(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-07
(45)【発行日】2023-08-16
(54)【発明の名称】ロータおよびモータ
(51)【国際特許分類】
H02K 1/276 20220101AFI20230808BHJP
【FI】
H02K1/276
(21)【出願番号】P 2019100169
(22)【出願日】2019-05-29
【審査請求日】2022-04-26
(73)【特許権者】
【識別番号】398061810
【氏名又は名称】ニデックテクノモータ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100168583
【氏名又は名称】前井 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100138689
【氏名又は名称】梶原 慶
(72)【発明者】
【氏名】川島 丈典
(72)【発明者】
【氏名】前野 彰利
【審査官】島倉 理
(56)【参考文献】
【文献】特開2006-320076(JP,A)
【文献】特開2013-017303(JP,A)
【文献】特開2014-103721(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02K 1/27
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上下に延びる中心軸を中心に回転するロータにおいて、
磁極部と、
永久磁石と
を有し、
前記磁極部は、前記中心軸を中心として円環状に配置される複数のコア部を有し、
前記永久磁石は、
周方向において隣り合う前記コア部の間に配置される複数の柱部と、
前記複数の柱部と単一の部材である磁極保持部と
を有し、
前記複数のコア部の各々は、周方向において隣り合う前記柱部の間に配置され、
前記磁極保持部は、軸方向において前記複数のコア部の各々を覆
い、前記複数のコア部の各々の軸方向端面を覆い、第1軸方向保持部および第2軸方向保持部を有し、
前記第1軸方向保持部は、前記コア部の第1軸方向端面を覆い、
前記第2軸方向保持部は、前記第1軸方向端面とは反対側の第2軸方向端面を覆い、
前記第1軸方向端面および前記第2軸方向端面の少なくとも一方は、前記磁極保持部から露出する、ロータ。
【請求項2】
前記第1軸方向保持部および前記第2軸方向保持部の少なくとも一方は、環状である、請求項
1に記載のロータ。
【請求項3】
前記永久磁石は、周方向において隣り合う前記柱部を連結する環状の基部を更に有し、
前記基部は、前記第1軸方向保持部と単一の部材である、請求項
1または2に記載のロータ。
【請求項4】
前記基部は、前記コア部の径方向内側に位置し、
前記第1軸方向保持部は、前記第1軸方向端面における径方向内側領域を覆う、請求項
3に記載のロータ。
【請求項5】
前記第1軸方向保持部および前記第2軸方向保持部の少なくとも一方は、前記軸方向端面の径方向中央領域を覆う、請求項
1から請求項
4のいずれか1項に記載のロータ。
【請求項6】
前記第2軸方向保持部は、前記第2軸方向端面のすべてを覆う、請求項
1から請求項
5のいずれか1項に記載のロータ。
【請求項7】
請求項
1から請求項
6のいずれか1項に記載のロータと、
前記永久磁石の回転位置を検知する位置検知装置と
を有し、
前記永久磁石は、前記複数の柱部の各々から軸方向へ突出し、軸方向視において、前記位置検知装置と重なる位置に設けられる突出部を有し、
前記第1軸方向保持部は、前記突出部の周方向端部を有する、モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロータおよびモータに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、複数の磁極ピースおよび界磁用永久磁石を備える回転子が開示される。界磁用永久磁石は、磁極ピースの間に配置される。界磁用永久磁石は、粉末状の磁石を樹脂に混入して形成される樹脂磁石から構成される。特許文献1には、成形型の内部に磁極ピースを環状配置し、樹脂磁石を充填させて硬化させることにより、界磁用永久磁石と磁極ピースとが一体的に成形されて回転子が形成されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【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、特許文献1に開示の回転子では、磁極ピースと界磁用永久磁石とが蟻溝で固定される。したがって、回転子が回転した際、磁極ピースが抜けてしまう虞がある。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされてものであり、その目的は、コア部の抜けを防止するロータおよび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】
本発明の第1の例示的なロータは、上下に延びる中心軸を中心に回転する。前記ロータは、磁極部と、永久磁石とを有する。前記磁極部は、前記中心軸を中心として円環状に配置される複数のコア部を有する。前記永久磁石は、複数の柱部と、磁極保持部とを有する。前記複数の柱部は、周方向において隣り合う前記コア部の間に配置される。前記磁極保持部は、前記複数の柱部と単一の部材である。前記複数のコア部の各々は、周方向において隣り合う前記柱部の間に配置される。前記磁極保持部は、軸方向において前記複数のコア部の各々を覆う。
【0007】
本発明の第2の例示的なロータは、上下に延びる中心軸を中心に回転する。前記ロータは、磁極部と、永久磁石と有する。前記磁極部は、前記中心軸を中心として円環状に配置される複数のコア部を有する。前記永久磁石は、複数の柱部と、磁極保持部とを有する。前記複数の柱部は、周方向において隣り合う前記コア部の間に配置される。前記磁極保持部は、前記複数の柱部と単一の部材である。前記複数のコア部の各々は、周方向において隣り合う前記柱部との間に配置される。前記磁極保持部は、径方向において前記複数のコア部の各々を覆う。
