JP6855690B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、ベアリングに生じる電食を防ぐための金属製の導通板を備えたモータに関する。

従来のモータとして、ステータの内部にロータを回転可能に配置したインナーロータ型のモータが知られている。この型のモータには、例えば、空気調和機の室内機に搭載される送風ファンを回転駆動するためのブラシレスＤＣモータがある。

このブラシレスＤＣモータは、樹脂で形成されたモータ外郭で覆われた有底円筒形状のステータと、回転軸を有しステータの内周側に配置されたロータと、ロータの回転軸の出力側を支持する出力側ベアリングと、ロータの回転軸の反出力側を支持する反出力側ベアリングと、ロータの回転軸の出力側のモータ外郭に配置された金属製の出力側ブラケットと、ロータの回転軸の反出力側のモータ外郭に配置された金属製の反出力側ブラケットとを備えている。

この出力側ブラケットは、底面を有する円筒形状の出力側ブラケット本体部と、底面に設けられ出力側ベアリングを収容するための出力側ベアリングハウスを有する。出力側ブラケットの出力側ブラケット本体部は、モータ外郭の外周面に圧入されている。一方、反出力側ブラケットは、反出力側ベアリングを収容するための反出力側ベアリングハウスと、反出力側ベアリングハウスの周りに広がるフランジ部を有する。この反出力側ブラケットのフランジ部は、樹脂で形成されたモータ外郭と一体になっている。

このようなブラシレスＤＣモータでは、出力側ブラケットと反出力側ブラケットが電気的に導通していないため、出力側ベアリングと反出力側ベアリングの間で電位差が生じる。この電位差により出力側ベアリングや反出力側ベアリングに生じる電食を防止するため、出力側ブラケットと反出力側ブラケットを電気的に導通させるための金属製の導通板を備えたモータが知られている。

この導通板は、例えば、樹脂で形成されたモータ外郭に沿った形状に形成された導通帯と、導通帯の一端側に形成され反出力側ブラケットの反出力側ベアリングハウスに当接される第１端部と、導通帯の他端側に形成されモータ外郭の外周面に圧入される出力側ブラケットの出力側ブラケット本体部の内周面とモータ外郭の外周面とで挟持される第２端部を備えている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載のモータ外郭の反出力側端面から出力側に向かう外周面にかけて溝部が形成され、導通板が溝部に収容されている。モータ外郭の出力側外周面には、導通板の第２端部を出力側ブラケットの出力側ブラケット本体部の内周側に挟持するための段差部が形成されている。そして、モータ外郭の段差部から出力側端面にかけても溝部が形成され、出力側端面では、溝部の両側に一対の凸部が形成されている。

一方、導通板の第２端部は、モータ外郭の段差部から出力側端面に沿うように折り曲げられた先端部が形成されている。そして、第２端部の先端部には、出力側端面の溝部に形成された一対の凸部に係止される一対の切欠部が形成されている。また、第２端部の先端部には、段差部から出力側端面までの溝部に収容される収容部が形成されている。第２端部の先端部に形成された収容部には、出力側ブラケットの出力側ブラケット本体部の内周面に接触する切起片が形成されている。

第２端部の先端部に形成された一対の切欠部は、出力側端面の溝部に形成された一対の凸部に引っかかるため、モータ外郭の外周面に出力側ブラケットの出力側ブラケット本体部が圧入されたとき、導通板が出力側ブラケットの圧入方向（軸方向）に出力側ブラケット本体部と一緒に引きずられてずれるのを防ぐことができる。具体的には、先端部の収容部に形成された切起片が、出力側ブラケット本体部の圧入に伴って、モータ外郭の段差部の突き当り端部まで引きずられて動いてしまうのを防ぎ、この切起片が出力側ブラケット本体部の内周面に対して不安定な接触状態になるのを防ぐことができる。従って、導通板と出力側ブラケットの電気的な接続を良好に保持することができる。

しかしながら、特許文献１に記載された導通板においては、導通板の第２端部の先端部に形成された一対の切欠部のような形状は、切欠部の切断端となるエッジが、出力側端面の溝部に形成された一対の凸部の側面に突き当たるように引っかかることになる。このため、モータ外郭の外周面に出力側ブラケットの出力側ブラケット本体部が圧入されたとき、一対の切欠部の切断端となるエッジによって一対の凸部を削られてしまうおそれがあった。このように、一対の切欠部の切断端となるエッジが一対の凸部を削ってしまうと、その削りカスがモータ内部に侵入してモータ回転時に異音の原因になるおそれがあった。

