JP2010246239A - モータ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動マグネットに割れが発生した場合でも、駆動マグネットの飛散を防止することのできるモータ装置、およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】ポンプ装置１００に用いたモータ１において、ロータ部材４０は、円筒状の駆動マグネット４２の一方の端面を受ける座部４５と、座部４５から起立して駆動マグネット４２の内側に嵌る筒状のマグネット装着部４４とを備えている。駆動マグネット４２の他方の端面４２２において内周縁より半径方向外側にはマグネット飛散防止用凹部４２８が形成され、かかるマグネット飛散防止用凹部４２８には、ロータ部材４０に保持された飛散防止部材４３のマグネット飛散防止用凸部４３１が嵌っている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロータに駆動マグネットが保持されたモータ装置およびその製造方法に関するものである。

アクチュエータの駆動源などに使用されるモータ装置、あるいはポンプ装置として用いられるモータ装置のうち、円筒状の駆動マグネットがロータの側に搭載されたタイプのモータ装置では、ロータ部材に対して、駆動マグネットの一方の端面を受ける座部、および座部から起立する筒状のマグネット装着部を形成しておき、駆動マグネットをマグネット装着部に固定した構造が採用される場合がある（特許文献１、２参照）。

特開２００７−９７２５７号公報 特開２００８−８２２２号公報

上記特許文献１、２に記載のモータ装置においては、急激な温度変化が生じた際、駆動マグネットとマグネット装着部との熱膨張係数の差に起因して駆動マグネットに大きな応力が加わり、駆動マグネットが割れるおそれがある。かかる割れが発生すると、ロータが回転した際、遠心力によって駆動マグネットが飛散し、モータ装置が動作しなくなるという致命的な不具合を発生させるという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、駆動マグネットに割れが発生した場合でも、駆動マグネットの飛散を防止することのできるモータ装置、およびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、駆動コイルが巻回されたステータコアを備えたステータと、前記ステータコアに対向配置された筒状の駆動マグネット、および該駆動マグネットを保持するロータ部材を備えたロータと、を有するモータ装置において、前記ロータ部材は、前記駆動マグネットの一方の端面を受ける座部と、該座部から起立して前記駆動マグネットの内側に嵌る筒状のマグネット装着部と、を備え、前記駆動マグネットの前記一方の端面および他方の端面のうちの少なくとも一方の端面には、内周縁より半径方向外側にマグネット飛散防止用凹部が形成され、当該マグネット飛散防止用凹部には、前記ロータ部材に保持されたマグネット飛散防止用凸部が嵌っていることを特徴とする。

本発明では、急激な温度変化などによって駆動マグネットに応力が加わって駆動マグネットが割れた場合でも、駆動マグネットの端面に形成されたマグネット飛散防止用凹部には、ロータ部材に保持されたマグネット飛散防止用凸部が嵌っているため、駆動マグネットは、ロータ部材に保持され、飛散しない。このため、駆動マグネットが割れた以降でも、モータ装置は動作することができる。

かかる構成のモータは、以下の方法で製造することができる。すなわち、本発明は、駆動コイルが巻回されたステータコアを備えたステータと、前記ステータコアに対向配置された筒状の駆動マグネット、および該駆動マグネットが保持されたロータ部材を備えたロータと、を有するモータ装置の製造方法において、前記ロータ部材に前記駆動マグネットを保持させるにあたって、前記ロータ部材に対して、前記駆動マグネットの一方の端面を受ける座部と、該座部から起立する筒状のマグネット装着部と、を形成しておくとともに、前記駆動マグネットの前記一方の端面および他方の端面のうちの少なくとも一方の端面にはマグネット飛散防止用凹部を形成しておき、前記駆動マグネットを前記マグネット装着部に挿着した際、前記マグネット飛散防止用凹部に前記ロータ部材に保持されたマグネット飛散防止用凸部が前記マグネット飛散防止用凹部に嵌った状態とすることを特徴とする。

本発明において、前記マグネット飛散防止用凹部および前記マグネット飛散防止用凸部は、周方向の複数個所に形成されていることが好ましい。このように構成すると、駆動マグネットがいずれの角度方向で割れても、駆動マグネットが飛散しない。

本発明では、前記駆動マグネットにおいて、当該駆動マグネットを金型成形する際のゲートが位置する個所によって周方向で挟まれた個所に前記マグネット飛散防止用凹部が形成されていることが好ましい。駆動マグネットを金型成形した際、ゲートで挟まれた位置にウエルドラインが発生し、駆動マグネットは、ウエルドラインに沿って割れることが多い。従って、ゲートが位置する個所によって周方向で挟まれた個所にマグネット飛散防止用凹部を設けておけば、駆動マグネットがウエルドラインに沿って割れた場合でも、駆動マグネットは、マグネット飛散防止用凸部によってロータ部材に保持され、飛散しない。

本発明において、前記マグネット飛散防止用凹部は、前記駆動マグネットの前記他方の端面に形成され、前記マグネット飛散防止用凸部は、前記マグネット装着部の先端部に保持されたリング状の飛散防止部材に形成されていることが好ましい。このように構成すると、座部とは反対側でも駆動マグネットの飛散を防止することができる。

この場合、前記飛散防止部材は平板状であり、前記飛散防止部材は、前記駆動マグネットの前記他方の端面と前記マグネット装着部の先端部が前記駆動マグネットの前記他方の端面に被さるように変形した部分との間に保持されていることが好ましい。このように構成すると、部材を大型化するなどの設計変更を行なわなくても、座部とは反対側でも駆動マグネットの飛散を防止することができる。

