JPH09135560A - 回転電機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネットの空転を防止する。 【解決手段】 筒形状のヨーク１１と、複数個の収容区
画３１が形成されヨーク内周に嵌入されたマグネットホ
ルダ３０と、各収容区画に収容された複数個のマグネッ
ト２０と、マグネットホルダ、マグネット群の内側に圧
入されマグネット押さえ鍔部４３が形成された筒形状の
マグネットカバー４０とを備え、マグネットホルダに没
設された回り止め凹部３４にヨークに突設された回り止
め凸部１５が係合されている固定子において、マグネッ
トカバー４０の反マグネットホルダ側端に突設の抜け止
め鍔部４５を係合されたヨーク内周の抜け止め環状溝４
６の幅Ａが、回り止め凹部３４と回り止め凸部１５との
軸方向の係合代Ｂよりも小さく設定されている。 【効果】 万一マグネットカバーが軸方向に移動しても
Ａ＜Ｂにより回り止め凹部と凸部との係合は解除しない
ため、マグネットは空転しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の固定子
に関し、特に、界磁極を構成するマグネット（永久磁
石）の固定構造の改良に係り、例えば、自動車に搭載さ
れる車載用モータの固定子に利用して有効なものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車載用モータの固定子として、一端が開
放し他端が閉塞した円筒形状に形成されているヨーク
と、複数個の収容区画が隔壁を挟んで周方向に環状に配
された円筒形状に形成されてヨーク内周に嵌入されてい
るマグネットホルダと、このマグネットホルダの各収容
区画にそれぞれ収容されている複数個のマグネットと、
円筒形状に形成されてマグネットホルダおよびマグネッ
ト群の内側に嵌入されておりマグネットホルダと反対側
の端部にマグネットの軸方向端面と対向するマグネット
押さえ鍔部が形成されているマグネットカバーとを備え
ているものがある。この固定子において、マグネットホ
ルダの外周には複数個の回り止め凹部が間隔を置いて没
設されているとともに、ヨークの内周には複数個の回り
止め凸部が間隔を置いて突設されており、各回り止め凹
部と各回り止め凸部とがそれぞれ係合された状態になっ
ている。さらに、ヨークの開口端部には雌印籠部が形成
され、この雌印籠部にヨークと共にモータハウジングを
構成するエンドブラケット（端板）の雄印籠部が嵌合さ
れている。

【０００３】この固定子においては、マグネットの周方
向の位置決めはマグネットホルダの回り止め凹部とヨー
クの回り止め凸部との係合によって確保されることにな
る。すなわち、各マグネットはマグネットホルダの各収
容区画にそれぞれ収容されることにより、マグネットホ
ルダに位置決めされており、このマグネットホルダは回
り止め凹部が回り止め凸部に係合されることによりヨー
クに位置決めされている。

【０００４】また、マグネットの軸方向の位置決め（抜
け止め）はマグネットカバーの圧入力よって確保される
ことになる。すなわち、マグネットホルダに保持された
マグネット群はその内周側にマグネットカバーが圧入さ
れることによりヨークに固定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した車載
用モータの固定子おいては、マグネットカバーの圧入力
が何らかの原因によって低下した場合にはマグネットお
よびマグネットホルダはモータの振動によって軸方向に
移動してしまうため、マグネットホルダの回り止め凹部
とヨークの回り止め凸部との係合が解除してしまい、マ
グネットがアーマチュアの反力によって周方向に移動さ
れてしまう。

【０００６】本発明の目的は、マグネットホルダの回り
止め凹部とヨークの回り止め凸部との係合の解除を防止
することができる回転電機の固定子を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る回転電機の
固定子は、ヨークの内周面に没設された抜け止め凹部内
にマグネットカバーのマグネット押さえ鍔部よりも軸方
向外側位置に径方向外向きに突設された抜け止め鍔部が
係合されており、この抜け止め凹部の軸方向幅がマグネ
ットホルダの回り止め凹部とヨークの回り止め凸部との
軸方向の係合代よりも小さく設定されていることを特徴
とする。

