JP2019115121A - ロータ及びモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアにマグネットを容易、且つ確実に固定することができるロータ及びモータを提供する。【解決手段】回転軸３１と、回転軸３１に外嵌固定されるロータコア３２と、ロータコア３２内に設けられる複数のマグネット３３と、ロータコア３２内にマグネット３３を固定するためのマグネットホルダ３４と、を備え、ロータコア３２は、外周寄りに周方向に長くなるように形成されてマグネット３３が収納される複数のマグネット収納孔４１を有し、マグネット収納孔４１は、このマグネット収納孔４１にマグネット３３を収納した状態で、周方向両端に空隙部４３を有するように形成されており、マグネットホルダ３４は、圧縮変形可能な弾性体からなり、各空隙部４３に圧縮変形した状態で挿入される複数のマグネット固定部４６と、複数のマグネット固定部４６の一端を連結する保持部４７と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、ロータ及びモータに関するものである。

モータの中には、コイルが巻回されたステータと、ステータの径方向内側に回転自在に支持されたロータと、を備え、コイルの通電制御を行うことによりロータを回転駆動させる、いわゆるブラシレスモータがある。ロータは、回転軸と、この回転軸に外嵌固定される略円柱状のロータコアと、ロータコアに設けられたマグネットと、を有している。そして、ステータに形成された鎖交磁束とロータコアに設けられたマグネットとの間に磁気的な吸引力や反発力が生じることにより、ロータが継続的に回転する。

ここで、ロータにマグネットを配置する方式として、ロータコアにマグネット収納孔を複数形成し、マグネット収納孔内にマグネットを配置するマグネット埋込方式（ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）がある。この種のロータにおいて、ロータコアのマグネット収納孔にマグネットを固定する方法として、さまざまな技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、ロータコア内にマグネットを固定するためのマグネットホルダ（回転子用端板）を備え、マグネットホルダは、ロータコア（回転子用コア）の軸方向一端に設けられる第１部材と、この部材から延在する第２部材を備えている。第２部材は、ロータコアのマグネット収納孔（格納孔）に対して回転軸とは反対側に位置する外周部と離間している。そして、第２部材は、ロータコアのうちマグネット収納孔に対して回転軸側に位置する内周部とともに、マグネットを挟持している。

特開２０１０−２２６８８２号公報

しかしながら、上述の特許文献１のように、単純に第２部材とロータコアの内周部とでマグネットを挟持しただけでは、マグネットホルダの製造誤差によってはマグネットを確実に挟持できず、ロータコアからマグネットが抜け出てしまう可能性があった。
また、ロータコアにマグネットを固定する他の方法として、接着剤を用いてロータコアにマグネットを固定する方法も考えられるが、接着剤の塗布作業が煩わしいだけでなく、接着剤の塗布量も管理しなければならず、マグネットの固定作業が煩雑なものになるという課題があった。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ロータコアにマグネットを容易、且つ確実に固定することができるロータ及びモータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係るロータは、回転軸と、前記回転軸に外嵌固定されるロータコアと、前記ロータコア内に設けられる複数のマグネットと、前記ロータコア内に前記マグネットを固定するためのマグネットホルダと、を備え、前記ロータコアは、外周寄りに周方向に長くなるように形成されて前記マグネットが収納される複数のマグネット収納孔を有し、前記マグネット収納孔は、該マグネット収納孔に前記マグネットを収納した状態で、周方向両端に空隙部を有するように形成されており、前記マグネットホルダは、圧縮変形可能な弾性体からなり、各前記空隙部に圧縮変形した状態で挿入される複数のマグネット固定部と、前記ロータコアの軸方向一端に配置され、前記複数のマグネット固定部の一端を連結する保持部と、を有することを特徴とする。

このように構成することで、空隙部にマグネット固定部を挿入するだけで、マグネットの周方向両端を２つのマグネット固定部によって挟持することができる。このため、ロータコア内にマグネットを容易に固定できる。
また、マグネット固定部は、圧縮変形可能な弾性体からなり、各空隙部に圧縮変形した状態で挿入されている。このため、マグネット固定部の弾性力により、マグネットの周方向両端に押圧力を付与しながら、このマグネットの周方向両端を２つのマグネット固定部によって挟持できる。よって、ロータコアやマグネットの製造誤差に関わらず、ロータコア内にマグネットを確実に固定できる。

本発明に係るロータは、前記空隙部の一部に、前記マグネット収納孔内での前記マグネットの位置決めを行うための位置決め凸部が設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、ロータコアに対するマグネットの位置決めを高精度に行うことができる。

本発明に係るロータは、前記ロータコアの前記保持部とは反対側の軸方向他端に、前記マグネット収納孔からの前記マグネットの抜けを防止するための抜け防止リブが設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、ロータコアの軸方向一端に配置された保持部と、ロータコアの軸方向他端に設けられた抜け防止リブとにより、ロータコアからのマグネットの抜けを確実に防止できる。
さらに、抜け防止リブを設けることにより、ロータコアの軸方向他端に保持部を設ける必要がなく、マグネットホルダの構造簡素化、低コスト化を図ることができる。

本発明に係るロータにおいて、前記マグネット固定部と前記保持部は一体成形されており、前記マグネット固定部は、エラストマ樹脂により形成されており、前記保持部は、前記マグネット固定部の硬度よりも高い硬度の樹脂により形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、ロータ全体の部品点数を減少させることができる。また、必要に応じて硬度を変更することにより、マグネット固定部を、弾性を有するように構成する一方、保持部を、各マグネット固定部を確実に連結できるように構成することができる。

本発明に係るロータにおいて、前記マグネット固定部及び前記空隙部の少なくともいずれか一方には、前記挿入部に挿入された前記マグネット固定部の弾性変形を許容する逃げ部が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、マグネット固定部によってマグネットにかかる押圧力が必要以上に大きくなり、マグネットが損傷してしまうことを防止できる。また、マグネット固定部やロータコアに必要以上に応力がかかり、マグネット固定部やロータコアが損傷してしまうことを防止できる。

