JP2000069703A - 回転電機及びそのボビン - Google Patents

回転電機及びそのボビン

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太一 西尾
Kunitake Matsushita
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孝之 山脇
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボビンの組み立て性がよく、かつステータの
位置ずれを発生させない回転電気を提供すること。 【解決手段】 モータ２は、ケース４と、ケース内に固
定されているステ−タ６と、回転軸８と一体のロータ１
０等から構成されている。ステータ６はステータコイル
３２からなり、ケース内にステ−タコイルが放射状に固
定してある。更にステ−タとケースとの間にはロータ部
分を残して、樹脂５８が注入してある。ステ−タコイル
３２は、突極３４と、突極を保持するボビン３６と、ボ
ビンに巻きつけられたマグネットワイヤ３８等から構成
されている。ボビン３６の鍔部３９は、互いに接触する
ように形成してあり、かつ端部の上下２箇所に切欠３が
形成してある。したがって、２つのボビンを組み合わせ
ると、鍔部を表裏に貫通する貫通孔５が形成される。こ
れにより、ステータを強固に組み合わせることができ、
組み付け性がよく、かつ樹脂を注入すると表裏に樹脂が
まわり、位置ずれを発生させることがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステータヨークの
取り付け精度と組み付け時等の取り扱いを向上させた小
型円筒型のラジアルギャップ型回転電機に関し、特に、
ステータヨークどうしの位置決めを確実にしたボビンと
それを用いた回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にインナロータ型のブラシレスＤＣ
モータは、ステータヨークをケースの内側に配置し、ス
テータヨークの中心部分にロータを回転自在に配置さ
せ、ステータヨークに励磁を行なってロータを回転駆動
させるようになっている。ステータヨークは、複数枚の
薄板を重ね合わせた突極をボビンに嵌め、ボビンの周囲
にマグネットワイヤを巻回したもので、ケースの内側の
所定位置に固定してモータを組み立てていた。
【０００３】また本出願人は、特願平９−１７８６８７
号において、ケースとステ−タ部との間に樹脂を注入し
てステータをケースに一体化させた回転電機に関する発
明を出願している。この発明は、樹脂を充填してステ−
タをケースに固定したことにより、組み付け精度が向上
し、かつ耐久性が高くできるという効果を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記モ
ータは複数のステータヨークをケースの内側に精度よく
固定しなければならず、モータの組み付けにあたり手間
が掛かっていた。例えば複数のステータヨークをケース
の内面に取り付けた際、組み付けの中心がロータの回転
中心とずれていたり、あるいは配置間隔にばらつきが生
じている場合には、トルクリップルや、コギングトルク
等を増大させモータの性能を低下させてしまっていた。
【０００５】また樹脂をケース内に注入した発明の回転
電機では、樹脂が完全に固化するまでステータヨークを
所定の位置に確実に押さえていなければならず、押さえ
が弱いと位置ずれを発生させたり、中心がずれて、モー
タの効率を低下させてしまうという問題があった。
【０００６】更に、ステータヨークの端部が互いに密着
していると、樹脂の流れがそれによって遮断され、ステ
ータヨークの表裏全体に樹脂を充填させることができな
かった。
【０００７】本発明は、上記課題を解決し、ステータヨ
ークの位置決めと固定を確実にし、かつケースを含めた
アーマチュア部を樹脂で充填成形した際の樹脂の回りを
良好にした、耐久性のよい回転電機を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するため、次のように回転電機を構成した。
【０００９】すなわち、請求項１は、ボビン中心部に突
極を挿入し、前記ボビンにマグネットワイヤを巻回させ
たステータヨークを放射状に配し、ステータヨークの突
極に対向させて永久磁石を備えたロータを回転自在に設
けた円筒型ラジアルギャップ型回転電機において、ステ
