(57)【要約】【課題】回転子の周方向の質量の偏りを容易に調整でき、回転子の製造上の歩留まりを高めることができる構造を提供することにある。【解決手段】回転子は、回転軸と、回転軸に固定され、軸方向に延伸する複数の孔部が形成されたコア部と、コア部に固定された磁石部と、複数の孔部のうちの少なくとも１つの孔部内に設けられ、回転子の周方向の質量の偏りを調整するバランスウェイトとを備える。回転子の製造方法は、回転軸と、回転軸に固定され、軸方向に延伸する複数の孔部が形成されたコア部と、コア部に固定された磁石部とを用意する段階と、回転子の周方向の質量の偏りを測定する段階と、回転子の周方向の質量の偏りに基づいて、回転子の周方向の質量の偏りを調整するために、複数の孔部のうちの少なくとも１つの孔部内にバランスウェイトを設ける段階とを備える。【選択図】図２
2019187033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子であって、
回転軸と、
前記回転軸に固定され、軸方向に延伸する複数の孔部が形成されたコア部と、
前記コア部に固定された磁石部と、
前記複数の孔部のうちの少なくとも１つの孔部内に設けられ、前記回転子の周方向の質量の偏りを調整するバランスウェイトと
を備える回転子。
【請求項２】
前記複数の孔部は、軸方向に前記コア部を貫通する
請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記複数の孔部は、前記回転子の周方向に、予め定められた間隔で設けられる
請求項１又は２に記載の回転子。
【請求項４】
前記バランスウェイトは、前記複数の孔部のうち、前記回転子の質量の周方向のアンバランス角に基づく位置に形成されている孔部内に設けられる
請求項３に記載の回転子。
【請求項５】
前記複数の孔部のうち前記バランスウェイトが設けられる孔部、及び、当該孔部内において前記バランスウェイトが設けられる軸方向の位置は、前記回転子の一方の端部における質量の周方向のアンバランス量及びアンバランス角と、前記回転子の他方の端部における質量の周方向のアンバランス量及びアンバランス角とに基づく
請求項１から４のいずれか一項に記載の回転子。
【請求項６】
前記孔部内において前記バランスウェイトが設けられる軸方向の位置は、前記回転子の一方の端部における質量の周方向のアンバランス量、及び、前記回転子の他方の端部における質量の周方向のアンバランス量に基づく
請求項１から４のいずれか一項に記載の回転子。
【請求項７】
前記孔部内において前記バランスウェイトが設けられる軸方向の位置は、前記一方の端部におけるアンバランス量と前記他方の端部における前記アンバランス量との比に基づく請求項６に記載の回転子。
【請求項８】
前記コア部は、前記複数の孔部を形成する複数の第１の孔、及び、前記回転軸が挿入される軸孔を形成する第２の孔が形成された複数の板材を積層して形成され、
前記複数の第１の孔及び前記第２の孔は、前記複数の板材の材料となる板部材を打ち抜くことによって形成されており、
前記バランスウェイトは、前記板部材において前記第２の孔が形成される部分から打ち抜かれた１以上の板片により形成される
請求項１から７のいずれか一項に記載の回転子。
【請求項９】
前記バランスウェイトを形成する前記板片の数は、前記回転子の質量の周方向のアンバランス量に基づく
請求項８に記載の回転子。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載の回転子を備えるモータ。
【請求項１１】
回転子の製造方法であって、
回転軸と、前記回転軸に固定され、軸方向に延伸する複数の孔部が形成されたコア部と、前記コア部に固定された磁石部とを用意する段階と、
前記回転子の周方向の質量の偏りを測定する段階と、
前記回転子の周方向の質量の偏りに基づいて、前記回転子の周方向の質量の偏りを調整するために、前記複数の孔部のうちの少なくとも１つの孔部内にバランスウェイトを設ける段階と
を備える製造方法。
【請求項１２】
板部材から板片を打ち抜く段階と、
