JP2021197880A - ロータ、およびモータ - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低減できる構造を有するロータ、およびモータを提供する。【解決手段】ロータ２０は、軸方向に延びる中心軸Ｊ回りに回転可能なシャフト２１と、シャフト２１に固定され、複数の板部材が軸方向に積層されて構成されたロータコア３０と、ロータコア３０に固定されたマグネット４０と、マグネット４０をロータコア３０に固定する固定部材５０と、を備える。ロータコア３０は、軸方向に貫通する収容孔３３を有する。マグネット４０は、収容孔３３に収容されている。固定部材５０は、ロータコア３０の軸方向一方側の面に接触する基部５１と、基部５１から軸方向他方側に延びて、収容孔３３に通された延伸部５２と、を有する。延伸部５２は、収容孔３３内に位置し、マグネット４０を収容孔３３の内面に押し付けるマグネット支持部５３と、ロータコア３０の軸方向他方側の面に接触するロータコア支持部５４と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、ロータ、およびモータに関する。

ロータコアに設けられた孔内にマグネットが保持された構造を有するモータが知られている。例えば、特許文献１には、そのようなモータとして、電動パワーステアリングに用いられるモータが記載されている。

特開２０１９−１１５１２１号公報

上記のようなモータのロータコアは、複数の板部材が積層されて構成されている場合がある。この場合、積層された板部材の一部がめくれる虞がある。これに対して、複数の板部材を押さえる部材をロータコアに取り付ければ、板部材がめくれることを抑制できる。しかし、この場合、ロータの部品点数が増加し、ロータの組立工数が増加する。そのため、ロータの製造コストおよびモータの製造コストが増大する問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みて、製造コストを低減できる構造を有するロータ、およびモータを提供することを目的の一つとする。

本発明のロータの一つの態様は、軸方向に延びる中心軸回りに回転可能なシャフトと、前記シャフトに固定され、複数の板部材が軸方向に積層されて構成されたロータコアと、前記ロータコアに固定されたマグネットと、前記マグネットを前記ロータコアに固定する固定部材と、を備える。前記ロータコアは、軸方向に貫通する収容孔を有する。前記マグネットは、前記収容孔に収容されている。前記固定部材は、前記ロータコアの軸方向一方側の面に接触する基部と、前記基部から軸方向他方側に延びて、前記収容孔に通された延伸部と、を有する。前記延伸部は、前記収容孔内に位置し、前記マグネットを前記収容孔の内面に押し付けるマグネット支持部と、前記ロータコアの軸方向他方側の面に接触するロータコア支持部と、を有する。

本発明のモータの一つの態様は、上記のロータと、前記ロータと隙間を介して対向するステータと、を備える。

本発明の一つの態様によれば、ロータの製造コストおよびモータの製造コストを低減できる。

図１は、第１実施形態のモータを示す断面図である。 図２は、第１実施形態のロータを上側から見た図である。 図３は、第１実施形態のロータの一部を示す断面図であって、図２におけるIII−III断面図である。 図４は、第１実施形態のロータコアの一部を示す斜視図である。 図５は、第１実施形態の固定部材を示す斜視図である。 図６は、第１実施形態の固定部材を作る途中の状態を示す図である。 図７は、第１実施形態の変形例におけるロータの一部を示す断面図である。 図８は、第２実施形態のロータの一部を示す断面図である。 図９は、第３実施形態のロータの一部を示す斜視図である。

各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。以下の各実施形態において、下側は「軸方向一方側」であり、上側は「軸方向他方側」に相当する。

なお、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

＜第１実施形態＞
図１に示す本実施形態のモータ１０は、インナーロータ型のモータである。図１に示すように、本実施形態のモータ１０は、ハウジング１１と、ロータ２０と、ステータ１２と、ベアリングホルダ１３と、ベアリング１４，１５と、を備える。ハウジング１１は、ロータ２０、ステータ１２、ベアリングホルダ１３、およびベアリング１４，１５を内部に収容している。ハウジング１１の底部は、ベアリング１４を保持している。ベアリングホルダ１３は、ベアリング１５を保持している。ベアリング１４，１５は、例えば、ボールベアリングである。

ステータ１２は、ロータ２０と隙間を介して対向している。本実施形態においてステータ１２は、ロータ２０の径方向外側に位置する。ステータ１２は、ロータ２０を囲む環状である。ステータ１２は、ステータコア１２ａと、インシュレータ１２ｂと、複数のコイル１２ｃと、を有する。図示は省略するが、ステータコア１２ａは、後述するロータコア３０を囲む円環状のコアバックと、コアバックから径方向内側に延びる複数のティースと、を有する。複数のコイル１２ｃは、ステータコア１２ａの複数のティースのそれぞれに、インシュレータ１２ｂを介して装着されている。

ロータ２０は、中心軸Ｊを中心として回転可能である。図２に示すように、ロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア３０と、マグネット４０と、固定部材５０と、を備える。シャフト２１は、軸方向に延びる中心軸Ｊ回りに回転可能である。シャフト２１は、例えば、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。図１に示すように、シャフト２１は、ベアリング１４，１５によって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。

ロータコア３０は、磁性体である。ロータコア３０は、シャフト２１に固定されている。図２に示すように、ロータコア３０は、例えば、中心軸Ｊを中心とする略円柱状である。ロータコア３０は、中央孔３２と、収容孔３３と、貫通孔３４と、を有する。中央孔３２は、ロータコア３０を軸方向に貫通している。中央孔３２は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円形状の孔である。中央孔３２には、シャフト２１が軸方向に通されている。シャフト２１は、例えば圧入等により、中央孔３２内に固定されている。これにより、ロータコア３０がシャフト２１の外周面に固定されている。

