JP2021118557A - Stator unit, motor, and blower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータユニット、モータ及び送風装置に関する。 The present invention relates to a stator unit, a motor and a blower.
従来、ステータがケース部材に収容されたモータが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1には、樹脂材料によってステータが封止されたモータが開示されている。 Conventionally, a motor in which a stator is housed in a case member is known (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a motor in which a stator is sealed with a resin material.
ケース部材に収容されたステータを樹脂材料で封止する構成では、ステータのコア積厚を減らすと、その分、樹脂材料を充填すべきスペースが増える。その結果、樹脂材料の使用量が増大してしまう。 In the configuration in which the stator housed in the case member is sealed with the resin material, if the core product thickness of the stator is reduced, the space for filling the resin material increases accordingly. As a result, the amount of the resin material used increases.
本発明は、ステータの封止に使用する樹脂材料の使用量を抑えることを目的とする。 An object of the present invention is to reduce the amount of the resin material used for sealing the stator.
本発明の例示的なステータユニットは、中心軸を中心とする環状のステータと、ステータを内部に収容するケース部材と、ケース部材の内部において、ステータを覆うモールド部材と、ケース部材の内部に収容され、ステータと共にモールド部材によって覆われるスペーサと、を備える。 The exemplary stator unit of the present invention includes an annular stator centered on a central axis, a case member that houses the stator, a mold member that covers the stator inside the case member, and a case member. It is provided with a spacer, which is covered with a molding member together with a stator.
本発明の例示的なモータは、上記のステータユニットと、ステータの径方向外方に配置され、中心軸を中心として回転するロータと、を備える。 An exemplary motor of the present invention includes the above-mentioned stator unit and a rotor that is arranged outward in the radial direction of the stator and rotates about a central axis.
本発明の例示的な送風装置は、上記のモータと、中心軸を中心としてロータと共に回転可能な動翼と、を備える。 An exemplary blower of the present invention includes the motor described above and rotor blades that can rotate with the rotor about a central axis.
本発明の例示的なステータユニット、モータ及び送風装置によれば、ステータの封止に使用する樹脂材料の使用量を抑えることができる。 According to the exemplary stator unit, motor and blower of the present invention, the amount of resin material used to seal the stator can be reduced.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本明細書では、モータ100の回転軸を「中心軸CA」と呼び、中心軸CAと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。後述する第2部材32の蓋部321から後述する第1部材31の底部311に向かう軸方向の一方の向きを「下方」と呼び、底部311から蓋部321に向かう軸方向の他方の向きを「上方」と呼ぶ。各々の構成要素において、上方における端部を「上端部」と呼び、下方における端部を「下端部」と呼ぶ。各々の構成要素の表面において、上方を向く面を「上面」と呼び、下方を向く面を「下面」と呼ぶ。
In the present specification, the rotation axis of the
また、中心軸CAに直交する方向を「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸CAに近づく向きを「径方向内方」と呼び、中心軸CAから離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内方における端部を「径方向内端部」と呼び、径方向外方における端部を「径方向外端部」と呼ぶ。各々の構成要素の側面において、径方向内方を向く面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く面を「径方向外側面」と呼ぶ。 Further, the direction orthogonal to the central axis CA is referred to as a "diameter direction". Of the radial directions, the direction closer to the central axis CA is referred to as "diametrically inward", and the direction away from the central axis CA is referred to as "diametrically outward". In each component, the inner end in the radial direction is referred to as the "inner end in the radial direction", and the outer end in the radial direction is referred to as the "outer end in the radial direction". On the side surface of each component, the surface facing inward in the radial direction is referred to as "diameter inner surface", and the surface facing outward in the radial direction is referred to as "diameter outer surface".
なお、本明細書において、「環状」は、中心軸CAを中心とする円周方向の全周に渡って連続的に一繋がりとなる形状のほか、中心軸CAを中心とする円周方向の一部に切れ目を有する円弧状を含む。 In the present specification, the "circular" has a shape in which the "circular" is continuously connected over the entire circumference in the circumferential direction centered on the central axis CA, and also in the circumferential direction centered on the central axis CA. Includes an arc shape with a partial cut.
以上に説明した事項は、実際の機器に組み込まれた場合において厳密に適用されるものではない。 The matters described above are not strictly applied when incorporated into an actual device.
