特許 7081429 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-30

(45)【発行日】2022-06-07

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/50 20060101AFI20220531BHJP

   H02K 3/52 20060101ALI20220531BHJP

【ＦＩ】

H02K3/50 A

H02K3/52 E

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018184640

(22)【出願日】2018-09-28

(65)【公開番号】P2020054207

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-06-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 紘通

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０６２３４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１８９６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０７９８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／３０－ ３／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有するロータと、
前記ロータと径方向に対向して配置され、複数のコイルを有するステータと、
前記複数のコイルから前記ステータの軸方向上側にそれぞれ引き出された複数の引出線を支持するコイルサポートと、
を備え、
前記コイルサポートは、前記ステータよりも軸方向上側に位置し且つ円環形状を有する円環状部と、前記円環状部の内周又は外周に沿って位置し且つ軸方向上側に突出する複数の保持壁部と、前記円環状部から軸方向下側に突出する少なくとも１つのリブとを有し、
前記複数の保持壁部は、前記複数の引出線を挿入される開口部を有し、
前記複数の引出線は、当該引出線の引き出し位置から、前記複数の保持壁部に向かって径方向に延び、
前記リブは、径方向において、前記引き出し位置と、前記複数の保持壁部との間に位置する、
モータ。

【請求項2】

前記ステータは、前記ロータよりも径方向外側に位置し、
前記ステータは、ステータコアを有し、
前記ステータコアは、前記複数のコイルのそれぞれが巻回される複数のティース部と、前記複数のティース部の径方向外側を環状に繋ぐコアバック部とを有し、
前記複数の引出線はそれぞれ、前記ステータコアにおける前記コアバック部の側から引き出され、
前記複数の保持壁部はそれぞれ、前記円環状部の内周に沿って位置する、
請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記開口部は、周方向に向かって開口し、
前記円環状部は、前記開口部と周方向に連続し且つ径方向に開口する切り欠きであるガイド部を有する、
請求項１又は２に記載のモータ。

【請求項4】

前記リブにおける前記複数の保持壁部の側の壁面が径方向に対してなす角度は、当該壁面の反対側の壁面が径方向に対してなす角度よりも大きい、
請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項5】

前記リブは、径方向において、前記引き出し位置よりも、前記複数の保持壁部の近くに位置する、
請求項１～４のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項6】

前記リブは、周方向に沿って環状に設けられる、
請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ。

【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】

モータのコイル巻線は、電力供給を得るために、ＥＣＵと呼ばれるモータ制御装置に電気的に接続される必要がある。そこで、コイル巻線を所望の引き出し方向に導く支持部材が用いられることがある。

【0003】

例えば特許文献１には、コイルから引き出された口出し線が、バスバーモールドのコイル通し穴によって、バスバーターミナルに対して位置決めされることが開示されている（段落００２４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２１９９３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のモータでは、コイルの巻き終わり側の口出し線を曲げて、口出し線が不安定にならないようにする必要がある（段落００４０）。このため、口出し線に対して治具等による追加加工が必要となるので、作業工程時間が増加してしまうという問題が生じる。

【0006】

本発明の主な目的は、治具等による追加工程を行うことなく、コイルの引出線を安定な形状に曲げることができる新規なモータ構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するために、本願の例示的な第１発明に係るモータは、軸方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有するロータと、ロータと径方向に対向して配置され、複数のコイルを有するステータと、複数のコイルからステータの軸方向上側にそれぞれ引き出された複数の引出線を支持するコイルサポートと、を備え、コイルサポートは、ステータよりも軸方向上側に位置し且つ円環形状を有する円環状部と、円環状部の内周又は外周に沿って位置し且つ軸方向上側に突出する複数の保持壁部と、円環状部から軸方向下側に突出する少なくとも１つのリブとを有し、複数の保持壁部は、複数の引出線を挿入される開口部を有し、複数の引出線は、当該引出線の引き出し位置から、複数の保持壁部に向かって径方向に延び、リブは、径方向において、引き出し位置と、複数の保持壁部との間に位置する。

【発明の効果】

【0008】

本願の例示的な第１発明によると、治具等による追加工程を行うことなく、コイルの引出線を安定な形状に曲げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係るモータの断面図である。