本発明に係るロータにおいて、前記保持部は、着磁装置に対する前記ロータコアの位置決めを行うための位置決め部を有することを特徴とする。

このように構成することで、ロータコアのマグネット収納孔にマグネットの母材を収納した後、着磁装置によって、確実にマグネットに所望の着磁を行うことができる。

本発明に係るモータは、上記に記載のロータと、前記ロータの周囲を取り囲むように形成され、コイルが巻回されているステータと、を備えていることを特徴とする。

このように構成することで、ロータコアにマグネットを容易、且つ確実に固定することが可能なモータを提供できる。

本発明に係るモータは、前記ロータの回転位置を検出するための回転位置検出装置を備え、前記保持部は、前記回転位置検出装置を取り付けるためのセンサ配置部を有することを特徴とする。

このように構成することで、ロータコアに対する回転位置検出装置の取付け位置の精度を高めることができる。このため、高品質なモータを提供できる。

本発明によれば、空隙部にマグネット固定部を挿入するだけで、マグネットの周方向両端を２つのマグネット固定部によって挟持することができる。このため、ロータコア内にマグネットを容易に固定できる。
また、マグネット固定部は、圧縮変形可能な弾性体からなり、各空隙部に圧縮変形した状態で挿入されている。このため、マグネット固定部の弾性力により、マグネットの周方向両端に押圧力を付与しながら、このマグネットの周方向両端を２つのマグネット固定部によって挟持できる。よって、ロータコアやマグネットの製造誤差に関わらず、ロータコアにマグネットを確実に固定できる。

本発明の実施形態におけるブラシレスモータの断面図である。 本発明の実施形態におけるロータの側面図である。 本発明の実施形態におけるロータの分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるロータコアの斜視図である。 本発明の実施形態におけるマグネットホルダの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図６のＢ部拡大図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（ブラシレスモータ）
図１は、ブラシレスモータ１の断面図である。
ブラシレスモータ１は、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）に用いられるものである。
図１に示すように、ブラシレスモータ１は、略有底筒状のモータケース２と、モータケース２の開口部２ａを閉塞する略円板状のブラケット３と、モータケース２内に収納されているステータ４と、ステータ４に対して回転自在に設けられたロータ５と、を備えている。なお、以下の説明では、ロータ５の回転軸線方向を単に軸方向、ロータ５の回転方向を周方向、軸方向及び周方向に直交するロータ５の径方向を単に径方向、と称する。

（モータケース）
モータケース２の開口部２ａには、径方向外側に張り出す外フランジ部１５が屈曲形成されている。外フランジ部１５の外周部には、複数（本実施形態では３個）のボルト座１６が径方向外側に向かって延出されている。ボルト座１６は、ブラシレスモータ１を不図示の外部機器に固定するためのものである。各ボルト座１６は、周方向にほぼ等間隔で配置されている。各ボルト座１６には、不図示のボルトを挿通可能なボルト挿通孔１６ａが形成されている。

モータケース２の周壁２ｂには、ステータ４が内嵌固定されている。また、モータケース２には、底部２ｃの径方向略中央に、底部２ｃを屈曲させることにより略円筒状に形成された軸受ハウジング６が設けられている。軸受ハウジング６には、ロータ５の回転軸３１の一端が回転自在に支持される軸受２３が設けられている。

（ステータ）
ステータ４は、略円筒状のステータコア７を有している。ステータコア７は、プレス加工によって略環状に打ち抜いた金属板（電磁鋼板）を軸方向に積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりすることにより形成される。ステータコア７には、径方向内側に向かって突出する複数のティース８が周方向に並んで形成されている。また、ステータコア７には、ティース８の周囲を覆うように絶縁材であるインシュレータ９が装着されている。各ティース８には、インシュレータ９の上からコイル１０が巻回されている。

ステータ４におけるモータケース２の底部２ｃとは反対側には、軸方向からみて略円環状のバスバーユニット１１が設けられている。バスバーユニット１１は、各コイル１０を結線するとともに、各コイル１０と不図示の外部電源とを電気的に接続するものである。バスバーユニット１１は、各コイル１０を割り当てられた相毎に接続する複数のバスバー１２と、複数のバスバー１２を互いに絶縁した状態で一体化する樹脂モールド部１３と、を備えている。各コイル１０は、端末部がバスバーユニット１１側に向かって引き出され、対応するバスバー１２に接続されている。

（ブラケット）
ブラケット３は、このブラケット３のモータケース２側の裏面３ａが、モータケース２の外フランジ部１５に重ね合わさるように配置される。ブラケット３の外周部には、モータケース２のボルト座１６に重ね合わさるように、ボルト座１９が径方向外側に向かって延出されている。このボルト座１９にも、不図示のボルトを挿通可能なボルト挿通孔１９ａが形成されている。なお、不図示の外部機器にブラシレスモータ１を固定する際、ブラケット３のボルト座１９とモータケース２のボルト座１６とが不図示のボルトによって共締めされる。

ブラケット３の裏面３ａには、モータケース２の周壁２ｂに嵌合される筒状のインロー部１４が突出形成されている。インロー部１４によって、モータケース２に対するブラケット３の径方向の位置決めが行われる。

また、ブラケット３のモータケース２とは反対側の表面３ｂには、径方向略中央に、ブラケット３を屈曲させることにより軸方向外側に向かって突出させた略有底筒状の軸受ハウジング１７が形成されている。軸受ハウジング１７には、ロータ５の回転軸３１の他端側が回転自在に支持される軸受２４が設けられている。
また、軸受ハウジング１７の上壁１７ａには、回転軸３１の他端側を挿通可能な回転軸挿通孔１７ｂが形成されている。この回転軸挿通孔１７ｂを介して回転軸３１の他端が軸方向外側に突出されている。

