JP6065541B2 - モールドモータ - Google Patents

Description

本発明は、インナーロータ型のモールドモータに関する。

従来から、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導通部材である導電性テープで導通させるようにしたモールドモータがある（例えば、特許文献１参照）。モールドモータに用いた導電性テープは、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとの間に位置し、モールド樹脂によりモールド成形された外郭の側面に貼り付けられている。出力側のブラケットと反出力側のブラケットには、ベアリングを収容するベアリングハウスがそれぞれ形成されている。

このようなモールドモータでは、出力側のブラケットと反出力側のブラケットが導電性テープで導通されることにより、各々のベアリングハウスに収容されるベアリングの外輪の電位が同じとなる。このため、ベアリングに電流が流れることがなく、ベアリングの電食の発生を防ぐことが可能である。しかも、導電性テープは外郭の側面に貼り付けられることから、モールド樹脂の内部に導通部材を埋設する必要がないため、モールド成形時に高度な技術が不要である。しかしながら、導電性テープは、外郭の側面への貼り付けが容易な反面、モールドモータの搬送時や、空気調和機、脱臭装置などの電気機器へのモールドモータの搭載時に切れたり剥がれたりするおそれがある。また、導電性テープは、経年変化により剥がれるおそれもある。

このような導通性テープが切れたり剥がれたりするという課題を解決したモールドモータとして、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを金属製の導通板で導通させるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。この導通板は、一端側に反出力側のベアリングハウスの側面に嵌合可能に形成された円環部と、他端側にステータの外郭に圧入される出力側のブラケットの内側に当接するように形成された当接部と、円環部と当接部とを連結する導通帯とからなっている。

このモールドモータにおいては、この導通板が出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導通した状態で保持されるため、導電性テープのように切れたり剥がれたりすることがない。しかしながら、導通板の一端側に円環部が形成されるため、プレス加工により導通板を板取りした時に廃棄される端材が多く、材料歩留りが悪くなる。

特開２００７−２０３４８号公報 特開２０１２−２１００６４号公報

本発明は上記問題点に鑑み、導通部材で出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導通させる際に、導通部材が切れたり剥がれたりするのを防止し、かつ、導通部材の材料歩留りを向上しつつ、導通部材とベアリングハウスとの安定した接触を確保することができるモールドモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のモールドモータは、モールド樹脂によりモールド成形されて有底筒状の外郭が形成されたステータと、ステータの内径側に回転自在に配置されたロータと、ロータの出力回転軸の出力側と反出力側とを支持するベアリングと、ベアリングを収容するベアリングハウスが形成され外郭の出力側と反出力側の両方に配置された導電性のブラケットと、出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導通させる金属製の導通板とを備える。導通板は、一端側に出力側または反出力側のベアリングハウスの側面に外郭から離れる方向に反った状態で当接するように形成された第１当接部と、他端側に外郭に圧入される出力側または反出力側のブラケットの内側に当接するように形成された第２当接部と、第１当接部と第２当接部とを連結する導通帯とからなる。導通帯は第１当接部に連続して形成された折曲部が設けられ、外郭と一方のベアリングハウスとの間には第１当接部と折曲部を圧入する溝部が設けられる。第１当接部は、ベアリングハウス側面に沿って円弧状に形成された先端部を有する。

本発明のモールドモータによれば、金属製の導通板の第１当接部は出力側または反出力側のベアリングハウス側面に当接するため、導電性テープのように切れたり剥がれたりするのを防止することができる。また、導通板は帯状の導通帯からなるため、プレス加工により導通板を板取りした時に廃棄される端材が少なく、材料歩留りを改善することができる。さらに、第１当接部の先端部はベアリングハウス側面に沿って円弧状に形成されているため、第１当接部の先端部とベアリングハウス側面との安定した接触を確保することができる。

