JP2019181839A - ブラシレスモータ用ロータの製造金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒状に焼結されたマグネットが樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの接合部材を、マグネットを径方向外側から複数の径方向支持駒で保持した状態でのキャビティへの樹脂の充填で形成するようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置において、マグネットに損傷が生じることを防止する。【解決手段】径方向支持駒１３が、駒部材２６と、マグネット５よりも柔軟な合成樹脂から成るとともにマグネット５の外周に当接することを可能として駒部材２６のマグネット５側の端部に固設される緩衝部材２７とから成る。【選択図】 図２

Description

本発明は、円筒状に焼結されたマグネットが樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの前記接合部材を、前記マグネットを径方向外側から複数の径方向支持駒で保持した状態でのキャビティへの樹脂の充填で形成するようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置に関する。

接合部材を射出成形するためにマグネットの軸方向両側から金型で挟み、マグネットの外周を周方向に二分割された可動駒で支持するようにした金型装置が特許文献１で知られている。

特開２００１−２４６６４５公報

上記特許文献１には、一対の可動駒のマグネットに対向する面が、マグネットを圧縮する方向で接触する形状と、圧縮によるマグネットの変形を径方向外方に逃がす形状とで構成される構造が開示されるが、マグネットが局部的に変形するので、可動駒が圧縮方向でマグネットに接触する部分でマグネットに損傷が生じる可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、マグネットに損傷が生じることを防止し得るようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、円筒状に焼結されたマグネットが樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの前記接合部材を、前記マグネットを径方向外側から複数の径方向支持駒で保持した状態でのキャビティへの樹脂の充填で形成するようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置において、前記径方向支持駒が、駒部材と、前記マグネットよりも柔軟な合成樹脂から成るとともに前記マグネットの外周に当接することを可能として前記駒部材の前記マグネット側の端部に固設される緩衝部材とから成ることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記径方向支持駒が、前記マグネットの周方向に分かれた位置で前記マグネットの周囲に固定配置される複数の入れ子間に、前記マグネットの径方向に移動可能に配置され、前記入れ子および前記マグネット間に、前記緩衝部材の変形を周方向に逃がすクリアランスが設けられることを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記緩衝部材が、前記駒部材に形成された略Ｔ字状の溝にしまり嵌めで固定されることを第３の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記緩衝部材が、前記駒部材にモールド結合されることを第４の特徴とする。

さらに本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、前記マグネットが、フェライト焼結マグネットであり、前記緩衝部材がポリアミド系樹脂およびポリアセタール系樹脂から選択される少なくとも１種類の樹脂から成ることを第５の特徴とする。

本発明の上記第１の特徴の構成によれば、駒部材に固設されてマグネットに接触する緩衝部材が、マグネットよりも柔軟な合成樹脂から成るので、射出成形圧力の作用によってマグネットが緩衝部材に強く接触してもマグネットが損傷することを防止することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、入れ子およびマグネット間のクリアランスで緩衝部材の変形が許容されるので、マグネットに過大な圧力がかかることはない。

本発明の第３の特徴によれば、駒部材の溝に緩衝部材がしまり嵌めで固定されるので、緩衝部材が柔軟であることからねじ部材等を用いることなくしまり嵌めで駒部材に固定することが可能であり、長期使用によって緩衝部材がすり減った場合などに容易に取り外して交換することができる。

本発明の第４の特徴によれば、記緩衝部材が駒部材にモールド結合されるので、緩衝部材を含む径方向支持駒の寸法精度を高めることができる。

さらに本発明の第５の特徴によれば、緩衝部材がポリアミド系樹脂およびポリアセタール系樹脂から選択される少なくとも１種類の樹脂から成ることにより、金型温度が１００°Ｃ以下の環境で好適に使用可能である。

ブラシレスモータ用ロータの製造金型装置の簡略化した縦断面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線矢視図である。 図１の４−４線断面図である。

