JP2007060801A

JP2007060801A - Motor

Info

Publication number: JP2007060801A
Application number: JP2005242971A
Authority: JP
Inventors: 憲一郎 ▲濱▼岸; Kenichiro Hamagishi; Hideki Kusano; 秀樹草野
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2025-08-24
Also published as: JP5257821B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the weight of a rotor and fix field magnet elements with ease and accuracy, in an electric motor. SOLUTION: A rotor section 2 includes a shaft 21, a closed-end cylindrical magnet holder 22 installed at the shaft 21, multiple field magnet elements 23 installed on the outer circumferential surface of the magnet holder 22, and a magnet positioning member 24, that is installed outside the bottom of the magnet holder 22 and has multiple projections 241. In the rotor section 2, the magnet holder 22 is formed by pressing a metal plate, and its weight is thereby reduced. When the multiple field magnet elements 23 are installed on the magnet holder 22, by inserting the multiple projections 241 of the magnet positioning member 24, respectively into between the multiple field magnet elements 23, the field magnet elements 23 can be fixed readily and with accuracy. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動式のモータに関する。 The present invention relates to an electric motor.

従来より、電動式のインナーロータ型のモータに用いられるロータでは、ロータコアが薄板を積層することにより、あるいは、焼結により形成されるものがある。その断面形状は多角形とされ、各側面上に分割された永久磁石（いわゆる、セグメントマグネット）が貼り付けられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, some rotors used in electric inner rotor type motors are formed by laminating thin plates or by sintering. The cross-sectional shape is polygonal, and permanent magnets (so-called segment magnets) that are divided on each side surface are attached.

特許文献１では、同期電動機に用いられる回転子において、電磁鋼板を打ち抜いたものを積層した回転子コアの表面に永久磁石を配置して回転子を製造することにより、回転子の重量を増加させて同期電動機の低騒音化、低振動化を図る技術が開示されている。特許文献２においても、珪素鋼板の積層にて形成されたロータが開示されており、ロータヨークの外周上において軸方向に隣り合う永久磁石の間に隙間を設けて熱応力に起因して永久磁石がロータヨークから剥がれたり、割れたりすることを防止する技術が開示されている。
特開２００２−３１５２７９号公報特開２００２−７８２５７号公報 In Patent Document 1, in a rotor used in a synchronous motor, a rotor is manufactured by arranging a permanent magnet on the surface of a rotor core in which electromagnetic steel sheets are punched and stacked to increase the weight of the rotor. Technology for reducing noise and vibration of a synchronous motor is disclosed. Patent Document 2 also discloses a rotor formed by stacking silicon steel plates, and a permanent magnet is formed due to thermal stress by providing a gap between permanent magnets adjacent in the axial direction on the outer periphery of the rotor yoke. A technique for preventing peeling or cracking from the rotor yoke is disclosed.
JP 2002-315279 A JP 2002-78257 A

ところで、自動車のチルトステアリングやテレスコピックステアリングなどに用いられれる車載用のモータでは、燃費や車両の運動性能などの観点から、モータの小型化、軽量化が要望されている。特許文献１および２に開示されているモータのようにロータヨーク（または回転子コア）が薄板の積層体にて形成されたり、あるいは、焼結体にて形成される場合、ロータの重量が大きいため車載用のモータとしては好ましいとはいえない。また、薄板の積層体や焼結体にてロータヨークが形成される場合、材料費も非常に高くなってしまう。 By the way, in-vehicle motors used for automobile tilt steering, telescopic steering, and the like, there is a demand for miniaturization and weight reduction of the motor from the viewpoints of fuel consumption and vehicle motion performance. When the rotor yoke (or rotor core) is formed of a thin laminate or a sintered body like the motors disclosed in Patent Documents 1 and 2, the rotor is heavy. It cannot be said that it is preferable as an in-vehicle motor. In addition, when the rotor yoke is formed of a laminate or sintered body of thin plates, the material cost becomes very high.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、電動式のモータにおいて、ロータの重量を低減するとともに界磁用磁石要素を容易かつ精度よく固定することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the weight of the rotor and to fix the field magnet element easily and accurately in an electric motor.

請求項１に記載の発明は、電動式のモータであって、シャフトと、中心軸を前記シャフトに一致させつつ前記シャフトに取り付けられる有底円筒状の磁石ホルダと、前記磁石ホルダの外周面上に前記中心軸を中心とする周方向に等間隔にて取り付けられる複数の界磁用磁石要素と、前記シャフトまたは前記磁石ホルダに取り付けられて前記複数の界磁用磁石要素と係合することにより前記複数の界磁用磁石要素の前記周方向の位置を固定する少なくとも１つの磁石位置決め部材と、前記磁石ホルダの前記外周面と対向して、前記複数の界磁用磁石要素との間で前記中心軸を中心とするトルクを発生する電機子と、前記電機子が相対的に固定され、前記磁石ホルダの開口側に配置されるベース部と、前記ベース部に対して前記シャフトを前記中心軸を中心に回転可能に支持する軸受機構とを備える。 The invention according to claim 1 is an electric motor, comprising a shaft, a bottomed cylindrical magnet holder attached to the shaft with a central axis coinciding with the shaft, and an outer peripheral surface of the magnet holder A plurality of field magnet elements attached at equal intervals in the circumferential direction around the central axis, and attached to the shaft or the magnet holder to engage with the plurality of field magnet elements. The at least one magnet positioning member that fixes the circumferential position of the plurality of field magnet elements and the outer peripheral surface of the magnet holder so as to face the plurality of field magnet elements. An armature that generates torque about a central axis; a base portion that is relatively fixed to the armature and disposed on an opening side of the magnet holder; And a bearing mechanism for rotatably supporting the center shaft.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータであって、前記磁石ホルダが金属板をプレス加工することにより形成されたものである。 The invention according to claim 2 is the motor according to claim 1, wherein the magnet holder is formed by pressing a metal plate.