本発明によるモールドモータを示す説明図で、（ａ）は出力側から見た斜視図、（ｂ）は反出力側から見た斜視図である。 本発明によるモールドモータを示す分解斜視図である。 本発明によるモールドモータの図１（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。 第１当接部および保持手段の付近を示す拡大断面図である。 図４に対応する拡大平面図である。 直線状に形成された第１当接部の先端部を示す説明図で、（ａ）は第１当接部の先端部が反出力側のベアリングハウス側面に横ズレなく接触した状態を示す拡大平面図、（ｂ）は第１当接部の先端部が反出力側のベアリングハウス側面に横ズレして接触した状態を示す拡大平面図である。 円弧状に形成された第１当接部の先端部が反出力側のベアリングハウス側面に横ズレなく接触した状態を示す説明図で、（ａ）は先端部の曲率半径が反出力側のベアリングハウス側面の曲率半径よりも小さい場合の拡大平面図、（ｂ）は先端部の曲率半径が反出力側のベアリングハウス側面の曲率半径と等しい場合の拡大平面図、（ｃ）は先端部の曲率半径が反出力側のベアリングハウス側面の曲率半径よりも大きい場合の拡大平面図である。 円弧状に形成された第１当接部の先端部が反出力側のベアリングハウス側面に横ズレして接触した状態を示す説明図で、（ａ）は図７（ａ）の先端部を示す拡大平面図、（ｂ）は図７（ｂ）の先端部を示す拡大平面図、（ｃ）は図７（ｃ）の先端部を示す拡大平面図である。 円弧状に形成された第１当接部の先端部の他の実施例を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１乃至図９は、本実施形態におけるモールドモータを説明する図である。図１乃至図３に示すように、このモールドモータ１００は、ステータコア１０と、外郭２０と、ロータ３０と、出力側のベアリング４１および反出力側のベアリング４２と、出力側のブラケット５１および反出力側のブラケット５２と、導通板６０とを備えている。

ステータコア１０は、鋼板を積層して構成され、円環状のヨーク部と、ヨーク部から内径側に延びる複数のティース部１１とを備えている。このステータコア１０にモールド成形によりインシュレータ１２を一体的に形成し、このインシュレータ１２を介してティース部１１に巻線１３が巻回されている。この巻線１３が巻回されたステータコア１０を、内周面を除いてモールド樹脂でモールド成形して円筒状の外郭２０を形成することでステータを構成している。なお、インシュレータ１２は、ステータコア１０に一体的に形成する替わりに別に成形してステータコア１０に取付けてもよい。外郭２０の反出力側には、亜鉛メッキ鋼板からなる金属製のブラケット５２が一体に埋設されている。この反出力側のブラケット５２は、反出力側のベアリング４２が収容されるベアリングハウス５２０が外郭２０から露出した状態になっている。

ロータ３０は、出力回転軸３１と複数の磁極をもつ永久磁石３２とを備えている。永久磁石３２の磁極は、等間隔で、かつ、隣り合う磁極はＮ極とＳ極が交互に表われるようにして出力回転軸３１の周囲に配置され、出力回転軸３１と一体化されている。永久磁石３２は、樹脂材にフェライト磁性体を混入させて成形後、着磁することでフェライトボンド磁石として形成することができる。ロータ３０は、ステータコア１０の内周より内側に、所定の空隙（ギャップ）をもって対向して収められている。なお、永久磁石３２はこれに限らず、フェライト磁石の代わりに希土類磁石を用い、ボンド磁石の代わりに焼結磁石を用いてもよい。

出力回転軸３１は、出力側のベアリング４１および反出力側のベアリング４２に通されて回転可能に軸支されている。出力側のベアリング４１および反出力側のベアリング４２は、ボールベアリングが用いられ、転動体としてのボール４００と内輪４０１と外輪４０２とを備えている。

図１、図２および図３において、出力側のベアリング４１は、亜鉛メッキ鋼板からなる金属製の出力側のブラケット５１に形成された出力側のベアリングハウス５１０に収容されている。出力側のブラケット５１は、外郭２０の出力側の側面に嵌合している。

図１において、反出力側のベアリングハウス５２０には、導通板６０の一端側が当接され、他端側が出力側のブラケット５１に当接されている。以下に導通板６０について詳細に説明する。図１、図２および図３において、導通板６０は、導電性、バネ性および剛性を有する帯状の金属板からなり、これらの性質を備えたステンレスからなる材料で形成されている。なお、導通板６０は、導電性、バネ性および剛性の性質を備えていれば、鉄、鋼、真鍮、りん青銅などからなる材料で形成されていてもよい。導通板６０は、一端側に形成された第１当接部６１と、他端側に形成された第２当接部６２と、第１当接部６１と第２当接部６２とを連結する導通帯６３とを備えている。導通帯６３は、途中で折り曲げられ、図３に示すように、全体として略Ｌ字型の形状を有している。具体的には、外郭２０の反出力側の端面と外郭２０の側面に沿うように折り曲げられている。外郭２０の反出力側の端面と外郭２０の側面には、導通板６０が収容される溝部２２が設けられている。

