JP2008295223A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 ノイズによる悪影響を無くしつつ、組立の作業性を良好にし、軸受けの電食の発生を防止可能にするモータを提供すること。
【解決手段】 モータ１は、固定子鉄心２に固定子巻線４を巻回した固定子５と、固定子５の内周部１３側に、出力側及び反出力側の軸受１０、１１を介して回転自在に配置した回転子１２とを備え、固定子鉄心２の外周部１４を除いてモールド成形された固定子５を、出力側及び反出力側の軸受１０、１１を収容する軸受収容部１６、１７を有する導電性ケーシング１８に装着した。これにより、固定子鉄心２の外周部１４と導電性ケーシング１８とを電気的に接触させ、導電性ケーシング１８と回転軸２２との間の電位差を小さくして、出力側及び反出力側の軸受１０、１１の電食の発生を防止した。また、ノイズによる悪影響を無くし、組立の作業性を良好にした。
【選択図】 図４

Description

本発明はモータに係り、固定子をモールド成形したモータの構造に関する。

従来、固定子をモールド成形したモータは例えば、図７に示すように、固定子２２０をモールド樹脂によってモールド成形してハウジング２６０を形成し、ハウジング２６０内に軸受３００、３２０を介して回転子３６０を内蔵している。なお、図７では、モータ１００の出力側を左側に、反出力側を右側にして、モータ１００の断面図を描いている。

このモータ１００は、鋼板を積層した円筒状の固定子鉄心１２０に、絶縁層を兼ねたプレモールド部１４０を形成し、このプレモールド部１４０に固定子巻線１６０が巻回された固定子２２０と、モータ１００の駆動回路を搭載し、固定子鉄心１２０のプレモールド部１４０に取付けられた配線基板１８０と、この配線基板１８０に取付けられ、外部に信号を送るためのコネクタ２００とを有している。

これらの固定子２２０、配線基板１８０、コネクタ２００とともに、出力側の金属製のブラケット２４０を金型に収納し、モールド樹脂によって一体にモールド成形してハウジング２６０を形成している。そして、このハウジング２６０の円筒状の収納空間２８０に、回転軸３４０の出力側と反出力側に、軸受３００と軸受３２０をそれぞれ取り付けた回転子３６０が収納され、出力側の軸受３００が出力側のブラケット２４０に固定されている。一方、反出力側の軸受３２０は反出力側の金属製の皿状のブラケット３８０に固定され、この反出力側のブラケット３８０がハウジング２６０の反出力側端部に係合されている。

ところで、このようなモータ１００によって、空気調和機用の送風ファン等を動作するために、高電圧、かつ、ＰＷＭ制御を行なっている場合、モータ１００の構造に起因する静電容量成分の分布やＰＷＭ制御による電圧変化により、誘導現象に基づき固定子巻線１６０から固定子鉄心１２０、回転子３６０を通じてモータ１００の回転軸３４０に発生する軸電圧が大きくなる。これに伴って、軸受３００、３２０の内輪と外輪との間に大きな電位差が生じ、軸受３００、３２０の電食に至る可能性がある。この電位差によって、固定子鉄心１２０、固定子巻線１６０、軸受３００、３２０、回転軸３４０、回転子３６０を通過して再び固定子鉄心１２０に電流が循環し、軸受３００、３２０の電食が発生する。

軸受３００、３２０の電食対策として、図７に示すモータ１００には、反出力側の金属製のブラケット３８０とハウジング２６０を貫通して固定子鉄心１２０の貫通部４２０にまで至るネジ状のアース端子４００が螺合され、このアース端子４００にアースコード４４０が接続されている。このアース端子４００、アースコード４４０を介して固定子鉄心１２０やブラケット３８０から外部に電流を流すようにして、軸受３００、３２０の電食の発生を防止するようにしている（特許文献１参照）。

