JP2019030111A - ステータ、モータ、送風装置、及びステータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステータの耐環境性を向上させる。【解決手段】送風装置は、軸方向を中心にして翼部401を回転可能なインペラ400と、インペラを回転駆動するモータ300と、を備える。モータは、中心軸CAを中心にして回転可能なロータ1と、ロータを回転駆動するステータ2と、を備える。ステータは、ステータコア21と、ステータコアを覆うインシュレータ22と、ステータコア及びインシュレータを覆う樹脂部25と、を備える。ステータコアは、中心軸を中心とする環状のコアバックと、コアバックから径方向一方側に延びる複数のティースと、を有する。インシュレータは、ステータコアの少なくとも軸方向一方側においてステータコアよりも径方向一方側に突出する突出部3を有する。突出部の径方向一方側における側面の少なくとも一部は、ステータの表面の一部である。【選択図】図1
Description
本発明は、ステータ、モータ、送風装置、及びステータの製造方法に関する。
従来、樹脂材料でモールドされたステータを有するモータが知られている。たとえば、特許文献1では、電動機のステータを金型の下型に挿入した状態で該ステータをモールド成形している。この際、ステータ内径の精度を向上させるため、ステータの外周部は下型に設けられた突起で保持される。
樹脂材料でモールドされたステータを備えるモータのトルク特性の低下を抑制するためには、ロータと対向するステータの側面の樹脂層を薄くすることによって、ステータコアとマグネットとの間の径方向距離を短くすることで、磁気抵抗を低く抑える必要がある。
しかしながら、樹脂層を薄くすると、樹脂材料でステータをモールドする際に、樹脂層を薄くする部分においてステータの表面を樹脂材料で十分には覆い難くなる。そのため、ショートモールドが発生する可能性が高くなる。ショートモールドが発生すると、樹脂材料でモールドされたステータの耐環境性が低下してしまう。
本発明は、ステータの耐環境性を向上させることを目的とする。
本発明の例示的なステータは、ステータコアと、前記ステータコアを覆うインシュレータと、前記ステータコア及び前記インシュレータを覆う樹脂部と、を備え、前記ステータコアは、中心軸を中心とする環状のコアバックと、前記コアバックから径方向一方側に延びる複数のティースと、を有し、前記インシュレータは、前記ステータコアの少なくとも軸方向一方側において前記ステータコアよりも径方向一方側に突出する突出部を有し、前記突出部の径方向一方側における側面の少なくとも一部は、前記ステータの表面の一部である。
本発明の例示的なモータは、中心軸を中心にして回転可能なロータと、前記ロータを回転駆動する上述のステータと、を備える。
本発明の例示的な送風装置は、軸方向を中心にして翼部を回転可能なインペラと、前記インペラを回転駆動する上述のモータと、を備える。
本発明の例示的なステータの製造方法は、金型を用いた上述のステータの製造方法であって、前記金型内に前記インシュレータで覆われた前記ステータコアを置くステップと、前記金型内に樹脂材料を流し込むことにより、前記ステータコア及び前記インシュレータを前記樹脂部で覆うステップと、を備え、前記ステータコアを置くステップにおいて、前記インシュレータが有する前記突出部の径方向一方側における側面の少なくとも一部が、前記金型の内壁に接する。
本発明の例示的なステータ、モータ、送風装置、及びステータの製造方法によれば、ステータの耐環境性を向上させることができる。
以下に図面を参照して本発明の例示的な実施形態を説明する。
なお、本明細書では、ファンモータ100において、中心軸CAと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。軸方向において、後述する蓋部261bから後述するブッシュ11に向かう方向を軸方向一方側として「軸方向上側」と呼び、ブッシュ11から蓋部261bに向かう方向を軸方向他方側として「軸方向下側」と呼ぶ。各々の構成要素において、軸方向上側における端部を「上端部」と呼び、軸方向下側における端部を「下端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、軸方向上側を向く面を「上面」と呼び、軸方向下側を向く面を「下面」と呼ぶ。
さらに、中心軸CAに直交する方向を「径方向」と呼び、中心軸CAを中心とする周方向を「周方向」と呼ぶ。径方向において、中心軸CAに向かう方向を「径方向内側」と呼び、中心軸CAから離れる方向を「径方向外側」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内側における端部を「内端部」と呼び、径方向外側における端部を「外端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、径方向内側を向く側面を「内側面」と呼び、径方向外側を向く側面を「外側面」と呼ぶ。
なお、以上に説明した方向、端部、及び面などの呼称は、実際の機器に組み込まれた場合での位置関係及び方向などを示すものではない。
<1.実施形態>
図1は、ファンモータ100の一例を示す断面図である。なお、図1は、中心軸CAを含むファンモータ100の断面構造を示している。
図1は、ファンモータ100の一例を示す断面図である。なお、図1は、中心軸CAを含むファンモータ100の断面構造を示している。
<1−1.ファンモータの構成>
ファンモータ100は、送風装置であり、図1に示すように、アウターロータ型のモータ300と、インペラ400と、ケーシング500と、を備える。モータ300は、インペラ400を回転駆動する駆動装置である。インペラ400は、複数の翼部401を有する羽根車である。インペラ400は、複数の翼部401とともに、軸方向を中心にして回転可能である。インペラ400は、モータ300の軸方向における上部に取り付けられている。インペラ400は、モータ300により中心軸CAを中心に回転することにより、軸方向に流れる気流を発生させる。ケーシング500は、モータ300及びインペラ400を収容している。
