WO2007063752A1 - 射出成形機用モータ、埋め込み磁石型モータの回転子 - Google Patents

Abstract

　耐久性に優れる射出成形機用モータ、埋め込み磁石型モータの回転子を提供することを目的とする。 　サーボモータの回転子２０を構成するプレート２２において、互いに隣接する保持孔２４、２４間に形成された柱状部２５の内周側端部２５ａから中間部２５ｃにかけてを、永久磁石２３に線接触する保持部３０とし、サーボモータの加減速時にも永久磁石２３を拘束し、その移動を防止する。これにより、長期間の使用時においても、柱状部２５の特定部位に永久磁石２３が当たることなく、これによって柱状部２５の磨耗や破断を防き、耐久性を大幅に向上させる。ここで、柱状部２５の保持部３０と、永久磁石２３との隙間に電気絶縁ワニスや、接着剤、樹脂等の充填材を充填し、保持部３０と永久磁石２３との隙間を塞ぐようにしても良い。これにより、永久磁石２３は、サーボモータの加減速時にも保持孔２４内で移動することがなく、上記の効果は一層顕著なものとなる。

Description

明 細 書

射出成形機用モータ、埋め込み磁石型モータの回転子

技術分野

[0001] 本発明は、射出成形機用モータ、埋め込み磁石型モータの回転子に関する。

背景技術

[0002] 近年、小型でありながら大トルクを発揮できるモータとして、埋め込み磁石型モータ が注目されている。埋め込み磁石型モータは、外周部に複数の永久磁石が配置され た回転子と、回転子と対向するように設けられ、磁界を発生するコイルを備えた固定 子とから構成されている (例えば、特許文献 1参照。 ) o

図 6は、このような埋め込み磁石型モータの回転子 1の構成を示す図である。この図 に示すように、回転子 1は、シャフトに円盤状のプレート 3が多数枚積層して設けられ 、これらのプレート 3に形成された孔 4に、永久磁石 5が保持された構成となっている。

[0003] 特許文献 1：特開 2002— 300743号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 上記したような従来の回転子 1の構成において、プレート 3に形成された孔 4は、プ レート 3のなるベく外周側に形成される。これは、孔 4によって保持される永久磁石 5を 、その外周側の固定子のコイルに近付け、双方の磁界による作用を効率的なものと するためである。

また、プレート 3の周方向において互いに孔 4、 4間には、柱状部 6が形成されてい る力 この柱状部 6は、モータ作動時における発生トルク変動の大きいモータにおい ては、回転子 1の加減速時に永久磁石 5が慣性力によって移動し、特に内周側の端 部 6aに衝突しやすい。これによつて長期間の使用中に、柱状部 6が端部 6aで破断し てしまうことがある。

柱状部 6が破断すると、回転子 1の回転にともなって永久磁石 5に作用する遠心力 等により、プレート 3における孔 4の外周側が膨らみ、固定子（図示無し）に接触したり すると、これが固定子と回転子 1の間に嚙み込んで回転子 1の回転を妨げる要因とも なる。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、耐久性に優れる射出 成形機用モータ、埋め込み磁石型モータの回転子を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

かかる目的のもとになされた本発明の射出成形機用モータは、射出成形機におい て、榭脂を射出するためのシリンダを駆動するためのモータであり、ハウジングに固 定され、外部力 電流が印加されることで磁界を発生するコイルを備えたリング状の 固定子と、固定子の内部においてハウジングに回転自在に支持され、固定子に対向 するように周方向に複数の永久磁石が配置された回転子と、を備える。そして、回転 子は、ハウジングに回転自在に支持されたシャフトと、シャフトの軸線方向に沿って複 数枚積層して設けられ、それぞれ永久磁石が挿入される保持孔を有するとともに、周 方向に互いに隣接する保持孔どうしの間に位置する柱状部を有したプレートと、を備 えている。このような構成において、柱状部は、内周側端部から中間部にかけてが永 久磁石の側面に線接触する線接触部とされて 、ることを特徴として 、る。

線接触部に対し磁石が線接触することで、モータの加減速時における慣性により永 久磁石の荷重がごく一部分に集中するのを防ぎ、柱状部の磨耗が抑制できる。この とき、線接触部は、柱状部の内周側端部力 中間部にむけて漸次幅が広がる形状と すればよい。

また、柱状部の中間部から外周側端部にかけての部分と保持孔内の永久磁石との 間に隙間を形成するのが好ましい。柱状部の中間部力も外周側端部にかけての断 面積を、線接触部の断面積以下となるようにするのである。このようにして、柱状部に おいて、中間部から外周側端部にかけてを細く形成することで、互いに隣接する永 久磁石間からの漏れ磁束を規制する漏れ磁束規制部とすることができる。

