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公開番号2021058005
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019180053
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 3/46 20060101AFI20210312BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】バスバーの組み立てが容易なモータを提供する。
【解決手段】モータは、ロータと、ロータの径方向外側に配置されるステータ30と、を備える。ステータは、軸方向に延びる筒状のステータコア31と、ステータコアに取り付けられるインシュレータ32と、インシュレータを介してステータコアに取り付けられるコイル33と、コイルと接続され、周方向に延び、弾性変形可能なバスバー34と、を有する。インシュレータは、コイルが巻き回される巻回部と、巻回部の径方向外側に配置され、巻回部よりも軸方向に突出する突部41と、を有する。突部は、周方向に互いに間隔をあけて3つ以上設けられる。バスバーは、弾性変形させられた姿勢で、少なくとも3つの突部によりバスバーの径方向内側と径方向外側から保持される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
中心軸を中心とするロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、を備え、
前記ステータは、
軸方向に延びる筒状のステータコアと、
前記ステータコアに取り付けられるインシュレータと、
前記インシュレータを介して前記ステータコアに取り付けられるコイルと、
前記コイルと接続され、周方向に延び、弾性変形可能なバスバーと、を有し、
前記インシュレータは、
前記コイルが巻き回される巻回部と、
前記巻回部の径方向外側に配置され、前記巻回部よりも軸方向に突出する突部と、を有し、
前記突部は、周方向に互いに間隔をあけて3つ以上設けられ、
前記バスバーは、弾性変形させられた姿勢で、少なくとも3つの前記突部により前記バスバーの径方向内側と径方向外側から保持される、
モータ。
続きを表示(約 1,200 文字)【請求項2】
前記インシュレータは、周方向に並ぶ複数のインシュレータ部を有し、
前記インシュレータ部は、
1つの前記巻回部と、
複数の前記突部と、を有し、
複数の前記突部は、
第1突部と、
周方向において前記第1突部とは異なる位置に配置される第2突部と、を有し、
前記バスバーは、周方向に並ぶ複数の前記インシュレータ部にわたって延び、少なくとも、2つの前記第1突部および1つの前記第2突部により前記バスバーの径方向内側と径方向外側から保持される、
請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記第1突部と前記第2突部とは、径方向において互いに異なる位置に配置される、
請求項2に記載のモータ。
【請求項4】
前記第1突部の軸方向位置と、前記第2突部の軸方向位置とが、互いに同じである、
請求項2または3に記載のモータ。
【請求項5】
前記バスバーは、径方向外側に突出する折れ曲がり部を有する、
請求項1から4のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項6】
前記バスバーは、周方向において前記折れ曲がり部と繋がる平板部を有する、
請求項5に記載のモータ。
【請求項7】
前記インシュレータは、
前記巻回部の径方向外側に配置され、前記巻回部よりも軸方向に突出する外壁部と、
前記外壁部の軸方向を向く端面から軸方向に窪む窪み部と、を有し、
前記突部は、前記外壁部の前記端面から軸方向に突出し、
前記突部と前記窪み部とが、周方向において互いに異なる位置に配置される、
請求項1から6のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項8】
前記インシュレータは、前記端面に位置するバスバー支持座を有し、
前記バスバーは、前記バスバー支持座により軸方向から支持される、
請求項7に記載のモータ。
【請求項9】
前記インシュレータは、
前記端面の一部を構成する第1端面と、
前記端面の一部を構成し、前記第1端面よりも軸方向一方側に位置する第2端面と、を有し、
前記バスバー支持座は、前記第2端面に位置する、
請求項8に記載のモータ。
【請求項10】
前記突部の径方向外側面は、径方向外側に向かって凸となる曲面である、
請求項1から9のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項11】
前記突部の径方向内側面は、平面である、
請求項1から10のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項12】
前記突部は、前記中心軸に垂直な断面の形状が非円形状である、
