JP5352202B2 - 磁石ホルダ及び回転電機のロータ - Google Patents

Description

本発明は、磁石ホルダ及び回転電機のロータに関するものである。

従来、回転電機のロータでは、回転軸の外周に周方向に等間隔に配置される複数の磁石を保持する磁石ホルダを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。磁石ホルダは、回転軸が挿通される一対の環状部と、一対の環状部の間において周方向に所定間隔を空けて形成された複数の支柱部とを備え、周方向に隣り合う支柱部間で磁石を保持するようになっている。また、各支柱部には、軸方向に延びるスリットが形成されており、支柱部が周方向に撓み易くなっているため、磁石の支柱部間への圧入が容易となっている。このような磁石ホルダを備えたロータでは、各磁石を所定位置に精度良く配置可能となっている。また、磁石が圧入によって固定されるため、磁石を磁石ホルダに容易に組み付けることが可能となっている。
特開２００３−９４３９号公報

ところで、ロータの磁石の数が多い構成となってくる程、磁石ホルダの支柱部の周方向幅が狭くなってしまう。そのため、上記したようなスリットを支柱部に設けることが難しく、その結果、磁石の圧入による固定が困難なものとなっていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、支柱部にスリットを設けずとも、磁石を確実に圧入固定することが可能な磁石ホルダ及び回転電機のロータを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転電機のロータに設けられ、該ロータの回転軸の外周に周方向に等間隔に配置される複数の磁石を保持する磁石ホルダであって、一対の環状部と、該一対の環状部間において周方向に所定間隔を空けて形成された複数の支柱部とを備え、周方向に隣り合う前記支柱部間で前記磁石を保持する構成をなし、前記各支柱部における周方向の第１面、及びその第１面の周方向反対側の第２面にはそれぞれ、前記磁石と圧接する当接突部が互いに軸方向にずれた位置に形成され、前記支柱部の前記第１面には、その第１面の周方向反対側の前記第２面における前記当接突部の周方向反対側の位置に、その第２面における当接突部に向けて窪む凹部が形成されるとともに、その第１面には、軸方向においてその凹部が間に位置するようにその凹部の軸方向両側に前記当接突部が形成されていることを特徴とする。

この発明では、周方向に隣り合う支柱部間で磁石を保持する構成をなし、各支柱部における周方向の第１面、及びその第１面の周方向反対側の第２面にはそれぞれ、磁石と圧接する当接突部が互いに軸方向にずれた位置に形成されるため、スリットを設けずとも支柱部を撓み易くすることが可能となり、その支柱部の撓みを利用して磁石を確実に圧入固定することが可能となる。

この発明では、第２面の当接突部の磁石との圧接により該突部部分の支柱部がその反対側に撓むように変形しても、その当接突部の周方向反対側には第１面の凹部が設けられるため、隣の磁石側への突出を回避できる。その結果、磁石を容易に圧入することが可能となり、また、磁石を好適に保持することが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁石ホルダにおいて、前記第２面における前記当接突部は、前記支柱部における径方向内側に形成される一方、その第２面における当接突部の周方向反対側の位置に形成される前記第１面における前記凹部は、前記支柱部における径方向外側に形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の磁石ホルダにおいて、前記支柱部の第１面には、前記当接突部が複数形成され、前記第２面には、前記第１面の各当接突部の軸方向中間位置に前記当接突部が形成されたことを特徴とする。

この発明では、支柱部をバランス良く撓ませることができ、磁石を安定して保持することが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の磁石ホルダにおいて、前記支柱部の第１面には、前記当接突部が２個形成され、前記第２面には、前記第１面の２個の当接突部の軸方向中間位置に前記当接突部が１個形成されたことを特徴とする。

