(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのロータであって、
シャフトと、
第１の主本体と、該第１の主本体に垂直な複数の第１のピンとを含む第１のエンドプレートと、
第２の主本体と、該第２の主本体に垂直な複数の第２のピンとを含む第２のエンドプレートと、
前記第１及び第２のエンドプレート間に配置されて互いに円周方向に均等に離間した複数のコアと、
を備え、隣接する前記コア間には空間が定められ、前記コアの各々は、前記第１のピンの１つ及び前記第２のピンの１つが挿入される貫通孔を定め、同じ貫通孔内の前記第１及び第２のピンの長さの合計は、前記貫通孔の長さを超えず、前記ロータは、
各々が前記コア間のそれぞれの空間に収容された複数の磁石をさらに備え、前記第１のピンは、複数の第１の長いピン及び複数の第１の短いピンを含み、前記第２のピンは、複数の第２の長いピン及び複数の第２の短いピンを含み、各第１の長いピンと、対応する第２の短いピンとが同じ貫通孔内に存在し、各第１の短いピンと、対応する第２の長いピンとが同じ貫通孔内に存在することを特徴とするロータ。
【請求項２】
前記第１の短いピンと、対応する前記第２の長いピンとの長さの合計は、前記第１の長いピンと、対応する前記第２の短いピンとの長さの合計と同じである、請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記第１の長いピン及び前記第１の短いピンは、前記円周方向に交互になっており、前記第２の長いピン及び前記第２の短いピンは、前記円周方向に交互になっており、前記第１の短いピンと、対応する第２の長いピンとの間に間隙が定められ、前記第１の長いピンと、対応する第２の短いピンとの間に間隙が定められる、請求項１又は２に記載のロータ。
【請求項４】
前記第１の長いピンの長さは、前記第１の短いピンの長さの２倍である、請求項３に記載のロータ。
【請求項５】
前記貫通孔の断面は、前記第１及び第２のピンの断面に対応する、請求項１、２、３又は４に記載のロータ。
【請求項６】
前記磁石及び前記コアを覆って取り囲む、透磁性材料で作製されたハウジングをさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項７】
前記ハウジングは、ステンレス鋼で作製される、請求項６に記載のロータ。
【請求項８】
前記ハウジングは、２つの別個のシリンダを含む、請求項６又は７に記載のロータ。
【請求項９】
前記シャフトは、インサート成形を通じて前記第１のエンドプレートに固定される、請求項１から８のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１０】
モータのロータであって、
シャフトと、
第１のエンドプレートと、
第２のエンドプレートと、
前記第１及び第２のエンドプレート間に配置されて互いに円周方向に均等に離間された複数のコアと、
を備え、隣接する前記コア間には空間が形成され、前記ロータは、
各々が前記コア間のそれぞれの前記空間内に収容され、円周方向の側面が対応する極性となるように前記円周方向に磁化された複数の磁石と、
前記磁石及び前記コアの半径方向外面を取り囲んで覆う、透磁性材料で作製されたハウジングと、
をさらに備え、前記ハウジングは、当該ハウジングの円周方向全体にわたって透磁性であることを特徴とするロータ。
【請求項１１】
前記第１及び第２のエンドプレートの少なくとも一方は固定用のピンを形成し、前記コアは、前記ピンに対応する貫通孔を定める、請求項１０に記載のロータ。
【請求項１２】
前記ピンは、前記第１のエンドプレートから延びる複数の第１の長いピン及び複数の第１の短いピンと、前記第２のエンドプレートから延びる複数の第２の長いピン及び第２の短いピンとを含み、各第１の長いピンと、対応する第２の短いピンとが、前記コアのそれぞれの端部から対応する貫通孔に挿入され、各第１の短いピンと、対応する第２の長いピンとが、前記コアのそれぞれの端部から対応する貫通孔に挿入される、請求項１１に記載のロータ。
【請求項１３】
前記ハウジングは、ステンレス鋼で作製され、前記ハウジングの厚みは、０．１〜０．３ｍｍである、請求項１０、１１又は１２に記載のロータ。
【請求項１４】
前記各コアは２つの側面を有し、前記各側面の外縁は半径方向及び軸方向に延びるリブを有し、前記各磁石の半径方向の外面は前記リブに適合する面取り部を有する、請求項１０、１１、１２又は１３に記載のロータ。
