JPH09294346A - モータ用ロータとその製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】漏れ磁束を減少させ、磁石取付部の凹凸や積層
板のバリによる空隙がなく、磁気抵抗を減少させてモー
タの効率を向上させるとともにロータを構成する磁石の
メッキ層を損傷させる懸念のないモータ用ロータとその
製造方法およびその製造装置を提供する。 【解決手段】モータ用ロータに使用される積層板３０の
外周には、Ｖ字状の第１係合部４４ａ〜４４ｃ、Ｕ字状
の第２係合部４６ａ〜４６ｏが形成され、前記第１係合
部４４ａ〜４４ｃは中心点を通る前記積層板３０の平面
上のいかなる中心線に対しても互いに対称にならないよ
うに配置される。前記積層板３０は案内治具９４の内部
に挿入され、第１係合部４４ａ〜４４ｃは夫々に対応し
た第１突部９６ａ〜９６ｃに案内されて積層される。こ
のため、磁石取付部４０ａ〜４０ｒには打抜き加工時の
誤差による凹凸がなく、磁石６０ａ〜６０ｒが密着す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定形状に形成さ
れた磁性体の板材を所定枚数積層して構成されるモータ
用ロータとその製造方法およびその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図８に示すように、モータのロー
タを構成する積層板１０は、電磁鋼板等の磁性体で形成
され、その中心にスプライン形状の孔部１２が画成さ
れ、該孔部１２の周囲には変形扇状の複数の孔部１４ａ
〜１４ｆが画成されている。前記積層板１０の外周には
磁石１６が固着される複数の磁石取付部１８が形成され
る。この場合、隣接する磁石取付部１８の間には外方に
突出するように突部２０が形成される。

【０００３】この積層板１０はプレス装置を用いて打抜
き加工により形成される。前記のような積層板１０は所
定枚数積層固着され、夫々の前記磁石取付部１８に磁石
１６を嵌合させてモータ用ロータが構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術によれば、積層板１０を打ち抜く金型の誤差等
により、積層板１０の中心から磁石取付部１８までの長
さが、磁石取付部１８毎に僅かに異なる場合がある。こ
のため、図９に示すように、積層板１０を積層する際
に、前記長さの差異によってロータの磁石取付部１８に
断面からみて凹凸ができ、前記磁石１６は最も大きく突
出する積層板１０の凸部２２ａによって支持され、一
方、この凸部２２ａより突出程度の少ない積層板１０の
凸部２２ｂとの間に隙間が画成されて磁気回路の磁気抵
抗が増加する。従って、このようにして製造されたロー
タが使用されるモータでは所望の能力が発揮されないと
いう問題があった。また、打抜き加工の際、場合によっ
て積層板１０の縁部にバリ２４が発生することがある。
このバリ２４により隣接する積層板１０との間に隙間２
５が画成され、一層、磁気抵抗が増加する原因となって
いる。

【０００５】さらに、磁石１６を固着する際、該磁石１
６には前記凸部２２ａに接する部位に応力が集中し、前
記磁石１６を覆うメッキ層が損傷されて該磁石１６の耐
久性が低下するという不具合も露呈している。

【０００６】さらにまた、図１０に示すように、相互に
隣接する磁石１６が突部２０によって磁気的に接続さ
れ、モータのコイル２６を通らない漏れ磁束２８が増加
するという問題も指摘されている。

【０００７】本発明は前記の問題を解決すべくなされた
ものであって、漏れ磁束を減少させ、磁石取付部の凹凸
や積層板のバリによる空隙も可及的に少なくし、磁気抵
抗を減少させてこの種のモータの能力を一層向上させる
とともに、磁石に施されたメッキ層を損傷させる懸念の
ない、モータ用ロータとその製造方法およびその製造装
置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】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、所定枚数積層されて鉄芯を構成し、そ
の外周に所定形状の第１係合部が複数形成された積層板
と、前記積層板の中心に固着された軸部材と、前記積層
板の外周に固着された磁石と、を備え、夫々の第１係合
部は前記積層板の平面上のいかなる中心線に対しても互
いに線対称とならない位置に配置されることを特徴とす
る。

