(57)【要約】【課題】製造コストの削減を図りつつ、確実に磁性体を保持することができるブラシレスモータ用ロータ及びブラシレスモータを提供する。【解決手段】孔部２３を備える筒状のロータ本体２１と、孔部２３に挿入された回転軸部材４と、ロータ本体２１に設けられ、回転軸部材４の軸芯に対する周方向において、回転軸部材４の長手方向に沿って磁性体２４を挿入可能に複数形成された磁性体保持空間２２と、磁性体保持空間に挿入された磁性体とを有するブラシレスモータ用ロータ２であって、回転軸部材４に設けられ、磁性体保持空間２２に挿入した磁性体２４の抜け出しを防止する抜止手段４１ｃ，４２ｃを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔部を備える筒状のロータ本体と、当該孔部に挿入された回転軸部材と、前記ロータ本体に設けられ、前記回転軸部材の軸芯に対する周方向において、前記回転軸部材の長手方向に沿って磁性体を挿入可能に複数形成された磁性体保持空間と、当該磁性体保持空間に挿入された磁性体とを有するブラシレスモータ用ロータであって、
前記回転軸部材に設けられ、前記磁性体保持空間に挿入した前記磁性体の抜け出しを防止する抜止手段を備えるブラシレスモータ用ロータ。
【請求項２】
前記回転軸部材を、前記ロータ本体に対して前記軸芯に沿った両方向から固定する第１回転軸部材と第２回転軸部材とで構成すると共に、
前記磁性体保持空間が、前記ロータ本体の前記軸芯に沿った二つの端面のうち少なくとも何れか一方の端面に開く開口を持つように構成し、
前記第１回転軸部材および前記第２回転軸部材のうち、前記開口を設けた端面の側に取り付ける回転軸部材に、前記開口の少なくとも一部を遮蔽する抜止面を備えた請求項１に記載のブラシレスモータ用ロータ。
【請求項３】
前記軸芯の径方向に沿う長さであって、前記抜止面のうち前記磁性体に当接可能な領域の長さが、前記磁性体の同方向の長さの半分以下に構成してある請求項２に記載のブラシレスモータ用ロータ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のブラシレスモータ用ロータを備えるブラシレスモータ。
【請求項５】
前記第１回転軸部材および前記第２回転軸部材が、前記ロータ本体から離間するのを阻止する規制手段を設けてある請求項４に記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、孔部を備える筒状のロータ本体と、当該孔部に挿入された回転軸部材と、前記ロータ本体に設けられ、前記回転軸部材の軸芯に対する周方向において、前記回転軸部材の長手方向に沿って磁性体を挿入可能に複数形成された磁性体保持空間と、当該磁性体保持空間に挿入された磁性体とを有するブラシレスモータ用ロータ及びロータを備えるブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転運動型の電動アクチュエータであるモータは、種々の機器に組み込まれて、数多く利用されている。車載用途においても、パワーステアリング装置、シート、ドア、スタビライザなどの駆動にモータが用いられている。電磁モータの一つであるブラシレスモータは、ブラシと整流子とによる機械的接触構造を有さず、駆動回路（インバータ）によって整流を行い、回転磁界を発生させる。機械的接触構造を有しないので長寿命が期待でき、その需要が高まっている。ブラシレスモータではロータ側に磁性体が備えられる。安定した回転を得るためには磁性体をロータに確実に保持するとともに、量産性を考慮して容易に組みつけられることが望ましい。
【０００３】
従来、ロータに磁性体を備える技術としては、例えば以下に示すものが公知である。すなわち、特許文献１には、ブラシレスモータにおいて、ロータに設けた挿入孔に磁性体を挿入し、挿入した磁性体をエポキシ系の接着剤で固定する方法が開示されている。
また、引用文献２に開示されたブラシレスモータでは、ロータに設けた磁性体挿入孔を磁性体の幅よりも周方向に長く設定してある。この挿入孔に挿入した磁性体の両端に隙間が設けてある。そしてこの隙間にパイプ部材を挿入し、パイプ部材の端部を塑性変形することにより、磁性体をロータに固定してある。
