(57)【要約】      （修正有）【課題】安価でありマグネットがステータに接触する問題が発生しにくいインナーロータ型のモータを提供する。【解決手段】インナーロータ型のモータ１０００において、ステータ１０２０が中心軸１１００を中心に環状に配置され、ロータ１０２１がステータの径方向内側に配置される。ロータにおいては、有蓋筒状体１１０２の筒状部がステータに対向し、筒状のラバーマグネット１１０３が筒状部の内周面の径方向内側に配置され当該内周面に沿う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を中心に環状に配置されるステータと、
前記ステータの径方向内側に配置されるロータと、
を備え、
前記ロータは、
内周面を有し、前記ステータに対向する筒状部と、
前記内周面の径方向内側に配置され前記内周面に沿う筒状のラバーマグネットと、
を備える
インナーロータ型のモータ。
【請求項２】
前記筒状のラバーマグネットは、径方向外側を向く第１の多極着磁面、及び径方向外側と異なる方向を向く第２の多極着磁面を有し、
前記インナーロータ型のモータは、前記第２の多極着磁面に対向し前記第２の多極着磁面により発生させられた磁界を検知する磁気センサをさらに備える
請求項１のインナーロータ型のモータ。
【請求項３】
前記第２の多極着磁面は、前記筒状部から軸方向にはみ出し、軸方向を向く
請求項２のインナーロータ型のモータ。
【請求項４】
前記筒状のラバーマグネットは、等方性マグネットである
請求項２又は３のインナーロータ型のモータ。
【請求項５】
前記筒状のラバーマグネットは、ハルバッハ配列に配列される複数の着磁部を備え、マグネット内周面及びマグネット外周面を有し、
前記マグネット外周面により発生させられる磁界は、前記マグネット内周面により発生させられる磁界よりも強い
請求項１から４までのいずれかのインナーロータ型のモータ。
【請求項６】
前記ロータは、
前記中心軸に沿うシャフトと、
前記筒状部を前記シャフトに結合する結合部と、
をさらに備える
請求項１から５までのいずれかのインナーロータ型のモータ。
【請求項７】
前記筒状部は、第１の筒端部を有し、
前記結合部は、
第２の筒端部を有し、前記シャフトに結合される筒状結合部と、
前記第１の筒端部及び前記第２の筒端部に結合される板状部と、
を備える
請求項６のインナーロータ型のモータ。
【請求項８】
前記ステータの外径は、前記ステータの軸方向寸法より大きい
請求項１から７までのいずれかのインナーロータ型のモータ。
【請求項９】
前記筒状部は、非磁性材からなる
請求項１から８までのいずれかのインナーロータ型のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナーロータ型のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
インナーロータ型のモータは、ステータ及びロータを備える。ロータは、ステータの径方向内側に配置される。ステータは、電機子となって電機子磁界を発生する。ロータは、界磁となって界磁磁界を発生する。発生した界磁磁界は、発生した電機子磁界と鎖交する。これにより、ロータを中心軸の周りに回転させるトルクが発生する。
【０００３】
ロータは、ロータコア及びマグネットを備える。マグネットは、界磁磁界を発生する。
【０００４】
インナーロータ型のモータは、表面磁石（ＳＰＭ）型のモータ及び埋め込み磁石（ＩＰＭ）型のモータに大別される。ＳＰＭ型のモータにおいては、マグネットがロータコアの外周面に保持される。ロータコアの外周面へのマグネットの保持は、マグネットホルダ等の部材を用いて行われる場合もあるし、接着により行われる場合もある。ＩＰＭ型のモータにおいては、マグネットがロータコアに埋め込まれる。
【０００５】
ＳＰＭ型のモータのロータに組み込まれるマグネットは、焼結マグネット、プラスチックマグネット及びラバーマグネットに大別される。
【０００６】
ロータに組み込まれるマグネットが焼結マグネット又はプラスチックマグネットである場合は、ステータとマグネットとの間の磁気的相互作用、熱、外力等によりマグネットがステータに向かって変形又は移動しマグネットがステータのティース等に接触する問題が発生しにくい。しかし、ロータに組み込まれるマグネットが焼結マグネット又はプラスチックマグネットである場合は、マグネットが安価でなくなり、マグネットの保管、加工及びロータへの組み込みが容易でなくなる。
【０００７】
一方、ロータに組み込まれるマグネットがラバーマグネットである場合は、上述の問題が発生しやすい。特に、ラバーマグネットがネオジム（Ｎｄ）ラバーマグネットである場合は、上述の問題が顕著になりやすい。しかし、ロータに組み込まれるマグネットがラバーマグネットである場合は、マグネットが安価になり、マグネットの保管、加工及びロータへの組み込みが容易になる。
