JP7396776B2 - ロータ、及びモータ - Google Patents

Description

本発明は、ロータ、及びモータに関するものである。

車両のワイパー装置等に用いられるモータとして、コイルが巻回されたステータの径方向内側に、ロータが配置されたものがある。この種のモータには、例えばロータコアの外周に複数の永久磁石が保持されたロータが用いられ、回転軸がロータコアの軸芯部に取り付けられている。この種のロータの中には、ロータコア及び複数の永久磁石の軸方向の端部に荷重受けブロックが組付けられた状態で、ロータコア、永久磁石及び荷重受けブロックの外側が略筒状のマグネットカバーで覆われたものがある。

マグネットカバーは、略筒状の周壁内にロータコア、永久磁石及び荷重受けブロックを配置した後に、軸方向（回転軸線に沿う方向）の端部（かしめフランジ）がかしめられてロータコアの端部に固定されている。ロータコア及び永久磁石の端部に荷重受けブロックが配置されることにより、かしめフランジのかしめ荷重を荷重受けブロックで受け止めて永久磁石に損傷や劣化が発生することを防止できる（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０２０／１０５４７９号

ところで、上述の特許文献１にあっては、荷重受けブロックが樹脂部材で形成されている。このため、例えば、ロータコアから軸方向に永久磁石の端部が突出された、いわゆるオーバハング構造のロータの場合には、かしめ荷重に対して荷重受けブロックにたわみが発生し、かしめ荷重が永久磁石に伝達されることが考えられる。この結果、マグネットカバーのかしめに伴うかしめ荷重で永久磁石に生じる損傷や劣化を防止することが難しいという課題があった。

そこで、本発明は、マグネットカバーのかしめに伴う永久磁石の損傷や劣化を防ぐことができるロータ、及びモータを提供する。

上記の課題を解決するために、本発明に係るロータは、ステータの磁界を受けて回転するロータであって、モータの回転軸と一体に回転するロータコアと、前記ロータコアの外周部に配置され、前記ロータコアから軸方向へ端部が突出された複数の永久磁石と、前記ロータコアと複数の前記永久磁石の外側を覆い、軸方向の少なくとも一方の端部に径方向内側に曲げられたかしめフランジを有する筒状のマグネットカバーと、前記ロータコアの回転軸線に沿う方向の端面と前記かしめフランジの間に配置され、前記かしめフランジと前記ロータコアとに当接して前記かしめフランジのかしめ荷重を受け止める荷重受けブロックと、を備え、前記荷重受けブロックは、前記荷重受けブロックに埋設される補強部材を備えることを特徴とする。

本発明に係るモータは、上記に記載のロータと、前記ロータの外周に沿って配置され、磁界を発生するステータと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、マグネットカバーのかしめに伴う永久磁石の損傷や劣化を防ぐことができる。

本発明の実施形態におけるモータ装置の斜視図。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図。 本発明の第１実施形態におけるロータの縦断面図。 本発明の第１実施形態におけるロータの斜視図。 本発明の第１実施形態におけるロータの分解斜視図。 本発明の第１実施形態におけるロータの図３のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図。 本発明の第１実施形態における荷重受けブロックの斜視図。 本発明の第１実施形態における補強部材の斜視図。 本発明の第１実施形態におけるロータに備えた永久磁石の突出量と有効磁束との関係を示すグラフ。 本発明の第１実施形態における変形例のロータを永久磁石の端部の位置で破断した断面図。 本発明の第１実施形態における変形例の補強部材の斜視図。 本発明の第２実施形態におけるロータの縦断面図。 図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図。 本発明の第２実施形態における荷重受けブロックの斜視図。 本発明の第２実施形態における補強部材の斜視図。 図１２のＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿う断面での拡大断面図。 本発明の第２実施形態における荷重受けブロックの軸方向への変位量を比較例と比べたグラフ。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
＜モータ装置＞
図１は車両に用いられるモータ装置１の斜視図である。図２は、モータ装置１の図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
モータ装置１は、例えば、車両のワイパー装置の駆動源として用いられる。
図１、図２に示すように、モータ装置１は、モータ２と、モータ２の回転を減速して出力する減速部３と、モータ２の駆動制御を行うコントローラ４と、を備える。
なお、以下の説明において、単に「軸方向」と言う場合は、モータ２の回転軸３１の回転軸線方向に沿う方向を意味するものとする。単に「周方向」と言う場合は、回転軸３１の回転方向（周方向）を意味するものとする。単に「径方向」と言う場合は、回転軸３１の径方向を意味するものとする。また、「軸方向」において、回転軸３１の一端部側（図２，図３において矢印がＤ１を指す側）を「第１方向」と言い、回転軸３１の他端部側（図２，図３において矢印がＤ２を指す側）を「第２方向」と言う。

＜モータ＞
モータ２は、モータケース５と、モータケース５内に収納された略円筒状のステータ８と、ステータ８の径方向内側に配置され、ステータ８に対して回転可能に設けられたロータ９と、を備える。本実施形態のモータ２は、ステータ８に電力を供給する際にブラシを必要としない、いわゆるブラシレスモータである。

