JP2014107973A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 モータ5のハウジング20および回転軸35は非磁性材料から構成されている。固定子コア51の特定端面54と軸受30との間には、軟磁性部材80が設けられている。軟磁性部材80は、軸受30に対して固定子コア51側に設けられており、回転子40の磁石極43から固定子コア51およびケーシング10を経由してハウジング20の第1底部23側に発せられる磁束を回転子コア41に誘導し、回転軸35の一端部36近傍へ漏れる磁束を抑制する。そのため、回転軸35の一端部36に固定された磁気式角度センサ60は、外乱磁界による検出精度の低下が抑制され、正確に回転子40の磁極位置を検出することができる。その結果、モータ5の無用な振動に伴う騒音を抑制することができる。
【選択図】図1
Description
特許文献1に開示された電動機の回転子は、磁極の片側のみに永久磁石を配置したコンシクエントポール型であり、永久磁石の使用量の削減を達成している。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による「回転電機」としてのモータを図1に示す。モータ5は、車両用電動パワーステアリングの動力源である。先ず、モータ5の概略構成を図1〜図3に基づき説明する。モータ5は、3相ブラシレスモータであり、ケーシング10、ハウジング20、軸受30、軸受32、回転軸35、回転子40、固定子50、磁気式角度センサ60および駆動制御装置70を備えている。
ハウジング20は、第1ハウジング部21および第2ハウジング部25を有している。
第1ハウジング部21は、ケーシング10の軸方向の一端部にインロー嵌合し固定されている第1筒部22と、第1筒部22のうちケーシング10とは反対側を塞ぐ第1底部23とから構成されている。第1底部23は、軸方向へ延びる軸受保持部24を形成している。
第2ハウジング部25は、ケーシング10の軸方向の他端部にインロー嵌合し固定されている第2筒部26と、第2筒部26のうちケーシング10とは反対側を塞ぐ第2底部27とから構成されている。第2底部27は、軸方向へ延びる軸受保持部28を形成している。
軸受32は、ハウジング20の軸受保持部28の内側に嵌めつけられている。
回転軸35は、一端部36と他端部37との間が軸受30、32により支持され、ハウジング20に対して相対回転可能である。
回転軸35は、オーステナイト系のステンレスから構成されている。
ハウジング20およびカバー29は、アルミダイカスト製である。
本発明の第2実施形態によるモータを図6に基づき説明する。
モータ100では、ハウジング20の第1底部23は、固定子50側に突き出す係合突起101を形成している。係合突起101は、先端部が内側にかしめられており、ボルト85と共に軟磁性部材80を固定している。
第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、軟磁性部材80を強固に固定するという効果を得ることができる。
本発明の第3実施形態によるモータを図7に基づき説明する。
モータ110では、軟磁性部材80とハウジング20の第1底部23との間に防振部材111が設けられている。軟磁性部材80の第1フランジ部81は、リベット112により第1底部23に固定されている。
第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、軟磁性部材80とハウジング20との金属同士の接触を避けることによって、両者の微振動に起因する騒音を抑制するという効果を得ることができる。
本発明の第4実施形態によるモータを図8に基づき説明する。
モータ120では、軟磁性部材121は、円筒部122および第1フランジ部123から構成されている。円筒部122は、ハウジング20の軸受保持部24の径外面に嵌めつけられており、固定子コア51の特定端面54と軸受30との間の空間Aを横切っている。第1フランジ部123は、円筒部122の端部に一体に形成されている。
第4実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、ボルト等の固定具を使うことなく軟磁性部材121をハウジング20に固定することによって、部品点数を削減するという効果を得ることができる。
本発明の第5実施形態によるモータを図9に基づき説明する。
モータ130では、軟磁性部材131は、円筒部132および第1フランジ部123から構成されている。円筒部132は、ハウジング20の軸受保持部24に螺合されている。
第5実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、ボルト等の固定具を使うことなく軟磁性部材131をハウジング20に固定することによって、部品点数を削減するという効果を得ることができる。
本発明の第6実施形態によるモータを図10および図11に基づき説明する。
モータ140では、軟磁性部材141は、クリップ143によりハウジング20の軸受保持部24に固定されている。軟磁性部材141の円筒部122は、クリップ143の爪144を通す通孔142を有している。クリップ143は、軸受保持部24の環状溝145に係止することによって、軟磁性部材141を軸受保持部24に固定している。
第6実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、軟磁性部材141を比較的容易に着脱可能に取り付けることができるという効果を得る。
本発明の第7実施形態によるモータを図12および図13に基づき説明する。
