(57)【要約】【課題】余分な設備が可及的に少なく、且つ比較的簡単な構成で確実にステータコアとハウジングとを固定することが可能なステータコアとハウジングの固定構造を提供すること。【解決手段】径方向内方に突出するとともにコイル４０が巻回される複数のティース１１及び隣り合うティース１１間の径方向外方部分を連結する複数の外周環状部分１２とを有するステータコア１０の外周にハウジング２０を固定する固定構造であって、ステータコア１０の外周面には第１切欠き部１４が形成されるとともにハウジング２０の内周面には第１切欠き部１４に対向する第２切欠き部２３が形成され、第１切欠き部１４と第２切欠き部２３との間に、ステータコア１０の径方向に弾縮可能なシール部材６０を配設することによりステータコア１０の外周にハウジング２０を固定する。【選択図】　　　図３
2004096809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向内方に突出するとともにコイルが巻回される複数のティース及び隣り合うティース間の径方向外方部分を連結する複数の外周環状部分とを有するステータコアの外周にハウジングを固定する固定構造であって、
前記ステータコアの外周面には第１切欠き部が形成されるとともに前記ハウジングの内周面には前記第１切欠き部に対向する第２切欠き部が形成され、
前記第１切欠き部と前記第２切欠き部との間に、前記ステータコアの径方向に弾縮可能なシール部材を配設することによりステータコアの外周にハウジングを固定することを特徴とする、ステータコアとハウジングの固定構造。
【請求項２】
前記シール部材の外周には前記ステータコアの軸方向に関して凹凸する凹凸部が形成されており、前記シール部材が前記第１切欠き部と前記第２切欠き部との間に配設されて前記第１切欠き部及び前記第２切欠き部の側面が前記凹凸部の形状に沿って塑性変形させられることで前記ステータコアと前記ハウジングとを固定することを特徴とする、請求項１に記載のステータコアとハウジングの固定構造。
【請求項３】
前記シール部材は、筒状のスリーブと、該スリーブの内径よりも外径が大きい挿入メンバにより構成されており、前記スリーブを前記第１切欠き部と前記第２切欠き部の間に嵌め込んだ後に前記挿入メンバを前記スリーブの内周に挿入することで、前記凹凸部に沿って前記第１切欠き部と前記第２切欠き部の側面を塑性変形させることを特徴とする、請求項２に記載のステータコアとハウジングの固定構造。
【請求項４】
前記ステータコアと前記ハウジングとはそれぞれ熱膨張率の異なる材料から構成されており、前記第１切欠き部と前記第２切欠き部との間で熱膨張によって拡大する径方向寸法に対して前記凹凸部の形状に沿って塑性変形させられる径方向寸法が大きくなるように、前記シール部材の凹凸部及び前記挿入メンバが構成されることを特徴とする、請求項３に記載のステータコアとハウジングの固定構造。
【請求項５】
前記第１切欠き部は、前記外周環状部分における径方向寸法が最も小さい箇所である最短部分と異なる箇所に形成されることを特徴とする、請求項１から請求項４に記載のステータコアとハウジングの固定構造。
【請求項６】
前記第１切欠き部が形成される箇所における前記ステータコアの径方向寸法は前記最短部分の径方向寸法の５０％以上であることを特徴とする、請求項５に記載のステータコアとハウジングの固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータのステータコアとモータのハウジングとを固定する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ブラシレスモータのステータコアの外周にモータのハウジングを固定するために様々な手法が知られている。例えば、実開平５−１５６４７号公報には、ハウジング（ブラケット）にステータコアを圧入後、ハウジングとステータコアに形成した凹溝にテーパーピンを圧入することによりハウジングとステータコアとを固定する技術が開示されている。また、特開２００２−１１２４７２号公報には、モータのステータコアとシェル（ハウジング）とを焼きバメ圧入する技術が開示されている。更に、特開２００２−７８２５３号公報には、ボルトネジを用いてステータコアとハウジングとを固定する技術が開示されている。
【０００３】
上述した技術以外にも、ステータコアの外周にハウジングを圧入したり、接着剤によりステータコアとハウジングとを固着したりする技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した従来技術には、次のような問題がある。テーパーピンを用いた固定では、熱や衝撃によりテーパーピンが凹溝から抜けてしまう可能性がある。焼きバメによる固定では、ハウジング及びステータコアを焼きバメするための炉が必要となり、設備のコストが高くなってしまう。更に、ボルトネジによる固定では、ハウジングにボルトネジを取り付けるための孔を設けなければならないので、ハウジングの径方向寸法が大型化してしまう。
