WO2006129723A1

WO2006129723A1 - 電動機及びステータの製造方法並びに電動機の製造方法

Info

Publication number: WO2006129723A1
Application number: PCT/JP2006/310895
Authority: WO
Inventors: Eiichi Machida; Takeshi Yamazaki; Hirotatsu Ikeno
Original assignee: Mitsuba Corporation
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2006-12-07
Also published as: JP5064215B2; EP1895643A1; US20090127943A1; CN101203999A; JPWO2006129723A1

Abstract

　電動機であるブラシレスモータ（１）は、ケース（２）に圧入嵌合させたステータユニット（３）を有している。ステータユニット（３）のコイル（１７）をコーティングするコーティング材（２１）は、ケース（２）の底部（２Ｂ）に形成された受け部（１３）に一部が入り込んで、このコーティング材（２１）によってケース（２）の底部（２Ｂ）とコイル（１７）とが連結されている。コーティングを行う際には、ケース（２）にステータユニット（３）を挿入した状態で、ケース（２）の開口側からコーティング材（２１）を滴下する。

Description

明細書

電動機及びステータの製造方法並びに電動機の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、電動機、電動機を構成するステータの製造方法、電動機の製造方法に関する。

本願は、 2005年 5月 31日に日本に出願された特願 2005— 159351号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 電動機は、例えば、有底筒状のケース内にステータユニットを収容したステータと、ロータとを有している。ステータユニットは、磁性材料力もなるステータコアを有し、ステータコアのティース部には卷線が巻き回されることでコイルが形成されている。ここで、ステータユニットは、ケースの円筒部分のみに接し、ロータはケースの底部に軸支されている（例えば、特許文献 1参照)。さらに、この種の電動機では、ステータのコィルを保護したり、コイルの卷線のばらつきを防止したりするために、コイルを形成した後に、コーティング材を上方力も滴下してコーティングしてあるものがある。このような電動機を組み立てる際には、ステータユニットのコイルにコーティング材を滴下し、コーティング材を硬化させた後に、ステータユニットをケースに圧入する。

特許文献 1 :特開平 9— 182403号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] コイルの内部にコーティング材を十分に浸透させるためには、コーティング材を多めに滴下する必要がある。し力しながら、この際に発生するコーティング材の余剰分はコイルの下部に集まってしまう。そのため、コーティング材を硬化させると、コイルの下方に余分なコーティング材の塊が形成されるという問題があった。このような塊は、ステータユニットをケースに圧入する際には邪魔になるので切除しなければならず、ェ数増加の原因となっていた。また、自動化された製造ラインでは、余分なコーティング材カなる塊を切除する装置が必要になるので製造コストが増加する原因となっていた。さらに、切除したコーティング材は、再利用ができないので、廃棄処理しなければならなヽとヽぅ問題があった。

この発明は、このような事情に鑑みてなされており、コイルのコーティングに伴う処理の煩雑さを解消することを主な目的とする。

課題を解決するための手段

[0004] 上記の課題を解決する本発明に係る第一の発明は、ステータコアにコイルを卷装したステータユニットを円筒状の側部の一端をエンド部で閉塞したケースに収容したステータと、前記ケースに回転自在に支持されるロータとを有する電動機において、前記エンド部は、前記コイルを覆うコーティング材の余剰分を受け入れる受け部を有することを特徴とする。

この電動機では、コーティング材でコイルを覆ったときに発生するコーティング材の余剰分をケースの受け部に収容する。その結果、コーティング材の余剰分は除去されることなぐケース内に残る。

[0005] 本発明に係る第二の発明は、上記第一の発明に係る電動機において、前記受け部内の前記コーティング材を介して前記コイルが前記エンド部に固定されていることを特徴とする。

この電動機では、受け部に収容されたコーティング材の余剰分カ^テータユニットとケースのエンド部とを連結させる。その結果、エンド部の耐振性が向上する。

[0006] 本発明に係る第三の発明は、ステータコアにコイルを卷装したステータユニットを円筒状の側部の一端をエンド部で閉塞したケースに収容したステータと、前記ケースに回転自在に支持されるロータとを有する電動機の前記ステータを製造する方法であつて、前記ケースに前記ステータユニットを収容した後に、前記コイルを覆うコーティング材を供給し、前記コーティング材の余剰分を前記ケースの前記エンド部に設けた受け部に溜めた後に、前記コーティング材を硬化させることを特徴とする。

このステータの製造方法では、ケースに収容したステータユニットに対してコーティング材を供給するので、コーティング材の余剰分は、ケースの受け部に溜まる。この状態でコーティング材を硬化させると、コーティング材の余剰分は受け部内で硬化し

