WO2018062349A1 - ロータユニット、モータ、及びロータユニットの製造方法 - Google Patents

ロータユニット、モータ、及びロータユニットの製造方法 Download PDF

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WO2018062349A1
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rotor
holder
magnets
rotor unit
rotor core
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Inventor
真郷 青野
貴之 右田
Original Assignee
日本電産株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to a rotor unit, a motor, and a method for manufacturing the rotor unit.
  • Patent Document 1 discloses a rotor of such an electric motor that includes a rotor cover that fits over an outer surface of a magnet and an end cap that defines an anti-rotation mechanism.
  • the above-described conventional rotor includes an end cap as a separate part. By connecting the end caps, the rotor cover is prevented from idling with respect to the rotor.
  • an end cap which increases the number of parts.
  • An object of the present invention is to prevent the rotor cover from slipping with respect to the holder when the motor rotates while adopting a simple configuration with fewer parts.
  • An exemplary first invention of the present invention is a rotor unit used in a motor, and includes an annular rotor core surrounding a central axis extending in the vertical direction, and a plurality of magnets arranged in a circumferential direction on the outer periphery of the rotor core.
  • a holder that holds the plurality of magnets with respect to the rotor core, and a rotor cover that houses the rotor core, the plurality of magnets, and the holder.
  • the holder has an upper surface portion that holds the upper end of the magnet, and a recess on the outer periphery of the upper surface portion.
  • the rotor cover includes a cylindrical portion that surrounds the outer circumferences of the plurality of magnets, a bottom surface portion that holds lower ends of the plurality of magnets, and an annular portion that covers at least a part of the upper ends of the upper surface portions.
  • the said annular part has a hollow part which overlaps with the said recessed part and an axial direction.
  • the rotor cover can be prevented from idling with respect to the holder during rotation of the motor with a simple configuration with reduced parts.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the rotor unit.
  • FIG. 3 is a perspective view from the bottom side in a state where the rotor core, the magnet, and the holder are combined.
  • FIG. 4 is a perspective view from the upper surface side in a state where the rotor core, the magnet, and the holder are combined.
  • FIG. 5 is a perspective view from the bottom side of the rotor unit.
  • FIG. 6 is a perspective view from the upper surface side of the rotor unit.
  • FIG. 7 is a perspective view from the upper surface side of the rotor unit in the manufacturing process.
  • FIG. 8 is a perspective view from the upper surface side of the rotor unit in the manufacturing process.
  • Embodiments of the present invention are characterized by the configuration of a rotor unit (also simply referred to as “rotor” or “rotor”) used in a motor (also referred to as “rotating electrical machine”).
  • a description will be given focusing on the rotor unit which is a characteristic part.
  • upward direction” or “upper side” and “downward direction” or “lower side” with respect to the central axis J of the rotation of the motor are defined for convenience.
  • the “downward direction” or “lower side” is not necessarily positioned below the gravity direction with respect to the “upward direction” or “upper side”, and is arranged in an arbitrary direction.
  • the upper surface of each component such as the rotor unit may be referred to as an “upper surface” and the lower surface may be referred to as a “bottom surface”.
  • the relative rotation of the holder and the rotor cover without rotating in synchronization with the circumferential direction is referred to as “idling”.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor 1 of the present embodiment.
  • the motor 1 includes a shaft 101, a rotor unit 10, a stator 102, a housing 103, a bearing holder 104, a first bearing 105, a second bearing 106, an insulator 107, a coil 108, and the like.
  • the shaft 101 and the rotor unit 10 are integrated.
  • the shaft 101 has a cylindrical shape with a central axis J extending in one direction as a center.
  • the rotor unit 10 is in the middle of the shaft 101.
  • the rotor unit 10 is rotatable with respect to the stator 102.
  • the stator 102 is disposed so as to surround the rotor unit 10 in the axial direction.
  • the stator 102 has a coil 108 formed by winding a conductor around an insulator 107.
  • the housing 103 is fitted and arranged with the outer peripheral surface of the stator 102 and constitutes the motor 1.
  • the shaft 101, the rotor unit 10, the stator 102, the bearing holder 104, the first bearing 105, the second bearing 106, the insulator 107, and Each component including the coil 108 is accommodated.
  • the housing 103 is substantially cylindrical.
  • the bearing holder 104 supports the second bearing 106 disposed above the rotor unit 10 and the stator 102.
  • the bearing holder 104 is disposed on the upper side of the rotor unit 10 and the stator 102 and fits into the housing 103.
  • the bearing holder 104 has a through hole at a position including the central axis J.
  • a shaft 101 is disposed in the through hole of the bearing holder 104.
  • the first bearing 105 is disposed at the bottom of the housing 103 and supports one of the shafts 101.
