JP2015126583A - インナーロータ型モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インナーロータ型モータは、シャフト10、ロータ11、ステータ、上軸受及び下軸受と、軸方向上方に開口を有する樹脂製のモータケーシング2と、上軸受を保持し、モータケーシングの開口を覆うケーシングカバー3と、環状形状の弾性材料により構成された下防振部材5とを備える。モータケーシング2は、ステータの外周を覆う円筒部21と、円筒部21から径方向内方に向けて延びる底壁部22と、底壁部22の底面から軸方向下方に向けて突出する有底円筒形状からなり、径方向内側に下軸受が配置され、径方向外側に下防振部材5が配置された下ボス部23とを有する。下ボス部23には、外周面上の凹部として、下ボス凹部231が設けられ、下防振部材5には、下ボス凹部231に収容される凸形状の回り止め部が設けられている。
【選択図】図4
Description
図1及び図2は、本発明の実施の形態1によるモールドモータ100の一構成例を示した外観斜視図であり、互いに異なる方向から見た外観が示されている。
シャフト10は、軸方向(上下方向)に延びる略円柱状の金属製部材であり、上軸受8及び下軸受9により支持され、中心軸Jを中心として回転する。また、上軸受8及び下軸受9のための止め輪12及び13がシャフト10に設けられている。シャフト10の上端部は、ケーシングカバー3の上ボス部32から上方へ突出し、当該突出部が出力軸として駆動装置の駆動部に連結される。なお、シャフト10の下端部をモータケーシング2の下ボス部23から下方へ突出させ、当該突出部を出力軸として駆動装置の駆動部に連結することもできる。
ロータ11は、シャフト10に固定され、シャフト10とともに回転する回転子であり、ロータマグネット111及びロータホルダ112により構成される。ロータ11は、ロータマグネット111をシャフト10から電気的に絶縁する絶縁ロータである。なお、ロータ11として、非絶縁ロータを採用することもできるが、絶縁ロータを採用することにより、電食による軸受の劣化を抑制することができる。
上軸受8は、ロータ11の上方に配置され、シャフト10を回転可能に支持する転がり軸受である。図7に示された上軸受8は、金属製の玉軸受であり、2以上の転動体82と、一対の内輪81及び外輪83とを備えている。内輪81及び外輪83は、いずれも円環形状の金属部材であり、内輪81の径方向外方に外輪83が配置されている。転動体82は、球形状の金属部材であり、内輪81の外周面と、外輪83の内周面との間に配置されている。
止め輪12及び13は、上軸受8及び下軸受9が軸方向に移動するのを制限する軸受ストッパーであり、円環形状の部材により構成され、シャフト10の外周面上に形成された周方向の溝部に固定される。止め輪12は、シャフト10に挿入された上軸受8の内輪が軸方向下方へ移動するのを阻止し、止め輪13は、シャフト10に挿入された下軸受9の内輪91が軸方向上方へ移動するのを阻止する。
モータケーシング2は、軸方向上方に開口を有する略有底円筒形の樹脂成形品であり、ステータ25の外周を覆う円筒部21と、円筒部21の下端から径方向内方に向けて延びる底壁部22と、底壁部22の底面から軸方向下方に向けて突出する下ボス部23とにより構成される。底壁部22は、ステータ25の下方に配置され、中心軸Jを中心とする円環形状の板状体である。また、モータケーシング2の円筒部21には、水抜き穴21aが設けられている。
下ボス部23は、下軸受9を収容する軸受収容部であり、下防振部材5が取り付けられている。下ボス部23は、軸方向下方に延びる円筒部232と、円筒部232の下端から径方向内方に延びる底部233とを含む有底円筒形状からなる。また、円筒部232の径方向内側に下軸受9が配置され、径方向外側に下防振部材5が配置されている。さらに、円筒部232の外周面には、下防振部材5が回転するのを防止するための2以上の下ボス凹部231が設けられている。
