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JP6001167B2 - 回転電機の磁石飛散防止及び保持構造 - Google Patents

回転電機の磁石飛散防止及び保持構造 Download PDF

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Description

本発明は、ブラシレスモータの回転子構造に関するものである。
特許文献１に記載される如くの、電動パワーステアリング装置等に用いられる回転電機では、回転軸の外周に磁石を設け、磁石の外表面を磁石カバーで被覆することにより、磁石の損傷防止を図ると共に、仮に磁石が欠けるなどして損傷した場合にあっても、この破片の周囲への飛散を防止し、回転電機のロックを防止できる。
また、磁石カバーは開口縁にカシメ部が一体成型されており、カシメ部は軸方向外側に向かって末広がり状に形成され、磁石カバーをロータコアに装着した後、ロータコアを抱き込むような形でカシメが行い、磁石の外表面は磁石カバーによって完全に被覆されている。
特開2009-284706
従来は、円筒部品を圧入等にて固定する場合、開口縁を末広がり状にして挿入しやすいように覗きを設けていたが、覗きを設けると回転子の外形が膨らんでしまいロータとステータの間に膨らみ分を考慮した隙間を設ける必要があり、性能が悪化してしまう。また、磁石を磁石カバーの緊縛力のみで固定する際、遠心力が大きくなるほど締め代は大きくなり、覗きも同様に大きくなるため、膨らみも大きくなってしまう。
本発明はこのような問題を解決するもので、磁石を磁石カバーで固定可能にすることを目的とする。
本発明の特徴は、磁石カバーの開口縁に切り欠き部を設け、該切り欠き部により形成される磁石カバーの角部をシャフトに対し斜めの角度で内径側に折り曲げるところにある。
本発明によれば、磁石カバーの開口縁切り欠き部を内径側に折り曲げることで、磁石カバーの抜け防止機能を設けることにより、磁石の拘束力と磁石カバーの抜け防止の機能に分けることが可能となり、拘束力を低減することが可能である。また、
本発明の実施形態に係る回転電機の外観図である。 本発明の実施形態に係る回転電機の断面図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバー切り欠き部の折り曲げ後の外観図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバーの圧入後の外観図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバーの圧入後の拡大図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバー切り欠き部の折り曲げ後の拡大図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバーの折り曲げと磁石の位置関係を示した図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバーの切り欠き形状の変形例の外観図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバーの切り欠き形状の変形例の外観図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバーの切り欠き形状の変形例の外観図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバーの切り欠き形状の変形例の外観図である。 本発明の実施形態に係る磁石カバーと治具を示した外観図である。
以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
図１は一例としての電動パワーステアリング装置に用いられる回転電機組立体１０を示しており、この回転電機組立体１０は回転電機１１とこの回転電機を駆動制御するインバータ制御部１２とより構成されている。
インバータ制御部１２は筺体内部にインバータ回路を構成する電力用半導体素子、この電力用半導体素子を駆動する駆動回路、この駆動回路を制御する制御回路等が内蔵されている。
回転電機１１とインバータ制御部１２とは専用の固定ボルトで強固に固定され、両者が固定された回転電機組立体１０はパワーステアリング装置（図示せず）に通しボルト等で一体化されるものである。
次に、回転電機組立体１０からインバータ制御部１２を取り外した状態の回転電機１１の詳細な構成を図２に基づき説明する。
図２は回転電機１１の軸方向の断面図である。回転電機１１は大きく分けて、筺体部を構成するハウジング１３とフランジ１４、電動機部を構成する回転子１５と固定子１６とから構成されている。
ハウジング１３は一端に開口部１７を有した有底円筒状（カップ状）に形成されており、この開口部１７を塞ぐようにフランジ１４がハウジング１３に固定されている。
ハウジング１３の内周側に固定子１６が固定されている。固定子１６を構成する分割された固定コア１８が円形形状を保持した状態で、圧入或いは焼嵌めによって固定されている。この分割された固定コア１８は分割面を溶接、或いは溶接しないで円形に形成されている。
