JP2010004619A - 圧入荷重設定方法及びモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石の飛散防止を、軽量及び低コストで実現することができる圧入荷重設定方法及びモータの製造方法を提供する。
【解決手段】出力軸２４に対する端面板９０及びロータヨーク６１の圧入荷重設定方法であって、ロータヨーク６１とマグネットプレート９２とを当接させた状態で、エンドプレート９１を撓み変形させる撓み変形荷重Ｆｂより、出力軸２４に対する端面板９０及びロータヨーク６１の圧入荷重Ｆｃを大きく設定することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧入荷重設定方法及びモータの製造方法に関するものである。

従来から、筒状のステータと、ステータの内側に配置されたロータ部と、ロータ部と同軸状に圧入固定され回転可能に支持されたシャフトとを備えたモータが知られている。
上述したモータのロータ部は、複数の磁性板材が積層されたロータヨークと、ロータヨークの端面から軸方向に沿って形成された収容孔内に収容された永久磁石と、ロータヨークの軸方向端部に設けられ、永久磁石を保持する端面板とを備えている。

端面板は、ロータヨークの軸方向に沿う端面を覆うように設けられており、永久磁石が開口部から抜けて飛散すること等を防止するためのものである。
ここで、例えば特許文献１に示されるように、合成樹脂等からなる端面板に形成された円周状の溝内に環状弾性部材を挿入し、この環状弾性部材を端面板と永久磁石との間に介在させる構成が知られている。この構成によれば、弾性部材の弾性力により接着剤を用いることなく、永久磁石をロータヨークに固定することができるとされている。
特開２００４−３２８９６３号公報

ところで、上述した従来の端面板では、端面板とシャフトとをどのように締結するかが問題となる。
具体的には、端面板を全て合成樹脂等の非磁性材料で構成することで、端面板とシャフト（例えば、鉄製）との線膨張係数の差が大きくなる。そのため、圧入固定した端面板を有するモータの駆動時においてモータが高温になった場合に、端面板とシャフトとの間にクリアランスが生じ、端面板が緩んで軸方向に抜ける虞がある。その結果、端面板とロータヨークとの間にクリアランスが生じ、永久磁石が飛散する虞がある。

また、端面板をルーズ設定してシャフトの外周面にスプライン加工等の回り止め加工を施すことで回転方向を固定し、軸方向はカラー圧入で端面板を固定する構成も考えられる。しかしながら、回り止め加工を施すための加工工数が増加して、モータの製造効率及び製造コストが増加するという問題がある。また、カラーの板厚をある程度確保しなければならないため、モータの重量が増加するという問題がある。

そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、永久磁石の飛散防止を、軽量及び低コストで実現することができる圧入荷重設定方法及びモータの製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、回転可能に支持されたシャフト（例えば、実施形態における出力軸２４）と、前記シャフトに対して同軸状に圧入固定されたロータ部（例えば、実施形態におけるロータ部２２）と、を備え、前記ロータ部は、ロータヨーク（例えば、実施形態におけるロータヨーク６１）と、前記ロータヨークの端面（例えば、実施形態におけるロータヨーク６１ａ、６１ｂ）から軸方向に沿って形成された収容孔（例えば、実施形態における収容孔６２）内に収容された永久磁石（例えば、実施形態における永久磁石６３）と、前記ロータヨークの軸方向両端部に設けられ、前記ロータヨークを挟持して前記収容孔内に前記永久磁石を保持する一対の端面板（例えば、実施形態における第１端面板９０及び第２端面板７０）とを備え、前記端面板は、少なくとも前記収容孔の開口部を覆うように設けられ径方向中央部に中央孔（例えば、実施形態における中央孔７６，９６）を有し、非磁性材料からなる環状板（例えば、実施形態におけるマグネットプレート７２，９２）と、前記ロータヨークとの間に前記環状板を挟持しつつ、前記シャフトに圧入固定され、前記シャフトと同等の線膨張係数を有する支持板（例えば、実施形態におけるエンドプレート７１，９１）とで構成されたモータにおいて、前記シャフトに対する前記端面板及び前記ロータヨークの圧入荷重設定方法であって、前記ロータヨークと前記環状板とを当接させた状態で、前記支持板を撓み変形させる撓み変形荷重より、前記シャフトに対する前記端面板及び前記ロータヨークの圧入荷重を大きく設定することを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに対して同軸状に圧入固定されたロータ部と、を備え、前記ロータ部は、ロータヨークと、前記ロータヨークの端面から軸方向に沿って形成された収容孔内に収容された永久磁石と、前記ロータヨークの軸方向両端部に設けられ、前記ロータヨークを挟持して前記収容孔内に前記永久磁石を保持する一対の端面板とを備え、前記端面板は、少なくとも前記収容孔の開口部を覆うように設けられるとともに径方向中央部に中央孔を有し、非磁性材料からなる環状板と、前記ロータヨークとの間に前記環状板を挟持しつつ、前記シャフトに圧入固定され、前記シャフトと同等の線膨張係数を有する支持板とで構成されたモータの製造方法であって、前記シャフトの一端側から他端側に向けて、前記他端側の前記端面板及び前記ロータヨークを圧入する圧入工程を有し、前記圧入工程における前記ロータヨークの圧入力は、前記シャフトに対する前記ロータヨークの圧入荷重と、前記ロータヨークと前記環状板とを当接させた状態で前記支持板を撓み変形させる撓み変形荷重と、前記シャフトに対する前記端面板の圧入荷重との合力より大きいことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記圧入工程に先立って、前記ロータヨークと前記他端側の端面板とを治具上にセットする工程を有し、前記圧入工程は、前記シャフトの他端側から一端側に向けて前記圧入力を付与し、前記シャフトの一端側から前記ロータヨークと前記他端側の端面板とを一括して圧入する工程を有することを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに対して同軸状に圧入固定されたロータ部と、を備え、前記ロータ部は、ロータヨークと、前記ロータヨークの端面から軸方向に沿って形成された収容孔内に収容された永久磁石と、前記ロータヨークの軸方向両端部に設けられ、前記ロータヨークを挟持して前記収容孔内に前記永久磁石を保持する一対の端面板とを備え、前記端面板は、少なくとも前記収容孔の開口部を覆うように設けられるとともに径方向中央部に中央孔を有し、非磁性材料からなる環状板と、前記ロータヨークとの間に前記環状板を挟持しつつ、前記シャフトに圧入固定され、前記シャフトと同等の線膨張係数を有する支持板とで構成されたモータの製造方法であって、前記一対の端面板のうち第１端面板、前記ロータヨーク及び前記一対の端面板のうち第２端面板を、前記シャフトの一端側から他端側に向けて順に圧入する圧入工程を有し、前記圧入工程は、前記シャフトに対する前記第１端面板の第１圧入荷重より大きい第１圧入力により前記第１端面板を圧入する第１圧入工程と、前記シャフトに対する前記ロータヨークの第２圧入荷重より大きい第２圧入力により前記ロータヨークを圧入する第２圧入工程と、前記第２圧入荷重以上の位置決め押圧力により前記ロータヨークを移動させて、前記ロータヨークの軸方向における位置決めを行う位置決め工程と、前記シャフトに対する前記第２端面板の第３圧入荷重より大きい第３圧入力により前記第２端面板を圧入する第３圧入工程と、を有し、前記第１圧入荷重は、前記ロータヨークと前記環状板とを当接させた状態で前記第１端面板を撓み変形させる撓み変形荷重より大きく設定され、前記位置決め工程では、前記第２圧入荷重と前記撓み変形荷重との合力より大きい前記位置決め押圧力により前記ロータヨークを移動させることで、前記第１端面板を撓み変形させ、前記第３圧入工程では、前記第３圧入荷重と前記撓み変形荷重との合力より大きく、なおかつ前記第３圧入荷重と前記撓み変形荷重と前記第２圧入荷重との合力より小さい前記第３圧入力により前記第２端面板を圧入することで、前記第２端面板を撓み変形させることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、非磁性材料からなる環状板により収容孔の開口部を覆うことで、永久磁石を保持することができるため、開口部から永久磁石が抜けて飛散することを防ぐとともに、永久磁石から発生する磁束の短絡も防ぐことができる。そして、環状板と別体で設けられ、シャフトと同等の線膨張係数を有する支持板をシャフトに圧入固定することで、周囲の温度に依存することなく端面板をシャフトに容易に固定することができる。つまり、シャフトと同等の線膨張係数を有する環状板をシャフトに圧入固定することで、シャフトと支持板との線膨張係数の差が小さくなるため、モータ発熱時において支持板とシャフトとが緩むことがなく、端面板が緩んで抜けることを防ぐことができる。
よって、端面板によるロータヨーク及び永久磁石の保持力を向上させることができるため、環状板が緩んで軸方向に抜けることを防ぎ、永久磁石の飛散を防ぐことができる。これにより、従来のように全てが非磁性材料からなる端面板を採用するために、カラーを用いることもないので、モータの小型軽量化も図ることができる。また、従来のようにシャフトにスプライン加工等の回り止め加工を施す必要もない。つまり、支持板を圧入するのみで端面板を固定することができるため、ロータ部及びシャフトの部品形状を簡略化することができ、加工コストを低減することができる。
したがって、永久磁石の飛散・磁気短絡防止を、軽量及び低コストで実現することができる。

