WO2018159537A1 - モールドモータ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a molded motor in which a stator is covered with a molded resin.
- Patent Document 1 discloses a method of electrically connecting the stator core and the metal bracket. Thereby, the stator core and the metal bracket are short-circuited to have the same potential, so that the shaft voltage can be reduced, and as a result, the electrolytic corrosion of the bearing can be prevented.
- a molded motor which is a motor having a structure in which a stator is covered with a mold resin.
- the heat generated by the coil wound around the stator core is increased, which causes a problem that the mold resin is thermally deteriorated.
- Patent Document 2 discloses that an epoxy resin containing a filler having a high thermal conductivity is used in the mold resin. Thereby, the heat dissipation of mold resin increases and it can prevent thermal degradation.
- the molded motor according to the present invention includes a rotor, a stator, a pair of bearings, and a molded resin.
- the rotor has a rotating shaft extending in the axial direction and a rotating body that holds the permanent magnet and is fixed to the rotating shaft.
- the stator has a stator core in which a plurality of salient poles are formed, and a plurality of coils wound around the salient poles of the stator core via an insulator.
- the stator is covered with a mold resin and is disposed to face the rotor.
- ⁇ A pair of bearings support the rotor rotatably.
- the rotating body has a dielectric layer formed between the rotating shaft and the outer peripheral surface of the rotating body.
- Each of the plurality of coils has a portion protruding from the stator core on both sides in the axial direction as a coil end.
- a metal member is provided in the circumferential direction at least on the outer peripheral side of the coil end and at a portion facing the coil end.
- the pair of bearings may be fixed to each of the pair of metal brackets.
- one of the pair of bearings may be fixed to the metal bracket and the other may be fixed to the mold resin.
- the metal member is located at least at a portion facing the coil end on the outer peripheral surface of the mold resin.
- the metal member is located inside the mold resin and at least at a portion facing the coil end.
- a molded motor capable of preventing the leakage of fire to the outside of the motor even if an excessive current flows in the coil wound around the stator core, while preventing the electrolytic corrosion of the bearing. can do.
- FIG. 1 is a half cross-sectional view schematically showing the configuration of a molded motor in the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a half sectional view schematically showing the configuration of the molded motor in the second embodiment of the present invention.
- FIG. 3A is a half cross-sectional view schematically showing the configuration of a molded motor in a modification of the present invention.
- FIG. 3B is a half cross-sectional view schematically showing the configuration of a molded motor in another modification of the present invention.
- FIG. 4 is an exploded perspective view of a molded motor according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a perspective view of the appearance of the molded motor in the same embodiment.
- FIG. 8 is an exploded perspective view of another molded motor in the embodiment.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing a positional relationship among the coil assembly, the metal inner cover, and the terminal cap of the molded motor in the same embodiment.
- FIG. 10 is an exploded perspective view of the coil assembly, the metal inner cover, and the terminal cap of the molded motor in the same embodiment.
- FIG. 11 is a configuration diagram in which a metal inner cover is arranged on the outer periphery of the coil assembly of the molded motor in the same embodiment.
- FIG. 12 is a perspective view of a terminal cap as another configuration example of the molded motor according to the embodiment.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the coil assembly of the molded motor, the metal inner cover, and other terminal caps of the configuration example according to the embodiment.
- FIG. 14 is a view for explaining a metal outer cover of the molded motor according to the embodiment.
- FIG. 15A is a cross-sectional view showing a cross section of a portion including a convex portion of the inner metal cover in the stator of the molded motor according to the embodiment.
- FIG. 15B is an explanatory diagram illustrating a connection state of conductive members used in the molded motor according to the embodiment.
- FIG. 15C is an explanatory diagram illustrating another connection state of the conductive member used in the molded motor according to the embodiment.
- FIG. 15D is an explanatory diagram illustrating another connection state of the conductive member used in the molded motor according to the embodiment.
- FIG. 16A is a diagram illustrating another configuration example in which both brackets of the molded motor in the embodiment are electrically connected.
- FIG. 16B is a diagram showing still another configuration example in which both brackets of the molded motor in the embodiment are electrically connected.
- FIG. 17 is a cross-sectional view of a molded motor according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 18 is a cross-sectional view of the coil assembly of the molded motor and the metal inner cover in the same embodiment.
- FIG. 19 is an exploded perspective view of the coil assembly of the molded motor and the metal inner cover in the same embodiment.
- FIG. 20 is a configuration diagram in which a metal inner cover is arranged on the outer periphery of the coil assembly of the molded motor in the same embodiment.
- FIG. 21 is a cross-sectional view of a molded motor according to the fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 22 is a perspective view of a metal inner cover of the molded motor in the same embodiment.
- FIG. 23 is a cross-sectional view of the metal inner cover and coil assembly of the molded motor in the same embodiment.
- a drive current is normally applied to a coil of the stator by high-frequency switching based on the PWM method. For this reason, it is considered that the stator core around which the coil to which the drive current is passed is wound has the strongest electric or magnetic induction in the surrounding metal member in the motor. A high-frequency signal generated by such induction from the stator core is transmitted to the bearing to become a shaft voltage, and this shaft voltage is considered to cause electrolytic corrosion.
- the stator side (the outer ring side of the bearing) has an insulating structure due to the mold resin, so the impedance on the stator side is high.
- the rotor side (inner ring side of the bearing) does not have an insulating structure, the impedance on the rotor side is low.
- stator side path is not electrically connected, and is arranged with a certain distance so as to sandwich the mold resin as an insulator. For this reason, an insulation structure is formed between the paths, and it can be said that the impedance on the stator side between the paths is high.
- the impedance between the paths is high, the high frequency signal generated in the stator core is attenuated and reaches the outer ring of the bearing. As a result, it is considered that a low-frequency high-frequency voltage is generated in the outer ring of the bearing.
- the other path there is a path from the stator core to the inner ring of the bearing via the gap between the stator core and the rotor core, the rotor core and the rotating shaft.
- This path is called the rotor side.
- the stator core and the rotor core face each other with a slight gap therebetween.
- the space from the outer peripheral surface of the rotor core facing the stator core to the inner ring of the bearing via the rotor core and the rotating shaft is usually made of a conductive metal. For this reason, it can be said that the impedance on the rotor side between the paths is low.
- the impedance between the paths is low, the high frequency signal generated in the stator core and transmitted to the rotor core reaches the inner ring of the bearing without being attenuated. As a result, it is considered that a high-frequency high-frequency voltage is generated in the inner ring of the bearing.
- the impedance on the stator side and the impedance on the rotor side tend to be in an unbalanced state. It is considered that due to the unbalance, a potential difference, that is, a shaft voltage is generated between the inner ring of the bearing and the outer ring of the bearing, and electrolytic corrosion occurs in the bearing.
- Patent Document 1 reduces the shaft voltage by lowering the impedance on the stator side and bringing it closer to the impedance on the rotor side.
- this method is a method of reducing the impedance on the stator side, the attenuation of the high-frequency signal as described above is reduced, and a high-potential high-frequency voltage is also generated in the outer ring of the bearing.
