(57)【要約】【課題】収納した永久磁石の接着剥離を防止するモータロータを提供する。【解決手段】複数のロータコアプレート４０が積層されたロータコア２２を具備するモータロータ２０であって、前記各ロータコアプレート４０には、磁石収容穴４１が形成され、前記ロータコア２２には、前記各ロータコアプレート４０の前記磁石収容穴４１によって磁石収容部２４が構成され、前記磁石収容部２４には、永久磁石２３が収容され、前記磁石収容部２４と前記永久磁石２３との間には、接着剤が充填され、前記ロータコアプレート４０の表面には、前記磁石収容穴４１の縁から放射状に複数の溝４２が形成されるモータロータ２０。【選択図】図３
2011109835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロータコアプレートが積層されたロータコアを具備するモータロータであって、
前記各ロータコアプレートには、磁石収容穴が形成され、
前記ロータコアには、前記各ロータコアプレートの磁石収容穴によって磁石収容部が構成され、
前記磁石収容部には、永久磁石が収容され、
前記磁石収容部と前記永久磁石との間には、接着剤が充填され、
前記ロータコアプレートの表面には、前記磁石収容穴の縁から放射状に複数の溝が形成されるモータロータ。
【請求項２】
複数のロータコアプレートが積層されたロータコアを具備するモータロータの製造方法であって、
材料を打ち抜き加工して、磁石収容穴を備えたロータコアプレートを成形し、
前記ロータコアプレートの表面に、複数の溝を、前記磁石収容穴の縁から放射状に形成し、
前記ロータコアプレートを積層して、前記磁石収容穴により構成される磁石収容部を備えたロータコアを形成し、
前記磁石収容部に、永久磁石を収容し、
前記磁石収容部と前記永久磁石との間に接着剤を充填して、モータロータを製造し、
前記ロータコアプレートの成形と、前記ロータコアプレートの表面への溝の形成とを同時に行う、モータ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、複数のロータコアプレートが積層されたロータコアを具備するモータロータ及びその製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のロータコアプレートが積層されたロータコアを具備するモータロータの技術は公知となっている。また、各ロータコアプレートに磁石収容穴を形成し、ロータコアに前記磁石収容穴によって磁石収容部を構成し、前記磁石収容部に永久磁石を収容し、前記磁石収容部と前記永久磁石との間に接着剤を充填する構成も公知である。例えば、特許文献１は、磁石収容部に接着剤を充填して永久磁石を固定するモータロータを開示している。
【０００３】
しかし、モータロータにおいて、永久磁石を磁石収容部に固定している接着剤が、冷熱衝撃等によって剥離するおそれがある。接着剤が剥離した場合は、ロータコアの磁石収容部で、モータロータの回転時における永久磁石の遠心力を全て受け止めることになる。そのため、ロータコアが破断又は破壊するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１９９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は、ロータコアに収納された永久磁石の接着剥離を防止するモータロータ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、複数のロータコアプレートが積層されたロータコアを具備するモータロータであって、前記各ロータコアプレートには、磁石収容穴が形成され、前記ロータコアには、前記各ロータコアプレートの磁石収容穴によって磁石収容部が構成され、前記磁石収容部には、永久磁石が収容され、前記磁石収容部と前記永久磁石との間には、接着剤が充填され、前記ロータコアプレートの表面には、前記磁石収容穴の縁から放射状に複数の溝が形成されるモータロータものである。
【０００８】
請求項２においては、複数のロータコアプレートが積層されたロータコアを具備するモータロータの製造方法であって、材料を打ち抜き加工して、磁石収容穴を備えたロータコアプレートを成形し、前記ロータコアプレートの表面に、複数の溝を、前記磁石収容穴の縁から放射状に形成し、前記ロータコアプレートを積層して、前記磁石収容穴により構成される磁石収容部を備えたロータコアを形成し、前記磁石収容部に、永久磁石を収容し、前記磁石収容部と前記永久磁石との間に接着剤を充填して、モータロータを製造し、前記ロータコアプレートの成形と、前記ロータコアプレートの表面への溝の形成とを同時に行うものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のモータロータ及びその製造方法によれば、ロータコアに収納された永久磁石の接着剥離を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るモータの全体的な構成を示した断面図。
