JP2007116869A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットのひび割れがなく、マグネットのマグネットホルダへの圧入およびマグネットホルダのヨークへの圧入作業が容易となる回転電機を得る。
【解決手段】この発明に係るモータは、中空円筒形のヨーク４と、ヨーク４の内周面に沿って圧入されてヨーク４内に収納された固定子３とを備えたモータであって、固定子３は周方向に所定の間隔をおいて設けられ、複数個のほぼ矩形であるマグネット７と、マグネット７を保持したマグネットホルダ５とを備え、内周面と面接触するマグネット７の外周面には、溝１２が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、中空円筒形のヨークと、このヨークの内周面に沿って圧入されてヨーク内に収納された固定子とを備えた回転電機に関する。

従来のモータとして、中空円筒形のヨークの内周面に沿って固定子が圧入されたものが知られている。この固定子のマグネットホルダには、ヨークの内径とほぼ同一の外径をもったリングが上下に一つずつ設けられ、その上下のリング間は、リングの周方向に所定の間隔をおいた連結部で連結されている。また、この上下のリングと連結部によって囲まれた領域には、ほぼ矩形のマグネットが圧入されている。
そして、マグネットの外周面とヨークの内周面とが全面において面接触して、固定子がヨーク内に収納されている。（例えば、特許文献１参照）

特開２００３−２７４５７８号公報

しかしながら、上記構成のモータでは、マグネットの外周面とヨークの内周面とは全面において面接触しているので、固定子をヨークに圧入する際に、マグネットとヨークとの間で大きな摩擦力が生じる。したがって、圧入が進むにつれて、圧入力は大きくなる。また、マグネットとマグネットホルダのリングとの間には、その摩擦力に抗するための力が作用している。
摩擦力に抗して、マグネットをヨークの内側に圧入し続けると、マグネットおよびヨークには摩擦による熱が発生する。この熱が高くなると、マグネットとヨークの間には焼き付きが発生する可能性がある。
この焼き付きが発生すると、マグネットとヨークとの間には、一部が固定されてしまい、摩擦力は急激に大きくなる。その結果、マグネットとリングとの間には、この急激に大きくなった摩擦力と同じ力が加わるため、マグネットは破損する恐れがある。さらに、焼き付きによってマグネットとヨークとの間の固定された一部にも、大きな力がかかり、マグネットは破損する恐れもある。
その結果、製造工程中にマグネットのひび、割れが生じ、モータの製品の歩留まりが悪くなるという問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、ヨークの内周面とマグネットの外周面との間に生じる摩擦の原因の一つである焼き付きの発生を低減することにより、ヨークの内周面とマグネットの外周面との間に生じる摩擦力を抑制し、マグネットにかかる力を低減させる。その結果、マグネットのひび、割れの発生を抑制できるモータを提供するものである。

この発明に係る回転電機は、中空円筒形のヨークと、このヨークの内周面に沿って圧入されて前記ヨーク内に収納された固定子とを備えた回転電機であって、前記固定子は、周方向に所定の間隔をおいて設けられ、複数個のほぼ矩形であるマグネットと、このマグネットを保持したマグネットホルダとを備え、前記内周面と面接触する前記マグネットの外周面には、溝が形成されているものである。

この発明に係る回転電機よれば、ヨークに固定子を圧入する際に、ヨークの内周面とマグネットの外周面との間に生じる摩擦の原因の一つである焼き付きの発生を低減することにより、ヨークの内周面とマグネットの外周面との間に生じる摩擦力を抑制し、マグネットにかかる力を低減させる。その結果、マグネットのひび、割れの発生を抑制することができる。

以下、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
図１は、モータの半断面図、図２は、図１のヨーク４の全体斜視図、図３は、図１の固定子３の分解斜視図である。

実施の形態１．
回転電機であるモータは、回転自在な回転軸１と、この回転軸１に固定された回転子２と、この回転子２の外側に設けられた固定子３と、内周面に固定子３が固定された有底円筒形状のヨーク４とを備えている。
固定子３は、有底円筒形状であるヨーク４の内側に圧入されて収納され、マグネットホルダ５、マグネットカバー６およびマグネット７を備えている。

このマグネットホルダ５は、下部に第一のリング８を有し、この第一のリング８に対向して、上部に第二のリング９を有している。また、第一のリング８と第二のリング９との間は、上下のリング８、９の周方向に所定の間隔をおいて、連結部１０によって連結されている。

