JP3704935B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機に係わり、特にヨークの内周に磁石を保持する磁石保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、モータのヨーク内に磁石を固定する手段として、一体成形された樹脂製の磁石保持器が使用されている。この磁石保持器では、磁石の寸法ばらつきが問題となる。そこで、例えば特開平８−２５１８４４号公報に示される磁石保持器では、リング部に突設された隔壁部に弾性変形部を設け、この弾性変形部の先端に凸部を形成している。この場合、隣合う隔壁部間に磁石が挿入されると、磁石側面を凸部が押圧した状態で弾性変形部が弾性変形することにより磁石の寸法ばらつきを吸収することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の磁石保持器は形状が複雑であるため、磁石保持器を樹脂成形するための成形型が極めて複雑となり、コストが高くなる。また、凸部で磁石の側面を押圧することにより周方向のがたつきは防止できるが、磁石の長手方向の固定が不十分であるという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、磁石保持器を用いてヨークの内周に磁石を保持する回転電機において、周方向だけでなく軸方向にも磁石の寸法ばらつきを吸収して磁石を固定でき、且つ磁石保持器を成形するための成形型の型構造を簡素化できることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の手段）
第１のホルダと第２のホルダは、第１端面支持部が磁石の軸方向一端面に当接し、第２端面支持部が磁石の軸方向他端面に当接して磁石の軸方向両側に配され、且つ周方向に隣合う磁石間で第１支柱部の一部と第２支柱部の一部が係合することにより、第１支柱部と第２支柱部の少なくとも一方が弾性変形して磁石の周方向側面を押圧する。この構成によれば、第１のホルダの第１端面支持部と第２のホルダの第２端面支持部とで磁石の軸方向両端面を支持し、且つ磁石の周方向側面を押圧して保持できるため、周方向のみならず軸方向にも磁石の寸法ばらつきを吸収して確実に磁石を固定できる。また、磁石保持器を第１のホルダと第２のホルダの二分割構成としたことにより、各ホルダの型構造を簡素化できるため、コストダウンが可能である。
【０００５】
（請求項２の手段）
第１のホルダと第２のホルダは、周方向に隣合う磁石間で第１支柱部の係合凸部と第２支柱部の複数の係合片とが係合することにより、複数の係合片が弾性変形して磁石の周方向側面を押圧することができる。
【０００６】
（請求項３の手段）
第１のホルダと第２のホルダは、周方向に隣合う磁石間で第１支柱部の第１係合部と第２支柱部の第２係合部とが係合することにより、第１支柱部と第２支柱部が共に弾性変形して磁石の周方向側面を押圧することができる。
【０００７】
（請求項４の手段）
請求項３の手段に記載した第１のホルダと第２のホルダは、同一形状に設けることができる。この場合、各ホルダを１つの成形型によって製造できるため、型費用を抑えることができ、ホルダの製造コストを低減できる。また、１種類の部品で良いため、部品管理も容易にできるメリットがある。
【０００８】
（請求項５の手段）
第１のホルダおよび第２のホルダは、それぞれ円筒部の内周に圧入して固定することができる。これにより、第１のホルダおよび第２のホルダによって確実に磁石を保持することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は回転電機の軸方向の半断面図である。
