JP2005312259A - モータの回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転子コアへの接着剤を用いた磁石の固定において、接着剤の充填不良を改善することが可能な構造を備える、モータの回転子を提供することにある。
【解決手段】 エンドリング１１３には、回転子コア１１４をエンドリング１１２、１１３により挟み込んだ状態において、磁石１１７を配設するための貫通挿入穴１１４ｈ同士を連通させるための溝部１１８が設けられている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、モータの回転子に関し、より詳細には、回転子コア内に固定される磁石の固定に関する。

図６を参照して、モータ１００の一般的な内部構成の概略について説明する。モータ１００は、外装ケース１０１内に収容される、回転子（ロータ）１１０と固定子（ステータコア）１２０とから構成される。回転子１１０は、外装ケース１０１に対してベアリング１１５等を介在して、回転可能に収容される。固定子１２０は、回転子１１０の回転を制御するため、回転子１１０の周囲を取囲むようにして、外装ケース１０１内に固定的に収容される。

回転子１１０は、回転軸１１１と、この回転軸１１１を取囲むように配置される電磁鋼板等からなる回転子コア１１４とを備えている。また、図７の回転子１１０の横断面図に示すように、回転子コア１１４内には、回転軸１１１を取囲むように磁石１１７が配設されている。この磁石１１７は、回転子コア１１４に設けられた貫通挿入穴１１４ｈ内に、接着剤等を用いて固定されている。また、回転軸１１１の軸方向に沿って、回転子コア１１４を挟み込む一対のエンドリング１１２，１１３が設けられている。

貫通挿入穴１１４ｈ内へ磁石１１７を固定する方法としては、図８の断面図（図７中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面）に示すように、回転子コア１１４の下端側に一方のエンドリング１１３を固定した状態で、貫通挿入穴１１４ｈ内に磁石１１７を配設し、貫通挿入穴１１４ｈの内壁面と磁石１１７との間に生じる隙間に接着剤１１６を流し込む。その後、回転子コア１１４の上端側に他方のエンドリング１１２を固定し、回転子１１０を完成させる。

この際、貫通挿入穴１１４ｈの上端部にまで、接着剤１１６を流し込んだ場合、エンドリング１１２の固定時に、回転子コア１１４の外部に接着剤１１６が溢れ出て、接着剤の拭き取りという追加作業が発生するおそれがある。そこで、接着剤１１６の貫通挿入穴１１４ｈへの充填時には、貫通挿入穴１１４ｈの上端部にまで接着剤１１６を流し込まず、図８に示すように、接着剤１１６が貫通挿入穴１１４ｈの上端部から後退するように、接着剤１１６を流し込んでいる。

しかしながら、接着剤１１６の貫通挿入穴１１４ｈへの流し込みにおいては、接着剤の粘度が温度条件等の要因に基づき変動することから、各貫通挿入穴１１４ｈへの接着剤１１６の充填量にばらつきが生じ、また、貫通挿入穴１１４ｈにおける接着剤塗布面に偏りが生じる場合がある。図９に示すように、回転子１１０の回転時には、回転子１１０を構成する部材には遠心力が生じ、当然に磁石１１７にも遠心力Ｆが加わることになる。

接着剤１１６が充填されていない領域の磁石１１７に生じる遠心力は、接着剤１１６が充填された領域で受けることになり、特に接着剤１１６の上部端面領域に応力が集中することになる。これにより、磁石１１７間での応力集中箇所の相違から、回転子１１０の回転が不安定になるおそれもある。また、貫通挿入穴１１４ｈにおける接着剤塗布面の偏りから、局所的な応力集中が生じ、回転子コア１１４の耐久性を低下させる一因ともなる。

回転子コアの貫通挿入穴に接着剤を用いて磁石を固定する構造を開示するものとしては、下記特許文献１−３が挙げられる。また、特許文献２においては、隣接する磁石の挿入部を連結することで、接着剤の流動性の改善を可能としている。しかし、特許文献２に開示される回転子コアの構造においては、この回転子コア自体に挿入部を連結する領域が設けられているため、内周側の回転子コアと、外周側の回転子コアとが分離された構造となるため、磁気設計に影響を与えるとともに、組付け作業の困難性を生じさせることになる。
特開平１１−２５２８３８号公報 特開平１０−１３６５９４号公報 特開平１１−１９１９３９号公報