前記板部材に、前記複数の孔部を形成する複数の第１の孔と、前記回転軸が挿入される軸孔を形成する第２の孔とを形成する段階であって、前記回転軸が挿入される軸孔は、前記板部材において前記板片が打ち抜かれる部分を含む領域を打ち抜くことにより形成される、段階と、
前記板部材から、前記複数の第１の孔及び前記第２の孔を含む板材を打ち抜く段階と、
複数の前記板材を積層することにより前記コア部を形成する段階と、
１以上の前記板片により、前記バランスウェイトを形成する段階と
を備える請求項１１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子、モータ及び回転子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な装置や製品の駆動源としてモータが用いられている。例えば、自動車等の電装系において多くのモータが使用される。電装系においても、ブラシレスモータが広い範囲で使用され得る。電装系においては、特に、振動やノイズに関して高い信頼性が望まれる場合がある。
【０００３】
従来、永久磁石を回転子のコア部材の表面に固定してブラシレスモータの回転子を形成する技術が知られている。例えば、永久磁石片とコア部材とを接着材で接着固定する技術や、永久磁石としてボンド磁石を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１  国際公開第２０１２／１３２３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の回転子においては、例えばコア部材の偏芯により、周方向の質量の偏りが大きくなる場合がある。このようなアンバランス質量が大きいと、モータの回転に伴って大きな振動やノイズが生じる。
【０００５】
特許文献１に記載の回転子のように、コア部材の表面に永久磁石が固定されている場合、コア部材を削ることが困難であるため、コア部材を削ることでアンバランス質量を削減することが容易でない。コア部材を削ることに代えて永久磁石を削ると、モータの性能が悪化する。また、永久磁石を削る工程で永久磁石が割れる可能性があるため、製造歩留まりが悪化する。また、アンバランス質量をパテにより調整する方式は、比較的に大きなスペースが必要となるため、小型のモータには適用することが容易でない。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転子の周方向の質量の偏りを容易に調整でき、回転子の製造歩留まりを高めることができる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、回転子が提供される。回転子は、回転軸を備えてよい。回転子は、回転軸に固定され、軸方向に延伸する複数の孔部が形成されたコア部を備えてよい。回転子は、コア部に固定された磁石部を備えてよい。回転子は、複数の孔部のうちの少なくとも１つの孔部内に設けられ、回転子の周方向の質量の偏りを調整するバランスウェイトを備えてよい。
【０００８】
この態様によると、バランスウェイトを孔部に設けることで、回転子の周方向の質量の偏りを調整することができる。そのため、アンバランス質量を調整するために、コア部材や磁石を削る必要がない。また、アンバランス質量をパテにより調整する必要がなく、小型モータのアンバランス質量を調整することが容易である。したがって、振動やノイズを低減することができる。
【０００９】
複数の孔部は、軸方向にコア部を貫通してよい。これにより、バランスウェイトの軸方向の位置を比較的自由に変えることが可能になる。そのため、１つのバランスウェイトでアンバランス質量を微調整し易い。
【００１０】
複数の孔部は、回転子の周方向に、予め定められた間隔で設けられてよい。これにより、様々なアンバランス角に対応することができる。
【００１１】
バランスウェイトは、複数の孔部のうち、回転子の質量の周方向のアンバランス角に基づく位置に形成されている孔部内に設けられてよい。これにより、様々なアンバランス角に対応することができる。
【００１２】
複数の孔部のうちバランスウェイトが設けられる孔部、及び、当該孔部内においてバランスウェイトが設けられる軸方向の位置は、回転子の一方の端部における質量の周方向のアンバランス量及びアンバランス角と、回転子の他方の端部における質量の周方向のアンバランス量及びアンバランス角とに基づいてよい。これにより、様々なアンバランス角及びアンバランス量に対応することができる。