本発明において、前記駆動マグネットの前記座部側の端部は、半径方向内側の小径部と半径方向外側の大径部を備えた段付き形状を備え、前記座部には、前記小径部の周りを囲む円筒部が形成され、前記円筒部の外径寸法は、前記大径部の外径寸法と等しいことが好ましい。このように構成すると、駆動マグネットが割れても、円筒部によって駆動マグネットをロータ部材に支持することができ、駆動マグネットの飛散を防止することができる。また、円筒部の外径寸法は、大径部の外径寸法と等しいため、ロータが大径化することを確実に防止することができる。

本発明に係るモータ装置をポンプ装置として構成する場合、前記ロータ部材には、前記座部に対して前記マグネット装着部が起立する側とは反対側にインペラが形成され、前記ロータは、前記ステータと隔壁を介して区画形成されたポンプ室に配置されることになる。

かかるモータ装置（ポンプ装置）は、空気などの気体を圧送するポンプ装置や、水などを圧送するポンプ装置として用いられ、後者の場合、前記インペラは、前記ポンプ室に対して液体の吸入および吐出を行なう。

本発明では、急激な温度変化などによって駆動マグネットに応力が加わって駆動マグネットが割れた場合でも、駆動マグネットの端面に形成されたマグネット飛散防止用凹部には、ロータ部材に保持されたマグネット飛散防止用凸部が嵌っているため、駆動マグネットは、ロータ部材に保持され、飛散しない。このため、駆動マグネットが割れた以降でも、モータ装置は動作することができる。

本発明を適用したポンプ装置（モータ装置）の断面構成を示す説明図である。 本発明を適用したポンプ装置の断面構成を示す分解図である。 本発明を適用したポンプ装置に用いたロータの説明図である。 本発明を適用したポンプ装置のロータに用いたロータ部材の説明図である。 本発明を適用したポンプ装置のロータに用いた駆動マグネットの説明図である。 本発明を適用したポンプ装置のロータに用いた飛散防止部材の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したポンプ装置を製造する際、ロータ部材のマグネット装着部に駆動マグネットを挿入する様子を示すマグネット装着工程の説明図、およびロータ部材に駆動マグネットを固定する加熱加圧工程の説明図である。

以下、本発明の実施の形態として、本発明に係るモータ装置をポンプ装置として構成した例を説明する。

［ポンプ装置の全体構成］
図１および図２は各々、本発明を適用したポンプ装置（モータ装置）の断面構成を示す説明図、およびその分解図である。

図１および図２に示すポンプ装置１００は、一般にキャンドポンプと呼ばれるタイプのポンプ装置であり、給電用基板内蔵型ブラシレスモータ（以降、モータ１という）を備えている。本形態に係るポンプ装置１００の外郭は、後述するステータ３を覆うカップ状のハウジング５１と、ハウジング５１の上部を覆うケース５３とによって形成されている。ハウジング５１は、樹脂ケース５１ａと、この樹脂ケース５１ａにモールドされたモールド樹脂体５１ｂとから構成されている。ハウジング５１およびケース５３には各々、穴５１１、５３１が形成されており、これらの穴５１１、５３１を利用して共通のボルト１５を止めることにより、ハウジング５１およびケース５３が一体化されている。

ハウジング５１とケース５３との間には、流体が通るポンプ室６が区画形成されている。すなわち、本形態では、ハウジング５１に用いた樹脂ケース５１ａの壁面自身が、ケース５３との間にポンプ室６を区画形成する隔壁面５２を構成している。ハウジング５１には、その隔壁面５２の中央部に、ポンプ室６とは反対側に凹む凹部５２ｅが形成されており、ハウジング５１において凹部５２ｅを囲む上端面５２ｇには、凹部５２ｅに対して同心状に溝部５２ｈが形成されている。溝部５２ｈの内部にはＯリング１２が配置されており、このＯリング１２によって、ケース５３とハウジング５１との間の密閉性、すなわちポンプ室６の密閉性が確保されている。

ケース５３は、下面が開口するカップ状であり、上方に開口する導入口部５５、および側方に開口する排出口部５６が形成されている。従って、ポンプ室６内には、冷水や温水などの流体が導入口部５５から排出口部５６へと到る流路５７が形成されており、流路５７には、樹脂製の羽根部４８ａが配置されている。この羽根部４８ａを高速回転させることによりポンプ室６内は負圧となり、これにより、導入口部５５からポンプ室６内へと温水などの流体を吸引し、その流体を排出口部５６から排出することができる。

［モータの構成］
本形態のモータ１は、ステータ３とロータ４と給電用基板２ａ、２ｂとを備えている。このモータ１では、ハウジング５１の凹部５２ｅの底面５２ａに形成された第１の軸穴５２ｂと、ケース５３において第１の軸穴５２ｂに対向する位置に形成された第２の軸穴５３ａとによって固定軸３５の両軸端が支持され、固定軸３５は、導入口部５５に対して同軸状に配置されている。後述するロータ４は、固定軸３５に対して回転可能に支持されており、固定軸３５には、ロータ４に対するスラスト軸受３７、３８が保持されている。

ステータ３は、環状の積層コアからなるステータコア３０と、ステータコア３０に巻回された駆動コイル３３とを備えている。駆動コイル３３は、コイル巻線３１を樹脂製のコイルボビン３２に巻回することにより構成されている。コイルボビン３２からモータ軸線Ｌの方向に向けては複数本の端子ピン３４が突出しており、端子ピン３４には、駆動コイル３３の巻始めおよび巻き終わりの各巻線端部（コイル巻線３１の端部）が接続されている。なお、ステータ３の近傍には、駆動コイル３３の内側に複数の磁気検出素子９５が３０°間隔で配置され、これらの磁気検出素子９５は、駆動マグネット４２の回転位置を検知する。

