JP2020178438A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】端子取付部を覆う樹脂製カバー部を備えるモータで、樹脂の端子部の導通部材接続箇所への到達を防止する。【解決手段】複数のティース上にコイルが巻回されてなる固定子と、固定子に取り付けられる端子台４１と、固定子および端子台の少なくとも一部を覆う樹脂製のケーシングと、を有する。端子台は、導体と、導体と電気的に接続する端子部と、導体の一部および端子部の一部を収容する端子取付部４３と、端子取付部を覆う樹脂製のカバー部４２と、を有する。端子取付部は、一方側に開口し、端子部を保持する凹状の穴部と、端子取付部の側面に設けられ、穴部と連通するスリット溝と、を有する。導体の一方側は、スリット溝に保持され、端子部は、導体と接続する導体接続部と、カバー部から突出し、導通部材と電気的に接続可能な導通部材接続部と、を有する。カバー部は、少なくとも導体の一部、導体接続部、穴部、およびスリット溝を樹脂で一体に覆う。【選択図】図２

Description

本発明は、固定子が樹脂によってモールドされたモールドモータに関する。

特許文献１に記載のように、従来より、固定子が樹脂によってモールドされたモールドモータが知られている。
国際公開特許第２０１６−１０３３９６号公報

特許文献１のモータは、端子台が端子の一部を収納する収納溝を有し、収納溝には接着剤が充填される。本体外殻は接着剤が充填された収納溝を樹脂でモールドして形成される。また、特許文献１の図４には、収納溝と連通し、巻線を一部収容するスリット溝が開示されている。この構造において、本体外郭を射出成型にて成型する際、収納溝内に充填された接着剤が、スリット溝から侵入した樹脂の圧力により変形し、収納溝内に樹脂が流れ込む虞がある。その結果、収納溝内に流れ込んだ樹脂が、端子の外部電源との接続箇所にまで到達してしまう虞がある。特に、生産性向上のため射出成型速度を上げると、上記課題が顕著となる。

本発明の目的は、本体外殻を射出成型にて成型する場合、樹脂が端子の外部電源との接続箇所にまで到達しない端子台を提供することにある。

本願の例示的な第１発明は、モータであって、複数のティース上にコイルが巻回されてなる固定子と、固定子に取り付けられる端子台と、固定子および端子台の少なくとも一部を覆う樹脂製のケーシングとを有し、端子台は、導体と、導体と電気的に接続する端子部と、導体の一部及び端子部の一部を収容する端子取付部と、端子取付部を覆う樹脂製のカバー部と、を有し、端子取付部は一方側に開口し端子部を保持する凹状の穴部と、端子取付部の側面に設けられ、穴部と連通するスリット溝と、を有し、導体の一方側はスリット溝に保持され、端子部は、導体と接続する導体接続部と、カバー部から突出し、導通部材と電気的に接続可能な導通部材接続部と、を有し、カバー部は、少なくとも、導体の一部、導体接続部、穴部、およびスリット溝を樹脂で一体に覆う。

本願の例示的な第１発明によれば、ケーシングを射出成型にて成型する場合、樹脂が端子部の導通部材接続部にまで到達しない。

図１は、本発明の実施形態に係るモールドモータの断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る端子台の斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る端子の正面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る端子の側面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る端子取付部の斜視図である。 図６は、本発明の実施形態に係る端子台において、導体にコイルの端部を接続した構造を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施形態に係る端子取付部において、スリット凸部側を示す斜視図である。 図８は、本発明の実施形態に係るカバー部の斜視図である。 図９は、本発明の実施形態に係る端子台において、スリット凸部被覆部を示す斜視図である。 図１０は、本発明の実施形態に係るコイルの端部と接続した端子台の斜視図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る端子台に導通部材を取り付けた状態を示す断面図である。 図１２は、本発明の実施形態に係るインシュレータを固定部側から見た斜視図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書では、図１に示すモータ１の中心軸２と平行な方向を「軸方向」、モータ１の中心軸２に直交する方向を「径方向」、モータ１の中心軸２を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。また、本明細書では、中心軸２が延びる方向を上下方向と定義する。ただし、上下方向は単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。