  • the second bearing 106 is disposed on the upper side of the rotor unit 10 and supports the other side of the shaft 101.
  • the first bearing 105 and the second bearing 106 support the shaft 101 so that the rotor unit 10 can rotate with respect to the stator 102.
  • the first bearing 105 and the second bearing 106 are ball bearings that relatively rotate the outer ring and the inner ring via a sphere.
  • other types of bearings such as a slide bearing or a fluid bearing may be used as the first bearing 105 and the second bearing 106.
  • the motor 1 gave the example which has the 1st bearing 105 and the 2nd bearing 106, it is good also as a structure which has at least 1 bearing, such as a structure which has one bearing.
  • the insulator 107 is disposed between the stator 102 and the conductive wire constituting the coil 108, and insulates the stator 102 from the conductive wire of the coil 108.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the rotor unit 10 of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view from the bottom surface side of the rotor unit 10 in which the rotor core 12, the magnet 13, and the holder 11 are combined.
  • FIG. 4 is a perspective view from the upper surface side of the rotor unit 10 in a state where the rotor core 12, the magnet 13, and the holder 11 are combined.
  • FIG. 5 is a perspective view from the bottom side of the rotor unit 10.
  • FIG. 6 is a perspective view from the upper surface side of the rotor unit 10.
  • the rotor unit 10 includes a holder 11, a rotor core 12, a magnet 13, and a rotor cover 14.
  • the holder 11 is disposed on the upper side with respect to the rotor cover 14.
  • the holder 11 includes a connecting part 111 and a partition part 112.
  • the holder 11 is a resin member.
  • the holder 11 holds the upper end of the magnet 13 so that the plurality of magnets 13 are not detached from the rotor core 12.
  • the connecting portion 111 is an example of the “upper surface portion” in the present invention.
  • the connecting portion 111 has an annular shape that connects and holds the upper ends of the plurality of partition portions 112.
  • the connecting portion 111 has a holder opening 111a at a portion including the central axis J.
  • An outer peripheral corner 111c on the upper surface side of the connecting portion 111 has a rounded shape extending toward the outer surface.
  • the corners on the outer peripheral side of the connecting portion 111 have four concave portions 111b at equal positions in the circumferential direction.
  • the recess 111b is a notch that is cut out in a rectangular shape radially inward from a corner portion on the upper surface side of the outer peripheral surface of the connecting portion 111.
  • the number of the recessed parts 111b can be changed arbitrarily.
  • the partition 112 extends from the connecting portion 111 downward in a substantially vertical direction, and is arranged between the plurality of magnets 13 adjacent in the circumferential direction when assembled as the rotor unit 10.
  • a cross section of the partition portion 112 in a plane perpendicular to the central axis J extends from the radially outer side toward the radially inner side, and is a middle portion with respect to the radially outer end and the radially inner end.
  • the circumferential length of is shortened. With this structure, the holder 11 is prevented from coming off from the rotor core 12 in the circumferential direction.
  • the bottom surface side of the holder 11 is opened because the magnet 13 is inserted in the assembly process.
  • the rotor core 12 is a substantially regular polygonal columnar and annular portion such as an octagon surrounding the central axis J, which is disposed in the central portion of the rotor unit 10, and is made of a laminated steel plate in which electromagnetic steel plates are laminated in the axial direction. It is a made member.
  • the rotor core 12 has a second through hole 122 into which the shaft 101 is inserted at a portion including the central axis J.
  • Magnets 13 are arranged in contact with the rotor core 12 on the respective outer peripheral surfaces of the rotor core 12.
  • the magnet 13 has an inner peripheral plane in contact with the rotor core 12 and an outer peripheral curved surface in which a cross section perpendicular to the central axis J is curved in an arc shape.
  • the magnet 13 is a permanent magnet.
  • the radially outer curved surface of the magnet 13 faces the stator 102 of the motor 1.
  • the plurality of magnets 13 are arranged in the circumferential direction on the outer periphery of the rotor core 12 so that the N-pole magnetic pole surface and the S-pole magnetic pole surface are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the magnet 13 is assembled by being press-fitted between a pair of adjacent partition portions 112.
  • the rotor cover 14 has a cylindrical portion 141 and a bottom surface portion 142 (see FIG. 5) in a state before assembly, and has a cylindrical shape with an open portion 14a opened on the upper surface side (see FIG. 6).
  • the rotor cover 14 is made of a nonmagnetic metal such as iron or aluminum.
  • the rotor cover 14 is formed by, for example, pressing.
  • the rotor cover 14 accommodates the rotor core 12, the plurality of magnets 13, and the holder 11.
  • the cylindrical portion 141 has a cylindrical shape with the central axis J as the center. When the rotor unit 10 is assembled, the cylindrical portion 141 surrounds the entire outer periphery of the plurality of magnets 13 and partially overlaps the connecting portion 111 of the holder 11. ing.
