JP5917001B2 - 永久磁石回転子 - Google Patents

Description

本発明は、内部固定子を伴う種類のブラシレス電気モータの永久磁石回転子、及びその製造方法に係る。

より詳細には、本発明に係る種類の回転子は、成形プラスチックのキャリア構造体を備えたもので、中心にシャフトが固定された円板部分があり、その周囲がシャフトと同軸的な本質的に円筒状のケージ部分に接合され、この部分には、シャフトと同軸的な本質的に円筒状の壁を形成する磁束導通構造体が配置され、更に、リングセグメントの形状の複数の永久磁石がその磁束導通構造体内でそれに隣接してある角度間隔で配置されている。

本発明の目的は、この構造の回転子であって、迅速に且つ容易にアッセンブルできると共に、アッセンブル方法によって生じる公差を減少できるような回転子を提供することである。

従って、本発明は、その１つの態様では、内部固定子を伴う種類のブラシレス電気モータのための永久磁石回転子であって、成形プラスチックのキャリア構造体を備え、中心にシャフトが固定された円板部分があり、その周囲がシャフトと同軸的な本質的に円筒状のケージ部分に接合され、この部分には、シャフトと同軸的な本質的に円筒状の壁を形成する磁束導通構造体が配置され、更に、リングセグメントの形状の複数の永久磁石がその磁束導通構造体内でそれに隣接してある角度間隔で配置されている回転子において、各磁石は、その周囲の終端面が互いに平行であるか又は外方向に収斂し、更に、キャリア構造体のケージ部分は、磁束導通構造体上にオーバーモールドされ、そして磁束導通構造体の内面において、回転子の軸に本質的に平行で半径方向内方に突出した複数の角度的に離間された支柱を形成し、各支柱は、その側面に、その隣接支柱の対応する対向面に本質的に平行であるか又はそれと共に外方向に収斂する各収容面を有し、磁束導通構造体と隣接支柱の各対との間には各永久磁石をぴったり受け入れるための各座部が画成された、永久磁石回転子を提供する。

好ましくは、各永久磁石は、その半径方向外面が磁束導通構造体の内面に接着される。

好ましくは、前記座部の各々は、それに対応する磁石を回転子の軸に平行な第１方向に対して所定角度だけ長手方向に傾斜した状態で、その磁石を前記第１方向に前記キャリア構造体の円板部分に向けて本質的に並進移動させることにより、その磁石を座部に導入して位置付けできるようにされ、その磁石が、２つの隣接する支柱間で座部の軸方向終端当接面に対して当接し、次いで、回転子の外方に回転されて、磁束導通構造体の対応部分と接触して配置できるようにされる。

本発明は、その第２の態様によれば、上述した回転子の座部へ永久磁石を導入して位置付ける方法において、永久磁石が２つの隣接する支柱間で座部の軸方向終端当接面に対して当接するまで、その磁石を回転子の軸に平行な第１方向に対して所定角度だけ長手方向に傾斜した状態で、その磁石を前記第１方向に前記キャリア構造体の円板部分に向けて本質的に並進移動させることにより、その磁石を回転子へ導入するステップと、その後に、その磁石を、磁束導通構造体の対応部分と接触して座部に配置されるまで、回転子の外方向に回転するステップと、を備えた方法を提供する。

好ましくは、永久磁石を回転子へ導入する前にその磁石の半径方向外面に接着剤等の層を施す。

以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を一例として説明する。２つ以上の図に現れる同じ構造物、要素又は部品は、一般的に、それらが現れる全ての図において同じ参照番号で示す。図示されたコンポーネント及び特徴部の寸法は、一般的に、表現の便宜上及び明瞭化のために選択されたものであって、必ずしも一定の縮尺率で描かれていない。

本発明による永久磁石回転子を、磁石を省いて示す斜視図である。 図１の回転子の一部分の拡大図である。 磁石がその座部に配置された時点の、図１の回転子の部分横断面図である。 磁石を回転子に取り付けるプロセスを示す部分断面図である。 磁石を回転子に取り付けるプロセスを示す部分断面図である。

添付図面において、参照番号１は、ブラシレス電気モータ、特に、内部固定子（図示せず）を有する種類のブラシレス直流モータの永久磁石回転子を一般的に示している。

特に、図１を参照すれば、回転子１は、成形プラスチックのキャリア構造体２を備えている。この構造体２は、複数の本質的に半径方向のスロット４を含む本質的に円板形状の部分３を備えている。キャリア構造体２は、円板部分３から延びる金属の中心ハブ又はシャフト５にオーバーモールドされる。円板部分３の周囲は、シャフト５の周りで同軸的に延びる本質的に円筒状のケージ部分６に接合される。