<1.送風装置>
図1は、送風装置400の斜視図である。図2は、送風装置400の断面図である。図2は、中心軸CAを含む仮想の平面で送風装置400を切断した場合での送風装置400の断面構造を示している。
<1. Blower>
FIG. 1 is a perspective view of the
送風装置400は、モータ100と、動翼200と、を備える。モータ100は、動翼200を駆動して回転させる。動翼200は、後述するロータ20に設けられる。動翼200は、中心軸CAを中心としてロータ20と共に回転可能である。送風装置400は、動翼200の回転により、軸方向に流れる気流を発生させる。
The
また、送風装置400は、ハウジング300を備える。ハウジング300は、複数のリブ部310と、ハウジング筒部320と、を有する。リブ部310は、ハウジング筒部320に接続される。リブ部310は、軸方向に流れる気流を整流する。ハウジング筒部320は、軸方向に延びる筒状である。ハウジング筒部320は、モータ100及び動翼200を囲む。
Further, the
<1−1.モータ>
モータ100は、ステータユニット10と、ロータ20と、を備える。ステータユニット10は、ロータ20を駆動可能なステータ110を有する。ステータユニット10については、後で詳細に説明する。
<1-1. Motor>
The
ロータ20は、ステータ110の径方向外方に配置され、中心軸CAを中心として回転する。ロータ20は、シャフト21と、シャフトホルダ22と、保持部材23と、ヨーク24と、マグネット25と、を有する。
The
シャフト21は、ロータ20の回転軸である。シャフト21は、シャフトホルダ22、保持部材23、ヨーク24、マグネット25及び動翼200と共に、中心軸CAを中心として回転可能である。但し、この例示に限定されず、シャフト21は、ステータ110に取り付けられる固定軸であってもよい。シャフト21が固定軸である場合には、後述するベアリング131に代えて、シャフト21とシャフトホルダ22との間にベアリングが設けられる。
The
シャフトホルダ22は、シャフト21の下端部に取り付けられる。シャフトホルダ22は、シャフト21の径方向外側面から径方向外方に広がる。
The
保持部材23は、有底筒状である。保持部材23の底部分(符号省略)は、中心軸CAを中心とする円盤状であり、径方向に広がる。シャフトホルダ22の下面は、保持部材23の底部分によって下方から覆われる。保持部材23の筒部分(符号省略)は、保持部材23の底部分の径方向外端部から上方に延びる。動翼200は、保持部材23の筒部分の径方向外側面に設けられる。動翼200は、保持部材23と同じ部材の一部である。
The
ヨーク24は、有底筒状である。ヨーク24の底部分(符号省略)は、中心軸CAを中心とし且つ中央に開口を有する円盤状であり、径方向に広がる。ヨーク24の下面は、保持部材23の底部分によって下方から覆われる。ヨーク24の底部分の開口には、シャフトホルダ22が挿入される。ヨーク24の筒部分(符号省略)は、ヨーク24の底部分の径方向外端部から上方に延びる。ヨーク24の筒部分は、保持部材23の筒部分によって径方向外方から覆われる。
The
マグネット25は、ヨーク24の筒部分の径方向内側面に設けられる。マグネット25は、ステータ110よりも径方向外方に配置される。マグネット25は、ステータ110と径方向に対向する。マグネット25は、互いに異なる複数の極性、つまり、N極とS極とを有する。N極とS極とは、中心軸CAを中心とする円周方向に交互に配列される。
The
<1−2.ステータユニット>
図3は、ステータユニット10の断面図である。図3は、中心軸CAを含む仮想の平面でステータユニット10を切断した場合でのステータユニット10の断面構造を示している。言い換えると、図3は、図2からステータユニット10の断面構造を示す部分を抽出した図である。
<1-2. Stator unit>
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
ステータユニット10は、ステータ110と、基板120と、ケース部材130と、モールド部材140と、を備える。
The
ステータ110は、中心軸CAを中心とする環状である。ステータ110は、ロータ20を駆動して回転させる。ステータ110は、ステータコア111と、インシュレータ112と、複数のコイル部113と、を備える。
The
ステータコア111は、中心軸CAを中心とする環状の磁性体であり、板状の電磁鋼板が軸方向に複数積層された積層体である。ステータコア111の径方向外側面は、マグネット25と径方向に対向する。
The
インシュレータ112は、ステータコア111の少なくとも一部を覆う。インシュレータ112は、樹脂などを用いた絶縁部材である。コイル部113は、導線(符号省略)がインシュレータ112を介してステータコア111に巻き付けられた巻線部材である。
The
基板120は、コイル部113の導線と電気的に接続される。また、基板120は、ケース部材130の外部に引き出される接続線(図示省略)と電気的に接続される。基板120には、様々な電子部品(図示省略)が搭載される。基板120は、ステータ110の上方にステータ110と離間して配置される。
The