−全体構成−
図１は、本発明の実施形態に係るモールドモータの断面図である。モータ１は、樹脂によってモールドされた略円筒状の固定子４と、固定子４の内方に位置する回転子５と、を備えている。すなわち、固定子４は、樹脂によって構成されたモータ１の略有底円筒状のケーシング８内に埋設されている。このケーシング８は、開口側を略円盤状のブラケット９によって覆われていて、これにより、ケーシング８内には、回転子５を収容するための略円筒状の空間が形成されている。

固定子４は、複数の鋼板を積層してなる固定子コア１１と、固定子コア１１上に巻回された複数のコイル１２とを備えている。コイル１２は、一例として銅材、又は、アルミ材の導線を巻回して形成される。特に図示しないが、固定子コア１１は、リング状のコアバック部と、コアバック部から内方に向かって突出する複数のティース部と、を有している。この複数のティース部上に、コイル１２が巻回されている。すなわち、これらのコイル１２は、回転子５を収容可能な略円柱状の空間を形成するように、中心軸２の周りに略環状に配置されている。

また、図１に示すように、固定子コア１１には、コイル１２が巻回される固定子コア１１の表面を覆う樹脂製のインシュレータ１３が設けられている。インシュレータ１３は、コアバック被覆部１３１と、ティース被覆部１３２と、後述する壁部１３３とを有する。コアバック被覆部１３１は、固定子コア１１のコアバック部を覆う。ティース被覆部１３２は、固定子コア１１のティース部を覆う。壁部１３３は、コイル１２の径方向外側において軸方向に延びる。

固定子コア１１の各ティースに巻回されたコイル１２同士をつなぐ渡り線は、コアバック被覆部１３１内に収納される。そして、コアバック被覆部１３１の軸方向一方側には、後述する固定部１４が設けられる。固定部１４は、端子台４１を保持する。固定部１４は、コアバック被覆部１３１と同一の部材により形成される。なお、固定部１４は、コアバック被覆部１３１と別部品であっても良い。

インシュレータ１３は、固定子コア１１とコイル１２との間に介在することで、固定子コア１１とコイル１２とを電気的に絶縁する。インシュレータ１３は、少なくとも固定子コア１１の各ティースの径方向先端部を露出させ、固定子コア１１を覆っている。

ケーシング８の内周面上には、回転子５の位置を検出するセンサを搭載した樹脂製の基板ホルダー３２が配置されている。基板ホルダー３２は、ケーシング８の所定位置にネジ止めされていて（図示せず）、センサが回転子５の位置を精度良く検出可能に配置されている。

ブラケット９は、略円盤状のアルミ合金製の部材からなり、略有底円筒状のケーシング８の開口側に固定されている。ブラケット９には、端子台４１内の端子４０に接続された後述する導通部材１５のリード線１５ａを通すことができる貫通穴９ａが形成されている。また、ブラケット９には、平面視において略中央に、ベアリング２２を収納可能なベアリング凹部９ｃが形成されている。

回転子５は、回転軸２０が取り付けられている。回転軸２０は、その両端部でベアリング２１，２２によって回転可能に支持されている。回転軸２０の一方の端部は、ケーシング８から外部へ突出していて、ファンなどの負荷（図示せず）が取り付けられる。具体的には、ベアリング２１は、略有底筒状のケーシング８の底部に配置されていて、回転軸２０は、ケーシング８の底部を貫通している。一方、ベアリング２２は、ブラケット９のブラケット凹部９ｃ内に配置されていて、回転軸２０の他方の端部は、ケーシング８内に位置する。なお、ベアリング２１，２２は、樹脂製のケーシング８及びアルミ合金製のブラケット９に取り付けられる。なお、ベアリング２１は、金属製のベアリングブラケット２３を介して樹脂製のケーシング８に取り付けられる。

