JPH0716559U - 電動機のロータ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電動機の製作コストを低く抑えつつ、出力電圧
及びワウフラッター等の特性の向上を図ることができる
電動機を得る。 【構成】ロータケース２９を第１及び第２のロータヨー
クから構成し、略円板状をした第１ロータヨーク２３の
中央部に回転軸２２を固定し、略円筒状をした第２ロー
タヨーク２４には、軸方向の一方端部から径方向に起立
した取付け部３２を設け、第１ロータヨーク２３を第２
のロータヨーク２４の取付け部３２で結合した。第１ロ
ータヨーク２３と第２ロータヨーク２４をそれぞれ別の
材質で構成し、さらに、第１ロータヨーク２３の板厚と
第２ロータヨーク２４の板厚とを異ならせてもよい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転周波数検出手段を有するブラシレスモータ等に関するものであ って、例えば音響、映像機器の駆動源などに使用される電動機のロータ構造に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

速度制御のための周波数発電機を有するブラシレスモータが、特に音響、映像 機器などの駆動源として用いられている。図１２は、かかるブラシレスモータの 従来例を示す。 図１２において、モータの基板を兼ねる回路基板１にはスペーサ５を介してス テータコア６が配置されている。ステータコア６、スペーサ５、回路基板１の中 心孔を軸受組２の軸受ハウジング３が貫通し、軸受ハウジング３の鍔部がステー タコア６に重ねられている。軸受ハウジング３の鍔部、ステータコア６、スペー サ５を貫通したねじ７が回路基板１に捩じ込まれ、これによって軸受ハウジング ３、ステータコア６、スペーサ３が回路基板１に固定されている。ステータコア ６は適宜数の突極を有し、各突極には駆動用コイル８が巻回されている。

【０００３】 上記軸受組２は、軸受ハウジング３とその内周側に圧入された２個の軸受４， ４からなり、軸受４，４により軸９が回転自在に支持されている。軸９は軸受ハ ウジング３を上下に貫通し、軸受ハウジング３の上端から突出した軸９の上端部 にはボスを介してカップ状のロータケース１０が一体に固着されている。ロータ ケース１０の周壁１３の内周にはリング状の駆動マグネット１１が固着されてい る。駆動マグネット１１の内周面は、ステータコア６の各突極の端面と適宜の間 隙をおいて対向している。回路基板１に形成された制御回路によって駆動コイル ８が通電制御されると、駆動マグネット１１、ロータケース１０等からなるロー タが回転駆動される。

【０００４】 ロータケース１０の周壁１３の外周には周波数発電用マグネット１２が固着さ れている。周波数発電用マグネット１２はロータケース１０の周壁１３の幅方向 全体に形成され、周方向に一定間隔で着磁されている。周波数発電用マグネット １２の外周面に対向してＭＲ素子等からなる磁気感知部１４が配置されている。 ロータと共に周波数発電用マグネット１２が回転すると、周波数発電用マグネッ ト１２の磁極を磁気感知部１４が感知し、回転速度に応じた周波数信号を出力す る。周波数信号を安定させるためには周波数発電用マグネット１２と磁気感知部 １４の間隔を一定に保つ必要がある。そのため、ロータケース１０と一体成形さ れた周波数発電用マグネット１２の外周面をレース加工するこにより、周波数発 電用マグネット１２と磁気感知部１４との間隙の精度を出している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

以上説明した従来技術においては、ロータと周波数発電用マグネットを一体成 形するため、一体成形後、周波数発電用マグネットを切削加工をしないと回転軸 と周波数発電用マグネットの回転面との同軸精度を出すことができず、回転軸に 対する周波数発電用マグネットの振れが増大し、出力電圧及びワウ・フラッター 特性が低下してしまうという問題点があった。かかる問題点は特に、そのブラシ レスモータ等を音響、映像機器の駆動源として用いた場合、映像及び音声の品質 を確保できないという問題点があった。

【０００６】 また、切削加工するとしても、回転軸に対して周波数発電用マグネットの回転 面の同軸精度を出すためには、切削機として数値制御装置付き旋盤（ＣＮＣ旋盤 ）等の高価な設備が必要となるばかりか、加工時間もかかり、製造コストが向上 してしまうという問題点があった。