しかしながら、この特許文献１のようなアース端子４００にアースコード４４０が接続されたモータ１００は、アース端子４００とアースコード４４０から細長い金属部材を形成することになるため、このアース端子４００及びアースコード４４０が電磁波等のノイズを外部に出したり、外部から拾ったりするアンテナとなってしまうという欠点があった。このため、アース端子４００及びアースコード４４０のアンテナ化によって、外部にノイズが出て他の機器が誤動作する可能性があり、また、外部からノイズを拾って、固定子鉄心１２０や回転子３６０に作用し、回転子３６０の回転数制御に悪影響を及ぼす恐れがあるという問題点があった。

この問題点を解決した固定子をモールド成形したモータは例えば、図８に示すように、固定子５４０がモールド樹脂によりモールド成形されてモータフレーム５６０が形成され、固定子５４０の内周部側に回転子５８０が回転自在に配置されている。このモータ５００は、モータフレーム５６０の出力側と反出力側の両方に金属製のブラケット５７０、６２０がそれぞれ設けられ、出力側のブラケット５７０と反出力側のブラケット６２０には、回転子５８０の回転軸５９０を回転自在に支持するベアリング６００、６１０がそれぞれ設けられている。そして、出力側のブラケット５７０と反出力側のブラケット６２０とが、モータフレーム５６０の外面に沿って貼り付けられた導電性テープ６３０によって短絡されている（特許文献２参照）。

このようなモータ５００では、導電性テープ６３０によって出力側のブラケット５７０と反出力側のブラケット６２０とが短絡されているため、両ブラケット５７０、６２０の電位が同じとなり、循環電流の発生がないようにしている。このことから、ベアリング６００、６１０の電食の発生を防止することができ、かつ、特許文献１のようなアース端子４００およびアースコード４４０を持たないため、ノイズによる悪影響を無くすことができるものになっている。

しかしながら、この特許文献２のような出力側のブラケット５７０と反出力側のブラケット６２０とを、モータフレーム５６０の外面に沿って貼り付けられた導電性テープ６３０によって短絡するためには、導電性テープ６３０をモータフレーム５６０の外面に軸方向に沿って、出力側のブラケット５７０に一端を貼り付けた後、反出力側のブラケット６２０に他端を貼り付けることになるため、モータ組立の作業性が良くないという問題点があった。
特開２００４−２２９４２９号公報（第２頁−第４頁、第１図） 特開２００７−０２０３４８号公報（第３頁−第４頁、第１図）

本発明は上記問題点に鑑み、ノイズによる悪影響を無くしつつ、組立の作業性を良好にし、軸受の電食の発生を防止可能にするモータを提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、固定子鉄心に固定子巻線を巻回した固定子と、同固定子の内周部側に軸受を介して回転自在に配置した回転子とを備えたモータにおいて、前記固定子鉄心の一部を除いてモールド成形された前記固定子を、前記軸受を収容する軸受収容部を有する導電性ケーシングに装着してなり、前記固定子鉄心と前記導電性ケーシングとを接触させることを特徴とする構成となっている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記固定子鉄心はストレートコアを折曲して環状に形成してなることを特徴とする構成となっている。

請求項１記載の発明によれば、固定子鉄心の一部を除いてモールド成形された固定子を、軸受を収容する軸受収容部を有する導電性ケーシングに装着し、固定子鉄心と導電性ケーシングとを接触させることにより、固定子鉄心と導電性ケーシングとを電気的に接続して軸受の外輪と内輪との間の電位差を小さくし、軸受の電食の発生を防止することができる。更に、アース端子を持たないため、ノイズによる悪影響を無くすことができ、かつ、導電性テープを貼り付けないため、組立の作業性を良好にすることができる。

請求項２記載の発明によれば、固定子鉄心として歩留まりの良いストレートコアを用い、ストレートコアを環状に折曲して固定子を形成するため、請求項１記載の発明による効果を有しつつ、ストレートコアを用いた場合の強度不足を解消できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明によるモータの固定子の構成を示す外観斜視図、図２は図１の固定子をモールド樹脂で一体成形した状態を示す外観斜視図、図３は図２のＡ−Ａ’断面図、図４は本発明によるモータの構成を示す断面図、図５は本発明によるモータの固定子鉄心の抜き板を示す平面図、図６は図５のバックヨークの切り込み部を折曲して環状に形成した状態を示す固定子の正面図である。

