JP2955927B2 - 回転電機用マグネットロータ - Google Patents

回転電機用マグネットロータ

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JP2955927B2
JP2955927B2 JP9141254A JP14125497A JP2955927B2 JP 2955927 B2 JP2955927 B2 JP 2955927B2 JP 9141254 A JP9141254 A JP 9141254A JP 14125497 A JP14125497 A JP 14125497A JP 2955927 B2 JP2955927 B2 JP 2955927B2
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magnet
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pin
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昭男 玉木
操 倉田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はモータやロータリソ
レノイド等に使用する回転電機用マグネットロータに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、シャフトの外周面にマグネットを
固着した回転電機用マグネットロータは、例えば、実公
平7−23004号公報で知られている。
【0003】この種のマグネットロータは丸棒状のシャ
フトと円筒状のマグネットを同軸上に組付けて構成し、
ロータリソレノイド等のケーシングの中心に回動自在に
支持される。一方、ケーシングの内部には、コア(ヨー
ク)に巻付けたコイルを有するステータを備え、マグネ
ットロータのマグネット磁極は、一定のギャップを介し
てステータに対向する。これにより、ロータリソレノイ
ドの場合には、ステータに対する通電制御を行なうこと
により、マグネットロータを一定の角度範囲で回動変位
させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のマグネットロータは、次のような解決すべき課題が存
在した。
【0005】第一に、ロータリソレノイドは、シャフト
に結合した外部機器の可動部材を正確に変位させる必要
があるため、通常、シャフトの先端をDカットし、可動
部材に対して周方向に位置決めすることも多い。したが
って、マグネットロータにおけるマグネットもシャフト
に対して正確に位置決めして取付ける必要があるが、マ
グネットが円筒状のため、丸棒状のシャフトに対して正
確に位置決めできないとともに、マグネットとシャフト
間の隙間の存在により特性及び品質のバラつきを生じや
すい。
【0006】第二に、中空部分の形状精度が要求される
円筒状のマグネットを必要とするため、マグネットの製
造コストが高くなり、全体のコストアップを招く。
【0007】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、シャフトに対するマグネッ
トの容易かつ正確な位置決めを可能にすることにより、
特性及び品質のバラつきを解消できるとともに、全体の
コストダウンに寄与できる回転電機用マグネットロータ
の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明
は、非磁性体で形成したシャフト2の外周面2fにマグ
ネット3を固着した回転電機用マグネットロータ1を構
成するに際して、シャフト2に直径方向の貫通孔6を設
け、この貫通孔6の両側から磁性体よりなるピン部材4
a,4bをそれぞれ挿入し、かつ当該ピン部材4a,4
bの先端同士を接触させて取付けるとともに、各ピン部
材4a,4b間に配することにより当該ピン部材4a,
4bによって周方向に位置決めされる複数のマグネット
メンバ3a,3bを備えることを特徴とする。
【0009】この場合、好適な実施の形態により、シャ
フト2は、当該シャフト2に結合する外部の可動部材に
対して周方向に位置決めする結合部2cを有する。ま
た、マグネットメンバ3a,3bは、シャフト2におけ
る予め設定した位置に装着したリング部材7により軸方
向に位置決めされる。したがって、シャフト2は、マグ
ネットメンバ3a,3bが載り、かつ装着したリング部
材7に対して位置規制する大径のマグネット装着部2m
を有する。さらに、少なくともマグネットメンバ3a,
3b及びピン部材4a,4bは、外面を合成樹脂層8に
より被覆する。
【0010】これにより、各マグネットメンバ3a,3
bは、シャフト2の外周面2fの周方向に配されたピン