【図２】同じくモータロータの斜視図及び一部拡大図。
【図３】同じくロータコアプレートの平面図。
【図４】図３におけるＰＰ断面図。
【図５】本発明の実施形態に係わるロータコアの製造工程を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係るモータの全体的な構成を示した断面図、図２は同じくモータロータの斜視図及び一部拡大図、図３は同じくロータコアプレートの平面図である。図４は図３におけるＰＰ断面図、図５は本発明の実施形態に係わるロータコアの製造工程を示すフロー図である。
【００１２】
図１を用いて、本発明のモータロータに係わるモータ１０について説明する。なお、図１乃至図４において、矢印Ａが指す方向をモータ周方向とし、矢印Ｂが指す方向をモータ径方向とし、矢印Ｃが指す方向をモータ軸方向とする。
【００１３】
モータ１０は、ブラシレスモータであって、ハウジング１１と、モータロータ２０と、モータステータ３０と、を備えている。ハウジング１１は、アルミニウム製である。また、ハウジング１１は、軸方向をモータ軸方向とする円筒状に形成されている。モータロータ２０は、ハウジング１１の軸心に対して同軸に配置されている。また、モータロータ２０は、ハウジング１１に対して相対回転可能に配置されている。モータステータ３０は、ハウジング１１の軸心に対して同軸に固定して配置されている。
【００１４】
モータロータ２０は、永久磁石型の回転子であって、シャフト２１と、ロータコア２２と、永久磁石２３と、を備えている。シャフト２１は、ハウジング１１の軸心に対して同軸に配置されている。また、シャフト２１は、ハウジング１１に対して相対回転可能に軸支されている。なお、モータロータ２０の詳細については、後述する。
【００１５】
モータステータ３０は、固定子であって、締結リング３１と、ステータコア３２と、を備えている。締結リング３１は、ハウジング１１に対して同軸に固定して配置されている。ステータコア３２は、締結リング３１に対して同軸に固定して配置されている。また、ステータコア３２は、複数のステータ片３３をモータ周方向に環状に配置して円筒状にて構成されている。ステータ片３３は、複数（本実施形態では２００枚）のステータ片プレートをモータ軸方向に積層して構成されている。
【００１６】
図２を用いて、モータロータ２０について説明する。なお、図２において、下方において磁石収容部２４が拡大されて表されている。また、図２において、後述する溝４２の図示は省略している。
モータロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア２２と、永久磁石２３と、磁石収容部２４と、接着剤充填穴２５と、エンド押さえ２７と、を備えている。ロータコア２２は、シャフト２１の外周に固定して配置されている。また、ロータコア２２は、シャフト２１と一体回転可能となるように、シャフト２１に対して同軸に配置されている。さらに、ロータコア２２は、後述するロータコアプレート４０がモータ軸方向に積層されて構成されている。ここで、ロータコア２２の外周側の端部をロータコア外周端部２２ｂとする。
【００１７】
磁石収容部２４は、モータ軸方向にロータコア２２を貫通して構成されている。また、磁石収容部２４は、モータ軸方向の断面視が六角形となるように構成されている。なお、磁石収容部２４は、積層されたロータコアプレート４０の磁石収容穴４１によって構成されるものである。ここで、２つの磁石収容部２４をロータコア外周縁部２２ｂに向かって鈍角を形成するように配置することで、一対の磁石収容部２４が構成されている。つまり、一対の各磁石収容部２４は、一の磁石収容部２４における、他の磁石収容部２４に近い側の端部が他の磁石収容部２４から遠い側の端部よりもモータ径方向の内側に位置するように、モータ周方向に対して傾斜した姿勢となるように配置されている。また、複数の一対の磁石収容部２４が、モータ周方向において、等間隔に配置されるように同一角度だけ位相をずらして配置されている。
【００１８】
永久磁石２３は、磁石収容部２４に収納されている。また、永久磁石２３は、モータ軸方向の断面視が長方形となるように構成されている。さらに、永久磁石２３は、モータ軸方向の断面視において、永久磁石２３の長手方向の２辺が、磁石収容部２４の互いに向かい合う長辺に当接するように、磁石収容部２４に収納されている。
【００１９】
