JP2010136578A - ロータ及びモータ - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成で確実に筒状磁石を固定することができ、且つ筒状磁石の損傷を防止することができるロータ及びモータを提供する。
【解決手段】第1磁石ホルダ14は、ロータコア12の軸方向端部に配置される第1基部21と、第1基部21の外周縁から軸方向に延出形成され筒状磁石13に径方向に圧接する第1圧接部22と、及び第1圧接部22から径方向外側に延び筒状磁石13の軸方向端部と当接する第1当接部23とを有してなる。また、第1磁石ホルダ14はロータコア12の各係合孔19に挿入され、同第1磁石ホルダ14をロータコア12に固定する複数の第1係合足26を備える。第2磁石ホルダ15は、第1磁石ホルダ14と同様に構成された第2基部31、第2圧接部32及び第2当接部33を有してなり、ロータコア12の各係合孔19に挿入され、同第2磁石ホルダ15をロータコア12に固定する複数の第2係合足36を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、ロータコアの表面に磁石が固定されたロータ及び該ロータを備えたモータに関するものである。
従来、ブラシレスモータには、ロータコアの表面に永久磁石が固着された表面磁石型モータがある。このような表面磁石型モータのロータとして、円筒状の磁石を接着剤によりロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に固定したものが知られている(特許文献1参照)。これにより、ステータにて発生する回転磁界に基づいて同ステータから磁石に伝わるトルクがロータコア及びシャフトに伝達され、ロータが回転するようになっている。
ところで、上記特許文献1の構成では、モータの駆動等によりロータが加熱されると接着剤と磁石との熱膨張差により接着剤と磁石との間に応力が発生する。また、ロータの回転により磁石には遠心力が作用するため、接着剤と磁石とが剥離してしまう虞があり、磁石を確実に固定できない虞があった。
そこで、特許文献2には、磁石の外周に焼き嵌めされる補強円筒と、磁石の軸方向両端側に固定された一対の回り止め円板とを備え、補強円筒の軸方向端部に形成された突起を回り止め円板の切り欠き部に係合させることで、磁石をロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に固定するようにしたモータが開示されている。このように、特許文献2の構成では、接着剤を用いないため、接着剤と磁石との熱膨張差などにより接着剤と磁石とが剥離することがなく、確実に磁石をロータコアに固定することができる。
特許3287113号公報 特許3598635号公報
ところで、上記特許文献2の構成では、磁石を固定するために補強円筒及び一対の回り止め円板が必要となり、ロータを構成する部品点数が多くなってしまう。また、補強円筒を焼き嵌めするに際して補強円筒を加熱する必要があるため、その製造工程が煩雑になるとともに製造設備が複雑になってしまう。その結果、従来の構成では、ロータ及びモータの製造コストが増大してしまうという問題があった。
そこで、例えばロータコアの外周面にキーやフランジ等の凸部を設けるとともに、磁石の内周面に上記凸部に対応した形状の凹部を設けることで、簡易な構成で磁石をロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に固定することが考えられる。しかしながら、磁石に凹部を形成すると、ステータから磁石に伝わるトルクにより同磁石内に生じる応力が凹部に集中してしまうため、磁石が損傷し易くなるという問題が生じる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡易な構成で確実に筒状磁石を固定することができ、且つ筒状磁石の損傷を防止することができるロータ及びモータを提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、シャフトと、前記シャフトの外周に固定されるロータコアと、前記ロータコアの外周に配置され周方向に交互に異なる磁極配置とされた筒状磁石とを備えたロータであって、前記ロータコアには軸方向両側に開口する係合孔が形成されるとともに、該ロータコアの軸方向両端側にはそれぞれ磁石ホルダが配置され、前記各磁石ホルダは、前記ロータコアの軸方向端部に配置される基部、前記基部の外周縁から軸方向に延出形成され前記筒状磁石に径方向に圧接する圧接部及び前記圧接部から径方向外側に延び前記筒状磁石の軸方向端部と当接する当接部をそれぞれ有するとともに、前記各磁石ホルダの少なくとも一方には前記基部から軸方向における前記ロータコア側に延び前記係合孔に挿入されて前記各磁石ホルダを前記ロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に固定する係合足が形成され、前記筒状磁石は、該筒状磁石の内周面又は外周面に前記圧接部が圧接するとともに該筒状磁石の軸方向端部に前記当接部が当接することで前記各磁石ホルダにより前記ロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に保持されることを要旨とする。
上記構成によれば、筒状磁石の内周面又は外周面に圧接部が圧接するとともに、筒状磁石の軸方向端部に当接部が当接することで、同筒状磁石は磁石ホルダに対して軸方向及び周方向に移動不能に保持される。そして、各磁石ホルダの係合足がロータコアの係合孔に挿入され、各磁石ホルダがロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されることで、筒状磁石がロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に固定される。このように、接着剤を用いずに筒状磁石を保持するため、接着剤と筒状磁石との熱膨張差などにより接着剤と筒状磁石とが剥離することがなく、確実に磁石をロータコアに固定することができる。また、一対の磁石ホルダにより筒状磁石がロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されるため、従来(特許文献2)に比べ、筒状磁石を固定するための部品点数を削減できる。加えて、補強円筒のように焼き嵌めする部材がないため、その製造工程が煩雑になること及び製造設備が複雑になることを防止し、簡易な構成で筒状磁石をロータコアに固定することができる。その結果、ロータの製造コストの低減を図ることができる。さらに、圧接部が筒状磁石に圧接することで筒状磁石を周方向に移動不能に保持するため、筒状磁石に凹部が形成されない。従って、ステータから筒状磁石に伝わるトルクにより同筒状磁石内に生じる応力が凹部に集中することを防止でき、磁石の損傷を防止することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のロータにおいて、前記各磁石ホルダの各圧接部は、その外周面が軸方向視多角形状にそれぞれ形成され、前記筒状磁石の内径は、前記圧接部に対する外接円の直径よりも小さく、且つ前記圧接部に対する内接円の直径よりも大きく形成されたことを要旨とする。
上記構成によれば、筒状磁石の内径が圧接部に対する外接円の直径よりも小さく且つ圧接部に対する内接円の直径よりも大きく形成されるため、例えば圧接部を筒状磁石の内径よりも大きな外径の円形状に形成した場合に比べ、容易に圧接部を筒状磁石に圧入することができ、磁石の損傷を防止することができる。また、圧接部による筒状磁石への圧接力が大となる部分が周方向において複数生じるため、筒状磁石の周方向の移動を抑制できる。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のロータにおいて、前記筒状磁石は、その内周面が軸方向視楕円形状に形成され、前記圧接部は、その外周面が前記筒状磁石の内周面よりも大きな寸法の同形の軸方向視楕円形状に形成されたことを要旨とする。
上記構成によれば、圧接部が筒状磁石に対して周方向に沿って均等な力で圧接するため、圧接部からの圧接力によって筒状磁石が損傷することを確実に防止できる。また、楕円形状であることから、確実に筒状磁石をロータコアに対して周方向に移動不能に保持できる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のうちの何れか一項に記載のロータにおいて、前記当接部には、軸方向における前記筒状磁石の中央側に延び、前記圧接部との間に前記筒状磁石を挟みこむ挟持部が形成されたことを要旨とする。
上記構成によれば、各磁石ホルダは、筒状磁石を挟持部によって挟持するため、挟持部が筒状磁石の外周面に圧接し、より確実に筒状磁石をロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に保持することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のロータにおいて、前記筒状磁石の軸方向両端には、その外径が軸方向中央側の外径よりも小径の薄肉部が形成され、前記筒状磁石は、前記各薄肉部が前記圧接部と前記挟持部との間にて挟持されることを要旨とする。
