JP6010885B2 - 埋込磁石型モータおよび埋込磁石型回転子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、埋込磁石型モータおよび埋込磁石型回転子の製造方法に関する。

従来、永久磁石を回転子に埋め込んだ埋込磁石型モータ（以下、「ＩＰＭモータ」という。）が知られている。図６に示すように、ＩＰＭモータの回転子６０（正確には、鉄心）には、その回転方向に沿って複数の磁石孔６１が等間隔に設けられている。各磁石孔６１には、永久磁石６２が挿入された状態で保持されている。ＩＰＭモータでは、磁石孔６１および永久磁石６２の公差に起因して、磁石孔６１と永久磁石６２との間には、第１および第２の隙間Ａ１，Ａ２が生じる。第１の隙間Ａ１は、回転子６０の半径方向において形成される隙間であり、第２の隙間Ａ２は、回転子６０の回転方向において形成される隙間である。第１および第２の隙間Ａ１，Ａ２がそれぞれ形成された場合には、回転子６０の回転に伴い、磁石孔６１の内部において永久磁石６２の位置がずれる。すると、図示しない固定子と回転子６０との間に生じる磁気回路の磁気抵抗がばらつくため、トルクリップルが大きくなる。特に、第１の隙間Ａ１は、磁束φが通過する部分、すなわち、回転子６０と永久磁石６２との間の磁路を形成する部分に存在するので、磁気回路の磁気抵抗が大きくなる。このため、永久磁石６２の磁束が有効利用できない懸念がある。

この問題を解決するために、たとえば特許文献１では、つぎのような構成を採用している。すなわち、図７に示すように、回転子７０の各磁石孔７１には、２つの永久磁石７２，７２が回転子７０の半径方向において重ね合わせられた状態で挿入されている。回転子７０をその軸方向に対して垂直に切断したとき、各磁石孔７１は長方形を、各永久磁石７２は直角台形をなしている。そして、２つの永久磁石７２，７２は、それぞれ上底面および下底面を互い違いにして、かつ傾斜面同士を接触させた状態で１つの磁石孔７１に挿入されている。さらに、２つの永久磁石７２，７２の下底面と磁石孔７１との間には、それぞれ板ばね７３が介在されている。板ばね７３の弾性力により、２つの永久磁石７２，７２は、それぞれ上底面が磁石孔７１の内面に近づく方向へ付勢される。これにより、２つの永久磁石７２，７２の垂直面は、それぞれ磁石孔７１における回転子７０の半径方向において互いに対向する２つの内面に当接した状態に維持される。また、２つの永久磁石７２，７２の傾斜面も互いに当接した状態に維持される。このようにして、磁束が通過する方向、すなわち回転子７０の半径方向における隙間が解消される。

特開２００４−３２８８１９号公報

ところが、特許文献１のＩＰＭモータによれば、確かに回転子７０の半径方向における永久磁石７２と磁石孔７１との間の隙間を解消することができる。しかし、特許文献１のＩＰＭモータでは、１つの磁石孔７１に対して、２つの永久磁石７２，７２を挿入する必要がある。このため、部品点数が増大する。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数を増大させることなく、回転子の半径方向における永久磁石と鉄心との隙間を解消することができる埋込磁石型モータおよび埋込磁石型回転子の製造方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、円筒状の固定子に対して相対回転可能に挿入される円柱状の回転子を備え、当該回転子は、複数枚の電磁綱板が積層されてなる鉄心と、当該鉄心に形成された複数の磁石孔にそれぞれ挿入される複数の永久磁石とを有する埋込磁石型モータにおいて、前記鉄心は、内側鉄心と、前記内側鉄心の外側に設けられる複数の外側鉄心と、前記内側鉄心および前記各外側鉄心の両端をそれぞれ連結する第１および第２の連結部と、を備え、前記各磁石孔は、前記内側鉄心と前記外側鉄心との間の隙間が、当該隙間に対応する前記外側鉄心と前記内側鉄心とを連結する前記第１および第２の連結部によって区画されてなり、同一の前記外側鉄心に連結される前記第１および第２の連結部は、当該第１および第２の連結部が連結する前記内側鉄心及び前記外側鉄心が対向する方向に対して同一方向に傾いた形状をなし、前記内側鉄心と前記各外側鉄心によって前記各永久磁石が挟持されていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、円筒状の固定子に対して相対回転可能に挿入される円柱状の回転子を備え、当該回転子は、複数枚の電磁綱板が積層されてなる鉄心と、当該鉄心に形成された複数の磁石孔にそれぞれ挿入される複数の永久磁石とを有する埋込磁石型モータにおいて、前記鉄心は、内側鉄心と、前記内側鉄心の外側に設けられる複数の外側鉄心と、前記内側鉄心および前記各外側鉄心の両端をそれぞれ連結する複数の連結部と、を備え、前記各磁石孔は、前記内側鉄心と前記各外側鉄心との間の隙間が前記各連結部によって区画されてなり、前記各外側鉄心は、前記鉄心の軸方向へ向けて傾いた形状をなし、前記内側鉄心と前記各外側鉄心によって前記各永久磁石が挟持されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の埋込磁石型モータにおいて、軸方向からみたときの前記鉄心の輪郭が軸方向の全長にわたって円形をなすことを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、複数枚の電磁綱板が積層されてなる円柱状の鉄心と、鉄心に形成された複数の磁石孔にそれぞれ挿入される複数の永久磁石とを有する埋込磁石型回転子の製造方法において、前記鉄心は、内側鉄心と、前記内側鉄心の外側に設けられる複数の外側鉄心と、前記内側鉄心および前記各外側鉄心の両端をそれぞれ連結する複数の連結部と、を備え、前記各連結部によって前記内側鉄心と前記外側鉄心との間の隙間を区画することにより前記各磁石孔を形成したうえで、前記鉄心を構成する前記各電磁綱板について、前記各外側鉄心および前記各連結部の少なくとも一方を塑性変形させることによって、前記鉄心の径方向における前記各永久磁石と前記鉄心との隙間を埋めるとともに、軸方向からみたときの前記鉄心の輪郭を軸方向の全長にわたって円形とすることを要旨とする。
本発明によれば、各外側鉄心および各連結部の少なくとも一方が塑性変形されることによって、鉄心の半径方向における各永久磁石と鉄心との隙間が埋められる。このため、部品点数を増やすことなく、鉄心の半径方向における各永久磁石と鉄心との間の隙間を解消することができる。また、固定子との距離が一定に保たれる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の埋込磁石型回転子の製造方法において、前記各電磁綱板について、前記各外側鉄心を前記内側鉄心に対し前記鉄心の円周方向へ相対移動させるように、前記各連結部を塑性変形させることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の埋込磁石型回転子の製造方法において、前記各電磁綱板について、前記各外側鉄心を、当該外側鉄心に連結された前記連結部に対し前記鉄心の軸方向へ屈曲させるように塑性変形させることを要旨とする。

