JPH0898473A - モータ用積層板構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工数増加を最小限に抑えて簡単な構成のもの
とするとともに、自動化を可能として量産効果を向上さ
せ、しかも、加工精度を向上させたモータ用積層板構造
体を提供する。 【構成】 積層板３は、ヨーク部４ｂと歯部４ｃとから
なる磁極延設部４ａを備えた単板４が、半抜き加工され
た中心孔４ｄの周縁部にて嵌合されて積層される。単板
４には、貫通小孔４ｅが穿設されていて、積層板３の両
端面に貫通している。樹脂材料より成る絶縁被覆部２
は、積層板３を両端面のピン孔２ａ以外の面を含む外周
面を覆って形成されるとともに、貫通小孔４ｅ内を充填
して貫通部２ｂが形成され、また回転子軸部分も充填し
て形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ用積層板構造体
に関し、より詳細には、巻回されるコイルと積層板との
間の導通が防止される絶縁被覆部を樹脂材料にて一体成
形したモータ用積層板構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、モータにおいて、積層板を用
いた例えば回転子は、カバー形状をなす例えば樹脂製の
インシュレータにより、これを積層板の両端面を被覆す
るように配して、外周に巻回されるコイルと積層板との
間で導通現象が発生しないよう絶縁状態を保つようにし
た技術は知られている。図８は、従来のモータ用積層板
構造体を示す断面図で、回転子軸１０１に嵌合された積
層板１０２の両端面に、ボスと一体の樹脂製のインシュ
レータ１０３が配され、コイル１０４が巻回されてい
る。しかしながら、このようなインシュレータを積層板
の所定位置に配する作業は、インシュレータのばらつき
が大きいにもかかわらず、一方で高い取付け精度を要求
されるため、単純に自動化するということが困難で、従
来より、手作業により個々に確認しながら取付けを行う
というものであった。従って、量産性に乏しく、製造コ
ストの低減を図る上で、不都合なものであった。

【０００３】また、従来の整流子は、図８のように、回
転子軸１０１に配された整流子基台１０５に整流子セグ
メント１０６を配し、整流子セグメント１０６を抜け止
め用の保護素子１０７にて固定した後、固定部材１０８
により整流子基台１０５を抜け止め固定するようになっ
ていて、その構成部品が多数なため、工程数も多くな
り、コスト高となる。

【０００４】積層板を用いた回転子の他の構成のものと
しては、空心の積層板を樹脂モールドして所定の外周面
及び空心内周面を樹脂にて被覆させた後、金属材料より
成る回転子軸を圧入した構成のものが知られている。図
９は、従来のモータ用積層板構造体を示す断面図で、積
層板２０１は、樹脂モールドにより両端面と空心内周面
とをボスと一体の樹脂被覆部２０２に覆われていて、回
転子軸２０３が圧入されるとともに、コイル２０４が巻
回されている。この方法は、圧入時に回転子軸２０３が
積層板２０１と当接しないので擦り傷等が発生せず、ま
た、回転子軸２０３を樹脂被覆部２０２の空心内周面の
樹脂の連続した面で受けるので面精度が確保されて回転
特性が向上する等の利点を有しているが、反面、圧入時
に樹脂部が変形しやすく積層板２０１の軸心と回転子軸
２０３の軸心とがズレて、これにより回転が不安定にな
るという欠点を有するものであった。

【０００５】また、従来の歯車は、図９のように、回転
子軸２０３は、筺体２０５に固定された軸受２０６に回
転自在に支持されて外部に延設され、回転子軸２０３の
先端側に歯車２０７が嵌合されるようになっていて、歯
車２０７の嵌合のための工程を必要とするとともに、そ
の軸心を一致させるのが困難なものであり、コスト高と
なる。

