JP6788958B2 - motor - Google Patents
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Description
本発明は、モータに関する。 The present invention relates to a motor.
例えば、特許文献1には、永久磁石を備え対向的に配置される一対のロータを含むアキシャルギャップ型電動機が記載される。 For example, Patent Document 1 describes an axial gap type electric motor including a pair of rotors provided with permanent magnets and arranged oppositely.
上記のようなアキシャルギャップ型電動機においては、一対のロータの周方向の相対位置が設計値からずれると、ロータ間に生じる磁界が周方向においてアンバランスとなり、ロータに振動および騒音が生じる虞がある。また、所望の回転トルクを得られない虞もある。 In the axial gap type motor as described above, if the relative position of the pair of rotors in the circumferential direction deviates from the design value, the magnetic field generated between the rotors becomes unbalanced in the circumferential direction, which may cause vibration and noise in the rotors. .. In addition, there is a possibility that a desired rotational torque cannot be obtained.
また、上記のようなアキシャルギャップ型電動機においては、例えば、電動機のトルクリップルおよびコギングトルクの低減を目的として、一対のロータを周方向にずらして配置する場合がある。この場合において一対のロータの周方向の相対位置が設計値からずれると、トルクリップルおよびコギングトルクを十分に低減できない虞がある。また、上述したロータの振動および騒音が悪化する虞もある。 Further, in the axial gap type electric motor as described above, for example, a pair of rotors may be arranged so as to be displaced in the circumferential direction for the purpose of reducing the torque ripple and the cogging torque of the electric motor. In this case, if the relative positions of the pair of rotors in the circumferential direction deviate from the design values, the torque ripple and the cogging torque may not be sufficiently reduced. In addition, the vibration and noise of the rotor described above may be exacerbated.
以上のことから、一対のロータを備えるアキシャルギャップ型電動機においては、一対のロータの周方向の相対位置を精度よく、かつ、容易に位置決めできる構造が求められる。 From the above, in an axial gap type electric motor provided with a pair of rotors, a structure capable of accurately and easily positioning the relative positions of the pair of rotors in the circumferential direction is required.
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、2つのロータの周方向の相対位置を精度よく、かつ、容易に位置決めできる構造を有するモータを提供することを目的の一つとする。 One aspect of the present invention is to provide a motor having a structure capable of accurately and easily positioning the relative positions of two rotors in the circumferential direction in view of the above problems.
本発明のモータの一つの態様は、上下方向に延びる中心軸を中心とするシャフトと、軸方向に所定の間隔を空けてシャフトに取り付けられた上側ロータおよび下側ロータと、上側ロータと下側ロータとの間に配置されたステータと、シャフトを支持するベアリングと、を備える。上側ロータは、径方向に延びる上側板状部と、軸方向に延びる上側筒状部を有し、下側ロータは、径方向に延びる下側板状部と軸方向に延びる下側筒状部を有する。上側筒状部は、上側板状部の下面から下側に延び、下側筒状部は、下側板状部の下面から下側に延びる。上側板状部および下側板状部は、ステータと軸方向に対向するマグネットを有する。マグネットの磁極は、N極とS極とが周方向に沿って交互に設けられる。シャフトと上側ロータおよび下側ロータとには、シャフトと上側ロータとの周方向の相対的な位置を決め、かつ、シャフトと下側ロータとの周方向の相対的な位置を決める嵌合構造が設けられる。
One aspect of the motor of the present invention is a shaft centered on a central axis extending in the vertical direction, an upper rotor and a lower rotor mounted on the shaft at predetermined intervals in the axial direction, and an upper rotor and a lower side. It includes a stator arranged between the rotor and a bearing that supports the shaft. The upper rotor has an upper plate-like portion extending radially, an upper cylindrical portion extending in the axial direction, the lower rotor, the lower cylindrical portion extending below the plate portion and the axially extending radially Has. The upper tubular portion extends downward from the lower surface of the upper plate-shaped portion, and the lower tubular portion extends downward from the lower surface of the lower plate-shaped portion. The upper plate-shaped portion and the lower plate-shaped portion have magnets that face the stator in the axial direction. The magnetic poles of the magnet are provided with N poles and S poles alternately along the circumferential direction. The shaft, the upper rotor, and the lower rotor have a fitting structure that determines the relative positions of the shaft and the upper rotor in the circumferential direction and the relative positions of the shaft and the lower rotor in the circumferential direction. Provided.
本発明の一つの態様によれば、2つのロータの周方向の相対位置を精度よく、かつ、容易に位置決めできる構造を有するモータが提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a motor having a structure capable of accurately and easily positioning the relative positions of the two rotors in the circumferential direction.
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。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。 Hereinafter, the motor according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 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. Further, in the following drawings, the scale and the number of each structure may be different from the scale and the number of the actual structure in order to make each configuration easy to understand.
また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、図1に示す中心軸Jの軸方向と平行な方向とする。X軸方向は、Z軸方向と直交する方向であって図1の左右方向とする。Y軸方向は、X軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向とする。 Further, in the drawings, the XYZ coordinate system is shown as a three-dimensional Cartesian coordinate system as appropriate. In the XYZ coordinate system, the Z-axis direction is a direction parallel to the axial direction of the central axis J shown in FIG. The X-axis direction is a direction orthogonal to the Z-axis direction and is the left-right direction in FIG. The Y-axis direction is a direction orthogonal to both the X-axis direction and the Z-axis direction.
また、以下の説明においては、中心軸Jの延びる方向(Z軸方向)を上下方向とする。Z軸方向の正の側(+Z側)を「上側」と呼び、Z軸方向の負の側(−Z側)を「下側」と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、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。また、特に断りのない限り、中心軸Jに平行な方向(Z軸方向)を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向(θZ方向)、すなわち、中心軸Jの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。 Further, in the following description, the extending direction of the central axis J (Z-axis direction) is defined as the vertical direction. The positive side (+ Z side) in the Z-axis direction is called the "upper side", and the negative side (-Z side) in the Z-axis direction is called the "lower side". The vertical direction, the upper side, and the lower side are names used only for explanation, and do not limit the actual positional relationship or direction. Unless otherwise specified, the direction parallel to the central axis J (Z-axis direction) is simply referred to as the "axial direction", and the radial direction centered on the central axis J is simply referred to as the "radial direction". The circumferential direction around the center (θ Z direction), that is, the circumference of the central axis J is simply called the “circumferential direction”.
なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向に延びる場合に加えて、軸方向に対して、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、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、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。 In the present specification, the term "extending in the axial direction" includes not only the case of extending in the strict axial direction but also the case of extending in a direction inclined in a range of less than 45 ° with respect to the axial direction. Further, in the present specification, "extending in the radial direction" means that in addition to the case where it extends in a strictly radial direction, that is, in a direction perpendicular to the axial direction, it is tilted in a range of less than 45 ° with respect to the radial direction. Including the case of extending in the vertical direction.
