JP2019193452A - モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ロータの磁気特性が低下することを抑制しつつ、ロータのバランス修正を行うための切削代を確保でき、かつ、大型化することを抑制できる構造を有するモータの提供。【解決手段】ロータは、ロータコアおよびロータマグネットを軸方向に挟む一対のエンドプレート26を有する。エンドプレート26は、軸方向におけるロータコア側を向く第1板面および軸方向におけるロータコア側と逆側を向く第2板面26gを有する板状で、かつ、シャフトを径方向外側から囲む環状のエンドプレート本体部26aと、シャフト貫通孔と繋がり、ロータの外部に開口するプレート油路と、を有する。エンドプレート26のうち少なくとも一方は、第2板面26gから軸方向におけるロータコア側と逆側に突出する壁部26bを有する。壁部26bは、周方向に延び、コイルエンドの径方向内側に位置する。【選択図】図3
Description
本発明は、モータに関する。
ロータの一部を切削することによって、ロータのバランス修正を行う方法が知られる。例えば、特許文献1には、積層コアを切削することでロータのバランス修正を行う方法が記載される。
上記のように積層コアを切削する場合、ロータの磁気特性が低下する場合がある。これに対して、切削してバランス修正を行うためのバランス修正部材をロータに別途設けることが考えられる。しかし、この場合、バランス修正量を確保するために、バランス修正部材が大型化し、モータが大型化する問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みて、ロータの磁気特性が低下することを抑制しつつ、ロータのバランス修正を行うための切削代を確保でき、かつ、大型化することを抑制できる構造を有するモータを提供することを目的の一つとする。
本発明のモータの一つの態様は、モータ軸を中心として回転するロータと、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、を備える。前記ロータは、前記モータ軸に沿って延びるシャフトと、前記シャフトを径方向外側から囲むロータコアと、前記ロータコアに保持されるロータマグネットと、前記ロータコアの軸方向両側において前記ロータコアと直接的または間接的に接触し、前記ロータコアおよび前記ロータマグネットを軸方向に挟む一対のエンドプレートと、を有する。前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに装着される複数のコイルと、を有する。前記コイルは、前記ロータコアよりも軸方向に突出するコイルエンドを有する。前記シャフトは、前記シャフトの内部に設けられるシャフト油路と、前記シャフト油路と前記シャフトの外周面とを繋ぐシャフト貫通孔と、を有する。前記エンドプレートは、軸方向における前記ロータコア側を向く第1板面および軸方向における前記ロータコア側と逆側を向く第2板面を有する板状で、かつ、前記シャフトを径方向外側から囲む環状のエンドプレート本体部と、前記シャフト貫通孔と繋がり、前記ロータの外部に開口するプレート油路と、を有する。前記エンドプレートのうち少なくとも一方は、前記第2板面から軸方向における前記ロータコア側と逆側に突出する壁部を有する。前記壁部は、周方向に延び、前記コイルエンドの径方向内側に位置する。
本発明の一つの態様によれば、ロータの磁気特性が低下することを抑制しつつ、ロータのバランス修正を行うための切削代を確保でき、かつ、モータが大型化することを抑制できる。
以下の説明では、図1に示す本実施形態のモータユニット1が水平な路面上に位置する車両に搭載された場合の位置関係を基に、鉛直方向を規定して説明する。また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、+Z側を上側とし、−Z側を下側とする鉛直方向である。X軸方向は、Z軸方向と直交する方向であってモータユニット1が搭載される車両の前後方向である。本実施形態において、+X側は、車両の前側であり、−X側は、車両の後側である。Y軸方向は、X軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向であって、車両の左右方向である。本実施形態において、+Y側は、車両の左側であり、−Y側は、車両の右側である。
なお、前後方向の位置関係は、本実施形態の位置関係に限られず、+X側が車両の後側であり、−X側が車両の前側であってもよい。この場合には、+Y側は、車両の右側であり、−Y側は、車両の左側である。