部材4a,4bにより、正確かつ容易に位置決めされて
取付けられるとともに、各マグネットメンバ3a,3b
と磁性体よりなる各ピン部材4a,4bは、交互にシャ
フト2の周方向に配列し、これにより、磁極N,Sが周
方向へ交互に配されるマグネットロータ1が構成され
る。この際、シャフト2に直径方向の貫通孔6を設け、
この貫通孔6の両側からピン部材4a,4bをそれぞれ
挿入し、かつ当該ピン部材4a,4bの先端同士を接触
させて取付けるようにしたため、ピン部材4a,4bは
容易かつ確実に取付けられるとともに、各ピン部材4
a,4bによる磁路が構成され、磁気特性が向上する。
【0011】なお、シャフト2における予め設定した位
置に、マグネットメンバ3a,3bを載せるマグネット
装着部2mを設け、かつこのマグネット装着部2mによ
り位置規制されるリング部材7を装着すれば、マグネッ
トメンバ3a,3bは、軸方向に正確かつ容易に位置決
めされる。さらに、少なくともマグネットメンバ3a,
3b及びピン部材4a,4bを合成樹脂層8により被覆
すれば、接着剤等により固着されるマグネットメンバ3
a,3b及びピン部材4a,4bは、より強固に固定さ
れ、かつ錆び防止が図られる。
【0012】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
【0013】まず、本実施例に係るマグネットロータ1
を備えるロータリソレノイドR(回転電機)の全体構成
について、図1及び図2を参照して説明する。
【0014】ロータリソレノイドRにおいて、10はス
テータであり、磁性体で形成したヨーク11を有する。
ヨーク11はリング形のヨーク本体部12とこのヨーク
本体部12の内周面における180゜対向位置から中心
方向に突出した一対のコア部13a,13bからなる。
そして、このヨーク11は仮想線で位置のみを示すケー
シング14内に収容される。
【0015】また、ヨーク11には両端側から絶縁材で
形成した一対のボビン半体部15a,15bを嵌着す
る。これにより、コア部13a,13bを覆うボビン1
5が構成される。ボビン15により覆われたコア部13
a,13bには、マグネットワイヤを巻回することによ
りコイル部16a,16bを設ける。これにより、ステ
ータ10が構成され、コア部13a及び13bの相対向
する先端面は磁極部となる。なお、17…はコイル部1
6a,16b(マグネットワイヤ)の位置を規制するボ
ビン半体部15a,15bに一体形成した規制衝立板
部、18…は同様に形成した規制棒部である。一方、コ
ア部13aと13b間には、本実施例に係るマグネット
ロータ1が配される。
【0016】次に、マグネットロータ1の構成につい
て、図1〜図4を参照して具体的に説明する。
【0017】マグネットロータ1は、非磁性体で形成し
たシャフト2を有し、このシャフト2はケーシング14
の中心に回動自在に支持される。
【0018】シャフト2の一端側にはDカットにより形
成した結合部2cを設ける。この結合部2cはシャフト
2を外部の可動部材に結合する際に、当該可動部材に対
して周方向に位置決めする機能を有する。また、シャフ
ト2の中間部には図4に示すように、後述するマグネッ
トメンバ3a,3bを載せるマグネット装着部2mを設
ける。このマグネット装着部2mの径はシャフト2の他
の部分(シャフト本体2s)よりも大きくする。
【0019】一方、シャフト本体2sには図4に示す弾
性材で形成したリング部材7を装着する。この場合、マ
グネット装着部2mとシャフト本体2sの境界部であっ
て、リング部材7の装着側にはマグネット装着部2mよ
りも小径となり、かつシャフト本体2sよりも大径とな
るリング部材装着部2rを設け、このリング部材装着部
2rにリング部材7を装着する。リング部材7の内周縁
には中心方向に突出した複数の係合部7s…を有し、各
係合部7s…の先端を結ぶ円は、シャフト本体部2sよ
りも大径となり、かつリング部材装着部2rよりも小径
となるため、装着時には、各係合部7s…がリング部材
装着部2rにより押し広げられ、リング部材装着部2r
の周面に圧着するとともに、リング部材7をマグネット
装着部2mの端面に当接させれば、その位置が規制され
る。なお、リング部材7の外周縁はマグネット装着部2
mよりも径方向外方に突出する。
【0020】また、マグネット装着部2mには、図3に
示すような直径方向の貫通孔6を設ける。そして、この
貫通孔6の両側から予め用意した一対のピン部材4a,
4bをそれぞれ挿入して取付ける。ピン部材4a(4b
も同じ)は磁性体で形成し、図3に示すように、貫通孔
6に挿入するピン本体部21とこのピン本体部21の一
端に設けた貫通孔6よりも大径の頭部22からなる。こ
の場合、ピン部材4a,4bを貫通孔6に取付けた際に
は、各ピン部材4a,4bの先端同士が接触するように
