TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2020025454
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200213
出願番号2019133393
出願日20190719
発明の名称電気モータ及びそのロータ
出願人ジョンソン エレクトリック インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02K 1/27 20060101AFI20200121BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】接着剤を用いることなく、複数の永久磁石を固定することができるロータ、及びこのロータを用いる電気モータを提供する。
【解決手段】電気モータ及びそのロータが提供される。前記ロータは、軸と、ハウジングと、前記軸に固定され、前記ハウジングに収容されるロータコアと、前記ロータコアの外面と前記ハウジングの内面との間に配置される複数の永久磁石とを含む。前記ハウジングは、金属スケルトンと、前記金属スケルトンと一体であり、前記金属スケルトンに成形される保持フレームとを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
電気モータのロータであって、
軸と、
ハウジングと、
前記軸に固定され、前記ハウジングに収容されるロータコアと、
前記ロータコアの外面と前記ハウジングの内面との間に配置される複数の永久磁石と、
を備え、
前記ハウジングは、金属スケルトンと、前記金属スケルトンと一体であり、前記金属スケルトンに成形される保持フレームとを備える、
ことを特徴とするロータ。
続きを表示(約 890 文字)【請求項2】
前記金属スケルトンは、実質的に円筒状であり、内面を有し、各永久磁石の外面に当接し、前記保持フレームは、周方向に所定間隔で配置される複数の軸方向保持部を備え、前記軸方向保持部は、隣接する永久磁石の間に配置されて、前記永久磁石の側面に当接することを特徴とする、請求項1に記載のロータ。
【請求項3】
前記保持フレームは、更に、前記ロータコアの軸方向一端に配置されて、前記ロータコア及び前記永久磁石を支持する環状支持部を備えることを特徴とする、請求項2に記載のロータ。
【請求項4】
複数の端部が、前記金属スケルトンの軸方向一端から半径方向内方に延在し、周方向に所定間隔で配置され、前記保持フレームの前記環状支持部は、前記端部にオーバーモールドされることを特徴とする、請求項3に記載のロータ。
【請求項5】
前記金属スケルトンは、非磁性金属からなることを特徴とする、請求項2に記載のロータ。
【請求項6】
前記金属スケルトンは、0.2mm〜1mmの範囲の厚さを有することを特徴とする、請求項5に記載のロータ。
【請求項7】
前記金属スケルトンの前記内面は、前記永久磁石の前記外面の曲率よりも小さい曲率を有することを特徴とする、請求項2に記載のロータ。
【請求項8】
前記保持フレームは、2つの制限部を含み、前記2つの制限部は、それぞれ、前記軸方向保持部の2つの側から周方向反対方向に向かって延在し、前記永久磁石の前記外面に当接することを特徴とする、請求項2に記載のロータ。
【請求項9】
前記金属スケルトンは、周方向に所定間隔で配置される複数の突起を含み、前記突起は、半径方向内方に突出し、軸方向に沿って延在し、前記軸方向保持部は、対応する前記突起上にオーバーモールドされることを特徴とする、請求項2に記載のロータ。
【請求項10】
ステータと、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のロータとを備えることを特徴とする電気モータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
[0001] 本開示は、ロータに関し、特に、永久磁石を有するロータ、及びこのロータを用いる電気モータに関する。
続きを表示(約 6,900 文字)【背景技術】
【0002】
[0002] 電気モータの既存のロータは、ロータコアと、接着剤によって、ロータコアの外周に固定される複数の永久磁石とを含む。そして、非磁性ハウジングが、ロータコアに取り付けられて、永久磁石を取り囲むことができる。例えば、ロータコア及び永久磁石には、通常、非磁性ハウジングが取り付けられて、電気モータが電動パワーステアリング装置に適用されるとき、永久磁石が外れたり壊れたりするのを防ぐ。
【0003】
[0003] しかしながら、接着剤を用いて、永久磁石をロータコアに固定することは、以下の問題がある。一方では、接着剤は、ロータコアと永久磁石との間の接触面上に不均一に塗布されやすいので、それらの間の接着強さを確保することが困難であり、したがって、永久磁石の半径方向の位置を確保しにくい。他方では、接着剤は、高温硬化処理を必要とし、これは、多くの時間がかかり、その結果、生産効率が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
[0004] したがって、接着剤を用いることなく、複数の永久磁石を固定することができるロータ、及びこのロータを用いる電気モータが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