【００１３】
孔部内においてバランスウェイトが設けられる軸方向の位置は、回転子の一方の端部における質量の周方向のアンバランス量、及び、回転子の他方の端部における質量の周方向のアンバランス量に基づいてよい。これにより、バランスウェイトの軸方向の位置を調整することで様々なアンバランス量に対応することができる。
【００１４】
孔部内においてバランスウェイトが設けられる軸方向の位置は、一方の端部におけるアンバランス量と他方の端部におけるアンバランス量との比に基づいてよい。これにより、バランスウェイトの軸方向の位置調整によりアンバランス量の修正量を調整することができる。
【００１５】
コア部は、複数の孔部を形成する複数の第１の孔、及び、回転軸が挿入される軸孔を形成する第２の孔が形成された複数の板材を積層して形成されてよい。第１の孔及び第２の孔は、複数の板材の材料となる板部材を打ち抜くことによって形成されてよい。バランスウェイトは、板部材において第２の孔が形成される部分から打ち抜かれた１以上の板片により形成されてよい。これにより、バランスウェイトを形成する板片とコア部を形成する板材とを同じ材料から共取りすることができるので、バランスウェイトのコストを削減することができる。
【００１６】
バランスウェイトを形成する板片の数は、回転子の質量の周方向のアンバランス量に基づいてよい。これにより、バランスウェイトの枚数でアンバランス量の修正量を調整することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様によると、上記の回転子を備えるモータが提供される。これにより、第１の態様に関連して説明した回転子により得られる効果と同様の効果が得られる。
【００１８】
本発明の第３の態様によると、回転子の製造方法が提供される。製造方法は、回転軸と、回転軸に固定され、軸方向に延伸する複数の孔部が形成されたコア部と、コア部に固定された磁石部とを用意する段階を備えてよい。製造方法は、回転体の周方向の質量の偏りを測定する段階を備えてよい。製造方法は、回転体の周方向の質量の偏りに基づいて、回転子の周方向の質量の偏りを調整するために、複数の孔部のうちの少なくとも１つの孔部内にバランスウェイトを設ける段階を備えてよい。この態様によれば、第１の態様に関連して説明した回転子により得られる効果と同様に、アンバランス質量を調整するために、コア部材や永久磁石を削る必要がない。また、アンバランス質量をパテにより調整する必要がなく、小型モータのアンバランス質量を調整することが容易である。
【００１９】
製造方法は、板部材から板片を打ち抜く段階を備えてよい。製造方法は、板部材に、複数の孔部を形成する複数の第１の孔と、回転軸が挿入される軸孔を形成する第２の孔とを形成する段階であって、回転軸が挿入される軸孔は、板部材において板片が打ち抜かれる部分を含む領域を打ち抜くことにより形成される、段階を備えてよい。製造方法は、板部材から、複数の第１の孔及び第２の孔を含む板材を打ち抜く段階を備えてよい。製造方法は、複数の板材を積層することによりコア部を形成する段階を備えてよい。製造方法は、１以上の板片により、バランスウェイトを形成する段階を備えてよい。これにより、バランスウェイトを形成する板片とコア部を形成する板材とを同じ材料から共取りすることができるので、バランスウェイトのコストを削減することができる。
【００２０】
上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態に係るモータが備える回転子１０の斜視図を模式的に示す。
【図２】回転子１０を備えるモータ２００の断面図を模式的に示す。
【図３】バランスウェイト４０の配置を説明するための図である。
【図４】異なるバランス状態におけるバランスウェイト４０の配置を説明するための図である。
【図５】異なるバランス状態におけるバランスウェイト４０の配置を説明するための図である。
【図６】異なるバランス状態におけるバランスウェイト４０の配置を説明するための図である。
