JP2018074685A - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータに係り、詳しくはコアに巻線を巻回したステータを圧入部材に対し圧入状態で固定し、巻線への通電により磁界を発生させてステータに対向配置されたロータに回転力を付与するブラシレスモータに関する。 The present invention relates to a brushless motor. More specifically, the present invention relates to a rotor that is disposed opposite to a stator by fixing a stator having a winding wound around a core in a press-fitted state to a press-fitting member and generating a magnetic field by energizing the winding. The present invention relates to a brushless motor that applies rotational force.
周知のようにブラシレスモータは、ステータのコアに巻回した巻線への通電を制御して磁界を連続的に切り換えることにより、永久磁石を備えたロータに回転力を付与する原理で運転される。例えばハウジング内にステータを固定し、その内部にロータを回転可能に支持したインナロータ型のブラシレスモータでは、ハウジング内にステータを固定する手法の1つとして圧入が利用される場合がある。 As is well known, a brushless motor is operated on the principle of applying a rotational force to a rotor provided with a permanent magnet by controlling energization of a winding wound around a stator core and continuously switching a magnetic field. . For example, in an inner rotor type brushless motor in which a stator is fixed in a housing and a rotor is rotatably supported therein, press-fitting may be used as one method for fixing the stator in the housing.
ハウジングとステータとの熱膨張には格差があるため、モータの運転中に温度上昇すると圧入に緩みが生じる場合があり、このような圧入の緩みは運転中の振動によっても発生する。そして、圧入に緩みが生じると、例えばハウジング内でのステータの共回り等によって所期の性能を維持できなくなるため、ハウジングの内径とステータの外径との公差が入念に管理されて、十分な圧入代が確保されている。 Since there is a difference in the thermal expansion between the housing and the stator, when the temperature rises during operation of the motor, there is a case where the press-fit is loosened, and such press-fit looseness is also caused by vibration during operation. If the press-fitting is loosened, the desired performance cannot be maintained due to, for example, the co-rotation of the stator in the housing. Therefore, the tolerance between the inner diameter of the housing and the outer diameter of the stator is carefully managed, and sufficient The press-in allowance is secured.
しかしながら、圧入代の確保はモータの信頼性の向上に貢献する反面、削りカスの発生によりトラブルを引き起こす要因になり得る。圧入時にハウジングの内周面に摺接するのはステータコアの外周部であり、例えばハウジングの表面が防錆等のために亜鉛メッキ処理が施されているのに対し、ステータコアはより硬度が高いケイ素鋼板等で製作されている。このため圧入に伴ってステータコアの外周部によりハウジングの内周面のメッキ層が削られる現象が生じる。無論、ハウジングやステータコアが他の材質の場合でも、圧入の際に何れかが削られる現象は同様に生じる。そして、導電体である削りカスがハウジング内に飛散すると、モータ内の絶縁性が低下して接点のショート等のトラブルにつながってしまう。また、表面処理が樹脂のような不導体であっても、削りカスがベアリング内に入り込むことでモータが回動不能となる慮がある。 However, securing the press-fit allowance contributes to the improvement of the reliability of the motor, but it can be a factor causing trouble due to the generation of shavings. It is the outer periphery of the stator core that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the housing during press-fitting. For example, the surface of the housing is galvanized for rust prevention and the like, but the stator core is a silicon steel plate with higher hardness Etc. are produced. For this reason, a phenomenon occurs in which the plating layer on the inner peripheral surface of the housing is scraped by the outer peripheral portion of the stator core along with the press-fitting. Of course, even when the housing and the stator core are made of other materials, the phenomenon that any one of them is scraped during press-fitting similarly occurs. And if the cutting scraps which are conductors are scattered in a housing, the insulation in a motor will fall and it will lead to troubles, such as a short circuit of a contact. Even if the surface treatment is a non-conductor such as a resin, the motor may not be able to rotate due to the scraps entering the bearing.
このような不具合に着目した技術として、例えば特許文献1に記載のブラシレスモータでは、ハウジング内に形成した凹部にステータの圧入によって発生した削りカスを捕捉する対策を講じている。具体的には、ハウジングはロータの軸線方向に沿った一側方に開口する有底円筒状をなし、その最奧部の外周に沿って凹部が形成されている。
特許文献1の図1に示すように、ステータの圧入作業では開口部を上方に向けてハウジングを固定し、上方からハウジング内にステータを圧入している。圧入により発生した削りカスは下方に落とされて凹部に捕捉され、この状態で最奧部まで圧入されたステータにより凹部が封止される。
As a technique paying attention to such a problem, for example, in the brushless motor described in
As shown in FIG. 1 of
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、ハウジングの凹部と圧入時の削りカスの発生箇所との位置関係に起因して、思惑通りに削りカスを凹部内に捕捉できなかった。
However, with the technique described in
即ち、特許文献1の技術は、ステータの外周部との摺接による削りカスが常にハウジングの内周面で発生することから、その直下のハウジング内の最奧部に凹部を形成すれば、削りカスを捕捉可能であるとの発想に基づく。しかしながら、削りカスはステータの圧入開始から完了まで発生し続け、また摺接によって発生する削りカスは粉末状である。
このため、圧入の開始当初にはハウジングの最上部で削りカスが発生し、粉末状の削りカスはハウジング内を落下しながら周囲に飛散する。このため凹部に捕捉できるのは一部の削りカスだけであり、大半の削りカスは取りこぼされてハウジング内に飛散し、後のモータの運転中に上記のようなトラブルを発生させてしまう。
That is, in the technique of
For this reason, at the beginning of press-fitting, scraps are generated at the uppermost part of the housing, and the powdered scraps are scattered around while falling in the housing. For this reason, only a part of the shavings can be captured in the recess, and most of the shavings are lost and scattered in the housing, causing the above-mentioned troubles during the subsequent operation of the motor.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ハウジングに対するステータの圧入時に発生する削りカスを確実に捕捉して、ハウジング内での削りカスの飛散を防止でき、これにより削りカスに起因するトラブルを未然に防止することができるブラシレスモータを提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to reliably capture the scraps generated when the stator is press-fitted into the housing, and to scatter the scraps in the housing. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a brushless motor that can prevent a trouble caused by shavings.
