WO2019123950A1 - ロータおよびモータ - Google Patents

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WO2019123950A1
WO2019123950A1 PCT/JP2018/042837 JP2018042837W WO2019123950A1 WO 2019123950 A1 WO2019123950 A1 WO 2019123950A1 JP 2018042837 W JP2018042837 W JP 2018042837W WO 2019123950 A1 WO2019123950 A1 WO 2019123950A1
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WO
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rotor
surface pressure
hole
pressure fitting
rotor core
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PCT/JP2018/042837
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English (en)
French (fr)
Inventor
知輝 伊賀
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
    • 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
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures

Definitions

  • the present invention relates to a rotor and a motor.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which a shaft and a rotor core are key-fitted.
  • An object of one aspect of the present invention is to provide a rotor capable of suppressing variation in coaxiality between a rotor core and a shaft.
  • a rotor according to one aspect of the present invention is a rotor used for an inner rotor type motor, and is supported by a shaft centered on a vertically extending central axis, a rotor core fixed to the shaft, and the rotor core And a rotor magnet.
  • the rotor core is provided with a central hole into which the shaft is press-fitted and a plurality of through holes axially penetrating and aligned along the circumferential direction.
  • the inner circumferential surface of the central hole is provided with a plurality of fitting convex portions that protrude inward in the radial direction along the circumferential direction and contact the shaft at a tip end surface.
  • the plurality of fitting projections include high surface pressure fitting projections and low surface pressure fitting projections arranged alternately in the circumferential direction.
  • at least one of the shape and the arrangement of the through holes is different from each other in the radial direction outer side of the high surface pressure fitting convex portion and the radial direction outer side of the low surface pressure fitting convex portion.
  • the surface pressure at the tip end surface of the high surface pressure fitting convex portion is larger than the surface pressure at the tip surface of the low surface pressure fitting convex portion.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view along the central axis of the motor of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the rotor core of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of a rotor core of a modification applicable to the motor of the above-described embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the rotor core of the second embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view of a rotor core according to a third embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of the rotor core of the fourth embodiment.
  • the Z axis is shown as appropriate.
  • the Z-axis direction of each drawing is a direction parallel to the axial direction of the central axis J shown in FIG. Further, in the following description, the positive side (+ Z side) in the Z-axis direction is referred to as "upper side”, and the negative side (-Z side) in the Z-axis direction is referred to as "lower side”. Note that the upper and lower sides are directions used merely for the purpose of explanation, and do not limit the actual positional relationship or direction.
  • a direction (Z-axis direction) parallel to the central axis J is simply referred to as “axial direction” or “vertical direction”, and a radial direction centered on the central axis J is simply referred to as “radial direction”.
  • the circumferential direction around the central axis J that is, around the axis of the central axis J, is simply referred to as “circumferential direction”.
  • plane view means a state viewed from the axial direction.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view taken along the central axis J of the motor 1 of the first embodiment.
  • the motor 1 includes a rotor 3, a stator 10, a housing 2, a bearing holder 5, an upper bearing 6A, and a lower bearing 6B.
  • the motor 1 of the present embodiment is an inner rotor type motor in which the rotor 3 is disposed radially inside the stator 10.
  • the housing 2 is in the form of a cylinder that opens upward.
  • the housing 2 accommodates the rotor 3, the stator 10 and the bearing holder 5.
  • the housing 2 has a cylindrical portion 2a and a bottom 2b.
  • the cylindrical portion 2 a surrounds the stator 10 from the outer side in the radial direction.
  • the bottom 2b is located at the lower end of the cylindrical portion 2a.
  • a lower bearing holding portion 2c for holding the lower bearing 6B is provided at the center of the bottom portion 2b in plan view.
  • the bearing holder 5 is located above the stator 10.
  • the bearing holder 5 is held on the inner peripheral surface of the housing 2.
  • the bearing holder 5 holds the upper bearing 6A in the upper bearing holding portion 5a.
  • the stator 10 is annularly disposed around the central axis J.
  • the stator 10 is located radially outward of the rotor 3.
  • the stator 10 is radially opposed to the rotor 3 via a gap.
  • the stator 10 is fixed to the inner circumferential surface of the housing 2.
  • the stator 10 has an annular stator core 11, a pair of insulators 14 mounted on the stator core 11 in the vertical direction, and a coil 13 mounted on the stator core 11 via the insulators 14.
  • the rotor 3 is used for an inner rotor type motor 1.
  • the rotor 3 rotates around a central axis J extending in the vertical direction.
  • the rotor 3 has a shaft 3a, a plurality of rotor cores 30, and a plurality of rotor magnets 3b.
  • the shaft 3a extends in the vertical direction around a central axis J extending in the vertical direction (axial direction).
  • the shaft 3a has a circular cross-sectional shape orthogonal to the central axis J.
  • the shaft 3a is rotatably supported around the central axis J by the upper bearing 6A and the lower bearing 6B.
  • the rotor core 30 is fixed to the outer peripheral surface of the shaft 3a.
  • the rotor 3 of the present embodiment is provided with two rotor cores (first rotor core 30A and second rotor core 30B) aligned in the axial direction.
  • the first rotor core 30A and the second rotor core 30B have the same shape. In the present specification, when the first rotor core 30A and the second rotor core 30B are not distinguished from one another, these are simply referred to as the rotor core 30.
  • the rotor magnets 3b are fixed to the outer peripheral surfaces of the first rotor core 30A and the second rotor core 30B, respectively. That is, the rotor magnet 3 b is supported by the rotor core 30.
  • the first rotor core 30A and the second rotor core 30B are fixed to the shaft 3a in a state where the magnetic poles of the rotor magnet 3b are shifted in the circumferential direction. That is, the first rotor core 30A and the second rotor core 30B are arranged to be mutually offset in the rotational direction at a predetermined skew angle. Thereby, the cogging torque of the motor 1 can be reduced.
  • the rotor 3 exemplifies the case of having two rotor cores 30.
  • the rotor 3 may have three or more rotor cores disposed with a skew angle.
  • the rotor core 30 is configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates 39 along the axial direction.
  • the plurality of electromagnetic steel plates 39 have the same shape. Therefore, the shape of the rotor core 30 viewed from the axial direction matches the shape viewed from the axial direction of each of the electromagnetic steel plates 39.
