JP5999905B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本明細書に開示する技術は、ブラシレスモータに関する。

特許文献１は、ブラシレスモータを開示する。このブラシレスモータでは、ロータは、シャフトと、シャフトの外周側に配置されたバックヨークと、バックヨークの外周側に配置された永久磁石を備えている。永久磁石とバックヨークのシャフト軸線方向の両端には樹脂部が形成され、また、バックヨークの内周面の全体にも樹脂部が形成されている。永久磁石とバックヨークは、これら樹脂部によって一体化されている。バックヨークの内周面に形成された樹脂部には軸受が形成され、この軸受にシャフトが係合している。これによって、シャフトとバックヨークと永久磁石が一体化されている。

実開平６−４８３８２号公報

特許文献１のブラシレスモータでは、バックヨークの内周面に樹脂部を形成することで、各部に設けられる樹脂部が接続され、これら樹脂部を一体に成形することができる。これによって、シャフトとバックヨークと永久磁石を簡易に一体化することができる。しかしながら、バックヨークの内周面の全体に樹脂部を形成するため、シャフトが係合する軸受を樹脂部に形成しなければならない。このため、ロータ回転時に発生する遠心力が、樹脂部に形成された軸受に作用することとなる。したがって、樹脂部に形成された軸受に比較的大きな機械的強度が必要とされ、ロータが大型化するという問題がある。

本明細書は、ロータが大型化することを抑制しながら、シャフトとバックヨークとの保持力を確保しつつ、シャフトとバックヨークと永久磁石を簡易に一体化することができる技術を提供することを目的とする。

本明細書に開示するブラシレスモータは、ロータと、ロータの外周側に配置されたステータを有している。ロータは、シャフトと、シャフトに固定されたバックヨークと、バックヨークの外周側に配置された永久磁石と、バックヨーク及び永久磁石のシャフト軸線方向の一端に形成され、バックヨークと永久磁石を固定する第１樹脂部と、バックヨーク及び永久磁石のシャフト軸線方向の他端に形成され、バックヨークと永久磁石を固定する第２樹脂部を有している。バックヨーク内、及び／又は、シャフトとバックヨークの間には、シャフト軸線方向に貫通する連通孔が形成されており、その連通孔内に第１樹脂部及び第２樹脂部に接続された第３樹脂部が形成されている。第１樹脂部と第２樹脂部と第３樹脂部とが一体に成形されている。

このブラシレスモータでは、シャフトがバックヨークに固定されるため、樹脂部に遠心力に対する保持力（バックヨークをシャフトに保持するための力）が必要とされない。このため、樹脂部に必要とされる機械的強度を低くすることができ、ロータが大型化することを抑制することができる。また、バックヨーク内、及び／又は、シャフトとバックヨークの間には連通孔が形成されている。このため、連通孔内に形成される第３樹脂部と、バックヨークと永久磁石を固定するための第１樹脂部及び第２樹脂部とを一体に成形することができる。これによって、シャフトとバックヨークと永久磁石を簡易に一体化することができる。

実施例１の燃料ポンプの縦断面図。 ロータの縦断面図。 図２のIII−III線断面図。 図２に示すロータの変形例に係る断面図（図３に示す断面に相当）。 他の変形例に係るロータの縦断面図。 図５のVI−VI線断面図。 図５に示すロータの変形例に係る断面図（図６に示す断面に相当）。 図５に示すロータの他の変形例に係る断面図（図６に示す断面に相当）。 図５に示すロータの他の変形例に係る断面図（図６に示す断面に相当）。 実施例２に係るロータの縦断面図。 実施例２の変形例に係るロータの縦断面図。 実施例３に係るロータの縦断面図。 図１２のXIII−XIII線断面図。 図１２のXIV−XIV線断面図。 実施例３の変形例に係るロータの断面図（図１２に示す断面に相当）。 実施例４に係るロータの縦断面図。 図１６のXVII−XVII線断面図。 図１６のXVIII−XVIII線断面図。 実施例４の変形例に係るロータの断面図（図１８に示す断面に相当）。 実施例５に係るロータの正面図。 図２０に示すロータの縦断面図。 図２１のXXII−XXII線断面図（ただし、樹脂部の図示を省略している）。 図２１のXXIII−XXIII線断面図。 図２１のXXIV−XXIV線断面図（ただし、バックヨークの図示を省略している）。 実施例５の変形例に係る規制プレートの平面図（図２４に相当する図）。 実施例５の変形例に係るロータの正面図。 図２６に示すロータの縦断面図。 図２７のXXVIII−XXVIII線断面図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本明細書に開示するブラシレスモータは、永久磁石の外周面を被覆する第４樹脂部をさらに有しており、第１〜第４樹脂部が一体に成形されていてもよい。このような構成によると、バックヨークと永久磁石とをより確実に一体化することができる。

（特徴２）本明細書に開示するブラシレスモータでは、永久磁石は、周方向に複数の領域に分割されており、これら複数の領域は、交互に異なる方向に磁化されていてもよい。シャフト軸線に直交する断面においては、連通孔の少なくとも一部が、各領域の周方向の中央とシャフト軸線とを結ぶ直線上に位置してもよい。このような構成によると、永久磁石の分割された各領域からバックヨークを通って隣接する領域に流れる磁束が連通孔により分断され難くなり、磁気抵抗の増加を抑制することができる。

