JP2008125276A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、固定子の回り止め部材を備えたブラシレスモータに関するものである。 The present invention relates to a brushless motor having a stator detent member.
一般に、ブラシレスモータは、マグネットが設けられている回転子と、コイルが巻装されている固定子鉄心を有する固定子とで構成され、コイルへの通電制御を行うことで回転子を回転させるようになっている。
ここで、ブラシレスモータには、回転ムラに起因する振動を抑制するために、固定子鉄心のティース部を軸方向に対して捩れつつ傾斜するように所定のスキュー(skew)角を有するように構成したものがある。このような固定子鉄心には、プレス加工によって略環状に打ち抜いた電磁鋼板を周方向に少しずつずらしながら積層したものが用いられる。このようにすることで、軸方向に対して傾斜するティース部を一体的に製造することができる。
In general, a brushless motor is composed of a rotor provided with a magnet and a stator having a stator core around which a coil is wound, and the rotor is rotated by controlling energization of the coil. It has become.
Here, the brushless motor is configured to have a predetermined skew angle so that the teeth of the stator core are inclined while being twisted with respect to the axial direction in order to suppress vibration caused by uneven rotation. There is what I did. As such a stator iron core, a laminate obtained by laminating electromagnetic steel sheets punched into a substantially ring shape by press working while being gradually shifted in the circumferential direction is used. By doing in this way, the teeth part which inclines with respect to an axial direction can be manufactured integrally.
また、この種の固定子鉄心では、ティース部にコイルを巻装しやすくするために、ティース部を含む積層鉄心を軸線方向に沿って周方向に分割したものがある。このようにすることで、分割された積層鉄心毎にコイルを巻装してから固定子鉄心を組立てることができるため、固定子鉄心に形成される空間に対するコイルの占積率を向上させることができる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上述の従来技術にあっては、モータハウジング内に固定子を固定するために、モータハウジング内に固定子を圧入したり、接着したりするようになっている。
しかしながら、固定子を圧入してモータハウジングに固定する場合には、圧入用の設備が必要となるだけでなく、圧入代を管理するために固定子やモータハウジングに高精度な加工を行う必要があるという課題がある。
また、圧入固定や、接着固定では振動や外部からの衝撃等によって、モータハウジングと固定子との固定が緩んでしまうおそれがあるという課題がある。
By the way, in the above-described prior art, in order to fix the stator in the motor housing, the stator is press-fitted or bonded into the motor housing.
However, when the stator is press-fitted and fixed to the motor housing, not only the press-fitting equipment is required, but it is necessary to process the stator and the motor housing with high precision in order to manage the press-fitting allowance. There is a problem that there is.
In addition, there is a problem that the fixing between the motor housing and the stator may be loosened due to vibration, external impact, or the like in the press-fitting and adhesive fixing.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、モータハウジングに固定子を容易に固定することができ、振動や外部からの衝撃等によるモータハウジングと固定子との固定の緩みを防止することができるブラシレスモータを提供するものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can easily fix the stator to the motor housing, and can fix the motor housing and the stator due to vibration, external impact, or the like. A brushless motor capable of preventing looseness is provided.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、モータハウジングの内周面に第一凹部を設け、前記モータハウジング内に固定される固定子の前記第一凹部に対応する部位にスキュー角を有する第二凹部を設け、これら第一凹部と第二凹部とに前記固定子の回り止めとなる回り止め部材を介装したことを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記回り止め部材は、前記第一凹部に嵌合する第一部材と、前記第二凹部に嵌合する第二部材とが一体成形されたものであってもよい。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is provided with a first concave portion on the inner peripheral surface of the motor housing, and a portion corresponding to the first concave portion of the stator fixed in the motor housing. A second recess having a skew angle is provided in the first recess and the second recess, and an anti-rotation member serving as an anti-rotation member for the stator is interposed between the first recess and the second recess.
In this case, as in the invention described in
請求項3に記載した発明は、前記固定子を構成する固定子鉄心の径方向に延びるティース部をスキューさせたことを特徴とする。
The invention described in
請求項4に記載した発明は、前記固定子鉄心を軸線に沿って周方向に分割可能としたことを特徴とする。 The invention described in claim 4 is characterized in that the stator core can be divided in the circumferential direction along the axis.
本発明によれば、モータハウジングと固定子との間に回り止め部材を介装することで、モータハウジングに固定子を容易に固定することができる。また、回り止め部材を用いて固定するため、振動や外部からの衝撃によるモータハウジングと固定子との固定の緩みを防止することができる。 According to the present invention, the stator can be easily fixed to the motor housing by interposing the anti-rotation member between the motor housing and the stator. In addition, since the anti-rotation member is used for fixing, loosening of the fixing between the motor housing and the stator due to vibration or external impact can be prevented.
