JP2018110487A - ロータおよび電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】漏れ磁束による磁気特性の低下を抑えつつ、剛性を確保できるロータおよび電動モータを提供する。
【解決手段】回転軸に外嵌固定される筒状の内周コア１２１と、内周コア１２１の外周面に、径方向の一端が当接するように、且つ周方向に所定の間隔をあけて配置される複数の永久磁石３３と、周方向で隣接する永久磁石３３の間を埋めるように設けられ、磁路を形成する複数の磁極部コア１２２と、を備え、内周コア１２１と複数の磁極部コア１２２との一部を連結する内連結部１１７、および周方向で隣接する複数の磁極部コア１２２同士の一部を永久磁石３３の径方向外側で連結する外周連結部１１８、の少なくとも何れか一方の連結部１１７，１１８を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ロータおよび電動モータに関するものである。

従来から、電動モータとして、コイルが巻回されたティースを有するステータと、ステータの径方向内側に回転自在に設けられたロータと、を備え、コイルへの通電制御を行うことによりロータを回転駆動させるブラシレスモータが知られている。

この種のブラシレスモータのロータは、回転軸と、この回転軸に外嵌固定される略円柱状のロータコアと、ロータコアに設けられたマグネットとを有している。
マグネットをロータに配置する方式としては、磁性体よりなるロータコアにスリットを複数形成し、スリット内に永久磁石を配置する永久磁石埋込方式（ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）が知られている。

また、近年では、ＩＰＭモータの中でも、ロータコア内に径方向に沿うように（放射状に）永久磁石を配置し、永久磁石に磁気異方性の強い形状を持たせることによって大きなリラクタンストルクを発生させるＰＭＲ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ）モータが知られている。

特開２０１５−２１１６２３号公報 特開２０１６−６７１９２号公報

ところで、ＰＭＲモータは、ロータコアの磁気回路が磁束を集中させる構造上、漏れ磁束となる箇所をできる限り減少させることが望ましい。例えば、各永久磁石の径方向内側端において、周方向で隣り合う永久磁石の間の間隔をできる限り狭めて配置すると、この箇所のロータコアの肉厚が薄くなり、磁気飽和する。この結果、永久磁石の径方向内側での漏れ磁束を低減でき、ロータの磁気特性を向上できる。
しかしながら、ロータコアに肉厚の薄い箇所ができると、その薄肉箇所の剛性が低くなる。このため、ロータが回転する際の遠心力によってロータコアが変形してしまう可能性があった。

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、漏れ磁束による磁気特性の低下を抑えつつ、剛性を確保できるロータおよび電動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、回転軸に外嵌固定される筒状の内周コアと、前記内周コアの外周面に、径方向の一端が当接するように、且つ周方向に所定の間隔をあけて配置される複数の永久磁石と、周方向で隣接する前記永久磁石の間を埋めるように設けられ、磁路を形成する複数の磁極部コアと、を備え、前記内周コアと前記複数の磁極部コアとの一部を連結する内連結部、および周方向で隣接する前記複数の磁極部コア同士の一部を前記永久磁石の径方向外側で連結する外周連結部、の少なくとも何れか一方の連結部を有することを特徴とする。

このように、漏れ磁束の要因となる内連結部や外周連結部を、軸方向全体に渡って形成せずに、一部に形成することにより、内連結部や外周連結部全体としての磁路を減少させることができる。このため、内連結部や外周連結部の周方向における肉厚として、必要な肉厚を確保しつつ、漏れ磁束によるロータの磁気特性の低下を抑えることができる。

本発明に係るロータは、複数の電磁鋼板を積層してなる中間コア、および該中間コアの軸方向両側に配置されるエンドコアと、を備え、前記中間コアは、前記内周コアおよび前記磁極部コアからなり、前記エンドコアは、前記内周コア、前記磁極部コア、前記内連結部、および前記外周連結部からなることを特徴とする。

このように構成することで、中間コアとエンドコアとを積層するだけでロータを形成することが可能になるので、ロータの製造コストを低減できる。
また、比較的磁束密度の高い軸方向中央の大部分に、内連結部と外周連結部のない中間コアが配置されるので、効果的に磁束漏れを低減できると共に、ロータの外周面に効果的に永久磁石を露出させることができる。このため、ロータの剛性を確保しつつ、ロータの磁気特性を最大限高めることができる。

本発明に係るロータにおいて、前記中間コアと前記エンドコアとの比率は、８：２に設定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、ロータの剛性を確実に確保しつつ、ロータの磁気特性を確実に高めることができる。

本発明に係るロータは、前記内周コアには、該内周コアと前記永久磁石との間に複数の空洞部が形成されるように、複数の凹部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、内周コア側への磁束漏れを低減できる。

本発明に係るロータにおいて、前記凹部は、各前記永久磁石の径方向内側端における周方向両側にそれぞれ形成されており、前記内連結部は、周方向で隣り合う前記永久磁石の間で、且つ周方向で隣り合う前記凹部の間に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、内連結部の形成箇所をできる限り減少させると共に、内周コア側への磁束漏れを確実に低減できる。

