(57)【要約】【課題】  モータを組み立てる際に、ステータコアをケースに圧入することによって生じる応力の集中を低減し、フリクショントルクを減少させる。【解決手段】  ステータコア５を、第一の部分５Ａと、軸線方向で第一の部分５Ａの両端部に重なるように固定される第二の部分５Ｂとから構成し、第一の部分５Ａは、ケース４の内径よりも小さい外径を有するコアプレートを積層させる。第二の部分５Ｂを構成するコアプレートは、コアプレートと同じ外径を有する基部から突起片を周方向外側に、かつ周方向で等間隔に延設させてある。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアプレートが積層されることによって構成されるステータコアをケースに収容させたステータユニットと、前記ステータユニットに対して回転自在なロータとを有するモータにおいて、
前記ステータコアと前記ケースは荷重を受けるために突出させた突起部によって固定されており、前記ステータコア及び前記ケースは前記突起部以外では接触していないことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記突起部は、前記ロータの回転軸の軸線方向において離間して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記突起部は、前記ステータコアを構成する前記コアプレートの一部に一体的に形成された突起片から構成され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。
【請求項４】
前記突起部は、非磁性体からなり、前記ステータコアに固定されてい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。
【請求項５】
前記ステータコアと前記ケースとの間の隙間には、樹脂材が充填されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータコアをケースに収容することでステータを形成するインナーロータ型のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
インナーロータ型のモータは、ステータコアをケースに圧入してステータを形成している。ステータコアとケースの接触面には、圧入による応力が発生するため、ステータコア側の接触面には、歪みが生じる。このようなステータコアの歪みは、電流通電時に発生する磁束に歪みを生じさせるので、フリクショントルク発生の原因になる。ここで、このモータを、例えば、電動パワーステアリング装置に用いると、フリクショントルクが大きいためにハンドルを戻すときの追従性が低下し、運転者の操舵フィーリングを良好にすることができなかった。
【０００３】
このような歪みの影響を防止するために、従来のモータではケースの内周に軸線方向に延びる凸部を等間隔に突設し、この凸部をステータコアの外周に圧接させるように構成したり、ステータコアの外周に軸線方向に延びる凸部を等間隔に突設したりしたものがある（例えば、特許文献１参照）。さらに、このようなモータでは、ステータコアを軸線方向に貫通する透孔が凸部の突設位置と一致するように形成されている。ステータコアをケースに圧入した際には、透孔の周縁部が凸部に集中する応力によって変形し、ステータコアの歪みを吸収する。
【特許文献１】特開昭６１−１９１２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のように、軸線方向に延びる凸部をケースの内周又はステータコアの外周に突設させたモータでは、ステータコア中で応力が集中する部分が軸線方向に延在し、かつ周方向に周期的に現れるため、フリクショントルクを減少させることができなかった。また、ステータコアに、軸線方向に延びる透孔を形成しなければならないため、ステータコアの製造工程が複雑になり、生産性が悪かった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ステータコアをケースに圧入することによって生じる応力の集中を低減し、フリクショントルクを減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、複数のコアプレートが積層されることによって構成されるステータコアをケースに収容させたステータユニットと、前記ステータユニットに対して回転自在なロータとを有するモータにおいて、前記ステータコアと前記ケースは荷重を受けるために突出させた突起部によって固定されており、前記ステータコア及び前記ケースは前記突起部以外では接触していないことを特徴とするモータとした。
このモータでは、突起部のみでステータコアとケースとが接触するので、ステータコアをケースに固定した際に生じる応力が突起部のみに作用することになる。このため、ステータコアにおいて応力が作用する領域が小さくなる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記突起部は、前記ロータの回転軸の軸線方向において離間して配置されていることを特徴とする。
このモータでは、ロータの軸線方向、つまりステータユニットの長手方向において突起部が離間して配置されているので、ステータコアをケースに固定した際に生じる応力がステータに作用する領域が小さくなる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータにおいて、前記突起部は、前記ステータコアを構成する前記コアプレートの一部に一体的に形成された突起片から構成され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。
