JP5410715B2 - Electric motor - Google Patents
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Description
この発明は、電動モータに関し、特にブラシレスモータのステータ構造に関するものである。 The present invention relates to an electric motor, and more particularly to a stator structure of a brushless motor.
一般に、ブラシレスモータは、巻線が巻装されるステータと、ステータに対して回転自在に設けられ永久磁石を有するロータとを備えている。ステータは、筒状のステータコアと、ステータコアから径方向に突設された複数のティースとを有している。各ティース間には蟻溝状のスロットが形成され、このスロットを介してティースに巻線が巻装される。そして、巻線に電流が供給されることによって発生する磁界と永久磁石との間に生じる吸引力や反発力によってロータが回転する。 In general, a brushless motor includes a stator around which windings are wound, and a rotor that is provided rotatably with respect to the stator and has a permanent magnet. The stator has a cylindrical stator core and a plurality of teeth projecting radially from the stator core. Between each tooth, a dovetail slot is formed, and a winding is wound around the tooth through this slot. Then, the rotor is rotated by an attractive force or a repulsive force generated between the magnetic field generated by supplying current to the winding and the permanent magnet.
ところで、近年、さらなるブラシレスモータの小型、高性能化の要望に伴い、ティースを巻線が巻装される主極と、巻線が巻装されない補極とで構成し、これら主極と補極とを周方向に交互に配設した技術が提案されている。この種のブラシレスモータは、主極のみに巻線が巻装されているので、巻線によって形成される磁束の磁路を補極に分散することができる。このため、ステータコアの磁束飽和が生じ難くなり、ステータコアを薄肉化でき、この結果ブラシレスモータの小型化が可能になる。 By the way, in recent years, with the demand for further reduction in size and performance of brushless motors, the teeth are composed of main poles around which windings are wound and complementary poles around which no windings are wound. A technique has been proposed in which these are alternately arranged in the circumferential direction. In this type of brushless motor, since the winding is wound only on the main pole, the magnetic path of the magnetic flux formed by the winding can be distributed to the auxiliary pole. For this reason, the magnetic flux saturation of the stator core is difficult to occur, and the stator core can be thinned. As a result, the brushless motor can be miniaturized.
また、主極のみに巻線を巻装すればよいので、巻装工数が低減でき、製造コストの低減化を図ることができる。さらに、隣接する巻線の間に補極が介在することになるので、各ティースに巻装された巻線が隣接するティースに巻装された巻線に直接接するおそれがなく、各巻線の絶縁性を向上させることができる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、巻線に電流を流すことによって生じる熱が主極に伝達されるものの、補極には伝達され難い。このため、全てのティースに巻線が巻装されているブラシレスモータと比較して補極が構成されている分、熱伝達経路が減少し、放熱性が低下してしまうという課題がある。 However, in the above-described prior art, although heat generated by passing a current through the winding is transmitted to the main electrode, it is difficult to transmit to the auxiliary electrode. For this reason, compared to a brushless motor in which windings are wound around all teeth, the amount of heat transfer path is reduced and the heat dissipation performance is reduced due to the configuration of the complementary electrode.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ティースを巻線が巻装される主極と巻線が巻装されない補極とで構成した場合であっても十分に熱伝達経路を確保することができ、効率的に巻線の熱を放熱することで高トルク化、小型化を図ることが可能な電動モータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even if the teeth are constituted by a main pole around which a winding is wound and an auxiliary pole where no winding is wound, It is an object of the present invention to provide an electric motor capable of securing a heat transfer path and capable of achieving high torque and downsizing by efficiently radiating heat of windings.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、筒状のステータコアと、前記ステータコアから径方向に沿って突設された複数のティースとを備え、前記ティースは、周方向に等間隔で配置され巻線が巻装される軸方向平面視T字状の主極と、前記主極間に配置され前記巻線が巻装されない軸方向平面視T字状の補極とで構成され、前記補極の根元部は、前記補極の先端側から前記ステータコアの内周面に至るまで徐々に拡大されて扇状に形成されており、隣接する前記補極間に矩形状のスロットを形成し、前記巻線と前記補極との空隙に、これら巻線と補極とに接する熱伝達部材を介装したことを特徴とする。
このように構成することで、巻線から生じる熱を主極の他に熱伝達部材を介して補極にも伝達させることができる。
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes a cylindrical stator core and a plurality of teeth protruding from the stator core along a radial direction, and the teeth are arranged in a circumferential direction. A T-shaped main pole in an axial plan view arranged at equal intervals and wound with a winding, and a T-shaped auxiliary pole in a plan view in axial direction arranged between the main poles and not wound with the winding. And a base portion of the complementary pole is formed in a fan shape by being gradually enlarged from the tip end side of the complementary pole to the inner peripheral surface of the stator core, and a rectangular slot between the adjacent complementary poles. forming a, the gap between the said winding interpole, characterized in that interposed heat transfer member in contact with the these windings and interpole.
