(57)【要約】【課題】  加工工程が少なく、不良品の発生しないモータ用ロータを提供することを課題とする。【解決手段】  円筒状の本体と、その円筒状の本体の内側に円環状のヨークを設け、ヨーク内に配設した複数の円弧状の磁石とを一体的に樹脂成形したモータ用ロータのヨークにスリットを備えた弾性部材として、射出成形時にヨークにより磁石を下型の突出部に押し付ける。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の本体と、該円筒状の本体の内側に円環状のヨークと、該ヨーク内に配設した複数の円弧状の磁石とを一体的に樹脂成形したモータ用ロータであって、
前記ヨークがスリットを備えた弾性部材であることを特徴とするモータ用ロータ。
【請求項２】
円筒状の本体と、該円筒状の本体の内側に円環状のヨークと、該ヨーク内に複数の円弧状の磁石とを一体的に樹脂成形したモータ用ロータの製造方法であって、
前記ヨークがスリットを備えた弾性部材からなり、合成樹脂材料の射出圧力により前記ヨークを径小側に変形させて一体的に樹脂成形することを特徴とするモータ用ロータの製造方法。
【請求項３】
前記円筒状の本体を樹脂成形する固定型若しくは可動型のいずれかには前記円筒状の本体の外周にランナーが彫り込まれるとともに、前記ランナーと前記円筒状の本体とをゲートで連通し、前記ランナーと連結されるスプールが前記ヨークのスリットの位置とは反対側に設けたことを特徴とする請求項２に記載のモータ用ロータの製造方法。
【請求項４】
インペラを備えたロータと、該ロータと回転磁界が与えられるステータとにより前記インペラを駆動して液体を送給する磁気結合ポンプであって、
前記ロータが請求項１に記載のモータ用ロータであることを特徴とする磁気結合ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、モータ用ロータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来は、特許文献１に示される。モータ１の構造は、図９（特許文献１の図１に相当）に示すようにケース１０は、出力端側が開放された有底の円筒形状であり、樹脂材料からなる。ケース１０には、ヨーク１１と一対の磁石１２，１２と一方のモータ軸受１３とが、同心上で一体に樹脂成形（インサート成形）されている。ヨーク１１は、鋼管等の磁性材料からなる円筒状である。一対の磁石１２，１２はヨーク１１の内周に装着されている。一方のモータ軸受１３は、円筒状である。【０００３】  次に成形用金型は、図１０（特許文献１の図２に相当）に示すように下型２１は下側にフランジ２２を有した全体が概ね円柱状であり、前記ケース１０の外面形状を設定する。下型２１と上型３１との組み合わせにより形成されたキャビティ３５は、溶融樹脂が充填されてケース１０を形成する。上型３１にはキャビティ３５内に溶融樹脂を注入する注入孔３２が設けられる。【０００４】
【特許文献１】実開平７−２７２６１公報（第５頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来は、溶融樹脂は上型３１の上部に設けられた注入孔３２から注入されキャビティ３５内に充填されるが、部品には公差が必要である。ヨーク１１と下型２１との間には磁石１２を挿入するためにわずかな隙間をあけるため、磁石１２の内面側と下型２１の外周面との間に充填された樹脂が侵入し、不良品を発生する恐れがある。この結果、ロータとしての動バランスが損なわれ、モータが安定して回転できないという問題がある。そこで、本発明は、加工工程が少なく、不良品の発生しないモータ用ロータおよびモータ用ロータの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  請求項１に記載の発明は、円筒状の本体と、該円筒状の本体の内側に円環状のヨークと、該ヨーク内に配設した複数の円弧状の磁石とを一体的に樹脂成形したモータ用ロータであって、前記ヨークがスリットを備えた弾性部材であることを特徴とする。【０００７】  この発明の構成によれば、円環状のヨークにより円弧状の磁石の位置を固定できるので、ステータとロータとの隙間が安定して設定され、モータが安定して回転する。【０００８】  請求項２に記載の発明は、円筒状の本体と、該円筒状の本体の内側に円環状のヨークと、該ヨーク内に複数の円弧状の磁石とを一体的に樹脂成形したモータ用ロータの製造方法であって、前記ヨークがスリットを備えた弾性部材からなり、合成樹脂材料の射出圧力により前記ヨークを径小側に変形させて一体的に樹脂成形することを特徴とする。【０００９】  この発明の構成によれば、合成樹脂の射出圧力によりヨークを径小側へ変形して磁石を下型の突出部へ押圧するので、磁石の内面側と下型の外周面との間に充填された樹脂が侵入するのを防止するので、余分な樹脂が磁石の内面に付着しない。この結果、モータが安定して回転する。【００１０】  請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータ用ロータの製造方法であって、前記円筒状の本体を樹脂成形する固定型若しくは可動型のいずれかには前記円筒状の本体の外周にランナーが彫り込まれるとともに、前記ランナーと前記円筒状の本体とをゲートで連通し、前記ランナーと連結されるスプールが前記ヨークのスリットの位置とは反対側に設けたことを特徴とする。