特許第５３１０８１６号公報

本発明は上記問題点に鑑み、モータ外郭の外周面にブラケット本体部が圧入されたとき、導通板がブラケットに引きずられてずれるのを防ぎ、かつ、導通板によってモータ外郭を削られてしまうことのないモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のモータは、樹脂で形成された有底筒状のモータ外郭により覆われたステータと、回転軸を有しステータの内側に回転可能に配置されたロータと、ロータの回転軸の一端側と他端側を支持するベアリングと、ベアリングを収容するベアリングハウスが形成されモータ外郭の一端側と他端側の両方に配置された導電性のブラケットと、一方のブラケットと他方のブラケットを導通させる金属製の導通板を備えている。
導通板は、モータ外郭に沿った形状に形成された導通帯と、導通帯の一端側に形成され一方のブラケットに接続された第１端部と、導通帯の他端側に形成されモータ外郭の外周面とモータ外郭の外周面に圧入される他方のブラケットの内周面で挟持された第２端部を備えている。
モータ外郭は、他方のブラケットが圧入される外周面に直交する軸方向端面に形成され軸方向端面から軸方向に突出された突起部を備えている。
第２端部には、モータ外郭の外周面から軸方向端面までの外形に沿った形状に形成された先端部を有し、先端部には、突起部の内側面に面接触した接触片を備えている。
接触片の他方のブラケット側に向って延びる辺の長さは、突起部の他方のブラケット側に向って延びる辺の長さよりも長いことを特徴とする。

本発明のモータによれば、モータ外郭の外周面にブラケット本体部が圧入されたとき、導通板がブラケットに引きずられてずれるのを防ぎ、かつ、導通板によってモータ外郭を削られてしまうのを防ぐことができる。

本発明によるモータを示す斜視図である。 本発明によるモータを示す部分斜視図である。 本発明によるモータの導通板を示す斜視図である。 図２の部分拡大斜視図である。 本発明によるモータを示す部分拡大平面図である。 本発明によるモータを示す部分断面図である。 図６の部分拡大断面図である。

＜モータの構成＞
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１乃至図７は、本実施形態におけるモータ１の構成を説明する図である。図１乃至図７に示すように、このモータ１は、例えば、空気調和機の室内機に搭載される送風ファンを回転駆動するためのブラシレスＤＣモータに適用されるものである。以下では、ブラシレスＤＣモータとして、２つの送風ファンを回転駆動するため、モータ１の軸方向両側に回転軸３１が突出する両軸モータを例に説明する。本実施形態におけるモータ１は、ステータ２と、ロータ３と、第１ベアリング４１と、第２ベアリング４２と、第１ブラケット５１と、第２ブラケット５２と、導通板６とを備えている。

＜ステータとロータ＞
ステータ２は、円筒形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とを有したステータコア２３を備え、インシュレータ２１を介してティース部に巻線２２が巻回されている。このステータ２は、ステータコア２３の内周面を除いて、樹脂で形成されたモータ外郭７で覆われている。ロータ３は、回転軸３１と複数の永久磁石（図示省略）とを有し、永久磁石は、Ｎ極とＳ極が等間隔に交互に表れるように回転軸３１の周囲に一体的に形成されている。このロータ３は、ステータ２のステータコア２３の内周側に所定の空隙（ギャップ）をもって回転自在に配置されている。

＜ベアリングとブラケット＞
第１ベアリング４１は、ロータ３の回転軸３１の一端側（一方の送風ファンを連結する側）を支持している。第２ベアリング４２は、ロータ３の回転軸３１の他端側（他方の送風ファンを連結する側）を支持している。第１ベアリング４１および第２ベアリング４２は、例えば、ボールベアリングが用いられる。

第１ブラケット５１（他方のブラケット）は、金属製（鋼板やアルミニウムなど）であり、ロータ３の回転軸３１の一端側のモータ外郭７に配置されている。第１ブラケット５１は、底面を有する円筒形状のブラケット本体部５１１と、底面に設けられ第１ベアリング４１を収容するための第１ベアリングハウス５１２を有する。第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１は、後述するモータ外郭７の外周面に圧入されている。このブラケット本体部５１１の内周側には、後述する導通板６がモータ外郭７の外周面とブラケット本体部５１１の内周面で挟持されている。第１ブラケット５１の第１ベアリングハウス５１２は、底面を有する円筒形状に形成されており、底面の中央に孔を有し、この孔から回転軸３１の一端側が突出している。

