KR20220088459A - 회전 전동기 - Google Patents
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Abstract
커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)는, 스테이터 코어(52)와 리지드 배선 기판(55)을 포함하는 스테이터 서브 어셈블리(50)와, 프레임(13)의 지름방향에 있어서 스테이터 코어(52)와 대향하도록 리지드 배선 기판(55)의 커넥터 탑재부(59)에 고정된 커넥터(51)를 포함한다. 프레임(13)의 내주면에는, 축 방향에서의 개구(16)에서 축방향으로 연장하여 커넥터(51) 및 커넥터 탑재부(59)를 수용하는 홈부(25)가 형성되어 있다. 프레임(13)에는 홈부(25)에 수용된 커넥터(51)에 상대측 커넥터가 결합하기 위한 창문부(30)가 형성되어 있다. 창문부(30)는, 프레임(13)의 외면과 홈부(25)의 내면에 개구하면서 동시에 끊김없는 내주면(30A)을 갖는다.
Description
본 발명은, 회전 전동기에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 프레임체의 결선부(結線部)(기판)와 커넥터를 리드선 등으로 결합하여, 브라켓을 조립한다. 프레임체 단부에서 결선판까지의 거리가 길어서 작업성이 나쁘다. 커넥터의 받이부(receiving part)를 고정자에 조립하고 나서 프레임체에 삽입할 수 없기 때문에 작업 효율이 나쁘다.
특허문헌 2 및 특허문헌 3에서는, 커넥터를 결선부에 장착하고 나서 프레임체에 삽입한다. 프레임체에 대하여 축방향으로 돌출하고 있기 때문에 전체 길이가 길어져 소형화할 수 없다.
본 발명의 목적은, 다운사이징 기술과, 통형상(cylindrical shape)의 프레임체의 지름방향에 있어서 중간 조립체와 대향하도록 중간 조립체에 커넥터를 장착한 후에도 중간 조립체를 프레임체에 수용 가능하도록 하는 기술을 제공하는 것에 있다.
본원 발명의 관점에 따르면, 수용 대상물과, 상기 수용 대상물을 수용하는 통형상의 고정자 프레임체를 구비한 회전 전동기로서, 상기 수용 대상물은, 스테이터 코어(stator core)와, 상기 스테이터 코어에 대해서 축방향으로 대향하도록 배치되고 환상의 배선 기판 본체와, 상기 배선 기판 본체에서 지름방향 바깥쪽(外方)으로 돌출하는 커넥터 탑재부를 갖는 리지드 배선 기판(rigid wiring board)을 포함하는, 중간 조립체와, 상기 고정자 프레임체의 지름방향에 있어서 상기 스테이터 코어와 대향하도록 상기 리지드 배선 기판의 상기 커넥터 탑재부에 고정되고, 상기 커넥터 탑재부에 납땜되는 컨택트(contact)와 상기 컨택트를 유지하는 하우징을 포함하는, 커넥터(connector)를 포함하고, 상기 고정자 프레임체의 내주면에는, 상기 축방향에서의 개구에서 상기 축방향으로 연장되어 상기 커넥터 및 상기 커넥터 탑재부를 수용하는 홈부(groove part)가 형성되어 있으며, 상기 고정자 프레임체에는, 상기 홈부에 수용된 상기 커넥터에 상대측 커넥터가 감합하기 위한 창문부가 형성되어 있으며, 상기 창문부는, 상기 고정자 프레임체의 외면과 상기 홈부의 내면에 개구하면서 동시에 끊김없는 내주면을 갖는, 회전 전동기가 제공된다.
바람직하게는, 상기 커넥터의 상기 컨택트는, 상기 리지드 배선 기판의 상기 커넥터 탑재부에 납땜되는 기판 접속부를 갖고, 상기 중간 조립체와 상기 커넥터의 상기 컨택트의 상기 기판 접속부는 모두 수지 실링되어 있다.
바람직하게는, 상기 고정자 프레임체의 상기 외면에는 평면형상의 실링면이 형성되고, 상기 홈부의 상기 내면은, 상기 실링면에 대해서 평행한 천장면을 포함한다.
바람직하게는, 상기 고정자 프레임체는, 상기 지름방향의 바깥쪽을 향해서 융기하는 융기부를 갖고, 상기 창문부는, 상기 융기부에 형성되어 있다.
바람직하게는, 상기 컨택트는 평판 형상이다.
바람직하게는, 상기 하우징에는 위치 결정 또는 고정을 위한 핀이 설치되어 있다.
본 발명에 의하면, 다운사이징 기술과, 통형상의 프레임체의 지름방향에 있어서 중간 조립체와 대향하도록 중간 조립체에 커넥터를 장착한 후에도 중간 조립체를 프레임에 수용 가능하게 하는 기술이 실현된다.
