(57)【要約】【課題】より簡易な構成で永久磁石のガタ付きを抑制する。【解決手段】ロータコア２４の永久磁石２８の両側の端部２８ａ，２８ｂの内周側の側面２９ａをロータコア２４の軸方向の端面２４ａに対して９０度より小さい角度θａをもって傾斜すると共に外周側の側面２９ｂをロータコア２４の端面２４ａに対して９０度とすることにより、径方向の幅Ｌｗが外側に向かうほど小さくなるよう形成し、貫通孔２６を永久磁石２８と整合する形状になるよう形成した。これにより、永久磁石２８を貫通孔２６内に固定する部材を備えるものに比して、より簡易な構成で永久磁石２８のガタ付きを抑制することができる。【選択図】図３
2011205753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を略円筒形状のロータコアの磁石収納部に収納してなるロータを備える電動機であって、
前記永久磁石は、長手方向の両端部のうち少なくとも一方の端部が長手方向外側に向かって徐々に細くなるよう形成されてなり、
前記磁石収納部は、前記永久磁石に整合する形状に形成されてなる
電動機。
【請求項２】
請求項１記載の電動機であって、
前記永久磁石は、長手方向の両端部が長手方向外側に向かって徐々に細くなるよう形成されてなり、
前記ロータコアは、長手方向に複数に分割可能に形成されてなる
電動機。
【請求項３】
請求項２記載の電動機であって、
前記永久磁石は、前記両端部の前記ロータコアの内周側の面が前記ロータコアの軸方向の端面に対して傾斜するよう形成されてなる
電動機。
【請求項４】
請求項２または３記載の電動機であって、
前記永久磁石は、前記両端部の前記ロータコアの外周側の面が前記ロータコアの軸方向の端面に対して傾斜するよう形成されてなる
電動機。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１つの請求項に記載の電動機であって、
前記ロータコアは、電磁鋼板により環状に形成されたコアプレートが複数積層されてなる
電動機。
【請求項６】
電動機のロータの製造方法であって、
長手方向の両端部が長手方向外側に向かって徐々に小さくなるよう形成されてなる永久磁石の両端のうち一方の端から第１の長さまでの第１挿入部を、略円筒形状であって軸方向の長さが前記永久磁石の第１挿入部の長さと略同一になるよう形成されると共に前記永久磁石の第１挿入部に整合する形状の第１磁石収納部が形成された第１コア部材の前記第１磁石収納部に挿入し、
前記永久磁石の第１挿入部を前記第１コア部材の前記第１磁石収納部に挿入した状態で、前記永久磁石の第１挿入部を除く残余の第２挿入部を、略円筒形状であって軸方向の長さが前記第１コア部材と組み合わせたときに前記永久磁石の軸方向の長さと略同一になるよう形成されると共に前記永久磁石の第２挿入部に整合する形状の第２磁石収納部が形成された第２コア部材の前記第２磁石収納部に挿入して、前記ロータを製造する、
電動機のロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機および電動機のロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動機としては、内部の永久磁石収納空間に永久磁石が収納された回転子と、回転子の回転軸方向の両端面に装着された端板とを備える電動機において、端板に永久磁石の外周側の端部を押圧する突部を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電動機では、永久磁石の端部を端板の突部で押圧することにより、回転子の回転に伴って永久磁石が永久磁石収納空間内でガタ付くことを抑制することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−８８９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の電動機では、永久磁石のガタ付きを抑制するために回転子とは別個に端板を用意する必要があるため、部品点数が増加して電動機が大型になってしまう。電動機が大型になるのを抑制しながら永久磁石のガタ付きを抑制する手法として、永久磁石収納空間内に永久磁石を配設した状態で樹脂を流し込んで永久磁石を永久磁石収納空間内に封止することも考えられるが、この場合、永久磁石を回転子から取り出して再利用することが困難になってしまう。
【０００５】
本発明の電動機および電動機のロータの製造方法は、より簡易な構成で永久磁石のガタ付きを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機および電動機のロータの製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電動機は、
永久磁石を略円筒形状のロータコアの磁石収納部に収納してなるロータを備える電動機であって、