[0005] 一態様では、ロータを提供するものであり、このロータは、軸と、ハウジングと、前記軸に固定され、前記ハウジングに収容されるロータコアと、前記ロータコアの外周面と前記ハウジングの内面との間に配置される複数の永久磁石とを含む。前記ハウジングは、金属スケルトンと、前記金属スケルトンと一体であり、前記金属スケルトンに成形される保持フレームとを備える。
【0006】
[0006] 別の態様では、ステータと、上記のロータとを含む電気モータを提供するものである。
【0007】
[0007] 本開示の実施形態では、永久磁石及びロータコアが、ロータのハウジングによって、直接固定されるので、接着剤を用いることによる不利益を回避することができ、したがって、ロータの生産効率及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本開示の好ましい実施形態による電気モータのためのロータの概略図である。
図1のロータの断面図である。
図1のロータのハウジングの概略図である。
図3のハウジングの金属スケルトンの概略図である。
図2の部分Aの部分拡大図である。
本開示の代替実施形態によるロータの部分分解図である。
本開示の好ましい実施形態による電気モータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[0008] ここで、添付図面の図を参照して、単なる例示として本発明の好ましい実施形態を説明する。図において、複数の図に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般に、それらが現れる全ての図において同じ符号で表記される。図内に示される構成部品及び構造部の寸法は、一般に、便宜のため及び提示の明確さのために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りではない。
【0010】
[0016] 添付図面及び好ましい実施形態と併せて、主題を説明する。説明された実施形態は、本開示の実施形態のいくつかに過ぎず、その全てではない。本開示の実施形態に基づいて、創作努力を払うことなく当業者によって得られる他の全ての実施形態は、本開示の保護範囲に属する。図面は、単なる参照のためのものであり、本発明を限定することを意図するものではないことを理解されたい。図面に示される寸法は、図示の便宜のためのものに過ぎず、限定的なものを意図するものではない。
【0011】
[0017] ある部品が他の部品に「連結される(connected)」と考えられる場合、ある部品は、他の部品に直接連結されることができるか、又は、中心部品を有することもできることに留意されたい。別段の定義がない限り、本明細書で使用する全ての技術用語及び科学用語は、当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本開示の明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的のためのものに過ぎず、本発明を限定することを意図するものではない。
【0012】
[0018] 図1及び図2を参照すると、本開示の好ましい実施形態による電気モータのロータは、軸10、ロータコア11、複数の永久磁石12、及びハウジング20を含む。ロータコア11は、軸10に固定される。ハウジング20は、実質的に円筒状である。永久磁石12及びロータコア11は、ハウジング20内に取り付けられる。永久磁石12は、ロータコア11の外周面とハウジング20の内周面との間に配置される。ハウジング20は、永久磁石12を保護して、永久磁石12が、外れたり壊れたり、更に、電気モータのロータとステータとの間の空隙内に落ちるのを防ぐように構成される。
【0013】
[0019] ロータコア11及び永久磁石12は、同時又は順次に、ハウジング20内に取り付けることができる。好ましくは、まず、ロータコア11が、ハウジング20内に取り付けられ、次に、永久磁石12が、ロータコア11の外周面とハウジング20の内周面との間にプレス嵌めされる。
【0014】
[0020] ロータコア11は、軸方向に互いに積層される複数のラミネーションによって形成される。この実施形態では、ロータコア11の断面は、正多角形形状であり、ロータコア11の中心に、軸穴111を有し、軸10を貫通させる。複数のスロット112が、それぞれ、正多角形の角に形成される。
【0015】
[0021] 永久磁石12は、ネオジム−鉄−ホウ素磁石又はフェライト磁石からなることができる。永久磁石12は、ロータコア11の磁極として形成される。各永久磁石12は、内面121と、外面122と、内面121と外面122との間に連結される2つの側面123とを含む。この実施形態では、内面121は、ロータコア11の外面と接触している平坦面である。外面122は、凸曲面である。永久磁石12は、ロータの周方向に等間隔に配置される。
【0016】
[0022] この実施形態では、ロータコア11の断面は、正八角形形状である。永久磁石の数は、8である。代替実施形態では、ロータコア11の辺の数及び永久磁石12の数は、必要に応じて、例えば、4、6、10、12等に調整することができる。
【0017】
