JP2021010214A

JP2021010214A - モータ

Info

Publication number: JP2021010214A
Application number: JP2019122058A
Authority: JP
Inventors: 裕哉堀井; Yuya Horii
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-01-28
Also published as: US20200412196A1; US11228221B2; CN112152365A; CN112152365B

Abstract

【課題】導線の巻き回数を増加できるモータを提供する。【解決手段】ステータは、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、コイルと、端子ピンと、を備える。ステータコアは、環状のコアバック３１ａと、ティース３１ｂと、を有する。ティースは、コアバックから径方向外方に延びて周方向に複数配置される。コイルは、ティースの周囲にインシュレータを介して導線を巻き回す。導通部材は、導線と接続され、回路基板に接続される。インシュレータは、筒状の端子保持部３６ａを有する。端子保持部は、隣接するティース間に配置され、軸方向に延びて導通部材が収容される。コアバックは、ステータ凹部３１ｄを有する。ステータ凹部は、隣接するティース間に位置し、径方向外面から径方向内方に窪む。ステータ凹部は、端子保持部の少なくとも一部を収容する。【選択図】図４

Description

本発明は、モータに関する。

従来のモータは、例えば、ステータコアと、インシュレータと、コイルと、導通部材（導電ピン）と、回路基板と、を備える。ステータコアは、環状のコアバックと、コアバックから径方向外方に延びて周方向に複数配置されるティースと、を有する。インシュレータは、ステータコアを覆い、コイルは、インシュレータを介してティースに導線を巻き回して形成される。

導電ピンは、隣接するティース間に配置され、インシュレータに形成された貫通孔に収容される。また、導電ピンは、導線と接続され、導電ピンの下端は、回路基板と接続される（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−２５３４８２号公報

しかしながら、従来のモータでは、隣接するティース間の空間が導電ピンによって狭められ、ティースに巻き回される導線の巻き回数を多くできない可能性があった。

本発明は、導線の巻き回数を増加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、静止部と、回転部と、を備える。回転部は、上下に延びる中心軸を中心として回転するシャフトを有する。静止部は、中心軸を囲む環状のステータと、回路基板、とを備える。回路基板は、ステータの軸方向下方に配置される。ステータは、ステータコアと、インシュレータと、コイルと、導通部材と、を備える。ステータコアは、環状のコアバックと、ティースと、を有する。ティースは、コアバックから径方向外方に延びて周方向に複数配置される。インシュレータは、ステータコアの少なくとも一部を覆う。コイルは、ティースの周囲にインシュレータを介して導線を巻き回す。導通部材は、導線と接続され、回路基板に接続される。インシュレータは、筒状の端子保持部を有する。端子保持部は、隣接するティース間に配置され、軸方向に延びて導通部材が収容される。コアバックは、ステータ凹部を有する。ステータ凹部は、隣接するティース間に位置し、径方向外面から径方向内方に窪む。ステータ凹部は、端子保持部の少なくとも一部を収容する。

例示的な本発明によれば、導線の巻き回数を増加できるモータを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るモータの縦断面斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係るモータの静止部の分解斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係るモータの静止部の一部を下方から視た斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係るモータのステータ及びインシュレータの分解斜視図である。図５は、本発明の実施形態に係るモータのステータの上面断面図である。図６は、本発明の実施形態に係るモータのステータの縦断面斜視図である。

以下、本願の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸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、本願では、軸方向を上下方向とし、ステータコアに対して回路基板側を下として、各部の形状や位置関係を説明する。なお、上下方向は、単に説明のための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。

また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

（１．モータの構成）
本発明の例示的な一実施形態のモータについて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るモータ１の縦断面斜視図である。図２は、静止部１０の分解斜視図であり、図３は静止部１０の一部を下方から視た斜視図である。なお、図２、図３は、軸受ハウジング２０が、ステータ３０に固定される前の状態を示す。

モータ１は、静止部１０と、回転部５０と、を備える。回転部５０は、シャフト５１と、ロータホルダ５２と、マグネット５３と、回転体５４と、を備える。シャフト５１は、中心軸Ｃに沿って延びた回転軸を形成する柱状の金属部材である。シャフト５１の上端部は、回転体５４に連結される。

