JP2011166857A - モータ用インシュレータ - Google Patents
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Abstract
【課題】インシュレータに回路基板を固定する構成において、成形金型の複雑化を招くことなく、回路基板の実装面積を損なわず、実装面積を大きくできるモータ用インシュレータを提供する。
【解決手段】インシュレータ14は円筒部14aと、円筒部から外側へ放射状に伸長しステータコアのティースを覆う腕部14bを備え、円筒部14aには係合爪14eを備えた係合部14dが一体に形成され、係合部14dの少なくとも周方向における一方の側には切欠部14fを形成し、腕部14bが軸方向で係合爪14eと重なる位置に貫通穴14cを備えてなる。
【選択図】図3
【解決手段】インシュレータ14は円筒部14aと、円筒部から外側へ放射状に伸長しステータコアのティースを覆う腕部14bを備え、円筒部14aには係合爪14eを備えた係合部14dが一体に形成され、係合部14dの少なくとも周方向における一方の側には切欠部14fを形成し、腕部14bが軸方向で係合爪14eと重なる位置に貫通穴14cを備えてなる。
【選択図】図3
Description
本発明は、モータ用インシュレータに関する。
従来、回転駆動部にブラシレスDCモータを用いたものとして、例えば、OA機器の冷却ファンとして用いられる軸流ファンがある。ブラシレスDCモータはロータとステータから構成され、ロータにはインペラが固着され、ステータはステータコアとインシュレータとコイルから構成される。そして、コイルに励磁電流を流すための制御部品やロータの回転に伴う磁極の変化を検出するホールICなどの電子部品を実装した回路基板がインシュレータに保持固定されている。回路基板をインシュレータに取り付ける場合、インシュレータに植設した端子ピンを回路基板のスルーホールに挿通し半田付けにて接続した構成が一般的であるが、インシュレータに回路基板保持部を形成し、回路基板の挿入孔に回路基板保持部を挿入して回路基板保持部の先端を回路基板に係合させて回路基板をインシュレータに固定する構成がある(例えば、特許文献1参照)。
図6は特許文献1に記載の冷却ファンを示す図である。
モータ100はステータ部とロータ部を備え、ロータ部は、略円筒状のロータマグネット121と、ロータマグネット121の外周部を保持する円筒部を有するロータホルダ122とを備え、ステータ部は、コイル131が巻回されたステータコア132と、コイル131の電線端部が電気的に接続されるランド136が設けられた回路基板135とを備えている。回路基板135にはロータマグネット121の回転に伴う磁極の変化を検出するホールICやコイル131への励磁電流を制御する駆動ICなどの電子部品が搭載されている。インシュレータ133には係合爪134が形成され、係合爪134が回路基板135に形成された孔に挿入され係合することによって、回路基板135がインシュレータ133に保持される。
モータ100はステータ部とロータ部を備え、ロータ部は、略円筒状のロータマグネット121と、ロータマグネット121の外周部を保持する円筒部を有するロータホルダ122とを備え、ステータ部は、コイル131が巻回されたステータコア132と、コイル131の電線端部が電気的に接続されるランド136が設けられた回路基板135とを備えている。回路基板135にはロータマグネット121の回転に伴う磁極の変化を検出するホールICやコイル131への励磁電流を制御する駆動ICなどの電子部品が搭載されている。インシュレータ133には係合爪134が形成され、係合爪134が回路基板135に形成された孔に挿入され係合することによって、回路基板135がインシュレータ133に保持される。
基端側インシュレータは円筒部と4本の腕部とを有し、4本の腕部の内、3本の径方向先端部には、基端側へ突出する係合爪134が形成されている。これらの係合爪134は回路基板135の孔に挿入され、係合することにより、回路基板135がインシュレータ133に保持される。
しかしながら、特許文献1のモータ100におけるインシュレータ133では、回路基板135を保持するための係合爪134が腕部の径方向先端部に形成され、回路基板135に形成された孔に係合爪134を挿入して係合することにより回路基板135を保持・固定する構造となっているため、回路基板135にはインシュレータ133に形成された係合爪134を挿入するための孔を形成する必要があり、回路基板135における電子部品の実装面積を大きくできず、また、係合爪134を挿入するための孔によって配線パターンの設計の自由度が阻害されてしまうという問題がある。
これに対して、円開口を備えたリングフレームの周りに係合爪を形成したインシュレータの構成がある(例えば、特許文献2参照)。
図7は特許文献2に記載のインシュレータを示す図、図8は図7に示すインシュレータによるプリント回路基板の保持状態示す図である。
図7は特許文献2に記載のインシュレータを示す図、図8は図7に示すインシュレータによるプリント回路基板の保持状態示す図である。
