JP5691141B2 - ブラシレスモータ用回転子 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック樹脂性磁石にて形成されたブラシレスモータ用回転子に関するものである。

従来、ブラシレスモータ等に使われる回転磁石１０としてプラスチック樹脂に磁性粉を配合したプラスチック樹脂性磁石がよく用いられているが、さらにこのプラスチック樹脂性磁石にエラストマーなどの弾性樹脂を配合し、この樹脂により回転磁石を形成したことを特徴とするブラシレスモータ用回転子（特許文献１参照）は、従来から知られている。

特許文献１には別の構成として、電磁鋼板を積層した円筒状の回転子鉄心の外周にプラスチック樹脂性磁石で円筒状に一体に形成する構成のブラシレスモータ用回転子も記載されている。

上記構成のようなブラシレスモータ用回転子であると、プラスチック製の樹脂のみ配合した磁石で成形したものよりも粘度が高いため、成形後の回転磁石の欠けを減らすことができる。

特開２００４−２８２９１０号公報

上記従来の回転磁石は、プラスチック樹脂よりも弾性力は高いが強度の低いエラストマーを配合しているため、回転子が回転するときの力に弱く、振動や騒音が発生したり、スムーズな回転に影響を及ぼしたりする。特に高速回転の必要な用途や強いトルクの必要な用途では影響が顕著となる。

また、このような回転磁石の製造方法は、射出成形用金型の内を液状のプラスチック樹脂性磁石で満たし、金型に設けられた磁石により着磁するというものである。そして、このエラストマー配合プラスチック樹脂性磁石は、プラスチック樹脂やエラストマー以外にマグネットの原材料である磁性鉄粉が含まれている。そのため、上記金型内磁石にて着磁すると上記磁性鉄粉が磁石側へと寄り、磁石側には鉄系成分が、反対側にはプラスチック樹脂あるいはエラストマーが集まり、成形後に偏りが生じるようになる。

このような磁性鉄粉の偏りは、回転磁石の外側は強固であるが、内側はエラストマーの多い比較的強度の弱い部分となり、磁気的なアンバランスによる振動が発生する問題があった。特にエラストマーを加えることで、プラスチック製樹脂のみで形成するよりも強度的に弱くなるためこのような問題が顕著となっていた。

本発明は、エラストマーを配合したプラスチックマグネットを用いて回転磁石を成形する方法において、上記従来の問題に対して解決する方法を提供する。

請求項１の発明は、ブラシレスモータであって、固定子をモールド樹脂で覆ったモータフレームと、モータフレームの内周側に配置され、回転軸にプラスチック樹脂性の回転磁石を一体に形成した回転子と、を有し、前記プラスチック樹脂性磁石はエラストマーが配合されたものであり、前記回転軸に鋼板を積層した回転子鉄心を嵌着し、前記プラスチック樹脂性の回転磁石により完全に覆って一体に形成され、前記回転磁石は、前記モータフレーム側及び前記回転軸側が軸方向に延びた肉厚部とし、該肉厚部同士が薄肉部によって繋がった形状であり、前記回転子鉄心は、同心円状の基部と、複数の突起と、孔を有し、前記突起は、前記基部から回転軸方向に対して交差する方向へ、等配に設けられ、前記孔は、前記薄肉部と同じ径方向位置に設けられ、前記孔には、前記プラスチック樹脂性磁石が入り込むことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記回転子鉄心の突起は、５以上の素数の等配とする請求項１記載のブラシレスモータである。

本発明のブラシレスモータ用回転子は、エラストマーを配合したプラスチック樹脂性磁石を用いることにより、成形後の欠けの少ない製品を提供することができ、また、エラストマー配合プラスチック樹脂性磁石を用いたことによる回転子鉄心と樹脂との回転方向の強度不足や磁気的アンバランスによる振動発生を低減することができる。

本発明のモータの断面図である。 本発明の回転子の図３に対するＡ−Ｂ断面図である。 本発明の回転子の出力側平面図である。 本発明の極数、スロット数、突起数の相関表である。

