JP5232573B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明はモータに関するものであり、特にブラシレスモータのコイルの両端部を接続する板状端子の配置に関するものである。

円環状のステータと、ステータの内側に配置されたロータとを備えたモータが知られている。ステータは、円環状のコア本体と、コア本体から半径方向内側に向かって立設された複数の突極と、突極に巻装されたコイルとを備えている。突極にコイルを巻装しやすくするため、ステータを周方向に分割したモータが提案されている。このモータでは、分割ステータにコイルを巻装してからステータを組み立てることができるので、コイルの占積率を高めることができる。

ステータは、コイルの両端部が接続された一対の板状端子を備えている。なお特許文献１には、巻線が半田付けされるピンをステータに設ける構成が提案されている。
図５は、従来の板状端子の配置図であり、図１（ａ）のＢ部に相当する部分の拡大図である。図５に示すように、分割ステータ３１は、突極３５の周囲にインシュレータ４０を配置し、インシュレータ４０の周囲にコイル６０を巻装して形成されている。このインシュレータ４０に、一対の板状端子５０（５０ａ，５０ｂ）が立設されている。板状端子５０は、モータを小型化および低コスト化するため、鋼板を打ち抜き加工して形成されている。一対の板状端子５０ａ，５０ｂは、周方向において突極３５の両側に配置されている。ステータの半径方向内側のスペースに限りがあることから、一対の板状端子５０ａ，５０ｂは半径方向においてコア本体３４と重なるように配置されている。
実開平６−５７０６２号公報

上述した従来技術では、ステータの中心軸Ｏおよび突極の中心軸Ｔを含む平面Ｓと、板状端子５０の法線Ｌとが平行になるように、板状端子５０が配置されている。この場合、隣接する分割ステータ３１ａ，３１ｂにそれぞれ立設された板状端子５０ｂ，５０ａ間の距離ｄ１が短くなり、板状端子間の絶縁距離の確保が困難になるという問題がある。例えば、分割ステータ３１ａの板状端子５０ｂに多量の半田が付着すると、分割ステータ３１ｂの板状端子５０ａとの短絡が発生するおそれがある。

ところで、モータの軸方向両端部に配置されるブラケットは、セットボルト１８によって固定される。セットボルト１８は、周方向において分割ステータ３１ｂと係合するように配置されている。近時では、モータの外径を小型化するため、分割ステータ３１ｂのコア本体３４が半径方向に薄肉化されている。そのため、半径方向においてコア本体３４と重なるように配置された板状端子５０ｂと、セットボルト１８との距離ｄ２が短くなり、板状端子とセットボルトとの絶縁距離の確保が困難になるという問題がある。
そこで本発明は、絶縁距離の確保が可能なモータの提供を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のモータは、円環状のステータと、前記ステータの内側に配置されたロータとを備え、前記ステータは、円環状のコア本体と、前記コア本体から半径方向内側に向かって立設された複数の突極と、前記突極に巻装されたコイルと、前記コイルの両端部が接続された一対の板状端子とを備え、前記一対の板状端子が、周方向において前記突極の両側に配置され、半径方向において前記コア本体と重なるように配置されてなるモータであって、前記モータの中心軸および前記突極の中心軸を含む平面と、前記板状端子の法線とが交差するように、前記板状端子が配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、平面と法線とが平行になっている従来技術と比べて、隣接する板状端子間の距離が長くなる。これにより、隣接する板状端子間の絶縁距離を確保することができる。

また、ブラケットを固定するセットボルトを備え、前記セットボルトが、前記板状端子より半径方向外側に配置されるとともに、前記平面と前記法線との交点が前記板状端子より半径方向外側に位置するように、前記板状端子が配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、平面と法線とが平行になっている従来技術と比べて、板状端子とセットボルトとの距離が長くなる。これにより、板状端子とセットボルトとの絶縁距離を確保することができる

本発明によれば、隣接する板状端子間および板状端子とセットボルトとの絶縁距離を確保することが可能になり、板状端子の短絡を防止することができる。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
（モータ）
図１は、モータの説明図である。なお図１（ａ）は図１（ｂ）のＣ−Ｃ線における背面断面図であるが、図１（ａ）ではロータの記載を省略している。また図１（ｂ）の下半部は側面図であり、図１（ｂ）の上半部は図１（ａ）のＯ−Ａ線における断面図である。図１（ａ）に示すように、モータ１０は、円環状のステータ３０を備えている。ステータ３０は、複数の分割ステータ３１を円環状に組み合わせ、ステータケース１６の内側に配置して構成されている。なお分割ステータ３１の詳細構造については後述する。

図１（ｂ）に示すように、ステータケース１６の軸方向両端部には、フロントブラケット１２およびリアブラケット１４が配置されている。ステータケース１６および各ブラケット１２，１４は、図１（ａ）に示す複数のセットボルト１８によって固定されている。セットボルト１８は、ステータケース１６およびステータ３０の両方に対して、周方向に係合するように配置されている。このセットボルト１８により、ステータケース１６とステータ３０との周方向における相対位置が固定されている。

