(57)【要約】【課題】ＩＰＭ型のブラシレスＤＣモータの回転子において、容易にその組み立てを行うことができるものを提供する。【解決手段】ＩＰＭ型のブラシレスＤＣモータの回転子１４において、回転子鉄心２４の一方の端部に冷却ファン３６が一体形成された合成樹脂製のファンホルダー３４が配され、回転子鉄心２４の他方の端部に合成樹脂製のセンサホルダー５０が配され、センサホルダー５０にヨーク４６を介してリング状のセンサマグネット４４が配されたものである。【選択図】　　　　図１
2004048827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナー・パーマネント・マグネット型のブラシレスＤＣモータの回転子において、
鋼板を積層した回転子鉄心の中心に回転軸が圧入され、
前記回転子鉄心の内部にメインマグネットが前記回転軸に沿って内蔵され、
前記回転子鉄心の一方の端部に冷却ファンが一体形成された合成樹脂製のファンホルダーが配され、
前記回転子鉄心の他方の端部に合成樹脂製のセンサーホルダーが配され、
前記センサーホルダーにヨークを介してリング状のセンサーマグネットが配された
ことを特徴とするブラシレスＤＣモータの回転子。
【請求項２】
前記回転子鉄心の両端部に回り止め用孔がそれぞれ形成され、
前記ファンホルダーに回り止め用突部が形成されて前記一方の端部の回り止め用孔と係合し、
前記センサーホルダーに回り止め用突部が形成されて前記他方の端部の回り止め用孔と係合した
ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子。
【請求項３】
前記ファンホルダー、または、前記センサーホルダーの両方、または、どちから一方であって、かつ、前記メインマグネットの対応する位置に逃げ用凹部が形成された
ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子。
【請求項４】
前記センサーホルダーに回り止め用凹部が形成され、
前記ヨークに回り止め用突部が形成されて前記センサーホルダーの回り止め用凹部と係合した
ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子。
【請求項５】
前記センサーホルダーに前記センサーマグネットを挿入し、前記センサホルダーを熱溶着することにより前記センサマグネットを保持した
ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子。
【請求項６】
前記ファンホルダーの軸方向端部に前記回転軸を支持する一方の軸受が配され、前記センサーホルダーの軸方向端部に前記回転軸を支持する他方の軸受が配され、
前記ファンホルダー、前記回転子鉄心、前記センサーホルダーを前記一対の軸受で挟み支持する
ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナー・パーマネント・マグネット型のブラシレスＤＣモータの回転子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コードレスドライバドリルなどの電動工具や、工作機械などの産業機器の駆動源には、ブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）が用いられ、このブラシレスＤＣモータには、回転子内部に永久磁石よりなるメインマグネットを内蔵したインナー・パーマネント・マグネット型（以下、ＩＰＭ型という）のものがある。また、電動工具や産業機器においては、モータ自身を冷却するために冷却ファンが設けられている。
【０００３】
このような冷却ファンを設けた従来のＩＰＭ型のモータ１００としては、図６に示すようなものがある。
【０００４】
この従来のモータ１００は、固定子１０２内部に、回転子１０４が配され、その回転軸１０６に冷却ファン１０８とセンサマグネット１１０が取り付けられている。また、回転子１０４内部には、メインマグネット１１２が内蔵されている。そして、センサマグネット１１０からの磁気をホールＩＣ１１８によって検出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなモータ１００においては、センサマグネット１１０とメインマグネット１１２とを位置決めする必要があるので、回転軸１０６を回転子鉄心１１４に圧入すると共にセンサマグネット１１０のホルダー１１６も圧入または接着によって固定するときに、位置決めを行っている。
【０００６】
また、冷却ファン１０８は、空回りを防ぐ目的のために、金属ブッシュに合成樹脂を一体成形したもの、または、金属製の冷却ファンを、回転軸１０６に圧入して固定している。
【０００７】
このように、モータ１００を組み立てる場合に、各部品毎に位置決めを行い圧入または接着を行う必要がある。
【０００８】
また、圧入によって回り止めを行う場合に、締結部分に合成樹脂よりなる部品を使えないという問題点がある。