【０００５】
また、圧入による固定では、例えばステータコアとハウジングとの熱膨張率の違いによって使用する雰囲気によってはステータコアとハウジングとが固定されなくなってしまう可能性がある。接着剤を用いる場合では、接着剤を硬化させるための設備が必要になり、コストが高くなってしまう。
【０００６】
そこで本発明は、上述した従来技術の問題を解決すべく、余分な設備が可及的に少なく、且つ比較的簡単な構成で確実にステータコアとハウジングとを固定することが可能なステータコアとハウジングの固定構造を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、径方向内方に突出するとともにコイルが巻回される複数のティース及び隣り合うティース間の径方向外方部分を連結する複数の外周環状部分とを有するステータコアの外周にハウジングを固定する固定構造であって、前記ステータコアの外周面には第１切欠き部が形成されるとともに前記ハウジングの内周面には前記第１切欠き部に対向する第２切欠き部が形成され、前記第１切欠き部と前記第２切欠き部との間に、前記ステータコアの径方向に弾縮可能なシール部材を配設することによりステータコアの外周にハウジングを固定することを特徴とする、ステータコアとハウジングの固定構造とした。
【０００８】
請求項１の発明によると、第１切欠き部と第２切欠き部との間にシール部材を配設することで、シール部材を介してステータコアとハウジングとが固定される。このとき、シール部材の弾縮によってステータコアとハウジングとの固定が強固なものとされ、ステータコアとハウジングとを確実に固定することが可能になる。
【０００９】
また、請求項１の固定構造は、既存のステータコアとハウジングにそれぞれ切欠き部を形成し、これら切欠き部の間にシール部材を配設するだけの簡単な構造であるので、焼きバメや接着のような固定のための高コストな設備を必要とすることもない。
【００１０】
更に、両切欠き部の間にシール部材を配設するだけなので、ボルトネジを嵌める孔に比べて必要な径方向寸法も小さく、ハウジングの大型化を抑えることもできる。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１において、前記シール部材の外周には前記ステータコアの軸方向に関して凹凸する凹凸部が形成されており、前記シール部材が前記第１切欠き部と前記第２切欠き部との間に配設されて前記第１切欠き部及び前記第２切欠き部の側面が前記凹凸部の形状に沿って塑性変形させられることで前記ステータコアと前記ハウジングとを固定するようにしたことである。
【００１２】
請求項２の発明によると、第１切欠き部と第２切欠き部とがシール部材の凹凸部の形状に沿って塑性変形させられ、シール部材は第１切欠き部及び第２切欠き部に対し軸方向に関して固定された状態となる。したがって、シール部材を介してステータコアとハウジングとが強固に固定され、非常に好適である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２での凹凸部による第１切欠き部及び第２切欠き部への塑性変形の形成を具体的に説明したものであり、前記シール部材は、筒状のスリーブと、該スリーブの内径よりも外径が大きい挿入メンバにより構成されており、前記スリーブを前記第１切欠き部と前記第２切欠き部の間に嵌め込んだ後に前記挿入メンバを前記スリーブの内周に挿入することで、前記凹凸部に沿って前記第１切欠き部と前記第２切欠き部の側面を塑性変形させるようにしたことである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３において、前記ステータコアと前記ハウジングとはそれぞれ熱膨張率の異なる材料から構成されており、前記第１切欠き部と前記第２切欠き部との間で熱膨張によって拡大する径方向寸法に対して前記凹凸部の形状に沿って塑性変形させられる径方向寸法が大きくなるように、前記シール部材の凹凸部及び前記挿入メンバが構成されるようにしたことである。
【００１５】
請求項４の発明によると、高温下の雰囲気中でブラシレスモータを使用した場合に、熱膨張率の違いによってステータコア外周とハウジング内周との間の寸法が拡大することが考えられる。これに伴い、第１切欠き部と第２切欠き部との径方向寸法が拡大する。しかしながら、凹凸部及び挿入メンバは、このように拡大する径方向寸法を加味して構成されているので、高温下の雰囲気中であっても凹凸部が第１切欠き部及び第２切欠き部によって構成される隙間から外れることなく、ステータコアとハウジングとを確実に固定することが可能になる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４において、前記第１切欠き部は、前記外周環状部分における径方向寸法が最も小さい箇所である最短部分と異なる箇所に形成されるようにしたことである。