【００１１】  この発明の構成によれば、スプールがヨークのスリットの位置に対し反対側にあるため、射出圧力により、ヨークが径小側へ変形し、磁石を下型の突出部へ押さえ込む。この結果、モータが安定して回転する。【００１２】  請求項４に記載の発明は、インペラを備えたロータと、該ロータと回転磁界が与えられるステータとにより前記インペラを駆動して液体を送給する磁気結合ポンプであって、前記ロータが請求項１に記載のモータ用ロータであることを特徴とする。【００１３】  この発明の構成によれば、円環状のヨークにより円弧状の磁石の位置を正確に固定できるのでステータとロータとの隙間を安定して設定できる。この結果、モータが安定して回転する。
【発明の効果】
【００１４】  請求項１〜３に記載の発明の構成によれば、合成樹脂材料の射出圧力がヨークに作用することにより、ヨークが径小側に変形して、磁石を下型に押さえ込んで密着させ、磁石と下型の突出部間に樹脂ばりが発生しないようにしたため、加工工数を低減でき、不良品の発生を防止できる。
請求項４に記載の発明の構成によれば、磁石に公差ばらつきがあっても、ヨークの作用により径小側に締め付けられる。この結果、マグネットの公差ばらつきが吸収されるため、ロータの中心からの距離が一定となる。したがって、ロータの動バランスが格段に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００１５】  本発明の実施例１について、図を用いて詳細に説明する。図８は磁気結合ポンプの縦断面図である。磁気結合ポンプ１は、車両に搭載される内燃機関（以下、エンジンという）の冷却水Ｗを送給してエンジンの冷却を補助するものである。ハウジング２内にインペラ３と、ロータ４と、ステータ５等を基本構成として備える。ロータ４とステータ５とによりアウターロータ型のモータを構成する。ハウジング２はボデー６と、ボデー６の上部を覆うカバー７とを含む。ボデー６とカバー７はフランジ６ａ，７ａで溶着して組みつけられる。カバー７の中央部には上方向に開口する吸入口９が形成され、カバー７の外周には横方向へ開口する吐出口１０が形成される。【００１６】  ボデー６には、隔壁１１が形成され、ボデー６の隔壁１１とカバー７とにより囲まれる空間は、ポンプ室１２を形成する。ボデー６の隔壁１１より下方はモータ室１３を形成する。隔壁１１は、その断面形状がほぼＭ字状である。ボデー６の周壁部１４の下方より内方へ延びる底壁部１５が形成され、その底壁部１５より上方へ延びる垂直壁１６が形成され、垂直壁１６の上部には水平壁１７が形成される。水平壁１７の内方より下方に向けて軸受部１８が形成される。ポンプ室１２にはカップ状のロータ４が隔壁１１を覆うように配設される。ロータ４は有底の円筒状の本体１９とインペラ本体２０とを含む。本体１９の内周側には円筒状のヨーク２１が配置され、その内側には複数の円弧状の磁石２２が等間隔に配置される。【００１７】  インペラ本体２０には複数の羽根２３が設けられる。インペラ本体２０の中央には円筒状で細長い軸受２４がインサート成形によりインペラ本体２０と一体に樹脂成形される。インペラ本体２０の軸受２４には、先端部に複数の溝を刻設した軸２５が軸受部１８に圧入され、固定される。ロータ３はねじ２６により固定されて下方に付勢され、抜け出さないようになっている。また、インペラ本体２０には孔２０ｂが複数個設けられ、ロータ４の本体１９の内側から外側に向けて圧送水が流れコイル３２を冷却する。【００１８】  モータ室１３には隔壁１１の軸受部１８を中心にステータ５が設けられる。ステータ５の中央には軸２８が回路基板２９を貫通して設けられ、軸２８の上端部３０は軸受部１８の端面に当接している。軸２８の下方はステータ５の下面より突出している。ステータ５は複数の電磁板３１が重ねられ、その周囲に複数のコイル３２が巻装される。また、集積回路や抵抗などを含む回路基板２９が隔壁１１の突起部３３に当接して保持される。回路基板２９の右端にはターミナル受け部３４が固定される。ボデー６の右端上部にはターミナル３５がボデー６にインサート成形され、端子部３６を形成している。ターミナル３５はターミナル軸受部３４に挿入される。モータ室１３にステータ５を組み付け後、合成樹脂を流し込んで密封される。ボデー６の左端部には孔３７があけられ、ブッシュ３８が挿入され、エンジンの一部にボルトを用いて固定される。【００１９】  端子部３６に電源（＋１２Ｖ）が供給されると、回路基板２９に配設した電子回路により駆動電流がステータ５に与えられることにより、回転磁界が発生し、この磁界によりロータ４が所定の方向��回転することによりインペラ本体２０が回転する。この結果、冷却水Ｗが吸入口９に吸い込まれて冷却水は加圧され、吐出口１０から冷却水Ｗが吐出する。この結果、円環状のヨーク２１により、円弧状の磁石２２の位置が正確に保持できる。【００２０】  つぎに、ロータの構造について、図を用いて詳細に説明する。図１はロータの上面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った縦断面図、図３はロータの下面図、図４はヨークの斜視図である。ロータ４の本体１９の内側には磁性体からなり、弾性を有する円筒状のヨーク２１が配設される。