JP5629860B2 - ロータ、ロータの製造方法及びモータ - Google Patents

Description

本発明は、ステップスキュー構造のロータ、ロータの製造方法及びモータに関する。

本発明に関し、ロータの磁極が軸方向に沿って段階的にずれて配置されるステップスキュー構造のロータを備えたブラシレスモータが開示されている（例えば、特開２００９−２１３２８５号公報）。このモータでは、複数の合成樹脂製のマグネットホルダを用いてマグネットを軸方向に複数配列し、各列のマグネットが周方向に所定角度ずつずれるようにしている。

また、回転子の飛散防止カバーを等間隔で部分的に縮径させ、略花びら形に変形させたマグネット型モータが開示されている（特許第４００３６９４号公報）。

回転子の磁石の外周部にパイプ状の金属管を嵌着し、その軸方向の両端部にドーナツ状のスペーサを配置した回転子が開示されている（特開平５−３４４６６９号公報）。金属管の各端部には、プレス成形により内径側に折り曲げ成形された鍔状部と折り曲げ部が設けられている。

更に、インナーロータの円筒状のカバーに、複数条の永久磁石に沿って延び、永久磁石の間の隙間に侵入する細長い弾性変形可能なひだ部が形成されたブラシレスモータが開示されている（特開２００３−２９９２７９号公報）。カバーにインナーロータを挿入した後には、カバーの端を径内方へ折り曲げるかしめ加工が施される。
特許第４００３６９４号公報 特開平５−３４４６６９号公報 特開２００３−２９９２７９号公報

例えば、耐熱性が求められる車載向けモータにおけるステップスキュー構造のロータの製造では、外周面に複数のマグネットをずらして接着固定したロータコアをロータカバーに挿入し、高温で硬化する接着剤をこれらの間に介在させることによって各部材を一体に固定することなどが行われている。

しかし、この場合、いったんロータコアと各マグネットとの間に接着剤を塗布して両者を接着固定し、その上で、これらとロータカバーとの間に接着剤を塗布して全体を一体に接着固定する、といった２回の接着処理が必要になる。そのため、接着処理の度に高温の硬化炉を用いて硬化させるなど、製造に時間や手間、コストを要していた。また、接着剤が適切に硬化したことを確認するために全数検査を行う必要があり、製造後にも多大な労力やコストを要していた。

そこで、本発明の目的は、接着剤を使用せずに一体化でき、生産性の向上や製造コストの低減に有効なロータの製造方法等を提供することにある。

モータのシャフトと回転軸を一致させて固定されるロータであって、前記シャフトが挿入される貫通孔を有するロータコアと、前記回転軸と平行に延び、前記ロータコアの外周面上に周方向に等間隔で配置される複数のマグネットからなるマグネット群と、前記マグネット群を間に挟んで前記ロータコアに装着される円筒状のロータカバーとを備え、前記マグネット群は、前記回転軸方向に複数配列され、該マグネット群ごとに前記複数のマグネットがそれぞれ所定のステップ角ずつ周方向にずれた位置に配置されていて、前記ロータカバーは、隣接する前記マグネット群の間に対応して径方向内側に窪む区画凹部と、前記複数のマグネットのそれぞれに接する複数の支持領域と、各端部から径方向内側に張り出す一対の鍔部と、前記区画凹部の両側のそれぞれの部分において両端部を除く部分にリセスと、を有し、前記リセスは、前記ロータカバーの外周面から径方向内側へ入り込む第１端壁と、前記ロータカバーの外周面から径方向内側へ入り込む第２端壁と、を有し、前記複数の支持領域により、前記複数のマグネットが周方向に保持され、前記一対の鍔部と前記区画凹部とにより、前記複数のマグネット群が前記回転軸方向に保持され、前記第２端壁は、前記ロータカバーの外周面から径方向内側へ傾斜して入り込むロータ。

このロータによれば、複数の支持領域によって複数のマグネットが周方向および径方向に保持され、一対の鍔部と区画凹部とによって複数のマグネット群が回転軸方向に保持されるので、接着剤を使用しなくても、ロータを一体に組み付けることができる。

上述した構成のロータであれば、生産性の向上や製造コストの低減が実現できる。

図１は、本実施形態におけるモータの断面を示す概略図である。 図２は、本発明の実施形態におけるバスバーユニット及びステータを示した斜視図である。 図３は、本発明の実施形態におけるバスバーユニットとステータとを分解して示した斜視図である。 図４は、本発明の実施形態におけるバスバーユニットを示した斜視図である。 図５は、本発明の実施形態におけるバスバーユニットがステータに固定された状態を示した断面図である。 図６は、本発明の実施形態におけるバスバーユニットをホルダ毎に分解して示した斜視図である。 図７は、本発明の実施形態におけるバスバーとホルダを示した斜視図である。 図８は、本発明の実施形態におけるバスバーを示した斜視図である。 図９は、本発明の実施形態における端子部材の一例を示した斜視図である。 図１０は、本発明の実施形態における端子部材の一例を示した展開図である。 図１１は、本発明の実施形態におけるバスバーに端子部材を挿通させる状態を示した図である。 図１２は、本発明の実施形態におけるｕ相ホルダ及びｖ相ホルダをバスバーが収容された状態で示した平面図である。 図１３は、本発明の実施形態におけるｗ相ホルダをバスバーが収容された状態で示した平面図である。 図１４は、本発明の実施形態におけるバスバーユニットを下方から視て示した平面図である。 図１５は、本発明の実施形態におけるバスバーが収容されたホルダを示した斜視図であり、（ａ）は下方から視て示すものであり、（ｂ）は上方から視て示すものである。 図１６は、本発明の実施形態におけるバスバーユニットとステータとの固定部を説明するための斜視図である。 図１７は、本発明の実施形態におけるバスバーユニットがステータに固定された状態を示した断面図である。 図１８は、本発明の実施形態におけるバスバーユニットがステータに固定された状態を示した平面図である。 図１９は、本発明の実施形態における端子部材の一例を示した斜視図である。 図２０は、本発明の実施形態における端子部材の一例を示した展開図である。 図２１は、分割ステータの斜視図である。 図２２は、分割ステータの縦断面図である。 図２３は、分割コアの斜視図である。 図２４は、インシュレータの構造を示す斜視図である。 図２５は、分割コアにインシュレータを取り付けた状態を示す斜視図である。 図２６は、コイルを巻回した分割コアにおける、スロット部分の横断面図である。 図２７は、インシュレータを取り付けた分割コアにコイルを巻回した状態を示す斜視図である。 図２８は、分割ステータの溝を示す斜視図である。 図２９は、端子部材をコイル線端末に取り付けた状態を説明する図である。 図３０は、樹脂層のモールドに用いる金型の一部を示す斜視図である。 図３１は、金型の断面図である。 図３２は、互いに隣接した分割ステータにおける、コイル付近の横断面の拡大図である。 図３３は、本発明の実施形態におけるロータの概略斜視図である。 図３４は、ロータを構成する各部材を示す分解組立図である。 図３５は、図３４におけるＩ−Ｉ線から見たロータカバーの断面図である。 図３６の（ａ）、（ｂ）は、支持領域と曲突面の関係を説明するための図である。 図３７は、支持領域等の条件を説明するための図である。 図３８は、支持領域等の条件を説明するための図である。 図３９の（ａ）〜（ｄ）は、ベース形成工程を説明するための図である。 図４０の（ａ）〜（ｄ）は、ベース形成工程の変形例を説明するための図である。 図４１は、区画凹部形成工程を説明するための図である。 図４２は、支持領域形成工程を説明するための図である。 図４３は、支持領域形成工程を説明するための図である。 図４４は、図４３におけるＩＩ−ＩＩ線から見た断面図である。 図４５は、支持領域形成工程を説明するための図である。 図４６は、鍔部形成工程を説明するための図である。 図４７は、鍔部形成工程を説明するための図である。 図４８は、鍔部形成工程を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

［モータの全体構成］
図１に、本発明のロータを適用したモータ１を示す。このモータ１は、車載用のインナロータ型ブラシレスモータであり、例えば、電動パワーステアリングを駆動するために使用される。同図に示すように、このモータ１には、ケーシング２やバスバーユニット１００、ステータ２００、ロータ３００、シャフト６などが備えられている。

ケーシング２は、有底円筒形状をした容器体２ａと、略円盤状の蓋体２ｂとを有している。容器体２ａの開口の周囲に張り出すフランジに蓋体２ｂが締結固定され、その内部にステータ２００等が収容されている。蓋体２ｂの中央部には孔３が形成されており、この孔３に対向して容器体２ａの底面に軸受部４が形成されている。軸受部４と孔３の内側には、それぞれベアリング５，５が設けられ、これらベアリング５，５を介してシャフト６がケーシング２に回転自在に支持されている。シャフト６の一方の端部は、貫通孔３を通じて蓋体２ｂの外側に突出しており、その端部が減速機を介して電動パワーステアリングに接続される（図示せず）。

