JP6828308B2 - ロータ、及びモータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロータ、及びモータの製造方法に関するものである。

従来からモータのロータとしては、ロータコアと、ロータコアに圧入された状態で固定された回転軸と、ロータコアの外表面と当接して周方向に複数設けられる永久磁石とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１４７１７７号公報

しかしながら、上記したロータでは、回転軸を軸方向に沿って圧入する必要があり、例えば、回転軸を圧入する際にバリが発生してバリを除去する工程が必要となる等、製造が手間になる虞があった。また、ロータコアの軸方向長さが長いと、回転軸を圧入する際の圧入荷重が大きくなり、圧入作業が困難となる虞があった。

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、容易に製造することができるロータ、及びモータの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するロータは、ロータコアと、ロータコアに圧入された状態で固定された回転軸とを備えたロータであって、前記ロータコアは、硬度の高い高硬度部と、硬度の低い低硬度部とが、軸方向に並設されて構成され、前記回転軸は、前記ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲であって且つ前記高硬度部と前記低硬度部との境目を避けた範囲で圧入された状態で固定される。

同構成によれば、ロータコアは、硬度の高い高硬度部と、硬度の低い低硬度部とが、軸方向に並設されて構成されるため、例えば、回転軸を低硬度部側からロータコアに圧入することで（高硬度部側から圧入する場合に比べて）バリの発生を抑制することができる。よって、例えば、バリを除去するといった工程を省略することが可能となり、製造を容易とすることができる。また、回転軸は、ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲で圧入された状態で固定されるため、ロータコアの軸方向長さと同じ範囲で圧入されるものに比べて、圧入荷重を小さく抑えることができ、容易に圧入することができる。
同構成によれば、回転軸は、高硬度部と低硬度部との境目を避けた範囲で圧入された状態で固定されるため、高硬度部と低硬度部との製造誤差によってそれらの境目に僅かな段差が生じた場合でも、応力が掛かり続けるといったことが防止される。即ち、高硬度部と低硬度部との製造誤差によってそれらの境目に僅かな段差が生じた場合に、その境目に回転軸が圧入された状態とされると、当該部位に段差によって応力が掛かり続けるといった虞があるが、それを回避することができる。

上記ロータであって、前記回転軸は、少なくとも前記ロータコアの両端部に圧入された状態で固定されることが好ましい。
同構成によれば、回転軸は、少なくともロータコアの両端部に圧入された状態で固定されるため、ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲で圧入された状態としながら、がたつきを抑えることができる。即ち、回転軸がロータコアの軸方向中央部に圧入された状態では、回転軸がロータコアに対してがたつき易くなるが、ロータコアの両端部を含むように圧入されるため、がたつきを小さく抑えることができる。

上記ロータであって、前記回転軸は、外径が大きい圧入部を軸方向に複数有することが好ましい。
同構成によれば、回転軸は、外径が大きい圧入部を軸方向に複数有するため、例えば、ロータコアの内径を一定に設定してその製造を容易としながら、ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲で圧入された状態とすることができる。

上記ロータであって、前記ロータコアは、内径が小さい被圧入部を有することが好ましい。
同構成によれば、ロータコアは、内径が小さい被圧入部を有するため、例えば、回転軸の外径を一定に設定してその製造を容易としながら、ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲で圧入された状態とすることができる。

上記課題を解決するモータの製造方法は、金属の板材をプレス加工により打ち抜いて、複数枚のステータコアシートと、複数枚のロータコアシートを形成し、前記複数枚のステータコアシートを積層してステータコアを形成し、前記ステータコアの軸方向端部にはロータコアとの対向面積を増大させる軸方向延出部を設け、前記軸方向延出部を含む前記ステータコアに対向させるために前記ステータコアシートより多い枚数のロータコアシートを積層するとともに回転軸を圧入して前記ロータコアを形成するモータの製造方法であって、前記ステータコアシートと同一枚数のメインロータコアシートを前記ステータコアシートとともに打ち抜いて形成し、前記ロータコアシートの不足枚数分である補助ロータコアシートは前記ステータコアシートの原材料より硬度の低い金属板を打ち抜いて形成し、前記メインロータコアシート及び補助ロータコアシートを積層してロータコアを形成し、前記回転軸を前記補助ロータコアシートが積層された側からロータコアに圧入して該ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲で圧入し、前記ロータコアでは、前記メインロータコアシートが積層されてなる硬度の高い高硬度部と、前記補助ロータコアシートが積層されてなる硬度の低い低硬度部とが、軸方向に並設されて構成されており、前記回転軸は、前記高硬度部と前記低硬度部との境目を避けた範囲で圧入された状態で固定される。

同方法によれば、回転軸を硬度の低い補助ロータコアシート側からロータコアに圧入することで、バリの発生を抑制することができる。よって、例えば、バリを除去するといった工程を省略することが可能となり、製造を容易とすることができる。また、メインロータコアシートは、ステータコアシートとともに（ステータコアシートの内側で）打ち抜かれて共取りされるため、別の板材から打ち抜く場合に比べて、歩留まりを高くすることができる。また、回転軸は、ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲で圧入されるため、ロータコアの軸方向長さと同じ範囲で圧入されるものに比べて、圧入荷重を小さく抑えることができ、容易に圧入することができる。