収容孔３３は、ロータコア３０を軸方向に貫通している。本実施形態において収容孔３３は、中心軸Ｊ回りの周方向に沿って複数設けられている。複数の収容孔３３は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。収容孔３３は、例えば、８つ設けられている。収容孔３３は、例えば、ロータコア３０の径方向外縁部に設けられている。収容孔３３は、例えば、軸方向に見て、周方向に沿って直線状に延びている。複数の収容孔３３のそれぞれは、例えば、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする正多角形状の各辺のそれぞれに沿って延びている。つまり、８つの収容孔３３のそれぞれは、例えば、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする正八角形状の各辺のそれぞれに沿って延びている。収容孔３３は、例えば、軸方向に見て、略長方形状である。

貫通孔３４は、ロータコア３０を軸方向に貫通している。貫通孔３４は、例えば、円形状の孔である。貫通孔３４は、周方向に沿って複数設けられている。複数の貫通孔３４は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。貫通孔３４は、例えば、８つ設けられている。複数の貫通孔３４は、例えば、複数の収容孔３３の径方向内側にそれぞれ配置されている。貫通孔３４内に軸方向に空気が流れることで、空気によってロータ２０を冷却できる。

複数の貫通孔３４は、複数の大径孔３４ａと、複数の小径孔３４ｂと、を含む。大径孔３４ａと小径孔３４ｂとは、例えば、周方向に沿って交互に配置されている。大径孔３４ａと小径孔３４ｂとは、例えば、４つずつ設けられている。小径孔３４ｂの内径は、大径孔３４ａの内径よりも小さい。

図３に示すように、ロータコア３０は、複数の板部材３１が軸方向に積層されて構成されている。板部材３１は、板面が軸方向を向く板状である。板部材３１の板面は、例えば、軸方向と直交している。図示は省略するが、軸方向に隣り合う板部材３１同士は、例えば、互いに一部がカシメられることで連結されている。板部材３１は、例えば、電磁鋼板である。本実施形態において複数の板部材３１は、１つの第１板部材３１ａと、複数の第２板部材３１ｂと、を含む。

本実施形態において第１板部材３１ａは、複数の板部材３１のうち最も上側に位置する板部材３１である。図４に示すように、第１板部材３１ａは、抜け止め部３５を有する。つまり、本実施形態においてロータコア３０は、抜け止め部３５を有する。抜け止め部３５は、例えば、収容孔３３の上側の端部における内縁から軸方向と直交する方向に突出している。本実施形態において抜け止め部３５は、収容孔３３ごとに２つずつ設けられている。各収容孔３３において、２つの抜け止め部３５は、収容孔３３の上側の端部における周方向両端部の内縁にそれぞれ設けられている。抜け止め部３５は、収容孔３３の上側の開口の一部を塞いでいる。

図２に示すように、抜け止め部３５は、マグネット４０の上側に対向して配置されている。各収容孔３３において２つの抜け止め部３５は、例えば、マグネット４０のうち径方向内側の端部における周方向両端部のそれぞれの上側に対向して配置されている。抜け止め部３５の下側の面は、マグネット４０の上側の面と接触していてもよいし、マグネット４０の上側の面と隙間を介して軸方向に対向していてもよい。

第２板部材３１ｂは、抜け止め部３５が設けられていない点を除いて、第１板部材３１ａと同様の形状である。ロータコア３０を構成する複数の板部材３１は、例えば、最も上側に配置された第１板部材３１ａを除いて、全て第２板部材３１ｂである。図３に示すように、ロータコア３０の下面３０ａは、複数の板部材３１のうち最も下側に配置された第２板部材３１ｂの下側の面である。ロータコア３０の上面３０ｂは、複数の板部材３１のうち最も上側に配置された第１板部材３１ａの上側の面である。本実施形態において、下面３０ａはロータコア３０の軸方向一方側の面に相当し、上面３０ｂはロータコア３０の軸方向他方側の面に相当する。

マグネット４０は、固定部材５０によってロータコア３０に固定されている。マグネット４０は、収容孔３３に収容されている。図２に示すように、本実施形態においてマグネット４０は、収容孔３３ごとに設けられている。つまり、本実施形態においてマグネット４０は、周方向に沿って複数設けられている。マグネット４０は、例えば、８つ設けられている。図２および図３に示すように、マグネット４０は、例えば、軸方向に延びる直方体状である。図２に示すように、マグネット４０は、例えば、軸方向に見て、当該マグネット４０が収容された収容孔３３が延びる方向に長い長方形状である。つまり、複数のマグネット４０は、例えば、軸方向に見て、周方向に沿って直線状に延びる形状である。

各マグネット４０の周方向両端部は、例えば、各収容孔３３の内面のうち周方向両側に位置する面から離れて配置されている。各マグネット４０の周方向両側には、例えば、空隙部が設けられている。本実施形態において各マグネット４０は、各収容孔３３内において径方向外側に片寄った位置に配置されている。図３に示すように、マグネット４０の径方向外側面は、例えば、収容孔３３の内面のうち径方向外側に位置する面に接触している。マグネット４０の径方向内側面は、例えば、収容孔３３の内面のうち径方向内側に位置する面から径方向外側に離れて配置されている。

マグネット４０は、収容孔３３のうち抜け止め部３５が設けられた上端部を除く軸方向のほぼ全体に亘って設けられている。マグネット４０の下側の面は、例えば、ロータコア３０の下面３０ａと軸方向においてほぼ同じ位置に位置する。マグネット４０の上側の面は、例えば、ロータコア３０の上面３０ｂよりも下側に位置する。マグネット４０の軸方向の寸法は、抜け止め部３５と後述する基部５１との間の軸方向の距離よりも小さい。マグネット４０の下側の面と基部５１との軸方向の間、およびマグネット４０の上側の面と抜け止め部３５との軸方向の間の少なくとも一方には、隙間が設けられている。マグネット４０の種類は、特に限定されない。

固定部材５０は、マグネット４０をロータコア３０に固定する部材である。固定部材５０は、基部５１と、延伸部５２と、を有する。図５に示すように、本実施形態において基部５１は、中心軸Ｊ回りの周方向に延びている。基部５１は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円弧状に延びている。基部５１の周方向両端部は、例えば、僅かな隙間を介して互いに対向して配置されている。基部５１は、例えば、軸方向に見て、円環状の一部がスリットによって周方向に分断された形状である。基部５１は、例えば、板面が軸方向を向く板状である。基部５１の板面は、例えば、軸方向と直交している。

