JP4163953B2

JP4163953B2 - Rotor magnet holding structure

Info

Publication number: JP4163953B2
Application number: JP2002553283A
Authority: JP
Inventors: 淳一高瀬
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: JPWO2002052698A1; CN1484882A; CN1264264C; WO2002052698A1

Description

技術分野
本発明は、アウタロータ型モータに適する回転子のマグネット保持構造に関するものである。
背景技術
従来、回転子にマグネットを配設した電動機または発電機にあっては、マグネットが回転することから、例えば同一出願人による実開昭６１−１２９４７２号公報に開示されているように、何らかの方法でマグネットを固定状態に保持するようにしていた。
また、円筒状の周壁に設けた軸線方向孔にマグネットを挿入するようにしたＩＰＭ（ＩｎｎｅｒＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔ）方式があり、その一例を、図１０を参照して以下に示す。図のものは、有底円筒状のロータ１１の内部に円筒状のロータコア１２を同軸的に収容してロータコアを構成し、そのロータコアが図示されない回転軸に同軸的に取り付けられるものである。
図に示されるように、ロータコア１２の周壁部１２ａには、周方向に等角度ピッチで複数の軸線方向孔１２ｂが設けられており、各軸線方向孔１２ｂにはそれぞれマグネット１３（一部のみ図示）が図の矢印に示されるように挿入されるようになっている。そして、ロータ１１の周壁部１１ａの突出端部に薄肉のかしめ部１１ｂを軸線方向に突設し、そのかしめ部１１ｂをロータコア１２側にかしめる（図の矢印）ことにより、ロータ１１内に収容されたロータコア１２が抜け止めされると共に、ロータ１１にロータコア１２を介してマグネット１３が一体化されるようになっている。
上記したように回転子にマグネットを設けるものにあっては、回転方向と軸線方向とに対する固定が必要である。特に、自動車のスタータや発電機に用いられる場合には、熱や急激な加減速及び振動などによりマグネットの位置がずれてしまわないことを考慮して、マグネットを強固に固定する必要がある。
回転方向については、ロータ１１とロータコア１２との間をエンボス（図の１１ｃ）嵌合などにより容易に固定することができる。それに対して、軸線方向については、ロータコア１２とマグネット１３との加工寸法誤差による高さ違いを避けられないため、上記図示例のように軸線方向に対する固定をかしめ部１１ｂのかしめによる場合には、ロータコア１２とマグネット１３とのいずれか一方のみが固定され、他方にがたが生じる虞がある。
その対策として、ロータ１１・ロータコア１２・マグネット１３の各間を接着剤により固定するようにしたものがある。しかしながら、接着材の塗布作業や乾燥工程が生じるため、生産コストが高騰化するという問題がある。
発明の開示
上記課題を解決して、生産コストを低廉化し得る回転子のマグネット保持構造を実現するために、本発明においては、複数のマグネットと、前記複数のマグネットを円周方向に配置するための複数のマグネット保持孔を備える円筒状のロータコアと、前記ロータコアを同軸的に受容する円筒状の回転体とを有する回転子のマグネット保持構造であって、前記回転体が、前記ロータコアを軸線方向に受け止めるための受け部を有すると共に、前記受け部と前記ロータコアとの間に介装された第１ベースと、前記ロータコアの前記第１ベースとは相反する側に配置された第２ベースと、前記ロータコア及び前記マグネットを前記回転体に対して軸線方向に抜け止めするべく前記第２ベースを固定するために前記回転体に設けられたかしめ部と、前記ロータコアの前記回転体に対する周方向変位を防止するべく前記回転体及び前記第１ベース及び前記ロータコアとの各間に設けられた周方向変位防止手段とを有するものとした。
これによれば、マグネットを保持した状態のロータコアが、軸線方向に対しては回転体の受け部とかしめ部との間に両ベースにより挟持された状態で固定され、回転方向（周方向）に対しては周方向変位防止手段により回転体に対する周方向変位を防止される。したがって、回転体（ロータ）・ロータコア・マグネットの各間を接着することなく、それらを一体的に固定することができる。また、マグネットの抜け止めをベースにより行うことができ、かしめ部をマグネットの抜け止め用に形成する必要が無く、簡単な形状とすることができると共に、かしめ作業も簡単に行うことができる。また、ベースを介して周方向変位を防止することから、ベースに周方向変位防止用の凹凸部を設けることによりロータコア側に凹部を設ける必要が無くなり、ロータコア２を同一形状の積層材で形成することができるため、ロータコア２の形成作業が煩雑化することがなく、ロータコア２の製造効率を向上し得る。
また、前記両ベースの一方に、前記マグネットの軸線方向寸法誤差を吸収するべく前記マグネットの軸線方向端面を押圧する可撓性突起と、前記マグネットの周方向変位を規制するべく前記マグネット保持孔と前記マグネットとの間に突入させる係止片とを設けると良い。
これにより、マグネットとロータコアとの加工寸法誤差の吸収にあっては、高さ方向（軸線方向）に対しては可撓性突起の変形により、幅方向（周方向）に対しては係止片により対応することができる。ベースを合成樹脂材で形成することにより、可撓性突起が弾性変形し得るため、その弾性変形による反発力をもってマグネットを容易に押圧することができる。同様に、係止片が弾性変形し得るため、マグネット保持孔とマグネットとの間に係止片を容易に突入させることができると共に、弾性変形した係止片の復元力によりマグネット保持孔とマグネットとの間の隙間を埋めた状態にすることができ、マグネットの周方向変位を簡単に防止することができる。
