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公開番号2021166469
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211014
出願番号2021117195
出願日20210715
発明の名称ステータ及びその製造方法
出願人株式会社デンソー
代理人個人
主分類H02K 1/18 20060101AFI20210917BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】本発明の目的は、容易に組み立てることが可能な分割コア型のステータ及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】回転電機を構成するステータ(7)に関する。このステータは、コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された分割コア(71)と、この分割コアの外周壁面に配置された帯状の巻きヨーク(72)と、を備えて構成される。巻きヨークは、分割コアの外周壁面の周方向に沿って配置されており、巻きヨークの一端部には、少なくとも1個の凸部(72B)が形成されるとともに、他端部には、分割コアの外周壁面において、周方向に凸部と対向して係合している少なくとも1個の凹部(72C)が形成されている。これにより、分割コア型のステータ(7)を容易に組み立てることができる。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項1】
回転電機を構成するステータであって、
該ステータは、
コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された円環状の分割コア(71)と、
該分割コアの外周壁面に配置された帯状の巻きヨーク(72)と、を備えて構成され、
前記巻きヨークは、前記分割コアの外周壁面の周方向に沿って配置されており、
前記巻きヨークの一端部には、少なくとも1個の凸部(72B)が形成され、
前記巻きヨークの他端部には、前記巻きヨークが前記周方向に沿って前記分割コアの外周壁面に配置された状態で前記周方向において前記凸部と対向して係合している少なくとも1個の凹部(72C)が形成されていることを特徴とするステータ。
続きを表示(約 2,700 文字)【請求項2】
前記凹部の一部には、前記凸部が圧接した状態で係合していることを特徴とする請求項1に記載のステータ。
【請求項3】
前記凹部は、該凹部の開口により近い第1孔部(223)と、該第1孔部よりも前記開口から離れており前記第1孔部と連通した第2孔部(224)と、を有し、
前記第1孔部の軸方向距離は、前記第2孔部の軸方向距離よりも小さく、
前記凸部の先端部には、前記凸部の先端部が押し潰れて軸方向距離が長くなるように拡がった拡がり部(226)が設けられており、
前記凸部は、前記拡がり部において前記凸部の基端部側に位置する表面が前記第1孔部と前記第2孔部との間に形成された段差に密接した状態で前記凹部に係合していることを特徴とする請求項2に記載のステータ。
【請求項4】
前記凹部の開口部の軸方向距離は、内部の軸方向距離よりも小さくなるように形成されており、
前記凸部の先端部側は、前記凹部の内部に配置されるとともに、前記凸部の先端は、前記凹部の内部を規定する周縁部の一部に圧接しており、
前記凸部の基端部側は、前記凸部の先端部側よりも軸方向距離が小さくなるように構成されるとともに、前記凹部の開口部に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のステータ。
【請求項5】
前記凸部の近傍及び前記凹部の近傍のうち少なくとも一方側には、緩衝孔(H2)が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のステータ。
【請求項6】
前記凸部の先端部における軸方向両端部が爪状に突出しており、
前記凹部の挿入部が前記凸部の先端形状に対応してテーパ形状をなしており、
前記凸部が前記凹部とスナップフィット形式にて係合していることを特徴とする請求項1に記載のステータ。
【請求項7】
回転電機を構成するステータであって、
該ステータは、
コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された円環状の分割コア(71)と、
該分割コアの外周壁面に配置され、帯状の板体である巻きヨーク本体部の一端部と他端部とが連絡されて筒状となった巻きヨーク(72)と、を備えて構成され、
前記巻きヨークは、前記分割コアの外周壁面の周方向に沿って配置されており、
前記巻きヨーク本体部の一端部と他端部とは、一方側を他方側へと引き寄せる若しくは引き離すように回動可能な回動かしめ部(6B)を介して周方向に連結されており、
前記巻きヨークは、前記分割コアの外周壁面に圧接していることを特徴とするステータ。
【請求項8】
前記回動かしめ部は、
平板状の作用部と、
該作用部の一方点(P1)と前記巻きヨーク本体部の一端部とを連結する一方側連結部と、
前記作用部の他方点(P2)と前記巻きヨーク本体部の他端部とを連結する他方側連結部と、を備え、
前記他方点は、前記作用部の中心に対して、前記一方点と点対称の位置に形成されることを特徴とする請求項7に記載のステータ。
【請求項9】
コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された円環状の分割コア(71)と、該分割コアの外周壁面に配置された帯状の巻きヨーク(72)と、を備えて構成されたステータを製造する方法であって、
一端部に少なくとも1個の凸部(72B)が形成されるとともに、他端部に前記凸部と係合する少なくとも1個の凹部(72C)が形成された帯状の巻きヨークを、前記分割コアの外周壁面に沿わせながら、前記分割コアの外周壁面の周方向に沿って前記凸部と前記凹部とが突き合うように丸める配置工程と、
前記凹部に対し、前記凸部を挿入する挿入工程と、
前記凹部の一部である周端部に前記凸部の先端部を圧接させて前記凸部を変形させることにより、前記凹部に前記凸部を係合させる圧接工程と、を行うことを特徴とするステータの製造方法。
【請求項10】
前記挿入工程及び前記圧接工程は、2つの分割金型(S1、S2)の間に形成される収容空間内に、前記分割コア及び前記分割コアの外周壁面に巻き付けられた前記巻きヨークを収容した状態で行われ、
前記収容空間内の前記分割コア及び前記巻きヨークを、前記2つの分割金型によって挟み込んで前記分割コアの径方向に加圧することで、前記凹部に対して前記凸部を挿入して前記凹部に前記凸部を係合させることを特徴とする請求項9に記載のステータの製造方法。
【請求項11】
前記凸部には、吸収孔(H1)が形成されており、
前記圧接工程では、前記吸収孔を変形させることにより、前記凹部内で前記凸部の先端部分を変形させて前記凹部に前記凸部を係合することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のステータの製造方法。
【請求項12】
前記凸部の先端部における軸方向両端部が爪状に突出しており、
前記凹部の挿入部が前記凸部の先端形状に対応してテーパ形状をなしており、
前記圧接工程では、前記凸部が前記凹部とスナップフィット形式にて係合していることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のステータの製造方法。
【請求項13】
前記配置工程の前に、円柱状の治具(T)をコア中心に配置し、当該治具の外周面周りに円環状に前記コア片(71A)を配置する仮組工程を行い、
前記配置工程、前記挿入工程および前記圧接工程において、前記治具を前記コア中心に配置し続けることを特徴とする請求項9乃至請求項12のいずれか一項に記載のステータの製造方法。
【請求項14】
コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された円環状の分割コア(71)と、該分割コアの外周壁面に配置された巻きヨーク(72)と、を備えて構成されたステータを製造する方法であって、
帯状の板体である巻きヨーク本体部の一端部と他端部とを連絡するとともに、回動することにより一方側を他方側へと引き寄せる若しくは引き離す回動かしめ部(6B)によって連結されて筒状となった前記巻きヨークを、前記分割コアの外周壁面に装着する配置工程と、
