JPWO2019123950A1 - ロータおよびモータ - Google Patents

Abstract

インナーロータ型のモータに用いられるロータであって、上下方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、シャフトに固定されたロータコアと、ロータコアに支持されるロータマグネットと、を備える。ロータコアには、シャフトが圧入される中央孔と、軸方向に貫通し周方向に沿って並ぶ複数の貫通孔と、が設けられる。中央孔の内周面には、周方向に沿って並び径方向内側に突出し先端面でシャフトと接触する複数の嵌合凸部が設けられる。複数の嵌合凸部は、周方向に交互に並ぶ高面圧嵌合凸部と低面圧嵌合凸部と、を含む。ロータコアは、貫通孔の形状および配置の少なくとも一方が、高面圧嵌合凸部の径方向外側および低面圧嵌合凸部の径方向外側において互いに異なる。高面圧嵌合凸部の先端面における面圧は、低面圧嵌合凸部の先端面における面圧より大きい。

Description

本発明は、ロータおよびモータに関する。

モータにおいて、互いに固定されたシャフトおよびロータコアを有するロータが知られている。また、シャフトとロータコアとの締結構造としては、キー嵌合により固定される構造および圧入により固定される構造等が知られている。例えば、特許文献１には、シャフトとロータコアとをキー嵌合させる構造が開示されている。

特開２０１１−２５９６８９号公報

キー嵌合による固定構造を採用する場合、シャフトとロータコアとの嵌合部において、周方向に隙間が設けられる。このため、高速回転中に振動が生じる虞がある。また、ロータコアにシャフトを圧入する固定構造を採用する場合、ロータコアとシャフトとの同軸度にばらつきが生じやすいという問題があった。

本発明の一態様は、本発明の一態様は、ロータコアとシャフトとの同軸度のばらつきを抑制できるロータを提供することを目的の一つとする。

本発明の一態様のロータは、インナーロータ型のモータに用いられるロータであって、上下方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、前記シャフトに固定されたロータコアと、前記ロータコアに支持されるロータマグネットと、を備える。前記ロータコアには、前記シャフトが圧入される中央孔と、軸方向に貫通し周方向に沿って並ぶ複数の貫通孔と、が設けられる。前記中央孔の内周面には、周方向に沿って並び径方向内側に突出し先端面で前記シャフトと接触する複数の嵌合凸部が設けられる。複数の前記嵌合凸部は、周方向に交互に並ぶ高面圧嵌合凸部と低面圧嵌合凸部と、を含む。前記ロータコアは、前記貫通孔の形状および配置の少なくとも一方が、前記高面圧嵌合凸部の径方向外側および前記低面圧嵌合凸部の径方向外側において互いに異なる。前記高面圧嵌合凸部の前記先端面における面圧は、前記低面圧嵌合凸部の前記先端面における面圧より大きい。

本発明の一態様によれば、ロータコアとシャフトとの同軸度のばらつきを抑制できるロータを提供できる。

図１は、第１実施形態のモータの中心軸に沿う断面模式図である。 図２は、第１実施形態のロータコアの平面図である。 図３は、上述の実施形態のモータに採用可能な変形例のロータコアの平面図である。 図４は、第２実施形態のロータコアの平面図である。 図５は、第３実施形態のロータコアの平面図である。 図６は、第４実施形態のロータコアの平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るロータおよびモータについて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

各図には、適宜Ｚ軸を示す。各図のＺ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。なお、上側および下側とは、単に説明のために用いられる方向であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」又は「上下方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から見た状態を意味する。

［第１実施形態］

＜モータ＞

図１は、第１実施形態のモータ１の中心軸Ｊに沿う断面模式図である。モータ１は、ロータ３と、ステータ１０と、ハウジング２と、ベアリングホルダ５と、上側ベアリング６Ａと、下側ベアリング６Ｂと、を有する。本実施形態のモータ１は、ステータ１０の径方向内側にロータ３が配置されたインナーロータ型のモータである。

