JP7267614B2 - 磁石固定方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータ部品及び該モータ部品に好適な磁石固定方法に関する。

モータのロータコアやステータコアに磁石を固定する方法として、ロータコア等に磁石よりも大きいスロット孔を形成して磁石を挿入し、隙間に熱硬化性樹脂を充填して磁石を固定するトランスファーモールド成形が知られている。この方法では、スロット孔と磁石との隙間が小さくなるほど樹脂が流れにくくなり未充填の部位が生じやすくなる。モータの設計が変更になるたびにトランスファーモールド金型を製作するためコストがかさむ。

そこで、特許文献１には、発泡剤を含有した樹脂組成物を用いてシート状に形成され、モータ用ロータコアの収容孔と磁性部材との間隙に介装された状態で加熱されることにより発泡して厚みが増大し、一面側が磁性部材に接着され、かつ他面側が収容孔に接着されるモータ磁性部材接着用加熱発泡シートが提案されている。

特開２００７－１７４８７２号公報

しかるに、特許文献１に開示されたモータ磁性部材接着用加熱発泡シートは、磁性部材の全周に巻回されている。収容孔と磁性部材とが直に当接しないため、収容孔に対して磁性部材を位置精度よく固定することが困難であった。また、モータ磁性部材接着用加熱発泡シートが全方向に膨張するため、収容孔の所定の部位のみに空間を残すことが困難であった。

そこで、本発明は、スロット孔の所定の部位に対して磁石を位置精度よく固定でき、かつスロット孔の所定の部位に磁石を固定する接着剤が所定外の部位にはみ出しにくい、モータ部品及び該モータ部品に好適な磁石固定方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るモータ部品は、モータのロータ又はステータである。モータ部品は、ロータの回転軸と平行に延在するスロット孔と、スロット孔に挿入された磁石と、磁石をスロット孔に接着する樹脂シートと、を備えている。スロット孔は、磁石の位置を規制する位置決め部が設けられた第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、を有している。磁石は、第１面に当接されており、樹脂シートは、磁石と第２面との間に配置されている。

この態様によれば、位置決め部が設けられているスロット孔の第１面に磁石が直に当接しているため、磁石を位置精度よく固定できる。樹脂シートは、磁石と第２面との間に配置されている一方、それ以外の部位には配置されていない。樹脂シートが膨張しても、磁石と第２面との間以外の部位にはみ出しにくい。

本発明の一態様に係る磁石固定方法は、モータのロータコア又はステータコアに設けられたスロット孔に、樹脂シートを用いて磁石を固定する方法である。スロット孔は、第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、を有している。磁石固定方法は、スロット孔に磁石を挿入すること、スロット孔の第２面と磁石との間に配置された樹脂シートを本加熱することにより、樹脂シートを膨張させて磁石を第１面に当接させ、かつ磁石を第２面に接着すること、を含んでいる。スロット孔に磁石を挿入する前に、本加熱よりも低い温度で樹脂シートを予備加熱して、磁石又はスロット孔に予備加熱された樹脂シートを貼着すること、を更に含んでいる。

この態様によれば、予備加熱して樹脂シートに粘着力を生じさせることにより、樹脂シートを磁石又はスロット孔の第２面に仮固定できる。樹脂シートを磁石と第２面との間に正確に配置できるため、本加熱して樹脂シートを膨張させるとき、磁石と第２面との間以外の部位に樹脂シートがはみ出しにくい。

上記態様において、樹脂シートは、該樹脂シートの両面を被覆する一対の剥離ライナーを備えていてもよい。スロット孔に磁石を挿入する前に、樹脂シートから一方の剥離ライナーを剥離し、他方の剥離ライナーを押圧して磁石に樹脂シートを貼着してもよい。あるいは、スロット孔に磁石を挿入する前に、樹脂シートから一方の剥離ライナーを剥離し、他方の剥離ライナーを押圧して樹脂シートを第２面に貼着してもよい。