【０００９】
さらに、回り止め機能の品質確保のために、各部品の圧入部分における品質管理が必要となるという問題点がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ＩＰＭ型のブラシレスＤＣモータの回転子において、容易にその組み立てを行うことができるものを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インナー・パーマネント・マグネット型のブラシレスＤＣモータの回転子において、鋼板を積層した回転子鉄心の中心に回転軸が圧入され、前記回転子鉄心の内部にメインマグネットが前記回転軸に沿って内蔵され、前記回転子鉄心の一方の端部に冷却ファンが一体形成された合成樹脂製のファンホルダーが配され、前記回転子鉄心の他方の端部に合成樹脂製のセンサーホルダーが配され、前記センサーホルダーにヨークを介してリング状のセンサーマグネットが配されたことを特徴とするブラシレスＤＣモータの回転子である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記回転子鉄心の両端部に回り止め用孔がそれぞれ形成され、前記ファンホルダーに回り止め用突部が形成されて前記一方の端部の回り止め用孔と係合し、前記センサーホルダーに回り止め用突部が形成されて前記他方の端部の回り止め用孔と係合したことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子である。
【００１３】
請求項３の発明は、前記ファンホルダー、または、前記センサーホルダーの両方、または、どちから一方であって、かつ、前記メインマグネットの対応する位置に逃げ用凹部が形成されたことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子である。
【００１４】
請求項４の発明は、前記センサーホルダーに回り止め用凹部が形成され、前記ヨークに回り止め用突部が形成されて前記センサーホルダーの回り止め用凹部と係合したことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子である。
【００１５】
請求項５の発明は、前記センサーホルダーに前記センサーマグネットを挿入し、前記センサホルダーを熱溶着することにより前記センサマグネットを保持したことを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子である。
【００１６】
請求項６の発明は、前記ファンホルダーの軸方向端部に前記回転軸を支持する一方の軸受が配され、前記センサーホルダーの軸方向端部に前記回転軸を支持する他方の軸受が配され、前記ファンホルダー、前記回転子鉄心、前記センサーホルダーを前記一対の軸受で挟み支持することを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータの回転子である。
【００１７】
【作　用】
請求項１のブラシレスＤＣモータの回転子であると、回転子鉄心の一方の端部にファンホルダーが配され、他方の端部にセンサホルダーが配されており、これによって回転子鉄心内部にあるメインマグネットが固定される。また、センサホルダーにヨークを介してリング状のセンサマグネットを配することにより、センサマグネットを回転子に簡単に取り付けることができる。
【００１８】
請求項２のブラシレスＤＣモータの回転子であると、ファンホルダーとセンサホルダーが、回転子鉄心に対し回り止め用突部と回り止め用孔とが係合していることにより、回転することがない。
【００１９】
請求項３のブラシレスＤＣモータの回転子であると、メインマグネットの対応する位置に逃げ用凹部をファンホルダーまたはセンサホルダーに設けることにより、メインマグネットに関して精密な加工を必要としない。
【００２０】
請求項４のブラシレスＤＣモータであると、回り止め用突部と回り止め用凹部が係合していることにより、センサマグネットがセンサホルダーに対し回転することがない。
【００２１】
請求項５のブラシレスＤＣモータの回転子であると、センサホルダーとセンサマグネットを熱溶着することにより、センサマグネットがセンサホルダーに確実に固定される。
【００２２】
請求項６のブラシレスＤＣモータの回転子であると、ファンホルダー、回転子鉄心、センサホルダーが、一対の軸受で挟み支持されているため、これら部品が確実に固定される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１から図５に基づいて説明する。
【００２４】
本実施例のインナー・パーマネント・マグネット型（以下、ＩＰＭ型という）のブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）１０は、例えば、コードレスドライバドリルなどの電動工具６２の駆動源として用いられているものである。
【００２５】
