JP2009060760A - Electric motor - Google Patents

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Hirohide Inayama
博英 稲山
Takashi Horikawa
傑 堀川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor of which the output is stabilized, by stabilizing a holding force of a stator core by housing. <P>SOLUTION: The electric motor 1 includes a first cylindrical housing 16, a second cylindrical housing 17 fitted into the inner periphery of the first housing 16; and a stator 4 having the stator core 8 fitted into the inner periphery of the second housing 17. The first housing 16 formed of a material, containing aluminum, the second housing 17, is formed of a material containing iron, and the stator core 8 is formed of a material containing iron. When the linear expansion coefficients of materials of the first housing 16, the second housing 17 and the stator core 8 are K1, K2 and K3, respectively, the formula (1) K3≤K2≤K1 is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、電動モータに関するものである。   The present invention relates to an electric motor.

インナーロータ型の電動モータは、ロータを取り囲む環状のステータコアを備えている。ステータコアは、例えば下記特許文献１記載のように、鉄を含む材料によって形成されている。また、ハウジングは、例えば下記特許文献２記載のように、アルミニウムによって形成されている。これら特許文献１，２では、ステータコアがハウジングの内周に焼嵌めされている。
特開２００４−４０９４８号公報 特開２００３−３４８８０１号公報 The inner rotor type electric motor includes an annular stator core that surrounds the rotor. The stator core is formed of a material containing iron as described in Patent Document 1 below, for example. The housing is made of aluminum as described in Patent Document 2 below, for example. In these Patent Documents 1 and 2, the stator core is shrink-fitted to the inner periphery of the housing.
JP 2004-40948 A JP 2003-348801 A

しかしながら、特許文献１，２記載のような電動モータでは、ハウジングによるステータコアの保持力を最適な大きさに維持できないおそれがある。すなわち、ステータコアが鉄を含む材料で形成され、ハウジングがアルミニウムで形成されている場合、ステータコアとハウジングとの線膨張係数が大きく異なるので、温度が変化すると（例えば−４０℃から１５０℃の範囲内での温度変化）、ハウジングによるステータコアの保持力が大きく変動してしまう。さらに、ハウジングによるステータコアの保持力が大きく変動すると、電動モータの出力が不安定になるおそれがある。   However, in the electric motors described in Patent Documents 1 and 2, there is a possibility that the holding force of the stator core by the housing cannot be maintained at an optimum size. That is, when the stator core is formed of a material containing iron and the housing is formed of aluminum, the linear expansion coefficients of the stator core and the housing are greatly different. Temperature change), the holding force of the stator core by the housing greatly fluctuates. Furthermore, if the holding force of the stator core by the housing varies greatly, the output of the electric motor may become unstable.

この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、ハウジングによるステータコアの保持力を安定化させることにより出力が安定化された電動モータを提供することを目的とする。   The present invention has been made based on such a background, and an object thereof is to provide an electric motor whose output is stabilized by stabilizing a holding force of a stator core by a housing.

上記目的を達成するための本発明は、筒状の第１のハウジング（１６）と、第１のハウジングの内周に嵌合された筒状の第２のハウジング（１７）と、第２のハウジングの内周に嵌合されたステータコア（８）を有するステータ（４）とを備え、第１のハウジングの材料、第２のハウジングの材料およびステータコアの材料の線膨張係数を、それぞれＫ１、Ｋ２およびＫ３としたときに、下記の式（１）が満たされていることを特徴とする電動モータ（１，１ａ）である。   To achieve the above object, the present invention includes a cylindrical first housing (16), a cylindrical second housing (17) fitted to the inner periphery of the first housing, A stator (4) having a stator core (8) fitted to the inner periphery of the housing, and the linear expansion coefficients of the first housing material, the second housing material, and the stator core material are set to K1, K2, respectively. And when it is set as K3, it is an electric motor (1, 1a) characterized by the following formula | equation (1) being satisfy | filled.

Ｋ３≦Ｋ２＜Ｋ１ …（１）
本発明によれば、第２のハウジングによるステータコアの保持力が温度変化に伴って変動することが抑制または防止される。具体的には、Ｋ３＝Ｋ２の場合、つまり、ステータコアの材料の線膨張係数と第２のハウジングの材料の線膨張係数とが等しい場合、ステータコアおよび第２のハウジングは、それぞれ温度変化に伴って等しい割合で膨張または収縮するので、第２のハウジングによるステータコアの保持力は一定に維持される。一方、Ｋ３＜Ｋ２の場合、つまり、ステータコアの材料の線膨張係数が第２のハウジングの材料の線膨張係数よりも小さい場合であっても、第２のハウジングの材料の線膨張係数は第１のハウジングの材料の線膨張係数よりも小さいので（Ｋ２＜Ｋ１）、第１のハウジングにステータコアを保持させた場合に比べて、温度変化に伴うステータコアの保持力の変動が抑制される。したがって、電動モータの出力を安定させることができる。 K3 ≦ K2 <K1 (1)
According to the present invention, fluctuation of the holding force of the stator core by the second housing with temperature change is suppressed or prevented. Specifically, in the case of K3 = K2, that is, when the linear expansion coefficient of the material of the stator core is equal to the linear expansion coefficient of the material of the second housing, the stator core and the second housing each change with temperature. Since it expands or contracts at an equal rate, the holding force of the stator core by the second housing is kept constant. On the other hand, when K3 <K2, that is, when the linear expansion coefficient of the material of the stator core is smaller than the linear expansion coefficient of the material of the second housing, the linear expansion coefficient of the material of the second housing is the first. Since the linear expansion coefficient of the housing material is smaller (K2 <K1), the variation in the holding force of the stator core due to the temperature change is suppressed as compared with the case where the stator core is held in the first housing. Therefore, the output of the electric motor can be stabilized.

