WO2020105479A1 - ロータ、モータ、及び、ロータの製造方法 - Google Patents

ロータ、モータ、及び、ロータの製造方法

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WO2020105479A1
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rotor
rotor core
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magnet
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竜 大堀
孝二 米川
猛 金井
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株式会社ミツバ
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Definitions

  • the present invention relates to a rotor, a motor using the rotor, and a method for manufacturing the rotor.
  • a motor used for a vehicle wiper device or the like there is a motor in which a rotor having a permanent magnet is arranged radially inside a stator around which a coil is wound.
  • a method of arranging the permanent magnets of the rotor used in this type of motor there is a method of arranging the permanent magnets on the outer peripheral portion of the rotor core (SPM: Surface Permanent Magnet).
  • a plurality of permanent magnets are assembled on the outer peripheral portion of the rotor core, and in that state, the outer sides of the rotor core and the permanent magnets are covered by a substantially cylindrical magnet cover.
  • the magnet cover After the rotor core and the permanent magnets are arranged in the substantially cylindrical peripheral wall, the end portion in the axial direction (the direction along the rotation axis) is fixed to the end portion of the rotor core.
  • a bent piece is provided in advance on the edge of the magnet cover, and the bent piece is bent and locked in a hole or a recessed portion of the end surface of the rotor core (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2004-242242), and caulking are known.
  • the magnet cover can be easily attached to the rotor core and the permanent magnets, but In terms of strength, it is inferior to that due to caulking.
  • An object of the present invention is to provide a rotor, a motor, and a method for manufacturing a rotor that can prevent damage and deterioration of a permanent magnet due to caulking of a magnet cover.
  • a rotor according to the present invention has the following configuration in order to solve the above problems. That is, a rotor according to the present invention is a rotor that rotates by receiving a magnetic field of a stator, the rotor core rotating integrally with a rotating shaft of a motor, a plurality of permanent magnets arranged on an outer peripheral portion of the rotor core, A substantially cylindrical magnet cover that covers the outer sides of the rotor core and the plurality of permanent magnets, and has a flange portion that is bent radially inward at the end in the direction along the rotation axis, and an end surface in the direction along the rotation axis of the rotor core. A load receiving block disposed between the flange portions and abutting on the flange portion and the rotor core.
  • the rotor core and the plurality of permanent magnets are arranged inside the magnet cover together with the load receiving block, and the flange portion of the magnet cover is caulked to be fixed to the magnet cover.
  • the flange part is crimped, a large load is applied to the flange part and the members inside thereof, but since the load receiving block is placed between the end face in the direction along the rotation axis of the rotor core and the flange part.
  • the caulking load is less likely to act on the permanent magnet.
  • An end portion of at least one side in the direction along the rotation axis of the permanent magnet projects outward from an end portion on the same side in the direction along the rotation axis of the rotor core, and abuts on the flange portion of the load receiving block.
  • the part may be arranged at a position outside the end of the permanent magnet in a direction along the rotation axis. In this case, since the contact portion of the load receiving block with the flange portion is located outside the end portion of the permanent magnet in the direction along the rotation axis, the caulking load is unlikely to directly act on the permanent magnet. .. Therefore, when this configuration is adopted, it is possible to advantageously prevent the permanent magnet from being damaged or deteriorated by caulking while securing a sufficient length of the permanent magnet.
  • the rotor core has a substantially cylindrical core body portion and a plurality of salient poles protruding radially from the outer peripheral surface of the core body portion, and the plurality of permanent magnets are adjacent salient poles. And abutting against the salient pole, the load receiving block is radiated from an annular portion overlapped with an end surface of the core main body portion in a direction along the rotation axis and an outer peripheral surface of the annular portion. A plurality of leg portions projecting in the direction and overlappingly arranged on the end face in the direction along the rotation axis of each salient pole.
  • the load receiving block is provided with the core main body of the rotor core and the annular portion and the leg portion which are arranged so as to overlap with each end face of the salient pole, the permanent magnet having a long length in the direction along the rotation axis is provided.
  • the end portion can be arranged in a space portion surrounded by a pair of adjacent leg portions and the outer peripheral surface of the annular portion. Therefore, when this configuration is adopted, it is possible to more advantageously suppress the input of the caulking load to the end portion of the permanent magnet while securing the sufficient length of the permanent magnet.
  • the leg portion of the load receiving block extends to a radially outer position of the salient pole of the rotor core with respect to the contact area with the permanent magnet, the radial direction centering on the rotation axis.
  • the caulking load is less likely to be input in the vicinity of the support region (the contact region of the leg) of the leg of the permanent magnet, and it is possible to advantageously prevent the permanent magnet from being damaged or deteriorated by the caulking load. become.
  • the load receiving block may have a core restricting portion that engages with the rotor core and restricts a circumferential displacement of the rotor core about a rotation axis.
  • the circumferential displacement of the rotor core with respect to the load receiving block can be restricted by the core restricting portion, so that the positional relationship between the load receiving block and the rotor core in the circumferential direction can be set accurately.
  • the core restricting portion may be configured by a locking claw that is provided so as to project from the annular portion in a direction along the rotation axis and that is locked to an engaging portion on the inner circumference of the core body.
  • a locking claw that is provided so as to project from the annular portion in a direction along the rotation axis and that is locked to an engaging portion on the inner circumference of the core body.
  • a bulging portion may be provided in the inner peripheral surface of the annular portion in the vicinity of a region where the locking claw is provided so as to be in contact with the core main body portion in a direction along the rotation axis. ..
  • the bulging portion reinforces the vicinity of the locking claw on the inner peripheral surface of the annular portion, the bulging portion can receive a large load when the rotary shaft is press-fitted into the inner peripheral surface of the rotor core. .. Therefore, when this configuration is adopted, it is possible to prevent the rotor core from being displaced in the axial direction when the rotary shaft is press-fitted into the rotor core.
  • the outer peripheral edge of the annular portion may be provided with a first magnet restricting portion that abuts on the permanent magnet in the direction along the rotation axis to restrict the displacement of the permanent magnet in the direction along the rotation axis. good.
  • the displacement of the permanent magnet in the direction along the rotation axis can be regulated by the first magnet regulating portion on the outer periphery of the annular portion.
  • the leg portion may be provided with a second magnet restriction portion that abuts the permanent magnet in the circumferential direction about the rotation axis and restricts the displacement of the permanent magnet in the circumferential direction.
  • the displacement of the permanent magnets in the circumferential direction can be regulated by the second magnet regulating portion of the leg portion.
  • the load receiving block may include a magnet position detecting protrusion that protrudes to the outside of the magnet cover.
  • the position of the permanent magnet in the magnet cover can be accurately detected by using the magnet position detection protrusion. Therefore, the permanent magnet in the magnet cover can be accurately magnetized.
  • a motor according to the present invention adopts the following configuration in order to solve the above problems. That is, a motor according to the present invention is characterized by including any one of the rotors described above and a stator arranged on the outer peripheral side of the rotor and generating a magnetic field.
  • a method of manufacturing a rotor according to the present invention is a method of manufacturing a rotor that rotates by receiving a magnetic field of a stator, in which a plurality of permanent magnets are arranged on an outer peripheral portion of a rotor core, and an end surface of the rotor core in a rotation axis direction.
  • the load receiving block is arranged between the end face in the direction along the rotation axis of the rotor core and the flange portion, it is possible to prevent damage or deterioration of the permanent magnet due to the caulking of the magnet cover. it can.
  • FIG. 2 is a sectional view of the motor unit of the embodiment taken along the line II-II in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view of the rotor of the first embodiment taken along line IV-IV in FIG. 3.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the load receiving block of 1st Embodiment. It is a perspective view of the load receiving block of the modification 1 of 1st Embodiment. It is a top view of the rotor of the modification 1 of 1st Embodiment which removed the magnet cover. It is a top view of the rotor core of the modification 2 of 1st Embodiment. It is a top view of the rotor core of the modification 3 of 1st Embodiment. It is a top view of the rotor core of the modification 4 of 1st Embodiment. It is a perspective view of the rotor of a 2nd embodiment.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the load receiving block of 1st Embodiment. It is a perspective view of the load receiving block of the modification 1 of 1st Embodiment. It is a top view of the rotor of the modification 1 of 1st Embodiment which removed the magnet cover. It is a top view of
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the rotor of the second embodiment taken along line XVI-XVI in FIG. 15. It is a disassembled perspective view of the rotor of 2nd Embodiment. It is a perspective view of the rotor of a 2nd embodiment which removed a magnet cover. It is a top view of a part of rotor of a 2nd embodiment which removed a magnet cover. It is a partial cross-section top view of a part of rotor of 2nd Embodiment which removed the magnet cover.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view similar to FIG. 16 of a rotor of Modification 1 of the second embodiment. It is a top view of the magnet cover of the modification 2 of 2nd Embodiment.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of the rotor of the third embodiment taken along the line XXV-XXV in FIG. 24. It is a disassembled perspective view of the rotor of 3rd Embodiment. It is a perspective view of the rotor of a 3rd embodiment which removed a magnet cover. It is a top view of the rotor of a 3rd embodiment which removed a magnet cover. It is a perspective view of the load receiving block of 3rd Embodiment. It is an expanded sectional view of the XXX section of FIG.
  • FIG. 27 is an enlarged cross-sectional view of the rotor of Modification 1 of the third embodiment, which corresponds to the XXXI portion of FIG. 25. It is a perspective view of the load receiving block of the modification 2 of 3rd Embodiment. It is a perspective view of the load receiving block of the modification 3 of 3rd Embodiment. It is a perspective view of the load receiving block of the modification 4 of 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of a motor unit 1 used in a vehicle.
  • 2 is a sectional view of the motor unit 1 taken along the line II-II in FIG.
  • the motor unit 1 is used, for example, as a drive source of a vehicle wiper device.
  • the motor unit 1 includes a motor 2, a speed reduction unit 3 that decelerates and outputs the rotation of the motor 2, and a controller 4 that controls the drive of the motor 2.
  • the term “axial direction” means the direction along the rotation axis direction of the rotary shaft 31 of the motor 2
  • the term “circumferential direction” means the circumferential direction of the rotary shaft 31. It shall be.
  • the term “radial direction” simply means the radial direction of the rotary shaft 31.
  • the motor 2 includes a motor case 5, a substantially cylindrical stator 8 housed in the motor case 5, a rotor 9 arranged inside the stator 8 in the radial direction, and rotatably provided with respect to the stator 8. Is equipped with.
  • the motor 2 of this embodiment is a so-called brushless motor that does not require a brush when supplying electric power to the stator 8.
  • the motor case 5 is formed of a material having excellent heat dissipation such as an aluminum alloy.
  • the motor case 5 is composed of a first motor case 6 and a second motor case 7, which are configured to be separable in the axial direction.
  • the first motor case 6 and the second motor case 7 are each formed in a bottomed cylindrical shape.
