JP2020048267A - 電動モータおよび電動モータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質の電動モータを歩留まり良く製造し得るようにする。【解決手段】電動モータ１０はモータケース１１に収容されるステータ１６と、シャフト１８およびロータ本体部２０を備えたロータ１７とからなり、シャフト１８はモータケース１１に回転自在に軸支され、ロータ本体部２０はステータ１６の内側に配置されるリングマグネット２９を有する。ロータ本体部２０が挿入されるマグネットカバー５３は、リングマグネット２９の外周面を覆う円筒部５４と、ロータ本体部２０の端面５１に当接する折返し部５５と、端面５２を覆うようにシャフト１８に設けられた鍔部５０に締結される締結端部６９とを有し、ロータ１７に係合する係合爪部５７が折返し部５５に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、シャフトのマグネット装着部に直接またはロータコアを介して装着されるマグネットを有する電動モータおよび電動モータの製造方法に関する。

電動モータには、電機子巻線が設けられてモータケースに収容されるステータと、モータケースに回転自在に軸支されるシャフトと、シャフトに装着され、ステータの内側に配置されるマグネット、つまり永久磁石とからなるインナーロータ型がある。インナーロータ型の電動モータには、シャフトのマグネット装着部に直接マグネットが装着される形態と、シャフトのマグネット装着部にロータコアを介してマグネットが装着される形態とがある。

マグネットカバーによりマグネットを覆うことにより、マグネットを保護するようにした電動モータが特許文献１、２に記載されている。特許文献１に記載された電動モータは、マグネットの外周を覆う円筒部と、円筒部の一端部から折り曲げられた第１の挟持部と、円筒部の他端部から折り曲げられた第２の挟持部とを有するロータカバーつまりマグネットカバーを有している。底部側の第１の挟持部が形成されたマグネットカバー内に、ロータコアとマグネットからなるロータコアユニットが収容された状態のもとで、開口端部側の第２の挟持部が押圧加工される。両方の挟持部はマグネットの端面に密着される。

特許文献２に記載される電動モータは、それぞれ断面カップ形状の２つのマグネットカバーを有し、一方のマグネットカバーはマグネットの軸方向一方側を覆い、他方のマグネットカバーは、マグネットの軸方向他方側を覆う。それぞれのマグネットカバーの折り曲げ片は、ロータコアに形成された肉盗み部に嵌合され、マグネットカバーはマグネットに対して回転することが防止される。

特開２０１７−２８８３７号公報 特開２００８−２９５１４０号公報

電動モータの使用時に、マグネットカバーがマグネットに対して回転すると、マグネットカバーはマグネットに対してこすれてしまい、異音が発生したり、マグネットに損傷が加えられたりすることになり、モータ品質を高めることができない。したがって、マグネットカバーをマグネットに対して回転しないように取り付ける必要がある。

しかしながら、マグネットカバーがマグネットに対して回転運動しないように、マグネットの外周面にマグネットカバーを圧入したり、強く締め付けたりすると、ロータの組立時にマグネットが損傷してしまうおそれがある。特許文献１に記載のマグネットカバーのように、マグネットカバー内にロータコアユニットが収容された状態のもとで、第２の挟持部を押圧加工すると、両方の挟持部はマグネットの端面に押圧され、マグネットを損傷してしまうおそれがある。また、特許文献２に記載されるように、２つのマグネットカバーをマグネットに取り付けるようにすると、マグネットカバーがマグネットから外れないようにするために、マグネットカバーの円筒部をマグネットの外周面に強く締結する必要があり、マグネットを損傷してしまうおそれがある。

このように、マグネットカバーをマグネットに組み付ける際に、マグネットが損傷してしまうと、そのような電動モータは製品化することができず、電動モータの製造歩留まりを低下させることになる。

本発明の目的は、高品質の電動モータを歩留まり良く製造し得るようにすることにある。

本発明の電動モータは、モータケースに収容されるステータと、前記モータケースに回転自在に軸支されるシャフトと前記ステータの内側に配置されるマグネットを有するロータ本体部とを備えたロータと、からなる電動モータであって、前記マグネットの外周面を覆う円筒部と、前記円筒部の一端部に設けられ前記ロータ本体部の一方の端面に当接する折返し部と、前記ロータ本体部の他方の端面を覆うように前記シャフトに設けられた鍔部に締結される締結端部とを備えたマグネットカバーを有し、前記ロータに係合する係合爪部を前記折返し部に設けた。

本発明の電動モータの製造方法は、モータケースに収容されるステータと、前記モータケースに回転自在に軸支されるシャフトと前記ステータの内側に配置されるマグネットを有するロータ本体とを備えたロータと、からなる電動モータの製造方法であって、円筒部と、該円筒部の一端部に一体に設けられ径方向内方に突出する折返し部と、該折返し部に一体に設けられた係合爪部とを有するマグネットカバーをプレス加工する加工工程と、前記マグネットを有するロータ本体部と前記シャフトとを備えたロータを組み立てる組立工程と、前記ロータを前記マグネットカバー内に挿入し、前記係合爪部を前記ロータに係合させて前記マグネットカバーの前記ロータに対する回転を防止する挿入工程と、を有する。

マグネットカバーは、ロータ本体部の一方の端面に当接する押し返し部と、他方の端面に覆うようにシャフトに設けられた鍔部に締結される締結端部とを有し、押し返し部にはロータに係合する係合爪部が設けられている。係合爪部がロータに係合するので、マグネットカバーの円筒部をマグネットの外周面に緩く挿入しても、マグネットカバーがマグネットに対して回転方向にずれることがない。したがって、マグネットをマグネットカバー内に圧入する必要がなく、マグネットカバーの円筒部をマグネットの外周面に強く締結する必要がなくなり、マグネットの損傷発生を抑制することができ、高品質のロータを有する電動モータを歩留まり良く製造することができる。

