(57)【要約】【課題】埋込磁石型モータのロータ組立体において、内部に磁石を備えるロータコアであって、回転軸方向における長さが異なるロータコアを効率よく製作することができるようにする。【解決手段】ロータコア１４が、内部に磁石２０を備えた複数の単位ロータコア１６により構成される。各単位ロータコア１６は、回転軸方向における長さが同じであるため、各種設定を変更することなく、効率よく単位ロータコア１６を製作することができる。回転軸方向の長さが異なるロータコア１４を製作するためには、それぞれのロータコア１４の長さに応じて設定される単位ロータコア１６の個数を変更するだけでよいので、ロータコア１４を効率よく製作することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに軸支され、鋼板を積層して形成される単位ロータコアを有し、
前記単位ロータコアは、積層した鋼板を貫通する孔と、この孔内に固定される磁石とを含み、
前記シャフトに前記単位ロータコアを複数装着して、ロータコアを形成する、
ことを特徴とする埋込磁石型モータのロータ組立体。
【請求項２】
前記請求項１記載の埋込型モータのロータ組立体において、
回転軸方向における前記単位ロータコアの長さは同じである、
ことを特徴とする埋込磁石型モータのロータ組立体。
【請求項３】
請求項１記載の埋込磁石型モータのロータ組立体において、
前記単位ロータコアは、回転軸方向における長さが異なる少なくとも二種の単位ロータコアを含む、
ことを特徴とする埋込磁石型モータのロータ組立体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の埋込磁石型モータのロータ組立体において、
前記単位ロータコアは、隣接する前記単位ロータコアに対して周方向に所定の角度のずれを付けて配置される、
ことを特徴とする埋込磁石型モータのロータ組立体。
【請求項５】
シャフトに軸支される単位ロータコアを、鋼板を積層して形成し、
前記単位ロータコアに設けられる、積層した鋼板を貫通する孔に、磁石を固定し、
前記磁石を備えた前記単位ロータコアを、シャフトに複数装着してロータコアを形成する、
ことを特徴とする埋込磁石型モータのロータ組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋込磁石型モータのロータ組立体及びその製造方法、特に内部に磁石が配置されるロータコアの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロータの内部に磁石を備え、ロータとステータで発生する回転磁界との間に働く電磁的作用によりロータを回転させる埋込磁石型モータが知られている。この埋込磁石型モータのロータは、シャフトに軸支されるロータコアを有する。ロータコアは、鋼板を積層して形成されており、積層した鋼板には、これを貫通する孔が設けられ、この孔内に磁石が配置される。孔内に配置される磁石が樹脂により固定され、ロータ組立体が形成される。
【０００３】
下記特許文献１には、このようなロータ組立体が示されている。このロータ組立体においては、ロータコアを形成する積層した鋼板の両端に金型を密着させて孔を封止し、その孔と磁石との隙間に樹脂を注入するので、漏れなく樹脂が充填され、孔内に磁石を確実に固定することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６８３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献のロータ組立体において、回転軸方向の長さが同じロータコアを複数製作するときには、積層した鋼板の孔内に磁石を固定する作業が繰り返し行われるので、効率がよい。しかし、回転軸方向におけるロータコアの長さの種類が多くある場合においては、積層した鋼板の両端に密着する金型の位置を、ロータコアの長さに応じて変更しなければならない。また、孔内に充填される樹脂の充填量を、ロータコアの長さに応じて変更しなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、内部に磁石を備えるロータコアであって、回転軸方向における長さが異なるロータコアを効率よく製作することができる埋込磁石型モータのロータ組立体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の埋込磁石型モータのロータ組立体は、シャフトに軸支され、鋼板を積層して形成される単位ロータコアを有し、前記単位ロータコアは、積層した鋼板を貫通する孔と、この孔内に固定される磁石とを含み、前記シャフトに前記単位ロータコアを複数装着して、ロータコアを形成することを特徴とする。
【０００８】
また、回転軸方向における前記単位ロータコアの長さを同じにすることができる。
【０００９】
また、前記単位ロータコアは、回転軸方向における長さが異なる少なくとも二種の単位ロータコアを含むことができる。