本発明に係るロータにおいて、各前記内連結部は、軸方向全体に対して１／４の領域に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、ロータの剛性を確保しつつ、内連結部による磁束漏れを最小限に抑えることができる。

本発明に係るロータにおいて、前記内連結部の周方向の幅、および前記外周連結部の径方向の幅の少なくとも何れか一方は、磁気飽和可能な幅に設定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、内連結部による磁束漏れを確実に抑えることができる。

本発明に係る電動モータは、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た環状のステータコア、および該ステータコアの内周面から径方向内側に向かって突出し、コイルが巻回される複数のティースを有するステータと、を備えたことを特徴とする。

このように構成することで、漏れ磁束による磁気特性の低下を抑えつつ、剛性を確保可能な電動モータを提供できる。

本発明によれば、漏れ磁束の要因となる内連結部や外周連結部を、軸方向全体に渡って形成せずに、一部に形成することにより、内連結部や外周連結部全体としての磁路を減少させることができる。このため、内連結部や外周連結部の周方向における肉厚として、必要な肉厚を確保しつつ、漏れ磁束によるロータの磁気特性の低下を抑えることができる。

本発明の実施形態における減速機付モータの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態におけるステータおよびロータの軸方向に直交する断面図である。 本発明の第１実施形態におけるロータの斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるロータコアの斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるエンド電磁鋼板の斜視図である。 本発明の第１実施形態における中間電磁鋼板の斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるロータコアの有効磁束量を比較したグラフである。 本発明の第１実施形態におけるロータコアの応力の解析結果を示す図である。 本発明の第２実施形態におけるロータの斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるロータコアの斜視図である。 本発明の第３実施形態におけるロータコアの斜視図である。 本発明の第４実施形態におけるロータコアの斜視図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（減速機付モータ）
図１は、減速機付モータ１の斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１、図２に示すように、減速機付モータ１は、例えば車両に搭載される電装品（例えば、ワイパ、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等）の駆動源となるものである。減速機付モータ１は、モータ部２と、モータ部２の回転を減速して出力する減速部３と、モータ部２の駆動制御を行うコントローラ部４と、を備えている。
なお、以下の説明において、単に軸方向という場合は、モータ部２の回転軸３１の軸方向をいい、単に周方向という場合は、回転軸３１の周方向をいい、単に径方向という場合は、回転軸３１の径方向をいうものとする。

（モータ部）
モータ部２は、モータケース５と、モータケース５内に収納されている略円筒状のステータ８と、ステータ８の径方向内側に設けられ、ステータ８に対して回転可能に設けられたロータ９と、を備えている。

（モータケース）
モータケース５は、例えばアルミダイキャストや鉄板等の放熱性の優れた材料にて形成されている。モータケース５は、軸方向に分割可能に構成された第１モータケース６と、第２モータケース７と、からなる。第１モータケース６および第２モータケース７は、それぞれ有底筒状に形成されており、それぞれの開口部６ａ，７ａを嵌合させることで内部空間を有するモータケース５を形成している。

より詳しくは、第１モータケース６は、底部１０が減速部３のギヤケース４０と接合されるようにこのギヤケース４０と一体成形されている。底部１０の径方向略中央には、ロータ９の回転軸３１を挿通可能な貫通孔１０ａが形成されている。
また、第１モータケース６の周壁部１１は、軸方向からみて略正六角形となるように形成されている。周壁部１１の内周面には、開口部６ａ側に段差により拡径形成されたステータ内嵌部１８が形成されている。このステータ内嵌部１８にステータ８の外周面が嵌合される。さらに、第１モータケース６の周壁部１１の外周面には、開口部６ａ側に段差部１２ａを介して縮径形成された嵌合部１２が形成されている。この嵌合部１２は、第２モータケース７の開口部７ａを嵌合するためのものである。

第２モータケース７の周壁部１４も、第１モータケース６の周壁部１１の形状に対応するように、軸方向からみて略正六角形となるように形成されている。周壁部１４の外周面には、開口部７ａ側に全周に渡って凸条部１６が形成されている。また、第２モータケース７の開口部７ａには、段差により拡径形成された嵌合部１７が形成されている。この嵌合部１７と、第１モータケース６の嵌合部１２とが嵌合される。さらに、第１モータケース６の段差部１２ａと第２モータケース７の凸条部１６とが当接することにより、第１モータケース６と第２モータケース７との軸方向の相対位置が決定される。

（ステータ）
図３は、ステータ８およびロータ９の軸方向に直交する断面図である。
図２、図３に示すように、ステータ８は、筒状のコア部２１と、コア部２１から径方向内側に向かって突出する複数（例えば、本実施形態では６つ）のティース２２と、が一体成形されたステータコア２０を有している。ステータコア２０は、複数の金属板を軸方向に積層することにより形成されている。なお、ステータコア２０は、複数の金属板を軸方向に積層して形成する場合に限られるものではなく、例えば、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。