この発明が解決しようとする課題は、モータの回転子において、回転子コアへの接着剤を用いた磁石の固定において、接着剤の充填不良に起因する、回転子の回転の不安定化および回転子コアの耐久性の低下にある。したがって、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、接着剤の充填不良を改善することが可能な構造を備える、モータの回転子を提供することにある。

この発明に基づいたモータの回転子の１つの局面においては、回転子コアと、上記回転子コアを回転軸の軸方向に沿って挟み込む一対のエンドリングと、上記回転子コアの所定領域に設けられた複数の貫通挿入穴の各々に配設され、接着部材を用いて上記貫通挿入穴内に固定される磁石とを含んでいる。さらに、少なくとも一方の上記エンドリングには、上記回転子コアを上記エンドリングにより挟み込んだ状態において、上記貫通挿入穴同士を連通させるための溝部が設けられている。

また、この発明に基づいたモータの回転子の他の局面においては、モータを構成する回転子であって、回転子コアと、上記回転子コアを回転軸の軸方向に沿って挟み込む一対のエンドリングと、上記回転子コアの所定領域に設けられた複数の貫通挿入穴の各々に配設され、接着部材を用いて上記貫通挿入穴内に固定される磁石とを含み、上記貫通挿入穴は、その回転中心側に、回転中心側に突出する拡大貫通穴を有している。

また、上記モータの回転子の他の形態においては、少なくとも一方の上記エンドリングには、上記回転子コアを上記エンドリングにより挟み込んだ状態において、上記貫通挿入穴同士を連通させるための溝部が設けられている。さらに、他の形態として、上記溝部は、上記拡大貫通穴に面する領域を通過するように設けられている。

この発明に基づいたモータの回転子の１つの局面によれば、エンドリングに貫通挿入穴同士を連通させるための溝部が設けられていることにより、接着剤の充填時に、この溝部を通じて接着剤が流れ込むため、複数の貫通挿入穴への接着剤充填量の平均化が図られる。これにより、接着剤の充填不良が解消され、各貫通挿入穴への接着剤充填量のばらつきの低減、および、貫通挿入穴における接着剤塗布面の偏りの改善を図ることが可能となる。その結果、接着剤の充填不良に起因する磁石への応力集中回避、および、回転子の回転不安定の解消を図ることが可能になる。

また、この発明に基づいたモータの回転子の他の局面によれば、この発明に基づいたモータの回転子の他の局面においては、磁石を配設する貫通挿入穴に、その回転中心側に、回転中心側に突出する拡大貫通穴を設けることで、接着剤充填量の拡大が図られ、接着剤の充填不良に起因する貫通挿入穴における接着剤塗布面の偏りの改善を図ることが可能となる。また、回転中心側に突出する拡大貫通穴を設けることで、遠心力に対抗して磁石を支持することができ、応力集中の緩和を図ることも可能となる。また、全体的に貫通挿入穴の拡大を図った場合には、見かけ上ギャップが拡大して、磁気効率を低下させることになるが、部分的に、拡大貫通穴を設けることで、磁気性能および磁気効率に悪影響を与えることなく、上記効果を得ることができる。

また、上記モータの回転子において、貫通挿入穴同士を連通させるための溝部をエンドリングに設けることで、接着剤の充填時に、この溝部を通じて接着剤が流れ込むため、複数の貫通挿入穴への接着剤充填量の平均化が図られる。これにより、接着剤の充填不良が解消され、各貫通挿入穴への接着剤充填量のばらつきの低減、および、貫通挿入穴における接着剤塗布面の偏りのさらなる改善を図ることが可能となる。その結果、接着剤の充填不良に起因する磁石への応力集中回避、および、回転子の回転不安定の解消を図ることが可能になる。

さらに、上記モータの回転子において、上記溝部を上記拡大貫通穴に面する領域を通過するように設けることにより、複数の貫通挿入穴への接着剤の連通通路が確実に確保され、上述した本願発明の効果を確実に得ることを可能とする。

以下、本発明に基づいた各実施の形態におけるモータの回転子について、図を参照しながら説明する。なお、各実施の形態におけるモータの回転子の基本的構造は、図６〜図８を用いて説明した、背景の技術におけるモータの回転子の構造と同じであるため、以下の図を用いた説明においては、同一または相当部分については同一の参照符号を付して重複する説明は繰り返さないこととし、特徴部分についてのみ詳細に説明する。また、以下に示すモータは、自動車駆動用ＰＭモータ（永久磁石同期モータ）を一例にして説明しているが、本発明は、自動車駆動用モータおよびＰＭモータに限らず、同様の構造を有するモータに対して広く適用することが可能である。
（実施の形態１）
まず、図１および図２を参照して、実施の形態１におけるモータの回転子の構造について説明する。なお、図１は、本実施の形態におけるモータの回転子の構造を示す部分拡大縦断面図であり、図２中のＩ線矢視断面に相当する。図２は、本実施の形態におけるモータの回転子に採用されるエンドリングの構造を示す部分拡大平面図である。

