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公開番号2021057995
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019179733
出願日20190930
発明の名称モータ
出願人日本電産株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 9/197 20060101AFI20210312BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ステータの冷却効率を向上できる構造を有するモータを提供する。
【解決手段】モータ1は、冷却媒体Rが収容される密閉室90を構成するハウジング10と、密閉室内の冷却媒体の熱を外部に放出可能な放熱部71と、密閉室内の圧力を調整可能な圧力調整部60と、シャフト21を回転可能に支持するベアリング24、25と、を備える。密閉室には、複数のコイル33とシャフトの一部とが収容されている。ハウジングは、ステータの軸方向一方側に位置し密閉室の壁部の一部を構成する蓋部12を有する。蓋部は、シャフトが通される貫通孔12pを有する。シャフトは、貫通孔を介して密閉室から軸方向一方側に突出している。ベアリングは、シャフトのうち密閉室から軸方向一方側に突出した部分を回転可能に支持する。ベアリングの軸方向他方側には、シャフトの外周面と貫通孔の内周面との間を封止する封止部材80が設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
中心軸を中心として回転可能なシャフトを有するロータと、
複数のコイルを有し、前記ロータと隙間を介して対向するステータと、
冷却媒体が収容される密閉室の少なくとも一部を構成するハウジングと、
前記密閉室内の前記冷却媒体の熱を外部に放出可能な放熱部と、
前記密閉室内の圧力を調整可能な圧力調整部と、
前記シャフトを回転可能に支持するベアリングと、
を備え、
前記密閉室には、前記複数のコイルと前記シャフトの一部とが収容され、
前記ハウジングは、前記ステータの軸方向一方側に位置し前記密閉室の壁部の一部を構成する蓋部を有し、
前記蓋部は、前記シャフトが通される貫通孔を有し、
前記シャフトは、前記貫通孔を介して前記密閉室から軸方向一方側に突出し、
前記ベアリングは、前記シャフトのうち前記密閉室から軸方向一方側に突出した部分を回転可能に支持し、
前記ベアリングの軸方向他方側には、前記シャフトの外周面と前記貫通孔の内周面との間を封止する封止部材が設けられている、モータ。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記蓋部は、
前記ベアリングを保持する第1保持部材と、
前記第1保持部材の軸方向他方側に固定され、前記封止部材を保持する第2保持部材と、
を有する、請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記第2保持部材は、軸方向一方側から前記第1保持部材を貫通して前記第2保持部材に締め込まれるボルトによって、前記第1保持部材に固定されている、請求項2に記載のモータ。
【請求項4】
前記第1保持部材と前記第2保持部材とは、互いに嵌め合わされる嵌合部を有する、請求項2または3に記載のモータ。
【請求項5】
前記第1保持部材は、前記ベアリングが嵌め合わされ前記ベアリングを軸方向一方側から支持するベアリング保持部を有し、
前記第2保持部材は、前記ベアリングを軸方向他方側から支持する支持部を有する、請求項2から4のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項6】
前記放熱部は、前記ハウジングの外側面に設けられた中空のフィンであり、
前記密閉室の内部は、前記放熱部の内部を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項7】
前記放熱部の少なくとも一部は、前記コイルよりも鉛直方向上側に位置する、請求項6に記載のモータ。
【請求項8】
前記放熱部の全体は、前記ステータのステータコアよりも鉛直方向上側に位置する、請求項7に記載のモータ。
【請求項9】
前記密閉室は、
前記複数のコイルが収容された冷却室と、
前記冷却室から鉛直方向上側に延びる延伸部と、
前記延伸部の内部と前記放熱部の内部とを繋ぐ第1接続部と、
前記第1接続部よりも鉛直方向下側に位置し、前記放熱部の内部と前記冷却室の内部とを繋ぐ第2接続部と、
を有する、請求項6から8のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項10】
前記ハウジングは、軸方向に延びる筒状のハウジング本体を有し、
前記蓋部は、前記ハウジング本体の径方向内側に隙間を介して対向して配置される筒部を有し、
前記延伸部は、前記ハウジング本体と前記筒部との径方向の間に設けられている、請求項9に記載のモータ。
