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公開番号2020150580
公報種別公開特許公報(A)
公開日20200917
出願番号2019043660
出願日20190311
発明の名称モータ
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類H02K 5/04 20060101AFI20200821BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】径方向への大型化を抑えつつ、耐腐食性を向上できるモータを提供する。
【解決手段】モータ10は、回転軸31を有するロータ30と、ロータ30に回転磁界を付与するステータ20と、ステータ20及びロータ30を収容するモータケース11と、を備える。モータケース11は、筒状ヨーク12と、ベース部材13と、蓋部材14とを備える。相対的にイオン化傾向の高い金属で構成される、ベース部材13の取付面83,87は、回転軸31の軸線L方向に窪んだ溝部84,85,88,89を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
回転軸(31)を有するロータ(30)と、前記ロータに回転磁界を付与するステータ(20)と、前記ステータ及び前記ロータを収容するモータケース(11)と、を備え、
前記モータケースは、複数のケース部材(12,13,14)を備え、
前記複数のケース部材は、それぞれ、他の前記ケース部材が取り付けられる取付面(74,83,87,100)を有し、
前記取付面を介して隣り合う前記ケース部材同士の内、相対的にイオン化傾向の高い金属で構成される前記ケース部材の前記取付面は、前記回転軸の軸方向に窪んだ溝部(84,85,88,89,110,111,120,121,130,131,140,141)を有する、モータ。
続きを表示(約 500 文字)【請求項2】
前記複数のケース部材は、鉄製の筒状ヨーク(12)と、アルミニウム製のベース部材(13)とを含み、
前記ベース部材は、前記溝部を有する、請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記複数のケース部材は、回路基板(CB)を収容する回路収容部(86)を有するアルミニウム製のベース部材(13)と、前記回路収容部の開口部(86a)を閉塞する鉄製の蓋部材(14)とを含み、
前記ベース部材は、前記溝部を有する、請求項1又は2に記載のモータ。
【請求項4】
前記取付面同士の間、並びに前記溝部にはシール部材(90,91)が介在されている、請求項1〜3の何れか1項に記載のモータ。
【請求項5】
前記溝部は、前記軸方向に面する底部(84a,85a,88a,89a)が平面形状である、請求項1〜4の何れか1項に記載のモータ。
【請求項6】
前記溝部は、前記軸方向に面する底部(110a,111a,120a,121a,130a,131a,140a,141a)が凹凸面形状である、請求項1〜4の何れか1項に記載のモータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モータに関する。
続きを表示(約 5,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来、車両エンジンの吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを決めるクランクシャフトとカムシャフトの相対位相を調整するバルブタイミング可変装置の駆動源として、モータを用いたものがある(例えば特許文献1参照)。特許文献1のモータはロータとステータとを収容するモータケースを有し、モータケースは複数のケース部材で構成されている。各ケース部材の取付面同士を接触若しくは各取付面間にシール部材を介在させて密閉している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017−143638号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記のようなモータでは、例えばバルブタイミング調整のため、エンジンの筐体に対して取り付けられることがある。このため、高温外気にモータケースがさらされるため、腐食が進行しやすい環境となっている。そこで、耐腐食性を向上させるべく、各ケース部材の取付面の径方向長さを確保する必要がある。すなわち、径方向に対して大型化しやすい傾向となっていた。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、径方向への大型化を抑えつつ、耐腐食性を向上できるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するモータは、回転軸(31)を有するロータ(30)と、前記ロータに回転磁界を付与するステータ(20)と、前記ステータ及び前記ロータを収容するモータケース(11)と、を備え、前記モータケースは、複数のケース部材(12,13,14)を備え、前記複数のケース部材は、それぞれ、他の前記ケース部材が取り付けられる取付面(74,83,87,100)を有し、前記取付面を介して隣り合う前記ケース部材同士の内、相対的にイオン化傾向の高い金属で構成される前記ケース部材の前記取付面は、前記回転軸の軸方向に窪んだ溝部(84,85,88,89,110,111,120,121,130,131,140,141)を有する。
