回転電機および回転電機のロータ
【課題】ロータ磁石に発生する応力を低減するとともに、製造が容易で低コストの回転電機および回転電機のロータの提供。
【解決手段】電動モータのロータ４はシャフトメンバー４１を備え、シャフトメンバー４１の外周面上には、互いの間に所定距離を有して一対の回り止め部材４２，４３が圧入されている。双方の回り止め部材４２，４３の間には、弾性リング４６，４７を介してロータマグネット４４，４５が挟持されている。回り止め部材４２，４３には、それぞれ凸部４２ｂ，４３ｂが形成され、ロータマグネット４４，４５の凹部４４ｂ，４５ｂ内に収容されている。弾性リング４６，４７は、凸部４２ｂ，４３ｂおよび凹部４４ｂ，４５ｂと係合する囲い壁４６１と、囲い壁４６１に連続した接続部４６２を備えている。各々の接続部４６２上には、回転軸方向に突出し、ロータマグネット４４，４５の一端部４４ａ，４５ａに当接する弾性突起が形成されている。
【解決手段】電動モータのロータ４はシャフトメンバー４１を備え、シャフトメンバー４１の外周面上には、互いの間に所定距離を有して一対の回り止め部材４２，４３が圧入されている。双方の回り止め部材４２，４３の間には、弾性リング４６，４７を介してロータマグネット４４，４５が挟持されている。回り止め部材４２，４３には、それぞれ凸部４２ｂ，４３ｂが形成され、ロータマグネット４４，４５の凹部４４ｂ，４５ｂ内に収容されている。弾性リング４６，４７は、凸部４２ｂ，４３ｂおよび凹部４４ｂ，４５ｂと係合する囲い壁４６１と、囲い壁４６１に連続した接続部４６２を備えている。各々の接続部４６２上には、回転軸方向に突出し、ロータマグネット４４，４５の一端部４４ａ，４５ａに当接する弾性突起が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータに対して半径方向内方に対向するように配置されたロータを備えた回転電機および回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内ヨークの外周面上に設けた凸部を、円筒形マグネットの端部に形成した凹部に係合させた後、内ヨークと円筒形マグネットとを接着剤により接合している回転電機のロータに係る従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示された回転電機のロータは、内ヨークの凸部と円筒形マグネットの凹部とが係合していることにより、接着剤の接着力が低下した場合にも、円筒形マグネットの内ヨークに対する空転を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７８０４２号公報（第２頁および第３頁、図１および図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
その一方、特許文献１に開示されたロータは、内ヨークの外周面と円筒形マグネットとの間の隙間に接着剤を均等に介在させる必要があり、製造工程において手間を要し製造コストの増大を招いていた。特に、内ヨークの凸部と円筒形マグネットの凹部との間に、液垂れが発生しないように接着剤を塗布することは、非常に困難であった。
また、接着剤の接着力が低下した場合、内ヨークと円筒形マグネットとの間に、凸部と凹部との間の隙間分のガタが発生するため、内ヨークに対する円筒形マグネットの回転位置がずれて、ロータの回転性能が低下するという問題もある。
さらに、接着力の低下により、凸部と凹部とが当接した状態でロータの回転速度が上昇した場合、その遠心力等により内ヨークの凸部と円筒形マグネットの凹部との間において応力が増大し、円筒形マグネットの破損につながる虞があった。
【０００５】
上述した問題を解消するために、ヨークとマグネットとの間において円周方向に弾性部材を介装した状態で、マグネットを収容した部材をかしめる等することによって、マグネットをヨークに固定する方法が考えられた。すなわち、円周方向におけるヨークとマグネットとの間に、弾性力を有した合成樹脂材料や合成ゴムを介装した状態で、マグネットをヨークに固定するのである。これによれば、マグネットのヨークに対する組付性を向上させることができるとともに、ロータの回転時にマグネットとヨークとの間において、回転方向に発生する応力を低減することができる。
【０００６】
しかしながら、この方法によっても、ロータの回転時において種々の問題が発生する場合がある。つまり、マグネットとヨークとの間に介装した弾性部材の硬度が低い場合、ロータの回転速度や回転トルクの上昇にともない、ヨークに対するマグネットの回転位置ずれが増大し、ロータの回転性能が低下する。また、弾性部材の硬度が低いと強度が低下し、弾性部材自体の破損へとつながる。
【０００７】
それと反対に、強度を増大させるために弾性部材の硬度を高くした場合、マグネットおよび弾性部材に応力が発生しやすくなる。特に、雰囲気温度の変化による線膨張変化があると、マグネットおよび弾性部材の応力がさらに増大する。これは、ロータの円周方向よりもむしろ、長手に形成され線膨張の大きい回転軸方向において顕著であった。これまでの従来技術において、こういった課題を解決できる円筒形マグネットを持つ回転電機のロータは皆無であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータ磁石に発生する応力を低減するとともに、製造が容易で低コストの回転電機および回転電機のロータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る回転電機の発明の構成は、ハウジングに固定されたステータと、ステータに対して半径方向内方に対向するように、ハウジングに回転可能に取り付けられたロータと、を備え、ロータは、ハウジングに回転可能に取り付けられ、外周面に回り止め部が半径方向外方に向けて円周上に突出するとともに、回り止め部の外面には凸部および凹部のうちのいずれか一方が設けられたロータシャフトと、円筒状に形成され、ロータシャフトの外周面に対し嵌合して、回転軸方向の一端部が回り止め部の回転軸方向の一面と対向するように配置され、一端部には凸部および凹部のうちの他方が形成され、凸部または凹部は回り止め部に形成された凸部を収容可能または回り止め部に形成された凹部に挿入可能に形成されたロータ磁石と、ロータシャフトの外周面に対し取り付けられ、ロータ磁石の回転軸方向の他端部に対して当接することにより、ロータ磁石を回転軸方向に位置決めする位置決め部材と、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、ロータシャフトの外周面に嵌合し、ロータ磁石の一端部と回り止め部との間において挟持され、凸部および凹部と係合する支持部と、支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、軸方向弾性部はロータ磁石と回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材と、を具備したことである。
【０００９】
請求項２に係る発明の構成は、請求項１の回転電機において、軸方向弾性部には、回転軸方向に突出してロータ磁石の一端部または回り止め部に当接する軸方向突部が形成されていることである。
【００１０】
請求項３に係る発明の構成は、請求項２の回転電機において、凸部は突出方向に垂直な断面が矩形状に形成され、支持部は凸部の円周方向の両端面を覆うように、互いに対向した一対の止壁を有し、止壁には円周方向に突出して凸部または凹部に当接する周方向突部が形成されていることである。
【００１１】
請求項４に係る発明の構成は、請求項３の回転電機において、凸部は回転軸方向に突出し、支持部は一対の止壁を半径方向内端において接続する閉壁を有しており、軸方向弾性部の半径方向の太さについて、支持部の近傍にある部位を支持部から離れた部位よりも増大させ、軸方向突部は軸方向弾性部の半径方向の太さを増大させた部位に形成されたことである。
【００１２】
請求項５に係る発明の構成は、請求項２または３の回転電機において、軸方向突部は、軸方向弾性部上において円周上に連続していることである。
【００１３】
請求項６に係る発明の構成は、請求項１の回転電機において、軸方向弾性部は回転軸方向に波打つウェイブ状に形成されていることである。
【００１４】
請求項７に係る発明の構成は、請求項１乃至６のうちのいずれかの回転電機において、ロータ弾性部材は、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより形成されていることである。
【００１５】
請求項８に係る回転電機のロータの発明の構成は、ハウジングに固定されたステータに対し、半径方向内方に対向するようにハウジングに回転可能に取り付けられた回転電機のロータであって、ハウジングに回転可能に取り付けられ、外周面に回り止め部が半径方向外方に向けて円周上に突出するとともに、回り止め部の外面には、凸部および凹部のうちのいずれか一方が設けられたロータシャフトと、円筒状に形成され、ロータシャフトの外周面に対し嵌合して、回転軸方向の一端部が回り止め部の回転軸方向の一面と対向するように配置され、一端部には凸部および凹部のうちの他方が形成され、凸部または凹部は回り止め部に形成された凸部を収容可能または回り止め部に形成された凹部に挿入可能に形成されたロータ磁石と、ロータシャフトの外周面に対し取り付けられ、ロータ磁石の回転軸方向の他端部に対して当接することにより、ロータ磁石を回転軸方向に位置決めする位置決め部材と、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、ロータシャフトの外周面に嵌合し、ロータ磁石の一端部と回り止め部との間において挟持され、凸部および凹部と係合する支持部と、支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、軸方向弾性部はロータ磁石と回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材と、を具備したことである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る回転電機によれば、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、ロータシャフトの外周面に嵌合し、ロータ磁石の一端部と回り止め部との間において挟持され、凸部および凹部と係合する支持部と、支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、軸方向弾性部がロータ磁石と回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材を具備したことにより、ロータ磁石とロータシャフトとの間において回転軸方向に線膨張が発生しても、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を低減し、ロータ磁石およびロータ弾性部材の破損を防止することができる。
また、ロータ弾性部材は合成樹脂材料にて形成されているため、ロータシャフトとロータ磁石との組付工程を簡素化することができる。
【００１７】
請求項２に係る回転電機によれば、軸方向弾性部には、回転軸方向に突出してロータ磁石の一端部または回り止め部に当接する軸方向突部が形成されていることにより、強度を確保するためにロータ弾性部材の硬度を増大させた場合でも、軸方向突部が圧縮されてロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を低減し、ロータ磁石およびロータ弾性部材の破損を防止することができるとともに、軸方向突部を介してロータ磁石とロータシャフトとを回転軸方向に強固に係合させることができる。
