JP2008092658A

JP2008092658A - ダブルステータ型モータ

Info

Publication number: JP2008092658A
Application number: JP2006270275A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Kato; 久佳加藤; Koji Isoe; 光冶磯江; Hideo Tsurumaki; 日出夫鶴巻; Yoshiki Mitani; 佳樹三谷; Takeshi Matsunaga; 豪松永; Kazumi Itakura; 和美板倉; Junko Takao; 淳子高尾
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-10-02
Also published as: JP4849328B2

Abstract

【課題】ロータの貫通孔に永久磁石を取り付けるに際し、所要の高精度を確保し、かつ精密加工を省略して低コストのダブルステータ型モータを提供する。
【解決手段】永久磁石５６の長さＬ１をロータ５０の貫通孔５５の長さＬ２より短くし、かつ永久磁石５６と密着する貫通孔５５の上下両端面５５ａをテーパを有するフランジ面に形成する。永久磁石５６を貫通孔５５に組み付ける際、永久磁石５６のテーパを有する上下両端面５６ａと貫通孔５５のフランジ面５５ａが密着するまで永久磁石５６を貫通孔５５の内部でロータの回転中心線Ｏに沿って微動させることができる。従って、永久磁石５６を微動させながら、永久磁石５６の貫通孔５５中における内外位置を微調整できる。このため、貫通孔５５や永久磁石５６の高精度加工或いは貫通孔５５に永久磁石５６を嵌着した後から永久磁石５６の内外両面を研磨する等の加工を省略して製造コストの低減を図ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明はダブルステータ型モータに関する。

ダブルステータ型モータの一形式として、特開平３−１３９１５６号公報にはモータハウジングにシャフトとロータ、アウターステータ及びインナーステータを内蔵したダブルステータ型モータが記載されている。このダブルステータ型モータは、モータハウジングに軸受部を介してシャフトを回転可能に組み込み、ロータをシャフトと一体回転するように連結している。そして、ロータに対してその回転半径方向外側に位置するようにアウターステータをモータハウジングに固定し、ロータに対してその回転半径方向内側に位置するようにインナーステータをモータハウジングに固定している。

このダブルステータ型モータにおけるロータには断面円形又は正多角形の周面が設けられている。そして、この周面にロータの内外を貫通する貫通孔が周方向に列設され、各貫通孔に平板形の永久磁石を嵌着している。各永久磁石はその外面をアウターステータに対面するように配置し、内面をインナーステータに対面するように配置されている。
特開平３−１３９１５６号公報

上記した従来のダブルステータ型モータにおいて高トルクを得るには、ロータの永久磁石とアウターステータ間の間隙及び永久磁石とインナーステータ間の間隙を可及的に少なくする必要がある。そのためにはロータ周面に設けられる貫通孔や貫通孔に嵌着される永久磁石の寸法精度を高めたり、貫通孔に永久磁石を嵌着した後から永久磁石の内外両面を研磨する等の精密加工を行い、永久磁石の貫通孔への取付精度を高める必要がある。そのため、製造コストが高くなるという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、ロータの貫通孔に永久磁石を取り付けるに際し、所要の高精度を確保し、かつ精密加工を省略して低コストのダブルステータ型モータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、モータハウジングに軸受部を介して回転可能に組み込まれたシャフトと、該シャフトと一体回転するように連結されたロータと、ロータに対してその回転半径方向外側に位置するように前記ハウジングに固定したアウターステータと、ロータに対してその回転半径方向内側に位置するように前記ハウジングに固定したインナーステータとを備え、前記ロータは断面円形又は正多角形の周面を有し、該周面にロータの内外を貫通する貫通孔が周方向に列設され、各貫通孔に平板形の永久磁石を嵌着し、永久磁石の外面を前記アウターステータに対面するように配置し、永久磁石の内面を前記インナーステータに対面するように配置したダブルステータ型モータにおいて、
前記永久磁石における前記ロータの回転中心線に沿って延びる前後方向の長さ寸法を前記貫通孔における前記ロータの回転中心線に沿って延びる前後方向の長さ寸法より短く設定し、
前記貫通孔における前記前後方向と直交する上下両内端面に、貫通孔の開口幅がロータの回転中心線に沿って漸増又は漸減するように所要のテーパを付与し、
前記永久磁石の上下両端面を前記貫通孔の上下両内端面に密着して永久磁石を貫通孔に嵌着したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は請求項１に記載のダブルステータ型モータにおいて、前記貫通孔の上下両内端面に、貫通孔の開口幅が前記ロータの回転半径方向に沿って漸増又は漸減するように所要のテーパを付与したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は請求項２に記載のダブルステータ型モータにおいて、前記貫通孔の上下両端面に、貫通孔の開口幅が前記ロータの回転半径方向外側に向かって漸減するように所要のテーパを付与したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、永久磁石の長さをロータの貫通孔の長さより短くし、かつ貫通孔の上下両内端面にロータの回転中心線に沿って所要のテーパを付与したので、永久磁石を貫通孔に組み込む際、永久磁石のテーパ面と貫通孔のテーパ面が密着するまで永久磁石を貫通孔の内部でロータの回転中心線方向に沿って微動させることができる。従って、永久磁石を貫通孔内部で微動させながら、永久磁石の貫通孔中におけるロータの内外方向の位置を微調整できるので、永久磁石とアウターステータとの間隙及び永久磁石とインナーステータとの間隙を所要寸法に設定できる。このため、貫通孔や永久磁石の高精度加工あるいは貫通孔に永久磁石を嵌着した後から永久磁石の内外両面を研磨する等の加工を省略して製造コストの低減を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、貫通孔の上下両端面にロータの回転半径方向に沿ったテーパを付与したので、永久磁石の上下両端面と貫通孔の上下両内端面の密着面積が大きくなる。このため、永久磁石を貫通孔に接着する場合、接着面積の増加により永久磁石を貫通孔に強固に固着できる。

