説明

モータ回転子及びその製造方法、並びにインナーロータ型ブラシレスモータ及びその製造方法

【課題】磁気特性、汎用性、組立性を向上させたモータ回転子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】回転子軸1を中心に同芯状に配置された環状の回転子マグネットとその外周側を覆う非磁性金属であるカバー体4とが、当該カバー体4外周を露出させ回転子マグネットの両端側と軸回りの内径部を覆い隠すようにモールド樹脂5で一体成形されてなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータ回転子及びその製造方法、並びにインナーロータ型ブラシレスモータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、永久磁石型の回転子を有するインナーロータ型のDCブラシレスモータにおいては、回転子に固定された永久磁石の飛散を防止するための飛散防止カバーが設けられている。
【0003】
この飛散防止カバーは、筒状に形成されており、回転子マグネットを挿入した後に縮径具を用いて縮径させて永久磁石に密着させて組付けるモータ回転子構造(特許文献1参照)、飛散防止カバーを内側管と外側管との二重管構造にして内側管に形状記憶材料を用い、回転子マグネットを挿入した後に形状回復させることで組み付けるモータ回転子構造(特許文献2参照)等が提案されている。或いは、回転子鉄心の外周に軸方向にそれより長い板状永久磁石を樹脂にて成形して組み付けられたモータ回転子構造(特許文献3参照)も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−343817号公報
【特許文献2】特開2008−29153号公報
【特許文献3】特開2004−147395号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1及び2の筒状の飛散防止カバーは、マグネット外周側への飛散を防止することができるが、軸方向両側への飛散を防ぐことができない。また、軸方向両側にカバーがないため、ポンプ等で使用する場合には、回転子マグネットにネオジムマグネット等を用いた場合に防錆の観点から使用することができない。
また、特許文献1のように飛散防止カバーを塑性変形させて回転子マグネットに密着させる際に、工数がかかるうえにマグネットが割れやすいという課題もある。
更には、特許文献3のように永久磁石を樹脂成形により一体に組み付ける場合、マグネット外周側に樹脂の厚みが加わるため、固定子歯との磁気ギャップが大きくなるため磁気損失が増大する。
また更には、環状の回転子マグネットの内径側を樹脂モールドする際に、成形圧でマグネットが割れるおそれもあった。
【0006】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、磁気特性、汎用性、組立性を向上させたモータ回転子及びその製造方法、該モータ回転子及びその製造方法を用いてモータ性能や汎用性を高めたインナーロータ型ブラシレスモータ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
モータ回転子においては、回転子軸を中心に同芯状に配置された環状の回転子マグネットとその外周側を覆う非磁性金属であるカバー体とが、当該カバー体外周を露出させ前記回転子マグネットの両端側と軸回りの内径部を覆い隠すようにモールド樹脂で一体成形されてなることを特徴とする。
上記構成によれば、マグネット外周が非磁性金属であるカバー体により覆われているので、固定子歯との磁気ギャップを小さくして磁気損失を低減することができ、しかもマグネットの軸方向両端側はモールド樹脂により覆われているので、マグネットが飛散するのを防止することができる。
また、環状の回転子マグネットの外周面はカバー体により覆われ、内径側及び軸方向両端はモールド樹脂により覆われているので、モータ回転子を液体中でも使用することができ、汎用性が向上する。
【0008】
また、前記カバー体の周縁部には、前記モールド樹脂との食い付きを増大させ、かつ回転子マグネットの着磁位置の基準となる凹部が形成されているのが好ましい。これにより、回転子マグネットと回転子軸をインサート成形後に回転子マグネットを着磁することができ、組立性を向上させることができる。
【0009】
インナーロータ型ブラシレスモータにおいては、環状の固定子に囲まれた空間内に前述した回転子が配置されることを特徴とする。これにより、磁気特性やシールド性が改善されたモータ回転子を用いることでモータ特性や汎用性が向上する。
【0010】
モータ回転子の製造方法においては、非磁性金属材料を筒状に形成され、一端開口に内径方向にフランジ部が形成されたカバー体に、環状に形成された回転子マグネットを圧入して当該マグネット外周を前記カバー体で覆う工程と、前記カバー体で覆われた回転子マグネットと、回転子軸を成形型の同芯状に配置し、前記カバー体外周を露出させ前記回転子マグネットの両端側と軸回りの内径部をモールド樹脂で覆い隠すようにインサート成形する工程とを含むことを特徴とする。