また、ロータ磁石とロータシャフトとの間において、回転軸方向の線膨張が発生した場合、軸方向突部がさらに圧縮されることにより膨張分が吸収されるため、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を容易に低減することができる。
【００１８】
請求項３に係る回転電機によれば、凸部は突出方向に垂直な断面が矩形状に形成され、支持部は凸部の円周方向の両端面を覆うように、互いに対向した一対の止壁を有し、止壁には円周方向に突出して凸部または凹部に当接する周方向突部が形成されていることにより、周方向突部を介してロータ磁石とロータシャフトとが円周方向に強固に係合する。
また、ロータ磁石とロータシャフトとの間に円周方向の線膨張が発生した場合、周方向突部が圧縮されることにより膨張分が吸収されるため、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を容易に低減することができる。
【００１９】
請求項４に係る回転電機によれば、ロータ弾性部材の支持部は、一対の止壁を半径方向内端において接続する閉壁を有しており、軸方向弾性部の半径方向の太さについて、支持部の近傍にある部位を支持部から離れた部位よりも増大させ、軸方向突部は軸方向弾性部の半径方向の太さを増大させた部位に形成されている。
したがって、軸方向突部の圧縮による軸方向弾性部に発生する応力を低減でき、ロータ弾性部材の破損を防ぐことができる。ここで、支持部の近傍にある部位の半径方向の太さを増大させることができる理由は、閉壁が凸部の半径方向内側の側面に当接可能であるため、軸方向弾性部における支持部の近傍にある部位が半径方向外方に突出することがないためである。
【００２０】
請求項５に係る回転電機によれば、軸方向突部が軸方向弾性部上において円周上に連続していることにより、軸方向突部の面積を増大させることができるため、軸方向突部に発生する応力を低減しロータ弾性部材の破損を防ぐことができる。
【００２１】
請求項６に係る回転電機によれば、軸方向弾性部が回転軸方向に波打つウェイブ状に形成されていることにより、軸方向弾性部の全体に回転軸方向のばね性能を持たせて応力集中を防ぎ、ロータ磁石とロータシャフトとの間における回転軸方向の線膨張分を容易に吸収することができる。
【００２２】
請求項７に係る回転電機によれば、ロータ弾性部材は、弾性力に富み、耐熱性に優れ、強度の大きい熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより形成されていることにより、長期間に亘って、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を安定して低減することができる。
【００２３】
請求項８に係る回転電機のロータによれば、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、ロータシャフトの外周面に嵌合し、ロータ磁石の一端部と回り止め部との間において挟持され、凸部および凹部と係合する支持部と、支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、軸方向弾性部がロータ磁石と回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材を具備したことにより、ロータ磁石とロータシャフトとの間において回転軸方向に線膨張が発生しても、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を低減し、ロータ磁石およびロータ弾性部材の破損を防止することができる。
また、ロータ弾性部材は合成樹脂材料にて形成されているため経時変化が少なく、長期間に亘って、ロータシャフトとロータ磁石とを強固に係合させることができるとともに、ロータシャフトとロータ磁石との組付工程を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１による電動モータの回転軸方向にカットした断面図
【図２】図１に示したロータの外観図
【図３】図２のＡ部拡大図
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図
【図５】図２に示した第１弾性リングの外観斜視図
【図６】図５に示した第１弾性リングの弾性突起を示した拡大斜視図
【図７】図５に示した第１弾性リングの側壁を示した拡大斜視図
【図８】実施形態２による弾性リングの外観斜視図
【図９】実施形態３による弾性リングの外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜実施形態１＞
図１乃至図７に基づき、本発明の実施形態１による電動モータ１（回転電機に該当する）について説明する。尚、説明中において半径方向または円周方向といった場合、ロータ４の回転軸φ（図１示）を中心とした半径方向または円周方向を意味しているものとする。また、説明中において回転軸といった場合、特に断らなければ、上述した回転軸φを意味している。
【００２６】
図１に示したように、電動モータ１はモータハウジング２（ハウジングに該当する）に固定されたステータ３と、モータハウジング２内に回転軸φを中心に回転可能に取り付けられたロータ４とを備えている。本実施形態による電動モータ１は、ステータ３がロータ４に対して半径方向外方に対向するように配置されているインナロータ型のモータである。
モータハウジング２はアルミニウム合金によって円筒状に形成されたハウジングボデー２１と、同様にアルミニウム合金によって形成されたハウジングカバー２２とが接合されて形成されている。
【００２７】
ハウジングボデー２１の内部には、ステータ３が収容されている。ステータ３は、複数のケイ素鋼板（電磁鋼板）が積層されて形成され、ハウジングボデー２１の内周面に対し圧入または接着により固定されたロータコア３１を備えている。ロータコア３１は、外周縁にて連結された複数のティース３１ａを具備しており、各々のティース３１ａには、ボビン３２を介してステータコイル３３が巻回されている。各々のステータコイル３３は、外部から電流が印加可能に構成されている。
【００２８】
一方、ロータ４は、鉄材にて円筒形に形成されたシャフトメンバー４１を備えている。シャフトメンバー４１は、ハウジングボデー２１およびハウジングカバー２２の内周面に固定された一対の軸受２３、２４に対し圧入され、モータハウジング２に対し回転可能に取り付けられている。シャフトメンバー４１の外周面には、ともにステンレス合金により円環状に形成された第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３が、互いの間に所定の間隔を有して圧入されている。
図１に示すように、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３が圧入されたシャフトメンバー４１の部位の外径に対応させて、第２回り止め部材４３の内径は、第１回り止め部材４２の内径よりも小径に形成されている。以下、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３を総称する場合、回り止め部材４２、４３と言う。
【００２９】
また、シャフトメンバー４１の外周面には、第１回り止め部材４２と第２回り止め部材４３との間に位置するように、円筒形に形成された第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５（各々はロータ磁石に該当する）が嵌合している。永久磁石である第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５は、希土類金属粉を粉末焼結法または樹脂成型法等によって成形することにより形成され、それぞれの外周面上には、複数のＮ極およびＳ極が交互に着磁されている。
【００３０】
第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５は、シャフトメンバー４１上において回転軸方向に並ぶように設けられ、互いに当接している。第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５は、ともにステータ３のロータコア３１に対し、僅かな隙間を有して半径方向内方に対向している。以下、第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５を総称する場合、ロータマグネット４４、４５と言う。
【００３１】
さらに、第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間には、第１弾性リング４６（ロータ弾性部材に該当する）が挟持されている。また、第２回り止め部材４３と第２ロータマグネット４５との間には、第２弾性リング４７（ロータ弾性部材に該当する）が挟持されている。第１弾性リング４６および第２弾性リング４７は、可撓性を有する合成樹脂材料によってリング状に形成され、シャフトメンバー４１の外周面に嵌合している。
【００３２】
第１弾性リング４６と第２弾性リング４７は、説明の都合上、互いに異なる名称および符号を用いているが、双方は構造的に同一のものである。以下、第１弾性リング４６および第２弾性リング４７を総称する場合、弾性リング４６、４７と言う。回り止め部材４２、４３、ロータマグネット４４、４５、弾性リング４６、４７およびこれらの係合方法については、後において詳述する。
【００３３】
図１に示すように、ハウジングボデー２１には、レゾルバステータ５１が取り付けられている。また、シャフトメンバー４１の外周面には、レゾルバロータ５２がレゾルバステータ５１に対して半径方向に対向するように設けられている。レゾルバロータ５２は、シャフトメンバー４１とともに回転可能に形成されている。
上述した構成により、図示しないコントローラは、レゾルバステータ５１からの信号に基づいてロータ４の回転位置を検出する。コントローラは、ステータコイル３３に電流を供給することによりステータ３において磁界を発生させ、ロータ４を所定の回転速度によって駆動する。
【００３４】
以下、回り止め部材４２、４３、ロータマグネット４４、４５および第１弾性リング４６について詳述する。回り止め部材４２、４３は、シャフトメンバー４１に取り付けられることにより、シャフトメンバー４１の外周面に半径方向外方に向けて円周上に突出している。第１回り止め部材４２における回転軸方向の一側の端面４２ａ（一面に該当する）は、第１ロータマグネット４４の回転軸方向の一端部４４ａと対向している。また、第２回り止め部材４３における回転軸方向の一側の端面４３ａ（一面に該当する）は、第２ロータマグネット４５の回転軸方向の一端部４５ａと対向している（図２示）。
【００３５】
図２に示すように、第１回り止め部材４２の端面４２ａには、回転軸方向に突出した一対の凸部４２ｂが形成されている。また、第２回り止め部材４３の端面４３ａにも、回転軸方向に突出した一対の凸部４３ｂが形成されている（図２において、それぞれ一側の凸部４２ｂ、４３ｂのみ示す）。第１回り止め部材４２の一対の凸部４２ｂは、第１回り止め部材４２の円周上において、互いの間に１８０°の角度を有するように形成されている。また同様に、第２回り止め部材４３の一対の凸部４３ｂは、第２回り止め部材４３の円周上において、互いの間に１８０°の角度を有するように形成されている。各々の凸部４２ｂ、４３ｂのそれぞれの突出方向に垂直な断面は、略矩形状を呈している。