各図に適宜示すモータ軸J1は、Y軸方向、すなわち車両の左右方向に延びる。以下の説明においては、特に断りのない限り、モータ軸J1に平行な方向を単に「軸方向」と呼び、モータ軸J1を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、モータ軸J1を中心とする周方向、すなわち、モータ軸J1の軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。なお、本明細書において、「平行な方向」は略平行な方向も含み、「直交する方向」は略直交する方向も含む。
モータユニット1は、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、電気自動車(EV)等、モータを動力源とする車両に搭載され、その動力源として使用される。図1に示すように、モータユニット1は、内部にオイルOが収容されるハウジング6と、モータ軸J1に沿って延びるシャフト21を有するモータ2と、減速装置4と、差動装置5と、油路90と、を備える。減速装置4は、モータ2のロータ20に接続される。差動装置5は、減速装置4を介しモータ2に接続される。油路90は、ハウジング6に収容されたオイルOをモータ2に供給する経路である。油路90は、第1の油路91と第2の油路92とを有する。
オイルOは、減速装置4および差動装置5の潤滑用として使用されるとともに、モータ2の冷却用として使用される。オイルOの粘度は、潤滑油および冷却油の機能を奏するために、比較的粘度の低いオートマチックトランスミッション用潤滑油(ATF:Automatic Transmission Fluid)と同等の粘度であることが好ましい。
ハウジング6の内部には、モータ2、減速装置4および差動装置5を収容する収容空間80が設けられる。ハウジング6は、収容空間80においてモータ2、減速装置4および差動装置5を保持する。ハウジング6は、隔壁61cを有する。ハウジング6の収容空間80は、隔壁61cによってモータ室81とギヤ室82とに区画される。モータ室81には、モータ2が収容される。ギヤ室82には、減速装置4および差動装置5が収容される。
ギヤ室82の下側の領域には、オイルOが溜るオイル溜りPが設けられる。本実施形態では、モータ室81の底部81aは、ギヤ室82の底部82aより上側に位置する。また、モータ室81とギヤ室82とを区画する隔壁61cの下側の領域には、隔壁開口68が設けられる。隔壁開口68は、モータ室81とギヤ室82とを繋ぐ。これにより、モータ室81の下側の領域に溜まったオイルOは、隔壁開口68を介してギヤ室82に移動し、オイル溜りPに溜まる。
オイル溜りPには、差動装置5の一部が浸かる。オイル溜りPに溜るオイルOは、差動装置5の動作によってかき上げられて、一部が第1の油路91に供給され、一部がギヤ室82内に拡散される。ギヤ室82に拡散されたオイルOは、ギヤ室82内の減速装置4および差動装置5の各ギヤに供給されてギヤの歯面にオイルOを行き渡らせる。減速装置4および差動装置5に使用されたオイルOは、滴下してギヤ室82の下側に位置するオイル溜りPに回収される。収容空間80のオイル溜りPの容量は、例えば、モータユニット1の動作停止時に、差動装置5の軸受の一部がオイルOに浸かる程度である。
ギヤ室82には、第1のリザーバ93が設けられる。第1のリザーバ93は、差動装置5によってかき上げられたオイルOを受ける。第1のリザーバ93は、第1の油路91の経路中に設けられる。第1のリザーバ93に貯留されたオイルOは、第1の油路91によって、後述するシャフト油路22に供給される。これにより、第1の油路91は、オイル溜りPのオイルOをモータ2に供給する。
モータ室81には、第2のリザーバ98が設けられる。第2のリザーバ98は、モータ2の上側に位置する。第2のリザーバ98は、第2の油路92からモータ室81に供給されたオイルOを貯留する。図示は省略するが、第2のリザーバ98は、複数の流出口を有する。第2のリザーバ98は、複数の流出口を介して、貯留したオイルOをモータ2の各部に上側から供給する。これにより、第2の油路92は、オイル溜りPのオイルOをモータ2に供給する。第2の油路92の経路中には、ポンプ96と、クーラー97と、が設けられる。
減速装置4は、モータ2の回転速度を減じて、モータ2から出力されるトルクを減速比に応じて増大させる機能を有する。減速装置4は、モータ2から出力されるトルクを差動装置5へ伝達する。減速装置4は、第1のギヤ41と、第2のギヤ42と、第3のギヤ43と、中間シャフト45と、を有する。モータ2のシャフト21から出力されるトルクは、第1のギヤ41、第2のギヤ42、中間シャフト45および第3のギヤ43をこの順に介して差動装置5の後述するリングギヤ51へと伝達される。各ギヤのギヤ比およびギヤの個数等は、必要とされる減速比に応じて種々変更可能である。減速装置4は、各ギヤの軸芯が平行に配置される平行軸歯車タイプの減速機である。
