JP2023098102A - motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータに関する。 The present invention relates to motors.
従来のモータは、回転軸を中心として回転するロータを備える。ロータは、シャフトを径方向外側から囲み、軸方向に複数配置されたロータコアと、ロータコアの軸方向外側に配置され、シャフトが圧入されるシャフト貫通孔を有する板状のエンドプレートと、を備える(例えば、特許文献1参照)。 A conventional motor has a rotor that rotates about an axis of rotation. The rotor surrounds the shaft from the outside in the radial direction, and includes a plurality of rotor cores arranged in the axial direction, and a plate-like end plate arranged axially outside the rotor core and having a shaft through-hole into which the shaft is press-fitted ( For example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来のモータでは、ロータの回転時にシャフトのシャフト貫通孔に対する圧入力が低下し、エンドプレートが軸方向にズレてロータの回転が不安定になる可能性があった。 However, in conventional motors, there is a possibility that the press force applied to the shaft through-hole of the shaft during rotation of the rotor may decrease, causing the end plate to shift in the axial direction, resulting in unstable rotation of the rotor.
そこで、本発明は、ロータを安定して回転させることができるモータを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor capable of stably rotating a rotor.
本発明の例示的なモータは、ロータと、ステータと、を備える。ロータは、回転軸を中心として回転する。ステータは、ロータの径方向外側に配置される。ロータは、シャフトと、ロータコアと、ロータマグネットと、板状のエンドプレートと、板状のエンドリングと、を有する。シャフトは、回転軸に沿って延びる。ロータコアは、シャフトを径方向外側から囲み、軸方向に複数配置される。ロータマグネットは、ロータコアに固定される。エンドプレートは、ロータコアの軸方向外側の少なくとも一方に配置され、シャフトが圧入されるプレート貫通孔を有する。エンドプレートは、エンドプレートの軸方向外面に接触し、シャフトが圧入されるリング貫通孔を有する。エンドリングのシャフトに対する圧入力は、エンドプレートのシャフトに対する圧入力よりも大きい。 An exemplary motor of the present invention comprises a rotor and a stator. The rotor rotates around the axis of rotation. The stator is arranged radially outside the rotor. The rotor has a shaft, a rotor core, rotor magnets, plate-like end plates, and plate-like end rings. The shaft extends along the axis of rotation. A plurality of rotor cores surround the shaft from the outside in the radial direction and are arranged in the axial direction. A rotor magnet is fixed to the rotor core. The end plate is arranged on at least one of the axial outer sides of the rotor core and has a plate through-hole into which the shaft is press-fitted. The end plate has a ring through hole that contacts the axial outer surface of the end plate and into which the shaft is press-fitted. The press force of the end ring on the shaft is greater than the press force of the end plate on the shaft.
例示的な本発明によれば、ロータを安定して回転させることができるモータを提供することができる。 According to the exemplary invention, it is possible to provide a motor that can stably rotate the rotor.
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詳細に説明する。なお、図1に示すモータ1の回転軸Jの延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータ1の回転軸Jを中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。なお、「軸方向」、「径方向」、「周方向」は単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。
Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the drawings. The direction in which the rotation axis J of the
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。 Hereinafter, motors according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention.
