JP4657249B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

この発明は回転電機に係り、特に、フレーム構造に改良を加えた回転電機に関するものである。

回転電機のフレーム構造に係る従来装置として、アーマチュアの振れ回りなどに起因する振動や騒音の発生を防止するために、ヨークの底部中央に圧入した軸受と、ブラケットの圧入した軸受とでアーマチュアを軸支する回転電機において、軸受を圧入する支持部の周辺に板厚の薄い肉薄部をプレス加工によって形成し、肉厚が相対的に厚くなる肉厚部との間に段部を形成した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−７３３１９号公報（要約の欄、図１）

特許文献１により提案された回転電機によれば、支持部の周囲の強度をプレス加工により加工硬化させることで底部の強度が増加し、アーマチュアの振れ回りによる振動や騒音の発生を防止できる効果があり、また、薄肉とすることで、板厚が減少する分だけフレーム内の空間を大きくすることができる効果がある。

しかし、上記のように構成されたフレーム構造においては、軸受支持部周囲の段部を形成するためのプレス金型構成が複雑であり、生産性の悪化、金型製造コストの増大を招くことになる。また、フレーム円管部と底面を繋ぐ角部が直角となっていることより、フレームがロータ側およびロータと反対側の両方に振動することができ、騒音悪化につながりやすい問題がある。

この発明では、上記のような問題を解決するためになされたもので、フレーム底面部の肉厚を均等のままとし、プレス金型構成を単純化し、生産性の悪化、金型製造コストの増大を抑制し、且つ回転電機の全長を長くすることなく振動、騒音対策が可能となるフレーム形状の回転電機を提供することを目的とする。

この発明による回転電機は、有底筒形状に構成され、底面部にベアリングの支持部を備えたフレームを有する回転電機であって、上記有底筒形状のフレームは、鋼板のプレス加工により形成され、ステータまたはマグネットが固定される円管部と上記底面部をつなぐ角部の内角が７０度以上９０度未満であることを特徴とするものである。

この発明によれば、プレス金型構成を単純化し、生産性の悪化、金型製造コストの増大を抑制し、且つ回転電機の全長を長くすることなく振動、騒音対策が可能となるフレーム形状の回転電機を提供することができる。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る回転電機の好適な実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機、例えば、ブラシレスモータの断面図で
、図２はフレーム形状図である。
図１において、ブラシレスモータ１は、有底筒形状をしたフレーム２を備え、フレーム２の円管部２ａの内周にコイル巻線３が施されたステータ４が圧入等で固定されている。また、ステータ４の内周面と所定のギャップを介してロータ５が配設されている。ロータ５は、シャフト６に接着等で固定されたマグネット７を有しており、フレーム２に設けられたベアリングケース部８に保持されるベアリング９と、ハウジング１０に設けられたベアリングケース部１１に保持されるベアリング１２とによって回転自在に支持されている。また、フレーム２は鋼板のプレスによって形成されている。

図２はフレーム形状図であって、フレーム２は、円管部２ａと底面部２ｂを繋ぐ角部の内角が９０度未満に構成されている。

実施の形態１に係る回転電機１は上記ように構成されている。そして、この回転電機１を駆動すると、ロータ５のシャフト６の先端５ａから伝わる取り付け機器側からの振動伝搬、ロータ５自身の磁気的振動、あるいはロータ５の回転アンバランスなどのロータ５の振れ回りによりフレーム２の底面部２ｂに振動が発生する。しかし、フレーム２の円管部２ａと底面部２ｂを繋ぐ角部の内角が９０度未満に構成されていることにより、底面部２ｂにロータ５と反対側へ変位するための荷重が増し、ロータ加振力による底面部２ｂのロータ５と反対側への振動が抑制され、振動、騒音の低減効果をもたらすことが出来る。

また、実施の形態１に係る回転電機１のフレーム２の形状は、円管部２ａと底面部２ｂを繋ぐ角度が９０度に構成されている従来構造のフレームに対して、相違点が円管部２ａと底面部２ｂを繋ぐ角度のみであり、製造する際のプレス金型構成の変更及び追加工程なしに実現可能であり、生産性の悪化、金型製造コストの増大を生じさせることなく振動、騒音の低減効果をもたらすことが出来る。

また、別の効果として、図１に示すようなブラシレスモータにおいては、コイル巻線３が施されたステータ４のコイル端１３のフレーム底面部２ｂ側の端部位置は、マグネット７のフレーム底面部２ｂ側の端部位置より、フレーム底面部２ｂ側に位置するので、円管部２ａと底面部２ｂを繋ぐ角度の内角を９０度未満に構成することにより、ブラシレスモータ１の内部の空間を有効に利用することが出来、全長を長くすることなく振動、騒音の低減効果をもたらすことが出来る。

更に、フレーム２の円管部２ａと底面部２ｂを繋ぐ角度の内角は、９０度未満７０度以上が望ましく、７０度未満の場合には、コイル端１３のフレーム底面部２ｂ側の端部位置とフレーム２の底面部２ｂの空間が大きくなるため、全長が長くなる欠点が生じる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２に係る回転電機、例えば、ブラシ付モータの断面図で、図４はフレーム形状図である。
図３において、ブラシ付モータ３０は、有底筒形状をしたフレーム３１を備え、フレーム３１の円管部３１ａの内周にマグネット３２がホルダ３３を介して圧入等で固定されている。また、マグネット３２の内周面と所定のギャップを介してアーマチュア３４が配設されている。アーマチュア３４は、シャフト３５に固定した複数のティースにコイル巻線３６を施して形成されており、フレーム３１に設けられたベアリングケース部３７に保持されるベアリング３８と、ハウジング３９に設けられたベアリングケース部４０に保持されるベアリング４１によって回転自在に支持されている。また、フレーム３１は鋼板のプレスによって形成されている。