<第1実施形態>
図1は、本実施形態のモータ10を示す断面図である。モータ10は、アキシャルギャップモータである。図1に示すように、モータ10は、ハウジング11と、シャフト20と、2つのロータである上側ロータ31および下側ロータ32と、上側ベアリング51と、下側ベアリング52と、ステータ40と、バスバーユニット70と、コネクタ71と、を備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the
ハウジング11は、モータ10のモータケースである。ハウジング11は、例えば、金属製または樹脂製である。ハウジング11は、シャフト20と、上側ロータ31と、下側ロータ32と、ステータ40と、上側ベアリング51と、下側ベアリング52と、バスバーユニット70と、を収容する。ハウジング11は、中間ハウジング12と、下側ハウジング13と、上側ハウジング14と、を有する。
The
中間ハウジング12は、例えば、軸方向の両端が開口した円筒状である。本実施形態においては、中間ハウジング12の径方向内側には、下側ロータ32が位置する。
The
下側ハウジング13は、中間ハウジング12の下側に取り付けられる。下側ハウジング13は、例えば、円筒状である。下側ハウジング13は、底壁部13bと、筒部13aと、下側ベアリング保持部15と、を有する。
The
底壁部13bは、シャフト20を周方向に囲む円環状である。筒部13aは、底壁部13bの外周端から上側に延びる。筒部13aの上端は、中間ハウジング12の下側の開口部12aに嵌合される。下側ベアリング保持部15は、底壁部13bの径方向内側に位置する。下側ベアリング保持部15は、下側ベアリング52を保持する。下側ベアリング保持部15は、下側に開口する出力軸孔15aを有する。
The
上側ハウジング14は、中間ハウジング12の上側に、後述するカバー45のカバーフランジ部45bを介して取り付けられる。上側ハウジング14は、例えば、有蓋の円筒状である。本実施形態において上側ハウジング14の径方向内側には、上側ロータ31、ステータ40、およびバスバーユニット70が位置する。
The
なお、本明細書において、モータケース、とは、例えば、モータにおけるロータ、ステータ、およびシャフト等の駆動部品を収容して保護する部品のうちモータ外部の空間と接する部品である。 In the present specification, the motor case is, for example, a part of a motor that accommodates and protects driving parts such as a rotor, a stator, and a shaft, and is in contact with a space outside the motor.
シャフト20は、上下方向に延びる中心軸Jを中心とする。シャフト20は、上側ベアリング51と下側ベアリング52とによって、中心軸J周りに回転可能に支持される。すなわち、上側ベアリング51および下側ベアリング52は、シャフト20を支持するベアリングである。シャフト20の下端は、出力軸孔15aを介してハウジング11の外部に突出する。
The
上側ロータ31と下側ロータ32とは、軸方向に所定の間隔を空けてシャフト20に取り付けられる。上側ロータ31は、ステータ40の上側に位置する。上側ロータ31は、上側ロータ本体34と、複数の上側マグネット33と、を有する。
The
上側ロータ本体34は、例えば、径方向に延びる円板状である。本実施形態において上側ロータ本体34は、シャフト20の上端に固定される。上側マグネット33は、上側ロータ本体34の下面に固定されるマグネットである。図示は省略するが、複数の上側マグネット33は、周方向に沿って配置される。上側マグネット33の磁極は、N極とS極とが周方向に沿って交互に設けられる。上側マグネット33は、ステータ40と軸方向に対向する。
The
下側ロータ32は、ステータ40の下側に位置する。下側ロータ32は、下側ロータ本体36と、複数の下側マグネット35と、を有する。下側ロータ本体36は、例えば、径方向に延びる円板状である。下側ロータ本体36は、シャフト20に固定される。下側マグネット35は、下側ロータ本体36の上面に固定されるマグネットである。複数の下側マグネット35は、周方向に沿って配置される。下側マグネット35の磁極は、N極とS極とが周方向に沿って交互に設けられる。下側マグネット35は、ステータ40と軸方向に対向する。上側マグネット33と下側マグネット35とは、互いに異極が軸方向に対向する。これにより、上側ロータ31と下側ロータ32とによって回転トルクが得られるため、モータ10の回転トルクを大きくできる。
The
ステータ40は、2つのロータの間、すなわち、上側ロータ31と下側ロータ32との間に配置される。ステータ40は、複数のコア41と、コイル42と、インシュレータ43と、上側ベアリングホルダ44と、カバー45と、モールド樹脂部46と、を有する。ステータ40は、例えば、モールド成型によって成型される。
The
複数のコア41は、周方向に沿って配置される。複数のコア41は、上側ベアリングホルダ44とカバー45との径方向の間に位置する。本実施形態において複数のコア41は、例えば、12個設けられる。
The plurality of
インシュレータ43は、コア41に装着される。インシュレータ43は、例えば、ボビン状である。インシュレータ43は、例えば、樹脂材料で成型された部材である。コイル42は、インシュレータ43を介して、コア41に巻き回される。コイル42は、コイル引出線42aを有する。コイル42は、コア41を励磁する。
The
コイル引出線42aは、コイル42から上側に引き出される。コイル引出線42aは、コア41よりも上側に延びる。コイル引出線42aは、バスバーユニット70のバスバーと電気的に接続される。コイル引出線42aは、コイル42を構成する巻線の一部であってもよいし、コイル42を構成する巻線とは別部材であってもよい。
The
上側ベアリングホルダ44は、上側ベアリング51を保持するベアリングホルダである。上側ベアリングホルダ44は、複数のコア41の径方向内側かつ、シャフト20の径方向外側に位置する。上側ベアリングホルダ44は、筒状である。本実施形態において上側ベアリングホルダ44は、例えば、中心軸Jと同心の円筒状である。上側ベアリングホルダ44の内周面であるホルダ内周面44eには、上側ベアリング51が保持される。
The
カバー45は、複数のコア41の径方向外側に配置される。カバー45は、筒状である。カバー45は、カバー筒状部45aと、カバーフランジ部45bと、を有する。カバー筒状部45aは、軸方向に延び軸方向両端に開口する筒状である。本実施形態においてカバー筒状部45aは、例えば、中心軸Jと同心の円筒状である。
The
カバーフランジ部45bは、カバー筒状部45aの下端から径方向外側に延びる。カバーフランジ部45bの下面は、中間ハウジング12の上面と接触する。カバーフランジ部45bの上面は、上側ハウジング14の下面と接触する。カバーフランジ部45bは、例えば、ビスによってハウジング11と固定される。これにより、ステータ40がハウジング11に固定される。カバーフランジ部45bの径方向外側の端面は、モータ10の外部に露出する。
The
モールド樹脂部46は、ステータ40を構成する各部品の間に位置する。モールド樹脂部46は、例えば、コイル42およびインシュレータ43と、上側ベアリングホルダ44およびカバー45との径方向の間等に位置する。
The
バスバーユニット70は、上側ロータ31の上側に位置する。バスバーユニット70には、コイル引出線42aが接続される。バスバーユニット70は、図示しないバスバーを保持する。バスバーはコイル引出線42aと電気的に接続される。バスバーの一端は、コネクタ71を介してハウジング11の外部に露出する。
The
コネクタ71は、例えば、上側ハウジング14に設けられる。図示は省略するが、コネクタ71は、上側に開口する穴部を有する。穴部の内側には、バスバーユニット70におけるバスバーの一端が露出する。コネクタ71には、図示しない外部電源が接続される。これにより、外部電源から、バスバーおよびコイル引出線42aを介してステータ40に電源が供給される。
The
モータ10は、抜け止め部材80をさらに備える。抜け止め部材80は、シャフト20に固定される。抜け止め部材80は、下側ロータ32の下側に位置する。抜け止め部材80の上面は、下側ロータ32の下面、より詳細には、後述する下側筒状部36bの下面と接触する。抜け止め部材80によって、下側ロータ32がシャフト20から下側にずれて抜けることが抑制される。
The
次に、シャフト20について詳細に説明する。図2は、図1の部分拡大図である。図3は、本実施形態のシャフト20を示す側面図(YZ面図)である。図1から図3に示すように、本実施形態においてシャフト20は、直径が異なる部分を複数有する段付きのシャフトである。
Next, the
図1に示すように、シャフト20は、上側の端部から下側の端部に向かって順に、上側ロータ嵌合部(嵌合部)21と、上側ベアリング嵌合部(嵌合部)22と、上側ベアリング支持部23と、最大外径部24と、下側ロータ嵌合部(嵌合部)25と、抜け止め部材嵌合部(嵌合部)26と、下側ベアリング嵌合部(嵌合部)27と、出力軸部28と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
上側ロータ嵌合部21と、上側ベアリング嵌合部22と、下側ロータ嵌合部25と、抜け止め部材嵌合部26と、下側ベアリング嵌合部27とは、他の部品が嵌め合わされる嵌合部である。すなわち、シャフト20は、他の部品が嵌め合わされる嵌合部を複数有する。
Other parts are fitted to the upper
上側ロータ嵌合部21には、上側ロータ31が嵌め合わされる。上側ベアリング嵌合部22には、上側ベアリング51が嵌め合わされる。下側ロータ嵌合部25には、下側ロータ32が嵌め合わされる。抜け止め部材嵌合部26には、抜け止め部材80が嵌め合わされる。下側ベアリング嵌合部27には、下側ベアリング52が嵌め合わされる。
The
最大外径部24は、シャフト20の直径が最も大きい部分である。最大外径部24は、上側ロータ31と下側ロータ32との軸方向の間に位置する。図2に示すように、最大外径部24の軸方向の下側の面である最大外径部下面24aは、下側ロータ32における最大外径部24側(+Z側)の面である下側ロータ上面36eと接触する。そのため、シャフト20の最大外径部24によって下側ロータ32を軸方向に位置決めできる。これにより、下側ロータ32の軸方向の位置決めが容易である。本実施形態において下側ロータ上面36eは、下側ロータ本体36の上面である。
