JP2017184560A

JP2017184560A - モータ及びモータの製造方法

Info

Publication number: JP2017184560A
Application number: JP2016072232A
Authority: JP
Inventors: 保章清水; Yasuaki Shimizu; 宣坂内; Noburu Sakauchi; 裕介渡邊; Yusuke Watanabe; 敬三古川; Keizo Furukawa
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Also published as: CN107276273B; CN107276273A

Abstract

【課題】モータのロータにマグネットを嵌合で固定するホルダの変形を抑制する。【解決手段】ロータ３は、回転軸であるシャフト３１と、シャフトの径方向外側に配置され、中空のホルダ円筒部３２ａと、径方向内側に向かって延びるフランジ部３２ｂの径方向内側の縁から軸方向に延びてシャフトが固定されるボス部３２ｃと、を有するホルダ３２と、ホルダの径方向外側に配置され、中空のマグネット円筒部３３ａを有するマグネット３３と、を有し、ホルダ円筒部またはマグネット円筒部は径方向に突出する突出部３４を有し、ホルダまたはマグネットは軸方向に連続する離隔部４１及び嵌合部４２を有し、離隔部はホルダの外周面とマグネットの内周面との少なくとも一部が径方向に隙間を介して対向し、嵌合部はホルダの外周面とマグネットの内周面とが突出部を介して嵌合する。【選択図】図２

Description

本発明はモータ及びモータの製造方法に関する。

従来、励磁コイルを有する環状のステータの径方向内側にマグネット及びシャフトを有するロータを配置したモータが広く知られている。モータに係る技術が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された従来のステッピングモータは励磁コイルを有する円環状のヨークと、このヨークの径方向内側に配置されたロータマグネット及びシャフトを有するロータアッセンブリと、を備える。ロータアッセンブリはその径方向においてロータマグネットとシャフトとの間に介在する円板状の支持部材を有する。この支持部材がシャフトの外周に固定され、ロータマグネットを支持する。支持部材は径方向の内周縁及び外周縁に軸線方向に屈曲した鍔部を有する。この構成により、ロータアッセンブリ及びステッピングモータの大幅な軽量化を達成している。

特開２００１−１２８４３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来のステッピングモータの構造において、例えば支持部材に、ロータマグネット及びシャフトを圧入することによってロータアッセンブリを組み立てる場合、支持部材が変形する虞がある。これにより、ロータマグネットを固定する部分が変形することが懸念され、ロータマグネットを精度良く支持部材に固定することが困難になるという課題がある。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、ホルダの変形を抑制することができ、マグネットを精度良くホルダに固定することが可能なモータ及びモータの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の例示的なモータは、ステータと、ロータと、を備える。前記ロータは、回転軸であるシャフトと、前記シャフトの径方向外側に配置され、中空のホルダ円筒部と、前記ホルダ円筒部から径方向内側に向かって延びるフランジ部と、前記フランジ部の径方向内側の縁から軸方向に延びて前記シャフトが固定されるボス部と、を有するホルダと、前記ホルダの径方向外側に配置され、中空のマグネット円筒部を有するマグネットと、を有する。前記ホルダ円筒部または前記マグネット円筒部は、径方向に突出する突出部を有する。前記ホルダまたは前記マグネットは、軸方向に連続する離隔部及び嵌合部を有する。前記離隔部は前記ホルダの外周面と前記マグネットの内周面との少なくとも一部が径方向に隙間を介して対向する。前記嵌合部は前記ホルダの外周面と前記マグネットの内周面とが前記突出部を介して嵌合する。

また本発明は、ステータと、回転軸であるシャフトと、ホルダ及び前記ホルダの径方向外側に配置されるマグネットを有するロータと、を備える例示的なモータの製造方法であって、中空のホルダ円筒部と、前記ホルダ円筒部から径方向内側に向かって延びるフランジ部と、前記フランジ部の径方向内側の縁から軸方向に延びて前記シャフトが固定されるボス部と、を有する形状に前記ホルダを形成するホルダ形成工程と、中空のマグネット円筒部を有する前記マグネットを準備するマグネット準備工程と、前記ホルダ円筒部の外周面或いは前記マグネット円筒部の内周面の少なくとも一方の軸方向の一部に、他方に向かって径方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程と、軸方向において前記突出部が形成される側の反対側から前記ホルダを前記マグネットの内部に挿入する挿入工程と、を含む。

例示的な本発明のモータ及びモータの製造方法によれば、マグネットのホルダへの位置決めができ、且つ、マグネットの内部へのホルダの挿入が容易になる。これにより、ホルダの変形を抑制することができ、マグネットを精度良くホルダに固定することが可能になる。さらに、ホルダの外周面及びマグネットの内周面の径方向の寸法精度を軸方向の全域にわたって厳密に管理する必要がないので、ロータの寸法精度の管理が容易になり、ロータの生産性を向上させることが可能になる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るモータの切断部縦端面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るモータのロータの部分縦断面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るモータのロータの部分拡大縦断面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るモータの製造方法の一例を示すフローチャートである。図５は、本発明の第１実施形態に係るモータの変形例のロータの部分拡大縦断面図である。図６は、本発明の第２実施形態に係るモータのロータの部分拡大縦断面図である。図７は、本発明の第２実施形態に係るモータの変形例のロータの部分拡大縦断面図である。図８は、本発明の第３実施形態に係るモータのロータの部分拡大縦断面図である。図９は、本発明の第４実施形態に係るモータのロータの部分拡大縦断面図である。図１０は、本発明の第５実施形態に係るモータの切断部縦端面図である。図１１は、本発明の第６実施形態に係るモータの切断部縦端面図である。図１２は、本発明の第７実施形態に係るモータのステータコアの平面図である。

