JP6235073B2 - ロータ、ロータの製造方法及びモータ - Google Patents

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本発明は、ロータ、ロータの製造方法及びモータに関するものである。
モータに使用されるロータとしては、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされる対となるロータコアを備え、それらの間に界磁磁石を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる所謂ランデル型構造のロータがある(例えば、特許文献1参照)。
実開平5−43749号公報
ところで、この型のロータでは、部品点数が多くなりがちであり、それに伴い組付工数も多くなるという問題があった。
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、部品点数を抑えることができるロータ、ロータの製造方法及びモ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、略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、前記第1コアベースと前記第2コアベースとの軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、径方向に磁化されるとともに前記各爪状磁極の背面に生じる隙間、及び周方向に磁化されるとともに周方向における前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との隙間の少なくとも一方に配置された複数の補助磁石とを備え、全ての前記補助磁石は、前記第1及び第2ロータコアの少なくとも1つと一体成形部品であり、前記界磁磁石は、前記第1及び第2ロータコア及び前記補助磁石とは一体成形部品ではない別体で前記第1コアベースと前記第2コアベースとの間に配置されており、前記補助磁石は、径方向内側において前記界磁磁石の外周面と当接していることを特徴とする。
この発明では、各爪状磁極の背面に生じる隙間、及び周方向における各爪状磁極間の隙間の少なくとも一方に配置される複数の補助磁石の全てが、第1及び第2ロータコアの少なくとも1つと一体部品とされる。これにより、各ロータコア、界磁磁石及び補助磁石が全て別体とされた構成に比べて、部品点数を抑えることができる。また、部品の組付工数を抑えることにも繋がり、ひいては部品の組付コストの低減に貢献できる。更に、補助磁石によってロータの隙間から磁束が漏れ難い構成とすることができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のロータにおいて、前記補助磁石は、前記第1爪状磁極の背面に生じる隙間に配置された第1背面磁石と、前記第2爪状磁極の背面に生じる隙間に配置された第2背面磁石とを有し、前記第1背面磁石と前記第1ロータコアとは一体成形部品であり、前記第2背面磁石と前記第2ロータコアとは一体成形部品であることを特徴とする。
この発明では、各爪状磁極の背面に生じる隙間からの漏れ磁束を各背面磁石によって抑えつつ、部品点数を抑えることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のロータの製造方法であって、前記補助磁石を前記第1及び第2ロータコアの少なくとも一方と一体成形する工程と、その後、前記補助磁石を着磁する工程と、前記第1及び第2ロータコアとは別体の前記界磁磁石を、前記第1コアベースと前記第2コアベースとの間に挟むように配置する工程とを備えたことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、前記第1コアベースと前記第2コアベースとの軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、径方向に磁化されるとともに前記各爪状磁極の背面に生じる隙間、及び周方向に磁化されるとともに周方向における前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との隙間の少なくとも一方に配置された複数の補助磁石とを備え、前記界磁磁石と、前記補助磁石と、前記第1及び第2ロータコアとは、一体成形部品であることを特徴とする。
