TWI407663B - A motor for injection molding machine, and a rotor for mounting a magnet type motor - Google Patents

Description

射出成型機用之電動機及嵌入磁石型電動機之轉子

本發明係關於一種射出成型機用之電動機、及嵌入磁石型電動機之轉子。

近年來，作為雖係小型但可發揮大扭矩之電動機，嵌入磁石型電動機係受到矚目。嵌入磁石型電動機包含有在外周部配置有複數之永久磁石之轉子，及與轉子相對設置，且具有產生磁場之線圈之定子(例如，參照專利文獻1)。

圖6係顯示該嵌入磁石型電動機之轉子1之構成圖。如該圖所示，轉子1係構成為在軸體上層積設置有多數片圓盤狀之板件3，且在形成於此等板件3上之孔4上保持有永久磁石5。

〔專利文獻1〕日本專利公開公報特開2002－300743號

如上所述之習知轉子1之構成中，於板件3上所形成之孔4，係盡可能地形成於板件3之外周側。此係為使藉由孔4所保持之永久磁石5，接近板件外周側之定子之線圈，俾讓雙方之磁場作用更有效率。

另外，在板件3之圓周方向上，在相鄰之孔4、4間形成有柱狀部6，該柱狀部6在電動機動作時產生之扭矩變動大之電動機中，在轉子1加減速時，永久磁石5會因慣性力移動，而特別易與內周側之端部6a相碰撞。因此長期間使用時，有柱狀部6在端部6a破損斷裂之情事。

若柱狀部6破斷，由於伴隨轉子1之旋轉而作用於永久磁石5之離心力等，會使板件3中之孔4的外周側膨脹，一旦與定子(未圖示)接觸，柱狀部將卡入定子與轉子1之間，而亦會成為妨礙轉子1旋轉之要因。

本發明係基於如前述之技術問題而完成者，目的在於提供一種耐久性優越之射出成型機用之電動機、及嵌入磁石型電動機之轉子。

基於上述目的而完成之本發明之射出成型機用之電動機，係射出成型機中，用以驅動用於射出樹脂之缸體者，其特徵在於包含：環狀之定子，其係固定於殼體，且具有藉由從外部施加電流而產生磁場之線圈者；及轉子，其係在定子之內部，可旋轉自如地支撐於殼體，並與定子相對地在圓周方向上配置有複數之永久磁石。而且，轉子包含：軸體，其係旋轉自如地支撐於殼體；及板件，其係沿軸體之軸線方向而複數片層積設置，且分別具有插入永久磁石之保持孔，並且具有位在圓周方向上相互鄰接之保持孔彼此之間之柱狀部者。在該構成中，柱狀部係將內周側端部至中間部作為線接觸於永久磁石之側面之線接觸部。

藉由磁石線接觸於線接觸部，可防止由於電動機加減速時之慣性，而使永久磁石之載荷集中於極少之一部分，可抑制柱狀部之磨耗。此時，線接觸部只要設定為由柱狀部之內周側端部向中間部漸次地增廣其寬度之形狀即可。

又，宜在柱狀部之中間部至外周側端部之部分，與保持孔內之永久磁石之間形成間隙。且使柱狀部之中間部至外周側端部之截面面積，低於線接觸部之截面面積。如此，在柱狀部上，藉由較細地形成從中間部至外周側端部，而可作為用以限制源自相互鄰接之永久磁石間之漏磁通的漏磁通限制部。

再者，宜在線接觸部與永久磁石側面之間，填充用於約束永久磁石向圓周方向移動之填充材。藉此，可抑制永久磁石不必要之晃動。填充材宜使用清漆、接著劑、樹脂中之任一者。在軸體上設置複數片之板件後，將其浸漬於填充材，藉此填充材可以填充於線接觸部與永久磁石之側面之間。

