(57)【要約】【課題】樹脂製の回転軸の変形によるロータの破損を防止する。【解決手段】樹脂製の回転軸と、円環形状の金属部材であるウェイトと、円環形状の永久磁石と、を備え、前記回転軸の外周面には前記ウェイトの内周面が固定され、前記ウェイトの外周面には前記永久磁石の内周面が固定され、前記ウェイトの内周面には、前記回転軸と周方向および軸線方向に係合する凹部または凸部である抜け止め部が形成されていることを特徴とするロータ、およびこれを備えるモータにより解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の回転軸と、
円環形状の金属部材であるウェイトと、
円環形状の永久磁石と、を備え、
前記回転軸の外周面には前記ウェイトの内周面が固定され、
前記ウェイトの外周面には前記永久磁石の内周面が固定され、
前記ウェイトの内周面には、前記回転軸と周方向および軸線方向に係合する凹部または凸部である抜け止め部が形成されていることを特徴とするロータ。
【請求項２】
前記回転軸および前記ウェイトはインサート成形により一体化され、
前記回転軸と前記永久磁石とは前記ウェイトにより接触不能に隔てられていることを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記回転軸および前記ウェイトはインサート成形により一体化され、
前記永久磁石は、前記回転軸および前記ウェイトのインサート成形後に、前記ウェイトの外周面に固定されることを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項４】
前記ウェイトの軸線方向に沿う方向を上下としたときに、
前記抜け止め部は、
前記ウェイトの周方向に沿って延びる溝部である第１溝部と、
前記第１溝部から上または下に分岐した複数の溝部である第２溝部と、を有し、
前記第２溝部は、前記ウェイトの周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項５】
前記永久磁石は前記ウェイトの外周面に接着剤で固定されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項６】
前記接着剤はエポキシ系熱硬化性接着剤であることを特徴とする請求項５に記載のロータ。
【請求項７】
前記ウェイトの外周面には、その周方向に連続する溝部である接着剤溜まりが形成されていることを特徴とする請求項６に記載のロータ。
【請求項８】
前記ウェイトは真鍮製であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のロータを備えるモータ。
【請求項１０】
始動時の回転方向が一定でないＡＣモータであり、
前記回転軸の軸線方向における一方の端面または前記回転軸の外周面には、前記ロータが逆転したときに他部材と衝突して前記ロータの回転方向を正転に修正する凹部または凸部である衝突部が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータ及びこれを備えるモータに関し、特に、ロータの破損防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、円筒形状の永久磁石（２０）と、その筒内に配置される樹脂製の回転軸（３０）とがインサート成形されてなるロータ（１０）が開示されている。永久磁石（２０）の軸線方向における一方の端面には３つの凸部（２４）が周方向等間隔に設けられており、回転軸（３０）は永久磁石（２０）の両端面に被さるように成形されている。これにより永久磁石（２０）と回転軸（３０）とは互いに軸線方向および周方向に係合し、一体的に回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８８０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
永久磁石を支持する樹脂製の回転軸が、その表面のうちロータの外面に現れる部分、つまり外気の影響を直接受ける部分で永久磁石と結合され、特に、その部分が薄肉に成形されているような場合、ロータが例えば高温雰囲気下など過酷な環境下で使用されたときには、回転軸側の結合部の歪みや損傷により永久磁石との結合が緩むおそれがある。
