JP2021058010A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】容易に組み立て可能なシール構造を有するモータを提供すること。【解決手段】モータは、ステータ、ロータ、ハウジング２２およびカバー２３を備える。ステータは、ハウジングに保持される。ロータは、ハウジングの内部に収容される。カバーは、ハウジングの上部を覆う。ハウジングは、開口部５７０が設けられた環状板部５７と、環状板部の外縁から下側に延びる上筒部と、を有する。カバーは、中心軸に対して垂直に広がる天板部２３１と、天板部の周縁部から下方へ向けて延びる周壁部２３２と、を有する。周壁部は、開口部の内周面に圧入される。【選択図】図２

Description

本発明は、モータに関する。

従来から、軸方向の一方側に設けられる底板の中央に開口が設けられたハウジングを有するモータが知られている。例えば、特許文献１には、ハウジングの開口を覆うシール部材が設けることで防塵機能を持たせたモータが開示されている。

特開平１１−１５３７６９号公報

従来のシール部材は、ハウジングに対してねじ固定される。このため、組み立て工程が複雑化するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、容易に組み立て可能なシール構造を有するモータの提供を目的の一つとする。

本発明の例示的な一実施形態にかかるモータは、上下に延びる中心軸を中心とする環状のステータと、前記ステータの径方向内側において、前記中心軸を中心として回転可能に支持されるロータと、前記ステータを保持するとともに前記ロータを内部に収容するハウジングと、前記ハウジングの上部を覆うカバーと、を備え、前記ハウジングは、開口部が設けられた環状板部と、環状板部の外縁から下側に延びる上筒部と、を有し、前記カバーは、前記中心軸に対して垂直に広がる天板部と、前記天板部の周縁部から下方へ向けて延びる周壁部と、を有し、前記周壁部は、前記開口部の内周面に圧入される。

本発明の一つの態様によれば、容易に組み立て可能なシール構造を有するモータが提供される。

図１は、本発明の実施形態に係るモータの縦断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るモータの部分縦断面図である。 図３は、本発明の変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図４は、本発明の他の変形例に係るモータの部分縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、ハウジングに対してカバー側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。

また、上述した「平行な方向」は、略平行な方向も含む。また、上述した「直交する方向」は、略直交する方向も含む。

図１は、本発明の実施形態に係るモータ１の縦断面図である。

このモータ１は、例えば、自動車に搭載され、ブレーキ装置の駆動力を発生させる駆動源として使用される。ただし、本発明のモータは、ブレーキ装置以外の用途に使用されるものであってもよい。例えば、本発明のモータは、自動車の他の部位、例えば電動パワーステアリング装置、トランスミッション装置、エンジン冷却用ファン、またはオイルポンプの駆動源として、使用されるものであってもよい。また、本発明のモータは、家電製品、ＯＡ機器、医療機器等に搭載され、各種の駆動力を発生させるものであってもよい。

図１に示すように、モータ１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、駆動対象となる機器の枠体に固定される。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持される。

本実施形態の静止部２は、ステータ２１、ハウジング２２、カバー２３、軸受２５、およびバスバー２８を有する。

ステータ２１は、駆動電流に応じて回転磁界を発生させる電機子である。ステータ２１は、中心軸９を中心とする円環状の外形を有する。ステータ２１は、ステータコア４１、複数のインシュレータ４２、および複数のコイル４３を有する。

ステータコア４１は、電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。ステータコア４１は、円環状のコアバックと、コアバックから径方向内側へ向けて突出した複数のティースとを有する。コアバックは、中心軸９と同軸に配置される。複数のティースは、周方向に等間隔に配列される。

インシュレータ４２は、絶縁体である樹脂からなる。ステータコア４１の表面の少なくとも一部は、インシュレータ４２に覆われる。具体的には、ステータコア４１の表面のうち、少なくとも、各ティースの上面、下面、および周方向の両端面は、インシュレータ４２に覆われる。

コイル４３は、インシュレータ４２の周囲に巻かれた導線により、構成される。すなわち、本実施形態では、磁芯となるティースの周囲に、インシュレータ４２を介して、導線が巻かれる。インシュレータ４２は、ティースとコイル４３との間に介在することによって、ティースとコイル４３とが電気的に短絡することを、抑制する。