図１および図３において、反出力側のベアリングハウス５２０は、例えば、プレス加工によって有底円筒状に形成されている。反出力側のベアリングハウス５２０の内側にはベアリング４２が収容され、外側には導通板６０の一端側に形成された第１当接部６１が、外郭２０から離れる方向に反った状態で当接されている。一方、導通板６０の他端側に形成された第２当接部６２は、外郭２０の出力側の側面に出力側のブラケット５１が圧入された状態で、出力側のブラケット５１の内側に当接されている。

図４および図５に、第１当接部６１の付近を拡大して示している。図４および図５において、導通板６０は、第１当接部６１が反出力側のベアリングハウス５２０の外側側面に当接され、導通帯６３が溝部２２に収容されている。導通板６０は、溝部２２に収容されるため、外郭２０に対する周方向の位置決めを行うことができる。反出力側のベアリングハウス５２０の外周には、防振ゴム７０が取付けられている。この防振ゴム７０は、例えば、モールドモータ１００を空気調和機に搭載したとき、モールドモータから空気調和機に伝達される振動を低減する。第１当接部６１は、防振ゴム７０により覆われるため、作業者の指などが第１当接部６１に接触するのを防止できる。なお、防振ゴム７０は、出力側のベアリングハウス５１０の外周にも取付けられている（図示を省略）。

導通板６０と外郭２０には、第１当接部６１が反出力側のベアリングハウス５２０の外側側面に当接した状態を保持する保持手段９０が形成されている。導通板６０に設けられる第１保持部と外郭２０に設けられる第２保持部とを互いに組み合せることで保持手段９０を構成している。図４および図５において、導通板６０には、第１保持部として、第１当接部６１と第１当接部６１よりも外径側であって導通帯６３に形成された折曲部６３１とから形成される凸形状部６３２を設けている。また、反出力側のベアリングハウス５２０と外郭２０とを組み合わせることで、第２保持部として、反出力側のベアリングハウス５２０の外側側面と段差部２７との間に形成される溝部８０を設けている。

この溝部８０は、反出力側のベアリングハウス５２０と、外郭２０の反出力側の端面の内径側に形成された段差部２７とによって、反出力側のベアリングハウス５２０の外径側に円環状に形成されている。一方、導通板６０の凸形状部６３２は、折曲部６３１が段差部２７に沿うように折り曲げられ、折曲部６３１よりも内径側で第１当接部６１に連結され、第１当接部６１が折曲部６３１の折り曲げ方向とは反対方向に折り曲げられることで、断面略凸形状に形成されている。これにより、凸形状部６３２が溝部８０に圧入されることで、反出力側のベアリングハウス５２０の外側側面への第１当接部６１の当接状態が保持されている。

また、図４において、導通板６０の厚さｔの寸法は、例えば、０．４ｍｍ程度となっており、溝部２２の深さｄの寸法は、導通板６０の厚さｔの寸法よりも大きくなっている。このため、導通板６０は、外郭２０の反出力側の端面や外郭２０の側面から突出しないため、作業者の指などが溝部２２に近づいても、導通板６０に指が引っかからず、溝部２２から導通板６０が外れるのを防止できる。さらに、図５において、導通板６０の幅Ｗの寸法は、反出力側のベアリングハウス５２０の直径Ｄの寸法よりも十分に小さくなっており、第１当接部６１に有する先端部６１０は、反出力側のベアリングハウス５２０の外側側面に沿った円弧状に形成されている。

次に、図６乃至図８を用いて、第１当接部６１の円弧状の先端部６１０と反出力側のベアリングハウス５２０の側面との接触状態について説明する。図６（ａ）は、導通板６０の中央線Ｌの延長上に反出力側のベアリングハウス５２０の中心軸Ｃが交わるように、直線状の先端部６１０が反出力側のベアリングハウス５２０の側面に接触した状態を示す。図７は、導通板６０の中央線Ｌの延長上に反出力側のベアリングハウス５２０の中心軸Ｃが交わるように、円弧状の先端部６１０がベアリングハウス５２０の側面に接触した状態を示す。

円弧状の先端部６１０は、図７（ａ）のように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面の曲率半径Ｒ２よりも小さい曲率半径Ｒ１からなるものと、図７（ｂ）のように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面の曲率半径Ｒ２と等しい曲率半径Ｒ１からなるものと、図７（ｃ）のように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面の曲率半径Ｒ２よりも大きい曲率半径Ｒ１からなるものの３つのパターンがある。

