(57)【要約】【課題】組立作業が簡単で合理的な構成を有する電動モータを提供する。【解決手段】複数の板状の磁性部材３３を積層して構成した円筒状の回転子コア３１に、永久磁石を挿入するよう周方向に沿って配置された複数の挿入孔と、挿入孔の形成領域とは別の領域に配置された空間４１とを、回転子コア３１の回転軸の延出方向に沿って形成し、回転子コア３１の回転軸方向における両端部の少なくとも一方に、挿入孔に挿入された永久磁石に当接する押さえ部５２と空間４１に形成された被係止部４５に係止する係止部５４とを有する樹脂製の止め部材５１を備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板状の磁性部材を積層して構成した円筒状の回転子コアに、
永久磁石を挿入するよう周方向に沿って配置された複数の挿入孔と、前記挿入孔の形成領域とは別の領域に配置された空間とを、前記回転子コアの回転軸の延出方向に沿って形成し、
前記回転子コアの前記回転軸方向における両端部の少なくとも一方に、前記挿入孔に挿入された前記永久磁石に当接する押さえ部と前記空間に形成された被係止部に係止する係止部とを有する樹脂製の止め部材を備える電動モータ。
【請求項２】
前記係止部が、前記押さえ部から突出するアーム部と、前記アーム部の先端に形成されたフック部とで構成してあり、
前記被係止部が、前記空間の内壁面に形成され、前記フック部が係合する凹部で構成してある請求項１に記載の電動モータ。
【請求項３】
前記凹部は、前記磁性部材のうち、前記押さえ部の側に位置する１つ又は隣り合う複数の磁性部材に、前記回転子コアを構成したときに前記凹部となるよう切欠を設けて構成してある請求項２に記載の電動モータ。
【請求項４】
前記押さえ部が環状の板材で構成してあり、前記押さえ部と前記係止部とを一体的に形成してある請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の板状の磁性部材を積層して構成した円筒状の回転子コアに、永久磁石を挿入するよう周方向に沿って配置された複数の挿入孔と、前記挿入孔の形成領域とは別の領域に配置された空間とを、前記回転子コアの回転軸の延出方向に沿って形成した電動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータは、回転子コアの表面に永久磁石を貼付した表面磁石型モータと、回転子コアの内部に永久磁石を埋設した埋め込み磁石型モータとに大別される。埋め込み磁石型モータは、リラクタンストルクを利用することでモータの性能が向上することに加えて、表面磁石型モータのように遠心力によって永久磁石が径外方に飛散することがないという利点があり、近年その適用範囲が拡大しつつある。
【０００３】
このうち特に回転子コアの内部に永久磁石を埋設するものとして、例えば、特開２００７−２０５２４６号公報に開示された技術がある。ここでは、モータの振動を低減するために、回転子コアの挿入孔に永久磁石を挿入し、挿入孔と永久磁石との隙間に樹脂を封入することで、ポンプシャフトを形成しつつ永久磁石を回転子コアに固定する技術が開示されている（特許文献１参照）。明細書中に詳細な記載は無いが、この技術では、着磁前であって吸着力をまだ有さない磁性材料のほうが永久磁石よりも回転子コアの内部に挿入し易いことを鑑みると、磁性材料を回転子コアの内部に挿入し、上記樹脂封入を行ったあと着磁処理が行われるものと思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０５２４６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の技術のように、回転子コアと永久磁石との間に樹脂封入を行って永久磁石を固定するものであれば、回転子コアに対する永久磁石の固定を確実に行うことができる。ただし、着磁処理を行うことで、永久磁石は回転子コアに強く吸着されるから、回転子コアが完成した後の状態を考慮する限りにおいて、回転子コアと永久磁石との間の全ての空間に樹脂を封入することは必ずしも合理的とは言えない。
【０００６】
このような樹脂封入によって回転子の磁気特性が改善されるものではなく、着磁処理後には永久磁石が十分な吸着力を発揮する以上、永久磁石の固定強度を高める必要性は乏しいと考えられる。よって、このような樹脂封入の目的は、例えば、回転子コアと磁性材料とを着磁装置に装着する際に、磁性材料が回転子コアから脱落したり位置ずれするのを防止するためと思われる。しかし、上記樹脂封入を行うためには大掛かりな樹脂射出装置が必要になるうえ、回転子コアと磁性材料とを射出装置に装着する手間も必要となる。さらに、結果的に不必要な量の樹脂を消費することになる。
