JP6476623B2 - モータ - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態のモータ10を示す断面図である。図1において示す断面は、後述するステータ40のティース部42を通る断面である。
本実施形態のモータ10は、ブラシレスモータである。モータ10は、図1に示すように、ハウジング部20と、シャフト31を有するロータ30と、ステータ40と、バスバーユニット60と、複数のOリングと、フロントベアリング(第1の軸受)51と、リアベアリング(第2の軸受)52と、オイルシール80と、を備える。複数のOリングは、フロント側Oリング(第1のOリング)71と、リア側Oリング(第2のOリング)72と、を含む。
ハウジング部20は、内側にバスバーユニット60が圧入される筒状の金属製部材である。ハウジング部20は、フロントハウジング部(第1のハウジング部)21と、リアハウジング部(第2のハウジング部)22と、を有する。ハウジング部20の内側には、ロータ30と、ステータ40と、バスバーユニット60と、フロントベアリング51と、リアベアリング52と、フロント側Oリング71と、リア側Oリング72と、オイルシール80と、が保持される。
図2から図4は、フロントハウジング部21を示す図である。図2は、斜視図である。図3は、平面図、すなわち、リア側(+Z側)から視た図である。図4は、正面図である。
フロントハウジング部21は、図1から図3に示すように、両端にフロント側開口部24と出力軸孔27とを有する多段の円筒形状である。すなわち、ハウジング部20は、出力軸孔27を有する。
ステータ保持部21bは、図1及び図3に示すように、貫通孔21fを有する平面視(XY面視)で円形の底部21eを有する。言い換えると、ハウジング部20は、底部21eを有する。貫通孔21fは、出力軸孔27と連通する。ステータ保持部21bの内周面23には、ステータ40の外周面、すなわち、後述するコアバック部41のコアバック外側面41aが嵌合されている。これにより、フロントハウジング部21には、ステータ40が保持される。
出力軸孔27は、フロントベアリング保持部21cの内部と、オイルシール保持部21dの内部と、によって構成される。言い換えると、フロントベアリング保持部21cとオイルシール保持部21dとは、それぞれ出力軸孔27の少なくとも一部を有している。
リアハウジング部22は、図1に示すように、フロントハウジング部21のバスバーユニット60側(+Z側)、すなわち、リア側に設けられている。
図5から図7は、リアハウジング部22を示す図である。図5は、斜視図である。図6は、底面図、すなわち、フロント側(−Z側)から視た図である。図7は、正面図である。
リアハウジング部22は、図5から図7に示すように、バスバーホルダ圧入部(第2筒部)22aと、蓋部22bと、リア側フランジ部29と、を有する。
本実施形態においては、フロントハウジング部21におけるバスバーホルダ挿入部21aのリア側(+Z側)の端部であるフロント側フランジ部28と、リアハウジング部22の切り欠き部25bと、によってコネクタ用開口部26が構成されている。言い換えると、コネクタ用開口部26は、フロントハウジング部21とリアハウジング部22とによって構成されている。コネクタ用開口部26は、軸方向(Z軸方向)と直交する方向(X軸方向)に開口している。
ロータ30は、図1に示すように、シャフト31と、ロータコア32と、ロータマグネット33と、を有する。
シャフト31は、一方向(Z軸方向)に延びる中心軸Jを中心とする。シャフト31は、フロントベアリング51とリアベアリング52とによって、軸周り(θZ方向)に回転可能に支持されている。シャフト31のフロント側(−Z側)の端部は、ステータ保持部21bにおける底部21eに位置する貫通孔21fを介して、出力軸孔27からハウジング部20の外部に突出している。シャフト31の軸周りには、オイルシール80が設けられている。
ロータマグネット33は、ロータコア32の軸周り(θZ方向)に沿った外周面に固定されている。
ロータコア32及びロータマグネット33は、シャフト31と一体となって回転する。
ステータ40は、ロータ30を軸周り(θZ方向)に囲み、ロータ30をシャフト31周りに回転させる。ステータ40は、コアバック部41とティース部42とを含むステータコア45と、ティース部42に配置されたコイル部43と、コイル部43が設けられたボビン(インシュレータ)44と、を有する。
ステータコア45のティース部42は、コアバック部41のコアバック内側面41b(図15参照)からシャフト31に向かって延びている。ティース部42の延びた先端とロータマグネット33との間には、第2隙間83が設けられている。すなわち、ティース部42とロータ30との間には第2隙間83がある。ティース部42は、複数設けられ、コアバック部41のコアバック内側面41bの周方向に均等な間隔で配置されている。