モータケース５は、アルミニウム合金等の放熱性に優れた材料によって形成されている。モータケース５は、軸方向で分割可能に構成された第１モータケース６と、第２モータケース７と、からなる。第１モータケース６と第２モータケース７は、それぞれ有底円筒状に形成されている。
第１モータケース６は、底部１０が減速部３のギヤケース４０と接続されるように、当該ギヤケース４０と一体成形されている。底部１０の径方向略中央には、モータ２の回転軸３１を挿通可能な貫通孔が形成されている。なお、本実施形態では、モータケース５とギヤケース４０がモータ装置１のケーシングを構成している。

また、第１モータケース６と第２モータケース７の各開口部６ａ，７ａには、径方向外側に向かって張り出す外フランジ部１６，１７がそれぞれ形成されている。モータケース５は、外フランジ部１６，１７同士を突き合わせて内部空間が形成されている。モータケース５の内部空間には、ステータ８とロータ９が配置されている。ステータ８は、第１モータケース６の内周面に形成された段差部に圧入固定され、ロータ９の外周に沿って配置されている。

＜ステータ＞
ステータ８は、積層した鋼板（電磁鋼板）からなるステータコア２０と、ステータコア２０に巻回される複数のコイル２４と、を備える。ステータコア２０は、円環状のコア本体部２１と、コア本体部２１の内周部から径方向内側に向かって突出する複数（例えば、６つ）のティース２２と、を有する。コア本体部２１の内周面と各ティース２２は、樹脂製のインシュレータ２３によって覆われている。コイル２４は、インシュレータ２３の上から対応する所定のティース２２に巻回されている。各コイル２４は、コントローラ４からの給電により、ロータ９を回転させるための磁界を生成する。

＜ロータ＞
ロータ９は、ステータ８の径方向内側に微小隙間を介して回転自在に配置され、ステータ８の磁界を受けて回転する。ロータ９は、回転軸３１と、内周部に回転軸３１が圧入固定される略筒状のロータコア３２と、ロータコア３２の外周部に組付けられた４つの永久磁石３３（図３，図５，図６等参照）と、を備える。本実施形態では、回転軸３１は、減速部３を構成するウォーム軸４４と一体に形成されている。しかし、ウォーム軸４４は、これに限るものではなく、回転軸３１と別体に形成され、回転軸３１の端部に連結されるものであっても良い。

回転軸３１とウォーム軸４４は、ギヤケース４０（ケーシング）に軸受４６，４７を介して回転自在に支持されている。回転軸３１とウォーム軸４４は、回転軸線（軸心Ｃ）回りに回転する。なお、永久磁石３３としては、例えば、フェライト磁石が用いられる。しかしながら、永久磁石３３は、これに限るものではなく、ネオジムボンド磁石やネオジム焼結磁石等を適用することも可能である。ロータ９の詳細構造についての詳細は後述する。

＜減速部＞
減速部３は、モータケース５と一体化されたギヤケース４０と、ギヤケース４０内に収納された減速機構４１と、を備える。ギヤケース４０は、アルミニウム合金等の放熱性に優れた金属材料によって形成されている。ギヤケース４０は、一面に開口部４０ａを有する箱状に形成されている。ギヤケース４０は、減速機構４１を内部に収容するギヤ収容部４２を有する。また、ギヤケース４０の側壁４０ｂには、第１モータケース６が一体形成されている箇所に、第１モータケース６の貫通孔とギヤ収容部４２を連通する開口部４３が形成されている。

ギヤケース４０の底壁４０ｃには、略円筒状の軸受ボス４９が突設されている。軸受ボス４９は、減速機構４１の出力軸４８を回転自在に支持するためのものであり、内周側に不図示の滑り軸受が配置されている。軸受ボス４９の先端部内側には、不図示のＯリングが装着されている。また、軸受ボス４９の外周面には、剛性確保のための複数のリブ５２が突設されている。

ギヤ収容部４２に収容された減速機構４１は、ウォーム軸４４と、ウォーム軸４４に噛合されるウォームホイール４５と、により構成されている。ウォーム軸４４は、軸方向の両端部が軸受４６，４７を介してギヤケース４０に回転可能に支持されている。なお、ウォーム軸４４はモータ２の回転軸３１と同軸に、かつ一体に設けられている。ウォームホイール４５には、減速機構４１の出力軸４８が同軸に、かつ一体に設けられている。ウォームホイール４５と出力軸４８とは、これらの回転軸線が、ウォーム軸４４（モータ２の回転軸３１）の回転軸線（軸心Ｃ）と略直交するように配置されている。出力軸４８は、ギヤケース４０の軸受ボス４９を介して外部に突出している。出力軸４８の突出した先端には、モータ駆動する対象物品と接続可能なスプライン４８ａが形成されている。

また、ウォームホイール４５には、不図示のセンサマグネットが設けられている。このセンサマグネットは、後述するコントローラ４に設けられた磁気検出素子６１によって位置を検出される。つまり、ウォームホイール４５の回転位置は、コントローラ４の磁気検出素子６１によって検出される。

＜コントローラ＞
コントローラ４は、磁気検出素子６１が実装されたコントローラ基板６２を有する。コントローラ基板６２は、磁気検出素子６１がウォームホイール４５のセンサマグネット（不図示）に対向するように、ギヤケース４０の開口部４０ａ内に配置されている。ギヤケース４０の開口部４０ａは、カバー６３によって閉塞されている。