特に、環状板をロータヨークの端面に当接させた状態で、ロータヨークに向けて支持板に撓み変形荷重を付与することで、支持板の径方向中央部がロータヨークに向けて撓み変形して、支持板の周縁部により環状板をロータヨークに向けて押圧することができる。この時、撓み変形荷重より、ロータヨークの圧入荷重（摩擦力）を大きく設定することで、支持板の撓み変形に起因して環状板からロータヨークに向けて作用する押圧力が、ロータヨークの圧入荷重よりも小さくなる。そのため、ロータヨークに伝わる押圧力によって、ロータヨークが軸方向に移動することがない。また、支持板の撓み変形荷重より、端面板の圧入荷重を大きくすることで、支持板の撓み変形に起因して支持板の径方向中央部からロータヨークの反対側に向けて作用する復元力が、支持板の圧入荷重よりも小さくなる。これにより、支持板の径方向中央部が軸方向に移動することがないので、支持板を復元させずに、撓み変形させた状態で保持することができる。
そして、支持板を撓み変形させた状態でシャフトに圧入固定することで、環状板がロータヨークの端面に確実に突き当たるため、支持板の押圧力によりロータヨーク及び永久磁石を均等に押圧することになる。これにより、環状板とロータヨーク及び永久磁石との間のクリアランスがなくなり、永久磁石の端面とロータヨークの端面とが面一の状態で保持される。したがって、環状板により永久磁石及びロータヨークをより強固に保持することができるため、永久磁石の飛散をより確実に防止することができる。また、永久磁石の軸方向の移動が規制されるため、モータのトルク脈動を低減することができる。

請求項２に記載した発明によれば、圧入工程におけるロータヨークの圧入力を、シャフトに対するロータヨークの圧入荷重と、ロータヨークと環状板とを当接させた状態で支持板を撓み変形させる撓み変形荷重と、シャフトに対する端面板の圧入荷重との合力より大きく設定することで、一端側の端面板を圧入後にロータヨークを圧入した場合にロータヨークとともに端面板を移動させることができる。これにより、軸方向におけるロータヨークの位置決めを容易に行うことができる。

請求項３に記載した発明によれば、ロータヨーク及び第１端面板を治具上に積層してセットし、この状態でシャフトに圧入力を付与することで、ロータヨーク及び第１端面板が一括して圧入固定される。これにより、製造効率を向上させることができる。