도 1은, 유지(保持) 브레이크가 구비된 회전 전동기의 사시도이고(제1 실시형태),
도 2는, 회전 전동기의 사시도이고(제1 실시형태),
도 3은, 스테이터의 분해 사시도이고(제1 실시형태),
도 4는, 프레임의 사시도이고(제1 실시형태),
도 5는, 프레임의 일부 절흠(cutout) 사시도이고(제1 실시형태),
도 6은, 프레임의 다른 각도에서 본 사시도이고(제1 실시형태),
도 7은, 프레임의 우측면도이고(제1 실시형태),
도 8은, 프레임의 평면도이고(제1 실시형태),
도 9는, 수지로 봉지(封止)되기 전의 커넥터를 갖는 스테이터 서브 어셈블리의 사시도이고(제1 실시형태)
도 10은, 도 9의 A부 확대도이고(제1 실시형태),
도 11은, 커넥터의 사시도이고(제1 실시형태),
도 12는, 수지로 봉지된 후의 커넥터를 갖는 스테이터 서브 어셈블리의 사시도이고(제1 실시형태),
도 13은, 스테이터의 사시도이고(제1 실시형태),
도 14는, 스테이터의 평면도이고(제1 실시형태),
도 15는, 스테이터의 사시도이고(제2 실시형태),
도 16은, 일반 전기 기기의 사시도이다(제3 실시형태).
도 2는, 회전 전동기의 사시도이고(제1 실시형태),
도 3은, 스테이터의 분해 사시도이고(제1 실시형태),
도 4는, 프레임의 사시도이고(제1 실시형태),
도 5는, 프레임의 일부 절흠(cutout) 사시도이고(제1 실시형태),
도 6은, 프레임의 다른 각도에서 본 사시도이고(제1 실시형태),
도 7은, 프레임의 우측면도이고(제1 실시형태),
도 8은, 프레임의 평면도이고(제1 실시형태),
도 9는, 수지로 봉지(封止)되기 전의 커넥터를 갖는 스테이터 서브 어셈블리의 사시도이고(제1 실시형태)
도 10은, 도 9의 A부 확대도이고(제1 실시형태),
도 11은, 커넥터의 사시도이고(제1 실시형태),
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도 13은, 스테이터의 사시도이고(제1 실시형태),
도 14는, 스테이터의 평면도이고(제1 실시형태),
도 15는, 스테이터의 사시도이고(제2 실시형태),
도 16은, 일반 전기 기기의 사시도이다(제3 실시형태).
(제1 실시형태)
이하, 도 1에서 도 14를 참조해서 본원 발명의 제1의 실시형태를 설명한다.
도 1에는, 유지 브레이크가 구비된 회전 전동기(1)의 사시도를 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 유지 브레이크가 구비된 회전 전동기(1)는, 회전 전동기(2)와 유지 브레이크(3), 엔코더(encoder)(4)에 의해 구성되어 있다.
회전 전동기(2)는, 외부 커넥터(5)를 통해서 공급된 3상 교류에 의해 회전 구동하는 3상 동기 전동기이다. 회전 전동기(2)는, 3상 유도 전동기일 수도 있고, 단상 교류에 의해 회전 구동할 수도 있다.
도 2는, 회전 전동기(2)의 사시도를 나타낸다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 회전 전동기(2)는 스테이터(10)와 로터(rotor)(11)에 의해 구성되어 있다. 이하, 본 명세서에 있어서, 회전 전동기(2)의 지름방향(徑方向)을 단순히 지름방향이라 칭한다. 마찬가지로, 회전 전동기(2)의 축 방향을 단순히 축 방향이라고 칭한다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 스테이터(10)는, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)(수용 대상물)와, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 수용하는 통형상의 프레임(13)(고정자 프레임체)을, 포함한다.
도 4 내지 도 8은, 프레임(13)을 도시한다. 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(13)은 바닥이 있는 통형상으로 형성되어 있다. 즉, 프레임(13)은, 통형상의 둘레벽(周壁)(14)과 바닥부(底部)(15)를 갖는다. 프레임(13)은, 예를 들면 알루미늄 등의 금속제이다. 그러나, 이를 대신하여, 프레임(13)은 수지제로도 될 수 있다.
둘레벽(14)은 축 방향으로 통형상으로 연장되어 있다. 둘레벽(14)은, 축 방향으로 바닥부(15)로부터 멀어지는 방향으로 개구되는 개구(開口)(16)를 갖는다. 둘레벽(14)은, 축 방향에서의 개구(16)를 갖는다. 둘레벽(14)은, 단면(斷面) 원주형상의 내주면(17)과 단면 직사각형 형상의 외주면(18)(외면)을 갖는다.
도 4와 도 7, 도 8에 도시한 바와 같이, 외주면(18)에는, 평면형상의 실링면(19)이 형성되어 있다. 실링면(19)은, 끊김없는 환상(環狀)으로 형성되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 실링면(19)에는 외부 커넥터(5)를 프레임(13)에 장착하기 위한 복수의 암나사(20)가 형성되어 있다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 둘레벽(14)의 내주면(17)에는, 홈부(25)가 형성되어 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 홈부(25)는, 내주면(17)에서 실링면(19)을 향해 우묵하게 들어가게 형성되어 있다. 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 홈부(25)는, 프레임(13)의 개구(16)에서 바닥부(15)를 향해서 축방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 홈부(25)는, 프레임(13)의 축방향 단면(13A)에서 바닥부(15)를 향해 축방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 홈부(25)는, 프레임(13)의 개구(16)에서부터 둘레벽(14)의 축 방향에서의 중앙에 이르기까지 연장되어 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 홈부(25)는, 실링면(19)과 평행한 내면인 천장면(26)과, 천장면(26)에 대해서 직교하는 내면인 2개의 내측면(27)을 갖는다. 즉, 홈부(25)는 천장면(26)과 2개의 내측면(27)에 의해 구획되어 있다. 천장면(26)은, 내주면(17)에서 지름방향으로 떨어져 있다. 즉, 천장면(26)은, 도 7의 측면에서 보아 원주형상으로 보이는 내주면(17)보다도 지름방향 바깥쪽에 위치한다. 홈부(25)는, 내주면(17)에 개구되어 있다. 홈부(25)는, 지름방향 안쪽(內方)으로 개방되어 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 홈부(25)는 프레임(13)의 축방향 단면(13A)으로 개구된다.
