CN114123672A

CN114123672A - 无刷马达

Info

Publication number: CN114123672A
Application number: CN202110985130.5A
Authority: CN
Inventors: 白木谦次; 西泽克仁; 洼田翔; 高桥拓也
Original assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Current assignee: Mabuchi Motor Co Ltd
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2022-03-01
Also published as: JP2022041311A; DE102021121879A1; US11715991B2; US20220069666A1

Abstract

本发明提供以简单的结构实现小型化的无刷马达。一种在圆筒状的定子(3)的中央配置有转子(2)的内转子型的无刷马达(1)，其具备：三个汇流条(60)，它们配置于定子(3)的轴向一端侧，且将设置于定子(3)的三相的线圈按照同相进行接线；有底筒状的连接器部(51)，其与将定子(3)及转子(2)收容的外壳(4)相邻配置；多个连接器端子(50)，它们贯通连接器部(51)的底部并被固定，且在连接器部(51)的内部空间露出；以及基板(7)，其配置于定子(3)的轴向一端侧及连接器部(51)的底部侧的范围，并将各汇流条(60)的端部与贯通出的连接器端子(50)电连接。

Description

无刷马达

技术领域

本发明涉及内转子型的无刷马达。

背景技术

在无刷马达中，在设置于定子的三相(U相、V相、W相)的线圈分别连接有引线、汇流条(bus bar)这样的导电性构件，通过该导电性构件向各线圈供给所对应的相的电流。例如，在专利文献1中公开了设置有包括三个线圈连接汇流条的汇流条单元的无刷马达。该汇流条单元构成为除了包括多个汇流条以外，还包括汇流条保持件，该汇流条保持件具有从对定子铁心的下侧进行覆盖的主体部向径向外侧设置的连接器部。在连接器部设置有各汇流条的端子部。如此，专利文献1的马达仅利用汇流条而布线于连接器部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-219335号公报

发明内容

发明要解决的课题

无刷马达除了三相的电力线(输出线)以外，还需要对多个传感器线进行布线。因此，在制造小径的无刷马达那样的小型马达的情况下，在如上述的专利文献1那样仅利用汇流条进行布线的结构中难以小型化，对于布线结构，存在改善的余地。

本申请是鉴于这种课题而研究出的，其目的之一在于提供利用简单的结构实现小型化的无刷马达。需要说明的是，并不限于该目的，起到由后述的具体实施方式所示的各结构带来的作用效果、且是无法由以往的技术得到的作用效果也是本申请的另一目的。

用于解决课题的方案

(1)这里公开的无刷马达是在圆筒状的定子的中央配置有转子的内转子型的无刷马达，所述无刷马达具备：三个汇流条，它们配置于所述定子的轴向一端侧，且将设置于所述定子的三相的线圈按照同相进行接线；有底筒状的连接器部，其与将所述定子及所述转子收容的外壳相邻配置；多个连接器端子，它们贯通所述连接器部的底部并被固定，且在所述连接器部的内部空间露出；以及基板，其配置于所述定子的所述轴向一端侧及所述连接器部的所述底部侧的范围，并将各个所述汇流条的端部与贯通出的所述连接器端子电连接。

(2)优选的是，所述无刷马达还具备小壳体，所述小壳体一体具有：所述连接器部；筒部，其配置于所述定子的所述轴向一端侧；以及连结部，其将所述连接器部与所述筒部相连。在该情况下，优选的是，各个所述汇流条在从所述定子的轴向观察时呈圆弧状，所述基板是面平齐的平板状，且具有在从所述轴向观察时与所述汇流条重叠并且收容于所述筒部的环部。

(3)优选的是，所述无刷马达还具备绝缘性的罩，所述罩从所述轴向一端侧装配于收容有所述基板的所述小壳体。在该情况下，优选的是，所述罩具有供与所述转子一体旋转的轴部穿过的孔部，所述筒部以及所述环部均在中央具有圆形形状的孔部，所述罩、所述筒部以及所述环各自的所述孔部的直径均比所述转子的外径大。

