JP2015133831A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータコアを保持する保持部材の本体部におけるフランジ部側の端部全体が内径側に変形するのを抑制すること。
【解決手段】モータは、ロータコアと、前記ロータコアを保持する保持部材とを含み、前記保持部材は、前記ロータコアの内径側に設けられる本体部と、前記本体部における軸方向の一端に設けられ、前記ロータコアにおける軸方向の端面に軸方向の力を付与するかしめ部と、前記本体部における軸方向の他端に設けられ、前記かしめ部に対して軸方向で対向し、前記軸方向の力を受けるフランジ部と、前記保持部材の本体部の内周面における前記フランジ部側の端部に形成され、径方向に凹む凹部とを含み、前記凹部は、前記本体部の内周面における前記ロータコアとの距離が最小となる部位を形成する。
【選択図】図１

Description

本開示は、モータに関する。

従来から、ロータシャフトをロータコアにかしめてロータコアをロータシャフトに保持させるモータは知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2010‐104208号公報

ところで、ロータシャフトをロータコアにかしめる際、ロータシャフトの端部全体が内径側に変形する傾向がある。

そこで、本開示は、ロータコアを保持する保持部材の本体部におけるフランジ部側の端部全体が内径側に変形するのを抑制することができるモータの提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、ロータコアと、
前記ロータコアを保持する保持部材とを含み、
前記保持部材は、
前記ロータコアの内径側に設けられる本体部と、
前記本体部における軸方向の一端に設けられ、前記ロータコアにおける軸方向の端面に軸方向の力を付与するかしめ部と、
前記本体部における軸方向の他端に設けられ、前記かしめ部に対して軸方向で対向し、前記軸方向の力を受けるフランジ部と、
前記保持部材の本体部の内周面における前記フランジ部側の端部に形成され、径方向に凹む凹部とを含み、
前記凹部は、前記本体部の内周面における前記ロータコアとの距離が最小となる部位を形成する、モータが提供される。

本開示によれば、ロータコアを保持する保持部材の本体部におけるフランジ部側の端部全体が内径側に変形するのを抑制することができるモータが得られる。

一例によるモータ１の構成を概略的に示す断面図である。 凹部３０１の機能の説明図である。 他の一例によるモータ２の構成を概略的に示す断面図である。 他の一例によるモータ３の構成を概略的に示す断面図である。 他の一例によるモータ４の構成を概略的に示す断面図である。 他の一例によるモータ５の構成を概略的に示す断面図である。 他の一例によるモータ６の構成を概略的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、一例によるモータ１の構成を概略的に示す断面図である。

以下では、径方向、周方向及び軸方向は、モータ１の回転軸Ｉ（図１参照）を基準とし、回転軸Ｉを中心として内径側及び外径側を定義する。例えば、内径側とは、回転軸Ｉの径方向で中心軸Ｉに近い側を指す。また、軸方向内側とは、軸方向でモータ１の中心Ｏに近い側を指し、軸方向外側とは、中心Ｏに遠い側を指す。また、以下では、便宜上、軸方向に沿った図１の上方向を上方とし、図１の下方向を下方と定義する。但し、モータ１の搭載の向きは任意である。

モータ１は、ハイブリッド車又は電気自動車における車輪駆動用モータとして使用されてもよい。

モータ１は、ステータ６０と、ロータ１０とを含む。

ステータ６０は、ロータ１０の外径側に配置される。ステータ６０は、ロータ１０の外周面と径方向で対向する。ステータ６０は、例えば、積層鋼板から形成されるステータコア（図示せず）と、コイル（図示せず）とを含む。

ロータ１０は、ロータコア１２と、エンドプレート１４及び１６と、ハブ（保持部材の一例）２０とを含む。

ロータコア１２は、例えば円形の鋼板を複数枚積層することにより形成される。ロータコア１２には、磁石１３が設けられる。尚、ロータ１０のタイプは任意である。例えば、ロータ１０は、図１に示すような、磁石１３がロータコア１２の内部に埋め込まれるＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）タイプであってもよいし、ロータコア１２の外周面に設けられるＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）タイプであってもよい。

エンドプレート１４及び１６は、ロータコア１２の軸方向の両端面にそれぞれ設けられる。エンドプレート１４及び１６は、ロータコア１２の軸方向の両端面にそれぞれ当接する。エンドプレート１４及び１６は、例えば非磁性材料により形成される。