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータであって、前記複数の界磁用磁石要素がラジアル異方性である。 The invention according to claim 3 is the motor according to claim 1 or 2, wherein the plurality of field magnet elements have radial anisotropy.

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータであって、前記少なくとも１つの磁石位置決め部材のいずれか１つが、前記磁石ホルダの底部の外側に取り付けられる。 A fourth aspect of the present invention is the motor according to any one of the first to third aspects, wherein any one of the at least one magnet positioning members is attached to an outside of a bottom portion of the magnet holder.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータであって、前記複数の界磁用磁石要素のそれぞれの一部が、前記磁石ホルダの前記外周面から前記底部の外側へと前記中心軸に対して平行に突出し、前記磁石ホルダの前記底部の外側に取り付けられる磁石位置決め部材が、前記シャフトに垂直な薄板状の部材であり、前記複数の界磁用磁石要素の間に挿入される複数の突起部を有する。 A fifth aspect of the present invention is the motor according to the fourth aspect, wherein a part of each of the plurality of field magnet elements extends from the outer peripheral surface of the magnet holder to the outside of the bottom portion. A magnet positioning member that protrudes in parallel to the central axis and is attached to the outside of the bottom portion of the magnet holder is a thin plate-like member perpendicular to the shaft, and is inserted between the plurality of field magnet elements. A plurality of protrusions.

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータであって、前記少なくとも１つの磁石位置決め部材が、前記磁石ホルダの底部の外側に取り付けられる１つの磁石位置決め部材であり、前記複数の界磁用磁石要素のそれぞれが、前記磁石ホルダの前記外周面の曲率と同じ曲率の凹状の部分円筒面を有し、前記複数の界磁用磁石要素のそれぞれが前記磁石ホルダに取り付けられる際に、前記磁石ホルダの前記外周面と前記部分円筒面とが一致する。 A sixth aspect of the present invention is the motor according to any one of the first to third aspects, wherein the at least one magnet positioning member is a single magnet positioning member attached to the outside of the bottom of the magnet holder. Each of the plurality of field magnet elements has a concave partial cylindrical surface having the same curvature as the curvature of the outer peripheral surface of the magnet holder, and each of the plurality of field magnet elements is the magnet holder When attached to the magnet holder, the outer peripheral surface of the magnet holder and the partial cylindrical surface coincide.

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のモータであって、前記複数の界磁用磁石要素のそれぞれの一部が、前記磁石ホルダの前記外周面から前記底部の外側へと前記中心軸に対して平行に突出し、前記１つの磁石位置決め部材が、前記シャフトに垂直な薄板状の部材であり、前記複数の界磁用磁石要素の間に挿入される複数の突起部を有する。 The invention according to claim 7 is the motor according to claim 6, wherein a part of each of the plurality of field magnet elements extends from the outer peripheral surface of the magnet holder to the outside of the bottom portion. The one magnet positioning member is a thin plate-like member that projects parallel to the central axis and is perpendicular to the shaft, and has a plurality of protrusions that are inserted between the plurality of field magnet elements.

請求項８に記載の発明は、請求項５または７に記載のモータであって、前記薄板状の部材が、前記中心軸側の部位から前記複数の突起部が突出する形状であり、かつ、金属板をプレス加工することにより形成されたものであり、前記複数の突起部のそれぞれと前記中心軸側の部位との接続位置において、前記複数の突起部のそれぞれの輪郭と前記中心軸側の部位の輪郭とのなす角が９０°以上である。 The invention according to claim 8 is the motor according to claim 5 or 7, wherein the thin plate-like member has a shape in which the plurality of protrusions protrude from a portion on the central axis side, and It is formed by pressing a metal plate, and at the connection position between each of the plurality of protrusions and the central axis side, each contour of the plurality of protrusions and the central axis side The angle formed by the contour of the part is 90 ° or more.

請求項９に記載の発明は、請求項２に記載のモータであって、前記少なくとも１つの磁石位置決め部材のいずれかが金属板をプレス加工することにより形成されたものである。 A ninth aspect of the present invention is the motor according to the second aspect, wherein any one of the at least one magnet positioning member is formed by pressing a metal plate.

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載のモータであって、前記磁石ホルダが底部にて前記シャフトに取り付けられ、前記磁石ホルダの開口側が自由端とされ、前記軸受機構の少なくとも一部が、前記磁石ホルダ内に位置する。 Invention of Claim 10 is the motor in any one of Claim 1 thru | or 9, Comprising: The said magnet holder is attached to the said shaft in a bottom part, The opening side of the said magnet holder is made into a free end, The said At least a part of the bearing mechanism is located in the magnet holder.

請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載のモータであって、人が乗る車両に搭載される。 An eleventh aspect of the present invention is the motor according to any one of the first to tenth aspects, and is mounted on a vehicle on which a person rides.

本発明では、ロータの重量を低減することができるとともに磁石位置決め部材により界磁用磁石要素の位置を容易に固定することができる。また、磁石位置決め部材により、界磁用磁石要素の取り付けの際に周方向の累積誤差が発生してしまうことも防ぐことができる。 In the present invention, the weight of the rotor can be reduced, and the position of the field magnet element can be easily fixed by the magnet positioning member. In addition, the magnet positioning member can also prevent a circumferential cumulative error from occurring when the field magnet element is attached.