本発明のロータ、及びモータの製造方法では、容易に製造することができる。

一実施形態におけるモータの概略構成を示す模式断面図。 一実施形態におけるモータの分解斜視図。 （ａ）は一実施形態におけるモータの側面図、（ｂ）はｂ−ｂ断面図。 一実施形態におけるステータコアとロータを示す断面図。 一実施形態におけるモータの製造方法を説明するための説明図。 一実施形態におけるモータの製造方法を説明するための説明図。 （ａ）及び（ｂ）は一実施形態におけるロータの部分拡大断面図。 別例におけるロータを示す断面図。 別例におけるロータを示す断面図。 別例におけるロータを示す断面図。

以下、一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、モータ１０は、第１エンドフレーム（以下、第１フレーム１１とする）と第２エンドフレーム（以下、第２フレーム１２とする）とによって円環状のステータ１３を回転軸方向に挟持した構成となっている。第１フレーム１１と第２フレーム１２とは、ステータ１３の外周に配置される複数（本実施形態では２つ）のスルーボルト１４によって互いに固定されている。また、ステータ１３の内側にロータ１５が回転可能に配置されている。なお、本実施形態では、モータ１０の軸方向反出力側（図１において上側）でステータ１３を保持するエンドフレームを第１フレーム１１とし、軸方向出力側でステータ１３を保持するエンドフレームを第２フレーム１２としている。

図１及び図２に示すように、ステータ１３は、円環状のステータコア１６と、該ステータコア１６に巻装されたコイル１７とを有する。図３（ｂ）に示すように、ステータコア１６は、円環状をなす環状部１６ａと、環状部１６ａから径方向内側に延び周方向に並ぶ複数（本実施形態では６０個）のティース１６ｂと、環状部１６ａの外周面から径方向外側に突出し軸方向に沿って延びる４つのコア外周突出部１６ｃとから構成されている。環状部１６ａの外周面は円筒状をなすとともに、同環状部１６ａの軸方向の両端面は、軸方向と直交する平面状をなしている。また、コイル１７は、複数のティース１６ｂに跨って巻装されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、コア外周突出部１６ｃは、環状部１６ａの外周面における周方向に等角度間隔（本実施形態では９０°間隔）となる４か所に設けられている。各コア外周突出部１６ｃは、環状部１６ａの軸方向の一端から他端まで軸方向に沿って延びる突条をなすとともに、軸方向から見た形状がその基端から先端に向かうにつれて周方向の幅が狭くなる略台形状をなしている。また、各コア外周突出部１６ｃには、各コア外周突出部１６ｃの先端（径方向外側の端）から基端に向かって凹設された円弧凹部１６ｄが形成されている。円弧凹部１６ｄは、軸方向から見た形状が円弧状をなすとともに、コア外周突出部１６ｃを軸方向に貫通する溝状をなしている。なお、円弧凹部１６ｄの曲率半径は、スルーボルト１４における雄螺子状の部分の半径より若干大きい値となっている。そして、４つのコア外周突出部１６ｃのうち周方向に１８０°間隔となる２箇所に設けられた２つのコア外周突出部１６ｃ（図３（ｂ）において左右に設けられた２つのコア外周突出部１６ｃ）の円弧凹部１６ｄには、軸方向に延びる略円柱状をなすスルーボルト１４が配置されている。これら２つのコア外周突出部１６ｃは、軸方向から見て、スルーボルト１４の外周の約半分を囲んでいる。

図１に示すように、このステータコア１６は、電磁鋼板材をプレス加工により打ち抜いて形成した複数枚のステータコアシート１８を軸方向に積層してかしめて一体化することにより形成されている。ステータコア１６の軸方向の両端部には、径方向内側において軸方向外側に延設される軸方向延出部としてのロータ対向部６５を備えた断面Ｌ字型のＬ字コア６６が取着されている。

従って、ステータコア１６の積厚（積層されたステータコアシート１８及びＬ字コア６６全体の厚み）を小さく抑えつつも、ティース１６ｂの径方向内側端面１６ｅ（ロータ１５との対向面）の軸方向長さを確保することが可能となっている。図３（ａ）では、ステータコアシート１８を省略してステータコア１６を簡略化して図示している。