(4)优选的是，所述罩具有从位于所述孔部的周围的环状部的缘沿轴向突出设置的肋，所述肋在所述罩被相对于所述小壳体按压而安装时被压扁。

(5)优选的是，各个所述连接器端子通过凿密而相对于在所述连接器部的所述底部贯通设置的固定孔固定。

(6)优选的是，所述无刷马达还具备霍尔传感器，所述霍尔传感器从所述基板朝向所述定子的轴向另一端侧立起设置，且对所述转子的旋转位置进行检测。在该情况下，优选的是，所述霍尔传感器在所述转子的径向外侧与所述转子对置配置。

发明效果

根据公开的无刷马达，能够以简单的结构实现小型化。

附图说明

图1是示出实施方式的无刷马达的立体图。

图2是图1的无刷马达的分解立体图。

图3是沿着图1的无刷马达的轴向的剖视图，且将转子、轴部、小壳体板以及罩省略而示出。

图4是示出图2的小壳体的立体图。

图5是示出图2的汇流条单元的立体图。

图6是示出图2的基板的立体图。

图7是示出图2的罩的立体图。

图8是图1的A部放大图。

附图标记说明

1 马达(无刷马达)

2 转子

3 定子

5 小壳体

7 基板

7b 环部

7d 孔部

8 罩

8b 环状部

8d 孔部

8e 肋

10 霍尔传感器

20 轴部

32 线圈

50 连接器端子

51 连接器部

51a 底部

52 筒部

52d 孔部

53 连结部

60 汇流条

60a、60b 端部。

具体实施方式

参照附图，对作为实施方式的无刷马达进行说明。以下所示的实施方式只不过是例示，并不意在将未在以下的实施方式中明确示出的各种变形、技术应用排除在外。本实施方式的各结构能够在不脱离它们的主旨的范围内进行各种变形而实施。另外，能够根据需要进行取舍选择，或者能够适当地进行组合。

[1.结构]

图1是本实施方式的无刷马达1(以下称作“马达1”)的立体图，图2是马达1的分解立体图。图3是马达1的轴向剖视图且将后述的转子2、轴部20、小壳体板9以及罩8省略而示出。图4～图7是将图2所示的小壳体5、汇流条单元6、基板7、罩8分别放大的立体图，图8是图1的A部放大图。

如图1～图3所示，马达1是在圆筒状的定子3的中央配置有转子2的内转子型的无刷马达。在本实施方式中，例示出直径为30mm(Φ30)且6槽的小径马达1。马达1具备：圆柱状的转子2，其具有磁体22；定子3，其具有线圈32；以及轴部20，其与转子2一体旋转，且该马达1构成为在形成马达1的外廓的金属制的外壳4内收容转子2以及定子3。外壳4是轴向的一端侧开口的有底筒型，并在一端侧的开口固定有小壳体板9并且突出设置有轴部20。需要说明的是，本实施方式的外壳4的外观形状为圆筒，但外壳4的形状并不限于此。

如图2所示，转子2具备：转子铁心(省略图示)，其与轴部20一体旋转；圆筒状的磁体22，其固定于转子铁心的外周面；衬套23，其在磁体22的一端侧固定于轴部20；以及传感器磁体24，其固定于衬套23并与轴部20一体旋转。轴部20是支承转子2的旋转轴，且也作为将马达1的输出(机械能)向外部取出的输出轴发挥功能。本实施方式的轴部20经由在夹着转子铁心21的两个位置设置的轴承而旋转自如地支承于外壳4的底部与小壳体板9。

如图3所示，定子3是在内径侧具有配置转子2的空间的大致圆筒状的部件，且该定子3具备：环状的定子铁心30，其固定于外壳4内；以及线圈32，其隔着绝缘件31而卷绕于定子铁心30。在本实施方式的马达1中，设置有六个线圈32。向两个线圈32供给U相的电流，向另外两个线圈32供给V相的电流，向剩余的两个线圈32供给W相的电流。在马达1中，在该电流的供给中使用汇流条60以及印刷基板7(以下称作“基板7”)。

