JP6315933B2 - ロータおよびブラシレスモータ - Google Patents

Description

この発明は、ロータおよびブラシレスモータに関するものである。

従来から、ケース内に電動モータと、変速機構と、電動モータを駆動制御するための制御基板と、を有したアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このアクチュエータは、変速機構を介してブラシレスモータの回転力を出力軸に伝達し、被駆動体である各種デバイスを駆動制御する。

特許文献１に記載のアクチュエータに内装された電動モータは、いわゆるインナーロータ型のブラシレスモータであって、略円筒状のステータと、ステータの内側に回転自在に配置されたロータとを有している。ロータは回転軸を有している。ロータにおける、ステータのティース部に対応する部位には、略円筒状のロータマグネットが固定されている。ロータマグネットは、周方向に複数の磁極が交互になるように着磁されている。

ところで、このようなブラシレスモータにおいて、ロータマグネットに対して樹脂材料を例えばインサート成型やアウトサート成型等することにより、ロータマグネットと樹脂材料からなるシャフト部材とを一体成型してロータを形成することがある。

特開２０１０−１３６５９１号公報

ところで、一般に、溶融した樹脂材料が冷却されて収縮する際、樹脂成型部品の肉厚の差等に起因して収縮偏差が発生するため、一般的には、樹脂の肉抜きや厚みの均一化等の収縮抑制対策により抑制することが知られている。上記の従来技術にあっては、用いる樹脂材料や樹脂の冷却方法等をコントロールすることにより、樹脂材料の収縮偏差を抑制するようにしているが、ＶＡ等により樹脂材料を変更したり、加工工程変更を行ったりする際に、樹脂材料の収縮偏差を十分に考慮しないと、シャフト部材をインジェクション成型した後、冷却する際に、樹脂材料の収縮偏差に起因して、シャフト部材にいわゆる反りやヒケが発生する可能性が考えられる。その場合、シャフト部材とロータマグネットと間に隙間が発生し、シャフト部材とロータマグネットとの接触面積が減少して、ロータマグネットが軸方向に相対的にガタつくことも考えられる。ロータマグネットのガタつきは、異音の発生源にもなるため、静粛化のためにも抑制する必要がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、樹脂材料によりロータマグネットと一体成型されたシャフト部材に対するロータマグネットのガタつきを抑制できるロータおよびこのロータを備えたブラシレスモータの提供を課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明のロータは、円環状に形成されたロータマグネットと、樹脂材料により形成されるシャフト部材と、を備え、前記ロータマグネットと前記シャフト部材とが互いに同軸上に配置されて一体成型されたロータにおいて、前記ロータマグネットの内周面には、前記シャフト部材に対する前記ロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制する規制部が設けられ、前記規制部は、前記ロータマグネットの内周面において内径の異なる異径部であり、前記異径部による前記ロータマグネットと前記シャフト部材との係合代は、前記シャフト部材を樹脂成型した後、冷却する際に変形が発生した場合でも、前記ロータマグネットの前記異径部と前記シャフト部材の異径溝部とが係合可能なように設定されることを特徴としている。

この構成によれば、ロータマグネットの内周面には、シャフト部材に対するロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制する規制部が設けられているので、ロータマグネットと一体成型された樹脂材料からなるシャフト部材に反りやヒケが発生し、ロータマグネットとシャフト部材との接触面積が減少した場合であっても、シャフト部材に対するロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制できる。

この構成によれば、ロータマグネットの内周面に設けられた規制部は、ロータマグネットの内周面において内径の異なる異径部であるので、シャフト部材に反りやヒケが発生してシャフト部材の外径が小径化した場合や変形した場合であっても、ロータマグネットの異径部と、ロータマグネットの異径部に対応して形成されたシャフト部材側の異径部とが互いに係合できる。これにより、ロータマグネットの軸方向への移動が規制されるので、ロータマグネットとシャフト部材との接触面積が減少した場合であっても、シャフト部材に対するロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制できる。

また、前記シャフト部材には、前記ロータマグネットの前記軸方向における両端面を保持するフランジ部が形成されていることを特徴としている。
また、前記ロータマグネットの前記軸方向における前記両端面を保持する前記フランジ部のうち、少なくとも一方の前記フランジ部が前記軸方向から見てクロス状に形成され、前記ロータマグネットの端面には、前記クロス状に形成された前記フランジ部と係合する切欠部が設けられていることを特徴としている。