第２ブラケット５２（一方のブラケット）は、金属製（鋼板やアルミニウムなど）であり、ロータ３の回転軸３１の他端側のモータ外郭７に配置されている。第２ブラケット５２は、第２ベアリング４２を収容するための第２ベアリングハウス５２１と、第２ベアリングハウス５２１の周りに広がるフランジ部５２２を有する。第２ブラケット５２の第２ベアリングハウス５２１は、底面を有する円筒形状に形成されており、底面の中央に孔を有し、この孔から回転軸３１の他端側が突出している。第２ブラケット５２のフランジ部５２２は、一部が樹脂で覆われモータ外郭７と一体になっている。このフランジ部５２２は、その周縁よりも内径側に孔５２２ａを有し、この孔５２２ａにネジ６４を締結することにより後述する導通板６が固定されている。

第１ベアリング４１は、第１ブラケット５１に設けられた第１ベアリングハウス５１２に収容され、第２ベアリング４２は、第２ブラケット５２に設けられた第２ベアリングハウス５２１に収容されており、第１ベアリング４１と第１ベアリングハウス５１２、第２ベアリング４２と第２ベアリングハウス５２１はそれぞれ電気的に導通している。

＜導通板の構成＞
以上のように構成されたモータ１では、第１ブラケット５１と第２ブラケット５２が電気的に導通していないことで、第１ベアリング４１と第２ベアリング４２の間で電位差が生じる。この電位差により第１ベアリング４１や第２ベアリング４２に電食が生じないようにするため、第１ブラケット５１と第２ブラケット５２を電気的に導通させるための導通板６を備えている。導通板６は、図１乃至図７に示すように、第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１と第２ブラケット５２のフランジ部５２２を電気的に接続している。以下、導通板６について詳細に説明する。図３乃至図７に示すように、導通板６は、導電性のあるステンレス、鋼板、真鍮などの金属製であり、導通帯６１と、第１端部６２と、第２端部６３を備えている。

導通帯６１は、板状に形成されており、導通帯６１の一端側から他端側までは、モータ外郭７の第２
ブラケット５２のフランジ部５２２側から第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１側までの外形に沿って折れ曲がった形状に形成されている。第１端部６２は、導通帯６１の一端側に形成され第２ブラケット５２のフランジ部５２２に固定されている。第１端部６２には、中央に孔６２１を有し、この孔６２１と第２ブラケット５２のフランジ部５２２に有する孔５２２ａを一致させてネジ６４で締結することにより、第１端部６２を第２ブラケット５２のフランジ部５２２に当接させた状態を保持する。第２端部６３は、導通帯６１の他端側に形成されモータ外郭７の外周面とモータ外郭７の外周面に圧入される第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１の内周面で挟持されている。

＜モータ外郭＞
一方、図３乃至図７に示すように、モータ外郭７は、モータ外郭７の第２ブラケット５２のフランジ部５２２側から第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１側までの外形に沿って形成された溝部７１を有し、導通板６の導通帯６１が溝部７１に収容されている。第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１側のモータ外郭７の外周面には、第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１を圧入するために、モータ外郭７と同軸でモータ外郭７の直径より小さい直径を有する段差部７２が形成されている。モータ外郭７の軸方向端面７３側から見て段差部７２とモータ外郭７の外周面をつなぐ面として、第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１の周縁が突き当たる突き当り端部７２２が形成されている。この突き当たり端部７２２は、モータ外郭７の軸方向端面７３よりもモータ外郭７の第２ブラケット５２のフランジ部５２２側の位置にあり、溝部７１の一端がつながっている。

また、モータ外郭７の段差部７２には、段差部７２に直交するモータ外郭７の軸方向端面７３側に溝部７１の延長線上に凹部７４が形成されている。そして、モータ外郭７の段差部７２には、溝部７１と凹部７４とを結ぶ側面に、導通板６の第２端部６３を第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１の内周面との間で挟持するための挟持面７２１が形成されている。導通板６の第２端部６３には、後述する先端部６３１が形成され、先端部６３１の一部が凹部７４に収容されている。導通板６の第２端部６３には、後述する挟持部６３２が形成され、挟持部６３２が挟持面７２１に沿って配置されている。

＜突起部＞
モータ外郭７の軸方向端面７３には、軸方向端面７３から軸方向に突出された一対の突起部７５、７５が形成されている。一対の突起部７５、７５は直方体形状に形成されている。導通板６の第２端部６３には、後述する先端部６３１の一部が一対の突起部７５、７５に引っ掛けられている。

