(57)【要約】      （修正有）【課題】安価に製作することができ、しかも、簡単にかつ短時間で組立てることができる直流ブラシレスモータを提供する。【解決手段】ロータを中心軸１と、この中心軸１に軸方向に並べて外嵌される３個のロータモジュール２Ａ，２Ｂ，２Ｃからなるロータコア２とで構成する。各ロータモジュールには所定のピッチ角を置いて３個のピン孔８ａ，８ｂ，８ｃが穿設され、ロータモジュールごとに異なるピン孔を選択し、ピン９を挿通することにより、等価的にスキューをかけてロータモジュールを位置決めする。【選択図】  図１
2004248442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸と、この中心軸に軸方向に並べて外嵌される複数のロータモジュールとからなるロータを備える直流ブラシレスモータにおいて、
各ロータモジュールには、その軸心から所定の距離を置いた円周上に、周方向に所定のピッチ角を置いて複数のピン孔が軸心と平行に貫設され、
前記中心軸に外嵌される順に合せて、各ロータモジュールごとに周方向に異なる位置のピン孔が選択され、これら選択されたピン孔にピンが挿通されて各ロータモジュールがスキューして位置決めされることを特徴とする直流ブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ピッチ角は、当該直流ブラシレスモータの最適なスキュー角を当該直流ブラシレスモータに用いられるロータモジュール数から１少ない数で等分したものであり、
各ロータモジュールは、軸方向に等しい長さに形成されると共に、少なくとも当該直流ブラシレスモータに用いられるロータモジュール数に等しい数のピン孔が貫設され、
各ロータモジュールごとに周方向へ一つずつずらした位置にあるピン孔が選択されて、各ロータモジュールがスキューされることを特徴とする請求項１に記載の直流ブラシレスモータ。
【請求項３】
前記ロータモジュールを挟むように一対のコアサポートが前記中心軸に外嵌され、前記ピンの両端部が該コアサポートに支持されることを特徴とする請求項１または２に記載の直流ブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直流ブラシレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から直流ブラシレスモータにおいては、コギングトルクにより出力トルクにリップル（トルクリップル）が生じ騒音や振動を発生することを防止するため、ロータに支持させた永久磁石をロータの軸心周りに捩じって（スキューをかけて）設けることが試みられている。
【０００３】
例えば、中心軸の外周面に捩りをかけたキー溝を形成する一方、ロータモジュールの内周面に所定の回転位相で軸方向に対して傾斜したキー溝を形成し、中心軸のキー溝に各ロータモジュールのキー溝を位置合わせし、これらのキー溝にキーを嵌め込んで各ロータモジュールを固定することで、等価的なスキューをかける技術が提案されている（下記文献参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３３１７７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術によれば、キー溝は螺旋溝であるから簡単に形成することができず、又、ロータモジュールと中心軸との組立作業に熟練を要するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は安価に製作することができ、しかも、簡単にかつ短時間で組立てることができる直流ブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る直流ブラシレスモータは、中心軸と、この中心軸に軸方向に並べて外嵌される複数のロータモジュールとからなるロータを備える直流ブラシレスモータにおいて、各ロータモジュールには、その軸心から所定の距離を置いた円周上に、周方向に所定のピッチ角を置いて複数のピン孔が軸心と平行に貫設され、前記中心軸に外嵌される順に合せて、各ロータモジュールごとに周方向に異なる位置のピン孔が選択され、これら選択されたピン孔にピンが挿通されて各ロータモジュールがスキューして位置決めされることを特徴とするものである。
【０００８】
これによれば、各ロータモジュールごとに複数のピン孔から周方向に異なる位置のピン孔を選択してピンを挿通することで、各ロータモジュールがスキューして位置決めされるので、非常に簡単に、しかも短時間で組立てることができる。又、各ロータモジュールに、軸心と平行にピン孔を形成することは比較的簡単かつ安価に行うことができるので、上記の効果と相まって、直流ブラシレスモータを安価に製作できるという効果を得ることができる。
【０００９】
本発明において、前記ピッチ角は、当該直流ブラシレスモータの最適なスキュー角を当該直流ブラシレスモータに用いられるロータモジュール数から１少ない数で等分したものとすることができ、各ロータモジュールは、軸方向に等しい長さに形成されると共に、少なくとも当該直流ブラシレスモータに用いられるロータモジュール数に等しい数のピン孔が貫設され、各ロータモジュールごとに周方向へ一つずつずらした位置にあるピン孔が選択されて、各ロータモジュールがスキューされる構成とすることができる。尚、最適なスキュー角としては、トルクリップルや各ロータモジュールに用いられる永久磁石の磁気的な干渉などを考慮して得られる値を採用すれば良い。