前記永久磁石は、長手方向の両端部のうち少なくとも一方の端部が長手方向外側に向かって徐々に細くなるよう形成されてなり、
前記磁石収納部は、前記永久磁石に整合する形状に形成されてなる
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電動機では、磁石収納部を永久磁石に整合する形状に形成したから、磁石収納部により永久磁石が動くのを規制することができ、磁石収納部内に永久磁石を固定するための部材を別個に用意することなく、より簡易な構成で永久磁石のガタ付きを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明の電動機において、前記永久磁石は、長手方向の両端部が長手方向外側に向かって徐々に細くなるよう形成されてなり、前記ロータコアは、長手方向に複数に分割可能に形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、収納部に樹脂を流し込んで永久磁石を封止するものに比して、容易に永久磁石を取り出すことができる。この場合において、前記永久磁石は、前記両端部の前記ロータコアの内周側の面が前記ロータコアの軸方向の端面に対して傾斜するよう形成されてなるものとしたり、前記永久磁石は、前記両端部の前記ロータコアの外周側の面が前記ロータコアの軸方向の端面に対して傾斜するよう形成されてなるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明の電動機において、前記ロータコアは、電磁鋼板により環状に形成されたコアプレートが複数積層されてなるものとすることもできる。
【００１１】
本発明の電動機のロータの製造方法は、
電動機のロータの製造方法であって、
長手方向の両端部が長手方向外側に向かって徐々に小さくなるよう形成されてなる永久磁石の両端のうち一方の端から第１の長さまでの第１挿入部を、略円筒形状であって軸方向の長さが前記永久磁石の第１挿入部の長さと略同一になるよう形成されると共に前記永久磁石の第１挿入部に整合する形状の第１磁石収納部が形成された第１コア部材の前記第１磁石収納部に挿入し、
前記永久磁石の第１挿入部を前記第１コア部材の前記第１磁石収納部に挿入した状態で、前記永久磁石の第１挿入部を除く残余の第２挿入部を、略円筒形状であって軸方向の長さが前記第１コア部材と組み合わせたときに前記永久磁石の軸方向の長さと略同一になるよう形成されると共に前記永久磁石の第２挿入部に整合する形状の第２磁石収納部が形成された第２コア部材の前記第２磁石収納部に挿入して、前記ロータを製造する、
ことを要旨とする。
【００１２】
この本発明の電動機のロータの製造方法では、長手方向の両端部が長手方向外側に向かって徐々に小さくなるよう形成されてなる永久磁石の両端のうち一方の端から第１の長さまでの第１挿入部を、略円筒形状であって軸方向の長さが永久磁石の第１挿入部の長さと略同一になるよう形成されると共に永久磁石の第１挿入部に整合する形状の第１磁石収納部が形成された第１コア部材の第１磁石収納部に挿入し、永久磁石の第１挿入部を第１コア部材の第１磁石収納部に挿入した状態で、永久磁石の第１挿入部を除く残余の第２挿入部を、略円筒形状であって軸方向の長さが第１コア部材と組み合わせたときに永久磁石の軸方向の長さと略同一になるよう形成されると共に永久磁石の第２挿入部に整合する形状の第２磁石収納部が形成された第２コア部材の第２磁石収納部に挿入して、ロータを製造する。これにより、より簡易な構成で永久磁石のガタ付きを抑制することが可能な電動機のロータを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例としてのモータ１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ロータ２０を図１のＡ方向から眺めたときの外観の概略を示す外観図である。
【図３】図２のＢＢ線での断面の概略を示す断面概略図である。
【図４】図３の領域Ｃの拡大図である。
【図５】ロータ２０の製造工程の一例を示す工程図である。
【図６】永久磁石２８にコア部材３０を挿入する工程の様子を示す説明図である。
【図７】永久磁石２８にコア部材３２を挿入する工程の様子を示す説明図である。
【図８】変形例のロータ１２０の構成の概略を示す断面概略図である。
【図９】変形例のロータ２２０の構成の概略を示す断面概略図である。
【図１０】変形例のロータ３２０の構成の概略を示す断面概略図である。
【図１１】変形例のロータ４２０の構成の概略を示す断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は本発明の一実施例としてのモータ１０の構成の概略を示す構成図である。モータ１０は、永久磁石同期電動機(ＰＭモータ）として構成され、三相コイルが巻回されたステータ１２と、回転軸としてのロータシャフト１４に固定されたロータ２０と、を備える。
