JP2008067571A - モータ及び電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ステータをモータケースに対して圧入固定するに際して、ステータに生じる鉄損を低減させることにより、効率を確保することができるモータ及び電動ポンプを提供する。
【解決手段】モータ１１は、永久磁石２１が外嵌されたロータ２０の外周面に一定の距離を隔てて対向する内周面を有してなるステータ１５が、その外周面を圧入面としてモータケース１２に圧入固定されてなる。当該モータ１１において、モータケース１２の内周面には複数の突部３１を形成した。また、ステータ１５の外周面には突部３１に係合する凹部３２を形成した。そして、ステータ１５をモータケース１２に圧入した際、ステータ１５はその凹部３２の内底面を圧入面としてモータケース１２に固定されてなる。モータケース１２の突部３１がステータ１５の凹部３２に係合することにより、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転が規制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ及び電動ポンプに関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるようなモータが知られている。すなわち、図６に示すように、当該モータ９１は、モータケース９２の内周面に固定された円筒状のステータ９３を備えてなる。ステータ９３は高透磁率を有する磁性材料である鋼材により形成された複数枚の電磁綱板が重ね合わせられることにより構成されている。図７に併せて示されるように、ステータ９３の内周面には、複数のティース９３ａが所定間隔をおいて突設されるとともに、それらティース９３ａには導線が巻回されることによりコイル９４が形成されている。

また、図６に示されるように、モータケース９２には、出力軸９５が一対の軸受け９６ａ，９６ｂを介して回転可能に挿入支持されるとともに、当該出力軸９５にはロータ９７が一体回転可能に設けられている。ロータ９７の外周面には、筒状の磁石９８が固定されるとともに、当該磁石９８は、その外周面がステータ９３の内周面（正確には、複数のティース９３ａの先端面）に若干の隙間を介して対向するように設けられている。すなわち、ロータ９７及び磁石９８は、ステータ９３の内側（正確には、複数のティース９３ａの先端面間）に形成される空間内に回転可能に保持されている。そして、前記コイル９４への通電を通じて生じる回転磁界によりロータ９７は回転する。

このように構成されるモータは、車両の燃料ポンプ、ウォーターポンプ、オイルポンプ及びトランスミッション用油圧ポンプ等として好適な電動ポンプの駆動源として使用されている。例えば特許文献２には、部品点数の低減及び小型化の観点から、モータの出力軸とポンプの駆動軸とを単一の軸により兼用するようにした電動ポンプが開示されている。
特開２００５−１６８０９８号公報 特開２００５−３３７０２５号公報

ところが、前記従来のモータでは、ステータはモータケースに圧入することにより取り付けられる。このため、次のような問題が懸念されていた。すなわち、図７に示されるように、ステータ９３は、横断面の外周形状が円形となるように形成されるとともに、モータケース９２は、横断面の内周形状が円形となるように形成されている。また、ステータ９３の外径は、モータケース９２の内径とほぼ同じ又は若干大きく設定されている。そして、モータケース９２の一端開口部からステータ９３を所定の圧入力で押し込むことにより、ステータ９３は、その外周面がモータケース９２の内周面に密接した状態で固定される。

このように、ステータ９３をモータケース９２に圧入固定した場合、ステータ９３は、その全周においてモータケース９２からの圧縮力（外部応力）を受ける。その結果、ステータ９３には、その中心方向から外方へ向かう圧縮応力（内部応力）が発生する。ステータ９３にこのような圧縮応力が発生すると、ステータ９３の磁気特性が劣化して鉄損が増加することが一般に知られている。ステータ９３のモータケース９２に対する相対回転を好適に防止するためには、ステータ９３の外径とモータケース９２の内径との寸法差である圧入代を、ある程度確保する必要がある。しかし、圧入代を増やすにつれて、ステータ９３に生じる圧縮応力、ひいては鉄損が増大する。そして、ステータ９３の鉄損が増大するにつれて、モータ９１の発熱量が多くなり、モータ９１の効率の低下にもつながる。このような問題は、モータケース９２にステータ９３を圧入固定する構成を採用するモータ全般について生じる。

近年では、車両においては依然として電子化の傾向にあるため、消費電力のいっそうの低減化が求められている。モータについても例外ではなく、効率のさらなる確保が求められている。また、モータを前述の電動ポンプの駆動源として採用する場合において、モータの効率の低下は、電動ポンプの出力の低下につながる。この点からも、モータの効率のさらなる確保に対する強い要望がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ステータをモータケースに対して圧入固定するに際して、ステータに生じる鉄損を低減させることにより、効率を確保することができるモータ及び電動ポンプを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、ロータの外周面に一定の距離を隔てて対向する内周面を有してなるステータが、その外周面を圧入面としてモータケースに圧入固定されてなるモータにおいて、ステータの外周面とモータケースの内周面との間には、互いの一部が係合することによりステータのモータケースに対する相対回転を規制する係合構造を設けるようにしたことをその要旨とする。

本発明によれば、ステータの一部がモータケースの一部に係合することにより、ステータのモータケースに対する相対回転が規制される。このため、ステータの外径とモータケースの内径との寸法差である圧入代を小さくすることが可能となる。したがって、ステータをモータケースに対して圧入固定するに際して、ステータに発生する圧縮応力が小さくなる。そして、当該圧縮応力に起因して生じる鉄損を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記係合構造は、ステータの外周面に形成された凹部又は突部と、前記モータケースの内周面に形成されるとともにステータの凹部又は突部に係合する突部又は凹部とを備えて構成し、ステータをモータケースに圧入した際、ステータはその凹部の内底面又は突部の先端面を圧入面としてモータケースに固定されるように構成したことをその要旨とする。