また、ブラケット３の表面３ｂには、不図示の外部電源から延びるコネクタ（不図示）が接続されるターミナル２０が設けられている。ターミナル２０は、樹脂製のターミナルホルダ２１内に、端子２２が設けられたものである。端子２２の一端は、ターミナルホルダ２１から外部に突出されている。一方、端子２２の他端は、ブラケット３を貫通してバスバーユニット１１側に向かって突出されている。そして、バスバーユニット１１のバスバー１２と、端子２２の他端とが接続されている。これにより、ターミナル２０、バスバーユニット１１を介して各コイル１０に給電が行われる。

ブラケット３の裏面３ａには、軸受ハウジング１７の上壁１７ａとは反対側の開口部１７ｃを閉塞するように、略円板状のホルダブラケット１８が設けられている。
ホルダブラケット１８の軸受ハウジング１７に対応する位置には、回転軸３１を挿通可能な回転軸挿通孔１８ａが形成されている。また、ホルダブラケット１８のバスバーユニット１１側の一面１８ｂには、回転軸挿通孔１８ａの周囲を取り囲むように、略円筒状のレゾルバホルダ２５が設けられている。レゾルバホルダ２５のホルダブラケット１８とは反対側端は、バスバーユニット１１の径方向内側に臨まされている。一方、レゾルバホルダ２５のホルダブラケット１８側の端面には、径方向外側に張り出す外フランジ部２９が屈曲延出されている。この外フランジ部２９が、ホルダブラケット１８に固定されている。

レゾルバホルダ２５には、レゾルバ２６の一方を構成するレゾルバステータ２７が内嵌固定されている。レゾルバ２６は、ロータ５の回転位置を検出する装置である。レゾルバステータ２７は、ロータ５に設けられている後述のレゾルバロータ２８の回転位置を検出する。

（ロータ）
図２は、ロータ５の側面図である。図３は、ロータ５の分解斜視図である。
図１〜図３に示すように、ロータ５は、モータケース２及びブラケット３に回転自在に支持されている回転軸３１と、回転軸３１に外嵌固定されているロータコア３２と、ロータコア３２内に設けられるマグネット３３と、ロータコア３２内にマグネット３３を固定するためのマグネットホルダ３４と、を備えている。

回転軸３１は、ステータ４に対応する位置が最も拡径された段付き状に形成されている。すなわち、回転軸３１は、ステータ４に対応する位置に配置されるロータコア固定部３５と、ロータコア固定部３５の一端側（図１における下側）に段差３６ａを介して縮径形成された第１軸受部３６と、ロータコア固定部３５の他端側（図１における上側）に段差３７ａを介して縮径形成されたホルダ固定部３７と、ホルダ固定部３７の他端側に段差３８ａを介して縮径形成された第２軸受部３８と、により構成されている。

第１軸受部３６は、モータケース２に設けられた軸受２３に回転自在に支持されている。第２軸受部３８は、ブラケット３に設けられた軸受２４に回転自在に支持されている。また、第２軸受部３８は、軸受２４を介して軸方向外側に突出している。この突出した箇所に、ジョイント３９が外嵌固定されている。ジョイント３９は、外部機器、例えば減速機等に連結され、ブラシレスモータ１の回転力を外部機器に伝達する役割を有している。
ロータコア固定部３５には、ロータコア３２が外嵌固定されている。

（ロータコア）
図４は、ロータコア３２の斜視図である。
図２〜図４に示すように、ロータコア３２は、略円柱状に形成されている。ロータコア３２は、プレス加工によって略円形状に打ち抜いた金属板（電磁鋼板）を軸方向に積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりすることにより形成される。
ロータコア３２の径方向中央には、回転軸３１のロータコア固定部３５が圧入される回転軸圧入孔４０が形成されている。回転軸圧入孔４０の内周面には、軸方向全体に渡って形成された複数（本実施形態では６個）の逃げ凹部４０ａが周方向に等間隔で配置されている。逃げ凹部４０ａは、ロータコア３２に回転軸３１を圧入する際にロータコア３２にかかる応力を緩和するためのものである。逃げ凹部４０ａは、軸方向からみて湾曲するように形成されている。

ロータコア３２の外周部には、ロータコア３２を軸方向に貫通する複数（本実施形態では６個）のマグネット収納孔４１が形成されている。マグネット収納孔４１は、ロータコア３２内にマグネット３３を収納するためのものである。マグネット収納孔４１は、軸方向からみて周方向に長い長方形状の収納孔本体４２と、収納孔本体４２の周方向両端に形成され、収納孔本体４２に連通する空隙部４３と、により構成されている。

収納孔本体４２には、マグネット３３が収納される。収納孔本体４２は、径方向内側に位置する平坦な第１内側面４２ａと、この内側面４２ａと径方向で対向するように径方向外側に位置する平坦な第２内側面４２ｂと、を有している。

空隙部４３には、マグネットホルダ３４の後述するマグネット固定部４６が挿入される。空隙部４３の内側面は、収納孔本体４２の第１内側面４２ａからこの第１内側面４２ａに直交するように径方向内側に屈曲して延びる第１内側面４３ａと、第１内側面４３ａから収納孔本体４２の第１内側面４２ａと平行な方向で且つ周方向外側に延びる第２内側面４３ｂと、第２内側面４３ｂから径方向に沿って、且つ径方向外側に向かって延びる第３内側面４３ｃと、第３内側面４３ｃからロータコア３２の外周面に沿って斜めに延び、収納孔本体４２の第２内側面４２ｂと接続される第４内側面４３ｄと、を有している。

