(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周に周方向に沿って取り付けられた複数個のマグネットとを有してなる回転電機の前記マグネットの固定構造であって、
前記ロータコアの外周部に周方向に沿って所定間隔で形成され、前記回転軸方向に沿って延びる複数のホルダ取付部と、
前記ホルダ取付部に固定され、前記回転軸方向に沿って延びる複数個の合成樹脂製のホルダ部材と、
隣接する前記ホルダ部材と前記ロータコア外周面によって形成され、前記回転軸方向から前記マグネットが圧入されるマグネット収容部と、を備え、
前記ホルダ部材は、断面略Ｔ字形に形成され、
前記回転軸方向に沿って延びる本体部と、
前記本体部の外周側に形成され、前記ロータコアの外周面と間隔をあけて対向しつつ周方向に沿って延びる一対のマグネット保持片と、
前記マグネット保持片に形成され、前記マグネットの外周面に弾性的に当接する第１接触部と、
前記本体部に形成され、前記マグネットの周方向端部に弾性的に当接する第２接触部と、
前記第１接触部と前記第２接触部との間に形成され、前記マグネットと接触しない非接触部と、を有することを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記マグネットは、前記第１接触部と前記第２接触部の２点に支持された状態で前記マグネット収容部内に保持されることを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記ホルダ取付部は複数個のホルダ取付溝を有し、前記ホルダ部材は、前記本体部の内周側に形成され前記ホルダ取付溝内に嵌合固定される嵌合突起を有することを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項４】
請求項１又は２記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記ホルダ取付部は複数個のホルダ取付突起を有し、前記ホルダ部材は、前記本体部の内周側に形成され前記ホルダ取付突起に嵌合固定される嵌合溝を有することを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記第１接触部は前記マグネットの径方向の移動を規制し、前記第２接触部は前記マグネットの周方向の移動を規制することを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記第１接触部と前記ロータコアの外周面との間の距離は、前記マグネットにおける前記第１接触部との当接部位の径方向寸法よりも小さく形成され、前記マグネットは、前記マグネット保持片を径方向外側に押し開きつつ、前記マグネット収容部内に圧入されることを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記マグネット収容部にて対向する第２接触部間の距離は、前記マグネットの周方向寸法よりも小さく形成され、前記マグネットは、前記本体部を周方向に押圧しつつ、前記マグネット収容部内に圧入されることを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記マグネット収容部に前記マグネットを取り付けたとき、前記ホルダ部材の外周端が前記マグネットの外周端よりも径方向外側に配置されることを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記ホルダ部材の外側には円筒状のマグネットカバーが圧入装着され、隣接する前記ホルダ部材の間には、前記マグネットの外周端と前記マグネットカバーの内周面との間に間隙が形成されることを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項１０】
請求項９記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記間隙は、前記マグネットカバーの軸方向の全長に亘って形成され、前記マグネットカバーを前記ホルダ部材の外側に圧入する際に、前記マグネットカバーの内周面が前記マグネットと接触しないことを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の回転電機のマグネット固定構造において、前記ホルダ部材は、前記回転軸に固定されたホルダベースから軸方向に向かって突出形成されてなることを特徴とする回転電機のマグネット固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機などの回転電機におけるマグネット固定構造に関し、特に、接着剤によることなくマグネットを固定可能な回転電機のマグネット固定構造に関する。【０００２】
