(57)【要約】【課題】径方向の外側に突出するように回転体の外周面に形成された突起部に、防錆処理が施された永久磁石が当接していても、回転体に固定される永久磁石の固定状態を安定させることおよびロータの寸法精度を確保することが可能なモータを提供する。【解決手段】このモータを構成するロータは、回転体と、回転体の円周方向で隣接するように回転体の外周面に固定される複数の永久磁石８とを備えている。回転体の外周面には、永久磁石８の固定面８ａが当接する複数の突起部７ａが径方向の外側へ突出するように形成され、複数の永久磁石８のそれぞれの固定面８ａは、２個の突起部７ａに当接している。突起部７ａは、円周方向における固定面８ａの端部である円周方向端部８ｄが突起部７ａに接触しないように、円周方向において、円周方向端部８ｄよりも固定面８ａの中心側に配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、前記ロータの径方向の外側に配置されるステータとを備え、
前記ロータは、回転体と、前記回転体の円周方向で隣接するように前記回転体の外周面に固定される複数の永久磁石とを備え、
前記回転体の外周面には、前記永久磁石の固定面が当接する複数の突起部が前記径方向の外側へ突出するように形成され、
複数の前記永久磁石のそれぞれの前記固定面は、２個の前記突起部に当接しており、
前記突起部は、前記円周方向における前記固定面の端部である円周方向端部が前記突起部に接触しないように、前記円周方向において、前記円周方向端部よりも前記固定面の中心側に配置されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記円周方向における２個の前記突起部間の間隔は、前記円周方向における前記永久磁石の幅の半分よりも広くなっていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記回転体は、複数の磁性板が積層されて形成された積層コアを備え、
前記突起部は、前記積層コアの外周面に形成され、
前記径方向における前記突起部の高さは、１枚の前記磁性板の厚さよりも低くなっていることを特徴とする請求項１または２記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータと、ロータの径方向の外側に配置されるステータとを備えるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石を有するロータと、ロータの径方向の外側に配置されるステータとを備える永久磁石型のモータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のモータでは、ロータは、回転軸と、回転軸の外周面に固定される積層コアと、積層コアの外周面に固定される複数の永久磁石とを備えている。永久磁石は、たとえば、ネオジム磁石等の希土類磁石である。永久磁石には、径方向の内側に配置される凹曲面状の固定面と、径方向の外側に配置される凸曲面状の外側面と、円周方向の両端に配置される平面状の円周方向端面とが形成されている。
【０００３】
また、特許文献１に記載のモータでは、積層コアの外周面に、永久磁石の固定面が当接する複数の突起部と、永久磁石の円周方向端面が当接可能な複数の当接部とが形成されている。突起部および当接部は、径方向の外側に突出するように形成されている。当接部は、円周方向で隣接する２個の永久磁石の間に配置されている。複数の永久磁石のそれぞれの固定面は、３個の突起部に当接している。３個の突起部のうちの２個の突起部は、当接部に繋がるように形成され、残りの１個の突起部は、円周方向において、当接部に繋がる２個の突起部の間に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のモータで使用される永久磁石は、上述のように、ネオジム磁石等の希土類磁石であり、錆びやすいため、この永久磁石には、一般に、防錆処理が施されている。たとえば、無電解メッキ等のメッキ処理、あるいは、電着塗装や吹付塗装の塗装等が防錆処理として永久磁石に施されている。永久磁石にメッキ処理が施される場合には、永久磁石の端部にメッキがつきやすく、永久磁石の端部に形成されるメッキの層は厚くなりやすい。また、永久磁石に電解塗装が施される場合にも、永久磁石の端部に塗装がつきやすく、永久磁石の端部に形成される塗装の層が厚くなりやすい。一方、永久磁石に吹付塗装が施される場合には、永久磁石の端部に塗装がつきにくく、永久磁石の端部に形成される塗装の層は薄くなりやすい。このように、永久磁石に防錆処理が施されると、永久磁石の端部に形成されるメッキの層や塗装の層が、永久磁石の端部以外の部分に形成されるメッキの層や塗装の層よりも厚くなったり薄くなったりして、永久磁石の端部に形成されるメッキの層や塗装の層の厚さが不均一になりやすい。