これにより、カバー体に、環状に形成された回転子マグネットを圧入して当該マグネット外周をカバー体で覆った状態でインサート成形されるので、内径側からの成形圧により環状のマグネットが破損することがなくなる。
【0011】
前記インサート形成後、回転子マグネットを前記カバー体の周縁部に形成された凹部を基準として着磁する工程とを備えているのが好ましい。
予め回転子マグネットがインサート成形前に着磁されていると、成形型に回転子マグネットが磁気吸引されて取り扱い難くなるが、このような事態は起こらないため組立性が向上する。
【0012】
インナーロータ型ブラシレスモータの製造方法においては、環状の固定子に囲まれた空間内に前述した製法を用いて製造されたモータ回転子が配置されることを特徴とする。これにより、モータ特性及び汎用性を高めたインナーロータ型モータを効率よく生産することができる。
【発明の効果】
【0013】
上述したモータ回転子及びその製造方法を用いれば、磁気特性、汎用性、組立性を向上させることができる。
また、上記モータ回転子及びその製造方法を用いたインナーロータ型ブラシレスモータ及びその製造方法を用いれば、モータ性能や汎用性を高めたインナーロータ型ブラシレスモータ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】インナーロータ型ブラシレスモータの概略構成を示す説明図である。
【図2】モータ回転子の断面説明図である。
【図3】回転子マグネット及びカバー体の説明図である。
【図4】モータ回転子の製造工程を示す説明図である。
【図5】図4に続くモータ回転子の製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係るモータ回転子及びこれを用いたインナーロータ型ブラシレスモータの実施形態についてその製造方法と共に添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、一例として環状のステータコアに囲まれた空間内にロータが配置される車載用のファンモータ(インナーロータ型DCブラシレスモータ)を用いて説明する。
【0016】
図1乃至図3を参照して、インナーロータ型DCブラシレスモータの概略構成について説明する。図1において、図示しないブラケットには、回転子軸1が軸受部(ボールベアリング、スリーブ軸受など)を介してモータ回転子2が回転可能に軸支される。
【0017】
図2に示すように、モータ回転子2は、回転子軸1を中心に同芯状に配置された環状の回転子マグネット3とその外周側を覆う非磁性金属(例えばSUS)であるカバー体4とが、当該カバー体4外周を露出させ回転子マグネット3の軸方向両側と軸回りの内径部を覆い隠すようにモールド樹脂5で一体成形されてなる。モールド樹脂5は、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)などの耐熱性、耐薬品性を備えたポリマー樹脂が用いられる。
【0018】
図3(a)において、回転子マグネット3は、例えばフェライトマグネットのほかに、ネオジムマグネット、サマリュウムコバルトマグネット等の希土類磁石が用いられる。
回転子マグネット3は、軸方向両側の内周縁部に面取りされた面取り部3aが各々形成されている。面取り部3aは、マグネットの割れを防ぎ強度を向上するために設けられている。面取り部3aのほかに、回転子マグネット3がカバー体4に挿入された際に軸方向で露出する露出端部には、凹溝3bが等間隔で複数箇所(4箇所)に径方向に刻設されている。この凹溝3bは、モールド樹脂5との食い付きを向上するために設けられている。
【0019】
図3(b)において、金属筒状に形成されたカバー体4のマグネット嵌め込み端部には、フランジ部4bが内径方向に突設されている。
フランジ部4bは、カバー体4に回転子マグネット3が圧入された際のマグネット受け部であり、後述する成形型にセットする際の型ガイドとなる。フランジ部4bの内周縁部には、モールド樹脂5との食い付きを高めるための凹部4cが対向する位置に形成されている。
【0020】
上記構成によれば、回転子マグネット3外周が非磁性金属であるカバー体4により覆われているので、固定子歯6との磁気ギャップを小さくして磁気損失を低減することができ、しかも回転子マグネット3の軸方向両端側はモールド樹脂5により覆われているので、マグネット3が飛散するのを防止することができる。
また、環状の回転子マグネット3の外周面はカバー体4により覆われ、内径側及び軸方向両端はモールド樹脂5により覆われているので、モータ回転子2を液体中に配して送液用(ポンプ用)として用いることができ、汎用性が向上する。
【0021】
また、図1において、カバー体4の外周縁部には、1か所又は複数箇所に凹部4aが形成されている。この凹部4aは、モールド樹脂5との食い付きを増大させ、かつ回転子マグネット3の着磁位置の基準となる。これにより、回転子マグネット3と回転子軸1をインサート成形後に回転子マグネット3を着磁することができ、回転子の組立性を向上させることができる。
【0022】
回転子マグネット3のカバー体4を隔てた外周側には、環状に形成された固定子7の固定子歯6が対向配置されている。各固定子歯6には図示しないモータコイルが巻かれている。