如图1～图3所示，马达1具备：有底筒状的连接器部51，其与外壳4相邻配置；多个连接器端子50；基板7；以及汇流条单元6，其包括汇流条60。本实施方式的连接器部51的外形形状为大致四方筒状，且本实施方式的连接器部51设置为长度方向(中心轴方向)与马达1的中心轴C平行。但是，如图3所示，连接器部51的底部51a位于与外壳4的底部相反的一侧(一端侧)。即，外壳4朝向一端侧开口，连接器部51朝向另一端侧开口。

本实施方式的马达1具备：小壳体5，其包括连接器部51；罩8，其安装于小壳体5；以及霍尔传感器10，其对转子2的旋转位置进行检测。如图1～图3所示，在本实施方式的马达1中，通过将包括连接器部51的小壳体5安装于外壳4，从而将连接器部51与外壳4相邻配置。

小壳体5是由绝缘性材料(例如树脂)形成的部件，且一体具有：上述的连接器部51；筒部52，其配置于定子3的轴向一端侧；以及连结部53，其将连接器部51与筒部52相连。筒部52呈有底圆筒状的外形，且该筒部52以将底部朝向定子3侧的姿态收容于外壳4的一端侧的开口附近。需要说明的是，在轴向上的筒部52与定子3之间配置汇流条单元6。

如图3以及图4所示，在连接器部51的底部51a，多个连接器端子50贯通底部51a并被固定。连接器端子50配置为在连接器部51的由四个侧面部51b围成的内部空间露出。在连接器端子50中包括电源用的端子与工作信号用的端子，能够进行来自外部的电源以及工作信号的输入。在本实施方式中，各连接器端子50通过凿密(日文：開きカシメ)而相对于在连接器部51的底部51a贯通设置的固定孔固定。由此，能够使多个连接器端子50各自以接近的状态简单地固定于连接器部51。如图4所示，连接器部51在四个侧面部51b中的距筒部52最远的一个侧面部51b具有突出设置的凸部51f。凸部51f是用于对罩8进行卡止的部位，且位于底部51a侧。

筒部52具有在底部的中央贯通设置的圆形形状的孔部52d。孔部52d与马达1的中心轴C同心。需要说明的是，在本实施方式中，孔部52的周向的一部分以缺口的方式向径向外侧扩张。在该扩张的缺口部52e配置霍尔传感器10。另外，在筒部52的底部贯通设置有供后述的汇流条60的端部60b穿过的输出引脚孔52f。连结部53是从筒部52向径向外侧延伸设置并与连接器部51相连的截面大致“コ”字状的部位。筒部52的侧面部在连结部53的部分形成为缺口，从而由筒部52的侧面部围成的空间与由连结部53的“コ”字围成的空间连通。在这些空间配置有基板7。

如图2、图3以及图5所示，汇流条单元6是配置于定子3的轴向一端侧的环状的部件，且包括三个汇流条60。汇流条60是将设置于定子3的三相的线圈32按照同相进行接线的导电性的平板构件。各汇流条60从定子3的轴向观察时呈圆弧状。该圆弧部分(省略图示)是沿与轴向正交的方向延伸且将同相的线圈32接线的部分。汇流条60具有从各圆弧部分朝向轴向一端侧弯曲形成的端部60a、60b。三个端部60a是输出引脚(电力供给用的引脚部分)，六个端部60b是用于和已卷绕的线圈32连接的端子。本实施方式的汇流条单元6设置为利用树脂对汇流条60进行模制而得到的嵌入成形品。汇流条单元6在其中央具有与马达1的中心轴C同心的圆形形状的孔部6d。

如图2、图3以及图6所示，基板7是将各汇流条60的端部60a、60b与贯通出底部51a的连接器端子50电连接的部件。基板7配置于定子3的轴向一端侧和连接器部51的底部51a侧的范围。在基板7配置有除了包括U相、V相、W相的输出线之外还包括用于将霍尔信号取出的传感器线、电源线、接地线等的图案。本实施方式的基板7是面平齐的平板状，且配置于小壳体5的一端侧。