ファンモータ100は、送風装置であり、図1に示すように、アウターロータ型のモータ300と、インペラ400と、ケーシング500と、を備える。モータ300は、インペラ400を回転駆動する駆動装置である。インペラ400は、複数の翼部401を有する羽根車である。インペラ400は、複数の翼部401とともに、軸方向を中心にして回転可能である。インペラ400は、モータ300の軸方向における上部に取り付けられている。インペラ400は、モータ300により中心軸CAを中心に回転することにより、軸方向に流れる気流を発生させる。ケーシング500は、モータ300及びインペラ400を収容している。
なお、ファンモータ100は、本実施形態では軸流ファンであるが、この例示に限定されず、遠心ファンであってもよい。すなわち、ファンモータ100は、径方向外側に流れる気流を発生させる構成であってもよい。また、モータ300は、本実施形態ではアウターロータ型であるが、この例示に限定されず、インナーロータ型であってもよい。
<1−2.モータの構成>
次に、モータ300の構成を説明する。モータ300は、図1に示すように、ロータ1と、シャフト1aと、ステータ2と、を備える。
次に、モータ300の構成を説明する。モータ300は、図1に示すように、ロータ1と、シャフト1aと、ステータ2と、を備える。
ロータ1は、上下方向に延びる中心軸CAを中心にして、ステータ2に対して回転可能である。ロータ1は、ブッシュ11と、マグネット保持部材12と、マグネット13と、を有している。ブッシュ11は、モータ300の上端部において、シャフト1aに取り付けられている。マグネット保持部材12は、マグネット13を保持する部材である。マグネット保持部材12は、板部121と、円筒部122と、を有する。板部121は、ブッシュ11から径方向外側に延びる円環形状の部材である。円筒部122は、筒状の部材であり、板部121の外端部から少なくとも軸方向下側に延びる。マグネット13は、円筒部122の内側面に保持され、ステータ2よりも径方向外側に位置し、ステータ2の外側面と対向する。
シャフト1aは、ロータ1の回転軸であり、ロータ1を支持し、中心軸CAを中心にしてロータ1とともに回転可能である。なお、この例示に限定されず、シャフト1aは、ステータ2に取り付けられる固定軸であってもよい。なお、シャフト1aが固定軸である場合、ロータ1には、シャフト1aとの間にベアリング(不図示)が設けられる。
ステータ2は、ケーシング500に保持されている静止部であり、中心軸CAを中心とする環状である。ステータ2は、ロータ1を支持し、モータ300を駆動する際にロータ1を駆動して回転させる。
<1−3.ステータの構成>
ステータ2は、ステータコア21と、インシュレータ22と、複数のコイル部23と、基板24と、樹脂部25と、固定部26と、ベアリング261a、蓋部261bと、を有する。ステータ2は、固定部26によってケーシング500に固定されている。
ステータ2は、ステータコア21と、インシュレータ22と、複数のコイル部23と、基板24と、樹脂部25と、固定部26と、ベアリング261a、蓋部261bと、を有する。ステータ2は、固定部26によってケーシング500に固定されている。
ステータコア21は、固定部26の後述するベアリングホルダ261の径方向外側に固定された鉄心部材であり、ロータ1のマグネット13と径方向に対向している。ステータコア21の構成は、後に説明する。
インシュレータ22は、たとえば樹脂材料を用いた絶縁部材であり、ステータコア21の少なくとも一部を覆っている。インシュレータ22は、突出部3を有する。より具体的には、ステータ2はインシュレータ22を有し、インシュレータ22は突出部3を有している。突出部3の構成は、後に説明する。
複数のコイル部23はそれぞれ、インシュレータ22を介してステータコア21に巻き付けられた導線からなる。
基板24は、コイル部23の導線、及び、ケーシング500の外部に引き出される接続線24aと電気的に接続されている。基板24には、たとえばステータ2の駆動デバイスなどが実装されている。基板24は、ステータコア21よりも軸方向下側に位置する。
樹脂部25は、ステータ2の少なくとも一部を覆っており、たとえばステータコア21及びインシュレータ22を覆っている。樹脂部25は、たとえば樹脂材料を用いてステータコア21及びインシュレータ22などをモールドすることにより設けられる。なお、樹脂部25の形成工程は、後に説明する。
固定部26は、ステータ2をケーシング500に固定する。固定部26は、ベアリングホルダ261と、取付部262と、を有する。言い換えると、ステータ2は、ベアリングホルダ261と、取付部262と、を有している。
ベアリングホルダ261は、ステータ2を支持する筒状の部材である。ベアリングホルダ261の内部には、ベアリング261aが設けられ、さらにシャフト1aが挿入されている。ベアリングホルダ261は、ベアリング261aを介してシャフト1aを回転可能に支持している。ベアリング261aは、本実施形態ではボールベアリングであるが、この例示に限定されず、たとえばスリーブベアリングなどであってもよい。また、ベアリングホルダ261の下端部には、蓋部261bが嵌め込まれている。該蓋部261bは、ベアリングホルダ261の下端部を覆っている。
取付部262は、円環形状であり、ステータ2をケーシング500に取り付けている。より具体的には、取付部262は、ステータ2を収容するケーシング500にステータ2を取り付けている。取付部262の内端部にはベアリングホルダ261が取り付けられている。また、取付部262の外端部は、ケーシング500に取り付けられている。また、取付部262の少なくとも一部は、樹脂部25で覆われている。
