(57)【要約】【課題】本発明は、コスト増を抑えた簡素な構造により、コアプレートを確実に固定できるようにするとともに、ロータコアの寸法精度と機械的強度とを高めることのできるようにした、モータ用回転子を提供することを目的とする。【解決手段】モータ出力軸２と、モータ出力軸２が貫装される貫通孔１４と、それぞれ永久磁石７を挿入される複数の挿入孔１０と、挿入孔１０間で発生しうる磁気短絡を防止するように形成された区画溝１１とを備えた円盤状のコアプレート８が積層されてなる円筒形のロータコア３と、ロータコア３を上下端面から挟持する一対の円盤状部５と、円盤状部５から鉛直方向に形成され区画溝１１に嵌合してコアプレート８を固定する骨組部６とからなる固定用フレーム４とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ出力軸と、
該モータ出力軸が貫装される貫通孔と、それぞれ永久磁石を挿入される複数の挿入孔と、該挿入孔間で発生しうる磁気短絡を防止するように形成された区画溝とを備えた円盤状のコアプレートが積層されてなる円筒形のロータコアと、
該ロータコアを上下端面から挟持する一対の円盤状部と、該円盤状部から鉛直方向に形成され該区画溝に嵌合して該コアプレートを固定する骨組部とからなる固定用フレームと
を備えたことを特徴とする、モータ用回転子。
【請求項２】
該骨組部が、該一対の円盤状部間を連結するように備えられることを特徴とする、請求項１記載のモータ用回転子。
【請求項３】
該固定用フレームが、該回転シャフトへ固設されることを特徴とする、請求項１又は２記載のモータ用回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータに関し、特にモータ用回転子（ロータコア）の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、巻線コイルを装着されたステータコアの内側に永久磁石を有するロータを配置して、ステータコアの巻線コイルに電気パルスを入力することでロータを回転させるように構成されたモータが一般に使用されている。このようなモータにおけるロータは、回転動力の出力軸としての回転シャフトと、永久磁石が固定されたロータコアとが一体となって回転するように構成されている。ロータコアは回転の中心に回転シャフトを、外周端付近に永久磁石を備え、ステータコアによって生成される磁界変化に応じて回転を行い、回転シャフトからその動力を出力するようになっている。
【０００３】
このようなモータにおいて、ロータコアの外周端付近に備えられる永久磁石は、ロータコアの全周を囲むようにごく狭い範囲に複数個備えられるため、各々の永久磁石がお互いの磁束を打ち消しあうように働いて良好な磁場形成を妨げ、ロータコアの回転反応を鈍くしてしまうことがある。そこで、ロータコアに備えられる永久磁石を互いに区画するような溝をロータコアの外周端に設けて、各々の永久磁石間での磁気的な短絡を防止するような構成が実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、一般にロータコアは、例えばコアプレートとして電磁鋼板といった磁性材料が複数枚積層されて構成されている。そして積層されたコアプレートは、通常リベットを用いたかしめや溶接によって固定されている。しかしながら、かしめによってコアプレートを固定した場合には物理的な力により、溶接によってコアプレートを固定した場合には溶接熱によって、いずれも局所的な応力集中や変形が生じ、ロータコア自身の寸法精度，機械的な強度が低下するとともに、磁気的な特性劣化が発生することがある。
【０００５】
一方、このような不具合を解消する技術として、図４の従来のモータ用回転子（ロータコア）の構成例に示すように、複数枚のコアプレート３４が積層された積層コアを固定するにあたって、永久磁石３３が埋設された積層コアを一対のエンドプレート３２で挟持して、積層コアの中心部の貫通穴３４ａ及びピン挿入用の貫通穴３４ｂにエンドプレートの内輪３２ｃ及び対応するピン３２ｂを圧入固定してロータコアを形成し、エンドプレート３２の中央部の貫通穴３２ａにシャフト２５を圧入固定してシャフト２５をロータに一体的に取り付けるように構成した技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２８６１１０号公報（段落００２５〜００２８，図１）
【特許文献２】
特開２０００−１８４６４５号公報（段落００２３〜００３３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の特許文献２に記載の技術においては、ピン３２ｂを貫入させるための専用の貫通穴３４ｂを各コアプレートの同位置に加工する必要がある。そのため、ロータコアの製造時には精度良く貫通穴を加工する工程が必要となり、コストが嵩んでしまうという課題がある。
【０００８】
