JP2010051110A - 電動モータ - Google Patents

Abstract

【課題】生産コストの低減を図った上で、機械的強度を確保しつつアーマチュアコアを確実にシャフトに固定することができ、かつ効率的に磁界を発生させることが可能な電動モータを提供する。
【解決手段】アーマチュアコア６は、コア本体３０と、コア本体３０に別体で設けられ、コア本体３０から径方向に沿って延びる複数のティース３１とで分割構成され、ティース３１は、軟磁性粉末を加圧成形して構成され、コア本体３０は、軟磁性粉末を加圧成形して構成されたリング部５１と、磁性鋼板が複数積層されてなり、シャフトに圧入される圧入孔５２を有する第１積層鉄心部５３とを備え、リング部５１の内周面には、内周面から径方向内側に突出する回り止め部５７が周方向に沿って形成される一方、第１積層鉄心部５３には、回り止め部５７に圧入固定される突部が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータに関するものである。

従来から、筒状のヨークの内周面に永久磁石を設け、このヨークの内側にアーマチュアを回転自在に配設したブラシ付電動モータが知られている。この種の電動モータのアーマチュアは、回転軸に外嵌固定されたアーマチュアコアを有している。アーマチュアコアは、回転軸に外嵌固定されているコア本体と、このコア本体から放射状に突出する複数のティースとを有している。ティースには巻線が巻装されており、この巻線に電流を供給すると磁界が発生する。そして、この磁界とヨークに設けられた永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸が駆動する。

ところで、アーマチュアコアとしては、磁性鋼板を複数枚積層して成る積層コアや軟磁性粉末を加圧成形して成る圧粉コアがある。
積層コアは、機械的強度が高い上に、生産コストも安いというメリットがある。一方、複数の板材（磁性鋼板）が積層されて構成されているため、各板材間を磁束が通過する際に鉄損が高くなり、鉄損低減に限界があるのに加えてティースの断面形状を楕円形状にし難い。このため、巻線抵抗が増大して効率的に磁界を発生させるには限界がある。

これに対して、圧粉コアは、軟磁性粉末により一体的に形成されているため、鉄損を低減しやすく、かつティースの断面形状を容易に楕円形状にすることが可能であるので、巻線抵抗を低減させて効率的に磁界を発生させることが可能になる。一方、圧粉コアは、積層コアに比べて生産コストが高くなってしまうばかりか、機械的強度が積層コアよりも弱いため、圧粉コアをシャフトに外嵌固定、つまり、圧入しようとすると圧粉コアに割れが生じてしまう虞がある。

そこで、シャフトと圧粉コアとの締結方法としては、シャフトの外径よりも大径の貫通孔を圧粉コアに形成し、シャフトと圧粉コアとの間に接着剤を塗布したり、樹脂部品を介在させたりすることで締結する方法が知られている。
また、例えば特許文献１に示されるように、磁性鋼板を複数枚積層して成り、軸固定孔を有するインナーコアに、軟磁性粉末を加圧成形して成るアウターコアを一体的に鋳ぐるんでアーマチュアコアとし、アウターコアにティースを設ける技術が提案されている。
特開２００６−２９６１６２号公報

しかしながら、上述したようにシャフトと圧粉コアとを接着剤や樹脂材料等により締結させる構成では、生産効率が悪く、また接着剤や樹脂材料を用いるため、生産コストが高くなるという問題がある。
また、圧粉コアを製造する場合には、成形機の能力により投影面積が制限されるため、上述した特許文献１の構成のように、ティースを含むアウターコアを磁性鋼板からなるインナーコアに対して一体的形成するには、大掛かりな生産設備が必要になる。また、成形に行うための高価な金型が必要になり、その結果、生産コストが高くなるという課題がある。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、生産コストの低減を図った上で、機械的強度を確保しつつアーマチュアコアを確実にシャフトに固定することができ、かつ効率的に磁界を発生させることが可能な電動モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、回転可能に支持されたシャフトと、前記シャフトに圧入固定されたアーマチュアコアとを備えた電動モータにおいて、前記アーマチュアコアは、コア本体と、前記コア本体に別体で設けられ、前記コア本体から径方向に沿って延びる複数のティースとで分割構成され、前記複数のティースは、軟磁性粉末を加圧成形して構成され、前記コア本体は、前記軟磁性粉末を加圧成形して構成されたリング部と、前記シャフトに圧入される圧入孔を有する第１積層部とを備え、前記リング部の内周面には、径方向内側に突出する回り止め部が形成される一方、前記第１鉄心部には、前記回り止め部に圧入固定される圧入部が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、コア本体を構成する第１鉄心部の圧入孔にシャフトを圧入固定することで、アーマチュアコアをシャフトに圧入固定することができる。
すなわち、機械的強度が必要な圧入孔の形成部材を第１鉄心部により構成しているため、機械的強度を確保しつつ第１鉄心部を確実にシャフトに圧入固定することができる。一方、磁束が通過するティース及びコア本体の外周部分（すなわち、リング部）を軟磁性粉末により構成しているため、ティース及びリング部を磁束が通過する際の鉄損低減を可能にし、効率的に磁界を発生させることができる。
ここで、第１鉄心部とリング部とを締結するために、第１鉄心部の圧入部をリング部の回り止め部に圧入固定することで、第１鉄心部の周方向における移動が規制され、リング部に対する第１鉄心部の回り止めを行うことができる。