本实施方式的基板7从轴向观察时具有供连接器端子50连接的大致矩形形状的端子连接部7a、与汇流条60重叠的环形状的环部7b以及将端子连接部7a与环部7b相连的一直线状的连接部7c。端子连接部7a收容于连接器部51，环部7b收容于筒部52，连接部7c收容于连结部53。在端子连接部7a贯通设置有供连接器端子50穿过并固定的端子孔7e。环部7b在其中央具有与马达1的中心轴C同心的圆形形状的孔部7d。并且，在环部7b贯通设置有供汇流条60的端部60b穿过并固定的输出引脚孔7f。

霍尔传感器10从基板7的环部7b朝向定子3的轴向另一端侧立起设置，且在转子2的径向外侧与传感器磁体24对置配置。由此，霍尔传感器10对与轴部20一体旋转的传感器磁体24的旋转进行检测。

如图1、图2以及图7所示，罩8是夹着基板7而从轴向一端侧安装于小壳体5的绝缘性的部件，且将小壳体5的开口堵塞。对于罩8而言，从轴向观察到的形状为与小壳体5的一端侧的外形(外缘部)大致相同的形状。即，罩8具有覆盖连接器部51的连接器罩部8a、覆盖筒部52的环状部8b以及覆盖连结部53的连接部8c。环状部8b具有形成为与中心轴C同心的圆形形状的孔部8d。

如图2所示，在本实施方式的马达1中，当相对于收容于外壳4的定子3依次安装汇流条单元6、小壳体5、基板7以及罩8时，汇流条单元6的孔部6d、小壳体5的孔部52d、基板7的孔部7d、罩8的孔部8d全部重叠。轴部20穿过这些孔部6d、52d、7d、8d。在本实施方式的马达1中，这些孔部6d、52d、7d、8d的直径均比转子2的外径大。由此，能够在将四个要件6、5、7、8组装于外壳4之后，将与轴部20一体化的转子2插入外壳4(定子3)。

如图7所示，本实施方式的罩8具有：卡止部8f，其用于使罩8卡止于连接器部51；以及肋8e，其用于防止罩8相对于小壳体5的位置偏移。卡止部8f与在连接器罩部51的侧面部51b突出设置的凸部51f卡合。肋8e从位于孔部8d的周围的环状部8b的缘朝向轴向另一端侧突出设置，如图8所示，该肋8e在罩8被相对于小壳体5按压而安装时被压扁。需要说明的是，图8示出肋8e在被压扁之前(变形前)的状态，并且仅通过从该状态压扁肋8e而固定罩8的位置。

如图1以及图2所示，小壳体板9是装配于罩8的一端侧的金属制的部件，且固定于外壳4。本实施方式的小壳体板9具有：平面部9a，其载置于罩8的一端侧的面；以及鼓出部9b，其形成为从平面部9a起以中心轴C为中心的有底筒状。该鼓出部9b是收容未图示的轴承的部位。

[2.效果]

(1)根据上述的马达1，利用汇流条60进行U相、V相、W相各自的接线，并且利用基板7将汇流条60的端部60a、60b布线至连接器端子50，因此与以往的仅利用汇流条单元进行布线的结构相比，能够以简单的结构实现马达1的小型化。

(2)在上述的马达1中，连接器部51作为小壳体5的一部分而设置，并将小壳体5的筒部52配置于定子3的轴向一端侧，由此能够将连接器部51与外壳4相邻配置。并且，基板7为面平齐的平板状，且配置为与圆弧状的汇流条60在轴向观察时相互重叠，因此能够使定子3的线圈32以外的部分(非磁回路部)最薄化。由此，也能够使马达1小型化。

(3)在上述的马达1中，小壳体5的筒部52的孔部52d、基板7的环部7b的孔部7d、罩8的孔部8d的直径均比转子2的外径大，因此能够在将上述三个要件组装于外壳4之后，再组装转子2。因此，能够防止给转子2带来损伤，能够减小组装时的设备限制。因而，能够提高组装性，能够减小制造成本。

(4)根据上述的马达1，从罩8的环状部8b突出设置有肋8e，且将该肋8e压扁，由此能够抑制罩8相对于小壳体5的推力晃动。

(5)根据上述的马达1，各连接器端子50通过凿密而相对于在连接器部51的底部51a贯通设置的固定孔固定，因此与利用焊接、粘接等进行固定的结构相比，能够使多个连接器端子50各自以接近的状态简单地固定于连接器部51。