ボビン44は、ボビン本体部44eと、内側ボビン突出部(インシュレータ突出部)44aと、外側ボビン突出部(インシュレータ突出部)44bと、を有する。
内側ボビン突出部44aは、ボビン本体部44eの径方向内側の端部に設けられている。外側ボビン突出部44bは、ボビン本体部44eの径方向外側の端部に設けられている。内側ボビン突出部44aと外側ボビン突出部44bとは、ボビン本体部44eから軸方向のリア側(+Z側)に延びている。すなわち、内側ボビン突出部44aと外側ボビン突出部44bとは、ステータコア45のリア側(+Z側)に設けられ軸方向(Z軸方向)に延びている。内側ボビン突出部44aと外側ボビン突出部44bとの間には、コイル部43が設けられている。
図8から図10は、バスバーユニット60を示す図である。図8は、斜視図である。図9は、平面図である。図10は、側面図である。図8から図10において示すバスバーユニット60は、ハウジング部20に保持されていない状態を示している。図11及び図12は、モータ10を示す部分拡大断面図である。図11及び図12において示す断面は、図1において示す断面と同様に、ステータ40のティース部42を通る断面である。
コイル接続バスバー91は、ステータ40に電気的に接続され、ステータ40に駆動電流を供給するバスバーである。図示は省略するが、コイル接続バスバー91は、複数設けられている。コイル接続バスバー91の一端は、後述するコネクタ部61bの電源用開口部67の底面から突出して設けられ、ハウジング部20の外部に露出している。この外部に露出したコイル接続バスバー91の一端に外部電源が接続される。
センサ接続バスバー92は、図示しないホール各種センサと電気的に接続され、各種センサに電源を供給するバスバーである。各種センサは、例えば、磁気センサ、光センサ、温度センサ、加速度センサ等である。図示は省略するが、センサ接続バスバー92は複数設けられている。センサ接続バスバー92の一端は、後述するコネクタ部61bの電源用開口部67の底面から突出して設けられ、外部に露出している。この外部に露出したセンサ接続バスバー92の一端に外部電源が接続される。センサ接続バスバー92の他端は、各種センサに接続されている。
バスバーホルダ61は、コイル接続バスバー91と、センサ接続バスバー92と、を支持する樹脂製のホルダである。バスバーホルダ61のリア側(+Z側)は、図1に示すように、リアハウジング部22のバスバーホルダ圧入部22aに収容されている。バスバーホルダ61のフロント側(−Z側)は、フロントハウジング部21のバスバーホルダ挿入部21aに収容されている。
なお、本明細書において第3隙間81とは、本体部61aと蓋部22bとの間に介在する隙間である。
ハウジング収容外周部62aの中心軸Jに垂直な断面(XY断面)の形状、及び平面視(XY面視)形状は、図9に示すように、リアベアリング保持部61cと同心で中心角φが240°以上の円弧形状である。
なお、本明細書において、第4隙間82とは、本体部61aと蓋部22bとの間に介在する隙間である。
また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向(Z軸方向)に対して垂直な方向に延びる場合のみを含むものではなく、径方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
また、本明細書において、ステータ40のリア側の端面とは、ステータコア45のリア側の端面、及びボビン44のリア側の端面を含む。
また、本明細書において、第2隙間の径方向の寸法とは、第2隙間のうち、径方向の寸法が最小となる部分における径方向の寸法を含む。
連結部64aは、リアベアリング保持部61cの外周の略半周に亘って接続されている。
連結部64b,64cは、細長の形状である。連結部64b,64cは、リアベアリング保持部61cの外周のうち連結部64aと接続されていない部分を、連結部64aとともに略3分割するように接続されている。
間隙64dは、連結部64aと、連結部64bと、外殻部62と、リアベアリング保持部61cとによって形成されている。間隙64eは、連結部64bと、連結部64cと、外殻部62と、リアベアリング保持部61cとによって形成されている。間隙64fは、連結部64cと、連結部64aと、外殻部62と、リアベアリング保持部61cとによって形成されている。
突出部65bは、リアベアリング保持部61cのコネクタ連結部62bが設けられている側と逆側(−X側)の、ハウジング収容外周部62aの端部に設けられている。
突出部65a,65cは、突出部65bとともにハウジング収容外周部62aの周方向を略3分割する位置に設けられている。すなわち、複数の突出部65a〜65cは、ハウジング収容外周部62aの周方向に等間隔に配置されている。