ケース部材130は、ステータ110を内部に収容する。また、ケース部材130は、基板120を内部に収容する。ケース部材130は、第1部材31と第2部材32とによって構成される。ケース部材130については、後で詳細に説明する。
The
モールド部材140は、ケース部材130の内部において、ステータ110を覆う。また、モールド部材140は、ケース部材130の内部において、基板120を覆う。ステータ110及び基板120は、モールド部材140によって封止される。
The
ここで、ステータユニット10は、スペーサ150をさらに備える。すなわち、ステータユニット10は、ステータ110と、ケース部材130と、モールド部材140と、スペーサ150と、を備える。スペーサ150については、後で詳細に説明する。
Here, the
<1−3.ケース部材>
ケース部材130は、第1部材31と、第2部材32と、を含む。第1部材31及び第2部材32は、互いに異なる部材である。ケース部材130のうち、下方部分が第1部材31によって構成され、上方部分が第2部材32によって構成される。すなわち、第1部材31は、中心軸CAの軸方向の一方側に位置する。第2部材32は、軸方向の一方側とは反対の他方側に位置する。
<1-3. Case member>
The
第1部材31は、ステータ110をカバーするカバー部材として機能する。第1部材31は、有底筒状であり、ケース部材130の下方部分である底部311と、第1筒部312と、を有する。すなわち、第1部材31は、軸方向の一方側に底部311を有し、軸方向の他方側が開口する有底筒状である。また、第1部材31は、突出部313を有する。
The
第1部材31の底部311は、中心軸CAを中心とし且つ中央に開口を有する円盤状であり、径方向に広がる。底部311は、傾斜部314を有する。傾斜部314は、径方向外方に向かって斜め上方に傾斜する。第1部材31の第1筒部312は、底部311の径方向外端部から上方に延びる。ステータ110は、第1筒部312の径方向内方に配置され、第1筒部312を挟んでマグネット25と径方向に対向する。第1部材31の突出部313は、底部311のうち上方に向かって突出した部分であり、中心軸CAを中心とする環状の部分である。すなわち、突出部313は、第1部材31の底部311の上面から軸方向の他方側に向かって、中心軸CAの軸周りに環状に突出する。
The
第2部材32は、ハウジング300と同じ部材の一部である。但し、この例示に限定されず、第2部材32は、ハウジング300とは別部材であってもよい。第2部材32は、有蓋筒状であり、ケース部材130の上方部分である蓋部321と、第2筒部322と、ベアリング保持部323と、を有する。
The
第2部材32の蓋部321は、中心軸CAを中心とする円盤状であり、径方向に広がる。第2部材32の第2筒部322は、蓋部321の径方向外端部から下方に延びる。第1部材31の第1筒部312の上端部は、第2部材32の第2筒部322の径方向内方に嵌め込まれる。これにより、第1部材31の上端部の開口は、第2部材32によって塞がれる。
The
第2部材32のベアリング保持部323は、中心軸CAに沿って軸方向に延びる筒状である。ベアリング保持部323の内部には、上方及び下方に1つずつベアリング131が設けられる。そして、ベアリング保持部323には、シャフト21が挿入される。ベアリング保持部323は、シャフト21を回転可能に支持する。
The
ベアリング保持部323には、ステータ110が固定される。具体的には、ステータコア111の径方向内端部がベアリング保持部323の径方向外側面に固定される。また、ベアリング保持部323の径方向外側面には、第1部材31の突出部313の径方向内側面が接触する。
The
第2部材32は、注入口324(図1参照)を有する。注入口324は、ステータユニット10の製造工程のうち、モールド部材140の材料をケース部材130の内部に注入する樹脂封止工程で使用される。モールド部材140の材料は、注入口324を介して、ケース部材130の内部に注入される。すなわち、モールド部材140の材料は、ケース部材130の上方からケース部材130の内部に注入される。
The
<1−4.スペーサ>
図4は、ケース部材130に収容されたスペーサ150の平面図である。図4は、ステータ110とスペーサ150との間を径方向に切断した場合での断面構造を上方から見た図である。便宜上、図4では、第1部材31及びスペーサ150のみを図示する。また、図4では、スペーサ150にドット柄を付し、第1部材31と区別する。
<1-4. Spacer>
FIG. 4 is a plan view of the
スペーサ150は、ケース部材130の内部に収容され、ステータ110と共にモールド部材140によって覆われる。これにより、ケース部材130の内部にスペーサ150を収容しない場合に比べて、モールド部材140の材料の使用量を抑えることができる。すなわち、ステータ110の封止に使用する樹脂材料の使用量を抑えることができる。また、モータ100の出力を調整するためにステータコア111のコア積厚を減らす場合には、スペーサ150を軸方向により厚くするだけで、ステータ110の封止に使用する樹脂材料の使用量を抑えることができる。このため、ステータ110の封止に使用する樹脂材料の使用量を抑えるためにケース部材130を新規に設計する必要はない。
