JP7446450B2 - 回転電機及び回転電機の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、モータ及び発電機等の回転電機に関する。

内転型の回転電機において、ロータコアの外周に複数のマグネットを周方向に並べて配置し、これらのマグネットを非磁性体のマグネットホルダを用いてロータコアの外周に固定するものが開発されている。マグネットホルダは、出力軸の軸方向に延伸する櫛歯状のアーム部を備え、アーム部によりマグネットの移動を規制している。マグネットホルダを用いてマグネットを固定する場合、回転電機の性能低下の一因となるマグネットのがたつきを防ぐため、アーム部の径方向への開きを抑制する必要がある。従来、マグネットホルダに、出力軸に固定されるベース部と、ベース部から出力軸の軸方向に延伸するアーム部とを備え、ベース部とアーム部とを接続するブリッジ部の周方向の幅を、アーム部の周方向の幅よりも小さくすることで、アーム部の径方向への開きを抑制していた（例えば、特許文献１参照。）。

国際公開第２００７／０８０８８８号

しかしながら、ブリッジ部の周方向の幅をアーム部の周方向の幅よりも小さく形成すると、ブリッジ部を起点に変形が生じてアーム部が開き、アーム部におけるブリッジ部が設けられた側の反対側の端部と、マグネットとの間に隙間が生じる。このため、マグネットのがたつきを抑制することが困難となり、マグネットの位置決め精度が向上できず、回転電機の性能が悪化するという課題があった。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、ロータコアに固定されるマグネットのがたつきを抑制してマグネットの位置決めの精度を向上した回転電機を提供することを目的とする。

本開示に係る回転電機は、ステータと、ステータの内周側に設けられ、ロータの出力軸に固定されたロータコアと、ロータコアの外周部に、周方向に並べて固定された複数のマグネットと、複数のマグネットをロータコアの外周部に固定するマグネットホルダと、を備え、マグネットホルダは、ロータコアの軸方向における一方の面側に設けられ、出力軸が挿通されたベース部と、ベース部と一端が接続され、軸方向に延伸したアーム部と、を有し、ベース部は、円環状の内周部と、内周部の外周側に設けられ、アーム部の一端が接続された円環状の外周梁と、内周部及び外周梁を接続する接続梁と、を有するものである。

また、本開示に係る回転電機の製造方法は、ロータコアの外周部に、周方向に並べて複数のマグネットを配置する工程と、環状の内周部、内周部の外周側に設けられた環状の外周梁、及び内周部と外周梁とを接続する接続する接続梁を有する、マグネットホルダのベース部を、ロータコアの軸方向における一方の面側に配置する工程と、外周梁と一端が接続され、軸方向に延伸した、マグネットホルダのアーム部をマグネットの外周面に配置し、外周梁によりアーム部からマグネットを押圧させ、アーム部とロータコアの外周部との間にマグネットを固定する工程とを備えたものである。

本開示によれば、マグネットホルダによりがたつきを抑制してロータコアにマグネットを固定するため、マグネットの位置決めの精度を向上し、回転電機の性能を向上できる。

実施の形態１に係る回転電機を概略的に示す断面図である。 実施の形態１に係るロータを示す分解斜視図である。 実施の形態１に係るロータコアを示す斜視図である。 実施の形態１に係るロータコアを示す断面図である。 実施の形態１に係るマグネットホルダを示す斜視図である。 実施の形態１に係るマグネットホルダを示す部分拡大図である。 実施の形態１に係る回転電機の一部を示す平面図である。 実施の形態１に係るロータの組立手順の説明図である。 実施の形態１に係るマグネットホルダの変形を説明する説明図である。 実施の形態１に係るマグネットホルダの変形を説明する説明図である。 実施の形態２に係るマグネットホルダを示す斜視図である。 実施の形態２に係るマグネットホルダの変形例を示す斜視図である。 実施の形態３に係るマグネットホルダを示す斜視図である。 実施の形態３に係るマグネットホルダを示す平面図である。

以下、図面に基づいて実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る回転電機１００を概略的に示す断面図である。回転電機１００は、円筒形状のモータケース１内に固定されたステータ４と、ステータ４の内周側に設けられ、回転トルクを回転電機１００の外部に出力する出力軸２を有するロータ３とを備える。ロータ３とステータ４との間には間隙が設けられ、ロータ３の外周面とステータ４の内周面とは対向している。

ステータ４は、ステータコア（図示せず）を有し、このステータコアには電機子巻線５が巻装されている。また、ステータ４は、モータケース１の内面に、例えば圧入等によって固定されている。また、図１における上部の、電機子巻線５の近傍に配置された環状配線部６は、電機子巻線５の端部に、例えばＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接等で接続されている。

