JP2017005854A - ロータ、モータ、およびロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インナーロータ型のモータに用いられるロータにおいて、マグネットの径方向外側への飛散を樹脂部によって防止する。
【解決手段】ロータ３２Ａは、筒状のロータコア６１Ａと、複数のマグネット６２Ａと、樹脂部６３Ａとを有する。複数のマグネット６２Ａは、ロータコア６１Ａの外周面に配置される。ロータコア６１Ａおよび複数のマグネット６２Ａは、樹脂部６３Ａに覆われる。樹脂部６３Ａは、マグネット６２Ａの径方向外側の面を覆う外カバー部を有する。外カバー部は、溝部８３１Ａと、溝部に隣接する壁部８３２Ａとを有する。マグネット６２Ａの径方向外側への飛散は、壁部８３２Ａによって防止される。樹脂部６３Ａの成型時には、金型に設けられた突起が、マグネット６２Ａの径方向外側の面に接触または対向する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータ、モータ、およびロータの製造方法に関する。

従来、ステータの径方向内側にロータが配置された、いわゆるインナーロータ型のモータが知られている。インナーロータ型のモータに用いられるロータについては、例えば、特開２００１−２９８８８７号公報に記載されている。当該公報のロータは、ロータヨークと、複数の永久磁石と、モールド樹脂とを有する。また、当該公報のロータでは、永久磁石の円周方向端部の外側と、軸方向両端部とに、樹脂を流しこむことによって、ロータヨークの表面に永久磁石を固定している（請求項１等参照）。
特開２００１−２９８８８７号公報

特開２００１−２９８８８７号公報の構造では、永久磁石の周方向両端部付近のみが、樹脂で覆われていた。このため、モータの高速化がさらに進んで、永久磁石にかかる遠心力が大きくなると、当該公報の構造では、永久磁石の飛散を防止できない可能性がある。

モータのさらなる高速化に対応するためには、永久磁石の径方向外側の面の、より広い領域を、樹脂で覆うことが考えられる。ただし、永久磁石とステータとの間の径方向の距離が長くなると、モータの効率が低下する。したがって、モータの効率化の観点では、永久磁石を覆う樹脂の厚みを薄くすることが求められる。そのためには、モールド樹脂の射出成型時に、永久磁石の径方向外側の面と、金型の内周面との間隔を狭くする必要がある。

しかしながら、そのような狭い隙間には、樹脂を安定的に流し込むことが困難である。このため、当該隙間において、樹脂の未充填の問題が生じる。また、狭い隙間に空気が残り、当該空気が圧縮されて高温になると、周辺の樹脂が変質する場合がある。さらに、樹脂の未充填や変質によって、製造後に樹脂の一部が永久磁石から剥がれる虞もある。

本発明の目的は、インナーロータ型のモータに用いられるロータにおいて、マグネットの径方向外側への飛散を樹脂部によって防止し、かつ、射出成型時の空気溜まりに起因する樹脂の変質や剥がれを抑制できる技術を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、モータのロータであって、中心軸に対して周方向に配列された複数のマグネットと、前記複数のマグネットが取り付けられる略筒状の磁性体であるロータコアと、前記ロータコアの軸方向一方側の端面に取り付けられる板状の第１ロータカバーと、前記ロータコアの軸方向一方側の端面に取り付けられる第１ウェイトと、前記ロータコアの軸方向他方側の端面に取り付けられる第２ロータカバーと、前記ロータコアに対して、前記第１ロータカバー、前記第１ウェイト、および前記第２ロータカバーを固定する複数の固定部材と、を有し、前記複数のマグネットの各々の軸方向一方側の端面は、少なくとも部分的に、前記第１ロータカバーまたは前記第１ウェイトと軸方向に対向し、前記ロータコアの軸方向一方側の端面は、前記第１ロータカバーに覆われるカバー領域と、前記第１ウェイトに覆われるウェイト領域と、を有し、前記カバー領域と前記ウェイト領域とは、互いに異なる位置に配置され、前記複数の固定部材は、それぞれ、前記第１ロータカバーに設けられた挿入孔または前記第１ウェイトに設けられた挿入孔と、前記ロータコアに設けられた貫通孔とを通って、軸方向に延びる。

本願の例示的な第２発明は、上下に延びる中心軸を中心とする筒状の磁性体であるロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置される複数のマグネットと、前記ロータコアおよび前記マグネットを保持する樹脂部と、を有するロータの製造方法であって、ａ）一対の上下金型により形成される空洞部内に、前記ロータコアおよび前記複数のマグネットを配置する工程と、ｂ）前記空洞部内に溶融樹脂を流し込む工程と、ｃ）前記溶融樹脂を固化させることにより、前記樹脂部を形成する工程と、を有し、前記一対の上下金型の少なくとも一方は、前記空洞部を構成する内周面から径方向内側へ向けて突出するとともに軸方向に延びる複数の突起を有し、前記工程ａ）では、前記複数の突起が、前記複数のマグネットの各々の径方向外側の面と、接触または僅かな隙間を介して径方向に対向し、前記工程ｃ）では、前記複数の突起によって、前記樹脂部に溝部が形成される製造方法。