【図７】バランスウェイト４０を形成する板片７２０を製造する工程７００を説明する図である。
【図８】コア部３０を形成する板材を製造するための一工程８００を説明する図である。
【図９】コア部３０を形成する板材を製造するための一工程９００を説明するための図である。
【図１０】コア部３０を形成する板材１０２０を製造するための一工程１０００を説明する図である。
【図１１】モータ２００の製造方法に係る工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２３】
図１は、一実施形態に係るモータが備える回転子１０の斜視図を模式的に示す。回転子１０は、ブラシレスモータ用の回転子である。具体的には、回転子１０は、インナーロータ型のブラシレスモータ用の回転子である。
【００２４】
本実施形態の説明において、特に断らない限り、回転子１０の回転中心に沿う方向のことを「軸方向」と呼ぶ。また、「周方向」及び「径方向」の中心は、モータの中心軸ＡＸであるとする。
【００２５】
回転子１０は、表面磁石型の回転子である。回転子１０は、回転軸２０と、コア部３０と、磁石部３２とを備える。コア部３０、磁石部３２、及び回転軸２０は、略同軸に設けられる。コア部３０は、回転軸２０に固定されている。具体的には、コア部３０は、回転軸２０の外周面に固定されている。磁石部３２は、コア部３０に固定されている。磁石部３２は、コア部３０の外周を覆うように設けられる。
【００２６】
コア部３０には、軸方向に延伸する複数の孔部３４が形成されている。複数の孔部３４は、回転子の周方向に、予め定められた間隔で形成されている。複数の孔部３４は、コア部３０を軸方向に貫通する。
【００２７】
複数の孔部３４のうちの少なくとも一つの孔部３４内に、バランスウェイト４０が設けられる。バランスウェイト４０は、回転子１０の周方向の質量の偏りを調整する。具体的には、バランスウェイト４０は、回転軸２０、コア部３０及び磁石部３２を含む部材の周方向の質量の偏りを調整する。回転子１０がバランスウェイト４０を備えることにより、回転子１０がバランスウェイト４０を備えない場合に比べて、回転子１０の周方向の偏りを小さくすることができる。
【００２８】
図２は、回転子１０を備えるモータ２００の断面図を模式的に示す。モータ２００は、回転子１０と、固定子２１０と、センサ基板２２０と、ケース２８０とを備える。
【００２９】
固定子２１０は、筒状の部材である。回転子１０は、固定子２１０の内側に配置される。固定子２１０の中心の位置は、モータ２００の中心軸ＡＸの位置となる。具体的には、モータにおいて、回転子１０は、回転軸２０の中心が固定子２１０の中心と実質的に一致するようにケース２８０に組み付けられる。回転軸２０は、モータ２００の出力軸となる。回転軸２０は、前方に設けられた軸受部２５０及び後方に設けられた軸受部２６０により支持される。
【００３０】
なお、本実施形態において、特に断らない限り、「前方」はモータ２００の出力側を意味し、「後方」はモータ２００の出力側とは反対側を意味するものとする。同様に、本実施形態において、特に断らない限り、「前端部」はモータ２００の出力側の端部を意味し、「後端部」はモータ２００の出力側とは反対側の端部を意味する。一例として、本実施形態における前端部は、軸方向における一方の端部に対応し、後端部は、軸方向における他方の端部に対応する。
【００３１】
回転子１０の後端部において、磁石部３２は、センサ基板２２０の近傍まで延出する。センサ基板２２０にはホール素子２２２が設けられている。ホール素子２２２は、軸方向に延出した磁石部３２の磁場を検出することにより、回転子１０の回転角を検出する。
【００３２】
バランスウェイト４０は、孔部３４に設けられる。バランスウェイト４０は、軸方向において孔部３４の前端部に設けられる。なお、後述するように、図２に示すバランスウェイト４０の位置は、回転子１０の前端部におけるアンバランス量が大きく、後端部におけるアンバランス量が小さい場合に適用できる。
【００３３】
図３は、バランスウェイト４０の配置を説明するための図である。図３は、回転子１０の断面図、回転子１０の正面図、及び回転子１０の背面図を、回転子１０の前端部におけるアンバランス量及びアンバランス角を示す矢印ＵＦと共に概略的に示す。
