(57)【要約】      （修正有）【課題】高価なリングマグネットではなく安価なセグメントマグネットを用いて、ロータ軸へのマグネット貼付作業効率を改善することのできるロータおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】ロータ１０は、セグメントマグネット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、・・・がモールド成型材３により一体化してなるマグネット成形体４を備えている構成とする。図ではセグメントマグネット２ａ、２ｂ等は８個が用いられているが、用いる数はこれに限定されない。また、セグメントマグネット２ａ等の仕様・形状も図示するものに限定されない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機のロータであって、筒状を形成するように配置された複数のセグメントマグネットがモールド成型材により一体化してなるマグネット成形体を備えていることを特徴とする、回転機のロータ。
【請求項２】
前記マグネット成形体には、その形成に用いた形成用治具の形態の痕跡が残存していることを特徴とする、請求項１に記載の回転機のロータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロータを備えていることを特徴とする、回転機。
【請求項４】
回転機のロータに用いるための下記（Ｍ）記載のマグネット成形体の製造に用いる治具であって、複数のセグメントマグネットをそれらによる筒状体が形成されるように配置するための、成形用治具。
（Ｍ）筒状を形成するように配置された複数のセグメントマグネットがモールド成型材により一体化してなるマグネット成形体
【請求項５】
配置されるセグメントマグネットの位置を規制するための位置決め構造が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の成形用治具。
【請求項６】
セグメントマグネットの長手方向両端部にそれぞれ使用されるように、二個で一組であることを特徴とする、請求項４または５に記載の成形用治具。
【請求項７】
回転機のロータの製造方法であって、請求項６に記載の成形用治具の一個に複数のセグメントマグネットの一端部を固定し、他方端部にもう一個の該成形用治具を固定して筒状体を形成する筒状体形成手順と、該筒状体をモールド成型により一体化するモールド成型手順とからなるマグネット成形体形成過程を備えていることを特徴とする、ロータ製造方法。
【請求項８】
前記マグネット成形体形成過程はロータ軸上においてなされ、同過程によって前記マグネット成形体の該ロータ軸上への固定がなされることを特徴とする、請求項７に記載のロータ製造方法。
【請求項９】
前記マグネット成形体形成過程はロータ軸外においてなされ、形成された前記マグネット成形体を該ロータ軸に取付ける過程を含むことを特徴とする、請求項７に記載のロータ製造方法。
【請求項１０】
請求項７、８、９のいずれかに記載のロータ製造方法を用いてなされることを特徴とする、回転機製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転機、ロータ、それらの製造方法、および成形用治具に係り、特に、モータの組立て作業におけるマグネット接着作業の効率改善技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来のモータ組立て作業においてリングマグネットを用いたマグネット接着方式を示す説明図である。図中、（ｉ）は正面図、（ｉｉ）は側面図を示す。図示するようにこの方式によるモータ組立てでは、中空円筒状に形成されているリングマグネット７２を用い、これをロータコア７０表面に接着剤７３により接着してロータ７１０とする。リングマグネット７２をロータ軸７５端部方向から入れて行き、接着剤７３を用いて貼り付けるだけであるため、作業は簡単かつ短時間で済むが、リングマグネット７２が高価であり、製造コストを上げてしまうという短所がある。
【０００３】
図８は、従来のモータ組立て作業においてセグメントマグネットを用いたマグネット接着方式を示す説明図である。図中、（ｉ）は正面図、（ｉｉ）は側面図を示す。図示するようにこの方式によるモータ組立てでは、セグメントマグネット８２ａ、８２ｂ、・・・等を一個ずつロータコア８０の表面に接着剤８３により貼り付けていくため、作業は繁雑かつ長時間かかるが、セグメントマグネット８２ａ等がリングマグネットに比べて安価であるという長所がある。