本願の例示的な第１発明によれば、外カバー部の壁部により、マグネットの径方向外側への飛散を防止できる。また、外カバー部に溝部を形成することにより、樹脂部の成型時に、マグネットと金型との間に空気溜まりが生じることを抑制できる。その結果、外カバー部における樹脂の変質や剥がれを抑制できる。

本願の例示的な第２発明によれば、樹脂部の成型時に、金型の突起をマグネットの径方向外側の面に接触または対向させることにより、マグネットと金型との間に空気溜まりが生じることを抑制できる。その結果、樹脂の変質や剥がれを抑制できる。

図１は、第１実施形態に係るロータの斜視図である。 図２は、第１実施形態に係るロータの射出成型時の様子を示す平面図である。 図３は、第２実施形態に係るモータの縦断面図である。 図４は、第２実施形態に係るロータの斜視図である。 図５は、第２実施形態に係るロータコアおよび複数のマグネットの斜視図である。 図６は、第２実施形態に係るロータの横断面図である。 図７は、第２実施形態に係るロータの縦断面図である。 図８は、第２実施形態に係るロータの製造手順を示すフローチャートである。 図９は、第２実施形態に係る射出成型時の様子を示す縦断面図である。 図１０は、第２実施形態に係る射出成型時の様子を示す平面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、ロータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、ロータの中心軸に直交する方向を「径方向」、ロータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、以下の実施形態では、軸方向を上下方向として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るロータおよびモータの製造時または使用時の向きを限定する意図はない。

＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るロータ３２Ａの斜視図である。このロータ３２Ａは、インナーロータ型のモータに用いられる。モータの駆動時には、上下に延びる中心軸９Ａを中心として、ロータ３２Ａが回転する。

図１に示すように、ロータ３２Ａは、ロータコア６１Ａ、複数のマグネット６２Ａ、および樹脂部６３Ａを有する。ロータコア６１Ａは、中心軸９Ａを中心とする筒状の磁性体である。複数のマグネット６２Ａは、ロータコア６１Ａの外周面に配置される。ロータコア６１Ａおよび複数のマグネット６２Ａは、樹脂６３Ａに覆われることによって保持される。

樹脂部６３Ａは、マグネット６２Ａの径方向外側の面を覆う外カバー部８３Ａを有する。外カバー部８３Ａは、溝部８３１Ａと壁部８３２Ａとを有する。溝部８３１Ａは、外カバー部８３Ａの径方向外側の面から径方向内側へ向けて凹み、かつ、軸方向に延びる。壁部８３２Ａは、溝部８３１Ａと周方向に隣接する。モータの駆動時には、マグネット６２Ａに遠心力が加わるが、外カバー部８３Ａの壁部８３２Ａによって、マグネット６２Ａの径方向外側への飛散は防止される。

図２は、ロータ３２Ａの製造工程において、樹脂部６３Ａを射出成型するときの様子を示した平面図である。樹脂部６３Ａを射出成型するときには、まず、一対の上下金型９０Ａにより形成される空洞部９３Ａ内に、ロータコア６１Ａおよび複数のマグネット６２Ａを配置する。次に、上下金型９０Ａ内の空洞部９３Ａに、溶融樹脂を流し込む。その後、溶融樹脂を固化させることにより、樹脂部６３Ａを形成する。

図２に示すように、一対の上下金型９０Ａには、複数の突起９０１Ａが設けられている。各突起９０１Ａは、上下金型９０Ａの空洞部９３Ａを構成する内周面から、径方向内側へ向けて突出するとともに、軸方向に延びる。上下金型９０Ａの内部にロータコア６１Ａおよび複数のマグネット６２Ａを配置すると、複数のマグネット６２Ａの各々の径方向外側の面と、複数の突起９０１Ａとが、接触または僅かな隙間を介して径方向に対向する。このため、上下金型９０Ａ内の空洞部９３Ａに溶融樹脂を流し込んで固化させると、複数の突起９０１Ａによって、上述した溝部８３１Ａが形成される。

また、上下金型９０Ａの内周面とマグネット６２Ａとの間の空間のうち、溶融樹脂が流れ込みにくい狭い空間は、突起９０１Ａによって小さくなる。上下金型９０Ａ内の空洞部９３Ａに溶融樹脂を流し込むと、上下金型９０Ａの内周面とマグネット６２Ａとの間の空気は、図２の拡大図に示した破線矢印のように、突起９０１Ａの近傍から、上下金型９０に設けられた排気孔９０２Ａへ排出される。その結果、空気溜まりに起因する樹脂の変質や剥がれを抑制できる。

