JP3647424B2 - インナーロータ型モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナーロータ型モータに関するものであり、特に軸線方向の厚みを薄くできるインナーロータ型モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータが固定された回転軸を回転自在に支える２つのベアリングをそれぞれ保持する第１及び第２のエンドブラケットをステータコアを間に挟むように配置したインナーロータ型モータが知られている。そしてこのようなモータの中に、ステータコアの外周輪郭形状として、四角形の四隅にそれぞれ面取り部を形成した形状のものを用いるものがある。第１及び第２のエンドブラケットに取り付けられるベアリングの中心とステータコアの中心とが実質的に一致するようにするために（いわゆる芯出しをするために）、第１及び第２のエンドブラケットとステータコアとは係合構造を介して互いに係合されている。ステータコアの四隅に設けた面取り部は、前述の係合構造をこの面取り部に位置させることにより、モータの外形を大きくすることなく、第１及び第２のエンドブラケットをステータコアと係合させるために設けられている。
【０００３】
そして係合構造を構成するために、第１及び第２のエンドブラケットのそれぞれ四隅に、ステータコアの面取り部の外面と接触する接触面を備えた突起部をそれぞれ設けている。第１及び第２のエンドブラケットのそれぞれの四隅に設けた突起部は、第１及び第２のエンドブラケットをステータコアと係合させた状態で、互いに向かい合う位置に（ステータコアの厚み方向に並ぶように）形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインナーロータ型モータで、ステータコアの中心線と回転軸の中心線とを一致させるためには、各エンドブラケットに設けた突起部の突出寸法（面取り部と接触する接触面の寸法）をある程度確保する必要がある。そのため、ステータコアの厚み寸法を小さくしてインナーロータ型モータの厚み寸法をできるだけ小さくしようとした場合、向かい合う突起部が接触しない範囲までしかステータコアの厚み寸法を小さくすることができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、エンドブラケットの突起部の突出寸法を必要以上に小さくすることなく、従来の構造を採用した場合よりもステータコアの厚み寸法を小さくして、モータ全体の厚み寸法を小さくすることができるインナーロータ型モータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１及び第２のエンドブラケットの間にステータコアが挟まれた構造を有するインナーロータ型モータを改良の対象とする。より具体的に表現すると、改良の対象とするインナーロータ型モータは、ロータが固定された回転軸を支える２つのベアリングがそれぞれ保持された第１及び第２のエンドブラケットの間に、内側でロータが回転するように構成されたステータコアが挟まれた構造を有している。ステータコアが、四角形の四隅にそれぞれ面取り部を備えた外周輪郭形状を有している場合には、次のようにする。まず第１及び第２のエンドブラケットには、それぞれの四隅に面取り部の外面と接触する接触面を備えた１以上の突起部を設ける。そして第１及び第２のエンドブラケットがステータコアの両側に配置され且つ対応する面取り部の外面上に第１のエンドブラケットの１以上の突起部及び第２のエンドブラケットの１以上の突起部の接触面が接触した状態で、第１のエンドブラケットの１以上の突起部及び第２のエンドブラケットの１以上の突起部がステータコアの（または回転軸の）周方向に並ぶように（または周方向に互い違いに並ぶように）、第１のエンドブラケットの１以上の突起部及び第２のエンドブラケットの１以上の突起部をそれぞれ形成する。
【０００７】
本発明のように、各エンドブラケットの突起部をステータコアの周方向に並ぶように形成すると、各エンドブラケットの突起部が相手方のエンドブラケットと当接しない範囲まで（一方のエンドブラケットから突出する突起部の突出寸法より若干大きくなる厚み寸法まで）、ステータコアの厚み寸法を小さくすることが可能になる。したがって本発明によれば、従来のモータのように、第１及び第２のエンドブラケットの突起部がステータコアの厚み方向に並んで配置される場合と比べて、ステータコアの厚み寸法を１／２程度まで小さくすることができ、結果として従来よりも、モータの厚み寸法を小さくすることができる。
【０００８】