本発明によれば、ステータをモータケースに圧入した際、ステータの凹部又は突部にはモータケースの突部又は凹部が係合する。ステータに凹部又は突部を形成するとともに、モータケースに突部又は凹部を形成するといった簡単な構成により、ステータのモータケースに対する相対回転が規制される。このため、ステータをモータケースに対する圧入でのみ固定するようにした場合と異なり、圧入代（ここでは、ステータの凹部の深さとモータケースの突部の突出高さとの寸法差、又はステータの突部の突出高さとモータケースの凹部の深さとの寸法差）を小さくすることが可能となる。さらに、本発明によれば、ステータの凹部の内底面又は突部の先端面を圧入面としたことにより、ステータの外周面の全体を圧入面とした場合に比べて、圧入面の面積が小さくなる。これらのことから、ステータに発生する圧縮応力が小さくなる。そして、当該圧縮応力に起因して生じる鉄損を低減することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記係合構造は、ステータの外周面に形成された凹部又は突部と、前記モータケースの内周面に形成されるとともにステータの凹部又は突部に係合する突部又は凹部と、を備えて構成し、ステータをモータケースに圧入した際、ステータはその外周面における凹部又は突部が形成されない部位を圧入面としてモータケースに固定されるように構成したことをその要旨とする。

本発明によれば、ステータをモータケースに圧入した際、ステータの凹部又は突部にはモータケースの突部又は凹部が係合する。ステータに凹部又は突部を形成するとともに、モータケースに突部又は凹部を形成するといった簡単な構成により、ステータのモータケースに対する相対回転が規制される。このため、ステータをモータケースに対する圧入でのみ固定するようにした場合と異なり、圧入代を小さくすることが可能となる。さらに、本発明によれば、ステータの外周面における凹部又は突部が形成されない部位を圧入面としたことにより、ステータの外周面の全体を圧入面とした場合に比べて、凹部の開口面積又は突部の形成面積の分だけ圧入面の面積が小さくなる。これらのことから、ステータに発生する圧縮応力が小さくなる。そして、当該圧縮応力に起因して生じる鉄損を低減することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のモータにおいて、ステータをモータケースに圧入した際に、ステータの外周面とモータケースの内周面との間には隙間が形成されるようにしたことをその要旨とする。

本発明によれば、ステータの凹部の内底面又は突部の先端面にのみ、モータケースの突部又は凹部による圧縮力が作用する。換言すれば、ステータの外周面において、凹部又は突部が形成された部位以外の部位には、モータケースによる圧縮力が作用することはない。また、ステータをモータケースに圧入した状態において、ステータの外周面とモータケースの内周面との間には隙間が形成されることから、ステータが複数枚の電磁綱板を重ね合わせられることにより構成される場合には、それら電磁綱板間の導通損が抑制される。このため、モータの効率が高められる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のモータにおいて、ステータの凹部の深さはモータケースの突部の突出高さよりも大きく、又はステータの突部の突出高さはモータケースの凹部の深さよりも小さく設定するようにしたことをその要旨とする。

本発明によれば、ステータをモータケースに圧入した際に、モータケースの突部の先端面とステータの凹部の内底面との間、又はモータケースの凹部の内底面とステータの突部の先端面との間には隙間が形成される。すなわち、モータケースの突部の先端面がステータの凹部の内底面に当接すること、又はモータケースの凹部の内底面がステータの突部の先端面に当接することはない。このようにすれば、ステータの外周面とモータケースの内周面とが確実に密接状態に保たれる。そして、このようにした場合であれ、ステータに発生する圧縮応力が小さくなる。ひいては、当該圧縮応力に起因してステータに生じる鉄損を低減することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項５のうちいずれか一項に記載のモータにおいて、ステータの突部又は凹部並びにモータケースの突部又は凹部は、それらの軸線方向における全長にわたって形成するようにしたことをその要旨とする。

本発明によれば、モータケースの突部とステータの凹部との係合力が好適に確保されることにより、ステータのモータケースに対する相対回転を好適に規制することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項２〜請求項６のうちいずれか一項に記載のモータにおいて、ステータの凹部又は突部において、ステータの周方向において互いに対向する２つの内側面、又は互いに反対側に位置する２つの外側面には、外方へ向かうにつれて離間するテーパ面、又は外方へ向かうにつれて近接するテーパ面を形成するとともに、モータケースの突部又は凹部において、モータケースの周方向において互いに反対側に位置する２つの外側面、又は互いに対向する２つの内側面には、モータケースの中心へ向かうにつれて近接するテーパ面、又はモータケースの中心へ向かうにつれて離間するテーパ面を形成するようにしたことをその要旨とする。

本発明によれば、ステータの凹部又は突部とモータケースの突部又は凹部との係合が、それらの斜面と斜面との係合になるため、滑らかな係合関係が得られる。
請求項８に記載の発明は、モータとポンプとを一体として設けるとともに、モータの出力軸とポンプの駆動軸とを単一の軸により兼用するようにした電動ポンプにおいて、請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載のモータを採用するようにしたことをその要旨とする。

ステータの鉄損は、モータの特性に大きく影響する。本発明によれば、請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載のモータを採用することにより、ステータに生じる鉄損が低減される。その結果、モータの効率が改善され、ひいては電動ポンプの効率が改善される。

