(57)【要約】      （修正有）【課題】モータケーシング内の部品の信頼性を効果的に向上させることができる、改良された構造を有するモータケーシングを提供する。【解決手段】電気モータ１００は、円筒形シェル２１を有するケーシングと、ケーシングに受け入れられるステータと、ステータに対して相対的に回転するロータとを含み、ケーシングの円筒形シェルは、両端に開口部２１０を有し、分割板２１７が、インパクト押出し処理によって、円筒形シェルに一体に形成され、分割板は、円筒形シェルを、第１のキャビティ２２１及び第２のキャビティ２２３の２つの部分に分割する。インパクト押出し処理によって形成されるエンドキャップ２３が、レーザ溶接によって、円筒形シェルの端部と合わせられ、ステータ及びロータは、ケーシングの前記第１のキャビティに受け入れられる。【選択図】図３
2019195254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形シェルを有するケーシングと、
前記ケーシングに受け入れられるステータと、前記ステータに対して相対的に回転するロータと、を備える電気モータであって、前記ケーシングの前記円筒形シェルは、両端に開口部を有し、
分割板が、インパクト押出し処理によって、前記円筒形シェルに一体に形成され、前記分割板は、前記円筒形シェルを、第１のキャビティ及び第２のキャビティの２つの部分に分割し、
インパクト押出し処理によって形成されるエンドキャップが、レーザ溶接によって、前記円筒形シェルの前記端部と合わせられ、前記ステータ及び前記ロータは、前記ケーシングの前記第１のキャビティに受け入れられる、ことを特徴とする電気モータ。
【請求項２】
前記分割板は、主板と、前記主板に設けられる複数の穴とを備え、複数の導電端子が、前記ロータの回転軸に対して平行な軸方向に沿って延在し、それぞれ、前記分割板の前記穴を貫通して、前記第２のキャビティ内に入り、駆動信号を受信するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の電気モータ。
【請求項３】
前記円筒形シェルと前記主板及び前記穴とは、インパクト押出し処理によって、一体に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の電気モータ。
【請求項４】
前記エンドキャップは、端部と、前記端部から延在する環状部とを備え、前記環状部が、前記円筒形シェルの前記開口部に挿入されるか、又は前記円筒形シェルの一端が、前記エンドキャップの前記環状部に挿入されて、密封することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気モータ。
【請求項５】
環状溝が、前記円筒形シェルの前記端部の外周に形成され、前記エンドキャップの前記環状部は、前記環状溝と合わせられるか、又は環状溝が、前記エンドキャップの前記環状部の外周に形成され、前記円筒形シェルの前記端部は、前記エンドキャップの前記環状溝と合わせられることを特徴とする、請求項３に記載の電気モータ。
【請求項６】
環状フランジが、前記エンドキャップの前記環状部又は前記円筒形シェルの前記端部に形成され、これは、対応する環状溝に収容されることを特徴とする、請求項４に記載の電気モータ。
【請求項７】
同一平面が、前記円筒形シェルと前記エンドキャップとの接合部に形成されることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気モータ。
【請求項８】
端子フレームには、前記分割板が組み付けられ、前記端子フレームは、前記第１のキャビティから前記第２のキャビティ内に延在する複数の導電端子を保持するように構成されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気モータ。
【請求項９】
前記端子フレームは、環状ホルダと、前記環状ホルダから前記モータの軸方向に沿って延在する複数の軸方向ホルダとを備え、各軸方向ホルダは、前記分割板の対応する穴を貫通して、前記円筒形シェルの前記第２のキャビティ内に入ることを特徴とする、請求項８に記載の電気モータ。
【請求項１０】