請求項２の発明では、プレス加工により磁石ホルダを安価に製造することができ、請求項９の発明ではプレス加工により磁石位置決め部材も安価に製造することができる。請求項３の発明では、ラジアル異方性の界磁用磁石要素を使用することにより界磁用磁石要素を容易に取り付けることができる。また、請求項４の発明では、磁石位置決め部材を容易に取り付けることができ、請求項５および７の発明では、簡単な構造の磁石位置決め部材により界磁用磁石要素を精度よく固定することができる。 According to the second aspect of the present invention, the magnet holder can be manufactured at low cost by press working, and in the ninth aspect of the invention, the magnet positioning member can also be manufactured at low cost by press working. In the invention of claim 3, the field magnet element can be easily attached by using the radially anisotropic field magnet element. In the invention of claim 4, the magnet positioning member can be easily attached, and in the inventions of claims 5 and 7, the field magnet element can be accurately fixed by the magnet positioning member having a simple structure. .

さらに、請求項６の発明では、１つの磁石位置決め部材で界磁用磁石要素を容易かつ精度よく固定することができ、請求項８の発明では、磁石位置決め部材用のプレス金型の寿命を長くすることができる。 Further, in the invention of claim 6, the field magnet element can be easily and accurately fixed by one magnet positioning member. In the invention of claim 8, the life of the press die for the magnet positioning member is extended. can do.

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電動式のモータ１の構成を示す縦断面図である。モータ１は、いわゆるブラシレスモータとなっており、例えば、自動車のチルトステアリングやテレスコピックステアリングのモータとして使用される。図１では、断面の細部における平行斜線の図示を一部省略している。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an electric motor 1 according to a first embodiment of the present invention. The motor 1 is a so-called brushless motor, and is used, for example, as a motor for tilt steering or telescopic steering of an automobile. In FIG. 1, the illustration of the parallel oblique lines in the details of the cross section is partially omitted.

モータ１は、回転組立体であるロータ部２、固定組立体であるステータ部３、ステータ部３の上部を覆うカバー部４、および、軸受機構５を備える。ロータ部２は、シャフト２１、中心軸Ｊ１をシャフト２１に一致させつつシャフト２１に取り付けられる有底円筒状の磁石ホルダ２２、磁石ホルダ２２の外周面上に中心軸Ｊ１を中心とする周方向に等間隔にて取り付けられる複数（本実施の形態では６個）の界磁用磁石要素２３、および、界磁用磁石要素２３の外周を囲むロータカバー２５を備える。 The motor 1 includes a rotor portion 2 that is a rotating assembly, a stator portion 3 that is a fixed assembly, a cover portion 4 that covers an upper portion of the stator portion 3, and a bearing mechanism 5. The rotor portion 2 includes a shaft 21 and a bottomed cylindrical magnet holder 22 attached to the shaft 21 with the central axis J1 being aligned with the shaft 21, and a circumferential direction centered on the central axis J1 on the outer peripheral surface of the magnet holder 22. A plurality of (six in this embodiment) field magnet elements 23 that are attached at equal intervals, and a rotor cover 25 that surrounds the outer periphery of the field magnet element 23 are provided.

磁石ホルダ２２は、有底円筒状に金属板（例えば、亜鉛めっき鋼板）をプレス加工することにより形成されたものとなっており、図１において上側となる底部（閉塞部）にてシャフト２１に取り付けられ、磁石ホルダ２２の開口側は自由端とされる。界磁用磁石要素２３はいわゆるセグメントマグネットであり、全体で界磁用磁石としての役割を果たす。 The magnet holder 22 is formed by pressing a metal plate (for example, a galvanized steel plate) into a bottomed cylindrical shape. The magnet holder 22 is attached to the shaft 21 at the bottom (closed portion) on the upper side in FIG. The opening side of the magnet holder 22 is a free end. The field magnet element 23 is a so-called segment magnet and serves as a field magnet as a whole.

なお、磁石ホルダ２２の上側の底面上には界磁用磁石要素２３の位置決めを行う位置決め部材２４が取り付けられるが、位置決め部材２４の形状および界磁用磁石要素２３との関係については後述する。 A positioning member 24 for positioning the field magnet element 23 is mounted on the bottom surface on the upper side of the magnet holder 22. The shape of the positioning member 24 and the relationship with the field magnet element 23 will be described later.

ステータ部３は、磁石ホルダ２２の開口側に配置されてステータ部３の各部を保持するとともに中央部が開口するベース部３１、ベース部３１に取り付けられてモータ１の外側面を形成する略円筒状のハウジング３２、磁石ホルダ２２の内側にて円筒状に伸びる軸受ホルダ３３、および、磁石ホルダ２２の外周面と対向する電機子３４を備える。電機子３４はハウジング３２の内周面に取り付けられてベース部３１に対して相対的に固定される。軸受ホルダ３３内には、シャフト２１を中心軸Ｊ１を中心に回転可能に支持する軸受機構５が固定される。 The stator portion 3 is arranged on the opening side of the magnet holder 22 to hold each portion of the stator portion 3, and has a base portion 31 that is open at the center portion. A cylindrical housing 32, a bearing holder 33 that extends in a cylindrical shape inside the magnet holder 22, and an armature 34 that faces the outer peripheral surface of the magnet holder 22. The armature 34 is attached to the inner peripheral surface of the housing 32 and is fixed relative to the base portion 31. A bearing mechanism 5 that supports the shaft 21 so as to be rotatable around the central axis J1 is fixed in the bearing holder 33.

軸受ホルダ３３は、一端がベース部３１の開口部およびハウジング３２の底側中央部の開口部に取り付けられ、その内側に軸受機構５の１対の玉軸受５１が取り付けられる。そして、玉軸受５１にロータ部２のシャフト２１が挿入されることにより、シャフト２１およびロータ部２がベース部３１を含むステータ部３に対して磁石ホルダ２２の中心軸Ｊ１を中心に回転可能に支持される。 One end of the bearing holder 33 is attached to the opening of the base portion 31 and the opening of the bottom center portion of the housing 32, and a pair of ball bearings 51 of the bearing mechanism 5 are attached to the inside thereof. Then, by inserting the shaft 21 of the rotor portion 2 into the ball bearing 51, the shaft 21 and the rotor portion 2 can rotate around the central axis J1 of the magnet holder 22 with respect to the stator portion 3 including the base portion 31. Supported.