【０００６】また、従来においては、各単板の積層後の
締結は、例えば特開昭６１−１１６９６０号のように、
例えばかしめピンなどの固着手段により行われていて、
この工程を必ず必要とするという不都合を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、工数増加を最小限に抑えて簡単な構成のものとする
とともに、自動化を可能として量産効果を向上させ、し
かも、加工精度を向上させたモータ用積層板構造体を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のモータ用積層板構造体は、磁極延設部を有
する単板を複数枚積層して成る積層板に、巻回されるコ
イルと積層板との導通が防止される樹脂材料より成る絶
縁被覆部を一体成形により形成したモータ用積層板構造
体において、積層板の各単板は積層板の両端面へ貫通す
る貫通小孔が設けられ、前記絶縁被覆部は前記積層板の
両端面の所定部位を含む外周面を覆うとともに貫通小孔
が樹脂材料の流路となって積層板の両端面間を連結する
ように形成されるとともに圧接力により各単板を密着さ
せるようにしたものである。また、本発明の他の解決手
段は、単板は、貫通小孔の形成による面積の減少により
生じる磁気特性の損失を補う形状に形成されるようにし
たものである。また、本発明の他の解決手段は、積層板
構造体は回転子であって、積層板は中心孔を半抜き加工
された単板を積層して成り、回転子軸を絶縁被覆部とと
もに樹脂材料にて一体成形するようにしたものである。
さらに、本発明の他の解決手段は、積層板は回転子であ
る場合に、絶縁被覆部は、積層板の両端面の回転子軸の
周囲を肉厚に形成するとともに、整流子基台及び歯車部
を樹脂材料にて回転子軸に一体成形するようにしたもの
である。

【０００９】

【作用】積層板は、両端面の所定部位を含む外周面が覆
われるとともに、貫通小孔が樹脂材料の流路となって積
層板の両端面間を連結するように形成されるとともに圧
接力により各単板を密着させる。

【００１０】

【実施例】本発明によるモータ用積層板構造体は、種々
のモータの回転子及び固定子に適用されるものである
が、ここでは、好適なる実施例について数例を図１〜図
７により説明する。

【００１１】図１は、本発明によるモータ用積層板構造
体の第一実施例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は軸方
向の断面図、（Ｃ）は軸に垂直な方向の断面図である。
１はモータ用積層板構造体である。２は絶縁被覆部、３
は積層板である。絶縁被覆部２は、樹脂材料より成り、
積層板３を両端面側に形成されるピン孔２ａ以外の面を
含む外周面を覆うとともに、貫通部２ｂを有している。
また、この実施例では回転子軸２ｃも一体成形にて構成
されている。４は単板で、積層板３を構成し、ヨーク部
４ｂと歯部４ｃとから成る磁極延設部４ａを有するとと
もに、中心孔４ｄ、貫通小孔４ｅが形成されている。

【００１２】積層板３について、図２を用いて詳述す
る。図２は、図１に示した本発明によるモータ用積層板
構造体の第一実施例の積層板を示す斜視図である。積層
板３は、モータにおいて回転子として用いられ、珪素鋼
板や電磁鋼板を打抜いて形成された単板４を複数枚積層
されることにより構成される。各単板４は、中心から三
方向に放射状に磁極延設部４ａが突設されていて、各磁
極延設部４ａは、図示しないコイルが巻回されるヨーク
部４ｂとその先端側に所定の形状に形成された歯部４ｃ
とからなっている。また各単板４の中心孔４ｄの周縁は
半抜き加工されていて、中心孔４ｄの半抜き加工部分に
よって各単板４が嵌合状態とされて積層されるようにな
っている。また、この実施例では、各単板４の各磁極延
設部４ａのヨーク部４ｂのほぼ中心付近には、貫通小孔
４ｅが穿設されていて、単板４が積層されて積層板３が
構成された状態において積層板３の両端面に貫通してい
るようになっている。

【００１３】図３は、図１に示した本発明によるモータ
用積層鉄心構造体の製造過程を示す概略断面図である。
積層板３を、図３に示すように、固定金型５と可動金型
６との間に支持する。固定金型５には、金型内に支持さ
れた積層板３の磁極延設部４ａの歯部４ｃの位置にほぼ
対応して樹脂材料を注入するための３個のゲート５ａが
設けられている。この３個のゲート５ａは、樹脂材料の
射出圧により、前述のピン孔２ａ以外の積層板３の外周
面を覆うとともに、貫通小孔４ｅ内および回転子軸部分
を充填することが可能な孔径を有し、且つ射出後に樹脂
材料が固まり該回転子を固定金型５から外す時に容易に
樹脂材料が切断されることが可能な孔径を有している。