差動装置5は、モータ2から出力されるトルクを車両の車輪に伝達するための装置である。差動装置5は、車両の旋回時に、左右の車輪の速度差を吸収しつつ、左右両輪の車軸55に同トルクを伝える機能を有する。差動装置5は、リングギヤ51と、図示しない一対のピニオンギヤと、図示しないピニオンシャフトと、図示しない一対のサイドギヤと、を有する。
リングギヤ51は、モータ軸J1と平行な差動軸J2を中心として回転する。リングギヤ51には、モータ2から出力されるトルクが減速装置4を介して伝えられる。図示しない一対のピニオンギヤは、互いに向かい合う傘歯車である。一対のピニオンギヤは、図示しないピニオンシャフトに支持される。図示しない一対のサイドギヤは、一対のピニオンギヤに直角に噛み合う傘歯車である。一対のサイドギヤは、それぞれ図示しない嵌合部を有する。嵌合部には、それぞれ車軸55が嵌合される。互いに異なる嵌合部に嵌合された一対の車軸55は、差動軸J2周りを同じトルクで回転する。
図2に示すように、モータ2は、水平方向に延びるモータ軸J1を中心として回転するロータ20と、ロータ20の径方向外側に位置するステータ30と、を備える。本実施形態においてモータ2は、インナーロータ型のモータである。ロータ20は、図示しないバッテリからステータ30に電力が供給されることで回転する。モータ2のトルクは、減速装置4を介し差動装置5に伝達される。
ステータ30は、ハウジング6に保持される。ステータ30は、ステータコア32と、インシュレータ33と、複数のコイル31と、を有する。ステータコア32は、周方向に沿った環状のコアバック32aと、コアバック32aから径方向内側に延びる複数のティース32bと、を有する。図示は省略するが、複数のティース32bは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。
複数のコイル31は、ステータコア32に装着される。より詳細には、複数のコイル31は、インシュレータ33を介してティース32bのそれぞれに装着される。各コイル31は、コイルエンド31aを有する。コイルエンド31aは、各コイル31の軸方向両側の端部である。コイルエンド31aは、ステータコア32の軸方向両側の端面よりも軸方向両側に突出する。コイルエンド31aは、ロータ20の後述するロータコア24よりも軸方向に突出する。
ロータ20は、シャフト21と、シャフト21の外周面に固定されたロータコア24と、ロータマグネット25と、一対のエンドプレート26,27と、ナット29と、ワッシャ28と、を有する。シャフト21の軸方向に沿って視た外形は、モータ軸J1を中心とする円形状である。シャフト21は、一対のベアリング89によって回転可能に支持される。図1に示すように、シャフト21の左側の端部は、隔壁61cに設けられた挿通孔61fを介してギヤ室82に突出する。シャフト21の左側の端部における外周面には、第1のギヤ41が固定される。
図1および図2に示すように、シャフト21は、内部に設けられるシャフト油路22を有する中空シャフトである。シャフト油路22は、軸方向に延びる。本実施形態においてシャフト油路22は、シャフト21を軸方向に貫通する。シャフト油路22の断面形状は、例えば、モータ軸J1を中心とする円形状である。
図2に示すように、シャフト21は、シャフト貫通孔23を有する。シャフト貫通孔23は、シャフト油路22とシャフト21の外周面とを繋ぐ。シャフト貫通孔23は、シャフト油路22の内周面からシャフト21の外周面までを径方向に貫通する。本実施形態においてシャフト貫通孔23は、シャフト21のうちロータコア24よりも右側の部分と、シャフト21のうちロータコア24よりも左側の部分と、にそれぞれ2つずつ設けられる。各部分に設けられた2つのシャフト貫通孔23は、モータ軸J1を径方向に挟んで反対側に位置する。
図1に示すように、シャフト油路22には、左側の開口からオイルOが供給される。シャフト油路22に供給されたオイルOは、右側に向かって流れる。シャフト油路22に供給されたオイルOは、シャフト貫通孔23を介してシャフト21の外部に流出する。
図2に示すように、シャフト21は、ロータコア24よりも左側の部分に鍔部21aを有する。鍔部21aは、径方向外側に突出する。図示は省略するが、鍔部21aは、モータ軸J1を中心とする円環状である。シャフト21の外周面のうちロータコア24よりも右側の部分には、ネジ部21bが設けられる。ネジ部21bには、ナット29が締め込まれて固定される。
ロータコア24は、シャフト21を径方向外側から囲む環状である。本実施形態においてロータコア24は、モータ軸J1を中心とする円環状である。ロータコア24は、軸方向に延びる。本実施形態においてロータコア24は、例えば電磁鋼板が軸方向に積層されて構成される。ロータコア24は、一対のエンドプレート26,27とともに、ナット29と鍔部21aとの軸方向の間に挟み込まれる。ナット29とエンドプレート26との軸方向の間には、ワッシャ28が介在する。