【０００９】本発明によれば、前記複数の積層板を積層
する際、夫々の積層板の第１係合部が互いに同一の位置
に位置決めされて積層される。このため、積層板はその
方向が統一され、鉄芯の外周に打抜き加工の際の誤差に
よる凹凸やバリによる積層板相互に間隙が発生すること
がない。この鉄芯に軸部材、磁石を固着してロータが製
造される。

【００１０】この場合、前記積層板の外周には前記第１
係合部と異なる形状の第２係合部が形成され、前記第１
係合部と第２係合部の夫々の凹部の面積は等しく形成さ
れ、前記第１係合部と第２係合部は隣接する第１係合部
または第２係合部と所定角度ずつ離間して形成される
と、このロータの回転バランスを取ることができ、好適
である。

【００１１】また、この場合、前記第１係合部と第２係
合部が夫々Ｖ字形状とＵ字形状であると、前記積層板を
積層する際、断面Ｕ字状または断面Ｖ字状の凸部を有す
る案内治具を用いて容易に積層することができ、好適で
ある。

【００１２】また、本発明は、外周に所定形状の第１係
合部が複数形成された積層板を打抜き加工により形成す
る工程と、前記積層板を、案内治具に形成された第１凸
部に前記第１係合部を係合させて積層する工程と、前記
複数の積層板を固着し、鉄芯を形成する工程と、前記鉄
芯に軸部材を固着する工程と、を有することを特徴とす
る。

【００１３】本発明によれば、打抜き加工により得られ
た積層板は、案内治具により夫々の積層板の第１係合部
が互いに同一の位置に位置決めされて積層され、固着さ
れて鉄芯が形成される。この鉄芯に軸部材が固着されて
モータ用ロータが得られる。

【００１４】さらにまた、本発明は、筒状に形成され、
その内部に複数の積層板が積層して挿入される案内治具
と、前記案内治具の内周にその軸線方向に沿って形成さ
れ、前記積層板の外周に形成された第１係合部に係合す
る第１凸部と、前記案内治具に積層された積層板を押圧
保持する押圧部材と、を備えることを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、案内治具の内部に積層板
が挿入されると、前記積層板の外周に形成された第１係
合部は前記第１凸部に係合し、夫々の積層板の第１係合
部が互いに同一の位置に位置決めされて積層される。所
定枚数の積層板が積層されると、前記押圧部材により前
記積層された積層板を押圧させ、接着剤等により、前記
積層板を固着し、鉄芯が形成される。この鉄芯に軸部材
を固着してモータ用ロータが得られる。

【００１６】この場合、前記案内治具の内周には、前記
積層板に形成され、第１係合部と形状の異なる第２係合
部に係合する第２凸部がその軸線方向に延在して形成さ
れると、前記積層板を前記案内治具に挿入する際、複数
の積層板の方向を容易に一致させることができ、好適で
ある。

【００１７】また、この場合、前記第１凸部と第２凸部
は夫々断面Ｖ字形状と断面Ｕ字形状であると、Ｖ字状ま
たはＵ字状の第１係合部と第２係合部が形成された積層
板を容易に積層することができ、好適である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係るモータ用ロータにつ
いて、その製造方法およびその製造装置との関連におい
て好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

