JP5030793B2

JP5030793B2 - 回転電機

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Publication number: JP5030793B2
Application number: JP2007553917A
Authority: JP
Inventors: 雅通大久保; 俊弘竹荒
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-01-10
Also published as: WO2007080887A1; CN101371419A; JPWO2007080887A1; US20090001838A1; DE112007000129T5

Description

本発明は、モータや発電機などの回転電機に関し、特に、櫛歯状のアームを有するマグネットホルダを備えた回転電機に関する。

従来より、多くの小型モータや発電機では永久磁石界磁を使用しており、その際、マグネットは、ロータやステータに接着剤を用いて固定される場合が多い。また、特許文献１,２のように、ロータコアや回転軸の外周上にマグネットを配し、それを非磁性部材によってモールド固定する方式も知られている。特許文献１では、ダイカスト成形によりマグネット間に非磁性部材を充填する方式が、特許文献２では、合成樹脂によりマグネットをロータコア外周に一体成形する方式が示されており、これらの方式では、接着剤を使用することなくマグネットをロータコア等に固定することができる。

一方、接着剤が不要な方式としては、特許文献３,４に示すような、櫛歯状のアームを備えたマグネットホルダを使用する方式も多用されている。図１３は、マグネットホルダを用いた場合のマグネット固定構造を示す斜視図である。図１３のマグネットホルダ101は、非磁性材料（若しくは非磁性材料にて被覆された部材）にて形成され、回転軸107に固定される。マグネットホルダ101は、回転軸に固定されるホルダベース102と、ホルダベース102の一端側から軸方向に延伸形成された複数個のホルダアーム103とを備えた構成となっている。ロータコア104の外周には、軸方向に沿ってホルダ取付溝105が形成されており、ホルダアーム103はこのホルダ取付溝105に嵌合固定される。ロータコア104に取り付けられた各ホルダアーム103の間には、マグネット106（106a,106b）が軸方向から圧入気味に挿入され、ロータコア104の外周に固定される。
特開平5-153745号公報特開平9-19091号公報特開2004-129369号公報特開2005-45978号公報特願2004-210085号

しかしながら、図１３のようなマグネット固定構造の場合、寸法関係上、ロータコア104の軸方向長がマグネット106のそれよりも長く設定されているため、ロータコア104上にマグネット106を配置すると、軸方向に図１４に示すような隙間Ｇが生じる場合がある。すなわち、マグネット106の軸方向に公差分のガタが発生する可能性があり、このようなスラスト方向のガタが存在すると、回転電機使用時の振動により、マグネット106が損傷するおそれがある。特に、軸長が長い仕様の場合など、軸方向に複数個のマグネットを配置する場合には、寸法公差が集積して大きなガタが生じ易くなるという問題があった。

本発明の目的は、マグネットのスラスト方向のガタを抑えると共に、マグネットの軸方向の取付位置のバラツキを抑え得る回転電機を提供することにある。

本発明の回転電機は、回転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取り付けられた複数個のマグネットと、前記回転軸に固定されるベース部と前記ベース部から前記回転軸の延伸方向に向かって突出形成された複数個のアーム部材とを備え、隣接する前記アーム部材の間に前記マグネットを収容保持可能なマグネットホルダとを有してなる回転電機であって、前記ベース部は、前記マグネットの軸方向端部との当接により変形する変形部を有することを特徴とする。

本発明にあっては、マグネットの軸方向端部との当接により圧潰される変形部をベース部に設け、この変形部を変形させつつ、マグネットをアーム部材の間に収容する。これにより、マグネットやロータコアなどの集積公差が変形部の変形によって吸収され、マグネットの軸方向のガタが抑えられると共に、マグネットの軸方向の位置ズレも防止できる。

前記回転電機において、前記ベース部の隣接する前記アーム部材の間に、前記マグネットの軸方向の端部と対向する対向面を設け、前記変形部を前記対向面に形成すると共に、前記変形部が前記マグネットの軸方向端部との当接によって圧潰されるようにしても良い。すなわち、当該回転電機では、アーム部材の間に形成されマグネットの軸方向端部に対向する対向面に、マグネットの軸方向端部との当接により圧潰される変形部を設け、この変形部を押し潰しつつ、マグネットをアーム部材の間に収容する。これにより、マグネットやロータコアなどの集積公差が変形部の潰し代によって吸収され、マグネットの軸方向のガタが抑えられると共に、マグネットの軸方向の位置ズレも防止できる。