  • the bottom surface portion 142 is disposed at the lower end of the cylindrical portion 141 and has an annular shape. In the assembled state of the rotor unit 10, the bottom surface portion 142 covers a portion of the bottom surface side of the holder 11 that is opened for inserting the magnet 13 in the assembly process, thereby holding the lower end of the magnet 13 on the bottom surface side. To do.
  • the rotor cover 14 has an opening 142 a in the bottom surface portion 142.
  • the second through hole 122 and the first through hole 121 of the rotor core 12 are exposed from the opening of the opening 142a.
  • the rotor cover 14 may be made of a nonmagnetic resin or the like instead of the nonmagnetic metal.
  • the end portion on the upper surface side of the cylindrical portion 141 of the rotor cover 14 extends radially inward along the rounded corner portion 111 c of the connecting portion 111.
  • a bent annular portion 141a is formed.
  • the annular portion 141 a covers at least a part of the connecting portion 111 on the upper surface of the holder 11.
  • the annular portion 141 a of the rotor cover 14 has a recessed portion 141 b that is recessed in the axial direction with the recessed portion 111 b of the holder 11.
  • a plurality of the recessed portions 141 b are arranged at positions including the corners between the annular portion 141 a and the cylindrical portion 141 of the rotor cover 14.
  • the recessed portion 141b is arranged at an equal position in the circumferential direction, like the recessed portion 111b of the holder 11.
  • the plurality of recesses 111b and the plurality of depressions 141b are fitted to each other without deviation in the circumferential direction.
  • the rotor cover 14 can be prevented from idling in the circumferential direction with respect to the holder 11, the rotor core 12, and the magnet 13. Further, it is possible to prevent the rotor cover 14 from coming off from the holder 11 in the axial direction.
  • the recessed part 111b of the holder 11 and the recessed part 141b of the rotor cover 14 are mentioned.
  • the number of pairs with the unit 141b can be changed to an arbitrary number of one or more.
  • the recessed part 111b and the hollow part 141b are arrange
  • the manufacturing process of the rotor core 12 and the holder 11 is shortened compared with the case where the molding of the holder 11 and the fixing of the rotor core 12 and the holder 11 are performed in separate processes.
  • the holder 11 is not necessarily produced by insert molding, and may be molded separately from the rotor core 12 and attached to the rotor core 12.
  • the process using the above-described method using insert molding and the process using the method in which the holder 11 and the rotor core 12 are individually molded and attached are examples of the “holder mounting process” in the present invention.
  • the magnet 13 is inserted and arranged from the bottom side between a pair of adjacent partition portions 112. Thereby, the magnet 13 is held by the holder 11. If insert molding including the magnet 13 is performed, it is necessary to fix the rotor core 12 and the magnet 13 at least temporarily by a method such as bonding the magnet 13 to the rotor core 12 before insert molding. On the other hand, in the present embodiment, the magnet 13 is positioned by using the holder 11 which has been hardened upon completion of molding. Therefore, compared with the case where insert molding including the magnet 13 is performed, the plurality of magnets 13 can be positioned relatively easily and accurately. Thus, the process of attaching the plurality of magnets 13 to the rotor core 12 is an example of the “magnet attachment process” in the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a state of the rotor unit 10 at this time.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state of the rotor unit 10 at this time.
  • the annular portion 141a that overlaps the recess 111b of the connecting portion 111 is pressed to form a recess 141b that overlaps the recess 111b.
  • the concave portion 141b of the annular portion 141a is caulked so as to enter the concave portion 111b, and the concave portion 111b and the concave portion 141b are fitted.
  • the rotor unit 10 having the recess 141b shown in FIG. 5 is manufactured.
  • This step is an example of the “rotor cover processing step” in the present invention.
  • the rotor cover bending step and the rotor cover processing step may be performed simultaneously as one step.
  • a portion overlapping the concave portion 111b of the cylindrical portion 141 is pressed while the cylindrical portion 141 of the rotor cover 14 is bent inward in the radial direction.
  • the rotor unit of the present invention is not limited to the above embodiment, and includes various forms that can be considered from the above embodiment.
  • the rotor unit of the present invention may have the following modified configuration.
  • the recesses 111b of the connecting part 111 do not necessarily have the same shape.
  • the recess 111b of the rotor unit 10 is a notch that is cut out in a rectangular shape radially inward from a corner portion on the upper surface side of the outer peripheral surface of the connecting portion 111. Instead, it may be replaced with a round shape such as an arc shape or other shapes. Moreover, you may arrange
  • the shape of the recessed part 111b is made into a different shape, even after attaching the rotor cover 14, the shape of the recessed part 111b can be visually recognized. Therefore, the positions of the N pole and the S pole of the magnet 13 in the rotor unit 10 can be confirmed from the outside based on the shape of the recess 111b.
