JP7474932B2 - モールドモータ - Google Patents

Description

本開示は、ステータをモールド樹脂で覆ったモールドモータに関する。

パルス幅変調方式のインバータで駆動するブラシレスモータの場合、巻線の中性点電位が零とならないため、軸受の外輪と軸受の内輪との間に電位差（以下、適宜、この電位差を「軸電圧」とも呼ぶ）が発生する。この軸電圧が、軸受内部にある油膜の絶縁破壊電圧を超えると、軸受内部で放電が発生して、軸受に電食が発生するという問題がある。

このような軸受に生じる電食を防止するために、従来、出力軸側のブラケットと反出力軸側のブラケットとを導電性テープによって短絡し、電食の発生を抑制したモールドモータが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この従来のモールドモータは、このように短絡することで、両ブラケット間の電位を等しくし、軸受の外輪と軸受の内輪とを介した循環電流の発生を抑える。これによって電食の発生を抑制している。

一方、このようなモールドモータは、一般的に、ステータコアに巻線を巻き回してコイルを形成したステータに対して、さらにモールド樹脂で覆った構造となっている。このような構造でのコイルに、何らかの原因で過大な電流が流れると、コイルが発熱して高温になり、例えばコイルを成す導線の外周表面に施された絶縁体が溶けることがある。導線の外周表面に施された絶縁体が溶けた場合、コイルの導線同士が短絡するおそれがある。また、導線同士が短絡して火花が発生すると、コイルとステータコアとの間に設けられたインシュレータなどの絶縁樹脂等が熱せられて生じたガスに、火花が引火するおそれもある。さらに、コイルの発熱によりモールド樹脂が熱劣化して、モールド樹脂にひび割れ等が生じていると、引火した火が、モールド樹脂のひび割れた箇所から、モータ外部に洩れ出るおそれがある。

そこで、従来、このような不具合を防ぐため、軸受の電食を防止しつつ、万一、ステータでのコイルに過大な電流が流れた場合でも、モータ外部に火が洩れ出ることを防止する防火対策を施したモールドモータが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

特許文献２のような従来のモールドモータは、防火対策として、ステータにおけるコイルエンドの外周を囲むとともにモールド樹脂の内部に設けられた金属内カバーと、コイルエンドの外周を囲むとともにモールド樹脂の外部表面に設けられた金属外カバーと、を備えている。さらに、従来のモールドモータは、電食の抑制対策の１つとして、軸受を保持する一対の金属ブラケットを、ステータ内を通る電線を含めた導電部材によって電気的に接続している。

しかしながら、上述した特許文献２に示す、一対の金属ブラケットを互いに電気的に接続する手法では、導通ピンなどの複数の接続用部材が必要となる。さらに、この手法では、ステータ内に電線を通す、加工上の工夫も必要であるため、電食抑制のための構成が複雑となる。

特開２００７－２０３４８号公報 国際公開第２０１８／１５９５３７号

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、金属カバーを用いたコイル周辺の防火対策を施すとともに、その金属カバーを利用した簡易な構成による電食の抑制対策も図ったモールドモータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係るモールドモータは、ロータと、ステータと、一対の軸受と、一対の金属ブラケットと、モールド樹脂と、金属カバーとを備える。モールドモータは、導電部材をさらに有する。ロータは、軸方向に延伸する回転軸と、永久磁石を保持して回転軸に固定される回転体とを有する。ステータは、複数の突極が形成されたステータコアと、ステータコアの突極ごとにインシュレータを介して巻回された複数のコイルとを有し、ロータに対向して配置される。一対の軸受は、一対の金属ブラケットにそれぞれ固定され、ロータを回転自在に支持する。モールド樹脂は、ステータを覆う。金属カバーは、そのモールド樹脂の外表面に装着される。導電部材は、一対の金属ブラケットのうちの第１の金属ブラケットと金属カバーとを電気的に接続する。一対の金属ブラケットのそれぞれは、金属カバーおよび導電部材を介して電気的に接続されている。

この構成により、金属カバーが、コイルのコイルエンド、インシュレータおよび渡り線を覆うように配置されるため、モータ内部で生じた火または煙に対する遮断が可能となる。さらに、この金属カバーを利用して、一対の金属ブラケットのそれぞれを電気的に接続しているため、簡易な構成により、軸受の電食発生を抑えることもできる。

また、第１の金属ブラケットは、軸受を保持する円筒状の円筒部と、円筒部の一端から外側方向に広がり、モールド樹脂に固着される鍔部とを有してもよい。

また、金属カバーは、モールド樹脂の外周を取り囲む円筒状のカバー円筒部と、カバー円筒部一端側を成すカバー天面部と、カバー天面部の中央に形成されたカバー孔部とを有してもよい。

また、金属カバーに形成されたカバー孔部の直径は、第１の金属ブラケットが有する円筒部の直径よりも大きいことが好ましい。

また、第１の金属ブラケットが有する円筒部は、金属カバーに形成されたカバー孔部を貫通して、カバー孔部から突出していることが好ましい。

また、金属カバーが有するカバー天面部の内周と、カバー孔部を貫通する第１の金属ブラケットが有する円筒部との径方向の間において隙間を有し、導電部材は、隙間の少なくとも一部に設けられ、第１の金属ブラケットと金属カバーとを電気的に接続していることが好ましい。

また、導電部材は、金属片および電線のいずれかであり、第１の金属ブラケットと金属カバーとに、溶接、ハンダ付けおよび導電性の接着剤のいずれかにより接合されていてもよい。

また、導電部材は、ハンダであり、ハンダが隙間を跨ぐように、第１の金属ブラケットと金属カバーとがハンダ付けにより電気的に接続されていてもよい。

導電部材は、隙間に配置された、導電性ゴム、導電性スポンジおよびばね性のある板ばねのいずれかであってもよい。

金属カバーは、カバー天面部の内周から中空の円筒状に外方向に突出するカバー突出部をさらに有し、カバー突出部は、カバー突出部の一部を折り曲げて形成した板ばね部を有し、板ばね部が、導電部材として第１の金属ブラケットに接触していてもよい。

