JP2014027752A - モータおよびモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製のマグネットホルダの成型精度を抑えつつ、マグネットを精度良く位置決めできるモータを提供する。
【解決手段】マグネットホルダ６３Ａは、上環状部７４Ａ、下環状部７５Ａ、複数の柱状部７６Ａ、および複数の貫通孔７７Ａを有する。上環状部７４Ａは、マグネット６２Ａの上面に接触する。下環状部７５Ａは、マグネット６２Ａの下面に接触する。柱状部７６Ａは、隣り合うマグネットの間に位置し、上環状部７４Ａと下環状部７５Ａとの間において軸方向に延びる。貫通孔７７Ａは、下環状部７５Ａの径方向内側かつ隣り合う柱状部７６Ａの間を、軸方向に貫通する。下環状部７５Ａを、マグネット６２Ａの下面に弾性的に接触させることができるため、マグネットホルダ６３Ａに要求される成型精度を抑えつつ、マグネット６２Ａを軸方向に精度よく位置決めできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータおよびモータの製造方法に関する。

従来、電機子の内側にロータが配置された、いわゆるインナロータ型のモータが知られている。従来のインナロータ型のモータについては、例えば、特開２０１２−２９４５４号公報に記載されている。当該公報では、円筒状のロータ本体の外周に、合成樹脂製の永久磁石保持部材が固定状に設けられている。また、当該公報では、保持部材を周方向に等分する複数箇所に、セグメント形状の永久磁石が保持されている（段落００３４，図１，図２，図４）。
特開２０１２−２９４５４号公報

特開２０１２−２９４５４号公報の永久磁石保持部材は、一対の円環部を有する（段落００３８，図１，図２，図４）。また、当該公報の図１では、一対の円環部の間に、マグネットが軸方向に挟まれている。このような構造では、一対の円環部を利用して、マグネットを軸方向に位置決めすることが、考えられる。

しかしながら、上記公報の構造では、一対の円環部に少しでも成型誤差があると、永久磁石の軸方向の両端面が、一対の円環部に、安定的に接触しない。したがって、上記公報の構造において、マグネットを軸方向に精度よく位置決めするためには、高価な成型技術を用いて、円環部を極めて高精度に成型する必要がある。また、上記公報の永久磁石保持部材に、マグネットを挿入するときには、一対の円環部に強い応力が掛かりやすいと考えられる。

本発明の目的は、樹脂製のマグネットホルダに要求される成型精度を抑えつつ、マグネットを軸方向に精度よく位置決めできるモータおよびモータの製造方法を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、静止部と、上下に延びる中心軸を中心として、回転可能に支持される回転部と、を有し、前記静止部は、前記中心軸と同軸に配置された電機子と、前記電機子を内部に収容するケーシングと、を有し、前記回転部は、前記電機子の径方向内側において、周方向に配列される複数のマグネットと、前記マグネットの径方向内側の面に接触するロータコアと、前記マグネットの径方向外側の面に接触する樹脂製のマグネットホルダと、を有し、前記マグネットホルダは、複数の前記マグネットの上面に接触する上環状部と、複数の前記マグネットの下面に接触する下環状部と、隣り合う前記マグネットの間に位置し、前記上環状部と前記下環状部との間において軸方向に延びる複数の柱状部と、前記下環状部の径方向内側かつ隣り合う前記柱状部の間を、軸方向に貫通する複数の貫通孔と、を有し、前記上環状部の外径は、前記下環状部の内径以下であるモータである。

本願の例示的な第１発明によれば、上環状部は、マグネットの上面に接触する。下環状部は、マグネットの下面に弾性的に接触する。このため、マグネットホルダに要求される成型精度を抑えつつ、マグネットを軸方向に精度よく位置決めできる。

図１は、第１実施形態に係るモータの縦断面図である。 図２は、第２実施形態に係るモータの縦断面図である。 図３は、第２実施形態に係るロータユニットの縦断面図である。 図４は、第２実施形態に係るロータユニットの斜視図である。 図５は、第２実施形態に係るロータユニットの上面図である。 図６は、第２実施形態に係るロータユニットの下面図である。 図７は、第２実施形態に係るロータユニットの横断面図である。 図８は、第２実施形態に係るロータユニットの製造手順を示したフローチャートである。 図９は、第２実施形態に係るマグネットホルダの熱かしめ時の様子を示す図である。 図１０は、変形例に係るマグネットホルダの熱かしめ時の様子を示す図である。 図１１は、変形例に係るロータユニットの部分縦断面図である。 図１２は、変形例に係るロータユニットの縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、マグネットに対して上環状部側を上、下環状部側を下として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。