ここで、永久磁石２３については、磁石収容部２４と当接する２つの側面のうち、ロータコア２２の内周側に位置する側面を永久磁石内周側面２３ａとし、ロータコア２２の外周側に位置する側面を永久磁石外周側面２３ｂとする。また、磁石収容部２４については、永久磁石２３と当接する２つの側面のうち、ロータコア２２の内周側に位置する側面を磁石収容部内周側面２４ａとし、ロータコア２２の外周側に位置する側面を磁石収容部外周側面２４ｂとする。
【００２０】
接着剤充填穴２５は、磁石収容部２４に収納された永久磁石２３を、磁石収容部２４に接着するために接着剤が充填される空間である。接着剤充填穴２５は、磁石収容部２４と、磁石収容部２４に収納された永久磁石２３と、の隙間によって構成される空間である。
【００２１】
エンド押さえ２７は、円盤状に構成されている。また、エンド押さえ２７は、シャフト２１と一体回転可能となるように、シャフト２１に対して同軸に配置されている。さらに、エンド押さえ２７は、モータロータ２０の上端及び下端に固定して配置されている。ここで、エンド押さえ２７は、ロータコア２２の径よりも小さい径の円盤として構成されている。また、エンド押さえ２７の外周は、磁石収容部２４よりも内側に位置するように配置されている。
【００２２】
図３を用いて、ロータコアプレート４０について説明する。
ロータコアプレート４０は、例えば厚さ０．３５ｍｍの電磁鋼板（図示略）より形成されるものである。また、ロータコアプレート４０は、磁石収容穴４１と、溝４２と、を備えている。
【００２３】
磁石収容穴４１は、ロータコアプレート４０において、六角形に形成されている。２つの磁石収容穴４１をロータコアプレート４０の外周に向かって鈍角を形成するように配置することで、一対の磁石収容穴４１が形成されている。つまり、一対の各磁石収容穴４１は、一の磁石収容穴４１における、他の磁石収容穴４１に近い側の端部が他の磁石収容穴４１から遠い側の端部よりもモータ径方向の内側に位置するように、モータ周方向に対して傾斜した姿勢に配置されている。また、複数の一対の磁石収容穴４１が、モータ周方向において、等間隔に配置されるように同一角度だけ位相をずらして配置されている。さらに、磁石収容穴４１の周囲には、複数の溝４２が形成されている。
【００２４】
図３及び図４を用いて、溝４２について説明する。なお、図４は、図３の矢視ＰＰにおける断面図である。
溝４２は、ロータコアプレート４０の表面において、磁石収容穴４１の縁から放射状に形成されている。ここで、ロータコアプレート４０の表面には、モータ軸方向の一面及び他面を含み、溝４２は、ロータコアプレート４０の一面及び他面の少なくとも一方に形成されている。本実施形態においては、溝４２は、ロータコアプレート４０の一面及び他面の両方に形成されている。
【００２５】
溝４２は、磁石収容穴４１の縁からロータコアプレート４０の内周側に向かう内周側溝４２ａと、磁石収容穴４１の縁からロータコアプレート４０の外周側に向かう外周側溝４２ｂと、を含むものとする。さらに、溝４２は、磁石収容穴４１から所定の距離まで形成されている。なお、溝４２は、ロータコアプレート４０の内周及び外周には到達しないものとする。
【００２６】
溝４２は、溝４２の形成方向の断面視において、ロータコアプレート４０の表面における幅が、その深さ方向における他の部分の幅と比較して最大となるように形成されている。言い換えれば、溝４２の形成方向の断面視において、溝４２の幅は、ロータコアプレート４０の表面部分が最も広く、表面よりも深い部分の幅がロータコアプレート４０の表面における幅以上とならないように形成されている。なお、溝４２の深さは、数μｍとされている。本実施形態の溝４２は、溝４２の形成方向の断面視において、Ｖ字型に形成されている。なお、別実施形態として、溝４２は、溝４２の形成方向の断面視において、Ｕ字型に形成されていても良い。
【００２７】
このような構成とすることで、後述する接着工程Ｓ１４０において、接着剤充填穴２５に充填された接着剤は、磁石収容部２４と永久磁石２３の隙間に含浸し、さらには溝４２に含浸し、やがて硬化する。
【００２８】
このようにして、溝４２に含浸し硬化した接着剤は、アンカー効果によって、ロータコア２２の内部において楔のような働きをすることで、永久磁石２３と磁石収容部２４との隙間に侵入した接着剤をより強固にすることができる。すなわち、永久磁石２３をより強固に磁石収容部２４に固定することができる。
【００２９】
とりわけ、内周側溝４２ａに浸入し硬化した接着剤は、以下の効果を奏する。
モータ１０が駆動するときには、ロータコア２２が回転するため、永久磁石２３にはモータ径方向の外側向きに遠心力が働く。しかし、永久磁石内周側面２３ａと磁石収容部内周側面２４ａとの隙間に含浸した接着剤をより強固にすることで、永久磁石２３が遠心力によって永久磁石２３と磁石収容部２４とが剥離することを防止できる。