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詳細に説明する。本書では、モータの回転軸が延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータの回転軸を中心として回転軸と直交する方向を単に「径方向」と呼び、モータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、本書では、説明の便宜上、軸方向を上下方向とし、図１〜図１０の上下方向をモータの上下方向として各部の形状や位置関係を説明する。なお、この上下方向の定義がモータの使用時の向きを限定するものではない。また、本書では、軸方向に平行な断面図及び端面図を「縦断面図」及び「縦端面図」と呼ぶ。また、本書で用いる「平行」、「垂直」は、厳密な意味で平行、垂直を表すものではなく、略平行、略垂直を含む。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．モータの概略構成＞
本発明の例示的な第１実施形態に係るモータの概略構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るモータの切断部縦端面図である。図１に示すモータ１は、ステータ２と、ロータ３と、を備える。

ステータ２は、円環状に形成される。ステータ２は、ステータ筐体２１を備える。ステータ筐体２１は、内筒部２１ａと、外筒部２１ｂと、連結部２１ｃと、を備える。内筒部２１ａは、回転軸を中心とする中空の円筒状に形成される。外筒部２１ｂは、回転軸を中心とする円筒状に形成される。内筒部２１ａ及び外筒部２１ｂは、同軸に形成される。外筒部２１ｂは、内筒部２１ａの径方向外側に配置される。連結部２１ｃは、回転軸を中心とする円板状に形成され、内筒部２１ａ及び外筒部２１ｂ各々の図１における下端部を連結する。ステータ筐体２１は、材料を特に限定する趣旨ではないが、例えば金属製の板部材をプレス加工することによって成形される。なお、ステータ筐体２１は、例えば切削加工によって成形されても良い。

ステータ２は、ステータコア２２と、インシュレータ２３と、コイル２４と、を備える。ステータコア２２、インシュレータ２３及びコイル２４は、径方向において、ステータ筐体２１の内筒部２１ａと外筒部２１ｂとの間に配置される。

ステータコア２２は、複数枚の磁性鋼板を軸方向（上下方向）に積層して形成される。ステータコア２２は、円環状のヨーク（図示略）と、ヨークから径方向内側に向かって延びる複数のティース（図示略）と、を備える。インシュレータ２３は、ステータコア２２とコイル２４との間に配置される。インシュレータ２３は、材料を特に限定する趣旨ではないが、例えば合成樹脂の電気絶縁部材から成る。コイル２４は、インシュレータ２３の外周に電線が巻きつけられて形成される。

ステータ２は、上軸受２５と、下軸受２６と、を備える。上軸受２５の外周面及び下軸受２６の外周面は、内筒部２１ａの内周面に嵌合して内筒部２１ａに固定される。上軸受２５及び下軸受２６は、後述するシャフト３１を回転可能に支持する。

ステータ２は、円環状に形成される。ロータ３は、ステータ２の径方向内側に所定の隙間を設けて配置される。ロータ３は、シャフト３１と、ホルダ３２と、マグネット３３と、を備える。

シャフト３１は、モータ１の回転軸である。シャフト３１は、軸方向（上下方向）に延びる円柱形状に形成される。シャフト３１は、上軸受２５及び下軸受２６に挿入されて回転可能に支持される。シャフト３１は、モータ１の図１における下方に突出し、その先端が従動部材（図示略）に接続される。ホルダ３２は、シャフト３１の径方向外側に配置され、その径方向中心にシャフト３１が固定される。マグネット３３は、ホルダ３２の径方向外側に配置される。マグネット３３は、ホルダ３２によって支持される。

＜１−２．ロータの詳細な構成＞
続いて、ロータ３の詳細な構成について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るモータ１のロータ３の部分縦断面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るモータ１のロータ３の部分拡大縦断面図である。

ホルダ３２は、ホルダ円筒部３２ａと、フランジ部３２ｂと、ボス部３２ｃと、ホルダ孔３２ｄと、湾曲部３２ｅと、を備える。ホルダ３２は、材料を特に限定する趣旨ではないが、例えば金属製の板部材をプレス加工することによって成形される。

ホルダ円筒部３２ａは、シャフト３１を中心とする中空の円筒状に形成される。ホルダ円筒部３２ａの下端部は、軸方向に開口する。

フランジ部３２ｂは、シャフト３１を中心とした円板状に形成される。フランジ部３２ｂは、ホルダ円筒部３２ａの図１における上端部から径方向内側に向かって延びる。すなわち、フランジ部３２ｂは、その径方向内側の縁がシャフト３１の外周面に近接する。

