JP2017079596A - ロータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットの損傷を抑制できる技術を提供する。【解決手段】ロータユニット３２は、中心軸に沿って配列される回転体４１、４２と、前記回転体の周囲を覆うカバー４３と、を備える。回転体は、前記中心軸を包囲する環状のロータコア５１と、ロータコアの周囲に配列されるマグネット５３と、前記ロータコアおよび前記マグネットの軸方向一端に位置する円環状の連結部を有するホルダ５２と、を有し、前記カバーは、前記マグネットの周囲を覆う円筒部と、前記連結部の軸方向一端を覆う第１環状部と、前記連結部の軸方向他端を覆う第２環状部と、を有する。前記第連結部の底面に、複数の切り欠きを有し、前記第１環状部と前記第２環状部の何れか一方の径方向内側の端部が、複数の前記切り欠きの内の一つに入り込む。【選択図】図７

Description

本発明は、回転電機に用いられるロータユニットに関する。

従来、マグネットを有するロータユニットを、コイルの内側で回転させる、インナーロータタイプのモータが知られている。例えば、国際公開第２００６／００８９６４号には、ステータと、ステータの内側に配置されたロータとを備えたブラシレスモータが、記載されている。

国際公開第２００６／００８９６４号のロータは、ロータシャフト、ロータコア、マグネットホルダ、および６個のロータマグネットを、備えている。また、同文献の段落００４８〜００５１および図８には、手前側のロータマグネットと奥側のロータマグネットとを段状にずらして取り付けた、ステップスキュー形態のロータが記載されている。
国際公開第２００６／００８９６４号

しかしながら、国際公開第２００６／００８９６４号の図８の例では、手前側のマグネットと奥側のマグネットとの接触が、防止されていない。このため、製造時、運搬時、または使用時の衝撃によって、マグネット同士が接触し、一方または双方のマグネットに、割れや欠けが発生する虞がある。マグネットの割れや欠けは、モータの磁気特性を低下させるとともに、騒音の要因となり得る。

本発明の目的は、回転電機のロータユニットにおいて、マグネットの損傷を抑制できる技術を、提供することである。

本願の例示的な発明は、中心軸に沿って配列される回転体と、前記回転体の周囲を覆うカバーと、を備え、前記回転体は、前記中心軸を包囲する環状のロータコアと、前記ロータコアの周囲に配列されるマグネットと、前記ロータコアおよび前記マグネットの軸方向一端に位置する円環状の連結部を有するホルダと、を有し、前記カバーは、前記マグネットの周囲を覆う円筒部と、前記連結部の軸方向一端を覆う第１環状部と、前記連結部の軸方向他端を覆う第２環状部と、 を有しており、前記第連結部の底面に、複数の切り欠きを有し、前記第１環状部と前記第２環状部の何れか一方の径方向内側の端部が、複数の前記切り欠きの内の一つに入り込む回転電機用ロータユニットである。

本願の例示的な発明によれば、中心軸に沿って配列される複数の回転体を備えるロータユニットにおけるマグネットの損傷を抑制できる。

図１は、ロータユニットの斜視図である。 図２は、モータの縦断面図である。 図３は、第１回転体の斜視図である。 図４は、第１回転体の天面図である。 図５は、第１回転体および第２回転体の斜視図である。 図６は、第１回転体および第２回転体の部分側面図である。 図７は、ロータユニットの部分縦断面図である。 図８は、ロータユニットの製造手順を示すフローチャートである。 図９は、第１回転体、第２回転体、および中央回転体の側面図である。 図１０は、第１回転体、第２回転体、および中央回転体の部分側面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、第１回転体および第２回転体の互いに向き合う面を「天面」とし、互いに背く面を「底面」として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、これらの用語は、あくまで説明の便宜のために定義されたものである。これらの用語により、本発明に係るロータユニットおよび回転電機の、使用時の位置を限定する意図はない。

＜１．一実施形態に係るロータユニット＞ 図１は、本発明の一実施形態に係る回転電機用ロータユニット３２Ａの斜視図である。図１に示すように、ロータユニット３２Ａは、２つの回転体４１Ａ，４２Ａを備えている。２つの回転体４１Ａ，４２Ａは、中心軸９Ａに沿って配列されている。なお、図１では、回転体４１Ａの一部のかくれ線を、破線で示している。

２つの回転体４１Ａ，４２Ａは、それぞれ、ロータコア５１Ａ、ホルダ５２Ａ、および複数のマグネット５３Ａを、有している。ロータコア５１Ａは、中心軸９Ａを包囲する環状の部材である。複数のマグネット５３Ａは、ロータコア５１Ａの周囲において周方向に配列され、ホルダ５２Ａに保持されている。