本開示によれば、金属カバーを利用した簡易な構成により、軸受の電食発生を抑えながら、万一、ステータコアに巻回されたコイルに過大な電流が流れた場合でも、モータ外部に火が洩れ出ることを防止できるモールドモータを提供することができる。

図１は、実施の形態におけるモールドモータの分解斜視図である。 図２は、同、モールドモータの断面図である。 図３は、同、モールドモータの図２におけるＡ－Ａ線矢視平面断面図である。 図４は、同、モールドモータの外観の斜視図である。 図５は、同、モールドモータにおいて、軸受を保持する第１のブラケットの近辺を拡大した断面図である。 図６は、同、モールドモータの変形例１の構成を示す第１のブラケットの近辺を拡大した断面図である。 図７は、同、モールドモータの変形例２の構成を示す第１のブラケットの近辺を拡大した断面図である。 図８は、同、モールドモータの変形例３の構成を示す第１のブラケットの近辺を拡大した断面図である。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本開示の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

（実施の形態）
図１は、実施の形態におけるモールドモータ（以下、適宜、モータと呼ぶ）１００の分解斜視図である。図２は、同、モータ１００の断面図である。図３は、同、モータ１００の図２におけるＡ－Ａ線矢視平面断面図である。また、図４は、同、モータ１００の外観の斜視図である。

図１に示すように、モータ１００は、回転体２２の中央に回転軸２１を挿入して構成したロータ２０と、コイル組立をモールド樹脂で覆って構成したステータ１０とを備え、ロータ２０が一対の軸受３０で支持されるブラシレスモータである。本実施の形態では、ブラシレスモータの一例として、モータ１００を挙げて説明する。以下、各図面で示すように、回転軸２１が延伸するＸで示した方向を軸方向Ｘとする。軸方向Ｘに直交する面において、図３のように、回転軸２１の中心Ｘから広がる方向を径方向Ｙ、中心点Ｘを周回するＺの方向を周方向Ｚとして説明する。

本実施の形態では、コイルに過大な電流が流れるなどの不具合に起因して、モータ１００の本体から外部に火または煙が洩れ出ることを防止するため、不燃対策としての金属部材をモールド樹脂に対して設けている。具体的には、金属部材として、図１のようにステータ１０に装着する金属製の金属カバー３１を用いている。

さらに、一対の軸受３０の電食対策として、ロータ２０において、回転軸２１と回転体２２の径方向Ｙ外側の外周面との間を絶縁する層であるロータ絶縁層を設けている。電食抑制効果をさらに高めるために、一対の軸受３０の外輪どうしを電気的に接続している。具体的には、モータ１００では、電食抑制のため、一対の軸受３０においてその一方である軸受３０Ａに装着された第１のブラケット１５と、他方である軸受３０Ｂに装着された第２のブラケット３５とを、金属カバー３１および以下で説明する導電部材３２を介して電気的に接続している。このように、不燃対策用の金属カバー３１を電食対策にも利用している。

モータ１００の全体構成について説明する。図１に示すように、モータ１００は、基本構成として、第１のブラケット１５を含みモールド樹脂であるモールド樹脂部１９に覆われたステータ１０と、ロータ２０と、一対の軸受３０である軸受３０Ａ、３０Ｂと、第２のブラケット３５と、回路基板３４と、を備えている。モータ１００は、上述したように、不燃対策として、金属カバー３１を備える。モータ１００は、電食対策として、この金属カバー３１と第１のブラケット１５とを電気的に接続するための導電部材３２をさらに備えている。

図２に示すように、ステータ１０は、ステータコア１１、コイル１２およびインシュレータ１３を含むコイル組立１４を備えている。コイル組立１４は、ステータコア１１の突極に対して、絶縁材料からなるインシュレータ１３を介しながら、コイル１２を巻回して組み立てられている。

ステータコア１１は、例えば複数枚の薄い鉄板を軸方向Ｘに積層して構成される。また、図３に示すように、ステータコア１１は、リング状のヨーク１１ｙと、ヨーク１１ｙの内周面から径方向Ｙの内側に向かって延出する突極としての複数のティース１１ｔとを有する。これら複数のティース１１ｔは、開口部であるスロット１１ｓを互いの間に形成しながら、それぞれが周方向Ｚに等間隔に配置される。本実施の形態では、１２個のティース１１ｔを用いて、スロット数を１２スロットとした一例を示している。

各ティース１１ｔの延出した先端箇所には、延出するティース中間部１１ｔａよりも幅広となるように、周方向Ｚに広がるティース先端部１１ｔｂが形成されている。このティース先端部１１ｔｂの内周面が、ロータ２０の外周表面に対向する磁極面となる。このような構成のステータコア１１に対し、スロット１１ｓの開口スペースに巻線１２ｗを通しながら、それぞれのティース１１ｔにその巻線１２ｗを巻回することで、コイル１２が形成される。さらに、各コイル１２間は、コイル１２どうしを連絡する渡り線（図示せず）によって接続されている。また、図２に示すように、電気接続端子である金属のピン（図示せず）を備えた端子キャップ３６が、インシュレータ１３に対して装着されている。所定のコイル１２の線端末がこの金属のピンに接続されている。ティース１１ｔごとのコイル１２が、例えば、互いに電気的に１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相およびＷ相とする３相の交流で通電駆動される。

ステータ１０は、ステータ１０の本体部から軸方向Ｘに突出するように配置した第１のブラケット１５を備えている。ステータ１０は、コイル組立１４、第１のブラケット１５および端子キャップ３６が所定の位置に配置されて、一部の露出箇所を除き、これら部材を樹脂材料により覆うようにモールド樹脂で一体成型される。樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導性に優れたエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。

このようにして、これら部材をモールド樹脂で一体化したモールド樹脂部１９を含むステータ１０が構成される。ステータ１０は、概略円筒状の形状を成し、さらに、その円柱面の一部には、電源線などの接続線を通すための配線ホルダ１８なども形成されている。上記露出箇所として、それぞれのティース１１ｔの内周面および端子キャップ３６の端子面が、モールド樹脂部１９から露出している。ステータ１０が有する円形両面のうち、一方の面は閉じており、上述のように第１のブラケット１５が突出するように配置されている。他方の面は開口しており、その開口に蓋をするように第２のブラケット３５が装着される。