また、この技術においては、シャフト２５を圧入された一対のエンドプレート３２で、積層されたコアプレート３４を挟持することで、ロータコア全体の固定を保っている。つまり、ロータコア全体の強度は、一対のエンドプレートの内輪３２ｃとシャフト５との接触部に働く摩擦力に依存するものであるため、固定力が不十分になりやすく、ロータコアの寸法精度や機械的強度を確保しにくい。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、コスト増を抑えた簡素な構造により、コアプレートを確実に固定できるようにするとともに、ロータコアの寸法精度と機械的強度とを高めることのできるようにした、モータ用回転子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のモータ用回転子は、モータ出力軸と、該モータ出力軸が貫装される貫通孔と、それぞれ永久磁石を挿入される複数の挿入孔と、該挿入孔間で発生しうる磁気短絡を防止するように形成された区画溝とを備えた円盤状のコアプレートが積層されてなる円筒形のロータコアと、該ロータコアを上下端面から挟持する一対の円盤状部と、該円盤状部から鉛直方向に形成され該区画溝に嵌合して該コアプレートを固定する骨組部とからなる固定用フレームとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
なお、該固定用フレームは、非磁性体材料で構成されることも好ましい。この場合、永久磁石の挿入孔間で発生しうる磁気短絡を効果的に防止することができるとともに、周辺の磁場環境へ悪影響を与えることがなくなる。
また、請求項２記載の本発明のモータ用回転子は、該骨組部が、該一対の円盤状部間を連結するように備えられることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３記載の本発明のモータ用回転子は、該固定用フレームが、該回転シャフトへ固設されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
図１は本モータ用回転子の構成を示す分解構成図である。また、図２は本モータ用回転子の構成を示す組立構成図である。
本実施形態に係るモータ用回転子（ロータ）１は、図１，図２に示すように、主要構成として、回転シャフト（モータ出力軸）２とロータコア３と固定用フレーム４とから構成される。ロータコア３は円盤状の複数のコアプレート（ここでは、電磁鋼板）８が積層されて円筒形状をなしている。電磁鋼板８は、その中心に回転シャフト２を貫装する貫通孔１４を備え、また、その外周端付近には永久磁石７を挿入するための複数の挿入孔１０が全外周に均一配置されて形成されている。さらに、各電磁鋼板８の外周端には、複数の挿入孔１０の周縁部を互いに区画するように、区画溝１１が形成され、永久磁石７同士の磁気短絡を防止するようになっている。複数の電磁鋼板８は、全て同一の形状を有しており、挿入孔１０，区画溝１１が電磁鋼板８の中心に対してそれぞれの円周上に均等に配置されて設けられている。そして、各挿入孔１０，区画溝１１が縦に揃うようにこれらの電磁鋼板８が積層されて、ロータコア３が形成される。
【００１４】
回転シャフト２は本モータ用回転子の回転軸であり、ロータコア３に貫装されて一体に回転し、その回転力を出力するモータの出力軸として構成されている。また、回転用シャフト２には、固定用フレーム４を固定するためのフレームピン孔１２が設けられている。
固定用フレーム４は、ロータコア３の上下端面に対になって備えられている。この一対の固定用フレーム４は、回転シャフト２に固定されロータコア３の上下端面に接合してロータコア３を挟持する一対の円盤状部５と、該区画溝に嵌合して電磁鋼板８を固定する複数の骨組部（リブ状の構造）６とから構成される。骨組部６は、一対の円盤状部５の間を連結するように、円盤状部５から鉛直方向に設けられている。なお、固定用フレーム４は、非磁性体材料で構成されており、ここでは、セラミックが用いられている。
【００１５】
以上のような構成により、本実施形態のモータ用回転子によれば、以下のように組立てられて、以下のような効果が得られる。
まず、複数の電磁鋼板８を、挿入孔１０，区画溝１１が縦に揃うように積層する。複数の電磁鋼板８は全て同じ形状を有し、挿入孔１０，区画溝１１が電磁鋼板８の中心に対してそれぞれの円周上に均等に設けられているため、積層が容易であり、積層ズレが生じない。
【００１６】
次に、挿入孔１０に永久磁石７を挿入し、ロータコア３を形成する。積層ズレが生じていないため、永久磁石７の挿入も容易に行うことができる。また、ロータコア３の外周端には区画溝１１が形成される。区画溝１１は、各々の永久磁石７を区画するように形成されているため、各々の永久磁石７の磁気短絡を防止することができる。
【００１７】