ータヨークボビンの両端部を互いに接触するように形成
し、端部どうしを付き合わせることによりステータヨー
クを精度良く配置させ、しかも所定の位置関係に確実に
固定されるようにした。
【００１０】更に、ボビン、例えばボビンの端部の付き
合わせ部に切欠を形成し、ステータヨークを貫通する貫
通孔を形成した。すると、ステータヨークとケースとの
間に樹脂を注入した際、樹脂が貫通孔を通ってボビンの
表裏に樹脂が流出することから、ステータヨークが樹脂
により一体的に強固に固定され、組立作業の簡素化を達
成し、かつモータの取付け精度を向上できる。
【００１１】尚、貫通孔は、切欠等ボビンの端部に設け
たのでなく、ボビン自体を貫通する孔であってもよい、
更に、ステータヨークの端部に凹凸を設け、互いに他の
ボビンどうしを噛み合わせるようにしてもよい。する
と、ステータヨークを付き合わせた際の組み付けがより
確実となり、固定する力も増大される。噛み合わせは、
少なくとも互いのずれが生じないような凹凸であればよ
いが、必ずしもそれに限らず、スライド式に組みつけた
り、差込み式の軸と孔を形成しても、接着、粘着等でも
よい。
【００１２】更に、ステータヨークを設ける個所は外周
に限らず、ステータヨークを内側に配置しロータを外側
に配置した回転電機であってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる回転電機
の一実施形態をモータを例にして説明する。図１にモー
タ２の軸方向断面を、図２にモータ２の横方向断面を示
す。モータ２は、突極数６／ロータ磁極数８の３相イン
ナロータ型ＤＣブラシレスモータであり、ケース４と、
ケース４内に固定されているステ−タ６と、回転軸８と
一体のロータ１０等から構成されている。
【００１４】ケース４は、金属製でほぼ円筒状であり、
ケース４の両端面にはフランジ１２、１３が取り付けて
ある。フランジ１２、１３のそれぞれには、スリーブベ
アリングの軸受２０、２１が組み付けてあり、これら軸
受２０、２１により回転軸８が回転自在に支持されてい
る。
【００１５】ロータ１０は、回転軸８と、ロータ磁極数
が８極の構成のロータ磁石と、スリーブ等からなり、上
述したように軸受２０、２１に回転自在に支持されてい
る。また、スプリングホルダ２５とスプリング２３が設
けられており、ロータ１０の軸方向の位置及び軸受２０
への予圧量が適切に設定されている。
【００１６】ステ−タ６は、図２、図３に示すよう６つ
のステ−タコイル３２から形成されており、ケース４の
内側に放射状に固定してある。ステ−タコイル３２を、
図４に示す。ステ−タコイル３２は、図４に示すように
突極３４と、突極３４を保持するボビン３６と、ボビン
３６に巻きつけられたマグネットワイヤ３８等から構成
されている。
【００１７】突極３４は、図５に示すようにほぼＴ字型
に打ち抜かれた９枚の０．３５ｍｍ厚の電磁鋼板を回転
軸８の軸方向と平行に積層してあり、突極３４のＴ字型
の細く形成された部分が、ボビン３６の角孔３７に挿入
され、他方の長手部は、回転軸８に向けてボビン３６か
ら若干突出した状態で配設される。尚、突極３４を軸方
向に積層し、角孔３７に挿入するように構成してもよ
い。
【００１８】ボビン３６は樹脂製で、鍔部３９と角孔３
７を有し、マグネットワイヤ３８が角孔３７の外周に巻
きつけてある。またボビン３６の下端部には端子４０が
設けてあり、巻き付けられたマグネットワイヤ３８の端
をからげてある。マグネットワイヤ３８は端子４０にか
らげた後、半田付けが施される。
【００１９】更にボビン３６の鍔部３９には、突極３４
の挿入方向に沿って切欠３が形成してある。切欠３は、
図４に示すようにボビン３６の端部上下に２箇所設けて
あり、図３に示すように２つのボビン３６を組み合わせ
ると、鍔部３９を表裏に貫通する貫通孔５が形成され
る。
【００２０】したがって、図３に示すように６組のステ
−タコイル３２を周状に配列すると、コイルの突極３４
は、ロータ１０を挿入したとき、ロータ１０に対して微
小なエアギャップを介して対向するように配置されると
ともに、それぞれの組み付け面の上下２箇所に貫通孔５
が設けられる。ステータ６は、この状態でケース４の内
周面に配置され樹脂５８により固着される。
【００２１】次に樹脂５８の注入について説明する。
【００２２】モータ２のケース４内には、ステータ６を
所定位置に配置した後、溶融樹脂を注入する。図２に示
すように樹脂５８は、ロータ１０が挿入される空間を中
