JPH06205572A - インナーロータ型ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、永久磁石の外径より突出しない弾
性部材を用いて永久磁石を常時ロータコア側に付勢する
ことにより、ロータとステータの間のギャップが小さく
とも組込み作業が容易で、低コストで信頼性の高い高速
化の容易なインナーロータ型ブラシレスモータを提供す
ることを目的とする。 【構成】 ロータコア10に回転中心軸20を同軸結合する
とともにロータ用永久磁石30を外装してなるロータ100
を備えたインナーロータ型ブラシレスモータにおいて、
ロータ用永久磁石30の軸方向両端に、他より小径な外径
を有し軸方向両側に突出した小径部32、33を設けるとと
もに、小径部32、33に嵌合しその嵌合状態で永久磁石30
の外周面31ａより内側に位置する非磁性材料からなる弾
性部材40Ａ、40Ｂを設け、これらにより永久磁石30をロ
ータコア10に付勢するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インナーロータ型ブラ
シレスモータ、特にそのロータ構造を工夫したインナー
ロータ型ブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機の光学系スキャナや各種プ
ロセス駆動において、インナーロータ型ブラシレスモー
タが多用されている。この種のインナーロータ型ブラシ
レスモータでは、図６に示すように、プレス加工（打抜
き加工）された薄板コア１ａを積層してロータコア１と
し、そのロータコア１に軸２を圧入するとともに、その
コア外周部にロータ用永久磁石３を接着してロータ４が
構成されていたが、高速回転させると永久磁石３とロー
タコア１との接着部が剥がれ易かった。具体的には、例
えばコストダウンのために前記永久磁石３を焼結や成形
加工で作製する場合、収縮や反りが発生して磁石の内外
径がばらついてしまい、その磁石３の内周面とプレス加
工のため外径寸法の揃っているロータコア１の外周面と
が均一に接触せず、接着剤を両者の対向面の全域に塗布
しないと十分な接着強度が得られなかった。また、ロー
タコア１がプレス加工した薄板コア１ａを積層して形成
されるため薄板コア１ａ同士の間に環状の溝（詳細は図
示しない）が形成され、その溝に接着剤が侵入すること
により、永久磁石３とロータコア１の接着域に接着剤が
十分に行き渡り難かった。

【０００３】そこで、特開平１−１１００３９号公報で
は、ロータのセグメント磁石を磁極子より長くし、磁極
子より突出した磁石両端に、この磁石両端を外囲する環
状部材を圧入嵌合させるようにして高速化を図ったもの
たものが提案されている。また、特開昭６３−１１４５
５４号公報では、樹脂磁石を用い、バックヨークをイン
サート成型等により樹脂磁石の凹部に挟着保持するよう
にして接着工程を不要にしたものが提案されている。

【０００４】さらに、実開昭６１−２７７６号公報で
は、永久磁石を環状体に接着した上、その両者間に樹脂
を充填して両者を強固に一体固着するとともに、永久磁
石の外周にガラステープ、熱収縮テープを２重に巻回し
て高速化を図ったものが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−１１００３９号公報に記載のものにあっては、ロー
タのセグメント磁石の両端に環状部材を装着するとなっ
ていたため、環状部材の外形が永久磁石の外径より大き
くなっていた。これに対し、通常のステータおよびロー
タ間のギャップは０．５mmと小さいことから、ロータの
組込み中にロータやステータを傷つけ易く、ロータの組
み込み作業が困難な作業となるか、若しくは、前記ギャ
ップを大きくするためにモータ特性の低下を余儀なれる
という問題があった。

【０００６】また、特開昭６３−１１４５５４号公報や
実開昭６１−２７７６号公報に記載のものにあっては、
バックヨークをインサート成型したり、永久磁石を環状
体に接着した上でその両者間に樹脂を充填したりする必
要があることから、コスト高を招来するという問題があ
った。さらに、上記従来のインナーロータ型ブラシレス
モータは、永久磁石とロータコアの接着部又は固着部が
組込み時等の不注意により一旦剥がれてしまうと、永久
磁石が浮き上がってしまい、モータの重大な損傷を引き
起こす虞があり、信頼性の面でも問題が残るものであっ
た。また、モータの使用条件や永久磁石の大きさによっ
て前記剥がれの発生の有無が左右されるにも拘らず、接
着強度に対する試験が破壊試験となることから十分な試
験・評価を行ない難く、モータの高速化に対する障害と
なっていた。

