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公開番号2020202653
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201217
出願番号2019107882
出願日20190610
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 20060101AFI20201120BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】別途部品を用いずに駆動時の振動や騒音の抑制を可能としたモータを提供する。
【解決手段】エンドフレーム12の周方向の例えば7箇所に圧入部40をそれぞれ分散して設け、各圧入部40の圧接部位40aをモータケース11の開口部11aの内周面に局所的に圧接させてエンドフレーム12を固定する。各圧入部40により7箇所の狙った位置にて圧入点が設定されることから、モータ10の製品毎のばらつきが小さくモータケース11の剛性がより確実に向上する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
有底円筒状のモータケース(11)と、
前記モータケースの開口部(11a)の内周面に圧入される外形円形状のエンドフレーム(12)と、
前記モータケースの内周面に固定される円環状のステータ(13)と、
前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータ(14)と、
を備え、前記ロータの回転軸(25)が前記モータケースに設けられる軸受(30)と前記エンドフレームに設けられる軸受(31)とによってそれぞれ軸支されてなるモータ(10,10a,10b,10c)であって、
前記エンドフレームは、前記モータケースの開口部の内周面に対して周方向に局所的に圧接させるための圧接部位(40a)を有する圧入部(40)を、周方向に5箇所以上分散配置して構成されている、モータ。
続きを表示(約 870 文字)【請求項2】
前記ステータは、複数個の分割ステータ(13x)が周方向に互いに連結されて1つの円環状となるように構成されたものである、請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記モータケースは、前記開口部の外周面から径方向外側に延びるフランジ部(11d)が、周方向等間隔に複数箇所設けられるものであり、
前記エンドフレームの前記圧入部は、前記モータケースの前記フランジ部と周方向位置が重なるものと、前記モータケースの前記フランジ部と周方向位置をずらしたものとが混在して設定されている、請求項1又は請求項2に記載のモータ。
【請求項4】
前記モータケースは、前記開口部の外周面から径方向外側に延びるフランジ部が、周方向等間隔に複数箇所設けられるものであり、
前記エンドフレームの前記圧入部は、その全てが前記モータケースの前記フランジ部と周方向位置がずれるように設定されている、請求項1又は請求項2に記載のモータ。
【請求項5】
前記エンドフレームは、周方向一部に外周縁から切り欠かれた切欠部(12d)を有するものであり、
前記圧入部は、前記切欠部を含めて前記エンドフレームの周方向等間隔に設けられている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項6】
前記エンドフレームは、周方向一部に外周縁から切り欠かれた切欠部を有するものであり、
前記圧入部は、前記切欠部を除いて前記エンドフレームの周方向等間隔に設けられている、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項7】
前記エンドフレームは、周方向一部に外周縁から切り欠かれた切欠部を有するものであり、
前記圧入部は、前記切欠部を挟んだ隣接のもの以外、前記切欠部を含めて前記エンドフレームの周方向等間隔に設けられ、前記切欠部を挟んだ隣接のものは前記切欠部寄りに偏倚させて設けられている、請求項1から請求項4のいずれか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 7,200 文字)【背景技術】
【0002】
ステータ及びロータ等を含むモータの構成部品を収容する有底円筒状のモータケースの開口部に、外形円形状のエンドフレームを圧入する固定構造が周知である。モータケースの内周面には円環状のステータが固定され、ステータの径方向内側にはロータが回転可能に収容されている。ロータの回転軸は、モータケースの底壁部の中央部分に設けた軸受と、エンドフレームの中央部分に設けた軸受とによってそれぞれ軸支されている。そして、ステータに備えられるコイルに通電がなされると、コイルの巻回されたティース部の先端部とロータの永久磁石との間にて磁力による吸引や反発が繰り返し行われて、ロータが回転駆動されるようになっている。
【0003】
