JP2000014063A - トルクモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で確実にロータの永久磁石を固定
および保護することができるトルクモータを提供する。 【解決手段】 ロータ３０の外周には、鉄などの磁性材
料の金属により形成されるカバー３５が設けられてい
る。カバー３５は、永久磁石３３ａ、３４ａの外周を覆
う円筒部３５１と，円筒部３５１の軸方向両端に設けら
れる端面部３５２、３５３とを備える。端面部３５２、
３５３がロータコア３２の軸方向端面に接触し、端面部
３５２、３５３は永久磁石３３ａ、３４ａの軸方向端面
を覆っている。そのため、永久磁石３３ａ、３４ａはカ
バー３５により直接外気に触れないように覆われてい
る。これにより、永久磁石３３ａ、３４ａが破損したり
ロータコア３２から脱落することを防止し、かつ永久磁
石３３ａ、３４ａに錆が発生するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流量制御弁などに
用いられるトルクモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、トルクを発生させるトルクモ
ータとして、ロータコアの外周にリング状の永久磁石を
配設してロータを構成し、ロータの外周を囲むようにス
テータを配置したものが知られている。内燃機関のスロ
ットル弁制御装置などに用いられるトルクモータは作動
する角度範囲が限られているので、ロータの永久磁石は
３６０°の完全な円管状である必要はなく、ロータコア
外周の一部の角度範囲にのみ永久磁石を配設したり、コ
ストダウンのために複数の永久磁石により磁極を構成す
ることが行われる。

【０００３】上記のような完全な円管状ではない永久磁
石をロータに配設したトルクモータにおいては、ロータ
が回転することによる遠心力、回転方向を変更する際に
生じる慣性力、永久磁石に働く磁力などによりロータコ
アから永久磁石が脱落する恐れがある。また、永久磁石
は一般に脆く破損しやすい。このような永久磁石の脱落
や破損を防止するため、ロータコアに装着した永久磁石
を円筒状に形成されたカバーで覆ったものが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなロータの
外周に円筒状のカバーを設けたトルクモータにおいて、
カバーを確実に固定するために、ロータコアの外周にカ
バーとの接合部を設けることが考えられるが、その場合
はロータコアおよびカバーに高い寸法精度が要求され、
加工が繁雑になる。ロータコアの軸方向両端に別部材を
設けてカバーを固定することも考えられるが、部品点数
が増加し、製造コストが増加するという問題があった。

【０００５】また、永久磁石は外気に触れて長い期間経
過すると、表面に錆が発生して磁力が低下することがあ
る。従来は、錆が発生するのを防止するために永久磁石
の表面にメッキを施していたため、トルクモータの製造
行程が複雑になりコストが高くなっていた。

【０００６】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は簡単な構造で確実にロータ
の永久磁石を固定および保護することができ、かつ永久
磁石に錆が発生するのを防止することができるトルクモ
ータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
トルクモータによれば、ロータコアの外周に永久磁石を
配設してなるロータの外周を覆う円筒部と永久磁石の軸
方向両端部を覆う端面部とを有するカバーを備えるた
め、永久磁石を覆うカバーを簡単な構造で形成すること
ができ、ロータに永久磁石を確実に固定することができ
る。そのため、永久磁石の脱落や破損を防止することが
できる。また、永久磁石が直接外気に触れないため、メ
ッキなどを施さなくても錆が発生するのを防止すること
ができる。そのため、製造工程が簡略化され、トルクモ
ータの製造コストを低減することができる。

【０００８】本発明の請求項２記載のトルクモータによ
れば、カバーは軸方向の少なくとも一方の端をかしめて
形成される。カバーの円筒部をロータに嵌合させた後に
カバーの端部をかしめてカバーに端面部を形成すること
により、部品に精密な寸法精度が必要なく、加工を容易
にすることができる。

【０００９】本発明の請求項３記載のトルクモータによ
れば、カバーはロータの外側に圧入嵌合されるため、ロ
ータに永久磁石が確実に固定され、カバーの内側で永久
磁石が移動して摩耗するのを防止することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図面に基づいて説明する。本発明の一実施例に
よるトルクモータ２０を用いたスロットル弁制御装置１
０を図２に示す。図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
スロットル弁制御装置１０は、アクセル踏込量に応じて
スロットル弁１３の開度を調整するアクセルと機械的に
リンクした機構をもたず、トルクモータ２０によっての
みスロットル弁１３の開度を調整するものである。