【０００８】前記した手段によれば、万一、マグネット
カバーの圧入力が何らかの原因によって低下してマグネ
ットおよびマグネットホルダが回転電機の振動によって
軸方向に移動したとしても、マグネットカバーの移動量
がヨークの抜け止め凹部とマグネットカバーの抜け止め
鍔部との間隙によって規制されているため、マグネット
ホルダの移動量は回り止め凹部と回り止め凸部との係合
を解除するまでには至らない。このようにしてマグネッ
トホルダの回り止め凹部とヨークの回り止め凸部との係
合は万一の場合であっても維持されるため、マグネット
ホルダに保持されたマグネット群が周方向に回転するこ
とは確実に防止されることになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
回転電機の固定子を示す縦断面図である。図２はその主
要部を示しており、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は寸法
関係を示す拡大部分断面図である。

【００１０】本実施形態において、本発明に係る回転電
機の固定子は、車載用モータ（以下、モータという。）
１に使用されており、このモータの固定子１０はヨーク
１１と、複数個のマグネット２０と、マグネットホルダ
３０と、マグネットカバー４０と、エンドブラケット５
０とを備えている。

【００１１】ヨーク１１は鉄（Ｆｅ）等の磁性材料が用
いられて、一端が開口し他端が閉塞した円筒形状に絞り
プレス加工等により一体成形されており、閉塞壁にはモ
ータ１の回転子２を支承するための軸受を収容する軸受
収容部１２が小径の短尺円筒形状に一体的に成形されて
いる。軸受収容部１２と大径円筒形状の胴部１４との間
には台形円錐筒形状の連結部１３が両者を連結するよう
に一体的に成形されており、胴部１４の連結部１３との
境目にはマグネットホルダ３０の周方向の位置決めを確
保するための回り止め凸部１５が複数個（本実施形態に
おいては４個）、軸方向の同一深さ位置において周方向
に等間隔に配されて径方向内向きにエンボス加工により
一体的に突設されている。

【００１２】他方、ヨーク１１の開口端部にはフランジ
１６が径方向外向きに筒心と直交するように一体的に突
設されており、フランジ１６にはエンドブラケット５０
を締結するためのボルト１８を挿通する挿通孔１７が複
数個開設されている。また、ヨーク１１の開口端部内周
面にはエンドブラケット５０の雄印籠部と結合する雌印
籠部１９が、切削加工等の適当な手段によりヨーク１１
の胴部１４の内径と同心円に一定深さ一定幅に形成され
ている。さらに、ヨーク１１の内周面における雌印籠部
１９の近傍には、マグネットカバー４０の軸方向の移動
を制限するための抜け止め凹部としての環状溝４６が一
定幅一定深さに没設されており、環状溝４６の幅Ａは後
記する式（１）を満足するように設定されている。

【００１３】本実施形態において、マグネット２０はフ
ェライト磁石や稀土類金属系永久磁石の一例であるネオ
ジウム鉄ボロン（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）磁石が用いられて一
体的に形成されており、同一形状のものが４個用意され
ている。各マグネット２０はヨーク１１の胴部１４の長
さ以下の長さを有し、幅方向においてヨーク１１の内周
に沿って彎曲した円弧形状を有する六面体に一体成形さ
れている。そして、各マグネット２０の周方向の幅は後
記するマグネットホルダ３０の収容区画に位置決め状態
に嵌入するように設定されている。

【００１４】マグネットホルダ３０は樹脂等の適度な弾
性を有する非磁性材料が用いられて押出成形法等により
一体成形されており、全体的に前記ヨーク１１内に嵌入
する円筒形状に形成されている。このマグネットホルダ
３０の筒壁には４個の収容区画３１が互いに等しい位相
差で周方向に配列されて開設されている。すなわち、マ
グネットホルダ３０は断面略正方形の円形リング形状の
リング３２を備えており、リング３２の一端面には断面
略正方形の角柱形状の隔壁部３３が４本、周方向に９０
度置きに配されて直角に立設され、隣合う隔壁部３３、
３３によって収容区画３１がそれぞれ形成されている。
リング３２の径方向の奥行きおよび隔壁部３３の径方向
の厚さはマグネット２０の厚さよりも若干小さめに設定
されており、隔壁部３３の軸方向の長さ（高さ）はマグ
ネット２０よりも短く設定されているとともに、隣合う
隔壁部３３、３３の互いに対向する側面同士の間隔はマ
グネット２０の周方向の幅と等しく設定されている。し
たがって、収容区画３１はマグネット２０の高さよりも
低い高さと、マグネット２０の幅および厚さよりも若干
小さめの幅および厚さを有して相似する円弧形状の中空
室に形成されており、その一端面と外周面と内周面とは
それぞれ開放されている。