本発明によれば、ステータをモータケースに対して圧入固定するに際して、ステータに生じる鉄損を低減させることにより、モータ及び電動ポンプの効率を確保することができる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明をモータに具体化した第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。このモータは、例えば車両のウォーターポンプ、オイルポンプ及びトランスミッション用ポンプ等の補機類の駆動源として使用される。

＜全体構成＞
図１に示すように、モータ１１は、金属製のモータケース１２を備えてなる。モータケース１２は、一側面が開口した有底円筒状のケース本体１３と、当該ケース本体１３の開口部を閉塞する円板状のカバー１４とを備えてなる。モータケース１２（正確には、ケース本体１３）の内周面には、両端が開口した円筒状のステータ１５が圧入固定されている。ステータ１５は高透磁率を有する磁性材料である鋼材により形成された複数枚の図示しない電磁綱板が重ね合わせられることにより構成されている。図２に示されるように、ステータ１５の内周面には、複数（本実施の形態では、６つ）のティース１５ａが所定間隔をおいて突設されるとともに、それらティース１５ａには導線が巻回されることによりコイル１６が形成されている。

また、図２に示されるように、ステータ１５の外周面とモータケース１２（正確には、ケース本体１３）の内周面との間には、それらの全周にわたって若干の隙間が形成されている。そして、ステータ１５の外周面とケース本体１３の内周面との間には、互いの一部が係合することによりステータ１５のケース本体１３に対する相対回転を規制する係合構造が設けられている。これにより、ステータ１５のケース本体１３に対する相対的な回転が規制される。なお、当該係合構造については、後に詳述する。

図１に示されるように、ケース本体１３の内底面には、軸受け収容部１３ａが凹設されるとともに、当該軸受け収容部１３ａには軸受け（転がり軸受け）１７が圧入固定されている。また、カバー１４の中央部には貫通孔１４ａが形成されるとともに、当該貫通孔１４ａには軸受け１８が圧入固定されている。そして、モータケース１２には、出力軸１９が一対の軸受け（転がり軸受け）１７，１８を介して回転可能に挿入支持されている。この出力軸１９の一端はカバー１４を貫通して外部に突出している。

また、モータケース１２の内部において、出力軸１９には両端が開口した円筒状のロータ２０が一体回転可能に嵌挿されるとともに、ロータ２０の外周面には、両端が開口した円筒状の永久磁石２１が外嵌固定されている。この永久磁石２１の外周面とステータ１５の内周面（正確には、ティース１５ａの先端面）との間に若干の隙間が形成されるように、ロータ２０及び永久磁石２１の厚み、並びにティース１５ａのステータ１５の内周面からの突出高さが設定されている。すなわち、永久磁石２１の外周面とティース１５ａの先端面とはそれらの隙間を介して互いに対向している。したがって、前記コイル１６への通電を通じて生じる回転磁界により永久磁石２１が外嵌固定されたロータ２０は回転する。

＜係合構造＞
次に、ステータとモータケースとの係合構造について説明する。図２に示されるように、モータケース１２は、横断面（モータケース１２をその中心線に対して直角に切断したときの切り口の平面）の内周形状が円形となるように形成されている。モータケース１２、正確にはケース本体１３の内周面には、複数（本実施の形態では、４つ）の突部３１が形成されている。図３に併せて示されるように、突部３１は、プレス加工等によりモータケース１２の軸線方向における全長にわたって連続するように形成されている。また、図２に示されるように、４つの突部３１は、ケース本体１３の周方向において所定間隔をおいて均等に配置形成されている。突部３１において、ケース本体１３の周方向において互いに反対側に位置する外側面には、モータケース１２の中心へ向かうにつれて近接するように傾斜するテーパ面３１ａ，３１ｂが形成されている。

図２に示されるように、ステータ１５は、横断面（ステータ１５をその中心線に対して直角に切断したときの切り口の平面）の外周形状が円形となるように形成されている。ステータ１５の外周面には、複数（本実施の形態では、４つ）の凹部３２が形成されている。図３に併せて示されるように、凹部３２は、ステータ１５を構成する複数枚の図示しない電磁綱板の外周縁部がプレス等により打ち抜かれることにより図示しない切欠部が形成されるとともに、それら電磁綱板を切欠部が一致するように重ね合わせられることにより、ステータ１５の軸線方向における全長にわたって連続するように形成されている。また、図２に示されるように、４つの凹部３２は、ステータ１５の周方向において所定間隔をおいて均等に、且つモータケース１２の４つの突部３１に対応するように配設されている。凹部３２において、ステータ１５の周方向において互いに対向する２つの内側面には、ステータ１５の中心へ向かうにつれて近接するように傾斜するテーパ面３２ａ，３２ｂが形成されている。また、凹部３２の深さは、突部３１のケース本体１３の内周面に対する突出高さよりも若干小さく設定されている。

ステータ１５（凹部３２以外の部位）の外径は、モータケース１２（突部３１以外の部位）の内径よりも若干小さく設定されている。また、モータケース１２において互いに対向する２つの突部３１，３１の先端面間の距離は、ステータ１５において互いに反対側に位置する２つの凹部３２の内底面間の距離よりも若干小さく設定されている。すなわち、モータケース１２において互いに対向する２つの突部３１，３１の先端面間の距離と、ステータ１５において互いに反対側に位置する２つの凹部３２の内底面間の距離との差は、ステータ１５を、ケース本体１３の開口部を通じて圧入する際の圧入代となる。