回転子５は、複数の鋼板を積層してなる回転子コア２５と、回転子コア２５の外周に取り付けられた複数の略直方体状の磁石２６と、を備えている。回転子５は、回転子コア２５の外周面側を除く箇所を樹脂によって全体を覆われている。

図２に示すように、端子台４１は、端子４０が取り付けられる。端子４０は、固定子４のコイル１２の一方側と、導通部材１５とを電気的に接続する。

図３および図４に示すように、端子４０は、銅合金製の金属板を打ち抜き変形させたものである。端子４０は、導体４４と接続する導体接続部４０ａと、カバー部４２から突出し、導通部材１５と電気的に接続可能な導通部材接続部４０ｃとを有する。ここで、端子４０の長手方向を長手方向Ａ、端子４０の短手方向を短手方向Ｂ、奥行方向を奥行方向Ｃとする。導体接続部４０ａは、直方体状であり、長手方向Ａの一方側に形成される。また、導体接続部４０ａから短手方向Ｂに突出する突出部４０ｄを有する。導通部材接続部４０ｃは、平板状であり、長手方向Ａの他方側に形成される。また、導体接続部４０ａには、長手方向Ａの一端側から窪むスリット４０ｂが形成されている。スリット４０ｂの短手方向Ｂの幅は、導体４４の線径よりも小さい。これにより、導体４４は、スリット４０ｂ内で導体接続部４０ａによって挟持される。本実施形態では、導体４４は、コイル１２の端部と端子４０とを電気的に導通する部品である。ここで、導体４４の他方端をコイル１２の端部と接続することで、コイル１２と端子４０とを電気的に接続する。なお、本実施形態では、コイル１２と端子４０とを導体４４を介して電気的に接続しているが、コイル１２の端部と端子４０とを直接接続する構成であっても良い。

−端子台の構成−
次に、固定子４のインシュレータ１３に配置された端子台４１の構成について図２から図１２に基づいて詳細に説明する。

図２に示すように、端子台４１は、導体４４と、導体４４と電気的に接続する端子４０と、導体４４の一部および端子４０の一部を収容する端子取付部４３と、端子取付部４３を覆う樹脂製のカバー部４２により形成される。

図５および図６に示すように、端子取付部４３は、略直方体状である。ここで、端子取付部４３の長手方向を長手方向Ｘ、端子取付部４３の短手方向を短手方向Ｙ、端子取付部４３の奥行方向を奥行方向Ｚとする。端子取付部４３は、短手方向Ｙの一方側に開口する凹状の穴部４３ａが複数（本実施形態では４つ）形成されている。各穴部４３ａは、平面視で略矩形状に形成されている。各穴部４３ａ内には、端子４０が挿入される。端子取付部４３は、端子取付部４３の奥行方向Ｚ両側の側壁に設けられ、穴部４３ａと連通するスリット溝４３ｂ、４３ｃをそれぞれ有する。スリット溝４３ｂ、４３ｃは、ひとつの穴部４３ａに対してひとつずつ形成される。スリット溝４３ｂ、４３ｃは、端子取付部４３の側壁から短手方向Ｙに窪む。穴部４３ａに取り付けられた各端子４０は、奥行方向Ｚ視において、スリット４０ｂと、スリット溝４３ｂ、４３ｃとが重なる位置に配置される。各端子４０の導通部材接続部４０ｃは、穴部４３ａの短手方向Ｙから突出する。

導体４４の一方側は、スリット溝４３ｂ、４３ｃに保持される。スリット溝４３ｂ、４３ｃの長手方向Ｘの幅は、導体４４の線径よりも大きく形成される。また、スリット溝４３ｂ、４３ｃの短手方向Ｙの深さは、穴部４３ａ内に端子４０を挿入した状態において、導体４４が収納可能な位置まで窪む。これにより、導体４４は、端子４０を穴部４３ａに挿入した際に、端子４０のスリット４０ｂ内において導体接続部４３ａに挟持される。これにより、端子４０に対して、導体４４を容易に接続可能である。

