JP2007097381A

JP2007097381A - インナーロータ型モータ

Info

Publication number: JP2007097381A
Application number: JP2005286996A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Kikuchi; 範芳菊地; Eiji Kaneko; 英司金子; Yasuaki Mogi; 康彰茂木; Haruo Aoki; 春男青木
Original assignee: Nidec Servo Corp
Current assignee: Nidec Advanced Motor Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP4798651B2

Abstract

【課題】組立工程の負担を大幅に軽減し、製造コストを低減したインナーロータ型モータを提供する。
【解決手段】固定子巻線１６が巻回された固定子１１と、固定子巻線１６と固定子１１間の絶縁を行うスロット絶縁部品１８と、固定子１１の内側に配置される回転子１２と、回転子１２の軸受１３と、この軸受１３を固定するエンドブラケット１４、１５とを具備したインナーロータ型モータ１０において、スロット絶縁部品１８には、エンドブラケット１４、１５を装着固定するためのフック部１８ａ、１８ｂが形成され、かつ、エンドブラケット１４、１５の端部にはスロット絶縁部品１８に設けられたフック部１８ａ、１８ｂに装着固定するための突起部１４ａ、１５ａが形成されている構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、インナーロータ型モータに係り、特に、組立工程を大幅に簡素化し、製造コストを削減したインナーロータ型モータの改良に関する。

特許文献１に開示されているように、種々のインナーロータ型モータが実用に供されている。
以下、ここでは、回転子の軸受を固定するエンドブラケットを備えたインナーロータ型モータとして、ハイブリッド型ステッピングモータを例に、図１３及び図１４を用いてその一般的な構造を説明する。
図１３は、従来のインナーロータ型モータの構成を示す縦断正面図である。
図１４は、従来のインナーロータ型モータの構成を示す側面図である。

図１３及び図１４に示すように、従来のインナーロータ型モータ５０は、主要構成として、固定子巻線５６が巻回された固定子５１と、固定子巻線５６と固定子５１間の絶縁を行うスロット絶縁部品５８と、固定子５１の内側に配置され、永久磁石５７を挟持した回転子５２と、回転子５２の軸受５３と、この軸受５３を固定する前側エンドブラケット５４及び後側エンドブラケット５５とを備えている。

また、軸受５３としては、ここでは、転がり軸受を用いている。
この従来のインナーロータ型モータ５０では、転がり軸受５３は、エンドブラケット５４、５５を介して固定子５１と接合される。

また、従来のインナーロータ型モータ５０では、図１３及び図１４に示すように、ネジ５９を複数（図示のものは４）本用いて、前側エンドブラケット５４及び後側エンドブラケット５５でモータ本体を挟み込んで、固定される構造となっている。

特開２００５−１８５０５０

ところで、従来のインナーロータ型モータでは、上述したように、ネジを複数数本用いて、前側エンドブラケット及び後側エンドブラケットでモータ本体を挟み込んで、固定される構造となっているため、モータの組立工程の負担が過大になり、製造コストが増大するという問題を備えていた。

本発明は、上記従来の課題を解決し、組立工程の負担を大幅に軽減し、製造コストを低減したインナーロータ型モータを提供することを目的とする。

本発明のインナーロータ型モータは、請求項１に記載のものでは、固定子巻線が巻回された固定子と、前記固定子巻線と前記固定子間の絶縁を行うスロット絶縁部品と、前記固定子の内側に配置される回転子と、前記回転子の軸受と、この軸受を固定するエンドブラケットとを具備したインナーロータ型モータにおいて、前記スロット絶縁部品には、前記エンドブラケットを装着固定するためのフック部が形成され、かつ、前記エンドブラケットの端部には前記スロット絶縁部品に設けられたフック部に装着固定するための突起部が形成されている構成とした。