従来より、多くの小型モータや発電機では永久磁石界磁を使用しており、その際、マグネットはロータやステータに接着剤を用いて固定される場合が多い。また、マグネットをロータ等に接着した後、さらにその外側にマグネットカバーを装着したものも多く見受けられる。例えば、電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳと略記する）用のモータなどでは、マグネットが外れたり割れたりした場合にモータがロック状態となるのを防止するため、ロータマグネットの外側にマグネットカバーを取り付けたものが多く用いられている。【０００３】
マグネットの固定方法としては、ロータコアや回転軸の外周上に配したマグネットを非磁性部材によってモールド固定する方式も知られている。例えば、特開平5-153745号公報公報（特許文献１）には、マグネットの間にダイカスト成形によって非磁性部材を充填する方式が示されている。特許文献１では、回転軸にマグネットを接着剤にて固定した後、マグネットの外側に強磁性体部材を外嵌する。そして、その状態でアルミダイカスト材をマグネット間に充填して、回転軸上にマグネットを固定する。また、特開平9-19091号公報（特許文献２）には、マグネットを合成樹脂による一体成形にてロータコア外周に固定する方式が示されている。特許文献２の方式では、接着剤を使用することなくマグネットがロータコアに機械的に固定され、作業時間の短縮が図られている。
【特許文献１】特開平5-153745号公報
【特許文献２】特開平9-19091号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ロータコア等に接着剤を用いてマグネットを固定する方式では、次のような問題があった。まず第１に、前述のような回転電機ではロータ構成部品ごとに線膨張係数が異なるため、接着固定されたマグネットが高温下において割れるおそれがある。マグネットと珪素鋼板を用いた積層コアと接着剤とでは一般に線膨張係数が異なり、温度変化による膨張量がそれぞれ異なる。このため、高温時にマグネットの膨張量と接着剤や積層コアの膨張量との差が大きくなると、膨張量の差によってマグネットが引張力を受け、これがマグネット割れの一因となるという問題があった。【０００５】
次に、接着剤による固定では、接着条件や塗布量により接着強度にバラツキが生じる。また、高温環境下では接着剤の劣化が生じ易い。このため、接着強度の確保が難しく、製品の品質保証という点で問題があった。また、マグネットを精度良く接着することも難しく、製品特性の安定化という点でも問題があった。【０００６】
さらに、接着剤を用いる場合、製造に必要な設備や工数が嵩むため製品コストが増大するという問題もある。接着固定の場合、一般に、接着面洗浄（脱脂）→接着剤塗布→マグネット接着→接着剤硬化（乾燥）→冷却（常温まで放置）、という工程を取ることが多く、洗浄設備や接着剤塗布設備、硬化設備などが必要となる。また、製造工程が多く、冷却工程に時間がかかるため工数も増大する。このため、設備投資や工数増大に伴い、製品のコストアップが避けられず、その改善が求められていた。【０００７】
一方、特開平9-19091号公報のように、接着剤を用いない固定方法も開発されているが、そこではマグネットを樹脂にて成形固定するための金型が必要となる。従って、設備投資の点では接着固定と大差ない費用を要し、製品コストの増大は避けられない。また、マグネットを金型中の所定位置にて保持するためには、接着剤を使用しない場合、金型に特殊な工夫が必要となり、その分、金型費用が増大する。【０００８】