また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ１Ａの縦断面図である。図１に示すように、モータ１Ａは、静止部２Ａと回転部３Ａとを有する。回転部３Ａは、上下に延びる中心軸９Ａを中心として、回転可能に支持されている。

静止部２Ａは、ケーシング２１Ａと電機子２２Ａとを有する。電機子２２Ａは、ケーシング２１Ａの内部に収容されている。また、電機子２２Ａは、中心軸９Ａと略同軸に配置されている。

回転部３Ａは、ロータコア６１Ａ、複数のマグネット６２Ａ、および樹脂製のマグネットホルダ６３Ａを有する。複数のマグネット６２Ａは、電機子２２Ａの径方向内側において、周方向に配列されている。ロータコア６１Ａは、各マグネット６２Ａの径方向内側の面に接触している。マグネットホルダ６３Ａは、各マグネット６２Ａの径方向外側の面に接触している。

また、マグネットホルダ６３Ａは、上環状部７４Ａ、下環状部７５Ａ、複数の柱状部７６Ａ、および複数の貫通孔７７Ａを有する。上環状部７４Ａは、マグネット６２Ａの上側に位置する。下環状部７５は、マグネット６２Ａの下側に位置する。各柱状部７６Ａは、隣り合うマグネット６２Ａの間に位置する。また、各柱状部７６Ａは、上環状部７４Ａと下環状部７５Ａとの間において、軸方向に延びている。

また、マグネットホルダ６３Ａは、複数の貫通孔７７Ａを有する。各貫通孔７７Ａは、下環状部７５Ａの径方向内側かつ隣り合う柱状部７６Ａの間を、軸方向に貫通している。そして、上環状部７４Ａの外径は、下環状部７５Ａの内径以下となっている。

このモータ１Ａでは、複数のマグネット６２Ａの上面に、上環状部７４Ａが接触する。また、複数のマグネット６２Ａの下面に、下環状部７５Ａが弾性的に接触する。このため、マグネットホルダ６３Ａに要求される成型精度を抑えつつ、マグネット６２Ａを軸方向に精度よく位置決めできる。

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．モータの全体構成＞
続いて、本発明の第２実施形態について、説明する。図２は、第２実施形態に係るモータ１の縦断面図である。本実施形態のモータ１は、例えば、空調機等の家電製品に使用される。ただし、本発明のモータは、家電製品以外に使用されるものであってもよい。例えば、本発明のモータは、自動車や鉄道等の輸送機器、ＯＡ機器、医療機器、工具、産業用の大型設備等に搭載されて、種々の駆動力を発生させるものであってもよい。

図２に示すように、モータ１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、駆動対象となる装置の枠体に固定される。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持される。

本実施形態の静止部２は、ケーシング２１、電機子２２、上軸受部２３、下軸受部２４、および回路基板２５を有する。

ケーシング２１は、第１部材４１と第２部材４２とを有する。第１部材４１は、略円筒状の側壁部４１１と、側壁部４１１の上部を覆う天板部４１２と、を有する。第２部材４２は、第１部材４１の下部の開口を塞いでいる。電機子２２、回路基板２５、および後述するロータユニット３２は、第１部材４１と第２部材４２とで構成されるケーシング２１の内部空間に、収容されている。

第１部材４１および第２部材４２は、例えば、亜鉛めっき鋼板等の金属を、プレス加工することにより得られる。ただし、第１部材４１および第２部材４２は、樹脂を金型成型することにより得られるものであってもよい。天板部４１２の下面の中央には、上軸受部２３を配置するための凹部４１３が、設けられている。また、第２部材４２の中央には、下軸受部２４を配置するための円孔４２１が、設けられている。

電機子２２は、ステータコア５１、インシュレータ５２、およびコイル５３を有する。ステータコア５１は、電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。ステータコア５１は、円環状のコアバック５１１と、コアバック５１１から径方向内側へ向けて突出した複数のティース５１２とを有する。コアバック５１１は、中心軸９と略同軸に配置されている。また、コアバック５１１は、ケーシング２１の側壁部４１１の内周面に、固定されている。複数のティース５１２は、周方向に略等間隔に配列されている。

