JP2008301667A - ダブルステータ型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータ５０の貫通穴５５に永久磁石５６を強固に固定でき、かつ組付作業も容易な永久磁石５６の取付構造を備えたダブルステータ型モータ１０を提供すること。
【解決手段】永久磁石５６を格納して固定するとともに、貫通穴５５に挿入して固定されるホルダー１００を備え、ホルダー１００には前記貫通穴に挿入して固定したときロータ本体５１に接触してホルダー１００の挿入方向への移動を規制する第１規制部１０３と第２規制部１０５を設ける。ホルダー１００に永久磁石５６を格納して固定し、このホルダー１００を貫通穴５５に挿入して固定するので、貫通穴５５に永久磁石５６を直接嵌着したり、接着剤で固着する取付構造に比べて強固に永久磁石５６をロータ５０に固定できる。
【選択図】図４

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穴が周方向に列設され、各貫通穴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

ところで、永久磁石にはロータの高速回転に伴い大きな遠心力が作用するとともに、ステータのコイルとの間で吸引、反発力が作用する。上記従来のダブルステータ型モータのように、単に永久磁石を貫通穴に嵌着しただけの取付構造や、接着剤で貫通孔に接着固定する取付構造ではロータの高速回転時に永久磁石が遠心力とステータのコイル間の吸引、反発力で貫通穴から脱落するおそれがある。

本発明は上記問題点に鑑み、ロータの貫通穴に永久磁石を強固に固定でき、かつ組付作業も容易な永久磁石の取付構造を備えた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穴が周方向に列設され、各貫通穴に永久磁石を装着し、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であって、前記永久磁石を格納して固定するとともに、前記貫通穴に挿入して固定されるホルダーを備え、該ホルダーには前記貫通穴に挿入して固定したときロータ本体に接触してホルダーの挿入方向への移動を規制する規制部を設け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、前記規制部は前記ロータ本体における前記インナーステータ側の側面に接触する第１規制部と前記ロータ本体におけるアウターステータ側の側面に接触する第２規制部を有することを特徴とする。

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、前記第１規制部もしくは第２規制部のすくなくとも一方は、弾力性を有し、前記一方の規制部を弾性変形させながら前記ホルダーを前記貫通孔に挿入し、ロータ本体の回転半径方向であって前記ホルダーを挿入する挿入方向と異なる面に前記一方の規制部が接触することを特徴とする。

請求項４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、前記第１規制部もくーしくは第２規制部のすくなくとも一方は可撓性を有し、該一方の規制部を折り曲げることにより、ロータ本体の回転半径方向であって前記ホルダーを挿入する方向と異なる面に前記一方の規制部が接触することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１，２，３又は４に記載のダブルステータ型モータにおいて、前記第１規制部が平面形状を有し、前記ホルダーを前記貫通孔に前記インナーステータ側から挿入し、ロータ本体のインナーステータ側の側面に第１規制部を係止したことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１，２，３，４又は５に記載のダブルステータ型モータにおいて、前記永久磁石を接着剤でホルダーに固着したことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１，２，３，４又は５に記載のダブルステータ型モータにおいて、前記ホルダーを接着剤で前記貫通孔の内壁面に固着したことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載のダブルステータ型モータにおいて、ホルダーを一枚の金属板材からプレス成形したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ホルダーに永久磁石を格納して固定し、このホルダーを貫通穴に挿入して固定するので、貫通穴に永久磁石を直接嵌着したり、接着剤で固着する取付構造に比べて強固に永久磁石をロータに固定できる。また、ホルダーに規制部を設けたので、永久磁石の貫通穴への装着作業も簡単になる。

請求項２に記載の発明によれば、貫通穴に挿入したホルダーが両規制部によってアウターステータ側への動きとインナーステータ側への動きを規制されるので、より強固に永久磁石を貫通穴に固定できる。

請求項３に記載の発明によれば、一方の規制部を弾性変形させながらホルダーを貫通穴に挿入するだけの簡単な作業で永久磁石を貫通穴に装着できる。

請求項４に記載の発明によれば、永久磁石をホルダーに格納し、ホルダーを貫通穴に挿入して一方の規制部を折り曲げるだけの簡単な作業で永久磁石を貫通穴に装着できる。

請求項５に記載の発明によれば、第１規制部とロータ本体の接触面積が大きくなるので、モータの高速回転時における大きな遠心力がホルダーに作用してもホルダーのアウターステータ側への動きを確実に規制できる。

