JPH09117098A - 減速機付きブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転子の位置検出センサ取付構造を利用した
簡単なシール構造で歯車部分から潤滑材の漏出を防止で
きる減速機付きブラシレスモータを提供する。 【解決手段】 減速機付きホイールモータ１の仕切りケ
ース６３に取り付けられる第２基板２５には回転子８の
回転位置を検出するホール素子２６が設けられている。
仕切りケース６３の貫通孔６３にはセンサホルダ２９が
嵌合されており、センサホルダ２９の内側にはホール素
子２６およびシールリング２９に合わせた形状の切り欠
き２９ａが形成されている。センサホルダ２９の内側と
第２基板２５との間にシールリング２８を挟持し、ビス
２５ｂを締め付けることにより第２基板２５を仕切ケー
ス６３の内側に固定すると同時にシールリング２８を固
定する。これにより、専用の取付部品を使用しなくても
シールリング２８を固定でき、外側ケース５から回転子
８を通して仕切ケース６３内に潤滑材が漏出することを
防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ホイールモ
ータなどに使用される減速機付きブラシレスモータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の減速機付きブラシレスモ
ータでは、減速機における歯車部分の摩耗を防止するた
めに潤滑が必要であり、特開平２−１１４１９号公報あ
るいは特開平３−１５５３４９号公報では冷却用オイル
を歯車部に循環させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、比較的
小さい出力の減速機付きブラシレスモータの場合、モー
タ構造が複雑になってしまう冷却用オイルの循環構造を
採用しなくても、歯車部分にグリス等の潤滑材を充填す
るだけで十分に潤滑を行えるが、回転軸部分を通して歯
車部分から外部に潤滑材が漏出しないようにシール構造
を工夫しなければならなかった。

【０００４】そこで、本発明は、簡単なシール構造で歯
車部分からの潤滑材の漏出を防止できる減速機付きブラ
シレスモータを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る減速機付きブラシレスモー
タは、固定子の内周側に設けられた回転子の回転出力を
歯車減速機を介して外部に出力する減速機付きブラシレ
スモータにおいて、前記固定子および前記回転子からな
る電動機を収容する第１ケース、潤滑材が充填された前
記歯車減速機を収容する第２ケース、および前記第１ケ
ースと第２ケースを仕切る仕切ケースに３分割されるハ
ウジングを有し、前記歯車減速機を駆動する歯車を、前
記仕切ケースに形成された貫通孔を挿通する前記回転子
と一体に形成し、該貫通孔の内側に、前記回転子の回転
位置を検出するセンサを保持するためのリング状のセン
サホルダを密接して取り付け、該取り付けられたセンサ
ホルダの内周に、前記潤滑材をシールするシールリング
を取り付けたことを特徴とする。

【０００６】請求項２に係る減速機付きブラシレスモー
タは、請求項１に係る減速機付きブラシレスモータにお
いて前記仕切ケースの前記第１ケース側に前記電動機を
駆動する制御回路基板を収容し、該制御回路基板と前記
貫通孔の周縁部とで該貫通孔の内側に密接して取り付け
られるセンサホルダを挟持すると共に、前記制御回路基
板と前記センサホルダとで該センサホルダの内周に取り
付けられるシールリングを挟持し、該制御回路基板を前
記第１ケース側の仕切ケース壁面に固定することにより
前記シールリングを固定することを特徴とする。

【０００７】請求項３に係る減速機付きブラシレスモー
タでは、請求項１に係る減速機付きブラシレスモータに
おいて前記回転子と一体に形成される歯車ははすば歯車
であり、該はすば歯車は軸方向に前記貫通孔に近接して
形成され、該貫通孔の内径を前記回転子の外径に対して
広く設定し、前記貫通孔の内側に密接して取り付けられ
る前記センサホルダと前記回転子との間における半径方
向の隙間を狭く設定したことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の減速機付きブラシレスモ
ータの実施の形態について図を参照しながら説明する。
本実施の形態における減速機付きブラシレスモータは減
速機付きホイールモータに適用される。

