JP2014036456A - ロータおよびモータ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の外コア部と複数のマグネットとが周方向に交互に配列され、かつ、円筒状の内コア部を有するロータにおいて、複数の薄板コアを強固に固定できる構造を、提供する。
【解決手段】ロータの積層コア５１Ａは、内コア部６１Ａと複数の外コア部６２Ａとを有する。内コア部６１Ａは、マグネット５２Ａより径方向内側において、軸方向に筒状に延びている。外コア部６２Ａは、内コア部６１Ａより径方向外側において、周方向に配列されている。複数の外コア部６２Ａと、複数のマグネット５２Ａとは、周方向に交互に配列されている。これにより、マグネットの一対の磁極面から生じる磁束を、有効に利用できる。また、この積層コアは、内コア部と複数の外コア部とのそれぞれに、かしめ部９１Ａ，９２Ａを有する。これにより、複数の薄板コアが、強固に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータおよびモータに関する。

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。インナロータ型のモータに使用されるロータは、主として、ロータコアの外周面に複数のマグネットが貼り付けられたＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）タイプのロータと、ロータコアの内部にマグネットが埋め込まれたＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）タイプのロータとに、分類される。

ＳＰＭタイプのロータを使用すれば、電機子とマグネットとを接近させることができる。このため、マグネットの磁力を有効に利用できる。しかしながら、ＳＰＭタイプのロータでは、高速回転時にマグネットが遠心力で外側へ飛び出さないように、対策を施す必要がある。一方、ＩＰＭタイプのロータを使用すれば、遠心力によるマグネットの飛び出しの虞が無い。このため、近年では、ＩＰＭタイプのロータが主流となりつつある。

ただし、一般的に、ＳＰＭタイプおよびＩＰＭタイプのいずれのロータにおいても、各マグネットは、一対の磁極面が径方向外側および径方向内側を向くように、配置される。このため、マグネットの径方向外側の磁極面のみが、モータの駆動に寄与することとなる。そこで、近年では、マグネットの一対の磁極面を有効に利用するために、マグネットと磁性体のコアとが周方向に交互に配置されたロータ構造が、提案されている。

マグネットとコアとが周方向に交互に配置された従来のロータについては、例えば、特開平６−２４５４５１号公報に開示されている。特開平６−２４５４５１号公報のロータは、回転軸の周囲に略等間隔に配置される６個の永久磁石と、各永久磁石の間に配設され、それぞれが磁極を形成する６個の積層コア部材とを、備えている（要約，図１）。
特開平６−２４５４５１号公報

特開平６−２４５４５１号公報に記載のように、積層鋼板からなるロータコアでは、複数の薄板コアが、かしめ作業により結合される（要約，図３）。また、ロータコアの剛性をより高めるためには、周方向に配列された複数のコアの内側に、円筒状のコアを設けることが好ましい。しかしながら、円筒状のコアを設けると、外側の複数のコアにおいてかしめを行うだけでは、複数の薄板コアを強固に固定することが難しい。

特に、近年では、オイルポンプや冷却ファンの小型化が進んでいる。それに伴い、これらの機器に使用されるインナロータ型のモータに対しても、小型化のニーズが高まっている。インナロータ型のモータを小型化しようとすると、ロータコアにおいてかしめを行う領域を確保することが、より困難となる。

本発明の目的は、複数の外コア部と複数のマグネットとが周方向に交互に配列され、かつ、円筒状の内コア部を有するロータにおいて、複数の薄板コアを強固に固定できる構造を、提供することである。

本願の例示的な第１発明は、インナロータ型のモータに用いられるロータであって、上下に延びる中心軸の周囲に、周方向に配列された複数のマグネットと、複数の薄板コアが軸方向に積層された積層コアと、を有し、前記積層コアは、前記マグネットより径方向内側において、軸方向に筒状に延びる内コア部と、前記内コア部より径方向外側において、周方向に配列された複数の外コア部と、を有し、複数の前記外コア部と、複数の前記マグネットとが、周方向に交互に配列され、前記マグネットは、磁極面である一対の周方向端面を有し、複数の前記マグネットの同極の磁極面同士が、周方向に対向し、前記内コア部は、複数の前記薄板コアを固定する内コアかしめ部を有し、複数の前記外コア部は、それぞれ、複数の前記薄板コアを固定する外コアかしめ部を有するロータである。