コア部２１は、磁路を形成すると共に、ステータ８の外郭を構成している。コア部２１は、２つのモータケース６，７の周壁部１１，１４の形状に対応するように、軸方向に直交する断面形状が略正六角形に形成されている。このコア部２１の外周面が、第１モータケース６のステータ内嵌部１８に内嵌される。

ティース２２は、コア部２１の内周面から径方向に沿って突出するティース本体１０１と、ティース本体１０１の径方向内側端から周方向に沿って延びる鍔部１０２と、が一体成形されたものである。鍔部１０２は、ティース本体１０１から周方向両側に延びるように形成されている。また、鍔部１０２の内周面１０２ａは、回転軸中心Ｃ１を中心とする円弧状に形成されている。そして、周方向で隣り合う鍔部１０２の間に、スロット１９が形成される。

また、コア部２１の内周面、およびティース２２は、樹脂製のインシュレータ２３によって覆われている。このインシュレータ２３の上から各ティース２２にコイル２４が巻回されている。各コイル２４は、コントローラ部４からの給電により、ロータ９を回転させるための磁界を生成する。

（第１実施形態）
（ロータ）
図４は、ロータ９の斜視図である。
図２〜図４に示すように、ロータ９は、回転軸３１と、回転軸３１に外嵌固定されている円柱状のロータコア３２と、ロータコア３２に周方向に等間隔で埋設されている複数（例えば、本第１実施形態では、４つ）の永久磁石３３と、を備えている。回転軸３１は、減速部３を構成するウォーム軸４４と一体成形されている。

図５は、ロータコア３２の斜視図である。
同図に示すように、ロータコア３２は、複数の中間電磁鋼板１１１ａを積層してなる中間コア１１１と、中間コア１１１の軸方向両側に配置され複数のエンド電磁鋼板１１２ａを積層してなるエンドコア１１２と、により構成されている。

図６は、エンド電磁鋼板１１２ａの斜視図である。
同図に示すように、エンド電磁鋼板１１２ａは、回転軸３１に外嵌固定される略円環状の内周部１１３と、内周部１１３の周囲を取り囲むように、周方向に等間隔に配置された略扇状の４つの磁極部１１４と、内周部１１３と４つの磁極部１１４とを連結する内連結部１１７と、周方向に隣接する磁極部１１４の円弧面１１４ａ同士を連結する外周連結部１１８と、が一体化されたものである。

内周部１１３の内径は、回転軸３１を圧入、または挿入可能な程度に設定されている。また、内周部１１３の外周面には、４つの凸条部１１５が周方向に等間隔に配置されている。凸条部１１５は、周方向に長い略長方形状に形成されており、その径方向外側端１１５ａに永久磁石３３の後述の下底３３ａが当接される。

磁極部１１４は、周方向に隣接する永久磁石３３の間を埋めるように、軸方向平面視で略扇形となるように形成されている。そして、磁極部１１４は、その円弧面１１４ａが径方向外側を向くように配置されている。また、磁極部１１４は、円弧面１１４ａとは反対側の先端部１１４ｂが、内周部１１３に形成されている凹部１１９の周方向略中央の位置と径方向で対向するように配置されている。

磁極部１１４の円弧面１１４ａは、中間電磁鋼板１１１ａ（ロータコア３２）の外周面を構成する。また、円弧面１１４ａの周方向両端よりもやや手前には、それぞれ溝部１１６が形成されている。溝部１１６は、径方向内側に向かって先細りとなるように略三角状に形成されている。

このように形成された円弧面１１４ａの溝部１１６よりも周方向端部側に、外周連結部１１８が形成されている。外周連結部１１８によって周方向に隣接する磁極部１１４の円弧面１１４ａ同士が連結されることにより、これら磁極部１１４と外周連結部１１８とに囲まれた磁石収納部１２０が形成される。
磁石収納部１２０は、磁極部１１４が略扇形に形成されていることから、軸方向平面視の形状が径方向内側に向かうに従って周方向の幅が漸次広くなるように等脚台形状になっている。また、このように形成された磁石収納部１２０と内周部１１３に形成された凹部１１９とが、連通されている。

また、内周部１１３の周方向で隣接する凸条部１１５間の中央に、それぞれ内連結部１１７が一体成形されている。内連結部１１７は径方向に沿って延びており、内周部１１３と各磁極部１１４の先端部１１４ｂとを連結している。これにより、内連結部１１７を介して内周部１１３と４つの磁極部１１４とが一体化される。内連結部１１７は、径方向に沿って延びる棒状のものであり、軸方向に沿う断面形状は、略正方形状になっている。内連結部１１７が形成されることにより、この内連結部１１７と凸条部１１５との間に、それぞれ凹部１１９が形成された形になる。

そして、このように、内周部１１３、４つの磁極部１１４、４つの内連結部１１７、および４つの外周連結部１１８とが一体化されたエンド電磁鋼板１１２ａを、複数（例えば、本第１実施形態では４枚）積層する。さらに、例えばカシメ固定等によって各エンド電磁鋼板１１２ａを一体化することにより、エンドコア１１２が形成される。