シャフト６の中間部には、ロータ３００が同軸に固定されている。容器体２ａの内周面には、ロータ３００の周りを囲むようにステータ２００が固定されている。モータ性能が効率よく発揮できるように、ステータ２００の内周面とロータ３００の外周面とが僅かな隙間を隔てて対向している。バスバーユニット１００は、ステータ２００の端部に取り付けられている。なお、同図中、符号７は回転角度を検出する回転角センサである。

このモータ１では、生産性の向上や生産コストの削減等を図るべく様々な工夫が施されている。以下、その内容について詳しく説明する。

［バスバーユニット１００の構成］
バスバーユニット１００の構成について詳細に説明する。図２及び図３に示すように、バスバーユニット１００は、ステータ２００の軸方向端部（図２における上側端部）に配設されると共に、後述するステータ２００の複数のコイル線端末２０４ａに電気的に接続されており、電流を後述するステータ２００のコイル２０４へ供給するものである。

図４〜図９に示すように、バスバーユニット１００は、ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗと、バスバー１２０と、端子部材１３０と、を備えている。本実施形態のバスバー１２０は、ステータ２００におけるコイル２０４のｕ相、ｖ相、ｗ相の各相に対応して、３つ備えられている。ホルダは、各バスバー１２０を個別に収納保持する、ｕ相ホルダ１０１ｕとｖ相ホルダ１０１ｖとｗ相ホルダ１０１ｗの３つ備えられている。そして、各バスバー１２０には、端子部材１３０が複数接続されている。

図７及び図８に示すように、各バスバー１２０は、導電性の線材が環状に形成されてなるものである。具体的に、本実施形態のバスバー１２０は、絶縁被膜を有しない裸電線（例えば、裸銅線）で形成されている。このバスバー１２０は、周方向における所定の複数箇所が端子接続部１２１となっており、その端子接続部１２１に端子部材１３０が接続される。バスバー１２０は、端子接続部１２１の断面形状は、端子部材１３０との接続時に矩形に変形され、その端子接続部１２１以外の部分の断面形状は略円形に形成されている。また、本実施形態では、バスバー１２０の断面積はステータ２００におけるコイル２０４の断面積よりも大きく形成されている。

なお、本実施形態において、バスバー１２０は、導電性の線材で形成されていれば、その断面形状は問わない。また、バスバー１２０は、環状ではなくＣ型状に形成するようにしてもよい。また、バスバー１２０は、導電性を有する線材の外周に絶縁被膜を有するものであってもよい。その場合、バスバー１２０の端子接続部１２１は絶縁被膜を除去する必要がある。この絶縁被膜を除去する手段としては、端子部材１３０との電気的導通を図ることができるのであれば、機械的に絶縁被膜を剥がしてもよいし、抵抗溶接を行ってもよい。

各端子部材１３０は、図９に示すように、１つの板材から形成される。端子部材１３０は、バスバー１２０に接続されるバスバー接続部１３１と、ステータ２００のコイル線端末２０４ａに接続されるコイル接続部１３５と、バスバー接続部１３１とコイル接続部１３５との間に連続形成される連結部１３４と、を有している。

バスバー接続部１３１は、２つのＣ型筒部１３２と、その両者の端面同士を連結する平板部１３３とからなっている。２つのＣ型筒部１３２は、板材がＣ型状に折り曲げられてなる筒体であり、互いに同じ軸心上に並設されている。このＣ型筒部１３２にバスバー１２０が挿通する。コイル接続部１３５は、板材が略Ｃ型状に折り曲げられてなる筒体であり、この筒体にコイル線端末２０４ａが挿通する。コイル接続部１３５の軸心とＣ型筒部１３２の軸心とは、互いに直交している。連結部１３４は、コイル接続部１３５の端面からバスバー接続部１３１の平板部１３３まで延びる板材である。そして、連結部１３４は、途中で板厚方向に折り曲げられている。具体的に、連結部１３４は、コイル接続部１３５の端面からその軸心方向に延びた後、その直交方向に折り曲げられて平板部まで延びている。このように形成された端子部材１３０の全体は、コイル接続部１３５の軸心方向の平面視形状が略Ｔ字型となり、バスバー接続部１３１の軸心方向の平面視形状が略Ｌ字型となる。

また、端子部材１３０の展開図を図１０に示す。端子部材１３０は、一枚の板材に対してこの展開図のとおり切断し、その切断したものを曲げ加工することで形成される。このように、本実施形態の端子部材１３０は、材料の歩留まりが高い形状となっている。

また、図１１に示すように、端子部材１３０は、環状に形成される前のバスバー１２０に対して挿通される。つまり、裸電線が環状に形成される前の直線状態のときに、その裸電線に端子部材１３０のＣ型筒部１３２が挿通される。そして、バスバー１２０の端子接続部１２１においてＣ型筒部１３２が圧着又は溶着される。その後、直線状のバスバー１２０（裸電線）が環状に形成される。これにより、複数の端子部材１３０がバスバー１２０に電気的に接続される（図７を参照）。なお、本実施形態では、複数の端子部材１３０が挿通された直線状のバスバー１２０を環状に形成した後、バスバー１２０の端子接続部１２１においてＣ型筒部１３２を圧着又は溶着するようにしてもよい。

３つのホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗは、それぞれ絶縁材料で一体成型された環状体であり、互いに同一の形状をなしている。図７に示すように、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗは、環状体であるホルダ本体１０５を備えている。ホルダ本体１０５の環状面１０５ａには、その周方向に環状の収容溝１０６が形成されている。この収容溝１０６に、複数の端子部材１３０が接続された環状のバスバー１２０が収容保持される。収容溝１０６は、周方向における所定の複数箇所（本実施形態では、６箇所）が端子収容部１０７となっている。この端子収容部１０７に、端子部材１３０が収容保持される。そして、収容溝１０６において、端子収容部１０７には端子部材１３０の抜け止め１０９が形成され、端子収容部１０７以外の部分にはバスバー１２０の抜け止め１１０が複数形成されている。これら抜け止め１０９，１１０は爪状に形成されている。なお、端子収容部１０７における外側壁には、端子部材１３０の連結部１３４がホルダ本体１０５の径方向外方へ挿通するための切欠き１０８が形成されている。

また、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗにおいて、ホルダ本体１０５の内周壁には周方向に等間隔に複数のフック１１１が形成されている。具体的に、各フック１１１は、ホルダ本体１０５の内周壁の一部が軸方向に延びて収容溝１０６の環状面１０５ａよりも突出するように形成されている。また、ホルダ本体１０５の内周壁には、各フック１１１の間であって周方向に等間隔に複数の縦溝１１２が形成されている。つまり、各縦溝１１２は、ホルダ本体１０５の内周壁を軸方向に延びている。各縦溝１１２には、溝底面から径方向内方へ突出する突起１１３が形成されている。

図１２及び図１３に示すように、本実施形態の各バスバー１２０において、５つの端子部材１３０のうち４つの端子部材１３０は互いに９０°間隔で接続されており、残りの端子部材１３０が他の何れかの端子部材１３０と近接して接続されている。また、本実施形態では、ｕ相ホルダ１０１ｕ及びｖ相ホルダ１０１ｖと、ｗ相ホルダ１０１ｗとでは、バスバー１２０の収容状態が若干異なる。具体的に、ｕ相ホルダ１０１ｕ及びｖ相ホルダ１０１ｖでは、収容溝１０６において互いに近接して配設される３つの端子収容部１０７のうち最右のものには端子部材１３０が収容されない（図１２参照）。ｗ相ホルダ１０１ｗでは、収容溝１０６において互いに近接して配設される３つの端子収容部１０７のうち最左のものには端子部材１３０が収容されない（図１３参照）。また、バスバー１２０が収容された各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗでは、各端子部材１３０のコイル接続部１３５が径方向外側へ突出する状態となる。そして、コイル接続部１３５の軸心とホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの軸心とが互いに平行な状態となる。

図２や図４〜図６に示すように、バスバーユニット１００は、各々バスバー１２０が収容保持された状態の各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗが、互いにステータ２００の軸方向に積層されている。なお、本実施形態では、軸方向上側から、ｕ相ホルダ１０１ｕ、ｖ相ホルダ１０１ｖ及びｗ相ホルダ１０１ｗの順に積層されているが、積層順はこれに限られない。また、図５や図６に示すように、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗは、何れも収容溝１０６の環状面１０５ａが軸方向下向きになるように積層されている。つまり、本実施形態では、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗは互いの収容溝１０６の開口面同士が対向する状態を阻止するように積層されている。

また、図４や図５に示すように、互いに積層するホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗ同士は、上述したフック１１１と縦溝１１２の突起１１３とが係合することで固定される。つまり、一方のホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗのフック１１１を、他方のホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの突起１１３に引っ掛けることで、積層する３つのホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗが相互に固定される。

