JP2009240111A - ロータコアの製造方法及びロータコアを有するモータ - Google Patents

Abstract

【課題】磁石挿入穴と磁石との隙間に対する樹脂の充填不良をなくし、磁石の固定信頼性を向上させることのできるロータコアの製造方法及びロータコアを有するモータを提供する。
【解決手段】ロータコアの磁極数をｎ（ｎ：自然数）、円弧状コアユニットの磁極数をｍ（ｍ：ｎの約数以外の自然数）とし、円弧状コアユニットを、磁極数ｍに対応する磁石挿入用スロットが全て同一形状かつ同一寸法である金型と、少なくとも１つの磁石挿入用スロットの形状または寸法のみが前記金型とは異なる金型とで打ち抜いて、各円弧状コアユニットを連結形成し、連結形成された前記各円弧状コアユニットを所定量積層巻きして磁極数ｎの前記ロータコアの積層体を形成し、積層体の積層方向に形成された磁石挿入用スロット内に磁石を挿入し、磁石挿入用スロットと前記挿入された磁石との隙間に接着剤または樹脂を注入して磁石を固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、積層体からなるロータコアの製造方法及びロータコアを有するモータに関するものである。

従来のロータコアとして、特許文献１に示されるものがある。これは、長尺状の薄板鋼板からティース部とコアバック部とが形成された帯状体を打ち抜き、これを螺旋状に複数巻き重ねた後、溶接またはかしめにより一体化するものである。

また特許文献２では、鋼板帯から円弧状のユニットコアが連続形成されて打ち抜かれ、この円弧状のユニットコアの磁極数を全体コアの磁極数の約数以外とすることで、巻き重ねた際に積層毎にユニットコアの当接面をずらした千鳥積層とした積層巻きコアが開示されている。

特開平１１−２９９１３６号公報 特開２００７−６８３１０号公報

しかしながら上述のような積層巻きコアは、長尺の電磁鋼板からコアユニットを同一金型を用いて帯状に打ち抜いて巻き積層体とするため、積層毎の鋼板内部の穴形状（磁石挿入穴及びコアピン挿入穴）に対する打ち抜き輪郭及び寸法は同一であり、従って、積層方向すなわちコア軸心方向断面において、磁石挿入穴またはコアピン挿入穴の穴径は同一である。ロータコアの磁石挿入穴に磁石を挿入する際において、コアの通常性能面から磁石挿入穴と磁石との間の隙間は微少に設定される方が好ましい。しかしながら、接着材や樹脂モールドなどにより磁石挿入後に樹脂を注入することにより磁石を固定する製造方法の場合、樹脂が有する流動性により、磁石と磁石挿入穴との隙間への樹脂の流れ込みが悪く充填不良や接着不足が発生することがある。これにより磁石の不完全接合による固定不良が生じ、結果的にはロータコアの性能自体をも低下させることになる。

本発明は、上述の問題に鑑みなされたもので、磁石挿入穴と磁石との隙間に対する樹脂の充填不良をなくし、磁石の固定信頼性を向上させることのできるロータコアの製造方法及びロータコアを有するモータを提供することを目的とする。

本発明の第１の視点において、ロータコア製造方法は、磁石挿入用スロットを有する円弧状のコアユニットを連結形成して積層巻きした積層体からなるロータコアの製造方法において、前記ロータコアの磁極数をｎ（ｎ：自然数）、前記円弧状コアユニットの磁極数をｍ（ｍ：ｎの約数以外の自然数）とし、前記円弧状コアユニットを、前記磁極数ｍに対応する磁石挿入用スロットが全て同一形状かつ同一寸法である金型と、少なくとも１つの前記磁石挿入用スロットの形状または寸法のみが前記金型とは異なる金型とで打ち抜いて、各円弧状コアユニットを連結形成し、連結形成された前記各円弧状コアユニットを所定量積層巻きして磁極数ｎの前記ロータコアの積層体を形成し、前記積層体の積層方向に形成された磁石挿入用スロット内に磁石を挿入し、前記磁石挿入用スロットと前記挿入された磁石との隙間に接着剤または樹脂を注入して磁石を固定することを特徴とする。