【０００４】
モータ組立て作業におけるマグネット接着に関する技術については従来、特許出願等による技術的な提案もなされている。たとえば後掲特許文献１には、マグネットトルクの向上とリラクタンストルクの有効利用とが可能で、セグメントマグネットの周方向の位置決めを容易に行えるロータとして、セグメントマグネットの周方向の端部との間に空隙を形成している第一突起部を有する第一ロータコアと、内側部がセグメントマグネットと当接していて外側部とセグメントマグネットの周方向の端部との間に空隙を形成している第二突起部を有する第二ロータコアとから形成されたロータコアを備えた構成が開示されている。
【０００５】
また特許文献２には、安価な構成でセグメントマグネットの剥離と飛散を防止でき、低振動でモータ効率の低下を防止できるロータが開示されている。当該ロータのロータヨークは、磁性体の薄板をプレス加工した３種類のロータコアを所定寸法に積層したもので、このロータコアの外周には分割されたセグメントマグネットの数だけの凸部を、均等に配置している。セグメントマグネットは断面形状が中央で厚く両端部で薄い偏肉タイプとし、凸部を塑性変形させ、セグメントマグネットの薄肉の外周面に当接させ機械的に固定するとともにロータヨークとセグメントマグネットを接着剤で固定するという構成である。
【０００６】
また特許文献３には、ロータ組立て容易、かつ高精度でのマグネットの取付け位置決め可能なアウターロータ型モータのロータとして、軸方向で離間した二の円環部、これらを繋ぐ複数の支柱を有し複数のマグネットを備えたマグネットホルダを有し、各マグネットは各円環部と支柱の周方向で隣接する二の支柱により形成される空間に保持され、一方の円環部には鍔部とマグネットを軸方向にスライドさせてマグネットホルダに装着するための切り欠き部が設けられた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１５５３７２号公報「表面磁石型回転子とその製造方法及び表面磁石型回転子を備えた永久磁石型回転電機並びに永久磁石型回転電機を用いた電動パワーステアリング装置」
【特許文献２】特開２０１０−１３６５１４号公報「ロータ」
【特許文献３】特開２０１４−２１７１６１号公報「モータ用ロータ、アウターロータ型モータおよびファンモータ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて上述の通り、図７、８に示した従来技術ではそれぞれ一長一短がある。つまり前者のリングマグネット７２を用いた方式では組立て容易ではあるものの製造コストが低減できないこと、また後者のセグメントマグネット８２ａ等を用いた方式では安価ではあるものの組立て作業が繁雑である。また、上記文献１、２開示技術では、軸形状の変更や追加の部品が必要となり、従来の旋盤加工を中心として製作される軸に対して適用するには困難が発生すると認められる。さらに文献３開示技術は、マグネットの取付け位置誤差を低減するための技術だが、ロータの構成要素としてマグネットホルダーが必要になってしまう。余計な要素をできる限り含まない構成であることが望ましい。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、高価なリングマグネットではなく安価なセグメントマグネットを用いて、ロータ軸へのマグネット貼付作業効率を改善することのできるロータおよ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】
【００１０】
本願発明者は上記課題について検討した結果、セグメントマグネットを樹脂等によりリングマグネット様の形状へ成形する方法によって解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【００１１】
〔１〕  マグネットがモールド成型材により一体化してなるマグネット成形体を備えていることを特徴とする、回転機のロータ。
〔２〕  前記マグネット成形体には、その形成に用いた形成用治具の形態の痕跡が残存していることを特徴とする、〔１〕に記載の回転機のロータ。
〔３〕  〔１〕または〔２〕に記載のロータを備えていることを特徴とする、回転機。
