JP6517127B2 - 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には、ブラシレスモータが開示されている。この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備えている。ロータは、シャフトと、シャフトの外周側で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面に接着された複数の部分永久磁石を有する永久磁石と、弾性部材を備えている。永久磁石は、軸線方向の両端側に、永久磁石の中央部分の外径よりも小さい外径を有する小径部を有する。弾性部材は小径部に嵌合しており、嵌合状態で永久磁石の外周面より内側に位置している。弾性部材を小径部に嵌合すると、弾性部材が永久磁石の径方向外側に弾性変形する。永久磁石は、弾性変形時の弾性部材の反力により、永久磁石の径方向内側に付勢されている。

特開平６−２０５５７２号公報

特許文献１のブラシレスモータでは、小径部に嵌合する部材に弾性部材を用いることにより、部分永久磁石の厚みの公差（小径部の厚みの公差）を吸収できる。これにより、永久磁石に弾性部材を嵌合させる際に、永久磁石が破損することが抑制されている。

また、特許文献１のブラシレスモータでは、弾性部材が永久磁石を径方向内側に付勢するため、部分永久磁石がバックヨークから剥離したとしても、部分永久磁石がバックヨークから離間することが抑制されている。この結果、部分永久磁石がバックヨークから剥離したとしても部分永久磁石がバックヨークから離間して、部分永久磁石がステータに接触することを抑制できる。

特許文献１のブラシレスモータでは、部分永久磁石がバックヨークから離間してステータ側に移動することを防止するためには、弾性部材の弾性力を大きくすることが好ましい。一方で、弾性部材の弾性力が大きいと、永久磁石は比較的に脆いため、弾性部材を小径部に嵌合する際に永久磁石が破損する可能性がある。

本明細書は、永久磁石がステータ側に移動することを抑制することと、永久磁石の破損を回避することを両立させる技術を提供する。

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と、を有する。ロータは、シャフトと、バックヨークと、永久磁石と、ホルダと、を有する。バックヨークは、シャフトの外周側に固定されている。永久磁石は、バックヨークの外周面においてバックヨークの周方向に沿って並ぶ複数の部分永久磁石を有する。ホルダは、永久磁石のシャフト軸線方向の両端に配置され、複数の部分永久磁石のそれぞれの両端側の外周面に当接している。永久磁石のシャフト軸線方向の少なくとも一方の端に配置されているホルダは、基部と、環状の外壁部と、を有する。基部は、永久磁石の上記一方の端側の端面に沿って永久磁石の外周縁からシャフトに向かって延びている。外壁部は、基部の外縁部からシャフト軸線方向に延びており、複数の部分永久磁石のそれぞれの外周面に当接している。バックヨークとホルダの少なくとも一方は、複数の部分永久磁石のそれぞれの内周面に当接してシャフト側に弾性変形することによって、複数の部分永久磁石のそれぞれをバックヨーク側から外壁部に向かって付勢することにより、複数の部分永久磁石をホルダに固定する付勢部を有する。

上記のブラシレスモータでは、バックヨークとホルダの少なくとも一方の付勢部は、複数の永久磁石のそれぞれの内周面に当接してシャフト側に弾性変形する。このため、永久磁石の厚みに多少のばらつきがあっても付勢部の弾性変形量が変化することによって、永久磁石をホルダに固定できる。即ち、永久磁石の寸法公差を付勢部によって吸収することができる。この結果、外壁部は、永久磁石の寸法公差を吸収するために弾性変形する必要が無く、強固に作製することができる。上記のブラシレスモータでは、外壁部が環状であるため、ロータの動作時に遠心力によって永久磁石が外壁部に押付けられても、外壁部は変形し難い。従って、ロータ動作時におけるロータの外径変化を抑制でき、部分永久磁石がバックヨークから離間してステータに接触することを回避することができる。この構成によれば、永久磁石がステータ側に移動することを抑制することと、永久磁石の破損を回避することを両立させることができる。

また、本明細書は、別の新規なブラシレスモータを開示する。この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と、を有する。ロータは、シャフトと、バックヨークと、永久磁石と、ホルダと、を有する。バックヨークは、シャフトの外周側に固定されている。永久磁石は、バックヨークの外周面においてバックヨークの周方向に沿って並ぶ複数の部分永久磁石を有する。ホルダは、永久磁石のシャフト軸線方向の両端に配置され、複数の部分永久磁石のそれぞれの両端側の外周面に当接している。永久磁石のシャフト軸線方向の少なくとも一方の端に配置されているホルダは、基部と、外壁部と、を有する。基部は、永久磁石の上記一方の端側の端面に沿って永久磁石の外周縁からシャフトに向かって延びている。外壁部は、基部の外縁部からシャフト軸線方向に延びており、複数の部分永久磁石のそれぞれの外周面に当接している。外壁部は、ロータ動作時に永久磁石に生じる遠心力によって弾性変形し難い形状を有する。バックヨークとホルダの少なくとも一方は、複数の部分永久磁石のそれぞれの内周面に当接してシャフト側に弾性変形することによって、複数の部分永久磁石のそれぞれをバックヨーク側から外壁部に向かって付勢することにより、複数の部分永久磁石をホルダに固定する付勢部を有する。