請求項６に記載の発明によれば、ホルダーに格納した永久磁石が接着剤でホルダーに接着されるので、ホルダー内でガタつくのを確実に防止できる。

請求項７に記載の発明によれば、接着剤によってホルダーを貫通穴に接着するので、一層強固に永久磁石を貫通穴に固定できる。また、ホルダーを貫通穴に装着する際、隣接する貫通穴の永久磁石に吸引されてホルダーが貫通穴から外れるのを防止でき、ホルダーの装着作業が容易になる。

請求項８に記載の発明によればプレス機による打ち抜き加工と曲げ加工によりホルダーを製造するので、製造コストを大幅に低減できる。

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にホイール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が図示略のボルトで固着されている。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穴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の通穴２１ｂからモータハウジング２０中に貫入されている。

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一対のボールベアリング６１，６２、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穴５５が周方向に沿って等間隔で列設されている。この貫通穴５５はロータ５０の回転中心線Ｏと平行な辺を長辺とする長方形に形成されている。そして、各貫通穴５５に長方形の平板状永久磁石５６を格納したホルダー１００が嵌着されている。

図４にホルダー１００の構造の詳細を拡大して図示する。ホルダー１００は非磁性体の一枚の金属板をプレス機で所定形状に打ち抜いて曲げ加工することにより製作されている。このホルダー１００はロータ５０の貫通穴５５に嵌合する形状寸法、すなわち長方形の外側支持片１０１を備え、外側支持片１０１の中央部には長方形の開口１０１ａが形成されている。この外側支持片１０１の対向する長辺側端部のそれぞれから足片１０２が垂設されている。

各足片１０２の下端部には直角に折れ曲がって外側支持片１０１と平行に外側支持片１０１の外方へ突出する平板状の第１規制片１０３が連設されている。第１規制片１０３の長手方向の両端部には直角に折れ曲がって外側支持片１０１と平行に外側支持片１０１の内方へ突出するように内側支持片１０４が連設されている。そして、外側支持片１０１と足片１０２及び内側支持片１０４によって永久磁石５６が嵌入される挿入口１００ａと格納部１００ｂが区画形成されている。

外側支持片１０１の四隅には外側支持片１０１の外方へ拡開するように屈曲形成したバネ性を有する第２規制片１０５が設けられている。そして、第２規制片１０５と足片１０２の間にスリット１００ｃが形成されている。

ホルダー１００の構造は以上の通りであって、図５及び図６に示すように永久磁石５６の長手方向の側面５６ａに接着剤を塗布し、接着剤を塗布した永久磁石５６を挿入口１００ａから挿入して格納部１００ｂに格納する。格納された永久磁石５６はその側面５６ａがホルダー１００の足片１０２に接着される。また、永久磁石５６の外面の大部分は外側支持片１０１の開口１０１ａから露出する。接着剤を塗布した永久磁石５６を挿入口１００ａから挿入するとき接着剤の余剰分が足片１０３の長手方向の端部で永久磁石５６の側面から掻き落とされてスリット１００ｃに溜まる。

次に、永久磁石５６を格納したホルダー１００の足片１０２の外面に接着剤を塗布し、接着剤を塗布したホルダー１００をロータ５０の貫通穴５５に内側から挿入して嵌合する。このとき第２規制片１０５は外側支持片１０１の内方へ弾性変形するので、貫通穴５５に引っ掛かることなく通過させることができる。第２規制片１０５が貫通穴５５を通過すると、図７及び図８に示すように、外方へ復元してその先端がロータ５０本体のアウターステータ７０側の外壁面に係止される。一方、第１規制片１０３はロータ５０本体のインナーステータ８０の内壁面に係止される。そして、足片１０２が貫通穴５５の内壁面に接着剤で接着される。また、ホルダー１００の挿入口１００ａは貫通穴５５の短手方向の内壁面によって塞がれる。ホルダー１００を貫通穴５５に挿入するとき、足片１０２に塗布した接着剤の余剰分は貫通穴５５の長手方向の内壁面で掻き落とされて第１規制片１０３上に溜まる。このようにして、永久磁石５６がホルダー１００に固定され、さらに永久磁石５６を格納したホルダー１００がロータ５０の各貫通穴５５に装着される。

