(57)【要約】      （修正有）【課題】合成樹脂製永久磁石保持部材に対する複数の永久磁石の取付作業が容易で、永久磁石が破損するおそれのない電動モータのロータを提供する。【解決手段】ロータは、ロータ本体円筒部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。永久磁石保持部材２９は、ロータ本体円筒部２８ｂの軸方向両端面に密着する円環部３２と、ロータ本体円筒部２８ａの外周面に密着し両円環部３２を連結する連結部３３とからなる。周方向に隣接する２つの連結部３３の間に永久磁石２１がはめられて、各連結部３３から上記周方向両側に張り出した係合保持部３３ａで径方向外側から永久磁石２１の周方向両縁部が抑えられ、永久磁石２１が保持される。永久磁石２１とロータ本体円筒部２８ｂの外周面との間に介在する永久磁石受け部３５が、永久磁石保持部材２９の円環部３２と連結部３３に一体に形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ本体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、
永久磁石保持部材が、ロータ本体円筒部の軸方向両端面に密着する円環部と、ロータ本体円筒部の外周面に密着しロータ本体円筒部の周方向の複数箇所において両円環部を連結する連結部とからなり、上記周方向に隣接する２つの連結部の間に永久磁石がはめられて、各連結部から上記周方向両側に張り出した係合保持部でロータ本体円筒部の径方向外側から永久磁石の上記周方向両縁部が抑えられることにより、永久磁石が保持されるようになっており、
永久磁石とロータ本体円筒部の外周面との間に介在する永久磁石受け部が、永久磁石保持部材の円環部と連結部の少なくとも一方に一体に形成されていることを特徴とするロータ。
【請求項２】
永久磁石受け部が、永久磁石保持部材の２つの円環部と上記周方向に隣接する２つの連結部で囲まれた方形状の空間の４隅部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】
永久磁石受け部が、永久磁石保持部材の各連結部の上記周方向両側の全体にわたって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４】
永久磁石受け部が、永久磁石保持部材の上記周方向に隣接する２つの連結部の間の円環部の全体にわたって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５】
請求項１〜４のいずれか１項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（変速機）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。電動ポンプユニットに使用されるＤＣブラシレスモータは、一般に、ポンプに連結されたモータ軸と、モータ軸に固定されたモータロータと、モータロータの周囲に配置されたモータステータとから構成されている。そして、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の１つの永久磁石またはセグメント形状の複数の永久磁石が接着剤で固定されていた。ところが、こ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電動モータでは、接着剤が剥がれるおそれがある。
【０００５】
接着剤の剥がれによる永久磁石の脱落を避けるため、セグメント形状の複数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提案されている。（たとえば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１５０８８号公報
【特許文献２】特開２０１０−００４６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ロータ本体外周部の合成樹脂製永久磁石保持部材に保持された複数の永久磁石には着磁がされているが、この永久磁石の着磁には、永久磁石を永久磁石保持部材に取り付ける前に着磁を行ういわゆる前着磁と、永久磁石保持部材に取り付けた永久磁石に着磁を行ういわゆる後着磁がある。
【０００８】
ロータ本体はバックヨークと呼ばれ、磁性材料で作られている。  
前着磁の場合、既に着磁されている永久磁石がロータ本体に吸引されて、ロータ本体に密着するため、永久磁石の取付作業がやりにくいという問題がある。
【０００９】
後着磁の場合、ロータ本体外周部の永久磁石保持部材に全ての永久磁石を取り付けた後に、永久磁石の周囲に着磁装置を配置し、着磁を行う。この場合、着磁の瞬間に永久磁石が着磁装置に強い力で吸引され、合成樹脂製の永久磁石保持部材を弾性変形させて、ロータ本体の径方向外側に移動し、ロータ本体の外周面から離れる。着磁が終わると、磁力を帯びた永久磁石がロータ本体に吸引されて、ロータ本体に衝突する。このとき、比較的脆い永久磁石が破損することがある。
【００１０】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、合成樹脂製永久磁石保持部材に対する複数の永久磁石の取付作業が容易で、永久磁石が破損するおそれのない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】
【００１１】
