JP2011135735A - ブラシレスモータ用ロータ、ブラシレスモータ及び電動パワーステアリング装置、並びにブラシレスモータ用ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアの外周部に取り付けられるマグネットを低コストかつ確実に固定すること。
【解決手段】ロータ１０は、ロータコア６と、ロータコア６の外周部に設けられて、ロータコア６の周方向に向かって配列される複数のマグネット５と、ロータコア６の両端面に配置されて、マグネット５を保持するマグネット保持部２５と、を含む少なくとも一つのロータユニット１０Ｕを含んで構成される。マグネット保持部２５は、円状の基部２０と、基部２０の外周のうちマグネット５が接していない円弧各々から延伸しつつロータコア６の側面へ近づいて曲がる曲状部２１と、曲状部２１に連続して設けられ、マグネット５をロータコア６の側面に押さえつける押圧部２２とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、ブラシレスモータのロータコアにマグネットを固定する構造に関する。

ブラシレスモータは、ロータコアの外周部に複数のマグネットを配置した構造であり、ロータコアにマグネットを固定することが必要である。例えば、特許文献１には、磁石をスペーサー上に配置し樹脂モールド材により覆うことにより固定したロータが開示されている。また特許文献２には、ボス部材のアリ溝と、磁石保持部材のアリとを嵌合させることによって、マグネットを固定したロータが開示されている。特許文献３には、プロテクタにマグネットを嵌め込み、コアの突起とカバーのフランジとの間にプロテクタの係合爪を挟み込むことによってマグネットを固定したロータが開示されている。さらに、特許文献４には、コアに爪状突起部を設け、各磁石を爪状突起部の間に収めた後、コアの各爪状突起部を回転させて、爪状突起部間に各磁石を固定する構成が開示されている。

特開２００１−６１２４４号公報（００１６、図１） 特開平１１−２４３６５４号公報（００４３、図３） 実開平６−２１３４６号公報（請求項１、図１） 特開２００８−１０９７２６号公報（００２１〜００２３、図５）

特許文献１に開示された技術は、ロータコアの外周面に樹脂モールド層を設けるための金型が必要になり、ロータやモータの製造コストが高くなる。また、特許文献２及び特許文献３に開示された技術は、マグネットを保持するための部材を精度よく加工することが必要となり、ロータやモータの製造コストが高くなる。特許文献４に開示された技術では、ロータコアを回転させてマグネットを挟み込んで固定する構成であるが、生産設備のコストが大きくなると同時に部品に高い精度が必要であり、ロータやモータの製造コストが高くなる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ロータコアの外周部に取り付けられるマグネットを低コストかつ確実に固定することを目的とする。

そこで本発明に係るブラシレスモータ用ロータは、ロータコアと、前記ロータコアの外周部に設けられて、前記ロータコアの周方向に向かって配列される複数のマグネットと、前記ロータコアの両端面に配置されて、前記マグネットを保持するマグネット保持部と、を含む少なくとも一つのロータユニットを含んで構成され、前記マグネット保持部は、前記ロータコアの端面に重ねられる円状の基部と、前記基部の外周のうち前記複数のマグネットが接していない円弧各々から延伸しつつ前記ロータコアの側面へ近づいて曲がる複数の曲状部と、前記複数の曲状部各々に連続して設けられ、前記複数の曲状部各々よりも前記基部の周方向において幅広に構成されて、前記複数のマグネットを前記ロータコアの側面に押さえつける押圧部とを備えることを特徴とする。

本発明のブラシレスモータ用ロータは、上記の構成により、押圧部がマグネットをロータコアの側面に押さえつけるので、ロータが回転したときに、遠心力によりマグネットがロータコアの側面から離れることを抑制し、マグネットをロータコアに確実に固定することができる。

また本発明に係るブラシレスモータ用ロータは、前記マグネット保持部が、前記ロータコアの外周よりも径方向外側に突出するように前記基部から設けられ、かつ前記複数のマグネットの端面に接する複数の突出部をさらに含むことを特徴とする。

本発明に係るブラシレスモータ用ロータが、突出部をさらに含むように構成されていることで、基部の中心をロータコアの端面の中心に重ねた場合に、突出部の先端がロータコアの端面の外周よりも径方向外側に位置する。これにより、マグネットをロータコアの側面に配置した場合に、マグネットの端面が突出部に接する。そのため、マグネットにおける中心軸方向の動きが突出部により規制されて、マグネットを確実に固定することができる。また、中心軸方向へのマグネットの動きが規制されるので、ロータコアを製造することが容易となる。

また本発明に係るブラシレスモータ用ロータは、前記押圧部が、少なくとも前記ロータコアの側面に接合されることを特徴とする。これにより、マグネットをロータコアにさらに確実に固定することができる。

また本発明に係るブラシレスモータ用ロータは、前記複数の曲状部各々に開口部が設けられていることを特徴とする。曲状部に開口部が設けられているので、曲状部の剛性が、開口部が設けられていない場合と比較して小さくなり、曲状部をロータコアの側面に近づけて曲げることが容易となる。

また本発明に係るブラシレスモータ用ロータは、前記複数の曲状部各々に幅方向両端から幅方向中心へ向かう切り欠きが設けられていることを特徴とする。曲状部に切り欠きが設けられていることで、切り欠きが設けられていない場合と比較して曲状部の剛性が小さくなり、曲状部をロータコアの側面に近づけて曲げることが容易となる。