モータ１では磁石ホルダ２２を有底円筒状としてその内側に軸受ホルダ３３が配置されることから、軸受機構５が磁石ホルダ２２内に位置する状態とされ、これにより、シャフト２１を強固に支持するとともにモータ１の高さ（軸方向の長さ）を低減することが実現される。なお、軸受機構５の全体が磁石ホルダ２２の内側に位置する必要はなく、軸受機構５の少なくとも一部が、磁石ホルダ２２内に位置するのみであってもよい。 In the motor 1, the magnet holder 22 is formed in a bottomed cylindrical shape, and the bearing holder 33 is disposed on the inside thereof. Therefore, the bearing mechanism 5 is positioned in the magnet holder 22, thereby firmly supporting the shaft 21. At the same time, it is possible to reduce the height (axial length) of the motor 1. Note that the entire bearing mechanism 5 does not have to be located inside the magnet holder 22, and at least a part of the bearing mechanism 5 may only be located in the magnet holder 22.

電機子３４は、圧入または接着によりハウジング３２の内側面に取り付けられており、薄板状の磁性材の積層体であるコア３４１を備える。コア３４１は外周部が環状のコアバックとなっており、コアバックの内周面から先端を中心軸Ｊ１に向けて中心軸Ｊ１を中心に放射状に（すなわち、外側から界磁用磁石要素２３に向かって伸びる）複数のティース３４２が設けられる。電機子３４はさらに、ティース３４２を覆うインシュレータ３４３、および、インシュレータ３４３上から多層に導線を巻回することにより設けられたコイル３４４を備える。コイル３４４は、ティース３４２およびインシュレータ３４３の外周に上下方向（中心軸Ｊ１方向）に向かって導線が巻かれて形成されている。 The armature 34 is attached to the inner surface of the housing 32 by press-fitting or bonding, and includes a core 341 that is a laminate of thin plate-like magnetic materials. The core 341 has a core back having an annular outer periphery, and the tip is directed from the inner peripheral surface of the core back toward the central axis J1 and radially about the central axis J1 (that is, from the outside to the field magnet element 23). A plurality of teeth 342 are provided. The armature 34 further includes an insulator 343 that covers the teeth 342 and a coil 344 that is provided by winding a conductive wire in multiple layers from above the insulator 343. The coil 344 is formed by winding a conductive wire around the outer circumference of the teeth 342 and the insulator 343 in the vertical direction (the direction of the central axis J1).

カバー部４は、ロータ部２の回転を検出する素子などが実装された回路基板４１、回路基板４１を支持するとともにハウジング３２の上側開口部に取り付けられる円筒状の基板支持部材４２、および、基板支持部材４２の上側開口を覆うカバープレート４３を備える。電機子３４と回路基板４１との間ではコイル３４４へ駆動用の電流を供給するための結線が施され、回路基板４１を介して電機子３４に駆動電流が供給されることにより、電機子３４と複数の界磁用磁石要素２３との間で中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生し、ロータ部２が回転する。 The cover 4 includes a circuit board 41 on which an element for detecting the rotation of the rotor 2 is mounted, a cylindrical board support member 42 that supports the circuit board 41 and is attached to the upper opening of the housing 32, and a board A cover plate 43 that covers the upper opening of the support member 42 is provided. A connection for supplying a driving current to the coil 344 is provided between the armature 34 and the circuit board 41, and the driving current is supplied to the armature 34 via the circuit board 41, whereby the armature 34. And a plurality of field magnet elements 23 generate torque about the central axis J1, and the rotor 2 rotates.

次に、ロータ部２における界磁用磁石要素２３の取り付けについて説明する。図２は、ロータ部２の縦断面図であり、図３は、ロータ部２の平面図すなわち、磁石ホルダ２２の上側の底部側から見た様子を示す図であり、図２および図３ではロータカバー２５の図示を省略している。各界磁用磁石要素２３は、中心軸Ｊ１に平行に伸びる略棒状となっており、中心軸Ｊ１側および外側の部位の一方がＮ極であり、他方がＳ極であり、ラジアル異方性となっている。そして、中心軸Ｊ１側がＮ極のものとＳ極のものとが交互に周方向に沿って磁石ホルダ２２の外周面上に接着により取り付けられる。ラジアル異方性の界磁用磁石要素では互いに対向する側面側（周方向側）の磁力が弱いため、隣接する２つの界磁用磁石要素同士の吸引力が弱く、界磁用磁石要素２３の位置を容易に決定して取り付けることができる。また、磁石ホルダ２２が金属にて形成される場合は、界磁用磁石が強い力で磁石ホルダに引きつけられることから、（例えば、磁石が大きくなるラジアル極異方性の場合に必要となる）界磁用磁石要素２３の外側を覆うロータカバー２５は、モータ１の用途によっては省略されてもよい。 Next, attachment of the field magnet element 23 in the rotor part 2 will be described. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the rotor portion 2, and FIG. 3 is a plan view of the rotor portion 2, that is, a view as seen from the bottom side above the magnet holder 22. The illustration of the rotor cover 25 is omitted. Each field magnet element 23 has a substantially rod-like shape extending in parallel to the central axis J1, one of the central axis J1 side and the outer part being an N pole, the other being an S pole, It has become. And the thing of N pole and the thing of S pole on the center axis J1 side are attached on the outer peripheral surface of the magnet holder 22 along the circumferential direction alternately. Since the magnetic force on the side surfaces (circumferential direction) facing each other is weak in the radially anisotropic field magnet element, the attractive force between two adjacent field magnet elements is weak, and the field magnet element 23 The position can be easily determined and attached. Further, when the magnet holder 22 is made of metal, the field magnet is attracted to the magnet holder with a strong force (for example, it is necessary in the case of radial polar anisotropy where the magnet becomes large). The rotor cover 25 that covers the outside of the field magnet element 23 may be omitted depending on the application of the motor 1.