<1.モータの構成>
以下、図面を基に本発明の例示的な一実施形態にかかるモータ1について説明する。図1は、一実施形態のモータ1の縦断面図である。図2は、ロータ20の斜視図であり、図3はロータ20の分解斜視図である。
<1. Configuration of Motor>
A
モータ1は、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、電気自動車(EV)等の動力源として車両に搭載される。
A
モータ1は、インナーロータ型のモータである。モータ1は、ハウジング(不図示)内部に収容され、ロータ20と、ステータ30と、を備える。ロータ20は、回転軸Jを中心として回転する。
The
<2.ステータの構成>
ステータ30は、ロータ20と隙間を介して径方向外側に対向して配置される。ステータ30は、ハウジングに固定される。ステータ30は、ステータコア31と、複数のコイル32と、を有する。ステータコア31は、ロータ20を径方向外側から囲む。ステータコア31は、軸方向に延びる円筒状のコアバック(不図示)と、コアバックから径方向内側に延びる複数のティース(不図示)と、を有する。コアバックは、電磁鋼板等の磁性体を軸方向に複数積層して形成される。複数のティースは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。
<2. Configuration of Stator>
The
複数のコイル32は、インシュレータ(不図示)を介してステータコア31の各ティースにそれぞれ装着される。複数のコイル32は、周方向に複数配置される。
A plurality of
<3.ロータの構成>
ロータ20は、シャフト21と、ロータコア22a、22bと、ロータマグネット23と、2つのエンドプレート24と、2つのエンドリング25と、センタープレート26と、を有する。
<3. Configuration of Rotor>
The
シャフト21は、回転軸Jに沿って延び、回転軸Jを中心として回転する。シャフト21は、円筒状に形成され、中空部21aと、連通孔21bと、凹溝部21cと、を有する。中空部21aは、シャフト21の内部に配置され、軸方向に延びる。
The
連通孔21bは、シャフト21を径方向に貫通して中空部21aに連通する。連通孔21bは、中空部21aとシャフト21の外部とを連通させる。凹溝部21cは、シャフト21の内周面上に径方向外側に凹んで形成され、周方向に延びる。連通孔21bは、凹溝部21内に配置される。
The
シャフト21は、ベアリング(不図示)により回転可能に支持される。ベアリングは、例えば、ボールベアリングである。ベアリングは、モータ1を収容するハウジング(不図示)に保持されている。
The
ロータコア22a、22bは、シャフト21を径方向外側から囲み、軸方向に複数配置される。本実施形態では2個のロータコア22a、22bが配置されており、ロータコア22aとロータコア22bとの間には環状のセンタープレート26が、配置されている。なお、本実施形態では、ロータコア22a、22bが2個設けられているが、2個以上設けてもよい。
The
ロータコア22a、22bは、環状の電磁鋼板等の磁性体を軸方向に複数積層して形成される。ロータコア22a、22bは、それぞれ、挿通孔221と、ロータ流通孔222と、マグネット挿入孔223と、を有する。
The
挿通孔221は、回転軸Jに沿って延びるとともに、ロータコア22a、22bを軸方向に貫通する。シャフト21は、挿通孔221に挿入される。
The
ロータ流通孔222は、挿通孔221よりも径方向外側に配置され、ロータコア22a、22bを軸方向に貫通する。ロータ流通孔222は、周方向に等間隔で複数配置されている。なお、本実施形態では、ロータ流通孔222は、8個設けられているが、8個以外でもよい。
The
マグネット挿入孔223は、ロータコア22a、22bを軸方向に貫通する。マグネット挿入孔223の内部には、ロータマグネット23が挿入される。これにより、ロータマグネット23がロータコア22a、22bに固定される。なお、ロータマグネット23は、ロータコア22a、22bの外周面に固定してもよい。
The
<4.エンドプレート及びエンドリングの構成>
図4は、エンドプレート24及びエンドリング25の分解斜視図である。2つエンドプレート24は、円板状に形成され、ロータコア22aの軸方向外側と、ロータコア22bの軸方向外側にそれぞれ配置される。エンドプレート24は、回転軸J上に配置され、軸方向に貫通するプレート貫通孔241を有する。シャフト21は、プレート貫通孔241に圧入される。
<4. Configuration of End Plate and End Ring>
4 is an exploded perspective view of the
エンドプレート24は、突起部242と、凹部243と、を有する。突起部242は、エンドプレート24の軸方向外面の外周部から軸方向に突出する。突起部242は、プレート貫通孔241を囲んで環状に形成されている。凹部243は、突起部242の軸方向端面から軸方向に凹む。本実施形態では、凹部243は、周方向に等間隔で4箇所設けられている。凹部243の底面には、軸方向に貫通するプレート流通孔244が形成されている。
The
2つのエンドリング25は、円環状に形成され、各エンドプレート24の軸方向外面にそれぞれ接触する。エンドリング25、シャフト21が圧入されるリング貫通孔251を有する。
The two end rings 25 are formed in an annular shape and contact the axial outer surface of each
エンドリング25は、凸部252を有する。凸部252は、エンドリング25の径方向外周面から径方向外側に突出し、凹部243内部に配置される。本実施形態では、凸部252は、周方向に等間隔で4箇所設けられている。
The
本実施形態では、ロータコア22a側のエンドリング25はロータコア22a、22bの軸方向の保持(ズレ防止)およびロータコア22aの端面と接しているエンドプレート24の周方向の保持(回り止め)として機能している。また、ロータコア22b側のエンドリング25はロータコア22bの端面と接しているエンドプレート24の周方向の保持(回り止め)として機能している。なお、図1に示すように、シャフト21の下端部にはフランジ21dが形成されており、フランジ21dは、ロータコア22a、22b、ロータコア22bに接しているエンドプレート25、及びエンドリング24が軸方向にズレないように保持している。
In this embodiment, the