なお面取り部の外面と突起部の接触面との接触は、ステータコアの四隅のうち回転軸の径方向に対向する一対の隅のみで行ってもよい。これを実現するためには、ステータコアは、複数枚の鋼鈑を積層して構成され且つ四角形の四隅のうち回転軸の径方向に対向する少なくとも一対の隅にそれぞれ面取り部を備えた外周輪郭形状を有していればよい。そして第１及び第２のエンドブラケットには、それぞれ四隅のうち回転軸の径方向に対向する少なくとも一対の隅にステータコアが位置する内側方向に向かって突出して面取り部の外面と接触する接触面を備えた１以上の突起部を設ける。そして第１及び第２のエンドブラケットがステータコアを間に挟むように配置され且つ対応する面取り部の外面上に第１のエンドブラケットの１以上の突起部及び第２のエンドブラケットの１以上の突起部の接触面が接触した状態で、第１のエンドブラケットの１以上の突起部及び第２のエンドブラケットの１以上の突起部が回転軸の周方向に互い違いに並ぶように、第１のエンドブラケットの１以上の突起部及び第２のエンドブラケットの１以上の突起部をそれぞれ形成すればよい。このようにしても、ステータコアの中心線と回転軸の中心線とを一致させることは可能である。
【０００９】
なお面取り部の外面及び突起部の接触面の形状は任意である。例えば、面取り部の外面を湾曲面にし、突起部の接触面は、この湾曲面に沿うように湾曲させるのが好ましい。このようにすれば、加工が容易になるという利点がある。
【００１０】
モータの外形の小型化を考慮すれば、ステータコアに面取り部を形成するのが好ましい。しかしながらモータの外形の小型化を意識しなければ、ステータコアに面取り部を必ずしも形成する必要がない。その場合には、ステータコアの外周面の任意の位置で各エンドブラケットに設けた突起部の接触面を接触させればよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明をインナーロータ型のハイブリッド型ステッピングモータに適用した本発明の実施の形態の一例のインナーロータ型モータの斜視図であり、図２は、図１に示すインナーロータ型モータの概略分解図である。なお図２においては、ステータ側の巻線構造及びその引き出し構造の図示は省略してある。各図において、符号１を付した部材はステータの一部を構成するステータコアであり、符号３を付した部材がロータユニットであり、符号５及び７を付した部材が第１及び第２のエンドブラケットである。ステータコア１は、複数枚の鋼鈑が積層されて構成されており、その外周輪郭形状は四隅に面取りが施されたほぼ四角形の形状を有している。このステータコア１は、環状のヨーク１ａと該ヨーク１ａの内周面に突設された複数（本例では８個）の磁極部１ｂ…とを有している。ヨーク１ａは、四角形の四隅に湾曲した面取り部１ｃ…が形成された外周輪郭形状を有している。また、ヨーク１ａの面取り部１ｃ…の近傍には、４つの螺子貫通孔１ｄ…がそれぞれ形成されている。磁極部１ｂ…には、図示しない巻線がインシュレータを介してそれぞれ巻回されて巻線部が形成されている。
【００１２】
ロータユニット３は、永久磁石を含んで構成されたハイブリッドタイプのロータ３ａと該ロータ３ａが固定された回転軸３ｂとを有している。ロータ３ａは、ステータコア１の内側で回転し、回転軸３ｂは第１及び第２のエンドブラケット５，７に保持された２つのベアリング９，１１にそれぞれ軸支されている。
【００１３】
第１及び第２のエンドブラケット５，７は、アルミニューム等の金属板に切削加工を施して形成されている。なお第１及び第２のエンドブラケット５，７は鋳造によって形成したものであってもよいのは勿論である。第１及び第２のエンドブラケット５，７の外周輪郭形状は、四隅に僅かな面取り部が施された四角形状を有している。第１及び第２のエンドブラケット５，７の中心部には、前述したベアリング９，１１がそれぞれ嵌合される貫通孔５ａ，７ａが形成されており、４つの角部の近傍には、ステータコア１の螺子貫通孔１ｄ…に対応して４つの螺子貫通孔５ｂ…，７ｂ…がそれぞれ形成されている。第１及び第２のエンドブラケット５，７の螺子貫通孔５ｂ…，７ｂ…の一方の内周部に雌ネジが形成されており、ステータコア１の螺子貫通孔１ｄ…をそれぞれ貫通する螺子（図示せず）により、ロータユニット３を内部に配置した状態で第１及び第２のエンドブラケット５，７とステータコア１とが締め付けられている。
【００１４】