複数のバスバー２８は、ステータ２１のコイル４３へ駆動電流を供給するための部材である。複数のバスバー２８は、それぞれ、導体である金属片をプレス加工することにより得られる。コイル４３から下方へ引き出される導線の端部は、バスバー２８の端部に、例えば溶接により、電気的に接続される。モータ１の外部またはモータ１の内部に配置される制御基板（図示省略）から供給される駆動電流は、バスバー２８を通ってコイル４３へ流れる。

ハウジング２２は、ステータ２１およびバスバー２８を保持する。ハウジング２２は、例えば金属である。後述するロータ３２は、ハウジング２２の内部に収容される。図１に示すように、ハウジング２２は、ステータ保持部５２、上筒部５４、環状板部５７、開口部５７０、下垂部５４１、および下筒部５８を有する。

環状板部５７は、開口部５７０を有する。開口部５７０は、環状板部５７の中央に位置する。上筒部５４は、環状板部５７の外縁から下側に延びる。下垂部５４１は、上筒部５４の下端部から下側に延びる。ステータ保持部５２は、ロータ３２の周囲において、軸方向に円筒状に延びる。ステータ２１は、ステータ保持部５２の内周面に保持される。ステータ保持部５２の上端部の外周面は、上方へ向かうにつれて徐々に縮径する。上筒部５４は、ステータ保持部５２の上端部から上方へ向けて、円筒状に延びる。軸受２５の外輪は、上筒部５４の内周面と、環状板部５７の下面とに固定される。下筒部５８は、ステータ保持部５２の下端部から下方へ向けて、円筒状に延びる。

軸受２５は、ハウジング２２と、後述するロータ３２との間に配置される。軸受２５には、例えば、複数の球体を介して外輪と内輪とを相対回転させるボールベアリングが用いられる。上述の通り、軸受２５の外輪は、上筒部５４の内周面に固定される。軸受２５の下側には、支持部材５４２が配置される。支持部材５４２は、下垂部５４１の内周面に固定される。支持部材５４２と下垂部５４１との固定は、例えばねじ止めである。支持部材５４２の外周面および下垂部５４１の内周面それぞれにねじ溝が設けられ、下垂部５４１の内周面に支持部材５４２を回し入れながら固定する。軸受２５の外輪の上面は、環状板部５７の下面に接触し、軸受２５の外輪の外周面は、上筒部５４の内周面に接触し、軸受２５の外輪の下面は、支持部材５４２の上面に接触する。軸受２５の内輪は、ロータ３２の上端部に固定される。これにより、ハウジング２２に対してロータ３２が、回転可能に支持される。ただし、ボールベアリングに代えて、すべり軸受や流体軸受等の他方式の軸受が、使用されていてもよい。

本実施形態の回転部３は、シャフト３１と、シャフト３１に固定されるロータ３２とを有する。シャフト３１の上部には、貫通穴を有する抑え部材３３とボルト３４とが固定される。抑え部材は３３、天板部２３１よりも下側に位置する。抑え部材３３の下面は、軸受２５の内輪の上面と接触する。

ロータ３２は、ステータ２１の径方向内側に位置し、シャフト３１とともに、中心軸９を中心として回転する。ロータ３２は、ロータコア６１と、複数のマグネット６２とを有する。ロータコア６１は、磁性体である金属からなる。本実施形態のロータコア６１は、円筒状であり、上方へ向かうにつれて段階的に縮径する。ロータコア６１は、その上端部に、軸方向に延びる貫通孔６０を有する。シャフト３１は、ロータコア６１の当該貫通孔６０に圧入される。これにより、ロータコア６１とシャフト３１とが、互いに固定される。

複数のマグネット６２は、ロータコア６１の外周面に、例えば接着剤で固定される。各マグネット６２の径方向外側の面は、ステータコア４１のティースの径方向内側の端面に対向する磁極面となっている。複数のマグネット６２は、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように、周方向に配列される。なお、複数のマグネット６２に代えて、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁された１つの円環状のマグネットが、使用されていてもよい。また、複数のマグネット６２は、ロータコア６１の内部に埋め込まれていてもよい。

バスバー２８からコイル４３に駆動電流が供給されると、ステータコア４１の複数のティースに回転磁界が生じる。そして、ティースとマグネット６２との間の磁気的な吸引力および反発力によって、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９を中心として回転する。

