(57)【要約】【課題】  マグネットコアの形状の複雑化を可能とするとともに、トルク特性のさらなる向上を図ることができるトルクモータのロータ構造を提供する。【解決手段】  ステータからの磁力を受けて回転するロータ１２を、円筒状のマグネットコア２１と、マグネットコア２１の回転中心に設けられたシャフト２２と、マグネットコア２１の外周面に固定されたマグネット２３とによって構成する。マグネットコア２１を複数積層された珪素鋼板５１で形成する。珪素鋼板５１に、外周縁より突出する突片６１を設け、珪素鋼板５１が積層されてなるマグネットコア２１の外周面６２に、マグネット２３を位置決めする為の凸部６３を突片６１により形成する。珪素鋼板５１に、内周縁より後退する後退部７２を設け、珪素鋼板５１が積層されてなるマグネットコア２１の内周面７３に、シャフト２２を位置決めする為の凹溝７４を各後退部７２によって形成する。【選択図】        図４
2006204012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータからの磁力を受けて回転するロータが、円筒状のマグネットコアと、該マグネットコアに固定されるシャフトと、前記マグネットコアの外周面に固定されるマグネットとによって構成されたトルクモータのロータ構造において、
リング板状に形成された珪素鋼板を複数積層して前記マグネットコアを形成したことを特徴とするトルクモータのロータ構造。
【請求項２】
前記珪素鋼板に外周縁より突出する突片を設け、当該珪素鋼板が積層されてなる前記マグネットコアの外周面に、前記マグネットを位置決めする為の凸部を前記各突片で形成したことを特徴とする請求項１記載のトルクモータのロータ構造。
【請求項３】
前記珪素鋼板に内周縁より後退する後退部を設け、当該珪素鋼板が積層されてなる前記マグネットコアの内周面に、前記シャフトを位置決めする為の凹溝を前記各後退部で形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のトルクモータのロータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気流量を制御するトルクモータのロータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジン車の吸気路には、エンジン側への空気の流れを調整する板状のバルブが設けられており、該バルブは、トルクモータで回動されるように構成されている。
【０００３】
このトルクモータは、ソレノイドによって励磁される一対のステータを備えており、両ステータ間には、図６に示すように、ステータからの磁力に応じて回転するロータ７０１が設けられている（ロータ７０１のみ図示）。
【０００４】
このロータ７０１は、円筒状のマグネットコア７１１を備えており、該マグネットコア７１１の中心部に設けられた円形穴７１２（図６の（ｂ）参照）には、回転軸を構成するシャフト７１３が挿入された状態で固定されている。前記マグネットコア７１１の端面には、係止溝７１４が凹設されており、前記シャフト７１３側に設けられた図外の係合凸部が前記係止溝７１４に係合することによって、前記シャフト７１３と当該ロータ７０１との位置決めができるように構成されている。
【０００５】
前記マグネットコア７１１の外周部には、円弧状に形成されたマグネット７２１，７２１が接着されており、前記ステータの励磁状態に応じて当該ロータ７０１が回動するように構成されている。前記マグネットコア７１１は、丸棒状の低炭素鋼が切削加工されてなり、透磁率を増加してトルク特性の向上が図れるように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年にあっては、トルク特性のさらなる向上が要求されている。
【０００７】
また、マグネットコア７１１を丸棒からの削り出しによって形成するため、マグネットコア７１１形状の複雑化が困難であった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、マグネットコアの形状の複雑化を可能とするとともに、トルク特性のさらなる向上を図ることができるトルクモータのロータ構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のトルクモータのロータ構造にあっては、ステータからの磁力を受けて回転するロータが、円筒状のマグネットコアと、該マグネットコアに固定されるシャフトと、前記マグネットコアの外周面に固定されるマグネットとによって構成されたトルクモータのロータ構造において、リング板状に形成された珪素鋼板を複数積層して前記マグネットコアを形成した。