本発明の目的は、精度良くかつ低コストでマグネットをロータコア等に固定可能なマグネット固定構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマグネット固定構造は、回転軸に固定されたロータコアと、前記ロータコアの外周に周方向に沿って取り付けられた複数個のマグネットとを有してなる回転電機の前記マグネットの固定構造であって、前記ロータコアの外周部に周方向に沿って所定間隔で形成されたホルダ取付部と、前記ホルダ取付部に固定され前記回転軸方向に沿って延びる複数個のホルダ部材と、隣接する前記ホルダ部材と前記ロータコア外周面によって形成され、前記回転軸方向から前記マグネットが圧入されるマグネット収容部とを有することを特徴とする。【００１０】
本発明のマグネット固定構造にあっては、ロータコアの外周部にホルダ部材を固定し、ホルダ部材とロータコア外周面とによって形成されるマグネット収容部に軸方向からマグネットを圧入する。マグネットはホルダ部材の弾発力によってマグネット収容部内に保持され、接着剤を用いることなくロータコア外周面に固定される。また、ホルダ部材はホルダ取付溝に固定され、マグネットはロータコアの決められた位置に正確に固定される。【００１１】
前記回転電機のマグネット固定構造において、前記ホルダ取付部に前記回転軸方向に沿って延びる複数個のホルダ取付溝を設けると共に、前記ホルダ部材を断面略Ｔ字形に形成し、回転軸方向に沿って延びる本体部と、前記本体部の内周側に形成され前記ホルダ取付溝内に嵌合固定される嵌合突起と、前記本体部の外周側に形成され前記ロータコアの外周面と間隔をあけて対向しつつ周方向に沿って延びる一対のマグネット保持片とを有する構成としても良い。ホルダ部材は嵌合突起によってホルダ取付溝に固定され、マグネットはマグネット保持片の弾発力によってマグネット収容部内に保持される。【００１２】
前記回転電機のマグネット固定構造において、前記ホルダ取付部に前記回転軸方向に沿って延びる複数個のホルダ取付突起を設けると共に、前記ホルダ部材を断面略Ｔ字形に形成し、回転軸方向に沿って延びる本体部と、前記本体部の内周側に形成され前記ホルダ取付突起に嵌合固定される嵌合溝と、前記本体部の外周側に形成され前記ロータコアの外周面と間隔をあけて対向しつつ周方向に沿って延びる一対のマグネット保持片とを有する構成としても良い。ホルダ部材は嵌合溝がホルダ取付突起に嵌合することによってホルダ取付溝に固定され、マグネットはマグネット保持片の弾発力によってマグネット収容部内に保持される。【００１３】
前記マグネット固定構造において、前記ホルダ部材に、前記マグネット保持片に形成され前記マグネットと当接する第１接触部と、前記本体部に形成され前記マグネットと当接する第２接触部を設けても良い。この場合、前記第１接触部によって前記マグネットの径方向の移動を規制し、前記第２接触部によって前記マグネットの周方向の移動を規制することも可能である。また、前記第１接触部と前記ロータコアの外周面との間の距離を、前記マグネットにおける前記第１接触部との当接部位の径方向寸法よりも小さく形成しても良い。さらに、前記マグネット収容部にて対向する第２接触部間の距離を、前記マグネットの周方向寸法よりも小さく形成しても良い。【００１４】
前記回転電機のマグネット固定構造において、前記ホルダ部材の前記第１接触部と前記第２接触部との間に、前記マグネットと接触しない非接触部を設けても良い。この非接触部により、マグネットの寸法公差による圧入力の変化やマグネットの熱膨張によってマグネットに発生する応力が緩和される。【００１５】
前記回転電機のマグネット固定構造において、前記マグネット収容部に前記マグネットを取り付けたとき、前記ホルダ部材の外周端を前記マグネットの外周端よりも径方向外側に配置するようにしても良い。この場合、前記マグネットの外周端と、前記マグネットの外側に取り付けられるマグネットカバーの内周面との間に間隙を形成しても良い。これにより、マグネットの外側にマグネットカバーを取り付けるに際し、カバー内周面がマグネットと接触せず、マグネットを傷付けることなくマグネットカバーを取り付けることが可能となる。【００１６】
さらに、前記回転電機のマグネット固定構造において、前記回転軸に固定されたホルダベースに前記ホルダ部材を突出形成しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のマグネット固定構造によれば、回転軸に固定されたロータコアの外周に周方向に沿って複数個のマグネット取り付けてなる回転電機にて、ロータコア外周部に周方向に沿って複数個のホルダ取付溝を設けると共に、ホルダ取付溝に軸方向に沿って延びるホルダ部材を固定し、隣接するホルダ部材とロータコア外周面とによって軸方向からマグネットを圧入可能なマグネット収容部を設けたことにより、マグネットがホルダ部材の弾発力によってマグネット収容部内に保持されるので、接着剤を用いることなくロータコア外周面にマグネットを固定することができる。【００１８】