  • FIG. 2 is a plan view of the rotor core 30 according to the first embodiment.
  • the rotor core 30 extends in a uniform cross section along the axial direction.
  • the rotor core 30 has a substantially polygonal outer shape when viewed in the axial direction.
  • the rotor core 30 is octagonal when viewed in the axial direction. That is, the rotor core 30 of the present embodiment is an octagonal prism.
  • the rotor core 30 has eight holding surfaces 30 a facing radially outward.
  • the eight holding surfaces 30 a constitute the outer peripheral surface of the rotor core 30.
  • the holding surfaces 30a are arranged along the circumferential direction.
  • the holding surface 30a is a surface orthogonal to the radial direction.
  • the rotor magnet 3b is fixed to the holding surface 30a via an adhesive or the like.
  • the rotor magnet 3b may be fixed by a cylindrical rotor cover. Therefore, eight rotor magnets 3b are provided in the rotor 3 of the present embodiment.
  • the eight rotor magnets 3b are arranged alternately in the magnetic pole direction along the circumferential direction.
  • the number of holding surfaces 30a of the rotor core 30 and the number of rotor magnets 3b provided on the rotor 3 are an example, and the present invention is not limited to this embodiment.
  • the rotor core 30 is provided with a plurality of through holes 35.
  • the rotor core 30 is provided with four through holes 35.
  • the through hole 35 penetrates in the axial direction.
  • the plurality of through holes 35 are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the inside of the through hole 35 is a cavity.
  • the rotor core 30 is provided with a central hole 31 located at the center in plan view.
  • the central hole 31 penetrates in the axial direction.
  • the central hole 31 is substantially circular around the central axis J.
  • the shaft 3 a is press-fitted into the central hole 31.
  • a plurality of fitting projections 32 are provided on the inner peripheral surface of the central hole 31.
  • eight fitting convex portions 32 are provided on the inner peripheral surface of the central hole 31.
  • the number of fitting projections 32 matches the number of rotor magnets 3b.
  • one rotor magnet 3 b is provided on the radial outside of one fitting protrusion 32.
  • the inner circumferential surface of the central hole means a surface which constitutes the central hole in the rotor core.
  • the plurality of fitting projections 32 are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the fitting convex portion 32 protrudes radially inward.
  • the fitting convex portion 32 has a tip surface 32 a facing inward in the radial direction.
  • the tip end surface 32a has an arc shape centering on the central axis J, and extends uniformly along the axial direction.
  • the fitting convex portion 32 contacts the shaft 3a at the tip end surface 32a.
  • the plurality of fitting protrusions 32 include a high surface pressure fitting protrusion 32A and a low surface pressure fitting protrusion 32B.
  • the high surface pressure fitting convex portions 32A and the low surface pressure fitting convex portions 32B are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the high surface pressure fitting convex portion 32A and the low surface pressure fitting convex portion 32B have the same shape. That is, the high surface pressure fitting convex portion 32A and the low surface pressure fitting convex portion 32B have the same projecting height and the same width dimension in the circumferential direction.
  • the through hole 35 is disposed only on the radially outer side of the low surface pressure fitting convex portion 32B. Therefore, the rotor core 30 has high rigidity on the radial outside of the high surface pressure fitting convex portion 32A, and low rigidity on the radial outside of the low surface pressure fitting convex 32B.
  • a through hole 35 is provided radially outward of the low surface pressure fitting projection 32B. That is, the low surface pressure fitting convex portion 32B and the through hole 35 overlap in the radial direction. Thereby, when the shaft 3a is press-fitted into the central hole 31, the low surface pressure fitting convex portion 32B is easily elastically deformed outward in the radial direction.
  • the through hole 35 is not provided on the radial outside of the high surface pressure fitting convex portion 32A. Therefore, when the shaft 3a is press-fitted into the central hole 31, the high surface pressure fitting convex portion 32A is less likely to be elastically deformed radially outward as compared with the low surface pressure fitting convex portion 32B.
  • the surface pressure at the tip surface 32a of the high surface pressure fitting convex portion 32A is higher than the surface pressure at the tip surface 32a of the low surface pressure fitting convex portion 32B.
  • the high surface pressure fitting convex portions 32A are provided on the inner peripheral surface of the central hole 31 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the tip surface 32a of the high surface pressure fitting convex portion 32A contacts the outer peripheral surface of the shaft 3a with high surface pressure, so that the rotor core 30 can be firmly fixed to the shaft 3a.
  • the low surface pressure fitting convex portion 32B is provided on the inner peripheral surface of the central hole 31.
  • the low surface pressure fitting projections 32B are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the low surface pressure fitting convex portion 32B contacts the outer peripheral surface of the shaft 3a with a lower surface pressure than the high surface pressure fitting convex portion 32A.
  • the low surface pressure fitting convex portion 32B guides the outer peripheral surface of the shaft 3a when press-fitting the shaft 3a into the central hole 31 to increase the coaxiality of the shaft 3a with respect to the central hole 31. That is, according to the present embodiment, it is possible to suppress the variation in coaxiality between the rotor core 30 and the shaft 3a.
  • the high surface pressure fitting convex portions 32A and the low surface pressure fitting convex portions 32B are alternately arranged along the circumferential direction.
  • the rotor core 30 is firmly fixed to the shaft 3a in the high surface pressure fitting convex portion 32A, and variation in the degree of coaxiality between the rotor core 30 and the shaft 3a in the low surface pressure fitting convex portion 32B can be suppressed.
  • the through hole 35 is not provided radially outside the high surface pressure fitting convex portion 32A, and the through hole 35 is provided radially outside the low surface pressure fitting convex portion 32B.
  • the pattern of the through holes 35 provided in the rotor core 30 is not limited to the present embodiment.
  • at least one of the shape and the arrangement of the through holes 35 is different from each other in the radial direction outer side of the high surface pressure fitting convex portion and the radial direction outer side of the low surface pressure fitting convex portion.
  • the surface pressure at the tip end surface 32a of the pressure fitting convex portion 32A may be larger than the surface pressure at the tip end surface 32a of the low surface pressure fitting convex portion 32B.
  • the inside of the through hole 35 is a cavity. Therefore, as compared with the case where the resin material or the like is filled in the through hole 35, the low surface pressure fitting convex portion 32B located on the inner side in the radial direction of the through hole 35 can be easily deformed.