前記回動かしめ部を回動させて、前記巻きヨーク本体部の端部の一方側を他方側へと引き寄せる若しくは引き離すことにより、前記巻きヨークを前記分割コアの外周壁面に圧接させる圧接工程と、を行うことを特徴とするステータの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は直流モータのステータ及びその製造方法に係り、特に、ヨークに特徴を有するステータ及びその製造方法に関するものである。
続きを表示(約 11,000 文字)【背景技術】
【0002】
直流モータの構成は、一例を挙げると、回転軸に固定された電機子及び整流子と、この電機子の外側を被覆するカップ状のヨークと、このヨークの内壁面に固定された界磁用のマグネット等を有して構成されている。このマグネットは、ヨーク内部に電機子を配設した際に、電機子の側面と対面するように構成されている。
そして、カップ状のヨークの開口側はブラケットにより閉塞されている。なお、このブラケットには、回転軸を突出させるための孔が形成されており、この構成により、回転軸の出力側端部は、出力側へと突出できるように構成されている。また、ヨークの底部とブラケットの孔部付近には、軸受が配設されており、これらの軸受によって回転軸は回転可能に支持されることとなる。また、ブラケットには、ブラシが配置されており、このブラシの径方向内側端部が整流子に摺接するように構成されている。これにより、外部電源に接続されたブラシから、整流子へと電流が供給される。そして、整流子による整流により電流方向が切り替えられる電機子と、界磁用のマグネットとの相互作用によって、この電機子は回転し、ロータとして機能する。
【0003】
上記のようなヨークは、単に、電機子を被覆したりマグネットを支持するものではなく、磁気回路としての役割を果たすものである。
このため、磁気回路を構築するために、ヨークの肉厚を所定以上確保する必要がある。
しかしながら、従来のヨークは、磁気回路として必要な肉厚を素材板厚として絞ることにより製造されるため、磁気回路として必要の無い部分の肉厚もまた、磁気回路として必要な部分と同様の肉厚に形成される。つまり、磁気回路として必要の無い部分の肉厚が大きくなることとなる。
このため、素材費用が大きくなるとともに、ヨークの質量が大きくなるという問題があった。
よって、このような問題を解決するための技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
特許文献1には、直流電動機のフレーム構造が開示されている。
本技術においては、回転子鉄心は、カップ状のフレーム(ヨークに相当)に囲繞されており、このフレーム(ヨークに相当)の円筒部外側面には、リング状の補助フレームが配置されている。
このように構成されていることで、全体としては、肉厚の小さいフレームを作成し、磁気回路として肉厚を大きくする必要がある部分は、補助フレーム(補助ヨーク)を巻装することにより、磁気回路として必要な肉厚を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
実開平06−031354号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このように、特許文献1のような技術においては、補助フレーム(補助ヨーク)を用いることで、磁気回路として必要な部分のみ肉厚を大きくし、その他の部分は肉厚を小さくすることができる。このため、フレーム(ヨーク)の素材費用低減及び軽量化を図ることができる。
このような従来技術において、補助フレーム(以下、「補助ヨーク」と記す)は、カップ状のフレーム(以下、「メインヨーク」と記す)に圧入や接着によって嵌合固定されている。
しかしながら、圧入により補助ヨークをメインヨークに取付ける方法では、圧入による力によって、メインヨークが変形し、メインヨークの内径が変化してしまうという問題があった。
また、圧入時の力により、メインヨークや補助ヨークのメッキが剥がれるという問題があった。
更に、補助ヨークを圧入するためには、メインヨークの内外径を高精度に仕上げる必要があり、製造コストが高くなる。また、同様に、補助ヨークの内外径精度も要求され、製造コストが高くなる。
また、接着により補助ヨークをメインヨークに取付ける方法では、密着力の低さから、補助ヨークが脱落してしまう問題があった。更に、接着剤のはみ出しにより、外観不良が発生する問題があった。