図１から図３に示すように、ステータ１０の内側には、径方向Ｙに所定の間隔をあけて、ロータ２０が挿入されている。すなわち、モータ１００は、ステータ１０の内側にロータ２０を配置したインナロータ型のモータである。ステータ１０の内周面とロータ２０の外周面とがわずかな空隙１２０を介して径方向Ｙに対面している。以下、このようなインナロータ型であるモータ１００の例を挙げて説明する。

ロータ２０は、一対の軸受３０によって回転自在に保持された回転軸２１を中心として、磁石２４を保持する回転体２２を備えている。各軸受３０は、図２に示すように、複数の小径のボール３０ｂを有したボールベアリングである。すなわち、軸受３０はそれぞれ、環状の外輪３０ｏとそれよりも小さい環状の内輪３０ｉとの間に、これらボール３０ｂが挿入された構成である。一対の軸受３０が、ロータ２０を回転自在に支持している。また、金属製の一対の金属ブラケット（以下、適宜、単にブラケットと呼ぶ）１５、３５により一対の軸受３０Ａ、３０Ｂをそれぞれ固定している。さらに具体的には、両軸受３０のうちの一方の軸受３０Ａの外輪３０ｏが第１のブラケット１５により、他方の軸受３０Ｂの外輪３０ｏが第２のブラケット３５により固定されている。それら内輪３０ｉに回転軸２１が固定されている。

図２に示すように、回転体２２は、ロータコア２３と、磁石２４と、ロータ樹脂部２５とを備えている。ロータコア２３は、例えば複数枚の薄い鉄板を軸方向Ｘに積層して構成されている。ロータコア２３は、回転軸２１の実質的に中央部において回転軸２１に固定されている。磁石２４は、永久磁石である。磁石２４は、ロータコア２３の内部に配設されている。

図２および図３に示すように、ロータコア２３には、軸方向Ｘに貫通する複数の磁石挿入孔２３ｃが、周方向Ｚに等間隔で形成されている。それぞれの磁石挿入孔２３ｃには、それぞれ磁石２４が１つずつ挿入されている。本実施の形態では、このようなロータコア２３の内部に磁石２４を内包したＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ：内部磁石埋込）型のモータ１００を示している。磁石２４のＳ極とＮ極との磁極が周方向Ｚに交互となるように１０個の磁石２４を配置し、磁極数を１０極とした一例を示している。すなわち、本実施の形態では、モータ１００として、１０極、１２スロットのブラシレスモータの例を挙げている。

図２に示すように、回転体２２は、ロータコア２３と磁石２４それぞれとが一体となるように、樹脂からなるロータ樹脂部２５が形成されている。ロータ樹脂部２５によって、磁石２４がロータコア２３に保持される。ロータ樹脂部２５を上述のようなロータ絶縁層として機能させ、電食の抑制をも図っている。このために、ロータコア２３には、軸方向Ｘに貫通する樹脂貫通孔２３ｄを設けている。ロータ樹脂部２５の具体的な材料としては、例えば、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ、Ｓｙｎｄｉｏｔａｃｔｉｃ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）等のポリスチレン樹脂、または、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ、Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等のポリエステル樹脂などを用いることができる。

ロータ樹脂部２５には、その軸方向Ｘの両端部において、それぞれの磁石２４を軸方向Ｘに挟むように配置される円盤状の端板樹脂部２５ａが形成されている。さらに、ロータコア２３の樹脂貫通孔２３ｄにも樹脂材料が充填されている。これによって、両端部の端板樹脂部２５ａを軸方向Ｘに樹脂で繋いでいる。樹脂貫通孔２３ｄに充填された樹脂材料は、ロータ樹脂部２５の一部として内部樹脂部２５ｂを構成している。ロータ樹脂部２５によって、磁石挿入孔２３ｃの両端開口が塞がれ、それぞれの磁石２４はロータコア２３に確実に固定される。本構成とすれば、モータ１００を水回りの機器、または、エアコンの室外機などのように、雨水や結露水などに触れる機器に使用したとしても、磁石２４が水と接触することなども防止できる。

樹脂貫通孔２３ｄは、軸方向Ｘについてはロータコア２３を貫通するとともに、その径方向Ｙについては、図３に示すように、回転軸２１を中心として、その周りを周回する環状の形状としている。すなわち、樹脂貫通孔２３ｄは、ロータコア２３の内部をその一方の端面から他方の端面まで円筒状の空間として延伸するように配置される。ロータ樹脂部２５の樹脂は、樹脂貫通孔２３ｄに充填されて、内部樹脂部２５ｂを形成している。このように、内部樹脂部２５ｂを円筒状としているため、ロータコア２３は、図２や図３からわかるように、内側を構成する内側ロータコア２３ａと外側を構成する外側ロータコア２３ｂとに分離される。内部樹脂部２５ｂは、電気的に絶縁体である樹脂材料よりなる。このため、ロータコア２３は、内部樹脂部２５ｂによって、内側ロータコア２３ａと外側ロータコア２３ｂとの間、すなわち、回転軸２１と回転体２２の径方向Ｙ外側の外周面との間とが電気的に絶縁分離されている。このように絶縁分離することで、ロータ樹脂部２５での内部樹脂部２５ｂを上述したロータ絶縁層として機能させている。これにより、ロータ２０において内部樹脂部２５ｂによる絶縁層が挿入されたこととなる。これにより、絶縁層を挿入しない構成に比べて、ロータ２０側のインピーダンスが高くなる。本実施の形態では、このように、ロータ２０側のインピーダンスを高くして、ステータ１０側のインピーダンスに近似させ、軸受３０における電食の発生を抑制している。

以上のように、ロータ２０は、図１に示すような円柱形状を成す回転体２２と、その回転体２２の中央を貫通する回転軸２１とによって構成されている。なお、以上の説明では、ロータコア２３内に磁石２４を保持するＩＰＭ型のロータ２０を備えたモータ１００を挙げて説明したが、ロータコア２３の外周表面に磁石２４を保持する表面磁石型（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ：ＳＰＭ型）のロータを備えたモータであってもよい。