  • the outer periphery of the rotor core 12 may have a polygonal shape as in the above embodiment, but may have a cylindrical shape.
  • the number of magnets 13 can be arbitrarily changed. In this case, the number of partition portions 112 is also changed as appropriate according to the number of magnets 13.
  • the motor of the present invention is mainly used as a motor for automobiles.
  • it is used for a brake motor, a power steering motor, and the like.
  • it can utilize for various uses besides the object for motor vehicles.
  • it may be used for an electric assist bicycle, an electric motorcycle, a home appliance, an OA device, a medical device, and the like.
  • the rotor unit and motor of the present invention can constitute a generator with the same structure.
  • the motor of the present invention can also be used as a generator used in automobiles, electrically assisted bicycles, wind power generation, and the like.
  • the present invention can be used as, for example, a rotor unit for a motor or a motor.

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Abstract

上下方向に延びる中心軸を包囲する環状のロータコアと、前記ロータコアの外周において周方向に配列された複数のマグネットと、前記ロータコアに対して複数の前記マグネットを保持するホルダと、前記ロータコア、複数の前記マグネット、及び前記ホルダを収容するロータカバーと、を備え、前記ホルダは、前記マグネットの上端を保持する上面部と、前記上面部の外周に凹部と、を有し、前記ロータカバーは、複数の前記マグネットの外周を包囲する筒部と、複数の前記マグネットの下端を保持する底面部と、前記上面部の上端の少なくとも一部を覆う環状部と、を有し、前記環状部は、前記凹部と軸方向に重なる窪み部を有する、ロータユニットを用いる。

Description

ロータユニット、モータ、及びロータユニットの製造方法
　本発明は、ロータユニット、モータ、及びロータユニットの製造方法に関する。
　従来から、永久磁石を備えた回転子と固定子とを備える電気モータがある。特許文献１には、このような電気モータの回転子において、磁石の外面を覆って嵌まる回転子カバーと、回転防止機構を定める端部キャップを含む構成のものが開示されている。
特表２０１５－５１１１１０号公報
　上記従来の構成の回転子には、端部キャップを別部品として含んでいる。端部キャップを連結させることで、回転子カバーが回転子に対して空転することを防止している。しかしながら、このような従来の構成では、端部キャップが必要であるため部品が増加してしまう。
　本発明の目的は、部品を減らした簡易な構成を採用しつつ、モータの回転時に、ホルダに対してロータカバーが空転してしまうことを防止することである。
　本発明の例示的な第１発明は、モータに用いられるロータユニットであって、上下方向に延びる中心軸を包囲する環状のロータコアと、前記ロータコアの外周において周方向に配列された複数のマグネットと、前記ロータコアに対して複数の前記マグネットを保持するホルダと、前記ロータコア、複数の前記マグネット、及び前記ホルダを収容するロータカバーと、を備える。前記ホルダは、前記マグネットの上端を保持する上面部と、前記上面部の外周に凹部と、有する。前記ロータカバーは、複数の前記マグネットの外周を包囲する筒部と、複数の前記マグネットの下端を保持する底面部と、前記上面部の上端の少なくとも一部を覆う環状部と、を有する。前記環状部は、前記凹部と軸方向に重なる窪み部を有する。
　上記本発明の例示的な第１発明のロータユニットによれば、部品を減らした簡易な構成で、モータの回転時に、ホルダに対してロータカバーが空転してしまうことを防止できる。