この構成によれば、シャフト部材には、ロータマグネットの軸方向における両端面を保持するフランジ部が形成されているので、規制部とフランジ部とが協働してロータマグネットの軸方向への移動を規制できる。したがって、シャフト部材に対するロータマグネットの軸方向のガタつきを確実に抑制できる。

また、本発明のブラシレスモータは、上述のロータと、前記ロータマグネットと対向するように配置された複数のティース部を有するステータと、を備えたことを特徴としている。

この構成によれば、シャフト部材に対するロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制できるロータを備えているので、耐久性に優れた高性能なブラシレスモータを得ることができる。

本発明によれば、ロータマグネットの内周面には、シャフト部材に対するロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制する規制部が設けられているので、ロータマグネットと一体成型された樹脂材料からなるシャフト部材に反りやヒケが発生し、ロータマグネットとシャフト部材との接触面積が減少した場合であっても、シャフト部材に対するロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制できる。

実施形態に係るアクチュエータの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 第一ケースの断面図である。 制御基板の平面図である。 ベースプレートの断面図である。 セクタギアを示し、図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 ロータの斜視図である。 シャフト部材の中心軸を含む側面断面図である。 実施形態の変形例に係るロータの斜視図である。 シャフト部材の中心軸を含む実施形態の変形例に係るロータの側面断面図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明をする。
図１は、実施形態に係るアクチュエータ１の斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は、第一ケース６の断面図である。
図１から図３に示すように、アクチュエータ１は、例えば、自動車に搭載され、可変ノズル式ターボチャージャのノズルベーンを開閉動作させるために用いられるものであって、ケーシングユニット２内に電動モータ３、変速機構４、および電動モータ３の駆動制御を行う制御基板５を備えている。なお、以下の説明では、電動モータ３のロータ１２が回転する際の回転中心軸を中心軸Ｏという。
ケーシングユニット２は、電動モータ３が内装されている第一ケース６と、変速機構４が内装されている第二ケース７とで構成されている。第一ケース６および第二ケース７は、第一ケース６と第二ケース７との間に平板状のベースプレート８を介装させた状態で、複数のボルト５０によって互いに締結固定されている。

第一ケース６は、例えば樹脂材料からなる部材であり、第二ケース７側に開口部６ａを有する平面視長方形状であって、かつ箱状に形成されている。第一ケース６を箱状に形成することにより、第一ケース６の内部には、電動モータ３を収納するためのモータ室８６が形成されている。
第一ケース６の底部６ｂには、長手方向の一端側に、電動モータ３を固定するための有底筒状の固定部１６が突設されている。固定部１６は、底部１６ａを外側に向けた形で設けられている。

電動モータ３は、略円筒状のステータ１１と、ステータ１１の内側に回転自在に配置されたロータ１２とを有する、いわゆるインナーロータ型のブラシレスモータである。
ステータ１１は、例えば磁性材料からなる板材を軸方向に積層したり、磁性金属粉体を加圧したり（圧粉磁心）することにより形成されたものであって、周壁を形成するコア本体１３と、コア本体１３から径方向の内側に向かって突設された複数のティース部１４と、が一体成形された一般的な構造となっている。

コア本体１３は、環状の磁路を形成する部分である。
ティース部１４は、巻線１５を巻装する部分であって、周方向に等間隔で設けられている。ティース部１４は、軸方向平面視でＴ字状に形成されており、ティース部１４の先端部１４ａがステータ１１の内周部を形成している。各ティース部１４には、それぞれインシュレータ５６が装着され、このインシュレータ５６を介して各ティース部１４に巻線１５が巻装されている。

ステータ１１は、第一ケース６の固定部１６にインサートモールドされており、ティース部１４の先端部１４ａのみ露出した状態になっている。すなわち、固定部１６は、ステータ１１を固定するモータハウジングの役割を有している。
固定部１６は、ティース部１４の先端部１４ａのみが露出可能なように、有底筒状に形成されている。
固定部１６の開口縁１６ｂには、軸方向に沿って突出するリング状の立ち上がり部１９が設けられている。また、固定部１６の底部１６ａには、径方向の略中央にボス部４２が形成されており、ここに軸受１８が設けられている。軸受１８は、ロータ１２のシャフト部材１７の端部を回転自在に軸支するためのものである。
ロータ１２は、ステータ１１の径方向の内側において、中心軸Ｏ周りに回転可能に配置されている。ロータ１２の詳細については後述する。