【００１４】７は押出板で、３本の押出ピン８が固着さ
れている。図示しない駆動機構により押出板７が図３に
おいて上下方向に往復作動することにより、押出ピン８
は、可動金型６の孔６ａ内を往復動するようになってい
て、押出ピン８の先端面８ａは、積層板３の下端面に位
置する単板４の貫通小孔４ｅと歯部４ｃとの間のヨーク
部４ｂ面またはその近傍に当接するようになっている。
尚、この当接する部位は歯部４ｃの部分であってもよ
く、後述する成形時の条件をみたすように決定される。
また、射出後に樹脂材料が固まった後に積層板３を可動
金型６から押出すようになっている。

【００１５】９は調整ピンで、押出ピン８に対応して３
本設けられている。調整ピン９は、孔５ｂ内を往復動可
能になっているが、スプリングバネ１０により被押圧部
９ａで押圧されて図３において下方に付勢されている。
調整ピン９の先端面９ｂは、押出ピン８と同一直線上に
あって押出ピン８の押圧力と抗するように、積層板３の
上端面に位置する単板４の貫通小孔４ｅと歯部４ｃとの
間のヨーク部４ｂ面あるいはその近傍に当接するように
なっている。また、この押圧力はスプリングバネ１０に
より調整される。従って、積層板３の各単板４は、互い
に密着するように、押出ピン８と調整ピン９とにより両
端面から、所定の押圧力にて押圧されるようになってい
る。

【００１６】絶縁被覆部２は、前述のように、積層板３
の各単板４が、押出ピン８と調整ピン９とにより両端面
から所定の押圧力にて押圧されている状態で、固定金型
５の３個のゲート５ａから樹脂材料を注入すると、各空
間に樹脂材料が回り込み、積層板３を両端面のピン孔２
ａとなる部分以外の面を含む外周面を覆って所定の厚さ
に形成されるとともに貫通小孔４ｅ内および回転子軸部
分が樹脂材料にて充填されることにより形成される。そ
して樹脂材料が充分に固まった後に、可動金型６を固定
金型５から分離するとともに、図示しない駆動機構によ
り押出板７を作動させて押出ピン８を押して、樹脂材料
でモールドされた積層板すなわちモータ用積層板構造体
を取り出すものである。

【００１７】このように、各単板４が押圧されて密着し
た状態で、積層板３の両端面のピン孔２ａとなる部分以
外の面を含む外周面と貫通小孔４ｅ内および回転子軸部
分が樹脂材料にて充填されて樹脂材料が固まるので、図
４に示すように、樹脂材料が射出されるときに各単板４
間に樹脂が流入することがなく、各単板４の密着状態が
保たれる。貫通小孔４ｅにより、各歯部４ｃの密着が充
分なものとなり、そして、形成された積層板３の樹脂モ
ールド体は常に所定の形状・大きさとなるので、コイル
の巻回される量も常に一定したものとなり、製造におい
てきわめて容易に且つ安定したものとなり、モータの作
動においてその回転特性が安定したものとなる。なお、
このような密着したものとなるように、押出ピン８及び
調整ピン９と、積層板３の両端面の両単板４との当接位
置が決定される。なお、絶縁被覆部２の、特に積層板３
の両端面の縁部を被覆している稜線部２ｄを曲面形状と
することにより、巻回されるコイルが絶縁被覆部内にく
い込むことがなく、従って、巻回されるコイルと積層板
との絶縁が完全なものとなる。また、コイルを巻回した
ときのピン孔２ａ部分での、積層板３とコイルとの絶縁
性については、適切な樹脂厚を設定することにより、導
通することなく絶縁状態が保たれる。

【００１８】なお、貫通小孔４ｅの形成される位置は、
この実施例に限定されるものではなく、例えば磁気特性
や機械的特性（密着性）等により、適宜に変更され得る
ものである。また、上記の実施例では、貫通小孔４ｅ
は、コイルが巻回されるヨーク部４ｂに形成されてお
り、積層板３をより小型のものとした場合には、貫通小
孔４ｅの形成による単板４の面積の減少は磁気損失とし
て無視できなくなるので、この場合には、単板４を、こ
の減少した面積を補う形状とすればよい。例えば、貫通
小孔４ｅ近辺のヨーク部４ｂの両外周を円弧状に突出し
た形状とすればよい。あるいは、単板４の中心付近の円
弧状部分をより径の大なる形状として、この部分に貫通
小孔４ｅが配されるようにすればよい。また、貫通小孔
４ｅを配する位置を単板４の中心付近の円弧状部分側へ
変更するようにしてもよい。なお、減少した面積とそれ
を補う部分の面積とは、常に等しくなるようにする必要
はなく、磁気特性との関係で決められるものであり、磁
気特性において損失した分を補うことができればよい。
このように、単板４は、貫通小孔４ｅの形成による面積
の減少により生じる磁気特性の損失を補う形状に形成さ
れるようにすることにより、磁気特性にも何らの影響を
与えない。

