JP2022056690A

JP2022056690A - 回転電機および回転電機の製造方法

Info

Publication number: JP2022056690A
Application number: JP2020164570A
Authority: JP
Inventors: 淳也鈴木; Junya Suzuki; 実透矢部; Sanesuki Yabe; 英也西川; Hideya Nishikawa; 正文岡崎; Masabumi Okazaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: JP7433183B2

Abstract

【課題】永久磁石を有する回転電機の構造において、マグネットの径方向のがたつきを抑え、更に出力軸方向および周方向の位置決めを高精度に行う。【解決手段】マグネットホルダ１４は出力軸方向に沿って延びマグネット１３の間に配置される複数個のアーム部１６と、アーム部１６を保持するベース部１７を有し、アーム部１６には第１Ｌ字型ホルダ突起部２７及び第２Ｌ字型ホルダ突起部２８を設け、ロータコア１２の側面には第１Ｌ字型ホルダ突起部２７及び第２Ｌ字型ホルダ突起部２８が嵌合するようなＬ字形状の断面形状を有するコアリブ３４を備え、第１Ｌ字型ホルダ突起部２７及び第２Ｌ字型ホルダ突起部２８とコアリブ３４とを係合させることにより、マグネットホルダ１４とロータコア１２との隙間３８にマグネット１３を固定させる。【選択図】図２

Description

本願は、回転電機および回転電機の製造方法に関するものである。

従来の永久磁石を有する回転電機の構造において、鉄心の外周に櫛歯状のアームを備えたマグネットホルダを有し、マグネットホルダでマグネットを保持する構造を有するものがあった。
例えば永久磁石の両端部に、端板が配設されており、この端板に設けられた突起は、隣り合う永久磁石の間隙の外周側に嵌合され、永久磁石と端板に設けられた突起の外周は、圧入又は焼き嵌め等により非磁性部材により覆われているものがあった（特許文献１参照）。
また１対のリング磁石は、それぞれ中央に穴部が設けられ、櫛歯がそれぞれ対向するように設けられており、そして各櫛歯の間には、棒状のセグメント磁石を収容するための凹部が形成されているものがあった（特許文献２参照）。

更にはモータに使用されるマグネットホルダは、回転軸に固定されるホルダベースと、ホルダベースから回転軸の延伸方向に向かって突出形成された複数個のホルダアームとを備え、ホルダアームは、ロータコアの外周部に固定され回転軸延伸方向に延びるアーム本体と、ホルダベースとアーム本体とを接続し、アーム本体の幅よりも周方向の幅が小さく形成されたブリッジ部を有し、隣接するホルダアームの間に収容されたマグネットは、ホルダアームの弾性によって保持され、マグネットの取り付けに伴うホルダアーム端部の開きが抑えられるものがあった（特許文献３参照）。

特開２００４－１２９３６９号特開２００５－４５９７８号国際公開２００７／０８０８８８号公報

特許文献１、２に開示された従来の装置は、ロータコアの外周に出力軸方向に沿って設けられたホルダ取り付け溝に櫛歯状のアームを備えたマグネットホルダを嵌合固定し、マグネットを各アーム間に出力軸方向から圧入気味に挿入することで、ロータコアの外周に固定する構造となっている。また、特許文献３に開示された従来の装置は、マグネットホルダのアームとアームを保持するベース間にアームよりも小さいブリッジ部を有し、マグネット挿入時にブリッジ部が変形することで、マグネットを弾性によって保持する構造となっている。

しかし特許文献１、２では、マグネットホルダのアーム基部の剛性が高いため、マグネット挿入時にマグネットをアーム基部まで押し込むと、寸法のばらつきによってはアーム端部が開いてしまい、径方向のがたつきが発生するという課題があった。径方向のがたつきが発生すると、コギングトルクまたはトルクリップル等の回転電機としての性能および信頼性が悪化するという問題がある。また、隣り合うアーム基部同士の隙間が寸法のばらつきによって小さくなると、マグネットを挿入した際にマグネットを所定の位置まで挿入することができず、出力軸方向のばらつきが発生するため、回転電機の性能が悪化する課題があった。