ロータコア22a、22bは、2つのエンドプレート24によって軸方向に挟まれて固定される。エンドリング25は、エンドプレート24をロータコア22a、22b側に押圧し、エンドプレート24が、軸方向にズレることを防止する。これにより、ロータ20を安定して回転させることができる。
The
このとき、少なくともロータコア22a側のエンドリング25のシャフト21に対する圧入力は、エンドプレート24のシャフト21に対する圧入力よりも大きい。これにより、エンドプレート24を軸方向により強固に固定できる。
At this time, at least the pressure force of the
例えば、エンドプレート24は、プレスによりシャフト21に圧入される。ロータコア22a側のエンドリング25は、焼き嵌めによりシャフト21に圧入されるされる。エンドリング25をシャフト21に焼き嵌めすることで、より大きい圧入力でエンドリング25をシャフト21に圧入することができる。また、エンドリング25をシャフト21に焼き嵌めすることにより、ロータ20の組立て作業性が向上する。なお、ロータコア22a側のエンドリング25及びロータコア22b側のエンドリング25の両方を、焼き嵌めによりシャフト21に圧入してもよい。
For example, the
エンドリング25がエンドプレート24と接触した状態において、凸部252が、凹部243に嵌り、エンドプレート24が、エンドリング25によって周方向に固定される。これにより、シャフト21の回転時に、エンドプレート24が周方向にずれることを防止できる。
When the
なお、凸部252と凹部243との間には、周方向に隙間が形成されていてもよい。これにより、凸部252の形状にバラツキが発生した場合でも、凸部252を凹部243に確実に嵌めることができる。
A gap may be formed in the circumferential direction between the
また、エンドプレート24は、突起部242が形成されており、エンドプレート24の外周部は、エンドプレート24の内周部よりも軸方向の厚みが大きい。これにより、エンドプレート24は、エンドリング25から内周部よりも外周部に軸方向に大きな押圧力が掛かる。これにより、エンドプレート24が、軸方向にズレることをより防止できる。
Further, the
凹部243の底面と凸部252とは、軸方向に隙間Sを介して対向し、隙間Sは、径方向外端が開放されている(図2参照)。
The bottom surface of the
<5.センタープレートの構成>
図5はセンタープレート26の斜視図である。センタープレート26は、円板状に形成され、センター貫通孔261と、センター流通孔262と、センター凹部263と、を有する。センター貫通孔261は、回転軸J上に配置され、センタープレート26を軸方向に貫通する。シャフト21は、センター貫通孔261に挿通される。
<5. Configuration of Center Plate>
FIG. 5 is a perspective view of the
センター凹部263は、センター貫通孔261の周縁部において、センタープレート26の軸方向一端面が軸方向に凹んで形成される、センター流通孔262は、センター凹部の底面に配置され、周方向に等間隔で複数配置される。本実施形態では、センター流通孔262は、周方向に等間隔で8箇所設けられている。
The
センタープレート26は、センターオイル流路265を有する(図1参照)。センターオイル流路265は、センター流通孔262及びセンター凹部263により構成される。センタープレート26をロータコア22aに接触させたとき、センター凹部263の底面とロータコア22aの軸方向のロータコア22b側の端面との間には隙間が形成される。シャフト21の連通孔21bは、センター凹部263に臨んで開口している。これにより、センターオイル流路265は、連通孔21bと、ロータコア22aのロータ流通孔222と、ロータコア22bのロータ流通孔222と、を連通する。
The
<6.油路の構成>
モータ1は、オイルが循環する油路40を有する(図1参照)。オイルは、モータ1を収容するハウジング(不図示)内に収容される。なお、本明細書において「油路」とは、オイルの経路を意味する。
<6. Configuration of oil passage>
The
オイルは、モータ1を冷却する冷却媒体である。オイルは、モータ1の潤滑油及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)と同等のオイルを用いることが好ましい。
Oil is a cooling medium that cools the
油路40は、シャフト21の中空部21aと、センターオイル流路265と、ロータ流通孔222と、隙間Sと、で構成される。
The
中空部21aに供給されたオイルは、ロータ20の回転に伴い遠心力が付与される。これにより、オイルは、連通孔21bを介してセンターオイル流路265に連続的に飛散する。また、オイルの飛散に伴い、中空部21a内部が負圧となり、中空部21a内のオイルが、連通孔21b側に吸引される。このとき、凹溝部21cを設けることにより、凹溝部21c内にオイルが溜まる。従って、連通孔21bを介してシャフト21の外部にオイルを安定して供給できる。
Centrifugal force is applied to the oil supplied to the
センターオイル流路265から、ロータコア22aのロータ流通孔222及びロータコア22bのロータ流通孔222に流入したオイルは、それぞれ軸方向外側に流通し、ロータコア22a及びロータコア22bの軸方向外側に飛散する。
The oil that has flowed from the center
ロータコア22a及びロータコア22bの軸方向外側に飛散したオイルは、プレート流通孔244を介して隙間Sに流入し、隙間Sの径方向外端からステータ30に向けて噴射される(図2参照)。ステータ30に到達したオイルは、ステータ30から熱を奪う。
The oil scattered axially outward from the
<7.その他>
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態は適宜任意に組み合わせることができる。
<7. Others>
The embodiments of the present invention have been described above. It should be noted that the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist of the invention. Further, the above-described embodiments can be combined arbitrarily as appropriate.
