JP2019180194A

JP2019180194A - モータ

Info

Publication number: JP2019180194A
Application number: JP2018069755A
Authority: JP
Inventors: 潤庠毛; Runxiang Mao; 誠谷嶋; Makoto Yajima
Original assignee: Nidec Servo Corp
Current assignee: Nidec Advanced Motor Corp
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-10-17
Also published as: US20190305625A1; US10903712B2; CN110323899A

Abstract

【課題】モータの作動時に発するノイズを抑えることができるモータを提供する。【解決手段】モータ１の一つの態様は、中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータ２と、ロータと径方向に対向するステータ３と、ステータのコイルと電気的に接続される回路基板５と、モータケース１０と、を備え、モータケースは、ロータ、ステータおよび回路基板を収容する有底筒状の第１ケース部と、第１ケース部に軸方向で対向し、第１ケース部に連結される有底筒状の第２ケース部と、を有し、第２ケース部の内周面と、回路基板に設けられた接地電極５１とを電気的に接続する接地用端子部材が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

下記特許文献１には、民生用の換気扇に用いられるＤＣ（直流）モータとして、金属製の筒状フレーム、および筒状フレームの開口部を塞ぐ金属製のモータカバーの内部に、ステータと、ロータと、駆動回路を構成する電子部品が実装されステータのコイルと接続された回路基板と、を備える構成が記載される。また、特許文献１には、回路基板のスルーホールの電位をＧＮＤ（接地）電位とする構成が開示される。

特開２０１７−２２９１２４号公報

上記のようなモータにおいて、回路基板のスルーホールの電位をＧＮＤ電位とするには、回路基板のスルーホール（接地端子）に接地用配線の一端を接続する。接地用配線は、筒状フレームおよびモータカバーの外部に引き出される。接地用配線の他端は、筒状フレームやモータカバー、又は外部の接地部に接続される。
しかしながら、接地用配線を筒状フレームおよびモータカバーの外部に引き出すと、接地用配線がモータの外部に吐出する。すると、接地用配線に電流が流れたときに、接地用配線自体から周囲にノイズを放散することがある。さらに、ステータのコイルに電流を供給する電源配線をコンセント等の電源側接続端子に接続した場合、接地用配線から放散されたノイズが、電源配線および電源用接続端子を介し、他の電子機器に伝播してしまう場合もある。

本発明は、上記事情に鑑みて、モータの作動時に発するノイズを抑えることができるモータを提供することを目的の一つとする。

本発明のモータの一つの態様は、中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、前記ロータと径方向に対向するステータと、前記ステータのコイルと電気的に接続される回路基板と、モータケースと、を備え、前記モータケースは、前記ロータ、前記ステータおよび前記回路基板を収容する有底筒状の第１ケース部と、前記第１ケース部に軸方向で対向し、前記第１ケース部に連結される有底筒状の第２ケース部と、を有し、前記第２ケース部の内周面と、前記回路基板に設けられた接地電極とを電気的に接続する接地用端子部材が設けられる。

本発明の一つの態ようによれば、モータの作動時に発するノイズを抑えることができるモータが提供される。

図１は、一実施形態のモータを示す断面図である。図２は、一実施形態のモータのモータケースを構成する第１ケース部を示す斜視図である。図３は、一実施形態のモータケースを構成する第２ケース部を示す斜視図である。図４は、一実施形態の変形例のモータを示す断面図である。図５は、一実施形態の他の変形例のモータを示す断面図である。

図１は、一実施形態のモータを示す断面図である。
図１に示す本実施形態のモータ１は、例えば換気扇のファンを駆動するモータである。モータ１は、ロータ２と、ステータ３と、回路基板５と、モータケース１０と、を備える。

ロータ２は、中心軸Ｊに沿って延びるシャフト２１と、ロータコア２２と、永久磁石（図示無し）と、を備える。シャフト２１は、中心軸Ｊに沿った軸方向に延びる。シャフト２１は、モータケース１０に設けられた軸受２４，２５により、中心軸Ｊ周りに回転自在に支持される。ロータコア２２は、シャフト２１の径方向外側に設けられる。ロータコア２２は、シャフト２１において中心軸Ｊに沿った軸方向の中間部に位置するローレット部２２ａに嵌められ、シャフト２１と一体に中心軸Ｊ周りに回転する。永久磁石（図示無し）は、ロータコア２２の外周面に設けられる。永久磁石（図示無し）は、中心軸Ｊ周りの周方向に複数設けられる。