【００３６】
一方、第１ロータマグネット４４の一端部４４ａには、回転軸方向に窪んだ一対の凹部４４ｂが形成されている。また、第２ロータマグネット４５の一端部４５ａにも、回転軸方向に窪んだ一対の凹部４５ｂが形成されている（図２において、それぞれ一側の凹部４４ｂ、４５ｂのみ示す）。第１ロータマグネット４４の一対の凹部４４ｂは、第１ロータマグネット４４の円周上において、互いの間に１８０°の角度を有するように形成されている。また、第２ロータマグネット４５の一対の凹部４５ｂも、第２ロータマグネット４５の円周上において、互いの間に１８０°の角度を有するように形成されている。凹部４４ｂ、４５ｂは、それぞれ回り止め部材４２、４３の凸部４２ｂ、４３ｂを収容可能に形成されている。
【００３７】
次に、第１弾性リング４６について説明する。第１弾性リング４６は、弾性力に富み、耐熱性に優れ、強度の大きい合成樹脂材料である熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより一体に形成され、第１ロータマグネット４４の一端部４４ａと第１回り止め部材４２との間で挟持されている。図５に示すように、第１弾性リング４６は、回転軸方向に突出して凸部４２ｂと凹部４４ｂとに係合する一対の囲い壁４６１（支持部に該当する）と、囲い壁４６１に対し円周上に連続した一対の接続部４６２（軸方向弾性部に該当する）とを有している。
【００３８】
各々の接続部４６２は円弧状の平板にて形成され、囲い壁４６１の近傍にある部位の半径方向の太さを、囲い壁４６１から離れた部位の半径方向の太さよりも増大させている。それぞれの接続部４６２の半径方向の太さを増大させた部位（囲い壁４６１の近傍にある部位）には、回転軸方向に突出した弾性突起４６３（軸方向突部に該当する）が形成されている（図６示）。弾性突起４６３は断面が真円状に形成され、それぞれの囲い壁４６１の近傍において円周方向の両側に設けられている。
【００３９】
上述した囲い壁４６１は、凸部４２ｂおよび凹部４４ｂと係合した場合に、凸部４２ｂの円周方向の両端面４２ｃ（図３示）を覆うように、互いに対向した一対の側壁４６１ａ（止壁に該当する）を有している。側壁４６１ａの半径方向内端は、ブリッジ４６１ｂ（閉壁に該当する）によって接続されており、囲い壁４６１の半径方向外側は開口している（図５示）。
【００４０】
図７に示すように、それぞれの側壁４６１ａには、円周方向に突出した係合突起４６４（周方向突部に該当する）が形成されている。係合突起４６４は、各々の囲い壁４６１において回転軸方向に延びるとともに、円周方向の外側に向けて突出するように形成されている。前述したように、本実施形態において第２弾性リング４７は、その材質、形状、寸法において第１弾性リング４６と全く同一であるため、第２弾性リング４７については説明を省略する。
【００４１】
ロータ４を組付ける場合、シャフトメンバー４１の外周面に第１回り止め部材４２を圧入後、第１弾性リング４６、第１ロータマグネット４４、第２ロータマグネット４５および第２弾性リング４７を、この順序でシャフトメンバー４１に対し図２における右方から嵌合させる。その後、シャフトメンバー４１の外周面に、第２回り止め部材４３を圧入して固定する。尚、ロータ４の組付方法については、上述した方法に限定されるものではない。
【００４２】
回り止め部材４２、４３は、シャフトメンバー４１上に固定される際、互いの間の間隔（図２におけるＬ寸法）が所定の値となるように取り付けられる。第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５は、それぞれ第１弾性リング４６および第２弾性リング４７を介して、第１回り止め部材４２と第２回り止め部材４３との間で挟まれることにより、回転軸方向の位置決めが行われる。
【００４３】
回り止め部材４２、４３およびロータマグネット４４、４５がシャフトメンバー４１上に取り付けられると、回り止め部材４２、４３の凸部４２ｂ、４３ｂは、それぞれロータマグネット４４、４５の凹部４４ｂ、４５ｂ内に収容される。また、弾性リング４６、４７の囲い壁４６１は、凸部４２ｂ、４３ｂと凹部４４ｂ、４５ｂとの間に介装される。これにより、シャフトメンバー４１上において、ロータマグネット４４、４５の円周方向の位置決めが行われる。
【００４４】
第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６の接続部４６２が第１回り止め部材４２の端面４２ａに当接するとともに、弾性突起４６３が第１ロータマグネット４４の一端部４４ａに当接している（図３および図４示）。第１ロータマグネット４４に当接することにより、弾性突起４６３は回転軸方向に若干圧縮されて、第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４とを、互いに離れる方向に付勢している。これにより、接続部４６２は第１ロータマグネット４４と第１回り止め部材４２との間において、回転軸方向の緩衝部材として機能する。
また、弾性突起４６３が第１ロータマグネット４４に当接することにより、第１弾性リング４６の接続部４６２、囲い壁４６１の回転軸方向の先端および第１回り止め部材４２の凸部４２ｂが、第１ロータマグネット４４に対し当接することはない。
【００４５】
また、第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６の一対の側壁４６１ａの対向面が、第１回り止め部材４２の凸部４２ｂに当接するとともに、係合突起４６４は第１ロータマグネット４４の凹部４４ｂの側面に当接している（図３示）。凹部４４ｂに当接することにより、係合突起４６４は円周方向に若干圧縮された状態となり、第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４とを円周方向に強固に連結している。これにより、第１ロータマグネット４４からシャフトメンバー４１に対し、駆動力を確実に伝達することができる。
【００４６】
また、係合突起４６４が凹部４４ｂに当接することにより、第１弾性リング４６の側壁４６１ａが凹部４４ｂに対し当接することはない。尚、第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６のブリッジ４６１ｂは、シャフトメンバー４１の外周面と第１回り止め部材４２の凸部４２ｂとの間に配置されている（図４示）。
【００４７】
上述した第１回り止め部材４２が回り止め部に該当する場合、第２回り止め部材４３および第２弾性リング４７は位置決め部材に該当し、シャフトメンバー４１および第１回り止め部材４２を包括した構成がロータシャフトに該当する。また、第２回り止め部材４３が回り止め部に該当する場合、第１回り止め部材４２および第１弾性リング４６は位置決め部材に該当し、シャフトメンバー４１および第２回り止め部材４３を包括した構成がロータシャフトに該当する。
【００４８】
図２に示した状態において、温度変化等によりロータ４に回転軸方向の線膨張が発生すると、第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間において、弾性突起４６３がさらに圧縮されて（弾性突起４６３が、その半径方向に拡がり）膨張分を吸収する。このように、弾性突起４６３は第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間において、回転軸方向の緩衝部材として機能し、第１弾性リング４６および第１ロータマグネット４４に発生する応力を低減する。
【００４９】
また、ロータ４に円周方向の線膨張が発生すると、第１回り止め部材４２の凸部４２ｂと第１ロータマグネット４４の凹部４４ｂとの間において、係合突起４６４がさらに圧縮されて（係合突起４６４が、その幅方向に拡がり）膨張分を吸収する。このように、係合突起４６４は第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間において、円周方向の緩衝部材として機能し、第１弾性リング４６および第１ロータマグネット４４に発生する応力を低減する。
第２弾性リング４７を介した第２回り止め部材４３と第２ロータマグネット４５の連結構造についても、上述した第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４の連結構造の場合と同様であるため、第２弾性リング４７を用いた連結構造についての説明は省略する。
【００５０】
本実施形態によれば、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成された弾性リング４６、４７は、回り止め部材４２、４３の凸部４２ｂ、４３ｂおよびロータマグネット４４、４５の凹部４４ｂ、４５ｂと係合する囲い壁４６１と、囲い壁４６１に対し円周上に連続した接続部４６２とを有し、接続部４６２がロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間において回転軸方向の緩衝部材として機能することにより、ロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間において回転軸方向に線膨張が発生しても、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力を低減し、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７の破損を防止することができる。
また、弾性リング４６、４７は合成樹脂材料にて形成されているため、シャフトメンバー４１とロータマグネット４４、４５との組付工程を簡素化することができる。
【００５１】
また、弾性リング４６、４７には、回転軸方向に突出してロータマグネット４４、４５の一端部４４ａ、４５ａに当接する弾性突起４６３が形成されていることにより、強度を確保するために弾性リング４６、４７の硬度を増大させた場合でも、弾性突起４６３が圧縮されて、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力を低減し、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７の破損を防止することができるとともに、弾性突起４６３を介してロータマグネット４４、４５とシャフトメンバー４１とを回転軸方向に強固に係合させることができる。
また、ロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間において、回転軸方向の線膨張が発生した場合、弾性突起４６３がさらに圧縮されることにより膨張分が吸収されるため、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力の発生を容易に低減することができる。
【００５２】
また、回り止め部材４２、４３の凸部４２ｂ、４３ｂは突出方向に垂直な断面が矩形状に形成され、囲い壁４６１は凸部４２ｂ、４３ｂの円周方向の両端面４２ｃを覆うように、互いに対向した一対の側壁４６１ａを有し、側壁４６１ａには円周方向に突出してロータマグネット４４、４５の凹部４４ｂ、４５ｂに当接する係合突起４６４が形成されていることにより、係合突起４６４を介してロータマグネット４４、４５とシャフトメンバー４１とが円周方向に強固に連結される。
また、ロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間に円周方向の線膨張が発生した場合、係合突起４６４が圧縮されることにより膨張分が吸収されるため、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力を容易に低減することができる。