【０００８】
特許文献１に記載されたモータは、ＳＰＭ型のモータの例である。特許文献１に記載されたモータにおいては、ロータヨーク組立体の外周面に筒状のマグネットが固着されロータが構成される（段落００３１）。特許文献１に記載されたモータにおいては、マグネットが焼結マグネット、プラスチックマグネット及びラバーマグネットのいずれであるのかは不明である。
【特許文献１】特許第４８６７６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、ＳＰＭ型のモータに設けられるロータに組み込まれるマグネットが焼結マグネット又はプラスチックマグネットである場合は、マグネットが安価でなくなり、マグネットの保管、加工及びロータへの組み込みが容易でなくなる。一方、ＳＰＭ型のモータに設けられるロータに組み込まれるマグネットがラバーマグネットである場合は、高温環境下では、マグネットがステータに接触する問題が発生しやすい。
【００１０】
このため、従来の技術においては、安価なラバーマグネットでありながらステータに接触する問題が発生しにくいインナーロータ型のモータを得ることが困難であった。
【００１１】
本発明は、この問題を解決することを目的とする。本発明が解決しようとする課題は、安価でありマグネットがステータに接触する問題が発生しにくいインナーロータ型のモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の例示的な一つの態様では、インナーロータ型のモータにおいて、ステータが中心軸を中心に環状に配置され、ロータがステータの径方向内側に配置される。ロータにおいては、筒状部がステータに対向し、筒状のラバーマグネットが筒状部の内周面の径方向内側に配置され当該内周面に沿う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のモータの一つの態様によれば、保管、加工及びロータへの組み込みが容易であり安価であるラバーマグネットがロータに組み込まれる。これにより、安価なインナーロータ型のモータを提供することができる。
【００１４】
また、本発明のモータの一つの態様によれば、ラバーマグネットの径方向外側に筒状部が存在する。これにより、ステータとラバーマグネットとの間の磁気的相互作用、熱、外力等によりラバーマグネットがステータに向かって変形又は移動することが筒状部により規制され、ラバーマグネットがステータに接触することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のモータを模式的に図示する断面図である。
【図２】第１実施形態のモータに設けられるロータ、磁気センサ及び基板を模式的に図示する断面図である。
【図３】第１実施形態のモータに設けられるラバーマグネットを模式的に図示する断面図である。
【図４】第２実施形態のモータを模式的に図示する断面図である。
【図５】第２実施形態のモータに設けられるロータ、磁気センサ及び基板を模式的に図示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸Ｃと平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸Ｃを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。
【００１７】
また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。
【００１８】
１  第１実施形態
１．１  モータの概略
図１は、第１実施形態のモータを模式的に図示する断面図である。
【００１９】
図１に図示されるモータ１０００は、インナーロータ型であり、ステータ１０２０、ロータ１０２１、ケース１０２２、軸受１０２３及び軸受１０２４を備える。モータ１０００がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。
【００２０】
ケース１０２２は、軸方向に延びる筒状の部材である。ケース１０２２の材料は、特に限定されるものでなく、例えば、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）やＳＵＳなどの鉄合金などが好ましい。ケース１０２２は、ステータ１０２０やロータ１０２１などを内部に収容する。ステータ１０２０は、軸受１０２３及び１０２４を介さずにケース１０２２に結合される。これにより、ステータ１０２０は、ケース１０２２に対して固定された状態でケース１０２２に保持される。ステータ１０２０は、例えば、ケース１０２２に、圧入や焼き嵌め等によって固定される。