これにより、磁気特性やシール性が改善されたモータ回転子2を用いることでモータ特性や汎用性が向上する。
【0023】
次にモータ回転子2の製造工程について図4及び図5を参照して説明する。
図4において、非磁性金属材料(例えばSUS)を筒状に形成され、一端開口に内径方向にフランジ部4bが形成されたカバー体4に、環状に形成された回転子マグネット3を圧入して当該マグネット外周をカバー体4で覆う。
【0024】
次に図5(a)に示すように、カバー体4で覆われた回転子マグネット3と、回転子軸1を成形型8のキャビティ凹部8aに同芯状に配置してクランプする。このとき、カバー体4をキャビティ凹部8aに設けられた段付き部8bにガイドされてセットされる。そして、型閉じしてモールド樹脂5(例えばPPS)を射出成形によりキャビティ凹部8a内に充填する。インサート成形後のモータ回転子2を図5(b)に示す。モータ回転子2は、カバー体4外周を露出させ回転子マグネット3の両端側と軸回りの内径部をモールド樹脂5で覆い隠すようにインサート成形されている。
これにより、カバー体4に、環状に形成された回転子マグネット3を圧入して当該マグネット3外周をカバー体4で覆った状態でインサート成形されるので、内径側からの成形圧により環状の回転子マグネット3が破損することがなくなる。
【0025】
インサート形成後、回転子マグネット3をカバー体4の周縁部に形成された凹部4aを基準として図示しない着磁装置を用いて着磁する。
これにより、予め回転子マグネット3がインサート成形前に着磁されていると、成形型8に回転子マグネット3が磁気吸引されて取り扱い難くなるが、このような事態は起こらないため組立性が向上する。
【0026】
また、インナーロータ型ブラシレスモータは、図示しないモータコイルが巻き付けられた環状の固定子7に囲まれた空間内に前述した製法を用いて製造されたモータ回転子2が配置され、ブラケットにより回転子軸1が回転可能に軸支されることでインナーロータ型モータが組立てられる。これにより、モータ特性及び汎用性を高めたインナーロータ型モータを効率よく生産することができる。
【0027】
上述のように製造されたインナーロータ型ブラシレスモータは、ファンモータやポンプ用モータ等など幅広い分野で利用することが可能である。
尚、回転子マグネット3として希土類磁石を用いる場合には、ポンプ用モータとしては防錆上の観点からカバー体4に段付き部等を設けてラビリンス構造にすることが望ましい。
【符号の説明】
【0028】
1 回転子軸 2 モータ回転子 3 回転子マグネット 3a 面取り部 3b 凹溝 4 カバー体 4a,4c 凹部 4b フランジ部 5 モールド樹脂 6 固定子歯 7 固定子 8 成形型 8a キャビティ凹部 8b 段付き部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転子軸を中心に同芯状に配置された環状の回転子マグネットとその外周側を覆う非磁性のカバー体とが、当該カバー体外周を露出させ前記回転子マグネットの両端側と軸回りの内径部を覆い隠すようにモールド樹脂で一体成形されてなることを特徴とするモータ回転子。
【請求項2】
前記カバー体の外周縁部には、前記モールド樹脂との食い付きを増大させ、かつ回転子マグネットの着磁位置の基準となる凹部が形成されている請求項1記載のモータ回転子。
【請求項3】
環状の固定子に囲まれた空間内に請求項1又は請求項2記載のモータ回転子が配置されるインナーロータ型ブラシレスモータ。
【請求項4】
非磁性金属材料を筒状に形成され、一端開口に内径方向にフランジ部が形成されたカバー体に、環状に形成された回転子マグネットを圧入して当該マグネット外周を前記カバー体で覆う工程と、
前記カバー体で覆われた回転子マグネットと、回転子軸を成形型の同芯状に配置し、前記カバー体外周を露出させ前記回転子マグネットの両端側と軸回りの内径部をモールド樹脂で覆い隠すようにインサート成形する工程とを含むことを特徴とするモータ回転子の製造方法。
【請求項5】
前記インサート形成後、回転子マグネットを前記カバー体の外周縁部に形成された凹部を基準として着磁する工程とを備えた請求項4記載のモータ回転子の製造方法。
【請求項6】
環状の固定子に囲まれた空間内に請求項4又は請求項5記載の製法を用いて製造されたモータ回転子が配置されるインナーロータ型ブラシレスモータの製造方法。

【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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【公開番号】特開2013−66350(P2013−66350A)
【公開日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−204913(P2011−204913)
【出願日】平成23年9月20日(2011.9.20)
【出願人】(000106944)シナノケンシ株式会社 (316)
【出願人】(000144810)株式会社山田製作所 (183)
【Fターム(参考)】