JP3892151B2

JP3892151B2 - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP3892151B2
Application number: JP21906898A
Authority: JP
Inventors: 祀男石川
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1998-08-03
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2018-08-03
Also published as: JP2000050555A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置のブロアモータ等に好適なアウターロータ型のブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アウタロータ型ブラシレスモータは、モータホルダの上面にステータが固定されている。そのステータは、センターピースと、そのセンターピースに固設されたコアと、そのコアに巻装した巻線とを備えている。このセンターピースはモータホルダに対してマウントゴムを介して固定されるフランジ部と前記コアを保持する円筒状の軸支持部とから構成されている。
【０００３】
この軸支持部の外周面には、コアを支持するための支持小径部が形成されている。この支持小径部には巻線を備えたコアが圧入されている。又、この軸支持部の内周面は、その上部及び下部にそれぞれ支持凹部が形成されている。これらの支持凹部には一つずつ軸受が圧入され、各軸受によってロータを固着した回転軸が回転可能に支持されている。
【０００４】
従って、センターピースは、ロータを回転可能に支持するとともに、ステータをモータホルダに固定している。このようにセンターピースは、ブラシレスモータの骨格となる重要部品であって、強度、精度の観点からアルミダイカストや高強度合成樹脂材料から形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、アルミダイカストや高強度合成樹脂材料で形成したセンターピースは、精度がそれほど出ないため、その軸支持部の内周面に形成した支持凹部及び軸支持部の外周面に形成した支持小径部は、その精度を上げるために切削加工が必要である。
【０００６】
更に、軸受及びコアをセンターピースに圧入するためには油圧プレス機が必要である。このため、切削加工費及び圧入作業に伴う設備コストがかかり、センターピースの製造コストが高くなる問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、機能及び性能を損なわす、製造コストを低減させたブラシレスモータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータホルダに固定されたセンターピースと、そのセンターピースに支持されたコアと、そのコアに巻装した巻線とを備えたステータがそのセンターピースに配設した軸受を介して回転軸を回転可能に支持してなるブラシレスモータにおいて、前記センターピースは、同一形状の上下一対からなるセンターピースであって、その上側及び下側センターピースは、前記軸受を収容すると共に反コア側端面にネジ穴が形成されたセンターボス部と、そのセンターボス部から外周に延出されるように一体形成され、一側に嵌合凹部が形成されたコアインシュレータ部とを備え、前記コアは、前記上側センターピースの前記嵌合凹部と下側センターピースの前記嵌合凹部との間に配設されることによりそれら上側及び下側センターピースの各コアインシュレータ部にて前記巻線と電気的に絶縁されており、前記センターピースは、前記モータホルダの上面に配設されたマウントプレートに対して同マウントプレート側から前記センターボス部の前記ネジ穴にネジが螺合されることによって前記モータホルダに固定されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、前記センターボス部に形成された軸受保持面に球形軸受がロックワッシャによって押圧固定されたことを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のブラシレスモータにおいて、前記センターボス部の前記反コア側端面には、複数箇所に位置決め凸部が形成されており、前記下側センターピースは、該位置決め凸部により位置決めされた状態で前記ネジ穴を通じて前記モータホルダに固定されていることを要旨とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記センターボス部の外側面には、その上部を切り欠いて３個の凹部が等間隔に形成され、前記凹部にはそれぞれ係止孔が形成されたことを要旨とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、前記センターピースは、合成樹脂から形成されたことを要旨とする。
