(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸に設けられたヨークの外周部に配置され、径方向に磁極が互い違いに着磁された永久磁石を配してなる電気モータのロータにおいて、前記ヨークの一端側に弾性部材を配設するとともに、他端側に凸部を有するプレートを配設し、前記プレートの凸部に対向する前記永久磁石の端面に凹部を設け、出力軸の先端部に平面部を設け、前記プレートにＤ字形のシャフト孔を設けることにより、前記弾性部材と前記プレートとの押圧力により前記永久磁石を押圧して挟着するとともに、前記平面部と前記Ｄ字形のシャフト孔により回動不能になるようにしたことを特徴とする電気モータのロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気モータのロータに関し、詳しくは、ロータに使用される永久磁石の空転、破損等を防止することができる電気モータのロータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気モータのロータに使用される永久磁石を、電気モータの出力軸に設けられたヨークの外周部に固定する方法としては、接着剤により固定する方法が一般的であり、この場合、下記のような問題点を有する。すなわち、ヨークと永久磁石との間に接着剤が充填されるため、温度変化によるヨークおよび接着剤の膨張・収縮により永久磁石に割れが発生し易い。また、使用雰囲気が有機系ガスや有機系液体（例えば、ＬＬＣエンジン冷却水や蒸発ガス等）の場合には、接着剤が侵食され永久磁石が空転、脱落するおそれがある。そのため、接着剤を使用しない固定方法が、特開平９−４６９４４号公報または特開平９−５６０９３号公報等で公知である。
【０００３】
すなわち、特開平９−４６９４４号公報によれば、円筒状の磁性体よりなるヨークの外周部にＮＳ極が周方向に交互に着磁された永久磁石を配してなる電気モータのロータにおいて、永久磁石の両軸端部に径方向にテーパ角度を有する第１のテーパ部を形成し、ヨークに永久磁石の第１のテーパ部に対応する第２のテーパ部を備える側板を配設し、永久磁石の第１のテーパ部に側板の第２のテーパ部を押圧させて、永久磁石の内周部とヨークの外周部の間に間隙を保持した状態で永久磁石を支持するようにしたことにより、ヨークが熱膨張しても永久磁石に接触せず熱応力で破壊することがないとしている。
【０００４】
また、特開平９−５６０９３号公報によれば、円筒状のステータ内にロータを回転可能に配置した同期モータにおいて、ロータは、モータ軸と、該モータ軸を中心とする円筒状で一端にツバ状突起部を備えるヨーク部と、ヨーク部の外周上に配置され、径方向に磁極を有し、磁極が周方向に沿って互い違いに隣合うように着磁され、モータ軸方向に複数個に分割された円筒状の磁石と、ヨーク部の他端側に配置され、前記磁石の端部へ、軸方向の押力を加える押力発生装置と、ヨーク部外周面上の各磁石間に配置された中間リングと該中間リングの固定装置とを有するようにしたことにより、磁石とヨーク部側との接触面数を多くすることができ、必要な軸方向押力を小さくすることができるので、磁石に作用する軸方向圧縮応力も小さくなるため磁石の破損を防止できるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、特開平９−４６９４４号公報および特開平９−５６０９３号公報の何れの技術においても、永久磁石は押力発生装置として使用される皿バネの押圧力によりヨーク外周部に固定されるものである。しかしながら、永久磁石の空転を防止するには相当強い押圧力を与えねばならず、永久磁石が焼結合金により形成される場合には、依然として破損するおそれがある。また、ロータ部が長時間高温にさらされる場合には、皿バネが弾力性を失い押圧力が低下することにより永久磁石が空転するおそれがある。そこで本発明は、ロータを構成する永久磁石に、固定するための過大な押圧力がかからず、かつ、高温や有機系物質に曝されたとしても永久磁石の空転を防止することができる電気モータのロータを提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題の解決を目的としてなされた請求項１の発明は、出力軸に設けられたヨークの外周部に配置され、径方向に磁極が互い違いに着磁された永久磁石を配してなる電気モータのロータにおいて、前記ヨークの一端側に弾性部材を配設するとともに、他端側に凸部を有するプレートを配設し、前記プレートの凸部に対向する前記永久磁石の端面に凹部を設け、出力軸の先端部に平面部を設け、前記プレートにＤ字形のシャフト孔を設けることにより、前記弾性部材と前記プレートとの押圧力により前記永久磁石を押圧して挟着するとともに、前記平面部と前記Ｄ字形のシャフト孔により回動不能になるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【作用・効果】