連結部１０の左右の面には、突起群１１が形成されている。マグネットホルダ５は樹脂で作られており、ある程度の弾性を有している。その結果、マグネットカバー６が取り付けられているマグネットホルダ５にマグネット７を圧入する際に、マグネットホルダ５の撓み変形により、マグネットホルダ５とマグネット７との間に発生する摩擦力を圧入の妨げにならない程度になるように低減している。
マグネットカバー６は、コの字形に形成されており、マグネットホルダ５の第一のリング８、第二のリング９および連結部１０によって区画された領域に圧入されている。また、このマグネットカバー６の内部には、マグネット７が圧入されている。
このマグネット７は、ほぼ矩形形状をしており、マグネット７の外周面には、マグネットホルダ５の周方向に沿って一端から他端まで連続した溝１２が１本形成されている。
なお、溝１２の深さはマグネット７の強度に悪影響を与えない程度の微小な深さである。

以下、上記構成のモータの固定子３の組み立て手順とヨーク４に固定子３を圧入する手順とを説明する。
まず、複数個のマグネットカバー６をマグネットホルダ５に取り付ける。
次に、マグネット７の溝１２を外側に向けて、マグネット７をマグネットカバー６に圧入する。この時、連結部１０の左右に形成された突起群１１は、撓み変形により、マグネットホルダ５とマグネット７との間に発生する摩擦力を圧入の妨げにならない程度になるように低減している。その結果、マグネット７をマグネットホルダ５に圧入するのが容易となる。

次に、マグネット７およびマグネットカバー６がマグネットホルダ５に収納された固定子３をヨーク４の内側に圧入する。
この時、マグネット７の外周面とヨーク４の内周面とは全面において面接触しているので、ヨーク４の内周面とマグネット７の外周面との間には、大きな摩擦力生じる。
この摩擦力に抗して、固定子３をヨーク４の内部に圧入し続けると、摩擦により熱が発生する。このままこの摩擦が続けば、ヨーク４とマグネット７には摩擦熱が増大し、ヨーク４の内周面とマグネット７の外周面との間で焼き付きが発生し、さらに摩擦力が増大する。その結果、マグネット７のひび、割れが発生する恐れがある。
しかしながら、マグネット７の外周面には、溝１２が形成されているので、この溝１２がヨーク４の内周面を通過するときには、マグネット７とヨーク４との接触が生じないために摩擦が発生しない。この溝１２によるマグネット７とヨーク４との一時的な非接触によって、ヨーク４とマグネット７の間には焼き付きが抑制され、その結果、マグネット７のひび、割れの発生も抑制される。

以上、説明したように、この実施の形態に係るモータによれば、ヨーク４へ固定子３を圧入する際に、ヨーク４の内周面とマグネット７の外周面との間に生じる摩擦の原因の一つである焼き付きの発生を低減することにより、ヨーク４の内周面とマグネット７の外周面との間に生じる摩擦力を抑制し、マグネット７のひび、割れの発生を抑制することができる。

また、焼き付きの発生を抑制するとともに、ヨーク４の内周面とマグネット７の外周面との接触面積が小さくなるので、ヨーク４とマグネット７との間に発生する摩擦力が抑制される。その結果、ヨーク４に固定子３を圧入するための力である圧入力も抑制することができるので、作業性が良くなる。

さらに、ひび、割れが発生した場合でも、溝１２の部位まではひび、割れが生じるが、それ以上の進行を抑制することができ、マグネット７の大きな破損を抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、溝１２をマグネット７の外周面に形成したが、勿論このものに限定されるものではなく、ヨーク４の内周面に溝を形成して、ヨーク４とマグネット７との非接触部分を設けてもよい。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２のマグネット７の斜視図である。
マグネット７の外周面には、マグネットホルダ５の周方向に沿って一端から他端まで連続した溝１２が複数形成されている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態に係るモータによれば、ヨーク４の内周面とマグネット７の外周面との接触面積がさらに小さくなり、ヨーク４とマグネット７との間の摩擦力がさらに抑制される。その結果、焼き付きの発生がさらに抑制される。このことにより、マグネット７のひび、割れの発生はさらに抑制される。また、摩擦が抑制されることより、圧入力がさらに抑制され、作業性もさらに向上する。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３のマグネット７の斜視図である。
マグネット７の上端部および下端部には、マグネットホルダ５の周方向に沿って一端から他端まで溝１２が形成されている。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態に係るモータによれば、マグネット７の上端部および下端部では焼き付きの発生が抑制されるので、マグネット７の上端部および下端部でのひび、割れの発生を抑制することができる。

