JP3192975U - アウターロータ型ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】コア部の絶縁性を確保すると共に、部品点数を減らすことができ、簡易な構造であるアウターロータ型ブラシレスモータを提供する。【解決手段】アウターロータ型ブラシレスモータ１は、ステータ３と、ロータ５と、第１及び第２の軸受７，９と、シャフト１１と、ＰＣＢ１３と、ケース１５とを含んでいる。ステータ３は、突極２３を備えたステータコア１７と、絶縁体であるインシュレータ１９と、巻線２１とを備える。第１の軸受７は、ステータコア１７の内周面に配置され、第２の軸受９は、インシュレータ１９の開口２７の内周面に配置されている。これにより、軸受ホルダを設ける必要がないので、部品点数を減らすことができ、簡易な構造となる。【選択図】図１

Description

本考案は、アウターロータ型ブラシレスモータに関するものである。より詳しくは、アウターロータ型ブラシレスモータのステータコア及びシャフトの連結構造に関するものである。

一般的に、アウターロータ型ブラシレスモータは、ステータをケースに固定された軸受ホルダに嵌合し、軸受ホルダの内部に設けられた軸受に、ロータに固定されたシャフトを挿通することで、軸受ホルダを介してステータとロータとを連結していた。また、従来、アウターロータ型ブラシレスモータでは、部品点数を減らすことを目的として、軸受ホルダを使用しない構造が知られている。例えば、特許文献１には、第１及び第２の軸受を固定子のケースに嵌合された外転形電動機が記載されている。具体的には、この外転形電動機は、コアに巻線を巻回した後、巻線の上から樹脂モールドし、ケースを形成している。このモールドされたケースを切削して、ケースの一端側に第１の軸受保持部を形成すると共に、他端側に同様な形状の第２の軸受保持部を形成して、各々に第１の軸受及び第２の軸受の外輪を嵌合している。

特開平１１−１８７６０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された外転形電動機では、コイルが複数の鋼板から成るコア部に直接巻かれた構造となっている。このため、コア部の絶縁性を保つことができない恐れがある。また、コア部の絶縁性を確保するために、インシュレータを別部品としてコア部とコイルとの間に設けた例も示されているが、部品点数が増えるという問題がある。

本考案は、上記の点に鑑みてなされたものであり、部品点数を減らすことができ、簡易な構造であるアウターロータ型ブラシレスモータを提供することを目的とする。

（考案の態様）
以下の考案の態様は、本考案の態様を例示するものであり、本考案の多様な構成要素の理解を容易にするために、項分けして説明するものである。以下の各項は、本考案の技術的範囲を限定するものではなく、本考案を実施する最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、または、さらに他の構成要素を付加した態様についても、本考案の一態様になり得るものである。

（１）周方向に沿って形成された複数の突極を備えたステータコアと、前記ステータコアの前記突極を絶縁するインシュレータと、前記突極に巻回される巻線とを備えたステータと、
前記ステータの外周に配置されたロータヨークと、該ロータヨークの内周に配置されたマグネットとを備えたロータと、
前記ロータに固定されたシャフトと、
前記シャフトを軸方向の異なる位置で回転可能に支持する第１及び第２の軸受と、
前記ステータを固定するケースと、を含むアウターロータ型ブラシレスモータであって、
前記インシュレータの内周部には、前記第１及び第２の軸受を軸方向に位置決めする係止部が形成され、
該係止部は、前記第１及び第２の軸受の外輪の、内径よりも大きい内径を有して、前記インシュレータの内周面から内径方向に突出してなり、
前記第１の軸受の外輪が、前記ステータコアの内周面に嵌合され、
前記第２の軸受の外輪が、前記インシュレータの内周面に嵌合され、
前記第１及び第２の軸受の内輪が、前記シャフトに挿通され、
前記インシュレータ及び前記ケースは、同一材料で形成されているアウターロータ型ブラシレスモータ（請求項１）。

本項に係るアウターロータ型ブラシレスモータは、ステータコア、インシュレータ及び巻線からなるステータと、ロータヨーク及びマグネットからなるロータと、シャフトと、第１及び第２の軸受と、ケースとを含んで構成されている。又、第１の軸受は、外輪がステータコアの内周面に嵌合され、第２の軸受は、外輪がインシュレータの内周面に嵌合されている。これにより、アウターロータ型ブラシレスモータでは、軸受ホルダを設ける必要がないので、部品点数を減らすことができ、簡易な構造となるものとなる。さらに、シャフトが第１及び第２の軸受の内輪に挿通されることにより、シャフトとステータとが第１及び第２の軸受を介して連結されるので、同軸度精度を向上させるものとなる。
また、インシュレータの内周部には、第１及び第２の軸受を軸方向に位置決めする係止部が形成され、この係止部は、第１及び第２の軸受の外輪の、内径よりも大きい内径を有して、インシュレータの内周面から内径方向に突出してなるものである。これにより、第１の軸受は、ステータを構成するインシュレータに対して容易に位置決めが可能となり、さらに、容易に取付けられるものとなる。
さらに、インシュレータ及びケースは、同一材料で形成することで、接着性が優れ、又、熱膨張係数を同じになり、熱ストレスにおける変形を小さくすることが可能となり、高い信頼性を得ることが可能となる。