本発明によれば、埋込磁石型モータにおいて、部品点数を増大させることなく、回転子の半径方向における永久磁石と鉄心との隙間を解消することができる。

第１および第２の実施の形態における電動ポンプのモータの一部分を破断した正面図。 （ａ）は、同じく回転子の鉄心を軸方向からみた正面図、（ｂ）は、回転子を軸に沿って切断した断面図。 （ａ）は、同じく塑性変形前の回転子の鉄心を軸方向からみた正面図、（ｂ）は、同じく塑性変形後の回転子の鉄心を軸方向から見た正面図。 （ａ）は、第２の実施の形態における塑性変形前後の回転子の鉄心を軸方向からみた正面図、（ｂ）は、同じく塑性変形前の回転子の鉄心を軸に沿って切断した断面図、（ｃ）は、同じく塑性変形後の回転子の鉄心を軸に沿って切断した断面図、（ｄ）は、他の実施の形態の塑性変形後の回転子の鉄心を軸に沿って切断した断面図。 同じく固定子と塑性変形後の回転子との位置関係を示すモータの要部断面図。 従来の回転子を軸に直交する方向において切断した要部断面図。 従来の他の回転子を軸に直交する方向において切断した要部断面図。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明を電動ポンプに具体化した第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

＜電動ポンプ＞
電動ポンプは、たとえば車両の燃料ポンプ、ウォーターポンプ、オイルポンプ、およびトランスミッション用ポンプなどの補機類として使用される。図１に示すように、電動ポンプ１１は、水およびオイルなどの液体を循環させるポンプ１２と、当該ポンプ１２を駆動する埋込磁石型のモータ１３とが一体的に設けられてなる。ポンプ１２は用途に応じて、内接ギヤポンプなど、各種のものが採用される。

＜モータ＞
モータ１３のケース２０の内周面には、円筒状の固定子２１が圧入された状態で固定されている。固定子２１の内周面には、図示しない複数のティースが形成されている。これらティースには、それぞれ導線が巻回されることにより３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）に対応するコイル２２が設けられている。また、ケース２０の内部には、図示しない軸受を介して出力軸２３が回転可能に支持されている。出力軸２３には、回転子２４が設けられている。回転子２４の外周面と、固定子２１の内周面との間には、全周にわたって一定の隙間が形成されている。

＜回転子＞
図２（ａ），（ｂ）に示すように、回転子２４は、複数の電磁鋼板が積層されてなる円柱状の鉄心２５、および鉄心２５の内部に埋め込まれる４つの永久磁石２９を有している。鉄心２５には、４つの磁石孔２６が設けられている。各磁石孔２６は、鉄心２５の軸方向に沿って貫通している。鉄心２５を軸方向からみたとき、各磁石孔２６は、鉄心２５の円周方向に沿って、９０°間隔で設けられている。また、鉄心２５を軸方向からみたとき、各磁石孔２６は平行四辺形をなしている。すなわち、各磁石孔２６は、鉄心２５の半径方向において対向する２つの長面２６ａ，２６ｂ、および鉄心２５の円周方向において対向する２つの短面２６ｃ，２６ｄに囲まれてなる。