請求項２に記載のインナーロータ型モータは、固定子巻線が巻回された固定子と、前記固定子巻線と前記固定子間の絶縁を行うスロット絶縁部品と、前記固定子の内側に配置される回転子と、前記回転子の軸受と、この軸受を固定するエンドブラケットとを具備したインナーロータ型モータにおいて、前記スロット絶縁部品には、前記エンドブラケットを装着固定するためのフック部が形成され、かつ、前記エンドブラケットの端部には前記スロット絶縁部品に設けられたフック部に装着固定するための突起部が形成されていると共に、前記スロット絶縁部品のフック部と前記エンドブラケットの係合面には、双方又はいずれか一方に、回転方向に勾配が形成されている構成とした。

請求項３に記載のインナーロータ型モータは、前記固定子外周面には、前記エンドブラケットに形成された凸形状部を挿入させる凹形状部が形成されている構成とした。

請求項４に記載のインナーロータ型モータは、前記スロット絶縁部品の素材には、樹脂が用いられている構成とした。

本発明のインナーロータ型モータは、上述のように構成したために、以下のような優れた効果を有する。
（１）請求項１に記載したように構成すると、エンドブラケットの端部に設けられた突起部を、スロット絶縁部品に設けられたフック部に装着固定することにより組み立てられるので、組立工程の負担を大幅に軽減し、製造コストを低減することができる。
（２）また、フック部のバネ効果により、固定子と回転子のアキシャル方向の位置関係は安定する。

（３）請求項２に記載したように構成すると、エンドブラケットの端部に設けられた突起部を、スロット絶縁部品に設けられたフック部に装着固定することにより組み立てられるので、組立工程の負担を大幅に軽減し、製造コストを低減することができる。
（４）また、フック部のバネ効果により、固定子と回転子のアキシャル方向の位置関係は安定する。
（５）また、エンドブラケットを所定角回転させることにより、アキシャル方向に荷重を発生させることができるので、エンドブラケットと固定子との接合が確実に行える。

（６）請求項３に記載したように構成すると、固定子のラジアル方向の回転止めや、位置決めが容易かつ正確に行える。

（７）請求項４に記載したように構成すると、樹脂の柔軟性が利用できるので、エンドブラケットの組み立てが容易になり、一層、組立工程の負担を軽減し、製造コストの削減に寄与する。

以下、本発明のインナーロータ型モータの第１乃至第４の実施の形態について、図１乃至図１２を用いて、順次説明する。

第１の実施の形態：
先ず、本発明のインナーロータ型モータの第１の実施の形態について、図１乃至図４を用いて説明する。
図１は、本発明のインナーロータ型モータの第１の実施の形態の構成を示す縦断正面図である。
図２は、本発明のインナーロータ型モータの第１の実施の形態の構成を示す側面図である。
図３は、第１の実施の形態のインナーロータ型モータに用いる固定子の形状を示す正面図である。
図４は、第１の実施の形態のインナーロータ型モータに用いるエンドブラケットの形状を示す正面図である。

先ず、本実施の形態のインナーロータ型モータの主要構成について、３相ハイブリッド型ステッピングモータを例として、図１乃至図４を用いて説明する。
図１乃至図４に示すように、本実施の形態のインナーロータ型モータ１０は、従来のもの同様に、固定子巻線１６が巻回された固定子１１と、固定子巻線１６と固定子１１間の絶縁を行うスロット絶縁部品１８と、固定子１１の内側に配置され、永久磁石１７を挟持した回転子１２と、回転子１２の軸受１３と、この軸受１３を固定する前側エンドブラケット１４及び後側エンドブラケット１５とを具備している。
また、軸受１３としては、ここでは、転がり軸受を用いている。

一方、本実施の形態のインナーロータ型モータ１０の特徴は、図１に示すように、スロット絶縁部品１８には、エンドブラケット１４、１５を装着固定するためのフック部１８ａ、１８ｂが形成されている。
また、図１に示すように、エンドブラケット１４、１５の端部には、前記したスロット絶縁部品１８に設けられたフック部１８ａ、１８ｂに装着固定するための突起部１４ａ、１５ａが形成されている。
更に、本実施の形態のインナーロータ型モータ１０では、スロット絶縁部品１８の素材には、樹脂が用いられている。
また、図１に示すように、本実施の形態のインナーロータ型モータ１０では、固定子１１は、その内径側が転がり軸受１３の外周面に直接嵌合される構造である。