この他には、溶接や絞りによる取付けがあるが、前者では、熱影響によるメインヨーク内径の変化やスポット部の腐食といった問題があり、後者では、材料の異方性によるメインヨーク内径の精度の悪化やブランク位置決め精度の高難度化といった問題があった。また、後者では、補助ヨークとメインヨークとの間に加工油溜りが発生するという問題もあった。
このような状況下、メインヨークの内径を変化させることなく、高すぎる内外径精度が要求されることのない技術の開発が求められていた。
また、さらに容易に組み立てることが可能な分割コア型のステータが求められていた。
【0007】
本発明の目的は、上記各問題点を解決することにあり、メインヨークに補助ヨークが取付けられた際、この取付によるメインヨークへの影響を抑制することができるよう構成されたステータ及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、メインヨークや補助ヨークの内外径の精度要求を低減し、製造コスト的に有利なステータ及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明のさらなる目的は、容易に組み立てることが可能な分割コア型のステータ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題は、本発明に係るステータによれば、回転電機を構成するステータであって、
該ステータは、コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された円環状の分割コア(71)と、該分割コアの外周壁面に配置された帯状の巻きヨーク(72)と、を備えて構成され、前記巻きヨークは、前記分割コアの外周壁面の周方向に沿って配置されており、前記巻きヨークの一端部には、少なくとも1個の凸部(72B)が形成され、前記巻きヨークの他端部には、前記巻きヨークが前記周方向に沿って前記分割コアの外周壁面に配置された状態で前記周方向において前記凸部と対向して係合している少なくとも1個の凹部(72C)が形成されていることにより解決される。
【0009】
このよう構成されることで、分割コア型のステータを容易に組み立てることができる。
【0010】
このとき、具体的な構成としては、前記凹部の一部には、前記凸部が圧接した状態で係合していると、係合剛性が高くなるため、好適である。
また、具体的な構成としては、前記凹部は、該凹部の開口により近い第1孔部(223)と、該第1孔部よりも前記開口から離れており前記第1孔部と連通した第2孔部(224)と、を有し、前記第1孔部の軸方向距離は、前記第2孔部の軸方向距離よりも小さく、前記凸部の先端部には、前記凸部の先端部が押し潰れて軸方向距離が長くなるように拡がった拡がり部(226)が設けられており、前記凸部は、前記拡がり部において前記凸部の基端部側に位置する表面が前記第1孔部と前記第2孔部との間に形成された段差に密接した状態で前記凹部に係合していると、好適である。
このように構成されていると、凸部と凹部をより強固に係合させ、凹部から凸部が離脱することを有効に防止することが可能となる。
更に、具体的な適用構成としては、前記凹部の開口部の軸方向距離は、内部の軸方向距離よりも小さくなるように形成されており、前記凸部の先端部側は、前記凹部の内部に配置されるとともに、前記凸部の先端は、前記凹部の内部を規定する周縁部の一部に圧接しており、前記凸部の基端部側は、前記凸部の先端部側よりも軸方向距離が小さくなるように構成されるとともに、前記凹部の開口部に配置されていると好適である。
このように構成されていると、係合した後に、凹部から凸部が離脱することを有効に防止することができ、確実かつ効率的に係合させることが可能となる。
【0011】
また、前記凸部の近傍及び前記凹部の近傍のうち少なくとも一方側には、緩衝孔(H2)が形成されていると、凹部への凸部の係合力を逃がすための逃げ孔となるため、他の箇所への係合力の影響を低減することができる。
また、前記凸部の先端部における軸方向両端部が爪状に突出しており、前記凹部の挿入部が前記凸部の先端形状に対応してテーパ形状をなしており、前記凸部が前記凹部とスナップフィット形式にて係合しているとよい。
【0012】