また、上述したように、回転軸２１は、軸受３０Ａ、３０Ｂによって支承される。軸受３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ、ステータ１０の軸方向両側に配置され、金属製の第１のブラケット１５、第２のブラケット３５を介して、固定されている。

次に、第１のブラケット１５および第２のブラケット３５の概要について説明する。

第２のブラケット３５は、図１および図２に示すように、実質的な円盤形状を成しており、ステータ１０の開口側に装着可能なように取り付けられている。第２のブラケット３５の中央部には、円筒状に窪む円筒部３５ｃが形成されている。円筒部３５ｃに軸受３０Ｂが保持される。すなわち、軸受３０Ｂが円筒部３５ｃに挿入された状態である第２のブラケット３５を、ステータ１０の開口側に対して装着することで、回転軸２１の片側が回転自在に支持される。特に、本実施の形態では、金属カバー３１を取り付けた状態であるステータ１０に対して、第２のブラケット３５がその状態のステータ１０の開口を蓋するように、第２のブラケット３５が装着される。電食の抑制対策の一環として、このようにして第２のブラケット３５の外周を金属カバー３１の開口端に直接に接触させて、第２のブラケット３５と金属カバー３１とを電気的に接続している。

第１のブラケット１５は、第２のブラケット３５よりも径が小さく、その中央部には、第２のブラケット３５と同様に、軸受３０Ａを保持するための円筒状に窪む円筒部１５ｃが形成されている。第１のブラケット１５は、円筒部１５ｃの開口側において、鍔状に径方向Ｙに広がる円盤形状の鍔部１５ｂを有している。第１のブラケット１５が、モールド成型により、ステータ１０のモールド樹脂部１９に固定されている。第１のブラケット１５の円筒部１５ｃに対し、軸受３０Ａを挿入することで、回転軸２１のもう一方の側が、ステータ１０に対して回転自在に支持される。また、第１のブラケット１５の中央に孔部１５ｈが形成されており、回転軸２１が孔部１５ｈを貫いて外側方向に突出している。回転軸２１の突出した箇所が、負荷などを接続するための出力軸２１ｐとなる。以下、軸方向Ｘにおいて、出力軸２１ｐが配置される側を出力軸側、その反対側を反出力軸側と呼び説明する。

ステータ１０に装着する金属カバー３１の概要について説明する。

本実施の形態では、上述のように不燃対策として、金属製の金属カバー３１が、ステータ１０の開口箇所を除き、ステータ１０のほぼ全体を覆うように、ステータ１０のモールド樹脂部１９の外表面に装着されている。図１に示すように、金属カバー３１は、カバー孔部３１ｈとする中心部を開口した孔を有した中空のカップ形状を成している。金属カバー３１のカバー孔部３１ｈに対し、モールド樹脂部１９に固着された第１のブラケット１５が貫くようにして、金属カバー３１がステータ１０に装着される。さらに、上述のように電食の抑制対策の一環として、第１のブラケット１５と第２のブラケット３５とを、金属カバー３１および導電部材３２により電気的に接続している。なお、この金属カバー３１および両ブラケット１５、３５間を電気接続する詳細な構成については、さらに以下で説明する。

また、図２に示すように、モータ１００は、回路基板３４を、ステータ１０の開口側に内蔵する。回路基板３４は、実質的に円盤状の形状を成している。回路基板３４には、中央部に回転軸２１を通すための開口３４ｏが形成されている。回路基板３４には、駆動回路などの電子部品３４ａが実装されている。回路基板３４には、電源電圧および制御信号を印加する接続線なども接続されている。外部と接続するための接続線が、配線ホルダ１８を介して外部に引き出される。

ステータ１０のモールド樹脂部１９内部から、コイル１２の線端末を引き出すため、ステータ１０の開口側の内側スペースにおいて、モールド樹脂部１９と一体化した端子キャップ３６を配置している。端子キャップ３６は、絶縁樹脂からなる。端子キャップ３６は、ピンなどの電気接続端子を配列するための配列板部を含む部材である。これら電気接続端子にコイル１２の線端末などが接続されている。ステータ１０の内側スペースにおいて、例えばピンでの露出した箇所を用いて、回路基板３４との電気的な接続を行う。端子キャップ３６によって、回路基板３４を保持している。

以上のように構成されるモータ１００は、以下のような手順にて形成されている。図１、２に示すように、コイル組立１４、第１のブラケット１５および端子キャップ３６を、金型内の所定の位置に配置して、樹脂によりモールド一体成型することで、ステータ１０が形成される。軸受３０Ａ、３０Ｂは、ロータ２０の回転軸２１の両側に取り付けられる。第１のブラケット１５の孔部１５ｈから出力軸２１ｐが突出するように、ステータ１０には、軸受３０Ａ、３０Ｂを取り付けた状態のロータ２０が挿入される。第１のブラケット１５の円筒部１５ｃには、軸受３０Ａが圧入される。軸受３０Ａを圧入した第１のブラケット１５が、金属カバー３１のカバー孔部３１ｈを貫いて金属カバー３１から突出するようにして、金属カバー３１が、ステータ１０の第１のブラケット１５側から装着される。回路基板３４が、ステータ１０の開口側において、端子キャップ３６に固定される。回路基板３４に接続された接続線は、配線ホルダ１８を介して外部に引き出される。第２のブラケット３５の円筒部３５ｃには、軸受３０Ｂが圧入される。同時に、金属カバー３１が装着されたステータ１０の開口側に対して、蓋をするように、第２のブラケット３５が装着される。このとき、金属カバー３１の開口端と、第２のブラケット３５の外周側とが接触し、金属カバー３１と第２のブラケット３５とが電気的に接続される。最後に、金属カバー３１と第１のブラケット１５との間の隙間箇所において、金属カバー３１および第１のブラケット１５に対して、溶接やハンダ付けなどにより導電部材３２を固着させる。