インシュレータ200はステータコアを軸方向両側から挟み込むための第1のインシュレータ201と第2のインシュレータ202から構成され、第2のインシュレータ202にプリント回路基板が保持される。第2のインシュレータ202は円開口204を備えたリングフレーム203、腕部205、支柱206及び係合爪207を備えている。係合爪207は円開口204の周りから軸方向に延出し、等間隔で4ケ所に設けられている。支柱206は第2のインシュレータ202の外周部から係合爪207と同方向に延出し、等間隔で4ケ所に設けられている。そして、図8に示すように、第1のインシュレータ201と第2のインシュレータ202にてステータコア208を軸方向両側から挟み込んで装着し、第2のインシュレータ202の係合爪207がプリント回路基板210の中央開口の周りに等間隔で4ケ所に形成されたノッチを貫通し、第2のインシュレータ202の支柱206でプリント回路基板210を受け止めている。
しかしながら、特許文献2に記載された第2のインシュレータ202では、円開口を備えたリングフレーム203の周りに形成された係合爪207は腕部205の間に配設した構造となっている。このため、モータ径が一定の中で腕部205の数を多くした構成に適用した場合、軸方向で係合爪207と腕部205が重なる位置となり、樹脂の射出成形にてインシュレータ202を成形する場合には上型と下型による金型での製造が難しく、インシュレータを製造するための成形金型の複雑化を招き、コストが高くなってしまうという問題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、インシュレータに回路基板を固定する構成において、成形金型の複雑化を招くことなく、回路基板の実装面積を損なわず、実装面積を大きくできるモータ用インシュレータを提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は、放射状に伸長するティースを備えたステータコアを覆うモータ用インシュレータにおいて、前記モータ用インシュレータは円筒部と、該円筒部から外側へ放射状に伸長し前記ステータコアの前記ティースを覆う腕部を備え、該腕部と軸方向で重なる箇所に位置する前記円筒部には係合爪を備えた係合部が一体に形成され、前記係合部の少なくとも周方向における一方の側には切欠部を形成し、前記係合爪と軸方向で重なる箇所に位置する前記腕部に貫通穴を備えてなることを特徴とする。
本発明の構成によれば、インシュレータに回路基板を固定する構成において、回路基板の実装面積を損なうことなく実装面積を大きくできるモータ用インシュレータを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明のインシュレータを装着したブラシレスDCモータを示す図であって、ブラシレスDCモータを用いた軸流ファンの断面図、図2は図1に示すブラシレスDCモータの拡大断面図、図3は本発明のインシュレータを示した斜視図、図4は図3に示すインシュレータの平面図、図5は図4のD−D箇所での断面図である。
図1は本発明のインシュレータを装着したブラシレスDCモータを示す図であって、ブラシレスDCモータを用いた軸流ファンの断面図、図2は図1に示すブラシレスDCモータの拡大断面図、図3は本発明のインシュレータを示した斜視図、図4は図3に示すインシュレータの平面図、図5は図4のD−D箇所での断面図である。
図1は本発明のインシュレータを装着したブラシレスDCモータを示す図で、ブラシレスDCモータを用いた軸流ファンの断面図を示した図である。軸流ファン1において、2は外形状が長方形(縦長)で回転軸に直角な面での断面が正方形からなるケーシングである。ケーシング2は上ケーシング3と下ケーシング4から構成され、上ケーシング3の中央部には略円形の通風孔が形成され、その内周面はベンチュリー部を形成しており、上ケーシング3の一方側を下ケーシング4の内側に嵌合させて一体構造を形成している。
なお、ケーシング2は分割型や四角柱の形状に限定されるものではなく、一体型や円筒形状であっても勿論よい。
なお、ケーシング2は分割型や四角柱の形状に限定されるものではなく、一体型や円筒形状であっても勿論よい。
下ケーシング4の中央部には、収納部5が複数の固定羽根6によって保持固定されている。したがって、この固定羽根6は収納部5の外周面に配設されると共に下ケーシング4に連結している。下ケーシング4と収納部5と固定羽根6は熱可塑性樹脂にて射出成形で一体成形される。また、固定羽根6は収納部5の外周面で円周方向に等間隔で配設され、いずれも適切に湾曲している。この収納部5の上面にはファンモータ7が配設されている。ファンモータ7は、ブラシレスDCモータにて構成され、ステーア8とロータ9に装着されたインペラ10とを含んでいる。
ステータ8は積層したステータコア11と、ステータコア11に装着されたインシュレータ12と、インシュレータ12に巻回されたコイル15と、円筒状のベアリングライナー16とから構成されている。円筒状のベアリングライナー16の外周にステータコア11が固着され、ベアリングライナー16の内側には所定間隔を隔てて2個の玉軸受17,18が保持されている。
ステータコア11に装着するインシュレータ12は樹脂製からなる絶縁体で、上側インシュレータ13と下側インシュレータ14とからなり、ステータコア11の軸方向両側から被せて装着し、そしてインシュレータ12の上からコイル15が巻回される。