<1−3−1.ステータコアの構成>
次に、ステータコア21の構成を説明する。図2は、ステータ2の断面構造の拡大図である。なお、図2は、図1において破線で囲まれた部分の断面構造に対応している。
次に、ステータコア21の構成を説明する。図2は、ステータ2の断面構造の拡大図である。なお、図2は、図1において破線で囲まれた部分の断面構造に対応している。
ステータコア21は、複数の鋼板21aが軸方向に積層された積層鋼板からなる。鋼板21aはたとえば電磁鋼板である。ステータコア21は、コアバック211と、複数のティース212と、を有する。コアバック211は、中心軸CAを中心とする環状であり、ベアリングホルダ261の径方向外側に固定されている。複数のティース212はそれぞれ、コアバック211から径方向外側に延び、マグネット13と径方向に対向している。
また、ステータコア21には、充填材213と、保護膜214と、が設けられている。言い換えると、ステータ2は、充填材213と、保護膜214と、を有する。充填材213は、積層鋼板の外端部において鋼板21a間に充填されている。保護膜214は、ステータコア21の少なくとも外側面を覆っている。充填材213、保護膜214により、ステータコア21の耐環境性を向上させることができる。
<1−3−2.突出部の構成>
次に、図2〜図7を参照して、突出部3の構成を説明する。図3は、ステータ2の斜視図である。図4は、ステータ2の側面図の一例である。図5は、ステータ2の側面図の他の一例である。図6は、突出部3の一例を示すステータ2の断面図である。図7は、突出部3の他の一例を示すステータ2の断面図である。なお、図3では、構成を理解し易くため、樹脂部25を省略している。図6及び図7は、図2における破線A−Aに沿う断面に対応している。
次に、図2〜図7を参照して、突出部3の構成を説明する。図3は、ステータ2の斜視図である。図4は、ステータ2の側面図の一例である。図5は、ステータ2の側面図の他の一例である。図6は、突出部3の一例を示すステータ2の断面図である。図7は、突出部3の他の一例を示すステータ2の断面図である。なお、図3では、構成を理解し易くため、樹脂部25を省略している。図6及び図7は、図2における破線A−Aに沿う断面に対応している。
図3に示すように、突出部3は、ステータコア21の軸方向上側においてステータコア21よりも径方向外側に突出している。突出部3の後述する外側面32aの少なくとも一部は、樹脂部25の表面とともに、ステータ2の表面の一部となっている。なお、ステータ2の径方向外側における表面が被覆物で覆われていない場合には図2に示すように、外側面32a及び樹脂部25が、ステータ2の外部への露出面に対応する。但し、ステータ2の径方向外側における表面は、該表面がたとえばパリレンコーティングのような防水膜などの被覆物で覆われている場合には、該被覆物との間の界面に対応する。
こうすれば、たとえば後述する金型700を用いた樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際、ステータコア21の軸方向上側において、樹脂材料の軸方向における流れの一部を突出部により抑制できる。そのため、樹脂材料は、突出部3を有するインシュレータ22とステータコア21の上端部との間の界面以外の部分に向かって優先的に流れた後、該界面に向かって流れる。該界面では、インシュレータ21とステータコア22の上端部との間に空気を逃がすことができる。従って、該界面付近における空気の溜まりを抑制又は防止できるので、該界面を樹脂部25で覆うことができる。さらに、所謂ショートモールドと呼ばれる樹脂部25が設けられない部分、及び、所謂ウエルドと呼ばれる樹脂部25の脆弱部分の生成を抑制又は防止できるので、樹脂部25の密着性の低下、変形、剥がれなどの発生も抑制できる。よって、ステータ2の耐環境性を向上させることができる。
なお、上述の例示に限定されず、突出部3は、ステータコア21の軸方向下側において突出していてもよい。すなわち、突出部3は、ステータコア21の少なくとも軸方向一方側においてステータコア21よりも径方向外側に突出していればよい。
突出部3の周方向長さLr1は、ステータコア21のティース212の外端部の周方向長さLr2の50%以上である。なお、突出部3の周方向長さLr1の上限に関しては、周方向において、隣り合う突出部3間に隙間があればよい。たとえば、突出部3の周方向長さLr1は、ティース212の外端部の周方向長さLr2と、隣り合うティース212間の隙間の周方向長さLtとの和(Lr2+Lt)未満であればよい。
突出部3の周方向長さLr1をこのように設計することにより、樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際、突出部3の間を経由して軸方向下側に流れる樹脂材料で、突出部3を有するインシュレータ22とステータコア21の上端部との間の界面以外を覆った後に、該界面に該樹脂材料を到達させることができる。従って、該界面付近における空気の溜まりを抑制又は防止できる。よって、ショートモールドの発生をより確実に抑制又は防止できる。
また、突出部3は、接続部31と、壁部32と、周方向に延びる凹部3aと、複数の第1リブ33と、第2リブ34と、を有する。
接続部31は、ステータコア21の軸方向上側において軸方向上側且つ径方向外側に延びている。
壁部32は、接続部31の外端部に設けられている。壁部32の少なくとも一部は、ステータコア21よりも径方向外側に位置している。また、壁部32の外側面32aの少なくとも一部は、ステータ2の表面の一部となっている。このようにすれば、たとえば、金型700を用いて樹脂材料をモールドする際、壁部32の外側面32aの少なくとも一部が金型700の内壁に接する。接続部31が軸方向下側に向かう樹脂材料の流れの一部を抑制する際、接続部31及び壁部32が軸方向下側に押され、壁部32の外側面32aが金型700の内壁により密着する。従って、接続部31及び壁部32によって、樹脂材料の軸方向における流れをより効果的に抑制することができる。