、ケース内に残る。 [0007] 本発明に係る第四の発明は、上記第三の発明に係るステータの製造方法によって前記ステータを製造した後に、前記ステータに前記ロータを挿入し、前記ケースの開口部を覆うブラケットと前記ケースとで前記ロータを回転自在に支持させることを特徴とする。

この電動機の製造方法では、ケースの受け部にコーティング材の余剰分を収容したままで、ステータにロータが組み付けられ、電動機が製造される。

発明の効果

[0008] 本発明によれば、ケースにコーティング材を受け入れ可能な受け部を形成したので、コイルをコ一ティングする際に発生するコ一ティング材の余剰分を受け部に収容した状態で電動機を組み立てることができる。このため、コーティング材の余剰分を切除する必要がなくなるので、工数の削減が図れ、従来のように切除したコーティング材の余剰分を廃棄処理する必要がなくなる。また、受け部に収容されたコーティング材でケースのエンド部とステータユニットとを連結させるようにすると、底部の強度を向上させることができ、ケースを肉薄に製造しながらも製品の性能を高めることができる図面の簡単な説明

[0009] [図 1]本発明の実施の形態に係る電動機の構成を示す断面図である。

[図 2]図 1の A矢視図である。

[図 3]コイルをコーティングする工程を説明する断面図である。

符号の説明

[0010] 1 ブラシレスモータ（電動機）

2 ケース

2B 底部（エンド部）

2D 開口部

3 ステータユニット

5 ブラケット

6 ロータ 15 ステータコア

21 コーティング材

発明を実施するための最良の形態

[0011] 発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図 1に本実施の形態に係る電動機であるブラシレスモータの構成を示す。ブラシレスモータ 1は、ケース 2にステータユニット 3を圧入したステータ 4と、ケース 2に固定されるブラケット 5と、ケース 2及びブラケット 5に回転自在に支持されるロータ 6とを含んで構成されている。

[0012] ケース 2は、円筒状の側部 2Aと、側部 2Aの一方の端部を閉塞するエンド部である底部 2Bとを有し、全体として有底筒形状になっている。底部 2Bには、軸線方向の中心部の周囲に環状の凹部 2Cがケース 2内側に向う塑性変形によって形成されている。この凹部 2Cによって、底部 2Bの中心部にはベアリング 11を圧入する保持部 12が形成され、底部 2Bの周縁部には受け部 13が保持部 12を囲むように環状に形成されている。

[0013] ステータユニット 3は、磁性材料力も製造されるステータコア 15と、絶縁物であるインシユレータ 16の外周に形成されたコイル 17を有している。コイル 17の卷線 19は、ケース 2の開口部 2D側に固定されたターミナル 20に接続されている。また、図 2に示すように、ステータコア 15は、ケース 2の内周に圧接される環状部を有し、この環状部の内周側からは、軸線に向力つてティース部 18が等間隔に複数延設されている。ィンシユレータ 16は、ティース部 18を覆うようにステータコア 15に装着され、インシユレータ 16の外周に卷線 19が巻き回されることでコイル 17が形成されている。さらに、隣り合うティース部 18の内周に形成される開口部には、絶縁材料力もなるゥヱッジ 25が挿入されており、このゥエッジ 25によってティース部 18が形成する内周側の開口部が閉塞されている。

[0014] ここで、図 1に示すように、インシユレータ 16は、ブラシレスモータ 1の軸線方向の一方の端部 16Aが延びてケース 2の底部 2Bに突き当てられている。さらに、コイル 17 は、その外周がコーティング材 21で覆われている。コーティング材 21としては、例えば、ワニスやエポキシ等が用いられる。図 1に示すように、このコーティング材 21は、その一部がケース 2の底部 2Cの受け部 13内で、かつインシユレータ 16の端部 16A とコイル 17と底部 2Bとが形成する空間 13Aに入り込んでおり、底部 2Bに接着している。

[0015] 図 1に示すように、ロータ 6は、軸線方向に延びる回転軸 30を有し、回転軸 30の外周部には、永久磁石 31が磁極を周方向に交互に配置させるように固定されており、さらに永久磁石 31の外側を覆うようにマグネットカバー 32が装着されている。回転軸 30の一方の端部は、ケース 2の底部 2Bの保持部 12に圧入されたベアリング 11に回転自在に支持されている。回転軸 30の他方の端部側には、ロータ 6の回転位置を検出するレゾルバ 34のレゾルバロータ 34Aが固定されている。さらに、回転軸 30の他方の端部側は、ベアリング 35に回転自在に支持されている。このベアリング 35は、ケース 2の開口部 2Dを覆うように固定されるブラケット 5に圧入されている。