また、本発明の第２の視点において、モータは、磁石挿入用スロットを有する円弧状コアユニットを連結形成して積層巻きした積層体からなるロータコアを有するモータであって、前記ロータコアの磁極数をｎ（ｎ：自然数）、前記円弧状コアユニットの磁極数をｍ（ｍ：ｎの約数以外の自然数）とし、前記磁極数ｍに対応する磁石挿入用スロットが全て同一形状かつ同一寸法である円弧状コアユニットと、これに対して少なくとも１つの磁石挿入用スロットの幅寸法が大または小の組合せとして異なる円弧状コアユニットと、を連結形成して所定量積層巻きすることによって形成された磁極数ｎのロータコア積層体を有し、前記磁石挿入用スロットは、前記積層体の周方向においてｎ／ｍの余剰分だけ積層毎に位置ずれを生じて形成され、さらに前記磁石挿入用スロット断面に関して積層方向に小径部分と大径部分とを有することを特徴とする。

また、本発明の第３の視点において、モータは、磁石挿入用スロットを有する円弧状コアユニットを連結形成して積層巻きした積層体からなるロータコアを有するモータであって、前記ロータコアの磁極数をｎ（ｎ：自然数）、前記円弧状コアユニットの磁極数をｍ（ｍ：ｎの約数以外の自然数）とし、前記磁極数ｍに対応する磁石挿入用スロットが全て同一形状かつ同一寸法である円弧状コアユニットと、これに対して少なくとも１つの磁石挿入用スロットの配設位置を円弧状コアユニットの半径方向にずらして形成した円弧状コアユニットと、を連結形成して所定量積層巻きすることによって形成された磁極数ｎのロータコア積層体を有し、前記積層体において前記磁石挿入用スロットは、ロータコア周方向においてｎ／ｍの余剰分だけ積層毎に位置ずれを生じて形成され、前記磁石挿入用スロット断面に関して断面中心から径方向にずれる積層部分を有することを特徴とする。

本発明によれば、磁石挿入穴と磁石との隙間に対する樹脂の充填不良をなくし、磁石の固定信頼性を向上させることが可能となる。

本発明のロータコアは、ロータコア（ロータコア積層体）の磁極数をｎ（ｎ：自然数）とし、円弧状コアユニットの磁極数をｍ（ｍ：ｎの約数以外の自然数）として、磁石挿入用スロットに関して異なる金型を用いて、それぞれが交互に連続形成された円弧状コアユニットを所定量積層巻きすることにより積層体を形成し、積層体に形成された磁石挿入用スロットに磁石を挿入し、このスロットと磁石との隙間に接着剤又は樹脂を注入して磁石を固定してなるものである。

以下に本発明の好ましい実施の形態について略述する。

本発明の各視点におけるロータコアの製造方法において、前記少なくとも１つの磁石挿入用スロットは、前記同一形状かつ同一寸法で形成された磁石挿入用スロットに対して、スロットの幅寸法を大又は小の組合せとして形成することが好ましい。（形態１）

本発明の各視点におけるロータコア製造方法において、前記少なくとも１つの磁石挿入用スロットは、前記同一形状かつ同一寸法で形成された磁石挿入用スロットに対して、前記円弧状コアユニットの半径方向に位置をずらして形成することが好ましい。（形態２）

本発明の各視点におけるロータコア製造方法において、前記各円弧状コアユニットを積層巻きして前記積層体を形成する際に、その層毎について、ｎ／ｍ（ｎ：前記ロータコア磁極数、ｍ：前記円弧状コアユニットの磁極数）の余剰分だけ前記各円弧状コアユニットの積層位置を周方向に順次ずらして積層することが好ましい。（形態３）