請求項４に記載した発明によれば、まず第１圧入力により第１端面板をシャフトに圧入した後、第２圧入力によりロータヨークを圧入する。これにより、第１端面板の環状板の端面とロータヨークの端面とが当接した状態で圧入されることになる。ここで、第２圧入荷重と撓み変形荷重との合力より大きい位置決め押圧力をロータヨークに付与することで、ロータヨークが環状板を押圧した状態でシャフトの他端側に移動する。この時、位置決め押圧力が、支持板の周縁部に伝わって周縁部がシャフトの他端側に向けて撓み変形する。これにより、支持板を撓み変形させた状態で、ロータヨークの位置決めを行うことができる。なお、位置決め押圧力をさらに大きく設定することで、支持板が撓み変形した状態でロータヨークとともに他端側に移動するため、ロータヨーク及び第１端面板を同時に位置決めすることも可能である。
そして、最後に第２端面板に第３圧入力を付与して第２端面板をシャフトに圧入する。この時、第３圧入荷重と撓み変形荷重との合力より大きく、なおかつ第３圧入荷重と撓み変形荷重と第２圧入荷重との合力より小さい範囲で第３圧入力を設定することで、環状板がロータヨークの端面に当接した後、支持板のみがロータヨークに向けて移動する。これにより、第２端面板の支持板が、ロータヨークに向けて撓み変形することになる。
したがって、第１端面板及び第２端面板が互いにロータヨークを押圧した状態でロータヨークを挟持することができるため、ロータヨーク及び永久磁石を均等に押圧することになる。これにより、環状板とロータヨーク及び永久磁石との間のクリアランスがなくなり、永久磁石の端面とロータヨークの端面とが面一の状態で保持される。したがって、環状板により永久磁石及びロータヨークをより強固に保持することができるため、永久磁石の飛散をより確実に防止することができる。また、永久磁石の軸方向の移動が規制されるため、モータのトルク脈動を低減することができる。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態を図１〜６に基づいて説明する。なお、本実施形態では車両用駆動モータユニットに採用したモータについて説明する。
（車両用駆動モータユニット）
図１は車両用駆動モータユニットの概略構成断面図である。
図１に示すように、車両用駆動モータユニット（以下、モータユニットという。）１０は、ステータ部２１及びロータ部２２を備えたモータ２３を収容するモータハウジング１１と、モータハウジング１１の軸方向一方側に締結され、モータ２３の出力軸（シャフト）２４（例えば、鉄製）からの動力を伝達する動力伝達部（不図示）を収容するミッションハウジング１２と、モータハウジング１１の軸方向他方側に締結され、モータ２３の回転センサ２５を収容するセンサハウジング１３と、を備えている。なお、ミッションハウジング１２は、モータハウジング１１に締結された共用ハウジング１２Ａと、共用ハウジング１２Ａに締結されたギアハウジング１２Ｂとで構成されている。また、モータハウジング１１の内部はモータ室３６が、ミッションハウジング１２の内部はミッション室３７が、センサハウジング１３の内部はセンサ室３８が、それぞれ構成されている。

モータハウジング１１は、モータ２３全体を覆うような略円筒形状で形成されている。共用ハウジング１２Ａは、モータハウジング１１とミッションハウジング１２との境界部を構成しており、モータハウジング１１とミッションハウジング１２との間にモータ室３６とミッション室３７とを仕切る仕切壁４１が形成されている。この仕切壁４１の径方向中央部には、仕切壁４１の厚さ方向に貫通する貫通孔４０が形成されている。この貫通孔４０内には、モータ２３の出力軸２４の他端側を回転自在に支持するベアリング２６が挿入されている。出力軸２４の他端には、ミッションハウジング１２内で動力伝達部と噛合するヘリカルギア２８が固定されている。一方、モータハウジング１１とセンサハウジング１３との境界部のセンサハウジング１３側には、モータ２３の出力軸２４の一端側を回転自在に支持するベアリング２７が挿入されている。

なお、モータユニット１０内（モータハウジング１１、ミッションハウジング１２、センサハウジング１３）には、ベアリング２６，２７やモータ２３等を冷却するための冷却油（不図示）が導入されており、上述したモータ２３は、ステータ部２１の一部が冷却油に浸漬した状態で配置されている。また、モータハウジング１１とミッションハウジング１２との間には、オイルポンプ（不図示）が設けられており、オイルポンプにより汲み上げられた冷却油が、図示しない油路を通ってモータユニット１０内を循環可能に構成されている。そして、モータユニット１０内を循環する冷却油がベアリング２６，２７等に供給されることでベアリング２６，２７等が冷却されるようになっている。

また、モータハウジング１１の壁部３１、ミッションハウジング１２の壁部３２及びセンサハウジング１３の壁部３３には、互いに連通するブリーザ通路３５がそれぞれ形成され、ブリーザ配管３９からモータユニット１０内の高圧・高温の空気を排出することができるようになっている。

さらに、モータハウジング１１の壁部３１内で、ブリーザ通路３５よりも内周側には、モータ２３を冷却するためのウォータジャケット５５が、モータ２３におけるステータ部２１の全周を覆うように設けられている。また、ステータ部２１は、モータハウジング１１に焼き嵌めされており、モータハウジング１１の内周面に密着するように配されている。

（モータ）
本実施形態のモータ２３は、インナーロータ型のモータであって、筒状のステータ部２１と、ステータ部２１の内側に配置された円柱状のロータ部２２と、ロータ部２２と同軸状に固定され回転可能に支持された出力軸２４と、を備えている。
ステータ部２１は、磁性板材４４が軸方向に積層されたものであって、径方向内側に向かって延びるティース４２を備えている。このティース４２には、インシュレータ（不図示）を介してコイル４３が巻装されている。

図２はロータ部の側面図であり、図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図２，３に示すように、ロータ部２２は、上述したステータ部２１の内側に所定間隔を空けて配置されており、出力軸２４に圧入固定されたロータヨーク６１を備えている。このロータヨーク６１は、出力軸２４の軸方向に沿って磁性板材６０が積層されたものであり、その径方向中央部にはロータヨーク６１の厚さ方向に貫通する圧入孔６４が形成されている。

ロータヨーク６１の両端面６１ａ，６１ｂの周縁部には、ロータヨーク６１の軸方向に貫通する複数（例えば、１６個）の収容孔６２が形成されている。これら収容孔６２は、ロータヨーク６１の端面６１ａ，６１ｂの周縁部において、周方向に沿って等間隔に配されており、平面視で弧状や長方形状に形成されている。各収容孔６２内には、ネオジウム等の希土類からなる永久磁石６３が挿入されている。この永久磁石６３は、軸方向に沿って複数分割されて構成されており、永久磁石６３の端面がロータヨーク６１の端面６１ａ，６１ｂと面一となるように配されている。このように永久磁石６３を複数に分割することで、永久磁石６３に発生する渦電流損失を低減することができる。