【図2】一実施形態に係るモータを構成するステータ及びコイルサポートを分解した状態の斜視図である。

【図3】一実施形態に係るモータを構成するステータ及びコイルサポートを組み立てた状態の斜視図である。

【図4】一実施形態に係るモータを構成するコイルサポートの下面図である。

【図5】一実施形態に係るモータを構成するコイルサポートの下面側斜視図である。

【図6】一実施形態に係るモータにおいてコイル引出線をコイルサポートが保持する様子を示す図である。

【図7】一実施形態に係るモータを構成するコイルの引出線の曲げ形状を示す図である。

【図8】変形例に係るモータを構成するコイルサポートの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【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。尚、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。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

【0011】

また、以下の説明においては、モータの中心軸Ｊと平行にＺ軸を設定し、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。また、特に断りのない限り、以下の説明においては、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼び、中心軸Ｊと平行な方向（即ち、上下方向又はＺ軸方向）を、軸方向と呼ぶ。

【0012】

尚、本明細書において、「軸方向に延びる」とは、厳密に中心軸Ｊと平行な方向に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、「径方向に延びる」とは、厳密に径方向、すなわち、上下方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

【0013】

図１は、本実施形態のモータ１の断面図である。図１に示すように、本実施形態のモータ１は、ロータ１０と、ステータ２０と、コイルサポート３０と、ベアリングホルダ４０と、バスバーユニット５０と、ハウジング６０とを備える。

【0014】

ロータ１０は、シャフト１１と、ロータコア１４と、ロータマグネット１５とを有する。シャフト１１は、Ｚ軸方向に延びる中心軸Ｊを中心として回転可能である。ロータコア１４は、シャフト１１を周方向に囲むと共にシャフト１１に固定される。ロータマグネット１５は、ロータコア１４の周方向に沿った外側面に固定される。ロータコア１４及びロータマグネット１５は、シャフト１１と一体となって回転する。シャフト１１は、第１ベアリング１２と第２ベアリング１３とによって、中心軸Ｊの軸周りに回転可能に支持される。第１ベアリング１２は、ステータ２０の上側に位置し、第２ベアリング１３は、ステータ２０の下側に位置する。第１ベアリング１２及び第２ベアリング１３の構成は、特に限定されず、いかなる公知のベアリングを用いてもよい。

【0015】

ステータ２０は、ロータ１０と径方向に対向して配置される。ステータ２０は、ハウジング６０に固定される。ステータ２０は、複数のコイル２１と、ステータコア２５と、上側インシュレータ２６と、下側インシュレータ２７とを有する。コイル２１の数は、例えば１２個である。各コイル２１から、ステータ２０の上側に引出線２１ａが引き出される。ステータコア２５は、ロータ１０を囲む環状構造である。ステータコア２５は、中心軸Ｊを中心とする円環状のコアバック部２５ａと、コアバック部２５ａから径方向内側に延びる複数のティース部２５ｂとを有する。コアバック部２５ａは、複数のティース部２５ｂの径方向外側を環状に繋ぐ。複数のティース部２５ｂは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。ティース部２５ｂの数は、例えば１２個である。各ティース部２５ｂには、上側インシュレータ２６及び下側インシュレータ２７を介してコイル２１が巻き付けられる。上側インシュレータ２６は、ステータコア２５の上側に位置する。下側インシュレータ２７は、ステータコア２５の下側に位置する。上側インシュレータ２６と下側インシュレータ２７とは、ステータコア２５の各ティース部２５ｂの周方向端面及び軸方向端面を覆う。

【0016】

コイルサポート３０は、ステータ２０の上側に配置され、複数の引出線２１ａを支持する。ベアリングホルダ４０は、コイルサポート３０の上側に配置され、第１ベアリング１２を支持する。ベアリングホルダ４０は、ハウジング６０に固定される。バスバーユニット５０は、ベアリングホルダ４０の上側に配置され、ハウジング６０の上側の開口を覆う。バスバーユニット５０は、ハウジング６０に固定される。ハウジング６０は、モータ１の各構成部材（ロータ１０、ステータ２０、コイルサポート３０、ベアリングホルダ４０、バスバーユニット５０等）を収容する。