ボス部３２ｃは、フランジ部３２ｂの径方向内側の縁から下方に延びる。ボス部３２ｃは、軸方向の全域にわたってホルダ円筒部３２ａと径方向において重なる。なお、ボス部３２ｃは、軸方向の少なくとも一部がホルダ円筒部３２ａと径方向において重なっても良い。

ホルダ孔３２ｄは、ボス部３２ｃの径方向内側に形成される。シャフト３１は、ホルダ孔３２ｄに挿入されて、ボス部３２ｃに固定される。

湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部に形成される。湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａとフランジ部３２ｂとの接続部に形成される。湾曲部３２ｅは、シャフト３１を中心とする同軸の円環状を成す。

マグネット３３は、マグネット円筒部３３ａを備える。マグネット円筒部３３ａは、シャフト３１を中心とする中空の円筒状に形成される。マグネット円筒部３３ａは、軸方向に開口する。

マグネット円筒部３３ａは、ステータコア２２の径方向内側に所定の隙間を設けて配置される。すなわち、マグネット円筒部３３ａの外周面は、ステータコア２２の内周面と、径方向において隙間を介して対向する。ステータ２の内筒部２１ａと、上軸受２５と、下軸受２６とは、ホルダ円筒部３２ａの径方向内側に配置される。

ホルダ円筒部３２ａは、径方向に突出する突出部３４を有する。突出部３４は、ホルダ円筒部３２ａの外周面から径方向外側に突出する。突出部３４は、軸方向においてフランジ部３２ｂから離れた領域に形成される。

ホルダ３２は、軸方向に連続する離隔部４１及び嵌合部４２を有する。離隔部４１は、嵌合部４２よりも軸方向においてフランジ部３２ｂに近い側に配置される。離隔部４１は、マグネット３３の上側略半分の領域と径方向に対向する。嵌合部４２は、離隔部４１を隔てて軸方向においてフランジ部３２ｂから遠い側に配置される。嵌合部４２は、マグネット３３の下側略半分の領域と径方向に対向する。

離隔部４１は、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面との少なくとも一部が径方向に隙間を介して対向する。本実施形態では、離隔部４１は、マグネット３３の内周面と径方向に隙間を介して対向する。すなわち、離隔部４１において、回転軸からホルダ３２の外周面までの距離は、回転軸からマグネット３３の内周面までの距離よりも短い。

離隔部４１は、軸方向においてホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との間隔が一定を成す。離隔部４１におけるホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との隙間は、例えば数十μｍ程度である。

嵌合部４２は、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面とが突出部３４を介して嵌合する。本実施形態では、嵌合部４２の外周面は、マグネット３３の内周面と突出部３４を介して嵌合する。すなわち、嵌合部４２において、回転軸から突出部３４の外周面までの距離と、回転軸からマグネット３３の内周面までの距離とは、略一致する。

なお、嵌合部４２は、厳密な意味で嵌合に限定されるわけではなく、圧入、軽圧入、挿入でも良い。また、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面との間には、接着剤が介在しても良い。

ホルダ３２は、離隔部４１と嵌合部４２との間に、傾斜部４３を有する。離隔部４１と嵌合部４２とは、傾斜部４３を挟んで軸方向に連続する。傾斜部４３は、軸方向に沿って離隔部４１側から嵌合部４２側に向かって外径が大きくなる。

なお、ホルダ円筒部３２ａに設けられた傾斜部４３は、ホルダ円筒部３２ａの外周面に傾斜面を有していれば良く、ホルダ円筒部３２ａの内周面に傾斜面が無くても良い。すなわち、ホルダ円筒部３２ａの離隔部４１及び嵌合部４２は、内径が同じであり、内周面が軸方向に沿って面一であっても良い。

＜１−３．モータの製造方法＞
続いて、ステータ２と、回転軸であるシャフト３１、ホルダ３２及びホルダ３２の径方向外側に配置されるマグネット３３を有するロータ３と、を備えるモータ１の製造方法について説明する。なお、モータ１の製造方法のうち、ロータ３の組み立て方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第１実施形態に係るモータ１の製造方法の一例を示すフローチャートである。

ロータ３の組み立てが開始されると（図４のスタート）、ステップ＃１０１において、ホルダ形成工程が実行される。ホルダ形成工程では、ホルダ３２を、中空のホルダ円筒部３２ａと、ホルダ円筒部３２ａから径方向内側に向かって延びるフランジ部３２ｂと、フランジ部３２ｂの径方向内側の縁から軸方向に延びてシャフト３１が固定されるボス部３２ｃと、を有する形状に形成する。ホルダ３２は、例えば金属製の板部材をプレス加工することによって成形される。

ホルダ形成工程では、軸方向に突出部３４に隣接する領域（離隔部４１）において、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面との間隔が軸方向において一定を成すようにホルダ円筒部３２ａの形成を行う。また、ホルダ形成工程では、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部に湾曲部３２ｅを形成する。

