JP2015126545A - Electric motor - Google Patents
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Description
本発明は、ステータを鋼板ブラケットに固定した電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor having a stator fixed to a steel plate bracket.
従来の電動機には、ステータの内部にロータを回転可能に配置したインナーロータ型の電動機があり、例えば、空気調和機に搭載する送風ファンを回転駆動するためのブラシレスDCモータとして用いられる。この電動機には、例えば、ベアリングハウスを有する鋼板ブラケットにステータを圧入した構造があり、鋼板ブラケットとステータコアが直接接触し導通する。このため、ステータコアの電位が大きくなると、鋼板ブラケットとベアリングで支持されている電動機のシャフトとの電位差が大きくなり、ベアリングに電食が発生するおそれがある。この対策としては、鋼板ブラケットとステータコアの間に絶縁部材を介在することが考えられる。鋼板ブラケットとステータコアが絶縁部材の介在により非導通となるため、ステータコアの電位が高くなっても鋼板ブラケットとシャフトとの電位差が大きくなることがなくなり、ベアリングに電食が発生するのを防止することができる。 A conventional electric motor includes an inner rotor type electric motor in which a rotor is rotatably disposed inside a stator, and is used, for example, as a brushless DC motor for rotationally driving a blower fan mounted on an air conditioner. This electric motor has, for example, a structure in which a stator is press-fitted into a steel plate bracket having a bearing house, and the steel plate bracket and the stator core are in direct contact with each other to be conducted. For this reason, when the potential of the stator core is increased, the potential difference between the steel plate bracket and the shaft of the motor supported by the bearing is increased, and there is a possibility that electrolytic corrosion occurs in the bearing. As a countermeasure, an insulating member may be interposed between the steel plate bracket and the stator core. Since the steel plate bracket and the stator core become non-conductive due to the presence of an insulating member, the potential difference between the steel plate bracket and the shaft does not increase even when the potential of the stator core increases, and the occurrence of electrolytic corrosion on the bearing is prevented. Can do.
ところで、従来の電動機には、鋼板ブラケットとステータコアの間にモータの振動を防止する防振部材を介在した構造が知られている。この防振部材は、ステータコアの外周を覆うインシュレータの端面から膨出した緩衝部となっている(例えば、特許文献1参照)。したがって、この緩衝部は、鋼板ブラケットとステータコア間の絶縁部材にも成り得ることから、ベアリングに電食が発生するのを防止するための部材を兼ねることができる。 By the way, the structure which interposed the vibration isolator which prevents the vibration of a motor between the steel plate bracket and the stator core is known for the conventional electric motor. This anti-vibration member is a buffer portion that bulges from the end face of the insulator that covers the outer periphery of the stator core (see, for example, Patent Document 1). Therefore, since this buffer part can also be used as an insulating member between the steel plate bracket and the stator core, it can also serve as a member for preventing the occurrence of electrolytic corrosion on the bearing.
しかしながら、ステータコアの外周をインシュレータのような樹脂部材で覆った構造の場合、ステータを鋼板ブラケットに圧入して固定すると、樹脂部材が経年劣化で弾性力が低下し、ステータを鋼板ブラケットに固定し続けられなくなるおそれがあった。 However, in the case of a structure in which the outer periphery of the stator core is covered with a resin member such as an insulator, if the stator is press-fitted into the steel plate bracket and fixed, the elastic force of the resin member will deteriorate due to aging and the stator will continue to be fixed to the steel plate bracket There was a risk of being lost.
本発明は上記問題点に鑑み、ベアリングに電食が発生するのを防止しつつ、ステータと鋼板ブラケットとの固定状態を維持する電動機を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electric motor that maintains a fixed state between a stator and a steel plate bracket while preventing the occurrence of electrolytic corrosion on a bearing.
上記課題を解決するため、本発明の電動機は、絶縁部材で外周を覆われたステータコアを備えたステータと、ステータの内周側に回転自在に配置されたロータと、ロータのシャフトの出力側と反出力側をそれぞれ支持するベアリングと、ベアリングを保持するとともにステータを収容して固定する鋼板ブラケットとを備えたものであって、鋼板ブラケットの内周面には複数の突出部が形成され、ステータの外周面には複数の突出部がそれぞれ嵌合する複数の凹部が形成されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electric motor according to the present invention includes a stator having a stator core whose outer periphery is covered with an insulating member, a rotor rotatably disposed on the inner peripheral side of the stator, and an output side of a shaft of the rotor. The bearing includes a bearing that supports each of the non-output sides, and a steel plate bracket that holds the bearing and holds and fixes the stator, and a plurality of protrusions are formed on the inner peripheral surface of the steel plate bracket. A plurality of recesses into which a plurality of projecting portions are respectively fitted are formed on the outer peripheral surface of the.
