(57)【要約】【課題】隣接するＮ極用スロットからＳ極用スロットへ磁束漏れがないモータのロータを提供するものである。【解決手段】回転軸３０を中心として複数のポールピース１２が等間隔に放射状に配され、隣接するポールピース１２，１２の間のスロット１８にマグネット２０が配され、これらを一体にモールド成形してなるものであり、各ポールピース１２はそれぞれ分割され、各ポールピース１２の根本からくさび部１８が周方向に突出し、モールド成形する時にこのくさび部１８が一体に連結されるようにモールドされているものである。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心として複数のポールピースが等間隔に放射状に配され、
前記隣接するポールピースの間のスロットにマグネットが配され、
前記放射状に配された複数のポールピースとマグネットとをモールド樹脂によって一体にモールド成形されているモータのロータにおいて、
前記各ポールピースはそれぞれ分割され、
前記各ポールピースの内周側の基部の両側からくさび部が周方向に突出し、
前記モールド成形するときに前記各ポールピースのくさび部が一体に連結されるようにモールドされている
ことを特徴とするモータのロータ。
【請求項２】
前記各ポールピースは、二等辺三角形状である
ことを特徴とする請求項１記載のモータのロータ。
【請求項３】
前記各ポールピースのくさび部に前記マグネットを支持する突起が突出している
ことを特徴とする請求項１記載のモータのロータ。
【請求項４】
前記モータは、ブラシレスモータである
ことを特徴とする請求項１記載のモータのロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータにおけるロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステータ（固定子）やロータ（回転子）のコアは、鋼板よりなるコア板を打ち抜きつつ積層して製造している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の本出願人のロータの製造方法について、図７に基づいて説明する。
【０００４】
図７に示すように、ロータのコア板１００は、リング状のコアバック１０２の外周部から略二等辺三角形状のポールピース１０４が放射状に複数突出し、この鋼板よりなるコア板１００を打ち抜きつつ積層して、ロータコア１０６を製造する。
【０００５】
この製造したロータコア１０６における各ポールピース１０４の間にマグネット１０８をそれぞれ挿入し、ロータコア１０６の中心部にシャフトを配した状態で、これらロータコア１０６、マグネット１０８、シャフトをモールド樹脂によって一体成型して、ロータを製造している。
【０００６】
このようなロータは、例えばブラシレス直流モータを使ったダイレクト駆動の洗濯機などに使用されるモータに用いられるものであり、マグネット１０８として安価なフェライト磁石を使い多極化できるため、高いトルクを得ることができ、マグネット１０８によるマグネットトルクとポールピース１０４によるレラクタンストルクの両方を得ることができる。
【特許文献１】特開２００２−２４７７８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記構成のロータにおいては、図７の拡大図に示すように、隣接するＳ極用ポールピース１０４とＮ極用ポールピース１０４との間がコアバッグ１０２によって連結されているため、Ｎ極のスロットからＳ極のスロットへ磁束漏れが発生する。そのため、磁気特性が低下して、モータの回転トルクを充分に得られないという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、隣接するＮ極用スロットからＳ極用スロットへ磁束漏れがないモータのロータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、回転軸を中心として複数のポールピースが等間隔に放射状に配され、前記隣接するポールピースの間のスロットにマグネットが配され、前記放射状に配された複数のポールピースとマグネットとをモールド樹脂によって一体にモールド成形されているモータのロータにおいて、前記各ポールピースはそれぞれ分割され、前記各ポールピースの内周側の基部の両側からくさび部が周方向に突出し、前記モールド成形するときに前記各ポールピースのくさび部が一体に連結されるようにモールドされていることを特徴とするモータのロータである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記各ポールピースは、二等辺三角形状であることを特徴とする請求項１記載のモータのロータである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記各ポールピースのくさび部に前記マグネットを支持する突起が突出していることを特徴とする請求項１記載のモータのロータである。
【００１２】
請求項４に係るモータは、前記モータは、ブラシレスモータであることを特徴とする請求項１記載のモータのロータである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明のモータのロータであると、ポールピースはそれぞれ分割されているため、スロット同士の繋がりがなく、Ｓ極とＮ極の間で磁束漏れが起こることがなく、モータ性能を高めることができる。また、ポールピースの基部にくさび部が突出し、これらくさび部が一体に連結されるようにモールドされているため、遠心力によって分割したポールピースが抜脱することがない。
【００１４】
請求項２に係る発明のモータのロータであると、ポールピースが二等辺三角形状であるため、スロットを矩形に形成することができ、四角柱のマグネットを挿入することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明のモータのロータであると、ポールピースのくさび部にマグネットを支持する突起が突出しているため、この突起によってマグネットを安定してスロット内部に収納することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態におけるロータ１０について図１〜図６に基づいて説明する。
【００１７】
本実施形態のモータは、洗濯機などに用いられるダイレクト駆動用のブラシレスモータであって、例えば、ブラシレス直流モータ、ブラシレス同期モータ、ブラシレスサーボモータに用いられるロータである。
【００１８】
（１）ロータ１０の構造
ロータ１０の構造について図１〜図６に基づいてその製造方法と共に説明する。
【００１９】
