JP7236957B2 - モータ - Google Patents
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Description
モータは、巻線に電力が供給されると、ステータに所定の磁界が形成され、この磁界を受けて、磁界とマグネットとの間で磁気的な吸引力や反発力が生じ、これにより、ロータが継続的に回転する。
<減速機付モータ>
図1は、本発明の第1実施形態における減速機付モータ1の外観を示す斜視図である。
図1に示すように、減速機付モータ1は、例えば車両に搭載される電装品(例えば、ワイパ、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等)の駆動源となるものである。具体的には、減速機付モータ1は、減速機付モータ1の外殻をなすハウジング10と、ハウジング10に設けられたモータ部20と、ハウジング10内に設けられ、モータ部20の回転を減速して出力する減速機部30と、を備えている。
図1、図2に示すように、ハウジング10は、例えばアルミダイキャスト等の放熱性の優れた材料に形成されている。ハウジング10は、モータ部20及び減速機部30を保持するハウジング本体11と、カバー12と、から構成されている。
減速機収容部13内には、軸収容溝14の軸線方向の両端部に、ウォーム軸31(回転軸27)を回転自在に支持する軸受部16A,16Bが形成されている。
また、ハウジング本体11には、背面部11bから、天面部11tとは反対側に突出するボス部19が一体に形成されている。ボス部19には、ホイール収容凹部15に連通する貫通孔(図示無し)が貫通形成されている。
モータ部20は、モータ収容部17に取り付けられるモータカバー21と、モータ収容部17及びモータカバー21内に収納された円筒状のステータ22と、ステータ22の径方向内側に設けられ、ステータ22に対して回転自在に設けられたロータ23と、を備えている。なお、以下の説明では、ロータ23(後述する回転軸27)の回転軸線と平行な方向を単に軸方向、ロータ23の回転方向を周方向と称する。径方向は、軸方向と周方向とに直交するロータ23の径方向である。
ステータコア24は、複数の鋼板24pを積層して形成される。なお、ステータコア24は、複数の金属板を積層して形成する場合に限られるものではなく、例えば、軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。このように形成されたステータコア24の外周面が、モータカバー21の内周面に嵌合される。
図2から図4に示すように、ロータ23は、回転軸27と、回転軸27に嵌合固定されたロータ本体28と、を有する。ロータ本体28は、ロータコア42と、マグネット(「ロータマグネット」ともいう)43A,43Bと、マグネット43A,43Bを支持する第1、第2のマグネットホルダ44A,44Bと、マグネット43A,43Bを覆うマグネットカバー45と、を備える。
第1、第2のマグネットホルダ44A,44Bは、マグネット43A,43Bを軸方向に挟むように配置されている。これにより、第1、第2のマグネットホルダ44A,44Bは、マグネット43A,43Bのロータコア42からの軸方向の脱落を防止する。
回転軸27は、減速機部30を構成するウォーム軸31と一体成形されている。回転軸27のうち端面27a側の端部(一端)27bにロータコア42が支持されている。ロータコア42は、回転軸27の外周に圧入嵌合されて回転軸27と一体に回転する。ロータコア42は、複数の鋼板42pを軸方向に積層することにより形成されている。なお、ロータコア42は、複数の鋼板42pを軸方向に積層して形成する場合に限られるものではなく、例えば軟磁性粉を加圧成形することにより形成してもよい。
図5は、図3のV-V線に沿う断面図である。
図4、図5に示すように、周方向で隣接するコア突極48の間に、マグネット43A,43Bが配置されている。マグネット43A,43Bは、軸方向断面が扇状のセグメント型のマグネットである。マグネット43A,43Bは、コア基端部47の外周面(外周部)47bに周方向に並べて円環状に4個配置されている。マグネット43A,43Bは、例えばフェライト磁石からなる。ここでは、マグネット43A,43Bは4個であるから、それぞれが中心角θ<90°の扇形に形成されている。
図2から図4に示すように、第1、第2のマグネットホルダ44A,44Bは、環状のマグネット保持部44cと、マグネット保持部44cに一体に形成されたコア保持部44dと、を備えている。第1、第2のマグネットホルダ44A,44Bの材料としては、例えば樹脂材料により形成されている。
マグネット保持部44cは、径方向中央の開口縁44eと外周縁44fとが円弧状に形成されることにより、平坦な環状に形成されている。マグネット保持部44cの裏面には、コア保持部44dが一体に形成されている。コア保持部44dは、環状部44gと、環状部44gから径方向外側に延びる複数の突出部44hと、を有する。