従って、接着剤使用時に各構成部品の線膨張係数の違いによって生じるマグネット割れを防止することが可能となる。また、接着剤を用いないため、接着条件や塗布量による接着強度のバラツキや、高温環境下での接着剤の劣化の問題がなく、製品の品質向上を図ることが可能となる。さらに、ホルダ部材がホルダ取付溝によって位置決めされるため、マグネットを精度良く位置決め固定することが可能となり、製品特性の安定化も図られる。加えて、マグネットの圧入という組付作業のみにて回転電機を組み立てられることから、製造工程中の接着剤塗布作業や接着剤硬化時間が不要となり、その分、製造設備や組付工数も削減され、製造コストの低減を図ることが可能となる。【００１９】
また、本発明のマグネット固定構造によれば、ホルダ部材に第１及び第２接触部を設けると共に両接触部の間に非接触部を設けたので、マグネットの寸法公差による圧入力の変化を緩和することができ、マグネットの寸法にバラツキがあっても、ほぼ一定の押圧力でマグネットをマグネット収容部内に圧入でき、組付時におけるマグネットの損傷を防止することが可能となる。また、マグネットの熱膨張によってマグネットに発生する応力が緩和され、回転電機使用時に雰囲気温度が上昇しマグネットが熱膨張しても、ホルダ部材に強固に拘束されることがなく、変形拘束によってマグネットに発生する応力を緩和することができマグネット割れを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１であるマグネット固定構造を用いたブラシレスモータの構成を示す断面図である。
【図２】図１のブラシレスモータの分解斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】マグネットホルダの断面図である。
【図５】図４のマグネットホルダを矢示Ｘ方向から見た場合の側面図である。
【図６】図３のＡ部の拡大図である。
【図７】本発明の実施例２であるマグネット固定構造の拡大断面図である。
【図８】本発明のマグネット固定構造を用いてロータマグネットをスキューさせたブラシレスモータの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    ブラシレスモータ
２    ロータシャフト
３    ジョイント
４    モータ部
５    センサ部
６    ステータ
７    ロータ
８    ホール素子
１１    駆動コイル
１２    ステータコア
１３    ヨーク
１４    ブラケット
１５ａ  ベアリング
１６    ロータコア
１６ａ  外周面
１７    ロータマグネット
１８    サイドプレート
１９    マグネットホルダ
２０    センサマグネット
２１    マグネットカバー
２１ａ  小径部
２１ｂ  大径部
２１ｃ  テーパ部
２２    センサホルダ
２３    ねじ
２４    プリント基板
２５    エンドキャップ
２６    電源線
２７    ゴムグロメット
３１    ホルダベース
３２    ホルダアーム（ホルダ部材）
３３    センサマグネット取付部
４１    本体部
４２    マグネット保持片
４３    マグネット収容部
４４    嵌合突起
４５    ホルダ取付溝（ホルダ取付部）
４５ａ  開口部
４５ｂ  底部
４６    第１接触部
４７    第２接触部
４８    非接触部
４９    間隙
５１    ホルダ取付突起（ホルダ取付部）
５１ａ  先端部
５１ｂ  基部
５２    嵌合溝５２
５３,５３ａ,５３ｂ    ロータ
５４    マグネットホルダ
５５    マグネットホルダ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明の実施例１であるマグネット固定構造を用いたブラシレスモータの構成を示す断面図、図２は図１のブラシレスモータの分解斜視図である。図１,２のブラシレスモータ１（以下、モータ１と略記する）は、ＥＰＳの駆動源として使用され、運転者がハンドルを操作すると、その操舵角や車両走行速度等に従って操舵補助力を供給する。モータ１のロータシャフト（回転軸）２は、ジョイント３を介して図示しないギヤボックスの入力軸と接続される。モータ１の回転はギヤボックス内にて適宜減速された後、ステアリングコラムに伝達され、操舵力がモータ１の回転力によって補助される。【００２４】
