JP3620704B2 - モータ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術に係る、回転体であるロータを有するモータの、前記ロータが有する質量分布の回転軸に対する非対称性を修正するダイナミックバランス修正方法を、図９を用いて以下に説明する。
図９は、従来技術に係るモータ（９００）の断面図である。
【０００３】
図９において、高速で回転するモータ（９００）のロータ（９０２）のダイナミックバランスは、界磁マグネット（２）を内包する中空円筒状のロータケース（３）またはロータ（９０２）に設けたバランスリング（４）の一部をドリルで削り取るか、重り（不図示）を接着するなどの方法により修正していた。
【０００４】
界磁マグネット（２）を内包するロータ（９０２）の場合は、界磁マグネット（２）の偏肉が大きく、質量分布の回転非対称性が無視できないので、ダイナミックバランスの修正は不可欠であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記に説明した、ロータケース（３）の一部を削り取る方法では、削り取った部分の強度が弱くなり、ロータ（９０２）が高速で回転した場合に変形を生じる恐れがあった。
【０００６】
また削り取った部分に残留した切り粉がその後遠心力等で剥がれ、バランスが悪化したり、剥がれた切り粉がロータ（９０２）に内包された界磁マグネット（２）とステータ（９０１）の電機子コイル（１）が巻かれたコア（５）の狭い隙間に入り不具合を生じるなどの問題があった。
【０００７】
一方、ロータケース（３）と別体の重りを接着する方法では、接着が硬化するまで時間が必要であり、この間に重りが移動しないように生産に特別の配慮が欠かせず、生産に要する工数が増加する課題があった。
【０００８】
さらに、高速回転時の遠心力で接着した重りが移動したり剥がれるなどして、バランスが悪化したり、剥がれた重りがロータ（９０２）とステータ（９０１）の隙間に入り不具合を生じる等の問題があった。
【０００９】
また、これらの方法は、ドリルなど特別の設備を備えたロータ（９０２）の生産工程でしか修正ができず、後に再修正を要する場合に対応できないなどの問題もあった。。
【００１０】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、切り粉や重りの脱落が発生することなく、ロータの変形やモータの特性が変化する恐れも無く、生産性および作業性の良好なモータ及びその製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、電機子を有するステータと、前記電機子と対向する界磁マグネットを内包して成るロータケースを有するロータとを備え、前記ロータが前記ステータに対して回転軸を中心に回転するモータであって、
前記ロータケースの外周縁端部に、前記回転軸と直交する方向に延在するつば状の周縁部を形成すると共に、前記周縁部に、貫通孔と、その貫通孔及び前記周縁部の最大外形である外周端部に挟まれた孔縁部とからなるバランス修正部を、周方向に沿って複数設けて成ることを特徴とするモータである。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は、電機子を有するステータと、前記電機子と対向する界磁マグネットを内包して成るロータケースを有するロータとを備え、前記ロータが前記ステータに対して回転軸を中心に回転するモータであって、
前記ロータケースの外周縁端部に、半径方向外側に延出する柱状のバランス修正部を、その最大外形が同一の円に内接するよう周方向に沿って複数設けて成ることを特徴とするモータである。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、前記バランス修正部の少なくとも１カ所が欠落している、または、前記バランス修正部の少なくとも１カ所における前記最大外形の径方向位置と、他の前記バランス修正部における前記最大外形の径方向位置とが異なる、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のモータである。
【００１４】
また、本願発明は、手段として次の手順を有する。