【００１０】
すなわち、マグネットからの磁気が通過するマグネットコアは、低炭素鋼より透磁率の高い珪素鋼板によって構成されるため、磁気効率が向上する。
【００１１】
そして、前記マグネットコアは、積層された複数の珪素鋼板によって形成されており、プレス工法で成型することによって、各珪素鋼板を複雑形状に加工することができる。
【００１２】
また、請求項２のトルクモータのロータ構造においては、前記珪素鋼板に外周縁より突出する突片を設け、当該珪素鋼板が積層されてなる前記マグネットコアの外周面に、前記マグネットを位置決めする為の凸部を前記各突片で形成した。
【００１３】
すなわち、外周縁に突片が設けられた珪素鋼板を積層してマグネットコアを形成することで、該マグネットコアの外周面に、前記マグネットを位置決めする為の凸部を形成することができる。
【００１４】
これにより、前記マグネットコアの外周面に固定されるマグネットは、前記凸部によって取付位置が定められる。
【００１５】
さらに、請求項３のトルクモータのロータ構造では、前記珪素鋼板に内周縁より後退する後退部を設け、当該珪素鋼板が積層されてなる前記マグネットコアの内周面に、前記シャフトを位置決めする為の凹溝を前記各後退部で形成した。
【００１６】
すなわち、内周縁に後退部が設けられた珪素鋼板を積層してマグネットコアを形成することで、該マグネットコアの内周面に、前記シャフトを位置決めする為の凹溝を形成することができる。
【００１７】
これにより、前記マグネットコアと前記シャフトとの回り止めを構成する前記凹溝は、前記マグネットコアに後加工を施すことなく、当該マグネットコアに形成される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明の請求項１のトルクモータのロータ構造にあっては、マグネットからの磁気が通過するマグネットコアは、低炭素鋼より透磁率の高い珪素鋼板によって構成されており、低炭素鋼で形成された従来と比較して、磁気効率を向上することができる。これにより、トルク特性のさらなる向上を図ることができる。
【００１９】
そして、前記マグネットコアは、積層された複数の珪素鋼板によって形成されており、各珪素鋼板をプレス工法で成型することができる。これにより、前記珪素鋼板を複雑形状に形成することができるため、各珪素鋼板が積層されてなるマグネットコアに、後加工を施すことなく、凸部や凹溝等を形成することが可能となり、マグネットコア形状の複雑化を容易に行うことができる。
【００２０】
また、請求項２のトルクモータのロータ構造においては、外周縁に突片が設けられた珪素鋼板を積層してマグネットコアを形成することで、該マグネットコアの外周面に、前記マグネットを位置決めする為の凸部を形成することができる。
【００２１】
これにより、前記マグネットコアの外周面に取り付けられるマグネットを、治具等を用いることなく、規定位置に固定することができる。
【００２２】
さらに、請求項３のトルクモータのロータ構造では、内周縁に後退部が設けられた珪素鋼板を積層してマグネットコアを形成することで、該マグネットコアの内周面に、前記シャフトを位置決めする為の凹溝を形成することができる。
【００２３】
これにより、前記マグネットコアに後加工を施すことなく、前記マグネットコアと前記シャフトとの回り止めを構成する前記凹溝を形成することができる。
【００２４】
そして、前記珪素鋼板に、前記マグネットを位置決めする為の凸部を構成する突片を形成するとともに、この突片と前記後退部との位置を予め定めておくことにより、当該マグネットコアにシャフトとマグネットとを固定するだけで、前記シャフトと前記マグネットとの位置関係を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるトルクモータ１を示す図であり、該トルクモータ１が、ディーゼルエンジン車の吸気路２における空気流量を制御する空気制御弁３に取り付けられた状態が示されている。
【００２６】
すなわち、前記トルクモータ１のケーシング１１内には、ロータ１２を回動する為の磁気回路１３が設けられている。該磁気回路１３は、図２にも示すように、ソレノイド１４と、該ソレノイド１４の両端より側方へ延出したステータ１５，１５とによって構成されており、両ステータ１５，１５に形成された円弧部１６，１６間には、図１に示したように、前記ケーシング１１にベアリング１７，１７を介して回動自在に支持された前記ロータ１２が配置されている。
