JP2019030112A

JP2019030112A - モータ

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Publication number: JP2019030112A
Application number: JP2017146824A
Authority: JP
Inventors: 優介岩井; Yusuke Iwai; 亮介石田; Ryosuke Ishida; 雅一谷川; Masakazu Tanigawa
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-28
Also published as: CN208479318U; CN109309425A; US20190036408A1; JP6939201B2; CN109309425B; DE102018212232A1

Abstract

【課題】ステータコアにコイル部を設けるスペースを確保することができるモータを提供する。【解決手段】モータ１００は、中心軸ＣＡを中心にして回転可能なロータ１と、ロータと対向し且つ軸方向に延びる筒状のステータ２と、ステータを収容する筒部３２１を有するブラケット３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、インシュレータを介してステータコアに巻き付けられた導線からなるコイル部２３と、コイル部の端部が絡げられ且つ基板２４に接続される端子部２５と、を有する。インシュレータは、少なくとも一部が筒部よりも径方向外側に突出する第１突出部２２１を有する。端子部は、筒部の外部において、第１突出部に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

従来、回路基板に接続される端子ピンに巻線を絡げることにより、回路基板と巻線とを電気的に接続するモータが知られている。たとえば、特許文献１は、ステータモールド組立の一端部がブラケットで覆われているブラシレスＤＣモータを開示している。このブラシレスＤＣモータでは、駆動コイルの端末が、端子ピンを介してプリント配線基板に接続される。

特表２００８−５３８６９２号公報

しかしながら、特許文献１では、端子ピンが、軸方向から見てブラケットの筒状部分よりも径方向内側に設けられる。そのため、径方向において、固定子鉄心に巻線を設けるスペースが狭い。

本発明は、ステータコアにコイル部を設けるスペースを確保することができるモータを提供することを目的とする。

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、前記ロータと対向するステータと、前記ステータを収容し且つ軸方向に延びる筒状の筒部を有するブラケットと、を備え、前記ステータは、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、前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻き付けられた導線からなるコイル部と、前記コイル部の端部が絡げられ且つ基板に接続される端子部と、を有し、前記インシュレータは、少なくとも一部が前記筒部よりも径方向外側に突出する第１突出部を有し、前記端子部は、前記筒部の外部において、前記第１突出部に設けられる。

本発明の例示的なモータによれば、ステータコアにコイル部を設けるスペースを確保することができる。

図１は、モータの構成例を示す断面図である。図２は、モータの側面図である。図３は、モータの斜視図である。図４は、モータの他の構成例を示す斜視図である。

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、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、後述する基板２４から後述するステータ２に向かう方向を「軸方向上側」と呼ぶ。軸方向において、ステータ２から基板２４に向かう方向を「軸方向下側」と呼ぶ。また、各々の構成要素において、軸方向下側における端部を「下端部」と呼び、軸方向上側における端部を「上端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、軸方向下側に向く面を「下面」と呼び、軸方向上側に向く面を「上面」と呼ぶ。

中心軸ＣＡに直交する方向を「径方向」と呼び、中心軸ＣＡを中心とする回転方向を「周方向」と呼ぶ。また、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。また、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、径方向内側に向く側面を「内側面」と呼び、径方向外側に向く側面を「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＞
＜１−１．モータの構成＞
図１は、モータ１００の構成例を示す断面図である。図２は、モータ１００の側面図である。図３は、モータ１００の斜視図である。なお、図１は、中心軸ＣＡを含むモータ１００の断面構造を示す。また、図３は、構造を見易くするため、基板２４を透過させて図示し、後述する電子部品２４１の図示を省略している。後述する図４も同様である。

モータ１００は、図１に示すように、シャフト１ａと、ロータ１と、ステータ２と、ブラケット３と、上ベアリング４１と、下ベアリング４２と、を備える。

シャフト１ａは、ロータ１に取り付けられる回転軸であり、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。

＜１−１−１．ロータの構成＞
ロータ１は、上下方向に延びる中心軸ＣＡを中心にして回転可能である。ロータ１は、保持部材１１と、マグネット１２と、を有する。保持部材１１は、マグネット１２を保持する部材であり、シャフト１ａに取り付けられる。マグネット１２は、ステータ２よりも径方向内側に位置する。マグネット１２は、保持部材１１の外側面に保持され、ステータ２の内側面と径方向に対向する。