下軸受ブラケット24は、下軸受9を保持する金属製の軸受保持部材であり、モータケーシング2の下ボス部23内に配置される。下軸受ブラケット24は、軸方向下方に延びる円筒部と、当該円筒部の下端から径方向内方に延びる底部とを含む有底円筒形状からなり、さらに円筒部の上端には径方向外方に延びるリム部を備えている。例えば、下軸受ブラケット24は、亜鉛メッキ鋼板などの金属板をプレス加工することにより形成され、円筒部の内周面が露出し、リム部が下ボス部23の内周面に埋め込まれた状態で、下ボス部23内に配置されている。下軸受9は、下軸受ブラケット24の円筒部内に軸方向上方から挿入され、下軸受9の外輪93の外周面は、下軸受ブラケット24の円筒部の内周面に接触し、下軸受9及び下軸受ブラケット24は、互いに電気的に接続されている。
ステータ25は、モールドモータ100の電機子であり、ステータコア251、コイル252及びインシュレータ253を備えている。ステータ25は、ロータマグネット111の径方向外側に形成された略円筒形状からなり、その内周面を露出させた状態でモータケーシング2の円筒部21内に埋め込まれ、当該内周面が、間隙を介してロータマグネット111の外周面と対向している。
回路基板26は、コイル252に駆動電流を供給する電子回路と、ロータ11の回転位置を検出する磁気センサを搭載した基板であり、コネクタ6と電気的に接続されている。回路基板26は、モータケーシング2の底壁部22に埋め込まれた略円板形状の基板であり、シャフト10を貫通させる貫通孔が設けられている。
予圧部材27は、上軸受8及び下軸受9に予圧を付与する弾性部材であり、例えば、ウェーブワッシャが用いられる。予圧部材27は、下軸受9の外輪93と、下軸受ブラケット24の底部との間に配置されている。
ケーシングカバー3は、モータケーシング2の開口を覆う円板形状の樹脂成形品であり、絶縁性樹脂が用いられる。例えば、モータケーシング2のモールド樹脂と同一の樹脂が用いられる。ケーシングカバー3を樹脂製にすることにより、ケーシングカバー3が金属製である場合に比べ、防振性及び防音性を向上させることができる。ケーシングカバー3は、ステータ25の開口縁から径方向内方に向けて延びる天壁部31と、天壁部31の上面から軸方向上方に向けて突出する有蓋円筒形状からなる上ボス部32とにより構成される。
天壁部31は、ステータ25の上方に配置され、中心軸Jを中心とする円環形状の板状体であり、外周縁部311、圧入部312、ネジ孔31a、水抜き穴31c及び誤配置防止用穴35を備えている。天壁部31の外径は、モータケーシング2の円筒部21の外径よりも小さくなっている。このため、軸受導通部材7が、モータケーシング2及びケーシングカバー3間において浮き上がり、剥がれ難くなるのを防止している。
上ボス部32は、上軸受8を収容する軸受収容部であり、上防振部材4が取り付けられている。上ボス部32は、軸方向上方に延びる円筒部322と、円筒部322の上端から径方向内方に延びる天蓋部323とを含む有蓋円筒形状からなる。また、円筒部322の径方向内側に上軸受8が配置され、径方向外側に上防振部材4が配置されている。さらに、円筒部322の外周面には、上防振部材4が回転するのを防止するための2以上の上ボス凹部321が設けられている。
上軸受ブラケット33は、上軸受8を保持する金属製の軸受保持部材であり、ケーシングカバー3の上ボス部32内に配置される。上軸受ブラケット33は、軸方向上記に延びる円筒部と、当該円筒部の上端から径方向内方に延びる蓋部とを含む有蓋円筒形状からなり、さらに円筒部の下端には径方向外方に延びるリム部を備えている。例えば、上軸受ブラケット33は、亜鉛メッキ鋼板などの金属板をプレス加工することにより形成され、円筒部の内周面が露出し、リム部が上ボス部32の内周面に埋め込まれた状態で、上ボス部32内に配置されている。上軸受8は、上軸受ブラケット33の円筒部内に軸方向下方から挿入され、上軸受8の外輪83の外周面は、上軸受ブラケット33の円筒部の内周面に接触し、上軸受8及び上軸受ブラケット33は、互いに電気的に接続されている。
軸受導通部材7は、モータケーシング2の径方向外側を通って、上軸受ブラケット33及び下軸受ブラケット24を互いに導通させることにより、上軸受8及び下軸受9を互いに導通させている。例えば、銅等の金属箔に接着剤を塗布した柔軟性を有する帯状の導電性テープが、軸受導通部材7として用いられる。
