JP4559831B2 - モータのロータ - Google Patents

Description

本発明は、モータにおけるロータに関するものである。

従来、ステータ（固定子）やロータ（回転子）のコアは、鋼板よりなるコア板を打ち抜きつつ積層して製造している（例えば、特許文献１参照）。

また、本出願人のロータの従来の製造方法について、図６に基づいて説明する。

図６に示すように、ロータのコア板１００は、リング状のコアバック１０２の外周部から略二等辺三角形状のポールピース１０４が放射状に複数突出し、この鋼板よりなるコア板１００を打ち抜きつつ積層して、ロータコア１０６を製造する。

この製造したロータコア１０６における各ポールピース１０４の間にマグネット１０８をそれぞれ挿入し、ロータコア１０６の中心部にシャフトを配した状態で、これらロータコア１０６、マグネット１０８、シャフトをモールド樹脂によって一体成型して、ロータを製造している。

このようなロータは、例えばブラシレス直流モータを使ったダイレクト駆動の洗濯機などに使用されるモータに用いられるものであり、マグネット１０８として安価なフェライト磁石を使い多極化できるため、高いトルクを得ることができ、マグネット１０８によるマグネットトルクとポールピース１０４によるレラクタンストルクの両方を得ることができる。
特開２００２−２４７７８８公報

しかしながら、上記構成のロータにおいては、図６の拡大図に示すように、隣接するＳ極用ポールピース１０４とＮ極用ポールピース１０４との間がコアバッグ１０２によって連結されているため、Ｎ極のスロットからＳ極のスロットへ磁束漏れが発生する。そのため、磁気特性が低下して、モータの回転トルクを充分に得られないという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、隣接するＮ極用スロットからＳ極用スロットへ磁束漏れがないモータを提供するものである。

請求項１に係る発明は、回転軸を中心として複数の二等辺三角形状のポールピースが等角度毎に放射状に配され、前記隣接するポールピースの間のスロットにマグネットが配され、前記放射状に配された複数のポールピースとマグネットとをモールド樹脂によって一体にモールド成形されているモータのロータにおいて、リング状で合成樹脂性であり、外周部近傍に等角度毎で位置決め突起が突出した位置決めプレートを設け、前記各ポールピースはそれぞれ分割され、前記隣接する位置決め突起の間にポールピースの外周部が嵌め込まれ、前記位置決め突起の内周部に前記マグネットを配され、前記モールド成形するときに前記各ポールピースと共に前記位置決めプレートがモールドされていることを特徴とするモータのロータである。

請求項２に係る発明は、前記各ポールピースの両辺の外周部近傍に三角形状のフランジが突出し、前記位置決め突起が台形状であり、前記フランジ部と係合することを特徴とする請求項１記載のモータのロータである。

請求項３に係る発明は、前記各ポールピースの両辺の内周部近傍にくさび部がそれぞれ突出していることを特徴とする請求項１又は２記載のモータのロータである。

請求項４に係る発明は、前記モータは、ブラシレスモータであることを特徴とする請求項１乃至３記載のモータのロータである。

請求項１に係る発明のモータのロータにおいては、各ポールピースが分割されているため、Ｎ極のスロットからＳ極のスロットへの磁束漏れが発生しない。そのため、モータの回転トルクを充分に得られる。また、各ポールピースが分割されていても、リング状の位置決めプレート上に各ポールピースが配されているため、各ポールピースがバラバラになることがなく、正確な位置で各ポールピース及びスロットを位置決めすることができる。

以下、本発明の一実施形態におけるロータ１０について図１〜図５に基づいて説明する。

本実施形態のモータは、洗濯機などに用いられるダイレクト駆動用のブラシレスモータであって、例えば、ブラシレス直流モータ、ブラシレス同期モータ、ブラシレスサーボモータに用いられるロータである。

（１）ロータ１０の構造
ロータ１０の構造について図１〜図６に基づいてその製造方法と共に説明する。

（１−１）第１工程
第１工程においては、分割されたポールピース１２を形成する。帯状の鋼板から１列で１０個のポールピース板を打ち抜き、かしめ部１４によってかしめつつ積層することにより、ポールピース１２が形成される。このポールピース１２は、平面形状が二等辺三角形であり、内周側の基部、すなわち、根本の両側からくさび部１７が突出している。また、ポールピース１２外周部近傍の両辺には、三角形状のフランジ部１６が突出している。

なお、一枚の鋼板において、二等辺三角形状のポールピース板を互いに相対向するように互い違いに配することにより、一枚の鋼板からポールピース板を１０枚効率良く打ち抜くことができ、無駄な部分を少なくすることができる。従来はリング状に配されたポールピースを打ち抜く構造であったため、無駄な部分が多く発生したが、本実施形態では鋼板を効率よく使用することができる。

（１−２）第２工程
第２工程においては、図１に示すように、平面形状がリング状の位置決めプレート１８を準備する。この位置決めプレート１８は合成樹脂性であり、外周部近傍に等角度毎に台形状の位置決め突起２０が突出している。この位置決め突起２０，２０の間には、かしめ部１４が挿入される逃し穴２２が開口している。

（１−３）第３工程
第３工程においては、図２と図５に示すように、位置決めプレート１８の上に、ポールピース１２とマグネット２４とを反時計回りの方向に交互に順番に並べていく。この場合に、隣接する位置決め突起２０，２０の間にポールピース１２の外周部を配する。この場合に、ポールピース１２の外周部近傍から突出した一対の三角形状のフランジ部１６が、台形状の位置決め突起２０に係合するようにする。そして、ポールピース１２を配すると、スロットになる部分にマグネット２４を配する。この場合に、マグネット２４は、位置決め突起２０の内周部に配する。このようにすることで２０個のポールピース１２と２０個のマグネット２４とを位置決めプレート１８の上に正確に配列できる。但し、マグネット２４は、図３に示すように外周部においてＮ極とＳ極とが交互になるように配する。