この発明では、第1及び第2ロータコアと界磁磁石と補助磁石とが一体部品とされるため、各ロータコア及び界磁磁石が全て別体とされた構成に比べて部品点数を抑えることができる。また、部品の組付工数を抑えることにも繋がり、ひいては部品の組付コストの低減に貢献できる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のロータの製造方法であって、前記第1及び第2ロータコアと前記界磁磁石と前記補助磁石とからなる一体部品を加圧及び加熱により成形する工程と、その後、前記界磁磁石及び前記補助磁石を着磁する工程とを備えたことを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のロータの製造方法において、前記第1及び第2ロータコアは軟磁性粉体にて構成され、前記界磁磁石及び前記補助磁石は硬磁性粉体にて構成され、それら粉体を同じ金型内に充填後、加圧することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のロータの製造方法において、前記各粉体と共に消失粉体を同じ金型内に充填することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1,2,4のいずれか1項に記載のロータを備えたモータである。
この発明では、部品点数が抑えられたモータを提供できる。
従って、上記記載の発明によれば、部品点数を抑えることができる。
第1実施形態のモータの断面図。 同形態のモータの平面図。 同形態のロータの斜視図。 同形態のロータの断面図。 同形態のロータの分解斜視図。 (a)〜(d)同形態のロータの製造方法を説明するための模式図。 (a)〜(d)別例のロータの製造方法を説明するための模式図。 第2実施形態のロータの斜視図。 (a)〜(d)同形態のロータの製造方法を説明するための模式図。 別例のロータの斜視図。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1及び図2に示すように、モータ1のモータケース2は、有底筒状に形成された筒状ハウジング3と、該筒状ハウジング3のフロント側(図1中、左側)の開口部を閉塞するフロントエンドプレート4とを有している。また、筒状ハウジング3のリア側(図1中、右側)の端部には、回路基板等の電源回路を収容した回路収容ボックス5が取り付けられている。筒状ハウジング3の内周面にはステータ6が固定されている。ステータ6は、径方向内側に延びる複数のティースを有する電機子コア7と、電機子コア7のティースに巻装されたセグメントコンダクタ(SC)巻線8とを有する。モータ1のロータ11は回転軸12を有し、ステータ6の内側に配置されている。回転軸12は、磁性体よりなる円柱状の金属シャフトであって、筒状ハウジング3の底部3a及びフロントエンドプレート4に支持された軸受13,14により回転可能に支持されている。
図3、図4及び図5に示すように、ロータ11は、回転軸12と、第1ロータコア20と、第2ロータコア30と、界磁磁石としての環状磁石40と、補助磁石としての第1及び第2背面磁石41,42とを備える。
第1ロータコア20は、略円盤状の第1コアベース21を有している。第1コアベース21の中心部には、回転軸12が挿通される挿通孔21cが軸方向に貫通形成されている。挿通孔21cには回転軸12が圧入固定されている。これにより、第1ロータコア20と回転軸12とが一体回転可能となっている。
第1コアベース21の外周部には、等間隔に複数(本実施形態では5つ)の第1爪状磁極22が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。第1爪状磁極22の周方向端面22a,22bは径方向に延びる(軸方向から見て径方向に対して傾斜していない)平坦面とされ、第1爪状磁極22は軸直交方向断面が扇形状とされている。各第1爪状磁極22の周方向の角度、即ち前記周方向端面22a,22b間の角度は、周方向に隣り合う第1爪状磁極22同士の隙間の角度より小さく設定されている。
各第1爪状磁極22の背面22c(径方向内側の面)には、第1背面磁石41が設けられている。第1背面磁石41は、インサート成形により第1ロータコア20の各第1爪状磁極22に対して一体形成されている。つまり、第1ロータコア20と各第1背面磁石41とは一体部品として構成されている(図5参照)。第1背面磁石41は、第1爪状磁極22に一体形成されることで、第1爪状磁極22の背面22cと径方向に密着するとともに、第1爪状磁極22の径方向延出部22d(第1コアベース21から径方向に延出する部位)と軸方向に密着している(図4参照)。この第1背面磁石41は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、その周方向両端面はそれぞれ第1爪状磁極22の周方向端面22a,22bと面一となる平面状に形成されている。また、第1背面磁石41の軸方向先端面41a(径方向延出部22d側とは反対側の端面)は、第1爪状磁極22の先端面22eと面一となるように形成されている。