上記構成によれば、筒状磁石の薄肉部が圧接部と挟持部とによって挟持されるため、磁石ホルダに挟持部を形成しても、ロータが径方向に大型化することを抑制できる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のうちの何れか一項に記載のロータにおいて、前記筒状磁石は、その軸方向長さが前記ロータコアの軸方向長さよりも長く形成され、前記圧接部は、前記基部の外周縁から軸方向両側に延出形成されてなることを要旨とする。
上記構成によれば、延出部が軸方向両側に延出形成されてなるため、延出部が軸方向一方側にのみ延出形成される場合に比べ、延出部が筒状磁石を圧接する面積が増大し、より強固に筒状磁石を固定することができる。また、請求項5のように筒状磁石に薄肉部が形成された場合においては、薄肉部とともに筒状磁石の薄肉でない部分を圧接することが可能になり、圧接部が薄肉部のみに圧接する場合に比べ、薄肉部に加わる応力を低減して損傷を防止することができ、特に有効である。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のうちの何れか一項に記載のロータにおいて、前記圧接部には、径方向に開口するスリットが形成されたことを要旨とする。
上記構成によれば、圧接部を圧入した際に、スリットの幅が狭まることで圧接部の圧接力が緩和されるため、過大な圧接力が発生することを防止できる。
請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータにおいて、前記係合孔は、前記ロータコアの軸方向に沿って貫通形成され、前記各磁石ホルダは、前記係合足をそれぞれ有してなり、前記各磁石ホルダの何れか一方の係合足には第1係合凸部が形成されるとともに、その他方の係合足には前記第1係合凸部と係合する第1係合凹部が形成され、前記各磁石ホルダは、前記係合足がそれぞれ前記係合孔に挿入され、前記第1係合凸部と前記第1係合凹部とが互いに係合することで前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを要旨とする。
上記構成によれば、各磁石ホルダの係合足にそれぞれ形成された第1係合凸部と第1係合凹部とが係合することで、各磁石ホルダがロータコアに固定されるため、例えばネジにより固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、ロータコアに係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコアの形状を簡略化することができる。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のロータにおいて、前記係合孔には、突出部が形成され、前記各磁石ホルダの係合足は、前記第1係合凸部と前記第1係合凹部とが係合することで前記突出部に係合する凹部が構成されるように形成され、前記各磁石ホルダは、前記係合足がそれぞれ前記係合孔に挿入され、前記第1係合凸部と前記第1係合凹部とが互いに係合するとともに、前記凹部が前記突出部に係合することで前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを要旨とする。
上記構成によれば、各磁石ホルダの係合足にそれぞれ形成された第1係合凸部と第1係合凹部とが係合することで構成される凹部が、係合孔に形成された突出部と係合するため、より強固に各磁石ホルダをロータコアに固定することができる。
請求項10に記載の発明は、請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータにおいて、前記各磁石ホルダは、前記係合足をそれぞれ有してなり、前記係合孔及び前記各磁石ホルダの係合足の何れか一方には第2係合凸部が形成されるとともに、その他方には前記第2係合凸部と係合する第2係合凹部が形成され、前記各磁石ホルダは、前記係合足がそれぞれ前記係合孔に挿入され、前記第2係合凸部と前記第2係合凹部とが互いに係合することで前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを要旨とする。
上記構成によれば、各磁石ホルダの係合足にそれぞれ形成された第2係合凸部又は第2係合凹部と、ロータコアに形成された第2係合凹部又は第2係合凸部が係合することで、各磁石ホルダがロータコアに固定されるため、例えばネジにより固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、各磁石ホルダの形状を同一形状とすることが可能になり、製造コストの削減を図ることができる。
請求項11に記載の発明は、請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータにおいて、前記係合孔は、前記ロータコアの軸方向に沿って貫通形成され、前記各磁石ホルダは前記係合足をそれぞれ有してなるとともに、熱可塑性樹脂材料により構成され、前記係合足の先端同士が超音波溶着されることで、前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを要旨とする。
上記構成によれば、係合足の先端同士が超音波溶着されることで、各磁石ホルダをロータコアに固定するため、例えばネジにより固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、ロータコアに係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコアの形状を簡略化することができる。さらに、係合足に係合凸部又は係合凹部を形成せずともよいため、磁石ホルダの形状を簡略化することができる。
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載のロータにおいて、前記各磁石ホルダのうちの何れか一方の前記係合足における先端には軸方向に突出する突出面が形成されるとともに、その他方の前記係合足における先端には前記突出面と面接触する凹面が形成されたことを要旨とする。
上記構成によれば、超音波溶着するに際して、各磁石ホルダの係合足同士の径方向における位置合わせを容易に行うことができる。また、係合足の先端を平面とする場合に比べ、溶着面積を増大させることが可能となり、強固に一対の磁石ホルダを接合することが可能となる。
請求項13に記載の発明は、請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータにおいて、前記各磁石ホルダは、前記係合足をそれぞれ有してなり、前記各磁石ホルダの係合足には、該係合足の軸方向と直交する方向に突出した係合爪が形成され、前記各磁石ホルダは、それぞれの前記係合足が前記係合孔に圧入され、前記係合爪が前記係合孔の内周面に圧接することで、前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを要旨とする。
上記構成によれば、係合爪が形成された係合足を係合孔に圧入することで、各磁石ホルダをロータコアに固定するため、例えばネジにより固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、ロータコアに係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコアの形状を簡略化することができる。さらに、各磁石ホルダの形状を同一形状とすることが可能になり、製造コストの削減を図ることができる。
請求項14に記載の発明は、請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータにおいて、前記係合孔は、前記ロータコアの軸方向に沿って貫通形成され、前記各磁石ホルダの何れか一方は前記係合足を有するとともに、該係合足の先端には突起部が形成され、前記各磁石ホルダの何れか他方の基部には前記突起部が挿入される挿入孔が形成され、前記各磁石ホルダは、前記係合足が前記係合孔に挿入され、前記突起部が前記挿入孔に挿入された状態で該突起部が前記基部に溶着されることで前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを要旨とする。
上記構成によれば、係合足の突起部を挿入孔が形成された基部に溶着することで、各磁石ホルダをロータコアに固定するため、例えばネジにより固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、ロータコアに係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコアの形状を簡略化することができる。
請求項15に記載の発明は、請求項1〜14のうちの何れか一項に記載のロータと、前記ロータの外側に配置され回転磁界を発生するステータとを備えたことを要旨とする。
上記構成によれば、簡易な構成で確実に筒状磁石を固定することができ、且つ筒状磁石の損傷を防止することができる。
本発明によれば、簡易な構成で確実に筒状磁石を固定することが可能であり、且つ筒状磁石の損傷を防止することが可能なロータ及びモータを提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、ブラシレスモータ1は、有底円筒状のハウジング2と、ハウジング2の開口端を覆うエンドフレーム3と、ハウジング2の内周面に固定される略円筒状のステータ4と、ステータ4の内側に配置されるロータ5とを備えている。