【００２１】
ケース１０２２の軸方向下側の底部には、軸方向下側に向かって凹む凹部が形成される。当該凹部には、軸受１０２４が保持される。ケース１０２２の軸方向上側の開口部には、蓋部が配置される。本実施形態において、蓋部は、略板状の部材である。蓋部とケース１０２２とは、例えば、ビス（図示省略）等によって固定される。蓋部は、その略中央に軸方向に貫通する貫通孔を有する。当該貫通孔内には、軸受１０２３が保持される。本実施形態において、軸受１０２３のサイズは、軸受１０２４のサイズよりも大きい。しかしながら、軸受１０２３のサイズは、軸受１０２４のサイズと同じであってもよく、大小関係が逆であってもよい。
【００２２】
ロータ１０２１は、軸受１０２３及び１０２４により、ケース１０２２に対して回転可能に支持される。本実施形態において、軸受１０２３及び１０２４は、例えば、玉軸受である。しかしながら、軸受１０２３及び１０２４の種類は、特に限定されるものではなく、すべり軸受などの他の種類の軸受であってもよい。
【００２３】
ステータ１０２０は、電機子となって電機子磁界を発生する。ロータ１０２１は、界磁となって界磁磁界を発生する。発生した界磁磁界は、発生した電機子磁界と鎖交する。これにより、ロータ１０２１を中心軸Ｃの周りに回転させるトルクが発生する。
【００２４】
モータ１０００は、インナーロータ型である。このため、モータ１０００においては、ロータ１０２１がステータ１０２０の径方向内側に配置される。ステータ１０２０は、環状であり、中心軸Ｃを中心に環状に配置される。
【００２５】
１．２  ステータ
ステータ１０２０は、図１に図示されるように、ステータコア１０４０及び複数の巻線１０４１を備える。ステータコア１０４０は、コアバック１０６０及び複数のティース１０６１を備える。
【００２６】
コアバック１０６０は、環状であり、中心軸Ｃを中心に環状に配置される。複数のティース１０６１は、中心軸Ｃを中心に周方向に分散して配置される。本実施形態では、ティース１０６１は、周方向に等間隔に配置される。各ティース１０６１は、コアバック１０６０の内周面１０８０から径方向内側に向かって突出する。各ティース１０６１には、樹脂などの絶縁材料からなるインシュレータを介して、導線が巻かれて巻線１０４１が構成される。ステータコア１０４０は、磁性体からなる。本実施形態では、ステータコア１０４０は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。複数の巻線１０４１に電流が流れると、電流に応じた電機子磁界が発生する。なお、ステータコア１０４０は、積層鋼板に代えて、圧粉磁心などであってもよい。
【００２７】
図１に図示される構造を有するステータ１０２０が当該構造とは異なる構造を有するステータに置き換えられてもよい。上述のステータコア１０４０は、コアバックが環状である丸コアである。しかしながら、ステータコア１０４０は、丸コアに限られず、分割コア及びストレートコアのいずれであってもよいし、その他の形状のコアであってもよい。複数の巻線１０４１の巻き方は、集中巻及び分布巻のいずれであってよいし、その他の巻き方であってもよい。
【００２８】
１．３  ロータ
図２は、第１実施形態のモータに設けられるロータ、磁気センサ及び基板を模式的に図示する断面図である。図２は、図１の一部を拡大した図となっている。
【００２９】
ロータ１０２１は、図１及び図２に図示されるように、シャフト１１００、ロータコア１１０１、有蓋筒状体１１０２及びラバーマグネット１１０３を備える。
【００３０】
シャフト１１００は、図１に図示されるように、軸受１０２３の内輪１１２０及び軸受１０２４の内輪１１４０に結合される。内輪１１２０及び１１４０は、それぞれ軸受１０２３の外輪１１２１及び軸受１０２４の外輪１１４１に対して回転できる。外輪１１２１及び１１４１は、ケース１０２２に結合される。これにより、シャフト１１００は、中心軸Ｃに沿う状態で中心軸Ｃの周りに回転できる。
【００３１】
