JP2017201851A - ロータおよびモータ - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を防止しつつロータコアを強固に固定できると共に、ロータコアを精度よく組み付けることが可能なロータおよびモータを提供する。【解決手段】回転軸２１の外周面に凹部３１が形成されており、ロータコア２２の基端２２ａに凸部３２が形成されており、凹部３１は、周方向で対向する内側面３３ａ，３３ｂが平行となるように形成されたキー溝部３３と、径方向内側に向かうに従って末広がりとなるように形成されたダブテール溝部３４と、が連通形成されたものであり、凸部３２は、キー溝部３３に嵌るキー部３５と、ダブテール溝部３４に嵌るダブテール突起部３６と、が一体成形されたものであり、周方向において、ダブテール溝部３４とダブテール突起部３６との間に隙間Ｓが形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、ロータおよびモータに関するものである。

従来から、モータの一形態として、ロータを構成する磁性体のロータコアに永久磁石を埋め込んだＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータが知られている。この種のモータは、周方向に隣り合う永久磁石の間に、磁性体（ロータコア）が存在することになるので、永久磁石からの磁束量のうち、ロータコア側に迂回する磁束量が多くなって漏れ磁束が増加してしまう。このため、ステータに巻装されている巻線に鎖交する磁束が減少し、モータ特性が低下してしまう。そこで、ＩＰＭモータにおいて、モータ特性の低下を防止するためにさまざまな技術が開示されている。

例えば、ロータを、回転軸と、回転軸の外周面に外嵌固定され円筒状の非磁性体と、非磁性体の外周面に放射状に配置される磁性体の複数のロータコアと、非磁性体の外周面に放射状に配置され、かつ周方向で隣り合うロータコア間に配置される複数の永久磁石と、により構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
ここで、特許文献１では、非磁性体へのロータコアの固定を、非磁性体の外周面に形成されたダブテール溝部と、ロータコアの基端に形成されたダブテール突起部との嵌合により行っている。

特開２０１４−１８００９６号公報

ところで、ダブテール溝部とダブテール突起部との嵌合だけでは、ロータコアにかかるトルク荷重等を、ダブテール溝部とダブテール突起部とで受けることになり、非磁性体に対するロータコアの固着力を十分確保しにくい。とりわけ、小型のモータにあっては、ダブテール溝部とダブテール突起部との嵌合箇所の強度が低下してしまう。このため、ロータコアによって永久磁石を確実に保持できないばかりか、ロータコアにかかる遠心力によって回転軸からロータコアが脱落してしまう可能性がある。
また、ダブテール溝部とダブテール突起部との嵌合箇所の強度を確保しようとすると、モータ全体が大型化してしまう可能性がある。
さらに、ダブテール溝部とダブテール突起部との嵌合では、ロータコアを精度よく組み付けることが困難である。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、大型化を防止しつつロータコアを強固に固定できると共に、ロータコアを精度よく組み付けることが可能なロータおよびモータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係るロータは、少なくとも外周面に非磁性体を有する回転軸と、前記回転軸の外周面に取付けられ、放射状に配置される複数のロータコアと、前記複数のロータコアの間に配置される複数の永久磁石と、を備え、前記非磁性体、および前記ロータコアの基端の何れか一方に、軸方向に沿って延びる凹部が形成されていると共に、他方に前記凹部に嵌る凸部が形成されており、前記凹部は、周方向で対向する面が平行となるように形成されたキー溝部と、径方向内側、および径方向外側の何れか一方に向かうに従って末広がりとなるように形成されたダブテール溝部と、が連通形成されたものであり、前記凸部は、前記キー溝部に嵌るキー部と、前記ダブテール溝部に嵌るダブテール突起部と、が一体成形されたものであり、周方向において、前記ダブテール溝部と前記ダブテール突起部との間に隙間が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、キー溝部とキー部とを嵌合させて回転軸に対するロータコアの位置決めを精度よく行うことができる。これに加え、ダブテール溝部とダブテール突起部との間に隙間を形成することにより、これらダブテール溝部とダブテール突起部との製造誤差を隙間で吸収することができる。このため、キー溝部およびキー部に余計な負荷がかかることを防止できると共に、キー溝部とキー部とによる回転軸に対するロータコアの位置決めを、確実に行うことができる。
また、ダブテール溝部とダブテール突起部との嵌合により、回転軸からのロータコアの抜けを防止でき、回転軸にロータコアを固定できる。これに加え、キー溝部とキー部とにより、ロータコアにかかるトルク荷重を受けることができるので、回転軸へのロータコアの固定強度を高めることができる。