図７は、中間電磁鋼板１１１ａの斜視図である。
同図に示すように、中間電磁鋼板１１１ａは、回転軸３１に外嵌固定される略円環状の内周部１１３と、内周部１１３の周囲を取り囲むように、周方向に等間隔に配置された略扇状の４つの磁極部１１４と、が分割構成されたものである。すなわち、中間電磁鋼板１１１ａは、エンド電磁鋼板１１２ａから内連結部１１７と外周連結部１１８とを除いたものである。なお、中間電磁鋼板１１１ａの内周部１１３、および磁極部１１４は、エンド電磁鋼板１１２ａの内周部１１３、および磁極部１１４と同様の構成であるので、同一符号を付して説明を省略する。

このように、内周部１１３と４つの磁極部１１４とがそれぞれ分割構成された中間電磁鋼板１１１ａを、複数（例えば、本実施形態では３２枚）積層してカシメ固定することにより、中間コア１１１が形成される。
ここで、中間コア１１１は、それ自体では積層された内周部１１３と各磁極部１１４とが分割されたままである。しかしながら、中間コア１１１の軸方向両端にエンドコア１１２が配置され、例えばカシメ固定により中間コア１１１とエンドコア１１２とが一体化されている。このため、図５に示すように、エンドコア１１２を介し、中間コア１１１の内周部１１３および各磁極部１１４が一体化され、さらにロータコア３２が構成される。

そして、図５に示すように、ロータコア３２は、内周部１１３を積層してなる略円筒状の内周コア１２１と、磁極部１１４を積層してなる軸方向に延在する４つの磁極部コア１２２と、内周コア１２１と磁極部コア１２２とを連結する内連結部１１７と、周方向に隣接する磁極部コア１２２同士を連結する外周連結部１１８と、を備えた形になる。
回転軸３１に内周コア１２１が外嵌固定されることにより、回転軸３１にロータコア３２全体が固定される。磁極部コア１２２は、永久磁石３３による磁束やステータ８により形成される磁束の通り道となる。

また、ロータコア３２の内連結部１１７、および外周連結部１１８には、それぞれ中間コア１１１に対応する位置に、開口部１１７ａ，１１８ａが形成された形になる。さらに、ロータコア３２の外周面３２ａには、各磁石収納部１２０の周方向両側に、溝部１１６が軸方向全体に延びるように形成された形になる。
ここで、図３に詳細示するように、磁石収納部１２０を挟んで周方向両側に位置する２つの溝部１１６は、周方向中心間の円周長さＬ１が、ティース２２の鍔部１０２における内周面の円周長さＬ２よりも長く設定されている。

このように構成されたロータコア３２の磁石収納部１２０に、永久磁石３３が嵌め込まれている。永久磁石３３は、磁石収納部１２０の形状に対応するように、軸方向に直交する断面形状が径方向内側に向かうに従って周方向の幅が漸次広くなるように等脚台形状となるように形成されている。すなわち、永久磁石３３は、軸方向に直交する断面形状において、径方向内側に位置する下底３３ａと、径方向外側に位置する上底３３ｂと、下底３３ａと上底３３ｂとの間に位置する一対の脚３３ｃと、を有している。

また、永久磁石３３は、パラレル配向、または極異方配向に着磁されており、形状が等脚台形状となるように形成されていることから、磁束を収束させるための配向の向きが、ロータコア３２の外周側（ステータ８のティース２２側）となる。この結果、磁極部コア１２２における磁束の向きが、ティース２２側へと収束させやすくできる。さらに、周方向で隣り合う永久磁石３３同士を近づけることなく、磁極部コア１２２内において磁束を集中させることができる。そして、ｑ軸磁路を大きく設定でき、高いリラクタンストルクを発生させることができる。よって、ロータコア３２の有効磁束を高めることができる。

また、磁石収納部１２０に永久磁石３３を収納した状態では、上底３３ｂが、ロータコア３２の外周面３２ａの開口部１１８ａを介して径方向外側に露出した状態になる。
一方、永久磁石３３の下底３３ａは、ロータコア３２の凸条部１１５の径方向外側端１１５ａに当接している。このため、永久磁石３３の下底３３ａとロータコア３２の内周コア１２１との間には、下底３３ａの周方向両側に、それぞれ凹部１１９が介在される。すなわち、凹部１１９は、磁束を通りにくくするフラックスバリア（空洞部）１１９ａとして機能する。

また、内連結部１１７は、周方向で隣り合う永久磁石３３の間で、且つ周方向で隣り合う凹部１１９の間に配置される。ここで、内連結部１１７の周方向の幅Ｈ１は、ロータコア３２の剛性を確保可能な範囲で、できる限り狭いことが望ましい。さらには、内連結部１１７の幅Ｈ１は、永久磁石３３の磁束が飽和可能な幅に設定されていることが望ましい。