【請求項11】
前記冷却媒体は、前記密閉室の内部全体に充填されている、請求項1から10のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項12】
前記冷却媒体は、絶縁性を有する、請求項1から11のいずれか一項に記載のモータ。

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 6,300 文字)【背景技術】
【0002】
冷却媒体を用いた冷却構造を有するモータが知られている。例えば、特許文献1には、ステータに設けられた冷却冷媒通路に冷媒を流通させて、ステータを冷却するモータの冷却装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2009−38864号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
冷却媒体を用いた冷却構造を有するモータにおいては、ステータの冷却効率のさらなる向上が求められていた。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みて、ステータの冷却効率を向上できる構造を有するモータを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なシャフトを有するロータと、複数のコイルを有し、前記ロータと隙間を介して対向するステータと、冷却媒体が収容される密閉室の少なくとも一部を構成するハウジングと、前記密閉室内の前記冷却媒体の熱を外部に放出可能な放熱部と、前記密閉室内の圧力を調整可能な圧力調整部と、前記シャフトを回転可能に支持するベアリングと、を備える。前記密閉室には、前記複数のコイルと前記シャフトの一部とが収容されている。前記ハウジングは、前記ステータの軸方向一方側に位置し前記密閉室の壁部の一部を構成する蓋部を有する。前記蓋部は、前記シャフトが通される貫通孔を有する。前記シャフトは、前記貫通孔を介して前記密閉室から軸方向一方側に突出している。前記ベアリングは、前記シャフトのうち前記密閉室から軸方向一方側に突出した部分を回転可能に支持する。前記ベアリングの軸方向他方側には、前記シャフトの外周面と前記貫通孔の内周面との間を封止する封止部材が設けられている。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一つの態様によれば、モータにおいて、ステータの冷却効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、本実施形態のモータを示す斜視図である。
図2は、本実施形態のモータの第1状態を示す断面図である。
図3は、本実施形態のモータの第2状態を示す断面図である。
図4は、本実施形態のフィンアセンブリを示す分解斜視図である。
図5は、本実施形態のフィンアセンブリの一部を示す部分断面斜視図である。
図6は、本実施形態のモータの一部を示す断面図である。
図7は、本実施形態の上側蓋部の組付手順の一工程を示す断面図である。
図8は、本実施形態の上側蓋部の組付手順の他の一工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
各図においてZ軸方向は、鉛直方向である。+Z側は、鉛直方向上側であり、−Z側は、鉛直方向下側である。以下の説明では、鉛直方向上側を単に「上側」と呼び、鉛直方向下側を単に「下側」と呼ぶ。また、各図に適宜示す中心軸Jは、Z軸方向、すなわち鉛直方向に延びている。以下の説明においては、中心軸Jの軸方向と平行な方向、すなわち鉛直方向を「軸方向」と呼ぶ。また、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態において上側は、軸方向一方側に相当し、下側は、軸方向他方側に相当する。なお、鉛直方向、上側および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
【0010】
図1に示す本実施形態のモータ1は、無人飛行体に搭載されるモータである。モータ1は、無人飛行体のプロペラを回転させる。図2および図3に示すように、本実施形態のモータ1は、ハウジング10と、ロータ20と、ステータ30と、センサアセンブリ50と、圧力調整部60と、フィンアセンブリ70と、封止部材80と、上側ベアリング24と、下側ベアリング25と、を備える。本実施形態において上側ベアリング24および下側ベアリング25は、転がり軸受である。上側ベアリング24および下側ベアリング25は、例えば、ボールベアリングである。
【0011】