また、空隙部４３には、回転軸３１の第１軸受部３６側（以下、この第１軸受部３６側（図１における下側）を、単に第１軸受部３６側と称する）に、マグネット位置決め凸部４４が突出形成されている。マグネット位置決め凸部４４は、収納孔本体４２に収納されるマグネット３３の周方向の位置決めを行うためのものである。マグネット位置決め凸部４４は、収納孔本体４２の第１内側面４２ａからこの第１内側面４２ａに沿って延出する第１側面４４ａと、第１側面４４ａからこの第１側面４４ａに直交するように径方向外側に屈曲して延びる第２側面４４ｂと、第２側面４４ｂから収納孔本体４２の第１内側面４２ａと平行な方向で且つ周方向外側に向かって延び、空隙部４３の第３内側面４３ｃに接続される第３側面４４ｃと、を有している。

また、ロータコア３２の外周面は、マグネット収納孔４１の個数と同数の湾曲外周面３２ａにより構成されている。各湾曲外周面３２ａは、軸方向からみて周方向中央に向かうに従って径方向外側に突出するように湾曲形成されている。このため、湾曲外周面３２ａの最も径方向外側に突出している周方向中央の位置と、マグネット収納孔４１の周方向中央の位置とは一致している。そして、各湾曲外周面３２ａの周方向両端同士が接続されて、ロータコア３２の外周面全体が形成される。

また、ロータコア３２には、回転軸３１の第１軸受部３６側の端部に、マグネット収納孔４１の周方向中央を跨ぐ抜け防止リブ４５が設けられている。抜け防止リブ４５は、マグネット収納孔４１に収納されるマグネット３３の一方側（図１における下方側）への抜けを規制するためのものである。

このように、ロータコア３２は、抜け防止リブ４５及びマグネット位置決め凸部４４が形成されている第１層Ｓ１と、マグネット位置決め凸部４４のみが形成されている第２層Ｓ２と、抜け防止リブ４５及びマグネット位置決め凸部４４が形成されていない第３層Ｓ３と、の３層構造になる（図２参照）。
なお、例えば、ロータコア３２を、金属板（電磁鋼板）を軸方向に積層して形成する場合、第１層Ｓ１を構成する金属板と、第２層Ｓ２を構成する金属板と、第３層を構成する金属板と、の３種類の金属板で形成することが可能である。

図３に示すように、マグネット収納孔４１に収納されるマグネット３３は、収納孔本体４２の形状に対応するように、断面矩形状の板状に形成されている。すなわち、図３、図４に示すように、マグネット３３は、板厚Ｈ１が、収納孔本体４２の径方向の幅Ｈ２とほぼ同じか、若干小さい程度となるように形成されている。また、マグネット３３は、周方向の幅Ｗ１が、マグネット収納孔４１に形成されているマグネット位置決め凸部４４の第１側面４４ａ間の幅Ｗ２とほぼ同じか、若干小さい程度となるように形成されている。このため、マグネット位置決め凸部４４によって、マグネット収納孔４１に対するマグネット３３の周方向の位置決めが行われる。

（マグネットホルダ）
図５は、マグネットホルダ３４の斜視図である。
図３、図５に示すように、マグネットホルダ３４は、ロータコア３２の各空隙部４３に挿入される複数（本実施形態では１２個）のマグネット固定部４６と、各マグネット固定部４６におけるバスバーユニット１１側の端部（基端部）を連結する保持部４７と、を備えている。また、マグネットホルダ３４は、樹脂によりマグネット固定部４６と保持部４７とを２色成形により形成している。

マグネット固定部４６は、圧縮変形可能な弾性を有するエラストマ樹脂により形成されている。マグネット固定部４６は、空隙部４３の軸方向全体に渡って挿入されるように、且つ空隙部４３の形状に対応するように、棒状に形成されている。
より具体的には、マグネット固定部４６は、ロータコア３２の第３層Ｓ１に相当する箇所の空隙部４３に挿入される固定部本体４８と、固定部本体４８の先端から延出され、ロータコア３２の第２層Ｓ２及び第１層に相当する箇所の空隙部４３に挿入される先端部４９と、により構成されている。

図６は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図７は、図６のＢ部拡大図である。
図５〜図７に示すように、マグネット固定部４６の固定部本体４８は、略柱状に形成されている。固定部本体４８は、マグネット収納孔４１の収納孔本体４２に収納されたマグネット３３の周方向の側面３３ａに当接するマグネット当接側面４８ａと、空隙部４３の第１内側面４３ａに当接する第１側面４８ｂと、空隙部４３の第２内側面４３ｂに当接する第２側面４８ｃと、空隙部４３の第３内側面４３ｃに当接する第３側面４８ｄと、空隙部４３の第４内側面４３ｄに当接する第４側面４８ｅと、マグネット当接側面４８ａと第１側面４８ｂとを接続し、マグネット３３の角部に当接する角部当接側面４８ｆと、を有している。

ここで、マグネット固定部４６の固定部本体４８は、この固定部本体４８を空隙部４３に挿入すると若干圧縮された状態になる大きさに形成されている。この固定部本体４８の圧縮変形を許容するために、固定部本体４８には、３つの逃げ部５１，５２，５３（第１逃げ部５１、第２逃げ部５２、第３逃げ部５３）が形成されている。以下、３つの逃げ部５１，５２，５３について、詳述する。

図７に詳示するように、固定部本体４８には、第２側面４８ｃと第３側面４８ｄとの接続部に、固定部本体４８と空隙部４３の各内側面４３ｂ，４３ｃとの接触を回避するための第１逃げ部５１が形成されている。第１逃げ部５１は、第２側面４８ｃの一部と第３側面４８ｄの一部とを切除するように形成された溝状のものであり、固定部本体４８の軸方向全体にわたって形成されている。

また、固定部本体４８には、第３側面４８ｄと第４側面４８ｅとの接続部に、固定部本体４８と空隙部４３の各内側面４３ｃ，４３ｄとの接触を回避するための第２逃げ部５２が形成されている。第２逃げ部５２は、第３側面４３ｄの一部と第４側面４８ｅの一部とを切除するように形成された平坦状の面であり、固定部本体４８の軸方向全体にわたって形成されている。