（減速部）
図１、図２に戻り、減速部３は、モータケース５が取り付けられているギヤケース４０と、ギヤケース４０内に収納されるウォーム減速機構４１と、を備えている。ギヤケース４０は、例えばアルミダイキャスト等の放熱性の優れた材料により形成されている。ギヤケース４０は、一面に開口部４０ａを有する箱状に形成されており、内部にウォーム減速機構４１を収容するギヤ収容部４２を有する。また、ギヤケース４０の側壁４０ｂには、第１モータケース６が一体成形されている箇所に、この第１モータケース６の貫通孔１０ａとギヤ収容部４２とを連通する開口部４３が形成されている。

さらに、ギヤケース４０の側壁４０ｂには、３つの固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃが一体成形されている。これら固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、不図示の車体等に、減速機付モータ１を固定するためのものである。３つの固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、モータ部２を避けるように、周方向にほぼ等間隔に配置されている。各固定ブラケット５４ａ，５４ｂ，５４ｃには、それぞれ防振ゴム５５が装着されている。防振ゴム５５は、減速機付モータ１を駆動する際の振動が、不図示の車体に伝達されてしまうのを防止するためのものである。

また、ギヤケース４０の底壁４０ｃには、略円筒状の軸受ボス４９が突設されている。
軸受ボス４９は、ウォーム減速機構４１の出力軸４８を回転自在に支持するためのものであって、内周面に不図示の滑り軸受が設けられている。さらに、軸受ボス４９の先端内周縁には、不図示のＯリングが装着されている。これにより、軸受ボス４９を介して外部から内部に塵埃や水が侵入してしまうことが防止される。また、軸受ボス４９の外周面には、複数のリブ５２が設けられている。これにより、軸受ボス４９の剛性が確保されている。

ギヤ収容部４２に収容されたウォーム減速機構４１は、ウォーム軸４４と、ウォーム軸４４に噛合されるウォームホイール４５と、により構成されている。ウォーム軸４４は、モータ部２の回転軸３１と同軸上に配置されている。そして、ウォーム軸４４は、両端がギヤケース４０に設けられた軸受４６，４７によって回転自在に支持されている。ウォーム軸４４のモータ部２側の端部は、軸受４６を介してギヤケース４０の開口部４３に至るまで突出している。この突出したウォーム軸４４の端部とモータ部２の回転軸３１との端部が接合され、ウォーム軸４４と回転軸３１とが一体化されている。なお、ウォーム軸４４と回転軸３１は、１つの母材からウォーム軸部分と回転軸部分とを成形することにより一体として形成してもよい。

ウォーム軸４４に噛合されるウォームホイール４５には、このウォームホイール４５の径方向中央に出力軸４８が設けられている。出力軸４８はウォームホイール４５の回転軸方向と同軸上に配置されており、ギヤケース４０の軸受ボス４９を介してギヤケース４０の外部に突出している。出力軸４８の突出した先端には、不図示の電装品と接続可能なスプライン４８ａが形成されている。

また、ウォームホイール４５の径方向中央には、出力軸４８が突出されている側とは反対側に、不図示のセンサマグネットが設けられている。このセンサマグネットは、ウォームホイール４５の回転位置を検出する回転位置検出部６０の一方を構成している。この回転位置検出部６０の他方を構成する磁気検出素子６１は、ウォームホイール４５のセンサマグネット側（ギヤケース４０の開口部４０ａ側）でウォームホイール４５と対向配置されているコントローラ部４に設けられている。

（コントローラ部）
モータ部２の駆動制御を行うコントローラ部４は、磁気検出素子６１が実装されたコントローラ基板６２と、ギヤケース４０の開口部４０ａを閉塞するように設けられたカバー６３と、を有している。そして、コントローラ基板６２が、ウォームホイール４５のセンサマグネット側（ギヤケース４０の開口部４０ａ側）に対向配置されている。

コントローラ基板６２は、いわゆるエポキシ基板に複数の導電性のパターン（不図示）が形成されたものである。コントローラ基板６２には、モータ部２のステータコア２０から引き出されたコイル２４の端末部が接続されていると共に、カバー６３に設けられたコネクタの端子（何れも不図示）が電気的に接続されている。また、コントローラ基板６２には、磁気検出素子６１の他に、コイル２４に供給する電流を制御するＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子からなるパワーモジュールやコントローラ基板に印加される電圧の平滑化を行うコンデンサ（何れも不図示）等が実装されている。

このように構成されたコントローラ基板６２を覆うカバー６３は樹脂製であって、若干外側に膨出するように形成されている。そして、カバー６３の内面側は、コントローラ基板６２等を収容するコントローラ収容部５６とされている。
また、カバー６３の外周部に、不図示のコネクタが一体成形されている。このコネクタは、不図示の外部電源から延びるコネクタと嵌着可能に形成されている。そして、不図示のコネクタの端子に、コントローラ基板６２が電気的に接続されている。これにより、外部電源の電力がコントローラ基板６２に供給される。

