JP6586633B2 - Electric motor - Google Patents
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Description
本発明は、強磁性体で構成された円筒形のヨークと当該ヨークの外周側面に複数の永久磁石とを備えた回転子を有する電動機、回転子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electric motor having a rotor having a cylindrical yoke made of a ferromagnetic material and a plurality of permanent magnets on the outer peripheral side surface of the yoke, and a method for manufacturing the rotor.
従来、この種の電動機は、回転子として円筒形状のヨークと永久磁石を一体成形されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。以下、その電動機について図8を参照しながら説明する。 Conventionally, this type of electric motor is known in which a cylindrical yoke and a permanent magnet are integrally formed as a rotor (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, the electric motor will be described with reference to FIG.
図8に示すように、従来の電動機は、円筒形状のヨーク101の外周側面に、中央部が端部に対して肉厚の偏肉形状である円弧形状を有する複数の永久磁石102が配置されており、樹脂103を充填することによって樹脂103と永久磁石102とヨーク101とが一体成形される構造になっている。
As shown in FIG. 8, in the conventional electric motor, a plurality of
円弧形状の永久磁石102の外周側に樹脂を充填することで、回転子外周は真円となるため、回転子外周に設けられる固定子と回転子外周の物理的ギャップは均一となる。これに対して、永久磁石102は偏肉形状であるため、回転子外周に設けられる固定子と永久磁石102の外周面とのギャップは不均一に保持される。
By filling the outer peripheral side of the arc-shaped
これにより、回転子外周は真円とすることで物理的には安定させながらも、永久磁石102が作る磁界は緩やかに周期変動を有する、すなわち電動機の回転に適した構成とすることができる。
As a result, the outer periphery of the rotor is made to be a perfect circle, and the magnetic field generated by the
このような従来の電動機においては、永久磁石102の寸法ばらつきにより、回転子と固定子の空隙の寸法がばらついてしまう。特に永久磁石102の外周側の面におけるばらつきは磁界のばらつきに直接影響するため、結果的に、電動機の効率が低下や回転時の振動騒音の悪化といった問題が発生する。さらに、図9に示すように、磁石の薄肉部近傍に形成される樹脂103周辺に、樹脂の薄片であるバリ104が発生し、当該バリ104が電動機の内部で剥がれ落ち、電動機の振動騒音が悪化するという課題を有していた。
In such a conventional electric motor, the dimension of the gap between the rotor and the stator varies due to the dimensional variation of the
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、永久磁石の寸法がばらついた場合であっても、回転子が生成する磁界の周期変動を一定に保つことで、電動機の効率低下、振動騒音の発生、バリの発生を抑制した電動機を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and even if the size of the permanent magnet varies, the efficiency of the electric motor is reduced by keeping the periodic fluctuation of the magnetic field generated by the rotor constant, An object of the present invention is to provide an electric motor that suppresses generation of vibration noise and generation of burrs.
そして、この目的を達成するために、本発明に係る電動機は、回転子と当該回転子の外周に設けられた固定子とを備えた電動機であって、前記回転子は、強磁性体で構成された円筒形のヨークと、前記ヨークの円筒形における円の中心において天面から底面に貫通するシャフトと、前記ヨークの円筒形における外周側面に配置された複数の永久磁石と、前記永久磁石を当該永久磁石の外周側から前記ヨークの中心方向に向かって付勢する樹脂性の磁石固定部と、前記ヨークの円筒形の外周に前記天面から前記底面にわたり前記中心に向かう窪みとして設けられた凹部と、前記凹部内にて前記永久磁石を前記ヨークの中心方向から当該永久磁石の外周方向に付勢する充填付勢部とを備え、充填付勢部が永久磁石と接する面の面積は、磁石固定部における永久磁石を中心方向に向かって付勢する面積よりも大きいことを特徴とし、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, an electric motor according to the present invention is an electric motor including a rotor and a stator provided on an outer periphery of the rotor, and the rotor is made of a ferromagnetic material. A cylindrical yoke formed in the cylindrical shape of the yoke, a shaft penetrating from the top surface to the bottom surface in the center of the circle, a plurality of permanent magnets disposed on the outer peripheral side surface of the cylindrical shape of the yoke, and the permanent magnet A resinous magnet fixing portion that urges toward the center of the yoke from the outer peripheral side of the permanent magnet, and a hollow that extends from the top surface to the bottom surface toward the center on the cylindrical outer periphery of the yoke. A concave portion and a filling biasing portion that biases the permanent magnet in the concave portion from the center direction of the yoke toward the outer periphery of the permanent magnet, and the area of the surface where the filling biasing portion is in contact with the permanent magnet is Magnet fixing part Definitive and being greater than the area urges the permanent magnet toward the center, thereby is to achieve the intended purpose.