図２および図３に示すように、本実施形態において基部５１は、複数の収容孔３３の下側に位置する。基部５１は、例えば、各収容孔３３の下側の開口をほぼ全体に亘って塞いでいる。本実施形態において基部５１は、マグネット４０の下側に対向して配置されている。基部５１の上側の面は、マグネット４０の下側の面に接触していてもよいし、マグネット４０の下側の面と隙間を介して対向していてもよい。

図３に示すように、基部５１は、ロータコア３０の下面３０ａに接触している。基部５１の径方向外縁部は、例えば、収容孔３３よりも径方向外側に位置する。基部５１の径方向外縁部は、下面３０ａのうち収容孔３３の径方向外側に位置する部分に接触している。基部５１の径方向内縁部の径方向位置は、例えば、収容孔３３の径方向内縁部の径方向位置と同じである。

延伸部５２は、基部５１から上側に延びて、収容孔３３に通されている。延伸部５２は、例えば、収容孔３３に下側から挿入されて、収容孔３３よりも上側に突出している。図２に示すように、本実施形態において延伸部５２は、収容孔３３ごとに設けられている。つまり、本実施形態において延伸部５２は、周方向に沿って複数設けられている。複数の延伸部５２は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。延伸部５２は、例えば、８つ設けられている。図５に示すように、本実施形態において複数の延伸部５２は、基部５１の径方向内縁部から上側に延びている。つまり、本実施形態において基部５１は、複数の延伸部５２を繋いでいる。

図３に示すように、延伸部５２は、マグネット支持部５３と、ロータコア支持部５４と、を有する。マグネット支持部５３は、収容孔３３内に位置する。本実施形態においてマグネット支持部５３は、マグネット４０よりも径方向内側に位置する。マグネット支持部５３は、マグネット４０の径方向内側面と収容孔３３の内面のうち径方向内側に位置する面との径方向の隙間に位置する。マグネット４０の径方向内側面と収容孔３３の内面のうち径方向内側に位置する面との径方向の隙間は、板状の延伸部５２の板厚よりも大きい。

マグネット支持部５３は、軸方向に延びている。より詳細には、マグネット支持部５３は、基部５１の径方向内縁部から上側に延びている。マグネット支持部５３は、板面が径方向を向く板状である。本実施形態においてマグネット支持部５３は、第１直線部５３ａと、第１連結部５３ｂと、接触部５３ｃと、第２連結部５３ｄと、第２直線部５３ｅと、を下側から上側に向かってこの順に有する。

第１直線部５３ａは、基部５１の径方向内縁部から真上に直線状に延びている。第１直線部５３ａの下側の端部は、マグネット支持部５３の下側の端部である。第１直線部５３ａの径方向内側面は、収容孔３３の内面のうち径方向内側に位置する面に接触している。第１直線部５３ａの径方向外側面は、マグネット４０の径方向内側面から径方向内側に離れて配置されている。第１連結部５３ｂは、第１直線部５３ａの上側の端部から上側斜め径方向外側に延びている。第１連結部５３ｂは、第１直線部５３ａと接触部５３ｃとを軸方向に連結している。

接触部５３ｃは、第１連結部５３ｂの上側の端部から真上に直線状に延びている。接触部５３ｃの径方向外側面は、マグネット４０の径方向内側面に接触している。接触部５３ｃの径方向内側面は、収容孔３３の内面のうち径方向内側に位置する面から径方向外側に離れて配置されている。接触部５３ｃの軸方向の寸法は、例えば、マグネット支持部５３における他の部分の軸方向の寸法よりも大きい。つまり、接触部５３ｃの軸方向の寸法は、例えば、第１直線部５３ａの軸方向の寸法、第１連結部５３ｂの軸方向の寸法、第２連結部５３ｄの軸方向の寸法、および第２直線部５３ｅの軸方向の寸法よりも大きい。第２連結部５３ｄは、接触部５３ｃの上側の端部から上側斜め径方向内側に延びている。第２連結部５３ｄは、接触部５３ｃと第２直線部５３ｅとを軸方向に連結している。

第２直線部５３ｅは、第２連結部５３ｄの上側の端部から真上に直線状に延びている。第２直線部５３ｅの上側の端部は、マグネット支持部５３の上側の端部である。第２直線部５３ｅの径方向内側面は、収容孔３３の内面のうち径方向内側に位置する面に接触している。第２直線部５３ｅの径方向外側面は、マグネット４０の径方向内側面から径方向内側に離れて配置されている。第２直線部５３ｅの軸方向の寸法は、例えば、第１直線部５３ａの軸方向の寸法よりも小さい。

マグネット支持部５３は、第１連結部５３ｂおよび第２連結部５３ｄが軸方向に対して斜めに設けられることで、接触部５３ｃが径方向外側に突出した形状となっている。接触部５３ｃは、第１連結部５３ｂおよび第２連結部５３ｄが板バネとして機能することで、径方向に弾性変位可能である。これにより、マグネット支持部５３は、径方向に弾性変形可能な弾性体として機能する。

マグネット支持部５３は、収容孔３３内に収容された状態において、収容孔３３の内面のうち径方向内側に位置する面とマグネット４０の径方向内側面とに挟まれて、接触部５３ｃが第１直線部５３ａおよび第２直線部５３ｅに対して径方向内側に弾性変位した状態となっている。つまり、マグネット支持部５３は、収容孔３３内において、マグネット支持部５３が接触する部材に対して径方向に弾性力を加えることが可能な状態となっている。これにより、マグネット支持部５３は、接触部５３ｃを介してマグネット４０に径方向外側向きの力を加えている。マグネット４０は、マグネット支持部５３から径方向外側向きの力を受けることで、収容孔３３の内面のうち径方向外側に位置する面に押し付けられている。このようにして、マグネット支持部５３は、マグネット４０を収容孔３３の内面に押し付けている。