ところで、ロータの回転駆動に際、ステータとロータとの間にて相互に吸引力や反発力といった磁気加振力が作用することで、例えばステータの円環形状が楕円形状となって、しかも都度その環状形状が周方向に波打つように変化する。このようなステータの環状形状の変化がモータケースの周壁部に伝わってモータケース自身も同様な形状変化が生じると、このことがモータの振動や騒音の発生へと繋がる。
【0004】
そこで、モータの振動や騒音を低減させる対策の一つとして、モータケースの内周面からネジ等の支持部材と突出させ、周方向に複数設けたその支持部材にてステータを局所的に支持する技術がある(例えば特許文献1参照)。本技術では、ステータとロータとの間の磁気加振力にてステータの環状形状が変化してもモータケース側に伝達され難い構造となっているため、モータの駆動時の振動や騒音の発生が抑えられるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2014−75900号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記技術では、モータケースとステータとの他にネジ等の支持部材が必要である。そのため、モータの構成部品が増加することが問題となる。
すなわち、本発明は、別途部品を用いずに駆動時の振動や騒音の抑制を可能としたモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するモータは、有底円筒状のモータケース(11)と、前記モータケースの開口部(11a)の内周面に圧入される外形円形状のエンドフレーム(12)と、前記モータケースの内周面に固定される円環状のステータ(13)と、前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータ(14)と、を備え、前記ロータの回転軸(25)が前記モータケースに設けられる軸受(30)と前記エンドフレームに設けられる軸受(31)とによってそれぞれ軸支されてなるモータ(10,10a,10b,10c)であって、前記エンドフレームは、前記モータケースの開口部の内周面に対して周方向に局所的に圧接させるための圧接部位(40a)を有する圧入部(40)を、周方向に5箇所以上分散配置して構成されている。
【0008】
上記態様によれば、エンドフレームの周方向の5箇所以上に圧入部がそれぞれ分散して設けられ、各圧入部の圧接部位がモータケースの開口部の内周面に局所的に圧接してエンドフレームが固定される。つまり、各圧入部により5箇所以上の狙った位置にて圧入点が設定されることから、モータの製品毎のばらつきが小さくモータケースの剛性がより確実に向上する。そのため、モータの回転駆動時にロータとの間で生じる磁気加振力にてステータに形状変化が生じようとしても、モータケースの剛性が高いために自身の形状変化が生じ難く、モータからの振動や騒音の発生がより確実に抑えられる。またこのことは、エンドフレームの適切位置に複数の圧入部を設けることで、別途部品を用いることなく実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
一実施形態におけるモータの断面図。
エンドフレームの固定部分を拡大した断面図。
ステータの平面図。
エンドフレームの固定態様を説明するための平面図。
変更例におけるエンドフレームの固定態様を説明するための平面図。
変更例におけるエンドフレームの固定態様を説明するための平面図。
変更例におけるエンドフレームの固定態様を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、モータの一実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態のモータ10は、有底円筒状のモータケース11と、モータケース11の開口部11aに固定される外形円形状のエンドフレーム12とで形成される内部空間に、ステータ13及びロータ14を収容してなる。ステータ13は、モータケース11の内周面に固定されている。ロータ14は、ステータ13の径方向内側に回転可能に収容されている。本実施形態では、ステータ13は12磁極、ロータ14は10磁極に設定されている。
【0011】
図1及び図3に示すように、ステータ13は、円環状をなし、モータケース11の内周面に対して例えば圧入若しくは焼嵌めにて固定されている。ステータ13は、ステータコア20と、コイル21と、インシュレータ22とを備えている。
【0012】
ステータコア20は、磁性金属製であり、外周縁がモータケース11の内周面に圧接する円環部20aと、円環部20aの内周縁から内径方向に延びるティース部20bとを有している。ティース部20bは、本実施形態では30°等間隔で12個設けられている。12個の各ティース部20bには、樹脂製のインシュレータ22を装着した上からコイル21が巻装されている。各コイル21は、それぞれ個々のティース部20bに集中巻きされている。また、各コイル21は、三相駆動電流の供給を受けるために三相結線構造となっている。
【0013】