【００１１】スロットル弁制御装置１０のスロットルボ
ディ１１はベアリング１５を介してスロットル軸１２を
回転自在に支持している。スロットル弁１３は円板状に
形成されており、スロットル軸１２にビス１４で固定さ
れている。スロットル弁１３がスロットル軸１２ととも
に回動することにより、スロットルボディ１１の内壁に
より形成された吸気通路の流路面積が調整され、吸気通
路を通過する吸気流量が制御される。

【００１２】スロットル軸１２の一方の端部に、図示し
ないスロットルレバーが圧入固定されており、スロット
ルレバーはスロットル軸１２とともに回動する。ストッ
パスクリュウ１８はスロットルレバーと当接することに
よりスロットル弁１３の全閉位置を規定している。スト
ッパスクリュウ１８のねじ込み量を変更することにより
スロットル弁１３の全閉位置を調整できる。

【００１３】ストッパスクリュウ１８よりもさらにスロ
ットル軸１２の端部側に、回転角センサが取付けられて
いる。回転角センサ１９はスロットル軸１２の回転角、
つまりスロットル弁１３の開度を検出して図示しないエ
ンジンの制御装置であるＥＣＵに開度信号を送出する。

【００１４】スロットル軸１２の他方の端部に、スロッ
トル軸１２を回転駆動するトルクモータ２０が設けられ
ている。トルクモータ２０のロータ３０にスロットル軸
１２の他方の端部が固定されている。ロータ３０の径方
向外側にステータコア４０が配置されている。

【００１５】図１、図４はそれぞれ図２、図３のロータ
３０部分の拡大図を示す。ロータ３０は、トルクモータ
２０のスロットル軸１２に圧入固定したロータコア３２
と、ロータコア３２の外周面に配設された永久磁石群３
３、３４とからなる。

【００１６】ロータコア３２は鉄などの磁性材料により
円筒状に形成されている。各永久磁石群３３、３４はそ
れぞれ複数の平板状の永久磁石３３ａ、３４ａで構成さ
れている。永久磁石３３ａ、３４ａは、一方向に平行に
着磁されており、永久磁石群３３と永久磁石群３４と
で、ロータコア３２に対し着磁方向を反対にして固定さ
れている。これにより、ロータ３０にＮ、Ｓの二極が形
成される。永久磁石３３ａ、３４ａは、ネオジム系、サ
マリウム−コバルト系などの高い磁力を発生するいわゆ
る希土類磁石である。永久磁石３３ａ、３４ａはロータ
コア３２の外周面の突起３２ａにより位置決めされ、永
久磁石３３ａ、３４ａの磁力により、あるいは接着して
固定されている。

【００１７】ロータ３０の外周には、鉄などの磁性材料
の又はＡｌなどの非磁性材料の金属により形成されるカ
バー３５が設けられている。カバー３５は、永久磁石３
３ａ、３４ａの外周を覆う円筒部３５１と、円筒部３５
１の軸方向両端に設けられる端面部３５２、３５３とを
備える。図１に示すように、端面部３５２、３５３がロ
ータコア３２の軸方向端面に接触し、端面部３５２、３
５３は永久磁石３３ａ、３４ａの軸方向端面を覆ってい
る。そのため、永久磁石３３ａ、３４ａはカバー３５に
より直接外気に触れないように覆われている。これによ
り、永久磁石３３ａ、３４ａが破損したりロータコア３
２から脱落することを防止し、かつ永久磁石３３ａ、３
４ａに外気が直接触れないため錆が発生するのを防止し
ている。

【００１８】永久磁石３３ａ、３４ａを接着剤により接
着して、あるいは磁力により、ロータコア３２の外周に
位置決めした後に、円筒状の部材をロータ３０の外側に
圧入し、両端をかしめることにより、円筒部３５１の両
端に端面部３５２、３５３を形成することができる。ま
た、絞り加工などにより円筒部３５１の一端に端面部３
５２を有するカップ状の部材を形成し、ロータ３０の外
側に圧入した後に他方の端をかしめて端面部３５３を形
成することもできる。

