特開 2023-98102 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023098102

(43)【公開日】2023-07-10

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/28 20060101AFI20230703BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20230703BHJP

   H02K 1/276 20220101ALI20230703BHJP

   H02K 9/19 20060101ALI20230703BHJP

【ＦＩ】

H02K1/28 A

H02K1/22 A

H02K1/276

H02K9/19 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021214628

(22)【出願日】2021-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】ニデック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】和田 直大

(72)【発明者】

【氏名】石川 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】チャン ロン

【テーマコード（参考）】

5H601

5H609

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H601AA01

5H601AA08

5H601AA16

5H601BB20

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD30

5H601EE12

5H601EE26

5H601GA02

5H601GA22

5H601GA24

5H601GA34

5H601GC02

5H601GC12

5H601GC22

5H601GE02

5H609BB03

5H609PP02

5H609PP06

5H609QQ05

5H609QQ16

5H609QQ20

5H622AA06

5H622CA02

5H622CA05

5H622CA10

5H622CB03

5H622CB05

5H622PP16

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ロータを安定して回転させることができるモータを提供する。
【解決手段】モータは、ロータ２０と、ステータと、を備える。ロータは、回転軸を中心として回転する。ステータは、ロータの径方向外側に配置される。ロータは、シャフト２０と、ロータコア２２ａ、２２ｂと、ロータマグネットと、板状のエンドプレート２４と、板状のエンドリング２５と、を有する。シャフトは、回転軸に沿って延びる。ロータコアは、シャフトを径方向外側から囲み、軸方向に複数配置される。ロータマグネットは、ロータコアに固定される。エンドプレートは、ロータコアの軸方向外側の少なくとも一方に配置され、シャフトが圧入されるプレート貫通孔を有する。エンドリングは、エンドプレートの軸方向外面に接触し、シャフトが圧入されるリング貫通孔２５１を有する。エンドリングのシャフトに対する圧入力は、エンドプレートのシャフトに対する圧入力よりも大きい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心として回転するロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、を備え、
前記ロータは、
前記回転軸に沿って延びるシャフトと、
前記シャフトを径方向外側から囲み、軸方向に複数配置されたロータコアと、
前記ロータコアに固定されたロータマグネットと、
前記ロータコアの軸方向外側の少なくとも一方に配置され、前記シャフトが圧入されるプレート貫通孔を有する板状のエンドプレートと、
前記エンドプレートの軸方向外面に接触し、前記シャフトが圧入されるリング貫通孔を有する板状のエンドリングと、を有し、
前記エンドリングの前記シャフトに対する圧入力は、前記エンドプレートの前記シャフトに対する圧入力よりも大きい、モータ。

【請求項2】

前記エンドリングは、前記シャフトに焼き嵌めされている、請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記エンドプレートは、
軸方向外面の外周部から軸方向に突出する環状の突起部と、
前記突起部の軸方向端面から軸方向に凹む凹部と、を有し、
前記エンドリングは、
径方向外周面から径方向外側に突出し、前記凹部の内部に配置される凸部を有する、請求項１又は請求項２に記載のモータ。

【請求項4】

前記凸部と前記凹部との間には、周方向に隙間が形成されている、請求項３に記載のモータ。

【請求項5】

前記エンドプレートの外周部は、前記エンドプレートの内周部よりも軸方向の厚みが大きい、請求項１～請求項４のいずれかに記載のモータ。

【請求項6】

前記凹部の底面と、前記凸部と、は、軸方向に隙間を介して対向し、
前記隙間は、径方向外端が開放されている、請求項１～請求項５のいずれかに記載のモータ。

【請求項7】

軸方向に隣り合う前記ロータコアの間に配置される環状のセンタープレートをさらに備え、
前記シャフトは、内部に中空部を有して筒状に形成され、
径方向に貫通して前記中空部に連通する連通孔を有し、
前記ロータコアは、
前記回転軸に沿って延びるとともに、軸方向に貫通して前記シャフトが挿通される挿通孔と、
前記挿通孔よりも径方向外側に配置され、軸方向に貫通するロータ流通孔と、を有し、
前記センタープレートは、前記連通孔と前記ロータ流通孔とを連通するセンターオイル流路を有する、請求項１～請求項６のいずれかに記載のモータ。