インシュレータ５２は、絶縁体である樹脂により形成される。各ティース５１２の上面、下面、および周方向の両側面は、インシュレータ５２に覆われている。コイル５３は、インシュレータ５２の周囲に巻かれた導線により、構成される。すなわち、本実施形態では、ティース５１２の周囲に、インシュレータ５２を介して、導線が巻かれている。インシュレータ５２は、ティース５１２とコイル５３との間に介在することによって、ティース５１２とコイル５３とが電気的に短絡することを、防止する。なお、インシュレータ５２に代えて、ティース５１２の表面に、絶縁塗装が施されていてもよい。

上軸受部２３は、ケーシング２１の凹部４１３内に、配置されている。下軸受部２４は、ケーシング２１の円孔４２１内に、配置されている。上軸受部２３および下軸受部２４には、例えば、球体を介して外輪と内輪とを相対回転させるボールベアリングが、使用される。ただし、ボールベアリングに代えて、すべり軸受や流体軸受等の他方式の軸受が、使用されていてもよい。回転部３側のシャフト３１は、上軸受部２３および下軸受部２４により、回転可能に支持されている。

回路基板２５は、電機子２２および後述するロータユニット３２の上側、かつ、ケーシング２１の天板部４１２の下側において、略水平に配置されている。回路基板２５の表面には、コイル５３に駆動電流を供給するための電子回路が、実装されている。コイル５３を構成する導線の端部は、回路基板２５上の電子回路と、電気的に接続される。外部電源から供給される電流は、回路基板２５を介して、コイル５３へ流れる。

また、図２に示すように、本実施形態の回路基板２５は、マグネット６２の磁束を検知する磁気センサ２５１を有する。磁気センサ２５１は、回路基板２５の下面に配置される。また、磁気センサ２５１は、後述するマグネット６２の上方に位置する。回路基板２５は、磁気センサ２５１の検出信号に基づいて、コイル５３へ供給する駆動電流を制御する。その結果、モータ１の回転数が制御される。磁気センサ２５１には、例えば、ホール素子が使用される。

本実施形態の回転部３は、シャフト３１およびロータユニット３２を有する。

シャフト３１は、中心軸９に沿って延びる柱状の部材である。シャフト３１は、上述した上軸受部２３および下軸受部２４に支持されつつ、中心軸９を中心として回転する。また、シャフト３１の下端部は、ケーシング２１の第２部材４２より下方へ突出している。シャフト３１の下端部には、例えば、空調機用のファンが取り付けられる。また、シャフト３１の下端部は、ギア等の動力伝達機構を介して、ファン以外の駆動部に連結されていてもよい。

ロータユニット３２は、電機子２２の径方向内側に配置されて、シャフト３１とともに回転する。ロータユニット３２は、ロータコア６１、複数のマグネット６２、およびマグネットホルダ６３を有する。ロータコア６１は、電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。複数のマグネット６２は、ロータコア６１の周囲に配置される。各マグネット６２の径方向外側の面は、ティース５１２の径方向内側の端面に対向する磁極面となっている。複数のマグネット６２は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、周方向に等間隔に配列されている。マグネットホルダ６３は、樹脂製の部材である。複数のマグネット６２は、ロータコア６１とマグネットホルダ６３とに保持される。なお、ロータユニット３２のより詳細な構造については、後述する。

このようなモータ１において、静止部２のコイル５３に駆動電流を与えると、複数のティース５１２に磁束が生じる。そして、ティース５１２とマグネット６２との間の磁束の作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９を中心として回転する。

＜２−２．ロータユニットについて＞
続いて、ロータユニット３２のより詳細な構造について、説明する。図３は、ロータユニット３２の縦断面図である。図４は、ロータユニット３２の斜視図である。図５は、ロータユニット３２の上面図である。図６は、ロータユニット３２の下面図である。図７は、ロータユニット３２の横断面図である。上述の通り、ロータユニット３２は、ロータコア６１、複数のマグネット６２、およびマグネットホルダ６３を有する。

図３および図７に示すように、本実施形態のロータコア６１は、内側コア６１１と外側コア６１２とを有する。内側コア６１１は、シャフト３１の周囲において、軸方向に略円筒状に延びている。シャフト３１は、内側コア６１１の径方向内側に、圧入されている。外側コア６１２は、内側コア６１１より径方向外側において、軸方向に略円筒状に延びている。外側コア６１２の外周面には、マグネット６２の径方向内側の面が、接触する。ただし、外側コア６１２の外周面と、マグネット６２の径方向内側の面との間に、接着剤が介在していてもよい。

マグネットホルダ６３は、射出成型により得られる樹脂製の部材である。マグネットホルダ６３の成型時には、金型の内部に予めロータコア６１を配置した後、当該金型の内部に溶融樹脂を流し込む。すなわち、ロータコア６１をインサート部品とするインサート成型を行う。これにより、マグネットホルダ６３が成型されるとともに、ロータコア６１とマグネットホルダ６３とが固定される。