直線状の先端部６１０は、図６（ａ）のように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に対し１点接触となるが、曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２よりも小さい円弧状の先端部６１０は、図７（ａ）のように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に対し２点接触となるため、直線状の先端部６１０よりも安定した接触が確保される。同様に、曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２と等しい円弧状の先端部６１０は、図７（ｂ）のように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に対し円弧の全体での接触となるため、安定した接触が確保される。また、曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２よりも大きい円弧状の先端部６１０は、図７（ｃ）のように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に対し円弧の一部での接触となるが、その先端部６１０は反出力側のベアリングハウス５２０の側面を覆うように配置されるため、直線状の先端部６１０よりも安定した接触が確保される。

また、図８は、導通板６０がモールドモータ１００の製造バラツキや組立誤差によって、反出力側のベアリングハウス５２０の側面との間で、このベアリングハウス５２０の外周の接線方向に横ズレした場合、すなわち、導通板６０の中央線Ｌの延長上に反出力側のベアリングハウス５２０の中心軸Ｃが交わらず、円弧状の先端部６１０が反出力側のベアリングハウス５２０の側面に接触した状態を示す。図８において、円弧状の先端部６１０の３つのパターンのうち、反出力側のベアリングハウス５２０の側面の曲率半径Ｒ２よりも曲率半径Ｒ１が大きい円弧状の先端部６１０は、反出力側のベアリングハウス５２０の側面との安定した接触が確保される。

具体的には、先端部６１０の曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２よりも小さい場合、図８（ａ）のａ丸印に示すように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に対し先端部６１０の片側角部での１点接触となる。また、先端部６１０の曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２と等しい場合も、図８（ｂ）のｂ丸印に示すように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に対し先端部６１０の片側角部での１点接触となる。したがって、それぞれバランスの悪い不安定な接触状態となる。一方、先端部６１０の曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２よりも大きい場合、導通板６０が反出力側のベアリングハウス５２０の外周の接線方向に横ズレしたときには、図８（ｃ）のｃ丸印に示すように、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に対し先端部６１０の円弧の一部での接触となる。しかしながら、その先端部６１０は反出力側のベアリングハウス５２０の側面を覆うように配置されるため、反出力側のベアリングハウス５２０と先端部６１０の円弧面同士が接することにより安定した接触が確保される。なお、曲率半径Ｒ１が曲率半径Ｒ２よりも大きい円弧状の先端部６１０は、図６（ｂ）のように、直線状の先端部６１０が反出力側のベアリングハウス５２０の側面との間で、このベアリングハウス５２０の外周の接線方向に横ズレした場合と比べても、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に対し安定した接触が確保される。

以上説明してきた実施形態によるモールドモータ１００によれば、出力側のブラケット５１と反出力側のブラケット５２とが導通板６０により導通され、出力側のベアリングハウス５１０に収容されたベアリング４１の外輪４０２と、反出力側のベアリングハウス５２０に収容されたベアリング４２の外輪４０２同士の電位が同電位になる。このため、出力側のベアリング４１と反出力側のベアリング４２に電流が流れることがなく、出力側のベアリング４１と反出力側のベアリング４２の電食の発生を防止することができる。また、金属製の導通板６０の第１当接部６１は、反出力側のベアリングハウス５２０の外側側面に当接するため、導電性テープのように切れたり剥がれたりするのを防止することができる。また、導通板６０は、矩形状の導通帯６３で形成されているため、プレス加工により導通板６０を板取りした時に廃棄される端材が少なく、材料歩留りを改善することができる。さらに、第１当接部６１の先端部６１０は、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に沿って円弧状に形成されているため、第１当接部６１の先端部６１０と反出力側のベアリングハウス５２０の側面との安定した接触を確保することができる。

また、第１当接部６１の先端部６１０の曲率半径Ｒ１を反出力側のベアリングハウス５２０の側面の曲率半径Ｒ２よりも大きくした場合には、導通板６０がモールドモータ１００の製造バラツキや組立誤差によって、反出力側のベアリングハウス５２０の側面との間で位置ズレした状態になっても、第１当接部６１の先端部６１０と反出力側のベアリングハウス５２０の側面との安定した接触を確保することができる。