本発明の実施の形態について添付の図１〜図４を参照しながら説明すると、先ず図１において、この製造金型装置は、円筒状に焼結されたマグネット５が樹脂製の接合部材６を介して回転軸７に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの前記接合部材６をキャビティ８への樹脂の充填で形成するものであり、前記回転軸７の一端側を嵌合、保持する第１保持孔１５を有しつつ前記マグネット５の一端部に当接される固定盤９と、この固定盤９に対する近接、離反を可能とした第１可動盤１０と、前記回転軸７の他端側を嵌合、保持する第２保持孔１６を有するとともに前記回転軸７の軸線に沿う方向での移動を可能として前記第１可動盤１０に支持される軸方向支持駒１２と、前記固定盤９および前記第１可動盤１０との前記回転軸７の軸線に沿う方向での相対移動を可能としつつ前記固定盤９および前記第１可動盤１０間に配置される第２可動盤１１と、前記マグネット５の外周の周方向に間隔をあけた複数箇所に当接することを可能として前記マグネット５の径方向に移動することを可能として前記第２可動盤１１に支持される複数の径方向支持駒１３と、前記回転軸７の軸線に沿う方向への移動を可能として前記第１および第２可動盤１０，１１に嵌合されて前記軸方向支持駒１２を囲繞する円筒状の可動部材１４とを備え、前記接合部材６を形成するためのキャビティ８が、前記固定盤９、前記径方向支持駒１３、前記マグネット５の内周および前記回転軸７の外周で形成される。

前記第１および第２可動盤１０，１１には、前記回転軸７と平行な軸線を有して前記第１可動盤１０に一端部が固設されるガイドロッド１７が挿通されており、このガイドロッド１７の他端部に固設されるストッパ１８が前記第２可動盤１１に第１可動盤１０とは反対側から当接可能である。しかも第１可動盤１０および第２可動盤１１間には第１コイルばね１９が設けられており、第２可動盤１１は、前記ストッパ１８に当接することで第１可動盤１０から離反する側への移動端が規制されるようにして、前記回転軸７の軸線に沿う方向で前記固定盤９および前記第１可動盤１０に対して相対移動可能としつつ第１可動盤１０に浮動支持される。

前記軸方向支持駒１２は、その一端部が前記マグネット５の他端部に当接することで前記マグネット５を前記固定盤９との間に挟持することを可能とするようにして円筒状に形成されており、この軸方向支持駒１２の他端部には、第１可動盤１０に前記固定盤９とは反対側から当接可能な鍔部１２ａが設けられる。また前記軸方向支持駒１２および第１可動盤１０間には第２コイルばね２０が設けられ、この第２コイルばね２０の弾発力で前記軸方向支持駒１２は前記マグネット５に近接する側に弾発付勢される。

軸方向支持駒１２は、前記回転軸７の他端側を嵌合、保持する第２保持孔１６を有しており、この第２保持孔１６内に、前記回転軸７の前記第１可動盤１０側の端部に当接する当接ピン２２が嵌入、固定される。また前記固定盤９に設けられた前記第１保持孔１５内に、前記回転軸７の前記固定盤９側の端部に当接する可動ピン２３が嵌合され、前記固定盤９および前記可動ピン２３間には、当該可動ピン２３を前記回転軸７側に向けて弾発付勢する第３コイルばね２４が設けられる。

図２および図３において、前記径方向支持駒１３は、前記マグネット５の周方向に等間隔をあけた４箇所に配置されるものであり、前記第２可動盤１１には、４つの径方向支持駒１３相互間に配置される４つの入れ子２５が固定されるとともに、前記径方向支持駒１３の移動をガイドするようにして各径方向支持駒１３の両側に配置される合計８個のガイド部材２１が固定される。

前記径方向支持駒１３は、たとえば金属製の駒部材２６と、前記マグネット５に当接することを可能としつつ前記駒部材２６の前記マグネット５側の端部に固設される緩衝部材２７から成るものであり、前記緩衝部材２７は、前記マグネット５よりも柔軟な合成樹脂から成る。たとえば前記マグネット５がフェライト焼結マグネットであるときに、前記緩衝部材２７は、ポリアミド系樹脂およびポリアセタール系樹脂から選択される少なくとも１種類の樹脂から成り、たとえばポリアミド系樹脂から成る。