また、前記回転体が前記ロータコアを外囲する周壁部を有し、前記かしめ部が前記周壁部の内径よりも拡径された位置に設けられていることにより、ロータコアを回転体に組み付けるためにロータコアを回転体の周壁部内に挿入する場合に、かしめ部により外囲された部分に対してはロータコアを遊挿することができるため、ロータコアをかしめ部によりガイドして周壁部内に挿入することができ、ロータコアの回転体への組み付け作業を容易に行うことができる。
また、前記マグネット保持孔が、前記ロータコアに設けられた軸線方向孔からなることにより、ロータコアを回転体に組み付ける前にマグネットをロータコアに組み付けることができ、マグネットを組み付ける時には回転体のみを押さえておけば良いなど取り扱いが楽である。また、軸線方向孔内に係止片を突入させることによりマグネットを容易に位置決めすることができる。
また、前記マグネット保持孔が、前記ロータコアの外周面に設けた凹設部と、前記周壁部の内周面とにより形成されていることにより、ロータコアに設ける軸線方向孔においてそのロータコアの半径方向外側の壁となる部分を回転体の周壁部を用いることから、その分だけロータコアの外周部分を無くすことができるため、その結果回転体の外径を小さくすることができ、回転子を小型化し得る。
また、前記両ベースの他方に、前記ロータコアを形成する積層材において前記軸線方向孔の打ち抜きを行っていないものが用いられ、あるいは前記両ベースの他方に、前記ロータコアを形成する積層材において前記凹設部を設けていないものが用いられていることにより、マグネットの抜け止め用のベースを別部材により加工したものを用いる必要が無く、単にロータコアを構成する積層材を形成する素材を用い、さらに打ち抜き加工を省略するだけでベースとして用いることができるため、部品コストや製造工数を低減し得る。
発明を実施するための最良の形態
次に、本発明の実施の態様を添附図面を参照して以下に示す。
図１は、本発明が適用された電動機または発電機の回転子を示す分解組み立て斜視図である。図に示されるように、本回転子は、図示されない回転軸（例えばエンジンのクランクシャフトであって良い）に嵌装状態に組み付けられるボス部材を中心に有する回転体としての有底円筒状のロータ１と、ロータ１内に同軸的に受容されるロータコアとしての円筒状ロータコア２と、ロータコア２を軸線方向に挟持するように設けられた円環状の第１及び第２ベース３・４と、複数（例えば１２個、図では１個のみ示す）のマグネット５とにより構成されている。
ロータコア２は、例えば薄板鋼板を所定の形状に打ち抜き加工したものを所定の厚さに積層すると共にロータ１に対して挿入設定された外径にて形成されている。そのロータコア２の周壁部には、板状のマグネット５を挿入し得る断面形状の軸線方向孔２ａが周方向に等角度ピッチで設けられている。なお、マグネット５の高さと軸線方向孔２ａの長さとは略同一（マグネット５の方が若干短い）である。
第１及び第２ベース３・４は、合成樹脂材からなると共に、軸線方向孔２ａの開口を覆うように、ロータコア２の周壁部の軸線方向両端面と略同一形状の円環状に形成されている。図におけるロータ１の底面からなる受け部１ｆとロータコア２の下面との間に第１ベース３が配置され、ロータコア２の上面側に第２ベース４が配置される。
上記したように形成された第１ベース３・ロータコア２・第２ベース４とのロータ１への組み付け要領を以下に示す。まず、図の矢印Ａに示されるようにロータコア２及び第１ベース３を互いに同軸的に組み付ける。この第１ベース３には、図２に併せて示されるようにロータコア２と第１ベース３との位置決めをする一対の係止片３ｂが突設されている。それら係止片３ｂを、組み付け時にロータコア２の軸線方向孔２ａ内に突入させる。また、隣り合う係止片３ｂは、両者間に隔壁２ｂを圧入状態にし得る間隔で設けられている。これにより、各軸線方向孔２ａを周方向に仕切る隔壁２ｂを係止片３ｂの隣り合うもの同士により弾発的に挟むことができる。このようにして、ロータコア２及び第１ベース３は圧入嵌合にて互いに組み付けられ一体化される。
次に、第１ベース３と一体化されたロータコア２の各軸線方向孔２ａに各マグネット５を挿入し（矢印Ｂ）、その挿入後にマグネット５を第１ベース３に突き当たるまで挿入方向に加圧する。このとき、各係止片３ｂがマグネット５の周方向両側面と軸線方向孔２ａとの各隙間を埋めつつ突入する（図２の矢印Ｃ）ように、軸線方向孔２ａにマグネット５を挿入する。なお、係止片３ｂは、その隙間への突入を容易にするべく突入方向先端部を先細りに形成されていると共に、中間部を圧縮変形した状態で隙間に収まる肉厚に形成されている。したがって、マグネット５を挿入後加圧することにより、軸線方向孔２ａ内にて一対の係止片３ｂ間にマグネット５が圧入嵌合され、これにより、各マグネット５の挿入方向高さや周方向位置のばらつきが吸収される。なお、ロータコア２をロータ１に組み付ける前にマグネット５を組み付けることができることから、マグネット５の組み付け相手がロータコア２のみ（第１ベース３は合成樹脂製のため重量的に無視できる）の軽いものになるため、マグネット組み付け作業時の部品の取り扱いが楽である。
上記マグネット５を組み付けられた状態のロータコア２を図１の矢印Ｄに示されるようにロータ１内に挿入する。なお、図３に示されるように、ロータ１の底面における第１ベース３が載置される部分には、図３に良く示されるように第１ベース３側に向けて突出するようにエンボス加工された係合凸部１ｂが設けられている。第１ベース３には、係合凸部１ｂに対応する係合凹部３ａが設けられている。これら係合凸部１ｂと係合凹部３ａとにより周方向変位防止手段が構成されている。なお、係合凹部３ａは、係合凸部１ｂを突入容易にするために図２に示されるようにテーパ孔状に形成されている。それら係合凸部１ｂと係合凹部３ａとを位置合わせしてロータコア２を押圧することにより、係合凹部３ａ内に係合凸部１ｂが圧入嵌合され、結果として第１ベース３を介してロータ１に対するロータコア２の周方向変位が防止される。