特許文献３では、上記課題を解決するため、マグネットホルダのアームとベースの間にブリッジ部を設け、マグネットを弾性によって保持する構造となっている。しかし、特許文献３では、変形するブリッジ部を有するアームでマグネットの周方向の位置決めと固定をするため、周方向の位置決め精度が悪化し、コギングトルク又はトルクリップル等の回転電機としての性能が悪化する問題がある。また、マグネットホルダはコアに設けた嵌合部に嵌合固定されるが、嵌合部にも所要の遊び、もしくはマグネット挿入時による変形が生じるため、マグネットの周方向の位置決め精度をさらに悪化させる問題がある。

本願は上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、永久磁石を有する回転電機の構造において、マグネットの径方向のがたつきを抑えつつ、出力軸方向および周方向の位置決めを高精度できるマグネットホルダを有する回転電機および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。

本願に開示される回転電機は、
出力軸に固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周に周方向に沿って配置された複数個のマグネットを有するものであって、
出力軸方向に沿って延び前記マグネットの間に配置される複数個のアーム部と、前記アーム部を保持するベース部を有するマグネットホルダと、
前記アーム部の少なくとも反ベース部側端部に設けられたＬ字型ホルダ突起部と、
前記ロータコアの側面の少なくとも出力軸方向端部に設けられるとともに、前記Ｌ字型ホルダ突起部が嵌合するようなＬ字形状の断面形状を有するコアリブを備え、
前記Ｌ字型ホルダ突起部における周方向一方に突出する第１突出部の径方向外側の面を前記コアリブの周方向他方に突出する第２突出部の径方向内側の面と接触させることにより前記マグネットホルダを前記ロータコアに固定させ、
前記マグネットは径方向においては、前記アーム部の内周面と前記ロータコアの外周面との間に保持されるとともに、
前記マグネットは周方向においては、前記コアリブと前記アーム部との間に保持されるものである。

又本願に開示される回転電機の製造方法は、
マグネットホルダを出力軸方向からロータコアに挿入する工程と、
マグネットホルダをロータの回転方向とは逆方向に回転させた後、出力軸方向に移動させることによりロータコアに固定する工程と、
マグネットをベース部とは反対側の出力軸方向から前記ロータコアと前記マグネットホルダの隙間に挿入する工程とを有するものである。

本願に開示される回転電機によれば、永久磁石を有する回転電機の構造において、マグネットの径方向のがたつきを抑えつつ、出力軸方向および周方向の位置決めを高精度に行うことができる。

実施の形態１における回転電機の構成を示す断面図である。実施の形態１におけるロータを示す分解斜視図である。実施の形態１におけるマグネットホルダを示す斜視図である。実施の形態１におけるアーム部を示す斜視図である。実施の形態１における第１Ｌ字型ホルダ突起部を示す出力軸に対して垂直な断面図である。実施の形態１における逃がし面部を示す出力軸に対して垂直な断面図である。実施の形態１における第２Ｌ字型ホルダ突起部を示す出力軸に対して垂直な断面図である。実施の形態１におけるロータコアを示す斜視図である。実施の形態１におけるコアリブ部を示す拡大図である。図６に示すロータコア１２のＡ―Ａ線断面図である。図６に示すロータコア１２のＢ―Ｂ線断面図である。図６に示すロータコア１２のＣ―Ｃ線断面図である。ロータの組立手順を示す図である。実施の形態１におけるロータの組立手順を示す図である。実施の形態１におけるロータの組立手順を示す図である。図１１のＥ方向から見た図である。実施の形態１におけるロータの組立手順を示す図である。実施の形態１におけるマグネットをマグネットホルダに挿入した状態を示す斜視図である。図１４におけるＤ－Ｄ線断面図である。実施の形態１における第１Ｌ字型ホルダ突起部とコアリブとの嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図である。実施の形態１における逃がし面部とマグネットとの嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図である。実施の形態１における第２Ｌ字型ホルダ突起部とコアリブとの嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図である。実施の形態１におけるロータの組立手順を示す図である。実施の形態１におけるロータの組立手順を示す図である。実施の形態１におけるロータの組立手順を示す図である。実施の形態１における第１Ｌ字型ホルダ突起部とコアリブとの嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図である。実施の形態２におけるマグネットホルダを示す斜視図である。実施の形態２におけるロータコアを示す斜視図である。実施の形態２におけるロータコアにマグネットホルダを組み付けた状態を示す斜視図である。図２３におけるＥ―Ｅ線断面図である。図２４におけるＨ－Ｈ線断面部におけるホルダリブとコアリブとの嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図である。図２４におけるＪ－Ｊ線断面部におけるホルダリブを示す出力軸に対して垂直な断面図である。