給電用基板２ａには、端子ピン３４を貫通させる穴あるいはスリットからなる貫通部が形成されているとともに、複数の配線パターンおよびランド部が形成されている。従って、給電用基板２ａをコイルボビン３２に対向配置した際、端子ピン３４は、給電用基板２ａを貫通するので、端子ピン３４とランド部とを接続することができる。また、給電用基板２ａには、磁気検出素子９５から延びたリード線２ｃを通すための貫通穴や、リード線２ｃに対するランド部や配線パターンが形成されている。さらに、給電用基板２ａ上には、ステータ３を駆動制御する駆動回路（図示せず）が実装されているとともに、電源（図示せず）からの電力を受ける電源コネクタ７２が実装されている。

このように構成したステータ３および給電用基板２ａ、２ｂは、インサート成形により樹脂モールドされてモールド樹脂体５１ｂの内部に封止されており、この状態で、ステータ３は、ハウジング５１の凹部５２ｅの周りを囲むように配置される。ここで、ステータ３の内周側には、凹部５２ｅの側面壁５２ｆが位置しているが、かかる側面壁５２ｆは極めて薄い。

ロータ４は、ポンプ室６内に配置されており、固定軸３５に対して回転可能に支持されたスリーブ状のラジアル軸受４１と、ステータコア３０と対向配置された円筒状の駆動マグネット４２とを有しており、ラジアル軸受４１および駆動マグネット４２は、ガラス繊維入りの変性ポリフェニレンエーテルなどといった熱可塑性樹脂からなるロータ部材４０に保持されている。駆動マグネット４２は、Ｎ極およびＳ極が円周方向で交互に着磁された円筒状の永久磁石であり、ハウジング５１の凹部５２ｅの内側において、ステータ３に対して半径方向内側でハウジング５１の側面壁５２ｆを介して対向している。駆動マグネット４２としては、圧縮成形、樹脂成形、焼結により形成されたマグネットを用いることができ、本形態では、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂ベースの樹脂成形マグネットが用いられている。

ロータ部材４０において、ラジアル軸受４１および駆動マグネット４２が位置する側とは反対側には羽根部４８ａが構成されている。本形態において、羽根部４８ａは円盤状のインペラ体４８に形成されており、インペラ体４８がロータ部材４０に連結されることにより、ロータ４において、羽根部４８ａはロータ部材４０と一体に回転する。

［ロータ部材４０への駆動マグネット４２の固定構造］
図３は、本発明を適用したポンプ装置１００に用いたロータ４の説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は各々、本発明を適用したポンプ装置１００に用いたロータ４からインペラ体４８を取り外した状態の底面図、平面図、Ｂ１−Ｂ１′断面図、Ｂ２−Ｂ２′断面図、ロータ部材の座部周辺の拡大断面図、およびマグネット装着部先端側の拡大断面図である。

図４は、本発明を適用したポンプ装置１００のロータ４に用いたロータ部材の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各々、本発明を適用したポンプ装置１００のロータ４に用いたロータ部材の底面図、平面図、Ａ１−Ａ１′断面図、Ａ２−Ａ２′断面図、およびロータ部材の座部外周部の斜視図である。

図５は、本発明を適用したポンプ装置１００のロータ４に用いた駆動マグネット４２の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各々、本発明を適用したポンプ装置１００のロータ４に用いた駆動マグネット４２を斜め下方からみた斜視図、駆動マグネット４２を斜め上方からみた斜視図、駆動マグネットの底面部、Ｃ１−Ｃ１′断面図、および駆動マグネットの他方側端面に形成したマグネット飛散防止用凹部付近の断面図である。

図６は、本発明を適用したポンプ装置１００のロータ４に用いた飛散防止部材の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用したポンプ装置１００のロータ４に用いた飛散防止部材を斜め下方からみた斜視図、駆動マグネット４２を斜め上方からみた斜視図、駆動マグネットの底面部、およびＳ１−Ｓ１′断面図である。

なお、図３〜図６では、各部材の上下位置が図１および図２とは反対になっている。すなわち、図１および図２では、「一方側」を上に表し、「他方側」を下に表してあったが、図３〜図６では、「一方側」を下に表し、「他方側」を上に表してある。

図３に示すように、本発明を適用したポンプ装置１００に用いたロータ４は、図４を参照して説明するロータ部材４０に対して、図６を参照して説明する飛散防止部材４３を介して、図５を参照して説明する駆動マグネット４２を固定した構造を有している。

（駆動マグネット４２の構成）
まず、図５に示すように、駆動マグネット４２は、円筒形状を有しており、一方の端部４２６は、半径方向内側が小径部４２６ａで半径方向外側が大径部４２６ｂになった段付き構造を備えている。このため、駆動マグネット４２の一方の端面４２１には、小径部４２６ａの端面に相当する内周側環状面４２１ａと、大径部４２６ｂの端面に相当する外周側環状面４２１ｂとが形成されており、かかる内周側環状面４２１ａおよび外周側環状面４２１ｂはモータ軸線Ｌに直交する面である。かかる駆動マグネット４２の一方の端面４２１では、内周側環状面４２１ａより内周側に環状テーパ面４２１ｄが形成されている。

駆動マグネット４２の一方の端面４２１において、周方向で等角度間隔な４個所には空回り防止用凹部４２ａが形成されている。かかる空回り防止用凹部４２ａは、環状テーパ面４２１ｄから内周側環状面４２１ａに跨って形成されている。但し、空回り防止用凹部４２ａは、駆動マグネット４２の一方の端面４２１の外周端および内周端に届いていないため、駆動マグネット４２の内周側面および外周側面のいずれにも、空回り防止用凹部４２ａが現れていない。

