(57)【要約】【課題】電動機において回転軸に対する回転負荷を低減することで消費電力の低減を図る。【解決手段】電動機１０を構成するハウジング１４の底部１４ａには、ステータ２０の外周面に臨むように排出ポート３４が形成され、前記ハウジング１４の内部に浸入した潤滑油等が、前記排出ポート３４を通じて該ハウジング１４の外部に設けられたケース２４ａ内へと排出される。また、ステータ２０の外周面には、排出ポート３４に臨み、半径内方向に窪んで軸方向に延在する排出溝７６が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローターと、該ローターの外周側に設けられコイルの巻回された環状のステータと、前記ローター及び前記ステータが収納され、内部が潤滑油で潤滑されるケースに接続されるハウジングとを有し、前記コイルへの通電作用下に前記ローターを回転駆動させることで発生した駆動力を、前記ケース内に収納された機構に対して伝達する電動機において、
前記ローターは、中心に回転軸が連結され、前記ハウジングに設けられた軸受を介して回転自在に設けられると共に、該回転軸を介して前記機構へと前記駆動力が伝達され、
前記ハウジングは少なくとも一部が前記ケースの内部に収納され、且つ、重力方向下方となる位置に排出ポートが形成されることを特徴とする電動機。
【請求項２】
請求項１記載の電動機において、
前記排出ポートは、前記ステータの外周面に臨むように設けられ、前記外周面又は、前記外周面に臨む前記ハウジングの内壁面の少なくともいずれか一方には前記排出ポートに向かって延在する排出溝が形成されることを特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルへの通電作用下にローターを回転させ回転駆動力を出力する電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コイルへ通電することで励磁させ、永久磁石の設けられたローターと共に回転軸を回転させる電動機が知られている。この電動機は、例えば、特許文献１に開示されるようにブラシレスモータからなり、例えば、車両用内燃機関に用いられ、ハウジングの内部に回転自在に設けられるローターと、該ローターの外周側に配置されステータコアにコイルの巻回されたステータとを備える。
【０００３】
ローターは、中心に設けられた回転軸がハウジングに設けられた軸受によって支持されることで回転自在に設けられる。また、回転軸の一端部が、車両用内燃機関又は変速装置の駆動軸に対して接続されると共に、該一端部近傍には前記車両用内燃機関又は変速装置側からの潤滑油等の浸入を防止するためのオイルシールが設けられている。そして、コイルの励磁作用下に生じる磁界によって磁石の内装されたローターが回転することで発生した駆動力が回転軸及び駆動軸を介して車両用内燃機関へと伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６９８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような車両用内燃機関や変速装置に接続される電動機では、該車両用内燃機関の潤滑に用いられる潤滑油が回転軸等を伝って電動機側へと浸入してくることがあり、その浸入を防止するために、回転軸の外周面に摺接するようにリング状のオイルシールが設けられている。しかしながら、このオイルシールは、回転軸の外周面に対して所定圧力で押圧された状態で摺接しているため、前記回転軸が回転する際の回転抵抗となり、該回転軸の回転負荷が増加することでローターを駆動させるための駆動負荷が増加し、消費電力が増加してしまうという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、回転軸に対する回転負荷を低減することで消費電力の低減を図ることが可能な電動機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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、ローターと、該ローターの外周側に設けられコイルの巻回された環状のステータと、前記ローター及び前記ステータが収納され、内部が潤滑油で潤滑されるケースに接続されるハウジングとを有し、前記コイルへの通電作用下に前記ローターを回転駆動させることで発生した駆動力を、前記ケース内に収納された機構に対して伝達する電動機において、
前記ローターは、中心に回転軸が連結され、前記ハウジングに設けられた軸受を介して回転自在に設けられると共に、該回転軸を介して前記機構へと前記駆動力が伝達され、