モータ１は、大別するとモータ部４とセンサ部５とから構成されている。モータ部４はステータ６とロータ７とから構成され、センサ部５にはホール素子（磁気検出素子）８が配置される。ロータ７はステータ６の内側に回転自在に配置されており、モータ１はいわゆるインナーロータ型のブラシレスモータとなっている。【００２５】
ステータ６は、駆動コイル１１が巻装されたステータコア１２と、ステータコア１２を収容する金属製のヨーク１３とを備えている。ステータコア１２は、磁性体からなる金属板を積層して形成されている。ステータコア１２の内周側には突極が突設されており、突極には駆動コイル１１が巻回されて巻線が形成されている。ヨーク１３は磁性体によって有底円筒形状に形成され、その開口端側にはアルミダイカスト製（又は合成樹脂製）のブラケット１４が取り付けられる。【００２６】
ロータ７にはロータシャフト２が設けられている。ロータシャフト２は、ヨーク１３及びブラケット１４にそれぞれ取り付けられたベアリング１５ａ,１５ｂによって回転自在に支持される。ロータシャフト２には、磁性体からなる金属板を積層して形成したロータコア１６が固定されている。ロータコア１６の外周には、セグメント状のロータマグネット１７が６個取り付けられている。また、ロータコア１６の軸方向端部にはサイドプレート１８が取り付けられている。【００２７】
ロータシャフト２にはさらに、合成樹脂製のマグネットホルダ１９が固定されている。図３は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４はマグネットホルダ１９の断面図、図５は図４のマグネットホルダ１９を矢示Ｘ方向から見た場合の側面図、図６は図３のＡ部の拡大図である。図４に示すように、マグネットホルダ１９には、ロータシャフト２に固定されるホルダベース３１と、ホルダベース３１から軸方向に突出形成されたホルダアーム（ホルダ部材）３２が設けられている。ホルダベース３１の端部には、センサマグネット２０が取り付けられるセンサマグネット取付部３３が切欠形成されている。【００２８】
ホルダアーム３２は、ホルダベース３１から軸方向に延びる片持ち梁構造となっている。ホルダアーム３２の断面は図６に示すように略Ｔ字形になっており、軸方向に沿って延びる本体部４１の外周側には一対のマグネット保持片４２が形成されている。隣接するホルダアーム３２の対向するマグネット保持片４２の間には、両マグネット保持片４２及びロータコア１６の外周面１６ａとによってマグネット収容部４３が形成されている。セグメント状のロータマグネット１７は、軸方向からマグネット収容部４３に圧入され、マグネット収容部４３内に保持される。【００２９】
本体部４１の内周側には嵌合突起４４が形成されている。嵌合突起４４はロータコア１６の外周部に形成されたホルダ取付溝（ホルダ取付部）４５に嵌合する。ホルダ取付溝４５は回転軸方向（回転軸延伸方向）に沿って延設されており、周方向に沿って等分に６個形成されている。ホルダ取付溝４５の開口部４５ａは底部４５ｂよりも狭くなっており、嵌合突起４４もそれに合わせて断面が略台形状に形成されている。嵌合突起４４を軸方向からホルダ取付溝４５内に挿入すると、略台形状の嵌合突起４４がホルダ取付溝４５に密着嵌合し、ホルダアーム３２は径方向に抜け止めされた形でロータコア１６の外周面１６ａに固定される。【００３０】
マグネット保持片４２は、図６に示すように、本体部４１から、ロータコア外周面１６ａと間隔をあけて対向しつつ、周方向に沿って延びている。マグネット保持片４２の先端部には、第１接触部４６が設けられている。第１接触部４６は、マグネット収容部４３にロータマグネット１７を装着すると、ロータマグネット１７の外周面に当接する。一方、本体部４１には、第２接触部４７が周方向に向かって突設されている。第２接触部４７は、マグネット収容部４３にロータマグネット１７を取り付けると、ロータマグネット１７の外周面に当接する。第１接触部４６と第２接触部４７との間には、ロータマグネット１７と接触せずに間隙が形成される非接触部４８が設けられている。【００３１】
