JP2013078262A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータとステータ間の隙間への潤滑油の浸入を抑制し、オイル粘性によるフリクションの発生を抑制するモータを提供する。
【解決手段】モータ１０のロータステイ２５は、ロータコア２４を保持するロータコア側ステイ２７と、ロータシャフト１１と接続されるロータシャフト側ステイ２６と、半径方向に延出してロータコア側ステイ２７とロータシャフト側ステイ２６を連結する中間ステイ２８から構成され、モータ１０は、ロータコア側ステイ２７よりも内周側で且つロータシャフト側ステイ２６よりも外周側となる半径方向位置において中間ステイ２８からロータコア２４の軸方向端面よりも軸方向において突出するように延出し、かつ、ロータシャフト１１の全周に亘って設けたロータステイ延出部４０によって構成されるガイド部４８と、ガイド部４８よりも内周側において開口する油路１１ａと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ、特に、油潤滑で使用されるモータに関する。

油潤滑で使用されるモータとして特許文献１に記載のモータが知られている。特許文献１に記載のモータ１００は、図６に示すように、ロータシャフト１０１内に設けられた油路１０２から冷却剤が軸受１０３の隙間を通ってステータ１０４のコイル端末部１０５に供給されることで、コイル端末部１０５を冷却する技術が開示されている。

特開２００３−９４６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のモータ１００においては、コイル端末部１０５に供給された潤滑油が溜まってロータ１０６とステータ１０４間の隙間１０７（エアギャップ）に浸入し、浸入した潤滑油がそのオイル粘性によりロータ回転時にロータフリクションの原因となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ロータとステータ間の隙間（エアギャップ）への潤滑油の浸入を抑制し、オイル粘性によるフリクションの発生を抑制するモータを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明のモータ（例えば、後述の実施形態のモータ１０）は、
ロータコア（例えば、後述の実施形態のロータコア２４）とロータステイ（例えば、後述の実施形態のロータステイ２５）からなるロータ（例えば、後述の実施形態のロータ１２）と、
前記ロータステイに接続されるロータシャフト（例えば、後述の実施形態のロータシャフト１１）と、
前記ロータコアの外周において、前記ロータコアと所定の隙間を介して対向配置されるステータ（例えば、後述の実施形態のステータ１４）と、
前記ロータと前記ステータを収納するモータハウジング（例えば、後述の実施形態のモータハウジング１５）と、
前記モータハウジングに前記ロータシャフトを回転可能に支持する軸受（例えば、後述の実施形態の軸受２１）と、
を備えたモータであって、
前記ロータステイは、前記ロータコアを保持するロータコア側ステイ（例えば、後述の実施形態のロータコア側ステイ２７）と、前記ロータシャフトと接続されるロータシャフト側ステイ（例えば、後述の実施形態のロータシャフト側ステイ２６）と、半径方向に延出して前記ロータコア側ステイと前記ロータシャフト側ステイを連結する中間ステイ（例えば、後述の実施形態の中間ステイ２８）から構成され、
前記ロータコア側ステイよりも内周側で且つ前記ロータシャフト側ステイよりも外周側となる半径方向位置において前記中間ステイから前記ロータコアの軸方向端面よりも軸方向において突出するように延出し、かつ、前記ロータシャフトの全周に亘って設けたロータステイ延出部（例えば、後述の実施形態のロータステイ延出部４０）によって構成されるガイド部（例えば、後述の実施形態のガイド部４８）と、
前記ガイド部よりも内周側において開口する油路（例えば、後述の実施形態の油路１１ａ）と、
を備えたことを特徴とするモータ。

また、請求項２に記載の発明のモータは、請求項１に記載のモータにおいて、
前記ガイド部は、前記ロータコア側ステイの軸方向端部よりも軸方向において突出するように延出していることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明のモータは、請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記ステータは、ステータコアと、該ステータコアに巻回される巻線と、を備え、
前記ガイド部は、前記巻線の軸方向端部よりも軸方向において突出するように延出していることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明のモータは、請求項３に記載のモータにおいて、
前記ステータは、前記ステータコアと前記巻線との間に装着されるインシュレータを備え、
前記ガイド部は、前記インシュレータの軸方向端部よりも軸方向において突出するように延出していることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明のモータは、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータにおいて、
前記ロータステイ延出部の先端側に取り付けられる検出器ロータと、
前記モータハウジングに固定されるとともに、前記検出器ロータと対向した位置に配置される検出器ステータと、を有する回転位置検出器を備えることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明のモータは、請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータにおいて、
前記油路は、前記ロータシャフトに設けられていることを特徴とする。

