JP2002078258A - モータ回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁石小片の飛散問題を高度に防止あるいは軽
減したモータ回転子を提供することを課題とする。 【解決手段】 回転軸１に同軸的に設けられたヨーク２
の外周面は筒状の磁石３で覆われ、さらに磁石３の外面
は熱収縮チューブで形成された磁石保護カバー５で覆わ
れた回転界磁型のモータ回転子であり、パワーステアリ
ング用モータの回転子として好適である。ヨー２の両端
面に熱収縮チューブの端部を収容するリング状の溝を備
えた形態、ヨーク２のモータ固定子への挿入先側となる
端面が先細りするテーパ状側面を有する非磁性の端面覆
い部材で覆われた形態、などを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ回転子に関
し、特にパワーステアリング（以下、ＰＳ）用モータに
好適な回転界磁型のモータ回転子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、特公平５−２０９７９号公報に
開示された産業用あるいは一般家庭用の装置または機器
に組込まれたモータ回転子の要部の断面図であって、１
は回転軸、２はヨーク、３は磁石、ａｄは接着剤、４は
保護ケースである。ヨーク２は、円筒形であって回転軸
１の外周面に同軸的に装着されている。磁石３は、円弧
状を呈する磁石片の複数個を用いて円筒体状に集合した
構造を有し、それら円弧状磁石片は接着剤ａｄによりヨ
ーク２の外周面に接着されている。保護ケース４は、非
磁性材料で形成されたカップ状の上下部材４１、４２か
らなり、それらを回転軸１の上下から差し込んで磁石３
の外面を覆う状態で磁石３の外面に接着剤ａｄにより接
着されている。保護ケース４は、モータ回転子の回転中
などにおける磁石３の飛散を防止する目的で施与され
る。

【０００３】また特開平６−５４４７２号公報には、全
自動洗濯機などに用いられるモータ回転子へのフェライ
ト磁石の固定方法が開示されており、そこでは多数枚の
フェライト磁石片は個々に接着剤とビスを併用してロー
タの表面に固定されて全体として円筒体状に集合され、
さらにかく形成された集合体の外面は熱収縮チューブで
覆われてフェライト磁石の飛散が防止されている。

【０００４】ところで磁石の飛散防止の対策がなされた
前記従来例の回転子といえども、未だ回転子の回転中な
どにおける磁石小片の飛散の問題が残る。その理由は、
従来例の回転子においては、磁石が複数の磁石片の集合
体、特に回転子の軸方向に分断された磁石片の集合体で
あるので、回転子の製造過程やモータの稼働中などで回
転方向に隣接する磁石片同士の局部的な接触や、振動な
どの外力により磁石片の縁の一部が欠け、かくして生じ
た磁石小片が熱収縮チューブなどの保護カバーの周縁か
ら回転子の外に飛散することがある。かかる磁石小片が
モータの回転子と固定子との間に飛散した場合には、モ
ータロックが生じることがある。全自動洗濯機や多くの
産業用モータにおいては、モータロックはモータの停
止、延いては機器の稼働停止程度の事故で済むが、ＰＳ
用モータにおいてはそれはステアリングロックに繋がっ
て、悲惨な人身事故を惹起する危険性がある。したがっ
て前記した従来のモータ回転子がＰＳ用モータに使用さ
れる場合には、磁石小片の飛散問題を一層高度に防止あ
るいは軽減することが要求される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前記の実情に鑑み、磁石小片の飛散問題を一層高
度に防止あるいは軽減し、しかしてＰＳ用モータに好適
なモータ回転子を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるモータ回転
子は、（１）回転軸、この回転軸に同軸的に設けられた
ヨーク、このヨークの外周面を覆う筒状の磁石、および
この磁石の外面を覆う熱収縮チューブで形成された磁石
保護カバーを備えたものである。 （２）上記（１）において、ヨークは、このヨークの両
端面に熱収縮チューブの端部を収容するリング状の溝を
備えたものである。 （３）上記（２）において、ヨークのモータ固定子への
挿入先側となる端面は、先細りするテーパ状側面を有す
る非磁性の端面覆い部材で覆われたものである。 （４）上記（１）において、磁石は、ヨークの外周面に
接着されたものである。 （５）上記（１）または（４）において、磁石は、鉄を
主成分とする金属材で構成されており、且つ表面に防錆
処理が施されることなく用いられているものである。 （６）上記（５）において、金属材は、ネオジウム−鉄
−硼素系のものである。 （７）上記（１）において、回転軸とヨークは、互いに
一体成形されたものである。 （８）上記（１）において、パワーステアリング用モー
タに用いられるものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図２は、本
発明のモータ回転子における実施の形態１を説明するた
めのものであって、図１は実施の形態１のモータ回転子
を組み込んだＰＳ用モータの断面図であり、図２は上記
モータ回転子の要部の拡大断面図である。図１〜図２に
おいて、１は回転軸、２はヨーク、３は磁石、５は磁石
保護カバー、６はベアリング、７は固定子、８はブラケ
ット、９はフレームである。

