特開 2024-159098 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】P2024159098

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/18 20060101AFI20241031BHJP

【ＦＩ】

H02K1/18 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074863

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000125853

【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100187562

【弁理士】

【氏名又は名称】沼田 義成

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 達也

【テーマコード（参考）】

5H601

【Ｆターム（参考）】

5H601AA08

5H601AA16

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD11

5H601DD31

5H601GA38

5H601GA40

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB33

5H601GE10

5H601JJ04

5H601KK13

5H601KK14

5H601KK15

(57)【要約】

【課題】ステータの磁界を低減したり、部品点数を増加したりすることなく、ステータの相対回転を規制することができるモータを提供する。
【解決手段】
モータ１は、回転軸１０を中心として回転可能なロータ２と、ロータ２の径方向外側に配置されるステータ３と、ロータ２及びステータ３を収容するハウジング４と、を備え、ステータ３は、ハウジング４の内周面に圧入され、ロータ２を囲むように設けられるステータコア２０と、ステータコア２０に巻き回されるコイル２１とを有し、ステータコア２０は、外周面から径方向外側に突出した係合部２３を有し、ハウジング４は、内周面から径方向外側に凹設され、係合部２３が係合する被係合部３２を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を備え、
前記ステータは、前記ハウジングの内周面に圧入され、前記ロータを囲むように設けられるステータコアと、前記ステータコアに巻き回されるコイルとを有し、
前記ステータコアは、外周面から径方向外側に突出した係合部を有し、
前記ハウジングは、内周面から径方向外側に凹設され、前記係合部が係合する被係合部を有することを特徴とするモータ。

【請求項2】

前記係合部及び前記被係合部は、互いの間に所定の隙間を有するように形成され、前記被係合部と対向する前記係合部の側面に熱伝導材が塗布されることを特徴とする請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記ステータコアの軸方向の端部に当接すると共に前記ハウジングに固定される抜け止め部材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ。

【請求項4】

前記ステータコアは、周方向において前記係合部の両端に径方向内側に凹設された凹部を有することを特徴とする請求項１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】

モータは、回転可能なロータと、ロータの径方向外側に配置されるステータとを備えていて、ロータ及びステータはハウジングに収容される。このとき、ステータは、ロータの回転に対して定位置を保持するために、ハウジングに対して固定される必要がある。そこで、従来のモータでは、ステータの外周面とハウジングの内周面とに凹部を設けて、これらの凹部を対向させると共に、これらの凹部にキー等の係合部材を係合させることで、ハウジングに対するステータの相対回転を規制するものがある。

【0003】

例えば、特許文献１に開示されるステータ部材によれば、モータハウジングの円筒部における内周面に、径方向外側に凹むハウジング側キー溝が設けられ、ステータコアにおける外周面には、径方向内側に凹むコア側キー溝が設けられ、ハウジング側キー溝内とコア側キー溝内とに亘って嵌入され互いの相対回動を規制するキー部材を備えている。

【0004】

また、特許文献２に開示されるモータは、永久磁石が外嵌されたロータの外周面に一定の距離を隔てて対向する内周面を有してなるステータが、その外周面を圧入面としてモータケースに圧入固定される。モータケースの内周面には複数の突部を形成し、ステータの外周面には突部に係合する凹部を形成し、ステータをモータケースに圧入した際、ステータは凹部の内底面を圧入面としてモータケースに固定される。モータケースの突部がステータの凹部に係合することにより、ステータのモータケースに対する相対回転が規制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－０５２４５４号公報

【特許文献2】特開２００８－０６７５７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のモータでは、キー等の係合部材やハウジングに設けた凸部を、ステータに設けた凹部に係合させることで、ハウジングに対してステータが相対回転することを規制しているが、ステータに凹部を設けることでステータに生じる磁界が低減してしまう。また、キー等の係合部材を設けると、部品点数が増加して、組立工数が多くなり、コストが上昇してしまう。

【0007】

本発明は、ステータの磁界を低減したり、部品点数を増加したりすることなく、ステータの相対回転を規制す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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のモータは、回転軸を中心として回転可能なロータと、前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を備え、前記ステータは、前記ハウジングの内周面に圧入され、前記ロータを囲むように設けられるステータコアと、前記ステータコアに巻き回されるコイルとを有し、前記ステータコアは、外周面から径方向外側に突出した係合部を有し、前記ハウジングは、内周面から径方向外側に凹設され、前記係合部が係合する被係合部を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ステータの磁界を低減したり、部品点数を増加したりすることなく、ステータの相対回転を規制することができるモータを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るモータを示す分解斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係るモータを示す側断面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るモータの係合部及び被係合部並びにその周辺を示す拡大断面図である。