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．モータの構造＞
図３は、第２実施形態に係るモータ１の縦断面図である。このモータ１は、ステータ２１の径方向内側にロータ３２が配置された、いわゆるインナーロータ型のモータである。モータ１は、例えば、空調機等の家電製品に使用される。ただし、本発明のモータは、家電製品以外の用途に使用されるものであってもよい。例えば、本発明のモータは、自動車や鉄道等の輸送機器、ＯＡ機器、医療機器、工具、産業用の大型設備等に搭載されて、種々の駆動力を発生させるものであってもよい。

図１に示すように、モータ１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、駆動対象となる機器の枠体に固定される。回転部３は、静止部２に対して回転可能に支持される。

静止部２は、ステータ２１、ステータハウジング２２、カバー部材２３、下軸受部２４、および上軸受部２５を有する。

ステータ２１は、駆動電流に応じて磁束を発生させる電機子である。ステータ２１は、ステータコア２１１と導線２１２とを有する。ステータコア２１１には、磁性体である積層鋼板が用いられる。ステータコア２１１は、中心軸９の周りを取り囲む円環状のコアバック４１と、コアバック４１から径方向内側へ向けて突出する複数のティース４２と、を有する。コアバック４１は、中心軸９と略同軸に配置される。複数のティース４２は、周方向に等間隔に配列される。導線２１２は、複数のティース４２に巻き付けられる。また、ティース４２と導線２１２との間には、樹脂製のインシュレータ２１３が介在する。

ステータハウジング２２は、ステータ２１を保持する樹脂製の部材である。ステータハウジング２２の材料には、例えば、熱硬化性の不飽和ポリエステル樹脂が用いられる。ステータハウジング２２は、ステータ２１が収容された金型内の空洞部に、樹脂を流し込んで固化させることにより得られる。すなわち、ステータハウジング２２は、ステータ２１をインサート部品とする樹脂成型品である。したがって、ステータコア２１１および導線２１２の少なくとも一部分は、ステータハウジング２２に覆われる。

本実施形態のステータハウジング２２は、円筒部５１および底板部５２を有する。円筒部５１は、軸方向に略円筒状に延びる。ステータ２１は、円筒部５１を構成する樹脂に覆われる。ただし、ティース４２の径方向内側の端面を含むステータ２１の一部分は、円筒部５１から露出していてもよい。また、円筒部５１の径方向内側には、後述するロータ３２が配置される。底板部５２は、ステータ２１およびロータ３２よりも軸方向下側において、中心軸９に対して略垂直に拡がる。底板部５２の下面の中央には、後述するシャフト３１を通すための挿通孔５２０が設けられている。下軸受部２４は、挿通孔５２０の周囲に配置される。

カバー部材２３は、ステータハウジング２２の上部の開口を塞ぐ円板状の部材である。カバー部材２３は、ステータ２１およびロータ３２よりも軸方向上側において、中心軸９に対して略垂直に拡がる。カバー部材２３の下面の中央には、凹状の軸受収容部２３０が設けられている。上軸受部２５およびシャフト３１の上端部は、軸受収容部２３０内に配置される。

下軸受部２４は、ロータ３２よりも軸方向下側において、シャフト３１を回転可能に支持する。上軸受部２５は、ロータ３２よりも軸方向上側において、シャフト３１を回転可能に支持する。本実施形態の下軸受部２４および上軸受部２５には、外輪と内輪との間に複数の球体を有するボールベアリングが、使用されている。下軸受部２４の外輪は、ステータハウジング２２の底板部５２に固定される。上軸受部２５の外輪は、カバー部材２３に固定される。また、下軸受部２４および上軸受部２５の内輪は、シャフト３１の外周面に固定される。ただし、ボールベアリングに代えて、すべり軸受や流体軸受等の他方式の軸受が、使用されていてもよい。

回転部３は、シャフト３１およびロータ３２を有する。

シャフト３１は、中心軸９に沿って配置された円柱状の部材である。シャフト３１は、下軸受部２４および上軸受部２５に支持され、中心軸９を中心として回転する。シャフト３１の下端部は、下軸受部２４よりも下側へ突出する。シャフト３１の下端部には、例えば、空調機用のファンが取り付けられる。ただし、シャフト３１は、ギア等の動力伝達機構を介して、ファン以外の駆動部に連結されるものであってもよい。

なお、本実施形態のシャフト３１は、ステータハウジング２２の下方へ突出しているが、本発明はこの限りではない。シャフト３１は、カバー部材２３の上方へ突出し、その上端部が駆動部と連結されるようになっていてもよい。また、シャフト３１は、ステータハウジング２２およびカバー部材２３から上下に突出し、その上端部および下端部の双方が、それぞれ駆動部に連結されるようになっていてもよい。