【００５３】
また、弾性リング４６、４７の囲い壁４６１は、一対の側壁４６１ａを半径方向内端において接続するブリッジ４６１ｂを有しており、接続部４６２の半径方向の太さについて、囲い壁４６１の近傍にある部位を囲い壁４６１から離れた部位よりも増大させ、弾性突起４６３は接続部４６２の半径方向の太さを増大させた部位に形成されている。
これにより、弾性突起４６３の圧縮による接続部４６２に発生する応力を低減でき、弾性リング４６、４７の破損を防ぐことができる。ここで、囲い壁４６１の近傍にある部位の半径方向の太さを増大させることができる理由は、囲い壁４６１のブリッジ４６１ｂが凸部４２ｂ、４３ｂの半径方向内側の側面に当接可能であるため、接続部４６２における囲い壁４６１の近傍にある部位が半径方向外方に突出することがないためである。
また、弾性リング４６、４７は、弾性力に富み、耐熱性に優れ、強度の大きい熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより形成されていることにより、長期間に亘って、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力を安定して低減することができる。
【００５４】
＜実施形態２＞
図８に基づき、本発明の実施形態２による弾性リング４８（ロータ弾性部材に該当し、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３のいずれとも係合することが可能である）について説明する。本実施形態による弾性リング４８は、係合突起４８４を有する囲い壁４８１に接続部４８２が連続し、各々の接続部４８２上に弾性突起４６３に代えて周状突起４８３が形成されている点のみが、弾性リング４６、４７に対して異なる。それぞれの周状突起４８３は回転軸方向に突出し、接続部４８２上において円周状に連続している。
弾性リング４８が回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、接続部４８２は第１回り止め部材４２の端面４２ａに当接するとともに、周状突起４８３は第１ロータマグネット４４の一端部４４ａに当接する。弾性リング４８のその他の構成については、弾性リング４６、４７と同様であるため説明は省略する。
本実施形態によれば、周状突起４８３が接続部４８２上において円周上に連続していることにより、周状突起４８３の面積を増大させることができ、周状突起４８３に発生する応力を低減することができる。このため、強度および耐久性に優れた弾性リング４８にすることができる。
【００５５】
＜実施形態３＞
図９に基づき、本発明の実施形態３による弾性リング４９（ロータ弾性部材に該当し、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３のいずれとも係合することが可能である）について説明する。本実施形態による弾性リング４９は、係合突起４９４を有する囲い壁４９１に接続部４９２が連続し、各々の接続部４９２が連続するウェイブ状に形成されている点のみが、弾性リング４６、４７に対して異なる。図９に示すように、接続部４９２は回転軸方向に波打つように形成されている。
弾性リング４９が回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、ウェイブ状の接続部４９２は、第１回り止め部材４２の端面４２ａと第１ロータマグネット４４の一端部４４ａとにより挟持される。弾性リング４９のその他の構成については、弾性リング４６、４７と同様であるため説明は省略する。
本実施形態によれば、接続部４９２が回転軸方向に波打つウェイブ状に形成されていることにより、接続部４９２の全体に回転軸方向のばね性能を持たせて応力集中を防ぎ、ロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間における回転軸方向の線膨張分を容易に吸収することができる。これにより、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４９に発生する応力の吸収能力を向上させることができる。
【００５６】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
凸部４２ｂ、４３ｂと凹部４４ｂ、４５ｂの係合箇所は、回り止め部材４２、４３およびロータマグネット４４、４５の円周上において、１箇所のみに形成してもよいし、３箇所以上あってもよい。
また、実施形態１とは逆に、ロータマグネット４４、４５に凸部を形成し、回り止め部材４２、４３に凹部を形成してもよい。
【００５７】
また、双方のロータマグネット４４、４５を一体化して、第１ロータマグネット４４のみとし、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３の一方のみに凸部または凹部を形成し、第１ロータマグネット４４と係合させて、第１ロータマグネット４４の円周方向の位置決めをし、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３の他方には、凸部および凹部を形成せずに第１ロータマグネット４４に当接させ、第１ロータマグネット４４の回転軸方向の位置決めをするようにしてもよい。
【００５８】
また、第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６の接続部４６２が第１ロータマグネット４４の一端部４４ａに当接するとともに、弾性突起４６３が第１回り止め部材４２の端面４２ａに当接するようにしてもよい。
また、第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６の一対の側壁４６１ａが、第１ロータマグネット４４の凹部４４ｂの側面に当接するとともに、係合突起４６４が第１回り止め部材４２の凸部４２ｂに当接するようにしてもよい。
【００５９】
また、凸部４２ｂ、４３ｂは、回り止め部材４２、４３において半径方向外方に突出していてもよい。
また、本発明は、同期モータ、誘導モータ、ステッピングモータあるいはそれ以外のあらゆる電動モータもしくは発電機といった回転電機に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
図面中、１は電動モータ（回転電機）、２はモータハウジング（ハウジング）、３はステータ、４はロータ、４１はシャフトメンバー（ロータシャフト）、４２は第１回り止め部材（回り止め部、位置決め部材）、４２ａ，４３ａは一側の端面（一面）、４２ｂ，４３ｂは凸部、４２ｃは凸部の円周方向の両端面、４３は第２回り止め部材（回り止め部、位置決め部材）、４４は第１ロータマグネット（ロータ磁石）、４４ａ，４５ａはロータマグネットの一端部、４４ｂ，４５ｂは凹部、４５は第２ロータマグネット（ロータ磁石）、４６は第１弾性リング（ロータ弾性部材、位置決め部材）、４７は第２弾性リング（ロータ弾性部材、位置決め部材）、４８，４９は弾性リング（ロータ弾性部材）、４６１，４８１，４９１は囲い壁（支持部）、４６１ａは側壁（止壁）、４６１ｂはブリッジ（閉壁）、４６２，４８２，４９２は接続部（軸方向弾性部）、４６３は弾性突起（軸方向突部）、４６４，４８４，４９４は係合突起（周方向突部）、４８３は周状突起（軸方向突部）を示している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータに対して半径方向内方に対向するように配置されたロータを備えた回転電機および回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内ヨークの外周面上に設けた凸部を、円筒形マグネットの端部に形成した凹部に係合させた後、内ヨークと円筒形マグネットとを接着剤により接合している回転電機のロータに係る従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示された回転電機のロータは、内ヨークの凸部と円筒形マグネットの凹部とが係合していることにより、接着剤の接着力が低下した場合にも、円筒形マグネットの内ヨークに対する空転を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７８０４２号公報（第２頁および第３頁、図１および図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
その一方、特許文献１に開示されたロータは、内ヨークの外周面と円筒形マグネットとの間の隙間に接着剤を均等に介在させる必要があり、製造工程において手間を要し製造コストの増大を招いていた。特に、内ヨークの凸部と円筒形マグネットの凹部との間に、液垂れが発生しないように接着剤を塗布することは、非常に困難であった。
また、接着剤の接着力が低下した場合、内ヨークと円筒形マグネットとの間に、凸部と凹部との間の隙間分のガタが発生するため、内ヨークに対する円筒形マグネットの回転位置がずれて、ロータの回転性能が低下するという問題もある。
さらに、接着力の低下により、凸部と凹部とが当接した状態でロータの回転速度が上昇した場合、その遠心力等により内ヨークの凸部と円筒形マグネットの凹部との間において応力が増大し、円筒形マグネットの破損につながる虞があった。
【０００５】
上述した問題を解消するために、ヨークとマグネットとの間において円周方向に弾性部材を介装した状態で、マグネットを収容した部材をかしめる等することによって、マグネットをヨークに固定する方法が考えられた。すなわち、円周方向におけるヨークとマグネットとの間に、弾性力を有した合成樹脂材料や合成ゴムを介装した状態で、マグネットをヨークに固定するのである。これによれば、マグネットのヨークに対する組付性を向上させることができるとともに、ロータの回転時にマグネットとヨークとの間において、回転方向に発生する応力を低減することができる。
【０００６】
しかしながら、この方法によっても、ロータの回転時において種々の問題が発生する場合がある。つまり、マグネットとヨークとの間に介装した弾性部材の硬度が低い場合、ロータの回転速度や回転トルクの上昇にともない、ヨークに対するマグネットの回転位置ずれが増大し、ロータの回転性能が低下する。また、弾性部材の硬度が低いと強度が低下し、弾性部材自体の破損へとつながる。
【０００７】
それと反対に、強度を増大させるために弾性部材の硬度を高くした場合、マグネットおよび弾性部材に応力が発生しやすくなる。特に、雰囲気温度の変化による線膨張変化があると、マグネットおよび弾性部材の応力がさらに増大する。これは、ロータの円周方向よりもむしろ、長手に形成され線膨張の大きい回転軸方向において顕著であった。これまでの従来技術において、こういった課題を解決できる円筒形マグネットを持つ回転電機のロータは皆無であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータ磁石に発生する応力を低減するとともに、製造が容易で低コストの回転電機および回転電機のロータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る回転電機の発明の構成は、ハウジングに固定されたステータと、ステータに対して半径方向内方に対向するように、ハウジングに回転可能に取り付けられたロータと、を備え、ロータは、ハウジングに回転可能に取り付けられ、外周面に回り止め部が半径方向外方に向けて円周上に突出するとともに、回り止め部の外面には凸部および凹部のうちのいずれか一方が設けられたロータシャフトと、円筒状に形成され、ロータシャフトの外周面に対し嵌合して、回転軸方向の一端部が回り止め部の回転軸方向の一面と対向するように配置され、一端部には凸部および凹部のうちの他方が形成され、凸部または凹部は回り止め部に形成された凸部を収容可能または回り止め部に形成された凹部に挿入可能に形成されたロータ磁石と、ロータシャフトの外周面に対し取り付けられ、ロータ磁石の回転軸方向の他端部に対して当接することにより、ロータ磁石を回転軸方向に位置決めする位置決め部材と、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、ロータシャフトの外周面に嵌合し、ロータ磁石の一端部と回り止め部との間において挟持され、凸部および凹部と係合する支持部と、支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、軸方向弾性部はロータ磁石と回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材と、を具備したことである。