【請求項8】

前記シャフトは、周方向に延びる凹溝部を内周面に有し、前記連通孔が前記凹溝部内に配置される、請求項７に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のモータは、回転軸を中心として回転するロータを備える。ロータは、シャフトを径方向外側から囲み、軸方向に複数配置されたロータコアと、ロータコアの軸方向外側に配置され、シャフトが圧入されるシャフト貫通孔を有する板状のエンドプレートと、を備える（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－８８７４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のモータでは、ロータの回転時にシャフトのシャフト貫通孔に対する圧入力が低下し、エンドプレートが軸方向にズレてロータの回転が不安定になる可能性があった。

【0005】

そこで、本発明は、ロータを安定して回転させることができるモータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の例示的なモータは、ロータと、ステータと、を備える。ロータは、回転軸を中心として回転する。ステータは、ロータの径方向外側に配置される。ロータは、シャフトと、ロータコアと、ロータマグネットと、板状のエンドプレートと、板状のエンドリングと、を有する。シャフトは、回転軸に沿って延びる。ロータコアは、シャフトを径方向外側から囲み、軸方向に複数配置される。ロータマグネットは、ロータコアに固定される。エンドプレートは、ロータコアの軸方向外側の少なくとも一方に配置され、シャフトが圧入されるプレート貫通孔を有する。エンドプレートは、エンドプレートの軸方向外面に接触し、シャフトが圧入されるリング貫通孔を有する。エンドリングのシャフトに対する圧入力は、エンドプレートのシャフトに対する圧入力よりも大きい。

【発明の効果】

【0007】

例示的な本発明によれば、ロータを安定して回転させることができるモータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るモータの縦断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係るモータのロータの斜視図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係るモータのロータの分解斜視図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係るモータの一部の分解斜視図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係るモータのセンタープレート斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１に示すモータ１の回転軸Ｊの延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータ１の回転軸Ｊを中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。なお、「軸方向」、「径方向」、「周方向」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。

【0010】

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。

【0011】

＜１．モータの構成＞
以下、図面を基に本発明の例示的な一実施形態にかかるモータ１について説明する。図１は、一実施形態のモータ１の縦断面図である。図２は、ロータ２０の斜視図であり、図３はロータ２０の分解斜視図である。

【0012】

モータ１は、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）等の動力源として車両に搭載される。

【0013】

モータ１は、インナーロータ型のモータである。モータ１は、ハウジング（不図示）内部に収容され、ロータ２０と、ステータ３０と、を備える。ロータ２０は、回転軸Ｊを中心として回転する。

【0014】

＜２．ステータの構成＞
ステータ３０は、ロータ２０と隙間を介して径方向外側に対向して配置される。ステータ３０は、ハウジングに固定される。ステータ３０は、ステータコア３１と、複数のコイル３２と、を有する。ステータコア３１は、ロータ２０を径方向外側から囲む。ステータコア３１は、軸方向に延びる円筒状のコアバック(不図示)と、コアバックから径方向内側に延びる複数のティース（不図示）と、を有する。コアバックは、電磁鋼板等の磁性体を軸方向に複数積層して形成される。複数のティースは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。

【0015】

複数のコイル３２は、インシュレータ（不図示）を介してステータコア３１の各ティースにそれぞれ装着される。複数のコイル３２は、周方向に複数配置される。

【0016】

＜３．ロータの構成＞
ロータ２０は、シャフト２１と、ロータコア２２ａ、２２ｂと、ロータマグネット２３と、２つのエンドプレート２４と、２つのエンドリング２５と、センタープレート２６と、を有する。