図３〜図７に示すように、本実施形態のマグネットホルダ６３は、上基部７１、下基部７２、内側連結部７３、上環状部７４、下環状部７５、および複数の柱状部７６を有する。

上基部７１は、ロータコア６１の上側、シャフト３１の径方向外側、かつ、マグネット６２の径方向内側において、環状に広がっている。内側コア６１１および外側コア６１２の各上面は、上基部７１に覆われている。下基部７２は、ロータコア６１の下側、シャフト３１の径方向外側、かつ、マグネット６２の径方向内側において、環状に広がっている。内側コア６１１および外側コア６１２の各下面は、下基部７２に覆われている。

内側連結部７３は、内側コア６１１と外側コア６１２との間において、軸方向に延びている。図３に示すように、内側連結部７３の上端部は、上基部７１に繋がっている。また、内側連結部７３の下端部は、下基部７２に繋がっている。すなわち、内側連結部７３は、ロータコア６１の外周面より径方向内側において、上基部７１と下基部７２とを、軸方向に繋いでいる。これにより、内側コア６１１と外側コア６１２とが、内側連結部７３を介して固定される。また、内側連結部７３により、マグネットホルダ６３の剛性が、高められる。

このモータ１は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御のインバータにより、駆動される。したがって、インバータのスイッチングに起因して、高周波成分による軸電圧が発生する。このため、仮に、内側連結部７３が無ければ、上軸受部２３および下軸受部２４に電流が流れて、スパークが発生し、上軸受部２３および下軸受部２４が劣化する虞がある。しかしながら、本実施形態の内側連結部７３は、当該電流が、内側コア６１１と外側コア６１２との間で径方向に流れることを、抑制する。内側コア６１１と外側コア６１２との間で電流が流れにくくなれば、上軸受部２３および下軸受部２４へ電流が到達しにくくなる。そうすると、上軸受部２３および下軸受部２４におけるスパークの発生が抑制される。その結果、上軸受部２３および下軸受部２４の劣化が抑制される。

上環状部７４は、上基部７１の径方向外側の端縁部から、径方向外側へ向けて、フランジ状に突出している。図３〜図５に示すように、上環状部７４の径方向外側の端縁部は、マグネット６２の径方向内側の面より径方向外側、かつ、マグネット６２の径方向外側の面より径方向内側に位置する。また、上環状部７４は、複数のマグネット６２の上側において、周方向に環状に繋がっている。各マグネット６２の上面は、上環状部７４の下面に接触する。

下環状部７５は、下基部７２の径方向外側、かつ、複数のマグネット６２の下側において、環状に延びている。図４および図６に示すように、複数の柱状部７６の下端部は、下環状部７５によって、繋がれている。また、図３および図６に示すように、マグネットホルダ６３は、下基部７２と下環状部７５との間に、複数の貫通孔７７を有する。各貫通孔７７は、下基部７２の径方向外側、下環状部７５の径方向内側、かつ、隣り合う柱状部７６の間を、軸方向に貫通している。上環状部７４の外径は、下環状部７５の内径以下となっている。

各マグネット６２の下面は、下環状部７５の上面に接触する。ただし、上記の通り、下環状部７５は、隣り合う柱状部７６の間において、周方向に延びている。そして、下環状部７５の径方向内側の縁と、下基部７２との間には、貫通孔７７が介在している。このため、下環状部７５は、上環状部７４より高い可撓性を有する。したがって、下環状部７５は、下方へ撓みながら、マグネット６２の下面に、弾性的に接触する。

マグネット６２は、下環状部７５の弾性力によって、上環状部７４へ押し付けられる。その結果、上環状部７４の下面を基準として、マグネット６２が軸方向に精度よく位置決めされる。このように、下環状部７５の弾性を利用すれば、上環状部７４および下環状部７５の双方に、マグネット６２を、高い確実性をもって接触させることができる。したがって、マグネットホルダ６３に要求される成型精度を抑えつつ、マグネット６２を軸方向に精度よく位置決めできる。また、複数のマグネット６２の軸方向の磁気中心が揃うので、モータ１の駆動時におけるロータユニットの軸方向の振動が、抑えられる。

また、本実施形態では、回路基板２５が、マグネットホルダ６３の上面に沿って、広がっている。そして、磁気センサ２５１が、上環状部７４の上方に位置している。マグネット６２が軸方向に精度よく位置決めされれば、磁気センサ２５１の検出精度も向上する。その結果、モータ１の回転数を、より精度よく制御できる。