【００１９】上述の第一実施例では、回転子である場合
について説明したが、固定子においても適用されるもの
である。図５は、本発明によるモータ用積層板構造体の
第二実施例を示す斜視図である。２１は積層板で、モー
タにおいて固定子として用いられ、珪素鋼板や電磁鋼板
を打抜いて形成された単板２２が複数枚積層されること
により構成される。各単板２２は、中心に向かって複数
の磁極延設部２２ａが突設されていて、各磁極延設部２
２ａは、図示しないコイルが巻回されるヨーク部２２ｂ
とその先端側の所定の形状に形成されている歯部２２ｃ
とからなっている。また各単板２２の外周部には、周縁
が半抜き加工された孔２２ｄが複数形成されていて、孔
２２ｄの半抜き加工部分によって嵌合状態とされて積層
されるようになっている。また、各単板２２の各磁極延
設部２２ａの所定の位置には、貫通小孔２２ｅが穿設さ
れていて、単板２２が積層されて積層板２１が構成され
た状態においては積層板２１の両端面側に貫通している
ようになっている。

【００２０】そして、第一実施例と同様に、樹脂モール
ドすることにより、積層板２１の外周面を覆って所定の
厚さに形成されるとともに貫通小孔２２ｅ内が樹脂材料
にて充填されて、絶縁被覆部が形成される。すなわち、
各単板２２が押圧されて密着した状態で、積層板２１の
所定の部位を含む外周面と貫通小孔２２ｅ内が樹脂材料
にて充填されて樹脂材料が固まるので、樹脂材料が射出
されるときに各単板２２間に樹脂が流入することがな
く、各単板２２の密着状態が保たれる。特に、貫通小孔
２２ｅにより、各歯部２２ｃの密着が充分なものとな
り、形成された積層板２１の樹脂モールド体は常に所定
の形状・大きさとなるので、コイルの巻回される量も常
に一定したものとなり、製造においてきわめて容易に且
つ安定したのとなり、モータの作動においてその回転特
性が安定したものとなる。

【００２１】次に、本発明によるモータ用積層板構造体
の第三実施例を説明する。図６は、本発明によるモータ
用積層板構造体の第三実施例を示す断面図である。この
実施例との比較の意味で、先に述べた図８に示す従来例
を参照すると、その構成部品が多数なため工程数も多く
なることが理解できる。本発明によるモータ用積層板構
造体においては、図６に示すように、まずその構成部品
が減少する。すなわち、回転子軸３１は、ボス３１ａ，
３１ｂ及び整流子基台３１ｃとともに樹脂材料により一
体成形されている。そして、この回転子軸３１ととも
に、積層板３２は、上述の第一実施例と同様に樹脂モー
ルドされている。この樹脂モールド体すなわちモータ用
積層板構造体に、コイル３３を巻回し、ブラシ等の接触
子と当接して電気的結合に寄与する整流子セグメント３
４を配し、保護素子３５により抜け止め固定すればよ
く、整流子基台の抜け止め防止のための固定部材を不要
としている。このように、回転子軸３１と整流子基台３
１ｃとが一体成形されているので、回転子軸３１の軸心
と整流子基台３１ｃの軸心とが一致する。また、回転子
軸３１と整流子基台３１ｃとが一体成形されているの
で、従来のように回転子軸に整流子基台を組付ける方法
において生じる周方向のガタが根本的になくなり、従っ
て、積層板３２の磁極延設部と整流子セグメント３４と
の周方向の位置決め精度の向上となって、回転を正確且
つ安定したものとする。

