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公開番号2021158801
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211007
出願番号2020057222
出願日20200327
発明の名称モータ
出願人日本電産株式会社
代理人
主分類H02K 1/18 20060101AFI20210910BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】樹脂製のハウジングとステータとの間に負荷がかかりにくいモータを提供する。
【解決手段】モータ1は、樹脂製のモータハウジング2と、ハウジングに埋め込まれるステータ3と、ステータに対して相対的に回転するロータ4と、を備える。ハウジングは、軸方向に延びる孔部を有し、孔部は、ハウジングの径方向内側端面から径方向外側端面までの間に配置される。孔部は周方向に複数設けられる。ハウジングの内部に孔部を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
樹脂製のモータハウジングと、
前記ハウジングに埋め込まれるステータと、
前記ステータに対して相対的に回転するロータと、
を備えるモータであって、
前記ハウジングは、軸方向に延びる孔部を有し、
前記孔部は、前記ハウジングの径方向内側端面から径方向外側端面までの間に配置される、
モータ。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記孔部は周方向に複数設けられる、請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記ハウジングは、
当該ハウジングの内部に前記孔部を有する、請求項1または2のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項4】
前記ステータは、
前記中心軸を中心とした環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びる複数のティースと、
を有し、
前記孔部は、前記ティースと同数設けられ、周方向に等間隔に配置される、
請求項1または2のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項5】
前記ハウジングは、円筒部を有し、
前記円筒部は、
前記ステータの径方向外側端面と当該円筒部との接触面から径方向外側に向かって凹む凹部を有し、
前記孔部は、
前記凹部と前記ステータの径方向外側端面とで囲まれる幅広部を有する、
請求項1に記載のモータ。
【請求項6】
前記ティースは前記コアバックの径方向内側に延びており、
前記コアバックは、径方向内側に凹む溝部を有しており、
前記コアバックは、前記コアバックの径方向外側端面との間に角部を有し、
前記角部は前記溝部の周方向一方側に設けられる第1角部と、周方向他方側に設けられる第2角部を有し、
前記凹部は、第1凹部と第2凹部と、を有し、
前記第1角部は、前記第1凹部に囲まれる前記孔部に覆われ、
前記第2角部は、前記第2凹部に囲まれる前記孔部に覆われる、
請求項5に記載のモータ。
【請求項7】
円筒部は、第1角部および第2角部を覆う共通の孔部を有する、
請求項6に記載のモータ。
【請求項8】
前記孔部は、
前記幅広部と、
前記幅広部から軸方向に延びる幅狭部と、を有し、
前記幅狭部は、ハウジングの外部に通ずる、
請求項1から7のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項9】
前記ハウジングは、前記孔部の軸方向端部を閉塞させる蓋部を有する、
1から7のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項10】
前記孔部は、軸方向に複数設けられる、請求項1から9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 5,400 文字)【背景技術】
【0002】
近年、組み立て工程を簡素化するなどの目的で、ステータを樹脂でモールドしたモータが開発されている。特許文献1には、ステータをモールドする樹脂部分を備えるモータが開示されている。この樹脂部分は、ハウジングに相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2010−022191
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のような樹脂製のハウジングを有するモータが、温度変化のある環境下で使用されると、ステータとハウジングとの膨張係数の違いによってハウジングとステータとの間に負荷がかかってしまう可能性がある。
【0005】
本発明の目的は、樹脂製のハウジングとステータとの間に負荷がかかりにくい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】