請求項２に記載した発明は、前記第１鉄心部の軸方向両側には、前記シャフトに圧入される圧入孔を有する第２鉄心部が、前記回り止め部の軸方向両側面を覆うように設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、回り止め部の軸方向側面を覆うように第２鉄心部を配置することで、第１鉄心部は第２鉄心部により挟持された状態となる。この状態で、各鉄心部の圧入孔にシャフトを圧入することで、シャフトに対する各鉄心部の相対位置が決定される。これにより、第２鉄心部間に第１鉄心部が固定されることになり、第１鉄心部の軸方向の移動を規制することができる。

請求項３に記載した発明は、少なくとも一対の前記回り止め部が、前記リング部の軸方向に沿って異なる位置に形成され、一対の前記第１鉄心部の前記圧入部が、それぞれ一対の前記回り止め部に対して前記リング部の軸方向両側から圧入され、前記軸方向の一方側から圧入された前記第１鉄心部の側面が、前記軸方向の他方側に形成された前記回り止め部の側面に当接し、前記他方側から圧入された前記第１鉄心部の側面が、前記一方側に形成された前記回り止め部の側面に当接していることを特徴とする。
この構成によれば、少なくとも一対の回り止め部を、リング部の軸方向に沿って異なる位置に形成することで、軸方向一端側からリング部に圧入される第１鉄心部の圧入部は、軸方向一端側に形成された回り止め部に圧入固定され、第１鉄心部の周方向の移動が規制される。同時に、軸方向一端側からリング部に圧入される第１鉄心部は、軸方向他端側に形成された回り止め部に当接することで、第１鉄心部の軸方向他端側への移動を規制することができる。
同様に、軸方向他端側からリング部に圧入される第１鉄心部の圧入部は、軸方向他端側に形成された回り止め部に圧入固定されることで、第１鉄心部の周方向の移動が規制される。同時に、軸方向他端側からリング部に圧入される第１鉄心部は、軸方向一端側に形成された回り止め部に当接することで、第１鉄心部の軸方向一端側への移動を規制することができる。
さらに、第１鉄心部の圧入孔にシャフトを圧入することで、コア本体の軸方向両側から圧入された第１鉄心部がそれぞれシャフトに圧入固定されるため、シャフトに対する第１鉄心部の相対位置が決定される。つまり、軸方向一端側から圧入された第１鉄心部は、軸方向他端側の回り止め部に当接することで軸方向他端側への移動が規制されるとともに、シャフトに圧入固定されることで軸方向一端側への移動が規制される。同様に、軸方向他端側から圧入された第１鉄心部は、軸方向一端側の回り止め部に当接することで軸方向一端側への移動が規制されるとともに、シャフトに圧入されることで軸方向他端側への移動が規制される。その結果、第１鉄心部全体の軸方向両側への移動を規制することができる。

請求項４に記載した発明は、前記第１鉄心部および前記第２鉄心部のうち少なくともいずれか一方には、その厚さ方向に沿って肉抜き部が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、鉄心部に肉抜き部を形成することで、アーマチュアコアの軽量化を図ることができるとともに、アーマチュアコアの表面積を向上することができるため、アーマチュアコアの熱引き効率を向上させることができる。

請求項５に記載した発明は、前記アーマチュアコアによって発生する磁界と相互作用させるための永久磁石を備え、前記ティースは、コイルが巻装される巻胴部と、前記永久磁石に対向する周壁部とが加圧成形され、前記巻胴部の長手方向に直交する断面は、略楕円形状に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、断面楕円形状に形成されているため、ティースからコイルに作用する応力が集中することを抑えることができ、コイルの被覆が剥がれることを防ぐことができる。これにより、インシュレータや絶縁被膜等の絶縁手段を介さず巻胴部にコイルを直接巻装することができる。