（特徴３）本明細書に開示するブラシレスモータでは、バックヨークは、その中心にシャフト軸線方向に貫通する貫通孔が形成されていてもよい。この場合に、シャフトは、バックヨークの貫通孔に圧入されていてもよい。このような構成によると、簡易な方法でシャフトをバックヨークに固定することができる。

（特徴４）本明細書に開示するブラシレスモータでは、バックヨークは、その中心にシャフト軸線方向に貫通する貫通孔が形成されていてもよい。シャフト軸線に直交する断面において、シャフトの外形状は円形状となる一方でバックヨークの貫通孔は多角形状をしていてもよい。そして、前記連通孔は、シャフトの貫通孔とバックヨークの外周面の間に形成されていてもよい。このような構成によると、バックヨークの貫通孔を多角形状とするだけで、簡易に連通孔を形成することができる。

（特徴５）本明細書に開示するブラシレスモータでは、永久磁石は、シャフト軸線に直交する断面が円弧状となる複数の部分永久磁石により構成されていてもよい。バックヨークには、永久磁石のシャフト軸線方向の全長範囲内の少なくとも１箇所において、部分永久磁石の周方向の位置を規制する周方向位置規制部が形成されていてもよい。このような構成によると、部分永久磁石を適切な位置に位置決めすることができる。

（特徴６）本明細書に開示するブラシレスモータでは、ロータは、シャフト軸線方向の少なくとも一端に配置されており、永久磁石がシャフト軸線方向及び周方向に移動することを規制する規制部材をさらに有していてもよい。このような構成によると、永久磁石を適正な位置に位置決めすることができる。

（特徴７）本明細書に開示するブラシレスモータでは、シャフトに固定されており、バックヨークと規制部材をシャフト軸線方向に当接させる押え部材をさらに有していてもよい。樹脂部を一体成形する際に、押え部材によって樹脂が永久磁石の外表面に流れ出ることを抑制することができる。この場合、押え部材の外径は、永久磁石の外径より大きくすることが好ましい。このような構成によると、樹脂のバリ切りを押え部材の外周面で行うことができ、樹脂が押え部材の外周面を越えて永久磁石の外周面に流れ出ることを抑制することができる。なお、押え部材は、ロータのウェイトバランスを調整する機能を有していてもよい。

以下、実施例１に係るブラシレスモータを説明する。本実施例に係るブラシレスモータは、自動車用の燃料ポンプ１０に用いられる。燃料ポンプ１０は、燃料タンク内に配置され、燃料タンク内の燃料を自動車のエンジンへ供給する。まず、燃料ポンプ１０の構成について説明する。

図１に示すように、燃料ポンプ１０は、モータ部２０とポンプ部４０を備えており、モータ部２０とポンプ部４０がハウジング１４内に収容されている。ハウジング１４は略円筒状に形成されている。ハウジング１４の上側にはモータ部２０が配置され、ハウジング１４の下側にはポンプ部４０が収容されている。ハウジング１４の上端には、モータカバー１６が固定されている。モータカバー１６には、上方に向かって開口する吐出ポート１８と、外部電源に接続されるコネクタ端子５０が設けられている。

モータ部２０は、ロータ２２と、ロータ２２の外周側に配置されたステータ３２を有している。ロータ２２は、後で詳述するように、シャフト２４と、バックヨーク６２（図２に図示）と、永久磁石６４ａ〜６４ｄ（図２に図示）によって構成されている。シャフト２４は、ハウジング１４に対して、軸受２６，２８によって回転可能に支持されている。ステータ３２は、ハウジング１４の内周面に固定されている。ステータ３２は、複数のスロットが形成されたヨークを有している。複数のスロットは、周方向に間隔を空けて配置されている。複数のスロットの先端面は、ロータ２２の外周面とわずかなギャップ（ただし、図１ではギャップを図示していない）を空けて対向している。各スロットには、コイルが巻回されている。各コイルには、コネクタ端子５０が接続されている。

ポンプ部４０は、略円板状のインペラ４４と、インペラ４４を収容するポンプケーシング（３８，４２）を備えている。インペラ４４の上面には、その外周縁に沿って凹所群４４ａが設けられている。インペラ４４の下面には、その外周縁に沿って凹所群４４ｂが設けられている。インペラ４４の中心には貫通孔が形成されており、その貫通孔にはシャフト２４が相対回転不能に嵌合する。このため、シャフト２０が回転するとインペラ３６も回転する。

ポンプケーシング（３８，４２）は、その内部にインペラ４４を収容した状態で、ハウジング１４の下端に固定されている。ポンプケーシング（３８，４２）は、吐出側ケーシング３８と吸入側ケーシング４２とから構成される。吐出側ケーシング３８には、インペラ４４の上面の凹所群４４ａに対向する領域に溝３８ａが形成されている。溝３８ａは、インペラ４４の回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる略Ｃ字型に形成されている。吐出側ケーシング３８には、溝３８ａの下流端から吐出側ケーシング３８の上面に至る吐出口（図示省略）が形成されている。吐出口は、ポンプケーシングの内部と外部（モータ部２０の内部空間）とを連通させている。

吸入側ケーシング４２には、インペラ４４の下面の凹所群４４ｂに対向する領域に溝４２ａが形成されている。溝４２ａも溝３８ａと同様に、インペラ４４の回転方向に沿って上流端から下流端まで伸びる略Ｃ字型に形成されている。吸入側ケーシング４２には、吸入側ケーシング４２の下面から溝４２ａの上流端に至る吸入口４６が形成されている。吸入口４６は、ポンプケーシングの内部と外部（燃料ポンプの外部）とを連通させている。