上述のように、請求項１の発明においては、永久磁石の一方の端面に凹部を設け、該凹部に係合する凸部を有するプレートを出力軸に回動不能に固定して、永久磁石の他端が出力軸に支持された弾性部材により永久磁石を該プレートとで挟着するようにしたので、凹部と凸部が噛み合うことにより、電磁駆動力は噛合部を経てプレートおよび出力軸に伝達される。そのため、万一、弾性部材の押圧力が低下したとしても、永久磁石の空転は防止される。また、そのため、弾性部材の押圧力も従来よりも少なくてよく、したがって、永久磁石の押圧力による破損も防止される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電気モータを使用する内燃機関のスロットルボデーの縦断面図で、図３はロータ部の拡大図である。図１および図３において、スロットルボデー１の本体２に設けられた吸気通路２ａを横切ってスロットルシャフト３が回動可能に軸支され、スロットルシャフト３にはスロットルバルブ４がネジ５で固定されている。スロットルシャフト３の一端は出力軸３ｄとして、後述する電気モータ６に連結され、ロータ６ａ部を構成している。スロットルシャフト３の他端にはレバー７が固定され、レバー７はスロットルバルブ４の開度を検出するためのスロットルセンサ８に係合して連動するよう構成されている。電気モータ６の駆動により、スロットルバルブ４が回動して吸気通路２ａを開閉し、内燃機関の吸入空気量を調整する。スロットルバルブ４の開閉と同期するスロットルセンサ８の出力信号はフィードバックされて電気モータ６の駆動に利用される。
【０００９】
ロータ６ａ部を構成するスロットルシャフト３の一方の先端部には径小部３ａが設けられ、径小部３ａの先端部には後述するプレート１４との回り止めを構成する平面部３ｂが形成され、外周はネジが切られている。径小部３ａには金属製のワッシャ９およびスリーブ１０が嵌合されヨーク１１を構成している。ヨーク１１の外周部には弾性部材１２および永久磁石１３が遊嵌されている。永久磁石１３の一方の端面には凹部１３ａ（図３参照）が刻設されている。凹部１３ａに係合する凸部１４ａを有する金属製のプレート１４がスロットルシャフト３の径小部３ａに嵌合され、スロットルシャフト３の先端部に切られたネジに六角ナット１５が締結されることにより、ワッシャ９、スリーブ１０を挟んで固定される。このとき、プレート１４は穿設されたＤ字形のシャフト孔１４ｂ（図３参照）の平面部１４ｃ（図３参照）とスロットルシャフト３の平面部３ｂとにより回動不能に係合され固定される。なお、プレート１４の凸部１４ａの製作方法は、プレス加工による打ち出し、折り曲げ、または、鍛造加工等いずれの方法で製作してもよい。
【００１０】
斯くして、ウエーブワッシャまたは皿ワッシャあるいはスプリングワッシャ等からなる弾性部材１２の一端はスロットルシャフト３の径大部３ｃに当接するワッシャ９に支持され、すなわち、最終的にはスロットルシャフト３の径大部３ｃに支持され、他端は永久磁石１３の凹部１３ａのない端面１３ｂを押圧することにより、プレート１４と共働して永久磁石１３を弾性的に、しかもスロットルシャフト３に対して永久磁石１３の凹部１３ａとプレート１４の凸部１４ａが噛合することにより回動不能に挟着する。なお、ワッシャ９およびスリーブ１０を一体で形成してもよく、また、スロットルシャフト３およびワッシャ９ならびにスリーブ１０を一体に形成してもよい。
【００１１】
次に、電気モータ６を構成するステータ６ｂ部について図２を参照して説明する。磁性を有する金属製の薄板を積層して形成された２個のコ字状のコア１６ａ、１６ｂが向かい合って当接し、一方の当接部１６ｃはロータ６ａ部を包囲し、他方の当接部１６ｄにはコイル１７が巻回されてステータ６ｂ部を構成している。コイル１７はターミナル１８に連結されターミナル１８に外部電源が印加される。ロータ６ａ部とステータ６ｂ部とにより電気モータ６が構成される。ステータ６ｂ部は樹脂製のモータハウジング１９により樹脂成形により同時成形され、取付孔１９ａ、１９ｂを介して、本体２に穿設されたネジ孔２ｂ、２ｃに不図示のネジにより固定される。なお、取付孔１９ａ、１９ｂは長円に形成されステータ６ｂ部の取付角度を調整することができるよう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気モータを使用する製品の縦断面図である。
【図２】図１における電気モータ部の断面Ａ−Ａである。
【図３】図３（ａ）は本発明の一実施形態に係る電気モータのロータ部の縦断面図である。
図３（ｂ）はロータ部の右側面図である。
図３（ｃ）はロータ部の下面図である。
【符号の説明】
１    スロットルボデー
３    スロットルシャフト
３ｄ  出力軸
６    電気モータ
６ａ  ロータ
１１    ヨーク
１２    弾性部材
１３    永久磁石
１３ａ  凹部
１４    プレート
１４ａ  凸部
【図１】
0003673999.tif 000002
【図２】
0003673999.tif 000003
【図３】
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