ステップ＃１０２では、マグネット準備工程が実行される。マグネット準備工程では、中空のマグネット円筒部３３ａを有するマグネット３３を準備する。

ステップ＃１０３では、突出部形成工程が実行される。突出部形成工程では、ホルダ円筒部３２ａの外周面の軸方向の一部に、マグネット円筒部３３ａの内周面に向かって径方向に突出する突出部３４を形成する。また、突出部形成工程では、フランジ部３２ｂから軸方向に離れた位置に突出部３４を形成する。

なお、突出部形成工程は、マグネット準備工程の前に実行しても良い。また、ホルダ形成工程に突出部形成工程が含まれ、ホルダ円筒部３２ａの形成とともに突出部３４を形成しても良い。

ステップ＃１０４では、挿入工程が実行される。挿入工程では、軸方向において突出部３４が形成される側の反対側（離隔部４１側）からホルダ３２をマグネット３３の内部に挿入する。すなわち、図３における下方からホルダ３２をマグネット３３の内部に挿入する。ホルダ３２の嵌合部４２において、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面とが突出部３４を介して嵌合する。

本実施形態のモータ１の構成によれば、マグネット３３の内部にホルダ３２を挿入する際、離隔部４１、嵌合部４２の順に挿入することができる。離隔部４１ではホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面との間に隙間があるので、マグネット３３の内部へのホルダ３２の挿入が容易になる。また、嵌合部４２では、マグネット３３の内周面と突出部３４を介して嵌合されるので、マグネット３３及びホルダ３２を径方向に位置決めすることができる。

離隔部４１と嵌合部４２とが軸方向に区分されるので、ホルダ３２の外周面及びマグネット３３の内周面の径方向の寸法精度を軸方向の全域にわたって厳密に管理する必要がない。これにより、ロータ３の寸法精度の管理が容易になり、ロータ３の生産性を向上させることが可能になる。

ホルダ円筒部３２ａが突出部３４を有するので、例えば金属製の板部材をプレス加工することによってホルダ３２を一度で製造することができる。これにより、嵌合部４２の形成が容易になる。したがって、ロータ３の生産性を向上させることが可能である。

離隔部４１が嵌合部４２よりも軸方向においてフランジ部３２ｂに近い側に配置される。すなわち、離隔部４１がフランジ部３２ｂの外縁部に連結される。これにより、離隔部４１はフランジ部３２ｂによって径方向に保持されるため、離隔部４１における径方向の寸法精度を向上させることができる。したがって、マグネット３３の内部へのホルダ３２の挿入をより一層容易にすることが可能になる。

離隔部４１は軸方向においてホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との間隔が一定を成すので、離隔部４１の形成が容易になる。これにより、ロータ３の生産性を向上させることが可能である。

離隔部４１と嵌合部４２との間に傾斜部４３が設けられる。絞り加工により離隔部４１を形成する場合、突出部３４の形成が容易になる。これにより、ロータ３の生産性を向上させることが可能である。さらに、マグネット３３の内部にホルダ３２をスムーズに挿入することができる。これにより、ロータ３の生産性をより一層向上させることが可能になる。

また、ホルダ３２が湾曲部３２ｅを備えるので、マグネット３３内部へホルダ３２を挿入する初期段階において、湾曲部３２ｅがマグネット３３に近接する。これにより、マグネット３３の内部へのホルダ３２の挿入が容易になる。

ボス部３２ｃの軸方向の少なくとも一部がホルダ円筒部３２ａと径方向において重なるので、ホルダ孔３２ｄにシャフトを挿入する際、嵌合部４２のホルダ３２の外周面の径方向の寸法精度に影響が及ぶことを抑制することができる。これにより、マグネット３３を精度良くホルダ３２に固定することが可能になる。

＜１−４．第１実施形態のモータ１の変形例＞
続いて、第１実施形態のモータ１の変形例について説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係るモータ１の変形例のロータ３の部分拡大縦断面図である。

本実施形態のモータ１の変形例は、マグネット３３のマグネット円筒部３３ａが、径方向に突出する突出部３５を有する。突出部３５は、軸方向においてフランジ部３２ｂから離れた領域に形成される。突出部３５は、マグネット円筒部３３ａの内周面から径方向内側に突出する。

マグネット３３は、軸方向に連続する離隔部５１及び嵌合部５２を有する。離隔部５１は、嵌合部５２よりも軸方向においてフランジ部３２ｂに近い側に配置される。離隔部５１は、マグネット３３の上側略半分の領域に相当する。嵌合部５２は、離隔部５１を隔てて軸方向においてフランジ部３２ｂから遠い側に配置される。嵌合部５２は、マグネット３３の下側略半分の領域に相当する。

離隔部５１は、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面との少なくとも一部が径方向に隙間を介して対向する。本実施形態では、離隔部５１は、ホルダ３２の外周面と径方向に隙間を介して対向する。すなわち、離隔部５１において、回転軸からマグネット３３の内周面までの距離は、回転軸からホルダ３２の外周面までの距離よりも長い。離隔部５１は、軸方向においてホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との間隔が一定を成す。