【0007】
上記態様によれば、取付面を介して隣り合うケース部材同士の内、相対的にイオン化傾向の高い金属で構成されるケース部材の取付面は、回転軸の軸方向に窪んだ溝部を有することで、取付面の沿面距離を確保でき、径方向への大型化を抑えつつ、耐腐食性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
一実施形態におけるモータを軸方向から見た正面図。
同実施形態におけるモータの側面図。
同実施形態におけるモータの断面図。
同実施形態におけるモータの分解斜視図。
同実施形態におけるロータの分解斜視図。
同実施形態におけるロータの分解斜視図。
変更例における溝部について説明するための説明図。
変更例における溝部について説明するための説明図。
変更例における溝部について説明するための説明図。
変更例における溝部について説明するための説明図。
変更例における溝部について説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、モータの一実施形態について説明する。
図1〜図3に示すように、本実施形態のモータ10は、ランデル型モータであって、例えば車両のエンジンに連結されるバルブタイミング可変装置に用いられるモータである。
【0010】
モータ10は、モータケース11を有する。モータケース11は、複数のケース部材で構成され、複数のケース部材として筒状ヨーク12と、ベース部材13と、蓋部材14とを有する。
【0011】
筒状ヨーク12は、有底筒状をなし、その開口側にベース部材13が取り付けられる。ベース部材13は、アルミニウムによりなり、筒状ヨーク12の開口側に取り付けられている。蓋部材14は、略板状をなし、ベース部材13の前記筒状ヨーク12とは反対側に取り付けられている。ベース部材13と蓋部材14とでなる収容空間に回路基板CBが収容される。
【0012】
モータ10は、筒状ヨーク12の内周面にステータ20が固定され、そのステータ20の内側には、回転軸31を有するロータ30が配置されている。回転軸31は、非磁性体のステンレス製シャフトであって、筒状ヨーク12に形成した軸受保持部12aに収容固定された軸受15及びベース部材13に形成した軸受保持部13aに収容固定された軸受16にて、モータケース11に対して回転可能に支持されている。なお、軸受15,16は、非磁性体で構成される。
【0013】
回転軸31の先端部は、筒状ヨーク12から突出し、ジョイント部材17が取り付けられている。ジョイント部材17は、モータ10から出力される回転トルクを図示しないバルブタイミング可変装置に伝達するため、前記バルブタイミング可変装置と連結されている。バルブタイミング可変装置は、図示しないエンジンバルブを開閉する図示しないカムシャフトと連結されている。すなわち、モータ10から出力される回転トルクにて作動された前記バルブタイミング可変装置が前記カムシャフトを作動させてエンジンバルブを開閉するタイミングが調整されるようになっている。
【0014】
図3及び図4に示すように、筒状ヨーク12の内周面にはステータ20が固定されている。ステータ20は、円筒状のステータコア21を有し、そのステータコア21には、周方向に当ピッチに配置される複数のティース22が、径方向内側に向かって延出形成されている。ステータコア21は、ティース22を含んで円筒状に一体形成されている。各ティース22は、T型のティースであって、その径方向の内周面は、回転軸31の回転軸線Lを中心として同心円の円弧を軸線方向に延出した円弧面である。
【0015】
各ティース22には、インシュレータ23を介して3相の巻線のそれぞれが巻回されている。具体的には、図4に示すように12個のティース22には、周方向に3相巻線、すなわちU相巻線24、V相巻線25、W相巻線26が順番に例えば集中巻きにて巻回されている。そして、これら巻回した巻線24,25,26に3相の駆動電流が供給されてステータ20に回転磁界を形成し、ステータ20の内側に配置したロータ30を回転軸31中心に正逆回転させるようになっている。
【0016】
図3〜図6に示すようにロータ30は、前記回転軸31と、第1及び第2ロータコア32,33と、界磁磁石34と、整流磁石35と、センサマグネット36とを有している。
図3〜図6に示すように、第1ロータコア32は、軟磁性材料よりなる電磁鋼板にて形成され、ベース部材13側に配置される。第1ロータコア32は、略円板状の第1コアベース41を有する。第1コアベース41の中心位置には軸方向に貫通する貫通孔41aを有する。貫通孔41aのベース部材13側の外周部には、略円筒状のボス部41bが突出形成されている。本実施形態では、例えばバーリング加工により、貫通孔41aとボス部41bとを同時に形成している。
【0017】
貫通孔41a(ボス部41b)には回転軸31が圧入して貫挿され、第1コアベース41が回転軸31に対して圧着固定される。この時、ボス部41bを形成することによって、第1コアベース41は、回転軸31に対して強固に圧着固定される。そして、この第1コアベース41が回転軸31に圧着固定されたとき、ボス部41bは、軸受保持部13aに収容固定された軸受16に対して、軸方向において離間するように配置される(図3参照)。
【0018】
第1コアベース41の外周面41cには、等間隔に複数(本実施形態では4つ)の第1爪状磁極42が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。ここで、第1爪状磁極42において、第1コアベース41の外周面41cから径方向外側に突出した部分を第1基部43といい、軸方向に屈曲された先端部分を第1磁極部44という。