請求項１に記載の発明によれば、コアは上側及び下側センターピースのコアインシュレータ部に形成した嵌合凹部内に配設される。
【００１３】
従って、センターピースにコアを圧入する作業は無くなり組立作業が簡単になる。しかも、コアが圧入されないので、強度のある高価な材質でセンターピースを成形する必要がなくコストダウンを図ることができる。
【００１４】
しかも、請求項１に記載の発明によれば、前記上側及び下側センターピースは、同一形状であるので、部品点数の低減を図ることができ、部品管理を容易にすることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、球形軸受は、センターピースの軸受保持面に押圧支持されている。球形軸受は、押圧支持されているのみであるため、押圧支持部材を取り外せば、球形軸受の長軸が、回転軸の長軸と一致するように球形軸受の傾きを調整することができる。
【００１６】
従って、軸受を圧入する前に、センターピースを切削加工する必要がなく、ステータの組立作業が簡単になり、効率化することができる。しかも、軸受が圧入されないので強度のある高価な材料でセンターピースを形成する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、センターボス部上面には、複数箇所に位置決め凸部が形成されている。
【００１８】
従って、センターピースを容易に正確に螺設することができる。その結果、組立作業を効率化することができる。
請求項４に記載の発明によれば、センターボス部の外側面には、その上部を切り欠いて複数個の凹部が等間隔に形成されている。各凹部には出力端子を挿入するための係止孔が周方向に形成されている。
【００１９】
従って、出力端子を前記係止孔に嵌挿するだけで取り付けることができるため、ブラシレスモータの組立作業を効率化することができる。
請求項５に記載の発明によれば、センターピースは合成樹脂から形成される。
従って、高価なアルミダイカスト、高強度樹脂材料を使用しなくてもよい。その結果、材料費を低減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したブラシレスモータの一実施形態を図１〜図８従って説明する。
【００２１】
図１に示すように、モータホルダ１の上面１ａには、マウントゴム２を介してマウントプレート３が配設され、そのマウントプレート３は、モータホルダ１の下面に配設されたバックプレート４とネジ４ａにて連結固定されている。マウントプレート３の上面３ａにはステータ５が固定されている。ステータ５は、上下一対のセンターピース６、その上下一対のセンターピース６間に配設され、挟持されるコア７、前記コア７に巻装される巻線８とを備えている。
【００２２】
前記コア７を挟持する上下一対のセンターピース６は、共に同一形状で同一の電気的な絶縁材料で、且つ合成樹脂材料で形成されている。従って、説明の便宜上、下側センターピース６について詳細に説明し、上側センターピース６はその組み付け方法を後記説明して、その詳細な構成は省略する。
【００２３】
図２は、コア７を配設しない側（以下、反コア側という）を上方としたセンターピース６の全体斜図、図３は、コア７が配設される側（以下、コア側という）を上方に向けたときのセンターピース６の全体斜図である。図４は、下側センターピース６、コア７及び上側センターピース６の分解斜視図を示す。
【００２４】
下側センターピース６は、センターボス部（以下、ボス部という）１１と、ボス部１１のコア側端部に延出形成されたコアインシュレータ部（以下、インシュレータ部という）１２を備えている。ボス部１１は、図２及び図５に示すように、円筒状に形成されている。その円筒状のボス部１１の内周面１１ａにおけるコア側端部には、環状に軸受支持部１３が形成されている。その環状の軸受支持部１３の反コア側開口縁は、図６に示すように、縦断面形状が円弧面状となるように切り欠かれて軸受保持面１４が形成している。又、ボス部１１の内周面１１ａにおける反コア側端部には、３個の爪部１５が等角度間隔に突出形成されている。