図4及び図5に示すように、第2ロータコア30は、第1ロータコア20と同形状であって、略円盤状の第2コアベース31の中心部には、回転軸12が挿通される挿通孔31cが形成されている。挿通孔31cには回転軸12が圧入固定されている。これにより、第2ロータコア30と回転軸12とが一体回転可能となっている。
また、第2コアベース31の外周部には、等間隔に複数の第2爪状磁極32が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。第2爪状磁極32の周方向端面32a,32bは径方向に延びる平坦面とされ、第2爪状磁極32は軸直交方向断面が扇形状とされている。各第2爪状磁極32の周方向の角度、即ち前記周方向端面32a,32b間の角度は、周方向に隣り合う第2爪状磁極32同士の隙間の角度より小さく設定されている。
また、各第2爪状磁極32の背面32c(径方向内側の面)には、第2背面磁石42が設けられている。第2背面磁石42は、インサート成形により第2ロータコア30の各第2爪状磁極32に対して一体形成されている。つまり、第2ロータコア30と各第2背面磁石42とは一体部品として構成されている(図5参照)。第2背面磁石42は、第2爪状磁極32に一体形成されることで、第2爪状磁極32の背面32cと径方向に密着するとともに、第2爪状磁極32の径方向延出部32d(第2コアベース31から径方向に延出する部位)と軸方向に密着している(図4参照)。この第2背面磁石42は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、その周方向両端面はそれぞれ第2爪状磁極32の周方向端面32a,32bと面一となる平面状に形成されている。また、第2背面磁石42の軸方向先端面42a(径方向延出部32d側とは反対側の端面)は、第2爪状磁極32の先端面32eと面一となるように形成されている。
第2ロータコア30は、各第2爪状磁極32がそれぞれ対応する各第1爪状磁極22間に配置されるように第1ロータコア20に対して組み付けられている。詳しくは、第1爪状磁極22の一方の周方向端面22aと第2爪状磁極32の他方の周方向端面32bとが軸方向に沿って平行をなすように形成され、これにより、その各端面22a,32b間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成される。また同様に、第1爪状磁極22の他方の周方向端面22bと第2爪状磁極32の一方の周方向端面32aとが軸方向に沿って平行をなすように形成され、これにより、その各端面22b,32a間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成される。
第1爪状磁極22に一体形成された第1背面磁石41の径方向内側面41bは、第2コアベース31の外周面31dと径方向に当接している。同様に、第2爪状磁極32に一体形成された第2背面磁石42の径方向内側面41bは、第1コアベース21の外周面21dと径方向に当接している。つまり、第1背面磁石41は、径方向において第2コアベース31と第1爪状磁極22との間に介在され、第2背面磁石42は、径方向において第1コアベース21と第2爪状磁極32との間に介在されている。なお、第1爪状磁極22の先端面22e及び第1背面磁石41の軸方向先端面41aは、第2コアベース31の軸方向外側端面31bと面一となるように構成されている。また同様に、第2爪状磁極32の先端面32e及び第2背面磁石42の軸方向先端面42aは、第1コアベース21の軸方向外側端面21bと面一になるように構成されている。
第1コアベース21と第2コアベース31との軸方向の間には、環状磁石40が配置(挟持)されている。環状磁石40は円環状をなし、その中央部を回転軸12が貫通している。環状磁石40は、第1コアベース21の軸方向内側端面21aと、第2コアベース31の軸方向内側端面31aとにそれぞれ密着されている。なお、各コアベース21,31の軸方向内側端面21a,31a及び環状磁石40の軸方向両端面は、回転軸12の軸線に対して垂直な平面状をなしている。また、環状磁石40の外周面は、第1及び第2背面磁石41,42の径方向内側面41b,42bと径方向に当接している。つまり、第1背面磁石41は、径方向において環状磁石40と第1爪状磁極22との間に介在され、第2背面磁石42は、径方向において環状磁石40と第2爪状磁極32との間に介在されている。