端子４０は、導体接続部４０ａの短手方向Ｂから突出する突出部４０ｄを有する。端子４０は、導体４４を挟みこんだ状態において、突出部４０ｄが穴部４３ａの内側に係合することで保持される。これにより、端子４０が、端子取付部４３から外れることを防止できる。

端子取付部４３は、スリット溝４３ｂ、４３ｃと直交する方向に延びる段差部４３ｄを有する。具体的には、段差部４３ｄは、スリット溝４３ｂが設けられる端子取付部４３の奥行方向Zの一方側の側壁に形成される。段差部４３ｄの短手方向Yの端面には、スリット溝４３ｂの底部から奥行き方向ｚに延びる配線溝４３ｅが形成される。導体４４は、スリット溝４３ｂ内及び配線溝４３ｅ上に配置される。カバー部４２は、段差部４３ｄ、配線溝４３ｅ、および導体４４の一部を一体に覆う。

端子取付部４３は、端子取付部４３の側面から突出する凸部４３ｈが形成される。具体的には、凸部４３は、端子取付部４３の長手方向Ｘの両端部に形成される。これらの凸部４３ｈは、端子取付部４３の長手方向Ｘの両端面から同じ高さ位置で外方に向かって突出している。

図７に示すように、端子取付部４３は、スリット溝４３ｃの底部からスリット溝４３ｃの開口側に延びるスリット凸部４３ｃが形成される。具体的には、スリット凸部４３ｆは、スリット溝４３ｃが設けられる端子取付部４３の奥行方向Zの側壁に形成される。スリット凸部４３ｆの短手方向Ｙの端面には、スリット溝４３ｂの底部から奥行方向Ｚに延びる配線溝４３ｇが形成される。導体４４の端部は、軸方向視において、配線溝４３ｇと重なる位置に配置される。導体４４の端部およびスリット凸部４３ｆは、後述するカバー部４２のスリット凸部被覆部４２ｄにより覆われる。

図８に示すように、端子取付部４３は、端子４０の導通部材接続部４０ｃが露出するようにカバー部４２によって覆われている。このカバー部４２は、端子取付部４３と一体に成型された樹脂製の部材からなる。より具体的には、カバー部４２は、導体４４の一部、導体接続部４３ａ、穴部４３a、および、スリット溝４３ｂ、４３ｃ、を樹脂で一体に覆う。そして、端子４０の導通部材接続部４０aおよび導体４４の端部は、カバー部４２によりインサート成型される。これにより、端子取付部４３の穴部４３ａおよびスリット溝４３ｂをカバー部４２が覆うことにより、ケーシング８を射出成型にて成型する際、スリット溝４３ｂから穴部４３ａ内に樹脂が侵入し、端子取付部４３の穴部４３ａから導通部材接続部４０ｃまで樹脂が到達することを抑制する。特に、射出成型する際の射出速度を上げた場合においてより有効である。射出成型の速度を上げることで、大型のモータのケーシングを成型する時間を短縮できる。また、樹脂が固まるまでに各所に流れるため、未充填箇所が発生するのを抑制することができる。

また、穴部４３ａは樹脂で埋められるため、カバー部４２から露出した導通部材接続部４０ｃとカバー部４２の隙間から穴部４３ａの内部に水が侵入することを抑制する。それにより、穴部４３ａ内に配置された導体４４から、導体４４とコイル１２との接続箇所まで水が到達することを抑制し、異種金属間腐食が発生することを防止できる。

カバー部４２は、端子取付部４３の長手方向Ｘの両側の側面から突出する凸部４３ｈの長手方向Ｘの端面および短手方向Ｙの両端面を一体に覆う凸部被覆部４２ｈを有する。凸部被覆部４２ｈが凸部４２ｈを一体に覆うことにより、カバー部４２と端子取付部４３とが短手方向Ｙに分離することを防止する。