上述した燃料ポンプ１０において、コネクタ端子５０を介してステータ３２のコイルに電力が供給されると、ロータ２２が回転する。ロータ２２の回転に伴ってインペラ４４が回転すると、吸入側ケーシング４２の吸入口４６からポンプケーシング内に燃料が吸い込まれる。ポンプケーシング（３８，４２）内に吸い込まれた燃料は、ポンプ流路（４２ａ，４４ｂ，４４ａ，３８ａ）を上流側から下流側に昇圧されながら流れる。ポンプ流路で昇圧された燃料は、吐出口を通ってモータ部２０のハウジング１４内に送り出される。ハウジング１４内に送り出された燃料は、ハウジング１４内を上方に向けて流れ、モータカバー１６の吐出ポート１８から吐出される。

次に、ロータ２２の構成について詳細に説明する。図２，３に示すように、ロータ２２は、シャフト２４と、シャフト２４に固定されたバックヨーク（６２，・・）と、バックヨーク（６２，・・）の外周面に配置された永久磁石６４ａ〜６４ｄを備えている。

シャフト２４は、バックヨーク（６２，・・）を貫通して伸びており、その下端にインペラ４４の貫通孔と係合する係合部２４ａが形成されている。係合部２４ａでは、シャフト軸線Ａに直交する断面（以下、単に直交断面ということがある）の形状が略Ｄ字状となっている。このため、シャフト２４の係合部２４ａがインペラ４４の貫通孔に係合すると、両者は一体となって回転するようになっている。係合部２４ａ以外の部位では、シャフト２４の直交断面の外形状は円形となっている（図３参照）。

バックヨーク（６２，・・）は、軸線方向に積層された複数のコアプレート６２によって構成されている。各コアプレート６２は、磁性鋼板により形成されている。図３に示すように、各コアプレート６２の中央には貫通孔６６が形成されている。各コアプレート６２に形成された貫通孔６６によって、バックヨーク（６２，・・）には、軸線方向に伸びる貫通孔（６６，・・）が形成されている（図２参照）。バックヨーク（６２，・・）の貫通孔（６６，・・）には、シャフト２４が圧入されている。図３に示すように、貫通孔６６の直交断面の形状が矩形状となる一方で、シャフト２４の直交断面の形状が円形状となっている。このため、バックヨーク（６２，・・）の貫通孔（６６，・・）にシャフト２４が圧入されると、シャフト２４の外周面と各コアプレート６２の貫通孔６６の内周面の間の４箇所に連通孔６６ａが形成される。各連通孔６６ａは、シャフト軸線と平行に伸びており、バックヨーク（６２，・・）を貫通している。

永久磁石６４ａ〜６４ｄは、バックヨーク（６２，・・）の外周面に配置されている。永久磁石６４ａ〜６４ｄは、バックヨーク（６２，・・）の上端から下端まで伸びると共に、直交断面の形状が円弧状となっている（図３参照）。このため、バックヨーク（６２，・・）の外周面に永久磁石６４ａ〜６４ｄが配置されると、各永久磁石６４ａ〜６４ｄは、隣接する永久磁石と当接し、円筒状の永久磁石部が形成される。永久磁石６４ａ〜６４ｄは、交互に異なる方向に磁化されている。例えば、永久磁石６４ａ，６４ｃは、その外周面側がＮ極となり、その内周面側がＳ極となるように磁化され、また、永久磁石６４ｂ，６４ｄは、その外周面側がＳ極となり、その内周面側がＮ極となるように磁化されている。図３から明らかなように、シャフト軸線Ａに直交する断面においては、各永久磁石６４ａ〜６４ｄの周方向の中央とシャフト軸線Ａを結んだ線分Ｂ上に各連通孔６６ａが位置している。

図２に示すように、バックヨーク（６２，・・）の上面と永久磁石６４ａ〜６４ｄの上面には、第１樹脂部６８ａが形成されている。また、バックヨーク（６２，・・）の下面と永久磁石６４ａ〜６４ｄの下面には、第２樹脂部６８ｂが形成されている。第１樹脂部６８ａと第２樹脂部６８ｂが、バックヨーク（６２，・・）と永久磁石６４ａ〜６４ｄの両者に亘って形成されることで、バックヨーク（６２，・・）に永久磁石６４ａ〜６４ｄが固定されている。

また、シャフト２４とバックヨーク（６２，・・）の間に形成された各連通孔６６ａには、第３樹脂部６８ｃが形成されている。連通孔６６ａがバックヨーク（６２，・・）をシャフト軸線方向に貫通するため、第３樹脂部６８ｃの上端は第１樹脂部６８ａに接続し、第３樹脂部６８ｃの下端は第２樹脂部６８ｂに接続している。すなわち、第３樹脂部６８ｃは、第１樹脂部６８ａと第２樹脂部６８ｂを連結している。