図１及び図２に示すように、ステータコア１６の軸方向の両側に配置された第１フレーム１１及び第２フレーム１２は、金属材料よりなるとともに、鋳造により形成されている。第１及び第２フレーム１１，１２は、略円盤状の第１及び第２本体部２１，３１と、第１及び第２本体部２１，３１から軸方向に延出された円筒状の第１及び第２ステータ保持部２２，３２をそれぞれ備えている。また、第１及び第２フレーム１１，１２は、第１及び第２ステータ保持部２２，３２の外周面及び第１及び第２本体部２１，３１に一体に設けられた複数（本実施形態では２つずつ）の第１及び第２ボルト締結部２３，３３を備えている。第１及び第２ボルト締結部２３，３３は、周方向に等角度間隔（本実施形態では１８０°間隔）に設けられている。また、各第１ボルト締結部２３には、スルーボルト１４が挿通される第１締結孔２３ａ（図２参照）が形成されるとともに、各第２ボルト締結部３３には、スルーボルト１４が螺合される雌螺子状の第２締結穴３３ａ（図３（ｂ）参照）が形成されている。第１フレーム１１及び第２フレーム１２は、第１締結孔２３ａを貫通し第２締結穴３３ａに螺合されたスルーボルト１４によって第１及び第２ボルト締結部２３，３３が互いに連結されることにより、互いに固定されて一体化されている。また、第２フレーム１２は、図示しない螺子にてモータ１０を外部の固定場所に固定するための固定部３４を有する。固定部３４は、第２本体部３１において２つの第２ボルト締結部３３から周方向にずれた２箇所から径方向外側に延設されている。なお、モータ１０は、例えば、第１フレーム１１に対して第２フレーム１２が下方に位置するように固定場所に固定される。

図２及び図３（ａ）に示すように、第１ステータ保持部２２の先端部には、ステータコア１６の軸方向の一端部（図３（ａ）において上端部）が径方向内側に嵌合された第１嵌合部２５が形成されている。同様に、第２ステータ保持部３２の先端部には、ステータコア１６の軸方向の他端部（図３（ａ）において下端部）が径方向内側に嵌合された第２嵌合部３５が形成されている。

第１嵌合部２５は、周方向に離間して並ぶ複数（本実施形態では４個）の第１嵌合壁２５ａから構成されている。４つの第１嵌合壁２５ａは、周方向に等角度間隔（本実施形態では９０°間隔）に設けられている。更に、４つの第１嵌合壁２５ａは、周方向に隣り合うコア外周突出部１６ｃの間に１つずつ配置されている。即ち、コア外周突出部１６ｃは、周方向に隣り合う第１嵌合壁２５ａの間に位置して第１嵌合壁２５ａと周方向に重なっている。そして、コア外周突出部１６ｃは、第１嵌合壁２５ａと径方向に重なっていない。また、第２嵌合部３５は、周方向に離間して並ぶ複数（本実施形態では８個）の第２嵌合壁３５ａから構成されている。第２嵌合壁３５ａは、各コア外周突出部１６ｃの周方向の両側に１つずつ（即ち周方向に隣り合うコア外周突出部１６ｃの間に２つずつ）配置されている。即ち、コア外周突出部１６ｃは、周方向に隣り合う第２嵌合壁３５ａの間に位置して第２嵌合壁３５ａと周方向に重なっている。そして、コア外周突出部１６ｃは、第２嵌合壁３５ａと径方向に重なっていない。

第１及び第２嵌合部２５，３５（第１及び第２嵌合壁２５ａ，３５ａ）は、第１及び第２ステータ保持部２２，３２における基端側の部分よりも径方向の厚さが薄く形成されている。また、第１及び第２嵌合壁２５ａ，３５ａは、軸方向と平行に延出されるとともに、軸方向から見て周方向に沿った円弧状をなしている。更に、各第１及び第２嵌合壁２５ａ，３５ａは、基端から先端（第１及び第２ステータ保持部２２，３５の先端側の端）に向かうにつれて周方向の幅が狭くなっている。

図１に示すように、第１及び第２嵌合部２５，３５の内周面、即ち各第１及び第２嵌合壁２５ａ，３５ａの径方向内側の側面は、第１及び第２フレーム１１，１２とステータコア１６との芯出し用の第１及び第２芯出し面２５ｂ，３５ｂとなっている。

また、第１及び第２フレーム１１，１２は、第１及び第２ステータ保持部２２，３２の中心軸線と直交する方向に第１及び第２嵌合部２５、３５の基端部と隣り合う第１及び第２当接面２６，３６を有する。そして、第１当接面２６には、第１嵌合部２５に嵌入された環状部１６ａの軸方向の一端面（図１において上端面）が軸方向に当接している。また、第２当接面３６には、第２嵌合部３５に嵌入された環状部１６ａの軸方向の他端面（図１において下端面）が軸方向に当接している。この状態で、第１フレーム１１及び第２フレーム１２は、第１及び第２ステータ保持部２２，３２でステータ１３を挟持しつつスルーボルト１４にて互いに固定されている。

なお、本実施形態では、第１及び第２ステータ保持部２２，３２の先端部に設けられた第１及び第２嵌合部２５，３５（第１及び第２嵌合壁２５ａ，３５ａ）は、第１及び第２当接面２６，３６から軸方向に突出している。そのため、第１フレーム１１において第１芯出し面２５ｂと第１当接面２６とが直角をなして近接するとともに、第２フレーム１２において第２芯出し面３５ｂと第２当接面３６とが直角をなして近接している。