このモータでは、突起片が一体的に形成されたコアプレートを一部使用してステータコアを製造する。これによって、別体の突起部を用いることなく、ステータコアをケースに圧入するだけで、ステータユニットを形成することが可能になる。なお、一枚のコアプレートの突起片を突起部としても良いし、複数のコアプレートの突起片を軸線方向に重ねることで突起部を構成しても良い。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータにおいて、前記突起部は、非磁性体からなり、前記ステータコアに固定されていることを特徴とする。
このモータでは、突起部をステータコアとは別体に、かつ非磁性体を用いて製造する。ステータコアに突起部を固定した後に、ステータコアをケースに収容させるとステータユニットが形成される。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のモータにおいて、前記ステータコアと前記ケースとの間の隙間には、樹脂材が充填されていることを特徴とする。
このモータでは、突起部によって形成されるステータコアとケースとの間の隙間を埋めるように樹脂材を充填し、ケースとステータコアとの固定強度をさらに高める。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、突起部を介してステータコアとケースとを固定するようにしたので、ステータコアをケースに固定する際に生じる応力がステータコアに作用する領域を小さくすることができる。したがって、ステータコアの歪みを減少させることができ、モータのフリクショントルクを減少させることができる。例えば、このようなモータを電動パワーステアリング装置に使用すると運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に第１の実施の形態に係るモータの断面図を示し、図２に図１のＢ矢視図を示す。
図１及び図２に示すように、モータ１は、ステータユニット２内にロータ３を設けたインナーロータ型の構成になっている。ステータユニット２は、有底筒状のケース４を有し、ケース４内には、環状のステータコア５が圧入されている。ステータコア５は、複数の金属製のコアプレートを軸線方向に積層させて製造されている。ステータコアの内周側に等間隔に延設されるティース６には、複数の巻線が巻き回されてコイル７が形成されている。巻線は、ケース４の開口部側に設けられたターミナル８に接続されている。そして、このようなステータユニット２の内側にロータ３が挿入されている。
【００１２】
ロータ３は、回転軸１０を有し、回転軸１０の外周部には複数の磁極が周方向に配設された永久磁石１１が固定されている。回転軸１０の一方の端部は、ケース４の底部４Ａに圧入されたベアリング１２に回転自在に支持されており、回転軸１０の他方の端部は、ロータ３の回転位置を検出するレゾルバ１３を構成するレゾルバロータ１３Ａが固定されており、さらにベアリング１６に回転自在に支持されている。このベアリング１６は、ケース４の開口部を覆うように固定されるブラケット１５に圧入されている。
【００１３】
ブラケット１５の側部には、ソケット１７が突設されており、このソケット１７を介して外部の電源からターミナル８に給電できるようになっている。なお、ブラケット１５には、ロータ３の回転位置を検出するレゾルバ１３のレゾルバステータ１３Ｂが取り付けられており、レゾルバステータ１３Ｂの検出信号を取り出すソケット１８がブラケット１５の側部に突設されている。
【００１４】
ここで、図２に示すように、ステータコア５の外周部には、突起部２０が等間隔に設けられている。図１に示すように、この突起部２０は、ステータコア５の軸線方向の両端部のみに設けられており、突起部２０の間は、ケース４とステータコア５との間に隙間２１が形成されている。つまり、図１及び図３、図４に示すように、ステータコア５は、ケース４の内径よりも小さい外径を有するコアプレート２２を積層させた第一の部分５Ａと、第一の部分５Ａの軸線方向の両端部のそれぞれに重ねて固定される第二の部分５Ｂとからなる。第二の部分５Ｂは、コアプレート２３を積層させて構成されており、コアプレート２３は、コアプレート２２と同じ外径を有する本体から、突起片２０Ａを一体的に延設させてある。
【００１５】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
ステータユニット２を製造する際には、コアプレート２２を積層して第一の部分５Ａを製造し、第一の部分５Ａの両端部に重ねるようにコアプレート２３を積層して第二の部分５Ｂを製造する。この際に、突起片２０Ａが積層されることで突起部２０が軸線方向に離間して形成される。このようにしてステータコア５を製造したら、ティース６に巻線を巻き回してコイル７を形成してから、ケース４に圧入する。ステータコア５の第一の部分５Ａは、ケース４とは接触せずに、第二の部分５Ｂの突起部２０のみがケース４の内周面に接触する。突起部２０の周方向の大きさ、及び突起部２０の軸線方向の長さは、ステータコア５がケース４に対して回転しない程度の強度で固定されるように予め設定されているので、突起部２０のみによってステータコア５がケース４に固定される。
【００１６】
そして、ステータユニット５の内部にロータ３を挿入してベアリング１２に軸支させてから、ケース４の開口部を覆うようにブラケット１５をケース４に固定すると、モータ１の組み立てが完了する。ソケット１７を介してステータユニット２のコイル７に通電すると、複数のコイル７、ステータコア５、永久磁石１１によって磁気回路が形成されるので、コイル７への通電を切り替えることでロータ３が回転する。
【００１７】
この実施の形態によれば、ケース４に当接する突起部２０を、ステータコア５の外周部に所定の間隔で、かつ軸線方向の両端部のみに設けたので、ステータコア５の圧入によって応力が集中する領域を周方向及び軸線方向で減少させることができ、ステータコア５全体としての歪みを低減することができる。特に、応力が集中する領域が軸線方向に延在することがなくなるので、モータ１のフリクショントルクを減少させることができる。
