(57)【要約】【課題】治具がなくてもリングマグネットとロータコアとの同心を容易に出すことができるとともに、マグネット割れの発生を抑えることができるロータコアを提供する。【解決手段】シャフト９と、シャフト９の外周に嵌め固定されたロータコア４と、ロータコア４の外周に接着剤１６を介して固定されたリングマグネット５とから成るロータにおいて、ロータコア４の外周から半径方向に突出したロータコア突起部１７をロータコア４の外周部に複数箇所（図で８箇所）設け、かつ、ロータコア突起部１７のある部位の半径方向中心側に穴２０を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機シャフトの外周に嵌め固定されるロータコアにおいて、
前記ロータコアの外周から半径方向に突出したロータコア突起部を前記ロータコアの外周部に複数箇所設け、かつ、前記ロータコア突起部のある部位の半径方向中心側に穴を設けたことを特徴とするロータコア。
【請求項２】
前記ロータコア突起部はロータの軸方向に直角な面で切った縦断面で見て３辺が矩形状の３辺をしていることを特徴とする請求項１記載のロータコア。
【請求項３】
前記ロータコア突起部はロータの軸方向に直角な面で切った縦断面で見て円弧状をしていることを特徴とする請求項１記載のロータコア。
【請求項４】
前記ロータコア突起部は半径方向に延びるスリットで分割されていることを特徴とする請求項１記載のロータコア。
【請求項５】
前記穴の形状は前記ロータコア突起部側に底辺となり、中心側に頂点となる三角形状をしていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか1項記載のロータコア。
【請求項６】
前記穴の形状は矩形状をしていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか1項記載のロータコア。
【請求項７】
前記穴の形状は円弧状をしていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか1項記載のロータコア。
【請求項８】
前記ロータコアが複数個積層される場合、各ロータコアにおける穴はそれぞれ積厚方向にスキューがかかっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のロータコア。
【請求項９】
シャフトと、該シャフトの外周に嵌め固定されたロータコアと、該ロータコアの外周に接着剤を介して固定されたリングマグネットとから成るロータであって、前記ロータコアが請求項１〜８記載のいずれか１項記載のロータコアであることを特徴とするロータ。
【請求項１０】
軸方向に円筒状空間を備えたステータと、該ステータの前記円筒状空間内に空隙を介して回転可能に収納されるロータとを備えて成る回転機であって、前記ロータが請求項９記載のロータであることを特徴とする回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機、特に回転界磁形ブラシレスモータにおける永久磁石界磁ロータの構造に関するもので、さらにリングマグネットをロータコアに接着固定するロータコアの形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、リングマグネットをロータコアの外周に接着固定した従来のロータを軸方向に直角な面で切った縦断面図である。図７において、４はロータコア、５はリングマグネット、９はシャフト、１６は接着剤である。ロータコア４はシャフト９の外周に焼きばめ等により固定され、さらにそのロータコア４の外周にリングマグネット５が接着剤１６によって固定されている。
そして、モータの運転中にロータが温度上昇すると、ロータコア４とリングマグネット５の間で材質差に起因する熱膨張差が発生する。リングマグネット５は永久磁石の性能を高くするため通常希土類鉄系磁石が用いられており、その熱膨張係数は通常−３×１０-6／℃ 〜 ３×１０-6／℃であるのに対し、ロータコア４である軟磁性材の熱膨張係数は１１×１０-6／℃で、両者に大きな差があるため、嵌合隙間が小さい場合は、運転中の発熱によるロータコア４の熱膨張によって、リングマグネット５に内側から大きな熱応力が加わり、しかもリングマグネット５の径方向の厚みがあまり無いため強度が弱く、リングマグネット５にキレツや割れを生じるおそれがある。
このためロータコア４とリングマグネット５との隙間を磁気特性の許す範囲で大きくすれば、熱応力の影響による永久磁石の割れを防ぐことができるが、逆に、リングマグネット５の接着時にロータコア４とリングマグネット５間の接着剤１６の層に片寄りを生じ、ロータ外周が偏心する欠点がある。
そのため、従来手法の１つは、リングマグネット５の接着時に治具を用いてロータコア４との同心を出すようにしていた。
しかしながら、リングマグネット５の接着時にロータコア４との同心を出すためにいちいち治具を用いるのは、作業工数がかかるので作業効率が悪く、生産性が悪いという欠点があった。
これを解決する第２の手法として、特許文献１記載の発明がなされた。
【特許文献１】特開平６−３８４１７号公報
【０００３】
図８は特許文献１記載の発明を説明する図で、治具を用いないでリングマグネット５とロータコア４との同心を出すことのできるロータコアをロータの軸方向に直角な面で切った縦断面図である。
図８において、ロータコア４の外周部に複数箇所（図では８カ所）でロータコア４の外周から半径方向に突出したロータコア突起部１７を設けている。このようにロータコア４の外周部にロータコア突起部１７を設けることにより、ロータコア４の外径とリングマグネット５の隙間がロータコア突起部１７のある部位（図で、１８がその最小隙間である。）で小さくなるので、治具を用いなくてもリングマグネット５のロータコア４との同心が正確に出るようになるのである。