前記駒部材２６は、両側の前記ガイド部材２１でガイドされるようにして矩形状に形成される駒部材主部２６ａと、一対の前記入れ子２５間に挿入されるようにして前記駒部材主部２６ａに一体に連設される平板状突出部２６ｂとを有し、前記平板状突出部２６ｂの前記マグネット５側端部に略Ｔ字状の溝２８が形成される。

前記緩衝部材２７は、前記溝２８にはまり嵌めで固定されるか、前記駒部材２６にモールド結合される。しかも前記入れ子２５には、４つの前記径方向支持駒１３間で前記マグネット５の外周に間隔をあけて対向する円弧面２５ａが形成されており、この円弧面２５ａと、前記マグネット５の外周との間には、前記緩衝部材２７の変形を周方向に逃がすクリアランス２９が形成される。

また前記径方向支持駒１３における前記駒部材主部２６ａの前記入れ子２５に対向する面の前記平板状突出部２６ｂを両側から挟む位置にはばね収容凹部３０が形成されており、それらのばね収容凹部３０に大部分が収容される第４コイルばね３１が、前記駒部材主部２６ａおよび前記入れ子２５間に設けられており、径方向支持駒１３は、第４コイルばね３１の弾発力で前記マグネット５から離反する側に弾発付勢される。

前記径方向支持駒１３における前記マグネット５側の部分すなわち平板状突出部２６ｂには、前記第１可動盤１０側に向けて突出する第１突部２６ｃが一体に突設される。また前記軸方向支持駒１２を囲繞する円筒状の可動部材１４が、前記回転軸７の軸線に沿う方向への移動を可能として前記第１および第２可動盤１０，１１に嵌合されており、この可動部材１４の前記固定盤９側の端部外周には、前記第１突部２６ｃに対応した第２突部１４ａが前記径方向支持駒１３側に向けて一体に突設される。

前記第１および第２突部２６ｃ，１４ａ間には、図１で示すような型締め状態で前記径方向支持駒１３を前記マグネット５側に移動させるカム機構３２が設けられる。このカム機構３２は、前記第１突部２６ｃの前記マグネット５とは反対側の側面に形成される第１傾斜面３３と、前記第２突部１４ａに形成される第２傾斜面３４とで構成されるものであり、第１および第２傾斜面３３，３４は、固定盤９側に向かうにつれて前記マグネット５から遠ざかるように傾斜している。

前記可動部材１４は、前記軸方向支持駒１２とは別に、前記第１可動盤１０との間に設けられる第５コイルばね３５で前記マグネット５に近接する側に弾発付勢されており、前記可動部材１４の付勢力すなわち第５コイルばね３５の弾発力は、前記型締め状態で前記径方向支持駒１３から前記マグネット５に作用する押圧力が所定値以下となるように設定される。

図３に注目して、前記固定盤９には、前記マグネット５の前記固定盤９側の端面に臨んで開口する複数の樹脂射出ゲート３７が前記第１保持孔１５の周方向に間隔をあけて設けられており、この実施の形態では、前記第１保持孔１５の周方向に１２０度ずつの間隔をあけた位置で前記固定盤９に前記樹脂射出ゲート３７が設けられる。