【０００９】
請求項２に係る発明の構成は、請求項１の回転電機において、軸方向弾性部には、回転軸方向に突出してロータ磁石の一端部または回り止め部に当接する軸方向突部が形成されていることである。
【００１０】
請求項３に係る発明の構成は、請求項２の回転電機において、凸部は突出方向に垂直な断面が矩形状に形成され、支持部は凸部の円周方向の両端面を覆うように、互いに対向した一対の止壁を有し、止壁には円周方向に突出して凸部または凹部に当接する周方向突部が形成されていることである。
【００１１】
請求項４に係る発明の構成は、請求項３の回転電機において、凸部は回転軸方向に突出し、支持部は一対の止壁を半径方向内端において接続する閉壁を有しており、軸方向弾性部の半径方向の太さについて、支持部の近傍にある部位を支持部から離れた部位よりも増大させ、軸方向突部は軸方向弾性部の半径方向の太さを増大させた部位に形成されたことである。
【００１２】
請求項５に係る発明の構成は、請求項２または３の回転電機において、軸方向突部は、軸方向弾性部上において円周上に連続していることである。
【００１３】
請求項６に係る発明の構成は、請求項１の回転電機において、軸方向弾性部は回転軸方向に波打つウェイブ状に形成されていることである。
【００１４】
請求項７に係る発明の構成は、請求項１乃至６のうちのいずれかの回転電機において、ロータ弾性部材は、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより形成されていることである。
【００１５】
請求項８に係る回転電機のロータの発明の構成は、ハウジングに固定されたステータに対し、半径方向内方に対向するようにハウジングに回転可能に取り付けられた回転電機のロータであって、ハウジングに回転可能に取り付けられ、外周面に回り止め部が半径方向外方に向けて円周上に突出するとともに、回り止め部の外面には、凸部および凹部のうちのいずれか一方が設けられたロータシャフトと、円筒状に形成され、ロータシャフトの外周面に対し嵌合して、回転軸方向の一端部が回り止め部の回転軸方向の一面と対向するように配置され、一端部には凸部および凹部のうちの他方が形成され、凸部または凹部は回り止め部に形成された凸部を収容可能または回り止め部に形成された凹部に挿入可能に形成されたロータ磁石と、ロータシャフトの外周面に対し取り付けられ、ロータ磁石の回転軸方向の他端部に対して当接することにより、ロータ磁石を回転軸方向に位置決めする位置決め部材と、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、ロータシャフトの外周面に嵌合し、ロータ磁石の一端部と回り止め部との間において挟持され、凸部および凹部と係合する支持部と、支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、軸方向弾性部はロータ磁石と回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材と、を具備したことである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る回転電機によれば、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、ロータシャフトの外周面に嵌合し、ロータ磁石の一端部と回り止め部との間において挟持され、凸部および凹部と係合する支持部と、支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、軸方向弾性部がロータ磁石と回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材を具備したことにより、ロータ磁石とロータシャフトとの間において回転軸方向に線膨張が発生しても、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を低減し、ロータ磁石およびロータ弾性部材の破損を防止することができる。
また、ロータ弾性部材は合成樹脂材料にて形成されているため、ロータシャフトとロータ磁石との組付工程を簡素化することができる。
【００１７】
請求項２に係る回転電機によれば、軸方向弾性部には、回転軸方向に突出してロータ磁石の一端部または回り止め部に当接する軸方向突部が形成されていることにより、強度を確保するためにロータ弾性部材の硬度を増大させた場合でも、軸方向突部が圧縮されてロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を低減し、ロータ磁石およびロータ弾性部材の破損を防止することができるとともに、軸方向突部を介してロータ磁石とロータシャフトとを回転軸方向に強固に係合させることができる。
また、ロータ磁石とロータシャフトとの間において、回転軸方向の線膨張が発生した場合、軸方向突部がさらに圧縮されることにより膨張分が吸収されるため、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を容易に低減することができる。
【００１８】
請求項３に係る回転電機によれば、凸部は突出方向に垂直な断面が矩形状に形成され、支持部は凸部の円周方向の両端面を覆うように、互いに対向した一対の止壁を有し、止壁には円周方向に突出して凸部または凹部に当接する周方向突部が形成されていることにより、周方向突部を介してロータ磁石とロータシャフトとが円周方向に強固に係合する。
また、ロータ磁石とロータシャフトとの間に円周方向の線膨張が発生した場合、周方向突部が圧縮されることにより膨張分が吸収されるため、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を容易に低減することができる。
【００１９】
請求項４に係る回転電機によれば、ロータ弾性部材の支持部は、一対の止壁を半径方向内端において接続する閉壁を有しており、軸方向弾性部の半径方向の太さについて、支持部の近傍にある部位を支持部から離れた部位よりも増大させ、軸方向突部は軸方向弾性部の半径方向の太さを増大させた部位に形成されている。
したがって、軸方向突部の圧縮による軸方向弾性部に発生する応力を低減でき、ロータ弾性部材の破損を防ぐことができる。ここで、支持部の近傍にある部位の半径方向の太さを増大させることができる理由は、閉壁が凸部の半径方向内側の側面に当接可能であるため、軸方向弾性部における支持部の近傍にある部位が半径方向外方に突出することがないためである。
【００２０】
請求項５に係る回転電機によれば、軸方向突部が軸方向弾性部上において円周上に連続していることにより、軸方向突部の面積を増大させることができるため、軸方向突部に発生する応力を低減しロータ弾性部材の破損を防ぐことができる。
【００２１】
請求項６に係る回転電機によれば、軸方向弾性部が回転軸方向に波打つウェイブ状に形成されていることにより、軸方向弾性部の全体に回転軸方向のばね性能を持たせて応力集中を防ぎ、ロータ磁石とロータシャフトとの間における回転軸方向の線膨張分を容易に吸収することができる。
【００２２】
請求項７に係る回転電機によれば、ロータ弾性部材は、弾性力に富み、耐熱性に優れ、強度の大きい熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより形成されていることにより、長期間に亘って、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を安定して低減することができる。
【００２３】
請求項８に係る回転電機のロータによれば、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、ロータシャフトの外周面に嵌合し、ロータ磁石の一端部と回り止め部との間において挟持され、凸部および凹部と係合する支持部と、支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、軸方向弾性部がロータ磁石と回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材を具備したことにより、ロータ磁石とロータシャフトとの間において回転軸方向に線膨張が発生しても、ロータ磁石およびロータ弾性部材に発生する応力を低減し、ロータ磁石およびロータ弾性部材の破損を防止することができる。
また、ロータ弾性部材は合成樹脂材料にて形成されているため経時変化が少なく、長期間に亘って、ロータシャフトとロータ磁石とを強固に係合させることができるとともに、ロータシャフトとロータ磁石との組付工程を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１による電動モータの回転軸方向にカットした断面図
【図２】図１に示したロータの外観図
【図３】図２のＡ部拡大図
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図
【図５】図２に示した第１弾性リングの外観斜視図
【図６】図５に示した第１弾性リングの弾性突起を示した拡大斜視図
【図７】図５に示した第１弾性リングの側壁を示した拡大斜視図
【図８】実施形態２による弾性リングの外観斜視図
【図９】実施形態３による弾性リングの外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜実施形態１＞
図１乃至図７に基づき、本発明の実施形態１による電動モータ１（回転電機に該当する）について説明する。尚、説明中において半径方向または円周方向といった場合、ロータ４の回転軸φ（図１示）を中心とした半径方向または円周方向を意味しているものとする。また、説明中において回転軸といった場合、特に断らなければ、上述した回転軸φを意味している。
【００２６】
図１に示したように、電動モータ１はモータハウジング２（ハウジングに該当する）に固定されたステータ３と、モータハウジング２内に回転軸φを中心に回転可能に取り付けられたロータ４とを備えている。本実施形態による電動モータ１は、ステータ３がロータ４に対して半径方向外方に対向するように配置されているインナロータ型のモータである。
モータハウジング２はアルミニウム合金によって円筒状に形成されたハウジングボデー２１と、同様にアルミニウム合金によって形成されたハウジングカバー２２とが接合されて形成されている。
【００２７】