さらに、カバー６３の開口縁には、ギヤケース４０の側壁４０ｂの端部と嵌め合いされる嵌合部８１が突出形成されている。嵌合部８１は、カバー６３の開口縁に沿う２つの壁８１ａ，８１ｂにより構成されている。そして、これら２つの壁８１ａ，８１ｂの間に、ギヤケース４０の側壁４０ｂの端部が挿入（嵌め合い）される。これにより、ギヤケース４０とカバー６３との間にラビリンス部８３が形成される。このラビリンス部８３によって、ギヤケース４０とカバー６３との間から塵埃や水が浸入してしまうことが防止される。なお、ギヤケース４０とカバー６３との固定は、不図示のボルトを締結することにより行われる。

（減速機付モータの動作）
次に減速機付モータ１の動作について説明する。
減速機付モータ１は、不図示のコネクタを介してコントローラ基板６２に供給された電力が、不図示のパワーモジュールを介してモータ部２の各コイル２４に選択的に供給される。すると、ステータ８（ティース２２）に所定の磁界が形成され、この磁界とロータ９の永久磁石３３との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータ９が継続的に回転する。

ロータ９が回転すると、回転軸３１と一体化されているウォーム軸４４が回転し、さらにウォーム軸４４に噛合されているウォームホイール４５が回転する。そして、ウォームホイール４５に連結されている出力軸４８が回転し、所望の電装品が駆動する。

また、コントローラ基板６２に実装されている磁気検出素子６１によって検出されたウォームホイール４５の回転位置検出結果は、信号として不図示の外部機器に出力される。
不図示の外部機器は、ウォームホイール４５の回転位置検出信号に基づいて、不図示のパワーモジュールのスイッチング素子等の切替えタイミングが制御され、モータ部２の駆動制御が行われる。なお、パワーモジュールの駆動信号の出力やモータ部２の駆動制御は、コントローラ部４で行われていても良い。

（ロータの作用、効果）
次に、ロータ９の作用、効果について説明する。
ロータ９のロータコア３２は、回転軸３１に外嵌固定される内周コア１２１と、磁極を構成する磁極部コア１２２と、内周コア１２１と磁極部コア１２２とを連結する内連結部１１７と、周方向に隣接する磁極部コア１２２同士を連結する外周連結部１１８と、により構成されている。このうち、内連結部１１７、および外周連結部１１８には、開口部１１７ａ，１１８ａが形成されている。すなわち、内連結部１１７は、内周コア１２１と磁極部コア１２２との一部を連結している。また、外周連結部１１８は、磁極部コア１２２同士の一部を連結している。

このように、漏れ磁束の要因となる内連結部１１７や外周連結部１１８を、軸方向全体に渡って形成せずに、一部に形成することにより、内連結部１１７や外周連結部１１８全体としての磁路を減少させることができる。このため、内連結部１１７や外周連結部１１８の周方向における肉厚として、必要な肉厚を確保しつつ、漏れ磁束によるロータ９の磁気特性の低下を抑えることができる。

また、内連結部１１７、および外周連結部１１８に開口部１１７ａ，１１８ａを形成するにあたり、ロータコア３２を、内周部１１３と磁極部１１４とが分割構成された中間コア１１１と、これら内周部１１３や磁極部１１４を連結する内連結部１１７および外周連結部１１８を有するエンドコア１１２と、により構成している。このため、これら中間コア１１１とエンドコア１１２を積層するだけで、開口部１１７ａ，１１８ａを有するロータコア３２を形成することができる。このため、ロータ９の製造コストを低減できる。

ここで、永久磁石３３は、軸方向両端の磁束密度が軸方向中央の大部分の磁束密度よりも減少しやすい。このため、比較的磁束密度の高い永久磁石３３の軸方向中央の大部分に対応する箇所に、内連結部１１７と外周連結部１１８のない中間コア１１１を配置することにより、ロータコア３２の磁束漏れを効果的に低減できる。また、ロータコア３２の外周面３２ａに効果的に永久磁石３３を露出させることができる。よって、ロータ９の剛性を確保しつつ、ロータ９の磁気特性を最大限高めることができる。

さらに、本第１実施形態では、中間コア１１１を３２枚の中間電磁鋼板１１１ａにより構成し、エンドコア１１２を４枚のエンド電磁鋼板１１２ａにより構成している。換言すれば、ロータコア３２を構成する中間コア１１１とエンドコア１１２との比率は、８：２に設定されている。これを、内連結部１１７のみでいうと、内連結部１１７は、この内連結部１１７が形成される箇所の軸方向全体に対して１／４の領域に形成されている形になる。また、外周連結部１１８のみでいうと、外周連結部１１８は、この外周連結部１１８が形成される箇所の軸方向全体に対して１／４の領域に形成されている形になる。
このように構成することで、ロータコア３２の剛性を確実に確保しつつ、ロータコア３２の磁気特性を確実に高めることができる。このことについて、以下により詳しく説明する。

図８は、中間コア１１１とエンドコア１１２との比率別（０：１０，５：５，８：２）におけるロータコア３２の有効磁束量を比較したグラフである。
同図に示すように、中間コア１１１とエンドコア１１２との比率が８：２のとき、優れた有効磁束量を得られることが確認できる。