ロータコア24は、マグネット保持孔24aと、コア貫通孔24bと、を有する。マグネット保持孔24aおよびコア貫通孔24bは、ロータコア24を軸方向に貫通する。図示は省略するが、マグネット保持孔24aおよびコア貫通孔24bは、それぞれ周方向に沿って複数設けられる。コア貫通孔24bは、マグネット保持孔24aよりも径方向内側に位置する。
本実施形態においてロータマグネット25は、周方向に沿って複数設けられる。複数のロータマグネット25のそれぞれは、各マグネット保持孔24aに挿入されてロータコア24に保持される。ロータマグネット25は、永久磁石である。
図2から図4に示すように、一対のエンドプレート26,27は、全体として径方向に拡がる円環板状である。一対のエンドプレート26,27には、シャフト21が通される。図2に示すように、一対のエンドプレート26,27は、ロータコア24の軸方向両側においてロータコア24と直接的に接触し、ロータコア24およびロータマグネット25を軸方向に挟む。エンドプレート26は、ロータコア24の右側に位置する。エンドプレート27は、ロータコア24の左側に位置する。
エンドプレート26とロータコア24とエンドプレート27とは、ナット29と鍔部21aとによって軸方向に挟持される。ナット29がネジ部21bに締め込まれることで、ナット29がエンドプレート26とロータコア24とエンドプレート27とを鍔部21aに押し付ける。これにより、エンドプレート26とロータコア24とエンドプレート27とは、シャフト21に対して固定される。
エンドプレート26の形状とエンドプレート27の形状とは、軸方向に対称である点を除いて、同様である。そのため、以下の説明においては、代表してエンドプレート26の形状についてのみ説明する場合がある。
エンドプレート26は、エンドプレート本体部26aと、壁部26bと、を有する。図3から図5に示すように、エンドプレート本体部26aは、軸方向におけるロータコア24側を向く第1板面26fおよび軸方向におけるロータコア24側と逆側を向く第2板面26gを有する板状で、かつ、シャフト21を径方向外側から囲む環状である。エンドプレート26において、第1板面26fは、左側を向く面であり、第2板面26gは、右側を向く面である。図4に示すように、本実施形態においてエンドプレート本体部26aの外形は、軸方向に沿って視て、モータ軸J1を中心とする円形状である。
図5に示すように、エンドプレート本体部26aの径方向外縁部は、マグネット保持孔24aの右側の開口部と軸方向に重なり、マグネット保持孔24aに挿入されたロータマグネット25を右側から押さえる。エンドプレート本体部26aの径方向外縁部は、ロータコア24の外周面よりも径方向内側に位置する。
図3および図5に示すように、エンドプレート本体部26aの径方向外縁部は、傾斜面26pを有する。傾斜面26pは、第2板面26gのうち壁部26bよりも径方向外側の部分である。傾斜面26pは、径方向外側に向かうに従ってロータコア24側に位置する。傾斜面26pは、テーパ面である。
エンドプレート本体部26aには、プレート油路26hが設けられる。すなわち、エンドプレート26は、プレート油路26hを有する。図5に示すように、プレート油路26hは、シャフト貫通孔23と繋がり、ロータ20の外部に開口する。
図4および図5に示すように、プレート油路26hは、第1環状凹部26iと、第2環状凹部26jと、接続部26kと、プレート貫通孔26mと、溝部26rと、を有する。第1環状凹部26iは、第1板面26fの径方向内縁部に位置する。第1環状凹部26iは、軸方向におけるロータコア24側と逆側に窪む。第1環状凹部26iは、周方向に延びる環状である。本実施形態において第1環状凹部26iは、モータ軸J1を中心とする円環状である。第1環状凹部26iは、径方向内側に開口し、シャフト貫通孔23と繋がる。第1環状凹部26iのロータコア24側の開口は、ロータコア24の軸方向端面によって塞がれる。
第2環状凹部26jは、第1板面26fにおいて第1環状凹部26iよりも径方向外側に位置する。第2環状凹部26jは、軸方向におけるロータコア24側と逆側に窪む。第2環状凹部26jは、周方向に延びる環状である。本実施形態において第2環状凹部26jは、モータ軸J1を中心とする円環状である。図5に示すように、第2環状凹部26jの径方向位置は、コア貫通孔24bの径方向位置と同じである。第2環状凹部26jは、コア貫通孔24bと軸方向に対向して繋がる。図示は省略するが、第2環状凹部26jのロータコア24側の開口のうちコア貫通孔24bと繋がる部分以外の部分は、ロータコア24の軸方向端面によって塞がれる。
