JP2018201308A - モータ及びモータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】様々なケースの形状に合わせて固定子を容易にケース内に固定可能なモータ及び製造方法を提供すること。【解決手段】本発明のモータ１は、円筒状に形成された胴部２１及び胴部２１の開口をそれぞれ閉塞する２つの蓋部２２を備えるケース１１と、胴部２１の内径よりも小径の円筒状に形成され、胴部２１と同軸に設けられる第１部分５１ａ、並びに、胴部２１の内周面及び第１部分５１ａの外周面の間且つ第１部分５１ａの外周面に沿って形成される樹脂製の第２部分５１ｂを備える、胴部２１に固定される固定子と、を具備する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ケースに固定子が固定されたモータ及びモータの製造方法に関する。

一般にポンプ等に用いられるモータは、ケースの内側に円筒状の固定子が固定され、この固定子の内側に回転子が配置されることで構成されている（例えば、特許文献１参照）。

固定子は、例えば、ケースの内径に合わせて形成された電磁鋼板を積層することにより円筒状に形成される。この固定子は、例えば、この固定子の外径と同じ内径を有するケースの内側に固定される。この固定子の固定方法としては、例えば、固定子の外径と同じ内径を有するケースの内側に焼き嵌め又は圧入等により嵌合し、固定する技術が知られている。

特開２００２−１０５７６号公報

上述したモータでは、以下の問題があった。すなわち、固定子は、ケースに焼き嵌め又は圧入することができるように、ケースの内径と固定子の外径がほぼ同じ大きさで形成されている。このため、ケースの内径が固定子の外径よりも大きい場合には、固定子をケース内に固定することが出来ないという問題がある。このため、例えば、汎用の固定子を用いてモータを製造する場合において、使用することができるケースが限られることから、部品の自由度が制限されていた。

そこで本発明は、固定子の外径よりも大きな内径を有するケースに固定可能な固定子を備えるモータ及びモータの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のモータは次のように構成されている。

本発明の一態様として、モータは、円筒状に形成された胴部及び前記胴部の開口をそれぞれ閉塞する２つの蓋部を備えるケースと、前記胴部の内径よりも小径の円筒状に形成され、前記胴部と同軸に設けられる第１部分、並びに、前記胴部の内周面及び前記第１部分の外周面間に渡り前記第１部分の外周面に沿って形成され、前記胴部の内周面に固定される樹脂製の第２部分を備える固定子と、を具備する。

本発明の一態様として、モータの製造方法は、固定子の内側に配置される第１部分の外周面に、前記固定子が固定されるケースの内側に前記固定子を固定可能な厚みする第２部分を、前記外周面に沿って樹脂材料で一体に成形し、前記固定子を前記ケースに焼き嵌め又は圧入する。

本発明によれば、固定子の外径よりも大きな内径を有するケースに固定可能な固定子を備えるモータ及びモータの製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るモータの構成を示す概略図。 同モータの構成を図１中のＩＩ−ＩＩ線断面で示す断面図。 同モータの製造方法の一例を示す流れ図。

以下、本発明の一実施形態に係るモータ１を図１及び図２を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るモータ１の構成を断面で示す概略図である。図２は、同モータ１の構成を図１中のＩＩ−ＩＩ線断面で示す断面図である。なお、図２では、コイルを省略して示している。

図１に示すように、モータ１は、ケース１１と、固定子１２と、回転軸１３と、回転子１４と、を備えている。

ケース１１は、胴部２１と、２つの蓋部２２と、複数のボルト２３と、を備えている。ケース１１は、例えば、金属材料により形成される。ケース１１の材料としては、例えば、鉄及びアルミニウムを用いることができる。ケース１１は、ケース１１の内側に固定子１２、回転子１４及び回転軸１３の一部を配置可能に形成される。

胴部２１は、円筒状に形成される。胴部２１は、その内周面に固定子１２を固定可能に構成される。

２つの蓋部２２は、胴部２１の軸方向の端部にそれぞれ設けられる。２つの蓋部２２は、胴部２１の軸方向に形成された開口をそれぞれ閉塞可能に構成される。２つの蓋部２２は、第１蓋部２２ａと、第２蓋部２２ｂとを備えている。２つの蓋部２２は、蓋部２２の周方向に沿って等間隔を空けて配置された複数のボルト孔２２ｃを有する。