そして、第２ベース４をロータコア２の上面を覆うように載置し（図１の矢印Ｅ）、ロータ１の周壁部の突出端部に薄肉形成されたかしめ部１ａを図３に示されるように半径方向内側に曲げて、第２ベース４に対してかしめ、そのようにしてかしめたかしめ部１ａにより第２ベース４を係止する。これにより、ロータ１の底部とかしめ部１ａとの間に、第１ベース３・ロータコア２・第２ベース４とが軸線方向に対して固定される（図２参照）。
また第１ベース３には、図２に示されるように、一対の係止片３ｂ間に山形状の可撓性突起３ｃが一対設けられている。それら可撓性突起３ｃの両側には他の部分よりも低くされた逃げ部３ｄが設けられている。これは、図４に示されるように、組み付け時にマグネット５により圧縮変形された可撓性突起３ｃの変形代を確保するためのものである。なお、マグネット５に対する組み付け時の押圧力を解除することにより、マグネット５には、可撓性突起３ｃによる弾発的押し戻し力が作用する。
また、各一対の係止片３ｂの隣り合うもの同士の間には、上記したように隔壁２ｂが突入する際に係止片３ｂの摺接面から削り取った切片を逃がすための凹部３ｅが設けられている。これにより、組み付け時に上記切片が生じても、その切片によりロータコア２が第１ベース３に対して浮き上がるようになってしまうことを防止でき、ロータコア２と第１ベース３との軸線方向に対する位置関係を設計通りにすることができる。
図５に示されるように、第２ベース４には、組み付け状態で各隔壁２ｂの軸線方向端面（図４の上面）に当接する向きにそれぞれ突設された先細り状の高凸部４ａ及びその両側方の各一対の低凸部４ｂが設けられている。組み付け時に所定の荷重を加えることにより高凸部４ａが圧縮変形し、図４に示されるように、圧縮変形した高凸部４ａと一対の低凸部４ｂとにより隔壁２ｂが押圧される。これにより、マグネット５の高さとロータコア２との高さ違いを両突部４ａ・４ｂの圧縮変形により吸収し、組み付け状態において、ロータコア２の軸線方向高さに対する第２ベース４の位置が決まる。したがって、上記ロータコア２と第１ベース３との関係と合わせて、両ベース３・４間の間隔を、全周に渡って、マグネットの高さのばらつきに左右されることなく一定値にすることができる。なお、第２ベース４の周方向位置決めのため、第２ベース４の適所に、隔壁２ｂを挟むように係合し得る一対の位置決め片４ｃが設けられている。
このようにして構成されたロータコア２及び両ベース３・４のロータ１との組み付け状態にあっては、軸線方向に対しては上記かしめにより固定され、回転方向（周方向）に対しては、ロータ１と第１ベース３との間では係合凸部１ｂと係合凹部３ａとが係合し、第１ベース３とロータコア２との間では係止片３ｂと軸線方向孔２ａとが係合し、それらの係合により固定される。
そして、マグネット５とロータコア２（軸線方向孔２ａ）との加工寸法誤差の吸収にあっては、高さ方向（軸線方向）に対しては可撓性突起３ｃにて、幅方向（周方向）に対しては係止片３ｂにて、それぞれの弾性変形により対応することができる。なお図示例では、係止片３ｂの突入端部の圧入により、マグネット５と軸線方向孔２ａとの隙間を埋めて固定状態にしている。これにより、接着材を用いることなく回転子におけるマグネット５の保持構造を実現でき、接着材の塗布・乾燥工程を必要とせず、生産性を向上し得る。
また、ベース（図示例では第１ベース３）を介してロータ１に対するロータコア２の周方向変位を防止することから、図示例のように第１ベース３を合成樹脂製とすることにより、周方向変位の防止におけるロータ１及びロータコア２間の寸法誤差を第１ベース３（係止片３ｂ）の弾性変形により吸収できる。これにより、マグネット５を含めてロータ１及びロータコア２をそれ程高精度に制作する必要が無く、製造コストを低廉化し得る。
また、第１ベース３が無い場合には、ロータコア２の最下層部の積層材（例えば鋼板）を他の積層材とは別形状（例えば係合凸部１ｂに対応させた孔を設ける）に形成しなければならない。それに対して本願発明によれば、ロータコア２との間では軸線方向孔２ａを利用して周方向変位を防止することができる。したがって、ロータコア２を同一形状の積層材で形成することができるため、ロータコア２の形成作業が煩雑化することがなく、ロータコア２の製造効率を向上し得る。
また、磁極の数を変更するなどのロータコア２の設計変更を行って、係合凸部１ｂの位置が軸線方向孔２ａと重なるようになっても、形成容易な第１ベース３の係合凹部３ａの位置変更で対処できるため、ロータ１側の設計変更を行う必要が無く、設計の自由度が増す。
次に、図６に本発明に基づく第２の例を示す。なお、図６（ａ）は図３に対応する図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の矢印ＶＩ−ＶＩ線に沿って見た図であり、上記例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第２の例にあっては、ロータコア６が、図６（ｂ）に示されるように、その外周面に半径方向外側に開口するように設けられた凹設部６ａを有する形状をなしている。その凹設部６ａとロータ１の周壁部１ｃとにより囲まれた空間により、上記軸線方向孔２ａに相当するマグネット挿入孔６ａが形成されている。
この第２の例にあっては、ロータコア６及び第１ベース３を一体化して、それらをロータ１に組み付けた後にマグネット５を組み付けることができる。なお、マグネット５に対する位置決め及び固定は第１の例と同様である。
また、図７に本発明に基づく第３の例を示す。この図７（ａ）も図３に対応する図であり、上記例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第３の例にあっては、ロータコア２の軸線方向孔２ａの図における上側開口面を覆う第２ベース７に、ロータコア形成用積層材において図７（ｂ）に示されるように軸線方向孔２ａとなる部分を打ち抜きしていないものが用いられている。
この場合には、第２ベースに、単にロータコア２を形成する積層材となる素材（円環状薄鋼板）を用い、さらに打ち抜き加工を行わないそのままのものを用いることができる。したがって、第２ベースとして別部材により加工したものを用いる必要が無いため、部品コストや製造工数を低減し得るという効果がある。なお、ロータコアの形状にあっては、上記第２の例のものであっても良く、その場合でもこの第３の例を適用し得る。