前記軸方向ホルダは、管状であり、前記導電端子は、前記軸方向ホルダを貫通して、前記円筒形シェルの前記第２のキャビティ内に入ることを特徴とする、請求項９に記載の電気モータ。
【請求項１１】
前記環状ホルダは、前記導電端子の一部を受け入れるように構成される環状であり、前記導電端子の他の部分は、前記軸方向ホルダを貫通することを特徴とする、請求項８又は９に記載の電気モータ。
【請求項１２】
前記ロータは、軸方向に積層することによって形成される少なくとも２つのコアユニットを備え、複数の円弧溝が、各コアユニットに形成され、２つの隣接する溝は、軸方向に互いにオフセットされることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電気モータ。
【請求項１３】
電気モータのためのケーシングであって、
両端に開口部を有する円筒形シェルを備え、
分割板が、前記円筒形シェルに一体に形成され、前記分割板は、主板と、前記主板に設けられる複数の穴とを備え、前記分割板は、前記円筒形シェルを、第１のキャビティ及び第２のキャビティの２つの部分に分割し、
インパクト押出し処理によって形成されるエンドキャップが、レーザ溶接によって、前記円筒形シェルの前記端部と合わせられ、
前記円筒形シェル、前記主板及び前記穴は、インパクト押出し処理によって、一体に形成される、ことを特徴とする電気モータのためのケーシング。
【請求項１４】
端子フレームには、前記分割板が組み付けられ、前記端子フレームは、環状ホルダと、前記環状ホルダから前記モータの軸方向に沿って延在する複数の軸方向ホルダとを備え、各軸方向ホルダは、前記分割板の対応する穴を貫通して、前記円筒形シェルの前記第２のキャビティ内に入ることを特徴とする、請求項１３に記載の電気モータのためのケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]  本開示は、モータに取り付けられるケーシングの技術に関し、特に、ケーシングを有する電気モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  一般に、モータは、ステータ及びロータなどの部品を収容するための円筒ケーシングを含み、ケーシングは、開口端及び閉塞端を有する。現在、モータの動作を制御するための電子制御ユニットが、モータケーシングに組み付けられて、特に、モータケーシングの内部キャビティ内の高い清浄度を必要とする電動パワーステアリング（ＥＰＳ）システムなどの用途において、一体化されたモータを構成する。モータのケーシングにパーティションを溶接して、モータの部品及び上記の電子制御ユニットを分離する必要がある。しかしながら、上記のモータのケーシングには、多くの欠点がある。一方、異なる顧客は、ブシュの軸方向の長さ及び形状について要求が異なり、これにより、各種のケーシングを製造するのに専用の金型が必要であることが決まり、これは、高コストで、処理が複雑である。他方、モータケーシングにパーティションを溶接することによって発生する導電性粒子は、ケーシングの内面に付着しやすく、これにより、ケーシング内の電気制御ユニット又は導電端子を短絡させるので、モータの信頼性は非常に低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0004]  このことに鑑みて、本開示は、モータケーシング内の部品の信頼性を効果的に向上させることができる、改良された構造を有するモータケーシングを提供するように設計される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0005]  本開示は、ケーシングと、前記ケーシングに取り付けられるステータと、前記ステータに対して相対的に回転するロータとを備える電気モータを開示する。前記ケーシングは、両端に開口部を有する円筒形シェルを備え、分割板が、インパクト押出し処理によって、前記円筒形シェルに一体化され、インパクト押出し処理によって形成されるエンドキャップが、レーザ溶接によって、前記円筒形シェルの前記端部と合わせられる。前記分割板は、前記円筒形シェルを、第１のキャビティ及び第２のキャビティの２つの部分に分割し、前記ステータ及び前記ロータは、前記ケーシングの前記第１のキャビティに受け入れられる。