【００２５】
一方、ボス部１１の外側面１１ｂには、軸線方向に延びた３個の拡幅部１６が張り出し形成されている。ボス部１１の外側面１１ｂにおける反コア側端部であって、前記３個の拡幅部１６うちの特定の２個の拡幅部１６の間には、ボス部１１の反コア側端面１１ｃから軸線方向に切り欠いて形成した３個の凹部１７が等角度間隔に凹設され、その凹部１７の段差面１７ａには係止孔１８が軸線方向に凹設されている。更に、ボス部１１の反コア側端面１１ｃにおいて、前記３個の拡幅部１６に対応する位置にはネジ穴１９が形成されている。又、反コア側端面１１ｃには、２個の位置決め凸部２０が所定のネジ穴１９間の中間位置に突出形成されている。
【００２６】
前記ボス部１１のコア側端部における外側面１１ｂには、インシュレータ部１２が延出形成されている。インシュレータ部１２は、コア側端部の外側面１１ｂから延出形成された円板形状の基部支持板部２１と、該基部支持板部２１から径方向に延出形成されたティース支持板部２２を備えている。基部支持板部２１は、そのコア側の面２１ａの中央部に前記円筒状のボス部１１と連通する嵌合筒部２３が軸線方向に突出形成されている。ティース支持板部２２は、前記基部支持板部２１の外周部に１８個等角度の間隔で径方向に延出形成され、その先端部分は拡開形成されている。ティース支持板部２２の両側部及びティース支持板部２２間の基部支持板部２１の外周部には、壁板２６がコア側に向かって延出形成されている。そして、これら基部支持板部２１、ティース支持板部２２、嵌合筒部２３及び壁板２６にて形成される嵌合凹部２７にコア７が配設されることになる。
【００２７】
コア７は、複数枚のコアシート３０が積層されて構成されている。コアシート３０は、その中央部に穴が形成された円板状の基部３０ａと、その基部３０ａの外周部から等角度間隔に形成されたティース部３０ｂから構成されている。そして、コアシート３０の平面形状は、そのティース部３０ｂの先端部に形成した凹部を除いて前記嵌合凹部２７の平面形状と同一となるように形成されている。そして、コアシート３０が前記嵌合凹部２７に積層配置されるとき、その基部３０ａが前記嵌合凹部２７を形成する基部支持板部２１に位置するとともに、ティース部３０ｂが前記嵌合凹部２７を形成するティース支持板部２２に位置することになる。
【００２８】
尚、コア７を形成するためのコアシート片３０の枚数は、前記嵌合凹部２７を形成する壁板２６の高さＨ／２の２倍の厚さＨのコア７が形成される枚数である。つまり、半分の枚数のコアシート３０が下側センターピース６の嵌合凹部２７に収容され、残り半分の枚数のコアシート３０が上側センターピース６の嵌合凹部２７に収容される。そして、下側及び上側センターピース６の嵌合凹部２７にコアシート３０が嵌合された状態で、下側センターピース６と上側センターピース６を互いに重ね合わせる。そして、重ね合わせた状態で、巻線８を巻装する。っまり、ティース支持板部２２間に形成される空間（スロット）に巻線８が巻装されてステータ５が形成される。
【００２９】
ステータ５は、図１に示すように、前記マウントプレート３に固設される。詳述すると、ステータ５は、図７に示すように、前記下側センターピース６に形成した位置決め凸部２０をマウントプレート３に形成した位置決め凹部３ｂに嵌合させることにより位置決めされる。位置決した後、ステータ５は、下側センターピース６のネジ穴１９に対してマウントプレート３の下面からネジ３１を螺合することによりマウントプレート３に固設される。
【００３０】
前記ステータ５は、上下一対の球形軸受３２，３３を介して回転軸３４を回転可能に支持している。下側球形軸受３２は、下側センターピース６の軸受支持部１３に配置され、下側に配設されたロックワッシャ３５を前記爪部１５に係合させることにより、該下側センターピース６の軸受保持面１４と同ロックワッシャ３５との間で保持される。上側球形軸受３３は、上側センターピース６の軸受支持部１３に配置され、上側に配設されたロックワッシャ３６を前記爪部１５に係合させることにより、該上側センターピース６の軸受保持面１４と同ロックワッシャ３６との間で保持される。
【００３１】
回転軸３４は、ロータ４０を取着している。ロータ４０を構成する釣り鐘状のヨーク４１は、ステータ５を覆うように形成されており、該ヨーク４１の内周面には複数のマグネット４２が配設されている。
【００３２】