本発明によれば、円筒形のヨークに凹部を設けたことにより回転子の外径寸法のばらつきは無くなると共に回転子が生成する磁界の周期変動を一定に保つことができ、電動機の効率低下、振動騒音の発生、バリの発生を抑制できるという効果を得ることができる。 According to the present invention, by providing the concave portion in the cylindrical yoke, variation in the outer diameter of the rotor can be eliminated and the periodic fluctuation of the magnetic field generated by the rotor can be kept constant, reducing the efficiency of the electric motor, The effect that generation | occurrence | production of vibration noise and generation | occurrence | production of a burr | flash can be suppressed can be acquired.
本発明に係る電動機は、回転子と当該回転子の外周に設けられた固定子とを備えた電動機であって、前記回転子は、強磁性体で構成された円筒形のヨークと、前記ヨークの円筒形における円の中心において天面から底面に貫通するシャフトと、前記ヨークの円筒形における外周側面に配置された複数の永久磁石と、前記永久磁石を当該永久磁石の外周側から前記ヨークの中心方向に向かって付勢する樹脂性の磁石固定部と、前記ヨークの円筒形の外周に前記天面から前記底面にわたり前記中心に向かう窪みとして設けられた凹部と、前記凹部内にて前記永久磁石を前記ヨークの中心方向から当該永久磁石の外周方向に付勢する充填付勢部と、を備えたものである。 An electric motor according to the present invention is an electric motor including a rotor and a stator provided on an outer periphery of the rotor, and the rotor includes a cylindrical yoke made of a ferromagnetic material, and the yoke A shaft penetrating from the top surface to the bottom surface at the center of the circle in the cylindrical shape, a plurality of permanent magnets disposed on the outer peripheral side surface of the cylindrical shape of the yoke, and the permanent magnets from the outer peripheral side of the permanent magnet to the yoke. A resin-made magnet fixing portion that urges toward the center direction, a concave portion provided as a depression extending from the top surface to the bottom surface on the cylindrical outer periphery of the yoke, and the permanent magnet within the concave portion. And a filling urging portion that urges the magnet from the central direction of the yoke toward the outer peripheral direction of the permanent magnet.
これにより、ヨークと永久磁石を一体成形する際に、凹部に樹脂が充填されながら外周方向に圧力が加えられることになり、磁石の寸法のばらつきがあっても回転子の外径寸法のばらつきは無くなる。これにより永久磁石の寸法がばらついた場合であっても、回転子が生成する磁界の周期変動を一定に保つことができるため、電動機の効率低下、振動騒音の発生、バリの発生を抑制できるという効果を奏する。 As a result, when the yoke and the permanent magnet are integrally formed, pressure is applied in the outer peripheral direction while the resin is filled in the recess, and even if there is a variation in the size of the magnet, the variation in the outer diameter of the rotor Disappear. As a result, even if the dimensions of the permanent magnets vary, the periodic fluctuations of the magnetic field generated by the rotor can be kept constant, so that it is possible to suppress reduction in efficiency of the motor, generation of vibration noise, and generation of burrs. There is an effect.
また、前記永久磁石は、前記ヨークの回転方向に複数に分割されて配置されており、前記凹部は、前記複数の分割された永久磁石と同数設けられた構成にしてもよい。 Further, the permanent magnet may be divided into a plurality of portions in the rotation direction of the yoke, and the number of the concave portions may be the same as the number of the divided permanent magnets.
これにより、磁石間に樹脂が充填されて硬化し、これが全ての永久磁石の外周側からヨークの中心方向に向かって付勢する磁石固定部と一体となる。このため、全ての磁石について、保持強度が向上するという効果を奏する。 As a result, the resin is filled between the magnets and hardened, and this is integrated with the magnet fixing portion that urges from the outer peripheral side of all the permanent magnets toward the center of the yoke. For this reason, there exists an effect that holding strength improves about all the magnets.