第１蓋部２２ａは、胴部２１の軸方向に形成された開口を閉塞可能な外径を有する円板状に形成される。第１蓋部２２ａは、胴部２１の内部に入り込む第１保持部３１を一体に有する。第１保持部３１は、胴部２１の一端側と係合可能に形成される。第１保持部３１は、中央部に第１蓋部２２ａの軸方向に沿って胴部２１の内部方向に突出する突出部３１ａを一体に有する。突出部３１ａは、円環状に構成され、後述する回転子１４の基端側の軸受を支持可能に形成される。

第２蓋部２２ｂは、中央に回転軸１３の一部が突出可能な孔部を有する環状に形成される。第２蓋部２２ｂは、中央に向かって窪む形状を有する。第２蓋部２２ｂは、胴部２１の内部に入り込む第２保持部３２を一体に有する。第２保持部３２は、胴部２１の他端側と係合可能に構成されている。第２保持部３２は、中央部に第２蓋部２２ｂの軸方向に沿って胴部２１の内部方向に突出する突出部３２ａを一体に有する。突出部３２ａは、円筒状に構成される。突出部３２ａは、後述する回転子１４の先端側の軸受を支持可能に形成される。

第２蓋部２２ｂのボルト孔２２ｃには、内周面に雌螺子部３２ｂが構成され、ボルト２３と螺合可能に構成される。

ボルト２３は、ケース１１の軸方向の長さよりも長い円柱状に形成される。ボルト２３は、胴部２１の軸方向に沿って設けられる。ボルト２３は、ヘッド部分４１及び先端に雄螺子部４２ａが形成されたボルト部分４２を一体に有する。ボルト２３は、第１蓋部２２ａ及び第２蓋部２２ｂを螺合可能に構成されている。ボルト２３は、雄螺子部４２ａが第２蓋部２２ｂの雌螺子部３２ｂと螺合することにより固定される。ヘッド部分４１は、第１蓋部２２ａの外側に配置される。ボルト部分４２は、円柱状に形成され、先端に雄螺子が設けられている。ボルト部分４２は、ケース１１の内側へ挿入される。
なお、ケース１１は、上述の構成に限られず、内部に固定子１２及び回転子１４を配置することができる形状であればよい。例えば、ケース１１は、軸方向の一端が閉塞された有底円筒状の胴部２１、及び、この胴部２１の他端に形成された開口を閉塞する蓋部２２を有する構成とすることもできる。

固定子１２は、主部５１と、コイル５２と、を備える。固定子１２は、胴部２１の内周面に固定される。
主部５１は、胴部２１の内径と同じ外径を備える。主部５１の外径は、例えば、ケース１１内に固定子１２を焼き嵌め又は圧入により固定可能な外径である。主部５１は、円筒状に形成される。主部５１の内部には、回転子１４が同軸上で回転可能に配置される。すなわち、主部５１の内径は、回転子１４の外径よりも若干大きく形成される。

図1及び図２に示すように、主部５１は、第１部分５１ａと、第２部分５１ｂとを一体に備えている。
第１部分５１ａは、主部５１の内側に配置される円筒状の部材である。第１部分５１ａは、円筒状の壁部６１及び壁部６１の内周面６１ａから径方向に中心軸に向かって延設される複数の歯部６２を有する。複数の歯部６２は、内周面６１ａに沿って等間隔に設けられる。各歯部６２は、コイル５２を巻き付け可能に構成される。第１部分５１ａは、例えば、電磁鋼板を積層することにより形成される。本実施形態においては、第１部分５１ａは、壁部６１の内周面６１ａに１２個の歯部６２を一体に備えている。

図1及び図２に示すように、第２部分５１ｂは、第１部分５１ａの外周面６１ｂに固定される。第２部分５１ｂは、壁部６１の外周面６１ｂに固定される。すなわち、第２部分５１ｂは、主部５１の外径を規定する。第２部分５１ｂは、樹脂材料により形成される。樹脂材料としては、熱硬化性樹脂が用いられる。より具体的には、例えば、樹脂材料は、不飽和ポリエステルが用いられる。

第２部分５１ｂは、第１部分５１ａの外周面６１ｂに沿って設けられる。第２部分５１ｂは、例えば、第１部分５１ａの外周面６１ｂを覆うように設けられる。第２部分５１ｂには、ボルト２３が通る位置に溝部７１が等間隔に設けられている。溝部７１は、第１部分５１ａの軸方向に沿って形成される。溝部７１は、ボルト２３を挿通可能に構成される。本実施形態において、溝部７１は、４つ形成されている。溝部７１は、第２部分５１ｂの外周面７２から第１部分５１ａの外周面６１ｂに向かって周方向の幅が狭くなるように傾斜した傾斜面７１ａにより形成される。なお、傾斜面７１ａの傾斜角度については、特に定められていないが、例えば、傾斜面７１ａは、第２部分５１ｂを形成時に金型から容易に取り外すことが可能な角度に形成されている。

