(57)【要約】【課題】回転子の軸方向の長さが長くなる高出力のモータでにおいて、シャフトの保持力が低下したり、シャフトが傷ついたりするという問題の発生が無く、高精度で組み立てることができるモータを提供することを目的とする。【解決手段】回転子ヨークの両端に回転子ヨーク取り付け部とシャフト取り付け部を軸方向に離間して設けた２個のブッシュを軸状の治具を使用して前記２個のブッシュのシャフト取り付け部の同軸度を規制しながら組み付けた後に前記２個のブッシュにシャフトを組み付けることにより、回転子の軸方向の長さが長くなっても高精度で組み立てることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を軸受けによって支持された回転子と回転子の周囲に円環状に配置され、固定子巻線が巻回された固定子を持ったモータにおいて、シャフトと、薄板を積層して形成した回転子ヨークと、回転子ヨーク取り付け部とシャフト取り付け部を軸方向に離間して設けた２個のブッシュを備え、前記２個のブッシュを軸状の治具を使用して２個のブッシュのシャフト取り付け部の同軸度を規制しながら前記回転子ヨークの両端に組み付けた後に、前記２個のブッシュにシャフトを組み付けてなる回転子を備えたブラシレスモータ。
【請求項２】
軸受けをボールベアリングで構成し、回転子ヨークの両端に組み付ける２個のブッシュを前記ボールベアリングの予圧部材として使用した請求項１記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁鋼板を積層した構造の回転子を持ったブラシレスモータに関するもので、回転子の軸方向の長さが長くなっても高精度で組み立てることのできるモータの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高効率で高速回転時の磁石の飛散を防止出来るという特徴を持った埋め込み磁石型の回転子を使用したモータは高出力が必要なモータに使用されることが多いが、磁石を保持し、磁路を形成するための回転子ヨークは打ち抜き加工をした電磁鋼板を積層して製作される。このようなロータヨークにシャフトを取り付ける際には打ち抜き加工した電磁鋼板の中心にシャフトを取り付ける孔を開けておいて、積層した回転子ヨークに直接シャフトを圧入または接着によって取り付ける工法が一般に用いられている。しかしながら電磁鋼板の積層時のずれによってシャフト取付孔の最小実体寸法が変化するため、シャフト取付孔とシャフトの間のすきま寸法や圧入代がばらつきシャフトの保持力が低下したり、シャフトが傷ついたりするという問題があった。
【０００３】
従来このような問題に対処するために電磁鋼板を積層した時のシャフト取付孔の最小実体寸法のばらつきを低減するための構造が考案されており、たとえば特許文献１には個々の電磁鋼板に非円形の孔を開けておき、電磁鋼板を回転積層した際にシャフト取付孔が多角形状に形成されるようにすることによって、個々の電磁鋼板の軸ずれが積層後のシャフト取付孔の内径に与える影響を小さくするとともに、シャフトとシャフト取付孔との接触面積を少なくして、シャフト圧入時の抵抗を少なくすることによってシャフトの傷付きを抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では、電磁鋼板が一定の方向に傾いて積層されてしまった時には、特定の方向のみに過大が抵抗が発生するため、効果が十分ではなかった。高出力のモータでは回転子の軸方向の長さが長くなるため、電磁鋼板が一定の方向に傾いて積層されることが発生しやすく、シャフト取付孔の最小実体寸法のばらつきが大きくなり、前記孔とシャフトの間のすきま寸法や圧入代がばらつくためシャフトの保持力が低下したり、シャフトが傷ついたりするという問題が発生しやすかった。また、前記理由で回転子の中心軸とシャフトの中心軸の同軸度が悪化する結果回転子の回転バランスが悪化し、モータの振動、騒音の原因になるという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、回転子の軸方向の長さが長くなってもシャフトの保持力が低下したり、シャフトが傷ついたりするという問題の発生無しに高精度で組み立てることのできるモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、回転子ヨークの両端に回転子ヨーク取り付け部とシャフト取り付け部を軸方向に離間して設けた２個のブッシュを軸状の治具を使用して前記２個のブッシュのシャフト取り付け部の同軸度を規制しながら組み付けた後に前記２個
のブッシュにシャフトを組み付けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、回転子の軸方向の長さが長くなってもシャフトの保持力が低下したり、シャフトが傷ついたりするという問題の発生無しに高精度で組み立てることのできるモータを実現できるという効果を有する。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、回転子ヨークの両端に組み付ける２個のブッシュをボールベアリングの予圧部材として使用したため、少ない部品で高精度のブラシレスモータを実現できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１によるブラシレスモータの回転子を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１によるブラシレスモータを示す断面図