【０００５】
[0006]  好ましくは、前記分割板は、主板と、前記主板に設けられる複数の穴とを含む。前記ステータは、前記モータの軸方向に沿って延在する複数の導電端子を含み、前記導電端子は、それぞれ、前記分割板の前記穴を貫通して、前記第２のキャビティに到達して、駆動信号を伝導するようになっている。
【０００６】
[0007]  好ましくは、前記第２のキャビティは、前記複数の導電端子と接続される電子制御ユニットを収容するように構成される。この電子制御ユニットは、外部電源及び／又は制御信号を受け取り、対応する駆動信号を生成して、モータの動作を制御するように構成される。
【０００７】
[0008]  好ましくは、第１の軸受が、前記分割板に取り付けられ、第２の軸受が、前記エンドキャップに取り付けられ、前記ロータの回転軸が、第１の軸受及び第２の軸受によって支持される。
【０００８】
[0009]  好ましくは、前記エンドキャップは、端部と、前記端部の端縁から延在する環状部とを含み、前記環状部が、前記円筒形シェルの前記開口部に挿入されるか、又は前記円筒形シェルの一端が、前記環状部に挿入されて、密封する。
【０００９】
[0010]  好ましくは、前記エンドキャップの前記環状部及び前記円筒形シェルの前記端部は、締まり嵌めによって組み付けられる。
【００１０】
[0011]  好ましくは、前記エンドキャップ及び前記円筒形シェルは、レーザ溶接によって固定される。環状溝が、前記円筒形シェルの前記端部の外周に形成され、前記エンドキャップの前記環状部は、前記環状溝と合わせられるか、又は環状溝が、前記エンドキャップの前記環状部の外周に形成され、前記円筒形シェルの前記端部は、前記エンドキャップの前記環状溝と合わせられる。
【００１１】
[0012]  好ましくは、環状フランジが、前記エンドキャップの前記環状部又は前記円筒形シェルの前記端部に形成され、対応する環状溝に受け入れられて、前記エンドキャップ及び前記円筒形シェルによって、同一平面を形成するようになっている。
【００１２】
[0013]  好ましくは、前記分割板の前記主板、前記分割板の前記穴、及び前記円筒形シェルは、インパクト押出し処理によって、同期的に一体に形成される。ここで「同期的に（synchronously）」という語は、１工程の成形を意味する。
【００１３】
[0014]  従来のモータと比較して、円筒形シェル及びエンドキャップは、レーザ溶接によって、互いに組み付けられる。分割板及び円筒形シェルは、インパクト押出し処理によって、同期的に一体に形成され、追加の溶接処理を用いない。これにより、円筒形シェルの内部の作業工程において発生する導電性粒子の汚染を回避し、モータの信頼性を向上させ、異なる顧客の要求に応じて異なる形状を形成することにより、コストを低減することができる。
【００１４】
[0015]  実施形態の多くの態様は、以下の図面を参照して、より良く理解することができる。図面中の構成部品は、必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、実施形態の原理を明確に示すことに重点を置く。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示の例示的な実施形態によるモータの等角図である。
【図２】図１のモータの等角分解図である。
【図３】図１のモータの断面図である。
【図４】図１のモータを別の側面から見た等角分解図である。
【図５】ケーシングを取り外している状態の、図２に示すロータ、ステータコア及び巻線の上面図である。
【図６】図２に示すモータのロータの等角分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[0022]  図面と併せて、本開示の実施形態を詳細に説明する。各図は、限定的なものではなく、例示的なものであることに留意されたい。各図は、縮尺通りではなく、説明された実施形態の全ての態様を示すわけではなく、本開示の範囲を限定するものではない。
【００１７】