ヨーク２１には図３および図４に示すようにスリット４０が設けられる。詳細には図４に示すように円周の一部にスリット４０が軸線方向に設けられ切り離される。磁石２２はヨーク２１の内周面に複数個（本実施例では６個）で等間隔に設けられる。磁石２２間は所定の隙間４１が設けられる。磁石２２の縁部は外側に向かって凸状のＶ字形状になっている。また、ヨーク２１には磁石２２に対向する位置に複数の小さい孔４２がヨーク２１の軸方向に２箇所、円周方向に６箇所設けられる。【００２１】  つぎにロータの成形方法について説明する。図５はロータを射出成形するための金型図、図６は図５のＢ−Ｂ線に沿った平面図、図７は射出成形時の状態を示す図である。上型（固定型）４５にはインペラ本体２０の外形２０ａおよび本体１９の上部１９ａの外形を示す形状が彫り込まれ、中央に突出部４６が設けられる。この突出部４６には軸受２４がインサートされる。下型（可動型）４７にロータ４の本体１９の下部１９ｂに相当する外形が彫り込まれる。中央にはカップ状の凹部を形成する突出部５０が形成される。突出部５０の外周にはヨーク２１が挿入され、ヨーク２１と突出部５０との間には複数の円弧状の磁石２２が突出部５０の下端部に設けた複数個（６個）の突出部５０ａにより，その位置が等間隔に配設される。ヨーク２１にはスリット４０が設けられており、下型４７の下端部に設けた突出部５０ｂによりスリット４０の位置が決められる。上型４５と下型４７とを合わせ面５１で密着させることによりキャビティ５２が形成される。【００２２】  型合わせ面５１の下型４７側に磁石２２に対向する位置に６個のゲート５３が半径方向外側に向かって彫り込まれる。ランナー５４は下型４７のゲート５３の外側に円環状に彫り込まれる。ヨーク２１の内径は磁石２２を全部挿入しても若干の隙間ができる内径に形成される。したがって、図６に示すように磁石２２の内径側にわずかな隙間ができ、挿入しやすくされる。さらに、ヨーク２１のスリット４０の位置と反対側のランナー５４の外側にスプール５５が設けられる。【００２３】  スプール５５から高圧力の合成樹脂が注入されると、ランナー５４を経由して合成樹脂がキャビティ５２が流れ込みスプール５５に近いゲート５３から順番に合成樹脂が流れ込む。その結果、ヨーク２１の外周面に射出圧力が作用し、図７（ａ）に示すように射出成形前はヨーク２１が径大になっており、磁石２２がゆるく挿入されるが、射出成形後は、図７（ｂ）に示すように射出成形によりヨーク２１が径小側に変形し磁石２２を突出部５０側へ締め付ける。この結果、磁石２２の内側面が下型４７の突出部５０の外周面に密着され、合成樹脂が侵入することがない。【００２４】  また、複数の小さい孔４２がヨーク２１にあいているので合成樹脂が磁石２２の外周を包み込み押圧する。さらに、磁石２２間の隙間４１にはキャビティ５２の上下方向から合成樹脂が充填される。【００２５】  本実施例によれば、合成樹脂材料の射出圧力がヨークに作用することにより、ヨークが径小側に変形して、磁石を下型に押さえ込んで密着させ、磁石と下型の突出部間に樹脂ばりが発生しないようにしたため、加工工数を低減でき、不良品の発生を防止できる。また、磁石２２の外周面は合成樹脂で覆われるとともに磁石２２の縁部が外方向にＶ字状になっていることから、合成樹脂により磁石２２がしっかりと所定位置に固定されるともに、磁石の割れが防止される。【００２６】  また、磁石に公差ばらつきがあっても、ヨークの作用により径小側に締め付けられる。この結果、マグネットの公差ばらつきが吸収されるため、中心からの距離が一定となる。このロータをモータまたは磁気結合ポンプに適用することにより、ロータの動バランスが格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１のロータの上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図３】ロータの下面図である。
【図４】ヨークの斜視図である。
【図５】ロータを射出成形するための金型図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７】ロータの射出成形時の状態を示す図で、図７（ａ）は射出成形前の状態を示す図、図７（ｂ）は射出成形後の状態を示す図である。
【図８】磁気結合ポンプの縦断面図である
【図９】従来の樹脂製モータケースの縦断面図である。
【図１０】従来の樹脂製モータケースを成形する成形用金型の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】１：磁気結合ポンプ
３：インペラ
４：ロータ
５：ステータ
１９：本体
２０：インペラ本体
２１：ヨーク
２２：磁石
４０：スリット
４５：上型（固定型）
４７：下型（可動型）
５３：ゲート
【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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【図９】
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【図１０】
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