ロータ３２は、シャフト３１に固定されて、シャフト３１とともに回転する。ロータ３２の外周面と、複数のティース４２の径方向内側の端面とは、僅かな隙間を介して径方向に対向する。ロータ３２は、筒状のロータコア６１と、複数のマグネット６２と、樹脂部６３とを有する。

ロータコア６１には、磁性体である電磁鋼板が用いられる。シャフト３１は、ロータコア６１の径方向内側に圧入されて、ロータコア６１を上下に貫通する。複数のマグネット６２は、ロータコア６１の外周面に配置される。各マグネット６２の径方向外側の面は、Ｎ極またはＳ極の磁極面であり、ティース４２の径方向内側の端面と径方向に対向する。複数のマグネット６２は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、周方向に略等間隔に配列される。樹脂部６３は、ロータコア６１およびマグネット６２を覆う、いわゆるモールド樹脂である。ロータコア６１およびマグネット６２は、樹脂部６３に覆われることによって、互いに位置ずれすることなく保持される。

モータ１の駆動時には、外部電源から、図示を省略した回路基板を介して、ステータ２１の導線２１２に駆動電圧が供給される。そうすると、ステータコア２１１の複数のティース４２に、磁束が生じる。そして、ティース４２とマグネット６２との間の磁束が及ぼす作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、中心軸９を中心として回転部３が回転する。

＜２−２．ロータの詳細な構造＞
続いて、ロータ３２のより詳細な構造について、説明する。図４は、ロータ３２の斜視図である。図５は、ロータコア６１および複数のマグネット６２の斜視図である。図５では、樹脂部６３の形状が破線で描かれている。図６は、ロータ３２の横断面図である。図７は、ロータ３２の縦断面図である。

図５〜図７に示すように、本実施形態のロータコア６１は、内側コア７１と外側コア７２とを有する。内側コア７１および外側コア７２は、いずれも、軸方向に略円筒状に延びる。また、外側コア７２は、内側コア７１よりも径方向外側に位置する。内側コア７１の中央には、軸方向に貫通する中央孔７１０が設けられている。シャフト３１は、内側コア７１の当該中央孔７１０に圧入される。これにより、シャフト３１と内側コア７１とが、互いに固定される。

複数のマグネット６２は、外側コア７２の外周面に配置される。各マグネット６２の径方向内側の面は、中心軸９を中心とする略円弧状の面となっている。したがって、中心軸９からマグネット６２の径方向内側の面までの距離は、周方向の位置に拘わらず、略一定である。一方、各マグネット６２の径方向外側の面は、径方向内側の面よりも曲率半径の小さい略円弧状の面となっている。中心軸９からマグネット６２の径方向外側の面までの距離は、周方向の中央から周方向の両端部へ向かうにつれて、次第に短くなる。したがって、本実施形態のマグネット６２は、径方向外側の面の周方向中央に、中心軸９からの距離が最も遠い頂部６２１を有する。

図４〜図７に示すように、本実施形態の樹脂部６３は、上カバー部８１、下カバー部８２、外カバー部８３、およびコア接続部８４を有する。上カバー部８１は、ロータコア６１および複数のマグネット６２よりも軸方向上側に位置し、中心軸９に対して垂直に拡がる。ロータコア６１の上面および複数のマグネット６２の上面は、上カバー部８１に覆われる。下カバー部８２は、ロータコア６１および複数のマグネット６２よりも軸方向下側に位置し、中心軸９に対して垂直に拡がる。ロータコア６１の下面および複数のマグネット６２の下面は、下カバー部８２に覆われる。

外カバー部８３は、上カバー部８１の径方向外側の端縁部と下カバー部８２の径方向外側の端縁部との間において、軸方向に拡がる。複数のマグネット６２の径方向外側の面は、外カバー部８３に覆われる。図４〜図６に示すように、本実施形態の外カバー部８３は、複数の溝部８３１と、複数の壁部８３２とを有する。複数の溝部８３１は、複数のマグネット６２の各々の径方向外側に位置する。各溝部８３１は、外カバー部８３の径方向外側の面から径方向内側へ向けて凹む。また、本実施形態の溝部８３１は、外カバー部８３の上端から下端まで、軸方向に延びる。マグネット６２の径方向外側の面のうち、溝部８３１と径方向に重なる部分は、溝部８３１内に露出していてもよいし、薄い樹脂膜に覆われていてもよい。

壁部８３２は、各溝部８３１の周方向両側に隣接して配置される。各壁部８３２は、マグネット６２の径方向外側の面に沿って、軸方向および周方向に拡がる。モータ１の駆動時には、マグネット６２に大きな遠心力がかかる。しかしながら、各マグネット６２の径方向外側の面が、壁部８３２に覆われているため、マグネット６２の径方向外側への飛散は防止される。特に、本実施形態のロータ３２では、溝部８３１の周方向の幅が、壁部８３２の周方向の幅よりも狭い。このように、壁部８３２の周方向の幅を広くとることで、マグネット６２の径方向外側への飛散が、より防止される。