【0008】
本発明の第3の例示的なロータは、上下に延びる中心軸を中心に回転する。前記ロータは、磁極部と、永久磁石と、樹脂部とを有する。前記磁極部は、前記中心軸を中心として円環状に配置される複数のコア部を有する。前記永久磁石は、複数の柱部と複数の突出部とを有する。前記複数の柱部は、周方向において隣り合う前記コア部の間に配置される。複数の突出部の各々は、前記複数の柱部の各々から、軸方向または径方向へ前記コア部よりも突出する。前記樹脂部は、前記複数のコア部および前記永久磁石を覆う。前記樹脂部は、前記複数の突出部と接触する複数の接触部を有する。前記樹脂部は、隣り合う前記接触部を連結する複数の連結樹脂部を更に有する。前記連結樹脂部は、前記コア部の軸方向端面を覆う。
【0009】
本発明の第1の例示的なモータは、第1の例示的なロータと、位置検知装置とを有する。前記位置検知装置は、前記永久磁石の回転位置を検知する。前記永久磁石は、前記複数の柱部の各々から軸方向へ突出し、軸方向視において、前記位置検知装置と重なる位置に設けられる突出部を有する。前記第1軸方向保持部は、前記突出部の周方向端部によって構成される。
【0010】
本発明の第2の例示的なモータは、第3の例示的なロータと、位置検知装置とを有する。前記位置検知装置は、前記永久磁石の回転位置を検知する。前記突出部は、センサマグネットとして機能する。前記突出部の第1突起部の軸方向端面は、前記樹脂部から露出する。前記位置検知装置は、軸方向視において前記第1突起部と重なる位置に設けられる。
【0011】
本発明の第3の例示的なモータは、第3の例示的なロータと、シャフトと、軸受と、軸受保持部とを有する。前記シャフトは、前記中心軸を中心に回転する。前記軸受は、前記シャフトを支持する。前記軸受保持部は、前記軸受を保持する。前記樹脂部は、ボス部を有する。前記ボス部は、軸方向へ突出し、前記シャフトを保持する。前記ボス部と前記軸受保持部とは軸方向において対向する。
【発明の効果】
【0012】
例示的な本発明によれば、コア部の抜けを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】
図1は、本発明の実施形態に係るモータの構成を示す図である。
【
図2】
図2は、本発明の実施形態に係るロータを示す斜視図である。
【
図3A】
図3Aは、本発明の実施形態に係る磁極部を示す斜視図である。
【
図5A】
図5Aは、本発明の実施形態に係る永久磁石を示す斜視図である。
【
図6A】
図6Aは、本発明の実施形態に係る磁極部および永久磁石を示す斜視図である。
【
図6B】
図6Bは、本発明の実施形態に係る磁極部および永久磁石を示す斜視図である。
【
図7A】
図7Aは、本発明の実施形態に係る磁極部および永久磁石を示す斜視図である。
【
図7B】
図7Bは、本発明の実施形態に係る磁極部および永久磁石を示す斜視図である。
【
図8A】
図8Aは、本発明の実施形態に係る磁極部および永久磁石を示す上面図である。
【
図9A】
図9Aは、本発明の実施形態に係る永久磁石の第1の変形例を示す図である。
【
図9B】
図9Bは、本発明の実施形態に係る永久磁石の第2の変形例を示す図である。
【
図9C】
図9Cは、本発明の実施形態に係るコア部の変形例を示す図である。
【
図10A】
図10Aは、本発明の実施形態に係る磁極部および永久磁石の一部を示す上面図である。
【
図11】
図11は、本発明の実施形態に係るコア部およびその近傍を示す斜視図である。
【
図13】
図13は、本発明の実施形態に係るロータを示す斜視図である。
【
図14】
図14は、本発明の実施形態に係る第1樹脂本体部の一部を拡大して示す上面図である。
【
図15A】
図15Aは、本発明の実施形態に係るロータの変形例を示す側面図である。
【
図15B】
図15Bは、本発明の実施形態に係るロータの変形例を示す上面図である。
【
図16】
図16は、本発明の実施形態に係る樹脂部の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。
【0015】
本明細書では、便宜上、モータの中心軸AX(
図1参照)が延びる方向を上下方向として説明する。但し、上下方向は、説明の便宜上定めており、中心軸AXの方向が鉛直方向と一致することを意図していない。また、本明細書では、モータの中心軸AXと平行な方向を「軸方向DA」と記載し、モータの中心軸AXを中心とする径方向および周方向を「径方向DR」および「周方向DC」と記載する。但し、これらの定義により、本発明に係るモータの使用時の向きを限定する意図はない。なお、「平行な方向」は、略平行な方向を含み、「直交する方向」は、略直交する方向を含む。
【0016】
<モータの構成>
まず、
図1を参照して、本実施形態に係るロータ1を備えるモータ100について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るモータ100の構成を示す図である。本実施形態のモータ100は、例えば、エアコン等の家電製品、自動車や鉄道等の輸送機器、OA機器、医療機器、工具、および産業用の大型設備等に搭載されて、種々の駆動力を発生させるものであってもよい。
【0017】
図1に示すように、モータ100は、ロータ1と、シャフト10と、ケーシング111と、カバー112と、ステータ120と、軸受130と、軸受保持部140と、基板150とを有する。
【0018】
ケーシング111は、上下に延びる中心軸AXを中心とする略円筒状である。ケーシング111は、上側が開口し、下側が閉じている。カバー112は、ケーシング111の開口を覆う。ケーシング111は、樹脂を材料として含む。
【0019】
ロータ1は、上下に延びる中心軸AXを中心に回転する。ロータ1は、内部空間に収容される。内部空間は、ケーシング111とカバー112とに囲まれる。ロータ1については、
図2を参照して後述する。シャフト10は、中心軸AXに沿って延びる。シャフト10は、円柱状の部材である。シャフト10は、ロータ1に固定され、ロータ1の回転に応じて中心軸AXを中心に回転する。
【0020】