カバー部４２は、段差部４３ｄを覆う段差部被覆部４２ｄを有する。段差部被覆部４２ｄは、段差部４３ｄ、スリット溝４３ｂ、配線溝４３ｂ、および、導体４４の一部を一体に覆う。このように、段差部被覆部４２ｄが段差部４３ｄを覆うことで、ケーシング８を成型する際の樹脂が、穴部４３ａへ侵入するまでの経路を長くすることができる。それにより、上記樹脂が穴部４３ａまで上記樹脂が侵入することを抑制し、穴部４３ａから導通部材接続部４０ｃまで上記樹脂が到達することを抑制する。

図９に示すように、カバー部４２は、スリット凸部４３ｆおよび導体４４の端部の全周を一体に覆うスリット凸部被覆部４２ｄを有する。これにより、導体４４とスリット凸部４３ｆとの間の隙間がカバー部４２により覆われるため、モールド部１０の樹脂が導体４４とスリット凸部４３ｆの隙間から穴部４３aに侵入することを防止できる。

図１０に示すように、導体４４の一方側は、端子４０と接続し、導体４４の他方側は、コイル１２と接続する。これにより、コイル１２と端子４０とは電気的に接続される。ここで、コイル１２がアルミ材の場合、コイル１２と銅合金製の端子４０とを直接接続せず、銅合金製の導体４４を介して接続することで、端子４０と導体４４との接続箇所に水が侵入した場合であっても異種金属間腐食が発生することを防止できる。また、導体４４とコイル１２との接続箇所は、端子取付部４３から十分に離れた位置に配置される。これにより、端子取付部４３の内部に浸入した水が、導体４４とコイル１２との接続箇所に到達することを抑制し、異種金属間腐食が発生することを抑制できる。更に、端子台４１は、カバー部４２を端子取付部４３に一体に成型し、形成される。これにより、端子台４１の内部に浸入した水が、端子台４１の外部へ漏れ出すことを抑制できる。したがって、端子台４１の内部に浸入した水が、端子台４１の外部に位置する導体４４とコイル１２との接続箇所に到達することを抑制でき、異種金属間腐食が発生することを抑制できる。

図１１に示すように、カバー部４２は、端子４０に隣接する溝部４２ａを有する。具体的には、溝部４２ａは、端子部４０の導通部材接続部４０ｃと隣接する箇所に形成される。また、導通部材接続部４０ｃに接続される導通部材１５のコネクタ１５ｂは、端子取付部４３の短手方向Ｙに突出する突出部１５ｃを有する。突出部１５ｃは溝部４２ｆ内に収容される。これにより、カバー部４２に対して、コネクタ１５ｂのまわり止めを行うことができる。

図１２に示すように、コアバック被覆部１３１は、端子台４１を固定する固定部１４を有する。端子台４１は固定部１４に対して固定される。例えば、固定部１４および端子取付部４３は、固定用の凹部もしくは凸部を有し、互いに嵌め合うことで固定される。

インシュレータ１３は、コイル１２の径方向外側において、軸方向に延びる壁部１３３を有する。壁部１３３の径方向内側には、ティース被覆部１３２が位置し、ティース被覆部１３２上にコイル１２が巻回される。これにより、コイル１２が巻き崩れることを防止する。

さらに、壁部１３３は、径方向外側面から窪む凹部１３３ａを有する。端子台４１は壁部１３３と接触し、凹部１３３ａ内には、スリット凸部被覆部４２ｆが収容される。これにより、端子台４１は壁部１３３に対して位置決めされる。

《その他の実施形態》
本発明の例示的な実施形態では、端子４０とコイル１２とを導通部材４４を介して接続しているが、端子４０とコイル１２とを直接接続してもよい。

また、本発明の例示的な実施形態では、端子台４１に取り付けられた端子４０は４つであるが、この限りではなく、３つであってもよい。

また、本発明の例示的な実施形態では、固定子４、端子台４１及びカバー部４２を樹脂でモールドしているが、この限りではなく、固定子４のみを樹脂でモールドしたり、固定子４及び端子台４１のみを樹脂でモールドしたりしてもよい。