(6)根据上述的马达1，霍尔传感器10从基板7朝向定子3的轴向另一端侧立起设置，且从转子2的侧方对旋转位置进行检测，因此能够缩短马达1的轴向尺寸，能够使马达1更加小型化。

[3.其他]

通过上述的实施方式进行了说明的马达1的结构是一例，不限于上述的结构。例如，连接器部51既可以在轴向一端侧开口，也可以朝向径向开口。至少为连接器部51与外壳4相邻配置并固定有多个连接器端子50即可。需要说明的是，多个连接器端子50的固定方法并不限于凿密，也可以采用粘接等其他固定方法。

罩8的形状、安装方法也可以不是上述的形状、安装方法。例如，既可以省略罩8的肋8e，也可以代替卡止部8f而通过螺纹紧固、销固定来将罩8安装于小壳体5。另外，小壳体板9的形状、原材料也不限于上述的形状、原材料。在上述的马达1中，例示了在将汇流条单元6、小壳体5、基板7以及罩8安装于外壳4之后将转子2插入的结构，但也可以先将转子2插入之后再组装这些要件。在该情况下，各孔部6d、52d、7d、8d的直径也可以为转子2的外径以下。

霍尔传感器10的安装位置、朝向并不限于上述的安装位置、朝向，例如，既可以以从转子2的轴向对旋转进行检测的方式安装于基板7，也可以省略霍尔传感器10自身。另外，汇流条60也可以不是利用树脂进行模制而得到的构件，基板7也可以不是面平齐的平板状。需要说明的是，马达1的大小、极数是一例。例如，可以是Φ24、Φ36这样的小径马达，且也能够对小径马达以外的马达应用使用了基板的布线结构。

Claims

1.一种无刷马达，其是在圆筒状的定子的中央配置有转子的内转子型的无刷马达，

所述无刷马达的特征在于，具备：

三个汇流条，它们配置于所述定子的轴向一端侧，且将设置于所述定子的三相的线圈按照同相进行接线；

有底筒状的连接器部，其与将所述定子及所述转子收容的外壳相邻配置；

多个连接器端子，它们贯通所述连接器部的底部并被固定，且在所述连接器部的内部空间露出；以及

基板，其配置于所述定子的所述轴向一端侧及所述连接器部的所述底部侧的范围，并将各个所述汇流条的端部与贯通出的所述连接器端子电连接。

2.根据权利要求1所述的无刷马达，其特征在于，

所述无刷马达还具备小壳体，所述小壳体一体具有：所述连接器部；筒部，其配置于所述定子的所述轴向一端侧；以及连结部，其将所述连接器部与所述筒部相连，

各个所述汇流条在从所述定子的轴向观察时呈圆弧状，

所述基板是面平齐的平板状，且具有在从所述轴向观察时与所述汇流条重叠并且收容于所述筒部的环部。

3.根据权利要求2所述的无刷马达，其特征在于，

所述无刷马达还具备绝缘性的罩，所述罩从所述轴向一端侧装配于收容有所述基板的所述小壳体，

所述罩具有供与所述转子一体旋转的轴部穿过的孔部，

所述筒部以及所述环部均在中央具有圆形形状的孔部，

所述罩、所述筒部以及所述环各自的所述孔部的直径均比所述转子的外径大。

4.根据权利要求3所述的无刷马达，其特征在于，

所述罩具有从位于所述孔部的周围的环状部的缘沿轴向突出设置的肋，

所述肋在所述罩被相对于所述小壳体按压而安装时被压扁。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的无刷马达，其特征在于，

各个所述连接器端子通过凿密而相对于在所述连接器部的所述底部贯通设置的固定孔固定。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的无刷马达，其特征在于，

所述无刷马达还具备霍尔传感器，所述霍尔传感器从所述基板朝向所述定子的轴向另一端侧立起设置，且对所述转子的旋转位置进行检测，

所述霍尔传感器在所述转子的径向外侧与所述转子对置配置。