第１本体部２１の中央部には、ボールベアリングＢ１を軸方向のステータ１３側（モータ１０の内部側）から組付け可能に凹設された軸受収容部２９が形成されている。軸受収容部２９は、軸方向視で円形状をなしており、その内周面が軸方向に延びる円筒状をなしている。また、軸受収容部２９の中心軸線は、第１ステータ保持部２２の中心軸線（第１嵌合部２５の中心軸線）と一致している。そして、第１フレーム１１は、この軸受収容部２９内に円環状のボールベアリングＢ１を収容して保持している。また、軸受収容部２９の底部中央には、軸受収容部２９の底部を軸方向に貫通する貫通孔２９ａが形成されている。そして、軸受収容部２９の底部における貫通孔２９ａの径方向外側の部分と軸受収容部２９に収容されたボールベアリングＢ１との間には、ボールベアリングＢ１をステータ１３側に軸方向に付勢するウェーブワッシャ４１が介在されている。

第２本体部３１の中央部には、円環状のボールベアリングＢ２を収容して保持する軸受収容部４０が凹設されている。軸受収容部４０は、第２フレーム１２の軸方向外側端面からモータ１０の内部側（ステータ１３側）に窪む凹形状をなしている。つまり、軸受収容部４０は、ボールベアリングＢ２をモータ１０の外部側（ステータ１３と反対側）から組付け可能に形成されている。また、軸受収容部４０の中心軸線は、第２ステータ保持部３２の中心軸線（第２嵌合部３５の中心軸線）と一致している。そして、第２フレーム１２は、軸受収容部４０内に配置されたボールベアリングＢ２を、第１フレーム１１に保持されたボールベアリングＢ１と同軸となるように保持している。また、ボールベアリングＢ２は、軸受収容部４０の底部に軸方向から当接することで、軸方向の位置決めがなされている。なお、軸受収容部４０の底部中央には、軸受収容部４０の底部を軸方向に貫通する貫通孔４０ａが形成されている。

ロータ１５は、ボールベアリングＢ１，Ｂ２に回転可能に支持された回転軸５１と、回転軸５１に一体回転可能に固定された円筒状のロータコア５２と、ロータコア５２の外表面と当接するように配置された周方向に複数の永久磁石５３と、各永久磁石５３の外表面を覆って保持する筒状の非磁性カバー５４とを備える。各永久磁石５３は、ステータコア１６の内周面（ティース１６ｂの径方向内側端面１６ｅ）と非磁性カバー５４を介して径方向に対向している。回転軸５１の先端部（図１において下端部）は、貫通孔４０ａを貫通しボールベアリングＢ２から第２フレーム１２の外部であってモータ１０の外部に突出しており、その突出部分には、出力部としてのジョイント５５（図２参照）が装着される。また、回転軸５１の基端部（図１において上端部）は、貫通孔２９ａを貫通し第１フレーム１１の外部に突出しており、その突出部分には、固定部材５６を介して円盤状のセンサマグネット５７が固定されている。

図１及び図２に示すように、第１フレーム１１の外側面には制御部６１が固定されている。制御部６１は、第１フレーム１１に固定されるカバー６２と、カバー６２の内部に収容される回路基板６３とを備えている。回路基板６３には、前記センサマグネット５７と対向する磁気センサ６３ａ等を含む種々の素子が実装されている。また、回路基板６３には、前記コイル１７の端部が電気的に接続される。また、回路基板６３には、モータ１０に給電するための外部コネクタ（図示略）が接続されるコネクタ部６４が固定されるとともに、該コネクタ部６４はカバー６２の外部に露出している。そして、外部コネクタから供給される電源が回路基板６３を介してコイル１７に供給されることにより、ロータ１５が回転するようになっている。

ここで、図４に示すように、本実施形態のロータ１５のロータコア５２は複数枚のロータコアシート６７が積層されて構成される。各ロータコアシート６７の板厚は、ステータコアシート１８の板厚と同一である。そして、ロータコア５２の外周面を、Ｌ字コア６６（ロータ対向部６５）を含むステータコア１６の内周面全体に対向させるために、ロータコアシート６７はステータコアシート１８の積層枚数と同数の係合シートとしてのメインロータコアシート６７ａと、不足分の非係合シートとしての補助ロータコアシート６７ｂとで構成されている。

メインロータコアシート６７ａは、プレス加工によりステータコアシート１８と共通の電磁鋼板材から打ち抜いて形成される。
すなわち、図５に示すように、共通の電磁鋼板材６８からプレス加工によりステータコアシート１８とメインロータコアシート６７ａが１枚ずつ形成される。

また、メインロータコアシート６７ａは、その外表面に当接されることになる永久磁石５３と周方向に係合する磁石係合部６９（図７参照）を有した係合シートとされている。本実施形態の磁石係合部６９は、径方向外側に突出しつつ先端側に向かうほど周方向に沿った幅が小さくなるように形成されている。