【００１６】
図２はロータ２０を図１のＡ方向から眺めたときの外観の概略を示す外観図であり、図３は図２のＢＢ線での断面の概略を示す断面概略図であり、図４は図３の領域Ｃの拡大図である。ロータ２０は、図示すように、鉄などの磁性体材料からなり所定の厚み（例えば、０．３ｍｍや０．５ｍｍ，１．０ｍｍなど）の環状の電磁鋼板であるコアプレート２２が複数積層されてなり軸方向が長さＬ１（例えば、４０ｍｍ，５０ｍｍ，６０ｍｍなど）のロータコア２４と、ロータコア２４を軸方向に貫通するよう形成された複数の貫通孔２６（実施例では１６個）に収納された複数の永久磁石２８（実施例では１６個）と、から構成されている。
【００１７】
永久磁石２８は、径方向の幅Ｌｗが軸方向で変化するよう形成されている。永久磁石２８の両端から長さＬ２（例えば、１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍなど）までの端部２８ａ，２８ｂについては、図４に示すように、内周側の側面２９ａをロータコア２４の軸方向の端面２４ａに対して９０度より小さい角度θａ（例えば、３０度，４５度，６０度など）をもって傾斜すると共に外周側の側面２９ｂをロータコア２４の端面２４ａに対して９０度とすることにより、径方向の幅Ｌｗが外側に向かうほど小さくなるよう形成されている。そして、端部２８ａと端部２８ｂとの間の部位は、径方向の幅Ｌｗが略一定になるよう形成されている。貫通孔２６は、こうして形成された永久磁石２８に整合するよう径方向の幅が外側に向かうほど小さくなるよう形成されている。このように永久磁石２８の端部２８ａ，２８ｂを径方向の幅Ｌｗが外側に向かうほど小さくなるよう形成し、貫通孔２６を永久磁石２８に整合する形状に形成することにより、貫通孔２６の内壁が永久磁石２８に密着するから、永久磁石２８のガタ付きや軸方向外側への脱落を抑制することができる。そして、こうした構成によると、永久磁石２８を固定するための固定部材を別途設ける必要がないため、固定部材を別途設けるものに比して、より簡易な構成で永久磁石２８のガタ付きや軸方向への脱落を抑制することができる。また、内周側の側面２９ａをロータコア２４の端面２４ａに対して傾斜するよう形成したから、外周側の側面２９ｂを端面２４ａに対して傾斜させるものに比して、永久磁石２８とステータ１２との間の磁束の形状を良好なものにすることができる。さらに、ロータコア２４は、コアプレート２２が複数積層されて形成されているから、コアプレート２２を一枚ずつ分離させたり、複数のコアプレート２２を組にして分離させることにより、ロータコア２４を軸方向で分割することができる。これにより、貫通孔に樹脂を流し込んで永久磁石を封止するものに比して、容易に永久磁石２８を取り出すことができる。
【００１８】
続いて、こうして構成されたロータ２０の製造方法について説明する。図５は、ロータ２０の製造工程の一例を示す工程図である。ロータ２０の製造工程は、まず、図６に示すように、長手方向の両端部が長手方向外側に向かって徐々に細くなる形状に形成された永久磁石２８と、ロータコア２４のコアプレート２２の一部を積層して軸方向の長さが永久磁石２８の長さＬ１より小さい長さＬ３（例えば、２０ｍｍ，２５ｍｍ，３０ｍｍ等）であって永久磁石２８の端から長さＬ３までの挿入部２８ｃに整合する形状の貫通孔３０ａが形成されたコア部材３０を準備し、コア部材３０の貫通孔３０ａに永久磁石２８の挿入部２８ｃを挿入する（ステップＳ１００）。
【００１９】
続いて、図７に示すように、残余のコアプレート２２を積層することによりコア部材３０と組み合わせたときに軸方向が長さＬ１となるよう形成されると共に永久磁石２８の挿入部２８ｃを除いた残余の挿入部２８ｄに整合する貫通孔３２ａが形成されたコア部材３２を準備し、コア部材３０の貫通孔３０ａに永久磁石２８の挿入部２８ｃを挿入した状態で、コア部材３２の貫通孔３２ａに永久磁石２８の挿入部２８ｄを挿入して（ステップＳ１１０）、ロータ２０を製造する。これにより、より簡易な構成で永久磁石２８のガタ付きや永久磁石２８の軸方向外側への脱落を抑制することが可能なモータ１０のロータ２０を製造することができる。
【００２０】
以上説明した実施例のモータ１０によれば、永久磁石２８の端部２８ａ，２８ｂを径方向の幅Ｌｗが外側に向かうほど小さくなるよう形成し、貫通孔２６を永久磁石２８に整合する形状に形成したから、より簡易な構成で永久磁石２８のガタ付きを抑制することができる。また、長手方向の両端部が長手方向外側に向かって徐々に細くなる形状に形成された永久磁石２８と、永久磁石２８の挿入部２８ｃに整合する形状の貫通孔３０ａが形成されたコア部材３０と、を準備し、コア部材３０の貫通孔３０ａに永久磁石２８を挿入し、コア部材３０と組み合わせたときに軸方向が長さＬ１となり永久磁石２８の挿入部２８ｄに整合する形状の貫通孔３２ａが形成されたコア部材３２を準備し、コア部材３０の貫通孔３０ａに永久磁石２８の挿入部２８ｃを挿入した状態でコア部材３２の貫通孔３２ａに永久磁石２８の挿入部２８ｄを挿入することにより、より簡易な構成で永久磁石２８のガタ付きや永久磁石２８の軸方向への脱落を抑制することが可能なモータ１０のロータ２０を製造することができる。