また、第１及び第２のエンドブラケット５，７の四隅には、ステータコア１が位置する内側方向（回転軸３ｂの軸線方向）に向かって突出する突起部５ｃ…，７ｃ…がそれぞれ形成されている。これら４つの突起部５ｃ…，７ｃ…は、回転軸３ｂの径方向外側から見ると矩形状に見えるが，図３に示した第２のエンドブラケット７の平面図に示されるように、回転軸３ｂの軸線方向から見ると、三日月を中央部で半分に切断したような形状を有している。これら４つの突起部５ｃ…，７ｃ…は、それぞれ内側にステータコア１の面取り部１ｃの外面（湾曲面）に沿うように湾曲して面取り部１ｃの外面に接触する接触面５ｄ…，７ｄ…をそれぞれ有している。これら接触面５ｄ…，７ｄ…も、対応する面取り部１ｃの外面形状の一部とほぼ一致するように湾曲している。図３に示すように、第２のエンドブラケット７における突起部７ｃは、中央の貫通孔７ａから径方向に延びて螺子貫通孔７ｂを通る仮想放射線ＰＬの左側に位置している。第１のエンドブラケット５も図３と同様にして見ると、突起部５ｃは仮想放射線を間に挟んで同じ側（左側）に位置するように形成される。
【００１５】
これらの突起部５ｃ…，７ｃ…は、第１及び第２のエンドブラケット５，７がステータコア１を間に挟むように配置され且つ対応する面取り部１ｃの外面上に突起部５ｃ…の接触面５ｄ…及び突起部７ｃ…の接触面７ｄ…が接触した状態で、突起部５ｃ…，７ｃ…が互いに接触することなく且つ回転軸３ｂの周方向（即ち、ステータコア１の周方向）に互い違いに並ぶようにそれぞれ形成されている。
【００１６】
本実施の形態によれば、突起部５ｃ…，７ｃ…が、ステータコア１の厚み方向（回転軸３ｂの軸線方向）に並ぶことはない。そのためステータコア１の厚みは、エンドブラケット５及び７がステータコア１と組み合わされた状態において、突起部５ｃ…，７ｃ…が相手方のエンドブラケット７または５に接触しない程度まで小さくすることができる。そのため、従来のように、第１及び第２のエンドブラケットの２つの突起部をステータコアの厚み方向に並べる場合と比べて、ステータコア１の厚み寸法をほぼ半分程度まで小さくすることが可能になる。そのため、第１及び第２のエンドブラケット５，７の突起部５ｃ，７ｃの突出寸法を従来と同様にしても、ステータコア１の厚み寸法を小さくすることができて、結果としてモータの厚み寸法を小さくすることができる。
【００１７】
突起部の個数及び形状は、任意である。図４（Ａ）〜（Ｄ）は１つの面取り部に対応して第１及び第２のエンドブラケットに設ける突起部の例を示している。図４（Ａ）では、突起部２５ｃ，２７ｃを回転軸の径方向外側から見た形状がそれぞれ三角形になるように形成した例を示している。図４（Ｂ）では、突起部３５ｃ，３７ｃの互いに向かい合って並ぶ面が湾曲している例を示している。図４（Ｃ）は、１つの面取り部に対して突起部４５ｃ，４７ｃをそれぞれ２つずつ形成した例を示している。図４（Ｄ）は、１つの面取り部に対して一方のエンドブラケット側に設ける突起部５５ｃを一つとし、他方のエンドブラケットに設ける突起部５７ｃを２つにした例を示している。
【００１８】
なお、上記の実施の形態では、面取り部の外面と突起部の接触面との接触を第１及び第２のエンドブラケット５，７の四隅で行ったが、このような接触は、第１及び第２のエンドブラケットの四隅のうち回転軸３ｂの径方向に対向する一対の隅で行ってもよい。
【００１９】
また、上記の実施の形態では、ステータコア１に面取り部１ｃを形成し、この面取り部１ｃにおいて、突起部とステータコアとを接触させたが、このような面取り部は必ずしも形成する必要がない。面取り部を設けない場合には、突起部の接触面をステータコアの外周面の一部と適宜の場所で接触させればよい。
【００２０】
また、上記の実施の形態は、本発明をステッピングモータに適用したものであるが、本発明は他のモータにも当然にして適用できるのは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、各エンドブラケットの突起部の突出寸法を従来と同様にしても、ステータコアの厚み寸法を小さくすることができ、モータの厚み寸法を小さくできる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のインナーロータ型モータの斜視図である。
【図２】図１に示すインナーロータ型モータの分解斜視図である。
【図３】第２のエンドブラケットの正面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、突起部の変形例をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
１ ステータコア
１ｃ 面取り部
３ ロータユニット
３ｂ 回転軸
５，７ エンドブラケット
５ｃ，７ｃ 突起部
５ｄ，７ｄ 接触面
９，１１ ベアリング

Claims (5)

1. 第１及び第２のエンドブラケットの間にステータコアが挟まれた構造を有するインナーロータ型モータであって、
   前記ステータコアは、四角形の四隅にそれぞれ面取り部を備えた外周輪郭形状を有しており、
   前記第１及び第２のエンドブラケットはそれぞれ四隅に前記面取り部の外面と接触する接触面を備えた１以上の突起部を有しており、
