JPH0686488A - モータの回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力軸にマグネットを正確に取り付けること
が可能であり、回転子と固定子の間を一定に保持するこ
とができるモータの回転子を提供する。 【構成】 マグネット１１０の両端に設けられた係止部
１２４に保持部材１１２のフック部１３４を係合させ
て、挿通孔１１３からネジ１１６を挿入してドラム１２
０に形成されたネジ孔１１４に螺合させる。ここで、フ
ック部１３４のフック面から挿通孔１１３の中心軸まで
の長さＬ１と係止部１２４の係止面から貫通孔１１４の
中心軸までの長さＬ２は、僅かにＬ１＜Ｌ２になってい
る。そのため、ネジ１１６の座面と挿通孔１１３の内周
面とは、ドラム１２０の内径面で常に接触する。挿通孔
１１３の内周面は、円錐形であり、ネジ１１６のの軸方
向に対して傾斜面を有しているので、ネジ１１６の嵌入
トルクは分解されて、保持部材を矢印Ａ方向に引っ張
る。このため、ドラム１２０とマグネット１１０は、ネ
ジ１１６の締め付けトルクに対応したトルクにより固定
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マグネットを正確に位
置決めして固定したモータの回転子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から例えば、電気自動車において、
回転子（ロータ）にマグネット（永久磁石）を用い、固
定子（ステータ）にコイルを用いるタイプのモータが利
用されている。このタイプのモータでは、マグネットを
できるかぎり正確に位置決めして回転子に取り付けるこ
とが技術的課題になっている。これは、ケースに支持さ
れた固定子のコイルと回転子のマグネットの間隔は、モ
ータの出力性能を上げるうえで、均一で且つできる限り
狭いギャップの方が望ましいからである。そのため、ス
テータコイルを精密にケースに支持し、回転子の軸を精
密に取り付けても、回転子とマグネットの取り付けが正
確でないとモータの所期性能を発揮することができな
い。そこで、従来、マグネット（永久磁石）を用いたロ
ータの製造方法が種々提案されている。（特開昭５８−
５４４３９号公報、総合電子出版社刊「ブラシレスサー
ボモータの基礎と応用ｐ４３，４４）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
取り付け方法では、充分な正確さをもってマグネットを
取り付けることができなかった。即ち、図６に示す方法
では、出力軸の径方向にネジを嵌挿して、マグネット２
を出力軸９に固定する。この方法は、簡易ではあるが、
ネジを嵌挿するためのスペースが必要で、結果的にマグ
ネットの外周が小さくなり、特に多極になるとマグネッ
ト２の間隔が狭く不利である。また、図８に示す方法で
は、出力軸９の表面にマグネット２を配設して、バイン
ド線６で固定する。このバインド線６による取り付け方
法では、製造に多くの工程が必要となってしまう。ま
た、バインド線６の損傷等を製造工程内で発見しにく
く、製品のばらつきが大きくなり、充分な信頼性を確保
するのが困難である。加えて、この方法によると、製品
が摩擦に対して弱く、モータとしては、不具合が多い。

【０００４】さらに、図８に示すようにマグネットの外
周に薄肉ステンレスチューブ８を被せてマグネットを出
力軸に固定する方法もある。この方法は、マグネットの
外周が大きくなると、タイトな嵌入が難しく、また、遊
嵌する場合には、固定効果が乏しくなる。特に電気自動
車の駆動用モータの場合は、接触面積が大で、径が大き
い場合が多く、そのため、より薄肉なステンレスチュー
ブ８の方が好ましいが、あまり薄すぎると入れる際に破
損してしまう虞がある。このように上記した従来の方法
によれば、十分な正確さで確実にマグネットを出力軸に
固定できない。このため、ステータとロータの間にギャ
ップを均一に保持することが難しく、所期の性能を発揮
することが困難であった。そこで、本発明の目的は、出
力軸にマグネットを正確に取り付けることが可能であ
り、ロータとステータの間隙を一定に保持することが可
能なモータのロータを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るモータの回
転子は、出力軸に固定されたドラム外周にマグネットを
配設したモータの回転子において、前記ドラム又はマグ
ネットの少なくとも一方を保持する保持部材を備え、該
保持部材に係止部材の挿通孔を形成し、前記ドラム又は
マグネットの少なくとも他方に、回転子の軸方向に穿設
した嵌入孔を形成するとともに、前記挿通孔及び前記係
止部材の当接部位には、係止部材の嵌入トルクをドラム
の半径方向の力に変換する傾斜面を形成し、前記挿通孔
を介して嵌入孔に係止部材を嵌入することにより前記ド
ラム上に前記マグネットを固定したことを特徴とする。
上記係止部材としては、たとえば、ネジやピンあるいは
楔等を用いることができる。