도 4, 도 5, 도 8에 도시한 바와 같이, 프레임(13)의 둘레벽(14)에는, 창문부(30)가 형성되어 있다. 창문부(30)는 평면에서 보아 직사각형으로 형성되어 있다. 창문부(30)는 도 7에 나타내는 실링면(19)과 홈부(25)의 천장면(26)으로 개구되어 있다. 창문부(30)는, 둘레벽(14)을 지름방향으로 관통하는 관통홀이다. 창문부(30)는, 둘레벽(14)을 축 방향과 직교하는 방향으로 관통하는 관통홀이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 창문부(30)는 축 방향에 있어서 개구(16)로부터 떨어져 형성되어 있다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 실링면(19)은 평면에서 볼 때, 창문부(30)를 끊김없이 둘러싸고 있다. 또한, 도 8에 도시된 평면시(plan view)에 있어서, 둘레벽(14)은, 창문부(30)와 개구(16) 사이에 빔부(31)를 갖는다고 언급할 수 있다. 빔부(31)의 존재에 의해, 끊김없는 환상의 실링면(19)이 실현된다. 창문부(30)는, 끊김없는 내주면(30A)을 갖는다.
도 4에 도시한 바와 같이, 바닥부(15)에는, 유지 브레이크가 구비된 회전 전동기(1)의 부하측을 도시하지 않은 지지 프레임에 장착하기 위한 복수의, 예를 들면 4개의, 플랜지(35)가 형성되어 있다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 바닥부 (15)에는 도 2에 도시된 로터(11)의 출력축(11A)이 관통하는 관통홀(36)이 형성되어 있다. 또 로터(11)의 출력축(11A)은 도시하지 않은 베어링에 의해 지지되는데, 베어링에 관한 설명이나 도시는 생략한다.
이어서, 도 9 내지 도 12를 참조해서, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 설명한다.
도 9에는, 수지 봉지 전의 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 도시한다. 도 12에는, 수지 봉지 후의 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 도시한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)는, 스테이터 서브 어셈블리(50)(중간조립체)와 커넥터(51)를 갖는다. 커넥터(51)는, 지름 방향에 있어서 스테이터 서브 어셈블리(50)와 대향하도록 스테이터 서브 어셈블리(50)에 장착되어 있다. 즉, 커넥터(51)는, 지름방향에 있어서 스테이터 서브 어셈블리(50)와 대향하도록 스테이터 서브 어셈블리(50)에 고정되어 있다. 커넥터(51)는, 스테이터 서브 어셈블리(50)의 외주에 배치되어 있다. 커넥터(51)는, 스테이터 서브 어셈블리(50)의 지름방향 바깥쪽에 배치되어 있다.
스테이터 서브 어셈블리(50)는, 스테이터 코어(52)와, 인슐레이터(insulator)(53)와, 복수의 코일(54)과, 배선 기판(55)을 포함한다.
스테이터 코어(52)는, 적층된 전자 강판에 의해 구성되어 있다. 스테이터 코어(52)는, 환상의 코어 본체(56)와, 코어 본체(56)에서 지름방향 안쪽으로 돌출하는 복수의 톱니부(57)를, 갖는다.
인슐레이터(53)는, 복수의 톱니부(57)를 덮도록 배치되어 있다.
복수의 코일(54)은, 복수의 톱니부(57)에 인슐레이터(53)를 통해서 각각 배치되어 있다.
배선 기판(55)은, 리지드 배선 기판이며, 스테이터 코어(52)에 대해서 축 방향으로 대향하도록 배치되어 있다. 배선 기판(55)의 판 두께 방향은, 축 방향에 대해 평행하게 되어 있다. 배선 기판(55)은, 환상의 배선 기판 본체(58)와, 배선 기판 본체(58)에서 지름방향 바깥쪽으로 돌출하는 커넥터 탑재부(59)를 갖는다. 배선 기판 본체(58)에는 회로 패턴이 형성되어 있고, 이 회로 패턴에 각 코일(54)의 코일 권선이 전기적으로 접속되어 있다. 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 커넥터 탑재부(59)는, 축 방향을 보는 상면(59A) 및 하면(59B)을 갖는다. 상면(59A)은 하면(59B)과 반대쪽의 면이다. 상면(59A)은, 스테이터 코어(52)에서 멀어지는 방향을 향하고 있다. 하면(59B)은, 스테이터 코어(52)에 접근하는 방향을 향하고 있다. 커넥터 탑재부(59)의 상면(59A)에는 복수의 전극 랜드(60)가 형성되어 있다. 커넥터 탑재부(59)에는 복수의 위치결정홀(61)이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 일례로서, 커넥터 탑재부(59)에는, 6개의 전극 랜드(60)와, 2개의 위치결정홀(61)이 형성되어 있다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 커넥터(51)는 배선 기판(55)의 커넥터 탑재부(59)에 고정되어 있다. 도 11에 도시한 바와 같이, 커넥터(51)는, 복수의 컨택트(70)와, 복수의 컨택트(70)를 정렬 유지하는 절연 수지제의 하우징(71)을 포함한다.