【００１５】マグネットホルダ３０のリング３２の外周
にはヨーク１１の回り止め凸部１５と嵌合する回り止め
凹部３４が複数個（本実施形態では４個）、周方向に等
間隔を置かれて径方向内向きに没設されており、各回り
止め凹部３４と各回り止め凸部１５とは互いに嵌合する
ようにそれぞれ構成されている。また、回り止め凹部３
４と回り止め凸部１５との軸方向の係合代Ｂは後記する
式（１）を満足するように設定されている。

【００１６】マグネットカバー４０は鉄等の磁性材料か
ら成る極薄い板が使用されて深絞り加工により一体成形
されており、円筒形状に形成された本体４１を備えてい
る。本体４１はその外径が後記するように４個のマグネ
ット２０が構成する円筒の内径よりも若干大径の円筒形
状に形成されている。マグネットカバー本体４１の一端
部には小さい幅の内向き鍔部４２が径方向内向きに彎曲
されており、マグネットカバー本体４１の他端部にはマ
グネット押さえ鍔部４３が径方向外向きに直角に屈曲さ
れている。マグネット押さえ鍔部４３の径方向の奥行き
はマグネット２０の径方向奥行きよりも若干小さく設定
されている。

【００１７】マグネット押さえ鍔部４３の外周端辺には
大径部４４が本体４１の外径よりも大径の短尺円筒形状
に連設されており、この大径部４４の軸方向端部には抜
け止め鍔部４５が径方向外向きに突設されている。この
抜け止め鍔部４５はヨーク１１の内周面における雌印籠
部１９の近傍に没設された抜け止め凹部としての環状溝
４６に係合するように設定されている。すなわち、抜け
止め鍔部４５の外径Ｃはヨーク１１の内径Ｄよりも若干
大径に設定されている。また、環状溝４６の幅Ａはヨー
ク１１の回り止め凸部１５とマグネットホルダ３０の回
り止め凹部３４との係合代Ｂに対して、次式（１）を満
足するように設定されている。 Ａ＜Ｂ・・・（１）

【００１８】エンドブラケット５０はアルミニウムや樹
脂が使用されてダイカスト法や樹脂成形法によって一体
成形されており、ヨーク１１の開口側端面に被せられる
略円盤形状に形成された本体５１を備えている。エンド
ブラケット本体５１の一端面にはブラシ装置収容区画５
２が円形の穴形状に大きく没設されており、この収容区
画５２の底には軸受収容部５３が同軸に開設されてい
る。また、エンドブラケット本体５１の外周にはヨーク
１１のフランジ１６と対となってフランジ継手を構成す
るフランジ５４が径方向外向きに突設されており、この
フランジ５４には雌ねじ孔５５が開設されている。

【００１９】エンドブラケット本体５１のブラシ装置収
容区画５２の開口縁辺には、ヨーク１１の雌印籠部１９
に印籠結合する短尺円筒形状の雄印籠部５６が軸方向外
向きに直角に突設されている。すなわち、雄印籠部５６
の円筒の内径はヨーク１１の内径よりも小さく設定され
ている。また、雄印籠部５６の軸方向の長さ（高さ）は
雌印籠部１９の軸方向の長さ（深さ）と等しく設定さ
れ、周方向に一定に形成されている。

【００２０】次に、前記構成に係る各部品によるモータ
の固定子の組立作業を説明することにより、本実施形態
に係るモータの固定子の構成、その作用効果を説明す
る。

【００２１】マグネットホルダ３０の各収容区画３１に
マグネット２０が１個ずつ収容され、このマグネットホ
ルダ３０がヨーク１１の胴部１４内に開口から嵌入され
る。この際、マグネットホルダ３０の各回り止め凹部３
４がヨーク１１の各回り止め凸部１５にそれぞれ嵌合さ
れる。この回り止め凹部３４と回り止め凸部１５との嵌
合によって、マグネットホルダ３０はヨーク１１の胴部
１４に回り止めされるとともに、閉塞壁の方向への移動
を阻止された状態になる。この状態において、各マグネ
ット２０はマグネットホルダ３０の収容区画３１に１個
ずつ収容されているため、マグネットホルダ３０を介し
てヨーク１１に回り止めされるとともに、閉塞壁の方向
への移動を阻止された状態になる。

