JP2023150342A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotating electric machine.
ロータとステータを有するモータを備えた回転電機が知られている。例えば、特許文献1には、ステータコアから引き出されたコイル線をバスバー部材を介して制御基板に接続するモータが開示されている。
2. Description of the Related Art Rotating electric machines equipped with a motor having a rotor and a stator are known. For example,
バスバー部材の他に射出成形部品、端子部品、樹脂部材等を用いるため、部品点数が多くなりコスト増加を招いていた。 In addition to the busbar members, injection molded parts, terminal parts, resin members, etc. are used, which increases the number of parts and increases costs.
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、コスト低減に寄与できる回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a rotating electric machine that can contribute to cost reduction.
本発明の回転電機の一つの態様は、軸方向に延びる回転シャフト、前記回転シャフトの周面に固定されたロータおよび前記ロータの周囲に配置された環状のステータを有するモータユニットと、軸方向一方側が開口し、前記モータユニットを収容した筒状ケースと、前記筒状ケースの内壁に周方向に沿って設けられ、軸方向一方側に向く段部と、前記段部に設けられ、径方向内側から径方向外側に延びる溝部と、前記ステータから引き出され、一部が前記溝部に収容されたコイル線と、軸方向他方側に突出し前記溝部に入り込む凸条部を有し、前記段部に配置された環状のガイド部材と、前記コイル線の端部が通るスルーホールを有する基板と、を有し、前記コイル線は、前記溝部と前記凸条部に挟まれるとともに、端部側が軸方向に沿って前記内壁と前記ガイド部材との隙間を通り前記スルーホールまで延びている。 One aspect of the rotating electric machine of the present invention includes a motor unit having a rotating shaft extending in the axial direction, a rotor fixed to the circumferential surface of the rotating shaft, and an annular stator disposed around the rotor; a cylindrical case having an open side and accommodating the motor unit; a step provided along the circumferential direction on the inner wall of the cylindrical case and facing one side in the axial direction; and a step provided in the step and radially inward. a groove portion extending radially outward from the stator; a coil wire pulled out from the stator and partially housed in the groove portion; and a protruding portion protruding toward the other side in the axial direction and entering the groove portion, and disposed in the step portion. and a substrate having a through hole through which the end of the coil wire passes, and the coil wire is sandwiched between the groove and the protrusion, and the end side is axially oriented. The guide member extends along the line through the gap between the inner wall and the guide member to the through hole.
本発明の一つの態様によれば、コスト低減に寄与する回転電機を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a rotating electric machine that contributes to cost reduction.
各図には、以下に説明する実施形態の回転電機における中心軸Jを仮想的に示している。
以下の説明においては、中心軸Jの軸方向を単に「軸方向」と呼ぶ。中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。各図に示すZ軸は、中心軸Jが延びる方向を示している。以下の説明においては、軸方向のうちZ軸の矢印が向く側(+Z側)を「上側」と呼び、軸方向のうちZ軸の矢印が向く側と逆側(-Z側)を「下側」と呼ぶ。
Each figure hypothetically shows a central axis J in a rotating electric machine of an embodiment described below.
In the following description, the axial direction of the central axis J will be simply referred to as the "axial direction." The radial direction centered on the central axis J is simply referred to as the "radial direction." The circumferential direction centered on the central axis J is simply referred to as the "circumferential direction." The Z axis shown in each figure indicates the direction in which the central axis J extends. In the following explanation, the side of the axis that the Z-axis arrow points to (+Z side) is referred to as the "upper side," and the side of the axis that is opposite to the direction of the Z-axis arrow (-Z side) is referred to as the "lower side." It is called "side".
本実施形態において、下側は「軸方向一方側」に相当し、上側は「軸方向他方側」に相当する。なお、上側および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。また、図1では、説明のために、中心軸Jを挟んだ左右両側のそれぞれにおいて異なる周方向位置の断面を示している。 In this embodiment, the lower side corresponds to "one side in the axial direction" and the upper side corresponds to "the other side in the axial direction." Note that "upper side" and "lower side" are simply names used to explain the relative positional relationship of each part, and the actual positional relationship may be other than that indicated by these names. . Further, in FIG. 1, for the purpose of explanation, cross sections are shown at different positions in the circumferential direction on both left and right sides of the central axis J.