次に、図１に示すように、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にファインナット６３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。

両ボールベアリング６１，６２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が共通のボールベアリング６１，６２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は複数個の鉄心８１と各鉄心８１に巻回したコイル８２から成り、鉄心８１が図示略のボルトでインナーハウジングに固着されている。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。

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のホルダー１００からの脱落は貫通穴５５の内壁面で挿入口１００ａを塞ぐことにより防止でき、ホルダー１００の貫通穴５５からアウターステータ７０側への脱落を第１規制片１０３とロータ５０の内壁面との係止により防止できる。さらにまた、ホルダー１００の貫通穴５５からインナーステータ８０側への脱落を第２規制片１０５とロータ５０の外壁面との係止により防止できる。

しかして本実施例によれば、永久磁石５６をホルダー１００に格納し、第２規制片１０５を弾性変形させながらホルダー１００を貫通穴５５に挿入して嵌合するだけの簡単な作業で永久磁石５６を貫通穴５５に装着できる。

また、ホルダー１００に格納した永久磁石５６を接着剤でホルダー１００の足片１０２に接着するので、ホルダー１００内で永久磁石５６がガタつくのを確実に防止できる。そして、永久磁石５６の側面に塗布した接着剤の余剰分はスリット１００ｃに溜まり、貫通穴５５の外部には露出しないので、永久磁石５６に塗布した接着剤の余剰分の除去作業を省略できる。

さらにまた、足片１０２を貫通穴５５の内壁面に接着するので、ホルダー１００が貫通穴５５から脱落するのを防止できるだけでなく、永久磁石５６を格納したホルダー１００を貫通穴５５に装着するとき、隣接する貫通穴５５の永久磁石５６に吸引されて貫通穴５５から外れるのを防止できる。従って、ホルダー１００の貫通穴５５への装着作業がし易くなる。そして、足片１０２に塗布した接着剤の余剰分は第１規制片１０３に溜まるので、貫通穴５５の外部に露出しない。従って、ホルダー１００に塗布した接着剤の余剰分の除去作業も省略できる。

また、プレス機による打ち抜き加工と曲げ加工によりホルダー１００を製造するので、コストを大幅に低減できる。

次に本発明の他の実施例に係るダブルステータ型モータにおけるホルダー２００を図９に示す。当該ホルダー２００はロータ５０の貫通穴５５に嵌合する寸法形状を有する長方形の外側支持片２０１を備えている。この外側支持片２０１の中央部には長方形の開口２０１ａが形成されている。また、外側支持片２０１の対向する長辺のそれぞれには２本の足片２０２が長辺の両端部から垂設されている。

各足片２０２の下端部には直角に折れ曲がって外側支持片２０１と平行に外側支持片２０１の外方へ突出する第１規制片２０３が連設されている。この第１規制片２０３の一端には外側支持片２０１と平行に外側支持片２０１の内方へ突出する内側支持片２０４が連設されている。これら外側支持片２０１と足片２０２及び内側支持片２０４で永久磁石５６の挿入口２００ａと格納部２００ｂが区画形成されている

外側支持片２０１の一端に垂設した２本の足片２０２の間には両足片２０２を連結するように第２規制片２０５が立設され、そのアウターステータ側の端部２０５ａは外側支持片２０１の表面から突出している。この第２規制片２０５には足片２０２と平行に延びる２本のスリット２００ｃが形成されている。第２規制片２０５は可撓性を有するとともに、２本のスリット２００ｃによって外側支持片２０１の外方への可撓性が高められている。

本実施例に係るダブルステータ型モータのホルダー構造は以上の通りであって、永久磁石５６の側面５６ａに接着剤を塗布し、挿入口２００ａから格納部２００ｃに挿入して格納し、足片２０２に永久磁石５６を接着する。次に、永久磁石５６を格納したホルダー２００の足片２０５に接着剤を塗布し、このホルダー２００を第１規制片２０３がロータ５０の内壁面に係止されるまで貫通穴５５に挿入して嵌合する。これによりホルダー２００の足片２０５が貫通穴５５の内壁面に接着される。続いて、図９に二点鎖線で示すように、第２規制片２０５の端部２０５ａを外側支持片２０１の外方へ折り曲げ、表側端部２０５をロータ５０の外壁面に係止する。これによりホルダー２００が貫通穴５５に装着される。