ロータマグネット１７は、ロータシャフト２に固定された状態のロータコア１６及びマグネットホルダ１９に、ホルダアーム３２の自由端側（図４において右端側）から取り付けられる。ここで、第１接触部４６とロータコア外周面１６ａとの間は、マグネット保持片４２が自由な状態では、そこに取り付けられるロータマグネット１７の対応部位、すなわち、第１接触部４６との当接部位の厚み（径方向寸法）よりも若干小さく形成されている。また、マグネット収容部４３にて対向する第２接触部４７間の距離は、ロータマグネット１７の周方向の幅よりも若干小さくなっている。従って、ロータマグネット１７は、マグネット保持片４２を外周側に押し開きつつ、また、本体部４１を周方向に押圧しつつ、マグネット収容部４３に軸方向から圧入される。【００３２】
マグネット収容部４３内に圧入されたロータマグネット１７は、マグネット保持片４２及び本体部４１の弾発力によってマグネット収容部４３内に保持される。この際、ロータマグネット１７は、第１接触部４６によって径方向の移動が規制され、第２接触部４７によって周方向の移動が規制される。すなわち、ロータマグネット１７は、接着剤を用いることなく、マグネットホルダ１９の弾発力によってロータコア外周面１６ａに保持固定される。従って、接着剤使用時にロータマグネット１７に作用する各構成部品の熱変形量の違いに基づく引張力を回避でき、線膨張係数の違いに起因するマグネット割れを防止することが可能となる。【００３３】
また、ロータマグネット１７が第１,第２接触部４６,４７の２点で支持され、しかもそれらの間に非接触部４８が設けられているので、モータ使用時に雰囲気温度が上昇しロータマグネット１７が熱膨張しても、ホルダアーム３２に強固に拘束されない。従って、変形拘束によりロータマグネット１７に発生する応力を緩和することができ、この点においても、マグネットの割れ防止が図られる。【００３４】
さらに、接着剤を用いないため、接着条件や塗布量による接着強度のバラツキや、高温環境下での接着剤の劣化の問題がなく、製品の品質向上が図られる。また、ホルダアーム３２がホルダ取付溝４５によって位置決めされるため、マグネットを精度良く位置決め固定することが可能となり、製品特性の安定化も図られる。この場合、マグネットの位置決めに際しても回り止め機構は不要であり、装置構成自体も簡略化され組付工数も削減される。加えて、ロータマグネット１７の圧入という組付作業のみにてモータを組み立てられることから、製造工程中の接着剤塗布作業や接着剤硬化時間が不要となり、その分、製造設備や組付工数も削減される。従って、接着剤不使用分も含め、製造コストの低減を図ることが可能となる。【００３５】
一方、ロータマグネット１７は一般に寸法公差が大きく、ロータマグネット１７として希土類磁石を用いた場合には、マグネット表面に傷を付けると発錆のおそれがある。このため、マグネット収容部４３では、ロータマグネット１７を保持する押圧力を確保しつつ、圧入力が過大になるのを避ける必要がある。そこで、本発明によるマグネット固定構造では、マグネット収容部４３の断面形状をロータマグネット１７のそれとは同一とせず、第１,第２接触部４６,４７による２点支持とし、それらの間に非接触部４８を設けることにより、寸法公差による圧入力の変化を緩和している。従って、ロータマグネット１７の寸法にバラツキがあっても、ほぼ一定の押圧力でロータマグネット１７をマグネット収容部４３内に柔軟に圧入でき、組付時におけるマグネットの損傷を防止できる。【００３６】
センサマグネット取付部３３には、リング状のセンサマグネット２０が取り付けられる。センサマグネット取付部３３はホルダベース３１の先端（図４において左端）外周部に段状に切欠形成されており、そこにセンサマグネット２０が外挿される。センサマグネット２０の磁極はロータマグネット１７と対応して同極数に着磁され、ロータマグネット１７の磁極と周方向同位置に配置される。モータ１ではロータマグネット１７は６極構成となっており、センサマグネット２０もこれに合わせて周方向に６極に着磁されている。【００３７】
マグネットホルダ１９の外側には、マグネットカバー２１が外装されている。マグネットカバー２１は、ステンレスやアルミニウム等の非磁性体材料を用いて、深絞り加工にて形成される。マグネットカバー２１には、センサマグネット２０を外装する小径部２１ａと、ロータマグネット１７を外装する大径部２１ｂが設けられている。小径部２１ａと大径部２１ｂとの間はテーパ部２１ｃとなっている。【００３８】