By comprising in this way, the heat which arises from a coil | winding can be transmitted also to an auxiliary pole through a heat transfer member other than a main pole.
請求項2に記載した発明は、前記熱伝達部材は、熱伝導性を有する樹脂から成ることを特徴とする。
このように構成することで、巻線と補極との間の空隙を樹脂で充填させれば熱伝達経路を確保することができる。
また、巻線と補極との間の空隙を樹脂で埋めることによって、この樹脂を巻線や補極に容易に密着させることができる。
The invention described in
With this configuration, a heat transfer path can be ensured by filling the gap between the winding and the auxiliary pole with resin.
Further, by filling the gap between the winding and the auxiliary electrode with resin, the resin can be easily adhered to the winding and the auxiliary electrode.
請求項3に記載した発明は、前記樹脂は、0.1W/mK以上の熱伝達率を有することを特徴とする。
このように構成することで、巻線の熱をより確実に補極に伝達させることができる。
The invention described in
By comprising in this way, the heat | fever of a coil | winding can be more reliably transmitted to an auxiliary pole.
請求項4に記載した発明は、前記樹脂は、0.3W/mK以上の熱伝達率を有することを特徴とする。
このように構成することで、さらに確実に巻線の熱を補極に伝達させることができる。
The invention described in
With such a configuration, the heat of the winding can be more reliably transmitted to the auxiliary pole.
請求項5に記載した発明は、前記主極に前記巻線が巻装された状態のステータコアに、前記空隙を埋めるように前記熱伝達部材を一体成形したことを特徴とする。
The invention described in
請求項6に記載した発明は、前記主極を前記ステータコアに対して分割可能に構成し、前記ステータコアから分離した状態の前記主極に、予め前記巻線を巻装すると共に、この巻線の周囲を被覆するように前記熱伝達部材を一体成形したことを特徴とする。
このように構成することで、熱伝達部材を樹脂成形するにあたって、金型形状の複雑化を抑制でき、簡易的な構造で金型を製作することができる。
さらに、予め主極に熱伝達部材を成型した後、この主極をステータコアに取り付けることで、不要な樹脂を抑えることが可能になる。
According to a sixth aspect of the present invention, the main pole is configured to be separable from the stator core, and the winding is wound around the main pole in a state separated from the stator core. The heat transfer member is integrally formed so as to cover the periphery.
By comprising in this way, when resin-molding a heat transfer member, complexity of a metal mold | die shape can be suppressed and a metal mold | die can be manufactured with a simple structure.
Furthermore, after molding the heat transfer member on the main pole in advance, it is possible to suppress unnecessary resin by attaching the main pole to the stator core.
請求項7に記載した発明は、前記巻線と前記補極との空隙に前記樹脂を流し込むことにより、前記熱伝達部材を形成したことを特徴とする。
このように構成することで、熱伝達部材を樹脂成形するにあたって、金型などを必要とせず、製造コストの低減化を図ることができる。
The invention described in claim 7 is characterized in that the heat transfer member is formed by pouring the resin into a gap between the winding and the complementary electrode.
By comprising in this way, when carrying out resin molding of the heat transfer member, a metal mold | die etc. are not required but reduction of manufacturing cost can be aimed at.
請求項8に記載した発明は、前記熱伝達部材は、熱伝導性を有する放熱シートから成ることを特徴とする。
このように構成することで、熱伝達部材を巻線と補極との間の空隙に介挿するにあたって、何ら装置を必要とせず、製造コストを低減することが可能になる。
The invention described in
By comprising in this way, when inserting a heat-transfer member in the space | gap between a coil | winding and an auxiliary pole, it becomes possible to reduce a manufacturing cost without requiring any apparatus.
請求項1に記載した発明によれば、巻線から生じる熱を主極の他に熱伝達部材を介して補極にも伝達させることができる。このため、ティースを主極と補極とで構成した場合であっても十分に熱伝達経路を確保することができ、効率的に巻線の熱を放熱することが可能になる。よって、電動モータを高トルク化できると共に、熱引きの向上に伴う電動モータの小型化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the heat generated from the winding can be transmitted to the auxiliary electrode via the heat transfer member in addition to the main electrode. For this reason, even if it is a case where a tooth | gear is comprised with a main pole and an auxiliary pole, a heat transfer path | route can fully be ensured and it becomes possible to thermally radiate the heat | fever of a coil | winding efficiently. Therefore, it is possible to increase the torque of the electric motor and to reduce the size of the electric motor accompanying the improvement of heat absorption.