[0023]  図１〜図４を参照すると、本開示の一実施形態によるモータ１００は、ケーシング２０と、ケーシング２０に取り付けられるステータ６０と、ケーシング２０に受け入れられ、ステータ６０に対して相対的に回転可能であるロータ５０とを含む。ケーシング２０は、両端に開口部２１０を有する円筒形シェル２１と、円筒形シェル２１の一端に取り付けられるエンドキャップ２３とを含む。分割板２１７が、円筒形シェル２１に一体に形成され、円筒形シェル２１の内面と連結される。分割板２１７は、円筒形シェル２１を、第１のキャビティ２２１及び第２のキャビティ２２３に分割する。ステータ６０及びロータ５０は、第１のキャビティ２２１に受け入れられる。電子制御ユニットは、第２のキャビティ２２３に受け入れられる。分割板２１７は、更に、主板２１７０と、主板に形成される複数の穴２１８とを含む。ステータ６０は、モータの軸方向に沿って延在する複数の導電端子２８８を含む。複数の導電端子２８８は、穴２１８を貫通して、電子制御ユニットと電気的に接続する。電子制御ユニットは、外部電源及び／又は制御信号を受け取り、対応する駆動信号を生成して、導電端子２８８によってモータ１００の動作を制御するように構成される。穴２１８の数量は３つに限定されることはなく、実際の必要に応じて調整することができ、本明細書で限定されるものではないと理解することができる。
【００１８】
[0024]  モータ１００は、好ましくは、ブラシレスモータであり、特に、自動車の電動パワーステアリング（ＥＰＳ）システム、及びガス漏れ防止の必要があるモータで用いるのに適している。モータがＥＰＳシステムで用いられるとき、ステアリングホイールに加えられるステアリングトルクが、トルクセンサによって検出される。電子制御ユニットは、トルクセンサによる検出信号に応じて、対応する駆動信号を生成し、モータ１００は、駆動信号に応じて、テアリングトルクに対応する補助トルクを発生させる。
【００１９】
[0025]  分割板２１７は、第１の軸受３０を保持するための第１の軸受座２１９を含む。同様に、エンドキャップ２３は、第２の軸受４０を保持するための第２の軸受座２３９を含む。ロータ５０の回転軸５１は、第１の軸受３０及び第２の軸受４０によって支持される。回転軸５１の一端は、分割板２１７を貫通して延在し、第２のキャビティ２２３内に受け入れられ、他端は、エンドキャップ２３を貫通する。
【００２０】
[0026]  エンドキャップ２３は、端部２３１と、端部２３１の端縁から軸方向に延在する環状部２３３とを含む。環状部は、溶接又は粘着によって、シェル２１の端部に固定される。好ましい実施形態では、環状部２３３の端部及びシェル２１の端部は、まず、締まり嵌めされ、次に、溶接、粘着等によって補強される。一実施形態では、環状部２３３の端部が、円筒形シェル２１の端部に挿入されるか、又は円筒形シェル２１の端部が、エンドキャップ２３の環状部２３３の端部に挿入されて、軸方向に重なることによって、エンドキャップ２３をシェル２１に溶接又は粘着するとき、汚染塵埃粒子がモータのケーシングに侵入するのを防止する。
【００２１】
[0027]  この実施形態では、環状フランジ２１６が、環状部２３３の端部に形成される。これに対応して、環状溝２１５が、円筒形シェル２１の端部に形成されて、エンドキャップ２３の環状フランジ２１６を受け入れるようになっている。したがって、エンドキャップ２３の外面は、円筒形シェル２１の外面２１３と同一平面とすることができる。同一平面が、モータのケーシングに形成され、ケーシングには突出部又はくぼみがない。具体的には、環状フランジ２１６は、環状部２３３の端部の内周面の厚さを徐々に小さくすることによって形成される。環状溝２１５は、環状挿入部が円筒形シェル２１の端部に形成されるように、円筒形シェル２１の端部の外周面の厚さを徐々に小さくすることによって、形成される。環状溝２１５及び環状フランジ２１６の位置は、円筒形シェル２１とエンドキャップ２３との間で交換することができると理解することができる。環状溝は、エンドキャップ２３の外周に設けることができ、環状フランジは、シェル２１に設けて、環状溝と係合させることができる。環状突出部２１６が環状溝２１５に挿入された後、２つの部分は、接合部の外面から溶接又は接着される。別の実施形態では、環状フランジ２１６を省略することもでき、環状部２３３を環状溝に直接挿入することができる。環状溝２１５及び環状突出部２１６は、ケーシングの周方向に互いに離間している複数の溝及びフランジとすることもできる。同一平面２５が、モータのケーシングに形成され、円筒形シェル２１とエンドキャップ２３との接合部には、突出部又はくぼみがない。