このようにして、図２に示すようなモータ１００が完成する。

特に、本実施の形態では、上述のように導電部材３２を固着させることにより、金属カバー３１と第１のブラケット１５とが導電部材３２を介して電気的にも接続される。その結果、金属カバー３１を介して第１のブラケット１５と第２のブラケット３５とが電気的に接続される。ひいては、軸受３０Ａの外輪３０ｏと軸受３０Ｂの外輪３０ｏとが電気的に接続される。軸受３０Ａ、３０Ｂの外輪３０ｏ間の電気的な接続により、電食抑制効果を高めている。

以上のように構成されたモータ１００に対して、接続線を介して電源電圧または制御信号などを回路基板３４に実装された駆動回路に供給することにより、コイル１２が通電駆動される。コイル１２が通電されると、コイル１２に駆動電流が流れ、ステータコア１１から磁界が発生する。そして、ステータコア１１からの交番磁界とロータ２０が有する磁石２４からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じる。これらの力によって回転軸２１を中心にロータ２０が周方向Ｚに回転する。

次に、以上のように構成されたモータ１００において、電食対策を目的として、金属カバー３１および導電部材３２を介しながら、第１のブラケット１５と第２のブラケット３５とを互いに電気的に接続する詳細な構成について説明する。

図５は、実施の形態におけるモールドモータ１００において、軸受３０Ａを保持する第１のブラケット１５の近辺を拡大した断面図である。以下、図４および図５を主に参照しながら、このような両ブラケットの電気的な接続構成について説明する。

まず、図５に示すように、第１のブラケット１５は、上述した円筒部１５ｃおよび鍔部１５ｂに加えて、円筒部１５ｃの出力軸側には、孔部１５ｈを有した環状の面となる天面部１５ｔが形成されている。第１のブラケット１５において、円盤状に広がる鍔部１５ｂの外周側が、モールド成型により、モールド樹脂部１９の出力軸側に固定されている。鍔部１５ｂの内周側となる開口端１５ｅから、円筒部１５ｃが出力軸側へと円筒状に延びている。図５では、円筒部１５ｃの外周の径の大きさを直径Ｄｃとした例を示している。円筒部１５ｃは、その内側において、軸受３０Ａの外輪３０ｏの外周に接触しながら軸受３０Ａを取り囲むようにして、軸受３０Ａを保持している。また、この円筒部１５ｃの出力軸側端部から、径方向Ｙに中心に向けて、環状の天面部１５ｔが形成されている。そして、この天面部１５ｔの中央において、円形に開口した孔である孔部１５ｈが形成されている。回転軸２１は、この孔部１５ｈを貫通し、さらに、出力軸２１ｐとして孔部１５ｈから突出している。

一方、金属カバー３１は、全体として中空のカップ形状を成している。金属カバー３１は、詳細には、図４に示すように、カバー円筒部３１ｃと、カバー天面部３１ｔと、カバー孔部３１ｈと、カバー突出部３１ｐとを備えた構成である。カバー円筒部３１ｃは、図１に示すような円筒形状を成し、反出力軸側の端部をカバー開口部として開口している。カバー円筒部３１ｃが、図２に示すように、モールド樹脂部１９の外周全体を取り囲んでいる。このように、本実施の形態では、不燃対策として、金属カバー３１によって、ステータ１０が有するコイルエンド、インシュレータ１３および渡り線を覆う構成としている。このため、例えばレアショートなどで出火し、インシュレータ１３または渡り線から径方向Ｙの外周側に火が延焼しようとしても、金属カバー３１により、その火および煙が遮断される。このような不燃対策に基づき、モータ１００の外部に火や煙が出ることを防止している。

図４に示すように、金属カバー３１において、カバー円筒部３１ｃの出力軸側端部から、径方向Ｙの中心に向けて、環状の面となるカバー天面部３１ｔが形成されている。カバー天面部３１ｔの中央においては、円形に開口した孔であるカバー孔部３１ｈが形成されている。金属カバー３１は、カバー天面部３１ｔの内周において、その内周から中空の円筒状に外方向に突出するカバー突出部３１ｐを有している。カバー突出部３１ｐの内側が、カバー孔部３１ｈとなる。図５では、カバー孔部３１ｈの径の大きさ、すなわち、カバー突出部３１ｐの内径を、直径Ｄｈとした例を示している。そして、図５に示すように、直径Ｄｈとなるカバー孔部３１ｈ（すなわち、カバー天面部３１ｔの内周）と、外周が直径Ｄｃとなる第１のブラケット１５の円筒部１５ｃ（以下、適宜、ブラケット円筒部１５ｃと呼ぶ）とは、径方向Ｙにおいて間隔Ｗｇａｐとなる環状の隙間４１ｇを設けながら、カバー孔部３１ｈからブラケット円筒部１５ｃが出力軸側へと突出している。

ところで、モータ１００の組み立て時においては、このようにカバー孔部３１ｈからブラケット円筒部１５ｃを突出させて、金属カバー３１を、ステータ１０に装着している。このとき、仮に、仮のカバー孔部３１ｈａの径（すなわち、仮のカバー突出部３１ｐａの内径）に比べて、仮のブラケット円筒部１５ｃａの外径が等しいか大きくなるような関係にある場合、ステータ１０に対する金属カバー３１の装着時においては、いわゆる「締り嵌め（しまりばめ）」によって、両者を嵌め合わすことになる。このような締り嵌めによると、カバー孔部３１ｈａにブラケット円筒部１５ｃａを圧入するのみで、両者を固着できるとともに電気的にも接続できる。ところが、その一方で、軸受３０Ａを内側に保持したブラケット円筒部１５ｃａに対して、カバー突出部３１ｐａが、この状態でのブラケット円筒部１５ｃａを締め付けるように作用する。このため、ブラケット円筒部１５ｃａ内側に保持された軸受３０Ａに対しても、内側に向かう径方向Ｙの応力が加わり、その応力によって、軸受３０Ａが変形したり基準位置からずれたりして、軸ずれまたは正常な回転動作を妨げるなどの不具合が生じるおそれがある。