【０００６】

【作用】本発明に係るモータの回転子は、ドラム又はマ
グネットの少なくとも一方を保持する保持部材と、上記
ドラム又はマグネットの少なくとも他方に、上記保持部
材に形成された係止部材の挿通孔を介して、回転子の軸
方向に穿設した嵌入孔に嵌入する係止部材と、を備えて
いる。上記挿通孔及び係止部材の当接部位には、係止部
材の嵌入トルクをドラムの半径方向の力に変換する傾斜
面が形成されている。このため、前記挿通孔を介して係
止部材を嵌入孔に嵌入する場合、前記傾斜面により、軸
方向に働く嵌入トルクが保持部材をドラムの半径方向へ
動かす力に変換され、このため、保持部材に保持される
ドラム又はマグネットは他方に圧着する。

【０００７】

【実施例】以下、実施例に係るマグネットを固定したモ
ータ用の回転子を図面を参照して詳細に説明する。第１の実施例 図１は、第１の実施例にかかるモータの回転子１００の
軸方向断面図であって、軸心を中心とした対称部分を省
略した図である。このモータは、電気自動車の駆動用モ
ータである。図２は、上記回転子１００の軸方向側面図
であって、軸心を中心とした対称部分を省略した図であ
る。この回転子１００は、図示しない出力軸を一体化す
るドラム１２０と、このドラム１２０の外周に固定され
るマグネット（突極形永久磁石）１１０と、このマグネ
ット１１０をドラム１２０の軸方向の両端で保持する保
持部材１１２と、この保持部材１１２を介してドラム１
２０に螺合するネジ１１６を有している。

【０００８】ドラム１２０は、電磁軟鉄により形成され
ており、６つの突極形マグネット１１０を保持可能なよ
うに、外周面に６面のマグネット保持溝１４０を備えて
いる。この６面のマグネット保持溝１４０は、マグネッ
ト１１０の接合面の形状に対応して上記ドラム１２０を
切削して形成してある。また、このドラム１２０には，
マグネット保持溝１４０の下部（ドラムの径方向内側）
には貫通孔が形成されており、ネジが螺合するようにネ
ジ山が切られてネジ孔１１４が形成されている。このド
ラム１２０の内周面は軸方向にスプライン部１５１と嵌
合部１５２とに区分されて構成され、スプライン部１５
１のスプラインによって、回転方向のトルクを出力軸１
２２に確実に伝達可能とする一方、嵌合部１５２によっ
て、出力軸１２２とドラム１２０の径方向の位置決めを
行っている。このようにして確実にトルクを伝達しつ
つ、正確な位置決めを可能としている。マグネット１１
０は、軸方向の両端部に各々段差を付けて係止部１２４
が形成されている。このマグネット１１０は、図示しな
いステータと対向するように配置される。

【０００９】保持部材１１２は、非磁性系ステンレスで
構成されており、係止部１２４に係止するフック部１３
４を有するとともに、挿通孔１１３を備えている。ま
た、フック部１３４のフック面から挿通孔１１３の中心
軸までの長さＬ１と係止部１２４の係止面から貫通孔１
１４の中心軸とまでの長さＬ２とでは、わずかながらＬ
１＜Ｌ２となっている。本実施例では、挿通孔１１３
は、孔の奥にいくほど孔径が小さくなるような傾斜面を
有する円錐形状をなし、これに対応してネジ１１６の座
面も円錐状をなしている。次に、ドラム１２０にマグネ
ット１１０を固定する方法について説明する。