【００２２】
[0028]  更に、環状フランジ２１６及び環状溝２１５は、まず、締まり嵌めされ、次に、溶接、粘着等によって補強される。
【００２３】
[0029]  従来のモータと比較して、シェル２１の２つの端部は、開口部を形成し、シェル２１には、２つの開口部によって、エンドキャップ２３が組み付けられ、これによって、コストを低減する。分割板２１７及びシェル２１は、単一体として形成され、溶接等によって固定されないことによって、溶接処理によって発生する導電性粒子がモータに侵入するのを防止し、モータの信頼性を向上させる。
【００２４】
[0030]  更に、円筒形シェル２１及び分割板２１７は、ダイカスト処理によって、一体に形成され、従来のように追加の溶接処理を用いて、分割板を円筒形シェル２１に固定しないことにより、溶接作業によって発生する導電性粒子がモータのケーシングの内部キャビティを汚染するのを回避することができる。インパクト押出し処理によって形成されるエンドキャップ２３が、レーザ溶接によって、シェル２１と連結されることによって、円筒形シェル２１の第１のキャビティを密封する。レーザ溶接処理は、モータのケーシングの外側で行われるので、モータの内部部品に影響を及ぼさない。異なる軸方向の長さを有する円筒形シェルは、１組の箔押ダイのみを用いて、製造することができ、これにより、箔押ダイの利用率を高め、コストを更に低減する。インパクト押出し処理によって形成される円筒形シェル２１には、気孔がなく、シェルは、気密性及び耐食性が良好であり、ガス漏れのために追加の表面処理は必要ない。円筒形シェル２１及びエンドキャップ２３の材料は、アルミニウム合金とすることができる。
【００２５】
[0031]  更に、図２〜図５を参照すると、図２、図４及び図５は、ステータコアの一部及び巻線の一部のみを示す。ステータ６０は、ステータコア２７と、ステータコア２７に巻き付けられる巻線２８とを有する。ステータコア２７は、リングヨーク２７１と、ヨーク２７１から内方に延在する複数のステータ歯２７３と、各２つの隣接するステータ歯２７３の間に形成される線形スロット２７５とを含む。巻線２８は、複数のステータ歯２７３に巻き付けられ、スロット２７５に収容される。絶縁ワイヤホルダ２８２が、ステータコア２７に設けられて、対応するステータ歯２７３及び巻線２８を絶縁する。
【００２６】
[0032]  本開示の実施形態では、ステータ６０は、更に、ステータコア２７の上方に設けられ、分割板２１７が組み付けられる端子フレーム２８０を含む。端子フレーム２８０は、絶縁体であり、環状ホルダ２８４と、環状ホルダ２８４から回転軸５１に対して平行な方向に沿って延在する複数の軸方向ホルダ２８５とを含む。モータの軸方向は、回転軸５１の軸方向である。本実施形態では、環状ホルダ２８４は、環状であり、プリント回路板、導電端子等などのいくつかの電子部品を保持して、導電性粒子が電子部品を汚染するのを防止する。各軸方向ホルダ２８５は、管状であり、対応する穴２１８を貫通して、第２のキャビティ２２３内に入る。複数の導電端子２８８は、互いに絶縁され、端子フレーム２８０に埋め込まれる。複数の導電端子２８８の各々は、巻線２８と、接続端子２８６から軸方向ホルダ２８５を貫通して延在する導体２８８１とを電気的に接続するための接続端子２８６を含む。具体的には、接続端子２８６の一部は、環状ホルダ２８４から露出されて、巻線２８のリードを電気的に接続し、接続端子２８６の他の部分は、環状ホルダ２８４に受け入れられる。導電端子２８８の導体２８８１は、軸方向ホルダ２８５の管を貫通して、第１のキャビティ２２１から第２のキャビティ２２３内に入り、外部回路を接続するようになっている。穴２１８及び分割板２１７はインパクト押出し処理によって形成されるので、端子フレーム２８０の構成は、更に、導電端子が他の導電性粒子によって汚染されるのを防止し、これにより、ケーシングの内部清浄を容易にし、モータの信頼性を向上させる。