ここで、ロータヨーク６１は、その軸方向両端側に設けられた第１端面板９０と第２端面板７０とにより挟持されている。始めに第２端面板７０は、ロータヨーク６１の一端側の端面６１ａの周縁部に設けられたマグネットプレート（環状板）７２と、マグネットプレート７２を支持しつつ、出力軸２４に圧入固定されたエンドプレート（支持板）７１とを備えている。

マグネットプレート７２は、径方向中央部に中央孔７６を有する環状の部材であり、ロータヨーク６１の端面６１ａにおける周縁部、つまりロータヨーク６１の収容孔６２の開口部を覆うように設けられている。マグネットプレート７２におけるロータヨーク６１に対向する端面（軸方向内側の端面）は、ロータヨーク６１の端面６１ａ及び永久磁石６３の端面に当接している。つまり、マグネットプレート７２は、ロータヨーク６１の周縁部において、ロータヨーク６１の端面６１ａに当接して磁性板材６０の剥離を防ぐとともに、永久磁石６３を保持して永久磁石６３が収容孔６２から抜けて飛散することを防止する機能を有する。また、マグネットプレート７２は、ＳＵＳ３０４や黄銅等の非磁性材料により構成されており、永久磁石６３から発生する磁束の短絡を防ぐ機能も有している。

エンドプレート７１は、出力軸２４と同等の線膨張係数を有する構成材料、例えば鉄等からなる円板形状のものであり、その径方向中央部には、エンドプレート７１の厚さ方向に貫通する圧入孔７３が形成されている。圧入孔７３の径方向外側には、エンドプレート７１の周方向に沿って複数（例えば、６個）の肉抜き孔７４が形成されている。

この肉抜き孔７４は、エンドプレート７１の厚さ方向に貫通する丸孔であり、ロータ部２２の軽量化を図ったり、後述するようにエンドプレート７１を撓み変形させ易くしたりするためのものである。このようにエンドプレート７１に肉抜き孔７４を形成することで、エンドプレート７１を軽量化することができるため、モータ２３の最高回転数を増加させ、モータ出力の向上を図ることができる。また、エンドプレート７１は非磁性材料からなるマグネットプレート７２に比べ機械的強度が高いため、第２端面板７０における最大応力発生位置である肉抜き孔７４間のリブを、エンドプレート７１に配置することができるとともに、肉抜き孔７４のレイアウト性を向上させることができる。
また、エンドプレート７１の外周部分には、複数（例えば、３つ）のバランス調整部６５が形成されている。このバランス調整部６５は、ロータ部２２の組み付け後（端面板７０の圧入後）にロータ部２２の重量バランスの調整を行うためのものであり、ドリル等によりエンドプレート７１の厚さ方向に沿って切削されている。このように、非磁性材料からなるマグネットプレート７２に比べて、加工が容易なエンドプレート７１によりロータ部２１のバランス調整部６５や肉抜き孔７４を形成することで、製造効率を向上させることができるとともに、製造コストを低下させることができる。

肉抜き孔７４の径方向外側、すなわちエンドプレート７１の外周縁には、外周縁の角部が断面視Ｌ字形状に切り欠かれた段差部７５が形成されている。この段差部７５は、エンドプレート７１におけるロータヨーク６１に対向する端面７１ａ（軸方向内側の端面）の外周縁が厚さ方向に切り欠かれて形成されたものであり、エンドプレート７１の全周に亘って形成されている。したがって、エンドプレート７１は、軸方向外側に形成された広径部７７と、広径部７７より外径が縮小した状態で広径部７７から軸方向内側に突出形成された小径部７８とで構成されている。なお、本実施形態において、小径部７８の突出高さは、マグネットプレート７２の厚さより低く形成されている。

エンドプレート７１は、その小径部７８がマグネットプレート７２の中央孔７６内に圧入（軽圧入）された状態で出力軸２４に固定されている。つまり、マグネットプレート７２の内周縁は、エンドプレート７１の広径部７７と小径部７８との間の段差部７５内に収容されており、エンドプレート７１の外周縁とロータヨーク６１との間でマグネットプレート７２の内周縁を挟持している。これにより、第２端面板７０は、エンドプレート７１の肉抜き孔７４に対応する領域を除いてロータヨーク６１の端面６１ａの全面を覆うようになっている。この時、ロータヨーク６１の端面６１ａとエンドプレート７１の軸方向内側の端面７１ａとの間には、マグネットプレート７２の厚さとエンドプレート７１の段差部７５の深さとの差分だけクリアランスを有している。

ここで、エンドプレート７１は、マグネットプレート７２の中央孔７６内で上述したクリアランスを潰すように、軸方向内側に向けて撓み変形した状態で圧入固定されている。具体的には、エンドプレート７１の外周縁は、広径部７７と小径部７８との間の段差部７５によりマグネットプレート７２の内周縁を挟持する一方、エンドプレート７１の径方向中央部は、エンドプレート７１の厚さ方向（軸方向）に沿ってロータヨーク６１の端面６１ａに向けて撓んだ状態になっている。つまり、エンドプレート７１は、その中央部分が軸方向内側に向けて撓み変形した板バネ状に保持されており、エンドプレート７１の中央部分において端面７１ａとロータヨーク６１の端面６１ａとが接触している。一方、エンドプレート７１の外周縁では、エンドプレート７１の撓み変形に起因した弾性力（復元力）がマグネットプレート７２を介してロータヨーク６１に伝わり、マグネットプレート７２を間に挟んでロータヨーク６１を軸方向内側（他端側）へ向けて押圧している。
ここで、上述したようにエンドプレート７１には、肉抜き孔７４が形成されているため、肉抜き孔７４が形成された周上は他の領域（エンドプレート７１の外周縁や内周縁）に比べて弾性力が高くなる。そのため、エンドプレート７１を撓み変形させ易くすることができる。そして、肉抜き孔７４の形状等を調整することによりエンドプレート７１の弾性力を設定することができるため、製造効率を向上させることができる。