本実施例によれば、永久磁石５６のホルダー２００からの脱落は貫通穴５５の内壁面で挿入口２００ａを塞ぐことにより防止できる。また、ホルダー２００の貫通穴５５からアウターステータ７０側への脱落が第１規制片２０３とロータ５０の内壁面との係止により防止できる。さらにまた、ホルダー２００の貫通穴５５からインナーステータ８０側への脱落が第２規制片２０５の外方へ折り曲げた表側端部２０５ａとロータ５０の外壁面との係止により防止できる。

このように本実施例によれば、永久磁石５６をホルダー２００に格納し、ホルダー２００を貫通穴５５に挿入して第２規制片２０５の表側端部２０５ａを外方へ折り曲げるだけの簡単な作業で永久磁石５６を貫通穴５５に強固に固定できる。

なお、本実施例では永久磁石として平板状のものを使用したが、湾曲したもの、表面もしくは端部に凹凸を設けたものを使用することも可能である。
また、２本の足片１０２を設けたが、足片１０２を１本にして、その足片に貫通穴の一端から他端へ達するように内側支持片１０４を連設し、外側支持片１０１の半足片１０２側端部にバネ性を有する第２規制片１０５を設ける構造とすることも可能である。
さらにまた、第１規制片１０３と第２規制片１０５をホルダー１００の同じ側面に設けたが、第１規制片１０３を設けた側面と直交する側面に第２規制片を設けてもよい。
また、貫通穴の対向する内壁面を互いに平行に形成したが、対向する内壁面を平行ではなく、傾斜して形成することも可能である。
さらにまた、永久磁石５６を外側支持片１０１もしくは足片１０２に接着剤で固着することにより内側支持片１０４を省くことも可能である。

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。 同モータのロータを示す斜視図である。 同モータのロータに永久磁石を取り付けるためのホルダーを示す斜視図である。 同ホルダーと永久磁石及びロータの貫通穴を示す説明図である。 永久磁石を格納した同ホルダーとロータの貫通穴を示す説明図である。 ロータの貫通穴に装着した同ホルダーを示す説明図である。 ロータの貫通穴に装着した同ホルダーを示す部分拡大断面図である。 本発明の他の実施例に係るダブルステータ型モータのロータに永久磁石を取り付けるための他のホルダーを示す斜視図である。

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…貫通穴
５６…永久磁石
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
１００，２００…ホルダー
１００ａ，２００ａ…挿入口
１００ｂ，２００ｂ…格納部
１０１，２０１…外側支持片
１０２，２０２…足片
１０３，２０３…第１規制片
１０４，２０４…内側支持片
１０５，２０５…第２規制片

Claims (8)

1. 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穴が周方向に列設され、各貫通穴に永久磁石を装着し、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であって、
   前記永久磁石を格納して固定するとともに、前記貫通穴に挿入して固定されるホルダーを備え、該ホルダーには前記貫通穴に挿入して固定したときロータ本体に接触してホルダーの挿入方向への移動を規制する規制部を設けたことを特徴とするダブルステータ型モータ。
2. 前記規制部は前記ロータ本体における前記インナーステータ側の側面に接触する第１規制部と前記ロータ本体におけるアウターステータ側の側面に接触する第２規制部を有する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。
3. 前記第１規制部もしくは第２規制部のすくなくとも一方は、弾力性を有し、前記一方の規制部を弾性変形させながら前記ホルダーを前記貫通孔に挿入し、ロータ本体の回転半径方向であって前記ホルダーを挿入する挿入方向と異なる面に前記一方の規制部が接触する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。
4. 前記第１規制部もしくは第２規制部のすくなくとも一方は可撓性を有し、該一方の規制部を折り曲げることにより、ロータ本体の回転半径方向であって前記ホルダーを挿入する方向と異なる面に前記一方の規制部が接触する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。
5. 前記第１規制部が平面形状を有し、前記ホルダーを前記貫通孔に前記インナーステータ側から挿入し、ロータ本体のインナーステータ側の側面に第１規制部を係止したことを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のダブルステータ型モータ。
6. 前記永久磁石を接着剤でホルダーに固着したことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載のダブルステータ型モータ。
7. 前記ホルダーを接着剤で前記貫通孔の内壁面に固着したことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載のダブルステータ型モータ。
8. ホルダーを一枚の金属板材からプレス成形したことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載のダブルステータ型モータ。

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