また、図８に併せて示されるように、本ロータ１には、点火時期基準信号検出用のリラクタ１ｄが、周壁部１ｃの一部を半径方向内側から打ち出して形成されている。この影響を受けて、図８の想像線に示されるロータコア２（真円）に対して周壁部１ｃのリラクタ１ｄ近傍が半径方向内側に変形した（図では説明上強調して示している）場合には、周壁部１ｃと略同一径のロータコア２を挿入する際にその角部が上記半径方向内側変形部にかじってしまい、ロータコア２をロータ１に挿入することが困難になる。
それに対して、本ロータ１のかしめ部１ａは、図９に良く示されるようにロータ１の周壁部１ｃの内周面よりも外側に設けられている。すなわち、かしめ部１ａは、ロータ１の周壁部１ｃの内径Ｄ１よりも拡径された内径Ｄ２（ロータコア２の外径Ｄ３よりも大径）の内周面を有するように、周壁部１ｃの内周面に対して半径方向外側に広げられた環状壁形状に形成されている。そして、周壁部１ｃの内周面とかしめ部１ａとの間には軸線方向外方（図における上方）に拡開するテーパ面１ｅが形成されている。したがって、上記リラクタ１ｄの打ち出し形成による歪みが生じたロータ１に対しても、ロータコア２をかしめ部１ａの部分には容易に挿入でき、さらに押し込むことにより、ロータコア２をテーパ面１ｅによりガイドして周壁部１ｃ内に挿入可能である。その周壁部１ｃ内への挿入時に、ロータコア２により周壁部１ｃが矯正されるため、ロータコア２をロータ１の底部まで容易に挿入することができる。
なお、上記テーパ面１ｅを有するかしめ部１ａの加工にあっては、ロータ１を例えば絞り加工する時に同時に行うことができ、加工工数の増加となることはない。また、上記したように矯正しながら挿入可能であることから、ロータ１の周壁部１ｃとロータコア２とのクリアランス（Ｄ１−Ｄ３）をできるだけ小さく設定することができ、ロータ１とロータコア２との芯出し精度を高め得ることから、バランス性も向上する。
産業上の利用可能性
上記した説明により明らかなように、本発明によれば、マグネットを保持したロータコアを、軸線方向に対しては回転体の受け部とかしめ部との間に両ベースにより挟持された状態で固定し、回転方向（周方向）には回転体に対して周方向変位防止手段により周方向変位を防止することができる。
さらに、マグネットとロータコアとの加工寸法誤差の吸収にあっては、マグネットの高さ方向（軸線方向）に対しては可撓性突起の変形により、マグネットの幅方向（周方向）に対しては係止片の突入によりマグネット保持孔とマグネットとの間の隙間を埋めて対応することができるため、接着材を用いることなく回転子におけるマグネットの保持構造を実現でき、接着材の塗布・乾燥工程を必要とせず、生産コストを低廉化し得る。
また、回転体のかしめ部をロータコアを受容する周壁部の内径よりも拡径した位置に設けることにより、ロータコアの回転体への組み付け時にロータコアをかしめ部によりガイドして回転体に挿入することができ、例えば回転体とロータコアとの真円度が出ていなくても挿入することができるため、組み付け作業が容易になり、生産コストを低廉化し得る。
また、ロータコアに軸線方向孔を設けてマグネット保持孔とすることにより、ロータコアを回転体に組み付ける前にマグネットをロータコアに組み付けることができ、マグネットを組み付ける際の取り扱いが楽であると共に、ベースに設けた係止片を軸線方向孔内に突入させることにより、回転体への組み付け前にロータコアにマグネットを容易に位置決めすることができる。
また、ロータコアの外周面に設けた凹設部と回転体の周壁部とにより真マグネット保持孔を形成することにより、ロータコアの半径方向外側の肉厚を必要としないため、ロータコアの外径及び回転体の内径を小さくすることができる。したがって、回転体を小径化することができるため、モータ全体をコンパクト化し得る。
また、両ベースの一方に、ロータコア形成用積層材において軸線方向孔または凹設部を形成するための打ち抜きを行っていないものを用いることにより、そのベースとして別部材により加工したものを用いる必要が無く、単にロータコアを形成する積層材となる素材をそのまま用いことができ、部品コストや製造工数を低減し得る。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明が適用された電動機または発電機の回転子を示す分解組み立て斜視図。
図２は、第１ベースの要部を拡大して示す図。
図３は、回転子の組み付け状態を示す要部拡大縦断面図。
図４は、図２の矢印ＩＩ−ＩＩ線に沿って要部を破断して見た図。
図５は、第２ベースの要部を拡大して示す図。
図６ａは第２の例を示す図３に対応する図であり、図６ｂは図６ａの矢印ＶＩ−ＶＩ線に沿って見た部分破断平面図
図７ａは第３の例を示す図３に対応する図であり、図７ｂは第２ベースを示す部分平面図。
図８は、ロータユニットのリラクタ部分を示す要部拡大説明図。
図９は、ロータユニットのかしめ部を拡大して示す断面図。
図１０は、回転子のマグネット保持構造の一例を示す分解組み立て説明図。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rotor magnet holding structure suitable for an outer rotor type motor.
BACKGROUND ART Conventionally, in an electric motor or generator in which a magnet is arranged on a rotor, since the magnet rotates, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-129472 by the same applicant, Method to keep the magnet fixed.