鉄心２５の円周方向において、互いに隣り合う２つの磁石孔２６，２６の間には、肉抜き孔２７が形成されている。ここでは、４つの磁石孔２６が設けられているので、肉抜き孔２７は全部で４つとなる。各肉抜き孔２７は、鉄心２５の軸方向に沿って貫通している。鉄心２５を軸方向からみたとき、各肉抜き孔２７は、直角三角形状をなしている。そして、各肉抜き孔２７が形成されることにより、第１〜第３の壁２８ａ，２８ｂ，２８ｃが形成されている。第１の壁２８ａは、肉抜き孔２７と、鉄心２５の円周方向において互いに隣り合う２つの磁石孔２６，２６のうち時計方向に位置する磁石孔２６とを仕切る壁である。第２の壁２８ｂは、同じく肉抜き孔２７と、反時計方向に位置する磁石孔２６とを仕切る壁である。第３の壁２８ｃは、肉抜き孔２７と鉄心２５の外部とを仕切る壁である。第３の壁２８ｃの外面は、鉄心２５の外周面の一部を構成する。また、第２の壁２８ｂと第３の壁２８ｃとの境界は切断されている。第２および第３の壁２８ｂ，２８ｃの切断面は、互いに当接した状態に維持されている。

鉄心２５を軸方向からみたとき、鉄心２５は、１つの内側鉄心２５ａ、４つの外側鉄心２５ｂ、ならびに、内側鉄心２５ａおよび各外側鉄心２５ｂを連結する部分に区画して見ることができる。内側鉄心２５ａは、鉄心２５の半径方向において、各磁石孔２６よりも内側に位置する部分である。図２（ａ）に示されるように、内側鉄心２５ａは、鉄心２５を軸方向からみたとき、正方形をなす部分である。外側鉄心２５ｂは、鉄心２５の半径方向において、各磁石孔２６よりも外側に位置する部分である。外側鉄心２５ｂは、鉄心２５を軸方向からみたとき、三日月状をなす部分である。第３の壁２８ｃは、外側鉄心２５ｂに含まれる。４組の第１および第２の壁２８ａ，２８ｂは、内側鉄心２５ａおよび外側鉄心２５ｂを連結する部分として機能する。また、各磁石孔２６は、内側鉄心２５ａと各外側鉄心２５ｂとの間の隙間が、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂによって、鉄心２５の円周方向において区画されることにより形成されていると見ることもできる。

各磁石孔２６には、界磁源となる直方体状の永久磁石２９が挿入されている。鉄心２５の軸方向における永久磁石２９の長さは、磁石孔２６の長さと同じとされている。すなわち、鉄心２５の軸方向における永久磁石２９の２つの端面は、鉄心２５の軸方向における２つの端面に対して、段差のない状態とされている。各永久磁石２９は、接着剤により各磁石孔２６の内部に固定される。各永久磁石２９の２つの長面２９ａ，２９ｂは、それぞれ各磁石孔２６の２つの長面２６ａ，２６ｂに対して隙間なく接触している。また、各永久磁石２９の２つの短面２９ｃ，２９ｄと、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂとの間には、それぞれ隙間３０，３０が形成されている。永久磁石２９の２つの短面２９ｃ，２９ｄと、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂとは、それぞれ鋭角をなしている。

＜押さえ部材＞
図２（ａ）に示すように、各電磁綱板の表面（図２（ｂ）の左側面）には、４つの円形の凹部３１が形成されている。各凹部３１は、各電磁綱板を、その表面側から裏面側へ塑性変形させることにより形成されている。各凹部３１は、鉄心２５の円周方向に沿って９０°間隔で設けられている。各凹部３１は、永久磁石２９と鉄心２５の外周縁との間、かつ永久磁石２９の長辺の中央に位置している。また、図２（ｂ）に示すように、各電磁綱板の裏面（図２（ｂ）の右側面）には、４つの突部３２が設けられている。各突部３２は、鉄心２５の円周方向において、各凹部３１に一致している。各突部３２は、各凹部３１を形成する際において、塑性変形により電磁綱板の裏面から突出する部分である。複数枚の電磁綱板は、それぞれの突部３２が裏面に重ね合わせられる電磁綱板の凹部３１に挿入された状態で積層されている。

図２（ｂ）に示すように、鉄心２５の軸方向において互いに反対側に位置する２つの端面には、第１および第２の押さえ部材３３，３４が取り付けられている。第１および第２の押さえ部材３３，３４は、真鍮あるいはアルミニウムなどの非磁性体により、円板状に形成されている。第１および第２の押さえ部材３３，３４の外径は、鉄心２５の外径と同じとされている。第１の押さえ部材３３の裏面（図２（ｂ）の右側面）には、４つの突部３５が設けられている。各突部３５は、第１の押さえ部材３３の円周方向において９０°間隔で設けられている。各突部３５は、鉄心２５を構成する複数枚の電磁綱板のうち最表面の電磁綱板の各凹部３１に嵌められている。第２の押さえ部材３４の表面（図２（ｂ）の左側面）には、４つの凹部３６が設けられている。各凹部３６は、第２の押さえ部材３４の円周方向において９０°間隔で設けられている。各凹部３６には、鉄心２５を構成する複数枚の電磁綱板のうち最裏面の電磁綱板の各突部３２が嵌められている。