また、本発明の電動機において、鋼板ブラケットはシャフトの軸方向に分割された2つの鋼板ブラケット片を備え、鋼板ブラケット片にはそれぞれの底面にベアリングハウスが形成され、少なくとも一方の鋼板ブラケット片は円筒形状に形成され、一方の鋼板ブラケット片にはステータがシャフトの軸方向に沿って挿入され、ステータの外周面のうち、ステータの挿入方向に向かって前記凹部と連続する外周面には、挿入方向に向かって外径が小さくなるようなテーパ部が形成されていることを特徴とする。 In the electric motor of the present invention, the steel plate bracket includes two steel plate bracket pieces divided in the axial direction of the shaft, the steel plate bracket pieces are formed with bearing houses on the respective bottom surfaces, and at least one of the steel plate bracket pieces is a cylinder. The stator is inserted into the steel plate bracket piece along the axial direction of the shaft, and the outer peripheral surface of the stator is inserted in the insertion direction on the outer peripheral surface continuous with the concave portion in the stator insertion direction. A tapered portion is formed such that the outer diameter decreases toward the end.
また、本発明の電動機において、前記凹部と前記突出部とで構成される嵌合部は一方の鋼板ブラケット片の底面から軸方向に同一高さで、かつ、周方向に等間隔に3つ以上配置され、突出部は凹部を介してステータのステータコア側壁を径方向に押さえることを特徴とする。 Further, in the electric motor of the present invention, three or more fitting portions constituted by the concave portion and the protruding portion are at the same height in the axial direction from the bottom surface of one steel plate bracket piece and at equal intervals in the circumferential direction. The protruding portion is characterized in that the stator core side wall of the stator is pressed in the radial direction via the recess.
本発明の電動機によれば、ベアリングを保持するとともにステータを収容して固定する鋼板ブラケットを備え、鋼板ブラケットの内周面には複数の突出部が形成され、ステータの外周面には複数の突出部がそれぞれ嵌合する複数の凹部が形成されることにより、ベアリングに電食が発生するのを防止しつつ、ステータと鋼板ブラケットとの固定状態を維持することができる。 According to the electric motor of the present invention, the steel plate bracket that holds the bearing and holds and fixes the stator is provided, and the plurality of protrusions are formed on the inner peripheral surface of the steel plate bracket, and the plurality of protrusions are formed on the outer peripheral surface of the stator. By forming the plurality of recesses into which the parts are respectively fitted, it is possible to maintain the fixed state between the stator and the steel plate bracket while preventing the occurrence of electrolytic corrosion on the bearing.
また、本発明の電動機によれば、ステータの外周面のうち、ステータの挿入方向に向かって凹部と連続する外周面には、挿入方向に向かって外径が小さくなるようなテーパ部が形成されていることにより、ステータを鋼板ブラケットに容易に挿入することができる。 Further, according to the electric motor of the present invention, the outer peripheral surface of the stator is formed with a tapered portion whose outer diameter decreases in the insertion direction on the outer peripheral surface that is continuous with the recess in the insertion direction of the stator. Therefore, the stator can be easily inserted into the steel plate bracket.