Further, there is an IPM (Inner Permanent Magnet) system in which a magnet is inserted into an axial hole provided in a cylindrical peripheral wall, and an example thereof is shown below with reference to FIG. In the figure, a cylindrical rotor core 12 is coaxially accommodated in a bottomed cylindrical rotor 11 to constitute a rotor core, and the rotor core is coaxially attached to a rotating shaft (not shown).
As shown in the figure, the peripheral wall portion 12a of the rotor core 12 is provided with a plurality of axial holes 12b at equiangular pitches in the circumferential direction, and each axial hole 12b has a magnet 13 (only a part is shown). ) Is inserted as shown by the arrow in the figure. Then, a thin caulking portion 11b is projected in the axial direction at the protruding end portion of the peripheral wall portion 11a of the rotor 11, and the caulking portion 11b is caulked to the rotor core 12 side (arrow in the figure) to be accommodated in the rotor 11. The rotor core 12 is prevented from coming off, and a magnet 13 is integrated with the rotor 11 via the rotor core 12.
In the case where the rotor is provided with the magnet as described above, it is necessary to fix the rotating direction and the axial direction. In particular, when used in an automobile starter or generator, it is necessary to firmly fix the magnet in consideration of the fact that the position of the magnet does not shift due to heat, rapid acceleration / deceleration, vibration, or the like.
Regarding the rotation direction, the rotor 11 and the rotor core 12 can be easily fixed by embossing (11c in the figure). On the other hand, in the axial direction, since a difference in height due to a processing dimension error between the rotor core 12 and the magnet 13 is unavoidable, in the case of fixing by the caulking portion 11b as in the illustrated example, Only one of the rotor core 12 and the magnet 13 is fixed, and there is a risk that rattle will occur on the other.
As a countermeasure, there is one in which the rotor 11, the rotor core 12, and the magnet 13 are fixed with an adhesive. However, there is a problem that the production cost increases because of the adhesive application work and the drying process.
DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems and realize a rotor magnet holding structure capable of reducing the production cost, in the present invention, a plurality of magnets and the plurality of magnets are arranged in the circumferential direction. A rotor holding structure having a cylindrical rotor core having a plurality of magnet holding holes and a cylindrical rotating body that coaxially receives the rotor core, wherein the rotating body extends the rotor core in an axial direction. A first base interposed between the receiving portion and the rotor core, and a second base disposed on a side opposite to the first base of the rotor core, It is provided in the rotating body to fix the second base so as to prevent the rotor core and the magnet from coming off in the axial direction with respect to the rotating body. Parts and were assumed to have the said rotary member and said first base and circumferential displacement preventing means provided between each of said rotor core so as to prevent circumferential displacement relative to the rotating body of the rotor core.
According to this, the rotor core in a state where the magnet is held is fixed in a state of being sandwiched by both bases between the receiving portion and the caulking portion of the rotating body with respect to the axial direction, and in the rotational direction (circumferential direction). On the other hand, circumferential displacement with respect to the rotating body is prevented by circumferential displacement prevention means. Therefore, they can be integrally fixed without adhering the rotor (rotor), rotor core, and magnet. Further, the magnet can be prevented from being detached by the base, and it is not necessary to form a caulking portion for retaining the magnet, so that the shape can be simplified and the caulking operation can be easily performed. Further, since the circumferential displacement is prevented via the base, it is not necessary to provide a concave portion on the rotor core side by providing the circumferential displacement preventing concavo-convex portion on the base, and the rotor core 2 is formed of a laminated material having the same shape. Therefore, the forming operation of the rotor core 2 is not complicated, and the manufacturing efficiency of the rotor core 2 can be improved.
Also, a flexible protrusion that presses the axial end surface of the magnet so as to absorb an axial dimension error of the magnet on one of the bases, and the magnet holding hole that restricts circumferential displacement of the magnet. It is preferable to provide a locking piece that enters between the magnet.
As a result, in absorbing the machining dimension error between the magnet and the rotor core, the locking protrusion is formed in the width direction (circumferential direction) due to the deformation of the flexible protrusion in the height direction (axial direction). Can respond. Since the flexible protrusion can be elastically deformed by forming the base from a synthetic resin material, the magnet can be easily pressed with a repulsive force due to the elastic deformation. Similarly, since the locking piece can be elastically deformed, the locking piece can be easily inserted between the magnet holding hole and the magnet, and the restoring force of the elastically deformed locking piece allows the magnet holding hole and the magnet to be elastically deformed. The gap between the magnets can be filled and the circumferential displacement of the magnet can be easily prevented.
In order to assemble the rotor core to the rotating body, the rotating body has a peripheral wall portion surrounding the rotor core, and the caulking portion is provided at a position larger than the inner diameter of the peripheral wall portion. When the rotor core is inserted into the peripheral wall portion of the rotating body, the rotor core can be loosely inserted into the portion surrounded by the caulking portion. Therefore, the rotor core can be guided by the caulking portion and inserted into the peripheral wall portion. It is possible to easily assemble the rotor core to the rotating body.
Further, since the magnet holding hole is an axial hole provided in the rotor core, the magnet can be assembled to the rotor core before the rotor core is assembled to the rotating body, and only the rotating body can be held down when the magnet is assembled. It is easy to handle. Further, the magnet can be easily positioned by inserting the locking piece into the axial hole.
Further, since the magnet holding hole is formed by a recessed portion provided on the outer peripheral surface of the rotor core and an inner peripheral surface of the peripheral wall portion, an outer side in a radial direction of the rotor core in an axial hole provided in the rotor core Since the outer peripheral portion of the rotor core can be eliminated by that amount, the outer diameter of the rotor can be reduced accordingly, and the rotor can be downsized. .