＜第２端部の構成＞
図３乃至図５に示すように、導通板６の第２端部６３は、凹部７４から軸方向端面７３までの外形に沿って折れ曲がった形状に形成された先端部６３１を有している。この第２端部６３の先端部６３１は、凹部７４に収容される収容部６３１ａと、両側に形成され一対の突起部７５、７５に引っ掛けられる一対の切欠部６３１ｂ、６３１ｂが形成されている。図４乃至図７に示すように、一対の切欠部６３１ｂ、６３１ｂには、それぞれの内側の短辺からブラケット本体部５１１側に向って延びるように折り曲げられて形成され、一対の突起部７５、７５の内側面７５１、７５１に沿って面接触する一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃを備えている。図４に示すように、一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃは一対の突起部７５、７５の直方体形状に対応するように長方形状に形成されている。図６および図７に示すように、一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃのブラケット本体部５１１側に向って延びる辺（回転軸３１の一端側に向って延びる辺）の長さＬ１は、一対の突起部７５、７５のブラケット本体部５１１側に向って延びる辺（回転軸３１の一端側に向って延びる辺）の長さＬ２よりも長くなっている。

そして、図３乃至図５と図７に示すように、導通板６の第２端部６３は、段差部７２に形成された挟持面７２１に沿うように形成された挟持部６３２を有している。この第２端部６３の挟持部６３２は、第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１の内周面に接触する切起片６３２ａが形成されている。この切起片６３２ａは、モータ外郭７の段差部７２に第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１が圧入され、第２端部６３の挟持部６３２が段差部７２の挟持面７２１と第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１の内周面の間に挟持されたとき、ブラケット本体部５１１に対する導通状態を確実にしている。

＜第２端部の特徴（作用と効果）＞
以上説明してきた導通板６を備えたモータ１によれば、第２端部６３の先端部６３１に形成された一対の切欠部６３１ｂ、６３１ｂは、モータ外郭７の軸方向端面７３に形成された一対の突起部７５、７５に引っ掛けられる。この結果、モータ外郭７の段差部７２に第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１が圧入されたとき、モータ外郭７の段差部７２に形成された挟持面７２１と第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１の内周面で挟持される導通板６が、第１ブラケット５１の圧入方向（軸方向）にブラケット本体部５１１と共に引きずられてずれるのを防ぐことができる。具体的には、第２端部６３に有する挟持部６３２に形成された切起片６３２ａが、ブラケット本体部５１１の圧入に伴って、モータ外郭７の段差部７２の突き当り端部７２２の付近まで引きずられて動くのを防ぎ、この切起片６３２ａがブラケット本体部５１１の内周面に対し不安定な接触状態になるのを防ぐことができる。従って、導通板６と第１ブラケット５１の電気的な接続を良好に保持することができる。

そして、第２端部６３の先端部６３１に形成された一対の切欠部６３１ｂ、６３１ｂが、モータ外郭７の軸方向端面７３に形成された一対の突起部７５、７５に引っ掛けられたとき、一対の切欠部６３１ｂ、６３１ｂに備えた一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃは、一対の突起部７５、７５の内側面７５１、７５１に面接触する状態となる。この結果、モータ外郭７の段差部７２に第１ブラケット５１のブラケット本体部５１１が圧入されたとき、モータ外郭７を導通板６で削ってしまうのを防ぐことができる。つまり、一対の突起部７５、７５の内側面７５１、７５１に一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃが面接触することで、一対の切欠部６３１ｂ、６３１ｂや一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃの切断端となるエッジが一対の突起部７５、７５に突き当たるように引っ掛けられることがないので、一対の突起部７５，７５を削ってしまうことを防ぐことができる。従って、モータ外郭７である一対の突起部７５、７５の削りカスがモータ１の内部に侵入することがなくなるため、モータ１の回転時に削りカスによる異音が生じるのを防ぐことができる。

また、一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃのブラケット本体部５１１側に向って延びる辺の長さＬ１は、一対の突起部７５、７５のブラケット本体部５１１側に向って延びる辺の長さＬ２よりも長くなっているので、一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃの切断端となるエッジが、一対の突起部７５、７５に接触し突き当たることがなくなる。この結果、一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃの切断端となるエッジによって一対の突起部７５、７５を削ってしまうことを確実に防ぐことができる。

＜本実施形態の限定解除＞
なお、本実施形態によるモータ１では、導通板６の第２端部６３の先端部６３１には、一対の突起部７５、７５に面接触される一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃが形成されるようにしたが、本発明はこれに限らず、導通板６の第２端部６３の先端部６３１には、１つの突起部に面接触される１つの接触片が形成されるようにしてもよい。この場合、例えば、導通板６の第２端部６３の先端部６３１には、中央部分を矩形状に切起こして接触片を形成し、切起こされた中央部分に孔を形成する。この孔に突起部が引っ掛けられると、接触片が突起部の内側面に面接触される。

