(57)【要約】【課題】  慣性を軽減でき、ロータ本体に対する永久磁石保持部材の固定が確実であって、ロータ本体の加工が容易で、安価に製作できる電動モータおよびロータを提供する。【解決手段】  ロータ20は、ロータ本体28の円筒部28bに固定状に設けられた合成樹脂製の永久磁石保持部材29に、複数の永久磁石21が保持されているものである。ロータ本体28の円筒部28bの内周面に軸方向全長にわたる切り欠き凹部32が形成されている。永久磁石保持部材28が、ロータ本体28の円筒部28bの軸方向両端面に密着する円環部33と、円筒部28bの外周面において両円環部33を連結するとともに永久磁石21を保持する外周側連結部34と、円筒部28bの内周面において両円環部33を連結するとともに切り欠き凹部32にはまってこれを埋める内周側連結部35とが一体に形成されているものである。【選択図】  図１
2012029454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ本体の円筒部に固定状に設けられた合成樹脂製の永久磁石保持部材に、複数の永久磁石が保持されている電動モータのロータにおいて、
ロータ本体の円筒部の内周面に軸方向全長にわたる切り欠き凹部が形成され、永久磁石保持部材が、ロータ本体の円筒部の軸方向両端面に密着する円環部と、円筒部の外周面において両円環部を連結するとともに永久磁石を保持する外周側連結部と、円筒部の内周面において両円環部を連結するとともに切り欠き凹部にはまってこれを埋める内周側連結部とが一体に形成されているものであることを特徴とするロータ。
【請求項２】
ロータ本体の円筒部の両端部の周方向複数箇所に回り止め凹部が形成され、永久磁石保持部材に、ロータ本体の回り止め凹部にはまる複数の回り止め凸部が一体に形成されていることを特徴とする請求項１のロータ。
【請求項３】
請求項１または２のロータを備えていることを特徴とする電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば自動車のトランスミッションに油圧を供給する油圧ポンプとして使用される電動ポンプユニットなどにおける電動モータおよびロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッションには油圧ポンプにより油圧が供給されるが、省エネルギなどの観点から停車時にエンジンを停止するいわゆるアイドルストップ（アイドリングストップ）を行う自動車では、アイドルストップ時にもトランスミッションへの油圧供給を確保するために、電動油圧ポンプが使用されるようになっている。
【０００３】
自動車用電動油圧ポンプは、車体の限られたスペースに搭載されるため、コンパクト化が要求され、また、軽量化およびコスト低減も要求される。このような要求に応えるため、ポンプ、ポンプ駆動用電動モータおよび電動モータのコントローラが共通のユニットハウジング内に組み込まれた電動ポンプユニットが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
この種の電動ポンプユニットにおける電動モータには、ロータに永久磁石を用いたＤＣブラシレスモータが用いられる。従来のＤＣブラシレスモータでは、円筒状のロータ本体の外周面にリング形状またはセグメント形状の永久磁石が接着剤で固定されていた（たとえば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５３５３６号公報
【特許文献２】実開平６−５２３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにロータ本体に永久磁石が接着剤で固定されている場合、厳しい環境下で使用されるモータでは、接着剤が剥がれるおそれがある。
【０００７】
接着剤の剥がれによる永久磁石の脱落を避けるため、セグメント形状の永久磁石をロータ本体の外周面に合成樹脂でモールドしたり、ロータ本体の外周部に固定状に設けられた合成樹脂製保持器のような永久磁石保持部材でセグメント形状の永久磁石を保持することが考えられる。その場合、ロータ本体の横断面形状が円形であると、回転により合成樹脂が円周方向に滑り、確実に固定できない。合成樹脂のすべりを防止するには、ロータ本体の横断面形状を非円形たとえば多角形にする必要があるが、そうすると、ロータ本体の加工が困難で、また、ロータの対向する面の対称度も精度良く製作する必要があり、高価なものとなる。
【０００８】