  • the first motor case 6 is integrally formed with the gear case 40 so that the bottom portion 10 is connected to the gear case 40 of the reduction gear unit 3.
  • a through hole through which the rotary shaft 31 of the motor 2 can be inserted is formed substantially in the radial center of the bottom portion 10.
  • outer flange portions 16 and 17 projecting outward in the radial direction are formed in the openings 6a and 7a of the first motor case 6 and the second motor case 7, respectively.
  • the motor case 5 has an internal space formed by abutting the outer flange portions 16 and 17 against each other.
  • a stator 8 and a rotor 9 are arranged in the internal space of the motor case 5.
  • the stator 8 is fixed to the inner peripheral surface of the motor case 5.
  • the stator 8 includes a stator core 20 made of laminated electromagnetic steel plates and the like, and a plurality of coils 24 wound around the stator core 20.
  • the stator core 20 includes an annular core main body 21 and a plurality of teeth (for example, six teeth) 22 that protrude inward in the radial direction from the inner peripheral portion of the core main body 21.
  • the inner peripheral surface of the core body 21 and each tooth 22 are covered with an insulator 23 made of resin.
  • the coil 24 is wound around the corresponding predetermined tooth 22 from above the insulator 23. Each coil 24 generates a magnetic field for rotating the rotor 9 by the power supply from the controller 4.
  • the rotor 9 is rotatably arranged inside the stator 8 with a minute gap therebetween.
  • the rotor 9 has a substantially cylindrical rotor core 32 into which the rotary shaft 31 is press-fitted and fixed to the inner peripheral portion, and four permanent magnets 33 (see FIGS. 5 to 7) assembled to the outer peripheral portion of the rotor core 32. Is equipped with.
  • the rotary shaft 31 is formed integrally with the worm shaft 44 that constitutes the speed reducer 3.
  • the rotary shaft 31 and the worm shaft 44 are rotatably supported by the motor case 5 and the gear case 40.
  • the rotation shaft 31 and the worm shaft 44 rotate around the rotation axis (axis C).
  • the permanent magnet 33 for example, a ferrite magnet is used.
  • the permanent magnet 33 is not limited to this, and it is also possible to apply a neodymium bond magnet, a neodymium sintered magnet, or the like. The detailed structure of the rotor 9 will be described later.
  • the reduction gear unit 3 includes a gear case 40 integrated with the motor case 5 and a worm reduction mechanism 41 housed in the gear case 40.
  • the gear case 40 is formed of a metal material such as an aluminum alloy having excellent heat dissipation.
  • the gear case 40 is formed in a box shape having an opening 40a on one surface.
  • the gear case 40 has a gear accommodating portion 42 that accommodates the worm reduction mechanism 41 therein. Further, on the side wall 40b of the gear case 40, an opening 43 that connects the through hole of the first motor case 6 and the gear accommodating portion 42 is formed at a location where the first motor case 6 is integrally formed.
  • a substantially cylindrical bearing boss 49 is provided on the bottom wall 40c of the gear case 40 so as to project therefrom.
  • the bearing boss 49 is for rotatably supporting the output shaft 48 of the worm speed reduction mechanism 41, and a slide bearing (not shown) is arranged on the inner peripheral side.
  • An O-ring (not shown) is attached to the inside of the tip of the bearing boss 49.
  • a plurality of ribs 52 are provided on the outer peripheral surface of the bearing boss 49 so as to ensure rigidity.
  • the worm speed reduction mechanism 41 accommodated in the gear accommodating portion 42 includes a worm shaft 44 and a worm wheel 45 meshed with the worm shaft 44. Both ends of the worm shaft 44 in the axial direction are rotatably supported by the gear case 40 via bearings 46 and 47.
  • An output shaft 48 of the motor 2 is coaxially and integrally provided on the worm wheel 45.
  • the worm wheel 45 and the output shaft 48 are arranged such that the rotation axes thereof are substantially orthogonal to the rotation axis (axis center C) of the worm shaft 44 (the rotation shaft 31 of the motor 2).
  • the output shaft 48 projects to the outside via the bearing boss 49 of the gear case 40.
  • a spline 48a that can be connected to an object to be driven by a motor is formed at the protruding tip of the output shaft 48.
  • the worm wheel 45 is provided with a sensor magnet (not shown). The position of this sensor magnet is detected by a magnetic detection element 61 provided in the controller 4 described later. That is, the rotational position of the worm wheel 45 is detected by the magnetic detection element 61 of the controller 4.
  • the controller 4 has a controller board 62 on which the magnetic detection element 61 is mounted.
  • the controller board 62 is arranged in the opening 40 a of the gear case 40 so that the magnetic detection element 61 faces the sensor magnet of the worm wheel 45.
  • the opening 40 a of the gear case 40 is closed by a cover 63.
  • the controller board 62 is connected to the terminals of the plurality of coils 24 drawn from the stator core 20. Further, to the controller board 62, the terminals of the connector 11 (see FIG. 1) provided on the cover 63 are electrically connected.
  • the controller board 62 includes, in addition to the magnetic detection element 61, a power module (not shown) including a switching element such as an FET (Field Effect Transistor) that controls the drive voltage supplied to the coil 24, and a voltage module.
  • a smoothing capacitor (not shown) and the like are mounted.
  • FIG. 3 is a perspective view of the rotor 9 of the first embodiment
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the rotor 9.
  • the rotor 9 includes a rotor shaft 32 (see FIG. 2), a rotor core 32 rotatable around a rotation axis (axis C), and four permanent magnets arranged on the outer periphery of the rotor core 32.
  • FIG. 6 is a perspective view of the rotor 9 with the magnet cover 71 removed
  • FIG. 7 is a plan view of the rotor 9 with the magnet cover 71 removed
  • FIG. 8 is a plan view of the rotor core 32.
  • the rotor core 32 has a substantially cylindrical core main body 32A and four salient poles 32B protruding radially from the outer peripheral surface of the core main body 32A.
  • the rotor core 32 is formed, for example, by pressure-molding soft magnetic powder or stacking a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction.
  • the four salient poles 32B project at equal intervals on the outer circumference of the core body 32A, and the projecting portions extend in the axial direction.
  • the outer peripheral surface of the core body 32A is formed in a substantially circular shape centered on the axis C (rotation axis) of the rotor 9.
  • the side surface of each salient pole 32B that faces the circumferential direction of the rotor core 32 is a flat surface.
  • a permanent magnet 33 is assembled between the salient poles 32B adjacent to each other in the circumferential direction of the rotor core 32.
  • the permanent magnet 33 is formed in a substantially arc shape when viewed in the axial direction.
  • the inner peripheral side of the permanent magnet 33 is formed in a substantially arc shape centering on the axis C (rotation axis) of the rotor 9 (a substantially arc shape substantially matching the outer peripheral surface of the core body portion 32A).
  • the outer peripheral side of the permanent magnet 33 is formed in an arc shape having a smaller radius of curvature than the inner peripheral side.
  • each salient pole 32B of the rotor core 32 the distance from the axial center C (rotational axis) of the rotor 9 to the radially outer end is the maximum from the axial center C (rotational axis) of the rotor 9 to the outer peripheral surface of the permanent magnet 33.
  • the distance to the bulging portion 33c is almost the same.
  • each permanent magnet 33 is formed to be longer than the axial length of the salient pole 32B of the rotor core 32, as shown in FIG.
  • each permanent magnet 33 is set so as to project substantially the same length on one end side and the other end side in the axial direction with respect to the salient pole 32B in the state of being assembled to the rotor core 32. There is.
  • abutting surfaces 33a that can come into contact with the flat side surfaces of the salient poles 32B and a radially outer end portion of the abutting surface 33a project from both ends of the permanent magnet 33 in the arc direction.
  • An inclined surface 33b that extends obliquely in a direction away from the pole 32B is provided.
  • each escape groove 73 extends the same length outward in the radial direction, and the end portion in the extending direction is an arc-shaped engaging portion 73a.
  • a locking claw 74 (core restricting portion) of the load receiving block 70 which will be described later, is fitted into the engaging portion 73a of each clearance groove 73.
  • the magnet cover 71 has a cylindrical peripheral wall 71a and a pair of flange portions 71b and 71c that are bent and extend radially inward from one end and the other end of the peripheral wall 71a in the axial direction. Inside the peripheral wall 71 a, the rotor core 32 and the permanent magnet 33 are arranged together with the pair of load receiving blocks 70. At least one of the pair of flange portions 71b and 71c is a caulking flange that is plastically deformed by caulking in a state where the rotor core 32 and the permanent magnet 33 are arranged together with the pair of load receiving blocks 70 inside the peripheral wall 71a. .. In the following description, one flange portion 71b is bent in advance and the other flange portion 71c is formed by caulking after loading the rotor core 32 and the like.
  • FIG. 9 is a perspective view of the load receiving block 70.
  • 9A is a view of the load receiving block 70 as seen from one end side in the axial direction
  • FIG. 9B is a view of the load receiving block 70 as seen from the other end side in the axial direction.
  • the load receiving blocks 70 arranged on the upper side and the lower side of the rotor core 32 have the same shape, and both are assembled to the rotor core 32 in a state of being turned upside down.
  • the load receiving block 70 is arranged so as to overlap the annular end portion 70A of the core main body portion 32A of the rotor core 32 in the axial direction, and to project radially from the outer peripheral surface of the annular portion 70A so as to project the salient poles 32B of the rotor core 32.
  • Four leg portions 70B are arranged so as to overlap the end face in the axial direction.
  • the four leg portions 70B project at equal intervals on the outer circumference of the annular portion 70A.
  • the load receiving block 70 is made of, for example, a hard resin.
  • the load receiving block 70 is formed in a shape that substantially overlaps the rotor core 32 when viewed in the axial direction.
  • Each load receiving block 70 is arranged so as to overlap the axial end surface of the rotor core 32, and a part of the radially outer region is arranged between the end surface of the rotor core 32 and the flange portions 71b and 71c of the magnet cover 71.
  • the lower flange portion 71c in FIG. 4 serves as a caulking flange, and the caulking load is received by the leg portion 70B of the lower load receiving block 70 through the flange portion 71c during the caulking work of the flange portion 71c.
  • each leg portion 70B of the load receiving block 70 is set to be thicker than the protruding length of the permanent magnet 33 from the salient pole 32B of the rotor core 32. Therefore, the contact portion of the load receiving block 70 with the flange portion 71c (caulking flange) is arranged at a position outside the axial end portion of the permanent magnet 33 in the axial direction. Further, in the case of the present embodiment, each leg 70B extends in the radial direction to the same radial position as the radial end of the corresponding salient pole 32B of the rotor core 32.
  • leg portion 70B does not necessarily have to extend to a radial position equal to the radial end portion of the corresponding salient pole 32B of the rotor core 32, but at least the permanent magnet 33 of the salient pole 32B and the permanent magnet 33. It is desirable that the contact area a1 (area contacting the contact surface 33a) be extended to a radially outer position.