また、上記課題は、本発明の係るステータによれば、回転電機を構成するステータであって、該ステータは、コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された円環状の分割コア(71)と、該分割コアの外周壁面に配置され、帯状の板体である巻きヨーク本体部の一端部と他端部とが連絡されて筒状となった巻きヨーク(72)と、を備えて構成され、前記巻きヨークは、前記分割コアの外周壁面の周方向に沿って配置されており、前記巻きヨーク本体部の一端部と他端部とは、一方側を他方側へと引き寄せる若しくは引き離すように回動可能な回動かしめ部(6B)を介して周方向に連結されており、前記巻きヨークは、前記分割コアの外周壁面に圧接していることによっても解決される。
そして、このとき、具体的な構成としては、前記回動かしめ部は、平板状の作用部と、該作用部の一方点(P1)と前記巻きヨーク本体部の一端部とを連結する一方側連結部と、前記作用部の他方点(P2)と前記巻きヨーク本体部の他端部とを連結する他方側連結部と、を備え、前記他方点は、前記作用部の中心に対して、前記一方点と点対称の位置に形成されると好適である。
このように構成されていると、回動かしめ部を回動させるのみで、巻きヨークを分割コアに装着することができる。
よって、上記凸部と凹部の係合と同様の各種作用効果を奏することができる。
【0013】
また、上記課題は、本発明に係るステータの製造方法によれば、 コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された円環状の分割コア(71)と、該分割コアの外周壁面に配置された帯状の巻きヨーク(72)と、を備えて構成され

ステータを製造する方法であって、一端部に少なくとも1個の凸部(72B)が形成されるとともに、他端部に前記凸部と係合する少なくとも1個の凹部(72C)が形成された帯状の巻きヨークを、前記分割コアの外周壁面に沿わせながら、前記分割コアの外周壁面の周方向に沿って前記凸部と前記凹部とが突き合うように丸める配置工程と、前記凹部に対し、前記凸部を挿入する挿入工程と、前記凹部の一部である周端部に前記凸部の先端部を圧接させて前記凸部を変形させることにより、前記凹部に前記凸部を係合させる圧接工程と、を行うことにより解決される。
【0014】
このとき、前記挿入工程及び前記圧接工程は、前記挿入工程及び前記圧接工程は、2つの分割金型(S1、S2)の間に形成される収容空間内に、前記分割コア及び前記分割コアの外周壁面に巻き付けられた前記巻きヨークを収容した状態で行われ、前記収容空間内の前記分割コア及び前記巻きヨークを、前記2つの分割金型によって挟み込んで前記分割コアの径方向に加圧することで、前記凹部に対して前記凸部を挿入して前記凹部に前記凸部を係合させること好適である。
また、上記の方法において、前記凸部には、吸収孔(H1)が形成されており、前記圧接工程では、前記吸収孔を変形させることにより、前記凹部内で前記凸部の先端部分を変形させて前記凹部に前記凸部を係合すると好適である。
このため、上記同様の作用効果を奏することができる。
また、圧接工程では、凸部の先端を凹部に圧接させて、凹部を変形させながら(潰しながら)凹部に係合させる。このため、周方向に力を加えるのみで係合させることができる。また、圧接工程後は凸部は凹部内部で変形しているため(潰れているため)、凹部から凸部が離脱することを有効に防止することができる。
このように、簡易かつ確実に凸部を凹部に係合させることができる。
また、凸部の先端部に吸収孔が形成されているため、圧接工程にて凸部を変形させる(潰す)際に、この吸収孔がクッションとなり、凸部が割れることを防止することができるとともに、この吸収孔が形成されていることで、凸部を変形させる(潰す)ための力を小さくすることができる。
また、上記の方法において、前記凸部の先端部における軸方向両端部が爪状に突出しており、前記凹部の挿入部が前記凸部の先端形状に対応してテーパ形状をなしており、前記圧接工程では、前記凸部が前記凹部とスナップフィット形式にて係合しているとよい。
また、上記の方法において、前記配置工程の前に、円柱状の治具(T)をコア中心に配置し、当該治具の外周面周りに円環状に前記コア片(71A)を配置する仮組工程を行い、前記配置工程、前記挿入工程および前記圧接工程において、前記治具を前記コア中心に配置し続けるとよい。
【0015】