ロータ本体は、通常、圧入により電動モータのモータ軸に固定され、モータ軸と一体となって回転する。このため、圧入部分において、モータ軸に対するロータ本体の保持トルクを確保することが重要である。電動ポンプユニットを構成する電動モータについては、油圧維持のための回転数制御が行われ、回転・停止の繰り返しに対する即応性が求められるが、ロータの慣性（イナーシャ）が大きいと、上記圧入部分に求められる保持トルクが大きくなる。
【０００９】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、慣性を軽減でき、ロータ本体に対する永久磁石保持部材の固定が確実であって、ロータ本体の加工が容易で、安価に製作できる電動モータおよびロータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によるロータは、ロータ本体の円筒部に固定状に設けられた合成樹脂製の永久磁石保持部材に、複数の永久磁石が保持されている電動モータのロータにおいて、ロータ本体の円筒部の内周面に軸方向全長にわたる切り欠き凹部が形成され、永久磁石保持部材が、ロータ本体の円筒部の軸方向両端面に密着する円環部と、円筒部の外周面において両円環部を連結するとともに永久磁石を保持する外周側連結部と、円筒部の内周面において両円環部を連結するとともに切り欠き凹部にはまってこれを埋める内周側連結部とが一体に形成されているものであることを特徴とするものである。
【００１１】
永久磁石保持部材は、たとえば、型を用いて合成樹脂をロータ本体の円筒部にモールドすることにより、ロータ本体と一体化される。
【００１２】
ロータ本体の円筒部の内周面において、切り欠き凹部以外の部分には永久磁石保持部材は形成されない。
【００１３】
ロータ本体の円筒部の内周面に軸方向全長にわたる切り欠き凹部が形成されているため、その分、ロータ本体の重量が軽減され、慣性が軽減される。これにより、モータ軸とロータ本体の圧入部分に要求される保持トルクを小さくすることができ、モータ性能も向上する。ロータ本体の切り欠き凹部が永久磁石保持部材の内周側連結部で塞がれていることにより、永久磁石保持部材を含むロータ本体の内周面を一様にすることができ、切り欠き凹部による異音の発生を軽減することができる。両円環部の外周側と内周側が連結部で連結されているので、ロータ本体に対する永久磁石保持部材の固定強度が高くなる。
【００１４】
たとえば、切り欠き凹部は、ロータ本体の円筒部内周面を周方向に等分する複数箇所に形成される。好ましくは、切り欠き凹部は、永久磁石保持部材に保持された各永久磁石の軸方向中央部に対応する円筒部の内周面に形成される。このようにすると、永久磁石による磁路が切り欠き凹部の影響を受けにくい。
【００１５】
通常、ロータ本体はフランジ部の外周縁に円筒部が一体に形成されたものであり、フランジ部に形成された穴にモータ軸が圧入される。このような場合、切り欠き凹部はフランジ部を貫通して、円筒部の軸方向全長に形成される。
【００１６】
ロータ本体の切り欠き凹部に永久磁石保持部材の内周側連結部がはまり合うことにより、回り止め機能が発揮され、ロータ本体の外周面が円筒面であっても、回転によりロータ本体に対して永久磁石保持部材が円周方向に滑ることがなく、永久磁石保持部材の固定が確実である。ロータ本体の外周面を円筒面にすることにより、その加工が容易で、安価に製作できるようになる。
【００１７】
たとえば、ロータ本体の円筒部の両端部の周方向複数箇所に回り止め凹部が形成され、永久磁石保持部材に、ロータ本体の回り止め凹部にはまる複数の回り止め凸部が一体に形成されている。
【００１８】
この場合、ロータ本体の回り止め凹部に永久磁石保持部材の回り止め凸部がはまり合っているため、ロータ本体と永久磁石保持部材の回り止めがより確実になる。
【００１９】
ロータ本体の円筒部に形成される回り止め凹部は、たとえば、円筒部の端面外周部から外周面端部にわたる切欠き状のものである。この場合、永久磁石保持部材の回り止め凸部は、両円環部の互いに対向する面に形成される。回り止め凹部は、円筒部の端面および外周面の一方の複数箇所または両者の複数箇所に形成された有底穴状のものでもよい。いずれの場合も、永久磁石保持部材の回り止め凸部は、ロータ本体の回り止め凹部に対応する位置に設けられる。
【００２０】