ステータ4を構成する略円環状のステータコア6には、所定角度ごとに中心に向かって放射状に延びる複数のティース部6aが形成されている。各ティース部6aには、各ティース部6aの軸方向の両端面及び周方向の両側面を被覆するボビン7が軸方向の両側から装着されるとともに、ボビン7の上から導線8が複数回巻回されることによりコイル9がそれぞれ巻装されている。
ロータ5は、シャフト11と、シャフト11の外周面に固定されたロータコア12と、ロータコア12の外周に配置される円筒状の筒状磁石13と、筒状磁石13を固定する第1及び第2磁石ホルダ14,15を備えている。本実施形態では、これら第1及び第2磁石ホルダ14,15により磁石ホルダが構成されている。また、第1及び第2磁石ホルダ14,15は、弾性変形可能な軟質の合成樹脂材料等により構成されている。ロータ5は、シャフト11の基端部がハウジング2の底部中央に設置された軸受17aにて、該シャフト11の先端部がエンドフレーム3の中央に設置された軸受17bにて回転可能に支持されることで、筒状磁石13がステータ4に径方向に対向するように回転可能に支持されている。
図2(a),(b)に示すように、ロータコア12は、円環状の鋼板からなるコアシートを積層した積層コアとして構成されている。ロータコア12には、軸方向両側に開口した複数(本実施形態では、12個)の係合孔19が貫通形成されている。これら各係合孔19は、周方向に等角度間隔に形成されるとともに、軸方向視略台形筒状に形成されている。本実施形態では、各係合孔19の軸方向中央よりも第1磁石ホルダ14側(図2(b)における左側)には、各係合孔19の内側に突出する突出部19aがそれぞれ形成されている。
図3(a),(b)に示すように、筒状磁石13は、その内周面13a及び外周面13bが円形の円筒状に形成され、所定角度ごとに異なる極性(N極、S極)に着磁されている。また、筒状磁石13の軸方向両端には、その外径が軸方向中央部の外径よりも小径となる薄肉部13c,13dがそれぞれ形成されている。
図4(a),(b)に示すように、第1磁石ホルダ14の第1基部21は円環状に形成されており、その中央にはシャフト11が挿通される第1挿通孔21aが形成されている。第1基部21の外周縁には、軸方向におけるロータコア12の反対側に延びる第1圧接部22が形成されている。本実施形態では、第1圧接部22は、その外周面22aが軸方向視正十二角形状となるように形成されている。なお、第1圧接部22の外周面22aは、同第1圧接部22に対する外接円の直径Doが筒状磁石13の内径Dm(図3(a)参照)よりも大きく、同第1圧接部22に対する内接円の直径Diが筒状磁石13の内径Dmよりも小さく形成されている。
そして、第1圧接部22には、その先端(図4(b)における左側)から径方向外側に延びる第1当接部23が延出形成されている。この第1当接部23は、筒状磁石13の薄肉部13c先端と当接するようになっている。さらに、第1当接部23の外周縁には、軸方向における筒状磁石13の中央側に延びる第1挟持部24が形成されている。なお、本実施形態では、第1挟持部24は、第1圧接部22との間に薄肉部13cの厚みと略等しい隙間を有して形成されている。また、第1挟持部24の内周面24aは、第1圧接部22の外周面22aと平行になるように形成されている、即ち第1挟持部24の内周面24aは、図4(a)に示すように、軸方向視正十二角形状に形成されている。なお、第1挟持部24は、周方向に沿って一定の肉厚で形成されている。
そして、図1に示すように、筒状磁石13は、その内周面13aに第1圧接部22が圧入されるとともに同第1圧接部22と第1挟持部24との間に薄肉部13cが挟持されることで、内周面13a(薄肉部13cに対応する部分)に第1圧接部22が圧接し、外周面13b(薄肉部13cに対応する部分)に第1挟持部24が圧接するようになっている。また、薄肉部13cの先端が第1当接部23に当接するようになっている。このようにして、筒状磁石13は、第1磁石ホルダ14に対して軸方向及び周方向に移動不能に保持されている。
また、図4(a),(b)に示すように、第1基部21には、軸方向におけるロータコア12側に延びる複数(本実施形態では、係合孔19と同数の12本)の第1係合足26が延出形成されている。各第1係合足26は周方向に等角度間隔に形成されている。そして、各第1係合足26は、軸方向視略台形筒状に形成され、各係合孔19にそれぞれ挿入可能となっている。
本実施形態では、各第1係合足26の先端(図4(b)における右側)には、該第1係合足26よりも小さな寸法の台形筒状の係合部27がそれぞれ形成されている。この係合部27の径方向外側壁部28には、その先端から基端側に向かうにつれて径方向外側に突出するテーパ状の第1係合凸部28aが形成されるとともに、係合部27の径方向内側壁部29には、その先端から基端側に向かうにつれて径方向内側に突出するテーパ状の第1係合凸部29aが形成されている。なお、第1係合足26は、その先端が係合孔19の突出部19aに当接するとともに、その第1係合凸部28a,29aが係合孔19の突出部19aよりも第2磁石ホルダ15側に挿入されるようになっている。また、図4(b)では、係合部27の図示を一部省略している。
図5(a),(b)に示すように、第2磁石ホルダ15の第2基部31は、第1基部21と同様に円環状に形成されており、その中央にはシャフト11が挿通される第2挿通孔31aが形成されている。第2基部31の外周縁には、第1圧接部22と同様に外周面32aが軸方向視正十二角形状となるように構成された第2圧接部32が形成されている。そして、第2圧接部32には、第1当接部23と同様に構成された第2当接部33が形成されるとともに、第2当接部33には第1挟持部24と同様に内周面34aが軸方向視正十二角形状となるように構成された第2挟持部34が形成されている。なお、第1及び第2基部21,31が基部として構成され、第1及び第2圧接部22,32が圧接部として構成され、第1及び第2当接部23,33が当接部として構成されている。
そして、図1に示すように、筒状磁石13は、その内周面13aに第2圧接部32が圧入されるとともに同第2圧接部32と第2挟持部34との間に薄肉部13dが挟持されることで、内周面13a(薄肉部13cに対応する部分)に第2圧接部32が圧接し、外周面13b(薄肉部13cに対応する部分)に第2挟持部34が圧接するようになっている。また、薄肉部13dの先端が第2当接部33に当接するようになっている。このようにして、筒状磁石13は、第2磁石ホルダ15に対して軸方向及び周方向に移動不能に保持されている。
また、図5(a),(b)に示すように、第2基部31には、軸方向におけるロータコア12側に延びる複数(本実施形態では、係合孔19と同数の12本)の第2係合足36が延出形成されている。各第2係合足36は、周方向に等角度間隔に形成されている。そして、各第2係合足36は、軸方向視台形筒状に形成され、各係合孔19にそれぞれ挿入可能となっている。
本実施形態では、各第2係合足36は、軸方向に沿って同一断面形状となるように構成されて第1係合足26の係合部27が挿入されるようになっており、各第2係合足36の径方向外側壁部37及び径方向内側壁部38における先端側(図5(b)における左側)には、径方向に貫通した第1係合凹部37a,38aがそれぞれ形成されている。これら第1係合凹部37a,38aは、第1係合足26の各第1係合凸部28a,29aがそれぞれ係合するように構成されている。なお、第2係合足36は、その先端が係合孔19の突出部19aに当接するようになっている。また、図5(b)では、第1係合凹部37a,38aの図示を一部省略している。
そして、図6に示すように、各第1係合凸部28a,29aが第1係合凹部37a,38aに係合することで、第1係合足26の先端面26a、係合部27の外周面27a及び第2係合足36の先端面36aにより、突出部19aと係合する凹部30が構成されるようになっている。
第1磁石ホルダ14は、ロータコア12の軸方向一端側(図1における左側)から各第1係合足26が各係合孔19にそれぞれ挿入され、第2磁石ホルダ15は、ロータコア12の軸方向他端側(図1における右側)から各第2係合足36が各係合孔19にそれぞれ挿入されている。そして、図6に示すように、第1係合足26の各第1係合凸部28a,29aと第2係合足36の各第1係合凹部37a,38aが係合するとともに凹部30が突出部19aに係合することで、第1及び第2磁石ホルダ14,15がそれぞれロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されている。つまり、筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されている。これにより、ステータ4にて発生する回転磁界に基づいて筒状磁石13に伝わるトルクがロータコア12及びシャフト11に伝達され、ロータ5が回転するようになっている。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)ブラシレスモータ1は、ロータコア12の軸方向両端側にそれぞれ配置される一対の第1及び第2磁石ホルダ14,15を備えた。第1磁石ホルダ14は、ロータコア12の軸方向端部に配置される第1基部21、第1基部21の外周縁から軸方向に延出形成され筒状磁石13に径方向に圧接する第1圧接部22、及び第1圧接部22から径方向外側に延び筒状磁石13の軸方向端部と当接する第1当接部23を有してなる。