巻線端部７は、環状配線部６から軸方向に向かって、フレーム８を貫通して延びており、環状配線部６を介して電機子巻線５の巻線端部７に接続されている。なお、巻線端部７には、電機子巻線５のＵ相巻線の端部と、Ｖ相巻線の端部と、Ｗ相巻線の端部とにそれぞれ接続された３本の導体がまとめられている。電機子巻線５のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各相の巻線に、制御装置（図示せず）を用いて、ロータ３の位相に基づいて所定の電流を順次通電することで、ロータ３を回転させることができる。以下、軸方向とは、出力軸２の軸方向をいう。

次に、ロータ３について説明する。ロータ３の出力軸２は、第１軸受９と第２軸受１０とにより回動自在に支持されている。図１の例において、第１軸受９は、回転電機１００の内部を閉塞するフレーム８の中央部に設けられており、一方、第２軸受１０は、回転軸の出力側（図１における下側）のフレーム８に設けられている。このように、第１軸受９及び第２軸受１０は、ロータ３に対して、上方及び下方にそれぞれ配置されている。

ここで、出力軸２の反出力側（図１における上側）の端部に、回転センサ（図示せず）を有するセンサロータ１１を固定してもよい。この場合、センサロータ１１の軸方向の端面にギャップを介して回転センサを設ければよい。例えば、センサロータ１１は、一対又は複数対の永久磁石を有する、いわゆる、磁気センサタイプのものである。センサロータ１１を回転電機１００に設ければ、出力軸２の回転とともに回転するセンサロータ１１の永久磁石からの磁界の変化を回転センサにより検出して電気信号に変換することができ、出力軸２の回転速度等の情報を得ることができる。なお、センサロータ１１は出力軸２の回転速度等の情報を得ることができれば、例えばレゾルバ、ホールセンサ等であってもよい。

図２は、実施の形態１に係るロータ３を示す分解斜視図である。ロータ３は、出力軸２と、出力軸２に固定されたロータコア１２と、ロータコア１２の外周部１８に固定されたマグネット１３と、マグネット１３をロータコア１２に固定するマグネットホルダ１４とを備える。さらに、ロータ３は、ロータコア１２、マグネット１３、及びマグネットホルダ１４の外周側に設けられた円筒状のカバー１５を備える。ロータ３にカバー１５を備えれば、マグネット１３が破損した際にマグネット１３が飛散して回転電機１００が回転不能となることを抑制できる。なお、マグネット１３は、例えばいわゆるセグメント形状の永久磁石である。

また、ロータ３は、いわゆる段スキュー構造のロータである。図２の例においては、ロータコア１２は、軸方向に２列配置され、マグネット１３がロータ３の周方向に沿ってそれぞれのロータコア１２の外周部１８に８個固定されている。以下、周方向とは、ロータ３の周方向をいう。

隣接した列のロータコア１２のそれぞれには、同極性のマグネット１３が周方向に所定の角度、すなわち所定のステップ角ずつずれた位置で固定されている。このようにすると、コギングトルクリプル及び通電トルクリプルを低減できる。コギングトルクリプル及び通電トルクリプルを低減すれば、例えば、回転電機１００を電動パワーステアリングシステムに用いる場合に、コギングトルクリプル及び通電トルクリプルによる振動がハンドルを介して運転者に伝播することを抑制できる。ここで、コギングトルクリプルは、ロータ３に通電していない状態におけるロータ３の回転に伴って発生するトルクの変動量をいい、通電トルクリプルは、ロータ３の回転時におけるトルクの変動量をいう。

図３は、実施の形態１に係るロータコア１２を示す斜視図である。ロータコア１２は、電磁鋼板等の磁性体材料から形成された、例えば、厚さ０．５ｍｍ程度のコア板を積層して構成され、ステータ４の内周側に設けられている。ロータコア１２を構成するコア板は、積層されたコア板同士が、抜きかしめ、溶接、又は接着等の方法によりそれぞれ固定されている。また、ロータコア１２の、平面視（ロータコア１２を軸方向から見た視点）における中央部には固定孔１７が設けられており、固定孔１７に出力軸２が挿通されてロータコア１２と出力軸２とが固定される。

さらに、マグネット１３が固定されるロータコア１２の外周部１８には、軸方向における後述するマグネットホルダ１４のベース部２２が設けられた側と反対側の端部に、ロータ３の径方向における外側に向かって突出した突起部１９が設けられている。図３の例では、突起部１９が、ロータコア１２の図３における上方の端部に設けられた例を示している。ロータコア１２の外周部１８に突起部１９を設ければ、マグネット１３をロータコア１２の外周部１８に固定する際、突起部１９にマグネット１３が当接し、マグネット１３の軸方向の移動を規制することができ、軸方向におけるマグネット１３の位置決めの精度が向上する。