ステータ120は、中心軸AXを中心に環状配置される。ステータ120は、ケーシング111に収容される。ステータ120は、ケーシング111と一体に樹脂によってモールド成型される。ステータ120は、ロータ1の径方向DRの外側に配置される。すなわち、本実施形態のモータ100は、インナーロータ型のモータである。
【0021】
ステータ120は、ステータコア121と、インシュレータ122と、複数のコイル123とを有する。ステータコア121は、例えば、鋼板が軸方向DAに積層された積層鋼板によって構成される。インシュレータ122は、ロータ1と径方向DRにおいて対向する。インシュレータ122は、例えば、樹脂のような絶縁部材である。インシュレータ122は、ステータコア121の少なくとも一部を覆う。コイル123は、インシュレータ122を介して、ステータコア121に巻かれる。コイル123に駆動電流が供給されると、コイル123に磁束が発生する。これにより、ロータ1が中心軸AXを中心に回転する。
【0022】
軸受130は、シャフト10を回転自在に支持する。軸受保持部140は、軸受130を保持する。カバー112は、軸受保持部140を収容する。
【0023】
基板150は、内部空間に収容される。基板150は、ロータ1と軸方向DAにおいて対向する。基板150は周方向DCに延びる。例えば、基板150は、配線が印刷されたプリント基板である。基板150は、電子回路を含む。
【0024】
<ロータの構成>
次に、
図2を参照して、本実施形態に係るロータ1の構成について説明する。
図2は、本発明の実施形態に係るロータ1を示す斜視図である。
図2は、斜め上方から見たロータ1を示す。
【0025】
図2に示すように、ロータ1は、略円筒形状の部品である。ロータ1は、磁極部2と、永久磁石3と、樹脂部4とを有する。
【0026】
磁極部2は、永久磁石3からの磁束に基づいて径方向DRの外側へ向かう磁束を発生させる。
【0027】
永久磁石3は、磁極部2と連結する。詳しくは、永久磁石3は、磁極部2をモールド成型により一体に覆う。永久磁石3は、磁性材を含む。磁性材は、例えば、鉄などの磁性金属である。
【0028】
永久磁石3は、樹脂マグネットを含む。樹脂マグネットは、粉末の磁性材が非磁性樹脂に混入されることによって形成される。
【0029】
樹脂部4は、磁極部2と永久磁石3とを覆う。詳しくは、樹脂部4は、磁極部2と永久磁石3とをモールド成型により一体に覆う。本実施形態では、樹脂部4は、磁極部2と永久磁石3とシャフト10(
図1参照)とをモールド成型により一体に覆う。樹脂部4は、永久磁石3と
図1を参照して説明したシャフト10との間に位置する。樹脂部4は、材料として非磁性樹脂を含む。
【0030】
<磁極部の構成>
続いて、
図3A、
図3B、
図4A、および
図4Bを参照して、本実施形態に係る磁極部2の構成について説明する。
図3Aは、本発明の実施形態に係る磁極部2を示す斜視図である。
図3Bは、本発明の実施形態に係る磁極コア23を示す斜視図である。
図4Aおよび
図4Bは、
図3Aに示すコア部21を示す斜視図である。
【0031】
図3Aに示すように、磁極部2は、複数のコア部21を有する。複数のコア部21は、中心軸AXを中心として円環状に配置される。複数のコア部21は、等角度間隔で互いに離れて配置される。
【0032】
図3Aおよび
図3Bに示すように、複数のコア部21の各々は、コアピース22、コアベース部24、および延伸部25を有する。以下、複数のコアベース部24および複数の延伸部25を「磁極コア23」と記載する。換言すると、磁極コア23は、複数のコアベース部24および複数の延伸部25を有する。
【0033】
複数のコアピース22、複数のコアベース部24、および複数の延伸部25は、中心軸AXを中心として円環状に配置される。
【0034】
コアピース22は、例えば、磁性体である電磁鋼板が軸方向DAに積層された積層鋼板である。電磁鋼板は、プレス金型等で薄板状に形成され、複数の電磁鋼板が積層される。本実施形態において、軸方向DAから見たときの電磁鋼板の形状は、略扇形である。なお、各々の積層鋼板には、カシメ部が設けられ、各々の電磁鋼板が固定される。
【0035】
図4Aに示すように、コアピース22は、ピース貫通孔220とピース本体221とを有する。ピース貫通孔220は、ピース本体221を貫通する。
【0036】
図4Aおよび
図4Bに示すように、コアピース22は、コアベース部24に積層される。換言すると、コアベース部24には、コアピース22が積層される。コアベース部24は、コアピース22の2つの軸方向端面225のうちの一方と接続する。コアベース部24は、ベース貫通孔240とベース本体241とを有する。ベース貫通孔240は、ベース本体241を貫通する。
【0037】
延伸部25は、コアベース部24から径方向DRの内側へ向けて延びる。本実施形態において、複数の延伸部25は、互いに離れて配置される。複数の延伸部25が互いに離れて配置されることにより、漏れ磁束を抑制できる。
【0038】
図4Bに示すように、コア部21は、第1貫通孔210およびコア本体211を有する。第1貫通孔210は、コア本体211を軸方向DAに貫通する。第1貫通孔210は、
図4Aを参照して説明したピース貫通孔220とベース貫通孔240とによって構成される。コア本体211は、ピース本体221とベース本体241とによって構成される。
【0039】
また、コア部21は、2つの凸部212を有する。2つの凸部212は、コア部21の径方向外側端部に設けられる。2つの凸部212の各々は、コア本体211から周方向DCへ突出する。
【0040】
【0041】
図5Aは、本発明の実施形態に係る永久磁石3を示す斜視図である。
図5Bは、
図5Aに示す永久磁石3の一部を拡大して示す斜視図である。
図5Cは、
図5Aに示す永久磁石3の一部を示す上面図である。
図6Aおよび
図6Bは、本発明の実施形態に係る磁極部2および永久磁石3を示す斜視図である。
図6Aは、斜め上方から見た磁極部2および永久磁石3を示し、
図6Bは、斜め下方から見た磁極部2および永久磁石3を示す。
【0042】