【図３】従来例による回転子ヨークを示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態１によるブラシレスモータの回転子ヨークを示す図
【図５】本発明の実施の形態１によるブッシュの構造を示す説明図
【図６】本発明の実施の形態１による回転子の組立方法の第１段階を示す説明図
【図７】本発明の実施の形態１による回転子の組立方法の第２段階を示す説明図
【図８】本発明の実施の形態２によるブラシレスモータを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるブラシレスモータの回転子を示した断面図で、図１において回転子ヨーク１０１は積層された電磁鋼板でできており、両端を回転子端板１０２および１０３で閉塞された内部に複数の板状磁石１０４を内蔵して、回転子ヨーク１０１の外周に沿って複数の磁極を作り出している。
【００１３】
回転子端板１０２および１０３を介して回転子ヨーク１０１の両端にはブッシュ１０５および１０６が取り付けられて回転子１００を構成しており、ブッシュ１０５および１０６の内径にシャフト２００が固定されている。シャフト２００の一端２００ａは球面加工されておりピボット軸受けを構成できるように加工されている。
【００１４】
図２は前記回転子をモータに組み込んだ状態を示した断面図で、図２において固定子３００は、積層された電磁鋼板でできており、モータの相数に応じた巻線スロットを持ったステータコア３０１に絶縁のためのインシュレータ３０２を介して固定子巻線３０３を巻回して構成されており、モータケース４００の内側に固着されている。モータケース４００の一端にはシャフト２００を通す穴が開いた段部が設けられており、段部の内径ですべり軸受け５０１を保持している。またモータケース４００はもう一方のすべり軸受け５０２を保持したブラケット５００と嵌合し、３箇所の爪部３０１によってブラケット６００をカシメ固定している。
【００１５】
ブラケット６００の内側には導電板７０１と導電板７０１をインサートモールドした絶縁樹脂７０２よりなる配線モジュール７００が保持されており、固定子巻線３０３の相互接続をするとともに導電板７０１の一部は固定子巻線１０３に通電する外部の制御装置（図示せず）と接続するためのコネクタの端子７０１ａを形成している。回転子１００は両端をすべり軸受け５０１および５０２で回転自在に支持されており、球面加工された一端２００ａはスラスト板８００に当接してスラスト荷重を支持するピボット軸受けを構成し
ている。ブッシュ１０５とすべり軸受け５０１の間にはスラストワッシャ９０１が挿入されており、回転子１００のスラスト方向の移動量を規制している。
【００１６】
図２に示すモータはセンサレスブラシレスモータと呼ばれるモータの断面を示しており、外部の制御装置（図示せず）と接続するためのコネクタの端子７０１ａを経由して固定子巻線３０３に通電して固定子３００の内側に回転磁界を作り出し、前記回転磁界と回転子ヨーク１０１の外周に沿って形成された磁極の相互作用で回転子１００に回転トルクを発生する。
【００１７】
以下本発明の実施の形態１による回転子の組立方法と回転子の軸方向の長さが長くなってもシャフトの保持力が低下したり、シャフトが傷ついたりするという問題の発生無しに高精度で組み立てることのできる仕組みについて従来技術と比較しながら説明する。
【００１８】
図３は従来例の特許文献１に記載された回転子の組立方法を示す図で、個々の電磁鋼板に角型の孔を開けておき、電磁鋼板を回転積層した際にシャフト取付孔が多角形状に形成されるようにすることによって、個々の電磁鋼板の軸ずれが積層後のシャフト取付孔の内径に与える影響を小さくするとともに、シャフトとシャフト取付孔との接触面積を少なくして、シャフト圧入時の抵抗を少なくすることによってシャフトの傷付きを抑制する方法を示している。図４は本発明の実施の形態１による回転子ヨークを示した図で、積層された電磁鋼板でできた回転子ヨーク１０１は板状磁石を挿入する複数の角孔１０１ａとシャフトを取り付ける丸孔１０１ｂを持っている。しかしながら回転子ヨークが図４ほどの長さになると回転子ヨークの丸孔１０１ｂの真直度は期待できず図３に示された従来の組立方法および構造ではシャフトの傷付を防止することも、シャフトの保持力を管理することもきわめて困難になる。
【００１９】
図５は本発明の実施の形態１によるブッシュの構造を示す説明図で、本ブッシュは回転子ヨーク取り付け部１０５ａとシャフト取り付け部１０５ｃが軸方向に離間して設けられており、回転子ヨーク取り付け部１０５ａの内側１０５ｂはシャフト取り付け部１０５ｃより直径が大きく設定されており、回転子ヨーク取り付け時に回転子ヨーク取り付け部の内側１０５ｂが変形してもシャフトの取り付け部１０５ｃには影響が出ないように構成されている。
【００２０】