次に、本実施の形態のインナーロータ型モータ１０の基本動作について、図１及び図２を用いて説明する。
図１に示すように、本実施の形態のインナーロータ型モータ１０は、従来のインナーロータ型モータ５０（図１３参照）とは異なり、エンドブラケット１４、１５の端部に設けられた突起部１４ａ、１５ａを、前記したスロット絶縁部品１８に設けられたフック部１８ａ、１８ｂに装着固定することにより組み立てられる。
そのため、従来に比べて、組立工程の負担を大幅に軽減し、製造コストを低減することができる。

また、スロット絶縁部品１８の素材には、樹脂が用いられていることにより、その柔軟性が利用できるので、エンドブラケット１４、１５の組み立てが容易になり、一層、組立工程の負担を軽減し、製造コストの削減に寄与する。
更に、フック部１８ａ、１８ｂのバネ効果により、固定子１１と回転子１２のアキシャル方向の位置関係は安定する。

また、本実施の形態のインナーロータ型モータ１０では、上記したように固定子１１は、その内径側が転がり軸受１３の外周面に直接嵌合される構造であるため、固定子１１の内径と回転子１２の外径との同軸が正確に得られると共に、固定子１１と回転子１２との空間距離を小さくできるので、モータ１０のトルク特性を向上させることができ、かつ、エンドブラケット１４、１５の加工が容易となる特徴を備えている。

第２の実施の形態：
次に、本発明のインナーロータ型モータの第２の実施の形態について、図５乃至図１０を用いて説明する。
図５は、本発明のインナーロータ型モータの第２の実施の形態の構成を示す縦断正面図である。
図６は、本発明のインナーロータ型モータの第２の実施の形態の構成を示す側面図である。
図７は、第２の実施の形態のインナーロータ型モータに用いる固定子の形状を示す正面図である。
図８は、第２の実施の形態のインナーロータ型モータに用いる固定子鉄心の形状を示す正面図である。
図９は、第２の実施の形態のインナーロータ型モータに用いるエンドブラケットの形状を示す正面図である。
図１０は、第２の実施の形態のインナーロータ型モータの基本動作を説明するための側面図である。

先ず、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０の主要構成について、第１の実施の形態と同様に、３相ハイブリッド型ステッピングモータを例として、図５乃至図１０を用いて説明する。
図５乃至図９に示すように、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０は、第１の実施の形態もの同様に、固定子巻線２６が巻回された固定子２１と、固定子巻線２６と固定子２１間の絶縁を行うスロット絶縁部品２８と、固定子２１の内側に配置され、永久磁石２７を挟持した回転子２２と、回転子２２の軸受２３と、この軸受２３を固定する前側エンドブラケット２４及び後側エンドブラケット２５を具備している。

また、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０は、第１の実施の形態と同様に、スロット絶縁部品２８には、エンドブラケット２４、２５を装着固定するためのフック部２８ａ、２８ｂが形成されている。
更に、図５に示すように、エンドブラケット２４、２５の端部には、前記したスロット絶縁部品２８に設けられたフック部２８ａ、２８ｂに装着固定するための突起部２４ａ、２５ａが用意されている。
なお、軸受２３としては、ここでは、転がり軸受を用いている。

一方、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０の特徴は、図示による説明は省略するが、スロット絶縁部品２８のフック部２８ａ、２８ｂと、エンドブラケット２４、２５の係合面には、スロット絶縁部品２８のフック部２８ａ、２８ｂと、エンドブラケット２４、２５の双方又はいずれか一方に、回転方向に勾配が形成されている。