本実施形態において、ロータコア１１０１は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。シャフト１１００は、図２に図示されるように、ロータコア１１０１に形成された孔１１６０に通される。孔１１６０は、ロータコア１１０１を軸方向に貫通する。ロータコア１１０１は、挿入されたシャフト１１００に結合され、有蓋筒状体１１０２に形成された筒内空間１１７０に収容される。本実施形態では、有蓋筒状体１１０２は、収容されたロータコア１１０１に結合される。ラバーマグネット１１０３は、筒内空間１１７０に収容され、有蓋筒状体１１０２に取り付けられる。これにより、ラバーマグネット１１０３は、シャフト１１００と一体的に回転できる。なお、シャフト１１００は、樹脂や金属などの部材を介して、間接的にロータコア１１０１と結合されてもよい。すなわち、シャフト１１００は、ロータコア１１０１に直接または間接的に固定される。本実施形態において、ロータコア１１０１は、積層鋼板に代えて、圧粉磁心などであってもよい。
【００３２】
本実施形態では、ラバーマグネット１１０３は、筒状であり、中心軸Ｃを中心として筒状に配置される。ラバーマグネット１１０３のマグネット外周面１１８０は、多極着磁され、多極着磁面となっている。これにより、マグネット外周面１１８０は、界磁磁界を発生する。
【００３３】
１．４  ラバーマグネットの利点
図１及び図２に図示される筒状のラバーマグネット１１０３は、モータ１０００を製造する事業者などが平板状のラバーマグネットを筒状に変形することにより容易に得られる。また、平板状のラバーマグネットは、例えば、保管のための広いスペースなどが不要であり、容易に保管できる。さらに、平板状のラバーマグネットを筒状に変形する際に専用金型は不要である。このため、ロータ１０２１に組み込まれるマグネットがラバーマグネット１１０３である場合は、マグネットの保管、加工及びロータ１０２１への組み込みが容易である。また、ラバーマグネット１１０３において磁粉を互いにバインドするバインド材料は安価である。このため、ロータ１０２１に組み込まれるマグネットがラバーマグネット１１０３である場合は、マグネットの製造コストなどが安価になる。したがって、ロータ１０２１に組み込まれるマグネットがラバーマグネット１１０３である場合は、安価なモータ１０００を提供することができる。
【００３４】
モータの駆動時において、ティースとマグネットとの間には、ラジアル方向の電磁力が生じる。当該電磁力により、ティースとマグネットには振動が生じ、モータから騒音が発生する虞がある。特に、ロータ１０２１に組み込まれるマグネットがプラスチックマグネット又は焼結マグネットである場合は、当該騒音が抑制されにくい。また、ロータ１０２１に組み込まれるマグネットがプラスチックマグネット又は焼結マグネットである場合は、マグネットをロータ本体に接着する接着剤の量により共振音が変化するという問題も生じる虞がある。これに対して、本実施形態におけるラバーマグネット１１０３は、弾性を有する。これにより、モータの駆動時に各ティース１０６１とラバーマグネット１１０３との間に発生するラジアル方向の電磁力により生じる振動がラバーマグネット１１０３により減衰され、モータ１０００から発生する騒音が抑制される。
【００３５】
１．５  ラバーマグネットのステータへの接触の防止
図１及び図２に図示されるロータ１０２１に組み込まれるマグネットがラバーマグネット１１０３である場合は、ステータ１０２０とラバーマグネット１１０３との間の磁気的相互作用、熱、外力等によりラバーマグネット１１０３がステータ１０２０に向かって変形又は移動する虞がある。そのため、これらの変形または移動することを規制し、ラバーマグネット１１０３がステータ１０２０に接触することを防止しなければならない。以下では、そのための構成について説明する。
【００３６】
ロータコア１１０１及び有蓋筒状体１１０２は、モータの駆動時にロータ１０２１が回転した場合でもステータ１０２０に接触するほど変形しない。
【００３７】
有蓋筒状体１１０２は、図２に図示されるように、筒状部１２００を備える。本実施形態において、有蓋筒状体１１０２を構成する筒状部１２００は、非磁性材となっている。筒状部１２００の材料が非磁性である場合、筒状部１２００の材料は、例えば、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）などであるが、特に限定されるものではない。
【００３８】
筒状部１２００は、中心軸Ｃを中心として筒状に配置され、ステータ１０２０と径方向に対向する。
【００３９】
ラバーマグネット１１０３は、筒状部１２００の内周面１２２０に取り付けられる。このため、ラバーマグネット１１０３は、内周面１２２０に保持され、内周面１２２０の径方向内側に配置され、内周面１２２０に沿う。
【００４０】
ラバーマグネット１１０３の径方向外側には、筒状部１２００が存在する。これにより、ラバーマグネット１１０３がステータ１０２０に向かって変形又は移動することが筒状部１２００により規制される。その結果、ラバーマグネット１１０３がステータ１０２０に接触することを防止できる。特に、ロータ１０２１が高速回転する場合に遠心力によりラバーマグネット１１０３がステータ１０２０に向かって変形および飛散することが筒状部１２００により規制される。
