JP6978384B2 - ブラシレスモータ用ロータの製造金型装置 - Google Patents

Description

本発明は、円筒状のマグネットが樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの前記接合部材をキャビティへの樹脂の充填で形成するようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置に関する。

接合部材を射出成形する際の溶融樹脂によってマグネットの周壁にその内側から外側に向かって加わる圧力を打ち消すために、金型およびマグネット間にゴムリングを介装し、そのゴムリングを軸方向に圧縮することでマグネットに圧縮応力を予め付与するようにしたものが、特許文献１で知られている。また溶融樹脂の射出圧力でマグネットが破損するのを防止するためにマグネットを金型に圧入するようにしたものが、特許文献２で知られている。

特開平３ー１８２５２号公報 特開平６ー２４５４７２号公報

ところが上記特許文献１および特許文献２で開示されるように、接合部材の成形時にマグネットに予め圧縮応力を付与するものでは、その圧縮応力によってマグネットにクラックが生じる場合があり、そのようなクラックが生じたままのマグネットに着磁処理を施すとマグネットが破断してしまう可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、接合部材成形時の溶融樹脂からの圧力や金型側でのマグネットの保持によってマグネットの損傷が生じるのを防止することができるようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、円筒状のマグネットが樹脂製の接合部材を介して回転軸に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの前記接合部材をキャビティへの樹脂の充填で形成するようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置において、前記回転軸の一端側を嵌合、保持する第１保持孔を有しつつ前記マグネットの一端部に当接される固定盤と、この固定盤に対する近接、離反を可能とした可動盤と、前記回転軸の他端側を嵌合、保持する第２保持孔を有するとともに前記マグネットの他端部に当接することで前記マグネットを前記固定盤との間に挟持することを可能としつつ前記回転軸の軸線に沿う方向での移動を可能として前記可動盤に支持されて前記マグネットに近接する側に弾発付勢される軸方向支持駒と、前記マグネットをすきま嵌めさせる中空円筒部を少なくとも有して前記可動盤に固定されるエンジニアリング・プラスチック製の緩衝部材とを備えることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記緩衝部材が、前記中空円筒部と、当該中空円筒部から半径方向外方に張り出すフランジ部とを一体に有し、前記可動盤に着脱可能に固定される入れ子と、前記可動盤との間に前記フランジ部が挟持されることを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記緩衝部材の前記中空円筒部内に挿脱可能に挿入される前記軸方向支持駒の一端部が、前記中空円筒部内で前記マグネットの他端部に当接されることを第３の特徴とする。

本発明は、第１〜第３の特徴の構成のいずれかに加えて、前記固定盤に、前記マグネットの前記固定盤側の端面に臨んで開口する複数の樹脂射出ゲートが前記第１保持孔の周方向に間隔をあけて設けられることを第４の特徴とする。

本発明は、第４の特徴の構成に加えて、前記樹脂射出ゲートが前記第１保持孔の周方向に１２０度ずつの間隔をあけて前記固定盤に設けられることを第５の特徴とする。

本発明は、第４または第５の特徴の構成に加えて、前記軸方向支持駒の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記可動盤との間に第１ベント用通路を形成する平面状の第１切欠き部が設けられることを第６の特徴とする。

さらに本発明は、第６の特徴の構成に加えて、前記軸方向支持駒の前記第２保持孔内に、前記回転軸の前記可動盤側の端部に当接する当接ピンが嵌入、固定され、前記固定盤の前記第１保持孔内に、前記回転軸の前記固定盤側の端部に当接する可動ピンが、前記回転軸側に向けて弾発付勢されつつ嵌合され、前記当接ピンの外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記第２保持孔の内周面との間に第２ベント用通路を形成する平面状の第２切欠き部が設けられることを第７の特徴とする。

なお実施の形態の第１の可動盤１１が本発明の可動盤に対応する。

本発明の第１の特徴の構成によれば、マグネットは、固定盤と、固定盤に対して近接、離反移動可能な可動盤に回転軸の軸線に沿う方向での移動を可能として支持されて前記マグネットに近接する側に弾発付勢される軸方向支持駒とで軸方向両側から挟持され、可動盤に固定されるエンジニアリング・プラスチック製の緩衝部材の中空円筒部にすきま嵌めされるので、マグネットが、当該マグネットよりも柔軟でゴム材よりも寸法安定性に優れたエンジニアリング・プラスチック製の緩衝部材に接触することになり、接合部材成形時の溶融樹脂からの圧力や金型側からのマグネットの保持によってマグネットの損傷が生じるのを防止することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、緩衝部材が有するフランジ部が、可動盤に着脱可能に固定される入れ子と、可動盤との間に挟持されるので、緩衝部材を可動盤に取付ける際に、マグネットを囲む中空円筒部に変形が生じてマグネットに押圧力が作用しないようにすることができる。しかも緩衝部材が金型の長期使用過程で摩耗した場合には、容易に新品に交換することができる。