上記の目的を達成するため、本発明のブラシレスモータは、コアに巻線を巻回してなるステータの内外周の何れか一方に圧入部材を圧入状態で固定すると共に、該ステータの内外周の他方にステータと同心の回転軸と永久磁石とを備えたロータを配設し、前記ステータの巻線への通電により磁界を発生させて前記ロータに回転力を付与するブラシレスモータにおいて、前記ステータと前記圧入部材との圧入の際に互いの摺接により発生する削りカスを捕捉する捕捉部が、前記ステータの前記圧入部材に対する対向面に形成されてなることを特徴とする(請求項1)。 In order to achieve the above object, a brushless motor according to the present invention fixes a press-fitting member in a press-fitted state to any one of the inner and outer circumferences of a stator formed by winding a winding around a core, and the other of the inner and outer circumferences of the stator. A brushless motor in which a rotor having a rotating shaft concentric with the stator and a permanent magnet is disposed, and a magnetic field is generated by energizing the windings of the stator to apply a rotational force to the rotor. A capturing portion that captures scraps generated by sliding contact with each other during press-fitting with the press-fitting member is formed on a surface of the stator facing the press-fitting member (claim 1).
このように構成したブラシレスモータによれば、ステータと圧入部材との圧入の際には互いの摺接により削りカスが発生し、圧入部材に対するステータの移動に伴って削りカスの発生箇所は次第に圧入前方側に位置変位する。この削りカスの発生箇所の位置変位に応じて、ステータの対向面に形成された捕捉部も圧入前方側に位置変位する。このため、捕捉部と削りカスの発生箇所とは、圧入開始から完了まで常に所定の位置関係に保たれ続け、発生した削りカスが確実に捕捉部内に捕捉される。 According to the brushless motor configured as described above, when the stator and the press-fitting member are press-fitted, shavings are generated due to sliding contact with each other, and the portions where the shavings are generated are gradually press-fitted as the stator moves relative to the press-fitting member. Displaces forward. In accordance with the position displacement of the location where the scrap is generated, the catching portion formed on the opposing surface of the stator is also displaced to the press-fitting front side. For this reason, the trapping portion and the occurrence location of the shaving residue are always kept in a predetermined positional relationship from the start to the completion of press-fitting, and the generated shaving residue is reliably trapped in the catching portion.
その他の態様として、前記捕捉部が、前記ステータの対向面上の前記圧入部材に対する圧入前後方向において、前記摺接による前記削りカスの発生箇所よりも圧入前方側に形成されたことが好ましい(請求項2)。
この態様によれば、ステータと圧入部材との圧入の際には主にステータの圧入前方側で削りカスが発生し、その圧入前方側に形成された捕捉部は必然的に削りカスの発生箇所と近接するため、削りカスが捕捉部に確実に捕捉される。
As another aspect, it is preferable that the capturing portion is formed on the front side of the press-fitting with respect to the press-fitting direction with respect to the press-fitting member on the opposing surface of the stator with respect to the generation site of the shavings due to the sliding contact. Item 2).
According to this aspect, when the stator and the press-fitting member are press-fitted, shavings are generated mainly on the front side of the press-fitting of the stator, and the catching portion formed on the front side of the press-fitting is inevitably a place where the shavings are generated. Therefore, the scrap is reliably captured by the capturing part.
その他の態様として、前記ステータと前記圧入部材とが、前記圧入前後方向と直交する周方向において前記圧入時に部分的に摺接し、前記捕捉部が、前記ステータの対向面上の周方向において、少なくとも前記圧入部材との摺接箇所と対応する領域に形成されたことが好ましい(請求項3)。
この態様によれば、ステータの対向面上の周方向において、圧入部材との摺接箇所と対応する領域に捕捉部が形成されているため、削りカスが捕捉部に確実に捕捉される。
As another aspect, the stator and the press-fitting member are partially slidably contacted at the time of the press-fitting in a circumferential direction orthogonal to the press-fitting front-rear direction, and the capturing portion is at least in the circumferential direction on the opposing surface of the stator. Preferably, it is formed in a region corresponding to the sliding contact portion with the press-fitting member.
According to this aspect, since the capture part is formed in the region corresponding to the sliding contact portion with the press-fitting member in the circumferential direction on the opposing surface of the stator, the scrap is reliably captured by the capture part.
その他の態様として、前記捕捉部が、前記摺接による前記削りカスの発生箇所に対し前記圧入前方側で相対向して、該削りカスの前記圧入前方への飛散を防止する第1の隔壁により形成されたことが好ましい(請求項4)。
この態様によれば、削りカスの発生箇所に対して圧入前方側で相対向する第1の隔壁により、削りカスの圧入前方への飛散が防止される。
As another aspect, the capture portion is opposed to the generation site of the shaving residue due to the sliding contact on the front side of the press-fitting, and the first partition wall prevents scattering of the shaving residue to the front side of the press-fitting. Preferably, it is formed (claim 4).
According to this aspect, the first partition that opposes on the front side of the press-fitting with the occurrence site of the shavings prevents the scraps from being scattered forward of the press-fitting.
その他の態様として、前記捕捉部が、前記第1の隔壁と、該第1の隔壁の前記周方向の両側に位置して、前記削りカスの前記周方向への飛散を防止する第2の隔壁とにより形成されたことが好ましい(請求項5)。
この態様によれば、第1の隔壁の周方向の両側に位置する第2の隔壁により、削りカスの周方向への飛散が防止される。
As another aspect, the capturing part is located on both sides of the first partition and the circumferential direction of the first partition, and the second partition that prevents the scraped scrap from scattering in the circumferential direction. (Claim 5).