The
また、スペーサ150は、ステータ110に対して、中心軸CAの軸方向にモールド部材140を挟んで対向配置される。ここで、ステータコア111のコア積厚を減らすと、ステータ110の軸方向のサイズが小さくなる。すなわち、ステータ110とスペーサ150とが軸方向にモールド部材140を挟んで対向配置される構成では、ステータコア111のコア積厚を減らすと、ステータ110とスペーサ150との間隔が大きくなる。これにより、ステータコア111のコア積厚を減らす場合、スペーサ150を軸方向により厚くしても、ケース部材130の内部にスペーサ150を収容することができる。
Further, the
なお、スペーサ150を軸方向により厚くする場合、スペーサ150を軸方向に複数枚重ねてもよい。これにより、より厚いスペーサ150の新規作成が不要となる。
When the
また、スペーサ150は、第1部材31の底部311の上面に接触する。すなわち、スペーサ150は、ケース部材130の内部のうち下方側に位置する。ここで、モールド部材140の材料は、ケース部材130の上方からケース部材130の内部に注入される。このため、ケース部材130の内部のうち下方側にスペーサ150が位置する構成では、モールド部材140の材料をケース部材130の内部に注入するとき、スペーサ150の位置がずれるのを抑制できる。
Further, the
また、スペーサ150は、中心軸CAを中心とする環状であり、突出部313の径方向外側面と接触する。より詳細には、スペーサ150は、中心軸CAを中心とする環状であり、第1部材31の突出部313に嵌め込まれる。スペーサ150は、突出部313に嵌め込まれることにより、突出部313の径方向外側面と接触する。これにより、モールド部材140の材料をケース部材130の内部に注入するとき、スペーサ150の径方向への位置ずれを抑制できる。
Further, the
スペーサ150のうち第1部材31と接触しない面は、モールド部材140によって覆われる。すなわち、モールド部材140は、スペーサ150の上面及び径方向外側面を覆う。なお、第1部材31の底部311の上面とスペーサ150との間にモールド部材140が介在してもよい。また、第1部材31の突出部313の径方向外側面とスペーサ150との間にモールド部材が介在してもよい。
The surface of the
また、スペーサ150は、樹脂成型品である。スペーサ150は、PBT樹脂などの安価な樹脂材料で形成される。これにより、スペーサ150を金属材料で形成する場合に比べて、ステータユニット10を軽量化することができる。また、安価な樹脂材料でスペーサ150を形成することにより、コストアップを抑制できる。但し、この例示に限定されず、スペーサ150が金属製であってもよい。
Further, the
<1−5.ステータユニットの樹脂封止工程>
ステータユニット10の樹脂封止工程では、まず、ステータ110及び基板120が第2部材32のベアリング保持部323の径方向外側面に取り付けられる。また、スペーサ150が第1部材31の底部311の上面に取り付けられる。そして、第1部材31の第1筒部312が第2部材32の第2筒部322に嵌め込まれる。これにより、ステータ110、基板120及びスペーサ150が内部に収容され、モールド部材140が充填されていないケース部材130が得られる。
<1-5. Resin sealing process of stator unit>
In the resin sealing step of the
次に、第2部材32の注入口324を介して、ケース部材130の内部に樹脂材料が注入される。ケース部材130の内部に注入された樹脂材料は、注入後、硬化し、モールド部材140となる。これにより、ケース部材130の内部において、ステータ110、基板120及びスペーサ150がモールド部材140によって封止される。また、注入口324は、モールド部材140によって塞がれる。すなわち、第2部材32は、モールド部材140によって塞がれた注入口324を有する。
Next, the resin material is injected into the
ここで、ステータユニット10の樹脂封止工程では、ケース部材130の内部に収容された部材が封止対象となる。これにより、樹脂封止用の金型を使用しなくても、ステータ110、基板120及びスペーサ150をモールド部材140によって封止することができる。
Here, in the resin sealing step of the
<2.その他>
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態は適宜任意に組み合わせることができる。
<2. Others>
The embodiment of the present invention has been described above. The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist of the invention. In addition, the above-described embodiments can be arbitrarily combined as appropriate.