【０００７】 さらに、ロータと駆動マグネット、周波数発電用マグネットとを一体成形する ため、駆動マグネットの密着部を磁気特性の良い部材で構成したい場合などには 、ロータ全体をその部材で構成する必要があり、また、ワウ・フラッター向上の ためロータの慣性力を利用したい場合には、ロータの起動性の劣化しない部分ま で含めてロータ全体の板厚を厚くする必要があるなど、電動機の特性とは直接関 係のないところまで高価な部材を使用しなければならず、製造コストが向上して しまうという問題点があった。

【０００８】 本考案は、かかる従来の電動機の問題点を解消するためになされたもので、電 動機の製作コストを低く抑えつつ、出力電圧及びワウフラッター等の出力特性の 向上を図ることができる電動機のロータ構造を提供することを目的とするもので あり、特に、音響、映像機器等の駆動源として用いられるブラシレスモータに有 効なものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本願考案は、中央部に回転軸を固定してなるロータケ ースと、このロータケースの内面に配設された駆動マグネットと、上記ロータケ ースに配設された周波数発電機用マグネットとを備えた電動機において、上記ロ ータケースは第１及び第２のロータヨークで構成し、第１のロータヨークは略円 板状とし、中央部に回転軸を固定し、第２のロータヨークは、略円筒状とし、軸 方向の一方端部から径方向に起立した取付け部を設け、上記第１のロータヨーク と第２のロータヨークの上記取付け部とを結合した。ロータヨーク１とロータヨ ーク２はそれぞれ別の材質で構成してもよい。さらに、ロータヨーク１の板厚と ロータヨーク２の板厚とを異ならせてもよい。

【００１０】

【作用】

ロータケースを第１、第２のロータヨークにより構成したことから、第１、第 ２のロータヨークを治具等により位置決めして両者を結合すればよく、ロータの 切削加工を要せず、回転軸と周波数発電用マグネットの回転面との同軸精度をコ ストを上げず、比較的簡単に出すことができる。 第１、第２のロータヨークを別の材質で構成すれば、それぞれのロータヨーク に適した材質を選択して、製造コストを抑えつつ、電動機の出力特性に対応した 適当な部材を用いることができる。 第１、第２のロータヨークの板厚を異ならせることにより、起動性の劣化しな い部分についてはロータヨークの板厚を厚くしないで済み、全体として電動機の 製造コストの向上を抑えると共に、ワウ・フラッターの向上を図ることができる 。 さらに、駆動マグネットとステータコアとの同軸度も向上するので、電動機 の駆動特性も向上する。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案にかかる電動機のロータ構造をブラシレスモータに適用した実施 例について説明する。 図１において、モータの回路基板１５の下面側にはスペーサ１８を介してステ ータコア１９が配置されており、このスペーサ１８の内周と軸受ハウジング１６ に形成されたフランジ部１６ａの外周が嵌まりあうことによって、ステータコア １９が回路基板１５に固定されている。ステータコア１９は適宜数の突極を放射 状に有し、各突極には駆動用コイル２１が巻回されている。

【００１２】 上記軸受ハウジング１６とその内周側に圧入された複数個（図１においては２ 個）の軸受１７，１７により軸受組２０が構成され、軸受１７，１７により回転 軸２２が回転自在に支持されている。回転軸２２は、軸受ハウジング１６を上下 に貫通し、軸受ハウジング１６の下端から突出した回転軸２２の下端部にはボス ３１が取付けられている。

【００１３】 第１ロータヨーク２３と、第２ロータヨーク２４によりロータケース２９が構 成されている。第１のロータヨークは、略円板状をしており、その中央部は上記 ボス３１を介して回転軸２２に固定されている。一方、第２ロータヨーク２４は 略円筒状をしており、軸方向の一方端部から径方向に起立した取付け部３２が設 けられている。この取付け部３２が第１ロータヨーク２３の該周縁部に接着や溶 接等の適宜の手段で固着されることにより、第１ロータヨーク２３と第２ロータ ヨーク２４が結合されている。なお、第１ロータヨーク２３と第２ロータヨーク ２４はその板厚を異ならせても良く、また、第２ロータヨーク２４のみを磁気特 性のよい部材を用いて構成するなどしてもよい。