第２部分５１ｂは、所定の厚みに形成される。ここで、所定の厚みとは、固定子１２を胴部２１の内部に固定可能な厚みである。例えば、所定の厚みとは、胴部２１及び第１部分５１ａの間に形成される隙間の径方向の長さとほぼ同じである。

コイル５２は、歯部６２に巻き付けられる。なお、歯部６２及びコイル５２の間には、いわゆるインシュレータと呼ばれる樹脂製の絶縁シートが設けられている。

回転軸１３は、円柱状の棒部材である。回転軸１３は、ケース１１の中心軸上に設けられる。回転軸１３は、回転子１４と一体に固定される。回転軸１３は、ケース１１の第２蓋部２２ｂの外側に一部が突出して形成されている。回転軸１３は、後述する回転子１４と一体に固定され、回転子１４の回転を外部に伝達可能に構成されている。

回転子１４は、第１軸受８１と、コア８２と、第２軸受８３と備えている。回転子１４は、回転軸１３に固定される。回転子１４は、固定子１２と同軸、且つ、固定子１２の内側で回転自在に配置されている。

第１軸受８１は、回転軸１３の基端側に設けられる。第１軸受８１は、円筒状に形成される。第１軸受８１は、第１蓋部２２ａの突出部３１ａの内径と同じ外径を有する。第１軸受８１は、回転軸１３に固定され、回転軸１３を回転自在に支持する。第１軸受８１は、突出部３１ａの内側に固定される。第１軸受８１は、突出部３１ａに回転可能に支持される。

コア８２は、円筒状に形成される。コア８２は、例えば、外周面に永久磁石が配置される。コア８２は、回転軸１３に一体に固定される。コア８２は、回転軸１３の軸方向に沿って、第１軸受８１の先端側に所定の間隔を開けて隣接して設けられる。コア８２は、固定子１２の歯部６２に対向して設けられる。コア８２及び歯部６２の間には空間が設けられている。コア８２は、回転軸１３に固定され、回転軸１３と共に軸を中心に回転自在に構成される。

第２軸受８３は、回転軸１３の先端側に設けられる。第２軸受８３は、第１軸受８１と同形状に形成される。第２軸受８３は、第２蓋部２２ｂの突出部３２ａの内径と同じ外径を有する。第２軸受８３は、回転軸１３に固定され、回転軸１３を回転自在に支持する。第２軸受８３は、突出部３２ａの内側に固定される。第２軸受８３は、突出部３２ａに回転可能に支持される。

次に、このように構成されるモータ１の製造方法について図３を用いて説明する。なお、以下の製造方法においては、第１部分５１ａは、予め用意されているものとして説明する。

まず、第１部分５１ａの複数の歯部６２にコイル５２を巻きつける（ＳＴＥＰ１）。次に、第２部分５１ｂを第１部分５１ａの外周面に形成する。第２部分５１ｂは、例えば、射出成型により第１部分５１ａと一体に形成される（ＳＴＥＰ２）。なお、第２部分５１ｂの成形に用いられる金型は、固定子１２の軸方向と直交する方向に分割される。このような構造の金型を用いることにより、第２部分５１ｂの外周面７２に、第２部分５１ｂを金型から外し易くするための傾斜を設ける必要がない。

次に、胴部２１を焼き嵌めが可能な温度まで予め加熱する。加熱により膨張した胴部２１の内部に固定子１２を挿入する（ＳＴＥＰ３）。固定子１２が挿入された胴部２１が十分に冷却されたら、第１蓋部２２ａを胴部２１に取り付ける。次に、固定子１２の内部に回転子１４を固定する。具体的には、第１蓋部２２ａの突出部３１ａに回転軸１３に固定された回転子１４の第１軸受８１を固定する。また、第２蓋部２２ｂを胴部２１に取り付ける。第２蓋部２２ｂは、突出部３２ａに回転子１４の第２軸受８３が固定されるように設置される（ＳＴＥＰ４）。第１蓋部２２ａのボルト孔２２ｃからボルト２３を通し、ボルト２３の雄螺子部４２ａ及び第２蓋部２２ｂの雌螺子部３２ｂを螺合することにより、第１蓋部２２ａ及び第２蓋部２２ｂを固定する（ＳＴＥＰ５）。このようにしてモータ１が組み立てられる。