更に、上記課題は、本発明に係るステータの製造方法によれば、コア片(71A)を周方向に沿って環状に並べて構成された円環状の分割コア(71)と、該分割コアの外周壁面に配置された巻きヨーク(72)と、を備えて構成されたステータを製造する方法であって、帯状の板体である巻きヨーク本体部の一端部と他端部とを連絡するとともに、回動することにより一方側を他方側へと引き寄せる若しくは引き離す回動かしめ部(6B)によって連結されて筒状となった前記巻きヨークを、前記分割コアの外周壁面に装着する配置工程と、前記回動かしめ部を回動させて、前記巻きヨーク本体部の端部の一方側を他方側へと引き寄せる若しくは引き離すことにより、前記巻きヨークを前記分割コアの外周壁面に圧接させる圧接工程と、を行うことにより解決される。
【発明の効果】
【0016】
本発明により、容易に組み立てることが可能な分割コア型のステータ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
本発明の第1実施形態に係るモータの概略構成図である。
本発明の第1実施形態に係る第1ステータの縦断面相当図である。
本発明の第1実施形態に係る第1ステータの斜視図である。
図1のA−A線断面図及び平面図である。
本発明の第1実施形態に係る第1補助ヨークの取付部分を示す説明図である。
本発明の第1実施形態に係る第1補助ヨークの取付部分のサイズ構成を示す説明図である。
本発明の第1実施形態に係る第1補助ヨークの取付部分の変形例を示す図である。
本発明の第1実施形態に係る第1ステータの製造工程を示す説明図である。
本発明の第1実施形態に係る第1ステータの製造工程に関するバリエーションを示す図である。
本発明の第2実施形態に係る第2ステータを示す斜視図である。
本発明の第2実施形態に係る第2補助ヨークの回動かしめ部を示す説明図である。
本発明の第2実施形態に係る回動かしめ部の機能を示す説明図である。
分割コア型ステータの模式平面図である。
巻きヨークの斜視図である。
分割コア型ステータの製造工程を示す説明図である。
巻きヨークのバリエーションを示す図である(その1)。
巻きヨークのバリエーションを示す図である(その2)。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下に説明する構成は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本実施形態は、補助ヨークを装着するにあたり、メインヨークに対する物理的影響を軽減するとともに、簡易に補助ヨークの装着を実施することができるステータとその製造方法について説明するものである。
【0019】
図1乃至図12は、本発明を例示するものであり、図1は第1実施形態及び第2実施形態に共通するモータの概略構成図を示した。
図2乃至図7は、第1実施形態を示すものであり、図2は第1ステータの縦断面相当図、図3は第1ステータの斜視図、図4は図1のA−A線断面図及び平面図、図5は第1補助ヨークの取付部分を示す説明図、図6は第1補助ヨークの取付部分のサイズ構成を示す説明図、図7は第1補助ヨークの取付部分の変形例を示す図、図8は第1ステータの製造工程を示す説明図、図9は第1ステータの製造工程に関するバリエーションを示す図である。
なお、図2は、第1ステータの説明のため、ステータとマグネットのみを示し、その他の図示は省略している。
図10乃至図12は、第2実施形態を示すものであり、図10は第2ステータを示す斜視図、図11は第2補助ヨークの回動かしめ部を示す説明図である。また、図12には、この回動かしめ部の機能を詳細に説明する説明図を示した。
【0020】
<<第1実施形態>>
<モータの概略構成について>
当該例示したモータMは、直流モータである。以下、モータMの構成について簡単に説明する。
本実施形態に係るモータMは、ロータ1と、第1ステータ2と、エンドプレート3と、ブラシ4と、を組み合わせることにより構成されている。
なお、モータMの出力側とは、モータMの動力が伝達されていく側であり、図1においては、向かって左側を指す。また、基端部側とは、回転軸11の軸方向に沿って、出力側と反対側を指すものとする。
【0021】
図1に示すように、ロータ1は、回転中心となる回転軸11と、電機子12と、整流子13と、を有して構成されている。
電機子12は、回転軸11と一体回転可能に組付けられるものであり、ロータコア12Aと、このロータコア12Aに巻装されるコイル12Bと、を有して構成されている。