図5Aに示すように、永久磁石3は、基部31と、複数の柱部32と、複数の突出部33と、磁極保持部34とを有する。基部31と、複数の柱部32と、複数の突出部33と、磁極保持部34とは、単一の部材である。
【0043】
図6Aに示すように、基部31は、コア部21の径方向DRの内側に位置する。基部31は、中心軸AXを中心とする円環状であって、円筒形状である。基部31は、複数の柱部32の径方向内側端面と連結し、周方向DCにおいて隣り合う柱部32を連結する。
【0044】
複数の柱部32の各々は、基部31から径方向DRの外側へ突出する。複数の柱部32は、中心軸AXを中心として円環状に設けられる。複数の柱部32は、等角度間隔で設けられる。
【0045】
複数のコア部21の各々は、周方向DCにおいて隣り合う柱部32の間に配置される。換言すると、柱部32は、周方向DCにおいて隣り合うコア部21の間に配置される。本実施形態において、軸方向DAにおける柱部32の長さとコア部21の長さとは略一致する。
【0046】
柱部32は、コア部21を介して対向する対向面(周方向端面)が同極に構成される。したがって、永久磁石3からの磁束がコア部21において互いに反発する。この結果、径方向DRの外側へ向かう磁束が発生する。
図2を参照して説明したように、永久磁石3(柱部32)は、樹脂マグネットである。したがって、磁極部2と永久磁石3とのギャップを無くすことができる。この結果、磁気抵抗を減少させることができる。
【0047】
図5Bに示すように、突出部33は、柱部32の各々から軸方向DAへ突出する。詳しくは、突出部33は、コア部21よりも上方へ突出する。突出部33は、センサマグネットとして機能する。センサマグネットについては、
図17を参照して後述する。
【0048】
図5Bに示すように、突出部33は、第1突起部331および第2突起部332を有する。第2突起部332は、第1突起部331と軸方向DAにおける位置が異なる。具体的には、第1突起部331は、第2突起部332よりも上方に位置する。また、第2突起部332は、第1突起部331と径方向DRにおける位置が異なる。具体的には、第2突起部332は、第1突起部331よりも径方向DRの外側に位置する。第1突起部331と第2突起部332との間には第1段差333が形成される。
【0049】
また、第1突起部331は、基部31の上端面315a(軸方向端面)と軸方向DAにおける位置が異なる。詳しくは、第1突起部331は、基部31の上端面315aよりも上方に位置する。第1突起部331と基部31の上端面315aとの間には第2段差334が形成される。
【0050】
また、
図5Cに示すように、径方向DRの内側部分において、突出部33は、その一部が柱部32から周方向DCへ突出する。詳しくは、突出部33は、径方向DRの内側部分が柱部32よりも周方向DCへ突出する。
【0051】
図6Aおよび
図6Bに示すように、磁極保持部34は、軸方向DAにおいて、複数のコア部21の各々を覆う軸方向保持部341を有する。
【0052】
【0053】
図7Aおよび
図7Bは、本発明の実施形態に係る磁極部2および永久磁石3を示す斜視図である。
図7Aは、斜め上方から見た磁極部2および永久磁石3を示し、
図7Bは、斜め下方から見た磁極部2および永久磁石3を示す。なお、理解を容易にするために、
図7Aおよび
図7Bでは、複数のコア部21のうちの1つを省略している。
図8Aは、本発明の実施形態に係る磁極部2および永久磁石3を示す上面図である。
図8Bは、
図8Aに示す上側保持部35の一部を拡大して示す図である。
図8Cは、
図8Aに示す突出部33およびその近傍を示す模式図である。なお、
図8Cは、径方向DRの外側から見た突出部33およびその近傍を示す。
【0054】
図7Aから
図8Cに示すように、軸方向保持部341は、軸方向DAにおいて、複数のコア部21を覆う。詳しくは、軸方向保持部341は、複数のコア部21の各々の軸方向端面215を覆う。コア部21が軸方向保持部341で覆われることにより、コア部21の軸方向DAへの抜けを防止できる。
【0055】
本実施形態において、軸方向保持部341は、上端面215a(第1軸方向端面)の一部を覆い、下端面215b(第2軸方向端面)のすべてを覆う。換言すると、上端面215aの一部は、軸方向保持部341から露出する。
【0056】
詳しくは、軸方向保持部341は、上側保持部35(第1軸方向保持部)および下側保持部36(第2軸方向保持部)を有する。上側保持部35は、コア部21の上端面215aを覆う。上側保持部35は、中心軸AXを中心とする円環状である。上側保持部35は、永久磁石3の上端部に設けられる。上側保持部35は、基部31の上端部から径方向DRの外側へ突出してコア部21の上端面215aを覆う。上側保持部35が、コア部21の上端面215aを覆ことにより、コア部21が軸方向DAの一方側(上側)へ抜けることを防止できる。
【0057】
図8Aに示すように、上側保持部35は、コア部21の上端面215aの径方向内側領域AR1を覆う。なお、
図8Aおよび
図8Bでは、理解を容易にするために、径方向内側領域AR1を左下がりの斜めハッチングで示す。上側保持部35がコア部21の上端面215aの径方向内側領域AR1を覆うことにより、コア部21が上側(軸方向DA)へ抜けることを防止できる。
【0058】
また、
図8Aから
図8Cに示すように、上側保持部35は、コア部21の上端面215aにおける周方向端部領域AC1を更に覆う。
図8Aおよび
図8Bでは、理解を容易にするために、周方向端部領域AC1を右下がりの斜めハッチングで示す。上側保持部35は、周方向端部338を有する。周方向端部338は、突出部33の径方向DRの内側部分のうち、柱部32から周方向DCへ突出する部分によって構成される。コア部21の上端面215aにおける周方向端部領域AC1が軸方向保持部341によって更に覆われることにより、コア部21が軸方向DAへ抜けることをより一層防止できる。
【0059】
また、上述のように、磁極保持部34は、基部31と単一の部材である。換言すると、基部31は、上側保持部35と単一の部材である。これにより、上側保持部35の強度が高まり、コア部21が上側(軸方向DA)へ抜けることをより一層防止できる。