このような構成を有するモータ１は、第２部分５１ｂを構成する樹脂の径方向の厚みを変えることにより、固定子１２の外径を調節することができる。このため、例えば、第１部分５１ａの外径がケース１１の内径よりも小さかった場合であっても、第２部分５１ｂを固定子１２の外径に合わせて第１部分５１ａの外周面６１ｂに固定することで容易に胴部２１の内周面に固定子１２を固定することができる。

また、モータ１の固定子１２は、共通する第１部分５１ａに、第１部分５１ａの外径よりも大きなケース１１の内面形状に合わせて形成された第２部分５１ｂを形成することで、第１部分５１ａの形状に関係なくケース１１の内径に適合した固定子１２を提供することができる。これにより、固定子１２は、様々なケース１１に対応することができる。このため、例えば、第１部分５１ａとして、汎用の固定子１２を用いることで、モータ１の製造コストを低減することができる。

また、第２部分５１ｂは、ケース１１を固定するボルト２３の位置及び大きさに合わせて、第２部分５１ｂの形状を変えることができる。すなわち、第２部分５１ｂは、溝部７１の形状を変えることにより、ケース１１の内面形状やボルト２３の通し位置に合わせて容易に形状を変えることができる。

また、第２部分５１ｂは、熱硬化性樹脂により、形成されている。このため、焼き嵌めするときに、樹脂が溶解することなく胴部２１に固定子１２を固定することができる。

また、熱硬化性樹脂を胴部２１及び第１部分５１ａの間に配置することにより、モータ１の駆動時の振動及び騒音を低減することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…モータ、１１…ケース、１２…固定子、１３…回転軸、１４…回転子、２１…胴部、２２…蓋部、２２ａ…第１蓋部、２２ｂ…第２蓋部、２２ｃ…ボルト孔、２３…ボルト、３１…第１保持部、３１ａ…突出部、３２…第２保持部、３２ａ…突出部、３２ｂ…雌螺子部、４１…ヘッド部分、４２…ボルト部分、４２ａ…雄螺子部、５１…主部、５１ａ…第１部分、５１ｂ…第２部分、５２…コイル、６１…壁部、６１ａ…内周面、６１ｂ…外周面、６２…歯部、７１…溝部、７１ａ…傾斜面、７２…外周面、８１…第１軸受、８２…コア、８３…第２軸受。

Claims (7)

1. 円筒状に形成された胴部及び前記胴部の開口をそれぞれ閉塞する２つの蓋部を備えるケースと、
   前記胴部の内径よりも小径の円筒状に形成され、前記胴部と同軸に設けられる第１部分、並びに、前記胴部の内周面及び前記第１部分の外周面の間且つ前記第１部分の外周面に沿って樹脂材料により形成される第２部分を備える、前記胴部に固定される固定子と、
   を具備するモータ。
2. 有底円筒状に形成される胴部及び前記胴部の開口を閉塞する蓋部を備えるケースと、
   前記胴部の内径よりも小径の円筒状に形成され、前記胴部と同軸に設けられる第１部分、並びに、前記胴部の内周面及び前記第１部分の外周面の間且つ前記第１部分の外周面に沿って樹脂材料により形成される第２部分を備える、前記胴部に固定される固定子と、
   を具備するモータ。
3. 前記第２部分は、前記第１部分の軸方向に沿って、前記第１部分の外周面に形成される複数の溝部をさらに含み、
   前記溝部は、前記胴部の軸方向に沿って前記胴部の内側を通り、前記蓋部を互いに螺合するボルトをそれぞれ挿通可能に形成される請求項１又は請求項２に記載のモータ。
4. 前記樹脂材料は、熱硬化性樹脂である請求項１又は請求項２に記載のモータ。
5. 前記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステルである請求項４に記載のモータ。
6. 前記ケースは、金属材料により形成される請求項１又は請求項２に記載のモータ。
7. 固定子の内側に配置される第１部分の外周面に、前記固定子が固定されるケースの内側に前記固定子を固定可能な厚みする第２部分を、前記外周面に沿って樹脂材料で一体に成形し、
   前記固定子を前記ケースに焼き嵌め又は圧入する
   モータの製造方法。