The maximum
図1および図3に示すように、シャフト20における嵌合部の直径は、最大外径部24から離れた位置に設けられる嵌合部ほど、小さい。すなわち、上側ベアリング嵌合部22の直径は、上側ロータ嵌合部21の直径よりも小さい。下側ロータ嵌合部25の直径は、抜け止め部材嵌合部26の直径よりも小さく、抜け止め部材嵌合部26の直径は、下側ベアリング嵌合部27の直径よりも小さい。そのため、シャフト20に取り付けられる各部品を、最大外径部24に近い位置に取り付けられる部品から順に取り付けやすい。これにより、モータ10の組み立て性を向上できる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the diameter of the fitting portion on the
図2に示すように、上側ベアリング支持部23は、上側ベアリング51を下側から支持する。すなわち、上側ベアリング支持部23の上面は、上側ベアリング51の下面と接触する。そのため、上側ベアリング51を軸方向に安定して保持できる。上側ベアリング支持部23の直径は、上側ベアリング嵌合部22の直径よりも大きい。図1に示すように、出力軸部28は、出力軸孔15aを介してハウジング11の外部に突出する。
As shown in FIG. 2, the upper
次に、上側ロータ31および下側ロータ32について詳細に説明する。図4は、本実施形態の上側ロータ31を示す平面図である。図1および図4に示すように、上側ロータ本体34は、上側板状部(板状部)34aと、上側筒状部(筒状部)34bと、を有する。
Next, the
上側板状部34aには、上側マグネット33が固定される。上側板状部34aは、板状の板状部である。上側板状部34aは、例えば、径方向に延びる円板状である。図2に示すように、本実施形態において上側板状部34aは、シャフト20の上端に、例えばネジで固定される。
The
上側筒状部34bは、上側板状部34aから軸方向に延びる筒状の筒状部である。本実施形態において上側筒状部34bは、例えば、上側板状部34aの下面から下側に延びる。上側筒状部34bの内側には、上側ロータ嵌合部21が嵌め合わされる。すなわち、上側筒状部34bの内側には、シャフト20が嵌め合わされる。
The upper
そのため、上側ロータ31におけるシャフト20に嵌め合わされる部分の軸方向の寸法を、上側筒状部34bの軸方向の寸法の分だけ大きくできる。これにより、シャフト20に対して上側ロータ31が傾いて固定されることを抑制できる。したがって、周方向において上側マグネット33とステータ40との軸方向の距離を均一にしやすく、上側ロータ31に加えられる磁力による回転トルクを周方向にバランスよくできる。
Therefore, the axial dimension of the portion of the
また、上側ロータ31がシャフト20に対して傾くことを抑制できるため、上側マグネット33全体をステータ40に近づけて配置しやすい。これにより、上側ロータ31に加えられる磁力による回転トルクを大きくできる。また、モータ10の軸方向の寸法を小型化しやすい。
Further, since the
上側筒状部34bの下端は、コア41と径方向に重なる。すなわち、上側筒状部34bの少なくとも一部は、コア41と径方向に重なる。そのため、上側筒状部34bの軸方向の寸法を大きくして上側ロータ31が傾くことをより抑制しつつ、モータ10が軸方向に大型化することを抑制できる。
The lower end of the upper
上側ロータ本体34には、上側ロータ孔部(ロータ孔部)34cが設けられる。すなわち、上側ロータ31には、上側ロータ孔部34cが設けられる。上側ロータ孔部34cは、シャフト20が通される孔であるロータ孔部である。上側ロータ孔部34cは、例えば、上側に窪む。上側ロータ孔部34cの内周面の一部は、上側筒状部34bの内周面である。なお、上側ロータ孔部34cは、上側ロータ本体34を軸方向に貫通してもよいし、貫通しなくてもよい。
The upper rotor
図1に示すように、上側マグネット33は、上側板状部34aの下面に固定される。図4に示すように、上側マグネット33は、複数の上側マグネット33Nと、複数の上側マグネット33Sと、を含む。
As shown in FIG. 1, the
上側マグネット33Nは、N極に着磁されたマグネットである。上側マグネット33Sは、S極に着磁されたマグネットである。複数の上側マグネット33Nと複数の上側マグネット33Sとは、周方向に沿って交互に配置される。これにより、上側マグネット33の磁極は、N極とS極とが周方向に沿って交互に設けられる。
The
図5は、本実施形態の下側ロータ32を示す平面図である。図1および図5に示すように、下側ロータ本体36は、下側板状部(板状部)36aと、下側筒状部(筒状部)36bと、を有する。
FIG. 5 is a plan view showing the
下側板状部36aには、下側マグネット35が固定される。下側板状部36aは、板状の板状部である。下側板状部36aは、例えば、径方向に延びる円板状である。図2に示すように、本実施形態において下側板状部36aは、下側ロータ嵌合部25に嵌合される。
A
下側筒状部36bは、下側板状部36aから軸方向に延びる筒状の筒状部である。本実施形態において下側筒状部36bは、例えば、下側板状部36aの下面から下側に延びる。下側筒状部36bの内側には、下側ロータ嵌合部25が嵌め合わされる。すなわち、下側筒状部36bの内側には、シャフト20が嵌め合わされる。
The lower
そのため、下側ロータ32におけるシャフト20に嵌め合わされる部分の軸方向の寸法を、下側筒状部36bの軸方向の寸法の分だけ大きくできる。これにより、シャフト20に対して下側ロータ32が傾いて固定されることを抑制できる。したがって、周方向において下側マグネット35とステータ40との軸方向の距離を均一にしやすく、下側ロータ32に加えられる磁力による回転トルクを周方向にバランスよくできる。
Therefore, the axial dimension of the portion of the
また、下側ロータ32がシャフト20に対して傾くことを抑制できるため、下側マグネット35全体をステータ40に近づけて配置しやすい。これにより、下側ロータ32に加えられる磁力による回転トルクを大きくできる。また、モータ10の軸方向の寸法を小型化しやすい。
Further, since the
下側ロータ本体36には、下側ロータ孔部(ロータ孔部)36cが設けられる。すなわち、下側ロータ32には、下側ロータ孔部36cが設けられる。下側ロータ孔部36cは、シャフト20が通される孔であるロータ孔部である。下側ロータ孔部36cは、下側ロータ本体36を軸方向に貫通する。下側ロータ孔部36cの内周面の一部は、下側筒状部36bの内周面である。
The lower rotor
下側マグネット35は、下側板状部36aの上面に固定される。下側板状部36aの上面は、下側ロータ上面36eである。図5に示すように、下側マグネット35は、複数の下側マグネット35Nと、複数の下側マグネット35Sと、を含む。
The
下側マグネット35Nは、N極に着磁されたマグネットである。下側マグネット35Sは、S極に着磁されたマグネットである。複数の下側マグネット35Nと複数の下側マグネット35Sとは、周方向に沿って交互に配置される。これにより、下側マグネット35の磁極は、N極とS極とが周方向に沿って交互に設けられる。
The
図1に示すように、下側マグネット35Nは、上側マグネット33Sと軸方向に対向する。下側マグネット35Sは、上側マグネット33Nと軸方向に対向する。これにより、上側マグネット33と下側マグネット35とは、互いに異極が軸方向に対向する。
As shown in FIG. 1, the
図4および図5に示すように、本実施形態において上側マグネット33N,33Sの周方向両側の外形線および下側マグネット35N,35Sの周方向両側の外形線は、平面視において、中心軸Jを通る径方向線と交差する。言い換えると、上側マグネット33N,33Sの周方向両側の外形線および下側マグネット35N,35Sの周方向両側の外形線を延長した線は、中心軸Jと交差しない。すなわち、上側マグネット33N,33Sおよび下側マグネット35N,35Sには、スキューが施される。そのため、モータ10のトルクリップルおよびコギングトルクを低減できる。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the present embodiment, the outer lines on both sides of the
図4に示すように、本実施形態において上側ロータ31は、上側ロータ基準位置(基準位置)BP1を有する。図5に示すように、本実施形態において下側ロータ32は、下側ロータ基準位置(基準位置)BP2を有する。上側ロータ基準位置BP1と下側ロータ基準位置BP2とは、上側ロータ31のN極の周方向の中心と下側ロータ32のS極の周方向の中心とを軸方向に重ねた際に、互いに周方向の位置が同じとなる基準位置である。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
なお、本実施形態において上側ロータ31のN極の周方向の中心とは、例えば、上側マグネット33Nの径方向外側の端部における周方向の中心である。本実施形態において下側ロータ32のS極の周方向の中心とは、例えば、下側マグネット35Sの径方向外側の端部における周方向の中心である。
In the present embodiment, the circumferential center of the north pole of the
図4に示すように、本実施形態において上側ロータ基準位置BP1は、上側マグネット33Nの径方向外側の端部における周方向の中心である。すなわち、上側ロータ基準位置BP1は、上側マグネット33の磁極の径方向外側の端部における周方向の中心である。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the upper rotor reference position BP1 is the center in the circumferential direction at the radial outer end of the
図5に示すように、本実施形態において下側ロータ基準位置BP2は、下側マグネット35Sの径方向外側の端部における周方向の中心である。すなわち、下側ロータ基準位置BP2は、下側マグネット35の磁極の径方向外側の端部における周方向の中心である。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the lower rotor reference position BP2 is the center in the circumferential direction at the radial outer end of the