ハウジング２は、上側に開口する筒状である。ハウジング２は、ロータ３、ステータ１０およびベアリングホルダ５を収容する。ハウジング２は、筒状部２ａと底部２ｂとを有する。筒状部２ａは、ステータ１０を径方向外側から囲む。底部２ｂは、筒状部２ａの下端に位置する。底部２ｂの平面視中央には、下側ベアリング６Ｂを保持する下側ベアリング保持部２ｃが設けられる。

ベアリングホルダ５は、ステータ１０の上側に位置する。ベアリングホルダ５は、ハウジング２の内周面に保持される。ベアリングホルダ５は、上側ベアリング保持部５ａにおいて、上側ベアリング６Ａを保持する。

ステータ１０は、中心軸Ｊ周りに環状に配置される。ステータ１０は、ロータ３の径方向外側に位置する。ステータ１０は、ロータ３と隙間を介して径方向に対向する。ステータ１０は、ハウジング２の内周面に固定される。ステータ１０は、環状のステータコア１１と、ステータコア１１に上下方向から装着された一対のインシュレータ１４と、インシュレータ１４を介してステータコア１１に装着されたコイル１３と、を有する。

＜ロータ＞

ロータ３は、インナーロータ型のモータ１に用いられる。ロータ３は、上下方向に延びる中心軸Ｊ周りに回転する。ロータ３は、シャフト３ａと、複数のロータコア３０と、複数のロータマグネット３ｂと、を有する。シャフト３ａは、上下方向（軸方向）に延びる中心軸Ｊを中心として上下方向に延びる。シャフト３ａは、中心軸Ｊと直交する断面形状が円形である。シャフト３ａは、上側ベアリング６Ａと下側ベアリング６Ｂとによって、中心軸Ｊの軸周りに回転可能に支持される。

ロータコア３０は、シャフト３ａの外周面に固定される。本実施形態のロータ３には、軸方向に沿って並ぶ２つのロータコア（第１のロータコア３０Ａおよび第２のロータコア３０Ｂ）が設けられる。第１のロータコア３０Ａと第２のロータコア３０Ｂとは、同形状である。本明細書において、第１のロータコア３０Ａと第２のロータコア３０Ｂとを区別しない場合、これらを単にロータコア３０と呼ぶ。

第１のロータコア３０Ａおよび第２のロータコア３０Ｂの外周面には、それぞれロータマグネット３ｂが固定される。すなわち、ロータマグネット３ｂは、ロータコア３０に支持される。

第１のロータコア３０Ａと第２のロータコア３０Ｂとは、ロータマグネット３ｂの磁極を周方向にずらした状態でシャフト３ａに固定される。すなわち、第１のロータコア３０Ａと第２のロータコア３０Ｂとは、所定のスキュー角で互いに回転方向にずらして配置される。これにより、モータ１のコギングトルクを低減できる。 なお、本実施形態において、ロータ３は、２つのロータコア３０を有する場合を例示したが、スキュー角を付与されて配置された３以上のロータコアを有していてもよい。

ロータコア３０は、複数の電磁鋼板３９を軸方向に沿って積層して構成されている。複数の電磁鋼板３９は、同形状である。したがって、軸方向から見たロータコア３０の形状は、それぞれの電磁鋼板３９の軸方向から見た形状と一致する。

図２は、第１実施形態のロータコア３０の平面図である。 ロータコア３０は、軸方向に沿って一様な断面で延びる。ロータコア３０は、軸方向から見て、外形形状が略多角形である。本実施形態において、ロータコア３０は、軸方向から見て八角形である。すなわち、本実施形態のロータコア３０は、八角形柱である。

ロータコア３０は、径方向外側を向く８つの保持面３０ａを有する。８つの保持面３０ａは、ロータコア３０の外周面を構成する。保持面３０ａは、周方向に沿って並ぶ。保持面３０ａは、径方向と直交する面である。保持面３０ａには、接着剤などを介してそれぞれロータマグネット３ｂが固定される。また、ロータマグネット３ｂは、筒状のロータカバーによって固定されていてもよい。したがって、本実施形態のロータ３には、８つのロータマグネット３ｂが設けられる。８つのロータマグネット３ｂは、周方向に沿って磁極の向きを交互にして配置される。 なお、ロータコア３０の保持面３０ａの数および、ロータ３に設けられるロータマグネット３ｂの数は一例であり、本実施形態に限定されない。