接続部26kは、第1板面26fに位置する。接続部26kは、軸方向におけるロータコア24側と逆側に窪む。接続部26kは、第1環状凹部26iから第2環状凹部26jまで径方向に延びる。これにより、接続部26kは、第1環状凹部26iと第2環状凹部26jとを繋ぐ。図4に示すように、本実施形態において接続部26kは、モータ軸J1を径方向に挟んで一対設けられる。一対の接続部26kの周方向位置は、例えば、一対のシャフト貫通孔23の周方向位置と同じである。接続部26kが延びる径方向に沿って視て、接続部26kは、シャフト貫通孔23と重なる。
図5に示すように、プレート貫通孔26mは、エンドプレート本体部26aを軸方向に貫通する。本実施形態においてプレート貫通孔26mは、第2環状凹部26jの底面と接続部26kの底面とに跨って設けられる。プレート貫通孔26mは、接続部26kを介して、または接続部26kおよび第2環状凹部26jを介して、第1環状凹部26iと繋がる。図4に示すように、プレート貫通孔26mは、例えば、長円形状である。本実施形態においてプレート貫通孔26mは、モータ軸J1を径方向に挟んで一対設けられる。本実施形態において一対のプレート貫通孔26mの周方向位置は、例えば、一対のシャフト貫通孔23の周方向位置と同じである。
図3および図5に示すように、溝部26rは、第2板面26gに位置する。溝部26rは、第2板面26gからロータコア24側に窪む。溝部26rは、プレート貫通孔26mから径方向外側に延びて径方向外側に開口する。図5に示すように、溝部26rの径方向外側の開口は、コイルエンド31aと隙間を介して径方向に対向する。溝部26rの右側の開口のうち径方向内側の部分は、ワッシャ28によって塞がれる。
図5に矢印で示すように、シャフト油路22の内部に供給されたオイルOは、シャフト貫通孔23からプレート油路26hに流入し、プレート油路26hからロータ20の外部に流出する。より詳細には、シャフト油路22の内部に供給されたオイルOは、シャフト貫通孔23から第1環状凹部26iに流入する。第1環状凹部26iに流入したオイルOは、接続部26kを介して第2環状凹部26jに流入する、または接続部26kおよびプレート貫通孔26mを介して溝部26rに流入する。第2環状凹部26jに流入したオイルOの一部は、コア貫通孔24bに流入する。これにより、ロータコア24を内部から冷却することができる。また、ロータコア24に保持されたロータマグネット25を、ロータコア24を介して冷却することができる。
第2環状凹部26jに流入したオイルOの他の一部は、プレート貫通孔26mを介して溝部26rに流入する。溝部26rに流入したオイルOは、ロータ20が回転する遠心力によって径方向外側に送られ、溝部26rの径方向外側の開口からロータ20の外部に噴出される。溝部26rから径方向外側に噴出されたオイルOは、コイル31に吹き付けられる。より詳細には、噴出されたオイルOは、コイルエンド31aに吹き付けられる。これにより、オイルOによってコイル31を冷却することができる。
本実施形態によれば、径方向外側に延びる溝部26rが第2板面26gに設けられるため、溝部26rに沿ってオイルOを径方向外側に安定して移動させることができる。したがって、オイルOをコイル31に安定的に供給できる。また、本実施形態によれば、溝部26rの右側の開口のうち径方向内側の部分は、ワッシャ28によって塞がれる。そのため、溝部26rにおいてオイルOを径方向外側に送りやすい。一方、溝部26rの右側の開口のうち径方向外側の部分は、開放される。そのため、溝部26rから噴出されるオイルOの一部が、溝部26rの右側の開口のうち径方向外側の部分を介して右側に飛散しやすい。これにより、コイルエンド31aのうち溝部26rよりも右側に位置する部分にもオイルOを供給できる。
一方、図2に示すように、エンドプレート27においては、ワッシャ28の代わりに鍔部21aによって、溝部27rの左側の開口のうち径方向内側の部分が塞がれる。これにより、上述したのと同様にして、エンドプレート27の溝部27rを介して噴出されるオイルOをコイルエンド31aに好適に供給できる。
なお、図5では、溝部26rからオイルOが上側に噴出される例を示すが、これに限られない。ロータ20は回転するため、溝部26rの周方向位置は、ロータ20の回転に伴って変化する。これにより、溝部26rから噴出されるオイルOの向きは、周方向に変化し、周方向に沿って配置される複数のコイル31をオイルOによって冷却することができる。
また、本実施形態によれば、第2板面26gのうち壁部26bよりも径方向外側の部分は、径方向外側に向かうに従ってロータコア24側に位置する傾斜面26pである。そのため、溝部26rから噴出されるオイルOの一部を、傾斜面26pに沿って、軸方向におけるロータコア24側に導きやすい。これにより、オイルOをコイルエンド31aだけでなく、コイル31のうちステータコア32と軸方向において同じ位置にある部分、およびステータコア32にも供給しやすい。したがって、オイルOによってコイル31およびステータコア32をより冷却できる。