図2に示すように、シャフト20並びに上側ロータ31および下側ロータ32には、シャフト20と上側ロータ31との周方向の相対的な位置を決め、かつ、シャフト20と下側ロータ32との周方向の相対的な位置を決める嵌合構造39が設けられる。そのため、シャフト20に対して上側ロータ31および下側ロータ32を周方向に精度よく、かつ、容易に位置決めできる。これにより、2つのロータである上側ロータ31および下側ロータ32の周方向の相対位置を精度よく、かつ、容易に位置決めできる構造を有するモータ10が得られる。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態において嵌合構造39は、上側嵌合構造37と、下側嵌合構造38と、を含む。上側嵌合構造37は、シャフト20と上側ロータ31とに設けられる。下側嵌合構造38は、シャフト20と下側ロータ32とに設けられる。
In the present embodiment, the
上側嵌合構造37は、上側ロータ31をシャフト20に対して周方向に位置決めする。上側嵌合構造37は、上シャフト側キー溝部(シャフト側キー溝部)21aと、上ロータ側キー溝部(ロータ側キー溝部)34dと、キー部材60と、を有する。
The upper
上シャフト側キー溝部21aは、シャフト20の外周面に設けられるシャフト側キー溝部である。上シャフト側キー溝部21aは、より詳細には、上側ロータ嵌合部21の外周面に設けられる。上シャフト側キー溝部21aは、上側ロータ嵌合部21の外周面から、径方向内側に凹となる。上シャフト側キー溝部21aは、軸方向に延びる。上シャフト側キー溝部21aは、シャフト20の上端面に向かって軸方向上方に開口する。図2および図3に示すように、上シャフト側キー溝部21aの形状は、例えば、略直方体形状である。
The upper shaft
図2に示すように、上ロータ側キー溝部34dは、上側ロータ孔部34cの内周面に設けられるロータ側キー溝部である。上ロータ側キー溝部34dは、上側ロータ孔部34cの内周面から、径方向外側に凹となる。上ロータ側キー溝部34dは、軸方向に延びる。上ロータ側キー溝部34dは、上側ロータ本体34の下端面に向かって軸方向下方に開口する。より詳細には、上ロータ側キー溝部34dは、上側筒状部34bの下端面に向かって軸方向下方に開口する。図2および図4に示すように、上ロータ側キー溝部34dの形状は、略直方体形状である。
As shown in FIG. 2, the upper rotor
図2に示すように、キー部材60は、上シャフト側キー溝部21aと上ロータ側キー溝部34dとに嵌め合わされる。すなわち、キー部材60は、上シャフト側キー溝部21aと上ロータ側キー溝部34dとの径方向の間に位置する。これにより、上側ロータ31は、シャフト20に対して周方向に位置決めされ、シャフト20に固定される。本実施形態によれば、上側嵌合構造37の一部として、シャフト20と上側ロータ31とにそれぞれキー溝部を設ければよい。そのため、シャフト20および上側ロータ31の加工が容易であり、上側嵌合構造37を作りやすい。キー部材60の形状は、例えば、直方体形状である。
As shown in FIG. 2, the
下側嵌合構造38は、下側ロータ32をシャフト20に対して周方向に位置決めする。下側嵌合構造38は、下シャフト側キー溝部(シャフト側キー溝部)25aと、下ロータ側キー溝部(ロータ側キー溝部)36dと、キー部材61と、を有する。
The lower
下シャフト側キー溝部25aは、シャフト20の外周面、より詳細には下側ロータ嵌合部25の外周面に設けられるシャフト側キー溝部である。下シャフト側キー溝部25aは、下側ロータ嵌合部25の外周面から、径方向内側に凹となる。下シャフト側キー溝部25aは、軸方向に延びる。下シャフト側キー溝部25aは、下側ロータ嵌合部25の下端面に向かって軸方向下方に開口する。図2および図3に示すように、下シャフト側キー溝部25aの形状は、例えば、略直方体形状である。
The lower shaft
図2に示すように、下ロータ側キー溝部36dは、下側ロータ孔部36cの内周面に設けられるロータ側キー溝部である。下ロータ側キー溝部36dは、下側ロータ孔部36cの内周面から、径方向外側に凹となる。下ロータ側キー溝部36dは、軸方向に延びる。下ロータ側キー溝部36dは、下側ロータ本体36を軸方向に貫通する。図2および図5に示すように、下ロータ側キー溝部36dの形状は、略直方体形状である。
As shown in FIG. 2, the lower rotor
図2に示すように、キー部材61は、下シャフト側キー溝部25aと下ロータ側キー溝部36dとに嵌め合わされる。すなわち、キー部材61は、下シャフト側キー溝部25aと下ロータ側キー溝部36dとの径方向の間に位置する。これにより、下側ロータ32は、シャフト20に対して周方向に位置決めされ、シャフト20に固定される。本実施形態によれば、下側嵌合構造38の一部として、シャフト20と下側ロータ32とにそれぞれキー溝部を設ければよい。そのため、シャフト20および下側ロータ32の加工が容易であり、下側嵌合構造38を作りやすい。キー部材61の形状は、例えば、直方体形状である。
As shown in FIG. 2, the
図4に示すように、上ロータ側キー溝部34dの周方向の中心である上側周方向中心P1は、周方向において、上側ロータ基準位置BP1と同じ位置に設けられる。すなわち、上側周方向中心P1は、軸方向に視た際に、上側ロータ基準位置BP1を通る第1径方向線SL1上に位置する。
As shown in FIG. 4, the upper circumferential center P1 which is the center of the upper rotor
本実施形態によれば、上側ロータ基準位置BP1は、上側マグネット33Nの径方向外側の端部における周方向の中心である。そのため、上側マグネット33Nの周方向の中心に対する上ロータ側キー溝部34dの周方向の中心を位置決めすることができる。これにより、上ロータ側キー溝部34dを設ける位置を容易に決めやすい。
According to the present embodiment, the upper rotor reference position BP1 is the center in the circumferential direction at the radial outer end of the
図5に示すように、下ロータ側キー溝部36dの周方向の中心である下側周方向中心P2は、周方向において、下側ロータ基準位置BP2と異なる位置に設けられる。すなわち、下側周方向中心P2は、軸方向に視た際に、下側ロータ基準位置BP2を通る第2径方向線SL2とは、異なる第3径方向線SL3上に位置する。
As shown in FIG. 5, the lower circumferential center P2, which is the center of the lower rotor
本実施形態によれば、下側ロータ基準位置BP2は、下側マグネット35Sの径方向外側の端部における周方向の中心である。そのため、下側マグネット35Sの周方向の中心に対する下ロータ側キー溝部36dの周方向の中心を位置決めすることができる。これにより、下ロータ側キー溝部36dを設ける位置を容易に決めやすい。
According to the present embodiment, the lower rotor reference position BP2 is the center in the circumferential direction at the radial outer end of the
図3に示すように、上シャフト側キー溝部21aと下シャフト側キー溝部25aとは、周方向において、互いに同じ位置に設けられる。これにより、本実施形態においては、上側マグネット33Nの周方向の中心と下側マグネット35Sの周方向の中心とが周方向にずれた状態で、シャフト20に上側ロータ31および下側ロータ32が固定される。
As shown in FIG. 3, the upper shaft side
そのため、軸方向に対向する上側マグネット33Nと下側マグネット35Sとの間、および軸方向に対向する上側マグネット33Sと下側マグネット35Nとの間に生じる磁界が軸方向に対して傾く。すなわち、上側ロータ31と下側ロータ32との間に生じる磁界にスキューが施される。これにより、本実施形態によれば、モータ10のトルクリップルおよびコギングトルクを低減できる。
Therefore, the magnetic field generated between the
以下の説明においては、上側ロータ31と下側ロータ32との間に生じる磁界にスキューが施されることを、単に上側ロータ31および下側ロータ32にスキューが施される、と表現する場合がある。
In the following description, skewing the magnetic field generated between the
なお、本明細書において、ある2つの対象が周方向において同じ位置に設けられる、とは、軸方向に視た際に、ある2つの対象同士が径方向に重なることを含む。また、本明細書において、ある2つの対象が周方向において異なる位置に設けられる、とは、軸方向に視た際に、ある2つの対象同士が径方向に重ならないことを含む。 In the present specification, the fact that two objects are provided at the same position in the circumferential direction includes that the two objects overlap each other in the radial direction when viewed in the axial direction. Further, in the present specification, the fact that two objects are provided at different positions in the circumferential direction includes that the two objects do not overlap each other in the radial direction when viewed in the axial direction.