  • the inside of the through hole 35 may be filled with a resin material or the like which is more easily elastically deformed than the material forming the rotor core 30. In such a case, due to the difference in elastic modulus between the material of the rotor core 30 and the material filled in the through hole 35, the fitting convex portion 32 is easily deformed radially outward.
  • FIG. 3 is a plan view of a rotor core 130 of a modified example that can be adopted for the motor 1 of the above-described embodiment.
  • the rotor magnet 103 b fixed to the outer peripheral surface 130 a of the rotor core 130 is illustrated by a two-dot chain line.
  • symbol is attached
  • the modified rotor core 130 extends in the axial direction with a uniform cross section.
  • the rotor core 130 is circular around the central axis J when viewed in the axial direction. That is, in the present embodiment, the rotor core 130 is cylindrical.
  • the rotor core 130 has an outer circumferential surface 130 a facing radially outward.
  • the rotor magnet 103 b is fixed to the outer peripheral surface 130 a via an adhesive or the like.
  • the rotor magnet 103b may be fixed by a cylindrical rotor cover.
  • the rotor magnet 103b of this modification is annular.
  • a plurality of N poles and S poles are alternately arranged and magnetized along the circumferential direction. That is, the rotor magnet 103b has an annular shape in which the magnetic poles are arranged along the circumferential direction.
  • the magnetic poles of the N pole and the S pole of the rotor magnet 103b may be spirally magnetized, respectively. By magnetizing in this manner, the cogging torque of the motor can be reduced.
  • FIG. 4 is a plan view of the rotor core 230 of the second embodiment.
  • the rotor core 230 is provided with a central hole 31 into which the shaft 3a is press-fitted and a plurality of (eight in the present embodiment) through holes 235 arranged along the circumferential direction.
  • a plurality of (eight in the present embodiment) fitting projections 232 are provided on the inner circumferential surface of the central hole 31 so as to protrude radially inward.
  • the fitting convex portion 232 contacts the shaft 3 a at the tip end surface 232 a facing inward in the radial direction.
  • the plurality of fitting projections 232 include a high surface pressure fitting projection 232A and a low surface pressure fitting projection 232B.
  • the high surface pressure fitting convex portions 232A and the low surface pressure fitting convex portions 232B are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the high surface pressure fitting convex portion 232A and the low surface pressure fitting convex portion 232B have the same shape.
  • the plurality of through holes 235 axially penetrate the rotor core 230.
  • the plurality of through holes 235 are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the plurality of through holes 235 includes a first through hole 235A and a second through hole 235B.
  • the first through holes 235A and the second through holes 235B are alternately arranged along the circumferential direction.
  • the width dimension in the radial direction of the first through hole 235A is smaller than that of the second through hole 235B.
  • the second through hole 235B has a larger cross-sectional area orthogonal to the central axis J than the first through hole 235A.
  • the first through hole 235A has an inner end 235Aa which is a radially inner end, and an outer end 235Ab which is a radially outer end.
  • the second through hole 235B has an inner end 235Ba which is a radially inner end, and an outer end 235Bb which is a radially outer end.
  • the inner end portions 235Aa, 235Ba and the outer end portions 235Ab, 235Bb are radially opposed.
  • the radial end positions of the outer end portions 235Ab and 235Bb of the first through holes 235A and the second through holes 235B coincide with each other.
  • the inner end portion 235Aa of the first through hole 235A is located radially outward of the inner end portion 235Ba of the second through hole 235B. That is, the distance between the second through hole 235B and the central axis J is smaller than that of the first through hole 235A.
  • the first through holes 235A are located radially outward of the high surface pressure fitting convex portion 232A.
  • the second through holes 235B are located radially outward of the low surface pressure fitting convex portion 232B.
  • the distance between the first through hole 235A and the central axis J is larger than the distance between the second through hole 235B and the central axis J.
  • the high surface pressure fitting convex portion 232A is located radially inward of the first through hole 235A
  • the low surface pressure fitting convex portion 232B is positioned radially inward of the second through hole 235B. Therefore, the rotor core 230 has high rigidity in the radial direction outside of the high surface pressure fitting convex portion 232A and low rigidity in the radial direction outer side of the low surface pressure fitting convex portion 232B.
  • the surface pressure at the tip end surface 232a of the high surface pressure fitting convex portion 232A is higher than the surface pressure at the tip end surface 232a of the low surface pressure fitting convex portion 232B.
  • the cross-sectional area orthogonal to the central axis J is larger than the 1st through-hole 235A of the 2nd through-hole 235B of this embodiment.
  • the rotor core 230 is firmly fixed to the shaft 3a by the high surface pressure fitting convex portion 232A, and the outer peripheral surface of the shaft 3a is guided by the low surface pressure fitting convex portion 232B.
  • the coaxiality of the shaft 3 a with respect to the hole 31 can be increased.
  • the number of the fitting convex portions 232 and the number of the through holes 235 coincide with each other. Therefore, regardless of whether the high surface pressure fitting convex portion 232A or the low surface pressure fitting convex portion 232B, the through holes 235 are provided on the radial outside of all the fitting convex portions 232. Thereby, the through hole 235 can absorb the deformation of the rotor core 230 when the shaft 3 a is press-fit into the central hole 31. For this reason, the deformation of the rotor core 230 at the radially outer side of the through hole 235 is suppressed. As a result, the deformation of the holding surface 30a of the rotor core 230 can be suppressed, and the certainty of holding the rotor magnet 3b on the holding surface 30a can be enhanced.
  • FIG. 5 is a plan view of the rotor core 330 according to the third embodiment.
  • the rotor core 330 is provided with a central hole 31 into which the shaft 3a is press-fitted and a plurality of (eight in the present embodiment) through holes 335 arranged along the circumferential direction.
  • a plurality of (eight in the present embodiment) fitting projections 332 are provided on the inner peripheral surface of the central hole 31 so as to protrude radially inward.
  • the fitting protrusion 332 is in contact with the shaft 3 a at the tip end surface 332 a facing inward in the radial direction.
  • the plurality of fitting protrusions 332 include a high surface pressure fitting protrusion 332A and a low surface pressure fitting protrusion 332B.
  • the high surface pressure fitting convex portions 332A and the low surface pressure fitting convex portions 332B are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the high surface pressure fitting convex portion 332A and the low surface pressure fitting convex portion 332B have the same shape.
  • the plurality of through holes 335 axially penetrate the rotor core 330.