【００１０】まず、マグネット１１０の両端に設けられ
た係止部１２４に保持部材１１２のフック部１３４を係
合させた後、挿通孔１１３からネジ１１６を挿入して、
ドラム１２０に形成されたネジ孔１１４に螺合させる。
そして、このままネジ１１６を締めていくと上記Ｌ１＜
Ｌ２だから、ネジ１１６の座面は挿通孔１１３の内周面
とは、まず、ドラム１２０の内径側で接合する。そして
常に、ネジ１１６の座面と挿通孔１１３の内周面とは、
ドラム１２０の内径側で接触しつつ、ネジ１１６が締め
られていく。挿通孔１１３の内周面は、円錐形状であ
り、ネジ１１６の軸方向に対して傾斜面を有するので、
ネジ１１６の嵌入トルクは分解されて、保持部材１１２
をドラム１２０の内径方向である矢印Ａ方向に引っ張
る。このため、ドラム１２０とマグネット１１０はネジ
１１６の締め付けトルクに対応したトルクにより固定さ
れる。

【００１１】従って、ネジ１１６の締付ける度合いを制
御すれば、マグネット１１０の位置を調整できることに
なる。ネジ１１６の締付ける度合いは、締付けるトルク
管理により比較的容易にできるので、マグネット１１０
を正確に位置決めできる。そして、マグネット１１０
は、軸方向両端でネジ１１６により精密に位置決めされ
るので、固定子（ステータ）とのギャップを一定で、か
つできる限り近づけることができる。この実施例では、
マグネット１１０の表面より回転子１００の出力軸１２
２の半径方向外側へ突出する部材が存在しないので、こ
の点からもマグネット１１０と固定子とのギャップを必
要最小限度にすることができる。加えて、マグネット１
１０の有効作用部分を縮小することがない。さらに、本
実施例においては、マグネット保持溝１４０におけるマ
グネット１１０との接合面に接着剤を用いて、接合をよ
り完全なものにしている。

【００１２】図３は、この実施例に係る回転子を用いた
モータを取り付けたハイブリット型の電気自動車の断面
図である。図中１４は、ディファレンシャル装置、１５
は流体伝動装置としてのトルクコンバータ、５０は、エ
ンジン１１が発生させたトルクによって走行する場合、
即ちエンジン駆動モード時に係合するクラッチ、１６は
プラネタリギヤユニット、１７はオイルポンプである。
前記プラネタリギヤユニット１６は、シングルプラネタ
リ型のものであり、リングギヤ６０、ピニオン６２、サ
ンギヤ６４および前記ピニオン６２を支持するキャリア
６６から成る。

【００１３】また、６８は前記サンギヤ６４を選択的に
係合するブレーキ、７０はワンウェイクラッチである。
前記プラネタリギヤユニット１６、ブレーキ６８および
ワンウエイクラッチ７０によってトランスミッション１
８が構成される。１９は駆動装置ケースであり、該駆動
装置ケース１９内に前記モータ１２、ディファレンシャ
ル装置１４、トルクコンバータ１５、クラッチ５０およ
びトランスミッション１８が収容される。２０は前記デ
ィファレンシャル装置１４によって減速され、差動させ
られた回転を左右の図示しない駆動輪に伝達するための
駆動軸である。

【００１４】そして、２２はエンジン１１の出力軸、２
３はトルクコンバータ１５の出力軸、２４はトランスミ
ッション１８の入力軸、２５はトランスミッション１８
の出力軸、１２２はモータ１２の出力軸である。該出力
軸２６は、出力軸２５と一体的に回転する。前記モータ
１２は、駆動装置ケース１９に固定されたステータ鉄心
１２ａ、該ステータ鉄心１２ａに巻装されたステータコ
イル１２ｂおよび出力軸１６に連結されたロータ１００
から成っている。前記ステータコイル１２ｂにモータ電
流を供給することによって回転子（ロータ）１００を回
転させることができる。