本発明に係るロータは、前記隙間に、充填剤が充填されていることを特徴とする。

このように構成することで、回転軸へのロータコアの固定強度を、さらに高めることができる。

本発明に係るロータは、前記非磁性体に前記凹部が形成されており、前記凹部の開口側に、前記キー溝部が形成されており、前記キー溝部の径方向内側に、前記ダブテール溝部が形成されていることを特徴とする。

ここで、ロータコア側に凹部を形成するよりも回転軸側に凹部を形成すると、ロータコア側に凸部を形成することになるので、ロータコアの剛性を高め易い。ロータコアは、回転軸と比較して剛性が弱いので、回転軸側に凹部を形成することにより、結果的に回転軸へのロータコアの固定強度を高めることができる。
また、凹部の開口側にキー溝部を形成し、このキー溝部の径方向内側にダブテール溝部を形成することにより、凹部の形成を容易にできる。さらに、キー溝部およびキー部によってロータコアに係るトルク荷重を受け易くすることができる。

本発明に係るロータは、前記ロータコアに、該ロータコアの前記回転軸から径方向への抜けを防止するための抜け止め部が設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、ロータコアにかかる遠心力によって、このロータコアが回転軸から脱落してしまうことを確実に防止できる。

本発明に係るロータは、前記抜け止め部は、前記ロータコアの前記凸部の根元に該凸部の前記キー部よりも周方向の幅が狭くなるように形成された括れ部であり、前記括れ部に、前記永久磁石の角部が配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、永久磁石を利用して、回転軸に対するロータコアの径方向の抜けを容易に防止できる。

本発明に係るモータは、上記に記載のロータと、前記ロータの周囲を取り囲むように形成され、巻線が巻装されているステータと、を備えたことを特徴とする。

このように構成することで、大型化を防止しつつロータコアを強固に固定できると共に、ロータコアを精度よく組み付けることが可能なモータを提供できる。

本発明によれば、キー溝部とキー部とを嵌合させて回転軸に対するロータコアの位置決めを精度よく行うことができる。これに加え、ダブテール溝部とダブテール突起部との間に隙間を形成することにより、これらダブテール溝部とダブテール突起部との製造誤差を隙間で吸収することができる。このため、キー溝部およびキー部に余計な負荷がかかることを防止できると共に、キー溝部とキー部とによる回転軸に対するロータコアの位置決めを、確実に行うことができる。
また、ダブテール溝部とダブテール突起部との嵌合により、回転軸からのロータコアの抜けを防止でき、回転軸にロータコアを固定できる。これに加え、キー溝部とキー部とにより、ロータコアにかかるトルク荷重を受けることができるので、回転軸へのロータコアの固定強度を高めることができる。

本発明の第１実施形態におけるブラシレスモータの概略構成図である。 図１のＡ部拡大図である。 図２のＢ部拡大図である。 本発明の第２実施形態におけるロータの一部を拡大した概略構成図である。 図４のＣ部拡大図である。 本発明の第３実施形態におけるロータの一部を拡大した概略構成図である。 本発明の第４実施形態におけるロータの概略構成図である。 図７のＤ部拡大図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
（ブラシレスモータ）
図１は、ブラシレスモータ１の概略構成図である。
同図に示すように、ブラシレスモータ１は、いわゆるインナーロータである。ブラシレスモータ１は、ステータ２と、ステータ２の径方向内側に回転自在に配置されたロータ３とを有している。
なお、以下の説明では、ロータ３の軸方向を単に軸方向、ロータ３の回転方向を周方向、ロータ３の径方向を単に径方向と称して説明する。

（ステータ）
ステータ２は、略円筒状のステータハウジング１１と、ステータハウジング１１に内嵌固定されている略円筒状のステータコア１２と、により構成されている。
ステータコア１２は、外周部を形成する環状のコア本体１５を有している。コア本体１５は、ステータコア１２の環状の磁路を形成する部分である。コア本体１５の外周面が、ステータハウジング１１の内周面に焼嵌め等によって固定されている。