本実施例の回転電機１は、回転力を発生するアーマチャ２と、このアーマチャ２の外周を覆うヨーク３と、固定界磁を形成する複数（偶数個）の磁石４と、この磁石４を保持する磁石保持器（後述する）等より構成されている。
【００１０】
アーマチャ２は、一組の軸受５、６により回転自在に支持された回転軸７を有し、この回転軸７の外周に具備された整流子８に摺接するブラシ９を通じて電流が供給される。
ヨーク３は、深絞り加工によって底面３ａを具備する円筒形状に形成され、ヨーク３の開口端に設けられたフランジ部３ｂがハウジング１０に螺子１１で締め付け固定されている。
磁石４は、アーマチャ２の外周面との間に僅かなギャップを有してヨーク円筒部３ｃの内周面に固着されている。偶数個の磁石４は、ヨーク３の周方向に互いの間隔を等しく保って配置されている。また、各磁石４は、周方向に対向する互いの周方向側面４ｃが略平行に形成されている。
【００１１】
磁石保持器は、図２に示すように、軸方向に二分割された第１のホルダ１２と第２のホルダ１３とから成り、それぞれ樹脂成形品である。
第１のホルダ１２は、磁石４の軸方向一端面４ａを支持するリング状の端面支持部１２ａと、この端面支持部１２ａから軸方向に延びる複数本の支柱部１２ｂとを有している。端面支持部１２ａは、その外径がヨーク円筒部３ｃの内径と略等しく設けられ、且つ径方向の厚みが磁石４の厚みと略等しく設けられている。支柱部１２ｂは、磁極数（磁石４の数）と同数だけ設けられ、その全長（軸方向長さ）が磁石４の軸方向長さの１／２倍以上（但し磁石４の全長より短い）に設定され、且つ周方向に隣合う磁石４間の隙間に挿入可能な周方向幅（図２の左右方向の寸法）に設定されている。支柱部１２ｂの先端側には、根元側より周方向幅が小さく、且つ先端へ向かってテーパ状に減少する突出部１２ｃが形成されている。
【００１２】
第２のホルダ１３は、磁石４の軸方向他端面４ｂを支持するリング状の端面支持部１３ａと、この端面支持部１３ａから軸方向に延びる複数本の支柱部１３ｂとを有している。端面支持部１３ａは、その外径がヨーク円筒部３ｃの内径と略等しく設けられ、且つ径方向の厚みが磁石４の厚みと略等しく設けられている。支柱部１３ｂは、磁極数（磁石４の数）と同数だけ設けられ、その全長（軸方向長さ）が磁石４の軸方向長さの１／２倍以上（但し磁石４の全長より短い）に設定され、且つ周方向に隣合う磁石４間の隙間に挿入可能な周方向幅（図２の左右方向の寸法）に設定されている。支柱部１３ｂの先端側には、周方向の中央部に支柱部１３ｂの先端から中程まで溝部１３ｃが設けられ、この溝部１３ｃにより二股に分岐した一対の先割れ片１３ｄが形成されている。
【００１３】
次に、本実施例の作用について説明する。
まず、ヨーク３に磁石４を固着する前に、第１のホルダ１２を端面支持部１２ａ側からヨーク３の内部へ組み入れて、端面支持部１２ａがヨーク３の底面３ａに当接した状態で配置する。なお、端面支持部１２ａの外周面は、ヨーク円筒部３ｃから底面３ａに至る角部の曲面形状に対応して形成することにより、ヨーク３の内壁面に密着して配置できる（図１参照）。
続いて、磁石４の軸方向一端面４ａが第１のホルダ１２の端面支持部１２ａに当接するまで磁石４をヨーク３の内部へ挿入し、ヨーク円筒部３ｃの内周面に接着剤等により固着する。この時、周方向に隣合う磁石４間のギャップに第１のホルダ１２の支柱部１２ｂが配置されている。
【００１４】
続いて、第２のホルダ１３の支柱部１３ｂを磁石４間のギャップに挿入しながら第２のホルダ１３をヨーク３の内部へ組み入れる。ここで、支柱部１３ｂは、先端側中央部に溝部１３ｃが設けられているため、支柱部１３ｂの先端が第１のホルダ１２の支柱部１２ｂの先端まで到達して更に奥へ挿入されると、支柱部１２ｂの突出部１２ｃが支柱部１３ｂの溝部１３ｃに入り込むことにより、図２に示すように、支柱部１３ｂの先割れ片１３ｄが両側に開きながら弾性変形して磁石４の周方向側面４ｃを押圧する。