請求項３に記載の発明によれば、貫通孔の開口幅が前記ロータの回転半径方向外側に向かって漸減するように貫通孔の上下両内端面にテーパを付与したので、ロータの高速回転時に永久磁石が遠心力で貫通孔から脱落するのを確実に防止できる。

以下に本発明を添付図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施例に係るダブルステータ型モータを示す断面図であって、車両のホイール内に組み込まれて駆動輪を直接回転駆動するインホイールモータに適用した場合を示す。また、図２は同モータの主要部を示す分解斜視図である。

ダブルステータ型モータ１０はモータハウジング２０とホイールシャフト３０を備えている。ホイールシャフト３０はモータハウジング２０を貫通し、ハウジング２０から突出する一端に一体成形されたハブ３１とホイール４０がハブスタッドボルト４１で連結されている。

モータハウジング２０は内端面を開口２１ａにしたアウターハウジング２１と、アウターハウジング２１の内端面開口２１ａを覆蓋するインナハウジング２２から成り、アウターハウジング２１にインナハウジング２２がボルト２３で固着されている。そして、インナハウジング２２が図示略の車両の懸架装置を介して車体に取り付けられている。アウターハウジング２１とインナハウジング２２はそれぞれ中央部に通孔２１ｂ，２２ａが形成され、ハブシャフト３０がアウターハウジング２１の通孔２１ｂからモータハウジング２０中に貫入され、先端がインナハウジング２２の通孔２２ａからハウジング２０の外部に突出している。

ハウジング２０の内部にはロータ５０、ロータ５０を回転可能に支持する軸受部６０、アウターステータ７０及びインナーステータ８０が内蔵されている。図２及び図３に示すように、ロータ５０は有底短尺筒型のロータ本体５１とロータ本体５１の底面５２中心部に一体に凸設した筒軸部５３を備えている。ロータ本体５１は断面円形の周面５４を有し、周面５４にはロータの内外を貫通する複数の貫通孔５５が周方向に沿って等間隔で列設されている。そして、各貫通孔５５に平板形の永久磁石５６が嵌着されている。

図３に貫通孔５５の形状の詳細を、また図４及び図５に貫通孔５５と貫通孔５５に嵌着した永久磁石５６の形状の詳細を示す。貫通孔５５は略２等辺台形に打ち抜き形成され、ロータ５０の回転中心Ｏに沿って延びる上下両内端面にはフランジ面５５ａが折り曲げ形成されている。このフランジ面５５ａには貫通孔５５の開口幅がロータの回転中心線Ｏに沿って、ロータ本体５１の底面５２から離間するほど漸増するように所要のテーパが付与されている。

永久磁石５６は貫通孔のフランジ面５５ａと同じテーパを付与された上下両端面５６ａを有する２等辺台形に形成されている。永久磁石５６におけるロータの回転中心線Ｏに沿って延びる前後方向の長さ寸法Ｌ１は貫通孔５５におけるロータの回転中心線Ｏに沿って延びる前後方向の長さ寸法Ｌ２より短く設定されている。

