JP7327462B2 - 電動機 - Google Patents
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Description
電動機1は、樹脂外郭10と、固定子2(固定子鉄心21)と、回転子3と、蓋部材4と、回路基板5と、金属部材11と、締結部材Nとを備える。
図2に示すように、回転子3は、環状の永久磁石部31と、回転子本体30と、回転シャフト6とを有する。回転子本体30は、永久磁石部31に固定される外周面と、回転シャフト6に固定される内周面とを有する。
内周側鉄心34は、環状に形成されており、回転子本体30の内周面を形成する複数枚の電磁鋼板等の軟磁性材料からなる板の積層体である。内周側鉄心34の中心には、回転シャフト6が圧入やカシメなどによって固着されている。
固定子2は、固定子鉄心21と、コイル22と、インシュレータ(図示略)とを有する。固定子鉄心21は、例えば複数枚の電磁鋼板等の軟磁性材料からなる板の積層体である。固定子鉄心21は、環状のヨーク部と、ヨーク部から内周側へ突出する複数のティース部とを有する。固定子鉄心21の各ティース部には、インシュレータを介してコイル22が巻回されている。複数のコイル22は、U相、V相およびW相の3相のそれぞれに対応するコイル22を含む。これらのコイルは、例えば、電気中性点(N点)で相互に接続される。この固定子2(固定子鉄心21)の外周面は、樹脂外郭10で覆われている(図2参照)。固定子2の固定子鉄心21は、回転子3の永久磁石部32と径方向に空隙(磁気ギャップ)を介して対向するように配置されている。
樹脂外郭10は、絶縁性の樹脂材料で構成される。図1、図2に示されるように、樹脂外郭10は、軸方向の一方側(本実施形態では回転シャフト6の反出力端部61側)の端部に開口端部101と、軸方向の他方側(本実施形態では回転シャフト6の出力端部62側)の端部に底部102とを有し、中空円筒状に形成される。ここで、反出力端部61とは、回転シャフト6の出力端部62とは反対側の端部である。出力端部62とは、電動機1の負荷側(負荷に接続される側)の端部である。
上述のように、樹脂外郭10は、固定子2と一体成形される。樹脂外郭10を構成する樹脂材料は特に限定されず、例えばBMC(Bulk Molding Compound:不飽和ポリエステルを主成分とする熱可塑性樹脂)で形成される。
また筒部102aは、底面102bから回転シャフト6の出力端部62側へ突出する中空円筒形状である。筒部102aは、軸方向から見て第2の軸受収容部82が備える後述する円筒部821の外周面を囲っている。筒部102aは、当該筒部102aの内周面側に第2の軸受収容部82の円筒部821を収容することで、第2の軸受81を保持している。筒部102aの外周面には、軸方向から見て内径側に窪む第2の凹部1021aと、外径側に突出する第2の凸部1022aとが、周方向に交互に設けられている。筒部102aの外周面には、第2の凹部1021a及び第2の凸部1022aと係合する第2の防振部材12b(後述)が取り付けられる。筒部102が備える第2の凹部1021a及び第2の凸部1022aは、第2の防振部材12bに対する回り止めとして機能する。
第2の規制部102cについては、後述する。
また第2の溝部102bは、開口端部101側の第1の溝部101bに接続され開口端部101に径方向に沿って形成される。また第2の溝部102bは、軸方向から見て後述する蓋部材4のフィン部45と重なる位置に形成される。
また第3の溝部103bは、樹脂外郭10の内周面10B側の第2の溝部102bに接続され樹脂外郭10の内周面10Bに軸方向に沿って形成される。また第3の溝部103bは、軸方向から見て後述する蓋部材4のフィン部45と重なる位置に形成される。
また第4の溝部104bは、底部102側の第1の溝部101bに接続され、底部102に径方向に沿って形成される。また第4の溝部104bは、軸方向から見て後述する第2の軸受収容部82の少なくとも一部と重なる位置に形成される。
第2の溝部102bの軸方向への深さは、特に限られないが、例えば後述する第2の金属部11Bの軸方向の厚みと同一又は、ほぼ同一である。
第3の溝部103bの外径方向(樹脂外郭10側)への深さは、特に限られないが、例えば後述する第3の金属部11Cの径方向の厚みと同一又は、ほぼ同一である。
第4の溝部104bの軸方向への深さは、特に限られないが、例えば後述する第4の金属部11Dの軸方向の厚みが収容される深さである。
回路基板5は、配線基板50と、配線基板50の表面(回転シャフト6の反出力端部61側の面)に搭載された発熱性を有する電子部品51とを含む。回路基板5は、円板形状であり、回路基板5の周縁部は、載置面9に支持され、例えば、接着、粘着、ネジ締結、はんだ付け等によって樹脂外郭10に対して固定される。なお、回路基板5の周縁部に位置決め用の凸部を、そして樹脂外郭10の内周面に上記凸部と係合する位置決め用の凹部をそれぞれ設けてもよく、これにより回路基板5を周方向に位置決めした状態で載置面9に固定することができる。
図2に示すように、第1の軸受71は、外輪711、内輪712、複数のボール713等を有するボールベアリングである。第2の軸受81は、外輪811、内輪812、複数のボール813等を有するボールベアリングである。