また、図７中に拡大して示したように、本実施形態では、外側コア７２の外周面とマグネット６２との間に、接着剤６４が介在する。このため、壁部８３２の保持力だけではなく、接着剤６４の接着力も、マグネット６２の飛散防止に貢献する。

コア接続部８４は、内側コア７１と外側コア７２との間に介在する。内側コア７１と外側コア７２とは、コア接続部８４によって接続される。本実施形態のロータ３２では、シャフト３１に対して内側コア７１が、樹脂部６３を介することなく、直接固定される。このため、シャフト３１に樹脂部６３を介してロータコア６１を固定する場合よりも、シャフト３１とロータコア６１との間の固定強度を高めることができる。また、内側コア７１と外側コア７２との間には、絶縁体であるコア接続部８４が介在する。したがって、マグネット６２および外側コア７２を含む導体群と、内側コア７１、シャフト３１、下軸受部２４、および上軸受部２５を含む導体群とは、電気的に絶縁される。これにより、モータ１の駆動時に、電食現象によって下軸受部２４および上軸受部２５が損傷することを、抑制できる。

また、図４、図６、および図７に示すように、本実施形態の樹脂部６３は、コア接続部８４の上側および下側に、軸方向に凹む穴８５を有する。このため、内側コア７１と外側コア７２との間には、コア接続部８４と、樹脂よりもさらに導電率の低い空気層とが介在する。これにより、内側コア７１と外側コア７２とが、より電気的に絶縁される。また、穴８５を形成することによって、樹脂の使用量も低減される。なお、図４および図６のように、本実施形態では、周方向に複数の穴８５が並んでいる。しかしながら、穴８５は、円環状に繋がっていてもよい。

＜２−３．ロータの製造手順＞
続いて、ロータ３２の製造手順を説明する。図８は、ロータ３２の製造手順を示すフローチャートである。図９は、射出成型時の様子を示す縦断面図である。図１０は、射出成型時の様子を示す平面図である。

ロータ３２を製造するときには、まず、内側コア７１、外側コア７２、および複数のマグネット６２を準備する。そして、外側コア７２の外周面に、複数のマグネット６２を、接着剤６４で固定する（ステップＳ１）。なお、次のステップＳ２において、下金型９１の形状またはピンによって、外側コア７２と複数のマグネット６２とを、互いに接触した状態に固定できるのであれば、ステップＳ１での接着剤６４による固定は、省略してもよい。

次に、樹脂成型用の上下金型９０の内部に、内側コア７１、外側コア７２、および複数のマグネット６２を配置する（ステップＳ２）。上下金型９０は、内側コア７１、外側コア７２、および複数のマグネット６２を受ける下金型９１と、下金型９１の上部の開口を閉じる上金型９２とを有する。本実施形態では、上記のステップＳ１において、外側コア７２と複数のマグネット６２とが、予め接着されている。このため、ステップＳ２では、下金型９１の内部に、外側コア７２および複数のマグネット６２を、容易に配置できる。

下金型９１の内部にロータコア６１および複数のマグネット６２を配置した後、下金型９１の上面に上金型９２の下面を接触させると、図９のように、上下金型９０の内部に空洞部９３が形成される。そして、当該空洞部９３内に、内側コア７１、外側コア７２、および複数のマグネット６２が収容される。

図９に示すように、下金型９１には、複数の位置決めピン９１１が設けられている。各位置決めピン９１１の上端は、マグネット６２の下端面に接触する。これにより、外側コア７２および複数のマグネット６２が、軸方向に位置決めされる。なお、位置決めピン９１１の上端を、外側コア７２の下端面に接触させることによって、外側コア７２および複数のマグネット６２を、軸方向に位置決めしてもよい。

また、図９に示すように、上金型９２には、複数の浮上防止ピン９２１が設けられている。各浮上防止ピン９２１の下端と、マグネット６２の上端面とは、僅かな隙間を介して軸方向に対向する。これにより、後述するステップＳ３において、溶融樹脂の圧力で、外側コア７２および複数のマグネット６２が上方へ浮き上がることが抑制される。なお、浮上防止ピン９２１の下端を、外側コア７２の上端面に対向させることによって、外側コア７２および複数のマグネット６２の浮き上がりを抑制してもよい。

また、図１０に拡大して示したように、下金型９１は、複数の突起９０１を有する。複数の突起９０１は、それぞれ、マグネット６２の頂部６２１の径方向外側に位置する。また、各突起９０１は、下金型９１の空洞部９３を構成する内周面から径方向内側へ向けて突出するとともに、軸方向に延びる。内側コア７１、外側コア７２、および複数のマグネット６２を下金型９１の内部に配置すると、複数の突起９０１は、複数のマグネット６２の各々の径方向外側の面と、接触または僅かな隙間を介して径方向に対向する。