According to this aspect, the second partition located on both sides in the circumferential direction of the first partition prevents the scraps from being scattered in the circumferential direction.
その他の態様として、前記ステータの少なくとも圧入前方側に、前記コアと前記巻線との絶縁を保つインシュレータが固着され、前記捕捉部が、前記インシュレータに形成されたことが好ましい(請求項6)。
この態様によれば、インシュレータに捕捉部が形成されていることから、他の部材の仕様変更を要することなくインシュレータのみの仕様変更で実施可能となる。
As another aspect, it is preferable that an insulator for maintaining insulation between the core and the winding is fixed to at least the press-fitting front side of the stator, and the capturing portion is formed in the insulator.
According to this aspect, since the capturing part is formed in the insulator, it is possible to implement by changing the specifications of only the insulator without changing the specifications of other members.
その他の態様として、前記インシュレータの捕捉部が、前記圧入部材に対する前記ステータの摺接箇所よりも該圧入部材側に突出し、前記ステータと前記圧入部材との圧入状態において該圧入部材に対して弾性をもって圧接することが好ましい(請求項7)。
この態様によれば、ステータと圧入部材との圧入状態において捕捉部が圧入部材に対して弾性をもって圧接しているため、捕捉部から削りカスが漏れる事態が防止される。
As another aspect, the insulator capturing portion protrudes toward the press-fitting member from the sliding contact portion of the stator with respect to the press-fitting member, and has elasticity with respect to the press-fitting member in the press-fitted state of the stator and the press-fitting member. It is preferable to press-contact (Claim 7).
According to this aspect, since the capturing part is elastically pressed against the press-fitting member in the press-fitted state of the stator and the press-fitting member, a situation in which shavings leak from the capturing part is prevented.
その他の態様として、前記第1の隔壁が、前記ステータの対向面の全周に連続することが好ましい(請求項8)。
この態様によれば、第1の隔壁がステータの対向面の全周に連続することから、削りカスが第1の隔壁を越えて圧入前方に飛散する事態が防止される。
As another aspect, it is preferable that the first partition wall is continuous over the entire circumference of the facing surface of the stator.
According to this aspect, since the first partition is continuous over the entire circumference of the opposing surface of the stator, it is possible to prevent the scrap from being scattered over the first partition and to the front of the press-fitting.
その他の態様として、前記ステータが、前記周方向に間隔をおいて形成された複数の突出部を前記圧入部材に摺接させ、前記捕捉部が、前記第1の隔壁と、該第1の隔壁の圧入後方側で、前記各突出部と協調することにより前記ステータの対向面の全周に連続して、前記削りカスの前記圧入後方への飛散を防止する第3の隔壁とにより形成された凹溝であることが好ましい(請求項9)。
この態様によれば、第1の隔壁の圧入後方側で、各突出部と協調して第3の隔壁がステータの対向面の全周に連続するため、削りカスの圧入後方への飛散が防止される。そして削りカスは、第1の隔壁と第3の隔壁との間に形成された凹溝内に封じ込められる。
As another aspect, the stator has a plurality of protruding portions formed at intervals in the circumferential direction in sliding contact with the press-fitting member, and the capturing portion includes the first partition and the first partition. And a third partition wall which prevents the scrap from being scattered to the rear of the press-fitting, continuously with the entire circumference of the opposing surface of the stator by cooperating with the protrusions. Preferably, it is a concave groove (claim 9).
According to this aspect, since the third partition wall continues to the entire circumference of the opposed surface of the stator in cooperation with the protrusions on the back side of the first partition wall, the scraps are prevented from being scattered to the back of the press-fitting. Is done. Then, the shaving residue is enclosed in a concave groove formed between the first partition wall and the third partition wall.
本発明のブラシレスモータによれば、ステータと圧入部材との圧入の際に発生する削りカスを捕捉部内に確実に捕捉して、ハウジング内での削りカスの飛散を防止でき、これにより削りカスに起因するトラブルを未然に防止することができる。 According to the brushless motor of the present invention, it is possible to reliably capture the shavings generated when the stator and the press-fitting member are press-fitted in the catching portion, and prevent the scraps from being scattered in the housing. It is possible to prevent problems caused by it.
以下、本発明をステータの内周側にロータを回転可能に支持したインナロータ型ブラシレスモータに具体化した一実施形態を説明する。
図1は本実施形態のブラシレスモータの組付状態を示す断面図、図2は同じくブラシレスモータのハウジングとステータとの関係を示す分解斜視図、図3はステータの前部インシュレータに形成されたポケット周辺を示す図2の部分拡大図、図4はハウジングの内周面に対するステータの摺接状態を示す図3のIV-IV線断面図、図5は同じくハウジングの内周面に対するステータの摺接状態を示す図4のV-V線断面図である。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an inner rotor type brushless motor in which a rotor is rotatably supported on the inner peripheral side of a stator will be described.
1 is a cross-sectional view showing the assembled state of the brushless motor of the present embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the relationship between the housing of the brushless motor and the stator, and FIG. 3 is a pocket formed in the front insulator of the stator. 2 is a partially enlarged view of FIG. 2 showing the periphery, FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3 showing the sliding contact state of the stator with respect to the inner peripheral surface of the housing, and FIG. It is the VV sectional view taken on the line of FIG. 4 which shows a state.
