JP7323435B2 - ステータ、モータおよびステータの製造方法 - Google Patents
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Description
せする際、磁気センサがインシュレータと強く接触して損傷するという事態が発生しにくい。また、一部の複数の貫通穴のうち、他の一部の貫通穴を介して締結部材を穴に止めれば、基板をインシュレータの適正な位置に固定することができる。
なる複数の貫通穴が設けられており、一部の複数の貫通穴は、穴との重なりによってインシュレータに基板を位置合わせする第1貫通穴である。従って、基板をインシュレータに容易かつ確実に位置合わせすることができるので、基板をインシュレータに位置合わせする際、磁気センサがインシュレータと強く接触して損傷するという事態が発生しにくい。また、一部の複数の貫通穴のうち、他の一部の貫通穴を介して締結部材を穴に止めれば、基板をインシュレータの適正な位置に固定することができる。また、複数の穴のうち、第1貫通穴と重なる穴に嵌めたピンを第1貫通穴に貫通させることによって、基板をインシュレータに対して位置決めすることができ、この場合、インシュレータから基板を軸線方向で離間した状態で基板をインシュレータに位置決めすることができる。従って、基板をインシュレータに位置合わせする際、磁気センサがインシュレータと強く接触して損傷するという事態が発生しにくい。
図1は、本発明の実施形態に係るモータ1の一態様の要部を一方側L1からみた斜視図である。図2は、図1に示すステータ3の分解斜視図である。図1および図2に示すモータ1は、3相のブラシレスモータである。モータ1は、ロータ2と、ロータ2の径方向の外側に配置されるステータ3とを有している。ロータ2は、回転軸21と、回転軸21の外周面に設けられた磁石(図示せず。)とを備える。モータ1は、ステータ3が備えるコイル6に給電を行うことにより、ロータ2を軸線L回りに回転させる。ロータ2に固定された磁石の外周面にはS極およびN極が周方向に設けられている。本形態において、磁石の外周面には、S極およびN極が交互に計4極設けられている。本形態のモータ1は、ステータ3がハウジング(不図示)で覆われた状態でポンプ等に用いられる。なお、磁石の外周面には、S極およびN極が交互に計2極設けられる構成であってもよい。
図3は、図2に示すステータ3における磁気センサ8の位置等を示す説明図であり、図3にはA-A′断面図(a)および平面図(b)を示してある。図3において、平面図(b)では、基板7の図示を省略してある。図4は、図2に示すステータコア4の説明図である。なお、ステータ3は、軸線L方向で対称な構造になっているため、ステータ3のうち、基板7が配置された軸線L方向の一方側L1を中心に説明する。
胴部41の内側から径方向の内側に突出した複数の突極42を備えるステータコア4と、軸線L方向からステータコア4を覆う、樹脂製のインシュレータ5と、インシュレータ5を介して各突極42に巻回されたコイル6とを有している。また、ステータ3は、インシュレータ5の軸線L方向の一方側L1の端部に重ねて配置された基板7を備えており、基板7は、磁石の外周面に形成される磁極を検出する磁気センサ8が実装されている。本形態においては、図3(a)に示すように、磁石22の軸線L方向の中央は、ステータコア4の軸線L方向の中央と略一致しているが、磁石22の軸線L方向の寸法は、ステータコア4の軸線L方向の寸法より短い。
ステータコア4は、板状の基材を軸線L方向に重ねた積層コアである。突極42の数は6つであり、ステータコア4の突極42にはインシュレータ5を介して6つのコイル6が巻き回されている。本形態では、コイル6は、U相、V相、W相の3つのコイル群を形成する。図4に示すように、ステータコア4において、突極42は、径方向内側で周方向に延在して磁石と対向する拡張部421と、拡張部421と胴部41と繋ぐ連結部422とを備えている。