永久磁石５６は貫通孔５５に接着剤で接着して固定される。組み付けに際し、永久磁石５６は図４に２点鎖線で示すように、貫通孔５５の上下両フランジ面５５ａの間に遊嵌する。そして、実線で示すように永久磁石５６の上下両端面５６ａが貫通孔５５の上下両フランジ面５５ａに密着するまで矢印Ａで示すようにロータの回転中心線Ｏに沿って微動させる。その際、図５に矢印Ｂで示すように永久磁石５６の貫通孔５５中におけるロータ５０の内外方向位置を微調整し、永久磁石５６とアウターステータ７０との間隙及び永久磁石５６とインナーステータ８０との間隙を所要寸法に設定する。

次に、図１において軸受部６０は内外一対のボールベアリング６１，６２と一端にフランジ部６３ａを一体成形した筒状のベアリングケース６３を備え、ベアリングケース６３のフランジ部６３ａがボルト６４でインナハウジング２２の中央通孔２２ａの周縁部に固着されている。そして、ベアリングケース６３に両ボールベアリング６１，６２とベアリングカラー６５が格納され、両ボールベアリング６１，６２にロータの筒軸部５３を貫入してロータ５０がインナハウジング２２に回転可能に組み付けられ、さらに筒軸部５３にベアリングカラー６６を装着するとともに、ファインナット６７を締め付けてボールベアリング６１，６２が筒軸部５３から抜け止めされている。

軸受部６０でハウジング２０内に回転可能に組み込まれたロータ５０の筒軸部５３にホイールシャフト３０が挿通され、筒軸部５３とホイールシャフト３０が一体回転するようにセレーション結合３０ａされている。こうしてロータ５０とホイールシャフト３０が共通の軸受部６０によってハウジング２０中に回転可能に組み込まれている。

アウターステータ７０は複数個の鉄心７１と各鉄心７１に巻回したコイル７２から成る。一方、アウターハウジング２１の内周面には複数個の凹部２１ｃがリング状に並べて形成されている。アウターステータ７０を構成する各鉄心７１はそれぞれ凹部２１ｃに嵌め込まれ、アウターハウジング２１の内周面に直接固着されている。アウターステータ７０はロータ５０の回転半径外側に位置し、永久磁石５６の外面に近接するようにアウターハウジング２１の内周面に配置固定されている。

インナーステータ８０は複数個の凸片８１ａを放射状に設けた鉄心８１と各凸片８１ａに巻回したコイル８２から成り、鉄心８１がボルト８３でベアリングケース６３のフランジ部６３ａに直接固着されている。インナーステータ８０はロータの回転半径方向内側に位置し、永久磁石５６の内面に近接するようにベアリングケース６３を介してインナハウジング２２に配置固定されている。

ホイールシャフト３０の反ハブ側端部はロータ５０の筒軸部５３を貫通し、さらにインナハウジング２２の中央部通孔２２ａからハウジング２０外部に突出している。この突出端部にブレーキドラム９０がセレーション結合により取り付けられている。なお、符号９１はアウターハウジング２１の中央部通孔２１ｂを密閉するシール部材、符号９２はインナハウジング２２の中央部通孔２２ａを覆蓋するカバープレート、符号９３はカバープレート９２の中央部通孔を密閉するシール部材、９４はレゾルバロータカラーである。

本実施例に係るダブルステータ型モータ１０の構造は以上の通りであって、永久磁石５６の長さＬ１をロータ５０の貫通孔５５の長さＬ２より短くし、かつ永久磁石５６と密着する貫通孔５５の上下両端面５５ａをテーパを有するフランジ面に形成したので、永久磁石５６を貫通孔５５に組み付ける際、永久磁石５６のテーパを有する上下両端面５６ａと貫通孔５５のフランジ面５５ａが密着するまで永久磁石５６を貫通孔５５の内部でロータの回転中心線Ｏに沿って微動させることができる。従って、永久磁石５６を微動させながら、永久磁石５６の貫通孔５５中における内外位置を微調整できるので、永久磁石５６とアウターステータ７０との間隙及び永久磁石５６とインナーステータ８０との間隙を所要寸法に設定できる。このため、貫通孔５５や永久磁石５６の高精度加工あるいは貫通孔５５に永久磁石５６を嵌着した後から永久磁石５６の内外両面を研磨する等の加工を省略して製造コストの低減を図ることができる。

ところで、上述したダブルステータ型モータ１０におけるロータ５０の貫通孔５５の両フランジ面５５ａ及びフランジ面５５ａに密着する永久磁石５６の上下両端面５６ａは図５に示すように互いに平行に設定されている。これに対し、図６及び図７に示すように貫通孔５５の両フランジ面５５ｂを回転中心線Ｏに沿ったテーパ面に形成するとともに、各フランジ面５５ｂ及び永久磁石５６のフランジ面５５ｂに密着する上下両端面５６ｂをロータの回転半径方向に沿って半径方向外側ほど貫通孔５５の開口幅及び永久磁石５６の幅が漸増するようなテーパ面に形成してもよい。このように貫通孔５５のフランジ面５５ｂと永久磁石５６の上下両端面５６ｂに所要のテーパを与えることにより、永久磁石５６のフランジ面５５ｂに対する接着面積が増加し、永久磁石５６が貫通孔５５に強固に固着できる。