全体としてブラシレスモータ1(以下、単にモータと称する場合もある)は、一側方に開口する有底円筒状をなすハウジング2(圧入部材)内にステータ3を圧入し、ステータ3内にロータ4を回転可能に支持して構成されている。以下の説明では、図2に矢印で示すように、ステータ3の外周面(本発明の圧入部材に対する対向面)上において、ステータ3の圧入に沿った方向を圧入前後方向(圧入前方及び圧入後方)と称し、この圧入前後方向と直交する方向を周方向と称する。また、ロータ4の回転軸線Lを中心とした内外方向を内周側及び外周側と称する。
As a whole, the brushless motor 1 (hereinafter sometimes simply referred to as a motor) press-fits a
ハウジング2は亜鉛メッキ鋼板を絞り加工して製作され、内部の最奧部の中心にはロータ4を支持するためのベアリング5が設けられている。
The
ステータ3のコア6は複数枚のリング状をなすケイ素鋼板を積層してなり、全体として圧入前後方向に沿った筒状をなしている。コア6の内周には、周方向に等間隔をおいて圧入前後方向に延びる6条のティース6a(図3に示す)が突出形成され、各ティース6a間にそれぞれスロット6bが圧入前後方向に延びるように形成されている。
The
コア6の圧入前方には前部インシュレータ7が固定され、コア6の圧入後方には後部インシュレータ8が固定されている。各インシュレータ7,8は合成樹脂材料から製作されて、全体としてコア6と対応するリング状の断面をなし、前部インシュレータ7にはコア6のティース6aと対応するように周方向に等間隔をおいて6つの突部7aが形成され、図示はしないが、後部インシュレータ8にもティース6aと対応する6つの突部が形成されている。
A
特に図1に示すように、ティース6aを挟んだ両側のスロット6bを経て、各ティース6aには巻線がそれぞれ巻回され、各巻線はU,V,W相の順に配列されて同相同士が図示しない渡り線を介して互いに接続され、全体として各相毎のコイル9を形成している。以上のコア6、前部及び後部インシュレータ7,8及びコイル9によりステータ3が構成され、コア6とコイル9との絶縁が前部及び後部インシュレータ7,8により保たれている。
In particular, as shown in FIG. 1, through the
内部にステータ3が圧入された状態でハウジング2の開口部はエンドベル10により閉鎖され、エンドベル10の中心にはロータ4を支持するためのベアリング11が設けられている。ハウジング2内において、ステータ3の内周側にはロータ4が同心となるように配設されている。ロータ4は、円筒状をなす鉄心12の中心に回転軸13を挿通・固着させると共に、鉄心12の外周に極性が異なる永久磁石14を交互に配設して構成されている。
When the
ロータ4の回転軸13の両端はハウジング2及びエンドベル10のベアリング5,11に支持され、これによりロータ4が回転軸線Lを中心として回転可能となっている。回転軸13の圧入前方側の端部はハウジング2から大きく突出し、この端部が駆動対象と連結されて出力軸として機能する。
Both ends of the
ハウジング2内において、ステータ3とエンドベル10との間には回路基板15が配設されている。回路基板15上にはロータ4の回転角を検出する各相の回転角センサ16、及び各相の端子17が設けられ、各端子17はエンドベル10を貫通して外部に突出している。
モータ1の使用時には、各端子17に接続された電力線からモータ1に電力が供給され、回転角センサ16により検出されたロータ4の回転角に基づき各相のコイル9が所定タイミングで通電され、コイル9の磁界が連続的に切り換えられることによりロータ4に回転力が付与される。
In the
When the
一方、ステータ3のコア6の外周において、周方向に等間隔をおいた6箇所に突条19(本発明の圧入部材との摺接箇所、及び複数の突出部)が形成されており、ハウジング2内へのステータ3の圧入は、これらの突条19をハウジング2の内周面に対し周方向において部分的に摺接させながら行われる。そして、[背景技術]で述べたように、圧入の際にコア6の突条19がハウジング2の内周面に摺接すると、内周面に施されたメッキ層が削られてショート等のトラブルの要因になる削りカスが発生する。その対策として特許文献1の技術が提案されているが、ハウジング内の最奧部に凹部を形成しているため削りカスの確実な捕捉が望めないという問題があった。
On the other hand, on the outer periphery of the
このような不具合を鑑みて本発明者は、削りカスを捕捉するための凹部の位置について考察した。[発明が解決しようとする課題]でも述べたように、削りカスの取りこぼしは、削りカスの発生箇所と凹部とが離間していることに起因し、削りカスの発生箇所は圧入作業の進行に伴って移動する。このため、ハウジング内の何処に凹部を形成しても、圧入作業中の何れかのタイミングでは削りカスの発生箇所が凹部から大きく離間することが避けられず、必然的に取りこぼしは解消されない。 In view of such a problem, the present inventor considered the position of the recess for capturing the scrap. As described in [Problems to be Solved by the Invention], the scraping of the scraps is caused by the fact that the portions where the scraps are generated and the recesses are separated from each other. Move with it. For this reason, no matter where the recess is formed in the housing, it is unavoidable that the portion where the scrap is generated is largely separated from the recess at any timing during the press-fitting operation, and the spillage is not necessarily eliminated.