インペラ10は、円筒部を有するインペラ本体10aの外周に複数枚の回転羽根10bを回転方向に等間隔で備えている。回転羽根10bは前縁と後縁を有する翼型であって、流入する空気を受け入れたり誘導したりするための独特な曲率を備えている。インペラ10は熱可塑性樹脂にて射出成形で一体に成形される。インペラ本体10aの円筒部の内周には有底円筒状のバックヨーク21が填め込み装着されている。バックヨーク21の内周には中空円筒状のロータマグネット22が装着されている。バックヨーク21の中央部にはボス部21aを備え、シャフト20の他端はボス部21aによってバックヨーク21と一体に形成されている。このため、インペラ10はシャフト20の回転に伴い、シャフト20を中心に回転羽根10bが回転するように構成されている。また、ボス部21aと玉軸受17の内輪との間には玉軸受17に予圧を付与するためのコイルばね24が介装される。玉軸受17,18には、シャフト20が挿入されて回転可能に支持される。シャフト20の一方端には寸法調整用としてシム27を介してE型止め輪19が装着されており、シャフト20の抜止めと軸方向の位置決めがなされている。
下側インシュレータ14の底面側にはロータマグネット22の磁極の変化を検出するホールICやコイルに励磁電流を流すための電子部品を実装した回路基板25が取り付けられる。この回路基板25の取り付け手段について説明する。
図3は、本発明による一実施形態のインシュレータを示した斜視図で、下側インシュレータ14の形状の一例を示した図である。図に示すように、下側インシュレータ14は円筒部14aと、この円筒部14aから外側へ放射状に伸長する9箇所の腕部14bを備えており、この腕部14bはステータコア11のティース11aを覆う。ステータコア11に上側インシュレータ13と下側インシュレータ14を装着した後、各々の腕部14bにコイル15が巻回される。
下側インシュレータ14の腕部14bにおける半径方向の内周側には貫通穴14cが形成され、この貫通穴14cに接した円筒部14aには、先端に係合爪14eを備えた係合部14dが一体に形成されている。この係合部14dは円周方向で均等の角度の箇所に形成されており、本実施形態では、3つの係合部14dが形成されている。そして、各係合部14dの周方向における両側には切欠部14fが形成されている。
なお、切欠部14fは各係合部14dの周方向における両側に形成しているが、これに限定されるものではなく、少なくとも周方向における一方側に切欠部14fが形成された構成であればよい。
なお、切欠部14fは各係合部14dの周方向における両側に形成しているが、これに限定されるものではなく、少なくとも周方向における一方側に切欠部14fが形成された構成であればよい。
図に示すように、係合爪14eが軸方向で腕部14bと重なる位置に形成されているため、樹脂の射出成形にて下側インシュレータ14を成形する場合には上型と下型による金型での製造が難しい。このため、下側インシュレータ14を製造するための成形金型の複雑化を招き、コストが高くなってしまう。この問題を解決するために、本実施形態における下インシュレータ14では、係合爪14eと重なる位置に貫通穴14cを形成することにより、上型と下型の内、一方の金型の一部をこの貫通穴に挿通させて係合爪14eとなる箇所に金型を配設できるようにしている。これによって上型と下型による金型を使用して係合爪14eを成形することができる結果、金型を複雑化させることなく容易に製造できる。
なお、上側インシュレータ13の基本構造は下側インシュレータ14と同じで、上側インシュレータ13には係合爪14eを備えた係合部14dが形成されていない点でのみ相違する。
なお、上側インシュレータ13の基本構造は下側インシュレータ14と同じで、上側インシュレータ13には係合爪14eを備えた係合部14dが形成されていない点でのみ相違する。
回路基板25は、円板状の形状からなり、その中央に開口を有し、開口の周縁には開口の中心に向かって半径方向に伸長する突起部25aが3箇所形成されている。そして、回路基板25の開口に係合部14dを挿通させ、回路基板25の3箇所の突起部25aを下側インシュレータ14の切欠部14fに合わせて位置決めする。そして、係合爪14eと回路基板25との間に、例えば、円盤状のゴムパッキンやOリングのような弾性部材26を介装させて回路基板25を下側インシュレータ14の底面側に保持する。このとき、回路基板25の突起部25aが下側インシュレータ14の切欠部14fの面上に載置されることによって、回路基板25の軸方向の位置が規制され、所定の位置に位置決めされる。この位置決めによって、ロータマグネット22と回路基板25に実装したホールICとの間隔は所定の位置に設定されることになる。
このように、係合爪14eと回路基板25との間に弾性部材26を介装して回路基板25を下側インシュレータ14の底面側に保持する構成としたので、回路基板25の厚さや係合部14dの寸法に多少のバラツキがあっても弾性部材26によってバラツキを吸収できる結果、ロータマグネット22と回路基板25に実装したホールICとの間隔を一定に保つことができるので、ロータマグネット22の磁極変化を安定して検出できる。また、回路基板25を下側インシュレータ14に確実に保持固定することができる。