- the balance is always maintained between the inner ring of the bearing and the outer ring of the bearing with a high potential. For this reason, when the impedance balance is lost due to variations in the assembly accuracy of the motor, the shaft voltage becomes high and the electric corrosion may occur.
- the inventors of the present application have adopted a configuration in which a dielectric layer is provided between the rotating shaft and the rotor, and have taken measures against electric corrosion generated in the bearing.
- the capacitance of the dielectric layer is connected in series in an equivalent circuit to the conventional low impedance rotor side, and the impedance on the rotor side is increased.
- the impedance on the rotor side can be brought close to the impedance on the stator side, and the shaft voltage can be reduced.
- this method is a method of increasing the impedance on the rotor side, the potential generated in the inner ring of the bearing is also reduced, and the balance is always maintained between the inner ring of the bearing and the outer ring of the bearing with a low potential. Therefore, even if the impedance balance is lost due to variations in the assembly accuracy of the motor or the like, the shaft voltage does not reach such a level that electrolytic corrosion occurs. Further, since the impedance on the rotor side can be set by changing the thickness of the dielectric layer, the impedance balance fluctuation can be easily adjusted.
- the coil wound around the stator core is surrounded by the stator core except for the coil end protruding in the axial direction from the stator core. Therefore, there is almost no possibility that the ignited fire leaks out of the motor.
- the coil end protrudes from the stator core, it is in contact with the mold resin. For this reason, if a crack or the like is generated in the vicinity of the mold resin in contact with the coil end, the ignited fire may leak out of the motor from the cracked portion of the mold resin.
- the inventors of the present application cut off the fire leaking from the cracked portion of the mold resin with the metal member by providing a metal member at the portion facing the coil end on the outer surface of the mold resin. I realized I could do it.
- the impedance on the stator side fluctuates in a decreasing direction. For that reason, as a measure against electrical corrosion, the impedance on the rotor side is adjusted so as to be close to the impedance on the stator side, so the impedance balance can be changed simply by changing the thickness of the dielectric layer provided on the rotor side. , Can be adjusted with a margin.
- the present invention has been made on the basis of the above knowledge, and even if an excessive current flows through the coil wound around the stator core while preventing the electric corrosion of the bearing, a fire leaks to the outside of the motor.
- the molded motor which can prevent is provided.
- FIG. 1 is a half cross-sectional view schematically showing the configuration of a molded motor in the first embodiment of the present invention.
- the direction along the rotation axis of the motor (X direction) is referred to as “axial direction”
- the radial direction around the rotation axis (Y direction) is referred to as “radial direction”
- the rotation axis as the center.
- the direction of circulation is referred to as “circumferential direction”.
- the molded motor 100 includes a rotor 20 and a stator 10 disposed to face the outside of the rotor 20 in the radial direction.
- the molded motor 100 according to the present embodiment incorporates a circuit board 18 on which a circuit for controlling the driving of the motor is mounted.
- the stator 10 is wound along the axial direction X for each salient pole via a stator core 11 in which a plurality of metal plates are laminated to form a plurality of salient poles, and an insulator 13 made of an insulating material. Coil 12 is provided.
- the stator 10 is covered with a mold resin 14 in a substantially cylindrical shape, and a pair of metal brackets 17 ⁇ / b> A and 17 ⁇ / b> B are mounted at both axial ends of the mold resin 14.
- the pair of metal brackets 17A and 17B fixes the outer rings of the pair of bearings 30A and 30B, respectively, at the radial center.
- the rotor 20 has a rotating shaft 21 and a rotating body 22 fixed to the rotating shaft 21, and an outer peripheral surface 23 a of the rotating body 22 is provided with a magnet 23.
- the rotating shaft 21 is fixed to the inner rings of the pair of bearings 30A and 30B, and thereby the rotor 20 is rotatably supported.
- the material of the mold resin is not particularly limited.
- an epoxy resin, a polyester resin, or the like excellent in thermal conductivity can be used.
- the molded motor 100 as a countermeasure against electrolytic corrosion of the bearings 30A and 30B, as shown in FIG. 1, it is formed of an insulating material between the rotating shaft 21 and the outer peripheral surface 23a on the radially outer side of the rotor 20.
- a dielectric layer 25 is provided.
- the low-impedance rotor 20 side has a configuration in which the capacitance of the dielectric layer 25 is connected in series in an equivalent circuit, and the impedance on the rotor 20 side is increased.
- the impedance on the rotor 20 side can be brought close to the impedance on the stator 10 side, and the shaft voltage can be reduced. Thereby, the electric corrosion generation
- this method is a method of increasing the impedance on the rotor 20 side, a balance is always maintained between the inner rings of the bearings 30A and 30B and the outer rings of the bearings 30A and 30B with a low potential. Therefore, even if the impedance balance is lost due to variations in the assembly accuracy of the motor or the like, the shaft voltage does not reach such a magnitude as to cause electrolytic corrosion.
- the impedance on the rotor 20 side can be set by changing the capacitance of the dielectric layer 25, the impedance balance fluctuation can be easily adjusted.
- the capacitance due to the dielectric layer 25 can be set, for example, by changing the thickness of the dielectric layer 25 or the dielectric constant based on the material.
- the material of the dielectric layer 25 is not particularly limited.
- a polystyrene resin such as syndiotactic polystyrene (SPC), or a polyester resin such as polybutylene terephthalate (PBT) or polyethylene terephthalate (PET). Etc. can be used.
- the molded motor 100 further includes a pair of metal brackets 17 ⁇ / b> A and 17 ⁇ / b> B as an electric corrosion countermeasure for the bearings 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B by a conductive member 19 embedded in the mold resin 14.
- the structure which connects in the same way is adopted.
- the pair of metal brackets 17A and 17B have the same potential, so that the voltage on the outer ring side of the pair of bearings 30A and 30B can be made uniform.
- the pair of bearings 30A and 30B The shaft voltage can be adjusted to the same value.
- the molded motor 100 according to the present embodiment can obtain a high electric corrosion prevention effect.
- the mold motor 100 also takes measures against non-combustibility of the mold resin 14.
- metal members 16 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> B are provided in the circumferential direction on the outer peripheral side of the coil end 12 a in the radial direction Y and at least in a portion facing the coil end 12 a. . That is, on the outer surface 14a that is the outer peripheral surface in the radial direction of the mold resin 14, strip-shaped metal members 16A and 16B that are spaced apart from each other are provided in the circumferential direction at a portion facing the coil end 12a.
- the coil end 12 a refers to a portion protruding from the stator core 11 on both sides in the axial direction X.
- the coil 12 wound around the stator core 11 is surrounded by the stator core 11 except for the coil end 12a protruding in the axial direction X from the stator core 11. Therefore, there is almost no possibility that the ignited fire leaks out of the motor.
- the coil end 12 a protrudes from the stator core 11, it is in contact with the mold resin 14. For this reason, if a crack or the like is generated in the vicinity of the mold resin 14 in contact with the coil end 12a, the ignited fire may leak from the cracked portion of the mold resin 14 to the outside of the motor.