請求項2、および請求項5に記載した発明によれば、巻線と補極との間の空隙を樹脂で充填させれば熱伝達経路を確保することができるので、モータの組立て作業性を向上させることができる。
また、巻線と補極との間の空隙を樹脂で埋めることによって、この樹脂を巻線や補極に容易に密着させることができる。このため、確実に巻線の熱を補極に伝達させることができる。
According to the invention described in
Further, by filling the gap between the winding and the auxiliary electrode with resin, the resin can be easily adhered to the winding and the auxiliary electrode. For this reason, the heat of a coil | winding can be reliably transmitted to an auxiliary pole.
請求項3に記載した発明によれば、巻線の熱をより確実に補極に伝達させることができる。
According to the invention described in
請求項4に記載した発明によれば、さらに確実に巻線の熱を補極に伝達させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the heat of the winding can be more reliably transmitted to the auxiliary pole.
請求項6に記載した発明によれば、熱伝達部材を樹脂成形するにあたって、金型形状の複雑化を抑制でき、簡易的な構造で金型を製作することができる。このため、金型の製作コストを低減できる。
さらに、予め主極に熱伝達部材を成型した後、この主極をステータコアに取り付けることで、不要な樹脂を抑えることが可能になる。このため、さらに製造コストを低減できる。
According to the invention described in
Furthermore, after molding the heat transfer member on the main pole in advance, it is possible to suppress unnecessary resin by attaching the main pole to the stator core. For this reason, the manufacturing cost can be further reduced.
請求項7に記載した発明によれば、熱伝達部材を樹脂成形するにあたって、金型などを必要とせず、製造コストの低減化を図ることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, when the heat transfer member is resin-molded, a mold or the like is not required, and the manufacturing cost can be reduced.
請求項8に記載した発明によれば、熱伝達部材を巻線と補極との間の空隙に介挿するにあたって、何ら装置を必要とせず、製造コストを低減することが可能になる。 According to the eighth aspect of the present invention, when the heat transfer member is inserted into the gap between the winding and the auxiliary pole, no device is required, and the manufacturing cost can be reduced.
次に、この発明の第一実施形態を図1〜図5面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、図1の下側を前側、図1の上側を後側とする。
図1に示すように、ブラシレスモータ1は、インナーロータ型のブラシレスモータであって、筒状のモータハウジング2に内嵌されたステータ3と、ステータ3に対して回転自在に設けられたロータ4とを有し、モータハウジング2の軸方向両端に形成されている開口部をフロントブラケット5とリヤブラケット6とで閉塞している。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the lower side of FIG. 1 is the front side, and the upper side of FIG. 1 is the rear side.
As shown in FIG. 1, the brushless motor 1 is an inner rotor type brushless motor, and includes a
ロータ4は、その両端に段差により縮径された縮径部7,8を有する回転軸9に略円筒状のマグネット10が外嵌固定されている。このマグネット10は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁してある。
回転軸9の後側端には、回転軸9の回転角度を検出するためのロータリエンコーダ13を構成するロータリ11が設けられている。このロータリ11は、回転軸9と共回りするようになっている。
In the
A
フロントブラケット5は、熱伝導性の高い、例えば、アルミ等によって略円板状に形成されたものであって、中央に厚肉に形成されたブラケット本体14を有し、このブラケット本体14の外周にブラケット本体14よりも薄肉に形成された外フランジ部15が一体成形されている。
ブラケット本体14には、径方向中央に軸受けハウジング16が設けられ、ここに軸受け17が挿入固定されている。軸受け17は、回転軸9の前側を回転自在に支持している。回転軸9の前側端は、この軸受け17から軸方向前方に突出した状態になっている。