【０００８】ヨーク２は、回転軸１の上に同軸的に且つ
回転軸１と一体的に成形されており、その外周面２１は
円筒形の磁石３により覆われている。また磁石３とヨー
ク２とは、エポキシ樹脂あるいはその他の接着剤により
接着されている。磁石保護カバー５は、熱収縮チューブ
５１で形成されており、磁石３の全外面を覆っている。
ヨーク２の両端面２２、２３には、それぞれ回転軸１と
同心的にリング状溝２２１、２３１が堀設されており、
熱収縮チューブ５１の各端部５１１、５１２がそれぞれ
リング状溝２２１、２３１に落込んで収容されている。

【０００９】ヨーク２としては、従来例のように円筒形
のヨーク部材を適当な接着剤にて回転軸１に接着したも
のであってもよい。しかし、実施の形態１のように回転
軸１と一体形成されたものであると、モータ回転子の組
立作業が簡素化する利点に加えて、モータの回転中にお
けるあり得べき余分な接着の飛散、その飛散に基づくス
テアリングロックの問題が生じない利点もある。

【００１０】磁石３としては、化学成分的にはアルニコ
系磁石、フェライト系磁石、鉄−クロム−コバルト系磁
石、ネオジウム−鉄−硼素系磁石、などの鉄を主成分と
する金属材からなる磁石類、サマリウム−コバルト系磁
石、マンガン−アルミニウム−カーボン系磁石などの非
鉄系磁石類、さらには上記あるいはその他の各種磁性金
属材と有機高分子とからなるボンド磁石類、などを例示
することができる。就中、比較的安価にして且つ高性能
のネオジウム−鉄−硼素系磁石が特に好ましい。鉄を主
成分とする金属材からなる磁石類は、錆びる問題がある
ので通常はその表面に防錆処理が施される。しかし本発
明においては、磁石３は、常に磁石保護カバー５で密着
保護されており、ために磁石保護カバー５が防錆作用を
示すので、磁石３は従来の防錆処理が施されることなく
用いることが可能であって、防錆処理に要するコストを
削減することができる。磁石３は、予め例えば半径方向
に着磁されて用いられる。

【００１１】実施の形態１では、磁石として一個の円筒
形の磁石３が用いられているが、本発明においては一般
的には磁石は一個のリング状または筒状の磁石の複数個
を縦続させたものであってもよい。いずれにせよ、磁石
は例えば半径方向に着磁されて用いられる。

【００１２】磁石保護カバー５を形成する熱収縮チュー
ブ５１としては、ナイロン、フッ素系樹脂などの熱可塑
性樹脂類、各種の熱可塑性エラストマー類、架橋ゴムと
熱可塑性樹脂との混合組成物、電子線架橋ポリエチレン
などの三次元構造の架橋高分子類、などからなるもので
あってよい。

【００１３】実施の形態１のモータ回転子は、円筒形の
磁石３に回転軸１を挿通してヨーク２の外周面２１が磁
石３により覆われる位置で両者を接着し、ついで磁石３
の全体を包むように熱収縮性チューブ５１を被せ、最後
にその熱収縮性チューブ５１を加熱して熱収縮させるこ
とにより組立てることができる。その際に使用する熱収
縮性チューブの寸法に関しては、熱収縮した後において
磁石３の全外面に密着してそれを覆い、且つその両端部
５１１、５１２がそれぞれ図２に示す通り、ヨーク２の
両端面２２、２３に堀設されたリング状溝２２１、２３
１内に落込んで収容されるように、予めチューブ径とチ
ューブ長さが決定されたものが用いられる。