ピン本体部21…の長さを選定する。なお、各ピン部材
4a,4bは接着剤等により貫通孔6に固着できる。こ
のような構成により、各ピン部材4a,4bを容易かつ
確実に取付けることができるとともに、各ピン部材4
a,4bによる磁路が構成されることにより磁気特性が
向上する。よって、各ピン部材4a,4bはシャフト2
(マグネット装着部2m)の外周面2fの周方向に所定
間隔置きに配され、かつ予め設定した位置に取付けられ
る。
【0021】他方、一対のマグネットメンバ3a,3b
を用意する。各マグネットメンバ3a,3bの形状は図
3に示すように、シャフト2のマグネット装着部2mの
径と同一の内径を有する円筒を軸線に平行な一対の対称
平面でカットし、当該対称平面の外側の部分と同一形状
にする。この際、対称平面同士の間隔はピン部材4aの
頭部22の径と同一にする。また、マグネットメンバ3
a,3bは、ネオジウムマグネットを使用できる。ネオ
ジウムマグネットは錆び易い性質を有するため、外面に
はアルミニウム蒸着によるメッキ処理を施す。
【0022】そして、マグネットメンバ3a,3bを各
ピン部材4a,4b間に配し、接着剤等によりマグネッ
ト装着部2m上に固着する。この際、マグネットメンバ
3a,3bの一端はリング部材7に当接させる。これに
より、マグネットメンバ3a,3bは、各ピン部材4
a,4bによって周方向に容易かつ確実に位置決めされ
るとともに、リング部材7により軸方向に容易かつ確実
に位置決めされる。よって、ピン部材4a,4bを含む
マグネットメンバ3a,3bによりマグネット3が構成
される。
【0023】さらに、マグネットメンバ3a,3b,ピ
ン部材4a,4b及びリング部材7は、合成樹脂により
インサート成形し、マグネットメンバ3a,3b,ピン
部材4a,4b及びリング部材7の外面全体を合成樹脂
層8により被覆する。これにより、接着剤等により固着
されるマグネットメンバ3a,3b,ピン部材4a,4
b及びリング部材7はより強固に固定される。特に、ロ
ータリソレノイドは使用場所によってかなり大きな衝撃
力がシャフト2に付与されるため、マグネットメンバ3
a,3bがシャフト2から剥がれたり割れる虞れがある
が、合成樹脂層8によってマグネットメンバ3a,3b
の離脱や飛散が防止される。また、合成樹脂層8の内部
は外気と遮断され、内部の錆び防止が図られ、信頼性及
び耐久性が高められる。
【0024】なお、マグネットロータ1をケーシング1
4に組付けた際には、図1及び図2に示すようにマグネ
ットメンバ3a,3bの軸方向位置はコア部13a,1
3bの位置に一致し、マグネットメンバ3a,3bの周
面磁極は、所定のギャップを介してコア部13a,13
bの先端面(磁極部)に対面する。
【0025】このようなマグネットロータ1を用いたロ
ータリソレノイドRは、特に、従来のような中空を有す
る円筒状のマグネットを必要としないため、シャフト2
に対してマグネットメンバ3a,3b(マグネット3)
を容易かつ正確に位置決めでき、特性及び品質のバラつ
きを解消できるとともに、全体のコストダウンに寄与で
きる。
【0026】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されることなく、細部
の構成,形状,数量,素材等において、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除できる。
【0027】例えば、二つのピン部材と二つのマグネッ
トメンバを例示したが、これらは極数に応じて数量を選
定できる。一例として、シャフトに十字状の貫通孔を形
成すれば、四つのピン部材と四つのマグネットメンバを
取付けることができる。また、マグネットメンバを軸方
向に位置決めするリング部材を用いた場合を例示した
が、必ずしもリング部材を用いる必要はなく、リング部
材に相当する位置決め部を有する治具にシャフトをセッ
トしてマグネットメンバの取付けを行えば、リング部材
は不要である。さらに、リング部材に相当する位置決め
部をシャフトに直接一体形成してもよい。他方、ロータ
リソレノイドを例示したが、モータ等の他の回転電機に
も同様に適用できる。
【0028】
【発明の効果】このように、本発明に係る回転電機用マ
グネットロータは、非磁性体のシャフトに直径方向の貫
通孔を設け、この貫通孔の両側から磁性体よりなるピン
部材をそれぞれ挿入し、かつ当該ピン部材の先端同士を
接触させて取付けるとともに、各ピン部材間に配するこ
とにより当該ピン部材によって周方向に位置決めされる
複数のマグネットメンバを備えるため、次のような顕著
な効果を奏する。
【0029】 中空を有する円筒状のマグネットを必
要としないため、シャフトに対してマグネットを容易か
つ正確に位置決めでき、これにより、特性及び品質のバ