モータ150では、軟磁性部材151は、係合爪152を形成している。係合爪152は、円筒部122から軸方向へ延び、ハウジング20の第1底部23を挿通し、先端部が外側に曲げられている。軟磁性部材151は、係合爪152により第1底部23に固定されている。
第7実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、軟磁性部材151を比較的容易に固定することができるという効果を得る。
本発明の第8実施形態によるモータを図14に基づき説明する。
モータ160では、軟磁性部材161は、係合爪162を形成している。係合爪162は、周方向に等間隔に4つ形成されている。係合爪162は、ハウジング20の第1底部23が有する凹部163内に嵌め込まれたのち、周方向に回転させられることによって、第1底部23の被係合爪164と係合している。軟磁性部材161は、係合爪162によって抜け止められている。
第8実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、ボルト等の固定具を使うことなく軟磁性部材161をハウジング20に固定することによって、部品点数を削減するという効果を得ることができる。
本発明の第9実施形態によるモータを図15に基づき説明する。
モータ170では、軟磁性部材121の第1フランジ部123および円筒部122の一部は、第1ハウジング部21の軸受保持部171に埋め込まれている。軟磁性部材121は、第1ハウジング部21にインサート鋳込みされている。
第9実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、軟磁性部材121を確実に第1ハウジング部21に固定するという効果を得ることができる。
本発明の第10実施形態によるモータを図16に基づき説明する。
モータ180では、軟磁性部材181は、円筒部122のうち回転子コア41側の端部から径内方向へ延びる第2フランジ部182を形成している。第2フランジ部182は、軸方向において回転子コア41の径内部と対向している。第2フランジ部182は、内径が軸受30の外径よりも大きい組付用孔183を有している。軸受30は、組付用孔183を通して軸受保持部24に組み付けることができる。
本発明の第11実施形態によるモータを図17に基づき説明する。
モータ190では、軟磁性部材191は、横断部192、第1フランジ部193および第3フランジ部194を形成している。横断部192は、円錐管状に形成され、固定子コア51の特定端面54と軸受30との間の空間Aを横切っている。第1フランジ部193は、横断部192のうち第1底部23側の端部から径外方向へ突き出している。第3フランジ部194は、横断部192のうち回転子コア41側の端部から径内方向へ突き出しており、回転子コア41の径内部に例えば溶接により固定されている。第3フランジ部194が有する通孔195は、内径が軸受30の外径よりも小さい。
また、第3フランジ部194の通孔195は内径が軸受30の外径よりも小さいことから、軟磁性部材191と回転子コア41との間の磁気抵抗を可及的に小さくすることができる。
本発明の第12実施形態によるモータを図18に基づき説明する。
モータ200では、軟磁性部材201は、第3フランジ部194から軸方向へ延びる圧入部202を形成している。圧入部202は、回転軸35に圧入されている。
第12実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、ボルト等の固定具を使うことなく軟磁性部材201を回転軸35に固定することによって、部品点数を削減するという効果を得ることができる。
本発明の第13実施形態によるモータを図19に基づき説明する。
モータ210では、固定子コア211および回転子コア212は、厚み方向に積層された複数の金属板からなる積層体である。回転子コア212を構成する金属板のうち軸受30側の金属板213は、内周部214が第3フランジ部194の径内端部を巻き込むようにかしめられることによって、軟磁性部材191を固定している。
本発明の第14実施形態によるモータを図20に基づき説明する。
モータ220では、巻線221は、U字状に形成された複数の線材222の直線部223が固定子コア224のスロット225に挿入され、各直線部223同士が電気的に接続されてなる。巻線221以外の構成は、第1実施形態と同じである。
本発明の他の実施形態では、軟磁性部材は、ボルトおよびリベット以外の固定具により固定されてもよい。また、軟磁性部材は、固定具を使わない場合であっても、溶接以外の手段により固定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、磁気式角度センサが有する磁気センサは、磁気抵抗素子以外の例えばホール素子などであってもよい。また、磁気式角度センサは、例えばレゾルバやロータリーエンコーダなどであってもよい。また、磁気式角度センサの回転部は、軸受の内輪に固定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、ケーシングのうち、固定子コアの特定端面から軸受側に突き出す端部は、軸方向への突出長さが巻線のコイルエンド部と同じもしくは大きくてもよい。
本発明の他の実施形態では、回転軸は、ステンレスに限らず、その他の非磁性材料から構成してもよい。
本発明の他の実施形態では、モータは、車両用電動パワーステアリング以外の装置に設けられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