円筒形状の整流子13は、回転軸11に固定されるが、この固定位置は、電機子12によりも出力側であり、回転軸11と一体的に回転可能である。
そして、電機子12を構成するコイル12Bは、整流子13(正確には、外周に貼設された整流子片)と電気的に接続されている。
【0022】
第1ステータ2は、カップ形状のメインヨーク21と、このメインヨーク21の外側に配置される円環形状の第1補助ヨーク22と、界磁用のマグネット23と、を有して構成されている。
メインヨーク21のカップ形状底面部分の中央部には、基端部方向に突出するカップ形状の軸受配設部21Aが形成されている。なお、この軸受配設部21A以外の部分を「メインヨーク本体部21B」と記す。
この軸受配設部21Aの内部には、円環状のボール軸受K1が配置されており、このボール軸受K1により、回転軸11の基端部側端部が回転可能に軸支されている。
また、界磁用のマグネット23は、瓦型の永久磁石であり、メインヨーク本体部21Bの内側壁に複数個(極数に対応する個数)貼設されている。なお、本例においては、4極を例示しているため、4個のマグネット23が使用されている。
【0023】
メインヨーク21は、カップ形状(有底筒状)の磁性体であり、特に、メインヨーク本体部21Bは、内壁に貼設されているマグネット23,23間を磁束で結合して磁気回路を構成する役割を果たす。
第1補助ヨーク22は、円環形状の磁性体であり、メインヨーク本体部21Bの外側面(外周壁面に相当)に巻き付くように配置され、メインヨーク21の磁気回路としての役割を補強するものである。
なお、このメインヨーク21への第1補助ヨーク22の取付構造等に関しては、本発明の主要構成であるため、後に詳述する。
【0024】
また、メインヨーク21の開口側は、エンドプレート3(ブラシホルダ)で閉塞されている。
このエンドプレート3の中央部には、回転軸11の出力側を貫通させるための貫通孔(図示せず)が形成されており、この貫通孔の内壁面には、円環状のボール軸受K2が配置されている。このボール軸受K2により、回転軸11の出力側が回転可能に軸支されている。
更に、エンドプレート3の基端部側の面には、ブラシ4が配置されている。
このブラシ4は、角柱状の部材であり、径方向中央側の端部が整流子13の外側面(正確には、外周に貼設された整流子片)に当接するように構成されている。
【0025】
以上のように、カップ状の第1ステータ2の内部には、ロータ1を構成する電機子12が格納されており、第1ステータ2の開口部(出力側に開口している)は、回転軸11の出力側端部を突出させた状態で、エンドプレート3で閉塞されている。
そして、この状態において、回転軸11の基端部側端部及び出力側端部は、ボール軸受K1,K2により回転可能に軸支されるとともに、エンドプレート3の出力側面に配置されたブラシ4は、整流子13の外側面に当接している。
なお、第1ステータ2を構成するメインヨーク本体部21Bの内側面には、界磁用のマグネット23が貼設されており、このマグネット23は、電機子12の外側面と対面するように構成されている。
【0026】
そして、図示は省略するが、ブラシ4には、外部電源から電流が供給されるよう構成されており、このブラシ4から供給される電流は、整流子13により整流されて電機子12に供給される。そして、磁力方向が切替わる電磁石となった電機子12と、固定された界磁用のマグネット23との相互作用によりロータ1が回転することとなる。
そして、この第1ステータ2は、メインヨーク21と第1補助ヨーク22とを組合わせて1個のヨークとしたものであり、本例においては、メインヨーク21の外側面に円環状の第1補助ヨーク22が配設された構成となっている。
なお、本実施形態においては、第1補助ヨーク22が、メインヨーク21の外側面に配置された構成を説明するが、もちろん、これに限られることはなく、メインヨーク21の内側面(内周壁面に相当)に円環状の第1補助ヨーク22が配置された構成とし、この第1補助ヨーク22の内側面にマグネット23が配設される構成としてもよい。
しかしながら、製造における作業性等を鑑みると、第1補助ヨーク22は、メインヨーク21の外側面に配置される構成がより好適な構成である。
【0027】
<第1補助ヨークの構成について>
