JP2020205734A - モータのステータ構造およびモータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータの振動を抑制することが可能であり、ハウジングに挿入する場合、ハウジングに挿入が容易なモータのステータ構造を提供する。【解決手段】モータのステータ構造は、モータのロータを回転させるステータと、ステータの全体を包囲する、発泡樹脂または発泡ゴムで形成された包囲部材とを有する。包囲部材にロータが配置される空間が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、モータのステータ構造およびモータに関する。

特許文献１は、ステータの周囲に熱硬化性樹脂またはゴムからなる層を配置したモータを開示する。

特開２０１３−０２７０９０号公報

モータは振動が激しい環境で使用される場合があり、モータの振動をさらに抑制することが望まれる。また、モータのステータ構造をハウジングに挿入する場合、ハウジングへの挿入が容易であることが望まれる。

そこで、本発明は、モータの振動を抑制することが可能であり、ハウジングに挿入する場合、ハウジングに挿入が容易なモータのステータ構造、およびこのステータ構造を有するモータを提供する。

本発明のある態様に係るモータのステータ構造は、モータのロータを回転させるステータと、前記ステータの全体を包囲する、発泡樹脂または発泡ゴムで形成された包囲部材とを有する。前記包囲部材に前記ロータが配置される空間が形成されている。

この態様においては、ステータの全体が高い弾性を有する発泡樹脂または発泡ゴムで形成された包囲部材で包囲されているため、モータの振動を抑制することが可能である。また、包囲部材をハウジングに挿入する場合、包囲部材が弾性変形しやすいため、包囲部材ひいてはステータ構造をハウジングに挿入しやすい。モータの使用状態では、弾性が高い包囲部材の外周面がハウジングの内周面に広い接触面積で接触するので、ステータからハウジングへの高い熱伝導性が確保される。

本発明の実施形態に係るモータの断面図である。 実施形態に係るステータ構造の一部を破断した斜視図である。 実施形態の変形例に係るモータのステータ構造の一部を破断した斜視図である。 実施形態の他の変形例に係るモータのステータ構造の一部を破断した斜視図である。 実施形態の他の変形例に係るモータのステータ構造の一部を破断した斜視図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。

本発明の実施形態に係るモータのステータ構造は、モータに外部またはモータ自体から与えられる振動が激しい環境で好適に使用される。例えば、ステータ構造は、電気自動車、電動アシスト自転車、工作機械、または工業用ロボットで好適に使用される。但し、本発明の用途はこれらには限定されない。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るモータ１は、ロータ１０、ステータ構造２０、カバー３０、および軸受３２，３４を有する。

ロータ１０は、ロータシャフト１２、円筒状のロータコア１４、および複数の永久磁石１６を有する。ロータコア１４はロータシャフト１２に固定され、永久磁石１６はロータコア１４に埋設されている。但し、ロータ１０は、図示のタイプに限定されず、他のタイプであってもよい。

ステータ構造２０は、円筒状のステータ２２、包囲部材２４、およびハウジング２８を有する。

ステータ２２はロータコア１４を包囲し、ロータ１０を回転させる。ステータ２２は、円筒状のステータコア２２Ａおよび複数のコイル２２Ｂを有する。ステータ２２のタイプは任意に選択されうる。

包囲部材２４は発泡樹脂または発泡ゴムで形成されており、ステータ２２の全体を包囲する。換言すれば、ステータ２２の全体が包囲部材２４に埋設されている。包囲部材２４は、外周面２４Ａと内周面２４Ｂを有する円筒であって、包囲部材２４の中央にロータ１０が配置される空間２６が形成されている。包囲部材２４の内周面２４Ｂとロータ１０との間には間隔が設けられており、ステータ構造２０はロータ１０と接触しない。

ハウジング２８は、熱伝導率が高い材料、例えば金属から形成されている。ハウジング２８は、円筒状の周壁２８Ａ、底壁２８Ｂ、およびフランジ２８Ｃを有する。底壁２８Ｂは周壁２８Ａの一端に一体的に連結され、フランジ２８Ｃは周壁２８Ａの他端に一体的に連結されている。