【０００７】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、永久磁石の外径より突出しない弾
性部材を用いて永久磁石を常時ロータコア側に付勢する
ことにより、ロータとステータ間のギャップが小さくと
も組み込み作業が容易で、しかも接着剥がれ起因する従
来の問題を解消し得る低コストで信頼性の高い高速化の
容易なインナーロータ型ブラシレスモータを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、ロータコアに回転中心軸を同軸結
合するとともにロータ用永久磁石を外装してなるロータ
を備えたインナーロータ型ブラシレスモータにおいて、
前記ロータ用永久磁石の軸方向両端に、他より小径な外
径を有し軸方向両側に突出した小径部を設けるととも
に、該小径部に嵌合し該嵌合状態で前記ロータ用永久磁
石の外周面より内側に位置する非磁性材料からなる弾性
部材を設け、該弾性部材により前記ロータ用永久磁石を
前記ロータコアに付勢するようにしたことを特徴とする
ものである。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、前記弾性部
材が前記ロータコアの軸方向両端に当接する当接面部を
有するものであり、請求項３記載の発明は、前記小径部
が前記ロータ用永久磁石の軸方向中央側ほど小径となる
傾斜した外周面を有することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、ロータ用永久磁石の
軸方向両端に、他より小径な外径を有する小径部が設け
られるとともに、該小径部にロータ用永久磁石の外周面
より内側に位置するよう弾性部材が嵌着され、該弾性部
材によりロータ用永久磁石がロータコアに常時付勢され
る。したがって、弾性部材がロータ組み込み作業の障害
にならないとともに、ロータ回転時に永久磁石に加わる
遠心力を考慮して前記弾性部材の付勢力を適宜設定する
ことにより、永久磁石の内径にばらつきがあってもロー
タコアと永久磁石の接着強度等に左右されない適正な保
持状態が得られる。すなわち、低コストの永久磁石を使
用しつつ接着剥がれの問題や組み込み作業の困難性を解
消した簡素で高速化の容易なインナーロータ型ブラシレ
スモータとなる。

【００１１】請求項２記載の発明では、前記弾性部材が
前記ロータコアの軸方向両端に当接する当接面部を有す
るから、ロータ組立時におけるロータコアと永久磁石の
軸方向の位置決めが容易化される。請求項３記載の発明
では、前記小径部がロータ用永久磁石の軸方向中央側ほ
ど小径となる傾斜した外周面を有するから、弾性部材は
永久磁石の軸方向中央側への分力を生じ、これによって
所定位置に安定姿勢で装着されることになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１〜図３は請求項１、２記載の発明に
係るインナーロータ型ブラシレスモータの一実施例を示
すそのロータの構成図である。なお、本実施例は、複数
個のコイルと多極着磁された永久磁石を有し、コイルに
流れる電流を順次切替えて通電することにより回転駆動
を行なうようにした３相バイポーラ駆動方式のインナー
ロータ型ブラシレスモータの例である。

【００１３】図１、図２において、100は、図示しない
ステータと共にインナーロータ型ブラシレスモータを構
成するロータである。このロータ100は、プレス加工さ
れた複数の薄板コア11を積層して形成されたロータコア
10と、そのロータコア10に同軸に圧入結合された回転中
心軸20と、焼結や成形により作製されロータコア10に外
装された例えば４つ（複数）のセグメント磁石30ａ、30
ｂ、30ｃ、30ｄ（図２(ａ)〜(ｃ)参照）からなる筒状の
ロータ用永久磁石30と、回転中心軸20の両端近傍に装着
された軸受51、52と、永久磁石30をロータコア10に接着
する図示しない接着剤層とを具備している。また、ロー
タ用永久磁石30の軸方向両端には、モータ使用範囲とな
るその一定外径部31より小径な外径を有するように、磁
石30の軸方向両側に突出する小径部32、33が設けられて
おり、これら小径部32、33は一対の環状の弾性部材40
Ａ、40Ｂに圧入・嵌合され保持されている。なお、この
ロータ100は、図１の状態に組み立てられた後に公知の
着磁作業によって多極着磁されている。

【００１４】図３（ａ）、（ｂ）に示すように、弾性部
材40Ａ、40Ｂは、例えば非磁性の板ばね素材（非磁性材
料）より互いに同一形状に形成された環状のもので、そ
れぞれロータコア10の軸方向一端又は他端に当接する当
接面部41と、当接面部41に連続するよう折曲形成されて
小径部32又は33の外周に嵌合する嵌合部42とを有してい
る。また、嵌合部42は複数のスリット42ａにより複数の
爪に分割され、拡径可能になっており、単体ではその内
径が小径部32、33の外径よりわずかに小さくなってい
る。したがって、弾性部材40Ａ、40Ｂは、小径部32、33
に嵌合した状態でロータ用永久磁石30の複数のセグメン
ト磁石30ａ〜30ｄをロータコア10に圧接するよう付勢し
ているとともに、一定外径部31の外周面31ａ（ロータ用
永久磁石の外周面）より内側に位置している。