ホルダ５２Ａは、複数のマグネット５３Ａの間に沿って軸方向に延びる複数の仕切部６０Ａを、有している。図１に示すように、各仕切部６０Ａの軸方向の寸法は、その仕切部６０Ａに保持されるマグネット５３Ａの軸方向の寸法より、長くなっている。

また、２つの回転体４１Ａ，４２Ａは、複数のマグネット５３Ａの周方向位置を互いにずらした状態で、配置されている。このため、仕切部６０Ａが、マグネット５３Ａの軸方向の移動を制限する。それにより、一方の回転体４１Ａのマグネット５３Ａと、他方の回転体４２Ａのマグネット５３Ａとの接触が、防止される。したがって、各マグネット５３Ａの損傷が、抑制される。

このロータユニット３２Ａを製造するときには、まず、ロータコア５１Ａを金型の内部に配置する。そして、金型の内部に樹脂を射出する。これにより、複数の仕切部６０Ａを有する形状に、ホルダ５２Ａをインサート成型する。ここでは、仕切部６０Ａの軸方向の寸法が、マグネット５３Ａの軸方向の寸法より長くなるように、ホルダ５２Ａを成型する。インサート成型の製造工程では、ホルダ５２Ａの成型と、ロータコア５１Ａおよびホルダ５２Ａの固定との、双方が行われる。このため、ロータコア５１Ａおよびホルダ５２Ａの製造工程が、短縮される。

続いて、互いに隣り合う一対の仕切部６０Ａの間に、マグネット５３Ａを配置する。仮に、マグネットも含めてインサート成型しようとすると、インサート成型前に、ロータコアにマグネットを接着する等して、少なくとも一旦固定する必要がある。これに対し、本実施形態では、成型が完了して硬化した後のホルダ５２Ａを利用して、マグネット５３Ａを位置決めする。このため、マグネット５３Ａも含めてインサート成型する場合より、複数のマグネット５３Ａを、容易に精度よく位置決めできる。

その後、上記の工程により作製された２つの回転体４１Ａ，４２Ａを、軸方向に配列する。このとき、複数のマグネット５３Ａの周方向位置を互いにずらした状態で、複数の回転体４１Ａ，４２Ａを配列する。

＜２．より具体的な実施形態＞ ＜２−１．モータの全体構成＞ 続いて、本発明のより具体的な実施形態について説明する。

図２は、回転電機の一例となるモータ１の縦断面図である。本実施形態のモータ１は、自動車に搭載され、パワーステアリングの駆動力を発生させるために使用される。図２に示すように、モータ１は、静止部２と回転部３とを、有している。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持されている。

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、有している。

ハウジング２１は、電機子２３、下軸受部２４、および回転部３を内部に収容する、有底略円筒状の筐体である。ハウジング２１の下面の中央には、下軸受部２４を保持するための凹部２１１が、形成されている。蓋部２２は、ハウジング２１の上部の開口を閉塞する板状の部材である。蓋部２２の中央には、上軸受部２５を保持するための円孔２２１が、形成されている。

電機子２３は、駆動電流に応じて磁束を発生させる。電機子２３は、ステータコア２６と、コイル２７と、を有する。ステータコア２６は、複数の鋼板を軸方向（中心軸９に沿う方向。以下同じ）に積層した積層鋼板からなる。ステータコア２６は、円環状のコアバック２６１と、コアバック２６１から径方向（中心軸９に直交する方向。以下同じ）内側へ向けて突出した複数本のティース部２６２と、を有する。コアバック２６１は、ハウジング２１の側壁の内周面に、固定されている。コイル２７は、ステータコア２６の各ティース部２６２に巻回された導線により、構成されている。

下軸受部２４および上軸受部２５は、回転部３側のシャフト３１を回転可能に支持する機構である。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２１１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の縁に、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。このため、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。

本実施形態の回転部３は、シャフト３１と、ロータユニット３２とを、有している。

シャフト３１は、中心軸９に沿って上下方向に延びる略円柱状の部材である。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、自動車の操舵装置に連結される。

ロータユニット３２は、電機子２３の径方向内側において、シャフト３１とともに回転するユニットである。ロータユニット３２は、第１回転体４１、第２回転体４２、およびカバー４３を、備えている。

本実施形態の第１回転体４１および第２回転体４２は、それぞれ、ロータコア５１、マグネットホルダ５２、および複数のマグネット５３を、有している。第１回転体４１および第２回転体４２は、マグネット５３が露出した天面同士を互いに向き合わせ、他端面である底面同士を互いに背けた状態で、中心軸９に沿って配列されている。