The
The
ブラケット本体14の軸受けハウジング16よりも外周側には、内面側にステータ3を受け入れるための凹部18が形成されている。凹部18の外周側には、段差部19が形成されており、ここにモータハウジング2の前側端が内嵌固定されている。モータハウジング2の前側端には、フロントブラケット5の段差部19に対応するように内フランジ部20が形成されている。
A
また、ブラケット本体14には、外周側にボルト21を挿通するための挿通孔22が周方向に等間隔で複数形成されている。ボルト21は、リヤブラケット6の雌ネジ部23に螺入されることによって、モータハウジング2、フロントブラケット5、およびリヤブラケット6を締結固定している。
フロントブラケット5の外フランジ部15には、ブラシレスモータ1を外部機器(不図示)に固定するためのボルト孔24が形成されている。
In addition, a plurality of insertion holes 22 for inserting
A
一方、リヤブラケット6は有底筒状に形成されたものであって、周壁6aの内面側には、ボルト21に対応する部位に台座25が突設されている。この台座25には、ボルト21を螺入するための雌ネジ部23が刻設されている。また、周壁6aの開口縁には、段差により内径が拡径された嵌合部26が設けられている。この嵌合部26はモータハウジング2に外嵌される部位である。すなわち、モータハウジング2の後側端にはインロー部27が形成されており、このインロー部27にリヤブラケット6の嵌合部26が外嵌されるようになっている。インロー部27は、リヤブラケット6の嵌合部26に対応するように、段差により外径が縮径した状態で形成されている。
On the other hand, the
リヤブラケット6のエンド部(底部)6bの内面側には、径方向略中央に軸受けハウジング28が設けられている。軸受けハウジング28には、回転軸9の後側を回転自在に支持するための軸受け29が圧入固定されている。
回転軸9の後側端は、軸受け29から軸方向後方に突出した状態になっている。すなわち、ロータリエンコーダ13を構成するロータリ11は、リヤブラケット6のエンド部6bよりも後方に配置された状態になっている。
On the inner surface side of the end portion (bottom portion) 6 b of the
The rear end of the
リヤブラケット6のエンド部6bには、外面側にロータリエンコーダ13を構成するロータリ検出ユニット12が設けられている。
ここで、ロータリエンコーダ13は、回転軸9と共回りするロータリ11とロータリ検出ユニット12とで構成されている。ロータリエンコーダ13としては、光学式や磁気式のものが挙げられる。ロータリエンコーダ13が光学式の場合には、ロータリ11にスリットやパターンが形成されたロータリスケールなどが設けられる一方、ロータリ検出ユニット12には、ロータリスケールのスリットやパターンを検出可能な光学式のセンサモジュールなどが設けられる。
The
Here, the
また、ロータリエンコーダ13が磁気式の場合には、ロータリ11にセンサマグネットなどが設けられる一方、ロータリ検出ユニット12にセンサマグネットの磁気変化を検出可能なホールICなどが設けられる。なお、ロータリエンコーダ13として、光学式のものと磁気式のものとを併用してもよい。また、回転軸9の回転角度を検出する手段として、ロータリエンコーダ13に代わって、例えば、レゾルバなどを用いてもよい。
When the
ロータリ検出ユニット12の周囲には、これを取り囲むように有底筒状に形成されたセンサカバー30が設けられている。センサカバー30は、リヤブラケット6にボルト31によって締結固定されている。なお、リヤブラケット6には、ボルト31に対応する部位に雌ネジ部32が刻設されている一方、センサカバー30には、雌ネジ部32に対応する部位にボルト孔33が設けられている。
Around the
リヤブラケット6の内面側には、軸受けハウジング28の周囲に平面視円環状の配電板34が配設されている。配電板34は、後述するステータ3の巻線36に外部電源(不図示)からの電力を供給するためのものであって、表面にU相、V相、W相に対応した配線パターン(不図示)が設けられている。また、配電板34は、不図示の外部電源にハーネス37を介して接続されていると共に、各相に対応する巻線36の端末部36a(図2参照)が各々対応する配線パターンに接続されている。なお、ハーネス37は、リヤブラケット6の外部からグロメット(不図示)を介してリヤブラケット6の内部へと配索されている。
On the inner surface side of the
図1〜図3に示すように、ステータ3は、磁性材料の板材を軸方向に積層したり(積層コア)、軟磁性粉を加圧成形したり(圧粉コア)して成るものであって、略円筒状のステータコア38を有している。このステータコア38がモータハウジング2の周壁に内嵌固定されている。
ステータコア38の内周面には、径方向に沿ってティース39が12個突設されている。ティース39は、周方向に等間隔で配置され巻線36が巻装される6つの主極41と、各主極41間に配置され巻線36が巻装されない6つの補極42とで構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
Twelve
補極42は、平面視略T字状に形成されたものであって、ステータコア38の内周面に6つ一体成形されている。補極42の根元部52は、補極42の先端側からステータコア38の内周面(基端側)に至るまで徐々に拡大されて扇状に形成されており、隣接する補極42間には、略矩形のスロット43が形成されている。ステータコア38の外周面には、補極42の根元部52に対応する部位に逃げ溝44が形成されている。この逃げ溝44は、モータハウジング2、フロントブラケット5、およびリヤブラケット6を締結固定するボルト21との干渉を避けるためのものであって、軸方向に沿って径方向外側に向けて開口形成されている。すなわち、ボルト21は、ブラシレスモータ1の補極42に対応する部位を軸方向に貫通するように設けられている。