前記ハウジングは少なくとも一部が前記ケースの内部に収納され、且つ、重力方向下方となる位置に排出ポートが形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、電動機を構成するハウジングには、内部が潤滑油で潤滑されるケースの内部に収納され、且つ、重力方向下方となる位置に排出ポートが形成されるため、例えば、前記ケース側から軸受や回転軸を介して前記潤滑油が前記ハウジング内に浸入した場合でも、前記ハウジング内で前記潤滑油を重力方向下方に移動させた後、前記排出ポートから外部へと排出することができる。
【０００９】
従って、従来技術に係る電動機のように、回転軸の外周面に摺接し潤滑油の浸入を防止するためのオイルシールを設ける必要がなく、該オイルシールを設けた場合に生じる回転軸の回転負荷（抵抗）をなくすことができる。
【００１０】
その結果、回転軸を円滑に回転させることができ、それに伴って、ローターの回転抵抗を低減できるため、該ローターを駆動させる際の負荷が低減され、消費電力の削減を図ることが可能となる。
【００１１】
また、排出ポートは、ステータの外周面に臨むように設けられ、前記外周面又は、前記外周面に臨むハウジングの内壁面の少なくともいずれか一方には前記排出ポートに向かって延在する排出溝を形成するとよい。これにより、ハウジング内に浸入した潤滑油が排出ポートへと移動する際、ステータが支障となることがなく、前記潤滑油を排出溝を通じて確実に前記排出ポートへと導いてハウジングの外側となるケース側へと排出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１３】
すなわち、電動機を構成するハウジングには、内部が潤滑油で潤滑されるケースの内部に収納され、且つ、重力方向下方となる位置に排出ポートが形成されるため、例えば、前記ケース側から軸受や回転軸を介して前記潤滑油が前記ハウジング内に浸入した場合でも、前記ハウジング内で重力方向下方に移動させた後、前記排出ポートから外部へと排出することができる。そのため、従来技術に係る電動機のように、潤滑油の浸入を防止するためのオイルシールを回転軸の外周面に設ける必要がなく、該オイルシールを設けた場合に生じる回転軸の回転負荷を削減することができる。その結果、回転軸を円滑に回転させることができ、それに伴って、ローターの回転抵抗を低減できるため、駆動負荷が低減され消費電力の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動機の全体断面図である。
【図２】図１の電動機におけるハウジングの底部近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図１に示すステータの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る電動機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る電動機を示す。
【００１６】
この電動機１０は、例えば、ブラシレスモータであり、図１に示されるように、内部に空間１２を有したハウジング１４と、該ハウジング１４の内部に回転自在に設けられるシャフト（回転軸）１６と、該シャフト１６の外周側に設けられるローター１８と、前記ローター１８の外周側に配置されハウジング１４に固定されるステータ２０と、前記ローター１８の回転数や回転角度を検出する回転検出センサ２２とを含む。
【００１７】
ハウジング１４は、例えば、車両に搭載される変速装置２４のケース２４ａに連結され、該ケース２４ａの端部において、該ハウジング１４の一部が前記ケース２４ａの内部に収納されるように設けられる。
【００１８】
このハウジング１４の一端部には、第１軸受２６を介してシャフト１６を支持する第１支持部３０が形成され、前記第１支持部３０は前記ハウジング１４の中心となる軸線上に設けられる。そして、円筒状に形成された第１支持部３０の内周面に第１軸受２６が装着され、例えば、ボールベアリングからなる前記第１軸受２６を介して前記ハウジング１４の軸線上にシャフト１６が回転自在に支持される。
【００１９】
このハウジング１４における一端部の底部１４ａには、図１及び図２に示されるように、下方に向かって貫通した排出ポート３４が形成され、前記ハウジング１４内に浸入した潤滑油や水分等が前記排出ポート３４を通じて外部へと排出される。この排出ポート３４は、ハウジング１４を含む電動機１０が車両等に搭載された際、最も下方となる位置に形成される。
【００２０】