第一ケース６の内周面６ｃには、開口縁から底部６ｂに向かうに従って徐々に開口面積が小さくなるように第一段差部９と第二段差部１０とが順に形成されている。
第一段差部９には、平面視略長方形状のベースプレート８が内周面６ｃに内嵌された状態で配置されている。また、第一段差部９の段差面９ａには、全周にわたって溝５９が形成され、ここに段差面９ａとベースプレート８との合わせ面をシールするためのパッキン６０が設けられている。

図４は、制御基板５の平面図である。
第二段差部１０には、制御基板５が配置されている。図２、図３および図４に示すように、制御基板５は、平面視で長方形状に形成されており、周縁に沿って位置決め孔３３が６箇所形成されている。第二段差部１０には、制御基板５の位置決め孔３３に対応する部位に、位置決めピン３４が突設されている。この位置決めピン３４に制御基板５の位置決め孔３３が嵌合することによって、制御基板５の第一段差部９上でのガタつきを抑えることができるようになっている。

また、制御基板５には、第一ケース６の立ち上がり部１９に対応する部位に、開口部５７が形成されている。立ち上がり部１９は、開口部５７を貫通した状態になっている。開口部５７の周囲には、第二ケース７側の面に３個のホール素子２５が周方向に沿って６０度間隔で配置されている。ホール素子２５は、回転位置検出装置２４の一方を構成するものであって、後述のシャフト部材１７に設けられているロータ側センサマグネット９６と軸方向で対向した状態になっている。

制御基板５には、制御回路を構成する複数の電子チップ２７が実装されており、ホール素子２５からの出力信号に基づいて電動モータ３のロータ１２の回転位置が検出できるようになっている。
また、制御基板５には、第二ケース７側の面に、変速機構４に設けられた変速機構側センサマグネット２８の磁界の変化を示す情報として検出する磁気抵抗素子２９が実装されている。

さらに、制御基板５には、ステータ１１のティース部１４に巻装されている巻線１５が接続されており、各巻線１５に電流を供給するようになっている。制御回路を構成する複数の電子チップ２７は、所定の巻線１５に順次電流を供給できるようにスイッチング素子などを含むドライブ回路も構成している。すなわち、制御基板５は、電動モータ３を駆動させるための駆動用（コントロール用）基板と、センサ基板とが一体化したものになっている。
この他に、制御基板５には、長手方向の電動モータ３とは反対側端の一側と、長手方向における略中央の一側とに、それぞれ後述する雑防素子を実装するための接続端子５ａ，５ｂが設けられている。

ここで、制御基板５の第一ケース６の底部６ｂ側の面には、電動モータ３を駆動する際に発生する電磁ノイズを低減するための雑防素子として、コンデンサ３０やインダクタ３１が実装されている。これらコンデンサ３０やインダクタ３１は、第一ケースの底部６ｂに一体成形されている収納部３２に収納されており、第一ケース６の底部６ｂに埋設されたターミナルユニット１２１を介して制御基板５に接続されている。

収納部３２は、第一ケース６の底部６ｂの長手方向における略中央に配置され、それぞれコンデンサ３０、およびインダクタ３１の形状に対応するように、外側に向かって突設された断面略Ｕ字状の複数の凸部３２ａで構成されている。
ターミナルユニット１２１は、コンデンサ３０、およびインダクタ３１から制御基板５の接続端子５ａ，５ｂに至る間に延在する不図示のターミナルを有している。また、ターミナルユニット１２１は、後述するコネクタ３５の端子３７と一体化された不図示のコネクタ用ターミナルを有している。コネクタ用ターミナル（不図示）は、コネクタ３５の端子３７と制御基板５の接続端子５ａとの間を跨るように形成されている。

また、第一ケース６の底部６ｂには、制御基板５と不図示の外部電源、および外部制御機器とを電気的に接続するためのコネクタ３５が一体成形されている。コネクタ３５は、不図示の外部コネクタが嵌着可能な受入れ口３６を外側に向けた形で第一ケース６の長手方向における他端側に配置されている。すなわち、コンデンサ３０やインダクタ３１を収納するための収納部３２（凸部３２ａ）は、ステータ１１がインサートモールドされている固定部１６とコネクタ３５との間に配置された状態になる。
収納部３２の凸部３２ａは、コンデンサ３０、およびインダクタ３１を収納可能な突出高さに設定されているので、固定部１６やコネクタ３５の突出高さと比較して低くなる。