上記のブラシレスモータでは、外壁部がロータ動作時に永久磁石に生じる遠心力によって弾性変形し難い形状を有している。この構成によっても、ロータ動作時におけるロータの外径変化を抑制でき、永久磁石がステータ側に移動することを抑制することと、永久磁石の破損を回避することを両立させることができる。なお、「弾性変形し難い」とは、外壁部の弾性変形の程度が、ロータが最大回転数で回転した際にロータがステータに当接することがない程度であることを意味する。

実施例１の燃料ポンプの縦断面図。 ロータの縦断面図。 ホルダを縦方向に２分割したときの部分斜視図。 図２のIV−IV線断面図。 図２のV−V線断面図。 図２に示すロータの変形例に係る断面図（図５に示す断面に相当）。 図２に示すロータの他の変形例に係る断面図（図４に示す断面に相当）。 図２に示すロータの他の変形例に係る断面図（図５に示す断面に相当）。 図２に示すロータの他の変形例に係る縦断面図。 実施例２に係るロータの縦断面図。 実施例２に係るホルダの部分斜視図。 実施例２に係るバックヨークの斜視図。 図１０のXIII−XIII線断面図。 実施例３に係るロータの縦断面図。 実施例３に係るバックヨークを縦方向に２分割したときの部分斜視図。 図１４のXVI−XVI線断面図。 図１４に示すロータの変形例に係る縦断面図。

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、少なくとも一方の端に配置されているホルダが、１個以上の付勢部を有していてもよい。付勢部は、外壁部よりもシャフト側において、基部から延びると共に、永久磁石を介して外壁部と対向していてもよい。付勢部は、複数の永久磁石のそれぞれの内周面に当接してシャフト側に弾性変形することによって複数の永久磁石のそれぞれを外壁部に向かって付勢してもよい。この構成によると、永久磁石を付勢する部品をホルダとは別に設ける必要がないため、部品点数の増加を抑制できる。また、ホルダが外壁部と付勢部とを有するため、付勢部と外壁部との間隔を制御し易くなり、部分永久磁石に加わる付勢部からの力を制御することができる。

（特徴２）本明細書に開示するブラシレスモータでは、バックヨークが付勢部であってもよい。バックヨークは、シャフト軸線方向に延びるスリットにより、シャフト軸線に直交する断面において略Ｃ字形状を有していてもよい。バックヨークの少なくとも一方の端部は、永久磁石を介して外壁部と対向していてもよい。バックヨークは、複数の部分永久磁石のそれぞれの内周面に当接して縮径方向に弾性変形することによって、複数の部分永久磁石のそれぞれを付勢してもよい。この構成によると、永久磁石を付勢する部品をバックヨークとは別に設ける必要がないため、部品点数の増加を抑制できる。

（特徴３）本明細書に開示するブラシレスモータでは、隣り合う部分永久磁石が、互い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、バックヨークのスリットは、いずれかの部分永久磁石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いてもよい。この構成によると、複数の部分永久磁石のそれぞれからバックヨークを通って隣り合う部分永久磁石に流れる磁束が、スリットにより分断され難い。このため、スリットによってバックヨークの磁気抵抗が増加することを抑制することができる。

（特徴４）本明細書に開示するブラシレスモータでは、バックヨークが付勢部であってもよい。バックヨークは、連結部と、複数の押さえ部と、を有していてもよい。連結部は、シャフト挿通用の貫通孔が設けられており、貫通孔からシャフトに垂直な方向に延びていてもよい。押さえ部は、連結部の外縁部からシャフト軸線方向に延びると共に、シャフトの周方向に間隔を置いて配置されていてもよい。複数の押さえ部のそれぞれの反連結部側の端部は、永久磁石を介して外壁部と対向していてもよい。複数の押さえ部のそれぞれは、複数の部分永久磁石のそれぞれの内周面に当接してシャフト側に弾性変形することによって、複数の部分永久磁石のそれぞれを付勢してもよい。この構成によると、永久磁石を付勢する部品をバックヨークと別に設ける必要がないため、部品点数の増加を抑制できる。また、部分永久磁石のそれぞれの厚みにばらつきがあっても、複数の押さえ部のそれぞれが個別に弾性変形することにより、対応する各部分永久磁石をホルダに適切に固定できる。