ハブ２０１は、図１に示す断面を回転軸Ｉまわりに回転させて形成される円環状の形態を有する。ハブ２０１は、ロータコア１２を保持する。ハブ２０１は、ロータコア１２の内径側に設けられる。ハブ２０１は、モータ１の回転時、ロータコア１２と共に回転軸Ｉまわりを回転する。

ハブ２０１は、本体部２２と、かしめ部２４と、フランジ部２６と、本体部２２に形成される凹部３０１とを含む。ハブ２０１は、例えば鋳造や熱間鍛造等により形成される。

本体部２２は、ロータコア１２の内径側に設けられる。本体部２２は、リング状のロータコア１２の内周面に径方向に当接しつつ、軸方向に延在する。本体部２２の軸方向の長さは、ロータコア１２の端面にエンドプレート１４を配置するスペースを確保する分だけ、ロータコア１２の軸方向の長さよりも長い。

本体部２２は、内径側に延在する部位２８を含んでよい。かかる構成は、ロータ１０の内径側にスペースが必要な場合に好適である。かかるスペースには、例えばトランスミッションなどが設けられてよい。部位２８は、例えばモータ１のシャフト部材（図示せず）に結合されてよい。また、部位２８は、例えばモータ１のシャフト部材と一体的に形成されてもよい。

かしめ部２４は、本体部２２における軸方向下側の端部に設けられる。かしめ部２４は、本体部２２の下端を外径側に屈曲させてハブ２０１をロータコア１２にかしめる際に形成される。かしめ部２４とロータコア１２の軸方向下側の端面との間には、エンドプレート１４が挟まれる。かしめ部２４は、エンドプレート１４を介してロータコア１２の軸方向下側の端面に、軸方向上側に向かう軸方向の力Ｆを付与する。

フランジ部２６は、本体部２２における軸方向上側の端部に設けられる。フランジ部２６は、本体部２２における軸方向上側の端部において外径側に延在する。フランジ部２６は、かしめ部２４に対して軸方向に対向する。フランジ部２６とロータコア１２の軸方向上側の端面との間には、エンドプレート１６が挟まれる。尚、図１に示す例では、フランジ部２６は、軸方向に段差を有することで、軸方向の異なる位置に面２６ａ及び面２６ｂを有する。即ち、フランジ部２６は、エンドプレート１６に軸方向に当接する面２６ａと、ロータコア１２の軸方向上側の端面に軸方向に当接する面２６ｂとを含む。

フランジ部２６は、かしめ部２４により生成される軸方向の力Ｆを受ける。即ち、フランジ部２６は、軸方向の力Ｆを反力として発生する。このようにして、ロータコア１２は、フランジ部２６とかしめ部２４との間で軸方向の力Ｆにより軸方向で挟持される。

凹部３０１は、本体部２２の内周面２０ａにおける軸方向上側の端部に形成される。凹部３０１は、外径側に向かって径方向に凹む。凹部３０１は、軸方向上側は開口される。

凹部３０１は、本体部２２の内周面２０ａにおけるロータコア１２との距離が最小となる部位を形成する。図１に示す例では、ロータコア１２の端面の最も内径側の位置Ｐ１と、凹部３０１における最も外径側で且つ軸方向で最も内側の位置Ｐ２との距離ｄが最小となる。より具体的には、本体部２２の軸方向上側の端部における凹部３０１を除く部位に関しては、本体部２２の内周面２０ａにおけるロータコア１２との最小距離は、ｄ_０である。凹部３０１を形成することで、この距離ｄ_０が、本体部２２の内周面２０ａにおけるロータコア１２との最小距離でなくなり、距離ｄが最小距離となる。

本体部２２の内周面２０ａには、回転角センサ４０が設けられてよい。回転角センサ４０は、本体部２２の内周面２０ａにおける凹部３０１よりも軸方向内側に設けられる。回転角センサ４０は、ロータ１０の回転角を検出するセンサであり、例えばレゾルバであってよい。回転角センサ４０は、本体部２２の内周面２０ａに取り付けられる回転部４１と、モータ１の非回転要素（図示せず）に取り付けられる非回転部４２とを含む。