そこで、本実施の形態では、カバー孔部３１ｈの径に比べて、ブラケット円筒部１５ｃの外径が小さくなるように、カバー孔部３１ｈの直径Ｄｈ、およびブラケット円筒部１５ｃの外周の直径Ｄｃを設定している。すなわち、直径Ｄｈ＞直径Ｄｃとし、直径Ｄｈのカバー突出部３１ｐおよびカバー天面部３１ｔの内周と、直径Ｄｃのブラケット円筒部１５ｃの外周との径方向Ｙにおいて、上述のように、間隔Ｗｇａｐとなる環状の隙間４１ｇができるような構成としている。これにより、ステータ１０に対する金属カバー３１の装着時においては、いわゆる「隙間嵌め（すきまばめ）」によって、カバー突出部３１ｐ内側のカバー孔部３１ｈにブラケット円筒部１５ｃを嵌め合わすこととなる。両者間に隙間４１ｇができるような設定であることより、この嵌め合わせ時においては、カバー突出部３１ｐが、軸受３０Ａを内側に保持したブラケット円筒部１５ｃに対して、何らかの力を加えたりするように作用することはない。なお、金属カバー３１をステータ１０に固着させるための構造としては、カバー円筒部３１ｃをモールド樹脂部１９の外周に嵌め込むことが可能となるように、カバー円筒部３１ｃの内径をモールド樹脂部１９の外径とほぼ等しくしている。すなわち、カバー円筒部３１ｃの内側に対するモールド樹脂部１９の上述のような締り嵌めにより、金属カバー３１をステータ１０に嵌め合わせ、固着させている。これによって、カバー円筒部３１ｃがモールド樹脂部１９に対し、内側への応力が加わるように作用することになる。しかし、直接に回転軸２１を支える軸受３０に比べてモールド樹脂部１９の場合、軸ずれまたは回転動作に影響を受けるなどの不具合が生じることはない。

このように、カバー突出部３１ｐの内周と、第１のブラケット１５の円筒部１５ｃの外周との間に、環状の隙間４１ｇを設けている。その一方で、上述のように、電食対策として、金属カバー３１と第１のブラケット１５とを電気的に接続する必要がある。このため、電気的な接続に関しては、導電部材３２を利用している。この一例として、図４および図５に示すように、導電部材３２が隙間４１ｇを跨ぐようにして、導電部材３２により金属カバー３１のカバー突出部３１ｐと第１のブラケット１５の円筒部１５ｃとを電気的に接続している。導電部材３２としては、図４および図５の場合、銅および鉄などの金属の小片を利用した導電部材３２の例を挙げている。また、電気的に接続すればよいため、導電部材３２として、リード線のような電気接続のための電線を用いてもよい。さらに、このような金属小片または電線の導電部材３２をカバー突出部３１ｐまたは円筒部１５ｃに接合する手法としては、溶接、ハンダ付け、あるいは導電性の接着剤などを利用できる。図４および図５の場合、ハンダ４５を用いたハンダ付けにより、導電部材３２としての金属片をカバー突出部３１ｐと円筒部１５ｃとに接合した例を挙げている。

以上、金属カバー３１を取り付けたステータ１０に対して、蓋するように、第２のブラケット３５を装着することで、第２のブラケット３５の外周側が金属カバー３１の開口端と接触し、金属カバー３１と第２のブラケット３５とが電気的に接続される。この後、導電部材３２を用いて、上述のように、金属カバー３１と第１のブラケット１５とを導電部材３２を介して電気的に接続する。これによって、第１のブラケット１５と第２のブラケット３５とが金属カバー３１を介して電気的に接続され、ひいては、第１のブラケット１５の円筒部１５ｃ内側の軸受３０Ａの外輪３０ｏと、第２のブラケット３５の円筒部３５ｃ内側の軸受３０Ｂの外輪３０ｏとが電気的に接続される。

本実施の形態では、このような構成を採用することにより、軸受３０Ａの外輪３０ｏと軸受３０Ｂの外輪３０ｏとの電位を等しくする。よって、電食の一因となる軸受３０Ａ、３０Ｂを流れる高周波の電流を抑制している。さらに、これによって、両軸受３０Ａ、３０Ｂの軸電圧（軸受の外輪と内輪との間の電位差）も等しくなる。したがって、両軸受３０Ａ、３０Ｂの電食による互いの寿命も近似する。このため、高い軸電圧側の軸受に電食発生が集中することで、モータ寿命もその軸受に依存してしまうというような不具合も防止できる。その結果、モータ寿命も延ばすことができる。このように、両軸受３０Ａ、３０Ｂの外輪３０ｏを電気的に接続した結果、高い電食防止効果を得ることができる。

以上の説明では、金属小片または電線の導電部材３２をカバー突出部３１ｐおよび円筒部１５ｃに、溶接またはハンダ付けを利用して接続した例を挙げて説明した。しかし、他の変形例とすることも可能である。

図６は、実施の形態におけるモールドモータの変形例１の構成を示す第１のブラケット１５の近辺を拡大した断面図である。図６は、まず、カバー突出部（３１ｐ）を省いた金属カバー３１１を用いた一例を示している。図６は、導電部材３２をハンダ４５とし、ハンダ４５が隙間４１ｇを跨ぐように、ハンダ４５によってカバー天面部３１ｔのカバー孔部３１ｈの近辺とブラケット円筒部１５ｃとをハンダ付けするような構成例を示している。このように、本実施の形態での金属カバー３１１において、カバー突出部３１ｐを省いた構成としてもよい。また、図５のように金属カバー３１がカバー突出部３１ｐを有した構成とし、カバー突出部３１ｐとブラケット円筒部１５ｃとの隙間４１ｇを跨ぐハンダ４５のみによってハンダ付けするような構成であってもよい。