【００１７】
ティースに巻回されるコイルが通電されると、ステータコア内に磁束が流れる。一般的に、コイルの通電時におけるステータコア内の磁束密度は、コイルに囲まれたティースの内部及び各外周環状部分の中心部分で比較的大きく、ステータコアの外周面は比較的小さくなっている。ここで、ティースへの効率的なコイルの巻回やステータコアの小型化などの観点から、外周環状部分の径方向寸法は周方向における中心箇所で最も小さくなるように設計される場合がある。このような構成においては請求項５のように第１切欠き部の位置を予め設定しておくことで、請求項１の効果に加え、コイル通電時のステータコア内における磁束への影響をできるだけ小さくすることができ、好適である。
【００１８】
具体的には、請求項６に示すように、前記第１切欠き部が形成される箇所における前記ステータコアの径方向寸法を前記最短部分の径方向寸法の５０％以上にすると、ステータコア内における磁束への影響が更に抑えられて好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態について図面に従って説明する。本実施の形態では、車両の後輪駆動装置に採用されるブラシレスモータを用いて本発明の固定構造を説明するものとする。図１はブラシレスモータにおけるステータコア１０とハウジング２０とを固定したときのアッセンブリの正面図、図２は図１のＡ―Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００２０】
ステータコア１０の構成について説明する。図４はステータコア１０のみの正面図である。ステータコア１０は鉄製であり、径方向内側に向けて突出する９個のティース１１と、隣り合うティース１１間の径方向外方部分を連結する９個の外周環状部分１２とを備えており、プレス加工にて形成された複数の薄板円板を軸方向に重ね合わせることによって形成される。本実施の形態では、ティース１１への効率的なコイルの巻回やステータコア１０の小型化などの観点から、外周環状部分１２の周方向における中心箇所で、外周環状部分１２の径方向寸法が最も小さくなる最短部分１２ａを構成している。また、ステータコア１０の径方向外周面における等間隔の３箇所には、軸方向にスリット１３が設けられている。このスリット１３は各薄板円板の周方向の位置決め用に形成されるものであり、薄板円板が重ね合わされた後にスリット１３をレーザー溶接にて溶接することで、薄板円板同士が固定される。
【００２１】
このようにして薄板円板を重ね合わせて形成されたステータコア１０には、その軸方向上下方向から、ティース１１の側面を覆う樹脂製のブラケット３０が取付けられている。そして、このブラケット３０の周りにコイル４０が巻回されている。尚、本実施の形態におけるコイル４０は３相であり、隣り合うティース１１に巻回されるコイル４０はそれぞれ相が異なるように構成されている。コイル４０の端部はターミナル５０に接続されており、ターミナル５０は図示しない電源に接続される。
【００２２】
ハウジング２０について説明する。図５はハウジング２０のみの正面図である。ハウジング２０はアルミニウム製であり、内側にステータコア１０が収容可能に形成されている。そして、ターミナル５０と電源との接続のためのコネクタ部２１、車両ボデーに固定するためのネジ穴２２それぞれが一体的に形成されている。
【００２３】
次に、ステータコア１０とハウジング２０との固定に係る構造について説明する。ステータコア１０の外周面における外周環状部分１２の最短部分１２ａと異なる箇所には、ステータコア１０の外周面を径方向内方に向けて略半円状に切欠いた第１切欠き部１４が形成される。尚、第１切欠き部１４が形成される箇所におけるステータコア１０の径方向寸法は、最短部分１２ａの径方向寸法の９０％以上となるように第１切欠き部１４の形成位置が決められている。このように第１切欠き部１４を形成することで、コイル通電時のステータコア内における磁束への影響は非常に小さくなる。また、ハウジング２０の内周面における第１切欠き部１４に対向する箇所には、第１切欠き部１４と同様に略半円状に切欠いた第２切欠き部２３が形成される。
【００２４】
第１切欠き部１４と第２切欠き部２３との間にはシール部材６０が配設される。図６にシール部材６０の断面図を示す。シール部材６０は、有底円筒状のスリーブ６１と、スリーブ６１の内径よりも外径が大きく、ボール状を呈する挿入メンバ６２とにより構成される。スリーブ６１及び挿入メンバ６２はともにステンレス製であり、スリーブ６１の外周面には、ステータコア１０の軸方向に関して凹凸する凹凸部６１ａが形成されている。
【００２５】
ステータコア１０とハウジング２０との固定について更に説明する。先ず、コイル４０が巻回された状態のステータコア１０をハウジング２０の内周にはめ込む。ハウジング２０の内径とステータコア１０の外径とは実質的に同一の径となっており、ステータコア１０がハウジング２０に圧入されない程度の微小な間隔（約３０〜１３０ミクロン）をもってステータコア１０がハウジング２０内にはめ込まれている。