コントローラ基板６２には、ステータコア２０から引き出された複数のコイル２４の端末部が接続されている。また、コントローラ基板６２には、カバー６３に設けられたコネクタ１１（図１参照）の端子が電気的に接続されている。コントローラ基板６２には、磁気検出素子６１の他に、コイル２４に供給する駆動電圧を制御するＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ
Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子からなるパワーモジュール（不図示）や、電圧の平滑化を行うコンデンサ（不図示）等が実装されている。

＜ロータの詳細構造＞
図３は、ロータ９の縦断面図である。図４は、ロータ９の斜視図である。図５は、ロータ９の分解斜視図である。
図３から図５に示すように、ロータ９は、ウォーム軸４４と一体に形成された回転軸３１と、回転軸３１におけるウォーム軸４４とは反対側の一端部に固定され回転軸３１と一体回転するロータコア３２と、ロータコア３２の外周部に配置された複数（第１実施形態では４つ）の永久磁石３３と、ロータコア３２の軸方向両端側にそれぞれ配置される一対の荷重受けブロック７０と、ロータコア３２及び永久磁石３３と一対の荷重受けブロック７０を軸方向及び径方向の外側から覆う金属製のマグネットカバー７１と、を備える。

図６は、図３のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。
図３、図５、図６に示すように、ロータコア３２は、略同形状の複数の鋼板（電磁鋼板）が軸方向に積層されて構成されている。ロータコア３２は、略円筒状のコア本体部３２Ａと、コア本体部３２Ａの外周から放射方向に突出する４つの突極３２Ｂと、を有する。

４つの突極３２Ｂは、コア本体部３２Ａの外周から周方向等間隔に突出している。コア本体部３２Ａの外周面は、ロータ９の軸心Ｃ（回転軸線）を中心とした略円形形状に形成されている。各突極３２Ｂのうちの、ロータコア３２の円周方向に臨む側面は、平坦面によって構成されている。ロータコア３２の円周方向で隣接する突極３２Ｂ間には、永久磁石３３が組付けられる。

永久磁石３３は、軸方向視で略円弧状に形成されている。ただし、永久磁石３３の内周側はロータ９の軸心Ｃ（回転軸線）を中心とした略円弧形状（コア本体部３２Ａの外周面とほぼ合致する略円弧形状）に形成されているが、永久磁石３３の外周側は、内周側よりも曲率半径の小さい円弧形状に形成されている。ロータコア３２の各突極３２Ｂは、ロータ９の軸心Ｃ（回転軸線）から径方向外側の端部までの距離が、ロータ９の軸心Ｃ（回転軸線）から永久磁石３３の外周面の最大膨出部までの距離とほぼ同じになるように形成されている。

各永久磁石３３は、軸方向の長さＬ１がロータコア３２の軸方向長さＬ２よりも長くなるように形成されている。各永久磁石３３は、ロータコア３２に組付けられた状態において、ロータコア３２（具体的には、突極３２Ｂ）に対して軸方向の一端側と他端側にほぼ同長さだけ端部３３ａ，３３ｂが突出している。
すなわち、ロータ９は、ロータコア３２から軸方向に永久磁石３３の一対の端部３３ａ，３３ｂが突出された、いわゆるオーバハング構造である。永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂをロータコア３２から突出させることにより、ロータ９の磁気特性を上げてモータ２（図２参照）を小型化できる。

ここで、永久磁石３３の端部３３ａは、ロータコア３２に接触する突出側面３３ｃを有する。また、永久磁石３３の端部３３ｂは、ロータコア３２に接触する突出側面３３ｄを有する。以下、永久磁石３３の端部３３ａと端部３３ｂとは、軸方向に対してほぼ対称に形成された部位である。以下、第１方向側の端部３３ａの突出側面３３ｃについて説明して、第２方向側の端部３３ｂの突出側面３３ｄについての詳しい説明を省略する。
突出側面３３ｃは、周方向へ延び、かつ径方向内側に面するように形成された内周面３３ｅと、周方向に隣接して設けられた永久磁石３３に対向する位置で、かつ周方向に形成された一対の対向側面３３ｆと、を有する。

また、ロータコア３２の内周面には、ロータ９の軸心Ｃ（回転軸線）を中心とした４つ円弧面７２と、隣接する円弧面７２の間から径方向外側に向かって延びる逃げ溝７３が形成されている。各逃げ溝７３は、径方向外側に向かって同長さ延び、延び方向の端部は、円弧状の係合部７３ａとされている。各逃げ溝７３の係合部７３ａには、後述する荷重受けブロック７０の係止爪７４（コア規制部）が嵌入される。また、ロータコア３２の内周の４つの円弧面７２には、モータ２の回転軸３１が圧入固定される。
なお、ロータコア３２の内周の４つの円弧面７２は、回転軸３１が嵌合される（挿入状態で固定される）軸芯孔６９を構成している。

マグネットカバー７１は、円筒状の周壁部７１ａと、周壁部７１ａの軸方向の一端部と他端部からそれぞれ径方向内側に屈曲して延びる一対のフランジ部７１ｂ，７１ｃと、を有する。周壁部７１ａの内側には、ロータコア３２及び永久磁石３３が一対の荷重受けブロック７０とともに配置される。一対のフランジ部７１ｂ，７１ｃの少なくとも一方は、周壁部７１ａの端部をかしめによって塑性変形させたかしめフランジとされている。
以下では、一方のフランジ部７１ｃを予め曲げ形成されたフランジ部、他方のフランジ部７１ｂをロータコア３２等の装填後にかしめによって形成されたかしめフランジとして説明する。