本実施形態では、エンドプレート24は、ロータコア22a、22bの軸方向両外側に2つ設けたが、ロータコア22a、22bの軸方向外側の一方にのみ設けてもよい。この場合、ロータコア22a、22bの軸方向外側の他方は、例えば、ナットとワッシャを用いてロータコア22a、22bを軸方向に固定できる。
In this embodiment, two
本発明のモータは、例えば自動車等の動力源として利用することができる。 The motor of the present invention can be used, for example, as a power source for automobiles and the like.
1 モータ
20 ロータ
21 シャフト
21a 中空部
21b 連通孔
21c 凹溝部
21d フランジ
22a、22b ロータコア
23 ロータマグネット
24 エンドプレート
25 エンドリング
26 センタープレート
30 ステータ
31 ステータコア
32 コイル
40 油路
221 挿通孔
222 ロータ流通孔
223 マグネット挿入孔
241 プレート貫通孔
242 突起部
243 凹部
244 プレート流通孔
251 リング貫通孔
252 凸部
261 センター貫通孔
262 センター流通孔
263 センター凹部
265 センターオイル流路
J 回転軸
S 隙間
1
Claims (8)
前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、を備え、
前記ロータは、
前記回転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み、軸方向に複数配置されたロータコアと、
前記ロータコアに固定されたロータマグネットと、
前記ロータコアの軸方向外側の少なくとも一方に配置され、前記シャフトが圧入されるプレート貫通孔を有する板状のエンドプレートと、
前記エンドプレートの軸方向外面に接触し、前記シャフトが圧入されるリング貫通孔を有する板状のエンドリングと、を有し、
前記エンドリングの前記シャフトに対する圧入力は、前記エンドプレートの前記シャフトに対する圧入力よりも大きい、モータ。 a rotor that rotates about a rotation axis;
a stator arranged radially outward of the rotor,
The rotor is
a shaft extending along the axis of rotation;
a plurality of rotor cores surrounding the shaft from the outside in the radial direction and arranged in the axial direction;
a rotor magnet fixed to the rotor core;
a plate-shaped end plate disposed on at least one of the axially outer sides of the rotor core and having a plate through hole into which the shaft is press-fitted;
a plate-shaped end ring having a ring through-hole in contact with the axial outer surface of the end plate and into which the shaft is press-fitted;
The motor, wherein the press force of the end ring to the shaft is greater than the press force of the end plate to the shaft.
軸方向外面の外周部から軸方向に突出する環状の突起部と、
前記突起部の軸方向端面から軸方向に凹む凹部と、を有し、
前記エンドリングは、
径方向外周面から径方向外側に突出し、前記凹部の内部に配置される凸部を有する、請求項1又は請求項2に記載のモータ。 The end plate is
an annular protrusion projecting axially from the outer peripheral portion of the axial outer surface;
a concave portion recessed in the axial direction from the axial end face of the protrusion;
The end ring is
3. The motor according to claim 1, further comprising a convex portion that protrudes radially outward from the radial outer peripheral surface and is arranged inside the concave portion.
前記隙間は、径方向外端が開放されている、請求項1~請求項5のいずれかに記載のモータ。 the bottom surface of the concave portion and the convex portion face each other in the axial direction with a gap therebetween,
6. The motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the gap has an open radial outer end.
前記シャフトは、内部に中空部を有して筒状に形成され、
径方向に貫通して前記中空部に連通する連通孔を有し、
前記ロータコアは、
前記回転軸に沿って延びるとともに、軸方向に貫通して前記シャフトが挿通される挿通孔と、
前記挿通孔よりも径方向外側に配置され、軸方向に貫通するロータ流通孔と、を有し、
前記センタープレートは、前記連通孔と前記ロータ流通孔とを連通するセンターオイル流路を有する、請求項1~請求項6のいずれかに記載のモータ。 further comprising an annular center plate disposed between the axially adjacent rotor cores;
The shaft is formed in a cylindrical shape having a hollow inside,
having a communication hole penetrating in a radial direction and communicating with the hollow portion;
The rotor core is
an insertion hole extending along the rotation axis and axially penetrating through which the shaft is inserted;
a rotor flow hole arranged radially outside the insertion hole and penetrating in the axial direction;
7. The motor according to claim 1, wherein said center plate has a center oil flow path that communicates said communicating hole and said rotor communicating hole.
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