本願の例示的な第２発明は、インナロータ型のモータに用いられるロータであって、上下に延びる中心軸の周囲に、周方向に配列された複数のマグネットと、複数の薄板コアが軸方向に積層された積層コアと、前記積層コアの軸方向の両端面および前記マグネットの径方向外側の面を覆う樹脂部と、を有し、前記積層コアは、前記マグネットより径方向内側において、軸方向に筒状に延びる内コア部と、前記内コア部より径方向外側において、周方向に配列された複数の外コア部と、を有し、複数の前記外コア部と、複数の前記マグネットとが、周方向に交互に配列され、前記マグネットは、磁極面である一対の周方向端面を有し、複数の前記マグネットの同極の磁極面同士が、周方向に対向し、前記内コア部と、複数の前記外コア部とが、前記樹脂部により連結され、前記内コア部は、隣り合う前記外コア部の周方向の間において、径方向外側へ突出する複数の突出部と、前記突出部または前記突出部の径方向内側に位置し、複数の前記薄板コアを固定する内コアかしめ部と、を有し、複数の前記外コア部は、それぞれ、複数の前記薄板コアを固定する外コアかしめ部を有するロータである。

本願の例示的な第１発明によれば、複数の外コア部と複数のマグネットとが、周方向に交互に配列され、かつ、マグネットの磁極面が周方向を向く。このため、従来の一般的なＳＰＭタイプおよびＩＰＭタイプのいずれのロータとも異なり、マグネットの磁束を有効に利用できる。また、本発明のロータは、外コア部と内コア部との双方に、かしめ部を有する。これにより、複数の薄板コアが、強固に固定される。

本願の例示的な第２発明によれば、複数の外コア部と複数のマグネットとが、周方向に交互に配列され、かつ、マグネットの磁極面が周方向を向く。このため、従来の一般的なＳＰＭタイプおよびＩＰＭタイプのいずれのロータとも異なり、マグネットの磁束を有効に利用できる。また、内コア部と外コア部とが樹脂部により連結されるため、外コア部から内コア部への磁束の漏れを、抑制できる。また、本発明のロータは、外コア部と内コア部との双方に、かしめ部を有する。これにより、複数の薄板コアが、強固に固定される。さらに、本発明では、突出部により広げられた領域に、内コアかしめ部が配置される。これにより、内コアかしめ部を大きく形成できる。その結果、内コアかしめ部による複数の薄板コアの固定強度を、より高めることができる。

図１は、第１実施形態に係るロータの斜視図である。 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実施形態に係る回転部の縦断面図である。 図４は、第２実施形態に係るロータの横断面図である。 図５は、第２実施形態に係る積層コアおよび複数のマグネットの上面図である。 図６は、第２実施形態に係る積層コアおよび複数のマグネットの部分上面図である。 図７は、第２実施形態に係る内コア部の部分破断斜視図である。 図８は、変形例に係る内コア部の部分破断斜視図である。 図９は、変形例に係る回転部の縦断面図である。

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、ロータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、ロータの中心軸に直交する方向を「径方向」、ロ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、本発明に係るロータおよびモータの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実施形態に係るロータ３２Ａの斜視図である。このロータ３２Ａは、インナロータ型のモータに用いられる。図１に示すように、ロータ３２Ａは、積層コア５１Ａと、複数のマグネット５２Ａとを有する。積層コア５１Ａは、軸方向に積層された複数の薄板コア５１１Ａにより、構成されている。複数のマグネット５２Ａは、上下に延びる中心軸９Ａの周囲に、周方向に配列されている。

積層コア５１Ａは、内コア部６１Ａと、複数の外コア部６２Ａとを有する。内コア部６１Ａは、マグネット５２Ａより径方向内側において、軸方向に筒状に延びている。複数の外コア部６２Ａは、内コア部６１Ａより径方向外側において、周方向に配列されている。複数の外コア部６２Ａと、複数のマグネット５２Ａとは、周方向に交互に配列されている。マグネット５２Ａは、磁極面である一対の周方向端面を有する。また、複数のマグネット５２Ａは、同極の磁極面同士が周方向に対向するように、配置されている。これにより、マグネット５２Ａの一対の磁極面から生じる磁束が、有効に利用される。