また、本実施形態によれば、シャフト貫通孔23と繋がる第1環状凹部26iは、第1板面26fの径方向内縁部において径方向内側に開口する環状である。そのため、例えば、図4に二点鎖線で示すように、シャフト貫通孔23の周方向位置がプレート貫通孔26mの周方向位置と異なる場合であっても、第1環状凹部26iの内部を介して、シャフト貫通孔23からのオイルOをプレート貫通孔26mに送ることができる。これにより、ロータコア24とエンドプレート26との周方向の相対位置関係がどのような位置関係であっても、シャフト油路22内のオイルOをプレート油路26hからロータ20の外部に噴出させることができる。したがって、ロータコア24にエンドプレート26を組み付ける際に、周方向の位置決めをする必要がなく、ロータ20の組み立てを容易にできる。
また、本実施形態によれば、コア貫通孔24bと繋がる第2環状凹部26jは、環状である。そのため、ロータコア24とエンドプレート26との周方向の相対位置関係がどのような位置関係であっても、コア貫通孔24bと第2環状凹部26jとを繋げることができる。したがって、上述したのと同様に、ロータコア24にエンドプレート26を組み付ける際に、周方向の位置決めをする必要がなく、ロータ20の組み立てを容易にできる。
図3および図5に示すように、壁部26bは、第2板面26gから軸方向におけるロータコア24側とは逆側に突出する。エンドプレート26において壁部26bは、第2板面26gから右側に突出する。壁部26bは、周方向に延びる。壁部26bの周方向と直交する断面形状は、例えば、略矩形状である。壁部26bの一部を切削により除去することで、ロータ20のバランス修正を行うことができる。すなわち、壁部26bは、一部を切削して除去することにより、ロータ20のバランス修正を行うための部分である。
このようにバランス修正用の部分をエンドプレート26に設けているため、ロータ20のバランス修正に際して、ロータコア24を切削する必要がなく、ロータ20の磁気特性が低下することを抑制できる。また、切削する部分として壁部26bを設けたことで、エンドプレート本体部26aの軸方向の寸法を大きくすることなく、ロータ20のバランス修正を行うための切削代を確保できる。これにより、ロータ20のバランス修正を好適に行うことを可能にしつつ、ロータ20が軸方向に大型化することを抑制できる。また、図5に示すように、壁部26bは、コイルエンド31aの径方向内側に位置する。そのため、軸方向に突出する壁部26bを設けても、モータ2の軸方向の寸法が大きくなることを抑制できる。
以上により、本実施形態によれば、ロータ20の磁気特性が低下することを抑制しつつ、ロータ20のバランス修正を行うための切削代を確保でき、かつ、モータ2が大型化することを抑制できる。
ここで、本実施形態のようにエンドプレートがプレート油路を有する場合、プレート油路を設けるために、ある程度エンドプレートの軸方向の寸法を大きくする必要がある。このような場合において、エンドプレートを切削してロータのバランス修正を行う場合、切削代を確保するために、エンドプレートの軸方向の寸法が特に大きくなりやすい。そのため、モータが特に大型化しやすい。これに対して、本実施形態によれば、上述したように、壁部26bを設けることによって、モータ2が大型化することを抑制しつつ、切削代を確保できる。したがって、上述したモータ2の大型化を抑制できる効果は、エンドプレート26がプレート油路26hを有する場合に、特に有用である。
本実施形態では、壁部26bの軸方向先端部は、コイルエンド31aの軸方向先端部よりもロータコア24側に位置する。すなわち、本実施形態では、壁部26bの右側の端部は、コイルエンド31aの右側の端部よりも左側に位置する。そのため、壁部26bを設けても、壁部26bが設けられない場合と比べて、モータ2が軸方向に大型化することがない。これにより、モータ2を軸方向に大型化させることなく、ロータ20のバランス修正用の部分をエンドプレート26に設けることができる。
本実施形態において壁部26bは、エンドプレート本体部26aの径方向外縁部よりも径方向内側に位置する。そのため、壁部26bをコイルエンド31aから径方向内側に好適に離して配置しやすい。これにより、壁部26bとコイルエンド31aとの間の絶縁距離を確保しやすく、壁部26bとコイルエンド31aとが接触することを抑制できる。
本実施形態において壁部26bは、第2板面26gの径方向内縁部よりも径方向外側に位置する。そのため、第2板面26gにおいて、ワッシャ28が直接的に接触する部分、およびワッシャ28を介してナット29が接触する部分を確保できる。壁部26bは、径方向に沿って視て、ワッシャ28およびナット29と重なる。壁部26bの右側の端部は、ナット29の右側の端部よりも左側に位置する。ナット29の右側の端部は、コイルエンド31aの右側の端部よりも左側に位置する。