ハウジング10は、ロータ20、ステータ30、センサアセンブリ50、封止部材80、上側ベアリング24、および下側ベアリング25を内部に収容している。ハウジング10は、ハウジング本体11と、上側蓋部12と、下側蓋部13と、を有する。ハウジング本体11は、軸方向に延びる筒状である。ハウジング本体11は、例えば、中心軸Jを中心とし、軸方向両側に開口する円筒状である。ハウジング本体11の上側部分11aの外径は、ハウジング本体11の下側部分11bの外径よりも小さい。ハウジング本体11の上側部分11aの内径は、ハウジング本体11の下側部分11bの内径よりも小さい。上側部分11aの外周面と下側部分11bの外周面との軸方向の間には、段差部が設けられている。
【0012】
ハウジング本体11は、孔部11c,11dを有する。孔部11c,11dは、上側部分11aに設けられている。孔部11c,11dは、上側部分11aを内周面から外周面まで径方向に貫通する。孔部11c,11dは、例えば、円形状の孔である。孔部11cの内径と孔部11dの内径とは、例えば、同じである。なお、孔部11cの内径と孔部11dの内径とは、互いに異なっていてもよい。
【0013】
孔部11cは、孔部11dよりも上側に位置する。孔部11cと孔部11dとは、それぞれ周方向に沿って複数ずつ設けられている。複数の孔部11cは、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。複数の孔部11dは、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。孔部11cの数と孔部11dの数とは、例えば、互いに同じである。なお、孔部11cの数と孔部11dの数とは、互いに異なっていてもよい。
【0014】
上側蓋部12は、ハウジング本体11の上側の端部に固定され、ハウジング本体11の上側の開口を閉じている。上側蓋部12は、ステータ30の上側に位置する蓋部に相当する。本実施形態において上側蓋部12は、第1保持部材12aと、第2保持部材40と、を有する。
【0015】
第1保持部材12aは、上側ベアリング24を保持する部材である。第1保持部材12aは、底部12mと、筒部12bと、固定部12cと、ベアリング保持部12dと、を有する。底部12mは、例えば、板面が軸方向を向く板状であり、中心軸Jを中心とする円環状である。底部12mは、ハウジング本体11の上側部分11aの径方向内側に位置する。
【0016】
筒部12bは、底部12mの径方向外縁部から上側に延びる筒状である。筒部12bは、例えば、中心軸Jを中心とする円筒状である。筒部12bは、ハウジング本体11の径方向内側に隙間を介して対向して配置されている。筒部12bは、筒部本体12gと、筒部本体12gの下側に繋がる嵌合部12hと、を有する。筒部本体12gの上側の端部は、筒部12bの上側の端部である。
【0017】
嵌合部12hは、底部12mの径方向外縁部に繋がる部分である。本実施形態において嵌合部12hは、筒部12bの下側の端部である。嵌合部12hの外径は、筒部本体12gの外径よりも小さい。嵌合部12hの内径は、筒部本体12gの内径よりも小さい。筒部本体12gの外周面と嵌合部12hの外周面との軸方向の間には、段差部が設けられている。
【0018】
本実施形態において筒部12bとハウジング本体11との径方向の間には、Oリング12iが設けられている。Oリング12iは、筒部本体12gのうち上側の端部の外周面とハウジング本体11のうち上側の端部の内周面との径方向の間に設けられている。Oリング12iは、筒部本体12gの外周面とハウジング本体11の内周面とに接触して、筒部本体12gの外周面とハウジング本体11の内周面との間を封止している。Oリング12iは、例えば、筒部本体12gの外周面に設けられた溝に嵌め込まれて、筒部12bに保持されている。
【0019】
固定部12cは、筒部12bの上側の端部から径方向外側に突出している。固定部12cは、ハウジング本体11の上側の端部に接触している。固定部12cは、ハウジング本体11の上側の端部にボルトで固定されている。これにより、上側蓋部12は、ハウジング本体11に固定されている。図1に示すように、固定部12cは、周方向に沿って複数設けられている。複数の固定部12cは、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。固定部12cは、例えば、4つ設けられている。固定部12cは、周方向に延びている。固定部12cのそれぞれは、2つのボルトによってハウジング本体11に固定されている。
【0020】
図2および図3に示すように、ベアリング保持部12dは、底部12mの径方向内縁部に繋がっている。ベアリング保持部12dは、底部12mの径方向内縁部から上側に延びる周壁部12eと、周壁部12eの上側の端部から径方向内側に突出する突出部12fと、を有する。周壁部12eは、例えば、中心軸Jを中心とする円筒状である。周壁部12eの径方向内側には、上側ベアリング24が嵌め合わされている。これにより、ベアリング保持部12dには、上側ベアリング24が嵌め合わされている。突出部12fは、例えば、中心軸Jを中心とする円環状である。突出部12fは、上側ベアリング24の外輪を上側から支持している。これにより、ベアリング保持部12dは、上側ベアリング24を上側から支持している。