一方、駆動マグネット４２の他方の端部４２７（他方の端面４２２）には、周方向の４個所にマグネット飛散防止用凹部４２８が形成されている。かかるマグネット飛散防止用凹部４２８は、周方向に円弧状の溝として延在しており、他方の端面４２２の内周縁４２２ａおよび外周縁４２２ｂから略同等の距離を隔てた中間に位置に形成されている。

図５（ｅ）に示すように、マグネット飛散防止用凹部４２８は断面Ｖ字形状であるが、半径方向内側に位置する側壁は、モータ軸線Ｌに平行な垂直壁４２８ａであり、半径方向外側に位置する側壁は、モータ軸線Ｌに対して斜めに傾いて垂直壁４２８ａに繋がる斜面壁４２８ｂになっている。また、駆動マグネット４２の他方の端面４２２は、マグネット飛散防止用凹部４２８より内周側に位置する内周側環状面４２２ｃがマグネット飛散防止用凹部４２８より外周側に位置する外周側環状面４２２ｄより低くなった段付き構造を備えている。

本形態において、駆動マグネット４２は、ＰＰＳ樹脂ベースの樹脂成形マグネットであり、駆動マグネット４２の他方の端面４２２に相当する部分にゲートを配置した状態での金型成形により製作される。このため、図５（ａ）に示すように、駆動マグネット４２の他方の端面４２２には、ゲートが位置していた部分に円形の痕４２９が残っている。本形態において、痕４２９は、周方向の４個所に形成されており、かかる痕４２９によって周方向で挟まれた４個所全てにマグネット飛散防止用凹部４２８が形成されている。言い換えれば、ゲートの痕４２９が残っている部分がマグネット飛散防止用凹部４２８を周方向で分割している。なお、マグネット飛散防止用凹部４２８と空回り防止用凹部４２ａとは同一の角度位置に形成されている。

（ロータ部材４０の構成）
図３および図４に示すように、ロータ部材４０は、全体として円筒形状を有しており、その一方側の端部には、図１および図２に示すインペラ体４８が連結される大径のインペラ連結部４７が円盤状に形成されている。インペラ連結部４７の上端面には、インペラ体４８に形成された小凸部（図示省略）が嵌る小穴４７ｂが形成されている。図３（ｂ）および図４（ｂ）には、羽根部４８ａが位置する部分を一点鎖線で示してあり、小穴４７ｂは、羽根部４８ａと重なる位置に形成されている。

ロータ部材４０において、インペラ連結部４７に対して他方側で隣接する円筒状胴部４６には、相対向する２箇所に空気抜き用の穴４６ａが形成されている。

ロータ部材４０において、円筒状胴部４６に対して他方側で隣接する位置には、円盤状の座部４５が形成されており、かかる座部４５からは他方側に向けて円筒状のマグネット装着部４４が起立している。かかるロータ部材４０では、駆動マグネット４２の内側にマグネット装着部４４が嵌った状態で、ロータ部材４０が駆動マグネット４２を保持する。その際、座部４５は、駆動マグネット４２の一方の端面４２１を受ける。

座部４５において、他方側に位置する底面４５０には、その外周縁に沿って他方側に突出する円筒部４５５が形成されている。円筒部４５５の内周縁での径（内径寸法）は、駆動マグネット４２の小径部４２６ａ（図５参照）の外径寸法よりやや大きい。このため、座部４５に駆動マグネット４２を載置した際、駆動マグネット４２の小径部４２６ａは、円筒部４５５の内側に嵌ることになる。また、円筒部４５５の外周縁での径（外径寸法）は、座部４５の外径寸法および駆動マグネット４２の外径寸法（駆動マグネット４２の大径部４２６ｂの外径寸法／図５参照）と等しい。このため、円筒部４５５は、駆動マグネット４２の外周面より半径方向外側に張り出すことがない。

また、座部４５の底面４５０において対向する２箇所には半径方向に延びた空回り防止用凸部４５ａが形成されている。かかる２つの空回り防止用凸部４５ａは、図５を参照して説明した駆動マグネット４２の４つの空回り防止用凹部４２ａのうちのいずれかに嵌って、駆動マグネット４２がロータ部材４０上で軸線周りに空回りすることを防止する空回り防止機構を構成する。

ここで、空回り防止用凸部４５ａは、半径方向において中心側から円筒部４５５近傍まで延在し、円筒部４５５まで届いていない。このため、空回り防止用凸部４５ａと円筒部４５５との間には隙間４５ｂが空いている。また、空回り防止用凸部４５ａの底面４５０からの高さ寸法は、円筒部４５５の高さ寸法より小である。

本形態では、駆動マグネット４２の内側にマグネット装着部４４を嵌めて、座部４５によって駆動マグネット４２の一方の端面４２１を受けた状態で、駆動マグネット４２の外周側円環部４２１ｂと円筒部４５５の端面４５５ａとの間には隙間が空いている。また、座部４５の空回り防止用凸部４５ａの高さ寸法は、駆動マグネット４２の空回り防止用凹部４２ａの深さ寸法より小である。このため、駆動マグネット４２の一方の端面４２１は、座部４５の底部４５０に当接し、ロータ部材４０上での駆動マグネット４２のモータ軸線Ｌ方向の位置が規定される。

ロータ部材４０において、円筒状のマグネット装着部４４の内側にはスリーブ状のラジアル軸受４１が一体成形されている。マグネット装着部４４においてラジアル軸受４１を保持している部分は肉厚になっている。また、ロータ部材４０において、ラジアル軸受４１の両端側では、マグネット装着部４４の内周面から半径方向内側に環状の突部４４８、４４９が形成されており、かかる突部４４８、４４９は、ラジアル軸受４１の両端面に形成された段部４１１、４１２に被さった状態にある。従って、ラジアル軸受４１は、ロータ部材４０に強固に固定されている。なお、マグネット装着部４４の長さ寸法は、ラジアル軸受４１の長さ寸法よりも大きいため、マグネット装着部４４の他方側端部の内側にはラジアル軸受４１が存在していない。