さらに、固定子に設けられた第二凹部がスキュー角を有する形状となっており、これに対応するように形成された回り止め部材を設けることによって固定子の回転方向への移動を規制することができるだけでなく、固定子がスラスト方向(ブラシレスモータの軸方向)へ移動するには第二凹部のスキュー角に沿って捩れながら移動する必要があり、結果的にスラスト方向への移動も規制することができる。このため、確実にモータハウジングに固定子を固定することができる。 Furthermore, the second concave portion provided in the stator has a shape having a skew angle, and by restricting the rotation of the stator in the rotational direction by providing a detent member formed so as to correspond to this. In addition to being able to move, the stator needs to move while twisting along the skew angle of the second recess in order to move in the thrust direction (the axial direction of the brushless motor), and as a result, movement in the thrust direction is also restricted. be able to. For this reason, a stator can be reliably fixed to a motor housing.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、ブラシレスモータ1は、モータハウジング2に嵌合された固定子3と、固定子3に対して回転自在に設けられた回転子4とを有するブラシレスタイプのモータであって、例えば、電動パワーステアリング(EPS;Electric Power Steering)に用いられるものである。
モータハウジング2は、有底筒形状を有し、筒状部分の周壁2Bに固定子3が嵌合されている。モータハウジング2のエンド部(底部)2Aには、中央部に軸受け5が圧入されている。この軸受け5には、回転子4の回転軸6が回転自在に支持されている。モータハウジング2の開口部52は、ブラケット7で閉塞されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the brushless motor 1 is a brushless type motor having a
The
固定子3は、略円筒状の固定子鉄心10を有し、固定子鉄心10に絶縁部材11を装着してからコイル12を巻装してある。回転子4は、回転軸6に磁石13と、位置検出用のレゾルバ14のレゾルバ回転子14Aとを順番に配置してある。磁石13は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。
The
ブラケット7は、円盤形状を有し、中央部に孔20が形成されている。孔20内には、軸受け21が圧入固定されており、軸受け21で回転軸6を回転自在に支持している。さらに、レゾルバ14を構成するレゾルバ固定子14Bがレゾルバ回転子14Aの位置に合わせて固定されており、回転軸6と一体に回転するレゾルバ回転子14Aの回転位置を検出可能になっている。
The bracket 7 has a disk shape, and a
また、ブラケット7のモータハウジング2側には、ターミナル22が複数配設されている。ターミナル22は、固定子3側のコイル12の固定子巻線と、ブラケット7の外周から引き込まれたリード線23とを電気的に繋ぐ役割を有し、リード線23を介して接続される外部の電源からコイル12に電流供給が可能になっている。この他にブラケット7の外周部には、ブラシレスモータ1を固定するときに使用されるボルト孔24が突設されている。
A plurality of
ここで、固定子鉄心10は、周方向に分割可能な分割コア方式が用いられている。図2、図3に示すように、固定子鉄心10から分割された積層鉄心片30は、プレス加工等によって打ち抜かれた金属板29を軸方向に複数枚積層したものであって、周方向に延びるコア本体31を有する。コア本体31は、固定子鉄心10の環状の磁路を形成する部分であり、且つモータハウジング2の内周面に嵌合する部分である。コア本体31は、固定子鉄心10の長手方向(軸方向)に対して捩れつつ傾斜するように所定のスキュー角aを有している。コア本体31の周方向の両端部は、他の積層鉄心片30に圧入によって連結される連結部32A,32Bになっている。一方の連結部32Aは凸形状を有し、他方の連結部32Bは連結部32Aを受け入れ可能な凹形状を有している。
Here, the
コア本体31の内周側には、周方向略中央から突極であるティース部33が径方向で回転中心に向かって一体に延設されている。このティース部33もコア本体31と同様にスキューしている。ティース部33の内周側の端部は、周方向に延びる内周部34になっている。内周部34の内周面には、2条の凹部35がティース部33と同じスキュー角度で形成されており、2条の凹部35によって1つの積層鉄心片30に対して3つのティースが形成されている。
コア本体31の外周側には、周方向略中央にコア本体31の長手方向(図2における上下方向)全体に渡って溝50が形成されている。この溝50もコア本体31と同様にスキューしている。溝50は断面コの字状に形成されたものであって、コア本体31の外周面に沿う方向に形成された底壁51Aと、底壁51Aから立ち上がる一対の側壁51B,51Bを有している。