図１は、モータの断面図である。 図２は、ロータユニットの分解斜視図である。 図３は、ロータコア、マグネット、及びホルダを組み合わせた状態の底面側からの斜視図である。 図４は、ロータコア、マグネット、及びホルダを組み合わせた状態の上面側からの斜視図である。 図５は、ロータユニットの底面側からの斜視図である。 図６は、ロータユニットの上面側からの斜視図である。 図７は、製造工程におけるロータユニットの上面側からの斜視図である。 図８は、製造工程におけるロータユニットの上面側からの斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例であって、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
　本発明の実施形態は、モータ（「回転電機」とも呼ばれる）に用いられるロータユニット（単に「ロータ」または「回転子」とも呼ばれる）の構成に特徴がある。実施形態では、特徴部分であるロータユニットを中心に説明する。
　本明細書では、モータの回転の中心軸Ｊに対して「上方向」または「上側」、及び「下方向」または「下側」を便宜的に定義して説明する。ただし、必ずしも「下方向」または「下側」が、「上方向」または「上側」に対して重力方向の下側に位置するとは限らず、任意の向きで配置される。また、ロータユニットなどの各構成の上側の面を「上面」と称し、下側の面を「底面」と称することがある。また、本明細書では、ロータユニットにおいて、ホルダとロータカバーとが周方向に同期して回転せず、相対回転することを「空転」と呼ぶ。
　＜１．実施形態＞
　図１は、本実施形態のモータ１の断面図である。図１に示されるように、モータ１は、シャフト１０１、ロータユニット１０、ステータ１０２、ハウジング１０３、ベアリングホルダ１０４、第１ベアリング１０５、第２ベアリング１０６、インシュレータ１０７、及びコイル１０８などを含む。シャフト１０１とロータユニット１０とは一体構成である。
　シャフト１０１は一方向に延びる中心軸Ｊを中心とした円柱状である。ロータユニット１０は、シャフト１０１の途中位置にある。ロータユニット１０は、ステータ１０２に対して回転可能である。
　ステータ１０２は、ロータユニット１０を軸方向に囲み配置される。ステータ１０２は、インシュレータ１０７に導線が巻回されて構成されたコイル１０８を有する。
　ハウジング１０３は、ステータ１０２の外周面と嵌合し配置され、モータ１を構成する、シャフト１０１、ロータユニット１０、ステータ１０２、ベアリングホルダ１０４、第１ベアリング１０５、第２ベアリング１０６、インシュレータ１０７、及びコイル１０８を含む各構成を収容する。ハウジング１０３は、略円筒状である。
　ベアリングホルダ１０４は、ロータユニット１０及びステータ１０２の上側に配置された第２ベアリング１０６を支持する。ベアリングホルダ１０４は、ロータユニット１０及びステータ１０２の上側に配置され、ハウジング１０３に嵌合する。ベアリングホルダ１０４は、中心軸Ｊを含む位置に貫通孔を有している。ベアリングホルダ１０４の貫通孔には、シャフト１０１が配置される。
　第１ベアリング１０５は、ハウジング１０３の底部に配置され、シャフト１０１の一方を支持する。第２ベアリング１０６は、ロータユニット１０の上側に配置され、シャフト１０１の他方を支持する。第１ベアリング１０５及び第２ベアリング１０６は、ステータ１０２に対してロータユニット１０が回転可能になるよう、シャフト１０１を支持する。第１ベアリング１０５及び第２ベアリング１０６は、球体を介して外輪と内輪とを相対回転させるボールベアリングである。ただし、ボールベアリングに代えて、すべり軸受または流体軸受などの他の方式の軸受けを第１ベアリング１０５及び第２ベアリング１０６として用いてもよい。なお、モータ１は、第１ベアリング１０５と第２ベアリング１０６とを有する例を挙げたが、１つのベアリングを有する構成など、少なくとも１つのベアリングを有する構成としてもよい。
　インシュレータ１０７は、ステータ１０２とコイル１０８を構成する導線との間に配置され、ステータ１０２とコイル１０８の導線とを絶縁する。
　図２は、本実施形態のロータユニット１０の分解斜視図である。図３は、ロータユニット１０において、ロータコア１２、マグネット１３、及びホルダ１１を組み合わせた状態の底面側からの斜視図である。図４は、ロータユニット１０において、ロータコア１２、マグネット１３、及びホルダ１１を組み合わせた状態の上面側からの斜視図である。図５は、ロータユニット１０の底面側からの斜視図である。図６は、ロータユニット１０の上面側からの斜視図である。
　図２に示されるように、ロータユニット１０は、ホルダ１１、ロータコア１２、マグネット１３、及びロータカバー１４を含んで構成される。図２において、ホルダ１１はロータカバー１４に対して上側に配置されている。
　ホルダ１１は、連結部１１１及び仕切部１１２を含んで構成される。ホルダ１１は樹脂製の部材である。ホルダ１１は、ロータコア１２に対して複数のマグネット１３が外れないよう、マグネット１３の上端を保持する。なお、連結部１１１は本発明における「上面部」の一例である。