コア本体１５には、径方向内側に向かって複数（例えば、本実施形態では１２個）のティース部１４が周方向に等間隔で突設されている。各ティース部１４は、軸方向平面視で略Ｔ字状に形成されている。各ティース部１４には、絶縁性の樹脂から成るインシュレータを装着した上からコイル（何れも不図示）が巻回されている。
また、周方向に隣接するティース部１４間には、蟻溝状のスロット１７が軸方向に延びて形成されている。これらスロット１７に、不図示のコイルが挿通されて収納される。

各コイルの端末部は、不図示の基板を介して外部電源に電気的に接続されており、これによって、コイルに電流が供給される。コイルに電流が供給されることにより、各ティース部１４に磁界が形成される。
なお、ステータコア１２は、周方向に分割して各々ティース部１４を有する複数のコアユニットを互いに接合して構成してもよいし、周方向に分割せずに一体成形としてもよい。

（ロータ）
図２は、図１のＡ部拡大図である。
図１、図２に示すように、ロータ３は、例えばアルミ焼結材等の非磁性材により形成された回転軸２１と、回転軸２１の外周面に取付けられ、放射状に配置される複数のロータコア２２と、周方向で隣接するロータコア２２間に配置される複数の永久磁石２３と、により構成されている。

ロータコア２２は、電磁鋼板を複数積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりすることにより形成されたものである。ロータコア２２は、回転軸２１の外周面側（以下、基端２２ａ側という）から径方向外側端（以下、先端２２ｂという）に向かって末広がりとなるように軸方向平面視で略扇状に形成されている。ロータコア２２の先端２２ｂは、径方向外側に向かって膨出するように円弧状に形成されている。

ここで、ロータコア２２の先端２２ｂの曲率半径Ｒ１の中心Ｃ１は、回転軸２１の軸心Ｃ２に対して所定間隔δ１だけ偏心している。このため、ロータコア２２の先端２２ｂとステータコア１２のティース部１４の先端とのエアギャップＧは、先端２２ｂの周方向中央から先端２２ｂの周方向外側に向かうに従って漸次広くなる。
また、回転軸２１の外周面のうち、各ロータコア２２に対応する位置には、凹部３１が軸方向に沿って形成されている。一方、各ロータコア２２の基端２２ａには、凹部３１に嵌る凸部３２が軸方向全体に渡って形成されている。

（凹部および凸部）
図３は、図２のＢ部拡大図である。
同図に示すように、凹部３１は、開口側に形成されたキー溝部３３と、キー溝部３３の径方向内側に形成されたダブテール溝部３４と、が連通形成されたものである。キー溝部３３は、周方向で対向する内側面３３ａ，３３ｂ同士が略平行となるように形成されている。また、内側面３３ａ，３３ｂの間の幅Ｗ１は、ロータコア２２の基端２２ａにおける周方向の幅Ｗ２の幅よりも大きく設定されている。

ダブテール溝部３４は、キー溝部３３の径方向内側端から径方向内側に向かうに従って漸次溝幅が大きくなるように末広がり状に形成されている。換言すれば、ダブテール溝部３４は、軸方向平面視で略等脚台形状に形成されており、上底の長さがキー溝部３３の幅と同一に設定されている。また、ダブテール溝部３４の下底３４ａと脚３４ｂとが接続される角部３４ｃは、円弧状に形成されている。

一方、凸部３２は、キー溝部３３に嵌るキー部３５と、ダブテール溝部３４に嵌るダブテール突起部３６と、が一体成形されたものである。キー部３５は、キー溝部３３に対応するように直方体状に形成されている。キー部３５の幅Ｗ３は、キー溝部３３の幅Ｗ１とほぼ同一に設定されている。これにより、回転軸２１に対するロータコア２２の周方向の位置決めを、精度よく行うことができる。
このように、キー部３５の幅Ｗ３は、ロータコア２２の基端２２ａにおける周方向の幅Ｗ２よりも大きく設定されているので、ロータコア２２の基端２２ａと凸部３２との接続部には、ロータコア２２の周方向両側に、括れ部３７が形成される。