そして、前述したように、ステータ１５は、ケース本体１３の開口部を通じて圧入されることにより、当該ケース本体１３の内周面に固定されている。正確には、ステータ１５は、４つの凹部３２の内底面を圧入面として、ケース本体１３の４つの突部３１の先端面間に固定される。そして、図２に示されるように、この状態において、ステータ１５の外周面とケース本体１３の内周面との間には若干の隙間が形成されている。すなわち、ステータ１５において、圧入面となる４つの凹部３２の内底面は、モータケース１２の４つの突部３１を通じて圧縮力（外部応力）を受ける。その結果、ステータ１５において、圧入面となる４つの凹部３２の内底面に対応する部位には、ステータ１５の中心から外方へ向かう圧縮応力が発生するものの、その他の部位に圧縮応力が発生することはない。このように、ステータ１５のモータケース１２に対する圧入部位が凹部３２の内底面に限定されることから、ステータ１５において圧縮応力の発生部位も凹部３２の内底面に対応する部位に限られる。したがって、ステータ１５をその全周を圧入面としてモータケース１２の内周面に固定するようにした場合と異なり、圧入面の総面積は大幅に減少し、ひいてはステータ１５に発生する圧縮応力が好適に抑制される。

前述したように、ステータ１５に内部応力が発生すると、ステータ１５の磁気特性が劣化して鉄損が増加することが一般に知られている。ここで、鉄損とは、電磁鋼板を積層したステータに回転磁界を加えることにより発生する損失（失われる電気エネルギ）をいう。鉄損は、コイルの導線の抵抗によって失われる電気エネルギである銅損と合わせて、モータ等の電気機械の効率を低下させる。鉄損は、鉄心（ここでは、ステータ１５を構成する電磁綱板）の磁区が交番磁界によって磁界の向きを変えるときの損失であるヒステリシス損と、鉄心（ここでは、ステータ１５を構成する電磁綱板）の中に生じる渦電流によって生じる渦電流損との和で表される。

本実施の形態によれば、前述したように、ステータ１５における圧縮応力の発生が抑制されるので、当該圧縮応力に起因する磁気特性の劣化が好適に抑制される。ひいては、ステータ１５の鉄損が低減することによりモータ１１の発熱量が抑制され、これによりモータ１１の効率が確保される。

さらに、本実施の形態では、突部３１の先端面を通じて凹部３２の内底面に作用する圧縮力に加えて、モータケース１２の突部３１をステータ１５の凹部３２に係合させることにより、ステータ１５のモータケース１２に対する回り止めが図られている。本実施の形態では、モータ１１にロックトルク（出力軸１９を拘束したときのトルク）がかかった場合であれ、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転が規制される程度の回転規制力が確保される。

このため、突部３１と凹部３２との係合力が得られる分、モータケース１２とステータ１５との圧入代を低減させることが可能となる。したがって、圧入代を最小限に抑えることが可能となり、ステータ１５において、圧入面となる４つの凹部３２の内底面に対応する部位に発生する圧縮応力のいっそうの低減化が図られる。ひいては、ステータ１５の磁気特性を好適に確保することが可能となる。

ちなみに、ステータ１５をモータケース１２に収容した後に、プレス等によりモータケース１２を外方から内方へ塑性変形させることにより、突部３１を形成することも考えられる。しかし、この場合には、モータケース１２内のステータ１５が損傷するおそれがある。また、モータケース１２の変形量の制御も難しい。本実施の形態によれば、予め突部３１が形成されたモータケース１２に、ステータ１５の凹部３２を一致させた状態で圧入することにより当該ステータ１５をモータケース１２に固定するようにしているので、このような懸念はない。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）モータ１１は、永久磁石２１が外嵌されたロータ２０の外周面に一定の距離を隔てて対向する内周面を有してなるステータ１５が、その外周面を圧入面としてモータケース１２に圧入固定されてなる。そして、当該モータ１１において、ステータ１５の外周面とモータケース１２の内周面との間には、互いの一部が係合することによりステータ１５のモータケース１２に対する相対回転を規制する係合構造を設けるようにした。

このように、ステータ１５の一部がモータケース１２の一部に係合することにより、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転が規制される。これにより、ステータ１５の外径とモータケース１２の内径との寸法差である圧入代を小さくすることが可能となる。このため、ステータ１５をモータケース１２に対して圧入固定するに際して、ステータ１５に発生する内部応力が抑制されることにより、当該内部応力に起因して生じる鉄損を低減することができる。したがって、モータ１１の発熱量が抑制され、ひいてはモータ１１の効率を確保することができる。

（２）前記係合構造は、具体的には次のように構成した。すなわち、当該係合構造は、ステータ１５の外周面に形成された凹部３２と、モータケース１２の内周面に形成されるとともにステータ１５の凹部３２に係合する突部３１とを備えなる。そして、ステータ１５をモータケース１２に圧入した際、ステータ１５はその凹部３２の内底面を圧入面としてモータケース１２に固定されるようにした。

このように、ステータ１５に凹部３２を形成するとともに、モータケース１２に突部３１を形成するといった簡単な構成により、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転が規制される。このため、ステータ１５をモータケース１２に対する圧入でのみ固定するようにした場合と異なり、圧入代を小さくすることが可能となる。また、ステータ１５の凹部３２の内底面が圧入面となるようにしたことにより、ステータ１５の外周面の全体を圧入面とした場合に比べて、圧入面の面積が小さくなる。これらのことから、ステータ１５に発生する圧縮応力が低減される。そして、当該圧縮応力に起因して生じる鉄損を低減することができる。