また、上記ステータコアは、複数の分割コア（１２）を環状に組み合せてなる場合がある（請求項２）。この場合、ステータコアの外径のばらつきが第２のハウジングによるステータコアの保持力に影響するものの、上述のように、温度の変化に伴うステータコアの保持力の変動が抑制されているので、電動モータの出力を安定させることができる。
また、第１および第２のハウジングの嵌合はルーズフィットとされ、第２のハウジングとステータコアとの嵌合はタイトフィットとされている場合がある（請求項３）。この場合、ステータコアに対して線膨張係数の値が相対的に近い第２のハウジングの内周にステータコアをタイトフィットさせることで、温度変化に拘わらず第２のハウジングにステータコアを安定して固定することができる。また、第１および第２のハウジングの嵌合がルーズフィットとされている場合、タイトフィットである場合に比べて、第１および第２のハウジングの寸法精度が必要とされないので、電動モータの加工コストを低減することができる。さらに、線膨張係数が最も大きい第１のハウジングの温度変化による寸法変化の影響を第２のハウジングやステータコアに与え難くすることができて好ましい。 The stator core may be formed by combining a plurality of split cores (12) in an annular shape (claim 2). In this case, although the variation in the outer diameter of the stator core affects the holding force of the stator core by the second housing, as described above, the fluctuation of the holding force of the stator core accompanying the change in temperature is suppressed. The output can be stabilized.
Further, the fitting between the first and second housings may be loose fit, and the fitting between the second housing and the stator core may be tight fit. In this case, the stator core is stably fixed to the second housing regardless of the temperature change by tightly fitting the stator core to the inner periphery of the second housing having a linear expansion coefficient relatively close to the stator core. be able to. Further, when the fitting of the first and second housings is a loose fit, the dimensional accuracy of the first and second housings is not required as compared with the case of a tight fit. Cost can be reduced. Further, it is preferable that the influence of the dimensional change due to the temperature change of the first housing having the largest linear expansion coefficient can be hardly given to the second housing and the stator core.

また、第１のハウジングおよび第２のハウジングの少なくとも一方に、両ハウジングの間の所定領域に隙間を設けるための凹部（３２）が形成されている場合がある（請求項４）。この場合、第２のハウジングからステータコアに加わる荷重が低減され、ステータコアの磁気特性の低下が防止される。これにより、電動モータのロストルクが低減され、電動モータの出力が向上される。   Moreover, the recessed part (32) for providing a clearance gap in the predetermined area | region between both housings may be formed in at least one of the 1st housing and the 2nd housing (Claim 4). In this case, the load applied to the stator core from the second housing is reduced, and the deterioration of the magnetic properties of the stator core is prevented. Thereby, the loss torque of the electric motor is reduced and the output of the electric motor is improved.

また、第２のハウジングおよびステータコアは鉄を含む場合がある（請求項５）。この場合、概ねＫ３＝Ｋ２となるので、第２のハウジングによるステータコアの保持力が確実に安定化され、その結果、電動モータの出力が確実に安定化される。
また、第２のハウジングの端部に、径方向（Ｙ１）外方に延び第１のハウジングにねじ（３０，３１）によって固定されたフランジ（２５）が形成されている場合がある（請求項６）。この場合、フランジが第１のハウジングに固定されることにより、第２のハウジングが第１のハウジングに固定される。また、上述のように、第１および第２のハウジングの嵌合がルーズフィットとされている場合、フランジを第１のハウジングに固定することで、第１のハウジングに対する第２のハウジングの回転を防止することができる。これにより、上記ルーズフィットの採用が実質的に可能となる。 Further, the second housing and the stator core may contain iron (claim 5). In this case, since K3 = K2 in general, the holding force of the stator core by the second housing is reliably stabilized, and as a result, the output of the electric motor is reliably stabilized.
In addition, a flange (25) extending outward in the radial direction (Y1) and being fixed to the first housing with a screw (30, 31) may be formed at the end of the second housing. 6). In this case, the second housing is fixed to the first housing by fixing the flange to the first housing. Further, as described above, when the fitting of the first and second housings is loose fit, the second housing can be rotated with respect to the first housing by fixing the flange to the first housing. Can be prevented. Thereby, adoption of the loose fit is substantially possible.

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。   In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動モータ１の図解的な断面図である。また、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う電動モータ１の図解的な断面図である。また、図３は、図２の一部を拡大した図である。以下では、電動モータ１が、インナーロータ型のブラシレスモータである場合について説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view of an electric motor 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view of the electric motor 1 taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG. Below, the case where the electric motor 1 is an inner rotor type brushless motor is demonstrated.