【００１９】図１において、参照符号３０は、本実施の
形態に係るモータ用ロータに使用される積層板を示す。
この積層板３０は、電磁鋼板の如き磁性体の鋼板からプ
レス等を用いて打抜き加工により多角形状に形成され、
その表面に熱可塑性樹脂からなる接着剤が塗布されてい
る。該積層板３０の中心には孔部３２が画成され、該孔
部３２の壁部にはスプラインを形成する複数の凹部３４
が画成される。前記積層板３０には、前記孔部３２の周
囲に変形扇形状の複数の孔部３６ａ〜３６ｆが画成さ
れ、夫々の孔部３６ａ〜３６ｆを形成する曲線状の壁部
３８ａ〜３８ｆは中心点Ａを中心とした同心円状に配置
される。前記積層板３０の外周には、複数の磁石取付部
４０ａ〜４０ｒが所定角度ずつ離間して形成され、夫々
の隣接する磁石取付部４０ａ〜４０ｒの間にはＶ字状の
第１係合部４４ａ〜４４ｃと、Ｕ字状の第２係合部４６
ａ〜４６ｏが形成される。

【００２０】前記複数の第１係合部４４ａ〜４４ｃは、
例えば、図１に示す中心線Ｂに対して第１係合部４４ｂ
の対称位置には他の第１係合部４４ａまたは４４ｃが位
置しないように、前記積層板３０の中心点Ａを通る該積
層板３０の平面上のいかなる中心線に対しても互いに線
対称にならないように配置されている。このとき、第１
係合部４４ａ〜４４ｃのいずれか１つ、例えば、第１係
合部４４ｃと中心点Ａとを通る中心線Ｃに対して、第１
係合部４４ａと第１係合部４４ｂは対称とならないた
め、第１係合部４４ａと第１係合部４４ｃの角度θ
_caと、第１係合部４４ｂと第１係合部４４ｃの角度θ_bc
は、 θ_ca≠θ_bc となる。同様に、第１係合部４４ａと第１係合部４４ｂ
の角度θ_abは、 θ_ab≠θ_bc≠θ_ca である。

【００２１】前記第１係合部４４ａ〜４４ｃと第２係合
部４６ａ〜４６ｏは夫々の凹部で囲繞される面積（図２
中、斜線で示される面積）が互いに等しくなるように形
成される。

【００２２】前記積層板３０では、中心点Ａから夫々の
磁石取付部４０ａ〜４０ｒまでの距離に打抜き誤差があ
り、例えば、磁石取付部４０ａまでの距離ｈ₁ と磁石取
付部４０ｂまでの距離ｈ₂ は僅かに異なる（図１参
照）。また、該積層板３０の縁部はプレス等の打抜き加
工により形成されるため、一方の面にバリを有する。

【００２３】モータ用ロータ５０は、図３に示すよう
に、前記積層板３０が複数固着されて形成された鉄芯５
２の孔部３２にスプライン５６が形成された軸部材５８
が挿入固着され、前記磁石取付部４０ａ〜４０ｒには平
板状の磁石６０ａ〜６０ｒが嵌合固着される。該磁石６
０ａ〜６０ｒの磁極は、図４に示すように、積層板３０
の外方にＮ極、またはＳ極となり、隣接する磁石６０ａ
〜６０ｒは外側と内側とで互いに極性が異なるように配
置される。

【００２４】本実施の形態に係るモータ用ロータ５０は
基本的には以上のように構成されるものであり、次に本
実施の形態に係るロータ５０の製造装置について説明す
る。

【００２５】図５において、参照符号７０は、本実施の
形態に係るモータ用ロータ５０の製造装置を示す。この
製造装置７０は基台７２を備え、該基台７２の中央には
凹部７４が画成され、該凹部７４には取付部材７６が係
合する。該取付部材７６はフランジ部７８を有し、該フ
ランジ部７８は前記基台７２にねじ８０で固着される。
前記取付部材７６の中央にはピン部材８２の一端部がナ
ット８４で固着される。該ピン部材８２の他端部にはガ
イドピン８６が固着され、該ガイドピン８６の上部には
ねじ部８８が形成されている。