【0017】

図２及び図３はそれぞれ、本実施形態のステータ２０及びコイルサポート３０を分解した状態及び組み立て状態の斜視図である。尚、図２及び図３において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付している。

【0018】

図２及び図３に示すように、１つのコイル２１からは、１つの引出線２１ａが引き出される。本実施形態のステータ２０は、１２個のコイル２１を有するため、ステータ２０からは、軸方向上側に１２本の引出線２１ａが引き出される。１２本の引出線２１ａはそれぞれ、コイル２１を構成するコイル線の端部である。

【0019】

また、図２及び図３に示すように、コイルサポート３０は、ステータ２０よりも軸方向上側に位置する円環状部３１と、軸方向上側に突出する複数の保持壁部３２とを有する。円環状部３１は、径方向に幅（内周と外周との間隔）を持つ円環形状を有する。複数の保持壁部３２は、円環状部３１の内周に沿って等間隔に配置される。本実施形態ではステータ２０から１２本の引出線２１ａが引き出されるので、コイルサポート３０は、１２個の保持壁部３２を有する。各保持壁部３２は、円環状部３１の内周に沿って配置されるので、各保持壁部３２は、円環状部３１の径方向内側において各引出線２１ａを保持する。

【0020】

各保持壁部３２は、コイル２１の引出線２１ａを軸方向に挿入される開口部３２ａを有する。各開口部３２ａは軸方向に円環状部３１を貫通する。各保持壁部３２は、各開口部３２ａにおける円環状部３１を貫通する部分の内周面に沿って軸方向上側に延びる。すなわち、各保持壁部３２の内周面は、各開口部３２ａにおける円環状部３１を貫通する部分の内周面と連続する。各保持壁部３２は、上側から見て、周方向に開口したＵ字状に形成される。各保持壁部３２は、径方向の内側と外側で各開口部３２ａを挟んで対向する一対の壁部を含み、当該一対の壁部に挟まれるように引出線２１ａが配置される。これにより、保持壁部３２を設けなかった場合と比べて、引出線２１ａの保持を安定させることができる。

【0021】

各コイル２１からは、引出線２１ａが、ステータ２０の径方向外側（ステータコア２５のコアバック部２５ａ側）の引き出し位置２１ｂからステータ２０の上側を通って、保持壁部３２（開口部３２ａ）の下側まで径方向に引き回される。すなわち、コイル２１から延びる引出線２１ａは、ステータ２０の上側において径方向外側から内側に向かって引き回され、ステータ２０の径方向内側寄りでコイルサポート３０の保持壁部３２（開口部３２ａ）に保持される。また、各引出線２１ａは、保持壁部３２の開口部３２ａを通過して、コイルサポート３０の上側でバスバーユニット５０（図１参照）に電気的に接続される。

【0022】

尚、コイルサポート３０は、例えば樹脂などの絶縁材料からなる。また、コイルサポート３０において、円環状部３１の上下面は中心軸Ｊ（Ｚ軸）と直交する。円環状部３１の中央には、シャフト１１（図１参照）と同心の円形開口が設けられ、当該円形開口をシャフト１１が貫通する。円環状部３１は、ステータ２０の上側で且つベアリングホルダ４０の下側に位置する。これにより、円環状部３１は、ステータ２０の上側で引き回された引出線２１ａの上側を覆い、引出線２１ａとベアリングホルダ４０との絶縁を確保する。

【0023】

図４及び図５はそれぞれ、本実施形態のコイルサポート３０の下面図及び下面側斜視図であり、図６は、本実施形態においてコイル２１の引出線２１ａをコイルサポート３０が保持する様子を示す図である。尚、図６において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付している。

【0024】

図４～図６に示すように、各保持壁部３２の開口部３２ａは、周方向に向かって開口する。ここで、各保持壁部３２の開口部３２ａは全て周方向の同じ側に向かって開口する。また、円環状部３１は、各引出線２１ａを開口部３２ａに誘導する複数のガイド部３３を有する。各ガイド部３３は、円環状部３１を軸方向に貫通する切り欠きである。各ガイド部３３は、各開口部３２ａの開口から、円環状部３１の内周に沿って延び、径方向内側に開口する。このため、コイルサポート３０をステータ２０に取り付ける際には、各引出線２１ａを各ガイド部３３の近傍に配置してコイルサポート３０を周方向（各ガイド部３３の方）に回転させるだけで、各引出線２１ａはガイド部３３を経由して各開口部３２ａに対して位置合わせされる。すなわち、コイルサポート３０に対する各引出線２１ａの挿入工程を簡素化することができる。