図１に示すように、内コア部６１Ａは、複数の内コアかしめ部９１Ａを有する。また、複数の外コア部６２Ａは、それぞれ、外コアかしめ部９２Ａを有する。複数の薄板コア５１１Ａは、複数の内コアかしめ部９１Ａおよび複数の外コアかしめ部９２Ａによって、互いに固定されている。このように、本実施形態のロータ３２Ａは、内コア部６１Ａと外コア部６２Ａとの双方に、かしめ部を有する。これにより、複数の薄板コア５１１Ａが、強固に固定される。

なお、図１においては、複数の内コアかしめ部９１Ａが、複数のマグネット５２Ａと同一の周方向位置に設けられている。しかしながら、内コアかしめ部９１Ａの周方向位置は、図１の例に限定されない。例えば、複数の内コアかしめ部９１Ａが、複数の外コア部６２Ａと同一の周方向位置に設けられていてもよい。

＜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、自動車に搭載され、エンジン冷却用ファンやオイルポンプの駆動源として、使用される。ただし、本発明のモータは、エンジン冷却用ファンやオイルポンプとは異なる用途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、パワーステアリングの駆動源として使用されるものであってもよい。また、本発明のモータは、家電製品、ＯＡ機器、医療機器等に搭載され、各種の駆動力を発生させるものであってもよい。

このモータ１は、電機子２３の径方向内側にロータ３２が配置される、いわゆるインナロータ型のモータである。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、駆動対象となる機器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、ハウジング２１、蓋部２２、電機子２３、下軸受部２４、および上軸受部２５を有する。

ハウジング２１は、略円筒状の側壁２１１と、側壁２１１の下部を塞ぐ底部２１２と、を有する。蓋部２２は、ハウジング２１の上部の開口を覆っている。電機子２３および後述するロータ３２は、ハウジング２１と蓋部２２とに囲まれた内部空間に、収容されている。ハウジング２１の底部２１２の中央には、下軸受部２４を配置するための凹部２１３が、設けられている。また、蓋部２２の中央には、上軸受部２５を配置するための円孔２２１が、設けられている。

電機子２３は、後述するロータ３２の径方向外側に、配置されている。電機子２３は、ステータコア４１、インシュレータ４２、およびコイル４３を有する。ステータコア４１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４１は、円環状のコアバック４１１と、コアバック４１１から径方向内側へ向けて突出した複数のティース４１２とを有する。コアバック４１１は、中心軸９と略同軸に配置されている。また、コアバック４１１の外周面は、ハウジング２１の側壁２１１の内周面に、固定されている。複数のティース４１２は、周方向に略等間隔に配列されている。

インシュレータ４２は、絶縁体である樹脂からなる。各ティース４１２の上面、下面、および周方向の両側面は、インシュレータ４２に覆われている。コイル４３は、インシュレータ４２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４１２の周囲に、インシュレータ４２を介して、導線が巻かれている。インシュレータ４２は、ティース４１２とコイル４３との間に介在することによって、ティース４１２とコイル４３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４２に代えて、ティース４１２の表面に、絶縁塗装が施されていてもよい。

下軸受部２４および上軸受部２５は、ハウジング２１および蓋部２２と、回転部３側のシャフト３１との間に配置されている。本実施形態の下軸受部２４および上軸受部２５には、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、使用されている。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。

下軸受部２４の外輪２４１は、ハウジング２１の凹部２１３内に配置されて、ハウジング２１に固定されている。また、上軸受部２５の外輪２５１は、蓋部２２の円孔２２１内に配置されて、蓋部２２に固定されている。一方、下軸受部２４および上軸受部２５の内輪２４２，２５２は、シャフト３１に固定されている。これにより、シャフト３１は、ハウジング２１および蓋部２２に対して、回転可能に支持されている。

図３は、回転部３の縦断面図である。図２および図３に示すように、本実施形態の回転部３は、シャフト３１とロータ３２とを有する。

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の材料には、例えばステンレスが使用される。シャフト３１は、上述した下軸受部２４および上軸受部２５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は、蓋部２２より上方に突出した頭部３１１を有する。頭部３１１は、ギア等の動力伝達機構を介して、駆動対象となる部位に連結される。