また、ロータコア１２には、溝状に形成された篏合部２０が設けられている。図４は、実施の形態１に係るロータコア１２を示す断面図である。図４（ａ）には、図３の破線Ａにおけるロータコア１２の断面を示しており、図４（ｂ）には、図３の破線Ｂにおけるロータコア１２の断面を示している。ロータコア１２は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すような、突起部１９が設けられたコア板１６ａと、突起部１９が設けられていないコア板１６ｂとが積層されて構成されている。そして、コア板１６ａ、１６ｂのそれぞれには、軸方向（図４における紙面貫通方向）に連続して篏合部２０が設けられている。篏合部２０は、平面視においてＬ字状に形成されており、篏合部２０には次に説明するマグネットホルダ１４のアーム部２１が篏合される。

以下、本実施の形態のマグネットホルダ１４について説明する。図５は、実施の形態１に係るマグネットホルダ１４を示す斜視図である。マグネットホルダ１４は、例えば、非磁性体の樹脂等で形成され、ロータコア１２の軸方向における一方の面側に設けられたベース部２２と、ベース部２２に一端が接続され、出力軸２の軸方向に延伸したアーム部２１とを有する。なお、複数のマグネット１３のそれぞれは、アーム部２１によりロータコア１２の外周部１８に固定される。

そして、マグネットホルダ１４のベース部２２は、円環状の内周部２３、内周部２３を囲み、内周部２３の外周側に設けられた円環状の外周梁２４、及び内周部２３と外周梁２４とを接続する接続梁２５を有する。内周部２３の平面視における中央部には、挿通孔２６が設けられており、挿通孔２６に出力軸２が挿通されてマグネットホルダ１４と出力軸２とが固定される。

さらに、図５に示すように、外周梁２４は、円環状の環状部２７と、環状部２７から内周側に向かって形成された受け部２８とを有しており、図５の例において、環状部２７及び受け部２８にアーム部２１の一端が接続されて、外周梁２４とアーム部２１とが接続されている。

そして、内周部２３と外周梁２４とは離間しており、内周部２３と外周梁２４とは、内周部２３から放射状に延伸する接続梁２５を介して接続されている。このように、マグネットホルダ１４のベース部２２が円環状の内周部２３、内周部２３を囲んで設けられた円環状の外周梁２４、及び内周部２３と外周梁２４とを接続する接続梁２５を有していれば、アーム部２１の撓みを防止してアーム部２１の開きを抑制できる。なお、アーム部２１の開きが抑制できる理由については、詳細を後述する。

また、受け部２８は平面視においてアーム部２１から突出する、すなわち受け部２８の平面視における投影面積は、アーム部２１の平面視における投影面積よりも大きくなるように形成されていると好ましい。このようにすれば、アーム部２１をロータコア１２の篏合部２０に挿入した際にアーム部２１の一部が欠損する等して、回転電機１００の組立時に異物が発生した場合に、受け部２８とロータコア１２との間に異物を封止することができ、回転電機１００の動作不良の発生を抑制できる。

さらに、マグネットホルダ１４の外周梁２４及び接続梁２５には、マグネット１３の軸方向における側面を保持する軸方向保持部２９が設けられている。図５の例において、軸方向保持部２９は、外周梁２４の環状部２７と接続梁２５とに跨って、それぞれがマグネット１３に対向する側の面に設けられている。また、軸方向保持部２９は、マグネットホルダ１４をロータコア１２に組付ける際、ロータコア１２の突起部１９と反対側に配置され、マグネット１３と対向する。軸方向保持部２９と突起部１９とを対向して配置させることで、軸方向保持部２９と突起部１９とでマグネット１３を軸方向両側から挟み、さらに軸方向保持部２９の変形による弾性力がマグネット１３に作用するため強固にマグネット１３を保持することができる。

また、ベース部２２の、アーム部２１が接続された面と反対側の面には、外周端部の角度が小さくなるように例えば面取り加工等によって形成された誘い部３０が設けられている。ベース部２２に誘い部３０を設けることで、回転電機１００の組立時において、ベース部２２の外周端部の引っ掛かりをなくすことができ、カバー１５の挿入が容易になる。

次に、マグネットホルダ１４のアーム部２１について説明する。図６は、実施の形態１に係るマグネットホルダ１４を示す部分拡大図である。アーム部２１は、マグネット１３の外周面を覆い、マグネット１３を保持するマグネット保持部３１と、それぞれマグネット１３の周方向における側面と当接し、マグネット１３の周方向への移動を規制する第１押さえ面３２及び第２押さえ面３３と、アーム部２１の内周側に設けられた第１押さえ面３２及び第２押さえ面３３に対して角度を有する抜け防止部３４とを有する。ここで、マグネット１３の外周面を覆うとは、マグネット１３の外周面の一部を覆う場合も含む。なお、アーム部２１は、複数のマグネット１３のうち、周方向において隣り合うマグネット１３の間に設けられており、アーム部２１の数は固定するマグネット１３の数に対応する。