さらに、固定部本体４８には、第４側面４８ｅとマグネット当接側面４８ａとの接続部に、固定部本体４８と空隙部４３の第４内側面４３ｄとの接触を回避するための第３逃げ部５３が形成されている。第３逃げ部５３は、第４側面４８ｅの一部とマグネット当接側面４８ａの一部とを切除するように形成された平坦状の面であり、固定部本体４８の軸方向全体にわたって形成されている。

図８は、図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
図３、図５、図８に示すように、マグネット固定部４６の先端部４９は、マグネット収納孔４１の空隙部４３のうち、マグネット位置決め凸部４４が形成されている箇所、つまり、空隙部４３の第２層Ｓ２に対応する箇所に挿入可能なように、軸方向に直交する断面形状が略三角形となるように形成されている。

すなわち、先端部４９は、マグネット収納孔４１の収納孔本体４２に収納されたマグネット３３の周方向の側面３３ａに当接するマグネット当接側面４９ａと、マグネット位置決め凸部４４の第３側面４４ｃに当接する位置決め凸部当接側面４９ｂと、空隙部４３の第３内側面４３ｃに当接する空隙部当接側面４９ｃと、を有している。また、先端部４９の空隙部当接側面４９ｃには、先端部４９が先細り形状となるように傾斜面４９ｄが形成されている。

保持部４７は、マグネット固定部４６の硬度よりも高い硬度の樹脂により形成されている。例えば、保持部４７は、マグネット固定部４６と親和性の高い樹脂（例えば、ＰＢＴ等）により形成されている。保持部４７は、ロータコア３２におけるモータケース２の底部２ｃとは反対側端に配置され、各マグネット固定部４６の端部を連結する略円板状の保持部本体５８を有している。保持部本体５８の直径は、ロータコア３２の最外径とほぼ同一に設定されている。

保持部本体５８には、マグネット固定部４６が連結されている箇所よりも径方向内側に、複数（本実施形態では６個）の位置決め孔５６が形成されている。位置決め孔５６は、周方向に沿って長くなるように、軸方向からみて略円弧状に形成されている。そして、位置決め孔５６は、周方向に等間隔で配置されている。
位置決め孔５６は、ロータコア３２にマグネット３３の母材を組付けた後で、このマグネット３３の母材に着磁を行う際、着磁装置とロータコア３２との位置決めを行う際に用いられる（詳細は後述する）。また、位置決め孔５６は、マグネットホルダ３４を軽量化する役割や、ロータコア３２の冷却効果を高める役割を有している。

なお、マグネット３３の母材とは、ネオジやフェライトによってマグネット３３の形状を形成したままの状態で、未だ磁化されていないものをいう。本実施形態においては、説明の都合上、マグネット３３とマグネット３３の母材とを使い分けるが、マグネット３３が着磁さている場合と着磁されていない母材の状態とで作用、効果に何ら変わりはない。このため、本実施形態の作用、効果においては、マグネット３３とマグネット３３の母材とは同様のものとして取り扱うものとする。

保持部本体５８の径方向中央には、略円筒状の回転軸外嵌部５４がロータコア３２とは反対側に向かって突出形成されている。回転軸外嵌部５４は、内周面５４ａが回転軸３１のロータコア固定部３５の他端側、及びホルダ固定部３７の全体に嵌合されている。回転軸外嵌部５４の内周面５４ａには、保持部本体５８との接続部側に、段差５５ａを介して拡径形成された拡径部５５が形成されている。この拡径部５５が、回転軸３１のロータコア固定部３５の他端に嵌合される。

また、回転軸外嵌部５４の保持部本体５８とは反対側の先端には、複数（本実施形態では３個）のレゾルバロータ保持爪５７が軸方向に沿って突出形成されている。このレゾルバロータ保持爪５７に、レゾルバ２６の他方を構成するレゾルバロータ２８が取り付けられている。
レゾルバロータ２８は、回転軸を挿通可能な略円環状に形成されている。レゾルバロータ２８の内周面には、レゾルバロータ保持爪５７に対応する位置に、このレゾルバロータ保持爪５７が挿入される係合凹部２８ａが形成されている。この係合凹部２８ａにレゾルバロータ保持爪５７が挿入されることにより、レゾルバロータ２８とマグネットホルダ３４とが係合される。これにより、レゾルバロータ２８とマグネットホルダ３４とが相対回転不能に一体化される。

また、レゾルバロータ２８は、レゾルバ２６の一方を構成するレゾルバステータ２７の径方向内側に位置している。そして、レゾルバロータ２８は、マグネットホルダ３４を介してロータ５と一体となって回転する。これにより、レゾルバロータ２８の回転位置をレゾルバステータ２７が検出できる。この結果、レゾルバ２６によって、ロータ５の回転位置を検出できる。

（ロータコアへのマグネットの組付け作業）
次に、ロータコア３２へのマグネット３３の組付け作業について説明する。なお、回転軸３１へのロータコア３２の組付けは、ロータコア３２にマグネット３３を組付けた後でもよいし、ロータコア３２にマグネット３３を組付ける前でもよい。以下の説明では、説明の都合上、ロータコア３２における回転軸３１の第１軸受部３６側を、単に第１軸受部３６側と称するのに加え、ロータコア３２における回転軸３１のホルダ固定部３７側（図１における上側）を、単にホルダ固定部３７側と称して説明する。