カバー２３は、中心軸に対して垂直に広がる天板部と、天板部の周縁部から下方へ向けて延びる周壁部と、を有する。カバー２３は、例えば金属である。

続いて、図２を用いて、ハウジング２２に対するカバー２３の固定について、説明する。図２は、本実施形態に係るモータの部分縦断面図である。

上述したモータ１においてハウジング２２とカバー２３とを固定するときには、まず、ハウジング２２の上端部に、カバー２３を取り付ける。具体的には、図２中の白抜き矢印のように、ハウジング２２の上方から、ハウジング２２の上端部へ向けて、カバー２３を接近させる。そして、環状板部５７の径方向内側の開口部５７０に、カバー２３の周壁部２３２を圧入する。より詳細には、開口部５７０の内周面に、カバー２３の周壁部２３２を圧入する。このとき、カバー２３の周壁部２３２が径方向内側へ撓み、その反発力で、周壁部２３２が、開口部５７０の内周面を押圧する。これにより、ハウジング２２の上端部に、カバー２３が固定される。これにより、ハウジング２２の開口部５７０とカバー２３との間が封止される。したがって、ハウジング２２の内部空間への水滴の浸入が防止される。すなわち、容易に組み立て可能なシール構造によって、モータ１の防水性を確保することができる。

次に、モータ１の変形例について、図３を用いて説明する。以下、モータ１と異なる箇所について説明する。図３は、本実施形態の変形例に係るモータの部分断面図である。このモータ１Ａのカバー２３Ａは、周壁部２３２Ａから径方向外側へ広がるフランジ部２３３Ａを有する。環状板部５７Ａの上面と、フランジ部２３３Ａの下面と、が接触する。これにより、カバー２３Ａの軸方向の位置決めができ、カバー２３Ａが、軸方向下側に押し込まれすぎることによって生じる軸受２５Ａとの接触を防止できる。

変形例におけるカバー２３Ａは、例えば、金属片をプレス加工することにより得られる。この場合、カバー２３Ａは、内周壁部２３６Ａと外周壁部２３７Ａと屈曲部２３８Ａとを有する。内周壁部２３６Ａは、天板部２３１Ａの外周縁部と繋がる。外周壁部２３７Ａは、内周壁部２３６Ａの径方向外側に位置し、フランジ部２３３Ａの内周縁部に繋がる。屈曲部２３８Ａは、内周壁部２３６Ａの下端部と外周壁部２３７Ａの下端部とを繋ぐ。カバー２３Ａをこのように構成することにより、カバー２３Ａを容易な加工方法であるプレス加工することができる。

モータ１Ａのカバー２２Ａでは、内周壁部２３６Ａおよび外周壁部２３７Ａは、中心軸９と平行である。このように構成することにより、抑え部材３３Ａを収容する空間を広くできる。よって、カバー２２Ａに軸方向下側の衝撃が加わり変形した場合に、カバー２２Ａが抑え部材３３Ａに接触することを抑制できる。

次に、モータ１の他の変形例について、図４を用いて説明する。以下、モータ１Ａと異なる箇所について説明する。図４は、本実施形態の他の変形例に係るモータの部分断面図である。このモータ１Ｂのカバー２３Ｂでは、内周壁部２３６Ｂは、中心軸に対して傾斜している。言い換えると、内周壁部２３６Ｂは、上側に向かうにつれて外周壁部２３７Ｂから離れる方向に傾く。このように構成することにより、外周壁部２３７Ｂと内周壁部２３６Ｂとの間には空間が設けられる。これにより、カバー２３Ｂをハウジング２２Ｂに組付ける際、外周壁部２３７Ｂの外周面を保持して作業できるため、フランジ部２３３Ｂから軸方向上側に突出する部位を設ける必要がない。すなわち、カバー２３Ｂの軸方向寸法の増大を抑制できる。

図３および図４に示すように、環状板部５７Ａ、５７Ｂの上面が、第１上面５７１Ａ、５７１Ｂと、第２上面５７２Ａ、５７２Ｂを有していてもよい。第２上面５７２Ａ、５７２Ｂは、第１上面５７１Ａ、５７１Ｂよりも径方向外側に位置する。第１上面５７１Ａ、５７１Ｂは、フランジ部２３３Ａ、２３３Ｂの下面と接触し、フランジ部２３３Ａ、２３３Ｂの上面が第２上面５７２Ａ、５７２Ｂより下側に位置する。