図３、図５に示すように、ロータコア３２の第１方向側と第２方向側に配置される各荷重受けブロック７０は同形状であり、両者は表裏を反転させた状態でロータコア３２に組付けられている。
以下、第１方向側に配置された荷重受けブロック７０について詳述し、第２方向側に配置された荷重受けブロック７０の詳しい説明を省略する。

図７は、荷重受けブロック７０の斜視図である。図８は、補強部材８２の斜視図である。
図６から図８に示すように、荷重受けブロック７０は、例えば、硬質樹脂で形成されたブロック本体８１と、ブロック本体８１に埋設された補強部材８２と、を備える。
ブロック本体８１は、ロータコア３２のコア本体部３２Ａの軸方向の端面に重ねて配置される環状部８１Ａと、環状部８１Ａの外周面から放射方向に突出して、ロータコア３２の各突極３２Ｂの軸方向の端面に重ねて配置される４つの脚部８１Ｂと、環状部８１Ａ及び脚部８１Ｂの軸方向外側に一体に連結されて、環状部８１Ａから径方向外側に張り出す孔開き円板状の端部壁８１Ｃと、を有する。

４つの脚部８１Ｂは、環状部８１Ａの外周上に等間隔に突出している。荷重受けブロック７０（具体的には、ブロック本体８１）は、軸方向視でロータコア３２とほぼ重なる形状に形成されている。環状部８１Ａは、ロータコア３２のコア本体部３２Ａの軸方向の端面に重ねて配置される。

補強部材８２は、例えば、金属材料で形成され、樹脂材に比べて強度の高い磁性部材である。補強部材８２は、ブロック本体８１のうち環状部８１Ａ及び４つの脚部８１Ｂに、例えばインサート成形により一体に埋設されている。樹脂製のブロック本体８１に金属製の補強部材８２を埋設することにより、荷重受けブロック７０の強度が高められている。
補強部材８２の軸方向長さＬ３は、例えば、ブロック本体８１の軸方向長さＬ４とほぼ同様に形成されている。補強部材８２は、環状部８１Ａに埋設された４つの環状補強部８２ａと、４つの脚部８１Ｂにそれぞれ埋設された４つの脚補強部８２ｂと、を有する。補強部材８２は、４つの環状補強部８２ａ及び４つの脚補強部８２ｂが一体に形成されている。

環状補強部８２ａは、環状部８１Ａに沿って湾曲状に形成されている。４つの環状補強部８２ａは、周方向へ等間隔をあけて環状部８１Ａの内部に環状に埋設され、一部が凹部５９（後述する）から外部に露出されている。
脚補強部８２ｂは、隣接する環状補強部８２ａの端部から脚部８１Ｂに沿って径方向外側へ突出された一対の突出部８２ｃと、一対の突出部８２ｃの径方向外側の端部を連結する湾曲部８２ｄと、を有する。脚補強部８２ｂは、一対の突出部８２ｃと、湾曲部８２ｄと、によりほぼＵ字状に形成されている。脚補強部８２ｂは、脚部８１Ｂの内部に埋設され、湾曲部８２ｄが脚部８１Ｂの径方向外端部に隣接して配置されている。

図３、図５、図７に示すように、各荷重受けブロック７０は、ロータコア３２及び永久磁石３３の回転軸線に沿う軸方向の各端面に重ねて配置されている。具体的には、第１方向側の荷重受けブロック７０は、ロータコア３２及び永久磁石３３の第１方向側の各端面とマグネットカバー７１のフランジ部７１ｂとの間に配置される。また、第２方向側の荷重受けブロック７０は、ロータコア３２及び永久磁石３３の第２方向側の各端面とマグネットカバー７１のフランジ部７１ｃとの間に配置される。
ここで、図３中の第１方向側のフランジ部７１ｂがかしめフランジとなり、フランジ部７１ｂのかしめ作業時に、かしめ荷重がフランジ部７１ｂ，７１ｃを通して各荷重受けブロック７０の脚部８１Ｂによって受け止められる。

荷重受けブロック７０の４つの脚部８１Ｂは、ロータコア３２の各突極３２Ｂの軸方向の端面に重ねて配置される。端部壁８１Ｃは、ロータコア３２の軸心Ｃから脚部８１Ｂの先端部までの長さとほぼ同寸法の半径の円板形状（孔開き円板形状）に形成されている。端部壁８１Ｃは、円周方向で隣接する脚部８１Ｂの間の空間を脚部８１Ｂの軸方向外側位置で閉塞する。

荷重受けブロック７０の環状部８１Ａの内周縁部のうち、各脚部８１Ｂの延長上位置には、軸方向に略沿ってロータコア３２側に向かって突出する係止爪７４が一体に形成されている。係止爪７４は、断面が略半円状に形成されている。係止爪７４は、荷重受けブロック７０がロータコア３２及び永久磁石３３の軸方向の各端面に組付けられたときに、ロータコア３２の内周の逃げ溝７３（係合部７３ａ）に嵌合される。荷重受けブロック７０は、各係止爪７４が対応する逃げ溝７３（係合部７３ａ）に嵌合されることにより、ロータコア３２との径方向の相対変位を規制される。