図１および図２を参照して、電動モータ１は、回転軸２に同行回転可能に連結された環状のロータ３と、ロータ３の周囲を取り囲む環状のステータ４と、ロータ３およびステータ４を収容する筒状のハウジング５とを備えている。
ロータ３は、回転軸２に同軸的に連結された環状のロータコア６と、このロータコア６の外周に固定されたリング磁石７とを備えている。リング磁石７は、複数の磁極を有する多極磁石であり、リング磁石７の外周面の磁極は、図２に示すように、Ｎ極およびＳ極がリング磁石７の周方向に交互に入れ替わっている。リング磁石７は、例えば８極の磁極を有している。なお、ロータコア６の外周に固定される磁石としては、複数枚のセグメント磁石などのその他の永久磁石であってもよい。 Referring to FIGS. 1 and 2, an electric motor 1 includes an annular rotor 3 connected to a rotating shaft 2 so as to be able to rotate together, an annular stator 4 surrounding the rotor 3, and the rotor 3 and the stator 4. A cylindrical housing 5 is provided.
The rotor 3 includes an annular rotor core 6 coaxially connected to the rotating shaft 2 and a ring magnet 7 fixed to the outer periphery of the rotor core 6. The ring magnet 7 is a multipolar magnet having a plurality of magnetic poles. As shown in FIG. 2, the magnetic poles on the outer peripheral surface of the ring magnet 7 are such that N and S poles are alternately switched in the circumferential direction of the ring magnet 7. Yes. The ring magnet 7 has, for example, eight magnetic poles. The magnets fixed to the outer periphery of the rotor core 6 may be other permanent magnets such as a plurality of segment magnets.

ステータ４は、環状のステータコア８と、このステータコア８に巻回された複数のコイル９とを含む。ステータコア８は、電磁鋼板を打ち抜いて所定の形状に形成された複数枚の薄板がステータコア８の軸方向に積層固定された積層体である。すなわち、ステータコア８は、鉄を含む材料により形成されている。電磁鋼板としては、例えば表面に絶縁処理が施されたケイ素鋼板等を用いることができる。なお、ステータコア８は、例えば、軟磁性材料を含む粉末材料によって形成された圧粉体であってもよい。軟磁性材料としては、鉄、フェライト、センダスト、パーマロイ、パーメンジュールを例示することができる。   The stator 4 includes an annular stator core 8 and a plurality of coils 9 wound around the stator core 8. The stator core 8 is a laminated body in which a plurality of thin plates formed by punching out electromagnetic steel sheets into a predetermined shape are laminated and fixed in the axial direction of the stator core 8. That is, the stator core 8 is made of a material containing iron. As the electromagnetic steel plate, for example, a silicon steel plate whose surface is insulated can be used. The stator core 8 may be a green compact formed of a powder material including a soft magnetic material, for example. Examples of soft magnetic materials include iron, ferrite, sendust, permalloy, and permendur.

図２を参照して、ステータコア８は、環状のヨーク１０と、このヨーク１０の内周からステータコア８の径方向内方に向けて突出形成された複数のティース１１とを含む。本実施形態では、例えば１２個のティース１１が設けられている。ステータコア８は、複数の分割コア１２が環状に組み合わされてなる。すなわち、ヨーク１０は、１２個の分割ヨーク１３が環状に組み合わされることにより構成されており、ティース１１は、分割ヨーク１３ごとに設けられている。各分割コア１２は、分割ヨーク１３とティース１１とを含む。   Referring to FIG. 2, stator core 8 includes an annular yoke 10 and a plurality of teeth 11 that project from the inner periphery of yoke 10 toward the radially inner side of stator core 8. In the present embodiment, for example, twelve teeth 11 are provided. The stator core 8 is formed by combining a plurality of divided cores 12 in an annular shape. That is, the yoke 10 is constituted by twelve divided yokes 13 combined in an annular shape, and the teeth 11 are provided for each divided yoke 13. Each divided core 12 includes a divided yoke 13 and a tooth 11.

図３を参照して、複数のティース１１は、ステータコア８の周方向に等間隔を隔てて環状に配置されている。隣接するティース１１の間には、スロットＳが形成されている。本実施形態では、ティース１１が１２個設けられているので、スロット数は１２である。すなわち、電動モータ１は、８極１２スロットのモータである。
各ティース１１は、概ね断面Ｔ字形形状をなしている。すなわち、各ティース１１は、ヨーク１０の内周からステータコア８の径方向内方に延びる径方向延伸部１４と、この径方向延伸部１４に連結され、ヨーク１０と同心をなす円の周方向に沿って延びる周方向延伸部１５とを有する。 Referring to FIG. 3, the plurality of teeth 11 are annularly arranged at equal intervals in the circumferential direction of the stator core 8. Slots S are formed between adjacent teeth 11. In the present embodiment, twelve teeth 11 are provided, so the number of slots is twelve. That is, the electric motor 1 is an 8-pole 12-slot motor.
Each tooth 11 has a generally T-shaped cross section. That is, each tooth 11 is connected to the radially extending portion 14 extending radially inward of the stator core 8 from the inner periphery of the yoke 10, and in the circumferential direction of a circle concentric with the yoke 10. And a circumferentially extending portion 15 extending along.