上側マグネット33Nの周方向の中心と、下側マグネット35Sの周方向の中心とは、図5に示すスキュー角度θだけ、周方向にずれる。スキュー角度θは、第2径方向線SL2と第3径方向線SL3との周方向の間の角度である。本実施形態において上側ロータ31および下側ロータ32がシャフト20に固定された状態では、軸方向に視た際に、第1径方向線SL1と第3径方向線SL3とが重なり合う。すなわち、スキュー角度θは、第1径方向線SL1と第2径方向線SL2との周方向の間の角度でもある。スキュー角度θは、例えば、3°以上、6°以下である。
The circumferential center of the
上側ロータ31および下側ロータ32にスキューを施すことによるトルクリップルおよびコギングトルクの低減効果は、スキュー角度θの大きさによって大きく異なる。また、スキュー角度θが設計値からずれると、上側ロータ31と下側ロータ32との間に生じる磁束の周方向バランスが崩れて、上側ロータ31および下側ロータ32に生じる振動および騒音が大きくなる虞がある。そのため、スキュー角度θの精度を向上させることが重要である。
The effect of reducing torque ripple and cogging torque by skewing the
これに対して本実施形態によれば、上側嵌合構造37および下側嵌合構造38によって上側ロータ31および下側ロータ32の周方向の相対位置を精度よく位置決めできる。そのため、スキュー角度θの精度を向上させることができる。これにより、本実施形態によれば、トルクリップルおよびコギングトルクを効果的に低減しやすく、かつ、上側ロータ31および下側ロータ32に生じる振動および騒音が大きくなることを抑制できる。
On the other hand, according to the present embodiment, the upper
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。以下の説明においては、上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。 In this embodiment, the following configuration can also be adopted. In the following description, the same configurations as those described above may be omitted by appropriately assigning the same reference numerals and the like.
本実施形態において下側周方向中心P2は、周方向において、下側ロータ基準位置BP2と同じ位置に設けられてもよい。すなわち、下側周方向中心P2は、軸方向に視た際に、第2径方向線SL2上に位置してもよい。この構成によれば、スキュー角度θは、0°となる。すなわち、上側ロータ31および下側ロータ32にスキューが施されない。この構成によれば、モータ10の回転トルクを大きくできる。また、上側嵌合構造37および下側嵌合構造38によって、スキュー角度θの精度を向上できるため、所望の回転トルクが得られやすい。
In the present embodiment, the lower circumferential center P2 may be provided at the same position as the lower rotor reference position BP2 in the circumferential direction. That is, the lower circumferential center P2 may be located on the second radial direction line SL2 when viewed in the axial direction. According to this configuration, the skew angle θ is 0 °. That is, the
また、本実施形態においては、例えば図6の構成のように、上シャフト側キー溝部21aと下シャフト側キー溝部25aとの周方向の位置をずらすことによって、上側ロータ31および下側ロータ32にスキューを施してもよい。図6は、本実施形態の他の一例であるシャフト120を示す側面図(YZ面図)である。図6に示すように、シャフト120は、下側ロータ嵌合部(嵌合部)125を有する。
Further, in the present embodiment, for example, as in the configuration of FIG. 6, the
下側ロータ嵌合部125は、下側ロータ32が嵌合される嵌合部である。下側ロータ嵌合部125の外周面には、下シャフト側キー溝部(シャフト側キー溝部)125aが設けられる。上シャフト側キー溝部21aと下シャフト側キー溝部125aとは、周方向において、互いに異なる位置に設けられる。シャフト120のその他の構成は、図1から図3に示すシャフト20の構成と同様である。
The lower rotor
この構成においては、上側周方向中心P1は、周方向において、上側ロータ基準位置BP1と同じ位置に設けられる。下側周方向中心P2は、周方向において、下側ロータ基準位置BP2と同じ位置に設けられる。これにより、上側ロータ31および下側ロータ32にスキューを施すことができる。この構成において、スキュー角度は、上シャフト側キー溝部21aの周方向の中心と下シャフト側キー溝部125aの周方向の中心との周方向のずれ角度である。
In this configuration, the upper circumferential center P1 is provided at the same position as the upper rotor reference position BP1 in the circumferential direction. The lower circumferential center P2 is provided at the same position as the lower rotor reference position BP2 in the circumferential direction. As a result, the
この構成によれば、上側ロータ31および下側ロータ32にスキューを施しつつ、磁極に対する上ロータ側キー溝部34dの周方向位置と、磁極に対する下ロータ側キー溝部36dの周方向位置と、を同じとできる。これにより、上ロータ側キー溝部34dと下ロータ側キー溝部36dとを、それぞれマグネットに対して同様に位置決めできるため、簡便である。
According to this configuration, the circumferential position of the upper rotor
また、本実施形態においては、上側ロータ31と下側ロータ32とのうちの少なくとも一方が、筒状部を有する構成を採用できる。すなわち、本実施形態においては、上側筒状部34bと下側筒状部36bとのうちの一方のみが設けられてもよい。
Further, in the present embodiment, a configuration in which at least one of the
また、本実施形態においては、最大外径部24の軸方向の一方側の面が、上側ロータ31と下側ロータ32とのいずれか一方における最大外径部24側(+Z側)の面と接触する構成を採用できる。すなわち、本実施形態においては、最大外径部24の上側の面が、上側ロータ31の下側の面と接触する構成であってもよい。
Further, in the present embodiment, one surface of the maximum
また、本実施形態において上ロータ側キー溝部34dおよび下ロータ側キー溝部36dは、複数設けられてもよい。また、本実施形態において上シャフト側キー溝部21aおよび下シャフト側キー溝部25aは、複数設けられてもよい。この構成によれば、例えば、キー部材60,61が嵌め合わされるキー溝部を変更することで、上側ロータ31と下側ロータ32との周方向のずれ角度、すなわちスキュー角度θを変更できる。
Further, in the present embodiment, a plurality of upper rotor
また、本実施形態において上側ロータ基準位置BP1は、上側マグネット33Nの周方向の中心と下側マグネット35Sの周方向の中心とを軸方向に重ねた際に、下側ロータ基準位置BP2と周方向の位置が同じとなれば、いずれの位置であってもよい。これは、下側ロータ基準位置BP2についても同様である。したがって、ロータ基準位置は、磁極の径方向外側の端部における周方向の中心である場合に限られない。
Further, in the present embodiment, the upper rotor reference position BP1 is axially overlapped with the lower rotor reference position BP2 when the center of the
また、本実施形態においては、上側マグネット33および下側マグネット35は、単一の部材であってもよい。この場合、例えば、上側マグネット33および下側マグネット35は、円環状であり、周方向に沿ってN極とS極とが交互に着磁される。
Further, in the present embodiment, the
<第2実施形態>
第2実施形態は、第1実施形態に対して、嵌合構造が、キー溝部およびキー部材の代わりに凸部および凹部を有する点において異なる。なお、第1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り説明を省略する場合がある。
<Second Embodiment>
The second embodiment differs from the first embodiment in that the fitting structure has convex portions and concave portions instead of the key groove portion and the key member. The same configuration as that of the first embodiment may be omitted from the description by appropriately assigning the same reference numerals.