각 컨택트(70)는 평판 형상으로 형성되어 있다. 각 컨택트(70)는, 도 10에 나타내는 배선 기판(55)의 커넥터 탑재부(59)의 상면(59A)에 배치한 각 전극 랜드(60)에 납땜되는 기판 접속부(72)와, 외부 커넥터(5)의 컨택트(상대측 컨택트)와 접촉하는 접촉부(73)와, 하우징(71)에 매설되어서 유지되는 유지부(74)를 갖는다.
각 기판 접속부(72)는, 핀 형상이며, 축 방향으로 연장되어 있다.
각 접촉부(73)는, 평판형상으로 형성되어 있다. 복수의 컨택트(70)의 접촉부(73)는, 축 방향과 직교하는 방향으로 나란히 배치되어 있다. 복수의 접촉부(73)의 판 두께 방향은, 복수의 접촉부(73)의 병렬 방향과 동등하다.
또한, 본 실시형태에 있어서 커넥터(51)는, 일례로서 6개의 컨택트(70)를 구비하고 있다. 이 중 3개의 컨택트(70)는, 회전 전동기(2)의 복수의 코일(54)에 접속된다. 다른 하나의 컨택트(70)는, 회전 전동기(2)의 중성점에 접속된다. 나머지 2개의 컨택트(70)는, 예를 들면, 유지 브레이크(3)에 접속될 수도 있고, 엔코더(4)에 접속되어도 좋다.
하우징(71)은, 복수의 컨택트(70)의 유지부(74)가 매설되는 매설부(80)와, 복수의 컨택트(70)의 접촉부(73)를 받는 받이부(81)와, 2개의 위치결정핀(82)(핀)을, 갖는다. 매설부(80)와 받이부(81)는, 복수의 컨택트(70)의 병렬방향을 따라서 보았을 때에 L자를 구성한다. 2개의 위치결정핀(82)은 매설부(80)에서 축방향으로 돌출되어 있다. 또한, 하우징(71)은 오직 하나의 위치결정핀(82)을 가질 수도 있고, 3개 이상의 위치결정핀(82)을 가질 수도 있다. 위치결정핀(82)은, 커넥터(51)를 배선기판(55)에 고정하는데 사용될 수 있다.
그리고, 도 10에 도시한 바와 같이, 커넥터(51)는 배선 기판(55)의 커넥터 탑재부(59)의 하면(59B)에 탑재된다. 구체적으로는, 커넥터(51)의 하우징(71)의 각 위치결정핀(82)을 배선 기판(55)의 커넥터 탑재부(59)의 각 위치결정홀(61)에 삽입하면서 동시에 커넥터(51)의 각 컨택트(70)의 기판 접속부(72)를 배선기판(55)의 커넥터 탑재부(59)의 각 전극 랜드(60)에 납땜한다. 커넥터(51)의 하우징(71)은, 배선 기판(55)의 커넥터 탑재부(59)의 하면(59B)에 대하여 축 방향으로 대향한다. 도 10에는, 설명의 편의상, 각 기판 접속부(72)를 각 전극 랜드(60)에 납땜하기 전의 상태를 나타내고 있다.
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 스테이터 서브 어셈블리(50)는 수지로 봉지된다. 이에 따라, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)가 완성된다. 또, 커넥터(51)의 각 컨택트(70)의 기판 접속부(72)는, 스테이터 서브 어셈블리(50)의 수지 봉지시에 동시에 수지 봉지된다. 한편, 커넥터(51)의 각 컨택트(70)의 접촉부(73)는 수지 봉지되지 않고 노출된다.
도 3에는, 프레임(13)에 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 삽입하기 직전의 모습을 나타낸다. 도 13에는, 프레임(13)에 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 삽입한 후로서, 프레임(13)이 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리 (12)를 수용하고 있는 모습을 나타내고 있다.
도 3 및 도 13에 도시된 바와 같이, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)는 프레임(13)에 삽입된다. 이때, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)의 커넥터(51)는, 프레임(13)의 홈부(25)에 삽입되고, 홈부(25)를 따라서 홈부 (25)의 내부에서 축방향으로 이동하여 커넥터(51)의 커넥터 탑재부(59)와 함께 홈부(25)에 수용된다. 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 프레임(13)에 삽입 할 때에는, 프레임(13)을 예열해서 지름방향으로 확장해 둠으로써 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 프레임(13)에 슈링크 결합해도(shrink-fitted) 좋다. 이를 대신하여, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 프레임(13)에 틈새 결합하고(clearance-fitted), 틈새를 접착제 등으로 충전해도 좋다.
도 14에는, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 프레임(13)에 삽입한 후의 스테이터(10)의 평면도를 도시한다. 도 14의 평면시에 있어서, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 프레임(13)에 삽입한 상태에서는, 커넥터(51)를 구성하는 각 컨택트(70)의 접촉부(73)는, 창문부(30)를 통해서 시인(視認) 가능해진다. 즉, 각 컨택트(70)의 접촉부(73)는, 도 14의 평면시에 있어서 창문부(30)의 끊김없는 내주면(30A)의 내측에 위치한다. 도 13에 도시한 바와 같이, 커넥터(51)는 실링면(19)보다도 지름방향 안쪽에 위치한다. 홈부(25)에 수용된 커넥터(51)가 창문부(30)를 통해서 외부에서 액세스 가능하다. 즉, 커넥터(51)에 창문부(30)를 통해서 외부 커넥터(5)를 결합 가능하게 되어 있다.