請求項1から11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 6,600 文字)【背景技術】
【0002】
モータは、ロータと、ステータと、を備える。ステータは、ステータコアと、インシュレータと、コイルと、バスバーと、を有する。特許文献1に記載のブラシレスモータは、周方向に沿った収容溝が設けられたインシュレータを有する。収容溝は、周方向に間隔をあけて複数設けられる。バスバーの本体部は、複数の収容溝に収容される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第5256669号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のモータは、インシュレータにバスバーを取り付けにくい。具体的には、収容溝およびバスバーの各寸法を高い精度で管理しなければ、バスバーが収容溝の内側で移動したり、収容溝に入らなかったりするなどの不具合が生じるおそれがある。
【0005】
上記事情に鑑みて、本発明は、組み立てが容易な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、中心軸を中心とするロータと、前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、を備える。前記ステータは、軸方向に延びる筒状のステータコアと、前記ステータコアに取り付けられるインシュレータと、前記インシュレータを介して前記ステータコアに取り付けられるコイルと、前記コイルと接続され、周方向に延び、弾性変形可能なバスバーと、を有する。前記インシュレータは、前記コイルが巻き回される巻回部と、前記巻回部の径方向外側に配置され、前記巻回部よりも軸方向に突出する突部と、を有する。前記突部は、周方向に互いに間隔をあけて3つ以上設けられる。前記バスバーは、弾性変形させられた姿勢で、少なくとも3つの前記突部により前記バスバーの径方向内側と径方向外側から保持される。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一つの態様のモータによれば、組み立てが容易である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、一実施形態のモータを模式的に示す断面図である。
図2は、一実施形態のステータを示す斜視図である。
図3は、一実施形態のステータを示す上面図である。
図4は、一実施形態のステータのインシュレータの一部(インシュレータ部)およびバスバーを示す斜視図である。
図5は、一実施形態のステータのインシュレータの一部、バスバー、およびコイルのコイル端を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1に示すように、本実施形態では、モータ1の中心軸Jが延びる方向を単に「軸方向」と呼ぶ。本実施形態において、軸方向は上下方向である。上側(+Z)は、軸方向一方側に相当し、下側(−Z)は、軸方向他方側に相当する。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。図3に示すように軸方向から見て、周方向のうち、所定の回転方向を、周方向一方側θ1と呼び、所定の回転方向とは反対の回転方向を、周方向他方側θ2と呼ぶ。本実施形態では、モータ1の上面視で、中心軸Jを中心とする反時計回りの方向が、周方向一方側θ1に相当し、中心軸Jを中心とする時計回りの方向が、周方向他方側θ2に相当する。なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係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】
本実施形態のモータ1は、例えば、電動パワーステアリング装置(図示省略)に搭載される。電動パワーステアリング装置は、自動車の車輪の操舵機構に搭載される。電動パワーステアリング装置は、操舵力をモータにより軽減する装置である。
【0011】
図1に示すように、本実施形態のモータ1は、中心軸Jを中心とするロータ20と、ロータ20の径方向外側に配置されるステータ30と、ハウジング11と、複数のベアリング15,16と、を備える。モータ1は、インナーロータ型のモータである。ロータ20は、ステータ30に対して中心軸Jを中心として回転する。
【0012】
ハウジング11は、ロータ20およびステータ30を収容する。ハウジング11は、軸方向に延びる筒状である。ハウジング11は、周壁部11aと、頂壁部11bと、底壁部11cと、ベアリング保持壁部11dと、を有する。周壁部11aは、軸方向に延びる円筒状である。頂壁部11bは、周壁部11aの上側の開口を塞ぐ。底壁部11cは、周壁部11aの下側の開口を塞ぐ。底壁部11cは、ベアリング16を保持する。ベアリング保持壁部11dは、周壁部11aの内周面に固定される。ベアリング保持壁部11dは、ベアリング15を保持する。
