JP5741126B2

JP5741126B2 - モールドモーター

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Publication number: JP5741126B2
Application number: JP2011073773A
Authority: JP
Inventors: 小野　次良; 次良小野; 和良渡邊
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: JP2012210064A; CN202616938U

Description

本発明は、インナーローター型のモールドモーターに関する。

インナーローター型のモールドモーターでは、ローターは、モールド樹脂によりモールド成形されて外郭が形成されたステーターの内径側に配置され、ローターの出力回転軸の出力側と反出力側とがベアリングで支持されて回転する。ベアリングは、ステーターの外郭の出力側と反出力側の両側に配置されたブラケットに形成されたベアリングハウスに収められる。

ここで、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとの間に電位差が生じると、ベアリングに電流が流れて、ベアリングに電食が生じると、モーターの振動や騒音が発生する。この電食防止対策としては、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとの間を、モールドの外部である側面に貼り付けた導電性テープによって導通したモールドモーターが知られている（例えば、特許文献１参照)。

特開２００７−２０３４８号公報（４頁、段落[００１９]、図１）。

しかしながら、導電性テープがモールドの外部に貼り付けられているため、モールドモーターの組み立て時、製品への組み込み時、輸送時、メンテナンス時、経時変化等で、導電性テープが剥がれたり、切れたりして、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとの間の導通が遮断される恐れがある。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、ベアリングに電食が発生しにくく、騒音や振動の少ないモールドモーターを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、モールド樹脂によりモールド成形されて外郭が形成されたステーターと、前記ステーターの内径側に回転自在に配置されたローターと、前記ローターの出力回転軸の出力側と反出力側とを支持する導電性のベアリングと、前記ベアリングを収めるベアリングハウスが形成され前記外郭の出力側と反出力側の両方に配置された導電性のブラケットと、内周に形成された凸部を備え出力側または反出力側のうち少なくともどちらか一方の前記ベアリングハウスの外周に圧入されたリング状端部を有し出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導通する導通板と、からなり、前記導通板は、前記リング状端部のリング外周の一部から延びる板状の導通帯を備え、少なくとも前記凸部の一つは、前記導通帯が引き出された方向とは反対方向に配置されていることを特徴とするモールドモーターである。

この構成によれば、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとの導通が、弾性を有する導通板によってとられているので、外力に対して切れたりしにくく、経時変化も少なく、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとの間の導通が遮断されにくい。したがって、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとの間に電位差が生じにくいため、ベアリングに電食が生じにくく、騒音や振動の少ないモールドモーターが得られる。
また、ベアリングハウスをリング状端部へ圧入する際、圧入されるリング状端部のリング内周に形成された凸部がベアリングハウスの圧入方向へ変形し、圧入後に反対方向に戻ろうとする復元力によってベアリングハウス側面とリング内周の凸部とが接触する方向に力が加わり、ベアリングハウスと導通板との導通が確実に得られる。
また、凸部が撓むことによって、リング内周からベアリングハウス側面に加わる応力を緩和でき、ベアリングハウスの変形が抑えられる。したがって、ベアリングハウス内のベアリングの変形も抑えられ、ベアリングの転動体と内輪および外輪との間隔が適正に確保され、騒音や振動の少ないモールドモーターが得られる。
さらに、リング状端部を反出力側のベアリングハウスに圧入する際に、導通帯の接合端部が、外郭側面と当接し、導通帯が折り曲げ部の曲げ角度θが広がる方向に変形する。このとき、導通帯には、元に戻ろうとする復元力が働き、この復元力により、リング状端部は、導通帯が引き出された方向に引っ張られる。これにより、導通帯が引き出された方向とは反対方向のリング状端部内周面とベアリングハウス側面との間に応力が加わる。ここで、少なくとも凸部の一つは、導通帯が引き出された方向とは反対方向に配置されているので、導通帯が引き出された方向とは反対方向のリング状端部に加わる応力を、凸部によって受けることができ、反出力側のベアリングハウスの変形を抑えることができる。

請求項２に係る発明は、前記外郭の反出力側端面と前記外郭の側面には、前記導通板が収容される溝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモールドモーターである。

この構成によれば、溝部に導通板が収容されることで、外郭端面と側面に導通板が盛り上がることがなくなり、モールドモーターの取り扱い時に導通板が邪魔になるおそれがない。

請求項３に係る発明は、前記凸部が、前記ベアリングハウスが前記リング状端部に挿入される方向へ反っていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモールドモーターである。