マグネットカバーの一端部は折返し部がロータ本体部の一端面に当接し、マグネットカバーの他端部は締結端部が縁部に締結されるので、マグネットには軸方向の外力が加わることがない。これにより、マグネットに損傷が発生することを抑制できる。

一実施の形態である電動モータを示す斜視図である。 図１の縦断面図である。 図２の拡大横断面図である。 モータの回転制御回路を示すブロック図である。 図２に示されたロータの拡大断面図である。 図５に示されたロータの下端面を示す底面図である。 ロータの分解斜視図である。 図７における８Ａ−８Ａ線方向から見たマグネットカバーを示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、マグネットカバーを製造するためのプレス加工手順を示す工程図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、電動モータを製造する際におけるロータのマグネットカバー内への挿入手順を示す工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、マグネットカバーの開口端部をロータ本体部の鍔部に締結する手順を示す工程図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、マグネットカバーの開口端部をロータ本体部の鍔部に締結する手順を示す工程図である。 図１２（Ａ）における１３−１３線断面図である。 他の実施の形態である電動モータを示す斜視図である。 図１４の縦断面図である。 図１４の拡大横断面図である。 図１５に示されたロータの拡大断面図である。 図１７に示されたロータの下端面を示す底面図である。 ロータの分解斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は電動モータを製造する際におけるロータのマグネットカバー内への挿入手順を示す工程図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２に示されるように、電動モータ１０はモータケース１１を備えている。モータケース１１は、金属板を深絞り等のプレス加工を施すことにより形成され、図２に示されるように、底壁部１１ａと円筒部１１ｂを有し、円筒部１１ｂの開口端部１２にはフランジ部１１ｃが一体に設けられている。フランジ部１１ｃには、樹脂材料からなるブラケット１３が複数のねじ部材１４により取り付けられる。

ブラケット１３には複数のカラー１５が取り付けられており、それぞれのカラー１５を貫通するねじ部材により、電動モータ１０は図示しない部材に取り付けられる。この電動モータ１０は、自動車のブレーキ装置駆動用に適用することができ、その場合には、モータケース１１はカラー１５を貫通するねじ部材により減速機に取り付けられる。

図２に示されるように、モータケース１１にはステータ１６が収容され、ステータ１６はモータケース１１の円筒部１１ｂに固定される。電動モータ１０はロータ１７を有し、ロータ１７は、モータケース１１に回転自在に軸支されるシャフト１８と、ステータ１６の内側に隙間１９を介して配置されるロータ本体部２０とを備えている。シャフト１８は、マグネット装着部１８ａと、その両端部に一体となった軸部１８ｂ、１８ｃとを有しており、マグネット装着部１８ａの外径は軸部１８ｂ、１８ｃよりも大径である。シャフト１８の基端部側の軸部１８ｃは軸受２１によりモータケース１１に回転自在に軸支され、先端部側の軸部１８ｂは軸受２２によりブラケット１３に回転自在に軸支される。軸受２１は、モータケース１１の底壁部１１ａに設けられた筒部２３に装着され、軸受２２はブラケット１３に取り付けられたホルダー２４に装着される。

シャフト１８の図２における下端部をシャフト１８の基端部とし、上端部を先端部とすると、先端部にはピニオンギヤ２５が取り付けられる。この電動モータ１０がブレーキ装置駆動用に適用される場合には、ピニオンギヤ２５の回転は、図示しない減速歯車機構を介して送りねじ軸に伝達される。送りねじ軸は、ブレーキ装置のキャリパに軸方向に往復動自在に装着された往復動部材にねじ結合されている。往復動部材とこれに対向するキャリパの爪部とには、それぞれ自動車の電動ブレーキ装置のブレーキディスクに押圧されるパッドが設けられており、電動モータ１０により自動車には制動力が加えられる。

図３に示されるように、ロータ本体部２０は円筒形状のロータコア２６を有し、ロータコア２６の挿通孔２７にはシャフト１８が貫通して挿入される。ロータコア２６の外周には接着剤２８によりリングマグネット２９が固定される。図１〜図３に示される電動モータ１０においては、シャフト１８のマグネット装着部１８ａにロータコア２６を介してリングマグネット２９が装着される。ロータコア２６はマグネット装着部１８ａとリングマグネット２９との間に装着される。このように、ロータ本体部２０は、リングマグネット２９とロータコア２６とシャフト１８のマグネット装着部１８ａを備えている。

挿通孔２７には複数の凹溝３１が軸方向に延びて設けられている。ロータコア２６は、プレス加工により略環状に打ち抜かれた金属板（電磁鋼板）を複数枚積層することにより形成される。それぞれの金属板には、積層時の位置決め用の貫通孔３２と、ロータコア２６の軽量化のための長孔３３とが形成されている。長孔３３は、図３に示されるように、ロータコア２６の円周方向に等間隔に６つ設けられている。長孔３３はロータコア２６の円周方向が長径であり、図２に示されるように、ロータコア２６の軸方向に延在している。