本実施例の燃料ポンプ１０では、ロータ２２に連通孔６６ａを設けることで、第１樹脂部６８ａと第２樹脂部６８ｂと第３樹脂部６８ｃを一回の樹脂成形によって一体に成形することができる。このことを、ロータ２２を製造する方法の一例を用いて具体的に説明する。ロータ２２を製造するには、まず、バックヨーク（６２，・・）の貫通孔（６６，・・）にシャフト２４を圧入する。次いで、バックヨーク（６２，・・）の外周面に永久磁石６４ａ〜６４ｄを配置した状態で、シャフト２４とバックヨーク（６２，・・）と永久磁石６４ａ〜６４ｄを金型内に配置する。金型には、金型内における樹脂の流動性を向上するため、バックヨーク（６２，・・）の上面側又は下面側にゲートを形成する。そして、金型内に樹脂を射出し、各樹脂部６８ａ，６８ｂ，６８ｃを成形する。例えば、バックヨーク（６２，・・）の下面側にゲートが形成されている場合は、金型内に射出された樹脂は、まず、第１樹脂部６８ａを形成するための空間に流入する。第１樹脂部６８ａを形成するための空間に流入した樹脂は、その空間を樹脂で充填すると共に、連通孔６６ａを通って第２樹脂部６８ｂを形成するための空間に流れ、この空間を樹脂で充填する。これによって、第１樹脂部６８ａと第２樹脂部６８ｂと第３樹脂部６８ｃが一回の樹脂成形によって一体に成形される。

上述した燃料ポンプ１０では、シャフト２４がバックヨーク（６２，・・）に圧入によって固定されている。このため、ロータ２２の回転時にバックヨーク（６２，・・）及び永久磁石６４ａ〜６４ｄに作用する遠心力は、シャフト２４に直接的に作用し、第３樹脂部６８ｃで受ける必要はない。このため、連通孔６６ａは、第１樹脂部６８ａと第２樹脂部６８ｂを成形する際の樹脂流入路としての機能を有するだけでよい。その結果、第３樹脂部６８ｃを肉薄に形成することができ、ロータ２２が大型化することを抑制することができる。しかも、シャフト２４とバックヨーク（６２，・・）が圧入固定されているため、樹脂部で保持するよりも両者を強固に固定することができる。さらに、燃料ポンプ１０が大型化することを抑制することができる。

また、上述した燃料ポンプ１０では、第１樹脂部６８ａ及び第２樹脂部６８ｂを成形する際に連通孔６６ａ内に樹脂を流せばよいため、永久磁石６４ａ〜６４ｄの外側に樹脂流路を形成する必要はない。その結果、永久磁石６４ａ〜６４ｄの外周面に樹脂部が形成されず、永久磁石６４ａ〜６４ｄとステータ３２とのギャップを小さくすることができる。また、隣接する永久磁石の間に樹脂を流す必要もないため、隣接する永久磁石同士を当接することができ、永久磁石６４ａ〜６４ｄを広角に形成することができる。このため、モータ性能を向上することができ、燃料ポンプ１０のポンプ効率を向上することができる。

さらに、連通孔６６ａは、シャフト軸線Ａに直交する断面において、各永久磁石６４ａ〜６４ｄの周方向の中央とシャフト軸線Ａを結んだ直線Ｂ上に位置している（図３参照）。すなわち、隣接する永久磁石（すなわち、６４ａと６４ｂ，６４ｂと６４ｃ，６４ｃと６４ｄ，６４ｄと６４ａ）の境界線から最も離れた位置に連通孔６６ａが配置されている。このため、バックヨーク（６２，・・）を介して隣接する永久磁石間に流れる磁束が通過する磁束面積が連通孔６６ａによって減少することを防止している。その結果、連通孔６６ａを形成することによる磁気抵抗の増加が抑制され、モータ効率が低下することを抑制することができる。

なお、上述した実施例１では、複数の永久磁石６４〜６４ｄをバックヨーク（６２，・・）の外周面に配置していたが、図４に示すように、１つの円筒状の永久磁石７０をバックヨーク（６２，・・）の外周面に配置するようにしてもよい。かかる構成を採る場合、永久磁石７０は、周方向に複数の領域７０ａ〜７０ｄに磁気的に分割され、各領域７０ａ〜７０ｄが交互に異なる方向に磁化されていればよい。

また、上述した実施例１では、バックヨーク（６２，・・）とシャフト２４との間に連通孔６６ａを形成したが、図５，６に示すように、バックヨーク（７２，・・）に連通孔７４を形成してもよい。すなわち、バックヨーク（７２，・・）を構成する各コアプレート７２に軸線方向に貫通する部分連通孔を形成し、各コアプレート７２の部分連通孔によって連通孔７４を形成してもよい。このような構成によっても、連通孔７４内に形成される第３樹脂部７８ｃによって第１樹脂部７８ａと第２樹脂部７８ｂとが接続されるため、これら樹脂部７８ａ，７８ｂ，７８ｃを一体で成形することができる。

なお、図５，６に示す例においても、連通孔７４は、シャフト軸線Ａに直交する断面において、各永久磁石７６ａ〜７６ｄの周方向の中央とシャフト軸線Ａを結んだ直線Ｂ上に位置している（図６参照）。したがって、バックヨーク（７２，・・）内を流れる磁束が通過する磁束面積が連通孔７４によって減少することを防止している。また、各コアプレート７２の厚みは薄いため、各コアプレート７２に部分連通孔を容易に形成することができる。さらに、シャフト２４が圧入されるバックヨーク（７２，・・）の貫通孔は、直交断面の形状が円形となり、その全周でシャフト２４の外周面と接触する。このため、シャフト２４をバックヨーク（７２，・・）に強固に固定することができる。