また、下側インシュレータ14の係合部14dを回路基板25の中央の開口に挿通する構成としているため、回路基板25の実装面上に係合爪14eを係合するための孔を形成する必要がない。このため、回路基板25の実装面積を損なうことがなく、実装面積を大きくできると共に、配線パターンの設計自由度を大きくできる。
なお、本実施形態では、上述の通り、係合爪14eと回路基板25との間に弾性部材26を介装して回路基板25を下側インシュレータ14の底面側に保持する構成にて説明したが、これに限定されるものではないことは勿論である。例えば、下側インシュレータ14の円筒部14a上に形成した絶縁壁14gと円筒部14aとの半径方向での差による段差部に弾性部材26を載置し、弾性部材26と係合爪14eとの間に回路基板25を介装した構成であってもよい。
また、段差部は上述の構成に限定されるものではなく、弾性部材26が載置できる構成であればよく、例えば、円筒部14aの外周面で、その一部が外側に膨出する箇所を形成し、この膨出箇所の上面を段差部として用いてもよいことは勿論である。
1 軸流ファン
2 ケーシング
3 上ケーシング
4 下ケーシング
5 収納部
6 固定羽根
7 ファンモータ
8 電機子
9 ロータ
10 インペラ
10a インペラ本体
10b 回転羽根
11 ステータコア
11a ティース
12 インシュレータ
13 上側インシュレータ
14 下側インシュレータ
14a 円筒部
14b 腕部
14c 貫通穴
14d 係合部
14e 係合爪
14f 切欠部
14g 絶縁壁
15 コイル
16 ベアリングライナー
17 玉軸受
18 玉軸受
19 E型止め輪
20 シャフト
21 バックヨーク
21a ボス部
22 ロータマグネット
24 コイルばね
25 回路基板
25a 突起部
26 弾性部材
2 ケーシング
3 上ケーシング
4 下ケーシング
5 収納部
6 固定羽根
7 ファンモータ
8 電機子
9 ロータ
10 インペラ
10a インペラ本体
10b 回転羽根
11 ステータコア
11a ティース
12 インシュレータ
13 上側インシュレータ
14 下側インシュレータ
14a 円筒部
14b 腕部
14c 貫通穴
14d 係合部
14e 係合爪
14f 切欠部
14g 絶縁壁
15 コイル
16 ベアリングライナー
17 玉軸受
18 玉軸受
19 E型止め輪
20 シャフト
21 バックヨーク
21a ボス部
22 ロータマグネット
24 コイルばね
25 回路基板
25a 突起部
26 弾性部材
Claims (5)
- 放射状に伸長するティースを備えたステータコアを覆うモータ用インシュレータにおいて、
前記モータ用インシュレータは円筒部と、該円筒部から外側へ放射状に伸長し前記ステータコアの前記ティースを覆う腕部を備え、該腕部と軸方向で重なる箇所に位置する前記円筒部には係合爪を備えた係合部が一体に形成され、前記係合部の少なくとも周方向における一方の側には切欠部を形成し、前記係合爪と軸方向で重なる箇所に位置する前記腕部に貫通穴を備えてなることを特徴とするモータ用インシュレータ。 - 前記係合部は円周方向において均等角度の位置に複数個配設されてなることを特徴とする請求項1に記載のモータ用インシュレータ。
- 前記係合部の両側に切欠部を形成してなることを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ用インシュレータ。
- 前記円筒部の上面に絶縁壁を備え、該絶縁壁は前記円筒部よりも小径に形成することによって段差を形成してなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のモータ用インシュレータ。
- 前記円筒部の外周面の一部が径方向に膨出する箇所を形成してなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のモータ用インシュレータ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010023666A JP2011166857A (ja) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | モータ用インシュレータ |
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JP2010023666A JP2011166857A (ja) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | モータ用インシュレータ |
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JP (1) | JP2011166857A (ja) |
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-
2010
- 2010-02-05 JP JP2010023666A patent/JP2011166857A/ja active Pending
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