JP2022174430A - ロータ - Google Patents

Abstract

【課題】異音の発生が抑制されたロータを提供する。【解決手段】ロータ１０は、シャフト２０と、シャフト２０に固定されたロータコア３０と、ロータコア３０の径方向外側の表面に配置された複数のマグネット４０と、複数のマグネット４０を覆う筒状のマグネットカバー５０と、ロータコア３０に対して軸方向の両側に配置されたプレート６０とを備える。プレート６０は、マグネットカバー５０の端部の包みかしめ部５１に保持されている。プレート６０は、ロータコア３０に回転方向に接触する回転規制部としての爪部７１、７２を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、ロータに関する。

従来、ロータコアの外表面にマグネットが配置された表面磁石型のロータでは、マグネットの飛散を防止するために筒状のマグネットカバーおよび板状のプレートを設置している。マグネットカバーはロータコアの外側に圧入され、プレートはロータコアに対して軸方向の両側に配置されてマグネットカバーに保持される。特許文献１に開示されたロータでは、マグネットカバーの両端の包みかしめ部によりプレートの軸方向移動が規制される。

特開２０１８－３３２４１号公報

ところで、プレートはシャフトに圧入されることで相対回転が拘束されている。しかし、マグネットカバーの包みかしめ部を形成するときにプレートの芯ずれが発生した場合、プレートのシャフトへの嵌合孔が変形して当該プレートの拘束力が小さくなることで、ロータ回転時にプレートが回転方向に動いて異音が発生するおそれがある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、異音の発生が抑制されたロータを提供することである。

本発明のロータは、シャフト（２０）と、シャフトに固定されたロータコア（３０）と、ロータコアの径方向外側の表面に配置された複数のマグネット（４０）と、複数のマグネットを覆う筒状のマグネットカバー（５０）と、ロータコアに対して軸方向の両側に配置されたプレート（６０）とを備える。プレートは、マグネットカバーの端部の包みかしめ部（５１）に保持されている。プレートおよびロータコアの一方は、プレートおよびロータコアの他方に回転方向に接触する回転規制部（７１、７２、７１２、７２２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７２７、７１８）を有する。

これにより、仮にマグネットカバーの包みかしめ部を形成するときにプレートの芯ずれが発生し、プレートのシャフトへの嵌合孔が変形して当該プレートの拘束力が小さくなっても、回転規制部によりプレートの相対回転が規制される。したがって、ロータ回転時にプレートが回転方向に動くことが抑制され、異音の発生を抑制することができる。

第１実施形態のロータの縦断面図。 図１のロータを矢印ＩＩ方向から見た図。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。 プレートの基となる円盤部材を示す図。 第２実施形態のロータの断面図であって、第１実施形態の図３に対応する図。 第３実施形態のロータを軸方向から見た図であって、第１実施形態の図２に対応する図。 第４実施形態のロータを軸方向から見た図であって、第１実施形態の図２に対応する図。 第５実施形態のロータの断面図であって、第１実施形態の図３に対応する図。 第６実施形態のロータの断面図であって、第１実施形態の図３に対応する図。 第７実施形態のロータの断面図であって、第１実施形態の図３に対応する図。 第８実施形態のロータの断面図であって、第１実施形態の図３に対応する図。 第９実施形態の円盤部材を示す図であって、第１実施形態の図４に対応する図。

以下、ロータの複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

［第１実施形態］
図１および図２に示すように、第１実施形態のロータ１０は、モータ１の回転子として設けられるものであって、ステータ５の内側で回転可能に設けられる。ロータ１０は、シャフト２０、ロータコア３０、複数のマグネット４０、マグネットカバー５０および一対のプレート６０を備える。

シャフト２０は、回転軸心Ｏまわりに回転可能に設けられる。ロータコア３０は、円筒状に形成され、シャフト２０に一体回転可能に固定されている。第１実施形態では、シャフト２０は長手方向の中間部にローレット部２１を有しており、ロータコア３０はローレット部２１に圧入されることでシャフト２０に固定されている。

図１では、記載が煩雑になることを避けるためにロータコア３０を１つの部材で示しているが、実際にはロータコア３０は複数枚の板からなる積層体である。ロータコア３０は、例えば電磁鋼板材をプレス加工により打ち抜いて形成した複数枚のロータコアシートを軸方向に積層して一体化することにより作られている。

以下、回転軸心Ｏに平行な方向のことを軸方向と記載する。また、回転軸心Ｏに直交する方向のことを径方向と記載する。また、回転軸心Ｏまわりの方向のことを回転方向または周方向と記載する。

各マグネット４０は、ロータコア３０の径方向外側の表面において周方向に等間隔に配置されている。マグネットカバー５０は、各マグネット４０を一括して覆う筒状部材であって、非磁性材料からなる。プレート６０は、マグネットカバー５０内の軸方向両端であってロータコア３０に対して軸方向の両側に配置されている。プレート６０は、径方向内側に位置してロータコア３０と軸方向に当接する内側部６２と、内側部６２からマグネット４０とは反対側に離間するように屈曲しつつ径方向外側に延びる外側部６３とを有する。マグネットカバー５０にはその軸方向両端部にプレート６０の外縁を支点としてかしめられた包みかしめ部５１が形成されており、プレート６０は包みかしめ部５１に保持されている。プレート６０は、包みかしめ部５１により軸方向の移動が規制されている。包みかしめ部５１は包みかしめにより形成される。