カバー４３は、ロータユニット３２を保持する略円筒状の部材である。カバー４３は、ロータユニット３２の外周面および軸方向両端面の一部分を、覆っている。これにより、第１回転体４１と第２回転体４２とが、互いに接触した状態に、維持されている。

このようなモータ１において、静止部２のコイル２７に駆動電流を与えると、ステータコア２６の複数のティース部２６２に、径方向の磁束が発生する。そして、ティース部２６２とマグネット５３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。回転部３が回転すると、シャフト３１に連結された操舵装置に、駆動力が伝達される。

＜２−２．第１回転体および第２回転体の構造について＞ 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。上述の通り、本実施形態のロータユニット３２は、第１回転体４１、第２回転体４２、およびカバー４３を、有している。以下では、まず、第１回転体４１および第２回転体４２の構造について、説明する。

図３は、第１回転体４１の斜視図である。図４は、第１回転体４１の天面図である。図３および図４に示すように、第１回転体４１は、ロータコア５１（第１ロータコア）、マグネットホルダ５２（第１ホルダ）、および複数のマグネット５３（第１マグネット）を、有している。

ロータコア５１は、中心軸９を包囲する環状の部材である。ロータコア５１の中央には、シャフト３１が挿入される貫通孔５１１が、設けられている。ロータコア５１は、電磁鋼板を軸方向に積層させた積層鋼板からなる。本実施形態のロータコア５１は、略正多角柱状の外周面を、有している。ロータコア５１の外周面には、軸方向に延びる複数の溝部５１２が、設けられている。溝部５１２は、ロータコア５１の外周面を構成する複数の平面の境界部において、径方向内側へ窪んでいる。

マグネットホルダ５２は、マグネット５３を保持する樹脂製の部材である。マグネットホルダ５２は、複数の仕切部６０（第１仕切部）と、複数の仕切部６０の底面側の端部を接続する円環状の連結部７０（第１連結部）と、を有している。複数の仕切部６０は、周方向に略等間隔に配列されている。各仕切部６０は、ロータコア５１の溝部５１２の付近において、ロータコア５１の側面に沿って軸方向に延びている。

仕切部６０は、内側柱状部６１および外側柱状部６２を、有している。内側柱状部６１は、溝部５１２内、すなわち、ロータコア５１の外周面より径方向内側において、軸方向に延びている。本実施形態では、内側柱状部６１の天面側の端部は、ロータコア５１の天面とほぼ同等の軸方向位置に、配置されている。外側柱状部６２は、ロータコア５１の外周面より径方向外側において、軸方向に延びている。外側柱状部６２の天面側の端部には、ロータコア５１の天面より第２回転体４２側へ突出した凸部６３が、設けられている。

複数のマグネット５３は、ロータコア５１の周囲に配列されている。各マグネット５３は、略平板状の外形を有し、互いに隣り合う一対の仕切部６０の間に、圧入されている。マグネット５３の底面側の端部は、マグネットホルダ５２の連結部７０に当接する。すなわち、マグネットホルダ５２の連結部７０は、マグネット５３の底面側の端部に当接する当接面７１を、有している。

マグネット５３の径方向外側の面は、電機子２３に対向する磁極面となっている。複数のマグネット５３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置されている。なお、マグネット５３には、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金系の焼結磁石を、使用することができる。

本実施形態の第２回転体４２は、天面と底面とを反転させた姿勢で配置されているが、構造自体は第１回転体４１と略同一である。すなわち、第２回転体４２は、第１回転体４１と同様のロータコア５１、マグネットホルダ５２、および複数のマグネット５３を、有している。第２回転体４２の各部の詳細について、重複する説明は省略する。第２回転体４２において、ロータコア５１は第２ロータコア、マグネットホルダ５２は第２ホルダ、マグネット５３は第２マグネット、仕切部６０は第２仕切部、連結部７０は第２連結部、に相当する。

図５は、カバー４３の内部に配置される第１回転体４１および第２回転体４２の斜視図である。図５に示すように、第１回転体４１および第２回転体４２は、天面同士を互いに向き合わせ、底面同士を互いに背けた状態で、軸方向に配列されている。また、第１回転体４１および第２回転体４２は、複数のマグネット５３の周方向位置を互いにずらした状態で、配列されている。このように、マグネットの周方向位置をずらすことにより、モータ１のコギングやトルクリップルが、低減される。

上述の通り、内側柱状部６１の天面側の端部は、ロータコア５１の天面とほぼ同等の軸方向位置に、配置されている。そして、ロータコア５１の外周面より径方向外側の位置には、凸部６３（図３参照）が設けられている。このため、本実施形態では、ロータコア５１同士を接触させつつ、第１回転体４１および第２回転体４２の周方向位置を、ずらすことができる。なお、内側柱状部６１の天面側の端部は、ロータコア５１の天面より底面側に、位置していてもよい。