  • the plurality of through holes 335 are arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the plurality of through holes 335 include a first through hole 335A and a second through hole 335B.
  • the first through holes 335A and the second through holes 335B are alternately arranged along the circumferential direction.
  • the first through holes 335A and the second through holes 335B have the same shape when viewed from the axial direction. Therefore, the first through holes 335A and the second through holes 335B have the same cross-sectional area orthogonal to the central axis J.
  • the first through holes 335A are located radially outward of the high surface pressure fitting convex portion 332A.
  • the second through holes 335B are located radially outward of the low surface pressure fitting convex portion 332B.
  • the distance between the first through hole 335A and the central axis J is larger than the distance between the second through hole 335B and the central axis J. Therefore, the rotor core 330 has high rigidity on the radial outside of the high surface pressure fitting convex portion 332A and low rigidity on the radial outside of the low surface pressure fitting convex portion 332B.
  • the surface pressure at the tip end surface 332a of the high surface pressure fitting convex portion 332A is higher than the surface pressure at the tip surface 332a of the low surface pressure fitting convex portion 332B.
  • the rotor core 330 is firmly fixed to the shaft 3a by the high surface pressure fitting convex portion 332A, and the outer peripheral surface of the shaft 3a is guided by the low surface pressure fitting convex portion 332B.
  • the coaxiality of the shaft 3 a with respect to the hole 31 can be increased.
  • FIG. 6 is a plan view of a rotor core 430 according to the fourth embodiment.
  • the rotor core 430 is provided with a central hole 31 into which the shaft 3a is press-fitted and a plurality of (16 in the present embodiment) through holes 435 arranged along the circumferential direction.
  • a plurality of (16 in the present embodiment) fitting projections 432 are provided on the inner peripheral surface of the central hole 31 so as to protrude radially inward.
  • the fitting convex portion 432 contacts the shaft 3 a at a tip end surface 432 a facing inward in the radial direction.
  • the plurality of fitting protrusions 432 include a high surface pressure fitting protrusion 432A and a low surface pressure fitting protrusion 432B.
  • the high surface pressure fitting convex portions 432A and the low surface pressure fitting convex portions 432B are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the high surface pressure fitting convex portion 432A and the low surface pressure fitting convex portion 432B have the same shape.
  • the plurality of through holes 435 penetrate the rotor core 430 in the axial direction.
  • the plurality of through holes 435 are arranged along the circumferential direction.
  • the plurality of through holes 435 include a first through hole 435A and a second through hole 435B.
  • the first through holes 435A and the second through holes 435B are alternately arranged along the circumferential direction.
  • the first through hole 435A has a substantially isosceles triangle shape in which the width dimension along the circumferential direction becomes narrower as it goes radially inward as viewed from the axial direction.
  • the second through hole 435B has a substantially isosceles trapezoidal shape in which the width dimension along the circumferential direction becomes narrower as it goes radially outward as viewed from the axial direction.
  • the first through holes 435A are located radially outward of the high surface pressure fitting convex portion 432A.
  • the second through holes 435B are located radially outward of the low surface pressure fitting convex portions 432B.
  • the rotor core 430 has a column portion 437 provided between two through holes 435 aligned along the circumferential direction. That is, the pillar portion 437 is located between the first through hole 435A and the second through hole 435B. The pillar portion 437 divides the first through hole 435A and the second through hole 435B.
  • the column 437 extends in the axial direction in a uniform cross-sectional shape. The pillars 437 extend linearly along the radial direction.
  • the pillar portion 437 has an outer end 437a which is a radially outer end, and an inner end 437b which is a radially inner end.
  • the inner end portions 437b of the pair of column portions 437 are provided on the radial outside of the high surface pressure fitting convex portion 432A. That is, the inner end 437b is located radially outward of the high surface pressure fitting convex portion 432A.
  • the pair of column portions 437 extend in the direction of being separated from each other in the radial direction from the inner side in the radial direction of the high surface pressure fitting convex portion 432A.
  • the outer end 437a is located radially outward of the low surface pressure fitting projection 432B.
  • the inner end portion 437b of the column portion 437 is provided radially outside the high surface pressure fitting convex portion 432A.
  • the pillar portion 437 is stretched, and the deformation of the high surface pressure fitting convex portion 432A is suppressed.
  • the outer end portion 437a of the pillar portion 437 is provided on the radially outer side of the low surface pressure fitting convex portion 432B.
  • the pillar portion 437 is not stretched.
  • the low surface pressure fitting convex portion 432B is easily deformed radially outward as compared with the high surface pressure fitting convex portion 432A.
  • the rotor core 430 is firmly fixed to the shaft 3a by the high surface pressure fitting convex portion 432A, and the outer peripheral surface of the shaft 3a is guided by the low surface pressure fitting convex portion 432B.
  • the coaxiality of the shaft 3 a with respect to the hole 31 can be increased.
  • the cross-sectional area orthogonal to the axial direction of the first through hole 435A is smaller than the cross-sectional area orthogonal to the axial direction than the second through hole 435B.
  • the cross sectional area of the first through hole 435A and the cross sectional area of the second through hole 435B may be equal.
  • the cross-sectional area of the first through hole 435A may be larger than the cross-sectional area of the second through hole 435B.
  • the first through holes 435A when viewed from the axial direction, the first through holes 435A have a substantially isosceles triangular shape, and the second through holes 435B have a substantially isosceles trapezoidal shape.
  • the shapes of the first through holes 435A and the second through holes 435B are not limited to this embodiment.
  • the width dimension along the circumferential direction becomes narrower as the first through hole 435A goes radially inward
  • the width dimension along the circumferential direction becomes narrower as the second through hole 435B goes radially outward.
  • the shapes viewed in the axial direction of the first through holes 435A and the second through holes 435B may be congruent shapes.
  • the rotors and the motors provided with the rotors of the various embodiments described above and variations thereof are mounted on an electric power steering apparatus. Moreover, these rotors and motors are not limited to the electric power steering device, and may be mounted on any device.
  • Low surface pressure fitting convex part, 35, 235, 335, 435 through hole, 130a: outer peripheral surface, 235A, 335A, 435A: first through hole, 235B, 335B, 435B: second through hole, 437: pillar portion, J: central axis