本発明の第３の特徴によれば、軸方向支持駒が緩衝部材の中空円筒部内でマグネットの他端部に当接するので、軸方向支持駒が緩衝部材に押圧力を及ぼすことなくマグネットの他端部に当接して保持することが可能であり、マグネットに損傷が生じることがないようにしてマグネットを確実に保持することができる。

本発明の第４の特徴によれば、マグネットの固定盤側の端面に臨んで開口する複数の樹脂射出ゲートが、回転軸の一端側を嵌入支持するようにして固定盤に設けられる第１保持孔の周方向に間隔をあけた複数箇所で固定盤に設けられるので、高温の溶融樹脂が緩衝部材に接触することを回避することができる。

本発明の第５の特徴によれば、樹脂射出ゲートが第１保持孔の周方向に１２０度ずつの間隔をあけて配置されるので、射出位置を周方向にバランスよく配置することで、溶融樹脂の圧力によってマグネットの軸線が傾くことがないようにすることができる。

本発明の第６の特徴によれば、軸方向支持駒の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に平面状の第１切欠き部が設けられることにより、樹脂射出ゲートと反対側でキャビティに通じる第１ベント用通路を容易に形成することができる。

本発明の第７の特徴によれば、回転軸の可動盤側の端部に当接しつつ軸方向支持駒内に嵌入、固定される当接ピンと、回転軸の固定盤側の端部に当接するようにして固定盤の第１保持孔に嵌合されるとともに回転軸側に向けて弾発付勢される可動ピンとの間に、マグネットが軸方向両側から挟持されるので、回転軸の軸方向寸法公差を吸収して回転軸を支持することが可能となる。また可動盤に支持される軸方向支持駒に当接ピンが嵌入、固定されるので、固定盤側から射出される溶融樹脂の圧力で回転軸の軸線が傾くことがないようにすることができる。しかも当接ピンの外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記第２保持孔の内周面との間に第２ベント用通路を形成する平面と、回転軸の固定盤側の端部に当接するとともに回転軸側に向けて弾発付勢される可動ピンとの間に当接ピンの外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に平面状の第１切欠き部が設けられることにより、樹脂射出ゲートと反対側でキャビティに通じる第２ベント用通路を容易に形成することができる。

ブラシレスモータ用ロータの製造金型装置の簡略化した縦断面図であって図２の１−１線に沿う縦断面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。

本発明の実施の形態について添付の図１〜図３を参照しながら説明すると、先ず図１において、この製造金型装置は、円筒状に焼結されたマグネット５が樹脂製の接合部材６を介して回転軸７に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの前記接合部材６をキャビティ８への樹脂の充填で形成するものであり、前記回転軸７の一端側を嵌合、保持する第１保持孔９を有しつつ前記マグネット５の一端部に当接される固定盤１０と、この固定盤１０に対する近接、離反を可能とした第１の可動盤１１と、前記回転軸７の他端側を嵌合、保持する第２保持孔１３を有するとともに前記回転軸７の軸線に沿う方向での移動を可能として前記第１の可動盤１１に支持される軸方向支持駒１４と、前記マグネット５をすきま嵌めさせる中空円筒部１５ａを少なくとも有して前記第１の可動盤１１に固定される緩衝部材１５とを備え、この実施の形態では、前記固定盤１０および前記第１の可動盤１１に対して前記回転軸７の軸線に沿う方向での相対移動を可能とした第２の可動盤１２が、前記第１の可動盤１１を前記固定盤１０との間に挟む位置に配置される。また前記接合部材６を形成するための前記キャビティ８は、前記固定盤１０、前記径方向支持駒１４、前記マグネット５の内周および前記回転軸７の外周で形成される。