その後、第２のホルダ１３の端面支持部１３ａが磁石４の軸方向他端面４ｂに当接する位置まで第２のホルダ１３をヨーク３の内部へ押し込んで固定する。
【００１５】
なお、第２のホルダ１３は、端面支持部１３ａをヨーク円筒部３ｃに圧入することで容易に固定することができる。但し、圧入により固定する方法以外の手段（例えば接着する、別部材で磁石４との間に挟持する等）で固定しても良いことは言うまでもない。一方、第１のホルダ１２は、端面支持部１２ａがヨーク３の底面３ａと磁石４とで挟持されるため、ヨーク円筒部３ｃに圧入する必要はなく、若干の余裕を持たせてヨーク３の内部に挿入しても良い。もちろん、第２のホルダ１３と同様に圧入によってヨーク３に固定しても良い。
また、図３に示すように、磁石４の内周に円筒状の磁石カバー１４を装着して磁石４を保護しても良い。
【００１６】
（第１実施例の効果）
上記実施例によれば、第１のホルダ１２の端面支持部１２ａと第２のホルダ１３の端面支持部１３ａとで磁石４の軸方向両端面４ａ、４ｂを支持し、且つ支柱部１３ｂの先割れ片１３ｄにより磁石４の周方向側面４ｃを押圧して保持できるため、周方向のみならず軸方向にも磁石４の寸法ばらつきを吸収して確実に磁石４を固定できる。また、磁石保持器を第１のホルダ１２と第２のホルダ１３の二分割構成としたことにより、各ホルダ１２、１３の型構造を簡素化できるため、従来技術で説明した磁石保持器を成形する成形型より型費用を低減できるメリットがある。
【００１７】
（第２実施例）
図４は回転電機１の半径方向の半断面図である。
本実施例は、第１のホルダ１２の支柱部１２ｂの先端側に棒状の突出部１２ｃを設け、第２のホルダ１３の支柱部１３ｂの先端側に複数の弾性片１３ｅを略円筒形状に配置した場合の一例を示すものである。この場合、支柱部１３ｂを磁石４間のギャップに挿入しながら第２のホルダ１３をヨーク３の内部へ押し込むと、第１のホルダ１２の支柱部１２ｂの突出部１２ｃが支柱部１３ｂの各弾性片１３ｅによって形成される円筒内部へ入り込むことにより、図４に示すように、各弾性片１３ｅが外側へ開きながら弾性変形して磁石４の周方向側面４ｃを押圧することができる。
【００１８】
（第３実施例）
図５は磁石保持器の使用例を示す平面図である。
本実施例は、図５に示すように、第１のホルダ１２の支柱部１２ｂの先端側に鉤状の係合部１２ｄを設け、第２のホルダ１３の支柱部１３ｂの先端側にも鉤状の係合部１３ｆを設けた場合の一例を示すものである。この場合、互いの係合部１２ｄ、１３ｆ同士が係合して周方向に磁石４の側面を押圧することにより磁石４を固定することができる。また、本実施例では、第１のホルダ１２と第２のホルダ１３を同一形状とすることにより、各ホルダ１２、１３を１つの成形型によって製造できるため、型費用を抑えることができ、ホルダ１２、１３の製造コストを低減できる。また、１種類の部品で良いため、部品管理も容易にできるメリットがある。
【００１９】
（変形例）
図３及び図４では２極（磁石４を２個使用している）の回転電機１を記載したが、２極に限定されるものではなく、例えば図６に示すように４極でも良い。
第１実施例および第２実施例では、第１のホルダ１２と第２のホルダ１３とを磁石４に対して逆に配置しても良い。
また、第１実施例では、第１のホルダ１２をヨーク３の内部に組み入れてから磁石４をヨーク円筒部３ｃに固着して、その後、第２のホルダ１３をヨーク３の内部へ圧入する例を記載したが、ヨーク３の内部へ挿入する前に、予め第１のホルダ１２と第２のホルダ１３とで磁石４を保持した状態に組付けておき、その状態を維持しながら一体にヨーク３の内部へ組み入れることもできる。