前記回転電機において、前記変形部として、前記対向面に突起を突設しても良い。この場合、前記突起内部に空洞を設けたり、前記ベース部内の前記突起の背後部位に空洞部を設けたりしても良い。

また、前記アーム部材の前記ベース部との接続部近傍に前記変形部を形成し、前記変形部が前記マグネットの軸方向端部との当接により圧潰されるようにしても良い。すなわち、当該回転電機では、アーム部材の基部に、マグネットの軸方向端部との当接により圧潰される変形部を設け、この変形部を押し潰しつつ、マグネットをアーム部材の間に収容する。これにより、マグネットやロータコアなどの集積公差が変形部の潰し代によって吸収され、マグネットの軸方向のガタが抑えられると共に、マグネットの軸方向の位置ズレも防止できる。

前記回転電機において、前記変形部として、前記アーム部材の基部に、径方向に向かって膨出部を膨出形成しても良い。この場合、前記膨出部に該膨出部を径方向貫通するスリットを設けたり、前記膨出部の内部に空洞を設けたりしても良い。

さらに、前記ベース部の隣接する前記アーム部材の間に、前記マグネットの軸方向の端部と対向する対向面を設け、前記変形部として、前記対向面に形成され前記マグネットの軸方向端部との当接により軸方向に変位する弾性片を設けても良い。すなわち、当該回転電機では、アーム部材の間に形成されマグネットの軸方向端部に対向する対向面に、マグネットの軸方向端部との当接により軸方向に変位する弾性片を設け、この弾性片を変形させつつ、マグネットをアーム部材の間に収容する。これにより、マグネットやロータコアなどの集積公差が変形部の潰し代によって吸収され、マグネットの軸方向のガタが抑えられると共に、マグネットの軸方向の位置ズレも防止できる。この場合、前記ベース部の前記弾性片に臨んだ部分に、前記弾性片が進入可能な弾性片収容孔を設けても良い。

本発明の回転電機によれば、回転軸に固定されたロータコアと、ロータコアの外周に周方向に沿って取り付けられた複数個のマグネットと、回転軸に固定されるベース部とベース部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アーム部材とを備え、隣接するアーム部材の間にマグネットを収容保持可能なマグネットホルダとを有してなる回転電機にて、マグネットの軸方向端部との当接により変形する変形部をベース部に設けたので、マグネットを取り付ける際にこの変形部を変形させることにより、マグネットやロータコアなどの集積公差を変形部の変形によって吸収することが可能となる。このため、マグネットの軸方向のガタを抑えることができ、振動によるマグネットの損傷を防止し、回転電機の寿命や信頼性向上を図ることが可能となる。特に、軸長が長い仕様の場合など、軸方向に複数個のマグネットを使用する回転電機においても、マグネットに軸方向のガタが有効に抑えられる。また、各マグネットの取付位置を揃えることができるため、マグネットの軸方向の取付位置のバラツキが抑えられ、モータ特性の安定化を図ることが可能となる。さらに、集積公差を変形部にて吸収するため、マグネット等の加工精度も緩和でき、コスト削減も図られる。

また、本発明の回転電機によれば、ベース部の隣接するアーム部材の間に、マグネットの軸方向の端部と対向する対向面を設け、前述の変形部を対向面に形成すると共に、この変形部がマグネットの軸方向端部との当接によって圧潰されるようにしたので、マグネットを取り付ける際にこの変形部を押し潰すことにより、マグネットやロータコアなどの集積公差を変形部の潰し代によって吸収することが可能となる。このため、マグネットの軸方向のガタを抑えることができ、振動によるマグネットの損傷を防止し、回転電機の寿命や信頼性向上を図ることが可能となる。

さらに、本発明の回転電機によれば、アーム部材のベース部との接続部近傍に前述の変形部を形成し、この変形部がマグネットの軸方向端部との当接により圧潰されるようにしたので、マグネットを取り付ける際にこの変形部を押し潰すことにより、マグネットやロータコアなどの集積公差を変形部の潰し代によって吸収することが可能となる。このため、マグネットの軸方向のガタを抑えることができ、振動によるマグネットの損傷を防止し、回転電機の寿命や信頼性向上を図ることが可能となる。