リングマグネット２９は、磁性材料からなる円筒形状の部材に、磁極としてのＮ極とＳ極とを円周方向にずらして交互に着磁することにより形成される。図３に示されるリングマグネット２９には、円周方向に１０個の磁極が着磁されており、ロータ本体部２０は１０極の極数を有している。図３においては、リングマグネット２９の磁極の境界部分が破線で示されている。このように、電動モータ１０のロータ本体部２０のマグネットをリングマグネット型とすると、表面磁石型や埋込磁石型のマグネットと相違して、円周方向に均等に磁極を割り付けることができるとともに、少ない組み立て工数でロータ１７を製造することができる。ロータ本体部２０のマグネットとしては、上述した表面磁石型としても良く、埋込磁石型としても良い。表面磁石型のマグネットは、円筒形状の部材の外周面に貼り付けられた円弧形状の磁石が外れることが考えられるが、リングマグネット型とすることにより、電動モータ１０の耐久性を向上させることができる。

ステータ１６は、略円筒形状のステータコア３４を有している。ステータコア３４は、図３に示されるように、９つのティース部３５を円周方向に組み合わせることにより形成される。それぞれのティース部３５は、プレス加工により打ち抜かれた金属板（電磁鋼板）を複数枚積層することにより形成される。それぞれの金属板には、積層時の位置決め用の図示省略した貫通孔が設けられている。それぞれのティース部３５には絶縁性の樹脂材料からなるインシュレータ３６が装着され、インシュレータ３６の外側にはコイル３７が巻き付けられている。９つのティース部３５にコイル３７が巻き付けられており、図３に示されるステータ１６は、９つのコイル３７を有している。

それぞれのコイル３７は、円周方向に順にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相を構成し、それぞれの相は、３つのコイル３７により形成される。図２に示されるように、ステータ１６の先端側の端面にはバスバーユニット３８が配置されている。バスバーユニット３８により各コイル３７の端子と外部電源とが電気的に接続される。電動モータ１０はブラシレスモータであり、シャフト１８には、ロータ１７の回転方向の位置を検出するために、センサディスク４０が取り付けられている。センサディスク４０には、図示しないマグネットが設けられている。センサディスク４０に対向してセンサ基板４１がブラケット１３に取り付けられており、センサディスク４０に設けられたマグネットの磁力に感応するホール素子４２がセンサ基板４１に設けられている。

図４はモータの回転制御回路を示すブロック図である。回転制御回路は、３相のコイルに対応させて３つのホール素子４２ａ〜４２ｃを有し、それぞれのホール素子は上述のように、図２に示したセンサ基板４１に取り付けられている。図２のセンサ基板４１には、１つのホール素子４２が示されているが、円周方向にずらして３つのホール素子４２ａ〜４２ｃがセンサ基板４１に設けられている。それぞれのホール素子４２ａ〜４２ｃは、センサディスク４０に設けられたマグネットの磁束を検出することにより、ロータ１７の磁極部の極性がＮ極からＳ極の中性点となったときに検出信号を出力する磁界検出素子であり、ホール素子からの検出信号に基づいてロータ１７の位置を検出し、それぞれのコイル３７に対する通電切換動作が行われる。回転位置を検出するためのセンサとしては、ホール素子のみに限られず、コンパレータの機能を有する電子素子とホール素子をワンチップ化したホールＩＣを用いるようにしても良い。

モータの回転制御回路は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各コイル３７に対する駆動電流を制御するためのインバータ回路４３を有している。インバータ回路４３は、３相フルブリッジインバータ回路であり、それぞれ直列に接続された２つのスイッチング素子Ｔ１、Ｔ２と、２つのスイッチング素子Ｔ３、Ｔ４と、２つのスイッチング素子Ｔ５、Ｔ６とを有し、それぞれは直流電源４４の正極と負極の出力端子に接続される。２つのスイッチング素子Ｔ１、Ｔ２の間には、Ｕ相のコイル３７の一方の接続端子が接続される。２つのスイッチング素子Ｔ３、Ｔ４の間には、Ｖ相のコイル３７の一方の接続端子が接続される。２つのスイッチング素子Ｔ５、Ｔ６の間には、Ｗ相のコイル３７の一方の接続端子が接続される。Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のそれぞれのコイル３７の他方の接続端子は、相互に接続されており、各コイル３７はスター結線となっている。なお、結線方式としては、デルタ結線としても良い。それぞれのスイッチング素子に供給される制御信号のタイミングを調整することにより、各コイル３７に対する転流動作が制御される。

モータの回転制御回路は、コントローラ４５を有しており、コントローラ４５からは制御信号出力回路４６を介してインバータ回路４３に制御信号が送られる。回転位置検出センサとしてのホール素子４２ａ〜４２ｃの検出信号は、回転子位置検出回路４７に送られる。回転子位置検出回路４７からはコントローラ４５に信号が送られる。コントローラ４５は制御信号を演算するマイクロプロセッサと、制御プログラムおよびデータ等が格納されるメモリとを有している。

インバータ回路４３、コントローラ４５、回転子位置検出回路４７等はモータの外部に設けられており、各相のコイルの一方の接続端子とインバータ回路４３とを接続するリード線は、図１に示されるように、ブラケット１３に設けられたケーブルガイド４８を通って外部に案内される。３つのホール素子４２ａ〜４２ｃと回転子位置検出回路４７とを接続するリード線は、ブラケット１３に設けられたケーブルガイド４９を通って外部に案内される。

図５は図２および図３に示されたロータ１７の拡大断面図である。図６は図５におけるロータの下端部を示す底面図であり、図７はロータの分解斜視図であり、図８は図７における８Ａ−８Ａ線方向から見たマグネットカバーを示す断面図である。

ロータ本体部２０は図５において上下に端面を有し、一方の端面を第１の端面５１とし、他方の端面を第２の端面５２とする。シャフト１８には鍔部５０が設けられており、鍔部５０の内面にはロータコア２６の端面に当接する部分と、リングマグネット２９の端面に当接する部分とを有し、鍔部５０はロータ本体部２０の第２の端面５２に当接する。リングマグネット２９はマグネットカバー５３により覆われる。マグネットカバー５３は、非磁性材料であるステンレス材料SUS304,SUS305により製造されており、リングマグネット２９の磁路に影響を与えることなく、モータ性能の低下を防止する。