図１を参照して、ハウジング５は、一端が開放された筒状の第１のハウジング１６と、この第１のハウジング１６の内周に嵌合された筒状の第２のハウジング１７と、第１のハウジング１６の一端および第２のハウジング１７の一端を覆う蓋状の第３のハウジング１８とを含む。
第１のハウジング１６および第３のハウジング１８は、それぞれ例えばアルミニウムを含む材料によって形成されている。また、第２のハウジング１７は、例えば炭素鋼等の鉄を含む材料によって形成されている。第２のハウジング１７の線膨張係数の値は、ステータコア８の線膨張係数の値を基準とした所定範囲内にある。すなわち、第２のハウジング１７の線膨張係数の値は、ステータコア８の線膨張係数の値と等しいか、または、ステータコア８の線膨張係数の値よりもやや大きい値となっている。 Referring to FIG. 1, the housing 5 includes a cylindrical first housing 16 having one end opened, and a cylindrical second housing 17 fitted to the inner periphery of the first housing 16. A lid-like third housing 18 covering one end of the first housing 16 and one end of the second housing 17.
The first housing 16 and the third housing 18 are each formed of a material containing aluminum, for example. The second housing 17 is made of a material containing iron such as carbon steel. The value of the linear expansion coefficient of the second housing 17 is within a predetermined range based on the value of the linear expansion coefficient of the stator core 8. That is, the value of the linear expansion coefficient of the second housing 17 is equal to or slightly larger than the value of the linear expansion coefficient of the stator core 8.

第１のハウジング１６は、第１の筒状部１９と、この第１の筒状部１９の一端から第１の筒状部１９の径方向外方に延びる環状の第１のフランジ部２０と、第１の筒状部１９の他端から第１の筒状部１９の径方向内方に延び回転軸２が挿通する挿通孔２１が中心部に形成された環状部２２とを含む。環状部２２の内周部には、軸受４１が保持された軸受保持部２３が形成されている。   The first housing 16 includes a first tubular portion 19, an annular first flange portion 20 that extends from one end of the first tubular portion 19 outward in the radial direction of the first tubular portion 19, and And an annular portion 22 that extends from the other end of the first tubular portion 19 inward in the radial direction of the first tubular portion 19 and has an insertion hole 21 through which the rotary shaft 2 is inserted. A bearing holding portion 23 that holds the bearing 41 is formed on the inner peripheral portion of the annular portion 22.

第２のハウジング１７は、第２の筒状部２４と、この第２の筒状部２４の一端から第２の筒状部２４の径方向Ｙ１外方に延びる環状の第２のフランジ部２５とを含む。第２の筒状部２４は、第２の筒状部２４の軸方向Ｘ１に関してステータコア８よりも長くされている。第２の筒状部２４の内周には、焼嵌めまたは圧入によってステータコア８が固定されている。すなわち、第２のハウジング１７とステータコア８との嵌合はタイトフィットとされている。   The second housing 17 includes a second cylindrical portion 24 and an annular second flange portion 25 extending from one end of the second cylindrical portion 24 outward in the radial direction Y1 of the second cylindrical portion 24. Including. The second cylindrical portion 24 is longer than the stator core 8 with respect to the axial direction X1 of the second cylindrical portion 24. The stator core 8 is fixed to the inner periphery of the second cylindrical portion 24 by shrink fitting or press fitting. That is, the fitting between the second housing 17 and the stator core 8 is a tight fit.

また、第２の筒状部２４は、第１の筒状部１９の内周にすきまばめされている。すなわち、第１のハウジング１６と第２のハウジング１７との嵌合は、ルーズフィットとされている。第１の筒状部１９の内周に第２の筒状部２４が嵌合した状態で、第２のフランジ部２５は第１のフランジ部２０に重なり合っている。
第３のハウジング１８は、円形の板状部２６と、この板状部２６の外周部に沿って連結された第３の筒状部２７と、この第３の筒状部２７の一端から第３の筒状部２７の径方向外方に延びる環状の第３のフランジ部２８とを含む。板状部２６の中心部には、軸受４２が保持された軸受保持部２９が形成されている。回転軸２は、軸受保持部２３に保持された軸受４１と、軸受保持部２９に保持された軸受４２とを介して回転可能にハウジング５に保持されている。 Further, the second cylindrical portion 24 is fitted into the inner periphery of the first cylindrical portion 19. That is, the fitting between the first housing 16 and the second housing 17 is a loose fit. The second flange portion 25 overlaps the first flange portion 20 in a state where the second tubular portion 24 is fitted to the inner periphery of the first tubular portion 19.
The third housing 18 includes a circular plate-like portion 26, a third tubular portion 27 connected along the outer peripheral portion of the plate-like portion 26, and one end of the third tubular portion 27. And the annular third flange portion 28 extending outward in the radial direction of the three cylindrical portions 27. A bearing holding portion 29 that holds a bearing 42 is formed at the center of the plate-like portion 26. The rotating shaft 2 is rotatably held by the housing 5 via a bearing 41 held by the bearing holding portion 23 and a bearing 42 held by the bearing holding portion 29.