【０００９】図１は実施の形態における減速機付きホイ
ールモータの構造を示す縦断面図である。図示するよう
に、減速機付きホイールモータ１は、タイヤ（車輪）２
を装着したホイール３の内側に配置されたハウジング６
０を備え、ハウジング６０内には電動機４と電動機４の
回転出力を減速して出力する歯車減速機５とが内蔵され
ている。電動機４の回転出力は歯車減速機５を介してホ
イール３に伝達され、この伝達された回転力によってホ
イール３は回転駆動される。

【００１０】ハウジング６０は、略椀形の外側ケース６
１（第２ケース）と内側ケース６２（第１ケース）との
間に仕切ケース６３を介挿した構成からなる。内側ケー
ス６２と仕切ケース６３と外側ケース６１とは図示しな
いボルトにより一体的に締結されて固定される。また、
外側ケース６１、内側ケース６２および仕切ケース６３
はアルミダイカストによって鋳造される。

【００１１】外側ケース６１の中央には軸挿通孔６１ａ
が形成されると共に、外側ケース６１の内側（ハウジン
グ６０の内部）には、歯車減速機５から隔離された軸方
向に対して直角断面が馬蹄形の空間Ｓを形成するための
仕切壁部６１ｂが形成されている。

【００１２】一方、内側ケース６２の側部には、仕切ケ
ース６３側から外側の端面に向けて伸びる３つの孔６２
ａが形成されている。

【００１３】また、仕切ケース６３の側部には、内側ケ
ース６２に向けて膨出する固定子取付部６３ａが形成さ
れ、固定子取付部６３ａには仕切ケース６３の厚さ方向
に孔６２ａに連なるように伸びる３つの孔６３ｂが形成
されている。仕切ケース６３の中央部には、回転子本体
８ｂの軸長部を非接触状態で挿通（貫通）するための貫
通孔６３ｃが形成されている。

【００１４】電動機４は、内側ケース６２内に収納さ
れ、閉スロット鉄心から構成される固定子（ステータ）
７と、この固定子７の内側に回転自在に設けられている
回転子（ロータ）８と、この回転子８の回転出力を歯車
減速機５を介して出力する出力軸９とを有する。

【００１５】固定子７は、磁極部鉄心と磁極部鉄心の外
方を囲むように配置されているヨーク部鉄心とを有す
る。磁極部鉄心は、回転子８が挿通されるリング状の連
結部から外方に向けて放射状に伸びる複数の磁極歯形成
用突起が形成されている磁性薄板（電磁鋼板）を多数枚
積層することによって構成されている。各磁極歯は連結
部の周方向に等間隔に配列され、各磁極歯間には連結部
によって閉スロットが形成される。

【００１６】各磁極歯には、コイルボビン７ｃを介して
３相の界磁コイル７ｄが巻回され、この界磁コイル７ｄ
によって固定子巻線が形成される。

【００１７】ヨーク部鉄心は、内周部に複数の切欠が形
成されたリング状の磁性薄板を多数枚積層することによ
って構成されている。この内周部の各切欠は嵌合溝を形
成し、各嵌合溝には対応する磁極部鉄心の磁極歯の先端
が嵌合されている。

【００１８】ヨーク部鉄心の外周部は、仕切ケース６３
の固定子取付部６３ａと押さえ板３０との間に挟まれ、
ボルト１３によって固定子取付部６３ａに固定されてい
る。

【００１９】回転子８は、その軸長全体に亘って回転中
心孔である軸挿通孔８ａが設けられている回転子本体８
ｂを有する。回転子本体８ｂの外周部には、その周方向
に等間隔に配列されている複数の着磁マグネット８ｃが
装着されていると共に、回転子８の仕切ケース６３側の
側面にはマグネット８ｃが周方向に等間隔に設けられて
いる。