（３）ステータ１５をモータケース１２に圧入した際に、ステータ１５の外周面とモータケース１２の内周面との間には隙間が形成されるようにした。
このため、ステータ１５の凹部３２の内底面にのみモータケース１２の突部３１による圧縮力（外部応力）が作用する。すなわち、ステータ１５の外周面において、凹部３２以外の部位における圧縮応力の発生が好適に抑制される。また、ステータ１５をモータケース１２に圧入した状態において、ステータ１５の外周面とモータケース１２の内周面との間には隙間が形成されることから、ステータ１５を構成する磁性綱板間の導通損が抑制される。したがって、モータの効率が高められる。

（４）モータケース１２の突部３１及びステータ１５の凹部３２は、それらの軸線方向における全長にわたって形成するようにした。
このため、モータケース１２の突部３１とステータ１５の凹部３２との係合力が好適に確保される。したがって、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転を好適に規制することができる。

（５）ステータ１５の凹部３２において、ステータ１５の周方向において互いに対向する２つの内側面には、外方へ向かうにつれて離間するテーパ面３２ａ，３２ｂを形成した。また、モータケース１２の突部３１において、モータケース１２の周方向において互いに反対側に位置する２つの外側面には、モータケース１２の中心へ向かうにつれて近接するテーパ面３１ａ，３１ｂを形成した。

このため、ステータ１５の凹部３２とモータケース１２の突部３１とは、それらのテーパ面同士が係合する。したがって、ステータ１５とモータケース１２との滑らかな係合関係が得られる。

（６）近年では、車両においては依然として電子化の傾向にあるため、消費電力のいっそうの低減化が求められている。こうした実状にあって、本実施の形態のモータ１１は、車両搭載用として好適である。これは、モータの効率の改善は、消費電力の低減化にもつながるからである。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、ステータの圧入面とされる部位の点で前記第１の実施の形態と異なる。したがって、前記第１の実施の形態と同様の部材構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４に示すように、凹部３２の深さは、突部３１のケース本体１３の内周面に対する突出高さよりも大きく設定されている。また、ステータ１５（凹部３２以外の部位）の外径は、モータケース１２の内径よりも若干大きく設定されている。すなわち、モータケース１２の内径と、ステータ１５の外径との寸法差は、ステータ１５を、ケース本体１３の開口部を通じて圧入する際の圧入代となる。また、モータケース１２において互いに対向する２つの突部３１，３１の先端面間の距離は、ステータ１５において互いに反対側に位置する２つの凹部３２の内底面間の距離よりも若干小さく設定されている。このため、ステータ１５をモータケース１２に圧入した状態において、突部３１の先端面と凹部３２の内底面との間には微少な隙間が形成される。

したがって、ステータ１５の外周面において、凹部３２を除く部位がモータケース１２の内周面に対する圧入面となる。この圧入面となるステータ１５の外周面における４つの凹部３２を除く部位は、モータケース１２の内周面における４つの突部３１を除く部位を通じて圧縮力を受ける。その結果、ステータ１５において、圧入面となるステータ１５の外周面における４つの凹部３２を除く部位には、ステータ１５の中心から外方へ向かう圧縮応力が発生するものの、その他の部位、すなわち、凹部３２に対応する部位には圧縮応力が発生することはない。このため、ステータ１５をその全周を圧入面としてモータケース１２の内周面に固定するようにした場合と異なり、圧入面の総面積は４つの凹部３２の開口面積の分だけ減少し、ひいてはステータ１５に発生する内部応力が好適に抑制される。

したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）モータケース１２の４つの突部３１及びステータ１５の４つの凹部３２とから、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転を規制する係合構造を構成するようにした。そして、ステータ１５をモータケース１２に圧入した際、ステータ１５はその外周面における凹部３２以外の部位を圧入面としてモータケース１２の内周面に固定されるようにした。

ステータ１５をモータケース１２に圧入した際、ステータ１５の凹部３２にはモータケース１２の突部３１が係合することにより、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転が規制される。これにより、ステータ１５の外径とモータケース１２の内径との寸法差である圧入代を小さくすることが可能となる。このため、ステータ１５をモータケース１２に対して圧入固定するに際して、ステータ１５に発生する圧縮応力が抑制されることにより、当該圧縮応力に起因して生じる鉄損を低減することができる。したがって、モータ１１の発熱量が抑制され、ひいてはモータ１１の効率を確保することができる。

（２）また、ステータ１５に凹部３２を形成するとともに、モータケース１２に突部３１を形成するといった簡単な構成により、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転が規制される。

（３）さらに、前述したように、ステータ１５の凹部３２とモータケース１２の突部３１との係合関係により、ステータ１５のモータケース１２に対する相対回転が規制されるようにした。このため、ステータ１５をモータケース１２に対する圧入でのみ固定するようにした場合と異なり、圧入代を小さくすることが可能となる。したがって、ステータ１５の外周面の全体を圧入面とした場合に比べて、凹部３２の開口面積の分だけ圧入面の面積が小さくなる。その結果、ステータ１５に発生する内部応力が低減され、ひいては当該内部応力に起因して生じる鉄損を低減することができる。

（４）ステータ１５の凹部３２の深さは、モータケース１２の突部３１の突出高さよりも大きく設定するようにした。
このため、ステータ１５をモータケース１２に圧入した際に、モータケース１２の突部３１の先端面とステータ１５の凹部３２の内底面との間には隙間が形成される。すなわち、モータケース１２の突部３１の先端面がステータ１５の凹部３２の内底面に当接することはない。したがって、ステータ１５の凹部３２の内底面に対応する部位に、突部３１からの圧縮力が作用することが確実に回避される。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明を、電動ポンプに具体化した第３の実施の形態を説明する。この電動ポンプは、例えば車両のウォーターポンプ、オイルポンプ及びトランスミッション用ポンプ等の補機類として使用される。なお、前記第１の実施の形態と同様の部材構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、電動ポンプ４１は、当該ポンプの駆動源としてのモータ４１ａと、当該モータ４１ａの駆動力により駆動するギヤポンプ４１ｂと、モータ４１ａを駆動制御する制御基板４１ｃとが一体に設けられてなる。