ダブテール突起部３６は、ダブテール溝部３４に対応するように、径方向内側に向かうに従って漸次突起幅が大きくなるように末広がり状に形成されている。換言すれば、ダブテール突起部３６は、軸方向平面視で略等脚台形状に形成されており、上底の長さがキー部３５の幅と同一に設定されている。また、ダブテール突起部３６の下底３６ａと脚３６ｂとが接続される角部３６ｃは、丸面取りされている。

ここで、回転軸２１の凹部３１にロータコア２２の凸部３２を嵌め込んだ状態では、ダブテール溝部３４の下底３４ａにダブテール突起部３６の下底３６ａが当接する。これにより、回転軸２１に対するロータコア２２の径方向の位置決めが精度よく行われる。

また、ダブテール溝部３４の脚３４ｂとダブテール突起部３６の脚３６ｂとの間、およびダブテール溝部３４の角部３４ｃとダブテール突起部３６の角部３６ｃとの間には、それぞれ隙間Ｓが形成されている。この隙間Ｓには、充填剤Ｊが充填されている。すなわち、隙間Ｓは、ダブテール溝部３４、およびダブテール突起部３６の製造誤差を吸収する役割を有していると共に、充填剤Ｊを充填するための充填部として機能している。
なお、充填剤Ｊの充填タイミングは、回転軸２１の凹部３１にロータコア２２の凸部３２を嵌合させた後でもよいし、凹部３１または凸部３２の少なくとも何れか一方に、予め充填剤Ｊを塗布した状態で、凹部３１に凸部３２を嵌合させてもよい。また、充填剤Ｊとしては、接着剤や樹脂等が挙げられる。

このような構成のもと、ロータ３が回転すると、図２に示すように、ロータコア２２の先端２２ｂに慣性力による力Ｆ１（先端倒し力Ｆ１）が作用し、これがトルク荷重となってロータコア２２の基端２２ａ側に力Ｆａが作用する。また、ロータコア２２には、遠心力Ｆ２が作用する。さらには、ステータ２の各ティース部１４に形成される磁界による磁気的な吸引力が作用する。これら力Ｆａ、遠心力Ｆ２および磁気的な吸引力の合力（以下、凹部３１にかかる荷重という）は、回転軸２１の凹部３１で受けることになる。したがって、凹部３１を構成するキー溝部３３の深さＨ１、およびダブテール溝部３４の脚３４ｂ間の角度θ１は、凹部３１にかかる荷重に基づいて決定される。

図２、図３に示すように、ロータコア２２を扇状に形成することにより、隣接する各ロータコア２２の対向する側面２２ｃは、略平行になっている。このようなロータコア２２間に配置される永久磁石２３は、平板状に形成されており、接着剤によりロータコア２２、および回転軸２１に接着固定されている。なお、接着剤としては、常温硬化のエポキシタイプが用いられる。これにより、永久磁石２３の減磁も防止できる。しかしながら、常温硬化の接着剤は硬化時間が長いので、硬化時間が短く、かつ接着強度の高い嫌気性接着剤を用いてもよい。

また、永久磁石２３は、軸方向からみたときの外周の四隅となる箇所に、それぞれ丸面取り部２３ａが形成されている。そして、永久磁石２３の径方向内側端の２つの丸面取り部２３ａは、それぞれロータコア２２の括れ部３７に配置されている。
ここで、永久磁石２３は、径方向内側端が回転軸２１の外周面に当接することにより、径方向の位置決めが行われている。また、ロータコア２２の括れ部３７に永久磁石２３の丸面取り部２３ａが配置されることにより、永久磁石２３の径方向の位置決めが行われる。
このように取り付けられた永久磁石２３の径方向外側端は、ロータコア２２が扇状に形成されているので、露出した状態になる。

このため、各永久磁石２３の径方向両端では、永久磁石２３の厚さ方向一面から厚さ方向他面側に磁束が回り込もうとする（図２における矢印Ｙ１参照）が、磁路が絶たれているので磁束の回り込みが防止される。
一方、永久磁石２３の径方向内側端は、非磁性材からなる回転軸２１に当接しているので、磁路が絶たれている。このため、永久磁石２３の厚さ方向一面から厚さ方向他面への磁束の回り込みが防止される。