回転体５４は、有蓋筒状であり、内部にロータホルダ５２及びマグネット５３を収容する。ロータホルダ５２は、有蓋筒状であり、内面にマグネット５３が固定される。マグネット５３は、静止部１０の径方向外方に配置される。なお、マグネット５３は、例えば、ロータホルダ５２の内面に設けられた環状のロータコアを介してロータホルダ５２の内面に固定されてもよい。ロータコアは、周方向に並ぶ複数個のマグネット挿入孔を有し、マグネット５３は、マグネット挿入孔に挿入される。

静止部１０は、軸受ハウジング２０と、ステータ３０と、回路基板４０と、軸受部６０と、を備える。軸受ハウジング２０は、軸受部６０を保持し、筒状に形成される。軸受部６０は、シャフト５１を回転可能に支持する。軸受部６０には、例えば、スリーブ軸受機構が用いられる。なお、軸受部６０は、複数の玉軸受が用いられてもよい。

ステータ３０は、中心軸Ｃを囲み環状に形成され、軸受ハウジング２０の径方向外方に配置される。回路基板４０は、ステータ３０の下方に配置され、基板挿入孔４０ａを有する。基板挿入孔４０ａは、回路基板４０を軸方向に貫通する。基板挿入孔４０ａは、軸受ハウジング２０が軸方向に挿入される。

ステータ３０は、ステータコア３１と、インシュレータ３２と、コイル（不図示）と、導通部材（端子ピン）４１と、を有する。なお、本実施形態では、導通部材として端子ピン４１用いたが、その他の導通部材を用いてもよい。

ステータコア３１は、環状の積層鋼板を軸方向に複数積層して形成される。このとき、例えば、軸方向に隣接するコア部材３０ａ同士は、かしめて接合される。また、軸方向に隣接するコア部材３０ａ同士は、溶接により接合されてもよい。

ステータコア３１は、コアバック３１ａと、ティース３１ｂと、を有する。コアバック３１ａは、中心軸Ｃ上にコアバック挿入孔３１ｃを有して環状に形成される。ティース３１ｂは、コアバック３１ａの径方向外面から径方向外方に延びて周方向に複数配置される。例えば、本実施形態のティース３１ｂの数は、４個である。

インシュレータ３２は、ステータコア３１の少なくとも一部を覆う。インシュレータ３２は、絶縁性の樹脂成形品から成り、上インシュレータ３３及び下インシュレータ３４で構成される。上インシュレータ３３は、ステータコア３１の上方に配置され、下インシュレータ３４は、ステータコア３１の下方に配置される。なお、上インシュレータ３３及び下インシュレータ３４の詳細な構成については後述するが、上インシュレータ３３及び下インシュレータ３４を一体に形成してもよい。

コイル（不図示）は、ティース３１ｂの周囲にインシュレータ３２を介して導線（不図示）を巻き回して形成される。インシュレータ３２により、ステータコア３１と導線とは絶縁される。

端子ピン４１は、隣接するティース３１ｂ間に２箇所以上配置される。例えば、本実施形態の端子ピン４１は、３箇所設けられる。端子ピン４１は、導線と接続される。端子ピン４１の下端部は、回路基板４０に形成された貫通孔４０ｂ（図３参照）を軸方向に貫通して回路基板４０よりも下方に突出する。なお、端子ピン４１の下端部は、回路基板４０よりも下方に突出しなくてもよい。端子ピン４１の下端部は、回路基板４０に半田付けされて電気的に接続される。

回路基板４０は、基板挿入孔４０ａと、貫通孔４０ｂと、基板凹部４０ｃと、を有する（図３参照）。貫通孔４０ｂは、基板挿入孔４０ａの径方向外方に配置され、基板挿入孔４０ａに連続して形成される。なお、貫通孔４０ｂと基板挿入孔４０ａとを連続して形成せず、貫通孔４０ｂと基板挿入孔４０ａとを離れた位置に配置してもよい。貫通孔４０ｂは、複数箇所設けられ、周方向に等間隔に配置される。例えば、本実施形態の貫通孔４０ａは、３箇所設けられる。基板凹部４０ｃは、基板挿入孔４０ａにおいて径方向内面から径方向外方に窪む。基板凹部４０ｃは、例えば、４箇所設けられ、周方向に等間隔に配置される。