ロータ３２は、電機子２３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３２は、積層コア５１、複数のマグネット５２、および樹脂部５３を有する。積層コア５１は、電磁鋼板である複数の薄板コア５１１からなる。複数の薄板コア５１１は、軸方向に積層されて、積層鋼板を構成している。積層鋼板を使用すれば、積層コア５１内に生じる渦電流を、抑制できる。したがって、積層コア５１に効率よく磁束を流すことができる。積層コア５１の中央には、軸方向に延びる貫通孔５０が、設けられている。シャフト３１は、積層コア５１の貫通孔５０に、圧入される。

複数のマグネット５２は、中心軸９の周囲において、周方向に略等間隔に配列されている。本実施形態では、略直方体状のマグネット５２が使用されている。積層コア５１および複数のマグネット５２の軸方向両端面と、マグネット５２の径方向外側の面とは、樹脂部５３に覆われている。これにより、マグネット５２の上側、下側、および径方向外側への飛び出しが、防止されている。また、樹脂部５３により、ロータ３２全体の剛性が、高められている。

なお、ここで記載した「覆う」とは、対象となる面の全体を覆うという意味だけではなく、対象となる面の一部分を覆うという意味も含んでいる。例えば、マグネット５２の径方向外側の面の全体が、樹脂部５３に覆われていてもよいし、マグネット５２の径方向外側の面の一部分のみが、樹脂部５３に覆われていてもよい。その他、ロータ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４３に駆動電流を与えると、複数のティース４１２に磁束が発生する。そして、ティース４１２とロータ３２との間の磁束の作用により、周方向のトルクが生じる。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．ロータについて＞
続いて、ロータ３２のより詳細な構造について、説明する。図４は、図３中のＡ−Ａ位置から見たロータ３２の横断面図である。図５は、積層コア５１および複数のマグネット５２の上面図である。以下の説明においては、図３とともに、図４および図５も参照する。なお、図３におけるロータ３２の縦断面は、図４中のＢ−Ｂ断面に相当する。

図３〜図５に示すように、積層コア５１は、内コア部６１と、複数の外コア部６２とを有する。内コア部６１は、マグネット５２より径方向内側において、軸方向に筒状に延びている。複数の外コア部６２は、内コア部６１より径方向外側において、周方向に略等間隔に配列されている。図４および図５に示すように、各外コア部６２は、上面視において略扇形の外形を有する。また、各外コア部６２は、軸方向に延びている。

複数のマグネット５２は、それぞれ、隣り合う外コア部６２の間に、配置されている。すなわち、複数のマグネット５２と、複数の外コア部６２とは、周方向に交互に配列されている。各マグネット５２は、磁極面である一対の周方向端面を有する。複数のマグネット５２は、同極の磁極面同士が周方向に対向するように、配列されている。各外コア部６２は、その両側に配置されたマグネット５２により磁化される。その結果、外コア部６２の径方向外側の面が、磁極面となる。つまり、マグネット５２から生じる磁束の大部分は、外コア部６２を通って、外コア部６２の径方向外側へ流れる。

マグネット５２には、例えば、フェライト系の焼結マグネットや、ネオジムマグネットが使用される。ただし、近年では、レアアースであるネオジムの価格が高騰し、ネオジムマグネットを使用することが困難となっている。このため、フェライト系の焼結マグネットを使用しつつ、強い磁力を得たいという技術的要求が高い。この点、本実施形態のように、複数の外コア部６２と、複数のマグネット５２とを、周方向に交互に配置すれば、ロータ３２におけるマグネット５２の体積比率を、高めることができる。また、各マグネット５２の一対の磁極面から生じる磁束を、有効に利用できる。したがって、フェライト系の焼結マグネットを使用しつつ、強い磁力を得ることが可能となる。

樹脂部５３は、ポリカーボネート等の樹脂を、射出成型することにより得られる。樹脂部５３の射出成型時には、金型の内部に予め積層コア５１および複数のマグネット５２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、積層コア５１および複数のマグネット５２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、樹脂部５３が成型されるとともに、積層コア５１、複数のマグネット５２、および樹脂部５３が、互いに固定される。