また本発明に係るブラシレスモータ用ロータは、前記ロータユニットは複数であって、前記ロータコアの中心軸と平行な方向に向かって前記複数のマグネットが階段状に配置されるように前記ロータユニットが積み重ねられていることを特徴とする。これにより、スキュー配列のマグネットを、ロータコアに確実に固定することができる。

また本発明に係るブラシレスモータは、前記ブラシレスモータ用ロータと、前記ブラシレスモータ用ロータの外側に所定の間隔を有して環状に配置されるステータと、前記ステータを保持する筐体と、を含むことを特徴とする。本発明に係るブラシレスモータのロータは、低コストかつ小型であるために、本発明により低コストかつ小型のブラシレスモータが提供される。

また本発明の電動パワーステアリング装置は、前記ブラシレスモータにより補助操舵トルクを得ることを特徴とする。本発明に係る電動パワーステアリング装置のロータは、低コストかつ小型であるために、本発明により低コストかつ小型の電動パワーステアリング装置が提供される。

また本発明に係るブラシレスモータ用ロータの製造方法は、ロータコアの両端面に、円状の基部と、前記基部の円弧から延伸する複数の延伸部と、前記複数の延伸部各々に連続して設けられ、前記複数の延伸部各々よりも前記基部の周方向において幅広に構成される押圧部とを有するマグネット保持部を配置する手順と、前記ロータコアの外周部に、前記ロータコアの周方向に向かって複数のマグネットを配列して設ける手順と、前記延伸部を前記ロータコアの側面へ近づけて曲げることにより複数の曲状部を形成する手順と、前記押圧部を前記複数のマグネットの外周に沿って変形させ、前記押圧部により前記複数のマグネットを前記ロータコアの側面に押さえつける手順と、を含むことを特徴とする。これにより、低コストでマグネットが確実に固定された小型のブラシレスモータ用のロータが提供される。

そこで本発明に係るブラシレスモータ用ロータの製造方法は、ロータコアの外周部に、前記ロータコアの周方向に向かって複数のマグネットを配列して設ける手順と、円状の基部と、前記基部の円弧から延伸しつつ前記基部を底面とする円柱の側面へ近づいて曲がる複数の曲状部と、前記複数の曲状部各々に連続して設けられる押圧部とを備えるマグネット保持部に、前記複数の曲状部各々が、隣り合う前記複数のマグネットの間に嵌りあうように前記ロータコアを組み合わせる手順と、前記押圧部を前記複数のマグネットそれぞれの外周に沿って変形させ、前記押圧部により前記複数のマグネットそれぞれを前記ロータコアの側面に押さえつける手順と、を含むことを特徴とする。これにより、低コストでマグネットが確実に固定された小型のブラシレスモータ用のロータが提供される。

本発明は、ロータコアの外周部に取り付けられるマグネットを低コストかつ確実に固定できる。

図１は、実施形態１に係るブラシレスモータを備える電動パワーステアリングの構成図である。 図２は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置が備える減速装置の一例を説明する正面図である。 図３は、実施形態１に係るモータの構成を示す断面図である。 図４は、図３のＸ−Ｘ断面図である。 図５は、実施形態１に係るロータの構成を示す斜視図である。 図６は、実施形態１に係るロータの構成を示す正面及び側面図である。 図７は、実施形態１に係るロータの製造方法を説明する説明図である。 図８は、第１変形例に係るロータの構成を示す斜視図である。 図９は、第２変形例に係るロータの部分構成を示す斜視図である。 図１０は、第３変形例に係るロータの部分構成を示す斜視図である。 図１１は、実施形態２に係るロータの構成を示す正面図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。本実施形態では、本発明に係るブラシレスモータを電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering）に適用した例を説明するが、本発明の適用対象は電動パワーステアリング装置に限定されるものではない。また、本発明を電動パワーステアリング装置に適用する場合でも、その方式は問わない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るブラシレスモータを備える電動パワーステアリングの構成図である。まず、図１を用いて、本実施形態に係るブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置の概要を説明する。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１の操作によりステアリングシャフト１０２に発生する操舵トルクをトルク検出手段であるトルクセンサ１１０で検出し、その検出信号に基づいて、ＥＣＵ（Electroic Control Unit）５０がブラシレスモータ（以下、必要に応じてモータという）１を駆動制御して補助操舵トルクを発生させて、ステアリングホイール１０１の操舵力を補助する。

ステアリングホイール１０１に連結されたステアリングシャフト１０２は、運転者の操舵力が入力される入力軸１０２ａと、入力された操舵力を出力する出力軸１０２ｂとを有する。本実施形態において、入力軸１０２ａ及び出力軸１０２ｂは、鉄等の磁性材料から形成されている。入力軸１０２ａと出力軸１０２ｂとの間には、トルクセンサ１１０及び減速装置１１１が設けられる。

ステアリングシャフト１０２の出力軸１０２ｂに伝達された運転者の操舵力は、操舵機構に伝達される。具体的には、出力軸１０２ｂに伝達された運転者の操舵力は、ユニバーサルジョイント１０４を介してロアシャフト１０５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント１０６を介してピニオンシャフト１０７に伝達される。ピニオンシャフト１０７に伝達された前記操舵力は、ステアリングギヤ１０８を介してタイロッド１０９に伝達され、操舵輪を転舵させる。