さらに、第２上面５７２Ａ、５７２Ｂがカシメ部を有し、フランジ部２３３Ａ、２３３Ｂがカシメ部によって固定されてもよい。このように構成することにより、カバーが軸方向上側に脱落することを、より確実に抑制できる。
さらに、第１上面５７１Ａ、５７１Ｂとフランジ部Ａ、２３３Ｂの下面との間に、環状の樹脂部材を有していてもよい。環状の樹脂部材は、例えば、Оリングや接着剤である。また、液状ガスケットを第１上面上に塗布した後、カバーを組付けて、液状ガスケットを固化させたものであってもよい。このように構成することにより、モータの防水性を、より高めることができる。

また、モータを構成する各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

以上、本発明の実施形態および変形例について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。

本発明は、モータに利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ モータ
２ 静止部
３ 回転部
９，９Ａ，９Ｂ 中心軸
２１ ステータ
２２，２２Ａ，２２Ｂ ハウジング
２３，２３Ａ，２３Ｂ カバー
２５ 軸受
２８ バスバー
３１ シャフト
３２ ロータ
４１ ステータコア
４２ インシュレータ
４３ コイル
５２ ステータ保持部
５４，５４Ａ，５４Ｂ 上筒部
５４１ 下垂部
５４２ 支持部材
５７，５７Ａ，５７Ｂ 環状板部
５７０ 開口部
５７１Ａ，５７１Ｂ 第１上面
５７２Ａ，５７２Ｂ 第２上面
５８Ａ，５８Ｂ 下筒部
６０ 貫通孔
６１ ロータコア
６２ マグネット
２３１，２３１Ａ，２３１Ｂ 天板部
２３２，２３２Ａ、２３２Ｂ 周壁部
２３３，２３３Ａ，２３３Ｂ フランジ部
２３６Ａ，２３６Ｂ 内周壁部
２３７Ａ，２３７Ｂ 外周壁部
２３８Ａ 屈曲部

Claims (8)

1. 上下に延びる中心軸を中心とする環状のステータと、
   前記ステータの径方向内側において、前記中心軸を中心として回転可能に支持されるロータと、
   前記ステータを保持するとともに前記ロータを内部に収容するハウジングと、
   前記ハウジングの上部を覆うカバーと、
   を備え、
   前記ハウジングは、
   開口部を有する環状板部と、
   環状板部の外縁から下側に延びる上筒部と、
   を有し、
   前記カバーは、
   前記中心軸に対して垂直に広がる天板部と、
   前記天板部の周縁部から下方へ向けて延びる周壁部と、
   を有し、
   前記周壁部は、前記開口部の内周面に圧入される、モータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記カバーは、
   前記周壁部から径方向外側へ広がるフランジ部を有し、
   前記環状板部の上面と前記フランジ部の下面とが接触する。
3. 請求項２に記載のモータであって、
   前記周壁部は、
   前記天板部の外周縁部と繋がる内周壁部と、
   前記内周壁部の径方向外側に位置し、前記フランジ部の内周縁部に繋がる外周壁部と、
   前記内周壁部の下端部と前記外周壁部の下端部とを繋ぐ屈曲部と、
   を有する。
4. 請求項３に記載のモータであって、
   前記ロータは、前記軸受の内輪の上面と接触する抑え部材を有し、
   前記抑え部材は、前記天板部よりも下側に位置し、
   前記内周壁部および前記外周壁部は、前記中心軸と平行である。
5. 請求項３に記載のモータであって、
   前記内周壁部は、前記中心軸に対して傾斜している。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のモータであって、
   前記環状板部の上面は、
   第１上面と、
   前記第１上面よりも径方向外側に位置する第２上面を有し、
   前記第１上面は、前記フランジ部の下面と接触し、前記フランジ部の上面は前記第２上面より下側に位置する。
7. 請求項６に記載のモータであって、
   前記第２上面は、カシメ部を有し、
   前期フランジ部は、前記カシメ部によって固定される。
8. 請求項１から７に記載のモータであって、
   前記第１上面と前記フランジ部の下面との間に、環状の樹脂部材を有する。

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