【０００７】
このように、上記従来の技術では、回転子コアの内部に永久磁石を埋設する構成の回転子を合理的に形成するには未だ改善の余地があった。
【０００８】
本発明の目的は、組立作業が簡単で合理的な構成を有する電動モータを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電動モータの第１特徴構成は、複数の板状の磁性部材を積層して構成した円筒状の回転子コアに、永久磁石を挿入するよう周方向に沿って配置された複数の挿入孔と、前記挿入孔の形成領域とは別の領域に配置された空間とを、前記回転子コアの回転軸の延出方向に沿って形成し、前記回転子コアの前記回転軸方向における両端部の少なくとも一方に、前記挿入孔に挿入された前記永久磁石に当接する押さえ部と前記空間に形成された被係止部に係止する係止部とを有する樹脂製の止め部材を備える点にある。
【００１０】
本構成によれば、止め部材の係止部を空間に差し込んで被係止部に係止させるだけの簡単な作業で、回転子コアに永久磁石を包持させることができる。このため、電動モータの組立作業の時間を短縮することができる。しかも、止め部材が樹脂製であり、止め部材によって磁気特性が変化することはないため、電動モータの性能低下を招くことがない。加えて、永久磁石の着磁前においては押さえ部の当接によって永久磁石が回転子コアの挿入孔から抜け出すことが阻止され、永久磁石の着磁後においては押さえ部の当接と永久磁石の吸着によって永久磁石が回転子コアに固定されるから、永久磁石の抜け出しを阻止しつつ合理的な構成で回転子コアに永久磁石を固定することができる。
【００１１】
本発明の第２特徴構成は、前記係止部が、前記押さえ部から突出するアーム部と、前記アーム部の先端に形成されたフック部とで構成してあり、前記被係止部が、前記空間の内壁面に形成され、前記フック部が係合する凹部で構成された点にある。
【００１２】
本構成のように、アーム部の先端にフック部を形成し、空間の内壁面に凹部を形成することで、係止部および被係止部を簡単に構成することができる。しかも、樹脂製のアーム部は弾性変形可能であるから、その弾性力を利用してフック部と凹部との係合状態を良好に維持できる。
【００１３】
本発明の第３特徴構成は、前記凹部は、前記磁性部材のうち、前記押さえ部の側に位置する１つ又は隣り合う複数の磁性部材に、前記回転子コアを構成したときに前記凹部となるよう切欠を設けて構成した点にある。
【００１４】
本構成のように、フック部が係止する位置に配置される磁性部材に切欠を設けておき、磁性部材を積層して空間の内壁面に凹部を形成することとすれば、フック部が係止する凹部を簡単に構成することができる。
【００１５】
本発明の第４特徴構成は、前記押さえ部が環状の板材で構成してあり、前記押さえ部と前記係止部とを一体的に形成した点にある。
【００１６】
仮に各永久磁石に対する複数の止め部材のそれぞれを回転子コアに取り付ける構成では、各止め部材の取付誤差等によって回転子コアの重量バランスが適切でなくなることがある。その結果、回転子コアの回転時に回転子コアが振動を発生する原因となる。これに対し、本構成のように、押さえ部を環状の板材で構成しておき、各永久磁石に対して１つの止め部材を取り付けることとすれば、回転子コアの重量バランスを適切に設定し易く、回転子コアの振動発生を防止することができる。加えて、一度の取付作業で押さえ部を回転子コアに取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電動ポンプを示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】回転子に止め部材を取り付ける前後の状態を示す斜視図である。
【図４】図３（ｂ）のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】図３（ｂ）のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】図３（ｂ）のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。
【図１０】別実施状態における回転子に止め部材を取り付けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る電動ポンプを図に基づいて説明する。
【００１９】
〔全体構成〕