〔４〕  回転機のロータに用いるための下記（Ｍ）記載のマグネット成形体の製造に用いる治具であって、複数のセグメントマグネットをそれらによる筒状体が形成されるように配置するための、成形用治具。
（Ｍ）筒状を形成するように配置された複数のセグメントマグネットがモールド成型材により一体化してなるマグネット成形体
〔５〕  配置されるセグメントマグネットの位置を規制するための位置決め構造が設けられていることを特徴とする、〔４〕に記載の成形用治具。
〔６〕  セグメントマグネットの長手方向両端部にそれぞれ使用されるように、二個で一組であることを特徴とする、〔４〕または〔５〕に記載の成形用治具。
【００１２】
〔７〕  回転機のロータの製造方法であって、請求項６に記載の成形用治具の一個に複数のセグメントマグネットの一端部を固定し、他方端部にもう一個の該成形用治具を固定して筒状体を形成する筒状体形成手順と、該筒状体をモールド成型により一体化するモールド成型手順とからなるマグネット成形体形成過程を備えていることを特徴とする、ロータ製造方法。
〔８〕  前記マグネット成形体形成過程はロータ軸上においてなされ、同過程によって前記マグネット成形体の該ロータ軸上への固定がなされることを特徴とする、〔７〕に記載のロータ製造方法。
〔９〕  前記マグネット成形体形成過程はロータ軸外においてなされ、形成された前記マグネット成形体を該ロータ軸に取付ける過程を含むことを特徴とする、〔７〕に記載のロータ製造方法。
〔１０〕  〔７〕、〔８〕、〔９〕のいずれかに記載のロータ製造方法を用いてなされることを特徴とする、回転機製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の回転機、ロータ、それらの製造方法、および成形用治具は上述のように構成されるため、これらによれば、高価なリングマグネットではなく安価なセグメントマグネットを用いて、ロータ軸へのマグネット取付け作業効率を改善することができる。すなわち、本発明では一体成型の形態としたことによってリングマグネット方式の場合と同等に作業性の改善ができ、しかも特性を維持することができる、従来のセグメントマグネットの貼付け作業の効率の悪さを解消できる。したがって、速く、簡単に、マグネット取付け作業を行なうことができ、モータ製造工程の短縮とコスト抑制を同時に達成することができる。
【００１４】
実際、セグメントマグネット方式の場合は、一枚一枚貼付（接着）作業しなくてはならない煩雑さに加え、貼付位置の位置調整にも慎重さが要求されるため、作業労力が大きい。しかし本発明によれば、マグネットの取付け作業も一度で済むのみならず、位置調整も一度でよいため、作業を大いに軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明ロータの基本構成を示す説明図である。
【図２】本発明ロータの基本構成を示す別の説明図である。
【図３】本発明成形用治具の構成例を示す説明図である。
【図４】本発明成形用治具を用いたマグネット成形体の形成方法を示す説右図である。
【図５】本発明ロータ製造方法の構成を示す説明図である。
【図６】本発明ロータ製造方法の別の構成を示す説明図である。
【図７】従来のモータ組立て作業においてリングマグネットを用いたマグネット接着方式を示す説明図である。
【図８】従来のモータ組立て作業においてセグメントマグネットを用いたマグネット接着方式を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明ロータの基本構成を示す説明図である。図中、（ｉ）は正面図、（ｉｉ）は側面図を示す。図示するように本発明ロータ１０は、セグメントマグネット２ａ等がモールド成型材３により一体化してなるマグネット成形体４を備えていることを、主たる構成とする。図ではセグメントマグネット２ａ等は八個用いられているが、用いる数はこれに限定されない。また、セグメントマグネット２ａ等の仕様・形状も図示するものに限定されない。なお、本発明は特にモータ製造に用いることができるが、モータに限定されず、センサなども含め、広く回転機に適用することができる。
【００１７】
かかる構成の本発明ロータ１０は、あらかじめセグメントマグネット２ａ等がモールド成型材３により一体化してなる一つのマグネット成形体４が、ロータ軸５上に設けられることによって製造されるため、高価なリングマグネットを用いずに、しかも従来のような一枚ごとのセグメントマグネットの貼付作業をなくすことができ、作業効率および作業性を高めることができる。なお、モールド成型材３としては、モールド成型用の適宜の樹脂を用いることができる。