周壁２８Ａの内周面２８Ｄは、包囲部材２４の外周面２４Ａに接触する。図１および図２に示すように、この実施形態では、周壁２８Ａの内周面２８Ｄ全体が、包囲部材２４の外周面２４Ａ全体に面接触する。図２においては、ハウジング２８の一部が破断されている。

底壁２８Ｂには軸受３４が取り付けられており、軸受３４はロータ１０を回転可能に支持する。底壁２８Ｂは、包囲部材２４の一端面全体に面接触する。

フランジ２８Ｃには、ステータ構造２０の蓋であるカバー３０が取り付けられている。カバー３０は、熱伝導率が高い材料、例えば金属から形成されている。カバー３０には、軸受３２が取り付けられており、軸受３２はロータ１０を回転可能に支持する。カバー３０は、包囲部材２４の一端面のほぼ全体に面接触する。

この実施形態においては、ステータ２２の全体が高い弾性を有する発泡樹脂または発泡ゴムで形成された包囲部材２４で包囲されているため、モータ１の振動を抑制することが可能である。

発泡樹脂または発泡ゴム製の包囲部材２４は、ステータ２２を包囲するように成形される。包囲部材２４は、例えば、ハウジング２８を型として成形してもよい。

但し、他の場所で成形した後の包囲部材２４をハウジング２８に挿入してもよい。包囲部材２４をハウジング２８に挿入する場合、包囲部材２４が弾性変形しやすいため、包囲部材２４ひいてはステータ構造２０をハウジング２８に挿入しやすい。一方、モータの使用状態では、弾性が高い包囲部材２４の外周面２４Ａがハウジング２８の内周面２８Ｄに広い接触面積で接触するので、ステータ２２からハウジング２８への高い熱伝導性が確保される。

図３は、変形例に係るステータ構造２０を示す。図２と同様に図３においては、ハウジング２８の一部が破断されている。

この変形例では、包囲部材２４の外周面２４Ａは、交互に並んだ複数の環状の凹部４０と複数の環状の凸部４２を有する。凹部４０と凸部４２は、ステータ２２の軸線を中心として、同心に配列されている。好ましくは、凹部４０と凸部４２は規則的な間隔で配列されているが、これらの間隔は不規則でもよい。凹部４０と凸部４２の数は、図示の例に限定されない。

包囲部材２４は、他の場所で成形された後に、ハウジング２８に挿入される。この変形例によれば、包囲部材２４をハウジング２８に挿入する時、外周面２４Ａに複数の凹部４０と複数の凸部４２を有する包囲部材２４とハウジング２８の内周面２８Ｄの接触面積が小さいので、包囲部材２４とハウジング２８の間の摩擦が小さく、包囲部材２４ひいてはステータ構造２０をハウジング２８に挿入しやすい。

一方、モータの使用状態では、弾性が高い包囲部材２４の外周面２４Ａがハウジング２８の内周面２８Ｄに広い接触面積で接触するので、ステータ２２からハウジング２８への高い熱伝導性が確保される。モータの使用状態では、凸部４２がハウジング２８の内周面２８Ｄによって圧縮されて、図２に示す実施形態と同様に、周壁２８Ａの内周面２８Ｄ全体が、包囲部材２４の外周面２４Ａ全体に面接触してもよい。

図４は、他の変形例に係るステータ構造２０を示す。図２と同様に図４においては、ハウジング２８の一部が破断されている。

この変形例では、包囲部材２４の外周面２４Ａは、交互に並んだ複数の線状の凹部４６と複数の線状の凸部４８を有する。凹部４６と凸部４８は、ステータ２２の軸線方向と平行に延びる。好ましくは、凹部４６と凸部４８は規則的な角間隔で配列されているが、これらの角間隔は不規則でもよい。凹部４６と凸部４８の数は、図示の例に限定されない。