プレート６０は、ロータコア３０と同様にローレット部２１に係合することで相対回転が規制されるようになっている。プレート６０の中央部にはローレット部２１に嵌合する嵌合孔６４が形成されている。しかし従来、マグネットカバー５０の包みかしめ部５１を形成するときにプレート６０に径方向の力が作用して当該プレート６０の芯ずれが発生した場合、嵌合孔６４が変形してプレート６０の拘束力が小さくなることで、ロータ１０の回転時にプレート６０が回転方向に動いて異音が発生する問題がある。

上記問題に対して、第１実施形態では、図２および図３に示すようにロータ１０は「回転規制部」としての爪部７１、７２を備える。爪部７１、７２は、プレート６０に設けられており、ロータコア３０に回転方向に接触してプレート６０の相対回転を規制する。つまり爪部７１、７２は回り止めとして機能する。

プレート６０は、円盤状の本体部６１と爪部７１、７２とを一体に有する。すなわち本体部６１と爪部７１、７２は同一部材からなる。本体部６１は内側部６２および外側部６３を有する。内側部６２は周方向の２箇所に通孔６５を有する。各通孔６５は回転軸心Ｏに対して点対称に配置されている。爪部７１、７２は通孔６５の縁部に形成されている。

ロータコア３０は、軸方向に開いた複数の空隙孔３１を有する。爪部７１、７２は、通孔６５の縁から空隙孔３１内に突き出した突起である。爪部７１は、通孔６５の縁のうち周方向の一方に形成されており、プレート６０の周方向一方への相対回転を規制する。また、爪部７２は、通孔６５の縁のうち周方向の他方に形成されており、プレート６０の周方向他方への相対回転を規制する。複数の爪部７１、７２は、回転軸心Ｏに対して点対称に配置されている。

プレート６０は、図４に示すような円盤部材８０から作られる。円盤部材８０は、例えばプレス加工により打ち抜いて形成され、本体部６１、および、後に爪部７１、７２となる板状突起８１、８２を有する。板状突起８１、８２は、通孔６５の縁から周方向の一方および他方に突き出す突起であり、本体部６１と一体になっている。円盤部材８０は、シャフト２０に圧入されたあと、マグネットカバー５０の軸方向端部が円盤部材８０の外縁を支点としてかしめられてなる包みかしめ部５１により、軸方向の移動が規制される。板状突起８１、８２は、図２および図３に示すように空隙孔３１の内壁面に当接するまで曲げられて爪部７１、７２となる。

（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、ロータ１０は、マグネットカバー５０の端部の包みかしめ部５１に保持されているプレート６０を備える。プレート６０は、ロータコア３０に回転方向に接触する回転規制部としての爪部７１、７２を有する。これにより、仮にマグネットカバー５０の包みかしめ部５１を形成するときにプレート６０の芯ずれが発生し、プレート６０のシャフト２０への嵌合孔６４が変形して当該プレート６０の拘束力が小さくなっても、爪部７１、７２によりプレート６０の相対回転が規制される。したがって、ロータ１０の回転時にプレート６０が回転方向に動くことが抑制され、異音の発生を抑制することができる。

また第１実施形態では、ロータコア３０は軸方向に開いた空隙孔３１を有する。爪部７１、７２は、プレート６０の本体部６１から空隙孔３１内に突き出した突起から構成されている。これにより爪部７１、７２がロータコア３０と接触して回り止めとなることで、プレート６０の相対回転を規制することができる。

また第１実施形態では、爪部７１、７２は、本体部６１と一体の板状突起８１、８２が空隙孔３１の内壁面に当接するまで曲げられてなる曲成部である。プレート６０の基となる円盤部材８０の一部を曲げ加工して爪部７１、７２とすることで、別部品が不要である。例えば別部品をプレートに組み付けて突起を設けること等が必要ない。そのため従来形態から部品構成を変更しなくてもよい。

また第１実施形態では、爪部７１、７２は複数設けられる。複数の爪部７１、７２は回転軸心Ｏに対して点対称に配置されている。これによりロータ１０の回転アンバランスが発生しない。

［第２実施形態］
第２実施形態では、図５に示すように「回転規制部」としての爪部７１２、７２２が設けられる。爪部７１２、７２２は９０°以上曲げられている。これにより、通孔６５の縁と空隙孔３１の縁が一致しない位置関係に設計されても、あるいは組付け時に通孔６５の縁と空隙孔３１の縁との位置関係にずれが生じても、爪部７１２、７２２を空隙孔３１の内壁面に必ず当接させることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、図６に示すように「回転規制部」としての爪部７１３が設けられる。爪部７１３は、通孔６５の縁のうち径方向内側から空隙孔３１内に突き出した突起である。爪部７１３は、周方向の両側が空隙孔３１の内壁面に接触して、プレート６０の相対回転を規制する。