本発明のモータによれば、ロータ内部に供給された潤滑油は、ロータステイ延出部によって軸方向外側に誘導された後、油溜部に回収されることで、ロータとステータ間の隙間（エアギャップ）に潤滑油が浸入するのを防止することができる。また、ロータステイ延出部をロータシャフトの全周に亘って設けたので、どの方向に潤滑油が飛散しても潤滑油を効率よく回収することができる。さらに、ロータステイ延出部を中間ステイから延出させたので、鋳造時に、型抜きがしやすい。

本発明の第１実施形態に係るモータの断面図である。 図１のモータの要部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るモータの断面図である。 第１変形例の油受け部材の断面図である。 第２変形例の油受け部材の断面図である。 特許文献１に記載のモータの要部断面図である。

以下、本発明に係るモータの各実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明に第１実施形態に係るモータの断面図である。
モータ１０は、図中左右方向に伸びるロータシャフト１１と、ロータシャフト１１の外周に嵌合固定されたロータ１２と、ロータ１２と径方向に所定の隙間（以下、エアギャップ１３と呼ぶ。）を介して対向配置されたステータ１４と、を備え、これらロータ１２とステータ１４がモータハウジング１５に収納されている。

モータハウジング１５は、ロータ１２及びステータ１４を軸方向一方側（図中右側）から覆うと共にステータ１４の外周を径方向外側から覆うハウジング本体１６と、ハウジング本体１６に複数の締結ボルト５０により締結され、ロータ１２及びステータ１４を軸方向他方側（図中左側）から覆うハウジング蓋体１７とから構成される。ハウジング本体１６には、複数の締結ボルト５１によりステータ１４が支持されている。

ロータシャフト１１は、モータハウジング１５を構成するハウジング本体１６の側壁１６ａから軸方向に突出する円筒状保持部１６ｂに固定された軸受２１と、モータハウジング１５を構成するハウジング蓋体１７の内径側円環部１７ａに固定された軸受２２により回転可能に支持されている。また、ロータシャフト１１には、その内部に潤滑油が通る油路１１ａが形成されており、軸受２１の軸方向一方側端部（ロータ１２とは反対側の端部）近傍に開口している。

さらに、軸受２１の径方向外側には、ロータ１２の回転位置を検出するレゾルバ３０が設けられている。

ロータ１２は、電磁鋼板を複数積層した環状のロータコア２４と、ロータシャフト１１に固定されロータコア２４を保持するロータステイ２５とから構成され、ロータコア２４は径方向外周側に埋設され径方向に磁化された永久磁石２３と共に軸方向両端側からエンドプレート２９により挟持されている。

ロータステイ２５は、内径側と外径側にそれぞれ軸方向両側に延設されたロータシャフト側ステイ２６と、ロータコア側ステイ２７と、これらロータシャフト側ステイ２６とロータコア側ステイ２７の略中央を径方向に連結する中間ステイ２８とから構成される。ロータシャフト側ステイ２６は、ロータシャフト１１の外周に嵌合固定され、ロータコア側ステイ２７はロータコア２４の内周に嵌合固定され、これによりロータシャフト１１とロータ１２が一体に回転可能となっている。

中間ステイ２８には、その径方向略中央から軸方向一方側に延出するロータステイ延出部４０がロータシャフト１１の全周に亘って形成され、ロータステイ延出部４０の先端は、軸受２１の外周面、すなわち外輪の外周面に円筒状保持部１６ｂを介して対向している。また、ロータステイ延出部４０の内周面４０ａは、軸方向一方側（軸受２１側）に向かって次第に外径側（ステータ側）に拡径するように傾斜し、先端部の外周面には、ロータ１２の回転位置を検出するレゾルバロータ３１が設けられ、レゾルバロータ３１と対向するようにレゾルバロータ３１の外径側にはレゾルバステータ３２がハウジング本体１６の側壁１６ａにレゾルバステータ支持部材３５により固定されている。

レゾルバステータ支持部材３５は、ハウジング本体１６の側壁１６ａから軸方向に延びる円筒部３６（突出部）と、該側壁１６ａにボルト５２により固定されるフランジ部３７からなり、レゾルバステータ３２は、円筒部３６の先端からレゾルバロータ３１と対向するように内径側に固定されている。また、レゾルバステータ支持部材３５の重力方向下方側であって円筒部３６のフランジ部３７近傍には、貫通孔３８（連通部）が設けられ円筒部３６の内径側と外径側の空間を連結している。本実施形態においては、レゾルバステータ３２とレゾルバステータ支持部材３５によりモータハウジング延出部４１が構成されている。

このように構成されたモータ１０は、ロータ１２が回転することによりロータシャフト１１が回転し、又は、ロータシャフト１１が回転することによりロータ１２が回転し、ロータステイ延出部４０の先端に設けられたレゾルバロータ３１が回転することにより、ロータ１２の回転位置が検出可能に構成されている。