ステータ３は、ロータ２の径方向外側に位置し、ロータ２の永久磁石（図示無し）と径方向で対向する。ステータ３は、ステータコア３１と、ティース部３２と、コイル３３と、を備える。

ステータコア３１は、モータケース１０の内周面に設けられる。ステータコア３１は、円環状の鋼板を軸方向に複数積層することで、全体として筒状とされる。ティース部３２は、ステータコア３１の径方向内側に設けられる。ティース部３２は、周方向に等間隔をあけて設けられた複数のティース３２ａを有する。各ティース３２ａは、径方向内側に向かって延びる。コイル３３は、ティース３２ａに巻き回される。

回路基板５は、ステータ３のコイル３３に、電流を供給する。回路基板５は、板状で、中心軸Ｊに直交する面内に配置される。回路基板５は、ロータ２およびステータ３に対し、中心軸Ｊに沿った軸方向の一方の側（図１において左側）に設けられる。

モータケース１０は、ロータ２、ステータ３および回路基板５を収容する。モータケース１０は、第１ケース部１１と、第２ケース部１２と、を備える。第１ケース部１１、第２ケース部１２は、それぞれ、例えば鉄系合金等、導電性を有した金属材料を鋳造により所定形状に成形したダイキャスト製である。

図２は、本実施形態のモータのモータケースを構成する第１ケース部を示す斜視図である。
第１ケース部１１は、中心軸Ｊ方向の他方の側（図１において右側）に設けられる。図１、図２に示すように、第１ケース部１１は、有底筒状で、第１底板部１１ａと、第１周壁部１１ｂと、第１フランジ部１３と、を備える。

第１底板部１１ａは、中心軸Ｊに直交する面内に位置する円盤状である。第１底板部１１ａの中央部には、軸受２４を保持する軸受保持部１８が一体に設けられる。第１底板部１１ａの中央部には、軸用貫通孔１１ｈが配置される。シャフト２１の一方の端部２１ａは、軸用貫通孔１１ｈを通して、モータケース１０から中心軸Ｊ方向の外側に突出する。

第１周壁部１１ｂは、第１底板部１１ａの外周縁から軸方向に延びる円筒状である。第１周壁部１１ｂにおいて第１底板部１１ａと反対側の第１端部１１ｃは、軸方向他方の側に向かって開口する。

また、第１周壁部１１ｂは、軸方向に沿って第１底板部１１ａと反対側に突出する第１環状凸部１１ｔを有する。第１環状凸部１１ｔは、円筒状で、第１周壁部１１ｂの内径よりも大きな内径を有する。

第１フランジ部１３は、第１周壁部１１ｂの第１端部１１ｃに設けられた第１環状凸部１１ｔから径方向外側に延びる。第１フランジ部１３は、周方向に間隔をあけた複数個所に設けられる。本実施形態において、第１フランジ部１３は、周方向に等間隔をあけて、３個所に設けられる。

図３は、本実施形態のモータケースを構成する第２ケース部を示す斜視図である。
図１に示すように、第２ケース部１２は、中心軸Ｊ方向の一方の側に設けられる。図１、図３に示すように、第２ケース部１２は、有底筒状で、第２底板部（底板部）１２ａと、第２周壁部（周壁部）１２ｂと、第２フランジ部１４と、を備える。

第２底板部１２ａは、中心軸Ｊに直交する面内に位置する円盤状である。第２底板部１２ａの中央部には、軸受２５を保持する軸受保持部１９が一体に設けられる。

第２周壁部１２ｂは、第２底板部１２ａの外周縁から軸方向に延びる円筒状である。第２周壁部１２ｂにおいて第２底板部１２ａと反対側の第２端部１２ｃは、開口する。また、第２周壁部１２ｂは、軸方向に沿って第２底板部１２ａと反対側に突出する第２環状凸部１２ｔを有する。第２環状凸部１２ｔは、円筒状で、第２周壁部１２ｂと同等の内径を有する。第２環状凸部１２ｔの外径は、第１環状凸部１１ｔの内径よりも僅かに小さい。

第２フランジ部１４は、第２周壁部１２ｂの第２端部１２ｃから径方向から外側に延びる。第２フランジ部１４は、周方向に間隔をあけた複数個所に設けられる。本実施形態において、第２フランジ部１４は、周方向に等間隔をあけて、３個所に設けられる。

第２ケース部１２の第２底板部１２ａには、ヒートシンク１６が一体に設けられる。ヒートシンク１６は、軸方向に沿って第２底板部１２ａから離間する方向に突出する。ヒートシンク１６の先端面１６ｆは、回路基板５に実装された発熱性の電気素子に接触することで、電気素子の熱を放散させる。