また、荷重受けブロック７０の各脚部８１Ｂの基部寄りの側面には、一対の圧入突起７６が形成されている。各圧入突起７６は、軸方向に沿って延び、かつロータコア３２に近接する側に向かって膨出高さが次第に低くなるように形成されている。
外周部に永久磁石３３が配置されたロータコア３２に対し、荷重受けブロック７０が組付けられると、荷重受けブロック７０の隣接する脚部８１Ｂ間に各永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂが挿入配置される。このとき、永久磁石３３の対向側面（当接面）３３ｆは圧入突起７６に当接する。これにより、永久磁石３３の周方向の変位が規制される。

端部壁８１Ｃ上の隣接する各脚部８１Ｂの間の位置には、円形状の確認孔５７が形成されている。確認孔５７は、各永久磁石３３の軸方向の端面と対向する位置に形成されている。このため、確認孔５７は、荷重受けブロック７０が、永久磁石３３を保持したロータコア３２とともにマグネットカバー７１内に組付けられたときに、各永久磁石３３の位置をロータ９の外部から目視確認し得る。本実施形態の場合、確認孔５７は、各永久磁石３３と一対一で対応するように４つ設けられている。

また、荷重受けブロック７０の軸方向外側の端部が、略円板状の端部壁８１Ｃによって覆われている。荷重受けブロック７０は、永久磁石３３を保持したロータコア３２とともにマグネットカバー７１に挿入される。この状態で、例えばマグネットカバー７１の端部（フランジ部７１ｂ）がかしめられると、マグネットカバー７１の端部は、端部壁８１Ｃの外周の全域を覆うように当該端部壁８１Ｃにかしめ固定される。

荷重受けブロック７０の端部壁８１Ｃは、マグネットカバー７１の端部がかしめられたときに、端部壁８１Ｃの外周全域に均一にかしめ荷重が作用するように軸方向外側の面が平坦に形成されている。これに対し、端部壁８１Ｃの軸方向内側の面には、放射方向に延びる複数の補強リブ５８が突設されている。

また、荷重受けブロック７０の環状部８１Ａには、端部壁８１Ｃからの突出高さの低い凹部５９が複数個所に形成されている。各凹部５９は、環状部８１Ａのうちの、円周方向で隣り合う各脚部８１Ｂの基端部間に配置されている。

荷重受けブロック７０は、マグネットカバー７１内に組付けられる。この状態で、環状部８１Ａの軸方向内側の端面のうちの凹部５９を除く領域と、各脚部８１Ｂの軸方向内側の端面（図７にドットハッチで示す）とが、ロータコア３２のコア本体部３２Ａと突極３２Ｂの軸方向の端面に当接する。この状態で、補強部材８２は、ロータコア３２に近接した位置に配置される。なお、補強部材８２をロータコア３２に接触させてもよい。

ここで、荷重受けブロック７０の軸方向内側に突出する領域が、凹部５９を挟んで周方向で４つのブロックに分離されている。このため、各ブロックの端面をロータコア３２の軸方向の端面に正確に当接させるための成形型の調整を容易に行うことができる。

図３、図６、図７に示すように、荷重受けブロック７０のブロック本体８１のうち環状部８１Ａ及び４つの脚部８１Ｂに、例えば強度の高い金属製の補強部材８２が埋設されている。また、補強部材８２は、第１方向側の荷重受けブロック７０がロータコア３２及び永久磁石３３の軸方向の端面に重ねて配置された状態で、永久磁石３３の端部３３ａのうち突出側面３３ｃに沿って設けられている。具体的には、突出側面３３ｃの内周面３３ｅに沿って補強部材８２の環状補強部８２ａが設けられている。また、突出側面３３ｃの対向側面３３ｆに沿って補強部材８２の脚補強部８２ｂが設けられている。
荷重受けブロック７０に補強部材８２を備えた理由についての詳細は、後述する。

＜ロータの組付け＞
ロータ９の組付けに際しては、最初に、ロータコア３２の外周部に永久磁石３３を配置し、その状態でロータコア３２の軸方向の各端面に荷重受けブロック７０を仮組みし、その状態でそのアッセンブリをマグネットカバー７１内に挿入する。このとき、マグネットカバー７１の一方のフランジ部７１ｃは予め屈曲させて形成されている。
次に、この状態からマグネットカバー７１の第１方向側の端縁にかしめを行い、塑性変形によってフランジ部７１ｂ（かしめフランジ）を形成するとともに、フランジ部７１ｂを荷重受けブロック７０の各脚部８１Ｂの端面に圧接させる。この結果、ロータコア３２と永久磁石３３は、荷重受けブロック７０とともにマグネットカバー７１の内部に固定される。

ここで、例えば、ロータコア３２から軸方向に永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂが突出された、いわゆるオーバハング構造のロータ９は、磁気特性を上げてモータを小型化することができる。
一方、ロータコア３２から軸方向に永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂが突出されている場合、マグネットカバー７１の第１方向側の端縁のかしめに伴うかしめ荷重で永久磁石３３に損傷や劣化が生じるおそれがある。

そこで、前述したように、強度の高い補強部材８２をブロック本体８１に埋設することにより、荷重受けブロック７０の強度を高く保つようにした。このため、マグネットカバー７１の第１方向側の端縁のかしめに伴うかしめ荷重を各荷重受けブロック７０の補強部材８２で受け止めることができる。これにより、例えば、ロータコア３２から軸方向に永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂが突出されたロータ９の場合でも、永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂにかしめ荷重がかからないようにできる。
このように、マグネットカバー７１の第１方向側の端縁のかしめ時に、マグネットカバー７１からかかるかしめ荷重を荷重受けブロック７０で緩和することができ、永久磁石３３の損傷や劣化を防ぐことができる。