【請求項１５】
前記ハウジング及び前記第１のエンドプレートの一方が溝を定めて、前記ハウジング及び前記第１のエンドプレートの他方がタブを定め、前記ハウジング及び前記第２のエンドプレートの一方が溝を定めて、前記ハウジング及び前記第２のエンドプレートの他方がタブを定め、前記タブは、前記溝に係合して前記ハウジングと前記第１及び第２のプレートとを共に接続する、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１６】
ステータと、
請求項１０から１５のいずれか１項に記載のロータを備えることを特徴とするブラシレス直流モータ。
【請求項１７】
前記ハウジングの外面と前記ステータとの間の空隙は、０．１〜０．７ｍｍである、請求項１６に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレス直流モータに関し、特にブラシレス直流モータのロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業の発展と共に、様々な生産分野において動力機械がますます重要になってきている。様々な電力設備では、電力整合に優れたブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータを使用することが知られている。
【０００３】
一般に、当業におけるＢＬＤＣモータのロータは、高電力密度を実現するために高い磁束密度をもたらすように設計される。ロータのサイズ及び材料には制限があるため、これに応じてモータの電力密度も制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、当業者は、信頼性が高く、高電力密度をもたらすことができるロータを有するモータを提供しようと努めている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、その１つの態様において、モータのロータであって、シャフトと、第１の主本体と、この第１の主本体に垂直な複数の第１のピンとを含む第１のエンドプレートと、第２の主本体と、この第２の主本体に垂直な複数の第２のピンとを含む第２のエンドプレートと、第１及び第２のエンドプレート間に配置されて互いに円周方向に均等に離間した複数のコアとを備え、隣接するコア間には空間が定められ、各コアは、第１のピンの１つ及び第２のピンの１つが挿入される貫通孔を定め、同じ貫通孔内の第１及び第２のピンの長さの合計は貫通孔の長さを超えず、各々がコア間のそれぞれの空間に収容された複数の磁石をさらに備えたロータを提供する。
【０００６】
第１のピンは、複数の第１の長いピン及び複数の第１の短いピンを含み、第２のピンは、複数の第２の長いピン及び複数の第２の短いピンを含み、各第１の長いピンと、対応する第２の短いピンとが同じ貫通孔内に存在し、各第１の短いピンと、対応する第２の長いピンとが同じ貫通孔内に存在し、第１の短いピンと、対応する第２の長いピンとの長さの合計は、第１の長いピンと、対応する第２の短いピンとの長さの合計と同じであることが好ましい。
【０００７】
第１の長いピン及び第１の短いピンは、円周方向に交互になっており、第２の長いピン及び第２の短いピンは、円周方向に交互になっており、第１の短いピンと、対応する第２の長いピンとの間に間隙が定められ、第１の長いピンと、対応する第２の短いピンとの間に間隙が定められることが好ましい。
【０００８】
第１の長いピンの長さは、第１の短いピンの長さの２倍であることが好ましい。
【０００９】
貫通孔の断面は、第１及び第２のピンの断面に対応することが好ましい。
【００１０】
第１及び第２のピンの断面は、楕円形であることが好ましい。
【００１１】
磁石及びコアは、透磁性材料で作製されたハウジングによって覆われ取り囲まれることが好ましい。
【００１２】
ハウジングは、ステンレス鋼で作製されることが好ましい。
【００１３】
ハウジングは、２つの別個のシリンダを含むことが好ましい。
【００１４】
シャフトは、インサート成形を通じて第１のエンドプレートに固定されることが好ましい。
【００１５】