この発明による電動モータは、この発明によるロータを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明の電動モータおよびロータによれば、上記のように、慣性を軽減することができ、ロータ本体に対する永久磁石保持部材の固定が確実であって、しかもロータ本体の加工が容易で、安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す電動ポンプユニットの縦断面図である。
【図２】図２は、図１のII−II線に沿う拡大矢視図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線に沿う拡大断面図である。
【図４】図４は、電動モータのロータの仮想的な分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、この発明を自動車の油圧ポンプに使用される電動ポンプユニットにおける電動モータに適用した実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、電動ポンプユニットの縦断面図である。以下の説明において、図１の左側を前、同右側を後とする。
【００２５】
電動ポンプユニットは、ユニットハウジング(1)内に、ポンプ(2)と、ポンプ(2)を回転駆動する電動モータ(3)が一体に組み込まれたものである。モータ(3)のコントローラ(4)も、ハウジング(1)内に組み込まれている。この例では、ポンプ(2)は内接歯車ポンプ、モータ(3)は３相巻線を有するセンサレス制御ＤＣブラシレスモータである。
【００２６】
ユニットハウジング(1)は、ポンプハウジング(5)、ポンププレート(6)、モータハウジング(7)および蓋(8)よりなり、ポンプハウジング(5)、モータハウジング(7)および蓋(8)により防水ハウジング(9)が構成されている。
【００２７】
ポンプハウジング(5)は、前後方向と直交する方向に広がりを持つ厚肉板状のものであり、その中心に、前部が開口したポンプ室(10)が形成されている。ポンプハウジング(5)の前面に、ポンププレート(6)がＯリング(11)を介して固定され、ポンプ室(10)の前面が塞がれている。ポンプ室(10)内に、ポンプ(2)を構成するアウタギヤ(12)が回転自在に収容され、アウタギヤ(12)の内側に、これとかみ合うインナギヤ(13)が配置されている。図示は省略したが、ポンププレート(6)には、ポンプ室(10)に連通する油吸入口および油吐出口が設けられている。
【００２８】
モータハウジング(7)は、円筒状をなし、その前端が、シール部材(14)を介してポンプハウジング(5)の後面外周寄りの部分に固定されている。モータハウジング(7)の後端開口が、蓋(8)により塞がれている。
【００２９】
ポンプハウジング(5)の後端面の中心に、モータハウジング(7)より小径の円筒部(5a)が一体に形成され、円筒部(5a)内の後部に設けられた軸受装置(15)により、前後方向にのびるポンプ駆動モータ軸(16)が片持ち支持されている。この例では、軸受装置(15)は、前後に隣接する２個の転がり軸受である玉軸受(17)よりなり、各軸受(17)の内輪(17a)がモータ軸(16)に固定され、外輪(17b)が円筒部(5a)に固定されている。モータ軸(16)の前部は、ポンプハウジング(5)の後壁に形成された穴(18)の部分を貫通してポンプ室(10)内に進入し、その前端がインナギヤ(13)に連結されている。円筒部(5a)内の軸受装置(15)より前側の部分とモータ軸(16)の間に、オイルシール(19)が設けられている。
【００３０】
円筒部(5a)より後方に突出したモータ軸(16)の後端部に、モータ(3)を構成するモータロータ(20)が固定されている。ロータ(20)は、モータ軸(16)の後端から半径方向にのびかつ軸受装置(15)の外周を囲む円筒状のものであり、その外周に永久磁石(21)が固定されている。モータ軸(16)、ロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にある。この例では、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にある。
【００３１】
ロータ(20)に対向するモータハウジング(7)の内周に、モータ(3)を構成するモータステータ(22)が固定状に設けられている。ステータ(22)は、積層鋼板よりなるコア(23)にインシュレータ（合成樹脂製絶縁体）(24)が組み込まれ、インシュレータ(24)の部分にステータコイル(25)が巻きつけられたものである。この例では、ステータ(22)は、コア(23)の外周において接着などの適宜な手段によりモータハウジング(7)の内周に固定されている。