【0013】
ロータ20は、シャフト21と、ロータコア22と、マグネット23と、を有する。シャフト21は、軸方向に延びる円柱状である。なおシャフト21は、軸方向に延びる円筒状でもよい。シャフト21は、複数のベアリング15,16により、中心軸J回りに回転可能に支持される。複数のベアリング15,16は、軸方向に互いに間隔をあけて配置され、ハウジング11に支持される。すなわち、シャフト21は、複数のベアリング15,16を介してハウジング11に支持される。
【0014】
ロータコア22は、軸方向に延びる筒状である。ロータコア22は、シャフト21よりも外径が大きい。ロータコア22は、シャフト21よりも軸方向の長さが小さい。ロータコア22の内周面は、シャフト21の外周面と固定される。ロータコア22は、シャフト21と圧入および接着等により固定される。ロータコア22は、軸方向において、一対のベアリング15,16間に位置する。マグネット23は、ロータコア22の外周部に固定される。
【0015】
ステータ30は、ロータ20と径方向に隙間をあけて対向する。ステータ30は、ロータ20を径方向外側から周方向の全周にわたって囲う。図1から図3に示すように、ステータ30は、ステータコア31と、インシュレータ32と、コイル33と、バスバー34と、接続端子35と、を有する。なお図1は、バスバー34および接続端子35の図示を省略している。
【0016】
ステータコア31は、中心軸Jを中心とする環状である。ステータコア31は、軸方向に延びる筒状である。ステータコア31は、ロータ20を径方向外側から囲う。ステータコア31は、例えば、軸方向に積層する複数の電磁鋼板により構成される。ステータコア31は、ハウジング11の内周面に固定される。ステータコア31とハウジング11との固定は、例えば焼き嵌めや圧入等により行われる。
【0017】
ステータコア31は、コアバック31aと、複数のティース31bと、を有する。コアバック31aは、中心軸Jを中心とする円筒状である。コアバック31aの径方向外側面は、周壁部11aの内周面と固定される。ティース31bは、コアバック31aの径方向内側面から径方向内側に突出する。複数のティース31bは、周方向に互いに間隔をあけて配置される。各ティース31bの径方向内側面は、ロータ20の径方向外側面と隙間をあけて対向する。
【0018】
インシュレータ32は、ステータコア31に取り付けられる。インシュレータ32は、絶縁性の材料により構成される。インシュレータ32は、例えば樹脂製である。インシュレータ32は、中心軸Jを中心とする環状である。インシュレータ32は、複数のティース31bに少なくとも上側から対向する上側部分32aと、複数のティース31bに少なくとも下側から対向する下側部分32bと、を有する。上側部分32aは、中心軸Jを中心とする環状である。具体的に、上側部分32aは、各ティース31bに対して上側から対向する部分と、各ティース31bに対して周方向から対向する部分と、を有する。下側部分32bは、中心軸Jを中心とする環状である。具体的に、下側部分32bは、各ティース31bに対して下側から対向する部分と、各ティース31bに対して周方向から対向する部分と、を有する。
【0019】
図2および図3に示すように、インシュレータ32は、周方向に並ぶ複数のインシュレータ部40を有する。複数のインシュレータ部40は、周方向に等ピッチで配列する。本実施形態では複数のインシュレータ部40が、インシュレータ32のうち上側部分32aを構成する。複数のインシュレータ部40は、互いに同一の形状を有する。すなわち本実施形態では、同一種類の共通部材(共通品)である複数のインシュレータ部40を周方向に並べることにより、環状のインシュレータ32のうち少なくとも上側部分32aが構成される。本実施形態では、インシュレータ部40が周方向に並んで12個設けられる。
【0020】
図4および図5に示すように、インシュレータ部40は、巻回部40aと、内壁部40bと、外壁部40cと、突部41と、窪み部40dと、第1端面40eと、第2端面40fと、バスバー支持座40gと、を有する。つまりインシュレータ32は、巻回部40aと、内壁部40bと、外壁部40cと、突部41と、窪み部40dと、第1端面40eと、第2端面40fと、バスバー支持座40gと、を有する。
【0021】
巻回部40aは、各インシュレータ部40に1つ設けられる。つまりインシュレータ部40は、1つの巻回部40aを有する。巻回部40aには、コイル33が巻き回される。巻回部40aは、径方向から見て、下側に開口するU字状である。巻回部40aは、ティース31bに上側から接触する部分と、ティース31bに周方向一方側θ1から接触する部分と、ティース31bに周方向他方側θ2から接触する部分と、を有する。
【0022】
内壁部40bは、巻回部40aの径方向内側に配置される。内壁部40bは、板状であり、一対の板面が径方向を向く。内壁部40bは、巻回部40aの径方向内側の端部に接続される。内壁部40bは、巻回部40aよりも上側に突出する部分と、巻回部40aよりも周方向一方側θ1に突出する部分と、巻回部40aよりも周方向他方側θ2に突出する部分と、を有する。すなわち、内壁部40bは、巻回部40aよりも上側に突出する。内壁部40bは、巻回部40aよりも軸方向に突出する。