ハウジングボデー２１の内部には、ステータ３が収容されている。ステータ３は、複数のケイ素鋼板（電磁鋼板）が積層されて形成され、ハウジングボデー２１の内周面に対し圧入または接着により固定されたロータコア３１を備えている。ロータコア３１は、外周縁にて連結された複数のティース３１ａを具備しており、各々のティース３１ａには、ボビン３２を介してステータコイル３３が巻回されている。各々のステータコイル３３は、外部から電流が印加可能に構成されている。
【００２８】
一方、ロータ４は、鉄材にて円筒形に形成されたシャフトメンバー４１を備えている。シャフトメンバー４１は、ハウジングボデー２１およびハウジングカバー２２の内周面に固定された一対の軸受２３、２４に対し圧入され、モータハウジング２に対し回転可能に取り付けられている。シャフトメンバー４１の外周面には、ともにステンレス合金により円環状に形成された第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３が、互いの間に所定の間隔を有して圧入されている。
図１に示すように、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３が圧入されたシャフトメンバー４１の部位の外径に対応させて、第２回り止め部材４３の内径は、第１回り止め部材４２の内径よりも小径に形成されている。以下、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３を総称する場合、回り止め部材４２、４３と言う。
【００２９】
また、シャフトメンバー４１の外周面には、第１回り止め部材４２と第２回り止め部材４３との間に位置するように、円筒形に形成された第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５（各々はロータ磁石に該当する）が嵌合している。永久磁石である第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５は、希土類金属粉を粉末焼結法または樹脂成型法等によって成形することにより形成され、それぞれの外周面上には、複数のＮ極およびＳ極が交互に着磁されている。
【００３０】
第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５は、シャフトメンバー４１上において回転軸方向に並ぶように設けられ、互いに当接している。第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５は、ともにステータ３のロータコア３１に対し、僅かな隙間を有して半径方向内方に対向している。以下、第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５を総称する場合、ロータマグネット４４、４５と言う。
【００３１】
さらに、第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間には、第１弾性リング４６（ロータ弾性部材に該当する）が挟持されている。また、第２回り止め部材４３と第２ロータマグネット４５との間には、第２弾性リング４７（ロータ弾性部材に該当する）が挟持されている。第１弾性リング４６および第２弾性リング４７は、可撓性を有する合成樹脂材料によってリング状に形成され、シャフトメンバー４１の外周面に嵌合している。
【００３２】
第１弾性リング４６と第２弾性リング４７は、説明の都合上、互いに異なる名称および符号を用いているが、双方は構造的に同一のものである。以下、第１弾性リング４６および第２弾性リング４７を総称する場合、弾性リング４６、４７と言う。回り止め部材４２、４３、ロータマグネット４４、４５、弾性リング４６、４７およびこれらの係合方法については、後において詳述する。
【００３３】
図１に示すように、ハウジングボデー２１には、レゾルバステータ５１が取り付けられている。また、シャフトメンバー４１の外周面には、レゾルバロータ５２がレゾルバステータ５１に対して半径方向に対向するように設けられている。レゾルバロータ５２は、シャフトメンバー４１とともに回転可能に形成されている。
上述した構成により、図示しないコントローラは、レゾルバステータ５１からの信号に基づいてロータ４の回転位置を検出する。コントローラは、ステータコイル３３に電流を供給することによりステータ３において磁界を発生させ、ロータ４を所定の回転速度によって駆動する。
【００３４】
以下、回り止め部材４２、４３、ロータマグネット４４、４５および第１弾性リング４６について詳述する。回り止め部材４２、４３は、シャフトメンバー４１に取り付けられることにより、シャフトメンバー４１の外周面に半径方向外方に向けて円周上に突出している。第１回り止め部材４２における回転軸方向の一側の端面４２ａ（一面に該当する）は、第１ロータマグネット４４の回転軸方向の一端部４４ａと対向している。また、第２回り止め部材４３における回転軸方向の一側の端面４３ａ（一面に該当する）は、第２ロータマグネット４５の回転軸方向の一端部４５ａと対向している（図２示）。
【００３５】
図２に示すように、第１回り止め部材４２の端面４２ａには、回転軸方向に突出した一対の凸部４２ｂが形成されている。また、第２回り止め部材４３の端面４３ａにも、回転軸方向に突出した一対の凸部４３ｂが形成されている（図２において、それぞれ一側の凸部４２ｂ、４３ｂのみ示す）。第１回り止め部材４２の一対の凸部４２ｂは、第１回り止め部材４２の円周上において、互いの間に１８０°の角度を有するように形成されている。また同様に、第２回り止め部材４３の一対の凸部４３ｂは、第２回り止め部材４３の円周上において、互いの間に１８０°の角度を有するように形成されている。各々の凸部４２ｂ、４３ｂのそれぞれの突出方向に垂直な断面は、略矩形状を呈している。
【００３６】
一方、第１ロータマグネット４４の一端部４４ａには、回転軸方向に窪んだ一対の凹部４４ｂが形成されている。また、第２ロータマグネット４５の一端部４５ａにも、回転軸方向に窪んだ一対の凹部４５ｂが形成されている（図２において、それぞれ一側の凹部４４ｂ、４５ｂのみ示す）。第１ロータマグネット４４の一対の凹部４４ｂは、第１ロータマグネット４４の円周上において、互いの間に１８０°の角度を有するように形成されている。また、第２ロータマグネット４５の一対の凹部４５ｂも、第２ロータマグネット４５の円周上において、互いの間に１８０°の角度を有するように形成されている。凹部４４ｂ、４５ｂは、それぞれ回り止め部材４２、４３の凸部４２ｂ、４３ｂを収容可能に形成されている。
【００３７】
次に、第１弾性リング４６について説明する。第１弾性リング４６は、弾性力に富み、耐熱性に優れ、強度の大きい合成樹脂材料である熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより一体に形成され、第１ロータマグネット４４の一端部４４ａと第１回り止め部材４２との間で挟持されている。図５に示すように、第１弾性リング４６は、回転軸方向に突出して凸部４２ｂと凹部４４ｂとに係合する一対の囲い壁４６１（支持部に該当する）と、囲い壁４６１に対し円周上に連続した一対の接続部４６２（軸方向弾性部に該当する）とを有している。
【００３８】
各々の接続部４６２は円弧状の平板にて形成され、囲い壁４６１の近傍にある部位の半径方向の太さを、囲い壁４６１から離れた部位の半径方向の太さよりも増大させている。それぞれの接続部４６２の半径方向の太さを増大させた部位（囲い壁４６１の近傍にある部位）には、回転軸方向に突出した弾性突起４６３（軸方向突部に該当する）が形成されている（図６示）。弾性突起４６３は断面が真円状に形成され、それぞれの囲い壁４６１の近傍において円周方向の両側に設けられている。
【００３９】
上述した囲い壁４６１は、凸部４２ｂおよび凹部４４ｂと係合した場合に、凸部４２ｂの円周方向の両端面４２ｃ（図３示）を覆うように、互いに対向した一対の側壁４６１ａ（止壁に該当する）を有している。側壁４６１ａの半径方向内端は、ブリッジ４６１ｂ（閉壁に該当する）によって接続されており、囲い壁４６１の半径方向外側は開口している（図５示）。
【００４０】
図７に示すように、それぞれの側壁４６１ａには、円周方向に突出した係合突起４６４（周方向突部に該当する）が形成されている。係合突起４６４は、各々の囲い壁４６１において回転軸方向に延びるとともに、円周方向の外側に向けて突出するように形成されている。前述したように、本実施形態において第２弾性リング４７は、その材質、形状、寸法において第１弾性リング４６と全く同一であるため、第２弾性リング４７については説明を省略する。
【００４１】
ロータ４を組付ける場合、シャフトメンバー４１の外周面に第１回り止め部材４２を圧入後、第１弾性リング４６、第１ロータマグネット４４、第２ロータマグネット４５および第２弾性リング４７を、この順序でシャフトメンバー４１に対し図２における右方から嵌合させる。その後、シャフトメンバー４１の外周面に、第２回り止め部材４３を圧入して固定する。尚、ロータ４の組付方法については、上述した方法に限定されるものではない。
【００４２】
回り止め部材４２、４３は、シャフトメンバー４１上に固定される際、互いの間の間隔（図２におけるＬ寸法）が所定の値となるように取り付けられる。第１ロータマグネット４４および第２ロータマグネット４５は、それぞれ第１弾性リング４６および第２弾性リング４７を介して、第１回り止め部材４２と第２回り止め部材４３との間で挟まれることにより、回転軸方向の位置決めが行われる。
【００４３】
回り止め部材４２、４３およびロータマグネット４４、４５がシャフトメンバー４１上に取り付けられると、回り止め部材４２、４３の凸部４２ｂ、４３ｂは、それぞれロータマグネット４４、４５の凹部４４ｂ、４５ｂ内に収容される。また、弾性リング４６、４７の囲い壁４６１は、凸部４２ｂ、４３ｂと凹部４４ｂ、４５ｂとの間に介装される。これにより、シャフトメンバー４１上において、ロータマグネット４４、４５の円周方向の位置決めが行われる。
【００４４】
第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６の接続部４６２が第１回り止め部材４２の端面４２ａに当接するとともに、弾性突起４６３が第１ロータマグネット４４の一端部４４ａに当接している（図３および図４示）。第１ロータマグネット４４に当接することにより、弾性突起４６３は回転軸方向に若干圧縮されて、第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４とを、互いに離れる方向に付勢している。これにより、接続部４６２は第１ロータマグネット４４と第１回り止め部材４２との間において、回転軸方向の緩衝部材として機能する。
また、弾性突起４６３が第１ロータマグネット４４に当接することにより、第１弾性リング４６の接続部４６２、囲い壁４６１の回転軸方向の先端および第１回り止め部材４２の凸部４２ｂが、第１ロータマグネット４４に対し当接することはない。
【００４５】
また、第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６の一対の側壁４６１ａの対向面が、第１回り止め部材４２の凸部４２ｂに当接するとともに、係合突起４６４は第１ロータマグネット４４の凹部４４ｂの側面に当接している（図３示）。凹部４４ｂに当接することにより、係合突起４６４は円周方向に若干圧縮された状態となり、第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４とを円周方向に強固に連結している。これにより、第１ロータマグネット４４からシャフトメンバー４１に対し、駆動力を確実に伝達することができる。