図3は、蓋部材4をフィン部45側から見た図であり、図4は蓋部材4を突起部44側から見た図である。
図6は防振部材12を上面側から見た斜視図であり、図7は防振部材12を下面側から見た斜視図である。
金属部材11は、図1、図2、図8、図9に示されるように、樹脂外郭10の内周面10Bから底部102までの外形に沿って、折れ曲がった形状に形成される。金属部材11は、上述した溝部10bに収容される。
第2の金属部11Bは、開口端部101側の第1の金属部11Aに連続し開口端部101に樹脂外郭10の径方向に沿って配置され、第2の溝部102bに収容される。
第3の金属部11Cは、第2の金属部11Bに連続し樹脂外郭10の内周面10Bに軸方向に沿って配置され、第3の溝部103bに収容される。
第4の金属部11Dは、第1の金属部11Aに連続し第2の軸受収容部82と接触する。第4の金属部11Dは、底部102に径方向に沿って配置され、第4の溝部104bに収容される。
電動機1は、高周波スイッチングを行うPWM方式のインバータで駆動される場合に、第1の軸受収容部41と第2の軸受収容部82とが電気的に導通していないことで、第1の軸受71の内輪712と外輪711との間、および第2の軸受81の内輪812と外輪811との間に、それぞれに電位差(軸電圧)が生じる。
上述したように、樹脂外郭10の底部102は、底面102bと、筒部102aと、第2の規制部102cとを有する。また底部102には、上述したように第4の溝部104bが形成される。
これにより、第2の防振部材12bが締結部材Nに接触してしまうことで第2の防振部材12bの第2の接触部124bが樹脂外郭10の底面102b(第2の規制部102c)に突き当たらなくなってしまうことを防止できる。また、第2の防振部材12bと締結部材Nとが接触しないことで、防振ゴムなどで形成された第2の防振部材12bが、ネジなどの締結部材Nに接触した際に削れてしまうことを防止できる。
以上の実施形態では、第2の規制面1021cは、第4の溝部104bが形成される領域に間隙を有するC字型であるがこれに限らず、所定の箇所に間隙が形成されてもよい。
2…固定子
21…固定子鉄心
22…コイル
3…回転子
31…永久磁石部
32…外周側鉄心
33…絶縁部材
34…内周側鉄心
4…蓋部材
41…第1の軸受収容部
42…板部
43…環状突出部
44…突起部
420…軸方向位置決め部
430…環状突出部
5…回路基板
51…電子部品
52…伝熱部材
6…回転シャフト
71…第1の軸受
81…第2の軸受
821…円筒部
82…第2の軸受収容部
822…フランジ部
822a…フランジ穴
10…樹脂外郭
101…開口端部
102…底部
102a…筒部
1021a…第2の凹部(凹部)
102b…底面
102c…第2の規制部
1021c…第2の規制面
11…金属部材
12…防振部材
12b…第2の防振部材
121b…係合凸部(凸部)
123b…下面
124b…第2の接触部
C…軸心
N…締結部材
Claims (6)
- 軸方向の一方側の端部に設けられた開口端部と、前記軸方向の他方側の端部に設けられた底部と、前記底部から前記軸方向の前記他方側へ突出する筒部と、を有する円筒状の樹脂外郭と、
前記樹脂外郭と一体的に形成されたコイルおよび固定子鉄心を備える固定子と、
回転シャフトを有し前記固定子の内径側に配置された回転子と、
前記樹脂外郭の前記開口端部を覆うとともに、前記回転シャフトを回転自在に支持する第1の軸受を収容する金属製の第1の軸受収容部を有する、蓋部材と、
少なくとも一部が前記樹脂外郭の前記筒部に保持される金属製の第2の軸受収容部と、
前記樹脂外郭の外周面に配置されるとともに、前記第1の軸受収容部と前記第2の軸受収容部とを導通させる、金属部材と、
前記筒部の外周面に装着される防振部材と、
を備え、
前記第2の軸受収容部は、前記回転シャフトを回転自在に支持する第2の軸受を収容する円筒部と、前記円筒部から外径方向に延びるフランジ部と、を有し、
前記樹脂外郭の前記筒部の外周面には、少なくとも一つの凹部が形成され、
前記防振部材は、前記凹部に係合する凸部を有し、
前記軸方向から見て、前記凹部と重なる領域には、前記金属部材を前記フランジ部に締結する締結部材の少なくとも一部が位置する
電動機。 - 請求項1に記載の電動機であって、
前記軸方向から見て、前記凹部と重なる領域には、前記フランジ部の少なくとも一部と、前記金属部材の少なくとも一部と、が位置する
電動機。 - 請求項1又は2に記載の電動機であって、
前記金属部材は、前記フランジ部と直接接触する
電動機。 - 請求項1~3のいずれか1つに記載の電動機であって、
前記防振部材は、前記軸方向から見て、前記締結部材と重なる位置に配置される
電動機。 - 請求項4に記載の電動機であって、
前記底部は、前記防振部材と接触することで前記防振部材と前記締結部材との間に所定の空隙を形成する規制部をさらに有する
電動機。 - 請求項1~5のいずれか1つに記載の電動機であって、
前記第2の軸受収容部は、前記樹脂外郭の前記底部から前記開口端部とは反対側に向かって突出し、
前記樹脂外郭の前記筒部は、前記第2の軸受収容部の前記円筒部の外周面を被覆する
電動機。
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