図5は、図2に示すインシュレータ5の斜視図である。図6は、図5に示すインシュレータ5のセンサ収容部Sの説明図である。図2、図3および図5に示すように、インシュレータ5は、突極42が内側で貫通する角筒部51と、角筒部51の径方向の内側の端部から軸線L方向および周方向に張り出した先端絶縁部52と、胴部41の径方向の外側の端部から軸線L方向および周方向に張り出した外側鍔部53とを備えている。先端絶縁部52および外側鍔部53は、軸線L方向から見たときの形状が軸線Lを中心とする円弧形状である。図2に示すコイル6は、先端絶縁部52と外側鍔部53との間で角筒部51の周りに設けられる。インシュレータ5は、軸線L方向で2つに分割された第1インシュレータ部材5Aおよび第2インシュレータ部材5Bからなり、ステータコア4に対して軸線L方向の両側から第1インシュレータ部材5Aおよび第2インシュレータ部材5Bを重ねた後、第1インシュレータ部材5Aと第2インシュレータ部材5Bとを接合すると、インシュレータ5が構成されている。第1インシュレータ部材5Aと第2インシュレータ部材5Bとは同一構造の樹脂成形体であり、第1インシュレータ部材5Aと第2インシュレータ部材5Bとは、軸線L方向で逆向きに用いられる。
部523によって、磁気センサ8のセンサ部分81を収容するセンサ収容部Sが区画される。
図1および図3に示すように、基板7は、軸線L方向から見た形状が円環形状である。基板7の外形寸法は、インシュレータ5の外周側の板部57の外形寸法より僅かに大きい寸法である。基板7の中央は、軸線L方向に開口しており、開口からロータ2の回転軸21の一方側L1の端部が突出する。かかる基板7は、インシュレータ5の軸線L方向の一方側L1の端部としての内周側の板部56に支持された状態でインシュレータ5に固定される。ここで、外周側の板部57の軸線L方向の高さは、内周側の板部56の軸線L方向の高さより低い。このため、外周側の板部57は、基板7とは当接しない。
端部(軸線L方向の他方側L2の端部)には、磁気センサ素子を備えたセンサ部分81が設けられている。従って、センサ部分81は、基板7から軸線L方向の他方側L2に離間した位置にある。従って、磁気センサ8のセンサ部分81をセンサ収容部Sの内側に差し込めば、磁気センサ8のセンサ部分81を磁石22に近接した位置に配置することができる。
図2および図3に示すように、インシュレータ5は、軸線L方向の一方側L1に向けて開口する複数の穴59が各々、中心軸線(軸線L)から径方向外側に離間した位置に設けられている。本形態において、穴59は、軸線L周りに等角度間隔の6か所に軸線Lから等距離の位置に形成されている。
図7は、図1に示すステータ3の製造方法を示す説明図である。図7に示すように、本形態のステータ3を製造工程において、基板7をインシュレータ5に固定する際、複数の穴59のうち、基板7の第1貫通穴711と重なる第1穴591に嵌めたピン10を第1貫通穴711に貫通させることによって、基板7をインシュレータ5に対して位置決めした後、基板7の第2貫通穴712から第2穴592に締結部材9を止めて、基板7をインシュレータ5に固定する。
以上のように、本形態のステータ3は、インシュレータ5が、軸線L方向の一方側に向けて開口する複数の穴59が各々、軸線Lから径方向に離間した位置に設けられ、基板7
は、複数の穴59の各々に軸線L方向で重なる複数の貫通穴71が設けられている。従って、一部の複数の貫通穴71を穴59との重なりによってインシュレータ5に基板7を位置合わせする第1貫通穴711として利用できる。従って、基板7をインシュレータ5に容易かつ確実に位置合わせすることができるので、基板7をインシュレータ5に位置合わせする際、磁気センサ8がインシュレータ5と強く接触して損傷するという事態が発生しにくい。また、一部の複数の貫通穴71のうち、他の一部の貫通穴71(第2貫通穴712)介して締結部材9を穴59に止めれば、基板7をインシュレータ5の適正な位置に固定することができる。
上記実施形態において、基板7とインシュレータ5との位置決め、および基板7とインシュレータ5との固定はいずれも3ヶ所で行われたが、インシュレータ5との位置決めや、基板7とインシュレータ5との固定は、例えば2ヶ所で行われてもよい。また、基板7とインシュレータ5との位置決め箇所と基板7とインシュレータ5との固定箇所の数が異なっていてもよい。