以上に説明したように、本発明は、固定子が樹脂によってモールドされたモールドモータに有用である。

１ モータ
２ 中心軸
４ 固定子
５ 回転子
８ ケーシング
９ ブラケット
９ａ 貫通孔
９ｃ ブラケット凹部
１１ 固定子コア
１２ コイル
１３ インシュレータ
１３１ コアバック被覆部
１３２ ティース被覆部
１３３ 壁部
１３３ａ 凹部
１４ 固定部
１５ 導通部材
１５ａ リード線
１５ｂ コネクタ
１５ｃ 突出部
２０ 回転子
２１，２２ ベアリング
２３ ベアリングブラケット
２５ 回転子コア
２６ 磁石
３２ 基板ホルダー
４０ 端子
４０ａ 導体接続部
４０ｂ 導通部材接続部
４０ｃ スリット
４０ｄ 突出部
４１ 端子台
４２ カバー部
４２ａ 溝部
４２ｄ 段差被覆部
４２ｆ スリット凸部被覆部
４２ｈ 凸部被覆部
４３ 端子取付部
４３ａ 穴部
４３ｂ、４３ｃ スリット溝
４３ｄ 段差部
４３ｅ、４３ｇ 配線溝
４３ｆ スリット凸部
４３ｈ 凸部
４４ 導体

Claims (9)

1. モータであって、
   前記モータは、
   複数のティース上にコイルが巻回されてなる固定子と、
   前記固定子に取り付けられる端子台と、
   前記固定子の少なくとも一部、および、前記端子台の少なくとも一部を覆う樹脂製のケーシングと、
   を有し、
   前記端子台は、
   導体と、
   前記導体と電気的に接続する端子部と、
   前記導体の一部および前記端子部の一部を収容する端子取付部と、
   前記端子取付部を覆う樹脂製のカバー部と、を有し、
   前記端子取付部は、
   一方側に開口し、前記端子部を保持する凹状の穴部と、
   前記端子取付部の側面に設けられ、前記穴部と連通するスリット溝と、
   を有し、
   前記導体の一方側は、前記スリット溝に保持され、
   前記端子部は、
   前記導体と接続する導体接続部と、
   前記カバー部から突出し、導通部材と電気的に接続可能な導通部材接続部と、を有し、
   前記カバー部は、少なくとも前記導体の一部、前記導体接続部、前記穴部、および前記スリット溝を樹脂で一体に覆う 。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記導体の一方側は、前記端子部と接続し、
   前記導体の他方側は、前記コイルと接続する。
3. 請求項２に記載のモータであって、
   前記コイルは、アルミ材である
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータであって、
   前記端子取付部は、前記スリット溝と直交する方向に延びる段差部を有し、
   前記段差部の上面は、前記スリット溝から延びる配線溝を有し、
   前記導体は、前記配線溝上に設けられ、
   前記カバー部は、前記段差部、前記配線溝、および前記導体の一部を一体に覆う。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータであって、
   前記端子取付部は、一つの前記穴部に対して、二つの前記スリット溝を有し、
   前記導体の端部は、前記スリット溝のどちらか一方から露出し、
   前記カバー部は、前記導体の端部を覆う。
6. 請求項５に記載のモータであって、
   前記端子取付部は、前記スリット溝の底部から前記スリット溝の開口側に延びるスリット凸部を有し、
   前記導体の端部は、前記スリット凸部上に位置し、
   前記カバー部は、前記導体の端部および前記スリット凸部を覆うスリット凸部被覆部を有する。
7. 請求項６に記載のモータであって、
   前記固定子は、
   固定子コアと、
   固定子コアを覆うインシュレータと、
   を有し、
   前記インシュレータは、前記コイルの径方向外側において、軸方向に延びる壁部を有し、
   前記壁部は、凹部を有し、
   前記スリット凸部被覆部は、前記凹部内に収容される
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のモータであって、
   前記端子取付部は、側面から突出する凸部を有する
   前記カバー部は、前記凸部を覆う凸部被覆部を有する。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のモータであって、
   前記カバー部は、前記端子部に隣接する溝部を有し、
   前記導通部材の一部は、前記溝部内に収容される。
   
   
   

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