加えて、本発明の回転電機によれば、ベース部の隣接するアーム部材の間に、マグネットの軸方向の端部と対向する対向面を設け、前述の変形部として、この対向面に形成されマグネットの軸方向端部との当接により軸方向に変位する弾性片を設けるようにしたので、マグネットを取り付ける際にこの弾性片を変位させることにより、マグネットやロータコアなどの集積公差を弾性片の変位によって吸収することが可能となる。このため、マグネットの軸方向のガタを抑えることができ、振動によるマグネットの損傷を防止し、回転電機の寿命や信頼性向上を図ることが可能となる。

本発明の一実施例であるブラシレスモータの構成を示す断面図である。図１のブラシレスモータの分解斜視図である。図１のブラシレスモータにて使用されるマグネットホルダの斜視図である。図３のマグネットホルダの正面図である。図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図３のマグネットホルダの背面図である。ホルダアームの構成を簡略化して示した説明図である。図６におけるＰ部の拡大図である。（ａ）は図８のＣ−Ｃ線に沿った断面図、（ｂ）は図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１０のＱ部の拡大図である。マグネットホルダの変形例を示す説明図である。従来のマグネットホルダを用いた場合のマグネット固定構造を示す斜視図である。従来のマグネットホルダにおける問題点を示す説明図である。

符号の説明

１ブラシレスモータ（回転電機）２ロータシャフト（回転軸）
３ジョイント４モータ部
５センサ部６ステータ
７ロータ８ホール素子
１１駆動コイル１２ステータコア
１３ヨーク１４ブラケット
１５ａ,１５ｂベアリング１６ロータコア
１６ａロータコア外周面１７ロータマグネット
１７ａ,１７ｂロータマグネット１７ｃ軸方向端部
１８サイドプレート１９マグネットホルダ
２０センサマグネット２１マグネットカバー
２１ａ小径部２１ｂ大径部
２１ｃテーパ部２２センサホルダ
２３ねじ２４プリント基板
２５エンドキャップ２６電源線
２７ゴムグロメット３１ホルダベース（ベース部）
３２ホルダアーム（アーム部材）３３センサマグネット取付部
４１アーム本体４１ａ端部
４２マグネット保持片４３マグネット収容部
４４嵌合突起４５ホルダ取付溝
４５ａ開口部４５ｂ底部
４６第１接触部４７第２接触部
４８非接触部４９間隙
５１ブリッジ部５２切欠部
５３側壁部５３ａ内端面（対向面）
５４空隙部５５突起（変形部）
５６凹部５７膨出部（変形部）
５８スリット５９スリット
６１突起６２型孔
６３突起６４空洞部
６５弾性片（変形部）６６収容孔
Ｗ_１ブリッジ部幅寸法Ｗ_２アーム本体幅寸法
Ｗ_３突起周方向幅Ｗ_４突起径方向幅
101 マグネットホルダ 102 ホルダベース
103 ホルダアーム 104 ロータコア
105 ホルダ取付溝 106 マグネット
106a,106b マグネット 107 回転軸

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例であるブラシレスモータ（回転電機）の構成を示す断面図、図２は図１のブラシレスモータの分解斜視図である。図１,２のブラシレスモータ１（以下、モータ１と略記する）は、電動パワーステアリング装置の駆動源として使用され、運転者がハンドルを操作すると、その操舵角や車両走行速度等に従って操舵補助力を供給する。モータ１のロータシャフト（回転軸）２は、ジョイント３を介して図示しないギヤボックスの入力軸と接続される。モータ１の回転はギヤボックス内にて適宜減速された後、ステアリングコラムに伝達され、操舵力がモータ１の回転力によって補助される。

モータ１は、大別するとモータ部４とセンサ部５とから構成されている。モータ部４はステータ６とロータ７とから構成され、センサ部５にはホール素子（磁気検出素子）８が配置される。ロータ７はステータ６の内側に回転自在に配置されており、モータ１はいわゆるインナーロータ型のブラシレスモータとなっている。