環状磁石40は、第1爪状磁極22を第1の磁極(本実施形態ではN極)として機能させ、第2爪状磁極32を第2の磁極(本実施形態ではS極)として機能させるように、軸方向に磁化されている。従って、本実施形態のロータ11は、界磁磁石としての環状磁石40を用いた所謂ランデル型構造のロータである。ロータ11は、N極となる第1爪状磁極22と、S極となる第2爪状磁極32とが周方向に交互に配置されており、磁極数が10極(極対数が5個)となる。ここで、極対数が3以上の奇数であるため、ロータコア単位で見ると同極の爪状磁極同士が周方向180°対向位置とならないため、磁気振動に対して安定する形状となっている。
また、第1背面磁石41は、第1爪状磁極22に密着する側(径方向外側)がその第1爪状磁極22と同極のN極に、第2コアベース31に当接する側(径方向内側)がその第2コアベース31と同極のS極となるように径方向に磁化されている。同様に、第2背面磁石42は、第2爪状磁極32に密着する側(径方向外側)がその第2爪状磁極32と同極のS極に、第1コアベース21に当接する側(径方向内側)がその第1コアベース21と同極のN極となるように径方向に磁化されている。これら第1及び第2背面磁石41,42の磁束は、第1及び第2爪状磁極22,32にそれぞれ流れてロータ11のトルクの発生に寄与するものである。
上記のように構成されたモータ1は、回路収容ボックス5内の電源回路を介してセグメントコンダクタ(SC)巻線8に3相の駆動電流が供給されると、ステータ6でロータ11を回転させるための磁界が発生され、ロータ11が回転駆動される。
次に、本実施形態の作用について説明する。
第1背面磁石41は、第1爪状磁極22の背面22cと第2コアベース31との間の径方向の隙間に介在されている。また、第2背面磁石42は、第2爪状磁極32の背面32cと第1コアベース21との間の径方向の隙間に介在されている。これにより、各爪状磁極22,32の各背面22c,32c側の隙間からの漏れ磁束が各背面磁石41,42によって少なく抑えられている。
そして、第1及び第2背面磁石41,42は、第1及び第2ロータコア20,30とそれぞれ一体成形されている。つまり、第1ロータコア20と第1背面磁石41、及び第2ロータコア30と第2背面磁石42とがそれぞれ一体部品として構成されている。これにより、各ロータコア20,30、環状磁石40及び各背面磁石41,42が全て別体とされた構成に比べて部品点数が抑えられている。その結果、部品の組付工数を抑えることにも繋がり、ひいては部品の組付コストの低減に貢献できるようになっている。
次に、本実施形態のロータ11の製造方法について説明する。以下では、主に第1ロータコア20と第1背面磁石41との一体成形品の製造方法を図6(a)〜(d)に従って説明する。なお、図6(a)〜(d)は、2つの第1爪状磁極22の周方向中央を通る所定角度に屈曲した断面を示している。
図6(a)には、ロータコア20と背面磁石41との一体成形品を製造するための第1金型51を示す。
まず、図6(b)に示すように、第1金型51内に、成形済みのロータコア20を配置する。
次に、図6(c)に示すように、第2金型52を第1金型51の上方に配置する。次に、第2金型52と爪状磁極22の背面22cとの間に形成されたキャビティに磁性粉と樹脂材との混合材を充填した後、その混合材を固化することでボンド磁石よりなる背面磁石41が成形される。これにより、背面磁石41は、爪状磁極22の背面22c及び径方向延出部22dに密着固定されるようにロータコア20に対して一体成形される。
次に、磁界を発生させる着磁装置53にて背面磁石41への着磁を行う。これにより、背面磁石41は、径方向外側(爪状磁極22側)がN極に、径方向内側がS極となるように径方向に磁化される。その後、第1及び第2金型51,52から、図6(d)に示すロータコア20と背面磁石41の一体成形品の完成品を取り出す。
第2ロータコア30と第2背面磁石42との一体成形品についても、上記と同様の手順で製造される。なお、第2背面磁石42に対する着磁方向は、上記の第1背面磁石41の場合と反対(即ち、径方向外側がS極に、内側がN極)である。
次に、第1ロータコア20と第1背面磁石41とからなる一体成形品と、第2ロータコア30と第2背面磁石42とからなる一体成形品とが、環状磁石40を挟む態様で、且つ、各第1爪状磁極22の周方向間に各第2爪状磁極32が配置されるように組み付けられる。その後、各コアベース21,31の挿通孔21c,31cに回転軸12が圧入固定されて、図3及び図4に示すロータ11が完成する。