軸受ハウジング２０は、円筒状に形成され、径方向外面から径方向外方に突出したハウジング凸部２０ａを有する（図２参照）。すなわち、ハウジング凸部２０ａは、軸受ハウジング２０の径方向外面から径方向外方に突出する。軸受ハウジング２０は、回路基板４０の基板挿入孔４０ａに軸方向に挿入され、コアバック３１ａのコアバック挿入孔３１ｃに圧入される。

（２．ステータ及びインシュレータの構造）
図４はステータ３０及びインシュレータ３２の分解斜視図であり、図５、図６は、ステータ３０の上面断面図及び縦断面斜視図であり、導線を省いて記載する。

ステータコア３１のティース３１ｂは、延伸部３１ｆとアンブレラ部３１ｇとを有する。延伸部３１ｆは、コアバック３１ａの径方向外面から径方向外方に延びる。アンブレラ部３１ｇは、延伸部３１ｆの径方向外端から周方向両側に延びる。

なお、本実施形態ではアンブレラ部３１ｇが、中心軸Ｃに直交する延伸部３１ｆの中心線に対して周方向に対称に形成されているが、アンブレラ部３１ｇが、中心軸Ｃに直交する延伸部３１ｆの中心線に対して周方向に非対称に形成されてもよい。これにより、アンブレラ部３１ｇとマグネット５３との間で発生する磁気力は、中心軸Ｃに直交する延伸部３１ｆの中心線に対して周方向に強弱が生じる。従って、モータ１は、回転方向の制御が容易になる。

コアバック３１ａは、ステータ凹部３１ｄと位置決め凹部３１ｅとを有する。ステータ凹部３１ｄは、隣接するティース３１ｂ間において、コアバック３１ａの径方向外面から径方向内方に窪む。ステータ凹部３１ｄは、例えば、３箇所設けられ、それぞれ異なるティース３１ｂ間に配置される。

位置決め凹部３１ｅは、コアバック挿入孔３１ｃの周面上において径方向内面から径方向外方に窪む。位置決め凹部３１ｅは、ティース３１ｂと径方向に重なる位置に１箇所配置される。これにより、ステータ凹部３１ｄ及び位置決め凹部３１ｅが、周方向に離れて配置される。従って、コアバック３１ａ上の周方向に形成される磁路が、ステータ凹部３１ｄ及び位置決め凹部３１ｅによって狭められることを低減できる。位置決め凹部３１ｅは、１箇所に限らず複数配置されてもよい。

軸受ハウジング２０は、コアバック３１ａのコアバック挿入孔３１ｃに圧入され、ステータ３０に固定される（図２参照）。このとき、軸受ハウジング２０のハウジング凸部２０ａは、位置決め凹部３１ｅと周方向に嵌合する。これにより、ステータ３０が、軸受ハウジング２０に対して周方向に容易に位置決めされる。

インシュレータ３２は、ステータコア３１を上下に挟む上インシュレータ３３及び下インシュレータ３４を有する。上インシュレータ３３は、上面カバー部３５と、突起部３５ａと、を有する。下インシュレータ３４は、下面カバー部３７と、壁部３８と、インシュレータ支持部３９と、を有する。また、軸方向に分割される側面カバー部３６及び端子保持部３６ａが上インシュレータ３３及び下インシュレータ３４にそれぞれ設けられる。

上面カバー部３５は、コアバック３１ａ及びティース３１ｂの上面を覆う。突起部３５ａは、上面カバー部３５の上面から上方に突出し、位置決め凹部３１ｅの径方向外方に配置されるティース３１ｂの外縁部上に配置される。すなわち、突起部３５ａは、位置決め凹部３１ｅと径方向に重なる位置に配置される。これにより、突起部３５ａの位置を目印にして位置決め凹部３１ｅの位置を容易に把握することができる。従って、軸受ハウジング２０をコアバック３１ａのコアバック挿入孔３１ｃに圧入する際の作業性が向上する。

下面カバー部３７は、コアバック３１ａ及びティース３１ｂの下面を覆う。インシュレータ支持部３９は、下面カバー部３７の径方向外縁部において、下面カバー部３７の下面から軸方向下方に突出する。インシュレータ支持部３９は、各ティース３１ｂの外縁部上に配置される。インシュレータ支持部３９の下端は、回路基板４０の上面と接触する。これにより、インシュレータ３２が、回路基板４０上に安定して支持される。