図8は、下防振部材5を示した図であり、軸方向から見た外観が示されている。上防振部材4及び下防振部材5は同一の構成を有するため、ここでは、下防振部材5の構成についてのみ説明する。なお、上防振部材4及び下防振部材5は同一の構成でなくてよい。
図9は、ケーシングカバー3の下面を示した図であり、ケーシングカバー3を下から見た外観が示されている。ケーシングカバー3の天壁部31には、複数のネジ孔31aが配置されている。圧入部312には、ケーシングカバー3の割れを防止するために、2以上の圧入凹部31bが設けられている。圧入凹部31bは、圧入部312の外周面から径方向内方に窪む形状からなる。
本実施の形態によるモールドモータ100では、下防振部材5の回り止め部52が下ボス部23の下ボス凹部231内に収容されるため、下防振部材5が下ボス部23に対して回転すれば、回り止め部52の側壁が下ボス凹部231の内壁面と接触する。このため、モールドモータ100は、下防振部材5及びモータケーシング2の相対的な回転を制限することができる。
例えば、モールドモータ100は、パルス幅変調された駆動信号を回路基板26上のインバータ回路に供給することによって駆動される。モールドモータ100の駆動電圧は、高効率化の要求を満たすために、高電圧化されている。また、モールドモータ100の駆動信号は、低振動及び低騒音を実現するにあたって理想的な正弦波を得るために、そのキャリア周波数が高周波数化されている。
本実施の形態によるモールドモータ100は、軸受導通部材7が導電性テープであり、導電性テープが天壁部31の上面においてネジ孔31a間に配置される。このため、導電性テープがネジ孔31aを塞ぐことがなく、軸受導通部材7をケーシングカバー3及びモータケーシング2に配置する際の作業性を向上させることができる。
本実施の形態によるモールドモータ100では、天壁部31の上面がフラット形状からなる。このため、ケーシングカバー3の上面を鉛直上方向に向けた状態でモールドモータ100を使用する場合に、モールドモータ100は、ケーシングカバー3の上面に水が溜まるのを防止することができる。
本実施の形態によるモールドモータ100では、圧入部312に複数の圧入凹部31bが設けられている。このため、モールドモータ100は、圧入部312をモータケーシング2の円筒部21の内周面に圧入する際に、径方向内方の力に対する圧入部312の強度が増すことから、ケーシングカバー3の割れを防止することができる。
本実施の形態によるモールドモータ100では、天壁部31の外周縁部311に水抜き穴31cが設けられている。このため、モールドモータ100は、モータケーシング2の円筒部21内に浸入した水を外部へ排出することができる。
本実施の形態によるモールドモータ100では、天壁部31の下面に軸方向上方に窪む凹部、すなわち、水抜き穴31cが設けられている。このため、モールドモータ100は、ケーシングカバー3をモータケーシング2に固定する際に、ケーシングカバー3の周方向の位置を誤って配置するのを防止することができる。
実施の形態1では、天壁部31の外径をモータケーシング2の円筒部21よりも小さくすることにより、導電性テープの剥がれを防止する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、天壁部31の外周縁部311に傾斜面を設けることにより、導電性テープの剥がれを防止する場合について説明する。なお、前述した実施の形態1によるモールドモータ100と同一の構成部分についての重複する説明は省略する。
実施の形態1では、ケーシングカバー3が樹脂製であり、上軸受ブラケット33を上ボス部32内に収容する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、ケーシングカバー3が金属製であり、ケーシングカバー3が上軸受8を直接に保持する場合について説明する。なお、前述した実施の形態1によるモールドモータ100と同一の構成部分についての重複する説明は省略する。
10 シャフト
11 ロータ
111 ロータマグネット
112 ロータホルダ
113 内側コア部
114 外側コア部
115 連結部材
12,13 止め輪