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Abstract

インナーロータ型のモータに用いられるロータであって、上下方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、シャフトに固定されたロータコアと、ロータコアに支持されるロータマグネットと、を備える。ロータコアには、シャフトが圧入される中央孔と、軸方向に貫通し周方向に沿って並ぶ複数の貫通孔と、が設けられる。中央孔の内周面には、周方向に沿って並び径方向内側に突出し先端面でシャフトと接触する複数の嵌合凸部が設けられる。複数の嵌合凸部は、周方向に交互に並ぶ高面圧嵌合凸部と低面圧嵌合凸部と、を含む。ロータコアは、貫通孔の形状および配置の少なくとも一方が、高面圧嵌合凸部の径方向外側および低面圧嵌合凸部の径方向外側において互いに異なる。高面圧嵌合凸部の先端面における面圧は、低面圧嵌合凸部の先端面における面圧より大きい。

Description

ロータおよびモータ
本発明は、ロータおよびモータに関する。
モータにおいて、互いに固定されたシャフトおよびロータコアを有するロータが知られている。また、シャフトとロータコアとの締結構造としては、キー嵌合により固定される構造および圧入により固定される構造等が知られている。例えば、特許文献１には、シャフトとロータコアとをキー嵌合させる構造が開示されている。
特開２０１１－２５９６８９号公報
キー嵌合による固定構造を採用する場合、シャフトとロータコアとの嵌合部において、周方向に隙間が設けられる。このため、高速回転中に振動が生じる虞がある。また、ロータコアにシャフトを圧入する固定構造を採用する場合、ロータコアとシャフトとの同軸度にばらつきが生じやすいという問題があった。　
本発明の一態様は、本発明の一態様は、ロータコアとシャフトとの同軸度のばらつきを抑制できるロータを提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様のロータは、インナーロータ型のモータに用いられるロータであって、上下方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、前記シャフトに固定されたロータコアと、前記ロータコアに支持されるロータマグネットと、を備える。前記ロータコアには、前記シャフトが圧入される中央孔と、軸方向に貫通し周方向に沿って並ぶ複数の貫通孔と、が設けられる。前記中央孔の内周面には、周方向に沿って並び径方向内側に突出し先端面で前記シャフトと接触する複数の嵌合凸部が設けられる。複数の前記嵌合凸部は、周方向に交互に並ぶ高面圧嵌合凸部と低面圧嵌合凸部と、を含む。前記ロータコアは、前記貫通孔の形状および配置の少なくとも一方が、前記高面圧嵌合凸部の径方向外側および前記低面圧嵌合凸部の径方向外側において互いに異なる。前記高面圧嵌合凸部の前記先端面における面圧は、前記低面圧嵌合凸部の前記先端面における面圧より大きい。
本発明の一態様によれば、ロータコアとシャフトとの同軸度のばらつきを抑制できるロータを提供できる。
図１は、第１実施形態のモータの中心軸に沿う断面模式図である。 図２は、第１実施形態のロータコアの平面図である。 図３は、上述の実施形態のモータに採用可能な変形例のロータコアの平面図である。 図４は、第２実施形態のロータコアの平面図である。 図５は、第３実施形態のロータコアの平面図である。 図６は、第４実施形態のロータコアの平面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るロータおよびモータについて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。　
各図には、適宜Ｚ軸を示す。各図のＺ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。なお、上側および下側とは、単に説明のために用いられる方向であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」又は「上下方向」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、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から見た状態を意味する。　
［第１実施形態］