【００２０】回転子本体８ｂの内周部の軸長は外周部の
軸長よりも長く、その先端部分には、歯車減速機５の第
１歯車５ａを構成するはすば歯車が形成されている。回
転子本体８ｂの軸長の短い外周部は、固定子７の内周部
に回転自在に対向配置され、回転子本体８ｂの内周部の
両端に圧入されたボールベアリング等の軸受１４ａ，１
４ｂを介して出力軸９を中心として回転するように構成
されている。

【００２１】出力軸９の一端部には、出力被伝達部材を
取り付けるためのキー９ａおよびねじ孔９ｂが形成され
ている。出力軸９の中間部は外側ケース６１の軸挿通孔
６１ａにボールベアリング等の軸受１８を介して、ま
た、出力軸９の他端部は内側ケース６２の中央凹部にボ
ールベアリング等の軸受１９を介してそれぞれ回転自在
に支承されている。出力軸９の中間部と外側ケース６１
の軸挿通孔６１ａとの空隙は、シール部材２７によって
シールされている。出力軸９は、回転子８の軸挿通孔８
ａ内で軸受１４ａ，１４ｂに支承された状態で回転す
る。

【００２２】固定子７と回転子８とを主構成要素とする
電動機４は、その軸方向の長さが短いフラット型のブラ
シレス電動機からなり、減速機付きホイールモータ１全
体としての出力軸９方向寸法が短くなるように構成され
ている。

【００２３】歯車減速機５は、複数（本実施の形態では
４個）の歯車５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを備えた２段減速
機からなる。すなわち、第１歯車５ａは、上述したよう
に回転子８の他端側（図１において左端側）に同軸状に
一体形成されている。第２および第３歯車５ｂ，５ｃ
は、互いに一体的に回転するように同一の回転軸（支持
軸）２０に固定され、第２歯車５ｂは第１歯車５ａに噛
み合されている。

【００２４】回転軸２０は、出力軸９と偏心して出力軸
９の下方に配置されている。回転軸２０の一端部は仕切
ケース６３の凹部にボールベアリング等の軸受２１を介
して、また、回転軸２０の他端部は外側ケース６１の凹
部にボールベアリング等の軸受２２を介してそれぞれ回
転自在に支承されている。

【００２５】第４（最終段）歯車５ｄは、出力軸９と一
体的に回転するように出力軸９に固定されている。この
第４歯車５ｄには第３歯車５ｃが噛み合わされている。
従って、固定子７の回転磁界の作用により回転子８が回
転すると、回転子８に一体形成された第１歯車５ａが回
転子８と同一の回転数で回転する。第１歯車５ａの回転
出力は、第２および第３歯車５ｂ，５ｃで減速された後
に第４歯車５ｄに伝達され、第４歯車５ｄの減速回転に
伴い出力軸９は第４歯車５ｄと同一の回転数で回転子８
と同方向に回転する。

【００２６】例えば、回転子８が７５０ｒｐｍで正回転
すると、出力軸９は、歯車減速機５により減速されて１
５０ｒｐｍで正回転し、その減速比は１／５である。

【００２７】仕切ケース６３と外側ケース６１の馬蹄形
の仕切壁部６１ｂとで形成される歯車減速機５と隔離さ
れた軸方向に対して直角断面が馬蹄形となる空間Ｓに
は、この馬蹄形に合わせて形成した電動機４を駆動する
ための制御回路形成用第１基板２３が配置され、ビス
（図示せず）で仕切ケース６３に取り付けられている。
馬蹄形の第１基板２３には、電動機４を駆動するための
制御回路を構成する各種の回路素子（例えば制御用半導
体）が取り付けられている。このように、制御回路設置
用空間をハウジング６０内に形成することによって、ハ
ウジング外部に制御回路用設置スペースを設ける必要が
なくなり、またこの空間を馬蹄形とすることによって、
限られたハウジング６０内の空間において、制御回路の
収容空間を広く採ることが可能になる。