図６に示すように、第１押さえ面３２、第２押さえ面３３、及び抜け防止部３４は、平面視においてＬ字状に形成されている。ここで、第１押さえ面３２及び抜け防止部３４の間に形成される角度は直角であると好ましい。このようにすると、マグネットホルダ１４によるマグネット１３の固定時において、アーム部２１の周方向への変形を防止できるため、高精度な位置決めが可能となりマグネット１３とのがたつきを抑制できる。また、マグネットホルダ１４が有するアーム部２１は同一形状であると好ましい。このようにすると、ロータ３の回動時に偏りが生じることがなく回転電機１００の性能を向上できる。これに加え、回転電機１００の部品を共通化でき、製造コストを削減できる。

なお、アーム部２１の第１押さえ面３２をロータコア１２の外周面に対して垂直になるように設計すれば、マグネットホルダ１４をロータコア１２に組付ける際に第１押さえ面３２が篏合部２０に圧入固定されるため、マグネット１３をマグネットホルダ１４の第１押さえ面３２を位置決めの基準としてロータコア１２に固定することができ、マグネット１３の位置決めの精度が向上する。

図７は、実施の形態１に係る回転電機１００の一部を示す平面図である。図７には、ロータコア１２にマグネットホルダ１４を組付けた場合の図を示している。マグネットホルダ１４は、アーム部２１がロータコア１２の篏合部２０と篏合されることでロータコア１２に固定される。つまり、図７に示すように、アーム部２１の第１押さえ面３２及び第２押さえ面３３のそれぞれの一部と、抜け防止部３４とが、ロータコア１２の篏合部２０と篏合されて、マグネットホルダ１４がロータコア１２に固定される。

ここで、ロータコア１２の篏合部２０は、マグネットホルダ１４の抜け防止部３４よりも大きく、すなわち、篏合部２０における幅（図７におけるＷｆ）が抜け防止部３４の厚み（図７におけるＴｅ）よりも大きく形成されていると好ましい。このようにすると、篏合部２０と抜け防止部３４との間に形成された隙間において抜け防止部３４が外周側へ変位できるため、マグネットホルダ１４にマグネット１３を圧入する際にアーム部２１へ荷重がかかることを抑制し、マグネットホルダ１４の耐荷重性を向上できる。

次に、回転電機１００の製造方法について説明する。図８は、実施の形態１に係るロータ３の組立手順を説明する説明図である。まず、ロータコア１２とマグネット１３を組立治具に固定した後、図８（ａ）に示すように、ロータコア１２の外周部１８に、周方向に並べて複数のマグネット１３を配置する。

そして、図８（ｂ）に示すように、マグネットホルダのベース部２２をロータコア１２の軸方向における一方の面側に配置し、ロータコア１２にマグネットホルダ１４を軸方向から挿入する。ここで、図８（ｂ）の例においてマグネットホルダ１４は、ロータコア１２の突起部１９側から挿入されている。このとき、マグネットホルダ１４のアーム部２１の第１押さえ面３２及び第２押さえ面３３のそれぞれの一部と抜け防止部３４とが、ロータコア１２の篏合部２０に圧入固定されることで、マグネットホルダ１４がロータコア１２に対して位置決めされて固定される。また、マグネットホルダ１４はマグネット１３に対応した数設けられているため、マグネットホルダ１４によってロータコア１２の外周部１８に配置された複数のマグネット１３を一括で位置決め固定できる。

さらに、マグネットホルダ１４のベース部２２をロータコア１２の軸方向における一方の面側に配置する。マグネット１３は、ベース部２２が有する外周梁２４の弾性によってロータコア１２の外周部１８とマグネットホルダ１４のアーム部２１との間に固定される。すなわち、マグネット１３には、外周梁２４の弾性力が内周に向かう方向に作用し、マグネット１３がロータコア１２の外周部１８に向かって押圧されて固定される。なお、図８（ｂ）において、ロータコア１２、マグネット１３、及びマグネットホルダ１４は、一組のみ図示されているが、段スキュー構造を有するロータ３の場合、複数のロータコア１２、マグネット１３、及びマグネットホルダ１４をそれぞれ組付ければよい。