使柱狀部之內周側端部之寬度，與外周側端部之寬度大致相同，藉此可防止線接觸部過於粗大，而可以防止電動機之電磁特性因此降低。

另一方面，在重視耐久性之情形時，亦可將柱狀部之內周側端部之寬度，設定為較外周側端部之寬度更寬。

本發明之嵌入磁石型電動機之轉子，其包含：軸體，其係可旋轉自如地支撐於嵌入磁石型電動機之殼體；及板件，其係沿軸體之軸線方向而複數片層積設置，分別具有插入永久磁石之保持孔，並且具有位圓周方向上相互鄰接之保持孔彼此間之柱狀部。該構成中，柱狀部係將內周側端部至中間部作為線接觸於永久磁石之側面之線接觸部。該嵌入磁石型電動機，並非限定於射出成型機用，亦可適宜地使用於其他用途上。

依照本發明，在板件上，藉由使位於圓周方向上相互鄰接之保持孔彼此間之柱狀部，從內周側端部至中間部作為線接觸於永久磁石側面之線接觸部，可防止由於電動機動作時之加減速而讓永久磁石強力地碰撞柱狀部之特定部位，可大幅度地提高轉子之耐久性。

以下，依附圖所示之實施形態，詳細說明本發明。

圖1係用於說明本實施形態之伺服電動機(射出成型機用之電動機、嵌入磁石型電動機)10之構成之圖。如該圖1所示，伺服電動機10，係作為射出成型機用之樹脂射出用之缸體驅動源而使用者，且係直徑200mm、全長200mm以上之大型伺服電動機。

該伺服電動機10構成為包含有一可加以旋轉地支持於殼體11內之轉子20，及一隔有預定之間隙而設置於轉子20之外周側上的定子12。

伺服電動機10在設於定子12之線圈上，藉由從未圖示之電源所流出之電流而產生磁場，並藉由該磁場與設於轉子20上之永久磁石23所產生之磁場間的相互作用，而使轉子20旋轉。若轉子20旋轉，則經由滾珠螺桿等而連結於轉子20之軸體21上的樹脂射出用缸體係予以驅動。

轉子20係構成為在具有預定長度之軸體21之外周部上，沿軸體21之軸線方向而層積設置有多數片之板件22，且在該等板件22上，沿板件22之圓周方向上配置有多數個永久磁石23。

轉子20之軸體21係設置為可經軸承而旋轉自如地支撐於殼體11，且至少其一端突出於殼體11之外部。

各板件22係藉由所謂之電磁鋼板所製成，例如具有0.35 mm、0.5 mm之厚度。在板件22之中央部形成有預定徑度之孔部22a，藉由將軸體21插入該孔部22a內，而讓預定片數之板件22安裝於軸體21上。

如圖2所示，在板件22之外周部，沿圓周方向上隔開間隔而形成有複數個用以保持永久磁石23之保持孔24。該保持孔24，具有對應於永久磁石23之剖面形狀之尺寸、形狀，為提高永久磁石23插入時之作業性，在永久磁石23之角部23a附近形成有餘隙部24a。

如此構成之板件22中，在相互鄰接之保持孔24、24之間，形成有柱狀部25。該柱狀部25形成為內周側端部25a之寬度s1，係與外周側端部25b之寬度s2大致相同，且從內周側端部25a朝向中間部25c，形成為其寬度逐漸增大，並與永久磁石23之側面幾乎平行，以便使柱狀部25線(面)接觸於永久磁石23。

依前述形狀之柱狀部25，藉由從內周側端部25a至中間部25c之保持部(線接觸部)30，即使在伺服電動機10加減速時，亦可約束永久磁石23，而防止其移動。並且，保持部30係與永久磁石23之側面幾乎平行地形成而與永久磁石23線接觸，故即使在長期間使用時，永久磁石亦不會碰撞到特定部位，藉此可防止柱狀部25之磨耗及破損斷裂。其結果，可大幅度地提高柱狀部25之耐久性。

又，在該構成中，由柱狀部25之中間部25c至外周側端部25b，其寬度幾乎一定。此係因為由電磁鋼板所製成之板件22中，雖存有源自相互鄰接之永久磁石23、23之間隙的漏磁通，但漏磁通量因柱狀部25之截面面積最小的部分而受到限制，故藉由使柱狀部25之中間部25c至外周側端部25b之寬度(截面面積)，成為比保持部30之截面面積更小之一定值，以限制漏磁通量，並讓該部分作為漏磁通限制部40而作用。