本発明によるモータの構造を図１乃至図４で説明する。なお、図４では、モータ１の出力側を左側に、反出力側を右側にして、モータ１の断面図を描いている。図４に示すように、鋼板を積層した円筒状の固定子鉄心２にはインシュレータ３が形成され、インシュレータ３に固定子巻線４が巻回されて固定子５を形成している。インシュレータ３の出力側端部には基板用支柱６と端子ピン９が形成されている。基板用支柱６によってモータ１の駆動回路を搭載した配線基板７が支持され、端子ピン９にはインシュレータ３に巻回された固定子巻線４と配線基板７の回路配線パターンとが接続されている。更に、固定子５の内周部１３側に、回転軸２２と永久磁石とからなる回転子１２が配置されている。この回転子１２は、出力側に取付けられた軸受１０と、反出力側に取付けられた軸受１１とを介して回転自在に支持されている。

固定子鉄心２は、図５に示すように、鋼板２ｇを打ち抜いて形成した抜き板２ｅを積層したストレートコア２ｆを環状に折曲して形成したものである。より詳細に説明すると、この抜き板２ｅは、帯状のバックヨーク２ａの一方の長辺部２ｂ側から突出した複数のティース２ｃと、バックヨーク２ａにおける隣接するティース２ｃの間に設けられた切り込み部２ｄとを備えている。そして、図６に示すように、このような抜き板２ｅを積層したストレートコア２ｆを切り込み部２ｄで折曲して環状に形成し、バックヨーク２ａの両端を接着剤や溶接などにより固着することにより、円筒状の固定子鉄心２が形成されている。このように形成された固定子鉄心２にインシュレータ３が形成され、インシュレータ３に固定子巻線４が巻回されて固定子５を形成しているのである。本実施形態では、１つのストレートコア２ｆを環状に折曲して固定子鉄心２を形成しているが、複数のストレートコアから形成しても良い。この場合には、複数のストレートコアをそれぞれ円弧状に折曲して固着することで環状の固定子鉄心を形成する。

固定子５は図示しない金型に収納した後、図２及び図３に示すように、固定子鉄心２の内周部１３と外周部１４とを除いてモールド樹脂によってモールド成形して固定子５の外郭１５を形成している。すなわち、固定子鉄心２のティース２ｃの内周側の露出部分２ｈと、バックヨーク２ａの外周側の露出部分２ｉと、インシュレータ３の出力側端部の基板用支柱６および端子ピン９の先端部分とを除いて、モールド成形して固定子５の外郭１５を形成している。

外郭１５が形成された固定子５は、図４に示すように、出力側の軸受１０、反出力側の軸受１１をそれぞれ収容する軸受収容部１６、１７を有する導電性ケーシング１８に装着されている。この導電性ケーシング１８は皿状で中心に軸受収容部１６を有する出力側の鋼板ブラケット１９と、円筒状で中心に軸受収容部１７を有する反出力側の鋼板ブラケット２０とからなっている。

次に、これまで説明してきたモータ１の組立形成について図４を用いて説明する。まず、反出力側の鋼板ブラケット２０内に、外郭１５が形成された固定子５が収納される。このとき、収納された固定子５の外郭１５のうち、基板用支柱６と端子ピン９とを有する出力側の外郭１５の表面が、反出力側の鋼板ブラケット２０から露出した状態となる。そして、この円筒状の固定子５の内周部１３側の収納空間２１に、出力側と反出力側にそれぞれ取付けた軸受１０と軸受１１とを有する回転子１２が収納される。このとき、反出力側の軸受１１が反出力側の鋼板ブラケット２０の軸受収容部１７に圧入されることにより固定される。次に、外郭１５が形成された固定子５より突出した基板用支柱６に配線基板７が支持され、配線基板７の回路配線パターンと端子ピン９とが接続される。最後に、出力側の鋼板ブラケット１９が反出力側の鋼板ブラケット２０に係合される。このとき、出力側の軸受１０が出力側の鋼板ブラケット１９の軸受収納部１６に圧入されることにより固定される。