ステアリングギヤ１０８は、ピニオンシャフト１０７に連結されたピニオン１０８ａと、ピニオン１０８ａに噛み合うラック１０８ｂとを有するラックアンドピニオン形式として構成される。このようなステアリングギヤ１０８によって、ピニオン１０８ａに伝達された回転運動をラック１０８ｂで直進運動に変換している。

ステアリングシャフト１０２の出力軸１０２ｂには、補助操舵トルクを出力軸１０２ｂに伝達する補助操舵機構１０３が連結されている。補助操舵機構１０３は、出力軸１０２ｂに連結された減速装置１１１と、減速装置１１１に連結されかつ補助操舵トルクを発生させるモータ１とを有している。なお、ステアリングシャフト１０２及びトルクセンサ１１０及び減速装置１１１によりステアリングコラムが構成されており、モータ１は、前記ステアリングコラムの出力軸１０２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態における電動パワーステアリング装置１００は、コラムアシスト方式となっている。

トルクセンサ１１０は、ステアリングホイール１０１を介して入力軸１０２ａに伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出するものである。モータ１の駆動を制御するＥＣＵ５０には、電源（例えば車載のバッテリ）１１５から電力が供給される。なお、イグニッションスイッチ１１４がオンの状態で、電源１１５からＥＣＵ５０へ電力が供給される。ＥＣＵ５０は、トルクセンサ１１０で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１１６で検出された走行速度Ｖに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出し、その算出された補助操舵指令値に基づいてモータ１への供給電流値を制御する。

図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が備える減速装置の一例を説明する正面図である。図２は、一部を断面として示してある。減速装置１１１はウォーム減速装置である。モータ１の回転軸１Ｓにスプライン結合したウォーム１２１は、玉軸受１２２と、ホルダ１２５に保持された玉軸受１２３とで回転自在に減速装置ハウジング１２０に保持されている。ウォーム１２１の一部に形成されたウォーム歯１２１ａは、減速装置ハウジング１２０に回転自在に保持されたウォームホイール１２４に形成されているウォームホイール歯１２４ａに噛み合っている。モータ１の回転力は、ウォーム１２１を介してウォームホイール１２４に伝達され、ウォームホイール１２４を回転させる。ウォーム１２１及びウォームホイール１２４によって、モータ１のトルクが増加され、図１に示すステアリングコラムの出力軸１０２ｂに補助操舵トルクが与えられる。次に、モータ１の構成を説明する。

図３は、本実施形態に係るモータの構成を示す断面図である。図４は、図３のＸ−Ｘ断面図である。図３に示すように、モータ１は、略円筒形のハウジング２Ａと、このハウジング２Ａの一方の開口端部を閉塞する略円板状のフロントブラケット２Ｂとを有している。ハウジング２Ａのフロントブラケット２Ｂが設けられた側とは反対側の端部には、この端部を閉塞するように、ハウジング２Ａと一体に底部２Ａｂが形成されている。なお、ハウジング２Ａを形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。また、フロントブラケット２Ｂは、ブラシレスモータ１を所望の機器に取り付ける際のフランジの役割を果たしている。

ハウジング２Ａの内側であって、フロントブラケット２Ｂの略中央部分には軸受３が、底部２Ａｂの略中央部分には軸受４が、それぞれ設けられている。軸受３は、ハウジング２Ａの内側に配置された回転軸１Ｓの一端を回転可能に支持し、軸受４は、回転軸１Ｓの他端を回転可能に支持している。回転軸１Ｓの回転中心は、図３に示すＺｒであり、回転軸１Ｓの中心軸に相当する。以下、回転軸１Ｓの回転中心及び中心軸をＺｒで表す。なお、回転軸１Ｓは、軸受３、４に支持されるので、軸受３、４の回転中心もＺｒとなる。

回転軸１Ｓの周囲には、円柱形状のロータコア６が配置されている。ロータコア６は、完全な円柱には限られず、マグネット５を配置するための溝があってもよい。また、ロータコア６の側面にマグネット５の側面を沿わせるための面が形成されて、ロータコア６の底面が多角形であってもよい。

ロータコア６は、電磁鋼板、冷間圧延鋼板などの薄板を、接着、ボス、カシメなどの手段により積層して製造されている。ロータコア６は、順送金型の型内において積層され、金型から排出される。回転軸１Ｓは、ロータコア６と一体で成型してもよいし、回転軸１Ｓをロータコア６に圧入してもよい。ロータコア６の外周部には、モータ駆動用の複数（２×ｎ個、ｎは整数）のマグネット５が設けられる。マグネット５は、ロータコア６の外周部に取り付けられ、図４に示すように、Ｓ極及びＮ極がロータコア６の周方向に交互に、かつ等間隔に着磁された永久磁石である。本実施形態において、マグネット５は、分割形状（セグメント構造）である。