本形態では、マグネット装着部４４および駆動マグネット４２は、マグネット装着部４４の外周面と駆動マグネット４２の内周面との間に環状の隙間４２０が発生するようなクリアランスを有している。かかる隙間４２０は極めて狭い隙間である。

また、隙間４２０の内部にはシール部材４９が設けられており、かかるシール部材４９は、マグネット装着部４４の外周面と駆動マグネット４２の内周面との間に介在している。シール部材４９は、流動性を備えたシリコーン樹脂系などのシール材を隙間４２０に設けた後、隙間４２０の内部で固化させたものであり、弾性を備えている。また、シール部材４９は、マグネット装着部４４の外周面と駆動マグネット４２の内周面とを接着する機能も担っている。ここで、シール部材４９は、隙間４２０の略全体にわたって設けられているが、隙間４２０の内部を完全に充填するものではなく、隙間４２０には、シール部材４９で埋められていない部分がある。

ロータ部材４０では、互いに対向する２箇所においてマグネット装着部４４の先端部４４０の内周縁から、マグネット装着部４４の内周面に沿って軸線方向に空気抜きの溝４４ｅが延びており、かかる溝４４ｅは、座部４５の内径側に形成されているテーパ面４６５で開口している。

図４に示すように、マグネット装着部４４の先端部４４０は、駆動マグネット４２がロータ部材４０上に固定される前の状態で、外周側から内周側に向けて下向きに傾斜するテーパ４４１が環状に形成されている。

これに対して、図３に示すように、駆動マグネット４２がロータ部材４０上に固定された後の状態で、マグネット装着部４４の先端部４４０には、駆動マグネット４２の他方の端面４２２に被さるように変形して駆動マグネット４２をロータ部材４０上に固定する係合部４４５が形成されており、マグネット装着部４４の先端部４４０の内周縁にはテーパ４４１がわずかに残っている程度である。

マグネット装着部４４の先端部４４０に形成された係合部４４５は、後述するように、マグネット装着部４４の先端部４４０に対する加熱および加圧を行なった際、駆動マグネット４２の他方の端面４２２に被さるように変形した部分であり、駆動マグネット４２を座部４５との間で保持する。

本形態では、マグネット装着部４４の先端部４４０を変形させた係合部４４５によって駆動マグネット４２を固定する際、図６を参照して以下に説明する飛散防止部材４３を駆動マグネット４２の他方の端面４２２と係合部４４５との間に介在させる。

（飛散防止部材の構成）
図６に示す飛散防止部材４３は、ステレンスなどの金属部品であり、駆動マグネット４２の他方の端面４２２に被さる薄板状の円環部４３０と、円環部４３０の外周縁からモータ軸線Ｌの一方側に向けて直角に折り曲がった薄板状の４枚のマグネット飛散防止用凸部４３１とを備えている。円環部４３０の内径寸法はマグネット装着部４４（図３および図４参照）の外径寸法よりやや大きく、円環部４３０の外径寸法は、駆動マグネット４２においてマグネット飛散防止用凹部４２８（図５参照）を通る円の径と略等しい。このため、円環部４３０は、外周縁が駆動マグネット４２においてマグネット飛散防止用凹部４２８を通る円上に位置するように駆動マグネット４２の他方の端面４２２に重なることになる。すなわち、円環部４３０は、駆動マグネット４２の内周側環状面４２２ｃに重なることになる。また、円環部４３０においてマグネット飛散防止用凸部４３１の根元部分には、半円形状の切り欠き４３３が形成されている。

ここで、マグネット飛散防止用凸部４３１は、マグネット装着部４４のマグネット飛散防止用凹部４２８と同様、周方向において等角度間隔な４個所に形成されている。このため、飛散防止部材４３を駆動マグネット４２の他方の端面４２２に重ねると、図３（ｆ）に示すように、飛散防止部材４３のマグネット飛散防止用凸部４３１は、駆動マグネット４２のマグネット飛散防止用凹部４２８に嵌る。その結果、飛散防止部材４３のマグネット飛散防止用凸部４３１は、駆動マグネット４２のマグネット飛散防止用凹部４２８の垂直壁４２８ａに重なった状態となる。この状態で、飛散防止部材４３のマグネット飛散防止用凸部４３１は、駆動マグネット４２のマグネット飛散防止用凹部４２８の垂直壁４２８ａとの間にはわずかな隙間が介在する。このため、マグネット飛散防止用凸部４３１から駆動マグネット４２に無用な応力が加わらないようになっている。

また、マグネット飛散防止用凸部４３１は、マグネット飛散防止用凹部４２８より周長が短く、マグネット飛散防止用凹部４２８の内部において、マグネット飛散防止用凸部４３１の周方向の両端部と、マグネット飛散防止用凹部４２８の周方向の両端部の内壁との間には隙間が介在する。このため、マグネット飛散防止用凸部４３１から駆動マグネット４２に無用な応力が加わらないようになっている。

（ポンプ装置の製造方法）
図７（ａ）、（ｂ）を参照して、本形態のポンプ装置１００の製造方法のうち、ロータ部材４０に駆動マグネット４２を保持させる工程を説明しながら、ロータ部材４０への駆動マグネット４２の固定構造を詳述する。図７（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用したポンプ装置１００を製造する際、ロータ部材４０のマグネット装着部４４に駆動マグネット４２を挿入する様子を示すマグネット装着工程の説明図、およびロータ部材４０に駆動マグネット４２を固定する加熱加圧工程の説明図である。