【００１４】リング状溝２２１、２３１が設けられない
場合には、熱収縮性チューブ５１の両端部５１１、５１
２が収縮してヨーク２の両端面２２、２３で盛り上が
り、ためにモータ回転子の小型化を阻害する問題があ
る。これに対してリング状溝２２１、２３１を設けてお
くと、両端部５１１、５１２のリング状溝２２１、２３
１内への落込みにより上記した盛り上がりが防止され、
しかしてモータ回転子の小型化を達成することができ
る。

【００１５】本発明は、上記実施の形態１にみられるよ
うに、ヨーク２の外周面に設けられる磁石３として筒状
の磁石を用い、これをヨーク２の外周面を覆うので、従
来例におけるモータ回転子の軸方向に分割されている磁
石片の複数個を個々に取付ける場合に生じがちな磁石エ
ッジ部の部分的破損などに起因する破片の発生の確率が
格段に少なくなる。加えて筒状の磁石は、ヨーク２の外
周面を覆う状態で設置された後にその全外面が熱収縮性
チューブ５１からなる磁石保護カバー５により密着状態
で包み込まれるので、極く僅かな確率で磁石破片が万一
発生しても、それらの破片は磁石保護カバー５内に保留
され、この結果、磁石小片がモータの回転子と固定子と
の間に飛散する問題は実質的に解決され、しかして実施
の形態１などの本発明のモータ回転子は、ＰＳ用モータ
に高度の安全性を持って好適に使用することができる。

【００１６】実施の形態２．図３〜図５は、本発明のモ
ータ回転子における実施の形態２を説明するためのもの
である。図３は実施の形態２のモータ回転子を組み込ん
だＰＳ用モータの断面図であり、図４は上記モータ回転
子の要部の拡大断面図であり、図５は上記ＰＳ用モータ
の製造過程を説明する断面図である。図３〜図５におい
て、２４は端面覆い部材である。実施の形態２は、実施
の形態１とはヨーク２の端面２２が端面覆い部材２４で
覆われた点において異なる。

【００１７】端面覆い部材２４は、非磁性の金属からな
る板状を呈し、その側面２４１は先細りのテーパ状とな
っている。ＰＳ用モータは、図５に示すように、図４に
示すモータ回転子を矢印Ａで示す方向に固定子７に挿入
して組立られるが、その際に端面覆い部材２４は、ヨー
ク２の固定子７に挿入する際の挿入先側となる端面２２
の上に設けられる。一般的に、固定子７の内壁とモータ
回転子の外壁（実施の形態２の場合は磁石保護カバー５
の外面）との間の隙間は微小であるが、端面覆い部材２
４の側面２４１が先細りのテーパ状となっていることに
よりモータ回転子の固定子７への挿入が容易となり、Ｐ
Ｓ用モータの生産能率が向上する。また端面覆い部材２
４は、端面２２上の熱収縮性チューブ５１や磁石３のエ
ッジ部を挿入時に生じがちな局部的破損から保護する作
用もある。なお端面覆い部材２４としては、２ｍｍ程度
の厚みのものが適当である。

【００１８】

【発明の効果】本発明の前記（１）の発明におけるモー
タ回転子は、以上説明した通り、回転軸、この回転軸に
同軸的に設けられたヨーク、このヨークの外周面を覆う
筒状の磁石、およびこの磁石の外面を覆う熱収縮チュー
ブで形成された磁石保護カバーを備えたものであるの
で、従来例におけるモータ回転子の軸方向に分割されて
いる磁石片の複数個を個々に取付ける場合に生じがちな
磁石エッジ部の部分的破損などに起因する破片発生の確
率が格段に少なくなる。加えて筒状の磁石は、ヨークの
外周面を覆うように設置された後にその全外面が熱収縮
性チューブからなる磁石保護カバーにより密着状態で包
み込まれるので、極く僅かな確率で磁石破片が万一発生
しても、それらの破片は磁石保護カバー内に保留され、
この結果、磁石小片がモータの回転子と固定子との間に
飛散する問題は実質的に解決され、しかして本発明のモ
ータ回転子は、ＰＳ用モータに高度の安全性を持って好
適に使用することができる。

【００１９】また（２）ヨークは、このヨークの両端面
に熱収縮チューブの端部を収容するリング状の溝を備え
たものである。リング状溝が設けられない場合には、熱
収縮性チューブの両端部が収縮してヨークの両端面上で
盛り上がり、ためにモータ回転子の小型化を阻害する問
題があるところ、リング状溝を設けておくと熱収縮性チ
ューブの両端部のリング状溝内への落込みにより上記し
た盛り上がりが防止され、しかしてモータ回転子の小型
化を達成することができる。さらに熱収縮性チューブの
両端部がリング状溝内への落込み収容されているので、
磁石保護カバーによる磁石破片の保留作用が向上する。