径方向から見た壁部32の形状は、矩形状である(図4参照)。このようにすれば、軸方向上側に壁部32を大きく延ばすことなく、壁部32の周方向長さを確保できる。或いは、この例示に限定されず、径方向から見た壁部32の形状は、たとえば、軸方向下側に短辺が位置し且つ軸方向上側に長辺が位置する台形状であってもよい(図5参照)。このようにすれば、軸方向下側に向かう樹脂材料の流れは、台形状の壁部32の短辺部分に当たっても、台形状の壁部32の斜辺部分を沿って流れることができる。従って、壁部32が受ける力を軽減できるので、突出部3の変形を抑制できる。
凹部3aは、突出部3の下端部において、軸方向下側から軸方向上側に凹んでいる。凹部3a内には、樹脂部25の一部が充填されている。このようにすれば、樹脂部25が径方向外側に剥がれ難くなる。特に、突出部3よりも軸方向下側においてステータコア21の外側面を覆う比較的薄い樹脂部25の変形、及び剥離などを抑制できる。
第1リブ33は、凹部3aに設けられ、該凹部3aの内壁面から軸方向下側且つ径方向に延びている。凹部3aに第1リブ33を設けることにより、突出部3の強度が向上できる。従って、たとえば金型700を用いた樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際での突出部3の折れ、変形などを抑制又は防止できる。また、樹脂材料がモールドされた後、第1リブ33が樹脂部25内に埋没することにより、突出部3と樹脂部25との間の密着性を増すことができる。
より具体的には、第1リブ33は、凹部3aの周方向一方側における端部と周方向他方側における端部とにそれぞれ設けられる(図6参照)。こうすれば、突出部3の強度を向上させることができる。また、樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際、凹部3aの下端部から凹部3a内に流れ込む樹脂材料は凹部3a内に充填され易い。一方、凹部3aの周方向における端部から凹部3a内に流れ込む樹脂材料は凹部3a内に充填され難い。従って、後者の流れ込みを防ぐことにより、突出部3の凹部3a内に軸方向下側から樹脂材料を十分に充填できる。従って、凹部3aと樹脂部25との密着性を高めることができる。
また、第1リブ33はさらに、凹部3aの周方向一方側における端部と周方向他方側における端部との間に設けられている。言い換えると、第1リブ33は、凹部3aの内部において、凹部3aの周方向両側における端部から離れた位置にも設けられている。こうすれば、突出部3の強度をさらに向上させることができる。
或いは、第1リブ33は、凹部3aの周方向における端部には設けられず、凹部3aの周方向一方側における端部と周方向他方側における端部との間に設けられてもよい(図7参照)。このようにしても、突出部3の強度を向上させることができる。また、周方向において複数の第1リブ33間に流れ込む樹脂材料を防ぐことにより、軸方向下側から流れ込む樹脂材料が優先的に突出部3の凹部3a内に充填される。従って、凹部3aと樹脂部25との密着性を高めることができる。
各々のティース212において、周方向の最も一方側に設けられる第1リブ33aの周方向一方側における端部と、周方向の最も他方側に設けられる第1リブ33bの周方向他方側における端部との間の周方向における間隔D1は、ティース212の外端部の周方向長さLr2の50%以上である(図6及び図7参照)。
また、各々のティース212において、周方向の最も一方側に設けられる第1リブ33aは、周方向の最も他方側に設けられる第1リブ33bよりも突出部3の周方向中心CCに近い位置にある。また、突出部3の周方向中心CCと、周方向の最も一方側に設けられる第1リブ33aの周方向一方側における端部との間の周方向における間隔D2は、ティース212の外端部の周方向長さLr2の25%以上であり、突出部3の周方向長さLr1の半分{(1/2)Lr1}以下である(図6及び図7参照)。こうすれば、周方向の最も一方側に設けられる第1リブ33aの周方向一方側における端部が、突出部3の周方向一方側における端部から離れ過ぎることがない。
各間隔D1、D2を上述のように設計することにより、樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際、凹部3aの周方向における端部から凹部3a内への樹脂材料の流れ込みを効果的に抑制できる。そのため、突出部3の間を経由して軸方向下側に流れる樹脂材料で、突出部3を有するインシュレータ22とステータコア21の上端部との間の界面以外を覆った後に、該界面に該樹脂材料を到達させることができる。従って、該界面付近における空気の溜まりを抑制又は防止できる。よって、ショートモールドの発生をより確実に抑制又は防止できる。
第2リブ34は、接続部31から軸方向上側に延び、径方向外側において壁部32に接続される。このようにすれば、突出部3の強度をさらに向上させ、突出部3の変形を抑制することができる。また、第1リブ33aによって流れ込みが抑制された樹脂材料が突出部3を径方向外側に押すことにより、突出部3と金型700との間の密着性を増すことができる。従って、樹脂材料の軸方向における流れをより確実に抑制することができる。
<1−4.ステータの製造方法>
次に、金型700を用いたステータ2の製造方法の一例を説明する。ステータ2の製造方法は、ステータコア21を形成する工程と、インシュレータ22を設ける工程と、コイル部23を設ける工程と、基板24を設ける工程と、ステータコア21を固定する工程と、樹脂部25を設ける工程と、を備える。
次に、金型700を用いたステータ2の製造方法の一例を説明する。ステータ2の製造方法は、ステータコア21を形成する工程と、インシュレータ22を設ける工程と、コイル部23を設ける工程と、基板24を設ける工程と、ステータコア21を固定する工程と、樹脂部25を設ける工程と、を備える。