（１）電動工具６２の構造
図５は、モータ１０を電動工具６２に取り付けた場合の側面図である。
【００２６】
図５に示すように、電動工具６２のフレーム７０内部の後部にモータ１０を取り付けるための支持台７２が配され、支持台７２から突設された固定壁７４にモータ１０の固定子１２が固定されている。すなわち、固定子１２は、支持台７２から立設された固定壁７４に設けられた係合孔８０に対し、固定子１２から突設した係合爪８２が係合することにより固定されている。
【００２７】
このモータ１０は、固定子１２内部に回転子１４が配されており、回転子１４は、フレーム７０に固定された一対のベアリング１６，１８によって回転自在に支持されている。回転子１４の回転軸２０は、不図示のギアボックスを経て、電動工具６２の出力軸に連結されている。
【００２８】
（２）回転子１４の構造
次に、図１〜図４に基づいて、回転子１４の構造について、その組み立て工程の順番に説明していく。
【００２９】
（第１工程）
図４に示すように、円形の鋼板よりなる抜板２２を積層して回転子鉄心２４を形成する。この場合に、図１、５に示すように、抜板２２の中央部には、回転軸２０が貫通する回転軸貫通孔２６が設けられ、また、４枚のメインマグネット２８が挿入されるための矩形のマグネット挿入孔３０，３０，３０，３０が設けられ、４個のマグネット挿入孔３０と回転軸貫通孔２６との間には４個の回り止め用孔３２、３２，３２，３２が開口している。
【００３０】
（第２工程）
上記のように組み立てた回転子鉄心２４の回転軸貫通孔２６に回転軸２０を圧入する。
【００３１】
（第３工程）
回転子鉄心２４の４個のマグネット挿入孔３０に、板状のメインマグネット２８をそれぞれ挿入する。
【００３２】
（第４工程）
図１における回転子鉄心２４の右側の端部に、合成樹脂製のファンホルダー３４を取り付ける。
【００３３】
ファンホルダー３４の中心には、回転軸２０が挿入される回転軸挿入孔３８が貫通している。
【００３４】
また、このファンホルダー３４の右側であって、その外側には、図２に示すように、冷却ファン３６が形成されている。
【００３５】
さらに、ファンホルダー３４の左側であって、回転子鉄心２４と接する面（以下、鉄心側面）は、回転子鉄心２４の右側端部と合致するように平らな面で構成されている。また、この鉄心面における回転軸挿入孔３８の外周部には、リング状の逃げ用凹部４０が設けられている。この逃げ用凹部４０は、回転子鉄心２４に挿入されたメインマグネット２８に対応する位置に設けられている。この逃げ用凹部４０と回転軸挿入孔３８との間であって、回転子鉄心２４の４個の回り止め用孔３２に対応する鉄心側面の位置には、４個の回り止め用突部４２が突出している。
【００３６】
そして、このファンホルダー３４を回転子鉄心２４に取り付ける場合には、回転軸２０を回転軸挿入孔３８に圧入すると共に、４個の回り止め用突部４２を回転子鉄心２４の回り止め用孔３２にそれぞれ係合させる。
【００３７】
これによって、回転子鉄心２４に対しファンホルダー３４が回転せず、また、メインマグネット２８はファンホルダー３４に抑えられているため、回転子鉄心２４の図１における右側から抜け出ることがない。
【００３８】
（第５工程）
図１における回転子鉄心２４の左側の端部に、合成樹脂製のセンサホルダー５０を取り付ける。
【００３９】
このセンサホルダー５０は、合成樹脂製で円盤状をなし、その中心部に回転軸挿入孔５２が貫通している。
【００４０】
回転軸挿入孔５２の周囲であって、回転子鉄心２４側の面（以下、鉄心側面という）には、４個の回り止め用突部５８が突出している。そして、センサホルダー５０を回転子鉄心２４に取り付ける場合には、回転軸挿入孔５２に回転軸２０を挿入すると共に、回り止め用突部５８を回転子鉄心２４の回り止め用孔３２に係合させる。
【００４１】
これによって、回転子鉄心２４に対しセンサホルダー５０が回転せず、また、メインマグネット２８はセンサホルダー５０に抑えられているため、回転子鉄心２４の図１における左側から抜け出ることがない。
【００４２】
（第６工程）
リング状のセンサマグネット４４に同じリング形状のヨーク４６を接着剤で固定する。このヨーク４６は鉄製であって、センサマグネット４４と接する面と反対側の面から回り止め用突部４８が突出している。この回り止め用突部４８は、ヨーク４６を打ち抜くことによって形成しておく。
【００４３】
（第７工程）
固定したセンサマグネット４４とヨーク４６をセンサホルダー５０に固定する。
【００４４】
図１においてセンサホルダー５０の左側の面（以下、センサ取り付け面という）には、リング状の取り付け凹部５４が設けられ、この取り付け凹部５４の一部分に、さらに回り止め用凹部５６が設けられている。そして、ヨーク４６とセンサマグネット４４とを接着して一体化したものを取り付ける場合には、ヨーク４６がセンサ取り付け面に接するようにしつつ、取り付け凹部５４にセンサマグネット４４とヨーク４６を挿入して取り付ける。この場合に、ヨーク４６の回り止め用突部４８がセンサホルダー５０の回り止め用凹部５６に係合させる。そのため、センサホルダー５０に対しセンサマグネット４４が回転したりすることがない。