- strip-shaped metal members 16A and 16B are provided on the outer surface 14a of the mold resin 14 at portions facing the coil end 12a. For this reason, the fire which leaks from the crack location of the mold resin 14 can be interrupted
- the added capacitance is added in parallel to the capacitance originally formed on the stator 10 side. For this reason, the impedance on the stator 10 side fluctuates in a decreasing direction.
- the dielectric layer 25 is used to adjust the impedance on the rotor 20 side to be close to the impedance on the stator 10 side. For this reason, even if the balance with the impedance is lost, the balance fluctuation of the impedance can be adjusted with a margin only by changing the thickness of the dielectric layer 25 provided on the rotor 20 side.
- the metal brackets 17A and 17B are arranged on the outer side in the axial direction of the coil end 12a via the mold resin 14. Therefore, even if a crack or the like is generated in the vicinity of the mold resin 14 in contact with the coil end 12a in the axial direction X, the fire leaking from the cracked portion of the mold resin 14 is blocked by the metal brackets 17A and 17B. be able to.
- FIG. 2 is a half cross-sectional view schematically showing the configuration of the molded motor 101 in the second embodiment of the present invention.
- the mold motor 101 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the pair of metal brackets 17A and 17C and the mold resin 14, and the other configurations are the same.
- the same components as those described once are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is incorporated.
- the pair of metal brackets 17A and 17C have different outer diameters. That is, the metal bracket 17 ⁇ / b> A that fixes the outer ring of the bearing 30 ⁇ / b> A has an outer peripheral diameter substantially equal to the outer peripheral diameter of the mold resin 14. The radially outer end of the metal bracket 17 ⁇ / b> A is fitted to the axial end of the mold resin 14.
- the metal bracket 17 ⁇ / b> C that fixes the outer ring of the bearing 30 ⁇ / b> B has an end portion that forms the outer periphery thereof located inside the mold resin 14.
- the radially outer end of the metal bracket 17C is integrally formed with the mold resin 14. Therefore, the radially inner end of the mold resin 14 that is in axial contact with the stator 10 on the bearing 30B side extends to the vicinity of the bearing 30B.
- a dielectric layer is provided between the rotary shaft 21 and the outer peripheral surface 23a on the radially outer side of the rotor 20 as in the first embodiment. 25 is provided.
- the impedance on the rotor 20 side can be brought close to the impedance on the stator 10 side, and the shaft voltage can be reduced.
- the occurrence of electrolytic corrosion at the bearings 30A and 30B can be prevented.
- the pair of metal brackets 17A and 17C may be electrically connected by the conductive member 19 embedded in the mold resin 14 as in the first embodiment.
- the molded motor 101 as a countermeasure against incombustibility of the mold resin 14, in the outer surface 14a that is the outer peripheral surface in the radial direction of the mold resin 14 as in the first embodiment, Band-shaped metal members 16A and 16B spaced apart from each other are provided in the circumferential direction. Thereby, the fire which leaks from the crack location of the mold resin 14 can be interrupted
- the metal bracket 17A is disposed outside the stator 10 on the bearing 30A side, whereas the axial end face 14b of the mold resin 14 is exposed to the outside on the bearing 30B side. is doing.
- the mold resin 14 covering the stator 10 is formed such that the thickness of the outer side in the radial direction of the stator 10 is thinner than the thickness of the outer side in the axial direction in order to suppress the outer peripheral diameter of the mold motor 101. Therefore, there is little possibility that the ignited fire leaks out of the motor from the axial end surface 14b of the mold resin 14 in contact with the stator 10 on the bearing 30B side. Therefore, the effect of the non-combustion countermeasure of the mold resin 14 can be exhibited only by providing the metal member 16B on the outer surface 14a that is the outer circumferential surface of the mold resin 14 in the radial direction.
- a metal member 16B provided on the outer surface 14a of the mold resin 14 is provided as shown in FIG.
- the axial end face 14b of the mold resin 14 may extend to the portion 16BB facing the coil end 12a.
- (Modification) 3A and 3B are half cross-sectional views schematically showing the configuration of a molded motor in a modification of the present invention.
- the metal members 16A and 16B are arranged on the outer surface 14a of the mold resin 14 as shown in FIGS. 1 and 2, but the metal members 16A and 16B are arranged as shown in FIG. 3A.
- the mold motor 102 may be configured so as to be included in the mold resin 14.
- the strip-shaped metal members 16A and 16B that are spaced apart from each other are provided on the outer surface 14a of the mold resin 14 at a portion that faces the coil end 12a, but the entire surface of the outer surface 14a of the mold resin 14 is provided.
- a metal member may be provided.
- an electrostatic capacitance is added between the metal member and the stator core 11, but this fluctuates in a direction in which the impedance on the stator 10 side becomes smaller. Does not occur.
- the dielectric material layer 25 provided in the rotor 20 was provided between the inner peripheral side and outer peripheral side of the rotary body 22, it is not limited to this,
- the rotating shaft 21 and the rotor 20 of the rotor 20 are provided. As long as it is between the radially outer peripheral surface 23a, it may be provided at any position.
- the dielectric layer 25 may be provided between the rotating shaft 21 and the inner peripheral surface on the radially inner side of the rotating body 22.
- the bearings 30A, 30B are fixed via the metal brackets 17A, 17B, 17C attached to the mold resin 14, but the radially inner end of the mold resin 14 extends to the bearings 30A, 30B.
- the bearings 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B may be fixed with the mold resin 14. Even in this case, as a countermeasure against nonflammability of the mold resin 14, the metal members 16 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> B may be provided on the outer surface 14 a, which is the outer circumferential surface of the mold resin 14, at least at a site facing the coil end 12 a.
- the metal members 16A and 16B are placed on the top surface of the mold resin 14 in the axial direction. Further, it may be provided so as to extend to a portion facing the coil end 12a.
- one bearing 30A of the pair of bearings 30A and 30B is fixed to the metal bracket 17A.
- the other bearing 30 ⁇ / b> B is fixed to the mold resin 14.
- the conductive member 19 which is a measure against electrolytic corrosion electrically connects the metal bracket 17A and the stator core 11.
- the mold resin 14 is formed so as to cover the other bearing 30B. Therefore, the metal member 16C, which is a non-combustible measure, is formed so as to face the coil end 12a and the bearing 30B located at the lower side in the drawing.
- FIG. 4 is an exploded perspective view of a molded motor (hereinafter, appropriately referred to as a motor) 103 according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the motor 103.
- 6 is a plan sectional view of the motor 103 taken along the line AA in FIG.
- FIG. 7 is a perspective view of the appearance of the motor 103.
- FIG. 8 is an exploded perspective view of another molded motor according to the third embodiment of the present invention.
- the motor 103 will be described as an example of a brushless motor in which a rotor is provided with a permanent magnet and a stator is covered with a mold resin.
- the direction indicated by X in which the rotating shaft 21 extends is defined as the axial direction.