第３のフランジ部２８は、第２のフランジ部２５に重なり合わされている。すなわち、第２のフランジ部２５は、第１のフランジ部２０と第３のフランジ部２８とによって挟まれている。第１のフランジ部２０、第２のフランジ部２５および第３のフランジ部２８は、固定手段としての複数のボルト３０および複数のナット３１によって、共締めにより固定されている。   The third flange portion 28 is overlapped with the second flange portion 25. That is, the second flange portion 25 is sandwiched between the first flange portion 20 and the third flange portion 28. The first flange portion 20, the second flange portion 25, and the third flange portion 28 are fixed together by a plurality of bolts 30 and a plurality of nuts 31 as fixing means.

これにより、第１のハウジング１６の一端および第２のハウジング１７の一端が第３のハウジング１８によって覆われ、さらに、第１のハウジング１６に対する第２のハウジング１７の回転が防止されている。すなわち、複数のボルト３０および複数のナット３１、ならびに、第１のフランジ部２０および第３のフランジ部２８は、第１のハウジング１６に対する第２のハウジング１７の回転を防止する回転防止手段として機能している。   Thereby, one end of the first housing 16 and one end of the second housing 17 are covered with the third housing 18, and further, the rotation of the second housing 17 with respect to the first housing 16 is prevented. That is, the plurality of bolts 30 and the plurality of nuts 31, and the first flange portion 20 and the third flange portion 28 function as rotation preventing means for preventing the rotation of the second housing 17 with respect to the first housing 16. is doing.

本実施形態の特徴とするところは、第１のハウジング１６の材料、第２のハウジング１７の材料およびステータコア８の材料の線膨張係数を、それぞれＫ１、Ｋ２およびＫ３とすると、下記の式（１）が満たされていることにある。
Ｋ３≦Ｋ２＜Ｋ１ …（１）
具体的には、第１のハウジング１６がアルミニウムを含む材料で形成され、第２のハウジング１７が鉄を含む材料で形成され、ステータコア８が鉄を含む材料で形成されている。ここで、アルミニウムの線膨張係数は、鉄の線膨張係数よりも大きいので、Ｋ２＜Ｋ１となり、Ｋ３＜Ｋ１となる。また、上述のように、第２のハウジング１７の線膨張係数の値は、ステータコア８の線膨張係数の値と等しいか、または、ステータコア８の線膨張係数の値よりもやや大きい値となっているので、Ｋ３≦Ｋ２となり、式（１）が満たされている。 The feature of this embodiment is that the linear expansion coefficients of the material of the first housing 16, the material of the second housing 17, and the material of the stator core 8 are K1, K2, and K3, respectively. ) Is satisfied.
K3 ≦ K2 <K1 (1)
Specifically, the first housing 16 is made of a material containing aluminum, the second housing 17 is made of a material containing iron, and the stator core 8 is made of a material containing iron. Here, since the linear expansion coefficient of aluminum is larger than the linear expansion coefficient of iron, K2 <K1 and K3 <K1. Further, as described above, the value of the linear expansion coefficient of the second housing 17 is equal to the value of the linear expansion coefficient of the stator core 8 or slightly larger than the value of the linear expansion coefficient of the stator core 8. Therefore, K3 ≦ K2, and the expression (1) is satisfied.

式（１）が満たされることで、焼嵌めまたは圧入によって生じた第２のハウジング１７によるステータコア８の保持力が一定に維持され、温度変化に伴うステータコア８の保持力の変動が抑制される。すなわち、電動モータ１の温度が変化しても（例えば−４０℃から１５０℃の範囲内での温度変化）、ステータコア８および第２のハウジング１７は、それぞれ温度変化に伴って等しい割合または概ね等しい割合で膨張または収縮する。そのため、焼嵌めまたは圧入によって生じた第２のハウジング１７によるステータコア８の保持力は一定に維持され、温度変化に伴うステータコア８の保持力の変動が抑制される。これにより、温度変化に拘わらずステータコア８が第２のハウジング１７に安定して保持され、その結果、電動モータ１の出力が安定化される。   By satisfy | filling Formula (1), the retention strength of the stator core 8 by the 2nd housing 17 produced by shrink fitting or press fit is maintained constant, and the fluctuation | variation of the retention strength of the stator core 8 accompanying a temperature change is suppressed. That is, even if the temperature of the electric motor 1 changes (for example, a temperature change within a range of −40 ° C. to 150 ° C.), the stator core 8 and the second housing 17 are equal or approximately equal with each temperature change. Inflate or shrink at a rate. Therefore, the holding force of the stator core 8 by the second housing 17 generated by shrink fitting or press fitting is maintained constant, and fluctuations in the holding force of the stator core 8 due to temperature changes are suppressed. Thereby, the stator core 8 is stably held by the second housing 17 regardless of the temperature change, and as a result, the output of the electric motor 1 is stabilized.