図３および図５に示すように、積層コア５１は、内コア部６１と複数の外コア部６２とを繋ぐ、複数の連結部６３を有する。各連結部６３は、内コア部６１の外周面と、外コア部６２の径方向内側の端部とを、径方向に繋いでいる。これらの連結部６３により、内コア部６１と複数の外コア部６２との相対的な位置関係が固定される。このため、樹脂部５３の射出成型時には、金型内において、内コア部６１および複数の外コア部６２を、容易に位置決めできる。

連結部６３は、複数の薄板コア５１１のうちの少なくとも１つに、設けられていればよい。すなわち、内コア部６１と各外コア部６２との間において、複数の薄板コア５１１のうちの少なくとも１つが、径方向に繋がっていればよい。図３に示すように、本実施形態の複数の連結部６３は、複数の上連結部６３１と、複数の下連結部６３２とを、含んでいる。上連結部６３１は、積層コア５１の軸方向中央より上側に位置し、最上段の１枚または複数枚の薄板コア５１１により、構成されている。下連結部６３２は、積層コア５１の軸方向中央より下側に位置し、最下段の１枚または複数枚の薄板コア５１１により、構成されている。

上連結部６３１と下連結部６３２との間には、第１の磁気的空隙７１が介在する。第１の磁気的空隙７１は、非磁性体である樹脂部５３の一部分により満たされている。このようにすれば、積層コア５１の軸方向中央付近において、外コア部６２から内コア部６１への磁束の漏れが、抑制される。また、第１の磁気的空隙７１を樹脂で満たすことで、ロータ３２の剛性がより高められている。

また、図４に示すように、隣り合う外コア部６２の間の周方向位置、内コア部６１の径方向外側、かつ、マグネット５２の径方向内側には、第２の磁気的空隙７２が設けられている。これにより、マグネット５２から内コア部６１への磁束の漏れが、より抑制される。また、内コア部６１は、第２の磁気的空隙７２へ向けて、径方向外側へ突出する複数の突出部８０を有する。突出部８０の径方向外側の端部は、マグネット５２の径方向内側の端面に、接触している。これにより、マグネット５２が径方向に位置決めされている。

また、第２の磁気的空隙７２も、非磁性体である樹脂部５３の一部分により満たされている。第２の磁気的空隙７２を樹脂で満たすことにで、ロータ３２の剛性がより高められている。

図６は、積層コア５１および複数のマグネット５２の部分上面図である。図６に示すように、本実施形態の突出部８０は、収束部８０１を有する。収束部８０１の周方向の幅は、径方向外側へ向かうにつれて狭くなっている。そして、収束部８０１の径方向外側の頂部と、マグネット５２の径方向内側の端面とが、接触している。このようにすれば、マグネット５２を径方向に位置決めしつつ、突出部８０とマグネット５２との接触面積を低減できる。したがって、マグネット５２から突出部８０を経由して内コア部６１へ流れる磁束の量を、低減できる。

図６では、連結部６３が設けられていない軸方向位置における内コア部６１の外周面が、破線６１１で示されている。また、図６では、連結部６３が設けられていない軸方向位置における外コア部６２の径方向内側の端部が、破線６２１で示されている。本実施形態では、突出部８０の頂部が、外コア部６２の当該径方向内側の端部より、径方向内側に位置する。これにより、マグネット５２を配置するためのスペースが、広げられている。したがって、ロータ３２におけるマグネット５２の体積比率をより高めることができる。その結果、より強い磁力を得ることができる。

なお、外コア部６２の径方向内側の端部は、図６中の破線６２１の位置より、径方向内側に位置していてもよい。例えば、外コア部６２の径方向内側の端部が、図６中の二点鎖線６２２の位置であってもよい。また、外コア部６２の径方向内側の端部と、突出部８０の頂部とが、略同等の径方向位置に配置されていてもよい。また、外コア部６２の径方向内側の端部は、図６中の破線６２１や二点鎖線６２２のように、平面視において円弧状であってもよく、平面視において直線状であってもよい。

図３〜図６に示すように、内コア部６１は、複数の内コアかしめ部９１を有する。複数の内コアかしめ部９１は、周方向に略等間隔に配列されている。また、複数の外コア部６２は、それぞれ、外コアかしめ部９２を有する。内コアかしめ部９１および外コアかしめ部９２においては、図３のように、複数の薄板コア５１１が、軸方向に塑性変形されている。これにより、複数の薄板コア５１１が、互いに固定されている。本実施形態のロータ３２は、内コア部６１と複数の外コア部６２とのそれぞれに、かしめ部を有する。その結果、複数の薄板コア５１１が、強固に固定される。