即ち、請求項３記載のモータを製造するモータの製造方法であって、
前記バランス修正部の少なくとも１カ所を除去する工程、または、前記バランス修正部の少なくとも１カ所の前記最大外形を径方向に変形する工程を有することを特徴とするモータの製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る実施の形態について図１〜８を参照して順に説明する。尚、説明の便宜上、先に示した構成と同一構成に対しては同一の符号を付して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るモータ（１００）の断面図である。
【００１８】
図１に図示のモータ（１００）は、電機子コイル（１）を有するステータ（１０１）と、このステータ（１０１）に回転自在に支持されるロータ（１０２）からなり、ロータ（１０２）は界磁マグネット（２）とこれを内包するロータケース（３ａ）とを有している。
【００１９】
本実施の形態においては、このロータケース（３ａ）の周縁部（６ａ）の一部を例えばペンチのような簡単な工具により外向きに曲げることでダイナミックバランスを修正する。
【００２０】
上記のように構成したので、本実施の形態においては、切削に伴う切り粉が発生して不具合を起こしたり、接着剤の硬化を待つ工程を設ける必要がないので、モータ（１００）の信頼性を高め、生産性を向上させる効果を奏する。
【００２１】
次に本発明の第２の実施の形態（請求項１、請求項３に対応）を、図２および図３を用いて説明する。
【００２２】
図２は本実施の形態のモータが具備したロータケース（３ｂ）の断面図および平面図であり、ロータケース（３ｂ）を除く構成は、先に図１に示したモータ（１００）と同一である。
【００２３】
また図３は図２のロータケース（３ｂ）における周縁部（６ｂ）を模式的にあらわした平面図である。
【００２４】
図２において、ロータケース（３ｂ）の周縁部（６ｂ）は、半径方向、反中心側に向かって、すなわちモータの回転軸に対し垂直に伸びる形状として構成されている。
【００２５】
その周縁部（６ｂ）は詳細には、図３（Ａ）に図示するように、半径方向、反中心側に伸びる複数のスリット（７）により質量片（変形部 ７１）に分割され、それぞれの質量片（７１）は、その根元の折り曲げ部（７２）を介してロータケース（３ｂ）と一体に接続している。
【００２６】
ダイナミックバランス修正を行なうには、このスリット（７）に沿って、折り曲げ部（７２）を支点として質量片（７１）を折り曲げて修正を行なう（図３（Ｂ））。
または折り曲げ部（７２）で質量片（７１）を切り取ることにより、実施してもよい（図３（Ｃ））。
【００２７】
本実施の形態においては、先に説明した第１の実施の形態と同じく、モータの信頼性を高め、生産性を向上させる効果を奏するとともに、周縁部（６ｂ）が半径方向反中心側に、すなわちモータの回転軸に対して垂直に伸びる構造としているのでモータの薄型化、小型化を促進し、あらかじめスリット（７）が周縁部（６ｂ）に形成されているので折り曲げ作業が容易であり、ダイナミックバランス修正の作業が容易に行なえる効果を有する。
【００２８】
また上記の構成としたことにより、ロータケース（３ｂ）のダイナミックバランスを調整しようとする作業者は一方向から、たとえば図３においては紙面に垂直な方向から調整用の治具あるいは手指を差し込んで、上記の調整をすればよく、良好な作業性が実現できる。
上記構成と比較して、例えば円筒形のロータケースの外周面（半径方向外側を向く面）に変形部を設けた構成（不図示）とした場合、治具あるいは手指を様々な方向からロータケースの中心に向かって差し込んで作業をしなければならず、本実施の形態と比較して作業性が劣るものである。
【００２９】
次に本発明に係る第３の実施の形態（請求項２、請求項４に対応）を、図４を用いて説明する。
図４は本実施の形態におけるロータケースの周縁部の平面図である。
本実施の形態における他の構成は、図１に示したモータ（１００）、図２に示したロータケース（３ｂ）と同一である。
【００３０】
図４において、周縁部には複数の貫通孔（８）が形成されており、それぞれの貫通孔（８）の半径方向外側には、外力により容易に変形する貫通孔周縁部（８１）が設けられている。