【００１４】 第２ロータヨーク２４の内周面には、リング状の駆動マグネット２５が固着さ れており、駆動マグネット２５は上記ステータコア１９の外周面と適宜間隔をお いて対向している。一方、第２ロータヨーク２４の外周面には、周波数発電用マ グネット２６がアウトサート成形等により固着されており、この周波数発電用マ グネット２６には、突堤状の着磁部２６ａが全周にわたり形成されている。着磁 部２６ａの外周面は、ＭＲ素子等からなる磁気感知部２８と適宜間隔をおいて対 向している。周波数発電用マグネット２６は第２ロータヨーク２４の外周面の幅 方向全体に形成され、周方向に一定間隔で着磁されている。なお、駆動マグネッ ト２５、周波数発電用マグネット２６は、それぞれ電動機の特性に応じてプラス チックマグネット等、電動機の特性にあった適宜のマグネットを使用すればよい 。

【００１５】 回路基板１５に形成された制御回路によって駆動コイル２１が通電制御される と、駆動マグネット２５、ロータケース２９等からなるロータが回転駆動される 。この回転に伴い、ロータと共に周波数発電用マグネット２６が回転する。そし て、周波数発電用マグネット２６の着磁部２６の磁極を磁気感知部２８が感知し 、回転速度に応じた周波数信号を出力する。なお、第１ロータヨーク２３の外周 と第２ロータヨーク２４の内壁の間には適宜の隙間が作られている。かかる隙間 の大きさを調整しながら第１ロータヨーク２３と第２ロータヨーク２４とを結合 することにより、着磁部２６ａと磁気感知部２８との間隙を容易に調整すること ができると共に、周波数発電用マグネット１２と磁気感知部１４の間隔を一定に 保つことができ、周波数信号を安定させるつことができる。

【００１６】 次に、ロータの組立手順の例について説明する。 図２ないし図６は、上記実施例の第１ロータヨーク２３と第２ロータヨーク２ ４の組立について示したものである。以下順に説明する。 （ａ）図２に示すように、帯状鉄板をプレスで打ち抜き、両端部に抜け止め防止 用の係合突部３３とこの係合突部３３の形状に対応する係合部３４を有し、また 、一側縁部に複数個の取付け部３２が起立形成された第２ロータヨーク２４の素 体を得る。 （ｂ）図３に示すように、上記帯状の第２ロータヨーク２４の素体を円環状に巻 き、係合突部３３と係合部３４とを係合させることで略円環状の第２ロータヨー ク２４を形成する。そして、かしめなどによって取付け部３２を円環状をした第 ２ロータヨークの径方向内側へ折り曲げる。 （ｃ）次に、図４に示すように、上記の円環状をした第２ロータヨーク２４の外 周に、周波数発電用マグネット２６を射出成形等により形成する。なお、周波数 発電用マグネット２６としては、可撓性マグネットを使用しても良い。

【００１７】 （ｄ）図５は第１ロータヨーク２３の組立について示したものである。略円板 状をしたロータヨーク２３の中央部にボス３１等を介して回転軸２２を固定する 。なお、ボス３１により固定しなくとも第１ロータヨーク２３の中央部を突出さ せ回転軸２２を圧入等することにより固定しても良い。 （ｅ）図６は第１ロータヨーク２３と第２ロータヨーク２４との組立について示 したものである。第１ロータヨーク２３と第２ロータヨーク１４とを組合せ、こ の組をスポット溶接等を行うための位置決め治具３７により回転軸を証として回 転軸２２と周波数発電用マグネット２６の回転面とが同軸となるよう精度良く組 付ける。そして、第２ロータヨーク２４の径方向に折り曲げられた取付け部３２ と第１ロータヨーク２３とをスポット電極３５，３６によりスポット溶接し、第 １ロータヨーク２３と第２ロータヨーク２４とを結合させる。なお、第１ロータ ヨーク２３と第２ロータヨーク２４とを接着剤等を用いて結合させても良い。