（特徴５）本明細書に開示するブラシレスモータでは、隣り合う部分永久磁石は、互い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、隣り合う押さえ部間の隙間は、複数の部分永久磁石のそれぞれ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いてもよい。この構成によると、複数の部分永久磁石のそれぞれからバックヨークを通って隣り合う部分永久磁石に流れる磁束が、押さえ部間の隙間により分断され難い。このため、押さえ部間の隙間によってバックヨークの磁気抵抗が増加することを抑制することができる。

（特徴６）本明細書に開示するブラシレスモータでは、バックヨークが、永久磁石と対向する範囲内のシャフト軸線方向の少なくとも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を有していてもよい。この構成によると、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７）本明細書に開示するブラシレスモータでは、外壁部が、複数の部分永久磁石のそれぞれの外周面に当接する範囲内のシャフト軸線方向の少なくとも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を有していてもよい。この構成によっても、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。

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、自動車等の車両用の燃料ポンプ１０に用いられる。燃料ポンプ１０は、燃料タンク（図示省略）内に配置され、燃料タンク内の燃料を車両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。なお、図１、２、４〜１０、１３、１４、１６、１７では、図の見易さを考慮して、ハッチングの一部を省略している。

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。なお、本明細書における「上側」、「下側」とは、紙面の上下方向を意味するものであり、燃料ポンプ１０が燃料タンク内に配置されたときの上下方向を意味するものではない。

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２参照）と、永久磁石６４（図２参照）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４４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字形に形成されている。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１０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２〜５に示すように、ロータ２２は、シャフト２４と、バックヨーク（６２、・・）と、永久磁石６４と、ホルダ７０、８０と、プレート９０、９２を備えている。

シャフト２４は、バックヨーク（６２、・・）を貫通して延びており、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４参照）。

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を有する。各コアプレート６２は、磁性鋼板により形成されている。図４、５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、軸線方向に延びる貫通孔（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、・・）にシャフト２４が圧入されることにより、バックヨーク（６２、・・）はシャフト２４に固定されている。バックヨーク（６２、・・）は、軸線方向の中央側に大径部６２ａを有し、軸線方向の両端側に略同一形状の小径部６２ｂ、６２ｂを有する。大径部６２ａを構成するコアプレート６２の径は、小径部６２ｂを構成するコアプレート６２の径よりも大きい。以下では、大径部６２ａの外周面のことを、単に「バックヨーク（６２、・・）の外周面」とも称する。

図４、５に示すように、永久磁石６４は、フェライトにより形成されており、４個の部分永久磁石６４ａ〜６４ｄを有する。部分永久磁石６４ａ〜６４ｄは直交断面の形状が円弧状であり、バックヨーク（６２、・・）の外周面においてバックヨーク（６２、・・）の周方向に沿って並んでいる。隣り合う部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの境界部には、内周側に凹部６５ａが形成されており、外周側に凹部６５ｂが形成されている。図２に示すように、軸線方向において、永久磁石６４の長さは、バックヨーク（６２、・・）の大径部６２ａの長さよりも長く、バックヨーク（６２、・・）全長よりも僅かに短い。このため、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの内周面とバックヨーク（６２、・・）の各小径部６２ｂ、６２ｂの外周面との間には、隙間５２、５６（図２参照）がそれぞれ形成されている。隣り合う部分永久磁石６４ａ〜６４ｄは、互いに異なる方向に磁化されている。例えば、部分永久磁石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２、３に示すように、ホルダ７０は、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）などの非磁性材料によって形成されており、平面視において円形状の基部７２と、基部７２の外縁部から軸線方向に延びる外壁部７４を有する。基部７２の中央には、貫通孔７６が形成されている。貫通孔７６は、バックヨーク（６２、・・）の貫通孔６６より僅かに大きい。ホルダ７０は、貫通孔７６にシャフト２４が圧入されることにより、シャフト２４に固定されている。ホルダ７０は、永久磁石６４及びバックヨーク（６２、・・）の上方に位置している。具体的には、基部７２の下面は、バックヨーク（６２、・・）の上端面に当接する一方で、永久磁石６４の上端面との間には微小な隙間５４が形成されている。外壁部７４の内周面は、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの上端側の外周面に当接している。外壁部７４は、環状であり、軸線Ａ回りに切れ目なく一巡する。外壁部７４は、その剛性が比較的に高くなるように所定の厚みを有する。なお、外壁部７４は、基部７２より厚くなっていてもよい。

