(57)【要約】【課題】永久磁石を確実に固定することができる磁石埋め込み型ロータを備えた電動モータを提供する。【解決手段】ロータコア２４には、回転軸２５の軸心を中心とする周方向に複数の略長方形状の磁石挿入孔２６が形成されている。永久磁石２７は、磁石挿入孔２６の内周面と対向する外周面に所定の厚みを有して樹脂部材２８によってコーティングされている。磁石挿入孔２６の径方向内周面の外径側には、永久磁石２７の抜け防止用の突起部２９が形成されている。そして、外周面に樹脂部材２８の被覆が形成された永久磁石２７が磁石挿入孔２６に圧入され固定されている。【選択図】図３
2013219948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に設けられたロータコアと、
前記ロータコアに周方向に複数形成された挿入孔と、
前記挿入孔に挿入され埋め込まれる永久磁石と、
前記永久磁石の表面の前記挿入孔の内周面と対向する外周面を被覆する樹脂部材と、を備え、
前記樹脂部材で被覆された前記永久磁石を前記挿入孔に圧入したことを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の電動モータにおいて、
前記挿入孔の前記内周面の一部に前記樹脂部材で被覆された前記永久磁石を押圧する突起部を形成した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】
本発明は、電動モータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動モータとして、ロータコアに形成された複数の磁石挿入孔内に、それぞれ永久磁石を挿入して固定した磁石埋め込み型モータ（ＩＰＭモータ）がある。また、このＩＰＭモータを備えた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。従来のＩＰＭモータは、永久磁石の表面に接着剤を塗布して磁石挿入孔内に接着固定していた。あるいは、磁石挿入孔に永久磁石を挿入後、磁石挿入孔に導電性樹脂を充填して磁力を低下させずに永久磁石の位置を固定したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８２８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなＩＰＭモータでは、磁石挿入孔に永久磁石を固定するために永久磁石の外周面に樹脂成形する場合、樹脂成形前の洗浄や成形後の冷却のために製造や検査の工程が増加し、生産性が悪くなるとともに、設備・製造コストが増加する。また、樹脂の充填量を一定にすることが難しいため、各磁石挿入孔において永久磁石の固定位置がばらつく可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、永久磁石を確実に固定することができる磁石埋め込み型ロータを備えた電動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】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転軸に設けられたロータコアと、前記ロータコアに周方向に複数形成された挿入孔と、前記挿入孔に挿入され埋め込まれる永久磁石と、前記永久磁石の表面の前記挿入孔の内周面と対向する外周面を被覆する樹脂部材と、を備え、前記樹脂部材で被覆された前記永久磁石を前記挿入孔に圧入したことを要旨とする。
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、永久磁石の表面の挿入孔と接触する外周面を樹脂部材で被覆しロータコアに設けられた複数の挿入孔に圧入するようにしたので、永久磁石を確実に固定することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動モータにおいて、前記挿入孔の前記内周面の一部に前記樹脂部材で被覆された前記永久磁石を押圧する突起部を形成したことを要旨とする。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、挿入孔の内周面の一部に突起部を設け樹脂部材で被覆された永久磁石の外周面に当接するようにしたので、永久磁石の抜け止めを確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、永久磁石を確実に固定することができる磁石埋め込み型ロータを備えた電動モータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動モータのロータの回転軸方向と直交する断面図。
【図３】図２のロータ内の永久磁石近傍の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。具体的には、電動パワーステアリング装置１は、コラム軸を回転駆動するいわゆるコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置として構成されており、図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２と、ステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵補助機構（ＥＰＳアクチュエータ）５とを備えている。転舵機構４としては、例えばラックアンドピニオン機構が用いられている。
【００１３】
ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６及び中間軸７等を介して機械的に連結されている。ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト６及び中間軸７等を介して転舵機構４に伝達される。これにより、転舵輪３が転舵される。
【００１４】
ステアリングシャフト６は、直線状に延びている。また、ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２に一定値以上の操舵トルクが入力されると、入力軸８および出力軸９は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。
【００１５】
ステアリングシャフト６の周囲に配置されたトルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に入力された操舵トルクを検出する。また、トルクセンサ１１のトルク検出結果は、制御装置としてのＥＣＵ（制御装置）１２に入力される。中間軸７は、ステアリングシャフト６と転舵機構４とを連結している。
【００１６】
転舵機構４は、ピニオン軸１３と、ラック軸１４とを含む。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５および図示しないナックルアームを介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転する。また、ピニオン軸１３の先端（図１では下端）には、ピニオン１６が連結されている。
【００１７】
ラック軸１４は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の途中部には、上記ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることで、転舵輪３を転舵することができる。
【００１８】