嵌合部５２は、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面とが突出部３５を介して嵌合する。本実施形態では、嵌合部５２は、ホルダ３２の外周面と突出部３５を介して嵌合する。すなわち、嵌合部５２において、回転軸からホルダ３２の外周面までの距離と、回転軸から突出部３５の内周面までの距離とは、略一致する。なお、嵌合部５２は、厳密な意味で嵌合に限定されるわけではなく、圧入、軽圧入、挿入でも良い。また、嵌合部５２において、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面との間には、接着剤が介在しても良い。

図５に示す離隔部５１と嵌合部５２との間は階段状に連続するが、図３に示す第１実施形態のように離隔部５１と嵌合部５２との間に傾斜部を設けても良い。

湾曲部３２ｅが、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部及び下側端部に形成される。湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部及び下側端部の角部に形成される。湾曲部３２ｅは、シャフト３１を中心とする円環状を成す。なお、湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａの外周面の下側端部のみに形成しても良い。

モータ１の製造方法の挿入工程では、軸方向において突出部３５が形成される側の反対側（離隔部５１側）からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。すなわち、図５における上方からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。

本変形例のモータ１の構成によれば、マグネット３３の内部にホルダ３２を挿入する際、離隔部５１、嵌合部５２の順に挿入することができる。離隔部５１ではホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面との間に隙間があるので、マグネット３３の内部へのホルダ３２の挿入が容易になる。

ホルダ３２がホルダ円筒部３２ａの外周面の下側端部に形成された湾曲部３２ｅを備えるので、マグネット３３内部へホルダ３２を挿入する初期段階において、湾曲部３２ｅがマグネット３３に近接する。これにより、マグネット３３の内部へのホルダ３２の挿入が容易になる。

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．ロータの詳細な構成＞
次に、本発明の例示的な第２実施形態のモータについて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るモータのロータの部分拡大縦断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

ロータ３は、ホルダ円筒部３２ａから径方向に突出する突出部３４を有する。突出部３４は、軸方向においてフランジ部３２ｂに隣接した領域に形成される。突出部３４は、ホルダ円筒部３２ａの外周面から径方向外側に突出する。

ホルダ３２は、軸方向に連続する離隔部４１及び嵌合部４２を有する。嵌合部４２は、離隔部４１よりも軸方向においてフランジ部３２ｂに近い側に配置される。嵌合部４２は、マグネット３３の上側略半分の領域と径方向に対向する。離隔部４１は、嵌合部４２を隔てて軸方向においてフランジ部３２ｂから遠い側に配置される。離隔部４１は、マグネット３３の下側略半分の領域と径方向に対向する。

離隔部４１と嵌合部４２との間には、傾斜部４３が設けられる。離隔部４１と嵌合部４２とが、傾斜部４３を挟んで軸方向に連続する。傾斜部４３は、軸方向に沿って離隔部４１側から嵌合部４２側に向かって外径が大きくなる。

湾曲部３２ｅが、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部及び下側端部に形成される。湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部及び下側端部の角部に形成される。湾曲部３２ｅは、シャフト３１を中心とする同軸の円環状を成す。なお、湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａの外周面の下側端部のみに形成されても良い。

モータ１の製造方法の挿入工程では、軸方向において突出部３４が形成される側の反対側（離隔部４１側）から、ホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。すなわち、図６における上方からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。

本実施形態のモータ１の構成によれば、第１実施形態同様、マグネット３３を精度良くホルダ３２に固定することが可能になる。さらに、マグネット３３の内部へのホルダ３２の挿入が容易になる。

＜２−２．第２実施形態のモータ１の変形例＞
続いて、第２実施形態のモータ１の変形例について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係るモータ１の変形例のロータ３の部分拡大縦断面図である。

本実施形態のモータ１の変形例は、マグネット３３のマグネット円筒部３３ａが、径方向に突出する突出部３５を有する。突出部３５は、軸方向においてフランジ部３２ｂに隣接した領域に形成される。突出部３５は、マグネット円筒部３３ａの内周面から径方向内側に突出する。

マグネット３３は、軸方向に連続する離隔部５１及び嵌合部５２を有する。嵌合部５２は、離隔部５１よりも軸方向においてフランジ部３２ｂに近い側に配置される。嵌合部５２は、マグネット３３の上側略半分の領域に相当する。離隔部５１は、嵌合部５２を隔てて軸方向においてフランジ部３２ｂから遠い側に配置される。離隔部５１は、マグネット３３の下側略半分の領域に相当する。

図７に示す離隔部５１と嵌合部５２との間は階段状に連続するが、図６に示す第２実施形態のように離隔部５１と嵌合部５２との間に傾斜部を設けても良い。

湾曲部３２ｅが、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部に形成される。湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部の角部に形成される。湾曲部３２ｅは、シャフト３１を中心とする円環状を成す。

モータ１の製造方法の挿入工程では、軸方向において突出部３５が形成される側の反対側（離隔部５１側）からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。すなわち、図７における下方からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。

本変形例のモータ１の構成によれば、第１実施形態同様、マグネット３３を精度良くホルダ３２に固定することが可能になる。さらに、マグネット３３の内部へのホルダ３２の挿入が容易になる。