前記第１の可動盤１１には、前記回転軸７と平行な軸線を有して前記第２の可動盤１２に一端部が固設されるガイドロッド１６が挿通されており、このガイドロッド１６の他端部に固設されるストッパ１７が前記第１の可動盤１１に前記第２の可動盤１２とは反対側から当接可能である。しかも第１の可動盤１１および第２の可動盤１２間には第１コイルばね１８が設けられており、第１の可動盤１１は、前記ストッパ１７に当接することで第２の可動盤１２から離反する側への移動端が規制されるようにして、前記回転軸７の軸線に沿う方向で前記固定盤１０および前記第２の可動盤１２に対する相対移動を可能としつつ第２の可動盤１２に浮動支持される。

前記軸方向支持駒１４は、その一端部が前記マグネット５の他端部に当接することで前記マグネット５を前記固定盤１０との間に挟持することを可能とするようにして円筒状に形成される。前記第１の可動盤１１には前記軸方向支持駒１４を挿通、支持する支持孔１９が設けられ、前記第２の可動盤１２には、前記支持孔１９に同軸に連なる挿通孔２０と、前記支持孔１９とは反対側で前記挿通孔２０に同軸に連なる有底孔２１とが設けられ、前記挿通孔２０は前記支持孔１９よりも大径に形成され、前記挿通孔２０よりも大径の前記有底孔２１および前記挿通孔２０間には第１環状段部２２が形成される。

前記軸方向支持駒１４の他端側は、前記挿通孔２０および前記有底孔２１に挿入されており、前記軸方向支持駒１４の他端部には、前記第１環状段部２２に前記固定盤１０とは反対側から当接可能な鍔部１４ａが設けられる。また前記軸方向支持駒１４および第２の可動盤１２間には第２コイルばね２３が設けられ、この第２コイルばね２３の弾発力で前記軸方向支持駒１４は前記マグネット５に近接する側に弾発付勢される。

前記軸方向支持駒１４が有する前記第２保持孔１３内には、前記回転軸７の前記第１の可動盤１１側の端部に当接する当接ピン２５が嵌入、固定される。また前記固定盤１０に設けられた前記第１保持孔９内には、前記回転軸７の前記固定盤１０側の端部に当接する可動ピン２６が嵌合され、前記固定盤１０および前記可動ピン２６間には、当該可動ピン２６を前記回転軸７側に向けて弾発付勢する第３コイルばね２７が設けられる。

図２を併せて参照して、前記緩衝部材１５は、前記中空円筒部１５ａと、当該中空円筒部１５ａから半径方向外方に張り出すフランジ部１５ｂとを一体に有しており、エンジニアリング・プラスチックにより形成される。しかもエンジニアリング・プラスチックとしてはポリアミド系（ＰＯ）またはポリアセタール系（ＰＯＭ）であることが望ましい。

前記緩衝部材１５は、当該緩衝部材１５の前記フランジ部１５ｂが、前記第１の可動盤１０に着脱可能に固定される入れ子２８と、前記第１の可動盤１０との間に挟持されることによって前記第１の可動盤１１に固定されるものであり、前記入れ子２８は、複数個たとえば４個のボルト２９で前記第１の可動盤１１に締結される。

前記緩衝部材１５は、この実施の形態では、前記中空円筒部１５ａの軸方向中間部から前記フランジ部１５ｂが半径方向外方に張り出すように形成されており、前記入れ子２８は、前記緩衝部材１５の前記中空円筒部１５ａのうち前記フランジ部１５ｂよりも前記固定盤１０側の端部を嵌入する円形の第１嵌入孔３０を中央部に有しつつ、四角形の平板状に形成される。

前記第１の可動盤１１には、前記入れ子２８を収容するようにして四角形に形成される入れ子収容孔３１が前記固定盤１０側に開放して設けられ、この入れ子収容孔３１と、前記支持孔１９との間で前記第１の可動盤１１には前記入れ子収容孔３１側から順に、前記フランジ部１５ｂを収容する円形のフランジ部収容孔３２と、前記中空円筒部１５ａのうち前記フランジ部１５ｂよりも第２の可動盤１２側の部分を嵌入する第２嵌入孔３３とが同軸に設けられ、前記フランジ部収容孔３２および前記第２嵌入孔３３間には前記フランジ部１５ｂを受ける第２環状段部３４が形成され、前記第２嵌入孔３３および前記支持孔１９間には前記中空円筒部１５ａの前記固定盤１０とは反対側の端部を受ける第３環状段部３５が形成され、前記入れ子収容孔３１および前記フランジ部収容孔３２間には前記入れ子２８を受ける第４環状段部３６が形成される。