図９は、中間コア１１１とエンドコア１１２との比率が８：２のとき、ロータコア３２を回転させた際にかかる応力の解析結果を示す図である。
同図に示すように、エンドコア１１２の内連結部１１７、および外周連結部１１８により、磁極部コア１２２や永久磁石３３が飛散することなく、ロータコア３２に十分な強度を持たせられることが確認できる。

また、ロータコア３２の内周コア１２１（内周部１１３）に凹部１１９を形成することにより、永久磁石３３の下底３３ａとロータコア３２の内周コア１２１との間に、フラックスバリア１１９ａが形成される。このため、永久磁石３３の内周コア１２１側への磁束漏れをより確実に低減できる。

このように、凹部１１９は、各永久磁石３３の下底３３ａの周方向両側にそれぞれ形成される。また、内連結部１１７は、周方向で隣り合う永久磁石３３の間で、且つ周方向で隣り合う凹部１１９の間に配置される。このため、内連結部１１７の配置箇所を最小限としつつ、内周コア１２１と磁極部コア１２２とを一体化できる。よって、ロータコア３２を十分な強度を確保して一体化しつつ、永久磁石３３の磁束漏れをできる限り低減できる。
さらに、内連結部１１７の周方向の幅Ｈ１を、永久磁石３３の磁束が飽和可能な幅に設定することにより、永久磁石３３の内周コア１２１側への磁束漏れを確実に低減できる。

また、ロータコア３２の外周面３２ａには、各磁石収納部１２０の周方向両側に、溝部１１６が軸方向全体に延びるように形成されている。また、磁石収納部１２０を挟んで周方向両側に位置する２つの溝部１１６は、周方向中心間の円周長さＬ１が、ティース２２の鍔部１０２における内周面の円周長さＬ２よりも長く設定されている。溝部１１６が形成されている箇所では、ロータコア３２とステータ８のティース２２との間のギャップが大きくなる。このため、溝部１１６では、ロータコア３２の磁束によるティース２２への影響が小さくなる。すなわち、ロータコア３２の外周面３２ａにおいて、溝部１１６を形成することにより、永久磁石３３が配置されている箇所と、これ以外の箇所と、による磁束の急激な変化を抑制でき、ロータ９のコギングを抑制できる。

（第２実施形態）
（ロータ）
次に、図１０、図１１に基づいて、第２実施形態について説明する。
図１０は、第２実施形態におけるロータ２０９の斜視図であって、前述の図４に対応している。図１１は、第２実施形態におけるロータコア２３２の斜視図であって、前述の図５に対応している。

図１０、図１１に示すように、前述の第１実施形態と本第２実施形態との相違点は、第１実施形態のロータコア３２は、中間コア１１１と、この中間コア１１１の軸方向両側に配置されたエンドコア１１２と、により構成されているのに対し、第２実施形態のロータコア２３２は、中間コア１１１を構成する中間電磁鋼板１１１ａとエンドコア１１２を構成するエンド電磁鋼板１１２ａとが交互に積層されている点にある。なお、ロータコア２３２の軸方向両端には、それぞれエンド電磁鋼板１１２ａが配置されている。
このように構成した場合であっても、永久磁石３３の磁束漏れの要因となる内連結部１１７および外周連結部１１８の体積を減少させることができるので、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
（ロータコア）
次に、図１２に基づいて、第３実施形態について説明する。
図１２は、第３実施形態におけるロータコア３３２の斜視図であって、前述の図５に対応している。
同図に示すように、第３実施形態のロータコア３３２には、外周連結部１１８が形成されておらず、内周コア１２１と磁極部コア１２２とが内連結部１１７のみで一体化されている。この点、前述の第１実施形態と相違する点である。

ここで、内連結部１１７に開口部１１７ａが形成されることにより、内連結部１１７は、この内連結部１１７が形成される箇所の軸方向全体に対して１／４の領域に形成されている形になる。
また、ロータコア３３２には、外周連結部１１８（図５参照）が形成されていない代わりに、磁極部コア１２２の外周部に、磁石収納部１２０側に向かって、且つ周方向に沿って突出する爪部１３１が形成されている。この爪部１３１により、ロータコア３３２から永久磁石３３（図１２では不図示）が径方向外側に向かって抜け出てしまうことを防止できる。

このように、上述の第３実施形態では、外周連結部１１８が形成されていない分、ロータコア３３２の外周面３３２ａに露出する永久磁石３３の面積が大きくなる。このため、前述の第１実施形態と同様の効果に加え、ロータ３０９の磁気特性を向上させることができる。