　連結部１１１は、複数の仕切部１１２の上端を連結し保持する円環状である。連結部１１１は、中心軸Ｊを含む部分にホルダ開口部１１１ａを有している。連結部１１１の上面側の外周の角部１１１ｃは、外側面にかけて丸みを帯びた丸み形状になっている。
　図４に示されるように、連結部１１１の外周側の角には、周方向に均等な位置に４つの凹部１１１ｂを有する。凹部１１１ｂは、連結部１１１の外周面における上面側の角部分から、径方向内側に向かって矩形状に切り欠かれた切欠である。なお、凹部１１１ｂの数は任意に変更可能である。
　仕切部１１２は、連結部１１１から下方向に略垂直に向かって複数延びており、ロータユニット１０として組み立てられた状態では周方向に隣り合う複数のマグネット１３の間にそれぞれ配置される。仕切部１１２の中心軸Ｊに対して垂直な面における断面は、径方向外側から径方向内側に向かって延びており、径方向外側の端部と径方向内側の端部に対して、途中部分の周方向長さが短くなっている。この構造により、ホルダ１１がロータコア１２から周方向外側に外れるのを防止している。ホルダ１１の底面側は、組立工程においてマグネット１３が挿入されるため開放されている。
　ロータコア１２は、ロータユニット１０の中心部に配置された、中心軸Ｊを包囲する八角形などの略正多角柱状で環状の部分であり、電磁鋼板を軸方向に積層させた積層鋼板からなる金属製の部材である。ロータコア１２は、中心軸Ｊを含む部分に、シャフト１０１が挿入される第２貫通孔１２２を有している。ロータコア１２の第２貫通孔１２２よりも径方向外側には、中心軸Ｊに平行な上下方向に円筒状に延びる複数の第１貫通孔１２１がある。ロータコア１２の外周側の各面には、それぞれマグネット１３が、ロータコア１２に接して配置される。
　マグネット１３は、ロータコア１２に接する内周側の平面と、中心軸Ｊに垂直な断面が円弧状に湾曲した形状となる外周側の湾曲面とを有する。マグネット１３は、永久磁石である。マグネット１３の径方向外側の湾曲面は、モータ１のステータ１０２に対向する。複数のマグネット１３は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが周方向において交互に並ぶよう、ロータコア１２の外周において周方向に配列される。マグネット１３は、互いに隣り合う一対の仕切部１１２の間に圧入されることで組み立てられる。
　ロータカバー１４は、組立前の状態では、筒部１４１と底面部１４２とを有し（図５参照）、上面側に開放された開放部１４ａを有する円筒状である（図６参照）。ロータカバー１４は、鉄、アルミニウム等の非磁性体の金属製である。ロータカバー１４は、例えば、プレス加工等により形成される。ロータカバー１４は、ロータコア１２、複数のマグネット１３、及びホルダ１１を収容する。筒部１４１は、中心軸Ｊを中心とする円筒状であり、ロータユニット１０が組み立てられた状態では、複数のマグネット１３の外周の全体を包囲し、ホルダ１１の連結部１１１と一部が重なっている。底面部１４２は、筒部１４１の下端に配置され、環状になっている。ロータユニット１０が組み立てられた状態では、底面部１４２は、ホルダ１１の底面側の、組立工程でマグネット１３を挿入するために開放された部分を覆い、これによってマグネット１３の底面側の下端を保持する。ロータカバー１４は、底面部１４２に開口部１４２ａを有する。開口部１４２ａの開口からは、ロータコア１２の第２貫通孔１２２及び第１貫通孔１２１が露出する。なお、ロータカバー１４は、非磁性体の金属製に代えて、非磁性体の樹脂等から形成されてもよい。
　図５及び図６に示されるように、組み立てられた状態では、ロータカバー１４の筒部１４１の上面側の端部は、連結部１１１の丸み形状の角部１１１ｃに沿って、径方向内側に屈曲した環状の環状部１４１ａになっている。環状部１４１ａは、ホルダ１１の上面の連結部１１１の少なくとも一部を覆う。さらに、ロータカバー１４の環状部１４１ａは、ホルダ１１の凹部１１１ｂと軸方向に重なって窪んだ窪み部１４１ｂを有する。窪み部１４１ｂは、ロータカバー１４の環状部１４１ａと筒部１４１との間の角を含む位置に複数配置される。窪み部１４１ｂは、ホルダ１１の凹部１１１ｂと同様に、周方向に均等な位置に配置される。複数の凹部１１１ｂと複数の窪み部１４１ｂは、互いに周方向にずれなく嵌合している。これにより、ホルダ１１、ロータコア１２、及びマグネット１３に対して、ロータカバー１４が周方向に空転してしまうことを防止することができる。また、ロータカバー１４がホルダ１１から軸方向に抜けてしまうことを防止することができる。
　なお、本実施形態のロータユニット１０では、ホルダ１１の凹部１１１ｂと、ロータカバー１４の窪み部１４１ｂとを四対有する構成を例に挙げているが、ホルダ１１の凹部１１１ｂとロータカバー１４の窪み部１４１ｂとの対の数は、１つ以上の任意の数に変更可能である。ただし、凹部１１１ｂと窪み部１４１ｂとの対を複数備える構成とすることで、ホルダ１１、ロータコア１２、及びマグネット１３に対して、ロータカバー１４が周方向に空転することを効果的に防止することができる。なお、凹部１１１ｂと窪み部１４１ｂとを複数有する構成では、凹部１１１ｂと窪み部１４１ｂとがそれぞれ周方向に均等になるよう配置されることが好ましい。このような構成とすることで、凹部１１１ｂと窪み部１４１ｂとに対して重量により与えられる力を均等にすることができる。