【0023】
外壁部40cは、巻回部40aの径方向外側に配置される。外壁部40cは、板状であり、一対の板面が径方向を向く。外壁部40cは、巻回部40aの径方向外側の端部に接続される。外壁部40cは、巻回部40aよりも上側に突出する部分と、巻回部40aよりも周方向一方側θ1に突出する部分と、巻回部40aよりも周方向他方側θ2に突出する部分と、を有する。すなわち、外壁部40cは、巻回部40aよりも上側に突出する。外壁部40cは、巻回部40aよりも軸方向に突出する。
【0024】
突部41は、巻回部40aの径方向外側に配置される。突部41は、巻回部40aよりも上側に突出する。つまり突部41は、巻回部40aよりも軸方向に突出する。突部41は、外壁部40cの上側を向く端面40hから上側に突出する。つまり突部41は、外壁部40cの軸方向を向く端面40hから軸方向に突出する。
【0025】
突部41は、各インシュレータ部40に複数設けられる。つまりインシュレータ部40は、複数の突部41を有する。複数の突部41は、周方向に互いに間隔をあけて配置される。本実施形態では各インシュレータ部40が、2つの突部41を有する。このため図2および図3に示すように、突部41は、インシュレータ32に、周方向に互いに間隔をあけて3つ以上設けられる。
【0026】
図4および図5に示すように、複数の突部41は、第1突部41aと、第2突部41bと、を有する。第1突部41aと第2突部41bとは、周方向において互いに異なる位置に配置される。つまり第2突部41bは、周方向において第1突部41aとは異なる位置に配置される。本実施形態では、第1突部41aが、外壁部40cの周方向他方側θ2の端部に接続される。第2突部41bは、外壁部40cの周方向の両端部間に位置する中間部分に接続される。
【0027】
第1突部41aと第2突部41bとは、径方向において互いに異なる位置に配置される。具体的に、第1突部41aは、第2突部41bよりも径方向外側に位置する部分を有する。第2突部41bは、第1突部41aよりも径方向内側に位置する部分を有する。第1突部41aの径方向内側面は、第2突部41bの径方向外側面よりも径方向外側に位置する部分を有する。第1突部41aの軸方向位置と、第2突部41bの軸方向位置とは、互いに同じである。具体的に本実施形態では、第2突部41bの下端部以外の部分の軸方向位置と、第1突部41aの軸方向位置とが、互いに同じである。
【0028】
第1突部41aの周方向の長さ(幅)は、第2突部41bの周方向の長さよりも大きい。第1突部41aの径方向内側面は、平面である。つまり突部41の径方向内側面は、平面である。具体的に本実施形態では、図3に示すように、第1突部41aの径方向内側面が、周方向一方側θ1へ向かうに従い径方向外側に位置する。言い換えると、第1突部41aの径方向内側面は、周方向において、第1突部41aと隣り合う第2突部41b側へ向かうに従い、径方向外側へ向けて延びる。第1突部41aの径方向内側面は、軸方向から見て、中心軸Jを中心とする仮想円の円周上の一部を通る接線、具体的には第1突部41aの径方向内側面上を通る接線に対して傾斜する傾斜面である。
【0029】
図3から図5に示すように、第2突部41bの径方向外側面は、径方向外側に向かって凸となる曲面である。つまり突部41の径方向外側面は、径方向外側に向かって凸となる曲面である。具体的に、第2突部41bの径方向外側面は、中心軸Jに垂直な断面の形状が径方向外側に向かって凸となる曲線状である。本実施形態では、第2突部41bの径方向外側面は、中心軸Jと平行な断面の形状が軸方向に延びる直線状である。第2突部41bは、中心軸Jに垂直な断面の形状が非円形状である。つまり突部41は、中心軸Jに垂直な断面の形状が非円形状である。本実施形態では突部41は、中心軸Jに垂直な断面の形状が四角形の4辺のうち1辺を凸円弧に置き換えた形状である。
【0030】
図4および図5に示すように、窪み部40dは、外壁部40cの上側を向く端面40hから下側に窪む。つまり窪み部40dは、外壁部40cの軸方向を向く端面40hから軸方向に窪む。本実施形態では窪み部40dが、外壁部40cの周方向一方側θ1の端部に位置する。窪み部40dは、径方向から見て、上側に開口するU字状である。窪み部40dは、外壁部40cを径方向に貫通する。窪み部40dの周方向の長さは、コイル33のコイル端33aの線径よりも大きい。このため図5に示すように、窪み部40dには、コイル端33aを通すことが可能である。詳しくは、窪み部40dの上側からコイル端33aを挿し込むことにより、窪み部40dに対してコイル端33aを径方向に通すことが可能である。
(【0031】以降は省略されています)

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