(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ装置の一対のベアリング部材により軸支可能なロータシャフトと、
磁界を生成するための複数のラミネーション板と前記ラミネーション板より小さい外周の複数の小径板とを前記ロータシャフトの軸方向に重ねて一体化したロータスタックと、
永久磁石と、
を有し、
複数のラミネーション板は、前記永久磁石を当接するためのメインスタック部を形成し、
複数の前記小径板は、前記ロータシャフトの軸方向において前記メインスタック部の前記永久磁石が当接されていない両側から突出して一対の前記ベアリング部材の側面と当接する一対のボス部を形成し、
前記ボス部は、前記ロータシャフトに固定されている、
モータ用回転子。
【請求項２】
複数の前記小径板は、前記ラミネーション板と同じ材料で形成された小径ラミネーション板であり、前記小径板の外周に沿って複数の前記ラミネーション板とともに板厚方向にかしめられる、
請求項１記載のモータ用回転子。
【請求項３】
前記ロータスタックは、第１ロータスタックおよび第２ロータスタックで構成され、第１ロータスタックと第２ロータスタックとの間に永久磁石を挟む、
請求項１または請求項２に記載のモータ用回転子。
【請求項４】
ハウジングと、
前記ロータシャフト、一対の前記ボス部を備えた前記ロータスタックを有する請求項１から３のいずれか一項記載のモータ用回転子と、
前記ロータシャフトが挿入されて一対の前記ボス部と当接して前記モータ用回転子を前記ハウジング内に回転可能に軸支する一対の前記ベアリング部材と、
前記ハウジング内において前記ロータスタックの周囲に設けられるステータ部材と、
を有するモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ用回転子、モータ装置、およびモータ用回転子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ装置は、ステータとその内側に配置される回転子のロータスタックとの間で電磁誘導作用を生じさせてステータの内側で回転子を回転させる。このため、モータ用の回転子は、特許文献１にあるように一対のベアリング部材により回転可能に軸支される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０１３３８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、モータ装置では、たとえばステータ内の適切な位置でロータスタックが対向する状態でモータ用回転子が回転するために、ベアリング部材を適切に位置決めする必要がある。
【０００５】
ここで、モータ用回転子におけるベアリング部材を適切に位置決めするためには、従来から図４に示すように、ロータシャフト１０１においてロータスタック１０２、１０３が取り付けられる中央部１０１ａを両端部１０１ｂより大径に形成し、この中央部１０１ａの両端面により一対のベアリング部材１０４を位置決めすることが知られている。しかしながら、このようにロータシャフト１０１の中央部１０１ａを両端部１０１ｂより大径に形成するためには、太い円柱形状のシャフト材を用意する必要があり、しかも、その太いシャフト材の両端部分を切削加工する必要がある。さらに、加工後のロータシャフトの軸心がぶれないように、シャフト材の両端部分を研磨加工する必要がある。
【０００６】
また、従来から図５に示すように、モータ用回転子におけるベアリング部材を適切に位置決めするために、ロータスタック１０２、１０３の両側に一対の金属製または樹脂製のカラー部材１０５を接着固定し、この一対のカラー部材１０５により一対のベアリング部材１０４を位置決めすることも知られている。しかしながら、モータ用回転子とは別に一対のカラー部材１０５を必要とし、モータ用回転子に対して一対のカラー部材１０５を接着する工程を追加する必要がある。しかも、カラー部材１０５を用いてベアリング部材を適切に位置決めするためには、カラー部材１０５についても高い精度で形成する必要がある。
【０００７】
このようにモータ装置では、モータ用の回転子に用いられる組立部品数または総工程数を増やすことなくベアリング部材を適切に位置決めできるモータ用の回転子が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るモータ用回転子は、モータ装置の一対のベアリング部材により軸支可能なロータシャフトと、磁界を生成するための複数のラミネーション板と該ラミネーション板より小さい外周の複数の小径板とをロータシャフトの軸方向に重ねて一体化したロータスタックと、永久磁石と、を有し、複数のラミネーション板は、前記永久磁石を当接するためのメインスタック部を形成し、複数の小径板は、ロータシャフトの軸方向において前記メインスタック部の前記永久磁石が当接されていない両側から突出して一対のベアリング部材の側面と当接する一対のボス部を形成し、前記ボス部は、前記ロータシャフトに固定されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のロータスタックでは、メインスタック部の永久磁石が当接されていない両側（複数のラミネーション板の両側）に該ラミネーション板より小さい外周の小径板がロータシャフトの軸方向に重ねて一体化され、これにより一対のボス部が突出して形成されている。