図６および図７は本発明の実施の形態１による回転子の組立方法を示した説明図で、図６は回転子ヨーク１０１に回転子端板１０２とブッシュ１０５を取り付ける工程を示したものである。
【００２１】
図６において治具１００１は基準部１００１ａでブッシュ１０５のシャフト取り付け部１０５ｃを案内している。治具１００１は嵌合部１００１ｂで治具１００２の内径と嵌合して回転子ヨーク１０１の内径および外径を粗く案内しており、この状態でブッシュ１０５を上部から押圧することによって、ほぼ回転子ヨーク１０１の中心軸に沿って同軸度良くブッシュ１０５を取り付けることができる。この際に回転子ヨーク取り付け部１０５ａとシャフト取り付け部１０５ｃが軸方向に離間して設けられており、回転子ヨーク取り付け部１０５ａの内側１０５ｂはシャフト取り付け部１０５ｃより直径が大きく設定されているため、回転子ヨーク取り付け時に回転子ヨーク取り付け部の内側１０５ｂが変形しても組み付けの同軸度が損なわれることが無い。
【００２２】
図７は上記の状態から板状磁石１０４を回転子ヨーク１０１に装着した後に回転子端板１０３で板状磁石１０４を閉塞固定しながらもう一方のブッシュ１０６を組み付ける工程を示したもので、図７において治具１００３は基準部１００３ａでブッシュ１０５のシャフト取り付け部１０５ｃおよびブッシュ１０６のシャフト取り付け部１０６ｃを同軸度よ
く案内している。治具１００３は嵌合部１００３ｂで治具１００４の内径と嵌合して回転子ヨーク１０１の外径を粗く案内しており、この状態でブッシュ１０６を上部から押圧することによって、ほぼ回転子ヨーク１０１の中心軸に沿ってブッシュ１０５およびブッシュ１０６の同軸度がよい状態で回転子ヨーク１０１の両端にブッシュ１０５および１０６を取り付けることができる。
【００２３】
ブッシュ１０５およびブッシュ１０６は同軸度がよい状態で組み付けられており、回転子ヨーク取り付け部とシャフト取り付け部を軸方向に離間して配置した構造によりシャフト取付部１０５ｃおよび１０６ｃの内径精度は組み付けによって損なわれることが無いため、ブッシュ１０５およびブッシュ１０６にシャフト２００を組み付ければシャフトの傷付を防止しながら、保持力のばらつきを小さく管理した状態で、回転子ヨークの中心軸に対して同軸度よくシャフトを組み付けることが可能になり、回転子の軸方向の長さが長くなってもシャフトの保持力が低下したり、シャフトが傷ついたりするという問題の発生無しに高精度のブラシレスモータを実現できる。
【００２４】
（実施の形態２）
図８は本発明の実施の形態２によるブラシレスモータを示した断面図で、図８は図２においてすべり軸受け５０１および５０２を玉軸受け５０３および５０４に変更した時に有用な構造を示したもので、図２と同じ働きをする部品には同じ番号を付与して説明を省略する。
【００２５】
図８においてモータケース４００の一端にはシャフト２００を通す穴が開いた段部が設けられており、段部の内径で玉軸受け５０３を保持している。またモータケース４００は玉軸受けに予圧を付与するためのバネワッシャ９０２を挟み込んだ状態でもう一方の玉軸受け５０４をスラスト方向に移動可能に保持したブラケット５００と嵌合し、３箇所の爪部３０１によってブラケット６００をカシメ固定している。
【００２６】
回転子１００の両端のブッシュ１０５および１０６はそれぞれ玉軸受け５０３および５０４と当接し、バネワッシャ９０２を圧縮する状態で組み込まれるため、玉軸受け１０５および１０６に特別な部品の追加無しに予圧を付与することができる。図６および図７に示した組み立ての方法によれば２つのブッシュの距離は正確に設定することが可能であり、同軸度よく組み付けることができるため、回転子の回転バランスがよいモータを製作することが可能になり、振動、騒音の小さいモータを製作することが可能になり、少ない部品で高精度のブラシレスモータを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係るブラシレスモータは、回転子の軸方向の長さが長くなってもシャフトの保持力が低下したり、シャフトが傷ついたりするという問題の発生無しに高精度で組み立てることができるため、高出力が必要なモータとして有用である。
【符号の説明】
【００２８】
１  １００  回転子
２  １０２、１０３  回転子端板
３  １０４  板状磁石
４  １０５、１０６  ブッシュ
５  ２００  シャフト
６  ２００ａ  球面加工されたシャフトの端部
７  ３００  固定子
８  ３０１  固定子ヨーク
９  ３０２  インシュレータ
１０  ３０３  固定子巻線
１１  ４００  モータケース
１２  ５０１、５０２  すべり軸受け
１３  ５０３、５０４  玉軸受け
１４  ６００  ブラケット
１５  ７００  配線モジュール
１６  ７０１  導電板
１７  ７０１ａ  コネクタの端子を形成する導電板
１８  ７０２  絶縁樹脂
１９  ８００  スラスト板
２０  ９０１  スラストワッシャ
２１  ９０２  バネワッシャ
【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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