本実施形態においてロータコア支持部５４は、マグネット支持部５３の上側の端部から径方向内側に突出している。ロータコア支持部５４は、例えば、板面が軸方向を向く板状である。ロータコア支持部５４の板面は、例えば、軸方向と直交している。ロータコア支持部５４は、ロータコア３０の上側に位置する。ロータコア支持部５４の径方向内側の端部は、貫通孔３４よりも径方向外側に位置する。

ロータコア支持部５４は、ロータコア３０の上面３０ｂに接触している。ロータコア支持部５４の下側の面は、例えば、上面３０ｂのうち収容孔３３の径方向内側かつ貫通孔３４の径方向外側に位置する部分に接触している。ロータコア支持部５４の下側の面は、例えば、上面３０ｂにおける収容孔３３の周縁部のうち径方向内側部分に接触している。

本実施形態においてロータコア支持部５４は、延伸部５２の上側の端部がカシメられたカシメ部である。本明細書においてカシメ部とは、例えば、プレス加工等によって部材の一部が塑性変形させられて作られた部分を意味する。つまり、ロータコア支持部５４は、延伸部５２の上側の端部が塑性変形させられて作られた部分である。本実施形態においてロータコア支持部５４は、延伸部５２の上側の端部が径方向内側に折り曲げられて塑性変形させられることで作られている。ロータコア支持部５４は、マグネット支持部５３の上側の端部に対して径方向内側にカシメられている。なお、図５に示す固定部材５０は、延伸部５２の上側の端部がカシメられる前の状態、すなわちロータコア支持部５４が作られる前の状態を示している。

本実施形態において固定部材５０は、単一の部材である。固定部材５０は、例えば、板金製である。つまり、固定部材５０は、例えば、板金に機械加工を施すことで作られている。固定部材５０を作る作業者等は、板金からプレス加工等によって打ち抜いた図６に示す金属部材１５０をプレス加工等によって折り曲げることで、図５に示す状態の固定部材５０、すなわちロータコア支持部５４が作られる前の状態の固定部材５０を作る。

なお、本明細書において「作業者等」とは、各作業を行う作業者および設備機器等を含む。各作業は、作業者のみによって行われてもよいし、設備機器等のみによって行われてもよいし、作業者と設備機器等とによって行われてもよい。

図６に示すように、金属部材１５０は、第１部分１５１と、複数の第２部分１５２と、を有する。第１部分１５１は、直線状に延びる長方形板状の部分である。複数の第２部分１５２は、第１部分１５１から、第１部分１５１が延びる方向と直交する方向に直線状に延びる長方形板状の部分である。第２部分１５２が延びる方向は、第１部分１５１の板面と平行な方向である。複数の第２部分１５２は、第１部分１５１が延びる方向に沿って間隔を空けて並んで配置されている。第１部分１５１の板面と第２部分１５２の板面とは、互いに平行である。

第１部分１５１は、第１部分１５１の板面と平行な平面内において円弧状に折り曲げられて基部５１となる部分である。第２部分１５２は、板面に直交する方向に折り曲げられて延伸部５２となる部分である。第２部分１５２は、例えば、図６に示す一点鎖線および二点鎖線に沿って折り曲げられることで、ロータコア支持部５４が作られる前の延伸部５２、すなわち図５に示す延伸部５２となる。一点鎖線に沿って第２部分１５２が折り曲げられる向きは、二点鎖線に沿って第２部分１５２が折り曲げられる向きと逆向きである。作業者等は、例えば、第２部分１５２を一点鎖線および二点鎖線に沿って折り曲げた後に、第１部分１５１を円弧状に折り曲げる。第２部分１５２を折り曲げる際、作業者等は、例えば、複数の第２部分１５２をまとめて折り曲げる。

作業者等は、ロータコア３０の収容孔３３内のそれぞれにマグネット４０を下側から挿入した後、図５に示す状態の固定部材５０の各延伸部５２を各収容孔３３内に下側から挿し込む。作業者等は、基部５１の上側の面がロータコア３０の下面３０ａに接触するまで延伸部５２を収容孔３３内に挿し込む。作業者等は、収容孔３３の上側の開口から上側に突出した延伸部５２の上端部を径方向内側にカシメて、ロータコア３０の上面３０ｂに接触させる。これにより、ロータコア３０の上面３０ｂに接触するロータコア支持部５４が作られ、マグネット４０および固定部材５０がロータコア３０に対して組み付けられる。なお、マグネット４０および固定部材５０をロータコア３０に対して組み付ける際、作業者等は、例えば、ロータコア３０の姿勢を上下に反転させて各作業を行ってもよい。

本実施形態によれば、マグネット４０をロータコア３０に固定する固定部材５０は、ロータコア３０の下面３０ａに接触する基部５１と、基部５１から上側に延びて、収容孔３３に通された延伸部５２と、を有する。延伸部５２は、マグネット４０を収容孔３３の内面に押し付けるマグネット支持部５３と、ロータコア３０の上面３０ｂに接触するロータコア支持部５４と、を有する。マグネット支持部５３によってマグネット４０を収容孔３３の内面に押し付けることで、マグネット４０をロータコア３０に対して固定できる。また、基部５１がロータコア３０の下面３０ａに接触し、ロータコア支持部５４がロータコア３０の上面３０ｂに接触することで、固定部材５０がロータコア３０に対して軸方向に外れることを抑制できる。また、基部５１とロータコア支持部５４とによってロータコア３０を軸方向の両側から押さえることができるため、ロータコア３０を構成する板部材３１の一部がめくれることを抑制できる。

このように、マグネット４０をロータコア３０に固定する固定部材５０に基部５１とロータコア支持部５４とを設け、固定部材５０を積層された複数の板部材３１を押さえる部材としても利用することで、他の部材を別途設けることなく、板部材３１がめくれることを抑制できる。そのため、板部材３１がめくれることを抑制しつつ、ロータ２０の部品点数が増加することを抑制できる。これにより、ロータ２０の組立工数が増加することを抑制でき、モータ１０の組立工数が増加することを抑制できる。したがって、ロータ２０の製造コストおよびモータ１０の製造コストを低減できる。