【0021】
第2保持部材40は、封止部材80を保持する部材である。第2保持部材40は、第1保持部材12aの下側に固定されている。第2保持部材40は、ハウジング本体11の上側部分11aの径方向内側に位置する。第2保持部材40は、第2保持部材本体41と、嵌合部42と、第1支持部43と、第2支持部44と、を有する。第2保持部材本体41は、中心軸Jを囲む環状である。第2保持部材本体41は、例えば、中心軸Jを中心とする円環状である。第2保持部材本体41は、底部12mの下側に位置する。
【0022】
第2保持部材本体41は、第2保持部材本体41の上側の面から下側に窪む雌ネジ穴41aを有する。雌ネジ穴41aは、周方向に沿って複数設けられている。複数の雌ネジ穴41aは、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。雌ネジ穴41aには、底部12mに設けられた孔部12kを上側から貫通するボルト81が締め込まれている。このように、本実施形態において第2保持部材40は、上側から第1保持部材12aを貫通して第2保持部材40に締め込まれるボルト81によって、第1保持部材12aに固定されている。
【0023】
第2保持部材本体41の内周面には、止め輪45が取り付けられている。止め輪45の径方向外縁部は、第2保持部材本体41の内周面に設けられた溝に嵌め込まれている。止め輪45は、例えば、C形止め輪等である。止め輪45は、第2保持部材本体41の内周面から径方向内側に突出している。止め輪45は、封止部材80を下側から支持している。
【0024】
嵌合部42は、第2保持部材本体41の径方向外縁部から上側に突出する筒状である。嵌合部42は、例えば、中心軸Jを中心とし、上側に開口する円筒状である。嵌合部42は、第1保持部材12aの嵌合部12hの径方向外側に位置し、嵌合部12hに嵌め合わされている。すなわち、本実施形態において第1保持部材12aと第2保持部材40とは、互いに嵌め合わされる嵌合部12h,42を有する。そのため、第1保持部材12aと第2保持部材40とを相対位置精度よく互いに固定できる。
【0025】
嵌合部12hの外周面と嵌合部42の内周面との径方向の間には、Oリング12jが設けられている。Oリング12jは、嵌合部12hの外周面と嵌合部42の内周面とに接触して、嵌合部12hの外周面と嵌合部42の内周面との間を封止している。Oリング12jは、例えば、嵌合部12hの外周面に設けられた溝に嵌め込まれて、筒部12bに保持されている。
【0026】
第1支持部43は、第2保持部材本体41の径方向内縁部から上側に突出している。第1支持部43は、中心軸Jを囲む環状である。第1支持部43は、例えば、中心軸Jを中心とする円環状である。第1支持部43は、上側ベアリング24を下側から支持している。より詳細には、第1支持部43は、上側ベアリング24の外輪を下側から支持している。このように、本実施形態において上側ベアリング24の外輪は、ベアリング保持部12dの突出部12fと第1支持部43とによって、接触した状態で軸方向に挟まれて支持されている。
【0027】
本実施形態において第2保持部材40は、第1支持部43が上側ベアリング24の外輪に下側から接触することで、第1保持部材12aに対して軸方向に位置決めされている。第2保持部材40のうち第1支持部43を除く部分は、例えば、第1保持部材12aと軸方向に僅かな隙間を介して対向して配置されている。
【0028】
第2支持部44は、第2保持部材本体41の内周面のうち上側の端部から径方向内側に突出している。第2支持部44は、止め輪45の上側に位置する。第2支持部44は、中心軸Jを囲む環状である。第2支持部44は、例えば、中心軸Jを中心とする円環状である。第2支持部44は、封止部材80を上側から支持している。このように、本実施形態において封止部材80は、第2支持部44と止め輪45とによって、接触した状態で軸方向に挟まれて支持されている。これにより、封止部材80が第2保持部材40に保持されている。
【0029】
第2保持部材40の外周面は、例えば、第1保持部材12aの筒部本体12gの外周面と径方向において同じ位置に配置されている。本実施形態において、第2保持部材40の外周面は、第2保持部材本体41の外周面と嵌合部42の外周面とによって構成されている。第2保持部材40の下側の面は、孔部11dよりも上側に位置する。
【0030】
上側蓋部12は、上側蓋部12を軸方向に貫通する貫通孔12pを有する。貫通孔12pは、第1保持部材12aと第2保持部材40とに跨って設けられている。貫通孔12pの内部は、ベアリング保持部12dの内部と、第2保持部材本体41の内部と、を含む。貫通孔12pには、ロータ20の後述するシャフト21が通されている。
(【0031】以降は省略されています)

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