【００３１】
ダイナミックバランス修正を行なうには、貫通孔（８）に治具を挿入し、半径方向反中心側に引っ張るなどして、貫通孔周縁部（８１）を変形させて行なう。
【００３２】
本実施の形態によれば、モータの信頼性を高め、生産性を向上させ、薄型化、小型化を促進するとともに、貫通孔（８）に治具を引っかけて引っ張る、という単純容易な作業によりダイナミックバランス修正作業が行なえるので、生産性がさらに向上する効果を奏する。
【００３３】
次に本発明に係る第４の実施の形態（請求項１、請求項３に対応）を、図５を用いて説明する。
【００３４】
図５は本実施の形態におけるロータケースの外縁部の平面図である。
本実施の形態における他の構成は、図１に示したモータ（１００）、図２に示したロータケース（３ｂ）と同一である。
【００３５】
図５において、周縁部には複数の花びら状のタブ（９）が形成されており、それぞれのタブ（９）は半径方向内側にある折り曲げ部（９１）を介してロータケース本体と一体に接続している（図５（Ａ））。
【００３６】
ダイナミックバランス修正を行なうには、折り曲げ部（９１）を支点としてタブ（９）を折り曲げて修正を行なう（図５（Ｂ））。
また、折り曲げ部（９１）からタブ（９）を切断して調整を行なってもよい（不図示）。
【００３７】
本実施の形態によれば、モータの信頼性を高め、生産性を向上させ、薄型化、小型化を促進するとともに、半径方向に突出した花びら状のタブ（９）を折り曲げてダイナミックバランス修正作業を行なうので、手指やペンチ等の治具でタブ（９）がつかみやすい構成であり、生産性がさらに向上する効果を奏する。
【００３８】
次に本発明に係る第５の実施の形態（請求項１乃至請求項４に対応）を、図６を用いて説明する。
【００３９】
図６は本実施の形態におけるロータケースの外縁部の平面図である。
本実施の形態における他の構成は、図１に示したモータ（１００）、図２に示したロータケース（３ｂ）と同一である。
【００４０】
図６において、周縁部には複数の貫通孔（１０）が形成されており、それぞれの貫通孔（１０）の半径方向外側には外力により容易に変形しうる貫通孔周縁部（１１）が設けられ、またそれそれの貫通孔周縁部（１１）はその根元にある折り曲げ部（１２）を介してロータケースに一体に接続している。
【００４１】
本実施に形態においてダイナミックバランス修正を行なうには３つの方法がある。
第１の方法は、折り曲げ部（１２）を支点として貫通孔周縁部（１１）を折り曲げて修正を行なう方法であり、第２の方法は、貫通孔（１０）に治具を挿入して半径方向外側に引っ張り、貫通孔周縁部（１１）を変形させて修正を行なう方法である（図６（Ｂ））。さらに第３の方法は貫通孔周縁部（１１）の一部あるいは全部を切り取る方法である（不図示）。
上記第１乃至第３の方法はそれぞれ単独で用いてもよいし、個々の個所に対して異なる方法を用いるようにして併用してもよい。
【００４２】
本実施の形態によれば、モータの信頼性を高め、生産性を向上させ、モータの薄型化、小型化を促進するとともに、上記の３つの修正方法を単独あるいは併用して用いる事ができるので、修正すべきアンバランスの程度や作業のしやすさ等に応じて適宜修正方法を選択でき、さらに作業性が向上する。
【００４３】
また本実施の形態においては周縁部に貫通孔（１０）を設けたので、貫通孔周縁部（１１）をロータヨーク本体に連結する折り曲げ部（１２）は幅の狭い形状となり、結果として折り曲げやすく、手指でも容易に折り曲げる事が可能となるので、さらに作業性を向上させる効果がある。
【００４４】
次に本発明に係る第６の実施の形態（請求項１、請求項３に対応）を、図７を用いて説明する。
【００４５】
図７は本実施の形態におけるロータケースの外縁部の平面図である。
本実施の形態における他の構成は、図１に示したモータ（１００）、図２に示したロータケース（３ｂ）と同一である。
【００４６】
図７において、周縁部にはロータケース本体から半径方向外側へ伸びる複数の柱状の構造である支柱（１３）が設けられ、支柱（１３）の先端には折り曲げ部（１４）を介して周方向に伸びる柱状の構造である歯部（１５）が設けられている。
支柱（１３）と折り曲げ部（１４）と歯部（１５）とは全体でＬ字状の形状をなしてロータケース本体より突出した構造となっている。