　＜モータ＞

　図１は、第１実施形態のモータ１の中心軸Ｊに沿う断面模式図である。モータ１は、ロータ３と、ステータ１０と、ハウジング２と、ベアリングホルダ５と、上側ベアリング６Ａと、下側ベアリング６Ｂと、を有する。本実施形態のモータ１は、ステータ１０の径方向内側にロータ３が配置されたインナーロータ型のモータである。　
ハウジング２は、上側に開口する筒状である。ハウジング２は、ロータ３、ステータ１０およびベアリングホルダ５を収容する。ハウジング２は、筒状部２ａと底部２ｂとを有する。筒状部２ａは、ステータ１０を径方向外側から囲む。底部２ｂは、筒状部２ａの下端に位置する。底部２ｂの平面視中央には、下側ベアリング６Ｂを保持する下側ベアリング保持部２ｃが設けられる。　
ベアリングホルダ５は、ステータ１０の上側に位置する。ベアリングホルダ５は、ハウジング２の内周面に保持される。ベアリングホルダ５は、上側ベアリング保持部５ａにおいて、上側ベアリング６Ａを保持する。　
ステータ１０は、中心軸Ｊ周りに環状に配置される。ステータ１０は、ロータ３の径方向外側に位置する。ステータ１０は、ロータ３と隙間を介して径方向に対向する。ステータ１０は、ハウジング２の内周面に固定される。ステータ１０は、環状のステータコア１１と、ステータコア１１に上下方向から装着された一対のインシュレータ１４と、インシュレータ１４を介してステータコア１１に装着されたコイル１３と、を有する。　
＜ロータ＞

　ロータ３は、インナーロータ型のモータ１に用いられる。ロータ３は、上下方向に延びる中心軸Ｊ周りに回転する。ロータ３は、シャフト３ａと、複数のロータコア３０と、複数のロータマグネット３ｂと、を有する。シャフト３ａは、上下方向（軸方向）に延びる中心軸Ｊを中心として上下方向に延びる。シャフト３ａは、中心軸Ｊと直交する断面形状が円形である。シャフト３ａは、上側ベアリング６Ａと下側ベアリング６Ｂとによって、中心軸Ｊの軸周りに回転可能に支持される。　
ロータコア３０は、シャフト３ａの外周面に固定される。本実施形態のロータ３には、軸方向に沿って並ぶ２つのロータコア（第１のロータコア３０Ａおよび第２のロータコア３０Ｂ）が設けられる。第１のロータコア３０Ａと第２のロータコア３０Ｂとは、同形状である。本明細書において、第１のロータコア３０Ａと第２のロータコア３０Ｂとを区別しない場合、これらを単にロータコア３０と呼ぶ。　
第１のロータコア３０Ａおよび第２のロータコア３０Ｂの外周面には、それぞれロータマグネット３ｂが固定される。すなわち、ロータマグネット３ｂは、ロータコア３０に支持される。　
第１のロータコア３０Ａと第２のロータコア３０Ｂとは、ロータマグネット３ｂの磁極を周方向にずらした状態でシャフト３ａに固定される。すなわち、第１のロータコア３０Ａと第２のロータコア３０Ｂとは、所定のスキュー角で互いに回転方向にずらして配置される。これにより、モータ１のコギングトルクを低減できる。　なお、本実施形態において、ロータ３は、２つのロータコア３０を有する場合を例示したが、スキュー角を付与されて配置された３以上のロータコアを有していてもよい。　
ロータコア３０は、複数の電磁鋼板３９を軸方向に沿って積層して構成されている。複数の電磁鋼板３９は、同形状である。したがって、軸方向から見たロータコア３０の形状は、それぞれの電磁鋼板３９の軸方向から見た形状と一致する。　
図２は、第１実施形態のロータコア３０の平面図である。　ロータコア３０は、軸方向に沿って一様な断面で延びる。ロータコア３０は、軸方向から見て、外形形状が略多角形である。本実施形態において、ロータコア３０は、軸方向から見て八角形である。すなわち、本実施形態のロータコア３０は、八角形柱である。　
ロータコア３０は、径方向外側を向く８つの保持面３０ａを有する。８つの保持面３０ａは、ロータコア３０の外周面を構成する。保持面３０ａは、周方向に沿って並ぶ。保持面３０ａは、径方向と直交する面である。保持面３０ａには、接着剤などを介してそれぞれロータマグネット３ｂが固定される。また、ロータマグネット３ｂは、筒状のロータカバーによって固定されていてもよい。したがって、本実施形態のロータ３には、８つのロータマグネット３ｂが設けられる。８つのロータマグネット３ｂは、周方向に沿って磁極の向きを交互にして配置される。　なお、ロータコア３０の保持面３０ａの数および、ロータ３に設けられるロータマグネット３ｂの数は一例であり、本実施形態に限定されない。　
ロータコア３０には、複数の貫通孔３５が設けられる。本実施形態において、ロータコア３０には、４つの貫通孔３５が設けられる。貫通孔３５は、軸方向に貫通する。また、複数の貫通孔３５は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。貫通孔３５の内部は、空洞である。　
ロータコア３０には、平面視中央に位置する中央孔３１が設けられる。中央孔３１は、軸方向に貫通する。中央孔３１は、中心軸Ｊを中心とする略円形である。中央孔３１には、シャフト３ａが圧入される。　
中央孔３１の内周面には、複数の嵌合凸部３２が設けられる。本実施形態において、中央孔３１の内周面には、８つの嵌合凸部３２が設けられる。嵌合凸部３２の数は、ロータマグネット３ｂの数と、一致する。また、１つの嵌合凸部３２の径方向外側には、１つのロータマグネット３ｂが設けられる。　なお、本明細書において、「中央孔の内周面」とは、ロータコアにおいて中央孔を構成する面を意味する。　
複数の嵌合凸部３２は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。嵌合凸部３２は、径方向内側に突出する。嵌合凸部３２は、径方向内側を向く先端面３２ａを有する。先端面３２ａは、中心軸Ｊを中心とする円弧形状で、軸方向に沿って一様に延びる。嵌合凸部３２は、先端面３２ａにおいてシャフト３ａと接触する。　
複数の嵌合凸部３２は、高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂと、を含む。高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂとは、周方向に交互に並ぶ。高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂとは、同形状である。すなわち、高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂとは、突出高さおよび周方向に沿う幅寸法が同一である。貫通孔３５は、低面圧嵌合凸部３２Ｂの径方向外側のみに配置される。このため、ロータコア３０は、高面圧嵌合凸部３２Ａの径方向外側において剛性が高く、低面圧嵌合凸部３２Ｂの径方向外側において剛性が低い。　
低面圧嵌合凸部３２Ｂの径方向外側には、貫通孔３５が設けられる。すなわち、低面圧嵌合凸部３２Ｂと貫通孔３５とは、径方向において重なる。これにより、中央孔３１にシャフト３ａを圧入する際に、低面圧嵌合凸部３２Ｂが径方向外側に弾性変形しやすくなる。　
一方で、高面圧嵌合凸部３２Ａの径方向外側には、貫通孔３５が設けられていない。このため、中央孔３１にシャフト３ａを圧入する際に、高面圧嵌合凸部３２Ａは、低面圧嵌合凸部３２Ｂと比較して径方向外側に弾性変形し難い。中央孔３１にシャフト３ａを挿入した時、高面圧嵌合凸部３２Ａの先端面３２ａにおける面圧は、低面圧嵌合凸部３２Ｂの先端面３２ａにおける面圧より高くなる。　
本実施形態によれば、中央孔３１の内周面に、周方向に等間隔に高面圧嵌合凸部３２Ａが設けられる。高面圧嵌合凸部３２Ａの先端面３２ａは、高い面圧でシャフト３ａの外周面に接触するため、シャフト３ａに対してロータコア３０を強固に固定することができる。　
本実施形態によれば、中央孔３１の内周面において、低面圧嵌合凸部３２Ｂが設けられる。低面圧嵌合凸部３２Ｂは、周方向に等間隔に配置される。低面圧嵌合凸部３２Ｂは、高面圧嵌合凸部３２Ａと比較して低い面圧でシャフト３ａの外周面に接触する。低面圧嵌合凸部３２Ｂは、シャフト３ａを中央孔３１に圧入する際に、シャフト３ａの外周面をガイドして、中央孔３１に対するシャフト３ａの同軸度を高める。すなわち、本実施形態によれば、ロータコア３０とシャフト３ａとの同軸度のばらつきを抑制できる。　
本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂとが周方向に沿って交互に配置される。これにより、高面圧嵌合凸部３２Ａにおいてロータコア３０をシャフト３ａに強固に固定するとともに、低面圧嵌合凸部３２Ｂにおいてロータコア３０とシャフト３ａとの同軸度のばらつきを抑制できる。　
なお、本実施形態では、高面圧嵌合凸部３２Ａの径方向外側には貫通孔３５が設けられておらず、低面圧嵌合凸部３２Ｂの径方向外側に貫通孔３５が設けられる。しかしながら、ロータコア３０に設けられる貫通孔３５のパターンは、本実施形態に限定されない。ロータコア３０は、貫通孔３５の形状および配置の少なくとも一方が、高面圧嵌合凸部の径方向外側および前記低面圧嵌合凸部の径方向外側において互いに異なっていることで、高面圧嵌合凸部３２Ａの先端面３２ａにおける面圧が、低面圧嵌合凸部３２Ｂの先端面３２ａにおける面圧より大きくなっていればよい。　
本実施形態によれば、貫通孔３５の内部は、空洞である。したがって、貫通孔３５の内部に樹脂材料などが充填される場合と比較して、貫通孔３５の径方向内側に位置する低面圧嵌合凸部３２Ｂを変形させやすくすることができる。なお、貫通孔３５の内部がロータコア３０を構成する材料より弾性変形しやすい樹脂材料などで満たされていてもよい。このような場合、ロータコア３０を構成する材料と、貫通孔３５に充填された材料との弾性率の差に起因して、嵌合凸部３２が径方向外側に変形しやすくなる。　
（変形例）