（２）上記（１）項において、前記インシュレータ及び前記ケースは、互いに係合する係合部を備えているアウターロータ型ブラシレスモータ（請求項２）。

本項に係るアウターロータ型ブラシレスモータでは、インシュレータ及びケースは、それぞれ係合部を備えることにより、インシュレータとケースとが互いに確実に係合するものとなる。

（３）上記（２）項において、前記ケースの前記係合部は、突起部であり、
前記インシュレータの前記係合部は、前記ケースの前記突起部が嵌合する凹部又は穴であるアウターロータ型ブラシレスモータ（請求項３）。

本項に係るアウターロータ型ブラシレスモータでは、ケースの係合部は、突起部であり、インシュレータの係合部は、凹部又は穴である。これにより、ケースの突起部がインシュレータの凹部又は穴に適宜嵌合されるので、ケースとインシュレータとが確実に組合されるものとなる。

（４）上記（２）項において、前記インシュレータの前記係合部は、突起部であり、
前記ケースの前記係合部は、前記インシュレータの前記突起部が嵌合する凹部又は穴であるアウターロータ型ブラシレスモータ（請求項４）。

本項に係るアウターロータ型ブラシレスモータでは、インシュレータの係合部は、突起部であり、ケースの係合部は、凹部又は穴である。これにより、インシュレータの突起部がケースの凹部又は穴に適宜嵌合されるので、ケースとインシュレータとが確実に組合されるものとなる。

（５）上記（１）項乃至（２）項において、前記インシュレータは、前記ステータコアのロータ側が開放されており、開放部に絶縁紙が配置されているアウターロータ型ブラシレスモータ（請求項５）。

本項に係るアウターロータ型ブラシレスモータでは、インシュレータの開放部に絶縁紙を設けることにより、ステータコアに対して絶縁するものとなる。

本考案は、以上のように構成したことにより、部品点数を減らすことができ、簡易な構造であるアウターロータ型ブラシレスモータを提供することができる。

本考案に係る一実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータの断面図である。 図１に示すアウターロータ型ブラシレスモータの組立て断面図である。 本考案に係る他の実施形態のアウターロータ型ブラシレスモータの断面図である。 ステータコア及び巻線が取付けられたインシュレータの断面図である。 ステータコア及び巻線が取付けられた他のインシュレータの断面図である。

以下、本考案の一実施形態に係るアウターロータ型ブラシレスモータの構成を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
本考案のアウターロータ型ブラシレスモータ１は、図１及び図２に示すように、ステータ３と、ロータ５と、第１及び第２の軸受７，９と、シャフト１１と、ＰＣＢ１３（Printed Circuit Board）と、ケース１５とを含んでいる。

ステータ３は、ステータコア１７と、インシュレータ１９と、巻線２１とを備えている。このステータ３は、ケース１５に固定されている。ステータコア１７は、電磁鋼板等の磁性材料を複数枚積層した構造からなる。また、ステータコア１７は、外周面に周方向に沿って複数の突極２３を有している。このステータコア１７には、インシュレータ１９が装着され、インシュレータ１９を介して巻線２１が巻回されている（図４及び図５参照）。

インシュレータ１９は、ステータコア１７の突極２３を絶縁するものであり、樹脂製からなる絶縁体である。インシュレータ１９は、図４に示すように、第１のインシュレータ１９ａ及び第２インシュレータ１９ｂからなる。第１のインシュレータ１９ａは、ステータコア１７を取り囲める形状、例えば、図４に示す断面視凹形状で形成されている。第２インシュレータ１９ｂは、略平坦な形状（図４参照）等の単純形状であり、第１のインシュレータ１９ａ上に設置されている。また、インシュレータ１９には、第２の軸受９を装着する開口２７が形成されている。インシュレータ１９の内周部には、第１及び第２の軸受７，９を軸方向に位置決めする係止部２９が形成され、この係止部２９は、第１及び第２の軸受７，９の外輪の、互いに軸方向に対向する端面と当接する突出部３１が第１及び第２の軸受７，９の内径よりも大きい内径で形成されている。この突出部３１は、インシュレータ１９の内周面から内径方向に突出する態様で形成され、具体例として、フランジ状の突出部、又は、内周面周方向に沿って等間隔に複数配置した突出部等が挙げられる。