この場合に、突起部２０の周方向での突設位置をティース６の位置に一致させてあるので、突起部２０に応力が集中した場合でもコアプレート２３が変形し難い。さらに、ステータコア５の軸線方向の両端部のみに突起部２０を設けたので、突起部２０が形成される領域を最小限に止めつつ、ステータコア５の移動を確実に防止することができる。
また、２種類のコアプレート２２，２３を積層するだけで、応力が集中する領域を減少させることができるので、生産性が向上する。
そして、このようなモータ１を、例えば、パワーステアリング装置に使用した場合には、フリクショントルクが低減されることによって、操舵フィーリングが向上する。
【００１８】
なお、図５に示すコアプレート２５のように、突起部２０を構成する突起片３１を周方向で隣り合う２つのティース６の中間に配置しても良い。突起部３１の大きさや、強度、コアプレート２５の積層枚数は、コアプレート２３と同じとする。この場合でも、ケース４に圧入した際の応力集中を低減させて、フリクショントルクを減少させることができる。
また、図６に示すように、突起部２０に、長孔３２を軸線方向に貫通するように形成しても良い。長孔３２を形成することで、突起部２０が弾性変形し易くなり、ステータコア５の圧入固定が容易になる。さらに、図７に示すように、周方向の側縁部からスリット３３を入れて突起部２０を略Ｕ字状に構成しても良い。スリット３３を設けることで突起部２０が弾性変形し易くなり、ステータコア５の圧入固定が容易になる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
図８及び図９に示すように、ステータユニット４０は、ケース４に圧入されたステータコア４１を有している。ステータコア４１は、ケース４の内径よりも小さい外径を有し、コアプレート２２を積層させて構成されている。さらに、ステータコア４１の軸線方向のそれぞれの端部には、固定部材４２が取り付けられている。固定部材４２は、ステータコア４１の外径に略等しい外径を有する環状の基部４３から複数の突起部４４が径方向外側に向かって、かつ周方向に等間隔で一体的に延設されている。このような固定部材４２は、非磁性体、例えば樹脂などから製造されている。
【００２０】
モータ１を組み立てる際には、コアプレート２２を積層してステータコア４１を製造した後に、ステータコア４１に固定部材４２を固定する。固定部材４２は、ステータコア４１に予め成形されているボス（不図示）に係合させたり、溶接したりすることでステータコア４１に固定される。さらに、固定部材４２を固定したステータコア４１をケース４に圧入する。このとき、固定部材４２の突起部４４がケース４の内周面に押圧されることで、ステータコア４１がケース４に対して固定される。つまり、ステータコア４１自体は、ケース４に直接接触せずに、突起部４４を介して固定される。
【００２１】
この実施の形態によれば、樹脂などの非磁性体からなる突起部４４をステータコア４１に固定し、この突起部４４を介してケース４に固定するようにしたので、金属などの磁性体からなるステータコア４１を直接に圧入する場合に比べて、ケース４への圧入が容易になり、生産効率が向上する。この際に、ステータコア４１に、相対的に変形し易い突起部４４を固定したので、突起部４４に応力が集中してもステータコア４１に応力が集中することはない。さらに、突起部４４自体は、非磁性体であるので、突起部４４に歪みが生じても磁気回路に影響を与えることはない。したがって、フリクショントルクを低減させることができる。ここで、アルミダイカストのように、ステータコア４１よりもやわらかい材料でケース４を製造した場合には、突起部４４にかかる応力を減少できるので、より好適にフリクショントルクを低減させることができる。その他の効果は、第一の実施の形態と同じである。
【００２２】
なお、本発明は前記の各実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、ステータコア５，４１とケース４との間に形成される隙間２１に樹脂等の非磁性体からなる充填材を充填しても良い。充填方法は、ステータコア５，４１をケース４に圧入する前に予め粘度の高い充填材を注入しておいても良いし、ステータコア５，４１をケース４に圧入した後に、充填材を注入しても良い。隙間を充填材で埋めることで、磁気回路に影響を与えることなく、ステータコア５，４１をケース４にさらに強固に固定することが可能になる。
【００２３】
また、突起部２０，４４は、軸線方向の略中央に設けるなど、３つ以上設けても良い。さらに、ステータコア５，４１の軸線方向の端部には、その一方の端部のみに突起部２０，４４を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータの構成を示す断面図である。
【図２】図１のＢ矢視図であってステータユニットの構成を示す図である。
【図３】ステータコアの第一の部分を示す図である。
【図４】ステータコアの第二の部分を示す図である。
【図５】第二の部分の別の形態を示す図である。
【図６】突起部の別の形態を示す図である。
【図７】突起部の別の形態を示す図である。
【図８】ステータユニットの別の形態を示す図である。
【図９】図８のＣ矢視図であって、第二の部分の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      モータ
２，４０      ステータユニット
３      ロータ
４      ケース
５，４１      ステータコア
２０，４４    突起部
２０Ａ，３１    突起片
２２，２３    コアプレート
４２    固定部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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