JPWO2014181576A1 - 回転電機の磁石飛散防止及び保持構造 - Google Patents
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Abstract
円筒部品を圧入等にて固定する場合、開口縁を末広がり状にして挿入しやすいように覗きを設けていたが、覗きを設けると回転子の外形が膨らんでしまいロータとステータの間に膨らみ分を考慮した隙間を設ける必要があり、性能が悪化してしまう。また、磁石を磁石カバーの緊迫力のみで固定する際、遠心力が大きくなるほど締め代は大きくなり、覗きも同様に大きくなるため、膨らみも大きくなってしまう。しかしながら、開口縁を末広がり形状にしない場合、覗きがないことにより、磁石カバーの挿入が難しくなってしまう。本発明はこのような問題を解決するもので、性能を低下させることなく、磁石を磁石カバーで固定可能にすることを目的とする。磁石カバーの開口縁に切り欠き部を設け、圧入後に磁石カバーの開口縁切り欠き部を内径側に折り曲げて固定される回転電機。
Description
本発明は、ブラシレスモータの回転子構造に関するものである。
特許文献1に記載される如くの、電動パワーステアリング装置等に用いられる回転電機では、回転軸の外周に磁石を設け、磁石の外表面を磁石カバーで被覆することにより、磁石の損傷防止を図ると共に、仮に磁石が欠けるなどして損傷した場合にあっても、この破片の周囲への飛散を防止し、回転電機のロックを防止できる。
また、磁石カバーは開口縁にカシメ部が一体成型されており、カシメ部は軸方向外側に向かって末広がり状に形成され、磁石カバーをロータコアに装着した後、ロータコアを抱き込むような形でカシメが行い、磁石の外表面は磁石カバーによって完全に被覆されている。
また、磁石カバーは開口縁にカシメ部が一体成型されており、カシメ部は軸方向外側に向かって末広がり状に形成され、磁石カバーをロータコアに装着した後、ロータコアを抱き込むような形でカシメが行い、磁石の外表面は磁石カバーによって完全に被覆されている。
従来は、円筒部品を圧入等にて固定する場合、開口縁を末広がり状にして挿入しやすいように覗きを設けていたが、覗きを設けると回転子の外形が膨らんでしまいロータとステータの間に膨らみ分を考慮した隙間を設ける必要があり、性能が悪化してしまう。また、磁石を磁石カバーの緊縛力のみで固定する際、遠心力が大きくなるほど締め代は大きくなり、覗きも同様に大きくなるため、膨らみも大きくなってしまう。
本発明はこのような問題を解決するもので、磁石を磁石カバーで固定可能にすることを目的とする。
本発明の特徴は、磁石カバーの開口縁に切り欠き部を設け、該切り欠き部により形成される磁石カバーの角部をシャフトに対し斜めの角度で内径側に折り曲げるところにある。
本発明によれば、磁石カバーの開口縁切り欠き部を内径側に折り曲げることで、磁石カバーの抜け防止機能を設けることにより、磁石の拘束力と磁石カバーの抜け防止の機能に分けることが可能となり、拘束力を低減することが可能である。また、
以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
図1は一例としての電動パワーステアリング装置に用いられる回転電機組立体10を示しており、この回転電機組立体10は回転電機11とこの回転電機を駆動制御するインバータ制御部12とより構成されている。
インバータ制御部12は筺体内部にインバータ回路を構成する電力用半導体素子、この電力用半導体素子を駆動する駆動回路、この駆動回路を制御する制御回路等が内蔵されている。
回転電機11とインバータ制御部12とは専用の固定ボルトで強固に固定され、両者が固定された回転電機組立体10はパワーステアリング装置(図示せず)に通しボルト等で一体化されるものである。
次に、回転電機組立体10からインバータ制御部12を取り外した状態の回転電機11の詳細な構成を図2に基づき説明する。
図2は回転電機11の軸方向の断面図である。回転電機11は大きく分けて、筺体部を構成するハウジング13とフランジ14、電動機部を構成する回転子15と固定子16とから構成されている。
ハウジング13は一端に開口部17を有した有底円筒状(カップ状)に形成されており、この開口部17を塞ぐようにフランジ14がハウジング13に固定されている。
ハウジング13の内周側に固定子16が固定されている。固定子16を構成する分割された固定コア18が円形形状を保持した状態で、圧入或いは焼嵌めによって固定されている。この分割された固定コア18は分割面を溶接、或いは溶接しないで円形に形成されている。
固定コア18にはボビン19が取り付けられ、その外周部にコイル20が巻回されている。コイル20の口出し線はバスバー21に接続されている。尚、コイル20は2連続巻き、或いは4連続巻きした後に口出し線を出すようにするか、または、各固定コア18に巻かれた状態でバスバー21に接続されている。ハウジング13とボビン19の間は隙間を設けても良いし、嵌合するようにしても良い。