フロント側Oリング71は、フロントハウジング部21の内側に設けられている。フロント側Oリング71は、バスバーホルダ61のOリング保持部62cに保持されている。具体的には、フロント側Oリング71は、Oリング用フロント側溝部73a,73b,73cに嵌め込まれ、Oリング保持部本体63の外周面における小径部側面63gに保持される。言い換えると、フロントハウジング部21とバスバーホルダ61との間には、フロント側Oリング71が設けられている。
フロントベアリング51は、フロントハウジング部21のフロントベアリング保持部21cに保持されている。すなわち、フロントベアリング51は、ステータ40のフロント側(−Z側)に配置されている。
リアベアリング52は、バスバーホルダ61のリアベアリング保持部61cに保持されている。すなわち、リアベアリング52は、ステータ40のリア側(+Z側)に配置されている。
フロントベアリング51及びリアベアリング52の構成は、特に限定されず、いかなる公知のベアリングを用いてよい。
オイルシール80は、オイルシール保持部21dの内部に、シャフト31の軸周り(θZ方向)に装着される。オイルシール80は、フロントハウジング部21のオイルシール保持部21dとシャフト31との間からハウジング部20内に水や油等が侵入することを抑制する。オイルシール80の構成は、特に限定されず、いかなる公知のオイルシールを用いてもよい。
まず、フロントハウジング部21に、フロントベアリング51と、ステータ40と、ロータ30とを保持させる。具体的には、フロントベアリング51をフロントハウジング部21のフロントベアリング保持部21cに保持させる。フロントハウジング部21のステータ保持部21bの内周面23にステータ40の外周面を嵌合させて、ステータ40を固定する。ロータ30のシャフト31をフロントベアリング51に挿入し、フロントベアリング51を介してロータ30を支持させる。
次に、出力軸孔27からシャフト31周りにオイルシール80を設置する。
以上により、モータ10が組み立てられる。
また、本実施形態によれば、バスバーホルダ61を位置決めした後に、リアハウジング部22をバスバーホルダ61にリア側から被せることで、バスバーホルダ61をハウジング部20内に収容できるため、バスバーホルダ61の保護性能を向上できる。
また、本実施形態においては、大径部側面63eは、ステータ40の側面、すなわち本実施形態においてはコアバック外側面41a、に沿っていなくてもよいし、軸方向に平行であってもよい。
また、本実施形態においては、大径部側面63eの軸方向の寸法と、大径部段差面63fの径方向の寸法とが、等しくてもよい。
また、本実施形態においては、小径部側面63gは、軸方向に平行でなくてもよい。
また、本実施形態においては、バスバーホルダ挿入部21aのリア側(+Z側)の端部とコネクタ連結部62bとの間には、第4隙間82が設けられていなくてもよい。
図14は、本実施形態の他の一例であるモータ110を示す部分拡大断面図である。図14において示す断面は、図1等において示した断面と同様である。
なお、以下の説明において、上記説明した構成と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等によって、説明を省略する場合がある。
バスバーホルダ161の本体部161aは、外殻部162を有する。この構成において外殻部162の外周面には、上記説明した外殻部62と異なり、突出部が設けられていない。
なお、以下の説明において、上記説明した構成と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等によって、説明を省略する場合がある。
バスバーホルダ261の本体部261aは、外殻部262と、連結部64aと、を有する。
Oリング保持部262cは、内側に大径段部が設けられていない点を除いて、上記説明したOリング保持部62cと同様の構成である。
また、本実施形態においては、フロントハウジング部21とリアハウジング部22とが一体の部材であってもよい。
また、本実施形態においては、フロント側フランジ部28とリア側フランジ部29とが合わされる接合面にOリングを設ける構成としてもよい。
また、本実施形態においては、オイルシール80が設けられていなくてもよい。
第2実施形態は、第1実施形態に対して、ステータコアのティース部によって、本体部が位置決めされる点において異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等によって、説明を省略する場合がある。
本実施形態のモータ310は、図16に示すように、ステータ340と、本体部361aを有するバスバーホルダ361と、を有する。