［第４実施形態］
第４実施形態では、図７に示すように「回転規制部」としての爪部７１４が設けられる。爪部７１４は、通孔６５の縁のうち径方向外側から空隙孔３１内に突き出した突起である。爪部７１４は、周方向の両側が空隙孔３１の内壁面に接触して、プレート６０の相対回転を規制する。

［第５実施形態］
第５実施形態では、図８に示すように「回転規制部」としての凸部７１５が設けられる。凸部７１５は、空隙孔３１内に出っ張るように形成されており、例えばシャフト２０に圧入された円盤部材８０の一部がロータコア３０側に押圧されることにより形成される。凸部７１５は、周方向の両側が空隙孔３１の内壁面に接触して、プレート６０の相対回転を規制する。

［第６実施形態］
第６実施形態では、図９に示すように「回転規制部」としての突起７１６が設けられる。突起７１６は、ロータコア３０からプレート６０の回転規制孔７５６内に突き出した突起である。突起７１６は、周方向の両側が回転規制孔７５６の内壁面に接触して、プレート６０の相対回転を規制する。このように、回転規制部がロータコア３０に設けられてもよい。

［第７実施形態］
第７実施形態では、図１０に示すように「回転規制部」としての爪部材７０７、７５７が設けられる。爪部材７０７、７５７は、プレート６０とは別部材である。爪部材７０７は空隙孔３１内に突き出した爪部７１７を有し、爪部材７５７は空隙孔３１内に突き出した爪部７２７を有する。このように、回転規制部としての爪部７１７、７２７がプレート６０とは別部材から構成されてもよい。

［第８実施形態］
第８実施形態では、図１１に示すように「回転規制部」としての突起部材７０８が設けられる。突起部材７０８は、プレート６０とは別部材であり、空隙孔３１内に突き出した突起７１８を有する。このように、回転規制部がプレート６０とは別部材から構成されてもよい。

［第９実施形態］
第９実施形態では、図１２に示すようにシャフト２０への組付け前の単品状態において円盤部材８０の板状突起８１、８２が曲げられて爪部７１、７２が形成され、その後にプレート６０がシャフト２０に組み付けられてもよい。それでも爪部７１、７２が回転方向でロータコア３０に接触することで、プレート６０の相対回転を規制することができる。

［第１０実施形態］
第１０実施形態では、図１２に示すようにシャフト２０への組付け前の単品状態において円盤部材８０の板状突起８１、８２が曲げられて爪部７１、７２が形成され、その後にプレート６０がシャフト２０に組み付けられ、その後さらに図５に示すように爪部７１、７２が曲げられて空隙孔３１の内壁面に当接させられる。これにより、通孔６５の縁と空隙孔３１の縁が一致しない位置関係に設計されても、あるいは組付け時に通孔６５の縁と空隙孔３１の縁との位置関係にずれが生じても、爪部７１、７２を空隙孔３１の内壁面に必ず当接させることができる。また、シャフト２０への組付け後に板状突起８１、８２を曲げる場合に当該板状突起８１、８２がロータコア３０に干渉して曲げられない事態を避けることができる。

［他の実施形態］
他の実施形態では、爪部の数は３つ以下、または５つ以上であってもよい。また、通孔は形成されず、円盤部材にＵ字状のスリットを形成して当該スリット内の部分を曲げて爪部としてもよい。
他の実施形態では、ロータはモータに限らず発電機に適用されてもよい。

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。

１０ ロータ、２０ シャフト、３０ ロータコア、４０ マグネット、５０ マグネットカバー、５１ 包みかしめ部、６０ プレート、７１、７２、７１２、７２２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７２７、７１８ 回転規制部。

Claims (4)

1. シャフト（２０）と、
   前記シャフトに固定されたロータコア（３０）と、
   前記ロータコアの径方向外側の表面に配置された複数のマグネット（４０）と、
   複数の前記マグネットを覆う筒状のマグネットカバー（５０）と、
   前記ロータコアに対して軸方向の両側に配置され、前記マグネットカバーの端部の包みかしめ部（５１）に保持されているプレート（６０）と、
   を備え、
   前記プレートおよび前記ロータコアの一方は、前記プレートおよび前記ロータコアの他方に回転方向に接触する回転規制部（７１、７２、７１２、７２２、７１３、７１４、７１５、７１６、７１７、７２７、７１８）を有する、ロータ。
2. 前記ロータコアは、軸方向に開いた空隙孔（３１）を有し、
   前記回転規制部は、前記プレートの本体部（６１）から前記空隙孔内に突き出した突起から構成されている、請求項１に記載のロータ。
3. 前記突起は、前記本体部と一体の板状突起が前記空隙孔の内壁面に当接するまで曲げられてなる曲成部である、請求項２に記載のロータ
4. 前記突起は複数設けられ、
   複数の前記突起は、前記シャフトの回転軸心（Ｏ）に対して点対称に配置されている、請求項２または３に記載のロータ。

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