補助ロータコアシート６７ｂは、別工程で電磁鋼板材より柔らかい（硬度の低い）ｓｐｃｃ材（冷間圧延鋼板）を打ち抜いて形成される。
また、補助ロータコアシート６７ｂは、永久磁石５３と周方向に係合しない（前記磁石係合部６９を有していない）非係合シートとされている。また、補助ロータコアシート６７ｂは、その外径が前記メインロータコアシート６７ａの外径、詳しくは前記磁石係合部６９を除くメインロータコアシート６７ａの外径であって永久磁石５３の径方向内側端面が当接する面の外径よりも小さく設定されている。

そして、ロータコア５２は、メインロータコアシート６７ａが積層されてなる硬度の高い高硬度部７１と、補助ロータコアシート６７ｂが積層されてなる硬度の低い低硬度部７２とが、軸方向に並設されて構成されている。具体的には、本実施形態のロータコア５２は、その軸方向一端側（図４及び図６中、上側）に複数のメインロータコアシート６７ａが積層された状態とされ、その軸方向他端側（図４及び図６中、下側）に複数の補助ロータコアシート６７ｂが積層された状態とされて構成されている。また、メインロータコアシート６７ａは、補助ロータコアシート６７ｂよりも多く、高硬度部７１は低硬度部７２よりも軸方向長さが長く形成されている。なお、各図では、補助ロータコアシート６７ｂ（低硬度部７２）の外径が、メインロータコアシート６７ａ（高硬度部７１）の外径より小さいことを視覚的に分かり易くすべく誇張して図示しており、例えば、補助ロータコアシート６７ｂの外径は製造誤差が生じてもメインロータコアシート６７ａの外径より大きくならないように設定されている。

また、図１及び図６に示すように、回転軸５１は、その長手方向（軸方向）の中間部にロータコア５２が外嵌固定される、言い換えるとロータコア５２に圧入される圧入部としてのローレット部５１ａ（図４では、図示略）を有する。本実施形態のローレット部５１ａは、外径が他の部位よりも大きく形成され、軸方向に複数（本実施形態では２つ）形成されている。各ローレット部５１ａは、その外周に軸方向に沿って延びる溝が周方向に多数設けられるようにローレット加工が施されてなる。２つのローレット部５１ａは、離間してロータコア５２の両端部（高硬度部７１の開口端側と低硬度部７２の開口端側）に圧入された状態で固定される。また、ローレット部５１ａは、高硬度部７１と低硬度部７２との境目を避けた範囲でロータコア５２に圧入される。即ち、２つのローレット部５１ａは、その間に高硬度部７１と低硬度部７２との境目が配置されるようにロータコア５２に圧入される。また、回転軸５１は、その両端側に前記ローレット部５１ａが形成されていない非ローレット部５１ｂ，５１ｃを有し、それら同士の長さが異なり、軸方向一端側（図１において上端側）であってセンサマグネット５７が固定される側の非ローレット部５１ｂが軸方向他端側（図１において下端側）の非ローレット部５１ｃよりも長く形成されている。そして、回転軸５１は、その軸方向一端面（図１において上端面）と軸方向他端面（図１において下端面）とに異なる形状の溝部５１ｄ，５１ｅが設けられている。本実施形態では、回転軸５１の軸方向一端面の溝部５１ｄと、回転軸５１の軸方向他端面の溝部５１ｅとは、軸方向から見て、径の異なる円形の溝部であって、軸方向一端面の溝部５１ｄが軸方向他端面の溝部５１ｅよりも径の大きな円形の溝部とされている。そして、回転軸５１は、前記ロータコア５２の高硬度部７１側に長い方の（軸方向一端側であって径の大きい溝部５１ｄが形成された側の）非ローレット部５１ｂが配置されるように、ローレット部５１ａがロータコア５２に圧入された状態でロータコア５２と固定されている。

また、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、永久磁石５３は、ロータコア５２の外表面（外周面）と当接して周方向に複数（本実施形態では１０個）設けられている。本実施形態では、永久磁石５３は、メインロータコアシート６７ａが積層されてなる高硬度部７１の（前記磁石係合部６９を除く）外表面と確実に当接し（図７（ａ）参照）、補助ロータコアシート６７ｂが積層されてなる低硬度部７２の外表面とは僅かに離間するように設けられている。また、永久磁石５３は、その周方向両端部が前記磁石係合部６９と周方向に係合するように設けられている。

この永久磁石５３は、軸方向から見て、その外表面（径方向外側の面）における周方向中央部が周方向両端部よりも軸中心Ｌ１からの距離が遠い湾曲形状とされている。詳しくは、永久磁石５３は、ロータコア５２の外表面と当接するように配置された状態で、軸中心Ｌ１から外表面における周方向中央部までの距離Ｋ１が、軸中心Ｌ１から外表面における周方向端部までの距離Ｋ２よりも遠くなる（大きくなる）湾曲形状に形成されている。また、本実施形態の永久磁石５３は、図７（ａ）に示すように、その外表面における周方向中央部よりも径方向外側にある配向点Ｚを磁束（矢印Ａ参照）が通るように（逆ラジアルに）着磁されている。