2 モータケーシング
21 円筒部
22 底壁部
23 下ボス部
231 下ボス凹部
232 円筒部
233 底部
24 下軸受ブラケット
25 ステータ
251 ステータコア
252 コイル
253 インシュレータ
26 回路基板
27 予圧部材
3 ケーシングカバー
31 天壁部
311 外周縁部
312 圧入部
31a ネジ孔
31b 圧入凹部
31c 水抜き穴
31d 傾斜面
32 上ボス部
321 上ボス凹部
322 円筒部
323 天蓋部
33 上軸受ブラケット
34 ネジ
35 誤配置防止用穴
4 上防振部材
42 回り止め部
5 下防振部材
50 本体部
51 内周面
52 回り止め部
53 フレーム
6 コネクタ
7 軸受導通部材
8 上軸受
81 内輪
82 転動体
83 外輪
9 下軸受
91 内輪
92 転動体
93 外輪
J 中心軸
Claims (19)
- 上下方向を中心軸とするシャフトと、
前記シャフトに固定されたロータと、
前記ロータの径方向外方に配置されたステータと、
前記ロータの上方に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する上軸受と、
前記ロータの下方に配置され、前記シャフトを回転可能に支持する下軸受と、
軸方向上方に開口を有する樹脂製のモータケーシングと、
前記上軸受を保持し、前記開口を覆うケーシングカバーと、
環状形状の弾性材料により構成された下防振部材とを備え、
前記モータケーシングは、前記ステータの外周を覆う円筒部と、
前記円筒部から径方向内方に向けて延びる底壁部と、
前記底壁部の底面から軸方向下方に向けて突出する有底円筒形状からなり、径方向内側に前記下軸受が配置され、径方向外側に前記下防振部材が配置された下ボス部とを有し、
前記下ボス部には、外周面上の凹部又は凸部として、下ボス凹部又は下ボス凸部が設けられ、
前記下防振部材には、前記下ボス凹部に収容される凸形状の回り止め部が内周面に設けられ、或いは、前記下ボス凸部を収容する凹形状の回り止め部が内周面に設けられていることを特徴とするインナーロータ型モータ。 - 前記下ボス部は、2以上の前記下ボス凹部を備え、
前記下ボス凹部は、前記下ボス部の下端から上方に向けて延びることを特徴とする請求項1に記載のインナーロータ型モータ。 - 前記下ボス凹部は、周方向に等間隔で配置されることを特徴とする請求項2に記載のインナーロータ型モータ。
- 環状形状の弾性材料により構成された上防振部材を備え、
前記ケーシングカバーは、樹脂製であり、天壁部及び上ボス部を備え、
前記天壁部は、略円環状であり、前記モータケーシングの開口を覆い、
前記上ボス部は、前記天壁部の上面から軸方向上方に向けて突出する有蓋円筒形状からなり、径方向内側に前記上軸受が配置され、径方向外側に前記上防振部材が配置され、
前記上ボス部には、外周面上の凹部又は凸部として、上ボス凹部又は上ボス凸部が設けられ、
前記上防振部材には、前記上ボス凹部に収容される凸形状の回り止め部が内周面に設けられ、或いは、前記上ボス凸部を収容する凹形状の回り止め部が内周面に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。 - 前記上ボス部は、2以上の前記上ボス凹部を備え、
前記上ボス凹部は、前記上ボス部の上端から下方に向けて延びることを特徴とする請求項4に記載のインナーロータ型モータ。 - 前記上ボス凹部は、周方向に等間隔で配置されることを特徴とする請求項5に記載のインナーロータ型モータ。
- 前記下ボス部の径方向内側に収容され、前記下軸受を保持する金属製の下軸受ブラケットと、
前記上ボス部の径方向内側に収容され、前記上軸受を保持する金属製の上軸受ブラケットと、
前記モータケーシングの径方向外方に配置され、前記上軸受及び下軸受を電気的に接続する軸受導通部材とを備え、
前記上軸受及び下軸受は、金属製であり、
前記下軸受ブラケットは、内周面が前記下軸受の外周面と接触し、外周面の一部が前記下ボス凹部内において露出し、
前記上軸受ブラケットは、内周面が前記上軸受の外周面と接触し、外周面の一部が前記上ボス凹部内において露出し、