ところで前記中空円筒部１５ａは、前記マグネット５よりも軸方向に長く形成されており、前記中空円筒部１５ａの内径よりも小径に形成された前記軸方向支持駒１４の一端部は、前記中空円筒部１５ａ内で前記回転軸７の他端側を前記第２保持孔１３内に受け入れつつ前記マグネット５の他端部に当接するようにして前記中空円筒部１５ａ内に挿入される。

前記固定盤１０には、前記マグネット５の前記固定盤１０側の端面に臨んで開口する複数の樹脂射出ゲート３７が前記第１保持孔９の周方向に間隔をあけて設けられており、この実施の形態では、前記第１保持孔９の周方向に１２０度ずつの間隔をあけた位置で前記固定盤１０に前記樹脂射出ゲート３７が設けられる。

図３において、前記軸方向支持駒１４の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所には、前記第１の可動盤１１との間に第１ベント用通路３８を形成する平面状の第１切欠き部３９が設けられる。また前記当接ピン２５の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所には、前記第２保持孔１３の内周面との間に第２ベント用通路４０を形成する平面状の第２切欠き部４１が設けられる。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、ブラシレスモータ用ロータを製造するための製造金型装置が、前記回転軸７の一端側を嵌合、保持する第１保持孔９を有しつつ前記マグネット５の一端部に当接される固定盤１０と、この固定盤１０に対する近接、離反を可能とした第１の可動盤１１と、前記回転軸７の他端側を嵌合、保持する第２保持孔１３を有するとともに前記マグネット５の他端部に当接することで前記マグネット５を前記固定盤１０との間に挟持することを可能としつつ前記回転軸７の軸線に沿う方向での移動を可能として前記第１の可動盤１１に支持されて前記マグネット５に近接する側に弾発付勢される軸方向支持駒１４と、前記マグネット５をすきま嵌めさせる中空円筒部１５ａを少なくとも有して前記第１の可動盤１１に固定されるエンジニアリング・プラスチック製の緩衝部材１５とを備えるので、マグネット５が、当該マグネット５よりも柔軟でゴム材よりも寸法安定性に優れたエンジニアリング・プラスチック製の緩衝部材１５に接触することになり、接合部材６の成形時の溶融樹脂からの圧力や金型側からのマグネット５の保持によってマグネット５の損傷が生じるのを防止することができる。

また前記緩衝部材１５が、前記中空円筒部１５ａと、当該中空円筒部１５ａから半径方向外方に張り出すフランジ部１５ｂとを一体に有し、前記第１の可動盤１１に着脱可能に固定される入れ子２８と、前記第１の可動盤１１との間に前記フランジ部１５ｂが挟持されるので、緩衝部材１５を第１の可動盤１１に取付ける際に、マグネット５を囲む中空円筒部１５ａに変形が生じてマグネット５に押圧力が作用しないようにすることができる。しかも緩衝部材１５が金型の長期使用過程で摩耗した場合には、容易に新品に交換することができる。

また前記緩衝部材１５の前記中空円筒部１５ａ内に挿脱可能に挿入される前記軸方向支持駒１４の一端部が、前記中空円筒部１５ａ内で前記マグネット５の他端部に当接されるので、軸方向支持駒１４が緩衝部材１５に押圧力を及ぼすことなくマグネット５の他端部に当接して保持することが可能であり、マグネット５に損傷が生じることがないようにしてマグネット５を確実に保持することができる。

また前記固定盤１０に、前記マグネット５の前記固定盤１０側の端面に臨んで開口する複数の樹脂射出ゲート３７が前記第１保持孔９の周方向に間隔をあけて設けられるので、高温の溶融樹脂が緩衝部材１５に接触することを回避することができる。しかも樹脂射出ゲート３７が第１保持孔９の周方向に１２０度ずつの間隔をあけて配置されることにより、射出位置を周方向にバランスよく配置することで、溶融樹脂の圧力によってマグネット５の軸線が傾くことがないようにすることができる。

また前記軸方向支持駒１４の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記第１の可動盤１１との間に第１ベント用通路３８を形成する平面状の第１切欠き部３９が設けられるので、樹脂射出ゲート３８と反対側でキャビティ８に通じる第１ベント用通路３８を容易に形成することができる。

また前記軸方向支持駒１４の前記第２保持孔１３内に、前記回転軸７の前記第１の可動盤１１側の端部に当接する当接ピン２５が嵌入、固定され、前記固定盤１０の前記第１保持孔９内に、前記回転軸７の前記固定盤１０側の端部に当接する可動ピン２６が、前記回転軸７側に向けて弾発付勢されつつ嵌合されるので、回転軸７の軸方向寸法公差を吸収して回転軸を支持することが可能となり、第１の可動盤１１に支持される軸方向支持駒１４に当接ピン２５が嵌入、固定されることによって固定盤１０側から射出される溶融樹脂の圧力で回転軸７の軸線が傾くことがないようにすることができる。