このように、上述の第１実施形態では、回転軸２１に凹部３１を形成する一方、ロータコア２２に凸部３２を形成し、これら凹部３１と凸部３２とを嵌合させることにより、回転軸２１にロータコア２２を固着させている。そして、凹部３１を、キー溝部３３とダブテール溝部３４とにより構成する一方、凸部３２を、凹部３１に対応するようにキー部３５とダブテール突起部３６とにより構成している。
このため、キー溝部３３とキー部３５とにより、回転軸２１に対するロータコア２２の位置決めを精度よく行うことができる。

また、ダブテール溝部３４の脚３４ｂとダブテール突起部３６の脚３６ｂとの間、およびダブテール溝部３４の角部３４ｃとダブテール突起部３６の角部３６ｃとの間に、それぞれ隙間Ｓを形成している。このため、ダブテール溝部３４とダブテール突起部３６との製造誤差を、隙間Ｓで吸収することができる。よって、キー溝部３３およびキー部３５に余計な負荷がかかることを防止できると共に、キー溝部３３とキー部３５とによるロータコア２２の位置決めを確実に行うことができる。

また、ダブテール溝部３４とダブテール突起部３６との嵌合により、回転軸２１からのロータコア２２の抜けを防止でき、回転軸２１にロータコア２２を確実に固定できる。これに加え、キー溝部３３とキー部３５、およびダブテール溝部３４とダブテール突起部３６とにより、凹部３１にかかる荷重を効率よく受けることができるので、回転軸２１へのロータコア２２の固定強度を高めることができる。

また、凹部３１と凸部３２との間に形成される隙間Ｓに充填剤Ｊを充填することにより、回転軸２１へのロータコア２２の固定強度を、さらに高めることができる。
さらに、回転軸２１に凹部３１を形成し、ロータコア２２に凸部３２を形成することにより、回転軸２１やロータコア２２の剛性を確保し易い。つまり、回転軸２１は、ロータコア２２と比較して剛性が高いので、凹部３１を形成する。これに対し、回転軸２１と比較して剛性が低くなり易いロータコア２２に凸部３２を形成することにより、ロータコア２２の剛性を高めることができる。この結果、回転軸２１へのロータコア２２の固定強度を高めることができる。

また、凹部３１を構成するキー溝部３３とダブテール溝部３４は、キー溝部３３を凹部３１の開口側に配置し、ダブテール溝部３４をキー溝部３３の径方向内側に配置している。このため、凹部３１の開口側にダブテール溝部３４を形成する場合と比較して、凹部３１を容易に形成することができる。さらに、キー溝部３３およびキー部３５によって、ロータコア２２に係るトルク荷重を受け易くすることができる。

また、ロータコア２２の基端２２ａに括れ部３７を形成し、この括れ部３７に永久磁石２３の径方向内側端の２つの丸面取り部２３ａを配置している。このため、永久磁石２３やロータコア２２の括れ部３７が、ロータコア２２の径方向外側への抜けを防止する抜け止め部として機能する。このため、ロータコア２２にかかる遠心力Ｆ２によって、このロータコア２２が回転軸２１から脱落してしまうことを確実に防止できる。

さらに、ロータコア２２の先端２２ｂの曲率半径Ｒ１の中心Ｃ１は、回転軸２１の軸心Ｃ２に対して所定間隔δ１だけ偏心している。このため、ロータコア２２の先端２２ｂとステータコア１２のティース部１４の先端とのエアギャップＧは、先端２２ｂの周方向中央から先端２２ｂの周方向外側に向かうに従って漸次広くなる。よって、ロータコア２２の外周面における周方向の磁束変化をできる限り滑らかにすることができ、コギングトルクを低下できる。

（第２実施形態）
次に、図４、図５に基づいて、第２実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態におけるロータ２０３の一部を拡大した概略構成図であって、前述の図２に対応している。図５は、図４のＣ部拡大図である。なお、第１実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。
図４、図５に示すように、第２実施形態では、回転軸２１に形成されたダブテール溝部３４の下底３４ａとロータコア２２に形成されたダブテール突起部３６の下底３６ａとの間にも隙間Ｓが形成される。この点、前述の第１実施形態と第２実施形態との相違点である。