ステータ3の圧入時には、突条19がハウジング2の内周面に摺接しながら圧入前方へと移動して内周面に対する摺接領域を次第に拡大するが、削りカスは摺接領域全体に発生するのではなく突条19の圧入前方側の角部で発生する。そして、このときの削りカスの発生箇所はステータ3の移動と共に位置変位することから、ステータ3側に凹部(本実施形態ではポケット20)を設ければ、ステータ3の圧入開始から完了まで、削りカスの発生箇所と凹部とを常に近接位置に保つことができるという知見に至った。
When the
以上の知見に基づき本実施形態では、ステータ3の各突条19の圧入前方に位置する前部インシュレータ7に、削りカスを捕捉するためのポケット20(捕捉部)を設けており、以下、ポケット20の詳細について説明する。
Based on the above knowledge, in this embodiment, the
特に図3〜5に示すように、突条19は、コア6の外周の周方向に等間隔をおいた6箇所に一対ずつ(計12条)形成され、各突条19はコア6の圧入前後方向の全体に渡って延設されている。各突条19を含めたコア6の外径とハウジング2の内径との公差は入念に管理されており、これにより十分な圧入代が確保されている。また、各突条19の断面形状は、図4に二点鎖線で示すようにハウジング2の内周面に対して鋭角状に接するように設定されており、ハウジング2の内周面に対する単位面積当たりの面圧が高められている。
In particular, as shown in FIGS. 3 to 5, the
そして、各突条19はコア6の前端、即ちコア6と前部インシュレータ7との境界まで延びており、圧入方向前方より見たコア6の端面は、周方向に等間隔をおいた6箇所に一対ずつの突条19が外周側に突出した形状をなしている。このためステータ3の圧入時には、各突条19の端面19aが角部をなしてハウジング2の内周面のメッキ層を削り取る。そして、これらの一対ずつの突条19の圧入前方側で対応するように、前部インシュレータ7の外周面の周方向に等間隔をおいた6箇所には、それぞれ第1及び第2の隔壁21,22によりポケット20が形成されている。
Each
詳しくは、各一対の突条19の圧入前方側にそれぞれ対応して第1の隔壁21が形成され、これらの第1の隔壁21は、対応する突条19の端面19aから圧入前方側に所定間隔を隔てた位置で、それぞれの端面19aに対して相対向している。各第1の隔壁21の周方向の両側には、それぞれ第2の隔壁22が第1の隔壁21と連続するように形成され、これらの第2の隔壁22は圧入後方側、即ちコア6の突条19に向けて延設されている。そして、各第2の隔壁22は対応する突条19の端面19aを挟むようにコア6の端面に当接すると共に、当接した箇所で直角に屈曲して突条19から離間する側に向けて延設されている。
Specifically,
これらの第1及び第2の隔壁21,22と突条19の端面19aとに囲まれて、前部インシュレータ7の外周面には略四角状に凹んだポケット20が形成されている。結果として周方向において各ポケット20は、一対の突条19と対応する領域に形成されている。
Surrounded by the first and
図4に示すように、第2の隔壁22と突条19とは周方向で端面同士が一致するか僅かに重複しており、また図示はしないが、一対の突条19間に形成された空間が圧入後方へと連続しているが、コア6の後端で後部インシュレータ8により閉鎖されている。このため、ハウジング2内にステータ3が圧入された状態で各ポケット20は、第1及び第2の隔壁21,22と突条19の端面19aとにより圧入前後方向及び周方向の何れにおいても閉鎖され、加えて各ポケット20の内周側は前部インシュレータ7により閉鎖され、外周側はハウジング2により閉鎖されている。
As shown in FIG. 4, the end faces of the
図5に二点鎖線で示すように、第1及び第2の隔壁21,22を含めた前部インシュレータ7の外径は、突条19を含めたコア6の外径と同じか外径よりも僅かに大きく設定されている。このため、前部インシュレータ7の外径がコア6の外径よりも僅かに大きい場合、同図に実線で示すように、ハウジング2内にステータ3が圧入された状態では、合成樹脂製の前部インシュレータ7が回転軸線Lを中心とした縮径方向に僅かに撓み、自己の弾性を持って第1及び第2の隔壁21,22をハウジング2の内周面に圧接させている。
As shown by a two-dot chain line in FIG. 5, the outer diameter of the
なお、ステータ3の圧入時に、ハウジング2内に前部インシュレータ7を円滑に案内するために、各第2の隔壁22の圧入方向の角が丸められている。
In order to smoothly guide the
本実施形態のブラシレスモータ1は以上のように構成されており、次いでモータ1の組付作業、特にハウジング2に対するステータ3の圧入作業、及びその際のポケット20による削りカスの捕捉作用について説明する。
The
まず、コア6、前部及び後部インシュレータ7,8、コイル9を所定の関係で組み付けてステータ3を完成させる。次いで、開口部を上方に向けた姿勢でハウジング2を固定した上で、前部インシュレータ7を下方に指向させた姿勢としてステータ3を上方からハウジング2内に圧入する。
First, the
図6〜7はステータ3の圧入過程を示すポケット周辺の部分拡大断面図であり、図6は圧入開始時、図7は圧入途中、図8は圧入完了時を示す。なお、上記のようにステータ3は上方からハウジング2内に圧入されるため、各図の左斜め下側が実際の下方に相当し、その下方に向けて重力が作用している。
6 to 7 are partially enlarged cross-sectional views around the pocket showing the press-fitting process of the
ステータ3の圧入過程では、まず図6に示すように、ハウジング2の開口部に対してステータ3の前部インシュレータ7を対応させてハウジング2内に挿入し始める。上記のように第2の隔壁22の角が丸められているため、前部インシュレータ7は円滑にハウジング2内に案内される。挿入に伴い第2の隔壁22を介して前部インシュレータ7が縮径方向の力を受けて撓み、その弾性により第1及び第2の隔壁21,22はハウジング2の内周面に圧接される。
In the press-fitting process of the
そして、前部インシュレータ7に続いてコア6がハウジング2内に挿入され、図7に示すように、コア6の各突条19がハウジング2の内周面に摺接しながら奧部へと移動することにより、ハウジング2内へのステータ3の圧入が行われる。コア6に続いて後部インシュレータ8もハウジング2内に挿入され、図8に示すように、前部インシュレータ7がハウジング2内の最奧部に到達した時点で、ステータ3の圧入作業が完了する。
Then, the
一方、鉄心12、回転軸13、永久磁石14を予め所定の関係で組み付けてロータ4を完成させておき、そのロータ4をハウジング2に圧入後のステータ3の内部に配置する。続いてハウジング2内に回路基板15を配設し、ハウジング2の開口部にエンドベル10を固定して閉鎖すれば、一連のモータ1の組付作業が完了する。
On the other hand, the
そして、図7に基づき述べたように、ステータ3の圧入途中ではコア6の各突条19がハウジング2の内周面に摺接し、各突条19の移動に伴って、その圧入前方側の角部によりハウジング2の内周面のメッキ層が削られる。このため、削りカスAは常に各突条19の圧入前方側の角部で発生し、各突条19の移動に伴って削りカスAの発生箇所も次第に圧入前方側に位置変位する。
Then, as described with reference to FIG. 7, the
ここで、各突条19の角部をなしている端面19aは第1及び第2の隔壁21,22と協調してポケット20を形成しており、それらのポケット20が削りカスAの発生箇所の直下の極めて近接位置に配設されている。そして、突条19によって削りカスAを発生させるステータ3自体にポケット20も設けられているため、削りカスAの発生箇所と共にポケット20も圧入前方側に位置変位する。このため、ポケット20と削りカスAの発生箇所とは、ステータ3の圧入開始から完了まで常に所定の位置関係(上記した発生箇所の直下にポケット20が位置する関係)に保たれ続ける。
Here, the