20・・・ハウジング
30・・・軸受
35・・・回転軸
36・・・一端部
37・・・他端部
41、212・・・回転子コア
42・・・突極
43・・・磁石極
51、211・・・固定子コア
54・・・特定端面
55、221・・・巻線
60・・・磁気式角度センサ
61・・・回転部
80、121、131、141、151、161、181、191、201・・・軟磁性部材
A・・・空間
Claims (15)
- 非磁性材料からなるハウジング(20)と、
前記ハウジングに取り付けられている軸受(30)と、
非磁性材料からなり、一端部(36)と他端部(37)との間が前記軸受により支持されている回転軸(35)と、
前記回転軸の前記一端部または前記軸受の内輪に固定され、前記回転軸の回転位置を検出する磁気式角度センサ(60)の回転部(61)と、
前記軸受に対して前記回転部とは反対側に位置し前記回転軸に固定されている回転子コア(41、212)と、
前記回転子コアから放射状に突き出している複数の突極(42)と、
各前記突極間に設けられ、前記回転子コアに固定されている複数の磁石極(43)と、
前記回転子コアに対して径外方向で前記ハウジングに固定されている固定子コア(51、211)と、
前記固定子コアが有するスロットに巻回されている巻線(55、221)と、
前記固定子コアのうち前記軸受側の特定端面(54)と前記軸受との間の空間(A)を横切る軟磁性部材(80、121、131、141、151、161、181、191、201)と、
を備えることを特徴とする回転電機(5、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220)。 - 軟磁性材料からなり、前記固定子コアの径外面に嵌めつけられつつ前記ハウジングに嵌合しているケーシング(10)をさらに備え、
前記ケーシングのうち、前記固定子コアの前記特定端面から前記軸受側に突き出す端部(11)は、軸方向への突出長さが前記巻線のコイルエンド部(56、226)よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 - 前記軟磁性部材は、前記ハウジングに固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機(5、100、110、120、130、140、150、160、170、180、220)。
- 前記ハウジングは、前記固定子コアがある空間(16)と前記回転部(61)がある空間(17)とを仕切り、径内部に前記軸受が取り付けられている隔壁(23)を形成し、
前記軟磁性部材(80、121)は、前記隔壁に固定された第1フランジ部(81、123)を形成していることを特徴とする請求項3に記載の回転電機(5、100、110、170)。 - 前記軟磁性部材(80)の前記第1フランジ部(81)と前記ハウジング(20)との間に挟まれている防振部材(111)、をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の回転電機(110)。
- 前記ハウジングは、アルミダイカスト製であり、
前記軟磁性部材(121)は、少なくとも前記第1フランジ部(123)が前記ハウジングに埋め込まれていることを特徴とする請求項4に記載の回転電機(170)。 - 前記軟磁性部材(121、131、141、151、161、181)は、軸方向に延び前記ハウジングに固定された円筒部(122、132)を形成していることを特徴とする請求項3に記載の回転電機(120、130、140、150、160、180)。
- 前記ハウジングは、前記固定子コアがある空間(16)と前記回転部がある空間(17)とを仕切り、径内部に前記軸受が取り付けられている隔壁(23)を形成し、
前記隔壁は、前記軸受が嵌めつけられている筒状の軸受保持部(24)を形成し、
前記軟磁性部材の前記円筒部は、前記ハウジングの前記軸受保持部に被せられている事を特徴とする請求項7に記載の回転電機。 - 前記軟磁性部材(181)は、軸方向において前記回転子コアと対向する第2フランジ部(182)を形成していることを特徴とする請求項4〜8のいずれか一項に記載の回転電機(180)。
- 前記軟磁性部材の前記第2フランジ部は、前記回転軸が挿通し内径が前記軸受の外径よりも大きい組付用孔(183)を有していることを特徴とする請求項9に記載の回転電機。
- 前記軟磁性部材(191、201)は、前記回転子コアに固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機(190、200、210)。
- 前記軟磁性部材は、前記回転子コアに固定された第3フランジ部(194)を形成していることを特徴とする請求項11に記載の回転電機。
- 前記軟磁性部材の前記第3フランジ部は、前記回転軸が挿通し内径が前記軸受の外径よりも小さい通孔(195)を有していることを特徴とする請求項12に記載の回転電機。
- 前記巻線(221)は、U字状に形成された複数の線材(222)の直線部(223)が前記固定子コアのスロット(225)に挿入され、各前記直線部同士が電気的に接続されてなることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の回転電機(220)。
- 車両用電動パワーステアリングの動力源として用いられるブラシレスモータであることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の回転電機。
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