図１に示すように、このような第１ケース部１１と第２ケース部１２とは、第１周壁部１１ｂの第１端部１１ｃと、第２周壁部１２ｂの第２端部１２ｃとを軸方向で対向させた状態で連結される。第１ケース部１１と第２ケース部１２とは、第１フランジ部１３と第２フランジ部１４とを軸方向において互いに突き当てて、ネジ１７で締結することで固定される。また、第１ケース部１１と第２ケース部１２とは、第１環状凸部１１ｔと第２環状凸部１２ｔを互いに嵌め合わせる。第２ケース部１２の第２環状凸部１２ｔは、第１ケース部１１の第１環状凸部１１ｔの内側に挿入される。

第１環状凸部１１ｔの内周面と第２環状凸部１２ｔの外周面との間には、封止材４０が設けられる。封止材４０は、第２環状凸部１２ｔを第１環状凸部１１ｔの内側に挿入するに先立ち、第２環状凸部１２ｔの外周面、および第１環状凸部１１ｔの内周面の少なくとも一方に塗布しておくのが好ましい。

前記のロータ２、ステータ３および回路基板５は、第１ケース部１１の第１底板部１１ａおよび第１周壁部１１ｂにより構成される空間Ｋに収容される。回路基板５は、第１ケース部１１において、第１環状凸部１１ｔおよび第２環状凸部１２ｔの径方向内側に配置される。

モータケース１０内の回路基板５には、電源用配線１０１および信号用配線１０２と、接地用端子部材２００とが接続される。
電源用配線１０１は、回路基板５に対し電流を供給する。信号用配線１０２は、回路基板５と、外部のコントローラ（図示無し）との間で、制御用の信号等を入出力する。電源用配線１０１と、信号用配線１０２とは、一本の配線１００に束ねられ、その一端が回路基板５に接続され、他端がモータケース１０の外部に引き出される。

図１、図２に示すように、第１ケース部１１の第１周壁部１１ｂに設けられた第１環状凸部１１ｔは、周方向の一部に、配線１００を径方向に引き出させる切欠き部４１が設けられる。また、第１ケース部１１は、第１環状凸部１１ｔから径方向外側に延びる第１配線用フランジ部４３を備える。第１配線用フランジ部４３は、軸方向において、第１フランジ部１３と同じ位置に設けられる。第１配線用フランジ部４３において、軸方向他方の側を向く面４３ｆには、切欠き部４１から連続して径方向外側に延びる案内溝４５が配置される。

図１、図３に示すように、第２ケース部１２の第２周壁部１２ｂは、周方向の一部に、配線１００を径方向に引き出させる切欠き部４２が配置される。また、第２ケース部１２は、第２周壁部１２ｂから径方向外側に延びる第２配線用フランジ部４４を備える。第２配線用フランジ部４４は、軸方向において、第２フランジ部１４と同じ位置に設けられる。第２配線用フランジ部４４において、軸方向他方の側を向く面４４ｆには、切欠き部４２から連続して径方向外側に延びる案内溝４６が配置される。

図１に示すように、第１ケース部１１の第１フランジ部１３と、第２ケース部１２の第２フランジ部１４とを軸方向で互いに突き当てた状態で、第１配線用フランジ部４３と第２配線用フランジ部４４とが軸方向で互いに突き当たる。第１配線用フランジ部４３の面４３ｆと、第２配線用フランジ部４４の面４４ｆとは、互いに密着する。第１配線用フランジ部４３の面４３ｆと第２配線用フランジ部４４の面４４ｆとの間に、封止材を設けてもよい。

図１に示すように、第１配線用フランジ部４３と第２配線用フランジ部４４とが互いに突き当たった状態で、切欠き部４１と切欠き部４２、案内溝４５と案内溝４６は、それぞれ軸方向で互いに対向し、配線用貫通孔５０を構成する。配線１００は、この配線用貫通孔５０を通して、モータケース１０の内部から外側に引き出される。配線用貫通孔５０に通される配線１００には、筒状のグロメット１０５が装着される。グロメット１０５は、ゴム系材料等からなり、配線１００と、案内溝４５，４６との間を封止する。