マグネット５は、円柱をその軸方向を含む平面と平行な平面で切断したときに生じる、底面が略半円形の柱であるが、これには限られない。例えば、マグネット５は、円管をその軸方向を含む平面で切断したときに生じる曲板であってもよい。マグネット５の長手方向は、ロータコア６の中心軸Ｚｒ方向と平行である。本実施形態では、８本のマグネット５がロータコア６の外周部に等間隔で配列されている。隣接するマグネット５の間には、ロータコア６の側面が表れている。なお、ロータコア６の側面とは、柱形状であるロータコア６が、ステータ９のコア７と対向する面である。

図４に示すように、ハウジング２Ａの内周面には、コア７がその全体が包囲された状態で固定されている。このコア７には、ロータコア６の周方向に配列されたマグネット５を包囲するように、例えば３相の励磁コイル８がインシュレータ１１を介して集中巻きされている。これらのコア７及び励磁コイル８によってモータ１のステータ９が構成されている。ステータ９は、ロータ（ブラシレスモータ用ロータ）１０（又はロータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）の外側に所定の間隔を有して環状に配置される。

コア７は、例えば、等分割された複数（本実施形態では１２個）の分割コア７Ａから構成されている。それぞれの分割コア７Ａは、組み立てられてコア７を構成した際に、円筒形のヨーク部となる円弧状の分割ヨーク１７と、この分割ヨーク１７の内周面からロータ１０に向かって延びる１本のティース１８とを備えている。各々の分割コア７Ａのティース１８には、励磁コイル８がそれぞれ集中巻きされている。そして、複数の分割コア７Ａが組み合わされてハウジング２Ａ内に圧入されて、環状のコア７を構成する。このように、分割コア７Ａは、ハウジング２Ａ内に圧入されて、ハウジング２Ａに締結されて、コア７を構成する。なお、コア７とハウジング２Ａとは、圧入の他に接着や焼きばめ等によって固定されてもよい。

本実施形態において、コア７は、分割コア７Ａを組み合わせて構成されるが、これに限定されるものではない。例えば、コア７を一体で構成したり、焼結で構成したりしてもよい。励磁コイル８は、コア７にインシュレータ１１を取り付けた後に、インシュレータ１１が取り付けられたコア７に巻き付けられる。ステータ９の片側端部には端子台が設けられる。端子台に挿入又はインサートモールドされたバスバー（パワーハーネスでもよい）と各層の励磁コイル８とは、ヒュージングや抵抗溶接等で電気的に接続される。

回転軸１Ｓのフロントブラケット２Ｂ側の端部は外部に突出しており、この外部に突出した端部に所望の軸等を接続することで、モータ１の回転出力を取り出せるようになっている。本実施形態では、回転軸１Ｓのフロントブラケット２Ｂ側に突出した端部が、図２に示す減速装置１１１のウォーム１２１にスプライン結合される。なお、回転軸１Ｓとウォーム１２１とは弾性カップリングでもよい。また、回転軸１Ｓのフロントブラケット２Ｂ側には、ロータ１０の回転位置を検出するレゾルバ１４と、レゾルバ１４を支持する端子台１５が設けられている。このレゾルバ１４は、回転軸１Ｓの円周面に圧入等で取り付けられるレゾルバロータ１２と、このレゾルバロータ１２に所定間隔の空隙を介して対向配置されるレゾルバステータ１３とを備えている。次に、モータ１を構成するロータ１０及び、ロータ１０の変形例及び別の実施態様（ロータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）について、より詳細に説明する。

図５は、実施形態１に係るモータを構成するロータの斜視図である。図６は、実施形態１に係るモータを構成するロータの正面図と側面図である。ロータ１０は、ロータユニット１０Ｕを含んで構成され、ロータユニット１０Ｕは、ロータコア６と、マグネット５と、マグネット保持部２５とを含んで構成されている。ロータコア６の外周部である側面には、複数のマグネット５がロータコア６の周方向に向かって配列されている。

ロータコア６には、その両端面にマグネット保持部２５が配置されている。マグネット保持部２５は、ロータコア６の端面と略同一形状である円状の基部２０と、基部２０の外周のうち、マグネット５が接していない円弧各々から延伸しつつロータコア６の側面へ近づいて曲がる曲状部２１と、曲状部２１各々よりも基部２０の周方向２３において幅広に構成されて、マグネット５をロータコア６の側面に押さえつける押圧部２２とを含んで構成される。なお、ロータコア６の端面とは、ロータコア６の回転軸１Ｓが突出している面である。

マグネット保持部２５の基部２０は、完全な円形でなくともよく、略円状の多角形であればよい。この場合、マグネット５が接していない円弧は、正確には多角形の辺に該当する。

マグネット保持部２５は、ロータコア６と同様の電磁鋼板、冷間圧延鋼板などの薄板で構成されていてもよいし、ステンレス鋼などの非磁性材料の薄板で構成されていてもよい。マグネット保持部２５が非磁性材料で構成されていると、マグネット保持部２５がロータ１０の磁束に与える影響が少ない。マグネット保持部２５が薄板で構成されていると、マグネット保持部２５をロータコア６の端面に重ねた場合、ロータ１０の軸方向の寸法増加を抑制できる。マグネット保持部２５を、すべての場所において同じ厚さに形成してもよいし、場所によって厚さを変化させてもよい。例えば、曲状部２１（延伸部２９：図７参照）を他の場所より薄く形成してもよい。この場合、曲状部２１の剛性は他の部分よりも小さくなる。マグネット保持部２５は、薄板をプレス加工することにより容易かつ安価に製造することができる。