また、本発明の電動機によれば、凹部と突出部とで構成される嵌合部は一方の鋼板ブラケット片の底面から軸方向に同一高さで、かつ、周方向に等間隔に3つ以上配置され、突出部は凹部を介してステータのステータコア側壁を径方向に押さえることにより、エアギャップを均一にする。 Further, according to the electric motor of the present invention, three or more fitting portions constituted by the concave portion and the protruding portion are at the same height in the axial direction from the bottom surface of one steel plate bracket piece and at equal intervals in the circumferential direction. The protrusions are disposed and the air gap is made uniform by pressing the stator core side wall of the stator in the radial direction via the recesses.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図1乃至図4は、本実施形態における電動機を説明する図である。なお、図1は、図3に示すB−B断面図を含む概略断面図である。実施形態における電動機は、回転磁界を発生するステータの内周側にロータを回転可能に配置したインナーロータ型電動機であり、例えば、空気調和機に搭載する送風ファンを回転駆動するためのブラシレスDCモータとして用いられる。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 are diagrams illustrating the electric motor according to the present embodiment. 1 is a schematic cross-sectional view including a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. The electric motor in the embodiment is an inner rotor type electric motor in which a rotor is rotatably arranged on the inner peripheral side of a stator that generates a rotating magnetic field. For example, a brushless DC motor for rotationally driving a blower fan mounted on an air conditioner Used as
電動機Mは、図1乃至図3に示すように、絶縁部材12で外周を覆われたステータコア11を備えたステータ1と、ステータ1の内周側に回転自在に配置されたロータ2と、ロータ2のシャフト3の反出力側を支持するベアリング41と、ロータ2のシャフト3の出力側を支持するベアリング42と、2つのベアリング41、42を保持するとともにステータ1を収容して固定する鋼板ブラケット5とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the electric motor M includes a stator 1 including a
ステータコア11は、薄い鋼板を複数積層し円筒状に形成され、環状のバックヨーク部111とバックヨーク部111から内径側に延びる複数のティース部112とを備えている。ステータコア11には絶縁部材12が一体形成され、絶縁部材12を介してティース部112にステータ巻線13が巻回されている。絶縁部材12は、PBT、PETや不飽和ポリエステルなどの樹脂で成形され、ステータコア11をティース部112の先端面1121(ステータコア11の内周面)を除いて覆っている。このように構成されたステータ1は、ティース部112の先端面1121がロータ2の外周面21に所定の間隔(いわゆるエアギャップ)をもって対向するように鋼板ブラケット5に固定されている。
The
鋼板ブラケット5は、シャフト3の軸方向に分割された2つの鋼板ブラケット片51、52を備える。シャフト3の反出力側に鋼板ブラケット片51が設けられるとともに、シャフト3の出力側に鋼板ブラケット片52が設けられている。反出力側の鋼板ブラケット片51は有底円筒形状に形成される。この鋼板ブラケット片51に対し、ステータ1がシャフト3の軸方向に沿って挿入されている。鋼板ブラケット片51の底面511の中心には、底面511より小径で軸方向に突出した有底円筒形状のベアリングハウス512が形成され、ベアリングハウス512にベアリング41が保持されている。鋼板ブラケット片51とベアリング41は、ベアリングハウス512を介して直接接触して電気的に導通している。
The
出力側の鋼板ブラケット片52は鋼板ブラケット片51よりも浅い有底円筒形状に形成され、鋼板ブラケット片52の内周面523が鋼板ブラケット片51の外周面513に嵌合されている。鋼板ブラケット片52の底面521の中心には、底面521より小径で軸方向に突出した有底円筒形状のベアリングハウス522が形成され、ベアリングハウス522にベアリング42が保持されている。鋼板ブラケット片52とベアリング42はベアリングハウス522を介して直接接触して電気的に導通している。なお、鋼板ブラケット5は、有底円筒形状の2つの鋼板ブラケット片51、52を備えるが、本発明はこれに限らず、一方を有底円筒形状の鋼板ブラケット片とし、他方を円板形状の鋼板ブラケット片としてもよい。
The steel
電動機Mには、図3及び図4に示すように、本発明の特徴部分として、鋼板ブラケット5にステータ1を収容して固定するための嵌合部6が設けられている。嵌合部6は、鋼板ブラケット片51の内周面515に4つ形成された突出部514と、ステータ1の外周面122に4つ形成され、4つの突出部514がそれぞれ嵌合する凹部121とで構成されている。電動機Mの組立時に、ステータ1は鋼板ブラケット片51の開口516から底面511に向けて挿入される。そして、凹部121が突出部514と対向する位置までステータ1が挿入されると、この突出部514と凹部121とで構成される嵌合部6によって、鋼板ブラケット5に対してステータ1が固定される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the electric motor M is provided with a