また、前記充填付勢部が前記永久磁石と接する面の面積は、前記磁石固定部における前記永久磁石を前記中心方向に向かって付勢する面積よりも大きい構成にしてもよい。 Moreover, you may make it the structure where the area of the surface where the said filling energizing part contacts the said permanent magnet is larger than the area which energizes the said permanent magnet in the said magnet fixing | fixed part toward the said center direction.
これにより、ヨークと永久磁石を一体成形する際に、円筒形ヨーク外周の凹部に樹脂が充填されながら外周方向に加えられる圧力は、磁石外周側に樹脂が充填されながら内周方向に加えられる圧力より大きくなる。結果的に磁石には外方向に圧力が加えられることになり、回転子の外周側における永久磁石の寸法のばらつきを無くすことができるという効果を奏する。 Thus, when the yoke and the permanent magnet are integrally formed, the pressure applied in the outer circumferential direction while the resin is filled in the concave portion on the outer periphery of the cylindrical yoke is the pressure applied in the inner circumferential direction while the resin is filled on the outer circumferential side of the magnet. Become bigger. As a result, pressure is applied to the magnet in the outward direction, and there is an effect that variation in the size of the permanent magnet on the outer peripheral side of the rotor can be eliminated.
また、前記凹部は、一つの前記永久磁石に対して複数個設けられた構成にしてもよい。 A plurality of the recesses may be provided for one permanent magnet.
これにより、凹部に樹脂が充填されながら外周方向に加えられる圧力が複数個に分散されるため、偏り無く磁石全体に圧力を加えることができるという効果を奏する。 As a result, the pressure applied in the outer circumferential direction while the resin is filled in the concave portion is dispersed into a plurality of parts, and therefore, there is an effect that the pressure can be applied to the entire magnet without deviation.
また、前記凹部は、前記充填付勢部が前記永久磁石と接する面を底面とした断面視にして円弧形状である構成にしてもよい。 Further, the concave portion may be configured to have an arc shape in a cross-sectional view in which a surface where the filling biasing portion is in contact with the permanent magnet is a bottom surface.
これにより、角部分への樹脂の充填が軽減され、樹脂流動が向上するという効果を奏する。 Thereby, the filling of the resin into the corner portion is reduced, and the resin flow is improved.
また、前記凹部は、前記充填付勢部が前記永久磁石と接する面を底面とした断面視にして三角形とする構成にしてもよい。 Further, the concave portion may be configured to have a triangular shape in a cross-sectional view in which a surface where the filling biasing portion is in contact with the permanent magnet is a bottom surface.
これにより、凹部に充填される樹脂量が減少し、材料費削減と軽量化を図ることができるという効果を奏する。 As a result, the amount of resin filled in the recesses is reduced, and there is an effect that the material cost can be reduced and the weight can be reduced.
また、前記樹脂は、熱可塑性樹脂にしてもよい。
これにより、熱可塑性樹脂は不飽和ポリエステルを使用したBMC等に代表される熱硬化性樹脂に比べバリが発生しにくく、かつ薄肉形成もしやすいという効果を奏する。
The resin may be a thermoplastic resin.
As a result, the thermoplastic resin is less likely to generate burrs and more easily forms a thin wall than a thermosetting resin typified by BMC using unsaturated polyester.
また、前記永久磁石は、フェライト焼結磁石にしてもよい。 The permanent magnet may be a sintered ferrite magnet.
これにより、フェライト焼結磁石は酸化鉄、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウムを主原料とし、
粉末冶金法によって比較的安価に製造されるため、電動機の資材費削減を図ることができるという効果を奏する。
As a result, sintered ferrite magnets are mainly made of iron oxide, barium carbonate, strontium carbonate,
Since it is manufactured at a relatively low cost by the powder metallurgy method, the material cost of the electric motor can be reduced.