  • a locking claw 74 that protrudes toward the rotor core 32 side substantially along the axial direction is integrally formed at an extension position of each leg 70B in the inner peripheral edge of the annular portion 70A of the load receiving block 70. ing.
  • the locking claw 74 has a substantially semicircular cross section, and is fitted into the clearance groove 73 (engagement portion 73a) on the inner circumference of the rotor core 32 when the load receiving block 70 is assembled to the end surface of the rotor core 32. It is supposed to be combined.
  • the load receiving block 70 is restricted in relative radial displacement with respect to the rotor core 32 by fitting the locking claws 74 into the corresponding clearance grooves 73 (engaging portions 73a).
  • a magnet regulation piece 75 (first magnet regulation portion) that regulates axial displacement of each permanent magnet 33 is provided at a substantially intermediate position of each adjacent leg portion 70B in the outer peripheral edge portion of the annular portion 70A of the load receiving block 70. ) Is provided so as to project radially outward.
  • the magnet restricting piece 75 is formed to be thinner than the axial thickness of the annular portion 70A, and protrudes radially outward from a position of the annular portion 70A that is biased outward in the axial direction. An end portion in the axial direction of the permanent magnet 33 assembled between the salient poles 32B of the rotor core 32 can come into contact with the magnet regulation piece 75.
  • a pair of press-fitting protrusions 76 are formed on the side surface of each leg portion 70B of the load receiving block 70 near the base portion.
  • Each press-fitting projection 76 extends in the axial direction and is formed so that the bulging height gradually decreases toward the side closer to the rotor core 32.
  • a substantially cylindrical magnet position detecting projection 77 is axially formed on the axial end surface of each leg portion 70B of the load receiving block 70 near the base portion (the end surface on the opposite side to the protruding side of the locking claw 74). It is formed along. Further, the magnet position detecting projection 77 projects outside the magnet cover 71 at the inner peripheral portion of the flange portion 71c. In the rotor 9 of the present embodiment, after the rotor core 32, the permanent magnet 33, and the load receiving block 70 are assembled in the magnet cover 71, the permanent magnet 33 in the magnet cover 71 is magnetized. The magnet position detecting projection 77 is used to detect the position of the permanent magnet 33 in the magnet cover 71 during the magnetization.
  • the permanent magnets 33 are arranged on the outer peripheral portion of the rotor core 32, and in that state, the load receiving blocks 70 are temporarily assembled to the axial end faces of the rotor core 32, and in that state, the assembly is assembled. Is inserted into the magnet cover 71. At this time, one flange portion 71b of the magnet cover 71 is formed by being bent in advance. Next, from this state, the other end of the magnet cover 71 in the axial direction is caulked to form a flange portion 71c (caulking flange) by plastic deformation, and the flange portion 71c is fixed to each leg portion 70B of the load receiving block 70. Press against the end face of. As a result, the rotor core 32 and the permanent magnet 33 are fixed inside the magnet cover 71 together with the load receiving block 70.
  • the load receiving block 70 is arranged between the axial end surface of the rotor core 32 and the flange portion 71c (caulking flange) of the magnet cover 71. Comes into contact with the flange portion 71c and the rotor core 32. Therefore, when the flange portion 71c is caulked, the caulking load at that time can be received by the load receiving block 70. As a result, the caulking load does not act directly on the permanent magnet 33 in the magnet cover 71, and damage or deterioration of the permanent magnet 33 can be prevented in advance.
  • the axial end portion of the permanent magnet 33 protrudes further outward than the axial end portion of the rotor core 32, and the permanent magnet 33 and the flange portion 71 c (caulking flange) of the load receiving block 70 are formed.
  • the contact portion is arranged at a position outside the end of the permanent magnet 33. Therefore, in the rotor 9 of the present embodiment, the load receiving block 70 can advantageously prevent damage or deterioration of the permanent magnet 33 due to caulking while securing a sufficient length of the permanent magnet 33.
  • the rotor core 32 has a substantially cylindrical core main body 32A and a plurality of salient poles 32B protruding radially from the outer peripheral surface of the core main body 32A.
  • the permanent magnet 33 is arranged between the adjacent salient poles 32B and is in contact with the salient pole 32B.
  • the load receiving block 70 projects radially from the outer peripheral surface of the annular portion 70A and the annular portion 70A that is arranged so as to overlap with the axial end surface of the core body portion 32A, and is provided on the axial end surface of each salient pole 32B.
  • a plurality of leg portions 70B arranged in an overlapping manner.
  • the end portion of the permanent magnet 33 having a long axial length can be arranged in the space portion surrounded by the pair of adjacent leg portions 70B of the load receiving block 70 and the outer peripheral surface of the annular portion 70A. .. Therefore, in the rotor 9 of the present embodiment, it is possible to more advantageously suppress the input of the caulking load to the end portion of the permanent magnet 33 while securing the sufficient length of the permanent magnet 33.
  • the caulking load is a permanent magnet. It is difficult to input to the radially outer end portion of 33.
  • the leg portion 70B of the load receiving block 70 extends to a position radially outward of the contact area of the salient pole 32B of the rotor core 32 with the permanent magnet 33, the leg portion 70B of the permanent magnet 33 has a leg portion. It is possible to advantageously prevent the caulking load from being input in the vicinity of the support region of the portion 70B (the contact region of the leg portion 70B).
  • the load receiving block 70 is provided with the locking claw 74 (core restriction portion) that engages with the rotor core 32 and restricts the circumferential displacement of the rotor core 32. Therefore, the rotor core 32 can be accurately positioned in the circumferential direction with respect to the load receiving block 70.
  • the locking claws 74 protruding from the load receiving block 70 are locked to the escape grooves 73 (engaging portions 73a) on the inner circumference of the core body 32A. ing. Therefore, even when the caulking load may act from the outer peripheral side of the load receiving block 70 toward the inner side in the radial direction during the caulking work, the locking claw 74 is displaced in the clearance groove 73, and the locking claw 74 is moved to the locking claw 74. It is possible to suppress the concentration of excessive stress. Therefore, when this configuration is adopted, it is possible to prevent the locking claw 74 from being damaged due to the input of the caulking load.
  • the rotor 9 of the present embodiment is configured such that the rotor 9 of the present embodiment abuts the annular portion 70A of the load receiving block 70 in the axial direction with the permanent magnet 33 to regulate the axial displacement of the permanent magnet 33 (first magnet). Regulatory section) is provided. Therefore, the axial displacement of the permanent magnet 33 can be regulated by the magnet regulation piece 75 on the outer periphery of the annular portion 70A.
  • the press-fitting projection 76 that restricts the circumferential displacement of the permanent magnet 33 is provided on the side surface of the leg portion 70B of the load receiving block 70. Therefore, the displacement of the permanent magnet 33 in the circumferential direction can be restricted by the press-fitting protrusion 76 of the leg portion 70B. Further, the press-fitting projections 76 are also pressed against the end surfaces (contact surfaces 33a) of the permanent magnets 33, so that rattling of the permanent magnets 33 in the axial direction can also be suppressed.
  • the magnet position detecting protrusion 77 protruding outside the magnet cover 71 is provided on the load receiving block 70 so as to project therefrom. Therefore, after the rotor core 32, the permanent magnet 33, and the load receiving block 70 are assembled in the magnet cover 71, the position of the permanent magnet 33 can be accurately detected by using the magnet position detection protrusion 77. Therefore, when this configuration is adopted, the permanent magnet 33 in the magnet cover 71 can be accurately magnetized.
  • FIG. 10 is a perspective view of the load receiving block 70 of the first modification of the first embodiment
  • FIG. 11 is a plan view of the rotor 9 with the magnet cover removed.
  • the rotor 9 of the present modification is basically the same in construction as the above, but the shape of the load receiving block 70 is partially different from that of the above.
  • the load receiving block 70 has an annular portion 70A and four leg portions 70B, and locking claws 74 are provided at the inner peripheral edge portion of the annular portion 70A at a position above the extension of each leg portion 70B.
  • a bulging portion 78 bulging radially inward is formed at a position above the extension of each leg 70B on the inner peripheral surface of the annular portion 70A.
  • the bulging portion 78 is formed to have a width wider than the radial width of the locking claw 74.
  • the locking claw 74 is provided on the inner peripheral edge of the annular portion 70A so as to partially extend over the bulging portion 78.
  • the bulging portion 78 is capable of axially contacting the edge portion of the escape groove 73 on the end surface of the core body portion 32A of the rotor core 32.
  • the root (near) of the locking claw 74 on the inner peripheral surface of the annular portion 70A of the load receiving block 70 is reinforced by the bulging portion 78. Therefore, when the rotary shaft 31 of the motor is press-fitted in the inner peripheral surface of the rotor core 32 from the axial direction, a large press-fitting load acting on the rotor core 32 can be received by the bulging portion 78. Therefore, when the configuration of this modification is adopted, it is possible to prevent the rotor core 32 from being displaced in the axial direction when the rotary shaft 31 is press-fitted into the rotor core 32.
  • Modifications 2 to 4 of the first embodiment 12 are plan views showing the rotor cores 32 of Modifications 2 to 4 of the first embodiment.
  • the rotor core 32 of each modified example is different only in the shape of the receiving portion with which the locking claw on the load receiving block side is engaged, and the configuration of the other portions is the same as that described above.
  • the receiving portion formed in the core main body portion 32A of the rotor core 32 is formed by the semicircular hole 69.
  • the receiving portion formed in the core body portion 32A of the rotor core 32 is configured by the relief groove 73A and the triangular engagement portion 73Aa at the end of the relief groove 73A.
  • the receiving portion formed in the core main body portion 32A of the rotor core 32 is configured by the relief groove 73B and the rectangular engaging portion 73Ba at the end of the relief groove 73B.
  • FIG. 15 is a perspective view of the rotor 109 of the second embodiment
  • FIG. 16 is a sectional view of the rotor 109 taken along line XVI-XVI of FIG. 17 is an exploded perspective view of the rotor 109
  • FIG. 18 is a perspective view of the rotor 109 with the magnet cover 71 removed.
  • four permanent magnets 33 are arranged on the outer peripheral portion of the rotor core 132
  • a pair of load receiving blocks 170 are arranged at both axial end portions of the rotor core 132, and a load is applied.
  • the receiving block 170 is housed inside the substantially cylindrical magnet cover 71 together with the rotor core 132 and the permanent magnet 33.
  • the flange portions 71b and 71c are provided at both axial ends of the magnet cover 71, and the one flange portion 71c is provided.
  • the basic configuration such as the point that constitutes the caulking flange is the same as that of the first embodiment.
  • the rotor 109 of the present embodiment is largely different from the rotor 9 of the first embodiment in the structure of the engaging portion of the load receiving block 170 with respect to the rotor core 132.