＜回転子の製造方法＞
つぎに、回転子２４の製造方法を説明する。まず、打ち抜き加工により得られる複数枚の打ち抜き板を積層することにより、図３（ａ）に示される鉄心２５を形成する。この積層の際、各打ち抜き板の各突部３２と各凹部３１とが嵌め合わされることにより、各打ち抜き板の円周方向における位置ずれが相互に規制される。

また、打ち抜き板を積層した段階においては、各外側鉄心２５ｂは、図３（ａ）に二点鎖線で示される鉄心２５の本来の輪郭４２に対して、鉄心２５の接線方向へずれている。各外側鉄心２５ｂは、反時計方向に沿って同じ方向へずれている。具体的には、上側の外側鉄心２５ｂは左方へ、左側の外側鉄心２５ｂは下方へ、下側の外側鉄心２５ｂは右方へ、右側の外側鉄心２５ｂは上方へずれている。そして、各外側鉄心２５ｂにおいて、第３の壁２８ｃを含む外縁の一部分は、輪郭４２から外側へ、はみ出している。また、第２の壁２８ｂと第３の壁２８ｃとは、互いに離間している。さらに、各磁石孔２６は、矩形状をなしている。すなわち、外側鉄心２５ｂと内側鉄心２５ａとを連結する第１および第２の壁２８ａ，２８ｂは、それぞれ鉄心２５の中心を通る直径線に平行をなしている。

つぎに、各磁石孔２６の内部に永久磁石２９を挿入する。このとき、各永久磁石２９と、各磁石孔２６との間には、公差などに起因する隙間が形成されている。すなわち、各永久磁石２９の２つの長面２９ａ，２９ｂと、各磁石孔２６の２つの長面２６ａ，２６ｂとの少なくとも一の間には、隙間４３が形成されている。また、各永久磁石２９の２つの短面２９ｃ，２９ｄと、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂとの少なくとも一の間には、隙間３０が形成されている。

つぎに、内側鉄心２５ａを介して鉄心２５を動かないように固定する。この後、鉄心２５（正確には、各外側鉄心２５ｂ）に対して、円周方向へ向けた外力を印加する。具体的には、回転子２４の回転方向を、図３（ｂ）に矢印４４で示される反時計方向としたとき、同図に４つの矢印４５で示される時計方向へ向けた外力を鉄心２５に印加する。

すると、各外側鉄心２５ｂは、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂを介して、時計方向へ塑性変形する。正確には、各第１および第２の壁２８ａ，２８ｂが、内側鉄心２５ａとの連結部分を支点として、時計方向へ傾くように塑性変形する。当該塑性変形に伴い、上側の外側鉄心２５ｂは右方へ、左側の外側鉄心２５ｂは上方へ、下側の外側鉄心２５ｂは左方へ、右側の外側鉄心２５ｂは下方へ変位する。また、各外側鉄心２５ｂは、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂの傾きに応じて、内側鉄心２５ａに対して徐々に近接する。すなわち、各磁石孔２６の外側の長面２６ａは、内側の長面２６ｂに対して平行を保ちつつ時計方向へ変位し、かつ長面２６ｂに徐々に近接する。

やがて、第２の壁２８ｂは、第３の壁２８ｃの先端に当接する。これにより、閉じた肉抜き孔２７が形成される。
第２の壁２８ｂが第３の壁２８ｃに当接した状態において、各外側鉄心２５ｂの外面は、同一の円周上、正確には図３（ａ）に二点鎖線で示される輪郭４２上に位置する。

また、第２の壁２８ｂが第３の壁２８ｃに当接した状態において、第１の壁２８ａにおける外側鉄心２５ｂとの連結部分は、永久磁石２９の外側の角部に当接する。第２の壁２８ｂにおける内側鉄心２５ａとの連結部分には、永久磁石２９の内側の角部が当接する。この第１および第２の壁２８ａ，２８ｂと永久磁石２９との当接関係により、鉄心２５の円周方向における各永久磁石２９の位置ずれが規制される。

また、第２の壁２８ｂが第３の壁２８ｃに当接するタイミングで、各外側鉄心２５ｂは、内側鉄心２５ａとの間で各永久磁石２９を挟み込んだ状態となる。すなわち、磁石孔２６の２つの長面２６ａ，２６ｂは、永久磁石２９の２つの長面２９ａ，２９ｂに対して隙間なく接触する。各外側鉄心２５ｂおよび内側鉄心２５ａによって各永久磁石２９が挟持されることにより、鉄心２５の半径方向における各永久磁石２９の位置ずれが規制される。

なお、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂの塑性変形に際して、各第１の壁２８ａの傾動範囲に永久磁石２９が存在するとき、永久磁石２９は第１の壁２８ａにより傾動方向へ押しやられる。この傾動方向へ向けた永久磁石２９の変位は、傾動方向に存在する第２の壁２８ｂ（正確には、第２の壁２８ｂの内側鉄心２５ａとの連結部分）に当接することにより規制される。各永久磁石２９は、各磁石孔２６における鉄心２５の円周方向における中央に位置決めされる。すなわち、鉄心２５を軸方向からみたとき、永久磁石２９の中心と鉄心２５の中心とを結んだ線分は、鉄心２５の直径線に一致する。