また、内コアかしめ部９１は、内コア部６１における磁束の流れを、抑制する。すなわち、内コアかしめ部９１が無い場合より、内コアかしめ部９１がある場合の方が、内コア部６１の磁気抵抗が高くなる。したがって、マグネット５２または外コア部６２から内コア部６１への磁束の漏れが、より抑制される。その結果、マグネット５２の磁力が、より効率よくモータ１の駆動に使用される。

図４〜図６に示すように、内コアかしめ部９１は、突出部８０または突出部８０の径方向内側に、位置していることが好ましい。すなわち、内コアかしめ部９１は、突出部８０により広げられた領域に、位置していることが好ましい。そのようにすれば、平面視において、内コアかしめ部９１を大きく形成できる。したがって、内コアかしめ部９１により、複数の薄板コア５１１を、より強固に固定できる。

また、本実施形態の複数の突出部８０は、複数の幅広突出部８１と、複数の幅狭突出部８２とを、含んでいる。各幅狭突出部８２の周方向の幅は、各幅広突出部８１の周方向の幅より狭い。そして、内コアかしめ部９１は、幅広突出部８１または幅広突出部８１の径方向内側に位置する。このようにすれば、内コアかしめ部９１を、より広い領域に配置できる。したがって、平面視において、内コアかしめ部９１を、より大きく形成できる。その結果、内コアかしめ部９１により、複数の薄板コア５１１を、より強固に固定できる。

一方、内コアかしめ部９１が配置されない突出部８０、すなわち、幅狭突出部８２の周方向の幅は、幅広突出部８１の周方向の幅より狭いため、マグネット５２から内コア部６１への磁束の漏れが、より抑制されている。また、本実施形態では、複数の幅広突出部８１と、複数の幅狭突出部８２とが、周方向に交互に配置されている。これにより、磁気特性の周方向の偏りが、抑制されている。

また、図３に示すように、本実施形態では、内コア部６１を構成する全ての薄板コア５１１により、幅広突出部８１が形成されている。すなわち、全ての薄板コア５１１が、幅広突出部８１を構成する突起を有する。そして、当該幅広突出部８１に、内コアかしめ部９１が設けられている。したがって、内コアかしめ部９１により、全ての薄板コア５１１が、固定されている。

図７は、幅広突出部８１付近における内コア部６１の部分破断斜視図である。図４〜図７に示すように、本実施形態の内コアかしめ部９１は、平面視において略円形である。内コアかしめ部９１による固定強度を高めるためには、薄板コア５１１の軸方向の厚みをｄ１、平面視における内コアかしめ部９１の直径の長さをｄ２として、ｄ２／ｄ１の値が大きいことが好ましい。例えば、ｄ２≧ｄ１の関係が成立していることが好ましい。なお、内コアかしめ部は、平面視において楕円であってもよい。楕円の場合には、平面視における内コアかしめ部の最も短い直径の長さをｄ２として、上記の関係が成立していることが、好ましい。また、例えば、平面視における内コアかしめ部９１の各々の面積が、薄板コア５１１の軸方向の厚みｄ１を半径とする円の面積の０．５倍以上であることが、好ましい。

＜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８は、一変形例に係る内コア部６１Ｂの部分破断斜視図である。図８の例では、複数の薄板コア５１１Ｂが、断面視において略Ｖ字状にかしめられて、内コアかしめ部９１Ｂが形成されている。また、図８の内コアかしめ部９１Ｂは、平面視において略正方形または略長方形となっている。この場合、内コアかしめ部９１Ｂによる固定強度を高めるためには、薄板コア５１１Ｂの軸方向の厚みをｄ１、平面視における内コアかしめ部９１Ｂの最も短い辺の長さをｄ２として、ｄ２／ｄ１の値が大きいことが好ましい。例えば、ｄ２≧ｄ１の関係が成立していることが好ましい。また、例えば、平面視における内コアかしめ部９１Ｂの各々の面積が、薄板コア５１１の軸方向の厚みｄ１を半径とする円の面積の０．５倍以上であることが、好ましい。