前記モータホルダ１の下方には、励磁回路を備えた回路基板４３が配設されている。そして、その励磁回路から前記ステータ５の巻線８に励磁電流が供給されるとステータ５に磁界が発生し、その磁界に基づいてロータ４０は回転駆動される。
【００３３】
本実施形態のブラシレスモータによれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）本実施形態では、上側及び下側センターピース６はセンターボス部１１と、センターボス部１１に一体成形されたコアインシュレータ部１２とから構成されている。下側センターピース６のインシュレータ部１２に形成された嵌合凹部２７内にコア７が嵌挿されるとともに、更に上側センターピース６に形成された嵌合凹部２７が前記コア７に嵌合して、コア７は、２個のセンターピース６によって覆設される。
【００３４】
従って、ステータ５の組立作業において、上側及び下側センターピース６にコア７を圧入する作業が無くなって、組立作業が簡単になるとともに、コア７を圧入するために必要であった油圧プレス機が不要になり、製造コストを低減することができる。
【００３５】
（２）本実施形態では、２個の球形軸受３２，３３は、その一側面を上側及び下側センターピース６の軸受支持部１３の軸受保持面１４に当接させるとともに、その他側面をロックワッシャ３５，３６を介して上側及び下側センターピース６内周面からステータの中心方向に向かって押圧される。又、前記ロックワッシャ３５，３６は、上側及び下側センターピース６の内周面に形成された３箇所の爪部１５によって支持されている。球形軸受３２，３３は、ロックワッシャ３５，３６によって固定されているのみであるため、ロックワッシャ３５，３６を緩めて、球形軸受３２，３３の長軸が回転軸３４の長軸と一致するように球形軸受３２，３３の傾きを調整することができる。
【００３６】
従って、軸受を圧入する前に、上側及び下側センターピース６を切削加工する必要がない。その結果、ステータ５の組立作業が簡単になり、効率化することができる。
【００３７】
（３）本実施形態では、拡幅部１６には、センターボス部１１の反コア側端面１１ｃからネジ穴１９が形成されている。センターボス部１１の反コア側端面１１ｃは、平面に形成され、その反コア側端面１１ｃの２箇所に位置決め凸部２０が形成されている。従って、マウントプレート３に下側センターピース６を容易に正確に螺設することができる。その結果、ブラシレスモータの組立作業を効率化することができる。
【００３８】
（４）本実施形態では、センターボス部１１の外側面１１ｂには、その上部を切り欠いて３個の凹部１７が等間隔に形成されている。それぞれの凹部１７には係止孔１８が周方向に形成されている。前記係止孔１８には、図１に示すように、回路基板４３から延びた出力端子４４が嵌挿される。
【００３９】
従って、出力端子４４を前記係止孔１８に嵌挿するだけで取り付けることができるため、ブラシレスモータの組立作業を効率化することができる。
（５）本実施形態では、上側及び下側センターピース６は、従来のようにコアシート３０が圧入されていないとともに、軸受３２，３３が圧入されない構造にしたので、材質を従来のように強度のあるもので実施しなくても可能となり、合成樹脂にてから形成した。従って、高価なアルミダイカスト、高強度樹脂材料を使用しなくてもよい。その結果、材料費を低減することができる。しかも、切削加工しなくても精度の高いセンターピース６を製造することができる。
【００４０】
（６）本実施形態では、上側及び下側センターピース６は、同一形状で形成した。従って、部品点数の低減を図ることができ、部品管理を容易にすることができる。
【００４１】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、コアインシュレータ部１２には１８個のティース支持板部２２が形成されたが、これは任意の数だけ形成してもよい。
【００４２】
○上記実施形態では、センターボス部１１は、軸受支持部１３の上部に３個の爪部１５が等角度間隔に形成されたが、３個に限定されることなく任意の個数だけ形成してよい。
【００４３】
○上記実施形態では、センターボス部１１には軸方向に延びた３個の拡幅部１６が等角度間隔に形成されたが、拡幅部１６を形成しなくてもよい。
○上記実施形態では、センターボス部１１の反コア側端面１１ｃには２箇所に位置決め凸部２０が形成されたが、２箇所に限定されることなく任意の箇所に任意の数だけ形成してよい。
【００４４】
