(57)【要約】【課題】本発明は、効率的に回転子のシャフトとマグネット間の回り止めを図れるようにすることを目的とする。【解決手段】本発明に係るＤＣブラシレスモータは、シャフト３１と、円柱状のマグネット３４とからなる回転子３０を備えるＤＣブラシレスモータであって、マグネット３４の中心には、シャフト３１が挿通される貫通穴３４ｋが軸方向に形成されて、その貫通穴３４ｋの内周面とシャフト３１の外周面間に樹脂３５が充填される構成であり、マグネット３４の貫通穴３４ｋの内壁面とシャフト３１の外周面とは、樹脂３５を介してマグネット３４に対するシャフト３１の回り止めが図れるような形状に成形されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、円柱状のマグネットとからなる回転子を備えるＤＣブラシレスモータであって、
前記マグネットの中心には、前記シャフトが挿通される貫通穴が軸方向に形成されて、その貫通穴の内周面と前記シャフトの外周面間に樹脂が充填される構成であり、
前記マグネットの貫通穴の内壁面とシャフトの外周面とは、前記樹脂を介して前記マグネットに対する前記シャフトの回り止めが図れるような形状に成形されていることを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１に記載されたＤＣブラシレスモータであって、
前記マグネットの貫通穴は、断面多角形状に形成されていることを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたＤＣブラシレスモータであって、
前記マグネットの外周面に対して直角方向の磁界と、前記マグネットの軸方向における端面に対して直角方向の磁界とが得られるように着磁されていることを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項３に記載されたＤＣブラシレスモータであって、
前記マグネットは等方性ボンド磁石であることを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトと円柱状のマグネットとからなる回転子を備えるＤＣブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣブラシレスモータの回転子の一例が図５（Ａ）に示されている。ＤＣブラシレスモータの回転子１００は、シャフト１０４と円柱状のマグネット１０２とから構成されている。マグネット１０２には中心軸方向に貫通穴１０２ｅが形成されており、この貫通穴１０２ｅにシャフト１０４が圧入されることで、両者１０２，１０４が一体化される。しかし、マグネット１０２とシャフト１０４との結合強度が高まるように、そのマグネット１０２の貫通穴１０２ｅとシャフト１０４との径寸法を設定すると、圧入の際に前記マグネット１０２が割れることがある。また、マグネット１０２が割れないように貫通穴１０２ｅの内径寸法を調整すると、両者１０４，１０２の結合強度が低くなり、経時的にシャフト１０４がマグネット１０２に対して回動することがある。
これを防止するために、図５（Ｂ）（Ｃ）に示すように、円筒形のマグネット１０５とシャフト１０６との間に樹脂１０７を充填し、前記マグネット１０５とシャフト１０６とを一体化する技術が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−８８４３７号公報（実公平６−０２６０４０号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、シャフト１０６の外周面に凹部１０６ｈを形成し、この凹部に樹脂１０７が充填されるようにして、シャフト１０６と樹脂１０７間の回り止めを図っている。しかし、円筒形のマグネット１０５の内周面と樹脂１０７の外周面とは共に断面円形に形成されて、互いに面接触する構成であるため、経時的にマグネット１０５が樹脂１０７に対して回転方向に位置ずれするおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、効率的に回転子のシャフトとマグネット間の回り止めを図れるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、シャフトと、円柱状のマグネットとからなる回転子を備えるＤＣブラシレスモータであって、前記マグネットの中心には、前記シャフトが挿通される貫通穴が軸方向に形成されて、その貫通穴の内周面と前記シャフトの外周面間に樹脂が充填される構成であり、前記マグネットの貫通穴の内壁面とシャフトの外周面とは、前記樹脂を介して前記マグネットに対する前記シャフトの回り止めが図れるような形状に成形されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、マグネットの貫通穴の内壁面とシャフトの外周面とは、充填された樹脂を介して前記マグネットに対する前記シャフトの回り止めが図れるような形状に成形されている。このため、マグネットに対してシャフトが経時的に回転方向に位置ずれするようなことがなくなる。
