JP4246863B2

JP4246863B2 - 扁平モータ

Info

Publication number: JP4246863B2
Application number: JP27160499A
Authority: JP
Inventors: 裕之秋田; 裕治中原; 浪平鈴木; 芳雄滝田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: JP2001095190A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば家庭用冷蔵庫の自動製氷器の給水タンク用遠心ポンプ等に用いられる扁平モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の扁平モータは、例えば特開平３−１７９１９５号公報に図１５で示すように、羽根１０１と一体の永久磁石１０２をロータと見なし、このロータと仕切板１０３を介して配設される基板１０４上に巻線１０５を配置した扁平ステータを用いて直接駆動することにより、遠心ポンプ自体の薄型化が図れるように構成されている。
しかしながら、上記のように構成された扁平モータにおいて、永久磁石１０２の磁束をなるべく多く巻線１０５側に導いて高出力化を図るためには、巻線１０５とロータの間を極力縮める必要があるが、構造上この距離を縮めることは困難であるので、巻線１０５の巻回数を増やさなければならないが、巻回数を増やすと巻線１０５自体の寸法が大きくなり薄型化が阻害される。
【０００３】
そこで、この出願の発明と同一の出願人は特願平１１−４９８８２号により以下に示すような扁平モータの提案を行い、テイース部の先端にテイース部より永久磁石に近接して対向する対向面部を設けることにより、効率よく永久磁石の磁束を巻線側に導いて、薄型化を損なうことなく高出力化を可能にしている。
【０００４】
図１６は図１５に示すとは異なる従来の扁平モータの構成を示す断面図、図１７は図１６に示す線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿って視た平面図である。
図において、１０６は羽根と一体の永久磁石１０７でなるロータ、１０８はこのロータ１０６と仕切板１０９を介して配設されるステータコアで、放射状に延在する３個のテイース部１１０と、その先端にそれぞれコ字状に１８０°折曲され、永久磁石１０７と後述の巻線より近接且つ対向して形成された対向面部１１１で構成されている。１１２は各テイース部１１０にそれぞれ巻回された巻線で、ステータコア１０８と共にステータ１１３を構成している。１１４はステータコア１０８を固定する基板であり、上記ロータ１０６およびステータ１１３で３相の扁平モータが構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の扁平モータは以上のように構成され、テイース部１１０の先端にテイース部１１０より永久磁石１０７に近接して対向する対向面部１１１を設けることにより、薄型化を損なうことなく高出力化を可能にしているが、巻線１１２をテイース部１１０に直接巻回するようにしているため、対向面部１１１が巻回作業の邪魔となり作業性を低下させるとともに、ステータコア１０８の成形工程と巻線１１２の巻回工程とをシリーズに組まなければならないので、製造工程に長時間を要する等という問題点があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、作業性の向上を図るとともに製造工程の時間短縮が可能な扁平コイルを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る扁平モータは、回転可能に設けられた磁石、磁石に対し離間して設けられ放射状に配置された複数のテイース部と各テイース部よりも磁石に近接して設けられる複数の対向面部でなるステータコア、およびステータコアの各テイース部にそれぞれ施された巻線を備えた扁平モータにおいて、ステータコアは、各テイース部が放射状の中心部分で位置固定されると共に、該各テイース部と各対向面部とが、放射状の外側部分でコ字状に折曲された板状部材により一体成形され、巻線は絶縁ボビンに巻回され、絶縁ボビンは各テイース部毎に嵌合によりそれぞれ装着されているものである。
【０００８】
また、この発明の請求項２に係る扁平モータは、請求項１において、テイース部の個数を３の倍数に設定したものである。
【０００９】
また、この発明の請求項３に係る扁平モータは、請求項１または２において、各対向面部をそれぞれ各テイース部側に拡開された扇状に形成したものである。
【００１０】