請求項１に記載した発明によれば、第１鉄心部の周方向における移動が規制されるため、機械的強度を確保しつつアーマチュアコアを確実にシャフトに固定することができる。
その上、従来のように、圧粉コアをシャフトに固定するために接着剤等を用いる必要もない。さらに、積層鋼板からなるインナーコアに、加圧成形からなるアウターコアを一体的に形成する構成に比べて、比較的小型の生産設備によってアーマチュアコア（リング部及びティース）を製造することができる。また、第１鉄心部に圧入部を形成し、この圧入部が圧入固定される回り止め部をリング部に形成するのみの簡素な構成で、第１鉄心部とリング部とを締結することができる。したがって、生産効率を向上させるとともに、生産コストを低減することができる。
また、磁束が通過するティース及びコア本体の外周部分（リング部）のみを軟磁性粉末により構成しているため、生産コストを低減させた上で、効率的に磁界を発生させることが可能となる。
請求項２に記載した発明によれば、第２鉄心部により第１鉄心部の軸方向の移動を規制することができるため、第１鉄心部とリング部とを確実に固定することができる。したがって、アーマチュアコアを確実にシャフトに固定することができる。
請求項３に記載した発明によれば、第１鉄心部が圧入された回り止め部と、第１鉄心部が当接する回り止め部とにより第１鉄心部の周方向及び軸方向の移動を規制することができるため、第１鉄心部とリング部とを確実に固定することができる。したがって、アーマチュアコアを確実にシャフトに固定することができる。
請求項４に記載した発明によれば、アーマチュアコアの軽量化を図ることができるとともに、アーマチュアコアの熱引き効率を向上させることができるため、高出力化が可能になり、高性能な電動モータを提供することができる。
請求項５に記載した発明によれば、絶縁手段を用いるための材料コスト及び絶縁手段を設けるための工程を削除することができるため、材料コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。また、巻線抵抗を低減させて効率的に磁界を発生させることができる。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
（電動モータ）
図１は、第１実施形態における電動モータの断面図である。
図１に示すように、本実施形態の電動モータ１は、ブラシ付の電動モータ１であって、車両に搭載する電装品（例えば、ラジエータファン）の駆動源となるものである。電動モータ１は、有底円筒形状のヨーク２内に回転自在に設けられたアーマチュア３を備え、ヨーク２の開口部２ｃをエンドブラケット１７で閉塞してある。
ヨーク２の周壁２ａには、内面側に周方向に沿って永久磁石４が複数個並設されている。また、ヨーク２のエンド部（底部）２ｂには、径方向略中央にボス部１０が形成されている。このボス部１０には、アーマチュア３のシャフト５を挿通するための挿通孔１１が形成されていると共に、シャフト５の一端側を回転自在に支持するための軸受け１２が内装されている。

アーマチュア３は、シャフト５の他端側に配置され筒状に形成されたコンミテータ１３と、シャフト５の軸線方向中央よりもやや一端寄りに外嵌固定されたアーマチュアコア６と、アーマチュアコア６に巻線１６を巻装して形成されたアーマチュアコイル７とから構成されている。
コンミテータ１３の外周面には、導電材で形成されたセグメント１４が複数個取り付けられている。セグメント１４は軸線方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント１４のアーマチュアコア６側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ１５が一体成形されている。ライザ１５には、アーマチュアコイル７から引き出された巻線１６の巻き始め端と巻き終わり端とがそれぞれ掛け回わされ、ヒュージングにより固定されている。これにより、セグメント１４とこれに対応するアーマチュアコイル７とが電気的に接続されるようになっている。

エンドブラケット１７は、金属製で略円盤形状に形成されたものであって、径方向略中央にボス部１８が突出形成されている。このボス部１８には、回転軸５の他端側を回転自在に支持するための軸受け１９が圧入固定されている。また、エンドブラケット１７の内側（図１における上側）には、ホルダーステー２０が取り付けられている。
ホルダーステー２０は、樹脂製で略円盤状に形成されたものであって、ここに複数のブラシホルダ２１が固定されている。ブラシホルダ２１には、それぞれブラシ２２がスプリング２３を介して付勢された状態で出没自在に内装されている。これらブラシ２２の先端部は、スプリング２３によって付勢されているためコンミテータ１３のセグメント１４に摺接している。また、各ブラシ２２は不図示の外部電源に電気的に接続されており、これによって、外部電源がブラシ２２を介してコンミテータ１３のセグメント１４に供給されるようになっている。

（アーマチュアコア）
図２は、アーマチュアコアの斜視断面図であり、図３は、図２のＡ矢視図である。また、図４は、アーマチュアコアの分解斜視図である。
ここで、図１〜４に示すように、アーマチュアコア６は、シャフト５（図１参照）に圧入固定されるコア本体３０と、コア本体３０の外周面から径方向外側に向けて放射状に突設された複数のティース３１とで分割構成されている。
まず、ティース３１は軟磁性粉末を加圧成形して成るものであって、軸線方向平面視で略Ｔ字状に形成されている。具体的には、ティース３１は、径方向外側に向けて延出する巻胴部３７と、巻胴部３７の先端から周方向、および軸線方向に延出する周壁部３８とが加圧成形され、一体的に成形されている。
巻胴部３７は巻線１６が巻装される部位であって、長手方向に直交する断面が略楕円状に形成されている。ティース３１は、巻胴部３７の基端部とコア本体３０の後述する収容部５０とを接着することにより、コア本体３０に固定されている。

周壁部３８は、アーマチュアコア６の外周面を構成する部位であって、径方向外側に弧状に形成され、永久磁石４と対向する弧状面３８ａと、径方向内側に平坦（巻胴部３７の延出方向に垂直）に形成された平坦面３８ｂと、軸線方向に対向配置された側面３８ｃと、周方向に対向配置された端面３８ｄとを有している。