電動ポンプＰは、例えばオイルパン（図示しない）に貯留されたオイルをエンジン（図示しない）の各部に供給するために使用されるものであって、オイルを吐出するポンプ部１と、そのポンプ部１を駆動するモータ部２と、を備えている。
【００２０】
〔ポンプ部〕
ポンプ部１は、ハウジング３とロータ４とを備えている。ハウジング３は、一方側が開口した第１ハウジング部材５と、その開口を覆う第２ハウジング部材６と、を備えている。それらハウジング部材５，６間には、ロータ４を収容するポンプ室７が形成されている。
【００２１】
ロータ４は、回転軸Ｘの一端部に取り付けられたインナロータ８と、このインナロータ８の外周側に配置されたアウタロータ９と、を備えている。インナロータ８の外周部には、複数の外歯が形成されている。アウタロータ９の内周部には、複数の外歯に噛合する複数の内歯が形成されている。アウタロータ９は、インナロータ８の回転軸Ｘに対して偏心配置されている。インナロータ８の外歯の歯数は、アウタロータ９の内歯の歯数よりも一つ少ない。これにより、外歯と内歯との間に、複数の作動室１０が形成されている。アウタロータ９の外周面は、ポンプ室７の内周面に摺動可能に密接してある。
【００２２】
第１ハウジング部材５には、吸入側の作動室１０、つまり、図２における略上半分の領域に位置する作動室１０に連通する第１吸入室１１と、吐出側の作動室１０、つまり、図２における略下半分の領域に位置する作動室１０に連通する第１吐出室１２とがそれぞれ形成されている。第２ハウジング部材６にも、吸入側の作動室１０に連通する第２吸入室１３と、吐出側の作動室１０に連通する第２吐出室１４とがそれぞれ形成されている。第２吸入室１３には吸入路１５が連通接続され、第２吐出室１４には吐出路１６が連通接続されている。
【００２３】
インナロータ８及びアウタロータ９が反時計方向（図２の矢印方向）に回転する場合、吸入側の作動室１０は、各ロータの回転に伴って容積が増大する。これにより、エンジンの各部のオイルが、吸入路１５および第１吸入室１１を通って上側の作動室１０に吸入される。
【００２４】
一方、吐出側の作動室１０は、各ロータの回転に伴って容積が減少する。これにより、吐出側の作動室１０のオイルが、第１吐出室１２および吐出路１６を通ってエンジンの各部に吐出される。
【００２５】
第１ハウジング部材５には、回転軸Ｘを軸支する軸支部１７が形成されている。第１ハウジング部材５には、他方側に突出する凸部１８が形成されている。凸部１８の内部には、オイルがモータ部２の側に漏洩することを遮断するオイルシール１９が設けられている。
【００２６】
〔モータ部〕
モータ部２は、モータカバー２０とモータ２１とを備えている。モータカバー２０の一方側は開口してある。モータカバー２０の開口には、第１ハウジング部材５の凸部１８が挿入されている。第１ハウジング部材５およびモータカバー２０の間には、モータ２１を収容するモータ室２２が形成されている。
【００２７】
モータ２１は、モータカバー２０の内周部に設置された固定子２３と、回転軸Ｘの他端部に取り付けられた回転子２４と、を備えている。固定子２３の内周側には、回転子２４が配置されており、固定子２３によって回転子２４を駆動可能に構成してある。回転子２４を駆動すると、回転軸Ｘを介してロータ４が同期回転する。
【００２８】
図１，図３に示すように、回転子２４は、円筒状の回転子コア３１に永久磁石３２を包持して構成してある。
尚、永久磁石３２の材料としては、例えばネオジム磁石のような希土類磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石等が挙げられる。
【００２９】
図３，図６，図８に示すように、回転子コア３１は、複数の円環板状の電磁鋼板３３（磁性部材の一例）を厚み方向に積層して構成してある。図９に示すように、電磁鋼板３３の一方面には複数の凸部３５が形成され、他方面には複数の凹部３４が形成されている。これは、電磁鋼板３３を厚み方向に重ねてプレス加工を施し、隣り合う電磁鋼板３３の凸部３５と凹部３４とが嵌合して一体化され、円筒状の回転子コア３１が形成されたものである。
【００３０】
本発明の回転子コア３１では、一端部の電磁鋼板３３ａ、および他端部から例えば３枚目および４枚目の電磁鋼板３３ｂの形状を、他の電磁鋼板３３ｃと異ならせている。
以下、それぞれの電磁鋼板３３ａ〜３３ｃの相違点について説明する。
【００３１】
図３，図４，図７に示すように、電磁鋼板３３の中心部には、円状の開口３６が形成されている。電磁鋼板３３を積層したときに各開口３６が連続して並ぶことによって丸孔３７が形成される。この丸孔３７は回転子２４の中心部に位置する。丸孔３７には回転軸Ｘが嵌め込まれる。