接地用端子部材２００は、第２ケース部１２の内周面１２ｆと、回路基板５に設けられた接地電極５１とを電気的に接続する。接地用端子部材２００は、基端部２００ａが第２ケース部１２に固定され、先端部２００ｂが回路基板５に設けられた接地電極５１に接続される。接地用端子部材２００は、例えば、第２ケース部１２に設けられた基台部１２ｄに不図示の接合材（例えば、半田）を介して設けられる。基台部１２ｄは、第２ケース部１２の第２底板部１２ａおよび第２周壁部１２ｂからモータケース１０の内方に向かって突出する。基台部１２ｄは、第２ケース部１２と単一の部材とされる。この基台部１２ｄは、例えば第２ケース部１２の外周面側に雌ネジ孔（図示無し）を配置するために設けられる。

接地用端子部材２００は、弾性部２０２を備える。弾性部２０２は、例えば、金属板をＺ字状に折り曲げて成形される。弾性部２０２は、第１ケース部１１と第２ケース部１２とが対向する方向、すなわち軸方向に弾性変形可能である。第１ケース部１１の第１フランジ部１３と第２ケース部の第２フランジ部１４とを軸方向で互いに突き当てた状態で、弾性部２０２は、回路基板５の接地電極５１に突き当たり、電気的に接続される。この状態で、弾性部２０２は、軸方向に圧縮された状態であり、接地電極５１に確実に突き当たる。

このようにして、接地用端子部材２００は、第２ケース部１２の内周面１２ｆと、回路基板５に設けられた接地電極５１とを電気的に接続する。接地用端子部材２００は、第１ケース部１１と第２ケース部１２とが連結した状態で、第２ケース部１２の内周面１２ｆと、回路基板５に設けられた接地電極５１とを電気的に接続する。第１ケース部１１と第２ケース部１２とを軸方向で離間させ、第１ケース部１１と第２ケース部１２とを非連結とした状態では、第２ケース部１２に設けられた接地用端子部材２００は、回路基板５の接地電極５１との間に間隔を隔てる。これにより、接地用端子部材２００は、回路基板５の接地電極５１に非接触の状態となる。

本実施形態によれば、第２ケース部１２の内周面１２ｆと、回路基板５に設けられた接地電極５１とを電気的に接続する接地用端子部材２００が設けられる。このような構成によれば、回路基板５に設けられた接地電極５１と第２ケース部１２とが接地用端子部材２００によって電気的に接続される。これにより、接地用端子部材２００を、モータケース１０の外部に露出させることなく回路基板５をモータケース１０に接地させることができる。また、接地用端子部材２００は、回路基板５と第２ケース部１２とを接続する最小限の長さとすることができるので、接地用端子部材２００の長さを抑えることによって、ノイズ発生を抑えることができる。このようにして、モータ１の作動時に発するノイズを抑えることができる。したがって、電源用配線１０１を、コンセント等の電源側接続端子に接続しても、接地用端子部材２００から放散されたノイズが、電源用配線１０１を介して他の電子機器に伝播するのを抑えることができる。

本実施形態によれば、接地用端子部材２００は、第１ケース部１１と第２ケース部１２とが連結した状態で、第２ケース部１２の内周面１２ｆと、回路基板５に設けられた接地電極５１とを電気的に接続する。第１ケース部１１と第２ケース部１２とを非連結とした状態では、第２ケース部１２に設けられた接地用端子部材２００は、回路基板５の接地電極５１との間に間隔を隔てる。これにより、接地用端子部材２００は、回路基板５の接地電極５１に非接触の状態となる。したがって、第１ケース部１１と第２ケース部１２とを対向させて連結すれば、回路基板５をモータケース１０に接地させることができ、モータケース１０の組立性が向上する。

本実施形態によれば、接地用端子部材２００は、弾性部２０２を含む。このような構成によれば，第１ケース部１１と第２ケース部１２とを対向させて組み合わせると、弾性部２０２が第１ケース部１１と第２ケース部１２とが対向する方向に押圧される、これにより、弾性部２０２を、接地電極５１に確実に電気的に接続することができる。

本実施形態によれば、接地用端子部材２００は、基端部２００ａが第２ケース部１２に固定され、先端部２００ｂが回路基板５に設けられた接地電極５１に接続される。このような構成によれば、第１ケース部１１と第２ケース部１２とを組み合わせることで、接地用端子部材２００の先端部２００ｂが回路基板５の接地電極５１に接触し、電気的に接続される。これにより、接地用端子部材２００を取り付ける手間が抑えられ、組立性が向上する。

本実施形態によれば、第２ケース部１２は、第２底板部１２ａおよび第２周壁部１２ｂから突出する基台部１２ｄと、を備え、接地用端子部材２００は、基台部１２ｄに固定される。これにより、接地用端子部材２００の軸方向の長さをさらに小さくすることができる。