＜１−１−２．ステータの構成＞
ステータ２は、中心軸ＣＡを中心とする環状であり、ロータ１と径方向に対向する。ステータ２は、ブラケット３に収容されて保持される。ステータ２は、モータ１００が駆動する際にロータ１を駆動して回転させる。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、端子部２５と、を有する。

ステータコア２１は、たとえば電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板で構成される鉄心部材である。ステータコア２１は、ロータ１のマグネット１２と径方向に対向する。

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る。インシュレータ２２は、ステータコア２１の少なくとも一部を覆う。インシュレータ２２は、第１突出部２２１を有する。第１突出部２２１の少なくとも一部は、後述する筒部３２１の凹部３２１ａを通じる。第１突出部２２１は、ブラケット３の筒部３２１よりも径方向外側に突出する。

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（不図示）からなる。該導線の端部は、端子部２５に絡げられる。

基板２４は、ブラケット３よりも軸方向下側に位置する。基板２４は、端子部２５を介してコイル部２３の導線と電気的に接続される。基板２４の下面には、ステータ２０の駆動デバイスなどを含む電子部品２４１が実装される。基板２４は、基板凹部２４ａを有する。基板凹部２４ａは、たとえば基板２４の外周縁に設けられる切り欠きである。より具体的には、基板凹部２４ａは、基板２４の外周縁において径方向内側に凹み、且つ、軸方向において基板２４を貫通する。基板凹部２４ａの数は、本実施形態では２個であるが、この例示に限定されず、ブラケット３の後述する固定部３２２の数以上であればよい。

端子部２５は、基板２４に接続される。端子部２５は、ブラケット３の筒部３２１の外部において、第１突出部２２１に設けられる。より具体的には、端子部２５は、第１突出部２２１のうちの筒部３２１の外部に位置する部分に設けられる。そのため、端子部２５がブラケット３の筒部３２１の内部に設けられる場合と比べて、コイル部２３の占有率を高めることができる。たとえば、仮に端子部２５が筒部３２１の内部に設けられる場合、インシュレータ２２のうちの端子部２５を配置する箇所の径方向における厚さをより大きくする必要がある。これにより、インシュレータ２２のうちの導線を巻き付ける箇所の径方向長さが小さくなり、コイル部２３の占有率が減少する。そのため、ステータコア２１及びブラケット３の径方向サイズを大型化させる必要があった。一方、本実施形態のモータ１００では、端子部２５が筒部３２１の外部に位置する部分に設けられるため、ステータコア２１及びブラケット３の径方向サイズを大型化させなくても、ステータコア２１にコイル部２３を設けるスペースを十分に確保することができる。また、軸方向から見て、基板２４の端子部２５よりも径方向内側の領域に、電子部品２４１を実装できる。従って、端子部２５がブラケット３の内部に設けられる場合と比べて、電子部品２４１を実装する領域を広く取ることができる。さらに、端子部２５が接続される箇所を避けて電子部品２４１を実装する必要がないため、電子部品２４１を基板２４に実装し易くなる。

＜１−１−３．ブラケットの構成＞
ブラケット３は、上ブラケット３１と、下ブラケット３２と、を有する。

上ブラケット３１は、下ブラケット３２の軸方向上方に配置される。上ブラケット３１は、上筒部３１ａと、上ベアリングホルダ３１ｂと、第２突出部３１１と、壁部３１２と、を有する。言い換えると、ブラケット３は、第２突出部３１１と、壁部３１２と、を有する。

上筒部３１ａは、軸方向に延びる筒状である。上筒部３１ａは、本実施形態ではロータ１の上部とステータ２の上部とを収容する。

上ベアリングホルダ３１ｂは、上筒部３１ａの上端部に配置され、上ベアリング４１を内部に保持する。

第２突出部３１１は、上ブラケット３１に配置される。より具体的には、第２突出部３１１は、上ブラケット３１の軸方向に延びる上筒部３１ａから径方向外側に突出する。第２突出部３１１は、軸方向において第１突出部２２１と接する。そのため、径方向外側に突出する第１突出部２２１の強度を第２突出部３１１により補強できる。たとえば、コイル部２３の導線を端子部２５に絡げる工程、及び、端子部２５に外力が作用した場合などにおいて、第１突出部２２１に作用する力に対する強度を向上することができる。