以上説明してきた本発明によるモータ１の構造によれば、固定子鉄心２の外周部１４はモールド樹脂で覆われていないため、露出しているバックヨーク２ａの外周側と導電性ケーシング１８とが直接接触することで電気的に接続するようになっている。より詳細に説明すると、固定子５のインシュレータ３に巻回された固定子巻線４には、外部から電源が供給される配線基板７に搭載された駆動回路を通じて電流が入力される。これにより、固定子５には回転子１２を回転させる回転磁界が発生される。このように、外部から電気エネルギーが供給される固定子５はエネルギーの状態が高くなっており、固定子５に発生されるエネルギーは通常、固定子５と回転子１２との誘導現象により回転子１２側に供給され、回転子１２の回転軸２２に発生する軸電圧に直接的に作用する。しかしながら、本発明では、エネルギーの発生源である固定子鉄心２のバックヨーク２ａの外周側全周にわたって、反出力側の鋼板ブラケット２０に直接接触し、かつ、反出力側の鋼板ブラケット２０と出力側の鋼板ブラケット１９とが直接接触するようになっている。このため、出力側の鋼板ブラケット１９および反出力側の鋼板ブラケット２０が固定子鉄心２と同電位となる。

従って、本発明によるモータの構造によれば、固定子５と回転子１２との誘導現象により回転軸２２に軸電圧が発生しても、出力側の鋼板ブラケット１９および反出力側の鋼板ブラケット２０と、回転軸２２との間の電位差が小さくなり、出力側の鋼板ブラケット１９と回転軸２２との間の出力側の軸受１０、反出力側の鋼板ブラケット２０と回転軸２２との間の反出力側の軸受１１のそれぞれに、電流が流れにくくなる。これにより、出力側の軸受１０および反出力側の軸受１１の電食の発生を防止することができ、高電圧、かつ、ＰＷＭ制御等を行なうようにした空気調和機用の送風ファン等を動作するためのインナーロータタイプのモータ１として好適である。

また、本発明によるモータ１の構造によれば、背景技術の欄に示したモータ１００のように、アース端子４００とアースコード４４０とを用いた構造ではなく、電磁波などのノイズによる悪影響を無くすことができる。そして、背景技術の欄に示したモータ５００のように、導電性テープ６３０を用いた構造ではなく、モータの組立工程内で固定子鉄心２と導電性ケーシング１８との短絡を完了するようにしているため、導電性テープ６３０を後付けする手間がなく、モータの組立の作業性を良好にすることができる。

更に、本発明によるモータ１の構造によれば、背景技術の欄に示したモータ１００の構造のように、固定子鉄心１２０を貫通した貫通部４２０にアース端子４００が螺合されていないため、固定子鉄心２の磁束の流れを妨げないようにすることができる。また、本発明のように、鋼板２ｇの廃材となる部分が少なく、歩留まりの良いストレートコア２ｆを用い、ストレートコア２ｆを環状に折曲して固定子鉄心２を形成した場合、この固定子鉄心２がモールド樹脂で一体成形されるため、バックヨーク２ａの切り込み部２ｄや固着部分の強度不足を補強することができる。そして、本発明のように、固定子鉄心２の内周部１３と外周部１４とを除いてモールド樹脂で成形することにより、固定子鉄心２の剛性を高めることができるので、固定子巻線４に電流を流したときに生ずる、固定子鉄心２の固有振動数に起因する振動を抑制して、振動による騒音を防止することができる。

これまで説明してきた実施形態では、固定子鉄心２としてストレートコア２ｆを用いるようにしているが、これに限定されるものではなく、輪状に形成されたバックヨークと、このバックヨークから軸中心方向に向って延出された複数のティースとを備えた抜き板を積層して形成された固定子鉄心であってもよい。この固定子鉄心を用いた場合も、上述と同じように、固定子鉄心の剛性を高めることができるので、固定子鉄心の振動を抑制して、振動による騒音を防止することができる。