図５，６に示す例では、バックヨーク（７２，・・）の外周面に４つの永久磁石を配置したが、図７に示すように、バックヨーク（７２，・・）の外周面に１つの円筒状の永久磁石８０を配置してもよい。

また、上述した実施例１のロータ２２を変形して、図８に示すような構成を採用してもよい。図８に示すロータでは、バックヨーク（８２，・・）の外周面に凸部８８ａが形成され、各永久磁石８６ａ〜８６ｄの境界部には凹部８８ｂが形成されている。バックヨーク（８２，・・）の外周面に永久磁石８６ａ〜８６ｄが配置されると、バックヨーク（８２，・・）の凸部８８ａが永久磁石８６ａ〜８６ｄの凹部８８ｂに係合する。このような構成によると、バックヨーク（８２，・・）に対して永久磁石８６ａ〜８６ｄがシャフト軸線周りに回転することが規制されるため、バックヨーク（８２，・・）に対して永久磁石８６ａ〜８６ｄを適切な位置に位置決めすることができる。

なお、図９に示すロータでも、図８に示すロータと同様、永久磁石９４ａ〜９４ｄがバックヨーク（８２，・・）に対してシャフト軸線周りに回転することを規制できる。すなわち、図９に示すロータでは、バックヨーク（９２，・・）の外周面に複数の面取り部９２ａ〜９２ｄを形成し、各永久磁石８６ａ〜８６ｄの両端部９６ａ〜９６ｄを面取り部９２ａ〜９２ｄに応じた形状としている。このような構成によっても、バックヨーク（９２，・・）に対して永久磁石９４ａ〜９４ｄがシャフト軸線周りに回転することを規制することができる。なお、面取り部９２ａ〜９４ｄは回転方向に対してどの位置に形成してもよい。

また、実施例１のロータでは、永久磁石６４ａ〜６４ｄの外周面が樹脂で被覆されていなかったが、このような形態に限られず、永久磁石の外周面を被覆する第４樹脂部をさらに有し、第１〜第４樹脂部を一体に成形してもよい。また、バックヨークを構成するコアプレート同士を位置決めする構造を有していてもよい。例えば、コアプレートの上面に凸部を形成する一方で、コアプレートの下面に凹部を形成し、コアプレートを積層する際に、コアプレート上面の凸部がコアプレート下面の凹部に係合するように積層する。これによって、コアプレート同士の位置ずれが防止され、コアプレートの取扱いが容易となる。

実施例２の燃料ポンプは、実施例１の燃料ポンプ１０のロータ２２を変形したものである。従って、ここでは実施例１の燃料ポンプ１０との相違点であるロータの構成についてのみ説明する。

図１０に示すように、実施例２のロータ２２では、バックヨーク（６２，・・）及び永久磁石６４ａ〜６４ｄの上端と下端に、規制プレート１００，１０２がそれぞれ配設されている。規制プレート１００，１０２の中央には、コアプレート６２の貫通孔６６と同様の貫通孔が形成されている。このため、規制プレート１００，１０２の貫通孔にシャフト２４が圧入されると、シャフト２４と規制プレート１００，１０２の間にも連通孔が形成される。これによって、規制プレート１００，１０２がシャフト２４に固定されると共に、第１樹脂部１０３ａと第２樹脂部１０３ｂと第３樹脂部１０３ｃとを一体に成形することができる。

規制プレート１００，１０２の外周縁には、係止片１００ａ,１０２ａが形成されている。係止片１００ａ，１０２ａは、周方向に間隔を空けて複数設けられている。各係止片１００ａ，１０２ａは、永久磁石６４ａ〜６４ｄのそれぞれに係合する。これによって、永久磁石６４ａ〜６４ｄがバックヨーク（６２，・・）に対して回転及びシャフト軸方向に移動することが規制される。このため、樹脂部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを成形する際の樹脂圧によって、バックヨーク（６２，・・）に対して永久磁石６４ａ〜６４ｄが位置ズレすることを防止することができる。

なお、実施例２のロータ２２では、規制プレート１００，１０２に係止片１００ａ，１０２ａを形成したが、このような形態に限られず、図１１に示すような構成を採ることもできる。図１１に示すロータ２２では、マグネット６５ａ〜６５ｄの上端縁と下端縁に係止片６７ａ,６７ｂを形成し、これら係止片６７ａ，６７ｂを規制プレート１０６，１０４に係合させている。このような構成によっても、バックヨーク（６２，・・）に対する永久磁石６５ａ〜６５ｄの位置ズレを防止することができる。

上述した図１０，１１に示す例では、係止片１００ａ，１０２ａ又は６７ａ，６７ｂを周方向の一部にのみ形成したが、このような形態に限られず、係止片を規制プレート又は永久磁石の全周に形成してもよい。このような構成によっても、バックヨークに対する永久磁石の位置ズレを好適に防止することができる。

実施例３の燃料ポンプは、実施例１の燃料ポンプ１０のロータ２２を変形したものである。従って、ここでは実施例１の燃料ポンプ１０との相違点であるロータの構成についてのみ説明する。