図２、３、５に示すように、ホルダ７０は、外壁部７４の径方向内側、かつ、貫通孔７６の径方向外側に、基部７２から下方に（隙間５２内に）延びる４個の押さえ片７８を有する。各押さえ片７８は、周方向に等間隔で設けられており、外壁部７４と対向している。図５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、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの周方向の中央とシャフト軸線Ａを結んだ線分Ｂ上に各押さえ片７８が位置している。押さえ片７８は、基部７２を打ち抜いて加工することにより形成されており、径方向に弾性変形可能となっている。図２、３に示すように、押さえ片７８の軸線方向における断面は湾曲している。各押さえ片７８は、径方向外側に膨らんだ部分７８ａを有する（図３参照）。各部分７８ａの外周面と外壁部７４との距離は、各部分７８ａと外壁部７４との間に配置されるべき部分永久磁石６４ａ〜６４ｄが配置されていない状態で、その部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの厚みよりも小さい。このため、各部分７８ａと外壁部７４との間に部分永久磁石６４ａ〜６４ｄが配置されている状態では、各部分７８ａの外周面は、対応する部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの内周面に当接して、押さえ片７８が径方向内側に弾性変形している（図２参照）。このとき、外周壁７４は、略弾性変形しない。即ち、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの上端側は、各押さえ片７８の弾性変形時の反力によって外壁部７４に向かって付勢されており、これにより永久磁石６４がホルダ７０に固定されている。上述したように、外壁部７４の剛性は比較的に高い。ここで、「比較的に高い」とは、外壁部７４が、ロータ２２の最大回転時に永久磁石６４に生じる遠心力と、弾性変形による押さえ片７８の反力との合力によって変形しない程度の剛性を有することを意味する。なお、押さえ片７８が「付勢部」の一例に相当する。

ホルダ８０は、ホルダ７０と略同一の構成を有する。図２に示すように、ホルダ８０は、基部８２と、外壁部８４と、隙間５６内に延びる４個の押さえ片８８を有しており、基部８２には貫通孔８６が形成されている。ホルダ８０は、永久磁石６４及びバックヨーク（６２、・・）の下方でシャフト２４に圧入固定されている。ホルダ８０の下面は、バックヨーク（６２、・・）の下端面に当接する一方で、永久磁石６４の下端面との間には微小な隙間５８が形成されている。外壁部８４の内周面は、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの下端側の外周面に当接している。各押さえ片８８は、対応する部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの内周面に当接して径方向内側に弾性変形している。即ち、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの下端側は、各押さえ片８８の弾性変形時の反力によって外壁部８４に向かって付勢されており、これにより永久磁石６４がホルダ８０に固定されている。

図２に示すように、プレート９０は、平面視において円形状であり、ホルダ７０の基部７２と略同一の径を有する。プレート９０は、非磁性材料により形成されており、ホルダ７０の基部７２の剛性よりも高い剛性を有する。プレート９０の中央には貫通孔が形成されている。シャフト２４が貫通孔に圧入されることにより、プレート９０がシャフト２４に固定されている。プレート９０は、ホルダ７０の基部７２の上面全体に当接している。シャフト２４をホルダ７０の貫通孔７６に圧入すると、基部７２が反る場合がある。しかしながら、プレート９０を上記のように配置することで、基部７２の反り返りを防止し、基部７２の下面をバックヨーク（６２、・・）の上端面に確実に当接させることができる。また、プレート９０はロータ２２のウェイトバランスを調整する機能も有する。

図２に示すように、プレート９２は、プレート９０と略同一の構成を有する。プレート９２は、ホルダ８０の下方でシャフト２４に圧入固定されている。プレート９２は、ホルダ８０の基部８２の下面全体に当接している。これにより、圧入固定時におけるホルダ８０の反り返りを防止できる。また、プレート９０と同様に、プレート９２もロータ２２のウェイトバランスを調整する機能を有する。