On the inner peripheral side of the
On the outer peripheral side of the
一方、図4に示すように、モータハウジング2の開口部52には、コア本体31の溝50に対応する部分に凹部53が複数形成されている。この凹部53は、平面視略五角形状に形成されたものであって、モータハウジング2の周壁2Bに沿う方向に形成された周壁54Aと、モータハウジング2の長手方向に沿う一対の側壁54B,54Bと、一方の側壁54Bからモータハウジング2のエンド部2Aに向かって斜めに延出する斜壁54Cと、これら斜壁54Cと他方の側壁54Bとに跨る底壁54Dとを有している。したがって、凹部53は、モータハウジング2のエンド部2Aに向かうにしたがい、先細りになるように形成されている。尚、斜壁54Cの傾斜角度bは、コア本体31に形成された溝50に沿う角度になっている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, a plurality of
図5、図6に示すように、モータハウジング2に形成された凹部53と、固定子鉄心10のコア本体31に形成された溝50には、モータハウジング2に固定子3を固定するための回り止め部材60が介装されている。
回り止め部材60は、モータハウジング2に形成されている凹部53の形状に対応する第一部材61と、コア本体31に形成されている溝50の形状に対応する第二部材63とが一体成形されたものである。
As shown in FIGS. 5 and 6, a
The
第一部材61は、平面視略五角形状に形成された板状の部材であって、凹部53上を上下左右方向に移動可能な大きさに設定されている。第一部材61は、モータハウジング2の凹部53の側壁54Bに沿う方向に形成された側面62A,62Aと、斜壁54Cに沿う方向に形成された斜面62Bと、底壁54Dに沿う方向に形成された底面62Cを有している。また、第一部材61の厚さ方向の寸法E1は、凹部53の深さ方向の寸法E2よりも小さく設定されている。
The
一方、第二部材63は、断面略矩形に形成されたものであって、コア本体31の溝50に対応して傾斜している斜部64と、斜部64の上端から凹部53の側壁54Bに沿うように形成された立ち上がり部65とを有している。すなわち、回り止め部材60は、上面視略L字状に形成されている。斜部64及び立ち上がり部65の幅方向の寸法E3は、溝50の幅方向の寸法E4よりも小さく設定されている。
また、回り止め部材60の厚さ方向の寸法E5は、モータハウジング2の凹部53の深さ方向の寸法E2、コア本体31の溝50の深さ方向の寸法E6及びモータハウジング2とコア本体31との間のクリアランスCを合わせた寸法よりも小さく設定されている。
On the other hand, the
Further, the dimension E5 in the thickness direction of the
次に、回り止め部材60を用いたモータハウジング2と固定子3の固定方法を図7、図8に基づいて説明する。
図7に示すように、まず、モータハウジング2に固定子3を嵌合する。このとき、モータハウジング2に形成された凹部53の斜壁54Cと固定子鉄心10に形成された溝50の側壁51Bとが同一線上になるように嵌合する。
Next, a method of fixing the
As shown in FIG. 7, first, the
次に、回り止め部材60をモータハウジング2の開口部52側から挿入する(図7参照)。このとき、回り止め部材60の第一部材61を凹部53の周壁54aに当接させると共に、回り止め部材60の斜部64を凹部53の斜壁54Cに当接させる。そして、凹部53の斜壁54Cに回り止め部材60を沿わせながら固定子3に向かって(図7における矢印D方向に向かって)移動させる。
Next, the
すると、凹部53と溝50との間に回り止め部材60が挿入される。回り止め部材60は、その底面62Cと凹部53の底壁54Dが当接するまで固定子鉄心10に押込まれ、凹部53と溝50とに介装した状態となる(図8参照)。このとき、凹部53に回り止め部材60の第一部材61が嵌合した状態、つまり、回り止め部材60の側面62Bと凹部53の側壁54Bとが、回り止め部材60の斜面62Bと凹部53の斜壁54Cとがそれぞれ当接した状態となっている。また、回り止め部材60の斜部64は、固定子鉄心10の溝50に嵌合した状態、つまり、溝50内にほぼ収納された状態となっている。
Then, the
そして、この状態で回り止め部材60と凹部53及び溝50との間に接着剤等を塗布し、回り止め部材60を固定する。このように、接着剤を塗布することによって回り止め部材60が凹部53及び溝50から抜け出てしまうことを防止する。
尚、接着剤を塗布するタイミングは、回り止め部材60を凹部53及び溝50に嵌合した後でもよいし、回り止め部材60の凹部53及び溝50に対応する外面に予め接着剤を塗布してもよい。また、接着剤を用いずに、コイル12をコーティングするコーティング材を用いて回り止め部材60を固定してもよい。すなわち、モータハウジング2に固定子3を固定した後、コイル12にコーティング材を塗布する工程があるが、このついでに回り止め部材60にコーティング材を塗布すれば回り止め部材60を固定することができる。このようにすれば、作業工程の短縮化を図ることができる。
In this state, an adhesive or the like is applied between the
The timing of applying the adhesive may be after the
