼性が向上する。
Further, between the
なお、上記実施形態における凸係合部と凹係合部との凹凸関係は、逆であってもよい。また、このような回り止め構造は、互いに係合する凸係合部と凹係合部とで構成されるもの以外に、例えば、ロータ2の内周面と中間部材4の外周面、又は回転軸3の外周面と中間部材4の内周面を、それぞれ多角形状等の非真円形状に形成することで回り止めするものであってもよい。
In addition, the concavo-convex relationship between the convex engaging portion and the concave engaging portion in the above embodiment may be reversed. Moreover, such a rotation prevention structure is, for example, the inner peripheral surface of the
また、上記実施形態では、ロータ2の軸方向移動を規制する一対の突起部4fが、中間部材4と一緒にロータ2に対してインサート成型されていることで、止め輪を用いる場合よりも高精度に位置規制を行うことができる。すなわち、止め輪の場合は、ロータコアに軸方向長さのばらつきがあることを考慮すると、ロータコアの軸方向長さが最大のときでも止め輪を装着できるように予め中間部材に装着用の溝を形成しておかなければならないところ、ロータコアの軸方向長さが短い場合は、止め輪とロータコアとの間に軸方向の隙間が生じ、ロータコアが軸方向にずれる可能性がある。
Further, in the above embodiment, the pair of
これに対して、中間部材4と一緒にインサート成型される突起部4fは、ロータ2(ロータコア5)の軸方向長さにばらつきがあったとしても、各ロータ2に対して隙間をあけずに接触することができ、止め輪を用いた位置規制に比べてロータ2を高精度に位置規制することが可能である。これにより、ステータとロータとの位置関係が軸方向にずれた場合に生じる磁気回路の変動を確実に防止できるようになり、性能の安定した信頼性の高い電動モータを提供できるようになる。また、一対の突起部4fを中間部材4と一体成型することで、止め輪等の専用の部材を別体で設ける必要がなくなり、部品点数を減らすことができるので、低コスト化を図れるようになる。
On the other hand, even if there is a variation in the axial length of the rotor 2 (the rotor core 5), the
ところで、ロータには、一般的に、上記実施形態のような、マグネットがロータコアの外周面(表面)に取り付けられた表面磁石型(SPM:Surface Permanent Magnet)と称されるタイプと、これとは別に、マグネットがロータコアの内部に埋め込まれた埋込磁石型(IPM:Interior Permanent Magnet)と称されるタイプの、2種類のタイプがある。本発明の構成は、表面磁石型(SPM)に限らず、埋込磁石型(IPM)にも適用可能である。 By the way, the rotor generally has a type called a surface magnet type (SPM: Surface Permanent Magnet) in which a magnet is attached to the outer peripheral surface (surface) of the rotor core as in the above embodiment, and Separately, there are two types of types, called an interior permanent magnet (IPM) type in which a magnet is embedded inside the rotor core. The configuration of the present invention is applicable not only to the surface magnet type (SPM) but also to the embedded magnet type (IPM).
ただし、埋込磁石型(IPM)の場合は、ロータコアにマグネットを埋め込んだ状態で中間部材とインサート成型する必要があるため、マグネットがインサート成型時の熱の影響を少なからず受けることが考えられる。従って、マグネットの種類によっては、インサート成型時の熱によって熱減磁し、磁力が低下することがあり、注意が必要である。 However, in the case of the embedded magnet type (IPM), since it is necessary to perform insert molding with the intermediate member in a state in which the magnet is embedded in the rotor core, it is conceivable that the magnet is somewhat affected by heat during insert molding. Therefore, depending on the type of magnet, the heat during insert molding may cause heat demagnetization, which may reduce the magnetic force, and care should be taken.
これに対して、表面磁石型(SPM)の場合は、マグネットを取り付ける前のロータコアに対して中間部材をインサート成型することができるため、マグネットがインサート成型時の熱の影響を受けることがない。従って、熱減磁を回避してマグネットの性能を良好に保つには、表面磁石型(SPM)のロータを用いることが好ましい。 On the other hand, in the case of the surface magnet type (SPM), since the intermediate member can be insert-molded to the rotor core before the magnet is attached, the magnet is not affected by the heat at the time of insert molding. Therefore, it is preferable to use a surface magnet type (SPM) rotor in order to avoid thermal demagnetization and maintain good performance of the magnet.