  • the rotor core 132 has a substantially cylindrical core main body 132A and four salient poles 132B protruding radially from the outer peripheral surface of the core main body 132A.
  • a concave groove 53 extending in the axial direction is formed on the radially outer end surface of each salient pole 132B.
  • the inner peripheral surface of the core main body portion 132A is formed into a smooth peripheral surface shape having no escape groove or the like.
  • the load receiving block 170 protrudes in a radial direction from the annular portion 170A, which is disposed so as to overlap the axial end surface of the core body portion 132A of the rotor core 132, and the outer peripheral surface of the annular portion 170A, and each salient pole of the rotor core 132 132B, and four leg portions 170B that are arranged so as to overlap with each other on the axial end surface thereof.
  • a magnet regulating piece 75 (first portion) that regulates the axial displacement of each permanent magnet 33 is provided at a substantially intermediate position between the adjacent leg portions 170B in the outer peripheral edge portion of the annular portion 170A.
  • the magnet restricting portion is provided so as to project radially outward.
  • a pair of press-fitting protrusions 76 are formed on the side surface of each leg 170B on the base side. Further, a magnet position detecting protrusion 77 that protrudes to the outside of the magnet cover 71 along the axial direction is formed near the base of each leg 170B.
  • FIG. 19 is a plan view of a part of the rotor 9 with the magnet cover removed
  • FIG. 20 is a top view of a part of the rotor showing the salient poles 132B of the rotor core 32 in cross section.
  • the locking claws 54 are integrally formed at the radially outer ends of the legs 170B.
  • the locking claws 54 are bent in the axial direction from the radially outer ends of the leg portions 170B, and can be fitted into the concave grooves 53 of the corresponding salient poles 132B of the rotor core 132 from the radially outer side.
  • the locking claws 54 are fitted into the recessed grooves 53 of the salient poles 132B to restrict the circumferential displacement of the rotor core 32.
  • the structure of the engaging portion of the load receiving block 170 with respect to the rotor core 132 is different from that of the first embodiment, but otherwise the basic configuration is the same as that of the first embodiment. ing. Therefore, it is possible to obtain the same basic effect as that of the above-described first embodiment.
  • FIG. 21 is a sectional view similar to FIG. 16 of the rotor 109A of Modification 1 of the second embodiment.
  • the permanent magnet 33 arranged on the outer circumference of the rotor core 132 has only one end in the axial direction extending axially outward with respect to the end surface on the same side of the rotor core 132. Therefore, the load receiving block 170 is arranged only on one end side of the rotor core 132 in the axial direction. Also in this case, when caulking the flange portion 71c of the magnet cover 71, the load can be received by the load receiving block 170. Therefore, also in the case of this modified example 1, damage and deterioration of the permanent magnet 33 can be suppressed.
  • FIG. 22 is a plan view of a magnet cover 71B of Modification 2 of the second embodiment
  • FIG. 23 is a perspective view of a rotor 109B of Modification 2.
  • a through hole 56 corresponding to the magnet position detecting projection 77 of the load receiving block 170 is formed in the flange portion 71b on the side that is previously formed in the magnet cover 71B.
  • the magnet position detecting projection 77 of the load receiving block 170 arranged in the magnet cover 71B is fitted into the through hole 56.
  • the magnet position detection protrusion 77 projects to the outside of the magnet cover 71B through the through hole 56.
  • the magnet position detecting projection 77 of the load receiving block 170 is fitted into the through hole 56 of the magnet cover 71B, so the load receiving block 170 is attached to the magnet cover 71B through the magnet position detecting projection 77. Can be positioned relative to each other.
  • FIG. 24 is a perspective view of the rotor 209 of the third embodiment
  • FIG. 25 is a sectional view of the rotor 209 taken along the line XXV-XXV in FIG. 26
  • FIGS. 27 and 28 are a perspective view and a plan view of the rotor 209 with the magnet cover 71 removed.
  • four permanent magnets 33 are arranged on the outer peripheral portion of the rotor core 32
  • a pair of load receiving blocks 270 are arranged at both ends in the axial direction of the rotor core 32, and a load is applied.
  • the receiving block 270 is housed inside the substantially cylindrical magnet cover 71 together with the rotor core 32 and the permanent magnet 33, and the flange portions 71b and 71c are provided at both ends of the magnet cover 71 in the axial direction.
  • the configuration is similar to that of the first embodiment.
  • the rotor 209 of the present embodiment is substantially different from the rotor 9 of the first embodiment in the structure of the load receiving blocks 270 that are arranged so as to overlap each other in the axial direction of the rotor core 32.
  • FIG. 29 is a perspective view of the load receiving block 270.
  • 29A is a view of the load receiving block 270 viewed from one end side in the axial direction
  • FIG. 29B is a view of the load receiving block 270 viewed from the other end side in the axial direction.
  • the load receiving block 270 is integrally connected to the annular portion 270A, the four leg portions 270B protruding radially from the outer peripheral surface of the annular portion 270A, and the outside of the annular portion 270A and the leg portion 270B in the axial direction.
  • 270A and a perforated disc-shaped end wall 270C that projects radially outward.
  • the annular portion 270A is arranged so as to overlap the axial end surface of the core body portion 32A of the rotor core 32.
  • the four leg portions 270B are arranged so as to overlap with the axial end faces of the salient poles 32B of the rotor core 32.
  • the end wall 270C is formed in a disk shape (perforated disk shape) having a radius approximately the same as the length from the axis C of the rotor core 32 to the tip of the leg 270B.
  • the end wall 270C closes the space between the leg portions 270B that are circumferentially adjacent to each other at a position outside the leg portion 270B in the axial direction.
  • a circular confirmation hole 57 is formed at a position between the adjacent leg portions 270B on the end wall 270C.
  • the confirmation hole 57 allows the position of each permanent magnet 33 to be visually confirmed from the outside of the rotor core 32 when the load receiving block 270 is assembled in the magnet cover 71 together with the rotor core 32 holding the permanent magnet 33. It is formed at a position facing the end face in the axial direction of each permanent magnet 33.
  • four confirmation holes 57 are provided so as to correspond to each permanent magnet 33 in a one-to-one correspondence.
  • the axially outer end of the load receiving block 270 is covered by the substantially disc-shaped end wall 270C. Therefore, when the load receiving block 270 is inserted into the magnet cover 71 together with the rotor core 32 holding the permanent magnet 33, and the ends (flange portions 71b and 71c) of the magnet cover 71 are caulked in that state, the load receiving block 270 of the magnet cover 71 is removed. The end portion is caulked and fixed to the end wall 270C so as to cover the entire outer circumference of the end wall 270C.
  • the end wall 270C of the load receiving block 270 has an axially outer surface so that the caulking load is uniformly applied to the entire outer periphery of the end wall 270C when the end of the magnet cover 71 is caulked. It is formed flat (see FIG. 29A).
  • a plurality of reinforcing ribs 58 extending in the radial direction are provided on the axially inner surface of the end wall 270C so as to project.
  • two reinforcing ribs 58 are arranged between the leg portions 270B that are adjacent to each other in the circumferential direction of the axially inner surface of the end wall 270C.
  • the reinforcing ribs 58 suppress deformation such as dents and corrugations in the peripheral region of the end wall 270C when the load receiving block 270 is molded with resin. Further, the reinforcing ribs 58 prevent the outer peripheral edge portion of the end wall 270C of the load receiving block 270 from being deformed by the caulking load when the end portions of the magnet cover 71 are caulked. That is, the reinforcing rib 58 enhances the rigidity of the outer peripheral edge portion of the end wall 270C.
  • the reinforcing rib 58 faces the axial end surface of the permanent magnet 33 when the load receiving block 270 is assembled in the magnet cover 71 together with the rotor core 32 holding the permanent magnet 33.
  • the reinforcing rib 58 regulates the axial displacement of the permanent magnet 33 by coming into contact with the end surface of the permanent magnet 33 when an excessive load is applied to the permanent magnet 33 in the axial direction.
  • the reinforcing ribs 58 may always be in contact with the end surface of the permanent magnet 33.
  • the reinforcing rib 58 constitutes a first magnet restriction portion that restricts the axial displacement of the permanent magnet 33.
  • the annular portion 270A of the load receiving block 270 is provided with a plurality of recesses 59 having a low protruding height from the end wall 270C.
  • Each recess 59 is disposed between the base end portions of the leg portions 270B of the annular portion 270A that are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the region of the load receiving block 270 that projects inward in the axial direction is divided into four blocks in the circumferential direction with the recess 59 interposed therebetween. Therefore, it is possible to easily adjust the molding die for accurately bringing the end surface of each block into contact with the end surface of the rotor core 32 in the axial direction.
  • FIG. 30 is an enlarged cross-sectional view of the XXX portion of the rotor 209 shown in FIG.
  • a small diameter whose outer diameter is slightly smaller than other portions hereinafter, referred to as "general portion 270Ca"
  • the portion 270Cb is formed at the axially outer end of the end wall 270C of the load receiving block 270.
  • the general portion 270Ca and the small diameter portion 270Cb are connected to each other by an inclined surface 270Cc which is tapered from the general portion 270Ca toward the small diameter portion 270Cb.
  • an obtuse angled corner portion 64a is formed between the general portion 270Ca and the inclined surface 270Cc.
  • an arcuate curved surface portion may be provided between the general portion 270Ca and the inclined surface 270Cc.
  • an end portion on the outer side in the axial direction of the small diameter portion 270Cb is configured by an arcuate curved surface portion 64b.
  • the above-mentioned corner portion 64a and curved surface portion 64b on the outer periphery of the end wall 270C are two caulking starting points when the axial end portion (flange portion 71b) of the magnet cover 71 is caulked to the load receiving block 270. Becomes That is, the corner portion 64a becomes the first caulking starting point (first caulking starting point) when the caulking load is applied to the axial end portion of the magnet cover 71, and the curved surface portion 64b is the axial direction of the magnet cover 71. When the caulking load is applied to the end portion of the, the next caulking starting point (second caulking starting point) is obtained.
  • the load receiving block 270 is provided with an end wall 270C, and the end wall 270C covers the outer sides of the respective permanent magnets 33 in the axial direction. Therefore, when caulking the end portion of the magnet cover 71 or when assembling the rotor 209 and other motor components, an unnecessary external force acts on the permanent magnet 33 to damage the permanent magnet 33. Can be prevented.
  • FIG. 31 is an enlarged cross-sectional view of the rotor of Modification 1 corresponding to the XXXI portion of FIG. 25.
  • the small diameter portion 270Cb is formed at the axially outer end of the end wall 270C of the load receiving block 270, and the inclined surface 270Cc is provided between the general portion 270Ca and the small diameter portion 270Cb.
  • An obtuse corner portion 64a is provided between the portion 270Ca and the inclined surface 270Cc.