【００２８】仕切ケース６３と電動機４との間の空間に
は、第１基板２３に形成された制御回路からの信号で駆
動され、電動機４に駆動電流を供給する駆動回路形成用
第２基板２５が配置されている。第２基板２５は、外形
寸法が内側ケース６２の固定子取付部６３ａの内径寸法
より小さいドーナッツ形状のバスプレートからなり、そ
のバスプレートはビス２５ｂで仕切ケース６３に取り付
けられている。ビス２５ｂによる第２基板２５の固定位
置は、回転子８の出力軸９方向への投影範囲に含まれる
ように設定されている。第１基板２３と第２基板２５と
は、ケーブルコネクタタ（図示せず）により配線されて
接続されている。

【００２９】第２基板２５の各面には複数の配線路（図
示せず）およびそれに接続されるスルーホールが形成さ
れている。各スルーホールは第２基板２５の外周部の円
周方向に沿って等間隔に配列され、各スルーホールには
対応する界磁コイル７ｄの端部７ｅが貫通して接続され
ている。各スルーホールとそれぞれに対応する界磁コイ
ル７ｄの端部７ｅとを接続して固定することによって各
界磁コイル７ｄは相互に接続される。

【００３０】第２基板２５の仕切ケース６３の対向面に
は、界磁コイル７ｄにその端部７ｅを介して電流を供給
するための複数のパワートランジスタ（パワーＭＯＳＦ
ＥＴ）２５ａやその他の回路素子が取り付けられ、各パ
ワートランジスタ２５ａおよび回路素子は対応する印刷
配線路にはんだ付けによって接続されている。各パワー
トランジスタ２５ａは、第２基板２５の中心（出力軸９
の中心）に対し放射状に配列されると共に、各パワート
ランジスタ２５ａの放熱面（仕切ケース６３に対向する
面）が仕切ケース６３の内側ケース６２側対向面に密接
するようにかつその仕切ケース６３への密接部分の少な
くとも一部が回転子８の出力軸９方向への投影範囲に含
まれるように第２基板２５に取り付けられている。ま
た、各パワートランジスタ２５ａは、その放熱面部分が
第２基板２５と仕切ケース６３とで挟持された状態で固
定されている。

【００３１】第１基板２３には、外部から制御信号を供
給するための制御線３２が接続され、制御線３２は仕切
ケース６３の固定子取付部６３ａの孔６３ｂの一つおよ
びそれに連なる内側ケース６２の孔６２ａを介してハウ
ジング６０の外部に導かれている。制御線３２の孔６２
ａに位置する部位には、抜け止め部材３３が取り付けら
れ、外部から引き抜き力が作用したときにこの力が第１
基板２３側へ及ばないように構成されている。

【００３２】同様に、第２基板２５には、外部から電動
機４の直流駆動電流を供給するための一対の電力線３１
が接続され、各電力線３１は対応する固定子取付部６３
ａの孔６３ｂおよびそれに連なる内側ケース６２の孔６
２ａを介してハウジング６０の外部に導かれている。各
電力線３１の孔６３ｂに位置する部位には、制御線３２
と同様に、抜け止め部材（図示せず）が取り付けられ、
外部から引き抜き力が作用したときにこの力が第２基板
２５側へ及ばないように構成されている。

【００３３】図２は第２基板２５と半径方向に対向する
回転子８の近傍の構造を示す断面図である。第２基板２
５には、電動機４の回転子８の位置を検出するために正
転用に３つ、逆転用に３つの計６つの磁気検出素子が取
り付けられている。本実施の形態では、磁気検出素子と
してホール素子２６が使用されている。

【００３４】各ホール素子２６は、回転子８の側面に取
り付けられたマグネット８ｄに半径方向に対向するよう
に第２基板２５の上に所定角度間隔で配置されており、
回転子８の回転位置は各ホール素子２６からの検出信号
に基づいて検出される。ホール素子２６は３本のピンを
有し、３本のピンは第２基板２５の孔に挿通されてハン
ダ付けされている。