換言すれば、凸部３２のキー部３５の長さＬ１は、凹部３１のキー溝部３３の溝深さＨ１よりも長くなるように設定されており、且つ凹部３１のダブテール溝部３４の溝深さＨ２は、凸部３２のダブテール突起部３６の長さＬ２よりも深く設定されている。そして、ダブテール溝部３４の脚３４ｂとダブテール突起部３６の脚３６ｂとの間、ダブテール溝部３４の角部３４ｃとダブテール突起部３６の角部３６ｃとの間、およびダブテール溝部３４の下底３４ａとダブテール突起部３６の下底３６ａとの間のそれぞれに、隙間Ｓが形成されている。

このような構成のもと、ロータコア２２は、回転軸２１に対し、径方向に沿って若干スライド移動可能に構成されている。そして、凹部３１と凸部３２との間に形成されている隙間Ｓは、回転軸２１に対するロータコア２２の位置（突出長さ）を調整する調整代としての役割を有している。換言すれば、キー部３５のキー溝部３３よりも長い分、およびダブテール溝部３４のダブテール突起部３６よりも長い分が、それぞれ回転軸２１に対するロータコア２２の位置（突出長さ）を調整する調整代としての役割を有している。

また、隙間Ｓには、充填剤Ｊが充填されている。すなわち、隙間Ｓは、ダブテール溝部３４、およびダブテール突起部３６の製造誤差を吸収する役割を有していると共に、充填剤Ｊを充填するための充填部として機能している。
なお、充填剤Ｊの充填タイミングは、回転軸２１の凹部３１にロータコア２２の凸部３２を嵌合させた後でもよいし、凹部３１または凸部３２の少なくとも何れか一方に、予め充填剤Ｊを塗布した状態で、凹部３１に凸部３２を嵌合させてもよい。また、充填剤Ｊとしては、接着剤や樹脂等が挙げられる。

このような構成のもと、回転軸２１にロータコア２２を組み付けるにあたって、まず、回転軸２１と同心円上に、円筒状で磁化された治具（不図示）を配置する。続いて、回転軸２１の凹部３１にロータコア２２の凸部３２を嵌合させるようにして、回転軸２１にロータコア２２を組み付けていく。

このとき、治具に、磁性体であるロータコア２２が磁気的に吸引される。そして、ロータコア２２は、回転軸２１に対して径方向に沿ってスライド移動可能に構成されているので、先端２２ｂが治具の内周面に当接する。これにより、ロータコア２２の径方向の位置決めが精度よく行われる。そして、回転軸２１へのロータコア２２の組付けが完了する。

なお、凹部３１と凸部３２との間の隙間Ｓに充填剤Ｊを充填するタイミングは、凹部３１に凸部３２を嵌合させた後でも、嵌合させる前でもよい。凹部３１に凸部３２を嵌合させる前に、これら凹部３１や凸部３２に充填剤Ｊを塗布した場合であっても、充填剤Ｊの硬化前にロータコア２２の位置決めを完了させればよい。

したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、ロータコア２２の位置決めをさらに精度よく行うことができる。すなわち、キー溝部３３とキー部３５とにより回転軸２１に対するロータコア２２の周方向の移動を規制しつつ、回転軸２１に対するロータコア２２の突出長さを調整できる。この結果、回転軸２１に対するロータコア２２の突出長さのばらつきを極力抑えることができる。
よって、ロータコア２２の先端２２ｂとステータコア１２のティース部１４（何れも第２実施形態では不図示）の先端とのエアギャップＧが全周に渡って精度よく形成され、モータ性能を向上させることができる。

なお、上述の第１、第２実施形態では、ロータコア２２の先端２２ｂの曲率半径Ｒ１の中心Ｃ１は、回転軸２１の軸心Ｃ２に対して所定間隔δ１だけ偏心している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、曲率半径Ｒ１の中心Ｃ１と回転軸２１の軸心Ｃ２とが同軸上に位置するように、ロータコア２２の先端２２ｂを形成してもよい。