【００２６】前記取付部材７６のフランジ部７８の上部
には絶縁材からなる複数の円盤部材９０が積層され、前
記円盤部材９０の上部には鋼板９２を介して筒状の案内
治具９４が固着される。該案内治具９４は、図６に示す
ように、その内壁に断面Ｖ字状の第１凸部９６ａ〜９６
ｃと断面Ｕ字状の第２凸部９８ａ〜９８ｏとがその軸線
方向に延在して形成され、夫々の第１凸部９６ａ〜９６
ｃ、第２凸部９８ａ〜９８ｏは前記積層板３０の第１係
合部４４ａ〜４４ｃ、第２係合部４６ａ〜４６ｏに対応
する位置に配置される。従って、前記複数の第１凸部９
６ａ〜９６ｃは、前記積層板３０の第１係合部４４ａ〜
４４ｃと同様に、案内治具９４の中心点Ｄを通るいかな
る中心線に対しても互いに対称にならない位置に配置さ
れている。前記案内治具９４には複数の孔部１００が画
成され、該孔部１００には図示しないピン部材が挿通さ
れ、該ピン部材が前記円盤部材９０に固着されて前記案
内治具９４は前記円盤部材９０に位置決めされる。前記
案内治具９４の上部には、図５に示すように、鋼板１０
２を介して絶縁材からなる複数の円盤部材１０４が着脱
可能に積層される。該円盤部材１０４の中央には孔部１
０６が画成され、該孔部１０６には前記ピン部材８２が
挿通する。

【００２７】前記円盤部材１０４の上部には押圧部材１
１０が設けられる。該押圧部材１１０の下方には第１板
状部材１１２が設けられ、該第１板状部材１１２の中央
部には前記ガイドピン８６が挿通自在な孔部１１４が画
成される。前記第１板状部材１１２の下部には前記孔部
１１４を囲繞して凸部１１６が形成され、該凸部１１６
は前記円盤部材１０４に当接する。前記第１板状部材１
１２には複数のピン部材１１８が立設され、該ピン部材
１１８には前記第１板状部材１１２に接近離間自在に第
２板状部材１２０が設けられる。前記ピン部材１１８に
はナット１２２が螺合され、該ナット１２２によって前
記第２板状部材１２０は抜け止めされる。前記第２板状
部材１２０の中央部には孔部１２４が画成され、該孔部
１２４には前記ガイドピン８６のねじ部８８が挿通さ
れ、該ねじ部８８にナット１２６が締結されて押圧部材
１１０は前記ガイドピン８６に取り付けられる。前記第
１板状部材１１２と前記第２板状部材１２０の間にはば
ね部材１２８が設けられ、前記第１板状部材１１２と第
２板状部材１２０は該ばね部材１２８によって互いに離
間する方向に付勢されている。

【００２８】前記製造装置７０にはその外周に誘導加熱
用のコイル１３０が巻回される。

【００２９】本実施の形態に係るロータ５０の製造装置
７０は以上のように構成され、次に、本実施の形態に係
るロータ５０の製造方法について説明する。

【００３０】前記製造装置７０に関し、先ず、押圧部材
１１０、円盤部材１０４、鋼板１０２を取り外し、案内
治具９４の上部を露出させておく。

【００３１】以上のような準備工程を経て、先ず、図示
しない打抜き加工装置によって、Ｖ字形状の第１係合部
４４ａ〜４４ｃ、Ｕ字形状の第２係合部４６ａ〜４６ｏ
が形成された積層板３０を所定枚数形成する（図１参
照）。

