JP2017192213A - モータ及びそのモータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のモータ1は、端子23を含むステータ20と、ステータ20を収容するケーシング30と、を備え、ケーシング30は、端子23を配置する開口部31aを有し、ステータ20を収容する熱伝導性の高いケーシング本体31と、開口部31aに配置され、絶縁性を有し、かつ、熱伝導性の高いケーシングブロック34と、を備え、ケーシングブロック34が端子23の先端部23aを収容する収容部34aを有している。
【選択図】図1
Description
しかしながら、コイルに大量の電流を流すと、コイルが発熱し、その発熱によってコイル自身の温度が上昇すると、コイルの抵抗値が高くなるため、電流が流れ難くなる。
そうすると、ロータの回転速度が上がらなくなるという問題がある。
(1)本発明のモータは、端子を含むステータと、前記ステータを収容するケーシングと、を備え、前記ケーシングは、前記端子を配置する開口部を有し、前記ステータを収容する熱伝導性の高いケーシング本体と、前記開口部に配置され、絶縁性を有し、かつ、熱伝導性の高いケーシングブロックと、を備え、前記ケーシングブロックが前記端子の先端部を収容する収容部を有している。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
図1に示すように、モータ1は、ロータ10と、ステータ20と、ケーシング30と、を備えている。
ロータ10は、シャフト11と、シャフト11の外周面に固定されたマグネット12を含んでいる。
本実施形態では、マグネット12を、直接、シャフト11の外周面に固定している場合を示しているが、シャフト11の外周面にロータヨークが固定され、そのロータヨークの外周面にマグネット12を固定するようにしてもよい。
第1軸受13は、マグネット12よりもシャフト11の第1端側(図右側)の位置に配置され、シャフト11に固定されており、第2軸受14は、マグネット12よりもシャフト11の第2端側(図左側)の位置に配置され、シャフト11に固定されている。
そして、スプリング15が、第1軸受13の外輪13bの第1端側(図右側)に配置され、外輪13bを外輪13bの第2端側(図左側)に付勢している。
ステータ20は、電磁鋼板が積層された円筒状のステータコア21と、ステータコア21の内周面及び端面上に設けられたインシュレータ22と、インシュレータ22によってステータコア21と絶縁するようにステータコア21の内側に配置されるコイル24と、を備えている。
なお、図3ではステータコア21の電磁鋼板が積層されていることを示す線を省略している。
また、図4ではインシュレータ22の一部及びコイル24の端部24aの図示を省略している。
これら2つの端子23及び1つの短尺端子25は、インシュレータ22によってステータコア21と絶縁するようにステータコア21に対して一体化されている。
具体的には、端子23は、先端部23aと、先端部23aの反対側の後端部23bと、先端部23aと後端部23bの間を架橋する架橋部23cと、を有しており、架橋部23cは、円筒状のステータコア21(図示せず)の第1端側の端面に沿った円弧形状とされている。
なお、この2つの端子23の後端部23bは給電コネクタに接続される端子部分である。
なお、本実施形態では、3相型のモータの場合を示しているため、ステータ20は、コイル24の端部24aが接続される2つの端子23及び1つの短尺端子25を有しているが、端子23及び短尺端子25の数は必要とされる相数に応じて増やしても減らしてもよい。
図1に示すように、ケーシング30は、第1端側(図右側)が開放端とされ、ステータ20を収容する有底状のステータ収容部を構成するケーシング本体31と、ケーシング本体31の開放端(図右側)に設けられるケーシング端面部32と、そのケーシング端面部32の第1端側(図右側)に設けられたケーシングキャップ33と、ケーシングブロック34と、を備えている。
より具体的には、この貫通孔32aは、第2端側(図左側)の直径が第1軸受13を隙間嵌めする大きさとされる一方、第1端側(図右側)の直径がスプリング15を収容できる大きさとされている。
次に、放熱性を向上させるための構成等について詳細に説明する。
図2に示すように、ケーシング本体31には、第1端側(図右側)から切り欠かれたほぼ矩形状の開口部31aが形成され、その開口部31aには、ステータ20の端子23が配置される。
そして、ケーシングブロック34は、ケーシング本体31の開口部31aを塞ぐように開口部31aに配置される(図1参照)。
なお、後端部23b及び短尺端子25は、給電コネクタに接続される端子部分であり、開口部31bには、図示しない給電コネクタを着脱可能に受け入れる、後端部23b及び短尺端子25を収容するコネクタ筐体が設けられる。
つまり、ケーシング本体31及びケーシングブロック34には、熱伝導性に優れ、高い放熱性が得られる材料が用いられる。
つまり、ケーシングブロック34やケーシング本体31がヒートシンクの役割を果たすようになり、放熱性を高めることができる。
なお、ここで言う柔軟性とは、圧入の変形を許容できることを意味する。
ただし、接着剤等を充填する手間等を考えると、本実施形態のように柔軟性のある材料を用いるほうが好ましい。
ただし、接着剤が外にはみ出るような状態とならない場合には、絶縁性を有することに限定される必要はなく、高い熱伝導性を有してさえいればよい。
なお、有底凹部の形状としては、先端部23aの周囲を取り囲むような凹部形状に限定される必要はなく、溝のような形状の凹部であってもよい。
次に、上述のような構成からなるモータ1の製造方法の一例について説明する。
モータ1の製造手順の大まかな流れとしては、ロータ10とステータ20を組み付けた組立体及びケーシング30の各パーツの製造工程を実施し、その後、組み立て作業を行うことになるが、ステータ20の製造工程では、以下のようにすることが好適である。