さらに、インシュレータ１９には、ケース１５の突起部５１と係合する凹部３３又は穴（係合部）が形成されている。インシュレータ１９の下部には、巻線２１の端部と接続される複数の端子ピン３５が埋め込まれている。この端子ピン３５は、ＰＣＢ１３の挿通穴４５に挿入され、はんだ付けによって固定されている。

本実施形態に係るロータ５は、ロータヨーク３７、ロータマグネット３９０及びインペラ４０を含んでいる。このロータ５は、内周にステータ３が配置されている。ロータヨーク３７は、中央にシャフト１１を嵌合する嵌合穴４１が形成されている。また、ロータヨーク３７は、外周にインペラ４０が取付けられ、内周にロータマグネット３９が取付けられている。ロータマグネット３９は、ステータ３と対向するようにロータヨーク３７の内周面に取付けられている。ロータヨーク３７の外周に取付けられたインペラ４０は、シャフト１１を嵌合する嵌合穴４９が形成されている。ロータヨーク３７、ロータマグネット３９及びインペラ４０は、シャフト１１と共に回転する。

第１及び第２の軸受７，９は、シャフト１１を回転可能に支持するものであり、第１の軸受７がステータコア１７の内周面に、第２の軸受９がインシュレータ１９の開口２７の内周面に配置されている。第１及び第２の軸受７，９は、ステータコア１７の内周面とインシュレータ１９の開口２７の内周面によって軸心の位置決めがなされ、インシュレータ１９の突出部３１によって軸方向の位置決めがなされている。

シャフト１１は、ロータヨーク３７の嵌合穴４１及びインペラ４０の嵌合穴４９に圧入されることで、ロータヨーク３７及びインペラ４０に固着されている。さらに、シャフト１１は、第１及び第２の軸受７，９に挿通され、回転可能に保持されている。シャフト１１は、第１及び第２の軸受７，９から抜けないように、抜け止め４３が取付けられている。

ＰＣＢ１３は、インシュレータ１９の下部に配置され、複数の端子ピン３５を挿通する挿通穴４５と、ケース１５の突起部５１を挿通する開口部４６とが形成されている。このＰＣＢ１３は、複数の端子ピン３５と接続され、複数の端子ピン３５を介してステータ３と組合されている。

ケース１５は、インシュレータ１９と同様の樹脂製で形成され、インシュレータ１９の凹部３３と組合される突起部５１（係合部）が形成されている。

次に、本考案の一実施形態に係るアウターロータ型ブラシレスモータ１の組立て手順について説明する。
まず、ステータコア１７にインシュレータ１９を装着し、さらに巻線２１をインシュレータ１９を介してステータコア１７に巻回して、ステータ３を得る。

次に、巻線２１の端部をインシュレータ１９に埋め込まれた複数の端子ピン３５に接続する。そして、端子ピン３５をＰＣＢ１３の挿通穴４５に挿通し、はんだ付けによって固定して、ステータ３とＰＣＢ１３とを組付ける。

次に、ＰＣＢ１３を組付けたステータ３をケース１５の下部に接着又は溶着する。このとき、ケース１５の突起部５１は、ＰＣＢ１３の開口部４７を通って、インシュレータ１９の凹部３３に係合する。

次に、ロータヨーク３７の外周にインペラ４０を取付け、ロータヨーク３７の内周にロータマグネット３９を取付けてロータ５を得る。そして、インペラ４０の嵌合穴４９及びロータヨーク３５の嵌合穴４１にシャフト１１を圧入して、シャフト１１を組付けた状態のロータ５を得る。

次に、第１の軸受７をステータコア１７の内周面に嵌合させ、シャフト１１を組付けたロータ５をステータ３に組付ける。このとき、シャフト１１は、第１の軸受７の内輪に圧入若しくはすきま挿入する。また、ステータ３と第１の軸受７の外周との間には、振動軽減のためにグリスを付ける。

次に、第２の軸受９をインシュレータ１９の開口２７の内周面に嵌合させ、シャフト１１に圧入若しくはすきま挿入する。そして、シャフト１１が第１及び第２の軸受７，９から外れないように、シャフト１１に抜け止め４３を取付ける。このとき、インシュレータ１９と第２の軸受９の外周との間には、振動軽減のためにグリスを付ける。

本考案の一実施形態に係るアウターロータ型ブラシレスモータ１によると、第１の軸受７は、外輪がステータコア１７の内周面に嵌合され、第２の軸受９は、外輪がインシュレータ１９の内周面に嵌合されることにより、軸受ホルダを設ける必要がないので、部品点数を減らすことができ、簡易な構造となることが可能となる。さらに、シャフト１１が第１及び第２の軸受７，９の内輪に挿通されることにより、シャフト１１とステータ３とが第１及び第２の軸受７，９を介して連結されるので、同軸度精度を向上させることが可能となる。