この発明では、支柱部の第１面には、当接突部が２個形成され、第２面には第１面の２個の当接突部の軸方向中間位置に当接突部が１個形成されるため、磁石をより安定して保持することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の磁石ホルダにおいて、前記支柱部の第１面の各当接突部は、径方向から見て台形状をなし、前記第２面の当接突部は、径方向から見て円弧状をなすことを特徴とする。

この発明では、第１面の各当接突部が、径方向から見て台形状をなすため、その台形状の上底の平面部分で磁石を安定して保持することが可能となる。また、第２面の当接突部が、径方向から見て円弧状をなすため、磁石を好適に保持することが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁石ホルダを備えたことを特徴とする回転電機のロータである。
この発明では、磁石ホルダの支柱部にスリットを設けずとも、磁石を確実に圧入固定することが可能な回転電機のロータを提供することができる。

従って、上記記載の発明によれば、支柱部にスリットを設けずとも、磁石を確実に圧入固定することが可能な磁石ホルダ及び回転電機のロータを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のブラシレスモータＭは、略有底筒状のモータケース本体１と、そのモータケース本体１の開口部を略閉塞するエンドハウジング２と、前記モータケース本体１の内側に固定されたステータ３と、そのステータ３の内側で回転可能に支持されたロータ４とを備える。尚、本実施形態では、モータケース本体１とエンドハウジング２がモータケースを構成している。

ステータ３は、その全体が略円筒状をなし、ステータコア３ａと、ステータコア３ａのティースにインシュレータ３ｂを介して巻装されたコイル３ｃとを備え、ステータコア３ａの外周面がモータケース本体１の内周面に固定されている。コイル３ｃは、図示しない外部電源からの給電によりロータ４を回転させるための回転磁界を発生するようになっている。

図２に示すように、ロータ４は、モータケース本体１及びエンドハウジング２に設けられた軸受５，６にて回転可能に支持された回転軸１１と、回転軸１１に外挿された略円筒状の磁石ホルダ１２と、磁石ホルダ１２に保持された複数の永久磁石１３と、磁石ホルダ１２及び永久磁石１３の外周面を覆う円筒状のカバー部材１４とを備えている。本実施形態では、永久磁石１３は、周方向等間隔に１０個設けられている。これら回転軸１１、磁石ホルダ１２、各永久磁石１３及びカバー部材１４は、一体に構成されており、前記コイル３ｃの回転磁界が永久磁石１３に作用することで回転軸１１が回転するようになっている。

図３に示すように、磁石ホルダ１２は、軸方向両端部にそれぞれ環状部２１を有し、その各環状部２１の間には、複数の支柱部２２が周方向等間隔に形成されている。尚、支柱部２２の数は、永久磁石１３の数に対応しており、本実施形態では１０個形成されている。また、各環状部２１における各支柱部２２間の位置には、各永久磁石１３と軸方向に当接する突出部２１ａ，２１ｂが形成されている。

各支柱部２２は、軸方向に沿って延びるとともに、内周側に向かう程細くなるように形成されている（図２参照）。そして、各支柱部２２間には、各永久磁石１３が外周側から圧入されて固定されるようになっている。即ち、各永久磁石１３は、周方向に隣り合う支柱部２２と各環状部２１によって形成される枠部分に圧入固定されている。

図４に示すように、各支柱部２２の周方向の第１面２２ａには、周方向に突出する第１当接突部２３が２個形成されている。支柱部２２における第１面２２ａとは周方向に反対側の第２面２２ｂには、周方向に隣り合う支柱部２２の第１面２２ａに向かって周方向に突出する第２当接突部２４が１個形成されている。尚、支柱部２２の周方向側面の一方が第１面２２ａであり、他方が第２面２２ｂである。

第１当接突部２３と第２当接突部２４とは、互いに軸方向にずれた位置に形成されている。詳述すると、第１当接突部２３は、第１面２２ａの軸方向両端部から若干中央よりの位置にそれぞれ形成され、第２当接突部２４は、２個の第１当接突部２３の軸方向中央位置に形成されている。また、図２に示すように、各当接突部２３，２４は、支柱部２２における径方向中間部から内周側端部にかけて形成されている。そして、各当接突部２３，２４の径方向外側端部には、傾斜部２５が形成されており、永久磁石１３をスムーズに圧入することが可能となっている。