図１（ｂ）に戻り、ステータ３０の内周にロータ２０が配置されている。ロータ２０は、各ブラケット１２，１４に固定されたベアリング１２ａ，１４ａによって、回転自在に支持されている。
モータ１０のリア側には、ロータ２０に固定されたセンサマグネット２２と、リアブラケット１４に固定されたエンコーダ２４とが、対向するように配置されている。このエンコーダ２４によりセンサマグネット２２の磁界を検知することで、ロータ２０の回転位置を把握しうるようになっている。

（分割ステータ）
図２は、分割ステータにコイルを巻装する前の、分割ステータコアおよびインシュレータの説明図である。なお図２（ａ）は背面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ線における側面断面図である。図２（ａ）に示すように、分割ステータコア３２は、電磁鋼板の積層体などで構成されている。分割ステータコア３２は、略円弧状に形成されたコア本体３４と、コア本体３４の周方向中央部から半径方向内側に向かって伸びる突極３５とを備えている。なおコア本体３４を挟んで突極３５の反対側には、セットボルトに係合する凹部３８が形成されている。

分割ステータコア３２の周囲に、インシュレータ４０が配置されている。インシュレータ４０は、樹脂等の電気絶縁性材料によって構成されている。インシュレータ４０は、分割ステータコア３２の突極３５の周囲に配置された胴部４５を備えている。この胴部４５の周囲にコイルが巻装されるため、胴部４５の両端には外側フランジ部４４および内側フランジ部４６が一体成型されている。外側フランジ部４４は、コア本体３４の正面および背面にかけて延設されている。そして、コア本体３４の背面に延設された外側フランジ部４４から、一対の板状端子５０（５０ａ，５０ｂ）が立設されている。一対の板状端子５０ａ，５０ｂは、周方向において突極３５の両側に配置され、半径方向においてコア本体３４と重なるように配置されている。そして図４に示すように、胴部４５の周囲に巻装されたコイル６０の両端部が、一対の板状端子５０ａ，５０ｂに接続されている。

（板状端子）
図３（ａ）は板状端子の背面図であり、図３（ｂ）は側面図である。板状端子５０は、モータを小型化および低コスト化するため、銅板等を打ち抜き加工することにより、図３（ａ）に示すように薄板状に形成されている。図３（ｂ）に示すように、板状端子５０の中央部には、コイルの端部をからげて半田付けする本体部５１が形成されている。本体部５１の中央には、コイルの端部が挿入される貫通穴５２が形成されている。また板状端子５０の一方端部には、くびれ部５３が形成されている。このくびれ部５３をインシュレータ４０に埋め込むことにより、インシュレータ４０から板状端子５０が抜け落ちるのを防止することができる。また板状端子５０の他方端部には、ピン５４が立設されている。このピン５４を、図１（ｂ）に示す結線基板７０に接続することにより、複数のコイル６０を結線することができる。これにより、複数のコイル６０に通電することが可能になり、ステータ３０に回転磁界を発生させることができる。

図５は従来のモータにおける板状端子の配置図であり、図１（ａ）のＢ部に相当する部分の拡大図である。図５に示すように、一対の板状端子５０ａ，５０ｂは、モータの中心軸Ｏおよび突極３５の中心軸Ｔを含む平面Ｓに対して、面対称となるように配置されている。背面視における一対の板状端子５０ａ，５０ｂの中心点ｍを結ぶ線分Ｍは、平面Ｓに直交している。そして板状端子５０の表面は、線分Ｍと平行に配置されている。すなわち、板状端子５０の法線Ｌが平面Ｓと平行になるように、板状端子５０が配置されている。

上述した従来技術では、隣接する分割ステータ３１ａ，３１ｂにそれぞれ立設された板状端子５０ｂ，５０ａ間の距離ｄ１が短くなり、板状端子間の絶縁距離の確保が困難になるという問題がある。例えば、分割ステータ３１ａの板状端子５０ｂに多量の半田が付着すると、分割ステータ３１ｂの板状端子５０ａとの短絡が発生するおそれがある。
また近時では、モータの外径を小型化するため、分割ステータ３１ｂのコア本体３４が半径方向に薄肉化されている。そのため、半径方向においてコア本体３４と重なるように配置された板状端子５０ｂと、セットボルト１８との間の距離ｄ２が短くなり、板状端子とセットボルトとの絶縁距離の確保が困難になるという問題がある。

図４は本実施形態のモータにおける板状端子の配置図であり、図１（ａ）のＢ部の拡大図である。図４に示すように、本実施形態では、板状端子５０の法線Ｌと平面Ｓとが交差するように、各板状端子５０が配置されている。すなわち、板状端子５０が中心点ｍのまわりに回動され、板状端子５０の表面が線分Ｍと交差するように配置されている。本実施形態では、その交差角度が３０°に設定されている。なお、インシュレータの成型モールドにおける板状端子５０の保持部分を回動可能とすることにより、モールド費用を増加させることなく、板状端子５０の角度を任意に設定することができる。