コネクタ３５の受入れ口３６には、端子３７が設けられている。この端子３７の一端は、受入れ口３６内に突出している一方、他端はターミナルユニット１２１を介して制御基板５に接続されている。これによって、外部電源（不図示）の電力をコネクタ３５、ターミナルユニット１２１、および制御基板５を介して電動モータ３に供給することができる。また、制御基板５と外部制御機器（不図示）との間でコネクタ３５を介して信号の入出力を行うことができる。

図５は、ベースプレート８の断面図である。
図２および図５に示すように、第一ケース６の第一段差部９に設けられたベースプレート８には、電動モータ３のシャフト部材１７に対応する部位に、軸受ハウジング３９が設けられている。この軸受ハウジング３９には、シャフト部材１７の他端を回転自在に軸支するための軸受３８が設けられている。また、軸受ハウジング３９には、第一ケース６とは反対側に挿通孔４０が形成されている。シャフト部材１７の他端に設けられたピニオンギア４１は、軸受ハウジング３９の挿通孔４０から第二ケース７側に向かって突出している。そして、第二ケース７に内装されている変速機構４に噛合い、変速機構４にシャフト部材１７の回転力を伝達する。

第二ケース７は、例えば金属材料からなる部材であり、第一ケース６側に開口部７ａを有する平面視長方形状であって、かつ箱状に形成されたものであり、変速機構４を収納するギア室４３を有している。
第二ケース７は、この外周縁が第一ケース６に内嵌された状態で固定されている。すなわち、ベースプレート８は、第二ケース７の周壁７ｂの端面７ｃと第一ケース６の第一段差部９の段差面９ａとで挟持された状態になっている。このため、ケーシングユニット２の内部は、ベースプレート８によって第一ケース６側のモータ室８６と、第二ケース７側のギア室４３とに区画された状態になる。

ベースプレート８には、第二ケース７の周壁７ｂの端面７ｃに対応する部位に、全周にわたって溝８２が形成され、ここにベースプレート８と第二ケース７の端面７ｃとの合わせ面をシールするためのパッキン８３が設けられている。
ここで、ベースプレート８が第一ケース６の第一段差部９に配置されることによって、第一ケース６の第二段差部１０に配置された制御基板５は、モータ室８６内に存在している状態になる。

変速機構４は、第一ギア４４、第二ギア４５および出力軸４７を有するセクタギア４６を備え、電動モータ３のシャフト部材１７の回転速度を減速させると共に、トルクを増大させて出力軸４７に伝達させるものである。
変速機構４の第一ギア４４は、電動モータ３のシャフト部材１７に取り付けられているピニオンギア４１と噛合う大径歯車４４ａと、この大径歯車４４ａよりも小さい小径歯車４４ｂとが一体成形されたものである。第一ギア４４は、第一アイドラ軸４８に回転自在に軸支されている。第一アイドラ軸４８は、両端がそれぞれベースプレート８と第二ケース７の底部７ｄとに支持されている。

ベースプレート８には、第一アイドラ軸４８に対応する部位に、この一端を嵌合固定可能なボス部５１が第一ギア４４側に向かって突出形成されている。また、第二ケース７の底部７ｄには、第一アイドラ軸４８に対応する部位に、この他端を嵌合固定可能なボス部５２が外側に向かって突出形成されている。また、ボス部５１およびボス部５２によって、第一アイドラ軸４８の軸方向への第一ギア４４の移動が規制されている。

第一ギア４４の小径歯車４４ｂには、第二ギア４５の大径歯車４５ａが噛合されている。第二ギア４５は、大径歯車４５ａと、この大径歯車４５ａよりも小さい小径歯車４５ｂとが一体成形されたものである。第二ギア４５は、第二アイドラ軸４９に回転自在に軸支されている。第二アイドラ軸４９は、両端がそれぞれベースプレート８と第二ケース７の底部７ｄに支持されている。

ベースプレート８には、第二アイドラ軸４９に対応する部位に、この一端を嵌合固定可能なボス部５３が第二ギア４５側に向かって突出形成されている。一方、第二ケース７の底部７ｄには、第二アイドラ軸４９に対応する部位に、この他端を嵌合固定可能なボス部５４が外側に向かって突出形成されている。また、これらボス部５３，５４によって、第二ギア４５の軸方向への移動が規制されている。第二ギア４５の小径歯車４５ｂには、セクタギア４６が噛合されている。