まず、ロータコア３２のマグネット収納孔４１に、ホルダ固定部３７側からマグネット３３の母材を挿入する。この際、マグネット収納孔４１に形成されているマグネット位置決め凸部４４の第１側面４４ａに、マグネット３３の母材の周方向両端が当接することにより、ロータコア３２（マグネット収納孔４１）に対するマグネット３３の母材の周方向の位置決めが行われる。
また、ロータコア３２の第１軸受部３６側端には、抜け防止リブ４５が設けられている。このため、マグネット収納孔４１のホルダ固定部３７側から挿入されたマグネット３３の母材が第１軸受部３６側から抜け落ちるのが防止される。また、ロータコア３２（マグネット収納孔４１）に対するマグネット３３の軸方向の位置決めが行われる。

続いて、マグネットホルダ３４の先端部４９をマグネット収納孔４１の空隙部４３に向ける。そして、空隙部４３に、ホルダ固定部３７側からマグネットホルダ３４のマグネット固定部４６を挿入する。この際、先端部４９は、傾斜面４９ｄが形成されて先細りになっているので、マグネット収納孔４１に容易にホルダ固定部３７を挿入できる。
続いて、ロータコア３２のホルダ固定部３７側の端面に、マグネットホルダ３４の保持部本体５８が当接されるまで、空隙部４３にマグネット固定部４６を挿入する。すると、ロータコア３２の第２層Ｓ２及び第１層に相当する箇所の空隙部４３に、先端部４９が挿入される。また、ロータコア３２の第３層Ｓ１に相当する箇所の空隙部４３に、固定部本体４８が挿入される。

ここで、固定部本体４８は、この固定部本体４８を空隙部４３に挿入すると若干圧縮される大きさに形成されている。このため、図７に示すように、圧縮変形によって、固定部本体４８にマグネット３３の母材を周方向両側から押圧する力Ｆ１が作用する。また、固定部本体４８に、マグネット３３の母材を径方向外側に押圧する力Ｆ２が作用する。

このため、マグネット３３の母材に対する固定部本体４８の摩擦抵抗が増大し、ロータコア３２のマグネット収納孔４１に、マグネット３３の母材が確実に固定される。また、マグネット３３の母材を径方向外側に押圧する力Ｆ２により、収納孔本体４２の第２内側面４２ｂに、マグネット３３の母材が押し付けられる。このため、マグネット３３の母材の径方向の位置決めが精度よく行われる。

また、固定部本体４８には、３つの逃げ部５１，５２，５３（第１逃げ部５１、第２逃げ部５２、第３逃げ部５３）が形成されている。このため、固定部本体４８が圧縮変形した際に、各逃げ部５１，５２，５３に固定部本体４８の肉が逃げ、固定部本体４８、ロータコア３２、及びマグネット３３に余計な応力がかかってしまうことが抑制される。
そして、マグネットホルダ３４によって、ロータコア３２にマグネット３３を固定することにより、ロータコア３２へのマグネット３３の組付け作業が完了する。

ロータコア３２へのマグネット３３の組付け作業が完了した後、マグネット３３の母材の着磁を行う。具体的には、不図示の着磁装置に、マグネット３３の母材が固定されたロータコア３２をセットし、このロータコア３２に所定の電圧を印加する。

ここで、マグネットホルダ３４には、保持部本体５８に位置決め孔５６が形成されている。一方、不図示の着磁装置には、位置決め孔５６に嵌合可能な位置決め凸部（不図示）が設けられている。このため、この位置決め凸部に位置決め孔５６を嵌合させるように、着磁装置にロータコア３２をセットすることにより、着磁装置に対するロータコア３２の位置決めを精度よく行うことができる。よって、マグネット３３の母材にも、精度よく着磁を行うことができる。

また、収納孔本体４２の第２内側面４２ｂに、マグネット３３の母材が押し付けられるようにマグネット３３が配置されているので、収納孔本体４２と第２内側面４２ｂと着磁されたマグネット３３との間に余計な隙間が形成されることがない。このため、マグネット３３の磁束が効率よくロータコア３２の外周部に伝達され、ロータコア３２の有効磁束をできる限り高めることができる。

そしてこの後、マグネットホルダ３４のレゾルバロータ保持爪５７に、レゾルバロータ２８を組付け、ロータ５の組立作業が完了する。

（ブラシレスモータの動作）
次に、ブラシレスモータ１の動作について説明する。
不図示の外部電源の電力が、ターミナル２０、バスバーユニット１１を介して選択的に各コイル１０に供給されると、ステータ４に所定の磁界が発生する。すると、この磁界とロータ５に設けられたマグネット３３との間で、磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータ５が回転する。

ロータ５が回転すると、マグネットホルダ３４に取付けられているレゾルバロータ２８も一体となって回転する。レゾルバロータ２８の回転位置は、レゾルバステータ２７によって検出される。これにより、レゾルバ２６によってロータ５の回転位置が検出される。
不図示の外部電源は、レゾルバ２６の検出結果に基づいて、選択的に各コイル１０に電力を供給する。このため、ロータ５が継続的に回転する。

ここで、ロータコア３２の外周面は、マグネット収納孔４１の個数と同数の湾曲外周面３２ａにより構成されている。各湾曲外周面３２ａは、軸方向からみて周方向中央に向かうに従って径方向外側に突出するように湾曲形成されている。このため、ステータ４の内周面とロータコア３２の外周面との間の間隔は、湾曲外周面３２ａの周方向両端に向かうに従って大きくなる。つまり、ロータコア３２の磁極の境界に近づくに従って、ステータ４の内周面とロータコア３２の外周面との間の間隔が大きくなる。この間隔が大きくなる分、ロータ５によるステータ４への磁極の急激な変化を抑制できる。このため、ブラシレスモータ１のコギングトルクを抑制できる。