（第４実施形態）
（ロータコア）
次に、図１３に基づいて、第４実施形態について説明する。
図１３は、第４実施形態におけるロータコア４３２の斜視図であって、前述の図５に対応している。
本第４実施形態は、前述の第２実施形態との比較が分かり易いので、第２実施形態と比較する。すなわち、図１１、図１３に示すように、前述の第２実施形態と本第４実施形態との相違点は、前述の第２実施形態では、外周連結部１１８が形成されているのに対し、本第４実施形態では、外周連結部１１８が形成されておらず、内周コア１２１と磁極部コア１２２とが内連結部１１７のみで一体化されている点にある。

なお、ロータコア４３２には、外周連結部１１８（図１１参照）が形成されていない代わりに、磁極部コア１２２の外周部に、磁石収納部１２０側に向かって、且つ周方向に沿って突出する爪部１３１が形成されている。この爪部１３１により、ロータコア３３２から永久磁石３３（図１３では不図示）が径方向外側に向かって抜け出てしまうことを防止できる。
このように構成した場合であっても、前述の第３実施形態と同様の効果を奏する。

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、上述の実施形態では、減速機付モータ１は、車両に搭載される電装品（例えば、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等）の駆動源となるものであ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、さまざまな用途に減速機付モータ１を使用することができる。
また、減速部３を設けずに、モータ部２を単体でさまざまな装置に用いることも可能である。

さらに、上述の実施形態では、ロータコア３２，２３２，３３２，４３２に４つの磁石収納部１２０を形成し、ロータコア３２，２３２，３３２，４３２に永久磁石３３を４つ設け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、ロータコア３２，２３２，３３２，４３２の磁石収納部１２０の個数、および永久磁石３３の個数は、任意に設定することができる。

また、上述の実施形態では、ロータコア３２，２３２，３３２，４３２の内周コア１２１に凹部１１９を形成し、この凹部１１９を、磁束を通りにくくするフラックスバリア１１９ａとして機能させる場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、凹部１１９に樹脂等の絶縁材を充填してもよい。このように構成することで、永久磁石３３の径方向内側（内周コア１２１側）への磁束漏れを抑制しつつ、ロータコア３２，２３２，３３２，４３２の剛性を高めることができる。

さらに、上述の実施形態では、複数の電磁鋼板（中間電磁鋼板１１１ａ、エンド電磁鋼板１１２ａ）を積層して、ロータコア３２，２３２，３３２，４３２を形成す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、最終的にロータコア３２，２３２，３３２，４３２のような形状を形成できればよい。すなわち、例えば、ロータコア３２，２３２，３３２，４３２を、軟磁性粉を加圧成形するいわゆる圧粉コア構造とすることも可能である。

１…減速機付モータ、２…モータ部（電動モータ）、８…ステータ、９，２０９，３０９…ロータ、２０…ステータコア、２２…ティース、２４…コイル、３１…回転軸、３２，３３２，４３２…ロータコア、３３…永久磁石、１１１…中間コア、１１１ａ…中間電磁鋼板（電磁鋼板）、１１２…エンドコア、１１２ａ…エンド電磁鋼板（電磁鋼板）、１１３…内周部、１１４…磁極部、１１７…内連結部、１１８…外周連結部、１１９…凹部、１１９ａ…フラックスバリア（空洞部）、１２１…内周コア、１２２…磁極部コア、Ｈ１…幅

Claims (8)

1. 回転軸に外嵌固定される筒状の内周コアと、
   前記内周コアの外周面に、径方向の一端が当接するように、且つ周方向に所定の間隔をあけて配置される複数の永久磁石と、
   周方向で隣接する前記永久磁石の間を埋めるように設けられ、磁路を形成する複数の磁極部コアと、
   を備え、
   前記内周コアと前記複数の磁極部コアとの一部を連結する内連結部、および周方向で隣接する前記複数の磁極部コア同士の一部を前記永久磁石の径方向外側で連結する外周連結部、の少なくとも何れか一方の連結部を有する
   ことを特徴とするロータ。
2. 複数の電磁鋼板を積層してなる中間コア、および該中間コアの軸方向両側に配置されるエンドコアと、
   を備え、
   前記中間コアは、前記内周コアおよび前記磁極部コアからなり、
   前記エンドコアは、前記内周コア、前記磁極部コア、前記内連結部、および前記外周連結部からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
3. 前記中間コアと前記エンドコアとの比率は、８：２に設定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のロータ。
4. 前記内周コアには、該内周コアと前記永久磁石との間に複数の空洞部が形成されるように、複数の凹部が形成されている
   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. 前記凹部は、各前記永久磁石の径方向内側端における周方向両側にそれぞれ形成されており、
   前記内連結部は、周方向で隣り合う前記永久磁石の間で、且つ周方向で隣り合う前記凹部の間に配置されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のロータ。
6. 各前記内連結部は、軸方向全体に対して１／４の領域に形成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載のロータ。
7. 前記内連結部の周方向の幅、および前記外周連結部の径方向の幅の少なくとも何れか一方は、磁気飽和可能な幅に設定されている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のロータ。
8. 請求項１〜請求項７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た環状のステータコア、および該ステータコアの内周面から径方向内側に向かって突出し、コイルが巻回される複数のティースを有するステータと、
   を備えたことを特徴とする電動モータ。

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