本形態のポンプ装置１００を製造するにあたって、ロータ部材４０に駆動マグネット４２を固定するには、まず、図３および図４を参照して説明したように、熱可塑性樹脂によって、座部４５やマグネット装着部４４を備えたロータ部材４０を形成しておき、図７（ａ）に示すマグネット装着工程においては、まず、ロータ部材４０のマグネット装着部４４の周りにシリコーン樹脂などのシール材４９ａ（流動性のシール部材４９）を塗布しておく。例えば、図７（ａ）に示すように、マグネット装着部４４の軸線方向の略中央部分の周りにシリコーン樹脂などのシール材４９ａを塗布しておく。なお、シール材４９ａの塗布については複数条、軸線方向に長く塗布する方法やシール材４９ａをドット状に塗布する方法を採用してもよい。

次に、図７（ｂ）に示すように、マグネット装着部４４に駆動マグネット４２を嵌める。その結果、マグネット装着部４４の先端部４４０は駆動マグネット４２の他方の端面４２２からわずかに突出した状態となる。また、駆動マグネット４２の小径部４２６ａは、円筒部４５５の内側に嵌る。そして、駆動マグネット４２を軸線周りに回転させると、座部４５に形成されている２つの空回り防止用凸部４５ａが、駆動マグネット４２の一方の端面４２１に形成された４つの空回り防止用凹部４２ａのうちのいずれかに嵌り、駆動マグネット４２の周方向の位置が規定される。また、マグネット装着部４４および駆動マグネット４２は、マグネット装着部４４の外周面と駆動マグネット４２の内周面との間に環状の隙間４２０が発生するようなクリアランスを有している。このため、マグネット装着部４４の外周面と駆動マグネット４２の内周面との間には隙間４２０が形成される。また、マグネット装着部４４に駆動マグネット４２を嵌めた後、駆動マグネット４２を軸線方向および周方向に移動させた際、隙間４２０においては、広い領域にわたってシール材４９ａが広がった状態となる。

次に、飛散防止部材４３をマグネット装着部４４の先端部４４０において駆動マグネット４２の他方の端面４２２に重なった状態とする。その結果、飛散防止部材４３のマグネット飛散防止用凸部４３１は、駆動マグネット４２のマグネット飛散防止用凹部４２８に嵌る。

次に、加熱加圧工程では、通電により加熱した円環状の熱溶着用ヘッド９０をロータ部材４０のマグネット装着部４４に押し付け、マグネット装着部４４の先端部４４０を加熱、加圧した後、エアノズル（図示せず）から空気を吹き付けて、マグネット装着部４４の先端部４４０を冷却する。その結果、図３に示すように、マグネット装着部４４の先端部４４０は、飛散防止部材４３の円環部４３０に被さるように変形した係合部４４５が形成され、飛散防止部材４３は、マグネット装着部４４と駆動マグネット４２との間に保持される。ここで、係合部４４５は、駆動マグネット４２の全周において、飛散防止部材４３の円環部４３０の内周縁に沿って被さり、飛散防止部材４３の円環部４３０からわずかに突出している状態にある。

このようにして、駆動マグネット４２は、係合部４４５と座部４５との間で固定され、この状態では、駆動マグネット４２がマグネット装着部４４から抜けることがない。また、係合部４４５は、駆動マグネット４２の他方の端面４２２の全周にわたって被さり、かつ、係合部４４５の端面は、周方向の全体にわたって平滑面になっている。このため、ロータ部材４０上に駆動マグネット４２を十分な強度をもって固定することができるとともに、見栄えよく駆動マグネット４２をロータ部材４０上に固定できる。

しかる後には、シール材４９ａを固化させ、シール部材４９とする。本形態では、シール材４９ａとして常温硬化性のシリコーン樹脂を用いたので、ロータ部材４０をそのまま室温で放置すれば、シール部材４９が形成される。かかるシール部材４９は、マグネット装着部４４の外周面と駆動マグネット４２の内周面との間の隙間４２０において、マグネット装着部４４の外周面と駆動マグネット４２の内周面との間に介在することになる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のポンプ装置１００およびその製造方法では、駆動マグネット４２の内周面とマグネット装着部４４の外周面との間に隙間４２０を積極的に設けてあるため、駆動マグネット４２にマグネット装着部４４を嵌める際、駆動マグネット４２に大きな応力が加わらない。従って、駆動マグネット４２の割れを防止することができる。

また、駆動マグネット４２の内周面とマグネット装着部４４の外周面との間に隙間４２０を積極的に設けてあるため、駆動マグネット４２とマグネット装着部４４とに熱膨張係数の差があっても、駆動マグネット４２には、温度変化に起因するマグネット装着部４４からの応力が直接作用することがない。例えば、駆動マグネット４２の熱膨張係数がマグネット装着部４４の熱膨張係数より小さい場合に、温度上昇が発生すると、駆動マグネット４２よりもマグネット装着部４４が大きく膨張するが、かかる場合でも、マグネット装着部４４から駆動マグネット４２に応力が加わらない。このため、駆動マグネット４２の割れを防止することができる。また、駆動マグネット４２の内周面とマグネット装着部４４の外周面との間に隙間４２０があっても、かかる隙間４２０内において駆動マグネット４２の内周面とマグネット装着部４４の外周面との間にはシール部材４９が介在している。このため、ロータ４が回転した際、ロータ部材４０上で駆動マグネット４２が振動するという問題が発生しない。