この構成によれば、リング状端部のリング内周に形成された凸部が、ベアリングハウスの挿入方向へ反っているので、圧入時により撓みやすく、ベアリングハウスに加わる応力がより緩和され、ベアリングハウスの変形がより抑えられる。したがって、ベアリングハウス内のベアリングの変形もより抑えられ、ベアリングの転動体と内輪および外輪との間隔がより適正に確保され、騒音や振動のより少ないモールドモーターが得られる。

請求項４に係る発明は、前記凸部は３か所以上に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のモールドモーターである。

この構成によれば、リング状端部は、リング内周に形成された３か所以上の凸部と接触しながら反出力側のベアリングハウスに圧入されるので、リング内とベアリングハウスとの中心を一致させつつ圧入でき、リング内周とベアリングハウスの接触を確実にできる。また、１か所に力が加わることが少なく、反出力側のベアリングハウスに加わる応力を均等に分散でき、反出力側のベアリングハウスの変形をより確実に抑えることができる。

請求項５に係る発明は、前記凸部の先端面が、前記ベアリングハウス側面に沿った形状に加工されているとともに、角部を面取り形状とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のモールドモーターである。

この構成によれば、凸部の先端面が、前記ベアリングハウス側面に沿った形状に加工されているので、リング状端部をベアリングハウスに圧入する際に、鋭利なエッジでベアリングハウスを傷つけにくい。したがって、振動等によってベアリングハウスが傷をきっかけとして割れにくく、ベアリングの位置ずれが少なくなり、出力回転軸のずれによる騒音や振動の少ないモールドモーターが得られる。

請求項６に係る発明は、前記凸部の寸法は、前記凸部の基部のリング周方向の長さＬ１が、前記凸部の径方向の長さＬ２より長いことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のモールドモーターである。

この構成によれば、凸部の基部のリング周方向の長さＬ１が、凸部の径方向の長さＬ２より長いので、凸部にある程度の変形のしにくさ、すなわち強度が発生する。したがって、反出力側のベアリングハウスに導通板を強固に連結でき、ベアリングハウスと導通板との導通が確実に得られる。また、反出力側のベアリングハウスの中心とリング状端部の中心との位置ずれを生じにくくできる。

請求項７に係る発明は、前記リング状端部が圧入される前記ベアリングハウスは、底面と側面とを備える有底円筒状に形成され、前記底面と前記側面とをつなぐ角部の形状は、所定の曲率で形成されたＲ形状であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のモールドモーターである。

この構成によれば、リング状端部をベアリングハウスに圧入する際に、凸部が、ベアリングハウスの底面と側面とをつなぐ所定の曲率で形成されたＲ形状の角部に沿って徐々に変形するので、急激に大きな力を加えることなく圧入が行え、ベアリングハウスの変形がより抑えられる。したがって、圧入が容易に行え、ベアリングハウス内のベアリングの変形もより抑えられ、ベアリングの転動体と内輪および外輪との間隔がより適正に確保され、騒音や振動のより少ないモールドモーターが得られる。

本発明によれば、ベアリングに電食が生じにくく、騒音や振動の少ない、モールドモーターが得られる。

実施形態に係るモールドモーターの概略斜視図。（ａ）は出力側から見た概略斜視図、（ｂ）は反出力側から見た概略斜視図。モールドモーターの概略分解斜視図。モールドモーターの図１（ａ）におけるＡ−Ａ概略断面図。（ａ）は導通板の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図。導通板の凸部の拡大図。変形例における導通板の凸部の拡大図。

以下、本発明に係る好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。

図１は、実施形態に係るモールドモーター１００の概略斜視図である。（ａ）は出力側から見た概略斜視図、（ｂ）は反出力側から見た概略斜視図である。図２は、モールドモーター１００の概略分解斜視図、図３はモールドモーター１００の図１（ａ）におけるＡ−Ａ概略断面図である。
図１、図２および図３において、モールドモーター１００は、ステーターコア１０と、モールド樹脂２０と、ローター３０と、出力側のベアリング４１および反出力側のベアリング４２と、出力側のブラケット５１および反出力側のブラケット５２と、導通板６０とを備えている。