  • an inclined surface 270Cd is formed on the outer periphery of the end wall 270C, which connects the general portion 270Ca and the end surface on the outer side in the axial direction of the end wall 270C.
  • a corner portion 64c forming a gentle obtuse angle is formed on the side of the general portion 270Ca of the inclined surface 270Cd, and a curved surface portion 64d is formed on the axially outer end portion of the inclined surface 270Cd.
  • the corner portion 64c constitutes the first caulking start point
  • the curved surface portion 64d constitutes the second caulking start point.
  • the angle of the corner portion 64c, which is the first caulking start point becomes more gradual, so that the caulking work of the magnet cover 71 can be performed more easily.
  • FIG. 32 is a perspective view of the load receiving block 270a of the second modification
  • FIG. 33 is a perspective view of the load receiving block 270b of the third modification.
  • the two reinforcing ribs 58 extending in the radial direction are provided between the leg portions 270B of the end wall 270C of the load receiving block 270 that are adjacent in the circumferential direction, but the end ribs 58 extend in the radial direction.
  • only one reinforcing rib 58 may be radially provided between the leg portions 270B adjacent to each other in the circumferential direction of the wall 270C.
  • three or more reinforcing ribs 58 may be radially provided between the leg portions 270B of the end wall 270C that are adjacent in the circumferential direction.
  • FIG. 34 is a perspective view of a load receiving block 270c according to Modification 4.
  • the load receiving block 270c according to the modification 4 is arranged between the leg portions 270B of the end wall 270C which are adjacent to each other in the circumferential direction, along with the reinforcing ribs 58 extending in the radial direction, along the circumferential direction of the end wall 270C.
  • a circumferential rib 65 extending in a protruding manner is provided.
  • the number of the reinforcing ribs 58 and the circumferential ribs 65 can be set arbitrarily.

Landscapes

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Abstract

ロータは、ロータコア(32)と、複数の永久磁石(33)と、略筒状のマグネットカバー(71)と、荷重受けブロック(70)と、を備えている。ロータコア(32)は、モータの回転軸と一体に回転する。永久磁石(33)は、ロータコア(32)の外周部に配置される。マグネットカバー(71)は、ロータコア(32)と複数の永久磁石(33)の外側を覆い、回転軸線に沿う方向の端部に径方向内側に屈曲したフランジ部を有する。荷重受けブロック(70)は、ロータコア(32)の回転軸線に沿う方向の端面とフランジ部の間に配置され、フランジ部とロータコア(32)とに当接する。

Description

ロータ、モータ、及び、ロータの製造方法
 本発明は、ロータ、そのロータを用いるモータ、及び、ロータの製造方法に関する。
 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、永久磁石を有するロータが配置されたものがある。この種のモータに用いられるロータの永久磁石の配置方式として、ロータコアの外周部に永久磁石を配置するもの(SPM:Surface Permanent Magnet)がある。
 この方式を採用したロータでは、ロータコアの外周部に複数の永久磁石が組付けられ、その状態でロータコアと永久磁石の外側が略筒状のマグネットカバーによって覆われている。マグネットカバーは、略筒状の周壁内にロータコアと永久磁石を配置した後に、軸方向(回転軸線に沿う方向)の端部がロータコアの端部に固定されている。
 マグネットカバーの軸方向の端部の固定手段としては、マグネットカバーの端縁に予め折り曲げ片を設けておき、その折り曲げ片を折り曲げてロータコアの端面の孔や窪み部に係止させるもの(例えば、特許文献1参照。)や、かしめによるもの等が知られている。
日本国特開2008-295140号公報
 マグネットカバーの端縁に折り曲げ片を設け、その折り曲げ片をロータコアの端面の孔や窪み部に係止したロータにおいては、ロータコアと永久磁石に対するマグネットカバーの組付け作業が容易になる反面、組付け強度の面では、かしめによるものに劣る。
 しかし、かしめによってマグネットカバーをロータコアに固定したロータにおいては、マグネットカバーの端縁をかしめる際に、大きなかしめ荷重が永久磁石に伝達され易い。そして、かしめ作業の際に、マグネットカバーのかしめ部を通して永久磁石に大きなかしめ荷重が伝達されると、永久磁石に損傷や劣化が生じることが懸念される。
 本発明の課題は、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未然に防止することができるロータ、モータ、及び、ロータの製造方法を提供することである。
 本発明に係るロータは、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
 即ち、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る複数の永久磁石と、前記ロータコアと複数の前記永久磁石の外側を覆い、回転軸線に沿う方向の端部に径方向内側に屈曲したフランジ部を有する略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フランジ部の間に配置され、前記フランジ部と前記ロータコアとに当接する荷重受けブロックと、を備えていることを特徴とする。
 上記の構成により、ロータコアと複数の永久磁石とは、荷重受けブロックとともにマグネットカバーの内側に配置され、マグネットカバーのフランジ部がかしめられることにより、マグネットカバーと固定される。フランジ部がかしめられる際には、フランジ部とその内側の部材に大きな荷重が作用するが、ロータコアの回転軸線に沿う方向の端面とフランジ部の間には、荷重受けブロックが配置されているため、かしめ荷重が永久磁石に作用しにくくなる。
 前記永久磁石の回転軸線に沿う方向の少なくとも一方側の端部は、前記ロータコアの回転軸線に沿う方向の同側の端部よりも外側に突出し、前記荷重受けブロックの前記フランジ部との当接部は、回転軸線に沿う方向について、前記永久磁石の前記端部よりも外側位置に配置されるようにしても良い。
 この場合、荷重受けブロックのフランジ部との当接部が、回転軸線に沿う方向について、永久磁石の端部よりも外側位置に配置されているため、かしめ荷重が直接永久磁石に作用しにくくなる。したがって、本構成を採用した場合には、永久磁石の長さを充分に確保しつつも、かしめによる永久磁石の損傷や劣化を有利に防止することができる。
 前記ロータコアは、略円筒状のコア本体部と、前記コア本体部の外周面から放射方向に突出する複数の突極と、を有し、複数の前記永久磁石は、隣接する複数の前記突極の間に配置されて、当該突極に当接し、前記荷重受けブロックは、前記コア本体部の回転軸線に沿う方向の端面に重ねて配置される環状部と、前記環状部の外周面から放射方向に突出して、各前記突極の回転軸線に沿う方向の端面に重ねて配置される複数の脚部と、を有する構成としても良い。
 この場合、荷重受けブロックに、ロータコアのコア本体部と突極の各端面に重ねて配置される環状部と脚部が設けられているため、回転軸線に沿う方向の長さの長い永久磁石の端部を、隣接する一対の脚部と環状部の外周面とに囲まれた空間部に配置することができる。したがって、本構成を採用した場合には、永久磁石の長さを充分に確保しつつも、永久磁石の端部にかしめ荷重が入力されるのをより有利に抑制することができる。
 前記荷重受けブロックの前記脚部は、前記ロータコアの前記突極のうちの、前記永久磁石との当接領域よりも回転軸線を中心とした径方向外側位置まで延びていることが望ましい。
 この場合、永久磁石のうちの、脚部による支持領域(脚部の当接領域)の近傍にかしめ荷重が入力されにくくなり、かしめ荷重による永久磁石の損傷や劣化を有利に防止することが可能になる。
 前記荷重受けブロックは、前記ロータコアと係合して、前記ロータコアの回転軸線を中心とした周方向の変位を規制するコア規制部を有する構成であっても良い。
 この場合、荷重受けブロックに対するロータコアの周方向変位をコア規制部によって規制できるため、荷重受けブロックとロータコアとの周方向の位置関係を正確に設定することができる。
 前記コア規制部は、前記環状部から回転軸線に沿う方向に突設されて、前記コア本体部の内周の係合部に係止される係止爪によって構成されるようにしても良い。
 この場合、コア規制部である係止爪がコア本体部の内周の係合部に係止されるため、かしめ荷重が、荷重受けブロックの外周側から径方向内側に向かって作用した場合に、係止爪が径方向内側に変位することにより、係止爪に過大な応力が集中しなくなる。したがって、本構成を採用した場合には、かしめ荷重の入力に伴う係止爪(コア規制部)の破損を防止することができる。
 前記環状部の内周面のうちの、前記係止爪の突設される領域の近傍には、前記コア本体部と回転軸線に沿う方向で当接する膨出部が設けられるようにしても良い。
 この場合、環状部の内周面の係止爪の近傍が膨出部によって補強されるため、ロータコアの内周面に回転軸を圧入するときの大きな荷重を、膨出部によって受け止めることができる。したがって、本構成を採用した場合には、ロータコアに対する回転軸の圧入時にロータコアが軸方向に位置ずれするのを防止することができる。
 前記環状部の外周縁部には、前記永久磁石と回転軸線に沿う方向で当接して、前記永久磁石の回転軸線に沿う方向の変位を規制する第1磁石規制部が設けられるようにしても良い。
 この場合、永久磁石の回転軸線に沿う方向の位置ずれを、環状部の外周の第1磁石規制部で規制することができる。
 前記脚部には、前記永久磁石と回転軸線を中心した周方向で当接して、前記永久磁石の前記周方向の変位を規制する第2磁石規制部が設けられるようにしても良い。
 この場合、永久磁石の周方向の位置ずれを、脚部の第2磁石規制部で規制することができる。
 前記荷重受けブロックは、前記マグネットカバーの外側に突出する磁石位置検知用突起を有する構成であっても良い。
 この場合、マグネットカバー内にロータコアと永久磁石と荷重受けブロックが組付けられた後に、マグネットカバー内の永久磁石の位置を、磁石位置検知用突起を利用して正確に検知することができる。したがって、マグネットカバー内の永久磁石に対して正確に着磁を行うことができる。
 また、本発明に係るモータは、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
 即ち、本発明に係るモータは、前記いずれかのロータと、当該ロータの外周側に配置されて、磁界を発生するステータと、を備えていることを特徴とする。