【００３２】
インシュレータ(24)の後端に、コントローラ(4)の基板(26)が固定され、基板(26)に、コントローラ(4)を構成する部品(27)が取り付けられている。部品は基板(26)の前面および後面の少なくとも一方の所定位置に配置されるが、図面には、基板(26)の後面に取り付けられた部品(27)が１個示されている。
【００３３】
図２〜図４は、ロータ(20)の詳細を示している。図２は図１のII−II線に沿う拡大矢視図、図３は図２のIII−III線に沿う拡大断面図、図４はロータ(20)の仮想的な分解斜視図である。
【００３４】
ロータ(20)は、円筒状のロータ本体（バックヨーク）(28)の外周に合成樹脂製の永久磁石保持部材(29)が固定状に設けられ、保持部材(29)を周方向に等分する複数箇所（この例では８箇所）にセグメント形状の永久磁石(21)が保持されたものである。
【００３５】
ロータ本体(28)は、たとえば焼結により形成されたものであり、モータ軸(16)に固定されたフランジ部(28a)と、フランジ部(28a)の外周縁に一体に形成されて軸受装置(15)の外周を囲むようにステータ(22)の内側を前方にのびた円筒部(28b)とからなる。モータ軸(16)の後端に形成された小径部(16a)が、フランジ部(28a)の中心に形成された円形貫通穴(30)に圧入により固定されている。円筒部(28b)の外周面全体が円筒面で、外周面の横断面形状は円形である。
【００３６】
円筒部(28b)の両端部において、周方向に等分する複数箇所（この例では８箇所）に、回り止め凹部(31)が形成されている。この例では、凹部(31)は、円筒部(28b)の両端面の外周から内周にわたる切欠き状のものである。
【００３７】
円筒部(28b)の内周面を周方向に等分する複数箇所（この例では８箇所）に、円筒部(28b)の全長にわたる断面半円状の切り欠き凹部(32)が形成されている。各凹部(32)は、フランジ部(28a)を貫通している。切り欠き凹部(32)は、周方向に隣接する回り止め凹部(31)の中間に対応する位置に形成されている。
【００３８】
保持部材(29)は、型を用いて合成樹脂を円筒部(28b)にモールドすることにより、円筒部(28b)と一体化されている。保持部材(29)は、円筒部(28b)の両端面に密着する円環部(33)と、円筒部(28b)の外周面において両円環部(33)を連結するとともに永久磁石(21)を保持する外周側連結部(34)と、円筒部(28b)の内周面において両円環部(33)を連結するとともに切り欠き凹部(32)にはまってこれを埋める複数の内周側連結部(35)とからなる。両円環部(33)の互いに対向する面に、円筒部(28b)の凹部(31)にはまる複数の回り止め凸部(36)が一体に形成されている。
【００３９】
外周側連結部(34)は、軸方向にのびて両円環部(33)を連結する複数の棒状部(37)からなる。棒状部(37)は、円環部(33)を周方向に等分する複数箇所（この例では８箇所）で、凸部(36)と同じ周方向位置に形成されている。棒状部(37)は円環部(33)より径方向外側にのびた横断面Ｖ状の部分を有し、この部分の両側先端部に、周方向両側に張り出した永久磁石保持用爪部(38)が一体に形成されている。そして、隣接する棒状部(37)の爪部(38)の間に永久磁石(21)が軸方向から挿入されて保持されている。
【００４０】
内周側連結部(35)は、円筒部(28b)の内周面の切り欠き凹部(32)内にのみ設けられ、凹部(32)以外の内周面が露出している。そして、連結部(34)を含む円筒部(28b)の内周面は、１つの円筒面となっている。
【００４１】
ロータ本体(28)のフランジ部(28a)の貫通穴(30)に、少なくとも１つのキーみぞ(39)が形成されている。この例では、２つのキーみぞ(39)が、穴(30)の対称２箇所に形成されている。
【００４２】
なお、保持部材(29)はロータ本体(28)に一体に成形されたものであるから、両者は分離されることはないが、両者の構成を理解しやすくするために、図４では両者を分離した分解斜視図として示している。
【００４３】
ロータ本体(28)の円筒部(28b)に形成される回り止め凹部は、上記のような円筒部(28b)の端面から外周面にわたる切欠き状の凹部(31)ではなく、円筒部(28b)の端面および外周面の一方の複数箇所または両者の複数箇所に形成された有底穴でもよい。その場合、保持部材(29)の回り止め凸部は、有底穴である凹部に対応する位置に設けられる。ロータ本体が焼結体である場合、穴の加工は困難であるから、上記のような切欠き状の凹部(31)が好ましい。