また、第1磁石ホルダ14は、ロータコア12の各係合孔19に挿入され、同第1磁石ホルダ14をロータコア12に固定する複数の第1係合足26を備えた。第2磁石ホルダ15は、第1磁石ホルダ14と同様に構成された第2基部31、第2圧接部32及び第2当接部33を有してなり、ロータコア12の各係合孔19に挿入され、同第2磁石ホルダ15をロータコア12に固定する複数の第2係合足36を備えた。そのため、筒状磁石13の内周面13aに第1及び第2圧接部22,32が圧接するとともに、筒状磁石13の軸方向端部に第1及び第2当接部23,33が当接することで、同筒状磁石13は第1及び第2磁石ホルダ14,15に対して軸方向及び周方向に移動不能に保持される。そして、第1及び第2係合足26,36がロータコア12の各係合孔19にそれぞれ挿入され、第1及び第2磁石ホルダ14,15がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されることで、筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定される。このように、接着剤を用いずに筒状磁石13を保持するため、接着剤と筒状磁石13との熱膨張差などにより接着剤と筒状磁石13とが剥離することがなく、確実に筒状磁石13をロータコア12に固定することができる。また、第1及び第2磁石ホルダ14,15により筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されるため、従来(特許文献2)に比べ、筒状磁石13を固定するための部品点数を削減できる。加えて、補強円筒のように焼き嵌めする部材がないため、その製造工程が煩雑になること及び製造設備が複雑になることを防止し、簡易な構成で筒状磁石13をロータコア12に固定することができる。この結果、ロータ5の製造コストの低減を図ることができる。さらに、第1及び第2圧接部22,32が筒状磁石13にそれぞれ圧接することで筒状磁石13を周方向に移動不能に保持するため、筒状磁石13に凹部を形成せずともよい。従って、ステータ4から筒状磁石13に伝わるトルクにより同筒状磁石13内に生じる応力が凹部に集中することを防止でき、筒状磁石13の損傷を防止することができる。
(2)第1及び第2圧接部22,32の各外周面22a,32aを軸方向視多角形状にそれぞれ形成し、筒状磁石13の内径Dmを第1及び第2圧接部22,32に対する外接円の直径Doよりも小さく且つその内接円の直径Diよりも大きく形成した。そのため、例えば第1及び第2圧接部22,32を筒状磁石13の内径Dmよりも大きな外径の円形状に形成した場合に比べ、容易に第1及び第2圧接部22,32を筒状磁石13に圧入することができ、筒状磁石13の損傷を防止することができる。また、第1及び第2圧接部22,32による筒状磁石13への圧接力が大となる部分が周方向において複数生じるため、筒状磁石13の周方向の移動を抑制できる。
(3)第1当接部23に、軸方向における筒状磁石13の中央側に延び、第1圧接部22との間に筒状磁石13の薄肉部13cを挟みこむ第1挟持部24を形成した。また、第2当接部33に、軸方向における筒状磁石13の中央側に延び、第2圧接部32との間に筒状磁石13の薄肉部13dを挟みこむ第2挟持部34を形成した。そのため、第1及び第2磁石ホルダ14,15は、筒状磁石13を第1及び第2挟持部24,34によっても挟持するため、第1及び第2挟持部24,34が筒状磁石13の外周面13bに圧接し、より確実にロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に筒状磁石13を保持することができる。
(4)筒状磁石13の軸方向両端に、その外径が軸方向中央側の外径よりも小径の薄肉部13c,13dを形成し、各薄肉部13c,13dが第1及び第2圧接部22,32と第1及び第2挟持部24,34との間にて挟持されるようにした。そのため、第1及び第2磁石ホルダ15に第1及び第2挟持部24,34を形成しても、ロータ5が径方向に大型化することを抑制できる。
(5)係合孔19を、ロータコア12の軸方向に沿って貫通形成し、第1磁石ホルダ14の第1係合足26に第1係合凸部28a,29aを形成するとともに、第2磁石ホルダ15の第2係合足36に第1係合凹部37a,38aを形成した。そして、第1及び第2磁石ホルダ14,15は、第1係合凸部28a,29aと第1係合凹部37a,38aとが互いに係合することでロータコア12に対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されるようにした。そのため、例えばネジにより第1及び第2磁石ホルダ14,15を固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。
(6)係合孔19に突出部19aを形成し、第1係合凸部28a,29aと第1係合凹部37a,38aとが係合することで突出部19aに係合する凹部30が構成されるように第1係合足26及び第2係合足36を形成した。そのため、第1係合凸部28a,29aと第1係合凹部37a,38aとが係合することで凹部30が、係合孔19に形成された突出部19aと係合するため、より強固に第1及び第2磁石ホルダ14,15をロータコア12に固定することができる。
(第2実施形態)
以下、本発明を具体化した第2実施形態を図7に従って説明する。
なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、第1及び第2磁石ホルダのロータコアに対する固定構造である。このため、説明の便宜上、第1実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
図7に示すように、ロータコア12の各係合孔19には、同係合孔19の軸方向中央よりも各開口端側の位置に第2係合凹部41a,41bがそれぞれ形成されている。本実施形態では、各第2係合凹部41a,41bは、係合孔19における径方向外側(図7における上側)の側面に形成されている。
第1磁石ホルダ14の各第1係合足42における径方向外側壁部43には、その先端から基端側に向かうにつれて径方向外側に突出するテーパ状の第2係合凸部43aがそれぞれ形成されている。そして、第1磁石ホルダ14は、各第1係合足42がロータコア12の各係合孔19にそれぞれ挿入され、第2係合凸部43aが第2係合凹部41aに係合することで、ロータコア12に固定されている。
また、本実施形態の第2磁石ホルダ15は、第1磁石ホルダ14と同一形状に形成されている。即ち、第2磁石ホルダ15の各第2係合足45における径方向外側壁部46には、その先端から基端側に向かうにつれて径方向外側に突出するテーパ状の第2係合凸部46aがそれぞれ形成されている。そして、第2磁石ホルダ15は、各第2係合足45がロータコア12の各係合孔19にそれぞれ挿入され、第2係合凸部46aが第2係合凹部41bに係合することで、ロータコア12に固定されている。つまり、筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されている。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を奏する。
(7)第1磁石ホルダ14の第1係合足42に第2係合凸部43aを形成し、第2磁石ホルダ15の第2係合足45に第2係合凸部46aを形成するとともに、ロータコア12の各係合孔19に第2係合凹部41a,41bを形成した。そして、第1及び第2磁石ホルダ14,15を第1及び第2係合足42,45がそれぞれ各係合孔19に挿入され、第2係合凸部43a,46aと第2係合凹部41a,41bとが互いに係合することでロータコア12に対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されるようにした。そのため、例えばネジにより第1及び第2磁石ホルダ14,15を固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、第1磁石ホルダ14と第2磁石ホルダ15とを同一形状としたため、ロータ5の製造コストの削減を図ることができる。
(第3実施形態)
以下、本発明を具体化した第3実施形態を図8に従って説明する。
なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、第1及び第2磁石ホルダのロータコアに対する固定構造である。このため、説明の便宜上、第1実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
図8に示すように、本実施形態におけるロータコア12の各係合孔19は、軸方向に沿って同一形状に形成されている。
本実施形態では、第1及び第2磁石ホルダ14,15は、熱可塑性樹脂材料により構成されている。第1磁石ホルダ14の各第1係合足51は、各係合孔19の軸方向長さの略半分の長さにそれぞれ形成されるとともに、第2磁石ホルダ15の各第2係合足52は、各係合孔19の軸方向長さの略半分の長さにそれぞれ形成されている。そして、各第1係合足51の先端には軸方向に突出する凸円弧状の突出面51aがそれぞれ形成され、各第2係合足52の先端には、突出面51aと面接触する凹円弧状の凹面52aがそれぞれ形成されている。