図1に示すように、回転電機100は、モータユニット1と、筒状ケース10と、蓋体20と、モータハウジング30と、ガイド部材60と、を備える。
モータユニット1は、回転シャフト40と、ロータ50と、ステータ70と、制御基板80と、を備える。
As shown in FIG. 1, the rotating
The
回転シャフト40は、中心軸Jを中心として軸方向に延びる円柱状である。回転シャフト40は、ベアリング5a,5bによって中心軸J回りに回転可能に支持されている。ロータ50は、中心軸Jを中心として回転可能である。ロータ50は回転シャフト40の周面に固定されている。ロータ50は、ロータコア51と、マグネット52と、を有する。ロータコア51は、中心軸Jを囲む環状である。ロータコア51の径方向内側には、回転シャフト40が軸方向に通されている。マグネット52は、ロータコア51に固定されている。図示は省略するがマグネット52は、例えば、周方向に間隔を空けて複数設けられている。
The rotating shaft 40 has a cylindrical shape that extends in the axial direction centering on the central axis J. The rotating shaft 40 is rotatably supported around a central axis J by
ステータ70は、ロータ50の径方向外側に位置する。ステータ70は、ロータ50の周囲に配置される。ステータ70は、ロータ50を囲む環状である。ステータ70は、ステータコア71と、ステータコア71に取り付けられたインシュレータ72と、インシュレータ72を介してステータコア71に取り付けられた複数のコイル73と、を有する。
Stator 70 is located on the outside of
ステータコア71は、ロータコア51を囲んでいる。ステータコア71は、ロータコア51を囲む円環状のコアバック71aと、図示は省略するが、コアバック71aから径方向内側に延びる複数のティースと、を有する。複数のティースは、周方向に沿って並んで配置されている。コアバック71aのうち上側の端部を除いた部分は、モータハウジング30に圧入されて固定されている。これにより、ステータ70は、モータハウジング30に固定されている。複数のティースの径方向内側の端部は、ロータ50の外周面と僅かな隙間を介して対向している。つまり、本実施形態においてステータ70は、ロータ50の外周面と非接触の状態で配置されている。インシュレータ72およびコイル73は、ステータコア71から軸方向両側に突出している。
制御基板80は、ロータ50およびステータ70の上側に配置される。制御基板80は、嵌合突起14c(詳細は後述)に嵌合することで筒状ケース10に位置決めされる。制御基板80には、図1に示すように、複数の端子83の一端部が接続されている。図示は省略するが、複数の端子83の他端部は、コネクタ部19に設けられている。コネクタ部19に図示しない外部電源が接続されることで、当該外部電源の電力が、端子83から制御基板80に供給される。制御基板80は、軸方向に貫通するスルーホール81を複数有する。スルーホール81には、ステータ70から引き出されたコイル線73aの端部が通される(詳細は後述する)。制御基板80は、コイル線73aがスルーホール81に通されることでコイル73と電気的に接続されている。図示しない外部電源から制御基板80に供給された電力は、コイル線73aを介してコイル73に供給される。
筒状ケース10は、蓋体20の下側に位置する。筒状ケース10は、上側が開口する筒状である。本実施形態において筒状ケース10は、樹脂製である。図2に示すように、筒状ケース10は、底壁部11と、外周壁12と、内壁14と、段部16と、溝部17と、内壁コイル線ガイド溝18と、コネクタ部19と、を有する。底壁部11は、中心軸Jを囲む円環状である。底壁部11は、ステータ70の下側に位置する。
The
外周壁12は、底壁部11の縁部から上側に延びる円筒状である。外周壁12の上面は、蓋体20が接合される接合面である。外周壁12の上面は、溝12aを有する。溝12aは全周に亘って設けられている。図示は省略するが、溝12aには、シール材が設けられる。外周壁12は、突壁13を有する。突壁13は、外周壁12の径方向外側に突出する。突壁13は、周方向に間隔をあけて複数(図2では6個)配置されている。突壁13は、上側に開口する空洞13aを有する。空洞13aは、軸方向に延びている。溝12aにシール材が設けられた状態で蓋体20を介して空洞13aに上側からタッピンねじ13b(図1参照)をねじ込むことで、筒状ケース10と蓋体20をシールした状態で固定できる。外周壁12には、コネクタ部19が設けられている。
The outer
内壁14は、底壁部11から上側に突出している。より詳細には、内壁14は、底壁部11の径方向外周縁部から上側に突出している。内壁14は、中心軸Jを囲む円環状である。図1に示すように、内壁14は、ステータ70の径方向外側に位置する。内壁14は、ステータ70を径方向外側から囲んでいる。内壁14は、外周壁12よりも径方向内側に位置する。内壁14の上面は、外周壁12の上面よりも下側に位置する。
The
径方向で外周壁12と内壁14との間には、嵌合突起14cが設けられている。嵌合突起14cは、周方向に間隔をあけて複数(図2では6個)配置されている。嵌合突起14cは、上側に突出する。嵌合突起14cは、径方向に延びるリブ14dにより外周壁12と内壁14とに繋がっている。リブ14dは、底壁部11から上側に突出している。図示は省略するが、嵌合突起14cは、制御基板80の貫通孔に嵌合することで、制御基板80を位置決めする。
A
段部16は、内壁14に周方向に沿って複数設けられている。段部16は、コイル線73aのU相、V相、W相に対応して周方向に間隔をあけて3つ設けられている。段部16は、上側に向いている。図3に示すように、溝部17は、1つの段部16において周方向に並んで二つ設けられている。溝部17は、それぞれ径方向内側から径方向外側に延びる。ステータ70から引き出されたコイル線73aは、一部が溝部17に収容される。段部16の径方向外側には、上側に延びる半円柱壁16Aが突出する。半円柱壁16Aにおいて径方向内側に向く面は、径方向と直交する平面である。内壁コイル線ガイド溝18は、半円柱壁16Aにおける径方向内側に向く面に設けられ径方向外内側に臨む。つまり、内壁コイル線ガイド溝18は、内壁14における段部16の径方向外側に配置される。内壁コイル線ガイド溝18は、軸方向に延びる。内壁コイル線ガイド溝18は、溝部17の径方向外側と繋がっている。軸方向に見て、内壁コイル線ガイド溝18は、半円状である。内壁コイル線ガイド溝18は、制御基板80のスルーホール81と軸方向で対向している。