ここに示す実施形態では、キャリア構造体２のケージ部分６は、本質的に、円板部分３の周囲に接続された第１リング７と、該リング７から軸方向に離間されているが、回転子の軸Ｏ−Ｏに本質的に平行な複数の支柱９により該リング７に接続された第２リング８とを備えている。リングのセグメントの形態の形状である導磁性材料の複数のヨーク１０がキャリア構造体２のケージ部分６に埋め込まれている。これらのヨーク１０は、それらが一緒に本質的に円筒状の壁（特に、図１及び２を参照）を形成するように並置される。

又、回転子１は、複数の永久磁石１１も備えている（明瞭化のために図１及び２から省かれているが、図３から５には見える）。これらの磁石は、リングのセグメントの形態であり、固定子に向いた磁極を形成するように磁化される。特に、図３を参照すれば、永久磁石１１は、各々２つの隣接する支柱９間で、キャリア構造体２のケージ部分６に装着され、各磁石１１が２つの隣接するヨーク１０間の接合部をまたぐようにされる。各磁石１１は、その周囲方向の終端面１１ａが互いに平行であるか、又は任意であるが、回転子１の外方に収斂する。

キャリア構造体２のケージ部分６は、ヨーク１０にオーバーモールドされ、支柱９は、ヨーク１０により形成される磁束導通構造体の内面において、このケージ部分６と一体的に形成される。支柱９は、角度的に等距離であり、回転子へと半径方向に突出する。各支柱９は、その側面に、隣接支柱９の対応する対向面９ａと本質的に平行な（又は任意であるが、それに対して外方に収斂する）各収容面９ａを有する。

従って、磁束導通構造体と、隣接支柱９の各対との間には、各永久磁石１１をぴったり（即ち、周囲方向に実際上遊びがなく）受け入れる座部１２が画成される。各永久磁石１１は、その半径方向外面が、ヨーク１０により形成された磁束導通構造体の内面に接着される。

特に、図２から５を参照すれば、各座部１２は、回転子１の軸に平行な方向（図４に矢印Ｆで示す）に、キャリア構造体２の円板部分３に向かって磁石１１を本質的に並進初期移動することにより、対応する永久磁石１１を座部に導入して位置付けできるようにされる。この並進移動において、永久磁石１１は、方向Ｆに対して、図４にαで示す所定角度だけ長手方向に傾斜されるのが好都合である。上述した並進移動は、特に図４に示すように、磁石１１が、対応する一対の隣接支柱９間で座部１２の軸方向終端当接面１２ａに載せられるように行われる。次いで、磁石１１は、図４に矢印Ｇで示すように、回転子１の外方に回転され、ヨーク１０により形成された磁束導通構造体の対応部分と接触するように配置される。

磁石を回転子１へ挿入する前に、キャリア構造体２の座部１２における磁石の位置を安定化させるために、接着剤等の層がその凸状外面に施される。

磁石１１を傾斜させて並進移動した後に座部１２へ回転することを含む上述した移動は、磁石の外面に施された接着剤の層がこの移動中に除去されないよう保証する。

本発明の説明及び特許請求の範囲において、動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「収容する(contain)」及び「有する(have)」並びにその変化は、各々、ここに述べたアイテムの存在を特定するために包括的な意味で使用され、付加的なアイテムの存在を除外するものではない。

本発明は、１つ以上の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定されるものとする。

１：永久磁石回転子
２：キャリア構造体
３：円板部分
４：半径方向スロット
５：シャフト
６：ケージ部分
７：第１リング
８：第２リング
９：支柱
９ａ：収容面
１０：ヨーク
１１：磁石
１１ａ：終端面
１２：座部
１２ａ：当接面

Claims (10)

