JPH0548553U - 回転電機用ロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 永久磁石部材とシャフトとの同軸性が高く，
作業性が良好であり，低コストで製作し得る回転電機用
ロータを提供する。 【構成】 強磁性材料からなる粉末と結合用樹脂とを主
成分とする混合物からなる永久磁石部材とシャフトとか
らなる回転電機用ロータにおいて，永久磁石部材の端面
の少なくとも一方に，軸線と直交する平面への投影輪郭
が非円形である凹部を設け，この凹部に嵌着された金属
ブッシュにシャフトを圧入固着する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，例えばステッピングモータ等の回転電機用のロータに関するもので あり，特に強磁性材料からなる粉末と結合用樹脂とを主成分とする混合物からな る所謂ボンド磁石を構成要素とする回転電機用ロータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のボンド磁石を構成要素とする回転電機用ロータとしては，例えば図６お よび図７に示すような構成のものが一般的である。図６は要部斜視図，図７は要 部縦断面図である。図６および図７において，１は永久磁石部材であり，例えば フェライト粉末と結合用樹脂との混合物により有底中空円筒状に形成する。２は ボス部であり，シャフト３が同軸的に固着される。永久磁石部材１の外周面には ，軸方向に延びる複数個の磁極（図示せず）を設ける。

【０００３】 上記構成のロータを成形するには，一般に射出成形手段により，永久磁石部材 １とシャフト３とを一体に成形するのが有効である。すなわち成形用金型内の所 定個所にシャフト３をインサートしておき，フェライト粉末と結合用樹脂との混 合物を充填して，シャフト３をボス部２に固着一体化する。この場合，成形後に おける結合用樹脂とシャフト３との熱膨張係数の相違に起因するシャフト３の空 回り，軸方向のずれ，抜け等を防止するために，シャフト３のボス部２との係合 部外周には，予めあや目若しくは平目のローレット加工を施すか，外周面の一部 に平面部４を設ける所謂Ｄカット加工等を施しておくのが通常である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようにロータを構成することにより，シャフト３が空回りしたり，軸方 向へずれ若しくは抜け出すという非所望な現象を防止することができるが，従来 の構成の回転電機用ロータには下記のような問題点がある。

【０００５】 まずシャフト３と永久磁石部材１とは完全に同軸であることが望ましく，軸線 間に偏心があったとしてもこの偏心量は可能な限り小であることが望ましい。こ の偏心量が大になると，ロータとステータとの間のギャップ寸法が不均一になり ，回転電機の性能を低下させることとなるためである。しかしながら，現実的に は上記偏心量を０にすること，すなわち完全な同軸性を得ることは極めて困難で ある。

【０００６】 すなわち図６および図７に示すように永久磁石部材１とシャフト３とを射出成 形手段を介して一体に成形するには，シャフト３を予め成形用金型内にインサー トしておく必要がある。この場合成形用金型内におけるシャフト３挿入用の穴と シャフト３との間には，若干の隙間が必要であり，この隙間を０とすることはで きない。

【０００７】 従って成形用金型内にシャフト３をインサートした状態においては，シャフト ３が挿入用の穴の内面の一方に偏るか，所定の軸線に対して傾斜した状態で保持 される。また完全に軸線を一致させた状態であったとしても，永久磁石部材１を 形成すべきコンパウンドが成形用金型内に射出若しくは充填された際には，その 圧力によりシャフト３の軸線が所定の位置から偏心するか，傾斜することとなる のである。

【０００８】 一方上記シャフト３の偏心若しくは傾斜を防止するために，成形用金型内にお けるシャフト挿入穴とシャフト３との間の間隙を極めて小にすると，シャフト３ の成形用金型内へのインサート作業が極めて煩雑となり，成形能率を大幅に低下 させるという問題点がある。

【０００９】 またシャフト３の仕様が変更された場合には，永久磁石部材１の形状寸法が同 一であっても，成形用金型を交換しなければならず，成形用金型製作費がかさむ のみならず，交換のための余剰の作業が必要であり，本体成形作業の比率が低下 し，コスト上昇を招来する。更にシャフト３に空回り，ずれ，抜け防止のための 前記のような加工を施す必要があり，加工コストが嵩む。なおこのような加工を 容易に行なうためには，例えば軟質の材料に限定され，機械的な強度が低下する 等の問題点がある。

【００１０】 本考案は上記従来技術に存在する問題点を解決し，永久磁石部材とシャフトの 同軸性が極めて高く，作業性が良好であり，かつ低コストで製作し得る回転電機 用ロータを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために，本考案においては，強磁性材料からなる粉末と結 合用樹脂とを主成分とする混合物からなる永久磁石部材とシャフトとからなる回 転電機用ロータにおいて，永久磁石部材の端面の少なくとも一方に，軸線と直交 する平面への投影輪郭が非円形である凹部を設け，この凹部に嵌着された金属ブ ッシュにシャフトを圧入固着する，という技術的手段を採用した。