【００１０】
これによれば、各ロータモジュールを同形状とすることができるので、中心軸に外嵌する順によって異なる形状のロータモジュールを用いる必要がなく、コストダウンが図れる上、外嵌する順を気にすることなく組立てることができるので、組立て時間の短縮を図ることができる。更に、各ロータモジュールごとに周方向へ一つずつずらした位置にあるピン孔を選択すればよいので、選択すべきピン孔が分からなくなるといったことがなく、極めて簡単、かつ円滑に組立て作業を行うことができる。
【００１１】
ところで、各ロータモジュールは、例えば止り嵌め、締り嵌めなどのタイトな嵌合により中心軸に嵌合することにより、中心軸に相対回転不能に支持させることができるが、本発明においては、ロータモジュールを挟むように一対のコアサポートを前記中心軸に相対回転不能に外嵌し、該コアサポートで前記ピンの両端部を支持する構成を採用することができる。この構成によれば、ロータモジュールの組立作業性を高めることができると共に、各ロータモジュールを確実に支持することができる。
【００１２】
もちろん、本発明において、各ロータモジュールに永久磁石を支持させる構造や永久磁石の形状は特に限定されない。即ち、各ロータモジュールに永久磁石を支持させる構造としては、ロータモジュールの外周面に永久磁石を支持させる構造、ロータモジュールの外周面に永久磁石の一部又は全部を凹入させて支持する構造、ロータモジュールの外周面に永久磁石が露出しないように支持させる構造などを採用すればよい。又、永久磁石の形状としては、ロータモジュールの軸心を中心とする円弧板形状、ロータモジュールの径に直交する平板形状、ロータモジュールの径に直交する外方に凸なかまぼこ形状、ロータモジュールの軸心を中心に放射状に配置される平板形状などを採用すればよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係る直流ブラシレスモータを図面に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施例に係る直流ブラシレスモータのロータは、中心軸１と、この中心軸１に軸方向に並べて外嵌される上下３個のロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃからなるロータコア２とを備えている。
【００１５】
図２はロータモジュール２Ａの斜視図であり、この図２に示すように、ロータモジュール２Ａはコア３とこれに支持された４個の永久磁石４とからなり、コア３は軸方向に積層された所定数のコアプレート５で構成されている。又、図示しないが、ロータモジュール２Ｂ、２Ｃとも図２に示すロータモジュール２Ａと同様に構成されており、そのためロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃは上下の順を入れ替えて中心軸１に組付けることも可能である。
【００１６】
図３はコアプレート５の平面図であり、図２及び図３に示すように、各コアプレート５には、前記中心軸１が挿通される軸孔６と、その周縁部に９０°置きに径方向と直交するスリット状に形成された４個の磁石挿通孔７と、ピン孔８ａ、８ｂ、８ｃとが形成されている。
【００１７】
図４は図３のＩ円囲繞部を拡大して示す平面図であり、この図４に示すように、各コアプレート５には、その軸心から一定の距離で、該コアプレート５の周方向に所定のピッチ角ｐ／２を置いてロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃと同数、即ち、３個のピン孔８ａ、８ｂ、８ｃが軸心と平行に穿設されている。ここで、角ｐはこの直流ブラシレスモータにおいて最適なスキュー角であり、ピッチ角ｐ／２はこのスキュー角ｐをロータモジュール数（３）から１少ない数、即ち２で等分したものとされている。又、この実施例では、３個一組のピン孔８ａ、８ｂ、８ｃが周方向に９０°の等間隔を置いた４箇所に設けられている。
【００１８】
そして図３に示すように、コアプレート５を所定数積層することにより、軸孔６、磁石挿通孔７、及びピン孔８ａ、８ｂ、８ｃが軸方向に連通して形成されることになる。コアプレート５を積層させて軸方向に連通された各磁石挿通孔７には、図２に示すように、それぞれ永久磁石４が挿入され、例えば接着によりコアプレート５に固定される。
【００１９】
尚、ピン孔８ａ、８ｂ、８ｃが設けられる箇所は４箇所に限らず、少なくとも１箇所以上とすればよいが、ロータ２の心振れを防止するために、２箇所以上の複数箇所に設けられることが好ましい。又、磁石挿通孔７の形状、大きさ及び配置は、ピン孔８ａ、８ｂ、８ｃの位置とは関係なく使用する永久磁石４の形状、大きさ及び配置に対応して適宜設計すればよい。
【００２０】
図１に示すように、各ロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃは順に周方向に一つずつピン孔をずらせて中心軸１に組み付けられ、これにより、上から下まで一直線に並んだロータモジュール２Ａのピン孔８ａ、ロータモジュール２Ｂの８ｂ、ロータモジュール２Ｃの８ｃに、ピン９が挿通されて（ここでは、ピン孔が４箇所に設けられているので、それぞれに１本ずつピン９が挿通されて）位置決めされる。
【００２１】
ところで、この実施例では、前記上下３個のロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃを挟んで一対のコアサポート１０が例えば止り嵌めなどのタイトな嵌合により前記中心軸１に相対回転不能に外嵌され、又、各コアサポート１０には、コアプレート５のピン孔８ａ、８ｂ、８ｃと同じ距離だけ当該コアサポート１０の軸心から離れた円周上に、周方向に９０°置きにピン孔１１が形成されている。