【００４１】
１．６  筒状部のシャフトへの結合
有蓋筒状体１１０２は、図２に図示されるように、板状部１２０１をさらに備える。
【００４２】
板状部１２０１は、筒状部１２００の上側の開口の一部を塞ぐ蓋状の部位である。このため、筒状部１２００は、板状部１２０１の外周側の板端部１２６０から軸方向下側に延びる。本実施形態では、板状部１２０１は、円板状である。板状部１２０１は、筒状部１２００と一体に形成される。板状部１２０１は、筒状部１２００と、例えば、プレス加工、切削加工、鋳造などにより、成形することが可能である。なお、板状部１２０１の形状は、上述のものに限られず、特に限定されるものではない。
【００４３】
ロータコア１１０１は、シャフト１１００に結合される。ロータコア１１０１は、シャフト１１００に、例えば、圧入などにより固定される。本実施形態では、板状部１２０１は、ロータコア１１０１に結合される。この場合、板状部１２０１は、ロータコア１１０１に、例えば、かしめ、接着、溶接などにより、固定することができる。筒状部１２００の上側の筒端部１２４０は、板状部１２０１の外周側の板端部１２６０に結合される。これにより、ロータコア１１０１及び板状部１２０１が、筒状部１２００をシャフト１１００に結合する結合部１２８０となり、筒状部１２００がシャフト１１００と一体的に回転できる。なお、板状部１２０１がシャフト１１００に結合されるのであれば、板状部１２０１は、ロータコア１１０１に、必ずしも固定されなくてもよい。この場合、板状部１２０１は、ロータコア１１０１と、軸方向に接触または間隙を介して対向してもよい。また、ロータコア１１０１及び板状部１２０１からなる結合部１２８０が他の構造を有する結合部に置き換えられてもよい。その例は、第２実施形態の説明において言及する。
【００４４】
１．７  ロータの周方向位置の検知
筒状のラバーマグネット１１０３は、径方向外側を向く第１の多極着磁面、及び径方向外側と異なる方向を向く第２の多極着磁面を有する。より詳細には、図２に図示されるラバーマグネット１１０３のマグネット外周面１１８０は、径方向外側を向き、界磁磁界を発生する第１の多極着磁面となっている。
【００４５】
モータ１０００においては、さらに、ラバーマグネット１１０３の下側の端面１３００が、軸方向下側を向き、ロータ１０２１の周方向位置の検知に用いられる磁界を発生する第２の多極着磁面となっている。
【００４６】
モータ１０００は、少なくとも１つの磁気センサ１３２０及び基板１３２１をさらに備える。本実施形態において、基板１３２１は、例えば、板状の部材である。基板１３２１の軸方向一方側および軸方向他方側の少なくとも一方の面には、コンデンサーなどの各種の電子部品が電気的に接続される。図示は省略するが、基板１３２１は、例えば、ケース１００２やステータなどに支持され、保持される。基板１３２１は、コネクタなどを介して外部電源（図示省略）と接続される。また、基板１３２１は、例えば、直接、または、導線などの導電部材を介して間接的に、巻線と接続される。これにより、外部電源を介して、モータ（すなわち、ステータ）に電力を供給することができる。なお、基板１３２１は、いわゆるプリント基板（ＰＣＢ）に限られず、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）などであってもよい。また、基板１３２１の枚数は１枚に限られず、２枚以上であってもよい。基板１３２１は、片面に電子部品等が実装される片面基板であってもよく、両面に電子部品等が実装される両面基板であってもよい。
【００４７】
磁気センサ１３２０は、ロータ１０２１の周方向位置を検知する位置センサである。本実施形態では、磁気センサ１３２０は、基板１３２１に実装される。磁気センサ１３２０は、周方向の特定の位置においてラバーマグネット１１０３の下側の端面１３００に対向する。これにより、磁気センサ１３２０は、端面１３００により発生させられた磁界を検知し、検知した磁界に応じた電気信号を出力することができる。出力される電気信号は、例えば、ロータ１０２１の周方向位置を検知するために用いられる。すなわち、モータ１０００は、第２の多極着磁面に対向し第２の多極着磁面により発生させられた磁界を検知する磁気センサをさらに備える。磁気センサ１３２０は、ホール素子及び磁気抵抗素子のいずれであってもよいし、その他の素子であってもよい。磁気センサ１３２０が端面１３００により発生させられる磁界に加えてラバーマグネット１１０３のマグネット内周面１１８１等により発生させられる磁界を検知してもよい。磁気センサ１３２０の数は、１つでもよく、３つ以上であってもよく、ロータの磁極の数や相の数などにあわせて適宜変更可能である。