また、回転子と当該回転子の外周に設けられた固定子とを備えた電動機における回転子の製造方法であって、円筒形の外周に当該円筒形の天面から底面にわたり当該円筒形における円の中心に向かう窪みとして設けられた凹部を備えたヨークを金型に配置する工程と、前記ヨークの外周に複数の永久磁石を配置する工程と、前記金型における前記永久磁石を当該永久磁石の外周側から前記ヨークの中心方向に向かって付勢するための磁石固定部を形成する金型部位と回転軸に垂直な両方の永久磁石端面に、略環状部を形成する金型部位と前記凹部とに熱可塑性樹脂を圧入する工程と、を備えた回転子の製造方法としてもよい。 Further, a method of manufacturing a rotor in an electric motor including a rotor and a stator provided on an outer periphery of the rotor, wherein the circular shape in the cylindrical shape extends from the top surface to the bottom surface of the cylindrical shape on the outer periphery of the cylindrical shape. A step of disposing a yoke provided with a recess provided as a depression toward the center of the die, a step of disposing a plurality of permanent magnets on the outer periphery of the yoke, and a step of disposing the permanent magnet in the die of the permanent magnet. A mold part for forming a magnet fixing part for biasing from the outer peripheral side toward the center of the yoke and a mold part for forming a substantially annular part on both permanent magnet end faces perpendicular to the rotation axis and the recess And a step of press-fitting a thermoplastic resin into the rotor.
これにより、ヨークへの永久磁石の固定に接着剤が不要なため、組立工数削減が削減できるとともに、ヨークと永久磁石が樹脂で一体に結合した機械的な保持構造により信頼性が向上するという効果を奏する。 This eliminates the need for an adhesive for fixing the permanent magnet to the yoke, thereby reducing the number of assembly steps and improving the reliability by a mechanical holding structure in which the yoke and the permanent magnet are integrally joined with resin. Play.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are examples embodying the present invention and do not limit the technical scope of the present invention. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the same site | part through all drawings, and description is abbreviate | omitted. Furthermore, in each drawing, the description of the details of each part not directly related to the present invention is omitted.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る電動機を示す断面図である。図2は、図1に示す電動機1の破線A−Aにて切断した際の下面視よる断面図である。図3は、ヨーク及び永久磁石の配置を示す斜視図である。図4は、回転子を示す部分破断の断面図であり、左上四分の一が樹脂にて一体成形される前の状態の断面図、下半分が樹脂にて一体成形された状態の断面図、右上四分の一が樹脂にて一体成形された状態の外観図である。つまり、図4における下半分が図1におけるA−A断面図(ただし回転子7のみ)に該当する。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view showing an electric motor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric motor 1 shown in FIG. 1 as viewed from the bottom when cut along the broken line AA. FIG. 3 is a perspective view showing the arrangement of the yoke and the permanent magnet. FIG. 4 is a partially broken cross-sectional view showing the rotor, in which the upper left quarter is a cross-sectional view in a state before being integrally formed with resin, and the lower half is a cross-sectional view in a state where it is integrally formed with resin. The upper right quarter is an external view in a state of being integrally molded with resin. That is, the lower half in FIG. 4 corresponds to the AA sectional view in FIG. 1 (however, only the rotor 7).
以下、図1、図2、図3、図4を参照しながら本実施の形態に係る電動機の構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of the electric motor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4.