この態様によれば、予備加熱されて粘着力が生じた樹脂シートに直接触れずに剥離ライナーを押圧することによって樹脂シートを磁石やスロット孔に仮固定できる。樹脂シートに塵埃等の不純物が付着しにくい。

本発明によれば、スロット孔の所定の部位に対して磁石を位置精度よく固定でき、かつスロット孔の所定の部位に磁石を固定する接着剤が所定外の部位にはみ出しにくい、モータ部品及び該モータ部品に好適な磁石固定方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るモータの一例を示す断面図である。 図２は、図１に示されたロータコアを示す断面図である。 図３は、図１に示されたスロット孔を拡大して示す断面図である。 図４は、磁石又はスロット孔に貼着される前の樹脂シートを示す斜視図である。 図５は、本発明の磁石固定方法の一例を説明する図である。 図６は、図５に続いて、本発明の磁石固定方法の一例を説明する流れ図である。 図７は、本発明の磁石固定方法の他の一例を説明する図である。 図８は、図７に続いて、本発明の磁石固定方法の他の一例を説明する流れ図である。 図９は、図３に示された樹脂シートの変形例を示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。以下、図面を参照して本発明について詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るモータの一例を示す断面図である。

図１に示すように、モータ（電動機）１は、ステータ（固定子）２と、ロータ（回転子）３と、図示しない筐体及び軸受けと、を備えている。モータ１は、例えば、外部のドライブユニット等に接続される。ドライブユニットは、モータ１に電力を供給するとともに、当該電力を供給するタイミングを制御することにより、ステータ２に対してロータ３を回転させる。

ステータ２は、ステータコア（固定子鉄心）２０を備えている。ロータ３は、ロータコア（回転子鉄心）３０を備えている。以下の説明において、ステータコア２０及びロータコア３０をまとめてモータコア（鉄心）２０，３０と呼ぶことがある。モータコア２０，３０は、例えば、金型で打ち抜いた電磁鋼板を積層して構成されている。モータコア２０，３０の材料は、積層された電磁鋼板に限定されず、単一の電磁鋼板であってもよいし、圧粉磁心等であってもよい。

モータ１の構成は、インナーロータ型であってもよいし、アウターロータ型であってもよい。図示した例では、モータ１がインナーロータ型であり、ロータコア３０が略円柱形に形成され、ステータコア２０がロータコア３０よりも一回り大きい略円筒形に形成されている。モータ１をアウターロータ型として構成する場合、ステータコア２０を略円柱形に形成し、ロータコア３０をステータコア２０よりも一回り大きい略円筒形に形成すればよい。

図示した例では、ステータコア２０が、略円筒形に形成されたバックヨーク部２１と、バックヨーク部２１からロータ３に向かって突出した複数のティース部２２と、を有している。ティース部２２の先端は、僅かなエアギャップをあけてロータ３に対向している。

図示した例では、ステータ２が、前述したステータコア２０に加え、複数の巻線４を更に備えている。各々の巻線４は、ボビン５等に巻回されたエナメル線等のマグネットワイヤ（巻線用電線）であり、相互に結線されて磁界を発生させる。ボビン５は、絶縁材から形成され、ティース部２２に嵌合されている。

図示した例では、ロータ３が、前述したロータコア３０に加え、ロータコア３０のスロット孔１０に固定された磁石６を更に備えている。ステータ２及びロータ３の構成は、図示した例に限定されない。例えば、ロータコア３０に巻線４を形成し、ステータコア２０にスロット孔１０を形成して該スロット孔１０に磁石６を固定してもよい。

以下、図２から図９を参照してモータコア２０，３０のスロット孔１０及び該スロット孔１０に磁石６を固定する方法について詳しく説明する。なお、ステータコア２０にスロット孔１０を形成する場合であっても、ロータコア３０にスロット孔１０を形成する場合と略同一の形状のスロット孔１０を形成でき、かつ略同一の手順で磁石６を固定できるため、代表して図１に示されたロータコア３０のスロット孔１０について詳しく説明し、ステータコア２０にスロット孔１０を形成する場合については重複する説明を省略する。