   前記第１及び第２のエンドブラケットが前記ステータコアの両側に配置され且つ対応する前記面取り部の前記外面上に前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部の接触面が接触した状態で、前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部が前記ステータコアの周方向に並ぶように、前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部がそれぞれ形成されていることを特徴とするインナーロータ型モータ。
2. ロータが固定された回転軸を支える２つのベアリングがそれぞれ保持された第１及び第２のエンドブラケットの間に、内側で前記ロータが回転するように構成されたステータコアが挟まれた構造を有するインナーロータ型モータであって、
   前記ステータコアは、複数枚の鋼鈑を積層して構成され、且つ四角形の四隅にそれぞれ面取り部を備えた外周輪郭形状を有しており、
   前記第１及び第２のエンドブラケットはそれぞれ四隅に前記ステータコアが位置する内側方向に向かって突出して前記面取り部の外面と接触する接触面を備えた１以上の突起部を有しており、
   前記第１及び第２のエンドブラケットが前記ステータコアを間に挟むように配置され且つ対応する前記面取り部の前記外面上に前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部の接触面が接触した状態で、前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部が前記回転軸の周方向に互い違いに並ぶように、前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部がそれぞれ形成されていることを特徴とするインナーロータ型モータ。
3. ロータが固定された回転軸を支える２つのベアリングがそれぞれ保持された第１及び第２のエンドブラケットの間に、内側で前記ロータが回転するように構成されたステータコアが挟まれた構造を有するインナーロータ型モータであって、
   前記ステータコアは、複数枚の鋼鈑を積層して構成され、且つ四角形の四隅のうち前記回転軸の径方向に対向する少なくとも一対の隅にそれぞれ面取り部を備えた外周輪郭形状を有しており、
   前記第１及び第２のエンドブラケットはそれぞれ四隅のうち前記回転軸の径方向に対向する少なくとも一対の隅に前記ステータコアが位置する内側方向に向かって突出して前記面取り部の外面と接触する接触面を備えた１以上の突起部を有しており、
   前記第１及び第２のエンドブラケットが前記ステータコアを間に挟むように配置され且つ対応する前記面取り部の前記外面上に前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部の接触面が接触した状態で、前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部が前記回転軸の周方向に互い違いに並ぶように、前記第１のエンドブラケットの前記１以上の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記１以上の突起部がそれぞれ形成されていることを特徴とするインナーロータ型モータ。
4. 前記面取り部の前記外面は湾曲面であり、前記突起部の前記接触面は前記湾曲面に沿うように湾曲している請求項１，２または３に記載のインナーロータ型モータ。
5. 第１及び第２のエンドブラケットの間にステータコアが挟まれた構造を有するインナーロータ型モータであって、
   前記第１及び第２のエンドブラケットはそれぞれ前記ステータコアの外周面と部分的に接触する接触面を備えた複数の突起部を有しており、
   前記第１及び第２のエンドブラケットが前記ステータコアの両側に配置され且つ前記ステータコアの前記外周面の一部上に前記第１のエンドブラケットの前記複数の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記複数の突起部の接触面が接触した状態で、前記第１のエンドブラケットの前記複数の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記複数の突起部が前記ステータコアの周方向に互い違いに並ぶように、前記第１のエンドブラケットの前記複数の突起部及び前記第２のエンドブラケットの前記複数の突起部がそれぞれ形成されていることを特徴とするインナーロータ型モータ。

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