また、図１４に示すように、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗは、軸方向から視て互いの端子部材１３０（１３０ｕ、１３０ｖ、１３０ｗ）が重ならないように周方向に角度を変えて積層されている。なお、同図において、符号１３０ｕ、１３０ｖ、１３０ｗは、それぞれｕ相ホルダ１０１ｕ、ｖ相ホルダ１０１ｖ、ｗ相ホルダ１０１ｗに設けられている端子部材を示し、括弧付きの符号はそれぞれステータ２００のコイル線端末２０４ａに接続されない端子部材を示す。具体的に、本実施形態のモータ１は１２スロットの構成を採っている。そして、本実施形態では、コイル線端末２０４ａに接続されない３個の端子部材１３０を除く１２個の端子部材１３０（１３０ｕ、１３０ｖ、１３０ｗ）が周方向に３０°間隔で配列されるように、各ホルダ１０１ｕ、１０１ｖ、１０１ｗが積層されている。なお、上述したモータ１のスロット数は一例であってこれに限定されるものではない。

図６や図１５に示すように、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗにおいて、収容溝１０６の環状面１０５ａには、周方向に所定間隔で複数の凸部１１４が形成されている（図１５（ａ）参照）。また、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗにおいて、収容溝１０６の環状面１０５ａとは反対側の環状面１０５ａには、各凸部１１４に対応する複数の凹部１１５が周方向に所定間隔で形成されている（図１５（ｂ）参照）。この凸部１１４及び凹部１１５は、各ホルダ１０１ｕ、１０１ｖ、１０１ｗを積層する際の位置決め手段となる。つまり、互いに積層するホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの一方の凸部１１４と他方の凹部１１５とを嵌合させることで、周方向の位置決めをすることができる。さらに、各凸部１１４と各凹部１１５とを嵌合させて積層することで、各ホルダ１０１ｕ、１０１ｖ、１０１ｗの周方向移動を規制することができる。

また、図４や図６に示すように、上段に積層されるｕ相ホルダ１０１ｕの端子部材１３０は、そのｕ相ホルダ１０１ｕの外側で連結部１３４が軸方向下側へ向かって折れ曲がる状態となるように配設されている。一方、中段のｖ相ホルダ１０１ｖ及び下段のｗ相ホルダ１０１ｗの端子部材１３０は、各ｖ相ホルダ１０１ｖ及びｗ相ホルダ１０１ｗの外側で連結部１３４が軸方向上側へ向かって折れ曲がる状態となるように配設されている。つまり、本実施形態のバスバーユニット１００は、上段のｕ相ホルダ１０１ｕの端子部材１３０と下段のｗ相ホルダ１０１ｗの端子部材１３０とにおいて、互いの連結部１３４が対向して折れ曲がる状態となるように配設されている。これにより、上段のｕ相ホルダ１０１ｕにおいてその端子部材１３０が上端面から突出することはなく、下段のｗ相ホルダ１０１ｗにおいてその端子部材１３０が下端面から突出することはない。そのため、バスバーユニット１００の高さを低く抑えることができる。

また、図１６及び図１７に示すように、バスバーユニット１００は、下段のｗ相ホルダ１０１ｗの各フック１１１を、ステータ２００側に形成された上述の突起１１３と同様の突起２０５ｇに引っ掛けることで、ステータ２００の軸方向端部に固定される。また、バスバーユニット１００は、下段のｗ相ホルダ１０１ｗの各凸部１１４を、ステータ２００の軸方向端部に形成された凹部２０５ｈに嵌合させることで位置決めされる。さらに、これら各凸部１１４と各凹部２０５ｈとを嵌合させることで、バスバーユニット１００の周方向移動を規制することができる。

また、図３や図５、図１７、図１８にも示すように、バスバーユニット１００は、軸心がステータ２００の軸心と同一となる状態で、ステータ２００の軸方向端部に取り付けられる。この状態において、各バスバー１２０は、ステータ２００の軸心回りに環状に延びる状態で配設されることとなる。一方、ステータ２００において、各コイル線端末２０４ａ（２４本）は、その軸方向端部から軸方向に突出している。また、各コイル線端末２０４ａは、ステータ２００の軸心回りに１５°間隔で配列されている。つまり、各コイル線端末２０４ａは、ステータ２００の軸心を中心として同一半径の円周上に配列されている。

また、上述したコイル線端末２０４ａは、バスバーユニット１００の各端子部材１３０に接続される各相の相端末２０ａと、中性点用端末２０ｂとに区分され、相端末２０ａと中性点用端末２０ｂとが交互に配列されている。中性点用端末２０ｂは、後述する中性点用端子部材２５０ａによって中性点用バスバー２５０と接続されている。この中性点用バスバー２５０は、ステータ２００の軸方向端部におけるバスバーユニット１００の外周側にモールド成型された保持部によって保持されている。このように、中性点用バスバー２５０についてはステータ２００の軸方向端部に固定するようにしたため、バスバーユニット１００に中性点用のホルダを設けなくてもよい分、バスバーユニット１００自体、引いてはモータ１全体の高さを低くすることができる。また、各バスバー１２０と中性点用バスバー２５０との絶縁性をより確保することができる。

本実施形態において、バスバーユニット１００の各端子部材１３０は、コイル接続部１３５の軸方向がステータ２００の軸方向と同じである。つまり、コイル接続部１３５の軸方向とコイル線端末２０４ａの突出方向とが同じとなる。このように、本実施形態では、１つの端子部材１３０において、周方向に延びる環状のバスバー１２０に接続するバスバー接続部１３１と、ステータ２００の軸方向に延びるコイル線端末２０４ａに接続するコイル接続部１３５とを備えるようにした。これにより、バスバーユニット１００をステータ２００の軸方向端部に向かってその軸方向に移動させるだけで、バスバーユニット１００の各端子部材１３０のコイル接続部１３５を各コイル線端末２０４ａに挿通させることができる。そのため、コイル線端末２０４ａの向きを変えるという作業を行うことなく、バスバーユニット１００の端子部材１３０、引いてはバスバーユニット１００自体を簡易に取り付けることが可能となる。よって、バスバーユニット１００の組み付け工程の短縮を図り、引いてはモータ１の生産性を向上させることができる。

また、本実施形態では、バスバー１２０と端子部材１３０とを別体で備え、バスバー１２０を線材で形成するようにしたので、従来の端子一体型の帯状導体に比べて、材料の歩留まりが向上する。よって、バスバーユニット１００並びにモータ１における材料コスト引いては生産コストを低減することができる。

さらに、本実施形態では、上述したように端子部材１３０についても材料歩留まりの高い形状としたため、材料コスト及び生産コストを一層低減することができる。

また、本実施形態のバスバー１２０を絶縁被膜を有しない裸電線で形成するようにしたため、端子部材１３０との接合方法の選択自由度が高まる。例えば、圧着や溶着の別を問わなくてもよくなる。

また、本実施形態のバスバーユニット１００は、各バスバー１２０を個別に収容保持する環状の収容溝１０６を有する環状体からなる複数のホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗをそなえるようにしたため、各バスバー１２０同士の絶縁性を確保することが可能となる。

また、本実施形態では、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗを互いに同一形状となしたので、生産性がさらに向上する。

また、本実施形態では、各ホルダ１０１ｕ、１０１ｖ、１０１ｗにおいて、互いの収容溝１０６の環状面１０５ａ同士（即ち、収容溝１０６の開口面同士）が対向する状態を阻止するようにしたため、各バスバー１２０の絶縁性をより確保することができる。

また、本実施形態では、バスバーユニット１００の各端子部材１３０を周方向に等間隔に配置するようにしたため、コイル線端末２０４ａの向きを変えるという作業をなくすことができる。

なお、本実施形態の端子部材１３０は図１９に示す端子部材１４０であってもよい。つまり、この端子部材１４０は、１つの板材からなり、バスバー１２０に接続されるバスバー接続部１４１と、コイル線端末２０４ａに接続されるコイル接続部１４５と、バスバー接続部１４１とコイル接続部１４５との間に連続形成される連結部１４４と、を有している。そして、バスバー接続部１４１は、１つのＣ型筒部１４２と、その端面に連続形成される平板部１４３とからなっている。その他の構成、作用及び効果は図９に示した端子部材１３０と同様である。つまり、この端子部材１４０は、図９の端子部材１３０においてＣ型筒部１３２を１つ削除するようにしたものである。また、この端子部材１４０の展開図を図２０に示す。端子部材１４０は、一枚の板材に対してこの展開図のとおり切断し、その切断したものを曲げ加工することで形成される。この端子部材１４０についても、同様に、材料の歩留まりが高い形状となっている。

また、本実施形態では、各ホルダ１０１ｕ、１０１ｖ、１０１ｗを互いに同一形状としたが、各バスバー１２０を絶縁した状態で保持できるのであれば、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗは互いに異なる形状であってもよい。

また、本実施形態では、３つのホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗで各バスバー１２０を個別に保持するようにしたが、１つのホルダで全てのバスバー１２０を保持するようにしてもよい。