続いて、ロータコア３を回転シャフト２に通し、固定フレーム４によってロータコア３を挟持する。この時、ロータコア３の外周端に形成されている区画溝１１に、固定用フレーム４の骨組部６が嵌合し、骨組部６によってロータコア３が固定される。骨組部６は、固定フレーム４の一対の円盤状部５の間を連結するように、円盤状部５から鉛直方向へ設けられているため、確実にロータコア３を固定することができる。また、骨組部６によって、大きな遠心力が働くロータコア３の外周端を、回転シャフト２に垂直な全断面について固定することができ、効果的に電磁鋼板８を保持することができる。また、区画溝１１は、永久磁石７の磁気短絡を防止するためのものであるから、骨組部６を嵌合させる孔や溝を予め別に用意しておく必要がなく、コスト増を招かず、ロータコア３の性能低下も招かない。
【００１８】
また、ロータコア３は、骨組部６の圧入によって固定されるのではなく、区画溝１１と骨組部６との嵌合と固定フレーム４による挟持によって固定されるため、ロータコア３へ不要な応力や変形を与えることがなく、また、骨組部６はロータコア３の外周端でもロータコア３を固定することができる。
また、固定フレーム４は、非磁性体材料で構成されているため、ロータコアが形成する磁場を乱すことがなく、また、永久磁石７によって固定フレーム自身が磁化して、周辺の磁場環境に悪影響を与えるおそれがない。
【００１９】
そして最後に、フレームピン９を用いて固定用フレーム４の円盤状部５を回転シャフト２に固定する。フレームピン９による固定は圧入によって行われるが、圧入される対象が回転シャフト２であるため、ロータコア３へ不要な応力や変形を与えず、ロータコア３の寸法精度と機械的強度とを高めることができ、また、ロータコア３へ不要な応力や変形を与える心配なく確実に圧入させて回転シャフト２へ固定することができる。また、単に固定用フレーム４を回転シャフト２に圧入させて固定するのではなく、フレームピン９を回転シャフト２へ圧入させて固定しているため、固定用フレーム４と回転シャフト２とを堅固に固定することができる。
【００２０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されたものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態において、電磁鋼板８の外周端付近に永久磁石７を挿入するための複数の挿入孔１０と、複数の挿入孔１０に挿入される永久磁石７を互いに区画するような区画溝１１とが外周端に均一に配置されて形成されているが、例えば図３に示すように、各々の挿入孔１０´が、電磁鋼板８´の外周端よりやや内側で両側に一つずつの区画溝１１´を形成されるような配置にしてもよい。このような構成の場合、区画溝１１´が電磁鋼板８´の外周端よりやや内側に形成されて、区画溝１１´の全周が電磁鋼板８´に囲まれているため、区画溝１１´周辺の剛性をより高くすることができ、また、骨組部をこの区画溝１１´に嵌合させることで堅固に電磁鋼板８´を保持することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明のモータ用回転子によれば、電磁鋼板が固定用フレームによって外周端で保持されるため、遠心力による電磁鋼板のズレや破壊を防止することができ、最も堅固にロータコアを固定することができる。それに加えて、ロータコア内部での磁気短絡を防止することができる。
【００２２】
また、請求項２記載の本発明のモータ用回転子によれば、骨組部が一対の円盤状部間を連結するように備えられるため、確実にモータ用回転子を固定することができる。特に、大きな遠心力が働くモータ用回転子の外周端を、回転軸に垂直な全断面について固定することができるため、効果的に電磁鋼板を保持することができる。
【００２３】
また、請求項３記載の本発明のモータ用回転子によれば、固定用フレームが、回転シャフトへ固設されるため、固定用フレームがロータコアへ不要な応力や変形を与えず、ロータコアの寸法精度と機械的強度とを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのモータ用回転子の構成を示す分解構成図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのモータ用回転子の構成を示す組立構成図である。
【図３】本発明の一実施形態の変形例としてのモータ用回転子における電磁鋼板の構成を示す部分構成図である。
【図４】従来のモータ用回転子の構成例であり、その構成を示す全体構成図である。
【符号の説明】
１  ロータ（モータ用回転子）
２  回転シャフト（モータ出力軸）
３  ロータコア
４  固定用フレーム
５  円盤状部
６  骨組部（リブ状の構造）
７  永久磁石
８，８´  電磁鋼板（コアプレート）
９  フレームピン
１０，１０´  挿入孔
１１，１１´  区画溝
１２  フレームピン孔
１３  フレームピン孔
１４  貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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