【図5】図２のＢ部分の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態に係るモータ１について図面を参照して説明する。モータ１は、図１、図２及び図３に示すように、ロータ２と、ステータ３と、ハウジング４とを備える。ロータ２、ステータ３及びハウジング４は、中心軸１００に対して同軸に設けられる。

【0012】

ロータ２は、回転軸１０と、ロータコア１１と、複数の永久磁石１２とを有し、回転軸１０を中心として回転可能に構成される。

【0013】

回転軸１０は、所定の中心軸１００に沿って延びる柱状に形成され、中心軸周りに回転可能に設けられる。ロータコア１１は、円筒状に形成されていて径方向中央に内側空間を有する。回転軸１０がロータコア１１の内側空間に圧入されることで、ロータコア１１は、回転軸１０に同軸に固定される。複数の永久磁石１２は、図３に示すように、ロータコア１１の周方向に等間隔に配置されて、ロータコア１１に固定される。

【0014】

ステータ３は、ステータコア２０と、複数のコイル２１とを有し、ロータ２の径方向外側に配置される。

【0015】

ステータコア２０は、円筒状に形成されていて、径方向内側に突出した複数のティース２２を有し、径方向中央（複数のティース２２よりも内側）に内側空間を有する。ステータコア２０は、ハウジング４の内側に配置されて、ハウジング４の内周面に焼き嵌め等によって圧入される。ステータコア２０がロータ２と同軸となるように、ステータコア２０の内側空間にロータ２が配置され、換言すれば、ステータコア２０は、ロータ２を囲むように設けられる。複数のティース２２は、ステータコア２０の周方向に等間隔に配置されていて、各ティース２２に各コイル２１が巻き回される。

【0016】

本実施形態では特に、図４に示すように、ステータコア２０は、外周面から径方向外側に突出した係合部２３を有する。係合部２３は、ステータコア２０の外周面から径方向外側への突出高さが軸方向に亘って同じ高さで形成される。例えば、係合部２３は、径方向外側に向かって膨出して、径方向の断面が径方向外側に湾曲した形状を有する。なお、ステータコア２０は、周方向において係合部２３の両端に径方向内側に凹設された凹部２４を有するとよい。

【0017】

ステータコア２０は、係合部２３以外の外周面がハウジング４の内周面に圧入され、図４に示すように、係合部２３とハウジング４の内周面（被係合部３２）との間にモータ１を冷却（放熱）する冷却部（放熱部）となる隙間２５を構成する。ハウジング４の内周面と対向する係合部２３の側面には、放熱グリス等の熱伝導材２６が塗布される。

【0018】

ハウジング４は、一端を開口した有底円筒状に形成されていて、ロータ２及びステータ３を同軸となるように収容し、ステータ３（ステータコア２０）がロータ２を内側に配置した状態でハウジング４の内周面に圧入される。ここで、軸方向においてステータ３の一端は、ハウジング４の開口側（一端側）に配置され、ステータ３の他端は、ハウジング４の段部４ａに当接される。段部４ａは、ステータ３（係合部２３）の外周縁下面に当接して、ステータ３の軸方向（紙面下向き）の移動を阻止すると共に、被係合部３２と係合部２３との空間（隙間２５）を下側で閉じている。例えば、ハウジング４は、ステータ３（ステータコア２０）の外径よりも僅かに小さい内径を有し、加熱膨張されたハウジング４にステータ３を内包することで、ステータ３がハウジング４に焼き嵌めによって圧入される。

【0019】

ハウジング４は、図２に示すように、ロータ２の軸方向の両側に軸受３０を有し、これらの軸受３０にロータ２の回転軸１０が支軸され、これによって、ロータ２がハウジング４に対して回転可能に配置される。なお、ハウジング４の開口側の軸受３０は、ハウジング４の開口を閉塞する蓋部３１に設けられてよい。

【0020】

本実施形態では特に、ハウジング４は、内周面から径方向外側に凹設されてステータ３（ステータコア２０）の係合部２３が係合する被係合部３２を有する。被係合部３２は、係合部２３に対応した形状を有していて、ハウジング４の内周面から径方向外側への凹設深さが軸方向に亘って同じ深さで形成される。例えば、被係合部３２は、係合部２３と同様に、径方向の断面が径方向外側に湾曲した形状を有する。