（第３実施形態）
次に、図６に基づいて、第３実施形態について説明する。
図６は、第３実施形態におけるロータ３０３の一部を拡大した概略構成図であって、前述の図２に対応している。
同図に示すように、第３実施形態では、ロータコア２２の先端２２ｂで、かつ周方向両側縁に、爪部４１が一体成形されている。この点、前述の第１実施形態と第３実施形態との相違点である。
爪部４１は、永久磁石２３の径方向への抜けを防止するための抜け止め部として機能するものである。爪部４１の径方向外側の面、つまり、爪部４１の外周面は、ロータコア２２の先端２２ｂの円弧形状に沿うように形成されている。

ここで、前述の第１実施形態では、ロータコア２２の先端２２ｂの曲率半径Ｒ１の中心Ｃ１は、回転軸２１の軸心Ｃ２に対して所定間隔δ１だけ偏心している（図１参照）。この形状を第３実施形態のロータコア２２に採用すると、隣接するロータコア２２間の径方向内側に爪部４１が食い込む形となり、この分、永久磁石２３の径方向の長さが短くなってしまう。永久磁石２３の径方向の長さが短くなると、永久磁石２３の有効磁束が低下してしまう。
このため、第３実施形態のロータコア２２の先端２２ｂの曲率半径Ｒ１’の中心は、回転軸２１の軸心Ｃ２と同軸上に設定することが望ましい。これにより、永久磁石２３の径方向の長さを十分確保することができ、永久磁石２３の有効磁束を十分確保することができる。

また、爪部４１の周方向への突出高さＴ１、および爪部４１の径方向の幅Ｗ４は、ほぼ同一寸法に設定されている。爪部４１の突出高さＴ１、および爪部４１の径方向の幅Ｗ４は、爪部４１の剛性を確保でき、かつ永久磁石２３の径方向への抜けを防止できる寸法に設定されていればよい。例えば、ロータコア２２を、電磁鋼板を積層して形成した場合、爪部４１の突出高さＴ１、および爪部４１の径方向の幅Ｗ４は、電磁鋼板の板厚程度に設定されていればよい。これにより、永久磁石２３の径方向への抜けを確実に防止でき、かつ爪部４１の剛性を十分確保できる。

したがって、上述の第３実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、永久磁石２３の径方向への抜けを確実に防止できる。
また、永久磁石２３の位置精度を高めることができるので、モータ特性を向上できる。
さらに、爪部４１という簡素な構造で永久磁石２３の径方向への抜けを防止できるので、このような抜け止め防止機能を設けてもロータコア２２の大型化を抑制できる。

なお、上述の第３実施形態では、ロータコア２２の先端２２ｂで、かつ周方向両側縁に爪部４１が一体成形されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ロータコア２２の先端２２ｂで、かつ周方向両側縁の少なくとも何れか一方に爪部４１が設けられていればよい。この場合、各爪部４１によって全ての永久磁石２３の径方向への抜けを防止できるように、各爪部４１を配置することが望ましい。
また、ロータコア２２に爪部４１が一体成形されていなくてもよく、ロータコア２２とは別体に爪部４１を設けてもよい。
さらに、爪部４１の形状は、上述の第３実施形態の形状に限られるものではなく、永久磁石２３の径方向への抜けを防止できる形状であればよい。

（第４実施形態）
次に、図７、図８に基づいて、第４実施形態について説明する。
図７は、第４実施形態におけるロータ４０３の概略構成図である。
同図に示すように、第１実施形態と第４実施形態との相違点は、第１実施形態では回転軸２１に凹部３１を形成する一方、ロータコア２２に凸部３２を形成したが、第４実施形態では、回転軸２１に凸部４３２を形成する一方、ロータコア２２に凹部４３１を形成する点にある。

図８は、図７のＤ部拡大図である。
同図に示すように、ロータコア２２の基端２２ａに形成された凹部４３１は、開口側にダブテール溝部４３４が形成され、ダブテール溝部４３４の径方向外側にキー溝部４３３が形成されている。ダブテール溝部４３４は、開口側から径方向外側に向かうに従って漸次溝幅を大きくなるように末広がり状に形成されている。換言すれば、ダブテール溝部４３４は、軸方向平面視で略等脚台形状に形成されている。キー溝部４３３の周方向の幅は、ダブテール溝部４３４の下底の長さと同一に設定されている。

一方、回転軸２１の外周面に形成された凸部４３２は、凹部４３１に対応するように、回転軸２１の外周面からダブテール突起部４３６、キー部４３５の順に配置され、一体成形されている。キー部４３５の幅は、キー溝部４３３の幅とほぼ同一に設定されている。