【０００６】
上述のように、特許文献１に記載のモータでは、永久磁石の円周方向端面が当接部に当接可能となっており、３個の突起部のうちの２個の突起部が当接部に繋がるように形成されている。そのため、このモータでは、永久磁石の固定面の円周方向の端部が２個の突起部に接触する。しかしながら、このモータでは、上述のように、永久磁石の端部に形成されるメッキの層や塗装の層の厚さが不均一になりやすいため、２個の突起部に当接する永久磁石の当接状態が不安定になるおそれがある。また、２個の突起部に当接する永久磁石の当接状態が不安定になると、積層コアに固定される永久磁石の固定状態が不安定になったり、ロータの寸法精度が低下したりするおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、径方向の外側に突出するように回転体の外周面に形成された突起部に、防錆処理が施された永久磁石が当接していても、回転体に固定される永久磁石の固定状態を安定させることおよびロータの寸法精度を確保することが可能なモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明のモータは、ロータと、ロータの径方向の外側に配置されるステータとを備え、ロータは、回転体と、回転体の円周方向で隣接するように回転体の外周面に固定される複数の永久磁石とを備え、回転体の外周面には、永久磁石の固定面が当接する複数の突起部が径方向の外側へ突出するように形成され、複数の永久磁石のそれぞれの固定面は、２個の突起部に当接しており、突起部は、円周方向における固定面の端部である円周方向端部が突起部に接触しないように、円周方向において、円周方向端部よりも固定面の中心側に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のモータでは、回転体の外周面に、永久磁石の固定面が当接する複数の突起部が回転体の径方向の外側へ突出するように形成されており、複数の永久磁石のそれぞれの固定面は、２個の突起部に当接している。また、本発明では、突起部は、円周方向における固定面の端部である円周方向端部が突起部に接触しないように、円周方向において、円周方向端部よりも固定面の中心側に配置されている。そのため、本発明では、防錆処理が施された永久磁石の円周方向端部に形成されるメッキの層や塗装の層の厚さが不均一になっていても、２個の突起部に当接する永久磁石の当接状態を安定させることが可能になる。したがって、本発明では、径方向の外側に突出するように回転体の外周面に形成された突起部に、防錆処理が施された永久磁石が当接していても、回転体に固定される永久磁石の固定状態を安定させることが可能になるとともに、ロータの寸法精度を確保することが可能になる。
【００１０】
本発明において、円周方向における２個の突起部間の間隔は、円周方向における永久磁石の幅の半分よりも広くなっていることが好ましい。このように構成すると、円周方向における２個の突起部間の間隔を広くすることが可能になる。したがって、２個の突起部に当接する永久磁石の当接状態をより安定させることが可能になる。その結果、回転体に固定される永久磁石の固定状態をより安定させることが可能になるとともに、ロータの寸法精度を高めることが可能になる。
【００１１】
本発明において、回転体は、複数の磁性板が積層されて形成された積層コアを備え、突起部は、積層コアの外周面に形成され、径方向における突起部の高さは、１枚の磁性板の厚さよりも低くなっていることが好ましい。このように構成すると、積層コアの外周面の、突起部を除いた部分と永久磁石の固定面との間の隙間を小さくすることが可能になる。したがって、積層コアの外周面に突起部が形成されていても、効率的な磁気回路を形成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明のモータでは、径方向の外側に突出するように回転体の外周面に形成された突起部に、防錆処理が施された永久磁石が当接していても、回転体に固定される永久磁石の固定状態を安定させることが可能になるとともにロータの寸法精度を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態にかかるモータの断面図である。
【図２】図１のＥ−Ｅ方向からロータおよびステータを示す図である。
【図３】図２のＦ部の拡大図である。