固定コア１８にはボビン１９が取り付けられ、その外周部にコイル２０が巻回されている。コイル２０の口出し線はバスバー２１に接続されている。尚、コイル２０は２連続巻き、或いは４連続巻きした後に口出し線を出すようにするか、または、各固定コア１８に巻かれた状態でバスバー２１に接続されている。ハウジング１３とボビン１９の間は隙間を設けても良いし、嵌合するようにしても良い。
バスバー２１はハウジング１３の内周壁面に接近した位置に配置されており、後述するベアリング保持部２９が内周に位置できるようになっている。もちろん、バスバー２１とハウジング１３とは空気による絶縁がとれるように接触しない配置位置とされている。
固定コア１８の内周側には回転子１５が回転可能に配置されている。回転子１５は、回転子軸２２、回転基体２３、磁石２４、磁石カバー２５、サイドカバー２６から構成されている。
図３に示すように、磁石２４（図示せず）は磁石カバー２５により覆われており、これによって磁石２４の飛散の防止がなされている。磁石カバー２５の端面は図３に示すように折り曲げ部２５Ａが形成されており、磁石２４が径方向、及び軸方向に向けて飛散しないようにしている。
折り曲げ部２５Ａは、切り欠き部を形成する磁石カバーの角部３０，３１が、回転子軸２２の軸方向に対し、斜め方向に折り曲げられることで形成される。言い換えると、互いに向き合う角部３０と角部３１が逆方向に折り曲げられることで形成される。
これは、切り欠き部に嵌る大きさの冶具を切り欠き部に押し当てることで向かい合う角部３０と角部３１に折り曲げ部を容易に形成できる点で、有利である。
尚、バスバーＡ２１の端部はフランジ１４を貫通するバスバーＢ２７によって入力端子２８に接続されている。バスバーＡ２１は各相のコイルと接続されるように配線され、入力端子２８により入力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電力が入力されている。
以上は回転電機１１の基本的な構成であるのでこれ以上の説明は省略する。
図４は、磁石カバー２５圧入後の外観図、図５は拡大図を示す。切り欠き部２５Ｂを設けることにより、磁石カバー２５を圧入する際に、筒状のカバーに対して切り欠き部を設けた本形状は外周面へ末広がりに変形しやすい。例えば、この切り欠き部２５Ｂが設けられた磁石カバーの周端部を平面に押し当てることで、用意に末広がりに変形させ、覗きを後から形成できる。よって、段付き形状を備えることなく、同様の覗き機能を有することが可能である。したがって、磁石カバー２５の磁石２４に対する締め代を大きくした場合であっても圧入作業を簡易に行うことが可能である。よって、本切り欠き部を設けることによって、作業性を損なわずに磁石２４に対する磁石カバー２５の拘束力を大きくすることが可能となり、磁石カバー２５の拘束力で、磁石２４を保持することが可能となる。
なお、切り欠き部２５Ｂは、磁石カバーに切り込みを入れるのみでもよい。つまり、切り欠き部２５Ｂの幅はゼロでもよい。
磁石カバー２５のみで磁石２４を保持することが可能となれば、従来、接着剤等で磁石を固定していた作業が不要となり、組立工数も少なくすることが可能となる。
図５、図６は、磁石カバー２５の折り曲げ前後の拡大図、図８〜図１１は切り欠き形状の変形例２５Ｃ〜２５Ｆを示す。切り欠き部２５Ｂの角部を内径側に折り込むことにより、折り曲げ根本の断面積を広く確保することが可能であり、破断やクラックを防止できる。また、折り曲げる工程のみで磁石カバー２５の抜け防止機能を兼ね備えることが可能であるために作業も簡易に行うことが出来る。
図７は磁石カバー２５の折り曲げ部２５Ａと磁石２４の位置に関しての一例を示す。切り欠きを磁石極数分設け、切り欠きを磁石極間に配置することで、折り曲げ部が磁石に被せられる。折り曲げ部を磁石に被せることで、より強固に磁石を保持することが可能となる。
１０…回転電機組立体、１１…回転電機、１２…インバータ制御部、１３…ハウジング、１４…フランジ、１５…回転子、１６…固定子、１７…開口部、１８…固定コア、１９…ボビン、２０…コイル、２１…バスバーＡ、２２…回転子軸、２３…回転基体、２４…磁石、２５…磁石カバー、２５Ａ…折り曲げ部、２５Ｂ…切り欠き部、２６…サイドカバー、２７…バスバーＢ、２８…入力端子、２９…ベアリング保持部、３０…角部、３１…角部、３２…治具

Claims (5)

  1. 筒状の固定子と、前記固定子の内周側に設置された回転子軸を備えた回転子と、前記回転子の外周に設けられた磁石と、前記磁石の周囲を覆う磁石カバーとを有する回転電機において、
    前記磁石カバーの開口端に切り欠き部を設け、切り欠きの角部を前記回転子軸の軸方向に対し、斜めの角度で内周側に折り込むことを特徴とする回転電機。
  2. 請求項１に記載の回転電機において、
    切り欠き部を複数有しており、特定の間隔となっていることを特徴とする回転電機。
  3. 請求項１に記載の回転電機において、
    折り曲げ部を複数個又は一部に備えたことを特徴とする回転電機。
  4. 請求項３に記載の回転電機において、
    折り込み部を一度に折り曲げることを特徴とする回転電機。
  5. 請求項１に記載の回転電機において、
    切り欠きを磁石極数分設け、切り欠きを磁石極間に配置することを特徴とする回転電機。
JP2015515803A 2013-05-07 2014-03-10 回転電機の磁石飛散防止及び保持構造 Active JP6001167B2 (ja)

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