また、中間部材4の材料としては、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等のいわゆるエンジニアリングプラスチックと称される熱可塑性合成樹脂や、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の熱可塑性合成樹脂、あるいは、GF(ガラス繊維)やCF(炭素繊維)等の繊維状強化材が含有された熱可塑性合成樹脂が挙げられる。中間部材4の材料として、樹脂以外の金属材料等を用いることも可能であるが、中間部材4を樹脂製とすることで、軽量化を図れる。また、中間部材4が樹脂製の場合は、中間部材4の回転トルクに対する強度(耐久性)の観点から、小出力の電動モータへの適用が望ましい。
Moreover, as a material of the
続いて、本発明に係るロータユニットのシリーズについて説明する。 Subsequently, a series of rotor units according to the present invention will be described.
図5及び図6は、本発明の実施形態に係るロータユニットのシリーズうちの一部のロータユニットの構成例を示す縦断面図である。 FIG.5 and FIG.6 is a longitudinal cross-sectional view which shows the structural example of the one part rotor unit among series of the rotor unit which concerns on embodiment of this invention.
図5に示すロータユニット1Aと、図6に示すロータユニット1Bとでは、外径及び内径の異なるロータ2を用いている。なお、各ロータユニット1A,1Bの基本的な構成は、図1〜図4に示す上記実施形態に係るロータユニットと同様である。この場合、図6に示すロータユニット1Bは、図5に示すロータユニット1Aよりも、大きい外径及び内径のロータ2を用いている(B2>B1、C2>C1)。また、これに伴って、図6に示すロータユニット1Bでは、図5に示すロータユニット1Aよりも、外径の大きい中間部材4を用いている(D2>D1)。この場合、図6に示すロータユニット1Bでは、中間部材4の円環部4cを径方向に大きく形成することで、中間部材4の外径が大きく形成されている。
The
上記のように、図5及び図6に示す各ロータユニット1A,1Bにおいては、ロータ2の径方向サイズに応じて中間部材4の外径を異ならせているが、これに対して、各ロータユニット1A,1Bにおける中間部材4の内径は、同じ大きさに設定されている(E1=E2)。
As described above, in each of the
このように、本実施形態に係るロータユニットのシリーズにおいては、各ロータユニット1A,1Bの中間部材4の内径を同じ大きさに設定していることで、中間部材4に対して同じ外径の回転軸3を挿入して組み付けることが可能である。すなわち、外径及び内径の異なるロータを用いてロータユニットをシリーズ展開する場合であっても、中間部材の内径を全て同じ大きさに形成しておくことで、共通(1種類)の回転軸を用いることができる。これにより、ロータユニットの種類ごとに外径の異なる回転軸を揃えておく必要がなく、1種類の回転軸を用いてシリーズ展開することができるので、低コスト化を図ることが可能である。
As described above, in the series of rotor units according to the present embodiment, the inner diameter of the
また、サイズの異なるロータを用いたシリーズにおいては、ロータの出力が異なることにより、ロータと中間部材との間及び回転軸と中間部材との間で生じる回転トルクや慣性モーメントの大きさが異なるが、各部材間で互いに係合することにより回転を規制する回り止め機構が設けられていることで、出力の異なるロータユニットであっても、同様の回り止め構造を用いて滑りが生じないように対応することが可能である。すなわち、圧入による結合力だけで回転を規制する場合は、部品間の圧入代を回転トルクや慣性モーメントの大きさに応じて個別に設定する必要があるが、本発明における回り止め構造によれば、圧入代を個別に設定する必要がなく、様々な大きさの回転トルクや慣性モーメントに対しても幅広く対応することができる。 Also, in the series using rotors of different sizes, the magnitudes of the rotational torque and the moment of inertia generated between the rotor and the intermediate member and between the rotary shaft and the intermediate member differ due to differences in the rotor output. By providing a detent mechanism that regulates rotation by engaging each other with each other, even with rotor units having different outputs, slippage does not occur using a similar detent structure. It is possible to correspond. That is, in the case of restricting the rotation only by the coupling force by the press-in, it is necessary to set the press-in allowance between the parts individually according to the size of the rotational torque and the moment of inertia. The press-in allowance does not have to be set individually, and can widely correspond to rotational torques and inertia moments of various sizes.