1. 内部固定子を伴う種類のブラシレス電気モータのための永久磁石回転子であって、成形プラスチックのキャリア構造体を備え、中心にシャフトが固定された円板部分があり、その周囲がシャフトと同軸的な本質的に円筒状のケージ部分に接合され、この部分には、シャフトと同軸的な本質的に円筒状の壁を形成する磁束導通構造体が配置され、更に、リングセグメントの形状の複数の永久磁石がその磁束導通構造体内でそれに隣接してある角度間隔で配置されている回転子において、
   各磁石は、その周囲の終端面が互いに平行であるか又は外方向に収斂し、更に、
   キャリア構造体のケージ部分は、磁束導通構造体上にオーバーモールドされ、そして磁束導通構造体の内面において、回転子の軸に本質的に平行で半径方向内方に突出した複数の角度的に離間された支柱を形成し、各支柱は、その側面に、その隣接支柱の対応する対向面に本質的に平行であるか又はそれと共に外方向に収斂する各収容面を有し、磁束導通構造体と隣接支柱の各対との間には各永久磁石をぴったり受け入れるための各座部が画成され、
   前記シャフトの軸方向に沿って、前記支柱が前記円板部分に近づくにつれて前記支柱の半径方向長さが大きくなる、永久磁石回転子。
2. 各永久磁石は、その半径方向外面が前記磁束導通構造体の内面に接着される、請求項１に記載の永久磁石回転子。
3. 前記座部の各々は、それに対応する磁石を回転子の軸に平行な第１方向に対して所定角度だけ長手方向に傾斜した状態で、その磁石を前記第１方向に前記キャリア構造体の円板部分に向けて本質的に並進移動させることにより、その磁石を座部に導入して位置付けできるようにされ、その磁石が、２つの隣接する支柱間で座部の軸方向終端当接面に対して当接し、次いで、回転子の外方に回転されて、磁束導通構造体の対応部分と接触して配置できるようにされる、請求項１又は２に記載の永久磁石回転子。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の回転子の座部へ永久磁石を導入して位置付ける方法において、
   永久磁石が２つの隣接する支柱間で座部の軸方向終端当接面に対して当接するまで、その磁石を回転子の軸に平行な第１方向に対して所定角度だけ長手方向に傾斜した状態で、その磁石を前記第１方向に前記キャリア構造体の円板部分に向けて本質的に並進移動させることにより、その磁石を回転子へ導入するステップと、
   その後に、その磁石を、磁束導通構造体の対応部分と接触して座部に配置されるまで、回転子の外方向に回転するステップと、
   を備えた方法。
5. 前記磁石を回転子へ導入する前にその磁石の半径方向外面に接着剤の層を施すステップを更に備えた、請求項４に記載の方法。
6. 前記磁束導通構造体は、リングのセグメントの形態の形状である導磁性材料の複数のヨークを含み、２つの隣接するヨーク間の接合部は、２つの隣接する支柱の中間に配置され、各磁石は、２つの隣接するヨーク間の接合部をまたいでいる、請求項１に記載の永久磁石回転子。
7. 前記支柱は、中空である、請求項１又は６に記載の永久磁石回転子。
8. 内部固定子を伴う種類のブラシレス電気モータのための永久磁石回転子であって、成形プラスチックのキャリア構造体を備え、中心にシャフトが固定された円板部分があり、その周囲がシャフトと同軸的な本質的に円筒状のケージ部分に接合され、この部分には、シャフトと同軸的な本質的に円筒状の壁を形成する磁束導通構造体が配置され、更に、リングセグメントの形状の複数の永久磁石がその磁束導通構造体内でそれに隣接してある角度間隔で配置されている回転子において、
   各磁石は、その周囲の終端面が互いに平行であるか又は外方向に収斂し、更に、
   キャリア構造体のケージ部分は、磁束導通構造体上にオーバーモールドされ、そして磁束導通構造体の内面において、回転子の軸に本質的に平行で半径方向内方に突出した複数の角度的に離間された支柱を形成し、各支柱は、その側面に、その隣接支柱の対応する対向面に本質的に平行であるか又はそれと共に外方向に収斂する各収容面を有し、磁束導通構造体と隣接支柱の各対との間には各永久磁石をぴったり受け入れるための各座部が画成され、
   前記磁束導通構造体は、リングのセグメントの形態の形状である導磁性材料の複数のヨークを含み、２つの隣接するヨーク間の接合部は、２つの隣接する支柱の中間に配置され、各磁石は、２つの隣接するヨーク間の接合部をまたいでいる、永久磁石回転子。
9. 各永久磁石は、その半径方向外面が前記磁束導通構造体の内面に接着される、請求項８に記載の永久磁石回転子。
10. 電気モータのための永久磁石回転子であって、
    回転子シャフトを備え、
    前記回転子シャフトと同軸的な本質的に円筒状の壁を有する磁束導通構造体を備え、
    前記回転子シャフトおよび前記磁束導通構造体上にオーバーモールドされたキャリア構造体を備え、該キャリア構造体は、円板部分と、前記回転子シャフトと同軸的な円筒状のケージ部分とを有し、前記円筒状のケージ部分は、前記円板部分の周囲と接合され且つ該円筒状のケージ部分の周方向に沿って角度的に離間されて半径方向内方に突出した、前記回転子シャフトと同軸である複数の中空の支柱を有し、
    リングセグメントの形状の複数の永久磁石であって、前記磁束導通構造体内でそれに隣接してある角度間隔で配置され且つ前記キャリア構造体の円筒状のケージ部分の複数の中空の支柱の隣接支柱の間に配置された複数の永久磁石を備え、
    前記回転子シャフトは、前記キャリア構造体の円板部分の中心に固定され、
    前記複数の永久磁石の各々は、互いに平行であるか又は半径方向外方に収斂する２つの周囲方向の終端面を有し、
    前記キャリア構造体の円筒状のケージ部分の複数の中空の支柱の各々は、その側面に、その隣接中空支柱の対応する収容面に本質的に平行であるか又はそれと共に外方向に収斂する各収容面を有し、それにより、前記複数の支柱の各隣接支柱対と前記磁束導通構造体との間に前記複数の永久磁石のうちの対応する１つの永久磁石をぴったり受け入れるように構成された座部が画成される、永久磁石回転子。

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