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
(1)第1及び第2爪状磁極22,32の背面22c,32cに生じる隙間にそれぞれ配置された第1及び第2背面磁石41,42を備え、その第1及び第2背面磁石41,42は、第1及び第2ロータコア20,30とそれぞれ一体成形される。つまり、第1ロータコア20と第1背面磁石41、及び第2ロータコア30と第2背面磁石42とがそれぞれ一体部品として構成されるため、各ロータコア20,30、環状磁石40及び各背面磁石41,42が全て別体とされた構成に比べて、部品点数を抑えることができる。また、部品の組付工数を抑えることにも繋がり、ひいては部品の組付コストの低減に貢献できる。更に、各爪状磁極22,32の背面22c,32cに生じる隙間からの漏れ磁束を各背面磁石41,42によって抑えることができる。
なお、本発明の第1実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第1実施形態では、ロータコア20,30をインサート品とするインサート成形によってロータコア20,30と背面磁石41,42とからなる一体成形品を成形したが、これ以外に例えば、ロータコア20,30と背面磁石41,42とを2色成形により一体成形してもよい。
2色成形による製造方法の一例を、図7(a)〜(d)に従って説明する。なお、図7(a)〜(d)も図6(a)〜(d)と同様に、2つの第1爪状磁極22の周方向中央を通る所定角度に屈曲した断面を示している。
図7(a)には、ロータコア20と背面磁石41との一体成形品を2色成形により製造するための第1金型61を示す。
まず、図7(b)に示すように、第1金型61の内側に円筒状の第2金型62を配置する。そして、第2金型62の内周面と第1金型61の円柱状の中央延出部61aとの間に形成されたキャビティ内に背面磁石41を構成する硬磁性粉体を充填する。
次に、第2金型62を抜き取り、図7(c)に示すように、ロータコア20を構成する軟磁性粉体を充填する。その後、第1金型61の上方に第3金型63を配置し、その第3金型63にて前記軟磁性粉体及び硬磁性粉体に圧を加える(加圧成形)。その後、前記軟磁性粉体及び硬磁性粉体を加熱することで、ロータコア20と背面磁石41との一体部品が成形される。つまり、ロータコア20は圧粉磁心にて構成される。
次に、磁界を発生させる着磁装置53にて背面磁石41への着磁を行う。これにより、背面磁石41は、径方向外側(爪状磁極22側)がN極に、径方向内側がS極となるように径方向に磁化される。その後、第1及び第3金型61,63から、図7(d)に示すロータコア20と背面磁石41の一体成形品の完成品を取り出す。
第2ロータコア30と第2背面磁石42との一体成形品についても、同様の手順で製造される。なお、第2背面磁石42に対する着磁方向は、上記の第1背面磁石41の場合と反対(即ち、径方向外側がS極に、内側がN極)である。
本構成によれば、各ロータコア20,30が圧粉磁心にて構成されるため、各背面磁石41,42と共に各ロータコア20,30を圧縮成形することが可能となる。これにより、製造の簡素化に寄与できる。また、ロータコア20,30と背面磁石41,42とが2色成形により一体成形されるため、ロータコア20,30と背面磁石41,42との一体性を向上させることができる。
・上記第1実施形態では、背面磁石41,42とロータコア20,30とが一体成形された構成としたが、これに特に限定されるものではなく、例えば、各ロータコア20,30と環状磁石40とが一体成形された構成としてもよい。この場合、各背面磁石41,42が第1爪状磁極22に接着等で固定された構成としてもよく、また、各背面磁石41,42を省略し、ロータ11を各ロータコア20,30と環状磁石40とから構成してもよい。また、各ロータコア20,30と環状磁石40とが一体成形された構成としてもよく、また、環状磁石40が第1及び第2ロータコア20,30のいずれかと一体成形された構成としてもよい。
このような構成によれば、第1及び第2ロータコア20,30の少なくとも一方と環状磁石40とが一体部品とされるため、ロータ11の構成部品が全て別体とされた構成に比べて部品点数を抑えることができる。また、部品の組付工数を抑えることにも繋がり、ひいては部品の組付コストの低減に貢献できる。
(第2実施形態)