【００２７】
該ロータ１２は、前記ソレノイド１４で励磁された前記ステータ１５，１５からの磁力を受けて回転するように構成されており、図３（ａ）に示すように、円筒状のマグネットコア２１と、該マグネットコア２１の回転中心に設けられたシャフト２２と、前記マグネットコア２１の外周面に固定されたマグネット２３とによって構成されている。
【００２８】
前記シャフト２２には、ネジ穴３１，３１を有するバルブ取付部３２が平坦に形成されており、該バルブ取付部３２には、図１に示したように、前記吸気路２に設けられた円板状のスロットルバルブ３３が固定されている。このシャフト２２には、図３の（ａ）に示したように、外嵌部品３４が固定されており、該外嵌部品３４には、側方に突出する第１ストッパ３５と第２ストッパ３６とが設けられている。両ストッパ３５，３６は、前記ケーシング１１に設けられた図外の凸部に当接するように構成されており、当該ロータ１２の回転範囲が定められている。
【００２９】
また、このロータ１２の前記シャフト２２と前記ケーシング１１との間には、図１に示したように、コイル状のスプリング４１が設けられており、当該ロータ１２は、前記ソレノイド１４非通電時において、一方のストッパが前記凸部に当接した状態が維持されるように構成されている。
【００３０】
図４は、前記ロータ１２の分解斜視図であり、前記マグネットコア２１は、複数積層された珪素鋼板５１によって形成されている。各珪素鋼板５１には、同位置に円形のダボ５２が形成されており、各珪素鋼板５１の表面には、前記ダボ５２からなる円形凹部が凹設されている。また、各珪素鋼板５１の裏面には、前記ダボ５２からなる円形凸部が突設されており、各珪素鋼板５１を積層した際に、下層の珪素鋼板５１の円形凸部が上層の珪素鋼板５１の円形凹部内に収容された状態で、上下の珪素鋼板５１，５１が順次位置決め固定されるように構成されている。
【００３１】
前記珪素鋼板５１には、外周縁より径方向外側に突出する矩形状の突片６１が等間隔をおいた四カ所に設けられており、当該珪素鋼板５１が積層されてなる前記マグネットコア２１の外周面６２には、前記マグネット２３を位置決めする為の凸部６３が積層された突片６１により形成されている。
【００３２】
また、前記珪素鋼板５１の中央には、前記シャフト２２が挿入される円形穴７１が回転軸と同軸上に設けられており、当該珪素鋼板５１には、内周縁より後退する矩形状の後退部７２が設けられている。これにより、前記珪素鋼板５１が積層されてなる前記マグネットコア２１の内周面７３には、前記シャフト２２を位置決めする為の凹溝７４，７４が前記各後退部７２，７２によって形成されており、前記シャフト２２には、前記凹溝７４，７４に位置決めされる図外の係合凸部が形成されている。
【００３３】
この珪素鋼板５１は、珪素鋼からなる板材をプレス工法を用いて打ち抜き加工することでリング板状に形成されており、前記円形穴７１及び前記後退部７２と、外形形状及び前記突片６１と、前記ダボ５２とが、一回の打ち抜き工程で同時に形成されている。
【００３４】
そして、前記マグネットコア２１の外周面６２には、円弧状に湾曲形成されたマグネット２３が取り付けられており、各マグネット２３は、前記各凸部６３，６３間に配置された状態で位置決めされ、接着剤で固定されている。前記各マグネット２３は、Ｎ極とＳ極とが交互に配置されており、前記ソレノイド１４で前記ステータ１５，１５を励磁することで、前記ロータ１２に回転トルクを発生させるように構成されている。
【００３５】
これにより、前記ソレノイド１４への電流を制御して前記ロータ１２にて発生する回転トルクを可変することで、前記スプリング４１で付勢された前記ロータ１２の回転角を制御できるように構成されており、前記シャフト２２に設けられた前記スロットルバルブ３３を、水平状態から傾斜状態を経て起立状態まで回動して当該吸気路２内の空気通流量を制御するとともに、前記スロットルバルブ３３より下流のエンジン側を負圧にして排ガスを引き込めるように構成されている。
【００３６】
以上の構成にかかる本実施の形態において、マグネット２３からの磁気が通過するマグネットコア２１は、低炭素鋼より透磁率の高い珪素鋼板５１によって構成されており、前記マグネットコア２１が低炭素鋼で形成された従来と比較して、磁気効率を向上することができる。これにより、トルク特性のさらなる向上を図ることができる。