[0016] ブラケット 5は、円盤形状を有し、その中央を軸線方向に貫通する支持孔 36にベアリング 35が圧入されている。また、支持孔 36には、レゾルバ 34を構成するレゾルバステータ 44Bが固定されており、レゾルバステータ 44Bの出力は、ブラケット 5の側部に突設されたソケット 37の端子に接続されている。さらに、ブラケット 5の側部には、ソケット 38が突設されており、このソケット 38の端子は、バスバー 40を介してターミナル 2 0に電気的に接続されている。

[0017] この実施の形態の作用について説明する。

まず、ブラシレスモータ 1を製造する際には、ステータユニット 3とロータ 6とをそれぞれ別々に組み立てる。ケース 2の底部 2Bに塑性カ卩ェを施して保持部 12と、受け部 1 3とを形成し、保持部 12にベアリング 11を圧入する。磁性材料を打ち抜いたコアプレ一トを積層してステータコア 15を製造し、ステータコア 15のティース部 18には、インシユレータ 16を装着する。さらに、インシユレータ 16の外周に重なるようにして卷線 1 9を巻き回してコイル 17を形成する。このようにしてステータユニット 3を製造したら、ステータユニット 3をケース 2に圧入する。この際に、インシユレータ 16の端部 16Aは、受け部 13内に入り込んでケース 2の底部 2Bに当接する。これに対して、コイル 17は底部 2Bには当接しないので、コイル 17とインシユレータ 16の端部 16Aと底部 2Bとの間に空間 13Aが形成される。なお、卷線 19の端部は、ケース 2の開口部 2D側に引き出しておく。

[0018] 次に、ケース 2内に収容したステータユニット 3のコイル 17に対してコーティングを実施する。まず、図 3に示すように、ケース 2の開口部 2Dを上向きに配置してから、ノズル 51をコイル 17の上端部に近づける。ノズル 51には、コーティング材 21の供給装置 (不図示）が接続されているので、ノズル 51からコーティング材 21を吐出してコイル 1 7に注入する。コーティング材 21には、粘度の高い液体が用いられる。このコーティング材 21は、コイル 17の各卷線 19を覆うと共に、卷線 19を伝ってコイル 17の下部に到達する。コーティング材 21は、コイル 17を覆うのに必要とされる量よりも多く注入されるので、余剰のコーティング材 21がコイル 17の下部力も受け部 13の空間 13A内に滴下して液溜まりを形成する。受け部 13の空間 13A内のコーティング材 21がコィル 17の下部を浸す程度に溜まったら、コーティング材 21の注入を停止し、コーティング材 21を硬化させる。その結果、コイル 17がコーティング材 21に覆われると共に、ケース 2の底部 2Bとコイル 17とが受け部 13の空間 13A内のコーティング材 21を介して連結される。

[0019] ここで、インシユレータ 16の端部 16Aを底部 2Bに突き当てているので、コーティング材 21が流出することは殆ど無い。したがって、コーティング材 21が受け部 13から溢れ出て保持部 12に圧入されているベアリング 11を浸すことはない。また、図 3に示すように、ゥエッジ 25がティース部 18間の内周側の開口部を塞いでいるので、コーテイング材 21が内周側にはみ出すことはない。

[0020] コーティング材 21を硬化させたら、コイル 17の卷線 19をターミナル 20〖こ取り付ける。そして、ターミナル 20をケース 2に固定すると、ステータ 4が完成する。なお、図 3において、ステータ 4のティース部 18は軸線に対してスキューしている力ティース部 1 8は必ずしもスキューさせる必要はない。

[0021] ロータ 6を組み立てる際には、回転軸 30に永久磁石 31を固定してから、マグネットカバー 32を装着する。回転軸 30の他端部側に、レゾルバロータ 34Aを固定してから、ブラケット 5に圧入されたベアリング 35に回転自在に支持させる。さらに、ロータ 6の回転軸 30の一端部を、ケース 2の底部 2Bに圧入してあるベアリング 11に軸支させると共に、ブラケット 5をケース 2にネジ止めする。レゾルバステータ 44Bとソケット 37の端子とを電気的に接続し、ブラケット 5のバスバー 40にターミナル 20を電気的に接続すると、ブラシレスモータ 1が完成する。

[0022] ブラシレスモータ 1を使用する際には、各ソケット 37, 38を不図示の制御ユニットに接続し、レゾルバ 34で検出するロータ 6の回転位置に応じて、ソケット 38からバスバ一 40及びターミナル 20を介して、所定のコイル 17に通電する。その結果、ステータコア 15とロータ 6とで形成される磁気回路によってロータ 6が回転する。この際に、コィル 17とケース 2の底部 2Bとを接続するコーティング材 21が、ロータ 6の回転によつてケース 2の底部 2Bに発生する振動を抑制する。