○上記実施形態では、上側及び下側センターピース６を合成樹脂材料を用いて形成したが、アルミダイカスト、高強度樹脂材料等を用いて形成してもよい。
このようにした場合にも、前記実施形態に記載の特徴と同様の特徴を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、コストダウンを図ることができる。
【００４６】
また、請求項１に記載の発明によれば、部品点数の低減を図ることができ、部品管理を容易にすることができる。
請求項２に記載の発明によれば、ステータの組立作業が簡単になり、効率化することができる。しかも、軸受が圧入されないので強度のある高価な材料でセンターピースを形成する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００４７】
請求項３に記載の発明によれば、組立作業を効率化することができる。
請求項４に記載の発明によれば、ブラシレスモータの組立作業を効率化することができる。
【００４８】
請求項５に記載の発明によれば、材料費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるブラシレスモータの要部断面図。
【図２】同じくセンターピースの反コア側の全体斜図。
【図３】同じくセンターピースのコア側の全体斜図。
【図４】同じく上側及び下側センターピース及びコアの分解斜視図。
【図５】同じくセンターピースの要部平面図。
【図６】同じくセンターピースの要部断面図。
【図７】同じくブラシレスモータの要部断面図。
【符号の説明】
６…上側及び下側センターピース、７…コア、８…巻線、１１…センターボス部、１１ｂ…センターピースの外側面、１１ｃ…センターピースの反コア側端面、１２…コアインシュレータ部、１４…軸受保持面、１７…凹部、１９…ネジ穴、２０…位置決め凸部、２７…嵌合凹部、３２，３３…球形軸受、３５，３６…ロックワッシャ。

Claims

モータホルダに固定されたセンターピースと、そのセンターピースに支持されたコアと、そのコアに巻装した巻線とを備えたステータがそのセンターピースに配設した軸受を介して回転軸を回転可能に支持してなるブラシレスモータにおいて、
前記センターピースは、同一形状の上下一対からなるセンターピース（６）であって、
その上側及び下側センターピース（６）は、
前記軸受（３２，３３）を収容すると共に反コア側端面（１１ｃ）にネジ穴（１９）が形成されたセンターボス部（１１）と、そのセンターボス部（１１）から外周に延出されるように一体形成され、一側に嵌合凹部（２７）が形成されたコアインシュレータ部（１２）とを備え、
前記コア（７）は、前記上側センタピース（６）の前記嵌合凹部（２７）と前記下側センターピース（６）の前記嵌合凹部（２７）との間に配設されることによりそれら上側及び下側センターピース（６）の各コアインシュレータ部（１２）にて前記巻線（８）と電気的に絶縁されており、
前記センターピース（６）は、前記モータホルダ（１）の上面に配設されたマウントプレート（３）に対して同マウントプレート（３）側から前記センターボス部（１１）の前記ネジ穴（１９）にネジが螺合されることによって前記モータホルダ（１）に固定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
前記センターボス部（１１）に形成された軸受保持面（１４）に球形軸受（３２，３３）がロックワッシャ（３５，３６）によって押圧固定されたことを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１又は請求項２に記載のブラシレスモータにおいて、
前記センターボス部（１１）の前記反コア側端面（１１ｃ）には、複数箇所に位置決め凸部（２０）が形成されており、前記下側センタピース（６）は、該位置決め凸部（２０）により位置決めされた状態で前記ネジ穴（１９）を通じて前記モータホルダ（１）に固定されていることを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記センターボス部（１１）の外側面（１１ｂ）には、その上部を切り欠いて３個の凹部（１７）が等間隔に形成され、前記凹部（１７）にはそれぞれ係止孔（１８）が形成されたことを特徴とするブラシレスモータ。
請求項１〜４のいずれか一項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記センターピース（６）は、合成樹脂から形成されたことを特徴とするブラシレスモータ。