【００４６】
また、係合突起４６４が凹部４４ｂに当接することにより、第１弾性リング４６の側壁４６１ａが凹部４４ｂに対し当接することはない。尚、第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６のブリッジ４６１ｂは、シャフトメンバー４１の外周面と第１回り止め部材４２の凸部４２ｂとの間に配置されている（図４示）。
【００４７】
上述した第１回り止め部材４２が回り止め部に該当する場合、第２回り止め部材４３および第２弾性リング４７は位置決め部材に該当し、シャフトメンバー４１および第１回り止め部材４２を包括した構成がロータシャフトに該当する。また、第２回り止め部材４３が回り止め部に該当する場合、第１回り止め部材４２および第１弾性リング４６は位置決め部材に該当し、シャフトメンバー４１および第２回り止め部材４３を包括した構成がロータシャフトに該当する。
【００４８】
図２に示した状態において、温度変化等によりロータ４に回転軸方向の線膨張が発生すると、第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間において、弾性突起４６３がさらに圧縮されて（弾性突起４６３が、その半径方向に拡がり）膨張分を吸収する。このように、弾性突起４６３は第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間において、回転軸方向の緩衝部材として機能し、第１弾性リング４６および第１ロータマグネット４４に発生する応力を低減する。
【００４９】
また、ロータ４に円周方向の線膨張が発生すると、第１回り止め部材４２の凸部４２ｂと第１ロータマグネット４４の凹部４４ｂとの間において、係合突起４６４がさらに圧縮されて（係合突起４６４が、その幅方向に拡がり）膨張分を吸収する。このように、係合突起４６４は第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間において、円周方向の緩衝部材として機能し、第１弾性リング４６および第１ロータマグネット４４に発生する応力を低減する。
第２弾性リング４７を介した第２回り止め部材４３と第２ロータマグネット４５の連結構造についても、上述した第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４の連結構造の場合と同様であるため、第２弾性リング４７を用いた連結構造についての説明は省略する。
【００５０】
本実施形態によれば、可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成された弾性リング４６、４７は、回り止め部材４２、４３の凸部４２ｂ、４３ｂおよびロータマグネット４４、４５の凹部４４ｂ、４５ｂと係合する囲い壁４６１と、囲い壁４６１に対し円周上に連続した接続部４６２とを有し、接続部４６２がロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間において回転軸方向の緩衝部材として機能することにより、ロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間において回転軸方向に線膨張が発生しても、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力を低減し、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７の破損を防止することができる。
また、弾性リング４６、４７は合成樹脂材料にて形成されているため、シャフトメンバー４１とロータマグネット４４、４５との組付工程を簡素化することができる。
【００５１】
また、弾性リング４６、４７には、回転軸方向に突出してロータマグネット４４、４５の一端部４４ａ、４５ａに当接する弾性突起４６３が形成されていることにより、強度を確保するために弾性リング４６、４７の硬度を増大させた場合でも、弾性突起４６３が圧縮されて、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力を低減し、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７の破損を防止することができるとともに、弾性突起４６３を介してロータマグネット４４、４５とシャフトメンバー４１とを回転軸方向に強固に係合させることができる。
また、ロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間において、回転軸方向の線膨張が発生した場合、弾性突起４６３がさらに圧縮されることにより膨張分が吸収されるため、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力の発生を容易に低減することができる。
【００５２】
また、回り止め部材４２、４３の凸部４２ｂ、４３ｂは突出方向に垂直な断面が矩形状に形成され、囲い壁４６１は凸部４２ｂ、４３ｂの円周方向の両端面４２ｃを覆うように、互いに対向した一対の側壁４６１ａを有し、側壁４６１ａには円周方向に突出してロータマグネット４４、４５の凹部４４ｂ、４５ｂに当接する係合突起４６４が形成されていることにより、係合突起４６４を介してロータマグネット４４、４５とシャフトメンバー４１とが円周方向に強固に連結される。
また、ロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間に円周方向の線膨張が発生した場合、係合突起４６４が圧縮されることにより膨張分が吸収されるため、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力を容易に低減することができる。
【００５３】
また、弾性リング４６、４７の囲い壁４６１は、一対の側壁４６１ａを半径方向内端において接続するブリッジ４６１ｂを有しており、接続部４６２の半径方向の太さについて、囲い壁４６１の近傍にある部位を囲い壁４６１から離れた部位よりも増大させ、弾性突起４６３は接続部４６２の半径方向の太さを増大させた部位に形成されている。
これにより、弾性突起４６３の圧縮による接続部４６２に発生する応力を低減でき、弾性リング４６、４７の破損を防ぐことができる。ここで、囲い壁４６１の近傍にある部位の半径方向の太さを増大させることができる理由は、囲い壁４６１のブリッジ４６１ｂが凸部４２ｂ、４３ｂの半径方向内側の側面に当接可能であるため、接続部４６２における囲い壁４６１の近傍にある部位が半径方向外方に突出することがないためである。
また、弾性リング４６、４７は、弾性力に富み、耐熱性に優れ、強度の大きい熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより形成されていることにより、長期間に亘って、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４６、４７に発生する応力を安定して低減することができる。
【００５４】
＜実施形態２＞
図８に基づき、本発明の実施形態２による弾性リング４８（ロータ弾性部材に該当し、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３のいずれとも係合することが可能である）について説明する。本実施形態による弾性リング４８は、係合突起４８４を有する囲い壁４８１に接続部４８２が連続し、各々の接続部４８２上に弾性突起４６３に代えて周状突起４８３が形成されている点のみが、弾性リング４６、４７に対して異なる。それぞれの周状突起４８３は回転軸方向に突出し、接続部４８２上において円周状に連続している。
弾性リング４８が回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、接続部４８２は第１回り止め部材４２の端面４２ａに当接するとともに、周状突起４８３は第１ロータマグネット４４の一端部４４ａに当接する。弾性リング４８のその他の構成については、弾性リング４６、４７と同様であるため説明は省略する。
本実施形態によれば、周状突起４８３が接続部４８２上において円周上に連続していることにより、周状突起４８３の面積を増大させることができ、周状突起４８３に発生する応力を低減することができる。このため、強度および耐久性に優れた弾性リング４８にすることができる。
【００５５】
＜実施形態３＞
図９に基づき、本発明の実施形態３による弾性リング４９（ロータ弾性部材に該当し、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３のいずれとも係合することが可能である）について説明する。本実施形態による弾性リング４９は、係合突起４９４を有する囲い壁４９１に接続部４９２が連続し、各々の接続部４９２が連続するウェイブ状に形成されている点のみが、弾性リング４６、４７に対して異なる。図９に示すように、接続部４９２は回転軸方向に波打つように形成されている。
弾性リング４９が回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、ウェイブ状の接続部４９２は、第１回り止め部材４２の端面４２ａと第１ロータマグネット４４の一端部４４ａとにより挟持される。弾性リング４９のその他の構成については、弾性リング４６、４７と同様であるため説明は省略する。
本実施形態によれば、接続部４９２が回転軸方向に波打つウェイブ状に形成されていることにより、接続部４９２の全体に回転軸方向のばね性能を持たせて応力集中を防ぎ、ロータマグネット４４、４５と回り止め部材４２、４３との間における回転軸方向の線膨張分を容易に吸収することができる。これにより、ロータマグネット４４、４５および弾性リング４９に発生する応力の吸収能力を向上させることができる。
【００５６】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
凸部４２ｂ、４３ｂと凹部４４ｂ、４５ｂの係合箇所は、回り止め部材４２、４３およびロータマグネット４４、４５の円周上において、１箇所のみに形成してもよいし、３箇所以上あってもよい。
また、実施形態１とは逆に、ロータマグネット４４、４５に凸部を形成し、回り止め部材４２、４３に凹部を形成してもよい。
【００５７】
また、双方のロータマグネット４４、４５を一体化して、第１ロータマグネット４４のみとし、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３の一方のみに凸部または凹部を形成し、第１ロータマグネット４４と係合させて、第１ロータマグネット４４の円周方向の位置決めをし、第１回り止め部材４２および第２回り止め部材４３の他方には、凸部および凹部を形成せずに第１ロータマグネット４４に当接させ、第１ロータマグネット４４の回転軸方向の位置決めをするようにしてもよい。
【００５８】
また、第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６の接続部４６２が第１ロータマグネット４４の一端部４４ａに当接するとともに、弾性突起４６３が第１回り止め部材４２の端面４２ａに当接するようにしてもよい。
また、第１弾性リング４６が第１回り止め部材４２と第１ロータマグネット４４との間に介装された状態で、第１弾性リング４６の一対の側壁４６１ａが、第１ロータマグネット４４の凹部４４ｂの側面に当接するとともに、係合突起４６４が第１回り止め部材４２の凸部４２ｂに当接するようにしてもよい。
【００５９】
また、凸部４２ｂ、４３ｂは、回り止め部材４２、４３において半径方向外方に突出していてもよい。