ロータコア３０には、複数の貫通孔３５が設けられる。本実施形態において、ロータコア３０には、４つの貫通孔３５が設けられる。貫通孔３５は、軸方向に貫通する。また、複数の貫通孔３５は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。貫通孔３５の内部は、空洞である。

ロータコア３０には、平面視中央に位置する中央孔３１が設けられる。中央孔３１は、軸方向に貫通する。中央孔３１は、中心軸Ｊを中心とする略円形である。中央孔３１には、シャフト３ａが圧入される。

中央孔３１の内周面には、複数の嵌合凸部３２が設けられる。本実施形態において、中央孔３１の内周面には、８つの嵌合凸部３２が設けられる。嵌合凸部３２の数は、ロータマグネット３ｂの数と、一致する。また、１つの嵌合凸部３２の径方向外側には、１つのロータマグネット３ｂが設けられる。 なお、本明細書において、「中央孔の内周面」とは、ロータコアにおいて中央孔を構成する面を意味する。

複数の嵌合凸部３２は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。嵌合凸部３２は、径方向内側に突出する。嵌合凸部３２は、径方向内側を向く先端面３２ａを有する。先端面３２ａは、中心軸Ｊを中心とする円弧形状で、軸方向に沿って一様に延びる。嵌合凸部３２は、先端面３２ａにおいてシャフト３ａと接触する。

複数の嵌合凸部３２は、高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂと、を含む。高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂとは、周方向に交互に並ぶ。高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂとは、同形状である。すなわち、高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂとは、突出高さおよび周方向に沿う幅寸法が同一である。貫通孔３５は、低面圧嵌合凸部３２Ｂの径方向外側のみに配置される。このため、ロータコア３０は、高面圧嵌合凸部３２Ａの径方向外側において剛性が高く、低面圧嵌合凸部３２Ｂの径方向外側において剛性が低い。

低面圧嵌合凸部３２Ｂの径方向外側には、貫通孔３５が設けられる。すなわち、低面圧嵌合凸部３２Ｂと貫通孔３５とは、径方向において重なる。これにより、中央孔３１にシャフト３ａを圧入する際に、低面圧嵌合凸部３２Ｂが径方向外側に弾性変形しやすくなる。

一方で、高面圧嵌合凸部３２Ａの径方向外側には、貫通孔３５が設けられていない。このため、中央孔３１にシャフト３ａを圧入する際に、高面圧嵌合凸部３２Ａは、低面圧嵌合凸部３２Ｂと比較して径方向外側に弾性変形し難い。中央孔３１にシャフト３ａを挿入した時、高面圧嵌合凸部３２Ａの先端面３２ａにおける面圧は、低面圧嵌合凸部３２Ｂの先端面３２ａにおける面圧より高くなる。

本実施形態によれば、中央孔３１の内周面に、周方向に等間隔に高面圧嵌合凸部３２Ａが設けられる。高面圧嵌合凸部３２Ａの先端面３２ａは、高い面圧でシャフト３ａの外周面に接触するため、シャフト３ａに対してロータコア３０を強固に固定することができる。

本実施形態によれば、中央孔３１の内周面において、低面圧嵌合凸部３２Ｂが設けられる。低面圧嵌合凸部３２Ｂは、周方向に等間隔に配置される。低面圧嵌合凸部３２Ｂは、高面圧嵌合凸部３２Ａと比較して低い面圧でシャフト３ａの外周面に接触する。低面圧嵌合凸部３２Ｂは、シャフト３ａを中央孔３１に圧入する際に、シャフト３ａの外周面をガイドして、中央孔３１に対するシャフト３ａの同軸度を高める。すなわち、本実施形態によれば、ロータコア３０とシャフト３ａとの同軸度のばらつきを抑制できる。