ステータコア21を形成する工程では複数の鋼板21aを軸方向に積層することによって、積層鋼板からなるステータコア21が形成される。インシュレータ22を設ける工程は、ステータコア21の少なくとも一部をインシュレータ22で覆う工程と、突起部3が設けられる工程と、を有する。コイル部23を設ける工程では、インシュレータ22を介してステータコア21の各々のティース212に導線が巻き付けられる。基板24を設ける工程では、ステータコア21の軸方向下側に基板24が配置される。ステータコア21を固定する工程では、ステータコア21が固定部26のベアリングホルダ261に固定される。
樹脂部25を設ける工程では、下金型710と上金型720とからなる金型700を用いた樹脂材料のモールドによって、樹脂部25が設けられる。樹脂部25を設ける工程は、ステータコア21を金型700内に置く工程と、樹脂材料をモールドする工程と、を有している。図8は、樹脂部25を設ける工程を説明するための断面図である。なお、図8における軸方向の上下は、図1〜図5とは逆になっている。すなわち、図8の下方が図1〜図5の軸方向上側に対応し、図8の上方が図1〜図5の軸方向下側に対応する。
ステータコア21を金型700内に置く工程では、金型700内にインシュレータ22で覆われたステータコア21が置かれる。この際、インシュレータ22が有する突出部3の外側面32aの少なくとも一部が、金型700の内壁に接する。そして、金型700内に樹脂材料を流し込むことにより、ステータコア21及びインシュレータ22などが樹脂部25で覆われる。
より具体的には、まず、樹脂部25以外が設けられたステータ2が下金型710の内部に置かれる。この際、ベアリングホルダ261の軸方向上側における端部は下金型710の凸部710aで塞がれる。また、壁部32の外側面32aの少なくとも一部が、下金型710の内壁面に接する。
次に、下金型710の上方の端部が上金型720で閉じられる。この際、ベアリングホルダ261の軸方向下側における端部は上金型720の凸部720aで塞がれる。
次に、樹脂材料が、金型700の注入口(不図示)から下金型710及び上金型720間に流し込まれて充填される。そして、樹脂材料が硬化することにより、ステータコア21及びインシュレータ22などが樹脂部25で覆われる。
次に、上金型720及び下金型710をそれぞれ上下方向に開くことにより、ステータ2が完成する。
このようにして樹脂部25を設けることにより、突出部3の外側面32aの少なくとも一部が金型700の内壁に接しているので、金型700内に樹脂材料が流し込まれる際、ステータコア21の軸方向上側において、樹脂材料の軸方向における流れの一部を突出部3により抑制できる。そのため、樹脂材料は、突出部3を有するインシュレータ22とステータコア21の軸方向上側における端部との間の界面以外の部分に向かって優先的に流れた後、該界面に向かって流れる。該界面では、インシュレータ22とステータコア21の軸方向上側における端部との間に空気を逃がすことができる。従って、該界面付近における空気の溜まりを抑制又は防止できるので、該界面を樹脂部25で覆うことができる。さらに、所謂ショートモールドと呼ばれる樹脂部25が設けられない部分、及び、所謂ウエルドと呼ばれる樹脂部25の脆弱部分の生成を抑制又は防止できるので、樹脂部25の密着性の低下、変形、剥がれなどの発生も抑制できる。よって、ステータ2の耐環境性を向上させることができる。
<2.まとめ>
上述の実施形態によれば、ステータ2は、ステータコア21と、ステータコア21を覆うインシュレータ22と、ステータコア21及びインシュレータ22を覆う樹脂部25と、を備える。ステータコア21は、中心軸CAを中心とする環状のコアバック211と、コアバック211から径方向一方側に延びる複数のティース212と、を有する。インシュレータ22は、ステータコア21の少なくとも軸方向上側において、ステータコア21よりも径方向一方側に突出する突出部3を有する。突出部3の径方向一方側における側面32aの少なくとも一部は、ステータ2の表面の一部である。なお、該構成において、径方向一方側は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合には径方向外側であるが、モータ300がインナーロータ型である場合には径方向内側となる。
上述の実施形態によれば、ステータ2は、ステータコア21と、ステータコア21を覆うインシュレータ22と、ステータコア21及びインシュレータ22を覆う樹脂部25と、を備える。ステータコア21は、中心軸CAを中心とする環状のコアバック211と、コアバック211から径方向一方側に延びる複数のティース212と、を有する。インシュレータ22は、ステータコア21の少なくとも軸方向上側において、ステータコア21よりも径方向一方側に突出する突出部3を有する。突出部3の径方向一方側における側面32aの少なくとも一部は、ステータ2の表面の一部である。なお、該構成において、径方向一方側は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合には径方向外側であるが、モータ300がインナーロータ型である場合には径方向内側となる。
こうすることにより、たとえば金型700を用いてステータコア21及びインシュレータ22などに樹脂材料をモールドすることにより樹脂部25を設ける際、ステータコア21の軸方向上側において、樹脂材料の軸方向における流れの一部を突出部3により抑制できる。そのため、樹脂材料は、突出部3を有するインシュレータ22とステータコア21の上端部との間の界面以外の部分に向かって優先的に流れた後、該界面に向かって流れる。該界面では、インシュレータ22とステータコア21の上端部との間に空気を逃がすことができる。従って、該界面付近における空気の溜まりを抑制又は防止できるので、該界面を樹脂部25で覆うことができる。すなわち、所謂ショートモールドと呼ばれる樹脂部25が設けられない部分、及び、所謂ウエルドと呼ばれる樹脂部25の脆弱部分の生成を抑制又は防止できるので、樹脂部25の密着性の低下、変形、剥がれなどの発生も抑制できる。よって、ステータ2の耐環境性を向上させることができる。