【0021】

係合部２３と被係合部３２とが周方向に同じ位置で位置決めされた状態で、ステータ３（ステータコア２０）がハウジング４に圧入される。なお、係合部２３の両端の凹部２４が周方向において被係合部３２の両端のエッジ部分に対応するように、係合部２３と被係合部３２とが位置決めされるとよい。ステータコア２０がハウジング４に圧入されたときに係合部２３と被係合部３２との間に所定の隙間２５を有するように、係合部２３及び被係合部３２は形成される。

【0022】

これにより、係合部２３の側面に塗布された熱伝導材２６が、係合部２３及び被係合部３２の間の隙間２５に充填される。そして、係合部２３及び被係合部３２の隙間２５と、熱伝導材２６とによって、モータ１を冷却（放熱）する冷却部（放熱部）が構成される。係合部２３と被係合部３２との隙間２５の径方向の間隔は、周方向に亘って一定に設定される。

【0023】

また、ハウジング４は、図２及び図５に示すように、ステータ３の抜け止めとなる抜け止め部材３３を有する。抜け止め部材３３は、軸方向においてステータ３（ステータコア２０）の一端に当接（密接）した状態でハウジング４の内周面に固定される。抜け止め部材３３は、例えば、鋼等の材料によって、ハウジング４の内径より大きい外径を有する環状の止め輪等で形成される。抜け止め部材３３は、ハウジング４の内周面に設けた溝部３４に嵌め込まれ、周方向に亘ってステータ３の一端に当接する。抜け止め部材３３は、係合部２３と被係合部３２との隙間２５を、軸方向においてハウジング４の開口側から液密状に閉塞する。具体的には、抜け止め部材３３は、図５に示すように、第１抜け止め部材３３ａと第２抜け止め部材３３ｂとから構成される。第１抜け止め部材３３ａは、環状プレート形をしており、ハウジング４とステータ３（係合部２３）の外周縁上面とに跨るように当接して被係合部３２と係合部２３との空間（隙間２５）を上側で閉じている。第２抜け止め部材３３ｂは、弾性のあるＣ形止め輪であって、溝部３４に係止され、第１抜け止め部材３３ａの背面に接して、当該第１抜け止め部材３３ａと共にステータ３の軸方向（紙面上向き）の移動を阻止する。

【0024】

上記のように、本実施形態によれば、モータ１は、回転軸１０を中心として回転可能なロータ２と、ロータ２の径方向外側に配置されるステータ３と、ロータ２及びステータ３を収容するハウジング４と、を備え、ステータ３は、ハウジング４の内周面に圧入され、ロータ２を囲むように設けられるステータコア２０と、ステータコア２０に巻き回されるコイル２１とを有し、ステータコア２０は、外周面から径方向外側に突出した係合部２３を有し、ハウジング４は、内周面から径方向外側に凹設され、係合部２３が係合する被係合部３２を有する。

【0025】

これにより、モータ１では、キー等の係合部材を設けることなく、ハウジング４に対するステータ３の相対回転を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、組立工数を少なくし、コストを抑えることができる。また、ステータ３（ステータコア２０）の外周面に凹部を設けることがないので、ステータ３に生じる磁界の低減を抑制することができる。このように、本発明によれば、ステータ３の磁界を低減したり、部品点数を増加したりすることなく、ステータ３の相対回転を規制することができるモータ１を提供することができる。

【0026】

また、本実施形態によれば、係合部２３及び被係合部３２は、互いの間に所定の隙間２５を有するように形成され、被係合部３２と対向する係合部２３の側面に熱伝導材２６が塗布される。

【0027】

これにより、モータ１では、ハウジング４に対するステータ３の相対回転を規制するための構成を利用して、モータ１を冷却（放熱）する冷却部（放熱部）を構成することができる。そのため、部品点数を増加したり、コストを上昇したりすることなく、モータ１の冷却効率（放熱効率）を向上することができる。

【0028】

また、本実施形態によれば、ハウジング４は、ステータコア２０の軸方向の端部に当接すると共にハウジング４に固定される抜け止め部材３３を更に備える。

【0029】

これにより、モータ１では、稼働中にハウジング４からステータ３が外れる危険性を抑制することができると共に、抜け止め部材３３を利用して熱伝導材２６の漏洩を抑制することもでき、安全性を向上することができる。