また、本実施形態では、ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗを絶縁材料で形成したが、バスバー１２０が導電性の線材の外周に絶縁被膜を有するものである場合、ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗは絶縁材料で形成する必要はない。

また、本実施形態では、各ホルダ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗはバスバー１２０全体を収容して保持する環状体としたが、バスバー１２０が導電性の線材の外周に絶縁被膜を有するものである場合、ホルダはバスバー１２０をその周方向において部分的に配設されて保持するものとしてもよい。

また、端子部材１３０は、周方向に延びる環状のバスバー１２０に接続するバスバー接続部１３１とステータ２００の軸方向に延びるコイル線端末２０４ａに接続するコイル接続部１３５とを有する１つの部材で形成されていればよく、その形状は上述した形状に限定されない。

［ステータ２００の構成］
本実施形態のステータ２００は、複数の分割ステータ２０１により、図２に示すように、円筒状に形成されている。この例では、ステータ２００を構成する分割ステータ２０１の数（分割数）は１２個である。すなわち、それぞれの分割ステータ２０１の中心角は３０度である。図２１は、分割ステータ２０１の斜視図である。また、図２２は、分割ステータ２０１の縦断面図である。図２２に示すように、分割ステータ２０１は、分割コア２０２、インシュレータ２０３、コイル２０４、及び樹脂層２０５を備えている。

なお、以下の説明において、ステータ２００や分割ステータ２０１の軸方向、あるいは縦方向とはシャフト６の軸心の方向をいい、横方向とはシャフト６の軸心に垂直な方向をいう。また、内周側とはシャフト６により近い側をいい、外周側とは、シャフト６からより遠い側をいう。

〈分割コア２０２〉
図２３は、分割コア２０２の斜視図である。分割コア２０２は、複数の電磁鋼板を積層して軸方向に延びるように形成されている。そして、図２３から分かるように、分割コア２０２の横断面は略Ｔ字状をしている。

分割コア２０２は、より詳しくは、ティース部２０２ａ、コアバック部２０２ｂ、及び内ヨーク部２０２ｃを備えている。コアバック部２０２ｂは、ステータ２００を構成した際に該ステータ２００の周方向に延びる部分である。コアバック部２０２ｂの２つの周方向側端面壁２０２ｅのなす角が分割コア２０２の中心角であり、この例では３０度である。また、ティース部２０２ａは、コアバック部２０２ｂからステータ２００の径方向に向かって延びる部分である。また、内ヨーク部２０２ｃは、ティース部２０２ａの内周側に連なってコアバック部２０２ｂよりも小さく周方向に延びる部分である。ティース部２０２ａの両側における内ヨーク部２０２ｃ及びコアバック部２０２ｂの間の空間が、それぞれ、コイル２０４を収容するスロット２０２ｄである。

〈インシュレータ２０３（絶縁層）〉
インシュレータ２０３は、分割コア２０２とコイル２０４とを絶縁する絶縁層として、後述するように、コイル２０４とティース部２０２ａの間に設けてある。すなわち、インシュレータ２０３は、本発明の絶縁層の一例である。そのため、インシュレータ２０３は、絶縁性の部材を用いて形成してある。この例では、絶縁性の部材として熱可塑性の樹脂を採用している。

図２４は、インシュレータ２０３の構造を示す斜視図である。このインシュレータ２０３は、具体的には、図２４に示すように、本体部２０３ａ、端面壁２０３ｂ、及び端面壁２０３ｃを有している。本体部２０３ａは、略Ｕ字状の形状をしていて、ティース部２０２ａに嵌め込まれる。図２５は、分割コア２０２にインシュレータ２０３を取り付けた状態を示す斜視図である。この分割ステータ２０１では、２つのインシュレータ２０３が用いられ、一方のインシュレータ２０３は、本体部２０３ａが分割コア２０２の軸方向の一方の端部側（出力側端部）から分割コア２０２のティース部２０２ａを覆うように嵌めこまれている。また、もう一方のインシュレータ２０３は、分割コア２０２の軸方向のもう一方の端部から、分割コア２０２に嵌め込まれて、本体部２０３ａがティース部２０２ａを覆っている。

また、端面壁２０３ｂ，２０３ｃは、インシュレータ２０３を分割コア２０２に取り付けた状態で、分割コア２０２の軸方向側端面壁よりも突出している。この端面壁２０３ｃは、インシュレータ２０３を分割コア２０２に取り付けた状態で、分割コア２０２の内周側面２０２ｆよりも外周側に位置している。また、端面壁２０３ｃは、分割コア２０２側における軸方向の端部に段差部２０３ｅが形成されている（図２４を参照）。

また、インシュレータ２０３は、分割コア２０２に取り付けた状態で、その周方向側の端面壁２０３ｄが、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅよりも、ティース部２０２ａ側（周方向内側）に、僅かに後退した位置となるようになっている。この例では、インシュレータ２０３の端面壁２０３ｄと分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅとは、概ね０．１ｍｍの段差がある。

〈コイル２０４〉
コイル２０４は、エナメル被覆銅線等の電線（銅線）が、インシュレータ２０３を介して分割コア２０２に整列巻きされて形成されている。このとき、コイル２０４は、インシュレータ２０３の端面壁２０３ｄから膨出しないように巻回される。図２６は、コイル２０４を巻回した分割コア２０２における、スロット２０２ｄ部分の横断面図である。図２６では、同図の下側がティース部２０２ａであり、同図に示した矢印の順に銅線を巻回している。また、図２６では、コイル２０４の各段の横に示した数字（８・７…２・１等）は、巻き数を示している。例えば、コイル２０４の１段目（図２６の最下方側）は、１回目から８回目まで巻回されている。巻回数はモータ１の定格に応じて設定される。このように、コイル２０４を整列巻きすることで、コイル２０４が、分割コア２０２の周方向端面から膨出しないようにすることが可能になる。この例では、インシュレータ２０３の周方向の端面壁２０３ｄのライン（図２６で２点鎖線で示したライン）から、概ね０．１ｍｍのクリアランスを確保している。

図２７は、インシュレータ２０３を取り付けた分割コア２０２にコイル２０４を巻回した状態を示す斜視図である。図２７に示すように、コイル２０４は、一対のコイル線端末２０４ａを有している。それぞれのコイル線端末２０４ａは、前記出力側端部側（すなわち、分割ステータ２０１の軸方向側）に、互いに平行して延びている。一対のコイル線端末２０４ａによって形成される中心角（以下、ピッチ角ともいう）は、分割コア２０２の中心角の半分の大きさ（この例では１５度）である。本実施形態では、これらのコイル線端末２０４ａは、この中心角となるように、樹脂層２０５によって固定される。これにより、分割ステータ２０１を円環状にしてステータ２００として組み立てた状態で、コイル線端末２０４ａは、１５度の等間隔で配置されることになる。なお、インシュレータ２０３を取り付けた分割コア２０２にコイル２０４を巻回した状態を、以下では説明の便宜上、サブアセンブリ２０６とよぶ。

〈樹脂層２０５〉
樹脂層２０５は、一対のコイル線端末２０４ａを除いたコイル２０４全体を封止している。このようにコイル２０４全体を覆うことで、樹脂層２０５は、他の分割ステータ２０１との短絡（相間の短絡）の防止する機能を発揮することができる。また、コイル２０４の励磁振動を低減する機能も発揮できる。

この樹脂層２０５は、サブアセンブリ２０６に、モールドによって形成される。この例では樹脂層２０５には、インシュレータ２０３と同様の熱可塑性の樹脂を採用している。勿論、樹脂層２０５には、一般的にモータに使用される熱硬化性の樹脂を用いてもよい。

また、本実施形態では、樹脂層２０５の周方向側端面壁２０５ｄは、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅよりも、周方向内側にある。また、樹脂層２０５は、インシュレータ２０３の端面壁２０３ｃ上および分割コア２０２の内周側面２０２ｆ上を避けて設けられている。

また、樹脂層２０５は、前記出力側端部側の端面に、グランド側（中性点）の配線部材として機能する中性点用バスバー２５０を収容可能な溝２０５ａが形成されている。図２８は、分割ステータ２０１の溝２０５ａを示す斜視図である。この溝２０５ａは、分割ステータ２０１を円環状にしてステータ２００として組み立てると、連続した円環状の溝になる（図２を参照）。溝２０５ａ付近の断面は、図１７示すようになる。図１７では、中性点用バスバー２５０を収容した状態を示している。この例では、中性点用バスバー２５０は、円環状又はＣ字状の配線部材である。この中性点用バスバー２５０には、前記分割数と同じ１２個の中性点用端子部材２５０ａが取り付けられている。それぞれの中性点用端子部材２５０ａは、バスバーユニット１００で用いられる端子部材１３０と同様の略Ｔ字状をしている。また、それぞれの中性点用端子部材２５０ａは、コアバックの中心角で、中性点用バスバー２５０に対してカシメなどによって固定されている。