【００４７】
ダイナミックバランスを修正するには２つの方法があり、第１の方法は折り曲げ部（１４）を支点として歯部（１５）を径方向外側又は内側に折り曲げる方法であり、これによりプラス、マイナス両方向のバランス修正が可能である（図７（Ｂ））。
【００４８】
第２の方法は支柱（１３）の根元からＬ字状の形状を折り取る方法である（図７（Ｃ））。
【００４９】
本実施の形態によれば、モータの信頼性を高め、生産性を向上させ、薄型化、小型化を促進するとともに、上記の２つの修正方法を単独あるいは併用して用いる事ができるので、修正すべきアンバランスの程度や作業のしやすさ等に応じて適宜修正方法を選択でき、さらに作業性が向上する。
【００５０】
さらに上記第１の修正方法によればプラスマイナス両方向のダイナミックバランス修正が可能であり、微妙かつ正確なバランス修正を行なうことができ、修正後のモータの性能が向上し、修正作業の作業性も向上する効果がある。
【００５１】
またＬ字状の形状の先端にある歯部（１５）は、Ｌ字の内部にマイナスドライバ等の工具を挿入し回転するなどして容易に折り曲げる事が可能なので、この事からも修正の作業性が向上する。
【００５２】
次に本発明に係る第７の実施の形態（請求項１、請求項３に対応）を、図８を用いて説明する。
【００５３】
図８は本実施の形態におけるロータケースの外縁部の平面図である。
本実施の形態における他の構成は、図１に示したモータ（１００）、図２に示したロータケース（３ｂ）と同一である。
【００５４】
図８において、周縁部にはロータケース本体から半径方向反中心側へ伸びる複数の柱状の構造である支柱（１６）が設けられ、支柱（１６）の先端には折り曲げ部（１７）を介して周方向に伸びる柱状の構造である歯部（１８）がひとつの支柱（１６）当たり２個所、設けられている。
【００５５】
支柱（１６）と、２個所の折り曲げ部（１７）と歯部（１８）とは全体でＴ字状の形状をなしてロータケース本体より突出した構造となっている。
【００５６】
ダイナミックバランスを修正するには２つの方法があり、第１の方法は折り曲げ部（１７）を支点として歯部（１８）を径方向外側又は内側に折り曲げる方法であり、これによりプラス、マイナス両方向のバランス修正が可能である。またひとつの支柱（１６）について折り曲げる歯部（１８）は二つの内から選択する事が出きる（図８（Ｂ））。
【００５７】
第２の方法は支柱（１６）の根元からＴ字状の形状を折り取る方法である（不図示）。
【００５８】
本実施の形態によれば、モータの信頼性を高め、生産性を向上させ、薄型化、小型化を促進するとともに、上記の２つの修正方法を単独あるいは併用して用いる事ができるので、修正すべきアンバランスの程度や作業のしやすさ等に応じて適宜修正方法を選択でき、さらに作業性が向上する。
【００５９】
さらに上記第１の修正方法によればプラスマイナス両方向のダイナミックバランス修正が可能であり、微妙かつ正確なバランス修正を行なうことができ、修正後のモータの性能が向上し、修正作業の作業性も向上する効果がある。
【００６０】
またＴ字状の形状の先端にある歯部（１５）は、Ｔ字構造の内部にマイナスドライバ等の工具を挿入し回転するなどして容易に折り曲げる事が可能なので、この事からも修正の作業性が向上するという効果が、上記第６の実施の形態と同様に発揮される。
【００６１】
さらに本実施の形態においては、ひとつの支柱（１６）に折り曲げ可能な二つの歯部（１８）が接続した構造であるので、一度折り曲げた後に修正する必要が生じた場合に異なる歯部（１８）を折り曲げて、折り曲げ部（１７）のせん断を防いだり、あるいは二つの歯部（１８）をともに同一方向に折り曲げる事で、バランス修正の修正幅をより大きくする効果が生ずる。
【００６２】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ロータケースの外周縁端部に、回転軸と直交する方向に延在するつば状の周縁部を形成すると共に、周縁部に、貫通孔と、その貫通孔及び前記周縁部の最大外形である外周端部に挟まれた孔縁部とからなるバランス修正部を、周方向に沿って複数設けて成る等の構成にしたので、バランス修正によってもロータケースの強度が弱くなることはなく、ロータ（１０２）が高速に回転した場合でも変形を生じない効果がある。