 また、本発明に係るロータの製造方法は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
 即ち、本発明に係るロータの製造方法は、ステータの磁界を受けて回転するロータの製造方法であって、ロータコアの外周部に複数の永久磁石を配置するとともに、前記ロータコアの回転軸線方向の端面に荷重受けブロックを配置する工程と、前記ロータコア、複数の前記永久磁石、及び、前記荷重受けブロックの外側に略筒状のマグネットカバーを配置する工程と、前記マグネットカバーの回転軸線方向の端縁を径方向内側にかしめて、当該マグネットカバーのかしめ部を前記荷重受けブロックの端面に当接させる工程と、を有することを特徴とする。
 本発明によれば、ロータコアの回転軸線に沿う方向の端面とフランジ部の間に荷重受けブロックが配置されているため、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未然に防止することができる。
実施形態のモータユニットの斜視図である。 実施形態のモータユニットの図1のII-II線に沿う断面図である。 第1実施形態のロータの斜視図である。 第1実施形態のロータの図3のIV-IV線に沿う断面図である。 第1実施形態のロータの分解斜視図である。 マグネットカバーを取り去った第1実施形態のロータの斜視図である。 マグネットカバーを取り去った第1実施形態のロータの平面図である。 第1実施形態のロータコアの平面図である。 第1実施形態の荷重受けブロックの斜視図である。 第1実施形態の変形例1の荷重受けブロックの斜視図である。 マグネットカバーを取り去った第1実施形態の変形例1のロータの平面図である。 第1実施形態の変形例2のロータコアの平面図である。 第1実施形態の変形例3のロータコアの平面図である。 第1実施形態の変形例4のロータコアの平面図である。 第2実施形態のロータの斜視図である。 第2実施形態のロータの図15のXVI-XVI線に沿う断面図である。 第2実施形態のロータの分解斜視図である。 マグネットカバーを取り去った第2実施形態のロータの斜視図である。 マグネットカバーを取り去った第2実施形態のロータの一部の平面図である。 マグネットカバーを取り去った第2実施形態のロータの一部の部分断面上視図である。 第2実施形態の変形例1のロータの図16と同様の断面図である。 第2実施形態の変形例2のマグネットカバーの平面図である。 第2実施形態の変形例2のロータの斜視図である。 第3実施形態のロータの斜視図である。 第3実施形態のロータの図24のXXV-XXV線に沿う断面図である。 第3実施形態のロータの分解斜視図である。 マグネットカバーを取り去った第3実施形態のロータの斜視図である。 マグネットカバーを取り去った第3実施形態のロータの平面図である。 第3実施形態の荷重受けブロックの斜視図である。 第3実施形態のロータの図25のXXX部の拡大断面図である。 第3実施形態の変形例1のロータの図25のXXXI部に対応する拡大断面図である。 第3実施形態の変形例2の荷重受けブロックの斜視図である。 第3実施形態の変形例3の荷重受けブロックの斜視図である。 第3実施形態の変形例4の荷重受けブロックの斜視図である。
 以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する各実施形態や変形例においては、同一部分に共通符号を付し、重複する説明を省略するものとする。
(モータユニット)
 図1は車両に用いられるモータユニット1の斜視図である。図2は、モータユニット1の図1のII-II線に沿う断面図である。
 モータユニット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、モータユニット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、を備えている。
 なお、以下の説明において、単に「軸方向」という場合は、モータ2の回転軸31の回転軸線方向に沿う方向を意味し、単に「周方向」という場合は、回転軸31の周方向を意味するものとする。また、単に「径方向」という場合は、回転軸31の径方向を意味するものとする。
(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、を備えている。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)
 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。
 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、モータケース5の内周面に固定されている。
(ステータ)
 ステータ8は、積層した電磁鋼板等から成るステータコア20と、ステータコア20に巻回される複数のコイル24と、を備えている。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、を有している。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ている。ロータ9は、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5~図7参照。)と、を備えている。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。回転軸31とウォーム軸44は、モータケース5とギヤケース40とに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は後に説明する。
(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内に収納されたウォーム減速機構41と、を備えている。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、ウォーム減速機構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、ウォーム減速機構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に収容されたウォーム減速機構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。ウォームホイール45には、モータ2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を有している。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。
(第1実施形態のロータの詳細構造)
 図3は、第1実施形態のロータ9の斜視図であり、図4は、図1のIV-IV線に沿う断面図である。また、図5は、ロータ9の分解斜視図である。
 これらの図に示すように、ロータ9は、回転軸31(図2参照。)とともに回転軸線(軸心C)回りに回転可能なロータコア32と、ロータコア32の外周部に配置された4つの永久磁石33と、ロータコア32の軸方向の一端側と他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を一対の荷重受けブロック70とともに軸方向及び径方向外側から覆う金属製のマグネットカバー71と、を備えている。
 図6は、マグネットカバー71を取り去ったロータ9の斜視図であり、図7は、マグネットカバー71を取り去ったロータ9の平面図である。また、図8は、ロータコア32の平面図である。
 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の外周面から放射方向に突出する4つの突極32Bと、を有している。ロータコア32は、例えば、軟磁性粉を加圧成形したり、複数の電磁鋼板を軸方向に積層したりして形成されている。
 4つの突極32Bは、コア本体部32Aの外周上に等間隔に突出し、かつ、その突出部分が軸方向に延びている。本実施形態では、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。
 本実施形態では、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33c(図7参照)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の軸方向の長さは、図4に示すように、ロータコア32の突極32Bの軸方向長さよりも長くなるように形成されている。本実施形態の場合、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、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突出するように設定されている。
 永久磁石33の円弧方向の両端部には、図7に示すように、突極32Bの平坦な側面と当接可能な当接面33aと、当接面33aの径方向外側の端部から突極32Bと離間する方向に傾斜して延びる傾斜面33bと、が設けられている。
 また、ロータコア32の内周面には、図8に示すように、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つの円弧面には、モータ2の回転軸31が圧入固定される。
 マグネットカバー71は、円筒状の周壁71aと、周壁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、を有している。周壁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71aの内側に、ロータコア32及び永久磁石33を一対の荷重受けブロック70とともに配置した状態で、かしめによって塑性変形させられる、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71bは予め曲げ形成され、他方のフランジ部71cは、ロータコア32等の装填後にかしめによって形成されるものとして説明する。
 図9は、荷重受けブロック70の斜視図である。図9(A)は、荷重受けブロック70を軸方向の一端側から見た図であり、図9(B)は、荷重受けブロック70を軸方向の他端側から見た図である。図4,図5において、ロータコア32の上側と下側に配置される各荷重受けブロック70は同形状であり、両者は上下を反転させた状態でロータコア32に組付けられている。
 荷重受けブロック70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70Aと、環状部70A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70Bと、を有している。4つの脚部70Bは、環状部70Aの外周上に等間隔に突出している。荷重受けブロック70は、例えば、硬質樹脂によって形成されている。荷重受けブロック70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。
 各荷重受けブロック70は、ロータコア32の軸方向の端面に重ねて配置され、径方向外側領域の一部がロータコア32の端面とマグネットカバー71のフランジ部71b,71cとの間に配置される。本実施形態では、図4中の下方側のフランジ部71cがかしめフランジとなり、フランジ部71cのかしめ作業時に、かしめ荷重がフランジ部71cを通して下方の荷重受けブロック70の脚部70Bによって受け止められる。
 荷重受けブロック70の各脚部70Bの軸方向の厚みは、ロータコア32の突極32Bからの永久磁石33の突出長さよりも厚くなるように設定されている。したがって、荷重受けブロック70のフランジ部71c(かしめフランジ)との当接部は、軸方向に関して、永久磁石33の軸方向の端部よりも外側位置に配置されている。また、本実施形態の場合、各脚部70Bは、径方向に関して、ロータコア32の対応する突極32Bの径方向の端部と等しい径方向位置まで延びている。
 なお、脚部70Bは、必ずしも、ロータコア32の対応する突極32Bの径方向の端部と等しい径方向位置まで延びている必要はないが、少なくとも、突極32Bのうちの、永久磁石33との当接領域a1(当接面33aと接する領域)よりも径方向外側位置まで延びていることが望ましい。
 荷重受けブロック70の環状部70Aの内周縁部のうちの、各脚部70B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、荷重受けブロック70がロータコア32の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)に嵌合されるようになっている。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。
 荷重受けブロック70の環状部70Aの外周縁部のうちの、各隣接する脚部70Bの略中間位置には、各永久磁石33の軸方向変位を規制する磁石規制片75(第1磁石規制部)が径方向外側に向かって突設されている。磁石規制片75は、環状部70Aの軸方向の厚みよりも薄く形成され、環状部70Aのうちの、軸方向外側に偏った位置から径方向外側に突出している。磁石規制片75には、ロータコア32の突極32B間に組付けられた永久磁石33の軸方向の端部が当接可能とされている。
 また、荷重受けブロック70の各脚部70Bの基部寄りの側面には、一対の圧入突起76(第2磁石規制部)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70B間に各永久磁石33の端部が挿入配置される。このとき、永久磁石33の当接面33a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。