このとき、ロータコア１２の突起部１９とマグネットホルダ１４の軸方向保持部２９でマグネット１３の軸方向における両側の側面を保持するため、マグネットホルダ１４挿入時に接続梁２５が軸方向に撓む。そのため、接続梁２５の軸方向への弾性変形により、マグネット１３の軸方向のサイズばらつきを吸収し、マグネット１３をロータコア１２の突起部１９に当接させつつ接続梁２５の変形時に発生する弾性力で保持することから、高精度かつ、高い保持力でのマグネット１３の軸方向の保持が可能になる。

ここで、マグネットホルダ１４の変形について説明する。図９は、実施の形態１に係るマグネットホルダ１４の変形を説明する説明図である。図９（ａ）は、マグネットホルダ１４を、ロータコア１２に組付けた後の外観を示す斜視図である。マグネットホルダ１４は、マグネット１３が圧入されてロータコア１２に固定される寸法関係、つまり、マグネットホルダ１４は、組付け時に外周側に拡大される程度の寸法に設計されており、図９（ａ）に示すようにマグネットホルダ１４がロータコア１２に組付けられる際に変形が生じる。

図９（ｂ）は、マグネットホルダ１４の変形についての説明図であり、ロータコア１２、マグネット１３、及びマグネットホルダ１４を、ロータコア１２の突起部１９が設けられた側から見た平面図である。マグネットホルダ１４をロータコア１２に組付ける際、ロータコア１２、マグネット１３、及びマグネットホルダ１４の寸法関係により、マグネットホルダ１４のアーム部２１は外周側に変位する。また、篏合部２０とマグネットホルダ１４のアーム部２１の抜け防止部３４との間に隙間があれば、マグネットホルダ１４の外周梁２４が変形することで、抜け防止部３４が外周側、すなわち図９（ｂ）中の矢印が示す方向に変位する。

このとき、ベース部２２の外周梁２４に変形が生じることで、アーム部２１が外周側に変位するため、アーム部２１が撓むことなくマグネット１３がマグネットホルダ１４に圧入されてロータコア１２に固定される。このようにすると、アーム部２１が撓まずにマグネット１３をロータコア１２の外周部１８に向けて押圧してマグネット１３を固定することができるため、アーム部２１が開くことなくマグネット１３にがたつきが生じない。さらに、アーム部２１とベース部２２との接続部において、接続部をアーム部２１よりも細くしない、つまりアーム部２１を軸方向全体で同様の幅とすると好ましい。このようにすると、アーム部２１の、ベース部２２側の変形が誘起されないため、アーム部２１のベース部２２と接続された側と反対側、つまり先端側の開きをさらに抑制できるとともに、アーム部２１の周方向への変形も抑制できる。

ベース部２２の変形について、より詳細に説明する。図１０は、実施の形態１に係るマグネットホルダ１４の変形を説明する説明図である。図１０の色の濃淡は、マグネットホルダ１４に作用する応力の程度を示しており、色が濃い箇所には強い応力が作用している。つまり、色の濃い箇所ほど変形量が大きくなる。なお、図１０において、ロータコア１２及びマグネット１３の図示は省略している。

図１０に示すように、マグネットホルダ１４の外周梁２４の環状部２７には応力が強く作用し、環状部２７に大きな変形が生じることがわかる。アーム部２１の端部が接続された外周梁２４が変形することで、マグネット１３を固定するアーム部２１には変形が生じず、外周梁２４によってアーム部２１の位置を調整することができる。これにより、アーム部２１が撓まずにマグネット１３を固定することができるため、アーム部２１が開くことなくマグネット１３にがたつきが生じない。さらに、接続梁２５が、外周梁２４における受け部２８がない位置、つまり外周梁２４における環状部２７に接続されているため、接続梁２５によって外周梁２４の変形は阻害されず、より好適にアーム部２１の位置を調整することができる。

図８に戻り、ロータ３の組立手順について説明する。図８（ｃ）には、ロータ３が段スキュー構造を有し、２つのロータコア１２を備える場合の例を示している。マグネット１３及びマグネットホルダ１４が固定されたロータコア１２を２つ用意し、２つのロータコア１２をそれぞれ上下に配置する。

そして、それぞれのロータコア１２の固定孔１７に出力軸２を挿通して圧入し、ロータコア１２と出力軸２とを固定する。ここで、２つのロータコア１２が、それぞれ有する突起部１９が対向するように、２つのロータコア１２を配置すると好ましい。このようにすると、突起部１９によって、隣り合うロータコア１２がそれぞれ有するマグネット１３の間に隙間を確保でき、段スキュー構造の採用によるコギングトルクリプル及び通電トルクリプルの低減の効果をより好適に得ることができる。