ラつきを解消できるるとともに、全体のコストダウンに
寄与できる。
【0030】 シャフトに直径方向の貫通孔を設け、
この貫通孔の両側から磁性体よりなるピン部材をそれぞ
れ挿入して取付けるようにしたため、ピン部材の取付け
を容易かつ確実に行うことができるとともに、各ピン部
材による磁路が構成され、磁気特性を向上させることが
できる。
【0031】 好適な実施の形態により、シャフト
に、マグネットメンバが載るマグネット装着部を設ける
とともに、このマグネット装着部により位置規制される
リング部材を装着すれば、マグネットメンバを軸方向に
対して容易かつ正確に位置決めできる。
【0032】 好適な実施の形態により、少なくとも
マグネットメンバ及びピン部材を合成樹脂層により被覆
すれば、接着剤等により固着されるマグネットメンバ及
びピン部材をより強固に固定できる。特に、ロータリソ
レノイドは使用場所によってかなり大きな衝撃力がシャ
フトに付与されるため、マグネットメンバがシャフトか
ら剥がれたり割れる虞れがあるが、合成樹脂層によって
マグネットメンバの離脱や飛散が防止される。また、合
成樹脂層による外気の遮断機能により内部の錆び防止が
図られ、信頼性及び耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係るマグネットロータを備えるロー
タリソレノイドの内部構造を示す一部断面正面図(図2
中A−A線断面)、
【図2】同ロータリソレノイドの内部構造を示す一部断
面側面図、
【図3】同マグネットロータの構成部品を説明するため
の一部断面側面図、
【図4】同マグネットロータの構成部品を説明するため
の側面方向から見たリング部材を含む一部断面正面図、
【符号の説明】
1 マグネットロータ 2 シャフト 2f 外周面 2m マグネット装着部 3a… マグネットメンバ 4a… ピン部材 6 貫通孔 7 リング部材 8 合成樹脂層 R ロータリソレノイド(回転電機)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−257750(JP,A) 特開 平9−56093(JP,A) 実開 昭62−101371(JP,U) 実開 昭54−69319(JP,U) 実開 昭59−107580(JP,U) 実開 平3−26251(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 1/27 - 1/27 501 H02K 1/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性体で形成したシャフトの外周面に
    マグネットを固着した回転電機用マグネットロータにお
    いて、前記シャフトに直径方向の貫通孔を設け、この貫
    通孔の両側から磁性体よりなるピン部材をそれぞれ挿入
    し、かつ当該ピン部材の先端同士を接触させて取付ける
    とともに、各ピン部材間に配することにより当該ピン部
    材によって周方向に位置決めされる複数のマグネットメ
    ンバを備えることを特徴とする回転電機用マグネットロ
    ータ。
  2. 【請求項2】 前記シャフトは、当該シャフトに結合す
    る外部の可動部材に対して周方向に位置決めする結合部
    を有することを特徴とする請求項1記載の回転電機用マ
    グネットロータ。
  3. 【請求項3】 前記マグネットメンバは、前記シャフト
    における予め設定した位置に装着したリング部材により
    軸方向に位置決めされることを特徴とする請求項1記載
    の回転電機用マグネットロータ。
  4. 【請求項4】 前記シャフトは、前記マグネットメンバ
    が載り、かつ装着した前記リング部材に対して位置規制
    する大径のマグネット装着部を有することを特徴とする
    請求項3記載の回転電機用マグネットロータ。
  5. 【請求項5】 少なくとも前記マグネットメンバ及び前
    記ピン部材は外面を合成樹脂層により被覆することを特
    徴とする請求項1記載の回転電機用マグネットロータ。
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JP5013046B2 (ja) * 2006-02-03 2012-08-29 株式会社ジェイテクト セグメント磁石ロータ固定構造及び回転機
JP7261955B2 (ja) * 2019-03-11 2023-04-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 モータシャフト、回転子、モータ、送風機

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