このように従来手法２によれば、治具を用いなくてもリングマグネット５のロータコア４との同心が正確に出るようになるので、作業工数がかからなくなり、作業効率が向上し、生産性が上がるという長所が得られた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
なお、従来手法２は本出願人の先の発明に係るものであり、上記のように従来手法１と比べて作業効率がよく、生産性が格段射上がるという長所があった。
しかしながら、その後、製造・使用するうちに従来手法２にも１つの克服すべき点があることが判った。
それは、ロータコア突起部１７を設けた場合、ロータコア４の熱膨張により、ロータコア突起部１７を設けた部位でリングマグネット５に応力が加わり、マグネット５が割れる虞があるという点である。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、治具を用いずにリングマグネットとロータコアとの同心を容易に出すことができるとともに、マグネット割れの発生を抑えることができるロータコア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】
【０００５】
上記問題を解決するため、請求項１記載のロータコアの発明は、回転機シャフトの外周に嵌め固定されるロータコアにおいて、前記ロータコアの外周から半径方向に突出したロータコア突起部を前記ロータコアの外周部に複数箇所設け、かつ、前記ロータコア突起部のある部位の半径方向中心側に穴を設けたことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のロータコアにおいて、前記ロータコア突起部がロータの軸方向に直角な面で切った縦断面で見て３辺が矩形状の３辺をしていることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１記載のロータコアにおいて、前記ロータコア突起部がロータの軸方向に直角な面で切った縦断面で見て円弧状をしていることを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項１記載のロータコアにおいて、前記ロータコア突起部が半径方向に延びるスリットで分割されていることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれか1項記載のロータコアにおいて、前記穴の形状が前記ロータコア突起部側に底辺となり、中心側に頂点となる三角形状をしていることを特徴としている。
請求項６記載の発明は、請求項２〜４のいずれか1項記載のロータコアにおいて、前記穴の形状が矩形状をしていることを特徴としている。
請求項７記載の発明は、請求項２〜４のいずれか1項記載のロータコアにおいて、前記穴の形状が円弧状をしていることを特徴としている。
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項記載のロータコアにおいて、前記ロータコアが複数個積層される場合、各ロータコアにおける穴がそれぞれ積厚方向にスキューがかかっていることを特徴としている。
請求項９記載のロータの発明は、シャフトと、該シャフトの外周に嵌め固定されたロータコアと、該ロータコアの外周に接着剤を介して固定されたリングマグネットとから成るロータであって、前記ロータコアが請求項１〜８記載のいずれか１項記載のロータコアであることを特徴としている。
請求項１０記載の回転機の発明は、軸方向に円筒状空間を備えたステータと、該ステータの前記円筒状空間内に空隙を介して回転可能に収納されるロータとを備えて成る回転機であって、前記ロータが請求項９記載のロータであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によると、リングマグネットとロータコアの接着時に、治具を使用せずに同心を出すことができ、接着作業の工数低減をすることができ、しかもリングマグネットを損傷する畏れがなくなる。
また、請求項２記載の発明によると、リングマグネットとロータコアとの同心が安定して正確に出せるようになる。
また、請求項３記載の発明によると、熱応力の大きさに応じてリングマグネットを押圧する部位が広がるので、よりリングマグネットを損傷する畏れがなくなる。
また、請求項４記載の発明によると、ロータコアから大きな熱応力が加わったときその熱応力を大きく吸収できるようになる。
また、請求項５および６記載の発明によると、簡単な工程でロータコア突起部に延びる部位にロータコア薄肉部が形成されるため、このロータコア薄肉部によりスプリング効果が発揮できて、ロータコアの大きな熱応力を緩和することができるようになる。
また、請求項７記載の発明によると、穴が半径方向に大きくならないようにできるので、リングマグネットの磁束を妨げることが少なくなり、モータ特性への影響が小さくなる。
また、請求項８記載の発明によると、穴によるリングマグネットの着磁低下を抑えることが可能となるので、穴をあけることによるモータの特性の低下がなくなる。
また、請求項９記載の発明によると、接着作業の工数低減をすることができ、しかもリングマグネットを損傷する畏れがないロータが得られる。
また、請求項１０記載の発明によると、接着作業の工数低減をすることができ、しかもリングマグネットを損傷する畏れがない長期間の使用に耐えるモータ等の回転機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
【実施例１】
【０００８】
図１は本発明の実施例１に係るロータコアを備えたモータ全体を軸を通って垂直に切った縦断面の正面図、図２は本発明の実施例１に係るロータコアを備えたロータ部のロータの軸方向に直角な面で切った縦断面の側面図である。図３は図２の穴部の拡大断面図である。
図１において、１はコイル端末処理をするキバン、２はコイル、３はステータコア、１４は絶縁紙、１５はフレームであり、これらで６のステータを構成している。絶縁紙１４にて絶縁されたステータコア３のスロットにコイル２が巻回され、コイル端はキバン１に半田付けされている。４はロータコア、５はリングマグネット、９はシャフトであり、ロータコア４に円筒上のリングマグネット５を挿入し、接着固定している。