バスバー21はハウジング13の内周壁面に接近した位置に配置されており、後述するベアリング保持部29が内周に位置できるようになっている。もちろん、バスバー21とハウジング13とは空気による絶縁がとれるように接触しない配置位置とされている。
固定コア18の内周側には回転子15が回転可能に配置されている。回転子15は、回転子軸22、回転基体23、磁石24、磁石カバー25、サイドカバー26から構成されている。
図3に示すように、磁石24(図示せず)は磁石カバー25により覆われており、これによって磁石24の飛散の防止がなされている。磁石カバー25の端面は図3に示すように折り曲げ部25Aが形成されており、磁石24が径方向、及び軸方向に向けて飛散しないようにしている。
折り曲げ部25Aは、切り欠き部を形成する磁石カバーの角部30,31が、回転子軸22の軸方向に対し、斜め方向に折り曲げられることで形成される。言い換えると、互いに向き合う角部30と角部31が逆方向に折り曲げられることで形成される。
これは、切り欠き部に嵌る大きさの冶具を切り欠き部に押し当てることで向かい合う角部30と角部31に折り曲げ部を容易に形成できる点で、有利である。
尚、バスバーA21の端部はフランジ14を貫通するバスバーB27によって入力端子28に接続されている。バスバーA21は各相のコイルと接続されるように配線され、入力端子28により入力されるU相、V相、W相の電力が入力されている。
以上は回転電機11の基本的な構成であるのでこれ以上の説明は省略する。
図4は、磁石カバー25圧入後の外観図、図5は拡大図を示す。切り欠き部25Bを設けることにより、磁石カバー25を圧入する際に、筒状のカバーに対して切り欠き部を設けた本形状は外周面へ末広がりに変形しやすい。例えば、この切り欠き部25Bが設けられた磁石カバーの周端部を平面に押し当てることで、用意に末広がりに変形させ、覗きを後から形成できる。よって、段付き形状を備えることなく、同様の覗き機能を有することが可能である。したがって、磁石カバー25の磁石24に対する締め代を大きくした場合であっても圧入作業を簡易に行うことが可能である。よって、本切り欠き部を設けることによって、作業性を損なわずに磁石24に対する磁石カバー25の拘束力を大きくすることが可能となり、磁石カバー25の拘束力で、磁石24を保持することが可能となる。
なお、切り欠き部25Bは、磁石カバーに切り込みを入れるのみでもよい。つまり、切り欠き部25Bの幅はゼロでもよい。
磁石カバー25のみで磁石24を保持することが可能となれば、従来、接着剤等で磁石を固定していた作業が不要となり、組立工数も少なくすることが可能となる。
図5、図6は、磁石カバー25の折り曲げ前後の拡大図、図8〜図11は切り欠き形状の変形例25C〜25Fを示す。切り欠き部25Bの角部を内径側に折り込むことにより、折り曲げ根本の断面積を広く確保することが可能であり、破断やクラックを防止できる。また、折り曲げる工程のみで磁石カバー25の抜け防止機能を兼ね備えることが可能であるために作業も簡易に行うことが出来る。
図7は磁石カバー25の折り曲げ部25Aと磁石24の位置に関しての一例を示す。切り欠きを磁石極数分設け、切り欠きを磁石極間に配置することで、折り曲げ部が磁石に被せられる。折り曲げ部を磁石に被せることで、より強固に磁石を保持することが可能となる。
10…回転電機組立体、11…回転電機、12…インバータ制御部、13…ハウジング、14…フランジ、15…回転子、16…固定子、17…開口部、18…固定コア、19…ボビン、20…コイル、21…バスバーA、22…回転子軸、23…回転基体、24…磁石、25…磁石カバー、25A…折り曲げ部、25B…切り欠き部、26…サイドカバー、27…バスバーB、28…入力端子、29…ベアリング保持部、30…角部、31…角部、32…治具
Claims (5)
- 筒状の固定子と、前記固定子の内周側に設置された回転子軸を備えた回転子と、前記回転子の外周に設けられた磁石と、前記磁石の周囲を覆う磁石カバーとを有する回転電機において、
前記磁石カバーの開口端に切り欠き部を設け、切り欠きの角部を前記回転子軸の軸方向に対し、斜めの角度で内周側に折り込むことを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
切り欠き部を複数有しており、特定の間隔となっていることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
折り曲げ部を複数個又は一部に備えたことを特徴とする回転電機。 - 請求項3に記載の回転電機において、
折り込み部を一度に折り曲げることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
切り欠きを磁石極数分設け、切り欠きを磁石極間に配置することを特徴とする回転電機。
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