(57)【要約】【課題】  永久磁石の寸法精度はそのままで、永久磁石の接着位置を安定させることができる、永久磁石形モータ用ロータ等を提供する。【解決手段】  永久磁石形モータに用いられる永久磁石形モータ用のロータであって、ロータを、ロータコア３表面に永久磁石４を配置して構成し、ロータコア３表面に、ロータの軸方向に延びる複数の凸部２を設け、複数の凸部２の間の仕切られた仕切区域に永久磁石４を設置し、仕切区域において、永久磁石４が、ロータの周方向で同一方向の凸部２の側面に沿って整列させた。【選択図】  図５
2011120328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石形モータに用いられる永久磁石形モータ用のロータであって、
前記ロータを、ロータコア表面に永久磁石を配置して構成し、
前記ロータコア表面に、前記ロータの軸方向に延びる複数の凸部を設け、前記複数の凸部の間の仕切られた仕切区域に前記永久磁石を設置し、
前記仕切区域において、前記永久磁石が、前記ロータの周方向で同一方向の前記凸部の側面に沿って整列していることを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１記載の永久磁石形モータ用のロータを用いたことを特徴とする永久磁石形モータ。
【請求項３】
請求項１記載の永久磁石形モータ用のロータを製造する永久磁石形モータ用のロータの製造方法であって、前記仕切区域に設置された前記永久磁石を前記ロータコア表面に向けて加圧しながら前記凸部の側面に前記永久磁石を押し付けて接着することで、前記永久磁石を位置決めする工程を含むことを特徴とする永久磁石形モータ用のロータの製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の永久磁石形モータを製造する永久磁石形モータの製造方法であって、前記仕切区域に設置された前記永久磁石を前記ロータコア表面に向けて加圧しながら前記凸部の側面に前記永久磁石を押し付けて接着することで、前記永久磁石を位置決めする工程を含むことを特徴とする永久磁石形モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石形モータ用のロータ、永久磁石形モータ及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なモータのロータは、積層コアに永久磁石を複数個接着された構造となっている。
コギングトルクやトルクリップルを低減するためには、永久磁石の接着位置を高精度に等間隔で接着する必要がある。
永久磁石の接着位置を高精度に等間隔で接着する方法の一つとして、特許文献１の様な永久磁石位置決め方法が提案されている。
この文献における、コア表面の突起と位置決めスペーサを用いた永久磁石の位置決め方法を説明する。コアは正十角形の角柱状になっており、コア表面の角部には両端に渡って１０条の凸部が等間隔に設けられている。またコアにリング状のスペーサを嵌め込み、凸部とスペーサにより仕切られた各区域に永久磁石を設置する。
【０００３】
この様に、一般的なロータの生産では、コア表面に凸部を設ける方法など、仕切られた区域に永久磁石を位置決めする方法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３７２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１を例にとると、実際には、コアの周方向の仕切りである凸部と、軸方向の仕切りであるリング状スペーサにより仕切られた各区域と永久磁石との間には、各部品の寸法公差によるわずかな隙間があり、永久磁石とコアの接着が完了するまでの間は、永久磁石はその隙間の中を周方向に動くことができる。
この永久磁石のわずかな隙間により、永久磁石の接着位置、すなわち各永久磁石間のピッチにばらつきが生じ、このことがコギングトルクやトルクリップルを悪化させる要因となる。
コアに永久磁石を高精度に等間隔で位置決めするためには、永久磁石の外形寸法と、永久磁石を貼り付けるために設けられたコア表面の区域との寸法公差が重要になってくる。
このうちロータコアは、プレス金型により打ち抜かれて製造されるため、比較的高精度、低コストで量産可能である。
それに対して、永久磁石の外形寸法は、研削、研磨等の機械加工により決まるため、ロータコア表面の、凸部と凸部の間の仕切られた区域と同等の寸法精度で大量生産するには、製造に手間がかかり、コストが増大してしまう問題が発生する。