上述の実施形態によれば、突出部3の周方向長さLr1は、ティース212の径方向一方側における端部の周方向長さLr2の50%以上である。なお、周方向長さLr1の上限に関しては、周方向において、隣り合う各突出部3間に隙間があればよい。たとえば、周方向長さLr1は、周方向長さLr2と、隣り合うティース212間の隙間の周方向長さLtとの和(Lr2+Lt)未満であればよく、また、周方向長さLr2と周方向長さLtの半分との和{Lr2+(1/2)Lt}未満であってもよい。また、該構成において、ティース212の径方向一方側における端部は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合にはティース212の外端部であるが、モータ300がインナーロータ型である場合にはティース212の内端部となる。
こうすることにより、突出部の周方向長さLr1をこのように設計することにより、樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際、突出部3の間を経由して軸方向下側に流れる樹脂材料で、突出部3を有するインシュレータ22とステータコア21の上端部との間の界面以外を覆った後に、該界面に該樹脂材料を到達させることができる。従って、該界面付近における空気の溜まりを抑制又は防止できる。よって、ショートモールドの発生をより確実に抑制又は防止できる。
上述の実施形態によれば、突出部3は、突出部3の軸方向下側から軸方向上側に凹む凹部3aを有する。凹部3a内には、樹脂部25の一部が充填されている。
軸方向上側に凹む凹部3a内に樹脂部25の一部が充填されることにより、樹脂部25が径方向に剥がれ難くなる。特に、突出部3よりも軸方向下側において、マグネット13と径方向に対向するステータコア21の側面を覆う比較的薄い樹脂部25の変形、及び剥離などを抑制できる。
上述の実施形態によれば、凹部3aは、周方向に延びている。突出部3は、径方向に延びる複数の第1リブ33を有する。複数の第1リブ33は、凹部3aに設けられる。
凹部3aに複数の第1リブ33を設けることにより、突出部3の強度が向上できる。従って、たとえば金型700を用いた樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際での突出部3の折れ、変形などを抑制又は防止できる。
上述の実施形態によれば、第1リブが、凹部3aの周方向一方側における端部と周方向他方側における端部とにそれぞれ設けられる。
こうすることにより、突出部3の強度を向上させることができる。また、樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際、凹部3aの下端部から凹部3a内に流れ込む樹脂材料は凹部3a内に充填され易い。一方、凹部3aの周方向における端部から凹部3a内に流れ込む樹脂材料は凹部3a内に充填され難い。従って、後者の流れ込みを防ぐことにより、突出部3の凹部3a内に軸方向下側から樹脂材料が十分に充填できる。従って、凹部3aと樹脂部25との密着性を高めることができる。
上述の実施形態によれば、第1リブ33が、凹部3aの周方向一方側における端部と周方向他方側における端部との間に設けられる。
こうすることにより、突出部3の強度を向上させることができる。また、周方向において複数の第1リブ33間に流れ込む樹脂材料を防ぐことにより、軸方向下側から流れ込む樹脂材料が優先的に突出部3の凹部3a内に充填される。従って、凹部3aと樹脂部25との密着性を高めることができる。
上述の実施形態によれば、各々のティース212において、周方向の最も一方側に設けられる第1リブ33aと、周方向の最も他方側に設けられる第1リブ33bとの間の周方向における間隔D1は、ティース212の径方向一方側における端部の周方向長さLr2の50%以上である。なお、間隔D1は、突出部3の周方向長さLr1以下である。また、該構成において、ティース212の径方向一方側における端部は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合にはティース212の外端部であるが、モータ300がインナーロータ型である場合にはティース212の内端部となる。
また、上述の実施形態によれば、各々のティース212において、周方向の最も一方側に設けられる第1リブ33aは、周方向の最も他方側に設けられる第1リブ33bよりも突出部3の周方向中心CCに近い位置にある。そして、突出部3の周方向中心CCと、周方向の最も一方側に設けられる第1リブ33aの周方向一方側における端部との間の周方向における間隔D2は、ティース212の径方向一方側における端部の周方向長さLr2の25%以上である。なお、間隔D2は、突出部3の周方向長さLr1の半分{(1/2)Lr1}以下である。また、該構成において、ティース212の径方向一方側における端部は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合にはティース212の外端部であるが、モータ300がインナーロータ型である場合にはティース212の内端部となる。こうすれば、周方向の最も一方側に設けられる第1リブ33aの周方向一方側における端部が、突出部3の周方向一方側における端部から離れ過ぎることがない。
各間隔D1、D2を上述のように設計することにより、樹脂材料のモールドにより樹脂部25を設ける際、凹部3aの周方向における端部から凹部3a内への樹脂材料の流れ込みを効果的に抑制できる。そのため、突出部3の間を経由して軸方向下側に流れる樹脂材料で、突出部3を有するインシュレータ22とステータコア21の上端部との間の界面以外を覆った後に、該界面に該樹脂材料を到達させることができる。従って、該界面付近における空気の溜まりを抑制又は防止できる。よって、ショートモールドの発生をより確実に抑制又は防止できる。