…磁気センサ、9…締結部材、10…ピン、21…回転軸、22…磁石、41…胴部、42…突極、51…角筒部、52…先端絶縁部、53…外側鍔部、54…第1コア覆い部、55…第2コア覆い部、56、57…板部、58…底板部、59…穴、71…貫通穴、81…センサ部分、82…リード部、421…拡張部、422…連結部、521…底壁部、522…第1内壁部、523…第2内壁部、561…第1板部、562…第2板部、563…引き出し口、591…第1穴、592…第2穴、711…第1貫通穴、712…第2貫通穴、L…軸線(中心軸線)、S…センサ収容部
Claims (9)
- 周方向に延在する胴部、および前記胴部から径方向の一方側に突出する複数の突極を有するステータコアと、
前記胴部の中心軸線が延在する軸線方向から前記ステータコアを覆うインシュレータと、
前記インシュレータを介して前記複数の突極の各々に巻回されたコイルと、
前記インシュレータの前記軸線方向の一方側の端部に固定された基板と、
前記基板の前記軸線方向の他方側に保持された磁気センサと、
を備え、
前記インシュレータは、前記軸線方向の一方側に向けて開口する複数の穴が各々、前記中心軸線から径方向に離間した位置に設けられ、
前記基板は、前記複数の穴の各々に前記軸線方向で重なる複数の貫通穴が設けられ、
前記複数の貫通穴のうち、一部の複数の貫通穴は、前記穴との重なりによって前記インシュレータに前記基板を位置合わせする第1貫通穴であり、他の一部の貫通穴は、貫通穴から前記穴に止められた締結部材によって前記基板と前記インシュレータとを固定する第2貫通穴であることを特徴とするステータ。 - 請求項1に記載のステータにおいて、
前記複数の貫通穴には、前記第2貫通穴が複数含まれていることを特徴とするステータ。 - 請求項1または2に記載のステータにおいて、
前記磁気センサは、前記基板から前記軸線方向の他方側に延在するリード部と、前記リード部の前記軸線方向の他方側の端部に設けられたセンサ部分と、を有し、
前記インシュレータにおいて周方向で隣り合う前記突極に挟まれた角度位置には、前記センサ部分が内側に収容されるセンサ収容部が設けられ、
前記センサ収容部は、前記軸線方向の一方側に向けて開口するとともに、前記径方向の一方側に向けて開放していることを特徴とするステータ。 - 請求項3に記載のステータにおいて、
前記センサ収容部は、前記センサ部分を周方向から支持可能な第1内壁部と、前記センサ部分を前記径方向の他方側から支持可能な第2内壁部と、を備えていることを特徴とするステータ。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載のステータにおいて、
前記インシュレータは、前記軸線方向の一方側の端部から前記軸線方向の一方側に向けて突出した板部を備え、
前記穴は、前記板部から径方向に突出した筒部に設けられていることを特徴とするステータ。 - 請求項5に記載のステータにおいて、
前記板部は、周方向に延在する第1板部と、前記第1板部から周方向で離間する位置で周方向に延在し、周方向の長さが前記第1板部より短い第2板部と、を備え、
前記筒部は、前記第2板部から径方向に突出していることを特徴とするステータ。 - 請求項1から6までの何れか一項に記載のステータにおいて、
前記磁気センサは、U相、V相およびW相に対応する少なくとも3ヶ所に設けられていることを特徴とするステータ。 - 請求項1から7までの何れか一項に記載のステータと、ロータとを備えることを特徴とするモータ。
- 請求項1から7までの何れか一項に記載のステータの製造方法において、
前記基板を前記インシュレータに固定する際、前記複数の穴のうち、前記第1貫通穴と重なる穴に嵌めたピンを前記第1貫通穴に貫通させることによって、前記基板を前記インシュレータに対して位置決めすることを特徴とするステータの製造方法。
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