このように、各第１および第２の壁２８ａ，２８ｂが傾くことにより、各磁石孔２６に対する各永久磁石２９の位置決めが行われつつ、各永久磁石２９は各磁石孔２６に対して固定される。

つぎに、鉄心２５の軸方向における両端面に、第１および第２の押さえ部材３３，３４を取り付ける。そして最後に、各永久磁石２９を着磁する。具体的には、各永久磁石２９の外側（固定子２１側）の部分が、鉄心２５の円周方向において、交互にＳ極、およびＮ極となるように着磁する。以上で、回転子２４の製造が完了となる。

＜回転子の作用＞
つぎに、回転子２４の作用を説明する。
さて、回転子２４の半径方向において、各永久磁石２９と内側鉄心２５ａとの間、ならびに各永久磁石２９と各外側鉄心２５ｂとの間には、いずれにも隙間が存在しない。各永久磁石２９と鉄心２５との間における磁路が形成される部分に隙間が存在しないので、磁気回路の磁気抵抗の増大が抑制される。このため、各永久磁石２９から生じる磁束を有効に使用することができる。

ここで、各永久磁石２９と各第１の壁２８ａとの間、および各永久磁石２９と各第２の壁２８ｂとの間には、それぞれ隙間３０が形成される。しかし、回転子２４の円周方向における各永久磁石２９と電磁綱板との間の部分は、回転子２４と永久磁石２９との間の磁路を形成する部分として機能しない。このため、回転子２４の円周方向において、各隙間３０が形成されたとしても、モータ１３の特性に大きな影響を与えることはない。

むしろ、回転子２４の円周方向において、永久磁石２９と鉄心２５との間には、空気層である隙間３０が形成されることが好ましい。空気層の存在により磁気抵抗が増大するので、磁束が漏れにくい。すなわち、各隙間３０は、永久磁石２９から供給される磁束の有効利用に少なからず寄与する。

また、電磁綱板は塑性変形されることにより磁気抵抗が増大する。このため、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂにおける内側鉄心２５ａおよび各外側鉄心２５ｂとの連結部分、およびそれらの近傍の磁気抵抗は、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂが塑性変形されることによって増大する。磁気抵抗が高くなれば、その分、磁束の通過が困難となる。したがって、各永久磁石２９の間からの磁束の漏洩が抑制される。

このように、永久磁石２９と第１および第２の壁２８ａ，２８ｂとの間に形成される隙間３０による磁気抵抗の増大、および第１および第２の壁２８ａ，２８ｂの塑性変形による磁気抵抗の増大により、磁束が各永久磁石２９の間から漏れ出ることが好適に抑制される。

また、塑性変形させた第１および第２の壁２８ａ，２８ｂは、スプリングバックなどによってわずかながらも塑性変形前の状態に戻ろうとする。しかし、各突部３５および各凹部３１、ならびに各凹部３６および各突部３２の嵌め合い関係により、各第１および第２の壁２８ａ，２８ｂのスプリングバックなどに起因する各外側鉄心２５ｂの戻りが抑制される。また、鉄心２５の軸方向における両端面にそれぞれ開口する磁石孔２６は、それぞれ第１および第２の押さえ部材３３，３４により塞がれる。このため、各永久磁石２９が各磁石孔２６から脱落することが抑制される。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）各第１および第２の壁２８ａ，２８ｂを介して、各外側鉄心２５ｂを回転子２４の回転方向と反対方向へ塑性変形させることにより、各磁石孔２６の高さ（回転子２４の半径方向における寸法）を小さくするようにした。その結果、回転子２４の半径方向において、各外側鉄心２５ｂおよび各永久磁石２９、ならびに内側鉄心２５ａおよび各永久磁石２９をそれぞれ接触させるようにした。このため、部品点数を増やすことなく、換言すれば、従来のＩＰＭモータにおける永久磁石の形状および個数を維持しつつ、回転子２４の半径方向における各永久磁石２９と鉄心２５との隙間を解消することができる。また、各磁石孔２６の内部において各永久磁石２９の位置がずれることもないので、磁気抵抗の変動を抑制することもできる。

（２）鉄心２５に対して、回転子２４の回転方向と反対方向へ向けた外力を印加することにより、第１および第２の壁２８ａ，２８ｂを塑性変形させるようにした。このため、モータ１３は、電動ポンプの駆動源として好適である。

電動ポンプは回転方向が決まっているので、モータ１３は、当該決められた方向にのみ回転される。そして、１方向にのみ回転されるモータ１３において、各外側鉄心２５ｂを塑性変形させる方向を、回転子２４の回転方向と同じ方向とした場合には、つぎのような懸念がある。すなわち、回転子２４と固定子２１との間において、異物の咬み込みが発生したとき、各外側鉄心２５ｂ、あるいは各第１および第２の壁２８ａ，２８ｂの塑性変形を戻す方向への力が発生するおそれがある。そして、この場合、異物の咬み込みに起因する力によって、各外側鉄心２５ｂなどの塑性変形が戻されて、回転子２４の外径が拡大することが懸念される。この点、本例によれば、塑性変形の方向を、回転子２４の回転方向と反対方向としているので、異物を噛み込んだ場合であれ、各外側鉄心２５ｂなどの塑性変形を戻す方向への力は発生しにくい。このため、各外側鉄心２５ｂなどの塑性変形の戻りが抑制される。