【００３２】
電磁鋼板３３には、矩形状の開口３８が周方向に並んで形成されている。電磁鋼板３３を積層したときに、複数（本実施形態では４つ）の磁石孔３９（挿入孔の一例）が回転子コア３１の回転軸の延出方向に沿って形成される。これら磁石孔３９にはそれぞれ永久磁石３２が挿入される。これら磁石孔３９は、回転軸Ｘの方向視で回転子２４に略内接する正方形の辺部に位置する。
【００３３】
開口３８の両端面には、略直角三角形状の切込４０が形成されている。電磁鋼板３３を積層したときに、複数（本実施形態では８つ）の空間４１が回転子コア３１の回転軸Ｘの延出方向に沿って形成される。これにより、回転子コア３１に永久磁石３２を包持させたときに、永久磁石３２の両端側に空間４１が形成されている。この空間４１は永久磁石３２から発生する磁束を適切に形成するために設けられたものである。隣り合う空間４１の間には、径方向に沿うブリッジ部４２が形成されている。
尚、空間４１の断面形状を永久磁石３２の両端から径外方に延びる長尺状に構成してもよい。
【００３４】
図５に示すように、一端部の電磁鋼板３３ａは、上述した電磁鋼板３３とほぼ同じ構成であるが、開口３８における一方の長辺の中央箇所に１つの矩形状のストッパ４３を配置し、他方の長辺に２つの矩形状のストッパ４３を振り分け配置してある点で異なっている。図６に示すように、これらストッパ４３によって、永久磁石３２が磁石孔３９から一方側に抜け出ることを阻止している。
【００３５】
図７，図８に示すように、他端部から３枚目および４枚目の電磁鋼板３３ｂは、上述した電磁鋼板３３とほぼ同じ構成であるが、ブリッジ部４２の両側部のうち一方に矩形状の切欠４４を形成してある点で異なっている。これにより、図８に示すように、電磁鋼板３３を積層したとき、回転子２４における空間４１の内壁面に凹部４５（被係止部の一例）が形成される。このように、電磁鋼板３３ｂに切欠４４を設けるだけの簡単な加工で凹部４５を形成することができる。この凹部４５については後で述べる。
【００３６】
〔止め部材〕
図１，図３に示すように、回転子２４の他端部には、樹脂で一体的に形成された止め部材５１が取り付けられている。
【００３７】
具体的には、図３，図６，図８に示すように、止め部材５１は、磁石孔３９に挿入された永久磁石３２の他端部に当接する押さえ部５２と、その押さえ部５２の一方面から突出するアーム部５３と、そのアーム部５３の先端に形成され、凹部４５に係合するフック部５４（係止部の一例）と、を備える。
【００３８】
図４に示すように、押さえ部５２は、回転子２４の他端面のほぼ全面を覆う円環状の板材で構成してある。このように、当初より押さえ部５２を環状の板材で単一の部材として構成しておけば、回転子２４に対する取付誤差が発生し難くなる。よって、回転子２４の回転時に押さえ部５２に作用する遠心力のバランスが維持され、回転子２４の振動発生を防止することができる。加えて、一度の取付作業で回転子コア３１に全ての永久磁石３２を包持させることができる。
【００３９】
図３，図８に示すように、アーム部５３は、四角棒状に構成してあり、周方向に同じ間隔を隔てて複数（本実施形態では４つ）設けられている。
【００４０】
フック部５４は、図８に示すように、側面視において三角形の楔状に構成してある。このため、フック部５４を空間４１に差し込む際に、フック部５４の傾斜面が空間４１の縁部に当接してアーム部５３が撓み変形し易くなり、フック部５４の差し込みが容易となる。また、フック部５４の先端の返し部分が鋭角状に構成してあるから、フック部５４の先端が凹部４５に入り込み易くなる。
尚、フック部５４の形状はこれに限られるものではない。フック部５４が空間４１に差し込み易く、フック部５４の先端が凹部４５に入り込み易いものであれば、側面視の形状として直方体状や半球状等、種々の形状が適用可能である。
【００４１】
回転子２４の組み付け作業について説明する。
先ず、上述したように電磁鋼板３３ａ〜３３ｃを積層して回転子コア３１を形成する。続いて、永久磁石３２の一端面が一端部の電磁鋼板３３ａのストッパ４３に当接するまで、永久磁石３２を磁石孔３９に挿入する。
【００４２】