【００１５】そして、前記エンジン１１またはモータ１
２の回転は、前記出力軸２６のモータ１２よりエンジン
側の位置に固定されたカウンタドライブギヤ３１に伝達
される。前記出力軸２６と平行にカウンタドライブシャ
フト３２が配設されていて、該カウンタドライブシャフ
ト３２にカウンタドライブギヤ３２が設けられる。該カ
ウンタドリブンギヤ３３は前記カウンタドライブギヤ３
１と噛合し、該カウンタドライブギヤ３１の回転を出力
ギヤ３４に伝達する。そして、該出力ギヤ３４の回転は
該出力ギヤ３４と噛合する出力大歯車３５に伝達され
る。前記出力ギヤ３４の歯数に対して前記出力大歯車３
５の歯数は多く、前記出力ギヤ３４および出力大歯車３
５で最終減速機を構成する。該最終減速機によって減速
された前記出力大歯車３５の回転は、ディファレンシャ
ル装置１４に伝達され、差動されて左右の駆動軸２０に
伝達される。

【００１６】前記構成のハイブリット型車両において、
エンジン１１のみを駆動するエンジン駆動モードでは、
前記モータ１２にモータ電流を供給せずエンジン１１の
みを作動させる。この場合、エンジン１１の回転は出力
軸２２を介してトルクコンバータ１５に伝達され、さら
に出力軸２３を介してクラッチ５０に伝達される。そし
て、該クラッチ５０が係合されると出力軸２３に伝達さ
れた回転は、入力軸２４を介してプラネタリギヤユニッ
ト１６のキャリア６６に伝達される。前記プラネタリギ
ヤユニット１６においては、ブレーキ６８が解放される
と、キャリア６６に入力された回転によってワンウエイ
クラッチ７０がロックされて直結状態になる。従って、
入力軸２４の回転がそのまま出力軸２５、２６に伝達さ
れる。また、ブレーキ６８が係合されるとサンギヤ６４
が固定され、リングギヤ６０から増速された回転が出力
され、出力軸２５、２６を介してカウンタドライブギヤ
３１に伝達される。

【００１７】そして、前述したようにカウンタドライブ
ギヤ３１に伝達された回転は、カウンタドリブンギヤ３
３を介してカウンタドライブシャフト３２に伝達され、
出力ギヤ３４及び出力大歯車３５で構成されており最終
減速機によって減速されてディファレンシャル装置１４
に伝達される。この時、ハイブリッド型車両はエンジン
１１のみによって走行する。次に、前記エンジン１１を
停止させてモータ１２のみを駆動するモータ駆動モード
では、モータ１２がトルクを発生する。該モータ１２が
発生したトルクは出力軸２６に出力され、同様にカウン
タドライブギヤ３１に伝達される。この時、ハイブリッ
ド型車両はモータ１２のみによって走行する。

【００１８】また、前記エンジン１１を作動させるとと
もにクラッチ５０を係合してモータ１２を駆動するエン
ジン・モータ駆動モードでは、ハイブリッド型車両はエ
ンジン１１及びモータ１２によって走行する。したがっ
て、モータ１２や図示しないモータコントローラが故障
しても、エンジン１１によって発進し走行することがで
きる。

【００１９】第２の実施例 第２の実施例においては、第１の実施例のネジ１１６の
座面が円錐形であるのに対し、第２の実施例のネジ１２
６は、座面が平面の平頭ネジが使われている。このため
ネジ１２６は、挿通孔１３３にスペーサ１２８を介して
通され、ボルト穴に螺合される。挿通孔１１３は略４角
形をしており、ドラム１２０の内径側に配置するその一
辺には、ネジ孔１１４の軸方向に対して、孔の奥にいく
ほど４角形の孔の面積が小さくなるような傾きを有する
傾斜面１１８が形成されている。これに対応して、スペ
ーサ１２８も傾斜面１１８に対応した形状を持つ箱形を
なしている。そして、スペーサ１２８の内側は上記平頭
ネジ１２６が保持されるような円筒上空間が形成され
る。そして、（フック部１３５のフック面と挿通孔１３
３の中心軸の長さ）Ｌ１と（係止部１２４の係止面と貫
通孔１１４の中心軸との長さ）Ｌ２とでは、わずかなが
ら、Ｌ１＜Ｌ２となっている。