また、図３に示すように、本実施形態では、マグネット６２の上端部が、ステータコア５１およびロータコア６１の各上面より、上側に位置している。このため、マグネット６２の上端部が、ステータコア５１およびロータコア６１の各上面と同等の高さ位置に配置される場合より、磁気センサ２５１とマグネット６２との軸方向の距離が、接近する。したがって、磁気センサ２５１の検出精度が、より向上する。

複数の柱状部７６は、隣り合うマグネット６２の間に位置している。すなわち、複数の柱状部７６と、複数のマグネット６２とは、周方向に交互に配列される。各柱状部７６は、上環状部７４と下環状部７５との間において、軸方向に延びている。図３および図４に示すように、柱状部７６の上端部は、上環状部７４に繋がっている。また、柱状部７６の下端部は、下環状部７５に繋がっている。

隣り合うマグネット６２の間には、磁気的吸引力または磁気的反発力が生じる。しかしながら、各マグネットの周方向の位置は、柱状部７６により制限される。すなわち、各マグネット６２は、柱状部７６によって、周方向に位置決めされる。また、複数の柱状部７６によって、マグネットホルダ６３の剛性が、より高められている。

また、図３〜図７に示すように、本実施形態の各柱状部７６は、熱かしめ部７６１を有する。熱かしめ部７６１は、ロータユニット３２の製造時に、加熱により塑性変形されることにより、得られる。熱かしめ部７６１、柱状部７６の他の部位より、径方向外側へ膨らんでいる。また、熱かしめ部７６１は、周方向両側へ広がっている。そして、熱かしめ部７６１は、マグネット６２の径方向外側の面を、部分的に覆っている。モータ１の駆動時には、マグネット６２に遠心力が作用する。しかしながら、マグネット６２の径方向外側の面は、熱かしめ部７６１の径方向内側の面に、接触している。これにより、マグネット６２の径方向外側への飛び出しが、抑制される。

また、図３および図４に示すように、本実施形態の熱かしめ部７６１は、柱状部７６の軸方向の一部分に、設けられている。すなわち、熱かしめ部７６１の上端部は、上環状部７４の下面より下側に位置する。また、熱かしめ部７６１の下端部は、下環状部７５の上面より上側に位置する。このように、熱かしめ部７６１を軸方向に短くすれば、熱かしめに使用される熱量を、低減できる。また、マグネットホルダ６３の薄肉部が小さくなるので、射出成型時に柱状部７６へ樹脂を行き渡らせ易くなる。

また、図３および図４に示すように、本実施形態の熱かしめ部７６１は、柱状部７６の軸方向の略中央に設けられている。すなわち、熱かしめ部７６１の上端部は、柱状部７６の軸方向の中央より、上側に位置する。また、熱かしめ部７６１の下端部は、柱状部７６の軸方向の中央より、下側に位置する。このようにすれば、熱かしめ部７６１は、マグネット６２の重心に近い軸方向位置で、マグネット６２に接触する。このため、遠心力によるマグネット６２の径方向外側への飛び出しを、より抑制できる。

また、図７に示すように、本実施形態の柱状部７６は、熱かしめ部７６１を支持する支え部７６２を有する。支え部７６２は、熱かしめ部７６１の径方向内側に位置する。また、支え部７６２の周方向の幅は、径方向外側へ向かうにつれて、大きくなっている。マグネット６２の周方向の端部は、支え部７６２の径方向内側に位置する。これにより、マグネット６２の径方向外側への飛び出しが、より抑制される。

また、仮に、支え部７６２の周方向の幅が一定であると、熱かしめ部７６１に遠心力が掛かったときに、熱かしめ部７６１と支え部７６２との境界に、応力が集中しやすくなる。これに対し、本実施形態では、支え部７６２の周方向の幅が、径方向外側へ向かうにつれて、大きくなっている。このため、熱かしめ部７６１と支え部７６２との境界に、応力が集中しにくい。したがって、熱かしめ部７６１の破損が抑制される。

後述する射出成型時には、上下一対の金型により形成される空間に、溶融樹脂を流し込む。このため、金型からマグネットホルダ６３を離型させるために、柱状部７６の径方向外側の面には、凹部が形成されていないことが好ましい。本実施形態の柱状部７６は、上側の金型により成型される上柱状部７６３と、下側の金型により形成される下柱状部７６４とを有する。上柱状部７６３と下柱状部７６４との境界には、金型の継ぎ目の跡であるパーティングラインが形成される。パーティングラインは、例えば、熱かしめ部７６１の表面に位置する。