また、固定部材５０をロータコア３０に取り付けることによって、ロータコア３０に対するマグネット４０の固定作業と、積層された複数の板部材３１を押さえる作業と、を容易に行うことができる。そのため、例えば、ロータコア３０およびマグネット４０をインサート部材とするインサート成形によってマグネット４０および板部材３１を押さえる樹脂部材を作る場合等に比べて、ロータコア３０に対するマグネット４０の固定作業および積層された複数の板部材３１を押さえる作業を行うために必要な時間および工数を低減できる。したがって、ロータ２０の製造コストおよびモータ１０の製造コストをより低減できる。

また、本実施形態によれば、収容孔３３は、中心軸Ｊ回りの周方向に沿って複数設けられている。マグネット４０および延伸部５２は、それぞれ収容孔３３ごとに設けられている。基部５１は、中心軸Ｊ回りの周方向に延び、かつ、複数の延伸部５２を繋いでいる。そのため、各マグネット４０を各延伸部５２のマグネット支持部５３によってそれぞれロータコア３０に固定できる。また、複数の延伸部５２のロータコア支持部５４によって板部材３１を押さえることができる。そのため、板部材３１がめくれることをより好適に抑制できる。

また、複数の延伸部５２が１つの基部５１によって繋げられているため、１つの固定部材５０をロータコア３０に取り付けることで、複数の延伸部５２をまとめてロータコア３０に取り付けられる。したがって、例えば基部５１と延伸部５２とを１つずつ有する固定部材が複数設けられる場合に比べて、固定部材５０をロータコア３０に取り付ける際の作業性を向上でき、かつ、固定部材５０をロータコア３０に取り付ける作業に要する作業時間を短縮することができる。また、基部５１と延伸部５２とを１つずつ有する固定部材を複数作る場合に比べて、固定部材５０を製造するための工数を低減できる。これにより、固定部材５０の製造コストを低減でき、ロータ２０の製造コストおよびモータ１０の製造コストをより低減できる。

また、本実施形態によれば、ロータコア支持部５４は、延伸部５２の上側の端部がカシメられたカシメ部である。そのため、上述したように延伸部５２を収容孔３３に通してから延伸部５２の上端部をカシメることで容易かつ好適にロータコア支持部５４を作ることができる。また、ロータコア支持部５４を的確にロータコア３０の上面３０ｂに接触させやすい。そのため、複数の板部材３１をより好適に押さえることができる。

また、本実施形態によれば、固定部材５０は、単一の部材である。そのため、ロータ２０の部品点数およびモータ１０の部品点数が増加することをより抑制できる。また、複数の部材を連結して固定部材５０を作る場合に比べて、固定部材５０を製造するための工数を低減できる。これらにより、ロータ２０の製造コストおよびモータ１０の製造コストをより低減できる。

また、本実施形態によれば、固定部材５０は、板金製である。そのため、例えば固定部材５０をダイカスト等によって作る場合に比べて、固定部材５０の製造コストを低減できる。これにより、ロータ２０の製造コストおよびモータ１０の製造コストをより低減できる。また、延伸部５２が板状となるため、延伸部５２の上端部をカシメてロータコア支持部５４を作ることが容易である。

また、本実施形態によれば、基部５１は、マグネット４０の下側に対向して配置されている。ロータコア３０は、マグネット４０の上側に対向して配置された抜け止め部３５を有する。そのため、基部５１と抜け止め部３５とによってマグネット４０を軸方向に挟むことができる。これにより、マグネット４０が収容孔３３内から軸方向に抜け出ること、およびマグネット４０が軸方向に位置ずれすることを抑制できる。さらに、マグネット４０が軸方向に位置ずれすることを抑制できるので、複数のマグネット４０の軸方向位置を好適に揃えやすく、各マグネット４０によって生じる磁界の範囲が軸方向にバラつくことを抑制できる。そのため、固定部材５０を用いることで、磁気特性に優れたロータ２０を低コストに作製可能である。また、マグネット４０の軸方向位置のバラつきを抑制できることで、例えばマグネット４０の磁界を検出可能な磁気センサを設ける場合には、マグネット４０と当該磁気センサとの軸方向の距離がバラつくことを抑制できる。そのため、当該磁気センサによってマグネット４０の磁界を好適に検出可能である。

また、例えば、マグネット支持部５３がマグネット４０よりも径方向内側に位置する場合においてロータコア支持部５４がマグネット支持部５３の上側の端部から径方向外側に突出する場合、ロータコア支持部５４をロータコア３０の上面３０ｂに接触させるためには、ロータコア支持部５４を収容孔３３よりも径方向外側まで延ばす必要がある。そのため、ロータコア支持部５４によって板部材３１を押さえることができる面積を好適に確保するためには、ロータコア支持部５４の径方向の寸法を比較的大きくする必要がある。

これに対して、本実施形態によれば、マグネット支持部５３はマグネット４０よりも径方向内側に位置し、ロータコア支持部５４は、マグネット支持部５３の上側の端部から径方向内側に突出している。そのため、ロータコア支持部５４の径方向の寸法が小さくても、ロータコア支持部５４をロータコア３０の上面３０ｂに接触させやすい。これにより、ロータコア支持部５４が径方向外側に突出する場合に比べて、ロータコア支持部５４の径方向の寸法を小さくしつつ、ロータコア支持部５４によって板部材３１を押さえることができる面積を好適に確保しやすい。したがって、ロータコア支持部５４の径方向の寸法を小さくして固定部材５０の製造コストを低減しつつ、ロータコア支持部５４によって板部材３１を好適に押さえやすい。

また、本実施形態によれば、接触部５３ｃの軸方向の寸法は、第１直線部５３ａの軸方向の寸法、第１連結部５３ｂの軸方向の寸法、第２連結部５３ｄの軸方向の寸法、および第２直線部５３ｅの軸方向の寸法よりも大きい。そのため、接触部５３ｃの軸方向の寸法を比較的大きくできる。これにより、マグネット支持部５３が収容孔３３内においてマグネット４０と接触する面積を大きくできる。したがって、接触部５３ｃを介してマグネット４０に径方向外側向きの力を好適に加えることができ、マグネット支持部５３によってマグネット４０を収容孔３３内に好適に固定できる。