マグネット保持部２５はロータコア６の一部分であってもよいし、別部材として構成されていてもよい。マグネット保持部２５をロータコア６の一部分として構成するために、例えば、電磁鋼板などの薄板を積層して端面にマグネット保持部２５を積層し、各薄板同士を接着するか、ボス、カシメなどにより固定してロータコア６を製造する方法を採用することができる。マグネット保持部２５をロータコア６の一部分として構成すると、ロータ１０を構成する部品数を少なくすることができるので、製造コストを低減でき、製造管理を容易とすることができる。

マグネット保持部２５をロータコア６とは別部材として構成すると、マグネット保持部２５をロータコア６からとり外すことができ、マグネット保持部２５又はマグネット５を修理・交換することが容易となる。なお、ロータ１０の部品が脱着されることを前提としてロータ１０が構成されている場合、脱着が予定される各部品はしまりばめや接着ではなく螺子留めされることが望ましい。マグネット保持部２５がロータコア６から脱着されることが想定される場合、マグネット保持部２５はロータコア６に螺子留めされることが望ましい。螺子留めとすると、マグネット保持部２５のロータコア６からの取り外し、ロータコア６への取り付けが容易となるからである。

ロータコア６の外周上にマグネット５を配置したとき、隣接するマグネット５に隙間が生じる。マグネット保持部２５の基部２０からは、このマグネット５の間に生じる隙間の位置から曲状部２１が延伸している。すなわち、基部２０の外周のうち、マグネット５が接していない円弧の位置が、隣接するマグネット５の間に生じる隙間の位置である。曲状部２１の基部２０の周方向２３における幅、すなわち、基部２０の径方向と直交する方向における幅寸法は、隣接するマグネット５の隙間の幅と同じか、又は狭いことが望ましい。すなわち、曲状部２１は、基部２０の外周のうち、マグネット５が接していない円弧のすべてから連続して延伸しているか、円弧の一部分から連続して延伸していることが望ましい。曲状部２１の幅が隣接するマグネット５の隙間の幅と同じか狭い場合は、延伸部２９（図７参照、後で詳述する）を曲げて曲状部２１を形成する場合に、延伸部２９の変形がマグネット５によって妨げられにくく、曲状部２１を形成することが容易だからである。

曲状部２１は、ロータコア６の側面へ近づいて曲がっている。曲状部２１は、ロータコア６の中心軸Ｚｒと平行な方向へ曲がっていてもよく、ロータコア６の中心軸Ｚｒと平行な方向よりもロータコア６の内部に向かう方向へ曲がっていてもよい。曲状部２１がロータコア６の中心軸Ｚｒと平行な方向よりもロータコア６の内部に向かう方向へ曲がっていると、曲状部２１に連続する押圧部２２が、より強い力でマグネット５をロータコア６の側面に押さえつけるため、より確実にマグネット５をロータコア６に固定することができる。

曲状部２１から連続して、基部２０の径方向外側へ延伸する押圧部２２が設けられている。基部２０の周方向における押圧部２２の幅は、延伸部２９の幅すなわち曲状部２１の幅よりも広く構成されている。押圧部２２は、隣接するマグネット５の間に生じる隙間の幅よりも幅広である。すなわち、基部２０の外周のうち、マグネット５が接していない円弧の両端を結ぶ線分の長さよりも幅が大きく構成されている。したがって、押圧部２２はマグネット５の外周の一部を覆うことになる。これによって、押圧部２２はマグネット５がロータコア６の径方向外側へ移動することを規制している。

押圧部２２は、マグネット５の外周に沿う形状となっているが、押圧部２２は、そのすべての面においてマグネット５と接触していなくてもよい。しかし、押圧部２２の少なくとも一部が、マグネット５をロータコア６の側面に押さえつける、すなわち、マグネット５にロータコア６の径方向内側へ向かう力を与えていることが必要である。これにより、ロータ１０が回転したときに、遠心力によりマグネット５がロータコア６の側面から離れることを抑制し、マグネット５をロータコア６に確実に固定することができる。

このような構成により、マグネット５をロータコア６に確実に固定することができるので、ロータコア６を覆うロータカバーを設ける必要がなく、ロータ１０をモータ内のスペースが狭い場合にも適用することができる。そのため、モータを小型化できる。もちろん、マグネット５の割れや欠けが発生した場合、この飛散を防止するために、ロータコア６を覆うロータカバーを設けてもよい。

押圧部２２と、隣接するマグネット５同士の隙間に現われているロータコア６の側面とは、例えばＴＩＧ溶接、スポット溶接などの溶接や、各種接着剤による接着により接合部２４において接合されていてもよい。これにより、マグネット５をロータコア６にさらに確実に固定することができる。押圧部２２は、マグネット５の外周に固定されていても構わない。押圧部２２を接合する面積が大きいと、より確実にマグネット５をロータコア６に固定することができる。