また、本実施形態のステータ13は、分割ステータ構造をなしている。1つのステータ13を構成するにあたり、12個の分割ステータ13xが用いられている。各分割ステータ13xは、12個のティース部20b毎に隣接のティース部20b間の円環部20aの中間部分で分割されたステータコア20及びインシュレータ22を用い、各ティース部20bにインシュレータ22を介してコイル21が装着されて構成されている。12個の分割ステータ13xは、同一構成である。そして、各分割ステータ13xは、分割された円環部20aの部分を互いに連結して1つの円環状となるように構成されている。
【0014】
図1に示すように、ロータ14は、回転軸25と、ロータコア26と、永久磁石27とを備えている。回転軸25は、金属製で円柱棒状をなし、ロータコア26の径方向中心部に圧入されて固定されている。ロータコア26は、磁性金属製で円環状をなし、径方向中心部に回転軸25を固定するための固定孔26aを有している。永久磁石27は、周方向に10個設けられている。各永久磁石27は、軸方向視で円弧状、径方向視で矩形状をなしており、ロータコア26の外周面に対して接着等にて固定されている。
【0015】
回転軸25の基端部は、モータケース11の底部11b側に位置し、その底部11bの中央の軸受保持部11cに設けた軸受30にて軸支されている。回転軸25の先端部は、エンドフレーム12側に位置し、そのエンドフレーム12の中央の軸受保持部12aに設けた軸受31にて軸支されている。回転軸25の軸方向各端部が各軸受30,31にて回転可能に支持された状態では、ロータ14の永久磁石27とステータ13のティース部20bとが僅かな空隙を有して径方向に対向している。
【0016】
エンドフレーム12は、外形円形状をなしており、径方向中間部から内側の部位がモータケース11の底部11b側に向けて有底円筒状に凹設される凹設部12bとして構成されている。凹設部12bの中央部には、上記軸受保持部12aが設けられている。なお、凹設部12bの外側においては、検出対象を回転軸25とするレゾルバ等の回転検出装置が組付可能な空間として設けられている。モータ10の仕様に基づき、凹設部12bへの回転検出装置の設置の有無が選択される。
【0017】
エンドフレーム12の径方向中間部から外周縁まで部位は、円環板状をなす外周板状部12cとして構成されている。エンドフレーム12の内側における外周板状部12cと凹設部12bとに囲まれた内側の環状空間には、コイル21から導出された端末線21aの配策を行う樹脂製で円環状の配策用ガイド部材35が配置されている。配策用ガイド部材35は、図示略の支持部材を用いて例えばステータ13に対して支持されている。
【0018】
また、配策用ガイド部材35にて配策された端末線21aは、引出用ガイド部材36に設けられる図示略の挿通孔に挿通されている。引出用ガイド部材36は、樹脂製で柱状をなしており、図示略の支持部材を用いて例えば配策用ガイド部材35に対して支持されている。ここで、エンドフレーム12の外周板状部12cにおける周方向一部には、外周縁から切り欠かれた切欠部12dが設けられている。そして、引出用ガイド部材36は、回転軸25の軸方向に沿って配置され、エンドフレーム12の切欠部12dを通じてモータ10の外部に突出している。引出用ガイド部材36に挿通された端末線21aは、モータ10の外部に引き出されて、図示略の制御装置等と接続される。
【0019】
図2及び図4に示すように、エンドフレーム12の外周縁、すなわち外周板状部12cの外周縁には、複数箇所に圧入部40が設けられている。エンドフレーム12は、モータケース11の開口部11aの内周面に圧入されて固定されている。その際、各圧入部40がエンドフレーム12を通じてモータケース11の剛性を向上させるように機能する。
【0020】
本実施形態では、圧入部40の数は7箇所に設定され、圧入部40の配置は上記切欠部12dを含めて周方向等間隔、この場合45°等間隔に設定されている。各圧入部40は、平面視で略半円状をなし、一側面から他側面に向けて段差となるように例えばプレス加工が施されている。各圧入部40は、その段差加工が行われることで、エンドフレーム12の圧入部40を除く外周縁よりも径方向外側に僅かに迫り出す圧接部位40aをそれぞれ備える。各圧入部40は、互いに同形状をなしている。
【0021】
また、各圧入部40は、圧入による取付け前のエンドフレーム12に対して予め形成されている。そして、各圧入部40を有するエンドフレーム12はモータケース11の開口部11aに圧入され、各圧入部40の圧接部位40aはモータケース11の開口部11aの内周面に対して局所的に圧接する。その際、モータケース11の開口部11aの周方向において、切欠部12dを挟む隣接の圧入部40間を除き、その他の本実施形態では45°等間隔に位置する各圧入部40は、モータケース11の開口部11aの内周面に対して周方向等間隔に局所的に圧接するようになっている。
【0022】
また、モータケース11の開口部11aの外周面には、径方向外側に略三角形状に延びるフランジ部11dが設けられている。フランジ部11dは、円形のねじ穴11eを有している。フランジ部11dは、モータケース11の開口部11aの周方向に、本実施形態では120°等間隔に3箇所設けられている。さらに、モータケース11の開口部11aの外周面において、1つのフランジ部11dの180°反対側の位置、換言すると、残りの2つのフランジ部11d間の周方向中間位置には、径方向外側に略四角形状に延びる延出部11fが設けられている。