【0060】
次に、
図7Aおよび
図7Bを参照して、本実施形態に係る下側保持部36について説明する。
【0061】
図7Aおよび
図7Bに示すように、下側保持部36は、中心軸AXを中心とする円環状である。
【0062】
下側保持部36は、端面板361を有する。端面板361は、軸方向DAから見たときの形状が中心軸AXを中心とする円環状である。端面板361は、基部31の下端部と接続し、基部31から径方向DRの外側へ延びる。端面板361は、コア部21の下端面215bを覆う。換言すると、下側保持部36は、コア部21の下端面215bを覆う。下端面215bは、コア部21の軸方向端面215のうち、上端面215aとは反対側の軸方向端面215である。下側保持部36が軸方向DAのコア部21の下端面215bを覆うことにより、コア部21が軸方向DAへ抜けることを防止できる。
【0063】
本実施形態では、端面板361は、コア部21の下端面215bのすべてを覆う。換言すると、下側保持部36は、コア部21の下端面215bのすべてを覆う。下側保持部36がコア部21の下端面215bのすべてを覆うことにより、コア部21と永久磁石3とがより強固に密着し、軸方向DAへコア部21が抜けることをより一層防止できる。
【0064】
また、下側保持部36は、第2貫通孔360を有する。第2貫通孔360は、端面板361を軸方向DAに貫通する。
【0065】
図7Aおよび
図7Bに示すように、コア部21が隣り合う柱部32の間に配置されると、第1貫通孔210が下側保持部36の第2貫通孔360と軸方向DAにおいて重なる。換言すると、コア部21の第1貫通孔210は、下側保持部36の第2貫通孔360と軸方向DAにおいて対向する。第1貫通孔210および第2貫通孔360には、
図2を参照して説明した樹脂部4が配置される。樹脂部4は、複数のコア部21と永久磁石3とを固定する。これにより、複数のコア部21をより強固に固定できる。また、複数のコア部21および永久磁石3に対して樹脂部4が周方向DCおよび径方向DRへズレることを防止できる。
【0066】
なお、本実施形態において、第1貫通孔210および第2貫通孔360に樹脂部4が配置される場合を説明したが、ロータ1は、例えば、ネジのような固定部材を有し、固定部材が第1貫通孔210および第2貫通孔360に配置されてもよい。固定部材は、複数のコア部21と永久磁石3とを固定する。これにより、複数のコア部21と永久磁石3との相対位置が固定される。
【0067】
以上、
図1~
図8Cを参照して説明したように、軸方向保持部341は、コア部21の軸方向端面215を覆う。したがって、コア部21が軸方向DAへ抜けることを防止できる。
【0068】
なお、
図9Aに示すように、上側保持部35は、コア部21の上端面215a(軸方向端面215)の径方向外側領域AR2を覆ってもよい。
図9Aは、本発明の実施形態に係る永久磁石3の第1の変形例を示す図である。
図9Aでは、理解を容易にするために径方向外側領域AR2を斜めハッチングで示す。あるいは、上側保持部35は、コア部21の軸方向端面215において、径方向外側領域AR2および径方向内側領域AR1(
図8A参照)の両方を覆ってもよい。これにより、コア部21が軸方向DAへ傾いてズレることをできる。
【0069】
また、上側保持部35および下側保持部36の少なくとも一方が軸方向端面215の径方向中央領域AR3を覆ってもよい。例えば、
図9Bに示すように、上側保持部35は、上端面215a(軸方向端面215)の径方向中央領域AR3を覆ってもよい。
図9Bは、本発明の実施形態に係る永久磁石3の第2の変形例である。なお、理解を容易にするために、径方向中央領域AR3を斜めハッチングで示す。上側保持部35および下側保持部36の少なくとも一方が径方向中央領域AR3を覆うことにより、コア部21が傾くことを防止できる。
【0070】
また、本実施形態において、コア部21は、凸部212を有したが、
図9Cに示すように、コア部21は、凸部212を省略し得る。
図9Cは、本実施形態に係るコア部21の変形例を示す図である。
【0071】
また、コア部21は、上端面215aおよび下端面215bの少なくとも一方が軸方向保持部341から露出すればよい。磁極保持部34から露出する部分(上端面215aおよび下端面215bの少なくとも一方)は、永久磁石3を成型する際において、金型に接触する部分である。コア部21の上端面215aおよび下端面215bの少なくとも一方を金型に接触させて成型することにより、軸方向DAにおけるコア部21の位置決めが容易になる。
【0072】
また、本実施形態において、上側保持部35および下側保持部36が円環状であったが、上側保持部35および下側保持部36の少なくとも一方が環状であればよい。上側保持部35および下側保持部36の少なくとも一方が、環状であることにより、上側保持部35および下側保持部36の少なくとも一方の強度が高まる。この結果、コア部21が軸方向DAへ抜けることをより一層防止できる。
【0073】
また、本実施形態では、突出部33がコア部21よりも軸方向DAへ突出したが、突出部33は、コア部21よりも径方向DRへ突出してもよい。
【0074】
<径方向DRへの抜け止め>
続いて、
図10A、
図10Bおよび
図11を参照して、径方向DRにおいて、コア部21を保持する構成について説明する。
【0075】
図10Aは、本発明の実施形態に係る磁極部2および永久磁石3の一部を示す上面図である。
図10Bは、
図10Aに示す凸部212およびその近傍を拡大して示す図である。
図11は、本発明の実施形態に係るコア部21およびその近傍を示す斜視図である。
図11では、理解を容易にするために、永久磁石3に覆われるコア部21の一部を破線で示している。
【0076】
図10Aに示すように、磁極保持部34は、径方向保持部342を有する。径方向保持部342は、径方向DRにおいて複数のコア部21の各々を覆う。これにより、コア部21の径方向DRへのズレを防止できる。
【0077】
詳しくは、