【0030】

また、本実施形態によれば、ステータコア２０は、周方向において係合部２３の両端に径方向内側に凹設された凹部２４を有する。

【0031】

これにより、モータ１では、ハウジング４に対してステータ３を組み込む際に、被係合部３２の周方向両端のエッジ部分を凹部２４に対応させることで、このようなエッジ部分がステータコア２０の外周面に干渉することを抑制することができ、ステータ３を円滑に組み付けることができる。

【0032】

なお、上記した実施形態では、ステータコア２０が周方向に１つの係合部２３を有し、これに対応してハウジング４が周方向に１つの被係合部３２を有する例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。

【0033】

他の例として、ステータコア２０は、周方向に複数（少なくとも２つ）の係合部２３を有し、これに対応してハウジング４が周方向に複数（少なくとも２つ）の被係合部３２を有してもよい。この場合、複数の係合部２３は、周方向に等間隔に配置され、複数の被係合部３２は、周方向において複数の係合部２３のそれぞれに対応して等間隔に配置される。

【0034】

対応する各係合部２３と各被係合部３２との間には、所定の隙間２５が設けられ、各被係合部３２と対向する各係合部２３の側面には、熱伝導材２６が塗布され、これにより、周方向に複数の冷却部（放熱部）が構成され、モータ１を冷却（放熱）するための面積を比較的大きくすることができ、冷却効率を向上することができる。なお、各係合部２３は、周方向の長さを比較的短くすることで、ハウジング４の内周面に圧入されるステータコア２０の外周面の面積を比較的大きくすることができ、ステータ３とハウジング４との接着性を高めることができる。

【0035】

また、上記した実施形態では、係合部２３は、径方向外側に向かって膨出して、径方向の断面が径方向外側に湾曲した形状で突出し、被係合部３２は、径方向の断面が径方向外側に湾曲した形状で凹設される例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。

【0036】

他の例として、係合部２３は、径方向の断面が径方向外側に矩形等の他の形状で突出して形成されてもよく、被係合部３２は、係合部２３に対応して、径方向の断面が径方向外側に矩形等の他の形状で凹設されてもよい。

【0037】

更に、上記した実施形態では、抜け止め部材３３が鋼によって環状の止め輪で形成される例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。他の例として、抜け止め部材３３は、鋼からなる環状の止め輪とシール部材との二層構造で形成され、シール部材をステータ３（ステータコア２０）の一端に当接（密接）させてもよい。

【0038】

また、上記した実施形態では、抜け止め部材３３がハウジング４の内周面の溝部３４に嵌め込まれることでハウジング４に固定される例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。他の例として、抜け止め部材３３は、ネジ等の締結部材によってハウジング４に固定されてもよい。

【0039】

上記した実施形態では、ロータ２が複数の永久磁石１２を有して構成される例を説明したが、本発明はこの例に限定されない。他の例として、ロータ２は、インダクションモータやリラクタンスモータ等によって構成されてもよい。

【0040】

なお、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うモータもまた本発明の技術思想に含まれる。

【0041】

〔発明の付記〕
以下、上述の実施形態から抽出される発明の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。

【0042】

＜付記１＞
回転軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータの径方向外側に配置されるステータと、
前記ロータ及び前記ステータを収容するハウジングと、を備え、
前記ステータは、前記ハウジングの内周面に圧入され、前記ロータを囲むように設けられるステータコアと、前記ステータコアに巻き回されるコイルとを有し、
前記ステータコアは、外周面から径方向外側に突出した係合部を有し、
前記ハウジングは、内周面から径方向外側に凹設され、前記係合部が係合する被係合部を有することを特徴とするモータ。

【0043】

＜付記２＞
前記係合部及び前記被係合部は、互いの間に所定の隙間を有するように形成され、前記被係合部と対向する前記係合部の側面に熱伝導材が塗布されることを特徴とする付記１に記載のモータ。

【0044】

＜付記３＞
前記ステータコアの軸方向の端部に当接すると共に前記ハウジングに固定される抜け止め部材を更に備えることを特徴とする付記１又は付記２に記載のモータ。

【0045】

＜付記４＞
前記ステータコアは、周方向において前記係合部の両端に径方向内側に凹設された凹部を有することを特徴とする付記１～付記３の何れかに記載のモータ。

【符号の説明】

【0046】

１ モータ
２ ロータ
３ ステータ
４ ハウジング
１０ 回転軸
２０ ステータコア
２１ コイル
２３ 係合部
２４ 凹部
２５ 隙間
２６ 熱伝導材
３２ 被係合部
３３ 抜け止め部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】