さらに、図２の矢印に示すように、ロータシャフト１１内に形成された油路１１ａを通って供給された潤滑油が軸受２１の軸方向一方側の開口部１１ｂから軸受２１に供給され、軸受空間を通ってモータ１０内部に供給される。軸受２１の軸方向他方側から排出された潤滑油は、ロータシャフト１１の回転により外径側に位置するロータステイ延出部４０の内周面４０ａに飛散し、そして、潤滑油はロータステイ延出部４０の内周面４０ａの傾斜により外側に案内される。ロータ１２の回転により、ロータステイ延出部４０から飛散した潤滑油はレゾルバステータ３２とレゾルバステータ支持部材３５とロータハウジング１５の側壁１６ａに囲まれた空間４６に回収され、この空間４６に回収された潤滑油は、レゾルバステータ支持部材３５の円筒部３６に案内されて重力方向下方に移動し、レゾルバステータ支持部材３５に形成された貫通孔３８を通って不図示の油溜部に一度回収され再度潤滑される。

このように構成されたモータ１０によれば、軸受２１からロータ１２側に流れ出た潤滑油がロータステイ延出部４０によって外側に誘導され、ロータ１２の回転による遠心力により飛散した潤滑油がレゾルバステータ３２とレゾルバステータ支持部材３５とロータハウジングの側壁１６ａに囲まれた空間４６に回収される。これによりロータステイ延出部４０の内周面４０ａがガイド部４８として機能するとともに、レゾルバステータ３２とレゾルバステータ支持部材３５とから構成されるモータハウジング延出部４１が油受け部４９として機能することで、ロータ１２とステータ１４間のエアギャップ１３に潤滑油が浸入するのを防止することができる。

また、ロータステイ延出部４０を構成するレゾルバステータ３２とレゾルバステータ支持部材３５及びモータハウジング延出部４１をそれぞれロータシャフト１１の全周に亘って設けたので、どの方向に潤滑油が飛散しても潤滑油を効率よく誘導、回収することができる。さらに、ロータステイ延出部４０を中間ステイ２８から延出させたので、鋳造時に、型抜きがしやすい。

また、レゾルバステータ支持部材３５の重力方向下方側に貫通孔３８を設けたことで、油受け部４９で回収した潤滑油を重力方向下方側に設けた貫通孔３８より排出することができる。

また、ロータステイ延出部４０の内周面４０ａによって構成されるガイド部４８が、外側に延出するに従って傾斜させることで、ロータ１２の遠心力を利用して潤滑油を油受け部４９へより確実に誘導することができる。

さらに、レゾルバロータ３１を支持するロータステイ延出部４０をガイド部４８とし、レゾルバステータ３２とレゾルバステータ支持部材３５を油受け部４９として利用することで、新たにステイを設ける必要がない。

＜第２実施形態＞
図３は本発明に第２実施形態に係るモータの断面図である。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態においては、ロータステイ延出部４０Ａがロータシャフト側ステイ２６に締結部材５３により固定されている点において第１実施形態に係るモータ１０と相違する。

ロータステイ延出部４０Ａは、軸方向に延びてロータシャフト側ステイ２６の外周に固定される内径側フランジ部４３と、軸方向に延びて先端の外周面にロータ１２の回転位置を検出するレゾルバロータ３１が設けられた外径側フランジ部４４と、これら内径側フランジ部４３と外径側フランジ部４４を連結する円環部４５とから構成される。

このように構成されたモータ１０Ａによれば、第１実施形態に係るモータ１０と同様に、軸受２１からロータ１２側に流れ出た潤滑油がロータステイ延出部４０Ａによって誘導され、ロータ１２の回転による遠心力により飛散した潤滑油が油受け部４９を構成するモータハウジング延出部４１に回収されることで、ロータ１２とステータ１４間のエアギャップ１３に潤滑油が浸入するのを防止することができる。また、ロータステイ延出部４０及びモータハウジング延出部４１をそれぞれロータシャフト１１の全周に亘って設けたので、どの方向に潤滑油が飛散しても潤滑油を効率よく回収することができる。

さらに、ロータステイ延出部４０をロータステイ２５とは別部材にすることができ、ロータステイ２５に後付けすることができ、これにより生産性を向上させることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、本実施形態においては、レゾルバロータ３１を支持するロータステイ延出部４０をガイド部４８とし、レゾルバステータ３２とレゾルバステータ支持部材３５を油受け部４９として利用したが、これに限らずレゾルバ３０を利用せずに、第１変形例として、ロータステイ延出部４０にレゾルバロータ３１を設けずに、かつ、レゾルバステータ支持部材３５の代わりに油受け部４９を構成するモータハウジング延出部４１として図４に示す油受け部材６１を設けてもよい。