다만, 홈부(25)에 수용된 커넥터(51)가 창문부(30)를 통해서 외부로부터 액세스 가능하게 되어 있으면, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 프레임(13)에 삽입한 상태로 커넥터(51)를 구성하는 각 컨택트(70)의 접촉부(73)가 창문부(30)를 통해서 시인 불가능해도 좋다.
이어서, 회전 전동기(2)의 스테이터(10)의 제조 방법을 설명한다.
S1: 장착 공정(Attachment Step)
우선, 도 10에 도시한 바와 같이, 커넥터(51)를 스테이터 서브 어셈블리 (50)의 배선 기판(55)의 커넥터 탑재부(59)의 하면(59B)에 장착한다.
S2: 봉지 공정(Sealing Step)
이어서, 도 12에 도시한 바와 같이, 스테이터 서브 어셈블리(50)를 수지로 봉지한다. 또, 봉지 공정은 생략해도 된다.
S3: 수용 공정
그리고, 도 3 및 도 13에 도시된 바와 같이, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 프레임(13)에 삽입해서 수용한다.
본 실시형태에 있어서, 회전 전동기(2)의 지름방향과 프레임(13)의 지름방향은 동일하고, 회전 전동기(2)의 축 방향과 프레임(13)의 축 방향은 동일하다.
이상으로, 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명했지만, 상기 실시형태는 이하의 특징을 갖는다.
도 1 내지 도 14에 나타내는 바와 같이, 회전 전동기(2)는, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)(수용대상물)와, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 수용하는 통형상의 프레임(13)(고정자 프레임체), 를 구비한다. 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)는, 스테이터 서브 어셈블리(50)(중간조립체)와, 지름방향(프레임(13)의 지름방향)에 있어서 스테이터 서브 어셈블리(50)와 대향하도록 스테이터 서브 어셈블리(50)에 장착된 커넥터(51)를 포함한다. 프레임(13)의 내주면(17)에는, 프레임(13)의 축방향에서의 개구(16)로부터 축방향으로 연장되어 커넥터(51)를 수용하는 홈부(25)가 형성되어 있다. 프레임(13)에는 홈부(25)에 수용된 커넥터(51)에 외부 커넥터(5)(상대측 커넥터)가 결합하기 위한 창문부(30)가 형성되어 있다. 창문부(30)는, 프레임(13)의 외주면(18)의 실링면(19)(외면)과 홈부(25)의 천장면(26)(내면)에 개구하면서 동시에 끊김없는 내주면(30A)을 갖는다. 이상의 구성에 따르면, 회전 전동기(2)의 다운사이징 기술이 실현된다. 또한, 이상의 구성에 의하면, 통형상의 프레임(13)의 지름방향에 있어서 스테이터 서브 어셈블리(50)와 대향하도록 스테이터 서브 어셈블리(50)에 커넥터(51)를 장착한 뒤에도 스테이터 서브 어셈블리(50)를 프레임(13)에 수용 가능하게 하는 기술이 실현된다.
즉, 스테이터 서브 어셈블리(50)를 프레임(13)에 삽입한 후 스테이터 서브 어셈블리(50)에 커넥터(51)를 장착하는 것은, 장착 작업 공간을 확보할 수 없는 이유에서 장착 공정의 자동화가 곤란하다. 이에 비해, 본 실시형태에서는, 스테이터 서브 조립체(50)를 프레임(13)에 삽입하기 전에 스테이터 서브 어셈블리(50)에 커넥터(51)를 장착함으로써 장착 공정의 자동화가 실현된다.
회전 전동기(2)는, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)(수용대상물)와, 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)를 수용하는 통형상의 프레임(13)(고정자 프레임체)을 구비한다. 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(12)는, 스테이터 서브 어셈블리(50)(중간 조립체)와 커넥터(51)를 포함한다. 스테이터 서브 어셈블리(50)는, 스테이터 코어(52)와 배선 기판(55)(리지드 배선 기판)을 포함한다. 배선 기판(55)은, 스테이터 코어(52)에 대해서 축방향으로 대향하도록 배치된다. 배선 기판(55)은, 환상의 배선 기판 본체(58)와, 배선 기판 본체(58)에서 지름방향 바깥쪽으로 돌출하는 커넥터 탑재부(59)를 갖는다. 커넥터(51)는, 프레임(13)의 지름방향에 있어서 스테이터 코어(52)와 대향하도록 배선 기판(55)의 커넥터 탑재부(59)에 고정된다. 커넥터(51)는, 커넥터 탑재부(59)에 납땜되는 컨택트(70)와 컨택트(70)를 유지하는 하우징(71)을 포함한다. 프레임(13)의 내주면(17)에는, 프레임(13)의 축 방향에서의 개구(16)에서 축 방향으로 연장되어 커넥터(51) 및 커넥터 탑재부(59)를 수용하는 홈부(25)가 형성되어 있다. 프레임(13)에는, 홈부(25)에 수용된 커넥터(51)에 외부 커넥터(5)(상대측 커넥터)가 결합하기 위한 창문부(30)가 형성되어 있다. 창문부(30)는, 프레임(13)의 외주면(18)의 실링면(19)(외면)과 홈부(25)의 천장면(26)(내면)에 개구하면서 동시에 끊김없는 내주면(30A)을 갖는다.