マグネットカバー５３は、リングマグネット２９の外周面を覆う円筒部５４と、円筒部５４の一端部に環状に設けられる折返し部５５とを有している。折返し部５５は円筒部５４の端部から円筒部の径方向中心部に向けて径方向内方に折り曲げられ、ロータ本体部２０の第１の端面５１に当接する。折返し部５５はリングマグネット２９の端面には当接することなく、折返し部５５とリングマグネット２９の端面との間には隙間５６が設けられている。

折返し部５５には、円周方向に等間隔を隔てて３つの係合爪部５７が設けられている。係合爪部５７は折返し部５５に対して直角方向に折り曲げられ、折返し部５５からロータ本体部２０の軸方向に延在し、円筒部５４に対してほぼ平行である。係合爪部５７は長孔３３の位置に対応しており、マグネットカバー５３をリングマグネット２９の外側に挿入すると、係合爪部５７は長孔３３の内部に入り込んで長孔３３の円周方向の内面に係合する。マグネットカバー５３の円筒部５４の内径は、リングマグネット２９の外径よりも僅かに大径である。したがって、マグネットカバー５３は円筒部５４をリングマグネット２９に外力を加えて圧入することなく、緩く滑らせることにより、リングマグネット２９の外側に挿入される。このように、マグネットカバー５３の円筒部５４はリングマグネット２９に圧入されていないが、係合爪部５７が係合孔としての長孔３３に係合することにより、マグネットカバー５３はリングマグネット２９に対して回転する方向にずれることが防止される。

係合爪部５７は、図８に示されるように、折返し部５５側の基端部５８と先端部５９とを有している。係合爪部５７の基端部側には圧入部６１が設けられ、圧入部６１の幅寸法Ｌ0は、長孔３３の長径と同一か長径よりも僅かに大きく設定されており、マグネットカバー５３をリングマグネット２９に挿入すると、圧入部６１は長孔３３の内周面に密着して圧入される。先端部５９は先端面に向けて幅寸法が漸次減少するテーパ形状に形成されている。これにより、マグネットカバー５３をリングマグネット２９に挿入するときには、先端部５９が長孔３３に入り込み、先端部５９の側面がガイド部６２となって、係合爪部５７が長孔３３の内周面に案内されて長孔３３に挿入される。係合爪部５７を容易に長孔３３内に入り込ませることができるように、ガイド部６２の軸方向長さＬ1は、圧入部６１の長さＬ2よりも長く設定されている。ガイド部６２の長さＬ1は圧入部６１の長さＬ2の２倍以上とすることが好ましい。

長孔３３は６つ形成され、係合爪部５７は３つ設けられており、６つの長孔３３のうち３つに係合爪部５７が係合するようになっている。ただし、係合爪部５７を３つ以上、例えば６つ設ければ、全ての長孔３３に係合爪部５７が係合される。係合孔としての長孔３３の数も、６つに限られず、３つ以上設ければ良い。係合爪部５７が係合される係合孔としては、長孔に限られず、真円の孔でも良い。

図８に示されるように、係合爪部５７の基端部の左右の側辺部分には、折り曲げ加工用の切り欠き部６３が設けられている。このように、係合爪部５７の基端部つまり係合爪部５７と折返し部５５との境界部に切り欠き部６３を設けると、係合爪部５７を折返し部５５に対してほぼ直角方向に折り曲げ加工するときに、係合爪部５７の折り曲げ加工を高精度で容易に行うことができる。切り欠き部６３を係合爪部５７の左右両側に設けることなく、一方側のみでも折り曲げ加工性を高めることができる。

係合爪部５７の基端部の幅方向中央部には、位置決め孔６４が設けられている。この位置決め孔６４は、マグネットカバー５３内にロータ本体部２０を挿入するときに、マグネットカバー５３を治具の位置決めピンに装着するために使用される。位置決め孔６４は、左右両側の２つの切り欠き部６３の間に設けられており、切り欠き部６３に加えて、係合爪部５７の折り曲げ加工性を容易にする機能も有している。

図９（Ａ）〜図９（Ｅ）は、マグネットカバー５３を製造するためのプレス加工手順を示す加工工程図である。

図９（Ａ）は、上述した非磁性材料のブランク材を深絞りして断面カップ形状の加工途中のマグネットカバー素材５３ａを示す。このマグネットカバー素材５３ａは、円筒部５４と底壁部６５とを有し、円筒部５４の一端には底壁部６５よりも軸方向外方に突出した凸部６６が形成される。マグネットカバー素材５３ａの深絞り加工時に発生したフランジ部６７を切断加工すると、図９（Ｂ）に示されるように、円筒部５４と底壁部６５とからなる加工途中のマグネットカバー素材５３ｂが加工される。図９（Ｃ）は、底壁部６５をプレスにより打ち抜き加工した状態のマグネットカバー素材５３ｃを示す縦断面図であり、図９（Ｄ）は図９（Ｃ）における９Ｄ−９Ｄ線断面図である。マグネットカバー素材５３ｃの底壁部６５には、図９（Ｄ）に示されるように、環状の折返し部５５と、折返し部５５から径方向内方に突出した３つの係合爪部５７とが形成される。さらに、係合爪部５７の基端部の両側には切り欠き部６３が形成され、係合爪部５７の幅方向中央部には位置決め孔６４が形成される。