【００１８】
図２は、本発明ロータの基本構成を示す別の説明図である。図中、（ｉ）は正面図、（ｉｉ）は側面図を示す。図示するように本発明ロータ２１０としては、そのマグネット成形体２３が、形成に用いた形成用治具（後述）の形態の痕跡２、２６、・・・の残存している構造のものを含むものとすることができる。マグネット成形体２３の形成には専用の治具を用いることによって行なうことができ、それにより得られる成形体２３には治具の痕跡２６、２６、・・・が残ることになる。
【００１９】
図３は、本発明成形用治具の構成例を示す説明図である。図中、（ｉ）は正面図、（ｉｉ）は側面図を示す。また、
図４は、本発明成形用治具を用いたマグネット成形体の形成方法を示す説右図である。これらに図示するように本成形用治具２８（図４では、成形用治具２８Ａ、２８Ｂ）は、回転機のロータ２１０に用いるための図２により上述したようなマグネット成形体２４の製造に用いる治具であって、複数のセグメントマグネット２２ａ、２２ｂ、・・・等をそれらによる筒状体が形成されるように配置するための治具である。形成すべき筒状体は円筒状であるため、本成形用治具２８等は全体が円形、または中央部の開口した円形（ドーナツ形）とする。
【００２０】
図示するように本成形用治具２８等は、配置されるセグメントマグネット２２ａ等の位置を規制するための位置決め構造２９、２９、・・・が設けられた構成とすることができる。一つの位置決め構造２９は、セグメントマグネット２２ａ等を立てる際にこれを安定的に直立させることができるよう、図示するように四方向に配置した突起をもって構成することができる。すなわち、通常セグメントマグネット２２ａ等は湾曲を有する略長方形の断面形状であるので、かかる形状を四方から囲繞するような、略長方形をなす突起の配置である。また、図示するように、隣接する位置決め構造２９−２９間では、突起を共有する構成とすることができる。
【００２１】
かかる構成により、セグメントマグネット２２ａ、２２ｂ、・・・等は本成形用治具２８等の位置決め構造２９、２９、・・・等に嵌め込まれ、支持されて立てられ、筒状体が形成される。なお、図の例では成形用治具２８等は、セグメントマグネット２２ａ等を八個立てられる構造だが、かかる仕様には限定されず、その他の個数対応の仕様も本発明の範囲内である。また、位置決め構造２９をなす突起の形状や個数も図示する例には限定されない。
【００２２】
図４に示すように本成形用治具は、セグメントマグネット２２ａ等の長手方向両端部にそれぞれ使用されるように、二個２８Ａ、２８Ｂで一組とすることができる。マグネット成形体の組立て方法については図５等により後述するが、要するに一方の成形用治具２８Ａ上に全てのセグメントマグネット２２ａ等を、その一方端部を位置決め構造２９等にセットすることにより立てて配置し、セグメントマグネット２２ａ等の他方端部に他方の成形用治具２８Ｂを同様にセットして筒状体を形成する。なお、図ではロータ軸２５上において筒状体の形成をなす方法であるが、ロータ軸２５とは別に形成する方法であってもよい。
【００２３】
以上説明した本発明ロータを備えている回転機もまた、本発明の範囲内である。回転機には上述の通り、モータの他に、レゾルバやシンクロ等のセンサも含まれる。
【００２４】
図５は、本発明ロータ製造方法の構成を示す説明図である。図示するように本ロータ製造方法は、図３等を用いて説明した成形用治具３８Ａ、３８Ｂの一個３８Ａに複数のセグメントマグネット３２ａ、３２ｂ、・・・の各一端部を固定し、セグメントマグネット３２ａ、３２ｂ、・・・の各他方端部にもう一個の成形用治具３８Ｂを固定して筒状体３７を形成する筒状体形成手順Ｐ１０と、筒状体３７をモールド成型材３３および金型等の型を用いたモールド成型により一体化してマグネット成形体３４を得るモールド成型手順Ｐ２０とからなる、マグネット成形体形成過程Ｐ３０を備えていることを、主たる構成とする。
【００２５】
かかるマグネット成形体形成過程Ｐ３０を備えた構成の本ロータ製造方法では、筒状体形成手順Ｐ１０において、成形用治具３８Ａ、３８Ｂの一個３８Ａに複数のセグメントマグネット３２ａ、３２ｂ、・・・の各一端部が嵌め込み固定され、ついで各他方端部にもう一個の成形用治具３８Ｂが嵌め込み固定されて筒状体３７が形成される。つまり、セグメントマグネット３２ａ等は二つの成形用治具３８Ａ、３８Ｂにより両端から挟み込まれて、筒状体３７が形成される。そして、続くモールド成型手順Ｐ２０において、筒状体３７がモールド成型材３３を用いたモールド成型により一体化され、その後成形用治具３８Ａ、３８Ｂが取り外され、マグネット成形体３４が得られる。