次に、図８（ｄ）に示すように、ロータコア１２、マグネット１３、及びマグネットホルダ１４にカバー１５を挿入する。そして、図８（ｅ）に示すように、カバー１５の一部を内側に折り返し、カバー端面３５を設ける。なお、軸方向保持部２９を設ければ、マグネットホルダ１４と、ロータコア１２の圧入力も加えて保持できるため、カバー１５のカバー端面３５の保持力のみでマグネット１３の軸方向を保持する場合と比較して、軸方向において、より強固にマグネット１３を保持することが可能となる。

このように、回転電機１００に、ステータ４と、ステータ４の内周側に設けられ、ロータ３の出力軸２に固定されたロータコア１２と、ロータコア１２の外周部１８に、周方向に並べて固定された複数のマグネット１３と、複数のマグネット１３をロータコア１２の外周部１８に固定するマグネットホルダ１４と、を備え、マグネットホルダ１４は、ロータコア１２の軸方向における一方の面側に設けられ、出力軸２が挿通されたベース部２２と、ベース部２２と一端が接続され、出力軸２の軸方向に延伸するアーム部２１と、を有し、ベース部２２は、円環状の内周部２３と、内周部２３の外周側に設けられ、アーム部２１の一端が接続された円環状の外周梁２４と、内周部２３及び外周梁２４を接続する接続梁２５と、を有するものであると、マグネット１３がマグネットホルダ１４に圧入する際、マグネットホルダ１４の外周梁２４が変形することでアーム部２１が撓まずにマグネット１３を固定することができるため、アーム部２１が開くことなくマグネット１３にがたつきが生じない。これにより、マグネットホルダ１４によりがたつきを抑制してロータコア１２にマグネット１３を固定するため、マグネット１３の位置決めの精度を向上し、回転電機１００の性能を向上できる。

また、ロータコア１２の外周部１８にマグネット１３を配置し、マグネットホルダのベース部２２をロータコア１２の軸方向における一方の面側に配置する。そして、マグネットホルダ１４のアーム部２１をマグネット１３の外周面に配置し、外周梁２４によりアーム部２１からマグネット１３を押圧させ、アーム部２１とロータコア１２の外周部１８との間にマグネット１３を固定すれば、マグネットホルダ１４によりがたつきを抑制してロータコア１２にマグネット１３を固定でき、高い位置決めの精度でマグネット１３が固定された回転電機１００を得ることができる。

なお、本実施の形態において、段スキュー構造の回転電機１００に本発明を適用した例を示したが、段スキュー構造を有しないモータに本発明を適用することも可能であり、軸方向に分割されていないマグネットホルダ１４にも適用可能である。また、マグネット１３の個数を限定するものではない。

また、本実施の形態において、環状部２７及び受け部２８にアーム部２１の一端が接続されて外周梁２４とアーム部２１とが接続される例について説明したが、受け部２８にのみアーム部２１の一端が接続されていてもよい。このようにしても、アーム部２１と外周梁２４とを接続でき、外周梁２４の変形によってアーム部２１が撓まずにロータコア１２の外周部１８にマグネット１３を固定することができるため、アーム部２１が開くことなくマグネット１３にがたつきが生じない。

また、本実施の形態において、軸方向保持部２９が、外周梁２４の環状部２７と接続梁２５とに跨って設けられる例について説明したが、軸方向保持部２９は、外周梁２４及び接続梁２５のいずれか一方に設けてもよい。この場合も、外周梁２４又は接続梁２５における、それぞれがマグネット１３に対向する側の面に設ければよい。

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２に係るマグネットホルダ３６を示す斜視図である。図１１（ａ）には、マグネットホルダ３６をアーム部２１が設けられた側から見た斜視図を示しており、図１１（ｂ）には、マグネットホルダ３６をベース部３７が設けられた側から見た斜視図を示している。本実施の形態に係る回転電機１００は、マグネットホルダ３６の接続梁３８が折り返された形状である点で実施の形態１と異なる。実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付し、図示及び説明を省略する。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）にそれぞれ示すように、マグネットホルダ３６の内周部２３と外周梁２４とを接続する接続梁３８は、折り返されて設けられた屈曲部３９を有する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の例では、接続梁３８は、内周部２３と外周梁２４との間で、一度折り返されてＵ字状に形成され、一つの屈曲部３９が設けられている。接続梁３８に屈曲部３９を設けると、マグネットホルダ３６の挿入時に外周梁２４とともに接続梁３８も外周側に変形するため、アーム部２１の開きを抑制してマグネット１３の位置決めをより高精度にすることができる。