図１および図２を参照して、本実施の形態におけるモータの回転子においては、下方側に位置するエンドリング１１３には、回転子コア１１４をエンドリング１１２、１１３により挟み込んだ状態において、磁石１１７を配設するための貫通挿入穴１１４ｈ同士を連通させるための溝部１１８が設けられている。具体的には、図２に示すように（図２中の二点差線は、貫通挿入穴１１４ｈ位置を示す）、エンドリング１１３に円形形状の溝部１１８が形成され、すべての貫通挿入穴１１４ｈが連通された状態となる。

（作用・効果）
このように、エンドリング１１３に円形形状の溝部１１８を設けておくことで、接着剤１１６の貫通挿入穴１１４ｈへの充填時に、この溝部１１８を通じて接着剤１１６が隣接する他の貫通挿入穴１１４ｈに流れ込むため、貫通挿入穴１１４ｈ間の接着剤の充填量の平均化を図ることができる。これにより、各貫通挿入穴１１４ｈへの接着剤充填量のばらつきの低減、および、貫通挿入穴１１４ｈにおける接着剤塗布面の偏りの改善を図ることができる。その結果、接着剤１１６の充填不良に起因する回転子１１４の回転不安定の解消、および、磁石１１７への応力集中回避を図ることが可能になる。

なお、接着剤１１６の充填においては、その粘度を低下させて流動性を高めることが好ましく、２液混合型、熱硬化性の接着剤を用いることが可能である。また、接着剤を余熱することによっても、接着剤の粘度を低下させて流動性の向上を図ることができる。更に、溝部１１８への気泡の残留を防止するため、以下のステップを採用することも効果的である。（１）１つおきに、貫通挿入穴１１４ｈ内に接着剤１１６を注入する。（２）接着剤１１６が流動し、溝部１１８を満たすのを待つ（貫通挿入穴１１４ｈの片端は開口した状態）。（３）残りの貫通挿入穴１１４ｈ内に接着剤１１６を注入する。
（実施の形態２）
次に、図３を参照して、実施の形態２におけるモータの回転子の構造について説明する。なお、図３は、本実施の形態におけるモータの回転子の構造を示す部分拡大縦断面図である。

図３を参照して、本実施の形態におけるモータの回転子においては、貫通挿入穴１１４ｈの回転子の回転中心側に、回転中心側に突出する拡大貫通穴２１４ｈが、貫通挿入穴１１４ｈの両端側に２箇所設けられている。

（作用・効果）
このように、拡大貫通穴２１４ｈを設けることで、接着剤充填量の拡大が図られ、接着剤１１６の充填不良に起因する貫通挿入穴１１４ｈにおける接着剤塗布面の偏りの改善を図ることができる。また、回転中心側に突出する拡大貫通穴２１４ｈを設けることで、遠心力に対抗して磁石１１７を支持することができ、応力集中の緩和を図ることも可能となる。

また、一般的には、磁石１１７の中央領域は磁束が多く通りやすいため、中央部に拡大貫通穴２１４ｈを設け場合には、磁気性能および磁気効率に悪影響が出ることが考えられる。しかし、本実施の形態においては、貫通挿入穴１１４ｈの両端側に拡大貫通穴２１４ｈを設けることで、磁気性能および磁気効率への影響を小さくすることが期待できる。なお、拡大貫通穴２１４ｈを設ける位置は、貫通挿入穴１１４ｈの両端側に限定されるものでなく、磁気性能および磁気効率への影響を考慮して決定される。
（実施の形態３）
次に、図４を参照して、実施の形態３におけるモータの回転子の構造について説明する。なお、図４は、本実施の形態におけるモータの回転子に採用されるエンドリングの構造を示す部分拡大平面図であり、図中の二点差線は、貫通挿入穴１１４ｈおよび拡大貫通穴２１４ｈの位置を示している。