【0025】

また、図４～図６に示すように、コイルサポート３０は、円環状部３１の下面から軸方向下側に突出するリブ３４を有する。ステータ２０にコイルサポート３０を取り付けた状態において、リブ３４は、各引出線２１ａの引き出し位置２１ｂ（本実施形態ではコアバック部２５ａ側：図２参照）と、各保持壁部３２との間に位置する。尚、コイルサポート３０は、円環状部３１の外周に沿って位置し且つ軸方向下側に延びる複数の（例えば３つの）脚部３５を有する。各脚部３５は、周方向に沿って等間隔に配置される。脚部３５がステータコア２５の上面に保持されることによって、コイルサポート３０はステータ２０に固定される。

【0026】

本実施形態によると、コイルサポート３０は、引出線２１ａの引き出し位置２１ｂと保持壁部３２との間に位置し且つ軸方向下側に突出するリブ３４を有する。このため、コイルサポート３０をステータ２０に取り付ける際に、径方向に沿って延びる引出線２１ａに対し、リブ３４を起点として折り曲げてクセ付けすることが可能となる。そして、折り曲げられた引出線２１ａは、ステータ２０の軸方向上側に引き出されるように、保持壁部３２の開口部３２ａに挿入される。その結果、コイルサポート３０に対して荷重を与えることなく、保持壁部３２に引出線２１ａが固定されるので、コイルサポート３０は安定してステータ２０に固定される。また、治具等による整形作業という追加工程を行うことなく、引出線２１ａを安定な形状に曲げることができるので、作業工程時間の増加を抑制しつつ、コイルサポート３０の取付強度、すなわち、モータ１の信頼性を向上させることができる。

【0027】

図７は、本実施形態において、保持壁部３２に保持される引出線２１ａがリブ３４によって整形されている様子を示している。尚、リブ３４を用いた整形によって引出線２１ａがコイルサポート３０に荷重を与えることなく固定されていれば、最終製品においてリブ３４と引出線２１ａは必ずしも接触している必要はない。

【0028】

一方、本実施形態のコイルサポート３０にリブ３４を形成しなかった場合、治具等による整形作業という追加工程を行わなければ、引出線２１ａを十分に折り曲げてクセ付けすることができない。このため、保持壁部３２に引出線２１ａを保持すると、引出線２１ａから保持壁部３２つまりコイルサポート３０に荷重がかかる。その結果、コイルサポート３０を安定してステータ２０に固定することができなくなる。具体的には、引出線２１ａの整形状態によってはコイルサポート３０の取付強度不足に起因する変形が発生し、工程内で不良が生じる原因にもなりうる。一方、引出線２１ａに対して治具等による整形作業を行う場合には、作業時間の増大に加えて、複雑な形状の治具等の準備のために、製造コストが増大してしまう。

【0029】

また、本実施形態において、各引出線２１ａは、ステータコア２５のコアバック部２５ａの側から引き出され、各保持壁部３２は、ステータ２０の軸方向上側を覆う円環状部３１の内周に沿って位置する。このため、各引出線２１ａの引き出し位置２１ｂと各保持壁部３２との間にリブ３４を設けることによって、径方向外側から径方向内側に延びる各引出線２１ａに対して、径方向内側で軸方向に折れ曲がるように確実にクセ付けすることができる。

【0030】

また、本実施形態において、図４及び図５に示すように、リブ３４は、円環状部３１における各保持壁部３２が配置された内周に沿って、各保持壁部３２よりも径方向外側に環状に設けられる。このため、各引出線２１ａの引き出し位置２１ｂと各保持壁部３２との間にリブ３４を確実に設けることができる。