＜モータ＞
モータ４１ａは、一側面（図５における左側の側面）が開口した有底円筒状のモータケース５１を備えてなるとともに、当該モータケース５１の開口端縁には、環状のフランジ５１ａが形成されている。当該フランジ５１ａの外側面（図５における左側の側面）とモータケース５１の内周面との間は、円弧面５１ｂにより滑らかに連続している。また、モータケース５１の内周面には、前記第１の実施の形態のモータと同様に、両端が開口した円筒状のステータ１５が圧入固定されている。そして、ステータ１５の外周面とモータケース５１の内周面との間には、互いの一部が係合することによりステータ１５のモータケース５１に対する相対回転を規制する係合構造が設けられている。すなわち、モータケース５１の内周面には複数の突部３１が形成されるとともに、ステータ１５の外周面には突部３１と同数の凹部３２が当該突部３１に対応するように形成されている（図２参照）。なお、本実施の形態では、図５に示されるように、突部３１はモータケース５１のステータ１５に対応する部位にのみ形成されている。また、ステータ１５の外周面（凹部３２を除いた部位）とモータケース５１の内周面との間には、それらの全周にわたって若干の隙間（図２参照）が形成されている。

ステータ１５の内周面に形成された図示しない複数のティースには、導線が巻回されることによりコイル１６が形成されている。また、モータケース５１の内底面に凹設された軸受け収容部１３ａ内には、軸受け１７が圧入固定されている。そして、モータケース５１には、その開口部を通じて出力軸５２の一端部が挿入されるとともに、当該一端部は軸受け１７を介してモータケース５１に対して回転可能に挿入支持されている。当該出力軸５２の軸受け１７と反対側の他端部は、モータケース５１の開口部を通じて外方へ突出している。

図５に示されるように、当該出力軸５２の中央部には大径部５２ａが形成されている。当該大径部５２ａには、両端が開口した円筒状のロータ２０が一体回転可能に嵌挿されるとともに、当該ロータ２０には両端が開口した円筒状の永久磁石２１が外嵌固定されている。この永久磁石２１の外周面とステータ１５の内周面（正確には、図示しないティースの先端面）との間には、若干の隙間が形成されている。

＜ポンプ＞
ギヤポンプ４１ｂは、モータケース５１の開口部に装着されるポンプケース６１を備えてなる。ポンプケース６１のモータケース５１側の側面における中央部には内側筒部６２が形成されるとともに、同じく外周縁側には内側筒部６２と同心をなす外側筒部６３が形成されている。内側筒部６２の内周面には、その先端側から順に、軸受け１８及びオイルシール６４が装着されている。また、外側筒部６３の基端部には、Ｏリング６５が装着されている。

一方、ポンプケース６１のモータケース５１と反対側の側面には、円柱状のギヤ収容室６６が開口して形成されるとともに、当該ギヤ収容室６６の外側には環状の溝６７が形成されている。ギヤ収容室６６の底壁には、出力軸５２を挿通可能とした挿通孔６８が形成されるとともに、当該挿通孔６８を介してギヤ収容室６６の内部と内側筒部６２の内部とは連通している。そして、ギヤ収容室６６には、内周面に歯形が形成された円環状のアウタギヤ６９がギヤ収容室６６の内周面に対して摺動回転可能に配設されるとともに、当該アウタギヤ６９の内周側には、外周面に歯形が形成された円筒状のインナギヤ７０が偏心するように噛合されている。これらアウタギヤ６９の歯形と、インナギヤ７０の歯形との間に形成される空間部は、ポンプ室７１となる。

そして、ポンプケース６１は、内側筒部６２に出力軸５２の外端部を挿入しつつ、外側筒部６３をモータケース５１の開口部に挿入することにより、当該開口部を閉塞するように装着されている。出力軸５２の外端部は、軸受け１８を介して回転可能に支持されるとともに、オイルシール６４によりギヤ収容室６６とモータケース５１との間の液密性が確保された状態で、挿通孔６８を通じてギヤ収容室６６内のインナギヤ７０に一体回転可能に連結されている。また、出力軸５２の外端部は、インナギヤ７０の回転中心軸からずれた位置に連結されている。したがって、モータ４１ａの駆動に伴いインナギヤ７０は偏心して回転する。

ポンプケース６１がモータケース５１に装着された状態において、外側筒部６３に装着されたＯリング６５は、フランジ５１ａに押し付けられることにより圧縮されている。これにより、ポンプケース６１とモータケース５１との間、正確には、外側筒部６３とモータケース５１の開口端部との間の水密性が確保される。また、ポンプケース６１の溝６７にはＯリング７２が装着されている。そして、当該ポンプケース６１の外側からポンププレート７３が取り付けられることにより、アウタギヤ６９及びインナギヤ７０が収容されたギヤ収容室６６は閉塞されるとともに、ポンプケース６１側のＯリング７２が圧縮される。これにより、ギヤ収容室６６とポンププレート７３との間の液密性が確保される。

＜制御基板＞
モータケース５１の開口部と反対側の端部には、一側面が開口した有底円筒状の制御基板ケース８１が外嵌固定されている。当該制御基板ケース８１の内部には、制御基板４１ｃが配設されている。当該制御基板４１ｃの表面には、マイクロコンピュータ等の各種の電子部品８２が配設されている。