ロータヨーク６１の他端側に設けられた第１端面板９０は、上述した第２端面板７０と同様に、ロータヨーク６１の他端側の端面６１ｂの周縁部に設けられたマグネットプレート９２と、マグネットプレート９２を支持しつつ、出力軸２４に圧入固定されたエンドプレート９１とを備えている。なお、第１端面板９０のエンドプレート９１及びマグネットプレート９２は、上述した第２端面板７０のエンドプレート７１及びマグネットプレート７２とそれぞれほぼ同様の構成であるため、同一の構成については説明を省略する。

マグネットプレート９２は、上述した第２端面板７０のマグネットプレート７２と同様に、径方向中央部に中央孔９６を有する環状の部材であり、ロータヨーク６１の端面６１ｂにおける周縁部、つまりロータヨーク６１の収容孔６２の開口部を覆うように設けられている。
エンドプレート９１は、上述した第２端面板７０のエンドプレート７１と同様の構成からなり、その径方向中央部に形成された圧入孔９３と、エンドプレート９１の周方向に沿って形成された複数の肉抜き孔９４とを備えている。また、エンドプレート９１は、軸方向外側に形成された広径部９７と、広径部９７より外径が縮小した状態で広径部９７から軸方向内側に突出形成された小径部９８とで構成されている。そして、広径部９７と小径部９８との間には、エンドプレート９１の外周縁の角部が断面視Ｌ字形状に切り欠かれた段差部９５が形成されている。

エンドプレート９１は、上述したエンドプレート７１と同様に、軸方向内側に向けて撓み変形した状態で出力軸２４に圧入固定されている。そして、エンドプレート９１は、軸方向内側に向けて撓み変形した板バネ状に保持されており、エンドプレート９１の中央部分において端面９１ａとロータヨーク６１の端面６１ｂとが接触している。一方、エンドプレート９１の外周縁では、エンドプレート９１の弾性力がマグネットプレート９２を介してロータヨーク６１に伝わり、マグネットプレート９２を間に挟んでロータヨーク６１を軸方向内側（一端側）へ向けて押圧している。

ここで、ロータヨーク６１の圧入荷重（摩擦力）Ｆａは、エンドプレート９１（７１）の撓み変形荷重Ｆｂより大きいため、エンドプレート９１（７１）の撓み変形に起因したマグネットプレート９２（７２）の押圧力によりロータヨーク６１を押圧しても、ロータヨーク６１が軸方向に移動することはない。また、エンドプレート９１（７１）の圧入荷重（摩擦力）Ｆｃも、エンドプレート９１（７１）の撓み変形荷重Ｆｂより大きいため、エンドプレート９１（７１）の撓み変形に起因したエンドプレート９１（７１）の復元力により、エンドプレート９１（７１）が軸方向に移動して復元することはない。
したがって、ロータヨーク６１の軸方向両端に設けられた一対の端面板７０，９０は、軸方向内側に向けて互いにロータヨーク６１を押圧した状態でロータヨーク６１を挟持している。

（モータの製造方法）
次に、図４〜６に基づいてモータの製造方法について説明する。なお、以下の説明では、主としてロータ部を出力軸に組み付ける際の出力軸の圧入方法について説明する。図４〜６は、出力軸の圧入方法を示す工程図である。
まず、本実施形態の圧入方法に用いる治具について説明する。
図４（ａ）に示すように、本実施形態の治具１００は、直方体形状のベース部１０１を備えている。ベース部１０１の高さは、出力軸２４にロータヨーク６１を圧入固定した際における出力軸２４の一端からロータヨーク６１の端面６１ａまでの距離に設定されている。ベース部１０１には、厚さ方向（高さ方向）に沿って貫通する収容孔１０２が形成されている。収容孔１０２は、出力軸２４の圧入時に出力軸２４を受け入れるものであり、その内径が少なくとも出力軸２４の外径より大きく形成されている。ベース部１０１の上面１０３は、水平方向と平行に形成されており、この上面１０３がロータ部２２の載置面を構成している。

次に、出力軸の圧入方法について説明する。なお、本実施形態の出力軸２４は、その他端側に予めヘリカルギア２８が固定されており、ロータ部２２の構成部材は出力軸２４の一端側から他端側へ向けて圧入していく構成となっている。
まず、マグネットプレート７２，９２を、それぞれエンドプレート７１，９１に予め圧入して第２端面板７０と第１端面板９０とをそれぞれ形成しておく。
次に、ベース部１０１の上面１０３に、ロータヨーク６１及び第１端面板９０を下から順にセットする。具体的には、ロータヨーク６１の端面６１ａを下向きにしてセットし、端面６１ａとベース部１０１の上面１０３とを当接させる。次に、ロータヨーク６１の上に、ロータヨーク６１の端面６１ｂと、第１端面板９０のマグネットプレート９２とが当接するように第１端面板９０をセットする。
そして、ロータヨーク６１の圧入孔６４及び第１端面板９０の圧入孔９３と、ベース部１０１の収容孔１０２とがそれぞれ重なるように位置合わせを行う。このように、本実施形態ではロータヨーク６１及び第１端面板９０を積層してセットし、この状態で出力軸２４に圧入力を付与することで、ロータヨーク６１及び第１端面板９０が一括して圧入固定されるようになっている。これにより、製造効率を向上させることができる。

そして、ベース部１０１の上面１０３にセットされたロータヨーク６１及び第１端面板９０に、出力軸２４を圧入する（圧入工程）。具体的には、ロータヨーク６１の圧入孔６４及び第１端面板９０の圧入孔９３と、ベース部１０１の収容孔１０２とに向けて出力軸２４に圧入力を付与していく。すると、まず出力軸２４の一端の周端縁が、第１端面板９０の圧入孔９４における軸方向外側（上側）の周端縁に接触する。