よって、各突条19の角部により削られて発生した削りカスAは、発生した直後に重力により落下して直下のポケット20内に次々と捕捉される。換言すると、各突条19の角部がポケット20内に臨んでいるため、角部による削りカスAは常にポケット20内で発生してそのまま内部に捕捉される、と捉えることもできる。そして、発生した削りカスAは、第1の隔壁21により圧入前方への飛散を防止され、第2の隔壁22により周方向の両側への飛散を防止され、さらに突条19の端面19aにより圧入後方への飛散を防止される。なお、圧入時にコア6の突条19の進行方向に削りカスAが押し出されるため、圧入時の重力の作用方向が下向き以外でも本発明は効果を奏する。
Therefore, the shavings A generated by being cut by the corners of the
このため、ステータ3の圧入過程では無論、組付完了後のモータ1の運転中においても、モータ1の姿勢に関わらず削りカスAは常に密閉されたポケット20内に封じ込められる。特に本実施形態では、第1及び第2の隔壁21,22を含めた前部インシュレータ7の外径を、突条19を含めたコア6の外径よりも僅かに大きく設定することにより、前部インシュレータ7の第1及び第2の隔壁21,22をハウジング2の内周面に弾性をもって圧接させている。このため、各隔壁21,22とハウジング2の内周面との隙間から削りカスAがポケット20外に漏れる事態を一層確実に防止できる。
For this reason, of course, in the press-fitting process of the
さらに、圧入作業に際して事前に各ポケット20に接着剤を塗布しておけば、削りカスAを巻き込んだ状態で接着剤が硬化することから、削りカスAの漏れを一層確実に防止できる。
Furthermore, if an adhesive is applied to each
なお、以上の説明では、ハウジング2の外周面のメッキ層が削られた場合を想定したが、モータ1の仕様等によってはコア6側の突条19が削られる場合もあり得る。しかし、その場合であっても、削りカスAは同様にポケット20内に確実に捕捉される。
また上記説明では、ハウジング2に対して上方からステータ3を圧入する場合を述べたが、それ以外の姿勢でも同様であり、例えばステータ3を固定した上で、上方からハウジング2をステータ3に嵌め込んで圧入する場合でも、ポケット20内で発生した削りカスAは内部に捕捉され続ける。
In the above description, it is assumed that the plating layer on the outer peripheral surface of the
In the above description, the case where the
以上のように本実施形態のブラシレスモータ1によれば、ステータ3の圧入の際にハウジング2内で発生した削りカスAをポケット20内に確実に捕捉できる。このため、ハウジング2内で削りカスAが周囲に飛散したときのトラブル、例えばモータ1内の絶縁性が低下して接点のショート等が生じたり、或いはロータ4の回転軸13のベアリング5,11に焼付きを発生させたりする等のトラブルを未然に防止することができる。
As described above, according to the
また、このようにハウジング2内で発生した削りカスAがトラブルの要因にならないため、削りカスAの発生を抑制すべくハウジング2に対するステータ3の圧入代を理想的な値から低下させる必要がなくなる。結果として十分な圧入代の確保により、ハウジング2内でのステータ3の供回り等のトラブルを確実に防止できるという効果も得られる。
Further, since the shaving residue A generated in the
また本実施形態では、ポケット20を前部インシュレータ7に設けているため、コア等の他の部材の仕様変更を要することなく、前部インシュレータ7のみの仕様変更で実施でき、しかも、その前部インシュレータ7に対するポケット20の形成も極めて容易なものとなる。
例えば、ケイ素鋼板の積層体であるコア6にポケット20を設けたとすると、ポケット20の形成箇所に位置する多数枚のケイ素鋼板の形状を、圧入前後方向に次第に変化させながらポケット20を形作る必要があり、その製作工程はかなり煩雑なものとなる。
Moreover, in this embodiment, since the
For example, when the
これに対して合成樹脂材料による射出成型品である前部インシュレータ7にポケット20を設ける場合には、射出成形に適用する金型の形状を変更するだけで、前部インシュレータ7上に第1及び第2の隔壁21,22を形成でき、コア6との結合により自ずとポケット20が形作られる。特に本実施形態の第1及び第2の隔壁21,22を形成する際の型抜き方向は、軸線方向(圧入前後方向)に沿った前部インシュレータ7自体の型抜き方向と一致する。
このため、2分割金型の基本構成を変更することなく、第1及び第2の隔壁21,22を形成するための金型の若干の形状変更で対応できる。よって、本実施形態のブラシレスモータ1は、前部インシュレータ7だけの簡単な仕様変更により非常に安価に実施することができる。
On the other hand, in the case where the
Therefore, it is possible to cope with a slight change in the shape of the mold for forming the first and
但し、本発明はポケット20の形成対象を前部インシュレータ7に限るものではなく、上記のように多少の手間を要するもののコア6にポケット20を形成することも可能である。さらにポケット20をコア6に形成する場合、ポケット20の圧入前後方向の位置は圧入前方側に限ることはなく、例えば圧入前後方向においてコア6の中間箇所にポケット20を形成してもよい。
However, the present invention does not limit the formation target of the
一方、以上のように本実施形態では、前部インシュレータ7の外周に第1及び第2の隔壁21,22により略四角状に凹んだポケット20を形成したが、本発明の捕捉部は、これに限るものではない。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the
例えば図9の別例に示すように、実施形態の第1の隔壁21を形状変更することにより本発明の捕捉部として機能させてもよい。この別例の第1の隔壁31は、実施形態のものと同じく各突条19の端面19aに対して所定間隔をおいて相対向しているが、前部インシュレータ7の外周面(本発明のステータの対向面に相当)の全周に連続している点が相違する。
For example, as shown in another example of FIG. 9, the shape of the
そして、ステータ3の圧入時において各突条19の角部で削られた削りカスAが落下すると、直下で全周に連続する第1の隔壁31に遮られて堆積するため、圧入過程で削りカスAが第1の隔壁31を越えて圧入前方、即ちハウジング2内に落下して飛散する事態が防止される。よって、この別例の第1の隔壁31は、実施形態のポケット20のように削りカスAを内部に封じ込めることはないが、ハウジング2内への削りカスAの飛散を防止することにより実施形態と同様の作用効果が得られる。
When the scraps A cut at the corners of the
また、図9に示した第1の隔壁31の圧入後方側に第3の隔壁32を追加してもよい。この別例を図10に示すが、前部インシュレータ7の外周面上の圧入前後方向において、各突条19の端面19aと一致する位置で第3の隔壁32を周方向に延設している。各突条19の箇所で第3の隔壁32は分断されているが、第3の隔壁32と突条19の端面19aとが周方向で端面同士が一致するか僅かに重複している。
Moreover, you may add the
このため、第3の隔壁32は各突条19と協調することにより前部インシュレータ7の外周面の全周に連続することになり、第1の隔壁31との間に前部インシュレータ7の全周に連続する凹溝33が形成され、この凹溝33が本発明の捕捉部として機能する。よって、各突条19の角部で削られた削りカスAが凹溝33内に封じ込められることから、実施形態と同様の作用効果が得られる。