ブラケット３は、筒部３２１よりも径方向外側に配置される壁部３１２を有する。壁部３１２は、第２突出部３１１の周方向の少なくとも一方側の端部に設けられ、軸方向に延びる。本実施形態において、壁部３１２は、上ブラケット３１に設けられる。壁部３１２は、上筒部３１ａから径方向外側に突出する。壁部３１２は、第２突出部３１１と接続され、軸方向に延びる。より具体的には、壁部３１２は、第２突出部３１１から軸方向下側に延びる。

壁部３１２は、筒部３２１よりも径方向外側に配置される。本実施形態では、壁部３１２は、第２突出部３１１の周方向における両端部に設けられる。但し、この例示に限定されず、壁部３１２は、第２突出部３１１の周方向の一方側における端部に設けられてもよい。壁部３１２が設けられることにより、第２突出部３１１の強度を向上させることができる。

壁部３１２は、第１突出部２２１と周方向において対向する。こうすれば、モータ１００の組み立ての際、ブラケット３に対して第１突出部２２１を有するインシュレータ２２の周方向位置を決めることができる。従って、周方向におけるステータコア２１の位置決めができる。

壁部３１２はさらに、第１突出部２２１の周方向側面と接する。こうすれば、周方向において第１突出部２２１を有するインシュレータ２２がブラケット３に対してずれにくくなる。従って、ステータコア２１の周方向におけるずれを抑制できる。

下ブラケット３２は、筒部３２１と、凹部３２１ａと、下ベアリングホルダ３２１ｂと、湾曲面３２１ｃと、固定部３２２と、を有する。言い換えると、ブラケット３は、筒部３２１と固定部３２２とを有し、凹部３２１ａと湾曲面３２１ｃと含む。

ブラケット３は、筒部３２１を有する。筒部３２１は、軸方向に延びる筒状であり、ステータ２を収容する。本実施形態では、筒部３２１は、ロータ１の下部とステータ２の下部とを収容する。

凹部３２１ａは、筒部３２１の上端部において軸方向下側に凹み、ブラケット３の筒部３２１を径方向に貫通する。本実施形態において、凹部３２１ａは、下ブラケット３２の筒部３２１の上端部に設けられる。凹部３２１ａには、第１突出部２２１が配置される。より具体的には、凹部３２１ａを通じて、第１突出部２２１の一部が筒部３２１よりも径方向外側に突出する。こうすれば、ブラケット３の外部に第１突出部２２１を容易に突出させることができる。

軸方向から見て凹部３２１ａと重なる領域において、第１突出部２２１の下端部と、筒部３２１との間には、隙間３ａが設けられる。こうすれば、端子部２５に絡げるコイル部２３の導線を、隙間３ａを通じて、ブラケット３の外部に引き出すことができる。

湾曲面３２１ｃは、軸方向から見て凹部３２１ａと重なる領域において、筒部３２１の上面と外側面との間に設けられる。なお、該領域における筒部３２１の上面は、言い換えると、凹部３２１ａの軸方向上側を向く面である。湾曲面３２１ｃは、本実施形態では軸方向上側且つ径方向外側に向かって突出する曲面である。但し、この例示に限定されず、湾曲面３２１ｃに代えて、平面が設けられてもよい。平面が設けられる場合、軸方向から見て凹部３２１ａと重なる領域において、上端部が筒部３２１の上面に接続され、下端部が筒部３２１の外側面に接続される。これらのようにすれば、端子部２５に絡げるコイル部２３の導線をブラケット３の外部に湾曲面３２１ｃに沿って容易に引き出すことができる。

下ベアリングホルダ３２１ｂは、下ブラケット３２の筒部３２１の下端部に配置され、下ベアリング４２を内部に保持する。

固定部３２２は、基板凹部２４ａに位置し、基板２４に固定される。基板凹部２４ａは、前述のように、基板２４の周縁において径方向内側に凹む。より具体的には、固定部３２２は、基板凹部２４ａを通じて、基板凹部２４ａの軸方向下側において基板２４に固定される。固定部３２２の数は、本実施形態では３個であるが、この例示に限定されず、単数であってもよいし、３以外の複数であってもよい。ブラケット３に対する基板２４の固定をより安定させるためには、ブラケット３は、固定部３２２を複数有することが好ましい。