心部分に残し、ステ−タ６とケース４との間に充填さ
れ、ステータコイル３２の間に充填されるとともに貫通
孔５を通り、ロータ１０の側にも充填される。
【００２３】更に図１に示すようにマグネットワイヤ３
８をからげた端子４０は、所定の電気回路と電子部品が
実装されたプリント配線板５０に接続される。プリント
配線板５０は、フランジ１３とほぼ平行に電気的に絶縁
された状態でケース４の一端に配設され、電気回路とと
もにロータ１０のロータ磁極を検出するホールセンサ５
２（３ケ配設）を備え、外部接続用のコネクタ５３に接
続している。これにより、コネクタ５３を介してロータ
１０の位置情報が得られ、ホールセンサ５２の位置情報
に合わせて各相の励磁を行うことにより、ロータ１０が
回転する。５７はコネクタ５３を保護する樹脂製のピン
ホルダである。
【００２４】したがって、モータ２は、ステータコイル
３２のボビン３６の端部が互いに当接し、かつ端部に切
欠３が形成され、組み合わせると表裏に貫通する貫通孔
５が形成されることから、ステータコイル３２を正確に
組み合わせることができ、しかもケース４内に収容した
後樹脂５８を注入すると貫通孔５を通ってロータ１０側
にも樹脂５８が充填されることから、低い注入圧力でも
樹脂５８を完全に充填することができ、樹脂充填時間を
短縮し、また樹脂５８によるステータコイル３２の固定
を強固にすることができる。
【００２５】尚、貫通孔５はボビン３６の端部でなく、
鍔部３９自体を貫通するように形成してもよい。
【００２６】次に回転電機の他の実施形態を示す。
【００２７】この例は、図６、図７に示すようにボビン
３６の両端部に凹凸を形成し組み合わせることとした。
凹凸はボビン３６の長手方向に沿って両側に形成してあ
り、左右がミラー対称で他のボビン３６を合わせたとき
それと噛み合う形状に形成されている。これにより、ボ
ビン３６を合わせたとき図６に示すようにボビン３６の
端部が互いの凹凸によって噛み合い強固に結合できる。
【００２８】したがって、ケース４内にステータ６を収
容する前の取り扱いや、ケース４内に収容したときの固
定を強固にでき、樹脂５８の注入時等にも位置のずれ等
を発生させることがない。更に、連結されたステータコ
イル３２の間には貫通孔５が上述したと同様に形成され
ていることから、ケース４内にステータ６を収容した後
樹脂５８を注入すると、貫通孔５を通って樹脂５８がボ
ビン３６の表裏に流れ出ることから、ステータ６をケー
ス４内に強固に固着できる。
【００２９】尚、図８に示すようにボビン３６の鍔部３
９の一方に軸４１を設け、これに対応する他のボビン３
６の鍔部３９には軸４１に合う孔４３を設け、これによ
り連結させるようにしてもよい。また、図９に示すよう
に溝４５に噛み合わせるようにしてもよい。
【００３０】次に、第３の実施形態を説明する。
【００３１】第３の実施形態を図１０に示す。これはロ
ータ１０を外周に配したアウタロータ型の回転電機であ
る。この例においては、中心に配置したステータ６の接
触部分を互いに面で接触するように形成したので、ステ
ータ６間の接触部分を確実にし、強固に固定することが
できる。またこの場合も上述したように、ボビン３６の
鍔部３９には樹脂を通過させる貫通孔や、互いに噛み合
う組み付け形状を形成してもよい。
【００３２】尚、上記いずれの実施形態もモータを例に
説明したが、本発明にかかる回転電機のステータ構造や
その回転電機は、モータに限るものではなく、また、突
極３４の構成も回転軸８の軸方向に平行に積層するので
はなく、従来行なわれていたように軸方向に順次積層し
て形成されていてもよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、ステータコイル間の付
き合わせ部を直接接触させたことにより、ステータの取
り扱い、組み立て等が容易となり、かつケース内での固
定を強固にできる。
【００３４】また、ステータコイルに貫通孔を形成した
ことにより、ステ−タとケースとの間に樹脂を充填した
際、樹脂が貫通孔を通って表裏面のいずれにも容易に流
れることから、樹脂によるステータの固定をより確実、
強固にできる。
【００３５】更に、ステータコイルの付き合わせ部に噛
み合わせ部を設けステータどうしを噛み合わせたことに
より、組み立て時の取り扱いがより容易にでき、樹脂の
注入等によっても位置のずれ等を発生させることがな
く、寿命が長く、かつ高い信頼性のＤＣブラシレスモー
タを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるモータの一実施形態を示す縦断