 さらに、荷重受けブロック70の各脚部70Bの基部寄りの軸方向の端面(係止爪74の突出する側と逆側の端面)には、略円柱状の磁石位置検知用突起77が軸方向に沿って形成されている。また、磁石位置検知用突起77は、フランジ部71cの内周部において、マグネットカバー71の外側に突出している。
 本実施形態のロータ9は、マグネットカバー71内にロータコア32と永久磁石33と荷重受けブロック70が組付けられた後に、マグネットカバー71内の永久磁石33に対して着磁が行われる。磁石位置検知用突起77は、この着磁の際に、マグネットカバー71内の永久磁石33の位置を検出するために使用される。
(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71b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の軸方向の他方の端縁にかしめを行い、塑性変形によってフランジ部71c(かしめフランジ)を形成するとともに、フランジ部71cを荷重受けブロック70の各脚部70B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。
 以上のように、本実施形態のロータ9は、ロータコア32の軸方向の端面と、マグネットカバー71のフランジ部71c(かしめフランジ)と、の間に荷重受けブロック70が配置され、荷重受けブロック70がフランジ部71cとロータコア32とに当接する。このため、フランジ部71cがかしめられる際には、その際のかしめ荷重を荷重受けブロック70で受け止めることができる。この結果、マグネットカバー71内の永久磁石33に直接かしめ荷重が作用しなくなり、永久磁石33の損傷や劣化を未然に防止することが可能になる。
 また、本実施形態のロータ9は、永久磁石33の軸方向の端部がロータコア32の軸方向の端部よりも外側に突出し、荷重受けブロック70のうちのフランジ部71c(かしめフランジ)との当接部が、永久磁石33の端部よりも外側位置に配置されている。このため、本実施形態のロータ9では、永久磁石33の長さを充分に確保しつつも、かしめによる永久磁石33の損傷や劣化を荷重受けブロック70によって有利に防止することができる。
 特に、本実施形態のロータ9は、ロータコア32が、略円筒状のコア本体部32Aと、コア本体部32Aの外周面から放射方向に突出する複数の突極32Bと、を有し、複数の永久磁石33が、隣接する複数の突極32Bの間に配置されて突極32Bに当接している。そして、荷重受けブロック70は、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70Aと、環状部70Aの外周面から放射方向に突出し、各突極32Bの軸方向の端面に重ねて配置される複数の脚部70Bと、を有している。このため、軸方向の長さの長い永久磁石33の端部を、荷重受けブロック70の隣接する一対の脚部70Bと環状部70Aの外周面とに囲まれた空間部に配置することができる。したがって、本実施形態のロータ9では、永久磁石33の長さを充分に確保しつつも、永久磁石33の端部にかしめ荷重が入力されるのをより有利に抑制することができる。
 また、本実施形態のロータ9は、荷重受けブロック70の脚部70Bが、ロータコア32の対応する突極32Bの径方向の端部と等しい径方向位置まで延びているため、かしめ荷重が永久磁石33の径方向外側の端部に入力されにくい。
 ただし、荷重受けブロック70の脚部70Bは、ロータコア32の突極32Bのうちの、永久磁石33との当接領域よりも径方向外側位置まで延びていれば、永久磁石33のうちの、脚部70Bによる支持領域(脚部70Bの当接領域)の近傍にかしめ荷重が入力されるのを有利に防止することができる。
 また、本実施形態のロータ9では、ロータコア32と係合してロータコア32の周方向の変位を規制する係止爪74(コア規制部)が荷重受けブロック70に設けられている。このため、ロータコア32を荷重受けブロック70に対して周方向に正確に位置決めすることができる。
 特に、本実施形態のロータ9では、荷重受けブロック70に突設された係止爪74が、コア本体部32Aの内周の逃げ溝73(係合部73a)に係止される構成とされている。このため、かしめ作業時に、かしめ荷重が荷重受けブロック70の外周側から径方向内側に向かって作用することがあっても、係止爪74が逃げ溝73内で変位し、係止爪74に過大な応力が集中するのを抑制することができる。したがって、この構成を採用した場合には、かしめ荷重の入力に伴う係止爪74の破損を防止することができる。
 さらに、本実施形態のロータ9は、荷重受けブロック70の環状部70Aに、永久磁石33と軸方向で当接して、永久磁石33の軸方向の変位を規制する磁石規制片75(第1磁石規制部)が設けられている。このため、永久磁石33の軸方向の位置ずれを、環状部70Aの外周の磁石規制片75によって規制することができる。
 また、本実施形態のロータ9では、荷重受けブロック70の脚部70Bの側面に、永久磁石33の周方向の変位を規制する圧入突起76が設けられている。このため、永久磁石33の周方向の位置ずれを、脚部70Bの圧入突起76によって規制することができる。また、圧入突起76は、永久磁石33の端面(当接面33a)に圧接されることにより、永久磁石33の軸方向のガタツキも抑制することができる。
 また、本実施形態のロータ9では、マグネットカバー71の外側に突出する磁石位置検知用突起77が荷重受けブロック70に突設されている。このため、マグネットカバー71内にロータコア32と永久磁石33と荷重受けブロック70を組付けた後に、磁石位置検知用突起77を利用して永久磁石33の位置を正確に検知することができる。したがって、本構成を採用した場合には、マグネットカバー71内の永久磁石33に対して正確に着磁を行うことができる。
(第1実施形態の変形例1)
 図10は、第1実施形態の変形例1の荷重受けブロック70の斜視図であり、図11は、マグネットカバーを取り去ったロータ9の平面図である。
 本変形例のロータ9は、基本的な構成は上記のものとほぼ同様であるが、荷重受けブロック70の形状が上記のものと一部異なっている。荷重受けブロック70は、環状部70Aと4つの脚部70Bを有し、環状部70Aの内周縁部のうちの、各脚部70Bの延長上位置に係止爪74が突設されている。環状部70Aの内周面のうちの各脚部70Bの延長上位置には、径方向内側に膨出する膨出部78が形成されている。膨出部78は、係止爪74の径方向の幅よりも広い幅に形成されている。係止爪74は、膨出部78に一部が跨るように環状部70Aの内周縁部に突設されている。膨出部78は、ロータコア32のコア本体部32Aの端面のうちの、逃げ溝73の縁部に軸方向で当接可能とされている。
 本変形例では、荷重受けブロック70の環状部70Aの内周面のうちの、係止爪74の付根部(近傍)が膨出部78によって補強される。このため、ロータコア32の内周面にモータの回転軸31が軸方向から圧入されるときに、ロータコア32に作用する大きな圧入荷重を膨出部78によって受け止めることができる。したがって、本変形例の構成を採用した場合には、ロータコア32に対する回転軸31の圧入時に、ロータコア32が軸方向に位置ずれするのを防止することができる。
(第1実施形態の変形例2~4)
 図12,図13,図14は、第1実施形態の変形例2~4の各ロータコア32を示す平面図である。
 各変形例のロータコア32は、荷重受けブロック側の係止爪が係合される受容部の形状のみが異なり、他の部分の構成は上記のものと同様である。図12に示す変形例2では、ロータコア32のコア本体部32Aに形成される受容部が半円形状の孔69によって構成されている。図13に示す変形例3では、ロータコア32のコア本体部32Aに形成される受容部が逃げ溝73Aと、逃げ溝73Aの端部の三角形状の係合部73Aaによって構成されている。図14に示す変形例4では、ロータコア32のコア本体部32Aに形成される受容部が逃げ溝73Bと、逃げ溝73Bの端部の四角形状の係合部73Baによって構成されている。
(第2実施形態のロータの詳細構造)
 図15は、第2実施形態のロータ109の斜視図であり、図16は、ロータ109の図15のXVI-XVI線に沿う断面図である。また、図17は、ロータ109の分解斜視図であり、図18は、マグネットカバー71を取り去ったロータ109の斜視図である。
 第2実施形態のロータ109は、ロータコア132の外周部に4つの永久磁石33が配置される点、ロータコア132の軸方向の両端部に一対の荷重受けブロック170が重ねて配置される点、荷重受けブロック170がロータコア132や永久磁石33とともに略円筒状のマグネットカバー71の内側に収容される点、マグネットカバー71の軸方向の両端部にフランジ部71b,71cが設けられ、一方のフランジ部71cが、かしめフランジを構成する点等の基本構成は、第1の実施形態と同様である。本実施形態のロータ109は、ロータコア132に対する荷重受けブロック170の係合部の構造が第1の実施形態のロータ9と大きく異なっている。
 ロータコア132は、略円筒状のコア本体部132Aと、コア本体部132Aの外周面から放射方向に突出する4つの突極132Bと、を有している。各突極132Bの径方向外側の端面には、軸方向に沿って延びる凹溝53が形成されている。また、コア本体部132Aの内周面は、逃げ溝等のない滑らかな周面形状に形成されている。
 また、荷重受けブロック170は、ロータコア132のコア本体部132Aの軸方向の端面に重ねて配置される環状部170Aと、環状部170Aの外周面から放射方向に突出して、ロータコア132の各突極132Bの軸方向の端面に重ねて配置される4つの脚部170Bと、を有している。環状部170Aの外周縁部のうちの、各隣接する脚部170Bの略中間位置には、第1実施形態と同様に、各永久磁石33の軸方向変位を規制する磁石規制片75(第1磁石規制部)が径方向外側に向かって突設されている。各脚部170Bの基部側の側面には、一対の圧入突起76(第2磁石規制部)が形成されている。また、各脚部170Bの基部寄りには、軸方向に沿ってマグネットカバー71の外側に突出する磁石位置検知用突起77が形成されている。
 図19は、マグネットカバーを取り去ったロータ9の一部の平面図であり、図20は、ロータコア32の突極132Bを断面にして示したロータの一部の上視図である。
 荷重受けブロック170は、各脚部170Bの径方向外側の端部に係止爪54が一体に形成されている。係止爪54は、脚部170Bの径方向外側の端部から軸方向に屈曲し、ロータコア132の対応する突極132Bの凹溝53に径方向外側から嵌合可能とされている。係止爪54は、突極132Bの凹溝53に嵌合されることにより、ロータコア32の周方向の変位を規制する。
 以上のように、本実施形態のロータ109は、ロータコア132に対する荷重受けブロック170の係合部の構造こそ第1実施形態と異なっているが、その他は第1実施形態と同様の基本構成とされている。このため、上述した第1実施形態とほぼ同様の基本的な効果を得ることができる。
(第2実施形態の変形例1)
 図21は、第2実施形態の変形例1のロータ109Aの図16と同様の断面図である。
 変形例1のロータ109Aでは、ロータコア132の外周に配置される永久磁石33は、軸方向の一端側だけがロータコア132の同側の端面に対して軸方向外側まで延びている。このため、荷重受けブロック170は、ロータコア132の軸方向の一端側にのみ配置されている。この場合も、マグネットカバー71のフランジ部71cをかしめる際には、その荷重を荷重受けブロック170によって受け止めることができる。したがって、この変形例1の場合も、永久磁石33の損傷や劣化を抑制することができる。
(第2実施形態の変形例2)
 図22は、第2実施形態の変形例2のマグネットカバー71Bの平面図であり、図23は、第2変形例のロータ109Bの斜視図である。
 本変形例は、マグネットカバー71Bに予め形成しておく側のフランジ部71bに、荷重受けブロック170の磁石位置検知用突起77に対応した貫通孔56が形成されている。貫通孔56には、マグネットカバー71B内に配置された荷重受けブロック170の磁石位置検知用突起77が嵌入されている。磁石位置検知用突起77は、貫通孔56を通してマグネットカバー71Bの外部に突出している。
 本変形例のロータ109Bでは、荷重受けブロック170の磁石位置検知用突起77がマグネットカバー71Bの貫通孔56に嵌合されるため、磁石位置検知用突起77を通して荷重受けブロック170をマグネットカバー71Bに対して位置決めすることができる。
(第3実施形態のロータの詳細構造)
 図24は、第3実施形態のロータ209の斜視図であり、図25は、ロータ209の図24のXXV-XXV線に沿う断面図である。また、図26は、ロータ209の分解斜視図であり、図27,図28は、マグネットカバー71を取り去ったロータ209の斜視図と平面図である。
 第3実施形態のロータ209は、ロータコア32の外周部に4つの永久磁石33が配置される点、ロータコア32の軸方向の両端部に一対の荷重受けブロック270が重ねて配置される点、荷重受けブロック270がロータコア32や永久磁石33とともに略円筒状のマグネットカバー71の内側に収容される点、マグネットカバー71の軸方向の両端部にフランジ部71b,71cが設けられている点等の基本構成は、第1の実施形態と同様である。本実施形態のロータ209は、ロータコア32の軸方向の両端部に重ねて配置される荷重受けブロック270の構造が第1の実施形態のロータ9と大きく異なっている。
 図29は、荷重受けブロック270の斜視図である。図29(A)は、荷重受けブロック270を軸方向の一端側から見た図であり、図29(B)は、荷重受けブロック270を軸方向の他端側から見た図である。