本発明の各視点におけるロータコア製造方法において、前記磁石挿入用スロット内に磁石が挿入されて樹脂により固定される際に、前記磁石挿入用スロット断面に関して前記積層体の積層方向にスロット小径部分と大径部分とが形成され、前記小径部分で磁石を規制し、前記大径部分で樹脂を流動させることが好ましい。（形態４）

本発明の各視点におけるロータコア製造方法において、前記積層体が積層される際に、前記磁石挿入用スロットは、該磁石挿入用スロット断面に関して断面中心から径方向にずれる積層部分が形成されることが好ましい。（形態５）

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

ここでは、図１に示すように、ロータコアの極数ｎを２０、円弧状コアユニットの極数ｍを３として説明する。

図２は、長尺鋼板から異なる金型を用いて交互に連続形成して打ち抜かれた円弧状コアユニット６１及び円弧状コアユニット６２の一部分を示す。この円弧状コアユニット６１及び６２は、夫々の両端部外周部に連結部６０１ａ及び６０２ａを有するように連続形成されて打ち抜かれると共に、ロータコア積層体６として積層巻きされる際に、円弧状コアユニット６１及び６２が巻き回しの力を受けて前記連結部を支点として回動し、相互に接続されるように両ユニットの端部に接続部６０１ｂ、６０１ｃ、６０２ｂ、６０２ｃを有するように形成されている。さらに、この円弧状コアユニット６１及び６２は、磁極数ｍを３としたことに基づき、磁石挿入用３連スロット６１１，６１２，６１３及び６２１，６２２，６２３が円弧状に沿って配列形成され、さらに、これら磁石挿入用スロットに対応してスリーブ挿入用３連スロット６１７，６１８，６１９及び６２７，６２８，６２９が、配列形成される。

各円弧状コアユニット６１及び６２を打ち抜く際に、円弧状コアユニット６１は、磁石挿入用の３連スロット６１１，６１２，６１３を、全て同一形状かつ同一寸法で形成した金型を用いて打ち抜きされる。一方、円弧状コアユニット６２は、磁石挿入用の３連スロット６２１，６２２，６２３のうち、１つのスロットのみ、円弧状コアユニット６１に形成したスロットとは異なる形状または寸法で形成した金型で打ち抜きされる。なお、ここでは、幅寸法に関して異なるように形成した金型を用いて打ち抜く。

図示の例では円弧状コアユニット６２の磁石挿入用３連スロット６２１，６２２，６２３のうち、中央部に配設されるスロット６２２のみを、円弧状コアユニット６１の磁石挿入用スロット６１１，６１２，６１３の幅寸法よりも大きくなるように形成している。なお、円弧状コアユニット６２の残りの２つのスロット６２１及び６２３については、円弧状コアユニット６１のものと同様である。

次に、上述のように形成された円弧状コアユニット６１及び６２の積層巻きについて説明する。

円弧状コアユニット６１及び６２を所定量積層巻きしていく場合、本発明ではロータコア（ロータコア積層体）６の極数をｎ極（ｎ：自然数）とし、積層巻きされる円弧状コアユニットの極数をｍ極（ｍ：ｎの約数以外の自然数）としているため、１周分巻かれた状態で円弧状コアユニット６１、６２はそれぞれ、極数ｍに対して、ｎ／ｍの剰余分だけ周方向に位置ずれすることになる。すなわち、この例ではｎを２０、ｍを３としているので、円弧状コアユニット６１、６２は、２／３部分が位置ずれを生じ、以降、積層毎に順次位置ずれが生じて積層体は千鳥積層となる。

一方、図３に示すように、円弧状コアユニット６１，６２に形成された磁石挿入用３連スロット６１１，６１２，６１３及び６２１，６２２，６２３に関しても積層毎に位置ずれが生じる。なお図３に関して、積層巻きされる際の磁石挿入用スロットの周方向位置ずれの様子を示すためのもので、ロータコアの磁極数は本実施例と対応していない。