【００４８】
マグネットが強い異方性を有する焼結マグネットである場合は、界磁磁界を発生する焼結マグネットから独立したセンサマグネット、及びセンサマグネットにより発生させられた磁界を検知する磁気センサを設けることが必要になる。そのため、センサマグネット等のコストや取り付け工数が増加してしまう。
【００４９】
これに対し、本実施形態では、ラバーマグネット１１０３は、望ましくは等方性マグネット又は磁化容易軸が延びる方向とは異なる方向にも着磁可能な弱い異方性を有する異方性マグネットであり、さらに望ましくは等方性マグネットである。ラバーマグネット１１０３が等方性マグネット又は弱い異方性を有する異方性マグネットである場合は、径方向外側を向くラバーマグネット１１０３のマグネット外周面１１８０、及び径方向外側とは異なる軸方向下側を向くラバーマグネット１１０３の下側の端面１３００の両方を着磁することが容易になる。このことは、ロータ１０２１の周方向位置を検知するためにラバーマグネット１１０３から独立したセンサマグネット、及びセンサマグネットにより発生させられた磁界を検知する磁気センサを設けることを不要にし、モータ１０００の製造コストを低下させることができる。
【００５０】
ラバーマグネット１１０３の下側の端面１３００は、図２に図示されるように、筒状部１２００から軸方向下側にはみ出す。すなわち、第２の多極着磁面は、筒状部１２００から軸方向にはみ出し、軸方向を向く。これにより、磁気センサ１３２０を端面１３００の近くに配置することが容易になり、端面１３００により発生させられる磁界を磁気センサ１３２０により効率的に検知することができる。
【００５１】
板状部１２０１の外周側の板端部１２６０が筒状部１２００の下側の筒端部１２４１に結合される。軸方向上側を向くラバーマグネット１１０３の上側の端面１３０１が筒状部１２００から軸方向上側にはみ出す。端面１３０１がロータ１０２１の周方向位置の検知に用いられる磁界を発生する多極着磁面となる。磁気センサ１３２０が端面１３０１に対向する。
【００５２】
１．８  ラバーマグネットの取り付け
図２に図示されるラバーマグネット１１０３は、任意の取り付け方法により筒状部１２００の内周面１２２０に取り付けられる。例えば、ラバーマグネット１１０３は、それを筒状部１２００に絞り圧入して内周面１２２０に貼り付けることにより内周面１２２０に取り付けられる。このような取り付け方法によれば、ＳＰＭ型又はＩＰＭ型のモータにおいて焼結マグネットを取り付ける場合の取り付け工程よりも簡易な取り付け工程によりラバーマグネット１１０３が取り付けられる。なお、ラバーマグネット１１０３は、筒状部１２００の内周面１２２０に、接着などの他の方法により取り付けられてもよい。
【００５３】
１．９  マグネットの種類
図１及び図２に図示されるラバーマグネット１１０３は、フェライトを含む組成物からなるフェライトラバーマグネット及びネオジム（Ｎｄ）を含む組成物からなるＮｄラバーマグネットのいずれであってもよいし、その他のラバーマグネットであってもよいが、望ましくはＮｄラバーマグネットである。Ｎｄラバーマグネットは、より大きな体積を占めるフェライトラバーマグネットと同等の磁力を有する。このため、同等の磁力を発生させる場合において、ラバーマグネット１１０３がＮｄラバーマグネットである場合は、フェライトラバーマグネットを用いる場合と比較して、マグネットの体積を小さくしてロータの体積を小さくすることができる。その結果、モータ１０００を小型化できる。
【００５４】
Ｎｄラバーマグネットは、Ｎｄを含むＮｄプラスチックマグネット及びＮｄ焼結マグネットより安価である。このため、ロータ１０２１に組み込まれるマグネットがＮｄラバーマグネットである場合は、安価なモータ１０００を提供することができる。ＮｄプラスチックマグネットがＮｄラバーマグネットより高価であるのは、Ｎｄプラスチックマグネットにおいてはエポキシ、ポリアミド（ＰＡ）、ポニフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等をバインダーとして用いる必要があるためである。Ｎｄ焼結マグネットがＮｄラバーマグネットより高価であるのは、Ｎｄ焼結マグネットにおけるＮｄ含有量がＮｄラバーマグネットにおけるＮｄ含有量より多いためである。
【００５５】