実施の形態１．
本実施の形態は、モータ又は発電機などの回転電機に関するものであり、特にロータコアに備えられたマグネットを保持するマグネットホルダの構造に関するものである。
本実施の形態である回転電機について図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同一または同様の構成部分については同じ符号を付している。
図１は、実施の形態１による回転電機１００の構成を示す断面図である。図１において、回転電機１００は、円筒形状のモータケース１に内蔵された出力軸２と、出力軸２に固定されたロータ３と、ロータ３の外周面に対してエアギャップを介して対向する内周面を有するステータ４とから主に構成されている。

ステータ４には、電機子巻線５が巻回され、モータケース１の内面に圧入固定される。図１の上部において、電機子巻線５の近傍に配置された環状配線部６は、電機子巻線５の端部に接続されている。巻線端部７は、環状配線部６から回転電機の軸方向に延び、更にフレーム８を貫通して延びている。そして巻線端部７は、環状配線部６を介して電機子巻線５の巻線端部に接続されている。
巻線端部７は、電機子巻線５のＵ相巻線の巻線端部と、Ｖ相巻線の巻線端部と、Ｗ相巻線の巻線端部とに夫々接続された３本の導体がまとめられて構成されている。

ロータ３は、その周面に界磁極を構成する永久磁石（図示せず）が複数対配置されている。また、出力軸２を回転自在に支持する一対の第１の軸受９ａと第２の軸受９ｂが、ロータ３に対して図１における上方部と下方部にそれぞれ配置されている。第１の軸受９ａはフレーム８の中央部に配置されている。フレーム８は、回転電機１００の内部を閉塞する蓋の役目をしている。一方、第２の軸受９ｂは、回転電機１００の出力側の構造体１０に固定されている。
出力軸２の反出力側の端部には、センサロータ１１が固定されている。センサロータ１１の軸方向の端面には、ギャップを介して回転センサ（図示せず）が配置されている。センサロータ１１は、１対又は複数対の永久磁石を備えている。分離して配置された回転センサは、出力軸２の回転とともに回転するセンサロータ１１の永久磁石からの磁界の変化を検出して電気信号に変換する。
なお、センサロータ１１と回転センサは、磁気センサタイプであるとして説明したが、磁気センサタイプ以外のものでもよい。例えばレゾルバであってもよく、あるいはホールセンサであってもよい。

図２はロータ３を示す分解斜視図である。ロータ３の出力軸２にはロータコア１２Ａ、１２Ｂが固定されており、ロータコア１２Ａ、１２Ｂの外周にはセグメントタイプのマグネット１３Ａ、１３Ｂが合成樹脂製のマグネットホルダ１４Ａ、１４Ｂによって取り付けられている。またマグネット１３Ａ、１３Ｂの外側には円筒形状のカバー１５が取り付けられている。このカバー１５は、マグネット１３Ａ、１３Ｂが万一破損した際に、マグネット１３Ａ、１３Ｂが飛散して回転電機１００が回転しなくなってしまうことを防止する機能を有する。