本実施形態において壁部26bは、第2板面26gにおける径方向外側寄りの部分に位置する。ここで、壁部26bが径方向外側に位置する程、モータ軸J1からのモーメントアームが大きくなるため、壁部26bを同じ質量だけ切削した場合であっても、ロータ20のバランスがより大きく変化する。すなわち、壁部26bが径方向外側に位置する程、壁部26bの切削量を少なくしても、同等のバランス修正効果を得ることができる。そのため、壁部26bを径方向外側寄りに配置できることで、壁部26bの切削量を少なくしつつ、ロータ20のバランス修正を行うことができる。したがって、ロータ20のバランス修正を行う際に、壁部26bを切削加工する手間を小さくできる。本実施形態において壁部26bは、マグネット保持孔24aよりも径方向内側で、コア貫通孔24bよりも径方向外側に位置する。
図3に示すように、本実施形態において壁部26bは、周方向に沿った環状の一部が空隙部26eを介して分断された形状である。そのため、ロータ20において周方向のいずれの位置にアンバランスが生じた場合であっても、壁部26bを切削することでバランス修正を行いやすい。なお、空隙部26eの周方向位置においてアンバランスが生じた場合には、空隙部26eの周方向両側に位置する壁部26bをそれぞれ均等に切削することで、空隙部26eの周方向位置におけるアンバランスを修正することができる。
本実施形態において空隙部26eは、モータ軸J1を径方向に挟んで一対設けられる。そのため、壁部26bは、円弧状部26cと円弧状部26dとの2つに分断される。円弧状部26cと円弧状部26dとは、軸方向に沿って視て略半円弧状であり、軸方向と直交する方向において対称に配置される。空隙部26eは、軸方向に沿って視て、径方向に延びる溝部26rと重なる。そのため、溝部26rを通るオイルOに対して、壁部26bが干渉しにくく、溝部26rからオイルOを径方向外側に好適に噴出できる。
図2に示すように、エンドプレート27は、エンドプレート本体部27aと、壁部27bと、を有する。すなわち、本実施形態によれば、一対のエンドプレート26,27の両方が、壁部26b,27bを有する。そのため、切削可能な部分の総質量を大きくすることができ、ロータ20のバランス修正をより好適に行いやすい。また、例えば、ある周方向位置において所定量の壁部26b,27bを切削する必要がある場合において、壁部26bと壁部27bとのうちの一方のみから所定量を切削するか、壁部26bと壁部27bとの両方から所定量の一部ずつを切削するかを選択することができる。そのため、ロータ20のバランス修正において切削加工方法の選択の幅を広げることができ、モータ2の構造等に合わせた加工方法を採用しやすい。また、ロータコア24を軸方向に挟む一対のエンドプレート26,27のいずれにおいてもバランス修正を行えるため、ロータ20の動バランスを好適に修正しやすい。
図3に示すように、バランス修正された壁部26bには、例えば、切削加工によって生じた穴部26qが設けられる。すなわち、バランス修正された壁部26bは、穴部26qを有する。穴部26qは、壁部26bの軸方向先端部から軸方向に窪む。穴部26qは、例えば、複数設けられる。穴部26qの数は、例えば、バランス修正される前のロータ20のアンバランスの程度等に応じて変化する。穴部26qは、例えば、ドリル等による切削加工によって生じる。穴部26qが設けられていることにより、壁部26bを用いてロータ20のバランス修正を行ったことが分かる。なお、ロータ20のバランス修正を行う必要がなかった場合には、穴部26qは設けられない。
本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。壁部は、一対のエンドプレートのうちの少なくとも一方が有していればよい。すなわち、上述した実施形態においては、エンドプレート26とエンドプレート27とのうちのいずれか一方のみが、壁部を有する構成であってもよい。壁部の形状は、周方向に延びるならば、特に限定されない。壁部は、周方向に分断されない円環状であってもよい。壁部は、3つ以上の部分が周方向に間隔を空けて並ぶ構成であってもよい。壁部は、第2板面から突出するならば、第2板面のいずれの位置に設けられてもよい。壁部は、第2板面の径方向外縁部に位置してもよいし、第2板面の径方向内縁部に位置してもよい。壁部の軸方向先端部は、コイルエンドの軸方向先端部と軸方向において同じ位置に位置してもよい。この場合においても、モータを軸方向に大型化することなく、壁部を設けることができる。壁部の軸方向先端部は、コイルエンドの軸方向先端部よりもロータコア側と逆側に突出してもよい。プレート油路は、シャフト貫通孔と繋がり、ロータの外部に開口するならば、特に限定されない。一対のエンドプレートは、ロータコアの軸方向両側においてロータコアと別部材を介して間接的に接触し、ロータコアおよびロータマグネットを軸方向に挟んでもよい。