一般的なＮｄラバーマグネットにおいては、ＮｅＦｅＢ系の磁性材からなる磁粉がニトリルゴムにより互いにバインドされる。しかし、ニトリルゴムが当該磁粉を固定する力は当該磁粉が有する磁力に対して十分でない。そのため、一般的なＮｄラバーマグネットが従来のＳＰＭ型のモータに設けられるロータに単に組み込まれた場合は、当該力が十分でないことに起因する問題が生じる。例えば、ステータ及び１０極に着磁されたＮｄラバーマグネットが組み込まれたロータを備えるインナーロータ型のモータが組み立てられたまま放置された場合は、当該磁粉がステータコアに引き寄せられＮｄラバーマグネットが１０ヶ所でステータコアに接触するという問題が生じる虞がある。しかし、モータ１０００においては、筒状部１２００の内周面１２２０にラバーマグネット１１０３が取り付けられることにより、当該問題が生じることを防止できる。
【００５６】
１．１０  ハルバッハ配列
図３は、第１実施形態のモータに設けられるラバーマグネットを模式的に図示する断面図である。
【００５７】
図３に図示されるラバーマグネット１１０３は、８極に着磁されている。なお、ラバーマグネット１１０３における磁極数が、８極以外であってもよい。
【００５８】
ラバーマグネット１１０３は、望ましくは、等方性マグネットである。本実施形態では、ラバーマグネット１１０３は、ハルバッハ配列に着磁され、図３に図示されるように、ハルバッハ配列される複数の着磁部１４００を備える。ラバーマグネット１１０３は、マグネット内周面１１８１及びマグネット外周面１１８０を有する。これにより、ラバーマグネット１１０３のマグネット外周面１１８０に磁束が集中し、ラバーマグネット１１０３のマグネット外周面１１８０により発生させられる磁界が、ラバーマグネット１１０３のマグネット内周面１１８１により発生させられる磁界より強くなる。マグネット外周面１１８０により発生させられる磁界がハルバッハ配列の着磁により強くされることは、ラバーマグネット１１０３の体積、形状及び材質を維持したままモータ１０００が発生するトルクを大きくすることに寄与する。マグネット内周面１１８１により発生させられる磁界がハルバッハ配列の着磁により弱くされることは、ティース１０６１からロータコアを経由してステータ１０２０に至る磁路を不要にし、マグネット内周面１１８１の径方向内側にヨークとして機能するロータコアを設けることを不要にする。したがって、先述したロータコア１１０１を、非磁性材とすることができる。
【００５９】
上述のようにロータ１０２１にロータコアが設けられない場合は、ロータ１０２１の組み立て工程が簡略化される。また、ロータ１０２１にロータコアが設けられない場合は、ロータ１０２１のイナーシャが小さくなり、制御の指令に対するモータ１０００の応答性が向上する。
【００６０】
複数の着磁部１４００は、周方向に配列される。複数の着磁部１４００は、径方向に着磁される径方向着磁部１４２０、及び周方向に着磁される周方向着磁部１４２１を含む。複数の着磁部１４００においては、径方向着磁部１４２０及び周方向着磁部１４２１が交互に配列される。複数の径方向着磁部１４２０は、ラバーマグネット１１０３のマグネット外周面１１８０にＳ極が露出する第１の径方向着磁部１４４０、及びラバーマグネット１１０３のマグネット外周面１１８０にＮ極が露出する第２の径方向着磁部１４４１を含む。複数の径方向着磁部１４２０においては、第１の径方向着磁部１４４０及び第２の径方向着磁部１４４１が交互に配列される。第１の径方向着磁部１４４０に隣接する２個の周方向着磁部１４２１においては、Ｓ極からＮ極へ向かう方向が当該第１の径方向着磁部１４４０から離れる方向となっている。第２の径方向着磁部１４４１に隣接する２個の周方向着磁部１４２１においては、Ｓ極からＮ極へ向かう方向が当該第２の径方向着磁部１４４１に近づく方向となっている。
【００６１】
中心軸Ｃを中心として筒状に配置されるラバーマグネット１１０３が、中心軸Ｃを中心として周方向に配列される複数のラバーマグネットに置き換えられてもよい。複数のラバーマグネットは、それぞれラバーマグネット１１０３に備えられる複数の着磁部１４００と同様に着磁される。
【００６２】
１．１１  モータの形状及び用途
ロータ１０２１に組み込まれるマグネットがラバーマグネット１１０３である場合は、ステータ１０２０の軸方向寸法を大きくすることなくモータ１０００が発生するトルクを大きくできる。このため、ロータ１０２１に組み込まれるマグネットがラバーマグネット１１０３である場合は、小型であり、ステータ１０２０の外径φがステータ１０２０の軸方向寸法より大きい扁平な形状を有し、高いトルクを発生するモータ１０００が容易に得られる。実現できるステータ１０２０の外径φは、例えば８５ｍｍ程度であり、実現できるステータ１０２０の軸方向寸法は、例えば３ｍｍから７ｍｍである。
【００６３】
このようなサイズのモータ１０００は、例えば、自動車に搭載されるパワースライド用モータとして好適に使用される。