【０００５】
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、樹脂製の回転軸の変形によるロータの破損を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のロータは、樹脂製の回転軸と、円環形状の金属部材であるウェイトと、円環形状の永久磁石と、を備え、前記回転軸の外周面には前記ウェイトの内周面が固定され、前記ウェイトの外周面には前記永久磁石の内周面が固定され、前記ウェイトの内周面には、前記回転軸と周方向および軸線方向に係合する凹部または凸部である抜け止め部が形成されていることを特徴とする
【０００７】
ウェイトの内周面に回転軸との抜け止め部を設けることで、回転軸の外寸を大きくすることなく係合部（ウェイトの抜け止め部とこれに対応する回転軸側の凸部または凹部）のサイズを設定することが可能となる。また、ウェイトの内周面に抜け止め部が設けられることで、係合部が外気から保護されるとともに、ウェイトにより回転軸側の係合部の変形が制限される。これにより使用環境に対する係合部の耐久性が高められ、回転軸の変形によるロータの破損が防止される。
【０００８】
また、本発明のロータにおいて、前記回転軸および前記ウェイトはインサート成形により一体化され、前記回転軸と前記永久磁石とは前記ウェイトにより接触不能に隔てられていることが好ましい。本構成では、インサート成形時に充填された樹脂はウェイトに妨げられ、永久磁石には接触しない。そのため、ウェイトに永久磁石を固定した後でインサート成形する場合でも、回転軸に高粘度グレードの樹脂材料を使用することができる。
【０００９】
また、前記永久磁石は、前記回転軸および前記ウェイトのインサート成形後に、前記ウェイトの外周面に固定される構成としてもよい。本発明のロータでは、永久磁石はウェイトの外周面に固定されることから、永久磁石と回転軸とを構造的にその周方向または軸線方向に係合させる必要はない。すなわち、回転軸およびウェイトをインサート成形した後で永久磁石を取り付けることも可能である。そうすることにより、永久磁石の割れや欠けを何ら考慮することなく回転軸に高粘度グレードの樹脂を使用することが可能となる。
【００１０】
また、本発明のロータは、前記ウェイトの軸線方向に沿う方向を上下としたときに、前記抜け止め部は、前記ウェイトの周方向に沿って延びる溝部である第１溝部と、前記第１溝部から上または下に分岐した複数の溝部である第２溝部と、を有し、前記第２溝部は、前記ウェイトの周方向に等間隔に配置されていることが好ましい。第１溝部により回転軸とウェイトとが軸線方向に分離することが防止され、第２溝部により、回転軸とウェイトとが周方向に分離することが防止される。
【００１１】
また、本発明のロータにおいて、前記永久磁石は前記ウェイトの外周面に接着剤で固定されることが好ましい。このとき、前記接着剤はエポキシ系熱硬化性接着剤であることがより好ましい。ウェイトと永久磁石とを接着剤で接合することにより、インサート成形によらずに永久磁石を回転軸およびウェイトと一体化することができる。また、接着剤としてエポキシ系熱硬化性接着を用いることにより、高温雰囲気下における高い耐久性と機械的強度とを得ることができる。
【００１２】
また、本発明のロータにおいて、前記ウェイトの外周面には、その周方向に連続する溝部である接着剤溜まりが形成されていることが好ましい。ウェイトの外周面に溝状の接着剤溜まりが形成されていることにより、接着剤の塗布ムラが軽減される。
【００１３】
また、本発明のロータにおいて、前記ウェイトは真鍮製であることが好ましい。比重が大きく被削性のよい真鍮（黄銅）からウェイトを成形することにより、ロータのトルクを良好に高めることができるとともに、抜け止め部の形状の柔軟性が高められる。
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明のモータは、本発明のロータを備えることを特徴とする。本発明のロータを用いることにより、使用環境に対するモータの耐久性が高められる。
【００１５】