次に、実施形態１に係るロータの製造方法について図７を用いて説明する。マグネット保持部２５の基部２０は、ロータコア６の端面に重ねられる。ここで、曲状部２１はまだ形成されていない。ここで、曲げられる前の曲状部２１を延伸部２９と称する。基部２０から連続して延伸する延伸部２９と、延伸部２９に連続する押圧部２２は、基部２０と同一平面上にある。次いで、マグネット保持部２５及びロータコア６に回転軸１Ｓを圧入する。次いで、ロータコア６の外周部に、マグネット５を配置していく。マグネット５は、隣り合う延伸部２９の間に配置する（図７上）。マグネット保持部２５の基部２０をロータコア６端面に重ねた後にマグネット５をロータコア６に配置すれば、マグネット保持部２５の配置作業又は回転軸１Ｓの圧入作業によりマグネット５の位置が移動することを抑制することができる。

次いで、延伸部２９をロータコア６の中心軸Ｚｒ方向と平行な方向へ折り曲げて、曲状部２１を形成する（図７中）。なお、ここでは延伸部２９を中心軸Ｚｒ方向と平行な方向へ折り曲げているが、この方向に限られず、延伸部２９をロータコア６の側面に近づくように曲げて曲状部２１を形成すればよい。次いで形成された曲状部２１に連続する押圧部２２を、マグネット５の外周に沿うように変形させマグネット５に接触させる（図７下）。なお、押圧部２２を変形させる手順を、曲状部２１を形成する手順と同時進行させても構わない。この製造方法によれば、高価な製造設備を必要とせず、低コストかつ確実にマグネット５をロータコア６に固定することができる。

マグネット保持部２５の基部２０をロータコア６の端面に重ねる前に、ロータコア６の外周部にマグネット５を配置してもよく、この方法から以下の製造方法が把握される。ロータコア６の外周部に、前記ロータコア６の周方向に向かって複数のマグネット５を配列して設ける手順と、前記ロータコア６の両端面に、円状の基部２０と、前記基部２０の円弧から延伸する複数の延伸部２９と、前記複数の延伸部２９各々に連続して設けられ、前記複数の延伸部２９各々よりも前記基部２０の周方向において幅広に構成される押圧部２２とを有するマグネット保持部２５を配置する手順と、前記延伸部２９を前記ロータコア６の側面へ近づけて曲げることにより複数の曲状部２１を形成する手順と、前記押圧部２２を前記複数のマグネット５の外周に沿って変形させ、前記押圧部２２により前記複数のマグネット５を前記ロータコア６の側面に押さえつける手順と、を含むことを特徴とするブラシレスモータ用ロータの製造方法が把握される。これにより、マグネット５をロータコア６の外周部に配置する作業が容易になる。

押圧部２２をマグネット５に接触させた後、接合部２４において押圧部２２とロータコア６の側面とを接合してもよい。

実施形態１に係るロータは以下のような手順によっても製造することができる。マグネット保持部２５の延伸部２９は、マグネット保持部２５をロータコア６の端面に重ねる前に曲げておき、曲状部２１を形成しておく。曲状部２１は、基部２０を底面とする円柱を想定した場合に、この円柱の側面へ近づくように形成される。したがって、マグネット保持部２５の基部２０をロータコア６の端面に重ねたとき、曲状部２１は、基部２０と略同一形状であるロータコア６の端面を底面とする円柱の側面、すなわちロータコア６の側面へ近づくように形成されていることになる。また、ロータコア６の外周部には、マグネット５を配置しておく。なお、曲状部２１を形成する手順と、マグネット５を配置する手順とは、どちらを先に行ってもよく、また両手順を同時に行ってもよい。

このように曲状部２１を形成したマグネット保持部２５に、曲状部２１各々が、隣り合うマグネット５の間に嵌りあうようにロータコア６を組み合わせる。マグネット保持部２５にロータコア６を組み合わせるために、マグネット保持部２５をロータコア６に接近させてもよいし、マグネット保持部２５にロータコア６を接近させてもよい。この製造方法によれば、高価な製造設備を必要とせず、低コストかつ確実にマグネット５をロータコア６に固定することができる。

（第１変形例）
図８は、第１変形例に係るロータの構成を示す斜視図である。ロータ１０ａにおいては、マグネット５は、マグネット保持部２５ａによりロータコア６の側面に固定されている。マグネット保持部２５ａには、ロータコア６の外周よりも径方向外側に突出するように基部２０から設けられ、かつ複数のマグネット５の端面３１に接する突出部２６が形成されている。突出部２６は、基部２０の周上、詳しくは、基部２０の周上であって、隣り合う曲状部２１が延伸する位置の中間から突出している。本変形例では突出部２６は、基部２０の径方向外側へ伸びる矩形の舌状片として形成されている。突出部２６は、矩形に限られず、例えば半円状、楔形、多角形状であってもよい。

突出部２６の径方向における長さは、基部２０の中心をロータコア６の端面の中心に重ねた場合に、突出部２６の先端がロータコア６の端面の外周よりも径方向外側に位置するように設定される。これにより、マグネット５をロータコア６の側面に配置した場合に、マグネット５の端面３１が突出部２６に接する。そのため、マグネット５における中心軸Ｚｒ方向の動きは、突出部２６により規制される。また、中心軸Ｚｒ方向へのマグネット５の動きが規制されるので、ロータコア６を製造することが容易となる。