固定部３２２は、突起部３２２１と、爪部３２２２と、を含む。

突起部３２２１は、基板凹部２４ａに配置される。より具体的には、突起部３２２１は、基板凹部２４ａを通じて軸方向下側に延びる。

爪部３２２２は、突起部３２２１から周方向に延びる。爪部３２２２は、基板２４の下面に引っ掛けられる。爪部３２２２の上面は、基板２４の下面に接する。こうすれば、固定部３２２の爪部３２２２により、ブラケット３に基板２４を容易に固定できる。

また、各々の固定部３２２が有する爪部３２２２は、突起部３２２１から周方向の同じ側に延びる。こうすれば、ロータ１が回転する際、ステータ２のバランスが安定する。

＜１−２．変形例＞
以上に説明した本実施形態では、第１突出部２２１が下ブラケット３２の筒部３２１に設けられる凹部３２１ａを通じて筒部３２１の外部に突出するが、この例示に限定されず、第１突出部２２１は、上ブラケット３１の上筒部３１ａに設けられる凹部を通じて、筒部３２１の外部に突出してもよい。すなわち、ブラケット３は、上ブラケット３１の下端部において軸方向上側に向かって凹む凹部を有していてもよい。該凹部は、軸方向から見て凹部３２１ａと同じ周方向位置に設けられ、径方向に上ブラケット３１を貫通する。上ブラケット３１の該凹部と下ブラケット３２の凹部３２１ａとで構成される開口に、第１突出部２２１とその軸方向下側の隙間３ａとが設けられる。このようにしても、ブラケット３の外部に第１突出部２２１の一部を容易に突出させることができる。

以上に説明した本実施形態では、固定部３２２の突起部３２２１は、基板凹部２４ａを通じて延びるが、この例示に限定されず、図４に示すように基板凹部２４ａ以外の貫通孔２４ｂを通じて軸方向下側に延びてもよい。貫通孔２４ｂは、軸方向に基板２４を貫通する。すなわち、固定部３２２は、該貫通孔２４ｂに位置し、基板２４に固定されてもよい。固定部３２２の突起部３２２１は、該貫通孔２４ｂに配置される。

＜２．まとめ＞
以上に説明した上述の実施形態によれば、モータ１００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と対向するステータ２と、ステータ２を収容し且つ軸方向に延びる筒状の筒部３２１を有するブラケット３と、を備える。ステータ２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、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コイル部２３と、コイル部２３の端部が絡げられ且つ基板２４に接続される端子部２５と、を有する。インシュレータ２２は、少なくとも一部が筒部３２１よりも径方向外側に突出する第１突出部２２１を有する。端子部２５は、筒部３２１の外部において、第１突出部２２１に設けられる。

上述の実施形態によれば、ブラケット３は、径方向に突出する第２突出部３１１を有する。第２突出部３１１は、軸方向において第１突出部２２１と接する。

上述の実施形態によれば、ブラケット３は、筒部３２１よりも径方向外側に配置される壁部３１２を有する。壁部３１２は、第２突出部３１１の周方向の少なくとも一方側の端部に設けられ、軸方向に延びる。

上述の実施形態によれば、壁部３１２は、第１突出部２２１と周方向において対向する。

上述の実施形態によれば、壁部３１２は、第１突出部２２１の周方向における側面と接する。

上述の実施形態によれば、ブラケット３は、筒部３２１を含む下ブラケット３２と、下ブラケット３２の軸方向上側に配置される上ブラケット３１と、を有する。第２突出部３１１は、上ブラケット３１に配置される。

ブラケット３は、筒部３２１の上端部において軸方向下側に凹む凹部３２１ａを有する。第１突出部２２１は、凹部３２１ａに配置される。

上述の実施形態によれば、軸方向から見て凹部３２１ａと重なる領域において、第１突出部２２１の下端部と筒部３２１との間に、隙間３ａが設けられる。

上述の実施形態によれば、軸方向から見て凹部３２１ａと重なる領域において、筒部３２１の上面と外側面との間に、軸方向上側且つ径方向外側に向かって突出する湾曲面３２１ｃが設けられる。

上述の実施形態によれば、モータ１００は、基板２４をさらに備える。ブラケット３は、固定部３２２を有する。固定部３２２は、基板２４の周縁から径方向内側に凹む基板凹部２４ａ、及び、基板２４に設けられる貫通孔２４ｂのうちの一方に位置し、基板２４に固定される。