- the Y direction spreading from the center X of the rotating shaft 21 will be described as the radial direction, and the Z direction that goes around the central point X will be described as the circumferential direction.
- a metal member as a non-flammable measure is molded. It is provided for the resin.
- a metal metal cover is used as the metal member. More specifically, as shown in FIG. 5, the metal cover includes a metal inner cover 66 and a metal outer cover 76.
- the rotation shaft 21 and the outer circumferential surface on the radially outer side of the rotating body 82 are used.
- An internal resin portion 85b as a dielectric layer is provided therebetween.
- the motor 103 includes a first bracket 35 attached to the bearing 30A and a second bracket 65 attached to the bearing 30B, as in the first embodiment.
- the conductive members including the lead wires 67 are electrically connected.
- the motor 103 in this embodiment includes a stator 60 covered with a mold resin portion 69 that is a mold resin, a rotor 80, bearings 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B that are a pair of bearings 30, and a metal member.
- the metal outer cover 76 is provided.
- the motor 103 includes a first bracket 35 and a circuit board 34.
- a metal inner cover 66 described later is not shown in FIG.
- the stator 60 includes a coil assembly 64 including a stator core 61, a coil 62, and an insulator 63.
- the coil assembly 64 is assembled by winding the coil 62 around the salient pole of the stator core 61 through the insulator 63 made of an insulating material, as in the above-described embodiments.
- the stator core 61 has a ring-shaped yoke 61a and a plurality of teeth 61b as salient poles extending radially inward from the inner peripheral surface of the yoke 61a.
- the plurality of teeth 61b are arranged at equal intervals in the circumferential direction Z while forming slots 61c, which are openings, between each other.
- the number of slots is 12 using a plurality of teeth 61b.
- the terms “tooth” and “tooth” are used properly.
- the plurality of salient poles protruding in the center direction of the stator core 61 are denoted as teeth, and one of the salient poles is denoted as tooth.
- a tooth tip portion 61bb extending in the circumferential direction Z is formed at the extended tip portion of each tooth 61b so as to be wider than the extending tooth intermediate portion 61ba.
- the inner peripheral surface of the tooth tip portion 61bb becomes a magnetic pole surface facing the outer peripheral surface of the rotor 80.
- a coil 62 is formed by winding the winding around each tooth 61b while passing the winding through the opening space of the slot 61c with respect to the stator core 61 having such a configuration. Further, the coils 62 are connected by a crossover that connects the coils 62.
- a line end of a predetermined coil 62 is connected to a pin 37 attached to the insulator 63.
- the pin 37 is a metal electrical connection member for electrical connection terminals.
- the tips of the pins 37 protrude from the terminal cap 36 as driving terminals.
- Such a coil 62 for each tooth 61b is energized and driven by, for example, a three-phase alternating current having a U phase, a V phase, and a W phase that are 120 degrees electrically different from each other.
- the stator 60 protrudes from the stator 60 as shown in FIG. 4 and a metal inner cover 66 arranged so as to surround the outer periphery of the stator core 61. And a second bracket 65 disposed on the surface.
- the stator 60 includes a coil assembly 64, a metal inner cover 66, a second bracket 65, and a terminal cap 36 arranged at predetermined positions, except for some exposed portions.
- the stator 60 including the mold resin portion 69 in which these members are integrated with the mold resin is configured.
- the stator 60 configured as described above has a substantially cylindrical shape, and further, on the column surface thereof, a mounting portion 69a for mounting the motor 103 to an external device or the like, and a wiring holder 68 for mounting. Wiring holes and the like are also formed. Further, as the exposed portions, the inner peripheral surface of each tooth 61 b, the protruding portion of the second bracket 65, and the terminal surface of the terminal cap 36 are exposed from the mold resin portion 69. Further, one of the circular both surfaces of the stator 60 is open, the first bracket 35 is mounted so as to cover the opening, and the other surface is closed. Two brackets 65 are arranged so as to protrude. The configuration of the stator 60 will be described in detail below.
- the motor 103 is an inner rotor type motor in which the rotor 80 is disposed inside the stator 60, and the inner peripheral surface of the stator 60 and the outer peripheral surface of the rotor 80 face each other in the radial direction Y through a slight gap 608. ing. Also in this embodiment, an example of such an inner rotor type motor 103 will be described.
- the rotor 80 includes a rotating body 82 that holds a magnet 84 around a rotating shaft 21 that is rotatably held by a pair of bearings 30.
- each bearing 30 is a ball bearing having a plurality of small-diameter balls 30b. That is, each of the bearings 30 has a configuration in which these balls 30b are inserted between an annular outer ring 30o and a smaller annular inner ring 30i.
- the outer ring 30 o of one of the bearings 30 A is fixed by the first bracket 35
- the rotating shaft 21 is being fixed to these inner ring
- the rotating body 82 includes a rotor core 83, a magnet 84, and a rotor resin portion 85.
- the rotor core 83 is configured, for example, by laminating a plurality of thin iron plates in the axial direction X, and is fixed to the rotating shaft 21 at a substantially central portion of the rotating shaft 21.
- the magnet 84 is a permanent magnet, and is disposed inside the rotor core 83 in the present embodiment.
- the rotor core 83 is formed with a plurality of magnet insertion holes 83c penetrating in the axial direction X at equal intervals in the circumferential direction Z.
- One magnet 84 is inserted into each magnet insertion hole 83c.
- an IPM (Interior Permanent Magnet) type motor 103 in which a magnet 84 is included in such a rotor core 83 is shown.
- an example in which ten magnets 84 are arranged so that the magnetic poles of the S pole and the N pole of the magnet 84 are alternately arranged in the circumferential direction Z and the number of magnetic poles is 10 is shown. That is, in this embodiment, the motor 103 is an example of a brushless motor having 10 poles and 12 slots.
- the rotor 82 is formed with a rotor resin portion 85 made of resin so that the rotor core 83 and the magnet 84 are integrated.
- the rotor resin portion 85 holds the magnet 84, and the rotor resin portion 85 functions as a dielectric layer as described above to suppress electrolytic corrosion.
- the rotor core 83 is provided with a resin through hole 83d penetrating in the axial direction X.
- the same material as that of the dielectric layer 25 of the first embodiment can be used.
- the rotor resin portion 85 is formed with disc-shaped end plate resin portions 85a arranged at both ends in the axial direction X so as to sandwich the magnets 84 in the axial direction X. Furthermore, in this embodiment, the resin through hole 83d of the rotor core 83 is also filled with a resin material, thereby connecting the end plate resin portions 85a at both ends in the axial direction X with resin.
- the resin material filled in the resin through hole 83d constitutes the internal resin portion 85b as a part of the rotor resin portion 85.
- such a rotor resin portion 85 closes both end openings of the magnet insertion hole 83 c, and each magnet 84 is securely fixed to the rotor core 83.
- the magnet 84 is prevented from coming into contact with water. it can.