【００２２】次に、本発明によるモータ用積層板構造体
の第四実施例を説明する。図７は、本発明によるモータ
用積層板構造体の第四実施例を示す断面図である。この
実施例との比較の意味で、先に述べた図９に示す従来例
を参照すると、歯車２０７と回転子軸２０３の軸心を一
致させることが困難なものとなることが理解できる。一
方、本発明によるモータ用積層板構造体においては、図
７に示すように、回転子軸４１は、ボス４１ａ，４１ｂ
及び歯車４１ｃとともに樹脂材料により一体成形されて
いる。そして、この回転子軸４１部分とともに、積層板
４２は、上述の第一実施例と同様に樹脂モールドされて
いる。この樹脂モールド体すなわちモータ用積層板構造
体に、コイル４３を巻回している。このように、回転子
軸４１と歯車４１ｃとが一体成形されているので、回転
子軸４１の軸心と歯車４１ｃの軸心とが一致することは
もちろん、従来のように歯車を回転子軸に嵌合する必要
がなく、回転子軸４１の外径あるいはそれより小なる径
の歯車４１ｃを形成できるので、より小径の歯車とする
ことにより初段で高減速比が得られる。

【００２３】

【発明の効果】上述のように、本発明においては、積層
板は、両端面の所定部位を含む外周面が覆われるととも
に、貫通小孔が樹脂材料の流路となって積層板の両端面
間が連結されるように形成されて、圧接力により各単板
を密着させるので、積層板の積厚が向上する。また、積
層板の上述のようなインサート成形により樹脂を被覆す
ることで、巻回されるコイルワイヤのコアエッジ部によ
る導通およびインシュレータの手作業による被覆がなく
なり、小型モータの原価低減が図れる。また、回転軸を
樹脂にて一体成形することにより、小型モータの積層コ
アの合理化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるモータ用積層板構造体の第一実施
例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は軸方向の断面図、
（Ｃ）は軸に垂直な方向の断面図である。

【図２】本発明によるモータ用積層板構造体の第一実施
例を示し、積層板を示す斜視図である。

【図３】本発明によるモータ用積層板構造体の第一実施
例にかかる製造過程の一部を示す概略断面図である。

【図４】本発明によるモータ用積層板構造体の第一実施
例を示し、モータ用積層板構造体の要部を断面斜視図で
ある。

【図５】本発明によるモータ用積層板構造体の第二実施
例を示し、積層板の要部を示す斜視図である。

【図６】本発明によるモータ用積層板構造体の第三実施
例を示す断面図である。

【図７】本発明によるモータ用積層板構造体の第四実施
例を示す断面図である。

【図８】従来例によるモータ用積層板構造体の例を示す
断面図である。

【図９】従来例によるモータ用積層板構造体の例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ モータ用積層板構造体 ２ 絶縁被覆部 ２ａ ピン孔 ２ｂ 貫通部 ２ｃ 回転子軸 ３ 積層板 ４ 単板 ４ａ 磁極延設部 ４ｂ ヨーク部 ４ｃ 歯部 ４ｄ 中心孔 ４ｅ 貫通小孔 ５ 固定金型 ６ 移動金型 ７ 押出板 ８ 押出ピン ９ 調整ピン １０ スプリングバネ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁極延設部を有する単板を複数枚積層し
   て成る積層板に、巻回されるコイルと前記積層板との導
   通が防止される樹脂材料より成る絶縁被覆部を一体成形
   により形成したモータ用積層板構造体において、 前記積層板の各単板は前記積層板の両端面へ貫通する貫
   通小孔が設けられ、前記絶縁被覆部は前記積層板の両端
   面の所定部位を含む外周面を覆うとともに前記貫通小孔
   が樹脂材料の流路となって前記積層板の両端面間を連結
   するように形成されるとともに圧接力により各単板を密
   着させるようにしたことを特徴とするモータ用積層板構
   造体。
2. 【請求項２】 単板は、貫通小孔の形成による面積の減
   少により生じる磁気特性の損失を補う形状に形成される
   こととした請求項１に記載のモータ用積層板構造体。
3. 【請求項３】 積層板構造体は回転子であって、積層板
   は中心孔を半抜き加工された単板を積層して成り、回転
   子軸を絶縁被覆部とともに樹脂材料にて一体成形した請
   求項１または２に記載のモータ用積層板構造体。
4. 【請求項４】 絶縁被覆部は、積層板の両端面の回転子
   軸の周囲を肉厚に形成するとともに、整流子基台及び歯
   車部を樹脂材料にて回転子軸に一体成形した請求項３に
   記載のモータ用積層板構造体。