また、マグネットの貫通穴の内壁面とシャフトの外周面とを回り止めできる形状に成形する方式のため、さほどコストアップにならず効率的に回り止めを図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明によると、マグネットの貫通穴は、断面多角形状に形成されていることを特徴とする。
このため、マグネットの貫通穴に充填される樹脂の外形が多角柱状になり、前記樹脂に対するマグネットの回転を確実に防止できる。
【０００９】
請求項３の発明によると、マグネットの外周面に対して直角方向の磁界と、前記マグネットの軸方向における端面に対して直角方向の磁界とが得られるように着磁されていることを特徴とする。
このため、ＤＣブラシレスモータの駆動用マグネットと位置検出用マグネットとを一体化でき、部品点数の削減を図ることができる。また、駆動用マグネットと位置検出用マグネットとが別体の場合に、マグネットの貫通穴内に充填された樹脂が駆動用マグネットと位置検出用マグネットとの隙間に入り込むような不具合も防止できる。
【００１０】
請求項４の発明によると、マグネットは等方性ボンド磁石であることを特徴とする。
このため、マグネットの加工が容易になり、前記貫通穴を希望する形状に成形できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ＤＣブラシレスモータにおいて効率的に回転子のシャフトとマグネット間の回り止めを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係るＤＣブラシレスモータを備える電動工具の縦断面図である。
【図２】ＤＣブラシレスモータの縦断面図（図１のII矢視拡大図）である。
【図３】ＤＣブラシレスモータの回転子の模式縦断面図（Ａ図）、Ａ図のB‐B矢視図（Ｂ図）である。
【図４】駆動用マグネット部分を着磁する様子を表す模式正面図（Ａ図）、位置検出用マグネット部分を着磁する様子を表す模式正面図（Ｂ図）、及び模式部分側面（Ｃ図）である。
【図５】従来のＤＣブラシレスモータの回転子の模式縦断面図（Ａ図）、特許文献１に記載の回転子の縦断面図（Ｂ図）、及びＢ図のC‐C矢視断面図（Ｃ図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態１］
以下、図１から図４に基づいて、本発明の実施形態１に係るＤＣブラシレスモータの説明を行なう。本実施形態に係るＤＣブラシレスモータ２０は、インパクトドライバ１０の駆動源として使用されるモータであり、図１に示すように、前記インパクトドライバ１０のハウジング本体１２の後部に収納されている。
なお、図中の前後左右、及び上下は、インパクトドライバ１０の前後左右、及び上下に対応している。
【００１４】
＜ＤＣブラシレスモータ２０の概要について＞
ＤＣブラシレスモータ２０は、図２に示すように、マグネット等からなる回転子３０と、駆動コイル２３ｃを備える固定子２３とから構成されている。
前記固定子２３は、筒体部（図示省略）と、その筒体部の内周面から半径方向内側に突出した６本の歯部２３ｐとを備えており、各々の歯部２３ｐに絶縁部材を介した状態で駆動コイル２３ｃが巻装されている。
また、固定子２３の後端部には、リング状の電気回路基板２５が前記固定子２３と同軸に取付けられており、その電気回路基板２５の表面（前面側）に前記回転子３０の磁極の位置を検出するための三個の磁気センサ２７が円周方向に120°間隔で配置されている。
【００１５】
回転子３０は、図１、図２に示すように、固定子２３と同軸になるように、その回転子３０のシャフト３１の両端が軸受３２ｆ，３２ｂを介してハウジング本体１２に支持されている。そして、前記固定子２３から前方に突出するシャフト３１の前部にモータ冷却用ファン３３が同軸に取付けられている。
ＤＣブラシレスモータ２０は、磁気センサ２７で回転子３０の磁極の位置を検出しながら、モータ駆動回路（図示省略）により固定子２３の各駆動コイル２３ｃに順番に電流を流し、前記回転子３０を回転させるように構成されている。
【００１６】
＜回転子３０について＞
回転子３０は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、略円柱形をしたマグネット３４を備えている。マグネット３４の中心には、図３（Ｂ）に示すように、断面六角形の貫通穴３４ｋが軸方向に延びるように形成されている。そして、マグネット３４の貫通穴３４ｋに前記シャフト３１が同軸に挿通されて、その貫通穴３４ｋの内壁面と前記シャフト３１の外周面間に樹脂３５が充填されている。即ち、マグネット３４とシャフト３１とは同軸に保持された状態で成形型（図示省略）内にセットされ、この状態で、マグネット３４の貫通穴３４ｋ内に樹脂３５が射出される。これにより、マグネット３４とシャフト３１とは樹脂３５を介して一体化される。
ここで、樹脂としては、例えば、ポリエステル等が使用される。
前述のように、マグネット３４の貫通穴３４ｋは断面六角形状に形成されているため、マグネット３４の貫通穴３４ｋに充填される樹脂３５の外形も六角柱状になり、樹脂３５に対するマグネット３４の回り止めが図られる。また、シャフト３１の表面には、図３（Ａ）に示すように、軸方向に延びる突条３１ｔが形成されているため、シャフト３１と樹脂３５との間の回り止めも確保される。
【００１７】