【図４】図３のＪ部の拡大図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかる積層コアの構成を説明するための拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
（モータの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるモータ１の断面図である。図２は、図１のＥ−Ｅ方向からロータ２およびステータ３を示す図である。
【００１６】
本形態のモータ１は、インナーロータ型のモータであり、図１に示すように、ロータ２と、ロータ２の外周側（径方向の外側）に配置されるステータ３と、モータケース４とを備えている。なお、以下の説明では、モータ１の径方向（すなわち、ロータ２の径方向およびステータ３の径方向）を「径方向」、モータ１の円周方向（すなわち、ロータ２の円周方向およびステータ３の円周方向）を「円周方向」、モータ１の軸方向（すなわち、ロータ２の軸方向およびステータ３の軸方向）を「軸方向」とする。
【００１７】
ロータ２は、回転軸６と、回転軸６の外周面に固定される積層コア７と、積層コア７の外周面に固定される複数の永久磁石８とを備えている。本形態のロータ２は、１０個の永久磁石８を備えている。回転軸６は、モータケース４に固定される軸受９、１０によって回転可能に支持されている。ロータ６の詳細な構成については後述する。
【００１８】
ステータ３は、複数の突極１３ａを有するステータコア１３と、複数の突極１３ａのそれぞれに巻回される駆動用コイル１４とを備えている。ステータコア１３は、複数の突極１３ａに加え、図２に示すように、ステータコア１３の外周側部分を構成する外周部１３ｂを備えている。外周部１３ｂは、略円筒状に形成されており、複数の突極１３ａは、外周部１３ｂから径方向の内側へ突出するように形成されている。また、複数の突極１３ａは、円周方向に略一定の間隔で配置されている。本形態のステータコア１３は、１２個の突極１３ａを備えている。
【００１９】
また、ステータコア１３は、円周方向において、突極１３ａごとに分割可能な複数の分割コア１５によって構成されている。分割コア１５は、複数の磁性板が積層されて形成された積層コアである。複数の分割コア１５は、円周方向に組み合わされた状態で、円筒状に形成される筒状部材２１の内周側に焼き嵌めされて一体化されている。分割コア１５の表面は、所定の一部分を除いて、樹脂等の絶縁部材１６で覆われている。駆動用コイル１４は、絶縁部材１６で覆われた突極１３ａに巻回されている。なお、本形態の筒状部材２１は、ステータ３の一部を構成するとともに、モータケース４の側面も構成している。また、図２では、絶縁部材１６の図示を省略している。
【００２０】
（ロータの構成）
図３は、図２のＦ部の拡大図である。図４は、図３のＪ部の拡大図である。
【００２１】
上述のように、ロータ２は、回転軸６と積層コア７と複数の永久磁石８とを備えている。積層コア７は、複数の磁性板が積層されて形成されている。また、積層コア７は、円筒状に形成されている。この積層コア７は、回転軸６の外周面に、たとえば、焼き嵌めによって固定されている。本形態では、回転軸６と積層コア７とによって回転体が構成されており、積層コア７は、この回転体の外周側部分を構成している。また、本形態では、回転体の径方向はロータ２の径方向と一致し、回転体の円周方向はロータ２の円周方向と位置し、回転体の軸方向はロータ２の軸方向と一致している。
【００２２】
永久磁石８は、たとえば、ネオジム磁石等の希土類磁石である。永久磁石８が発生させる磁束の密度は高くなっており、永久磁石８の磁力は非常に強くなっている。永久磁石８には、径方向の内側に配置される凹曲面状の固定面８ａと、径方向の外側に配置される凸曲面状の外側面８ｂと、円周方向の両端に配置される平面状の端面８ｃとを備えている（図３参照）。また、永久磁石８は、軸方向から見たときに、固定面８ａの曲率半径が外側面８ｂの曲率半径よりも大きな略三日月状となるように形成されている。本形態では、固定面８ａの磁極と、外側面８ｂの磁極とが異なる磁極となるように、永久磁石８が着磁されている。また、永久磁石８には（具体的には、永久磁石８の表面には）、メッキ処理や塗装等の防錆処理が施されている。
【００２３】
永久磁石８は、円周方向で隣接するように積層コア７の外周面に固定されている。また、永久磁石８は、円周方向に略一定のピッチで積層コア７の外周面に固定されている。永久磁石８の外側面８ｂは、ステータコア１３の突極１３ａの先端面に対向配置されている。なお、永久磁石８は、軸方向に分割される複数の磁石片によって構成されても良いし、１個の磁石片によって構成されても良い。
【００２４】