また、線接触部と永久磁石の側面との間に、永久磁石の周方向への移動を拘束す るための充填材を充填するのも好ましい。これにより、永久磁石の余計なガタつきを 押さえることができる。充填材は、ワニス、接着剤、榭脂のいずれかを用いるのが好ま しい。充填材は、シャフトに複数枚のプレートをセットした後、これを充填材にディツビ ングさせることで、線接触部と永久磁石の側面との間に充填することができる。 柱状部の内周側端部の幅を、外周側端部の幅とほぼ同一とすることで、線接触部 が過大に太くなるのを防止でき、モータの電磁気特性がこれによつて低下してしまう のを防止できる。

一方、耐久性を重視する場合には、柱状部の内周側端部の幅を、外周側端部の幅 よりも大きく設定しても良い。

[0006] 本発明の埋め込み磁石型モータの回転子は、埋め込み磁石型モータのハウジング に回転自在に支持されるシャフトと、シャフトの軸線方向に沿って複数枚積層して設 けられ、それぞれ永久磁石が挿入される保持孔を有するとともに、周方向に互いに隣 接する保持孔どうしの間に位置する柱状部を有したプレートと、を備えている。このよ うな構成において、柱状部は、内周側端部から中間部にかけてが永久磁石の側面に 線接触する線接触部とされていることを特徴とすることができる。

このような埋め込み磁石型モータは、射出成形機用に限らず、適宜他の用途に用 いることも可能である。

発明の効果

[0007] 本発明によれば、プレートにおいて周方向に互いに隣接する保持孔どうしの間に 位置する柱状部を、内周側端部から中間部にかけてを永久磁石の側面に線接触す る線接触部とすることで、モータ作動時の加減速によって永久磁石が柱状部の特定 箇所に強く当たるのを防止し、回転子の耐久性を大幅に高めることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0008] 以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。

図 1は、本実施の形態におけるサーボモータ (射出成形機用モータ、埋め込み磁 石型モータ） 10の構成を説明するための図である。この図 1に示すように、サーボモ ータ 10は、射出成形機の榭脂射出用のシリンダの駆動源として用いられるもので、 直径 200mm、全長 200mm以上と!/、つた大型のものである。

このようなサーボモータ 10は、ハウジング 11内に、回転可能に支持された回転子 2 0と、回転子 20の外周側に、予め定められたクリアランスを隔てて設けられた固定子 1 2とを備えた構成となって 、る。

サーボモータ 10は、固定子 12に備えられたコイルに、図示しない電源力も電流を 流すことで磁界を発生させ、この磁界と回転子 20に備えられた永久磁石 23で発生 する磁界との相互作用により、回転子 20を回転させるようになつている。回転子 20が 回転すると、回転子 20のシャフト 21にボールネジ等を介して連結された榭脂射出用 のシリンダが駆動されるのである。

[0009] 回転子 20は、予め定められた長さを有したシャフト 21の外周部に、シャフト 21の軸 線方向に沿って多数枚のプレート 22が積層されて設けられ、これらのプレート 22に、 永久磁石 23がプレート 22の周方向に複数配置された構成を有して 、る。

[0010] 回転子 20のシャフト 21は、ハウジング 11に軸受を介して回転自在に支持され、少 なくともその一端がハウジング 11の外部に突出するよう設けられている。

[0011] それぞれのプレート 22は、いわゆる電磁鋼板からなり、例えば、 0. 35mm, 0. 5m mといった厚さを有している。プレート 22の中央部には予め定められた径の孔 22aが 形成され、この孔 22aにシャフト 21が挿入されることで、予め定められた枚数のプレ ート 22力 Sシャフト 21に装着されるようになって!/、る。

図 2に示すように、プレート 22の外周部には、周方向に間隔を隔てて、永久磁石 23 を保持する保持孔 24が複数形成されている。この保持孔 24は、永久磁石 23の断面 形状に対応した寸法、形状を有しており、永久磁石 23の挿入時における作業性を向 上させるため、永久磁石 23の隅部 23aの近傍には逃げ部 24aが形成されている。

[0012] このような構成のプレート 22において、互いに隣接する保持孔 24、 24間には、柱 状部 25が形成されている。この柱状部 25は、内周側端部 25aの幅 siと、外周側端 部 25bの幅 s2とがほぼ同一とされ、内周側端部 25aから中間部 25cに向けて、柱状 部 25が永久磁石 23に線 (面)接触するよう、その幅が徐々に拡大し、永久磁石 23の 側面とほぼ平行になるように形成されて 、る。