また、上端部および下端部に溝１２が設けられているので、ヨーク４と固定子３との隙間が少しできることから、マグネット７の先端をヨーク４へ圧入する作業性が向上する。

実施の形態４．
図６は実施の形態４のマグネット７がマグネットホルダ５に圧入された状態の断面図である。
第一のリング８のマグネット７に対向した面には、突起１３が設けられおり、第一のリング８とマグネット７はその突起１３でのみ接触している。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態に係るモータによれば、マグネット７のマグネットホルダ５への圧入する際に、第一のリング８とマグネット７とは、突起１３のみで接触しており、さらに、リング８および突起１３は弾性を有している樹脂でできているので、撓み変形がおき、マグネット７とマグネットホルダ５との間に発生する摩擦力を圧入の妨げにならない程度になるように低減しているので、マグネット７のマグネットホルダ５への圧入は容易となる。

なお、実施の形態４では、マグネットホルダ５の突起１３は、第一のリング８に設けられていることを例として説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、第二のリング９に設けられていてもよい。

実施の形態５．
図７は実施の形態５のマグネット７の斜視図である。
マグネット７には、断続的な溝である小溝部１４が形成されており、その隣接する小溝部１４間の領域が軸線方向に揃えられている。
また、このマグネット７を圧入するマグネットホルダ５には、実施の形態４で説明した突起１３が第一のリング８に設けられている。マグネットホルダ５にマグネット７を圧入した状態で、マグネットホルダ５を軸線方向から視たときに、隣接する小溝部１４間の領域に突起１３が位置するように小溝部１４間と突起１３の位置および幅が決められている。
その他の構成は、実施の形態４と同様である。

この実施の形態に係るモータによれば、マグネット７の小溝部１４間は、溝が形成されていないため、溝が連続して形成されている場合に比べてマグネット７の強度が強くなる。さらに、小溝部１４に比べて強度が強い小溝部１４間の部位に対応したマグネットの下端面に第一のリング８に設けられた突起１３を当てているので、マグネット７のひび、割れの発生を抑制することができる。

なお、上記実施の形態１ないし５では、回転電機としてモータを例として説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、この発明は、発電機であっても適用できる。

モータの全体構成図である。 図１のヨークの全体斜視図である。 図１の固定子の分解斜視図である。 実施の形態２のマグネットの斜視図である。 実施の形態３のマグネットの斜視図である。 実施の形態４の固定子の断面図である。 実施の形態５のマグネットの斜視図である。

符号の説明

１ 回転軸、２ 回転子、３ 固定子、４ ヨーク、５ マグネットホルダ、６ マグネットカバー、７ マグネット、８ 第一のリング、９ 第二のリング、１０ 連結部、１１ 突起群、１２ 溝、１３ 突起、１４ 小溝部。

Claims (8)

1. 中空円筒形のヨークと、このヨークの内周面に沿って圧入されて前記ヨーク内に収納された固定子とを備えた回転電機であって、
   前記固定子は、
   周方向に所定の間隔をおいて設けられ、複数個のほぼ矩形であるマグネットと、
   このマグネットを保持したマグネットホルダと、
   を備え、
   前記内周面と面接触する前記マグネットの外周面には、溝が形成されている
   ことを特徴とする回転電機。
2. 前記マグネットホルダは、
   第一のリングと、
   この第一のリングと対向して設けられた第二のリングと、
   前記第一のリングと前記第二のリングとを連結し、周方向に所定の間隔をおいて設けられた複数個の連結部とを有し、
   前記第一のリング、第二のリングおよび連結部により区画された領域に前記マグネットが圧入されるものであって、
   前記第一リング部および前記第二リング部の少なくとも一方には、マグネットに接する面に突起が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記溝は、前記マグネットホルダの周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
4. 前記マグネットは、前記溝が軸線方向に間隔をおいて複数設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の回転電機。
5. 前記溝は、第一のリング側もしくは第二のリング側の少なくとも一方の前記マグネットの端部の周方向全域に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
6. 前記溝は、前記外周面の一端から他端まで連続した溝である連続溝であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記溝は、前記外周面の一端から他端まで断続的に形成された複数の小溝部から構成された断続溝であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
8. 前記突起は、前記マグネットが前記マグネットホルダに圧入された状態で、前記マグネットホルダを軸線方向に沿って視たときに、隣接する前記小溝部間の領域に位置していることを特徴とする請求項７に記載の回転電機。

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