各ティース３１間には、蟻溝状のスロット４０が形成されている。なお、ティース３１の巻胴部３７に巻装される巻線１６は、スロット４０を通って巻装するようにしてもよいし、集中巻き方式にて巻線１６を巻装する場合にあっては、予めティース３１に巻線１６を巻装しておいてもよい。
そして、巻胴部３７に巻線１６を巻装することによってアーマチュアコア６の外周に複数のアーマチュアコイル７を形成する。ここで、上述したようにティース３１は、断面楕円形状に形成されており、このティース３１にインシュレータや絶縁被膜等の絶縁手段を介さず巻線１６が巻胴部３７に直接巻装されている。
すなわち、本実施形態ではティース３１が断面楕円形状に形成されているため、ティース３１から巻線１６に作用する応力が集中することを抑えることができ、巻線１６の被覆が剥がれることを防ぐことができる。そのため、巻線１６を巻胴部３７に直接巻装することができるようになっている。したがって、絶縁手段を用いるための材料コスト及び絶縁手段を設けるための工程を削除することができるため、材料コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。また、巻線抵抗を低減させて効率的に磁界を発生させることができる。

一方、コア本体３０は、ティース３１が接着固定された環状のリング部５１と、リング部５１の内側に固定され、シャフト５に圧入される圧入孔５２を有する第１積層鉄心部（第１鉄心部）５３と、リング部５１の軸方向両側で、第１積層鉄心部５３を覆うように配置された第２積層鉄心部（第２鉄心部）５４とを備えている。
リング部５１は、軟磁性粉末を加圧成形して形成されたものであって、その中央に開口部５５を有する環状の部材である。リング部５１の外周側には、リング部５１の厚さ方向（軸方向）に拡大する肉厚部５６が形成されている。この肉厚部５６には、複数の収容部５０が周方向に沿って等間隔に形成されている。この収容部５０は、肉厚部５６の外周面から径方向内側に向けて掘り込まれた平面視楕円形状の穴であり、収容部５０内に上述したティース３１の巻胴部３７の基端部が収容されている。そして、コア本体３０とティース３１とは、巻胴部３７の基端部と収容部５０とが接着されることで固定されている。

リング部５１の内周側には、リング部５１の内周面から径方向内側に向けて突出する複数（例えば、５箇所）の回り止め部５７が、周方向に沿って等間隔に形成されている。この回り止め部５７は、リング部５１の内周面における軸方向中央部において、断面凸状に形成されている。具体的には、回り止め部５７は、リング部５１の内周面と平行に湾曲する弧状面５７ａと、軸線方向に対向配置された側面５７ｂと、周方向両側に形成された端面５７ｃとで構成されている。また、回り止め部５７は、径方向内側に向けて周方向に沿う幅寸法が漸次拡大するように形成されている。つまり、回り止め部５７の端面５７ｃは、周方向内側（互いの端面５７ｃに向かう方向）に向けて傾斜しており、隣接する回り止め部５７間には蟻溝５８が形成されている。

第１積層鉄心部５３は、磁性鋼板からなる板材６０が複数積層されて構成されている。第１積層鉄心部５３の板材６０は、中央に厚さ方向に貫通する圧入孔５２を有する円板部６２と、円板部６２の外周縁から径方向外側に延びる突部（圧入部）６３とを備えている。
円板部６２は、その外径が各回り止め部５７の弧状面５７ａにより構成された内径と同等、もしくは小さく形成されたものであり、回り止め部５７の径方向内側に嵌合可能とされている。円板部６２の表面、具体的には圧入孔５２の径方向外側には、厚さ方向に沿って貫通する複数（例えば、５箇所）の肉抜き孔６４が形成されている。この肉抜き孔６４は、平面視瓦形状（円弧形状）に形成されたものであって、周方向に沿って等間隔に形成されている。具体的には、肉抜き孔６４は、肉抜き孔６４と突部６３とが周方向で同位置に配置されるように形成されている。これにより、各肉抜き孔６４間には、円板部６２の内周部と外周部とが連結されたスポーク部６５（図４参照）が形成されることになる。

突部６３は、上述したように肉抜き孔６４と同様に円板部６２の周方向に沿って等間隔に複数（例えば、５箇所）形成されている。突部６３は、回り止め部５７間に形成された上述した蟻溝５８内に圧入されるものであり、径方向に向かうにつれ周方向に沿う幅が漸次大きくなるような蟻ほぞ状に形成されている。そして、板材６０は軸線方向に沿って複数積層された状態で、リング部５１の回り止め部５７間に圧入固定されている。この時、第１積層鉄心部５３を構成する板材６０のうち、軸方向両端の板材６０（すなわち、最上層と最下層の板材６０）の表面と、回り止め部５７の側面５７ｂとは面一になるように設定されている。

第２積層鉄心部５４は、第１積層鉄心部５３と同様に磁性鋼板からなる板材７０が複数積層されて構成されたものであり、第１積層鉄心部５３の軸方向両側を覆うように配置されている。
第２積層鉄心部５４の板材７０は、その外径がリング部５１の内径より小さく形成された円板形状のものであり、リング部５１の内側に収容可能とされている。したがって、第２積層鉄心部５４を構成する板材７０のうち、軸方向内側に積層された板材７０（第１積層鉄心部５３側の板材７０）は、第１積層鉄心部５３及び回り止め部５７の側面５７ｂに当接するとともに、第１積層鉄心部５３及び回り止め部５７を軸方向両側から挟持するように配置されている。