上柱状部７６３は、上環状部７４から下側へ向けて延びる。また、上柱状部７６３の径方向外側の面は、上環状部７４の外端面と同一の径方向位置またはそれより径方向外側に位置する。下柱状部７６４は、下環状部７５から上側へ向けて延びる。また、下柱状部７６４の径方向外側の面は、下環状部７５の外端面と同一の径方向位置またはそれより径方向外側に位置する。このため、射出成型により、柱状部７６を容易に成型できる。

＜２−３．ロータユニットの製造手順＞
図８は、ロータユニット３２の製造手順を示したフローチャートである。以下では、図８を参照しつつ、ロータユニット３２の製造手順について説明する。なお、図８の製造手順は、モータ１の製造工程の一部分として、実施される。

ロータユニット３２を製造するときには、まず、ロータコア６１を用意する（ステップＳ１）。具体的には、内側コア６１１と外側コア６１２とを用意する。内側コア６１１および外側コア６１２は、それぞれ、電磁鋼板を円環状に打ち抜き、打ち抜かれた電磁鋼板を、軸方向に積層することにより得られる。複数の電磁鋼板は、軸方向にかしめられることにより、互いに固定される。

また、射出成型用の一対の金型を用意する（ステップＳ２）。一対の金型は、互いの対向面を接触させることにより、それらの内部に、ロータコア６１およびマグネットホルダ６３の形状に対応する空洞を形成するものが、使用される。

次に、一対の金型の内部に、ロータコア６１を配置する（ステップＳ３）。ここでは、まず、下側の金型の内部に、ロータコア６１をセットする。そして、当該金型の上部を、上側の金型で閉鎖する。これにより、一対の金型の内部に空洞が形成され、当該空洞にロータコア６１が配置された状態となる。

続いて、金型内の空洞に、溶融された樹脂を流し込む（ステップＳ４）。ここでは、一方の金型に設けられたゲートから、金型内の空洞へ、溶融された樹脂を流し込む。金型内の空洞に溶融された樹脂が行き渡ると、金型内の樹脂を、冷却して固化する。これにより、上基部７１、下基部７２、内側連結部７３、上環状部７４、下環状部７５、および複数の柱状部７６を有するマグネットホルダ６３が成型される。

また、このとき、柱状部７６から径方向外側へ向けて突出した凸状部７６５（図９参照）が成型される。凸状部７６５は、後述するステップＳ６の熱かしめによって、熱かしめ部７６１となる。また、ステップＳ４では、金型の一部分が、マグネットホルダ６３の貫通孔７７内に配置される。そして、金型の当該一部分によって、上環状部７４の下面が成型される。

マグネットホルダ６３が固化すると、一対の金型を開き、ロータコア６１およびマグネットホルダ６３を、金型から離型させる（ステップＳ５）。

以上のステップＳ１〜Ｓ５は、インサート成型の一例となる手順である。インサート成型時には、マグネットホルダ６３の成型と、ロータコア６１およびマグネットホルダ６３の固定とが、同時に行われる。このため、ロータコア６１およびマグネットホルダ６３を別個に作製して互いに固定する場合より、ロータユニット３２の製造工程を短縮できる。

続いて、ロータコア６１およびマグネットホルダ６３に対して、複数のマグネット６２を取り付ける（ステップＳ５）。ここでは、上環状部７４の下側、下環状部７５の上側、かつ、隣り合う柱状部７６の間に、マグネット６２を挿入する。本実施形態の構造では、下環状部７５が撓むため、マグネット６２を容易に挿入できる。

なお、ステップＳ５では、予め着磁されたマグネット６２を使用してもよく、未着磁のマグネット６２を使用してもよい。予め着磁されたマグネット６２を使用する場合には、マグネット６２は、ロータコア６１との間に生じる磁気的吸引力によって、ロータコア６１の外周面に、仮保持される。一方、未着磁のマグネット６２を使用する場合には、磁力が作用しないため、マグネット６２の挿入が容易となる。

その後、凸状部７６５を熱かしめする（ステップＳ６）。ここでは、図９のように、加熱された治具８０を、凸状部７６５の径方向外側の端部に、接触させる。そして、当該治具８０で凸状部７６５を加熱しながら、凸状部７６５を径方向内側へ押す。そうすると、凸状部７６５が周方向両側へ広がるように、塑性変形する。その結果、熱かしめ部７６１が得られる。マグネット６２の径方向外側への移動は、熱かしめ部７６１により制限される。