【００２６】
図示するようにマグネット成形体形成過程Ｐ３０はロータ軸３５上においてなされ、同過程Ｐ３０によってマグネット成形体３４のロータ軸３５上への固定が完成されるものとすることができる。つまり、この方法では、ロータ軸３５上に成形用治具３８Ａがセットされた状態でセグメントマグネット３２ａ等の嵌め込み以下の手順が全てなされるか、または、既にセグメントマグネット３２ａ等が嵌め込まれた成形用治具３８Ａをロータ軸３５にセットしてそれ以降の手順が全てなされるか、いずれかが採られる。この方法では、ロータ軸３５上に形成された筒状体３７をそのままモールド成型手順Ｐ２０に供し、後は成形用治具３８Ａ、３８Ｂを取り外すだけでロータ３１０を完成できるため、便利である。
【００２７】
図６は、本発明ロータ製造方法の別の構成を示す説明図である。図示するように本ロータ製造方法は、図５の方法とは異なり、マグネット成形体形成過程Ｐ６３０はロータ軸６５外においてなされ、形成されたマグネット成形体６４をロータ軸６５に取付ける過程（ロータ軸取付け過程）Ｐ６４０を含むことを、特徴的な構成とする。
【００２８】
かかる構成の本ロータ製造方法では、筒状体形成手順Ｐ６１０において、成形用治具６８Ａ、６８Ｂの一個６８Ａに複数のセグメントマグネット６２ａ、６２ｂ、・・・の各一端部が嵌め込み固定され、ついで各他方端部にもう一個の成形用治具６８Ｂが嵌め込み固定されて筒状体６７が形成される。そして、続くモールド成型手順Ｐ６２０において、筒状体６７がモールド成型材６３を用いたモールド成型により一体化され、その後成形用治具６８Ａ、６８Ｂが取り外され、マグネット成形体６４が得られる。
【００２９】
ついでマグネット成形体６４は、ロータ軸取付け過程Ｐ６４０において接着剤等によってロータ軸６５に固定され、ロータ６１０が完成する。この方法では、マグネット成形体６４をロータ軸６５に取付ける過程が必要であるが、複数のマグネット成形体６４を造り置いておき、事後にまとめてロータ軸取付け過程Ｐ６４０を実施するというように、分業的にロータ製造を行なう場合等には便利である。なお、以上説明したロータ製造方法を用いてなされる回転機製造方法もまた、本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の回転機、ロータ、それらの製造方法、および成形用治具によれば、高価なリングマグネットではなく安価なセグメントマグネットを用いて、ロータ軸へのマグネット取付け作業効率、作業性を改善することができる。したがって、モータその他の回転機製造分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００３１】
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ…セグメントマグネット
３、２３、３３、６３…モールド成型材
４、２４、３４、６４…マグネット成形体
５、２５、３５、６５…ロータ軸
１０、２１０、３１０、６１０…ロータ
２６、３６、６６…痕跡
２８、２８Ａ、２８Ｂ、３８Ａ、３８Ｂ、６８Ａ、６８Ｂ…成形用治具
２９、３９、６９…位置決め構造
３０…ロータコア
３７、６７…筒状体
Ｐ１０、Ｐ６１０…筒状体形成手順
Ｐ２０、Ｐ６２０…モールド成型手順
Ｐ３０、Ｐ６３０…マグネット成形体形成過程
Ｐ６４０…ロータ軸取付け過程
Ｐ６５０…ロータ製造方法
７０、８０…ロータコア
７２…リングマグネット
７３、８３…接着剤
７５、８５…ロータ軸
７１０、８１０…ロータ
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ、８２ｅ、８２ｆ、８２ｇ、８２ｈ…セグメントマグネット
【図１】
2019140733.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019140733.tif 000007
【図６】
2019140733.tif 000008
【図７】
2019140733.tif 000009
【図８】
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