これまで説明してきた実施形態では、モールド成形により外郭１５が形成された固定子５より突出した基板用支柱６に配線基板７が支持され、配線基板７の回路配線パターンと端子ピン９とが接続されるようにしているが、これに限定されるものではなく、配線基板７までを含めてモールド成形して固定子の外郭１５を形成するようにしてもよい。

また、これまで説明してきた実施形態では、固定子鉄心２の外周部１４を全周にわたってモールド樹脂で覆わないようにし、固定子鉄心２の外周部１４の全周を導電性ケーシング１８と直接接触するようにしているが、これに限定されるものではなく、固定子鉄心２の外周部１４の全周にわたらず、一部をモールド樹脂で覆わないようにしても良いし、固定子鉄心２の外周部１４以外の部分をモールド樹脂で覆わないようにしても良く、固定子鉄心２の一部を導電性ケーシング１８と直接接触するように出来ればよい。

更に、これまで説明してきた実施形態では、反出力側の鋼板ブラケット２０内に、外郭１５が形成された固定子５が収納されるようになっているが、反出力側の鋼板ブラケット２０内の固定子５の収納状態は、固定子鉄心２の外周部１４が、反出力側の鋼板ブラケット２０内に圧入されることにより固定されたり、反出力側の鋼板ブラケット２０の内周側に軸中心方向に向って複数の突起部を設け、固定子鉄心２の外周部１４が、この複数の突起部と点接触することにより固定されてもよい。

以上説明してきた本発明によるモータ１は、固定子鉄心２に固定子巻線４を巻回した固定子５と、この固定子５の内周部１３側に、出力側の軸受１０と反出力側の軸受１１とを介して回転自在に配置した回転子１２とを備えたモータ１であって、固定子鉄心２の一部を除いてモールド成形された固定子５を、出力側の軸受１０と反出力側の軸受１１とを収容する軸受収容部１６、１７を有するケーシング１８に装着してなり、固定子鉄心２と導電性ケーシング１８とを接触させるようにしたところが特徴となっている。

本発明によるモータの固定子の構成を示す外観斜視図である。 図１の固定子をモールド樹脂で一体成形した状態を示す外観斜視図である。 図２のモールド樹脂で一体成形した固定子のＡ−Ａ’断面図である。 本発明によるモータの構成を示す断面図である。 本発明によるモータの固定子鉄心の抜き板を示す平面図である。 図５のバックヨークの切り込み部を折曲して環状に形成した状態を示す固定子の正面図である。 従来によるモータの構成を示す第一実施例の断面図である。 従来によるモータの構成を示す第二実施例の断面図である。

符号の説明

１ モータ
２ 固定子鉄心
２ａ バックヨーク
２ｂ 長辺部
２ｃ ティース
２ｄ 切り込み部
２ｅ 抜き板
２ｆ ストレートコア
２ｇ 鋼板
２ｈ 露出部分
２ｉ 露出部分
３ インシュレータ
４ 固定子巻線
５ 固定子
６ 基板用支柱
７ 配線基板
９ 端子ピン
１０ 軸受
１１ 軸受
１２ 回転子
１３ 内周部
１４ 外周部
１５ 外郭
１６ 軸受収容部
１７ 軸受収容部
１８ 導電性ケーシング
１９ 鋼板ブラケット
２０ 鋼板ブラケット
２１ 収納空間
２２ 回転軸

Claims (2)

1. 固定子鉄心に固定子巻線を巻回した固定子と、同固定子の内周部側に軸受を介して回転自在に配置した回転子とを備えたモータにおいて、前記固定子鉄心の一部を除いてモールド成形された前記固定子を、前記軸受を収容する軸受収容部を有する導電性ケーシングに装着してなり、前記固定子鉄心と前記導電性ケーシングとを接触させることを特徴とするモータ。
2. 前記固定子鉄心はストレートコアを折曲して環状に形成してなることを特徴とする請求項１記載のモータ。