Also, the other of the two bases is a laminated material that forms the rotor core without punching the axial hole, or the other of the two bases is the laminated material that forms the rotor core. By using what is not provided with a portion, there is no need to use a base for preventing the magnet from being separated by another member, simply using a material that forms the laminated material constituting the rotor core, and Since it can be used as a base simply by omitting the punching process, it is possible to reduce component costs and manufacturing man-hours.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a rotor of an electric motor or a generator to which the present invention is applied. As shown in the figure, this rotor is a bottomed cylindrical rotor as a rotating body centered on a boss member that is assembled to a rotating shaft (not shown) (for example, an engine crankshaft). 1, a cylindrical rotor core 2 as a rotor core received coaxially in the rotor 1, annular first and second bases 3, 4 provided so as to sandwich the rotor core 2 in the axial direction, (For example, 12 pieces, only one piece is shown in the figure) and 5 magnets 5.
The rotor core 2 is formed, for example, by laminating thin steel plates into a predetermined shape and laminating them to a predetermined thickness, and having an outer diameter set for insertion into the rotor 1. In the peripheral wall portion of the rotor core 2, axial holes 2a having a cross-sectional shape into which the plate-like magnet 5 can be inserted are provided at an equal angular pitch in the circumferential direction. The height of the magnet 5 and the length of the axial hole 2a are substantially the same (the magnet 5 is slightly shorter).
The first and second bases 3 and 4 are made of a synthetic resin material and are formed in an annular shape having substantially the same shape as both axial end surfaces of the peripheral wall portion of the rotor core 2 so as to cover the opening of the axial hole 2a. Yes. In the drawing, the first base 3 is disposed between the receiving portion 1 f formed on the bottom surface of the rotor 1 and the lower surface of the rotor core 2, and the second base 4 is disposed on the upper surface side of the rotor core 2.
The procedure for assembling the first base 3, the rotor core 2, and the second base 4 formed as described above to the rotor 1 is shown below. First, as indicated by the arrow A in the figure, the rotor core 2 and the first base 3 are assembled coaxially with each other. As shown in FIG. 2, the first base 3 is provided with a pair of locking pieces 3 b for positioning the rotor core 2 and the first base 3. The engaging pieces 3b are inserted into the axial hole 2a of the rotor core 2 when assembled. Further, the adjacent locking pieces 3b are provided at an interval between them so that the partition wall 2b can be pressed. Thereby, the partition 2b which partitions off each axial direction hole 2a to the circumferential direction can be elastically pinched by the adjacent things of the locking piece 3b. In this way, the rotor core 2 and the first base 3 are assembled and integrated with each other by press-fitting.
Next, each magnet 5 is inserted into each axial hole 2a of the rotor core 2 integrated with the first base 3 (arrow B), and after the insertion, the magnet 5 is pressurized in the insertion direction until it hits the first base 3. . At this time, the magnets 5 are inserted into the axial holes 2a so that the respective locking pieces 3b enter the gaps between the circumferential side surfaces of the magnet 5 and the axial holes 2a (arrow C in FIG. 2). . Note that the locking piece 3b is formed with a taper at the tip end in the entry direction so as to facilitate entry into the gap, and has a thickness that fits in the gap when the intermediate portion is compressed and deformed. Therefore, when the magnet 5 is pressed after being inserted, the magnet 5 is press-fitted between the pair of locking pieces 3b in the axial hole 2a, whereby the height in the insertion direction and the circumferential position of each magnet 5 can be adjusted. Variation is absorbed. In addition, since the magnet 5 can be assembled before the rotor core 2 is assembled to the rotor 1, the assembly partner of the magnet 5 is only the rotor core 2 (the first base 3 is made of synthetic resin and can be ignored in weight). Therefore, handling of parts at the time of magnet assembly work is easy.
The rotor core 2 with the magnet 5 assembled is inserted into the rotor 1 as shown by the arrow D in FIG. As shown in FIG. 3, the portion on the bottom surface of the rotor 1 where the first base 3 is placed is embossed so as to protrude toward the first base 3 side as well shown in FIG. The engaging convex part 1b made is provided. The first base 3 is provided with an engagement recess 3a corresponding to the engagement protrusion 1b. These engagement projections 1b and engagement recesses 3a constitute circumferential displacement prevention means. In addition, the engagement recessed part 3a is formed in the taper hole shape as FIG. 2 shows, in order to make the engagement convex part 1b enter easily. By aligning the engaging convex portion 1b and the engaging concave portion 3a and pressing the rotor core 2, the engaging convex portion 1b is press-fitted into the engaging concave portion 3a, and as a result, the first base 3 is interposed. Thus, the circumferential displacement of the rotor core 2 relative to the rotor 1 is prevented.
And the 2nd base 4 is mounted so that the upper surface of the rotor core 2 may be covered (arrow E of FIG. 1), and the crimping part 1a thinly formed in the protrusion edge part of the surrounding wall part of the rotor 1 is shown by FIG. Are bent inward in the radial direction and caulked with respect to the second base 4, and the second base 4 is locked by the caulking caulking portion 1a. Thereby, between the bottom part of the rotor 1 and the caulking part 1a, the first base 3, the rotor core 2, and the second base 4 are fixed in the axial direction (see FIG. 2).
In addition, as shown in FIG. 2, the first base 3 is provided with a pair of mountain-shaped flexible protrusions 3c between a pair of locking pieces 3b. On both sides of the flexible protrusions 3c, relief portions 3d that are lower than the other portions are provided. As shown in FIG. 4, this is to secure a deformation allowance of the flexible protrusion 3c compressed and deformed by the magnet 5 at the time of assembly. In addition, by releasing the pressing force when the magnet 5 is assembled, a resilient pushing back force by the flexible protrusion 3 c acts on the magnet 5.
In addition, a recess 3e is provided between adjacent ones of the pair of locking pieces 3b to allow the section scraped off from the sliding contact surface of the locking piece 3b when the partition wall 2b enters as described above. It has been. This prevents the rotor core 2 from being lifted with respect to the first base 3 due to the section even when the section occurs during assembly, and the positional relationship between the rotor core 2 and the first base 3 in the axial direction. Can be as designed.