ステータ340は、ティース部342が、ボビン44よりも径方向の内側に突出して設けられている点を除いて、第1実施形態のステータ40と同様の構成である。
外殻部362は、ハウジング収容外周部62aと、Oリング保持部262cと、位置決め部368と、を有する。
第3実施形態は、第1実施形態に対して、ステータコアが溝部を有しており、溝部にバスバーホルダが嵌合されている点において異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等によって、説明を省略する場合がある。
本実施形態のモータ410は、図17に示すように、ステータ440と、本体部461aを有するバスバーホルダ461と、を有する。
ステータ440は、コアバック部441とティース部42とを含むステータコア445と、コイル部43と、を有する。
外殻部462は、ハウジング収容外周部62aと、Oリング保持部462cと、を有する。
Oリング保持部462cは、小径段部69のフロント側(−Z側)に、さらにもう一段径が小さくなっている第2小径段部469が設けられている点において、第1実施形態において図15で示したOリング保持部262cと異なる。
Oリング保持部本体463は、フロント側(−Z側)の端面である位置決め端面(第1端面)468bを有する。位置決め端面468bは、コアバック部441のコアバック端面441cと接触している。
第4実施形態は、第1実施形態に対して、ステータのボビンによって、本体部が位置決めされる点において異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等によって、説明を省略する場合がある。
本実施形態のモータ510は、図18に示すように、本体部561aを有するバスバーホルダ561を有する。
外殻部562は、ハウジング収容外周部62aと、Oリング保持部262cと、位置決め部568と、を有する。
位置決め部568は、Oリング保持部262cよりも径方向の内側に設けられている。位置決め部568は、ハウジング収容外周部62aのフロント側(−Z側)の端部からフロント側に突出している。位置決め部568は、位置決め端面(第1端面)568dを有する基部568aと、位置決め側面(第1側面)568cを有する先端突出部568bと、を有する。
Claims (21)
- 一方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有するロータと、
前記ロータを囲み、前記ロータを前記シャフト周りに回転させるステータと、
前記ステータの前記一方向の第1の側に配置され前記シャフトを支持する第1の軸受と、
前記ステータの前記第1の側と反対の第2の側に配置され前記シャフトを支持する第2の軸受と、
前記ステータに駆動電流を供給するバスバーユニットと、
前記バスバーユニットと前記ステータと前記第1の軸受とを保持する筒状のハウジング部と、
を備え、
前記ハウジング部は、貫通孔を有する円形の底部と、前記第1の軸受を保持し前記一方向に延びる第1軸受保持部と、を有し、
前記ハウジング部は、前記第1の側に開口する出力軸孔を有し、
前記第1軸受保持部は、前記出力軸孔の少なくとも一部を有し、
前記シャフトの前記第1の側の端部は、前記貫通孔を介して、前記出力軸孔から前記ハウジング部の外部に突出し、
前記バスバーユニットは、前記ステータに電気的に接続されるバスバーと、前記バスバーを支持するバスバーホルダと、を有し、
前記バスバーホルダは、前記第2の軸受を保持する第2軸受保持部と、筒状の本体部と、を有し、
前記本体部は、前記ステータによって、前記一方向及び前記シャフトの径方向において、位置決めされており、
前記本体部には、径方向外側に突出する複数の突出部が設けられており、
前記複数の突出部は、前記ハウジング部の内周面に接触するモータ。 - 前記本体部は、
前記ステータの前記第2の側の端面と接触し、前記径方向に延びる第1端面と、
前記第1端面の前記径方向外側若しくは前記径方向内側に位置し、前記一方向に延び、前記ステータの側面と接触する、または第1隙間を介し対向する第1側面と、
を有する、請求項1に記載のモータ。 - 前記ステータは、コアバック部とティース部とを含むステータコアと、前記ティース部に配置されたコイル部と、を有し、
前記第1端面は、前記ステータコアの前記第2の側の端面と接触し、
前記第1側面は、前記ステータコアの側面と接触する、または第1隙間を介し対向する、請求項2に記載のモータ。 - 前記ステータコアの側面は、前記コアバック部の外側面または内側面である、請求項3に記載のモータ。
- 前記ステータコアの側面は、前記ティース部の内側面であり、
前記第1端面は、前記第1側面から前記径方向外側に延びる、請求項3に記載のモータ。 - 前記ステータコアは、前記第2の側の端面から前記第1の側に窪む凹部を有し、