（１−１）第１工程
第１工程においては、分割されたポールピース１２を形成する。図１に示すように、帯状の鋼板２６から１列で１０個のポールピース板１４を打ち抜き、かしめ部１６によって加締めつつ積層することにより、ポールピース１２が形成される。このポールピース１２は、平面形状が二等辺三角形であり、内周側の基部、すなわち、根本の両側からくさび部１８、１８が突出している。このくさび部１８の外周側の位置には、マグネット２０を支持するための突起２２、２２が突出している。二等辺三角形のポールピース１２の外周側の両端部からはマグネット２０を保持するための保持部２４、２４がそれぞれ突出している。
【００２０】
上記のように、一枚の鋼板２６において、二等辺三角形状のポールピース板１４を互いに相対向するように互い違いに配することにより、一枚の鋼板２６からポールピース板１４を１０枚効率良く打ち抜くことができ、無駄な部分を少なくすることができる。従来はリング状に配されたポールピースを打ち抜く構造であったため、無駄な部分が多く発生したが、本実施形態では鋼板を効率よく使用することができる。
【００２１】
（１−２）第２工程
第２工程では、ポールピース板１４を積層したポールピース１２を２０個、図２に示すように回転軸を中心として放射状に金型内部に収納する。この場合に、くさび部１８が内周側になるように収納する。
【００２２】
（１−３）第３工程
第３工程においては、図３に示すように、金型内部に放射状の２０個のポールピースの間に形成された２０個のスロット２８に２０個のマグネット２０をそれぞれ挿入する。マグネット２０は、断面形状が略長方形の棒体である。この場合に、図３に示すように、マグネット２０は、突起２２と保持部２４とによってスロット２８に保持され、また、各ポールピース１２がＮ極とＳ極に交互に励磁されるようにする。なお、図３におけるマグネット２０のハッチング部分は、Ｓ極の位置を表しており、そのハッチングの位置によってスロット２８に配されるマグネット２０の方向が異なっていることを示している。
【００２３】
（１−４）第４工程
第４工程においては、上記のようにして金型内部に配された２０個のポールピース１２と２０個のマグネット２０とを、モールド樹脂によって一体にモールド成形してフレーム４０を製造する。この場合に、回転軸３０を配するフレーム４０の中心部分には回転軸３０を固定するための金属製であって、円柱状の固定部材３６を配し、ポールピース１２とマグネット２０と共に一体成形する。このモールド成形する際に、図５に示すように、ロータ１０の中央部分には円筒形の空洞部３４が設けられるように成し、この円筒形の空洞部３４の左側のフレーム４０に固定部材３６をモールドする。
【００２４】
そして、このモールド成形する際に、放射状の２０個のポールピース１２のくさび部１８を、図４に示すようにリング状に一体に連結する連結部２８をモールド樹脂で形成する。
【００２５】
（１−５）第５工程
モールド成形が終了すると、回転軸３０を固定部材３６に挿入してロータ１０の組み立てが完了する。
【００２６】
（２）ポールピース１２のくさび部１８の構造とその作用
くさび部１８の構造を図６に基づいて更に詳しく説明する。
【００２７】
くさび部１８の形状は、内周側が回転軸を中心とした同心円になる円弧状であり、外周側が、断面矩形状のマグネット２０を支持するために径方向に対してθ°傾斜した三角形状である。また、くさび部１８の外周側の寸法をＬとする。この場合に寸法Ｌは、くさび部１８の端部から突起２２までの距離とする。このように突起２２までの距離とするのは、突起２２の部分ではモールド樹脂による保持が少なくなるため、安全を考慮してこの突起２２からくさび部１８までの寸法をＬとする。遠心力をＦ１とし、ロータ１０の質量をＭとし、半径をＲとし、ロータ１０の最高回転数をＮとした場合に、
Ｆ１＝ＭＲ（２π／Ｎ）２           ・・・（１）
となる。
【００２８】
くさび部１８の外周側は径方向に対してθ°傾斜しているため、くさび部１８に掛かる力Ｆ２は、
Ｆ２＝Ｆ１／ｃｏｓθ             ・・・（２）
となる。
【００２９】
一方、くさび部１８の積層方向の厚さをｈとし、このくさび部１８の単位面積当たりの許容圧力をＰとした場合に、
Ｆ２＜２ＬｈＰ                   ・・・（３）
となるようにする必要がある。
【００３０】
以上の関係から、寸法Ｌは
Ｌ＞ＭＲ（２π／Ｎ）２  ／２Ｐｈｃｏｓθ             ・・・（４）
となるので、この（４）式の関係を具備するようにくさび部１８を設計すればよい。
【００３１】
ポールピース１２のくさび部１８は、上記したようにモールド樹脂によるリング状の連結部３８によって一体成形されているため、ロータ１０が高速で回転しても、このくさび部の位置で保持され、遠心力によってポールピース１２が外方に抜脱することがない。
【００３２】
また、各ポールピース１２は分割されており繋がりを持たないため、隣接するＳ極とＮ極のスロット間で磁束が漏れることがなく、モータ性能を高めることが可能である。そして、このモータ性能が高くなった分だけ、ポールピース１２の積層厚ｈを低減することができ、モータの小型化を計ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、マグネットをモールド樹脂によって埋設したロータに好適であり、特にブラシレス直流モータ、ブラシレス同期モータ、ブラシレスサーボモータのロータに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態を示す鋼板におけるポールピース板の平面図である。
【図２】ポールピース板を打ち抜く前の鋼板の平面図であり、（ａ）はポールピースを放射状に配した平面図であり、（ｂ）はポールピースの側面図である。
【図３】放射状に配したポールピースにマグネットを挿入した状態の平面図である。
【図４】モールド成形を施したロータの平面図である。
【図５】ロータの半縦断面図である。
【図６】ポールピースの構造を示す拡大図である。
【図７】背景技術におけるポールピースにマグネットを挿入した状態の平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  ロータ
１２  ポールピース
１４  ポールピース板
１６  かしめ部
１８  くさび部
２０  マグネット
２２  突起
２４  保持部
２６  鋼板
２８  スロット
３０  回転軸
３４  空洞部
３６  固定部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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