＜３．第３実施形態＞
次に、本発明の例示的な第３実施形態のモータについて説明する。図８は、本発明の第３実施形態に係るモータのロータの部分拡大縦断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

ロータ３は、ホルダ円筒部３２ａから径方向に突出する突出部３４を有する。突出部３４は、軸方向においてフランジ部３２ｂから離れた領域に形成される。突出部３４は、ホルダ円筒部３２ａの外周面から径方向外側に突出する。

離隔部４１は、軸方向に沿って嵌合部４２に近づくに従ってホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との間隔が狭くなる。離隔部４１は、外周面が軸方向に沿って下方に向かって外径が大きくなるテーパ状に形成される。離隔部４１におけるホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との隙間は、最も広い箇所で例えば数十μｍ程度である。

モータ１の製造方法のホルダ形成工程では、軸方向に突出部３４に隣接する領域（離隔部４１）において、ホルダ３２の外周面とマグネット３３の内周面との間隔が軸方向に沿って突出部３４に近づくに従って狭くなるようにホルダ円筒部３２ａの形成を行う。

挿入工程では、軸方向において突出部３４が形成される側の反対側（離隔部４１側）からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。すなわち、図８における下方からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。

本実施形態のモータ１の構成によれば、離隔部４１の外周面が軸方向に沿って嵌合部４２に近づくに従って外径が大きくなるテーパ状に形成されるので、マグネット３３の内部にホルダ３２をスムーズに挿入することができる。これにより、ロータ３の生産性を向上させることが可能になる。

なお、この構成における突出部、離隔部及び嵌合部は、マグネット３３に形成されても良い。

＜４．第４実施形態＞
次に、本発明の例示的な第４実施形態のモータについて説明する。図９は、本発明の第４実施形態に係るモータのロータの部分拡大縦断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

離隔部４１は、軸方向に沿って嵌合部４２に近づくに従ってホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との間隔が狭くなる。離隔部４１は、外周面が軸方向に沿って上方に向かって外径が大きくなるテーパ状に形成される。離隔部４１におけるホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との隙間は、最も広い箇所で例えば数十μｍ程度である。

湾曲部３２ｅが、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部及び下側端部に形成される。湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａの外周面の上側端部及び下側端部の角部に形成される。湾曲部３２ｅは、シャフト３１を中心とする円環状を成す。なお、湾曲部３２ｅは、ホルダ円筒部３２ａの外周面の軸方向の下側端部のみに形成しても良い。

挿入工程では、軸方向において突出部３４が形成される側の反対側（離隔部４１側）からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。すなわち、図９における上方からホルダ３２がマグネット３３の内部に挿入される。

＜５．第５実施形態＞
次に、本発明の例示的な第５実施形態のモータについて説明する。図１０は、本発明の第５実施形態に係るモータの切断部縦端面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

ロータ３は、スペーサ３６を備える。スペーサ３６は、シャフト３１を中心として径方向に延びる円板状に形成される。スペーサ３６は、その径方向中心にシャフト３１が挿入されるスペーサ孔３６ａが設けられる。シャフト３１は、スペーサ孔３６ａに挿入されて、スペーサ３６の内周面に固定される。ステータ２の内筒部２１ａ、上軸受２５及び下軸受２６が、ホルダ円筒部３２ａの内周面よりも径方向内側であって、スペーサ３６よりも下方に配置される。

スペーサ３６は、その内周縁が上方に向かって延びる。これにより、シャフト３１を挿入する際に、スペーサ３６周辺で発生したバリが上軸受２５の内部に進入することを防止することができる。

スペーサ３６は、内周部３６ｂと、外周部３６ｃと、を備える。内周部３６ｂ及び外周部３６ｃは、ともに下方から見て円環状を成す。外周部３６ｃは、内周部３６ｂに対して上側に向かって突出する。内周部３６ｂの下面には、上軸受２５の内輪２５ａが接触する。外周部３６ｃの下面は、上軸受２５の外輪２５ｂに対して隙間を介して対向する。これにより、シャフト３１に対して相対回転する外輪２５ｂを、スペーサ３６と非接触にすることができる。一方、スペーサ３６とフランジ部３２ｂとの距離が短くなると、ロータ３が軸方向にぶれる虞がある。本実施形態の構成によれば、スペーサ３６を上軸受２５の外輪２５ｂと非接触にしつつ、ロータ３のぶれを抑制することができる。

スペーサ３６は、その外周縁がホルダ円筒部３２ａの内周面に嵌合する。スペーサ３６は、軸方向において離隔部４１と径方向に対向する位置でホルダ円筒部３２ａの内周面に嵌合する。スペーサ３６は、離隔部４１の軸方向における下端部に配置される。

なお、ホルダ３２は、軸方向に連続する離隔部４１及び嵌合部４２を有する。離隔部４１は、嵌合部４２よりも軸方向においてフランジ部３２ｂに近い側に配置される。離隔部４１は、マグネット３３の上側略半分の領域と径方向に対向する。嵌合部４２は、離隔部４１を隔てて軸方向においてフランジ部３２ｂから遠い側に配置される。嵌合部４２は、マグネット３３の下側略半分の領域と径方向に対向する。