上述の実施形態によれば、突出部3は、ステータコア21の少なくとも軸方向上側において、軸方向上側且つ径方向一方側に延びる接続部31と、接続部31の径方向一方側における端部に設けられる壁部32と、を有する。壁部32の少なくとも一部が、ステータコア21よりも径方向一方側に位置する。壁部32の径方向一方側における側面32aの少なくとも一部は、ステータ2の表面の一部である。なお、該構成において、径方向一方側は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合には径方向外側であるが、モータ300がインナーロータ型である場合には径方向内側となる。
こうすることにより、たとえば金型700を用いて樹脂材料をモールドすることにより樹脂部25を設ける際、ステータコア21の軸方向上側において、樹脂材料の軸方向における流れの一部を接続部31により抑制できる。また、金型700を用いたモールドの際、壁部32の径方向一方側における側面の少なくとも一部が金型700の内壁に接する。接続部31が軸方向下側に向かう樹脂材料の流れの一部を抑制する際、接続部31及び壁部32が軸方向下側に押され、壁部32の径方向一方側における側面32aが金型700の内壁により密着する。従って、接続部31及び壁部32によって、樹脂材料の軸方向における流れをより効果的に抑制することができる。
上述の実施形態によれば、突出部3は、接続部31から軸方向上側に延びる第2リブを有する。第2リブ34は、径方向一方側において壁部32に接続される。なお、該構成において、径方向一方側は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合には径方向外側であるが、モータ300がインナーロータ型である場合には径方向内側となる。
こうすることにより、突出部3の強度をさらに向上させることができる。
上述の実施形態によれば、径方向から見た壁部32の形状は矩形状である。
こうすることにより、軸方向上側に壁部32を大きく延ばすことなく、壁部32の周方向長さを確保できる。
上述の実施形態によれば、径方向から見た壁部32の形状は、軸方向上側に短辺が位置し且つ軸方向下側に長辺が位置する台形状であってもよい。
こうすることにより、軸方向下側に向かう樹脂材料の流れは、台形状の壁部32の短辺部分に当たっても、台形状の斜辺部分を沿って流れることができる。従って、壁部32が受ける力を軽減できるので、突出部3の変形を抑制できる。
上述の実施形態によれば、ステータコア21は、複数の鋼板21aが積層された積層鋼板からなる。ステータ2は、積層鋼板の径方向一方側における端部において鋼板21a間に充填される充填材213を備える。なお、該構成において、積層鋼板の径方向一方側における端部は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合には積層鋼板の外端部であるが、モータ300がインナーロータ型である場合には積層鋼板の内端部となる。
また、上述の実施形態によれば、ステータ2は、ステータコア21の少なくとも径方向一方側における側面を覆う保護膜214を備える。なお、該構成において、径方向一方側における側面は、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合には外側面であるが、モータ300がインナーロータ型である場合には内側面となる。
これらのようにすることにより、ステータコア21の耐環境性をさらに向上させることができる。
上述の実施形態によれば、モータ300は、中心軸CAを中心にして回転可能なロータ1と、ロータ1を回転駆動する上記のステータ2と、を備える。
こうすることにより、モータ300の耐環境性を向上できる。
上述の実施形態によれば、ファンモータ100は、軸方向を中心にして翼部401を回転可能なインペラ400と、インペラ400を回転駆動する上記のモータ300と、を備える送風装置である。
こうすることにより、ファンモータ100の耐環境性を向上できる。
上述の実施形態によれば、金型700を用いた上記のステータ2の製造方法は、金型700内にインシュレータ22で覆われたステータコア21を置くステップと、金型700内に樹脂材料を流し込むことにより、ステータコア21及びインシュレータ22を樹脂部25で覆うステップと、を備える。ステータコア21を置くステップにおいて、インシュレータ22が有する突出部3の径方向一方側における側面32aの少なくとも一部が、金型700の内壁に接する。なお、該構成において、突出部3の径方向一方側における側面32aは、上述の実施形態のようにモータ300がアウターロータ型である場合には突出部3の外側面32aであるが、モータ300がインナーロータ型である場合には突出部3の内側面となる。
こうすることにより、金型700内に樹脂材料が流し込まれる際、突出部3の径方向一方側における側面32aの少なくとも一部が金型700の内壁に接しているので、ステータコア21の軸方向上側において、樹脂材料の軸方向における流れの一部を突出部3により抑制できる。そのため、樹脂材料は、突出部3を有するインシュレータ22とステータコア21の上端部との間の界面以外の部分に向かって優先的に流れた後、該界面に向かって流れる。該界面では、インシュレータ22とステータコア21の上端部との間に空気を逃がすことができる。従って、該界面付近における空気の溜まりを抑制又は防止できるので、該界面を樹脂部25で覆うことができる。すなわち、所謂ショートモールドと呼ばれる樹脂部25が設けられない部分、及び、所謂ウエルドと呼ばれる樹脂部25の脆弱部分の生成を抑制又は防止できるので、樹脂部25の密着性の低下、変形、剥がれなどの発生も抑制できる。よって、ステータ2の耐環境性を向上させることができる。