【００２２】なお、組み付け順序は、マグネットホルダ
３０をヨーク１１に嵌入した後に、マグネットホルダ３
０に各マグネット２０を挿入する順序でもよい。

【００２３】次に、４個のマグネット２０およびマグネ
ットホルダ３０の４本の隔壁部３３が構成する円周面に
沿ってマグネットカバー４０がヨーク１１の開口から圧
入される。このマグネットカバー４０の圧入によって各
マグネット２０がヨーク１１側に押圧されるとともに、
各マグネット２０の開口側の肩部がマグネットカバー４
０のマグネット押さえ鍔部４３によって押さえられる。
また、マグネットカバー４０の大径部４４はヨーク１１
の開口部内周に圧入された状態になる。さらに、マグネ
ットカバー４０の抜け止め鍔部４５はヨーク１１のフラ
ンジ１６側の内周面部（内径Ｄ部分）を内周側に弾性変
形しながら通過し、環状溝４６の部位（内径Ｃ部位）に
達すると、抜け止め鍔部４５は弾性的に復元して環状溝
４６に係合した状態になる。

【００２４】他方、エンドブラケット５０の軸受収容区
画５３に軸受７が収容されるとともに、ブラシ装置収容
区画５２にブラシ装置８が収容され、このエンドブラケ
ット５０にモータ１の回転子２が挿入される。ここで、
回転子２は回転子軸３の外周にアーマチュア４およびコ
ミテータ５が固定的に装備されており、コミテータ５側
を先方にしてエンドブラケット５０のブラシ装置収容区
画５２の開口からブラシ装置８に挿入されて、軸受７に
回転子軸３の一端部が支持される。回転子軸３の一端部
が軸受７に収容された状態において、ブラシ装置８の各
ブラシ９はコミテータ５の外周面に当接される。

【００２５】そして、エンドブラケット５０に装備され
た回転子２はヨーク１１におけるマグネットカバー４０
の内側に挿入される。この際、回転子２はアーマチュア
４側を先方にされてヨーク１１の開口からマグネットカ
バー４０の内側に挿入され、ヨーク１１の閉塞壁側軸受
収容部１２に予め収容された軸受６に回転子軸３の一端
部が支持される。回転子軸３の一端部が軸受６に支持さ
れた状態において、アーマチュア４はマグネットカバー
４０に被覆された各マグネット２０に対向した状態にな
る。続いて、ヨーク１１側のフランジ１６に開設された
各ボルト挿通孔１７にボルト１８が挿通されて、エンド
ブラケット５０側のフランジ５４の雌ねじ孔５５にねじ
込まれ、ヨーク１１とエンドブラケット５０とが締結さ
れる。

【００２６】以上のようにして製造されたモータ１がア
ーマチュア４にブラシ装置８によって通電されて運転さ
れると、回転子２の回転に伴う振動がヨーク１１やマグ
ネットホルダ３０およびマグネットカバー４０に伝達さ
れるため、マグネットカバー４０の圧入による固定状態
が緩む可能性がある。万一、マグネットカバー４０の固
定状態が緩んでマグネットカバー４０が軸方向に遊動す
ることにより、ヨーク１１の回り止め凸部１５とマグネ
ットホルダ３０の回り止め凹部３４との係合が解除され
ると、この回り止め凸部１５と回り止め凹部３４との係
合によってヨーク１１に回り止めされたマグネットホル
ダ３０が周方向に遊動し得る状態になってしまうため、
このマグネットホルダ３０に保持されてヨーク１１に回
り止めされたマグネット２０群の周方向の位置はヨーク
１１に対してずれ得る状態になってしまう。この状態
で、マグネット２０群にアーマチュア４の回転力による
反力が加わると、マグネット２０群は空転する可能性が
ある。

【００２７】しかし、本実施形態においては、マグネッ
トカバー４０の抜け止め鍔部４５を係合されてマグネッ
トカバー４０の軸方向の移動を規制した状態になってい
るヨーク内周面の環状溝４６の幅Ａが、ヨーク１１の回
り止め凸部１５とマグネットホルダ３０の回り止め凹部
３４との軸方向の係合代Ｂよりも小さく設定されている
ため、回り止め凸部１５と回り止め凹部３４との係合状
態が解除することはない。すなわち、万一、モータ１の
運転による振動等によってマグネットカバー４０の固定
状態が緩んでマグネットカバー４０が軸方向に移動した
としても、マグネットカバー４０の移動量は最大でも、
抜け止め鍔部４５が挿入した環状溝４６の幅Ａに制限さ
れるため、軸方向の係合代Ｂがこの幅Ａよりも大きい値
を有する回り止め凸部１５と回り止め凹部３４との係合
状態は必然的に解除されることはない。