【特許文献１】特開２００５−２６９８４号公報（明細書［００２１］段落）
【特許文献２】特開２００２−１０５４４号公報（請求項１、明細書［００３７］段落、及び図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のブラシレスモータでは、磁性体の固定にエポキシ系の接着剤を用いている。一般的に、エポキシ系の接着剤は熱硬化性の接着剤であり、接着剤を硬化させるために電熱炉などで加熱する必要がある。このため、製造工程が複雑になり製造コストが増加する。
また、引用文献２に記載のブラシレスモータでは、ロータに磁性体を固定するためのパイプ部材が必要である。このため、部品点数が増加して、製造コストが増加するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は製造コストの削減を図りつつ、確実に磁性体を保持することができるブラシレスモータ用ロータ及びブラシレス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】
【０００６】
本発明に係るブラシレスモータ用ロータの第１特徴構成は、孔部を備える筒状のロータ本体と、当該孔部に挿入された回転軸部材と、前記ロータ本体に設けられ、前記回転軸部材の軸芯に対する周方向において、前記回転軸部材の長手方向に沿って磁性体を挿入可能に複数形成された磁性体保持空間と、当該磁性体保持空間に挿入された磁性体とを有するブラシレスモータ用ロータであって、前記回転軸部材に設けられ、前記磁性体保持空間に挿入した前記磁性体の抜け出しを防止する抜止手段を備えた点にある。
【０００７】
本構成によれば、回転軸部材に設けた抜止手段が、前記磁性体保持空間に挿入した前記磁性体の抜け出しを防止する。このため、従来の如く磁性体を接着剤で固定したり、磁性体を保持するための部材を別途に設けたりすることなく、磁性体を磁性体保持空間に保持することができる。この結果、部品点数を削減することができ、磁性体を確実に保持できる構造をとりつつ、コストの削減を図ることができる。
【０００８】
本発明に係るブラシレスモータ用ロータの第２特徴構成は、前記回転軸部材を、前記ロータ本体に対して前記軸芯に沿った両方向から固定する第１回転軸部材と第２回転軸部材とで構成すると共に、前記磁性体保持空間が、前記ロータ本体の前記軸芯に沿った二つの端面のうち少なくとも何れか一方の端面に開く開口を持つように構成し、前記第１回転軸部材および前記第２回転軸部材のうち、前記開口を設けた端面の側に取り付ける回転軸部材に、前記開口の少なくとも一部を遮蔽する抜止面を備えた点にある。
【０００９】
本構成によれば、第１回転軸部材と第２回転軸部材とで、ロータ本体を軸芯に沿った両方向から狭持して固定することとなる。この結果、ロータ本体を確実に固定することができる。
また、回転軸部材に設けた抜止面面が、磁性体保持空間の開口部の少なくとも一部を遮蔽することとなる。この結果、磁性体の抜け止めを確実に行うことができる。
【００１０】
本発明に係るブラシレスモータ用ロータの第３特徴構成は、前記軸芯の径方向に沿う長さであって、前記抜止面のうち前記磁性体に当接可能な領域の長さが、前記磁性体の同方向の長さの半分以下に構成してある点にある。
【００１１】
開口部を抜止面で遮蔽することにより磁性体の抜止を確実にすることができるものの、抜止面と磁性体との接触面積が大きくなると、ロータ外側の磁束が小さくなる。しかし、上述のように、抜止面のうち磁性体に当接可能な領域の長さが、磁性体の同方向の長さの半分以下に設定することにより、接触面積を小さくすることができる。この結果、ロータ外側の磁束が小さくなることを防止することができる。
【００１２】
本発明に係るブラシレスモータの第１特徴構成は、上述のブラシレスモータ用ロータを備えた点にある。
【００１３】
本構成により、製造コストの削減を図りつつ、確実に磁性体を保持することができるブラシレスモータ用ロータを備えたブラシレスモータを提供することができる。
【００１４】