樹脂製のモータハウジングと、前記ハウジングに埋め込まれるステータと、前記ステータに対して相対的に回転するロータと、を備えるモータであって、前記ハウジングは、当該ハウジングの径方向内側端面から前記ハウジングの径方向外側端面までの間に孔部を有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、温度変化による影響で樹脂製のハウジングとステータとの間に負荷がかかりにくいモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、第1実施形態におけるモータの軸方向断面図である。
図2は、第1実施形態におけるモータの径方向断面図である。
図3は、第2実施形態におけるモータの拡大図である。
図4は、変形例におけるモータの拡大図である。
図5は、変形例におけるモータの断面図である。
図6は、変形例におけるモータの断面図である。
図7は、変形例におけるモータの断面図である。
図8は、変形例におけるモータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係るモータについて説明する。以下の説明においては、中心軸Jの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、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。
【0010】
図1は、第1実施形態におけるモータの軸方向断面図である。モータ1は、例えば、車両に搭載され、電動パワーステアリングの駆動力を発生させる駆動源として使用される。図1に示すように、モータ1は、円筒状のハウジング2と、ハウジング2の径方向内側に固定されるステータ3と、ステータ3に対して相対回転するロータ4と、を備える。ハウジング2は樹脂製である。ロータ4は、ステータ3の径方向内側に配置されるインナーロータである。ステータ3は、複数の電磁鋼板の積層で構成されるステータコア30からなる。
【0011】
図2は、第1実施形態におけるモータの径方向断面図である。図2に示すように、ステータコア30は、環状のコアバック31と、コアバック31から径方向内側に延びる12個のティース32とを有する。環状のコアバック31は、円弧状をなす分割コアバック31Aを互いに連結させたものである。分割コアバック31Aは、ティース32と同数の12個設けられている。ティース32は、分割コアバック31Aの周方向中央部から内側に向かって延びる。ステータ3は、軸方向に延びる円筒状のステータコア30と、ステータコア30の軸方向上側に位置するバスバー62と、を有する。
【0012】
図1及び図2に示すように、ティース32には、インシュレータ61を介してコイル6が装着される。バスバー62は、軸方向に延びており、コイル6の端部と溶接される。ステータコア30は、コイル6及びバスバー62とともに、ハウジング2の成形時の樹脂に埋め込まれる。なお、バスバー62の上側の端部は、ハウジング2の上方に突出する。バスバー62は、例えば外部の電源供給装置に接続される。
【0013】
ロータ4は、中心軸Jに沿って延びるシャフト5を有する。ステータコア30の上側及び下側において、シャフト5は、ベアリング9を介してハウジング2に支持される。ロータ4は、ステータ3に対して回転自在に支持される。
【0014】
図1に示すように、ハウジング2は、中心軸Jに沿って延びる円筒部21と、円筒部21の軸方向下側を閉塞する底部22とを有する。底部22の径方向中央部には、ベアリングホルダ91が固定される。ベアリングホルダ91は、ベアリング9が保持される。ベアリングホルダ91の径方向中央には、上下方向に貫通する軸孔部92が設けられる。軸孔部92には、シャフト5が通される。
【0015】
円筒部21は、底部22から上側に向かって延びる。円筒部21は、軸孔部92より大きい内径及び外径を有する。円筒部21は、ステータコア30の径方向内面であるティース32の径方向内側端面33が露出した状態でステータコア30をモールドする。したがって、円筒部21の径方向内側端面23は、ステータコア30の径方向内側端面33よりも径方向外側に位置する。なお、円筒部21を構成する樹脂は、周方向において隣り合うティース32同士の間にも入り込む。円筒部21の各ティース32に装着されるコイル6は、樹脂に覆われる。
【0016】
すなわち、円筒部21は、ステータコア30に加えて、ティース32に装着されるコイル6及びインシュレータ61もモールドする。インシュレータ61は、コイル6の径方向外側に外壁部612を有し、コイル6の径方向内側に内壁部611を有する。外壁部612および内壁部611を有することで、円筒部21の樹脂がコイル6及びインシュレータ61をモールドするとき、樹脂の充填圧によってコイル6が径方向内外に動くことを抑制できる。円筒部21は、インシュレータ61の径方向内側にも樹脂が充填される。円筒部21の径方向内側端面23は、インシュレータ61の径方向内側の壁である内壁部611よりも径方向内側に位置する。
【0017】
円筒部21は、ステータコア30の径方向外側に位置するコアバック31をモールドする。したがって、円筒部21の径方向外側端面24は、コアバック31の外周面であるステータコア30の径方向外側端面34よりも径方向外側に位置する。
【0018】
円筒部21は、径方向外側端面24とステータコア30の径方向外側端面34との間に、軸方向に開口する孔部7を有する。孔部7は、幅広部71を有する。幅広部71は、径方向および周方向が円筒部21の樹脂で囲まれている空間である。高温下において、幅広部71は、円筒部21の膨張に伴って収縮する。低温下において、幅広部71は、円筒部21の収縮に伴い膨張する。