また、シール部材４９はシリコーン樹脂系のシール材を固化させたものであり、弾性を備えている。このため、温度上昇が発生して駆動マグネット４２よりもマグネット装着部４４が大きく膨張した場合でも、シール部材４９が押し潰されるので、駆動マグネット４２に大きな応力が加わらない。しかも、シール部材４９は、接着性を備えているため、駆動マグネット４２はシール部材によってマグネット装着部４４に接着された状態にある。従って、シール部材４９は、万が一、駆動マグネット４２が割れても、駆動マグネット４２が飛散するのを抑制するのに寄与する。

また、駆動マグネット４２の一方の端面４２１と座部４５との間には、駆動マグネット４２の空回り防止用凹部４２ａと座部４５の空回り防止用凸部４５ａとによって、ロータ部材４０に対する駆動マグネット４２の空回りを防止する空回り防止機構が構成されている。このため、簡素な構成で駆動マグネット４２の空回りを防止することができる。

また、本形態では、駆動マグネット４２の他方の端面４２２において内周縁より半径方向外側にマグネット飛散防止用凹部４２８が形成され、かかるマグネット飛散防止用凹部４２８には、ロータ部材４０に保持された飛散防止部材４３のマグネット飛散防止用凸部４３１が嵌っている。このため、急激な温度変化などによって駆動マグネット４２に応力が加わって駆動マグネット４２が万が一、割れた場合でも、駆動マグネット４２は、ロータ部材４０に保持され、飛散しない。このため、駆動マグネット４２が割れた以降でも、モータ装置は動作することができる。

また、マグネット飛散防止用凹部４２８およびマグネット飛散防止用凸部４３１は、周方向の複数個所に形成されているため、駆動マグネット４２がいずれの角度方向で割れても、駆動マグネット４２が飛散しない。また、駆動マグネット４２において、駆動マグネット４２を金型成形する際のゲートが位置する個所（図５（ａ）に痕４２９が残った個所）によって周方向で挟まれた４個所の全てにマグネット飛散防止用凹部４２８が形成されている。駆動マグネット４２を金型成形した際、ゲートで挟まれた位置にウエルドラインが発生し、駆動マグネット４２は、ウエルドラインに沿って割れることが多いが、ゲートが位置する個所によって周方向で挟まれた４個所全てにマグネット飛散防止用凹部４２８を設けておけば、駆動マグネット４２がウエルドラインに沿って割れた場合でも、駆動マグネット４２は、マグネット飛散防止用凸部４３１によってロータ部材４０に保持され、飛散しない。

また、マグネット飛散防止用凹部４２８は、駆動マグネット４２の他方の端面４２２に形成されているが、マグネット飛散防止用凸部４３１は、マグネット装着部４４の先端部４４０に保持されたリング状の飛散防止部材４３に形成されている。このため、座部４５とは反対側であっても、駆動マグネット４２を保持でき、駆動マグネット４２の飛散を防止することができる。すなわち、座部４５の側では、駆動マグネット４２の一方の端部４２６に小径部４２６ａを設け、かかる小径部４２６ａを座部２５の円筒部４５５で囲むことによって駆動マグネット４２をロータ部材４０に支持している。このため、座部４５の側では、座部４５自身によって駆動マグネット４２の飛散を防止することができるが、マグネット装着部４４の先端部４４０では、駆動マグネット４２を通す必要があるため、座部４５の側のような構成を採用できない。しかるに本形態では、マグネット装着部４４の先端部４４０にリング状の飛散防止部材４３を保持させ、かかる飛散防止部材４３にマグネット飛散防止用凹部４２８に嵌るマグネット飛散防止用凸部４３１を設けてあるので、座部４５とは反対側であっても、駆動マグネット４２を保持でき、駆動マグネット４２の飛散を防止することができる。

しかも、飛散防止部材４３は平板状であり、飛散防止部材４３は、駆動マグネット４２の他方の端面４２２とマグネット装着部４４の先端部が駆動マグネット４２の他方の端面４２２に被さるように変形した部分（係合部４４５）との間に保持されている。このため、部材を大型化するなどの設計変更を行なわなくても、座部４５とは反対側で駆動マグネット４２の飛散を防止することができる。

また、座部４５の側では、円筒部４５５の外径寸法が、駆動マグネット４２の大径部４２６ｂの外径寸法と等しいため、ロータ４が大径化することを確実に防止することができる。

また、駆動マグネット４２の他方の端面４２２において、飛散防止部材４３が重なる内周側環状面４２２ｃは、外周側環状面４２２ｄより低くなっているため、飛散防止部材４３を駆動マグネット４２の他方の端面４２２に重ねても無用な段差が発生しない。

また、本形態では、駆動マグネット４２をロータ部材４０のマグネット装着部４４に挿入した後、駆動マグネット４２の他方の端面４２２から突出したマグネット装着部４４の先端部４４０に加熱および加圧を行なって、マグネット装着部４４の先端部４４０を飛散防止部材４３に被さるように変形させて駆動マグネット４２をロータ部材４０上に固定する係合部４４５を形成する。このため、ロータ部材４０上に駆動マグネット４２を確実に固定することができる。また、本形態によれば、超音波溶着と違って、マグネット装着部４４の先端部４４０を加熱および加圧するため、変形した部分が平滑で見栄えがよいとともに、表面状態にかかわらず、仕上がり状態が安定している。また、本形態によれば、超音波溶着と違って、駆動マグネット４２に超音波振動が加わることがないので、駆動マグネット４２として焼結マグネットを用いた場合でも、超音波振動で駆動マグネット４２が損傷することがない。さらに、本形態によれば、超音波溶着と違って、マグネット装着部４４の先端部４４０のみが軟化、溶融するような場合でも、マグネット装着部４４の先端部４４０と飛散防止部材４３とを強固に接合できるので、駆動マグネット４２をロータ部材４０上に固定するのに適している。