本発明は、その第２の態様において、モータのロータであって、シャフトと、第１のエンドプレートと、第２のエンドプレートと、第１及び第２のエンドプレート間に配置されて互いに円周方向に均等に離間された複数のコアとを備え、隣接するコア間には空間が形成され、各々がコア間のそれぞれの空間内に収容され、円周方向の側面が対応する極性となるように円周方向に磁化された複数の磁石と、磁石及びコアの半径方向外面を取り囲んで覆う、透磁性材料で作製されたハウジングとをさらに備えたロータを提供する。
【００１６】
第１及び第２のエンドプレートの少なくとも一方は固定用のピンを形成し、コアは、このピンに対応する貫通孔を定めることが好ましい。
【００１７】
ピンは、第１のエンドプレートから延びる複数の第１の長いピン及び複数の第１の短いピンと、第２のエンドプレートから延びる複数の第２の長いピン及び第２の短いピンとを含み、各第１の長いピンと、対応する第２の短いピンとが、コアのそれぞれの端部から対応する貫通孔に挿入され、各第１の短いピンと、対応する第２の長いピンとが、コアのそれぞれの端部から対応する貫通孔に挿入されることが好ましい。
【００１８】
ハウジングは、ステンレス鋼で作製され、ハウジングの厚みは、０．１〜０．３ｍｍであることが好ましい。
【００１９】
磁石の半径方向内面はコアを越えて延び、コアの内部に位置することが好ましい。
【００２０】
磁石は、立方体状でありかつ対称であることが好ましい。
【００２１】
ハウジング及び第１のエンドプレートの一方が溝を定めて、ハウジング及び第１のエンドプレートの他方がタブを定め、ハウジング及び第２のエンドプレートの一方が溝を定めて、ハウジング及び第２のエンドプレートの他方がタブを定め、タブは、溝に係合してハウジングと第１及び第２のエンドプレートとを共に接続することが好ましい。
【００２２】
本発明は、その第３の態様において、ステータ及びロータを備えたブラシレス直流モータであって、ロータが、シャフトと、第１のエンドプレートと、第２のエンドプレートと、第１及び第２のエンドプレート間に配置されて互いに円周方向に均等に離間された複数のコアと有し、隣接するコア間には空間が形成され、各々がコア間のそれぞれの空間内に収容され、ロータが、円周方向の側面が対応する極性となるように円周方向に磁化された複数の磁石と、磁石及びコアの半径方向外面を取り囲んで覆う、透磁性材料で作製されたハウジングとをさらに含むブラシレス直流モータを提供する。
【００２３】
ハウジングの外面とステータとの間の空隙は、０．１〜０．７ｍｍであることが好ましい。
【００２４】
第１のエンドプレートから複数の第１の長いピン及び複数の第１の短いピンが延び、第２のエンドプレートから複数の第２の長いピン及び第２の短いピンが延び、各第１の長いピンと、対応する第２の短いピンとが、コアのそれぞれの端部から対応する貫通孔に挿入され、各第１の短いピンと、対応する第２の長いピンとが、コアのそれぞれの端部から貫通孔に挿入されることが好ましい。
【００２５】
ハウジングは、ステンレス鋼で作製されることが好ましい。
【００２６】
任意に、ハウジングの厚みは、０．１〜０．３ｍｍである。
【００２７】
磁石は、立方体状かつ対称であり、磁石の半径方向内面はコアを越えて延び、コアの内部に位置することが好ましい。
【００２８】
ハウジング及び第１のエンドプレートの一方が溝を定めて、ハウジング及び第１のエンドプレートの他方がタブを定め、ハウジング及び第２のエンドプレートの一方が溝を定めて、ハウジング及び第２のエンドプレートの他方がタブを定め、タブは、溝に係合してハウジングと第１及び第２のエンドプレートとを共に接続することが好ましい。
【００２９】
本発明では、上述した好ましい特徴の常識を踏まえたあらゆる好適な組み合わせによって好ましい実施形態を取得することができる。
【００３０】
本発明は、一般的通例に反して、磁性材料で作製されたハウジングを含むロータを有する。また、ロータのエンドプレートのピンは特定の長さに設計され、これによりロータの応力が分散してロータの安定性及び信頼性が高まる。
【００３１】
以下、添付図面の図を参照しながら、本発明の好ましい実施形態をほんの一例として説明する。図では、複数の図に出現する同一の構造、要素又は部品には、一般にこれらが出現する全ての図において同じ参照番号を付している。一般に、図に示す構成要素及び特徴部の寸法は、表現の便宜上明瞭にするために選択したものであり、必ずしも縮尺通りではない。以下、各図を列挙する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるＢＬＤＣモータの断面図である。