このような形状の柱状部 25によれば、永久磁石 23は、内周側端部 25aから中間部 25cにかけての保持部 (線接触部） 30によってサーボモータ 10の加減速時にも永久 磁石 23を拘束し、その移動を防止するようになっている。し力も、保持部 30は、永久 磁石 23の側面とほぼ平行に形成されて永久磁石 23と線接触するようになって 、るの で、長期間の使用時においても、特定部位に永久磁石 23が当たることなぐこれによ つて柱状部 25の磨耗や破断を防ぐことができる。その結果、柱状部 25の耐久性を大 幅に向上することができるのである。

[0013] また、このような構成において、柱状部 25の中間部 25cから外周側端部 25bにかけ ては、その幅がほぼ一定とされている。これは、電磁鋼板力もなるプレート 22におい ては、互いに隣接する永久磁石 23、 23の隙間からの漏れ磁束が存在する力 柱状 部 25の最も断面積が小さい部分によって、漏れ磁束量が制限されるため、柱状部 2 5の中間部 25cから外周側端部 25bにかけての幅（断面積)を、保持部 30の断面積 よりも小さい一定にすることによって、漏れ磁束量を制限し、漏れ磁束規制部 40とし て機能させるためである。

[0014] さらに、図 3に示すように、図 1に示したのと同様の形状の柱状部 25の保持部 30と 、永久磁石 23との隙間に電気絶縁ワニスや、接着剤、榭脂等の充填材 50を充填し、 保持部 30と永久磁石 23との隙間を塞ぐようにしても良い。これにより、永久磁石 23は 、サーボモータ 10の加減速時にも保持孔 24内で移動することがなぐ上記の効果は 一層顕著なものとなる。

なお、このような充填材 50は、シャフト 21に予め定められた枚数のプレート 22をセ ットした後、これを充填材 50にデイツビングさせることで、保持部 30と永久磁石 23との 間に充填することができる。これは、保持部 30と永久磁石 23の側面とがほぼ平行で 、この部分のクリアランスが他の部分に比較して小さいため、この部分においては充 填材 50がその表面張力によって残留し、他の、隙間がより大きい部分においては流 れ落ちるからである。そのため、充填材 50の粘度については、適宜設定する必要が ある。

[0015] ところで、上記図 2、図 3に示した構成では、柱状部 25の内周側端部 25aの幅 siと 、外周側端部 25bの幅 s2とをほぼ等しくする構成とした力 これに限るものではない。 図 4に示すように、柱状部 25の内周側端部 25aの幅 siを、外周側端部 25bの幅 s2 よりも大きくし、内周側端部 25aから中間部 25cにかけて、永久磁石 23の側面とほぼ 平行な保持部 30を形成するようにしても良い。この場合も、柱状部 25の中間部 25c 力も外周側端部 25bにかけては、その断面積を小さくし、漏れ磁束規制部 40として 機能させるのが好ましい。

[0016] このような構成とすると、保持部 30において、柱状部 25の内周側端部 25aの幅 si 力 図 2、図 3に示した構成よりも広くなるため、耐久性はより一層向上する。ただしこ の場合、互いに隣接する永久磁石 23、 23の間隔は広くなるため、図 2、図 3に比較 すると、サーボモータ 10で発生するトルクは小さくなる。したがって、サーボモータ 10 に要求される、耐久性と性能のバランスにより、柱状部 25の内周側端部 25aの幅 si を設定すれば良!、と言える。

[0017] このような構成においても、図 5に示すように、柱状部 25の保持部 30と、永久磁石 2 3との隙間に電気絶縁ワニスや、接着剤、榭脂等の充填材 50を充填し、保持部 30と 永久磁石 23との隙間を塞ぐようにしても良 ヽ。

[0018] さらに、図 2〜図 5に示したような構成において、シャフト 21にプレート 22を積層して 装着した後、その外周部に、布やテープを巻き、さらにワニス等を布やテープに含浸 させ、これを複数枚積層されたプレート 22の外周補強材 60とするようにしてもよい。 これにより、万が一柱状部 25が破断してしまった場合にも、プレート 22の一部が外 周側に突出してしまうのを防止できる。

[0019] なお、上記実施の形態では、サーボモータ 10の構成について説明した力 本願発 明の主旨を逸脱しない限りは、他の部分の構成や用途等を、上記説明したもの以外 としてちよい。

これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を 取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本実施の形態におけるサーボモータの概略構成を示す断面図である。