As shown in FIG. 5, the second base 4 has a tapered high convex portion 4 a that protrudes in a direction in contact with the axial end surface (upper surface in FIG. 4) of each partition wall 2 b in the assembled state, and its A pair of low convex portions 4b on both sides are provided. By applying a predetermined load during assembly, the high convex portion 4a is compressed and deformed, and as shown in FIG. 4, the partition wall 2b is pressed by the compressed and deformed high convex portion 4a and the pair of low convex portions 4b. As a result, the difference in height between the magnet 5 and the rotor core 2 is absorbed by the compressive deformation of both protrusions 4a and 4b, and the position of the second base 4 relative to the axial height of the rotor core 2 is determined in the assembled state. Therefore, in accordance with the relationship between the rotor core 2 and the first base 3, the distance between the bases 3 and 4 is set to a constant value over the entire circumference without being affected by variations in the height of the magnet. Can do. For positioning the second base 4 in the circumferential direction, a pair of positioning pieces 4 c that can be engaged so as to sandwich the partition wall 2 b are provided at appropriate positions of the second base 4.
In the assembled state of the rotor core 2 and the rotors 3 of both bases 3 and 4 thus configured, the axial direction is fixed by the above caulking, and the rotational direction (circumferential direction) is Between the rotor 1 and the first base 3, the engaging convex portion 1b and the engaging concave portion 3a are engaged, and between the first base 3 and the rotor core 2, the engaging piece 3b and the axial hole 2a are engaged. And are fixed by their engagement.
And in absorption of the processing dimension error with the magnet 5 and the rotor core 2 (axial direction hole 2a), it is the width direction (circumferential direction) with the flexible protrusion 3c with respect to a height direction (axial direction). Can be dealt with by the respective elastic deformation at the locking piece 3b. In the illustrated example, the gap between the magnet 5 and the axial hole 2a is filled and fixed by press-fitting the protruding end of the locking piece 3b. Thereby, the holding structure of the magnet 5 in the rotor can be realized without using an adhesive, and an application / drying process of the adhesive is not required, and productivity can be improved.
Further, since the circumferential displacement of the rotor core 2 with respect to the rotor 1 is prevented via the base (first base 3 in the illustrated example), the first base 3 is made of synthetic resin as in the illustrated example, so that the circumferential direction A dimensional error between the rotor 1 and the rotor core 2 in preventing displacement can be absorbed by elastic deformation of the first base 3 (locking piece 3b). Thereby, it is not necessary to manufacture the rotor 1 and the rotor core 2 including the magnet 5 with such high accuracy, and the manufacturing cost can be reduced.
When the first base 3 is not provided, the laminated material (for example, a steel plate) in the lowermost layer portion of the rotor core 2 is formed in a shape different from the other laminated materials (for example, a hole corresponding to the engaging convex portion 1b is provided). Must be formed. On the other hand, according to the present invention, circumferential displacement can be prevented between the rotor core 2 and the axial hole 2a. Therefore, since the rotor core 2 can be formed of a laminated material having the same shape, the work of forming the rotor core 2 is not complicated, and the manufacturing efficiency of the rotor core 2 can be improved.
In addition, even if the design of the rotor core 2 is changed, such as changing the number of magnetic poles, and the position of the engaging projection 1b overlaps the axial hole 2a, the engaging recess of the first base 3 that is easy to form Since it is possible to cope with the position change of 3a, it is not necessary to make a design change on the rotor 1 side, and the degree of design freedom increases.
Next, FIG. 6 shows a second example based on the present invention. 6A is a diagram corresponding to FIG. 3, and FIG. 6B is a diagram viewed along the arrow VI-VI line of FIG. 6A. Are given the same reference numerals and their detailed description is omitted. In the second example, as shown in FIG. 6B, the rotor core 6 has a shape having a recessed portion 6a provided on the outer peripheral surface so as to open radially outward. Yes. A magnet insertion hole 6 a corresponding to the axial hole 2 a is formed by a space surrounded by the recessed portion 6 a and the peripheral wall portion 1 c of the rotor 1.
In this second example, the magnet 5 can be assembled after the rotor core 6 and the first base 3 are integrated and assembled to the rotor 1. The positioning and fixing with respect to the magnet 5 are the same as in the first example.
FIG. 7 shows a third example based on the present invention. FIG. 7 (a) is also a diagram corresponding to FIG. 3, and the same parts as those in the above example are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. In this third example, the second base 7 covering the upper opening surface in the drawing of the axial hole 2a of the rotor core 2 has an axial hole as shown in FIG. 7B in the laminated material for forming the rotor core. What is not punching out the part which becomes 2a is used.
In this case, as the second base, a raw material (annular thin steel plate) that is simply a laminated material for forming the rotor core 2 can be used without being punched. Therefore, since it is not necessary to use what was processed with another member as the 2nd base, there is an effect that part cost and a manufacturing man-hour can be reduced. Note that the shape of the rotor core may be that of the second example, and in this case, the third example can be applied.
In addition, as shown in FIG. 8, the rotor 1 is formed with a reluctator 1d for detecting an ignition timing reference signal by ejecting a part of the peripheral wall 1c from the inside in the radial direction. Under this influence, the vicinity of the reluctator 1d of the peripheral wall portion 1c is deformed inward in the radial direction with respect to the rotor core 2 (perfect circle) indicated by the imaginary line in FIG. When the rotor core 2 having substantially the same diameter as the peripheral wall portion 1c is inserted, the corner portion of the rotor core 2 bites into the radially inner deformed portion, making it difficult to insert the rotor core 2 into the rotor 1.