図９は、他の変形例に係る回転部３Ｃの縦断面図である。図９の例では、内コア部６１Ｃと、複数の外コア部６２Ｃとの間に、連結部が設けられていない。すなわち、内コア部６１Ｃと、複数の外コア部６２Ｃとが、互いに別個の部材となっている。そして、図９の例では、内コア部６１Ｃと、複数の外コア部６２Ｃとが、樹脂部５３Ｃにより連結されている。

図９の構造においても、複数の外コア部６２Ｃと複数のマグネット５２Ｃとを、周方向に交互に配列することにより、マグネット５２Ｃの磁束を有効に利用できる。また、内コア部６１Ｃと複数の外コア部６２Ｃとが、非磁性体である樹脂部５３Ｃにより連結されるため、外コア部６２Ｃから内コア部６１Ｃへの磁束の漏れが、より抑制される。

また、図９の構造においても、内コア部６１Ｃは、複数の内コアかしめ部９１Ｃを有する。また、複数の外コア部６２Ｃは、それぞれ、外コアかしめ部９２Ｃを有する。すなわち、図９の積層コア５１Ｃは、内コア部６１Ｃと外コア部６２Ｃとの双方に、かしめ部を有する。これにより、複数の薄板コア５１１Ｃが、強固に固定されている。

また、図９の例では、内コア部６１Ｃに、複数の突出部８０Ｃが設けられている。各突出部８０Ｃは、隣り合う外コア部６２Ｃの周方向の間において、径方向外側へ突出している。そして、内コアかしめ部９１Ｃは、突出部８０Ｃまたは突出部８０Ｃの径方向内側に位置する。すなわち、内コアかしめ部９１Ｃは、突出部８０Ｃにより広げられた領域に、位置している。このため、平面視において、内コアかしめ部９１Ｃを大きく形成できる。したがって、内コアかしめ部９１Ｃにより、複数の薄板コア５１１Ｃを、より強固に固定できる。

また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。例えば、各外コア部に設けられる貫通孔の形状は、本願の各図のように、平面視において略円形であってもよく、平面視において楕円形や矩形であってもよい。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、ロータおよびモータに利用できる。

１ モータ
２ 静止部
３，３Ｃ 回転部
９，９Ａ 中心軸
２１ ハウジング
２２ 蓋部
２３ 電機子
２４ 下軸受部
２５ 上軸受部
３１ シャフト
３２，３２Ａ ロータ
４１ ステータコア
４２ インシュレータ
４３ コイル
５１，５１Ａ，５１Ｃ 積層コア
５２，５２Ａ，５２Ｃ マグネット
５３，５３Ｃ 樹脂部
６１，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ 内コア部
６２，６２Ａ，６２Ｃ 外コア部
６３ 連結部
７１ 第１の磁気的空隙
７２ 第２の磁気的空隙
８０，８０Ｃ 突出部
８１ 幅広突出部
８２ 幅狭突出部
９１，９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ 内コアかしめ部
９２，９２Ａ，９２Ｃ 外コアかしめ部
５１１，５１１Ａ，５１１Ｂ，５１１Ｃ 薄板コア
６３１ 上連結部
６３２ 下連結部
８０１ 収束部

Claims (15)