【００１０】
さらに、前記単位ロータコアを、隣接する前記単位ロータコアに対して周方向に所定の角度のずれを付けて配置することができる。
【００１１】
また、本発明の埋込磁石型モータのロータ組立体の製造方法は、シャフトに軸支される単位ロータコアを、鋼板を積層して形成し、前記単位ロータコアに設けられる、積層した鋼板を貫通する孔に、磁石を固定し、前記磁石を備えた前記単位ロータコアを、シャフトに複数装着してロータコアを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の埋込磁石型モータのロータ組立体及びその製造方法によれば、内部に磁石を備えるロータコアであって、回転軸方向における長さが異なるロータコアを効率よく製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る埋込磁石型モータのロータ組立体の実施形態について、図に従って説明する。図１は、本実施形態の埋込磁石型モータのロータ組立体１０の構成を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【００１４】
ロータ組立体１０は、シャフト１２と、このシャフト１２に軸支されるロータコア１４とを有する。シャフト１２は、ロータ組立体１０を収容する埋込磁石型モータのハウジング（図示せず）に回転可能に支持される。
【００１５】
ロータコア１４は、回転軸方向に積層される単位ロータコア１６により構成される。単位ロータコア１６は、それぞれ、回転軸方向における長さａが同じであり、回転軸方向におけるロータコア１４の長さｂに応じて単位ロータコア１６の個数が設定される。設定された個数の単位ロータコア１６を、回転軸方向に積み重ねるように、シャフト１２に装着することにより、ロータコア１４が形成される。
【００１６】
単位ロータコア１６は、鋼板を積層して形成される。鋼板は、回転軸と同心の円盤状の磁性体である。鋼板の中心には開口が設けられており、鋼板を積層することにより、シャフト１２が嵌る中空孔２４が形成される。一方、鋼板の外周付近には、周方向に所定の間隔をあけて４個の開口が設けられている。それらの開口の位置を合わせて鋼板を積層することにより、積層した鋼鈑を回転軸方向に貫通する孔１８が４個形成される。なお、ロータ極数を決定する孔１８の数は一例であって、本発明は孔１８の数４個に限定されない。各孔１８内には、磁石２０が配置される。磁石２０は、例えばネオジウム磁石またはフェライト磁石である。磁石２０は、樹脂２２によって孔１８内に固定される。樹脂２２は、例えばロータの回転に対する耐振動性などの強度に優れるエポキシ樹脂である。
【００１７】
次に、単位ロータコア１６の製造方法について、図を用いて説明する。図３は、単位ロータコア１６の製造状態を示す断面図である。図４は、単位ロータコア１６を示す斜視図である。図３に示されるように、この製造においては、樹脂成型のための金型２６が用いられる。金型２６は、積層した鋼板を収容する断面凹形状の下部金型２８と、この下部金型２８に対して型締め方向（図３の上下方向）へ移動可能な上部金型３０とから構成される。下部金型２８は、単位ロータコア１６の外径基準を規定する内周面２８ａを有し、この内周面２８ａは、回転軸方向における単位ロータコア１６の長さａに相当する長さを有する。上部金型３０は、溶融した樹脂２２を蓄えるシリンダ（図示せず）を有する。
【００１８】
まず、下部金型２８に、複数枚の鋼板を積層し配置する。このとき、下部金型２８の内周面２８ａにより、各鋼板が外周側から拘束され、各鋼板の中心が回転軸上に配置される。つぎに、積層した鋼板の各孔１８内に、磁石２０をそれぞれ挿入する。そして、上部金型３０を下部金型２８側に向けて移動させ、型締めを行う。型締め状態においては、積層した鋼板が、積層方向に所定の圧力を受け、各鋼板の間の隙間を詰めるように保持される。このあと、上部金型３０のシリンダから樹脂２２を、孔１８と、この中に配置された磁石２０との隙間（以降、孔１８内の隙間と記す）に注入する。注入された樹脂２２は、孔１８内の隙間および各鋼板の間の隙間に充填される。充填された樹脂２２が固化することにより、磁石２０が孔１８内に固定され、鋼板が積層状態で固定されて、単位ロータコア１６が製作される。本実施形態においては、製作される単位ロータコア１６の長さａは全て同じであるので、単位ロータコア１６ごとに、下部金型２８を交換することはなく、また樹脂２２の充填量を変更することもない。したがって、孔１８内に磁石２０を固定し、鋼板を積層状態に固定する作業を繰り返し行うことができ、複数の単位ロータコア１６を効率よく製作することができる。
【００１９】