図６は、第１回転体４１および第２回転体４２の部分側面図である。図６に示すように、各回転体４１，４２において、連結部７０の当接面７１から凸部６３の天面側の端部までの軸方向の寸法ｄ１は、マグネット５３の軸方向の寸法ｄ２より、長い。このため、仮に、マグネット５３の軸方向位置がずれたとしても、マグネット５３同士が接触する前に、マグネット５３の天面側の端面が、他方の回転体の凸部６３に当接する。すなわち、仕切部６０の凸部６３が、マグネット５３の軸方向の移動を制限する。これにより、マグネット５３同士の接触が、防止される。それゆえ、マグネット５３の損傷を抑制できる。

特に、本実施形態のロータコア５１は、略正多角柱状の外形を有している。そして、２つの回転体４１，４２のロータコア５１が、周方向の位置を互いにずらした状態で、配置されている。このため、一方の回転体のロータコア５１の角部は、他方のロータコア５１の径方向外側にはみ出し、他方の回転体のマグネット５３と、軸方向に対向する。したがって、仮に、マグネット５３の軸方向の移動が制限されていなければ、ロータコア５１の角部とマグネット５３との接触が生じ得る。

この点について、本実施形態では、各回転体の凸部６３が、ロータコア５１の天面より他方の回転体側へ、突出している。すなわち、当接面７１から凸部６３の天面側の端部までの軸方向の寸法ｄ１は、当接面７１からロータコア５１の天面までの軸方向の寸法ｄ３より、長い。また、マグネット５３の軸方向の寸法ｄ２は、当接面７１からロータコア５１の天面までの軸方向の寸法ｄ３より、短い。

このため、仮に、マグネット５３の軸方向位置がずれたとしても、マグネット５３は、ロータコア５１の角部に接触する前に、他方の回転体の凸部６３に当接する。このように、本実施形態の仕切部６０は、マグネット５３同士の接触だけではなく、ロータコア５１とマグネット５３との接触も、防止する。これにより、マグネット５３の損傷が、さらに抑制される。

また、本実施形態では、当接面７１からロータコア５１の天面までの軸方向の寸法ｄ３は、マグネット５３の軸方向の寸法ｄ２と、ロータコア５１の天面から凸部６３の天面側の端部までの軸方向の寸法ｄ４との和より、大きい。このため、一方の回転体のマグネット５３と、他方の回転体の凸部６３との間に、隙間が設けられる。この隙間により、各部材の寸法誤差を吸収できる。

特に、本実施形態のロータコア５１は、積層鋼板からなる。このため、ロータコア５１の軸方向の寸法が、ばらつきやすい。したがって、マグネット５３同士の接近、または、ロータコア５１とマグネット５３との接近が、生じやすい。しかしながら、上記の寸法関係を満たしていれば、マグネット５３同士の接触、および、ロータコア５１とマグネット５３との接触を、防止できる。

＜２−３．カバーの固定構造について＞ 続いて、第１回転体４１および第２回転体４２に対するカバー４３の固定構造について、説明する。カバー４３は、鉄、アルミニウム等の非磁性体の金属からなる。カバー４３は、例えば、プレス加工等により形成される。図７は、ロータユニット３２の部分縦断面図である。図７に示すように、カバー４３は、円筒部４３１、第１環状かしめ部４３２（第１環状部）、および第２環状かしめ部４３３（第２環状部）を、有している。円筒部４３１は、第１回転体４１および第２回転体４２の外周面を、包囲している。なお、カバー４３は、非磁性体の金属に限らず、非磁性体の樹脂等から形成されていてもよい。

第１環状かしめ部４３２は、第１回転体４１の底面に沿って径方向内側へ曲折された、円環状の部位である。第１環状かしめ部４３２は、第１回転体４１のマグネットホルダ５２の底面に、当接している。ここで、連結部７０の底面には、図５に示す複数の切り欠き７２，７３が、設けられている。第１環状かしめ部４３２の径方向内側の端部は、切り欠き７２，７３内に入り込むように、さらにかしめられている。これにより、第１回転体４１とカバー４３との、中心軸９を中心とする周方向の相対回転が、防止されている。

なお、複数の切り欠き７２，７３は、図５のように、複数のマグネット５３に対応する周方向位置に、設けられている。また、本実施形態の複数の切り欠き７２，７３は、矩形状の切り欠き７２と半円状の切り欠き７３とを含み、外観上区別できるこれらの切り欠き７２，７３が、周方向に交互に配列されている。カバー４３を取り付けた後も、これらの切り欠き７２，７３は、ロータユニット３２の外部から視認できる。したがって、これらの切り欠き７２，７３に基づいて、ロータユニット３２のＮ極およびＳ極の位置を、確認できる。