積層コア７の外周面には、永久磁石８の固定面８ａが当接する複数の突起部７ａが径方向の外側へ突出するように形成されている（図３、図４参照）。複数の永久磁石８のそれぞれの固定面８ａは、２個の突起部７ａに当接している。１個の固定面８ａが当接する２個の突起部７ａは、円周方向に所定の間隔をあけた状態で形成されており、２個の突起部７ａの間には、凹部７ｂが形成されている。また、積層コア７の外周面には、永久磁石８の端面８ｃが当接する複数の当接部７ｃが径方向の外側に突出するように形成されている。当接部７ｃは、円周方向に略一定の間隔で、積層コア７の外周面に形成されており、円周方向で隣接する永久磁石８の間に配置されている。
【００２５】
突起部７ａは、径方向の外側にわずかに突出する扁平な略直方体状に形成されている。また、突起部７ａは、軸方向における積層コア７の外周面の全域に形成されている。径方向における突起部７ａの高さＨは、積層コア７を構成する磁性板の１枚の厚さよりも低くなっている。本形態では、磁性板の厚さは、１（ｍｍ）であり、突起部７ａの高さＨは、０．１（ｍｍ）である。当接部７ｃは、突起部７ａよりも径方向の外側へ突出する略直方体状に形成されている。円周方向における当接部７ｃ間の間隔は、円周方向における永久磁石８の幅Ｗ（図３参照）と略等しくなっており、永久磁石８の端面８ｃは、当接部７ｃに当接している。永久磁石８は、円周方向において、当接部７ｃによって位置決めされている。
【００２６】
また、突起部７ａは、円周方向における永久磁石８の固定面８ａの端部である円周方向端部８ｄ（すなわち、固定面８ａと端面８ｃとの境界）が突起部７ａに接触しないように、円周方向において、円周方向端部８ｄよりも固定面８ａの中心側に配置されている。すなわち、突起部７ａは、円周方向端部８ｄを避けた位置に配置されている。すなわち、円周方向において、突起部７ａと当接部７ｃとの間には隙間Ｇ１、Ｇ２（図３参照）が形成されており、突起部７ａは、円周方向において当接部７ｃから離れた位置に形成されている。
【００２７】
円周方向における凹部７ｂの幅（すなわち、１個の永久磁石８の固定面８ａに当接する２個の突起部７ａの間の、円周方向の間隔Ｌ（図３参照））は、円周方向における突起部７ａの幅Ｗ１（図４参照）よりも広くなっている。また、円周方向における２個の突起部７ａの間の間隔Ｌは、円周方向における永久磁石８の幅Ｗの半分よりも広くなっている。具体的には、間隔Ｌは、幅Ｗの半分よりもわずかに広くなっている。なお、本形態では、円周方向における突起部７ａの幅Ｗ１は、１．２（ｍｍ）となっている。
【００２８】
また、本形態では、１個の永久磁石８の固定面８ａに当接する２個の突起部７ａのうちの一方の突起部７ａと当接部７ｃとの間の円周方向の隙間Ｇ１の大きさ（円周方向の幅）と、この２個の突起部７ａのうちの他方の突起部７ａと当接部７ｃとの間の円周方向の隙間Ｇ２の大きさ（円周方向の幅）とが等しくなるように、２個の突起部７ａが形成されている。すなわち、円周方向において、２個の突起部７ａは、永久磁石８の中心に対して線対称に配置されている。
【００２９】
なお、本形態の突起部７ａの表面（径方向の外側面）は、軸方向から見たときの形状が円弧状となる凸曲面状に形成されている。具体的には、突起部７ａの表面は、軸方向から見たときの形状が固定面８ａの曲率半径と略等しい曲率半径を有する円弧状となる凸曲面状に形成されている。また、凹部７ｂの表面（径方向における凹部７ｂの底面）も、軸方向から見たときの形状が円弧状となる凸曲面状に形成されている。径方向における凹部７ｂの深さは略一定になっており、凹部７ｂの表面と永久磁石８の固定面８ａとの距離は略一定になっている。また、積層コア７の外周面の、突起部７ａと当接部７ｃとの間も軸方向から見たときの形状が円弧状となる凸曲面状に形成されている。
【００３０】
永久磁石８は、接着によって積層コア７の外周面に固定されている。具体的には、積層コア７の外周面や永久磁石８の固定面８ａに接着剤（たとえば、比較的粘度の低い熱硬化性の接着剤）を塗布した状態で、固定面８ａを突起部７ａに当接させて、接着剤を硬化させることで、永久磁石８は、積層コア７の外周面に固定されている。積層コア７の凹部７ｂは、永久磁石８を積層コア７の外周面に固定するための接着剤が溜まる接着剤溜まりとなっている。