板材７０の中央には厚さ方向に貫通する圧入孔７２が形成されている。この圧入孔７２は、シャフト５が圧入されるものであって、上述した第１積層鉄心部５３の圧入孔５２と軸線方向に沿って重なるように形成されている。
また、圧入孔７２の径方向外側には、厚さ方向に沿って貫通する複数（例えば、５箇所）の肉抜き孔７４が形成されている。この肉抜き孔７４は、平面視瓦形状（円弧形状）に形成されたものであって、周方向に沿って等間隔に形成されている。具体的には、肉抜き孔７４は、上述した第１積層鉄心部５３の肉抜き孔６４と同形状に形成されており、各肉抜き孔６４，７４が重なるように第１積層鉄心部５３と第２積層鉄心部５４とが配置されている。そして、各肉抜き孔７４間には、板材７０の内周部と外周部とが連結されたスポーク部７５（図４参照）が形成されることになる。
そして、第１，２積層鉄心部５３，５４の圧入孔５２，７２には、シャフト５が圧入されている。

（アーマチュアコアの製造方法）
次に、図１〜４に基づいて、上述したコア本体３０の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、予めリング部５１の収容部５０にティース３１が接着固定された状態（図４に示す状態）から説明する。
まず、図１〜４に示すように、各板材６０の周方向位置を合わせた状態、すなわち各板材６０の各突部６３を合わせた状態で板材６０を積層し、第１積層鉄心部５３を構成する。

続いて、第１積層鉄心部５３をリング部５１に嵌合させる。具体的には、第１積層鉄心部５３の各突部６３と、リング部５１の回り止め部５７間に形成された蟻溝５８との周方向位置を合わせ、突部６３を蟻溝５８内に圧入固定する。なお、リング部５１と第１積層鉄心部５３（板材６０）とは、圧入時の割れ等を確実に防ぐために、リング部５１の成形方向（圧縮方向）に沿って圧入した方が好ましく、本実施形態では、例えば隣接する回り止め部５７の対向する端面５７ｃと、突部６３の周方向に沿う端面との間を圧入することが好ましい。これにより、第１積層鉄心部５３とリング部５１とを確実に圧入固定することができる。すなわち、第１積層鉄心部５３の突部６３がリング部５１の回り止め部５７間の蟻溝５８内に圧入されるため、リング部５１に対する第１積層鉄心部５３の周方向における回り止めを行うことができる。

次に、各板材７０の周方向位置を合わせた状態、すなわち各板材７０の肉抜き孔７４を合わせた状態で板材７０を積層し、第２積層鉄心部５４を構成する。
続いて、リング部５１の開口部５５内に第２積層鉄心部５４を配置する。具体的には、第１積層鉄心部５３の肉抜き孔６４と第２積層鉄心部５４の肉抜き孔７４との周方向位置を合わせた状態で、リング部５１の軸方向両端側から開口部５５内に第２積層鉄心部５４を配置する。これにより、第２積層鉄心部５４の軸方向内側が、第１積層鉄心部５３及び回り止め部５７の側面５７ｂに当接した状態で、第１積層鉄心部５３及び回り止め部５７を軸方向両側から挟持するように配置される。また、第１，２積層鉄心部５３，５４の肉抜き孔６４，７４がそれぞれ重なることで、肉抜き孔６４，７４により本体コア３０を軸方向に貫通する貫通孔が形成されることになる。

そして、本体コア３０（第１，２積層鉄心部５３，５４）の圧入孔５２，７２にシャフト５を圧入する。具体的には、本体コア３０の軸方向一端側（図１における上側）からシャフト５を圧入すると、まず軸方向一端側の第２積層鉄心部５４の圧入孔７２内にシャフト５が圧入される。次いで、シャフト５は、第１積層鉄心部５３の圧入孔５２、軸方向他端側（図１における下側）の第２積層鉄心部５４の圧入孔７２内に順次圧入されていく。これにより、本体コア３０の第１，２積層鉄心部５３，５４がシャフト５に圧入固定されるため、シャフト５に対する第１，２積層鉄心部５３，５４の相対位置が決定される。つまり、第１積層鉄心部５３の軸方向両側に第２積層鉄心部５４を圧入固定することで、第１積層鉄心部５３が第２積層鉄心部５４に挟持された状態で、シャフト５に対する両者間の相対位置が決定されるため、第１積層鉄心部５３の軸方向の移動を規制することができる。
以上により、アーマチュアコア６がシャフト５に組み付けられる（図１参照）。