- an inner rotor type motor 103 will be described as an example, but as shown in FIG. 8, a surface permanent magnet motor (SPM) that holds a magnet 84 on the outer peripheral surface of the rotor 80 is used.
- SPM surface permanent magnet motor
- Type motor 104.
- the resin through-hole 83d in the present embodiment penetrates the rotor core 83 in the axial direction X and circulates around the rotation axis 21 with respect to the radial direction Y as shown in FIG.
- An annular shape is used. That is, the resin through hole 83d is disposed so as to extend from the one end face to the other end face as a cylindrical space inside the rotor core 83.
- the resin of the rotor resin portion 85 is filled in such a resin through hole 83d to form an internal resin portion 85b.
- the rotor core 83 is separated into an inner rotor core 83a constituting the inner side and an outer rotor core 83b constituting the outer side, as can be seen from FIGS.
- the internal resin portion 85b is made of a resin material that is an electrical insulator. Therefore, in the rotor core 83, the inner rotor core 83a and the outer rotor core 83b are electrically insulated and separated by the inner resin portion 85b.
- the insulation separation is performed in this manner, so that the inner resin portion 85b in the rotor resin portion 85 functions as the above-described dielectric layer, the impedance on the rotor 80 side is increased, and the impedance on the stator 60 side is increased.
- the occurrence of electrolytic corrosion in the bearing 30 is suppressed by approximation.
- the rotor 80 is constituted by the rotating body 82 having a cylindrical shape as shown in FIG. 4 and the rotating shaft 21 penetrating through the center of the rotating body 82.
- the rotating shaft 21 is supported by the bearings 30A and 30B. Furthermore, in the present embodiment, the bearings 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B are fixed via metal first brackets 35 and second brackets 65 disposed on both sides in the axial direction of the stator 60.
- the first bracket 35 has a substantially disk shape and is configured to be attachable to the opening side of the stator 60. Further, a holding portion 35a that is recessed in a cylindrical shape is formed at the center of the first bracket 35, and the bearing 30A is held by the holding portion 35a. That is, by attaching the first bracket 35 in which the bearing 30A is inserted into the holding portion 35a to the stator 60, one side of the rotating shaft 21 is rotatably supported.
- the second bracket 65 has a diameter smaller than that of the first bracket 35 and is formed by combining a disk and a cylinder. Further, the second bracket 65 is fixed to the mold resin portion 69 of the stator 60 by the molding described above. Further, a holding portion 65a that is recessed in a cylindrical shape is formed at the center portion of the second bracket 65, and the bearing 30B is held by the holding portion 65a. That is, by inserting the bearing 30 ⁇ / b> B into the holding portion 65 a, the other side of the rotating shaft 21 is supported so as to be rotatable with respect to the stator 60.
- the opening 65b is formed in the center of the holding
- the projecting portion of the rotating shaft 21 becomes an output shaft 21p for connecting a load or the like.
- the first bracket 35 and the second bracket 65 are electrically connected by a conductive member.
- the motor 103 of this embodiment includes a first bracket 35 and a second bracket 65 that are a pair of metal brackets that fix the pair of bearings 30.
- the first bracket 35 and the second bracket 65 which are a pair of metal brackets are electrically connected by a conductive member including a lead wire 67 which is an electric wire passing between the stator core 61 and the metal inner cover 66.
- a conductive member including a lead wire 67 which is an electric wire passing between the stator core 61 and the metal inner cover 66.
- the motor includes metal brackets 17 ⁇ / b> A and 35 that fix one bearing 30 ⁇ / b> A of the pair of bearings 30.
- the metal brackets 17A and 35 and the stator cores 11 and 61 are electrically connected by conductive members 19 and 67 including electric wires passing between the stator cores 11 and 61 and the metal inner cover 66.
- a metal outer cover 76 made of metal is attached to the second bracket 65 side of the stator 60.
- the metal outer cover 76 has a hollow cup shape with an opening 76h at the center.
- the metal outer cover 76 is attached to the stator 60 so that the second bracket 65 included in the stator 60 penetrates the opening 76 h of the metal outer cover 76.
- the detailed configuration of the metal outer cover 76 and the metal inner cover 66 will be further described below.
- the circuit board 34 in the present embodiment has a substantially disk shape, and an opening 34b for passing the rotating shaft 21 is formed in the center.
- An electronic component 34a such as a drive circuit is mounted on the circuit board 34, and a connection line for applying a power supply voltage and a control signal is also connected thereto. And the connection line for connecting with the exterior is pulled out outside via the wiring holder 68 with which the wiring hole was mounted
- a terminal cap 36 integrated with the mold resin portion 69 is provided in the inner space on the opening side of the stator 60 as shown in FIG. It is arranged.
- the terminal cap 36 is a member made of an insulating resin and including an array plate portion for arraying a plurality of electrical connection terminals.
- the wire terminal of the coil 62 etc. are connected to these electrical connection terminals.
- the electrical connection terminal is a metal pin 37 that is exposed so as to protrude in the axial direction X from the terminal cap 36 as shown in FIG. Specifically, each pin 37 is attached to a predetermined insulator 63.
- the terminal cap 36 Corresponding to the positions of the pins 37, holes for penetrating the pins 37 are provided in the terminal cap 36.
- the terminal cap 36 is simply attached to the inner metal cover 66 so that the pin 37 protrudes from the terminal cap 36.
- the exposed portion of the pin 37 is used for electrical connection with the circuit board 34, and the circuit board 34 is held by the terminal cap 36. Yes.
- the motor 103 is configured by the following procedure. That is, first, the stator 60 is constructed by arranging the coil assembly 64, the metal inner cover 66, the second bracket 65, and the terminal cap 36 at predetermined positions in the mold and integrally molding them with resin. Is done.
- the bearings 30 ⁇ / b> A and 30 ⁇ / b> B are mounted on both sides of the rotating shaft 21 of the rotor 80. Then, the rotor 80 with the bearings 30A and 30B mounted thereon is inserted into the stator 60 so that the output shaft 21p protrudes from the opening 65b of the second bracket 65. Next, the bearing 30 ⁇ / b> B is press-fitted into the holding portion 65 a of the second bracket 65.
- the circuit board 34 is attached to the terminal cap 36 on the opening side of the stator 60.
- the connection line connected to the circuit board 34 is drawn out through the wiring holder 68.
- the bearing 30A is press-fitted into the holding portion 35a of the first bracket 35, and the first bracket 35 is mounted on the opening side of the stator 60 so as to cover the same.
- the first bracket 35 comes into contact with the pin 38 having the spring property, and the first bracket 35 and the second bracket 65 are electrically connected to each other.
- the metal outer cover 76 is attached to the second bracket 65 side of the stator 60. In this way, the motor 103 as shown in FIG. 7 is completed.
- the coil 62 is energized and driven by the drive circuit mounted on the circuit board 34 by supplying a power supply voltage, a control signal, and the like to the motor 103 configured as described above via a connection line.
- a drive current flows through the coil 62 and a magnetic field is generated from the stator core 61.