また、接続梁３８に屈曲部３９を設ければ、マグネットホルダ３６の挿入時に外周梁２４とともに接続梁３８も変形するため、マグネットホルダ３６の挿入時に必要な荷重が下がり、マグネットホルダ３６の挿入が容易となり、回転電機１００の組立性を向上できる。さらに、マグネットホルダ３６の挿入時に外周梁２４に発生する応力を接続梁３８にも分散されるため、マグネットホルダ３６の破損を抑制して信頼度が向上できる。また、接続梁３８への応力の分散により、マグネット１３のサイズばらつきに対する許容度が高くなるため、マグネット１３の加工精度を落とすことができ、回転電機１００の低コスト化が可能になる。

また、図１１（ｂ）に示すように、折り返されて設けられた、接続梁３８の屈曲部３９が、マグネット１３が設けられる側と反対側、つまり軸方向におけるベース部３７が設けられた側の方向（図１１（ｂ）における上方）に突出するように設けると好ましい。このようにすると、マグネット１３と接続梁３８が干渉せず回転電機１００の磁気設計を阻害しない。

このように、出力軸２の軸方向に延伸するアーム部２１と、ロータコア１２の軸方向における一方の面側に設けられ、ロータ３の出力軸２が挿通されたベース部３７とを有するマグネットホルダ３６を備えた回転電機１００において、ベース部３７の内周部２３と外周梁２４とを接続する接続梁３８に屈曲部３９を設ければ、マグネットホルダ３６の挿入時に外周梁２４とともに接続梁３８も変形するため、アーム部２１が撓まずにマグネット１３を固定することができ、アーム部２１が開くことなくマグネット１３にがたつきが生じない。これによって、マグネットホルダ３６によりロータコア１２にマグネット１３を固定してマグネット１３のがたつきを抑制してマグネット１３の位置決めの精度を向上し、回転電機１００の性能を向上できる。なお、本実施の形態の回転電機１００の製造方法は、実施の形態１で説明した製造方法と同様である。

＜変形例＞
次に、本実施の形態に係るマグネットホルダ４０の変形例について説明する。図１２は、実施の形態２に係るマグネットホルダ４０の変形例を示す斜視図である。上述の説明では、折り返されて設けられた、接続梁の屈曲部が、軸方向におけるベース部が設けられた側の方向に突出する例について説明したが、屈曲部の突出する方向は、軸方向におけるベース部が設けられた側の方向でなくてもよい。つまり、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）にそれぞれ示すように、ベース部４１に設けられた接続梁４２の屈曲部４３が、周方向に突出していてもよい。このようにすると、接続梁４２の屈曲部４３がカバー１５の折り返し部と干渉しないため、回転電機１００全体を小型化できる。

なお、本実施の形態において、マグネットホルダ３６、４０の接続梁３８、４２には屈曲部３９、４３が一つ設けられている例について説明したが、接続梁３８、４２には屈曲部３９、４３が複数設けられていてもよい。つまり、接続梁３８、４２は、複数回折り返されて形成されていてもよい。このようにすると、接続梁３８、４２の変形を誘起するために、アーム部が撓まずにマグネット１３を固定することができ、アーム部が開くことなくマグネット１３にがたつきが生じることを抑制できる。

実施の形態３．
図１３は、実施の形態３に係るマグネットホルダ４４を示す斜視図であり、図１４は、実施の形態３に係るマグネットホルダ４４を示す平面図である。本実施の形態に係る回転電機１００は、マグネットホルダ４４のアーム部４５にリブ４６が設けられている点で実施の形態１と異なる。実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付し、図示及び説明を省略する。

図１３及び図１４にそれぞれ示すように、マグネットホルダ４４のアーム部４５において、抜け防止部３４における外周側にリブ４６が設けられている。ここでリブ４６の厚みは篏合部２０に圧入される程度の厚みが確保されている。アーム部４５にリブ４６を設ければ、アーム部４５と篏合部２０との間に隙間が生じず、アーム部４５によるマグネット１３の保持力が増大し、マグネット１３のがたつきを抑制できる。

また、リブ４６は、アーム部４５におけるベース部と接続された側（図１４における紙面奥側）の厚みよりも、ベース部が設けられた側と反対側（図１４における紙面手前側）、つまりアーム部４５における先端側の厚みが小さくなるように形成すると好ましい。このようにすると、マグネットホルダ４４の挿入が容易になる。なお、リブ４６の長さは適宜変更することが可能である。

このように、軸方向に延伸するアーム部４５と、ロータコア１２の軸方向における一方の面側に設けられ、ロータ３の出力軸２が挿通されたベース部とを有するマグネットホルダ４４を備えた回転電機１００において、アーム部４５が有する抜け防止部３４において、外周側にリブ４６を設ければ、アーム部４５によるマグネット１３の保持力が向上する。これにより、マグネットホルダ４４によりがたつきを抑制してロータコア１２にマグネット１３を固定するとともに、アーム部４５によるマグネット１３の保持力が増大するため、マグネット１３の位置決めの精度を向上し、回転電機１００の性能を向上できる。なお、本実施の形態の回転電機１００の製造方法は、実施の形態１で説明した製造方法と同様である。