【００２８】本実施形態によれば、万一、マグネットカ
バー４０の固定状態が緩んだとしても、ヨーク１１の回
り止め凸部１５とマグネットホルダ３０の回り止め凹部
３４との係合状態は確実に維持されるため、このマグネ
ットホルダ３０に保持されてヨーク１１に回り止めされ
たマグネット２０群がヨーク１１に対して周方向に位置
ずれを起こすことは未然に防止されることになる。その
結果、マグネット２０群の周方向の位置ずれによって、
モータ１の出力が低下してしまう事態の発生は防止する
ことができる。

【００２９】なお、前記実施形態においては、マグネッ
トカバーの抜け止め構造として、ヨーク１１の内周面に
没設した環状溝４６とマグネットカバー４０の抜け止め
鍔部４５とを係合させた構造を使用したが、環状溝４６
を間欠的な凹部に形成し、抜け止め鍔部４５を対応する
数の凸部を有するものに形成し、それら凹凸部を係合さ
せるように構成してもよい。このように構成した場合に
はマグネットカバー４０自身に周方向の位置決め機能お
よび回り止め機能を付与することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
万一、マグネットカバーの固定状態が緩んだとしても、
ヨークの回り止め凸部とマグネットホルダの回り止め凹
部との係合状態は確実に維持されるため、このマグネッ
トホルダに保持されてヨークに回り止めされたマグネッ
ト群がヨークに対して周方向に位置ずれを起こす事態を
未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である回転電機の固定子を
示す縦断面図である。

【図２】その主要部を示しており、（ａ）は分解斜視
図、（ｂ）は寸法関係を示す拡大部分断面図である。

【符合の説明】

１…車載用モータ（回転電機）、２…回転子、３…回転
子軸、４…アーマチュア、５…コミテータ、６、７…軸
受、８…ブラシ装置、９…ブラシ、１０…固定子、１１
…ヨーク、１２…軸受収容部、１３…連結部、１４…胴
部、１５…回り止め凸部、１６…フランジ、１７…ボル
ト挿通孔、１８…ボルト、１９…雌印籠部、２０…マグ
ネット、３０…マグネットホルダ、３１…マグネット収
容区画、３２…リング、３３…隔壁部、３４…回り止め
凹部、４０…マグネットカバー、４１…マグネットカバ
ー本体、４２…内向き鍔部、４３…マグネット押さえ鍔
部、４４…大径部、４５…抜け止め鍔部、４６…環状溝
（抜け止め凹部）、５０…エンドブラケット、５１…エ
ンドブラケット本体、５２…ブラシ装置収容区画、５３
…軸受収容部、５４…フランジ、５５…雌ねじ孔、５６
…雄印籠部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒形状に形成されているヨークと、複数
   個の収容区画が隔壁を挟んで周方向に環状に配された筒
   形状に形成されヨーク内周に嵌入されるマグネットホル
   ダと、このマグネットホルダの各収容区画にそれぞれ収
   容されている複数個のマグネットと、筒形状に形成され
   てマグネットホルダおよびマグネット群の内側に圧入さ
   れておりマグネットホルダと反対側の端部にマグネット
   の軸方向端面と対向するマグネット押さえ鍔部が形成さ
   れているマグネットカバーとを備えており、前記マグネ
   ットホルダに周方向に間隔を置いて没設された複数個の
   回り止め凹部に前記ヨークに周方向に間隔を置いて突設
   された複数個の回り止め凸部がそれぞれ係合されている
   回転電機の固定子において、 前記ヨークの内周面に没設された抜け止め凹部内に前記
   マグネットカバーのマグネット押さえ鍔部よりも軸方向
   外側位置に径方向外向きに突設された抜け止め鍔部が係
   合されており、この抜け止め凹部の軸方向幅が前記マグ
   ネットホルダの回り止め凹部と前記ヨークの回り止め凸
   部との軸方向の係合代よりも小さく設定されていること
   を特徴とする回転電機の固定子。