この一対のボス部により一対のベアリング部材を位置決めすることができる。しかも、ボス部は、複数の小径板をロータシャフトの軸方向に重ねることで形成されているので、ボス部の突出量は小径板の厚みの精度とすることができ、ベアリング部材の位置決めのために必要十分な精度を得ることができる。
また、ロータスタック側にベアリング部材の位置決めのための一対のボス部を形成しているので、ロータシャフトについてはたとえば均一径の円柱形状のものを使用することができる。このため、ベアリング部材の位置決めのためにロータシャフトに対してその中央部を両端部より大径にするための加工を施す必要がない。また、モータ用回転子に対してモータ用回転子と別体の組立部品である一対のカラー部材を準備する必要もない。そして、ボス部が予め一体化されているロータスタックの中心孔に対して均一径の円柱形状のロータシャフトを挿入して固定することにより、モータ用回転子を容易に組み立てることができる。
このように本発明では、モータ用の回転子に用いられる組立部品数または総工程数を増やすことなくベアリング部材を適切に位置決めできる構造のモータ用の回転子を簡易に製造することができる。
【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用回転子を有するモータ装置についての模式的な一部切欠き断面図である。
【図２】本発明のロータスタックの構造を説明する図である。
【図３】本発明のモータ用回転子の組立手順の説明図である。
【図４】従来の第１のモータ用回転子の構造を説明する図である。
【図５】従来の第２のモータ用回転子の構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係るモータ用回転子３を有するモータ装置１についての模式的な一部切欠き断面図である。
【００１３】
図１のモータ装置１は、ハウジング２、モータ用回転子３、第１ベアリング部材４、第２ベアリング部材５、およびステータ部材６、を有する。
【００１４】
ハウジング２は、円筒形状のケース１１の両端開口に第１エンドブラケット１２および第２エンドブラケット１４が嵌合されることにより内部空間を形成する。ハウジング２の内部空間に、ステータスタック４１および巻線４２を有するステータ部材６と、モータ用回転子３とが配置される。
【００１５】
モータ用回転子３は、均一径の円柱形状のロータシャフト２１、永久磁石２２、第１ロータスタック２３、および第２ロータスタック２４、を有する。第１ロータスタック２３、永久磁石２２、および第２ロータスタック２４は、その順番でロータシャフト２１に固定される。ロータシャフト２１についての第１ロータスタック２３から突出する一方の端部は第１エンドブラケット１２に取り付けられた第１ベアリング部材４に挿入されてハウジング２外へ突出し、第２ロータスタック２４から突出する他方の端部は第２エンドブラケット１４に取り付けられた第２ベアリング部材５に挿入される。これにより、モータ用回転子３は、ステータ部材６の内側で回転可能に軸支される。
【００１６】
このようにステータ部材６による固定側の磁界生成構造の内側に、回転可能なモータ用回転子３による可動側の磁界生成構造が位置する。ステータ部材６の巻線４２に通電することにより、ステータ部材とモータ用回転子３との間で磁力による吸引作用または反発作用が生じ、モータ用回転子３が回転できる。
【００１７】
図２は、図１のロータスタックの構造を説明する図である。第１ロータスタック２３および第２ロータスタック２４は、３種類の複数のラミネーション板を重ね合わせて一体化した構想を有する。
【００１８】
図２（Ａ）の大径板状ラミネーション板５２は、リング形状の永久磁石２２より一回り大きい外周の円板形状を有する。また、第１ベアリング部材４または第２ベアリング部材５の外回転体３２より大径に形成されている。大径板状ラミネーション板５２の中心には、ロータシャフト２１より若干大径の孔が形成される。図２（Ｂ）の大径リング状ラミネーション板５１は、大径板状ラミネーション板５２と同じ外周のリング形状を有する。リング形状の大径リング状ラミネーション板５１の内径は、リング形状の永久磁石２２が挿入可能なサイズに形成される。図２（Ｃ）の小径リング状ラミネーション板５３は、第１ベアリング部材４または第２ベアリング部材５の外回転体３２より小径に形成されている。小径リング状ラミネーション板５３の中心には、ロータシャフト２１より若干大径の孔が形成される。これら３種類のラミネーション板は、磁性材料を金属材料に混ぜて板状に形成した電磁鋼板である。