回転子３０のマグネット３４は、ＤＣブラシレスモータ２０の駆動用マグネットと、位置検出用マグネットとが一体化された永久磁石であり、等方性ボンド磁石により構成されている。前記駆動用マグネットとは、磁界Ｈの方向が回転子３０の外周面に対して直角、即ち、回転子３０の半径方向に等しくなる永久磁石であり、ＤＣブラシレスモータ２０の駆動に使用される。位置検出用マグネットとは、磁界Ｈの方向が回転子３０の後端面に対して直角、即ち、回転子３０の軸方向に等しくなる永久磁石であり、磁気センサ２７が前記回転子３０の磁極の位置を検出するのに使用される。
前記マグネット３４は、等方性ボンド磁石により構成されているため、二方向（半径方向、軸方向）の着磁を容易に行なうことができる。
ここで、前記マグネット３４を構成するボンド磁石は、磁石粉末をバインダ−で固化成形したもので形状自由度が高いため、前記貫通穴３４ｋの断面形状を任意の形状に設定することができる。
【００１８】
＜マグネット３４の着磁方法について＞
マグネット３４は、４極の磁石であり、円周方向に90°間隔でＮ極とＳ極とが設けられている。ここで、前記マグネット３４は、等方性磁石であるため、外部から磁界を加えることで希望する方向に着磁することが可能である。
先ず、図４（Ａ）に基づいて、前記マグネット３４の駆動用マグネット部分の着磁方法について説明する。
駆動用マグネット部分の着磁を行なうには、四個の磁場コイル４３（No.11 、No.12、 No.13、 No.14）をマグネット３４の周囲に円周方向90°間隔で配置し、回転子３０の外周面に対して直角方向（半径方向）の磁界を加える。このとき、隣り合う磁場コイル４３の磁界の向きが逆になるように、各々の磁場コイル４３に電流を流すようにする。これにより、図４（Ａ）に示すように、駆動用マグネット部分の着磁が行なわれるようになる。
次に、位置検出用マグネット部分の着磁を行なうには、図４（Ｂ）（Ｃ）に示すように、四個の磁場コイル４６（No.21 、No.22、 No.23、 No.24）をマグネット３４の後端面近傍に90°間隔で配置し、回転子３０の後端面に対して直角方向（軸方向）の磁界を加える。このとき、隣り合う磁場コイル４６の磁界の向きが逆になるように、各々の磁場コイル４６に電流を流すようにする。これにより、位置検出用マグネット部分の着磁が行なわれるようになる。
なお、図４（Ｃ）では、No.22磁場コイル４６、No.24磁場コイル４６は省略されている。
これにより、駆動用マグネットと位置検出用マグネットとが一体化されたマグネット３４を得ることができる。
【００１９】
＜本実施形態に係るＤＣブラシレスモータ２０の長所について＞
本実施形態に係るＤＣブラシレスモータ２０によると、マグネット３４の貫通穴３４ｋの内壁面とシャフト３１の外周面とは、充填された樹脂３５を介してマグネット３４に対するシャフト３１の回り止めが図れるような形状に成形されている。このため、マグネット３４に対してシャフト３１が経時的に回転方向に位置ずれするようなことがなくなる。
また、マグネット３４の貫通穴３４ｋの内壁面とシャフト３１の外周面とを回り止めできる形状に成形する方式のため、さほどコストアップにならず効率的に回り止めを図ることができる。
また、マグネットの貫通穴３４ｋは、断面六角形状に形成されているため、マグネット３４の貫通穴３４ｋに充填される樹脂３５の外形が六角柱状になり、樹脂３５に対するマグネット３４の回転を確実に防止できる。
また、マグネット３４は等方性磁石であり、駆動用マグネットと位置検出用マグネットとを一体化できるため部品点数の削減を図ることができる。さらに、駆動用マグネットと位置検出用マグネットとが別体の場合に、マグネット３４の貫通穴３４ｋ内に充填された樹脂３５が駆動用マグネットと位置検出用マグネットとの隙間に入り込むような不具合も防止できる。
また、マグネット３４は等方性ボンド磁石であるため、マグネット３４の加工が容易になり、前記貫通穴３４ｋを希望する形状に成形できるようになる。
【００２０】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に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における変更が可能である。例えば、本実施形態では、４極のマグネット３４を例示したが、マグネット３４の極数は適宜変更可能である。
また、本実施形態では、マグネット３４の貫通穴３４ｋの形状を断面六角形に形成する例を示したが、マグネット３４の貫通穴３４ｋの形状を断面四角形、あるいは断面五角形等に形成することも可能である。
また、本実施形態では、シャフト３１の外周面に軸方向に延びる突条３１ｔを形成する例を示したが、シャフト３１を断面四角形、五角形、あるいは六角形に形成することも可能である。
また、本実施形態では、ＤＣブラシレスモータ２０をインパクトドライバ１０に使用する例を示したが、インパクトドライバ１０以外の電動工具に使用することも可能である。
【符号の説明】
【００２１】
２０・・・・ＤＣブラシレスモータ
３０・・・・回転子
３１・・・・シャフト
３１ｔ・・・突条
３４・・・・マグネット
３４ｋ・・・貫通穴
３５・・・・樹脂
【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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