たとえば、上述の実施形態では、アウターロータ型のモータ100に本発明を適用したが、インナーロータ型のモータに本発明を適用してもよい。より詳細に述べると、インナーロータ型におけるケース部材は、ステータ及びロータを収容するハウジングであってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the outer
本発明は、ステータをモールド部材で覆うステータユニット、モータ及び送風装置に有用である。 The present invention is useful for a stator unit, a motor, and a blower that covers a stator with a mold member.
10 ステータユニット
20 ロータ
31 第1部材
32 第2部材
100 モータ
110 ステータ
130 ケース部材
140 モールド部材
150 スペーサ
200 動翼
311 底部
313 突出部
324 注入口
400 送風装置
CA 中心軸
10
Claims (7)
前記ステータを内部に収容するケース部材と、
前記ケース部材の内部において、前記ステータを覆うモールド部材と、
前記ケース部材の内部に収容され、前記ステータと共に前記モールド部材によって覆われるスペーサと、を備えるステータユニット。 An annular stator centered on the central axis and
A case member that houses the stator inside
Inside the case member, a mold member covering the stator and
A stator unit including a spacer housed inside the case member and covered with the stator together with the mold member.
前記中心軸の軸方向の一方側に位置する第1部材と、
前記軸方向の前記一方側とは反対の他方側に位置する第2部材と、を含み、
前記第1部材は、前記軸方向の前記一方側に底部を有し、前記軸方向の前記他方側が開口する有底筒状であり、
前記第2部材は、前記モールド部材によって塞がれた注入口を有し、
前記スペーサは、前記第1部材の前記底部の上面に接触する、請求項1または2に記載のステータユニット。 The case member
A first member located on one side of the central axis in the axial direction,
Includes a second member located on the other side opposite to the one side in the axial direction.
The first member has a bottom portion on one side in the axial direction, and has a bottomed tubular shape in which the other side in the axial direction opens.
The second member has an injection port closed by the mold member.
The stator unit according to claim 1 or 2, wherein the spacer contacts the upper surface of the bottom portion of the first member.
前記突出部は、前記第1部材の前記底部の前記上面から前記軸方向の前記他方側に向かって、前記中心軸の軸周りに環状に突出し、
前記スペーサは、前記中心軸を中心とする環状であり、前記突出部の径方向外側面と接触する、請求項3に記載のステータユニット。 The first member has a protruding portion and has a protruding portion.
The protruding portion is annularly projected around the axis of the central axis from the upper surface of the bottom portion of the first member toward the other side in the axial direction.
The stator unit according to claim 3, wherein the spacer is an annular shape centered on the central axis and is in contact with the radial outer surface of the protruding portion.
前記ステータの径方向外方に配置され、前記中心軸を中心として回転するロータと、を備えるモータ。 The stator unit according to any one of claims 1 to 5, and the stator unit.
A motor including a rotor arranged radially outward of the stator and rotating about the central axis.
前記中心軸を中心として前記ロータと共に回転可能な動翼と、を備える送風装置。 The motor according to claim 6 and
A blower including a moving blade that can rotate with the rotor about the central axis.
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