電動機1は、内転型のブラシレスDCモータであり、例えば、換気扇の駆動源として利用される。電動機1は、回転子7と固定子2とシャフト11とを備えている。
The electric motor 1 is an inversion-type brushless DC motor, and is used, for example, as a drive source for a ventilation fan. The electric motor 1 includes a
回転子7は、ヨーク8と永久磁石9と樹脂10とを備えている。
The
ヨーク8は、中心に貫通孔である中心孔21を有する円盤を複数重ね合わせて構成される。ヨーク8は、鉄やコバルト等を含む強磁性体を主な素材とする円盤を複数重ねることにより、円筒形状を成している。
The
ヨーク8の外周には、天面から底面にわたり、中心に向かう窪みとして設けられた凹部22が等間隔に複数個設けられている。
On the outer periphery of the
ヨーク8の側面には、同一形状かつ同一サイズである複数の永久磁石9が全周にわたって設けられている。
A plurality of
永久磁石9は、具体的にはフェライト焼結磁石であり、ヨーク8の外周部に等間隔に設けられている。永久磁石9は、ヨーク8から外周方向に突き出た突起部16に挟まれることで円周方向に等間隔に位置決めされる。永久磁石9は、下面視、すなわち図2においては、中央部50が端部51に対して肉厚の偏肉形状である円弧形状を有しており、側面視においては矩形形状を有している。永久磁石9は、ヨーク8の外周部に配置された状態で樹脂10によりヨーク8及び樹脂10と一体成形されているが、詳細は後述する。なお、図3(b)に、ヨーク8に永久磁石9が配置された状態の斜視図を示す。
The
樹脂10は、永久磁石9の薄肉部つまり周方向における端部51と、周方向両側に隣接する永久磁石9の端部51との間に形成され、永久磁石9を外周側からヨーク8の中心方向に向かって付勢する磁石固定部23を備えている。
The
また樹脂10は、ヨーク8の外周に設けられた凹部22に充填される樹脂により、永久磁石9をヨーク8の中心方向から永久磁石9の外周方向に付勢する充填付勢部24が形成される。ここで、凹部22は、充填付勢部24が永久磁石9と接する面を底面とした断面視にして円弧形状を有する空間である柱状の空間である。
The
磁石固定部23と充填付勢部24とは、永久磁石9の天面側端部にて樹脂10の天面部で、そして永久磁石9の底面側端部にて樹脂10の底面部でそれぞれ接続されている。この接続状態における天面部は、図4の右上四分の一に示された、樹脂にて一体成形された状態の外観図に示される。
The
磁石固定部23と充填付勢部24は、ヨーク8の全外周(360度)にわたってそれぞれ等間隔に設けられている。充填付勢部24は、ヨーク8の天面から底面にかけて連続した棒状の柱として設けられていると共に、ヨーク8の外周にて永久磁石9の内周と接している。磁石固定部23はヨーク8の天面から底面にかけて連続した棒状の柱として設けられていると共に、隣接する永久磁石9の端部両面に接している。
The
ヨーク8の中心に設けられた中心孔21には、円筒形状における天面から底面にかけてシャフト11が挿入され固定されている。
In the
シャフト11には2つの軸受12a、12bがヨーク8の天面側及び底面側(図1における上下方向)にそれぞれ設けられている。
The
軸受12a、12bは、シャフト11を中心軸として回動可能に保持している。
The
固定子2は、固定子鉄心15とインシュレータ3と巻線4とモールド固定子6とブラケット13を備え、回転子7の外周に設けられている。
The
固定子鉄心15は、中空円筒形状を成し、円筒形状の壁部において天面から底面にかけて貫通孔52を備えている。貫通孔は、円周方向に等間隔に設けられており、貫通孔52の内面を覆うようにインシュレータ3が天面及び底面側から挿入されている。
The
インシュレータ3は、絶縁材にて形成され、それぞれに巻線4が巻装されている。 The insulator 3 is formed of an insulating material, and a winding 4 is wound around each of them.
巻線4は、端部がプリント基板5に接続され、当該プリント基板5が電源に接続されることで通電される。インシュレータ3と巻線4とプリント基板5とは樹脂にて一体的にモールド成型され、モールド固定子6を構成している。
The end of the winding 4 is connected to the printed
固定子鉄心15は、中空円筒形状において円形を成す内周面54が、永久磁石9の外周面と対向させて配置されている。このような配置状態で、モールド固定子6の天面側開口部をブラケット13で圧入、封止し、2つの軸受12a、12bの外周がモールド固定子6に固定されることで、回転子7が固定子2に回動可能に固定される。
In the
以上が電動機1の構成である。 The above is the configuration of the electric motor 1.