また、本発明のモータは、始動時の回転方向が一定でないＡＣモータであり、前記回転軸の軸線方向における一方の端面または前記回転軸の外周面には、前記ロータが逆転したときに他部材と衝突して前記ロータの回転方向を正転に修正する凹部または凸部である衝突部が形成されていてもよい。始動時に１／２の確率で回転軸に衝撃が加えられるモータであっても、本発明のロータを用いることにより回転軸とウェイトとの分離が防止される。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明のロータ及びこれを備えるモータによれば、樹脂製の回転軸の変形によるロータの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態にかかるロータの平面図および側面視断面図である。
【図２】ウェイトの平面図および側面視断面図である。
【図３】実施形態にかかるモータの逆転防止機構の構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明のロータおよびモータの実施形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
（構成概要）
図１は本実施形態にかかるロータＲの平面図および側面視断面図である。図１（ａ）はロータＲの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。なお、以下の説明における「上」および「下」とは、ロータＲの軸線方向に沿う方向をいい、図１（ｂ）に描かれた座標軸表示のＺ１側を「上」、Ｚ２側を「下」とする。また、ロータＲやロータＲを構成する各部材についていう「周方向」とは、ロータＲの「回転方向」と同義である。
【００２０】
本形態のロータＲは、樹脂製の回転軸１０と、円環形状の金属部材であるウェイト２０と、円環形状の永久磁石であるマグネット３０と、により構成されている。図１（ｂ）に示されるように、回転軸１０の外周面１０ａにはウェイト２０の内周面２０ｂが固定されており、ウェイト２０の外周面２０ａにはマグネット３０の内周面３０ｂが固定されている。回転軸１０およびウェイト２０はインサート成形により一体化されており、ウェイト２０とマグネット３０とは接着剤５０で接合されている。
【００２１】
（回転軸）
回転軸１０は、インサート成形時にウェイト２０の環内に充填される樹脂製の回転部材である。回転軸１０の回転中心には上下方向に貫通した軸穴１３が形成されている。後述するモータＭの固定軸９３（図３参照）が回転軸１０の軸穴１３に挿通されることで、ロータＲは固定軸９３に回転可能に支持される。
【００２２】
回転軸１０の上側の端面である上面１０ｃの中央部には、上方に突き出した軸部１１が設けられている。軸部１１の上下方向における中ほどには、その外周面に平歯車であるギヤ部１１１が設けられている。また、詳しくは後段で述べるが、回転軸１０の上面１０ｃには、ロータＲが逆転したときに逆転防止部材９２と衝突することでロータＲの回転方向を正転に修正する凸部である衝突部１２が形成されている。
【００２３】
なお、回転軸１０は固定軸９３が挿通される軸穴１３を有する構造とされているが、軸穴１３に代えて、例えば他部材に設けられた軸受に支持されるボスを有する構造とすることもできる。
【００２４】
（ウェイト）
図２はウェイト２０の平面図および側面視断面図である。図２（ａ）はウェイト２０の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００２５】
図２（ｂ）に示されるように、ウェイト２０の内周面２０ｂには、回転軸１０と周方向および上下方向に係合する抜け止め部２２が形成されている。抜け止め部２２は、ウェイト２０の周方向に沿って延びる溝部である第１溝部２２１と、第１溝部２２１から上下に分岐した溝部である第２溝部２２２とにより構成されている。第１溝部２２１により回転軸１０とウェイト２０とが上下方向に分離することが防止されており、第２溝部２２２により、回転軸１０とウェイト２０とが周方向に分離することが防止されている。
【００２６】