なお、後述するが、組立体の状態のときには、スプリング15は、まだ取り付けられていない。
図5に示すように、端子部材は、端子部27及びその端子部27を保持するフレーム28を含むリードフレームの状態になっている。
そして、フレーム28において、端子部27の両端部側の部分には、成形金型にセットするときの位置合せ用貫通孔28aが設けられている。
図6に示すように、まず、ステータコア21を金型50内に配置するとともに端子部27及び端子部27を保持するフレーム28を含むリードフレームのフレーム28を金型50に保持させてリードフレームを金型50に配置する配置工程を行う。
なお、図7ではステータコア21の電磁鋼板が積層されていることを示す線を省略している。
図7に示すように、ステータコア21と端子部27の端子23及び短尺端子25となる部分(ハッチング部分参照)がインシュレータ22で一体化された部材が形成されると、次に、上述したケーシングブロック34の収容部34aに収容される端子23の先端部23aを形成するように端子部27を切断する切断工程を行う。
具体的には、第1軸受13及びスプリング15を設ける前のロータ10の部分をステータ20の第2端側(図左側)からステータ20内に挿入する作業を行い、ステータ20の第1端側(図右側)から導出されたシャフト11の第1端側(図右側)に第1軸受13を固定すると、組立体が完成する。
そして、ケーシング本体31の第1端側(図右側)の端面には、ネジを螺合接続するための螺合溝が形成された図示しないネジ固定穴が形成されている。
また、コイル24の抵抗値が増加することは、そこで電流が熱に変換され、電力損失が発生することを意味するので、そのような抵抗値の増加が抑制できる本実施形態のモータ1は、電力の利用効率も高いものになっている。
例えば、放熱性を向上させるために設けられている端子23の先端部23aを利用して、コイル24の温度を測定できるようにしてもよい。
図8に示すように、端子23の先端部23aには、温度センサ41(例えば、熱電対の温度計側部)が取り付けられており、その温度センサ41から導出される信号線42をケーシングブロック34の収容部34aを通してモータ1の外部に取り出すようにする。
このため、上述のように、温度センサ41を設け、この端子23の温度状態を計測することでコイル24の温度状態を知ることができる。
Claims (10)
- 端子を含むステータと、
前記ステータを収容するケーシングと、を備え、
前記ケーシングは、
前記端子を配置する開口部を有し、前記ステータを収容する熱伝導性の高いケーシング本体と、
前記開口部に配置され、絶縁性を有し、かつ、熱伝導性の高いケーシングブロックと、を備え、
前記ケーシングブロックが前記端子の先端部を収容する収容部を有しているモータ。 - 前記ケーシングブロックには、柔軟性のある材料が用いられるとともに前記開口部のサイズより大きなサイズとされ、
前記ケーシングブロックが、前記開口部に圧入されている請求項1に記載のモータ。 - 前記ケーシングブロックは、前記開口部よりも小さいサイズとされ、
前記ケーシングブロックと前記開口部の間の隙間が熱伝導性の高い部材で埋められている請求項1に記載のモータ。 - 前記収容部は、前記端子の前記先端部よりも小さく、
前記収容部には、前記端子の前記先端部が圧入されている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記収容部は、前記端子の前記先端部よりも大きく、
前記収容部と前記端子の前記先端部の間の隙間が熱伝導性の高い部材で埋められている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記ステータは、円筒状のステータコアを含み、
前記端子は、
前記先端部と、
前記先端部の反対側の後端部と、
前記先端部と前記後端部の間を架橋する架橋部と、を有し、
前記架橋部は、前記ステータコアの端面に沿った円弧形状とされている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のモータ。 - 離間して配置される2つの前記端子と、
前記端子の前記後端部と同様の部分を構成する1つの短尺端子と、を備え、
2つの前記端子は、前記ステータの同じ側に前記後端部が位置するように配置されており、
前記短尺端子が2つの前記端子と離間するとともに2つの前記端子の前記後端部間に位置するように設けられている請求項6に記載のモータ。 - 少なくとも1つの温度センサを備え、
前記温度センサが前記端子に取り付けられている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記収容部は、前記ケーシングの内側に前記端子の前記先端部の挿入口を有する有底凹部である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のモータ。
- 請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のモータの製造方法であって、
ステータコアを金型内に配置するとともに端子部及び前記端子部を保持するフレームを含むリードフレームの前記フレームを金型に保持させて前記リードフレームを金型に配置する配置工程と、
前記金型にインシュレータの材料を供給し、前記端子部の端子となる部分と前記ステータコアの間を絶縁するとともに前記端子と前記ステータコアを一体化する前記インシュレータを成形する成形工程と、
前記ケーシングブロックの前記収容部に収容される前記端子の前記先端部を形成するように前記端子部を切断する切断工程と、を含むことを特徴とするモータの製造方法。
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