また上記式（１）において、仮に、第２のハウジング１７の線膨張係数の値がステータコア８の線膨張係数の値よりも大きくなっている場合であっても、第２のハウジング１７の線膨張係数は第１のハウジング１６の線膨張係数よりも小さいので、第１のハウジング１６にステータコア８を直接保持させた場合に比べて、温度変化に伴うステータコア８の保持力の変動が抑制される。したがって、このような場合であっても、第１のハウジング１６にステータコア８を直接保持させた場合に比べて、電動モータ１の出力の安定化が達成される。Ｋ１、Ｋ２およびＫ３の関係としては、上記式（１）が満たされることに加えて、下記式（２）が満たされることが好ましい。   Further, in the above formula (1), even if the value of the linear expansion coefficient of the second housing 17 is larger than the value of the linear expansion coefficient of the stator core 8, the linear expansion of the second housing 17 is assumed. Since the coefficient is smaller than the linear expansion coefficient of the first housing 16, fluctuations in the holding force of the stator core 8 due to temperature changes are suppressed as compared with the case where the stator core 8 is directly held by the first housing 16. Therefore, even in such a case, the output of the electric motor 1 can be stabilized as compared with the case where the stator core 8 is directly held by the first housing 16. As for the relationship between K1, K2 and K3, it is preferable that the following expression (2) is satisfied in addition to the above expression (1) being satisfied.

Ｋ２≦（Ｋ３＋Ｋ１）／２ …（２）
また本実施形態において、第２の筒状部２４が第１の筒状部１９の内周にすきまばめされており、第１のハウジング１６と第２のハウジング１７との嵌合がルーズフィットとされているので、タイトフィットである場合に比べて、第１の筒状部１９の内径および第２の筒状部２４の外径の寸法精度が必要とされず、電動モータ１の加工コストが低減されている。 K2 ≦ (K3 + K1) / 2 (2)
In the present embodiment, the second cylindrical portion 24 is fitted into the inner periphery of the first cylindrical portion 19, and the fitting between the first housing 16 and the second housing 17 is loose fit. Therefore, the dimensional accuracy of the inner diameter of the first cylindrical portion 19 and the outer diameter of the second cylindrical portion 24 is not required as compared with the case of the tight fit, and the processing cost of the electric motor 1 is reduced. Has been reduced.

さらに、第１のハウジング１６および第２のハウジング１７の嵌合をルーズフィットとすることで、線膨張係数が最も大きい第１のハウジング１６の温度変化による寸法変化の影響を第２のハウジング１７やステータコア８に与え難くすることができる。すなわち、温度変化に伴って第２の筒状部２４が第１の筒状部１９に締め付けられ、この締め付け荷重が第２の筒状部２４やステータコア８に加わることを抑制することができる。   Further, by fitting the first housing 16 and the second housing 17 loosely, the influence of the dimensional change due to the temperature change of the first housing 16 having the largest linear expansion coefficient can be reduced. It can be made difficult to give to the stator core 8. That is, the second cylindrical portion 24 is fastened to the first cylindrical portion 19 in accordance with the temperature change, and it is possible to suppress the tightening load from being applied to the second cylindrical portion 24 and the stator core 8.

図４は、本発明の別の実施形態に係る電動モータ１ａの図解的な断面図である。また、図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿う電動モータ１ａの図解的な断面図である。この図４および図５において、上述の図１〜図３に示された各部と同等の構成部分については、図１〜図３と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図４および図５を参照して、本実施形態が上述の実施形態と主に相違するのは、第２の筒状部２４が第１の筒状部１９の内周に焼嵌めまたは圧入されており、第１の筒状部１９および第２の筒状部２４の間の所定領域に隙間を設けるための凹部３２が第２の筒状部２４に形成されていることにある。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an electric motor 1a according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the electric motor 1a taken along line VV in FIG. 4 and 5, the same components as those shown in FIGS. 1 to 3 described above are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3, and the description thereof is omitted.
4 and 5, this embodiment is mainly different from the above-described embodiment in that the second cylindrical portion 24 is shrink-fitted or press-fitted into the inner periphery of the first cylindrical portion 19. The second cylindrical portion 24 is formed with a recess 32 for providing a gap in a predetermined region between the first cylindrical portion 19 and the second cylindrical portion 24.

凹部３２は、第２の筒状部２４の外周部に形成されており、第２の筒状部２４の径方向Ｙ１内方に凹んでいる。図５に示すように、凹部３２は、第２の筒状部２４の全周に亘って形成されている。また、図４に示すように、凹部３２は、第２の筒状部２４の軸方向Ｘ１に関して、ステータコア８と等しい長さ、または、ほぼ等しい長さにされている。ステータコア８は、この凹部３２に対応する位置で第２の筒状部２４に保持されている。すなわち、ステータコア８が第２の筒状部２４に保持された状態で、第２の筒状部２４の軸方向Ｘ１に関する凹部３２の端部の位置と、第２の筒状部２４の軸方向Ｘ１に関するステータコア８の端部の位置とが一致している。   The recess 32 is formed in the outer peripheral portion of the second cylindrical portion 24 and is recessed inward in the radial direction Y1 of the second cylindrical portion 24. As shown in FIG. 5, the recess 32 is formed over the entire circumference of the second cylindrical portion 24. As shown in FIG. 4, the recess 32 has a length equal to or substantially equal to the stator core 8 with respect to the axial direction X <b> 1 of the second cylindrical portion 24. The stator core 8 is held by the second cylindrical portion 24 at a position corresponding to the concave portion 32. That is, in a state where the stator core 8 is held by the second cylindrical portion 24, the position of the end portion of the concave portion 32 with respect to the axial direction X <b> 1 of the second cylindrical portion 24 and the axial direction of the second cylindrical portion 24. The position of the end portion of the stator core 8 with respect to X1 coincides.