ステーターコア１０は、鋼板を積層して構成され、円環状のヨーク部と、ヨーク部から内径側に延びる複数のティース部１１とを備えている。このステーターコア１０にプレモールドを施すことによってインシュレーターを形成し、このインシュレーターを介してティース部１１に巻線１２が巻回されている。巻線１２が巻回されたステーターコア１０を、内周面を除いてモールド樹脂２０でモールド成形して外郭を形成する。この外郭は、円筒状であり、また反出力側面には、金属製のブラケット５２が一体に埋設されている。この反出力側のブラケット５２は、ベアリング４２が収められるベアリングハウス５２０が外郭から露出した状態となっている。

ローター３０は、出力回転軸３１と複数の永久磁石３２とを備えている。永久磁石３２は、等間隔で、かつ、隣接同士がＮ、Ｓ交互に逆磁極となるようにして出力回転軸３１の周りに配置され、出力回転軸３１と一体化されている。永久磁石３２は、樹脂材にフェライト磁性体を混入させて成形後、着磁してフェライトボンド磁石として形成することができる。ローター３０は、ステーターコア１０の内周より内側に、所定の空隙(ギャップ)をもって、対向して収められている。
なお、本発明のローターはこれらに限られず、適宜変更可能である。例えば、フェライト磁石の代わりに希土類磁石を用いても良い。また、ボンド磁石の代わりに焼結磁石を用いても良い。

出力回転軸３１は、出力側のベアリング４１および反出力側のベアリング４２に通されて、回転可能に軸支されている。出力側のベアリング４１および反出力側のベアリング４２は、例えば、ボールベアリングを用いることができ、実施形態では、転動体としてのボール４００と内輪４０１と外輪４０２とを備えている。

図１、図２および図３において、出力側のベアリング４１は、出力側の金属製のブラケット５１に形成された出力側のベアリングハウス５１０に収められている。出力側のブラケット５１は、外郭の出力側端面に嵌合している。

図１において、反出力側のベアリングハウス５２０には、導通板６０の一端が圧入され、他端が出力側のブラケット５１に接合されている。以下に詳しく導通板６０について説明する。
図２および図４（ａ）に導通板６０の平面図を、図４（ｂ）に導通板６０の図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図を示した。また、図５には、導通板６０の凸部６４の拡大図を示した。
図４（ａ）において、導通板６０は、導通性を有する金属板からなり、リング状端部６１と、リング状端部６１のリング外周６１０の一部から延びる板状の導通帯６２とを備えている。図１、図３および図４（ｂ）に示すように、導通帯６２は、途中で折り曲げられ、断面図において略Ｌ字型の形状を有している。具体的には、外郭の反出力側端面と外郭の側面に沿うように折り曲げられている。外郭の反出力側端面と外郭の側面には、導通板６０が収容される溝部２１が設けられている。また、導通帯６２のリング状端部６１とは反対側の端部には接合端部６３が設けられている。導通板６０の厚みは、例えば、０．４ｍｍ程度とすることができる。なお、導電板６０は、金属板に限られず、導電性を有する板状の部材であれば良い。

図１および図３において、反出力側のベアリングハウス５２０には、リング状端部６１が圧入されている。
ベアリングハウス５２０は、例えばプレスによって有底円筒状に形成されている。ベアリングハウス５２０の内側にはベアリング４２が収容され、外側には、リング状端部６１が圧入される。ベアリングハウス５２０の底面と側面とをつなぐ角部５２１は、所定の曲率で形成されたＲ形状となっている。
一方、接合端部６３は、外郭側面と出力側のブラケット５１とに挟み込まれて、出力側のブラケット５１に接合されている。

図１、図２、図３および図４において、リング状端部６１のリング内周６１１には、凸部６４が等間隔に１０か所に形成されている。そのうちの１か所の凸部６４０１は、導通帯６２が引き出された方向とは反対方向に配置されている。

図５に、導通板６０の凸部６４の拡大図を示した。図には、反出力側のベアリングハウス５２０のリング状端部６１への挿入方向を白抜き矢印で示した。
図５において、凸部６４は、略矩形形状で、反出力側のベアリングハウス５２０の挿入方向に向かって、反るように形成されている。
凸部６４の先端面６４１は角部６４２が、面取りされている。また、凸部６４の先端面６４１は、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に沿った円弧状に形成されている。
また凸部６４の先端部分のエッジは、変形例として図６に示すように曲線状に加工されていてもよい。
さらに、凸部６４の寸法は、凸部６４の基部６４０のリング状端部６１の周方向の長さＬ１が、径方向の長さＬ２より長いのが好ましい。

このように構成されたモールドモーター１００は、図示しない位置検出センサにより検出されるローター３０の回転位置に応じて、電流を巻線１２に流し、ステーターコア１０に回転磁界を発生させることにより、ローター３０を出力回転軸３１と共に回転させることができる。