【0031】

また、本実施形態において、例えば図７に示すように、リブ３４における保持壁部３２の側の壁面３４ａが径方向に対してなす角度は、反対側の壁面３４ｂが径方向に対してなす角度よりも大きい。このため、各引き出し位置２１ｂから各保持壁部３２に向けて径方向に延びる各引出線２１ａを開口部３２ａに挿入するために軸方向に折り曲げる際に、リブ３４の頂部３４ｃによって各引出線２１ａを確実にクセ付けすることができる。

【0032】

また、本実施形態において、例えば図７に示すように、リブ３４は、径方向において、各引出線２１ａの引き出し位置２１ｂよりも、各保持壁部３２の近くに位置する。このため、各引き出し位置２１ｂから各保持壁部３２に向けて径方向に延びる各引出線２１ａを開口部３２ａに挿入するために軸方向に折り曲げる際に、各引出線２１ａがリブ３４に接触しやすくなるので、各引出線２１ａをクセ付けしやすくなる。

【0033】

また、本実施形態において、各保持壁部３２を、ステータコア２５におけるティース部２５ｂ同士の間に設けてもよい。このようにすると、引出線２１ａの引き出し位置２１ｂをステータコア２５におけるティース部２５ｂ同士の間に設けた場合には、引出線２１ａに周方向の負荷をかけることなく各保持壁部３２に保持することができる。

【0034】

以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は前述の実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。すなわち、前述の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0035】

例えば、本実施形態では、各引出線２１ａの引き出し位置２１ｂをステータコア２５のコアバック部２５ａ側に設け、各保持壁部３２を円環状部３１の内周側（ステータコア２５のティース部２５ｂ側）に設けた。しかし、これに代えて、各引出線２１ａの引き出し位置をステータコア２５のティース部２５ｂ側に設け、各保持壁部３２を円環状部３１の外周側（ステータコア２５のコアバック部２５ａ側）に設けてもよい。この場合にも、リブ３４を、各引出線２１ａの引き出し位置と各保持壁部３２との間に設けることによって、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0036】

また、本実施形態では、円環状部３１における各保持壁部３２が配置された内周に沿って、環状のリブ３４を１つ形成した（図４、図５参照）。しかし、これに限られず、各引出線２１ａの引き出し位置と各保持壁部３２との間にリブ３４が存在すればよい。例えば、引出線２１ａ毎に、或いは、例えば２～６本の引出線２１ａのグループ毎に、独立したリブを複数設けてもよい。

【0037】

また、本実施形態では、リブ３４における保持壁部３２の側の壁面３４ａが径方向に対してなす角度を、反対側の壁面３４ｂが径方向に対してなす角度よりも大きくした（図７参照）。具体的には、リブ３４の径方向の断面形状は、保持壁部３２の側の壁面３４ａが径方向に対し略垂直な略直角三角形であった。しかし、これに限られず、リブ３４は、引出線２１ａにクセ付け可能な形状を有していればよい。例えば、リブ３４は、径方向の断面形状が三角形又は四角形等の角部を有する形状であってもよい。

【0038】

また、本実施形態では、リブ３４は、径方向において、各引出線２１ａの引き出し位置２１ｂよりも、各保持壁部３２の近くに位置していた（図７参照）。しかし、各引出線２１ａの引き出し位置と各保持壁部３２との間にリブ３４が存在していれば、リブ３４の配置位置は特に限定されない。

【0039】

また、本実施形態では、各保持壁部３２の開口部３２ａを、周方向に向かって開口させた。しかし、開口部３２ａを含む各保持壁部３２の形状は特に限定されるものではない。例えば、図８に示す変形例に係るコイルサポート３０Ａのように、各保持壁部３２の開口部３２ａを、径方向内側に向かって開口させてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１ モータ
１０ ロータ
１１ シャフト
１２ 第１ベアリング
１３ 第２ベアリング
１４ ロータコア
１５ ロータマグネット
２０ ステータ
２１ コイル
２１ａ 引出線
２１ｂ 引き出し位置
２５ ステータコア
２５ａ コアバック部
２５ｂ ティース部
２６ 上側インシュレータ
２７ 下側インシュレータ
３０、３０Ａ コイルサポート
３１ 円環状部
３２ 保持壁部
３２ａ 開口部
３３ ガイド部
３４ リブ
３５ 脚部
４０ ベアリングホルダ
５０ バスバーユニット
６０ ハウジング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】