壁部３８は、インシュレータ支持部３９の径方向内方に配置され、下面カバー部３７のの径方向内縁部において、下面カバー部３７の下面から軸方向下方に延びる。壁部３８は、コアバック３１ａの径方向内面を囲んで円筒状に形成される。

壁部３８は、インシュレータ凸部３８ａを有する。インシュレータ凸部３８ａは、壁部３８の下端から軸方向下方に突出し、周方向に複数箇所、等間隔に設けられる（図３参照）。例えば、実施形態のインシュレータ凸部３８ａは、４箇所設けられる。インシュレータ凸部３８ａは、基板凹部４０ｃと径方向に嵌合する。すなわち、インシュレータ３２は、下面カバー部３７の軸方向下方に突出し、インシュレータ支持部３９の径方向内方に配置され、基板凹部４０ｃと径方向に嵌合するインシュレータ凸部３８ａを有する。これにより、インシュレータ３２が、回路基板４０に対して周方向に容易に位置決めされる。

側面カバー部３６は、隣接するティース３１ｂ間に配され、コアバック３１ａの径方向外面と、延伸部３１ｆの周方向外面と、アンブレラ部３１ｇの径方向内面と、を覆う。側面カバー部３６の内側に、隣接するティース３１ｂ間の空間から成るスロット７０が形成される。

側面カバー部３６の上部は、上面カバー部３５からステータコア３１に沿って軸方向下方に延びる。側面カバー部３６の下部は、下面カバー部３７からステータコア３１に沿って軸方向上方に延びる。

端子保持部３６ａは、ティース３１ｂ間に配置され、軸方向に延びて筒状に形成される。端子保持部３６ａは、端子ピン４１を収容し、端子ピン４１とステータコア３１とが絶縁される。

端子保持部３６ａは、下面カバー部３７よりも上方において、側面カバー部３６と一体化し、ステータ凹部３１ｄと嵌合する。つまり、端子保持部３６ａと側面カバー部３６とは単一の部材である。すなわち、ステータ凹部３１ｄは、端子保持部３６ａの少なくとも一部を収容する。これにより、端子保持部３６ａをアンブレラ部３１ｄから径方向内方に大きく離れて配置することができ、スロット７０の空間が広がる。従って、ティース３１ｂに巻き回される導線の巻き回数を増加することができる。また、ティース３１ｂに導線を巻き回す際に、導線が端子保持部３６ａに引っ掛かることを防止できる。従って、モータ１の生産性を向上できる。

また、端子保持部３６ａは、内端子保持部３６ｂと外端子保持部３６ｃとを有する。内端子部３６ｂは、ステータ凹部３１ｄと径方向に直接対向する。外端子保持部３６ｃは、ステータ凹部と内端子保持部３６ｂを介して径方向に対向する。内端子保持部３６ｂの少なくとも一部は、コアバック３１ａのステータ凹部３１ｄに隣接する外周面よりも径方向内方に位置する。また、外端子保持部３６ｃは、コアバック３１ａのステータ凹部３１ｄに隣接する外周面よりも径方向外方に位置する。これにより、外端子保持部３６ｃが、ティース３１ｂに巻き回された導線を周方向に支持し、導線の巻き崩れを防止できる。

なお、外端子保持部３６ｃは、コアバック３１ａのステータ凹部３１ｄに隣接する外周面よりも径方向内方に位置してもよい。これにより、スロット７０の空間がより広がる。従って、ティース３１ｂに巻き回される導線の巻き回数をより増加することができる。

また、端子保持部３６ａは、下面カバー部３７よりも下方において、壁部３８と一体化する。つまり、端子保持部３６ａと壁部３８とは単一の部材である。端子保持部３６ａの下端は、回路基板４０の上面よりも軸方向上方に位置する（図６参照）。これにより、端子ピン４１に接続される導線が、インシュレータ３２と回路基板４０との間に挟まれて断線することを防止できる。

（３．その他）
上記実施形態は、本発明の例示にすぎない。実施形態の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されてもよい。また、実施形態は、可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