【0017】

シャフト２１は、回転軸Ｊに沿って延び、回転軸Ｊを中心として回転する。シャフト２１は、円筒状に形成され、中空部２１ａと、連通孔２１ｂと、凹溝部２１ｃと、を有する。中空部２１ａは、シャフト２１の内部に配置され、軸方向に延びる。

【0018】

連通孔２１ｂは、シャフト２１を径方向に貫通して中空部２１ａに連通する。連通孔２１ｂは、中空部２１ａとシャフト２１の外部とを連通させる。凹溝部２１ｃは、シャフト２１の内周面上に径方向外側に凹んで形成され、周方向に延びる。連通孔２１ｂは、凹溝部２１内に配置される。

【0019】

シャフト２１は、ベアリング（不図示）により回転可能に支持される。ベアリングは、例えば、ボールベアリングである。ベアリングは、モータ１を収容するハウジング（不図示）に保持されている。

【0020】

ロータコア２２ａ、２２ｂは、シャフト２１を径方向外側から囲み、軸方向に複数配置される。本実施形態では２個のロータコア２２ａ、２２ｂが配置されており、ロータコア２２ａとロータコア２２ｂとの間には環状のセンタープレート２６が、配置されている。なお、本実施形態では、ロータコア２２ａ、２２ｂが２個設けられているが、２個以上設けてもよい。

【0021】

ロータコア２２ａ、２２ｂは、環状の電磁鋼板等の磁性体を軸方向に複数積層して形成される。ロータコア２２ａ、２２ｂは、それぞれ、挿通孔２２１と、ロータ流通孔２２２と、マグネット挿入孔２２３と、を有する。

【0022】

挿通孔２２１は、回転軸Ｊに沿って延びるとともに、ロータコア２２ａ、２２ｂを軸方向に貫通する。シャフト２１は、挿通孔２２１に挿入される。

【0023】

ロータ流通孔２２２は、挿通孔２２１よりも径方向外側に配置され、ロータコア２２ａ、２２ｂを軸方向に貫通する。ロータ流通孔２２２は、周方向に等間隔で複数配置されている。なお、本実施形態では、ロータ流通孔２２２は、８個設けられているが、８個以外でもよい。

【0024】

マグネット挿入孔２２３は、ロータコア２２ａ、２２ｂを軸方向に貫通する。マグネット挿入孔２２３の内部には、ロータマグネット２３が挿入される。これにより、ロータマグネット２３がロータコア２２ａ、２２ｂに固定される。なお、ロータマグネット２３は、ロータコア２２ａ、２２ｂの外周面に固定してもよい。

【0025】

＜４．エンドプレート及びエンドリングの構成＞
図４は、エンドプレート２４及びエンドリング２５の分解斜視図である。２つエンドプレート２４は、円板状に形成され、ロータコア２２ａの軸方向外側と、ロータコア２２ｂの軸方向外側にそれぞれ配置される。エンドプレート２４は、回転軸Ｊ上に配置され、軸方向に貫通するプレート貫通孔２４１を有する。シャフト２１は、プレート貫通孔２４１に圧入される。

【0026】

エンドプレート２４は、突起部２４２と、凹部２４３と、を有する。突起部２４２は、エンドプレート２４の軸方向外面の外周部から軸方向に突出する。突起部２４２は、プレート貫通孔２４１を囲んで環状に形成されている。凹部２４３は、突起部２４２の軸方向端面から軸方向に凹む。本実施形態では、凹部２４３は、周方向に等間隔で４箇所設けられている。凹部２４３の底面には、軸方向に貫通するプレート流通孔２４４が形成されている。

【0027】

２つのエンドリング２５は、円環状に形成され、各エンドプレート２４の軸方向外面にそれぞれ接触する。エンドリング２５、シャフト２１が圧入されるリング貫通孔２５１を有する。

【0028】

エンドリング２５は、凸部２５２を有する。凸部２５２は、エンドリング２５の径方向外周面から径方向外側に突出し、凹部２４３内部に配置される。本実施形態では、凸部２５２は、周方向に等間隔で４箇所設けられている。