本実施例の燃料ポンプ１０では、外壁部７４、８４が環状であるため、ロータ動作時に遠心力によって永久磁石６４が外壁部７４、８４に押付けられても、外壁部７４、８４は変形し難い。従って、ロータ動作時におけるロータ２２の外径変化を抑制でき、ロータ２２とステータ３２とのギャップを一定に保つことができる。また、燃料ポンプ１０では、永久磁石６４の上端部、下端部が、押さえ片７８、８８によって外壁部７４、８４に向かってそれぞれ付勢されることにより、永久磁石６４がホルダ７０、８０に固定される。このため、押さえ片７８、８８の弾性変形によって永久磁石６４の厚みの公差を吸収できる。詳細には、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの厚みの公差は、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの厚みが外壁部７４、８４の内周面とバックヨーク（６２、・・）の外周面との径方向における距離よりも若干小さくなるように、設計されている。このため、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄが公差内で最大の厚みになった場合であっても、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄが、外壁部７４、８４の内周面とバックヨーク（６２、・・）の外周面との両者に当接することによって、大きな力を受けることを防止することができる。これにより、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄが破損することを防止することができる。

さらに、上記の燃料ポンプでは、外壁部７４は、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの寸法公差を吸収するために弾性変形する必要が無く、強固に作製することができる。即ち、外壁部７４を環状に作製し、ロータ２２の動作時に遠心力によって各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄが外壁部７４に押付けられても、外壁部４７を変形し難くすることができる。従って、ロータ２２に動作時におけるロータ２２の外径変化を抑制でき、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄがステータ３２に向かってバックヨーク（６２、・・）から離間してステータ３２に接触することを回避することができる。言い換えると、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄがバックヨーク（６２、・・）から離間することによるロータ２２の外径変化を考慮せずに、ロータ２２とステータ３２との隙間を小さくすることができる。これにより、燃料ポンプ１０のポンプ効率を向上させることができる。

また、押さえ片７８、８８は、ホルダ７０、８０が有する要素であるため、永久磁石６４を付勢する部品をホルダ７０、８０とは別に設ける必要がなくなり、部品点数の増加を抑制できる。また、押さえ片７８、８８は、基部７２、８２を介して外壁部７４、８４とそれぞれ連続している。このため、押さえ片７８、８８の打ち抜き箇所を制御することにより、押さえ片７８、８８と外壁部７４、８４との間隔を容易に制御でき、部分永久磁石６４ａ〜６４ｄに加わる押さえ片７８、８８からの力を制御することができる。

また、本実施例の燃料ポンプ１０では、押さえ片７８の端部が部分７８ａよりも径方向内側に位置している（図３参照）。別言すれば、押さえ片７８の端部側は、部分７８ａから端部にかけて径方向内側になだらかに傾斜している。押さえ片８８は、押さえ片７８と略同一の形状を有する。また、図２に示すように、永久磁石の上端面及び下端面の内周側及び外周側の角部は、それぞれ面取りされている。ホルダ７０、８０単体の状態では、押さえ片７８、８８と外壁部７４、８４との最短距離（即ち、部分７８ａと外壁部７４との距離）は、永久磁石６４の厚みよりも小さい。一方、押さえ片７８、８８の端部と外壁部７４、８４との距離は、永久磁石６４の厚みと略同一か、それよりも大きい。このような構成によると、押さえ片７８、８８を永久磁石６４に嵌合する際に、押さえ片７８、８８の端部が、永久磁石６４の上端面の面取り部、下端面の面取り部に沿ってそれぞれ滑らかに追従する。このため、ホルダ７０、８０を永久磁石６４にスムースに嵌合することができる。

また、本実施例の燃料ポンプ１０では、永久磁石６４の上端面、下端面と、基部７２の下面、基部８２の上面との間に、隙間５４、５８が形成されている。このため、ホルダ７０、８０を永久磁石６４に嵌合する際に、永久磁石６４の上端面、下端面に基部７２の下面、基部８２の上面がそれぞれ押付けられることによって永久磁石６４が破損してしまうことを防止できる。

また、シャフト軸線Ａに直交する断面においては、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの周方向の中央とシャフト軸線Ａを結んだ線分Ｂ上に各押さえ片７８、８８が位置している。このため、各押さえ片７８、８８の周方向の長さが、対応する各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの周方向の長さより短くても、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄをホルダ７０、８０にそれぞれバランスよく固定できる。

また、上述した実施例１のロータ２２を変形して、図６に示すような構成を採用してもよい。図６に示すロータでは、ホルダ１７０は、基部の外縁部から軸線方向に延びる４個の部分外壁部１７４を有する。部分外壁部１７４は、押さえ片１７８と対向する位置に、周方向に等間隔で配置されている。４個の部分外壁部１７４のそれぞれは、ロータ動作時に対応する永久磁石６４に生じる遠心力によって弾性変形し難い形状を有している。別言すれば、ロータ２２が最大回転数で回転したときの部分外壁部１７４が弾性変形しないか、あるいは、弾性変形したとしても、その弾性変形による永久磁石６４の拡径によっても、永久磁石６４がステータ３２に接触しない程度の弾性変形量となるような形状を、部分外壁部１７４が有している。これは、部分外壁部１７４の厚み（体積）及び材料、部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの質量、ロータ２２の回転数等によって適宜決定することができる。この構成によっても、永久磁石６４がステータ３２に向かって径方向外側に向かって移動ことを抑制することと、永久磁石の破損を回避することを両立させることができる。