マグネットカバー２１は、ロータマグネット１７を収容しセンサマグネット２０が取り付られた状態のマグネットホルダ１９に、ホルダベース３１側から装着される。マグネットカバー２１の内径は、ホルダアーム３２の外径よりも若干小さくなっており、マグネットカバー２１はマグネットホルダ１９の外側に圧入気味に装着される。但し、ロータコア外周面１６ａに取り付けられたロータマグネット１７の外径は、マグネットカバー２１の内径よりも小さくなっている。【００３９】
すなわち、マグネット収容部４３にロータマグネット１７を取り付けたとき、ホルダアーム３２の外周端はロータマグネット１７の外周端よりも径方向外側に配置される。従って、ロータマグネット１７の頂点とマグネットカバー２１の内周面との間には、図６に示すように間隙４９が形成される。このため、マグネットカバー２１を圧入する際に、マグネットカバー２１の内周面はロータマグネット１７と接触せず、ロータマグネット１７を傷付けることなくマグネットカバー２１を取り付けることができる。【００４０】
当該モータ１では、マグネットカバー２１が無くともロータマグネット１７はマグネットホルダ１９によって固定される。しかしながら、ロータマグネット１７が外れたり割れたりした場合にモータがロック状態となるのを防止するため、ここでは信頼性向上の見地からロータマグネット１７の外側にマグネットカバー２１が取り付けられている。なお、マグネットカバー２１の圧入により、マグネット保持片４２はさらにロータマグネット１７に押し付けられ、ロータマグネット１７はより強固に保持固定される。【００４１】
センサ部５側には、センサマグネット２０の径方向外側にホール素子８が配されている。ホール素子８はＵ,Ｖ,Ｗの各相分が１個ずつ計３個設けられており、所定の間隙をあけてセンサマグネット２０と対向している。センサマグネット２０の磁極はロータマグネット１７と対応して同極数に着磁され、ロータマグネット１７の磁極と周方向同位置に配置されてマグネットカバー２１にて固定される。モータ１では、前述のように、ロータマグネット１７とセンサマグネット２０は共に６極に着磁されている。そして、ホール素子８は、センサマグネット２０の磁極変化に伴って信号を送出し、これにより、ロータ７の回転位置が検出される。【００４２】
ホール素子８は、ブラケット１４に取り付けられたセンサホルダ２２の先端に、周方向に並んで配置されている。センサホルダ２２の外側には、プリント基板２４が取り付けられている。センサホルダ２２とプリント基板２４は、ねじ２３によってブラケット１４に固定される。ブラケット１４の外端部にはエンドキャップ２５が取り付けられ、プリント基板２４等、ブラケット１４内に収容されている部品を外気からカバーしている。ブラケット１４にはまた、駆動コイル１１に電力を供給するための電源線２６が接続されている。電源線２６は、ブラケット１４の側方に取り付けられたゴムグロメット２７を介してモータ外へ引き出される。【００４３】
なお、実施例１では、ロータ７の回転位置検出にセンサマグネット２０とホール素子８を用いた例を示したが、それらに代えて、レゾルバロータとレゾルバを用いても良い。この場合、概ねセンサマグネット２０の位置にレゾルバロータを取り付ける。レゾルバロータはロータシャフト２に固定される。マグネットホルダ１９やマグネットカバー２１は、センサマグネット取付部３３や小径部２１ａ，テーパ部２１ｃを廃した形態とする。そして、ブラケット１４のホール素子８の部位にはレゾルバを配置する。
【実施例２】
【００４４】
次に、本発明の実施例２として、マグネット取付部における嵌合構造の凹凸関係を逆転させた構成について説明する。図７は、その場合のマグネット固定構造を示す拡大断面図である。なお、以下の実施例では、実施例１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。【００４５】
ここでは、ホルダ取付部として、ロータコア１６の外周部にホルダ取付突起５１が形成されている。ホルダ取付突起５１は回転軸方向に沿って延設されており、周方向に沿って等分に６個形成されている。ホルダ取付突起５１の先端部５１ａは基部５１ｂよりも幅広に形成されている。一方、ホルダアーム３２は、図７に示すように断面が略Ｔ字形になっており、軸方向に沿って延びる本体部４１の外周側には一対のマグネット保持片４２が形成されている。この場合も、隣接するホルダアーム３２の対向するマグネット保持片４２の間には、両マグネット保持片４２及びロータコア１６の外周面１６ａとによってマグネット収容部４３が形成されている。【００４６】