この発明によるロータは、ロータ本体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、永久磁石保持部材が、ロータ本体円筒部の軸方向両端面に密着する円環部と、ロータ本体円筒部の外周面に密着しロータ本体円筒部の周方向の複数箇所において両円環部を連結する連結部とからなり、上記周方向に隣接する２つの連結部の間に永久磁石がはめられて、各連結部から上記周方向両側に張り出した係合保持部でロータ本体円筒部の径方向外側から永久磁石の上記周方向両縁部が抑えられることにより、永久磁石が保持されるようになっており、永久磁石とロータ本体円筒部の外周面との間に介在する永久磁石受け部が、永久磁石保持部材の円環部と連結部の少なくとも一方に一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
永久磁石保持部材に保持される永久磁石に対し、前着磁または後着磁で着磁が行われる。
【００１３】
後着磁の場合、永久磁石保持部材に保持された永久磁石に対する着磁が終わると、磁力を帯びた永久磁石がロータ本体に吸引される。このとき、永久磁石とロータ本体の間に永久磁石受け部が介在しているので、永久磁石がロータ本体に衝突することがなく、したがって、永久磁石が破損するおそれがない。
【００１４】
永久磁石とロータ本体の間に永久磁石受け部が介在しているので、永久磁石をロータ本体に密着させずに、永久磁石本体に装着することができる。このため、すでに着磁された永久磁石を永久磁石保持部材に取り付ける前着磁の場合でも、永久磁石の取付作業が比較的容易である。
【００１５】
たとえば、永久磁石受け部が、永久磁石保持部材の２つの円環部と上記周方向に隣接する２つの連結部で囲まれた方形状の空間の４隅部に形成されている。
【００１６】
たとえば、永久磁石受け部が、永久磁石保持部材の各連結部の上記周方向両側の全体にわたって形成されている。
【００１７】
たとえば、永久磁石受け部が、永久磁石保持部材の上記周方向に隣接する２つの連結部の間の円環部の全体にわたって形成されている。
【００１８】
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】
【００１９】
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、合成樹脂製永久磁石保持部材に対する複数の永久磁石の取付作業が容易で、永久磁石が破損するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、この発明の第１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１の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図４】図４は、図１のIV−IV線に沿う拡大断面図である。
【図５】図５は、電動モータのロータの仮想的な分解斜視図である。
【図６】図６は、この発明の第２実施形態を示す永久磁石保持部材の斜視図である。
【図７】図７は、この発明の第２実施形態を示す図３相当の縦断面図である。
【図８】図８は、この発明の第３実施形態を示す永久磁石保持部材の斜視図である。
【図９】図９は、この発明の第３実施形態を示す図３相当の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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いくつかの実施形態について説明する。
【００２２】
図１〜図５は、第１実施形態を示している。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図２〜図５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１のロータ(20)の一部を拡大した示した縦断面図、図４は図１のIV−IV線に沿う拡大断面図、図５はロータ(20)の仮想的な分解斜視図である。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
円筒部(28b)の両端部の外周部において、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)の両端面の最外周部に形成されて、円筒部(28b)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。
【００３６】
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(32)と、円筒部(28b)の外周面に密着し周方向複数箇所において両円環部(32)を連結するとともに永久磁石(21)を保持する複数の棒状の連結部(33)とからなる。両円環部(32)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(34)が一体に形成されている。各連結部(33)には、径方向外側端部から周方向両側に張り出した２つの係合保持部(33a)が一体に形成されている。
【００３７】
２つの円環部(32)と周方向に隣接する２つの連結部(33)で囲まれた方形状の空間の４隅部において、方形状の永久磁石受け部(35)が円環部(32)および連結部(33)と一体に形成されている。永久磁石受け部(35)は、円筒部(28b)の外周面に密着している。
【００３８】