このように構成した場合であっても、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の第１〜第３実施形態では、凹部３１の開口側にキー溝部３３を形成し、キー溝部３３の径方向内側にダブテール溝部３４を形成した場合について説明した。また、凸部３２を凹部３１の形状に対応するように形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、キー溝部３３とダブテール溝部３４との形成位置を逆にしてもよい。この場合、凹部３１の形状に対応させて凸部３２を形成する。
同様に、上述の第４実施形態の凹部４３１も、キー溝部４３３とダブテール溝部４３４とを逆に形成してもよい。この場合も、凹部４３１の形状に対応させて凸部４３２を形成する。

また、上述の第１〜第３実施形態では、ロータコア２２に括れ部３７を形成し、この括れ部３７に永久磁石２３の丸面取り部２３ａを配置する場合について説明した。そして、ロータコア２２の括れ部３７を、ロータコア２２の径方向外側への抜けを防止する抜け止め部として機能させる場合について説明した。しかしながら、この抜け止め部は、ロータコア２２の括れ部３７に限られるものではなく、ロータコア２２に、このロータコア２２の径方向外側への抜けを防止するものが設けられていればよい。

さらに、上述の実施形態では、回転軸２１が、例えばアルミ焼結材により形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくとも外周面の凹部３１，４３１が形成可能な範囲が非磁性体により構成されていればよい。
また、回転軸２１を、アルミ焼結材に代わって、例えば樹脂により形成することも可能である。樹脂で形成する場合、ロータコア２２を金型内に位置決めし、樹脂モールドによって回転軸２１を形成することも可能である。

また、各実施形態を組み合わせることも可能である。例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせ、第２実施形態のロータコア２２に、第３実施形態の爪部４１を設けてもよい。

１…ブラシレスモータ（モータ）、２…ステータ、３，２０３，３０３，４０３…ロータ、２１…回転軸（非磁性体）、２２…ロータコア、２２ａ…基端、２３…永久磁石、２３ａ…丸面取り部（角部）、３１，４３１…凹部、３２，４３２…凸部、３３，４３３…キー溝部、３３ａ，３３ｂ…内側面（面）、３４，４３４…ダブテール溝部、３５，４３５…キー部、３６，４３６…ダブテール突起部、３７…括れ部、Ｊ…充填剤、Ｓ…隙間

Claims (6)

1. 少なくとも外周面に非磁性体を有する回転軸と、
   前記回転軸の外周面に取付けられ、放射状に配置される複数のロータコアと、
   前記複数のロータコアの間に配置される複数の永久磁石と、
   を備え、
   前記非磁性体、および前記ロータコアの基端の何れか一方に、軸方向に沿って延びる凹部が形成されていると共に、他方に前記凹部に嵌る凸部が形成されており、
   前記凹部は、
   周方向で対向する面が平行となるように形成されたキー溝部と、
   径方向内側、および径方向外側の何れか一方に向かうに従って末広がりとなるように形成されたダブテール溝部と、
   が連通形成されたものであり、
   前記凸部は、
   前記キー溝部に嵌るキー部と、
   前記ダブテール溝部に嵌るダブテール突起部と、
   が一体成形されたものであり、
   周方向において、前記ダブテール溝部と前記ダブテール突起部との間に隙間が形成されていることを特徴とするロータ。
2. 前記隙間に、充填剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載のロータ。
3. 前記非磁性体に前記凹部が形成されており、
   前記凹部の開口側に、前記キー溝部が形成されており、
   前記キー溝部の径方向内側に、前記ダブテール溝部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータ。
4. 前記ロータコアに、該ロータコアの前記回転軸から径方向への抜けを防止するための抜け止め部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のロータ。
5. 前記抜け止め部は、前記ロータコアの前記凸部の根元に該凸部の前記キー部よりも周方向の幅が狭くなるように形成された括れ部であり、
   前記括れ部に、前記永久磁石の角部が配置されていることを特徴とする請求項４に記載のロータ。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のロータと、
   前記ロータの周囲を取り囲むように形成され、巻線が巻装されているステータと、
   を備えたことを特徴とするモータ。

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