【0029】

本実施形態では、ロータコア２２ａ側のエンドリング２５はロータコア２２ａ、２２ｂの軸方向の保持（ズレ防止）およびロータコア２２ａの端面と接しているエンドプレート２４の周方向の保持（回り止め）として機能している。また、ロータコア２２ｂ側のエンドリング２５はロータコア２２ｂの端面と接しているエンドプレート２４の周方向の保持（回り止め）として機能している。なお、図１に示すように、シャフト２１の下端部にはフランジ２１ｄが形成されており、フランジ２１ｄは、ロータコア２２ａ、２２ｂ、ロータコア２２ｂに接しているエンドプレート２５、及びエンドリング２４が軸方向にズレないように保持している。

【0030】

ロータコア２２ａ、２２ｂは、２つのエンドプレート２４によって軸方向に挟まれて固定される。エンドリング２５は、エンドプレート２４をロータコア２２ａ、２２ｂ側に押圧し、エンドプレート２４が、軸方向にズレることを防止する。これにより、ロータ２０を安定して回転させることができる。

【0031】

このとき、少なくともロータコア２２ａ側のエンドリング２５のシャフト２１に対する圧入力は、エンドプレート２４のシャフト２１に対する圧入力よりも大きい。これにより、エンドプレート２４を軸方向により強固に固定できる。

【0032】

例えば、エンドプレート２４は、プレスによりシャフト２１に圧入される。ロータコア２２ａ側のエンドリング２５は、焼き嵌めによりシャフト２１に圧入されるされる。エンドリング２５をシャフト２１に焼き嵌めすることで、より大きい圧入力でエンドリング２５をシャフト２１に圧入することができる。また、エンドリング２５をシャフト２１に焼き嵌めすることにより、ロータ２０の組立て作業性が向上する。なお、ロータコア２２ａ側のエンドリング２５及びロータコア２２ｂ側のエンドリング２５の両方を、焼き嵌めによりシャフト２１に圧入してもよい。

【0033】

エンドリング２５がエンドプレート２４と接触した状態において、凸部２５２が、凹部２４３に嵌り、エンドプレート２４が、エンドリング２５によって周方向に固定される。これにより、シャフト２１の回転時に、エンドプレート２４が周方向にずれることを防止できる。

【0034】

なお、凸部２５２と凹部２４３との間には、周方向に隙間が形成されていてもよい。これにより、凸部２５２の形状にバラツキが発生した場合でも、凸部２５２を凹部２４３に確実に嵌めることができる。

【0035】

また、エンドプレート２４は、突起部２４２が形成されており、エンドプレート２４の外周部は、エンドプレート２４の内周部よりも軸方向の厚みが大きい。これにより、エンドプレート２４は、エンドリング２５から内周部よりも外周部に軸方向に大きな押圧力が掛かる。これにより、エンドプレート２４が、軸方向にズレることをより防止できる。

【0036】

凹部２４３の底面と凸部２５２とは、軸方向に隙間Ｓを介して対向し、隙間Ｓは、径方向外端が開放されている（図２参照）。

【0037】

＜５．センタープレートの構成＞
図５はセンタープレート２６の斜視図である。センタープレート２６は、円板状に形成され、センター貫通孔２６１と、センター流通孔２６２と、センター凹部２６３と、を有する。センター貫通孔２６１は、回転軸Ｊ上に配置され、センタープレート２６を軸方向に貫通する。シャフト２１は、センター貫通孔２６１に挿通される。

【0038】

センター凹部２６３は、センター貫通孔２６１の周縁部において、センタープレート２６の軸方向一端面が軸方向に凹んで形成される、センター流通孔２６２は、センター凹部の底面に配置され、周方向に等間隔で複数配置される。本実施形態では、センター流通孔２６２は、周方向に等間隔で８箇所設けられている。