図10Bに示すように、径方向保持部342は、外側保持部37を有する。外側保持部37は、コア部21の径方向外側端面216aを覆う。具体的には、外側保持部37は、凸部212の径方向外側端面212aを覆う。これにより、遠心力が作用することに起因して、コア部21が径方向DRの外側へ抜けることを防止できる。
【0078】
また、凸部212の周方向端面212cは、外側保持部37によって覆われる。具体的には、外側保持部37は、周方向突出部371と径方向突出部372とを有する。周方向突出部371は、柱部32から径方向DRの外側へ延びる。径方向突出部372は、周方向突出部371の先端から周方向DCへ延びる。凸部212の周方向端面212cは、周方向突出部371によって覆われる。これにより、コア部21の周方向DCへのズレを防止できる。なお、凸部212の径方向外側端面212aは、径方向突出部372によって覆われる。
【0079】
また、凸部212の径方向内側端面212bは、柱部32によって覆われる。これにより、コア部21の径方向DRの内側へのズレを防止できる。
【0080】
また、
図10Aに示すように、コア部21は、径方向外側端面216aが偏心する。コア部21の径方向外側端面216aが偏心することにより、コギングトルクを低減する。
【0081】
詳しくは、径方向外側端面216aは、中央部216cおよび偏心部216hを有する。中央部216cは、第1点P1を中心とする第1半径r1の円弧形状である。第1点P1は、中心軸AX上の点である。
【0082】
偏心部216hは、中央部216cの周方向DCの少なくとも一方側に位置する。本実施形態では、偏心部216hは、中央部216cの周方向DCの両側に位置する。2つの偏心部216hの各々は、中央部216cから周方向DCへ延びる。偏心部216hは、第2点P2を中心とする第2半径r2の円弧形状である。第2点P2は、第1点P1とは異なる点であって、中心軸AX上の点と異なる点である。第2半径r2は、第1半径r1よりも小さい。
【0083】
なお、偏心部216hは、円弧形状に限定されず、直線形状であってもよい。詳しくは、偏心部216hは、中央部216cの周方向端部から径方向内側へ傾くように直線状に延びる形状であってもよい。
【0084】
偏心部216hは、凸部212の径方向外側端面212aによって構成される。上述のように、外側保持部37は、凸部212の径方向外側端面212aを覆う。すなわち、外側保持部37は、偏心部216hを覆う。
【0085】
また、
図11に示すように、コア部21の径方向内側端面216bは、基部31によって覆われる。換言すると、基部31は、コア部21の径方向内側端面216bを覆う。これにより、コア部21の径方向DRの内側へのズレを防止できる。この結果、コア部21同士の相対位置が固定される。
【0086】
本実施形態において、基部31は、コア部21の径方向内側端面216bのすべてを覆う。これにより、コア部21の径方向DRの内側へのズレを一層防止できる。この結果、コア部21同士の相対位置が一層固定される。
【0087】
以上、
図10A、
図10Bおよび
図11を参照して説明したように、コア部21の径方向端面216は、径方向保持部342によって覆われる。これにより、コア部21の径方向DRへのズレを抑制できる。例えば、先行技術文献に開示される磁極ピースに蟻溝を形成する構成では、磁気特性が低下する。これに対して、
図10A、
図10Bおよび
図11を参照して説明した構成によれば、磁気特性の低下を防止しつつ、コア部21の径方向DRへのズレを防止できる。
【0088】
【0089】
図12Aおよび
図12Bは、本発明の実施形態に係る樹脂部4を示す斜視図である。詳しくは、
図12Aは、斜め上方から見た樹脂部4を示す。
図12Bは、斜め下方から見た樹脂部4を示す。
図13は、本発明の実施形態に係るロータ1を示す斜視図である。なお、
図13では、磁極部2および永久磁石3のうち、樹脂部4によって覆われる部分を破線で示す。
【0090】
図12Aおよび
図12Bに示すように、樹脂部4は、第1平板部41と、第2平板部42と、ボス部43と、固定部44とを有する。
【0091】
第1平板部41と第2平板部42とは軸方向DAにおいて対向する。
【0092】
第1平板部41は、第1樹脂貫通孔410と、第1樹脂本体411とを有する。第1樹脂本体411は、中心軸AXを中心とする円環状を有する。第1樹脂貫通孔410は、第1樹脂本体411を軸方向DAに貫通する。第1樹脂貫通孔410には、
図13に示すように、第1突起部331(突出部33)が位置する。第1突起部331の端面は、樹脂部4から露出する。本実施形態では、第1突起部331の上端面が樹脂部4から露出する。
【0093】
図12Aおよび
図12Bに示すように、第2平板部42は、第2樹脂本体421を有する。第2樹脂本体421は、中心軸AXを中心とする円環状を有する。第2樹脂本体421は、
図7Aおよび
図7Bを参照して説明した下側保持部36を覆う。本実施形態において、第2樹脂本体421は、下側保持部36の下面のすべてを覆う。これにより、磁極部2および永久磁石3をより強固に固定できる。
【0094】
ボス部43は、第1樹脂本体411の中央部分から軸方向DA(上側)に突出する。ボス部43は、
図1を参照して説明したシャフト10を保持する。詳しくは、ボス部43は、配置孔430を有する。配置孔430には、
図1を参照して説明したシャフト10が配置される。
【0095】
樹脂部4は、コア部21および永久磁石3の少なくとも一方とシャフト10との間に位置する。これにより、シャフト10と、コア部21および永久磁石3とが互いに絶縁される。シャフト10、コア部21、ステータコア121、ケーシング111、カバー112、軸受130、およびシャフト10の間をこの順で電荷が流れる。あるいは、シャフト10、永久磁石3、ステータコア121、ケーシング111、カバー112、軸受130、およびシャフト10の間をこの順で電荷が流れる。シャフト10と、コア部21および永久磁石3とが互いに絶縁されることにより、電荷の流れが遮断される。したがって、軸受130に電流が流れることに起因する軸受電食を防ぐことができる。特に、軸受130の種類がボールベアリングである場合、より有効である。
【0096】
固定部44は、
図4Aを参照して説明した第1貫通孔210と、