図２は、凹部３０１の機能の説明図であり、（Ａ）は、凹部３０１を有するモータ１の場合を示し、（Ｂ）は、凹部３０１を備えない比較例によるモータ１’の場合を示す。

かしめ部２４は、図１等に示すように、ロータコア１２の端面の全体に軸方向の力Ｆを与えるのではなく、ロータコア１２の端面の内径側の領域のみに力Ｆを与える。フランジ部２６も同様である。従って、ロータコア１２は、内径側だけが軸方向に圧縮されるので、図２（Ａ）に模式的に示すように、外径側が軸方向外側に変形しようとする。この結果、ハブ２０１にはモーメントＭが作用し、ハブ２０１は軸方向の両端部が内径側に変形する（撓む）傾向となる。

このとき、凹部３０１を備えない比較例によるモータ１’の場合は、図２（Ｂ）に模式的に示すように、ハブの本体部の軸方向上側端部の全体が内径側に変形する傾向となる。これに対して、凹部３０１を有するモータ１の場合、図２（Ａ）に模式的に示すように、ハブ２０１におけるロータコア１２との最小距離ｄを規定する部位（凹部３０１内の位置Ｐ２参照、以下、「変形基点部」という）が変形の基点となり、ハブ２０１の本体部２２の軸方向上側端部の全体が内径側に変形するのを抑制することができる。即ち、凹部３０１を有するモータ１の場合、ハブ２０１における変形基点部を基点として基点よりも軸方向上側の部分だけが内径側に比較的大きく変形することで、ハブ２０１における変形基点部よりも軸方向下側の部分の変形を抑制することができる。

このような凹部３０１による機能は、本体部２２の内周面２０ａに回転角センサ４０が設けられる場合に好適である。凹部３０１を設けない場合は、ハブの軸方向上側端部の全体が内径側に変形することによって、回転角センサ４０の組み付けが不能又は困難となりうる。また、回転角センサ４０の組み付けが可能であっても、回転角センサ４０の回転部４１の位置が正規の位置よりも内径側にずれるので、回転部４１と非回転部４２との間の位置関係が正規状態に対して有意にずれる。これは、回転角センサ４０の信頼性の観点から好ましくない。これに対して、凹部３０１を設けた場合は、上述の如く、凹部３０１よりも軸方向内側の部位の内径側への変形が抑制されるので、回転角センサ４０の組み付け性が良好であり、また、回転部４１と非回転部４２との間の位置関係が有意にずれるのを抑制することができる。

図３は、他の一例によるモータ２の構成を概略的に示す断面図である。

図３に示すモータ２は、ハブ２０２の凹部３０２の構成が異なる点が、図１に示したモータ１と異なり、他の構成は同一であってよい。

図３に示す例では、凹部３０２は、ロータコア１２の最も内径側の位置Ｐ１よりも外径側に延在する。図３に示す例によっても、凹部３０２内の部位が変形基点部として機能するので、ハブ２０２の軸方向上側端部の全体が内径側に変形するのを抑制することができる。

但し、図３に示す例では、フランジ部２６まで凹部３０２が侵入していることになるので、フランジ部２６の機能の観点からは不利となる。即ち、必要なかしめ力を維持する観点からは不利な構成となる。この点、図１に示したモータ１では、凹部３０１は、ロータコア１２よりも内径側に設けられる。従って、図１に示したモータ１は、フランジ部２６の機能を確保しつつ、ハブ２０２の軸方向上側端部の全体が内径側に変形するのを抑制することができる点で有利となる。

図４は、他の一例によるモータ３の構成を概略的に示す断面図である。

図４に示すモータ３は、ハブ２０３の凹部３０３の構成が異なる点が、図１に示したモータ１と異なり、他の構成は同一であってよい。

図４に示す例では、凹部３０３は、ロータコア１２の最も軸方向外側の位置Ｐ１よりも軸方向内側に延在する。図４に示す例によっても、凹部３０３内の部位が変形基点部として機能するので、ハブ２０３の軸方向上側端部の全体が内径側に変形するのを抑制することができる。

但し、図４に示す例では、凹部３０３が軸方向内側に配置する分だけ回転角センサ４０を軸方向内側に配置する必要がある。即ち、回転角センサ４０の軸方向の配置自由度が低くなる。この点、図１に示したモータ１では、凹部３０１は、ロータコア１２よりも軸方向外側に配置される。従って、図１に示したモータ１は、回転角センサ４０の軸方向の配置自由度を確保しつつ、ハブ２０３の軸方向上側端部の全体が内径側に変形するのを抑制することができる点で有利となる。