そして、第1磁石ホルダ14と第2磁石ホルダ15とは、各係合孔19にそれぞれ挿入された各第1係合足51の突出面51aと第2係合足52の凹面52aとが、超音波溶着により接合されることで、ロータコア12に固定されている。つまり、筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されている。なお、超音波溶着とは超音波振動を各樹脂部材に与えることでその接合面に強力な摩擦熱を発生させ、同樹脂材料を溶融し接合させるものである。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を奏する。
(8)係合孔19をロータコア12の軸方向に沿って貫通形成した。そして、第1及び第2磁石ホルダ14,15を熱可塑性樹脂材料により構成し、各第1係合足51の突出面51aと各第2係合足52の凹面52aとをそれぞれ超音波溶着することで、第1及び第2磁石ホルダ14,15をロータコア12に対し軸方向及び周方向に移動不能に固定するようにした。そのため、例えばネジにより第1及び第2磁石ホルダ14,15を固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、ロータコア12に係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコア12の形状を簡略化することができる。さらに、例えば第1及び第2係合足51,52に係合凸部を形成する場合に比べ、第1及び第2磁石ホルダ14,15の形状を簡略化することができる。
(9)第1係合足51の先端に凸円弧状の突出面51aを形成し、第2係合足52の先端に突出面51aと面接触する凹円弧状の凹面52aを形成した。そのため、超音波溶着するに際して、第1係合足51の突出面51aと第2係合足52の凹面52aとの径方向における位置合わせを容易に行うことができる。また、第1及び第2係合足51,52の各先端面を平面とする場合に比べ、溶着面積を増大させることが可能となり、強固に第1磁石ホルダ14と第2磁石ホルダ15とを接合することが可能となる。
(第4実施形態)
以下、本発明を具体化した第4実施形態を図9及び図10に従って説明する。
なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、第1及び第2磁石ホルダのロータコアに対する固定構造である。このため、説明の便宜上、第1実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
図9に示すように、本実施形態におけるロータコア12の各係合孔19は、軸方向に沿って同一形状に形成されている。
図10に示すように、第1磁石ホルダ14の各第1係合足61の外周面は、係合孔19と同形の軸方向視略台形状に形成されている。そして、第1磁石ホルダ14の各第1係合足61における径方向外側壁部62には、径方向外側、即ち各第1係合足61の軸方向と直交する方向に突出する係合爪62aがそれぞれ軸方向に沿って複数(本実施形態では3つ)形成されている。また、第1磁石ホルダ14の各第1係合足61における径方向内側壁部63には、径方向内側、即ち各第1係合足61の軸方向と直交する方向に突出する係合爪63aがそれぞれ軸方向に沿って複数(本実施形態では3つ)形成されている。なお、各係合爪62a,63aは、各第1係合足61の先端から基端側に向かうにつれて突出量が大きくなるテーパ状にそれぞれ形成されている。従って、各第1係合足61の径方向長さは、各係合孔19の径方向長さよりも長くなっている。なお、図10(b)では、係合爪63aの図示を一部省略している。
また、本実施形態の第2磁石ホルダ15は、第1磁石ホルダ14と同一形状に形成されている。即ち、図9に示すように、第2磁石ホルダ15の各第2係合足65における径方向外側壁部66には径方向外側に突出する係合爪(図9において図示略)がそれぞれ軸方向に沿って複数形成されるとともに、その径方向内側壁部67には径方向内側に突出する係合爪(図9において図示略)がそれぞれ軸方向に沿って複数形成されている。
そして、第1磁石ホルダ14は、各第1係合足61がロータコア12の各係合孔19にそれぞれ圧入され、各係合爪62a,63aが係合孔19における径方向外側(図9における上側)及び径方向内側(図9における下側)の側面にそれぞれ圧接することで、ロータコア12に固定されている。また、第2磁石ホルダ15は、各第2係合足65がロータコア12の各係合孔19にそれぞれ圧入され、各係合爪が係合孔19における径方向外側及び径方向内側の側面にそれぞれ圧接することで、ロータコア12に固定されている。つまり、筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されている。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を奏する。
(10)第1係合足61の径方向外側壁部62に、第1係合足61の軸方向と直交する方向に突出した係合爪62aを形成するとともに、その径方向内側壁部63に第1係合足61の軸方向と直交する方向に突出した係合爪63aを形成した。また、第2磁石ホルダ15を第1磁石ホルダ14と同一形状に構成した。そして、第1及び第2磁石ホルダ14,15は、各第1及び各第2係合足61,65が係合孔19にそれぞれ圧入され、係合爪62a,63aが同係合孔19の内側面に圧接することで、ロータコア12に対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されるようにした。そのため、例えばネジにより第1及び第2磁石ホルダ14,15を固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、ロータコア12に係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコア12の形状を簡略化することができる。さらに、第1磁石ホルダ14と第2磁石ホルダ15とを同一形状としたため、製造コストの削減を図ることができる。
(第5実施形態)
以下、本発明を具体化した第5実施形態を図11〜図13に従って説明する。
なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、第1及び第2磁石ホルダのロータコアに対する固定構造である。このため、説明の便宜上、第1実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
図11に示すように、本実施形態におけるロータコア12の各係合孔19は、軸方向に沿って同一形状に形成されている。
図12(a),(b)に示すように、第1磁石ホルダ14は、第1基部21、第1圧接部22、第1当接部23及び第1挟持部24のみから構成されており、上記第1実施形態と異なり第1係合足を有していない。そして、第1基部21には、軸方向に貫通した挿入孔71が複数(本実施形態では、4つ)形成されている。各挿入孔71は周方向に等角度間隔に形成されている。
図13(a),(b)に示すように、第2磁石ホルダ15の第2基部31には、軸方向におけるロータコア12側に延びる複数(本実施形態では、4本)の第2係合足72が形成されている。各第2係合足72は周方向に等角度間隔に形成されている。また、各第2係合足72は、軸方向視円形状にそれぞれ形成され、各係合孔19に挿入可能となっている。そして、各第2係合足72の先端には、円柱形状の突起部73がそれぞれ形成されている。各突起部73は、第1基部21の各挿入孔71にそれぞれ挿入可能に形成されている。
そして、第1磁石ホルダ14は、ロータコア12の軸方向一端側(図11における左側)に配置され、第2磁石ホルダ15は、ロータコア12の軸方向他端側(図11における右側)から各第2係合足72が各係合孔19に挿入されるとともに突起部73が第1基部21の挿入孔71に挿入されてロータコア12の軸方向他端側に配置されている。そして、突起部73が熱溶着により第1基部21に接合されることで、第1及び第2磁石ホルダ14,15がロータコア12に固定されている。つまり、筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されている。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を奏する。
(11)第2磁石ホルダ15に第2係合足72を形成するとともに、該第2係合足72の先端に突起部73を形成した。第1磁石ホルダ14の第1基部21に突起部73が挿入される挿入孔71を形成した。そして、第1及び第2磁石ホルダ14,15は、第2係合足72が係合孔19に挿入されるとともに突起部73が挿入孔71に挿入された状態で該突起部73を熱溶着により第1基部21に接合することでロータコア12に対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されるようにした。そのため、例えばネジにより第1及び第2磁石ホルダ14,15を固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、ロータコア12に係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコアの形状を簡略化することができる。
(第6実施形態)