したがって、上述の実施形態によれば、固定子3が回転方向に移動しようとしても回り止め部材60と溝50とが、また、回り止め部材60と凹部53とがそれぞれ干渉するため、固定子3の回転方向への移動を規制することができる。
また、コア本体31の溝50がスキュー角を有し、これに対応するように回り止め部材60の第二部材63が形成されているため、固定子3がスラスト方向(ブラシレスモータ1の軸方向)へ移動するには第二部材63に沿うように捩れながら移動する必要がある。しかしながら、固定子3は、回転方向への移動が規制されているため、結果的にスラスト方向への移動も規制されることになる。
よって、モータハウジング2内に固定子3を確実に固定することができ、例えブラシレスモータ1に振動や外部からの衝撃が加わったとしても、モータハウジング2と固定子3との固定の緩みを防止することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the
Further, since the
Therefore, the
さらに、上述したように回り止め部材60を用いてモータハウジング2に固定子3を固定するため、単に固定子3をモータハウジング2に圧入固定したり、接着固定したりするのではなく、機械的に固定子3をモータハウジング2に固定することになる。このため、モータハウジング2への固定子3の固定を例えば接着剤と回り止め部材60とを併用して行うことも可能になり、フェールセーフ(fail safe)機能を安価に付加することができる。
ここで、フェールセーフとは、部品やシステムなどの故障が確実に安全側のものとなること、又は少なくともほぼ確実に安全側のものとなる(すなわち、危険側の故障の可能性が極めて低い)ことを意味する。
Furthermore, since the
Here, fail-safe means that a failure of a part or a system is surely a safe side, or at least almost certainly a safe side (that is, a possibility of a dangerous side failure is extremely low). Means that.
そして、モータハウジング2に形成された凹部53と、固定子鉄心10のコア本体31に形成された溝50とに回り止め部材60を嵌合するだけでモータハウジング2に固定子3を固定することができる。このため、モータハウジング2に固定子3を圧入する必要がなくなり、圧入用の設備が不要になるだけでなく、圧入代を管理するために固定子3やモータハウジング2に高精度な加工を行う必要がなくなる。よって、加工費を低減させることが可能になる。
Then, the
また、凹部53の周壁54Aと、斜壁54Cとが回り止め部材60を凹部53及び溝50との間に挿入する際のガイドとして機能するため、回り止め部材60を容易に凹部53及び溝50に嵌合することができる。このため、作業効率を向上させることができる。
さらに、回り止め部材60が単純な形状となっているため、例えば、焼結等で作成することが可能となり、回り止め部材60を作成するためのコストを抑えることができる。
そして、モータハウジング2の凹部53も単純な形状となっているため、例えば、モータハウジング2をアルミダイキャスト等で作成する場合においては、切削レスで凹部53を形成することが可能となり、凹部53を形成するためのコストを抑えることができる。
Further, since the
Furthermore, since the
Since the
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、モータハウジング2の開口部52に複数の凹部53が形成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、コア本体31の溝50に対応する部分のうちの少なくとも1箇所に凹部53が形成されていればよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the several recessed
さらに、上述の実施形態では、モータハウジング2に固定子3を嵌合させた後、モータハウジング2に形成された凹部53と、固定子鉄心10のコア本体31に形成された溝50とに回り止め部材60を嵌合する場合について説明したが、回り止め部材60の取り付け手順はこれに限られるものではなく、予めコア本体31の溝50に回り止め部材60を取り付けた後、固定子3をモータハウジング2に嵌合してもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, after the
そして、上述の実施形態では、コア本体31の外周側に溝50がコア本体31の長手方向全体に渡って形成されている場合について説明したが、溝50が形成される部位はこれに限られるものではなく、モータハウジング2の凹部53に対応する部位、つまり、回り止め部材60の斜部64を嵌合させることができるだけの溝50が形成されていればよい。
And in the above-mentioned embodiment, although the case where the groove |
1 ブラシレスモータ
2 モータハウジング
2B 周壁
3 固定子
10 固定子鉄心
30 積層鉄心片
33 ティース部
50 溝(第二凹部)
53 凹部(第一凹部)
60 回り止め部材
61 第一部材
63 第二部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
53 Recessed part (first recessed part)
60
Claims (4)
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