 荷重受けブロック270は、環状部270Aと、環状部270Aの外周面から放射方向に突出する4つの脚部270Bと、環状部270A及び脚部270Bの軸方向外側に一体に連結されて、環状部270Aから径方向外側に張り出す孔開き円板状の端部壁270Cと、を有している。環状部270A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。4つの脚部270B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270Cは、ロータコア32の軸心Cから脚部270B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270Cは、円周方向で隣接する脚部270Bの間の空間を脚部270Bの軸方向外側位置で閉塞している。
 端部壁270C上の隣接する各脚部270B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、荷重受けブロック270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の位置をロータコア32の外部から目視確認し得るように各永久磁石33の軸方向の端面と対向する位置に形成されている。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。
 本実施形態のロータ209の場合、荷重受けブロック270の軸方向外側の端部が略円板状の端部壁270Cによって覆われている。このため、荷重受けブロック270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に挿入され、その状態でマグネットカバー71の端部(フランジ部71b,71c)がかしめられると、マグネットカバー71の端部は、端部壁270Cの外周の全域を覆うように当該端部壁270Cにかしめ固定される。
 ここで、荷重受けブロック270の端部壁270C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270C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(図29(A)参照)。これに対し、端部壁270Cの軸方向内側の面には、図29(B)に示すように放射方向に延びる複数の補強リブ58が突設されている。本実施形態の場合、補強リブ58は、端部壁270Cの軸方向内側の面の周方向で隣接する各脚部270Bの間に二つずつ配置されている。
 補強リブ58は、荷重受けブロック270を樹脂によって型成形したときに、端部壁270Cの周域に凹みや波うち等の変形が生じるのを抑制する。さらに、補強リブ58は、マグネットカバー71の端部のかしめ時に、かしめ荷重によって荷重受けブロック270の端部壁270Cの外周縁部が変形するのを抑制する。つまり、補強リブ58は、端部壁270Cの外周縁部の剛性を高める。また、補強リブ58は、荷重受けブロック270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、永久磁石33の軸方向の端面に対峙する。補強リブ58は、永久磁石33に軸方向に過大な荷重が作用したときに、永久磁石33の端面に当接することにより、永久磁石33の軸方向の変位を規制する。
 なお、補強リブ58は、永久磁石33の端面に常時当接するようにしても良い。この場合、補強リブ58は、永久磁石33の軸方向変位を規制する第1磁石規制部を構成する。
 また、荷重受けブロック270の環状部270Aには、端部壁270C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270Aのうちの、円周方向で隣り合う各脚部270Bの基端部間に配置されている。
 ここで、荷重受けブロック270は、マグネットカバー71内に組付けられたときに、図29(B)にドットを入れて示した部分(環状部270A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270Bの軸方向内側の端面)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。
 本実施形態では、荷重受けブロック270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30は、図25に示すロータ209のXXX部の拡大断面図である。
 同図に示すように、荷重受けブロック270の端部壁270Cのうちの軸方向外側の端部には、外径が他の部位(以下、「一般部270Ca」と呼ぶ)よりも若干小さい小径部270Cbが形成されている。一般部270Caと小径部270Cbの間は、一般部270Caから小径部270Cbに向かって先細り状に傾斜した傾斜面270Ccによって接続されている。一般部270Caと傾斜面270Ccの間は、鈍角をなす角部64aによって構成されている。なお、一般部270Caと傾斜面270Ccの間は、円弧状の曲面部によって構成しても良い。また、小径部270Cbの軸方向外側の端部(端部壁270Cの軸方向外側の端部)は、円弧状の曲面部64bによって構成されている。
 端部壁270Cの外周の上記の角部64aと曲面部64bとは、マグネットカバー71の軸方向の端部(フランジ部71b)を荷重受けブロック270に対してかしめる際に、二つのかしめ起点となる。つまり、角部64aは、マグネットカバー71の軸方向の端部にかしめ荷重が加えられたときに、最初のかしめ起点(第1のかしめ起点)となり、曲面部64bは、マグネットカバー71の軸方向の端部にかしめ荷重が加えられたときに、次のかしめ起点(第2のかしめ起点)となる。
 したがって、本実施形態のこの構成を採用した場合には、マグネットカバー71の軸方向の端部のかしめ時に、マグネットカバー71から荷重受けブロック270に作用する応力を緩和し、荷重受けブロック270の劣化や損傷を防ぐことができる。
 また、本実施形態のロータ209は、荷重受けブロック270に端部壁270Cが設けられ、その端部壁270Cが各永久磁石33の軸方向外側を覆う構成とされている。このため、マグネットカバー71の端部のかしめ時や、ロータ209と他のモータ部品との組付け時等に、永久磁石33に不要な外力が作用して永久磁石33に損傷が生じるのを未然に防止することができる。
(第3実施形態の変形例1)
 図31は、変形例1のロータの図25のXXXI部に対応する拡大断面図である。
 上記の実施形態では、荷重受けブロック270の端部壁270Cのうちの軸方向外側の端部に小径部270Cbを形成し、一般部270Caと小径部270Cbの間に傾斜面270Ccを設けるとともに、一般部270Caと傾斜面270Ccの間に鈍角状の角部64aを設けている。これにより、端部壁270Cに第1のかしめ起点と第2のかしめ起点を設けている。これに対し、本変形例の荷重受けブロック270は、端部壁270Cの外周に、一般部270Caと端部壁270Cの軸方向の外側の端面を接続する傾斜面270Cdが形成されている。傾斜面270Cdの一般部270Caの側には緩やかな鈍角をなす角部64cが形成され、傾斜面270Cdの軸方向外側の端部には曲面部64dが形成されている。
 この変形例の場合、角部64cが第1のかしめ起点を構成し、曲面部64dが第2のかしめ起点を構成している。この変形例では、第1のかしめ起点である角部64cの角度がより緩やかになるため、マグネットカバー71のかしめ作業をより容易に行うことができる。
(第3実施形態の変形例2-3)
 図32は、変形例2の荷重受けブロック270aの斜視図であり、図33は、変形例3の荷重受けブロック270bの斜視図である。
 上記の実施形態では、荷重受けブロック270の端部壁270Cのうちの周方向で隣接する各脚部270Bの間に、放射方向に延びる二つの補強リブ58が突設されているが、端部壁270Cのうちの周方向で隣接する各脚部270Bの間には、図32に示すように、補強リブ58を一つのみ放射状に突設しても良い。また、補強リブ58は、図43に示すように、端部壁270Cのうちの周方向で隣接する各脚部270Bの間に、三つ以上のものを放射状に突設しても良い。
(第3実施形態の変形例4)
 図34は、変形例4の荷重受けブロック270cの斜視図である。
 変形例4の荷重受けブロック270cは、端部壁270Cのうちの周方向で隣接する各脚部270Bの間に、放射方向に延びる補強リブ58の他に端部壁270Cの円周方向に沿って延びる周方向リブ65が突設されている。補強リブ58や周方向リブ65の数は任意に設定することができる。
 この変形例4の場合、端部壁270Cに、放射方向に延びる補強リブ58と周方向リブ65が突設されているため、端部壁270Cの周域に凹みや波うち等の変形が生じるのをより確実に抑制することができるうえ、端部壁270Cの外周縁部の剛性もより高めることができる。
 なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
 2…モータ
 8…ステータ
 9,109,109A,109B,209…ロータ
 31…回転軸
 32,132…ロータコア
 32A,132A…コア本体部
 32B,132B…突極
 33…永久磁石
 70,170,270,270a,270b,270c…荷重受けブロック
 70A,170A…環状部
 70B,170B…脚部
 71,71B…マグネットカバー
 71c…フランジ部
 73a,73Aa,73Ba…係合部
 74…係止爪(コア規制部)
 75…磁石規制片(第1磁石規制部)
 76…圧入突起(第2磁石規制部)
 77…磁石位置検知用突起
 78…膨出部

Claims (12)

  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る複数の永久磁石と、
     前記ロータコアと複数の前記永久磁石の外側を覆い、回転軸線に沿う方向の端部に径方向内側に屈曲したフランジ部を有する略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フランジ部の間に配置されて、前記フランジ部と前記ロータコアに当接する荷重受けブロックと、を備えていることを特徴とすることを特徴とするロータ。
  2.  前記永久磁石の回転軸線に沿う方向の少なくとも一方側の端部は、前記ロータコアの回転軸線に沿う方向の同側の端部よりも外側に突出し、
     前記荷重受けブロックの前記フランジ部との当接部は、回転軸線に沿う方向について、前記永久磁石の前記端部よりも外側位置に配置されていることを特徴する請求項1に記載のロータ。
  3.  前記ロータコアは、
     略円筒状のコア本体部と、
     前記コア本体部の外周面から放射方向に突出する複数の突極と、を有し、
     複数の前記永久磁石は、隣接する複数の前記突極の間に配置されて、当該突極に当接し、
     前記荷重受けブロックは、
     前記コア本体部の回転軸線に沿う方向の端面に重ねて配置される環状部と、
     前記環状部の外周面から放射方向に突出して、各前記突極の回転軸線に沿う方向の端面に重ねて配置される複数の脚部と、を有することを特徴とする請求項2に記載のロータ。
  4.  前記荷重受けブロックの前記脚部は、前記ロータコアの前記突極のうちの、前記永久磁石との当接領域よりも回転軸線を中心とした径方向外側位置まで延びていることを特徴とする請求項3に記載のロータ。
  5.  前記荷重受けブロックは、前記ロータコアと係合して、前記ロータコアの回転軸線を中心とした周方向の変位を規制するコア規制部を有することを特徴とする請求項3または4に記載のロータ。
  6.  前記コア規制部は、前記環状部から回転軸線に沿う方向に突設されて、前記コア本体部の内周の係合部に係止される係止爪によって構成されていることを特徴とする請求項5に記載のロータ。
  7.  前記環状部の内周面のうちの、前記係止爪の突設される領域の近傍には、前記コア本体部と回転軸線に沿う方向で当接する膨出部が設けられていることを特徴とする請求項6に記載のロータ。
  8.  前記環状部の外周縁部には、前記永久磁石と回転軸線に沿う方向で当接して、前記永久磁石の回転軸線に沿う方向の変位を規制する第1磁石規制部が設けられていることを特徴とする請求項3~7のいずれか1項に記載のロータ。
  9.  前記脚部には、前記永久磁石と回転軸線を中心した周方向で当接して、前記永久磁石の前記周方向の変位を規制する第2磁石規制部が設けられていることを特徴とする請求項3~8のいずれか1項に記載のロータ。
  10.  前記荷重受けブロックは、前記マグネットカバーの外側に突出する磁石位置検知用突起を有することを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載のロータ。
  11.  請求項1~10のいずれか1項に記載のロータと、
     前記ロータの外周側に配置されて、磁界を発生するステータと、を備えていることを特徴とするモータ。
  12.  ステータの磁界を受けて回転するロータの製造方法であって、
     ロータコアの外周部に複数の永久磁石を配置するとともに、前記ロータコアの回転軸線方向の端面に荷重受けブロックを配置する工程と、
     前記ロータコア、複数の前記永久磁石、及び、前記荷重受けブロックの外側に略筒状のマグネットカバーを配置する工程と、
     前記マグネットカバーの回転軸線方向の端縁を径方向内側にかしめて、当該マグネットカバーのかしめ部を前記荷重受けブロックの端面に当接させる工程と、
    を有することを特徴とするロータの製造方法。
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