【００１８】 次に、本考案にかかる第１ロータヨークと第２ロータヨークの接合についての 別の実施例について説明する。 図７において、第２ロータヨーク２４の上部には、複数個の係合用突部３８が 設けられている。一方、第１ロータヨーク２３の外周縁部には係合突部３８に対 応する係合孔が設けられている。そして、この係合孔に前記係合突部３８を挿入 させ、図７（ｂ）に示すように、第１ロータヨーク２３の上面から突出した係合 突部３８の一端を折り曲げることにより、係合部３８が係合孔から抜けることを 防止し、第１ロータヨーク２３と、第２ロータヨーク２４とを結合させる。

【００１９】 次に、図８に示す別の実施例について説明する。 図８において、第２ロータヨーク２４にはその径方向に複数個の係合突部３９ が設けられ、一方、第１ロータヨーク２３の外周部には係合突部３９に対応して 係合部４０が設けられている。係合部４０は、係合突部３９の軸方向投影面より やや大きい切欠き部４０ａと、この切欠き部４０ａに続いて段状に形成され、回 転中心からの距離が上記係合突部３９の回転中心からの距離より小さい係合部４ ０ｂから構成されている。係合突部３９を切欠き部４０ａから挿入し、係合突部 ３９を切欠き部４０ａから逃がす。続いて、第１ロータヨーク２３を図８（ｂ） に矢印で示す方向に回転させることで、係合部３９が逃げない部分である係合部 ４０ｂに係合させ、第１ロータヨークと第２ロータヨークを結合させる。なお、 第１ロータヨークと第２ロータヨークをさらに強固に固定するため、上記のよう に固定した後、第１ロータヨークと第２ロータヨークとを溶接等してもよい。

【００２０】 また、図９に示す別の実施例について説明する。 図９において、第１ロータヨーク２３には外周に複数個の係合突部４１が設け られている。係合部４１は、その断面形状が台形状をしており、図５において上 側が広く、下側が狭くなるように構成されている。一方、第２ロータヨーク２４ の上面には、第１ロータヨーク２３の係合突部４１に対応して複数個の係合部４ ２が設けられている。係合部４２の断面は、上面側が広く、下面側が狭くなるよ うに構成されており、その係合孔は係合突部４１の外周よりやや小さく、係合突 部４１が逃げないようなっている。そして、図５（ｂ）に示すように係合突部４ １を係合部４２に圧入させることで、第１ロータヨーク２３と第２ロータヨーク ２４とが結合される。なお、係合突部４１を圧入後、第１ロータヨーク２３と係 合突部４１の接触している上面をかしめ、係合部４１の抜け止めの強度をさらに 高めてもよい。

【００２１】 また、図１０に示す別の実施例について説明する。 図１０において、第２ロータヨーク２４には軸方向の一方端から径方向に起立 した係合部４７が設けられており、一方、第１ロータヨーク２３の外周縁部には 絞り加工により係合部４８が設けられている。この係合孔４８と係合部４７とが 重ねられて係合され、それぞれの係合部４７，４８にあけられた孔（図示しない ）にビス４３が嵌め込まれ、第１ロータヨーク２３と第２ロータヨーク２４とが 結合されている。なお、ビス４３をピンに代え、このピンをかしめてもよい。

【００２２】 次に、本願考案にかかる平面対向型モータの実施例について説明する。 図１１において、基板４９の上面にはステータコイル５０が固定されており、 ステータコイル５０の上面側は、適宜間隔をおいて駆動マグネット５７の下面と 対向している。基板４９の中央部にはスラスト軸受５８が固定され、回転軸５１ がスラスト軸受５８によりスラスト方向に支持されている。また、回転軸５１は モータ基板５４に軸受５３を介してラジアル方向に回転自在に支持されている。 一方、上記駆動マグネット５７は、ボス５２を介して略円板状をした第１ロータ ヨーク２３の下面側に取り付けられている。第１ロータヨーク２３の一端部には 略円筒状をした第２ロータヨーク２４が取り付けられており、第２ロータヨーク ２４の外周面には周波数発電用マグネット５６がアウトサート形成等により固着 されている。周波数発電用マグネット５６の外周面に対向して磁気感知部５５が 配置されており、周波数発電用マグネット５６の磁極を磁気感知部５５が感知し 、回転速度に応じた周波数信号を出力する。