[0023] 図3及び図4を参照すると、ハウジング20は、実質的に円筒状の金属スケルトン21と、保持フレーム22とを含む。保持フレーム22は、金属スケルトン21に成形されるので、金属スケルトン21と一体である。保持フレーム22は、好ましくは、樹脂からなり、金属スケルトン21の強度を高める。金属スケルトン21は、非磁性金属、好ましくは、軟鋼などの非磁性鋼からなる。金属スケルトン21は、0.2mm〜1mmの範囲、好ましくは0.2mm〜0.4mmの範囲の厚さを有する。金属スケルトン21は、スタンピングによって直接形成することができるか、又はスタンピングシートを中空円筒体に丸めることによって形成することができる。代替実施形態では、金属スケルトン21の断面は、円に限られず、永久磁石12を固定することができる限り、他の形状、例えば、異なる中心を有する複数の円弧などとすることができる。
【0018】
[0024] 保持フレーム22は、ロータの軸方向に沿って延在し、周方向に等間隔に配置される複数の軸方向保持部24を含む。軸方向保持部24は、射出成形され、好ましくは、金属スケルトン21の部分領域にオーバーモールドされる。軸方向保持部24は、円弧状の断面を有することができる。各永久磁石12は、2つの隣接する軸方向保持部24の間に固定される。金属スケルトン21には、複数の開口部25が形成されることができる。軸方向保持部24は、部分的に、開口部25に埋め込まれて、金属スケルトン21との接合強度を高める。
【0019】
[0025] 保持フレーム22は、更に、環状支持部27を含み、環状支持部27は、軸方向保持部24の軸方向端部に連結される。環状支持部27は、ロータコア11及び永久磁石12の軸方向一端に配置されて、ロータコア11及び永久磁石12を支持する。環状支持部27には、軸方向に沿って延在する複数の位置決め突出部28が設けられる。ロータコア11には、複数の位置決め穴113が形成される。各位置決め穴113は、対応する位置決め突出部28と締まり嵌めされて、ハウジング20とロータコア11との間の固着を確実にする。
【0020】
[0026] 好ましくは、電気モータは、更に、射出成形材料からなる環状エンドプレート(図示せず)を含み、環状エンドプレートは、環状支持部27に対応しており、ロータコア11の軸方向他側に取り付けられる。同様に、環状エンドプレートにも、複数の軸方向に延在する位置突出部(図示せず)を設けることができ、位置突出部は、ロータコア11の位置決め穴113と締まり嵌めされて、確実に、永久磁石12が軸方向に制限されるようになっている。
【0021】
[0027] 図2、図3及び図5を参照すると、ロータコア11及び永久磁石12が、ハウジング20内に取り付けられると、永久磁石12は、ロータコア11とハウジング20との間に固定される。図2及び図5に示すハウジング20の保持フレーム22は、明確に示すために、ドットパターンで塗りつぶされている。保持フレーム22の軸方向保持部24は、永久磁石12の側面123に当接して、永久磁石12の周方向の移動を制限する。金属スケルトン21の内面は、永久磁石12の外面122に当接して、永久磁石12の半径方向の移動を制限する。
【0022】
[0028] 保持フレーム22の軸方向保持部24は、更に、2つの制限部241を含むことができ、2つの制限部241は、それぞれ、軸方向保持部24の2つの側から周方向反対方向に向かって延在する。制限部241は、永久磁石12の外面122の一部に当接して、永久磁石12を更に固定する。
【0023】
[0029] 好ましくは、図2に示すように、金属スケルトン21の内面は、永久磁石12の外面122の曲率よりも小さい曲率を有し、金属スケルトン21の内面のみが、永久磁石12の外面122の一部に接触するようになっている。したがって、永久磁石12は、より容易に、ハウジング20内にプレス嵌めされる。具体的には、永久磁石12の外面122の中央部124のみが、金属スケルトン21の内面に当接する。間隙125が、半径方向において、永久磁石12の外面122と金属スケルトン21の内面との間に形成され、周方向において、軸方向保持部24と永久磁石12の外面の中央部124との間に形成される。
【0024】
[0030] 好ましくは、金属スケルトン21は、周方向に等間隔に配置される複数の突起23を含む。突起23は、半径方向内方に突出し、軸方向に沿って延在する。保持フレーム22の軸方向保持部24は、対応する突起23に射出成形される。上記の開口部25は、突起23に形成される。この実施形態では、各突起23は、軸方向に配置される3つの開口部25を有する。好ましくは、軸方向保持部24は、突起23上にオーバーモールドされて、突起23の半径方向内面231及び半径方向外面232を取り囲む。突起23は、円弧状の断面を有することができる。
【0025】
[0031] 好ましくは、金属スケルトン21は、更に、周方向に所定間隔で配置される複数の端部26を含む。各端部26は、金属スケルトン21の軸方向一端から半径方向内方に延在し、2つの隣接する突起23の間に配置される。この実施形態では、端部26は、シート状であり、スタンピング処理時、金属スケルトン21と一体に形成することができる。保持フレーム22の環状支持部27は、端部26にオーバーモールドされる。
【0026】