The
また、ステータコア38の内周面には、補極42と補極42の間の中間に蟻溝45が6つ形成されている。
これら蟻溝45には、それぞれ主極41が取り付けられている。すなわち、主極41と補極42は、周方向に交互に配置された状態になっている。主極41は、平面視略T字状に形成されたものであって、この基端側に蟻溝45に対応する平面視台形状の凸部46が設けられている。すなわち、主極41は、この凸部46とステータコア38に形成された蟻溝45とによって、ステータコア38に対して軸方向に着脱可能となっている。
Further, six
A
主極41の表面には、絶縁材であるインシュレータ47が装着されており、このインシュレータ47を介して巻線36が巻装されている。巻線36は、主極41のみに巻装されているが、隣り合う巻線36に補極42が存在することによって、巻線36に電流が供給されると主極41と共に、補極42にも磁束の流れが形成されることになる(図4における破線部参照)。すなわち、ステータ3は、6つの主極41のみに巻線36が巻装されていながら、12ティース(12スロット)の機能を有するステータ3になっている。
An
ここで、主極41には、巻線36の周囲を被覆する樹脂モールド部50が設けられている。樹脂モールド部50は巻線36の周囲を被覆しているので、結果的に巻線36と補極42との間の空隙が樹脂により充填された形になる。したがって、樹脂モールド部50は、巻線36に密着していると共に、補極42にも密着した状態になっている。
Here, the
樹脂モールド部50の後側端(リヤブラケット6側端、図2における上側)には、径方向内側に張り出す膨出部48が一体成形されている。膨出部48は、軸方向平面視矩形状に形成されており、軸方向平面視で主極41の先端よりも径方向内側に張り出している。
また、樹脂モールド部50の後側端には、外周側の中央に突起部49が立設されている。この突起部49は、ステータ3の後側に配置される配電板34(図1参照)の位置決めを行うためのものである。すなわち、配電板34には、突起部49に対応する部位に、この突起部49と嵌合可能な切り欠き部(不図示)が形成されている。したがって、樹脂モールド部50の後側端と配電板34の前側面とは当接した状態で組み付けられる。
A bulging
In addition, a
一方、樹脂モールド部50に形成された膨出部48には、径方向内側に巻線36の端末部36a,36aが突設されており、それぞれ端末部36aが配電板34に接続されている。これにより外部電源からの電力をハーネス37、および配電板34を介して巻線36へ供給することが可能になる。なお、巻線36と配電板34との接続方法は、各巻線36の端末部36aを直接配電板34に接続する方法の他に、例えば、樹脂モールド部50の膨出部48にピンヘッダを立設し、巻線36の端末部36aと配電板34とをピンヘッダを介して接続するようにしてもよい。
On the other hand, the bulging
次に、樹脂モールド部50の成形方法について説明する。
まず、インシュレータ47の上から巻線36を所定の回数だけ予め巻回する。そして、ステータコア38から分離した状態のティース39の主極41に、予め巻線36が巻回されたインシュレータ47を装着する。このとき、巻線36の端末部である巻き始め端と巻き終わり端とをステータ3の後側に対応する方向に一緒に突出させる。
次に、巻線36が巻装された主極41の凸部46をステータコア38の蟻溝45に軸方向に沿って移動させながら互いを嵌合させる。これによって、主極41のステータコア38への装着作業が完了する。
Next, a method for forming the
First, the winding 36 is wound in advance a predetermined number of times from above the
Next, the
続いて、ステータコア38を所定の金型にセットして型締めを行う。そして、金型に樹脂を流し込み、樹脂モールド部50を成形する。このとき、樹脂の成形圧は、巻線36と補極42との間の空隙に十分行き渡らせることが可能な成形圧に設定する。このようにすることで、巻線36と補極42との間の空隙を樹脂モールド部50によって確実に埋めることが可能になるとと共に、樹脂モールド部50を巻線36と補極42とに確実に密着させることが可能になる。
Subsequently, the
次に、図4に基づいて、巻線36で発生する熱の伝達経路について説明する。
同図に示すように、巻線36に外部電源からの電力が供給されると、電流が流れる。そして、巻線36の巻線抵抗によって巻線36が発熱する。
巻線36の熱は、第一熱伝達経路として巻線36が巻装されているティース39の主極41に伝達される(図4における矢印A参照)。
さらに、巻線36の熱は、第二熱伝達経路として、巻線36と補極42とに密接している樹脂モールド部50を介して補極42に伝達される(図4における矢印B参照)。すなわち、樹脂モールド部50は、巻線36の絶縁を確保したり、巻線36の損傷を防止したりする役割の他に、熱伝達部材としての役割を有している。
Next, a heat transfer path generated in the winding 36 will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, when electric power from an external power source is supplied to the winding 36, a current flows. The winding 36 generates heat due to the winding resistance of the winding 36.