【００１５】上記構成を有する本実施例においては、ロ
ータ用永久磁石30の軸方向両端に他より小径な外径を有
する小径部32、33が設けられ、これら小径部32、33にロ
ータ用永久磁石30の一定外径部31の外周面より内側に位
置する弾性部材40Ａ、40Ｂが嵌着されるから、弾性部材
40Ａ、40Ｂがロータ組み込み作業の障害にならない。ま
た、弾性部材40Ａ、40Ｂによりロータ用永久磁石30のセ
グメント磁石30ａ〜30ｄがロータコア10に常時付勢され
ているから、ロータ100の回転時に永久磁石30に加わる
遠心力を考慮して弾性部材40Ａ、40Ｂの付勢力が十分に
得られるようその前記嵌合の嵌合代および嵌合部42の弾
性係数を適宜設定することで、焼結や成形により作製さ
れた永久磁石30の内径にばらつきがあったとしても、ロ
ータコア10と永久磁石30の接着強度（接着の有無あるい
は接着剤の塗布むら）等に左右されない適正な保持状態
が得られる。

【００１６】したがって、低コストの永久磁石30を使用
しつつ、従来の接着剥がれの問題や組み込み作業の困難
性が解消され、簡素で高速化の容易なインナーロータ型
ブラシレスモータとなる。さらに、本実施例では、弾性
部材40Ａ、40Ｂがロータコア10の軸方向両端に当接する
当接面部41を有するから、ロータ100の組立時における
ロータコア10と永久磁石30の軸方向の位置決めが容易化
されることになる。しかも、この場合、永久磁石30はロ
ータコア10に接着されなくとも、弾性部材40Ａ、40Ｂに
よってロータコア10と一体に保持されるから、接着を無
くして組み立て工程を削減できるとともに、より簡素な
構成とすることができ、コストがより低減できる。

【００１７】図４は請求項１〜３記載の発明に係るイン
ナーロータ型ブラシレスモータの一実施例を示す図で、
その特徴部であるロータ用永久磁石のみを図示してい
る。なお、本実施例の構成は、ロータ用永久磁石を除く
他は全て上述例と同一であるので、上述例と同一の構成
については同一符合を用いて説明する。図４において、
130はセグメント磁石であり、この磁石130はロータコア
10に４つ外装されてロータ用永久磁石を構成する。この
磁石130の軸方向両端には、モータ使用範囲となるその
一定外径部131より小径な外径を有するように、ロータ
用永久磁石の軸方向両側に突出する小径部132、133が設
けられており、これら小径部132、133は非磁性材料から
なる環状の弾性部材40Ａ、40Ｂに嵌合し保持されてい
る。

【００１８】これらの小径部132、133は、ロータ用永久
磁石の軸方向中央側ほど小径となる傾斜した外周面132
ａ、133ａを有しており、これらの外周面に弾性部材40
Ａ、40Ｂの嵌合部42がそれぞれ嵌合している。本実施例
では、小径部132、133がロータ用永久磁石の軸方向中央
側ほど小径となる傾斜した外周面132ａ、133ａを有して
いるから、弾性部材40Ａ、40Ｂが小径部132、133への嵌
合時に永久磁石130の軸方向中央側への分力を生じるこ
とになる。したがって、弾性部材40Ａ、40Ｂが、小径部
132、133の所定位置に簡単に装着でき、しかもその所定
位置に安定姿勢で嵌合・係止されることになる。その結
果、上述例の作用効果がより高められる。

【００１９】図５は請求項１、３記載の発明に係るイン
ナーロータ型ブラシレスモータの他の実施例を示す図
で、その弾性部材のみを図示している。なお、本実施例
の構成は、弾性部材を除く他は、全て図１に示した上述
例と同一であるので、その同一の構成については同一符
合を用いて説明する。図５において、140はロータ用永
久磁石30の小径部32、33にそれぞれ装着される弾性部材
である。この弾性部材140は比較的高い引張強度を有す
る環状のもので、例えばばね用線材又は粘弾性素材ある
いはそれらの複合材料からなる。