図7Bを参照して説明した第2貫通孔360とに位置する。したがって、樹脂部4が磁極部2および永久磁石3に対して回転することを防止できる。
【0097】
図13に示すように、樹脂部4は、軸方向保持部341(
図7A参照)を覆う。
図7Aから
図8Cを参照して説明したように、軸方向保持部341は、軸方向DAにおいて、複数のコア部21の各々を覆う。本実施形態において、樹脂部4は、複数のコア部21および永久磁石3の軸方向端面215のすべてを覆う。したがって、樹脂部4が、軸方向保持部341を覆うことにより、コア部21をより強固に固定できる。
【0098】
ロータ1(磁極部2および永久磁石3)の外周面は、樹脂部4から露出する。ロータ1の外周面が樹脂部4によって覆われると、磁極部2と
図1を参照して説明したステータコア121とのギャップが大きくなってロータ1とステータ120との吸引力または反発力が低下する虞がある。しかしながら、本実施形態によれば、ロータ1の外周面が樹脂部4から露出することで、磁極部2とステータコア121とのギャップを小さくすることができる。したがって、ロータ1とステータ120との吸引力または反発力の低下を防止し、結果、モータトルクの向上を図ることができる。また、ロータ1とステータ120との吸引力または反発力の低下を防止し、モータ効率の向上を図ることができる。
【0099】
続いて、
図14を参照して、本実施形態に係る第1樹脂本体411について説明する。
図14は、本発明の実施形態に係る第1樹脂本体411の一部を拡大して示す上面図である。
【0100】
図14に示すように、第1樹脂本体411は、複数の接触部413と複数の連結樹脂部414とを有する。
【0101】
複数の接触部413の各々は、複数の突出部33の各々と接触する。これにより、樹脂部4が磁極部2および永久磁石3に対して回転することを防止できる。
【0102】
詳しくは、接触部413は、第1接触部413a、第2接触部413bおよび第3接触部413cを有する。
図14では、理解を容易にするために、第1接触部413aを右下がりの斜めハッチングで示し、第2接触部413bを左下がりの斜めハッチングで示し、第3接触部413cをクロスハッチングで示す。
【0103】
第1接触部413aは、径方向DRへ延びる。第1接触部413aは、柱部32の周方向端面337に沿って設けられる。第1接触部413aは、突出部33の周方向端面337と接触する。第1接触部413aが突出部33の周方向端面337と接触することにより、樹脂部4が磁極部2および永久磁石3に対して回転することを防止できる。
【0104】
第2接触部413bは、第1突起部331の第1段差333に沿って設けられる。第2接触部413bは、第1段差333に接触する。第2接触部413bが第1段差333に接触することにより、柱部32の径方向DRの内側へのズレを防止できる。
【0105】
第3接触部413cは、第1突起部331の第2段差334に沿って設けられる。第3接触部413cは、第2段差334に接触する。第3接触部413cが第2段差334に接触することにより、柱部32の径方向DRの外側へのズレを防止できる。
【0106】
複数の連結樹脂部414の各々は、複数のコア部21の各々の軸方向端面215を覆う。本実施形態では、複数の連結樹脂部414の各々は、複数のコア部21の各々の上端面215aを覆う。理解を容易にするために、
図14では、連結樹脂部414を点ハッチングで示す。複数の連結樹脂部414は、周方向DCにおいて隣り合う接触部413(第1接触部413a)の間に設けられる。複数の連結樹脂部414は、周方向DCにおいて隣り合う接触部413を連結する。
【0107】
連結樹脂部414は、第1連結樹脂部414a、および第2連結樹脂部414bを有する。第1連結樹脂部414aは、接触部413の径方向外側端部と接続する。換言すると、第1連結樹脂部414aは、コア部21の軸方向端面215において、隣り合う接触部413の径方向外側端部に挟まれる領域に設けられる。接触部413の径方向外側端部に挟まれる領域は、コア部21の軸方向端面215のうち、接触部413の径方向内側端部に挟まれる領域よりも広い。したがって、第1連結樹脂部414aがより広い領域に設けられることにより、接触部413の強度を高めることができる。この結果、樹脂部4が磁極部2および永久磁石3に対して回転することを一層防止できる。更に、コア部21の軸方向端面215は、径方向DRの外側ほど広い。したがって、第1連結樹脂部414aが隣り合う接触部413の径方向外側端部に挟まれる領域に設けられることにより、コア部21が軸方向DAへ抜けることを一層防止できる。
【0108】
第2連結樹脂部414bは、コア部21の軸方向端面215のうち、第1連結樹脂部414aよりも径方向DRの内側に設けられて、接触部413の径方向内側端部と接続する。換言すると、第2連結樹脂部414bは、コア部21の軸方向端面215のうち、隣り合う接触部413の径方向内側端部に挟まれる領域に設けられる。連結樹脂部414が第1連結樹脂部414aおよび第2連結樹脂部414bを有することにより、接触部413の強度を高めることができる。この結果、樹脂部4が磁極部2および永久磁石3に対して回転することをより一層防止できる。
【0109】
以上、
図12A、
図12B、
図13、および
図14を参照して説明したように、樹脂部4が磁極部2および永久磁石3に対して回転することを防止できる。
【0110】
なお、
図15Aおよび
図15Bに示すように、第1平板部41の径方向外側端面416aは、磁極部2の径方向外側端面26aおよび永久磁石3の径方向外側端面36aより、径方向DRの内側に位置してもよい。換言すると、樹脂部4の径方向外側端面46aは、コア部21の径方向外側端面216aおよび永久磁石3の径方向外側端面36aよりも、径方向DRの内側に位置してもよい。
図15Aは、本発明の実施形態に係るロータ1の変形例を示す側面図である。
図15Bは、本発明の実施形態に係るロータ1の変形例を示す上面図である。
【0111】