図７は、実施の形態におけるモールドモータの変形例２の構成を示す第１のブラケット１５の近辺を拡大した断面図である。変形例２では、金属に比べて弾力性のある導電性ゴムや導電性スポンジを導電部材３２とした一例を示している。図７では、導電部材３２を導電性ゴム４６とした一例を示しており、導電性ゴム４６を、カバー突出部３１ｐとブラケット円筒部１５ｃとの間の隙間４１ｇに挟むように配置した構成としている。変形例２では、このようにして、カバー突出部３１ｐとブラケット円筒部１５ｃとを電気的に接続している。特に、この変形例２の場合、導電性ゴム４６は弾力性を有している。このため、カバー突出部３１ｐから導電性ゴム４６を介してブラケット円筒部１５ｃ内側の軸受３０Ａへと、内側に向かう径方向Ｙの応力が強く加わることはない。このため、モールドモータをこのような変形例２の構成とすることも可能である。

図８は、実施の形態におけるモールドモータの変形例３の構成を示す第１のブラケット１５の近辺を拡大した断面図である。変形例３では、カバー突出部３１ｐの一部に加工を施し、板ばね部３１ｐｓを形成した一例を示している。すなわち、カバー突出部３１ｐの２か所を軸方向Ｘに切欠き、その切欠き間に残った箇所を内側に向かう径方向Ｙに折り曲げて、ばね性のある板ばね部３１ｐｓとしている。図８において、さらに、ばね性を高めるためにカバー突出部３１ｐの板厚を薄くするとともに、ブラケット円筒部１５ｃへの応力を緩和するため、板ばね部３１ｐｓの先端について、内側に向けて凸となるように曲線状に曲げた一例を示している。板ばね部３１ｐｓを備えた金属カバー３１２をステータ１０に装着することで、この板ばね部３１ｐｓが、図８のように、カバー突出部３１ｐとブラケット円筒部１５ｃとの間の隙間４１ｇに位置し、板ばね部３１ｐｓを介してカバー突出部３１ｐとブラケット円筒部１５ｃとが電気的に接続される。すなわち、変形例３では、板ばね部３１ｐｓを、金属カバー３１と第１のブラケット１５とを電気的に接続するための導電部材３２としている。変形例３の場合も変形例２と同様に、板ばね部３１ｐｓは弾力性を有している。このため、カバー突出部３１ｐから板ばね部３１ｐｓを介してブラケット円筒部１５ｃ内側の軸受３０Ａへと、内側に向かう径方向Ｙの応力が強く加わることはない。このため、このような変形例３の構成とすることも可能である。また、変形例３では、カバー突出部３１ｐの一部に加工を施した例を挙げて説明した。しかし、このような加工に代えて、ばね性を有した薄い金属板をカバー突出部３１ｐとブラケット円筒部１５ｃとの間の隙間４１ｇに挟み込むように構成してもよい。具体的には、薄いリン青銅板をＶ字状に折り曲げて、隙間４１ｇに挿入するなど可能である。

以上説明したように、本実施の形態のモータ１００は、不燃対策としての金属カバー３１を備えている。

金属カバー３１は、上述のように、ステータ１０の外周を取り囲むように嵌め込まれている。これにより、金属カバー３１がコイル１２のコイルエンド、インシュレータ１３、渡り線を覆うように、金属カバー３１は配置される。このため、金属カバー３１により、モータ１００内部で生じた火または煙に対する遮断が可能となる。

さらに、本実施の形態では、上述したように、電食対策の一環として、軸受３０Ａを保持する第１のブラケット１５と軸受３０Ｂを保持する第２のブラケット３５とを電気的に接続している。その接続においても金属カバー３１を利用している。これによって、ブラケットの電気的接続のための配線を不要としている。特に、本実施の形態では、金属カバー３１のカバー突出部３１ｐの内周と、第１のブラケット１５でのブラケット円筒部１５ｃの外周との間に、環状の隙間４１ｇを設けている。このため、カバー突出部３１ｐからブラケット円筒部１５ｃ内の軸受３０Ａに対する応力が加わることはない。したがって、軸ずれなどによるモータの動作不良をもたらすことを防止できる。

以上のように、本実施の形態のモールドモータ１００は、ロータ２０と、ステータ１０と、一対の軸受３０と、一対の金属ブラケット１５、３５と、モールド樹脂と、金属カバー３１とを備える。モールドモータ１００は、導電部材３２をさらに有する。ロータ２０は、軸方向に延伸する回転軸２１と、永久磁石を保持して回転軸２１に固定される回転体２２とを有する。ステータ１０は、複数の突極が形成されたステータコア１１と、ステータコア１１の突極ごとにインシュレータ１３を介して巻回された複数のコイル１２とを有し、ロータ２０に対向して配置される。一対の軸受３０は、一対の金属ブラケット１５、３５にそれぞれ固定され、ロータ２０を回転自在に支持する。モールド樹脂は、ステータ１０を覆う。金属カバー３１は、そのモールド樹脂の外表面に装着される。導電部材３２は、一対の金属ブラケット１５、３５のうちの第１の金属ブラケット１５と金属カバー３１とを電気的に接続する。一対の金属ブラケット１５、３５のそれぞれは、金属カバー３１および導電部材３２を介して電気的に接続されている。

これにより、金属カバー３１が、コイル１２のコイルエンド、インシュレータ１３および渡り線を覆うように配置されるため、モータ内部で生じた火または煙に対する遮断が可能となる。さらに、この金属カバー３１を利用して、一対の金属ブラケット１５、３５のそれぞれを電気的に接続しているため、簡易な構成により、軸受３０の電食発生を抑えることもできる。

また、第１の金属ブラケット１５は、軸受３０を保持する円筒状の円筒部１５ｃと、円筒部１５ｃの一端から外側方向に広がり、モールド樹脂に固着される鍔部１５ｂとを有してもよい。

また、金属カバー３１は、モールド樹脂の外周を取り囲む円筒状のカバー円筒部３１ｃと、カバー円筒部３１ｃ一端側を成すカバー天面部３１ｔと、カバー天面部３１ｔの中央に形成されたカバー孔部３１ｈとを有してもよい。