なお、ステップＳ５において未着磁のマグネット６２を使用した場合には、ステップＳ６の後に、マグネット６２に対して着磁を行う。すなわち、周方向に配列された複数のマグネット６２の径方向外側の面に対向するように、着磁機を配置する。そして、当該着磁機により、複数のマグネット６２を着磁する。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

図１０は、一変形例に係るマグネットホルダの熱かしめ時の様子を示す図である。図１０の例では、凸状部７６５Ｂが、二股に分かれた一対の先端部７６６Ｂを有する。一対の先端部７６６Ｂの周方向の間隔は、径方向外側へ向かうにつれて広がっている。このようにすれば、熱かしめ時に、凸状部７６５Ｂを周方向両側へ、容易に広げることができる。したがって、熱かしめに要する熱量を低減できる。

また、図１０の例では、一対の先端部７６６Ｂに可撓性を持たせることができる。したがって、一対の先端部７６６Ｂの弾性力によって、マグネット６２Ｂを仮保持することができる。また、先端部７６６Ｂに可撓性を持たせれば、マグネット６２からの圧力によって凸状部７６５Ｂが割れることも、抑制できる。

図１１は、他の変形例に係るロータユニット３２Ｃの部分縦断面図である。図１１の例では、下環状部７５Ｃに、突起７５１Ｃが設けられている。突起７５１Ｃは、下環状部７５Ｃの上面から、上方へ向けて突出している。そして、突起７５１Ｃの上端部が、マグネット６２Ｃの下面に接触している。このようにすれば、下環状部７５Ｃが撓んだ状態であっても、マグネット６２Ｃの下面に、突起７５１Ｃを接触させやすい。

なお、突起７５１Ｃは、下環状部７５Ｃの周方向の中央に設けられていることが、好ましい。そうすれば、突起７５１Ｃを中心として、下環状部７５Ｃを、左右略対象に撓ませることができる。また、上環状部の下面は、突起の無い平坦面となっていることが、好ましい。そうすれば、上環状部を基準として、マグネット６２Ｃを、軸方向により精度よく位置決めできる。

図１２は、他の変形例に係るロータユニット３２Ｄの縦断面図である。図１２の例では、マグネットホルダ６３Ｄの上面および下面に、環状の凹部６３１Ｄが設けられている。これにより、第２実施形態と比べて、上基部７１Ｄの軸方向の厚みと、上環状部７４Ｄの軸方向の厚みとの差が、低減されている。また、上記の実施形態と比べて、下基部７２Ｄの軸方向の厚みと、下環状部７５Ｄの軸方向の厚みとの差も、低減されている。

このようにすれば、成型時に、樹脂の厚みの差によって生じる樹脂の収縮を、抑えることができる。その結果、マグネットホルダ６３Ｄを、より精度よく成型できる。また、樹脂の使用量も低減される。

また、他の変形例として、下環状部の軸方向の厚みと、上環状部の軸方向の厚みとを、相違させてもよい。下環状部の軸方向の厚みを、上環状部の軸方向の厚みより、薄くすれば、下環状部を、より撓ませやすくなる。また、上環状部の剛性が向上するため、マグネットを軸方向により精度よく位置決めできる。一方、上環状部の軸方向の厚みを、下環状部の軸方向の厚みより、薄くすれば、マグネットと磁気センサとを、軸方向により接近させることができる。その結果、磁気センサの検出精度を、より向上させることができる。

また、モータの細部の構成については、本願の各図に示された構成と、相違していてもよい。例えば、シャフトと内側コアとの間に、他の部材が介在していてもよい。また、ロータコアは、一部材からなるものであってもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、モータおよびモータの製造方法に利用できる。

１，１Ａ モータ
２，２Ａ 静止部
３，３Ａ 回転部
９，９Ａ 中心軸
２１，２１Ａ ケーシング
２２，２２Ａ 電機子
２３ 上軸受部
２４ 下軸受部
２５ 回路基板
３１ シャフト
３２，３２Ｃ，３２Ｄ ロータユニット
５１ ステータコア
５２ インシュレータ
５３ コイル
６１，６１Ａ ロータコア
６２，６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ マグネット
６３，６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｄ マグネットホルダ
７１，７１Ｄ 上基部
７２，７２Ｄ 下基部
７３ 内側連結部
７４，７４Ａ，７４Ｃ，７４Ｄ 上環状部
７５，７５Ａ，７５Ｃ，７５Ｄ 下環状部
７６，７６Ａ 柱状部
７７，７７Ａ 貫通孔
８０ 治具
２５１ 磁気センサ
６１１ 内側コア
６１２ 外側コア
７５１Ｃ 突起
７６１ 熱かしめ部
７６２ 支え部
７６３ 上柱状部
７６４ 下柱状部
７６５，７６５Ｂ 凸状部
７６６Ｂ 先端部