이상의 구성에 따르면, 첫째로, 커넥터(51)가 지름방향에 있어서 스테이터 코어(52)와 대향하도록 배치됨으로써, 커넥터(51)가 지름방향에 있어서 스테이터 코어(52)와 대향하지 않는 위치에 배치되는 경우와 비교해서 회전 전동기(2)의 축 방향에서의 다운 사이징이 실현된다. 둘째로, 창문부(30)의 내주면(30A)을 끊김이 없는 것으로서 실링성을 확보하면서, 커넥터(51)가 지름방향에 있어서 스테이터 코어(52)와 대향하도록 커넥터(51)를 배선 기판(55)에 장착한 후에도, 스테이터 코어 (52)를 프레임(13)에 수용할 수 있다고 하는 구성이 실현된다. 특히, 상기 제2의 기술적 효과는, 스테이터 코어(52)를 프레임(13)에 수용하기 전에 커넥터(51)를 배선 기판(55)에 미리 장착해 둘 수 있기 때문에, 제조가 용이해져 제조 비용의 저감도 기대할 수 있다. 이와 같이, 상기의 구성에 의하면, 다운 사이징과 실링성, 제조 비용 절감의 3자가 동시에 이루어진다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 커넥터(51)는 배선기판(55)에 지지되어 있다. 그러나, 대신에, 커넥터(51)는 스테이터 코어(52)나 인슐레이터(53)에 지지되어 있어도 좋다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 커넥터(51)는 배선 기판(55)에 납땜되어 있다. 그러나, 대신에, 커넥터(51)는 배선 기판(55)에 접착제에 의해 부착되어도 좋다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 커넥터(51)는 복수의 컨택트(70)와, 복수의 컨택트(70)를 정렬 유지하는 하우징(71)을 포함한다. 각 컨택트(70)는, 외부 커넥터(5)의 상대측 컨택트와 접촉하는 접촉부(73)를 갖는다. 각 접촉부(73)는 평판 형상으로 형성되어 있다. 이상의 구성에 의하면, 각 접촉부(73)를 핀 형상으로 한 경우와 비교해서, 각 접촉부(73)의 표면적을 확보하면서 커넥터(51)의 높이를 줄이는데 기여한다. 환언하면, 이상의 구성에 의하면, 각 접촉부(73)를 핀 형상으로 한 경우와 비교해서, 각 접촉부(73)의 상대측 컨택트와의 접촉 면적을 확보하면서 커넥터(51)의 높이를 줄이는데 기여한다. 한다. 또한, 커넥터(51)의 높이가 낮아짐에 따라, 회전 전동기(2)의 지름방향에 있어서의 치수도 작게 할 수 있다.
또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 프레임(13)의 외주면(18)의 실링면(19)은 창문부(30)를 끊김없는 평면으로 둘러싸고 있다. 즉, 실링면(19)은 환상으로 끊김없는 평면이다. 이상의 구성에 의하면, 외부 커넥터(5)를 프레임(13)의 실링면(19)에 장착했을 때에, 외부 커넥터(5)와 프레임(13)과의 맞댐면(mating surface)이 되는 실링면(19)의 실링성을 높은 레벨로 실현할 수 있기 때문에, 창문부(30)의 높은 기밀성이 실현된다.
또, 도 12에 도시된 바와 같이, 스테이터 서브 어셈블리(50)는, 수지로 봉지되어 있다. 그러나, 이를 대체하여, 스테이터 서브 어셈블리(50)는 수지 봉지되어 있지 않아도 좋다.
또한, 회전 전동기(2)의 스테이터(10)의 제조 방법은, 장착 공정(S1)과 수용 공정(S3)을 이 기재 순서로 포함한다. 장착 공정(S1)에서는, 스테이터 서브 어셈블리(50)에 커넥터(51)를 장착한다. 수용 공정(S3)에서는, 스테이터 서브 어셈블리 (50)를 통형상의 프레임(13)에 수용한다. 그리고, 수용 공정(S3)에서는, 커넥터(51)를 홈부(25)에 따라서 이동시킨다. 이상의 방법에 의하면, 스테이터 서브 어셈블리(50)에 커넥터(51)를 장착한 후에 스테이터 서브 어셈블리(50)를 프레임(13)에 수용하는 제조방법이 실현된다.
또한, 장착 공정(S1) 후로서, 수용 공정(S3) 전에, 스테이터 서브 어셈블리 (50)를 수지로 봉지하는 봉지공정(S2)을 더 포함한다. 이상의 방법에 의하면, 스테이터 서브 어셈블리(50)를 저렴한 설비로 수지 봉지할 수 있게 된다.
이상의 실시 형태는, 예를 들면, 이하와 같이 변경할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 커넥터(51)는, 스테이터 코어(52)와 지름방향으로 대향하지 않는다. 그러나, 커넥터(51) 전체가 스테이터 코어(52)와 지름방향으로 대향해도 좋고, 커넥터(51)의 적어도 일부가 스테이터 코어(52)와 지름방향으로 대향해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 커넥터(51) 전체가 스테이터 코어(52)보다도 지름방향 바깥쪽에 위치한다. 그러나, 이를 대체하여, 커넥터(51)의 적어도 일부가 스테이터 코어(52)보다도 지름방향 바깥쪽에 위치하고, 나머지 부분이 스테이터 코어(52)와 축 방향으로 대향해도 좋다.