本発明に係るブラシレスモータの第２特徴構成は、前記第１回転軸部材および前記第２回転軸部材が、前記ロータ本体から離間するのを阻止する規制手段を設けてある点にある。
【００１５】
本構成によれば、規制手段が、第１回転軸部材および第２回転軸部材がロータ本体から離間するのを防止する。このため、回転軸部材に設けた抜止面が磁性体保持空間の開口部から離間することを防止することができるので、磁性体の抜け出しを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るブラシレスモータ用ロータを備えたブラシレスモータの一例を示す図である。このブラシレスモータ１は、インナーロータ型のブラシレスモータ１である。このブラシレスモータ１は、磁性体を備えた回転可能なロータ２と、ロータ２の外周に配置されたステータ３と、ロータ２及びステータ３を収納するケース部材５とを備える。
ステータ３には、複数のコイルが巻装されている。これらのコイルに流す電流の周波数や位相角を制御して回転磁界を発生させて、ロータ２を所定方向に回転させるように構成されている。
【００１７】
図２〜図４に示すように、前記ロータ２は、筒状のロータ本体２１と、前記ロータ本体２１に設けられた磁性体２４と、前記ロータ本体２１を回転可能に支持する回転軸部材４とを有する。ロータ本体２１は、円盤状の抜板を積層して構成されている。
ロータ本体２１には、回転軸部材４の長手方向に沿って貫通し、前記磁性体２４を挿入する磁性体保持空間２２が形成されている。磁性体保持空間２２は、ロータ本体２１の周方向に複数（本実施形態では８個）形成されている。夫々の磁性体保持空間２２に磁性体２４が挿入され、磁性体２４が回転軸部材４の軸芯に対する周方向に分散配置される。
【００１８】
回転軸部材４は、前記ロータ本体２１に対して前記軸芯に沿った両方向から固定する第１回転軸部材４１と第２回転軸部材４２とで構成される。第１回転軸部材４１と第２回転軸部材４２とは、例えば金属製のパイプなどの中空状の部材で構成してある。第１回転軸部材４１及び第２回転軸部材４２は、一方の端部の付近に他の部分より小径の部分が形成してある。この小径の部分が、孔部２３に挿入される挿入部４１ａ，４２ａである。また、挿入部４１ａ，４２ａとその他の部分との境目は段部になっており、この段部が後述する抜止面４１ｂ，４２ｂ（抜止手段４１ｃ，４２ｃの一例）が形成されている。
【００１９】
図３及び図４に示すように、孔部２３の一方の開口部から第１回転軸部材４１が、他方の開口部から第２回転軸部材４２が、夫々挿入される。第１回転軸部材４１及び第２回転軸部材４２の挿入部４１ａ，４２ａの外周面と孔部２３の内周面との間には、キー部４１ｄ，４２ｄとキー溝２５とが各別に設けてある。前記キー部４１ｄ，４２ｄとキー溝２５とにより、第１回転軸部材４１及び第２回転軸部材４２が孔部２３に固定される。第１回転軸部材４１及び第２回転軸部材４２の段部に形成された抜止面４１ｂ，４２ｂが、磁性体保持空間２２の開口部の少なくとも一部を遮蔽して磁性体２４の抜け出しを防止する。
【００２０】
上述の構成により、回転部材に設けた抜止手段４１ｃ，４２ｃが、前記磁性体保持空間２２に挿入した前記磁性体２４の抜け出しを防止する。このため、従来の如く磁性体２４を接着剤で固定したり、磁性体２４を保持するための部材を別途に設けたりすることなく、磁性体２４を磁性体保持空間２２に保持することができる。この結果、部品点数を削減することができ、磁性体２４を確実に保持できる構造をとりつつ、コストの削減を図ることができる。
ここで、必ずしも、抜止面４１ｂ，４２ｂが開口部を完全に閉塞する必要は無く、磁性体２４の抜け出しを防止できる程度に、開口部を閉塞していれば良い。ロータ２の外周方向の磁束の強さを考慮すると、抜止面４１ｂ，４２ｂのうち磁性体２４に当接可能な領域の長さが、前記磁性体２４の軸芯の径方向に沿う長さの半分以下に構成してあることが好ましい。
【００２１】
また、上述のとおり、第１回転軸部材４１及び第２回転軸部材４２（回転軸部材４）が中空状のパイプなどで構成されている。このため、例えば、ブラシレスモータの回転が伝達される従動回転軸を、回転軸部材４の中空部分に挿通させた状態で配置することができる。この結果、例えばブラシレスモータ１と平行に従動回転軸を配置する場合と比較して、省スペース化を図ることができる。