- the alternating magnetic field from the stator core 61 and the magnetic field from the magnet 84 of the rotor 80 generate an attractive force and a repulsive force according to the polarities of the magnetic fields, and the rotor 80 rotates around the rotary shaft 21 by these forces. Rotate in direction Z.
- stator 60 including the inner metal cover 66 in the motor 103 configured as described above will be described.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing the positional relationship among the coil assembly 64, the metal inner cover 66 and the terminal cap 36.
- FIG. 10 is an exploded perspective view of the coil assembly 64, the metal inner cover 66, and the terminal cap 36.
- FIG. 11 is a configuration diagram in which a metal inner cover 66 is disposed on the outer periphery of the coil assembly 64.
- the insulator 63 generally includes a bottom surface portion 63 a attached to the stator core 61, an outer peripheral wall portion 63 b that forms an outer peripheral wall, and an inner peripheral wall portion 63 c that forms an inner peripheral wall. And having.
- the coil assembly 64 includes a plurality of insulators 63.
- the insulators 63 are arranged on both sides of the salient poles formed in the stator core 61 in the axial direction X.
- One insulator 63T among the insulators 63 arranged on both sides in the axial direction X protrudes in the outer peripheral direction from the outer peripheral wall portion 63b, and has a positioning portion 63e that comes into contact with the end portion of the small diameter portion 66a of the metal inner cover 66.
- the other insulator 63B among the insulators 63 arranged on both sides in the axial direction X further has a pin attachment portion 63d for attaching the pin 37 for an electrical connection terminal.
- the bottom surface portion 63 a of the insulator 63 is formed by a surface orthogonal to the axial direction X.
- the surface formed on the bottom surface portion 63 a is attached in close contact with the end surface of the stator core 61 in the axial direction X.
- the outer peripheral wall 63b and the inner peripheral wall 63c are formed by wall surfaces parallel to the axial direction X.
- Such an outer peripheral wall 63b forms a wall erected on the outer peripheral side of the portion where the coil 62 is formed, and regulates the coil position.
- the outer peripheral wall 63b is formed with a pin mounting groove 63d as a pin mounting portion so that the pin 37 can be mounted.
- the inner peripheral wall portion 63c is located on the radially inner side with respect to the outer peripheral wall portion 63b, and forms a wall erected on the inner peripheral side of the location where the coil 62 is formed. To regulate.
- Such a bottom surface portion 63a of the insulator 63 is attached to each of both surfaces located at the end in the axial direction X of the tooth 61b.
- the winding is wound through the pair of insulators 63 attached.
- one coil 62 is formed for the stator core 61.
- a similar coil 62 is formed for each tooth 61b, and the coils 62 are electrically connected according to a predetermined connection pattern, whereby a coil assembly 64 as shown in FIG. 10 is completed.
- the coil 62 has a coil end 62a that protrudes from the stator core 61 to both sides in the axial direction X.
- the portion of the coil 62 other than the coil end 62 a is housed in the slot 61 c of the stator core 61.
- the crossover wires 62 b that connect the coils 62 between the teeth 61 b are formed on the outer periphery of the outer peripheral wall 63 b of the insulator 63. It is arranged.
- an inner metal cover 66 that is a metal member as a non-combustible measure is disposed outside the coil assembly 64.
- the coil assembly 64 including the metal inner cover 66 is provided inside the mold resin.
- the inner metal cover 66 is a metal cylinder having a substantially cylindrical shape and open on both sides. In the present embodiment, such an inner metal cover 66 is disposed so as to surround the outer periphery of the coil assembly 64 at a predetermined interval from the outer periphery of the coil assembly 64 in the radial direction Y.
- the metal inner cover 66 has a small diameter portion 66a and a large diameter portion 66b having a diameter larger than that of the small diameter portion 66a.
- the large-diameter portion 66b faces one coil end 62a so as to surround one coil end 62a of the coil ends protruding on both sides in the axial direction X over the circumferential direction Z.
- the small diameter portion 66 a faces the stator core 61 so as to surround the outer peripheral surface of the stator core 61 in the circumferential direction Z.
- this configuration has a gap portion 616 that is a gap in which the lead wire 67 that is an electric wire is disposed between the stator core 61 and the inner metal cover 66.
- the gap 616 can be formed by a protrusion 66 c that protrudes from the surface of the inner metal cover 66 in the outer peripheral direction.
- the inner diameter of the small diameter portion 66 a is made substantially equal to the outer diameter of the stator core 61 so that the small diameter portion 66 a can be fitted into the outer periphery of the stator core 61.
- a plurality of protrusions 61 p are formed at equal intervals in the circumferential direction Z on the outer peripheral surface of the stator core 61.
- the inner diameter of the small-diameter portion 66a of the inner metal cover 66 is such that the inner peripheral surface of the small-diameter portion 66a is in contact with the tips of the protrusions 61p.
- the dimension in the axial direction X of the small diameter portion 66a is also substantially equal to the dimension in the axial direction X of the stator core 61.
- the inner metal cover 66 is fitted into the coil assembly 64 so that the tips of the protrusions 61p of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the small diameter portion 66a of the inner metal cover 66 are joined. Further, the inner metal cover 66 is simply temporarily fixed to the coil assembly 64. Further, as shown in FIGS. 6 and 9, in a temporarily fixed state, except between the positions where the respective protrusions 61 p and the lead wires 67 are arranged, between the outer peripheral surface of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the small diameter portion 66 a. Has a small space 616, and this space 616 is filled with resin at the time of molding.
- the dimension in the axial direction X of the large diameter portion 66b is larger than the dimension in the axial direction X of the coil end 62a.
- Such a large-diameter portion 66b is provided only on one side in the axial direction X of the small-diameter portion 66a in the inner metal cover 66.
- the large-diameter portion 66b of the metal inner cover 66 is disposed so as to surround the coil end 62a and the connecting wire 62b on one side in the axial direction X.
- the insulator 63, the coil end 62 a, the crossover wire 62 b, and the like are also distinguished as follows in order to clarify the arrangement of the metal inner cover 66. That is, in the axial direction X in FIG. 9, the insulator 63B, the coil end 62aB, and the crossover 62bB are arranged on one side with respect to the stator core 61. Similarly, in the axial direction X, the insulator 63T, the coil end 62aT, and the crossover 62bT are arranged on the other side opposite thereto.
- the metal inner cover 66 is arranged so that the large-diameter portion 66b surrounds the insulator 63B, the coil end 62aB, and the connecting wire 62bB.
- the insulator 63T, the coil end 62aT, and the crossover wire 62bT are not surrounded by the inner metal cover 66.
- the terminal cap 36 including the pin 37 is disposed on the side where the insulator 63B is disposed. That is, a pin mounting groove 63d is formed on the outer peripheral wall 63b of the insulator 63B so that the pin 37 is mounted. And while the pin 37 is attached to this pin attachment groove 63d, each member by the side of the insulator 63B is arrange
- the present embodiment for example, in order to prevent the positional relationship among the coil assembly 64, the metal inner cover 66, and the terminal cap 36 as shown in FIG. It is configured to include.