　＜ロータユニット１０の製造方法＞
　ロータユニット１０を製造するときには、まず、ロータコア１２を金型の内部に配置する。そして、ロータコア１２が配置された金型の内部に樹脂を射出する。これにより、複数の仕切部１１２を有する形状に、ホルダ１１をインサート成型する。ここでは、仕切部１１２の軸方向の寸法が、マグネット１３の軸方向の寸法よりも長くなるように、ホルダ１１を成型する。インサート成型の製造工程では、ホルダ１１の成型と、ロータコア１２及びホルダ１１の固定との双方が行われる。そのため、ホルダ１１の成型とロータコア１２及びホルダ１１の固定を別々の工程で行う場合と比較して、ロータコア１２及びホルダ１１の製造工程が短縮される。ただし、ホルダ１１は必ずしもインサート成型で作製されず、ロータコア１２と別に単独で成型され、ロータコア１２に対してホルダ１１を取り付けてもよい。なお、上記のインサート成型を用いる方法を用いる工程と、ホルダ１１とロータコア１２とをそれぞれ単独で成型して取り付ける方法を用いる工程とは、本発明における「ホルダ取付工程」の例である。
　続いて、互いに隣り合う一対の仕切部１１２の間に、底面側からマグネット１３を挿入して配置する。これにより、ホルダ１１によってマグネット１３が保持される。仮に、マグネット１３を含めてインサート成型をすると、インサート成型前に、ロータコア１２にマグネット１３を接着させるなどの方法で、ロータコア１２とマグネット１３とを少なくとも一時的に固定する必要がある。これに対し、本実施形態では、成型が完了して硬化したホルダ１１を利用して、マグネット１３の位置決めを行う。そのため、マグネット１３を含めてインサート成型を行う場合と比較して、複数のマグネット１３を、比較的容易に、精度よく位置決めすることができる。このように、ロータコア１２に複数のマグネット１３を取り付ける工程は、本発明における「マグネット取付工程」の一例である。
　次に、組み立てられたホルダ１１、ロータコア１２、及びマグネット１３は、ロータカバー１４の開放された上面側から挿入される。ロータカバー１４の底面部１４２は、ロータコア１２及びマグネット１３の底面側と接し、マグネットを保持する。この工程は、本発明における「ロータカバー取付工程」の一例である。図７は、このときのロータユニット１０の状態を示す図である。
　そして、ロータカバー１４の筒部１４１の上面側を径方向内側に屈曲させ、ロータカバー１４の環状部１４１ａの外側の面と、ホルダ１１の連結部１１１の角部１１１ｃの内側の面とが接する状態とする。これにより、環状部１４１ａは、ホルダ１１の連結部１１１の角部１１１ｃの形状に沿った形状となる。この工程は、本発明における「ロータカバー折り曲げ工程」の一例である。図８は、このときのロータユニット１０の状態を示す図である。
　最後に、連結部１１１の凹部１１１ｂに重なった環状部１４１ａを押圧し、凹部１１１ｂに重なる窪み部１４１ｂを形成する。具体的には、環状部１４１ａの窪み部１４１ｂが凹部１１１ｂに入り込むようにかしめられて、凹部１１１ｂと窪み部１４１ｂとが嵌合する状態になる。このようにして、図５に示された窪み部１４１ｂを有するロータユニット１０が製造される。この工程は、本発明における「ロータカバー加工工程」の一例である。
　なお、ロータカバー折り曲げ工程とロータカバー加工工程とは、一つの工程として同時に行われてもよい。この場合、ロータカバー１４の筒部１４１を径方向内側に屈曲させながら、筒部１４１の凹部１１１ｂと重なる部分を押圧する。これにより、ロータユニット１０の製造工程を簡略化することができる。
　＜２．変形例＞
　本発明のロータユニットは、上記の実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態から考え得る種々の形態をも包含する。例えば、本発明のロータユニットは、以下のような変形例の構成であってもよい。
　連結部１１１の凹部１１１ｂは、必ずしも全てが同じ形状でなくてもよい。図４などに示されるように、ロータユニット１０の凹部１１１ｂは連結部１１１の外周面における上面側の角部分から、径方向内側に向かって矩形状に切り欠かれた切欠であるが、矩形状でなく円弧状などの丸みをもつ形状や、その他の形状に代えてもよい。また、凹部１１１ｂとして、矩形状及び円弧状などの複数の異なる形状を周方向に交互に配置してもよい。このように、凹部１１１ｂの形状を異なる形状にすると、ロータカバー１４を取り付けた後でも、凹部１１１ｂの形状を視認できる。そのため、凹部１１１ｂの形状に基づいて、ロータユニット１０におけるマグネット１３のＮ極及びＳ極の位置を、外部から確認することができる。
　ロータコア１２の外周は、上記実施形態のような多角形状であってもよいが、円筒状であってもよい。
　マグネット１３の数は任意に変更可能である。この場合、マグネット１３の数に応じて仕切部１１２の数も適宜変更される。
　＜３．その他＞