上述した実施形態のモータの用途は、特に限定されない。本明細書において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
2…モータ、20…ロータ、21…シャフト、22…シャフト油路、23…シャフト貫通孔、24…ロータコア、24b…コア貫通孔、25…ロータマグネット、26,27…エンドプレート、26a,27a…エンドプレート本体部、26b,27b…壁部、26e…空隙部、26f…第1板面、26g…第2板面、26h…プレート油路、26i…第1環状凹部、26j…第2環状凹部、26k…接続部、26m…プレート貫通孔、26p…傾斜面、26q…穴部、26r,27r…溝部、30…ステータ、31…コイル、31a…コイルエンド、32…ステータコア、J1…モータ軸
Claims (9)
- モータ軸を中心として回転するロータと、
前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
を備え、
前記ロータは、
前記モータ軸に沿って延びるシャフトと、
前記シャフトを径方向外側から囲むロータコアと、
前記ロータコアに保持されるロータマグネットと、
前記ロータコアの軸方向両側において前記ロータコアと直接的または間接的に接触し、前記ロータコアおよび前記ロータマグネットを軸方向に挟む一対のエンドプレートと、
を有し、
前記ステータは、
ステータコアと、
前記ステータコアに装着される複数のコイルと、
を有し、
前記コイルは、前記ロータコアよりも軸方向に突出するコイルエンドを有し、
前記シャフトは、
前記シャフトの内部に設けられるシャフト油路と、
前記シャフト油路と前記シャフトの外周面とを繋ぐシャフト貫通孔と、
を有し、
前記エンドプレートは、
軸方向における前記ロータコア側を向く第1板面および軸方向における前記ロータコア側と逆側を向く第2板面を有する板状で、かつ、前記シャフトを径方向外側から囲む環状のエンドプレート本体部と、
前記シャフト貫通孔と繋がり、前記ロータの外部に開口するプレート油路と、
を有し、
前記エンドプレートのうち少なくとも一方は、前記第2板面から軸方向における前記ロータコア側と逆側に突出する壁部を有し、
前記壁部は、周方向に延び、前記コイルエンドの径方向内側に位置する、モータ。 - 前記壁部は、前記エンドプレート本体部の径方向外縁部よりも径方向内側に位置する、請求項1に記載のモータ。
- 前記第2板面のうち前記壁部よりも径方向外側の部分は、径方向外側に向かうに従って前記ロータコア側に位置する傾斜面である、請求項2に記載のモータ。
- 前記壁部の軸方向先端部は、前記コイルエンドの軸方向先端部と軸方向において同じ位置に位置する、または前記コイルエンドの軸方向先端部よりも前記ロータコア側に位置する、請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記一対のエンドプレートの両方が、前記壁部を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記壁部は、軸方向先端部から軸方向に窪む穴部を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記プレート油路は、前記第2板面に位置する溝部を有し、
前記溝部は、径方向に延びて径方向外側に開口し、
前記壁部は、周方向に沿った環状の一部が空隙部を介して分断された形状であり、
前記空隙部は、軸方向に沿って視て、前記溝部と重なる、請求項1から6のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記プレート油路は、
前記第1板面の径方向内縁部に位置し、周方向に延びる環状の第1環状凹部と、
前記第1環状凹部と繋がり、前記エンドプレート本体部を軸方向に貫通するプレート貫通孔と、
を有し、
前記溝部は、前記プレート貫通孔から径方向外側に延び、
前記第1環状凹部は、径方向内側に開口し、前記シャフト貫通孔と繋がる、請求項7に記載のモータ。 - 前記プレート油路は、
前記第1板面において前記第1環状凹部よりも径方向外側に位置し、周方向に延びる環状の第2環状凹部と、
前記第1環状凹部と前記第2環状凹部とを繋ぐ接続部と、
を有し、
前記ロータコアは、前記ロータコアを軸方向に貫通するコア貫通孔を有し、
前記第2環状凹部は、前記コア貫通孔と軸方向に対向して繋がる、請求項8に記載のモータ。
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