（変形例）
上記実施形態では、モータケース１０の第１ケース部１１、第２ケース部１２をダイキャスト製としたが、これに限らない。
例えば、図４に示すモータ１Ａのように、モータケース１０Ｂの第１ケース部１１Ｂおよび第２ケース部１２Ｂを、それぞれ、導電性を有した金属板をプレス加工等によって成形してもよい。この場合、接地用端子部材２００は、第２ケース部１２Ｂの内周面１２ｆに設けた基台部１２ｅと、回路基板５に設けられた接地電極５１とを電気的に接続する。基台部１２ｅは、第２ケース部１２Ｂの内周面１２ｆに、ビス留め、溶接等によって固定される。

以上に、本発明の一実施形態および変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

例えば、上述した実施形態および変形例に示したモータ１の用途は、特に限定されない。

また、上述の実施形態において、基台部１２ｄは、第２底板部１２ａおよび第２周壁部１２ｂから突出するようにしたが、これに限らない。例えば、基台部１２ｄは、第２周壁部１２ｂから径方向内側に突出させるようにしてもよい。また、基台部１２ｄを、第２底板部１２ａから軸方向に沿って回路基板５側に突出させるようにしてもよい。

また、上述の実施形態において、接地用端子部材２００を、第２ケース部１２、１２Ｂの基台部１２ｄ、１２ｅに設けるようにしたが、これに限らない。接地用端子部材２００は、第２ケース部１２、１２Ｂに直接固定されてもよい。この場合、例えば、図５に示すモータ１Ｂのように、接地用端子部材３００は、第２ケース部１２の内周面１２ｆに固定される端子部材本体３０１と、端子部材本体３０１の先端部に設けられた弾性部３０２と、を備える。弾性部３０２は、板バネ材に限らず、コイルスプリング状等であってもよい。

また、上述の実施形態において、接地用端子部材２００の基端部を、回路基板５の接地電極５１に固定し、先端部を第２ケース部１２に接触させるようにしてもよい。つまり、接地用端子部材２００を回路基板５側に設けるようにしてもよい。この場合、弾性部２０２は、第２ケース部１２の内周面１２ｆに突き当たるように設ける。

１，１Ａ，１Ｂ…モータ、２…ロータ、３…ステータ、５…回路基板、１０、１０Ｂ…モータケース、１１、１１Ｂ…第１ケース部、１２、１２Ｂ…第２ケース部、１２ａ…第２底板部（底板部）、１２ｂ…第２周壁部（周壁部）、１２ｄ、１２ｅ…基台部、１２ｆ…内周面、５１…接地電極、２００，３００…接地用端子部材、２００ａ…基端部、２００ｂ…先端部、２０２，３０２…弾性部、Ｊ…中心軸、Ｋ…空間。

Claims

中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、
前記ロータと径方向に対向するステータと、
前記ステータのコイルと電気的に接続される回路基板と、
モータケースと、を備え、
前記モータケースは、前記ロータ、前記ステータおよび前記回路基板を収容する有底筒状の第１ケース部と、前記第１ケース部に軸方向で対向し、前記第１ケース部に連結される有底筒状の第２ケース部と、を有し、
前記第２ケース部の内周面と、前記回路基板に設けられた接地電極とを電気的に接続する接地用端子部材が設けられる、
モータ。
前記接地用端子部材は、
前記第１ケース部と前記第２ケース部とが連結した状態で、前記第１ケース部または前記第２ケース部の内周面と、前記回路基板に設けられた接地電極とを電気的に接続し、
前記第１ケース部と前記第２ケース部とが非連結の状態では、前記第１ケース部または前記第２ケース部の内周面と、前記回路基板に設けられた接地電極との一方に対して間隔を隔てる、
請求項１に記載のモータ。
前記接地用端子部材は、前記第１ケース部と前記第２ケース部とが対向する方向に弾性変形可能な弾性部を含む
請求項１または２に記載のモータ。
前記接地用端子部材は、基端部が前記第２ケース部に固定され、先端部が前記回路基板に設けられた接地電極に接続される
請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ。
前記第１ケース部または前記第２ケース部は、前記第１ケース部と前記第２ケース部とが対向する方向に交差する底板部と、前記底板部の外周縁から軸方向に延びる筒状の周壁部と、前記底板部および前記周壁部の少なくとも一方から突出する基台部と、を備え、
前記接地用端子部材は、前記基台部に固定される
請求項４に記載のモータ。