ホルダアーム３２の本体部４１の内周側には嵌合溝５２が形成されている。嵌合溝５２はロータコア外周部のホルダ取付突起５１に嵌合する。嵌合溝５２の断面形状は、ホルダ取付突起５１に合わせて開口部が底部よりも狭くなっている。ホルダ取付突起５１を嵌合溝５２内に挿入するようにホルダアーム３２を軸方向から挿入すると、嵌合溝５２とホルダ取付突起５１が密着嵌合する。これにより、ホルダアーム３２は径方向に抜け止めされた形でロータコア１６の外周面１６ａに固定される。【００４７】
本体部４１の周方向両側には一対のマグネット保持片４２が設けられている。マグネット保持片４２は、本体部４１からロータコア外周面１６ａと間隔をあけて対向しつつ周方向に沿って延びている。マグネット保持片４２の先端部には、第１接触部４６が設けられている。本体部４１には第２接触部４７が突設されており、第１及び第２接触部４６,４７の間には非接触部４８が設けられている。マグネット収容部４３にロータマグネット１７を取り付けると、第１及び第２接触部４６,４７はロータマグネット１７の外周面に当接する。
【実施例３】
【００４８】
一方、本発明の実施例３として、実施例１のマグネット固定構造を用いてロータマグネット１７をスキューさせたものについて説明する。図８は、その場合のロータ構成を示す斜視図である。【００４９】
図８のロータ５３では、ハッチングを施して示したロータマグネット１７が前後で径方向に段状にずれたステップスキュー形態となっている。なお、ロータ５３は、実施例１の最後に述べたレゾルバを使用する場合の形態となっている。ロータ５３の図８において手前側のロータ５３ａにはマグネットホルダ５４が、奥側のロータ５３ｂにはマグネットホルダ５５が使用される。マグネットホルダ５４は、実施例１にて述べたマグネットホルダ１９のホルダアーム３２を軸方向に短くした形となっている。マグネットホルダ５５は、マグネットホルダ１９のホルダベース３１が無い形となっており、ホルダアーム３２部分のみから構成されている。【００５０】
ロータ５３ａ,５３ｂはそれぞれ別個に形成される。ロータ５３ａは、ロータコア１６にマグネットホルダ５４を取り付け、そこにロータマグネット１７を圧入固定する。ロータ５３ｂは、ロータ５３ａとは別個のロータコア１６にマグネットホルダ５５を取り付け、そこにロータマグネット１７を圧入固定する。両ロータ５３ａ,５３ｂを作成した後、両者をロータシャフト２に固定する。その際、両ロータ５３ａ,５３ｂのロータマグネット１７を径方向にずらして取り付ける。これにより、ロータマグネット１７がＳだけずれたステップスキュー形態のロータ５３が形成される。【００５１】
なお、ロータ５３ｂにも実施例１のマグネットホルダ１９と同様のものを使用し、両ロータ５３ａ,５３ｂを同形態としても良い。この場合、両ロータ５３ａ,５３ｂはホルダアーム３２の自由端側同士を互いに突き合わせるような形でロータシャフト２に固定される。また、ロータ５３ｂを複数個用いることにより、３段以上のステップスキューも可能である。さらに、実施例２のような固定構造を用いてステップスキューを形成することも可能である。【００５２】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施例では、インナーロータ型ブラシレスモータに本発明の固定構造を適用した例を示したが、ブラシ付きモータや発電機に当該構成を適用することも可能である。また、本発明の構造によれば、接着剤を用いることなくロータマグネット１７をロータコア１６に固定することが可能であるが、ロータマグネット１７を少量の接着剤にて固定しても良い。この場合、製造工程中に接着剤を使用することにはなるが、固定用に用いる場合に比して接着剤の使用量を削減できるため、その硬化時間は大幅に短縮される。
【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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【図７】
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【図８】
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