図8に示す本実施形態のロータ11Aは、各ロータコア20,30、環状磁石40及び各背面磁石41,42を全て一体成形した構成である。なお、上記第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図8及び図9(d)に示すように、本実施形態のロータ11Aでは、各第1背面磁石41の径方向内側面41bは、環状磁石40の外周面及び第2コアベース31の外周面31dに対して径方向に離間されている。同様に、各第2背面磁石42の径方向内側面42bは、環状磁石40の外周面及び第1コアベース21の外周面21dに対して径方向に離間されている。なお、各コアベース21,31の外周面21d,31dと環状磁石40の外周面とは同径とされている。
次に、本実施形態のロータ11Aの製造方法について説明する。
図9(a)には、各ロータコア20,30、環状磁石40及び各背面磁石41,42からなる一体成形品を2色成形により製造するための第1金型71を示す。
まず、図9(b)に示すように、第1金型71内に、各ロータコア20,30を構成する軟磁性粉体と、環状磁石40及び各背面磁石41,42を構成する硬磁性粉体と、ナフタレン等の昇華物よりなる消失粉体Pとを所定の態様で充填する。
次に、第1金型71の上方に第2金型72(図3参照)を配置し、その第2金型72にて第1金型71内に充填した粉体に圧を加える(加圧成形)。その後、軟磁性粉体、硬磁性粉体及び消失粉体Pを加熱することで、図9(c)に示すように、各ロータコア20,30、環状磁石40及び各背面磁石41,42からなる一体部品が成形される。つまり、各ロータコア20,30は圧粉磁心にて構成される。また、この加熱によって消失粉体P(ナフタレン)が昇華し、これにより、第1背面磁石41の径方向内側面41bと、環状磁石40及び第2コアベース31との間、及び第2背面磁石42の径方向内側面42bと、環状磁石40及び第1コアベース21との間にそれぞれ径方向隙間が形成される。
次に、磁界を発生させる着磁装置53にて各背面磁石41,42及び環状磁石40への着磁を行う。第1爪状磁極22の径方向外側に配置された着磁装置53からの磁束は、第1爪状磁極22及び第1背面磁石41を径方向に通過し、そこから第1コアベース21内を通って径方向内側に向かい、環状磁石40を軸方向に通過する。同様に、第2爪状磁極32の径方向外側に配置された着磁装置53からの磁束は、第2爪状磁極32及び第2背面磁石42を径方向に通過し、そこから第2コアベース31内を通って径方向内側に向かい、環状磁石40を軸方向に通過する。これにより、第1背面磁石41と第2背面磁石42とが互いに異極性となるように着磁されるとともに、環状磁石40が軸方向に着磁される。
その後、第1及び第2金型71,72から図9(d)に示す一体成形品を取り出し、その各コアベース21,31の挿通孔21c,31cに回転軸12を圧入固定して、図8に示すロータ11Aが完成する。
本実施形態によっても、上記第1実施形態の効果(1)と同様の効果を得ることができる。それに加え、各背面磁石41,42が各ロータコア20,30及び環状磁石40と一体成形されるため、それらを一体部品として構成でき、その結果、部品点数がより少ない構成とすることができる。また、本実施形態では、各ロータコア20,30が圧粉磁心にて構成されるため、環状磁石40及び各背面磁石41,42と共に各ロータコア20,30を圧縮成形することが可能となる。これにより、製造の簡素化に寄与できる。また、各ロータコア20,30、環状磁石40及び各背面磁石41,42が2色成形により一体成形されるため、ロータ11Aの一体性を向上させることができる。
なお、本発明の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第2実施形態では、消失粉体Pに昇華物(例えばナフタレン)を用いたが、これ以外に例えば、消失粉体Pに溶融物や水溶物(例えば塩化ナトリウム)を用いてもよい。
・上記各実施形態において、補助磁石として図10に示すような第1及び第2極間磁石43,44を設けてもよい。なお、図10は、第1実施形態のロータ11に各極間磁石43,44を設けた例を示している。
第1及び第2極間磁石43,44は、第1爪状磁極22と第2爪状磁極32との周方向の間に配置されている。詳述すると、第1極間磁石43は、第1爪状磁極22の一方の周方向端面22aと第1背面磁石41の周方向端面とで形成される平坦面と、第2爪状磁極32の他方の周方向端面32bと前記第2背面磁石42の周方向端面とで形成される平坦面との間に位置している。また、第2極間磁石44は、第1極間磁石43と同形状であって、第1爪状磁極22の他方の周方向端面22bと第1背面磁石41の周方向端面とで形成される平坦面と、第2爪状磁極32の一方の周方向端面32aと第2背面磁石42の周方向端面とで形成される平坦面との間に位置している。第1及び第2極間磁石43,44は、第1及び第2爪状磁極22,32のそれぞれと同極性が対向するように(第1爪状磁極22側がN極で、第2爪状磁極32側がS極となるように)周方向に磁化されている。