また、固定子鉄心２１ｔ外周面には、図８に示すように、エンドブラケット２５に形成された凸形状部２５ｃ（図１０参照）を挿入させる凹形状部２１ａが形成されている。
更に、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０では、スロット絶縁部品２８の素材には、樹脂が用いられている。
また、図５に示すように、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０では、固定子２１は、その内径側が転がり軸受２３の外周面に直接嵌合される構造である。

次に、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０の基本動作について、図５及び図１０を用いて説明する。
図５に示すように、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０は、第１の実施の形態と同様に、エンドブラケット２４、２５の端部に設けられた突起部２４ａ、２５ａを、前記したスロット絶縁部品２８に設けられたフック部２８ａ、２８ｂに装着固定することにより組み立てられるので、従来に比べて、組立工程の負担を大幅に軽減し、製造コストを低減することができる。
また、フック部２８ａ、２８ｂのバネ効果により、固定子２１と回転子２２のアキシャル方向の位置関係は安定する。

一方、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０では、スロット絶縁部品２８のフック部２８ａ、２８ｂと、エンドブラケット２４、２５の係合面には、双方又はいずれか一方に、回転方向に勾配が形成されている。
このため、エンドブラケット２４、２５を装着後、図１０に示すように、エンドブラケット２４、２５を所定角（図示のものでは４５°）回転させることにより、丁度、ネジを回すような要領で、アキシャル方向に荷重を発生させることができるので、エンドブラケット２４、２５と固定子２１との接合が確実に行える。

また、図８に示すように、固定子鉄心２１ｔ外周面には、エンドブラケット２４、２５に形成された凸形状部２５ｃを挿入させる凹形状部２１ａが形成されているので、固定子２１のラジアル方向の回転止め、位置決めが容易かつ正確に行える。
また、スロット絶縁部品２８の素材には、第１の実施の形態同様に樹脂が用いられているため、その柔軟性が利用できるので、エンドブラケット２４、２５の組み立てが容易になり、一層、組立工程の負担を軽減し、製造コストの削減に寄与する。

また、本実施の形態のインナーロータ型モータ２０では、上記したように固定子２１は、その内径側が転がり軸受２３の外周面に直接嵌合される構造であるため、固定子２１の内径と回転子２２の外径との同軸が正確に得られると共に、固定子２１と回転子２２との空間距離を小さくできるので、モータ２０のトルク特性を向上させることができ、かつ、エンドブラケット２４、２５の加工が容易となる特徴を備えている。

第３の実施の形態：
次に、本発明のインナーロータ型モータの第３の実施の形態について、図１１を用いて説明する。
図１１は、本発明のインナーロータ型モータの第３の実施の形態の構成を示す縦断正面図である。

先ず、本実施の形態のインナーロータ型モータ３０の主要構成及び基本動作は、上記した第１の実施の形態のインナーロータ型モータ１０とほぼ同一であるが、エンドブラケット３４、３５に、軸受挿入内径部と同時加工した切削部３４ｃ、３５ｃを設け、この切削部３４ｃ、３５ｃに固定子３１内径を嵌合させているところに、その構成上の相違点がある。

従って、本実施の形態のインナーロータ型モータ３０では、第１の実施の形態の長所を継承しつつ、固定子３１と回転子３２の同軸度の高精度を維持するという優れた特徴を有している。
なお、本実施の形態では、その他の構成及び基本動作は第１の実施の形態と同様であるので、図示及び基本動作の説明は割愛するものとする。

第４の実施の形態：
次に、本発明のインナーロータ型モータの第４の実施の形態について、図１２を用いて説明する。
図１２は、本発明のインナーロータ型モータの第４の実施の形態の構成を示す縦断正面図である。

先ず、本実施の形態のインナーロータ型モータ４０の主要構成及び基本動作は、上記した第２の実施の形態のインナーロータ型モータ２０とほぼ同一であるが、エンドブラケット４４、４５に、軸受挿入内径部と同時加工した切削部４４ｃ、４５ｃを設け、この切削部４４ｃ、４５ｃに固定子４１内径を嵌合させているところに、その構成上の相違点がある。