【図２】図１のＢＬＤＣモータのロータの等角図である。
【図３】図２のロータの分解図である。
【図４】図２のロータの軸方向断面図である。
【図５】図２のロータの第１のエンドプレートの等角図である。
【図６】図２のロータの第２のエンドプレートの等角図である。
【図７】図２のロータの断面図である。
【図８】図２のロータのコアの等角図である。
【図９】第２の実施形態によるロータの等角図である。
【図１０】図９のロータの分解図である。
【図１１】図９のロータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態によるＢＬＤＣモータ１の等角図である。モータ１は、巻線形ステータ２と、ステータ２に対して回転可能な永久磁石ロータ５とを含む。ステータ２の内面とロータ５の外面との間には、ステータに対するロータの回転を可能にする空隙３が定められる。
【００３４】
図２〜図４には、図１のモータ１のロータ５を示す。この実施形態では、ロータ５がステータ２内に配置される。ロータ５は、シャフト２０、磁石６０、コア７０、エンドプレート４０及び５０、並びにハウジング３０を含む。磁石６０及びコア７０は複数存在し、これらは円周方向に交互に配置される。磁石６０及びコア７０は、シャフト２０の周囲に配置された円柱を協働的に形成する。エンドプレート４０及び５０は、円柱のそれぞれの端部に配置され、ハウジング３０は、円柱及びエンドプレートを取り囲む。シャフト２０は、円柱を軸方向に貫通して延びる。
【００３５】
ハウジング３０は、透磁性材料で、好ましくはステンレス鋼で作製される。この実施形態では、ハウジング３０が２部品の形で作製される。各ハウジング部品は中空シリンダを形成し、その端部からは、フランジ３２が半径方向内向きに延びる。ハウジング３０の２つの部品は、磁石６０及びコア７０の両端からそれぞれ取り付けられる。２つのフランジ３２は、エンドプレート４０及び５０にそれぞれ当接する。２つのシリンダは、協働的に磁石６０及びコア７０を内部に保持する。従って、ロータ５は、予め完成ユニットとして組み立てられる。ハウジング部品の内面、及び／又は磁石６０及びコア７０の外面は、ハウジング３０を磁石６０及びコア７０に固定するために接着剤で覆われることが好ましい。ハウジング３０の半径方向の厚み、すなわちハウジング３０の内面と外面の間の厚みは、約０．１〜０．３ｍｍであることが好ましい。ロータ５の各端部には、ロータをステータ２に回転自在に取り付けるための軸受１０が取り付けられる。
【００３６】
図５に、図２のロータ５の第１のエンドプレート４０を示す。この実施形態では、第１のエンドプレート４０が、第１の主本体４２、複数の第１のピン４４、４６、及び第１のスリーブ４８を含む。第１の主本体４２は、概ね円板形である。第１のピン４４、４６は、複数の第１の短いピン４４と、複数の第１の長いピン４６とを含む。第１のピン４４、４６は、第１の主本体４２の表面に固定され、第１の主本体４２の軸の周囲に配置されて互いに均等に離間する。第１のピン４４、４６の各々は、第１の主本体４２の表面から垂直に延びる。
【００３７】
第１のスリーブ４８は、第１の主本体４２の中心部分に配置される。第１のスリーブ４８は、概ね角柱状である。この実施形態では、図７に示すように、第１のスリーブ４８の横断面が概ね八角形である。これに対応して、８つの磁石６０及び８つのコア７０が存在する。第１のスリーブ４８の８つの側壁は、８つの磁石６０にそれぞれ接触する。第１のスリーブ４８の各縁部からは、半径方向外向きに角柱が延びる。この実施形態では、角柱の半径方向の外面が平坦である。８つのコア７０は、角柱の外面にそれぞれ接触する。第１のスリーブ４８の中心部分には軸方向穴が定められ、ここをシャフト２０が貫通して延びる。
【００３８】
好ましい実施形態では、第１の主本体４２、第１の短いピン４４、第１の長いピン４６及び第１のスリーブ４８が、射出成形を通じて一体部品として一体形成され、第１のスリーブ４８は、インサート成形によってシャフト２０に取り付けられる。従って、シャフト２０は、第１のスリーブ４８内に固定されて第１のスリーブ４８と共に回転する。第１の主本体４２、第１のピン４４、４６、及び第１のスリーブ４８は、別個に形成した後に互いに組み立てることもでき、第１のスリーブは、シャフトに圧入することもできると理解されたい。