突出部２６は、基部２０と同一平面上となるように形成される。この場合、突出部２６を含むマグネット保持部２５ａは、薄板をプレス加工することにより容易に製造することができる。また、突出部２６は、基部２０と同一平面上ではなく基部２０からマグネット５の端面方向へ折れ曲がった形とすることもできる。この場合、突出部２６が板バネとして働き、突出部２６はマグネット５の端面にマグネット５の別の端面に向かう力を与えることができる。その結果、マグネット５はロータコア６の両端に存在する突出部２６により挟まれて、中心軸Ｚｒ方向の動きがより抑制される。また、マグネット５及びロータコア６の部品精度のバラツキを吸収し、確実にマグネット５を保持することができる。

ロータ１０ａは、マグネット保持部２５ａに突出部２６が設けられている他は、ロータ１０と構成が同じであるので、説明を省略する。なお、マグネット５と、ロータコア６と、マグネット保持部２５ａとを含んでロータユニット１０Ｕａが構成されている。

（第２変形例）
図９は、第２変形例に係るロータの部分構成を示す斜視図である。ロータ１０ｂにおいては、マグネット保持部２５ｂによりマグネット５がロータコア６の側面に固定されている。マグネット保持部２５ｂの曲状部２１ｂには、開口部２７が設けられている。なお、開口部２７は、図９に示されていない曲状部２１ｂすべてに設けられている。曲状部２１ｂに開口部２７が設けられているので、曲状部２１ｂの剛性が、開口部２７が設けられていない場合と比較して小さくなり、曲状部２１ｂをロータコア６の側面に近づけて曲げることが容易となる。

開口部２７は、曲状部２１ｂが基部２０から延伸する場所から、曲状部２１ｂよりも広幅に形成されている押圧部２２の手前まで開口している。曲状部２１ｂの基部２０の周方向における幅から、開口部２７の基部２０の周方向における幅を差し引いた実質的な曲状部２１ｂの幅は、曲状部２１ｂのすべてに亘って同一長さとなるように構成されており、開口部２７は方形である。しかし、実質的な曲状部２１ｂの幅を、曲状部２１ｂの曲率によって変化させ、曲率の大きい場所ほど開口部２７の幅をより大きくして、実質的な曲状部２１ｂの幅をより狭くしてもよい。また開口部２７は方形に限定されず、円形などであってもよい。

ロータ１０ｂは、曲状部２１ｂに開口部２７が設けられている他は、ロータ１０ａと構成が同様であるので、その他の説明を省略する。なお、ロータユニット１０Ｕｂは、ロータコア６と、マグネット保持部２５ｂと、マグネット５とを含んで構成されている。

（第３変形例）
図１０は、第３変形例に係るロータの部分構造を示す斜視図である。ロータ１０ｃにおいては、マグネット保持部２５ｃによりマグネット５がロータコア６の側面に固定されている。マグネット保持部２５ｃの曲状部２１ｃには、幅方向両端から幅方向中心へ向かう切り欠き２８が設けられている。なお、切り欠き２８は図１０に示されていない曲状部２１ｃすべてに設けられている。ここで、曲状部２１ｃの幅方向とは基部２０の周方向（矢印３０）である。切り欠き２８は、曲状部２１ｃの幅方向中心を通る平面について対称の形状に切り欠かれている。曲状部２１ｃに切り欠き２８が設けられていることで、曲状部２１ｃの剛性は切り欠き２８が設けられていない場合と比較して小さくなり、曲状部２１ｃをロータコア６の側面に近づけて曲げることが容易となる。

ロータ１０ｃは、曲状部２１ｃに切り欠き２８が設けられている他は、ロータ１０ａと構成が同じであるので、他の説明を省略する。なお、ロータユニット１０Ｕｃは、ロータコア６と、マグネット保持部２５ｃと、マグネット５とを含んで構成されている。

（実施形態２）
図１１を用いて、実施形態２に係るロータの構成を説明する。ロータ１０ｄは、ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣを、各ロータユニットの中心軸が一致するように中心軸方向に積み重ねて構成されている。ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣは、どれも同一の構造であり、マグネット５と、ロータコア６と、マグネット保持部２５とを含んで構成されている。マグネット５と各ロータユニットとが接する面で規定される図形における、ロータコア６の中心軸方向と平行である対称軸が、ロータコア６の周方向のうち決まった一方向に少しずつずれるようにして各ロータユニットが積み重ねられている。すなわち、複数のマグネット５は、ロータコア６の中心軸と平行な方向に向かってロータコア６の外周上に階段状に配置されている。このようなマグネットの配列を、スキュー配列という。マグネット５をスキュー配列することによって、トルク変動を少なくすることができる。ロータ１０ｄでは、スキュー配列のマグネット５がロータコア６に低コストで確実に固定されている。

各ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣの構成は、ロータユニット１０Ｕと同一であるので説明を省略する。

なお、ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣの構成を、ロータユニット１０Ｕと同一とする他に、ロータユニット１０Ｕａ、１０Ｕｂ、１０Ｕｃと同一にしてもよい。また、ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣの構成を、すべて同一の構成とするのではなく、別々の構成にしてもよい。また、ロータ１０ｄは、３つのロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣを積み重ねて構成されているが、積み重ねるロータユニットは３つに限られず、例えば２つでも、３つ以上であってもよい。