本実施の形態におけるロータ３においては、段スキュー構造が採用されている。即ちマグネット１３Ａ、１３Ｂはそれぞれロータコア１２Ａ、１２Ｂの周方向に沿って８個設けられており、そしてロータコア１２Ａ、１２Ｂは軸方向に２列配置されている。そして軸方向において、隣り合っているマグネット１３Ａ、１３Ｂは同極性を有しており、更に軸方向に隣り合ったマグネット１３Ａ、１３Ｂの関係において、周方向に所定のステップ角ずつずれた位置で取り付けられている。このようにして、マグネット１３Ａ、１３Ｂの関係は段スキュー構造の関係となっている。以下ロータコア１２Ａ、１２Ｂはロータコア１２として、マグネット１３Ａ、１３Ｂはマグネット１３として、更にマグネットホルダ１４Ａ、１４Ｂはマグネットホルダ１４として説明する。
図３は、マグネットホルダ１４を示す斜視図である。マグネットホルダ１４は、マグネット１３の数（８個）だけ備えられたマグネット１３を保持するアーム部１６と、アーム部１６を保持するベース部１７で構成されている。

ベース部１７には、ロータコア１２を位置決めし、更に固定するための圧入ピン１８が設けられており、圧入ピン１８はピン先端部である第１柱状部１９と、第１柱状部１９より径の大きい第２柱状部２０を有する段付き形状となっている。またベース部１７には、マグネット１３の出力軸方向端部における周方向に亘って存在する片側側面を保持するための出力軸方向保持部２１が設けられており、アーム部１６が設けられている面と反対側の面には、先端の角度が小さくなるような面取り部である導入部２２が設けられており、この導入部２２により、カバー１５を容易に挿入できるようになっている。

図４はアーム部を示す拡大斜視図である。アーム部１６にはマグネット１３の周方向側面を保持するためのホルダリブ２３が基台部５０に対して設けられている。ホルダリブ２３のベース部１７側には、切り欠き部２４が設けられており、切り欠き部２４の出力軸方向の長さは、圧入ピン１８の長さよりも長く設定されている。後に説明するように、第２Ｌ字型ホルダ突起部２８を設けることにより、切り欠き部２４が形成されることとなる。そして後に説明するようにマグネットホルダ１４を回転させてから軸方向に移動させるため必然的に切り欠き部２４の長さが圧入ピン１８より長く構成されている。切り欠き部２４の長さが圧入ピン１８より短い場合、組立ができなくなる。尚後に説明するように、第１Ｌ字型ホルダ２７及び第２Ｌ字型ホルダ２８を形成すると自然に切り欠き部が存在するようになるが、第２Ｌ字型ホルダ突起部２８側の切り欠き部２４に関しては、前述のように組み立て時に圧入ピン１８との長さ関係が特に重要となる。
ホルダリブ２３はマグネット１３の周方向側面を押さえる押さえ面２５と、押さえ面２５と対抗する面に設けられた逃がし面２６を有する。

また、ホルダリブ２３のベース部側とは反対側の端部には第１Ｌ字型ホルダ突起部２７が設けられている。第１Ｌ字型ホルダ突起部２７は、ホルダリブ２３において周方向の押さえ面２５側に配置されている。また、アーム部１６には、第１Ｌ字型ホルダ突起部２７と同一形状をした第２Ｌ字型ホルダ突起部２８が押さえ面２５側に設けられている。図５Ａは第１Ｌ字型ホルダ突起部２７を示す出力軸に対して垂直な断面図、図５Ｂは逃がし面２６部を示す出力軸に対して垂直な断面図、図５Ｃは第２Ｌ字型ホルダ突起部２８を示す出力軸に対して垂直な断面図である。

図６はロータコア１２を示す斜視図である。円筒形状をしたロータコア１２の出力軸方向片側端面である第一面２９には、マグネットホルダ１４の圧入ピン１８を圧入固定するための圧入穴３０が設けられている。圧入穴３０は、２つの長い円弧状を有する側面と２つの側面を結ぶ２つの円弧状端面を有する第１穴部３１と、第１穴部３１の端部に設けられた円筒状の第２穴部３２を有する。後述するように、第１穴部３１と第２穴部３２の位置関係については、マグネットホルダ１４をロータコア１２に対して回転しながら組付けする際に、その回転方向がロータ３の回転方向とは逆である第１穴部３１から第２穴部３２に周方向に向かう方向になるように設けられている。また、第２穴部３２の軸方向の長さ（深さ）は、第１穴部３１の軸方向の長さ（深さ）よりも大きい。なお、本実施の形態例では、圧入ピン１８を段付き構造にするとともに、第１穴部３１および第２穴部３２の径を同一としたが、圧入ピン１８をストレート形状とし、更に第１穴部３１の径を第２穴部３２の径よりも大きく設定することも可能である。