以下、本発明を具体化した第6実施形態を図14〜図16に従って説明する。
なお、説明の便宜上、第1実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
図14に示すように、ロータ5のシャフト81の外周面には、一部材からなるロータコア82が固定されている。図15(a),(b)に示すように、ロータコア82は、その軸方向一端側に開口する係合孔83を及び軸方向他端側に開口する係合孔84を有している。本実施形態では、係合孔83,84は、ロータコア82の軸心を中心とし、同ロータコア82の周方向に延びる円環状に形成されている。
図16(a),(b)に示すように、第1磁石ホルダ14の第1係合足91は、その軸心を中心とした係合孔83と同形の円環状に形成され、係合孔83に挿入可能となっている。つまり、第1係合足91は、その径方向外側壁部92の外径が係合孔83の径方向外側内径と略同じに形成されるとともに、その径方向内側壁部93の内径が係合孔83の径方向内側内径と略同じに形成されている。そして、径方向外側壁部92の外周には、その外径が係合孔83の径方向外側内径よりも大径となるように径方向外側、即ち各第1係合足91の軸方向と直交する方向に突出した複数(本実施形態では3つ)の係合爪92aが軸方向に沿って形成されている。また、径方向内側壁部93の内周には、その外径が係合孔83の径方向内側内径よりも小径となるように径方向内側、即ち各第1係合足91の軸方向と直交する方向に突出した複数(本実施形態では3つ)の係合爪93aが軸方向に沿って形成されている。なお、各係合爪92a,93aは、各第1係合足91の先端側から基端側に向かうにつれて、突出量が大きくなるテーパ状に形成されている。
また、本実施形態の第2磁石ホルダ15は、第1磁石ホルダ14と同一形状に形成されている。即ち、図14に示すように、第2磁石ホルダ15の第2係合足95は、その軸心を中心とした係合孔83と同形の円環状に形成され、係合孔84に挿入可能となっている。また、第2係合足95は、その径方向外側壁部96の外径が係合孔84の径方向外側内径と略同じに形成されるとともに、その径方向内側壁部97の内径が係合孔84の径方向内側内径と略同じに形成されている。そして、径方向外側壁部96の外周及び径方向内側壁部97の内周には複数の係合爪(図示略)が軸方向に沿って形成されている。
そして、第1磁石ホルダ14は、第1係合足91が係合孔83に圧入され、各係合爪92a,93aが係合孔83の内周面にそれぞれ圧接することでロータコア82に固定されている。また、第2磁石ホルダ15は、第2係合足95が係合孔84に圧入され、各係合爪が係合孔83の内周面にそれぞれ圧接することでロータコア82に固定されている。つまり、筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されている。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を奏する。
(12)係合孔83,84をロータコア82の周方向に延びる円環状に形成した。第1磁石ホルダ14の第1係合足91を係合孔83と同形の環状に形成するとともに、径方向、即ち各第1係合足91の軸方向と直交する方向に突出した係合爪92a,93aを形成した。また、第2磁石ホルダ15を第1磁石ホルダ14と同一形状に構成した。そして、第1及び第2磁石ホルダ14,15は、各第1及び各第2係合足91,95が係合孔83,84にそれぞれ圧入され、係合爪92a,93aが同係合孔83,84の内周面にそれぞれ圧接することで、ロータコア82に対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されるようにした。そのため、例えばネジにより第1及び第2磁石ホルダ14,15を固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、ロータコア82に係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコア82の形状を簡略化することができる。さらに、第1磁石ホルダ14と第2磁石ホルダ15とを同一形状としたため、製造コストの削減を図ることができる。
(第7実施形態)
以下、本発明を具体化した第4実施形態を図17〜図19に従って説明する。
なお、説明の便宜上、第1実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。
図17に示すように、本実施形態のロータ5は、一体型シャフト101を備えている。一体型シャフト101は、棒状の軸部102と、同軸部102外周に一体に形成された円環状のコア部103とを備えている。なお、本実施形態では、軸部102がシャフトとして構成されるとともに、コア部103がロータコアとして構成される。また、ロータ5は、コア部103の外周に配置される筒状磁石13と、コア部103の軸方向両端に固定される第1及び第2磁石ホルダ14,15を備えている。
図18(a),(b)に示すように、コア部103は、その軸方向一端側に開口する複数(本実施形態では、8個)の係合孔105及びその軸方向他端側に開口する複数(本実施形態では、8個)の係合孔106を有している。各係合孔105,106は、それぞれ周方向に等角度間隔に形成されている。本実施形態では、各係合孔105は、開口端側に形成される大径部105aと、大径部105aの内径よりも小さな内径の小径部105bからなる。また、各係合孔106は、係合孔105と同様に大径部106aと小径部106bとからなる。
図19(a),(b)に示すように、本実施形態の第1磁石ホルダ14の各第1係合足111は、軸方向視略円筒形状にそれぞれ形成されている。各第1係合足111の先端部(図19(b)における右側)112は、該第1係合足111の基端部113の外径よりも小さな外径にて形成されている。各第1係合足111の基端部113の外径は、上記係合孔105の大径部105aの内径と略同じに形成されるとともに、先端部112の外径は、上記係合孔105の小径部105bの内径と略同じに形成されている。そして、先端部112の外周には、その外径が小径部105bの内径よりも大径となるように径方向外側、即ち各第1係合足111の軸方向と直交する方向に突出した複数(本実施形態では、3つ)の係合爪114が軸方向に沿って形成されている。なお、各係合爪114は、各第1係合足111の先端側から基端側に向かうにつれて、突出量が大きくなるテーパ状に形成されている。
また、本実施形態の第2磁石ホルダ15は、第1磁石ホルダ14と同一形状に形成されている。即ち、図9に示すように、第2磁石ホルダ15の第2係合足116は、その先端部117の外径が上記係合孔106の小径部106bの内径と略同じに形成されるとともに、基端部118の外径が上記係合孔106の大径部106aの内径と略同じに形成され、先端部117の外周には複数の係合爪(図示略)が軸方向に沿って形成されている。
そして、第1磁石ホルダ14は、各第1係合足111が係合孔105に圧入され、各係合爪114が係合孔105の内周面にそれぞれ圧接することでコア部103に固定されている。また、第2磁石ホルダ15は、各第2係合足116が係合孔106に圧入され、各係合爪が係合孔106の内周面にそれぞれ圧接することでコア部103に固定されている。つまり、筒状磁石13がロータコア12に対して軸方向及び周方向に移動不能に固定されている。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(4)の効果に加えて以下の効果を奏する。
(13)第1磁石ホルダ14の第1係合足111に、外径が係合孔105の小径部105bの内径よりも大径となるように径方向外側、即ち各第1係合足111の軸方向と直交する方向に突出した係合爪114を形成した。また、第2磁石ホルダ15を第1磁石ホルダ14と同一形状に構成した。そして、第1及び第2磁石ホルダ14,15は、第1及び第2係合足111,116が係合孔105,106に圧入され、係合爪114が同係合孔105,106の内周面に圧接することで、コア部103に対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されるようにした。そのため、例えばネジにより第1及び第2磁石ホルダ14,15を固定する場合に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。また、コア部103に係合凸部又は係合凹部を形成しなくともよいため、ロータコア12の形状を簡略化することができる。さらに、第1磁石ホルダ14と第2磁石ホルダ15とを同一形状としたため、ロータ5の製造コストの削減を図ることができる。
なお、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記各実施形態では、第1圧接部22を軸方向におけるロータコア12の反対側に延出形成したが、これに限らない。例えば、図20に示すように、第1磁石ホルダ14の第1圧接部121を軸方向両側に延出形成してもよい。このようにすることで、第1圧接部が軸方向一方側にのみ延出形成される場合に比べ、第1圧接部121が筒状磁石13を圧接する面積が増大し、より強固に筒状磁石13を固定することができる。また、軸方向におけるロータコア12側に延出形成された部分が薄肉部13cとともに筒状磁石13の薄肉でない部分に圧接するため、第1圧接部が薄肉部13cのみに圧接する場合に比べ、薄肉部13cに加わる応力を低減してその損傷を防止することができる。同様に第2磁石ホルダ15の第2圧接部を軸方向両側に延出形成してもよい。