本実施形態のモータ１の構成によれば、ホルダ３２の変形を抑制する作用を向上させることができる。スペーサ３６を用いることで、例えばホルダ３２が軸方向に比較的長い場合においても、マグネット３３を精度良くホルダ３２に固定することが可能になる。

また、スペーサ３６が軸方向において離隔部４１と径方向に対向する位置でホルダ円筒部３２ａの内周面に嵌合するので、スペーサ３６を使用した場合において、嵌合部４２のホルダ３２の外周面の径方向の寸法精度に影響が及ぶことを抑制することができる。これにより、マグネット３３を精度良くホルダ３２に固定することが可能になる。

＜６．第６実施形態＞
次に、本発明の例示的な第６実施形態のモータについて説明する。図１１は、本発明の第６実施形態に係るモータの切断部縦端面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

ロータ３は、スペーサ３７を備える。スペーサ３７は、シャフト３１を中心として径方向に延びる円板状に形成される。スペーサ３７は、その径方向中心にシャフト３１が挿入されるスペーサ孔３７ａが設けられる。シャフト３１は、スペーサ孔３７ａに挿入されて、スペーサ３７の内周面に固定される。上軸受２５は、ホルダ３２よりも上方であって、モータ１全体の上部に配置される。ステータ２の内筒部２１ａ及び下軸受２６は、ホルダ３２全体よりも下方に配置される。

スペーサ３７は、その外周縁がホルダ円筒部３２ａの内周面に嵌合する。スペーサ３７は、軸方向において離隔部４１と径方向に対向する位置でホルダ円筒部３２ａの内周面に嵌合する。スペーサ３７は、離隔部４１の軸方向における略中央部に配置される。

なお、ホルダ３２は、軸方向に連続する離隔部４１及び嵌合部４２を有する。嵌合部４２は、離隔部４１よりも軸方向においてフランジ部３２ｂに近い側に配置される。嵌合部４２は、マグネット３３の上側略半分の領域と径方向に対向する。離隔部４１は、嵌合部４２を隔てて軸方向においてフランジ部３２ｂから遠い側に配置される。離隔部４１は、マグネット３３の下側略半分の領域と径方向に対向する。

本実施形態のモータ１の構成によれば、第５実施形態同様、ホルダ３２の変形を抑制する作用を向上させることができる。スペーサ３７を用いることで、例えばホルダ３２が軸方向に比較的長い場合においても、マグネット３３を精度良くホルダ３２に固定することが可能になる。

また、スペーサ３７が軸方向において離隔部４１と径方向に対向する位置でホルダ円筒部３２ａの内周面に嵌合するので、スペーサ３７を使用した場合において、嵌合部４２のホルダ３２の外周面の径方向の寸法精度に影響が及ぶことを抑制することができる。これにより、マグネット３３を精度良くホルダ３２に固定することが可能になる。

＜７．第７実施形態＞
次に、本発明の例示的な第７実施形態のモータについて説明する。図１２は、本発明の第７実施形態に係るモータのステータコアの平面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

ステータ２のステータコア２２は、ヨーク２２ａと、ティース２２ｂと、を備える。ヨーク２２ａは、円環状に形成される。ティース２２ｂは、ヨーク２２ａから径方向内側に向かって延びる。ティース２２ｂは、複数設けられる。ティース２２ｂは、例えば９個が周方向に等角度間隔で配置される。

各々のティース２２ｂは、ロータ３と対向する端面２２ｃを有する。各ティース２２ｂの端面２２ｃは、径方向と交差する平面を成し、軸方向に沿って延びる。本実施形態では、端面２２ｃは、径方向と直交する平面を成し、軸方向に沿って延びる。

本実施形態のモータ１の構成によれば、コギングトルクを低減させることができる。これにより、コギングトルクに起因する無負荷時の振動、騒音、位置決め精度の低下などの不具合の発生を抑制することが可能になる。

＜８．その他＞
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上記実施形態やその変形例は適宜任意に組み合わせることができる。

例えば、第３及び第４の実施形態で説明した軸方向に沿って嵌合部４２に近づくに従ってホルダ円筒部３２ａの外周面とマグネット円筒部３３ａの内周面との間隔が狭くなる離隔部４１は、マグネット円筒部３３ａに形成することにしても良い。また、当該離隔部４１の構成を、スペーサ３６、３７を有するロータ３に適用しても良い。

本発明は、例えばモータにおいて利用可能である。

１・・・モータ、２・・・ステータ、３・・・ロータ、２１・・・ステータ筐体２１ａ・・・内筒部、２１ｂ・・・外筒部、２１ｃ・・・連結部、２２・・・ステータコア、２２ａ・・・ヨーク、２２ｂ・・・ティース、２３・・・インシュレータ、２４・・・コイル、２５・・・上軸受、２５ａ・・・内輪、２５ｂ・・・外輪、２６・・・下軸受、３１・・・シャフト、３２・・・ホルダ、３２ａ・・・ホルダ円筒部、３２ｂ・・・フランジ部、３２ｃ・・・ボス部、３２ｄ・・・ホルダ孔、３２ｅ・・・湾曲部、３３・・・マグネット、３３ａ・・・マグネット円筒部、３４、３５・・・突出部、３６、３７・・・スペーサ、３６ａ、３７ａ・・・スペーサ孔、４１、５１・・・離隔部、４２、５２・・・嵌合部、４３・・・傾斜部