図２は、図１に示されたロータコア３０を示す断面図である。図２に示すように、ロータコア３０には、複数のスロット孔１０が形成されている。スロット孔１０の数及び配列は図示した例に限定されない。各々のスロット孔１０は、ロータ３の回転軸Ｏに平行に延在している。スロット孔１０は、ロータコア３０を構成する電磁鋼板を厚み方向に貫通している。図示した例では、ロータコア３０に小径のダボ孔３１が形成されている。ダボ孔３１に棒状のダボを挿通し、積層された電磁鋼板同士の位置ずれを防止できる。

図３は、図１に示されたスロット孔１０を拡大して示す断面図である。図３に示すように、スロット孔１０には樹脂シート７を用いて磁石６が固定されている。図示した例では、磁石６が、断面が略矩形の棒状に形成され、第３面６Ａと、第３面６Ａとは反対側の第４面６Ｃと、第３面６Ａと第４面６Ｃとの間を繋ぐ端面６Ｂ，６Ｄと、を有している。磁石６の断面は、図示した例に限定されない。例えば、円弧状であってもよいし、略台形であってもよいし、他の形状であってもよい。

スロット孔１０は、第１面１０Ａと、第１面１０Ａとは反対側の第２面１０Ｃと、第１面１０Ａと第２面１０Ｃとの間を繋ぐ端面１０Ｂ，１０Ｄと、を有している。以下の説明において、一方の端面（例えば端面１０Ｂ）から他方の端面（例えば端面１０Ｄ）へ向かう方向をスロット孔１０の断面の長手方向と呼ぶことがある。

第１面１０Ａには、スロット孔１０の断面の長手方向において、磁石６の位置を規制する位置決め部１１が形成されている。図示した例では、位置決め部１１が、磁石６の第３面６Ａ及び端面６Ｂ，６Ｄの一部に倣う形状の凹部に形成されている。位置決め部１１は、磁石６に当接する凸部であってもよい。

スロット孔１０の内壁面１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、途切れなく全ての方向から磁石６を囲繞している。詳しく述べると、スロット孔１０の第１面１０Ａは、磁石６の第３面６Ａと対向し、位置決め部１１において第３面６Ａと直に当接している。第２面１０Ｃは、間隔をあけて第４面６Ｃと対向している。端面１０Ｂは、間隔をあけて端面６Ｂと対向している。端面１０Ｄは、間隔をあけて端面６Ｄと対向している。

樹脂シート７は、スロット孔１０の第２面１０Ｃと磁石６の第４面６Ｃとの間に配置され、第２面１０Ｃと第４面６Ｃとを接着するとともに磁石６を位置決め部１１に向かって押圧している。樹脂シート７の外形は、磁石６の第４面６Ｃと略同一の幅及び長さに形成されている。

図４は、磁石又はスロット孔に貼着される前の樹脂シート７を示す斜視図である。図示した例では、樹脂シート７が、両面７Ａ，７Ｃを覆う剥離ライナー８を備えている。樹脂シート７は、発泡剤を含有した樹脂組成物を用いてシート状に形成され、スロット孔１０と磁石６との間に配置された状態で加熱されることにより発泡して厚みが増大し、一方の面７Ａが磁石６に接着し、他方の面７Ｂがスロット孔１０に接着する接着剤である。

樹脂組成物のベース樹脂は、接着性及び耐熱性の観点から、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましい。モータ１の発熱量に耐えられる材料であれば、熱可塑性樹脂であってもよい。樹脂組成物に配合される発泡剤は、樹脂組成物のベース樹脂の軟化点近傍の温度で気体を発生させるものが好ましい。発泡剤は、無機系発泡剤であってもよいし、有機系発泡剤であってもよいし、熱膨張マイクロカプセルであってもよい。樹脂組成物には必要に応じて種々の添加剤、安定剤等を添加してもよい。