【００４５】
（第８工程）
図１の拡大された円内に示すように、ヨーク４６とセンサホルダー５０を取り付けた後、取り付け凹部５４の縁部５５を熱によって溶かし、その一部分がセンサマグネット４４に被さるように熱溶着する。これによって、センサマグネット４４とヨーク４６がセンサホルダー５０に固定される。
【００４６】
（第８工程）
センサホルダー５０に固定したセンサマグネット４４を、図３に示すように、Ｓ極とＮ極にそれぞれ着磁する。
【００４７】
（第９工程）
センサホルダー５０側に、ベアリング１８を取り付ける。即ち、回転軸２０にベアリング１８を圧入する。
【００４８】
（第１０工程）
ファンホルダー３４側に、ベアリング１６を取り付ける。即ち、回転軸２０にベアリング１６を圧入する。そして、この場合に、ベアリング１６とベアリング１８によって、ファンホルダー３４、回転子鉄心２４、センサホルダー５０を挟むようにして固定する。
【００４９】
以上のようにして組み立てた回転子１４を、図５に示すように、予めフレーム７０に取り付けられている固定子１２の内周部に挿入すると共に、ベアリング１６とベアリング１８をフレーム７０に固定する。
【００５０】
支持台７２には、回転子１４の位置を検出するためのホールＩＣ７６を有したセンサ固定壁７８が立設されている。このホールＩＣ７６は、センサマグネット４４の状態を検知するように配されている。
【００５１】
上記構成の回転子１４であると、回転子鉄心２４の両側にファンホルダー３４とセンサホルダー５０を配する構造であるため、冷却ファン３６を有した回転子１４を容易に組み立てることができる。
【００５２】
ファンホルダー３４は、回り止め用突部４２が回転子鉄心２４の回り止め用孔３２に係合していることにより、回り止めが完全に行える。
【００５３】
センサホルダー５０も同様に、回転子鉄心２４の回り止め用孔３２に回り止め用突部５８が係合することにより、回り止めが完全に行える。
【００５４】
センサマグネット４４を固定したヨーク４６の回り止め用突部４８が、センサホルダー５０の回り止め用凹部５６に係合しているため、センサマグネット４４がセンサホルダー５０に対し回転することがなく、位置決めを完全に行うことができ、固定も行うことができる。
【００５５】
一対のベアリング１６，１８によって、ファンホルダー３４、回転子鉄心２４、センサホルダー５０を挟む構造であるため、これら各部品を完全に固定することができる。
【００５６】
そして、本実施例の回転子１４であると、接着工程を最低限にすることができ、組み立て中に部品の浮きなどによってその組み立て異常をすぐ判別することができる。
【００５７】
また、突部と凹部の係合による回り止め構造を安価に行うことができる。さらに、回転子１４全体を一体構造とできるので小型化することができ、剛性も強くなる。
【００５８】
（変更例）
上記実施例では電動工具６２に用いるモータ１０を説明したが、これに代えて、工作機械であるＮＣ旋盤などの産業機器に用いるモータとしても使用してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上により本発明であると、回転子を簡単に組み立てることができ、凹部と突部の係合により回り止めを確実に行うことができる。そして、回転子全体を一体構造とできるので小型化でき、剛性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す回転子の縦断面図である。
【図２】冷却ファンの正面図である。
【図３】センサマグネットの正面図である。
【図４】モータの縦断面図である。
【図５】モータを電動工具に取り付けた状態の側面図である。
【図６】従来のモータの構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０　モータ
１２　固定子
１４　回転子
１６　ベアリング
１８　ベアリング
２０　回転軸
２２　抜板
２４　回転子鉄心
２６　回転軸貫通孔
２８　メインマグネット
３０　マグネット挿入孔
３２　回り止め用孔
３４　ファンホルダー
３６　冷却ファン
３８　ファンホルダーの回転軸挿入孔
４０　逃げ用凹部
４２　センサホルダーの回り止め用突部
４４　センサマグネット
４６　ヨーク
４８　ヨークの回り止め用突部
５０　センサホルダー
５２　センサホルダーの回転軸挿入孔
５４　取り付け用凹部
５６　回り止め用凹部
５８　センサホルダーの回り止め用突部
【図１】
2004048827.tif 000003
【図２】
2004048827.tif 000004
【図３】
2004048827.tif 000005
【図４】
2004048827.tif 000006
【図５】
2004048827.tif 000007
【図６】
2004048827.tif 000008