次に、アーム部５３を回転子コア３１の空間４１に差し込む。アーム部５３が弾性変形し、フック部５４が凹部４５に到達すると、アーム部５３が弾性復帰し、フック部５４が凹部４５に入り込んで係合する。このとき、押さえ部５２の一方面が永久磁石３２の他端面に当接する（図８を参照）。このように、アーム部５３を空間４１に差し込んでフック部５４を凹部４５に係止させるだけの簡単な作業で、回転子コア３１に永久磁石３２を包持させることができる。しかも、止め部材５１が樹脂製であるから、止め部材５１によって磁気抵抗が変化することはなく、電動モータの性能低下を招くことがない。さらに、永久磁石３２により発生する磁束を適切に形成するために設けられた空間４１を有効利用することで、回転子２４にアーム部５３を挿入する孔を別に設けることなく、止め部材５１を回転子２４に取り付けることができる。
【００４３】
本実施形態では、図７に示すように、周方向に隣り合うフック部５４の延出方向を異なる回り方向にしてある。これは、仮に全てのフック部５４の延出方向が同じ回り方向（右回り方向又は左回り方向）であると、止め部材５１が回転子２４に対して上記回り方向とは反対方向に相対回転したときに、全てのフック部５４が凹部４５から抜け出る虞があるためである。本構成であれば、仮に止め部材５１が回転して一方のフック部５４が凹部４５から抜け出たとしても、他方のフック部５４と凹部４５との係合が維持され、止め部材５１の離脱が阻止される。
【００４４】
その後、永久磁石３２を包持させた回転子コア３１を着磁装置（図示しない）に装着する。このとき、止め部材５１および電磁鋼板３３ａのストッパ４３によって永久磁石３２の磁石孔３９からの抜け出しが阻止される。着磁装置によって永久磁石３２を着磁し、これにより、永久磁石３２が回転子コア３１に吸着固定される。
【００４５】
止め部材５１は、主に、永久磁石３２が着磁するまでのあいだ永久磁石３２を仮止めするものであり、永久磁石３２の着磁後における永久磁石３２の固定は主として永久磁石３２の吸着によってなされる。永久磁石３２としては、保磁力の大きな磁石、例えばネオジム磁石のような希土類磁石であることが望ましい。
【００４６】
〔別実施形態〕
（１）電磁鋼板を積層する際に、隣り合う電磁鋼板同士の位置ずれや切込の加工精度等によって空間の内壁面に多数の凹凸が形成されることがある。これら凹凸に係合する係止部を設けてもよい。例えば、図１０に示すように、アーム部５３の外周部に多数のスカート状の返し部５５を形成し、アーム部５３を空間４１に挿入したときに、返し部５５が凹凸に係止するよう構成することで、係合穴を省略することができる。
【００４７】
（２）止め部材を樹脂以外の素材、例えばゴム等で構成してもよい。アーム部を空間に挿入したときに、アーム部が空間の内壁面に圧接係止するよう構成することで、上記構成と同様に係合穴を省略することができる。
【００４８】
（３）ブリッジ部４２の両側部のうち一方に突起を形成して、電磁鋼板３３を積層したときに、回転子２４における空間４１の内壁面に、フック部５４が係合する凸部が形成されるように構成してもよい。
【００４９】
（４）回転子２４の他端部に止め部材５１を取り付ける構成に代えて、回転子２４の両端部に止め部材５１を取り付けてもよい。
【００５０】
（５）フック部５４が係合する凹部４５が構成されるのであれば、電磁鋼板３３ｂの枚数は２枚に限られるものではない。１枚であってもよく、あるいは、３枚以上であってもよい。
【００５１】
（６）上記実施形態では、ポンプ部とモータ部とを備えた電動ポンプを例示したが、ポンプ部を省略した単なる電動モータとしてもよい。
【００５２】
本発明は、オイルポンプやウォーターポンプ等の各種流体ポンプに適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
３１            回転子コア
３２            永久磁石
３３            磁性部材
３９            挿入孔
４１            空間
４２            ブリッジ部
４５            凹部、被係止部
５１            止め部材
５２            押さえ部
５３            アーム部
５４            フック部、係止部
Ｘ              回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012231602.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012231602.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012231602.tif 000009
【図８】
2012231602.tif 000010
【図９】
2012231602.tif 000011
【図１０】
2012231602.tif 000012