【００３９】
この実施形態では、第１の短いピン４４及び第１の長いピン４６の各々が、主軸が半径方向に延びる楕円形の断面を有する。第１の短いピン４４及び第１の長いピン４６の数は各々４つであり、互いに円周方向に交互に離間する。
【００４０】
図６に、図２のロータ５の第２のエンドプレート５０を示す。この実施形態では、第２のエンドプレート５０が、第２の主本体５２、複数の第２のピン５４、５６、及び第２のスリーブ５８を含む。第２の主本体５２は、概ね円板形である。第２のピン５４、５６は、複数の第２の長いピン５４と、複数の第２の短いピン５６とを含む。第２のピン５４、５６は、第２の主本体５２の表面に固定され、軸の周囲に配置されて互いに均等に離間する。第２のピン５４、５６の各々は、第２の主本体５２の表面から外向きに垂直に延びる。軸方向では、第２の長いピン５４が第１の短いピン４４と位置合わせされ、第２の短いピン５６が第１の長いピン４６と位置合わせされる。第２のスリーブ５８の断面は、第１のスリーブ４８の断面と類似するが、第２のスリーブ５８の軸方向長さは、第１のスリーブ４８の軸方向長さよりもはるかに短い。第２のスリーブ５８は、第１のスリーブ４８の延長部を形成し、シャフト２０に固定される。第２の長いピン５４及び第２の短いピン５６の各々は、第１のピン４４、４６と同様に主軸が半径方向に延びる楕円形の断面を有する。
【００４１】
第１のエンドプレート４０及び第２のエンドプレート５０は、シャフト２０の両端からそれぞれ取り付けられる。各第１の短いピン４４は、対応する第２の長いピン５４と同軸上にあり、各第１の長いピン４６は、対応する第２の短いピン５６と同軸上にある。各コア７０は、対応する第１及び第２のピン４４、５４又は４６、５６と位置合わせされた貫通孔７２を定める。好ましい実施形態では、貫通孔７２の断面が、第１及び第２のピン４４、４６、５４、５６の断面に対応する。
【００４２】
図７及び図８に示すように、各コア７０は、扇形又は三角形の断面を有する概ね円柱状である。貫通孔７２は、コア７０を軸方向に貫通して延びる。コア７０の半径方向外面は円筒面の一部であり、ロータ５のハウジング３０の内面に一致する。各コア７０の２つの側面は平坦である。コア７０の各側面のシャフト２０に隣接する内縁は、外向きに延びて内側リブ７４を形成し、各側面のハウジング３０に隣接する外縁は、外向きに延びて外側リブ７６を形成する。内側及び外側のリブ７４、７６は軸方向に延びる。
【００４３】
各磁石６０は、概ね立方体状でありかつ対称である。磁石６０及びコア７０は交互に配置され、協働的に円柱を形成する。ハウジング３０の部品は、シャフト２０のそれぞれの端部から組み立てられ、エンドプレート４０、５０と、磁石６０及びコア７０によって形成された円柱とを覆う。１つの実施形態では、磁石６０がフェライト磁石である。磁石６０は、円周方向の側面が対応する極性となるように円周方向に磁化される。隣接する磁石６０の極性方向は逆である。従って、隣接する磁石６０の対向する側面は同じ極性を有し、これによって間のコア７０に対応する極性が与えられる。従って、コア７０は、交互に異なる極性を有する。
【００４４】
この実施形態では、磁石６０及びコア７０の軸方向長さがほぼ同じである。磁石６０の幅は、隣接するコア７０間の円周方向の距離とほぼ同じである。磁石６０の半径方向高さは、コア７０の内側及び外側リブ７４、７６間の半径方向距離よりもわずかに大きい。
【００４５】
コア７０はシャフト２０を取り囲み、互いに均等に離間する。隣接するコア７０間には、磁石６０のうちの１つを受け入れるための空間が定められる。この空間は、概ね立方体状である。磁石６０の各々は、対応する空間に挿入される。コア７０の外側リブ７６は、磁石６０の外面の縁部を把持し、内側リブ７４は、磁石６０の内面の縁部を把持する。
【００４６】
この実施形態では、磁石６０及びコア７０の外面が同じ円柱上に存在し、すなわちハウジング３０の内面に付着する共通面を形成する。磁石６０の半径方向内面は、コア７０の内面を越えて内向きに延びる。これにより、隣接するコア７０の内面間の磁路が増大し、これに対応して磁束漏れが減少する。この実施形態では、磁石６０の縁部に、コア７０のリブ７４、７６に適合する面取り部が形成される。
【００４７】