【００３５】また、仕切ケース６３の貫通孔６３ｃは回
転子８の外径に較べて広く形成されており、これによ
り、はすば歯車である第１歯車５ａの回転によるいわゆ
るポンプ作用を起こりにくくし、外側ケース６１内の歯
車減速機５に充填されている潤滑材（グリス）が仕切ケ
ース６３側に向かうのを抑制する。

【００３６】さらに、仕切ケース６３の貫通孔６３ｃに
は、ホール素子２６を保持するリング状のセンサホルダ
２９が嵌合されており、センサホルダ２９は貫通孔６３
ｃの周縁部と第２基板２５とで挟持される。また、セン
サホルダ２９にはホール素子２６の頭部および後述する
シールリング２８を収容する切り欠き２９ａが形成され
ている。

【００３７】図３はシールリング２８およびセンサホル
ダ２９の形状を示す平面図である。シールリング２８に
は、ホール素子２６の形状に合わせて切り欠き孔２８ａ
が形成されており、ホール素子２６の頭部がシールリン
グ２８の切り欠き孔２８ａに挿通されセンサホルダ２９
の切り欠き２９ａに収納された状態で、シールリング２
８はセンサホルダ２９と第２基板２５との間に挟持され
る。

【００３８】ビス２５ｂを締め付けることにより第２基
板２５を仕切ケース６３内側に固定すると、同時にセン
サホルダ２９と第２基板２５との間に挟持されていたシ
ールリング２８も固定される。

【００３９】また、センサホルダ２９の内径を回転子８
の外径に較べて僅かに大きく設定し、回転子８とセンサ
ホルダ２９の軸方向の隙間を小さくすることにより、歯
車減速機５に充填されている潤滑材のシール効果を高め
ることができる。

【００４０】尚、本実施の形態では、シールリングの材
質としてフェルトあるいはゴムが用いられ、センサホル
ダの材質としてナイロンが用いられている。また、図３
に示すように、シールリング２８およびセンサホルダ２
９にはそれぞれ１２個の切り欠き孔２８ａおよび切り欠
き２９ａが設けられており、ホール素子２６の６個に較
べて多いが、これは仕様の異なる電動機に対してもシー
ルリング２８およびセンサホルダ２９ａを共用するため
である。

【００４１】このようなシール構造の組み付けについて
説明する。第２基板２５にハンダ付けされたホール素子
２６の頭部を切り欠き孔２８ａに挿通させてシールリン
グ２８を第２基板２５の上に取り付ける。つぎに、仕切
ケース６３の貫通孔６３ｃに嵌合されたセンサホルダ２
９の切り欠き２９ａにホール素子２６の頭部が揃うよう
に第２基板２５をセンサホルダ２９に合わせ、ビス２５
ｂを締め付けることにより第２基板２５を仕切ケース６
３の内側に固定する。これにより、センサホルダ２９と
第２基板２５との間に挟持されたシールリング２８も同
時に固定される。

【００４２】以上示したように、本実施の形態の減速機
付きブラシレスモータによれば、第２基板２５とセンサ
ホルダ２９との間にシールリング２８を挟持して固定す
ることにより、専用の取付部品を使用しなくてもシール
リング２８を固定でき、回転子８を通して外側ケース６
１から仕切ケース６３内に潤滑材が漏出することを防止
できる。

【００４３】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る減速機付きブラ
シレスモータによれば、前記固定子および前記回転子か
らなる電動機を収容する第１ケース、潤滑材が充填され
た前記歯車減速機を収容する第２ケース、および前記第
１ケースと第２ケースを仕切る仕切ケースに３分割され
るハウジングを有し、前記歯車減速機を駆動する歯車
を、前記仕切ケースに形成された貫通孔を挿通する前記
回転子と一体に形成し、該貫通孔の内側に、前記回転子
の回転位置を検出するセンサを保持するためのリング状
のセンサホルダを密接して取り付け、該取り付けられた
センサホルダの内周に、前記潤滑材をシールするシール
リングを取り付けたので、前記歯車減速機を収容する第
２ケースから前記回転子を通じて仕切ケース内に潤滑材
が漏出することを防ぐことができる。しかも、回転子の
回転位置を検出するセンサを保持するためのリング状の
センサホルダの内周にシールリングを取り付けたことに
より専用の取付部品を使用することなく簡単にシール構
造を実現でき、部品点数の削減およびコストダウンを図
ることができる。