本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部３２Ａと低面圧嵌合凸部３２Ｂとが周方向に沿って交互に配置される。これにより、高面圧嵌合凸部３２Ａにおいてロータコア３０をシャフト３ａに強固に固定するとともに、低面圧嵌合凸部３２Ｂにおいてロータコア３０とシャフト３ａとの同軸度のばらつきを抑制できる。

なお、本実施形態では、高面圧嵌合凸部３２Ａの径方向外側には貫通孔３５が設けられておらず、低面圧嵌合凸部３２Ｂの径方向外側に貫通孔３５が設けられる。しかしながら、ロータコア３０に設けられる貫通孔３５のパターンは、本実施形態に限定されない。ロータコア３０は、貫通孔３５の形状および配置の少なくとも一方が、高面圧嵌合凸部の径方向外側および前記低面圧嵌合凸部の径方向外側において互いに異なっていることで、高面圧嵌合凸部３２Ａの先端面３２ａにおける面圧が、低面圧嵌合凸部３２Ｂの先端面３２ａにおける面圧より大きくなっていればよい。

本実施形態によれば、貫通孔３５の内部は、空洞である。したがって、貫通孔３５の内部に樹脂材料などが充填される場合と比較して、貫通孔３５の径方向内側に位置する低面圧嵌合凸部３２Ｂを変形させやすくすることができる。なお、貫通孔３５の内部がロータコア３０を構成する材料より弾性変形しやすい樹脂材料などで満たされていてもよい。このような場合、ロータコア３０を構成する材料と、貫通孔３５に充填された材料との弾性率の差に起因して、嵌合凸部３２が径方向外側に変形しやすくなる。

（変形例）

図３は、上述の実施形態のモータ１に採用可能な変形例のロータコア１３０の平面図である。図３において、ロータコア１３０の外周面１３０ａに固定されるロータマグネット１０３ｂを二点鎖線で図示する。 なお、上述の第１実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

変形例のロータコア１３０は、軸方向に沿って一様な断面で延びる。ロータコア１３０は、軸方向から見て中心軸Ｊを中心とする円形である。すなわち、本実施形態において、ロータコア１３０は、円柱状である。ロータコア１３０は、径方向外側を向く外周面１３０ａを有する。外周面１３０ａには、接着剤などを介してロータマグネット１０３ｂが固定される。なお、ロータマグネット１０３ｂは、筒状のロータカバーによって固定されていてもよい。

本変形例のロータマグネット１０３ｂは、環状である。また、ロータマグネット１０３ｂは、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に複数並んで着磁されている。すなわち、ロータマグネット１０３ｂは、周方向に沿って磁極が並ぶ環状である。ロータマグネット１０３ｂのＮ極およびＳ極の磁極は、それぞれ螺旋状に着磁されていてもよい。このように着磁することで、モータのコギングトルクを低減できる。

［第２実施形態］

次に、第２実施形態のロータコア２３０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図４は、第２実施形態のロータコア２３０の平面図である。 ロータコア２３０には、シャフト３ａが圧入される中央孔３１と、周方向に沿って並ぶ複数（本実施系形態において８つ）の貫通孔２３５と、が設けられる。

中央孔３１の内周面には、径方向内側に突出する複数（本実施形態において８つ）の嵌合凸部２３２が設けられる。嵌合凸部２３２は、径方向内側を向く先端面２３２ａにおいてシャフト３ａと接触する。

複数の嵌合凸部２３２は、高面圧嵌合凸部２３２Ａと低面圧嵌合凸部２３２Ｂと、を含む。高面圧嵌合凸部２３２Ａと低面圧嵌合凸部２３２Ｂとは、周方向に交互に並ぶ。高面圧嵌合凸部２３２Ａと低面圧嵌合凸部２３２Ｂとは、同形状である。