・上記各実施形態では、筒状磁石13の軸方向両端に薄肉部13cを形成し、第1当接部23の外周縁に第1挟持部24を形成したが、これに限らない。例えば、図21に示すように、筒状磁石131の軸方向両端に薄肉部を形成せず、軸方向に沿って一様な厚みの円筒状に形成するとともに、第1当接部23の外周縁に第1挟持部24を形成しなくともよい。なお、図21では、第1圧接部121を軸方向両側に延出形成しているが、第1圧接部を軸方向におけるロータコア12の反対側にのみ延出形成した場合に第1挟持部24を形成しなくともよい。同様に第2磁石ホルダ15の第2当接部33の外周縁に第2挟持部34を形成しなくともよい。
・上記各実施形態では、筒状磁石13の内周面13aを円形状に形成し、第1及び第2圧接部22,32の外周面22a,32aを多角形状に形成したが、これに限らない。例えば図22(a)に示すように、筒状磁石141の内周面141aを軸方向視楕円形状に形成するとともにその外周面141bを軸方向視円形状に形成してもよい。この場合、図22(b)に示すように、第1磁石ホルダ14の第1圧接部143の外周面143aが筒状磁石141の内周面141aよりも大きな寸法の同形(相似形)の楕円形状に形成する。また、第2磁石ホルダ15を第1磁石ホルダ14と同様に構成する。このようにすることで、第1圧接部143が筒状磁石141に対して周方向に沿って均等な力で圧接するため、第1圧接部143からの圧接力によって筒状磁石141が損傷することを確実に防止できる。また、筒状磁石141の内周面141a及び第1圧接部143の外周面143aが楕円形状であることから、筒状磁石141をロータコア12に対して確実に周方向に移動不能に保持できる。なお、図22(b)では、挟持部を形成していない場合を示したが、当然に挟持部を形成してもよい。
さらに、同図に示すように、第1圧接部143に径方向に開口したスリット143bを形成してもよい。このようにすることで、第1圧接部143を筒状磁石141内に圧入した際に、スリット143bの幅が狭まることで第1圧接部143の圧接力が緩和されるため、過大な圧接力が発生することを防止できる。
・上記第1実施形態では、ロータコア12の係合孔19に突出部19aを形成したが、これに限らず、突出部19aを形成せず、係合孔19を軸方向に沿って同一形状としてもよい。
・上記第2実施形態では、ロータコア12の係合孔19に第2係合凹部41a,41bを形成し、第1及び第2係合足42,45に第2係合凸部43a,46aを形成したが、これに限らず、係合孔19に第2係合凸部を形成し、第1及び第2係合足42,45に第2係合凹部を形成してもよい。
・上記第3実施形態では、第1係合足51の突出面51aを凸円弧状に形成し、第2係合足52の凹面52aを第1係合足51の突出面51aに面接触する凹円弧状に形成したが、これに限らず、例えば突出面51a及び凹面52aを平面状に形成してもよい。
・上記第5実施形態では、突起部73を熱溶着により第1基部21に接合させたが、これに限らず、超音波溶着等により、突起部73を第1基部21に接合させてもよい。
・上記第1実施形態では、各係合孔19を軸方向略台形筒状に形成するとともに、各第1及び各第2係合足26,36を軸方向視略台形筒状に形成したが、これに限らず、例えば各係合孔19、各第1及び各第2係合足26,36は軸方向視円形筒状等、どのような形状にしてもよいでもよい。上記第2〜第4実施形態においても同様に、各第1係合足42,51,61及び各第2係合足45,52,65を軸方向視円形筒状等にしてもよい。また、上記第5実施形態において、第2係合足72を円柱形状以外の形状にしてもよい。さらに、第6実施形態において、第1及び第2係合足91,95を円環状でなく、多角形環状にしてもよい。なお、この場合には、係合孔83,84を第1及び第2係合足91,95に倣った形状にする。さらにまた、上記第7実施形態において、例えば各第1係合足111及び第2係合足116を軸方向視略台形筒状に形成する等、どのような形状に形成してもよい。
・上記第1〜第5実施形態では、ロータコア12を円環状の鋼板からなるコアシートを積層した積層コアとして構成したが、これに限らず、一部材からなるロータコアとして構成してもよい。
・上記第1〜第6実施形態では、ロータ5は、別体で構成されたシャフト11及びロータコア12を備えたが、これに限らず、上記第7実施形態のように一体型シャフトを備えるようにしてもよい。また、上記第4実施形態において、ロータ5が別体で構成されたシャフト及びロータコアを備えるようにしてもよい。
ブラシレスモータの一部断面図 (a)第1実施形態のシャフト及びロータコアの一部断面図、(b)第1実施形態のシャフト及びロータコアの側面図。 (a)筒状磁石の側面図、(b)(a)のA−A線断面図。 (a)第1実施形態の第1磁石ホルダの側面図、(b)(a)のB−B線断面図。 (a)第1実施形態の第2磁石ホルダの側面図、(b)(a)のC−C線断面図。 第1実施形態の第1係合足と第2係合足との係合状態を示す拡大断面図。 第2実施形態のロータの一部断面図。 第3実施形態のロータの一部断面図。 第4実施形態のロータの一部断面図。 (a)第4実施形態の第1磁石ホルダの側面図、(b)(a)のD−D線断面図。 第5実施形態のロータの一部断面図。 (a)第5実施形態の第1磁石ホルダの側面図、(b)(a)のE−E線断面図。 (a)第5実施形態の第2磁石ホルダの側面図、(b)(a)のF−F線断面図。 第6実施形態のロータの一部断面図。 (a)第6実施形態のシャフト及びロータコアの一部断面図、(b)第6実施形態のシャフト及びロータコアの側面図。 (a)第6実施形態の第1磁石ホルダの側面図、(b)(a)のG−G線断面図。 第7実施形態のロータの一部断面図。 (a)一体型シャフトの一部断面図、(b)一体型シャフトの側面図。 (a)第7実施形態の第1磁石ホルダの側面図、(b)(a)のH−H線断面図。 別の第1磁石ホルダにおける圧接部を示す拡大断面図。 別の第1磁石ホルダにおける圧接部を示す拡大断面図。 (a)別の筒状磁石の側面図、(b)別の第1磁石ホルダの側面図。
符号の説明
1…ブラシレスモータ、4…ステータ、5…ロータ、11,81…シャフト、12,82…ロータコア、13,131,141…筒状磁石、13a,141a…内周面、13c,13d…薄肉部、19,83,84,105,106…係合孔、19a…突出部、21…第1基部、22,121,143…第1圧接部、22a,32a,143a…外周面、23…第1当接部、24…第1挟持部、26,42,51,61,91,111…第1係合足、28a,29a…第1係合凸部、30…凹部、31…第2基部、32…第2圧接部、33…第2当接部、34…第2挟持部、36,45,52,65,72,95,116…第2係合足、37a,38a…第1係合凹部、41a,41b…第2係合凹部、43a,46a…第2係合凸部、51a…突出面、52a…凹面、62a,63a,92a,93a,114…係合爪、71…挿入孔、73…突起部、101…一体型シャフト、102…軸部、103…コア部、143b…スリット、Di,Do…直径、Dm…内径。

Claims (15)

  1. シャフトと、
    前記シャフトの外周に固定されるロータコアと、
    前記ロータコアの外周に配置され周方向に交互に異なる磁極配置とされた筒状磁石とを備えたロータであって、
    前記ロータコアには軸方向両側に開口する係合孔が形成されるとともに、該ロータコアの軸方向両端側にはそれぞれ磁石ホルダが配置され、
    前記各磁石ホルダは、前記ロータコアの軸方向端部に配置される基部、前記基部の外周縁から軸方向に延出形成され前記筒状磁石に径方向に圧接する圧接部及び前記圧接部から径方向外側に延び前記筒状磁石の軸方向端部と当接する当接部をそれぞれ有するとともに、前記各磁石ホルダの少なくとも一方には前記基部から軸方向における前記ロータコア側に延び前記係合孔に挿入されて前記各磁石ホルダを前記ロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に固定する係合足が形成され、
    前記筒状磁石は、該筒状磁石の内周面又は外周面に前記圧接部が圧接するとともに該筒状磁石の軸方向端部に前記当接部が当接することで前記各磁石ホルダにより前記ロータコアに対して軸方向及び周方向に移動不能に保持されることを特徴とするロータ。
  2. 前記各磁石ホルダの各圧接部は、その外周面が軸方向視多角形状にそれぞれ形成され、
    前記筒状磁石の内径は、前記圧接部に対する外接円の直径よりも小さく、且つ前記圧接部に対する内接円の直径よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項1に記載のロータ。
  3. 前記筒状磁石は、その内周面が軸方向視楕円形状に形成され、
    前記圧接部は、その外周面が前記筒状磁石の内周面よりも大きな寸法の同形の軸方向視楕円形状に形成されたことを特徴とする請求項1に記載のロータ。
  4. 前記当接部には、軸方向における前記筒状磁石の中央側に延び、前記圧接部との間に前記筒状磁石を挟みこむ挟持部が形成されたことを特徴とする請求項1〜3のうちの何れか一項に記載のロータ。
  5. 前記筒状磁石の軸方向両端には、その外径が軸方向中央側の外径よりも小径の薄肉部が形成され、