図3乃至図7により、本実施形態に係る第1補助ヨーク22の構造について説明する。
本実施形態に係る第1補助ヨーク22は、長方形帯状の板状体を環状に丸めることにより構成された円筒状の部材である。
本実施形態に係る第1補助ヨーク22は、図3に示すように、第1補助ヨーク本体部22Aと、第1補助ヨーク凸部22Bと、第1補助ヨーク凹部22Cと、を有して構成されている。
第1補助ヨーク本体部22Aは、長方形状(帯状)の板体であり、環状に丸めることにより円筒形状となる部分である。
なお、以下、説明のため、長方形状の第1補助ヨーク本体部22Aの長辺を「長辺221」と記し、短辺を「短辺222」と記す。
長辺221は、メインヨーク本体部21Bの外側面の胴回りの長さと略同じ長さとなるように構成されている。
【0028】
また、第1補助ヨーク凸部22Bは、第1補助ヨーク本体部22Aの一方の短辺222(すなわち、第1補助ヨーク22の一端部)に形成されている。第1補助ヨーク凹部22Cは、第1補助ヨーク本体部22Aの他方の短辺222(すなわち、第1補助ヨーク22の他端部)に形成されている。
第1補助ヨーク凸部22Bは、一方の短辺222から、長辺221が延びる方向へと突出した突起である。なお、本実施形態において、第1補助ヨーク凸部22Bの先端部分は、当初、円弧状に形成されている。
そして、第1補助ヨーク凸部22Bには、図5に示すように、吸収孔H1が形成(厳密には、中抜き形成)されている。
後述するが、この吸収孔H1は、第1補助ヨーク凸部22Bを第1補助ヨーク凹部22C内で変形するときに逃げ孔となる部分である。
なお、本実施形態において、図3に示すように、第1補助ヨーク凸部22Bは、軸方向に並列するように3個形成されている。
【0029】
第1補助ヨーク凹部22Cは、他方の短辺222から、長辺221が延びる方向に沿って穿たれた凹部である。
本実施形態において、第1補助ヨーク凹部22Cは、図5に示すように、挿入部223と変形部224とを有して構成されている。
挿入部223は、第1補助ヨーク凹部22Cの開口により近い第1孔部に相当し、他方の短辺222から切り込まれた矩形の孔部である。変形部224は、第2孔部に相当し、挿入部223よりも第1補助ヨーク凹部22Cの開口から離れており、挿入部223と連通する矩形孔部である。
そして、挿入部223の軸方向距離(開口幅)は、第1補助ヨーク凸部22B基端部の軸方向距離(軸方向長さ)とほぼ同等となるように構成されるとともに、変形部224の軸方向距離よりも小さくなるように構成されている。
つまり、第1補助ヨーク凹部22Cは、入口側(一方の短辺222端部側)が狭い孔部(挿入部223)であって、奥側が広い孔部(変形部224)となるように、長辺221が延びる方向に沿って穿たれた(一方の短辺222から他方の短辺222に向かって穿たれた)スリット状の孔部である。より詳しく説明すると、図5に示すように、挿入部223と変形部224との間には、L字状の段差225が形成されている。
なお、本実施形態においては、図3に示すように、第1補助ヨーク凹部22Cが軸方向に並列するように3個形成されており、第1補助ヨーク本体部22Aを環状に丸めて両短辺222,222を合わせた際に、3個の第1補助ヨーク凸部22Bが、3個の第1補助ヨーク凹部22Cの位置に整合するように位置が決定されている。
【0030】
なお、本実施形態では、図3に示すように、第1補助ヨーク凸部22Bの基端部側付近と、第1補助ヨーク凹部22Cの変形部224付近とに緩衝孔H2が形成されている。これら緩衝孔H2は、第1補助ヨーク凸部22Bを第1補助ヨーク凹部22Cに係合した際に、この係合作業によって加えられる力及びこの力による変形が、第1補助ヨーク本体部22Aのその他の部分(係合作業が行われる端部以外の部分)に及ぶことを防止するための緩衝部分となる。すなわち、第1補助ヨーク本体部22Aを環状に丸めて両短辺222,222を合わせる際、第1補助ヨーク凸部22Bの先端が第1補助ヨーク凹部22C内に嵌まり込んで吸収孔H1が変形し、両短辺222,222が密着した状態から更に第1補助ヨーク凸部22Bの先端部を第1補助ヨーク凹部22Cの奥側に向かって押し込むと、緩衝孔H2がその機能を発揮するために変形する。
(【0031】以降は省略されています)

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