- a positioning portion 63e that is not included in the insulator 63B located in the upper part of the figure is formed on the outer periphery of each insulator 63T located in the lower part of the figure.
- the positioning portion 63 e is a portion that protrudes in the outer peripheral direction in the radial direction Y from the outer peripheral surface of the stator core 61 when the insulator 63 ⁇ / b> T is attached to the stator core 61.
- the positioning portion 63e uniquely determines the positional relationship between the small diameter portion 66a and the stator core 61 and the large diameter portion 66b and the insulator 63B.
- the terminal cap 36 arranged on the insulator 63B side is also used.
- the terminal cap 36 positions the pins 37 for electrical connection terminals.
- the terminal cap 36 is disposed in contact with the end portion of the large diameter portion 66b of the inner metal cover 66.
- the terminal cap 36 includes a terminal plate 361, a side wall 362, and a cap protrusion 363.
- the terminal plate 361 is disposed so as to face the end surface of the stator core 61, and the pin 37 is attached thereto.
- the side wall 362 extends from the outer peripheral side of the terminal plate 361 along the axial direction X to the stator core 61 side.
- the cap protrusion 363 protrudes further from the outer periphery of the terminal board 361 in the outer peripheral direction.
- the cap protrusion 363 is disposed so as to be in contact with the annular end portion of the large-diameter portion 66b of the metal inner cover 66.
- the cap protrusion 963 further includes a shaft protrusion 963a that protrudes from the outer peripheral side of the cap protrusion 963 along the side wall toward the stator core 61.
- a plurality of axial protrusions 963a are formed on the outer peripheral surface of the terminal cap 96 with a predetermined interval in the circumferential direction.
- the terminal cap 36 includes two terminals, a large terminal cap 36L and a small terminal cap 36S.
- the terminal cap 36L and the terminal cap 36S are disposed so as to be substantially opposed to each other inside the large diameter portion 66b of the inner metal cover 66.
- Each terminal cap 36 includes a terminal plate 361, a side wall 362, and a cap protrusion 363.
- the terminal plate 361 has an arcuate plane that extends along the large-diameter portion 66 b of the inner metal cover 66 with a constant width.
- the terminal cap 36 is disposed so that such a terminal plate 361 is parallel to the end face of the stator core 61.
- a plurality of pin holes 369 are formed in the terminal plate 361. As described above, the pins 37 attached to the insulator 63B pass through the pin holes 369 and project from the terminal plate 361.
- the side wall 362 has a curved surface extending perpendicularly to the terminal plate 361 from the outer peripheral side of the terminal plate 361.
- the terminal cap 36 is disposed so that the side wall 362 contacts the inner periphery of the large-diameter portion 66b and is along the inner periphery.
- the large diameter portion 66b is formed with a larger diameter than the small diameter portion 66a. Therefore, the large diameter portion 66b is attached to the stator core 61 while maintaining a sufficient insulation distance from the pin 37.
- the side wall 362 formed of an insulating material is positioned between the conductive large diameter portion 66 b and the pin 37. That is, in this embodiment, by providing the terminal cap 36 with the side wall 362, the contact between the large diameter portion 66b and the pin 37 is prevented, and the insulation distance between the two is further secured. ing.
- the cap protrusion 363 has a shape partially protruding from the outer periphery of the terminal plate 361 in the outer peripheral direction. As shown in FIG. 9, the terminal cap 36 is disposed so that the cap protrusion 363 comes into contact with the annular end portion of the large-diameter portion 66 b of the inner metal cover 66. That is, in this embodiment, the cap protrusion 363 of the terminal cap 36 is used together with the positioning portion 63e with respect to the inner metal cover 66 to restrict the position in the axial direction X and prevent the inner metal cover 66 from being displaced. Yes. In addition to this, in the present embodiment, as shown in FIG.
- the terminal cap 36L and the terminal cap 36S each including a side wall 362 are disposed so as to face each other. For this reason, even if the metal inner cover 66 acts so as to move in the radial direction Y, it works so that the movement is prevented by the side wall 362.
- the insulator 63T is provided with the positioning portion 63e
- the terminal cap 36 is provided with the side wall 362 and the cap protrusion 363. As a result, the position of the metal inner cover 66 is restricted, the influence of the resin flow and molding pressure during molding is suppressed, and the holding accuracy of the arrangement relationship as shown in FIG. 9 is enhanced.
- FIG. 12 is a perspective view of a terminal cap 96 as another configuration example instead of the terminal cap 36.
- FIG. 12 also shows an example in which the larger terminal cap 96L and the smaller terminal cap 96S are configured.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a positional relationship among the coil assembly 64, the metal inner cover 66, and the terminal cap 96.
- the terminal cap 96 generally has a structure including a cap protrusion 963 in which a groove 963n is provided with respect to the cap protrusion 363 of the terminal cap 36 shown in FIG. .
- the cap protrusion 963 includes a shaft protrusion 963a and a groove 963n.
- the axial protrusion 963 a protrudes along the axial direction X from the outer periphery of the cap protrusion 963 so as to be parallel to the side wall 362.
- the groove part 963n which is a space like a groove
- the terminal cap 96 is arranged so that the annular end of the large-diameter portion 66b of the inner metal cover 66 enters the groove 963n. That is, with such a configuration, the annular end portion of the large-diameter portion 66b is sandwiched between the side wall 362 and the shaft projection portion 963a. For this reason, even if it acts so that the metal inner cover 66 moves in the radial direction Y, it works to prevent the movement more firmly than the configuration shown in FIG. Thus, the terminal cap 96 as shown in FIG. 12 regulates the position of the inner metal cover 66, suppresses the influence of the resin flow and molding pressure during molding, and the arrangement relationship as shown in FIG. The holding accuracy can be further increased.
- cap protrusion 363 is partially provided on the terminal cap 36
- the cap protrusion may be provided on the entire outer peripheral side of the terminal cap 36.
- the cap protrusion 363 should just be two or more.
- the configuration may be such that three cap protrusions 363 are provided at intervals of 120 degrees in the circumferential direction.
- the large-diameter portion 66b of the metal inner cover 66 is disposed on the outer peripheral side of the coil end 62aB, the outer peripheral wall portion 63b of the insulator 63B, and the crossover wire 62bB. For this reason, even if a fire breaks out from the coil 62 due to a malfunction due to a rare short as described above and the fire spreads to the outer peripheral side in the radial direction from the insulator 63B or the crossover wire 62bB, The fire and smoke are blocked, and it is possible to prevent fire and smoke from coming out of the motor 103.
- the outer metal cover 76 is further provided as a non-flammable measure.
- the metal outer cover 76 is attached to the outer surface of the mold resin portion 69 included in the stator 60.
- the metal outer cover 76 is attached to the outside of the stator 60 on the output shaft 21p side. Further, by mounting in this way, the metal outer cover 76 is disposed at a position opposite to the large diameter portion 66 b of the metal inner cover 66 with respect to the stator core 61 in the axial direction X.
- FIG. 14 is a diagram for explaining the metal outer cover 76.