　図３は、上述の実施形態のモータ１に採用可能な変形例のロータコア１３０の平面図である。図３において、ロータコア１３０の外周面１３０ａに固定されるロータマグネット１０３ｂを二点鎖線で図示する。　なお、上述の第１実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。　
変形例のロータコア１３０は、軸方向に沿って一様な断面で延びる。ロータコア１３０は、軸方向から見て中心軸Ｊを中心とする円形である。すなわち、本実施形態において、ロータコア１３０は、円柱状である。ロータコア１３０は、径方向外側を向く外周面１３０ａを有する。外周面１３０ａには、接着剤などを介してロータマグネット１０３ｂが固定される。なお、ロータマグネット１０３ｂは、筒状のロータカバーによって固定されていてもよい。　
本変形例のロータマグネット１０３ｂは、環状である。また、ロータマグネット１０３ｂは、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に複数並んで着磁されている。すなわち、ロータマグネット１０３ｂは、周方向に沿って磁極が並ぶ環状である。ロータマグネット１０３ｂのＮ極およびＳ極の磁極は、それぞれ螺旋状に着磁されていてもよい。このように着磁することで、モータのコギングトルクを低減できる。　
［第２実施形態］

　次に、第２実施形態のロータコア２３０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。　
図４は、第２実施形態のロータコア２３０の平面図である。　ロータコア２３０には、シャフト３ａが圧入される中央孔３１と、周方向に沿って並ぶ複数（本実施系形態において８つ）の貫通孔２３５と、が設けられる。　
中央孔３１の内周面には、径方向内側に突出する複数（本実施形態において８つ）の嵌合凸部２３２が設けられる。嵌合凸部２３２は、径方向内側を向く先端面２３２ａにおいてシャフト３ａと接触する。　
複数の嵌合凸部２３２は、高面圧嵌合凸部２３２Ａと低面圧嵌合凸部２３２Ｂと、を含む。高面圧嵌合凸部２３２Ａと低面圧嵌合凸部２３２Ｂとは、周方向に交互に並ぶ。高面圧嵌合凸部２３２Ａと低面圧嵌合凸部２３２Ｂとは、同形状である。　
複数の貫通孔２３５は、ロータコア２３０を軸方向に貫通する。また、複数の貫通孔２３５は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。複数の貫通孔２３５は、第１貫通孔２３５Ａと、第２貫通孔２３５Ｂと、を含む。第１貫通孔２３５Ａおよび第２貫通孔２３５Ｂは、周方向に沿って交互に並ぶ。第１貫通孔２３５Ａは、第２貫通孔２３５Ｂと比較して、径方向の幅寸法が小さい。第２貫通孔２３５Ｂは、第１貫通孔２３５Ａより、中心軸Ｊと直交する断面積が大きい。　
第１貫通孔２３５Ａは、径方向内側の端部である内側端部２３５Ａａと、径方向外側の端部である外側端部２３５Ａｂと、を有する。同様に、第２貫通孔２３５Ｂは、径方向内側の端部である内側端部２３５Ｂａと、径方向外側の端部である外側端部２３５Ｂｂと、を有する。第１貫通孔２３５Ａおよび第２貫通孔２３５Ｂにおいて、内側端部２３５Ａａ、２３５Ｂａと外側端部２３５Ａｂ、２３５Ｂｂとは、径方向に対向する。第１貫通孔２３５Ａおよび第２貫通孔２３５Ｂの外側端部２３５Ａｂ、２３５Ｂｂは、径方向位置が互いに一致している。また、第１貫通孔２３５Ａの内側端部２３５Ａａは、第２貫通孔２３５Ｂの内側端部２３５Ｂａより、径方向外側に位置する。すなわち、第２貫通孔２３５Ｂは、中心軸Ｊとの距離が第１貫通孔２３５Ａより小さい。　
第１貫通孔２３５Ａは、高面圧嵌合凸部２３２Ａの径方向外側に位置する。また、第２貫通孔２３５Ｂは、低面圧嵌合凸部２３２Ｂの径方向外側に位置する。　
本実施形態によれば、第１貫通孔２３５Ａと中心軸Ｊとの距離が、第２貫通孔２３５Ｂと中心軸Ｊと距離より大きい。また、第１貫通孔２３５Ａの径方向内側には高面圧嵌合凸部２３２Ａが位置し、第２貫通孔２３５Ｂの径方向内側には低面圧嵌合凸部２３２Ｂが位置する。このため、ロータコア２３０は、高面圧嵌合凸部２３２Ａの径方向外側において剛性が高く、低面圧嵌合凸部２３２Ｂの径方向外側において剛性が低い。中央孔３１にシャフト３ａを挿入した時、高面圧嵌合凸部２３２Ａの先端面２３２ａにおける面圧は、低面圧嵌合凸部２３２Ｂの先端面２３２ａにおける面圧より高くなる。　また、本実施形態の第２貫通孔２３５Ｂは、第１貫通孔２３５Ａより、中心軸Ｊと直交する断面積が大きい。これにより、第２貫通孔２３５Ｂの径方向内側に位置する低面圧嵌合凸部２３２Ｂの面圧をより低下させることができる。　
本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部２３２Ａによってシャフト３ａに対してロータコア２３０を強固に固定するとともに、低面圧嵌合凸部２３２Ｂによってシャフト３ａの外周面をガイドして、中央孔３１に対するシャフト３ａの同軸度を高めることができる。　
本実施形態によれば、嵌合凸部２３２の数と貫通孔２３５の数とが一致する。したがって、高面圧嵌合凸部２３２Ａか低面圧嵌合凸部２３２Ｂかに関わらず、全ての嵌合凸部２３２の径方向外側には、貫通孔２３５が設けられる。これにより、中央孔３１にシャフト３ａを圧入する際のロータコア２３０の変形を貫通孔２３５によって吸収することができる。このため、貫通孔２３５の径方向外側におけるロータコア２３０の変形が抑制される。結果的に、ロータコア２３０の保持面３０ａの変形が抑制され、保持面３０ａにおけるロータマグネット３ｂの保持の確実性を高めることができる。　
［第３実施形態］

　次に、第３実施形態のロータコア３３０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。　
図５は、第３実施形態のロータコア３３０の平面図である。　ロータコア３３０には、シャフト３ａが圧入される中央孔３１と、周方向に沿って並ぶ複数（本実施系形態において８つ）の貫通孔３３５と、が設けられる。　
中央孔３１の内周面には、径方向内側に突出する複数（本実施形態において８つ）の嵌合凸部３３２が設けられる。嵌合凸部３３２は、径方向内側を向く先端面３３２ａにおいてシャフト３ａと接触する。　
複数の嵌合凸部３３２は、高面圧嵌合凸部３３２Ａと低面圧嵌合凸部３３２Ｂと、を含む。高面圧嵌合凸部３３２Ａと低面圧嵌合凸部３３２Ｂとは、周方向に交互に並ぶ。高面圧嵌合凸部３３２Ａと低面圧嵌合凸部３３２Ｂとは、同形状である。　
複数の貫通孔３３５は、ロータコア３３０を軸方向に貫通する。また、複数の貫通孔３３５は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。複数の貫通孔３３５は、第１貫通孔３３５Ａと、第２貫通孔３３５Ｂと、を含む。第１貫通孔３３５Ａおよび第２貫通孔３３５Ｂは、周方向に沿って交互に並ぶ。第１貫通孔３３５Ａと第２貫通孔３３５Ｂとは、軸方向から見て同形状である。したがって、第１貫通孔３３５Ａと第２貫通孔３３５Ｂとは、中心軸Ｊと直交する断面積が等しい。　
第１貫通孔３３５Ａは、高面圧嵌合凸部３３２Ａの径方向外側に位置する。また、第２貫通孔３３５Ｂは、低面圧嵌合凸部３３２Ｂの径方向外側に位置する。　
本実施形態によれば、第１貫通孔３３５Ａと中心軸Ｊとの距離が、第２貫通孔３３５Ｂと中心軸Ｊと距離より大きい。このため、ロータコア３３０は、高面圧嵌合凸部３３２Ａの径方向外側において剛性が高く、低面圧嵌合凸部３３２Ｂの径方向外側において剛性が低い。中央孔３１にシャフト３ａを挿入した時、高面圧嵌合凸部３３２Ａの先端面３３２ａにおける面圧は、低面圧嵌合凸部３３２Ｂの先端面３３２ａにおける面圧より高くなる。　
本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部３３２Ａによってシャフト３ａに対してロータコア３３０を強固に固定するとともに、低面圧嵌合凸部３３２Ｂによってシャフト３ａの外周面をガイドして、中央孔３１に対するシャフト３ａの同軸度を高めることができる。　
［第４実施形態］