[図 2]柱状部の構成を示す拡大図である。

[図 3]図 2の構成において柱状部と永久磁石の間に充填材を配した例を示す図であ る。

[図 4]柱状部の他の例を示す図である。

[図 5]図 4の構成において柱状部と永久磁石の間に充填材を配した例を示す図であ る。

[図 6]従来の柱状部の構成を示す図である。

符号の説明 10···サーボモータ (射出成形機用モータ、埋め込み磁石型モータ）、 11···ハウジ ング、 12···固定子、 20···回転子、 21···シャフト、 22···プレート、 23···永久磁石、 24 …保持孔、 25···柱状部、 25a…内周側端部、 25b…外周側端部、 30···保持部 (線 接触部)、 40···漏れ磁束規制部、 50···充填材、 60…外周補強材

Claims

請求の範囲

[1] 射出成形機において、榭脂を射出するためのシリンダを駆動するためのモータであ つて、

ノ、ウジングに固定され、外部力 電流が印加されることで磁界を発生するコイルを 備えたリング状の固定子と、

前記固定子の内部にぉ 、て前記ハウジングに回転自在に支持され、前記固定子 に対向するように周方向に複数の永久磁石が配置された回転子と、を備え、 前記回転子は、前記ハウジングに回転自在に支持されたシャフトと、

前記シャフトの軸線方向に沿って複数枚積層して設けられ、それぞれ前記永久磁 石が挿入される保持孔を有するとともに、周方向に互いに隣接する前記保持孔どうし の間に位置する柱状部を有したプレートと、を備え、

前記柱状部は、内周側端部から中間部にかけてが前記永久磁石の側面に線接触 する線接触部とされていることを特徴とする射出成形機用モータ。

[2] 前記線接触部は、前記柱状部の前記内周側端部から前記中間部にむけて漸次幅 が広がる形状とされていることを特徴とする請求項 1に記載の射出成形機用モータ。

[3] 前記柱状部の前記中間部から外周側端部にかけての断面積が、前記線接触部の 断面積以下とされていることを特徴とする請求項 1に記載の射出成形機用モータ。

[4] 前記柱状部の前記中間部力も外周側端部にかけての部分と前記保持孔内の前記 永久磁石との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項 1に記載の射出成 形機用モータ。

[5] 前記柱状部の前記中間部力も前記外周側端部にかけてが、互いに隣接する前記 永久磁石間からの漏れ磁束を規制する漏れ磁束規制部とされていることを特徴とす る請求項 4に記載の射出成形機用モータ。

[6] 前記線接触部と前記永久磁石の側面との間に、前記永久磁石の周方向への移動 を拘束するための充填材が充填されていることを特徴とする請求項 1に記載の射出 成形機用モータ。

[7] 前記充填材は、ワニス、接着剤、榭脂の!、ずれかであることを特徴とする請求項 6 に記載の射出成形機用モータ。

[8] 前記充填材は、前記シャフトに複数枚の前記プレートをセットした後、これを前記充 填材にデイツビングさせることで、前記線接触部と前記永久磁石の側面との間に充填 したものであることを特徴とする請求項 6に記載の射出成形機用モータ。

[9] 前記柱状部の前記内周側端部の幅と前記外周側端部の幅がほぼ同一とされて 、 ることを特徴とする請求項 1に記載の射出成形機用モータ。

[10] 前記柱状部の前記内周側端部の幅が、前記外周側端部の幅よりも大きく設定され ていることを特徴とする請求項 1に記載の射出成形機用モータ。

[11] 埋め込み磁石型モータの回転子であって、

前記回転子は、前記埋め込み磁石型モータのハウジングに回転自在に支持される シャフトと、

前記シャフトの軸線方向に沿って複数枚積層して設けられ、それぞれ永久磁石が 挿入される保持孔を有するとともに、周方向に互いに隣接する前記保持孔どうしの間 に位置する柱状部を有したプレートと、を備え、

前記柱状部は、内周側端部から中間部にかけてが前記永久磁石の側面に線接触 する線接触部とされていることを特徴とする埋め込み磁石型モータの回転子。

[12] 前記線接触部は、前記柱状部の前記内周側端部から前記中間部にむけて漸次幅 が広がる形状とされて！/ヽることを特徴とする請求項 11に記載の埋め込み磁石型モー タの回転子。

[13] 前記柱状部の前記中間部から外周側端部にかけての断面積が、前記線接触部の 断面積以下とされて 、ることを特徴とする請求項 11に記載の埋め込み磁石型モータ の回転子。

[14] 前記柱状部の前記中間部力も外周側端部にかけての部分と前記保持孔内の前記 永久磁石との間に隙間が形成されて 、ることを特徴とする請求項 11に記載の埋め込 み磁石型モータの回転子。