固定部３２２は、軸方向下側に延びる突起部３２２１と、突起部３２２１から延びて、基板２４の下面に引っ掛けられる爪部３２２２と、を含む。

上述の実施形態によれば、ブラケット３は、固定部３２２を複数有する。各々の固定部３２２が有する爪部３２２２は、突起部３２２１から周方向の同じ側に延びる。

＜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。

本実施形態において、本発明は、インナーロータ型のモータ１００に適用される。しかしながら、この例示に限定されず、たとえば、本発明は、アウターロータ型のモータに適用されてもよい。また、本実施形態において、シャフト１ａは、ロータ１に取り付けられる回転軸である。しかしながら、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。

本発明は、コイル部の導線が絡げられ且つ基板に接続される端子部を有するモータに有用である。

１００・・・モータ、１・・・ロータ、１ａ・・・シャフト、１１・・・保持部材、１２・・・マグネット、２・・・ステータ、２１・・・ステータコア、２２・・・インシュレータ、２２１・・・第１突出部、２３・・・コイル部、２４・・・基板、２４ａ・・・基板凹部、２４ｂ・・・貫通孔、２４１・・・電子部品、２５・・・端子部、３・・・ブラケット、３ａ・・・隙間、３１・・・上ブラケット、３１ａ・・・上筒部、３１ｂ・・・上ベアリングホルダ、３１１・・・第２突出部、３１２・・・壁部、３２・・・下ブラケット、３２１・・・筒部、３２１ａ・・・凹部、３２１ｂ・・・下ベアリングホルダ、３２１ｃ・・・湾曲面、３２２・・・固定部、３２２１・・・突起部、３２２２・・・爪部、４１・・・上ベアリング、４２・・・下ベアリング、ＣＡ・・・中心軸

Claims

中心軸を中心にして回転可能なロータと、
前記ロータと対向するステータと、
前記ステータを収容し且つ軸方向に延びる筒状の筒部を有するブラケットと、
を備え、
前記ステータは、
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、
前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻き付けられた導線からなるコイル部と、
前記コイル部の端部が絡げられ且つ基板に接続される端子部と、
を有し、
前記インシュレータは、少なくとも一部が前記筒部よりも径方向外側に突出する第１突出部を有し、
前記端子部は、前記筒部の外部において、前記第１突出部に設けられるモータ。
前記ブラケットは、径方向に突出する第２突出部を有し、
前記第２突出部は、軸方向において前記第１突出部と接する請求項１に記載のモータ。
前記ブラケットは、前記筒部よりも径方向外側に配置される壁部を有し、
前記壁部は、前記第２突出部の周方向の少なくとも一方側の端部に設けられ、軸方向に延びる請求項２に記載のモータ。
前記壁部は、前記第１突出部と周方向において対向する請求項３に記載のモータ。
前記壁部は、前記第１突出部の周方向における側面と接する請求項４に記載のモータ。
前記ブラケットは、
前記筒部を含む下ブラケットと、
前記下ブラケットの軸方向上側に配置される上ブラケットと、
を有し、
前記第２突出部は、前記上ブラケットに配置される、請求項２〜請求項５のいずれかに記載のモータ。
前記ブラケットは、前記筒部の上端部において軸方向下側に凹む凹部を有し、
前記第１突出部は、前記凹部に配置される請求項１〜請求項６のいずれかに記載のモータ。
軸方向から見て前記凹部と重なる領域において、前記第１突出部の下端部と、前記筒部との間に隙間が設けられる請求項７に記載のモータ。
軸方向から見て前記凹部と重なる領域において、前記筒部の上面と外側面との間に、軸方向上側且つ径方向外側に向かって突出する湾曲面が設けられる、請求項８に記載のモータ。
前記基板をさらに備え、
前記ブラケットは、固定部を有し、
前記固定部は、前記基板に設けられた貫通孔、及び、前記基板の周縁から径方向内側に凹む基板凹部のうちの一方に位置し、前記基板に固定される請求項１〜請求項９のいずれかに記載のモータ。
前記固定部は、
軸方向下側に延びる突起部と、
前記突起部から延びて、前記基板の下面に引っ掛けられる爪部と、
を含む請求項１０に記載のモータ。
前記ブラケットは、前記固定部を複数有し、
各々の固定部が有する前記爪部は、前記突起部から周方向の同じ側に延びる請求項１１に記載のモータ。