On the other hand, the caulking portion 1a of the rotor 1 is provided outside the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 1c of the rotor 1 as well shown in FIG. That is, the caulking portion 1a has an inner peripheral surface with an inner diameter D2 (larger than the outer diameter D3 of the rotor core 2) that is larger than the inner diameter D1 of the peripheral wall portion 1c of the rotor 1, so It is formed in an annular wall shape that is spread radially outward with respect to the peripheral surface. A tapered surface 1e is formed between the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 1c and the caulking portion 1a so as to expand outward in the axial direction (upward in the drawing). Therefore, the rotor core 2 can be easily inserted into the caulking portion 1a even when the rotor 1 is distorted due to the formation of the launcher 1d, and the rotor core 2 is guided by the tapered surface 1e by further pushing. It can be inserted into the peripheral wall 1c. Since the peripheral wall 1c is corrected by the rotor core 2 when inserted into the peripheral wall 1c, the rotor core 2 can be easily inserted to the bottom of the rotor 1.
In addition, in the process of the crimp part 1a which has the said taper surface 1e, it can carry out simultaneously when carrying out the drawing process of the rotor 1, for example, and it does not increase a process man-hour. Further, since it can be inserted while correcting as described above, the clearance (D1-D3) between the peripheral wall portion 1c of the rotor 1 and the rotor core 2 can be set as small as possible, and the core between the rotor 1 and the rotor core 2 can be set. Since the feeding accuracy can be increased, the balance is also improved.
Industrial Applicability As is apparent from the above description, according to the present invention, the rotor core holding the magnet is sandwiched between the receiving part and the caulking part of the rotating body with both bases in the axial direction. In the rotational direction (circumferential direction), circumferential displacement can be prevented by the circumferential displacement prevention means with respect to the rotating body.
Furthermore, in the absorption of machining dimensional errors between the magnet and the rotor core, the deformation in the magnet height direction (axial direction) causes deformation of the flexible protrusion, and the magnet width direction (circumferential direction). Since the gap between the magnet holding hole and the magnet can be filled by entering the locking piece, it is possible to realize a magnet holding structure in the rotor without using an adhesive, and the application and drying process of the adhesive The production cost can be reduced.
Also, by providing the caulking portion of the rotating body at a position larger than the inner diameter of the peripheral wall portion that receives the rotor core, the rotor core can be guided by the caulking portion and inserted into the rotating body when the rotor core is assembled to the rotating body. For example, since it can be inserted even if the roundness of the rotating body and the rotor core does not appear, the assembling work is facilitated and the production cost can be reduced.
Also, by providing an axial hole in the rotor core to make it a magnet holding hole, the magnet can be assembled to the rotor core before assembling the rotor core to the rotating body, and handling when assembling the magnet is easy and provided on the base The magnet can be easily positioned on the rotor core before being assembled to the rotating body by causing the locking piece to enter the axial hole.
In addition, since the true magnet holding hole is formed by the recessed portion provided on the outer peripheral surface of the rotor core and the peripheral wall portion of the rotor, the outer diameter and rotation of the rotor core are not required because the thickness of the outer side of the rotor core is not required. The inner diameter of the body can be reduced. Therefore, since the diameter of the rotating body can be reduced, the entire motor can be made compact.
Moreover, it is necessary to use what was processed by another member as the base by using what does not carry out the punching for forming an axial direction hole or a recessed part in the laminated material for rotor core formation in one of both bases. However, it is possible to use a raw material that is simply a laminated material for forming the rotor core as it is, and it is possible to reduce component costs and manufacturing man-hours.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a rotor of an electric motor or a generator to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged view showing a main part of the first base.
FIG. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part showing an assembled state of the rotor.
FIG. 4 is a view in which the main part is seen along the line II-II in FIG.
FIG. 5 is an enlarged view showing a main part of the second base.
6a is a view corresponding to FIG. 3 showing the second example, FIG. 6b is a partially broken plan view taken along the line VI-VI of FIG. 6a, and FIG. 7a is FIG. 3 showing the third example. FIG. 7B is a corresponding plan view, and FIG. 7B is a partial plan view showing the second base.
FIG. 8 is a main part enlarged explanatory view showing a reluctator portion of the rotor unit.
FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a caulking portion of the rotor unit.
FIG. 10 is an exploded assembly explanatory view showing an example of a magnet holding structure of a rotor.

Claims

A plurality of magnets, a cylindrical rotor core having a plurality of magnet holding holes adapted to be inserted in the axial direction in order to arrange the plurality of magnets in the circumferential direction, and a cylindrical shape that coaxially receives the rotor core A rotor magnet holding structure having a rotating body,
The rotating body has a receiving portion for receiving the rotor core in the axial direction,
A first base interposed between the receiving portion and the rotor core, a second base disposed on the side of the rotor core opposite to the first base, and an axial dimension error of the magnet are absorbed. The flexible protrusion provided on one of the bases to press the axial end face of the magnet and the magnet holding hole and the magnet to restrict circumferential displacement of the magnet. In order to fix the second base so as to prevent the rotor core and the magnet from coming off in the axial direction with respect to the rotating body, an elastically deformable locking piece provided on one of the bases A caulking portion provided on the body, and the rotor, the first base, and the rotor core to prevent circumferential displacement of the rotor core with respect to the rotor Magnet holding structure of the rotor and having a circumferential displacement preventing means provided between.

The rotating body has a peripheral wall portion surrounding the rotor core;
The rotor magnet holding structure according to claim 1, wherein the caulking portion is provided at a position where the diameter is larger than the inner diameter of the peripheral wall portion.

The rotor magnet holding structure according to claim 1, wherein the magnet holding hole is an axial hole provided in the rotor core.

The rotor magnet holding structure according to claim 1, wherein the magnet holding hole is formed by a recessed portion provided on an outer peripheral surface of the rotor core and an inner peripheral surface of the peripheral wall portion.

The rotor magnet holding structure according to claim 3, wherein the other of the bases is a laminated material that forms the rotor core, and the axial hole is not punched out.

5. The rotor magnet holding structure according to claim 4, wherein the other of the two bases is a laminated material that forms the rotor core and is not provided with the recessed portion.