【００３４】
図３において、正面図に対応づけられた矢印ＵＦの長さは、回転子１０の前端部におけるアンバランス量を示す。矢印ＵＦの向きは、前端部におけるアンバランス角を示す。なお、矢印ＵＦの向きは、質量が軽い方向を示し、矢印ＵＦの長さは回転子１０の質量の軽さを示すものとする。
【００３５】
アンバランス量及びアンバランス角は、例えば、バランスウェイト４０が装着されていない状態における回転子１０の回転バランス試験により得られる。アンバランス量は、回転子１０の外径部におけるアンバランス質量として測定される。アンバランス角は、予め定められた基準軸からの中心軸ＡＸまわりの角度として測定される。本実施形態においては、分かり易く説明するために、アンバランス量を示す矢印の方向は、回転子１０の質量が軽い角度を示し、矢印の長さは質量の軽さを示すものとする。
【００３６】
図３は、回転子１０の前端部のアンバランス角がθ１であり、回転子１０の後端部では実質的にバランスが取れている状態を示す。図３において、孔部３４ａの中心と中心軸ＡＸとを結ぶ線がアンバランス角の基準軸となす角は、アンバランス角θ１と一致する。そのため、バランスウェイト４０は、孔部３４ａに挿入される。なお、複数の孔部３４のうち、アンバランス角に対応する孔部３４が存在しない場合、中心と中心軸ＡＸとを結ぶ線が基準軸となす角がアンバランス角に最も近い孔部３４にバランスウェイト４０を挿入してよい。
【００３７】
図３の例では、回転子１０の後端部では実質的にバランスが取れているため、バランスウェイト４０は、軸方向において孔部３４ａの前端部に設けられる。バランスウェイト４０の質量は、前端部におけるアンバランス量に基づいて算出される。例えば、回転子１０の外径が１４．３ｍｍであり、孔部３４の中心が直径５．７ｍｍの円周上にある回転子１０において、前端部におけるアンバランス量が１０ｍｇであった場合、バランスウェイト４０の質量は、１０×１４．３／５．７により、２５．０９ｍｇと算出される。
【００３８】
図４は、図３とは異なるバランス状態におけるバランスウェイト４０の配置を説明するための図である。図４は、回転子１０の断面図、回転子１０の正面図、及び回転子１０の背面図を、アンバランス量及びアンバランス角を示す矢印ＵＦ及び矢印ＵＲと共に概略的に示す。図４の矢印ＵＦが示す情報は、図３の矢印ＵＦが示す情報と同じであるので、説明を省略する。図４において、後面図に対応づけられた矢印ＵＲの長さは、回転子１０の後端部におけるアンバランス量を示す。矢印ＵＲの向きは、後端部におけるアンバランス角を示す。
【００３９】
図４において、回転子１０の前端部におけるアンバランス角及び回転子１０の後端部におけるアンバランス角は同じθ１である。また、回転子１０の前端部におけるアンバランス量は、回転子１０の後端部におけるアンバランス量と一致する。したがって、バランスウェイト４０は、図３の配置例と同様に、アンバランス角θ１に対応する孔部３４ａに挿入される。
【００４０】
前端部におけるアンバランス量と後端部におけるアンバランス量とは一致するため、バランスウェイト４０はコア部３０の軸方向における中心位置に設けられる。バランスウェイト４０の質量は、前端部における回転子１０の外径でのアンバランス量に寄与する質量と、後端部における回転子１０の外径でのアンバランス量に寄与する質量とに基づいて、算出される。
【００４１】
なお、磁石部３２が回転子１０の後端部においてコア部３０より軸方向に延出しているため、回転子１０の質量は軸方向に均一ではない。そのため、バランスウェイト４０の質量及び孔部３４内の軸方向の位置は、詳細には、回転子１０のアンバランス量が最小化されるように、計算によって決定される。
【００４２】
図５は、図３及び図４とは異なるバランス状態におけるバランスウェイト４０の配置を説明するための図である。図５は、回転子１０の断面図、回転子１０の正面図、及び回転子１０の背面図を、アンバランス量及びアンバランス角を示す矢印ＵＦ及び矢印ＵＲと共に概略的に示す。図５における矢印ＵＦ及び矢印ＵＲの意味は、図４における矢印ＵＦ及びＵＲと同じであるので、説明を省略する。