ロータコア１２の第２面３３（側面）の出力軸方向両端には、マグネット１３を押し当てて位置決めするためのコアリブ３４が、各マグネット１３に対して設けられている（本実施の形態では、マグネット１３が８個あるので、合計１６箇所のコアリブ３４が設けられることとなる）。コアリブ３４の端部の断面形状は、マグネットホルダ１４の第１Ｌ字型ホルダ突起部２７及び第２Ｌ字型ホルダ突起部２８がそれぞれ嵌合するようなＬ字形状となっている。図７はコアリブ部を示す拡大図である。図５Ａ、図５Ｃおよび図７において、マグネットホルダ１４の第１Ｌ字型ホルダ突起部２７及び第２Ｌ字型ホルダ突起部２８において、周方向一方に突出する突出部（第１突出部）２７０、２８０端部の径方向外側の面２７０Ａ、２８０Ａは、コアリブ３４の周方向他方に突出する突出部（第２突出部）３４０の径方向内側の面３４０Ａと接触している。又コアリブ３４の突出部３４０とは反対側にはマグネット１３と接触する接触する接触面３４０Ｂが存在する。

図８Ａは図６に示すロータコア１２のＡ―Ａ線断面図、図８Ｂは図６に示すロータコア１２のＢ―Ｂ線断面図、図８Ｃは図６に示すロータコア１２のＣ―Ｃ線断面図であり、それぞれのコア板３５を示す平面図である。ロータコア１２は、電磁鋼板からなる厚さ約０．５ｍｍのコア板３５を積層し、積層側面を溶接することで形成される。すなわち、図６に示されるロータコア１２は、図８Ａ、Ｂ、Ｃに示すような３種類のコア板３５を所定枚数積層することで構成される。

次にロータ３の組立手順について説明する。図９～図１９はロータ３の組立手順を示す図である。図９に示すように、マグネットホルダ１４をロータコア１２の出力軸方向から、マグネットホルダ１４の第１柱状部１９がロータコア１２の第１穴部３１に入るように挿入する。その後図１０に示すように、ロータ３の回転方向と逆方向（図１０における矢印方向Ｘ）に回転させることで、圧入ピン１８の軸と第２穴部３２の軸を合わせる。尚図１０は図９におけるＦ方向から見た側面図である。その後、図１１に示すように、マグネットホルダ１４を出力軸方向に移動させることで、マグネットホルダ１４の第２柱状部２０をロータコア１２の第２穴部３２に圧入固定する。この際、マグネットホルダ１４の第１Ｌ字型ホルダ突起部２７及び第２Ｌ字型ホルダ突起部２８と、ロータコア１２のコアリブ３４が嵌合固定される。図１２はマグネットホルダ１４とコアリブ３４が嵌合固定された状態を示す側面図であり、図１１のＫ方向から見た図である。

次に図１３に示すように、１つのロータコア１２に対して８個のマグネット１３をマグネットホルダ１４の反ベース部側から出力軸方向に挿入する。８個のマグネット１３を、マグネット１３の押し込み面３６がロータコア１２の第三面３７と同じ高さになるまで同時に押し込むことで、マグネットホルダ１４とロータコア１２の隙間３８にマグネット１３を固定する。図１４はマグネット１３をマグネットホルダ１４に挿入した状態を示す斜視図、図１５は図１４におけるＤ－Ｄ線断面図、図１６Ａは第１Ｌ字型ホルダ突起部２７とコアリブ３４との嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図、図１６Ｂは逃がし面２６部とマグネット１３との嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図、図１６Ｃは第２Ｌ字型ホルダ突起部２８とコアリブ３４との嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図である。