（３）鉄心２５の軸方向における両端面には、第１および第２の押さえ部材３３，３４を取り付けた。第１および第２の押さえ部材３３，３４と、鉄心２５の軸方向における両端面との凹凸による係合関係により、塑性変形させた第１および第２の壁２８ａ，２８ｂのスプリングバックなどに起因する各外側鉄心２５ｂの戻りが抑制される。また、各磁石孔２６は、第１および第２の押さえ部材３３，３４によって塞がれる。このため、各永久磁石２９の回転子２４からの脱落が規制される。

（４）第１および第２の押さえ部材３３，３４は、スプリングバックによる円周方向への戻りを抑制する第１の機能と、永久磁石２９の脱落を抑制する第２の機能を有する。第１および第２の機能を別部材により実現する場合と異なり、部品点数の増大を抑制することができる。

（５）鉄心２５には４つの肉抜き孔２７を設けた。これら肉抜き孔２７の分だけ、回転子２４の軽量化が図られる。
＜第２の実施の形態＞
つぎに、本発明の第２の実施の形態を説明する。本例は、鉄心の形状および鉄心の製造方法の点で第１の実施の形態と異なる。したがって、第１の実施の形態と同様の部材および構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、本例の鉄心５０は、軸方向からみたとき、１つの内側鉄心２５ａ、４つの外側鉄心２５ｂ、ならびに、内側鉄心２５ａおよび各外側鉄心２５ｂを連結する４つの連結部５１に区画して見ることができる。

鉄心５０を軸方向からみたとき、４つの連結部５１は、正方形状をなす内側鉄心２５ａの４つの角部にそれぞれ設けられている。各連結部５１は、内側鉄心２５ａの対角線に沿って外側へ向かって延びている。そして、鉄心５０の円周方向において、互いに隣り合う２つの連結部５１，５１の先端の間には、外側鉄心２５ｂの両端部がそれぞれ連結されている。図４（ｃ）に併せて示すように、各外側鉄心２５ｂは、その両端部を支点として、鉄心５０の軸方向へ屈曲している。また、図４（ａ）に実線で示されるように、鉄心５０を軸方向からみたとき、鉄心５０の輪郭は円形をなす。図５に示すように、各外側鉄心２５ｂの外面は、固定子２１の内面に対向している。

図４（ａ）に示されるように、内側鉄心２５ａ、各外側鉄心２５ｂ、および各連結部５１に囲まれた空間は、磁石孔２６とされている。また、鉄心５０を軸方向からみたとき、各永久磁石２９の２つの長面２９ａ，２９ｂは、それぞれ各磁石孔２６の２つの長面２６ａ，２６ｂに対して隙間なく接触している。また、鉄心５０の円周方向において、各永久磁石２９の両隣には、三角柱状の２つの隙間３０，３０が形成されている。両隙間３０，３０は、各永久磁石２９の２つの短面２９ｃ，２９ｄのいずれか一方、各外側鉄心２５ｂ、および各連結部５１によって囲まれた空間である。

図５に示すように、鉄心５０の軸方向における両端面には、第１および第２の押さえ部材５２，５３が取り付けられている。第１の押さえ部材５２は、鉄心５０の軸方向における両端面のうち、各外側鉄心２５ｂの屈曲側（図５中の左側）の端面形状に対応する形状に形成されている。第２の押さえ部材５３は、鉄心５０の軸方向における両端面のうち、各外側鉄心２５ｂの屈曲側と反対側（図５中の右側）の端面形状に対応する形状の凹部５３ａを有している。第１の押さえ部材５２は、上底面（図５中の右側面）を鉄心５０へ向けて取り付けられている。第２の押さえ部材５３は、凹部５３ａを鉄心５０へ向けて取り付けられている。

＜回転子の製造方法＞
つぎに、回転子の製造方法を説明する。まず、打ち抜き加工により得られる複数枚の打ち抜き板を積層することにより、図４（ｂ）に示される鉄心５０を形成する。

図４（ｂ）に示されるように、打ち抜き板を積層した段階では、各外側鉄心２５ｂは、まだ屈曲していない。すなわち、内側鉄心２５ａおよび各外側鉄心２５ｂは、同一平面をなしている。また、鉄心５０を軸方向からみたとき、図４（ａ）に二点鎖線で示されるように、各外側鉄心２５ｂは、同図に実線で示される鉄心５０の本来の輪郭に対して、外側へはみ出している。各外側鉄心２５ｂのはみ出し量は、鉄心５０の円周方向における中央部が最も大きく、当該円周方向における両側へ向かうにつれて徐々に小さくなる。このため、鉄心５０を軸方向からみたとき、鉄心５０の輪郭５５は円形をなさない。鉄心５０の円周方向において、互いに１８０°だけずれた２つの外側鉄心２５ｂ，２５ｂの輪郭５５，５５は、同一の楕円上に位置する。