また、本実施形態によれば、接触部５３ｃは、マグネット支持部５３のうち第２連結部５３ｄおよび第２直線部５３ｅよりも基部５１に近い位置に設けられた部分である。つまり、接触部５３ｃは、マグネット支持部５３の上側の端部よりも基部５１に近い側に設けられている。そのため、例えば接触部５３ｃがマグネット支持部５３の上側の端部に設けられている場合に比べて、延伸部５２を収容孔３３内に下側から挿し込み始める際に、延伸部５２の上側の端部がマグネット４０に接触しにくい。これにより、延伸部５２を収容孔３３内に通しやすい。したがって、固定部材５０をロータコア３０に、より取り付けやすくできる。特に、本実施形態では、マグネット支持部５３の上側の端部には軸方向に直線状に延びる第２直線部５３ｅが設けられており、第２直線部５３ｅと接触部５３ｃとの軸方向の間には、軸方向に対して斜めに延びる第２連結部５３ｄが設けられている。そのため、延伸部５２を収容孔３３内に下側から挿し込む際に、第２直線部５３ｅを収容孔３３の下側の開口から挿入しやすい。また、斜めに延びる第２連結部５３ｄによって、接触部５３ｃを径方向に弾性変位させつつ、接触部５３ｃを収容孔３３の径方向内側面とマグネット４０の径方向内側面との間に入れやすい。

また、本実施形態によれば、各マグネット支持部５３によって、各マグネット４０は、各収容孔３３内の径方向外側面に押し付けられている。そのため、各収容孔３３内の径方向外側面によって、各マグネット４０を径方向に位置決めできる。これにより、作業者等による作業の精度等によらず、各マグネット４０の径方向位置を好適に揃えることができる。つまり、各マグネット４０の径方向位置がバラつくことを抑制できる。したがって、ロータ２０の磁気特性を向上でき、出力トルク等のモータ１０の品質を向上できる。また、ロータ２０が回転する際に生じる遠心力に起因して生じる振動および偏荷重を低減できる。そのため、ロータ２０を支持するベアリング１４，１５への負荷も低減できる。これにより、モータ１０の寿命を向上できる。また、固定部材５０を用いることで、ロータ２０を組み立てる際にマグネット４０の径方向位置にバラつきが生じにくいため、ロータ２０の磁気特性にバラつきが生じることを抑制できる。これにより、出力トルク等のモータ１０の品質にバラつきが生じることを抑制できる。

（第１実施形態の変形例）
図７に示すモータ２１０のロータ２２０において、固定部材２５０の基部２５１は、基部本体２５１ａと、折返し部２５５と、を有する。基部本体２５１ａは、上述した基部５１と同様の形状である。折返し部２５５は、基部本体２５１ａの径方向内縁部から下側に突出し、径方向内側かつ上側に折り返されてマグネット支持部５３の下側の端部に繋がっている。折返し部２５５は、例えば、図６に示す金属部材１５０の第２部分１５２を第１部分１５１に対して板面に直交する向きに根元から折り曲げた後、さらに第２部分１５２を逆向きに折り返すことで作られる。モータ２１０のその他の構成は、上述したモータ１０のその他の構成と同様にできる。

本変形例によれば、折返し部２５５が設けられることで、基部２５１と延伸部５２との接続部分における剛性を高めることができる。そのため、延伸部５２が基部２５１に対して変位しにくくなり、延伸部５２のマグネット支持部５３およびロータコア支持部５４によってマグネット４０および板部材３１を好適に押さえた状態を維持しやすくできる。また、固定部材２５０を板金製とする場合に、板金の厚さを薄くしても、基部２５１と延伸部５２との接続部分における剛性を確保しやすい。そのため、固定部材２５０を作るための板金の厚さを薄くすることができる。これにより、固定部材２５０の製造コストをより低減できる。したがって、ロータ２２０の製造コストおよびモータ２１０の製造コストをより低減できる。また、板金の厚さを薄くすることで固定部材２５０を軽量化できるため、ロータ２２０およびモータ２１０を軽量化できる。

また、例えば、マグネット４０を収容孔３３の上側の開口から挿入可能な構成において、固定部材２５０をロータコア３０に取り付けてからマグネット４０を上側から収容孔３３に挿入する場合に、マグネット４０が磁力によって収容孔３３内に吸い込まれて基部２５１に上側から衝突しても、基部２５１が延伸部５２に対して変形することを抑制できる。これにより、マグネット４０の位置がずれることを抑制できる。

＜第２実施形態＞
図８に示すように、本実施形態のモータ３１０のロータ３２０において、ロータコア３３０は、第１実施形態のロータコア３０に対して第１板部材３３１ａの形状が異なる。第１板部材３３１ａの抜け止め部３３５は、収容孔３３の上端部における径方向外側の内面から径方向内側に突出している。抜け止め部３３５は、収容孔３３の上側の開口のうち径方向内側の端部を除いた全体を覆っている。本実施形態において収容孔３３のうち第１板部材３３１ａの上側に露出している部分の形状は、固定部材３５０を構成する板金の板厚よりも幅が広いスリット状である。本実施形態において抜け止め部３３５は、例えば、マグネット４０の上側の全体を覆っている。

本実施形態の固定部材３５０において、延伸部３５２のロータコア支持部３５４は、マグネット支持部３５３の上側の端部から径方向外側に突出している。ロータコア支持部３５４は、抜け止め部３３５の上側の面に少なくとも一部が接触している。これにより、ロータコア支持部３５４によって第１板部材３３１ａを上側から押さえることができる。したがって、ロータコア３３０を構成する複数の板部材３１がめくれることを抑制できる。本実施形態においてロータコア支持部３５４は、ほぼ全体が抜け止め部３３５の上側の面に接触している。モータ３１０のその他の構成は、第１実施形態のモータ１０のその他の構成と同様にできる。なお、ロータコア支持部３５４は、抜け止め部３３５の上側の面に対してどのように接触していてもよい。ロータコア支持部３５４と抜け止め部３３５とは、例えば、点接触していてもよい。