ロータ部２では、図２および図３に示すように、１つの磁石位置決め部材２４が磁石ホルダ２２の底部の外側（上面）に取り付けられる。位置決め部材２４の固定はシャフト２１に対して行われてもよく、磁石ホルダ２２の底部に対して行われてもよく、いずれの場合においても、磁石ホルダ２２の外周面に設ける場合に比べて磁石位置決め部材２４を容易に取り付けることができる。磁石位置決め部材２４は、金属板（例えば、亜鉛めっき鋼板）をプレス加工することにより形成され、シャフト２１に垂直な薄板状の部材として安価に製造される。磁石位置決め部材２４は、図３に示すように中心軸側の部位（以下、「中央部」という。）２４０から複数の突起部２４１が外側に向かって放射状に突出し、中央部２４０は多角形（６角形）となっている。 In the rotor portion 2, as shown in FIGS. 2 and 3, one magnet positioning member 24 is attached to the outside (upper surface) of the bottom portion of the magnet holder 22. The positioning member 24 may be fixed to the shaft 21 or may be performed to the bottom of the magnet holder 22, and in any case, the magnet is compared with the case where it is provided on the outer peripheral surface of the magnet holder 22. The positioning member 24 can be easily attached. The magnet positioning member 24 is formed by pressing a metal plate (for example, a galvanized steel plate), and is manufactured at a low cost as a thin plate-like member perpendicular to the shaft 21. As shown in FIG. 3, the magnet positioning member 24 has a plurality of protrusions 241 radially projecting from a central axis side portion (hereinafter referred to as “central portion”) 240, and the central portion 240 is polygonal ( Hexagon).

そして、図２に示すように、複数の界磁用磁石要素２３のそれぞれの一部が磁石ホルダ２２の外周面から底部の外側（すなわち、図２中の上側）へと中心軸Ｊ１に対して平行に突出し、磁石位置決め部材２４の突起部２４１が図２および図３に示すように界磁用磁石要素２３の間に挿入されることにより、簡単な構造の位置決め部材２４を用いて中心軸Ｊ１を中心とする周方向に界磁用磁石要素２３を精度よく固定することができる。また、位置決め部材２４を用いることなく界磁用磁石要素２３を順番に取り付けようとした場合に生じる累積誤差も防止される。 Then, as shown in FIG. 2, a part of each of the plurality of field magnet elements 23 extends from the outer peripheral surface of the magnet holder 22 to the outside of the bottom (that is, the upper side in FIG. 2) with respect to the central axis J 1. The projection 241 of the magnet positioning member 24 protrudes in parallel, and is inserted between the field magnet elements 23 as shown in FIGS. 2 and 3, so that the central axis J1 can be obtained using the positioning member 24 having a simple structure. The field magnet element 23 can be fixed with high precision in the circumferential direction centered at. Further, an accumulated error that occurs when the field magnet elements 23 are sequentially attached without using the positioning member 24 is also prevented.

磁石位置決め部材２４では複数の突起部２４１のそれぞれと中央部２４０との接続位置（すなわち、各突起部２４１の付け根部分）において、複数の突起部２４１のそれぞれの輪郭と中央部２４０の輪郭とのなす角θが９０°以上（図３では１２０°）とされる。これにより、プレス加工の際に用いられる金型において、突起部２４１の付け根部分に対応する箇所の破損や摩耗が低減され、プレス金型の寿命を長くすることができる。 In the magnet positioning member 24, at the connection position between each of the plurality of projections 241 and the central portion 240 (that is, the base portion of each projection 241), the contour of each of the plurality of projections 241 and the contour of the central portion 240 are The formed angle θ is 90 ° or more (120 ° in FIG. 3). Thereby, in the metal mold | die used in the case of press work, the failure | damage and abrasion of the location corresponding to the base part of the projection part 241 are reduced, and the lifetime of a press metal mold | die can be lengthened.

また、複数の界磁用磁石要素２３のそれぞれは、図３に示すように、磁石ホルダ２２の外周面の曲率と設計公差の範囲内で同じ曲率の凹状の部分円筒面２３１を磁石ホルダ２２側に有しており、磁石ホルダ２２の外周面と部分円筒面２３１とが一致するように複数の界磁用磁石要素２３のそれぞれが磁石ホルダ２２に取り付けられる。これにより、界磁用磁石要素２３を磁石ホルダ２２の外周面に沿わせるだけで界磁用磁石要素２３の向きを正確に磁石ホルダ２２の中心軸Ｊ１に対して平行とすることができる。その結果、１つの磁石位置決め部材２４で界磁用磁石要素２３の一部を磁石ホルダ２２の外周面において正確に位置決めするだけで界磁用磁石要素２３全体を容易かつ精度よく磁石ホルダ２２に固定することができる。また、既述のように界磁用磁石要素２３はラジアル異方性であることから、界磁用磁石要素２３間の相互作用が少なく、かつ、磁石ホルダ２２に強固に吸着することから、界磁用磁石要素２３の位置決めが１つの磁石位置決め部材２４により容易かつ精度よく行うことが実現される。 Further, as shown in FIG. 3, each of the plurality of field magnet elements 23 has a concave partial cylindrical surface 231 having the same curvature within the range of the curvature of the outer peripheral surface of the magnet holder 22 and the design tolerance, on the magnet holder 22 side. Each of the plurality of field magnet elements 23 is attached to the magnet holder 22 so that the outer peripheral surface of the magnet holder 22 and the partial cylindrical surface 231 coincide with each other. Thereby, the direction of the field magnet element 23 can be accurately made parallel to the central axis J 1 of the magnet holder 22 simply by bringing the field magnet element 23 along the outer peripheral surface of the magnet holder 22. As a result, the entire field magnet element 23 can be easily and accurately fixed to the magnet holder 22 simply by positioning a part of the field magnet element 23 on the outer peripheral surface of the magnet holder 22 with one magnet positioning member 24. can do. Further, as described above, the field magnet element 23 has radial anisotropy, so that there is little interaction between the field magnet elements 23 and the field magnet element 23 is firmly adsorbed to the magnet holder 22. The magnetic magnet element 23 can be easily and accurately positioned by the single magnet positioning member 24.