図7は、本実施形態の下側ロータ232を示す断面図である。図7は、上側(+Z側)下側(−Z側)に向かって視た図である。図7に示すように、下側ロータ232は、下側ロータ本体236と、下側マグネット35と、を有する。下側ロータ本体236は、下側板状部36aと、下側筒状部36bと、凸部236dと、を有する。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the
凸部236dは、下側ロータ孔部36cの内周面に設けられる。凸部236dは、下側ロータ孔部36cの内周面から径方向内側に凸となる。すなわち、凸部236dは、径方向に凸となる。そのため、凸部236dがシャフト20の外周面に設けられる場合と比べて、凸部236dを作りやすい。
The
本実施形態においてシャフト20と下側ロータ232とには、下側ロータ232をシャフト20に対して周方向に位置決めする下側嵌合構造238が設けられる。下側嵌合構造238は、凸部236dと、下シャフト側キー溝部25aと、を有する。本実施形態において下シャフト側キー溝部25aは、径方向に凹となる凹部である。凸部236dは、下シャフト側キー溝部25aに嵌め合わされる。
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、下側嵌合構造238が、凸部236dと下シャフト側キー溝部25aとで構成されるため、キー部材61を設ける必要がない。これにより、モータの部品点数を少なくできる。したがって、本実施形態によれば、モータの組み立て工数およびモータの製造コストを低減できる。
According to the present embodiment, since the lower
凸部236dの周方向の中心である凸部中心P3は、周方向において、下側ロータ基準位置BP2と同じ位置に設けられる。すなわち、下側嵌合構造238における下側ロータ232に設けられる部分の周方向の中心は、周方向において、下側ロータ基準位置BP2と同じ位置に設けられる。凸部236dの形状は、例えば、直方体形状である。
The convex portion center P3, which is the center of the
図示は省略するが、本実施形態の上側嵌合構造は、凸部と、凹部と、を有する。上側嵌合構造の凸部は、例えば、上側ロータ孔部34cの内周面に設けられる。上側嵌合構造の凸部は、上側ロータ孔部34cの内周面から径方向外側に凸となる。そのため、凸部がシャフト20の外周面に設けられる場合と比べて、凸部を作りやすい。上側嵌合構造の凹部は、例えば、図2に示す上シャフト側キー溝部21aである。
Although not shown, the upper fitting structure of the present embodiment has a convex portion and a concave portion. The convex portion of the upper fitting structure is provided on the inner peripheral surface of the upper
本実施形態において上側嵌合構造における上側ロータに設けられる部分、すなわち凸部の周方向の中心は、周方向において、上側ロータ基準位置BP1と同じ位置に設けられる。また、第1実施形態で述べたように、上シャフト側キー溝部21aと下シャフト側キー溝部25aとは、周方向において、互いに同じ位置に設けられる。すなわち、上側嵌合構造の凹部と下側嵌合構造238の凹部とは、周方向において、互いに同じ位置に設けられる。これにより、本実施形態において2つのロータにはスキューが施されない。そのため、モータの回転トルクを大きくできる。
In the present embodiment, the portion provided on the upper rotor in the upper fitting structure, that is, the center of the convex portion in the circumferential direction is provided at the same position as the upper rotor reference position BP1 in the circumferential direction. Further, as described in the first embodiment, the upper shaft side
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。 In this embodiment, the following configuration can also be adopted.
本実施形態においては、凹部が、下側ロータ孔部36cの内周面と、シャフト20の外周面と、のいずれか一方に設けられ、凸部236dが、下側ロータ孔部36cの内周面と、シャフト20の外周面と、のいずれか他方に設けられる構成を採用できる。すなわち、本実施形態においては、凸部236dは、シャフト20の外周面に設けられてもよい。この場合、下側ロータ孔部36cの内周面には、凹部として例えば図5に示す下ロータ側キー溝部36dが設けられる。凸部236dは下ロータ側キー溝部36dに嵌め合わされる。これは、上側嵌合構造についても同様である。
In the present embodiment, the concave portion is provided on either the inner peripheral surface of the lower
また、本実施形態においては、下側嵌合構造238における下側ロータ232に設けられる部分の周方向の中心は、周方向において、下側ロータ232の下側ロータ基準位置BP2と異なる位置に設けられてもよい。この構成によれば、2つのロータにスキューが施されるため、モータのトルクリップルおよびコギングトルクを低減できる。
Further, in the present embodiment, the center of the portion provided on the
また、本実施形態においてシャフト20は、図6に示すシャフト120と同様の構成であってもよい。すなわち、本実施形態において上側嵌合構造の凹部と下側嵌合構造238の凹部とは、周方向において、互いに異なる位置に設けられてもよい。この場合、上側嵌合構造の凹部とは、図6に示す上シャフト側キー溝部21aである。下側嵌合構造238の凹部とは、図6に示す下シャフト側キー溝部125aである。この構成によれば、2つのロータにスキューが施されるため、モータのトルクリップルおよびコギングトルクを低減できる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、上側嵌合構造と下側嵌合構造238とのうちの一方が、図2等に示すキー溝部とキー部材とによる嵌合構造であってもよい。
Further, in the present embodiment, one of the upper fitting structure and the lower
なお、上記説明した第1実施形態および第2実施形態の各構成は、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 configurations of the first embodiment and the second embodiment described above can be appropriately combined within a range that does not contradict each other.