また、各永久磁石５３の外表面を覆う筒状の非磁性カバー５４は、その軸方向に高圧接部５４ａ（図７（ａ）参照）と低圧接部５４ｂ（図７（ｂ）参照）とを有する。高圧接部５４ａは、ロータコア５２の高硬度部７１側（図４における上側）に配置され、図７（ａ）に示すように、永久磁石５３の外表面における周方向の広い範囲Ｗ１と高い圧力で圧接する。また低圧接部５４ｂは、ロータコア５２の低硬度部７２側（図４における下側）に配置され、図７（ｂ）に示すように、永久磁石５３の外表面における周方向の狭い範囲Ｗ２と低い圧力で圧接（軸方向から見てほぼ点接触）する。また、図１及び図４に示すように、非磁性カバー５４内の軸方向両端部には、前記ロータコア５２の軸方向端面と当接するプレート部材Ｐが配置されている。プレート部材Ｐは、ロータコア５２と当接する当接部Ｐａと、該当接部Ｐａから永久磁石５３とは軸方向に離間するように屈曲しつつ径方向外側に延びる外側円盤部Ｐｂとを有する。そして、非磁性カバー５４は、その軸方向両端部にプレート部材Ｐの外縁を支点としてかしめられた内包かしめ部５４ｃが形成されることで軸方向の移動が規制されて固定されている。なお、プレート部材Ｐは、その外側円盤部Ｐｂが永久磁石５３と軸方向に離間するように設けられることで、内包かしめ部５４ｃが形成される際の永久磁石５３の割れが抑制される。

なお、本実施形態では、永久磁石５３の軸方向長さは、Ｌ字コア６６を含むステータコア１６の軸方向長さよりも長く設定されている。また、図１に示すように、各部材は、Ｌ字コア６６の屈曲部位の厚さＴ０＞Ｌ字コア６６の平面部（ロータ対向部６５を除く部位）の軸方向の厚さＴ１及びロータ対向部６５の径方向の厚さＴ１＞ステータコアシート１８の軸方向の厚さＴ２＞永久磁石５３の軸方向端部とロータ対向部６５の軸方向端部との軸方向の距離Ｓとなるように設定されている。

次に、上記のように構成されるモータ１０の製造方法及びその作用について説明する。
本実施形態のモータ１０の製造方法は、「メイン打ち抜き工程」、「補助打ち抜き工程」、「ステータ形成工程」、「ロータコア形成工程」、「軸圧入工程」、「非磁性カバー成形工程」、「カバー圧入工程」等を備える。

図５に示すように、「メイン打ち抜き工程」では、共通の電磁鋼板材６８からステータコアシート１８と同一枚数のメインロータコアシート６７ａをステータコアシート１８とともに打ち抜いて形成する。このとき、本実施形態では、メインロータコアシート６７ａを、永久磁石５３と周方向に係合する磁石係合部６９を有した係合シートとして打ち抜く。

また、「補助打ち抜き工程」では、電磁鋼板材より柔らかい（硬度の低い）ｓｐｃｃ材（冷間圧延鋼板）から補助ロータコアシート６７ｂを打ち抜いて形成する。このとき、本実施形態では、補助ロータコアシート６７ｂを、永久磁石５３と周方向に係合しない（前記磁石係合部６９を有していない）非係合シートとして打ち抜く。また、このとき、補助ロータコアシート６７ｂの外径を、メインロータコアシートの外径よりも小さく形成する。

「ステータ形成工程」では、前記「メイン打ち抜き工程」で形成した複数枚のステータコアシート１８及び別途成形した前記Ｌ字コア６６を積層してロータ対向部６５を有するステータコア１６を形成する。

「ロータコア形成工程」では、前記「メイン打ち抜き工程」及び「補助打ち抜き工程」で形成した複数枚のメインロータコアシート６７ａ及び補助ロータコアシート６７ｂを積層して前記ロータコア５２を形成する。

図６に示すように、「軸圧入工程」では、回転軸５１を前記低硬度部７２側（補助ロータコアシート６７ｂが積層された側）から挿入してローレット部５１ａを上記のように予め構成されたロータコア５２に圧入する。このとき、回転軸５１には上記のように軸方向に離間した２つのローレット部５１ａを形成しておくことで、回転軸５１（ローレット部５１ａ）をロータコア５２に、該ロータコア５２の軸方向長さよりも短い範囲で圧入する。

また、図６に示すように、「非磁性カバー成形工程」では、上記のように各永久磁石５３の外表面を覆う筒状の非磁性カバー５４であって、内径の大きい（後に低圧接部５４ｂとなる）大径部８１と内径の小さい（後に高圧接部５４ａとなる）小径部８２とが軸方向に並設された非磁性カバー５４を成形する。また、本実施形態の「非磁性カバー成形工程」では、前記大径部８１と前記小径部８２との間に徐々に内径が小さくなる縮径部８３を成形する。また、本実施形態の「非磁性カバー成形工程」では、前記大径部８１の開口端側に徐々に内径が大きくなる案内拡径部８４を成形する。また、本実施形態の「非磁性カバー成形工程」では、前記小径部８２の開口端に徐々に内径が大きくなる拡径部８５を成形する。