複数の貫通孔２３５は、ロータコア２３０を軸方向に貫通する。また、複数の貫通孔２３５は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。複数の貫通孔２３５は、第１貫通孔２３５Ａと、第２貫通孔２３５Ｂと、を含む。第１貫通孔２３５Ａおよび第２貫通孔２３５Ｂは、周方向に沿って交互に並ぶ。第１貫通孔２３５Ａは、第２貫通孔２３５Ｂと比較して、径方向の幅寸法が小さい。第２貫通孔２３５Ｂは、第１貫通孔２３５Ａより、中心軸Ｊと直交する断面積が大きい。

第１貫通孔２３５Ａは、径方向内側の端部である内側端部２３５Ａａと、径方向外側の端部である外側端部２３５Ａｂと、を有する。同様に、第２貫通孔２３５Ｂは、径方向内側の端部である内側端部２３５Ｂａと、径方向外側の端部である外側端部２３５Ｂｂと、を有する。第１貫通孔２３５Ａおよび第２貫通孔２３５Ｂにおいて、内側端部２３５Ａａ、２３５Ｂａと外側端部２３５Ａｂ、２３５Ｂｂとは、径方向に対向する。第１貫通孔２３５Ａおよび第２貫通孔２３５Ｂの外側端部２３５Ａｂ、２３５Ｂｂは、径方向位置が互いに一致している。また、第１貫通孔２３５Ａの内側端部２３５Ａａは、第２貫通孔２３５Ｂの内側端部２３５Ｂａより、径方向外側に位置する。すなわち、第２貫通孔２３５Ｂは、中心軸Ｊとの距離が第１貫通孔２３５Ａより小さい。

第１貫通孔２３５Ａは、高面圧嵌合凸部２３２Ａの径方向外側に位置する。また、第２貫通孔２３５Ｂは、低面圧嵌合凸部２３２Ｂの径方向外側に位置する。

本実施形態によれば、第１貫通孔２３５Ａと中心軸Ｊとの距離が、第２貫通孔２３５Ｂと中心軸Ｊと距離より大きい。また、第１貫通孔２３５Ａの径方向内側には高面圧嵌合凸部２３２Ａが位置し、第２貫通孔２３５Ｂの径方向内側には低面圧嵌合凸部２３２Ｂが位置する。このため、ロータコア２３０は、高面圧嵌合凸部２３２Ａの径方向外側において剛性が高く、低面圧嵌合凸部２３２Ｂの径方向外側において剛性が低い。中央孔３１にシャフト３ａを挿入した時、高面圧嵌合凸部２３２Ａの先端面２３２ａにおける面圧は、低面圧嵌合凸部２３２Ｂの先端面２３２ａにおける面圧より高くなる。 また、本実施形態の第２貫通孔２３５Ｂは、第１貫通孔２３５Ａより、中心軸Ｊと直交する断面積が大きい。これにより、第２貫通孔２３５Ｂの径方向内側に位置する低面圧嵌合凸部２３２Ｂの面圧をより低下させることができる。

本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部２３２Ａによってシャフト３ａに対してロータコア２３０を強固に固定するとともに、低面圧嵌合凸部２３２Ｂによってシャフト３ａの外周面をガイドして、中央孔３１に対するシャフト３ａの同軸度を高めることができる。

本実施形態によれば、嵌合凸部２３２の数と貫通孔２３５の数とが一致する。したがって、高面圧嵌合凸部２３２Ａか低面圧嵌合凸部２３２Ｂかに関わらず、全ての嵌合凸部２３２の径方向外側には、貫通孔２３５が設けられる。これにより、中央孔３１にシャフト３ａを圧入する際のロータコア２３０の変形を貫通孔２３５によって吸収することができる。このため、貫通孔２３５の径方向外側におけるロータコア２３０の変形が抑制される。結果的に、ロータコア２３０の保持面３０ａの変形が抑制され、保持面３０ａにおけるロータマグネット３ｂの保持の確実性を高めることができる。