つぎに、各磁石孔２６の内部に永久磁石２９を挿入する。このとき、図４（ａ），（ｂ）に二点鎖線で示されるように、各永久磁石２９と各磁石孔２６との間には、鉄心５０の半径方向において隙間が形成される。ここでは、各永久磁石２９の外側の長面２９ａと、各磁石孔２６の外側の長面２６ａとの間には、隙間５６が形成されている。また、鉄心５０の円周方向における各永久磁石２９の両隣には、それぞれ隙間３０が形成されている。

つぎに、内側鉄心２５ａを介して鉄心５０を動かないように固定する。この後、鉄心５０（正確には、各外側鉄心２５ｂ）に対して、図４（ｂ）に矢印５７で示される軸方向へ向けた外力を印加する。

すると、図４（ｃ）に示されるように、各外側鉄心２５ｂは、各連結部５１との連結部分である自身の両端部を支点として、鉄心５０の軸方向へ向けて傾くように塑性変形する。各外側鉄心２５ｂは、外力が印加される方向への傾きに応じて、内側鉄心２５ａに対して徐々に近接する。すなわち、各外側鉄心２５ｂが傾くにつれて、鉄心５０の半径方向における各磁石孔２６の幅が徐々に短縮される。

やがて、各外側鉄心２５ｂの内面、すなわち各磁石孔２６の外側の長面２６ａは、各永久磁石２９の外側の長面２９ａに当接する。これにより、各永久磁石２９の外側の長面２９ａと、各磁石孔２６の外側の長面２６ａとの間に形成されていた隙間５６が解消される。また、各外側鉄心２５ｂが各永久磁石２９に当接した状態において、鉄心５０を軸方向からみたとき、各外側鉄心２５ｂの外面は、同一の円周上に位置する。

各外側鉄心２５ｂおよび内側鉄心２５ａによって各永久磁石２９が挟持されることにより、鉄心２５の半径方向における各永久磁石２９の位置ずれが規制される。また、鉄心５０を軸方向からみたとき、各永久磁石２９の両隣に形成されている２つの隙間３０，３０は、それぞれ各永久磁石２９の２つの短面２９ｃ，２９ｄを底辺とする三角形状をなしている。そして、各永久磁石２９の４つの角部は、三角形の各隙間３０の底辺に対する２つの斜辺である外側鉄心２５ｂおよび連結部５１に、それぞれ当接する。このため、鉄心５０の円周方向における各永久磁石２９の位置ずれが規制される。

つぎに、鉄心５０の軸方向における両端面に、第１および第２の押さえ部材５２，５３を取り付け、この後、各永久磁石２９を着磁すれば、回転子の製造が完了となる。
＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）各外側鉄心２５ｂの両端部を支点として、各外側鉄心２５ｂを鉄心５０の軸線方向へ屈曲させることにより、各磁石孔２６の高さ（鉄心５０の半径方向における寸法）を小さくして、各外側鉄心２５ｂと各永久磁石２９とを接触させるようにした。このため、部品点数を増やすことなく、各外側鉄心２５ｂと各永久磁石２９との隙間を解消することができる。また、各磁石孔２６の内部において各永久磁石２９の位置がずれることもないので、磁気抵抗の変動を抑制することもできる。

（２）鉄心５０の軸方向における両端面を、第１および第２の押さえ部材５２，５３によって挟み込むようにした。このため、各外側鉄心２５ｂのスプリングバックによる軸線方向への戻りを抑制することができる。また、各磁石孔２６は、第１および第２の押さえ部材５２，５３によって塞がれる。このため、各永久磁石２９の鉄心５０からの脱落が規制される。

＜他の実施の形態＞
なお、第１および第２の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、第１および第２の押さえ部材３３，３４を、それぞれ突部３５および凹部３６が形成された円環状の部材と、各磁石孔２６を覆う円板状の部材とに分けて設けてもよい。すなわち、各外側鉄心２５ｂのスプリングバックを抑制する第１の機能、および各永久磁石２９の鉄心２５からの脱落を抑制する第２の機能を、それぞれ別部材に持たせる。第２の実施の形態における第１および第２の押さえ部材５２，５３についても、同様である。

・第２の実施の形態では、各外側鉄心２５ｂは、その両端部を支点として鉄心５０の軸方向へ１段階だけ屈曲させたが、２段階だけ屈曲させてもよい。たとえば、図４（ｄ）に示すように、各外側鉄心２５ｂの外側の部分は、各外側鉄心２５ｂの両端部の屈曲方向と反対方向に屈曲されている。各外側鉄心２５ｂの外側の部分は、内側鉄心２５ａに対して平行をなしている。各外側鉄心２５ｂの外側の部分が、各外側鉄心２５ｂの両端部の屈曲方向と反対方向に屈曲される分だけ、鉄心５０の軸方向長が短縮される。