このような構成において、第1及び第2極間磁石43,44を第1及び第2ロータコア20,30にそれぞれ一体成形、若しくは第1及び第2極間磁石43,44の両方を第1及び第2ロータコア20,30のいずれかに一体成形することで、ロータ11の構成部品が全て別体とされた構成に比べて部品点数を抑えることができる。また、部品の組付工数を抑えることにも繋がり、ひいては部品の組付コストの低減に貢献できる。なお、背面磁石41,42とロータコア20,30とを上記第1実施形態のように一体成形とせずに、極間磁石43,44のみをロータコア20,30に対して一体成形してもよい。また、背面磁石41,42を省略した上で、極間磁石43,44をロータコア20,30に一体成形した構成としてもよい。
また、第2実施形態のロータ11Aに極間磁石43,44を設ける構成において、回転軸12を除くロータ11Aの構成部品の全て(つまり、各ロータコア20,30、環状磁石40、各背面磁石41,42及び各極間磁石43,44)を一体成形すると、回転軸12を除くロータ11Aの構成部品を1つとすることができ、より効果的である。
・上記各実施形態のステータ6及びロータ11の極数(各爪状磁極22,32の個数)は、構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記各実施形態において、第1及び第2ロータコア20,30の形状は構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記各実施形態では、環状磁石40は、第1爪状磁極22をN極として機能させ、第2爪状磁極32をS極として機能させるように磁化されたが、環状磁石40の磁極を反対にして第1爪状磁極22をS極、第2爪状磁極32をN極として機能させてもよい。
・上記各実施形態では、界磁磁石として1つの環状磁石40を用いたが、複数に分割した永久磁石を回転軸12の周囲で第1及び第2コアベース21,31の軸方向間に配置する構成を採用してもよい。
・上記各実施形態では、ステータ6のティースへの巻線の巻回方法について特に言及していないが、集中巻や分布巻を用いてもよい。
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、
略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、
前記第1コアベースと前記第2コアベースとの軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記各爪状磁極の背面に生じる隙間、及び周方向における前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との隙間の少なくとも一方に配置された補助磁石と
を備えたロータの製造方法であって、
前記補助磁石を前記第1及び第2ロータコアの少なくとも1つと一体成形することを特徴とするロータの製造方法。
これにより、各爪状磁極の背面に生じる隙間、及び周方向における各爪状磁極間の隙間の少なくとも一方に配置される補助磁石が、第1及び第2ロータコアの少なくとも1つと一体部品とされる。これにより、各ロータコア、界磁磁石及び補助磁石が全て別体とされた構成に比べて、部品点数を抑えることができる。また、部品の組付工数を抑えることにも繋がり、ひいては部品の組付コストの低減に貢献できる。更に、補助磁石によってロータの隙間から磁束が漏れ難い構成とすることができる。
(ロ)略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、
略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、
前記第1コアベースと前記第2コアベースとの軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と
を備えたロータの製造方法であって、
前記界磁磁石を前記第1及び第2ロータコアの少なくとも一方と一体成形することを特徴とするロータの製造方法。
これにより、第1及び第2ロータコアの少なくとも一方と界磁磁石とが一体部品とされるため、各ロータコア及び界磁磁石が全て別体とされた構成に比べて部品点数を抑えることができる。また、部品の組付工数を抑えることにも繋がり、ひいては部品の組付コストの低減に貢献できる。