図６は、セクタギア４６を示し、図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図２、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、セクタギア４６は、略円板状の歯車本体６１と、歯車本体６１の径方向における略中央に設けられ、歯車本体６１の軸方向に延びる有底円筒部６２とが一体成形されたものである。
歯車本体６１には、第一ケース６側の面に平面視環状の溝６３が形成されており、ここに平面視Ｃ字状の凸部７９が形成されている。凸部７９が形成された溝６３には、リターンスプリング（不図示）が設けられている。リターンスプリングは、セクタギア４６が回動した際、セクタギア４６に対して初期位置への復帰習性を付与するためのものである。なお、アクチュエータ１の仕様によっては、歯車本体６１の溝６３にリターンスプリングを設けずに、セクタギア４６に初期位置への復帰習性を付与しなくてもよい。

有底円筒部６２は、底部６２ａを第一ケース６側に向けた形で設けられている。有底円筒部６２の底部６２ａには、段差によって縮径された縮径部７６が設けられている。縮径部７６の端部には、第一ケース６側に向かって突出するマグネットホルダ６４が一体成形されている。マグネットホルダ６４には、平面視長方形状の変速機構側センサマグネット２８が設けられている。

また、有底円筒部６２には、出力軸４７が内嵌されている。出力軸４７の歯車本体６１に対応する箇所には、セレーション６５が形成されている。ここで、出力軸４７は、セレーション６５を形成することによって、セクタギア４６のインサートモールドを可能としている。有底円筒部６２の底部６２ａに形成されている貫通孔６６は、出力軸４７にセクタギア４６をインサートモールドする際の抑え孔として使用される。
また、出力軸４７の先端側には、先端に向かうに従って徐々に先細りとなるように形成された先細り部６７が設けられており、ここにセレーション６８が形成されている。

図２および図５に示すように、ベースプレート８には、セクタギア４６の有底円筒部６２に対応する部位に、軸受ハウジング７２が設けられ、ここに有底円筒部６２の縮径部７６を回転自在に支持する軸受７３が設けられている。また、第二ケース７の底部７ｄには、出力軸４７に対応する部位に、外部に向かって突出するボス部７４が形成され、ここに出力軸４７を回転自在に支持する軸受７５が設けられている。
セクタギア４６は、有底円筒部６２に設けられている縮径部７６の段差面７６ａがベースプレート８の軸受７３の内輪に当接するとともに、有底円筒部６２の先端が第二ケース７の軸受７５の内輪に当接することによって軸方向への移動が規制されている。

出力軸４７の先細り部６７よりも先端側は、第二ケースのボス部７４から外側に突出した状態になっている。ボス部７４の軸受７５よりも先端側には、オイルシール７７が設けられており、外部から第二ケース７内への塵埃の侵入を防止できるようになっている。
シャフト部材１７の先細り部６７に形成されているセレーション６８には、出力アーム６９が取り付けられる（図１参照）。この出力アーム６９は、例えば、可変ノズル式ターボチャージャのノズルベーンに連係されるものである。出力軸４７の先細り部６７よりも先端側には、雄ネジ部７０が設けられており、ここにナット７１を螺入することによって出力アーム６９が出力軸４７に締結固定されるようになっている。

このように、ベースプレート８および第二ケース７に回転自在に支持されているセクタギア４６は、有底円筒部６２に設けられた変速機構側センサマグネット２８がベースプレート８よりも制御基板５側に突出した状態になっている。そして、変速機構側センサマグネット２８と制御基板５の磁気抵抗素子２９とが対向するようになっている。変速機構側センサマグネット２８および磁気抵抗素子２９は、セクタギア４６の回転位置を検出する回転位置検出装置８０を構成している。磁気抵抗素子２９は、変速機構側センサマグネット２８から発生する磁界の変化を示す情報として検出し信号出力する。この信号を制御基板５の電子チップ２７などによって処理し、セクタギア４６の回転位置が検出できるようになっている。

（ロータ）
続いて、ロータ１２について説明する。
図７は、ロータ１２の斜視図である。
図７に示すように、ロータ１２は、主にロータマグネット９０と、ロータ側センサマグネット９６と、ピニオンギア４１と、シャフト部材１７と、を備えている。ロータ１２の回転中心となるシャフト部材１７の中心軸は中心軸Ｏと一致している。なお、以下の説明では、中心軸Ｏに沿う方向を軸方向といい、軸方向に直交する方向を径方向といい、中心軸Ｏ周りに周回する方向を周方向という。