【００３７】
ここで、前記珪素鋼板５１からなるマグネットコア２１を使用したトルクモータ１と、低炭素鋼（Ｓ１７Ｃ程度）からなるマグネットコアを使用したトルクモータとにおいて、モータトルク特性の試験を行ったところ、前記珪素鋼板５１を使用したトルクモータ１にあっては、低炭素鋼を使用したトルクモータと比較して、トルク特性が約９％向上することを確認することができた。
【００３８】
また、前記マグネットコア２１は、積層された複数の珪素鋼板５１によって形成されており、プレス工法で成型することにより、各珪素鋼板５１を複雑形状に加工することができる。このため、各珪素鋼板５１が積層されてなるマグネットコア２１に、後加工を施すことなく、前記凸部６３や前記凹溝７４等を形成することが可能となり、マグネットコア２１形状の複雑化を容易に行うことができるとともに、後加工する場合と比較して、生産性の向上を図ることができる。
【００３９】
すなわち、外周縁に突片６１が設けられた前記珪素鋼板５１を積層してマグネットコア２１を形成することで、該マグネットコア２１の外周面６２に、前記マグネット２３を位置決めする為の凸部６３を形成することができる。これにより、前記マグネットコア２１の外周面６２に取り付けられるマグネット２３を、治具等を用いることなく、規定位置に固定することができる。
【００４０】
また、内周縁に後退部７２が設けられた前記珪素鋼板５１を積層してマグネットコア２１を形成することで、該マグネットコア２１の内周面７３に、前記シャフト２２を位置決めする為の凹溝７４を形成することができる。これにより、前記マグネットコア２１に後加工を施すことなく、該マグネットコア２１と前記シャフト２２との回り止めを構成する前記凹溝７４を形成することができる。
【００４１】
そして、前記珪素鋼板５１に形成された前記突片６１と前記後退部７２との位置を予め定めておくことにより、当該マグネットコア２１に前記シャフト２２と前記各マグネット２３とを固定するだけで、前記シャフト２２と前記各マグネット２３との位置関係を決定することができる。これにより、前記ロータ１２に設けられた外嵌部品３４の各ストッパ３５，３６と、シャフト２２のバルブ取付部３２に取り付けられる前記スロットルバルブ３３との関係を、治具等を用いることなく、正確な位置に固定することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態にあっては、リング板形状の珪素鋼板５１の外周縁に突片６１を設けることで、前記マグネットコア２１の外周面６２に前記マグネット２３を位置決めする為の凸部６３を形成した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、図５に示すように、リング板形状の珪素鋼板５１に円弧穴８１を設けることで、マグネットコア２１にマグネット２３が挿入固定される開口部８２を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】同実施の形態の磁気回路を示す斜視図である。
【図３】同実施の形態のロータを示す図で、（ａ）はロータの斜視図であり、（ｂ）はシャフトを外した状態を示す斜視図である。
【図４】同実施の形態のロータを示す分解斜視図である。
【図５】他の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は従来のロータを示す斜視図であり、（ｂ）はシャフトを外した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    トルクモータ
２    空気制御弁
１２    ロータ
１５    ステータ
２１    マグネットコア
２２    シャフト
２３    マグネット
５１    珪素鋼板
６１    突片
６２    外周面
６３    凸部
７２    凹溝
７３    内周面
７４    凹溝
【図１】
2006204012.tif 000003
【図２】
2006204012.tif 000004
【図３】
2006204012.tif 000005
【図４】
2006204012.tif 000006
【図５】
2006204012.tif 000007
【図６】
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