図５及び図６は、本発明の磁石固定方法の一例を説明する図である。モータコア２０，３０のスロット孔１０に磁石６を固定するには、まず、樹脂シート７を予備加熱し（ステップＳ１１）、一方の剥離ライナー８を剥離する（ステップＳ１２）。なお、予備加熱は、剥離ライナー８を剥がす前であってもよいし、剥離ライナー８を剥がした後であってもよい。

予備加熱では、発泡剤を発泡させる本加熱の温度よりも低い温度で樹脂シート７を加熱する。予備加熱の温度の一例は、摂氏表示で本加熱の温度の６０％程度である。例えば、樹脂シート７の樹脂組成物のベース樹脂が軟化点１８０～２００℃のエポキシ樹脂の場合、本加熱では樹脂シート７を２００℃以下（例えば１８０℃）で加熱し、予備加熱では樹脂シート７を８０～１３０℃（例えば１００℃）で加熱する。

次いで、予備加熱によって粘着力が生じた樹脂シート７を磁石６の第４面６Ｃに貼着する（ステップＳ１３）。樹脂シート７から残った剥離ライナー８を剥離し（ステップＳ１４）、スロット孔１０に磁石６を挿入する。位置決め部１１を用いて磁石６及び樹脂シート７をスロット孔１０の所定の部位（第２面１０Ｃ）に配置し（ステップＳ１５）、本加熱を行って樹脂テープ７を膨張させてスロット孔１０に磁石６を固定する（ステップＳ１６）。これにより、図１に示されたロータ３等のモータ部品を得ることができる。

図７及び図８は、本発明の磁石固定方法の他の一例を説明する図である。まず、樹脂シート７を予備加熱し（ステップＳ２１）、一方の剥離ライナー８を剥離する（ステップＳ２２）。ここまでのステップは、図５に示された方法と同様である。図７及び図８に示された方法では、予備加熱された樹脂テープ７をスロット孔１０の第２面１０Ｃに貼着し（ステップＳ２３）、スロット孔１０内の樹脂テープ７から剥離ライナーを剥離する（ステップＳ２４）。

樹脂テープ７が貼着された状態のスロット孔１０に磁石６を挿入して磁石の第４面を貼着し（ステップＳ２５）、本加熱を行って樹脂テープ７を膨張させてスロット孔１０に磁石６を固定すれば（ステップＳ２６）、図５及び図６に示された方法と同様に、図１に示されたロータ３等のモータ部品を得ることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

例えば、常温で十分な粘着力を有した樹脂テープ７を用いる場合、予備加熱を省略して常温のまま樹脂テープ７を磁石６又はスロット孔１０に貼着することもできる。例えば、常温で硬質の樹脂テープ７を用いる場合、スロット孔１０に磁石６を挿入し、スロット孔１０の第２面１０Ｃと磁石６の第４面６Ｃとの隙間に樹脂シート７を挿入することもできる。

これまで説明した実施形態では、磁石６の厚み方向すなわちスロット孔１０の断面の長手方向に交差する短手方向に沿って磁石６を押圧する樹脂シート７を用いて磁石６をスロット孔１０に固定していた。樹脂シート７が磁石６を押圧する向きは、磁石６の厚み方向に限定されない。図示しないが、スロット孔１０のいずれか一方の端面（例えば端面１０Ｂ）に位置決め部１１を設け、いずれか他方の端面（例えば端面１０Ｄ）に樹脂シートを挿入して、該樹脂シートがスロット孔１０の長手方向に沿って磁石６を押圧するように構成してもよい。