永久磁石(21)は、周方向に隣接する２つの連結部(33)の間であって、連結部(33)の係合保持部(33a)と永久磁石受け部(35)の間に、軸方向から挿入され、永久磁石(21)の周方向両縁部が係合保持部(33a)と永久磁石受け部(35)の間に挟まれることにより、保持される。このように永久磁石(21)が保持部材(29)に保持された状態では、永久磁石受け部(35)が永久磁石(21)と円筒部(28b)の外周面との間に介在し、永久磁石(21)が円筒部(28b)の外周面に接触することがない。
【００３９】
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(36)が形成されている。この例では、２つのキーみぞ(36)が、穴(30)の対称２箇所に形成されている。
【００４０】
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５では両者を分離した分解斜視図として示している。
【００４１】
上記の電動ポンプユニットにおいて、たとえば、上記のように保持部材(29)に保持された永久磁石(21)に対し、後着磁で着磁が行われる。
【００４２】
この場合、保持部材(29)に保持された永久磁石(21)に対する着磁が終わると、磁力を帯びた永久磁石(21)がロータ本体(28)に吸引される。このとき、永久磁石(21)とロータ本体(28)の間に永久磁石受け部(35)が介在しているので、永久磁石(21)がロータ本体(28)に衝突することがなく、したがって、永久磁石(21)が破損するおそれがない。
【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(36)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(36)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】
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(34)がはまり合っているため、ロータ本体(28)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。
【００４６】
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。
【００４７】
図６および図７は、第２実施形態を示している。図６は永久磁石保持部材(29)の斜視図、図７は第１実施形態の図３相当の縦断面図である。
【００４８】
第２実施形態の電動ポンプユニットの構成は、後述する永久磁石保持部材(29)の構成を除いて、第１実施形態のものと同じである。
【００４９】
第２実施形態の場合、保持部材(29)の永久磁石受け部(37)は、各連結部(33)の周方向両側の全体にわたって形成され、連結部(33)および円環部(32)と一体となっている。
【００５０】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様、永久磁石受け部(37)により、後着磁のときの永久磁石(21)の破損が防止される。とくに第２実施形態の場合、連結部(33)の全長にわたる永久磁石受け部(37)で、永久磁石(21)の周方向両縁部が受けられるので、すでに着磁された永久磁石(21)を保持部材(29)に取り付ける前着磁の場合でも、永久磁石(21)をロータ本体(28)に密着させずに、永久磁石受け部(37)に沿って挿入することができ、永久磁石(21)の取付作業が比較的容易である。
【００５１】
他は、第１実施形態の場合と同様である。
【００５２】
図８および図９は、第３実施形態を示している。図８は永久磁石保持部材(29)の斜視図、図９は第１実施形態の図３相当の縦断面図である。
【００５３】
第３実施形態の電動ポンプユニットの構成は、後述する永久磁石保持部材(29)の構成を除いて、第１実施形態のものと同じである。
【００５４】
第３実施形態の場合、保持部材(29)の永久磁石受け部(38)は、周方向に隣接する２つの連結部(33)の間の円環部(32)全体にわたって形成され、円環部(32)および連結部(33)と一体となっている。
【００５５】
第２実施形態においても、第１実施形態と同様、永久磁石受け部(38)により、後着磁のときの永久磁石(21)の破損が防止される。
【００５６】
他は、第１実施形態の場合と同様である。
【００５７】
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。
【００５８】
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】
【００５９】
(3)    電動モータ
(20)    モータロータ
(21)    永久磁石
(28)    ロータ本体
(28a)    ロータ本体円筒部
(29)    永久磁石保持部材
(32)    円環部
(33)    連結部
(33a)    係合保持部
(35)(37)(38)    永久磁石受け部
【図１】
2012228075.tif 000003
【図２】
2012228075.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2012228075.tif 000008
【図７】
2012228075.tif 000009
【図８】
2012228075.tif 000010
【図９】
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