そして、後の「カバー圧入工程」では、前記ロータコア５２の外表面に永久磁石５３を当接させた状態で、前記大径部８１の内面及び前記小径部８２の内面が共に永久磁石５３の外表面と当接するように前記「非磁性カバー成形工程」で成形した非磁性カバー５４を圧入する（非磁性カバー５４で覆うように強い圧力を加えて軸方向に押し込む）。本実施形態の「カバー圧入工程」では、非磁性カバー５４の前記大径部８１側であって案内拡径部８４側から非磁性カバー５４を圧入する。また、本実施形態の「カバー圧入工程」では、非磁性カバー５４を前記高硬度部７１側（メインロータコアシート６７ａ側）から圧入する。このようにすると、非磁性カバー５４は、案内拡径部８４によってスムーズに案内されながらまず大径部８１が各永久磁石５３を覆うように（軽）圧入され、途中で縮径部８３によってスムーズに案内されながら小径部８２が各永久磁石５３を覆うように圧入される。すると、大径部８１は上記した低圧接部５４ｂとなり、小径部８２は大きく変形して上記した高圧接部５４ａとなる。そして、図１及び図４に示すように、非磁性カバー５４内に、軸方向両側から前記プレート部材Ｐを収容させ、前記案内拡径部８４及び拡径部８５を、プレート部材Ｐの外縁を支点として内側にかしめて前記内包かしめ部５４ｃとすることで、ロータコア５２及び非磁性カバー５４の軸方向の相対移動を規制してロータ１５が製造される。

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）ロータコア５２は、硬度の高い高硬度部７１と、硬度の低い低硬度部７２とが、軸方向に並設されて構成されるため、回転軸５１（ローレット部５１ａ）を低硬度部７２側（補助ロータコアシート６７ｂ側）からロータコア５２に圧入することで（高硬度部７１側から圧入する場合に比べて）バリの発生を抑制することができる。よって、例えば、バリを除去するといった工程を省略することが可能となり、製造を容易とすることができる。また、回転軸５１（ローレット部５１ａ）は、ロータコア５２の軸方向長さよりも短い範囲で圧入された状態で固定されるため、ロータコア５２の軸方向長さと同じ範囲で圧入されるものに比べて、圧入荷重を小さく抑えることができ、容易に圧入することができる。

（２）回転軸５１（ローレット部５１ａ）は、ロータコア５２の両端部に圧入された状態で固定されるため、ロータコア５２の軸方向長さよりも短い範囲で圧入された状態としながら、がたつきを抑えることができる。即ち、回転軸５１（ローレット部５１ａ）がロータコア５２の軸方向中央部に圧入された状態では、回転軸５１がロータコア５２に対してがたつき易くなるが、ロータコア５２の両端部を含むように圧入されるため、がたつきを小さく抑えることができる。

（３）回転軸５１（ローレット部５１ａ）は、高硬度部７１と低硬度部７２との境目を避けた範囲で圧入された状態で固定されるため、高硬度部７１と低硬度部７２との製造誤差によってそれらの境目に僅かな段差が生じた場合でも、応力が掛かり続けるといったことが防止される。即ち、高硬度部７１と低硬度部７２との製造誤差によってそれらの境目に僅かな段差が生じた場合に、その境目に回転軸５１（ローレット部５１ａ）が圧入された状態とされると、当該部位に段差によって応力が掛かり続けるといった虞があるが、それを回避することができる。

（４）回転軸５１は、外径が大きい圧入部としてのローレット部５１ａを軸方向に複数有するため、本実施形態のように、ロータコア５２の内径を一定に設定してその製造を容易としながら、ロータコア５２の軸方向長さよりも短い範囲で圧入された状態とすることができる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、外径が大きい圧入部であるローレット部５１ａを２つ有した回転軸５１としたが、これに限定されず、３つ以上のローレット部５１ａを有した回転軸としてもよい。

例えば、図８に示すように、変更してもよい。この例（図８参照）の回転軸５１は、軸方向に離間した３つの圧入部としてのローレット部５１ａを有している。そして、両端のローレット部５１ａは、ロータコア５２の両端部を含むように圧入され、真ん中のローレット部５１ａは、高硬度部７１の軸方向中央部に圧入されている。このようにしても、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態では、ロータコア５２は内径が一定に設定され、回転軸５１は外径が大きい圧入部としてのローレット部５１ａを軸方向に複数有するといった構成としたが、ロータコア５２の軸方向長さよりも短い範囲で回転軸５１をロータコア５２に圧入された状態とすることができれば、他の構成に変更してもよい。