前記ステータコアの側面は、前記凹部の内壁面である、請求項3に記載のモータ。 - 前記ステータは、コアバック部とティース部とを含むステータコアと、前記ティース部に配置されたコイル部と、少なくとも前記ステータコアと前記コイル部との間に介在するインシュレータと、を有し、 前記インシュレータは、前記ステータコアの前記第2の側に設けられ前記一方向に延びるインシュレータ突出部と、を有し、
前記第1端面は、前記インシュレータ突出部の端面と接触し、
前記第1側面は、前記インシュレータ突出部の側面と接触する、または第1隙間を介し対向する第1側面と、
を有する、請求項2に記載のモータ。 - 前記コアバック部の形状は、前記シャフトと同心の円筒状であり、
前記ティース部は、前記コアバック部の内側面からシャフトに向かって延びており、
前記ティース部は、複数設けられ、前記コアバック部の内側面の周方向に均等な間隔で配置されており、
前記ティース部と前記ロータとの間には第2隙間があり、
前記第1隙間の前記径方向の寸法は、前記第2隙間の前記径方向の寸法よりも小さい、請求項3から7のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記第1端面と前記第1側面とは接続しており、
前記第1端面は、平坦な面であり、
前記第1側面は、前記ステータの側面に沿った面である、請求項2から8のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記第1側面の前記一方向の寸法は、前記第1端面の前記径方向の寸法よりも大きい、請求項2から9のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記本体部は、前記第1端面及び前記第1側面を含む大径段部を有し、
前記大径段部の径は、前記第1の側へ向かうに従って漸次大きくなる、請求項2から10のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記ハウジング部は、第1のハウジング部と、第2のハウジング部と、を有し、
前記第1のハウジング部には、前記ステータが保持され、
前記第1のハウジング部は、前記バスバーユニットの前記第1の側の端部を前記シャフトの径方向外側から囲む第1筒部を有し、
前記第2のハウジング部は、前記本体部の前記第2の側の端部を覆う蓋部と、前記本体部の前記第2の側の端部を前記径方向外側から囲み前記第1筒部の前記第2の側の端部と連結された第2筒部と、を有する、請求項1から11のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記本体部と前記蓋部との間には第3隙間が設けられている、請求項12に記載のモータ。
- 前記本体部には、前記第2のハウジング部と接触する接触部が設けられている、請求項12または13に記載のモータ。
- 前記接触部は、前記バスバーホルダの前記第2の側の端部における外縁に設けられている、請求項14に記載のモータ。
- 前記バスバーホルダは、外部電源と接続されるコネクタ部を有し、
前記本体部は、前記コネクタ部と連結されるコネクタ連結部を有し、
前記コネクタ連結部は、前記第1筒部の内側から前記径方向外側に突出し、
前記第1筒部の前記第2の側の端部と前記コネクタ連結部との間には、第4隙間が設けられている、請求項12から15のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記第1のハウジング部と前記バスバーホルダとの間、及び前記第2のハウジング部と前記バスバーホルダとの間にはそれぞれOリングが設けられている、請求項12から16のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記Oリングの少なくとも一部は、前記一方向において前記ステータと前記本体部とが重なる範囲に配置されている、請求項17に記載のモータ。
- 前記本体部は、前記第1の側にOリング保持部を有し、
前記Oリング保持部の外周面の前記第1の側には、径が小さくなっている小径段部が設けられ、
前記小径段部には、前記Oリングの少なくとも一部が保持される、請求項17または18に記載のモータ。 - 前記小径段部は、前記Oリング保持部の外周面の一部である第2側面と、前記第2側面と交差する第2端面と、を含み、
前記第2側面には、前記小径段部の前記第2端面と離間する位置に凸部が設けられている、請求項19に記載のモータ。 - 前記凸部は、複数設けられ、
前記複数の凸部は、前記第2側面の周方向に等間隔に配置されている、請求項20に記載のモータ。
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