既述のように、円弧状コアユニット６２の３連スロット６２１，６２２，６２３のうち中央部のスロット６２２のみ他のスロット６２１及び６２３よりもスロット幅寸法を大として形成しているので、図４に示した磁石挿入用スロット６００及び磁石８の断面図において示すように、磁石挿入用スロット６００は、ロータコア積層体６において小径部分６００Ｓと大径部分６００Ｌとを有するように形成される。この磁石挿入用スロット６００内に磁石８を挿入し、接着剤または溶融樹脂を磁石挿入用スロットと磁石８との隙間に注入する際、上記小径部分６００Ｓは、樹脂の注入及び充填の際に磁石８を規制し、また、上記大径部分６００Ｌは、樹脂の流動性を高まる樹脂流動部６８として機能する。（図５）

上記の例では、円弧状コアユニット６２の中央部のスロット６２２のみを、他のスロットよりも幅寸法に関して大としたが、これに限られることなく寸法を小としても良い。

また、別の実施例として、円弧状コアユニット６２の中央部のスロットのみを、その配設位置をロータコアユニット半径方向にずらして形成する。この場合磁石挿入用スロット６００は、ロータコア積層体６において、スロット断面に関して断面中心６００ｃから径方向にずれた積層部分６００ｆが形成される。磁石挿入用スロット６００は、この積層部分６００ｆにより、スロット６００と磁石８との隙間が、磁石を介して一方側のみ隙間大となり、上記実施例１と同様に機能する樹脂流動部６８’を有することができる。（図６）

以上、本発明の実施の形態は、インナーロータ式のロータコアで説明したが、これに限らず、アウターロータ式のロータコアにおいても本発明が適用可能である。

本発明の一実施例としてのロータコア積層体の正面図である 図１のロータコア積層体を形成する連結形成された円弧状コアユニットの正面図である。 積層巻きされる際の磁石挿入用スロットの周方向位置ずれの様子を示す図である。 積層体の磁石挿入用スロット及び磁石の断面図である。 図４の要部拡大図である。 本発明の第２実施例の樹脂流動部を図５と同様に示す図である。

符号の説明

６ ロータコア積層体
８ 磁石
６１，６２ 円弧状コアユニット
６８，６８’ 樹脂流動部
６００ 磁石挿入用スロット
６００ｃ 断面中心
６００ｆ 径方向に位置ずれが生じる積層部分
６００Ｓ スロット小径部分
６００Ｌ スロット大径部分
６０１ａ，６０２ａ 連結部
６０１ｂ，６０１ｃ，６０２ｂ，６０２ｃ 接続部
６１１，６１２，６１３ 磁石挿入用スロット
６２１，６２２，６２３ 磁石挿入用スロット
６１７，６１８，６１９ スリーブ挿入用スロット
６２７，６２８，６２９ スリーブ挿入用スロット

Claims (8)