【００２０】また（３）ヨークのモータ固定子への挿入
先側となる端面は、先細りするテーパ状側面を有する非
磁性の端面覆い部材で覆われていると、モータの組立時
におけるモータ回転子の狭隘なモータ固定子内への挿入
が容易となり、モータの生産能率が向上する。また端面
覆い部材は、上記端面上の熱収縮性チューブや磁石のエ
ッジ部を挿入時に生じがちな局部的破損から保護する効
果もある。

【００２１】また（４）磁石は、ヨークの外周面に接着
されていると、ビスなどで装着される場合よりも磁石小
片が発生する可能性が小さくなる。

【００２２】また（５）磁石は、鉄を主成分とする金属
材で構成されたもの、例えば（６）ネオジウム−鉄−硼
素系磁石であり、且つ表面に防錆処理が施されることな
く用いられると、本発明においては磁石は常に磁石保護
カバーで密着保護されているので、比較的安価で且つ高
性能ではあるが錆発生の問題のある上記の磁石、就中ネ
オジウム−鉄−硼素系磁石を防錆処理を施すことなく用
いることが可能であって、防錆処理に要するコストを削
減することができる。

【００２３】また（７）回転軸とヨークは、互いに一体
成形されたものであると、モータ回転子の組立作業が簡
素化する効果がある。

【００２４】またさらに（８）本発明のモータ回転子が
ＰＳ用モータに用いられるものであると、前記した通
り、本発明のモータ回転子から磁石小片がモータ回転子
と固定子との間に飛散する問題が事実上解決されている
ので、得られたＰＳ用モータは、耐モータロック性や耐
ステアリングロック性において従来にみられぬ高性能を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１のモータ回転子を組み込んだＰ
Ｓ用モータの断面図である。

【図２】 実施の形態１のモータ回転子の要部の拡大断
面図である。

【図３】 実施の形態２のモータ回転子を組み込んだＰ
Ｓ用モータの断面図

【図４】 実施の形態２のモータ回転子の要部の拡大断
面図である。

【図５】 実施の形態２のモータ回転子を用いたＰＳ用
モータの製造過程を説明する断面図である。

【図６】 従来例のモータ回転子の要部の拡大断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 回転軸、２ ヨーク、２２ ヨークの端面、２３
ヨークの端面、２２１ リング状溝、２３１ リング状
溝、２４ 端面覆い部材、３ 磁石、５ 磁石保護カバ
ー、５１ 熱収縮チューブ、６ ベアリング、７ 固定
子、８ ブラケット、９ フレーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲柳▼生 泰秀 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 山本 京平 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 杉山 武史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA08 AB07 AB08 AC04 AC09 AE08 5H622 AA03 CA01 CA05 DD02 PP03 PP10 PP16 PP18 PP19 QA08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸、この回転軸に同軸的に設けられ
   たヨーク、このヨークの外周面を覆う筒状の磁石、およ
   びこの磁石の外面を覆う熱収縮チューブで形成された磁
   石保護カバーを備えたことを特徴とするモータ回転子。
2. 【請求項２】 ヨークは、このヨークの両端面に熱収縮
   チューブの端部を収容するリング状の溝を備えたことを
   特徴とする請求項１記載のモータ回転子。
3. 【請求項３】 ヨークのモータ固定子への挿入先側とな
   る端面は、先細りするテーパ状側面を有する非磁性の端
   面覆い部材で覆われたことを特徴とする請求項２記載の
   モータ回転子。
4. 【請求項４】 磁石は、ヨークの外周面に接着されたこ
   とを特徴とする請求項１記載のモータ回転子。
5. 【請求項５】 磁石は、鉄を主成分とする金属材で構成
   されており、且つ表面に防錆処理が施されることなく用
   いられていることを特徴とする請求項１または請求項４
   記載のモータ回転子。
6. 【請求項６】 金属材は、ネオジウム−鉄−硼素系のも
   のであることを特徴とする請求項５記載のモータ回転
   子。
7. 【請求項７】 回転軸とヨークは、互いに一体成形され
   たことを特徴とする請求項１記載のモータ回転子。
8. 【請求項８】 パワーステアリング用モータに用いられ
   るものであることを特徴とする請求項１記載のモータ回
   転子。