次に、本発明に係るロータ組立体１０の製造方法について説明する。なお、ロータコア１４の回転軸方向における長さｂが６０ｍｍであり、単位ロータコア１６の回転軸方向における長さａが１０ｍｍである場合について説明する。このロータ組立体１０においては、ロータコア１４を構成するのに必要な単位ロータコア１６の個数は６個である。６個の単位ロータコア１６を、締まり嵌めによりシャフト１２に固定する。すなわち、各単位ロータコア１６の中空孔２４にシャフト１２を圧入することにより、単位ロータコア１６をシャフト１２に装着する。このとき、隣り合う単位ロータコア１６のそれぞれの磁石２０の位置を合わせるようにして、各単位ロータコア１６をシャフト１２に配置する。これにより、内部に回転軸方向に延びる磁石２０を備え、回転軸方向における長さが６０ｍｍのロータコア１４が形成され、ロータ組立体１０の製造が完了する。なお、単位ロータコア１６をシャフト１２に固定する場合、ロータコア１４の両端に、シャフト１２に嵌合する端板（図示せず）をそれぞれ配置することもできる。各端板を、ロータコア１４を貫通するボルト（図示せず）でそれぞれ締結することにより、単位ロータコア１６をシャフト１２に確実に固定することができる。
【００２０】
この実施形態のロータ組立体１０においては、ロータコア１４が複数の単位ロータコア１６により構成されており、それらの単位ロータコア１６は、回転軸方向における長さａが同じである。そのため、上述のように、孔１８内に磁石２０を固定する作業を繰り返し行うことができるので、複数の単位ロータコア１６を効率よく製作することができる。したがって、回転軸方向の長さｂが異なるロータコア１４を製作するためには、それぞれの長さｂに応じて単位ロータコア１６の個数を変更するだけでよくなり、その結果、ロータコア１４を効率よく製作することができる。
【００２１】
次に、別の態様のロータ組立体３０について、図に従って説明する。図５は、別のロータ組立体３０の構成を示す側面図である。なお、上記実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２２】
この実施形態のロータ組立体３０においては、単位ロータコア１６が、隣接する単位ロータコア１６に対し周方向に所定の角度のずれ（スキュー）を付けて配置される。図５には、各単位ロータコア１６に固定される磁石２０の１つが破線により示されており、単位ロータコア１６の磁石２０が、隣接する単位ロータコア１６の磁石２０に対し周方向に所定の角度のずれ（スキュー）を付けて配置されていることが分かる。このように、単位ロータコア１６にスキューを施してロータコア３２を構成することにより、モータのコギングトルクを低減し、モータの回転ムラを軽減することができる。ロータコア３２の両端の単位ロータコア１６により形成されるスキュー角であって、モータの回転ムラを効果的に軽減することができるスキュー角は、例えば、ステータにおける１スロットの角度、またはその角度の半分の角度である。したがって、それらの角度に基づいて隣り合う単位ロータコア１６の所定の角度のずれを設定することができる。
【００２３】
上記各実施形態においては、回転軸方向における長さが全て同じ単位ロータコア１６によりロータコア１４，３２が構成される場合について説明したが、回転軸方向における長さが異なる二種の単位ロータコアを含み、これらの単位ロータコアの組み合わせによりロータコアが構成されてもよい。これにより、回転軸方向におけるロータコアの長さの種類をより多くすることができる。また、回転軸方向の長さが異なる単位ロータコアは、二種以上にすることもできる。このように回転軸方向の長さが異なる単位ロータコアを含む場合、これらの単位ロータコアの組み合わせは、回転軸方向におけるロータコアの長さに応じて設定される。この設定において、単位ロータコアの総個数を少なくする組み合わせにすることにより、ロータコアの構成が簡易になるので、作業性の向上を図ることができる。
【００２４】
上記各実施形態においては、孔１８が積層した鋼板を回転軸方向に貫通して形成される場合について説明したが、この構成に限定されない。孔１８内に磁石２０を配置することができれば、孔１８が回転軸と交差する方向、例えば周方向にスキューして積層した鋼板を貫通して形成されていても、孔１８が積層した鋼板を貫通せずに一部に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の埋込磁石型モータのロータ組立体の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】単位ロータコアの製造状態を示す断面図である。
【図４】単位ロータコアを示す斜視図である。
【図５】別のロータ組立体の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０，３０  ロータ組立体、１２  シャフト、１４，３２  ロータコア、１６  単位ロータコア、１８  孔、２０  磁石。
【図１】
2008289314.tif 000003
【図２】
2008289314.tif 000004
【図３】
2008289314.tif 000005
【図４】
2008289314.tif 000006
【図５】
2008289314.tif 000007