また、本発明は、同期モータ、誘導モータ、ステッピングモータあるいはそれ以外のあらゆる電動モータもしくは発電機といった回転電機に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
図面中、１は電動モータ（回転電機）、２はモータハウジング（ハウジング）、３はステータ、４はロータ、４１はシャフトメンバー（ロータシャフト）、４２は第１回り止め部材（回り止め部、位置決め部材）、４２ａ，４３ａは一側の端面（一面）、４２ｂ，４３ｂは凸部、４２ｃは凸部の円周方向の両端面、４３は第２回り止め部材（回り止め部、位置決め部材）、４４は第１ロータマグネット（ロータ磁石）、４４ａ，４５ａはロータマグネットの一端部、４４ｂ，４５ｂは凹部、４５は第２ロータマグネット（ロータ磁石）、４６は第１弾性リング（ロータ弾性部材、位置決め部材）、４７は第２弾性リング（ロータ弾性部材、位置決め部材）、４８，４９は弾性リング（ロータ弾性部材）、４６１，４８１，４９１は囲い壁（支持部）、４６１ａは側壁（止壁）、４６１ｂはブリッジ（閉壁）、４６２，４８２，４９２は接続部（軸方向弾性部）、４６３は弾性突起（軸方向突部）、４６４，４８４，４９４は係合突起（周方向突部）、４８３は周状突起（軸方向突部）を示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに固定されたステータと、
前記ステータに対して半径方向内方に対向するように、前記ハウジングに回転可能に取り付けられたロータと、
を備え、
前記ロータは、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、外周面に回り止め部が半径方向外方に向けて円周上に突出するとともに、前記回り止め部の外面には凸部および凹部のうちのいずれか一方が設けられたロータシャフトと、
円筒状に形成され、前記ロータシャフトの外周面に対し嵌合して、回転軸方向の一端部が前記回り止め部の回転軸方向の一面と対向するように配置され、前記一端部には前記凸部および前記凹部のうちの他方が形成され、前記凸部または前記凹部は前記回り止め部に形成された前記凸部を収容可能または前記回り止め部に形成された前記凹部に挿入可能に形成されたロータ磁石と、
前記ロータシャフトの外周面に対し取り付けられ、前記ロータ磁石の回転軸方向の他端部に対して当接することにより、前記ロータ磁石を回転軸方向に位置決めする位置決め部材と、
可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、前記ロータシャフトの外周面に嵌合し、前記ロータ磁石の前記一端部と前記回り止め部との間において挟持され、前記凸部および前記凹部と係合する支持部と、前記支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、前記軸方向弾性部は前記ロータ磁石と前記回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材と、
を具備した回転電機。
【請求項２】
前記軸方向弾性部には、回転軸方向に突出して前記ロータ磁石の前記一端部または前記回り止め部に当接する軸方向突部が形成されている請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記凸部は、突出方向に垂直な断面が矩形状に形成され、
前記支持部は、前記凸部の円周方向の両端面を覆うように、互いに対向した一対の止壁を有し、前記止壁には円周方向に突出して前記凸部または前記凹部に当接する周方向突部が形成されている請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
前記凸部は回転軸方向に突出し、
前記支持部は、一対の前記止壁を半径方向内端において接続する閉壁を有しており、
前記軸方向弾性部の半径方向の太さについて、前記支持部の近傍にある部位を前記支持部から離れた部位よりも増大させ、前記軸方向突部は前記軸方向弾性部の半径方向の太さを増大させた部位に形成された請求項３記載の回転電機。
【請求項５】
前記軸方向突部は、前記軸方向弾性部上において円周上に連続している請求項２または３に記載の回転電機。
【請求項６】
前記軸方向弾性部は、回転軸方向に波打つウェイブ状に形成されている請求項１記載の回転電機。
【請求項７】
前記ロータ弾性部材は、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより形成されている請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
ハウジングに固定されたステータに対し、半径方向内方に対向するように前記ハウジングに回転可能に取り付けられた回転電機のロータであって、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、外周面に回り止め部が半径方向外方に向けて円周上に突出するとともに、前記回り止め部の外面には、凸部および凹部のうちのいずれか一方が設けられたロータシャフトと、
円筒状に形成され、前記ロータシャフトの外周面に対し嵌合して、回転軸方向の一端部が前記回り止め部の回転軸方向の一面と対向するように配置され、前記一端部には前記凸部および前記凹部のうちの他方が形成され、前記凸部または前記凹部は前記回り止め部に形成された前記凸部を収容可能または前記回り止め部に形成された前記凹部に挿入可能に形成されたロータ磁石と、
前記ロータシャフトの外周面に対し取り付けられ、前記ロータ磁石の回転軸方向の他端部に対して当接することにより、前記ロータ磁石を回転軸方向に位置決めする位置決め部材と、
可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、前記ロータシャフトの外周面に嵌合し、前記ロータ磁石の前記一端部と前記回り止め部との間において挟持され、前記凸部および前記凹部と係合する支持部と、前記支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、前記軸方向弾性部は前記ロータ磁石と前記回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材と、
を具備した回転電機のロータ。
【請求項１】
ハウジングに固定されたステータと、
前記ステータに対して半径方向内方に対向するように、前記ハウジングに回転可能に取り付けられたロータと、
を備え、
前記ロータは、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、外周面に回り止め部が半径方向外方に向けて円周上に突出するとともに、前記回り止め部の外面には凸部および凹部のうちのいずれか一方が設けられたロータシャフトと、
円筒状に形成され、前記ロータシャフトの外周面に対し嵌合して、回転軸方向の一端部が前記回り止め部の回転軸方向の一面と対向するように配置され、前記一端部には前記凸部および前記凹部のうちの他方が形成され、前記凸部または前記凹部は前記回り止め部に形成された前記凸部を収容可能または前記回り止め部に形成された前記凹部に挿入可能に形成されたロータ磁石と、
前記ロータシャフトの外周面に対し取り付けられ、前記ロータ磁石の回転軸方向の他端部に対して当接することにより、前記ロータ磁石を回転軸方向に位置決めする位置決め部材と、
可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、前記ロータシャフトの外周面に嵌合し、前記ロータ磁石の前記一端部と前記回り止め部との間において挟持され、前記凸部および前記凹部と係合する支持部と、前記支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、前記軸方向弾性部は前記ロータ磁石と前記回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材と、
を具備した回転電機。
【請求項２】
前記軸方向弾性部には、回転軸方向に突出して前記ロータ磁石の前記一端部または前記回り止め部に当接する軸方向突部が形成されている請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記凸部は、突出方向に垂直な断面が矩形状に形成され、
前記支持部は、前記凸部の円周方向の両端面を覆うように、互いに対向した一対の止壁を有し、前記止壁には円周方向に突出して前記凸部または前記凹部に当接する周方向突部が形成されている請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
前記凸部は回転軸方向に突出し、
前記支持部は、一対の前記止壁を半径方向内端において接続する閉壁を有しており、
前記軸方向弾性部の半径方向の太さについて、前記支持部の近傍にある部位を前記支持部から離れた部位よりも増大させ、前記軸方向突部は前記軸方向弾性部の半径方向の太さを増大させた部位に形成された請求項３記載の回転電機。
【請求項５】
前記軸方向突部は、前記軸方向弾性部上において円周上に連続している請求項２または３に記載の回転電機。
【請求項６】
前記軸方向弾性部は、回転軸方向に波打つウェイブ状に形成されている請求項１記載の回転電機。
【請求項７】
前記ロータ弾性部材は、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーにより形成されている請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
ハウジングに固定されたステータに対し、半径方向内方に対向するように前記ハウジングに回転可能に取り付けられた回転電機のロータであって、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられ、外周面に回り止め部が半径方向外方に向けて円周上に突出するとともに、前記回り止め部の外面には、凸部および凹部のうちのいずれか一方が設けられたロータシャフトと、
円筒状に形成され、前記ロータシャフトの外周面に対し嵌合して、回転軸方向の一端部が前記回り止め部の回転軸方向の一面と対向するように配置され、前記一端部には前記凸部および前記凹部のうちの他方が形成され、前記凸部または前記凹部は前記回り止め部に形成された前記凸部を収容可能または前記回り止め部に形成された前記凹部に挿入可能に形成されたロータ磁石と、
前記ロータシャフトの外周面に対し取り付けられ、前記ロータ磁石の回転軸方向の他端部に対して当接することにより、前記ロータ磁石を回転軸方向に位置決めする位置決め部材と、
可撓性を有する合成樹脂材料にてリング状に形成されるとともに、前記ロータシャフトの外周面に嵌合し、前記ロータ磁石の前記一端部と前記回り止め部との間において挟持され、前記凸部および前記凹部と係合する支持部と、前記支持部に対し円周上に連続した軸方向弾性部とを有し、前記軸方向弾性部は前記ロータ磁石と前記回り止め部との間において回転軸方向の緩衝部材として機能するロータ弾性部材と、
を具備した回転電機のロータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０６４５０（Ｐ２０１３−１０６４５０Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９３６９（Ｐ２０１１−２４９３６９）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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