A plurality of
図1に示すように、蓋体20は、筒状ケース10の上側に配置されている。蓋体20は、円板状である。蓋体20は、上述したシール材を介して筒状ケース10の開口部を塞ぐ。本実施形態において蓋体20は、金属製である。蓋体20を構成する材料は、例えば、鉄である。蓋体20は、例えば、板金部材にプレス加工を施すことによって作られている。つまり、本実施形態において蓋体20は、プレス加工品である。
As shown in FIG. 1, the
図4に示すように、ガイド部材60は、円板部61と、スナップフィット62と、凸条部63と、周面コイル線ガイド溝64と、を有する。円板部61は、中心軸Jを中心とする環状である。円板部61は、段部16の上側に配置される。図5に示すように、円板部61の外周面は、半円柱壁16Aにおける径方向内側に向く面に径方向内側から隙間を介して対向する。
As shown in FIG. 4, the
スナップフィット62は、円板部61の内縁から下側に延びる。スナップフィット62は、周方向に間隔をあけて複数(図4では6個)配置されている。図示は省略するが、スナップフィット62は、インシュレータ72の径方向外側に引っ掛かる。複数のスナップフィット62がそれぞれインシュレータ72の径方向外側に引っ掛かることで、ガイド部材60は、ステータ70を介して筒状ケース10に位置決めされた状態で固定される。
The snap fit 62 extends downward from the inner edge of the
凸条部63は、円板部61から下側に突出する。凸条部63は、径方向に延びる薄板状である。凸条部63は、周方向に間隔をあけて複数(図4では6個)配置されている。凸条部63は、それぞれ溝部17と軸方向で対向している。凸条部63の周方向の幅寸法は、溝部17の周方向の幅寸法よりも短い。図6に示すように、凸条部63は、溝部17に上側から入り込む。凸条部63の下端の軸方向の位置は、溝部17において最も上側に位置する底部よりも上側である。従って、溝部17に入り込んだ凸条部63と溝部17の底部との間に隙間がある。ステータ70から引き出されたコイル線73aは、凸条部63と溝部17に挟まれて収容される。
The protruding
周面コイル線ガイド溝64は、凸条部63の径方向外側に隣り合う周面61aに設けられる。周面コイル線ガイド溝64は、軸方向に沿って延びる。軸方向に見て、周面コイル線ガイド溝64は、周面61aから径方向内側に窪む半円状である。周面コイル線ガイド溝64は、径方向で内壁コイル線ガイド溝18と対向している。図7に示すように、周面コイル線ガイド溝64は、制御基板80のスルーホール81と軸方向で対向している。コイル線73aは、端部側が軸方向に沿って内壁14とガイド部材60との隙間を通る。コイル線73aは、端部側が軸方向に沿って内壁コイル線ガイド溝18と周面コイル線ガイド溝64との隙間を通る。コイル線73aは、内壁コイル線ガイド溝18と周面コイル線ガイド溝64との隙間を通ることで、軸方向と直交する面内に位置決めされる。軸方向と直交する面内に位置決めされたコイル線73aの端部は、内壁コイル線ガイド溝18と周面コイル線ガイド溝64との隙間から引き出されてスルーホール81まで延びて挿入される。
The circumferential coil
ステータ70から引き出されたコイル線73aは、ガイド部材60が筒状ケース10に取り付けられる前に、径方向に沿って溝部17に収容されるとともに、内壁コイル線ガイド溝18に沿っている。ガイド部材60を段部16に配置する際には、内壁コイル線ガイド溝18に沿うコイル線73aを周面コイル線ガイド溝64に沿わせる。溝部17に収容されたコイル線73aは、周方向両側が段部16に保持されるが、内壁コイル線ガイド溝18に沿うコイル線73aは、周方向には十分に保持されていない。このため、ガイド部材60を段部16に配置する際には、治具等を用いて内壁コイル線ガイド溝18に沿うコイル線73aの位置を保持した状態でガイド部材60を配置することで、組み立て作業を向上できる。
Before the
以上説明したように、本実施形態の回転電機100によれば、筒状ケース10にコイル線73aの位置合わせ用ガイド機能を兼ねる溝部17を設け、筒状ケース10にガイド部材60を配置したときに筒状ケース10とガイド部材60との間でコイル線73aを挟んで固定することで、コイル線73aを制御基板80の接続位置に容易に位置決めすることができる。そのため、本実施形態の回転電機100によれば、最低限の部材で容易にコイル線73aを制御基板80に接続することができ、コスト低減および作業性の向上に寄与できる。
As described above, according to the rotating
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. The various shapes and combinations of the constituent members shown in the above example are merely examples, and can be variously changed based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
本発明が適用される回転電機の用途は、特に限定されない。回転電機は、どのような機器に搭載されてもよい。回転電機は、減速機構を備えるアクチュエータに搭載されてもよい。回転電機は、発電機であってもよい。本発明が適用されるポンプの用途は、特に限定されない。ポンプは、どのような機器に搭載されてもよい。ポンプは、例えば、車両に搭載されてもよい。ポンプは、どのような流体を送るポンプであってもよい。ポンプは、オイルを送るオイルポンプであってもよい。なお、以上に、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。 