ステータ６は、駆動コイル１１が巻装されたステータコア１２と、ステータコア１２を収容する金属製のヨーク１３とを備えている。ステータコア１２は、磁性体からなる金属板を積層して形成されており、内周側に突設された突極に駆動コイル１１が巻回されて巻線が形成される。ヨーク１３は磁性体によって有底円筒形状に形成され、その開口端側にはアルミダイカスト製（又は合成樹脂製）のブラケット１４が取り付けられる。

ロータ７にはロータシャフト２が設けられている。ロータシャフト２は、ヨーク１３及びブラケット１４にそれぞれ取り付けられたベアリング１５ａ,１５ｂによって回転自在に支持される。ロータシャフト２には、磁性体からなる金属板を積層して形成したロータコア１６が固定されている。ロータコア１６の外周には、セグメント状のロータマグネット１７が取り付けられている。ロータマグネット１７（以下、マグネット１７と略記する）は、軸方向に２個ずつ（１７ａ,１７ｂ）取り付けられており、周方向には６組配置される。また、ロータコア１６の軸方向端部にはサイドプレート１８が取り付けられている。

ロータシャフト２にはさらに、合成樹脂製のマグネットホルダ１９が固定されている。図３はマグネットホルダ１９の斜視図、図４はその正面図、図５は図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図６はその背面図である。図３,５に示すように、マグネットホルダ１９には、ロータシャフト２に固定されるホルダベース（ベース部）３１と、ホルダベース３１から軸方向に突出形成されたホルダアーム（アーム部材）３２が設けられている。ホルダベース３１の端部には、センサマグネット２０が取り付けられるセンサマグネット取付部３３が切欠形成されている。

ホルダアーム３２はホルダベース３１から軸方向に延びる片持ち梁構造となっており、軸方向に沿って延びるアーム本体４１と、アーム本体４１とホルダベース３１との間を接続するブリッジ部５１とから構成されている。図７は、ホルダアーム３２の構成を簡略化して示した説明図である。図７に示すように、ブリッジ部５１の周方向の幅寸法Ｗ_１は、アーム本体４１の幅寸法Ｗ_２よりも小さくなっている（Ｗ_１＜Ｗ_２）。ブリッジ部５１の周方向両側には切欠部５２が形成されており、隣接するブリッジ部５１の間には、切欠部５２を挟んで、側壁部５３が形成されている。

マグネットホルダ１９では、図３,７等に示すように、ホルダアーム３２は、幅の細いブリッジ部５１にてホルダベース３１に支持される形となっている。このため、ブリッジ部５１が周方向に弾性的に撓むことにより、図１３に示したマグネットホルダ101に比してアーム基部における剛性が低く抑えられている。また、アーム本体４１のブリッジ部５１側（図５において左端側）の端部４１ａは、側壁部５３の内端面（対向面）５３ａから軸方向に離れた位置に配置されている。これにより、端部４１ａと内端面５３ａの間には、Ｗ_１とＷ_２の差に基づき空隙部５４が形成される。

本発明によるモータ１では、マグネットホルダ１９の側壁部５３の内端面５３ａに、図３,５,６に示すように、軸方向に向かって突起（変形部）５５が突設されている。図８は図６におけるＰ部の拡大図、図９（ａ）は図８のＣ−Ｃ線に沿った断面図、図９（ｂ）は図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図８に示すように、側壁部５３には、２個の突起５５が周方向に並んで配置されている。突起５５は、図９に示すように、側壁部５３に形成された深さ約１.５mmの凹部５６の底面から突設されており、図９（ｂ）に示すように、その先端部が細くなっている。突起５５の基部の周方向幅Ｗ_３は約１mm、径方向幅Ｗ_４は約１.５mmとなっており、その先端部は、側壁部５３の内端面５３ａから約１mm程度突出している。

図１０は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図１１は図１０のＱ部の拡大図である。ホルダアーム３２の断面は、図１１に示すように略Ｔ字形になっており、軸方向に沿って延びるアーム本体４１の外周側には、一対のマグネット保持片４２が形成されている。隣接するホルダアーム３２の対向するマグネット保持片４２の間には、両マグネット保持片４２及びロータコア１６の外周面１６ａとによってマグネット収容部４３が形成されている。セグメント状のマグネット１７は、軸方向からマグネット収容部４３に圧入され、マグネット収容部４３内に保持される。