また、ハウジング１４の一端部には、該排出ポート３４の外周側を覆うように変速装置２４のケース２４ａが設けられ、前記ハウジング１４とケース２４ａとが一体的に連結される。
【００２１】
一方、ハウジング１４の他端部は、第１支持部３０に対して拡径した略一定径で形成され開口し、カバー部材３２が装着されることで閉塞されると共に、ケース２４ａの内部に収納され、図示しない複数のボルトを介して連結される。
【００２２】
カバー部材３２は、円盤状に形成された本体部３６と、前記本体部３６の外縁部に形成された周壁部３８と、前記本体部３６の中央に形成された第２支持部４０とを備える。本体部３６は、略平面状に形成され、その内壁面には回転検出センサ２２が複数の取付ボルト４２を介して固定される。
【００２３】
回転検出センサ２２は、例えば、中心に断面半円状の凹部を有した断面扇状に形成され、その内部には図示しない複数のパターンコイルが互いに等間隔離間して設けられている。そして、回転検出センサ２２は、凹部がカバー部材３２の中心側（第２支持部４０側）となるように配置され、カバー部材３２の貫通孔（図示せず）に挿通された取付ボルト４２によって該カバー部材３２の内壁面に密着した状態で固定される。
【００２４】
周壁部３８は、本体部３６に対して略直角に折曲され環状に形成され、前記周壁部３８の端部が、ハウジング１４の他端部に当接した状態で、前記ハウジング１４とカバー部材３２とを図示しないボルトで共締めすることで一体的に連結される。これにより、ハウジング１４の開口した他端部がカバー部材３２によって閉塞される。
【００２５】
第２支持部４０は、ハウジング１４の第１支持部３０と同軸上に形成され、該第１支持部３０側（矢印Ａ方向）に向かって突出した円筒状に形成される。そして、第２支持部４０の内部には、例えば、ボールベアリングからなる第２軸受４４が装着され、シャフト１６の他端部が回転自在に支持される。
【００２６】
シャフト１６は、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有し、その一端部及び他端部が縮径して形成される。そして、シャフト１６は、ハウジング１４及びカバー部材３２によって囲まれた空間１２内に配置され、その一端部が第１軸受２６に支持され、他端部が第２軸受４４に支持されることで回転自在となる。そして、シャフト１６の一端部には、ケース２４ａに収納されたギア機構（図示せず）に噛合されるギア部材４５が設けられ、前記ギア部材４５を介して電動機１０の駆動力が変速装置２４のギア機構へと伝達される。
【００２７】
ローター１８は、その中心部に軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通したシャフト孔４６が形成され、該シャフト孔４６にシャフト１６が圧入されることで一体的に回転すると共に、前記シャフト１６における一端部側（矢印Ａ方向）の外周面に形成された係止部４８に該ローター１８の一端面が当接することで一端部側（矢印Ａ方向）への移動が規制される。
【００２８】
また、ローター１８の外周面近傍には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通した複数のスロット５０が設けられ、前記スロット５０にはそれぞれ永久磁石５２が挿入され収納される。このスロット５０は、例えば、断面長方形状に形成され、互いに周方向に沿って等間隔離間して形成される。
【００２９】
さらに、カバー部材３２側（矢印Ｂ方向）となるローター１８の他端面には検出プレート５４が固定される。
【００３０】
検出プレート５４は、例えば、板材をプレス成形することで形成され、ローター１８の他端面に当接するベース部５６と、該ベース部５６に対して略直角に立設した接続部５８と、該接続部５８に対して略直角に折曲され半径外方向に拡径した被検出部６０とを有する。被検出部６０は、ベース部５６と略平行に形成され、例えば、導電性材料から形成され、周方向に沿って周期的に幅が変化するパターンで形成された導体パターンを有する。
【００３１】
そして、検出プレート５４は、ベース部５６がローター１８に当接した状態で、円盤状の保持プレート６２をカバー部材３２側（矢印Ｂ方向）に当接させ、該保持プレート６２と共にロケートピン６４を挿通させ、ローター１８の他端面に形成された位置決め孔６６に圧入することでローター１８に対する検出プレート５４の回転方向の位置決めがなされ固定される。
【００３２】
この際、被検出部６０は、カバー部材３２に装着された回転検出センサ２２と対向する位置に配置され、前記被検出部６０を含む検出プレート５４がローター１８及びシャフト１６と共に回転した際、該被検出部６０におけるインダクタンス変化が回転検出センサ２２によって検出され、前記ローター１８の回転数及び回転角度が算出される。