The use of the rotating electric machine to which the present invention is applied is not particularly limited. The rotating electrical machine may be mounted on any type of equipment. The rotating electric machine may be mounted on an actuator that includes a speed reduction mechanism. The rotating electric machine may be a generator. The use of the pump to which the present invention is applied is not particularly limited. The pump may be mounted on any device. The pump may be mounted on a vehicle, for example. The pump may be any fluid pump. The pump may be an oil pump that pumps oil. Note that the configurations described above in this specification can be combined as appropriate within a mutually consistent range.
1…モータユニット、10…筒状ケース、 14…内壁、 16…段部、 17…溝部、 18…内壁コイル線ガイド溝、 40…回転シャフト、 50…ロータ、 60…ガイド部材、 61a…周面、 64…周面コイル線ガイド溝、 70…ステータ、 73a…コイル線、 80…制御基板、 81…スルーホール、 100…回転電機、 J…中心軸
DESCRIPTION OF
Claims (4)
軸方向一方側が開口し、前記モータユニットを収容した筒状ケースと、
前記筒状ケースの内壁に周方向に沿って設けられ、軸方向一方側に向く段部と、
前記段部に設けられ、径方向内側から径方向外側に延びる溝部と、
前記ステータから引き出され、一部が前記溝部に収容されたコイル線と、
軸方向他方側に突出し前記溝部に入り込む凸条部を有し、前記段部に配置された環状のガイド部材と、
前記コイル線の端部が通るスルーホールを有する基板と、
を有し、
前記コイル線は、前記溝部と前記凸条部に挟まれるとともに、端部側が軸方向に沿って前記内壁と前記ガイド部材との隙間を通り前記スルーホールまで延びている、回転電機。 a motor unit having a rotating shaft extending in an axial direction, a rotor fixed to a circumferential surface of the rotating shaft, and an annular stator disposed around the rotor;
a cylindrical case that is open on one axial side and houses the motor unit;
a stepped portion provided along the circumferential direction on the inner wall of the cylindrical case and facing toward one side in the axial direction;
a groove provided in the step portion and extending from a radially inner side to a radially outer side;
a coil wire pulled out from the stator and partially accommodated in the groove;
an annular guide member disposed in the stepped portion and having a convex portion that protrudes toward the other side in the axial direction and enters the groove portion;
a substrate having a through hole through which the end of the coil wire passes;
has
In the rotating electric machine, the coil wire is sandwiched between the groove portion and the protruding portion, and an end portion thereof extends along the axial direction through a gap between the inner wall and the guide member to the through hole.
請求項1に記載の回転電機。 The guide member has a circumferential coil wire guide groove along the axial direction on a circumferential surface adjacent to the radially outer side of the protruding portion.
The rotating electric machine according to claim 1.
請求項1または2に記載の回転電機。 An inner wall coil wire guide groove is provided on the radially outer side of the stepped portion in the inner wall and faces radially outwardly and inwardly along the axial direction.
The rotating electric machine according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の回転電機。 the inner wall coil wire guide groove is axially opposed to the through hole;
The rotating electric machine according to claim 3.
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