また、本実施形態によるモータ１では、一対の突起部７５、７５は直方体形状に形成されるようにしたが、本発明はこれに限らず、一対の突起部７５、７５が一対の接触片６３１ａ、６３１ａと面接触するようになっていれば、突起部７５の形状は直方体形状以外の形状であってもよい。

また、本実施形態によるモータ１では、一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃのブラケット本体部５１１側に向って延びる辺の長さＬ１が一対の突起部７５、７５のブラケット本体部５１１側に向って延びる辺の長さＬ２よりも長くなっているが、本発明はこれに限らず、一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃのブラケット本体部５１１側に向って延びる辺の長さが一対の突起部７５、７５のブラケット本体部５１１側に向って延びる辺の長さに等しくてもよく、一対の接触片６３１ｃ、６３１ｃのブラケット本体部５１１側に向って延びる辺の長さが一対の突起部７５、７５のブラケット本体部５１１側に向って延びる辺の長さよりも短くてもよい。

また、本実施形態によるモータ１では、ブラシレスＤＣモータとして、モータ１の軸方向両側に回転軸３１が突出する両軸モータを例に説明したが、本発明はこれに限らず、第１ブラケット５１が配置される回転軸３１の一端側を出力側、第２ブラケット５２が配置される回転軸３１の他端側を反出力側とするモータでもよく、第１ブラケット５１が配置される回転軸３１の一端側を反出力側、第２ブラケット５２が配置される回転軸３１の他端側を出力側とするモータでもよい。

また、本実施形態によるモータ１では、導通板６の第１端部６２は第２ブラケット５２のフランジ部５２２にネジ６４で締結することにより固定されるようにしたが、本発明はこれに限らず、導通板６の第１端部６２と第２ブラケット５２とをその他の方法により接続されるようにしてもよい。

１ 電動機
２ ステータ
２１ インシュレータ
２２ 巻線
２３ ステータコア
３ ロータ
３１ 回転軸
４１ 第１ベアリング
４２ 第２ベアリング
５１ 第１ブラケット（他方のブラケット）
５１１ ブラケット本体部
５１２ 第１ベアリングハウス
５２ 第２ブラケット（一方のブラケット）
５２１ 第２ベアリングハウス
５２２ フランジ部
５２２ａ 孔
６ 導通板
６１ 導通帯
６２ 第１端部
６２１ 孔
６３ 第２端部
６３１ 先端部
６３１ａ 収容部
６３１ｂ 切欠部
６３１ｃ 接触片
６３２ 挟持部
６３２ａ 切起片
６４ ネジ
７ モータ外郭
７１ 溝部
７２ 段差部
７２１ 挟持面
７２２ 突き当たり端部
７３ 軸方向端面
７４ 凹部
７５ 突起部
７５１ 内側面
Ｌ１ 接触片の長さ
Ｌ２ 突起部の長さ

Claims (2)

1. 樹脂で形成された有底筒状のモータ外郭により覆われたステータと、回転軸を有し前記ステータの内側に回転可能に配置されたロータと、前記ロータの回転軸の一端側と他端側を支持するベアリングと、前記ベアリングを収容するベアリングハウスが形成され前記モータ外郭の一端側と他端側の両方に配置された導電性のブラケットと、一方のブラケットと他方のブラケットを導通させる金属製の導通板を備えたモータであって、
   前記導通板は、前記モータ外郭に沿った形状に形成された導通帯と、前記導通帯の一端側に形成され一方のブラケットに当接された第１端部と、前記導通帯の他端側に形成され前記モータ外郭の外周面と前記モータ外郭の外周面に圧入される他方のブラケットの内周面で挟持された第２端部を備え、
   前記モータ外郭は、他方のブラケットが圧入される前記外周面に直交する軸方向端面に形成され前記軸方向端面から軸方向に突出された突起部を備え、
   前記第２端部には、前記モータ外郭の外周面から前記軸方向端面までの外形に沿った形状に形成された先端部を有し、前記先端部には、前記突起部の内側面に面接触した接触片を備え、
   前記接触片の前記他方のブラケット側に向って延びる辺の長さは、前記突起部の前記他方のブラケット側に向って延びる辺の長さよりも長いことを特徴とするモータ。
2. 前記突起部は、前記先端部の両側に一対設けられ、前記接触片は、前記一対の突起部に対応するように一対設けられていることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
   

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