そして、これらの中性点用端子部材２５０ａは、分割ステータ２０１の一方のコイル線端末２０４ａに対応するように溝２０５ａ内に収容され、対応したコイル線端末２０４ａに取り付けられる。図２９は、中性点用端子部材２５０ａをコイル線端末２０４ａに取り付けた状態を説明する図である。図２９では、説明の便宜のため、中性点用バスバー２５０の図示を省略してある。図２９に示すように、それぞれの中性点用端子部材２５０ａは、対応した分割ステータ２０１の一方のコイル線端末２０４ａが軸方向から挿入されて、コイル線端末２０４ａと電気的に接続される。

また、溝２０５ａには、内周側の壁面に、複数の突部２０５ｂが形成されている（図２８を参照）。これらの突部２０５ｂは、中性点用端子部材２５０ａや中性点用バスバー２５０の抜け止めのために設けてある。図１７に示すように、中性点用端子部材２５０ａは、突部２０５ｂと溝２０５ａの底部の間に保持されている。この突部２０５ｂにより、中性点用端子部材２５０ａ等が溝２０５ａから外れるのが防止され、中性点用端子部材２５０ａとコイル線端末２０４ａと間の電気的な接続をより確実にすることが可能になる。

また、樹脂層２０５には、前記出力側端部側にバスバーユニット１００を搭載する平面部２０５ｅが形成されている（図２１を参照）。さらに樹脂層２０５には、前記出力側端部の内周側に、凹部２０５ｆが形成されている（図２２や図１７を参照）。本実施形態のステータ２００は、１２個の分割ステータ２０１で構成されているので、ステータ２００では、凹部２０５ｆは、３０度の等間隔で配置されることになる。この凹部２０５ｆの内部には、ホルダ１０１ｗのフック１１１と機械的に結合する突起２０５ｇが形成されている。この凹部２０５ｆと突起２０５ｇとで、本発明の固定部の一例を形成しているのである。

〈樹脂層のモールド〉
図３０は、樹脂層２０５のモールドに用いる金型２６０の一部を示す斜視図である。また、図３１は、金型２６０の断面図である。図３１では、サブアセンブリ２０６を金型２６０内にセットした状態を示している。この金型２６０は、固定側型部２６０ａ、コイル線端末側型部２６０ｂ、可動側型部２６０ｃ、及びスライド部２６０ｄを備えている。

コイル線端末側型部２６０ｂは、一対のコイル線端末２０４ａの位置を規定するようになっている。具体的には、分割ステータ２０１を円環状にしてステータ２００として組み立てた状態でコイル線端末２０４ａが１５度の等間隔（ピッチ角＝１５度）で配置されるように、このコイル線端末側型部２６０ｂには、コイル線端末２０４ａを挿入する穴２６０ｅが所定間隔で２箇所設けられている。コイル線端末２０４ａとコイル線端末側型部２６０ｂ（穴２６０ｅ）との隙間から、注入した樹脂が漏れないように、このコイル線端末側型部２６０ｂには所定のシール構造を設けてある。

スライド部２６０ｄは、樹脂が注入される前に、分割コア２０２の軸方向他方側（出力側端部の反対側）の端部までスライドして当接する。

つぎに、インシュレータ２０３の段差部２０３ｅについて説明する。固定側型部２６０ａは、同一のものを何度も使うので寸法は一定であるのに対して、分割コア２０２の軸方向寸法には、個体差がある。分割コア２０２の軸方向寸法が小さいときは、固定側型部２６０ａ、分割コア２０２の軸方向他方側端部、インシュレータ２０３の端面壁２０３ｃによって余分な空間が形成される。その空間に樹脂層２０５を構成する樹脂が流れ込む。この空間に流れ込んだ樹脂の厚みが非常に薄いとき、ステータ内周面からロータ側へ樹脂が剥がれる恐れがある。そこで、インシュレータ２０３の段差部２０３ｅを形成する。この段差部２０３ｅには、モールドにより樹脂が流れ込むことになる。したがって、ある程度の厚みがある樹脂層２０５を形成することができる。

固定側型部２６０ａは、インシュレータ２０３の端面壁２０３ｃおよび分割コア２０２の内周側面２０２に沿うように形成されている。これにより、樹脂層２０５は、端面壁２０３ｃ上および分割コア２０２の内周側面２０２ｆ上を避けて設けられることになる。また、固定側型部２６０ａは、段差部２０３ｅに回り込んだ樹脂の面２０５ｃ（図２９参照）と、分割コア２０２の内周側面２０２ｆとが面一となるように形成されている。

また、固定側型部２６０ａは、インシュレータ２０３の両側の端面壁２０３ｄに接するようになっている。さらに、固定側型部２６０ａは、分割コア２０２の両側の周方向側端面壁２０２ｅにも接するようになっている。すなわち、樹脂層２０５のモールドでは、これらの壁面２０３ｄ，２０２ｅを基準としてモールドするのである。このように、固定側型部２６０ａが分割コア２０２の両側の周方向側端面壁２０２ｅに接していると、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅ上には樹脂層２０５が形成されないことになる。

前記のように、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅとインシュレータ２０３の周方向の端面壁２０３ｄとは段差がある。固定側型部２６０ａにも、この段差に対応した段差（概ね０．１ｍｍの段差）が設けてある。そのため、この金型２６０でモールドを行うと、樹脂層２０５の周方向側端面壁２０５ｄと、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅにも、同程度の段差（概ね０．１ｍｍ）ができる。すなわち、樹脂層２０５の周方向側端面壁２０５ｄは、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅよりも、周方向内側に形成される。したがって、ステータ２００では、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅ同士は接触するが、樹脂層２０５同士は周方向側では接触しないのである。

図３２は、互いに隣接した分割ステータ２０１における、コイル２０４付近の横断面の拡大図である。既述したように、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅとインシュレータ２０３の周方向の端面壁２０３ｄとは概ね０．１ｍｍの段差があるので、図３２に示すように、互いに隣接した分割ステータ２０１間で０．２ｍｍ以上の空気絶縁層の確保が可能になる。そして、コイル２０４とインシュレータ２０３の周方向の端面壁２０３ｄとは、概ね０．１ｍｍの距離があるので、隣接する銅線間の距離を０．４ｍｍ以上確保できる。

《分割ステータ２０１による効果》
以上のように本実施形態によれば、ステータ２００において、分割コア２０２の周方向側端面壁２０２ｅ同士が接触し、樹脂層２０５同士は周方向側では接触しない。それゆえ、本実施形態では、分割コア２０２の精度でステータ２００を構成することができる。したがって、この分割ステータ２０１でステータ２００を形成すれば、樹脂層同士が周方向側で接触する分割ステータを用いた場合と比べ、ステータの内径真円度をより向上させることが可能になる。ステータの内径真円度はモータ１の特性に影響があるので、本実施形態ではモータ１の特性改善も可能になる。

また、インシュレータ２０３の端面壁２０３ｃには段差部２０３ｅが設けられているので、この段差部２０３ｅの部分で、分割コア２０２の軸方向寸法の累積誤差を吸収することが可能になる。

また、コイル線端末側型部２６０ｂで一対のコイル線端末２０４ａの位置を規定した状態で樹脂層２０５をモールドするので、分割ステータ２０１におけるコイル線端末２０４ａのピッチ角が所定の精度で定まる。これにより、同一分割ステータ２０１内におけるコイル線端末２０４ａ同士の短絡（いわゆる相内短絡）を防止することが可能になる。また、バスバーユニット１００の装着も容易になる。このように、バスバーユニット１００の装着が容易になれば、自動機による組み立ても可能になる。また、コイル線端末２０４ａが位置決めされているので、無理な配線の引き回しをなくすことが可能になり、その結果、配線の結合部における応力残渣の低減、延いては電気的結合の信頼性の向上も可能になる。

また、凹部２０５ｆでバスバーユニット１００と機械的に結合しているので、バスバーユニット１００の機械的剛性、耐振動・耐衝撃性能の向上も可能になる。

また、バスバーユニット１００とは別に中性点用バスバー２５０を収容可能な溝２０５ａを設けたことにより、各相の配線とグランド側の配線とを１つのバスバーユニットで構成するよりもモータ１の全長を抑えることが可能になる。これにより、コストの低減も可能になる。

また、インシュレータ２０３と樹脂層２０５でコイル２０４を挟み込むように樹脂層２０５を充填しているので、コイル２０４の励磁振動を低減することが可能になる。

《分割ステータのその他の実施形態》
なお、前記絶縁層は、インシュレータ２０３の他に、塗装（例えば電着塗装）により形成することも可能である。

また、中性点用バスバー２５０は、板材を円環状あるいはＣ字状に打ち抜いて製造してもよい。この場合には、中性点用端子部材２５０ａは、中性点用バスバー２５０を打ち抜く際に、中性点用バスバー２５０と一体的に形成してもよい。