For this reason, the
ところで、本実施形態ではインナロータ型のブラシレスモータ1に具体化したが、本発明のブラシレスモータはこれに限るものではなく、ステータの内外周の何れか一方に圧入部材を圧入状態で固定した構成のブラシモータであれば、モータの種別に関係なく適用可能である。このため、例えばステータの外周側にロータを回転可能に支持したアウタロータ型のブラシレスモータに適用したり、ステッピングモータやスイッチトリラクタンスモータや商用電源を使用する交流モータに適用したりすることもでき、これらのモータも発明のブラシレスモータに含まれる。
By the way, in the present embodiment, the inner rotor
以下、アウタロータ型のブラシレスモータに具体化した別例を簡単に説明する。
アウタロータ型ブラシレスモータとしては、ロータの支持構造を異にした2種の形式が存在する。一方のモータ41は図12に模式的に示すように、ステータ42とは関係なく別部材でロータ44を回転可能に支持した構成を採り、他方のモータ51は図13に模式的に示すように、ステータ52を介してロータ56を回転可能に支持した構成を採ったものである。
Hereinafter, another example embodied in the outer rotor type brushless motor will be briefly described.
There are two types of outer rotor type brushless motors with different rotor support structures. As schematically shown in FIG. 12, one
そこで、これらのモータ41,51の構成を図11に示す実施形態のインナロータ型ブラシレスモータ1と対比させながら、それぞれのステータ42,52に対する圧入部材43,53の圧入状態、及びポケット46,58(捕捉部)の形成状態について説明する。
Therefore, while comparing the configuration of these
まず実施形態で述べたように、図11に示すインナロータ型ブラシレスモータ1は、ステータ3の外周側に圧入部材としてハウジング2が圧入状態で固定され、ステータ3の内周側にロータ4が配設されている。そして、ステータ3(コア6)の外周の圧入時にハウジング2の内周面と摺接する6箇所の突条19(1箇所のみ図示)と対応するように、二点鎖線で示すように、ステータ3(前部インシュレータ7)の外周にポケット20が形成されている。
First, as described in the embodiment, the inner rotor
これに対して図12に示すアウタロータ型ブラシレスモータ41は、ステータ42の内周側に圧入部材として固定軸43が圧入状態で固定され、ステータ42の外周側にロータ44が配設されて図示しない軸受け部材により回転可能に支持されている。この場合の固定軸43は、ステータ42に対する内外周の関係が図11のハウジング2とは逆転するものの、同様にステータ42を固定保持する機能を奏する。そして、ステータ42内への固定軸43の圧入時には、ステータ42の内周に形成された複数条の突条45(1箇所のみ図示)が固定軸43の外周面と摺接し、突条45の圧入前方側の角部で削りカスAが発生する。
On the other hand, in the outer rotor
そこで、この場合にはステータ42の内周面の各突条45の角部よりも圧入前方側に、それぞれポケット46が形成される。これにより、上方からステータ42を固定軸43に嵌め込んで圧入する場合(下方が圧入前方側に相当)には、各ポケット46が常に削りカスAの発生箇所の直下に位置する。よって、重複する説明はしないが、発生した削りカスAをポケット46内に確実に捕捉でき、実施形態と同様の作用効果を達成できる。
Therefore, in this case, the
一方、図13に示すアウタロータ型ブラシレスモータ51は、ステータ52が図示しない固定部材により固定保持され、そのステータ52の内周側に圧入部材としてベアリング保持部材53が圧入状態で固定されている。このベアリング保持部材53内に嵌め込まれたベアリング54により、回転軸55を介してステータ52の外周側でロータ56が回転可能に支持されている。この場合のベアリング保持部材53は、ベアリング54及び回転軸55と協調してロータ56の回転を案内する機能を奏する。
On the other hand, in the outer rotor
そして、図12に示す場合と同じく、ステータ52内へのベアリング保持部材53の圧入時には、ステータ52の内周に形成された複数条の突条57(1箇所のみ図示)がベアリング保持部材53の外周面と摺接し、突条57の圧入前方側の角部で削りカスAが発生する。よって、同じくステータ52の内周面の各突条57の角部よりも圧入前方側に、それぞれポケット58が形成される。これにより、上方からステータ52をベアリング保持部材53に嵌め込んで圧入する場合(下方が圧入前方側に相当)には、各突条57の角部で発生した削りカスAを直下に位置するポケット58内に確実に捕捉でき、この場合も実施形態と同様の作用効果を達成できる。
As in the case shown in FIG. 12, when the
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は実施形態及び別例に限定されるものではなく、例えば、モータ1,41,51の各部の構造や材質等の仕様に関して、モータ1,41,51の用途等に応じて適宜変更してもよい。
Although the description of the embodiment is finished above, the aspect of the present invention is not limited to the embodiment and other examples. For example, regarding the specifications of the structure and material of each part of the
また上記実施形態では、ステータ3のコア6の外周面に突条19を形成し、その圧入時にはハウジング2の内周面に各突条19を摺接させたが、これに限るものではない。例えば、突条19を省略して平坦なコア6の外周面をハウジング2の内周面に摺接させながら圧入してもよい。この場合であっても、例えば図9に基づき説明した第1の隔壁31等を適用することにより、ハウジング2内での削りカスAの飛散を防止することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the
また上記実施形態では、ハウジング2の内周面を平坦としたが、内周面にステータ3側の各突条19と係合する凹溝または突条を形成して相対回転を規制してもよい。この場合には圧入に緩みが生じてもステータ3の供回りは発生しないが、ハウジング2とステータ3との間に周方向のガタツキが生じる場合がある。このため、やはり十分な圧入代を確保することが重要となり、本発明を適用することによってガタツキを防止することができる。
In the above embodiment, the inner peripheral surface of the
1 インナロータ型ブラシレスモータ
2 ハウジング(圧入部材)
3,42,52 ステータ
4,44,56 ロータ
6 コア
7 前部インシュレータ
14 永久磁石
19,45,57 突条(突出部)
20,46,58 ポケット(捕捉部)
21 第1の隔壁
22 第2の隔壁
31 第1の隔壁
32 第3の隔壁
33 凹溝
41,51 アウタロータ型ブラシレスモータ
A 削りカス
1 Inner rotor
3, 42, 52
20,46,58 pocket (capture part)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ステータと前記圧入部材との圧入の際に互いの摺接により発生する削りカスを捕捉する捕捉部が、前記ステータの前記圧入部材に対する対向面に形成されてなる