【００３１】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、積層コア７の外周面に、永久磁石８の固定面８ａが当接する複数の突起部７ａが径方向の外側へ突出するように形成されており、複数の永久磁石８の固定面８ａのそれぞれは、２個の突起部７ａに当接している。また、本形態では、突起部７ａは、永久磁石８の円周方向端部８ｄが接触しないように、円周方向において、円周方向端部８ｄよりも固定面８ａの中心側に配置されている。そのため、本形態では、防錆処理が施された永久磁石８の円周方向端部８ｄに形成されるメッキの層や塗装の層の厚さが不均一になっていても、２個の突起部７ａに当接する永久磁石８の当接状態を安定させることが可能になる。したがって、本形態では、径方向の外側に突出するように積層コア７の外周面に形成された突起部７ａに、防錆処理が施された永久磁石８が当接していても、積層コア７に固定される永久磁石８の固定状態を安定させることが可能になるとともにロータ２の寸法精度を確保することが可能になる。
【００３２】
特に本形態では、１個の永久磁石８の固定面８ａに当接する２個の突起部７ａの間の、円周方向の間隔Ｌが円周方向における永久磁石８の幅Ｗの半分よりも広くなっているため、円周方向における２個の突起部７ａの間の間隔Ｌを広くすることが可能になる。したがって、本形態では、２個の突起部７ａに当接する永久磁石８の当接状態をより安定させることが可能になる。その結果、本形態では、積層コア７に固定される永久磁石８の固定状態をより安定させることが可能になるとともに、ロータ２の寸法精度を高めることが可能になる。なお、突起部７ａに当接する永久磁石８の当接状態を効果的に安定させるためには、突起部７ａと当接部７ｃとの間の円周方向の隙間Ｇ１、Ｇ２がより狭くなっていることが好ましい。
【００３３】
本形態では、径方向における突起部７ａの高さＨは、積層コア７を構成する磁性板の１枚の厚さよりも低くなっている。そのため、本形態では、積層コア７の外周面の、突起部７ａを除いた部分と永久磁石８の固定面８ａとの間の隙間を小さくすることが可能になる。したがって、本形態では、積層コア７の外周面に突起部７ａが形成されていても、効率的な磁気回路を形成することが可能になる。
【００３４】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００３５】
上述した形態では、積層コア７の外周面に当接部７ｃが形成されているが、積層コア７の外周面に当接部７ｃが形成されていなくても良い。この場合には、たとえば、図５（Ａ）に示すように、円周方向で隣り合う永久磁石８の端面８ｃ同士が互いに接触するように、永久磁石８が積層コア７の外周面に固定される。また、この場合には、永久磁石８の円周方向の幅Ｗは、上述した形態の永久磁石８の円周方向の幅Ｗよりも広くなる。
【００３６】
上述した形態では、径方向における凹部７ｂの底面、および、積層コア７の外周面の、突起部７ａと当接部７ｃとの間は、軸方向から見たときの形状が円弧状となる凸曲面状に形成されている。この他にもたとえば、図５（Ｂ）に示すように、径方向における凹部７ｂの底面、および、積層コア７の外周面の、突起部７ａと当接部７ｃとの間は、軸方向から見たときの形状が直線状となる平面状に形成されても良い。この場合には、永久磁石８の固定面８ａは、平面状に形成される。
【００３７】
上述した形態では、２個の突起部７ａのうちの一方の突起部７ａと当接部７ｃとの間の円周方向の隙間Ｇ１の大きさ（円周方向の幅）と、２個の突起部７ａのうちの他方の突起部７ａと当接部７ｃとの間の円周方向の隙間Ｇ２の大きさ（円周方向の幅）とが等しくなっている。この他にもたとえば、隙間Ｇ１の円周方向の幅と隙間Ｇ２の円周方向の幅とが異なっていても良い。
【００３８】
上述した形態では、回転軸６の外周面に積層コア７が固定され、積層コア７の外周面に永久磁石８が固定されている。この他にもたとえば、回転軸６の外周面に直接、永久磁石８が固定されても良い。この場合には、回転軸６によって回転体が構成される。また、回転軸６の外周面にスリーブが固定され、このスリーブの外周面に永久磁石８が固定されても良い。この場合には、回転軸６とスリーブとによって回転体が構成される。また、回転軸６の外周面にスリーブが固定され、このスリーブの外周面に積層コア７が固定されるとともに、積層コア７の外周面に永久磁石８が固定されても良い。この場合には、回転軸６とスリーブと積層コア７によって回転体が構成される。
【符号の説明】
【００３９】
１  モータ
２  ロータ
３  ステータ
６  回転軸（回転体の一部）
７  積層コア（回転体の一部）
７ａ  突起部
８  永久磁石
８ａ  固定面
８ｄ  円周方向端部
Ｈ  径方向における突起部の高さ
Ｌ  円周方向における２個の突起部間の間隔
Ｗ  円周方向における永久磁石の幅
【図１】
2015204733.tif 000003
【図２】
2015204733.tif 000004
【図３】
2015204733.tif 000005
【図４】
2015204733.tif 000006
【図５】
2015204733.tif 000007