【００６４】
２  第２実施形態
図４は、第２実施形態のモータを模式的に図示する断面図である。
【００６５】
図４に図示されるモータ２０００は、インナーロータ型であり、ステータ１０２０、ロータ２０２１、ケース１０２２、軸受１０２３、軸受１０２４、磁気センサ１３２０及び基板１３２１を備える。
【００６６】
ステータ１０２０、ケース１０２２、軸受１０２３、軸受１０２４、磁気センサ１３２０及び基板１３２１は、それぞれ第１実施形態のモータ１０００に設けられるステータ１０２０、ケース１０２２、軸受１０２３、軸受１０２４、磁気センサ１３２０及び基板１３２１と同様のものであり、その説明を省略する。
【００６７】
ロータ２０２１は、シャフト２１００、有蓋２重筒状体２１０２及びラバーマグネット１１０３を備える。
【００６８】
ラバーマグネット１１０３は、第１実施形態のモータ１０００に設けられるラバーマグネット１１０３と同様のものである。
【００６９】
図５は、第２実施形態のモータに設けられるロータ、磁気センサ及び基板を模式的に図示する断面図である。図５は、図４の一部を拡大した図となっている。
【００７０】
有蓋２重筒状体２１０２は、図５に図示されるように、筒状部２２００、板状部２２０１及び筒状結合部２２０２を備える。筒状部２２００は、第１の筒端部２２４０を有する。結合部２２８０は、第２の筒端部２６００を有しシャフト２１００に結合される筒状２２０２と、第１の筒端部２２４０及び第２の筒端部２６００に結合される板状部２２０１と、を備える。以下、詳細について、説明する。
【００７１】
板状部２２０１は、筒状部２２００の上側の開口の少なくとも一部を塞ぐ蓋状の部位である。筒状部２２００は、板状部２２０１の外周側の板端部２２６０から軸方向下側に延びる。筒状結合部２２０２は、板状部２２０１の略中央にある内周側の板端部２２６１から軸方向下側に延びる。
【００７２】
筒状結合部２２０２は、例えばバーリング加工により形成され、中心軸Ｃを中心として筒状に配置される。本実施形態において、筒状結合部２２０２は、シャフト２１００に刻まれたローレット溝２５００を介して結合される。板状部２２０１の内周側の板端部２２６１は、筒状結合部２２０２の上側の第２の筒端部２６００に結合される。筒状部２２００の上側の筒端部２２４０は、板状部２２０１の外周側の板端部２２６０に結合される。ラバーマグネット１１０３は、筒状部２２００の内周面２２２０に取り付けられ、内周面２２２０の径方向内側に配置され、内周面２２２０に沿う。本実施形態では、筒状結合部２２０２、筒端部２６００、および板状部２２６０は、例えばプレス加工や切削加工等により、一体に形成されている。なお、筒状結合部２２０２、筒端部２６００、および板状部２２６０は、例えばプレス加工等により一部材から構成されなくてもよく、別体の部材同士が組み立てられて１つの部材を構成してもよい。
【００７３】
板状部２２０１及び筒状結合部２２０２は、ラバーマグネット１１０３が取り付けられた筒状部２２００をシャフト２１００に結合する結合部２２８０となる。本実施形態においても、筒状結合部２２０２、筒端部２６００、および板状部２２６０の材料は、非磁性である。これにより、ロータ２０２１にロータコアが不要になり、ロータ２０２１の組み立て工程が簡略化される。また、ロータにロータコアが設けられない場合は、ロータ２０２１のイナーシャが小さくなり、制御の指令に対するモータ２０００の応答性が向上する。
【００７４】
結合部１２８０が結合部２２８０に置き換えられた場合においても、安価なモータ２０００が提供され、ラバーマグネット１１０３が変形等によりステータ１０２０に接触することを防止できる。
【００７５】
本発明は、パワースライド用だけでなく、掃除機、ドライヤ、シーリングファン、洗濯機、冷蔵庫および電動パワーステアリング装置などの、各種モータを備える多様な機器に幅広く利用され得る。
【００７６】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００７７】
１０００，２０００  モータ
１０２０  ステータ
１０２１，２０２１  ロータ
１１００，２１００  シャフト
１１０１  ロータコア
１１０２  有蓋筒状体
１１０３  ラバーマグネット
１２００，２２００  筒状部
１２０１，２２０１  板状部
１２８０  結合部
１３２０  磁気センサ
１４００  着磁部
２１０２  有蓋２重筒状体
２２０２  筒状結合部
Ｃ  中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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