再者，如圖3所示，亦可在與圖1所示者為相同形狀之柱狀部25中的保持部30，與永久磁石23之間隙內，填充電性絕緣清漆、接著劑、樹脂等之填充材50，以堵塞保持部30與永久磁石23之間隙。藉此，永久磁石23即使在伺服電動機10加減速時，亦不會在保持孔24內移動，可使上述之效果更加顯著。

並且，如前述之填充材50，可在軸體21上設置預定片數之板件22後，將該等板件22浸漬於填充材50內，藉此可讓該填充材50填充於保持部30與永久磁石23之間。此係由於保持部30與永久磁石23之側面幾乎平行，且該部分之間隙較其他部分小，故填充材50可藉由其表面張力而殘留在該部分，但易於流至其他間隙較大之部分。因此，關於填充材50之黏度，需要適宜地設定。

此外，前述圖2、圖3所示之構成中，係構成為柱狀部25之內周側端部25a之寬度s1，與外周側端部25b之寬度s2大致相同，但並非限定於此。

如圖4所示，亦可使柱狀部25之內周側端部25a之寬度s1，較外周側端部25b之寬度s2大，且從內周側端部25a至中間部25c，形成與永久磁石23之側面幾乎平行之保持部30。該情形下，由柱狀部25之中間部25c至外周側端部25b，宜減小其截面面積，並作為漏磁通限制部40而作用。

如採用該構成，則在保持部30中，柱狀部25之內周側端部25a之寬度s1，係較圖2、3所示之構成更為寬廣，故耐久性可進一步提高。惟該情形下，相互鄰接之永久磁石23、23之間隔變寬，故與圖2、圖3相比較時，伺服電動機10所產生之扭矩減小。因此，可以說只要根據對伺服電動機10所要求之耐久性與性能之平衡，來設定柱狀部25之內周側端部25a之寬度s1即可。

即使在該構成中，亦可如圖5所示，在柱狀部25之保持部30與永久磁石23之間隙內，填充電性絕緣清漆、接著劑、樹脂等之填充材50，以堵塞保持部30與永久磁石23之間隙。

再者，在如圖2~圖5所示之構成中，亦可在軸體21上層積並安裝板件22後，在其外周部上纏繞布或膠帶，再使清漆等浸漬於布或膠帶中，以將其作為經複數片層積之板件22的外周補強材60。

藉此，縱或是萬一柱狀部25破損斷裂之情形下，亦可防止板件22其中一部分突出於外周側。

並且，在前述實施形態中，係對伺服電動機10之構成進行說明，但只要不脫離本發明之宗旨，亦可使其他部分之構成及用途等為上述說明內容以外之態樣。

此外，只要不脫離本發明之宗旨，亦可取捨選擇前述實施形態所例舉之構成，適宜地變更為其他構成。

10．．．伺服電動機(射出成型機用之電動機、嵌入磁石型電動機)

11．．．殼體

12．．．定子

20．．．轉子

21．．．軸體

22‧‧‧板件

23‧‧‧永久磁石

24‧‧‧保持孔

25‧‧‧柱狀部

25a‧‧‧內周側端部

25b‧‧‧外周側端部

30‧‧‧保持部(線接觸部)

40‧‧‧漏磁通限制部

50‧‧‧填充材

60‧‧‧外周補強材

圖1係顯示本實施形態之伺服電動機之概略構成的截面圖。

圖2係顯示柱狀部之構成之放大圖。

圖3係顯示圖2之構成中，在柱狀部與永久磁石之間配置有填充材之例者。

圖4係顯示柱狀部之其他例之圖。

圖5係顯示圖4之構成中，在柱狀部與永久磁石之間配置有填充材之例者。

圖6係顯示先前之柱狀部之構成圖。

20．．．轉子

22．．．板件

23．．．永久磁石

23a．．．角部

24．．．保持孔

24a．．．餘隙部

25．．．柱狀部

25a．．．內周側端部

25b．．．外周側端部

25c．．．中間部

30．．．保持部(線接觸部)