このように位置決め突起２０を有する位置決めプレート１８の上にポールピース１２とマグネット２４とを配することにより、正確に位置決めすることができ、また、各ポールピース１２がバラバラになることがない。また、マグネット２４をポールピース１２、１２の間のスロットに配する場合に、位置決め突起２０の内周部にマグネット２４を配することにより、マグネット２４の位置決めを正確に行うことができる。

なお、ポールピース１２のかしめ部１４は、図５に示すように位置決めプレート１８に開口した逃し穴２２に挿入する。これにより、ポールピース１２を位置決めプレート１８の上に安定よく載せることができる。

（１−４）第４工程
第４工程においては、図３に示すように、位置決めプレート１８の上にポールピース１２とマグネット２４を配列したものを、金型内部に収納し、モールド樹脂によって一体にモールド成形してロータフレーム２６を製造する。なお、図３におけるマグネット２４のハッチング部分は、Ｓ極の位置を表しており、そのハッチングの位置によってスロットに配されるマグネット２４の磁極の方向が異なっていることを示している。

モールド成形する場合に、回転軸をロータフレーム２６に固定するための金属製の固定部材２８も一体に成形する。この固定部材２８は、図４に示すように、円板状の形状をなし外周部から固定用の突起部３０が複数外方に向かって突出している。また、このモールド成形する際に、図４に示すように、ロータフレーム２６の中央部分には円筒形の空洞部３２が設け、この円筒形の空洞部３２の頂部に固定部材２８をモールドする。

（１−５）第５工程
第５工程においては、モールド成形したロータフレーム２６の固定部材２８の貫通孔に回転軸３４を貫通させることにより、ロータ１０が完成する。

（２）本実施形態のロータ１０の効果
上記構成のロータ１０であると、ポールピース１２とマグネット２４とが位置決めプレート１８上に配列されているため、各ポールピース１２がバラバラになることがなく、ポールピース１２、マグネット２４の位置決めを正確に行うことができる。

また、ポールピース１２とマグネット２４を位置決めプレート１８上に配した状態で金型内部でモールドを成形することができる。

そして、各ポールピース１２は、分割されており繋がりを持たないため、隣接するＳ極とＮ極のスロット間で磁束漏れがなく、モータ性能を高めることが可能となる。また、位置決めプレート１８は合成樹脂性であるため、磁束漏れを発生させることがない。そして、このモータ性能が高くなった分だけ、ポールピース１２の積層厚を低減することができる。そのため、モータの小型化を計ることができる。

一方、従来の金型を使用してモールド成形したい場合には、低減された積層厚の分だけ、位置決めプレート１８の厚みを厚くすれば、従来の金型を用いて、従来のロータ１０と同様の厚さを持つものを製造することができる。

くさび部１７を有しているため、ロータ１０が高速で回転しても、くさび部１７の位置で保持され遠心力によってポールピース１２が外方に抜脱することがない。

本発明は、マグネットをモールド樹脂によって埋設したロータに好適であり、特にブラシレス直流モータ、ブラシレス同期モータ、ブラシレスサーボモータのロータに好適である。

本発明の一実施形態を示す位置決めプレート１８の図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）図におけるＡ−Ａ線断面図である。 位置決めプレート１８の上にポールピースとマグネットを載せた状態であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 ２０個のポールピースとマグネットを位置決め用プレートに配列した状態であり、（ａ）図は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 ロータの図面であり、（ａ）はロータフレームの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 位置決めプレート上にあるポールピースとマグネットの一部拡大平面図である。 背景技術におけるポールピースにマグネットを挿入した状態の平面図とその一部拡大図である。

１０ ロータ
１２ ポールピース
１４ かしめ部
１６ フランジ部
１７ くさび部
１８ 位置決めプレート
２０ 位置決め突起
２２ 逃し穴
２４ マグネット
２６ ロータフレーム
２８ 固定部材
３０ 固定用突起部
３２ 空洞部
３４ 回転軸

Claims (4)

1. 回転軸を中心として複数の二等辺三角形状のポールピースが等角度毎に放射状に配され、
   前記隣接するポールピースの間のスロットにマグネットが配され、
   前記放射状に配された複数のポールピースとマグネットとをモールド樹脂によって一体にモールド成形されているモータのロータにおいて、
   リング状で合成樹脂性であり、外周部近傍に等角度毎で位置決め突起が突出した位置決めプレートを設け、
   前記各ポールピースはそれぞれ分割され、前記隣接する位置決め突起の間にポールピースの外周部が嵌め込まれ、
   前記位置決め突起の内周部に前記マグネットを配され、
   前記モールド成形するときに前記各ポールピースと共に前記位置決めプレートがモールドされている
   ことを特徴とするモータのロータ。
   
2. 前記各ポールピースの両辺の外周部近傍に三角形状のフランジが突出し、
   前記位置決め突起が台形状であり、前記フランジ部と係合する
   ことを特徴とする請求項１記載のモータのロータ。
   
3. 前記各ポールピースの両辺の内周部近傍にくさび部がそれぞれ突出している
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のモータのロータ。
   
4. 前記モータは、ブラシレスモータである
   ことを特徴とする請求項１乃至３記載のモータのロータ。