さらに、荷重受けブロック７０のブロック本体８１に強度の高い補強部材８２を埋設することにより、荷重受けブロック７０の強度を高めるようにした。これにより、ブロック本体８１（すなわち、荷重受けブロック７０）の軸方向長さＬ４を小さく抑えることができ、荷重受けブロック７０を薄型化できる。
加えて、補強部材８２は一体に形成されている。よって、荷重受けブロック７０の強度を好適に高めることができる。

＜ロータと回転軸＞
上述のように構成されたロータ９は、図２に示すように、ロータコア３２の軸芯孔６９に回転軸３１のウォーム軸４４側と逆側の端部（一端部）が嵌合され、それによって回転軸３１と一体に固定される。回転軸３１は、ウォーム軸４４側の端部（他端部）がロータコア３２から第２方向に突出した状態で、ロータコア３２に固定される。また、回転軸３１は、ロータコア３２を貫通して第１方向に突出されている。回転軸３１は、ロータコア３２と一体に回転する。回転軸３１は、他端部に装着された軸受４６，４７によりギヤケース４０に固定される。

＜第１実施形態の効果＞
図３、図６、図７に示すように、第１実施形態のロータ９は、ロータコア３２から軸方向に永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂが突出されている。このため、ロータコア３２に対し突出した永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂから磁束が軸方向に漏れて永久磁石３３の有効磁束を使いきれないおそれがあり、モータ特性を十分に発揮することが難しかった。
そこで、第１実施形態のロータ９において、永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂのうち、ロータコア３２に接触する突出側面３３ｃ，３３ｄに沿わせて補強部材（すなわち、磁性部材）８２を設けた。よって、突出側面３３ｃ，３３ｄの磁束を、補強部材８２を経てロータコア３２に導くことができ、突出側面３３ｃ，３３ｄから軸方向に漏れる磁束を抑制できる。以下、突出側面３３ｃから軸方向に漏れる磁束を抑制する例について詳述する。

以下、第１実施形態のロータ９の有効磁束を図９に基づいて説明する。
図９は、縦軸を永久磁石３３の有効磁束（μＷｂ）とし、横軸を永久磁石３３のロータコア３２からの突出量（ｍｍ）としたときの永久磁石３３の有効磁束の変化を示すグラフである。図９中、グラフＧ１は、第１実施形態のロータ９を示すグラフである。グラフＧ２は、比較例のロータを示すグラフである。

図３、図６、図９に示すように、グラフＧ１はグラフＧ２に比べてロータ９の有効磁束を高くできることが確認できる。すなわち、第１実施形態のロータ９において、永久磁石３３の端部３３ａのうち、ロータコア３２に接触する突出側面３３ｃに沿って磁性部材の補強部材８２を設けた。このため、突出側面３３ｃの磁束を、補強部材８２を経てロータコア３２に導くことができ、突出側面３３ｃから軸方向に漏れる磁束を抑制できる。これにより、ロータ９の有効磁束を向上させることができ、モータ２（図２参照）を小型化することができる。

また、第１実施形態のロータ９は、突出側面３３ｃの内周面３３ｅに沿って補強部材８２の環状補強部８２ａが設けられている。ここで、永久磁石３３の内周面３３ｅにはロータコア３２のコア本体部３２Ａの外周面が接触されている。このため、永久磁石３３の端部３３ａの磁束を、環状補強部８２ａを経て効率よくロータコア３２に導くことができる。これにより、突出側面３３ｃの内周面３３ｅから軸方向に漏れる磁束を良好に抑制できる。

さらに、第１実施形態のロータ９は、突出側面３３ｃの一対の対向側面３３ｆに沿って補強部材８２の脚補強部８２ｂが設けられている。ここで、周方向に隣接する永久磁石３３の間にはロータコア３２の突極３２Ｂが配置されている。すなわち、永久磁石３３の一対の対向側面３３ｆにはロータコア３２の突極３２Ｂが接触されている。
このため、永久磁石３３の端部３３ａの磁束を、脚補強部８２ｂを経てロータコア３２に導くことができる。これにより、突出側面３３ｃの一対の対向側面３３ｆから漏れる磁束を良好に抑制できる。
加えて、脚補強部８２ｂは、隣接する一対の突出部８２ｃが湾曲部８２ｄにより連結されている（図８参照）。このため、永久磁石３３の端部３３ａの磁束を、湾曲部８２ｄを経てロータコア３２に導くことができる。これにより、突出側面３３ｃの対向側面３３ｆから漏れる磁束を一層良好に抑制できる。

＜変形例＞
図１０は、変形例のロータ９０を永久磁石３３の端部３３ａの位置で破断した断面図である。図１１は、補強部材９２の斜視図である。
変形例のロータ９０は、第１実施形態の補強部材８２を補強部材９２に代えたもので、その他の構成は第１実施形態のロータ９と同様である。
補強部材９２は、第１実施形態の補強部材８２から湾曲部８２ｄを除去したもので、その他の構成は補強部材８２と同様である。すなわち、補強部材９２は、環状補強部８２ａの両端に一対の突出部８２ｃが形成された４つの補強部９３に分割されている。
ロータ９０によれば、補強部材９２を備えることにより第１実施形態のロータ９と同様の作用、効果を奏することができる。