図１６Ａに示すように、マグネット１３の周方向一方の側面はマグネットホルダ１４の押さえ面２５に接触し、マグネット１３の周方向他方の側面はコアリブ３４の接触面３４０Ｂと接触する。これによりマグネット１３は周方向においては、コアリブ３４とアーム部１６との間に保持される。そして径方向においては、マグネット１３はアーム部１６の内周面１６Ｉとロータコア１２の外周面１２Ｅとの間に保持されている。
更にマグネットホルダ１４の第１Ｌ字型ホルダ突起部２７及び第２Ｌ字型ホルダ突起部２８がロータコア１２のコアリブ３４に嵌合し押し当てられることでマグネットホルダ１４は保持される。一方、押さえ面２５に対抗する対面となる逃がし面２６は、マグネット１３がコアリブ３４に押し当てられた際に、図１６Ｂに示すように、コアリブ３４よりもマグネット１３側に突出しない寸法関係、即ち逃がし面２６とマグネット１３の周方向側面との間に隙間ができるようになっており、確実にマグネット１３がコアリブ３４に押し当てられる。

次に図１７に示すように、マグネット１３が挿入された２個で１組をなすロータコア１２は、出力軸２に圧入される。次に図１８に示すように、マグネット１３の飛散防止用のカバー１５を出力軸方向から挿入し、図１９に示すように、カバー１５の出力軸方向端部を径方向内側に折り曲げて折り曲げ部３９を設けることでロータ３が完成する。

以上のように構成されることにより、以下に示す効果が得られる。
一般的に回転電機においては、マグネット１３とロータコア１２の周方向および出力軸方向の位置ずれ、更にはマグネット１３の挿入時に発生する径方向のがたつきによって、コギングトルク又はトルクリップル等の回転電機としての性能が悪化するおそれがある。
本実施の形態では、マグネットホルダ１４のホルダリブ２３に押さえ面２５と逃がし面２６を設けることで、マグネット１３を確実にロータコア１２のコアリブ３４に押し当てて位置決め、固定することができる。

また、マグネットホルダ１４の第１Ｌ字型ホルダ突起部２７および第２Ｌ字型ホルダ突起部２８がロータコア１２のコアリブ３４に嵌合することで、マグネットホルダ１４の径方向の開きを防止することができる。即ち図２０に示すように、Ｐ部において、マグネットホルダ１４の突起部（第１Ｌ字型ホルダ突起部２７および第２Ｌ字型ホルダ突起部２８）がコアリブ３４に組み付いているので、径方向の開き（Ｑ方向）を抑制することができる。
なお、反ベース部側端部のみに第１Ｌ字型ホルダ突起部２７を設けることも可能であるが、軸方向両端に設けることにより、より強固にマグネットホルダ１４を固定することができ、径方向の開きを防止することが可能となる。

また、第１Ｌ字型ホルダ突起部２７および第２Ｌ字型ホルダ突起部２８をホルダリブ２３の押さえ面２５側に配置することで、マグネット１３を挿入する際、第１Ｌ字型ホルダ突起部２７および第２Ｌ字型ホルダ突起部２８がロータコア１２のコアリブ３４に押し当てられ、より強固にマグネット１３を保持することが可能となる。さらに、マグネットホルダ１４をロータコア１２に組付ける時の回転方向をロータ３の回転方向と逆方向にすることで、ロータ３が回転する時にマグネットホルダ１４の固定が緩み、位置ずれが発生するのを防ぐことが可能となる。

また、マグネット１３の出力軸方向は、隣り合うロータコア１２に取り付けられた同極性のマグネット１３と、マグネットホルダ１４の出力軸方向保持部２１によって保持されるため、マグネット１３の出力軸方向のずれを防止することが可能となる。
また、カバー１５の折り曲げ部３９の保持力のみでマグネット１３の出力軸方向を保持する場合と比較して、マグネットホルダ１４と、ロータコア１２の圧入力も加えて保持することから、より強固にマグネット１３の出力軸方向を保持することが可能となる。
また、マグネットホルダ１４に導入部２２を設けることで、カバー１５の挿入性が向上する。