1. 磁石挿入用スロットを有する円弧状のコアユニットを連結形成して積層巻きした積層体からなるロータコアの製造方法において、
   前記ロータコアの磁極数をｎ（ｎ：自然数）、前記円弧状コアユニットの磁極数をｍ（ｍ：ｎの約数以外の自然数）とし、
   前記円弧状コアユニットを、前記磁極数ｍに対応する磁石挿入用スロットが全て同一形状かつ同一寸法である金型と、少なくとも１つの前記磁石挿入用スロットの形状または寸法のみが前記金型とは異なる金型とで打ち抜いて、各円弧状コアユニットを連結形成し、
   連結形成された前記各円弧状コアユニットを所定量積層巻きして磁極数ｎの前記ロータコアの積層体を形成し、
   前記積層体の積層方向に形成された磁石挿入用スロット内に磁石を挿入し、
   前記磁石挿入用スロットと前記挿入された磁石との隙間に接着剤または樹脂を注入して磁石を固定することを特徴とするロータコアの製造方法。
2. 前記請求項１記載のロータコアの製造方法において、
   前記少なくとも１つの磁石挿入用スロットは、前記同一形状かつ同一寸法で形成された磁石挿入用スロットに対して、スロットの幅寸法を大又は小の組合せとして形成することを特徴とするロータコアの製造方法。
3. 前記請求項１記載のロータコアの製造方法において、
   前記少なくとも１つの磁石挿入用スロットは、前記同一形状かつ同一寸法で形成された磁石挿入用スロットに対して、前記円弧状コアユニットの半径方向に位置をずらして形成することを特徴とするロータコアの製造方法。
4. 前記請求項１〜３の何れか１項に記載のロータコアの製造方法において、
   前記各円弧状コアユニットを積層巻きして前記積層体を形成する際に、その層毎について、ｎ／ｍ（ｎ：前記ロータコア磁極数、ｍ：前記円弧状コアユニットの磁極数）の余剰分だけ前記各円弧状コアユニットの積層位置を周方向に順次ずらして積層することを特徴とするロータコアの製造方法。
5. 前記請求項１、２または４の何れか１項に記載のロータコアの製造方法において、
   前記磁石挿入用スロット内に磁石が挿入されて樹脂により固定される際に、前記磁石挿入用スロット断面に関して前記積層体の積層方向にスロット小径部分と大径部分とが形成され、前記小径部分で磁石を規制し、前記大径部分で樹脂を流動させることを特徴とするロータコアの製造方法。
6. 前記請求項１、３または４の何れか１項に記載のロータコアの製造方法において、
   前記積層体が積層される際に、前記磁石挿入用スロットは、該磁石挿入用スロット断面に関して断面中心から径方向にずれる積層部分が形成されることを特徴とするロータコアの製造方法。
7. 磁石挿入用スロットを有する円弧状コアユニットを連結形成して積層巻きした積層体からなるロータコアを有するモータであって、
   前記ロータコアの磁極数をｎ（ｎ：自然数）、前記円弧状コアユニットの磁極数をｍ（ｍ：ｎの約数以外の自然数）とし、
   前記磁極数ｍに対応する磁石挿入用スロットが全て同一形状かつ同一寸法である円弧状コアユニットと、これに対して少なくとも１つの磁石挿入用スロットの幅寸法が大または小の組合せとして異なる円弧状コアユニットと、を連結形成して所定量積層巻きすることによって形成された磁極数ｎのロータコア積層体を有し、
   前記磁石挿入用スロットは、前記積層体の周方向においてｎ／ｍの余剰分だけ積層毎に位置ずれを生じて形成され、さらに前記磁石挿入用スロット断面に関して積層方向に小径部分と大径部分とを有することを特徴とするモータ。
8. 磁石挿入用スロットを有する円弧状コアユニットを連結形成して積層巻きした積層体からなるロータコアを有するモータであって、
   前記ロータコアの磁極数をｎ（ｎ：自然数）、前記円弧状コアユニットの磁極数をｍ（ｍ：ｎの約数以外の自然数）とし、
   前記磁極数ｍに対応する磁石挿入用スロットが全て同一形状かつ同一寸法である円弧状コアユニットと、これに対して少なくとも１つの磁石挿入用スロットの配設位置を円弧状コアユニットの半径方向にずらして形成した円弧状コアユニットと、を連結形成して所定量積層巻きすることによって形成された磁極数ｎのロータコア積層体を有し、
   前記積層体において前記磁石挿入用スロットは、ロータコア周方向においてｎ／ｍの余剰分だけ積層毎に位置ずれを生じて形成され、前記磁石挿入用スロット断面に関して断面中心から径方向にずれる積層部分を有することを特徴とするモータ。

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