また、上述した実施例１のロータ２２を変形して、永久磁石６４及びバックヨーク（６２、・・）の上方にホルダ７０を配置する一方で、永久磁石６４及びバックヨーク（６２、・・）の下方には、押さえ片を有さないホルダ（即ち、基部と外壁部のみを有するホルダ）を配置してもよい。或いは、押さえ片及び基部を有さず、外壁部のみを有するホルダを配置してもよい。この場合、永久磁石６４には、ホルダの上下方向の位置決めが可能な機構が設けられていることが好ましい。

また、上述した実施例１では、ホルダ７０、８０はシャフト２４に圧入固定されていたが、ホルダ７０、８０は他の方法で固定されていてもよい。例えば、ホルダ７０、８０は樹脂によりシャフト２４に固定されていてもよい。

また、ホルダ７０、８０は、シャフト２４に固定されていなくてもよい。ホルダ７０、８０がプレート９０、９２により軸線方向の中央側にそれぞれ押付けられることにより、ホルダ７０、８０及び永久磁石６４は、シャフト２４及びバックヨーク（６２、・・）と一体となって回転できる。

また、上述した実施例１のロータ２２を変形して、図７に示すような構成を採用してもよい。図７に示すロータでは、バックヨーク（１０２、・・）の外周面に４個の凸部１０２ａが周方向に等間隔で形成されている。バックヨーク（１０２、・・）の外周面に部分永久磁石６４ａ〜６４ｄが配置されると、バックヨーク（１０２、・・）の凸部１０２ａが部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの境界に形成される凹部６５ａに係合する。この構成によると、バックヨーク（１０２、・・）に対して部分永久磁石６４ａ〜６４ｄ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（１０２、・・）に対して部分永久磁石６４ａ〜６４ｄを適切な位置に位置決めできる。凸部１０２ａは、バックヨーク（１０２、・・・）の外周面のうち永久磁石６４と対向する範囲内に、軸線方向に複数形成されていてもよい。また、周方向における凸部１０２ａの個数は、１個以上、凹部６５ａの個数以下の範囲であってもよい。なお、この構成は、後述する実施例２、３のロータに適用されてもよい。

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、ホルダ１１０の外壁部１１４の内周面に４個の凸部１１４ａが周方向に等間隔で形成されている。ホルダ１１０を永久磁石６４に嵌合すると、凸部１１４ａが部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの境界に形成される凹部６５ｂに係合する。このような構成によると、外壁部１１４に対して部分永久磁石６４ａ〜６４ｄがシャフト軸線周りに回転することが規制されるため、外壁部１１４に対して部分永久磁石６４ａ〜６４ｄを適切な位置に位置決めできる。凸部１１４ａは、外壁部１１４のうち部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの外周面に当接する範囲内に、軸線方向に複数形成されていてもよい。また、周方向における凸部１１４ａの個数は、１個以上、凹部６５ｂの個数以下の範囲であってもよい。なお、この構成は、後述する実施例２、３のロータに適用されてもよい。

また、上述した実施例１では、ホルダ７０の上面及びホルダ８０の下面にプレート９０、９２がそれぞれ配置されたが、図９に示すように、プレート９０、９２が配置されない構成を採用してもよい。この場合、ホルダ７０、８０はシャフト２４に圧入固定されることが好ましい。

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図１０〜１３を参照して説明する。

図１２、１３に示すように、実施例２のロータでは、バックヨーク１２２が軸線方向に延びるスリット１２２ａを有する。バックヨーク１２２は、スリット１２２ａにより直交断面において略Ｃ字形状を有する。バックヨーク１２２は、スリット１２２ａの間隔を狭くすることにより縮径方向に弾性変形可能となっている。ホルダ１３０、１４０は、押さえ片を有していない点を除いて、実施例１のホルダ７０、８０と略同一の構成を有する（図１０、１１参照）。ホルダ１３０、１４０は、シャフト２４を貫通孔１３６、１４６に圧入することにより、シャフト２４に固定されている。バックヨーク１２２の上端部、下端部は、永久磁石６４を介して外壁部１３４、１４４とそれぞれ対向している（図１０参照）。バックヨーク１２２単体の外径と、その両側に位置する部分永久磁石６４ａ、６４ｃ（又は６４ｂ、６４ｄ）の厚みとの和は、外壁部１３４、１４４の各内径よりも大きい。このため、バックヨーク１２２が組付けられた状態では、バックヨーク１２２の外周面は永久磁石６４の内周面に当接して縮径方向に弾性変形している。バックヨーク１２２の反力によって永久磁石６４が外壁部１３４、１４４に向かって付勢されることにより、永久磁石６４がホルダ１３０、１４０に固定されている。別言すれば、バックヨーク１２２は、永久磁石６４、ホルダ１３０、１４０、及びプレート９０、９２によって、永久磁石６４に対して固定されている。なお、バックヨーク１２２が「付勢部」の一例に相当する。