また、逃がし面２６の軸方向両端が軸方向両端のコアリブ３４間に収まることによって、マグネットホルダ１４のロータコア１２に対する軸方向の移動を抑制できる。
また、切り欠き部２４（第１Ｌ字型ホルダ突起部２７、第２Ｌ字型ホルダ突起部２８）がない場合、コアリブ３４と嵌合する部分がなくなるため互いに干渉してしまい、組立てられなくなるが、本実施の形態においては、マグネットホルダ１４に切り欠き部２４を設けることで、コアリブ３４との干渉を防止し、各マグネット１３に対して、出力軸方向両端部２箇所に位置決め用のコアリブ３４を設けることが可能となり、ロータコア１２に対してマグネット１３の周方向の位置を高精度で決めることができる。さらに、マグネットホルダ１４の圧入ピン１８をロータコア１２の第２穴部３２と位相（周方向位置）をずらして挿入した後、回転させ、出力軸方向に移動して組み付けることで、８個のアーム部１６を所定の位置に一括で位置決め、固定することが可能となる。

このように、永久磁石を有する回転電機の構造において、マグネット１３の径方向のがたつきを抑えながら、出力軸方向および周方向の位置決めを高精度にすることができるマグネットホルダ１４を設けることにより、コギングトルク又はトルクリップルを低減することのできる高性能な回転電機を提供することが可能となる。

実施の形態２．
本実施の形態２を図に基づいて説明する。実施の形態２は、実施の形態１の変形例であり、径方向のがたつきをより抑制すること、およびマグネットホルダ自身の耐久性を向上させることを目的としている。実施の形態１では、コアリブ３４が各マグネット１３に対して２つ設けられた場合について説明したが、実施の形態２では、複数個（以下の説明では３個）設けた場合の構成について説明する。
図２１は実施の形態２によるマグネットホルダ４０を示す斜視図である。アーム部１６には第１Ｌ字型ホルダ突起部２７を出力軸方向保持部２１からアーム部１６先端まで設けたられたホルダリブ４１を備えている。ベース部１７の構成については実施の形態１と同様である。

図２２は実施の形態２によるロータコア４２を示す斜視図である。図２２において、コアリブ３４が１つのマグネット１３に対して３箇所設けられている。コアリブ３４の形状はホルダリブ４１と嵌合する形状となっている。コアリブ３４の断面形状は実施の形態１の場合と同じである。更に圧入穴３０の形状についても実施の形態１と同様である。
図２３はロータコア４２にマグネットホルダ４０を組み付けた状態を示す斜視図、図２４は図２３におけるＥ―Ｅ線断面図である。又図２５は図２４におけるＨ－Ｈ線断面部におけるホルダリブ４１とコアリブ３４との嵌合状態を示す出力軸に対して垂直な断面図、図２６は図２４におけるＪ－Ｊ線断面部におけるホルダリブ４１を示す出力軸に対して垂直な断面図である。

図２４～図２６に示すように、マグネット１３の周方向片側側面はマグネットホルダ４０の押さえ面２５と接触し、ロータコア１２のコアリブ３４に確実に押し当てられることでマグネット１３は保持される。ロータ３の組立手順は、実施の形態１同様である。以上のように構成された回転電機により得られる効果を以下に説明する。

本実施の形態では、実施の形態１同様、マグネット１３の径方向のがたつきを抑えながら、出力軸方向および周方向の位置決めを高精度に行うことができる。更にマグネットホルダ４０の第１Ｌ字型ホルダ突起部２７とコアリブ３４が嵌合する箇所を複数個（３カ所以上）設けることにより、径方向をより強固に保持することが可能となる。また、径方向に保持する箇所が増えるため、一箇所あたりにかかる応力を減らすことができ、マグネットホルダ４０自身の耐久力が向上する。
更に実施の形態１では逃がし面があるため、マグネットホルダを回転させないとコアリブと干渉するため組み付けることができないが、実施の形態２では逃がし面がないため、マグネットホルダ４０を回転させずにロータコア４２に組み付けることも可能である。但し回転させて固定したほうがマグネットホルダ４０を挿入する時の負荷が減少するため、作業性が向上する。