図１２〜１４に示すように、実施例３のロータ２２では、バックヨーク（１１４，・・）及び永久磁石（１１６，・・）の上端と下端に規制プレート１１０が配設されている。図１３に示すように、バックヨーク（１１４，・・）の外周面には４つの永久磁石１１６が配置されている。隣接する永久磁石１１６，・・の境界には凹部１１６ａが形成され、この凹部１１６ａにバックヨーク（１１４，・・）の外周面に形成された凸部１１４ａが係合している。これによって、バックヨーク（１１４，・・）に対する永久磁石（１１６，・・）の回転が規制されている。なお、バックヨーク（１１４，・・）の中央には、実施例１と同様に、直交断面が矩形状となる貫通孔が形成され、この貫通孔にシャフト２４が圧入されている。したがって、実施例３のロータ２２でも、シャフト２４とバックヨーク（１１４，・・）の間にシャフト軸と平行に伸びる連通孔が形成されている。

図１４に示すように、規制プレート１１０の中央には、バックヨーク（１１４，・・）と同様の貫通孔１１７が形成されている。すなわち、貫通孔１１７のシャフト軸に直交する断面の外形状は矩形状となっており、この貫通孔１１７にシャフト２４が圧入されている。また、規制プレート１１０とシャフト２４の間には、バックヨーク（１１４，・・）とシャフト２４の間に形成された連通孔と連通する連通孔が形成される。貫通孔１１７にシャフト２４が圧入されるため、シャフト２４に対して規制プレート１１０が位置ズレすることが防止される。また、バックヨーク（１１４，・・）及び規制プレート１１０にシャフト軸方向に貫通する連通孔が形成されることから、シャフト２４の両端に形成される樹脂部１１１ａ，１１ｂと、連通孔内に形成される樹脂部（ただし、図１２は連通孔が形成されていない部分の断面を示しているため、この樹脂部が図示されておらず、図１３，１４ではこの樹脂部の図示を省略している）を一体に成形することができる。

図１４に示すように、規制プレート１１０の外周縁には、４つの係止片１１２が形成されている。４つの係止片１１２は、周方向に均等な間隔を空けて配されている。各係止片１１２は、永久磁石１１６の周方向の中央部に係合する。これによって、永久磁石１１６がバックヨーク（１１４，・・）に対してシャフト軸周りに回転及びシャフト軸方向に移動することが規制される。このため、樹脂部１１１ａ，１１１ｂを成形する際の樹脂圧によって、バックヨーク（１１４，・・）に対して永久磁石（１１６，・・）が位置ズレすることをより確実に防止することができる。

なお、バックヨークの上端と下端に配する規制プレートは、図１４に示すようなものに限られず、図１５に示す規制プレート１１８を用いてもよい。図１５に示す規制プレート１１８では、その外周縁の全てに係止壁１１８ａが形成され、この係止壁１１８ａが永久磁石に係合する。このため、永久磁石の位置ズレをより確実に防止することができる。

実施例４の燃料ポンプは、実施例１の燃料ポンプ１０のロータ２２を変形したものである。従って、ここでは実施例１の燃料ポンプ１０との相違点であるロータの構成についてのみ説明する。

図１６〜１８に示すように、実施例４のロータ２２も、実施例３のロータ２２と略同一の構成を有している。ただし、実施例４のロータ２２では、規制プレート１２０の構成が実施例３と異なる。すなわち、規制プレート１２０は、バックヨーク（１２４，・・）及び永久磁石１２６（１２６ａ〜１２６ｄ）の上端と下端にそれぞれ配設されている。図１７に示すように、規制プレート１２０の中央にはシャフト軸に直交する断面の断面形状が矩形状となる貫通孔１２１が形成されており、貫通孔１２１にはシャフト２４が圧入されている。また、規制プレート１２０の外周縁には４つの係上片１３０が形成されている。各係止片１３０は、隣接する永久磁石の境界（すなわち、１２６ａと１２６ｂの境界、１２６ｂと１２６ｃの境界、１２６ｃと１２６ｄの境界、及び、１２６ｄと１２６ａの境界）において、永久磁石に係合している。具体的には、図１８に示すように、永久磁石の境界（１２６ａと１２６ｂの境界、１２６ｂと１２６ｃの境界、１２６ｃと１２６ｄの境界、及び、１２６ｄと１２６ａの境界）には、その外周側に凹部１２７が形成される。各係止片１３０は、上方又は下方に折り曲げられ、凹部１２７において永久磁石１２６ａ〜１２６ｄの側面に当接している。

実施例４においても、バックヨーク（１２４，・・）及び永久磁石１２６の上端と下端に規制プレート１２０を配し、規制プレート１２０によって永久磁石１２６のバックヨーク（１２４，・・）に対する位置ズレを規制する。これによって、バックヨーク（１２４，・・）に対して永久磁石１２６を適切な位置に位置決めした状態で、樹脂部を成形することができる。また、規制プレート１２０の係止片１３０が永久磁石１２６と当接する位置は、永久磁石１２６ａ〜１２６ｄの境界となっている。このため、永久磁石１２６ａ〜１２６ｄが発生させる磁界に係止片１３０が影響することを抑制することができる。その結果、モータ効率の低下が抑えられ、ポンプ効率の低下も抑えることができる。