外側コア７２は、その内周面に、径方向内側へ向けて突出する複数の凸部７２１を有する。下金型９１に外側コア７２を配置するときには、位置決め用の治具を、凸部７２１に接触させる。これにより、外側コア７２が周方向に位置決めされる。その結果、各マグネット６２の頂部６２１が、下金型９１の突起９０１に対向する位置に配置される。

また、図９および図１０に示すように、外側コア７２は、その上面に窪部７２２を有する。一方、上金型９２には、回り止めピン９２２が設けられている。ステップＳ２では、外側コア７２の窪部７２２に、回り止めピン９２２の下端が挿入される。これにより、外側コア７２の周方向の位置ずれが、防止される。その結果、各マグネット６２の頂部６２１の位置が、下金型９１の突起９０１に対向する位置に維持される。なお、外側コア７２の下面に窪部を設け、当該窪部に、下金型９１に設けられた回り止めピンを挿入するようにしてもよい。

図９に示すように、本実施形態では、下金型９１と上金型９２との合わせ面が、マグネット６２よりも軸方向上側に位置する。また、図９および図１０に示すように、下金型９１と上金型９２との境界部には、放射状に延びる複数の排気孔９０２が形成される。各排気孔９０２は、突起９０１の上端部付近から、径方向外側へ向けて延びる。したがって、各排気孔９０２の径方向内側の端部は、突起９０１と軸方向および周方向に重なる。

次に、上金型９２に設けられた樹脂注入口９２３から、上下金型９０内の空洞部９３へ、溶融樹脂を流し込む（ステップＳ３）。本実施形態では、マグネット６２の上端面に対向する位置に、樹脂注入口９２３が配置される。より具体的には、下金型９１の突起９０１およびマグネット６２の頂部６２１と略同一の周方向位置に、樹脂注入口９２３が配置される。したがって、樹脂注入口９２３から射出された溶融樹脂は、上下金型９０との距離が比較的狭いマグネット６２の周方向中央付近から、上下金型９０との距離が比較的広いマグネット６２の周方向両端部付近へ向けて、流れる。これにより、上下金型９１内の空気を排出しやすくなり、空洞部９３の全体に、溶融樹脂を行き渡らせやすくなる。なお、樹脂注入口９２３は、下金型９１に設けられていてもよい。

図１０の拡大図中に破線矢印で示したように、マグネット６２の径方向外側の面と、下金型９１の内周面との間では、溶融樹脂が、周方向の両側から突起９０１へ向けて流れる。マグネット６２の頂部６２１付近と下金型９１の内周面との間は、特に狭いため、もし突起９０１が無ければ、その空間には空気溜まりが残りやすい。しかしながら、本実施形態では、下金型９１の突起９０１によって、マグネット６２の頂部６２１付近と下金型９１の内周面との間の当該空間が小さくなっている。したがって、マグネット６２の径方向外側の面と、下金型９１の内周面との間に、空気溜まりが残りにくくなる。突起９０１の近傍の空気は、上方へ押し上げられ、図１０の拡大図中の破線矢印のように、排気孔９０２を通って外部へ排出される。その結果、空気溜まりに起因する樹脂の変質や剥がれを抑制できる。

上下金型９０内の空洞部９３に溶融樹脂が行き渡ると、続いて、溶融樹脂を固化させる（ステップＳ４）。これにより、上カバー部８１、下カバー部８２、外カバー部８３、およびコア接続部８４を含む樹脂部６３が形成される。また、溶融樹脂が固化すると、内側コア７１、外側コア７２、および複数のマグネット６２が、樹脂部６３によって互いに固定される。

ステップＳ３では、下金型９１の複数の突起９０１によって、外カバー部８３に溝部８３１が形成される。本実施形態では、マグネット６２の頂部６２１の径方向外側に、溝部８３１が形成される。また、本実施形態の溝部８３１は、外カバー部８３の上端から下端まで軸方向に延びる。なお、溝部８３１は、必ずしも外カバー部８３の上端から下端まで延びていなくてもよい。ただし、固化後の樹脂部６３を上下金型９０から容易に離型させるためには、溝部８３１が、外カバー部８３の上端および下端の少なくとも一方から軸方向に延びていることが好ましい。

また、図７中の拡大図に示すように、成型後の樹脂部６３は、上カバー部８１の上面にゲート跡８１１を有する。ゲート跡８１１は、樹脂注入口９２３の痕跡である。本実施形態では、ゲート跡８１１と溝部８３１とが、略同一の周方向位置に配置される。なお、既述の通り、樹脂注入口９２３は、下金型９１に設けられていてもよい。その場合には、下カバー部８２の下面に、ゲート跡が形成される。

また、図７中の拡大図に示すように、成型後の樹脂部６３は、外カバー部８３の上端に、パーティングライン８３３を有する。パーティングライン８３３は、下金型９１と上金型９２との合わせ面の痕跡である。パーティングライン８３３と溝部８３１とは、互いに繋がっている。また、本実施形態では、パーティングライン８３３が、マグネット６２およびステータコア２１１よりも軸方向上側に位置する。このため、パーティングライン８３３に微小な突起が生じたとしても、当該微小な突起または当該突起が欠けて発生する樹脂の破片が、ステータコア２１１のティース４２に接触することを抑制できる。