以上の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。例えば、前述では、段スキュー構造の回転電機に適用した例を示したが、段スキュー構造を有しないモータに適用することも可能である。更に軸方向に分割されていないマグネットホルダ（例えば、特許文献１、２、３に記載のマグネットホルダ）にも適用可能である。また、マグネットの個数を限定するものではない。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

２出力軸、３ロータ、１２ロータコア、１３マグネット、
１４マグネットホルダ、１６アーム部、１７ベース部、１８圧入ピン、
１９第１柱状部、２０第２柱状部、２１出力軸方向保持部、２３ホルダリブ、
２７第１Ｌ字型ホルダ突起部、２８第２Ｌ字型ホルダ突起部、３０圧入穴、
３１第１穴部、３２第２穴部、３４コアリブ、３８隙間、
４０マグネットホルダ、４１ホルダリブ、４２ロータコア、１００回転電機。

Claims

出力軸に固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周に周方向に沿って配置された複数個のマグネットを有する回転電機であって、
出力軸方向に沿って延び前記マグネットの間に配置される複数個のアーム部と、前記アーム部を保持するベース部を有するマグネットホルダと、
前記アーム部の少なくとも反ベース部側端部に設けられたＬ字型ホルダ突起部と、
前記ロータコアの側面の少なくとも出力軸方向端部に設けられるとともに、前記Ｌ字型ホルダ突起部が嵌合するようなＬ字形状の断面形状を有するコアリブを備え、
前記Ｌ字型ホルダ突起部における周方向一方に突出する第１突出部の径方向外側の面を前記コアリブの周方向他方に突出する第２突出部の径方向内側の面と接触させることにより前記マグネットホルダを前記ロータコアに固定させ、
前記マグネットは径方向においては、前記アーム部の内周面と前記ロータコアの外周面との間に保持されるとともに、
前記マグネットは周方向においては、前記コアリブと前記アーム部との間に保持される回転電機。
前記マグネットの周方向一方の側面は前記マグネットホルダの押さえ面に接触し、前記マグネットの周方向他方の側面は前記コアリブの接触面と接触する請求項１に記載の回転電機。
前記マグネットホルダは１個または複数個のＬ字型ホルダ突起部を備え、前記ロータコアは前記Ｌ字型ホルダ突起部に嵌合する複数の前記コアリブを備え、前記マグネットホルダが前記ロータコアに組付けられた際、前記Ｌ字型ホルダ突起部と前記コアリブは互いに嵌合固定される請求項１又は請求項２に記載の回転電機。
前記マグネットの出力軸方向の少なくとも一方の端部を保持するための出力軸方向保持部を前記マグネットホルダに設けた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
前記出力軸には複数の前記ロータコアが固定される段スキュー構造が用いられる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機。
前記マグネットホルダにおける前記ベース部に設けた圧入ピンと、前記ロータコアの出力軸方向片側端面に設けられるとともに前記圧入ピンを圧入固定するための圧入穴を備えた請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
前記圧入ピンは先端部である第１柱状部と、前記第１柱状部よりも径の大きい第２柱状部を有する段付き形状に構成され、
前記圧入穴は、２つの長い円弧状を有する側面と２つの前記側面を結ぶ２つの円弧状端面を有する第１穴部と、前記第１穴部の端部に設けられた円筒状の第２穴部を有する請求項６に記載の回転電機。
請求項６又は請求項７に記載の回転電機の製造方法であって、
前記マグネットホルダを出力軸方向から前記ロータコアに挿入する工程と、
前記マグネットホルダをロータの回転方向とは逆方向に回転させた後、出力軸方向に移動させることにより前記ロータコアに固定する工程と、
前記マグネットを前記ベース部とは反対側の出力軸方向から前記ロータコアと前記マグネットホルダの隙間に挿入する工程とを有する回転電機の製造方法。