【００６３】
また切り粉や重りが剥がれ、修正作業後にバランスが悪化したり、切り粉や重りがロータ（１０２）とステータ（１０１）の隙間に入り不具合を生じることも無い。
【００６４】
同様にロータケースを切削することが無いので、ロータケース（３）が界磁マグネット（２）のバックヨークとなっている場合でも、モータ（１００）の特性に影響はない。
【００６５】
さらに、質量の均衡を取るための質量片（７１）やタブ（９）や貫通孔周縁部（１１）が、折り曲げ部（７２）（９１）（１２）を介して径方向反中心側に、すなわちモータの回転軸に垂直に形成して配設されているので、それらがモータの回転軸に平行に配設された構成（不図示）と比較してロータケースの高さを低減することができ、モータの薄型化、小型化を促進する効果も生じる。
【００６６】
さらに、質量片（７１）等の変形部がモータの回転軸に対し垂直に伸びる構造として形成されたことから、調整作業に際して一方向から治具や手指を差し込んで作業を行なうことができ、調整作業性が向上する効果を奏する。
【００６７】
また、接着剤を用いることがなく、接着の硬化時間が不要なので、生産に特別の配慮を要せず、生産性が向上する。さらに簡単な工具により修正ができ、後に再修正を要する場合でも対応が容易であるなど、モータの生産性を高める顕著なる効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１の実施の形態のモータの断面図である。
【図２】本発明に基づく第２の実施の形態のモータのロータケースの断面図および平面図である。
【図３】本発明に基づく第２の実施の形態のモータのロータケースの周縁部の平面図である。
【図４】本発明に基づく第３の実施の形態のモータのロータケースの周縁部の平面図である。
【図５】本発明に基づく第４の実施の形態のモータのロータケースの周縁部の平面図である。
【図６】本発明に基づく第５の実施の形態のモータのロータケースの周縁部の平面図である。
【図７】本発明に基づく第６の実施の形態のモータのロータケースの周縁部の平面図である。
【図８】本発明に基づく第７の実施の形態のモータのロータケースの周縁部の平面図である。
【図９】従来技術のモータの断面図である。
【符号の説明】
３ｂ ロータケース
６ｂ 周縁部
７１ 質量片（変形部）
１０ 貫通孔
１１ 貫通孔周縁部（変形部）

Claims (4)

1. 電機子を有するステータと、
   前記電機子と対向する界磁マグネットを内包して成るロータケースを有するロータとを備え、
   前記ロータが前記ステータに対して回転軸を中心に回転するモータであって、
   前記ロータケースの外周縁端部に、前記回転軸と直交する方向に延在するつば状の周縁部を形成すると共に、前記周縁部に、貫通孔と、その貫通孔及び前記周縁部の最大外形である外周端部に挟まれた孔縁部とからなるバランス修正部を、周方向に沿って複数設けて成ることを特徴とするモータ。
2. 電機子を有するステータと、
   前記電機子と対向する界磁マグネットを内包して成るロータケースを有するロータとを備え、
   前記ロータが前記ステータに対して回転軸を中心に回転するモータであって、
   前記ロータケースの外周縁端部に、半径方向外側に延出する柱状のバランス修正部を、その最大外形が同一の円に内接するよう周方向に沿って複数設けて成ることを特徴とするモータ。
3. 前記バランス修正部の少なくとも１カ所が欠落している、または、前記バランス修正部の少なくとも１カ所における前記最大外形の径方向位置と、他の前記バランス修正部における前記最大外形の径方向位置とが異なる、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のモータ。
4. 請求項３記載のモータを製造するモータの製造方法であって、
   前記バランス修正部の少なくとも１カ所を除去する工程、または、前記バランス修正部の少なくとも１カ所の前記最大外形を径方向に変形する工程を有することを特徴とするモータの製造方法。

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