또한, 실링면(19)에는, 상대측 커넥터를 장착했을 때에 맞물림면을 실링하기 위한 실링부재 또는 실링기구를 더 설치해도 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 창문부(30)를 둘러싸는 실링면(19)은, 둘레 벽(14)의 외주면(18)보다도 지름방향 바깥쪽에 위치한다. 즉, 창문부(30) 근방에 있어서, 둘레벽(14)은 지름방향 바깥쪽으로 돌출해서 형성되어 있다. 프레임(13)의 둘레벽(14)은 지름방향 바깥쪽을 향해서 융기하는 융기부(14A)를 갖는다. 창문부(30)는, 융기부(14A)를 지름방향으로 관통하도록 융기부(14A)에 형성되어 있다. 이상의 구성에 의하면, 창문부(30)의 근방에 있어서 둘레벽(14)이 지름방향 바깥쪽으로 돌출해 있지 않은 경우와 비교해서, 홈부(25)를 지름방향 바깥쪽에 배치할 수 있어서, 커넥터(51)도 마찬가지로 지름방향 바깥쪽에 배치하는 것이 가능해지고, 따라서 스테이터 서브 어셈블리(50)의 직경을 크게 확보하는 것이 가능해진다. 창문부(31)을 둘러싸는 실링면(19)은, 융기부(14A)에 형성되어 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 커넥터(51)는, 유지 브레이크(3) 근방에 배치해도 되고, 출력축(11A) 근방에 배치해도 된다.
(제2 실시형태)
이하, 도 15를 참조해서 제2 실시형태를 설명한다. 이하, 본 실시형태가 상기 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제1 실시형태에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 창문부(30)를 둘러싸는 실링면(19)은, 둘레벽(14)의 외주면(18)보다도 지름방향 바깥쪽에 위치한다. 즉, 창문부(30) 근방에 있어서, 둘레벽(14)은 지름방향 바깥쪽으로 돌출해서 형성되어 있다. 프레임(13)의 둘레벽(14)은, 지름방향 바깥쪽을 향해 융기하는 융기부(14A)를 갖는다. 창문부(30)는, 융기부(14A)를 지름방향으로 관통하도록 융기부(14A)에 형성되어 있다.
반면에, 본 실시형태에서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 창문부(30)를 둘러싸는 실링면(19)은, 둘레벽(14)의 외주면(18)과 동일 평면 내에 위치한다. 환언하면, 창문부(30)를 둘러싸는 실링면(19)은, 둘레벽(14)의 외주면(18)과 단차가 없는 하나의 면(面一)이다. 융기부(14A)는 생략되어 있다. 이상의 구성에 의하면, 프레임(13)을 지름방향에 있어서 소형화할 수 있다.
(제3 실시형태)
이하, 도 16을 참조해서 제3 실시형태를 설명한다. 이하, 본 실시형태가 상기 제1 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 16에는, 일반 전기 기기(90)를 나타낸다. 일반 전기 기기(90)는, 기기(91)(수용대상물)와, 기기(91)를 수용하는 통형상의 수용 프레임체(94)를, 구비한다.
기기(91)는, 중간 조립체(92)와, 수용 프레임체(94)의 지름방향에 있어서 중간 조립체(92)와 대향하도록 중간 조립체(92)에 장착된 커넥터(93)를 포함한다.
수용 프레임체(94)의 내주면(94A)에는, 수용 프레임체(94)의 축 방향에 있어서의 개구(94B)로부터 축 방향으로 연장되어 커넥터(93)를 수용하는 홈부(95)가 형성되어있다.
수용 프레임체(94)에는, 홈부(95)에 수용된 커넥터(93)에 상대측 커넥터가 결합하기 위한 창문부(96)가 형성되어 있다.
창문부(96)는, 수용 프레임체(94)의 외면과 홈부(25)의 내면에 개구하면서 동시에 끊김없는 내주면(96A)을 갖는다.
중간 조립체(92)는, 예를 들면, 기구 부품 또는 프린트 기판, 가동 부품을 포함할 수 있다. 프린트 회로 기판에는 전자 부품 등이 탑재될 수 있다.
이상의 구성에 의하면, 일반 전기 기기(90)의 다운사이징 기술이 실현된다. 또한, 이상의 구성에 의하면, 통형상의 수용 프레임체(94)의 지름방향에 있어서 중간 조립체(92)와 대향하도록 중간 조립체(92)에 커넥터(93)를 장착한 후에도 중간 조립체(92)를 수용 프레임체(94)에 수용 가능하게 하는 기술이 실현된다.
이상으로, 제1 내지 제3 실시형태를 설명했는데, 상기 각 실시형태는 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 조합시켜서 실시할 수 있다.
이 출원은, 2019년 12월 26일에 출원된 일본 특허출원 제2019-235738을 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 전부를 여기에 포함한다.