［第３実施形態］

次に、第３実施形態のロータコア３３０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図５は、第３実施形態のロータコア３３０の平面図である。 ロータコア３３０には、シャフト３ａが圧入される中央孔３１と、周方向に沿って並ぶ複数（本実施系形態において８つ）の貫通孔３３５と、が設けられる。

中央孔３１の内周面には、径方向内側に突出する複数（本実施形態において８つ）の嵌合凸部３３２が設けられる。嵌合凸部３３２は、径方向内側を向く先端面３３２ａにおいてシャフト３ａと接触する。

複数の嵌合凸部３３２は、高面圧嵌合凸部３３２Ａと低面圧嵌合凸部３３２Ｂと、を含む。高面圧嵌合凸部３３２Ａと低面圧嵌合凸部３３２Ｂとは、周方向に交互に並ぶ。高面圧嵌合凸部３３２Ａと低面圧嵌合凸部３３２Ｂとは、同形状である。

複数の貫通孔３３５は、ロータコア３３０を軸方向に貫通する。また、複数の貫通孔３３５は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。複数の貫通孔３３５は、第１貫通孔３３５Ａと、第２貫通孔３３５Ｂと、を含む。第１貫通孔３３５Ａおよび第２貫通孔３３５Ｂは、周方向に沿って交互に並ぶ。第１貫通孔３３５Ａと第２貫通孔３３５Ｂとは、軸方向から見て同形状である。したがって、第１貫通孔３３５Ａと第２貫通孔３３５Ｂとは、中心軸Ｊと直交する断面積が等しい。

第１貫通孔３３５Ａは、高面圧嵌合凸部３３２Ａの径方向外側に位置する。また、第２貫通孔３３５Ｂは、低面圧嵌合凸部３３２Ｂの径方向外側に位置する。

本実施形態によれば、第１貫通孔３３５Ａと中心軸Ｊとの距離が、第２貫通孔３３５Ｂと中心軸Ｊと距離より大きい。このため、ロータコア３３０は、高面圧嵌合凸部３３２Ａの径方向外側において剛性が高く、低面圧嵌合凸部３３２Ｂの径方向外側において剛性が低い。中央孔３１にシャフト３ａを挿入した時、高面圧嵌合凸部３３２Ａの先端面３３２ａにおける面圧は、低面圧嵌合凸部３３２Ｂの先端面３３２ａにおける面圧より高くなる。

本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部３３２Ａによってシャフト３ａに対してロータコア３３０を強固に固定するとともに、低面圧嵌合凸部３３２Ｂによってシャフト３ａの外周面をガイドして、中央孔３１に対するシャフト３ａの同軸度を高めることができる。

［第４実施形態］

次に、第４実施形態のロータコア４３０について説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図６は、第４実施形態のロータコア４３０の平面図である。 ロータコア４３０には、シャフト３ａが圧入される中央孔３１と、周方向に沿って並ぶ複数（本実施系形態において１６個）の貫通孔４３５と、が設けられる。

中央孔３１の内周面には、径方向内側に突出する複数（本実施形態において１６個）の嵌合凸部４３２が設けられる。嵌合凸部４３２は、径方向内側を向く先端面４３２ａにおいてシャフト３ａと接触する。

複数の嵌合凸部４３２は、高面圧嵌合凸部４３２Ａと低面圧嵌合凸部４３２Ｂと、を含む。高面圧嵌合凸部４３２Ａと低面圧嵌合凸部４３２Ｂとは、周方向に交互に並ぶ。高面圧嵌合凸部４３２Ａと低面圧嵌合凸部４３２Ｂとは、同形状である。

複数の貫通孔４３５は、ロータコア４３０を軸方向に貫通する。また、複数の貫通孔４３５は、周方向に沿ってに並ぶ。複数の貫通孔４３５は、第１貫通孔４３５Ａと、第２貫通孔４３５Ｂと、を含む。第１貫通孔４３５Ａおよび第２貫通孔４３５Ｂは、周方向に沿って交互に並ぶ。