1…モータ、11,11A…ロータ、12…回転軸、20…第1ロータコア、21…第1コアベース、22…第1爪状磁極、22c,32c…背面、30…第2ロータコア、31…第2コアベース、32…第2爪状磁極、40…環状磁石(界磁磁石)、41…第1背面磁石(補助磁石)、42…第2背面磁石(補助磁石)、43…第1極間磁石(補助磁石)、44…第2極間磁石(補助磁石)。

Claims (8)

  1. 略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、
    略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、
    前記第1コアベースと前記第2コアベースとの軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
    径方向に磁化されるとともに前記各爪状磁極の背面に生じる隙間、及び周方向に磁化されるとともに周方向における前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との隙間の少なくとも一方に配置された複数の補助磁石と
    を備え、
    全ての前記補助磁石は、前記第1及び第2ロータコアの少なくとも1つと一体成形部品であり、
    前記界磁磁石は、前記第1及び第2ロータコア及び前記補助磁石とは一体成形部品ではない別体で前記第1コアベースと前記第2コアベースとの間に配置されており、
    前記補助磁石は、径方向内側において前記界磁磁石の外周面と当接していることを特徴とするロータ。
  2. 請求項1に記載のロータにおいて、
    前記補助磁石は、前記第1爪状磁極の背面に生じる隙間に配置された第1背面磁石と、前記第2爪状磁極の背面に生じる隙間に配置された第2背面磁石とを有し、
    前記第1背面磁石と前記第1ロータコアとは一体成形部品であり、
    前記第2背面磁石と前記第2ロータコアとは一体成形部品であることを特徴とするロータ。
  3. 請求項1又は2に記載のロータの製造方法であって、
    前記補助磁石を前記第1及び第2ロータコアの少なくとも一方と一体成形する工程と、
    その後、前記補助磁石を着磁する工程と、前記第1及び第2ロータコアとは別体の前記界磁磁石を、前記第1コアベースと前記第2コアベースとの間に挟むように配置する工程と
    を備えたことを特徴とするロータの製造方法。
  4. 略円盤状の第1コアベースの外周部に、等間隔に複数の第1爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第1ロータコアと、
    略円盤状の第2コアベースの外周部に、等間隔に複数の第2爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第2爪状磁極がそれぞれ対応する前記第1ロータコアの各第1爪状磁極間に配置された第2ロータコアと、
    前記第1コアベースと前記第2コアベースとの軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、前記第1爪状磁極を第1の磁極として機能させ、前記第2爪状磁極を第2の磁極として機能させる界磁磁石と、
    径方向に磁化されるとともに前記各爪状磁極の背面に生じる隙間、及び周方向に磁化されるとともに周方向における前記第1爪状磁極と前記第2爪状磁極との隙間の少なくとも一方に配置された複数の補助磁石と
    を備え、
    前記界磁磁石と、前記補助磁石と、前記第1及び第2ロータコアとは、一体成形部品であることを特徴とするロータ。
  5. 請求項4に記載のロータの製造方法であって、
    前記第1及び第2ロータコアと前記界磁磁石と前記補助磁石とからなる一体部品を加圧及び加熱により成形する工程と、その後、前記界磁磁石及び前記補助磁石を着磁する工程とを備えたことを特徴とするロータの製造方法。
  6. 請求項5に記載のロータの製造方法において、
    前記第1及び第2ロータコアは軟磁性粉体にて構成され、前記界磁磁石及び前記補助磁石は硬磁性粉体にて構成され、それら粉体を同じ金型内に充填後、加圧することを特徴とするロータの製造方法。
  7. 請求項6に記載のロータの製造方法において、
    前記各粉体と共に消失粉体を同じ金型内に充填することを特徴とするロータの製造方法。
  8. 請求項1,2,4のいずれか1項に記載のロータを備えたモータ。
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