1…モータ、20,120…シャフト、21…上側ロータ嵌合部(嵌合部)、21a…上シャフト側キー溝部(シャフト側キー溝部,凹部)、22…上側ベアリング嵌合部(嵌合部)、24…最大外径部、25,125…下側ロータ嵌合部(嵌合部)、25a…下シャフト側キー溝部(シャフト側キー溝部,凹部)、26…抜け止め部材嵌合部(嵌合部)、27…下側ベアリング嵌合部(嵌合部)、31…上側ロータ、32,232…下側ロータ、33…上側マグネット(マグネット)、34a…上側板状部(板状部)、34b…上側筒状部(筒状部)、34c…上側ロータ孔部(ロータ孔部)、34d…上ロータ側キー溝部(ロータ側キー溝部)、36a…下側板状部(板状部)、36b…下側筒状部(筒状部)、36c…下側ロータ孔部(ロータ孔部)、36d…下ロータ側キー溝部(ロータ側キー溝部)、37…上側嵌合構造、38,238…下側嵌合構造、39…嵌合構造、40…ステータ、41…コア、42…コイル、51…上側ベアリング(ベアリング)、52…下側ベアリング(ベアリング)、60,61…キー部材、125a…下シャフト側キー溝部(シャフト側キー溝部)、236d…凸部、BP1…上側ロータ基準位置(基準位置)、BP2…下側ロータ基準位置(基準位置)、J…中心軸 1 ... Motor, 20, 120 ... Shaft, 21 ... Upper rotor fitting part (fitting part), 21a ... Upper shaft side keyway part (shaft side keyway part, recess), 22 ... Upper bearing fitting part (fitting part) ), 24 ... Maximum outer diameter portion, 25, 125 ... Lower rotor fitting portion (fitting portion), 25a ... Lower shaft side key groove portion (shaft side key groove portion, recess), 26 ... Retaining member fitting portion ( Fitting part), 27 ... Lower bearing fitting part (fitting part), 31 ... Upper rotor, 32,232 ... Lower rotor, 33 ... Upper magnet (magnet), 34a ... Upper plate-shaped part (plate-shaped part) ), 34b ... Upper tubular portion (cylindrical portion), 34c ... Upper rotor hole portion (rotor hole portion), 34d ... Upper rotor side key groove portion (rotor side key groove portion), 36a ... Lower plate-shaped portion (plate-shaped portion) ), 36b ... Lower tubular portion (cylindrical portion), 36c ... Lower rotor hole portion (rotor hole portion), 36d ... Lower rotor side key groove portion (rotor side key groove portion), 37 ... Upper fitting structure, 38 , 238 ... lower mating structure, 39 ... mating structure, 40 ... stator, 41 ... core, 42 ... coil, 51 ... upper bearing (bearing), 52 ... lower bearing (bearing), 60, 61 ... key member , 125a ... Lower shaft side keyway (shaft side keyway), 236d ... Convex, BP1 ... Upper rotor reference position (reference position), BP2 ... Lower rotor reference position (reference position), J ... Central axis
Claims (15)
軸方向に所定の間隔を空けて前記シャフトに取り付けられた上側ロータおよび下側ロータと、
前記上側ロータと前記下側ロータとの間に配置されたステータと、
前記シャフトを支持するベアリングと、
を備え、
前記上側ロータは、径方向に延びる上側板状部と、軸方向に延びる上側筒状部と、を有し、
前記下側ロータは、径方向に延びる下側板状部と、軸方向に延びる下側筒状部と、を有し、
前記上側筒状部は、前記上側板状部の下面から下側に延び、
前記下側筒状部は、前記下側板状部の下面から下側に延び、
前記上側板状部および前記下側板状部は、前記ステータと軸方向に対向するマグネットを有し、
前記マグネットの磁極は、N極とS極とが周方向に沿って交互に設けられ、
前記シャフトと前記上側ロータおよび前記下側ロータとには、前記シャフトと前記上側ロータとの周方向の相対的な位置を決め、かつ、前記シャフトと前記下側ロータとの周方向の相対的な位置を決める嵌合構造が設けられるモータ。
A shaft centered on a central axis extending in the vertical direction,
The upper rotor and the lower rotor mounted on the shaft at predetermined intervals in the axial direction,
A stator arranged between the upper rotor and the lower rotor,
The bearing that supports the shaft and
With
The upper rotor has an upper plate-shaped portion extending in the radial direction and an upper tubular portion extending in the axial direction.
The lower rotor has a lower plate-like portion extending radially, and a lower cylindrical portion extending in the axial direction, and
The upper tubular portion extends downward from the lower surface of the upper plate-shaped portion.
The lower tubular portion extends downward from the lower surface of the lower plate-shaped portion.
Said upper plate portion and the lower side plate-like portion has a magnet facing the stator in the axial direction,
The magnetic poles of the magnet are provided with N poles and S poles alternately along the circumferential direction.
The shaft, the upper rotor, and the lower rotor are relative to each other in the circumferential direction of the shaft and the upper rotor, and are relative to the shaft and the lower rotor in the circumferential direction. A motor provided with a fitting structure that determines the position.
前記嵌合構造は、前記上側ロータを前記シャフトに対して周方向に位置決めする上側嵌合構造と、前記下側ロータを前記シャフトに対して周方向に位置決めする下側嵌合構造と、を含み、
前記上側嵌合構造および前記下側嵌合構造は、前記シャフトの外周面に設けられ径方向内側に凹となるシャフト側キー溝部と、前記ロータ孔部の内周面に設けられ径方向外側に凹となるロータ側キー溝部と、前記シャフト側キー溝部と前記ロータ側キー溝部とに嵌め合わされるキー部材と、を有する、請求項1に記載のモータ。 The upper rotor and the lower rotor are provided with a rotor hole portion through which the shaft is passed.
The fitting structure includes an upper fitting structure for positioning the upper rotor in the circumferential direction with respect to the shaft and a lower fitting structure for positioning the lower rotor in the circumferential direction with respect to the shaft. ,
The upper fitting structure and the lower fitting structure are provided on a shaft-side keyway portion provided on the outer peripheral surface of the shaft and concave inward in the radial direction, and provided on the inner peripheral surface of the rotor hole portion on the outer side in the radial direction. The motor according to claim 1, further comprising a rotor-side keyway portion that is concave, and a key member that is fitted into the shaft-side keyway portion and the rotor-side keyway portion.
前記上側ロータおよび前記下側ロータは、前記上側ロータにおける前記N極の周方向の中心と前記下側ロータにおける前記S極の周方向の中心とを軸方向に重ねた際に、互いに周方向の位置が同じとなる基準位置を有し、
前記上側ロータにおける前記ロータ側キー溝部の周方向の中心は、周方向において、前記上側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられ、
前記下側ロータにおける前記ロータ側キー溝部の周方向の中心は、周方向において、前記下側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられる、請求項2に記載のモータ。 The shaft-side keyway portion of the upper fitting structure and the shaft-side keyway portion of the lower fitting structure are provided at the same positions in the circumferential direction.
The upper rotor and the lower rotor are in the circumferential direction when the center in the circumferential direction of the N pole in the upper rotor and the circumferential center of the S pole in the lower rotor are overlapped in the axial direction. It has a reference position where the positions are the same,
The center of the rotor side keyway portion in the upper rotor in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the upper rotor in the circumferential direction.
The motor according to claim 2, wherein the center of the rotor-side keyway portion of the lower rotor in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the lower rotor in the circumferential direction.
前記上側ロータおよび前記下側ロータは、前記上側ロータにおける前記N極の周方向の中心と前記下側ロータにおける前記S極の周方向の中心とを軸方向に重ねた際に、互いに周方向の位置が同じとなる基準位置を有し、
前記上側ロータにおける前記ロータ側キー溝部の周方向の中心は、周方向において、前記上側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられ、
前記下側ロータにおける前記ロータ側キー溝部の周方向の中心は、周方向において、前記下側ロータの前記基準位置と異なる位置に設けられる、請求項2に記載のモータ。 The shaft-side keyway portion of the upper fitting structure and the shaft-side keyway portion of the lower fitting structure are provided at the same positions in the circumferential direction.
The upper rotor and the lower rotor are in the circumferential direction when the center in the circumferential direction of the N pole in the upper rotor and the circumferential center of the S pole in the lower rotor are overlapped in the axial direction. It has a reference position where the positions are the same,
The center of the rotor side keyway portion in the upper rotor in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the upper rotor in the circumferential direction.
The motor according to claim 2, wherein the center of the rotor-side keyway portion of the lower rotor in the circumferential direction is provided at a position different from the reference position of the lower rotor in the circumferential direction.