【００２０】次に、マグネット１１０をドラム１２０に
固定する方法について説明する。マグネット１１０の両
端の係止部１２４に保持部材１３２のフック部１３５を
係合させた後、挿通孔１１３からスペーサ１２８及びネ
ジ１２６を挿入する。そして、ドラム１２０に形成され
たネジ孔１１４にネジ１２６を蝶合させる。そして、こ
のままネジを締めて矢印Ｂ方向に嵌入されると上記Ｌ１
＜Ｌ２であるから、常にスペーサ１２８と挿通孔１１３
の内周面とは、傾斜面１１８で接触しつつ、ネジが締め
られていく。このため、ネジが矢印Ｂ方向に嵌入される
トルクが上記傾斜面１１８で分解され、保持部材１３２
は、ドラム１２０の内径方向である矢印Ｃ方向に引っ張
られる。このため、ドラム１２０とマグネット１１０は
ネジ１２６の締め付けトルクに対応したトルクにより固
定される。

【００２１】さらに、ネジ１２６は、軸方向の力しか受
けていないので、外力、熱による部材の伸縮に対して、
ゆるみが発生しにくい。加えて、ネジ１２６の強度も、
締付ける方向と外力の作用方向が異なるため有利であ
る。この実施例では、ネジ１２６と保持部材１３２の間
にスぺーサ１２８を設けてあり、このスペーサ１２８に
傾斜面１１８を形成してあるので、ネジ１２６自体に傾
斜面１１８を形成する必要がない。そのため、ネジ１２
６は、汎用のボルトを用いることができる。また、ネジ
１２６のサイズ、形状に合わせてスペーサ１２８を形成
することも可能である。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、挿通孔及び係止部材の
当接部位には、係止部材の嵌入トルクをドラムの半径方
向への力に変換する傾斜面が形成されている。このた
め、係止部材の嵌入トルクに対応した力でマグネットと
ドラムが圧着するので、マグネットとドラムは確実に固
定され、出力軸に対してマグネットを正確に取付けるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るマグネットを固定
したモータの回転子の断面図である。

【図２】同上、側面図である。

【図３】電気自動車用のモータを用いたハイブリット型
車両の断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係るマグネットを固定
したモータの回転子の断面図である。

【図５】同上、側面図である。

【図６】押さえ金具によるマグネットの固定方法を示す
図である。

【図７】バインド線によるマグネットの固定方法を示す
図である。

【図８】薄肉ステンレスチューブによるマグネットの固
定方法を示す図である。

【符号の説明】

１００ 回転子 １１０ マグネット １１２ 保持部材 １１３ 挿通孔 １１４ ネジ孔 １１６ ネジ １２０ ドラム １２２ 出力軸 １２４ 係止部 １２６ ネジ １２８ スペーサ １３２ 保持部材 １３４、１３５ フック部 １４０ マグネット保持溝 １５１ スプライン １５２ 嵌合部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力軸に固定されたドラム外周にマグネ
   ットを配設したモータの回転子において、前記ドラム又
   はマグネットの少なくとも一方を保持する保持部材を備
   え、該保持部材に係止部材の挿通孔を形成し、前記ドラ
   ム又はマグネットの少なくとも他方に、回転子の軸方向
   に穿設した嵌入孔を形成するとともに、前記挿通孔及び
   前記係止部材の当接部位には、係止部材の嵌入トルクを
   ドラムの半径方向の力に変換する傾斜面を形成し、前記
   保持部材の挿通孔を介して前記嵌入孔に係止部材を嵌入
   することにより前記ドラム上に前記マグネットを固定し
   たことを特徴とするモータの回転子。