制御基板４１ｃからの指令に基づきモータ４１ａが駆動されると、インナギヤ７０は出力軸５２と一体的に回転し、これに伴いアウタギヤ６９も回転する。すると、インナギヤ７０の歯形とアウタギヤ６９の歯形間に形成されるポンプ室７１は、インナギヤ７０及びアウタギヤ６９の回転方向へ移動しつつ、当該ポンプ室７１の容積は連続的に増加及び減少する。これにより、ポンプケース６１に形成された図示しない吸入口及び吐出口を通じて、燃料、水及びオイル等の液体の吸入及び吐出が行われる。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）電動ポンプ４１は、モータ４１ａとギヤポンプ４１ｂとが一体に設けられるとともに、モータ４１ａの出力軸とギヤポンプ４１ｂの駆動軸とを単一の軸により兼用するようにしたものである。この電動ポンプ４１のモータ４１ａにおいて、ステータ１５の外周面とモータケース５１の内周面との間には、互いの一部が係合することによりステータ１５のモータケース５１に対する相対回転を規制する係合構造を設けるようにした。具体的には、ステータ１５の外周面には凹部３２を形成するとともに、モータケース５１の内周面にはステータ１５の凹部３２に係合する突部３１を形成するようにした。そして、ステータ１５をモータケース５１に圧入した際、ステータ１５はその凹部３２の内底面を圧入面としてモータケース５１に固定されるようにした。

このため、前記第１の実施の形態と同様に、ステータ１５の外径とモータケース５１の内径との寸法差である圧入代を小さくすることが可能となる。このため、ステータ１５をモータケース５１に対して圧入固定するに際して、ステータ１５に発生する内部応力が抑制されることにより、当該内部応力に起因して生じる鉄損を低減することができる。したがって、モータ４１ａの効率、ひいては電動ポンプ４１の効率を確保することができる。

（２）ステータ１５の凹部３２とモータケース５１の突部３１との係合関係により、ステータ１５のモータケース５１に対する相対回転が規制される。このことから、ステータ１５をモータケース５１に対する圧入でのみ固定するようにした場合と異なり、圧入代（ステータの凹部３２の内底面間の距離と、モータケース５１の突部３１の先端面間の距離との差）を小さくすることが可能となる。このため、ステータ１５をモータケース５１に対して圧入するために必要とされる圧入力も小さくすることが可能となる。したがって、ステータ１５をモータケース５１に圧入する際のモータケース５１の開口部の変形が抑制される。その結果、モータケース５１の開口部の変形に伴う液密性の低下を回避することができる。

ちなみに、ステータ１５をモータケース５１に対する圧入でのみ固定する場合には、突部３１と凹部３２との係合関係によるステータ１５のモータケース５１に対する回り止めの作用が得られないことから、その分だけ圧入代を大きく設定する必要がある。そして、圧入代を大きく設定するにつれて圧入力は増大する。このため、ステータ１５をモータケース５１に圧入する際に、当該モータケース５１の開口端縁に大きな力が作用して、当該開口端縁が変形するおそれがある。そして、当該変形に起因してＯリング６５による外側筒部６３とモータケース５１の開口端部との液密性が損なわれることが懸念される。本実施の形態によれば、前述したように、圧入力を低減させることができるので、モータケース５１の開口端部の変形を好適に抑制することができる。

＜他の実施の形態＞
尚、前記各実施形態は、次のように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、ケース本体１３の開口端縁にフランジ５１ａを設けるとともに、カバー１４の内面に外側筒部６３を設けるようにしてもよい。そして、当該外側筒部６３の基端部にＯリング６５を装着した状態で、当該外側筒部６３をケース本体１３の開口部に挿入することによりケース本体１３とカバー１４との間の液密性を確保するようにしてもよい。この場合にも、ステータ１５のケース本体１３に対する圧入力が低減されることにより、ステータ１５の圧入に際して、ケース本体１３の開口端部の変形を抑制することができる。

・第１〜第３の実施の形態では、単一の突部３１及び単一の凹部３２を１組とする４組の突部及び凹部３２を設けるようにしたが、少なくとも１組設ければ第１〜第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

・第１〜第３の実施の形態において、突部３１は、モータケース１２，５１をプレス加工等により内側へ塑性変形させることにより一体形成するようにしたが、別部材としてもよい。この場合、別部材として構成される突部３１はボルト等によりモータケース１２，５１に固定する。

・第１〜第３の実施の形態では、突部３１をモータケース１２，５１の軸方向における全長にわたって連続するように形成するとともに、凹部３２をステータ１５の軸方向における全長にわたって連続するように形成したが、それら突部３１及び凹部３２は、複数に分断して形成するようにしてもよい。このようにしても、第１〜第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

・第１〜第３の実施の形態では、ステータ１５は、高透磁率を有する磁性材料である鋼材により形成された複数枚の図示しない電磁綱板を重ね合わせることにより構成したが、焼結体により形成するようにしてもよい。このようにしても、ステータ１５をモータケース１２に圧入した際に、当該ステータ１５に発生する圧縮応力を低減することができる。

・第３の実施の形態において、ステータ１５とモータケース５１との間の係合構造として、前記第２の実施の形態の係合構造を採用することも可能である。このようにしても、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