各第１当接突部２３は、図４に示すように、径方向から見て台形状をなしている。これにより、各第１当接突部２３は、その上底の平面部分で永久磁石１３と圧接するため、該磁石１３を安定して保持することが可能となっている。尚、各第１当接突部２３は、互いに同形状であり、その突出量も互いに等しく設定されている。また、第２当接突部２４は、径方向から見て円弧状をなしており、これにより、永久磁石１３を好適に保持することが可能となっている。

各支柱部２２における各第１当接突部２３及び第２当接突部２４の反対側の位置は、周方向に窪む凹部２６がそれぞれ形成されている（図５（ａ）参照）。各凹部２６は、支柱部２２における径方向中間部から外周側端部にかけて形成されている。尚、図５（ａ）には、支柱部２２における第１当接突部２３が形成された部分の軸方向と直交する断面を示している。

このような磁石ホルダ１２では、周方向に隣り合う支柱部２２間のそれぞれに永久磁石１３が圧入固定されている。そして、支柱部２２の各当接突部２３，２４は、永久磁石１３の周方向側面と圧接し、支柱部２２における各当接突部２３，２４付近の部位は、該各当接突部２３，２４の反突出方向に撓んでいる。ここで、第１当接突部２３と第２当接突部２４とは、互いに軸方向にずれた位置に形成されているため、スリットを設けずとも支柱部２２が周方向に撓み易くなっており、その支柱部２２の撓みを利用して永久磁石１３が確実に圧入固定されるようになっている。また、前述のように、支柱部２２における各当接突部２３，２４の部位は、該各当接突部２３，２４の反突出方向に撓むが、各当接突部２３，２４の反対側には凹部２６が形成されているため、隣の永久磁石１３側への突出を回避することができるようになっている（図５（ｂ）参照）。これにより、永久磁石１３を容易に圧入することが可能となり、また、該磁石１３が好適に保持されるようになっている。

このようなロータ４では、各永久磁石１３を磁石ホルダ１２に外周側から圧入固定した後、その磁石ホルダ１２をカバー部材１４の内周面に圧入固定する。次に、その各永久磁石１３、磁石ホルダ１２及びカバー部材１４の一体部品に、回転軸１１を圧入固定し、ロータ４が完成する。本実施形態のロータ４では、磁石ホルダ１２にて各永久磁石１３が保持されるため、該磁石１３が所定位置に精度良く配置されるようになっている。また、各永久磁石１３は、外周面がカバー部材１４にて覆われるため、磁石ホルダ１２からの脱落が防止されている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、各支柱部２２における周方向の第１面２２ａ、及びその第１面２２ａの周方向反対側の第２面２２ｂにはそれぞれ、永久磁石１３と圧接する第１及び第２当接突部２３，２４が形成されるため、永久磁石１３を支柱部２２間に容易に圧入することが可能となる。そして、第１及び第２当接突部２３，２４は、互いに軸方向にずれた位置に形成されるため、スリットを設けずとも支柱部２２を周方向に撓み易くすることが可能となり、その支柱部２２の撓みを利用して永久磁石１３を確実に圧入固定することが可能となる。

（２）本実施形態では、支柱部２２における第１及び第２当接突部２３，２４の反対側の位置には、周方向に窪む凹部２６が形成されるため、各当接突部２３，２４の永久磁石１３との圧接により該当接突部２３，２４部分の支柱部２２がその反対側に撓むように変形しても、その反対側には凹部２６が設けられるため、隣の永久磁石１３側への突出を回避できる。その結果、永久磁石１３を容易に圧入することが可能となり、また、永久磁石１３を好適に保持することが可能となる。