【００３０】
また、外周側溝４２ｂに含浸し硬化した接着剤は、永久磁石外周側面２３ｂと永久磁石外周側面２３ｂとの隙間に侵入した接着剤をより強固にする。このようにして、外周側溝４２ｂに浸入し硬化した接着剤は、ロータコア外周縁部２２ｂを強固に一体化し、ロータコア外周縁部２２ｂにおいて、ロータコアプレート４０がモータ軸方向に剥がれることを防止できる。
【００３１】
従来、ロータコア外周縁部２２ｂにおいて、ロータコアプレート４０がモータ軸方向に開くことを防止するために、エンド押さえ２７は、ロータコア２２の径と同じ径で形成され、ロータコア外周縁部２２ｂを押圧する構成とされていた。しかし、ロータコア外周縁部２２ｂにおいて、エンド押さえ２７の存在による渦電流が発生するため、モータ１０が駆動する時の効率が低減していた。
【００３２】
本実施形態では、ロータコア外周縁部２２ｂが強固に一体化されるため、エンド押さえ２７をロータコア２２の径と同じ径で形成し、ロータコア外周縁部２２ｂを押圧する必要がない。このようにして、エンド押さえ２７をロータコア２２の径よりも小さい径で形成し、モータ１０が駆動するときの渦電流損失を低減し、モータ１０が駆動する時の効率を向上できる。
【００３３】
図５を用いて、モータロータの製造方法に係わる実施形態について説明する。
ロータコア２２の製造工程は、打ち抜き工程１１０と、積層工程１２０と、組み付け工程１３０と、接着工程１４０と、を備えている。打ち抜き工程１１０は、ロータコアプレート４０の材料となる電磁鋼板から磁石収容穴４１を備えたロータコアプレート４０をプレス加工によって打ち抜き成形する工程である。また、この打ち抜き工程１１０では、ロータコアプレート４０を成形する時に同時に溝４２が形成される。打ち抜き工程１１０の詳細については、後述する。
【００３４】
積層工程１２０は、打ち抜き工程１１０において打ち抜かれたロータコアプレート４０を積層し、磁石収容部２４を備えたロータコア２２を形成する工程である。組み付け工程１３０は、積層工程１２０において製作されたロータコア２２の磁石収容部２４に永久磁石２３を収容する工程である。接着工程１４０は、組み付け工程１３０において磁石収容部２４に永久磁石２３を収容したロータコア２２について、接着剤充填穴２５より接着剤を充填して、前記接着剤を磁石収容部２４と永久磁石２３の間に充填させ、磁石収容部２４に永久磁石２３を固定する工程である。
【００３５】
打ち抜き工程１１０においては、ロータコアプレート４０を打ち抜き加工する際に、ロータコアプレート４０の外形形状および磁石収容穴４１が同時に形成されるが、本実施形態では、打ち抜き工程１１０において、溝４２が、ロータコアプレート４０の外形形状及び磁石収容穴４１を打ち抜くための金型と同じ金型によって同時に形成されるように構成されている。溝４２は、プレス加工において、ロータコアプレート４０成形用のパンチに凸形状を形成することで設けられる。具体的には、打ち抜き工程１１０において、前記パンチの磁石収容穴４１を打ち抜く部分の周囲に凸形状を設ける構成とする。
【００３６】
つまり、打ち抜き工程１１０は、ロータコアプレート４０を成形する工程と、ロータコアプレート４０の表面に複数の溝４２を形成する工程とを備えており、その両工程が同時に行われるものとなっている。すなわち、ロータコアプレート４０の打ち抜き（ロータコアプレート４０の外形形状及び磁石収容穴４１の形成）及び溝４２の形成を、１ストロークのプレス加工により実現することが可能となる。また、別の実施形態として、打ち抜き工程１１０において、同じ金型のパンチブロックに磁石収容穴４１を打ち抜くパンチと、溝４２を形成するパンチと、を設ける構成であっても良い。
【００３７】
このような構成とすることで、溝４２を形成するための別工程を設ける必要がない。
このようにして、モータロータ２０の生産性を維持しつつ、収納した永久磁石２３の接着剥離を防止するモータロータ２０を提供できる。
【符号の説明】
【００３８】
１０    モータ
２０    モータロータ
２２    ロータコア
２３    永久磁石
２４    磁石収容部
３０    モータステータ
４０    ロータコアプレート
４１    磁石収容穴
４２    溝
【図１】
2011109835.tif 000003
【図２】
2011109835.tif 000004
【図３】
2011109835.tif 000005
【図４】
2011109835.tif 000006
【図５】
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