本発明の実施例について、図１〜４を用いて説明する。

図１記載の本発明のモータ１は、直流ブラシレスモータである。固定子２は、ドーナツ形状の鋼板を積層した固定子鉄心３に、絶縁体４が施され、その絶縁体４に巻線５が巻装されたものである。本発明のモータ１を駆動させるための駆動回路を備える回路基板６は、前記絶縁体４に設けられた取付ピン等によって固定子２に取り付けられている。そして、固定子２と回路基板６はモールド樹脂によって覆われ、モータフレーム７と一体に形成されている。

前記モータフレーム７の内周に配された回転子８は、回転軸９と後述する回転磁石１０とが一体に形成されている。回転軸９の前後には軸受１１が取り付けられている。そして、前記モータフレーム７に取り付けられた軸受ブラケット１２ａに一方の軸受１１ａが嵌合され、もう一方の軸受１１ｂは軸受ブラケット１２ｂに嵌合されることにより、回転子８は両側で軸支される。回転軸９の出力側にはファンなどが取り付けられる。

図２より本発明の回転子８について説明する。本発明の回転子８は、回転軸９に鋼板を積層した回転子鉄心１３が嵌着し、エラストマーが配合されたプラスチック樹脂性磁石で形成されることにより、回転磁石１０が回転子鉄心１３と一体になる。

本発明の回転子８の製造方法は、回転軸９に回転子鉄心１３を嵌着させたものを射出成形型に収納し、軟化しているエラストマー配合プラスチック樹脂性磁石を金型に流し込むことにより一体に形成される。形成された回転磁石１０は着磁により等配に磁極が形成される。

図３より回転軸９に嵌着された前記回転子鉄心１３の形状は、同心円状の基部１４に外方向に向って複数の突起１５が等配に形成されている。また、各突起１５と基部１４の間には孔１６が設けられ、成形時にエラストマー配合プラスチック樹脂性磁石が孔１６に入り込むことで、回転子鉄心１３と回転磁石１０がより一層固着し、また回転子鉄心１３の積層ずれに対しても強くなる。

このようにエラストマー配合プラスチック樹脂性磁石で形成された回転磁石１０を回転子鉄心１３に一体に形成することで、従来では回転により発生する力に対して弱かったものが強度補正され、回転子が振動するなどの問題が解消されることになる。

本発明の突起１５の数は、図４に示すように、回転子の極数及び固定子のスロット数の関係から、４を超える素数となっている。

突起の数を図４のような範囲にしたのは、通電方式による固有振動数などに悪影響の無い範囲を選んでいる。通電方式による影響により突起１５の持つ固有振動に影響を与え、共振が起こる可能性がある。そのため、２の倍数ではＮ・Ｓ２つの磁極による影響、３の倍数では３相１２０°通電による影響が考えられるため、４を超える素数としている。

本発明のモータ用回転子は、低騒音、低振動の効果がありブラシレスモータ全般に有効であるが、特に低騒音の要求が高い、家庭で使用するエアコン、空気清浄器、除湿器、加湿器などに使用すると特に有効である。

１ モータ
２ 固定子
３ 固定子鉄心
４ 絶縁体
５ 巻線
６ 回路基板
７ モータフレーム
８ 回転子
９ 回転軸
１０ 回転磁石
１１ 軸受
１２ 軸受ブラケット
１３ 回転子鉄心
１４ 基部
１５ 突起
１６ 孔

Claims (2)

1. ブラシレスモータであって、
   固定子をモールド樹脂で覆ったモータフレームと、
   モータフレームの内周側に配置され、回転軸にプラスチック樹脂性の回転磁石を一体に形成した回転子と、を有し、
   前記プラスチック樹脂性磁石はエラストマーが配合されたものであり、
   前記回転軸に鋼板を積層した回転子鉄心を嵌着し、前記プラスチック樹脂性の回転磁石により完全に覆って一体に形成され、
   前記回転磁石は、前記モータフレーム側及び前記回転軸側が軸方向に延びた肉厚部とし、該肉厚部同士が薄肉部によって繋がった形状であり、
   前記回転子鉄心は、同心円状の基部と、複数の突起と、孔を有し、
   前記突起は、前記基部から回転軸方向に対して交差する方向へ、等配に設けられ、
   前記孔は、前記薄肉部と同じ径方向位置に設けられ、
   前記孔には、前記プラスチック樹脂性磁石が入り込むことを特徴とする。
2. 前記回転子鉄心の突起は、５以上の素数の等配とする請求項１記載のブラシレスモータ。