第２環状かしめ部４３３は、第２回転体４２側の底面の縁に沿って、径方向内側へ曲折されている。第２環状かしめ部４３３は、第２回転体４２のマグネットホルダ５２の底面に、当接している。第２環状かしめ部４３３の径方向の寸法は、第１環状かしめ部４３３の径方向の寸法より、小さい。これにより、第２環状かしめ部４３３における皺の発生が、抑制されている。

第１回転体４１および第２回転体４２は、第１環状かしめ部４３２および第２環状かしめ部４３３に、それぞれ接触した状態で、第１環状かしめ部４３２と第２環状かしめ部４３３との間に挟まれている。これにより、第１回転体４１および第２回転体４２は、互いに接触した状態で、保持されることとなる。このように、本実施形態のカバー４３は、両端部をかしめることによって、第１回転体４１および第２回転体４２を、容易かつ確実に固定するものとなっている。このカバー４３の構造は、本実施形態の第１回転体４１および第２回転体４２に限らず、軸方向に配列された複数の回転体を固定するものとして、広く適用できるものである。

＜２−４．ロータユニットの製造方法＞ 続いて、ロータユニット３２の製造方法の一例について、図８のフローチャートを参照しつつ、説明する。

ロータユニット３２を製造するときには、まず、一対の金型と、予め作製されたロータコア５１とを用意する（ステップＳ１）。ロータコア５１は、例えば、打ち抜き加工された鋼板を、軸方向に積層することにより、作製される。一対の金型は、互いの対向面を当接させることにより、それらの内部に、ロータコア５１およびマグネットホルダ５２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５１を配置する（ステップＳ２）。ここでは、まず、一方の金型の内部に、ロータコア５１を配置する。そして、当該金型の上部を、他方の金型で閉鎖する。これにより、金型の内部に空洞が形成され、当該空洞にロータコア５１が配置された状態となる。

続いて、金型内の空洞に、流動状態の樹脂を射出する（ステップＳ３）。ここでは、金型に設けられたランナーを通して、金型内の空洞へ、流動状態の樹脂を射出する。

金型内の空洞に樹脂が行き渡ると、続いて、金型内の樹脂を、冷却して固化する（ステップＳ４）
。金型内の樹脂は、固化されることにより、マグネットホルダ５２となる。また、樹脂の固化とともに、ロータコア５１とマグネットホルダ５２とが、固定される。マグネットホルダ５２は、複数の仕切部６０と連結部７０とを有し、上述した図６の寸法関係を満たすように、成型される。

その後、一対の金型を開き、ロータコア５１およびマグネットホルダ５２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５２の成型と、ロータコア５１およびマグネットホルダ５２の固定との、双方が行われる。このため、ロータコア５１およびマグネットホルダ５２を別個に作製して互いに固定する場合より、ロータコア５１およびマグネットホルダ５２の製造工程を短縮できる。

インサート成型時には、ロータコア５１の天面を、一方の金型に当接させることにより、ロータコア５１を位置決めすることが、好ましい。すなわち、一対の金型の内部に、天面側を基準として、ロータコア５１を軸方向に位置決めすることが、好ましい。天面側を基準としてロータコア５１を位置決めすれば、ロータコア５１の軸方向寸法にばらつきがあったとしても、そのばらつきに応じて、マグネットホルダ５２の連結部７０の厚みが、増減される。したがって、ロータコア５１の軸方向寸法のばらつきに拘わらず、上述したｄ１〜ｄ４の寸法関係を、実現できる。

インサート成型が完了すると、次に、マグネット５３を準備し、互いに隣り合う一対の外側柱状部６２の間に、マグネット５３を圧入する（ステップＳ６）。そして、マグネット５３の底面を、連結部７０の当接面７１に当接させる。マグネット５３の軸方向および周方向の位置は、マグネットホルダ５２の当接面７１および外側柱状部６２により、定められる。

仮に、上記のインサート成型時に、金型の内部に複数のマグネットも配置しようとすると、ロータコアに対するマグネットの位置決めを行うために、金型の構造が複雑となる。または、インサート成型の前に、ロータコアにマグネットを、一旦接着する等して固定しておく必要がある。これに対し、本実施形態では、インサート成型が完了して硬化した後のマグネットホルダ５２を利用して、マグネット５３を位置決めする。このため、複数のマグネット５３を、容易に精度よく位置決めできる。