【００３２】次に、図５に示すように、前記積層板３０
の孔部３２に製造装置７０のピン部材８２を挿通させ、
該積層板３０を案内治具９４の内部に挿入する。このと
き、図７に示すように、積層板３０のバリ４８を有する
面が下方に指向するように整列させ、また、図６に示す
ように、第１係合部４４ａ〜４４ｃは夫々に対応した第
１凸部９６ａ〜９６ｃに係合させて積層板３０を案内治
具９４に挿入する。このとき、バリ４８を有する面を上
方に指向して挿入しようとした場合、例えば、第１係合
部４４ａを第１凸部９６ａに係合させると、他の第１係
合部４４ｂ、４４ｃはその形状の差異によって第１凸部
９６ｂ、９６ｃに係合しないため、該積層板３０を案内
治具９４に挿入することができない。また、第１係合部
４４ａを第１凸部９６ｂに係合させると、θ_ab≠θ_bc≠
θ_caであるため、第１係合部４４ｂは第１凸部９６ａま
たは９６ｃに係合しない。このため、第１係合部４４ａ
〜４４ｃは常に夫々に対応した第１凸部９６ａ〜９６ｃ
に係合されて案内治具９４に挿入される。従って、積層
板３０が複数枚案内治具９４に挿入されて積層される
と、新たに挿入される積層板３０の磁石取付部４０ａ〜
４０ｒはそれ以前に挿入された積層板３０の磁石取付部
４０ａ〜４０ｒに夫々対応して積層される。このとき、
積層された積層板３０の中心から磁石取付部４０ａまで
の距離は、図１に示すように、距離ｈ₁ に統一され、図
７に示すように、凹凸がなく、バリ４８を有する面の方
向も一致するため、隙間なく積層される。他の磁石取付
部４０ｂ〜４０ｒも同様に凹凸がなく、且つ隙間なく積
層される。

【００３３】以上のようにして積層した後、鋼板１０
２、円盤部材１０４、押圧部材１１０を案内治具９４の
上部に取り付け、ナット１２６を締結する。このため、
前記積層板３０は前記ばね部材１２８によって押圧され
る。誘導加熱用コイル１３０に高周波電流を通電させる
と、積層板３０は加熱され、その表面に塗布されている
接着剤が溶融する。このとき、製造装置７０の内部の積
層板３０は前記ばね部材１２８の付勢作用下に押圧さ
れ、互いに密着するに至る。

【００３４】そして、前記誘導加熱用コイル１３０の通
電を停止し、積層板３０の温度が低下して接着剤が固化
して積層板３０が接着され、図３に示すような鉄芯５２
が得られる。この鉄芯５２の孔部３２に軸部材５８を圧
入すると、該軸部材５８に形成されたスプライン５６が
前記孔部３２に形成された凹部３４に係合固着される。
そして、積層板３０の外周の磁石取付部４０ａ〜４０ｒ
に平板状の磁石６０ａ〜６０ｒを固着する。この磁石６
０ａ〜６０ｒの極性は、図４に示すように、鉄芯５２の
外方にＮ極、またはＳ極が指向し、隣接する磁石６０ａ
〜６０ｒは互いに極性が異なるように配置される。この
とき、前記積層板３０の磁石取付部４０ａ〜４０ｒは、
図４に示すように、凹凸がないため、前記磁石６０ａ〜
６０ｒは磁石取付部４０ａ〜４０ｒに密着する。また、
磁石６０ａ〜６０ｒの所定箇所に応力が集中することも
ないため、該磁石６０ａ〜６０ｒの表面のメッキ層が損
傷する懸念もない。

【００３５】以上のようにして、モータ用ロータ５０が
得られる。このモータ用ロータ５０は、前記第１係合部
４４ａ〜４４ｃと第２係合部４６ａ〜４６ｏとは夫々の
断面積が互いに等しいため、該第１係合部４４ａ〜４４
ｃ、第２係合部４６ａ〜４６ｏによって、完成品として
このモータを駆動するとき、回転バランスが悪化するこ
となく、精度の良い回転が得られる。

【００３６】また、図４に示すように、第１係合部４４
ａ〜４４ｃまたは第２係合部４６ａ〜４６ｏによってモ
ータのコイル１３２を通らない漏れ磁束１３４の量が減
少する。従って、該モータの能力も向上する。