【００２０】本実施例においても、上述例と同様な効果
が期待できる。また、弾性部材140を図４に示したセグ
メント磁石130からなるロータ用永久磁石の小径部132、
133に装着してもよいことは言うまでもない。なお、上
述の各実施例においては、そのロータコアが薄板コアを
積層したものであったが、一体にできているものであっ
てもよいことは言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ロータ用
永久磁石の軸方向両端に、他より小径な外径を有する小
径部を設けるとともに、該小径部にロータ用永久磁石の
外周面より内側に位置するよう弾性部材を嵌着し、該弾
性部材によりロータ用永久磁石をロータコアに常時付勢
するようにしていてるので、ステータおよびロータ間の
ギャップが小さくとも弾性部材を装着したロータの組み
込み作業を容易にでき、ロータ回転時に永久磁石に加わ
る遠心力を考慮して前記弾性部材の付勢力を適宜設定す
ることにより、永久磁石の内径にばらつきがあってもロ
ータコアと永久磁石の接着強度等に左右されない適正な
保持状態を得ることができる。この結果、接着剥がれの
問題や組み込み作業の困難性を解消した簡素で高速化の
容易な低コストのインナーロータ型ブラシレスモータを
提供することができる。

【００２２】請求項２記載の発明によれば、前記弾性部
材を、前記ロータコアの軸方向両端に当接する当接面部
を有するものとしているので、ロータ組立時におけるロ
ータコアと永久磁石の軸方向の位置決めを容易化するこ
とができる。請求項３記載の発明によれば、前記小径部
を、ロータ用永久磁石の軸方向中央側ほど小径となる傾
斜した外周面を有するものとしているので、弾性部材の
小径部への嵌合時に永久磁石の軸方向中央側への分力を
生じさせ、弾性部材を所定位置に安定姿勢で装着するこ
とができるとともに、その装着作業を容易化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、２記載の発明に係るインナーロータ
型ブラシレスモータの一実施例を示すそのロータの構成
図で、(ａ)はその正面図、(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ断面図で
ある。

【図２】そのロータ用永久磁石を構成するセグメント磁
石を示す図で、(ａ)はその平面図、(ｂ)はその側面図、
(ｃ)は(ａ)のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】その弾性部材を示す図で、(ａ)は嵌合部側から
見たときの平面図、(ｂ)は(ａ)のＣ−Ｃ断面図である。

【図４】請求項１〜３記載の発明に係るインナーロータ
型ブラシレスモータの一実施例を示すそのロータ用永久
磁石のセグメント磁石の構成図で、(ａ)はその平面図、
(ｂ)はその側面図、(ｃ)は(ａ)のＤ−Ｄ断面図である。

【図５】請求項１、３記載の発明に係るインナーロータ
型ブラシレスモータの他の実施例を示すその弾性部材の
構成図で、(ａ)はその平面図、(ｂ)は(ａ)のＥ−Ｅ断面
図である。

【図６】従来例のロータの構成図で、(ａ)はその正面
図、(ｂ)は(ａ)のＦ−Ｆ断面図である。

【符号の説明】

10 ロータコア 11 薄板コア 20 回転中心軸 30 ロータ用永久磁石 30ａ、30ｂ、30ｃ、30ｄ セグメント磁石 31 一定外径部 31ａ 外周面（ロータ用永久磁石の外周面） 32、33、132、133 小径部 40Ａ、40Ｂ、140 弾性部材 41 当接面部 42 嵌合部 42ａ スリット 51、52 軸受 100 ロータ 130 セグメント磁石（ロータ用永久磁石） 131 一定外径部 132ａ、133ａ 外周面（傾斜した外周面）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータコアに回転中心軸を同軸結合すると
   ともにロータ用永久磁石を外装してなるロータを備えた
   インナーロータ型ブラシレスモータにおいて、 前記ロータ用永久磁石の軸方向両端に、他より小径な外
   径を有し軸方向両側に突出した小径部を設けるととも
   に、 該小径部に嵌合し該嵌合状態で前記ロータ用永久磁石の
   外周面より内側に位置する非磁性材料からなる弾性部材
   を設け、 該弾性部材により前記ロータ用永久磁石を前記ロータコ
   アに付勢するようにしたことを特徴とするインナーロー
   タ型ブラシレスモータ。
2. 【請求項２】前記弾性部材が前記ロータコアの軸方向両
   端に当接する当接面部を有することを特徴とする請求項
   １記載のインナーロータ型ブラシレスモータ。
3. 【請求項３】前記小径部が前記ロータ用永久磁石の軸方
   向中央側ほど小径となる傾斜した外周面を有することを
   特徴とする請求項１又は２記載のインナーロータ型ブラ
   シレスモータ。