図５は、他の一例によるモータ４の構成を概略的に示す断面図である。

図５に示すモータ４は、ハブ２０４の凹部３０４の構成が異なる点が、図１に示したモータ１と異なり、他の構成は同一であってよい。

図５に示す例では、凹部３０４は、軸方向上側は開口されない。即ち、凹部３０４の軸方向上側には、内径側に突出する部位３０４ａが存在する。図５に示す例によっても、凹部３０４内の部位が変形基点部として機能するので、ハブ２０４の軸方向上側端部の全体が内径側に変形するのを抑制することができる。

図６は、他の一例によるモータ５の構成を概略的に示す断面図である。

図６に示すモータ５は、延長部材５０が追加された点が異なる点が、図１に示したモータ１と異なり、他の構成は同一であってよい。

延長部材５０は、円筒状の部材であり、ハブ２０１の内周面２０ａにおける凹部３０１よりも軸方向内側に取り付けられる。延長部材５０は、ハブ２０１の内周側に設けられる。延長部材５０は、ハブ２０１に圧入等により取り付けられてよい。延長部材５０は、凹部３０１の軸方向で最も内側の位置Ｐ２よりも軸方向外側に延在する。

延長部材５０には、回転角センサ４０が取り付けられる。回転角センサ４０は、延長部材５０の内径側に設けられる。回転角センサ４０の回転部４１は、延長部材５０の内周面に取り付けられ、非回転部４２は、モータ５の非回転要素（図示せず）に取り付けられる。図６に示す例では、回転角センサ４０は、凹部３０１の軸方向で最も内側の位置Ｐよりも軸方向外側に設けられている。

図６に示すモータ５によれば、図１に示したモータ１と同様に凹部３０１を備えるので、モータ１と同様の効果を得ることができる。即ち、凹部３０１内の部位が変形基点部として機能するので、ハブ２０１の軸方向上側端部の全体が内径側に変形するのを抑制することができる。

また、図６に示すモータ５によれば、延長部材５０を設けることで、回転角センサ４０の軸方向の配置自由度を高めることができる。即ち、凹部３０１の存在に起因した回転角センサ４０の軸方向の配置自由度の低下を防止することができる。これにより、例えば、図６に示すように、回転角センサ４０をハブ２０１の軸方向上側端部よりも軸方向外側に延在する態様で設けることも可能となる。

図７は、他の一例によるモータ６の構成を概略的に示す断面図である。

図７に示すモータ６は、延長部材５０が追加された点が異なる点が、図４に示したモータ３と異なり、他の構成は同一であってよい。延長部材５０は、図６を参照して説明した通りであってよい。

図７に示すモータ６によれば、図４に示したモータ３と同様に凹部３０３を備えるので、モータ３と同様の効果を得ることができる。また、図７に示すモータ６によれば、延長部材５０を設けることで、回転角センサ４０の軸方向の配置自由度を高めることができる。

尚、延長部材５０は、図３に示したモータ２や図５に示したモータ４において設けることも可能である。この場合、同様に、回転角センサ４０は、延長部材５０に同様の態様で設けられればよい。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

１〜６ モータ
１０ ロータ
１２ ロータコア
２０１〜２０４ ハブ
２０ａ 内周面
２２ 本体部
２４ かしめ部
２６ フランジ部
３０１〜３０４ 凹部
４０ 回転角センサ
５０ 延長部材
６０ ステータ

Claims (5)

1. ロータコアと、
   前記ロータコアを保持する保持部材とを含み、
   前記保持部材は、
   前記ロータコアの内径側に設けられる本体部と、
   前記本体部における軸方向の一端に設けられ、前記ロータコアにおける軸方向の端面に軸方向の力を付与するかしめ部と、
   前記本体部における軸方向の他端に設けられ、前記かしめ部に対して軸方向で対向し、前記軸方向の力を受けるフランジ部と、
   前記保持部材の本体部の内周面における前記フランジ部側の端部に形成され、径方向に凹む凹部とを含み、
   前記凹部は、前記本体部の内周面における前記ロータコアとの距離が最小となる部位を形成する、モータ。
2. 前記凹部は、前記ロータコアよりも内径側に形成される、請求項１に記載のモータ。
3. 前記凹部は、前記ロータコアよりも軸方向外側に形成される、請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記本体部における前記凹部よりも軸方向内側に設けられる回転角センサを含む、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のモータ。
5. 前記保持部材に取り付けられ、前記凹部の軸方向で最も内側の位置よりも軸方向外側に延在する延長部材と、
   前記延長部材に設けられる回転角センサとを含む、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のモータ。

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