続いて、図1及び図5を参照しながら回転子7の製造工程、つまりヨーク8と永久磁石9を樹脂10で一体成形する工程について説明する。図5は、金型を適応させた回転子の部分透過斜視図である。なお図5において、点線で示した外郭が後述する金型の内部空間を構成する。
Next, a manufacturing process of the
まず、一体成形用の金型Xの所定の位置にヨーク8を配置する。金型Xの内部空間は円筒形状を有しており、内部空間の底面からはヨーク8と同軸かつヨーク8よりも直径の短い凸形状の台座部が天面方向に突出している。台座部の上面の直径は、ヨーク8の直径から凹部22の中心軸方向の長さを引いた値よりもさらに短い。
First, the
ヨーク8を内部空間の中心部に配置することで、台座部は金型X内の高さ方向において中央近傍にヨーク8を保持する。
By arranging the
次に、ヨーク8の外周に複数の永久磁石9を等間隔で配置する。当該配置時には、永久磁石9を突起部16に挟まれる位置に配置する。これにより、凹部22は永久磁石9の内周側における略中央に位置決めされる。永久磁石9の外周面は中央部が端部に対して肉厚の偏肉形状である円弧形状であるため、この配置により、外周面の周方向における中央部61が金型Xの内部空間における内周側面と接する。
Next, a plurality of
また金型Xの底面であって台座部の外周には、永久磁石9を金型Xの底面から浮かせて保持する円柱状突起62が永久磁石9に対応させて設けられている。円柱状突起62は永久磁石9の底面に比較して小さな面積で永久磁石9を金型Xの底面から僅かに浮かせて保持する。
Further, on the bottom surface of the mold X and on the outer periphery of the pedestal portion, a
次に、永久磁石9を全周にわたって配置した後、ヨーク8の天面に金型Yを配置する。金型Yは台座部の上下を逆転させた凹形状をしており、つまり底面はヨーク8よりも直径の短い円柱状を成している。金型Yを配置した状態では、ヨーク8は底面を金型Xの台座部及び天面を金型Yによって挟持されている。また金型Xの天面側端部と金型Yの天面側端部とは同一平面上に位置し、当該平面は永久磁石9の天面側端部から僅かな空間63を空けた上方に位置する。
Next, after the
次に、前記平面に併せて金型Zが配置される。金型Zは、中空円盤形状を有し、上面視にしていわゆるドーナツ形状の板である。これにより、金型Xの内部空間は、金型Yと金型Zとにより閉じられた状態となる。なお、金型Zの上部には、樹脂を注入するための開口部、すなわちゲート64が等間隔で配置されている。
Next, a mold Z is disposed along the plane. The mold Z has a hollow disk shape and is a so-called donut-shaped plate as viewed from above. Thereby, the internal space of the mold X is closed by the mold Y and the mold Z. In the upper part of the mold Z, openings for injecting resin, that is,
このような状態で、ゲートからに熱可塑性樹脂すなわち樹脂を圧入する。 In such a state, a thermoplastic resin, that is, a resin is press-fitted from the gate.
熱可塑性樹脂の圧入によって、樹脂は、まず永久磁石9の天面側端部から僅かな空間を空けた上方すなわち略環状部25に圧入、充填される。
By the press-fitting of the thermoplastic resin, the resin is first press-fitted and filled into the upper portion, that is, the substantially
その後、隣接する永久磁石9の隙間、すなわち磁石固定部23とヨーク8の外周の凹部22とに圧入、充填される。
Thereafter, the gap between adjacent
この際、永久磁石9の外周面は中央部が端部に対して肉厚の偏肉形状である円弧形状であるため、永久磁石9の両端部はその外周側に樹脂が充填され、磁石固定部23を形成する。そして樹脂の圧入により形成された磁石固定部23は、永久磁石9を外周側からヨーク8の中心方向に向かって成型圧力が掛かり、すなわち付勢する。
At this time, since the outer peripheral surface of the
また、ヨーク8の外周、つまり永久磁石9の内周にある凹部22の内部に樹脂を圧入されることにより充填付勢部24が形成される。本実施の形態においては、凹部22は底面が永久磁石9と接するアーチ形状であり、かつヨーク8の天面から底面までを貫通している。このため、充填付勢部24は断面がアーチ形状を有する棒体となる。そして、樹脂の圧入により形成された充填付勢部24は、永久磁石9をヨーク8の中心方向から外周方向に向かって成型圧力が掛かり、すなわち付勢する。
Further, the
このとき、充填付勢部24が永久磁石9と接する底面の面積(図2における線65)が、磁石固定部23における永久磁石9を中心方向に向かって付勢する面積(図2における二本の線66)より大きい場合、永久磁石9には、ヨーク8の中心方向から永久磁石の外周側に向かって圧力が加えられることになる。
At this time, the area of the bottom surface (
これにより、永久磁石9の寸法がばらついた場合でも、このばらつきは永久磁石9の内側で吸収される。言い換えると、回転子の外周面に対しては永久磁石9が整列することになり、固定子2に対する磁界が安定する。固定子2と回転子7との間の隙間すなわちギャップは回転子7の径に対して非常に微小であるが、この微小なギャップが回転に大きな影響を与えることが知られている。本実施の形態では、このギャップに対向する永久磁石9を充填付勢部24の付勢によって整列させることで規則正しい磁界を生成させ回転子が生成する磁界の周期変動を安定させるため、電動機の効率低下、振動騒音の発生を抑制することができる。また、永久磁石9を外周側に付勢することによりバリの発生を抑制することができるため、当該バリが電動機の内部で剥がれ落ち、電動機1に想定外の振動や騒音が発生することを抑制することができる。