【0019】
孔部7は、幅広部71から軸方向上側に通ずる幅狭部72を有する。幅広部71は、幅狭部72を介してモータ外部の空間と繋がっている。幅狭部72の断面積は、幅広部71の断面積よりも小さい。幅広部71の軸方向寸法は、ステータコア30の軸方向寸法よりも大きい。幅広部71の軸方向寸法は、インシュレータの軸方向寸法よりも小さい。
【0020】
ハウジング2は、ハウジング2の径方向内側端面からハウジング2の径方向外側端面までの間に孔部7を有する。ハウジング2を構成する樹脂とステータコア30を構成する電磁鋼板とは熱膨張係数が異なる。樹脂が高温で膨張した場合や低温で収縮した場合に、孔部7の周辺の円筒部21が変形することにより、ハウジング2とステータ3との間にかかる応力を緩和することができる。また、ハウジング2からステータ3に生じる応力が緩和されるのと同様に、ステータ3からハウジング2に生じる応力も緩和される。したがって、ハウジング2が外部の温度変化により膨張あるいは収縮した場合でも、ステータ3に応力が生じにくいので、モータ1における磁気特性の悪化が抑制される。このため、モータ1は、温度変化が生じる環境で使用されても、所望の特性を発揮しやすい。
【0021】
図1のモータ1において、幅広部71の軸方向寸法は、ステータコア30の軸方向寸法よりも長い。幅広部71の軸方向下端は、ステータコア30の軸方向下端よりも下側に位置し、幅広部71の軸方向上端は、ステータコア30の軸方向上端よりも上側に位置する。これにより、ステータコア30の軸方向全体が変形可能な孔部7に覆われるため、ステータ3の軸方向位置によらずステータコアにかかる応力を緩和できる。
【0022】
孔部7は、ステータコア30の径方向外側端面34と接触するハウジング2の接触面25とハウジング2の径方向外側端面24との間に設けられる。言い換えれば、ハウジング2は、ハウジング2の内部に孔部7を有する。ここで、孔部7がハウジング2の内部にあるとは、孔部7は、径方向が円筒部21の樹脂で囲まれている空間であることを指す。
【0023】
このハウジング2の内部に孔部7を有する構造によれば、例えば高温下において、ステータコア30にかかる応力を下げることができる。この構成では、ステータコア30に応力がかかることによる磁気特性の悪化が抑制されるので、モータ1が所望の特性を発揮しやすい。また、ハウジング2の内部に孔部7を有することで、モータ1が低温下に置かれた際にステータコア30にかかる応力を下げることができる。ハウジング2にかかる応力を下げることができる。
【0024】
ステータコア30は、円筒部21を構成する樹脂によりモールドされる。コイル6は、円筒部21に覆われる。円筒部21は、コイル6で発生した熱を吸収する。円筒部21は、径方向外周面24を含む外面からモータ外部に放熱する。円筒部21の径方向外周面24は、コイル6の表面積よりも十分に大きいので、コイル6で発生した熱がより効率よく放熱され、モータ1(ハウジング2)の温度上昇が抑制される。すなわち、モータ1における温度の変化幅が小さくなり、ハウジング2の膨張、収縮の変化幅が小さくなるため、ハウジング2及びステータ3にかかる応力が小さくなる。
【0025】
図2は、本実施形態におけるモータの径方向断面図である。円筒部21は、ステータコア30をモールドしている。ステータコア30の一部、すなわちティース32の径方向内側端面33は、円筒部21の樹脂から露出している。ステータ3の径方向内側端面33は、ハウジング2の径方向内側端面23よりも径方向外側に位置する。
【0026】
インシュレータ61は、コイル6の径方向内側に内壁部611を有する。インシュレータ61は、コイル6の径方向外側に外壁部612を有する。外壁部612の周方向寸法は、内壁部611の周方向寸法よりも大きい。
【0027】
ステータの径方向内側端面33は、内壁部611よりも径方向内側に位置する。ハウジングの径方向内側端面23は、内壁部611よりも径方向内側に位置する。すなわち、径方向内側から外側に向かって、ステータの径方向内側端面33、ハウジングの径方向内側端面23、内壁部611、の順に配置される。
【0028】
ステータコア30の径方向外側端面34は、外壁部612よりも径方向外側に位置する。ハウジングの径方向外側端面24は、外壁部612よりも径方向内側に位置する。すなわち、径方向内側から外側に向かって、外壁部612、ステータコア30の径方向外側端面34、ハウジングの径方向内側端面24、の順に配置される。
【0029】
コアバック31は、ステータコア30の径方向外側端面34から径方向内側に凹む溝部310を有する。溝部310の内部には、円筒部21の樹脂が充填される。
【0030】
図2に示すように、孔部7は、径方向において、12個の分割コアバック31Aそれぞれに対向する。すなわち、孔部7は、周方向において複数設けられる。また、ステータの分割コアバック31A及びティース32と同数設けられる。孔部7は周方向に等間隔で配置される。これにより、各分割コアバック31Aや各ティース32の近傍における樹脂が温度変化によって膨張或いは収縮しても、各孔部7がそれぞれ変形する。したがって、ステータ3やハウジング2にかかる応力を緩和することができる。
(【0031】以降は省略されています)

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