図８は、シャフト部材１７の中心軸Ｏを含む側面断面図である。
図２、図７および図８に示すように、ロータマグネット９０は、例えばＮｄＦｅＢ（ネオジム−鉄−ボロン）系の磁石粉末からなる異方性希土類ボンド磁石であって、円環筒状に形成されている。
ロータマグネット９０の外周面９１には、周方向にわたって磁極が形成されており、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互となるように着磁されている。
ロータマグネット９０の内周面９２には、軸方向における中央部に、他の部分とは内径の異なる異径部９３が形成されている。異径部９３は、径方向の内側に向かって突出するとともに、内周面９２の全周にわたって形成された凸条に形成されている。これにより、異径部９３は、ロータマグネット９０の内周面９２において、異径部９３以外の部分よりも内径が小さくなっている。
ロータマグネット９０の軸方向における両端面９０ａ，９０ｂのうち、他端面９０ｂには、切欠部９０ｃが形成されている。切欠部９０ｃは、例えば軸方向に切欠き形成されており、例えば周方向に９０°ピッチで４か所に設けられている。

ロータ側センサマグネット９６は、例えば焼結型のフェライト磁石等により円環状に形成されている。ロータ側センサマグネット９６は、ロータ１２の回転位置を検出するための回転位置検出装置２４の他方を構成するものであって、周方向にわたって磁極が形成されており、Ｎ極およびＳ極が周方向に交互となるように着磁されている。
ロータ側センサマグネット９６は、各ホール素子２５と軸方向で対向した状態になっている。これにより、各ホール素子２５は、ロータ１２の回転にともなって変化するロータ側センサマグネット９６の磁界を検出するとともに、それぞれ６０度位相のずれた正弦波アナログ信号を出力している。

シャフト部材１７の他端には、第二ケース７に内装されている変速機構４に噛合するピニオンギア４１が設けられている。ピニオンギア４１は、シャフト部材１７と一体形成されるとともに、シャフト部材１７に対して相対移動不能となっている。

シャフト部材１７は、例えばＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）やＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｒｅｓｉｎ）等の樹脂材料からなる部材であり、中心軸Ｏに沿って有底中空状に形成されている。シャフト部材１７は、ロータマグネット９０、ロータ側センサマグネット９６およびピニオンギア４１に対して、例えばアウトサート成型されることにより、ロータマグネット９０、ロータ側センサマグネット９６およびピニオンギア４１と同軸上に配置されて一体成型されている。

ここで、シャフト部材１７の外周面のうち、ロータマグネット９０の内周面９２と対向するロータマグネット保持面１７ａには、ロータマグネット９０の異径部９３に対応した位置に、異径部９３が係合する異径溝部２０が、シャフト部材１７の成型時に全周にわたって形成される。
ロータマグネット９０の異径部９３と、シャフト部材１７の異径溝部２０との係合代（すなわち異径部９３の高さ）は、シャフト部材１７をアウトサート成型する際に、溶融した樹脂材料が冷却されて収縮する際のシャフト部材１７の反り量やヒケ量を考慮して設定される樹脂の収縮抑制対策となっている。具体的には、シャフト部材１７をロータマグネット９０に対してアウトサート成型した後、シャフト部材１７に反りやヒケが発生してシャフト部材１７の外径が小径化した場合や変形した場合でも、ロータマグネット９０の異径部９３とシャフト部材１７の異径溝部２０とが係合可能なように設定されている。したがって、シャフト部材１７に反りやヒケが発生し、ロータマグネット９０の内周面９２とシャフト部材のロータマグネット保持面１７ａとの接触面積が減少した場合であっても、シャフト部材に対するロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制できる。すなわち、異径部９３は、シャフト部材１７に対するロータマグネット９０の軸方向のガタつきを抑制する規制部として機能している。

また、シャフト部材１７には、ロータマグネット９０の軸方向における一端面９０ａを保持する第一フランジ部２１ａ、および他端面９０ｂを保持する第二フランジ部２１ｂが形成されている。
第一フランジ部２１ａは、軸方向から見て正方形状に形成されており、ロータマグネット９０の一端面９０ａと当接している。また、第二フランジ部２１ｂは、軸方向から見てクロス状に形成されており、ロータマグネット９０の他端面９０ｂと当接するとともに一部が切欠部９０ｃに対して係合している。これにより、ロータマグネット９０は、異径部９３と第一フランジ部２１ａおよび第二フランジ部２１ｂとにより、ロータマグネット９０の軸方向への移動が規制されるとともに、第二フランジ部２１ｂとロータマグネット９０の切欠部９０ｃとの係合により周方向への回転が規制される。すなわち、ロータマグネット９０は、シャフト部材１７に対して相対移動不能となっている。