次に、第２実施形態及び第３実施形態について説明する。なお、第２実施形態及び第３実施形態において第１実施形態と同一、類似の構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

［第２実施形態］
まず、図１２から図１７に基づいて、第２実施形態のロータ１００を説明する。
図１２は、ロータ１００の縦断面図であり、図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。図１４は、荷重受けブロック１０２の斜視図である。図１５は、補強部材１０３の斜視図である。図１６は、図１２のＸＶＩ－ＸＶＩに沿う断面での拡大断面図である。

図１２から図１６に示すように、ロータ１００は、第１実施形態の荷重受けブロック７０を荷重受けブロック１０２に代えたもので、その他の構成は第１実施形態のロータ９と同様である。
荷重受けブロック１０２は、ブロック本体８１と、補強部材１０３と、を備える。補強部材１０３は、例えば、金属材料で形成され、樹脂材に比べて強度の高い非磁性部材である。補強部材１０３は、ブロック本体８１のうち端部壁８１Ｃに、例えばインサート成形により一体に埋設されている。樹脂製のブロック本体８１に金属製の補強部材１０３を埋設することにより、端部壁８１Ｃ（すなわち、荷重受けブロック１０２）の強度が高められている。

補強部材１０３は、端部壁８１Ｃと同様に、中央に開口部を有する円板状に形成され、軸方向の板厚が端部壁８１Ｃより小さく形成されている。補強部材１０３は、周方向へ等間隔に貫通孔１０５が形成されている。貫通孔１０５の周縁に沿って端部壁８１Ｃの確認孔５７が形成されている。
以下、第１方向側に配置された荷重受けブロック１０２について詳述し、第２方向側に配置された荷重受けブロック１０２の詳しい説明を省略する。

補強部材１０３は、第１方向側の荷重受けブロック１０２がロータコア３２及び永久磁石３３の軸方向の端面に重ねて配置された状態で、永久磁石３３の端部３３ａのうち突出端面３３ｇに沿って設けられている。突出端面３３ｇは、永久磁石３３の端部３３ａのうち、フランジ部（すなわち、かしめフランジ）７１ｂに対向する軸方向の端面である。

＜第２実施形態の効果＞
ここで、ロータコア３２から軸方向に永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂが突出されている場合、マグネットカバー７１の第１方向側の端縁（すなわち、フランジ部７１ｂ）のかしめに伴うかしめ荷重で永久磁石３３に損傷や劣化が生じるおそれがある。
そこで、ブロック本体８１に強度の高い補強部材１０３を埋設することにより、荷重受けブロック１０２の強度を高く保つようにした。

このため、マグネットカバー７１の第１方向側の端縁のかしめに伴うかしめ荷重を各荷重受けブロック１０２の補強部材１０３で受け止めることができる。これにより、例えば、ロータコア３２から軸方向に永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂが突出されたロータ９の場合でも、永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂにかしめ荷重がかからないようにできる。
このように、マグネットカバー７１の第１方向側の端縁のかしめ時に、マグネットカバー７１からかかるかしめ荷重を荷重受けブロック１０２で緩和することができ、永久磁石３３の損傷や劣化を防ぐことができる。

次に、第２実施形態の荷重受けブロック１０２の軸方向への変位量を図１２、図１５、図１７に基づいて説明する。
図１７は、第２実施形態の荷重受けブロック１０２の軸方向への変位量を比較例と比べたグラフである。図１７において、縦軸は荷重受けブロックの変位量（ｍｍ）を示す。グラフＧ３は、第２実施形態の荷重受けブロック１０２の軸方向の変位量を示すグラフである。グラフＧ４は、比較例の荷重受けブロックの軸方向の変位量を示すグラフである。

図１２、図１５、図１７に示すように、ブロック本体８１の端部壁８１Ｃに強度の高い補強部材１０３を埋設することにより、荷重受けブロック１０２の強度を高めるようにした。このため、グラフＧ３及びグラフＧ４に示すように、第２実施形態の荷重受けブロック１０２の変位量を比較例に比べて小さく抑えることができることが確認できる。これにより、荷重受けブロック１０２の軸方向の厚さを薄型化できる。

また、図１２、図１６に示すように、ロータコア３２から永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂが突出されている。このため、永久磁石３３の端部３３ａ，３３ｂから磁束が軸方向に漏れて永久磁石３３の有効磁束を使いきれないおそれがあり、モータ特性を十分に発揮することが難しかった。
そこで、荷重受けブロック１０２の端部壁８１Ｃに非磁性部材の補強部材１０３を埋設して、突出端面３３ｇに沿わせて補強部材１０３を設けた。このため、図１６に示すように、永久磁石３３の端部３３ａから発生した磁束の流れを非磁性部材の補強部材１０３で遮ることにより、磁束がロータ１００で閉ループを形成することを防止できる。これにより、永久磁石３３の端部３３ａから漏れる磁束を抑制でき、モータ特性の劣化を防止できる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態の荷重受けブロックについて説明する。
第３実施形態の荷重受けブロックは、ブロック本体８１と、第３実施形態の補強部材と、を備える。
第３実施形態の補強部材は、永久磁石３３の突出側面３３ｃに沿って設けられる第１実施形態の補強部材８２と、永久磁石３３の突出端面３３ｇに沿って設けられる第２実施形態の補強部材１０３と、を備える。以下、第１実施形態の補強部材８２を「第２補強部材（請求項における第２補強部材）８２」、第２実施形態の補強部材１０３を「第１補強部材（請求項における第１補強部材）１０３」として説明する。
すなわち、第３実施形態の荷重受けブロックは、ブロック本体８１に第２補強部材８２及び第１補強部材１０３が、例えばインサート成形により一体に埋設されている。