（３）本実施形態では、第１面２２ａには、第１当接突部２３が複数形成され、第２面２２ｂには、各第１当接突部２３の軸方向中間位置に第２当接突部２４が形成される。これにより、支柱部２２をバランス良く撓ませることができ、永久磁石１３を安定して保持することが可能となる。

（４）本実施形態では、第１面２２ａには、第１当接突部２３が２個形成され、第２面２２ｂには、２個の第１当接突部２３の軸方向中間位置に第２当接突部２４が１個形成されるため、永久磁石１３をより安定して保持することが可能となる。

（５）本実施形態では、各第１当接突部２３が、径方向から見て台形状をなすため、その台形状の上底の平面部分で永久磁石１３を安定して保持することが可能となる。また、第２当接突部２４が、径方向から見て円弧状をなすため、永久磁石１３を好適に保持することが可能となる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、各支柱部２２には、第１当接突部２３が２個形成され、第２当接突部２４が１個のみ形成されたが、特にこれに限定されるものではなく、第１及び第２当接突部２３，２４ともに１個、又は３個以上形成してもよい。

・上記実施形態では、本発明をブラシレスモータＭに適用したが、特にこれに限定されるものではなく、その他の種類のモータに適用してもよい。

ブラシレスモータの一部断面図。 ロータの断面図。 磁石を保持した状態の磁石ホルダの側面図。 磁石ホルダの断面図。 （ａ）当接突部の断面図、（ｂ）当接突部の拡大図。

符号の説明

Ｍ…回転電機としてのブラシレスモータ、４…ロータ、１１…回転軸、１２…磁石ホルダ、１３…永久磁石、２１…環状部、２２…支柱部、２２ａ…第１面、２２ｂ…第２面、２３…第１当接突部、２４…第２当接突部、２６…凹部。

Claims (6)

1. 回転電機のロータに設けられ、該ロータの回転軸の外周に周方向に等間隔に配置される複数の磁石を保持する磁石ホルダであって、
   一対の環状部と、該一対の環状部間において周方向に所定間隔を空けて形成された複数の支柱部とを備え、周方向に隣り合う前記支柱部間で前記磁石を保持する構成をなし、
   前記各支柱部における周方向の第１面、及びその第１面の周方向反対側の第２面にはそれぞれ、前記磁石と圧接する当接突部が互いに軸方向にずれた位置に形成され、
   前記支柱部の前記第１面には、その第１面の周方向反対側の前記第２面における前記当接突部の周方向反対側の位置に、その第２面における当接突部に向けて窪む凹部が形成されるとともに、その第１面には、軸方向においてその凹部が間に位置するようにその凹部の軸方向両側に前記当接突部が形成されていることを特徴とする磁石ホルダ。
2. 請求項１に記載の磁石ホルダにおいて、
   前記第２面における前記当接突部は、前記支柱部における径方向内側に形成される一方、その第２面における当接突部の周方向反対側の位置に形成される前記第１面における前記凹部は、前記支柱部における径方向外側に形成されていることを特徴とする磁石ホルダ。
3. 請求項１又は２に記載の磁石ホルダにおいて、
   前記支柱部の第１面には、前記当接突部が複数形成され、前記第２面には、前記第１面の各当接突部の軸方向中間位置に前記当接突部が形成されたことを特徴とする磁石ホルダ。
4. 請求項３に記載の磁石ホルダにおいて、
   前記支柱部の第１面には、前記当接突部が２個形成され、前記第２面には、前記第１面の２個の当接突部の軸方向中間位置に前記当接突部が１個形成されたことを特徴とする磁石ホルダ。
5. 請求項４に記載の磁石ホルダにおいて、
   前記支柱部の第１面の各当接突部は、径方向から見て台形状をなし、前記第２面の当接突部は、径方向から見て円弧状をなすことを特徴とする磁石ホルダ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁石ホルダを備えたことを特徴とする回転電機のロータ。

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