The heat of the winding 36 is transmitted to the
Furthermore, the heat of the winding 36 is transferred to the
第一熱伝達経路としての主極41、および第二熱伝達経路としての補極42に伝達された巻線36の熱は、ステータコア38に伝達される。さらに、ステータコア38に伝達された熱はモータハウジング2に伝達され、この後フロントブラケット5へと伝達されていく。そして、フロントブラケット5から外部機器(不図示)へと伝達されていく。このため、巻線36の放熱面積を大きく設定することができる。
The heat of the winding 36 transmitted to the
ここで、熱伝達部材として機能する樹脂モールド部50の樹脂材としては、0.1W/mK以上の熱伝達率を有する樹脂材を使用することが望ましい。すなわち、例えば、従来のように巻線36と補極42との間に空隙が形成されたままの状態であると、巻線36の熱を補極に伝達させるためには、空気を介さなければならない。空気は一般的に熱伝達率が0.03W/mK程度であることを考慮すると、樹脂材として0.1W/mK以上の熱伝達率を有するものを使用することで、巻線36の熱を十分補極42に伝達させることが可能になる。
Here, as a resin material of the
さらに、樹脂モールド部50の樹脂材として、0.3W/mK以上の熱伝達率を有する樹脂材を使用すると、より確実に補極42に熱を伝達することができ、この結果、放熱効果が向上する。
図5は、縦軸を巻線温度(℃)とし、横軸を樹脂モールド部50の熱伝達率(W/mK)とした場合の巻線温度の変化を示すグラフである。
同図に示すように、樹脂モールド部50の熱伝達率を高くしていくと、その分補極42に熱が伝達され、放熱効果が向上する。このため、巻線36の温度が低減される。
しかしながら、熱伝達率が約2W/mKになると、巻線36の温度低減の変化が小さくなり、さらには熱伝達率が約5W/mKよりも大きくなると巻線36の温度が殆ど低減しなくなることが確認できる。
樹脂材は、熱伝達率が高くなればなるほど、コストが嵩むので、図5に示すグラフの結果を考慮すると、0.8W/mK程度の熱伝達率を有する樹脂材を用いて樹脂モールド部50を形成することが望ましい。
Furthermore, when a resin material having a heat transfer coefficient of 0.3 W / mK or more is used as the resin material of the
FIG. 5 is a graph showing changes in winding temperature when the vertical axis is the winding temperature (° C.) and the horizontal axis is the heat transfer coefficient (W / mK) of the
As shown in the figure, when the heat transfer coefficient of the
However, when the heat transfer coefficient is about 2 W / mK, the change in temperature reduction of the winding 36 is small, and when the heat transfer coefficient is greater than about 5 W / mK, the temperature of the winding 36 is hardly reduced. Can be confirmed.
The higher the heat transfer coefficient, the higher the cost of the resin material. Considering the result of the graph shown in FIG. 5, the
したがって、上述の第一実施形態によれば、巻線36から生じる熱を2系統の熱伝達経路で伝達させることができる。すなわち、熱伝達経路としてティース39の主極41(第一熱伝達経路)のほかに、樹脂モールド部50を介して補極42(第二熱伝達経路)にも伝達させることができる。このため、ティース39を巻線36が巻装される主極41と巻線36が巻装されない補極42とで構成した場合であっても十分に巻線36の放熱を行うことが可能になる。よって、ブラシレスモータ1を高トルク化できると共に、熱引きの向上に伴うブラシレスモータ1の小型化を図ることができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, the heat generated from the winding 36 can be transmitted through the two heat transfer paths. That is, in addition to the main electrode 41 (first heat transfer path) of the
また、巻線36と補極42との間の空隙を樹脂モールド部50で充填させることで熱伝達経路を確保することができる。すなわち、主極41を装着したステータコア38を型締めして、そこに樹脂を流し込むだけで熱伝達経路を確保することができる。このため、巻線36と補極42との間に空隙の形状に対応する熱伝達部材を別途設ける場合と比較してブラシレスモータ1の作業性を向上させることができる。