また、この発明の請求項４に係る扁平モータは、請求項３において、各対向面部を扇状の一辺が各テイース部の中心に対してほぼ９０゜の位置となるように形成したものである。
【００１１】
また、この発明の請求項５に係る扁平モータは、請求項１または２において、各テイース部を放射状の中心部分で溶接により一体に接合するようにしたものである。
【００１２】
また、この発明の請求項６に係る扁平モータは、請求項１または２において、各テイース部を放射状の中心部分で樹脂により固定するようにしたものである。
【００１３】
また、この発明の請求項７に係る扁平モータは、請求項１または２において、ステータコアの下部にステータコアを固定する基板に嵌入される突起部を形成するようにしたものである。
【００１４】
また、この発明の請求項８に係る扁平モータは、請求項１または２において、絶縁ボビンを放射状に一体成形し、各放射状部を各テイース部毎に嵌合により装着するようにしたものである。
【００１５】
また、この発明の請求項９に係る扁平モータは、請求項８において、絶縁ボビンの各テイース部との嵌合部にテイース部を保持して固定する保持手段を形成したものである。
【００１６】
また、この発明の請求項１０に係る扁平モータは、請求項８において、絶縁ボビンの中央部に巻線の端末を固定する端子を形成したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１における扁平モータの構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）における線Ｂ−Ｂに沿った断面図、図２は図１における扁平モータの絶縁ボビンの構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、図３は図１における扁平モータのステータコアの構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、図４は図３におけるステータコアを展開して示す平面図、図５は図１における扁平モータの製造工程を示す図である。
【００１８】
図において、１は樹脂で一体注型により形成された絶縁ボビンで、図２に示すように扁平筒状部１ａと、その両端にそれぞれ形成されるフランジ部１ｂ、１ｃとでなり、一方のフランジ部１ｃの両側には端子金具２が固着されるとともに、フランジ部１ｃの端子金具２と対応する位置には引出穴１ｄが貫通して明けられている。３は絶縁ボビン１に巻回された巻線で、その端末は引出穴１ｄを介して外側に引き出され、それぞれ両端子金具２にからげられた後ハンダにより固着されている。
【００１９】
４は図４に示すように扇状に形成された対向面部４ａと、この対向面部４ａの弧状部の中心から他方に延在し、先端が１２０°に尖った矩形状に形成されたテイース部４ｂでなり、図中破線で示す部分をそれぞれ９０°折曲させることによりコ字状に形成されたステータコアであり、テイース部４ｂの一部から基板５へ差し込むための突起部４ｃが突出して形成されている。そして、このステータコア４のテイース部４ｂに、巻線３が巻回された絶縁ボビン１を装着し、３対の各テイース部４ｂの先端を突き合わせて固定するとともに、各突起部４ｃを基板５に差し込むことによりステータ６が構成され、図示はしないがステータコア４の対向面部４ａと対向して被駆動部側に配設されるロータとしての磁石とともに扁平モータが構成されている。
【００２０】
次に、上記のように構成された実施の形態１における扁平モータの製造工程を図５に基づいて説明する。
まず図５（Ａ）に示すように樹脂を一体注型することにより絶縁ボビン１を形成する。次いで図５（Ｂ）に示すように、この絶縁ボビン１に巻線３を巻回するとともに、この両端末を絶縁ボビン１の引出穴１ｄから外側に引き出して、端子金具２にからげた後ハンダ付けにより固着する。
一方、これらの工程と並行して図４に示すような形状の板状部材を、順送りプレスにより連続成形し、図３に示すようにそれぞれコ字状に折曲させるとともに、突起部４ｃを突出してステータコア４を形成する。
【００２１】
次に、図５（Ｃ）に示すようにこれら各ステータコア４のテイース部４ｂに、絶縁ボビン１の扁平筒状部１ａを圧入ぎみに嵌合させて一体化し、これらをそれぞれ３対ずつ図５（Ｄ）に示すような状態で配置するとともに、図５（Ｅ）に示すようにテイース部４ｂの先端同士を突き合わせ、ＴＩＧ溶接により固着一体化させた後、突起部４ｃを基板５に差し込み、端子金具２を基板５上にハンダ付けで固着することにより、図１に示すようなステータ６が完成する。
【００２２】