アーム本体４１の内周側には嵌合突起４４が形成されている。嵌合突起４４はロータコア１６の外周部に形成されたホルダ取付溝４５に嵌合する。ホルダ取付溝４５は回転軸方向に沿って延設されており、周方向に沿って等分に６個形成されている。ホルダ取付溝４５の開口部４５ａは底部４５ｂよりも狭くなっており、嵌合突起４４もそれに合わせて断面が略台形状に形成されている。嵌合突起４４を軸方向からホルダ取付溝４５内に挿入すると、略台形状の嵌合突起４４がホルダ取付溝４５に密着嵌合し、ホルダアーム３２は径方向に抜け止めされた形でロータコア１６の外周面１６ａに固定される。

マグネット保持片４２は、図１１に示すように、アーム本体４１からロータコア外周面１６ａと間隔をあけて対向しつつ周方向に沿って延びている。マグネット保持片４２の先端部には、マグネット収容部４３にマグネット１７を装着すると、マグネット１７の外周面に当接する第１接触部４６が設けられている。一方、アーム本体４１には第２接触部４７が周方向に向かって突設されており、マグネット収容部４３にマグネット１７を取り付けると、この第２接触部４７がマグネット１７の外周面に当接する。第１接触部４６と第２接触部４７との間には、マグネット１７と接触せずに間隙が形成される非接触部４８が設けられている。

マグネット１７は、ロータシャフト２に固定された状態のロータコア１６及びマグネットホルダ１９にホルダアーム３２の自由端側（図５において右端側）から、マグネット１７ａ,１７ｂの順に１個ずつ取り付けられる。ここで、第１接触部４６とロータコア外周面１６ａとの間は、マグネット保持片４２が自由な状態では、そこに取り付けられるマグネット１７の対応部位の厚みよりも若干小さく形成されている。また、マグネット収容部４３にて対向する第２接触部４７間の距離は、マグネット１７の周方向の幅よりも若干小さくなっている。従って、マグネット１７は、マグネット保持片４２を外周側に押し開きつつ、また、アーム本体４１を周方向に押圧しつつ、マグネット収容部４３に軸方向から圧入される。

ホルダアーム３２間に圧入されたマグネット１７ａは、その軸方向端部１７ｃが側壁部５３の内端面５３ａに対向し、圧入を続けると、やがて、軸方向端部１７ｃは内端面５３ａに形成された突起５５に当接する。モータ１では、マグネット１７ａが突起５５に当接した後もマグネット１７ａ,１７ｂをそのまま圧入する。そして、マグネット１７ａの軸方向端部１７ｃによって突起５５を圧潰しつつ、マグネット１７ｂとロータコア１６の後端面（図１において右端面）が揃うまで、マグネット１７ｂを圧入する。マグネット１７を装着した後、マグネットホルダ１９の外側にはマグネットカバー２１が外装され、マグネット１７を径方向から押さえると共に、マグネット１７の軸方向への移動を規制する（抜け止め）。

ここで、マグネット１７やロータコア１６にはそれぞれ寸法公差があり、特に、軸方向に複数個のマグネットを配置する場合には、寸法公差が集積して軸方向にガタが生じ易くなる。これに対し、突起５５を圧潰してマグネット１７を取り付ける当該モータ１では、集積公差は突起５５の潰し代にて吸収される。従って、軸長が長い仕様の場合など、軸方向に複数個のマグネット１７を使用するモータにおいても、マグネット１７に軸方向のガタが生ぜず、振動によってマグネット１７が損傷するなどの問題も生じない。また、周方向に配置した各マグネット１７の取付位置が揃い、マグネット１７の軸方向の位置ズレも防止でき、モータ特性も安定する。さらに、集積公差を突起５５にて吸収するため、マグネット１７やロータコア１６の加工精度も緩和でき、コスト削減が図られる。