【００２６】
次に、シール部材６０のスリーブ６１のみを第１切欠き部１４と第２切欠き部２３との間にはめ込む。ここで、スリーブ６１の外径は、第１切欠き部１４と第２切欠き部２３により規定される空間の内径と略同一の寸法に設定されている。そして、スリーブ６１をはめ込んだ後、図示しない部材にて挿入メンバ６２をスリーブ６１内に挿入すると、図３に示すようにシール部材６０が両切欠き部１４、２３間に配設される。スリーブ６１がはめ込まれた状態で挿入メンバ６２が挿入されることで、スリーブ６１は挿入メンバ６２の外径に沿って径方向に拡張する。これにより、第１切欠き部１４及び第２切欠き部２３の凹凸部６１ａに当接する面が凹凸部６１ａの形状に沿って塑性変形させられ、シール部材６０は第１切欠き部１４及び第２切欠き部２３に対し軸方向に関して固定された状態となる。換言すれば、スリーブ６１の凹凸部６１ａが第１切欠き部１４及び第２切欠き部２３に食い込むことで、シール部材６０を介してステータコア１０とハウジング２０とが強固に固定される。また、第１切欠き部１４は、コイル４０の通電時におけるステータコア１０内の磁束には殆ど影響しないので、本実施の形態に示す固定構造の採用によるモータの性能劣化も殆どない。
【００２７】
尚、本実施の形態ではステータコア１０とハウジング２０とはそれぞれ熱膨張率の異なる材料（鉄とアルミニウム）から構成されており、高温下の雰囲気中でブラシレスモータを使用した場合に、熱膨張率の違いによってステータコア１０外周とハウジング２０内周との間隔が拡大することが考えられる。そこで本実施の形態では、第１切欠き部１４と第２切欠き部２３との間で熱膨張によって拡大する径方向寸法に対して凹凸部６１ａの形状に沿って塑性変形させられる径方向寸法が大きくなるように、スリーブ６１、凹凸部６１ａ及び挿入メンバ６２の寸法が設定されている。つまり、挿入メンバ６２の挿入時、凹凸部６１ａが第１切欠き部及び第２切欠き部に食い込む径方向の量が、第１切欠き部１４と第２切欠き部２３との熱膨張によって拡大する間隔の半分以上となるように、各寸法が予め設定されている。このように設定することで、高温下の雰囲気中に第１切欠き部１４と第２切欠き部２３との径方向寸法が拡大しても、凹凸部６１ａが第１切欠き部１４及び第２切欠き部２３によって構成される隙間から外れることなく、ステータコア１０とハウジング２０とを確実に固定することが可能になる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の固定構造に限定されるものではなく、例えば、第１切欠き部１４を形成するステータコア１０の周方向位置を、ステータコア１０のティース１１が形成される箇所に相当する外周面部分に形成すると、コイル４０への通電時におけるステータコア１０内部の磁束への影響がさらに少なくなり、好ましい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によると、第１切欠き部と第２切欠き部との間にシール部材を配設することで、シール部材を介してステータコアとハウジングとが固定される。このとき、シール部材の弾縮によってステータコアとハウジングとの固定が強固なものとされ、ステータコアとハウジングとを確実に固定することが可能になる。
【００３０】
また、本発明の固定構造は、既存のステータコアとハウジングにそれぞれ切欠き部を形成し、これら切欠き部の間にシール部材を配設するだけの簡単な構造であるので、焼きバメや接着のような固定のための高コストな設備を必要とすることもない。
【００３１】
更に、両切欠き部の間にシール部材を配設するだけなので、ボルトネジを嵌める孔に比べて必要な径方向寸法も小さく、ハウジングの大型化を抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステータコアとハウジングとを固定したときのアッセンブリの正面図である
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である
【図４】ステータコアのみの正面図である
【図５】ハウジングのみの正面図である
【図６】シール部材の断面図である
【符号の説明】
１０・・・ステータコア
１１・・・ティース
１２・・・外周環状部分
１２ａ・・・最短部分
１３・・・第１切欠き部
２０・・・ハウジング
２３・・・第２切欠き部
４０・・・コイル
６０・・・シール部材
６１・・・スリーブ
６１ａ・・・凹凸部
６２・・・挿入メンバ
【図１】
2004096809.tif 000003
【図２】
2004096809.tif 000004
【図３】
2004096809.tif 000005
【図４】
2004096809.tif 000006
【図５】
2004096809.tif 000007
【図６】
2004096809.tif 000008