なお、本実施形態によるモールドモータ１００では、導通板６０に形成された第１当接部６１を反出力側のベアリングハウス５２０の外側側面に当接するようにしたが、本発明はこれに限らず、第１当接部６１を出力側のベアリングハウス５１０の外側側面に当接するようにしてもよい。

次に、その他の実施形態による第１当接部６１の先端部６１０について図９を用いて説明する。なお、前述の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、その説明を省略する。この先端部６１０の前述の実施形態と相違する点は、図９に示すように、導通板６０のプレス加工によって第１当接部６１の先端部６１０に形成されるバリ６１０ａをそのまま利用し、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に当接させることである。

第１当接部６１の先端部６１０の角部には、プレス加工によって、破断面６１０ｃ側に形成されるバリ６１０ａとせん断面６１０ｄ側に形成されるダレ６１０ｂとが存在する。反出力側のベアリングハウス５２０の側面には、先端部６１０の破断面６１０ｃ側に形成されるバリ６１０ａを当接させる。このバリ６１０ａは先端がとがっているため、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に当接させたとき、反出力側のベアリングハウス５２０の側面に食い込むことができる。この結果、反出力側のベアリングハウス５２０の側面との接触面積が増え、導通板６０の第１当接部６１が溝部８０から抜けにくくなる。

以上説明してきた本実施形態についても、前述の実施形態と同様な効果を得ることができる。さらに、先端部６１０のバリ６１０ａが反出力側のベアリングハウス５２０の側面に食い込むことで、反出力側のベアリングハウス５２０の側面との接触面積が増えるとともに、導通板６０の第１当接部６１を溝部８０から抜けにくくすることができる。従って、より一層、導通板６０と反出力側のベアリングハウス５２０との安定した接触を確保することができる。

１０ ステータコア
１１ ティース部
１２ インシュレータ
１３ 巻線
２０ 外郭
２２ 溝部
２７ 段差部
３０ ロータ
３１ 出力回転軸
３２ 永久磁石
４００ ボール
４０１ 内輪
４０２ 外輪
４１ 出力側のベアリング
４２ 反出力側のベアリング
５１ 出力側のブラケット
５１０ 出力側のベアリングハウス
５２ 反出力側のブラケット
５２０ 反出力側のベアリングハウス
６０ 導通板
６１ 第１当接部
６１０ 先端部
６１０ａ バリ
６１０ｂ ダレ
６１０ｃ 破断面
６１０ｄ せん断面
６２ 第２当接部
６３ 導通帯
６３１ 折曲部
６３２ 凸形状部
７０ 防振ゴム
８０ 溝部
９０ 保持手段
ｄ 溝部２２の深さ
ｔ 導通板６０の厚さ
Ｄ 反出力側のベアリングハウス５２０の直径
Ｗ 導通板６０の幅
Ｒ１ 第１当接部６１の先端部６１０の曲率半径
Ｒ２ 反出力側のベアリングハウス５２０の側面の曲率半径

Claims (3)

1. モールド樹脂によりモールド成形されて有底筒状の外郭が形成されたステータと、
   同ステータの内径側に回転自在に配置されたロータと、
   同ロータの出力回転軸の出力側と反出力側とを支持するベアリングと、
   同ベアリングを収容するベアリングハウスが形成され前記外郭の出力側と反出力側の両方に配置された導電性のブラケットと、
   出力側のブラケットと反出力側のブラケットとを導通させる金属製の導通板とを備え、
   同導通板は、一端側に出力側または反出力側のベアリングハウスの側面に前記外郭から離れる方向に反った状態で当接するように形成された第１当接部と、
   他端側に前記外郭に圧入される出力側または反出力側のブラケットの内側に当接するように形成された第２当接部と、
   前記第１当接部と前記第２当接部とを連結する導通帯とからなり、
   前記導通帯は前記第１当接部に連続して形成された折曲部が設けられ、
   前記外郭と一方の前記ベアリングハウスとの間には前記第１当接部と前記折曲部を圧入する溝部が設けられ、
   前記第１当接部は、前記ベアリングハウス側面に沿って円弧状に形成された先端部を有することを特徴とするモールドモータ。
2. 前記先端部の曲率半径を前記ベアリングハウス側面の曲率半径よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載のモールドモータ。
3. 前記ベアリングハウス側面には、前記第１当接部の先端に形成される角部のうち、プレス加工による破断面側に形成されるバリを当接させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のモールドモータ。

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