なお、下金型９１と上金型９２との合わせ面は、マグネット６２およびステータコア２１１より軸方向下側に位置していてもよい。その場合、パーティングライン８３３も、マグネット６２およびステータコア２１１より軸方向下側に位置する。例えば、外カバー部８３の下端に、パーティングライン８３３が形成されていてもよい。

また、図７中の拡大図に示すように、成型後の樹脂部６３は、上カバー部８１の上面に、下側へ向けて凹む複数の凹部８１２を有する。凹部８１２は、上金型９２の複数の浮上防止ピン９２１の痕跡である。したがって、上面視において、各凹部８１２は、マグネット６２と重なる位置に配置される。ただし、浮上防止ピン９２１を外側コア７２の上方に設けた場合には、上面視において外側コア７２と重なる位置に、凹部８１２が形成される。

また、図７中の拡大図に示すように、成型後の樹脂部６３は、下カバー部８２に複数の貫通孔８２１を有する。貫通孔８２１は、下金型９１の複数の位置決めピン９１１の痕跡である。したがって、下面視において、貫通孔８２１は、マグネット６２と重なる位置に配置される。ただし、位置決めピン９１１を外側コア７２の下方に設けた場合には、下面視において外側コア７２と重なる位置に、貫通孔８２１が形成される。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。

上記の実施形態では、マグネットの径方向外側の面が、径方向外側へ向けて膨らむ曲面であった。このため、マグネットの径方向外側の面の周方向中央に、頂部が位置していた。しかしながら、マグネットの径方向外側の面は、周方向の位置により中心軸からの距離が変化する他の形状であってもよい。例えば、マグネットの径方向外側の面は、径方向内側へ向けて凹む曲面であってもよい。すなわち、マグネットの径方向外側の面の周方向の両端部に、頂部が位置していてもよい。その場合、樹脂部は、マグネットの周方向の両端部と径方向に重なる位置に、溝部を有していることが好ましい。

また、上記の実施形態では、下金型のみに、溝部を形成する突起が設けられていた。しかしながら、上下金型の合わせ面が、マグネットの上端部よりも下側に位置する場合には、下金型および上金型の双方、あるいは、上金型のみに、溝部を形成する突起が設けられていてもよい。

また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、ロータ、モータ、およびロータの製造方法に利用できる。

１ モータ
２ 静止部
３ 回転部
９，９Ａ 中心軸
２１ ステータ
２２ ステータハウジング
２３ カバー部材
２４ 下軸受部
２５ 上軸受部
３１ シャフト
３２，３２Ａ ロータ
６１，６１Ａ ロータコア
６２，６２Ａ マグネット
６３，６３Ａ 樹脂部
６４ 接着剤
７１ 内側コア
７２ 外側コア
８１ 上カバー部
８２ 下カバー部
８３，８３Ａ 外カバー部
８４ コア接続部
８５ 穴
９０，９０Ａ 上下金型
９１ 下金型
９２ 上金型
９３，９３Ａ 空洞部
６２１ 頂部
７１０ 中央孔
７２１ 凸部
７２２ 窪部
８１１ ゲート跡
８１２ 凹部
８２１ 貫通孔
８３１，８３１Ａ 溝部
８３２，８３２Ａ 壁部
８３３ パーティングライン
９０１，９０１Ａ 突起
９０２，９０２Ａ 排気孔
９１１ 位置決めピン
９２１ 浮上防止ピン
９２２ 回り止めピン
９２３ 樹脂注入口

Claims (22)