また、シャフト部材１７には、ロータ側センサマグネット９６の軸方向における両側に、それぞれロータ側センサマグネット９６の端面と接触する一対の張出部２３，２３が形成されている。一対の張出部２３，２３は、軸方向から見て円形状をしており、ロータ側センサマグネット９６よりも小径となっている。ロータ側センサマグネット９６は、一対の張出部２３，２３により保持されて、シャフト部材１７に対して相対移動不能となっている。

なお、シャフト部材１７の中空部も、反りやヒケの発生を抑制する樹脂の収縮抑制対策をなしている。

このような構成のもと、図２に示すように、アクチュエータ１は、例えば、可変ノズル式ターボチャージャのタービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流速を調整する際、電動モータ３が駆動する。電動モータ３は、外部電源からの電力によって所定の巻線１５に順次電流が供給されると、ステータ１１に回転磁界が生じる。そして、この回転磁界とロータ１２のロータマグネット９０との間に吸引力、または反発力が生じて、ロータ１２が回転する。

ロータ１２のシャフト部材１７が回転すると、変速機構４を介して出力軸４７が回転する。すると、出力軸４７の先細り部６７に締結固定されている出力アーム６９（図１参照）が回動し、出力アーム６９に連係されているノズルベーンが開閉動作を行う。このとき、ノズルベーンの開閉制御は、電動モータ３側に設けられている回転位置検出装置２４、およびセクタギア４６側に設けられている回転位置検出装置８０の検出結果に基づいて行われる。そして、ノズルベーンが開けば開くほどタービンホイールが高速回転するようになる。

本実施形態によれば、ロータマグネット９０の内周面９２には、シャフト部材１７に対するロータマグネット９０の軸方向のガタつきを抑制する規制部として、異径部９３が設けられているので、ロータマグネット９０と一体成型された樹脂材料からなるシャフト部材１７に反りやヒケが発生し、ロータマグネット９０の内周面９２と、シャフト部材１７のロータマグネット保持面１７ａとの接触面積が減少した場合であっても、シャフト部材１７に対するロータマグネット９０の軸方向のガタつきを抑制できる。

また、ロータマグネット９０の内周面９２に設けられた規制部は、ロータマグネット９０の内周面９２において内径の異なる異径部９３であるので、シャフト部材１７に反りやヒケが発生してシャフト部材１７の外径が小径化した場合や変形した場合であっても、ロータマグネット９０の異径部９３と、ロータマグネット９０の異径部９３に対応して形成されたシャフト部材１７側の異径溝部２０とが互いに係合できる。これにより、ロータマグネット９０の軸方向への移動が規制されるので、ロータマグネット９０の内周面９２と、シャフト部材１７のロータマグネット保持面１７ａとの接触面積が減少した場合であっても、シャフト部材１７に対するロータマグネット９０の軸方向のガタつきを抑制できる。

また、シャフト部材１７には、ロータマグネット９０の軸方向における両端面９０ａ，９０ｂをそれぞれ保持する第一フランジ部２１ａおよび第二フランジ部２１ｂが形成されているので、異径部９３と第一フランジ部２１ａおよび第二フランジ部２１ｂとが協働してロータマグネット９０の軸方向への移動を規制できる。したがって、シャフト部材１７に対するロータマグネット９０の軸方向のガタつきを確実に抑制できる。

また、本実施形態の電動モータ３は、ブラシレスモータであり、シャフト部材１７に対するロータマグネット９０の軸方向のガタつきを抑制できる上述のロータ１２を備えているので、耐久性に優れた高性能なブラシレスモータを得ることができる。

（実施形態の変形例）
図９は、実施形態の変形例に係るロータ１２の斜視図であり、図１０は、シャフト部材１７の中心軸Ｏを含む実施形態の変形例に係るロータ１２の側面断面図である。
続いて、実施形態の変形例に係るロータ１２について説明する。
実施形態に係るロータ１２は、ロータ側センサマグネット９６がフェライト等により円環状に形成されて、シャフト部材１７と一体成型されていた（図７参照）。
これに対して、図９および図１０に示すように、実施形態の変形例に係るロータ１２は、ロータ側センサマグネット９６が、マグネット本体部９７と支持プレート部９８とにより形成されている点で、実施形態とは異なっている。なお、以下では、実施形態と同様の構成については、説明を省略する。