面図である。
【図２】本発明にかかるモータの一実施形態を示す横断
面図である。
【図３】本発明にかかるステータの一実施形態を示す斜
視図である。
【図４】本発明にかかるステータコイルの一実施形態を
示す斜視図である。
【図５】本発明にかかる突極とボビンの一実施形態を示
す斜視図である。
【図６】ステータコイルの付き合せ部の他の実施形態を
示す図である。
【図７】図６に示したステータコイルを示す図である。
【図８】ステータコイルの付き合せ部を示す図である。
【図９】ステータコイルの付き合せ部の他の実施形態を
示す図である。
【図１０】本発明にかかるモータの他の実施形態を示す
図である。
【符号の説明】
２ モータ ３ 切欠 ４ ケース ５ 貫通孔 ６ ステータ ８ 回転軸 １０ ロータ １２，１３ フランジ ２０，２１ 軸受 ２３ スプリング ２５ スプリングホルダ ３２ ステータコイル ３４ 突極 ３６ ボビン ３７ 角孔 ３８ マグネットワイヤ ４０ 端子 ４１ 軸 ４３ 孔 ４５ 溝 ５０ プリント配線板 ５２ ホールセンサ ５３ コネクタ ５７ ピンホルダ ５８樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村松 和男 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ アエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 西尾 太一 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ アエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 松下 晋武 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ アエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 山脇 孝之 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ アエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 佐野 浩 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ アエレクトロニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 5H604 AA05 BB14 CC01 CC05 CC13 CC16 PB03 QA01 5H621 GA01 GA04 GB08 JK01 JK13

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 突極の周囲にボビンを備え、該ボビンに
    マグネットワイヤを巻回してなるステータヨークを放射
    状に有し、該ステータヨークの突極に対抗させて永久磁
    石からなるロータを回転自在に備えてなる円筒ラジアル
    ギャップ型回転電機において、 前記ボビンの前記ロータに面した側の両端部を互いに接
    触する形状としたことを特徴とした回転電機のボビン。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の回転電機のボビン構造に
    おいて、前記ステータヨークを収容するケースと該ステ
    ータヨークとの間に樹脂を充填して一体に構成したこと
    を特徴とした回転電機。
  3. 【請求項３】 前記ボビンに該ボビンを表裏に貫通する
    連通口を形成し，該連通口を通して前記樹脂を流出入さ
    せたことを特徴とした請求項２記載の回転電機。
  4. 【請求項４】 前記ボビンの端部を他のボビンの端部と
    互いにかみ合う形状に形成したことを特徴とした請求項
    １〜３のいずれか１項に記載の回転電機。
  5. 【請求項５】 前記突極は、軟磁性材の薄板材からな
    り、前記ステータヨークの周方向に積層してなることを
    特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電
    機。
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