このように、上述した実施形態では、コア本体３０が、軟磁性粉末を加圧成形して構成されたリング部５１と、磁性鋼板が複数積層されてなり、シャフト５に圧入される圧入孔５２，７２を有する第１，２積層鉄心部５３，５４とを備えている構成とした。
この構成によれば、コア本体３０を構成する第１，２積層鉄心部５３，５４の圧入孔５２，７２にシャフト５を圧入固定することで、アーマチュアコア６をシャフト５に圧入固定することができる。
すなわち、機械的強度が必要な圧入孔５２，７２の形成部材を積層鋼板からなる第１，２積層鉄心部５３，５４により構成しているため、機械的強度を確保しつつ第１，２積層鉄心部５３，５４を確実にシャフト５に圧入固定することができる。一方、磁束が通過するティース３１及びコア本体３０の外周部分（すなわち、リング部５１）を軟磁性粉末により構成しているため、ティース３１及びリング部５１を磁束が通過する際の鉄損低減を可能にし、効率的に磁界を発生させることができる。

ここで、第１積層鉄心部５３とリング部５１とを締結するために、第１積層鉄心部５３の突部６３をリング部５１の回り止め部５７間に圧入固定することで、第１積層鉄心部５３の周方向における移動が規制され、リング部５１に対する第１積層鉄心部５３の回り止めを行うことができる。
一方、回り止め部５７の軸方向側面を覆うように第２積層鉄心部５４を配置することで、第１積層鉄心部５３は第２積層鉄心部５４により挟持された状態となる。この状態で、各積層鉄心部５３，５４の圧入孔５２，７２にシャフト５を圧入することで、シャフト５に対する各積層鉄心部５３，５４の相対位置が決定される。これにより、第２積層鉄心部５４間に第１積層鉄心部５３が固定されることになり、第１積層鉄心部５３の軸方向の移動を規制することができる。
このように、第１積層鉄心部５３の周方向及び軸方向の移動を規制することができるため、第１積層鉄心部５３とリング部５１とを確実に固定することができる。したがって、アーマチュアコア６を確実にシャフト５に固定することができる。

その上、従来のように、圧粉コアをシャフトに固定するために接着剤等を用いる必要もない。さらに、積層鋼板からなるインナーコアに、加圧成形からなるアウターコアを一体的に形成する構成に比べて、比較的小型の生産設備によってアーマチュアコア６（リング部５１及びティース３１）を製造することができる。また、第１積層鉄心部５３に突部６３を形成し、この突部６３が圧入固定される回り止め部５７をリング部５１に形成するのみの簡素な構成で、第１積層鉄心部５３とリング部５１とを締結することができる。したがって、生産効率を向上させるとともに、生産コストを低減することができる。
また、磁束が通過するティース３１及びコア本体３０の外周部分（リング部５１）のみを軟磁性粉末により構成しているため、生産コストを低減させた上で、効率的に磁界を発生させることが可能となる。

また、積層鉄心部５３，５４に肉抜き孔６４，７４を形成することで、アーマチュアコア６の軽量化を図ることができるとともに、アーマチュアコア６の表面積を向上することができるため、アーマチュアコア６の熱引き効率を向上させることができる。さらに、肉抜き孔６４，７４の周方向位置を合わせることで、肉抜き孔６４，７４により本体コア３０を軸方向に貫通する貫通孔が形成されるため、この貫通孔を空気が流通することになる。その結果、アーマチュアコア６周辺の空気の流れがスムーズになり、アーマチュアコア６の冷却効率を向上させることができるため、高出力化が可能になり、高性能な電動モータ１を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、図５，６に基づいて本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態におけるアーマチュアコアの分解斜視図であり、図６は断面図である。なお、以下の説明では上述した第１実施形態と同様の構成については、同様の符号を付し、説明は省略する。第２実施形態の電動モータでは、周方向における回り止め部の形成位置を、リング部の軸方向に沿って異ならせている点で、上述した第１実施形態と相違している。
図５に示すように、本実施形態のアーマチュアコア１０６は、シャフト５に外嵌固定される環状のコア本体１３０と、コア本体１３０の外周面から径方向外側に向けて放射状に突設された複数のティース１３１とで構成されている。

まず、ティース１３１は軟磁性粉末を加圧成形して成るものであって、軸線方向平面視で略Ｔ字状に形成されている。すなわち、ティース１３１は、第１実施形態のティース３１（図２参照）と略同様の構成からなり、径方向外側に向けて延出する巻胴部３７と、巻胴部３７の先端から周方向、および軸線方向に延出する周壁部３８とが加圧成形され、一体的に成形されている。
巻胴部３７の基端側（周壁部３８と反対側）には、コア本体１３０の後述する収容部１５０内に嵌合される蟻ほぞ状の突部１３９が形成されている。なお、各ティース１３１間には、上述した第１実施形態と同様に蟻溝状のスロット４０が形成されている。