【0019】
第1基部43と第1磁極部44からなる第1爪状磁極42の周方向両端面42a,42bは、径方向に延びる(軸方向から見て径方向に対して傾斜していない)平坦面となっている。そして、各第1爪状磁極42の周方向の角度、即ち前記周方向両端面42a,42b間の角度は、周方向に隣り合う第1爪状磁極42同士の隙間の角度より小さく設定されている。
【0020】
また、第1磁極部44の径方向外側面45は、軸直交方向断面形状が回転軸31の回転軸線Lを中心とする同心円形状の円弧面を有し、その径方向外側面45に2つの補助溝46を有している。補助溝46は、径方向外側面45の周方向中心から両側にそれぞれ同角度だけずれた位置に形成されている。補助溝46は、軸直交方向断面形状がU字状、即ち底面が湾曲面にて形成されている。
【0021】
図3〜図6に示すように、第2ロータコア33は、第1ロータコア32と同一材質及び同形状であって、筒状ヨーク12側に配置される。第2ロータコア33は、円板状の第2コアベース51を有し、その中心位置に軸方向に貫通する貫通孔51aが形成されている。貫通孔51aの筒状ヨーク12側の外周部には、略円筒状のボス部51bが突出形成されている。本実施形態では、バーリング加工により、貫通孔51aとボス部51bを同時に形成している。
【0022】
貫通孔51a(ボス部51b)には回転軸31が圧入して貫挿され、第2コアベース51が回転軸31に対して圧着固定される。この時、ボス部51bを形成することによって、第2コアベース51は、回転軸31に対して強固に圧着固定される。そして、この第2コアベース51が回転軸31に圧着固定されたとき、ボス部51bは、軸受保持部12aに収容固定された軸受15に対して、軸方向において離間するように配置されるようになっている(図3参照)。
【0023】
第2コアベース51の外周面51cには、等間隔に複数(本実施形態では4つ)の第2爪状磁極52が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。ここで、第2爪状磁極52において、第2コアベース51の外周面51cから径方向外側に突出した部分を第2基部53といい、軸方向に屈曲された先端部分を第2磁極部54という。
【0024】
第2基部53と第2磁極部54からなる第2爪状磁極52の周方向両端面52a,52bは径方向に延びる平坦面とされている。そして、各第2爪状磁極52の周方向の角度、即ち前記周方向両端面52a,52b間の角度は、周方向に隣り合う第2爪状磁極52同士の隙間の角度より小さく設定されている。
【0025】
また、第2磁極部54の径方向外側面55は、軸直交方向断面形状が回転軸31の回転軸線Lを中心とする同心円形状の円弧面を有し、その径方向外側面55に2つの補助溝56を有している。補助溝56は、径方向外側面55の周方向中心から両側にそれぞれ同角度だけずれた位置に形成されている。補助溝56は、軸直交方向断面形状がU字状、即ち底面が湾曲面にて形成されている。
【0026】
そして、このような第2ロータコア33は、各第2爪状磁極52が第1ロータコア32の各第1爪状磁極42間となるようにして第1ロータコア32と対向させて組み合わされる。このとき、第2コアベース51の内側面51dと第1コアベース41の内側面41dとの軸方向の間に界磁磁石34が介在される。
【0027】
図6に示すように、界磁磁石34は、略円板状の永久磁石であって、その中央部に貫通孔34aが形成されている。界磁磁石34は、その貫通孔34aに円筒状のスリーブ37が嵌挿されている。スリーブ37は、非磁性体よりなり本実施形態では回転軸31と同じステンレス製である。界磁磁石34の外径は、第1及び第2コアベース41,51の外径と一致するように設定されている。従って、界磁磁石34の外周面34bが第1及び第2コアベース41,51の外周面41c,51cと面一となる。
【0028】
従って、本実施形態のロータ30は、界磁磁石34を用いた所謂ランデル型ロータである。ロータ30は、N極となる第1爪状磁極42と、S極となる第2爪状磁極52とが周方向に交互に配置されており、磁極数が8極となる。すなわち、本実施形態のモータ10は、ロータ30の極数が2×n(但し、nは自然数)に設定されるとともに、ステータ20のティース22の数が3×nに設定され、具体的には、ロータ30の極数が「8」に設定され、ステータ20のティース22の数が「12」に設定されている。
【0029】
ロータ30は、界磁磁石34の外周側に整流磁石35を有する。整流磁石35は、円環状をなすように形成される。
整流磁石35は、背面磁石部61,62と、極間磁石部63とを有する。整流磁石35は、背面磁石部61,62及び極間磁石部63のそれぞれで漏れ磁束を抑えるように磁化された極異方性磁石である。
【0030】
詳述すると、一方の背面磁石部61は、第1爪状磁極42の第1磁極部44の内周面と、第2コアベース51の外周面51cとの間に配置される。そして、背面磁石部61は、第1磁極部44の内周面に当接する側がその第1磁極部44と同極のN極に、第2コアベース51の外周面51cに当接する側がその第2コアベース51と同極のS極となるように径方向成分を主として磁化されている。
(【0031】以降は省略されています)

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