このマグネットカバー素材５３ｃにおいては、図９（Ｄ）に示されるように、２つの切り欠き部６３と位置決め孔６４とが二点鎖線で示すように、一直線状に配置されており、この部分を折り曲げ中心として、３つの係合爪部５７を折返し部５５に対してほぼ直角方向に折り曲げ加工すると、図９（Ｅ）に示されるように、係合爪部５７が折返し部５５に対して折り曲げられたマグネットカバー５３が製造される。上述のように、係合爪部５７の折り曲げ部つまり基端部に切り欠き部６３が設けられているので、係合爪部５７の折り曲げ加工を高精度で容易に行うことができる。

このように、図９に示すプレス加工工程により、マグネットカバー５３は製造される。製造時におけるマグネットカバー５３は、円筒部５４とこの円筒部５４の一端部に設けられた折返し部５５と係合爪部５７とを有し、円筒部５４は他端部に向けて真っ直ぐに伸びている。また、折返し部５５の外周部には、軸方向外方に突出した凸部６６が形成される。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、電動モータ１０を製造する際におけるロータ１７のマグネットカバー５３内への挿入手順を示す挿入工程図である。ロータ１７は、図示しないロータ組立工程において、図７に示されるように組み立てられる。

図１０（Ａ）に示されるように、マグネットカバー５３は挿入治具７１の上に位置決め固定される。挿入治具７１は、マグネットカバー５３を支持する支持孔を有し、挿入治具７１の底部には３つの位置決めピン７２が設けられている。それぞれの位置決めピン７２は、図９（Ｄ）に示した位置決め孔６４に嵌合される。これにより、マグネットカバー５３は挿入治具７１に位置決め固定される。なお、図１０においては、挿入治具７１の一部のみが示されている。

次いで、ロータ１７がマグネットカバー５３内に挿入される。このときには、ロータ本体部２０の外径はマグネットカバー５３の内径よりも僅かに小径となっており、容易に挿入することができる。図１０（Ｂ）は、係合爪部５７の先端部５９が係合孔としての長孔３３に入り込んだ状態を示す。先端部５９はテーパ形状となっており、長孔３３の長径よりも先端部５９の幅は小さいので、マグネットカバー５３に対するロータ１７の回転方向の位置決めを高精度に行うことなく、容易に係合爪部５７を長孔３３の中に容易に入り込ませることができる。

図１０（Ｃ）は、ロータ本体部２０の下側の端面つまり第１の端面５１に折返し部５５の端面が当接するまでロータ１７がマグネットカバー５３内に挿入された状態を示す。このときには、係合爪部５７の基端部側に設けられた圧入部６１が長孔３３の内周面に密着して圧入される。これにより、マグネットカバー５３は圧入部６１によりロータ１７に固定されて、マグネットカバー５３がロータ１７に対して回転することが防止される。リングマグネット２９は、ロータ１７の組立工程において、接着剤２８によりロータコア２６に固定され、リングマグネット２９の一方の端面が、ロータコア２６およびマグネット装着部１８ａの端面よりずれ、他方の端面が鍔部５０に当接して組み立てられている。したがって、ロータ本体部２０をマグネットカバー５３に挿入すると、リングマグネット２９と折返し部５５の間には隙間５６が形成され、折返し部５５がリングマグネット２９の端面に当接することはない。

図１１〜図１３は、マグネットカバー５３の開口端部をロータ本体部２０の鍔部５０に締結する工程を示す加締め工程図である。

図１１（Ａ）に示されるように、マグネットカバー５３内に挿入されたロータ１７は、ワーク支持治具７３に取り付けられる。なお、マグネットカバー５３の開口部には、図１１に示されるように、開口端面に向けて径が漸次大径となる拡径部６８が設けられている。このように、拡径部６８を設けると、ロータ本体部２０を容易にマグネットカバー５３に挿入することができる。拡径部６８を、図９（Ｅ）に示す形状にマグネットカバー５３が製造されてから加工するようにしても良く、図９（Ａ）に示すように深絞り加工工程において加工するようにしても良い。また、拡径部６８を設けないようにしても良い。

ワーク支持治具７３は、マグネットカバー５３の円筒部５４の外周面に接触する支持孔７４を有し、支持孔７４の底部側の端部には、折返し部５５に対向する径方向の突き当て面７５が形成されている。ロータ１７を支持孔７４に挿入すると、ロータ１７の中心軸は、ワーク支持治具７３の治具中心軸Ｏjと同心状態になる。突き当て面７５の径方向外側の部分には弾性力付与部７５ａが設けられており、ロータ１７の凸部６６は弾性力付与部７５ａに接触する。突き当て面７５は、図１１（Ａ）に示されるように、ロータ１７がワーク支持治具７３に取り付けられたときに、凸部６６の先端が接触する弾性力付与部７５ａと、これのよりも径方向内方部分の締め付け部７５ｂとを有している。

図１１（Ａ）に示されるように、ロータ１７がワーク支持治具７３に支持された状態のもとでは、ロータ１７に軸方向の外力を加えると、ロータ１７は軸方向に移動できる程度の力で支持されている。

ワーク支持治具７３に隣接して加締めローラー７６が配置され、加締めローラー７６は回転中心軸Ｏrを中心に回転自在に支持軸７７に装着されている。支持軸７７は図示しないアームにより、ロータ１７の治具中心軸Ｏjを中心に旋回移動自在、つまりロータ１７の径方向外側を公転移動自在に取り付けられており、支持軸７７は治具中心軸Ｏjに対して径方向に移動自在である。図１１（Ａ）は、矢印Ｒで示されるように、加締めローラー７６をロータ１７に接近させてマグネットカバー５３の拡径部６８に加締めローラー７６が接触した状態を示す。