ことを特徴とするブラシレスモータ。 A rotor having a press-fitting member fixed in a press-fitted state to one of the inner and outer circumferences of a stator formed by winding a winding around a core, and having a rotating shaft and a permanent magnet concentric with the stator on the other inner and outer circumferences of the stator In a brushless motor that applies a rotational force to the rotor by generating a magnetic field by energizing the windings of the stator,
A brushless motor, wherein a capture portion that captures scraps generated by sliding contact between the stator and the press-fitting member is formed on a surface of the stator facing the press-fitting member.
ことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。 The said capture | acquisition part was formed in the press injection | emission front side rather than the generation | occurrence | production site | part of the said cutting waste by the said sliding contact in the front-back direction with respect to the said press injection member on the opposing surface of the said stator. Brushless motor.
前記捕捉部は、前記ステータの対向面上の周方向において、少なくとも前記圧入部材との摺接箇所と対応する領域に形成された
ことを特徴とする請求項2に記載のブラシレスモータ。 The stator and the press-fitting member partially slidably contact at the time of the press-fitting in a circumferential direction orthogonal to the press-fitting front-rear direction
3. The brushless motor according to claim 2, wherein the capturing portion is formed in a region corresponding to at least a sliding contact portion with the press-fitting member in a circumferential direction on the facing surface of the stator.
ことを特徴とする請求項3に記載のブラシレスモータ。 The capturing part is formed of a first partition wall that opposes the front side of the press-fitting to the generation site of the shavings due to the sliding contact, and prevents the scraps from scattering forward of the press-fitting. The brushless motor according to claim 3.
ことを特徴とする請求項4に記載のブラシレスモータ。 The capturing part is formed by the first partition and a second partition that is located on both sides of the first partition in the circumferential direction and prevents the scraps from being scattered in the circumferential direction. The brushless motor according to claim 4.
前記捕捉部は、前記インシュレータに形成された
ことを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項に記載のブラシレスモータ。 An insulator that keeps insulation between the core and the winding is fixed to at least the press-fitting front side of the stator,
The brushless motor according to claim 2, wherein the capturing part is formed in the insulator.
ことを特徴とする請求項6に記載のブラシレスモータ。 The insulator capturing portion protrudes closer to the press-fitting member than the sliding contact portion of the stator with respect to the press-fitting member, and presses the press-fitting member with elasticity in a press-fitted state between the stator and the press-fitting member. The brushless motor according to claim 6.
ことを特徴とする請求項4に記載のブラシレスモータ。 The brushless motor according to claim 4, wherein the first partition wall is continuous with the entire circumference of the facing surface of the stator.
前記捕捉部は、前記第1の隔壁と、該第1の隔壁の圧入後方側で、前記各突出部と協調することにより前記ステータの対向面の全周に連続して、前記削りカスの前記圧入後方への飛散を防止する第3の隔壁とにより形成された凹溝である
ことを特徴とする請求項8に記載のブラシレスモータ。 The stator has a plurality of projecting portions formed at intervals in the circumferential direction in sliding contact with the press-fitting member,
The capture part is continuous with the entire circumference of the opposing surface of the stator by cooperating with the protrusions on the first partition and the press-fitting rear side of the first partition. The brushless motor according to claim 8, wherein the brushless motor is a concave groove formed by a third partition wall that prevents scattering to the back of the press-fitting.
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