また、ステータ２００の分割数は例示である。

また、一対のコイル線端末２０４ａによって形成される中心角の大きさは例示である。すなわち、前記のように、分割コア２０２の中心角の半分の大きさでなくてもよい。

［ロータ３００の構成］
図３３や図３４に示すように、本実施形態のロータ３００は、２ステップスキュー構造のロータであり、ロータコア３１０やマグネット３２０、スペーサ３３０、ロータカバー３４０などで構成されている。ロータコア３１０やマグネット３２０、スペーサ３３０は、接着剤を使用することなく、ロータカバー３４０によって一体に固定されている。なお、図３４に示しているのは鍔部３４１を形成する前のロータカバー３４０（ベース３４０ａ）である。

本実施形態のロータ３００には、２個のロータコア３１０が備えられている。各ロータコア３１０は、断面が略８角形の柱状体からなり、その中心には、シャフト６が挿入され、そして回転軸Ｓを一致させて固定される貫通孔３１１が形成されている。ロータコア３１０は、複数の金属板を回転軸Ｓ方向に積層して一体化することにより形成されている。

本実施形態のロータ３００は８極（ポール）のロータであり、各ロータコア３１０には、マグネット３２０が８個ずつ備えられている（マグネット群）。各マグネット３２０は、帯板状に形成されていて、断面劣弧状に突出する曲突面３２１を有している。各マグネット群のマグネット３２０は、その曲突面３２１を径方向外側に臨ませ、貫通孔３１１と平行に延びるようにして、ロータコア３１０の外周面に一定の隙間を隔てながら周方向に等間隔で配置される。これらマグネット３２０は、それぞれ径方向にＳ極とＮ極とに着磁されていて、径方向外側においてＳ極とＮ極とが周方向に交互に並んでいる。

２つあるロータコア３１０及びマグネット群（ロータアセンブリ３０１ともいう）は、回転軸Ｓ方向に配列される。これらロータアセンブリ３０１は、周方向に所定のステップ角ずらした状態でロータカバー３４０の内部に装着される。そうすることで、ロータアセンブリ３０１ごとに８個のマグネット３２０がそれぞれ所定のステップ角ずつ周方向にずれた位置に配置され、ステップスキュー構造が構成されている。

本実施形態のロータ３００には、スペーサ３３０が２つ備えられている。各スペーサ３３０は、ロータカバー３４０の内周面に沿う円環形状をした板状の部材である。スペーサ３３０の外径はロータカバー３４０の内径よりも僅かに小さく形成されている。そして、スペーサ３３０の内径は、貫通孔３１１の外径よりは大きく、ロータコア３１０の端面の一部を覆うように少なくともロータコア３１０の外径よりも小さく形成されている。なお、スペーサ３３０の素材は非磁性体であれば金属でも樹脂でもよい。

スペーサ３３０は、ロータカバー３４０に装着された各ロータアセンブリ３０１の端面とロータカバー３４０の端部を変形して形成される鍔部３４１との間に介在される。スペーサ３３０は、鍔部３４１と協働してこれらロータアセンブリ３０１の軸方向への動きを規制する機能を有している。また、詳細は後述するが、鍔部３４１の加工を容易にするとともに、その際におけるマグネット３２０やロータコア３１０の損傷を防ぐ機能も有している。

ロータカバー３４０は、円筒形状をした金属加工品であり、円筒状の周壁３４２と、その各端に開口する開口３４４とを有している。ロータカバー３４０は、シームレスな円筒形状をしたベース３４０ａをプレス加工等して形成される。各開口３４４を通じてその内部にロータアセンブリ３０１やスペーサ３３０がそれぞれ装着される。ロータアセンブリ３０１はロータカバー３４０に圧入される。ロータカバー３４０は、これら各部材を保護するとともに接着剤を使用せずに所定位置に位置決めして一体に保持する機能を有している。

ロータカバー３４０は、鍔部３４１が形成されている点を除けばベース３４０ａと実質的に同じである。ロータカバー３４０は、最終的にベース３４０ａの開口３４４の周りの部分（加工端３４５ともいう）を変形させ、径方向内側に張り出す鍔部３４１を形成することによって完成する。従って、ベース３４０ａの軸方向の長さ寸法は、ロータコア３１０やマグネット３２０と比べて大きく設計されている。

ロータカバー３４０の周壁３４２の外面には、回転軸方向に隣接する２つのロータアセンブリ３０１の間に対応して径方向内側に窪む区画凹部３５０が形成されている。本実施形態の区画凹部３５０は、ロータカバーにおける回転軸方向の中央部位を周方向に延びる直線状の溝として形成されている。この区画凹部３５０によって２つのロータアセンブリ３０１は接することなく保持される。

なお、ロータアセンブリ３０１の接触を防ぐことができればよいので、区画凹部３５０によって僅かでも隙間が形成できればよいが、近接し過ぎると高速回転時に渦電流損が発生するおそれがあるため、２つのロータアセンブリ３０１が１ｍｍ以上離れるように区画凹部３５０を形成するのが好ましい。

ロータカバー３４０の周壁３４２の外面には、各マグネット３２０に対応して回転軸方向に延びる複数のリセス３４６が凹み形成されている。各リセス３４６は、ロータカバー３４０における区画凹部３５０の両側のそれぞれの部分において、両端部を除く部分に形成されている。

各リセス３４６は、開口３４４側の端部に、ロータカバー３４０の外周面から径方向内側へ略垂直に入り込む第１端壁３４６ａを有している。各リセス３４６の第１端壁３４６ａは、周方向にほぼ直線状に並んでいる。一方、各リセス３４６の区画凹部３５０側の端部は、先窄まり形状を呈しており、ロータカバー３４０の外周面から径方向内側へ傾斜して入り込む第２端壁３４６ｂを有している。なお、第２端壁３４６ｂの形状はリセス３４６形成時の無理抜きを回避する結果として生じる形状である。

図３５に示すように、これらリセス３４６により、ロータカバー３４０には、その内側に装着される各マグネット３２０の曲突面３２１に対応して径方向外側に突出する断面劣弧状の支持領域３４７が複数形成されている。すなわち、これら各支持領域３４７に曲突面３２１が対向するように各マグネット３２０は配置される。そして、各支持領域３４７に各マグネット３２０が接することにより、各マグネット３２０は周方向への動きが規制され、所定位置に保持される。

周方向に隣接する２つの支持領域３４７の間の部分には、これら支持領域３４７に連続するとともに、回転軸Ｓ方向に延びて線状に窪む凹部３４８が形成されている。各凹部３４８は、支持領域３４７とは逆に、径方向内側に突出する劣弧状の断面を有している。これら凹部３４８は、隣接する２つのマグネット３２０の間の隙間に入り込む小さな窪みであり、各リセス３４６における周方向の中央部分に形成され、第１端壁３４６ａから第２端壁３４６ｂの近傍にわたって延びている。これら凹部３４８の存在により、周方向に隣接するマグネット３２０どうしの接触を安定して阻止できる。

各支持領域３４７は、各曲突面３２１と安定して面接触し、マグネット３２０を適正に保持できるように工夫されている。

すなわち、図３６に示すように、支持領域３４７の内面が曲突面３２１よりも小さい曲率半径で形成され、支持領域３４７の内面における周方向の両端部の内側に、曲突面３２１における周方向の両端部が位置するように寸法設計されている。

同図の（ａ）に示すように、支持領域３４７に外力が作用していない状態では、支持領域３４７は曲突面３２１よりも小さい曲率半径で形成されているので、支持領域３４７の内面に曲突面３２１を接触させたときにはその周方向の両端部２箇所が接触し、その中間部分は接触しない。そして、ベース３４０ａにロータコア３１０等を装着した後には、同図の（ｂ）に示すように、ベース３４０ａの径を拡げる方向に力が作用するため、支持領域３４７における周方向の両端部が逆向きに引っ張られる。その結果、マグネット３２０に回転軸側に押し込む力が作用し、支持領域３４７の内面が曲突面３２１の略全面と面接触する。

そして、支持領域３４７が曲突面３２１と密着して同じ曲率半径となった場合に、その弧の長さが曲突面３２１よりも支持領域３４７の方が大きくなるように設定されているため、安定して曲突面３２１は支持領域３４７と面接触させることができる。その結果、マグネット３２０は周方向の所定位置に保持される。

図３７や図３８を参照して、支持領域３４７の曲率半径等を導出する関係式について説明する。外力が作用していない状態での支持領域３４７の曲率半径（ｍｍ）をＲａとし、その中心角（ラジアン）をαとする。そして、同様に、凹部３４８の曲率半径をＲｂとし、その中心角をβとする。

ロータカバー３４０にマグネット３２０等が装着された変形状態での支持領域３４７の曲率半径をＲａ’とし、その中心角をα’とする。同じく変形状態での凹部３４８の曲率半径をＲｂ’とし、その中心角をβ’とする。なお、Ｒａ’は曲突面３２１の曲率半径と一致する。