＜第３実施形態の効果＞
第３実施形態の構成によれば、永久磁石３３の端部３３ａのうち、ロータコア３２に接触する突出側面３３ｃに沿って磁性部材の第２補強部材８２を設けた。このため、突出側面３３ｃの磁束を、第２補強部材８２を経てロータコア３２に導くことができる。これにより、突出側面３３ｃから軸方向に漏れる磁束を抑制でき、有効磁束を向上させてモータ２を小型化することができる。

また、永久磁石３３の端部３３ａのうち、軸方向の突出端面３３ｇに沿って非磁性部材の第１補強部材１０３を設けた。このため、永久磁石３３の端部３３ａから発生した磁束の流れを非磁性部材の第１補強部材１０３で遮ることにより、磁束がロータ９で閉ループすることを防止できる。これにより、永久磁石３３の端部３３ａから漏れる磁束を減らすことができ、モータ特性の劣化を防止できる。

なお、本発明は上述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、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、モータ装置１は、車両のワイパー装置の駆動源として用いられる場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、さまざまな電動機器に、上述のモータ装置１を適用することができる。

１…モータ装置、２…モータ、３…減速部、４…コントローラ、５…モータケース、６…第１モータケース、６ａ…各開口部、７…第２モータケース、７ａ…各開口部、８…ステータ、９，９０，１００…ロータ、１０…底部、１１…コネクタ、１６…外フランジ部、１７…外フランジ部、２０…ステータコア、２１…コア本体部、２２…ティース、２３…インシュレータ、２４…コイル、３１…回転軸、３２…ロータコア、３２Ａ…コア本体部、３２Ｂ…突極、３３…永久磁石、３３ａ，３３ｂ…永久磁石の端部、３３ｃ，３３ｄ…突出側面、３３ｅ…内周面、３３ｆ…対向側面、３３ｇ…突出端面、４０…ギヤケース、４０ａ…開口部、４０ｂ…側壁、４０ｃ…底壁、４１…減速機構、４２…ギヤ収容部、４３…開口部、４４…ウォーム軸、４５…ウォームホイール、４６，４７…軸受、４８…出力軸、４８ａ…スプライン、４９…軸受ボス、５２…リブ、５７…確認孔、５８…補強リブ、５９…凹部、６１…磁気検出素子、６２…コントローラ基板、６３…カバー、６９…軸芯孔、７０…荷重受けブロック、７０，１０２…荷重受けブロック、７１…マグネットカバー、７１ａ…周壁部、７１ｂ…フランジ部（かしめフランジ）、７１ｃ…フランジ部、７２…円弧面、７３…溝、７３ａ…係合部、７４…係止爪、７６…圧入突起、８１…ブロック本体、８１Ａ…環状部、８１Ｂ…脚部、８１Ｃ…端部壁、８２，９２…補強部材（第２補強部材）、８２ａ…環状補強部、８２ｂ…脚補強部、８２ｃ…突出部、８２ｄ…湾曲部、９３…補強部、１０３…補強部材（第１補強部材）、１０５…貫通孔

Claims (6)

1. ステータの磁界を受けて回転するロータであって、
   モータの回転軸と一体に回転するロータコアと、
   前記ロータコアの外周部に配置され、前記ロータコアから軸方向へ端部が突出された複数の永久磁石と、
   前記ロータコアと複数の前記永久磁石の外側を覆い、軸方向の少なくとも一方の端部に径方向内側に曲げられたかしめフランジを有する筒状のマグネットカバーと、
   前記ロータコアの回転軸線に沿う方向の端面と前記かしめフランジの間に配置され、前記かしめフランジと前記ロータコアとに当接して前記かしめフランジのかしめ荷重を受け止める荷重受けブロックと、
   を備え、
   前記荷重受けブロックは、前記荷重受けブロックに埋設される補強部材を備える
   ことを特徴とするロータ。
2. 前記補強部材は、
   前記永久磁石の軸方向の端部のうち、周方向へ延び、かつ径方向内側に面する内周面に沿って設けられた磁性部材である
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
3. 前記補強部材は、
   前記永久磁石の軸方向の端部のうち、周方向に隣接して設けられた前記永久磁石同士で対向する周方向の対向側面に沿って設けられた磁性部材である
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータ。
4. 前記補強部材は、
   前記永久磁石の軸方向の端部のうち、前記かしめフランジと軸方向で対向する突出端面に沿って設けられた非磁性部材である
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
5. 前記補強部材は、
   非磁性部材で形成され、前記永久磁石の軸方向の端部のうち、前記かしめフランジと軸方向で対向する突出端面に沿って設けられた第１補強部材と、
   磁性部材で形成され、前記永久磁石の軸方向の端部のうち、前記突出端面を除いた突出側面に沿って設けられた第２補強部材と、
   を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
6. 前記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロータと、
   前記ロータの外周に沿って配置され、磁界を発生するステータと、
   を備える
   ことを特徴とするモータ。

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