【００１２】

【作用】

上記の構成により，永久磁石部材とシャフトとの同軸性を向上させることがで きる。すなわち永久磁石部材の端面の少なくとも一方に設けられた凹部をその外 周面と同軸的に設け，この凹部に嵌着される金属ブッシュによりシャフトの同軸 性を確保することができる。またシャフトの空回りおよび軸方向の抜け等は金属 ブッシュが非円形の輪郭を有する凹部に嵌着されることと，シャフトと金属ブッ シュとの圧入固着によって達成される。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の実施例を示す要部斜視図，図２は図１における構成部材を分解 して示す斜視図であり，同一部分は前記図６および図７と同一の参照符号で示す 。図１および図２において，５は凹部であり，永久磁石部材１の両端面に同軸的 に設ける。凹部５は例えば永久磁石部材１の軸線と直交する平面（端面）への投 影輪郭が正方形を示すように形成する。なお６は貫通穴であり，シャフト３の外 径寸法より若干大なる内径寸法，または若干の圧入代を有する内径寸法に形成し ，永久磁石部材１と同軸的に設ける。このような永久磁石部材１は，例えば射出 成形手段によって成形することができる。

【００１４】 次に７は金属ブッシュであり，例えば板材をプレス打抜加工手段等により成形 すると共に，外形輪郭を前記凹部５と対応する寸法の正方形に形成し，中央部に 同軸的に穴８を穿設する。穴８の内径寸法はシャフト３の外径寸法より若干小に 形成し，後述するようにシャフト３を圧入した場合に，例えば抜け耐力が２０kg f 以上の値を確保し得るように選定する。なおシャフト３は全長に亘って実質的 に等しい外径寸法に形成する。

【００１５】 上記の構成により，ロータを組立てる場合には，まず永久磁石部材１の両端面 に金属ブッシュ７を圧入手段により嵌着固定した後，シャフト３を穴８内に圧入 すればよい。この場合金属ブッシュ７の外形輪郭を凹部５のそれと対応させて形 成してあるため，凹部５に圧入嵌着することにより，永久磁石部材１と穴８との 同軸性が確保される。またシャフト３と穴８とは圧入により固着されるため，シ ャフト３の空回り，および軸方向へのずれ若しくは抜けを防止することができる 。

【００１６】 図３は本考案の他の実施例を示す要部縦断面図，図４は同左側面図，図５は同 右側面図であり，同一部分は前記図１，図２，図６および図７と同一の参照符号 で示す。図３ないし図５において，永久磁石部材１は有底中空円筒状に形成し， 内部にリブ９を設ける。そして凹部５を永久磁石部材１の底部端面およびボス部 ２の端面に設けた他は前記図１および図２に示す実施例と同様である。従って組 立方法ならびに永久磁石部材１とシャフト３との同軸性確保およびシャフト３の 空回り，軸方向へのずれ若しくは抜け防止の作用もまた同様である。

【００１７】 本実施例においては，永久磁石部材を形成する材料として最も一般的なフェラ イト粉末を使用した例について記述したが，強磁性材料の粉末としては上記以外 の公知のものを使用することができ，高性能の磁気特性を発揮し得るＳｍ−Ｃｏ 系若しくはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系のような希土類磁石材料も使用できる。また結合用 樹脂としてはナイロン系を含む公知の樹脂材料を使用できる。更に所謂ボンド磁 石の成形手段として射出成形手段について記述したが，これ以外の成形手段を使 用してもよく，磁場中成形による異方性ボンド磁石にも適用できる。なお金属ブ ッシュおよび凹部は，永久磁石部材の少なくとも一方の端面に設ければよく，こ れらの輪郭形状は正方形以外に，三角形，多角形，楕円形等の他の幾何学的形状 とすることができ，要するにシャフトの空回りを防止する機能を有する非円形と すればよい。

【００１８】

【考案の効果】

本考案は以上記述のような構成および作用であるから，下記の効果を奏し得る 。 （１）永久磁石部材を単独で成形することができるため，成形能率が高いのみな らず，シャフトとの同軸性を大幅に向上させることができる。 （２）シャフトの長さ寸法が異なるものであっても，成形用金型の交換が不必要 であり，多品種少量生産の形態においても生産性を大幅に向上させ得る。 （３）シャフトは実質的に等径寸法に形成すればよく，従来のものにおけるよう なローレット加工若しくはＤカット加工が不要であるため，加工コストの低減が 図れる。 （４）シャフトに余剰の加工を施す必要がないため，シャフトを構成する材料も 自由に選定することができ，高強度材料も使用できる。 （５）非円形の金属ブッシュとシャフトとの圧入によってシャフトの固定が可能 であり，シャフトの空回り，軸方向へのずれ若しくは抜け等を防止することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す要部斜視図である。

【図２】図１における構成部材を分解して示す斜視図で
ある。

【図３】本考案の他の実施例を示す要部縦断面図であ
る。

【図４】本考案の他の実施例を示す左側面図である。

【図５】本考案の他の実施例を示す右側面図である。

【図６】従来の回転電機用ロータの例を示す要部斜視図
である。

【図７】従来の回転電機用ロータの例を示す要部縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石部材 ３ シャフト ５ 凹部 ７ 金属ブッシュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 三船 正浩 千葉県松戸市松飛台430番地 マブチモー ター株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 強磁性材料からなる粉末と結合用樹脂と
   を主成分とする混合物からなる永久磁石部材とシャフト
   とからなる回転電機用ロータにおいて，永久磁石部材の
   端面の少なくとも一方に，軸線と直交する平面への投影
   輪郭が非円形である凹部を設け，この凹部に嵌着された
   金属ブッシュにシャフトを圧入固着したことを特徴とす
   る回転電機用ロータ。