【００４３】
図５において、回転子１０の前端部におけるアンバランス角及び回転子１０の後端部におけるアンバランス角は同じθ１である。したがって、バランスウェイト４０は、アンバランス角θ１に対応する孔部３４ａに挿入される。
【００４４】
一方、回転子１０の前端部におけるアンバランス量は、回転子１０の後端部におけるアンバランス量より大きい。軸方向におけるバランスウェイト４０の位置は、前端部におけるアンバランス量と後端部におけるアンバランス量との比に基づいて決定される。例えば、後端部におけるアンバランス量に対する前端部におけるアンバランス量との比が２の場合、バランスウェイト４０は、回転子１０の前端部からの距離に対する回転子１０の後端部からの距離の比が２となる位置を占めるように設けられる。例えば、コア部３０の軸方向の長さをＬとした場合、回転子１０の前端部からバランスウェイト４０の軸方向の中心までの距離がＬ／３になるように、バランスウェイト４０を設けてよい。
【００４５】
なお、上述したように、回転子１０の質量は軸方向に均一ではないため、バランスウェイト４０の質量及び孔部３４内の軸方向の位置は、詳細には、回転子１０のアンバランス量が最小化されるように、計算によって決定される。
【００４６】
図６は、図３、図４及び図５とは異なるバランス状態におけるバランスウェイト４０の配置を説明するための図である。図６は、回転子１０の断面図、回転子１０の正面図、及び回転子１０の背面図を、アンバランス量及びアンバランス角を示す矢印ＵＦ及び矢印ＵＲと共に概略的に示す。図６における矢印ＵＦ及び矢印ＵＲの意味は、図４における矢印ＵＦ及び矢印ＵＲと同じであるので、説明を省略する。
【００４７】
図６において、回転子１０の前端部におけるアンバランス角及びアンバランス量は、回転子１０の後端部におけるアンバランス角及びアンバランス量と異なる。この場合、バランスウェイト４０は、前端部におけるアンバランス角θ２と後端部におけるアンバランス角θ３との間の角度範囲内にある孔部３４ａに設けられる。詳細には、バランスウェイト４０が設けられる孔部３４、バランスウェイト４０の質量及び軸方向の位置は、回転子１０のアンバランス量を最小化するように計算によって決定される。
【００４８】
以上に説明したように、バランスウェイト４０は、複数の孔部３４のうち、回転子１０の質量の周方向のアンバランス角に基づく位置に形成されている孔部３４内に設けられる。具体的には、複数の孔部３４のうちバランスウェイト４０が設けられる孔部３４、及び、当該孔部３４内においてバランスウェイト４０が設けられる軸方向の位置は、回転子１０の一方の端部における質量の周方向のアンバランス量及びアンバランス角と、回転子１０の他方の端部における質量の周方向のアンバランス量及びアンバランス角とに基づいて決定される。例えば、孔部３４内においてバランスウェイト４０が設けられる軸方向の位置は、回転子１０の一方の端部における質量の周方向のアンバランス量、及び、回転子１０の他方の端部における質量の周方向のアンバランス量に基づいて決定される。一例として、孔部３４内においてバランスウェイト４０が設けられる軸方向の位置は、一方の端部におけるアンバランス量と他方の端部におけるアンバランス量との比に基づく。
【００４９】
このように、バランスウェイト４０を孔部３４内に挿入することによってバランス調整を行うので、質量の偏りを大きく修正することができる。例えば、孔部３４の全長にわたるバランスウェイト４０を挿入することで、質量の偏りを大きく修正することができる。また、バランスウェイト４０の質量やバランスウェイト４０の軸方向の位置を変えることで、両端部における質量の偏りの修正量を微調整することができる。
【００５０】
図７は、バランスウェイト４０を形成する板片７２０を製造する工程７００を説明する図である。板部材７１０は、バランスウェイト４０の材料となるとともに、コア部３０を形成する板材の材料となる。すなわち、バランスウェイト４０を形成する板片７２０及びコア部３０は、同じ板部材から共取りされる。
【００５１】