この構成によると、外壁部１３４、１４４が環状であり変形し難いため、ロータ動作時におけるロータ２２の外径変化を抑制できる。また、永久磁石６４は、その上端部、下端部が、バックヨーク１２２によって外壁部１３４、１４４に向かってそれぞれ付勢されることにより、ホルダ１３０、１４０に固定される。このため、永久磁石６４の厚みの公差は、バックヨーク１２２の弾性変形量を調節することにより吸収できる。このため、永久磁石がステータ側に移動することを抑制することと、永久磁石の破損を回避することを両立させることができる。

また、バックヨーク１２２自体が付勢機能を有するため、永久磁石６４を付勢する部品をバックヨーク１２２とは別に設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制できる。また、図１３から明らかなように、直交断面においては、部分永久磁石６４ｃの周方向の中央とシャフト軸線Ａを結んだ線分Ｂ上にスリット１２２ａが位置している。即ち、隣り合う部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの境界線から最も離れた位置にスリット１２２ａが配置されている。このため、バックヨーク１２２を介して隣り合う永久磁石間に流れる磁束が通過する磁束面積がスリット１２２ａによって減少することを防止できる。この結果、スリット１２２ａ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、本実施例では、同軸合わせのためにホルダ１３０、１４０はシャフト２４に固定される必要がある。

実施例３の燃料ポンプは、実施例２の燃料ポンプのロータを変形したものである。従って、ここでは実施例２の燃料ポンプとの相違点であるロータの構成について図１４〜１６を参照して説明する。

図１４、１５に示すように、実施例３のロータでは、バックヨーク１８２は、平板状の連結部１８４と、連結部１８４の外縁部から軸線方向に延びると共に、連結部１８４の周方向に等間隔に形成された４個の押さえ部１８６を有する。各押さえ部１８６の直交断面の形状は円弧状である（図１６参照）。連結部１８４の中央には貫通孔１８８が形成されている。貫通孔１８８は、ホルダ１３０、１４０の貫通孔１３６、１４６よりも僅かに小さい。バックヨーク１８２は、貫通孔１８８にシャフト２４が圧入されることにより、シャフト２４に固定されている。各押さえ部１８６は、径方向に弾性変形可能となっている。各押さえ部１８６の下端部は、永久磁石６４を介して外壁部１４４と対向している（図１４参照）。各押さえ部１８６は、単体の状態では、下方に向かって径方向外側に傾斜している。押さえ部１８６単体の下端部の外径と、その両側に位置する部分永久磁石６４ａ、６４ｃ（又は６４ｂ、６４ｄ）の厚みとの和は、外壁部１４４の内径よりも大きい。このため、バックヨーク１８２が組付けられた状態では、各押さえ部１８６の下端部は、その外周面が永久磁石６４の内周面に当接して径方向内側に弾性変形している。各押さえ部１８６の下端部の反力によって永久磁石６４が外壁部１４４に向かって付勢されることにより、永久磁石６４がホルダ１４０に固定されている。なお、バックヨーク１８２が「付勢部」の一例に相当し、各押さえ部１８６ａ〜１８６ｄの下端部が「反連結部側の端部」の一例に相当する。

本実施例では、永久磁石６４の下端部しかホルダ１４０に固定されていない。しかしながら、永久磁石６４の上端部にはホルダ１３０が嵌合しているため、永久磁石６４の上端部が遠心力により径方向外側に変位することが外壁部１３４によって抑制される。このため、この構成によっても、永久磁石がステータ側に移動することを抑制することと、永久磁石の破損を回避することを両立させることができる。また、各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの厚みにばらつきがあっても、各押さえ部１８６が個別に弾性変形することにより、対応する各部分永久磁石６４ａ〜６４ｄをホルダ１４０により確実に固定できる。また、図１６から明らかなように、直交断面においては、隣り合う押さえ部１８６、１８６間の隙間は、部分永久磁石６４ａ〜６４ｄの周方向の中央とシャフト軸線Ａを結んだ線分Ｂ上に位置している。このため、隣り合う押さえ部間に隙間を形成することによる磁気抵抗の増加が抑制される。