なお、実施例４に示すロータ２２においては、図１９に示す永久磁石１３２を用いてもよい。図１９に示すように、永久磁石１３２の一端には規制プレート１２０の係止片１３０が当接する当接部１３２ａが形成される。一方、永久磁石１３２の他端には、隣接する永久磁石１３２の当接部１３２ａに内側から当接する当接部１３２ｂが形成される。図１９に示す例では、係止片１３０が永久磁石１３２の一端にのみ当接し、係止片１３０と永久磁石１３２の当接面積を広くできるため、永久磁石１３２の一端を規制プレート１２０によって安定して保持することができる。また、隣接する永久磁石１３２の他端は、隣接する永久磁石の一端と係合し、これらを係止片１３０で内側に押え付けることができる。このため、ロータが回転したときに、永久磁石１３２が脱落することを好適に防止することができる。

実施例５の燃料ポンプは、実施例１の燃料ポンプ１０のロータ２２を変形したものである。従って、ここでは実施例１の燃料ポンプ１０との相違点であるロータの構成についてのみ説明する。

図２０，２１に示すように、実施例５のロータ２２では、バックヨーク（１４１，・・）と永久磁石１４０の上端と下端に、規制プレート１４２及び押え部材１４４ｂ、１４６ｂが配置されている。押え部材１４４ｂの下面と押え部材１４６ｂの上面には、樹脂部１４４ａ，１４６ａがそれぞれ形成されている。図２０から明らかなように、規制プレート１４２、押え部材１４４ｂ，１４６ｂ及び樹脂部１４４ａ，１４６ａの外径は、ステータ３２の内径よりも小さくされている。このため、ロータ２２は、ステータ３２内に挿入可能となっている。

図２３に示すように、規制プレート１４２は、周方向の一部１４８ｄが開口する板材であり、その弾性力によって永久磁石１４０をバックヨーク（１４１，・・）に向かって押圧している。このため、樹脂部１４４ａ，１４６ａの成形前においても、バックヨーク（１４１，・・）と永久磁石１４０を一体として扱うことができる。なお、シャフト２４はバックヨーク（１４１，・・）の貫通孔に圧入され、シャフト２４とバックヨーク（１４１，・・）の間には連通孔１４１ａが形成されている。連通孔１４１ａ内には、上述した実施例と同様、樹脂部１４４ａ，1４６ｂを連結する樹脂部（図示省略）が成形されている。

図２４に示すように、規制プレート１４２は、永久磁石１４０の外周面に当接するリング状部１４８ｃと、リング状部１４８ｃに一端が接続された複数の突片１４８ａを備えている。リング状部１４８ｃは、周方向の一部１４８ｄが開口しており、その弾性力によって拡径可能となっている。このため、永久磁石１４０の厚みがばらついても、それに応じてリング状部１４８ｃが追従できるようになっている。複数の突片１４８ａは、リング状部１４８ｃに対して折り曲げられると共に、周方向に均等に間隔を空けて配置されている。複数の突片１４８ａの先端には、貫通孔１４８ｂが形成されている。

押え部材１４４ｂ，１４６ｂは、規制プレート１４２を永久磁石１４０側に向かって押圧すると共に、ロータ２２のウェイトバランスを調整するための部材である。押え部材１４４ｂ，１４６ｂは、例えば、ステンレス等の金属材料により形成することができる。なお、押え部材１４４ｂと押え部材１４６ｂは、同一の構成を有しているため、ここでは、押え部材１４６ｂについて説明する。

図２２に示すように、押え部材１４６ｂは、その中心にシャフト２４が圧入される貫通孔１５２と、その外周に沿って配置された複数の貫通孔１５０を備えている。貫通孔１５２は、バックヨーク（１４１，・・）の貫通孔（図２３参照）と同一形状をしている。したがって、押え部材１４６ｂとシャフト２４の間にも、バックヨーク（１４１，・・）とシャフト２４の間に形成された連通孔１４１ａと連通する連通孔１５２ａが形成されている。このため、実施例５においても、樹脂部１４４ａと樹脂部１４６ａを一回の樹脂成形で成形することが可能となっている。貫通孔１５０は、規制プレート１４２の突片１４８ａの先端に形成された貫通孔１４８ｂに対応した位置に形成されている。したがって、樹脂部１４４ａ，１４６ａを成形する際には、押え部材１４４ｂ，１４６ｂの貫通孔１５０及び規制プレート１４２の貫通孔１４８ｂの内部にも樹脂が流れ、これらの内部に樹脂が充填される。その結果、押え部材１４４ｂ，１４６ｂ、規制プレート１４２、永久磁石１４０、バックヨーク１４１の全てが樹脂成形後に固定されると共に、ロータ回転時の遠心力により永久磁石１４０がバックヨーク１４１から外れようとする力に対して規制プレート１４２の開口部１４８ｄが広がるのを防止して、永久磁石１４０がバックヨーク１４１から外れることが防止される。

実施例５のロータ２２においても、シャフト２４がバックヨーク（１４１，・・）及び押え部材１４４ｂ，１４６ｂに圧入されるため、樹脂部に遠心力に対する保持力が必要とされず、樹脂部に大きな機械的強度は求められない。その結果、ロータ２２が大型化することを抑制することができる。また、バックヨーク（１４１，・・）及び押え部材１４４ｂ，１４６ｂを貫通する連通孔（１４１ａ，１５２ａ）を備えているため、樹脂部１４４ａ，１４６ａを１回の樹脂成形で成形することができる。