このように上記実施の形態１によれば、巻線３を絶縁ボビン１にそれぞれ巻回した後、絶縁ボビン１をコ字状に形成されたステータコア４のテイース部４ｂに嵌合し、３対ずつテイース部４ｂの先端を突き合わせＴＩＧ溶接で固着一体化することにより、ステータ６を構成するようにしているので、巻線３の巻回作業が容易となり、また、巻線３の巻回作業工程と、ステータコア４のプレス成形工程とをそれぞれ並行して行うことができるため、製造工程時間の短縮化が可能となり、また、ステータコア４の対向面部４ａを、テイース部４ｂ側に拡開する扇状に形成しているので、図１（Ａ）に示す状態から明らかなように、ロータ側の磁石（図示せず）と対向する領域をお互いに干渉することなく有効に活用することができるようになるため、モータの性能向上が可能となる。
【００２３】
また、テイース部４ｂの一部から基板５へ差し込むための突起部４ｃを突出させて形成するようにしているので、ステータ６の基板５への位置決めおよび固定が容易となり、また、各テイース部４ｂの先端同士をＴＩＧ溶接により固着一体化させているので、他の部品を用いる必要がなく部品点数の削減を可能とし、また、この固着一体化を巻線３が施された絶縁ボビン１をステータコア４のテイース部４ｂに装着した後、ホットメルト等の樹脂で行えば、絶縁ボビン１も同時に固着することができるので、テイース部４ｂと絶縁ボビン１との間のがたつきを無くし騒音を抑制することが可能になる。さらにまた、テイース部４ｂを３個、すなわちその個数を３の倍数とすることにより、３相電源での駆動が可能となり、制御基板を安価に得ることができる。
【００２４】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における扁平モータの構成を示す平面図、図７は図６における扁平モータのステータコアの構成を展開して示す平面図、図８は図６における扁平モータのステータの材料どりの状態を示す平面図である。
図において、絶縁ボビン１および巻線３は上記実施の形態１におけるものと同様である。
【００２５】
７は図７に示すように扇状に形成された対向面部７ａと、この対向面部７ａから他方に延在し、先端が１２０°尖った矩形状に形成されたテイース部７ｂとでなり、図中破線で示す部分をそれぞれ９０°折曲させることによりコ字状に形成されたステータコアであり、テイース部４ｂの一部から基板へ差し込むための突起部７ｃが突出して形成されている。なお、このステータコア７は上記実施の形態１におけるステータコア４とは異なり、対向面部７ａの一辺がテイース部７ｂの中心に対してほぼ９０°の位置となるように偏心して形成されている。
【００２６】
そして、このステータコア７のテイース部７ｂに、巻線３が形成された絶縁ボビン１を装着し、３対の各テイース部７ｂの先端を突き合わせて固定するとともに、各突起部７ｃを基板に差し込むことによりステータ８が構成され、図示はしないが上記実施の形態１におけると同様に、ステータコア７の対向面部７ａと対向して被駆動部側に配設されるロータとしての磁石とともに扁平モータが構成されている。
【００２７】
このように上記実施の形態２によれば、ステータコア７の対向面部７ａの一辺がテイース部７ｂの中心に対して、ほぼ９０°の位置となるように偏心して形成されているので、プレス成形の際、ステータコア７の板どりを図８に示すように配置することにより、隣接するステータコア７のお互いのテイース部７ｂと対向面部７ａの偏心して突出した側の部位とが対向した位置となり、効率良く材料どりが出来るため、材料の歩留りの向上が可能になる。
【００２８】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３における扁平モータの構成を示す平面図、図１０は図９における扁平モータの絶縁ボビンの構成を示す平面図、図１１は図１０における絶縁ボビンの構成を示す断面図、図１２は図１０における絶縁ボビンに巻線を施しステータコアを装着する状態を示す平面図、図１３はこの発明の実施の形態３における扁平モータの図９とは異なる構成を示す平面図、図１４は図１３における扁平モータの絶縁ボビンの構成を示す平面図である。
【００２９】
図において、９は上記実施の形態１におけるステータコア４と同様に、扇状に形成された対向面部９ａとこの対向面部９ａの扇状部の中心から他方に延在し、先端が１２０°に尖った矩形状に形成されたテイース部９ｂとがコ字状に折曲されてなるステータコアで、テイース部９ｂの先端近傍の両側部に凹部９ｃが、また、テイース部９ｂの一部から基板へ差し込むための突起部９ｄがそれぞれ形成されている。
【００３０】
１０は図１０に示すように三角状の中央部１０ａと、三角状の各辺から放射状にそれぞれ延在して形成される放射状部１０ｂでなる絶縁ボビンで、各放射状部１０ｂの先端の両側には端子金具１１が固着されており、図１１に示すように各放射状部１０ｂの内部にはステータコア９のテイース部９ｂが嵌合可能な嵌合穴１０ｃがそれぞれ形成され、各嵌合穴１０ｃは中央で連通されるとともに、嵌合されるテイース部９ｂの凹部９ｃと対応する位置には、この凹部９ｃと勘合することによりテイース部９ｂを保持して固定する保持手段としての凸部１０ｄが形成されている。