第１及び第２のエンドプレート４０、５０は、シャフト２０のそれぞれの端部に取り付けられる。第１及び第２のエンドプレート４０、５０の第１及び第２のピン４４、４６、５４、５６は、コア７０の貫通孔７２に挿入される。この実施形態では、第１のエンドプレート４０の各第１の短いピン４４と、第２のエンドプレート５０の対応する第２の長いピン５４とが相補的な長さであって同じ貫通孔７２に挿入され、各第１の長いピン４６と、対応する第２の短いピン５６とが相補的な長さであって同じ貫通孔７２に挿入される。同じ貫通孔７２の内部では、対応する第１及び第２のピン４４、５４間又は４６、５６間に、コア７０に対する支持を確実にする数ミリメートルの狭い間隙が形成される。この実施形態では、第１の長いピン４６の長さが、第１の短いピン４４の長さの２倍である。同じ貫通孔７２の内部の対応する第１及び第２のピン、すなわち対応する第１の長いピン４６と第２の短いピン５６、又は対応する第１の短いピン４４と第２の長いピン５４の長さの合計は、貫通孔７２の長さと同じにすることができ、このような状況では、対応する第１及び第２のピン４４、５４間又は４６、５６間に間隙が存在しないと理解されたい。
【００４８】
ロータ５は、シャフトのそれぞれの端部に取り付けられた、好ましくはステータ２に固定された１つ又は２つの軸受１０によって回転自在に支持される。
【００４９】
モータの動作中には、第１及び第２のエンドプレート４０、５０の第１及び第２のピン４４、４６、５４、５６は相補的な長さであることによって第１及び第２のピン４４、４６、５４、５６に加わる応力が解放され、これによって第１及び第２のピン４４、４６、５４、５６における応力の集中が避けられる。従って、第１及び第２のピン４４、４６、５４、５６の破損、及びロータ５の内部の割れが可能な限り避けられる。
【００５０】
この発明では、ロータ５が、断片化したコア７０と磁石６０の組み合わせである。隣接する磁石６０間のコア７０には対応する極性が与えられ、コア７０は、１つ置きに異なる極性を有する。モータ１の動作中、磁束線は、１つの北（Ｎ）極のコア７０から延び、ロータ５とステータ２の間の空隙３を横切ってステータに入り、その後再び空隙３を横切って隣接する南（Ｓ）極のコア７０に至る。本発明では、透磁性材料で作製されたロータ５のハウジング３０が、磁束が支持されずに進む必要があるコア７０とステータ２の間の距離を短縮する。従って、磁気抵抗が減少する。よって、空隙３を通る磁束密度が高くなり、モータ１の出力密度が向上する。このことは、ロータのハウジングの形成に透磁性材料を使用するのを避ける一般的通例に反する。しかしながら、非磁性ハウジングは磁束の移動を支持しないので、磁束が支持されずに進む必要がある距離が増すことによって事実上空隙が増加する。
【００５１】
ロータ５のハウジング３０を透磁性材料で作製した場合には磁束漏れが生じ、これによってモータの出力が低下する。実際に、磁石を表面実装したロータを用いるＢＬＤＣモータでは、ロータのハウジングを透磁性材料で作製した場合の磁束漏れが深刻である。従って、ハウジングには、ロータコアに磁石を固定する以外にモータの性能に利点をもたらさない非磁性材料を使用する必要がある。しかしながら、非磁性ハウジングでは、ロータとステータの間の磁路の磁気抵抗が増し、これによってモータの空隙が増加し、従ってモータの出力密度が低下すると考えることができる。
【００５２】
本発明のモータでは、ロータ５のハウジング３０に、ステンレス鋼などの透磁性材料を使用する。ステータ２内にロータ５を取り付けてモータ１を形成する際には、ロータ５の外面とステータ２の内面との間に約０．１〜０．７ｍｍの間隙が定められる。すなわち、ロータ５とステータ２の間の空隙は、０．１〜０．７ｍｍである。磁性ハウジング３０は、若干の磁束漏れを生じるものの、ロータとステータの間の磁気抵抗をステータ２とロータ５の間の空隙３の磁気抵抗まで減少させる。従って、ロータ５のコア７０とステータ２の間の磁路が増大し、モータの性能が向上する。よって、ハウジング３０は、磁石とコアを固定するだけでなく、モータ１の性能も向上させる。
【００５３】
図８〜図１０に、シャフト２０、ハウジング３０、エンドプレート４０、５０、磁石６０及びコア７０を含むロータ５の別の実施形態を示す。
【００５４】