また、本考案のアウターロータ型ブラシレスモータ１によると、インシュレータ１９の内周部に、第１及び第２の軸受７，９を軸方向に位置決めする係止部２９を形成し、この係止部２９は、第１及び第２の軸受７，９の外輪の、互いに軸方向に対向する端面が当接する突出部３１がインシュレータ１９の内周面から内径方向に突出するように形成することにより、第１の軸受７は、ステータ３を構成するインシュレータ１９に対して容易に位置決めが可能となり、さらに、容易に取付けられることが可能となる。

さらに、本考案のアウターロータ型ブラシレスモータ１によると、インシュレータ１９及びケース１５は、同一材料で形成することで、接着性が優れ、又、熱膨張係数が同じになり、熱ストレスにおける変形を小さくすることが可能となり、高い信頼性を得ることが可能となる。

また、本考案のアウターロータ型ブラシレスモータ１によると、ケース１５の係合部が突起部５１であり、インシュレータ１９の係合部が凹部３３であることにより、ケース１５の突起部５１がインシュレータ１９の凹部３３に適宜嵌合されるので、ケース１５とインシュレータ１９とが確実に組合されることが可能となる。

なお、本考案の一実施形態に係るアウターロータ型ブラシレスモータ１では、ケース１５の係合部は、突起部５１として形成され、インシュレータ１９の係合部は、凹部３３又は穴として形成されているが、図３に示すように、ケース１５の係合部を凹部６１又は穴として形成し、インシュレータ１９の係合部が突起部６３として形成されてもよい。これにより、インシュレータ１９の突起部６３がケース１５の凹部６１又は穴に適宜嵌合されるので、ケース１５とインシュレータ１９とが確実に組合されることが可能となる。

また、本考案のアウターロータ型ブラシレスモータ１では、インシュレータ１９は、上部のインシュレータ１９ａ及び下部のインシュレータ１９ｂとして構成されているが、図５に示すように、上部のインシュレータ１９ａの代わりに絶縁紙６５を設けてもよい。これにより、ステータコア１７に対して絶縁することが可能となる。

１…アウターロータ型ブラシレスモータ、３…ステータ、５…ロータ、７…第１の軸受、９…第２の軸受、１１…シャフト、１５…ケース、１７…ステータコア、１９…インシュレータ、２１…巻線、２３…突極、２９…係止部、３５…ロータヨーク、３９…ロータマグネット（マグネット）

Claims (5)

1. 周方向に沿って形成された複数の突極を備えたステータコアと、前記ステータコアの前記突極を絶縁するインシュレータと、前記突極に巻回される巻線とを備えたステータと、
   前記ステータの外周に配置されたロータヨークと、該ロータヨークの内周に配置されたマグネットとを備えたロータと、
   前記ロータに固定されたシャフトと、
   前記シャフトを軸方向の異なる位置で回転可能に支持する第１及び第２の軸受と、
   前記ステータを固定するケースと、を含むアウターロータ型ブラシレスモータであって、
   前記インシュレータの内周部には、前記第１及び第２の軸受を軸方向に位置決めする係止部が形成され、
   該係止部は、前記第１及び第２の軸受の外輪の、内径よりも大きい内径を有して、前記インシュレータの内周面から内径方向に突出してなり、
   前記第１の軸受の外輪が、前記ステータコアの内周面に嵌合され、
   前記第２の軸受の外輪が、前記インシュレータの内周面に嵌合され、
   前記第１及び第２の軸受の内輪が、前記シャフトに挿通され、
   前記インシュレータ及び前記ケースは、同一材料で形成されていることを特徴とするアウターロータ型ブラシレスモータ。
2. 前記インシュレータ及び前記ケースは、互いに係合する係合部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のアウターロータ型ブラシレスモータ。
3. 前記ケースの前記係合部は、突起部であり、
   前記インシュレータの前記係合部は、前記ケースの前記突起部が嵌合する凹部又は穴であることを特徴とする請求項２に記載のアウターロータ型ブラシレスモータ。
4. 前記インシュレータの前記係合部は、突起部であり、
   前記ケースの前記係合部は、前記インシュレータの前記突起部が嵌合する凹部又は穴であることを特徴とする請求項２に記載のアウターロータ型ブラシレスモータ。
5. 前記インシュレータは、前記ステータコアのロータ側が開放されており、開放部に絶縁紙が配置されていることを特徴とする請求項１乃至２に記載のアウターロータ型ブラシレスモータ。

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