また、巻線36と補極42との間の空隙を樹脂モールド部50で埋めることによって、この樹脂モールド部50を巻線36や補極42に容易に密着させることができる。このため、確実に巻線36の熱を補極42に伝達させることができる。
Moreover, a heat transfer path can be secured by filling the gap between the winding 36 and the
Further, by filling the gap between the winding 36 and the
さらに、樹脂モールド部50を成形するにあたり、樹脂材を0.1W/mK以上の熱伝達率を有するものを使用することで、巻線36の熱を十分補極42に伝達させることが可能になる。
そして、樹脂モールド部50を成形するにあたり、0.3W/mK以上の熱伝達率を有する樹脂材を使用すると、より確実に補極42に熱を伝達することができ、この結果、放熱効果を向上させることができる。
Furthermore, when the
In forming the
なお、上述の第一実施形態では、インシュレータ47の上から巻線36を所定の回数だけ予め巻回した後、ステータコア38から分離した状態のティース39の主極41に予め巻線36が巻回されたインシュレータ47を装着し、この状態の主極41をステータコア38に取り付け、この後ステータコア38を所定の金型に型締めして樹脂モールド部50を成形する場合について説明した。
しかしながら、図6に示すように、ティース39の主極41に予め巻線36が巻回されたインシュレータ47を装着し、この状態の主極41に樹脂モールド部50を成型した後、ステータコア38に主極41を取り付けるようにしてもよい。
In the first embodiment described above, the winding 36 is previously wound around the
However, as shown in FIG. 6, an
この場合、ステータコア38に主極41を取り付ける前に樹脂モールド部50を成型するので、樹脂モールド部50を成型するために必要な金型は、ステータコア38を型締め可能な大きさにする必要がない。また、主極41単体を型締めすればよいので、金型は、巻線36の端末部である巻き始め端と巻き終わり端とを主極41の個数分、つまり、12本まとめて位置決めする必要がなく、主極41単体の巻き始め端と巻き終わり端、つまり、2本分のみ位置決めすればよい。このため、金型形状の複雑化を抑制でき、簡易的な構造で金型を製作することができると共に、金型の製作コストを低減できる。
さらに、予め主極41に樹脂モールド部50を成型した後、この主極41をステータコア38に取り付けることで、不要な樹脂が抑えられ、ステータ3の軽量化を図ることが可能になる。
In this case, since the
Furthermore, after molding the
次に、この発明の第二実施形態を図1を援用し、図7に基づいて説明する。なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する(以下の実施形態でも同様)。
この第二実施形態において、ブラシレスモータ1は、インナーロータ型のブラシレスモータであって、筒状のモータハウジング2に内嵌されたステータ3と、ステータ3に対して回転自在に設けられたロータ4とを有し、モータハウジング2の軸方向両端に形成されている開口部をフロントブラケット5とリヤブラケット6とで閉塞している点、ステータコア38のティース39は、周方向に等間隔で配置され巻線36が巻装される6つの主極41と、各主極41間に配置され巻線36が巻装されない6つの補極42とで構成されている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である(以下の実施形態でも同様)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same aspect as 1st embodiment is attached | subjected and demonstrated (it is the same also in the following embodiment).
In the second embodiment, the brushless motor 1 is an inner rotor type brushless motor, and includes a
ここで、第二実施形態では、樹脂モールド部50に代わって流動性の高い樹脂Jを用いて主極41の巻線36と補極42との間の空隙を埋めている。
具体的には、予め巻線36が巻回されたインシュレータ47を主極41に装着した後、この主極をステータコア38に取り付ける。さらに、このステータコア38をモータハウジング2の周壁に内嵌固定する。その後、塗布装置(充填用ディスペンサ)61を用いて樹脂Jを主極41の巻線36と補極42との間の空隙に流し込む。
ここで用いられる樹脂Jとしては、例えば、シリコン系放熱グリスやエポキシ系の接着剤などがある。
したがって、上述の第二実施形態によれば、前述した第一実施形態と同様の効果に加え、樹脂モールド部50を成型するための金型などを必要とせず、製造コストの低減化を図ることができる。
Here, in the second embodiment, a gap between the winding 36 of the
Specifically, an
Examples of the resin J used here include silicon-based heat dissipation grease and epoxy-based adhesive.