工程７００において、板片７２０は、板部材７１０を打ち抜くことによって製造される。後述するように、板片７２０は、コア部３０において回転軸２０が挿通される軸穴に対応する部分から打ち抜かれる。打ち抜かれた板片７２０は、廃棄されずに保持される。後述するように、質量の偏りを調整する工程において、保持された板片７２０の中から、質量の偏りを調整するために必要な数の板片７２０が選択されて孔部３４に圧入される。具体的には、回転子１０の質量の周方向のアンバランス量に基づいてバランスウェイト４０として必要な質量が算出され、算出された質量に適合する数の板片７２０が選択されて、孔部３４に圧入される。
【００５２】
図８は、コア部３０を形成する板材を製造するための一工程８００を説明する図である。工程８００において、板部材７１０には、バランスウェイト４０が挿入される孔部３４に対応する複数の第１の孔８１０が、打ち抜き加工により同心円状に形成される。工程８００で打ち抜かれた部材８２０は廃棄されてよい。
【００５３】
図９は、コア部３０を形成する板材を製造するための一工程９００を説明するための図である。工程９００において、板部材７１０には、回転軸２０が挿入される軸孔に対応する第２の孔９１０が形成される。工程９００で打ち抜かれた部材９２０は廃棄されてよい。
【００５４】
図１０は、コア部３０を形成する板材１０２０を製造するための一工程１０００を説明する図である。工程１０００において、板部材７１０を打ち抜くことにより、コア部３０を形成する板材１０２０が製造される。コア部３０は、板部材７１０から打ち抜かれた複数の板材１０２０を積層することによって形成される。
【００５５】
このように、コア部３０は、複数の孔部３４を形成する複数の第１の孔８１０、及び、回転軸２０が挿入される軸孔を形成する第２の孔９１０が形成された複数の板材１０２０を積層して形成される。第１の孔８１０及び第２の孔９１０は、複数の板材１０２０の材料となる板部材７１０を打ち抜くことによって形成される。ここで、バランスウェイト４０は、板部材７１０において第２の孔９１０が形成される部分から打ち抜かれた１以上の板片７２０により形成される。
【００５６】
このように、バランスウェイト４０を形成する板片７２０及びコア部３０を同じ板部材から共取りする。そのため、バランスウェイト４０の製造コストを低減することができる。例えば、バランスウェイト４０を製造するための金型を不要とすることができる。また、バランスウェイト４０を形成する板片７０の数を変えることで、バランスウェイト４０の質量を調整することができる。そのため、アンバランス質量を細かく調整することができる。また、バランスウエイト４０は、１枚の重さから板材１０２０の積層枚数分と同じ枚数の重さまでの間で形成することができる。そのため、複数の回転子のアンバランス質量のばらつきが大きい場合でも、夫々の回転子に適したアンバランス量が調整できる。
【００５７】
図１１は、モータ２００の製造方法に係る工程を示すフローチャートである。Ｓ１１００において、コア部３０を形成する板材１０２０及びバランスウェイト４０を形成する板片７２０を製造する。具体的には、図７から図１０にかけて説明した工程により製造する。
【００５８】
Ｓ１１０２において、複数の板材１０２０を積層して、コア部３０を製造する。
【００５９】
Ｓ１１０４において、回転軸２０、コア部３０、及び磁石部３２を組み付けて、回転子１０の本体を製造する。
【００６０】
Ｓ１１０６において、回転子１０の本体の質量の偏りを測定する。具体的には、回転子１０の本体のアンバランス角及びアンバランス量を、回転バランス試験により測定する。
【００６１】
Ｓ１１０８において、質量の偏りが基準値を超える場合、Ｓ１１０４で測定された質量の偏りに基づいて、バランスウェイト４０の重さ、バランスウェイト４０を挿入する孔部３４、及び、孔部３４内のバランスウェイト４０の軸方向の位置を決定する。具体的には、アンバランス量が最小化されるように、バランスウェイト４０の重さ、バランスウェイト４０を挿入する孔部３４、及び、孔部３４内のバランスウェイト４０の軸方向の位置を算出する。例えば、バランスウエイト４０の重さを算出する際、回転子１０の外径が１４．３ｍｍであり、孔部３４の中心が直径５．７ｍｍの円周上にある回転子１０において、アンバランス量が１０ｍｇであった場合、バランスウェイト４０の質量は、１０×１４．３／５．７により、２５．０９ｍｇと算出される。