以上のステップＳ１〜Ｓ６により、第１回転体４１と第２回転体４２とを、それぞれ作製する。本実施形態では、第１回転体４１のマグネットホルダ５２と、第２回転体４２のマグネットホルダ５２とが、略同一の形状を有する。このため、インサート成型時には、各回転体４１，４２のマグネットホルダ５２を、同一の金型を使用して、作製できる。

次に、第１回転体４１および第２回転体４２を、軸方向に配列する（ステップＳ７）。ここでは、天面同士を互いに向き合わせ、底面同士を互いに背け、かつ、複数のマグネット５３の周方向位置を互いにずらした状態で、両回転体４１，４２を配列する。

その後、第１回転体４１および第２回転体４２に、カバー４３を取り付ける（ステップＳ８）。ここでは、円筒状のカバー４３の内部に、第１回転体４１および第２回転体４２を挿入した後、カバー４３の両端部をかしめて、第１かしめ部４３２および第２かしめ部４３３を、形成する。これにより、第１回転体４１および第２回転体４２を、互いに接触した状態に、固定する。

＜３．他の実施形態＞ 続いて、本発明の他の実施形態について、上記実施形態との相違点を中心に説明する。図９は、他の実施形態に係るロータユニット３２Ｂの側面図である。図９では、カバーの図示は省略されている。図９に示すように、このロータユニット３２Ｂは、第１回転体４１Ｂ、第２回転体４２Ｂ、および中央回転体４４Ｂを備えている。

第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂの構造は、上記実施形態の第１回転体４１および第２回転体４２と、同等である。すなわち、第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂは、それぞれ、上記実施形態と同等のロータコア５１Ｂ、マグネットホルダ５２Ｂ、および複数のマグネット５３Ｂを、有している。各部の詳細については、重複する説明を省略する。

中央回転体４４Ｂは、中央ロータコア５４Ｂ、中央マグネットホルダ５５Ｂ、および複数の中央マグネット５６Ｂを、有している。本実施形態の中央ロータコア５４Ｂには、第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂのロータコア５１Ｂと、同等のものが使用されている。中央ロータコア５４Ｂは、一対のロータコア５１Ｂの間において、シャフトに固定される。

また、本実施形態の中央マグネット５６Ｂには、第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂのマグネット５３Ｂと、同等のものが使用されている。複数の中央マグネット５６Ｂは、中央ロータコア５４Ｂの周囲に、等間隔に配列されている。中央回転体４４Ｂが有する中央マグネット５６Ｂの数は、第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂのそれぞれが有するマグネット５３Ｂの数と、同数となっている。

中央マグネットホルダ５５Ｂは、中央マグネット５６Ｂを保持する樹脂製の部材である。中央マグネットホルダ５５Ｂは、連結部７０Ｂを有していない点において、第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂのマグネットホルダ５２Ｂと相違する。中央マグネットホルダ５５Ｂは、複数の中央仕切部９０Ｂを有している。各中央仕切部９０Ｂは、互いに隣り合う中央マグネット５６Ｂの間において、軸方向に延びている。

中央仕切部９０Ｂの第１回転体４１Ｂ側の端部には、第１凸部９３Ｂが設けられている。第１凸部９３Ｂは、中央ロータコア５４Ｂの第１回転体４１Ｂ側の端部より第１回転体４１Ｂ側へ、突出している。また、中央仕切部９０Ｂの第２回転体４２Ｂ側の端部には、第２凸部９４Ｂが設けられている。第２凸部９４Ｂは、中央ロータコア５４Ｂの第２回転体４２Ｂ側の端部より第２回転体４２Ｂ側へ、突出している。

図９に示すように、第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂは、天面同士を互いに向き合わせ、底面同士を互いに背けた状態で、軸方向に配列されている。また、中央回転体４４Ｂは、第１回転体４１Ｂと第２回転体４２Ｂとの間に、配置されている。第１回転体４１Ｂ、中央回転体４４Ｂ、および第２回転体４２Ｂは、複数のマグネット５３Ｂ，５６Ｂの周方向位置を互いにずらした状態で、配列されている。このように、マグネット５３Ｂ，５６Ｂの周方向位置をずらすことにより、モータのコギングやトルクリップルが、低減される。

図１０は、第１回転体４１Ｂ、第２回転体４２Ｂ、および中央回転体４４Ｂの部分側面図である。図１０に示すように、中央仕切部９０Ｂの軸方向寸法ｄ５、すなわち、第１凸部９３Ｂの第１回転体４１Ｂ側の端部から第２凸部９４Ｂの第２回転体４２Ｂ側の端部までの軸方向寸法ｄ５は、中央ロータコア５４Ｂの軸方向寸法ｄ６より長い。また、中央マグネット５６Ｂの軸方向寸法ｄ７は、中央ロータコア５４Ｂの軸方向寸法ｄ６より短い。