・第１〜第３の実施の形態において、ステータ１５の外形形状は円形としたが、例えば四角形及び五角形等の多角形としてもよい。この場合、モータケース１２の内周形状をステータ１５の外形形状に合わせて形成する。このようにすれば、ステータ１５の角部（頂部）がこれらに対応するモータケース１２，５１の内周面の角部に係合することにより、ステータ１５のモータケース１２，５１に対する相対回転を規制可能となる。また、ステータ１５の外形形状を楕円にするようにしてもよい。この場合であれ、モータケース１２，５１の内形形状をステータ１５の外形形状に対応して形成することにより、ステータ１５のモータケース１２，５１に対する相対回転を規制することができる。このように、ステータ１５は、その内周形状が円形であればよく、外形形状は任意に設定可能である。

・第１〜第３の実施の形態において、ステータ１５とモータケース１２，５１との間の凹凸関係を逆にしてもよい。すなわち、ステータ１５側に突部３１を形成するとともに、モータケース１２，５１側に凹部３２を形成する。このようにしても、第１〜第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

・第１又は第２の実施の形態におけるモータ１１は、ステアリングホイールの操作を通じて車輪を操向させる操舵機構に対して、当該ステアリングホイールに付与される操舵トルクに応じて操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の駆動源又は油圧式パワーステアリング装置の油圧発生源として採用することも可能である。このようにすれば、ステータ１５に生じる鉄損が低減されることにより、モータ１１の効率、ひいては電動パワーステアリング装置又は油圧式パワーステアリング装置の出力を好適に確保することができる。

・第１又は第２の実施の形態に記載されるモータ１１は、車両以外の産業機械（例えば工作機械）の駆動源等としても使用可能である。
＜他の技術的思想＞
次に前記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。

・請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載のモータにおいて、前記モータケースの突部又は凹部は、モータケースを塑性変形させることにより形成されるモータ。この構成によれば、突部又は凹部がモータケースに一体形成されることにより、当該突部又は凹部を設けることによる部品点数の増大を抑制することができる。

・請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載のモータにおいて、ステータの凹部又は突部、並びにモータケースの突部又は凹部は、それらの周方向において等間隔に外接されるモータ。この構成によれば、ステータのモータケースに対する係合力がそれらの周方向において均等に発揮される。

・請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載のモータを駆動源として操舵機構に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置。ステータの鉄損は、モータの特性に大きく影響する。しかし、この構成によれば、請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載のモータを採用することにより、ステータに生じる鉄損が低減される。その結果、モータの効率が改善され、ひいては電動パワーステアリング装置の効率が改善される。

第１の実施の形態のモータの縦断面図。 同じくモータの横断面図。 同じくモータの分解斜視図。 第２の実施の形態のモータの要部横断面図。 第３の実施の形態の電動ポンプの縦断面図。 従来のモータの縦断面図。 同じくモータの横断面図。

符号の説明

１１，４１ａ…モータ、１２，５１…モータケース、１５…ステータ、１９，５２…出力軸、２０…ロータ、３１…係合構造を構成する突部、３１ａ，３１ｂ…テーパ面、３２…係合構造を構成する凹部、３２ａ，３２ｂ…テーパ面、４１…電動ポンプ、４１ｂ…ギヤポンプ。

Claims (8)

1. ロータの外周面に一定の距離を隔てて対向する内周面を有してなるステータが、その外周面を圧入面としてモータケースに圧入固定されてなるモータにおいて、
   ステータの外周面とモータケースの内周面との間には、互いの一部が係合することによりステータのモータケースに対する相対回転を規制する係合構造を設けるようにしたモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記係合構造は、
   ステータの外周面に形成された凹部又は突部と、前記モータケースの内周面に形成されるとともにステータの凹部又は突部に係合する突部又は凹部とを備えて構成し、
   ステータをモータケースに圧入した際、ステータはその凹部の内底面又は突部の先端面を圧入面としてモータケースに固定されるように構成したモータ。
3. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記係合構造は、ステータの外周面に形成された凹部又は突部と、前記モータケースの内周面に形成されるとともにステータの凹部又は突部に係合する突部又は凹部と、を備えて構成し、
   ステータをモータケースに圧入した際、ステータはその外周面における凹部又は突部が形成されない部位を圧入面としてモータケースに固定されるように構成したモータ。
4. 請求項２に記載のモータにおいて、
   ステータをモータケースに圧入した際に、ステータの外周面とモータケースの内周面との間には隙間が形成されるようにしたモータ。
5. 請求項３に記載のモータにおいて、
   ステータの凹部の深さはモータケースの突部の突出高さよりも大きく、又はステータの突部の突出高さはモータケースの凹部の深さよりも小さく設定するようにしたモータ。
6. 請求項２〜請求項５のうちいずれか一項に記載のモータにおいて、
   ステータの突部又は凹部並びにモータケースの突部又は凹部は、それらの軸線方向における全長にわたって形成するようにしたモータ。
7. 請求項２〜請求項６のうちいずれか一項に記載のモータにおいて、
   ステータの凹部又は突部において、ステータの周方向において互いに対向する２つの内側面、又は互いに反対側に位置する２つの外側面には、外方へ向かうにつれて離間するテーパ面、又は外方へ向かうにつれて近接するテーパ面を形成するとともに、
   モータケースの突部又は凹部において、モータケースの周方向において互いに反対側に位置する２つの外側面、又は互いに対向する２つの内側面には、モータケースの中心へ向かうにつれて近接するテーパ面、又はモータケースの中心へ向かうにつれて離間するテーパ面を形成するようにしたモータ。
8. 請求項１〜請求項７のうちいずれか一項に記載のモータの出力軸とポンプの駆動軸とを単一の軸により兼用するようにした電動ポンプ。

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