また、上述した実施例３のロータを変形して、図１７に示すような構成を採用してもよい。図１７に示すロータは、連結部２４４と押さえ部２４６を有するバックヨーク２４２と、バックヨーク２４２と略同一形状であり、連結部３０４と押さえ部３０６を有するバックヨーク３０２を有する。バックヨーク２４２、３０２は、連結部２４４が連結部３０４の上面に当接した状態で、シャフト２４に圧入固定されている。押さえ部２４６の端部は、永久磁石６４の上端部をホルダ１３０に固定している。押さえ部３０６の端部は、永久磁石６４の下端部をホルダ１４０に固定している。この構成によると、永久磁石６４の両端部がホルダ１３０、１４０にそれぞれ固定されるため、永久磁石６４をホルダ１３０、１４０により確実に固定できる。

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、実施例１では、バックヨーク６２の代わりにバックヨーク１２２、１８２を用いることで、ホルダ７０、８０とバックヨーク１２２、１８２の両方で永久磁石６４をホルダ７０、８０に固定してもよい。

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。

２２：ロータ
２４：シャフト
３２：ステータ
６２：バックヨーク
６４ａ〜６４ｄ：部分永久磁石
６４：永久磁石
７０、８０：ホルダ
７２、８２：基部
７４、８４：外壁部

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、
   シャフトの外周側に固定されたバックヨークと、
   バックヨークの外周面においてバックヨークの周方向に沿って並ぶ複数の部分永久磁石を有する永久磁石と、
   永久磁石のシャフト軸線方向の両端に配置され、複数の部分永久磁石のそれぞれの両端側の外周面に当接しているホルダと、を有しており、
   永久磁石のシャフト軸線方向の少なくとも一方の端に配置されているホルダは、
   永久磁石の前記一方の端側の端面に沿って永久磁石の外周縁からシャフトに向かって延びる基部と、
   基部の外縁部からシャフト軸線方向に延びており、複数の部分永久磁石のそれぞれの外周面に当接する環状の外壁部と、を有しており、
   バックヨークとホルダの少なくとも一方は、複数の部分永久磁石のそれぞれの内周面に当接してシャフト側に弾性変形することによって、複数の部分永久磁石のそれぞれをバックヨーク側から外壁部に向かって付勢することにより、複数の部分永久磁石をホルダに固定する付勢部を有する、ブラシレスモータ。
2. 前記少なくとも一方の端に配置されているホルダが１個以上の付勢部を有しており、
   付勢部は、外壁部よりもシャフト側において、基部から延びると共に、永久磁石を介して外壁部と対向しており、
   付勢部は、複数の永久磁石のそれぞれの内周面に当接してシャフト側に弾性変形することによって複数の永久磁石のそれぞれを外壁部に向かって付勢する、請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. バックヨークが付勢部であり、
   バックヨークは、シャフト軸線方向に延びるスリットにより、シャフト軸線に直交する断面において略Ｃ字形状を有しており、
   バックヨークの少なくとも一方の端部は、永久磁石を介して外壁部と対向しており、
   バックヨークは、複数の部分永久磁石のそれぞれの内周面に当接して縮径方向に弾性変形することによって、複数の部分永久磁石のそれぞれを付勢する、請求項１に記載のブラシレスモータ。
4. 隣り合う部分永久磁石は、互い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、バックヨークのスリットは、いずれかの部分永久磁石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３に記載のブラシレスモータ。
5. バックヨークが付勢部であり、
   バックヨークは、
   シャフト挿通用の貫通孔が設けられており、貫通孔からシャフトに垂直な方向に延びる連結部と、
   連結部の外縁部からシャフト軸線方向に延びると共に、シャフトの周方向に間隔を置いて配置された複数の押さえ部と、を有しており、
   複数の押さえ部のそれぞれの反連結部側の端部は、永久磁石を介して外壁部と対向しており、
   複数の押さえ部のそれぞれは、複数の部分永久磁石のそれぞれの内周面に当接してシャフト側に弾性変形することによって、複数の部分永久磁石のそれぞれを付勢する、請求項１に記載のブラシレスモータ。
6. 隣り合う部分永久磁石は、互い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、隣り合う押さえ部間の隙間は、複数の部分永久磁石のそれぞれ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５に記載のブラシレスモータ。
7. バックヨークは、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を有する、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. 外壁部は、複数の部分永久磁石のそれぞれの外周面に当接する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を有する、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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