第２の筒状部２４が第１の筒状部１９の内周に焼嵌めまたは圧入された状態において、第１の筒状部１９と第２の筒状部２４との間には、この凹部３２に対応する隙間が形成されている。すなわち、第１の筒状部１９と第２の筒状部２４とは、この凹部３２が形成された領域内において非接触となっている。言い換えると、第１の筒状部１９と第２の筒状部２４とは、ステータコア８の周囲に対応する領域において非接触となっている。   In a state where the second cylindrical portion 24 is shrink-fitted or press-fitted into the inner periphery of the first cylindrical portion 19, the first cylindrical portion 19 and the second cylindrical portion 24 are disposed between the first cylindrical portion 19 and the second cylindrical portion 24. A gap corresponding to the recess 32 is formed. That is, the first cylindrical portion 19 and the second cylindrical portion 24 are not in contact with each other in the region where the concave portion 32 is formed. In other words, the first cylindrical portion 19 and the second cylindrical portion 24 are not in contact with each other in a region corresponding to the periphery of the stator core 8.

本実施形態では、ステータコア８の周囲において第１の筒状部１９と第２の筒状部２４とが接触していないので、第１の筒状部１９の内周に第２の筒状部２４を焼嵌めまたは圧入しても、第２の筒状部２４を介してステータコア８に入力される、上記焼嵌めまたは圧入に起因した荷重を低減することができる。したがって、ステータコア８に加わる荷重に起因したステータコア８の磁気特性の低下を防止でき、電動モータ１ａのロストルクを低減できる。これにより、電動モータ１ａの出力が向上される。   In the present embodiment, since the first tubular portion 19 and the second tubular portion 24 are not in contact with each other around the stator core 8, the second tubular portion is disposed on the inner periphery of the first tubular portion 19. Even if the 24 is shrink-fitted or press-fitted, the load caused by the shrink-fitting or press-fitting, which is input to the stator core 8 via the second cylindrical portion 24, can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the magnetic characteristics of the stator core 8 from being lowered due to the load applied to the stator core 8, and to reduce the loss torque of the electric motor 1a. Thereby, the output of the electric motor 1a is improved.

なお、本実施形態では、第２の筒状部２４の外周部に凹部３２が形成されている場合について説明したが、図６に示すように、凹部３２は、第１の筒状部１９の内周部に形成されていてもよい。また、図示はしないが、第１の筒状部１９の内周部および第２の筒状部２４の外周部の両方に凹部３２が形成されていてもよい。
また、本実施形態では、第２の筒状部２４の軸方向Ｘ１に関して、凹部３２が、ステータコア８と等しい長さ、または、ほぼ等しい長さにされている場合について説明したが、第２の筒状部２４の軸方向Ｘ１に関する凹部３２の長さは、ステータコア８より短くてもよい。 In addition, although this embodiment demonstrated the case where the recessed part 32 was formed in the outer peripheral part of the 2nd cylindrical part 24, as shown in FIG. You may form in the inner peripheral part. In addition, although not shown, the recess 32 may be formed on both the inner peripheral portion of the first cylindrical portion 19 and the outer peripheral portion of the second cylindrical portion 24.
Further, in the present embodiment, the case has been described in which the concave portion 32 has the same length as or substantially the same length as the stator core 8 with respect to the axial direction X1 of the second cylindrical portion 24. The length of the recess 32 in the axial direction X <b> 1 of the tubular portion 24 may be shorter than the stator core 8.

さらに、本実施形態では、凹部３２が第２の筒状部２４の全周に亘って形成された環状である場合について説明したが、凹部３２の形状はこれに限られない。例えば、凹部３２の形状を第２の筒状部２４の軸方向Ｘ１に長手となる溝形状にし、複数の凹部３２を第２の筒状部２４の外周部に形成してもよい。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、電動モータ１，１ａは、インナーロータ型のブラシレスモータに限らず、それ以外のモータであってもよい。 Furthermore, in this embodiment, although the case where the recessed part 32 was the cyclic | annular form formed over the perimeter of the 2nd cylindrical part 24 was demonstrated, the shape of the recessed part 32 is not restricted to this. For example, the shape of the concave portion 32 may be a groove shape that is long in the axial direction X <b> 1 of the second cylindrical portion 24, and the plurality of concave portions 32 may be formed on the outer peripheral portion of the second cylindrical portion 24.
The present invention is not limited to the contents of the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, the electric motors 1 and 1a are not limited to the inner rotor type brushless motor, and may be other motors.