1. インナロータ型のモータに用いられるロータであって、
   上下に延びる中心軸の周囲に、周方向に配列された複数のマグネットと、
   複数の薄板コアが軸方向に積層された積層コアと、
   を有し、
   前記積層コアは、
   前記マグネットより径方向内側において、軸方向に筒状に延びる内コア部と、
   前記内コア部より径方向外側において、周方向に配列された複数の外コア部と、
   を有し、
   複数の前記外コア部と、複数の前記マグネットとが、周方向に交互に配列され、
   前記マグネットは、磁極面である一対の周方向端面を有し、
   複数の前記マグネットの同極の磁極面同士が、周方向に対向し、
   前記内コア部は、複数の前記薄板コアを固定する内コアかしめ部を有し、
   複数の前記外コア部は、それぞれ、複数の前記薄板コアを固定する外コアかしめ部を有するロータ。
2. 請求項１に記載のロータにおいて、
   隣り合う前記外コア部の間の周方向位置、かつ、前記マグネットの径方向内側に、軸方向に延びる磁気的空隙が設けられ、
   前記内コア部は、前記磁気的空隙へ向けて、径方向外側へ突出する複数の突出部を有し、
   前記内コアかしめ部は、前記突出部または前記突出部の径方向内側に位置するロータ。
3. 請求項２に記載のロータにおいて、
   前記突出部は、径方向外側へ向かうにつれて周方向の幅が狭くなる収束部を有し、
   前記収束部の径方向外側の頂部と、前記マグネットの径方向内側の端面とが、接触しているロータ。
4. 請求項３に記載のロータにおいて、
   前記頂部は、前記外コア部の径方向内側の端部より、径方向内側に位置するロータ。
5. 請求項２から請求項４までのいずれかに記載のロータにおいて、
   複数の前記突出部は、
   幅広突出部と、
   前記幅広突出部より周方向の幅が狭い幅狭突出部と、
   を含み、
   前記内コアかしめ部は、前記幅広突出部または前記幅広突出部の径方向内側に位置するロータ。
6. 請求項５に記載のロータにおいて、
   複数の前記幅広突出部と、複数の前記幅狭突出部とが、周方向に交互に配置されているロータ。
7. 請求項５または請求項６に記載のロータにおいて、
   前記内コア部を構成する全ての薄板コアが、前記幅広突出部を構成する突起を有するロータ。
8. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載のロータにおいて、
   平面視における前記内コアかしめ部の各々の面積は、前記薄板コアの厚みを半径とする円の面積の０．５倍以上であるロータ。
9. 請求項１から請求項８までのいずれかに記載のロータにおいて、
   平面視における前記内コアかしめ部の形状は、円または楕円であり、
   前記薄板コアの軸方向の厚みは、前記円または前記楕円の最も短い径の長さ以下であるロータ。
10. 請求項１から請求項８までのいずれかに記載のロータにおいて、
    平面視における前記内コアかしめ部の形状は、正方形または長方形であり、
    前記薄板コアの軸方向の厚みは、前記正方形または前記長方形の最も短い辺の長さ以下であるロータ。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のロータにおいて、
    複数の前記薄板コアの少なくとも１つが、前記内コア部と前記外コア部とを繋ぐ連結部を有するロータ。
12. 請求項１１に記載のロータにおいて、
    前記連結部は、
    前記積層コアの軸方向中央より上側に位置する上連結部と、
    前記積層コアの軸方向中央より下側に位置する下連結部と、
    を含み、
    前記上連結部と前記下連結部との間に、磁気的空隙が介在するロータ。
13. 請求項１２に記載のロータにおいて、
    前記積層コアおよび前記マグネットの軸方向両端面と、前記マグネットの径方向外側の面とを覆い、さらに、前記磁気的空隙を満たす樹脂部をさらに有するロータ。
14. インナロータ型のモータに用いられるロータであって、
    上下に延びる中心軸の周囲に、周方向に配列された複数のマグネットと、
    複数の薄板コアが軸方向に積層された積層コアと、
    前記積層コアの軸方向の両端面および前記マグネットの径方向外側の面を覆う樹脂部と、
    を有し、
    前記積層コアは、
    前記マグネットより径方向内側において、軸方向に筒状に延びる内コア部と、
    前記内コア部より径方向外側において、周方向に配列された複数の外コア部と、
    を有し、
    複数の前記外コア部と、複数の前記マグネットとが、周方向に交互に配列され、
    前記マグネットは、磁極面である一対の周方向端面を有し、
    複数の前記マグネットの同極の磁極面同士が、周方向に対向し、
    前記内コア部と、複数の前記外コア部とが、前記樹脂部により連結され、
    前記内コア部は、
    隣り合う前記外コア部の周方向の間において、径方向外側へ突出する複数の突出部と、
    前記突出部または前記突出部の径方向内側に位置し、複数の前記薄板コアを固定する内コアかしめ部と、
    を有し、
    複数の前記外コア部は、それぞれ、複数の前記薄板コアを固定する外コアかしめ部を有するロータ。
15. 静止部と、
    前記静止部に対して回転可能に支持される回転部と、
    を備え、
    前記回転部は、
    請求項１から請求項１４までのいずれかに記載のロータと、
    前記ロータの内側に挿入されたシャフトと、
    を有し、
    前記静止部は、
    前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、
    前記ロータの径方向外側に配置された電機子と、
    を有するモータ。

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