本実施形態によれば、ロータコア支持部３５４が延伸部３５２の上側の端部から径方向外側に突出している。そのため、収容孔３３の径方向内側に貫通孔３４が設けられる場合にロータコア支持部３５４の径方向の寸法を大きくしても、ロータコア支持部３５４が貫通孔３４を塞ぐことがない。これにより、ロータコア支持部３５４によって貫通孔３４内を流れる空気が阻害されることがない。したがって、貫通孔３４内に空気を好適に流すことができ、ロータ３２０を好適に冷却できる。

＜第３実施形態＞
図９に示すように、本実施形態のモータ４１０のロータ４２０において、ロータコア４３０は、第１実施形態と異なり、第１板部材３１ａを有しない。ロータコア４３０を構成する複数の板部材３１は、例えば、第２板部材３１ｂのみを含む。ロータコア４３０は、第１実施形態と異なり、抜け止め部３５を有しない。

本実施形態の固定部材４５０における延伸部４５２の上端部は、周方向に間隔を空けて二股に分かれている。二股に分かれた延伸部４５２の上端部の一方は、ロータコア支持部４５４である。ロータコア支持部４５４は、マグネット支持部５３の上端部から径方向内側に突出している。ロータコア支持部４５４は、例えば、延伸部４５２の上端部が径方向内側にカシメられたカシメ部である。ロータコア支持部４５４は、ロータコア４３０の上側の面に接触している。本実施形態においてロータコア４３０の上側の面は、複数の板部材３１のうち最も上側に位置する第２板部材３１ｂの上側の面である。

二股に分かれた延伸部４５２の上端部の他方は、マグネット支持部５３の上側の端部から径方向外側に突出する突出部４５６である。つまり、本実施形態において延伸部４５２は、突出部４５６を有する。突出部４５６は、例えば、延伸部４５２の上端部が径方向外側にカシメられたカシメ部である。

突出部４５６は、収容孔３３の少なくとも一部を上側から覆っている。本実施形態において突出部４５６は、収容孔３３の一部を上側から覆っている。突出部４５６は、マグネット４０の上側に対向して配置されている。突出部４５６の下側の面は、マグネット４０の上側の面に接触していてもよいし、マグネット４０の上側の面と隙間を介して対向していてもよい。本実施形態においてマグネット４０の上側の面は、ロータコア４３０の上側の面と軸方向において同じ位置に配置されている。モータ４１０のその他の構成は、上述した各実施形態のモータのその他の構成と同様にできる。なお、本実施形態において、径方向内側は、「径方向一方側」に相当し、径方向外側は「径方向他方側」に相当する。

本実施形態によれば、延伸部４５２は、収容孔３３の少なくとも一部を上側から覆う突出部４５６を有する。そのため、ロータコア４３０に抜け止め部３５を設けなくても、突出部４５６によって、マグネット４０が収容孔３３から上側に抜け出ることを抑制できる。また、突出部４５６をカシメ部とする場合、突出部４５６をマグネット４０の上側の面に好適に接触させやすい。そのため、マグネット４０をより好適に軸方向に保持できる。

また、突出部４５６をカシメ部とする場合、突出部４５６をカシメて作る前においては、収容孔３３の上側の開口を、マグネット４０を挿入可能な状態にしておくことができる。そのため、例えば、二股に分かれた延伸部４５２の上端部のうち一方をカシメてロータコア支持部４５４を作り、ロータコア４３０に固定部材４５０を取り付けた後に、マグネット４０を収容孔３３の上側から入れる組立方法を採用できる。これにより、ロータ４２０の組立方法の自由度を向上できる。

本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の技術的思想の範囲内において、他の構成を採用することもできる。固定部材は、複数の部材が連結されて構成されていてもよい。固定部材を構成する材料は、特に限定されない。固定部材は、樹脂製であってもよい。固定部材は、ダイカスト等、型に材料を流し込んで成形する方法によって製造されてもよい。固定部材は、複数設けられていてもよい。この場合、各固定部材は、１つの基部と、少なくとも１つの延伸部と、を有してもよい。１つの固定部材が有する延伸部の数は、特に限定されない。１つの固定部材は、延伸部を１つのみ有してもよい。基部の形状は、特に限定されない。基部は、全周に亘って繋がった円環状であってもよい。

マグネット支持部は、収容孔内においてマグネットに対していずれの位置に配置されてもよい。マグネット支持部は、収容孔内においてマグネットより径方向外側に位置してもよいし、収容孔内においてマグネットと周方向に隣り合う位置に位置してもよい。マグネット支持部がマグネットより径方向外側に位置する場合、マグネット支持部は、例えば、マグネットを収容孔の内面のうち径方向内側に位置する面に押し付ける。マグネット支持部がマグネットの周方向一方側に位置する場合、マグネット支持部は、例えば、マグネットを収容孔の内面のうち周方向他方側に位置する面に押し付ける。例えば、上述した第１実施形態において、マグネット４０の周方向両側に設けられる空隙部のいずれかにマグネット支持部５３が配置されてもよい。マグネット支持部の形状は、マグネットを収容孔の内面に押し付けることが可能であれば、特に限定されない。

マグネット支持部がマグネットよりも径方向外側に位置する場合、ロータコア支持部がマグネット支持部の軸方向他方側の端部から径方向外側に突出し、かつ、延伸部がマグネット支持部の軸方向他方側の端部から径方向内側に突出する突出部を有してもよい。この構成においても、突出部が収容孔の少なくとも一部を軸方向他方側から覆うことで、第３実施形態と同様に、突出部によって、マグネットが収容孔から抜け出ることを抑制できる。なお、この場合、径方向外側が「径方向一方側」に相当し、径方向内側が「径方向他方側」に相当する。