【００２３】 上記のような平面対向形モータにおいても、ロータケースを第１ロータヨーク ２３と第２ロータヨーク２４とで構成することにより、上記面対向形モータの実 施例の場合と同様の効果が得られる。また、上記平面対向形モータの実施例にお いても、第１ロータヨークと第２ロータヨークの板厚や、材質を異ならせるよう にしてもよく、かかる場合にも上記面対向形モータの実施例の場合と同様の効果 を得ることができる。なお、第１ロータヨークと第２ロータヨークとの結合につ いても上記の面対向形モータの場合と同様に変形してもよい。

【００２４】

【考案の効果】

本考案によれば、電動機においてロータケースをは第１及び第２のロータヨー クで構成したことから、第１、第２のロータヨークを位置決めして両者を結合す ることにより、周波数発電用マグネットの回転面の切削加工をする必要がなくな り、製作コストの低減を図ることができると共に、回転軸に対する周波数発電用 マグネットの回転面の同軸度を容易に出すことができる。 また、請求項２記載の考案によれば、第１ロータヨークと第２ロータヨークと を別の材質で構成したことから、駆動マグネットを密着する部材は磁気特性のよ いものを使用し、その他の部分は低コストの部材を用いるなどとすることができ 、電動機の特性の向上を図りつつ、製作コストの低減を図ることができる。 さらに、請求項３記載の考案によれば、第１ロータヨークと第２ロータヨーク との板厚を異ならせたことから、外周側のロータヨークのみの板厚を変更するだ けで、製作コストを抑えつつロータの慣性力の向上を図ることができる。 上記の効果は、特に映像、音声機器等においてワウ・フラッターの向上等に有 効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる電動機の実施例を示す断面図。

【図２】同上実施例中のロータヨーク組立方法の一工程
を示した斜視図。

【図３】同上組立方法の別工程を示す斜視図。

【図４】同上組立方法のさらに別の工程を示す断面図。

【図５】同上組立方法のさらに別の工程を示す断面図。

【図６】同上組立方法のさらに別の工程を示す断面図。

【図７】本考案にかかる第１ロータヨークと第２ロータ
ヨークとの結合構造の別の実施例を示す断面図及び斜視
図。

【図８】本考案にかかる第１ロータヨークと第２ロータ
ヨークとの結合構造のさらに別の実施例を示す斜視図及
び平面図。

【図９】本考案にかかる第１ロータヨークと第２ロータ
ヨークとの結合構造のさらに別の実施例を示す斜視図及
び断面図。

【図１０】本考案にかかる第１ロータヨークと第２ロー
タヨークとの結合構造のさらに別の実施例を示す断面
図。

【図１１】本考案にかかる電動機のロータ構造の実施例
であって面対向形モータの例を示す断面図。

【図１２】従来の電動機の例を示す断面図。

【符号の説明】

２２ 回転軸 ２３ 第１ロータヨーク ２４ 第２ロータヨーク ２５ 駆動マグネット ２６ 周波数発電用マグネット ２９ ロータケース

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部に回転軸を固定してなるロータケ
   ースと、このロータケースの内面に配設された駆動マグ
   ネットと、上記ロータケースに配設された周波数発電機
   用マグネットとを備えた電動機において、 上記ロータケースは第１及び第２のロータヨークからな
   り、第１ロータヨークは略円板状であり、中央部に回転
   軸が固定され、第２ロータヨークは、略円筒状であり、
   軸方向の一方端部から径方向に起立した取付け部が設け
   られ、上記第１ロータヨークと第２ロータヨークの上記
   取付け部とが結合されてなる電動機のロータ構造。
2. 【請求項２】 第１ロータヨークと第２ロータヨークは
   それぞれ別の材質で構成されている請求項１記載の電動
   機のロータ構造。
3. 【請求項３】 第１ロータヨークの板厚と第２ロータヨ
   ークの板厚とが異なっている請求項１又は２記載の電動
   機のロータ構造。