本実施形態の嵌合部6は、さらに、鋼板ブラケット片51の底面511から軸方向に同一高さHの位置で、かつ、鋼板ブラケット片51の周方向に等間隔に4つ配置されている。また、鋼板ブラケット片51に形成された4つの突出部514はそれぞれ、鋼板ブラケット片51の内周面515から径方向に同一高さLだけ突出するように形成されている。4つの突出部514はそれぞれ凹部121を介してステータ1のステータコア側壁113を径方向に押さえる。一方、ステータ1に形成された4つの凹部121ではそれぞれ、絶縁部材12の径方向の厚みが薄くなっているため、鋼板ブラケット片51とステータコア11との間の絶縁状態を保持しつつ、ステータコア側壁113を4つの突出部514により直接押さえるような状態に近づけることができる。この結果、鋼板ブラケット片514の内周面515とステータコア側壁113との径方向の距離を全周に渡って均一にすることができ、ロータ2の中心軸O(図1参照)とステータ1の中心軸O’とを高い精度で一致させることができるようになり、ティース部112の先端面1121とロータ2の外周面21の間の径方向空隙距離(いわゆるエアギャップ)が均一になる。これにより、電動機Mの駆動時に、ロータ2の外周面21に加えられる回転トルクにムラがなくなり、電動機Mの効率を高めることができる。また、エアギャップをより狭くすることも可能となる。
Four
また、ステータ1の絶縁部材12の外周面122のうち、ステータ1の挿入方向に向かって凹部121の壁面1211と連続する外周面1221には、ステータ1の挿入方向に向かって外径が小さくなるようなテーパ部1222が形成されている。したがって、鋼板ブラケット片51にステータ1を挿入する際、テーパ部1222により摩擦などの機械的な抵抗を低減することができる。この結果、突出部514が凹部121に嵌合され易くなり、ステータ1を鋼板ブラケット片51に容易に挿入することができる。
Further, of the outer
以上説明してきた実施形態による電動機Mによれば、ベアリング41を保持するとともにステータ1を収容して固定する鋼板ブラケット片51を備え、鋼板ブラケット片51の内周面515には4つの突出部514が形成され、ステータ1の絶縁部材12の外周面122には4つの突出部514がそれぞれ嵌合する4つの凹部121が形成される。この結果、鋼板ブラケット片51とステータコア11の間に絶縁部材12が介在されて鋼板ブラケット片51とステータコア11が非導通になるため、ベアリング41、42に電食が発生するのを防止することができる。さらに、鋼板ブラケット片51の突出部514にステータ1の凹部121が嵌合することで、ステータ1と鋼板ブラケット片51との固定状態を維持することができる。
According to the electric motor M according to the embodiment described above, the steel
また、本実施形態による電動機Mによれば、鋼板ブラケット片51は円筒形状に形成され、鋼板ブラケット片51にはステータ1がシャフト3の軸方向に沿って挿入され、ステータ1の外周面122のうち、ステータ1の挿入方向に向かって凹部121と連続する外周面1221には、挿入方向に向かって外径が小さくなるようなテーパ部1222が形成される。この結果、ステータ1を鋼板ブラケット片51に容易に挿入することができる。鋼板ブラケット片51にステータ1を挿入する際、例えば、予め潤滑材をステータ1の外周面122に塗布しておくことでより挿入し易くなる。なお、鋼板ブラケット片51の突出部514は、ステータ1の凹部121の壁面1211とテーパ部1222の外周面1221とが交わるエッジ1223を乗り越えてステータ1の凹部121に嵌合するため、ステータ1が挿入方向の反対方向に鋼板ブラケット片51から抜け難くなっている。
Further, according to the electric motor M according to the present embodiment, the steel
さらに、本実施形態による電動機Mによれば、凹部121と突出部514とで構成される嵌合部6は鋼板ブラケット片51の底面511から軸方向に同一高さHで、かつ、周方向に等間隔に4つ配置され、4つの突出部514はそれぞれ、鋼板ブラケット片51の内周面515から径方向に同一高さLだけ突出するように形成されており、突出部514は凹部121を介してステータ1のステータコア側壁113を径方向に押さえる。この結果、前述で説明してきたようにロータ2の中心軸Oとステータ1の中心軸O’とを高い精度で一致させることができるようになり、エアギャップを均一にする効果がある。なお、本実施形態では嵌合部6は4つ配置されているが、本発明はこれに限らず、少なくとも3つ以上配置することでエアギャップを均一にする効果が得られる。
Furthermore, according to the electric motor M according to the present embodiment, the
以上説明してきた本実施形態による電動機Mでは、シャフト3の反出力側の鋼板ブラケット片51にステータ1をシャフト3の軸方向に沿って挿入しているが、本発明はこれに限らず、シャフト3の出力側の鋼板ブラケット片52にステータ1をシャフト3の軸方向に沿って挿入してもよい。また、凹部121と突出部514とで構成される嵌合部6は、周方向へのストッパ機能も兼ねており、鋼板ブラケット片51に対するステータ1の空転を防止することができる。
In the electric motor M according to the present embodiment described above, the stator 1 is inserted along the axial direction of the shaft 3 into the steel
1 ステータ
11 ステータコア
111 バックヨーク部
112 ティース部
113 ステータコア側壁
1121 先端面
12 絶縁部材
121 凹部
1211 壁面
122 外周面
1221 外周面
1222 テーパ部
1223 エッジ
2 ロータ
21 外周面
3 シャフト
41 ベアリング
42 ベアリング
5 鋼板ブラケット
51 鋼板ブラケット片
511 底面
512 ベアリングハウス
513 外周面
514 突出部
515 内周面
516 開口
52 鋼板ブラケット片
521 底面
522 ベアリングハウス
523 内周面
6 嵌合部
M 電動機
H 鋼板ブラケット片51の底面511から軸方向の高さ
L 突出部514の径方向長さ
O ロータ2の中心軸
O’ ステータ1の中心軸
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