この実施形態では、ハウジング３０の２つの部品が、ステンレス鋼などの透磁性材料で作製される。ハウジング３０は、磁石６０及びコア７０を取り囲む。ハウジング３０の各部品は、その軸方向端部にフランジ３２を有する。各フランジ３２は、対応するエンドプレート４０又は５０と重なり合う。この実施形態では、各フランジ３２からエンドプレート４０、５０に向かってタブ３１が延び、エンドプレート４０、５０には、タブ３１に対応する溝４１、５１が定められる。組み立て時には、タブ３１が、対応する溝４１、５１に係合してハウジング部品をエンドプレート４０、５０に接続する。これにより、ハウジング３０とエンドプレート４０、５０とが共にロックされるので、エンドプレート４０、５０に対するハウジング３０の接着を省いて、ロータ５の製造工程を単純化することができる。
【００５５】
他の実施形態では、フランジ３０に溝を形成し、エンドプレート４０、５０にタブを形成することもできると理解されたい。また、この実施形態では、コア７０が、その外面の縁部に面取り部を有し、従ってコア７０の外面は、磁石６０の外面から円周方向に離間し、これにより磁束漏れが減少してモータの出力密度が向上する。
【００５６】
以上、本発明のロータについて説明した。磁石をコア間のスロットに挿入して円周方向に磁化し、交互になった極性を有するコアを形成する。磁石及びコアの周囲に取り付けられた磁気ハウジングが空隙の有効幅を縮小し、これにより磁束密度が高まってモータの出力密度が向上する。また、本発明のロータのエンドプレートの異なる長さのピンが協働的に応力を分散させ、これによって長期間動作後であってもエンドプレートのピンの信頼性が高まる。さらに、第１のエンドプレート及びシャフトがインサート成形を通じて共に固定され、その後に他の構成部品が組み立てられることにより、製造工程が大幅に改善され、これによって製造効率が向上してコストが削減される。
【００５７】
このようなロータを組み込んだＢＬＤＣモータでは、ステータを従来のブラシレスモータのステータとすることができる。組み立て時には、本発明のロータをステータの内部に取り付け、エンドキャップが軸受を介してシャフトの端部を支持することにより、改善されたＢＬＤＣモータを形成する。
【００５８】
ロータのコア７０は、電気鋼板から打ち抜いた積層板を積み重ねることによって生産された積層コアであることが好ましい。
【００５９】
本出願の明細書及び特許請求の範囲では、記述する項目又は特徴の存在を明示する一方でさらなる項目又は特徴の存在を排除しないように、「備える、含む、有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｉｎｃｌｕｄｅ、ｃｏｎｔａｉｎ及びｈａｖｅ）」という動詞、並びにその派生形の各々を包括的な意味で使用している。
【００６０】
明確化のために別個の実施形態の文脈で説明した本発明のいくつかの特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供することもできると理解されたい。これとは逆に、簡潔さを期すために単一の実施形態の文脈で説明した本発明の様々な特徴を別個に、又はいずれかの好適な下位の組み合わせで提供することもできる。
【００６１】
上述した実施形態はほんの一例にすぎず、当業者には、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、他の様々な修正が明らかである。
【００６２】
例えば、第１／第２のピンは、３又はそれ以上のさらに多くの異なる長さを有するように設計することもできる。また、一方のエンドプレートのピンがコアを貫通して延び、他方のエンドプレートに直接固定されるようにすることもできる。さらに、ハウジングは、一端がフランジを形成して他端が開放された一体部品として形成することもできる。組み立て時には、この開放端を通じてエンドプレート、コア及び磁石の周囲にハウジングを取り付け、最終的に開放端を圧迫及び／又は圧延して、この開放端に別のフランジを形成する。従って、ロータは予備組立要素である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  軸受
３０  ハウジング
３２  フランジ
４０  第１のエンドプレート
５０  第２のエンドプレート
６０  磁石
７０  コア
【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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