包囲部材２４は、他の場所で成形された後に、ハウジング２８に挿入される。この変形例によれば、包囲部材２４をハウジング２８に挿入する時、外周面２４Ａに複数の凹部４６と複数の凸部４８を有する包囲部材２４とハウジング２８の内周面２８Ｄの接触面積が小さいので、包囲部材２４とハウジング２８の間の摩擦が小さい。凹部４６および凸部４８はステータ２２の軸線方向と平行に延びるため、図３の例に比べて、ステータ２２の軸線方向に沿って包囲部材２４をハウジング２８に挿入する際、摩擦抵抗が小さい。したがって、包囲部材２４ひいてはステータ構造２０をハウジング２８に挿入しやすい。

一方、モータの使用状態では、弾性が高い包囲部材２４の外周面２４Ａがハウジング２８の内周面２８Ｄに広い接触面積で接触するので、ステータ２２からハウジング２８への高い熱伝導性が確保される。モータの使用状態では、凸部４８がハウジング２８の内周面２８Ｄによって圧縮されて、図２に示す実施形態と同様に、周壁２８Ａの内周面２８Ｄ全体が、包囲部材２４の外周面２４Ａ全体に面接触してもよい。

図５は、他の変形例に係るステータ構造２０を示す。図２と同様に図５においては、ハウジング２８の一部が破断されている。

この変形例では、包囲部材２４は図４の変形例の包囲部材２４と同じであり、ハウジング２８の内周面２８Ｄが交互に並んだ複数の線状の凸部５０と複数の線状の凹部５２を有する。凸部５０と凹部５２は、ステータ２２の軸線方向と平行に延びる。凸部５０と凹部５２の各々には、包囲部材２４の外周面２４Ａに形成された凹部４６または凸部４８が嵌まり合う。好ましくは、凹部４６と凸部４８と同様に、凸部５０と凹部５２は規則的な角間隔で配列されているが、これらの角間隔は不規則でもよい。凹部４６と凸部４８の数と同様に、凸部５０と凹部５２の数は、図示の例に限定されない。

この変形例では、包囲部材２４は、例えば、ハウジング２８を型として成形してもよい。この場合には、ハウジング２８の凸部５０と凹部５２が包囲部材２４の凹部４６と凸部４８の成形に寄与する。

但し、他の場所で成形した後の包囲部材２４をハウジング２８に挿入してもよい。包囲部材２４をハウジング２８に挿入する場合、包囲部材２４の外周面２４Ａに形成された凹部４６および凸部４８はステータ２２の軸線方向と平行に延び、ハウジング２８の内周面２８Ｄに形成された凸部５０および凹部５２もステータ２２の軸線方向と平行に延びるので、ステータ２２の軸線方向に沿って包囲部材２４をハウジング２８に挿入する際、摩擦抵抗が小さい。したがって、包囲部材２４ひいてはステータ構造２０をハウジング２８に挿入しやすい。一方、モータの使用状態では、包囲部材２４の外周面２４Ａに形成された凹部４６および凸部４８がハウジング２８の内周面２８Ｄに形成された凸部５０および凹部５２にそれぞれ嵌まり合って、包囲部材２４の外周面２４Ａがハウジング２８の内周面２８Ｄに極めて広い接触面積で接触するので、ステータ２２からハウジング２８への高い熱伝導性が確保される。

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。

例えば、上記の実施形態および変形例において、包囲部材２４には、発泡樹脂または発泡ゴムの熱伝導率より高い熱伝導率を有する熱伝導フィラーが分散されていてもよい。熱伝導フィラーは、粒子であってもよいし、繊維であってもよい。この場合、ステータ２２からハウジング２８への熱伝導性が向上する。

本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。

条項１． モータのロータを回転させるステータと、
前記ステータの全体を包囲する、発泡樹脂または発泡ゴムで形成された包囲部材とを有し、
前記包囲部材に前記ロータが配置される空間が形成されている
ことを特徴とするモータのステータ構造。

条項２． 前記包囲部材は、複数の凹部と複数の凸部を有する外周面を有する
ことを特徴とする条項１に記載のステータ構造。

この条項によれば、包囲部材をハウジングに挿入する時、外周面に複数の凹部と複数の凸部を有する包囲部材とハウジングの接触面積が小さいので、包囲部材とハウジングの間の摩擦が小さく、包囲部材ひいてはステータ構造をハウジングに挿入しやすい。