第１溝部２２１は、ウェイト２０の内周面２０ｂに沿ってその周方向に連続する２本の角溝である。これら２本の溝部は、ウェイト２０の上下方向の中心Ｃを基準としてその上と下に平行に、中心Ｃからの距離が等しくなる位置に配置されている。第２溝部２２２は、第１溝部２２１から連続して上下に延びる丸溝であり、第１溝部２２１の上側の溝部からは上方に、第１溝部２２１の下側の溝部からは下方に、それぞれ３本ずつ設けられている。上方に延びる第２溝部２２２と下方に延びる第２溝部２２２とはウェイト２０の周方向に沿って互い違いに、同一の間隔で設けられている。
【００２７】
ロータＲは、回転軸１０との抜け止め部２２がウェイト２０の内周面２０ｂに設けられていることで、回転軸１０の外寸を大きくすることなく係合部（ウェイト２０の抜け止め部２２とこれに対応する回転軸１０側の凸部および凹部）のサイズを柔軟に設定することが可能とされている。また、ウェイト２０の内周面２０ｂに抜け止め部２２が設けられていることにより、係合部が外気から保護されるとともに、ウェイト２０により回転軸１０側の係合部の変形が制限される。これにより、使用環境に対する回転軸１０およびウェイト２０の係合部の耐久性が高められている。
【００２８】
なお、本形態ではウェイト２０の抜け止め部２２が第１溝部２２１および第２溝部２２２により構成されているが、本発明の抜け止め部は本形態の構成には限られず、回転軸と周方向および軸線方向に係合する凹部または凸部であれば同様の効果を得ることができる。
【００２９】
また、ウェイト２０は、上下の開口付近の内周面２０ｂが、開口に向かって次第に内径が広がるように傾斜している。かかる傾斜面２３によっても、ウェイト２０が回転軸１０から上下方向に脱落することが防止されている。
【００３０】
また、ウェイト２０は真鍮（黄銅）製である。比重が大きく被削性のよい真鍮でウェイト２０を成形することにより、ロータＲのトルクが良好に高められるとともに、抜け止め部２２の形状の柔軟性も高められる。ウェイト２０の材料は真鍮には限られず、他の金属材料であってもよい。
【００３１】
（マグネット）
マグネット３０は一般的なネオジム磁石である。マグネット３０に用いられる磁性材料は特に限定されず、要求される仕様に応じて例えばより一般的なフェライト磁石を用いてもよい。
【００３２】
マグネット３０はウェイト２０の外周面２０ａに接着剤５０で貼着される。ウェイト２０とマグネット３０とを接着剤５０で接合することにより、回転軸１０およびウェイト２０とマグネット３０とをインサート成形によることなく一体化することが可能とされている。接着剤５０の種類は特に限定されず、ロータＲの使用環境に応じた適切な強度が得られる接着剤であればよい。例えばロータＲが比較的高温となる場所に配置されるときは、エポキシ系熱硬化性接着剤を使用することにより高温雰囲気下における高い耐久性と機械的強度とを得ることができる。
【００３３】
図２（ｂ）に示されるように、ウェイト２０の外周面２０ａには、その周方向に連続する溝部である接着剤溜まり２１が形成されている。接着剤溜まり２１は、ウェイト２０の外周面２０ａに沿って周方向に連続する２本の角溝である。これら溝部は、ウェイト２０の上下方向の中心Ｃを基準としてその上と下に平行に、中心Ｃからの距離が等しくなる位置に配置されている。ウェイト２０の外周面２０ａに接着剤溜まり２１が形成されていることにより、接着剤５０の塗布ムラが軽減されている。
【００３４】
また、図１（ｂ）に示されるように、ロータＲは回転軸１０とマグネット３０とがウェイト２０により隔てられている。本発明のロータは、回転軸とウェイトとの係合部の使用環境に対する耐久性を高め、回転軸の変形によるロータの破損を防止する。ここで、回転軸を成形する樹脂材料の粘度グレードを高くすれば、使用環境の影響による回転軸の歪みを小さく抑えることができる。しかし、粘度グレードの高い樹脂は充填時の射出圧も高く、充填された樹脂がマグネットに押し付けられるとマグネットに割れや欠けが生じるおそれがある。一方、本形態では、インサート成形時に充填された樹脂はウェイト２０にその流路が遮断され、マグネット３０には到達しない。そのため、マグネット３０を含めた形でインサート成形する場合でも、回転軸１０に高粘度グレードの樹脂材料を使用することができる。また、ロータＲでは、マグネット３０はウェイト２０の外周面２０ａに接着剤５０で接合され、マグネット３０には回転軸１０との係合部は設けられていない。すなわち、回転軸１０とウェイト２０とをインサート成形した後の工程でマグネット３０を取り付けてもよい。そうすることにより、マグネット３０の割れや欠けを何ら考慮することなく回転軸１０に高粘度グレードの樹脂を使用することができる。