・第２の実施の形態では、各外側鉄心２５ｂを鉄心５０の軸方向へ屈曲させたが、つぎのようにしてもよい。すなわち、各外側鉄心２５ｂ（鉄心５０）の外周面に対して、外方から中心へ向けて外力を印加する。各外側鉄心２５ｂの両端部が塑性変形することにより、各外側鉄心２５ｂは、鉄心５０の中心へ向けて変位する。これにより、鉄心５０の半径方向における各磁石孔２６の寸法が小さくなる。

・第１および第２の実施の形態において、永久磁石２９の個数は、適宜変更してもよい。たとえば、永久磁石２９の個数を８つとしてもよい。
・第１の実施の形態における第１および第２の押さえ部材３３，３４、および第２の実施の形態における第１および第２の押さえ部材５２，５３を省略してもよい。

・第１および第２の実施の形態では、モータ１３を電動ポンプ１１の駆動源として適用した例を示したが、たとえば、電動パワーステアリングの駆動源、または電気自動車あるいはハイブリッド自動車の走行用駆動源として適用してもよい。

＜他の技術的思想＞
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記埋込磁石型モータにおいて、回転子は一方向にのみ回転されるものであって、各連結部は、回転子の回転方向と反対方向へ傾くように塑性変形されてなる埋込磁石型モータ。

１３…モータ、２１…固定子、２４…回転子、２５，５０…鉄心、２５ａ…内側鉄心、２５ｂ…外側鉄心、２６…磁石孔、２８ａ…第１の壁（連結部）、２８ｂ…第２の壁（連結部）、２９…永久磁石、５１…連結部。

Claims (6)

1. 円筒状の固定子に対して相対回転可能に挿入される円柱状の回転子を備え、当該回転子は、複数枚の電磁綱板が積層されてなる鉄心と、当該鉄心に形成された複数の磁石孔にそれぞれ挿入される複数の永久磁石とを有する埋込磁石型モータにおいて、
   前記鉄心は、内側鉄心と、前記内側鉄心の外側に設けられる複数の外側鉄心と、前記内側鉄心および前記各外側鉄心の両端をそれぞれ連結する第１および第２の連結部と、を備え、
   前記各磁石孔は、前記内側鉄心と前記外側鉄心との間の隙間が、当該隙間に対応する前記外側鉄心と前記内側鉄心とを連結する前記第１および第２の連結部によって区画されてなり、
   同一の前記外側鉄心に連結される前記第１および第２の連結部は、当該第１および第２の連結部が連結する前記内側鉄心及び前記外側鉄心が対向する方向に対して同一方向に傾いた形状をなし、
   前記内側鉄心と前記各外側鉄心によって前記各永久磁石が挟持されている埋込磁石型モータ。
2. 円筒状の固定子に対して相対回転可能に挿入される円柱状の回転子を備え、当該回転子は、複数枚の電磁綱板が積層されてなる鉄心と、当該鉄心に形成された複数の磁石孔にそれぞれ挿入される複数の永久磁石とを有する埋込磁石型モータにおいて、
   前記鉄心は、内側鉄心と、前記内側鉄心の外側に設けられる複数の外側鉄心と、前記内側鉄心および前記各外側鉄心の両端をそれぞれ連結する複数の連結部と、を備え、
   前記各磁石孔は、前記内側鉄心と前記各外側鉄心との間の隙間が前記各連結部によって区画されてなり、
   前記各外側鉄心は、前記鉄心の軸方向へ向けて傾いた形状をなし、
   前記内側鉄心と前記各外側鉄心によって前記各永久磁石が挟持されている埋込磁石型モータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   軸方向からみたときの前記鉄心の輪郭が軸方向の全長にわたって円形をなす埋込磁石型モータ。
4. 複数枚の電磁綱板が積層されてなる円柱状の鉄心と、鉄心に形成された複数の磁石孔にそれぞれ挿入される複数の永久磁石とを有する埋込磁石型回転子の製造方法において、
   前記鉄心は、内側鉄心と、前記内側鉄心の外側に設けられる複数の外側鉄心と、前記内側鉄心および前記各外側鉄心の両端をそれぞれ連結する複数の連結部と、を備え、
   前記各連結部によって前記内側鉄心と前記外側鉄心との間の隙間を区画することにより前記各磁石孔を形成したうえで、前記鉄心を構成する前記各電磁綱板について、前記各外側鉄心および前記各連結部の少なくとも一方を塑性変形させることによって、前記鉄心の径方向における前記各永久磁石と前記鉄心との隙間を埋めるとともに、軸方向からみたときの前記鉄心の輪郭を軸方向の全長にわたって円形とする埋込磁石型回転子の製造方法。
5. 請求項４に記載の埋込磁石型回転子の製造方法において、
   前記各電磁綱板について、前記各外側鉄心を前記内側鉄心に対し前記鉄心の円周方向へ相対移動させるように、前記各連結部を塑性変形させる埋込磁石型回転子の製造方法。
6. 請求項４に記載の埋込磁石型回転子の製造方法において、
   前記各電磁綱板について、前記各外側鉄心を、当該外側鉄心に連結された前記連結部に対し前記鉄心の軸方向へ屈曲させるように塑性変形させる埋込磁石型回転子の製造方法。

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