なお、実施の形態１～３において、Ｌ字状、Ｕ字状の用語を用いて部品の形状等を説明したが、これらの用語は、製造上の公差や組立上のばらつきなどを考慮した範囲を含む。つまり、回転電機１００における、部品の形状等は、製造上の公差又は組立上のばらつきを含んでもよい。

また、本明細書中に開示する各実施の形態は、その範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることが可能であり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ モータケース、２ 出力軸、３ ロータ、４ ステータ、５ 電機子巻線、６ 環状配線部、７ 巻線端部、８ フレーム、９ 第１軸受、１０ 第２軸受、１１ センサロータ、１２ ロータコア、１３ マグネット、１４、３６、４０、４４ マグネットホルダ、１５ カバー、１６ａ、１６ｂ コア板、１７ 固定孔、１８ 外周部、１９ 突起部、２０ 篏合部、２１、４５ アーム部、２２、３７、４１ ベース部、２３ 内周部、２４ 外周梁、２５、３８、４２ 接続梁、２６ 挿通孔、２７ 環状部、２８ 受け部、２９ 軸方向保持部、３０ 誘い部、３１ マグネット保持部、３２ 第１押さえ面、３３ 第２押さえ面、３４ 抜け防止部、３５ カバー端面、３９、４３ 屈曲部、４６ リブ、１００ 回転電機。

Claims (10)

1. ステータと、
   前記ステータの内周側に設けられ、ロータの出力軸に固定されたロータコアと、
   前記ロータコアの外周部に、周方向に並べて固定された複数のマグネットと、
   複数の前記マグネットを前記ロータコアの外周部に固定するマグネットホルダと、を備え、
   前記マグネットホルダは、前記ロータコアの軸方向における一方の面側に設けられ、前記出力軸が挿通されたベース部と、前記ベース部と一端が接続され、軸方向に延伸したアーム部と、を有し、
   前記ベース部は、円環状の内周部と、前記内周部の外周側に設けられ、前記アーム部の前記一端が接続された円環状の外周梁と、前記内周部及び前記外周梁を接続する接続梁と、を有する
   ことを特徴とする回転電機。
2. 前記外周梁は、前記内周部の外周側に設けられた円環状の環状部と、前記環状部から内周側に突出して設けられ、前記アーム部の一端が接続された受け部とを有し、
   前記接続梁は、前記内周部と前記環状部とを接続している
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記ロータコアは、軸方向に連続する篏合部を有し、
   前記アーム部は、前記マグネットの外周面を覆うマグネット保持部と、前記マグネット保持部よりも内周側に設けられた抜け防止部と、
   を有し、
   前記篏合部と前記抜け防止部とが篏合して前記アーム部が前記ロータコアに固定されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
4. 前記アーム部は、それぞれ前記マグネットの周方向への移動を規制する第１押さえ面及び第２押さえ面を有し、
   前記抜け防止部は、前記第１押さえ面及び前記第２押さえ面に対して角度を有している
   ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
5. 前記篏合部の幅は、前記抜け防止部の厚みよりも大きく形成されている
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の回転電機。
6. 前記ロータコアは、前記外周部において前記ベース部が設けられた側と反対側の端部に突起部が設けられ、
   前記外周梁及び前記接続梁の少なくともいずれか一方の前記マグネットと対向した側の面には、前記マグネットの軸方向における側面を保持する軸方向保持部が設けられ、
   前記突起部と、前記軸方向保持部とは対向して配置されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機。
7. 前記接続梁は、折り返されて設けられた屈曲部を有する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の回転電機。
8. 前記マグネットホルダの前記抜け防止部の外周側の面にはリブが設けられている
   ことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機。
9. 前記出力軸には、複数の前記ロータコアが軸方向に並べて固定されており、
   複数の前記ロータコアのそれぞれには、同極性の前記マグネットが周方向に所定の角度ずれた位置で固定されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の回転電機。
10. ロータコアの外周部に、周方向に並べて複数のマグネットを配置する工程と、
    環状の内周部、前記内周部の外周側に設けられた環状の外周梁、及び前記内周部と前記外周梁とを接続する接続する接続梁を有する、マグネットホルダのベース部を、前記ロータコアの軸方向における一方の面側に配置する工程と、
    前記外周梁と一端が接続され、軸方向に延伸した、前記マグネットホルダのアーム部を前記マグネットの外周面に配置し、前記外周梁により前記アーム部から前記マグネットを押圧させ、前記アーム部と前記ロータコアの前記外周部との間に前記マグネットを固定する工程とを備えた回転電機の製造方法。

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