一方、マグネット１７ａを側壁部内端面５３ａまで一杯に押し込むと、前述のように、図１３のような従来のマグネットホルダ101では、ホルダアーム103の基部103aの剛性が高いため、アーム端部103bが開いたり、マグネット106を奥まで挿入できなかったりするという問題があった。これに対し、モータ１では、マグネットホルダ１９におけるホルダアーム３２の基部剛性が低く抑えられているため、マグネット１７ａを奥まで押し込んでも、ブリッジ部５１の撓みにより、マグネット１７がホルダアーム３２によって弾性的に保持される。このため、ホルダアーム３２の端部が開くのを抑えることができ、マグネット１７のガタを防止し、モータ性能や信頼性の向上を図ることが可能となる。

また、図７に示すように、その際、マグネット１７ａの端部は空隙部５４に収容される。空隙部５４の部位は、周方向に隣接するブリッジ部５１間の距離が、マグネット１７ａの周方向寸法よりも若干大きくなっている。従って、マグネット１７ａの端部は、空隙部５４内にてホルダアーム３２に規制されずに収容される。すなわち、モータ１では、マグネット１７ａがマグネットホルダ１９のホルダアーム３２の根元まで隙間なく押さえ込まれず、マグネット挿入時にホルダアーム３２に生じる応力が緩和される。このため、マグネット１７ａをホルダアーム３２間に挿入し易くなると共に、マグネット１７ａをホルダアーム３２の基部まで確実に挿入することができる。

このようにしてマグネット収容部４３内に圧入されたマグネット１７は、マグネット保持片４２及びアーム本体４１の弾発力によってマグネット収容部４３内に保持される。この際、マグネット１７は、第１接触部４６によって径方向の移動が規制され、第２接触部４７によって周方向の移動が規制される。すなわち、マグネット１７は、接着剤を用いることなく、マグネットホルダ１９の弾発力によってロータコア外周面１６ａに保持固定される。従って、接着剤使用時にマグネット１７に作用する各構成部品の熱変形量の違いに基づく引張力を回避でき、線膨張係数の違いに起因するマグネット割れを防止することが可能となる。

また、マグネット１７が第１,第２接触部４６,４７の２点で支持され、しかもそれらの間に非接触部４８が設けられているので、モータ使用時に雰囲気温度が上昇しマグネット１７が熱膨張しても、ホルダアーム３２に強固に拘束されない。従って、変形拘束によりマグネット１７に発生する応力を緩和することができ、この点においても、マグネットの割れ防止が図られる。

さらに、接着剤を用いないため、接着条件や塗布量による接着強度のバラツキや、高温環境下での接着剤の劣化の問題がなく、製品の品質向上が図られる。また、ホルダアーム３２がホルダ取付溝４５によって位置決めされるため、マグネットを精度良く位置決め固定することが可能となり、製品特性の安定化も図られる。この場合、マグネットの位置決めに際しても回り止め機構は不要であり、装置構成自体も簡略化され組付工数も削減される。加えて、マグネット１７の圧入という組付作業のみにてモータを組み立てられることから、製造工程中の接着剤塗布作業や接着剤硬化時間が不要となり、その分、製造設備や組付工数も削減される。従って、接着剤不使用分も含め、製造コストの低減を図ることが可能となる。

一方、マグネット１７は一般に寸法公差が大きく、マグネット１７として希土類磁石を用いた場合には、マグネット表面に傷を付けると発錆のおそれがある。このため、マグネット収容部４３では、マグネット１７を保持する押圧力を確保しつつ、圧入力が過大になるのを避ける必要がある。そこで、当該マグネット固定構造では、マグネット収容部４３の断面形状をマグネット１７のそれとは同一とせず、第１,第２接触部４６,４７による２点支持とし、それらの間に非接触部４８を設けることにより、寸法公差による圧入力の変化を緩和している。従って、マグネット１７の寸法にバラツキがあっても、ほぼ一定の押圧力でマグネット１７をマグネット収容部４３内に柔軟に圧入でき、組付時におけるマグネットの損傷を防止できる。

センサマグネット取付部３３には、リング状のセンサマグネット２０が取り付けられる。センサマグネット取付部３３はホルダベース３１の先端（図４において左端）外周部に段状に切欠形成されており、そこにセンサマグネット２０が外挿される。センサマグネット２０の磁極はマグネット１７と対応して同極数に着磁され、マグネット１７の磁極と周方向同位置に配置される。モータ１ではマグネット１７は６極構成となっており、センサマグネット２０もこれに合わせて周方向に６極に着磁されている。