これらのことから、本発明は、永久磁石の寸法精度はそのままで、永久磁石の接着位置を安定させることができる、永久磁石形モータ用ロータ、永久磁石形モータ及びこれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための請求項１に記載の第１の発明は、
永久磁石形モータに用いられる永久磁石形モータ用のロータであって、
ロータを、ロータコア表面に永久磁石を配置して構成し、
ロータコア表面に、ロータの軸方向に延びる複数の凸部を設け、複数の凸部の間の仕切られた仕切区域に永久磁石を設置し、
仕切区域において、永久磁石が、ロータの周方向で同一方向の凸部の側面に沿って整列していることを特徴とするロータである。
【０００７】
請求項２に記載の第２の発明は、
第１の発明の永久磁石形モータ用のロータを用いたことを特徴とする永久磁石形モータである。
【０００８】
請求項３に記載の第３の発明は、
第１の発明の永久磁石形モータ用のロータを製造する永久磁石形モータ用のロータの製造方法であって、仕切区域に設置された永久磁石をロータコア表面に向けて加圧しながら凸部の側面に永久磁石を押し付けて接着することで、永久磁石を位置決めする工程を含むことを特徴とする永久磁石形モータ用のロータの製造方法である。
【０００９】
請求項３に記載の第３の発明は、
第２の発明の永久磁石形モータを製造する永久磁石形モータの製造方法であって、仕切区域に設置された永久磁石をロータコア表面に向けて加圧しながら凸部の側面に永久磁石を押し付けて接着することで、永久磁石を位置決めする工程を含むことを特徴とする永久磁石形モータの製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
第１〜第４の発明によれば、永久磁石の寸法精度はそのままで、永久磁石を等間隔に高精度で接着することができるため、コギングトルクやトルクリップルを低減できる永久磁石形モータ用のロータ、永久磁石形モータまたはこれらの製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明実施例に係る永久磁石形モータ用ロータのロータコアを示す図である。
【図２】本発明実施例に係る永久磁石とロータコア表面の仕切られた仕切区域との位置関係を示すためロータコア側面の曲面を平面に置き換えたロータコアの断面図である。
【図３】本発明実施例に係る永久磁石設置直後の理想的な永久磁石間のピッチと、実際の永久磁石間のピッチとの差の説明図である。
【図４】本発明実施例に係る永久磁石形モータ用ロータを示すロータコアの断面図である。
【図５】本発明実施例に係る永久磁石加圧機構を用いた永久磁石の位置決め方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付することにより、重複説明を適宜省略する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明実施例に係る永久磁石形モータ用ロータのロータコアを示す図である。図1（ａ）に示す様な凸部２を等間隔に配置した電磁鋼板１を積層して図１（ｂ）に示されたロータコア３を製作し、複数の凸部２の間の仕切られた仕切区域ＤＤに永久磁石４を設置する。
ここで、実際のロータコアの周方向表面は円形となっているが、説明のためロータコア側面の曲面を平面に置き換えた図を図２に示す。永久磁石の幅の平均値をａ、寸法誤差をΔａとし、永久磁石の幅を、ａ±Δａと定義する。ここで、永久磁石を仕切区域ＤＤの寸法内に確実に収めるためには、仕切区域ＤＤの大きさ（周方向寸法Ｄ）は、Ｄ＞ａ＋Δａとする必要がある。
ここで図２より、永久磁石間ピッチをＰ、理想的な永久磁石間のピッチをＰＩ、実際の永久磁石間のピッチをＰＲと定義する。
図３では、仕切区域ＤＤの大きさを仮想的に、Ｄ≒ａ＋Δａとした場合の理想的な永久磁石間のピッチＰＩと、実際の永久磁石間のピッチＰＲとの差について示す。図３（ａ）は、本発明実施例で述べる、永久磁石を凸部２の側面に片寄せして接着する前に実際の永久磁石間のピッチＰＲが最小になる状態を示し、図３（ｂ）は、実際の永久磁石間のピッチＰＲが最大になる状態を示す。
図３（ａ）、（ｂ）及び、前述した仕切区域ＤＤの大きさ、Ｄ＞ａ＋Δａより、永久磁石を凸部２の側面に片寄せして接着する前の理想的な永久磁石間のピッチＰＩと、実際の永久磁石間のピッチＰＲとの差の範囲は少なくとも、−２Δａ＜ＰＩ−ＰＲ＜２Δａより大きくなり、永久磁石間のピッチにはこの範囲内のばらつきが生じる。また、永久磁石とコアの接着が完了するまでの間、永久磁石はこの範囲内を周方向に動くことができる。