図４において、前記当接ピン２２の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所には、前記第２保持孔１６の内周面との間に第１ベント用通路３８を形成する平面状の第１切欠き部３９が設けられ、また前記軸方向支持駒１２の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所には、前記第１可動盤１０との間に第２ベント用通路４０を形成する平面状の第２切欠き部４１が設けられる。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、ブラシレスモータ用ロータを製造するための製造金型装置が、前記回転軸７の一端側を嵌合、保持する第１保持孔１５を有しつつ前記マグネット５の一端部に当接される固定盤９と、この固定盤９に対する近接、離反を可能とした第１可動盤１０と、前記回転軸７の他端側を嵌合、保持する第２保持孔１６を有するとともに前記マグネット５の他端部に当接することで前記マグネット５を前記固定盤９との間に挟持することを可能としつつ前記回転軸７の軸線に沿う方向での移動を可能として前記第１可動盤１０に支持されて前記マグネット５に近接する側に弾発付勢される軸方向支持駒１２と、前記固定盤９および前記第１可動盤１０との前記回転軸７の軸線に沿う方向での相対移動を可能としつつ前記固定盤９および前記第１可動盤１０間に配置される第２可動盤１１と、前記マグネット５の外周の周方向に間隔をあけた複数箇所に当接することを可能としつつ前記マグネット５の径方向に移動することを可能として前記第２可動盤１１に支持されるとともに前記マグネット５から離反する側に弾発付勢される複数の径方向支持駒１３とを備え、前記固定盤９に、前記マグネット５の前記固定盤９側の端面に臨んで開口する複数の樹脂射出ゲート３７が前記第１保持孔１５の周方向に間隔をあけて設けられるので、マグネット５は、固定盤９と、固定盤９に対して近接、離反移動可能な第１可動盤１０に回転軸７の軸線に沿う方向での移動を可能として支持されて前記マグネット５に近接する側に弾発付勢される軸方向支持駒１２とで軸方向両側から挟持されることになり、マグネット５の軸方向寸法公差を吸収することでマグネット５に軸方向両側から圧迫されることがないようにすることができる。またマグネット５の固定盤９側の端面に臨んで開口する複数の樹脂射出ゲート３７が固定盤９の第１保持孔１５の周方向に間隔をあけた複数箇所で固定盤９に設けられるので、射出された溶融樹脂による大きな衝撃が軸方向支持駒１２や径方向支持駒１３に作用することを回避して成形精度の向上を図ることができる。

また前記第２保持孔１６内に、前記回転軸７の前記第１可動盤１０側の端部に当接する当接ピン２２が嵌入、固定され、前記第１保持孔１５内に、前記回転軸７の前記固定盤９側の端部に当接する可動ピン２３が、前記回転軸７側に向けて弾発付勢されつつ嵌合されるので、回転軸７の軸方向寸法公差を吸収して回転軸７を支持することを可能としつつ、当接ピン２２を第１可動盤１０に強固に支持することにより固定盤９側から射出される溶融樹脂の圧力で回転軸７の軸線が傾くことがないようにすることができる。

また前記樹脂射出ゲート３７が、前記第１保持孔１５の周方向に１２０度ずつの間隔をあけて前記固定盤９に設けられるので、射出位置を周方向にバランスよく配置することで、溶融樹脂の圧力によってマグネット５の軸線が傾くことがないようにすることができる。

また前記当接ピン２２の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記第２保持孔１６の内周面との間に第１ベント用通路３８を形成する平面状の第１切欠き部３９が設けられるので、樹脂射出ゲート３７と反対側でキャビティ８に通じる第１ベント用通路３８を容易に形成することができ、また前記軸方向支持駒１２の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記第１可動盤１０との間に第２ベント用通路４０を形成する平面状の第２切欠き部４１が設けられるので、樹脂射出ゲート３７と反対側でキャビティ８に通じる第２ベント用通路４１を容易に形成することができる。

また複数の前記径方向支持駒１３の前記マグネット５側の部分に前記第１可動盤１０側に向けて突出する第１突部２６ｃが突設され、前記軸方向支持駒１２を囲繞する円筒状の可動部材１４が前記回転軸７の軸線に沿う方向への移動を可能として前記第１および第２可動盤１０，１１に嵌合され、前記可動部材１４の固定盤９側の端部外周に前記第１突部２６ｃに対応した第２突部１４ａが前記径方向支持駒１３側に向けて突設され、前記第１および第２突部２６ｃ，１４ａ間に型締め状態で前記径方向支持駒１３を前記マグネット５側に移動させるカム機構３２が設けられるので、マグネット５から離反する側に弾発付勢されている径方向支持駒１３を型締めによってマグネット５の外周に当接させることができる。

また前記可動部材１４が、前記軸方向支持駒１２とは別に前記マグネット５に近接する側に弾発付勢され、前記可動部材１４の付勢力が、前記型締め状態で前記径方向支持駒１３から前記マグネット５に作用する押圧力が所定値以下となるように設定されるので、型締め状態で過大な押圧力が径方向支持駒１３からマグネット５に作用することはない。