【００２７】
[0033]  更に、図５及び図６を参照すると、ロータ５０は、更に、回転軸５１に固定して嵌合されるフェライトコア５２と、フェライトコア５２の外周に取り付けられる複数の永久磁石５３と、ロータスリーブ５４とを含む。ロータ５０は、複数のステータ歯２７３によって形成される空間に位置し、空隙２７７が、ロータ５０と複数のステータ歯２７３との間に形成される。フェライトコア５２は、２つのユニットを分離する空隙２７７により、ステータコア２７に対して相対的に回転する。回転軸５１の一端は、外部部品を駆動するための歯車構造５１１を有する。
【００２８】
[0034]  フェライトコア５２は、少なくとも２つのコアユニット５２１を回転軸５１の軸方向に積層することによって形成される。コアユニット５２１の各々の外周面は、複数の永久磁石５３によって取り囲まれる。２つの隣接するロータコアユニット５２１は、所定の角度に沿って周方向にオフセットされる。
【００２９】
[0035]  コアユニット５２１は、正多角形の断面を有する角柱である。好ましくは、円弧溝５２２が、コアユニット５２１の角柱の各角に形成される。本実施形態では、各コアユニット５２１が、８つの側面を有する正８形状の断面を有することによって、８つの円弧溝５２２が、８つの対応する角に形成される。コアユニットの一方の円弧溝は、回転軸５１の軸方向において、コアユニットの他方の円弧溝に重ならない。すなわち、２つの隣接する溝５２２は、軸方向に互いにオフセットされる。永久磁石５３は、平坦であり、対応するコアユニット５２１の側面に取り付けられる内側面５３１と、ステータ歯２７３に面する曲面である外側面５３２とを有する。したがって、円弧溝５２２に対応する間隙５３３が、互いに隣接する永久磁石５３の間に形成される。したがって、２つの隣接する間隙は、軸方向に互いにオフセットされる。ロータスリーブ５４の数量は２つであり、それぞれ、回転軸５１の軸方向に沿って、対応するロータコアユニット５２１及び永久磁石５３の外周にスリーブ嵌合される。
【００３０】
[0036]  特定の実施形態を参照して本開示を説明してきたが、本開示の説明は、例示的なものであり、本開示を限定するものと解釈されるべきではない。当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって規定される本開示の真の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示の様々な修正を、例示的な実施形態に行うことができる。
【符号の説明】
【００３１】
２０  ケーシング
２１  円筒形シェル
２３  エンドキャップ
２５  同一平面
２７  ステータコア
２８  巻線
３０  第１の軸受
４０  第２の軸受
５０  ロータ
５１  回転軸
５２  フェライトコア
５３  永久磁石
５４  ロータスリーブ
６０  ステータ
１００  モータ
２１０  開口部
２１３  外面
２１５  環状溝
２１６  環状フランジ／環状突出部
２１７  分割板
２１８  穴
２１９  第１の軸受座
２２１  第１のキャビティ
２２３  第２のキャビティ
２３１  端部
２３３  環状部
２３９  第２の軸受座
２７１  リングヨーク
２７３  ステータ歯
２７５  線形スロット
２７７  空隙
２８０  端子フレーム
２８２  絶縁ワイヤホルダ
２８４  環状ホルダ
２８５  軸方向ホルダ
２８６  接続端子
２８８  導電端子
５１１  歯車構造
５２１  コアユニット
５２２  円弧溝
５３１  内側面
５３２  外側面
５３３  間隙
２１７０  主板
２８８１  導体
【図１】
2019195254.tif 000003
【図２】
2019195254.tif 000004
【図３】
2019195254.tif 000005
【図４】
2019195254.tif 000006
【図５】
2019195254.tif 000007
【図６】
2019195254.tif 000008
【外国語明細書】
2019195254000001.pdf