また、ステータコア８は、ステータコア８の周方向に分割されていない一体型のステータコアであってもよい。また、第１のハウジング１６は、アルミニウムを含む材料に限らず、マグネシウムなどの鉄よりも線膨張係数の大きな材料を主体とするその他の材料により形成されていてもよい。
さらに、第１のフランジ部２０は、環状に限らず、第１の筒状部１９の一端の一部から第１の筒状部１９の径方向外方に延びる突起形状であってもよい。同様に、第２のフランジ部２５は、第２の筒状部２４の一端の一部から第２の筒状部２４の径方向Ｙ１外方に延びる突起形状であってもよいし、第３のフランジ部２８は、第３の筒状部２７の一端の一部から第３の筒状部２７の径方向外方に延びる突起形状であってもよい。 The stator core 8 may be an integrated stator core that is not divided in the circumferential direction of the stator core 8. The first housing 16 is not limited to a material containing aluminum, and may be formed of other materials mainly composed of a material having a larger linear expansion coefficient than iron such as magnesium.
Furthermore, the first flange portion 20 is not limited to an annular shape, and may have a protruding shape that extends from a part of one end of the first tubular portion 19 to the outside in the radial direction of the first tubular portion 19. Similarly, the second flange portion 25 may have a protruding shape extending from a part of one end of the second cylindrical portion 24 outward in the radial direction Y1 of the second cylindrical portion 24, or the third The flange portion 28 may have a protruding shape that extends from a part of one end of the third cylindrical portion 27 outward in the radial direction of the third cylindrical portion 27.

本発明の一実施形態に係る電動モータの図解的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an electric motor according to an embodiment of the present invention. 図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う電動モータの図解的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the electric motor along the line II-II in FIG. 1. 図２の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of FIG. 本発明の別の実施形態に係る電動モータの図解的な断面図である。It is an illustration sectional view of an electric motor concerning another embodiment of the present invention. 図４におけるＶ−Ｖ線に沿う電動モータの図解的な断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the electric motor taken along line VV in FIG. 4. 上記別の実施形態に係る電動モータの変形例の図解的な断面図である。It is an illustration sectional view of a modification of an electric motor concerning another embodiment of the above.

符号の説明Explanation of symbols

１，１ａ・・・電動モータ、４・・・ステータ、８・・・ステータコア、１２・・・分割コア、１６・・・第１のハウジング、１７・・・第２のハウジング、２５・・・第２のフランジ部（フランジ）、３０・・・ボルト（ねじ）、３１・・・ナット（ねじ）、３２・・・凹部、Ｙ１・・・径方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a ... Electric motor, 4 ... Stator, 8 ... Stator core, 12 ... Split core, 16 ... 1st housing, 17 ... 2nd housing, 25 ... 2nd flange part (flange), 30 ... bolt (screw), 31 ... nut (screw), 32 ... recess, Y1 ... radial direction

Claims (6)

筒状の第１のハウジングと、
第１のハウジングの内周に嵌合された筒状の第２のハウジングと、
第２のハウジングの内周に嵌合されたステータコアを有するステータとを備え、
第１のハウジングの材料、第２のハウジングの材料およびステータコアの材料の線膨張係数を、それぞれＫ１、Ｋ２およびＫ３としたときに、下記の式（１）が満たされていることを特徴とする電動モータ。
Ｋ３≦Ｋ２＜Ｋ１ …（１） A cylindrical first housing;
A cylindrical second housing fitted to the inner periphery of the first housing;
A stator having a stator core fitted to the inner periphery of the second housing,
The following equation (1) is satisfied when the linear expansion coefficients of the first housing material, the second housing material, and the stator core material are K1, K2, and K3, respectively. Electric motor.
K3 ≦ K2 <K1 (1) 請求項１において、上記ステータコアは、複数の分割コアを環状に組み合せてなることを特徴とする電動モータ。   2. The electric motor according to claim 1, wherein the stator core is formed by combining a plurality of divided cores in an annular shape. 請求項１または２において、第１および第２のハウジングの嵌合はルーズフィットとされ、第２のハウジングとステータコアとの嵌合はタイトフィットとされていることを特徴とする電動モータ。   3. The electric motor according to claim 1, wherein the fitting of the first and second housings is a loose fit, and the fitting of the second housing and the stator core is a tight fit. 請求項１〜３の何れか１項において、第１のハウジングおよび第２のハウジングの少なくとも一方に、両ハウジングの間の所定領域に隙間を設けるための凹部が形成されていることを特徴とする電動モータ。   4. The method according to claim 1, wherein at least one of the first housing and the second housing is formed with a recess for providing a gap in a predetermined region between the two housings. Electric motor. 請求項１〜４の何れか１項において、第２のハウジングおよびステータコアは鉄を含むことを特徴とする電動モータ。   The electric motor according to claim 1, wherein the second housing and the stator core include iron. 請求項１〜５の何れか１項において、第２のハウジングの端部に、径方向外方に延び第１のハウジングにねじによって固定されたフランジが形成されていることを特徴とする電動モータ。   6. The electric motor according to claim 1, wherein a flange that extends radially outward and is fixed to the first housing with a screw is formed at an end of the second housing. .
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