マグネットホルダ１９の外側には、マグネットカバー２１が外装されている。マグネットカバー２１は、ステンレスやアルミニウム等の非磁性体材料を用いて深絞り加工にて形成される。マグネットカバー２１には、センサマグネット２０を外装する小径部２１ａと、マグネット１７を外装する大径部２１ｂが設けられている。小径部２１ａと大径部２１ｂとの間はテーパ部２１ｃとなっている。

マグネットカバー２１は、マグネット１７を収容しセンサマグネット２０が取り付けられた状態のマグネットホルダ１９にホルダベース３１側から装着される。マグネットカバー２１の開口端部（図１,２において右端側）は、マグネット１７ｂとロータコア１６の後端面を抱き込むような形でカシメ固定される。これにより、マグネット１７は軸方向に対して抜け止めされる。マグネットカバー２１の内径は、ホルダアーム３２の外径よりも若干小さくなっており、マグネットカバー２１はマグネットホルダ１９の外側に圧入気味に装着される。但し、ロータコア外周面１６ａに取り付けられたマグネット１７の外径は、マグネットカバー２１の内径よりも小さくなっている。

すなわち、マグネット収容部４３にマグネット１７を取り付けたとき、ホルダアーム３２の外周端はマグネット１７の外周端よりも径方向外側に配置される。従って、マグネット１７の頂点とマグネットカバー２１の内周面との間には、図１１に示すように間隙４９が形成される。このため、マグネットカバー２１を圧入する際に、マグネットカバー２１の内周面はマグネット１７と接触せず、マグネット１７を傷付けることなくマグネットカバー２１を取り付けることができる。

当該モータ１では、マグネットカバー２１が無くともマグネット１７はマグネットホルダ１９によって固定される。しかしながら、マグネット１７が外れたり割れたりした場合にモータがロック状態となるのを防止するため、ここでは信頼性向上の見地からマグネット１７の外側にマグネットカバー２１が取り付けられている。なお、マグネットカバー２１の圧入により、マグネット保持片４２はさらにマグネット１７に押し付けられ、マグネット１７はより強固に保持固定される。

センサ部５側には、センサマグネット２０の径方向外側にホール素子８が配されている。ホール素子８はＵ,Ｖ,Ｗの各相分が１個ずつ計３個設けられており、所定の間隙をあけてセンサマグネット２０と対向している。センサマグネット２０の磁極はマグネット１７と対応して同極数に着磁され、マグネット１７の磁極と周方向同位置に配置されてマグネットカバー２１にて固定される。モータ１ではマグネット１７は６極構成となっており、センサマグネット２０もこれに合わせて周方向に６極に着磁されている。そして、ホール素子８は、センサマグネット２０の磁極変化に伴って信号を送出し、これにより、ロータ７の回転位置が検出される。

ホール素子８は、ブラケット１４に取り付けられたセンサホルダ２２の先端に、周方向に並んで配置されている。センサホルダ２２の外側にはプリント基板２４が取り付けられ、センサホルダ２２とプリント基板２４はねじ２３によってブラケット１４に固定される。ブラケット１４の外端部にはエンドキャップ２５が取り付けられ、プリント基板２４等、ブラケット１４内に収容されている部品を外気からカバーしている。ブラケット１４にはまた、駆動コイル１１に電力を供給するための電源線２６が接続されている。電源線２６は、ブラケット１４の側方に取り付けられたゴムグロメット２７を介してモータ外へ引き出される。

なお、実施例１では、ロータ７の回転位置検出にセンサマグネット２０とホール素子８を用いた例を示したが、それらに代えて、レゾルバロータとレゾルバを用いても良い。この場合、概ねセンサマグネット２０の位置にレゾルバロータを取り付ける。レゾルバロータはロータシャフト２に固定される。マグネットホルダ１９やマグネットカバー２１は、センサマグネット取付部３３や小径部２１ａ，テーパ部２１ｃを廃した形態とする。そして、ブラケット１４のホール素子８の部位にはレゾルバを配置する。