    前記筒状磁石は、前記各薄肉部が前記圧接部と前記挟持部との間にて挟持されることを特徴とする請求項4に記載のロータ。
  6. 前記筒状磁石は、その軸方向長さが前記ロータコアの軸方向長さよりも長く形成され、
    前記圧接部は、前記基部の外周縁から軸方向両側に延出形成されてなることを特徴とする請求項1〜5のうちの何れか一項に記載のロータ。
  7. 前記圧接部には、径方向に開口するスリットが形成されたことを特徴とする請求項1〜6のうちの何れか一項に記載のロータ。
  8. 前記係合孔は、前記ロータコアの軸方向に沿って貫通形成され、
    前記各磁石ホルダは、前記係合足をそれぞれ有してなり、
    前記各磁石ホルダの何れか一方の係合足には第1係合凸部が形成されるとともに、その他方の係合足には前記第1係合凸部と係合する第1係合凹部が形成され、
    前記各磁石ホルダは、前記係合足がそれぞれ前記係合孔に挿入され、前記第1係合凸部と前記第1係合凹部とが互いに係合することで前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを特徴とする請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータ。
  9. 前記係合孔には、突出部が形成され、
    前記各磁石ホルダの係合足は、前記第1係合凸部と前記第1係合凹部とが係合することで前記突出部に係合する凹部が構成されるように形成され、
    前記各磁石ホルダは、前記係合足がそれぞれ前記係合孔に挿入され、前記第1係合凸部と前記第1係合凹部とが互いに係合するとともに、前記凹部が前記突出部に係合することで前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを特徴とする請求項8に記載のロータ。
  10. 前記各磁石ホルダは、前記係合足をそれぞれ有してなり、
    前記係合孔及び前記各磁石ホルダの係合足の何れか一方には第2係合凸部が形成されるとともに、その他方には前記第2係合凸部と係合する第2係合凹部が形成され、
    前記各磁石ホルダは、前記係合足がそれぞれ前記係合孔に挿入され、前記第2係合凸部と前記第2係合凹部とが互いに係合することで前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを特徴とする請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータ。
  11. 前記係合孔は、前記ロータコアの軸方向に沿って貫通形成され、
    前記各磁石ホルダは前記係合足をそれぞれ有してなるとともに、熱可塑性樹脂材料により構成され、前記係合足の先端同士が超音波溶着されることで、前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを特徴とする請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータ。
  12. 前記各磁石ホルダのうちの何れか一方の前記係合足における先端には軸方向に突出する突出面が形成されるとともに、その他方の前記係合足における先端には前記突出面と面接触する凹面が形成されたことを特徴とする請求項11に記載のロータ。
  13. 前記各磁石ホルダは、前記係合足をそれぞれ有してなり、
    前記各磁石ホルダの係合足には、該係合足の軸方向と直交する方向に突出した係合爪が形成され、
    前記各磁石ホルダは、それぞれの前記係合足が前記係合孔に圧入され、前記係合爪が前記係合孔の内周面に圧接することで、前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを特徴とする請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータ。
  14. 前記係合孔は、前記ロータコアの軸方向に沿って貫通形成され、
    前記各磁石ホルダの何れか一方は前記係合足を有するとともに、該係合足の先端には突起部が形成され、
    前記各磁石ホルダの何れか他方の基部には前記突起部が挿入される挿入孔が形成され、
    前記各磁石ホルダは、前記係合足が前記係合孔に挿入され、前記突起部が前記挿入孔に挿入された状態で該突起部が前記基部に溶着されることで前記ロータコアに対し軸方向及び周方向に移動不能に固定されることを特徴とする請求項1〜7のうちの何れか一項に記載のロータ。
  15. 請求項1〜14のうちの何れか一項に記載のロータと、
    前記ロータの外側に配置され回転磁界を発生するステータと
    を備えたことを特徴とするモータ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012217305A (ja) * 2011-04-01 2012-11-08 Nsk Ltd ブラシモータ及び電動パワーステアリング装置
JP2012244725A (ja) * 2011-05-18 2012-12-10 Toyota Boshoku Corp 回転電機のロータコア
JP2017034994A (ja) * 2016-09-16 2017-02-09 日本電産株式会社 モータ
US10468926B2 (en) 2011-12-26 2019-11-05 Nidec Corporation Motor
JP2020096464A (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 愛三工業株式会社 ブラシレスモータとブラシレスモータ用のロータ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54169710U (ja) * 1978-05-22 1979-11-30
JPH01112716A (ja) * 1987-10-27 1989-05-01 Hitachi Metals Ltd 内径特殊形状リング磁石の製造方法
JPH03253249A (ja) * 1990-02-28 1991-11-12 Daido Steel Co Ltd 永久磁石を用いたモータ用回転子
JPH0974699A (ja) * 1995-09-07 1997-03-18 Seikosha Co Ltd 慣性リング付ロータ
JP2002359956A (ja) * 2001-03-30 2002-12-13 Sanyo Electric Co Ltd 誘導同期電動機
JP2004120916A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Aichi Electric Co Ltd 回転子
JP2008172933A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Toyota Industries Corp 回転電機における回転子

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54169710U (ja) * 1978-05-22 1979-11-30
JPH01112716A (ja) * 1987-10-27 1989-05-01 Hitachi Metals Ltd 内径特殊形状リング磁石の製造方法
JPH03253249A (ja) * 1990-02-28 1991-11-12 Daido Steel Co Ltd 永久磁石を用いたモータ用回転子
JPH0974699A (ja) * 1995-09-07 1997-03-18 Seikosha Co Ltd 慣性リング付ロータ
JP2002359956A (ja) * 2001-03-30 2002-12-13 Sanyo Electric Co Ltd 誘導同期電動機
JP2004120916A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Aichi Electric Co Ltd 回転子
JP2008172933A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Toyota Industries Corp 回転電機における回転子

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012217305A (ja) * 2011-04-01 2012-11-08 Nsk Ltd ブラシモータ及び電動パワーステアリング装置
JP2012244725A (ja) * 2011-05-18 2012-12-10 Toyota Boshoku Corp 回転電機のロータコア
US10468926B2 (en) 2011-12-26 2019-11-05 Nidec Corporation Motor
JP2017034994A (ja) * 2016-09-16 2017-02-09 日本電産株式会社 モータ
JP2020096464A (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 愛三工業株式会社 ブラシレスモータとブラシレスモータ用のロータ

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