また、金属カバー３１に形成されたカバー孔部３１ｈの直径は、第１の金属ブラケット１５が有する円筒部１５ｃの直径よりも大きいことが好ましい。

また、第１の金属ブラケット１５が有する円筒部１５ｃは、金属カバー３１に形成されたカバー孔部３１ｃを貫通して、カバー孔部３１ｈから突出していることが好ましい。

また、金属カバー３１が有するカバー天面部３１ｔの内周と、カバー孔部３１ｈを貫通する第１の金属ブラケット１５が有する円筒部１５ｃとの径方向の間において隙間４１ｇを有し、導電部材３２は、隙間４１ｇの少なくとも一部に設けられ、第１の金属ブラケット１５と金属カバー３１とを電気的に接続していることが好ましい。

また、導電部材３２は、金属片および電線のいずれかであり、第１の金属ブラケット１５と金属カバー３１とに、溶接、ハンダ付けおよび導電性の接着剤のいずれかにより接合されていてもよい。

また、導電部材３２は、ハンダであり、ハンダが隙間を跨ぐように、第１の金属ブラケット１５と金属カバー３１とがハンダ付けにより電気的に接続されていてもよい。

また、導電部材３２は、隙間に配置された、導電性ゴム、導電性スポンジおよびばね性のある板ばねのいずれかであってもよい。

また、金属カバー３１は、カバー天面部３１ｔの内周から中空の円筒状に外方向に突出するカバー突出部３１ｐをさらに有し、カバー突出部３１ｐは、カバー突出部３１ｐの一部を折り曲げて形成した板ばね部３１ｐｓを有し、板ばね部３１ｐｓが、導電部材３２として第１の金属ブラケット１５に接触していてもよい。

本開示の利用分野は、ステータがモールド樹脂で覆われているいわゆるモールドモータに対して、広範囲で利用することができる。

１０ ステータ
１１ ステータコア
１１ｓ スロット
１１ｔ ティース
１１ｙ ヨーク
１１ｔａ ティース中間部
１１ｔｂ ティース先端部
１２ コイル
１２ｗ 巻線
１３ インシュレータ
１４ コイル組立
１５ 第１のブラケット（ブラケット）
１５ｂ 鍔部
１５ｃ，３５ｃ 円筒部（ブラケット円筒部）
１５ｅ 開口端
１５ｈ 孔部
１５ｔ 天面部
１８ 配線ホルダ
１９ モールド樹脂部
２０ ロータ
２１ 回転軸
２１ｐ 出力軸
２２ 回転体
２３ ロータコア
２３ａ 内側ロータコア
２３ｂ 外側ロータコア
２３ｃ 磁石挿入孔
２３ｄ 樹脂貫通孔
２４ 磁石
２５ ロータ樹脂部
２５ａ 端板樹脂部
２５ｂ 内部樹脂部
３０，３０Ａ，３０Ｂ 軸受
３０ｂ ボール
３０ｉ 内輪
３０ｏ 外輪
３１，３１１，３１２ 金属カバー
３１ｃ カバー円筒部
３１ｈ カバー孔部
３１ｐ カバー突出部
３１ｐｓ 板ばね部
３１ｔ カバー天面部
３２ 導電部材
３４ 回路基板
３４ａ 電子部品
３４ｏ 開口
３５ 第２のブラケット（ブラケット）
３６ 端子キャップ
４１ｇ 隙間
４５ ハンダ
４６ 導電性ゴム
１００ モータ
１２０ 空隙

Claims (5)

1. 軸方向に延伸する回転軸と、永久磁石を保持して前記回転軸に固定される回転体とを有するロータと、
   複数の突極が形成されたステータコアと、前記ステータコアの突極ごとにインシュレータを介して巻回された複数のコイルとを有し、前記ロータに対向して配置されるステータと、
   前記ロータを回転自在に支持する一対の軸受と、
   前記一対の軸受を固定する一対の金属ブラケットと、
   前記ステータを覆うモールド樹脂と、
   前記モールド樹脂の外表面に装着される金属カバーと、
   を備えたモールドモータであって、
   前記一対の金属ブラケットのうちの第１の金属ブラケットと前記金属カバーとを電気的に接続する導電部材をさらに有し、
   前記一対の金属ブラケットのそれぞれは、前記金属カバーおよび前記導電部材を介して電気的に接続され、
   前記第１の金属ブラケットは、前記軸受を保持する円筒状の円筒部と、前記円筒部の一端から外側方向に広がり、前記モールド樹脂に固着される鍔部とを有し、
   前記金属カバーは、前記モールド樹脂の外周を取り囲む円筒状のカバー円筒部と、前記カバー円筒部の一端側を成すカバー天面部と、前記カバー天面部の中央に形成されたカバー孔部とを有し、
   前記金属カバーに形成された前記カバー孔部の直径は、前記第１の金属ブラケットが有する前記円筒部の直径よりも大きく、
   前記第１の金属ブラケットが有する前記円筒部は、前記金属カバーに形成された前記カバー孔部を貫通して、前記カバー孔部から突出し、
   前記金属カバーが有する前記カバー天面部の内周と、前記カバー孔部を貫通する前記第１の金属ブラケットが有する前記円筒部との径方向の間において隙間を有し、
   前記導電部材は、前記隙間の少なくとも一部に設けられ、前記導電部材が前記隙間を跨ぐようにして、前記導電部材により前記第１の金属ブラケットと前記金属カバーとを電気的に接続しているモールドモータ。
2. 前記導電部材は、金属片および電線のいずれかであり、前記第１の金属ブラケットと前記金属カバーとに、溶接、ハンダ付けおよび導電性の接着剤のいずれかにより接合されている請求項１に記載のモールドモータ。
3. 前記導電部材は、ハンダであり、前記ハンダが前記隙間を跨ぐように、前記第１の金属ブラケットと前記金属カバーとがハンダ付けにより電気的に接続されている請求項１に記載のモールドモータ。
4. 前記導電部材は、前記隙間に配置された、導電性ゴム、導電性スポンジおよびばね性のある板ばねのいずれかである請求項１に記載のモールドモータ。
5. 前記金属カバーは、前記カバー天面部の内周から中空の円筒状に外方向に突出するカバー突出部をさらに有し、
   前記カバー突出部は、前記カバー突出部の一部を折り曲げて形成した板ばね部を有し、
   前記板ばね部が、前記導電部材として前記第１の金属ブラケットに接触している請求項１に記載のモールドモータ。
   

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