【0039】

センタープレート２６は、センターオイル流路２６５を有する（図１参照）。センターオイル流路２６５は、センター流通孔２６２及びセンター凹部２６３により構成される。センタープレート２６をロータコア２２ａに接触させたとき、センター凹部２６３の底面とロータコア２２ａの軸方向のロータコア２２ｂ側の端面との間には隙間が形成される。シャフト２１の連通孔２１ｂは、センター凹部２６３に臨んで開口している。これにより、センターオイル流路２６５は、連通孔２１ｂと、ロータコア２２ａのロータ流通孔２２２と、ロータコア２２ｂのロータ流通孔２２２と、を連通する。

【0040】

＜６．油路の構成＞
モータ１は、オイルが循環する油路４０を有する（図１参照）。オイルは、モータ１を収容するハウジング（不図示）内に収容される。なお、本明細書において「油路」とは、オイルの経路を意味する。

【0041】

オイルは、モータ１を冷却する冷却媒体である。オイルは、モータ１の潤滑油及び冷却油の機能を奏するために、比較的粘度の低いオートマチックトランスミッション用潤滑油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）と同等のオイルを用いることが好ましい。

【0042】

油路４０は、シャフト２１の中空部２１ａと、センターオイル流路２６５と、ロータ流通孔２２２と、隙間Ｓと、で構成される。

【0043】

中空部２１ａに供給されたオイルは、ロータ２０の回転に伴い遠心力が付与される。これにより、オイルは、連通孔２１ｂを介してセンターオイル流路２６５に連続的に飛散する。また、オイルの飛散に伴い、中空部２１ａ内部が負圧となり、中空部２１ａ内のオイルが、連通孔２１ｂ側に吸引される。このとき、凹溝部２１ｃを設けることにより、凹溝部２１ｃ内にオイルが溜まる。従って、連通孔２１ｂを介してシャフト２１の外部にオイルを安定して供給できる。

【0044】

センターオイル流路２６５から、ロータコア２２ａのロータ流通孔２２２及びロータコア２２ｂのロータ流通孔２２２に流入したオイルは、それぞれ軸方向外側に流通し、ロータコア２２ａ及びロータコア２２ｂの軸方向外側に飛散する。

【0045】

ロータコア２２ａ及びロータコア２２ｂの軸方向外側に飛散したオイルは、プレート流通孔２４４を介して隙間Ｓに流入し、隙間Ｓの径方向外端からステータ３０に向けて噴射される（図２参照）。ステータ３０に到達したオイルは、ステータ３０から熱を奪う。

【0046】

＜７．その他＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態は適宜任意に組み合わせることができる。

【0047】

本実施形態では、エンドプレート２４は、ロータコア２２ａ、２２ｂの軸方向両外側に２つ設けたが、ロータコア２２ａ、２２ｂの軸方向外側の一方にのみ設けてもよい。この場合、ロータコア２２ａ、２２ｂの軸方向外側の他方は、例えば、ナットとワッシャを用いてロータコア２２ａ、２２ｂを軸方向に固定できる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明のモータは、例えば自動車等の動力源として利用することができる。

【符号の説明】

【0049】

１ モータ
２０ ロータ
２１ シャフト
２１ａ 中空部
２１ｂ 連通孔
２１ｃ 凹溝部
２１ｄ フランジ
２２ａ、２２ｂ ロータコア
２３ ロータマグネット
２４ エンドプレート
２５ エンドリング
２６ センタープレート
３０ ステータ
３１ ステータコア
３２ コイル
４０ 油路
２２１ 挿通孔
２２２ ロータ流通孔
２２３ マグネット挿入孔
２４１ プレート貫通孔
２４２ 突起部
２４３ 凹部
２４４ プレート流通孔
２５１ リング貫通孔
２５２ 凸部
２６１ センター貫通孔
２６２ センター流通孔
２６３ センター凹部
２６５ センターオイル流路
Ｊ 回転軸
Ｓ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】