なお、界磁用磁石要素２３の部分円筒面２３１は、界磁用磁石要素２３上の１つの連続した面である必要はなく、例えば、部分円筒面の中央に溝が設けられるなどして複数の部分に分断されていてもよい。界磁用磁石要素２３の中心軸Ｊ１方向の位置は、界磁用磁石要素２３の端面と磁石ホルダ２２の開口端とを一致させることにより決定される。 The partial cylindrical surface 231 of the field magnet element 23 does not have to be one continuous surface on the field magnet element 23. For example, a plurality of grooves are provided in the center of the partial cylindrical surface. It may be divided into parts. The position of the field magnet element 23 in the central axis J1 direction is determined by matching the end face of the field magnet element 23 with the open end of the magnet holder 22.

以上、モータ１の構造について説明してきたが、モータ１では、磁石ホルダ２２が有底円筒状とされることによりロータ部２の重量を低減することがでる。例えば、磁石ホルダが薄板の積層体にて形成される場合は、磁石ホルダが中実とされて体積が大きくなってしまうが、有底円筒状とすることにより、磁石ホルダの体積を大幅に削減することができる。また、積層体型の磁石ホルダを用いる場合に比べ、材料費を安くすることができ、さらに、プレス加工により磁石ホルダ２２を安価に製造することができる。 As mentioned above, although the structure of the motor 1 was demonstrated, in the motor 1, the weight of the rotor part 2 can be reduced by making the magnet holder 22 into a bottomed cylindrical shape. For example, when the magnet holder is formed of a laminate of thin plates, the magnet holder is solid and the volume increases. However, the volume of the magnet holder is greatly reduced by using a bottomed cylindrical shape. can do. In addition, the material cost can be reduced as compared with the case of using a laminated magnet holder, and the magnet holder 22 can be manufactured at a low cost by pressing.

なお、容易には形成できないが仮に積層体で有底円筒状の磁石ホルダ２２を形成したとしても、底部に対応する数枚の板とシャフト２１との間を強固に締結することは困難となってしまう。これに対し、モータ１のようにプレス加工にて磁石ホルダ２２を形成する場合は、片持ち構造である磁石ホルダ２２とシャフト２１との締結幅を比較的大きくすることができ、締結強度を自由に設定することができる。 Although it cannot be easily formed, even if the bottomed cylindrical magnet holder 22 is formed of a laminate, it is difficult to firmly fasten several plates corresponding to the bottom and the shaft 21. End up. On the other hand, when the magnet holder 22 is formed by press working like the motor 1, the fastening width between the magnet holder 22 and the shaft 21 having a cantilever structure can be made relatively large, and the fastening strength can be freely set. Can be set to

また、ロータ部２では、１枚の磁石位置決め部材２４が、シャフト２１または磁石ホルダ２２の底部の外側に取り付けられて複数の界磁用磁石要素２３と係合することにより複数の界磁用磁石要素２３の周方向の位置が固定されることにより、界磁用磁石要素２３の位置を容易に精度よく固定することができるとともに、磁石位置決め部材２４によって界磁用磁石要素２３の取り付けの際に周方向の累積誤差が発生してしまうことも防ぐことができる。 Further, in the rotor portion 2, a single magnet positioning member 24 is attached to the outside of the bottom portion of the shaft 21 or the magnet holder 22 and engaged with a plurality of field magnet elements 23, thereby a plurality of field magnets. Since the position of the element 23 in the circumferential direction is fixed, the position of the field magnet element 23 can be easily and accurately fixed, and when the field magnet element 23 is attached by the magnet positioning member 24. It is also possible to prevent the circumferential error from occurring.

次に、本発明の第２の実施の形態に係るモータに用いられるロータ部２ａについて説明する。本実施の形態に係るモータは、図１に示すモータ１におけるロータ部２に代えて図４および図５に示すロータ部２ａ（ロータカバー２５は図示省略）を備えるものであり、他の構成はモータ１と同様である。図４は、ロータ部２ａの縦断面図であり、図５は、ロータ部２ａの底面図、すなわち、開口側から見た様子を示す図である。ロータ部２ａの磁石ホルダ２２では、図２および図３に示すものよりも中心軸Ｊ１方向の長さが短くなっており、さらに、磁石位置決め部材２４ａが磁石ホルダ２２の開口端にさらに取り付けられている。ロータ部２ａの他の部分は図２のロータ部２と同様であり、図２と同符号を付している。 Next, the rotor part 2a used for the motor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. The motor according to the present embodiment includes a rotor portion 2a shown in FIGS. 4 and 5 (the rotor cover 25 is not shown) instead of the rotor portion 2 in the motor 1 shown in FIG. The same as the motor 1. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the rotor portion 2a, and FIG. 5 is a bottom view of the rotor portion 2a, that is, a view seen from the opening side. In the magnet holder 22 of the rotor portion 2a, the length in the central axis J1 direction is shorter than that shown in FIGS. 2 and 3, and the magnet positioning member 24a is further attached to the opening end of the magnet holder 22. Yes. The other parts of the rotor part 2a are the same as those of the rotor part 2 of FIG.