そして、中央マグネット５６Ｂは、第１回転体４１Ｂの仕切部６０Ｂに設けられた凸部６３Ｂと、第２回転体４２Ｂの仕切部６０Ｂに設けられた凸部６３Ｂとの間に、配置されている。

このため、仮に、中央マグネット５６Ｂの軸方向位置がずれたとしても、中央マグネット５６Ｂが他のマグネット５３Ｂやロータコア５１Ｂに当接する前に、中央マグネット５６Ｂの端面は、第１回転体４１Ｂまたは第２回転体４２Ｂの凸部６３Ｂに当接する。このように、第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂの仕切部６０Ｂの凸部６３Ｂが、中央マグネット５６Ｂの軸方向の移動を制限する。これにより、中央マグネット５６Ｂの損傷が、抑制される。

また、第１回転体４１Ｂおよび第２回転体４２Ｂにおいて、当接面７１Ｂから凸部６３の天面側の端部までの軸方向寸法ｄ８は、当接面７１Ｂからロータコア５１Ｂの天面までの軸方向寸法ｄ９より長い。また、マグネット５３Ｂの軸方向寸法ｄ１０は、当接面７１Ｂからロータコア５１Ｂの天面までの軸方向寸法ｄ９より短い。そして、マグネット５３Ｂは、当接面７１Ｂと、中央仕切部９０Ｂに設けられた第１凸部９３Ｂまたは第２凸部９４Ｂとの間に、配置されている。

図１０の例では、第１凸部９３Ｂと、第１回転体４１Ｂのマグネット５３Ｂの天面との間には、隙間が設けられている。この隙間により、各部材の寸法誤差が、許容されている。また、仮に、第１回転体４１Ｂのマグネット５３Ｂの軸方向位置がずれたとしても、マグネット５３Ｂが中央マグネット５６Ｂや中央ロータコア５４Ｂに当接する前に、マグネット５３Ｂの端面は、第１凸部９３Ｂに当接する。このように、中央仕切部９０Ｂの第１凸部９３Ｂが、第１回転体４１Ｂマグネット５３Ｂの軸方向の移動を制限する。これにより、マグネット５３Ｂの損傷が、抑制される。

一方、第２凸部９４Ｂは、第２回転体４２Ｂのマグネット５３Ｂの天面に、当接している。すなわち、本実施形態では、第２回転体４２Ｂのマグネット５３Ｂが、第２回転体４２Ｂの当接面７１Ｂと、第２突部９４Ｂとの、双方に当接している。これにより、第２回転体４２Ｂのマグネット５３Ｂの軸方向位置のずれ自体が、防止されている。

中央回転体４４Ｂは、上記実施形態の第１回転体４１Ｂや第２回転体４２Ｂの製造方法に準じた製造方法で、作製される。中央マグネットホルダ５５Ｂは、中央ロータコア５４Ｂを金型の内部に配置して、インサート成型される。

インサート成型時には、例えば、中央ロータコア５４Ｂの第１回転体４１Ｂ側の端面を、一方の金型に当接させる。すなわち、一対の金型の内部に、第１回転体４１Ｂ側の端面を基準として、中央ロータコア５４Ｂを、軸方向に位置決めする。このようにすれば、中央ロータコア５４Ｂの軸方向寸法のばらつきに拘わらず、中央ロータコア５４Ｂの第１回転体４１Ｂ側の端面から、第１凸部９３Ｂを突出させることができる。

しかしながら、中央ロータコア５４Ｂを、第１回転体４１Ｂ側の端面を基準として位置決めすると、中央ロータコア５４Ｂの第２回転体４２Ｂ側の端面と、第２凸部９４Ｂの第２回転体４２Ｂ側の端部との位置関係は、中央ロータコア５４Ｂの軸方向寸法のばらつきによって、変動する。このため、本実施形態では、第２凸部９４Ｂを第１凸部９３Ｂより長めに成型し、中央ロータコア５４Ｂの第２回転体４２Ｂ側の端面から、第２凸部９４Ｂが必ず突出するようにしている。そして、第２回転体４２Ｂと中央回転体４４Ｂとを配置するときに、第２回転体４２Ｂのマグネット５３Ｂに第２凸部９４Ｂの先端部を押し付けて潰し、第２凸部９４Ｂの寸法を調整している。