第１貫通孔４３５Ａは、軸方向から見て、径方向内側に向かうに従い周方向に沿う幅寸法が狭くなる略二等辺三角形状である。第２貫通孔４３５Ｂは、軸方向から見て、径方向外側に向かうに従い周方向に沿う幅寸法が狭くなる略等脚台形形状である。第１貫通孔４３５Ａは、高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向外側に位置する。第２貫通孔４３５Ｂは、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの径方向外側に位置する。

ロータコア４３０は、周方向に沿って並ぶ２つの貫通孔４３５同士の間に設けられる柱部４３７を有する。すなわち、柱部４３７は、第１貫通孔４３５Ａと第２貫通孔４３５Ｂとの間に位置する。柱部４３７は、第１貫通孔４３５Ａと第２貫通孔４３５Ｂとを区画する。柱部４３７は、軸方向に一様な断面形状で延びる。柱部４３７は、径方向に沿って直線状に延びる。

柱部４３７は、径方向外側の端部である外側端部４３７ａと、径方向内側の端部である内側端部４３７ｂと、を有する。高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向外側には、一対の柱部４３７の内側端部４３７ｂが設けられる。すなわち、内側端部４３７ｂは、高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向外側に位置する。一対の柱部４３７は、それぞれ高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向内側から径方向外側に向かうに従い互いに離間する方向に延びる。外側端部４３７ａは、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの径方向外側に位置する。

本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部４３２Ａの径方向外側に柱部４３７の内側端部４３７ｂが設けられる。これにより、高面圧嵌合凸部４３２Ａの先端面４３２ａに径方向外側に向かう応力が生じた場合、柱部４３７が突っ張って高面圧嵌合凸部４３２Ａの変形が抑制される。一方で、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの径方向外側に柱部４３７の外側端部４３７ａが設けられる。このため、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの先端面４３２ａに径方向外側に向かう応力が生じたとしても、柱部４３７が突っ張ることがない。このため、低面圧嵌合凸部４３２Ｂは、高面圧嵌合凸部４３２Ａと比較して、径方向外側に変形しやすい。中央孔３１にシャフト３ａを挿入した時、高面圧嵌合凸部４３２Ａの先端面４３２ａにおける面圧は、低面圧嵌合凸部４３２Ｂの先端面４３２ａにおける面圧より高くなる。

本実施形態によれば、高面圧嵌合凸部４３２Ａによってシャフト３ａに対してロータコア４３０を強固に固定するとともに、低面圧嵌合凸部４３２Ｂによってシャフト３ａの外周面をガイドして、中央孔３１に対するシャフト３ａの同軸度を高めることができる。

なお、本実施形態において、第１貫通孔４３５Ａの軸方向と直交する断面積が、第２貫通孔４３５Ｂより軸方向と直交する断面積が小さい。しかしながら、第１貫通孔４３５Ａの断面積と第２貫通孔４３５Ｂの断面積とが、等しくてもよい。また、第１貫通孔４３５Ａの断面積が、第２貫通孔４３５Ｂの断面積より大きくてもよい。

また、本実施形態において、軸方向から見て、第１貫通孔４３５Ａは略二等辺三角形状であり、第２貫通孔４３５Ｂは略等脚台形状である。しかしながら、第１貫通孔４３５Ａおよび第２貫通孔４３５Ｂの形状は、本実施形態に限定されない。一例として、第１貫通孔４３５Ａが径方向内側に向かうに従い周方向に沿う幅寸法が狭くなり、第２貫通孔４３５Ｂが径方向外側に向かうに従い周方向に沿う幅寸法が狭くなる形状であればよい。したがって、第１貫通孔４３５Ａおよび第２貫通孔４３５Ｂの軸方向から見た形状が、互いに合同形状であってもよい。

以上に、本発明の様々な実施形態およびその変形例を説明したが、それぞれの実施形態およびその変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

上述の様々な実施形態およびその変形例のロータおよびロータを備えたモータは、電動パワーステアリング装置に搭載される。また、これらのロータおよびモータは、電動パワーステアリング装置に限られず、いかなる装置に搭載されていてもよい。