【００３５】
（モータ）
図３は、本形態にかかるモータＭの逆転防止機構の構造を示す平面図である。図３（ａ）はロータＲの正転時の様子を示す平面図である。図３（ｂ）はロータＲの逆転時の様子を示す平面図である。
【００３６】
モータＭは、ロータＲを備えることにより過酷な使用環境に対する耐久性が高められたモータである。なお、モータＭは特に用途の特定されないギヤードモータであり、図３に示される部品以外にも例えば減速歯車列や出力部等を備えているが、説明の便宜上それらの図示は省略している。
【００３７】
モータＭは、始動時の回転方向が一定でないＡＣモータである。ロータＲのギヤ部１１１に噛合する歯車部材である第１ギヤ９１の下には、第１ギヤ９１に連れ回って回動する逆転防止部材９２が配置されている。逆転防止部材９２は、その径方向外側に突き出した凸部９２２と、弾性変形可能な平面視円弧形状のバネ部であるアーム部９２１とを有する樹脂部材である。
【００３８】
アーム部９２１は第１ギヤ９１のボス部９１１の外周面を抱え込むように配置され、その復元力によりボス部９１１を締め付けている。逆転防止部材９２は、アーム部９２１が生じさせる摩擦抵抗により第１ギヤ９１の回転に連れ回って回動する。逆転防止部材９２の回動がその摩擦抵抗よりも大きな力で阻害されたときには、逆転防止部材９２の回動はそこで停止し、第１ギヤ９１のみが回転を継続する。
【００３９】
上でも述べたように、回転軸１０の上面１０ｃには、ロータＲが逆転したときに逆転防止部材９２と衝突することでロータＲの回転方向を正転に修正する衝突部１２が形成されている。衝突部１２は、回転軸１０の周方向における対称位置に配置された一対の凸部により構成されている。衝突部１２を構成する各凸部は、それぞれ、回転軸１０の軸部１１の基端部分から径方向外側に向かって平面視扇形に広がるように形成されている。
【００４０】
図３（ａ）に示されるように、ロータＲは、正転時には反時計回りに回転する。このとき、第１ギヤ９１および逆転防止部材９２は時計回りに回転し、逆転防止部材９２の凸部９２２は回転軸１０の衝突部１２の周回軌道から離れる方向に回動する。
【００４１】
図３（ｂ）に示されるように、ロータＲが逆転（時計回りに回転）すると、第１ギヤ９１および逆転防止部材９２が反時計回りに回転し、逆転防止部材９２の凸部９２２が衝突部１２の周回軌道に侵入する。これにより逆転防止部材９２の凸部９２２と衝突部１２とが衝突する。この反動でロータＲの回転方向は正転に修正され、ロータＲの正転により逆転防止部材９２の凸部９２２は衝突部１２の周回軌道から退く。
【００４２】
このようにモータＭは、始動時に１／２の確率で回転軸１０に衝撃が加えられる。この場合でも上述のロータＲが用いられていることにより、回転軸１０とウェイト２０との分離が防止される。
【００４３】
なお、衝突部１２は回転軸１０の上面１０ｃに設けられた凸部であるが、本発明の衝突部の形態はこれには限られない。ロータＲの逆転時に逆転防止部材９２の凸部９２２と衝突可能であれば、例えば回転軸の外周面の一部を切り欠いた凹部とすることもできる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｍ：モータ，９１：第１ギヤ，９１１：ボス部，９２：逆転防止部材，９１１：アーム部，９２２：凸部，９３：固定軸，Ｒ：ロータ，１０：回転軸，１０ａ：外周面，１０ｃ：上面（端面），１１：軸部，１１１：ギヤ部，１２：衝突部，１３：軸穴，２０：ウェイト，２０ａ：外周面，２１：接着剤溜まり，２０ｂ：内周面，２２：抜け止め部，２２１：第１溝部，２２２：第２溝部，２３：傾斜面，３０：マグネット（永久磁石），３０ｂ：内周面，５０：接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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