1. インナーロータ型のモータに用いられ、上下に延びる中心軸を中心として回転するロータであって、
   磁性体からなる筒状のロータコアと、
   前記ロータコアの外周面に配置される複数のマグネットと、
   前記ロータコアおよび前記マグネットを保持する樹脂部と、
   を有し、
   前記樹脂部は、前記マグネットの径方向外側の面を覆う外カバー部を有し、
   前記外カバー部は、
   径方向外側の面から径方向内側へ向けて凹み、かつ、軸方向に延びる溝部と、
   前記溝部と周方向に隣接する壁部と、
   を有するロータ。
2. 請求項１に記載のロータであって、
   前記溝部の周方向の幅は、前記壁部の周方向の幅よりも狭いロータ。
3. 請求項１または請求項２に記載のロータであって、
   前記マグネットの径方向外側の面は、周方向の位置により中心軸からの距離が変化し、
   前記マグネットは、前記径方向外側の面において、前記中心軸から最も遠い位置に頂部を有し、
   前記溝部は、少なくとも、前記頂部の径方向外側に位置するロータ。
4. 請求項３に記載のロータであって、
   前記頂部は、前記マグネットの周方向中央に位置するロータ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のロータであって、
   前記溝部は、前記外カバー部の上端および下端の少なくとも一方から軸方向に延びるロータ。
6. 請求項５に記載のロータであって、
   前記溝部は、前記外カバー部の上端から下端まで軸方向に延びるロータ。
7. 請求項５または請求項６に記載のロータであって、
   前記外カバー部は、その上端または下端にパーティングラインを有し、
   前記パーティングラインと前記溝部とが繋がっているロータ。
8. 請求項７に記載のロータであって、
   前記パーティングラインは、前記マグネットよりも軸方向上側または軸方向下側に位置するロータ。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のロータであって、
   前記ロータコアの外周面と前記マグネットとの間に、接着剤が介在するロータ。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のロータであって、
    前記樹脂部の上面または下面は、金型の樹脂注入口の痕跡であるゲート跡を有し、
    前記ゲート跡は、前記溝部と略同一の周方向位置に配置されるロータ。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のロータであって、
    前記ロータコアは、
    略円筒状の内側コアと、
    前記内側コアよりも径方向外側に位置する略円筒状の外側コアと、
    を有し、
    前記外側コアの外周面に、複数の前記マグネットが配置され、
    前記樹脂部は、
    前記内側コアと前記外側コアとの間に介在するコア接続部
    をさらに有するロータ。
12. 請求項１１に記載のロータであって、
    前記外側コアは、径方向内側へ向けて突出する凸部を有するロータ。
13. 請求項１１または請求項１２に記載のロータであって、
    前記外側コアは、上面または下面に窪部を有するロータ。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のロータであって、
    前記樹脂部は、
    前記ロータコアおよび前記マグネットの上面を覆う上カバー部
    をさらに有し、
    前記上カバー部は、上面から下側へ向けて凹む複数の凹部を有し、
    上面視において、前記凹部は、前記ロータコアまたは前記マグネットと重なるロータ。
15. 請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載のロータであって、
    前記樹脂部は、
    前記ロータコアおよび前記マグネットの下面を覆う下カバー部
    をさらに有し、
    前記下カバー部は、上下に貫通する複数の貫通孔を有し、
    下面視において、前記貫通孔は、前記ロータコアまたは前記マグネットと重なるロータ。
16. インナーロータ型のモータであって、
    請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載のロータと、
    前記ロータの外周面と径方向に対向する複数のティースをもつ磁性体のステータコアと、
    前記複数のティースに巻かれた導線と、
    前記導線および前記ステータコアの少なくとも一部分を覆う樹脂製のステータハウジングと、
    を有するモータ。
17. 上下に延びる中心軸を中心とする筒状の磁性体であるロータコアと、前記ロータコアの外周面に配置される複数のマグネットと、前記ロータコアおよび前記マグネットを保持する樹脂部と、を有するロータの製造方法であって、
    ａ）一対の上下金型により形成される空洞部内に、前記ロータコアおよび前記複数のマグネットを配置する工程と、
    ｂ）前記空洞部内に溶融樹脂を流し込む工程と、
    ｃ）前記溶融樹脂を固化させることにより、前記樹脂部を形成する工程と、
    を有し、
    前記一対の上下金型の少なくとも一方は、前記空洞部を構成する内周面から径方向内側へ向けて突出するとともに軸方向に延びる複数の突起を有し、
    前記工程ａ）では、前記複数の突起が、前記複数のマグネットの各々の径方向外側の面と、接触または僅かな隙間を介して径方向に対向し、
    前記工程ｃ）では、前記複数の突起によって、前記樹脂部に溝部が形成される製造方法。
18. 請求項１７に記載の製造方法であって、
    前記工程ａ）では、前記一対の上下金型の間に排気孔が形成され、
    前記排気孔の径方向内側の端部は、前記突起と軸方向および周方向に重なる製造方法。
19. 請求項１８に記載の製造方法であって、
    前記工程ａ）では、前記一対の上下金型の間に複数の前記排気孔が形成され、
    複数の前記排気孔の各々の径方向内側の端部は、前記突起と軸方向および周方向に重なる製造方法。
20. 請求項１７から請求項１９までのいずれか１項に記載の製造方法であって、
    前記一対の上下金型による合わせ面は、前記マグネットよりも軸方向上側または軸方向下側に位置する製造方法。
21. 請求項１７から請求項２０までのいずれか１項に記載の製造方法であって、
    前記工程ａ）では、前記金型に設けられた浮上防止ピンの先端と、前記ロータコアまたは前記マグネットの軸方向の端面とが、軸方向に対向する製造方法。
22. 請求項１７から請求項２１までのいずれか１項に記載の製造方法であって、
    前記工程ａ）では、前記金型に設けられた位置決めピンの先端が、前記ロータコアまたは前記マグネットの軸方向の端面に、接触する製造方法。

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