延伸部に設けられた突出部は、ロータコアの軸方向他方側の面に接触してもよい。例えば、上述した第３実施形態において、突出部４５６が径方向外側にさらに突出して、ロータコア４３０の上側の面のうち収容孔３３よりも径方向外側に位置する部分に接触してもよい。この場合、突出部４５６によって、マグネット４０が上側に抜け出ることを抑制しつつ、板部材３１を押さえることもできる。そのため、板部材３１をより好適に押さえることができる。

ロータコア支持部は、ロータコアの軸方向他方側の面に接触するならば、どのような形状であってもよい。ロータコア支持部は、少なくとも一部がロータコアの軸方向他方側の面に接触していればよい。ロータコア支持部は、カシメ部でなくてもよい。この場合、ロータコア支持部は、例えば、ダイカストによって成形された部分であってもよい。ロータコア支持部は、１つの延伸部に２つ以上設けられていてもよい。固定部材は、ロータコア支持部を有しない延伸部を有してもよい。例えば、上述した第１実施形態において複数の延伸部５２のうち一部の延伸部５２がロータコア支持部５４を有しない構成であってもよい。

マグネットの形状は、特に限定されない。マグネットの数は、特に限定されない。マグネットは、１つのみ設けられてもよい。この場合、マグネットは、中心軸を囲む環状であってもよい。ロータコアを構成する複数の板部材の材料は、特に限定されない。複数の板部材は、異なる形状を有する板部材を３種類以上含んでもよい。板部材の数は、２枚以上であれば、特に限定されない。上述した第４実施形態においてロータコア４３０は、抜け止め部を有してもよい。

ロータコアに設けられた収容孔の軸方向に見た形状は、特に限定されない。ロータコアには、軸方向に見て径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる向きに延びる一対の収容孔が設けられていてもよい。この場合、一対の収容孔は、周方向に沿って複数対設けられてもよい。また、この場合、一対の収容孔は、軸方向に見て、径方向に対して斜めに延びる略長方形状であってもよい。また、この場合、一対の収容孔は、軸方向に見て、径方向外側に開口するＶ字形状に沿って配置されていてもよい。なお、一対の収容孔は、軸方向に見て径方向外側に向かうに従って互いに周方向に近づく向きに延びてもよい。この場合、一対の収容孔は、軸方向に見て、径方向内側に開口するＶ字形状に沿って配置されてもよい。

本発明が適用されるモータの用途は、特に限定されない。モータは、例えば、車両に搭載されてもよいし、車両以外の機器に搭載されてもよい。以上、本明細書において説明した構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０，２１０，３１０，４１０…モータ、１２…ステータ、２０，２２０，３２０，４２０…ロータ、２１…シャフト、３０，３３０，４３０…ロータコア、３１…板部材、３１ａ，３３１ａ…第１板部材（板部材）、３１ｂ…第２板部材（板部材）、３３…収容孔、３５，３３５…抜け止め部、４０…マグネット、５０，２５０，３５０，４５０…固定部材、５１，２５１…基部、５２，３５２，４５２…延伸部、５３，３５３…マグネット支持部、５４，３５４，４５４…ロータコア支持部、４５６…突出部、Ｊ…中心軸

Claims (10)

1. 軸方向に延びる中心軸回りに回転可能なシャフトと、
   前記シャフトに固定され、複数の板部材が軸方向に積層されて構成されたロータコアと、
   前記ロータコアに固定されたマグネットと、
   前記マグネットを前記ロータコアに固定する固定部材と、
   を備え、
   前記ロータコアは、軸方向に貫通する収容孔を有し、
   前記マグネットは、前記収容孔に収容され、
   前記固定部材は、
   前記ロータコアの軸方向一方側の面に接触する基部と、
   前記基部から軸方向他方側に延びて、前記収容孔に通された延伸部と、
   を有し、
   前記延伸部は、
   前記収容孔内に位置し、前記マグネットを前記収容孔の内面に押し付けるマグネット支持部と、
   前記ロータコアの軸方向他方側の面に接触するロータコア支持部と、
   を有する、ロータ。
2. 前記収容孔は、前記中心軸回りの周方向に沿って複数設けられ、
   前記マグネットおよび前記延伸部は、それぞれ前記収容孔ごとに設けられ、
   前記基部は、前記中心軸回りの周方向に延び、かつ、複数の前記延伸部を繋いでいる、請求項１に記載のロータ。
3. 前記ロータコア支持部は、前記延伸部の軸方向他方側の端部がカシメられたカシメ部である、請求項１または２に記載のロータ。
4. 前記固定部材は、単一の部材である、請求項１から３のいずれか一項に記載のロータ。
5. 前記固定部材は、板金製である、請求項４に記載のロータ。
6. 前記基部は、前記マグネットの軸方向一方側に対向して配置され、
   前記ロータコアは、前記マグネットの軸方向他方側に対向して配置された抜け止め部を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のロータ。
7. 前記マグネット支持部は、前記マグネットよりも径方向内側に位置し、かつ、軸方向に延び、
   前記ロータコア支持部は、前記マグネット支持部の軸方向他方側の端部から径方向外側に突出し、かつ、前記抜け止め部の軸方向他方側の面に少なくとも一部が接触している、請求項６に記載のロータ。
8. 前記マグネット支持部は、前記マグネットよりも径方向内側に位置し、かつ、軸方向に延び、
   前記ロータコア支持部は、前記マグネット支持部の軸方向他方側の端部から径方向内側に突出している、請求項１から６のいずれか一項に記載のロータ。
9. 前記マグネット支持部は、前記マグネットよりも径方向一方側に位置し、かつ、軸方向に延び、
   前記ロータコア支持部は、前記マグネット支持部の軸方向他方側の端部から径方向一方側に突出し、
   前記延伸部は、前記マグネット支持部の軸方向他方側の端部から径方向他方側に突出する突出部を有し、
   前記突出部は、前記収容孔の少なくとも一部を軸方向他方側から覆っている、請求項１から６のいずれか一項に記載のロータ。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のロータと、
    前記ロータと隙間を介して対向するステータと、
    を備える、モータ。

Images