図２および図３において、ロータコア４の外周部に複数箇所（図では８カ所）でロータコア４の外周から半径方向に突出したロータコア突起部１７を設けている。このようにロータコア４の外周部にロータコア突起部１７を設けることにより、ロータコア４の外径とリングマグネット５の隙間がロータコア突起部１７のある部位（図３で、１８がその最小隙間である。）で小さくなるので、治具を用いなくてもリングマグネット５のロータコア４との同心が正確に出るようになる。
したがって、治具を用いなくてもリングマグネット５のロータコア４との同心が正確に出るようになるので、作業工数がかからなくなり、作業効率が向上し、生産性が上がるという長所が得られる。
そして、本発明により、ロータコア突起部１７のある部位の半径方向中心側に穴２０を設けている。この穴２０を設けることにより、ロータコア４からロータコア突起部１７に延びる部位にロータコア薄肉部１９が形成されるため、このロータコア薄肉部１９がスプリング効果を発揮してロータコア４の熱膨張により発生する大きな応力を緩和することができるので、リングマグネット５を損傷し難くなる。
ここでの穴２０の形状はロータコア突起部１７側に底辺となり、中心側に頂点となる三角形状をしている。また、リングマグネット５の着磁において、スキューを施した場合にはこの穴２０についても積厚方向にスキューをかけている。このような穴をロータコアに設けることで、穴をあけることによるモータの特性の低下がなくなる。その理由は、穴２０を積厚方向にリングマグネット５の着磁と同じスキューを設けることにより、穴２０によるリングマグネット５の磁束を妨げることを抑えることが可能となるからである。
【実施例２】
【０００９】
図４は実施例２の構成を示す穴部の拡大断面図である。
図４において、ロータコアスリット２１を設けた点が特徴である。すなわち、ロータコア突起部７は半径方向に延びるロータコアスリット２１で２つに分割されることにより、このロータコア薄肉部１９がより柔軟なスプリング効果を発揮するようになり、このスプリング効果でロータコア４の熱膨張により発生する大きな応力を緩和することができるので、リングマグネット５をより損傷し難くなる。また、ここでの穴２０の形状おいても、リングマグネット５の着磁がスキューの場合には積厚方向にスキューをかけているので、モータの特性の低下がなくなる。
【実施例３】
【００１０】
以上の穴は三角形であったが、本発明に係る穴はこれに限定されるものではなく、ロータコア薄肉部が形成され、これにより柔軟なスプリング効果を発揮するものであれば、他の形状でも勿論よい。図５は実施例３の構成を示す穴部の拡大断面図である。実施例３においては、ロータコアの穴２０がロータの軸方向に直角な面で切った縦断面で見て矩形状をしているのが特徴である。
この矩形状の穴２０をあけることにより、ロータコア突起部１７のある部位の半径方向中心側に穴２０を設けている。この穴２０を設けることにより、ロータコア４からロータコア突起部１７に延びる部位にロータコア薄肉部１９が形成されるため、このロータコア薄肉部１９がスプリング効果を発揮してロータコア４の熱膨張により発生する大きな応力を緩和することができるので、リングマグネット５を損傷し難くなる。
【実施例４】
【００１１】
図６は実施例６の構成を示す穴部の拡大断面図である。
実施例４においては、ロータコア突起部１７がロータの軸方向に直角な面で切った縦断面で見て円弧状をし、穴２０もこれに対応して同じ薄肉となるロータコア薄肉部１９を形成するように円弧状となっている。このようにすることにより、穴２０を半径方向に大きくならないように抑えることが可能となり、リングマグネット５の磁束を妨げることが少なくなり、モータ特性への影響が小さくなる。
【００１２】
以上のように、本発明によれば、ロータコア突起部のシャフト側に穴を設けることによりロータコア薄肉部を構成して、治具を用いずにリングマグネットとロータコアとの同心を容易に出すことができるとともに、ロータコアの熱膨張により発生する応力を緩和することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係るロータコアを備えたモータ全体を軸を通って垂直に切った縦断面の正面図である。
【図２】本発明の実施例１に係るロータコアを備えたロータ部のロータの軸方向に直角な面で切った縦断面の側面図である。
【図３】図２の穴部の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例２の構成を示す穴部の拡大断面図である。
【図５】本発明の実施例３の構成を示す穴部の拡大断面図である。
【図６】本発明の実施例４の構成を示す穴部の拡大断面図である。
【図７】リングマグネットをロータコアの外周に接着固定した従来のロータの軸方向に直角な面で切った縦断面図である。
【図８】治具なして心出し可能となるロータコアを示す図で、従来のロータの軸方向に直角な面で切った縦断面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  キバン
２  コイル
３  ステータコア
４  ロータコア
５  リングマグネット
６  ステータ
７  負荷側ブラケット
８  反負荷側ブラケット
９  シャフト
１０  エンコーダ
１１  エンコーダカバ
１２  負荷側ベアリング
１３  反負荷側ベアリング
１４  絶縁紙
１５  フレーム
１６  接着剤
１７  ロータコア突起部
１８  最小隙間
１９  ロータコア薄肉部
２０  穴
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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