【００４４】請求項２に係る減速機付きブラシレスモー
タによれば、前記仕切ケースの前記第１ケース側に前記
電動機を駆動する制御回路基板を収容し、該制御回路基
板と前記貫通孔の周縁部とで該貫通孔の内側に密接して
取り付けられるセンサホルダを挟持する共に、前記制御
回路基板と前記センサホルダとで該センサホルダの内周
に取り付けられるシールリングを挟持し、該制御回路基
板を前記第１ケース側の仕切ケース壁面に固定すること
により前記シールリングを固定するので、センサホルダ
の取付方向に制御回路基板を固定すると同時に前記シー
ルリングを固定でき、組立作業の単純化を図ることがで
きる。

【００４５】請求項３に係る減速機付きブラシレスモー
タによれば、前記回転子と一体に形成される歯車ははす
ば歯車であり、該はすば歯車は軸方向に前記貫通孔に近
接して形成され、該貫通孔の内径を前記回転子の外径に
対して広く設定し、前記貫通孔の内側に密接して取り付
けられる前記センサホルダと前記回転子との間における
半径方向の隙間を狭く設定したので、はすば歯車による
いわゆるポンプ作用を起こりにくくして仕切ケース側に
潤滑材が流れるのを防ぎ、かつセンサホルダと前記回転
子との半径方向の隙間を狭く設定することによりシール
効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における減速機付きホイールモータ
の構造を示す縦断面図である。

【図２】第２基板２５と半径方向に対向する回転子８の
近傍の構造を示す断面図である。

【図３】シールリング２８およびセンサホルダ２９の形
状を示す平面図である。

【符号の説明】 ５ａ 第１の歯車 ８ 回転子 ２５ 第２基板 ２５ｂ ねじ ２６ ホール素子 ２８ シールリング ２９ センサホルダ

フロントページの続き (72)発明者 樋田 直也 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子の内周側に設けられた回転子の回
   転出力を歯車減速機を介して外部に出力する減速機付き
   ブラシレスモータにおいて、 前記固定子および前記回転子からなる電動機を収容する
   第１ケース、潤滑材が充填された前記歯車減速機を収容
   する第２ケース、および前記第１ケースと第２ケースを
   仕切る仕切ケースに３分割されるハウジングを有し、 前記歯車減速機を駆動する歯車を、前記仕切ケースに形
   成された貫通孔を挿通する前記回転子と一体に形成し、 該貫通孔の内側に、前記回転子の回転位置を検出するセ
   ンサを保持するためのリング状のセンサホルダを密接し
   て取り付け、 該取り付けられたセンサホルダの内周に、前記潤滑材を
   シールするシールリングを取り付けたことを特徴とする
   減速機付きブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 前記仕切ケースの前記第１ケース側に前
   記電動機を駆動する制御回路基板を収容し、 該制御回路基板と前記貫通孔の周縁部とで該貫通孔の内
   側に密接して取り付けられるセンサホルダを挟持すると
   共に、 前記制御回路基板と前記センサホルダとで該センサホル
   ダの内周に取り付けられるシールリングを挟持し、 該制御回路基板を前記第１ケース側の仕切ケース壁面に
   固定することにより前記シールリングを固定することを
   特徴とする請求項１記載の減速機付きブラシレスモー
   タ。
3. 【請求項３】 前記回転子と一体に形成される歯車はは
   すば歯車であり、 該はすば歯車は軸方向に前記貫通孔に近接して形成さ
   れ、 該貫通孔の内径を前記回転子の外径に対して広く設定
   し、 前記貫通孔の内側に密接して取り付けられる前記センサ
   ホルダと前記回転子との間における半径方向の隙間を狭
   く設定したことを特徴とする請求項１記載の減速機付き
   ブラシレスモータ。