一方、コア本体１３０は、ティース１３１が接着固定された環状のリング部１５１と、リング部１５１の軸方向一端側（図６における上側）から嵌合される上段積層鉄心部（第１鉄心部）１５３と、リング部１５１の軸方向他端側（図６における下側）から嵌合される下段積層鉄心部（第１鉄心部）１５４とを備えている。
リング部１５１は、第１実施形態のリング部５１（図４参照）と同様に、軟磁性粉末を加圧成形して形成されたものであって、その中央に開口部１５５を有する環状の部材である。リング部５１の外周側には、リング部１５１の径方向外側に突出する複数の突部１５６が周方向に沿って等間隔に形成されている。この突部１５６は、径方向外側に向かうにつれ周方向に沿う幅が漸次拡大するように形成されており、これにより各突部１５６間には蟻溝状の収容部１５０が形成される。そして、この収容部１５０内に上述したティース１３１の突部１３９が嵌合されている。そして、コア本体１３０とティース１３１とは、突部１３９と収容部１５０とが接着されることで固定されている。

リング部１５１の内周側には、上段回り止め部１５７及び下段回り止め部２５７がそれぞれ複数対（例えば、３箇所ずつ）形成されている。
上段回り止め部１５７は、リング部１５１の軸方向一端側（図６における上側）の内周面において、径方向内側に向けて突出するものであり、周方向に沿って等間隔に形成されている。具体的には、上段回り止め部１５７は、リング部１５１の内周面と平行に湾曲する弧状面１５７ａと、軸線方向に対向配置された側面１５７ｂと、周方向両側に形成された端面１５７ｃとで構成されている。

一方、下段回り止め部２５７は、リング部１５１の軸方向他端側（図６における下側）の内周面において、上述した上段回り止め部１５７と同様の構成からなり、リング部１５１の内周面と平行に湾曲する弧状面２５７ａと、軸線方向に対向配置された側面２５７ｂと、周方向両側に形成された端面２５７ｃとで構成されている。
ここで、上段回り止め部１５７と下段回り止め部２５７とは、互いの周方向位置が異なるように配置されている。具体的には、上段回り止め部１５７と下段回り止め部２５７とは、軸方向に沿って重ならない位置に形成されており（いわゆる、千鳥配置）、リング部１５１の内周面には、上段回り止め部１５７と下段回り止め部２５７とが互い違いに形成されている。なお、本実施形態のリング部１５１は、軸方向一端側と他端側とで分割されたものを加圧成形することで構成されており、軸方向一端側と他端側とで同様の部材を使用している。そのため、生産コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。

上段積層鉄心部１５３は、磁性鋼板からなる板材１６０が複数積層されて構成されている。上段積層鉄心部１５３の板材１６０は、中央に厚さ方向に貫通する圧入孔１５２を有する円板部１６２を備えている。円板部１６２は、その外径がリング部１５１の内径と同等、もしくは小さく形成された円板形状のものであり、リング部１５１の内側に嵌合可能とされている。圧入孔１５２の径方向外側には、厚さ方向に沿って貫通する複数（例えば、３箇所）の肉抜き孔１６４が形成されている。この肉抜き孔１６４は、平面視瓦形状（円弧形状）に形成されたものであって、周方向に沿って等間隔に形成されている。

円板部１６２の外周縁には、外周縁から径方向内側に向かって切欠かれた複数（例えば、３箇所）の切欠き部１６３が形成されている。この切欠き部１６３は、円板部１６２の周方向に沿って等間隔に形成されており、上述した肉抜き孔１６４を避けるように、各肉抜き孔１６４間に形成されている。そして、各切欠き部１６３に挟まれた領域が、上述した上段回り止め部１５７間に圧入される圧入片（圧入部）１６５を構成している。

下段積層鉄心部１５４は、上述した上段積層鉄心部１５３と同様の構成からなり、磁性鋼板からなる板材１７０が複数積層されて構成されている。下段積層鉄心部１５４の板材１７０は、中央に厚さ方向に貫通する圧入孔１７２を有する円板部１７３を備えている。圧入孔１７２の径方向外側には、厚さ方向に沿って貫通する複数（例えば、３箇所）の肉抜き孔１７４が形成されている。円板部１７３の外周縁には、外周縁から径方向内側に向かって切欠かれた複数の切欠き部１７５が形成されている。そして、各切欠き部１７５に挟まれた領域が、上述した下段回り止め部２５７間に圧入される圧入片（圧入部）１７６を構成している。

各積層鉄心部１５３，１５４は、リング部１５１の軸方向両側からそれぞれ圧入固定されている。具体的には、上段積層鉄心部１５３は、軸方向一端側からリング部１５１の開口部１５５内に向けて圧入されることで、上段積層鉄心部１５３の圧入片１６５が各上段回り止め部１５７間に圧入固定されている。この時、上段積層鉄心部１５３を構成する板材１６０のうち、軸方向他端側の板材１６０（図６における最下層の板材１６０）は、下段回り止め部２５７の側面２５７ｂに当接することで、上段積層鉄心部１５３の軸方向他端側への移動が規制される。
一方、下段積層鉄心部１５４は、軸方向他端側からリング部１５１内に向けて圧入されることで、下段積層鉄心部１５４の圧入片１７６が各下段回り止め部２５７間に圧入固定されている。この時、下段積層鉄心部１５４を構成する板材１７０のうち、軸方向一端側の板材１７０（図６における最上層の板材１７０）は、上段回り止め部１５７の側面１５７ｂに当接することで、下段積層鉄心部１５４の軸方向一端側への移動が規制される。