本発明のモータは、例えば、車載用の冷却用送風機に利用することができる。

１モータ
１０静止部
２０軸受ハウジング
２０ａハウジング凸部
３０ステータ
３１ステータコア
３１ａコアバック
３１ｂティース
３１ｃコアバック挿入孔
３１ｄステータ凹部
３１ｅ位置決め凹部
３１ｆ延伸部
３１ｇアンブレラ部
３２インシュレータ
３３上インシュレータ
３４下インシュレータ
３５上面カバー部
３５ａ突起部
３６側面カバー部
３６ａ端子保持部
３６ｂ内端子保持部
３６ｃ外端子保持部
３７下面カバー部
３８壁部
３８ａインシュレータ凸部
３９インシュレータ支持部
４０回路基板
４０ａ基板挿入孔
４０ｂ貫通孔
４０ｃ基板凹部
４１導通部材（端子ピン）
５０回転部
５１シャフト
５２ロータホルダ
５３マグネット
５４回転体
６０軸受部
７０スロット
Ｃ中心軸

Claims

静止部と、
上下に延びる中心軸を中心として回転するシャフトを有する回転部と、
を備え、
前記静止部は、
前記中心軸を囲む環状のステータと、
前記ステータの軸方向下方に配置される回路基板と、
を備え、
前記ステータは、
環状のコアバックと、前記コアバックから径方向外方に延びて周方向に複数配置されるティースと、を有するステータコアと、
前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記ティースの周囲に前記インシュレータを介して導線を巻き回したコイルと、
前記導線と接続され、前記回路基板に接続される導通部材と、
を備え、
前記インシュレータは、
隣接する前記ティース間に配置され、軸方向に延びて前記導通部材が収容される筒状の端子保持部を有し、
前記コアバックは、隣接する前記ティース間に位置し、径方向外面から径方向内方に窪むステータ凹部を有し、
前記ステータ凹部は、前記端子保持部の少なくとも一部を収容する、モータ。
前記端子保持部は、
前記ステータ凹部と径方向に直接対向する内端子保持部と、
前記ステータ凹部と前記内端子保持部を介して径方向に対向する外端子保持部と、
を有し、
前記外端子保持部は、前記コアバックの前記ステータ凹部に隣接する外周面よりも径方向外方に位置する、請求項１に記載のモータ。
前記端子保持部は、
前記ステータ凹部と径方向に直接対向する内端子保持部と、
前記ステータ凹部と前記内端子保持部を介して径方向に対向する外端子保持部と、
を有し、
前記外端子保持部は、前記コアバックの前記ステータ凹部に隣接する外周面よりも径方向内方に位置する、請求項１に記載のモータ。
前記端子保持部の下端は、前記回路基板の上面よりも軸方向上方に位置する、請求項１〜請求項３のいずれかにに記載のモータ。
前記静止部は、
前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、
前記軸受部を保持し、軸方向に延びる筒状の軸受ハウジング部と、
を有し、
前記軸受ハウジング部は、径方向外面から径方向外方に突出するハウジング凸部を有し、
前記コアバックは、径方向内面から径方向外方に窪み、前記ハウジング凸部と径方向に嵌合する位置決め凹部を有し、
前記位置決め凹部は、前記ティースと径方向に重なる、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のモータ。
前記インシュレータは、
前記ティースの上面を覆う上面カバー部と、
前記上面カバー部の上面から上方に突出し、前記位置決め凹部の径方向に重なる前記ティースの外縁部上に配置される突起部と、
を有する、請求項５に記載のモータ。
前記インシュレータは、
前記ティースの下面を覆う下面カバー部と、
前記下面カバー部の下方に突出し、前記回路基板の上面と接触するインシュレータ支持部と、
を有する、請求項１〜請求項６のいずれかに記載のモータ。
前記回路基板は、
前記軸受ハウジングが挿入される基板挿入孔と、
前記基板挿入孔において径方向内面から径方向外方に窪む基板凹部と、
を有し、
前記インシュレータは、
前記ティースの下面を覆う下面カバー部と、
前記下面カバー部の下方に突出し、前記インシュレータ支持部の径方向内方に配置され、前記基板凹部と嵌合するインシュレータ凸部と、
を有する、請求項５に記載のモータ。
前記ティースは、
前記コアバックの径方向外面から径方向外方に延びる延伸部と、
前記延伸部の径方向外端から周方向両側に延びるアンブレラ部と、
を有し、
前記アンブレラ部は、前記中心軸に直交する前記延伸部の中心線に対して周方向に非対称に形成される、請求項１〜請求項８のいずれかにに記載のモータ。