以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）出力側のブラケット５１と反出力側のブラケット５２との導通が、弾性を有する導通板６０によってとられているので、外力に対して切れたりしにくく、経時変化も少なく、出力側のブラケット５１と反出力側のブラケット５２との間の導通を遮断されにくくできる。したがって、出力側のブラケット５１と反出力側のブラケット５２との間に電位差が生じにくくできるため、出力側のベアリング４１および反出力側のベアリング４２に電食を生じにくくでき、騒音や振動の少ないモールドモーター１００を得ることができる。
また、ベアリングハウス５２０をリング状端部６１へ圧入する際、圧入されるリング状端部６１のリング内周６１１に形成された凸部６４がベアリングハウス５２０の圧入方向へ変形し、圧入後に反対方向に戻ろうとする復元力によってベアリングハウス５２０側面とリング内周６１１の凸部６４とが接触する方向に力が加わり、ベアリングハウス５２０と導通板６０との導通を確実に得ることができる。
また、凸部６４が撓むことによって、リング内周６１１からベアリングハウス５２０側面に加わる応力を緩和でき、ベアリングハウス５２０の変形を抑えることができる。したがって、ベアリングハウス５２０内のベアリング４２の変形も抑えることができ、反出力側のベアリングハウス５２０内のベアリング４２の変形もより抑えることができ、反出力側のベアリング４２と出力側のベアリング４１の中心を出力回転軸３１方向で一致させることができ、騒音や振動の少ないモールドモーター１００を得ることができる。

さらに、リング状端部６１を反出力側のベアリングハウス５２０に圧入する際に、導通帯６２の接合端部６３が、外郭側面と当接し、導通帯６２が折り曲げ部６２１の曲げ角度θが広がる方向に変形する。このとき、導通帯６２には、元に戻ろうとする復元力が働き、この復元力により、リング状端部６１は、導通帯６２が引き出された方向に引っ張られる。これにより、導通帯６２が引き出された方向とは反対方向のリング状端部６１内周面とベアリングハウス側面との間に応力が加わる。ここで、少なくとも凸部６４の一つの凸部６４０１は、導通帯６２が引き出された方向とは反対方向に配置されているので、導通帯６２が引き出された方向とは反対方向のリング状端部６１に加わる応力を、凸部６４によって受けることができ、反出力側のベアリングハウス５２０の変形をより抑えることができる。このとき、凸部６４の先端面がベアリングハウス側面形状に沿って円弧状に形成されると、応力を分散することができてより好ましい。したがって、反出力側のベアリングハウス５２０内のベアリング４２の変形もより抑えることができる。

（２）溝部２１に導通板６０が収容されることで、外郭端面と側面に導通板６０が盛り上がることがなくなり、モーターの取り扱い時に導通板６０が邪魔になるおそれがない。

（３）リング状端部６１のリング内周６１１に形成された凸部６４が、反出力側のベアリングハウス５２０の挿入方向へ反っているので、圧入時により撓みやすくでき、反出力側のベアリングハウス５２０に加わる応力をより緩和でき、反出力側のベアリングハウス５２０の変形をより抑えることができる。したがって、反出力側のベアリングハウス５２０内のベアリング４２の変形もより抑えることができ、反出力側のベアリング４２と出力側のベアリング４１の中心を出力回転軸３１方向で一致させることができ、騒音や振動の少ないモールドモーター１００を得ることができる。

（４）リング状端部６１は、リング内周６１１に形成された３か所以上の凸部６４と接触しながら反出力側のベアリングハウス５２０に圧入されるので、リング内６１１とベアリングハウス５２０との中心を一致させつつ圧入でき、リング内周６１１とベアリングハウス５２０の接触を確実にできる。また、１か所に力が加わることが少なく、反出力側のベアリングハウス５２０に加わる応力を均等に分散でき、反出力側のベアリングハウス５２０の変形をより抑えることができる。

（５）凸部６４の先端面６４１がベアリングハウス側面に沿って円弧状に形成されると共に、角部６４２が面取り形状とされるので、リング状端部６１を反出力側のベアリングハウス５２０に圧入する際に、鋭利なエッジで反出力側のベアリングハウス５２０を傷つけにくくできる。したがって、反出力側のベアリングハウス５２０を、振動等によって傷をきっかけとして割れにくくでき、ベアリング４２の位置ずれを少なくでき、出力回転軸３１のずれによる騒音や振動の少ないモールドモーター１００を得ることができる。