あるいは、図９に示すように、第４面６Ｃに配置した樹脂シート７に加えて、端面６Ｂ、６Ｄにも樹脂シート７と同様の材料から形成された樹脂シート７´を配置してもよい。三面６Ｂ，６Ｃ，６Ｄに樹脂シートを配置する場合、樹脂シート７，７´を一体的に形成した断面がコの字形状（Ｕ－ｓｈａｐｅ）の樹脂シートを磁石６又はスロット孔１０に貼着してもよい。

１…モータ、２…ステータ、３…ロータ、４…巻線、５…ボビン、６…磁石、６Ａ…第３面、６Ｃ…第４面、６Ｂ，６Ｄ…端面、７，７´…樹脂シート、７Ａ，７Ｃ…両面、８…剥離ライナー、１０…スロット孔、１０Ａ…第１面、１０Ｃ…第２面、１０Ｂ，１０Ｄ…端面、１１…位置決め部、２０…ステータコア、２１…バックヨーク部、２２…ティース部、３０…ロータコア、３１…ダボ孔、Ｏ…回転軸。

Claims (3)

1. モータのロータコア又はステータコアに設けられたスロット孔に、樹脂シートを用いて磁石を固定する方法であって、
   前記スロット孔は、第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、を有しており、
   前記方法は、
   前記スロット孔に前記磁石を挿入すること、
   前記スロット孔の前記第２面と前記磁石との間に配置された樹脂シートを本加熱することにより、前記樹脂シートを膨張させて前記磁石を前記第１面に当接させ、かつ前記磁石を前記第２面に接着すること、を含み、
   前記スロット孔に前記磁石を挿入する前に、前記本加熱よりも低い温度で前記樹脂シートを予備加熱することにより前記樹脂シートに粘着力を生じさせ、前記スロット孔に予備加熱されて粘着力が生じた前記樹脂シートを貼着すること、を更に含む、
   磁石固定方法。
2. モータのロータコア又はステータコアに設けられたスロット孔に、樹脂シートを用いて磁石を固定する方法であって、
   前記スロット孔は、第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、を有しており、
   前記方法は、
   前記スロット孔に前記磁石を挿入すること、
   前記スロット孔の前記第２面と前記磁石との間に配置された樹脂シートを本加熱することにより、前記樹脂シートを膨張させて前記磁石を前記第１面に当接させ、かつ前記磁石を前記第２面に接着すること、を含み、
   前記スロット孔に前記磁石を挿入する前に、前記本加熱よりも低い温度で前記樹脂シートを予備加熱して、前記磁石又は前記スロット孔に予備加熱された前記樹脂シートを貼着すること、を更に含み、
   前記樹脂シートは、該樹脂シートの両面を被覆する一対の剥離ライナーを備え、
   前記スロット孔に前記磁石を挿入する前に、前記樹脂シートから一方の前記剥離ライナーを剥離し、他方の前記剥離ライナーを押圧して前記磁石に前記樹脂シートを貼着する、磁石固定方法。
3. モータのロータコア又はステータコアに設けられたスロット孔に、樹脂シートを用いて磁石を固定する方法であって、
   前記スロット孔は、第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、を有しており、
   前記方法は、
   前記スロット孔に前記磁石を挿入すること、
   前記スロット孔の前記第２面と前記磁石との間に配置された樹脂シートを本加熱することにより、前記樹脂シートを膨張させて前記磁石を前記第１面に当接させ、かつ前記磁石を前記第２面に接着すること、を含み、
   前記スロット孔に前記磁石を挿入する前に、前記本加熱よりも低い温度で前記樹脂シートを予備加熱して、前記磁石又は前記スロット孔に予備加熱された前記樹脂シートを貼着すること、を更に含み、
   前記樹脂シートは、該樹脂シートの両面を被覆する一対の剥離ライナーを備え、
   前記スロット孔に前記磁石を挿入する前に、前記樹脂シートから一方の前記剥離ライナーを剥離し、他方の前記剥離ライナーを押圧して前記樹脂シートを前記第２面に貼着する、
   磁石固定方法。

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