Claims (14)

1. 静止部と、
   上下に延びる中心軸を中心として、回転可能に支持される回転部と、
   を有し、
   前記静止部は、
   前記中心軸と同軸に配置された電機子と、
   前記電機子を内部に収容するケーシングと、
   を有し、
   前記回転部は、
   前記電機子の径方向内側において、周方向に配列される複数のマグネットと、
   前記マグネットの径方向内側の面に接触するロータコアと、
   前記マグネットの径方向外側の面に接触する樹脂製のマグネットホルダと、
   を有し、
   前記マグネットホルダは、
   複数の前記マグネットの上面に接触する上環状部と、
   複数の前記マグネットの下面に接触する下環状部と、
   隣り合う前記マグネットの間に位置し、前記上環状部と前記下環状部との間において軸方向に延びる複数の柱状部と、
   前記下環状部の径方向内側かつ隣り合う前記柱状部の間を、軸方向に貫通する複数の貫通孔と、
   を有し、
   前記上環状部の外径は、前記下環状部の内径以下であるモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記下環状部は、上面から上方へ向けて突出する突起を有し、
   前記突起が、前記マグネットの下面に接触するモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   前記突起は、前記下環状部の略中央に設けられているモータ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のモータにおいて、
   前記柱状部は、周方向に広がって、前記マグネットの径方向外側の面に接触する熱かしめ部を有するモータ。
5. 請求項４に記載のモータにおいて、
   前記熱かしめ部の上端部は、前記上環状部の下面より下側に位置し、
   前記熱かしめ部の下端部は、前記下環状部の上面より上側に位置するモータ。
6. 請求項５に記載のモータにおいて、
   前記熱かしめ部の上端部は、前記柱状部の軸方向の中央より上側に位置し、
   前記熱かしめ部の下端部は、前記柱状部の軸方向の中央より下側に位置するモータ。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載のモータにおいて、
   前記柱状部は、径方向外側へ向かうにつれて周方向の幅が大きくなる支え部を有し、
   マグネットの周方向の端部は、前記支え部の径方向内側に位置するモータ。
8. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載のモータにおいて、
   前記柱状部は、
   前記上環状部から下側へ向けて延び、その径方向外側の面が、前記上環状部の外端面と同一の径方向位置またはそれより径方向外側に位置する上柱状部と、
   前記下環状部から上側へ向けて延び、その径方向外側の面が、前記下環状部の外端面と同一の径方向位置またはそれより径方向外側に位置する下柱状部と、
   を有するモータ。
9. 請求項１から請求項８までのいずれかに記載のモータにおいて、
   前記静止部は、前記マグネットホルダの上面に沿って広がる回路基板をさらに有し、
   前記回路基板は、前記上環状部の上方に位置する磁気センサを有するモータ。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記下環状部の軸方向の厚みは、前記上環状部の軸方向の厚みより、薄いモータ。
11. 請求項９に記載のモータにおいて、
    前記上環状部の軸方向の厚みは、前記下環状部の軸方向の厚みより、薄いモータ。
12. 請求項９または請求項１１に記載のモータにおいて、
    前記マグネットの上面は、前記ロータコアの上面より上側に位置するモータ。
13. 請求項４から請求項６までのいずれかに記載のモータの製造方法において、
    ａ）前記ロータコアを用意する工程と、
    ｂ）金型を用意する工程と、
    ｃ）前記金型の内部に前記ロータコアを配置する工程と、
    ｄ）前記金型の内部に、樹脂を流し込むことにより、前記上環状部、前記下環状部、前記柱状部、および前記柱状部から径方向外側へ向けて突出した凸状部を成型する工程と、
    ｅ）前記上環状部の下側、前記下環状部の上側、かつ、隣り合う前記柱状部の間に、マグネットを挿入する工程と、
    ｆ）前記凸状部を加熱しつつ径方向内側へ押すことにより、前記熱かしめ部を得る工程と、
    を含む製造方法。
14. 請求項１３に記載の製造方法において、
    前記凸状部は、径方向外側へ向かうにつれて周方向の間隔が広がる一対の先端部を有する製造方法。

Images