図３（ｃ）は、永久磁石を設置後に各永久磁石を凸部２に片寄せして接着した場合に、実際の永久磁石間のピッチＰＲが最小になる状態を示し、図３（ｄ）は、実際の永久磁石間のピッチＰＲが最大になる状態を示す。また図３（ｅ）は、永久磁石を設置後に各永久磁石を凸部２に片寄せして接着した場合に、実際の永久磁石間のピッチＰＲが理想的な永久磁石間のピッチＰＩと等しくなる状態を示す。
ここで、図４に本発明実施例に係る永久磁石形モータ用ロータを示す。図の様に永久磁石を設置後、各永久磁石を凸部２に片寄せして接着する。このとき永久磁石間のピッチのばらつきは、前述図３（ｃ）〜（ｅ）及び、仕切区域ＤＤの大きさ、Ｄ＞ａ＋Δａより、−Δａ＜ＰＩ−ＰＲ＜Δａとなる。
これらのことから、理論上前述した永久磁石を凸部２の側面に片寄せして接着する前の永久磁石間のピッチのばらつきに対して、各永久磁石を凸部２の側面に片寄せして接着した後の永久磁石間のピッチの値のばらつきは１／2以下に抑えることができる。
したがって、永久磁石を凸部２の側面に片寄せして接着することにより、永久磁石の寸法精度はそのままで、永久磁石の接着位置を安定させることができる。すなわち、永久磁石を凸部２の側面に片寄せして接着することにより、各永久磁石間のピッチのばらつきが抑制され、これにより、コギングトルクやトルクリップルの特性が良好なロータを提供することができる。
本実施例に係る永久磁石の位置決め方法について説明する。図４に示すように各永久磁石を凸部２の側面に片寄せして接着するために、図５に表示すような、永久磁石加圧機構５をそれぞれの永久磁石ごとに設ける。この永久磁石加圧機構５により永久磁石４を図５（ａ）に示す矢印の方向に加圧した状態で、永久磁石４が凸部２の側面に接触するまで永久磁石加圧機構５に対して図５（ｂ）の矢印の向きに力を加えることで、複数の永久磁石の位置決めする工程を行う。望ましくは、全ての永久磁石の位置決めを同時に行う。
なお、永久磁石加圧機構５により、永久磁石４を加圧しながらコア表面の凸部２の側面に、全ての永久磁石４を同時に押し付けて接着すると、永久磁石４の位置決めの工数とコストを削減することができる。また、永久磁石加圧機構５は繰返し使用することができるため、コストの増加を抑制することができる。
図５に示すように、各永久磁石を凸部２の側面に片寄せして接着した後、永久磁石加圧機構５の加圧を除去する。これにより、永久磁石の寸法精度はそのままで、永久磁石を等間隔に高精度で接着することが出来る。
また、永久磁石加圧機構により、永久磁石を加圧しながらコア表面の凸部側面に、全ての永久磁石を同時に押し付けて接着するため、永久磁石位置決めの工数とコストを削減することが出来る。また、永久磁石加圧機構は繰返し使用することができるため、コストの増加を抑制することが出来る。
以上、本発明の実施形態について説明した。ただし、いわゆる当業者であればこの実施形態から適宜変更が可能であることは言うまでも無く、このような変更が施された場合でも、本発明の技術的範囲に含まれることも付言しておく。
本実施例では永久磁石加圧機構５により永久磁石４を加圧した状態で、永久磁石４が凸部２の側面に接触するまで永久磁石加圧機構５に対して周方向に一定の向きに力を加えたが、これに限られるものではない。永久磁石加圧機構５に対して周方向に一定の向きに力を加えるのではなく、永久磁石加圧機構５により永久磁石４を加圧した状態で、永久磁石４が凸部２に接触するまでロータコア３を一定の向きに回転させてもよい。
また、磁石材料をコアに貼り付けた後に着磁する方法（コア一体着磁方法）と、磁石材料を単体で着磁して製作した磁石をコアに貼り付ける方法（磁石単体着磁方法）のどちらの方法を採用してもよい。
なお、磁石単体着磁方法を用いる場合は、永久磁石が位置決め後にロータコアへ吸着しているため、速やかに加圧機構による加圧を除去できる。コア一体着磁方法を用いる場合は、永久磁石の移動を防ぐため、永久磁石位置決め後、接着剤が硬化するまでの間は加圧機構による加圧を続けるのが望ましい。
【符号の説明】
【００１４】
１    電磁鋼板
２    凸部
３    ロータコア
４    永久磁石
５    永久磁石加圧機構
１１  コア
１２  凸部
１４  リング状スペーサ
１５  磁石
ＤＤ  仕切区域
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011120328.tif 000005
【図４】
2011120328.tif 000006
【図５】
2011120328.tif 000007