[0032] 好ましくは、永久磁石12の軸方向の長さは、ロータコア11の軸方向の長さよりも小さい。環状支持部27は、軸方向に環状支持部27の面を越える複数の支持ピン29を有する。支持ピン29は、保持フレーム22と同じ材料からなり、保持フレーム22と一緒に射出成形されて、永久磁石12を支持する。
【0027】
[0033] 本開示の実施形態では、永久磁石12及びロータコア11が、ロータのハウジング20によって、直接固定されるので、接着剤を用いることによる不利益を回避することができ、したがって、ロータの生産効率及び信頼性を向上させることができる。
【0028】
[0034] 図6は、本開示の代替実施形態によるロータの部分分解図である。このロータと図1に示すロータとの主な相違点は、図6に示すロータは、上記のハウジング20を2つ含み、2つのハウジング20が、それぞれ、ロータの2つの軸方向端部からロータコア11及び永久磁石12に取り付けられる点である。好ましくは、ロータコア11は、軸方向に沿って配置される2つの部分を含み、2つの部分は、ロータの周方向に互いにオフセットされる。これに対応して、ロータは、2組の永久磁石12を含む。組み付けられた2つのハウジング20及び2組の永久磁石12も、周方向にオフセットされる。
【0029】
[0035] 代替実施形態では、ロータコア11は、軸方向に1つの部分のみを有するか、又は軸方向に複数の部分を有することができる。ロータコア11が、軸方向に複数の部分を有する場合、2つの隣接する部分ごとに、周方向に互いにオフセットされる。これに対応して、ロータは、複数のハウジング20と、対応するハウジング20に収容される複数組の永久磁石12とを含む。軸方向両側のハウジング20は、環状支持部27を有することができ、それらの間のハウジング(図示せず)は、環状支持部を有さない。隣接するハウジング20及び隣接する組の永久磁石12も、周方向にオフセットされる。
【0030】
[0036] 図7を参照すると、本開示は、更に、電気モータを提供するものであり、電気モータは、モータハウジング31と、ステータ32と、上記実施形態のいずれかに記載のロータ33とを含む。この電気モータは、特に、高い安全性能を必要とするシステム、例えば、電動パワーステアリングシステム、電子ブレーキシステム等に適している。ステータ32は、モータハウジング31内に固定される。ロータ33は、モータハウジング31内に回転可能に配設される。ステータ32は、ステータコア321と、ステータコア321の周りに巻き付けられる複数の巻線322とを含む。巻線322は、電流を通電した後、磁界を発生し、そして、永久磁石12が、巻線322によって発生した磁界と相互に作用して、ロータ33が回転するようになっている。
【0031】
[0037] 以上の説明は、本開示の好ましい実施形態に過ぎず、本開示を限定するためのものではない。本開示の精神及び原理内でなされるいかなる変更、均等物、修正等も、本開示の保護範囲に属する。
【符号の説明】
【0032】
10 軸
11 ロータコア
12 永久磁石
20 ハウジング
21 金属スケルトン
22 保持フレーム
23 突起
24 軸方向保持部
25 開口部
26 端部
27 環状支持部
28 位置決め突出部
29 支持ピン
31 モータハウジング
32 ステータ
33 ロータ
111 軸穴
112 スロット
113 位置決め穴
121 内面
122 外面
123 側面
124 中央部
125 間隙
231 半径方向内面
232 半径方向外面
241 制限部
321 ステータコア
322 巻線

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

ジョンソン エレクトリック インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト
電気モータ及びそのロータ
ジョンソン エレクトリック インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト
電気モータのためのロータアセンブリ
ジョンソン エレクトリック インターナショナル アクチェンゲゼルシャフト
電気駐車ブレーキアクチュエータのためのケーブルコネクタ
個人
発電装置
日本電産株式会社
モータ
個人
モータとその制御装置
個人
光応答性アクチュエータ
テンパール工業株式会社
分電盤
テンパール工業株式会社
分電盤
ホーチキ株式会社
中継装置
個人
シャフト連結モーター発電機
株式会社デンソー
回転電機
トヨタ自動車株式会社
充電器
エイブリック株式会社
電源供給回路
富士電機株式会社
半導体装置
株式会社富士通ゼネラル
直流電源装置
富士通株式会社
電源回路
三菱電機株式会社
電力変換装置
株式会社デンソー
モータ
豊田合成株式会社
電子機器
豊田合成株式会社
電子機器
株式会社三社電機製作所
電源装置
豊田合成株式会社
電子機器
豊田合成株式会社
電子機器
株式会社ダイヘン
送電装置
株式会社ダイヘン
送電装置
株式会社パロマ
ガスコンロ
株式会社半導体エネルギー研究所
受電装置
株式会社豊田自動織機
車載充電装置
古河樹脂加工株式会社
コルゲート管
株式会社デンソー
異常判定システム
株式会社SUBARU
電食防止構造
NTN株式会社
非接触給電装置
中国電力株式会社
接地短絡装置
ジヤトコ株式会社
回転電機の冷却構造
株式会社ニックス
配線クランプ
続きを見る