40．．．漏磁通限制部

S1．．．內周側端部之寬度

S2．．．外周側端部之寬度

Claims (10)

1. 一種射出成型機用之電動機，其特徵在於其係射出成型機中，用以驅動用於射出樹脂之缸體者，且包含：環狀之定子，其係固定於殼體，且具有藉由從外部施加電流而產生磁場之線圈者；及轉子，其係在前述定子之內部，可旋轉自如地支撐於前述殼體，並與前述定子相對向地在圓周方向上配置有複數之永久磁石者；其中前述轉子包含：軸體，其係可旋轉自如地支撐於前述殼體；及板件，其係沿前述軸體之軸線方向而複數片層積設置，且分別具有插入前述永久磁石之保持孔，並且具有位在於圓周方向上相互鄰接之前述保持孔彼此之間之柱狀部；且前述柱狀部，係將內周側端部至中間部作為線接觸於前述永久磁石的側面之線接觸部；前述柱狀部之外周側端部之截面面積較前述線接觸部之截面面積小；由前述柱狀部之前述中間部至前述外周側端部，其寬度為一定；前述柱狀部之前述內周側端部之寬度與前述外周側端部之寬度大致相同；前述線接觸部與前述永久磁石的側面之間，填充有用於約束前述永久磁石之向圓周方向的移動之填充材； 前述填充材係清漆或接著劑。
2. 如請求項1之射出成型機用之電動機，其中前述線接觸部，係由前述柱狀部之前述內周側端部向前述中間部逐漸地增廣其寬度之形狀。
3. 如請求項1之射出成型機用之電動機，其中由前述柱狀部之前述中間部至前述外周側端部之截面面積，係設定為前述線接觸部之截面面積以下。
4. 如請求項1之射出成型機用之電動機，其中由前述柱狀部之前述中間部至前述外周側端部之部分與前述保持孔內之前述永久磁石之間，形成有間隙。
5. 如請求項4之射出成型機用之電動機，其中由前述柱狀部之前述中間部至前述外周側端部，係作為限制源自相互鄰接之前述永久磁石間的漏磁通之漏磁通限制部。
6. 如請求項1之射出成型機用之電動機，其中前述填充材係在前述軸體上設置複數片之前述板件後，將此浸漬於前述填充材，藉此而填充於前述線接觸部與前述永久磁石之側面之間。
7. 一種嵌入磁石型電動機之轉子，其特徵在於該轉子包含：軸體，其係可旋轉自如地支撐於前述嵌入磁石型電動機之殼體；及板件，其係沿前述軸體之軸線方向而複數片層積設置，分別具有插入永久磁石之保持孔，並且具有位在於圓周方向上相互鄰接之前述保持孔彼此之間之柱狀部； 前述柱狀部係將內周側端部至中間部作為線接觸於前述永久磁石的側面之線接觸部；前述柱狀部之外周側端部之截面面積較前述線接觸部之截面面積小；由前述柱狀部之前述中間部至前述外周側端部，其寬度為一定；前述柱狀部之前述內周側端部之寬度與前述外周側端部之寬度大致相同；前述線接觸部與前述永久磁石的側面之間，填充有用於約束前述永久磁石之向圓周方向的移動之填充材；前述填充材係清漆或接著劑。
8. 如請求項7之嵌入磁石型電動機之轉子，其中前述線接觸部，係由前述柱狀部之前述內周側端部向前述中間部逐漸地增廣其寬度之形狀。
9. 如請求項7之嵌入磁石型電動機之轉子，其中由前述柱狀部之前述中間部至前述外周側端部之截面面積，係設定為前述線接觸部之截面面積以下。
10. 如請求項7之嵌入磁石型電動機之轉子，其中由前述柱狀部之前述中間部至前述外周側端部之部分與前述保持孔內之前述永久磁石之間，形成有間隙。