前記上側ロータおよび前記下側ロータは、前記上側ロータにおける前記N極の周方向の中心と前記下側ロータにおける前記S極の周方向の中心とを軸方向に重ねた際に、互いに周方向の位置が同じとなる基準位置を有し、
前記上側ロータにおける前記ロータ側キー溝部の周方向の中心は、周方向において、前記上側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられ、
前記下側ロータにおける前記ロータ側キー溝部の周方向の中心は、周方向において、前記下側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられる、請求項2に記載のモータ。 The shaft-side keyway portion of the upper fitting structure and the shaft-side keyway portion of the lower fitting structure are provided at different positions in the circumferential direction.
The upper rotor and the lower rotor are in the circumferential direction when the center in the circumferential direction of the N pole in the upper rotor and the circumferential center of the S pole in the lower rotor are overlapped in the axial direction. It has a reference position where the positions are the same,
The center of the rotor side keyway portion in the upper rotor in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the upper rotor in the circumferential direction.
The motor according to claim 2, wherein the center of the rotor-side keyway portion of the lower rotor in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the lower rotor in the circumferential direction.
前記嵌合構造は、前記上側ロータを前記シャフトに対して周方向に位置決めする上側嵌合構造と、前記下側ロータを前記シャフトに対して周方向に位置決めする下側嵌合構造と、を含み、
前記上側嵌合構造および前記下側嵌合構造は、径方向に凹となる凹部と、前記凹部に嵌め合わされ、かつ、径方向に凸となる凸部と、を有し、
前記凹部は、前記ロータ孔部の内周面と、前記シャフトの外周面と、のいずれか一方に設けられ、
前記凸部は、前記ロータ孔部の内周面と、前記シャフトの外周面と、のいずれか他方に設けられる、請求項1に記載のモータ。 The upper rotor and the lower rotor are provided with a rotor hole portion through which the shaft is passed.
The fitting structure includes an upper fitting structure for positioning the upper rotor in the circumferential direction with respect to the shaft and a lower fitting structure for positioning the lower rotor in the circumferential direction with respect to the shaft. ,
The upper fitting structure and the lower fitting structure have a concave portion that is concave in the radial direction and a convex portion that is fitted into the concave portion and is convex in the radial direction.
The recess is provided on either the inner peripheral surface of the rotor hole portion or the outer peripheral surface of the shaft.
The motor according to claim 1, wherein the convex portion is provided on either the inner peripheral surface of the rotor hole portion or the outer peripheral surface of the shaft.
前記凸部は、前記ロータ孔部の内周面に設けられる、請求項6に記載のモータ。 The recess is provided on the outer peripheral surface of the shaft.
The motor according to claim 6, wherein the convex portion is provided on an inner peripheral surface of the rotor hole portion.
前記上側ロータおよび前記下側ロータは、前記上側ロータにおける前記N極の周方向の中心と前記下側ロータにおける前記S極の周方向の中心とを軸方向に重ねた際に、互いに周方向の位置が同じとなる基準位置を有し、
前記上側嵌合構造における前記上側ロータに設けられる部分の周方向の中心は、周方向において、前記上側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられ、
前記下側嵌合構造における前記下側ロータに設けられる部分の周方向の中心は、周方向において、前記下側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられ、請求項6または7に記載のモータ。 The recess of the upper fitting structure and the recess of the lower fitting structure are provided at the same positions in the circumferential direction.
The upper rotor and the lower rotor are in the circumferential direction when the center in the circumferential direction of the N pole in the upper rotor and the circumferential center of the S pole in the lower rotor are overlapped in the axial direction. It has a reference position where the positions are the same,
The center of the portion provided on the upper rotor in the upper fitting structure in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the upper rotor in the circumferential direction.
The motor according to claim 6 or 7, wherein the center of the portion provided on the lower rotor in the lower fitting structure in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the lower rotor in the circumferential direction. ..
前記上側ロータおよび前記下側ロータは、前記上側ロータにおける前記N極の周方向の中心と前記下側ロータにおける前記S極の周方向の中心とを軸方向に重ねた際に、互いに周方向の位置が同じとなる基準位置を有し、
前記上側嵌合構造における前記上側ロータに設けられる部分の周方向の中心は、周方向において、前記上側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられ、
前記下側嵌合構造における前記下側ロータに設けられる部分の周方向の中心は、周方向において、前記下側ロータの前記基準位置と異なる位置に設けられ、請求項6または7に記載のモータ。 The recess of the upper fitting structure and the recess of the lower fitting structure are provided at the same positions in the circumferential direction.
The upper rotor and the lower rotor are in the circumferential direction when the center in the circumferential direction of the N pole in the upper rotor and the circumferential center of the S pole in the lower rotor are overlapped in the axial direction. It has a reference position where the positions are the same,
The center of the portion provided on the upper rotor in the upper fitting structure in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the upper rotor in the circumferential direction.
The motor according to claim 6 or 7, wherein the center of the portion provided on the lower rotor in the lower fitting structure in the circumferential direction is provided at a position different from the reference position of the lower rotor in the circumferential direction. ..
前記上側ロータおよび前記下側ロータは、前記上側ロータにおける前記N極の周方向の中心と前記下側ロータにおける前記S極の周方向の中心とを軸方向に重ねた際に、互いに周方向の位置が同じとなる基準位置を有し、
前記上側嵌合構造における前記上側ロータに設けられる部分の周方向の中心は、周方向において、前記上側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられ、
前記下側嵌合構造における前記下側ロータに設けられる部分の周方向の中心は、周方向において、前記下側ロータの前記基準位置と同じ位置に設けられ、請求項6または7に記載のモータ。 The recess of the upper fitting structure and the recess of the lower fitting structure are provided at different positions in the circumferential direction.
The upper rotor and the lower rotor are in the circumferential direction when the center in the circumferential direction of the N pole in the upper rotor and the circumferential center of the S pole in the lower rotor are overlapped in the axial direction. It has a reference position where the positions are the same,
The center of the portion provided on the upper rotor in the upper fitting structure in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the upper rotor in the circumferential direction.
The motor according to claim 6 or 7, wherein the center of the portion provided on the lower rotor in the lower fitting structure in the circumferential direction is provided at the same position as the reference position of the lower rotor in the circumferential direction. ..
前記上側ロータと前記下側ロータとのうちの少なくとも一方は、前記板状部から軸方向に延びる筒状の筒状部を有し、
前記筒状部の内側には、前記シャフトが嵌め合わされる、請求項1から11のいずれか一項に記載のモータ。 The upper rotor and the lower rotor have a plate-shaped portion to which the magnet is fixed.
At least one of the upper rotor and the lower rotor has a tubular portion extending axially from the plate-shaped portion.
The motor according to any one of claims 1 to 11, wherein the shaft is fitted inside the tubular portion.
前記筒状部の少なくとも一部は、前記コアと径方向に重なる、請求項12に記載のモータ。 The stator has a core and a coil that excites the core.
The motor according to claim 12, wherein at least a part of the tubular portion overlaps the core in the radial direction.
前記シャフトの直径が最も大きい最大外径部は、前記上側ロータと前記下側ロータとの軸方向の間に位置し、
前記最大外径部の軸方向の一方側の面は、前記上側ロータと前記下側ロータとのいずれか一方における前記最大外径部側の面と接触する、請求項1から13のいずれか一項に記載のモータ。 The shaft is a stepped shaft having a plurality of portions having different diameters.
The maximum outer diameter portion having the largest diameter of the shaft is located between the upper rotor and the lower rotor in the axial direction.
Any one of claims 1 to 13 in which one surface of the maximum outer diameter portion in the axial direction is in contact with the surface of the upper rotor and the lower rotor on the maximum outer diameter side. The motor described in the section.
前記嵌合部の直径は、前記最大外径部から離れた位置に設けられる前記嵌合部ほど、小さい、請求項14に記載のモータ。
The shaft has a plurality of fitting portions into which other parts are fitted.
The motor according to claim 14, wherein the diameter of the fitting portion is smaller than that of the fitting portion provided at a position away from the maximum outer diameter portion.
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