【００２２】
図１に示すように、ブラシレスモータ１は、ロータ２とステータ３とを収納するケース部材５を備える。ケース部材５の軸芯方向の両側の端部の付近には軸受５１，５２が設けてある。ロータ２は、ケース部材５に設けた軸受５１，５２により回転可能に支持される。また、この軸受５１，５２は、前記第１回転軸部材４１および前記第２回転軸部材４２が、前記ロータ本体２１から離間するのを阻止する規制手段５１ａ，５２ａとして機能する。
上述の構成により、第１回転軸部材４１および第２回転軸部材４２がロータ本体２１から離間するのを防止する。このため、回転軸部材４に設けた抜止面４１ｂ，４２ｂが磁性体保持空間２２の開口部から離間することを防止することができるので、磁性体２４の抜け出しを確実に防止することができる。
また、第１回転軸部材４１と第２回転軸部材４２とで、ロータ本体２１を確実に狭持することができる。このため、上述のように、円盤状の抜板を積層してロータ本体２１を構成した場合であっても、ロータ本体２１を確実に一体化することができる。
【００２３】
［別実施形態１］
図５に示すように前記抜止面４１ｂ，４２ｂとしては、回転軸部材４に鍔部４１ｅ，４２ｅを形成したものであってもよい。この実施形態では、回転軸部材４の鍔部４１ｅ，４２ｅ以外の部分が略同じ径であり、鍔部４１ｅ，４２ｅが磁性体保持空間２２の開口部の少なくとも一部を遮蔽して、磁性体２４の抜け出しを防止する。
また、抜止手段４１ｃ，４２ｃは、抜出面４１ｂ，４２ｂに限られず、例えば鍔部４１ｅ，４２ｅに弾性部材からなる凸部を設け、当該凸部が磁性体保持空間２２の開口部の内側に突出するように構成してもよい。このようにすることにより、磁性体２４の寸法誤差を吸収して磁性体２４を確実に保持することができる。
さらに、上述の実施形態において、回転軸部材４は中空のパイプ部材に限らず、中実部材であってもよい。
【００２４】
［別実施形態２］    
上述の実施形態では、回転軸部材４が、第１回転軸部材４１と第２回転軸部材４２との二つの回転軸部材４から構成される例を示した。しかし、回転軸部材４は、一つの回転軸部材４３から構成されても良い。
図６に示すように、この回転軸部材４３には、孔部２３に挿入される挿入部４３ａと、磁性体保持空間２４に当接する抜止面４３ｂとを備える。
ロータ本体２１は、軸心方向に貫通する孔部２３と、ロータ２の外周に沿って設けられ、軸心方向の一方にのみ開口する磁性体保持空間２２とを備える。
磁性体保持空間２２に磁性体２４が挿入された後、磁性体保持空間２２の開口部の側の孔部２３から回転軸部材４３の挿入部４３ａが、ロータ本体を貫通して挿入される。また、挿入部４３ａには、回転軸部材４３の抜けを防止するリング部材４３ｅが設けてある。抜止面４３ｂにより、磁性体保持空間２２の開口部の少なくとも一部が遮蔽され、磁性体２４は磁性体保持空間２２の内部で保持される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る磁性体の保持構造を適用したブラシレスモータを示す図
【図２】ロータの断面を示す図
【図３】ロータの分解断面図
【図４】ロータの分解斜視図
【図５】本発明に係る磁性体の保持構造の別実施形態を示す図
【図６】本発明に係る磁性体の保持構造の別実施形態を示す図
【符号の説明】
【００２６】
１      ブラシレスモータ
２１    ロータ本体
２２    磁性体保持空間
２３    孔部
２４    磁性体
４      回転軸部材
４１    第１回転軸部材４１
４１ｂ  抜止面
４１ｃ  抜止手段
４２    第２回転軸部材４２
４２ｂ  抜止面
４２ｃ  抜止手段
４３    回転軸部材
４１    第１回転軸部材４１
４１ｂ  抜止面
４１ｃ  抜止手段
５１ａ  規制手段
５２ａ  規制手段
【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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