従って、本実施の形態のインナーロータ型モータ４０では、第２の実施の形態の長所を継承しつつ、固定子４１と回転子４２の同軸度の高精度を維持するという優れた特徴を有している。
なお、本実施の形態では、その他の構成及び基本動作は第２の実施の形態と同様であるので、図示及び基本動作の説明は割愛するものとする。

本発明のインナーロータ型モータは上記実施の形態に限定されず種々の変更が可能である。
上記実施の形態では、インナーロータ型モータとして、３相ハイブリッド型ステッピングモータを用いて説明したが、この形態に限定されるものではなく、インナーロータ型モータ全般に適用できるのは勿論のことである。

本発明のインナーロータ型モータの第１の実施の形態の構成を示す縦断正面図である。本発明のインナーロータ型モータの第１の実施の形態の構成を示す側面図である。第１の実施の形態のインナーロータ型モータに用いる固定子の形状を示す正面図である。第１の実施の形態のインナーロータ型モータに用いるエンドブラケットの形状を示す正面図である。本発明のインナーロータ型モータの第２の実施の形態の構成を示す縦断正面図である。本発明のインナーロータ型モータの第２の実施の形態の構成を示す側面図である。第２の実施の形態のインナーロータ型モータに用いる固定子の形状を示す正面図である。第２の実施の形態のインナーロータ型モータに用いる固定子鉄心の形状を示す正面図である。第２の実施の形態のインナーロータ型モータに用いるエンドブラケットの形状を示す正面図である。第２の実施の形態のインナーロータ型モータの基本動作を説明するための側面図である。本発明のインナーロータ型モータの第３の実施の形態の構成を示す縦断正面図である。本発明のインナーロータ型モータの第４の実施の形態の構成を示す縦断正面図である。従来のインナーロータ型モータの構成を示す縦断正面図である。従来のインナーロータ型モータの構成を示す側面図である。

符号の説明

１０、２０、３０、４０：インナーロータ型モータ
１１、２１、３１、４１：固定子
２１ａ：固定子の凹形状部
１２、２２、３２、４２：回転子
１３、２３：転がり軸受
１４、２４、３４、４４：前側エンドブラケット
１５、２５、３５、４５：後側エンドブラケット
２５ｃ：エンドブラケットの凸形状部
１４ａ、１５ａ、２４ａ、２５ａ：エンドブラケットの突起部
１６、２６：固定子巻線
１７、２７：永久磁石
１８、２８：スロット絶縁部品
１８ａ、２８ａ、１８ｂ、２８ｂ：スロット絶縁部品のフック部

Claims

固定子巻線が巻回された固定子と、前記固定子巻線と前記固定子間の絶縁を行うスロット絶縁部品と、前記固定子の内側に配置される回転子と、前記回転子の軸受と、この軸受を固定するエンドブラケットとを具備したインナーロータ型モータにおいて、
前記スロット絶縁部品には、前記エンドブラケットを装着固定するためのフック部が形成され、かつ、前記エンドブラケットの端部には前記スロット絶縁部品に設けられたフック部に装着固定するための突起部が形成されていることを特徴とするインナーロータ型モータ。
固定子巻線が巻回された固定子と、前記固定子巻線と前記固定子間の絶縁を行うスロット絶縁部品と、前記固定子の内側に配置される回転子と、前記回転子の軸受と、この軸受を固定するエンドブラケットとを具備したインナーロータ型モータにおいて、
前記スロット絶縁部品には、前記エンドブラケットを装着固定するためのフック部が形成され、かつ、前記エンドブラケットの端部には前記スロット絶縁部品に設けられたフック部に装着固定するための突起部が形成されていると共に、前記スロット絶縁部品のフック部と前記エンドブラケットの係合面には、双方又はいずれか一方に、回転方向に勾配が形成されていることを特徴とするインナーロータ型モータ。
前記固定子外周面には、前記エンドブラケットに形成された凸形状部を挿入させる凹形状部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインナーロータ型モータ。
前記スロット絶縁部品の素材には、樹脂が用いられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。