そして、各積層鉄心部１５３，１５４の圧入孔１５２，１７２には、第１実施形態と同様にシャフト５が圧入される。これにより、本体コア１３０の各積層鉄心部１５３，１５４がシャフト５に圧入固定されるため、シャフト５に対する積層鉄心部１５３，１５４の相対位置が決定される。つまり、上段積層鉄心部１５３は、下段回り止め部２５７の側面２５７ｂに当接することで軸方向他端側への移動が規制されるとともに、シャフト５に圧入固定されることで軸方向一端側への移動が規制される。一方、下段積層鉄心部１５４は、上段回り止め部１５７の側面１５７ｂに当接することで軸方向一端側への移動が規制されるとともに、シャフト５に圧入されることで軸方向他端側への移動が規制される。

このように、本実施形態によれば、上段回り止め部１５７と下段回り止め部２５７との周方向位置を、リング部５１の軸方向に沿って異ならせる構成とした。
この構成によれば、上段積層鉄心部１５３と下段積層鉄心部１５４とのそれぞれの周方向及び軸方向の移動を規制することができるため、アーマチュアコア６を確実にシャフト５に固定することができる。また、各積層鉄心部１５３，１５４を同一材料により構成することができるため、生産コストの低減及び製造効率の向上を図ることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、本実施形態では、電動モータを車両に搭載する電装品に採用する場合について説明したが、これに限られることはなく種々の電装品に採用することが可能である。

また、第１実施形態では、回り止め部が５箇所形成されている場合について説明したが、これに限られることはなく適宜設計変更が可能である。また、第２実施形態では回り止め部が３箇所ずつ、すなわち上段回り止め部と下段回り止め部が３対形成されている場合について説明したが、これに限られることはなく少なくとも１対形成されていればよい。
また、上述した実施形態では、第１鉄心部及び第２鉄心部を積層鋼板からなる板材を積層して構成したが、これに限らず削り出し等によりブロック状の第１鉄心部及び第２鉄心部を構成してもよい。

本発明の実施形態における電動モータの断面図である。 本発明の第１実施形態におけるアーマチュアコアの斜視図である。 図２のＡ矢視図である。 本発明の第１実施形態におけるアーマチュアコアの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるアーマチュアコアの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態におけるアーマチュアコアの断面図である。

符号の説明

１…電動モータ ４…永久磁石 ５…シャフト ６…アーマチュアコア ３０…コア本体
３１…ティース ３７…巻胴部 ３８…周壁部 ５７…回り止め部 ５７ｂ，１５７ｂ，２５７ｂ…回り止め部の側面 ５１…リング部 ５２，７２，１５２，１７２…圧入孔 ５３…第１積層鉄心部（第１鉄心部） ５４…第２積層鉄心部（第２鉄心部） ６３…突部（圧入部） ６４，７４…肉抜き孔（肉抜き部） １５３…上段積層鉄心部（第１鉄心部） １５４…下段積層鉄心部（第１鉄心部） １５７…上段回り止め部（回り止め部） １６５，１７６…圧入片（圧入部） ２５７…下段回り止め部（回り止め部）

Claims (5)

1. 回転可能に支持されたシャフトと、
   前記シャフトに圧入固定されたアーマチュアコアとを備えた電動モータにおいて、
   前記アーマチュアコアは、コア本体と、前記コア本体に別体で設けられ、前記コア本体から径方向に沿って延びる複数のティースとで分割構成され、
   前記複数のティースは、軟磁性粉末を加圧成形して構成され、
   前記コア本体は、前記軟磁性粉末を加圧成形して構成されたリング部と、
   前記シャフトに圧入される圧入孔を有する第１積層部とを備え、
   前記リング部の内周面には、径方向内側に突出する回り止め部が形成される一方、前記第１鉄心部には、前記回り止め部に圧入固定される圧入部が形成されていることを特徴とする電動モータ。
2. 前記第１鉄心部の軸方向両側には、前記シャフトに圧入される圧入孔を有する第２鉄心部が、前記回り止め部の軸方向両側面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動モータ。
3. 少なくとも一対の前記回り止め部が、前記リング部の軸方向に沿って異なる位置に形成され、
   一対の前記第１鉄心部の前記圧入部が、それぞれ一対の前記回り止め部に対して前記リング部の軸方向両側から圧入され、
   前記軸方向の一方側から圧入された前記第１鉄心部の側面が、前記軸方向の他方側に形成された前記回り止め部の側面に当接し、前記他方側から圧入された前記第１鉄心部の側面が、前記一方側に形成された前記回り止め部の側面に当接していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動モータ。
4. 前記第１鉄心部および前記第２鉄心部のうち少なくともいずれか一方には、その厚さ方向に沿って肉抜き部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の電動モータ。
5. 前記アーマチュアコアによって発生する磁界と相互作用させるための永久磁石を備え、
   前記ティースは、コイルが巻装される巻胴部と、前記永久磁石に対向する周壁部とが加圧成形され、
   前記巻胴部の長手方向に直交する断面は、略楕円形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の電動モータ。

Images