【００２１】
実施例のモータ１０では、永久磁石２８の端部２８ａ，２８ｂを、内周側の側面２９ａがロータコア２４の端面２４ａに対して角度θａをもって傾斜すると共に外周側の側面２９ｂが端面２４ａに対して略直角となる形状にするものとしたが、永久磁石２８の端部２８ａ，２８ｂを径方向の幅Ｌｗが外側に向かうほど小さくなる形状にすればよいから、図８の変形例のロータ１２０に例示するように、永久磁石２８の端部２８ａ，２８ｂの内周側の側面２９ａを端面２４ａに対して略直角として外周側の側面２９ｂを端面２４ａに対して角度θａをもって傾斜する形状にしてもよいし、図９の変形例のロータ２２０に例示するように、永久磁石２８の端部２８ａ，２８ｂの内周側の側面２９ａおよび外周側の側面２９ｂを端面２４ａに対して角度θａをもって傾斜する形状にしてもよい。
【００２２】
実施例のモータ１０では、永久磁石２８の両方の端部２８ａ，２８ｂを径方向の幅Ｌｗが外側に向かうほど小さくなるよう形成するものとしたが、図１０の変形例のロータ３２０に例示するように、永久磁石３２８の端部２８ａ，２８ｂのうち一方の端部を径方向の幅Ｌｗが外側に向かうほど小さくなるよう形成すると共に他方の端部を径方向の幅Ｌｗが外側に向かって一定の幅となるよう形成し、永久磁石３２８と整合する形状に貫通孔３２６をものとしてもよい。この場合、図示するように、ロータコア２４の径方向の幅Ｌｗが外側に向かって一定の幅となっている端部側の端面については、端面に露出している永久磁石２８を覆うように環状の板状部材３３４を設けるものとしてもよい。こうすれば、板状部材３３４により、永久磁石２８がガタ付くのを抑制することができると共に端面から永久磁石２８が脱落するのを抑制することができる。
【００２３】
実施例のモータ１０では、ロータコア２４の貫通孔２６に永久磁石２８を収納するものとしたが、こうした貫通孔２６に永久磁石２８を収納するものに限定されるものではなく、図１１の変形例のロータ４２０に例示するように、ロータコア２４に軸方向に開口しておらず永久磁石２８と整合する形状の空間４２６を設けて、こうした空間４２６内に永久磁石２８を収納するものとしてもよい。
【００２４】
実施例のモータ１０では、ロータコア２４を、コアプレート２２が積層されて構成されるものとしたが、ロータコア２４を略円筒形状の１個の部材で構成するものとしもよい。
【００２５】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、永久磁石２８が「永久磁石」に相当し、貫通孔２６が「磁石収納部」に相当する。ここで、「永久磁石」としては、永久磁石２８に限定されるものではなく、長手方向の両端部のうち少なくとも一方の端部が長手方向外側に向かって徐々に細くなるよう形成されてなるものであれば如何なるものとしても構わない。「磁石収納部」としては、貫通孔２６に限定されるものではなく、ロータコア２４に軸方向に開口しておらず永久磁石２８と整合する形状の空間４２６など、永久磁石に整合する形状に形成されてなるものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２６】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、電動機や電動機のロータの製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  モータ、１２  ステータ、１４  ロータシャフト、２０，１２０，２２０，３２０，４２０  ロータ、２２  コアプレート、２４  ロータコア、２４ａ  端面、２６，３０ａ，３２ａ，３２６  貫通孔、２８，３２８  永久磁石、２８ａ，２８ｂ  端部、２８ｃ，２８ｄ  挿入部、２９ａ，２９ｂ  側面、３０，３２  コア部材、３３４  板状部材、４２６  空間。
【図１】
2011205753.tif 000003
【図２】
2011205753.tif 000004
【図３】
2011205753.tif 000005
【図４】
2011205753.tif 000006
【図５】
2011205753.tif 000007
【図６】
2011205753.tif 000008
【図７】
2011205753.tif 000009
【図８】
2011205753.tif 000010
【図９】
2011205753.tif 000011
【図１０】
2011205753.tif 000012
【図１１】
2011205753.tif 000013