<3.その他>
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
本発明は、樹脂部がモールドされたステータを備えるモータ、及び送風装置に有用である。
100・・・ファンモータ、300・・・モータ、400・・・インペラ、401・・・翼部、500・・・ケーシング、700・・・金型、710・・・下金型、710a・・・凸部、720・・・上金型、720a・・・凸部、1・・・ロータ、1a・・・シャフト、11・・・ブッシュ、12・・・マグネット保持部材、121・・・板部、122・・・円筒部、13・・・マグネット、2・・・ステータ、21・・・ステータコア、211・・・コアバック、212・・・ティース、21a・・・鋼板、211・・・コアバック、212・・・ティース、213・・・充填材、214・・・保護膜、22・・・インシュレータ、23・・・コイル部、24・・・基板、24a・・・接続線、25・・・樹脂部、26・・・固定部、261・・・ベアリングホルダ、261a・・・ベアリング、261b・・・蓋部、262・・・取付部、3・・・突出部、3a・・・凹部、31・・・接続部、32・・・壁部、32a・・・外側面、33、33a、33b・・・第1リブ、34・・・第2リブ、CA・・・中心軸、CC・・・周方向中心、D1、D2・・・間隔、Lr1、Lr2、Lt・・・周方向長さ
Claims (17)
- ステータコアと、
前記ステータコアを覆うインシュレータと、
前記ステータコア及び前記インシュレータを覆う樹脂部と、を備え、
前記ステータコアは、中心軸を中心とする環状のコアバックと、前記コアバックから径方向一方側に延びる複数のティースと、を有し、
前記インシュレータは、前記ステータコアの少なくとも軸方向一方側において、前記ステータコアよりも径方向一方側に突出する突出部を有し、
前記突出部の径方向一方側における側面の少なくとも一部は、前記ステータの表面の一部であるステータ。 - 前記突出部の周方向長さは、前記ティースの径方向一方側における端部の周方向長さの50%以上である請求項1に記載のステータ。
- 前記突出部は、前記突出部の軸方向他方側から軸方向一方側に凹む凹部を有し、
前記凹部内に、前記樹脂部の一部が充填されている求項1又は請求項2に記載のステータ。 - 前記凹部は、周方向に延びており、
前記突出部は、径方向に延びる複数の第1リブを有し、
複数の前記第1リブは、前記凹部に設けられる請求項3に記載のステータ。 - 前記第1リブが、前記凹部の周方向一方側における端部と周方向他方側における端部とにそれぞれ設けられる請求項4に記載のステータ。
- 前記第1リブが、前記凹部の周方向一方側における端部と周方向他方側における端部との間に設けられる請求項4又は請求項5に記載のステータ。
- 各々のティースにおいて、周方向の最も一方側に設けられる前記第1リブの周方向一方側における端部と、周方向の最も他方側に設けられる前記第1リブの周方向他方側における端部との間の周方向における間隔は、前記ティースの径方向一方側における端部の周方向長さの50%以上である請求項4〜請求項6のいずれかに記載のステータ。
- 各々のティースにおいて、
周方向の最も一方側に設けられる前記第1リブは、周方向の最も他方側に設けられる前記第1リブよりも前記突出部の周方向中心に近い位置にあり、
前記突出部の周方向中心と、周方向の最も一方側に設けられる前記第1リブの周方向一方側における端部との間の周方向における間隔は、前記ティースの径方向一方側における端部の周方向長さの25%以上である請求項4〜請求項7のいずれかに記載のステータ。 - 前記突出部は、
前記ステータコアの少なくとも軸方向一方側において、軸方向一方側且つ径方向一方側に延びる接続部と、
前記接続部の径方向一方側における端部に設けられる壁部と、
を有し、
前記壁部の少なくとも一部が、前記ステータコアよりも径方向一方側に位置し、
前記壁部の径方向一方側における側面の少なくとも一部は、前記ステータの表面の一部である請求項1〜請求項8のいずれかに記載のステータ。 - 前記突出部は、前記接続部から軸方向一方側に延びる第2リブを有し、
前記第2リブは、径方向一方側において前記壁部に接続される請求項9に記載のステータ。 - 径方向から見た前記壁部の形状は矩形状である請求項9又は請求項10に記載のステータ。
- 径方向から見た前記壁部の形状は、軸方向一方側に短辺が位置し且つ軸方向他方側に長辺が位置する台形状である請求項9又は請求項10に記載のステータ。
- 前記ステータコアは、複数の鋼板が積層された積層鋼板からなり、
前記ステータは、前記積層鋼板の径方向一方側における端部において前記鋼板間に充填される充填材を備える請求項1〜請求項12のいずれかに記載のステータ。 - 前記ステータは、前記ステータコアの少なくとも径方向一方側における側面を覆う保護膜を備える請求項1〜請求項13のいずれかに記載のステータ。
- 中心軸を中心にして回転可能なロータと、
前記ロータを回転駆動する請求項1〜請求項14のいずれかに記載のステータと、を備えるモータ。 - 軸方向を中心にして翼部を回転可能なインペラと、
前記インペラを回転駆動する請求項15に記載のモータと、
を備えるファン。 - 金型を用いた請求項1〜請求項14のいずれかに記載のステータの製造方法であって、
前記金型内に前記インシュレータで覆われた前記ステータコアを置くステップと、
前記金型内に樹脂材料を流し込むことにより、前記ステータコア及び前記インシュレータを前記樹脂部で覆うステップと、を備え、
前記ステータコアを置くステップにおいて、前記インシュレータが有する前記突出部の径方向一方側における側面の少なくとも一部が、前記金型の内壁に接するステータの製造方法。
Priority Applications (3)
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