操舵補助機構５は、電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための伝達機構としての減速機１９とを含む。本実施形態では、減速機１９として、ウォームギヤが用いられている。すなわち、減速機１９は、駆動ギヤとしてのウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール２１とを含み、伝達機構のハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。
【００１９】
ウォーム軸２０は、図示しない動力伝達継手を介してモータ１８の回転軸２５（図２参照）に連結されている。ウォーム軸２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６に同行回転可能に連結されている。ウォームホイール２１は、ウォーム軸２０によって回転駆動される。
【００２０】
操舵補助機構５の駆動源となる電動モータ１８は、減速機１９を介してステアリングシャフト６の出力軸９と駆動連結されている。そして、電動モータ１４の回転を減速機構１５により減速して出力軸９に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成になっている。
【００２１】
電動モータ１８がウォーム軸２０を回転駆動すると、ウォーム軸２０によってウォームホイール２１が回転駆動され、ウォームホイール２１およびステアリングシャフト６が同行回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォーム軸２０を回転駆動することで、転舵輪３が転舵され、運転者のステアリング操作が補助される。
【００２２】
電動モータ１８は、ＥＣＵ１２によって回転駆動制御される。ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１からのトルク検出結果、図示しない車速センサからの車速検出結果等に基づいて電動モータ１８を制御する。具体的には、ＥＣＵ１２では、操舵トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ１８の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。本実施形態では、電動モータ１８として磁石埋め込み型ロータを有するＩＰＭモータが用いられている。
【００２３】
次に、図２は、本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータ（電動モータ）１８のロータ２３の回転軸方向と直交する断面図、図３は、図２のロータ２３内の永久磁石２７近傍の拡大図である。図２におけるロータ２３のロータコア２４には積層鋼板が用いられ、積層してロータコア２４が形成される。図２に示すように、ＩＰＭモータ１８のロータコア２４の中心には、回転軸２５が嵌合されている。ロータコア２４には、回転軸２５の軸心を中心とする周方向に複数（例えば、本実施形態では８個）の略長方形状の磁石挿入孔（挿入孔）２６が形成されている。さらに、外周面に樹脂部材２８を被覆された直方体形状の永久磁石２７が各磁石挿入孔２６に挿入され埋め込まれている。
【００２４】
図３に示すように、永久磁石２７は、磁石挿入孔２６の内周面と対向する外周面に所定の厚みを持って樹脂部材２８によってコーティングされている。例えば、樹脂材料として耐熱・絶縁性に優れ高い強度の熱硬化性樹脂が使用される。また、磁石挿入孔２６の径方向内周面の一方の側には、永久磁石２７の抜け防止用の突起部２９が形成されている。そして、上記樹脂部材２８の被覆が形成された永久磁石２７が磁石挿入孔２６に圧入され固定されている。このとき、圧入の締代は、コーティングされた樹脂部材２８の被覆が破壊されない厚み（例えば、０．０１〜０．０５ｍｍ）以下となっている。圧入後、永久磁石２７は着磁され、さらに強い磁力で固定される。
【００２５】
次に、上記のように構成された本実施形態であるＩＰＭモータ１８の作用および効果について説明する。
【００２６】
上記構成によれば、ＩＰＭモータ１８のロータ２３のロータコア２４には、回転軸２５の軸心を中心とする周方向に８個の磁石挿入孔２６が形成されている。永久磁石２７は、磁石挿入孔２６の内周面と対向する外周面に所定の厚みを有して樹脂部材（例えば、熱硬化性樹脂）２８によってコーティングされている。また、磁石挿入孔２６の径方向内周面の一方側には、永久磁石２７の抜け防止用の突起部２９が形成されている。そして、外周面に樹脂部材２８の被覆が形成された永久磁石２７が磁石挿入孔２６に圧入され固定されている。
【００２７】
これにより、永久磁石２７をロータコア２４の磁石挿入孔２６に圧入することによって精度よく確実に固定できるとともに、永久磁石２７の抜け止めもできる。その結果、ＩＰＭモータ１８の性能低下が抑制され、電動パワーステアリング装置１の動力源として適用した場合に操舵フィーリングへの悪影響を防止できる。また、樹脂を充填することなく永久磁石２７を圧入することによって工程の簡略化が実現できるため、設備・製造コストの低減が可能となる。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、永久磁石を確実に固定することができる磁石埋め込み型ロータを備えたＩＰＭモータを提供できる。
【００２９】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。
【００３０】
上記実施形態では、突起部２９を磁石挿入孔２６の径方向内周面の一方（外径側）に設けたが、これに限定されるものでなく、突起部２９の位置は内径側であってもよく、また、永久磁石２７が安定して固定される突起部２９の位置、形状および個数であってもよい。
【００３１】
また、上記実施形態の永久磁石７の断面形状は長方形であったが、逆Ｕ字形や扁平な台形状、または他の形状でもよい。
【００３２】
さらに、上記実施形態では、ＩＰＭモータ１８をコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置１に適用する例を示したが、これに限定されるものでなく、ピニオン軸１３にアシスト力を与える構造のピニオンアシストタイプや、ラック軸１４にアシスト力を与える構造のラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用することも可能である。また、同様のＩＰＭモータ１８を用いた他の用途に用いられる装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１：電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２：ステアリングホイール、３：転舵輪、
４：転舵機構、５：操舵補助機構（ＥＰＳアクチュエータ）、６：ステアリングシャフト、７：中間軸、８：入力軸、９：出力軸、１０：トーションバー、１１：トルクセンサ、
１２：ＥＣＵ（制御装置）、１３：ピニオン軸、１４：ラック軸、１５：タイロッド、
１６：ピニオン、１７：ラック、１８：ＩＰＭモータ（電動モータ）、１９：減速機、
２０：ウォーム軸、２１：ウォームホイール、２２：ギヤハウジング、２３：ロータ、
２４：ロータコア、２５：回転軸、２６：磁石挿入孔（挿入孔）、２７：永久磁石、
２８：樹脂部材、２９：突起部
【図１】
2013219948.tif 000003
【図２】
2013219948.tif 000004
【図３】
2013219948.tif 000005