このように、上述の実施形態では、ロータコア３２のマグネット収納孔４１にマグネット３３を固定するために、マグネット収納孔４１を、マグネット３３が収納される収納孔本体４２と、収納孔本体４２の周方向両端に形成され、収納孔本体４２に連通する空隙部４３と、により構成している。また、マグネット収納孔４１にマグネット３３を固定するために、各空隙部４３に挿入されるマグネット固定部４６と、各マグネット固定部４６の基端部を連結する保持部４７と、を有するマグネットホルダ３４を設けた。
このため、空隙部４３にマグネット固定部４６を挿入するだけで、マグネット３３の周方向両端を２つのマグネット固定部４６によって挟持することができる。よって、ロータコア３２内にマグネット３３を容易に固定できる。

また、マグネット固定部４６を、圧縮変形可能な弾性を有するエラストマ樹脂により形成している。そして、空隙部４３に、マグネット固定部４６を圧縮変形した状態で挿入（圧入）している。このため、マグネット固定部４６の弾性力により、マグネット３３の周方向両端に押圧力を付与しながら、このマグネット３３の周方向両端を２つのマグネット固定部によって挟持できる。よって、ロータコア３２やマグネット３３の製造誤差に関わらず、ロータコア３２内にマグネット３３を確実に固定できる。

また、空隙部４３には、回転軸３１の第１軸受部３６側に、マグネット位置決め凸部４４が突出形成されている。このため、ロータコア３２（マグネット収納孔４１）に対するマグネット３３の周方向の位置決めを高精度に行うことができる。

しかも、マグネット固定部４６の圧縮変形によって、固定部本体４８にマグネット３３の母材を周方向両側から押圧する力Ｆ１が作用する。また、固定部本体４８に、マグネット３３の母材を径方向外側に押圧する力Ｆ２が作用する。このため、ロータコア３２（マグネット収納孔４１）に対するマグネット３３の周方向の位置決めをより高精度に行うことができる。また、収納孔本体４２の第２内側面４２ｂに、マグネット３３の母材が押し付けられるようにマグネット３３が配置されているので、収納孔本体４２と第２内側面４２ｂと着磁されたマグネット３３との間に余計な隙間が形成されることがない。このため、マグネット３３の磁束が効率よくロータコア３２の外周部に伝達され、ロータコア３２の有効磁束をできる限り高めることができる。

さらに、ロータコア３２には、回転軸３１の第１軸受部３６側の端部に、マグネット収納孔４１の周方向中央を跨ぐ抜け防止リブ４５が設けられている。このため、マグネット収納孔４１のホルダ固定部３７側から挿入されたマグネット３３の母材が第１軸受部３６側から抜け落ちるのが防止される。この結果、マグネット収納孔４１へのマグネット３３の母材の組付けが容易になる。また、抜け防止リブ４５を設けることにより、ロータコア３２の第１軸受部３６側端に別途保持部４７等を設ける必要がない。よって、マグネットホルダ３４の構造簡素化、低コスト化を図ることができる。

また、マグネットホルダ３４は、樹脂によりマグネット固定部４６と保持部４７とを２色成形により形成している。そして、マグネット固定部４６を、弾性を有するエラストマにより形成する一方、保持部４７を、マグネット固定部４６の硬度よりも高い硬度の樹脂により形成している。このため、ロータ５の全体の部品点数を減少させることができる。また、保持部４７によって、複数のマグネット固定部４６を確実に連結できる。

また、固定部本体４８には、３つの逃げ部５１，５２，５３（第１逃げ部５１、第２逃げ部５２、第３逃げ部５３）が形成されている。このため、固定部本体４８が圧縮変形した際に、各逃げ部５１，５２，５３に固定部本体４８の肉を逃がすことができる。よって、固定部本体４８、ロータコア３２、及びマグネット３３に余計な応力がかかってしまうことを抑制でき、これら固定部本体４８、ロータコア３２及びマグネット３３の損傷を抑制できる。

また、マグネットホルダ３４には、保持部本体５８に位置決め孔５６が形成されている。このため、この位置決め孔５６を利用することにより、不図示の着磁装置に対するロータコア３２の位置決めを精度よく行うことができる。よって、マグネット３３の母材に、精度よく着磁を行うことができる。

また、マグネットホルダ３４の回転軸外嵌部５４に、複数（本実施形態では３個）のレゾルバロータ保持爪５７を突出形成した。そして、これらレゾルバロータ保持爪５７に、レゾルバ２６の他方を構成するレゾルバロータ２８と取り付けた。このように、マグネットホルダ３４を介してロータコア３２とレゾルバロータ２８とを一体化させている。このため、ロータコア３２に対するレゾルバロータ２８の取付け位置の精度を高めることができる。よって、レゾルバ２６によるロータ５の回転位置検出精度を高めることができ、高品質なブラシレスモータ１を提供できる。

また、ロータコア３２の外周面は、マグネット収納孔４１の個数と同数の湾曲外周面３２ａにより構成されている。各湾曲外周面３２ａは、軸方向からみて周方向中央に向かうに従って径方向外側に突出するように湾曲形成されている。このため、ロータコア３２の磁極の境界に近づくに従って、ステータ４の内周面とロータコア３２の外周面との間の間隔が大きくなる。この間隔が大きくなる分、ロータ５によるステータ４への磁極の急激な変化を抑制できる。このため、ブラシレスモータ１のコギングトルクを抑制できる。

また、ロータコア３２の径方向中央には、回転軸３１のロータコア固定部３５が圧入される回転軸圧入孔４０が形成されている。回転軸圧入孔４０の内周面には、軸方向全体に渡って形成された複数（本実施形態では６個）の逃げ凹部４０ａが周方向に等間隔で配置されている。この逃げ凹部４０ａにより、ロータコア３２に回転軸３１を圧入する際、ロータコア３２にかかる応力を緩和することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、ブラシレスモータ１は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）に用いられるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電動装置にブラシレスモータ１を採用することができる。