【００３１】
１２は絶縁ボビン１０の各放射状部１０ｂにそれぞれ巻回された巻線で、その端末は引出穴（図示せず）から外側に引き出され、それぞれ端子金具１１にからげられた後ハンダにより固着される。そして、巻線１２が巻回された絶縁ボビン１０の各嵌合穴１０ｃと、ステータコア９のテイース部９ｂとを勘合させて固定するとともに、図示はしないが各突起部９ｄを基板に差し込むことによりステータ１３が構成され、ステータコア９の対向面部９ａと対向して被駆動部側に配設されるロータとしての磁石とともに扁平モータが構成される。
【００３２】
このように上記実施の形態３によれば、絶縁ボビン１０を中央部１０ａとこの中央部１０ａから放射状にそれぞれ延在する放射状部１０ｂとで一体に形成するとともに、ステータコア９のテイース部９ｂとの嵌合部に凸部１０ｄを設けて、テイース部９ｂの先端近傍に形成される凹部９ｃと嵌合させることにより、テイース部９ｂを保持固定するようにしているので、他の部品を用いることなくテイース部９ｂ同士の接続ができるようになるため、部品点数の削減が可能となり、また、ステータコア９と絶縁ボビン１０の挿脱が容易となるため、組立の作業性が向上する。
【００３３】
また、図１４に示すように絶縁ボビン１０の中央部１０ａに複数の端子金具１４を植設するようにすれば、図１３に示すように各巻線１２の端末をこの端子金具１４にからげて順次巻回させることにより、線を切らずに各巻線１２を連続して巻回することができるため、巻線の作業性の向上が可能になる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、回転可能に設けられた磁石、磁石に対し離間して設けられ放射状に配置された複数のテイース部と各テイース部よりも磁石に近接して設けられる複数の対向面部でなるステータコア、およびステータコアの各テイース部にそれぞれ施された巻線を備えた扁平モータにおいて、ステータコアは、各テイース部が放射状の中心部分で位置固定されると共に、該各テイース部と各対向面部とが、放射状の外側部分でコ字状に折曲された板状部材により一体成形され、巻線は絶縁ボビンに巻回され、絶縁ボビンは各テイース部毎に嵌合によりそれぞれ装着されるようにしたので、組立作業性の向上を図るとともに製造工程の時間短縮が可能な扁平コイルを提供することができる。
【００３５】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、テイース部の個数を３の倍数に設定したので、安価な制御基板で駆動制御が可能な扁平モータを提供することができる。
【００３６】
また、この発明の請求項３によれば、請求項１または２において、各対向面部をそれぞれ各テイース部側に拡開された扇状に形成したので、対向面部の面積を大きくして性能の向上が可能な扁平モータを提供することができる。
【００３７】
また、この発明の請求項４によれば、請求項３において、各対向面部を扇状の一辺が各テイース部の中心に対してほぼ９０゜の位置となるように形成したので、材料の歩止りの向上が可能な扁平モータを提供することができる。
【００３８】
また、この発明の請求項５によれば、請求項１または２において、各テイース部を放射状の中心部分で溶接により一体に接合するようにしたので、部品点数の削減が可能な扁平モータを提供することができる。
【００３９】
また、この発明の請求項６によれば、請求項１または２において、各テイース部を放射状の中心部分で樹脂により固定するようにしたので、部品点数の削減は勿論のこと騒音の抑制が可能な扁平モータを提供することができる。
【００４０】
また、この発明の請求項７によれば、請求項１または２において、ステータコアの下部にステータコアを固定する基板に嵌入される突起部を形成したので、位置決めおよび固定が容易な扁平モータを提供することができる。
【００４１】
また、この発明の請求項８によれば、請求項１または２において、絶縁ボビンを放射状に一体成形し、各放射状部を各テイース部毎に嵌合により装着するようにしたので、部品点数の削減が可能な扁平モータを提供することができる。
【００４２】
また、この発明の請求項９によれば、請求項８において、絶縁ボビンの各テイース部との嵌合部にテイース部を保持して固定する保持手段を形成したので、部品点数の削減が可能な扁平モータを提供することができる。
【００４３】