図１１（Ｂ）に示されるように、ロータ１７がワーク支持治具７３により支持された状態のもとで、矢印Ｓで示されるように、押圧部材７８によりロータ１７はワーク支持治具７３の突き当て面７５に向けて軸方向に押圧力が加えられる。ロータ１７に突き当て面７５に向かう方向の押圧力が加えられると、図１１（Ｂ）に示されるように、凸部６６は弾性力付与部７５ａによりロータ１７の軸方向に収縮変形される。さらに、折返し部５５はロータ本体部２０の第１の端面５１と、ワーク支持治具７３の締め付け部７５ｂとの間で締め付けられる。これにより、円筒部５４には軸方向Ｅに押し付け力が加えられ、凸部６６には軸方向の弾性力が付加される。凸部６６が軸方向につぶれて、ばね部材のように、内部に弾性力、つまりばね力が蓄積される。

次いで、図１２（Ａ）に矢印Ｒで示されるように、支持軸７７を治具中心軸Ｏjに向けて接近移動させるとともに、図１３に示されるように、支持軸７７を矢印Ｔで示すように、治具中心軸Ｏjを中心に旋回運動、つまり公転運動させる。これにより、加締めローラー７６は、矢印Ｑで示すように、回転運動しながらマグネットカバー５３の開口端部を、鍔部５０の外周面に加締め付け、マグネットカバー５３の開口端部には締結端部６９が形成される。マグネットカバー５３が鍔部５０の外周面に加締め付けられるときには、図１２（Ａ）において矢印Ｆで示すように、円筒部５４には開口端部に形成される締結端部６９に向けて引っ張られる方向の弾性力が加えられる。したがって、締結端部６９が加工された後に、ロータ１７をワーク支持治具７３から取り外すと、図１２（Ｂ）に矢印Ｇで示されるように、円筒部５４には締結端部６９を鍔部５０に向けて押し付ける反力が発生し、この反力により折返し部５５にはロータ本体部２０の端面５１に向かう方向に押し付け力、つまり弾性力が発生する。

このように、マグネットカバー５３はその一端部の折返し部５５がリングマグネット２９の一端面に接触することなく、ロータ本体部２０の端面５１に押し付けられる。一方、リングマグネット２９の他端面には鍔部５０が接触し、マグネットカバー５３の締結端部６９が鍔部５０に押し付けられるので、リングマグネット２９には軸方向の負荷が加えられることはない。これにより、リングマグネット２９が破損することが防止される。しかも、図１２（Ｂ）に示されるように、鍔部５０の外周面は、軸方向のストレート面５０ａと、鍔部５０の外側端面に向けて漸次小径となったテーパ面５０ｂとを有している。ストレート面５０ａの外径をリングマグネット２９の外径よりも僅かに小さく設定すると、マグネットカバー５３に締結端部６９を形成しても、リングマグネット２９にはマグネットカバー５３から外力が加えられることはない。

図１１および図１２に示すように、支持軸７７を治具中心軸Ｏjを中心に公転運動させているが、ワーク支持治具７３を加締めローラー７６の回転中心軸Ｏrを中心に公転運動させるようにしても良く、回転中心軸Ｏrと治具中心軸Ｏjの公転運動は相対的であれば良い。

このように電動モータ１０の製造方法は、上述のように、ロータ１７を製造する工程を有しており、モータケース１１に組み付けられたステータ１６に、ロータ１７を組み付ける工程等を経て電動モータ１０が製造される。なお、図７および図８においては、締結端部６９が設けられた状態でマグネットカバー５３が示されている。

図１４は他の実施の形態である電動モータ１０ａを示す斜視図であり、図１５は図１４の縦断面図であり、図１６は図１４の拡大横断面図である。これらの図においては、上述した電動モータ１０を構成する部材と共通性を有する部材には同一の符号が付されている。

電動モータ１０ａは、電動モータ１０と同様に、自動車のブレーキ装置駆動用に適用することができる。その場合には、モータケース１１はカラー１５を貫通するねじ部材により図示しない減速機歯車機構に取り付けられ、電動モータ１０と同様に、電動モータ１０ａにより自動車には制動力が加えられる。

電動モータ１０ａのモータケース１１の径は、電動モータ１０のモータケース１１よりも小径である。図１６に示されるように、シャフト１８のマグネット装着部１８ａにはリングマグネット２９が接着剤２８により直接固定され、マグネット装着部１８ａとリングマグネット２９とによりロータ本体部２０が形成されている。リングマグネット２９は、上述した電動モータ１０と同様に、極数が１０極である。ステータコア３４も、同様に、コイル３７が巻き付けられる９つのティース部３５を有し、それぞれのコイル３７は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相を構成している。

図１５に示されるように、マグネットが設けられたセンサディスク４０がシャフト１８には取り付けられ、センサディスク４０に対向してセンサ基板４１がブラケット１３に取り付けられている。マグネットに感応するホール素子４２ａ〜４２ｃがセンサ基板４１に設けられており、図４に示した回転制御回路と同様にインバータ回路４３を有する回転制御回路により、各コイル３７に対する転流動作が制御される。図１４および図１５に示されるように、１つのケーブルガイド４８ａがブラケット１３に設けられている。ケーブルガイド４８ａには、コイル３７に接続されるパワー配線と、ホール素子４２ａ〜４２ｃに接続されるセンサ配線と、センサ基板４１に設けられた素子等に電力を供給するための電源用とグランド用の配線とが設けられている。図１５においては、１つのパワー配線の端子３９ａと、１つのセンサ配線の端子３９ｂと、電源用の配線の端子とが示されている。