Claims

ステータと、
ロータと、
を備え、
前記ロータは、
回転軸であるシャフトと、
前記シャフトの径方向外側に配置され、中空のホルダ円筒部と、前記ホルダ円筒部から径方向内側に向かって延びるフランジ部と、前記フランジ部の径方向内側の縁から軸方向に延びて前記シャフトが固定されるボス部と、を有するホルダと、
前記ホルダの径方向外側に配置され、中空のマグネット円筒部を有するマグネットと、
を有し、
前記ホルダ円筒部または前記マグネット円筒部は、径方向に突出する突出部を有し、
前記ホルダまたは前記マグネットは、軸方向に連続する離隔部及び嵌合部を有し、
前記離隔部は、前記ホルダの外周面と前記マグネットの内周面との少なくとも一部が径方向に隙間を介して対向し、
前記嵌合部は、前記ホルダの外周面と前記マグネットの内周面とが前記突出部を介して嵌合することを特徴とするモータ。
前記ホルダ円筒部が、前記突出部を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ。
前記離隔部は、前記嵌合部よりも軸方向において前記フランジ部に近い側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ。
前記離隔部は、軸方向において前記ホルダ円筒部の外周面と前記マグネット円筒部の内周面との間隔が一定を成すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のモータ。
前記離隔部と前記嵌合部との間に傾斜部が設けられ、前記離隔部と前記嵌合部とが前記傾斜部を挟んで軸方向に連続することを特徴とする請求項４に記載のモータ。
前記離隔部は軸方向に沿って前記嵌合部に近づくに従って前記ホルダ円筒部の外周面と前記マグネット円筒部の内周面との間隔が狭くなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のモータ。
前記ホルダ円筒部の外周面の軸方向端部に形成された湾曲部を備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のモータ。
前記ホルダ円筒部の内周面に嵌合するスペーサを備え、前記スペーサに前記シャフトが挿入される孔が設けられることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のモータ。
前記スペーサが、軸方向において前記離隔部と径方向に対向する位置で前記ホルダ円筒部の内周面に嵌合することを特徴とする請求項８に記載のモータ。
前記ボス部は、軸方向の少なくとも一部が前記ホルダ円筒部と径方向において重なることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のモータ。
前記ステータは、径方向に沿って前記ロータに向かって延びる複数のティースを有し、各々の前記ティースの前記ロータと対向する端面が、径方向と交差する平面を成すことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のモータ。
ステータと、回転軸であるシャフト、ホルダ及び前記ホルダの径方向外側に配置されるマグネットを有するロータと、を備えるモータの製造方法であって、
中空のホルダ円筒部と、前記ホルダ円筒部から径方向内側に向かって延びるフランジ部と、前記フランジ部の径方向内側の縁から軸方向に延びて前記シャフトが固定されるボス部と、を有する形状に前記ホルダを形成するホルダ形成工程と、
中空のマグネット円筒部を有する前記マグネットを準備するマグネット準備工程と、
前記ホルダ円筒部の外周面或いは前記マグネット円筒部の内周面の少なくとも一方の軸方向の一部に、他方に向かって径方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程と、
軸方向において前記突出部が形成される側の反対側から前記ホルダを前記マグネットの内部に挿入する挿入工程と、
を含むことを特徴とするモータの製造方法。
前記ホルダ形成工程または前記マグネット準備工程の少なくとも一方に前記突出部形成工程が含まれ、前記ホルダ円筒部の形成または前記マグネットの準備とともに前記突出部を形成することを特徴とする請求項１２に記載のモータの製造方法。
前記突出部形成工程では、前記フランジ部から軸方向に離れた位置に前記突出部を形成することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のモータの製造方法。
前記ホルダ形成工程及び前記マグネット準備工程では、軸方向に前記突出部に隣接する領域において、前記ホルダの外周面と前記マグネットの内周面との間隔が軸方向において一定を成すように前記ホルダ円筒部の形成または前記マグネットの準備を行うことを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれかに記載のモータの製造方法。
前記突出部形成工程において、軸方向に前記突出部に隣接する領域と前記突出部との間に傾斜部を形成することを特徴とする請求項１５に記載のモータの製造方法。
前記ホルダ形成工程または前記マグネット準備工程において、軸方向に前記突出部に隣接する領域において、前記ホルダの外周面と前記マグネットの内周面との間隔が軸方向に沿って前記突出部に近づくに従って狭くなるように前記ホルダ円筒部の形成または前記マグネットの準備を行うことを特徴とする請求項１２〜請求項１４のいずれかに記載のモータの製造方法。
前記ホルダ形成工程では、前記ホルダ円筒部の外周面の軸方向端部に湾曲部を形成することを特徴とする請求項１２〜請求項１７のいずれかに記載のモータの製造方法。