【0023】
ここで、延出部11fの180°反対側に位置するフランジ部11dを「11d1」とし、これ以外の2つのフランジ部11dをフランジ部11d1から時計回り方向に順に「11d2」「11d3」とする。つまり、延出部11fの180°反対側にフランジ部11d1が位置し、フランジ部11d2,11d3間の周方向中間位置に延出部11fが位置している。また、エンドフレーム12の7箇所の圧入部40についても、切欠部12dから時計回り方向に順に「40x1」〜「40x7」とする。
【0024】
本実施形態におけるエンドフレーム12のモータケース11に対する詳細な位置関係について、切欠部12dは延出部11fと周方向位置が対応し、また圧入部40x4はフランジ部11d1と周方向位置が対応するように設定されている。また、フランジ部11d2は圧入部40x6,40x7間の周方向略中間位置に対応し、フランジ部11d3は圧入部40x1,40x2間の周方向略中間位置に対応するように設定されている。すなわち、圧入部40x4とフランジ部11d1とは周方向位置が重なる配置とする一方で、圧入部40x6,40x7とフランジ部11d2とは周方向位置がずれるように、また圧入部40x1,40x2とフランジ部11d3とは周方向位置がずれるように設定されている。
【0025】
本実施形態の作用について説明する。
モータ10の回転駆動を行うべくステータ13のコイル21に通電がなされると、コイル21の巻回されたティース部20bの先端部とロータ14の永久磁石27との間にて磁力による吸引や反発が繰り返し行われて、ロータ14が回転駆動される。
【0026】
ここで、ロータ14の回転駆動に際においては、ステータ13とロータ14との間に生じる吸引力や反発力といった磁気加振力が作用する。そのため、例えばステータ13の円環形状が楕円形状となって、しかも都度その環状形状が周方向に波打つように変化しようとする。このようなステータ13の環状形状の変化がモータケース11の周壁部に伝わってモータケース11自身も同様な形状変化が生じると、このことがモータ10の振動や騒音の発生へと繋がる。
【0027】
本実施形態では、エンドフレーム12の周方向の7箇所に圧入部40がそれぞれ設けられ、各圧入部40の圧接部位40aがモータケース11の開口部11aの内周面に圧接してエンドフレーム12が固定される。各圧入部40は、エンドフレーム12の切欠部12dを含む周方向の45°等間隔に位置し、これら7箇所の狙った位置にて圧入点が設定されることから、モータケース11の剛性がモータ10の製品毎のばらつきが小さくより確実に向上する。そのため、モータ10の回転駆動時において、ロータ14との間での磁気加振力にてステータ13が楕円形状となって周方向に波打つ形状変化が生じようとしても、モータケース11の剛性が高められているため、モータケース11自身では都度の形状変化が生じ難い。つまり、本実施形態では、別途部品を用いることなくエンドフレーム12の適切位置に複数の圧入部40を設けたことで、モータ10の駆動時の振動や騒音の発生がより確実に抑えられるものとなっている。
【0028】
本実施形態の効果について説明する。
(1)本実施形態では、エンドフレーム12の周方向の7箇所に圧入部40がそれぞれ分散して設けられ、各圧入部40の圧接部位40aがモータケース11の開口部11aの内周面に局所的に圧接してエンドフレーム12が固定されている。つまり、各圧入部40により7箇所の狙った位置にて圧入点が設定されることから、モータ10の製品毎のばらつきが小さくモータケース11の剛性がより確実に向上する。そのため、モータ10の回転駆動時にロータ14との間で生じる磁気加振力にてステータ13に形状変化が生じようとしても、モータケース11の剛性が高いために自身の形状変化が生じ難く、モータ10からの振動や騒音の発生をより確実に抑えることができる。またこのことは、エンドフレーム12の適切位置に複数の圧入部40を設けることで、別途部品を用いることなく実現することができる。
【0029】
(2)ステータ13は、複数個の分割ステータ13xが周方向に互いに連結されて1つの円環状となるように構成されるものであるため、モータ10の回転駆動時にロータ14との間で生じる磁気加振力にて形状変化が生じ易い構造である。そのため、上記したモータケース11の剛性向上の効果は大きい。
【0030】
(3)エンドフレーム12の圧入部40は、モータケース11のフランジ部11dと周方向位置が重なるものと、モータケース11のフランジ部11dと周方向位置がずらしたものとを混在させた設定としているため、フランジ部11d自身によるモータケース11の剛性向上を有効的に利用でき、圧入部40の数の低減に寄与することができる。
(【0031】以降は省略されています)

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