さらに前記当接ピン２５の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記第２保持孔１３の内周面との間に第２ベント用通路４０を形成する平面状の第２切欠き部４１が設けられるので、樹脂射出ゲート３７と反対側でキャビティ８に通じる第２ベント用通路４０を容易に形成することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

５・・・マグネット
６・・・接合部材
７・・・回転軸
８・・・キャビティ
９・・・第１保持孔
１０・・・固定盤
１１・・・可動盤
１３・・・第２保持孔
１４・・・軸方向支持駒
１５・・・緩衝部材
１５ａ・・・中空円筒部
１５ｂ・・・フランジ部
２５・・・当接ピン
２６・・・可動ピン
２８・・・入れ子
３７・・・樹脂射出ゲート
３８・・・第１ベント用通路
３９・・・第１切欠き部
４０・・・第２ベント用通路
４１・・・第２切欠き部

Claims (7)

1. 円筒状のマグネット（５）が樹脂製の接合部材（６）を介して回転軸（７）に同軸にかつ相対回転不能に連結されて成るブラシレスモータ用ロータの前記接合部材（６）をキャビティ（８）への樹脂の充填で形成するようにしたブラシレスモータ用ロータの製造金型装置において、前記回転軸（７）の一端側を嵌合、保持する第１保持孔（９）を有しつつ前記マグネット（５）の一端部に当接される固定盤（１０）と、この固定盤（１０）に対する近接、離反を可能とした可動盤（１１）と、前記回転軸（７）の他端側を嵌合、保持する第２保持孔（１３）を有するとともに前記マグネット（５）の他端部に当接することで前記マグネット（５）を前記固定盤（１０）との間に挟持することを可能としつつ前記回転軸（７）の軸線に沿う方向での移動を可能として前記可動盤（１１）に支持されて前記マグネット（５）に近接する側に弾発付勢される軸方向支持駒（１４）と、前記マグネット（５）をすきま嵌めさせる中空円筒部（１５ａ）を少なくとも有して前記可動盤（１１）に固定されるエンジニアリング・プラスチック製の緩衝部材（１５）とを備えることを特徴とするブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
2. 前記緩衝部材（１５）が、前記中空円筒部（１５ａ）と、当該中空円筒部（１５ａ）から半径方向外方に張り出すフランジ部（１５ｂ）とを一体に有し、前記可動盤（１１）に着脱可能に固定される入れ子（２８）と、前記可動盤（１１）との間に前記フランジ部（１５ｂ）が挟持されることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
3. 前記緩衝部材（１５）の前記中空円筒部（１５ａ）内に挿脱可能に挿入される前記軸方向支持駒（１４）の一端部が、前記中空円筒部（１５ａ）内で前記マグネット（５）の他端部に当接されることを特徴とする請求項１または２に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
4. 前記固定盤（１０）に、前記マグネット（５）の前記固定盤（１０）側の端面に臨んで開口する複数の樹脂射出ゲート（３７）が前記第１保持孔（９）の周方向に間隔をあけて設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
5. 前記樹脂射出ゲート（３７）が前記第１保持孔（９）の周方向に１２０度ずつの間隔をあけて前記固定盤（１０）に設けられることを特徴とする請求項４に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
6. 前記軸方向支持駒（１４）の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記可動盤（１１）との間に第１ベント用通路（３８）を形成する平面状の第１切欠き部（３９）が設けられることを特徴とする請求項４または５に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。
7. 前記軸方向支持駒（１４）の前記第２保持孔（１３）内に、前記回転軸（７）の前記可動盤（１１）側の端部に当接する当接ピン（２５）が嵌入、固定され、前記固定盤（１０）の前記第１保持孔（９）内に、前記回転軸（７）の前記固定盤（１０）側の端部に当接する可動ピン（２６）が、前記回転軸（７）側に向けて弾発付勢されつつ嵌合され、前記当接ピン（２５）の外周の周方向に等間隔をあけた３箇所に、前記第２保持孔（１３）の内周面との間に第２ベント用通路（４０）を形成する平面状の第２切欠き部（４１）が設けられることを特徴とする請求項６に記載のブラシレスモータ用ロータの製造金型装置。

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