磁石位置決め部材２４ａは、中心軸Ｊ１に垂直な方向へと外側に広がるフランジ部を下端に有する略円筒状の部材であり、複数の界磁用磁石要素２３の間に挿入される複数の突起部２４１ａが放射状に外側に突出するようにフランジ部の先端に形成される。磁石ホルダ２２に磁石位置決め部材２４を取り付ける際には、上側の磁石位置決め部材２４の突起部２４１と突起部２４１ａとの位置が周方向に関して正確に一致するように治具により調整される。そして、図４に示すように、複数の界磁用磁石要素２３のそれぞれの一部である両端部が磁石ホルダ２２の外周面から中心軸Ｊ１に対して平行に底部の外側（すなわち、図４の上側）および開口部の外側（下側）へと突出し、図４および図５に示すように、突起部２４１および突起部２４１ａがそれぞれ界磁用磁石要素２３の間に挿入される。これにより、簡単な構造で複数の界磁用磁石要素２３のそれぞれを正確に中心軸Ｊ１に平行としつつ中心軸Ｊ１を中心とする周方向に精度よく固定することができる。なお、図４および図５に示すロータ部２ａの場合、界磁用磁石要素２３がラジアル異方性でない場合であっても正確に界磁用磁石要素２３の位置を固定することができる。 The magnet positioning member 24a is a substantially cylindrical member having a flange portion extending outward in a direction perpendicular to the central axis J1 at the lower end, and a plurality of protrusions inserted between the plurality of field magnet elements 23. 241a is formed at the tip of the flange portion so as to protrude radially outward. When the magnet positioning member 24 is attached to the magnet holder 22, the jig is adjusted so that the positions of the protrusions 241 and 241a of the upper magnet positioning member 24 are accurately matched in the circumferential direction. As shown in FIG. 4, both end portions, which are a part of each of the plurality of field magnet elements 23, are parallel to the central axis J1 from the outer peripheral surface of the magnet holder 22 (that is, FIG. 4). 4) and the protrusion 241 and the protrusion 241a are respectively inserted between the field magnet elements 23, as shown in FIG. 4 and FIG. As a result, each of the plurality of field magnet elements 23 can be accurately fixed in the circumferential direction around the central axis J1 while being accurately parallel to the central axis J1 with a simple structure. 4 and 5, the position of the field magnet element 23 can be accurately fixed even when the field magnet element 23 is not of radial anisotropy.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.

ロータ部２では、磁石位置決め部材２４の突起部２４１が磁石ホルダ２２の径方向へと外周面の外側に突出しているが、図６に示すように、磁石ホルダ２２の外周面側に沿って突起部２４１が折り曲げられてもよい。この場合、各界磁用磁石要素２３の一部が、磁石ホルダ２２の外周面から底部の外側（上側）へと中心軸Ｊ１に平行な方向に突出する必要はない。また、図７（左側が縦断面図、右側が右側面図となっている。）に示すように、磁石ホルダ２２の開口部の一部を外周面側に折り曲げて複数の突起部２４１ｂが設けられてもよく、この場合は、図４に示す磁石位置決め部材２４ａと磁石ホルダ２２とが一体化されていると捉えることができる。 In the rotor portion 2, the protruding portion 241 of the magnet positioning member 24 protrudes outside the outer peripheral surface in the radial direction of the magnet holder 22, but protrudes along the outer peripheral surface side of the magnet holder 22 as shown in FIG. 6. The part 241 may be bent. In this case, a part of each field magnet element 23 does not need to protrude in the direction parallel to the central axis J1 from the outer peripheral surface of the magnet holder 22 to the outer side (upper side) of the bottom. Also, as shown in FIG. 7 (the left side is a longitudinal sectional view and the right side is a right side view), a part of the opening of the magnet holder 22 is bent to the outer peripheral surface side to provide a plurality of protrusions 241b. In this case, it can be understood that the magnet positioning member 24a and the magnet holder 22 shown in FIG. 4 are integrated.

また、磁石位置決め部材２４は界磁用磁石要素２３の間に挿入される突起部を有するものには限定されず、他の手法により磁石位置決め部材２４が界磁用磁石要素２３と係合してもよい。例えば、界磁用磁石要素２３に形成された溝に磁石位置決め部材２４が係合したり、界磁用磁石要素２３に形成された突起部と磁石位置決め部材２４に形成された凹部とが係合することにより、界磁用磁石要素２３の位置決めが行われてもよい。 Further, the magnet positioning member 24 is not limited to the one having the protrusions inserted between the field magnet elements 23, and the magnet positioning member 24 is engaged with the field magnet elements 23 by other methods. Also good. For example, the magnet positioning member 24 is engaged with a groove formed in the field magnet element 23, or the protrusion formed on the field magnet element 23 and the recess formed on the magnet positioning member 24 are engaged. By doing so, the field magnet element 23 may be positioned.

さらに、界磁用磁石要素２３が大きい場合は、磁石位置決め部材が３個以上設けられてもよい。この場合、例えば、図４に示すロータ部２ａの磁石ホルダ２２の外周面上にもう１つの磁石位置決め部材（あるいは、同等の機能を有する突起部）が追加される。なお、磁石位置決め部材が複数設けられる場合においても、製造を容易に行うためにいずれか１つの磁石位置決め部材が磁石ホルダ２２の底部の外側に取り付けられることが好ましい。また、プレス加工により形成される磁石位置決め部材は磁石ホルダ２２の底部に取り付けられたもののみであってもよい。 Furthermore, when the field magnet element 23 is large, three or more magnet positioning members may be provided. In this case, for example, another magnet positioning member (or a protrusion having an equivalent function) is added on the outer peripheral surface of the magnet holder 22 of the rotor portion 2a shown in FIG. Even when a plurality of magnet positioning members are provided, it is preferable that any one magnet positioning member is attached to the outside of the bottom of the magnet holder 22 in order to facilitate manufacture. Further, the magnet positioning member formed by pressing may be only one attached to the bottom of the magnet holder 22.