本実施形態によれば、板状端子５０を中心点ｍのまわりに回動することで、隣接する分割ステータ３１ａ，３１ｂの板状端子５０ｂ，５０ａの端部５６，５６が、相互に離間する方向に移動する。これにより、板状端子５０ｂ，５０ａ間の距離Ｄ１が、従来技術の場合（ｄ１）よりも長くなる。なお、板状端子５０の表面と線分Ｍとの交差角度が約９０°になり、隣接する板状端子５０ｂ，５０ａの表面が平行になるまでは、交差角度を大きくするほど距離Ｄ１は長くなる。この理は、図４と逆方向に板状端子を回動した場合でも同様である。これにより、板状端子間の絶縁距離を確保することができる。例えば、分割ステータ３１ａの板状端子５０ｂに相当量の半田が付着した場合でも、分割ステータ３１ｂの板状端子５０ａとの短絡を防止することができる。

また本実施形態では、セットボルト１８が、板状端子５０ａ，５０ｂおよびそれらの中心点ｍを結ぶ線分Ｍより、半径方向外側に配置されている。また、板状端子５０の法線Ｌと平面Ｓとの交点Ｐが、板状端子５０ａ，５０ｂおよび線分Ｍより半径方向外側に位置するように、板状端子５０ａ，５０ｂが配置されている。
本実施形態によれば、交点Ｐが外側となる方向に板状端子５０を回動することで、分割ステータ３１ｂの板状端子５０ｂの端部５７が、セットボルト１８から離間する方向に移動する。その結果、板状端子５０ｂとセットボルト１８との間の距離Ｄ２が、従来技術の場合（ｄ２）よりも長くなる。なお、セットボルト１８の中心点１８ｎと板状端子５０ｂの中心点ｍとを結ぶ線分Ｎに対して、板状端子５０ｂの表面が直交するまでは、板状端子５０ｂの回動角度を大きくするほど距離Ｄ２が大きくなる。これにより、板状端子５０とセットボルト１８との絶縁距離を確保することができる。

以上に詳述したように、図４に示す本実施形態では、モータの中心軸Ｏおよび突極３５の中心軸Ｔを含む平面Ｓと、板状端子５０の法線Ｌとが交差するように、板状端子５０が配置されている構成とした。
この構成によれば、平面Ｓと法線Ｌとが平行になっている従来技術と比べて、隣接する板状端子５０ｂ，５０ａ間の距離Ｄ１が長くなる。これにより、板状端子間の絶縁距離を確保することが可能になり、板状端子の短絡を防止することができる。

また本実施形態では、セットボルト１８が、板状端子５０ｂより半径方向外側に配置されるとともに、平面Ｓと法線Ｌとの交点Ｐが板状端子５０より半径方向外側に位置するように、板状端子５０ｂが配置されている構成とした。
この構成によれば、平面Ｓと法線Ｌとが平行になっている従来技術と比べて、セットボルト１８と板状端子５０との距離Ｄ２が長くなる。これにより、板状端子とセットボルトとの絶縁距離を確保することが可能になり、板状端子の短絡を防止することができる。

なお本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上記実施形態では分割ステータの場合を例にして説明したが、分割されていない円環状ステータに本発明を適用することも可能である。

モータの説明図である。 分割ステータコアおよびインシュレータの説明図である。 （ａ）は板状端子の背面図であり、（ｂ）は側面図である。 本発明の板状端子の配置図である。 従来の板状端子の配置図である。

符号の説明

Ｄ１，Ｄ２…距離 Ｌ…板状端子の法線 Ｏ…モータの中心軸 Ｐ…交点 Ｓ…平面 Ｔ…突極の中心軸 １０…モータ １８…セットボルト ２０…ロータ ３０…ステータ ３４…コア本体 ３５…突極 ５０，５０ａ，５０ｂ…板状端子 ６０…コイル

Claims (2)

1. 円環状のステータと、前記ステータの内側に配置されたロータとを備え、
   前記ステータは、円環状のコア本体と、前記コア本体から半径方向内側に向かって立設された複数の突極と、前記突極に巻装されたコイルと、前記コイルの両端部が接続された一対の板状端子とを備え、
   前記一対の板状端子が、周方向において前記突極の両側に配置され、半径方向において前記コア本体と重なるように配置されてなるモータであって、
   前記モータの中心軸および前記突極の中心軸を含む平面と、前記板状端子の法線とが交差するように、前記板状端子が配置されていることを特徴とするモータ。
2. ブラケットを固定するセットボルトを備え、
   前記セットボルトが、前記板状端子より半径方向外側に配置されるとともに、
   前記平面と前記法線との交点が前記板状端子より半径方向外側に位置するように、前記板状端子が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。

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