ここで、まず第１端面板９０のエンドプレート９１を撓み変形させる。具体的には、出力軸２４の周端縁と、第１端面板９０の圧入孔９４の周端縁とが接触した状態で、出力軸２４にエンドプレート９１を撓み変形させるための撓み変形荷重Ｆｂを付与する。この撓み変形荷重Ｆｂは、エンドプレート９１の撓み変形に起因したマグネットプレート９２の押圧力以上であって、出力軸２４に対する第１端面板９０及びロータヨーク６１の圧入荷重Ｆａ，Ｆｃより小さく設定されている（Ｆａ，Ｆｃ＞Ｆｂ）。つまり、第１端面板９０が出力軸２４に圧入される前に、出力軸２４に付与された撓み変形荷重Ｆｂがエンドプレート９１の内周縁に作用し、エンドプレート９１の内周縁が軸方向内側（下側）に向けて撓み変形する（図４（ｂ）参照）。

これにより、図４（ｂ）に示すように、エンドプレート９１は、内周縁においてロータヨーク６１の端面６１ａに当接する一方、外周縁においてエンドプレート９１の撓み変形に起因する押圧力によりマグネットプレート９２をロータヨーク６１に向けて押圧することになる。その後、出力軸２４に第１端面板９０を圧入するための圧入力Ｆ２を付与する。この圧入力Ｆ２は、第１端面板９０の圧入荷重Ｆｃとエンドプレート９１の撓み変形荷重Ｆｂとの合力より大きく設定されている（Ｆ２＞Ｆｂ＋Ｆｃ）。すると、エンドプレート７１が撓んだ状態のまま、第１端面板９０が出力軸２４に圧入される。

そして、図５（ａ）に示すように、第１端面板９０が出力軸２４に圧入された後、出力軸２４の一端がロータヨーク６１の圧入孔６４の周端縁に到達した時点で、ロータヨーク６１を出力軸２４に圧入するための圧入力Ｆ３を付与する。この圧入力Ｆ３は、第１端面板９０の圧入荷重Ｆｃ、エンドプレート９１の撓み変形荷重Ｆｂ、及びロータヨーク６１の圧入荷重Ｆａの合力より大きく設定されている（Ｆ３＞Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ）。すると、ロータヨーク６１の圧入孔６４の締め代を潰しながら、圧入孔６４内に出力軸２４が圧入されていく。

その後、図５（ｂ）に示すように、出力軸２４の一端がベース部１０１の下面に到達する。これにより、ロータヨーク６１が出力軸２４の軸方向における所定位置まで圧入された時点で圧入を停止することができる。上述したようにベース部１０１の収容孔１０２の高さ（深さ）を、出力軸２４の一端からロータヨーク６１の端面６１ａまでの距離に設定することよって、圧入時毎にロータヨーク６１及び第１端面板９０の軸方向の位置合わせすることがなく、容易に圧入固定することができる。そして、このような位置関係が常に実現されるように、出力軸２４の一端からロータヨーク６１の端面６１ａまでの距離寸法が、ロータヨーク６１等の寸法ばらつきを考慮して設定されている。
以上により、出力軸２４にロータヨーク６１と第１端面板９０とが圧入固定される。

次に、図６（ａ）に示すように、ロータヨーク６１及び第１端面板９０が圧入固定された出力軸２４を治具１００から取り外し、出力軸２４の一端側から第２端面板７０を圧入する。具体的には、第２端面板７０のエンドプレート７１の中央部に、第２端面板７０を出力軸２４に圧入するために必要な圧入力Ｆ４を付与させる。この圧入力Ｆ４は、端面板７０の圧入荷重Ｆｃよりも大きく設定する（Ｆ４＞Ｆｃ）。第２端面板７０を圧入すると、まずマグネットプレート７２の端面がロータヨーク６１の端面６１ａの外周縁に当接する。

そして、この状態でさらにエンドプレート７１に圧入力Ｆ５を付与すると、エンドプレート７１の内周縁は軸方向内側に向けて撓み変形し、ロータヨーク６１の端面６１ａに当接する（図６（ｂ）参照）。この時、圧入力Ｆ５は、エンドプレート７１を撓み変形させるために必要な撓み変形荷重Ｆｂと第２端面板７０の圧入荷重Ｆｃとの合力より大きく、なおかつ撓み変形荷重Ｆｂと圧入荷重Ｆａ，Ｆｃとの合力より小さく設定する（Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＞Ｆ５＞Ｆｂ＋Ｆｃ）。これにより、第１端面板９０及びロータヨーク６１を移動させずに、第２端面板７０のエンドプレート７１のみを撓み変形させることができる。
以上により、出力軸２４にロータ部２２が圧入固定される。

このように、非磁性材料からなるマグネットプレート７２，９２によりロータヨーク６１の収容孔６２の開口部を覆うことで、永久磁石６３を保持することができるため、収容孔６２から永久磁石６３が抜けて飛散することを防ぐとともに、永久磁石６３から発生する磁束の短絡も防ぐことができる。そして、マグネットプレート７２，９２と別体で設けられ、出力軸２４と同等の線膨張係数を有するエンドプレート７１，９１を出力軸２４に圧入固定することで、周囲の温度に依存することなく端面板７０，９０を出力軸２４に容易に固定することができる。つまり、出力軸２４と同等の線膨張係数を有するエンドプレート７１，９１を出力軸２４に圧入固定することで、出力軸２４とエンドプレート７１，９１との線膨張係数の差を小さくすることができる。そのため、モータ発熱時においてエンドプレート７１と出力軸２４とが緩むことがなく、端面板７０が緩んで抜けることを防ぐことができる。

よって、端面板７０，９０によるロータヨーク６１及び永久磁石６３の保持力を向上させることができるため、マグネットプレート７２，９２が緩んで軸方向に抜けることを防ぎ、永久磁石６３の飛散を防ぐことができる。これにより、従来のように全てが非磁性材料からなる端面板を採用するために、従来のように出力軸２４にスプライン加工等の回り止め加工を施す必要もない。また、カラーを用いることもないので、モータ２３の小型軽量化も図ることができる。つまり、エンドプレート７１，９１を圧入するのみで端面板７０，９０を固定することができるため、ロータ部２２及び出力軸２４の部品形状を簡略化することができ、加工コストを低減することができる。
したがって、永久磁石６３の飛散・磁気短絡防止を、軽量及び低コストで実現することができる。