Therefore, according to the second embodiment described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment described above, a mold for molding the
次に、この発明の第三実施形態を図8〜図10に基づいて説明する。
この第三実施形態では、主極41の巻線36と補極42との間の空隙を放熱シート71で埋めている。
図8、図9に示すように、放熱シート71は、帯状に形成されたものであって、巻線36が巻装された主極41の周方向側面、および軸方向の端末部36aとは反対側の端面を覆うように貼付されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, the gap between the winding 36 of the
As shown in FIGS. 8 and 9, the
放熱シート71は、粘着部71aと非粘着部71bの2層構造になっており、非粘着部71bが外側を向くように設けられている。粘着部71aは弾性を有するものであって、例えば、熱伝導シリコンなどで形成されている。非粘着部71bは熱伝導性を有し、かつ滑り性を有するものであって、例えば、ガラスクロス入り熱伝導シリコンなどで形成される。また、放熱シート71の粘着部71aを内側、つまり、巻線36側に向けることにより、巻線36の表面の凹凸と放熱シート71との密着性が高まるようになっている。
The
次に、図10に基づいて、ステータコア38への主極41の取り付け手順について説明する。
まず、インシュレータ47の上から巻線36を所定の回数だけ予め巻回する。次に、巻線36の表面に放熱シート71を貼付する。このとき、放熱シート71の粘着部71aを巻線36側に向け、主極41の周方向一側面から軸方向の端末部36aとは反対側の端面を介して周方向他側面へと放熱シート71を貼付する(図8矢印参照)。そして、ステータコア38から分離した状態のティース39の主極41に、予め巻線36を巻回し、かつ放熱シート71を貼付したインシュレータ47を装着する。このとき、巻線36の端末部である巻き始め端と巻き終わり端とをステータ3の後側に対応する方向に一緒に突出させる。
Next, a procedure for attaching the
First, the winding 36 is wound in advance a predetermined number of times from above the
ここで、放熱シート71を巻線36の表面に貼付した状態にあっては、主極41の周方向の幅H1、つまり、主極41の周方向であって放熱シート71間の距離はステータコア38の隣接する補極42間の距離H2よりもやや大きく設定されている。
この状態で主極41をステータコア38に取り付ける。すると、放熱シート71が補極72によって周方向内側へと押圧され、弾性変形する。このため、放熱シート71は巻線36と補極42とに密着し、巻線36と補極42との間の空隙を隙間なく埋めることができる。
したがって、上述の第三実施形態によれば、前述の第一実施形態、第二実施形態と同様の効果に加え、金型や塗布装置61を用いることなく、巻線36と補極42との間の空隙を埋めることができるので、製造コストをさらに低減することが可能になる。
Here, when the
In this state, the
Therefore, according to the third embodiment described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment described above, the winding 36 and the
なお、本発明は上述の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、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、巻線36の熱を主極41、および樹脂モールド部50を介して補極42に伝達した後モータハウジング2に伝達し、さらにはフロントブラケット5などに熱を伝達させる場合について説明したが、樹脂モールド部50を形成することに加え、モータハウジング2を厚肉に形成することで、さらに巻線36の放熱効果を向上させることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
Further, in the above-described embodiment, the heat of the winding 36 is transmitted to the
1 ブラシレスモータ(電動モータ)
3 ステータ
4 ロータ
36 巻線
38 ステータコア
39 ティース
41 主極
42 補極
43 スロット
50 樹脂モールド部(熱伝達部材)
52 根元部
71 放熱シート(熱伝達部材)
71a 粘着部
71b 非粘着部
J 樹脂(熱伝達部材)
1 Brushless motor (electric motor)
3
43
52
71a
Claims (8)
前記ステータコアから径方向に沿って突設された複数のティースとを備え、
前記ティースは、
周方向に等間隔で配置され巻線が巻装される軸方向平面視T字状の主極と、
前記主極間に配置され前記巻線が巻装されない軸方向平面視T字状の補極とで構成され、
前記補極の根元部は、前記補極の先端側から前記ステータコアの内周面に至るまで徐々に拡大されて扇状に形成されており、
隣接する前記補極間に矩形状のスロットを形成し、
前記巻線と前記補極との空隙に、これら巻線と補極とに接する熱伝達部材を介装したことを特徴とする電動モータ。 A cylindrical stator core;
A plurality of teeth projecting along the radial direction from the stator core,
The teeth are
A T-shaped main pole in a plan view in the axial direction in which windings are wound at equal intervals in the circumferential direction;
It is composed of an auxiliary electrode having a T-shape in a plan view in an axial direction and disposed between the main electrodes, and the winding is not wound around the main electrode .
The base portion of the complementary pole is formed in a fan shape that is gradually enlarged from the tip end side of the complementary pole to the inner peripheral surface of the stator core,
Forming a rectangular slot between adjacent complementary poles;
An electric motor characterized in that a heat transfer member in contact with the winding and the auxiliary pole is interposed in a gap between the winding and the auxiliary pole.
前記ステータコアから分離した状態の前記主極に、予め前記巻線を巻装すると共に、この巻線の周囲を被覆するように前記熱伝達部材を一体成形したことを特徴とする請求項2に記載の電動モータ。 The main pole is configured to be separable with respect to the stator core,
3. The heat transfer member according to claim 2, wherein the winding is wound around the main pole in a state separated from the stator core, and the heat transfer member is integrally formed so as to cover the periphery of the winding. Electric motor.
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