軸受機構５は玉軸受５１以外の軸受を有していてもよく、例えば、含油スリーブによりシャフト２１が支持されてもよい。また、シャフト２１は片持ち構造にて支持される必要はなく、両持ち構造にて支持されてもよい。例えば、軸受ホルダ３３の長さを短くして玉軸受５１を１つに変更し、カバープレート４３に軸受ホルダおよび玉軸受を設けてシャフト２１の上端が別途支持されてもよい。すなわち、ベース部３１に対してシャフト２１を回転可能に支持する軸受機構は、磁石ホルダ２２に対して上下に分離されてもよい。 The bearing mechanism 5 may have a bearing other than the ball bearing 51. For example, the shaft 21 may be supported by an oil-impregnated sleeve. Moreover, the shaft 21 does not need to be supported by a cantilever structure, and may be supported by a both-end support structure. For example, the length of the bearing holder 33 may be shortened to change the ball bearing 51 to one, the cover holder 43 may be provided with a bearing holder and a ball bearing, and the upper end of the shaft 21 may be supported separately. That is, the bearing mechanism that rotatably supports the shaft 21 with respect to the base portion 31 may be separated up and down with respect to the magnet holder 22.

モータ１は、チルトステアリング、テレスコピックステアリング以外に、パワーステアリングなどの駆動源として用いられてもよく、回転する電機子にブラシを介して電流が供給されるブラシ型モータに比べて騒音が低減され、かつ、軽量であることから、車両の操舵関係の補助のみならず、人が乗る車両に搭載される様々な用途のモータに適している。 In addition to tilt steering and telescopic steering, the motor 1 may be used as a drive source for power steering or the like. Noise is reduced compared to a brush type motor in which current is supplied to a rotating armature via a brush. Moreover, since it is lightweight, it is suitable not only for assisting the steering of the vehicle but also for various applications of motors mounted on vehicles on which people ride.

第１の実施の形態に係るモータの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the composition of the motor concerning a 1st embodiment. ロータ部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a rotor part. ロータ部の平面図である。It is a top view of a rotor part. 第２の実施の形態に係るモータのロータ部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the rotor part of the motor which concerns on 2nd Embodiment. ロータ部の底面図である。It is a bottom view of a rotor part. ロータ部の他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of a rotor part. ロータ部のさらに他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of a rotor part.

Explanation of symbols

１モータ
３ステータ部
５軸受機構
２１シャフト
２２磁石ホルダ
２３界磁用磁石要素
２４，２４ａ磁石位置決め部材
３１ベース部
３４電機子
２４０中央部
２４１，２４１ａ突起部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 3 Stator part 5 Bearing mechanism 21 Shaft 22 Magnet holder 23 Field magnet element 24, 24a Magnet positioning member 31 Base part 34 Armature 240 Center part 241, 241a Protrusion part

Claims

An electric motor,
A shaft,
A bottomed cylindrical magnet holder attached to the shaft with a central axis coinciding with the shaft;
A plurality of field magnet elements attached at equal intervals in the circumferential direction around the central axis on the outer peripheral surface of the magnet holder;
At least one magnet positioning member fixed to the circumferential direction of the plurality of field magnet elements by being attached to the shaft or the magnet holder and engaging the plurality of field magnet elements;
An armature that generates torque centered on the central axis between the plurality of field magnet elements facing the outer peripheral surface of the magnet holder,
A base portion on which the armature is relatively fixed and disposed on the opening side of the magnet holder;
A bearing mechanism that rotatably supports the shaft about the central axis with respect to the base portion;
A motor comprising:

The motor according to claim 1,
A motor, wherein the magnet holder is formed by pressing a metal plate.

The motor according to claim 1 or 2,
The motor characterized in that the plurality of field magnet elements have radial anisotropy.

The motor according to any one of claims 1 to 3,
Any one of the at least one magnet positioning member is attached to the outside of the bottom of the magnet holder.

The motor according to claim 4,
A part of each of the plurality of field magnet elements protrudes in parallel to the central axis from the outer peripheral surface of the magnet holder to the outside of the bottom,
The magnet positioning member attached to the outside of the bottom of the magnet holder is a thin plate-like member perpendicular to the shaft, and has a plurality of protrusions inserted between the plurality of field magnet elements. Characteristic motor.

The motor according to any one of claims 1 to 3,
The at least one magnet positioning member is one magnet positioning member attached to the outside of the bottom of the magnet holder;
Each of the plurality of field magnet elements has a concave partial cylindrical surface having the same curvature as the curvature of the outer peripheral surface of the magnet holder,
The motor according to claim 1, wherein when each of the plurality of field magnet elements is attached to the magnet holder, the outer peripheral surface of the magnet holder and the partial cylindrical surface coincide with each other.

The motor according to claim 6,
A part of each of the plurality of field magnet elements protrudes from the outer peripheral surface of the magnet holder to the outside of the bottom portion in parallel to the central axis,
The motor, wherein the one magnet positioning member is a thin plate-like member perpendicular to the shaft, and has a plurality of protrusions inserted between the plurality of field magnet elements.

The motor according to claim 5 or 7,
The thin plate-shaped member has a shape in which the plurality of protrusions protrude from the portion on the central axis side, and is formed by pressing a metal plate,
The angle formed between the outline of each of the plurality of protrusions and the outline of the portion on the central axis side is 90 ° or more at the connection position between each of the plurality of protrusions and the portion on the central axis side. Characteristic motor.

The motor according to claim 2,
Any one of the at least one magnet positioning member is formed by pressing a metal plate.

The motor according to any one of claims 1 to 9,
The magnet holder is attached to the shaft at the bottom, the opening side of the magnet holder is a free end,
At least a part of the bearing mechanism is located in the magnet holder.

The motor according to any one of claims 1 to 10,
A motor mounted on a vehicle on which a person rides.