図１７は図１５に示されたロータの拡大断面図である。図１８は図１７に示されたロータの下端面を示す底面図であり、図１９はロータの分解斜視図である。

マグネット装着部１８ａには２つのリングマグネット２９が接着されており、２つのリングマグネット２９とマグネット装着部１８ａとによりロータ本体部２０が形成される。シャフト１８には鍔部５０が一体に設けられており、鍔部５０にはリングマグネット２９の端面が当接される。ロータ本体部２０の第１の端面５１はマグネット装着部１８ａの端面により形成され、第２の端面５２はリングマグネット２９の端面により形成される。なお、２つのリングマグネット２９の長さの１つのリングマグネット２９をマグネット装着部１８ａに固定するようにしても良く、上述した電動モータ１０の鍔部５０と同様に、鍔部５０とシャフト１８と別部材としても良い。

マグネットカバー５３は、図１７に示されるように、リングマグネット２９の外周面を覆う円筒部５４と、ロータ本体部２０の第１の端面５１を覆う折返し部５５と、鍔部５０に締結される締結端部６９とを有している。図１８に示されるように、折返し部５５には円周方向に１８０度ずれた位置に２つの係合爪部５７ａが相互に対向して設けられている。それぞれの係合爪部５７ａは折返し部５５から径方向内方に延在し、ロータ１７を構成するシャフト１８の外周面に係合する。係合爪部５７ａがシャフト１８の外周面に係合することにより、マグネットカバー５３がリングマグネット２９に対して円周方向に回転することが防止される。

シャフト１８の外周面には、係合爪部５７ａに対応させて２つの平坦面８１が形成されている。２つの平坦面８１は相互に平行であり、二方取り面とも言われる。二方取り面としての２つの平坦面８１は、図１７および図１９に示されるように、シャフト１８の端面側の幅寸法Ｈのガイド面８１ａと、これよりも幅寸法が大きく設定されたロータ本体部２０側の係合面８１ｂとを有しており、ガイド面８１ａと係合面８１ｂとの間には段差部８２が設けられている。ガイド面８１ａと係合面８１ｂは段差部８２を介して軸方向に連なっている。

一方、係合爪部５７ａの先端面は、図１８に示されるように、平坦面８１の幅方向に沿って延びており、係合爪部５７ａの両側には切り欠き部８３が設けられている。切り欠き部８３を設けることにより、係合爪部５７ａの先端部が軸方向に弾性変形する。係合爪部５７ａの先端部には、３つの突起８４が設けられている。

一方の係合爪部５７ａの突起８４と他方の係合爪部５７ａの突起８４との間の間隔は、ガイド面８１ａの幅寸法Ｈつまり厚み寸法よりも大きく設定され、係合面８１ｂの幅寸法よりも小さく設定されている。これにより、マグネットカバー５３をリングマグネット２９の外側に挿入する際に、係合爪部５７ａの突起８４はガイド面８１ａに軽く接触してマグネットカバー５３の挿入動作が案内される。挿入動作により係合爪部５７ａの突起８４が段差部８２を超えて係合面８１ｂの位置まで挿入されると、突起８４は係合面８１ｂに係合する。突起８４は係合力により軸方向に僅かに弾性変形する。このように、係合爪部５７ａの先端の突起８４が係合面８１ｂに係合して押し付けられた状態となることにより、マグネットカバー５３がリングマグネット２９に対して回転方向にずれることが確実に防止される。

図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）は電動モータ１０ａを製造する際におけるロータ１７のマグネットカバー５３内への挿入手順を示す工程図である。ロータ１７は、図示しないロータ組立工程において、図１９に示されるように組み立てられる。

図２０（Ａ）に示されるように、マグネットカバー５３は挿入治具７１の上に配置される。次いで、図２０（Ｂ）に示されるように、マグネットカバー５３の開口端部からロータ１７が挿入される。このときには、ロータ本体部２０の外径はマグネットカバー５３の内径よりも僅かに小径となっており、容易に挿入することができる。図２０（Ｂ）は、
係合爪部５７ａの先端の突起８４が平坦面８１のガイド面８１ａの位置となるまでロータ１７がマグネットカバー５３内に挿入された状態を示す。このときには、突起８４と平坦面８１との間には隙間があり、平坦面８１を係合爪部５７ａの位置として容易にロータ１７をマグネットカバー５３内に挿入することができる。

図２０（Ｃ）はロータ本体部２０の端面５１が折返し部５５に当接するまで、ロータ１７がマグネットカバー５３内に挿入された状態を示す。このときには、係合爪部５７ａの先端に設けられた突起８４が平坦面８１の係合面８１ｂに密着して圧入される。これにより、マグネットカバー５３は係合面８１ｂによりロータ１７に固定されて、マグネットカバー５３がロータ１７に対して回転することが防止される。

リングマグネット２９は、ロータ１７の組立工程において、接着剤２８によりマグネット装着部１８ａに固定され、リングマグネット２９の一方の端面が、マグネット装着部１８ａの端面５１よりずれ、他方の端面が鍔部５０に当接して組み立てられている。したがって、ロータ本体部２０をマグネットカバー５３に挿入すると、リングマグネット２９と折返し部５５の間には隙間５６が形成され、折返し部５５がリングマグネット２９の端面に当接することはない。