また前記径方向支持駒１３が、駒部材２６と、前記マグネット５よりも柔軟な合成樹脂から成るとともに前記マグネット５の外周に当接することを可能として前記駒部材２６の前記マグネット５側の端部に固設される緩衝部材２７とから成るので、射出成形圧力の作用によってマグネット５が緩衝部材２７に強く接触してもマグネット５が損傷することを防止することができる。

また径方向支持駒１３が、前記マグネット５の周方向に分かれた位置で前記マグネット５の周囲に固定配置される複数の入れ子２５間に、前記マグネット５の径方向に移動可能に配置され、前記入れ子２５および前記マグネット５間に、前記緩衝部材２７の変形を周方向に逃がすクリアランス２９が設けられるので、入れ子２５およびマグネット５間のクリアランス２９で緩衝部材２７の変形が許容されることになり、マグネット５に過大な圧力がかかることはない。

また前記緩衝部材２７が、前記駒部材２６に形成された略Ｔ字状の溝２８にしまり嵌めで固定される場合には、緩衝部材２７が柔軟であることからねじ部材等を用いることなくしまり嵌めで駒部材２６に固定することが可能であり、長期使用によって緩衝部材２７がすり減った場合などに容易に取り外して交換することができる。

また前記緩衝部材２７が、前記駒部材２６にモールド結合される場合には、緩衝部材２７を含む径方向支持駒１３の寸法精度を高めることができる。

さらに前記マグネット５が、フェライト焼結マグネットであり、前記緩衝部材２７がポリアミド系樹脂から成るものであるので、金型温度が１００°Ｃ以下の環境で好適に使用可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上述の実施の形態では緩衝部材２７がポリアミド系樹脂から成るものであったが、ポリアセタール系樹脂たとえばジュラコン（商品名）であってもよく、緩衝部材２７が、ポリアミド系樹脂およびポリアセタール系樹脂のいずれから成るものであってもマグネット５よりも柔軟な緩衝部材２７を容易に形成することができ、金型温度が１００°Ｃ以下の環境で好適に使用可能である。

５・・・マグネット
６・・・接合部材
７・・・回転軸
８・・・キャビティ
１３・・・径方向支持駒
２５・・・入れ子
２６・・・駒部材
２７・・・緩衝部材
２８・・・溝
２９・・・クリアランス

Claims (5)

1. 円筒状に焼結されたマグネット（５）が樹脂製の接合部材（６）を介して回転軸（７）に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの前記接合部材（６）を、前記マグネット（５）を径方向外側から複数の径方向支持駒（１３）で保持した状態でのキャビティ（８）への樹脂の充填で形成するようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置において、前記径方向支持駒（１３）が、駒部材（２６）と、前記マグネット（５）よりも柔軟な合成樹脂から成るとともに前記マグネット（５）の外周に当接することを可能として前記駒部材（２６）の前記マグネット（５）側の端部に固設される緩衝部材（２７）とから成ることを特徴とするブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
2. 前記径方向支持駒（１３）が、前記マグネット（５）の周方向に分かれた位置で前記マグネット（５）の周囲に固定配置される複数の入れ子（２５）間に、前記マグネット（５）の径方向に移動可能に配置され、前記入れ子（２５）および前記マグネット（５）間に、前記緩衝部材（２７）の変形を周方向に逃がすクリアランス（２９）が設けられ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用ロータの製造金型装置。
3. 前記緩衝部材（２７）が、前記駒部材（２６）に形成された略Ｔ字状の溝（２８）にしまり嵌めで固設されることを特徴とする請求項１または２に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
4. 前記緩衝部材（２７）が、前記駒部材（２６）にモールド結合されることを特徴とする請求項１または２に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
5. 前記マグネット（５）が、フェライト焼結マグネットであり、前記緩衝部材（２７）がポリアミド系樹脂およびポリアセタール系樹脂から選択される少なくとも１種類の樹脂から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。

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