特に本形態では、マグネット装着部４４の先端部４４０に駆動マグネット４２の他方の端面４２２に被さる係合部４４５を形成したため、駆動マグネット４２の軸線方向の移動を確実に阻止することができる。また、座部４５の空回り防止用凸部４５ａが駆動マグネット４２の一方の端面４２１に形成された空回り防止用凹部４２ａに嵌るので、駆動マグネット４２が軸線周りに回転することを確実に阻止することができる。それ故、マグネット装着部４４と駆動マグネット４２とを接着剤で固定しなくてもよいので、熱水や飲料の送液など、接着剤の使用が制限されるような用途にも十分に対応することができる。

また、マグネット装着部４４の先端部４４０には、外周側から内周側に向けて下向きに傾斜するテーパ４４１が形成されているため、加熱加圧工程を行なった際、マグネット装着部４４の先端部４４０がマグネット装着部４４の内側に張り出すように変形することがないという利点がある。

［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、係合部４４５が飛散防止部材４３に対して全周で被さっていたが、周方向において一部を除いた略全周、あるいは周方向の一部のみに被さっている構成を採用してもよい。

上記実施の形態において、座部４５の側では、座部４５自身に設けた円筒部４５５によって駆動マグネット４２の小径部４２６ａを囲んで駆動マグネット４２の飛散を防止したが、座部４５の側でも、駆動マグネット４２の端面において内周縁より半径方向外側にマグネット飛散防止用凹部４２８を設け、かかるマグネット飛散防止用凹部４２８に嵌るマグネット飛散防止用凸部を座部４５に形成してもよい。

上記形態では、モータ装置としてポンプ装置１００を例示したが、アクチュエータの駆動源として用いられるモータ装置に本発明を適用してもよい。

上記形態では、ロータ部材４０全体が熱可塑性樹脂により構成することによってマグネット装着部に熱可塑性を付与したが、ロータ部材のマグネット装着部以外の部分が熱可塑性樹脂以外の材料で構成されている場合に本発明を適用してもよい。

１ モータ
３ ステータ
４ ロータ
６ ポンプ室
３０ ステータコア
３３ 駆動コイル
３５ 固定軸
４０ ロータ部材
４１ ラジアル軸受
４２ 駆動マグネット
４３ 飛散防止部材
４４ マグネット装着部
４５ 座部
１００ ポンプ装置（モータ装置）
４２１ 駆動マグネットの一方の端面
４２２ 駆動マグネットの他方の端面
４４０ マグネット装着部の先端部

Claims (9)

1. 駆動コイルが巻回されたステータコアを備えたステータと、
   前記ステータコアに対向配置された筒状の駆動マグネット、および該駆動マグネットを保持するロータ部材を備えたロータと、
   を有するモータ装置において、
   前記ロータ部材は、前記駆動マグネットの一方の端面を受ける座部と、該座部から起立して前記駆動マグネットの内側に嵌る筒状のマグネット装着部と、を備え、
   前記駆動マグネットの前記一方の端面および他方の端面のうちの少なくとも一方の端面には、内周縁より半径方向外側にマグネット飛散防止用凹部が形成され、
   当該マグネット飛散防止用凹部には、前記ロータ部材に保持されたマグネット飛散防止用凸部が嵌っていることを特徴とするモータ装置。
2. 前記マグネット飛散防止用凹部および前記マグネット飛散防止用凸部は、周方向の複数個所に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記駆動マグネットにおいて、当該駆動マグネットを金型成形する際のゲートが位置する個所によって周方向で挟まれた個所に前記マグネット飛散防止用凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のモータ装置。
4. 前記マグネット飛散防止用凹部は、前記駆動マグネットの前記他方の端面に形成され、
   前記マグネット飛散防止用凸部は、前記マグネット装着部の先端部に保持されたリング状の飛散防止部材に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のモータ装置。
5. 前記飛散防止部材は平板状であり、
   前記飛散防止部材は、前記駆動マグネットの前記他方の端面と前記マグネット装着部の先端部が前記駆動マグネットの前記他方の端面に被さるように変形した部分との間に保持されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ装置。
6. 前記駆動マグネットの前記座部側の端部は、半径方向内側の小径部と半径方向外側の大径部を備えた段付き形状を備え、
   前記座部には、前記小径部の周りを囲む円筒部が形成され、
   前記円筒部の外径寸法は、前記大径部の外径寸法と等しいことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一個に記載のモータ装置。
7. 前記ロータ部材には、前記座部に対して前記マグネット装着部が起立する側とは反対側にインペラが形成され、
   前記ロータは、前記ステータに対して隔壁を介して区画形成されたポンプ室に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のモータ装置。
8. 前記インペラは、前記ポンプ室に対して液体の吸入および吐出を行なうことを特徴とする請求項７に記載のモータ装置。
9. 駆動コイルが巻回されたステータコアを備えたステータと、
   前記ステータコアに対向配置された筒状の駆動マグネット、および該駆動マグネットが保持されたロータ部材を備えたロータと、
   を有するモータ装置の製造方法において、
   前記ロータ部材に前記駆動マグネットを保持させるにあたって、前記ロータ部材に対して、前記駆動マグネットの一方の端面を受ける座部と、該座部から起立する筒状のマグネット装着部と、を形成しておくとともに、前記駆動マグネットの前記一方の端面および他方の端面のうちの少なくとも一方の端面にはマグネット飛散防止用凹部を形成しておき、
   前記駆動マグネットを前記マグネット装着部に挿着した際、前記マグネット飛散防止用凹部に前記ロータ部材に保持されたマグネット飛散防止用凸部が前記マグネット飛散防止用凹部に嵌った状態とすることを特徴とするモータ装置の製造方法。

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