Thereby, even when the dimensions of the
樹脂が磁石固定部23及び充填付勢部24を満たした後に圧入を続けると、樹脂は金型Xの底面であって台座部の周囲まで充填される。この状態で樹脂が固化することで、永久磁石9の底面側端部に構成された底面部(略環状部67)で磁石固定部23と充填付勢部24とが接続された状態となる。また永久磁石9の天面側端部に構成された天面部(略環状部25)で、磁石固定部23と充填付勢部24とが接続された状態となる。これにより永久磁石9は上下方向についても樹脂10に把持されて安定する。なお、磁石固定部23と充填付勢部24とが接続されているということはつまり注入は同時に行われ、単位面積当たりに掛かる圧力も同一となる。
When the press-fitting is continued after the resin fills the
上述した手順で製造され、金型を外した状態の回転子7の斜視図を図5(b)に示す。永久磁石9の中央部61は、充填付勢部24の付勢により、回転子7の外周側面に整列されて真円を構成しており、さらに付勢によりバリも生じない。
FIG. 5B shows a perspective view of the
(実施の形態2)
図6は、実施の形態2における電動機の回転子を示す部分破断の断面図であり、左上四分の一が樹脂にて一体成形される前の状態の断面図、下半分が樹脂にて一体成形された状態の断面図、右上四分の一が樹脂にて一体成形された状態の外観図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a partially broken cross-sectional view showing the rotor of the electric motor in the second embodiment, in which the upper left quarter is a cross-sectional view before being integrally formed with resin, and the lower half is integrally formed with resin. It is sectional drawing of the shape | molded state, and is an external view of the state by which the upper right quarter was integrally molded with resin.
本実施の形態においては、ヨーク8に設けられた凹部32、及び充填付勢部34の形状は、断面視にして永久磁石9と接する面を底面とした三角形を成し、回転軸方向に棒状に長い三角柱である。
In the present embodiment, the shape of the
凹部32及び充填付勢部34の形状を円弧形状ではなく三角柱にすることで、充填付勢部34が永久磁石9と接する面の面積を同等としながら、樹脂量を減少させることができ、材料費削減と軽量化を図ることができる。
By forming the
(実施の形態3)
図7は、実施の形態3における電動機の回転子を示す部分破断の断面図であり、左上四分の一が樹脂にて一体成形される前の状態の断面図、下半分が樹脂にて一体成形された状態の断面図、右上四分の一が樹脂にて一体成形された状態の外観図である。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a partially broken cross-sectional view showing the rotor of the electric motor according to Embodiment 3, in which the upper left quarter is a state before being integrally formed with resin, and the lower half is integrally formed with resin. It is sectional drawing of the shape | molded state, and is an external view of the state by which the upper right quarter was integrally molded with resin.
ヨーク8の外周には天面から底面にわたり、中心に向かう窪みとして設けられた凹部42を有する。ここで、凹部42は、一つの永久磁石9に対して複数個設けられている。一つの永久磁石9に設けられた凹部42は、永久磁石9の周方向に対して均等に配置されており、樹脂の圧入によって構成される充填付勢部44は、永久磁石9を外周方向に均一に付勢する。また、充填付勢部44が永久磁石9と接する面の合計面積が、磁石固定部23の永久磁石9を中心方向に向かって付勢する面積より大きい。
On the outer periphery of the
これにより、永久磁石9の寸法がばらついた場合でも、回転子の外周面に対しては永久磁石9が整列することになり、固定子2に対する磁界が安定する。これにより、電動機の効率低下、振動騒音の発生、バリの発生を防ぐことができる。
Thereby, even when the dimensions of the
ここで、充填付勢部44を一つの永久磁石9に対して複数個設けることで、充填付勢部44が永久磁石9と接する面の面積を例えば実施の形態1と同等としながら、ヨーク8の中心方向から永久磁石9の外周側に向かって加えられる圧力を分散できる。このため偏り無く永久磁石9石全体に圧力を加えることができ、より安定して回転子の外径寸法のばらつきを無くすことができる。
Here, by providing a plurality of filling urging
本発明に係る電動機は、効率低下、振動騒音の発生、バリの発生を抑制することが可能であり、例えば、換気扇などの駆動用電動機に適用できる。 The electric motor according to the present invention can suppress reduction in efficiency, generation of vibration noise, and generation of burrs, and can be applied to a driving electric motor such as a ventilation fan, for example.