また、図８及び図９に示すように、貫通孔５５のフランジ面５５ｃ及び永久磁石５６のフランジ面５５ｃに密着する上下両端面５６ｃをロータ５０の回転半径方向に沿って半径方向外側ほど貫通孔５５の開口幅及び永久磁石５６の幅が漸減するように所要のテーパを付与することもできる。このように貫通孔５５のフランジ面５５ｃと永久磁石５６の両端面５６ｃにテーパを与えることにより、ロータ５０の高速回転時に遠心力で永久磁石５６が貫通孔５５から脱落するのを確実に防止できる。

さらにまた、上述した実施例では貫通孔５５の上下両フランジ面５５ａ，５５ｂ，５５ｃ及び永久磁石５６の上下両端面５６ａ，５６ｂ，５６ｃをともに同一テーパ面としたが、上下いずれか一方だけにテーパを与えてもよい。

また、貫通孔５５の前後両端部にもフランジ面を形成し、このフランジ面に上下両フランジ面５５ａ，５５ｂ，５５ｃのテーパとは逆テーパを与え、永久磁石５６の前端又は後端を当接させることにより、より一層確実に永久磁石５６を保持できる構造とすることもできる。

なお、上記実施例では貫通孔５５の上下両端部にフランジ面５５ａ，５５ｂ，５５ｃを形成して接着面積を確保し、もって永久磁石５６を保持する構成としたが、ロータの板厚を大きくすれば、フランジ面５５ａ，５５，５５ｃを形成しなくても接着面積を確保できる。

本発明の一実施例に係るダブルステータ型モータを示す断面図である。同モータの主要部を示す分解斜視図である。同モータのロータ本体を示す斜視図である。同モータのロータの貫通孔と永久磁石を示す部分拡大側面図である。同貫通孔と永久磁石を示す部分拡大断面図である。同モータのロータの貫通孔と永久磁石の他の実施例を示す部分拡大側面図である。同貫通孔と永久磁石を示す部分拡大断面図である。同モータのロータの貫通孔と永久磁石のさらに他の実施例を示す部分拡大側面図である。同貫通孔と永久磁石を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１０…ダブルステータ型モータ
２０…ハウジング
２１…アウターハウジング
２２…インナハウジング
３０…ホイールシャフト
４０…ホイール
５０…ロータ
５１…ロータ本体
５２…ロータ底面
５３…筒軸部
５４…ロータ周面
５５…貫通孔
５５ａ，５５ｂ，５５ｃ…貫通孔の上下両内端面
５６…永久磁石
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ…永久磁石の上下両端面
６０…軸受部
６１，６２…ベアリング
７０…アウターステータ
８０…インナーステータ

Claims

モータハウジングに軸受部を介して回転可能に組み込まれたシャフトと、該シャフトと一体回転するように連結されたロータと、ロータに対してその回転半径方向外側に位置するように前記ハウジングに固定したアウターステータと、ロータに対してその回転半径方向内側に位置するように前記ハウジングに固定したインナーステータとを備え、前記ロータは断面円形又は正多角形の周面を有し、該周面にロータの内外を貫通する貫通孔が周方向に列設され、各貫通孔に平板形の永久磁石を嵌着し、永久磁石の外面を前記アウターステータに対面するように配置し、永久磁石の内面を前記インナーステータに対面するように配置したダブルステータ型モータにおいて、
前記永久磁石における前記ロータの回転中心線に沿って延びる前後方向の長さ寸法を前記貫通孔における前記ロータの回転中心線に沿って延びる前後方向の長さ寸法より短く設定し、
前記貫通孔における前記前後方向と直交する上下両内端面に、貫通孔の開口幅がロータの回転中心線に沿って漸増又は漸減するように所要のテーパを付与し、
前記永久磁石の上下両端面を前記貫通孔の上下両内端面に密着して永久磁石を貫通孔に嵌着したことを特徴とするダブルステータ型モータ。
前記貫通孔の上下両内端面に、貫通孔の開口幅が前記ロータの回転半径方向に沿って漸増又は漸減するように所要のテーパを付与したことを特徴とする請求項１に記載のダブルステータ型モータ。
前記貫通孔の上下両端面に、貫通孔の開口幅が前記ロータの回転半径方向外側に向かって漸減するように所要のテーパを付与したことを特徴とする請求項２に記載のダブルステータ型モータ。