また、この発明の請求項１０によれば、請求項８において、絶縁ボビンの中央部に巻線の端末を固定する端子を形成したので、線を切らずに各巻線を連続して巻回することが可能な扁平モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における扁平モータの構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）における線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図２】図１における扁平モータの絶縁ボビンの構成を示し（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図３】図１における扁平モータのステータコアの構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】図３におけるステータコアを展開して示す平面図である。
【図５】図１における扁平モータの製造工程を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２における扁平モータの構成を示す平面図である。
【図７】図６における扁平モータのステータコアを展開して示す平面図である。
【図８】図６における扁平モータのステータの材料どりの状態を示す平面図である。
【図９】この発明の実施の形態３における扁平モータの構成を示す平面図である。
【図１０】図９における扁平モータの絶縁ボビンの構成を示す平面図である。
【図１１】図１０における絶縁ボビンの構成を示す断面図である。
【図１２】図１０における絶縁ボビンの巻線を施しステータコアを装着する状態を示す平面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３における扁平モータの図９とは異なる構成を示す平面図である。
【図１４】図１３における扁平モータの絶縁ボビンの構成を示す平面図である。
【図１５】従来の扁平モータの構成を示す断面図である。
【図１６】図１５とは異なる従来の扁平モータの構成を示す断面図である。
【図１７】図１６に示す線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿って視た平面図である。
【符号の説明】
１，１０絶縁ボビン、２，１１，１４端子金具、３，１２巻線、
４，７，９ステータコア、４ａ，７ａ，９ａ対向面部、
４ｂ，７ｂ，９ｂテイース部、４ｃ，７ｃ，９ｄ突起部、９ｃ凹部、
５基板、６，８，１３ステータ、１０ａ中央部、１０ｂ放射状部、
１０ｃ嵌合穴、１０ｄ凸部。

Claims

回転可能に設けられた磁石、上記磁石に対し離間して設けられ放射状に配置された複数のテイース部と上記各テイース部よりも上記磁石に近接して設けられる複数の対向面部でなるステータコア、および上記ステータコアの各テイース部にそれぞれ施された巻線を備えた扁平モータにおいて、
上記ステータコアは、上記各テイース部が放射状の中心部分で位置固定されると共に、該各テイース部と上記各対向面部とが、放射状の外側部分でコ字状に折曲された板状部材により一体成形され、
上記巻線は絶縁ボビンに巻回され、上記絶縁ボビンは上記各テイース部毎に嵌合によりそれぞれ装着されていることを特徴とする扁平モータ。
テイース部の個数は３の倍数に設定されていることを特徴とする請求項１記載の扁平モータ。
各対向面部はそれぞれ各テイース部側に拡開された扇状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の扁平モータ。
各対向面部は扇状の一辺が各テイース部の中心に対してほぼ９０゜の位置となるように形成されていることを特徴とする請求項３記載の扁平モータ。
各テイース部は放射状の中心部分で溶接により一体に接合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の扁平モータ。
各テイース部は放射状の中心部分で樹脂により固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の扁平モータ。
ステータコアの下部に上記ステータコアを固定する基板に嵌入される突起部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の扁平モータ。
絶縁ボビンは放射状に一体成形され各放射状部が各テイース部毎に嵌合によりそれぞれ装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の扁平モータ。
絶縁ボビンの各テイース部との嵌合部には上部テイース部を保持して固定する保持手段が形成されていることを特徴とする請求項８記載の扁平モータ。
絶縁ボビンの中央部に巻線の端末を固定する端子が形成されていることを特徴とする請求項８記載の扁平モータ。