特に、マグネットプレート７２，９２をロータヨーク６１の端面６１ａ，６１ｂにそれぞれ当接させた状態で、ロータヨーク６１に向けてエンドプレート７１，９１の径方向中央部に撓み変形荷重Ｆｂを付与することで、エンドプレート７１，９１の径方向中央部がロータヨーク６１に向けて撓み変形する。その結果、エンドプレート７１，９１の周縁部により、マグネットプレート７２，９２をロータヨーク６１に向けて押圧することができる。この時、エンドプレート７１，９１の撓み変形荷重Ｆｂより、ロータヨーク６１の圧入荷重Ｆａを大きく設定することで、エンドプレート７１，９１の撓み変形に起因してマグネットプレート７２，９２からロータヨーク６１に向けて作用する押圧力（撓み変形荷重Ｆｂ）が、ロータヨーク６１の圧入荷重Ｆａよりも小さくなる。そのため、ロータヨーク６１に伝わる押圧力によって、ロータヨーク６１が軸方向に移動することがない。また、エンドプレート７１，９１の撓み変形荷重Ｆｂより、端面板７０，９０の圧入荷重Ｆｃを大きくすることで、エンドプレート７１，９１の撓み変形に起因してエンドプレート７１，９１の径方向中央部からロータヨーク６１の反対側に向けて作用する復元力が、端面板７０，９０の圧入荷重Ｆｃよりも小さくなる。これにより、エンドプレート７１，９１の径方向中央部が軸方向に移動することがないので、エンドプレート７１，９１を復元させずに、撓み変形させた状態で保持することができる。

そして、エンドプレート７１，９１を撓み変形させた状態で出力軸２４に圧入固定することで、マグネットプレート７２，９２がロータヨーク６１の端面６１ａ，６１ｂに確実に突き当たるため、エンドプレート７１，９１の押圧力によりロータヨーク６１及び永久磁石６３を均等に押圧することになる。したがって、マグネットプレート７２，９２とロータヨーク６１及び永久磁石６３との間のクリアランスがなくなり、永久磁石６３の端面とロータヨーク６１の端面６１ａ，６１ｂとが面一の状態で保持される。したがって、マグネットプレート７２，９２により永久磁石６３及びロータヨーク６１をより強固に保持することができるため、永久磁石６３の飛散をより確実に防止することができる。また、永久磁石６３の軸方向の移動が規制されるため、モータ２３のトルク脈動を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図７に基づいて説明する。図７は、第２実施形態に係る、モータの製造方法を示す工程図である。本実施形態では、第１端面板９０、ロータヨーク６１及び、第２端面板７０を出力軸２４に順に圧入していく点で上述した第１実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成には同様の符号を付し、説明を省略する。

図７（ａ）に示すように、出力軸２４の一端側から他端側に向けて第１端面板９０に第１圧入力Ｆ６を付与し、第１端面板９０を圧入する（第１圧入工程）。この第１圧入力Ｆ６は、第１端面板９０の圧入荷重（第１圧入荷重）Ｆｃより大きく設定する（Ｆ６＞Ｆｃ）。
次に、図７（ｂ）に示すように、出力軸２４の一端側からロータヨーク６１を圧入する（第２圧入工程）。具体的には、ロータヨーク６１に、ロータヨーク６１を圧入するために必要な第２圧入力Ｆ７を付与し、ロータヨーク６１の端面６１ｂが第１端面板９０のマグネットプレート９２の端面に当接する位置まで圧入する。なお、第２圧入力Ｆ７は、ロータヨーク６１の圧入荷重（第２圧入荷重）Ｆａより大きく設定する（Ｆ７＞Ｆａ）。

次に、図７（ｃ）に示すように、マグネットプレート９２の端面とロータヨーク６１の端面６１ｂとが当接した状態で、ロータヨーク６１の軸方向における位置決めを行う（位置決め工程）。具体的には、ロータヨーク６１の端面６１ａ側から出力軸２４の他端側に向けて、上述したロータヨーク６１の圧入荷重Ｆａと、第１端面板９０を撓み変形させる撓み変形荷重Ｆｂとの合力より大きい位置決め押圧力Ｆ８を付与する（Ｆ８＞Ｆ７＋Ｆｂ）。すると、ロータヨーク６１が出力軸２４の他端側へ向けて再び移動する。ロータヨーク６１が出力軸２４の他端側へ移動することで、ロータヨーク６１の端面６１ｂと当接している第１端面板９０のマグネットプレート９２に位置決め押圧力Ｆ８が作用する。そして、この位置決め押圧力Ｆ８により、エンドプレート９１の周縁部が軸方向外側（他端側）へ押圧され、エンドプレート９１の周縁部が軸方向外側へ撓み変形する。

これにより、ロータヨーク６１がエンドプレート９１との間のクリアランスを潰すように他端側へ移動し、ロータヨーク６１の端面６１ｂとエンドプレート９１の端面９１ａとが当接する。
なお、位置決め押圧力Ｆ８をロータヨーク６１の圧入荷重Ｆａ、第１端面板９０を撓み変形させる撓み変形荷重Ｆｂ、及び第１端面板９０の圧入荷重Ｆｃの合力より大きく設定することで、エンドプレート９１を撓ませた状態で、ロータヨーク６１と第１端面板９０とをともに出力軸２４の他端側へ移動させることも可能である（Ｆ８＞Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ）。これにより、第１端面板９０及びロータヨーク６１が圧入された状態で、出力軸２４に対する第１端面板９０及びロータヨーク６１の位置決めを行うことができる。

その後、図６に示すように、上述した第１実施形態と同様に第２端面板７０に圧入力Ｆ４，Ｆ５を付与し、第２端面板７０を出力軸２４の一端側から圧入する（第３圧入工程）。この時、圧入力Ｆ５は、エンドプレート７１を撓み変形させるために必要な撓み変形荷重Ｆｂと第２端面板７０の圧入荷重（第３圧入荷重）Ｆｃとの合力より大きく、なおかつ撓み変形荷重Ｆｂと圧入荷重Ｆａ，Ｆｃとの合力より小さく設定する（Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＞Ｆ５＞Ｆｂ＋Ｆｃ）。これにより、位置決め工程で位置決めされた第１端面板９０及びロータヨーク６１を移動させることなく、エンドプレート９１を撓み変形させた状態で第２端面板７０を圧入固定することができる。したがって、一対の端面板７０，９０が、ともに軸方向内側に向けて撓み変形した状態で出力軸２４に圧入固定される。つまり、出力軸２４の一端側から第１端面板９０、ロータヨーク６１及び第２端面板７０を順に積層した場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、端面板とロータヨークとが固定される領域における出力軸の外径をそれぞれ異ならせるような構成も可能である。また、本実施形態では、本発明のモータを車両用駆動モータユニットに採用した場合について説明したが、これに限られることはない。