また、図5及び図6に示す各ロータユニット1A,1Bにおいても、図1〜図4に示す上記実施形態に係るロータユニットと同様に、ロータと中間部材とがインサート成型により一体に成型されている。従って、各ロータユニット1A,1Bにおいても、圧入箇所が減って、部品の寸法管理(圧入代の管理)が容易になるので、低コスト化を図ることが可能である。
Further, in each of the
以上、本発明の実施形態に係るロータユニットとそのシリーズについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、中間部材に対して回転軸を組み付けているが、ロータと中間部材に加えて、回転軸もインサート成型により一体に成型してもよい。その場合は、回転軸と中間部材との間の圧入代の管理も必要なくなるため、部品の寸法管理がより一層容易になる。また、上記実施形態では、回転軸3と中間部材4との係合部(凹係合部3a、凸係合部4d)、及び中間部材4とロータ2との係合部(凹係合部4e、凸係合部2a)が、それぞれ3箇所に設けられているが、このような係合部が設けられる箇所は1箇所でも複数箇所でもよい。
As mentioned above, although the rotor unit concerning the embodiment of the present invention and its series were explained, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. In the above embodiment, the rotary shaft is assembled to the intermediate member, but the rotary shaft may be integrally formed by insert molding in addition to the rotor and the intermediate member. In that case, it is not necessary to control the press-fit allowance between the rotating shaft and the intermediate member, so the dimensional control of the parts becomes even easier. Further, in the above embodiment, the engagement portion between the
1 ロータユニット
2 ロータ
2a 凸係合部
3 回転軸
3a 凹係合部
4 中間部材
4d 凸係合部
4e 凹係合部
4f 突起部
5 ロータコア
6 マグネット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
ロータと、前記ロータの内周に配置された回転軸と、前記ロータの内周面と前記回転軸の外周面との間に設けられて前記ロータと前記回転軸とを連結する筒状の中間部材とを備え、
前記ロータ及び前記中間部材は、互いに係合して前記ロータと前記中間部材との間での相対的な回転を規制する回り止め構造を有すると共に、インサート成型により一体に成型されていることを特徴とするロータユニット。 A rotor unit used for an electric motor,
A tubular intermediate which is provided between a rotor, a rotary shaft arranged on the inner periphery of the rotor, and an inner peripheral surface of the rotor and an outer peripheral surface of the rotary shaft to connect the rotor and the rotary shaft Equipped with
The rotor and the intermediate member have a detent structure which engages with each other to restrict relative rotation between the rotor and the intermediate member, and is integrally molded by insert molding. And a rotor unit.
前記回り止め構造は、前記中間部材の内周面と前記回転軸の外周面との一方に形成された凸係合部と、前記凸係合部に係合するように他方に形成された凹係合部とで構成されている請求項1又は2に記載のロータユニット。 There is provided an anti-rotation structure which engages with each other between the inner peripheral surface of the intermediate member and the outer peripheral surface of the rotary shaft to restrict rotation.
The anti-rotation structure includes a convex engaging portion formed on one of the inner peripheral surface of the intermediate member and the outer peripheral surface of the rotating shaft, and a concave formed on the other so as to engage the convex engaging portion. The rotor unit according to claim 1, wherein the rotor unit comprises an engaging portion.
ロータと、前記ロータの内周の配置された回転軸と、前記ロータの内周面と前記回転軸の外周面との間に設けられて前記ロータと前記回転軸とを連結する筒状の中間部材とを備えるロータユニットを、前記ロータの外径が異なるごとに複数種類備え、
各種類の前記ロータユニットにおける前記ロータ及び前記中間部材は、互いに係合して前記ロータと前記中間部材との間での相対的な回転を規制する回り止め構造を有すると共に、インサート成型により一体に成型され、
各種類の前記ロータユニットにおける前記中間部材は、全て内径が同じ大きさに形成されていることを特徴とするロータユニットのシリーズ。 A series of rotor units used for electric motors,
A cylindrical intermediate member provided between a rotor, a rotary shaft arranged on the inner periphery of the rotor, and an inner peripheral surface of the rotor and an outer peripheral surface of the rotary shaft to connect the rotor and the rotary shaft And a plurality of types of rotor units each having a different member for each different outer diameter of the rotor,
The rotor and the intermediate member in each type of the rotor unit have a detent structure which engages with each other to restrict relative rotation between the rotor and the intermediate member, and is integrally formed by insert molding. Molded,
A series of rotor units characterized in that the intermediate members in the rotor units of each type are all formed to have the same inner diameter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017231822A JP2019103237A (en) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Rotor unit and series of rotor unit |
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2017
- 2017-12-01 JP JP2017231822A patent/JP2019103237A/en active Pending
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