上述のように、磁極部2および永久磁石3は、その一部から樹脂部4から露出する。即ち、磁極部2と永久磁石3とは、樹脂部4によってモールド成型される際、成型金型と接触する。以下、磁極部2または永久磁石3のうち、成型金型と接触する部分を「合わせ面」と記載する。寸法精度の関係上、成型金型と、合わせ面との間には、僅かな隙間が形成される。したがって、成型金型に樹脂が充填されると、成型金型と、合わせ面との間に形成された隙間に樹脂が流れ込む。この結果、バリが生成される。仮に、合わせ面の位置が磁極部2または永久磁石3の外周面である場合、磁極部2または永久磁石3の外周面にバリが生成され、
図1を参照して説明したステータコア121とバリとが接触してしまう。しかしながら、本実施形態では、磁極部2および永久磁石3は、成型金型と軸方向端面で接触する。すなわち、合わせ面の位置は、磁極部2の外周面または永久磁石3の外周面ではない。したがって、磁極部2および永久磁石3の外周面にバリが発生することを回避できる。つまり、樹脂部4がコア部21および永久磁石3よりも径方向DRの内側に位置することにより、コア部21および永久磁石3の外周面において、バリが発生することを防止できる。この結果、ステータコア121にロータ1が接触することを防止できる。
【0112】
また、
図16に示すように、樹脂部4は、第1連結樹脂部414aよりも径方向DRの外側部分を省略してもよい。
図16は、本発明の実施形態に係る樹脂部4の変形例を示す図である。また、連結樹脂部414は、第2連結樹脂部414bを省略してもよい。第2連結樹脂部414bが省略されることにより、成型時にコア部21を金型に接触させる部分が増大し、金型内におけるコア部21の位置決めが容易になる。
【0113】
また、
図16に示すように、接触部413は、第2接触部413bおよび第3接触部413cを省略してもよい。
【0114】
続いて、
図17を参照して、本実施形態に係るモータ100について更に説明する。
図17は、
図1に示すモータ100の一部を拡大して示す断面図である。
【0115】
図17に示すように、モータ100は、位置検知装置160を更に有する。位置検知装置160は、
図5Aを参照して説明した永久磁石3の回転位置を検知する。位置検知装置160は、基板150の下面に配置される。位置検知装置160は、軸方向DAから見たとき、複数の第1突起部331のいずれかの回転軌跡と重なる位置に設けられる。
図5Aを参照して説明したように、突出部33(第1突起部331)はセンサマグネットとして機能する。また、
図13を参照して説明したように、第1突起部331の上端面は、樹脂部4から露出する。即ち、第1突起部331の上端面と位置検知装置160との間に樹脂部4が介在しない。この結果、センサマグネットと位置検知装置160とのギャップをより小さくできる。よって、ロータ1の位置を検知する精度が向上する。
【0116】
また、ボス部43と軸受保持部140とは、軸方向DAにおいて対向する。詳しくは、軸受保持部140は、ボス部43の上側に位置する。
図12Aおよび
図12Bを参照して説明したように、ボス部43は、上側へ突出する。したがって、ロータ1の軸方向DAへのズレを防止できる。
【0117】
以上、本発明の実施形態について、図面(
図1から
図17)を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態で示す構成、形状、および材料は、一例であって特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0118】
例えば、本発明の実施形態において、複数の延伸部25が互いに離れたが複数の延伸部25は、互いに連結してもよい。複数の延伸部25は、例えば、複数の延伸部25が中心軸AXまで延びることにより連結してもよい。あるいは、磁極部2が、中心軸AXを中心とする円環状の連結部材を有し、複数の延伸部25が連結部材に連結することにより、互いに連結してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0119】
本発明は、例えば、ロータに好適に利用できる。また、本発明は、例えば、モータに好適に利用できる。
【符号の説明】
【0120】
1 :ロータ
2 :磁極部
3 :永久磁石
4 :樹脂部
10 :シャフト
21 :コア部
22 :コアピース
23 :磁極コア
24 :コアベース部
25 :延伸部
26a :径方向外側端面
31 :基部
32 :柱部
33 :突出部
34 :磁極保持部
35 :上側保持部
36 :下側保持部
36a :径方向外側端面
37 :外側保持部
41 :第1平板部
42 :第2平板部
43 :ボス部
44 :固定部
100 :モータ
120 :ステータ
121 :ステータコア
122 :インシュレータ
123 :コイル
130 :軸受
140 :軸受保持部
150 :基板
160 :位置検知装置
210 :第1貫通孔
211 :コア本体
212 :凸部
212a :径方向外側端面
212b :径方向内側端面
212c :周方向端面
215 :軸方向端面
215a :上端面
215b :下端面
216 :径方向端面
216a :径方向外側端面
216b :径方向内側端面
216c :中央部
216h :偏心部
315a :上端面
331 :第1突起部
332 :第2突起部
333 :第1段差
334 :第2段差
337 :周方向端面
338 :周方向端部
341 :軸方向保持部
342 :径方向保持部
360 :第2貫通孔
361 :底板部
371 :周方向突出部
372 :径方向突出部
410 :第1樹脂貫通孔
411 :第1樹脂本体部
413 :接触部
413a :第1接触部
413b :第2接触部
413c :第3接触部
414 :連結樹脂部
414a :第1連結樹脂部
414b :第2連結樹脂部
416a :径方向外側端面
421 :第2樹脂本体
421 :第2樹脂本体部
430 :配置孔
AC :周方向端部領域
AD :軸方向
AR1 :径方向内側領域
AR2 :径方向外側領域
AR3 :径方向中央領域
AX :中心軸
CD :周方向
DA :軸方向
DC :周方向
DR :径方向
P1 :第1点
P2 :第2点
r1 :第1半径
r2 :第2半径