【００２２】
そして、例えばピン９を下側のコアサポート１０の下方から順に下側のコアサポート１０のピン孔１１、ロータモジュール２Ｃのピン孔８ｃ、ロータモジュール２Ｂのピン孔８ｂ、ロータモジュール２Ａのピン孔８ａ、上側のコアサポート１０のピン孔１１に挿通する。ここで、ピン９の下端には頭部９ａが設けられ、その上端にはネジ部９ｂが設けられており、頭部９ａを下側のコアサポート１０の下面に受止めさせると共に、上側のコアサポート１０の上側に突き出たネジ部９ｂにナット１２を螺合させて締め込んで上側のコアサポート１０の上面に当接させることにより、上下のコアサポート１０及びロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃが締付け固定される。
【００２３】
尚、各ロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃと中心軸１との嵌合は止り嵌めや締り嵌めなどのタイトな嵌合にしてもよいが、ここでは、各ロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃと中心軸１はこれらの間に微小な隙間がある隙間嵌めとしてあり、ピン９を差込みながら、ロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃを中心軸１の周りに回転させて、各ロータモジュールのピン孔を容易に選択して位置を合わせられるようにしている。又、コアサポート１０と中心軸１との嵌合は、止り嵌めにしてコアサポート１０が中心軸１に対して容易に軸方向及び軸周り方向に移動しないようにしているが、隙間嵌めとし、ビス止め、ピン止め、キー止め、ナット止めなどによりコアサポート１０を中心軸１に固定するようにしてもよい。
【００２４】
更に、ピン９の固定方法は上記のものに限定されず、例えば各コアサポート１０のピン孔１１にピン９の端面を受止める止め輪を内嵌したり、各コアサポート１０にピン９の端部をビス止めしたり、各コアサポート１０にピン９の端部をピン止めしたり、ピン９を止り嵌めないし締り嵌めによりピン９の端部をタイトに各コアサポート１０のピン孔１１に嵌合したりすることができる。
【００２５】
さて、この実施例によれば、ロータモジュール２Ｂがロータモジュール２Ａに対しピッチ角ｐ／２だけ周方向にずれて位置決めされ、ロータモジュール２Ａ２Ｃがロータモジュール２Ｂに対しピッチ角ｐ／２、ロータモジュール２Ａに対しピッチ角ｐだけ周方向にずれて位置決めされることになり、ロータ２をその軸方向に３等分して等価的にスキューさせることができる。従って、コギングトルクを低減させてトルクリップルを減少させることができるという効果、コギングトルクを低減させて騒音や振動を減少させることができるという効果、誘起電圧の高周波成分を減少させることができるという効果などを得ることができる。
【００２６】
又、この実施例によれば、同様に構成された３個のロータモジュール２Ａ、２Ｂ、２Ｃを用いることができるので、コアプレート５を１種類にして少品種多量生産によるコストダウンを図ることができる上、コアプレート５の積層順を合わせる必要がなくなり、短時間で、簡単にロータモジュールを組立てることができるという効果を得ることができる。更に、中心軸１の外周面に螺旋状にキー溝を形成したり螺旋状のキーを用いたりする必要がなり、中心軸１に外嵌する順を気にすることなく各ロータモジュールを組付けることができるので、中心軸１を安価に製造でき、又、各ロータモジュールと中心軸１との組立を容易に、かつ短時間で行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、ロータを等価的にスキューさせることができ、これにより、コギングトルクを低減させてトルクリップルを減少させることができるという効果、コギングトルクを低減させて騒音や振動を減少させることができるという効果、誘起電圧の高周波成分を減少させることができるという効果などを得ることができる。
【００２８】
又、本発明によれば、どのロータモジュールのコアプレートも同形状とすることができるので、コアプレートを少品種多量生産して安価にできるという効果を得ることができる上、コアプレートの積層順を合わせる必要がなくなり、短時間で、簡単にロータモジュールを組立てることができる。更に、同様に構成されたロータモジュールを用いることができるので、中心軸に外嵌する順を気にすることなく、各ロータモジュールと中心軸との組立を容易に、かつ短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分解斜視図である。
【図２】本発明の斜視図である。
【図３】本発明の斜視図である。
【図４】本発明の平面図である。
【符号の説明】
１  中心軸
２  ロータコア
２Ａ  ロータモジュール
２Ｂ  ロータモジュール
２Ｃ  ロータモジュール
４  永久磁石
８ａ  ピン孔
８ｂ  ピン孔
８ｃ  ピン孔
９  ピン
１０  コアサポート
ｐ  スキュー角
【図１】
2004248442.tif 000003
【図２】
2004248442.tif 000004
【図３】
2004248442.tif 000005
【図４】
2004248442.tif 000006