1; 유지(保持) 브레이크가 구비된 회전 전동기
2; 회전 전동기
3; 유지 브레이크
4; 엔코더(ENCODER)
5; 외부 커넥터(상대측 커넥터)
10; 스테이터
11; 로터
11A; 출력축
12; 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(수납 대상물)
13; 프레임(고정자 프레임체)
13A; 축방향 단면(端面)
14; 둘레벽(周壁)
14A; 융기부
15; 바닥부(低部)
16; 개구(開口)
17; 내주면
18; 외주면
19; 실링면(외면)
20; 암나사
25; 홈부
26; 천장면(내면)
27; 내측면
30; 창문부
30A; 내주면
31; 빔부(梁部)
35; 플랜지
36; 관통홀
50; 스테이터 서브 어셈블리(중간 조립체)
51; 커넥터
52; 스테이터 코어
53; 인슐레이터(INSULATOR)
54; 코일
55; 배선 기판
56; 코어 본체
57; 이빨부(TOOTH PART)
58; 배선 기판 본체
59; 커넥터 탑재부
59A; 상면
59B; 하면
60; 전극 랜드
61; 위치결정홀
70; 컨택트
71; 하우징
72; 기판 접속부
73; 접촉부
74; 유지부
80; 매설부
81; 받이부(RECEIVING PART)
82; 위치결정핀
90; 일반 전기 기기
91; 기기
92; 중간 조립체
93; 커넥터
94; 수용 프레임체
94A; 내주면
94B; 개구
95; 홈부
96; 창문부
96A; 내주면
2; 회전 전동기
3; 유지 브레이크
4; 엔코더(ENCODER)
5; 외부 커넥터(상대측 커넥터)
10; 스테이터
11; 로터
11A; 출력축
12; 커넥터 부착 스테이터 서브 어셈블리(수납 대상물)
13; 프레임(고정자 프레임체)
13A; 축방향 단면(端面)
14; 둘레벽(周壁)
14A; 융기부
15; 바닥부(低部)
16; 개구(開口)
17; 내주면
18; 외주면
19; 실링면(외면)
20; 암나사
25; 홈부
26; 천장면(내면)
27; 내측면
30; 창문부
30A; 내주면
31; 빔부(梁部)
35; 플랜지
36; 관통홀
50; 스테이터 서브 어셈블리(중간 조립체)
51; 커넥터
52; 스테이터 코어
53; 인슐레이터(INSULATOR)
54; 코일
55; 배선 기판
56; 코어 본체
57; 이빨부(TOOTH PART)
58; 배선 기판 본체
59; 커넥터 탑재부
59A; 상면
59B; 하면
60; 전극 랜드
61; 위치결정홀
70; 컨택트
71; 하우징
72; 기판 접속부
73; 접촉부
74; 유지부
80; 매설부
81; 받이부(RECEIVING PART)
82; 위치결정핀
90; 일반 전기 기기
91; 기기
92; 중간 조립체
93; 커넥터
94; 수용 프레임체
94A; 내주면
94B; 개구
95; 홈부
96; 창문부
96A; 내주면
Claims (6)
- 수용 대상물과,
상기 수용 대상물을 수용하는 통형상(筒狀)의 고정자 프레임체를, 구비한 회전 전동기이며,
상기 수용 대상물은,
스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어에 대해 축 방향으로 대향하도록 배치되고, 환상의 배선 기판 본체와, 상기 배선 기판 본체에서 지름방향 바깥쪽(外方)으로 돌출하는 커넥터 탑재부를 갖는 리지드 배선 기판을, 포함하는, 중간 조립체와,
상기 고정자 프레임체의 지름방향에 있어서 상기 스테이터 코어와 대향하도록 상기 리지드 배선 기판의 상기 커넥터 탑재부에 고정되고, 상기 커넥터 탑재부에 납땜되는 컨택트와 상기 컨택트를 유지하는 하우징을 포함하는, 커넥터를,
포함하고,
상기 고정자 프레임체의 내주면에는, 상기 축 방향에 있어서의 개구(開口)에서 상기 축 방향으로 연장되어 상기 커넥터 및 상기 커넥터 탑재부를 수용하는 홈부가 형성되어 있고,
상기 고정자 프레임체에는, 상기 홈부에 수용된 상기 커넥터에 상대측 커넥터가 결합하기 위한 창문부(窓部)가 형성되어 있고,
상기 창문부는, 상기 고정자 프레임체의 외면과 상기 홈부의 내면에 개구하면서 동시에 끊김없는 내주면을 가지는,
회전 전동기.
- 제1항에 기재된 회전 전동기로서,
상기 커넥터의 상기 컨택트는, 상기 리지드 배선 기판의 상기 커넥터 탑재부에 납땜되는 기판 접속부를 갖고,
상기 중간 조립체와 상기 커넥터의 상기 컨택트의 상기 기판 접속부는 모두 수지 봉지(封止)되어 있는,
회전 전동기.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 회전 전동기로서,
상기 고정자 프레임체의 상기 외면에는 평면형상의 실링면이 형성되어 있고,
상기 홈부의 상기 내면은, 상기 실링면에 대해 평행한 천장면을 포함하는, 회전 전동기.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 회전 전동기로서,
상기 고정자 프레임체는, 상기 지름방향의 바깥쪽을 향해서 융기하는 융기부를 갖고,
상기 창문부는, 상기 융기부에 형성되어 있는, 회전 전동기.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 회전 전동기로서,
상기 컨택트는 평판 형상인, 회전 전동기.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 회전 전동기로서,
상기 하우징에는, 위치결정 또는 고정을 위한 핀(pin)이 설치되어 있는, 회전 전동기.
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