複数の突出部44hは、環状部44gからマグネット保持部44cの裏面に沿って外周縁44fまで径方向外側へ放射状に延びている。複数の突出部44hは、例えば、周方向に90°の間隔をおいて等間隔に4個突出されている。
図6は、ロータ23の側面図である。
図4から図6に示すように、第1のマグネットホルダ44A、第2のマグネットホルダ44B、ロータコア42、及びマグネット43A,43Bの外径面43dは、マグネットカバー45で覆われている。さらに、第1、第2のマグネットホルダ44A,44Bは、マグネットカバー45で保持されている。マグネットカバー45の材料としては、例えば非磁性材料により形成されている。
また、コア突極48は、軸方向において案内部50のスリット両端の間に配置されるように、コア突極48の第3軸方向寸法L3が第1軸方向寸法L1より小さく形成されている。
図6、図7に示すように、案内部50は、周方向のスリット幅W1が、コア突極48の外端48aの周方向の突極幅W2より大きく形成されている。
すなわち、案内部50の第1スリット端50a側から、第1のマグネットホルダ44Aの突出部44hが、マグネットカバー45の外部に露出されている。また、案内部50の第2スリット端50b側から、第2のマグネットホルダ44Bの突出部44hが、マグネットカバー45の外部に露出されている。また、案内部50の中央部から、コア突極48の外端48aの全部が、マグネットカバー45の外部に露出されている。
なお、案内部50のその他の例として、コア突極48の外端48aの全部のみを露出させて、第1のマグネットホルダ44A及び第2のマグネットホルダ44Bのそれぞれの突出部44hを外部に露出させないように案内部50を形成してもよい。
このように、第1のフランジ45bが第1のマグネットホルダ44Aのマグネット保持部44cの表面に当接され、第2のフランジ45cが第2のマグネットホルダ44Bのマグネット保持部44cの表面に当接されている。これにより、第1のマグネットホルダ44A及び第2のマグネットホルダ44Bが、マグネットカバー45によりロータコア42と一体に保持されている。
これにより、回転軸27、ロータコア42、マグネット43A,43B、第1、第2のマグネットホルダ44A,44B、及びマグネットカバー45によりロータ23が一体に組み付けられている。
図4、図5に示すように、ロータコア42が回転軸27に固定された状態において、ロータコア42のコア端面42aに、第1のマグネットホルダ44Aが接触されている。また、ロータコア42のコア端面42bに、第2のマグネットホルダ44Bが接触されている。さらに、第1のマグネットホルダ44A及び第2のマグネットホルダ44Bの軸方向の間に、マグネット43A,43Bが配置されている。さらに、マグネット43A,43Bは、隣り合うコア突極48の間に配置されている。
この状態において、マグネットカバー45の第2のフランジ45cが第1のマグネットホルダ44Aを経てマグネット43A,43Bの外径面43d(図4参照)に矢印A方向へ嵌合する。これにより、マグネットカバー45の円筒部45aがマグネット43A,43Bの外径面43d(特に、中点43e(図7参照))に圧入した状態で嵌合される。
図3、図4に示すように、回転軸27、ロータコア42、マグネット43A,43B、第1、第2のマグネットホルダ44A,44B、及びマグネットカバー45がロータ23に一体に組み付けられる。
図2に示すように、減速機部30は、ウォーム軸31と、ウォーム軸31に噛合されるウォームホイール32と、により構成されている。
ウォーム軸31は、軸受部16A,16Bの中間部において、モータ部20の回転軸27の外周面に、螺旋状に連続するウォームギア部31gが形成されることで、回転軸27の一部として形成されている。
ウォームギア部31gは、その外径が、ウォーム軸31(回転軸27)の外径よりも大きくなるよう形成されている。このようなウォームギア部31gは、転造により形成されている。
なお、ウォーム軸31は、モータ部20の回転軸27とは別体として構成し、ウォーム軸31と回転軸27とを連結することで一体化してもよい。
ウォームホイール32において、減速機収容部13の底部13bに対向する側には、このウォームホイール32の径方向中央から突出する出力軸33が設けられている。出力軸33はウォームホイール32の回転中心と同軸上に配置されている。出力軸33の先端部は、ハウジング本体11に形成されたボス部19の貫通孔を介してハウジング本体11の外部に突出している。出力軸33の先端部には、不図示の電装品と接続可能なスプライン33aが形成されている。
次に減速機付モータ1の動作について説明する。