[0023] この実施の形態によれば、コイル 17をコーティングするにあたり、ケース 2に受け部 13を形成すると共に、ステータユニット 3を圧入して力もコーティング材 21を注入するようにしたので、余剰のコーティング材 21を受け部 13に収容することが可能になる。したがって、従来のようにコーティング材を硬化させた後に余剰分を切除する必要がなくなる。したがって、ブラシレスモータの製造工程における作業工数を削減することが可能になる。また、コーティング材の余剰分を切除する装置が不要になる。さらに、切除後のコーティング材の廃棄処理が不要になる。ここで、インシユレータ 16の端部 16 Aをケース 2の底部 2Bに突き当てたので、コ一ティング材 21が流出することを防止できる。さらに、ティース部 18間にゥエッジ 25を設けたので、コーティング材 21が内周側にはみ出ることはない。このようにすることで、コーティング材 21を従来よりも多く注入してもロータ 6を確実に回転させることができる。

[0024] また、受け部 13に留置されたコーティング材 21を介してコイル 17をケース 2の底部 2Bに固定させるようにしたので、底部 2Bに発生する振動を緩和することが可能になり、ブラシレスモータ 1の性能を向上させることができる。また、ケースを磁路として使用しない場合には、軽量ィ匕の観点力ケースの肉厚は薄いものが用いられる。従来、このような場合にはロータの回転時に発生する振動がベアリングを介して肉薄の底部に伝達されて共鳴による音が発生することがあるが、この実施の形態によれば、ケース 2を肉薄にしながらも、共鳴による音の発生を防止することができる。

[0025] なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。

例えば、コーティング材 21を滴下する代わりに、 BMC (バルタモールディングコンパウンド）等の榭脂材を用いてコイル 17をモールドしても良い。さらに、ケース 2も榭脂モールドによって成形すると、工数の削減や、部品精度の低減を図ることができるまた、ケース 2の底部 2Bをさらに肉薄にし、底部 2B自体にパネ性を持たせても良い。このようにすると、底部 2B及び受け部 13内のコーティング材 21が、波座金のように作用して、ベアリング 11に与圧を作用させることが可能になるので、耐振性をさらに向上させることができる。

[0026] インシユレータ 16の端部 16Aと、ケース 2の底部 2Bとの間には隙間を設けても良い。この場合には、ケース 2の凹部 2Cの高さは、コーティング材 21の液溜まりの高さよりも高く設定される。このようにすることで、コーティング材 21が受け部 13から溢れ出て、保持部 12に圧入されているベアリング 11を浸すことを防止できる。また、ゥエッジ 25 は必須の構成要素ではなぐゥェッジ 25の代わりに、インシユレータを装着することでティース部 18の内周側の開口部を塞!、でも良!、。

また、コーティング材 21をステータユニット 3の外周にも注入し、コーティング材 21によってステータユニット 3とケース 2とを接着固定するようにしても良い。この場合には、ステータユニット 3をケース 2に圧入する必要がなくなるので、高い部品精度が不要になると共に、ステータユニット 3を圧入するための装置が不要になる。さらに、圧入によるステータコア 15の磁気歪みを防止することが可能になる。

受け部 13は、底部 2Bに一体的に形成されていればよぐ塑性変形以外の方法で形成しても良い。

産業上の利用可能性

[0027] 本発明によれば、電動機、電動機を構成するステータの製造方法、電動機の製造方法において、コイルのコーティングに伴う処理の煩雑さが解消される。

Claims

請求の範囲

[1] ステータコアにコイルを卷装したステータユニットを円筒状の側部の一端をエンド部で閉塞したケースに収容したステータと、前記ケースに回転自在に支持されるロータとを有し、

前記エンド部力前記コイルを覆うコーティング材の余剰分を受け入れる受け部を有する電動機。

[2] 前記受け部内の前記コーティング材を介して前記コイルが前記エンド部に固定されて、る請求項 1に記載の電動機。

[3] ステータコアにコイルを卷装したステータユニットを円筒状の側部の一端をエンド部で閉塞したケースに収容したステータと、前記ケースに回転自在に支持されるロータとを有する電動機の前記ステータを製造する方法であって、

前記ケースに前記ステータユニットを収容した後に、前記コイルを覆うコーティング材を供給し、前記コーティング材の余剰分を前記ケースの前記エンド部に設けた受け部に溜めた後に、前記コーティング材を硬化させるステータの製造方法。

[4] 請求項 3に記載のステータの製造方法によって前記ステータを製造した後に、前記ステータに前記ロータを挿入し、前記ケースの開口部を覆うブラケットと前記ケースとで前記ロータを回転自在に支持させる電動機の製造方法。