【００３７】

【発明の効果】本発明に係るモータ用ロータとその製造
方法およびその製造装置によれば、以下のような効果な
らびに利点が得られる。

【００３８】積層した際に積層板によって設けられる磁
石取付部の断面形状に凹凸がなく、磁石を密着して固着
することができ、また、バリによって積層板に空隙が画
成されることがないため、磁気抵抗が減少してモータの
能力が向上する。また、磁石の一部に応力が集中するこ
ともないため、該磁石に施されたメッキ層が損傷するこ
とがなく、当該磁石の耐久性が向上する。さらに、隣接
する磁石の間の漏れ磁束が減少するため、モータの効率
が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るモータ用ロータに使
用される積層板を示す平面図である。

【図２】図１に示される積層板の一部破断拡大平面図で
ある。

【図３】本発明に係るモータ用ロータの概略縦断面図で
ある。

【図４】図３のモータ用ロータの一部破断拡大平面図で
ある。

【図５】本発明に係るモータ用ロータの製造装置とこれ
に組み込まれるモータ用ロータの縦断面図である。

【図６】図５の製造装置に使用される案内治具の横断面
図である。

【図７】図３のモータ用ロータの一部破断拡大平面図で
ある。

【図８】従来技術に係るモータ用ロータに使用される積
層板の平面図である。

【図９】従来技術に係るモータ用ロータの一部破断拡大
縦断面図である。

【図１０】図９のモータ用ロータを示す一部破断拡大平
面図である。

【符号の説明】

３０…積層板 ４０ａ〜４０ｒ…磁
石取付部 ４４ａ〜４４ｃ…第１係合部 ４６ａ〜４６ｏ…第
２係合部 ５０…ロータ ６０ａ〜６０ｒ…磁
石 ７０…製造装置 ９４…案内治具 ９６ａ〜９６ｃ…第１凸部 ９８ａ〜９８ｏ…第
２凸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 守 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定枚数積層されて鉄芯を構成し、その外
   周に所定形状の第１係合部が複数形成された積層板と、 前記積層板の中心に固着された軸部材と、 前記積層板の外周に固着された磁石と、 を備え、夫々の第１係合部は前記積層板の平面上のいか
   なる中心線に対しても互いに線対称とならない位置に配
   置されることを特徴とするモータ用ロータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のモータ用ロータにおいて、 前記積層板の外周には前記第１係合部と異なる形状の第
   ２係合部が形成され、前記第１係合部と第２係合部の夫
   々の凹部の面積は等しく形成され、前記第１係合部と第
   ２係合部は隣接する第１係合部または第２係合部と所定
   角度ずつ離間して形成されることを特徴とするモータ用
   ロータ。
3. 【請求項３】請求項２記載のモータ用ロータにおいて、 前記第１係合部と第２係合部は夫々Ｖ字形状とＵ字形状
   であることを特徴とするモータ用ロータ。
4. 【請求項４】外周に所定形状の第１係合部が複数形成さ
   れた積層板を打抜き加工により形成する工程と、 前記積層板を、案内治具に形成された第１凸部に前記第
   １係合部を係合させて積層する工程と、 前記複数の積層板を固着し、鉄芯を形成する工程と、 前記鉄芯に軸部材を固着する工程と、 を有することを特徴とするモータ用ロータの製造方法。
5. 【請求項５】筒状に形成され、その内部に複数の積層板
   が積層して挿入される案内治具と、 前記案内治具の内周にその軸線方向に沿って形成され、
   前記積層板の外周に形成された第１係合部に係合する第
   １凸部と、 前記案内治具に積層された積層板を押圧保持する押圧部
   材と、 を備えることを特徴とするモータ用ロータの製造装置。
6. 【請求項６】請求項５記載のモータ用ロータの製造装置
   において、 前記案内治具の内周には、前記積層板に形成され、第１
   係合部と形状の異なる第２係合部に係合する第２凸部が
   その軸線方向に延在して形成されることを特徴とするモ
   ータ用ロータの製造装置。
7. 【請求項７】請求項６記載のモータ用ロータの製造装置
   において、 前記第１凸部と第２凸部は、夫々断面Ｖ字形状と断面Ｕ
   字形状であることを特徴とするモータ用ロータの製造装
   置。