【００１９】ステータコア４０は、鉄などの磁性体によ
り形成されており、収容孔４０ａにロータ３０を回動自
在に収容している。コイル部５０は鉄心５１にコイル５
２を巻回して形成されており、コイル５２のピンホール
で鉄心５１とコイル５２とが短絡しないようにボビン５
３をその間に設けてある。コイル部５０はステータコア
４０に圧入固定されている。ステータコア４０、コイル
部５０のまわりは直接水が入らないように樹脂ハウジン
グ６０で覆ってある。コイル５２には図示しないＥＣＵ
からの指令により制御電流が供給される。コイル５２に
通電することによりステータコア４０は励磁され、磁石
群３３、３４により生成されたロータ側の極が、通電に
より生成されるステータコア４０側の極に吸引されるこ
とにより、ロータ３０を回動させるトルクが発生する。

【００２０】このように構成したロータ３０を有するト
ルクモータ１０は、平板状の永久磁石３３ａ、３４ａの
外周を磁性体からなるカバー３５で覆った場合、カバ
ー３５が永久磁石３３ａ、３４ａによりロータ３０の回
転中心に対し放射状に磁化される。永久磁石３３ａの
間、ならびに永久磁石３４ａの間に形成された隙間と対
応する位置にあるカバー３５も磁化される。永久磁石
群３３、３４のそれぞれの周方向端部からカバー３５を
通って磁束が反対磁極に達するので、永久磁石群３３、
３４のそれぞれの周方向端部に磁束が集中しない。した
がって、永久磁石群３３、３４に対応する位置のロータ
３０の外周の磁束方向がステータコア４０の内周面に対
してほぼ均一になるとともに、永久磁石群３３、３４に
対応する位置のロータ３０の外周の磁束密度がほぼ均一
になる。さらに、カバー３５とステータコア４０との
間に形成されるギャップが周方向で等しい。以上述べた
、、およびにより、コイル部５０への通電オン
時において、ロータ３０の回転角度に係わらず、ロータ
３０に働くトルクの大きさに変動が少なく、平坦なトル
ク特性を得ることができる。

【００２１】上記の実施例では、ロータ３０の各磁極を
複数の永久磁石により構成したが、各磁極を１つの永久
磁石により構成することもできる。また、上記の実施例
では、平行に着磁された平板状の永久磁石を用いたが、
放射状に着磁された円弧状の永久磁石を用いることもで
きる。また、上記の実施例では、スロットル装置のアク
チュエータとして本発明のトルクモータを用いたが、ス
ロットル装置以外にもロータコアの外周に永久磁石を配
置する構成のトルクモータであれば、他の流量制御弁の
アクチュエータとして用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるトルクモータのロータ
を示す図２の部分拡大図である。

【図２】本発明の一実施例によるトルクモータを用いた
スロットル装置を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例によるトルクモータを示す図
２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本発明の一実施例によるトルクモータのロータ
を示す図３の部分拡大図である。

【符号の説明】

２０ トルクモータ ３０ ロータ ３２ ロータコア ３３、３４ 永久磁石群 ３３ａ、３４ａ 永久磁石 ３５ カバー ３５１ 円筒部 ３５２、３５３ 端面部 ４０ ステータコア ５０ コイル部 ６０ 樹脂ハウジング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータコアの外周に永久磁石を配設して
   なるロータと、 前記ロータの外周を覆う円筒部と、前記永久磁石の軸方
   向両端部を覆う端面部とを有するカバーと、 前記ロータの径方向外側に配置され、コイル部により励
   磁されることにより磁極を形成するステータコアと、を
   備えることを特徴とするトルクモータ。
2. 【請求項２】 前記カバーは軸方向の少なくとも一方の
   端をかしめて形成されることを特徴とする請求項１記載
   のトルクモータ。
3. 【請求項３】 前記カバーは、前記ロータの外側に圧入
   嵌合されることを特徴とする請求項１または２のいずれ
   かに記載のトルクモータ。