また、上述の実施形態では、マグネットホルダ３４のマグネット固定部４６に、３つの逃げ部５１，５２，５３（第１逃げ部５１、第２逃げ部５２、第３逃げ部５３）を形成した場合について説明した。そして、これら逃げ部５１，５２，５３によって、マグネット固定部４６の固定部本体４８が圧縮変形した際に、固定部本体４８、ロータコア３２、及びマグネット３３に余計な応力がかかってしまうことを抑制する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、空隙部４３の内周面に逃げ部を形成し、この逃げ部によって、固定部本体４８、ロータコア３２、及びマグネット３３に余計な応力がかかってしまうことを抑制できるように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、空隙部４３の第１軸受部３６側端に、マグネット３３の位置決めを行うためのマグネット位置決め凸部４４を突出形成した場合について説明した。しかしながら、マグネット位置決め凸部４４の形成位置は、空隙部４３の第１軸受部３６側端に限られるものではなく、空隙部４３の軸方向のいずれかの位置に形成されていればよい。すなわち、マグネット位置決め凸部４４によってマグネット収納孔４１に対するマグネット３３の位置が決まるように、マグネット位置決め凸部４４が配置されていればよい。

また、上述の実施形態では、マグネットホルダ３４のマグネット固定部４６は、圧縮変形可能な弾性を有するエラストマ樹脂により形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、マグネット固定部４６を圧縮変形可能な弾性体により形成すればよい。

また、上述の実施形態では、マグネットホルダ３４の保持部４７を、マグネット固定部４６の硬度よりも高い硬度の樹脂により形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、保持部４７とマグネット固定部４６とを同じ素材で形成することも可能である。
さらに、マグネットホルダ３４は、樹脂によりマグネット固定部４６と保持部４７とを２色成形により形成している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、マグネット固定部４６と保持部４７とを別体で形成した後、これらマグネット固定部４６と保持部４７とを一体化するように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、ロータ５の回転位置を検出する装置として、レゾルバ２６を用いた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ロータ５の回転位置を検出可能な装置であればよい。
例えば、レゾルバ２６に代わってセンサマグネットと、このセンサマグネットの磁気変化を検出する磁気検出素子とを用いた回転位置検出装置を採用してもよい。この場合、マグネットホルダ３４を、センサマグネットを取付け可能に構成すると共に、モータケース２やブラケット３に磁気検出素子が実装された制御基板を取付ければよい。

また、上述の実施形態では、マグネットホルダ３４に位置決め孔５６を形成する一方、不図示の着磁装置に位置決め孔５６に嵌合可能な位置決め凸部（不図示）を設けた場合について説明した。そして、位置決め孔５６と位置決め凸部（不図示）とにより、着磁装置に対するロータコア３２の位置決めを行う場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、不図示の着磁装置に位置決め孔５６を形成し、マグネットホルダ３４に位置決め孔５６に嵌合可能な位置決め凸部を設けてもよい。

また、上述の実施形態では、位置決め孔５６を、周方向に沿って長くなるように、軸方向からみて略円弧状に形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、位置決め孔５６の形状を任意に決めることが可能である。

１…ブラシレスモータ（モータ）、４…ステータ、５…ロータ、１０…コイル、２６…レゾルバ（回転位置検出装置）、２７…レゾルバステータ（回転位置検出装置）、２８…レゾルバロータ（回転位置検出装置）、３１…回転軸、３２…ロータコア、３３…マグネット、３４…マグネットホルダ、４１…マグネット収納孔、４２…収納孔本体、４３…空隙部、４４…マグネット位置決め凸部（位置決め凸部）、４５…抜け防止リブ、４６…マグネット固定部、４７…保持部、４８…固定部本体、４９…先端部、５１…第１逃げ部（逃げ部）、５２…第２逃げ部（逃げ部）、５３…第３逃げ部（逃げ部）、５４…回転軸外嵌部、５６…位置決め孔（位置決め部）、５７…レゾルバロータ保持爪（センサ配置部）、５８…保持部本体

Claims (8)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に外嵌固定されるロータコアと、
   前記ロータコア内に設けられる複数のマグネットと、
   前記ロータコア内に前記マグネットを固定するためのマグネットホルダと、
   を備え、
   前記ロータコアは、外周寄りに周方向に長くなるように形成されて前記マグネットが収納される複数のマグネット収納孔を有し、
   前記マグネット収納孔は、該マグネット収納孔に前記マグネットを収納した状態で、周方向両端に空隙部を有するように形成されており、
   前記マグネットホルダは、
   圧縮変形可能な弾性体からなり、各前記空隙部に圧縮変形した状態で挿入される複数のマグネット固定部と、
   前記ロータコアの軸方向一端に配置され、前記複数のマグネット固定部の一端を連結する保持部と、
   を有する
   ことを特徴とするロータ。
2. 前記空隙部の一部に、前記マグネット収納孔内での前記マグネットの位置決めを行うための位置決め凸部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
3. 前記ロータコアの前記保持部とは反対側の軸方向他端に、前記マグネット収納孔からの前記マグネットの抜けを防止するための抜け防止リブが設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータ。
4. 前記マグネット固定部と前記保持部は一体成形されており、
   前記マグネット固定部は、エラストマ樹脂により形成されており、
   前記保持部は、前記マグネット固定部の硬度よりも高い硬度の樹脂により形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のロータ。
5. 前記マグネット固定部及び前記空隙部の少なくともいずれか一方には、前記空隙部に挿入された前記マグネット固定部の弾性変形を許容する逃げ部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のロータ。
6. 前記保持部は、着磁装置に対する前記ロータコアの位置決めを行うための位置決め部を有する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のロータ。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のロータと、
   前記ロータの周囲を取り囲むように形成され、コイルが巻回されているステータと、
   を備えていることを特徴とするモータ。
8. 前記ロータの回転位置を検出するための回転位置検出装置を備え、
   前記保持部は、前記回転位置検出装置を取り付けるためのセンサ配置部を有する
   ことを特徴とする請求項７に記載のモータ。

Images