例えば、図９に示すように、変更してもよい。この例（図９参照）では、回転軸５１はロータコア５２の軸方向の長さ以上の長さのローレット部５１ａを有し、ロータコア５２は、内径が小さい被圧入部９５を有する構成とされることで、ロータコア５２の軸方向長さよりも短い範囲で回転軸５１（ローレット部５１ａ）がロータコア５２に圧入されている。詳しくは、この例では、高硬度部７１（メインロータコアシート６７ａ）における低硬度部７２側に被圧入部９５が形成されるとともに、低硬度部７２（補助ロータコアシート６７ｂ）における高硬度部７１側に被圧入部９５が形成されている。

また、例えば、図１０に示すように、変更してもよい。この例（図１０参照）では高硬度部７１（メインロータコアシート６７ａ）における軸方向中央部及び低硬度部７２側に被圧入部９５が形成されるとともに、低硬度部７２（補助ロータコアシート６７ｂ）における軸方向中央部及び高硬度部７１側に被圧入部９５が形成されている。

これらのようにすると、回転軸５１（ローレット部５１ａ）の外径を一定に設定してその製造を容易としながら、ロータコア５２の軸方向長さよりも短い範囲で圧入された状態とすることができる。

・上記実施形態では、回転軸５１（ローレット部５１ａ）は、ロータコア５２の両端部（を含む範囲）に圧入された状態で固定されるとしたが、これに限定されず、ロータコア５２の両端部（を含む範囲）に圧入されず、ロータコア５２の軸方向中央部に圧入された構成としてもよい。

・上記実施形態では、回転軸５１（ローレット部５１ａ）は、高硬度部７１と低硬度部７２との境目を避けた範囲で圧入された状態で固定されるとしたが、これに限定されず、高硬度部７１と低硬度部７２との境目を含む範囲に回転軸５１（ローレット部５１ａ）が圧入された構成としてもよい。

・上記実施形態では、回転軸５１のロータコア５２に圧入される部位をローレット加工が施されてなるローレット部５１ａとしたが、これに限定されず、例えば、セレーション形状やスプライン形状や真円形状等の他の形状に変更してもよい。

・上記実施形態では、低硬度部７２（メインロータコアシート６７ａ）の外径が高硬度部７１（補助ロータコアシート６７ｂ）の外径よりも小さく設定されるとしたが、これに限定されず、例えば、低硬度部７２と高硬度部７１の外径を同じに設定してもよい。

・上記実施形態では、メインロータコアシート６７ａは、永久磁石５３と周方向に係合する磁石係合部６９を有した係合シートとされるとしたが、これに限定されず、磁石係合部６９を有していない（例えば、単純な円形の）非係合シートとしてもよい。

１５…ロータ、１６…ステータコア、１８…ステータコアシート、５１…回転軸、５１ａ…ローレット部（圧入部）、５２…ロータコア、６５…ロータ対向部（軸方向延出部）、６７…ロータコアシート、６７ａ…メインロータコアシート、６７ｂ…補助ロータコアシート、６８…電磁鋼板材（板材）、７１…高硬度部、７２…低硬度部、９５…被圧入部。

Claims (5)

1. ロータコアと、
   ロータコアに圧入された状態で固定された回転軸と
   を備えたロータであって、
   前記ロータコアは、硬度の高い高硬度部と、硬度の低い低硬度部とが、軸方向に並設されて構成され、
   前記回転軸は、前記ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲であって且つ前記高硬度部と前記低硬度部との境目を避けた範囲で圧入された状態で固定された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、
   前記回転軸は、少なくとも前記ロータコアの両端部に圧入された状態で固定されたことを特徴とするロータ。
3. 請求項１又は２に記載のロータであって、
   前記回転軸は、外径が大きい圧入部を軸方向に複数有することを特徴とするロータ。
4. 請求項１又は２に記載のロータであって、
   前記ロータコアは、内径が小さい被圧入部を有することを特徴とするロータ。
5. 金属の板材をプレス加工により打ち抜いて、複数枚のステータコアシートと、複数枚のロータコアシートを形成し、前記複数枚のステータコアシートを積層してステータコアを形成し、前記ステータコアの軸方向端部にはロータコアとの対向面積を増大させる軸方向延出部を設け、前記軸方向延出部を含む前記ステータコアに対向させるために前記ステータコアシートより多い枚数のロータコアシートを積層するとともに回転軸を圧入して前記ロータコアを形成するモータの製造方法であって、
   前記ステータコアシートと同一枚数のメインロータコアシートを前記ステータコアシートとともに打ち抜いて形成し、前記ロータコアシートの不足枚数分である補助ロータコアシートは前記ステータコアシートの原材料より硬度の低い金属板を打ち抜いて形成し、前記メインロータコアシート及び補助ロータコアシートを積層してロータコアを形成し、前記回転軸を前記補助ロータコアシートが積層された側からロータコアに圧入して該ロータコアの軸方向長さよりも短い範囲で圧入し、
   前記ロータコアでは、前記メインロータコアシートが積層されてなる硬度の高い高硬度部と、前記補助ロータコアシートが積層されてなる硬度の低い低硬度部とが、軸方向に並設されて構成されており、
   前記回転軸は、前記高硬度部と前記低硬度部との境目を避けた範囲で圧入された状態で固定されることを特徴とするモータの製造方法。

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