減速機付モータ1は、不図示のコントローラ部からモータ部20の各巻線26に電力が供給されると、ステータ22(ティース25)に所定の磁界が形成される。この磁界を受けて、磁界とロータ23のマグネット43A,43Bとの間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータ23が継続的に回転する。
図2に示すように、ロータ23が回転すると、回転軸27と一体化されたウォーム軸31が回転し、さらにウォーム軸31に噛合されているウォームホイール32が回転する。そして、ウォームホイール32に連結された出力軸33が回転し、所望の電装品が駆動される。
次に、図8に基づいて、第2実施形態について説明する。
図8は、本発明の第2実施形態におけるロータ100を示す斜視図である。第2実施形態のロータ100において第1実施形態と同一、類似の構成部材については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図8に示すように、ロータ100は、第1実施形態のロータ23のマグネットカバー45をマグネットカバー102に代えたもので、その他の構成は第1実施形態のロータ23と同様である。
このため、マグネットカバー102は、マグネット43A,43B(図5参照)に圧入する際に、第2のフランジ45cを径方向外側に広がる末広がり状とすることにより、案内部104に開口部104aからコア突極48の外端48aを通過できる(嵌合できる)。これにより、マグネットカバー102をマグネット43A,43Bに圧入する際に、コア突極48の外端48aが妨げになるおそれがない。
さらに、第2実施形態のロータ100によれば、第1実施形態のロータ23と同様の効果を奏する。
第2実施形態の変形例1として、円筒部45aのうち、第2のフランジ45c側の他端45eに止め輪(リング)を周方向へ巻き付けてもよい。これにより、例えばロータ100の回転時に、マグネットカバー102の他端45e及び第2のフランジ45cを第2のマグネットホルダ44Bに保持できる。
また、第2実施形態の変形例2として、案内部104は、マグネットカバー45の軸方向における一端45d及び第1のフランジ45b(図4参照)に開口(貫通)する開口部を形成してもよい。この場合、第2のフランジ45c側の他端45eと同様に、第1のフランジ45b側の一端45dにも止め輪を周方向へ巻き付ける。これにより、例えばロータ100の回転時にマグネットカバー102の一端45d及び第1のフランジ45bを第2のマグネットホルダ44A(図4参照)に保持できる。
例えば、減速機付モータ1は、車両に搭載される電装品(例えば、ワイパ、パワーウインドウ、サンルーフ、電動シート等)の駆動源となるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな電気機器に減速機付モータ1を採用できる。また、さまざまな電気機器にモータ部20のみを採用することもできる。
Claims (5)
- 複数のティースを有する環状のステータと、
前記ティースに巻回されるコイルと、
前記ステータに対して軸線回りに回転するロータと、
を備え、
前記ロータは、
前記軸線回りに回転する回転軸と、
前記回転軸と一体に回転するように支持され、前記回転軸の回転方向に間隔をおいて前記軸線方向及び前記回転方向と直交する径方向の外側へ向かって突出された複数の突極を有するロータコアと、
前記ロータコアの外周部において前記回転軸の前記回転方向で隣り合う前記突極の間に配置された複数のマグネットと、
前記マグネットの外周面を覆うマグネットカバーと、
を備え、
前記マグネットカバーは、前記突極のうち前記ステータに前記径方向で対向する外端の全部が少なくとも露出するように、前記軸線方向に沿うスリットが形成された案内部を有する
ことを特徴とするモータ。 - 前記突極は、前記突極の前記外端における前記径方向の最外側端を通る仮想円の外径寸法が前記マグネットカバーの内径面の内径寸法より大きい
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ。 - 前記案内部は、前記軸線方向において前記マグネットカバーの両端の間に配置されるように、前記案内部の前記軸線方向の長さが前記マグネットカバーの軸線方向の長さよりも小さい
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のモータ。 - 前記突極は、
前記軸線方向において前記案内部の両端の間に配置されるように、前記突極の前記軸線方向の長さが前記案内部の前記軸線方向の長さよりも小さい
ことを特徴とする請求項3に記載のモータ。 - 前記案内部は、前記マグネットカバーの前記軸線方向における両端のうちの一端に形成され、前記突極の外端を通過できる開口部を有する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のモータ。
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