　以上、本発明の実施形態及び変形例についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。例えば、上記実施形態及び各変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
　本発明のモータは、主に自動車用のモータとして用いられる。例えばブレーキ用のモータや、パワーステアリング用のモータなどに利用される。また、自動車用以外にも種々の用途に利用可能である。例えば、電動アシスト自転車、電動バイク、家電製品、ＯＡ機器、及び医療機器等に利用されてもよい。
　また、本発明のロータユニット及びモータは、同様の構造で発電機を構成することもできる。本発明のモータは、自動車、電動アシスト自転車、風力発電等に利用される発電機としても利用されうる。
　本発明は、例えばモータ用のロータユニット、またはモータとして利用可能である。
１…モータ
１０１…シャフト
１０２…ステータ
１０３…ハウジング
１０４…ベアリングホルダ
１０５…第１ベアリング
１０６…第２ベアリング
１０７…インシュレータ
１０８…コイル
１０…ロータユニット
１１…ホルダ
　１１１…連結部
　　１１１ａ…ホルダ開口部
　　１１１ｂ…凹部
　　１１１ｃ…角部
　１１２…仕切部
１２…ロータコア
　１２１…第１貫通孔
　１２２…第２貫通孔
１３…マグネット
１４…ロータカバー
　１４ａ…開放部
　１４１…筒部
　　１４１ａ…環状部
　　１４１ｂ…窪み部
１４２…底面部
　　１４２ａ…開口部
 

 

Claims (9)

  1. 　上下方向に延びる中心軸を包囲する環状のロータコアと、
    　前記ロータコアの外周において周方向に配列された複数のマグネットと、
    　前記ロータコアに対して複数の前記マグネットを保持するホルダと、
    　前記ロータコア、複数の前記マグネット、及び前記ホルダを収容するロータカバーと、
    を備え、
    　前記ホルダは、
    　　前記マグネットの上端を保持する上面部と、
    　　前記上面部の外周に位置する凹部と、
    を有し、
    　前記ロータカバーは、
    　　複数の前記マグネットの外周を包囲する筒部と、
    　　複数の前記マグネットの下端を保持する底面部と、
    　　前記上面部の上端の少なくとも一部を覆う環状部と、
    を有し、
    　前記環状部は、前記凹部と軸方向に重なる窪み部を有する、
    　ロータユニット。
  2. 　前記窪み部は、前記ロータカバーの前記環状部と前記筒部との間の角を含む、
    　請求項１に記載のロータユニット。
  3. 　前記窪み部は、前記ロータカバーの前記環状部に複数配置される、
    　請求項１または請求項２に記載のロータユニット。
  4. 　複数の前記窪み部は、周方向に均等な間隔で配置される、
    　請求項３に記載のロータユニット。
  5. 　前記上面部は、複数の前記凹部を有しており、
    　複数の前記凹部は、少なくとも２以上の異なる形状のいずれかであって、周方向に交互に配列される、
    　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロータユニット。
  6. 　前記ホルダは、周方向に隣り合う前記マグネットの間に配置される仕切部をさらに有する、
    　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロータユニット。
  7. 　前記ホルダは樹脂製であり、
    　前記ロータカバーは金属製である、
    　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のロータユニット。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のロータユニットを含み、上下方向に延びる中心軸を中心としたシャフトを有するロータと、
    　前記ロータと対向し、複数のコイルを有するステータと、
    　前記ステータに対して前記ロータが回転可能になるよう前記シャフトを支持するベアリングと、を備える、
    　モータ。
  9. 　上下方向に延びる中心軸を包囲する環状のロータコアに、上面部の外周に凹部を有するホルダを取り付けるホルダ取付工程と、
    　前記ロータコアの外周に、周方向に配列された複数のマグネットを、前記ホルダにより保持されるよう取り付けるマグネット取付工程と、
    　前記ロータコア、複数の前記マグネット、及び前記ホルダを収容するよう、前記上面部と対向する位置に底面部を有する筒状のロータカバーを取り付けるロータカバー取付工程と、
    　前記ロータカバーの筒部を径方向内側に曲げるロータカバー折り曲げ工程と、
    　前記筒部の前記凹部に対向する位置を、前記凹部に嵌合する窪み部に加工するロータカバー加工工程と、
    を備える、
    　ロータユニットの製造方法。
     
     

     
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