（６）凸部６４の基部６４０のリング周方向の長さＬ１が、凸部６４の径方向の長さＬ２より長いので、凸部６４にある程度の変形のしにくさ、すなわち強度が発生する。したがって、反出力側のベアリングハウス５２０に導通板６０を強固に連結でき、ベアリングハウスと導通板との導通が確実に得られる。また、反出力側のベアリングハウス５２０の中心とリング状端部６１の中心との位置ずれを生じにくくできる。

（７）リング状端部６１を反出力側のベアリングハウス５２０に圧入する際に、凸部６４が、反出力側のベアリングハウス５２０の底面と側面とをつなぐ所定の曲率で形成されたＲ形状の角部５２１に沿って徐々に変形するので、急激に大きな力を加えることなく圧入を行うことができ、反出力側のベアリングハウス５２０の変形をより抑えることができる。したがって、圧入が容易に行え、反出力側のベアリングハウス５２０内のベアリング４２の変形もより抑えることができる。

なお、実施形態でのモールドモーター１００は、例えば、家庭用ルームエアコンで送風ファンを駆動するモーターとして使用することができる。室内機での使用では出力回転軸３１にクロスフローファンが取り付けられ、室外機での使用では出力回転軸３１にプロペラファンが取り付けられる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、リング状端部６１を圧入するのは、出力側のベアリングハウス５１０であってもよいし、両端にリング状端部６１が形成された導通板を用いて、出力側のベアリングハウス５１０および反出力側のベアリングハウス５２０の両方に圧入して導通してもよい。

また、出力側のベアリング４１と反出力側のベアリング４２とは、異なる大きさ、形状であっても導電性を有する限り前述の効果を達成できる。

１０…ステーターコア、１１…ティース、１２…巻線、２０…モールド、２１…溝部、３０…ローター、３１…出力回転軸、３２…永久磁石、４１…出力側のベアリング、４２…反出力側のベアリング、５１…出力側のブラケット、５２…反出力側のブラケット、６０…導通板、６１…リング状端部、６２…導通帯、６３…接合端部、６４…凸部、１００…モールドモーター、４０１…内輪、４０２…外輪、５１０…出力側のベアリングハウス、５２０…反出力側のベアリングハウス、５２１…圧入側の外周、６１０…リング外周、６１１…リング内周、６４０…基部、６４１…先端面、６４２…角部。

Claims

モールド樹脂によりモールド成形されて外郭が形成されたステーターと、
前記ステーターの内径側に回転自在に配置されたローターと、
前記ローターの出力回転軸の出力側と反出力側とを支持する導電性のベアリングと、
前記ベアリングを収めるベアリングハウスが形成され前記外郭の出力側と反出力側の両方に配置された導電性のブラケットと、
内周に形成された凸部を備え出力側または反出力側のうち少なくともどちらか一方の前記ベアリングハウスの外周に圧入されたリング状端部を有し出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導通する導通板と、からなり、
前記導通板は、前記リング状端部のリング外周の一部から延びる板状の導通帯を備え、少なくとも前記凸部の一つは、前記導通帯が引き出された方向とは反対方向に配置されている
ことを特徴とするモールドモーター。
請求項１に記載のモールドモーターにおいて、
前記外郭の反出力側端面と前記外郭の側面には、前記導通板が収容される溝部が設けられている
ことを特徴とするモールドモーター。
請求項１または請求項２に記載のモールドモーターにおいて、
前記凸部が、前記ベアリングハウスが前記リング状端部に挿入される方向へ反っていることを特徴とするモールドモーター。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のモールドモーターにおいて、
前記凸部は３か所以上に形成されている
ことを特徴とするモールドモーター。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のモールドモーターにおいて、
前記凸部の先端面が、前記ベアリングハウス側面に沿った形状に加工されているとともに、角部を面取り形状とする
ことを特徴とするモールドモーター。
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のモールドモーターにおいて、
前記凸部の寸法は、前記凸部の基部のリング周方向の長さＬ１が、前記凸部の径方向の長さＬ２より長い
ことを特徴とするモールドモーター。
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のモールドモーターにおいて、
前記リング状端部が圧入される前記ベアリングハウスは、底面と側面とを備える有底円筒状に形成され、前記底面と前記側面とをつなぐ角部の形状は、所定の曲率で形成されたＲ形状である
ことを特徴とするモールドモーター。