さらに、実施例５のロータ２２では、永久磁石１４０の上下両端に規制プレート１４２及び押え部材１４４ｂ，１４６ｂが配されている。このため、バックヨーク（１４１，・・）に対する永久磁石１４０の位置ズレが生じ難く、樹脂部を成形する際にも両者を適正な位置関係に保持することができる。その結果、ロータ２２を精度良く製造することができる。さらに、押え部材１４４ｂ，１４６ｂにより樹脂が規制プレート１４２の開口部や永久磁石１４０間の隙間に入り込まないように樹脂の流れを制御でき、樹脂バリの発生を防止することができる。

なお、永久磁石１４０の端部に配される規制プレートには、図２５に示すような規制プレート１５４を用いてもよい。図２５に示すように、規制プレート１５４は、永久磁石１４０の上端面又は下端面に当接するリング状のプレート部１５５を有している。このプレート部１５５の内周縁に、貫通孔１５８が形成された突片１５６が形成される。このような構成によると、プレート部１５５によって規制プレート１５４の変形が抑えられるため、永久磁石１４０を好適に保持することができる。

あるいは、図２６〜２８に示す規制プレート１６０を用いてもよい。図２６，２８に示すように、規制プレート１６０は、バックヨーク（１４１，・・）の端面に当接する第１平面部１６０ａと、永久磁石１４０の外周面に当接する第２平面部１６０ｂを備えている。第１平面部１６０ａの中央には貫通孔１６４が形成されている。貫通孔１６４は、押え部材１４４ｂ，１４６ｂの中央に形成された貫通孔１５２と同様の形状を有している。一方、第２平面部１６０ｂには、周方向に間隔を空けてスリット１６２が形成されている（図２６参照）。第２平面部１６０ｂにスリット１６２を形成することで、第２平面部１６０ｂは永久磁石１４０の厚みに応じて変形することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上述した実施例では、複数のコアプレートを積層してバックヨークを形成したが、このような形態に限られず、円筒形状のバックヨークを用いてもよい。

本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：燃料ポンプ
１８：吐出ポート
１４：ハウジング
２０：モータ部
２２：ロータ
２６，２８：軸受
４０：ポンプ部
４４：インペラ
６２：コアプレート
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ：永久磁石
６８ａ，６８ｂ，６８ｃ：樹脂部

Claims (8)

1. ロータと、
   ロータの外周側に配置されたステータと、を有しており、
   ロータは、
   シャフトと、
   シャフトに固定されたバックヨークと、
   バックヨークの外周側に配置された永久磁石と、
   バックヨーク及び永久磁石のシャフト軸線方向の一端に形成され、バックヨークと永久磁石を固定する第１樹脂部と、
   バックヨーク及び永久磁石のシャフト軸線方向の他端に形成され、バックヨークと永久磁石を固定する第２樹脂部と、
   シャフト軸線方向の一端と他端の少なくとも一方に配置されており、永久磁石がシャフト軸線方向及び周方向に移動することを規制する規制部材と、
   シャフトに固定されており、バックヨークと規制部材をシャフト軸線方向に当接させる押え部材と、を有しており、
   バックヨーク内、及び／又は、シャフトとバックヨークの間には、シャフト軸線方向に貫通する連通孔が形成されており、その連通孔内に第１樹脂部及び第２樹脂部に接続された第３樹脂部が形成されており、
   第１樹脂部と第２樹脂部と第３樹脂部とが一体に成形されており、
   規制部材は、永久磁石の外周面に当接すると共に周方向の一部が開口するリング状部と、リング状部に対して折れ曲がると共にバックヨークに当接する部分とを有しており、
   リング状部は、その弾性力によって永久磁石をバックヨークに向かって径方向に付勢し、
   バックヨークに当接する部分には、シャフト軸線方向に貫通する貫通孔が形成されており、貫通孔内には、第１樹脂部又は第２樹脂部と接続された樹脂部が形成されており、
   押え部材は、規制部材よりシャフト軸線方向外側に位置しており、
   第１樹脂部及び第２樹脂部は、押え部材よりシャフト軸線方向外側に位置している、ブラシレスモータ。
2. 永久磁石の外周面を被覆する第４樹脂部をさらに有しており、第１〜第４樹脂部が一体に形成されている、請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 永久磁石は、周方向に複数の領域に分割されており、これら複数の領域には、交互に異なる方向に磁化されており、
   シャフト軸線に直交する断面において、連通孔の少なくとも一部は、各領域の周方向の中央とシャフト軸線とを結ぶ直線上に位置する、請求項１又は２に記載のブラシレスモータ。
4. バックヨークは、その中心にシャフト軸線方向に貫通する貫通孔が形成されており、
   シャフトは、バックヨークの貫通孔に圧入されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
5. バックヨークは、その中心にシャフト軸線方向に貫通する貫通孔が形成されており、
   シャフト軸線に直交する断面において、シャフトの外形状は円形状となる一方でバックヨークの貫通孔は多角形状をしており、
   前記連通孔は、バックヨークの貫通孔とシャフトの外周面の間に形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
6. 永久磁石は、シャフト軸線に直交する断面が円弧状となる複数の部分永久磁石により構成されており、
   バックヨークには、永久磁石のシャフト軸線方向の全長範囲内の少なくとも１箇所において、部分永久磁石の周方向の位置を規制する周方向位置規制部が形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
7. 押え部材の外径が永久磁石の外径より大きい、請求項１〜６のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。
8. 押え部材は、ロータのウェイトバランスを調整する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。

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