油受け部材６１は、軸方向に延びる円筒部６２と、ハウジング本体１６の側壁１６ａにボルト５２により固定されるフランジ部６３と、円筒部６２にフランジ部６３とは軸方向反対側であって内径側に屈曲する屈曲部６４とを備える。また、油受け部材６１の重力方向下方側であって円筒部６２のフランジ部６３近傍には、貫通孔３８が設けられ円筒部６２の内径側と外径側の空間を連結している。第１、２実施形態においては、レゾルバステータ３２により油受け部４９の屈曲部が構成されていたが、本変形例においては、油受け部６１により円筒部６２と一体に屈曲部６４が形成されている。

これにより、第１、２実施形態と同様に、ロータ１２の回転により、ロータステイ延出部４０、４０Ａから飛散した潤滑油は油受け部材６１とロータハウジングの側壁１６ａに囲まれた空間４６に回収され、この空間４６に回収された潤滑油は、重力方向下方に移動し、油受け部材に形成された貫通孔３８を通って不図示の油溜部に一度回収され再度潤滑される。

油受け部材６１に屈曲部６４を設けることで、エアギャップ１３への潤滑油の飛散に対し遮蔽壁が形成され、これにより潤滑油を回収しやすくなる。また、重力方向下方側において、潤滑油を貯めることができる。

また、第２変形例として、図５に示す油受け部材７１を設けてもよい。
油受け部材７１は、フランジ部７３から離れるに従って次第に縮径した傾斜部７２を備える。また、油受け部材７１の重力方向下方側であって傾斜部７２のフランジ部７３近傍には、貫通孔３８が設けられ傾斜部７２の内径側と外径側の空間を連結している。本実施形態においても、油受け部材７１によりモータハウジング延出部４１が構成されている。

油受け部７１に傾斜部７２を設けることで、遠心力により飛散した潤滑油を回収しやすい。また、回収した潤滑油を外側へ誘導しやすい。

さらに、上述の実施形態１，２及び変形例１、２においては連通部として貫通孔３８を例示したが、これに限らず、切り欠きにより油受け部４９の内径側と外径側を連通してもよい。

その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１０ モータ
１１ ロータシャフト
１１ａ 油路
１２ ロータ
１３ エアギャップ（隙間）
１４ ステータ
１５ モータハウジング
２１、２２ 軸受
２４ ロータコア
２５ ロータステイ
２６ ロータシャフト側ステイ
２７ ロータコア側ステイ
２８ 中間ステイ
３０ レゾルバ（回転位置検出器）
３１ レゾルバロータ（検出器ロータ）
３２ レゾルバステータ（検出器ステータ）
３８ 貫通孔（連通部）
４０ ロータステイ延出部
４１ モータハウジング延出部
４８ ガイド部
４９ 油受け部
６２ 円筒部（突出部）
６４ 屈曲部
７２ 傾斜部

Claims (6)

1. ロータコアとロータステイからなるロータと、
   前記ロータステイに接続されるロータシャフトと、
   前記ロータコアの外周において、前記ロータコアと所定の隙間を介して対向配置されるステータと、
   前記ロータと前記ステータを収納するモータハウジングと、
   前記モータハウジングに前記ロータシャフトを回転可能に支持する軸受と、
   を備えたモータであって、
   前記ロータステイは、前記ロータコアを保持するロータコア側ステイと、前記ロータシャフトと接続されるロータシャフト側ステイと、半径方向に延出して前記ロータコア側ステイと前記ロータシャフト側ステイを連結する中間ステイから構成され、
   前記ロータコア側ステイよりも内周側で且つ前記ロータシャフト側ステイよりも外周側となる半径方向位置において前記中間ステイから前記ロータコアの軸方向端面よりも軸方向において突出するように延出し、かつ、前記ロータシャフトの全周に亘って設けたロータステイ延出部によって構成されるガイド部と、
   前記ガイド部よりも内周側において開口する油路と、
   を備えたことを特徴とするモータ。
2. 前記ガイド部は、前記ロータコア側ステイの軸方向端部よりも軸方向において突出するように延出していることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記ステータは、ステータコアと、該ステータコアに巻回される巻線と、を備え、
   前記ガイド部は、前記巻線の軸方向端部よりも軸方向において突出するように延出していることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記ステータは、前記ステータコアと前記巻線との間に装着されるインシュレータを備え、
   前記ガイド部は、前記インシュレータの軸方向端部よりも軸方向において突出するように延出していることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
5. 前記ロータステイ延出部の先端側に取り付けられる検出器ロータと、
   前記モータハウジングに固定されるとともに、前記検出器ロータと対向した位置に配置される検出器ステータと、を有する回転位置検出器を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ。
6. 前記油路は、前記ロータシャフトに設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ。

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