図４はフレーム形状図であって、フレーム３１は、円管部３１ａと底面部３１ｂを繋ぐ
角部の内角が９０度を超える角度で構成されている。

実施の形態２に係る回転電機３０は上記ように構成されている。そして、この回転電機３０を駆動すると、アーマチュア３４のシャフト３５の先端３４ａから伝わる取り付け機器側からの振動伝搬、アーマチュア３４自身の磁気的振動、あるいはアーマチュア３４の回転アンバランスなどのアーマチュア３４の振れ回りによりフレーム底面部３１ｂの振動が発生する。しかし、フレーム３１の円管部３１ａと底面部３１ｂを繋ぐ角部の内角が９０度を超える角度に構成されていることにより、底面部３１ｂにアーマチュア３４側へ変位するための荷重が増し、アーマチュア加振力による底面部３１ｂのアーマチュア３４側への振動が抑制され、振動、騒音の低減効果をもたらすことが出来る。

実施の形態２に係る回転電機３０のフレーム３１の形状は、実施の形態１と同様、円管部３１ａと底面部３１ｂを繋ぐ角度が９０度に構成されている従来構造のフレームに対して、相違点が円管部３１ａと底面部３１ｂを繋ぐ角度のみであり、製造する際のプレス金型構成の変更及び追加工程なしに実現可能であり、生産性の悪化、金型製造コストの増大を生じさせることなく振動、騒音の低減効果をもたらすことが出来る。

また、別の効果として、図３のようなブラシ付きモータ３０においては、コイル巻線３６のコイル端４２におけるフレーム底面部３１ｂ側の端部位置は、マグネット３２のフレーム底面部３１ｂ側の端部位置より、フレーム底面部３１ｂ側に位置するので、円管部３１ａと底面部３１ｂを繋ぐ角度の内角が９０度を超える角度に構成することで、ブラシ付きモータ３０の内部の空間を有効に利用することが出来、全長を長くすることなく振動、騒音の低減効果をもたらすことが出来る。

更に、フレーム３１の円管部３１ａと底面部３１ｂを繋ぐ角度の内角は、９０度を超え、１１０度以下の角度が望ましく、１１０度以上の場合には、コイル端４２のフレーム底面部３１ｂ側の端部位置とフレーム３１の底面部３１ｂの空間が大きくなるため、全長が長くなる欠点を生じる。

実施の形態３．
次に実施の形態３について説明する。図５は実施の形態３に係る回転電機、例えば、ブラシレスモータのフレーム形状図である。
ブラシレスモータの全長に取り付け上の制約が無ければ、図１に示すブラシレスモータ１に、図５に示す形状のフレーム５０、即ち、円管部５０ａと底面部５０ｂを繋ぐ角度の内角が９０度を超える角度のフレーム５０を織り込んでも、生産性の悪化、金型製造コストの増大を生じさせることなく振動、騒音の低減効果をもたらすことが出来る。

実施の形態４．
次に実施の形態４について説明する。図６は実施の形態４に係る回転電機、例えば、ブラシ付きモータのフレーム形状図である。
ブラシ付きモータの全長に取り付け上の制約が無ければ、図３のブラシ付きモータ３０に、図６に示す形状のフレーム６０、即ち、円管部６０ａと底面部６０ｂを繋ぐ角度の内角が９０度未満であるフレーム６０を織り込んでも、生産性の悪化、金型製造コストの増大を生じさせることなく振動、騒音の低減効果をもたらすことが出来る。

この発明に係る回転電機は、油圧ポンプを備えた電動油圧式パワーステアリング装置を駆動する回転電機に利用できる。

この発明の実施の形態１に係る回転電機の断面図である。 図１に示す回転電機のフレーム形状図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の断面図である。 図３に示す回転電機のフレーム形状図である。 実施の形態３に係る回転電機のフレーム形状図である。 実施の形態４に係る回転電機のフレーム形状図である。

符号の説明

１ ブラシレスモータ
２，３１，５０，６０ フレーム
２ａ，３１ａ，５０ａ，６０ａ 円管部
２ｂ，３１ｂ，５０ｂ，６０ｂ 底面部
３，３６ コイル巻線
４ ステータ
５ ロータ
６，３５ シャフト
７，３２ マグネット
８，１１，３７，４０ ベアリングケース部
９，１２，３８，４１ ベアリング
１０，３９ ハウジング
１３，４２ コイル端
３０ ブラシ付モータ
３３ ホルダ
３４ アーマチュア

Claims (1)

1. 有底筒形状に構成され、底面部にベアリングの支持部を備えたフレームを有する回転電機であって、上記有底筒形状のフレームは、鋼板のプレス加工により形成され、ステータまたはマグネットが固定される円管部と上記底面部をつなぐ角部の内角が７０度以上９０度未満であることを特徴とする回転電機。

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