ロータカバー３４０にマグネット３２０等を装着した状態でのロータカバー３４０の最大外径（ｍｍ）をＲとする。そして、ロータ３００の１ポール当たりの中心角をθ、ロータカバー３４０の厚み（ｍｍ）をｔ、ロータカバー３４０の周方向の長さ（ｍｍ）をＬ、ロータカバー３４０の縦弾性係数をＥとする。

この条件の下でロータカバー３４０を構成することにより、次の幾何学的な関係式が成立する。

更に、ロータカバー３４０にマグネット３２０等を装着することで、支持領域３４７や凹部３４８の周方向の端部には引張り力Ｆが発生し、これにより支持領域３４７や凹部３４８が引き伸ばされるため、次の関係式が成立する。

そして、支持領域３４７に発生した引張り力Ｆにより、マグネット３２０に対しては次の関係式が示す力Ｎ（支持力）が径方向内側に作用する。

従って、これら関係式に基づいて求められる支持力Ｎを、マグネット３２０に加わる最大の遠心力より大きくすることでマグネット３２０を適正に保持することができる。

具体的には、各マグネット３２０の質量をＭｍとし、貫通孔３１１の中心からマグネット３２０の重心までの距離をＲｍとし、設計に基づくロータ３００の最大角速度をＳとしたとき、次の関係式を満たすように設計すればよい。

〈ロータ３００の製造方法〉
次に、本実施形態のロータ３００の製造方法について説明する。

このロータ３００は、上述したように、接着剤を使用せず、マグネット３２０等をロータカバー３４０に装着して一体化する。具体的には、その製造方法は、ロータカバー３４０のベース３４０ａを形成する工程（ベース形成工程）や、ベース３４０ａに区画凹部３５０を形成する工程（区画凹部形成工程）、ベース３４０ａに支持領域３４７を形成する工程（支持領域形成工程）、ロータコア３１０やマグネット３２０をベース３４０ａに装着する工程（装着工程）、ベース３４０ａに鍔部３４１を形成し、ロータカバー３４０を完成させる工程（鍔部形成工程）などの工程で構成されている。

（ベース形成工程）
図３９に示すように、本工程では、ロータカバー３４０のベース３４０ａ（初期状態）を形成する。具体的には、まず、金属板をプレス加工することにより、同図の（ａ）に示すような、シームレスの有底円筒状のプレス加工品を形成する。金属板の厚みに関しては、耐久性およびモータ性能の観点から、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍが好ましい。

そして、同図の（ｂ）に示すように、その底を切り取って同図の（ｃ）に示すような形態とした後、不要なフランジ部分を切り取る。最終的に同図の（ｄ）に示すような、両端に開口を有するシームレスの円筒体を形成し、これをロータカバー３４０のベース３４０ａ（初期状態）とする。

これ以外にも、例えば、図４０に示すように、底部に曲面を有するシームレスの有底円筒状のプレス加工品から形成することもできる。この場合、例えば、底面の一部を切り抜いた後、曲面部分をプレス加工により変形させて筒状に加工し、不要なフランジ部分を切り取って形成すればよい。

（区画凹部形成工程）
本工程では、ベース３４０ａの周壁３４２を径方向外側から凹ませることにより、ベース３４０ａの軸方向の中間部分に区画凹部３５０を形成する。

図４１に示すように、具体的には、まず、所定の治具３８０における半割状の一方の部分に差し込んでベース３４０ａを支持する。半割状の他方の部分を連結した治具の外周面には区画凹部３５０に対応した窪み３８０ａが形成される。この窪み３８０ａに対し、ベース３４０ａの周壁３４２の外方から径方向内側に向かって先端に突起を有するプレス具３８１を押し付け、周壁３４２の所定部位に区画凹部３５０を形成する。

（支持領域形成工程）
本工程では、ベース３４０ａの周壁３４２を径方向外側から凹ませ、複数のリセス３４６を形成することにより複数の支持領域３４７を複数形成する。また、本実施形態では、支持領域３４７と同時に凹部３４８も形成する。

更に、本工程では、区画凹部３５０によってベースが軸方向に２分される一方の部分に、複数の支持領域３４７を形成する第１の支持領域形成工程と、他方の部分に、周方向に所定のステップ角ずらした状態で複数の支持領域３４７を形成する第２の支持領域形成工程とで構成されている。

図４２〜図４５に示すように、本工程では、円柱状の治具３６０や、片側のロータアセンブリ３０１のリセス３４６に対応して設けられる８個のプレスバー３６１（押圧体）などが用いられる。治具３６０は、ベース３４０ａの半分程度の軸方向における長さと、ベース３４０ａの内径よりも僅かに小さい外径とを有している。治具３６０の外周面には、リセス３４６の断面形状、換言すれば、支持領域３４７及び凹部３４８の断面形状に対応して窪み部３６２が８箇所形成されている。これら窪み部３６２のそれぞれは、治具３６０の外周面における軸方向の中間部位から突端まで延びており、径方向に拡がる端面で塞がれた閉塞端３６２ａと開放された開放端３６２ｂとを有している。

各プレスバー３６１は、リセス３４６の断面形状に対応して突出するプレス面を有している。各プレスバー３６１は、そのプレス面３６１ａを治具３６０の窪み部３６２に向けた状態で、治具３６０の周りに配置され、径方向に進退可能に設けられている。各プレス面３６１ａの軸方向の一端は、窪み部３６２の閉塞端３６２ａに合わせて位置決めされ、他端は治具３６０の突端に至る途中の部位に位置するように形成されている。

本工程では、まず、図４２に示すように、ベース３４０ａを一方の開口３４４から治具３６０の突端（装着端）に被せ付ける。そして、図４３に示すように、他方の開口３４４から支持用の治具３６０ａを差し込んだ後、ベース３４０ａの外周面に各プレスバー３６１を押し付け、その周壁３４２の所定部位をリセス３４６の形状に変形させる（第１の支持領域形成工程）。

窪み部３６２の突端側は開放端３６２ｂとなっているので、無理抜きしなくても、各プレスバー３６１が退いた後にベース３４０ａを治具３６０から引き抜けば、容易に治具３６０からベース３４０ａを取り外すことができる。

次に、図４５に示すように、ベース３４０ａを逆向きにし、周方向に所定のステップ角ずらして再度、ベース３４０ａを他方の開口３４４から治具３６０の突端に被せ付け、先と同様にしてベース３４０ａの周壁３４２の所定部位をリセス３４６の形状に変形させる（第２の支持領域形成工程）。

そうすることで、図３３等に示したような、複数のリセス３４６、つまりは支持領域３４７を形成することができる。

（装着工程）
本工程では、支持領域形成工程の後、ロータコア３１０やマグネット３２０、スペーサ３３０をベース３４０ａに装着して一体に仮組する。

まず、ベース３４０ａの一方にロータアセンブリ３０１を装着する。例えば、支持具を用いて、ロータコア３１０の外周面の所定位置に各マグネット３２０を配置した状態で支持する。そうして、これらの軸方向の端部からベース３４０ａを被せ付け、ロータコア３１０どうしが突き当たるまで、そして、各マグネット３２０が区画凹部３５０に突き当たるまで圧入する。そのとき、支持領域３４７の内面における周方向の両端部の内側に、曲突面３２１における周方向の両端部が位置するように位置合わせする。

そうすれば、曲突面３２１と支持領域３４７とが面接触し、各マグネット３２０は周方向に安定して保持される。また、隣接するマグネット３２０間に凹部３４８が入り込むので、マグネット３２０どうしの接触を避けることができる。

同様にして、ベース３４０ａの他方に所定のステップ角ずらした状態でロータアセンブリ３０１を装着する。

最後に、ベース３４０ａに装着された各ロータアセンブリ３０１の開口３４４に臨む端面の上に、スペーサ３３０を入れ込む。ロータコア３１０、マグネット３２０、スペーサ３３０が適正に装着されたベース３４０ａの開口３４４側の端部は、スペーサ３３０の端面よりも上方に突出している（加工端３４５）。

（鍔部形成工程）
本工程では、装着工程の後、ベース３４０ａの加工端３４５を変形させて鍔部３４１を形成し、ロータカバー３４０の内部にマグネット３２０等を封止する。

図４６〜図４８を参照して、本工程を説明する。本工程では、これら図に示すように、専用の旋盤装置３７０を用いて鍔部３４１を形成する。旋盤装置３７０には、回転軸Ｓ周りに回転制御可能なチャック３７１や、チャック３７１と回転軸Ｓ方向に対向して配置され、スペーサ３３０を支持しながらチャック３７１と同期して回転するテールストック装置３７２などが備えられている。

また、この旋盤装置３７０には、先端に回転自在な小径ローラ（カムフォロア３７３）が設置され、チャック３７１等の回転軸Ｓに対し、その径方向に変位制御可能で、少なくとも回転軸Ｓとこれに直交する軸との間の範囲で傾動変位制御可能な圧着装置３７４が備えられている。更に、加工時の基準位置を探るタッチプローブ３７５も備えられている。その他、これら各装置を統括的に制御する制御装置等も備えられていて（図示せず）、鍔部３４１を形成する一連の加工処理は自動的に実行できるようになっている。