１…モータ、３…ロータ、３ａ…シャフト、３ｂ，１０３ｂ…ロータマグネット、１０…ステータ、３０，１３０，２３０，３３０，４３０…ロータコア、３１…中央孔、３２，２３２，３３２，４３２…嵌合凸部、３２ａ，２３２ａ，３３２ａ，４３２ａ…先端面、３２Ａ，２３２Ａ，３３２Ａ，４３２Ａ…高面圧嵌合凸部、３２Ｂ，２３２Ｂ，３３２Ｂ，４３２Ｂ…低面圧嵌合凸部、３５，２３５，３３５，４３５…貫通孔、１３０ａ…外周面、２３５Ａ，３３５Ａ，４３５Ａ…第１貫通孔、２３５Ｂ，３３５Ｂ，４３５Ｂ…第２貫通孔、４３７…柱部、Ｊ…中心軸

Claims (11)

1. インナーロータ型のモータに用いられるロータであって、
   
   
   
   上下方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、
   
   
   
   前記シャフトに固定されたロータコアと、
   
   
   
   前記ロータコアに支持されるロータマグネットと、を備え、
   
   
   
   前記ロータコアには、
   
   
   
   前記シャフトが圧入される中央孔と、
   
   
   
   軸方向に貫通し周方向に沿って並ぶ複数の貫通孔と、が設けられ、
   
   
   
   前記中央孔の内周面には、周方向に沿って並び径方向内側に突出し先端面で前記シャフトと接触する複数の嵌合凸部が設けられ、
   
   
   
   複数の前記嵌合凸部は、周方向に交互に並ぶ高面圧嵌合凸部と低面圧嵌合凸部と、を含み、
   
   
   
   前記ロータコアは、前記貫通孔の形状および配置の少なくとも一方が、前記高面圧嵌合凸部の径方向外側および前記低面圧嵌合凸部の径方向外側において互いに異なり、
   
   
   
   前記高面圧嵌合凸部の前記先端面における面圧は、前記低面圧嵌合凸部の前記先端面における面圧より大きい、ロータ。
2. 前記貫通孔は、前記低面圧嵌合凸部の径方向外側のみに配置される、請求項１に記載のロータ。
3. 前記貫通孔は、第１貫通孔と、前記中心軸との距離が前記第１貫通孔より小さい第２貫通孔を含み、
   
   
   
   前記第１貫通孔は、前記高面圧嵌合凸部の径方向外側に位置し、
   
   
   
   前記第２貫通孔は、前記低面圧嵌合凸部の径方向外側に位置する、
   
   
   
   請求項１に記載のロータ。
4. 前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔より、前記中心軸と直交する断面積が大きい請求項３に記載のロータ。
5. 前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔と、前記中心軸と直交する断面積が等しい請求項３に記載のロータ。
6. 前記ロータコアは、周方向に沿って並ぶ２つの前記貫通孔同士の間に設けられ径方向に沿って延びる柱部を有し、
   
   
   
   前記柱部の径方向内側の端部は、前記高面圧嵌合凸部の径方向外側に位置し、
   
   
   
   前記柱部の径方向外側の端部は、前記低面圧嵌合凸部の径方向外側に位置する、請求項１に記載のロータ。
7. 複数の前記ロータマグネットを備え、
   
   
   
   前記ロータマグネットの数と、前記嵌合凸部の数と、が一致する、請求項１〜６の何れか一項に記載のロータ。
8. 前記ロータマグネットが、周方向に沿って磁極が並ぶ環状である、請求項１〜６の何れか一項に記載のロータ。
9. 前記ロータマグネットは、前記ロータコアの外周面に固定される、請求項１〜８の何れか一項に記載のロータ。
10. 前記貫通孔の内部が空洞である、請求項１〜９の何れか一項に記載のロータ。
11. 請求項１〜１０の何れか一項に記載されたロータと、
    
    
    
    前記ロータの径方向外側に位置するステータと、を有する、モータ。

Images