本発明は前記実施例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ことは言うまでもない。
例えば、前述の実施例では、インナーロータ型ブラシレスモータに本発明を適用した例を示したが、ブラシ付きモータや発電機に本発明を適用することも可能である。また、本発明のモータ１では、接着剤を用いることなくロータマグネット１７をロータコア１６に固定することが可能であるが、ロータマグネット１７を少量の接着剤にて固定しても良い。

一方、マグネットホルダ１９に潰し代として形成した突起５５は前述のような形態には限定されず、種々の形態が採用可能である。図１２は、その様な突起５５の変形例を示す説明図である。図１２（ａ）,（ｂ）は、ホルダアーム３２の基部（ホルダベース３１との接続部近傍）に膨出部（変形部）５７を設け、マグネット１７の挿入に従って、膨出部５７を押し潰すようにしたものである。（ａ）のものでは、膨出部５７にスリット５８が径方向に貫通形成されており、マグネット１７が膨出部５７に当接すると、スリット５８が潰れる形で膨出部５７が押し潰される。（ｂ）のものでは、膨出部５７に行き止まりのスリット（空洞）５９が軸方向に穿孔されており、マグネット１７が膨出部５７に当接すると、スリット５９が潰れる形で膨出部５７が押し潰される。

図１２（ｃ）は、側壁部内端面５３ａにドーム状の突起（変形部）６１を形成したものである。突起６１内は空洞となっており、背後には成形時に形成される型孔６２が形成されている。突起６１は、前述の実施例の突起５５と同様に、マグネット１７が当接すると押し潰され、マグネット１７等の集積公差を吸収する。図１２（ｄ）は、側壁部内端面５３ａに突起（変形部）６３を形成し、その背後部位に空洞部６４を設けたものである。この場合も、マグネット１７が突起６３に当接すると、空洞部６４が潰れる形で突起６３が押し潰される。

図１２（ｅ）は、前述の例とは異なり、ある部分を押し潰すのではなく、変形部として内端面５３ａに弾性片６５を設け、この弾性片６５の撓みによって、マグネット１７等の集積公差を吸収する。内端面５３ａには、先端部が軸方向に立ち上がる形に形成された弾性片６５が設けられている。また、内端面５３ａの弾性片６５に臨んだ部分には、弾性片６５が進入可能な弾性片収容孔６６が軸方向に形成されている。マグネット１７が弾性片６５に当接すると、弾性片６５が軸方向に押されて撓み、それが適宜弾性片収容孔６６内に進入することにより集積公差が吸収される。

Claims

回転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取り付けられた複数個のマグネットと、前記回転軸に固定されるベース部と前記ベース部から前記回転軸の延伸方向に向かって突出形成された複数個のアーム部材とを備え、隣接する前記アーム部材の間に前記マグネットを収容保持可能なマグネットホルダとを有してなる回転電機であって、
前記ベース部は、隣接する前記アーム部材の間に設けられ前記マグネットの軸方向の端部と対向する対向面と、前記対向面に突設され前記マグネットの軸方向端部との当接により変形する突起と、を有することを特徴とする回転電機。
請求項１記載の回転電機において、前記突起は、前記マグネットの軸方向端部との当接により圧潰されることを特徴とする回転電機。
請求項１記載の回転電機において、前記突起内部に空洞を設けたことを特徴とする回転電機。
請求項１記載の回転電機において、前記ベース部内の前記突起の背後部位に空洞部を設けたことを特徴とする回転電機。
回転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取り付けられた複数個のマグネットと、前記回転軸に固定されるベース部と前記ベース部から前記回転軸の延伸方向に向かって突出形成された複数個のアーム部材とを備え、隣接する前記アーム部材の間に前記マグネットを収容保持可能なマグネットホルダとを有してなる回転電機であって、
前記ベース部は、前記マグネットの軸方向端部との当接により変形する変形部を有し、
前記変形部は、前記アーム部材の前記ベース部との接続部近傍に形成され、前記マグネットの軸方向端部との当接により圧潰されることを特徴とする回転電機。
請求項５記載の回転電機において、前記変形部は、径方向に向かって膨出形成された膨出部であることを特徴とする回転電機。
請求項６記載の回転電機において、前記膨出部に該膨出部を径方向貫通するスリットを設けたことを特徴とする回転電機。
請求項６記載の回転電機において、前記膨出部の内部に空洞を設けたことを特徴とする回転電機。