このようにして、マグネットカバー５３に挿入されたロータ１７は、図１〜図３に示したロータ１７を製造する場合と同様に、加締め加工のための図１１に示したワーク支持治具７３と同様のワーク支持治具に搬送される。これにより、図１１および図１２に示した加締め工程と同様の工程により、マグネットカバー５３の開口端部がロータ本体部の鍔部５０に締結され、マグネットカバー５３の端部には締結端部６９が加工される。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１１ モータケース
１３ ブラケット
１６ ステータ
１７ ロータ
１８ シャフト
１８ａ マグネット装着部
２０ ロータ本体部
２６ ロータコア
２９ リングマグネット
３３ 長孔
３４ ステータコア
３７ コイル
４０ センサディスク
４１ センサ基板
５０ 鍔部
５０ａ ストレート面
５０ｂ テーパ面
５１ 第１の端面
５２ 第２の端面
５３ マグネットカバー
５４ 円筒部
５５ 折返し部
５６ 隙間
５７、５７ａ 係合爪部
５８ 基端部
５９ 先端部
６１ 圧入部
６２ ガイド部
６３ 切り欠き部
６４ 位置決め孔
６６ 凸部
６７ フランジ部
６８ 拡径部
６９ 締結端部
７１ 挿入治具
７２ 位置決めピン
７３ ワーク支持治具
７６ 加締めローラー
７７ 支持軸
７８ 押圧部材
８１ 平坦面
８１ａ ガイド面
８１ｂ 係合面
８２ 段差部
８３ 切り欠き部
８４ 突起

Claims (16)

1. モータケースに収容されるステータと、前記モータケースに回転自在に軸支されるシャフトと前記ステータの内側に配置されるマグネットを有するロータ本体部とを備えたロータと、からなる電動モータであって、
   前記マグネットの外周面を覆う円筒部と、前記円筒部の一端部に設けられ前記ロータ本体部の一方の端面に当接する折返し部と、前記ロータ本体部の他方の端面を覆うように前記シャフトに設けられた鍔部に締結される締結端部とを備えたマグネットカバーを有し、
   前記ロータに係合する係合爪部を前記折返し部に設けた、電動モータ。
2. 請求項１記載の電動モータにおいて、
   軸方向に延在する係合孔が設けられ、前記シャフトのマグネット装着部と前記マグネットとの間に装着されるロータコアを有し、
   前記係合爪部は前記折返し部から軸方向に延在し、前記係合孔の円周方向の内面に係合する、電動モータ。
3. 請求項２記載の電動モータにおいて、
   前記係合孔および前記係合爪部はそれぞれ円周方向に等間隔を隔てて３つ以上設けられる、電動モータ。
4. 請求項２または３記載の電動モータにおいて、
   前記係合爪部の基端部に前記係合孔の内周面に圧入される圧入部が設けられ、前記圧入部よりも円周方向の幅が小さく前記係合爪部が前記係合孔に挿入されるときに前記係合爪部を案内するガイド部が前記係合爪部の先端部に設けられた、電動モータ。
5. 請求項４記載の電動モータにおいて、
   前記ガイド部の軸方向長さは、前記圧入部の長さの２倍以上である、電動モータ。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の電動モータにおいて、
   前記係合爪部の基端部の側辺に折り曲げ用の切り欠き部を設けた、電動モータ。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載の電動モータにおいて、
   前記係合爪部の幅方向中央部に位置決め孔を設けた、電動モータ。
8. 請求項１記載の電動モータにおいて、
   前記係合爪部は、前記折返し部から径方向内方に延在し、前記ロータの外周面に設けられた係合面に係合する、電動モータ。
9. 請求項８記載の電動モータにおいて、
   前記係合爪部との間で隙間を形成するガイド面を、前記係合面よりも前記ロータ本体部の一方の端面側に設け、前記係合爪部を前記係合面に向けて移動させるときに、前記ガイド面が前記係合爪部を案内する、電動モータ。
10. 請求項８または９記載の電動モータにおいて、
    前記係合面は、前記ロータの外周面に形成された少なくとも１つの平坦面により形成され、
    前記係合爪部は、前記平坦面に幅方向に沿って延びる先端面を有する、電動モータ。
11. 請求項１０記載の電動モータにおいて、
    前記係合爪部の先端に複数の凸部を設け、当該凸部が前記平坦面に係合する、電動モータ。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電動モータにおいて、
    前記マグネットはリングマグネットである、電動モータ。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電動モータにおいて、
    自動車の電動ブレーキを駆動するために使用される電動モータ。
14. モータケースに収容されるステータと、前記モータケースに回転自在に軸支されるシャフトと前記ステータの内側に配置されるマグネットを有するロータ本体とを備えたロータと、からなる電動モータの製造方法であって、
    円筒部と、該円筒部の一端部に一体に設けられ径方向内方に突出する折返し部と、該折返し部に一体に設けられた係合爪部とを有するマグネットカバーをプレス加工する加工工程と、
    前記マグネットを有するロータ本体部と前記シャフトとを備えたロータを組み立てる組立工程と、
    前記ロータを前記マグネットカバー内に挿入し、前記係合爪部を前記ロータに係合させて前記マグネットカバーの前記ロータに対する回転を防止する挿入工程と、
    を有する、電動モータの製造方法。
15. 請求項１４記載の電動モータの製造方法において、
    前記ロータは、軸方向に延在する係合孔が設けられ、前記シャフトのマグネット装着部と前記マグネットとの間に装着されるロータコアを有し、前記係合爪部は前記折返し部から軸方向に延在し、
    前記挿入工程において、前記係合爪部を前記係合孔の円周方向の内面に係合させる、電動モータの製造方法。
16. 請求項１４記載の電動モータの製造方法において、
    前記係合爪部は前記折返し部から径方向内方に延在し、前記ロータの外周面に係合面を設け、
    前記挿入工程において、前記係合爪部を前記係合面に係合させる、電動モータの製造方法。

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