【００１９】
そして、図２（Ｄ）に示すように、これら３種類のラミネーション板は互いに同心に重ね合わせた状態で板厚方向（図２（Ｄ）の矢線に示す方向）へ互いにかしめられて一体化される。大径板状ラミネーション板５２の外周縁に沿って形成された複数の外かしめ部５７と大径リング状ラミネーション板５１の外周縁に沿って形成された複数の外かしめ部５７とによりこれらが一体化され、これにより磁石用凹部５５に永久磁石２２を収容して磁力を発生するメインスタック部５４が形成される。また、大径板状ラミネーション板５２の内周縁に沿って形成された複数の内かしめ部５８と小径リング状ラミネーション板５３の内周縁に沿って形成された複数の内かしめ部５８とによりこれらが一体化され、これによりメインスタック部５４から磁石用凹部５５の反対側へ突出するボス部５６が一体的に形成される。また、メインスタック部５４およびボス部５６を貫通する中心孔５９が形成される。
【００２０】
図３は、図１のモータ用回転子３の組立手順の説明図である。
【００２１】
モータ用回転子３を製造する場合、図３（Ａ）に示すように、まず、第１ロータスタック２３の中心孔５９に円柱形状のロータシャフト２１を遊挿し、軸方向の所定の位置で第１ロータスタック２３のボス部５６を径方向内側へ潰す。
次に、リング形状の永久磁石２２の中心孔にロータシャフト２１を遊挿し、さらに第２ロータスタック２４の中心孔５９にロータシャフト２１を遊挿する。そして、第２ロータスタック２４の磁石用凹部５５と第１ロータスタック２３の磁石用凹部５５との間に永久磁石２２を挟んだ状態で、第２ロータスタック２４のボス部５６を径方向内側へ潰す。
【００２２】
これにより、図３（Ｂ）に示すように、モータ用回転子３が形成される。永久磁石２２は、ロータシャフト２１に固定された第１ロータスタック２３および第２ロータスタック２４に挟まれることによりロータシャフト２１に固定される。また、第１ロータスタック２３のボス部５６および第２ロータスタック２４のボス部５６は、ロータシャフト２１の軸方向外向きに突出する。
【００２３】
また、同図に併せて示すように、ロータシャフト２１が挿入される第１ベアリング部材４は、外回転体３２の内側でベアリングボール３３を介して回転可能な内回転体３１が第１ロータスタック２３のボス部５６と当接する。第２ベアリング部材５は、その内回転体３１が第２ロータスタック２４のボス部５６と当接する。これにより、図１に示すようにベアリング部材を適切に位置決めして、第１ロータスタック２３および第２ロータスタック２４がステータ部材６と対向する状態でモータ用回転子３は回転することができる。
この際、ベアリング部材が当接可能なボス部５６は複数の小径リング状ラミネーション板５３を重ね合わせて形成されているので、ボス部５６の突出量は小径リング状ラミネーション板５３の厚さの精度とすることができ、ベアリング部材の位置決めのために必要十分な精度を得ることができる。
【００２４】
以上のように、本実施形態では、第１ロータスタック２３および第２ロータスタック２４において複数の大径板状ラミネーション板５２の両側に大径板状ラミネーション板５２より小さい外周の小径リング状ラミネーション板５３がロータシャフト２１の軸方向に重ねて一体化され、これにより一対のボス部５６が突出して形成されている。この一対のボス部５６がモータ装置１の一対のベアリング部材と当接することで、ベアリング部材を位置決めすることができる。しかも、ボス部５６は、複数の小径リング状ラミネーション板５３をロータシャフト２１の軸方向に重ねることで形成されているので、ボス部５６の突出量はラミネーション板の厚みの精度に対応した高い精度にすることができ、ベアリング部材を位置決めするために必要十分な精度を得ることができる。
【００２５】
また、これらロータスタックに一対のボス部５６を突出して形成しているので、ロータシャフト２１にはたとえば均一径の円柱形状のものを使用することができ、図４に示すように、ロータシャフト１０１の両端部１０１ｂを切削加工および研磨加工により高精度に加工する必要がなくなることになる。
【００２６】
さらには、これらロータスタックに一対のボス部５６を突出して形成しているので、図５に示すように、モータ用回転子と別体の組立部品である一対のカラー部材１０５を用いる必要もなくなることになる。
ここで、図５に示すように、カラー部材１０５を用いてベアリング部材１０４を位置決めする場合には、ロータシャフト１０１の外周面に対して、ロータスタック１０２、１０３を固定するための複数の凸陵部を形成しなければならず、複数回のコーキング処理が必要になる。しかしながら、本実施形態では、このようなコーキング処理についても必要がなくなることになる。
【００２７】