マグネット本体部９７は、例えばＮｄＦｅＢ（ネオジム−鉄−ボロン）系の磁石粉末からなる異方性希土類ボンド磁石であって、円環状に形成されている。
支持プレート部９８は、例えばステンレス等の非磁性体の金属材料により円盤状に形成されている。
ロータ側センサマグネット９６は、支持プレート部９８に対してマグネット本体部９７をアウトサート成型することにより予め一体成型されている。マグネット本体部９７の内周面９７ａよりも内側において、支持プレート部９８の主面９８ａが外部に露出している。
支持プレート部９８におけるマグネット本体部９７の形成領域には、支持プレート部９８を軸方向に貫通する貫通孔９８ｂ（図１０参照）が設けられている。支持プレート部９８に対してマグネット本体部９７をアウトサート成型する際、貫通孔９８ｂには、のちにマグネット本体部９７となる溶融したボンド磁石材料が入り込む。したがって、マグネット本体部９７と支持プレート部９８とは、互いに強固に固着される。

シャフト部材１７は、ロータマグネット９０、ロータ側センサマグネット９６およびピニオンギア４１に対して、例えばアウトサート成型されることにより、ロータマグネット９０、ロータ側センサマグネット９６およびピニオンギア４１と同軸上に配置されて一体成型されている。
支持プレート部９８におけるシャフト部材１７の形成領域には、支持プレート部９８を軸方向に貫通する貫通孔９８ｃ（図１０参照）が設けられている。支持プレート部９８に対してシャフト部材１７をアウトサート成型する際、貫通孔９８ｃには、のちにシャフト部材１７となる溶融した樹脂材料が入り込む。したがって、シャフト部材１７と支持プレート部９８とは、互いに強固に固着される。

ここで、ロータ側センサマグネット９６は、マグネット本体部９７の内周面９７ａよりも内側において、主面９８ａが外部に露出しているので、シャフト部材１７をアウトサート成型する際、のちのシャフト部材１７となる溶融した樹脂材料の射出圧を、支持プレート部９８の主面９８ａで受けることができる。

なお、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

実施形態および実施形態の変形例では、シャフト部材１７に対するロータマグネット９０の軸方向のガタつきを抑制する規制部として、ロータマグネット９０の内周面９２に、径方向の内側に向かって突出するとともに、内周面９２の全周にわたって形成された凸条の異径部９３を設けていた。これに対して、異径部９３は、実施形態および実施形態の変形例の凸条に限定されない。したがって、例えば、異径部９３は、径方向の内側に突出する少なくとも１個の突起部であってもよいし、径方向の内側に凹んだ少なくとも１個の凹部であってもよいし、内周面９２の全周にわたって形成された溝であってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

３ 電動モータ（ブラシレスモータ）
１１ ステータ
１２ ロータ
１４ ティース部
１７ シャフト部材
２１ａ 第一フランジ部（フランジ部）
２１ｂ 第二フランジ部（フランジ部）
９０ ロータマグネット
９０ａ 一端面（端面）
９０ｂ 他端面（端面）
９２ 内周面
９３ 異径部（規制部）

Claims (4)

1. 円環状に形成されたロータマグネットと、樹脂材料により形成されるシャフト部材と、を備え、前記ロータマグネットと前記シャフト部材とが互いに同軸上に配置されて一体成型されたロータにおいて、
   前記ロータマグネットの内周面には、前記シャフト部材に対する前記ロータマグネットの軸方向のガタつきを抑制する規制部が設けられ、
   前記規制部は、前記ロータマグネットの内周面において内径の異なる異径部であり、
   前記異径部による前記ロータマグネットと前記シャフト部材との係合代は、前記シャフト部材を樹脂成型した後、冷却する際に変形が発生した場合でも、前記ロータマグネットの前記異径部と前記シャフト部材の異径溝部とが係合可能なように設定されることを特徴とするロータ。
2. 請求項１に記載のロータであって、
   前記シャフト部材には、前記ロータマグネットの前記軸方向における両端面を保持するフランジ部が形成されていることを特徴とするロータ。
3. 請求項２に記載のロータであって、
   前記ロータマグネットの前記軸方向における前記両端面を保持する前記フランジ部のうち、少なくとも一方の前記フランジ部が前記軸方向から見てクロス状に形成され、
   前記ロータマグネットの端面には、前記クロス状に形成された前記フランジ部と係合する切欠部が設けられていることを特徴とするロータ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のロータと、
   前記ロータマグネットと対向するように配置された複数のティース部を有するステータと、
   を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。

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