また、本実施形態では、中央ロータコア５４Ｂの軸方向寸法のばらつきに拘わらず、中央ロータコア５４Ｂの第２回転体４２Ｂ側の端面が、第２凸部９４Ｂの基端部より第２回転体４２Ｂ側に配置されるように、中央ロータコア５４Ｂおよび中央マグネットホルダ５５Ｂの寸法が、設定されている。これにより、中央ロータコア５４Ｂの第２回転体４２Ｂ側の端面と、第２回転体４２Ｂのロータコア５１Ｂの天面とが、互いに接触するようにされている。

＜４．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。

ロータコアの外周面は、上記のような多角柱状であってもよく、他の一例として、円筒状であってもよい。また、マグネットホルダの仕切部の数や、マグネットの数は、上記の実施形態と異なる数であってもよい。

仕切部は、上記のような凸部を有することなく、全体的にロータコアの天面より他方の回転体側へ突出するものであってもよい。

マグネットホルダは、上記のように、インサート成型で作製されたものであっ
てもよく、ロータコアとは別に単独で成型されたものであってもよい。

本発明の複数の回転体は、互いに異なる構造であってもよい。また、本発明のロータユニットは、４つ以上の回転体を備えるものであってもよい。例えば、第１回転体と第２回転体との間に、２つ以上の中央回転体が配置されていてもよい。

また、本発明の回転電機は、上記のようなパワーステアリング用のモータであってもよく、自動車の他の部位に使用されるモータであってもよい。例えば、本発明の回転電機は、電気自動車の駆動力を発生させるためのモータであってもよい。また、本発明の回転電機は、電動アシスト自転車、電動バイク、家電製品、ＯＡ機器、医療機器等に使用されるモータであってもよい。

また、上記の実施形態や変形例のモータと同等の構造で、発電機を構成することもできる。本発明の回転電機は、自動車、電動アシスト自転車、風力発電等に使用される発電機であってもよい。

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、ロータユニット、回転電機、およびロータユニットの製造方法に利用できる。

１ モータ ２ 静止部 ３ 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 ２６ ステータコア ２７ コイル ３１ シャフト ３２，３２Ａ，３２Ｂ ロータユニット ４１，４１Ａ，４１Ｂ 第１回転体 ４２，４２Ａ，４２Ｂ 第２回転体 ４３ カバー ４４Ｂ 中央回転体 ５１，５１Ａ，５１Ｂ ロータコア ５２，５２Ｂ マグネットホルダ ５２Ａ ホルダ ５３，５３Ａ，５３Ｂ マグネット ５４Ｂ 中央ロータコア ５５Ｂ 中央マグネットホルダ ５６Ｂ 中央マグネット ６０，６０Ａ，６０Ｂ 仕切部 ６１ 内側柱状部 ６２ 外側柱状部 ６３，６３Ｂ 凸部 ７０ 連結部 ７１，７１Ｂ 当接面 ９０Ｂ 中央仕切部 ９３Ｂ 第１凸部 ９４Ｂ 第２凸部 ４３１ 円筒部 ４３２ 第１環状かしめ部 ４３３ 第２環状かしめ部

Claims (7)

1. 中心軸に沿って配列される回転体と、 前記回転体の周囲を覆うカバーと、を備え、 前記回転体は、 前記中心軸を包囲する環状のロータコアと、 前記ロータコアの周囲に配列されるマグネットと、 前記ロータコアおよび前記マグネットの軸方向一端に位置する円環状の連結部を有するホルダと、を有し、 前記カバーは、 前記マグネットの周囲を覆う円筒部と、 前記連結部の軸方向一端を覆う第１環状部と、 前記連結部の軸方向他端を覆う第２環状部と、 を有しており、前記第連結部の底面に、複数の切り欠きを有し、 前記第１環状部と前記第２環状部の何れか一方の径方向内側の端部が、複数の前記切り欠きの内の一つに入り込む回転電機用ロータユニット。
2. 請求項１に記載のロータユニットにおいて、前記マグネットは、複数のマグネットからなり、 前記ホルダは、前記複数のマグネットの間に沿って軸方向に延びる複数の仕切部をさらに有するロータユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載のロータユニットにおいて、 前記ホルダは、樹脂部材であり、前記ロータコアの表面に形成される、ロータユニット。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のロータユニットにおいて、 前記カバーは、金属製であり、前記環状部が前記円筒部に対して中心軸に向かって曲折されているロータユニット。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のロータユニットにおいて、 前記カバーは、金属製であり、前記第２環状部が前記円筒部に対して中心軸に向かって曲折されているロータユニット。
6. 請求項１から請求項５までの何れかに記載のロータユニットにおいて、 前記第１環状部と前記第２環状部の径方向寸法が異なるロータユニット。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載のロータユニットにおいて、 前記複数の切り欠きは、互いに形状が異なり、周方向に交互に配列されるロータユニット。

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