そして、本実施形態では、ボス部５６が予め一体化されているロータスタックの中心孔５９に対して、均一径の円柱形状のロータシャフト２１を挿入して固定することにより、モータ用回転子３を容易に組み立てることができる。
【００２８】
このように本実施形態では、モータ用回転子３に用いられる組立部品数または総工程数を増やすことなくベアリング部材を適切に位置決めすることができる。
【００２９】
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
【００３０】
たとえば上記実施形態のロータスタックにおいて、ボス部５６は、メインスタック部５４用の大径板状ラミネーション板５２などと同じ材料のラミネーション板を用いて形成され、大径板状ラミネーション板５２とかしめられることでメインスタック部５４と一体化されている。
【００３１】
この他にもたとえば、ボス部５６は、メインスタック部５４のラミネーション板とは異なる材料により形成されてもよい。
【００３２】
また、ボス部５６は、かしめ以外のたとえば接着などの方法でメインスタック部５４と一体化されてもよい。ただし、これらをかしめにより一体化することにより、ロータスタックを形成する工程においてボス部５６をメインスタック部５４に固定できる。工程数を増やすことなく、ボス部５６をメインスタック部５４に対して強固に一体化させることができる。
【００３３】
上記実施形態では、第１ロータスタック２３および第２ロータスタック２４の中心孔５９にはロータシャフト２１が遊挿されるように形成され、ボス部５６となる小径リング状ラミネーション板５３が径方向内側へ潰される。これにより、ロータスタックをロータシャフト２１に固定できる。
この他にもたとえば、ロータスタックとロータシャフト２１とは、接着固定されてもよい。また、ロータスタックの中心孔５９をロータシャフト２１と略同径に形成して中心孔５９にロータシャフト２１が圧入されてもよい。
また、大径板状ラミネーション板５２の中心孔を小径リング状ラミネーション板５３の中心孔より大径にして、小径リング状ラミネーション板５３の中心孔に対してのみロータシャフト２１を圧入するようにしてもよい。これにより、複数の大径板状ラミネーション板５２および複数の小径リング状ラミネーション板５３の全体に対してロータシャフト２１を圧入する場合と比べて、圧入抵抗を減らすことができ、ロータスタックをロータシャフト２１に対して固定する作業の負担を減らすことができる。
【００３４】
上記本発明の実施形態は、第１ロータスタック２３の磁石用凹部５５と第２ロータスタック２４の磁石用凹部５５との間に永久磁石２２を挟み込んだモータ用回転子３を有するモータ装置１の例である。
この他にもたとえば、第１ロータスタック２３と第２ロータスタック２４とのメインスタック部５４が複数の大径板状ラミネーション板５２のみで構成されてもよい。この場合でも、大径板状ラミネーション板５２のみで形成された一対のメインスタック部５４の間に永久磁石２２を挟み込んで固定することができる。
また、モータ用回転子３は、複数の大径板状ラミネーション板５２のみで形成された１個のロータスタックと、このロータスタックに巻き付けられた巻線とを有してもよい。この場合でも、１個のロータスタックの両側に複数の小径リング状ラミネーション板５３を重ね合わせてこれらを一体化することにより、ロータスタックの両側に突出する一対のボス部５６を高精度に形成することができる。
【００３５】
上記実施形態のモータ装置１は、ステータ部材６を収容するハウジング２を有する。
この他にもたとえば、モータ装置１は、ハウジング２を有さずにステータ部材６がむき出しに設置されるものでもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…モータ装置
２…ハウジング
３…モータ用回転子
４…第１ベアリング部材
５…第２ベアリング部材
６…ステータ部材
１１…ケース
１２…第１エンドブラケット
１３…第１内面凹部
１４…第２エンドブラケット
１５…第２内面凹部
２１…ロータシャフト
２２…永久磁石
２３…第１ロータスタック
２４…第２ロータスタック
３１…内回転体
３２…外回転体
３３…ベアリングボール
４１…ステータスタック
４２…巻線
５１…大径リング状ラミネーション板
５２…大径板状ラミネーション板（ラミネーション板）
５３…小径リング状ラミネーション板（小径板、小径ラミネーション板）
５４…メインスタック部
５５…磁石用凹部
５６…ボス部
５７…外かしめ部
５８…内かしめ部
５９…中心孔
１０１…ロータシャフト
１０１ａ…ロータシャフトの中央部
１０１ｂ…ロータシャフトの両端部
１０２、１０３…ロータスタック
１０４…ベアリング部材
１０５…カラー部材
【図１】
0006601788.tif 000002
【図２】
0006601788.tif 000003
【図３】
0006601788.tif 000004
【図４】
0006601788.tif 000005
【図５】
0006601788.tif 000006