【００３３】
ステータ２０は、環状に形成され、ローター１８の外周側となる位置でハウジング１４の内周面に固定される。このステータ２０の一端面及び他端面には、コイル６８の巻回されるインシュレータ７０が設けられ、前記コイル６８が導線７２を介して駆動回路７４に接続されている。この導線７２及び駆動回路７４は、回転検出センサ２２の設けられていないカバー部材３２の下部側に配置されている。
【００３４】
また、ステータ２０は、図３に示されるように、その外周面に周方向に沿って互いに等間隔離間した複数（例えば、９本）の排出溝７６を有し、前記排出溝７６は、例えば、断面半円状で外周面に対して半径内方向に窪み、且つ、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通するように形成される。そして、ステータ２０がハウジング１４の空間１２内に装着される際、排出溝７６がハウジング１４の排出ポート３４に臨む位置となるように配置される。
【００３５】
これにより、排出ポート３４の開口部がステータ２０の外周面によって閉塞されることがなく、排出溝７６を介して開放された状態となる。
【００３６】
そして、駆動回路７４からコイル６８に対して通電されることによって生じる磁界によって、複数の永久磁石５２の設けられたローター１８が回転し、その回転駆動力が第１及び第２軸受２６、４４によって回転自在に支持されたシャフト１６の一端部を介して変速装置２４のギア機構（図示せず）へと出力される。
【００３７】
この際、シャフト１６の一端部側に接続された変速装置２４の潤滑に用いられる潤滑油等が前記シャフト１６や第１軸受２６の内部を通じてハウジング１４内に浸入してくることがある。このような場合でも、浸入した潤滑油等は、重力作用下にハウジング１４の底部１４ａ側へと移動した後、排出ポート３４まで移動して外部へと排出され、この排出ポート３４の外側には、ケース２４ａが覆うように設けられているため、例えば、潤滑油等は再び前記ケース２４ａの内部に戻り、変速装置２４におけるギア機構等の潤滑に供される。
【００３８】
以上のように、本実施の形態では、ハウジング１４の底部１４ａに、該ハウジング１４の内部に浸入した潤滑油等を外部に排出するための排出ポート３４を設けることにより、シャフト１６や第１軸受２６の内部を通じて変速装置２４側から潤滑油等が浸入することを防止するためのオイルシールを前記シャフト１６の外周側に設ける必要がない。そのため、オイルシールを設けた場合に懸念されるシャフト１６の回転負荷（抵抗）をなくすことが可能となり、その結果、シャフト１６を介してローター１８を円滑に回転させることができ、しかも、前記シャフト１６及びローター１８の回転抵抗を低減することで、駆動負荷を低減できるため、コイル６８で消費される電力を削減することができる。
【００３９】
また、ステータ２０の外周面に、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通した排出溝７６を形成し、該排出溝７６を排出ポート３４に臨む位置に配置することにより、ハウジング１４内に浸入した潤滑油や水分等が排出ポート３４へと移動する際の支障となることがなく、確実に前記排出ポート３４へと導いて外部へと排出することが可能となる。また、排出ポート３４を通じてケース２４ａ側からハウジング１４の内部へと潤滑油が浸入してしまうことが防止される。
【００４０】
さらに、排出ポート３４に臨むハウジング１４の外周側にはケース２４ａが設けられているため、該排出ポート３４から潤滑油や水分等を前記ケース２４ａへと排出し、再び使用することが可能となる。
【００４１】
なお、本発明に係る電動機は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４２】
１０…電動機                        １４…ハウジング
１６…シャフト                      １８…ローター
２０…ステータ                      ２２…回転検出センサ
２４…変速装置                      ２４ａ…ケース
３２…カバー部材                    ３４…排出ポート
５４…検出プレート                  ６８…コイル
７６…排出溝
【図１】
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【図２】
2014128057.tif 000004
【図３】
2014128057.tif 000005