次に、ロータ１０ｄの製造方法について説明する。ロータ１０ｄを製造するには、各ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣを、例えば実施形態１のロータユニット１０Ｕと同様にして製造する。ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣを製造したら、マグネット５がスキュー配列となるようにロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣを積み重ね、回転軸１Ｓを、ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣの中心に圧入する。すると、回転軸１Ｓと、ロータユニット１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣからなるロータ１０ｄが製造される。また、マグネット５及びロータコア６の寸法バラツキを吸収し、確実にマグネット５を保持することができる。

この製造方法によれば、高価な製造設備を必要とせず、低コストかつ確実にスキュー配列のマグネット５をロータコア６に固定することができる。

以上のように、本発明に係るブラシレスモータ用ロータ、ブラシレスモータ及び電動パワーステアリング装置、並びにブラシレスモータ用ロータの製造方法は、ロータコアにマグネットが固定されるブラシレスモータに有用である。

１ モータ（ブラシレスモータ）
１Ｓ 回転軸
２Ａ ハウジング
２Ａｂ 底部
２Ｂ フロントブラケット
３、４ 軸受
５ マグネット
６ ロータコア
７ コア
７Ａ 分割コア
８ 励磁コイル
９ ステータ
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ ロータ
１０Ｕ、１０Ｕａ、１０Ｕｂ、１０Ｕｃ、１０ＵＡ、１０ＵＢ、１０ＵＣ ロータユニット
１１ インシュレータ
１７ 分割ヨーク
１８ ティース
２０ 基部
２１、２１ｂ、２１ｃ 曲状部
２２ 押圧部
２４ 接合部
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ マグネット保持部
２６ 突起部
２７ 開口部
２８ 切り欠き
２９ 延伸部
１００ 電動パワーステアリング装置
１１１ 減速装置

Claims (10)

1. ロータコアと、
   前記ロータコアの外周部に設けられて、前記ロータコアの周方向に向かって配列される複数のマグネットと、
   前記ロータコアの両端面に配置されて、前記マグネットを保持するマグネット保持部と、を含む少なくとも一つのロータユニットを含んで構成され、
   前記マグネット保持部は、
   前記ロータコアの端面に重ねられる円状の基部と、
   前記基部の外周のうち前記複数のマグネットが接していない円弧各々から延伸しつつ前記ロータコアの側面へ近づいて曲がる複数の曲状部と、
   前記複数の曲状部各々に連続して設けられ、前記複数の曲状部各々よりも前記基部の周方向において幅広に構成されて、前記複数のマグネットを前記ロータコアの側面に押さえつける押圧部とを備えることを特徴とするブラシレスモータ用ロータ。
2. 前記マグネット保持部は、前記ロータコアの外周よりも径方向外側に突出するように前記基部から設けられ、かつ前記複数のマグネットの端面に接する複数の突出部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のブラシレスモータ用ロータ。
3. 前記押圧部は、少なくとも前記ロータコアの側面に接合されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のブラシレスモータ用ロータ。
4. 前記複数の曲状部各々に開口部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ用ロータ。
5. 前記複数の曲状部各々に幅方向両端から幅方向中心へ向かう切り欠きが設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラシレスモータ用ロータ。
6. 前記ロータユニットは複数であって、前記ロータコアの中心軸と平行な方向に向かって前記複数のマグネットが階段状に配置されるように前記ロータユニットが積み重ねられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のブラシレスモータ用ロータ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のブラシレスモータ用ロータと、
   前記ブラシレスモータ用ロータの外側に所定の間隔を有して環状に配置されるステータと、
   前記ステータを保持する筐体と、
   を含むことを特徴とするブラシレスモータ。
8. 請求項７に記載のブラシレスモータにより補助操舵トルクを得ることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
9. ロータコアの両端面に、円状の基部と、前記基部の円弧から延伸する複数の延伸部と、前記複数の延伸部各々に連続して設けられ、前記複数の延伸部各々よりも前記基部の周方向において幅広に構成される押圧部とを有するマグネット保持部を配置する手順と、
   前記ロータコアの外周部に、前記ロータコアの周方向に向かって複数のマグネットを配列して設ける手順と、
   前記延伸部を前記ロータコアの側面へ近づけて曲げることにより複数の曲状部を形成する手順と、
   前記押圧部を前記複数のマグネットの外周に沿って変形させ、前記押圧部により前記複数のマグネットを前記ロータコアの側面に押さえつける手順と、
   を含むことを特徴とするブラシレスモータ用ロータの製造方法。
10. ロータコアの外周部に、前記ロータコアの周方向に向かって複数のマグネットを配列して設ける手順と、
    円状の基部と、前記基部の円弧から延伸しつつ前記基部を底面とする円柱の側面へ近づいて曲がる複数の曲状部と、前記複数の曲状部各々に連続して設けられる押圧部とを備えるマグネット保持部に、前記複数の曲状部各々が、隣り合う前記複数のマグネットの間に嵌りあうように前記ロータコアを組み合わせる手順と、
    前記押圧部を前記複数のマグネットそれぞれの外周に沿って変形させ、前記押圧部により前記複数のマグネットそれぞれを前記ロータコアの側面に押さえつける手順と、
    を含むことを特徴とするブラシレスモータ用ロータの製造方法。

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