前記軸受導通部材は、前記上ボス凹部から露出する前記上軸受ブラケットの外周面、及び、前記下ボス凹部から露出する前記下軸受ブラケットの外周面と接触していることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。 - 前記軸受導通部材は、帯状の導電性テープであり、一端が前記下ボス凹部に配置され、他端が前記上ボス凹部に配置されることを特徴とする請求項7に記載のインナーロータ型モータ。
- 前記導電性テープの一端は、前記下ボス凹部から露出する前記下軸受ブラケットの外周面上に配置され、
前記下防振部材の前記回り止め部は、前記導電性テープの前記一端に接触していることを特徴とする請求項8に記載のインナーロータ型モータ。 - 前記導電性テープの他端は、前記上ボス凹部から露出する前記上軸受ブラケットの外周面上に配置され、
前記上防振部材の前記回り止め部は、前記導電性テープの前記他端に接触していることを特徴とする請求項8又は9に記載のインナーロータ型モータ。 - 前記ケーシングカバーの前記天壁部は、外径が前記モータケーシングの前記円筒部よりも小さいことを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。
- 前記導電性テープは、前記天壁部の外周縁部の下面と前記モータケーシングの前記円筒部の上面とが接触している周方向の位置に配置されることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。
- 前記上ボス部の下端部は、前記天壁部の外周縁部と上下方向の同じ位置にあるか、或いは、前記外周縁部よりも上方にあることを特徴とする請求項4〜12のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。
- 前記ケーシングカバーの前記天壁部は、傾斜面を有し、
前記傾斜面は、径方向外側に向かうにつれて、軸方向下方に下がることを特徴とする請求項13に記載のインナーロータ型モータ。 - 前記ケーシングカバーの前記天壁部は、上面がフラット形状からなることを特徴とする請求項13に記載のインナーロータ型モータ。
- 前記ケーシングカバーの前記天壁部は、下面から軸方向下方に突出する円筒形状の圧入部を備え、
前記圧入部には、外周面上に凹形状の割れ防止部が設けられ、前記圧入部が前記円筒部の内周面に圧入されることを特徴とする請求項4〜15のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。 - 前記ケーシングカバーの前記天壁部は、下面が前記モータケーシングの前記円筒部の上端面と対向する外周縁部を備え、
前記天壁部の前記外周縁部には、水抜き穴が設けられ、
前記水抜き穴は、前記外周縁部の下面において、前記モータケーシングの水抜き穴に対向する位置から径方向外方に向けて延びることを特徴とする請求項16に記載のインナーロータ型モータ。 - 前記ケーシングカバーの前記天壁部には、下面上の凸部又は凹部として、誤配置防止用凸部又は凹部が設けられ、
前記誤配置防止用凸部又は凹部は、前記モータケーシングの凹部又は凸部と対向する位置に配置されることを特徴とする請求項4〜17のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。 - 前記ケーシングカバーは、金属製であり、
前記下ボス部の径方向内側に収容され、前記下軸受を保持する金属製の下軸受ブラケットと、
前記モータケーシングの径方向外方に配置され、前記上軸受及び下軸受を電気的に接続する軸受導通部材とを備え、
前記上軸受及び下軸受は、金属製であり、
前記下軸受ブラケットは、内周面が前記下軸受の外周面と接触し、外周面の一部が前記下ボス凹部内において露出し、
前記軸受導通部材の一端は、前記下ボス凹部から露出する前記下軸受ブラケットの外周面と接触し、
前記軸受導通部材の他端は、前記ケーシングカバーに接触していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインナーロータ型モータ。
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