条項３． 前記包囲部材の前記外周面に形成された前記凹部と前記凸部は、前記ステータの軸線方向と平行に延びる
ことを特徴とする条項２に記載のステータ構造。

この条項によれば、凹部および凸部はステータの軸線方向と平行に延びるため、他の場合に比べて、ステータの軸線方向に沿って包囲部材をハウジングに挿入する際、摩擦抵抗が小さい。したがって、包囲部材ひいてはステータ構造をハウジングに挿入しやすい。

条項４． 前記包囲部材が内部に配置されるハウジングをさらに有し、
前記ハウジングは、前記包囲部材の外周面に接触する内周面を有する
ことを特徴とする条項１から３のいずれか１項に記載のステータ構造。

条項５． 前記包囲部材が内部に配置されるハウジングをさらに有し、
前記ハウジングは、前記包囲部材の外周面に接触する内周面を有し、
前記内周面は、前記包囲部材の前記外周面に形成された前記凹部と前記凸部がそれぞれ嵌まり合う複数の凸部と複数の凹部を有する
ことを特徴とする条項３に記載のステータ構造。

この条項によれば、包囲部材の外周面に形成された凹部および凸部はステータの軸線方向と平行に延び、ハウジングの内周面に形成された凹部および凸部もステータの軸線方向と平行に延びるので、ステータの軸線方向に沿って包囲部材をハウジングに挿入する際、摩擦抵抗が小さい。したがって、包囲部材ひいてはステータ構造をハウジングに挿入しやすい。モータの使用状態では、包囲部材の外周面に形成された凹部および凸部がハウジングの内周面に形成された凸部および凹部にそれぞれ嵌まり合って、包囲部材の外周面がハウジングの内周面に極めて広い接触面積で接触するので、ステータからハウジングへの高い熱伝導性が確保される。

条項６． 前記包囲部材には、前記発泡樹脂または前記発泡ゴムの熱伝導率より高い熱伝導率を有する熱伝導フィラーが分散されている
ことを特徴とする条項１から５のいずれか１項に記載のステータ構造。

この条項によれば、ステータからハウジングへの熱伝導性が向上する。

条項７． 条項１から６のいずれか１項に記載のステータ構造と、
前記ロータとを有する
モータ。

１ モータ
１０ ロータ
２０ ステータ構造
２２ ステータ
２４ 包囲部材
２４Ａ 外周面
２６ 空間
２８ ハウジング
２８Ｄ 内周面
４０ 環状の凹部
４２ 環状の凸部
４６ 線状の凹部
４８ 線状の凸部
５０ 凸部
５２ 凹部

Claims (7)

1. モータのロータを回転させるステータと、
   前記ステータの全体を包囲する、発泡樹脂または発泡ゴムで形成された包囲部材とを有し、
   前記包囲部材に前記ロータが配置される空間が形成されている
   ことを特徴とするモータのステータ構造。
2. 前記包囲部材は、複数の凹部と複数の凸部を有する外周面を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のステータ構造。
3. 前記包囲部材の前記外周面に形成された前記凹部と前記凸部は、前記ステータの軸線方向と平行に延びる
   ことを特徴とする請求項２に記載のステータ構造。
4. 前記包囲部材が内部に配置されるハウジングをさらに有し、
   前記ハウジングは、前記包囲部材の外周面に接触する内周面を有する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ構造。
5. 前記包囲部材が内部に配置されるハウジングをさらに有し、
   前記ハウジングは、前記包囲部材の外周面に接触する内周面を有し、
   前記内周面は、前記包囲部材の前記外周面に形成された前記凹部と前記凸部がそれぞれ嵌まり合う複数の凸部と複数の凹部を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載のステータ構造。
6. 前記包囲部材には、前記発泡樹脂または前記発泡ゴムの熱伝導率より高い熱伝導率を有する熱伝導フィラーが分散されている
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のステータ構造。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のステータ構造と、
   前記ロータとを有する
   モータ。

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