本発明の実施形態におけるモータユニットの概略構成断面図である。 本発明の実施形態におけるロータ部の平面図である。 図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 出力軸の圧入方法を示す工程図である。 出力軸の圧入方法を示す工程図である。 出力軸の圧入方法を示す工程図である。 第２実施形態における出力軸の圧入方法を示す工程図である。

符号の説明

２２…ロータ部 ２３…モータ ２４…出力軸（シャフト） ６１…ロータヨーク ６２…収容孔 ６３…永久磁石 ７０…第２端面板（端面板） ７１，９１…エンドプレート（支持板） ７２，９２…マグネットプレート（環状板） ９０…第１端面板

Claims (4)

1. 回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに対して同軸状に圧入固定されたロータ部と、を備え、
   前記ロータ部は、ロータヨークと、前記ロータヨークの端面から軸方向に沿って形成された収容孔内に収容された永久磁石と、前記ロータヨークの軸方向両端部に設けられ、前記ロータヨークを挟持して前記収容孔内に前記永久磁石を保持する一対の端面板とを備え、
   前記端面板は、少なくとも前記収容孔の開口部を覆うように設けられるとともに径方向中央部に中央孔を有し、非磁性材料からなる環状板と、前記ロータヨークとの間に前記環状板を挟持しつつ、前記シャフトに圧入固定され、前記シャフトと同等の線膨張係数を有する支持板とで構成されたモータにおいて、
   前記シャフトに対する前記端面板及び前記ロータヨークの圧入荷重設定方法であって、
   前記ロータヨークと前記環状板とを当接させた状態で、前記支持板を撓み変形させる撓み変形荷重より、前記シャフトに対する前記端面板及び前記ロータヨークの圧入荷重を大きく設定することを特徴とする圧入荷重設定方法。
2. 回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに対して同軸状に圧入固定されたロータ部と、を備え、
   前記ロータ部は、ロータヨークと、前記ロータヨークの端面から軸方向に沿って形成された収容孔内に収容された永久磁石と、前記ロータヨークの軸方向両端部に設けられ、前記ロータヨークを挟持して前記収容孔内に前記永久磁石を保持する一対の端面板とを備え、
   前記端面板は、少なくとも前記収容孔の開口部を覆うように設けられるとともに径方向中央部に中央孔を有し、非磁性材料からなる環状板と、前記ロータヨークとの間に前記環状板を挟持しつつ、前記シャフトに圧入固定され、前記シャフトと同等の線膨張係数を有する支持板とで構成されたモータの製造方法であって、
   前記シャフトの一端側から他端側に向けて、前記他端側の前記端面板及び前記ロータヨークを圧入する圧入工程を有し、
   前記圧入工程における前記ロータヨークの圧入力は、前記シャフトに対する前記ロータヨークの圧入荷重と、前記ロータヨークと前記環状板とを当接させた状態で前記支持板を撓み変形させる撓み変形荷重と、前記シャフトに対する前記端面板の圧入荷重との合力より大きいことを特徴とするモータの製造方法。
3. 前記圧入工程に先立って、前記ロータヨークと前記他端側の端面板とを治具上にセットする工程を有し、
   前記圧入工程は、前記シャフトの他端側から一端側に向けて前記圧入力を付与し、前記シャフトの一端側から前記ロータヨークと前記他端側の端面板とを一括して圧入する工程を有することを特徴とする請求項２記載のモータの製造方法。
4. 回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに対して同軸状に圧入固定されたロータ部と、を備え、
   前記ロータ部は、ロータヨークと、前記ロータヨークの端面から軸方向に沿って形成された収容孔内に収容された永久磁石と、前記ロータヨークの軸方向両端部に設けられ、前記ロータヨークを挟持して前記収容孔内に前記永久磁石を保持する一対の端面板とを備え、
   前記端面板は、少なくとも前記収容孔の開口部を覆うように設けられるとともに径方向中央部に中央孔を有し、非磁性材料からなる環状板と、前記ロータヨークとの間に前記環状板を挟持しつつ、前記シャフトに圧入固定され、前記シャフトと同等の線膨張係数を有する支持板とで構成されたモータの製造方法であって、
   前記一対の端面板のうち第１端面板、前記ロータヨーク及び前記一対の端面板のうち第２端面板を、前記シャフトの一端側から他端側に向けて順に圧入する圧入工程を有し、
   前記圧入工程は、
   前記シャフトに対する前記第１端面板の第１圧入荷重より大きい第１圧入力により前記第１端面板を圧入する第１圧入工程と、
   前記シャフトに対する前記ロータヨークの第２圧入荷重より大きい第２圧入力により前記ロータヨークを圧入する第２圧入工程と、
   前記第２圧入荷重以上の位置決め押圧力により前記ロータヨークを移動させて、前記ロータヨークの軸方向における位置決めを行う位置決め工程と、
   前記シャフトに対する前記第２端面板の第３圧入荷重より大きい第３圧入力により前記第２端面板を圧入する第３圧入工程と、を有し、
   前記第１圧入荷重は、前記ロータヨークと前記環状板とを当接させた状態で前記第１端面板を撓み変形させる撓み変形荷重より大きく設定され、
   前記位置決め工程では、前記第２圧入荷重と前記撓み変形荷重との合力より大きい前記位置決め押圧力により前記ロータヨークを移動させることで、前記第１端面板を撓み変形させ、
   前記第３圧入工程では、前記第３圧入荷重と前記撓み変形荷重との合力より大きく、なおかつ前記第３圧入荷重と前記撓み変形荷重と前記第２圧入荷重との合力より小さい前記第３圧入力により前記第２端面板を圧入することで、前記第２端面板を撓み変形させることを特徴とするモータの製造方法。

Images