　次に、第４実施形態のロータコア４３０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。　
図６は、第４実施形態のロータコア４３０の平面図である。　ロータコア４３０には、シャフト３ａが圧入される中央孔３１と、周方向に沿って並ぶ複数（本実施系形態において１６個）の貫通孔４３５と、が設けられる。　
中央孔３１の内周面には、径方向内側に突出する複数（本実施形態において１６個）の嵌合凸部４３２が設けられる。嵌合凸部４３２は、径方向内側を向く先端面４３２ａにおいてシャフト３ａと接触する。　
複数の嵌合凸部４３２は、高面圧嵌合凸部４３２Ａと低面圧嵌合凸部４３２Ｂと、を含む。高面圧嵌合凸部４３２Ａと低面圧嵌合凸部４３２Ｂとは、周方向に交互に並ぶ。高面圧嵌合凸部４３２Ａと低面圧嵌合凸部４３２Ｂとは、同形状である。　
複数の貫通孔４３５は、ロータコア４３０を軸方向に貫通する。また、複数の貫通孔４３５は、周方向に沿ってに並ぶ。複数の貫通孔４３５は、第１貫通孔４３５Ａと、第２貫通孔４３５Ｂと、を含む。第１貫通孔４３５Ａおよび第２貫通孔４３５Ｂは、周方向に沿って交互に並ぶ。　
第１貫通孔４３５Ａは、軸方向から見て、径方向内側に向かうに従い周方向に沿う幅寸法が狭くなる略二等辺三角形状である。第２貫通孔４３５Ｂは、軸方向から見て、径方向外側に向かうに従い周方向に沿う幅寸法が狭くなる略等脚台形形状である。第１貫通孔４３５Ａは、高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向外側に位置する。第２貫通孔４３５Ｂは、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの径方向外側に位置する。　
ロータコア４３０は、周方向に沿って並ぶ２つの貫通孔４３５同士の間に設けられる柱部４３７を有する。すなわち、柱部４３７は、第１貫通孔４３５Ａと第２貫通孔４３５Ｂとの間に位置する。柱部４３７は、第１貫通孔４３５Ａと第２貫通孔４３５Ｂとを区画する。柱部４３７は、軸方向に一様な断面形状で延びる。柱部４３７は、径方向に沿って直線状に延びる。　
柱部４３７は、径方向外側の端部である外側端部４３７ａと、径方向内側の端部である内側端部４３７ｂと、を有する。高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向外側には、一対の柱部４３７の内側端部４３７ｂが設けられる。すなわち、内側端部４３７ｂは、高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向外側に位置する。一対の柱部４３７は、それぞれ高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向内側から径方向外側に向かうに従い互いに離間する方向に延びる。外側端部４３７ａは、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの径方向外側に位置する。　
本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向外側に柱部４３７の内側端部４３７ｂが設けられる。これにより、高面圧嵌合凸部４３２Ａの先端面４３２ａに径方向外側に向かう応力が生じた場合、柱部４３７が突っ張って高面圧嵌合凸部４３２Ａの変形が抑制される。一方で、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの径方向外側に柱部４３７の外側端部４３７ａが設けられる。このため、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの先端面４３２ａに径方向外側に向かう応力が生じたとしても、柱部４３７が突っ張ることがない。このため、低面圧嵌合凸部４３２Ｂは、高面圧嵌合凸部４３２Ａと比較して、径方向外側に変形しやすい。中央孔３１にシャフト３ａを挿入した時、高面圧嵌合凸部４３２Ａの先端面４３２ａにおける面圧は、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの先端面４３２ａにおける面圧より高くなる。　
本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部４３２Ａによってシャフト３ａに対してロータコア４３０を強固に固定するとともに、低面圧嵌合凸部４３２Ｂによってシャフト３ａの外周面をガイドして、中央孔３１に対するシャフト３ａの同軸度を高めることができる。　
なお、本実施形態において、第１貫通孔４３５Ａの軸方向と直交する断面積が、第２貫通孔４３５Ｂより軸方向と直交する断面積が小さい。しかしながら、第１貫通孔４３５Ａの断面積と第２貫通孔４３５Ｂの断面積とが、等しくてもよい。また、第１貫通孔４３５Ａの断面積が、第２貫通孔４３５Ｂの断面積より大きくてもよい。　
また、本実施形態において、軸方向から見て、第１貫通孔４３５Ａは略二等辺三角形状であり、第２貫通孔４３５Ｂは略等脚台形状である。しかしながら、第１貫通孔４３５Ａおよび第２貫通孔４３５Ｂの形状は、本実施形態に限定されない。一例として、第１貫通孔４３５Ａが径方向内側に向かうに従い周方向に沿う幅寸法が狭くなり、第２貫通孔４３５Ｂが径方向外側に向かうに従い周方向に沿う幅寸法が狭くなる形状であればよい。したがって、第１貫通孔４３５Ａおよび第２貫通孔４３５Ｂの軸方向から見た形状が、互いに合同形状であってもよい。　
以上に、本発明の様々な実施形態およびその変形例を説明したが、それぞれの実施形態およびその変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。　
上述の様々な実施形態およびその変形例のロータおよびロータを備えたモータは、電動パワーステアリング装置に搭載される。また、これらのロータおよびモータは、電動パワーステアリング装置に限られず、いかなる装置に搭載されていてもよい。
１…モータ、３…ロータ、３ａ…シャフト、３ｂ，１０３ｂ…ロータマグネット、１０…ステータ、３０，１３０，２３０，３３０，４３０…ロータコア、３１…中央孔、３２，２３２，３３２，４３２…嵌合凸部、３２ａ，２３２ａ，３３２ａ，４３２ａ…先端面、３２Ａ，２３２Ａ，３３２Ａ，４３２Ａ…高面圧嵌合凸部、３２Ｂ，２３２Ｂ，３３２Ｂ，４３２Ｂ…低面圧嵌合凸部、３５，２３５，３３５，４３５…貫通孔、１３０ａ…外周面、２３５Ａ，３３５Ａ，４３５Ａ…第１貫通孔、２３５Ｂ，３３５Ｂ，４３５Ｂ…第２貫通孔、４３７…柱部、Ｊ…中心軸

Claims (11)

  1. インナーロータ型のモータに用いられるロータであって、



    　上下方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、



    　前記シャフトに固定されたロータコアと、



    　前記ロータコアに支持されるロータマグネットと、を備え、



    　前記ロータコアには、



    　　前記シャフトが圧入される中央孔と、



    　　軸方向に貫通し周方向に沿って並ぶ複数の貫通孔と、が設けられ、



    　前記中央孔の内周面には、周方向に沿って並び径方向内側に突出し先端面で前記シャフトと接触する複数の嵌合凸部が設けられ、



    　複数の前記嵌合凸部は、周方向に交互に並ぶ高面圧嵌合凸部と低面圧嵌合凸部と、を含み、



    　前記ロータコアは、前記貫通孔の形状および配置の少なくとも一方が、前記高面圧嵌合凸部の径方向外側および前記低面圧嵌合凸部の径方向外側において互いに異なり、



    　前記高面圧嵌合凸部の前記先端面における面圧は、前記低面圧嵌合凸部の前記先端面における面圧より大きい、ロータ。
  2. 前記貫通孔は、前記低面圧嵌合凸部の径方向外側のみに配置される、請求項１に記載のロータ。
  3. 前記貫通孔は、第１貫通孔と、前記中心軸との距離が前記第１貫通孔より小さい第２貫通孔を含み、



    　前記第１貫通孔は、前記高面圧嵌合凸部の径方向外側に位置し、



    　前記第２貫通孔は、前記低面圧嵌合凸部の径方向外側に位置する、



    請求項１に記載のロータ。
  4. 前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔より、前記中心軸と直交する断面積が大きい請求項３に記載のロータ。
  5. 前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔と、前記中心軸と直交する断面積が等しい請求項３に記載のロータ。
  6. 前記ロータコアは、周方向に沿って並ぶ２つの前記貫通孔同士の間に設けられ径方向に沿って延びる柱部を有し、



    　前記柱部の径方向内側の端部は、前記高面圧嵌合凸部の径方向外側に位置し、



    　前記柱部の径方向外側の端部は、前記低面圧嵌合凸部の径方向外側に位置する、請求項１に記載のロータ。
  7. 複数の前記ロータマグネットを備え、



    　前記ロータマグネットの数と、前記嵌合凸部の数と、が一致する、請求項１～６の何れか一項に記載のロータ。
  8. 前記ロータマグネットが、周方向に沿って磁極が並ぶ環状である、請求項１～６の何れか一項に記載のロータ。
  9. 前記ロータマグネットは、前記ロータコアの外周面に固定される、請求項１～８の何れか一項に記載のロータ。
  10. 前記貫通孔の内部が空洞である、請求項１～９の何れか一項に記載のロータ。
  11. 請求項１～１０の何れか一項に記載されたロータと、



    　前記ロータの径方向外側に位置するステータと、を有する、モータ。
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