【００４４】
上記のモータ(3)およびそのロータ(20)では、永久磁石保持部材(29)をロータ本体(28)の円筒部(28b)に一体成型するときに、穴(30)のキーみぞ(39)を位相合わせのために使用することができ、型および成型工程の簡素化が可能である。また、ロータ本体(28)に形成された貫通穴(30)にキーみぞ(39)を設けるだけであるから、ロータ本体(28)を焼結体で構成する場合の型の構造も簡素化される。
【００４５】
円筒部(28b)の各切り欠き凹部(32)は、永久磁石保持部材(29)に保持された各永久磁石(21)の軸方向中央部の内側に位置している。このため、永久磁石(21)による磁路が切り欠き凹部(32)の影響を受けにくい。
【００４６】
ロータ本体(28)の円筒部(28b)の内周面に複数の切り欠き凹部(32)が形成されているため、その分、ロータ本体(28)の重量が軽減され、慣性が軽減される。これにより、モータ軸(16)とロータ本体(28)の圧入部分に要求される保持トルクを小さくすることができ、モータ性能も向上する。切り欠き凹部(32)が永久磁石保持部材(29)の内周側連結部(35)で塞がれていることにより、永久磁石保持部材(29)を含む円筒部(28b)の内周面を一様な円筒面にすることができ、切り欠き凹部(32)による異音の発生を軽減することができる。両円環部(33)の外周側と内周側が連結部(34)(35)で連結されているので、ロータ本体(28)に対する永久磁石保持部材(29)の固定強度が高くなる。
【００４７】
また、ロータ本体(28)の回り止め凹部(31)に永久磁石保持部材(29)の回り止め凸部(36)がはまり合い、ロータ本体(28)の切り欠き凹部(32)に永久磁石保持部材(29)の内周側連結部(35)がはまり合っているため、ロータ本体(29)の外周面全体が円筒面で、外周面の横断面形状が円形であっても、回転によりロータ本体(28)に対して永久磁石保持部材(29)が円周方向に滑ることがなく、永久磁石保持部材(29)の固定が確実である。そして、ロータ本体(28)の外周面が円筒面であるから、その加工が容易で、安価に製作できる。
【００４８】
上記の電動ポンプユニットでは、モータ軸(16)の軸方向１箇所が軸受装置(15)により片持ち支持され、その軸受装置(15)の外周を囲むようにモータロータ(20)が設けられている構造であるから、モータ軸(16)の長さが短くてすみ、さらなるコンパクト化が可能である。また、モータ軸(16)、モータロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にあるから、回転部分を安定良く回転支持することができる。さらに、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にあるから、回転部分をより安定良く回転支持することができる。また、ポンプハウジング(5)に一体に形成された円筒部(5a)だけで軸受装置(15)を支持することができ、他に軸受装置(15)を支持するための部材が不要である。このため、さらなる部品点数の低減が可能であり、さらなる軽量化およびコスト低減が可能である。
【００４９】
電動ポンプユニットの全体構成および各部の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
【００５０】
たとえば、上記実施形態では、軸受装置が転がり軸受で構成されているが、軸受装置はすべり軸受で構成されてもよい。
【００５１】
また、この発明は、自動車用電動ポンプユニット以外の電動モータにも適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
(3)    電動モータ
(20)    ロータ
(21)    永久磁石
(28)    ロータ本体
(28b)    円筒部
(29)    永久磁石保持部材
(31)    回り止め凹部
(32)    切り欠き凹部
(33)    円環部
(34)    外周側連結部
(35)    内周側連結部
(36)    回り止め凸部
【図１】
2012029454.tif 000003
【図２】
2012029454.tif 000004
【図３】
2012029454.tif 000005
【図４】
2012029454.tif 000006