本工程では、まず、チャック３７１にロータコア３１０等を装着したベース３４０ａをその一方の開口３４４側を外方に向けて支持させる。このとき、チャック３７１の回転軸Ｓとベース３４０ａの回転軸Ｓは一致する。そして、旋盤装置３７０を作動させると、図４６に示すように、タッチプローブ３７５が駆動され、タッチプローブ３７５がスペーサ３３０の端面に接触することにより、加工の基準となる基準面が設定される。なお、基準面に基づいて加工を行うことで部品間の寸法のばらつきに対応することができる。

図４７に示すように、設定された基準面に基づいてテールストック装置３７２が作動し、テールストック装置３７２がスペーサ３３０を適正にチャック３７１側に押し付けることにより、ベース３４０ａは旋盤装置３７０に支持される。そして、チャック３７１やテールストック装置３７２とともにベース３４０ａは回転軸Ｓ周りに所定の回転数で回転する。

図４８に示すように、回転しているベース３４０ａの加工端３４５にカムフォロア３７３を押し付ける。そして、図４７に示すように、カムフォロア３７３を段階的に傾動させることで、加工端３４５を径方向内側に変形させ、鍔部３４１を形成する。鍔部３４１を形成することにより、スペーサ３３０は鍔部３４１とロータコア３１０の端部との間に挟み込まれる。

このとき、カムフォロア３７３が適宜回転することにより、加工端３４５との間に過度な摩擦力（アグレッシブ摩耗）や偏った力の発生が抑制される。また、スペーサ３３０はマグネット３２０やロータコア３１０の端部の損傷を防ぐとともに、リセス３４６の影響を受けずに加工端３４５を円形に保持して鍔部３４１の成形を容易にする機能を果たす。

そうすることで、径方向に平坦に拡がる仕上がりの綺麗な鍔部３４１が形成される。鍔部３４１はスペーサ３３０に密着し、その動きを規制する。

鍔部３４１の周壁３４２からの突出寸法は、１ｍｍ以上に設定するのが好ましい。１ｍｍ以上であれば、波打つこともなく、平坦な鍔部３４１を安定して形成することができ、スペーサ３３０を安定して固定することができる。なお、鍔部３４１は、全周にわたって均等に形成する必要はなく、部分的に切欠が形成されていてもよい。

その後、ベース３４０ａを逆向きに設置して同様に処理を行い、他方の加工端３４５を変形させて鍔部３４１を形成する。

これら鍔部３４１の形成により、ロータカバー３４０が完成する。鍔部３４１やスペーサ３３０、区画凹部３５０の協働により、その内部に装着されたロータコア３１０やマグネット３２０は、回転軸方向への動きが規制され、所定位置に保持される。このように、本発明によれば、接着剤を一切使用することなくロータ３００を形成することができるので、生産性の向上や製造コストの削減を実現することができる。また、接着剤という介在物を用いないこと、および周方向において等間隔にマグネットが配置されることにより、ロータのインバランス量が改善できる。

なお、本発明にかかるロータ３００等は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、ロータコア３１０の断面形状は８角形に限らない。円形やその他の多角形状等、配置されるマグネット３２０の数や形状に応じて適宜変更できる。

ロータコア３１０は１つにして、マグネットをその回転軸方向に複数配列してもよい。

支持領域形成工程の後に区画凹部形成工程を行ってもよい。また、区画凹部は、マグネットを軸方向に保持できるのであれば、周方向全域に設けるだけでなく、周方向に部分的に形成してもよい。

１ モータ
６ シャフト
３００ ロータ
３１０ ロータコア
３１１ 貫通孔
３２０ マグネット
３３０ スペーサ
３４０ ロータカバー
３４１ 鍔部
３４７ 支持領域
３５０ 区画凹部

Claims (10)

1. モータのシャフトと回転軸を一致させて固定されるロータであって、
   前記シャフトが挿入される貫通孔を有するロータコアと、
   前記回転軸と平行に延び、前記ロータコアの外周面上に周方向に等間隔で配置される複数のマグネットからなるマグネット群と、
   前記マグネット群を間に挟んで前記ロータコアに装着される円筒状のロータカバーと
   を備え、
   前記マグネット群は、前記回転軸方向に複数配列され、該マグネット群ごとに前記複数のマグネットがそれぞれ所定のステップ角ずつ周方向にずれた位置に配置されていて、
   前記ロータカバーは、
   隣接する前記マグネット群の間に対応して径方向内側に窪む区画凹部と、
   前記複数のマグネットのそれぞれに接する複数の支持領域と、
   各端部から径方向内側に張り出す一対の鍔部と、
   前記区画凹部の両側のそれぞれの部分において両端部を除く部分にリセスと、
   を有し、
   前記リセスは、
   前記ロータカバーの外周面から径方向内側へ入り込む第１端壁と、
   前記ロータカバーの外周面から径方向内側へ入り込む第２端壁と、
   を有し、 前記複数の支持領域により、前記複数のマグネットが周方向に保持され、
   前記一対の鍔部と前記区画凹部とにより、前記複数のマグネット群が前記回転軸方向に保持され、
   前記第２端壁は、前記ロータカバーの外周面から径方向内側へ傾斜して入り込むロータ。
2. 請求項１に記載のロータの製造方法であって、
   前記複数のマグネットのそれぞれは、断面劣弧状に突出して半径方向外側に臨む曲突面を有しており、
   両端に開口を有する円筒形状をした前記ロータカバーのベースを形成する工程と、
   前記ベースの周壁を径方向外側から凹ませることにより、前記ベースの軸方向の中間部分に前記区画凹部を形成する区画凹部形成工程と、
   前記ベースの周壁を径方向外側から凹ませることにより、前記曲突面のそれぞれに対応して径方向外側に突出する断面劣弧状の前記支持領域を複数形成する支持領域形成工程と、 前記支持領域形成工程及び前記区画凹部形成工程の後、前記ロータコアの外周面に前記複数のマグネットを配置し、これらを前記ベースに装着する装着工程と、
   前記装着工程の後、前記ベースの端部を変形させて前記鍔部を形成する鍔部形成工程と、を含み、
   前記支持領域形成工程は、前記ベースを軸方向に２分する一方の部分に、前記複数の支持領域を形成する第１の支持領域形成工程と、他方の部分に、周方向に所定のステップ角ずらした状態で前記複数の支持領域を形成する第２の支持領域形成工程と、を含むロータの製造方法。
3. 請求項２に記載のロータの製造方法において、
   前記支持領域形成工程では、前記支持領域の内面が前記曲突面よりも小さい曲率半径で形成されるロータの製造方法。
4. 請求項３に記載のロータの製造方法において、
   前記装着工程では、前記支持領域の内面における周方向の両端部の内側に、前記曲突面における周方向の両端部を位置させ、前記曲突面を前記支持領域に面接触させるロータの製造方法。
5. 請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載のロータの製造方法において、
   前記支持領域形成工程では、前記ベースの周方向に隣接する２つの前記支持領域の間の部分に、隣接する２つの前記マグネットの間に入り込む凹部が形成されるロータの製造方法。
6. 請求項２〜請求項５のいずれか１つに記載のロータの製造方法において、
   前記各マグネットに加わる最大支持力の径方向の成分をＮとし、
   前記各マグネットの質量をＭｍとし、前記貫通孔の中心から前記マグネットの重心までの距離をＲｍとし、前記ロータの最大角速度をＳとしたとき、
   Ｎ＞Ｍｍ・Ｒｍ・Ｓ２の関係式を満たすロータの製造方法。
7. 請求項２〜請求項６のいずれか１つに記載のロータの製造方法において、
   前記支持領域は、前記ロータカバーの両端部を除く中間部分に形成されており、
   前記装着工程では、前記ベースの内周面に沿う円環形状に形成されたスペーサを、更に前記ベースの前記開口側に装着し、
   前記鍔部形成工程では、前記スペーサを前記鍔部と前記ロータコアの端部との間に挟み込むロータの製造方法。
8. 請求項７に記載のロータの製造方法において、
   前記鍔部の突出寸法が、１．０ｍｍ以上に設定されているロータの製造方法。
9. 請求項７又は請求項８に記載のロータの製造方法において、
   前記鍔部形成工程では、前記ロータコア、前記複数のマグネット、及び前記スペーサを装着した前記ベースを前記貫通孔周りに回転させ、その状態で、前記ベースにおける前記開口の周りの部分にカムフォロアを押し付けながら該カムフォロアを傾動させることにより前記鍔部を形成するロータの製造方法。
10. 請求項１に記載のロータと、
    前記ロータの外周に配置される円筒状のステータと、
    を備え、
    前記ステータの内周面が前記ロータの外周面に近接配置されているモータ。

Images