【００６２】
Ｓ１１１０において、Ｓ１１０８で決定した孔部３４に板片７２０を挿入する。具体的には、Ｓ１１０８で決定したバランスウェイト４０の重さに基づいて、バランスウェイト４０として用いる板片７２０の枚数を決定する。そして、決定した枚数の板片７２０を、Ｓ１１０８で決定した孔部３４に圧入する。これにより、質量の偏りが調整された回転子１０が製造される。例えば、バランスウエイト４０の重さが２５．０９ｍｇと算出され、１枚の板片７２０が３．０２ｍｇの場合、８枚の板片７２０を孔部３４に圧入する。
【００６３】
Ｓ１１１２において、回転子１０、ケース２８０、及び固定子２１０を組み付けて、モータ２００を製造する。
【００６４】
なお、以上の説明において、バランスウェイト４０を形成する板片７２０及びコア部３０を形成する板材１０２０を同じ板部材から共取りする形態を説明したが、共取りの形態に限られない。バランスウェイト４０を形成する板片は、コア部３０を形成する板材１０２０とは別の部材から形成されてよい。また、積層された複数の板片からバランスウェイト４０を形成せずに、棒状の部材をバランスウェイト４０として適用してよい。
【００６５】
また、バランスウエイト４０が、コア部３０と同一材料で形成されてもよい。例えば、バランスウエイト４０とコア部３０とが、同一のケイ素鋼板で形成されてもよい。この場合、両方が同じ熱膨張係数を有するため、種々の温度環境下で、バランスウエイト４０とコア部３０との間の熱膨張の差異による位置ずれや応力発生を抑制することができる。なお、バランスウエイト４０は、コア部３０と同一材料に限らず、例えば、コア部３０の熱膨張係数に基づいて選択された材料で形成してもよい。
【００６６】
以上に説明したように、本実施形態によれば、回転子１０の本体が製造された段階で質量の偏りを測定して、質量の偏りが基準値を超える場合に、バランスウェイトをコア部３０の孔部に挿入することで、周方向の質量の偏りが低減された回転子を得ることができる。これにより、製造された回転子の質量の偏りが基準値を外れていた場合でも、製造後にバランスウェイトをコア部に挿入して質量の偏りを低減することができるので、回転子の製造歩留まりを高めることができる。また、質量の偏りを調整するための複雑な工程や部材を追加する必要もない。例えば、コア部材や磁石を削ったり、パテを用いたりして質量の偏りを調整する必要がない。そのため、小型モータの質量の偏りを調整することが容易である。また、モータの回転時において回転子の質量の偏りにより生じる１次振動を低減することができる。
【００６７】
特に、モータの小径化や高性能化のためにコア部を長軸化すると、コア部の積層枚数が増加したり、回転軸や磁石部の長軸化による偏芯誤差等によって、周方向の質量の偏りが積算的に大きくなる。質量の偏りが大きくなると振動・ノイズが増加するので、例えば電装系等のように振動やノイズに対する基準が厳しい用途への適用が困難になる。また、製造歩留まりも低下する。これに対し、本実施形態によれば、回転子の本体部を製造した後にバランスウェイトを挿入する工程を追加することで質量の偏りを抑制でき、ひいては、振動・ノイズの増加を抑制することができる。これにより、電装系等の用途への適用が容易となり、製造歩留まりの低下を抑制することができる。
【００６８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００６９】
１０  回転子
２０  回転軸
３０  コア部
３２  磁石部
３４  孔部
４０  バランスウェイト
２００  モータ
２１０  固定子
２２０  センサ基板
２２２  ホール素子
２５０、２６０  軸受部
２８０  ケース
７００、８００、９００、１０００  工程
７１０  板部材
７２０  板片
８１０  孔
８２０  部材
９１０  孔
９２０  部材
１０２０  板材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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