1・・・電動機
2・・・固定子
3・・・インシュレータ
4・・・巻線
5・・・プリント基板
6・・・モールド固定子
7・・・回転子
8・・・ヨーク
9・・・永久磁石
10・・・樹脂
11・・・シャフト
12a、12b・・・軸受
13・・・ブラケット
15・・・固定子鉄心
16・・・突起部
21・・・中心孔
22、32、42・・・凹部
23・・・磁石固定部
24、34、44・・・充填付勢部
25、67 ・・・略環状部
50・・・中央部
51・・・端部
52・・・貫通孔
54・・・内周面
61・・・中央部
62・・・円柱状突起
63・・・空間
64・・・ゲート
X、Y、Z・・・金型
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
前記回転子は、
強磁性体で構成された円筒形のヨークと、
前記ヨークの円筒形における円の中心において天面から底面に貫通するシャフトと、
前記ヨークの円筒形における外周側面に配置された複数の永久磁石と、
前記永久磁石を当該永久磁石の外周側から前記ヨークの中心方向に向かって付勢する樹脂性の磁石固定部と、
前記ヨークの円筒形の外周に前記天面から前記底面にわたり前記中心に向かう窪みとして設けられた凹部と、
前記凹部内にて前記永久磁石を前記ヨークの中心方向から当該永久磁石の外周方向に付勢する充填付勢部と、
前記充填付勢部が前記永久磁石と接する面の面積は、前記磁石固定部における前記永久磁石を前記中心方向に向かって付勢する面積よりも大きいことを特徴とする電動機。 An electric motor comprising a rotor and a stator provided on the outer periphery of the rotor,
The rotor is
A cylindrical yoke made of a ferromagnetic material;
A shaft penetrating from the top surface to the bottom surface at the center of the circle in the cylindrical shape of the yoke;
A plurality of permanent magnets arranged on the outer peripheral side surface of the yoke in a cylindrical shape;
A resinous magnet fixing portion for biasing the permanent magnet from the outer peripheral side of the permanent magnet toward the center of the yoke;
A concave portion provided as a depression extending from the top surface to the bottom surface on the cylindrical outer periphery of the yoke;
A filling urging portion for urging the permanent magnet from the central direction of the yoke toward the outer periphery of the permanent magnet in the recess;
The electric motor according to claim 1, wherein an area of a surface of the filling urging portion in contact with the permanent magnet is larger than an area of the magnet fixing portion urging the permanent magnet toward the central direction .
前記ヨークの回転方向に複数に分割されて配置されており、
前記凹部は、
前記複数の分割された永久磁石と同数設けられた請求項1記載の電動機。 The permanent magnet is
The yoke is arranged in a plurality of divided directions in the rotation direction,
The recess is
The electric motor according to claim 1, wherein the same number of the plurality of divided permanent magnets is provided.
前記充填付勢部が前記永久磁石と接する面を底面とした断面視にしてアーチ形状である請求項1から3のいずれかに記載の電動機。 The recess is
The electric motor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the filling urging portion has an arch shape in a cross-sectional view with a surface in contact with the permanent magnet as a bottom surface.
前記充填付勢部が前記永久磁石と接する面を底面とした断面視にして三角形である請求項1から3のいずれかに記載の電動機。 The recess is
The electric motor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the filling urging portion has a triangular shape in a cross-sectional view with a surface in contact with the permanent magnet as a bottom surface.
The permanent magnet electric motor according to any one of claims 1 6 is a ferrite sintered magnet.
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