図１に記載したヨーク３は、底面３ａを有する絞りヨーク３であるが、底面３ａの無い円筒ヨーク３でも良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転電機の軸方向の半断面図である。
【図２】磁石保持器の使用例を示す平面図である（第１実施例）。
【図３】回転電機の半径方向の半断面図である（第１実施例）。
【図４】回転電機の半径方向の半断面図である（第２実施例）。
【図５】磁石保持器の使用例を示す平面図である（第３実施例）。
【図６】回転電機の半径方向の半断面図である（変形例）。
【符号の説明】
１ 回転電機
３ ヨーク
３ｃ ヨークの円筒部
４ 磁石
１２ 第１のホルダ（磁石保持器）
１２ａ 第１のホルダの端面支持部（第１端面支持部）
１２ｂ 第１のホルダの支柱部（第１支柱部）
１２ｃ 第１のホルダの突出部（係合凸部）
１２ｄ 第１のホルダの係合部（第１係合部）
１３ 第２のホルダ（磁石保持器）
１３ａ 第２のホルダの端面支持部（第２端面支持部）
１３ｂ 第２のホルダの支柱部（第２支柱部）
１３ｄ 第２のホルダの先割れ片（係合片）
１３ｅ 第２のホルダの弾性片（係合片）
１３ｆ 第２のホルダの係合部（第２係合部）

Claims (5)

1. 円筒部を有するヨークと、
   前記円筒部の内周に配設される少なくとも一対の磁石と、
   この磁石を保持する磁石保持器とを備えた回転電機であって、
   前記磁石保持器は、
   軸方向に二分割された第１のホルダと第２のホルダとを備え、
   前記第１のホルダは、前記磁石の軸方向一端面を支持する環状の第１端面支持部と、この第１端面支持部から軸方向に延びて周方向に隣合う前記磁石間に挿入される第１支柱部とを有し、
   前記第２のホルダは、前記磁石の軸方向他端面を支持する環状の第２端面支持部と、この第２端面支持部から軸方向に延びて周方向に隣合う前記磁石間に挿入される第２支柱部とを有し、
   前記第１のホルダと前記第２のホルダは、前記第１端面支持部が前記磁石の軸方向一端面に当接し、前記第２端面支持部が前記磁石の軸方向他端面に当接して前記磁石の軸方向両側に配され、且つ周方向に隣合う前記磁石間で前記第１支柱部の一部と前記第２支柱部の一部が係合することにより、前記第１支柱部と前記第２支柱部の少なくとも一方が弾性変形して前記磁石の周方向側面を押圧することを特徴とする回転電機。
2. 前記第１のホルダは、前記第１支柱部の先端側に係合凸部を有し、
   前記第２のホルダは、前記第２支柱部の先端側に弾性変形可能な複数の係合片を有し、
   周方向に隣合う前記磁石間で前記係合凸部と前記複数の係合片とが係合することにより、前記複数の係合片が弾性変形して前記磁石の周方向側面を押圧することを特徴とする請求項１に記載した回転電機。
3. 前記第１のホルダは、前記第１支柱部の先端側に鉤状の第１係合部を有し、
   前記第２のホルダは、前記第２支柱部の先端側に鉤状の第２係合部を有し、
   周方向に隣合う前記磁石間で前記第１係合部と前記第２係合部とが係合することにより、前記第１支柱部と前記第２支柱部が共に弾性変形して前記磁石の周方向側面を押圧することを特徴とする請求項１に記載した回転電機。
4. 前記第１のホルダと前記第２のホルダは、同一形状に設けられていることを特徴とする請求項３に記載した回転電機。
5. 前記第１のホルダおよび前記第２のホルダは、それぞれ前記円筒部の内周に圧入されていることを特徴とする請求項１〜４に記載した何れかの回転電機。

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