図４を参照して、本実施の形態におけるモータの回転子においては、上記実施の形態２に示した貫通挿入穴１１４ｈおよび拡大貫通穴２１４ｈを有するモータの回転子に、上記実施の形態１において示した、回転子コア１１４をエンドリング１１２、１１３により挟み込んだ状態において、磁石１１７を配設するための貫通挿入穴１１４ｈ同士を連通させるための溝部１１８が形成されたエンドリング１１３を採用した場合を示している。この構成によれば、上記実施の形態１および２の両方の作用効果を得ることが可能となる。

なお、図５のエンドリングの構造を示す部分拡大平面図に示すように、エンドリング１１３に設ける溝部１１８を、貫通挿入穴１１４ｈに面する領域ではなく、拡大貫通穴２１４ｈに面する領域を通過させるように設けることで、複数の貫通挿入穴２１４ｈへの接着剤１１６の連通通路が確実に確保される。

なお、上記各実施の形態においては、下方に位置するエンドリング１１３に溝部１１８を設けた場合について説明しているが、実際の組立て工程においては、下側に位置するエンドリング１１３と、上側に位置するエンドリング１１２とには、構造上の区別を設けることは作業効率の低下をもたらすことになる。したがって、上側に位置するエンドリング１１２および下側に位置するエンドリング１１３のいずれにも、溝部１１８が設けられる。

また、溝部１１８の形状として、円形形状を採用した場合について説明しているが、この溝部１１８の形状は、貫通挿入穴１１４ｈの配置位置に応じて適宜変更されるものである。また、すべての貫通挿入穴１１４ｈを連通する目的から円形形状を採用しているが、少なくとも２以上の貫通挿入穴１１４ｈの連通が可能なように溝部１１８を配置することで、接着剤の充填不良を改善する効果を得ることが可能である。

したがって、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

この発明に基づいた実施の形態１におけるモータの回転子の構造を示す部分拡大縦断面図である。 この発明に基づいた実施の形態１におけるモータの回転子に採用されるエンドリングの構造を示す部分拡大平面図である。 この発明に基づいた実施の形態２におけるモータの回転子の構造を示す部分拡大縦断面図である。 この発明に基づいた実施の形態３におけるモータの回転子に採用されるエンドリングの構造を示す部分拡大平面図である。 この発明に基づいた実施の形態３におけるモータの回転子に採用されるエンドリングの他の構造を示す部分拡大平面図である。 背景の技術におけるモータの内部構造を示す図である。 背景の技術におけるモータの内部構造を示す横断面図である。 背景の技術におけるモータの貫通挿入穴内へ磁石を固定する方法を示す部分拡大縦断面図である。 背景の技術におけるモータの問題点を示す部分拡大縦断面図である。

符号の説明

１００ モータ、１０１ 外装ケース、１１０ 回転子（ロータ）、１１１ 回転軸、１１２，１１３ エンドリング、１１４ 回転子コア、１１４ｈ 貫通挿入穴、１１５ ベアリング、１１６ 接着剤、１１７ 磁石、１１８ 溝部、１２０ 固定子（ステータコア）、２１４ｈ 拡大貫通穴。

Claims (4)

1. モータの回転子であって、
   回転子コアと、
   前記回転子コアを回転軸の軸方向に沿って挟み込む一対のエンドリングと、
   前記回転子コアの所定領域に設けられた複数の貫通挿入穴の各々に配設され、接着部材を用いて前記貫通挿入穴内に固定される磁石とを含み、
   少なくとも一方の前記エンドリングには、前記回転子コアを前記エンドリングにより挟み込んだ状態において、前記貫通挿入穴同士を連通させるための溝部が設けられていることを特徴とする、モータの回転子。
2. モータの回転子であって、
   モータを構成する回転子であって、
   回転子コアと、
   前記回転子コアを回転軸の軸方向に沿って挟み込む一対のエンドリングと、
   前記回転子コアの所定領域に設けられた複数の貫通挿入穴の各々に配設され、接着部材を用いて前記貫通挿入穴内に固定される磁石とを含み、
   前記貫通挿入穴は、その回転中心側に、回転中心側に突出する拡大貫通穴を有することを特徴とする、モータの回転子。
3. 少なくとも一方の前記エンドリングには、前記回転子コアを前記エンドリングにより挟み込んだ状態において、前記貫通挿入穴同士を連通させるための溝部が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のモータの回転子。
4. 前記溝部は、前記エンドリングの前記拡大貫通穴に面する領域を通過するように設けられる、請求項３に記載のモータの回転子。

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