- the terminal cap 36 including the coil assembly 64, the metal inner cover 66, the second bracket 65, and the pins 37 is shown together with the metal outer cover 76 in order to show the positional relationship with other members. That is, as shown in FIG. 5, by attaching the metal outer cover 76, the metal outer cover 76 has a large diameter that the metal inner cover 66 has with respect to the stator core 61 in the axial direction X as shown in FIG. 14. It arrange
- the insulator 63T, the coil end 62aT, and the crossover wire 62bT are disposed on the opposite side of the large diameter portion 66b together with the second bracket 65 from which the output shaft 21p protrudes.
- the side opposite to the large diameter portion 66b of the inner metal cover 66 with respect to the stator core 61 in the axial direction X will be referred to as the output shaft side on which the output shaft 21p is disposed,
- the opposite side will be described as the opposite output shaft side.
- the metal outer cover 76 includes a top surface portion 76a, a curved surface portion 76b, and a cylindrical portion 76c, and has a hollow cup shape.
- the top surface portion 76a of the metal outer cover 76 has a disk shape and an opening 76h at the center.
- the curved surface portion 76b is bent from the top surface portion 76a into a curved surface at a substantially right angle.
- the cylindrical portion 76c extends in a cylindrical shape from the curved surface portion 76b, and an end portion side of the cylindrical portion 76c is opened. Further, the inner diameter of the cylindrical portion 76 c is made substantially equal to the outer diameter of the stator 60 so that the cylindrical portion 76 c can be fitted into the outer periphery of the stator 60.
- the dimension in the axial direction X of the metal outer cover 76 is such that an overlapping portion 76ca between the cylindrical portion 76c and the metal inner cover 66 in the axial direction X is generated. It is said.
- the attachment position of the metal outer cover 76 is such a position that an overlapping portion 76 ca of the cylindrical portion 76 c and the stator core 61 in the axial direction X is generated when the metal outer cover 76 is attached to the stator 60.
- the overlapping portion 76ca is the dimension h1 is shown.
- the cylindrical portion 76c overlaps the stator core 61 in the axial direction X as an overlapping portion 76ca on the output shaft side.
- the metal outer cover 76 is arranged with respect to the coil assembly 64 so that the overlapping portion 76ca of the cylindrical portion 76c surrounds the outer periphery of the stator core 61 at a predetermined interval in the radial direction Y from the outer periphery of the stator core 61. Is done.
- the metal outer cover 76 is attached to the stator 60 in such an arrangement relationship with respect to the coil assembly 64. Therefore, the metal outer cover 76 surrounds the insulator 63T, the coil end 62aT, and the crossover wire 62bT and covers these members on the output shaft side.
- the motor in this embodiment includes a metal outer cover 76 that is a metal member.
- the metal outer cover 76 is attached to the outer surface of the mold resin so as to surround the other coil end 62aT of the coil ends 62a protruding on both sides in the axial direction X at least in the circumferential direction.
- the coil end 62aT, the insulator 63T, and the crossover wire 62bT are covered with the metal outer cover 76 as a non-combustible measure. For this reason, even if a fire breaks out due to the above-mentioned problem, for example, a rare short, and the fire spreads to the outer peripheral side in the radial direction Y from the insulator 63T or the crossover wire 62bT, the metal outer cover 76 blocks the fire and smoke. As a result, it is possible to prevent fire and smoke from coming out of the motor 103.
- the top surface portion 76a of the metal outer cover 76 overlaps the second bracket 65 in the radial direction Y as an overlapping portion 76aa. More specifically, a part of the top surface portion 76a outside the outer periphery of the opening 76h is an annular overlapping portion 76aa that overlaps a portion on the outer peripheral side of the second bracket 65 in the radial direction Y.
- FIG. 14 shows an example in which the overlapping portion 76aa has the dimension w1.
- FIG. 15A is a cross-sectional view showing a cross section of a portion including a convex portion 66 c of the metal inner cover 66 in the stator 60.
- FIG. 15B to FIG. 15D are explanatory views showing the connection state of the lead wire 67 which is a conductive member used in the motor in this embodiment.
- the first bracket 35 and the second bracket 65 are electrically connected by a lead wire 67, a pin 37, and a pin 38 as conductive members.
- the lead wire 67 is a normal electric wire in which a metal conductive wire is covered with an insulating material.
- a lead wire 67 is connected to the outer peripheral surface of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the metal inner cover 66. It is configured to pass between them. That is, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 15A, a gap 616c between the outer peripheral surface of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the convex portion 66c ensures a sufficient space for the lead wire 67 to pass therethrough. Further, as shown in FIG.
- connection portion 65c of the second bracket 65 is exposed at the end portion of the lead wire 67 by the solder 39a at the outer peripheral end portion of the second bracket 65.
- One end of the lead wire 67 is electrically connected to the second bracket 65 by being soldered to the conducting wire portion.
- the lead wire 67 is inserted into the gap 616c through an opening opened on the insulator 63T side. Further, the other end side of the lead wire 67 is pulled out from the gap portion 616c through an opening opened on the insulator 63B side. The other end side of the lead wire 67 drawn out is drawn near the pin 37 attached to the insulator 63B.
- connection portion 65c of the second bracket 65 can also be realized in the following form. That is, as shown in FIG. 15C, the fixture 37d is attached to the exposed conductive wire portion which is the end portion of the lead wire 67. The attachment 37d is connected to a connection portion 65c included in the second bracket 65 by fusing. Fusing is also called heat staking. In this way, the lead wire 67 that is a conductive member is electrically connected to the second bracket 65.
- connection terminal 37e is attached to the exposed conductor portion at the end of the lead wire 67.
- the attachment portion of the connection terminal 37e is fixed to the exposed conductor portion.
- the connection terminal 37e is connected to a connection portion 65c included in the second bracket 65 by a bolt 37f. In this way, the lead wire 67 that is a conductive member is electrically connected to the second bracket 65.
- a caulking portion may be formed at the end portion of the second bracket 65, and an exposed conductive wire portion that is an end portion of the lead wire 67 may be directly crimped to the caulking portion.
- connection configuration of the lead wire 67 described above is not the connection between one end of the lead wire 67 and the second bracket 65, but the other end of the lead wire 67 and the pin 37. It can also be used for connection. Specifically, instead of the connection portion 65 c included in the second bracket 65, the connection portion 37 c included in the pin 37 and the exposed wire portion that is an end portion of the lead wire 67 are connected.
- the pin 37 is formed by punching or bending a metal plate.
- the pin 37 protrudes in a plate shape, an extending portion 37a extending like a clasp, a bent insertion portion 37b, and the like. It is the structure containing the connection part 37c.
- the insertion portion 37b is provided for attachment to the insulator 63B
- the extending portion 37a is provided for connection terminal with the terminal cap 36
- the connection portion 37c is provided for connection with the lead wire 67. That is, the pin 37 is attached to the insulator 63B by inserting the insertion portion 37b into the pin attachment groove 63d formed in the outer peripheral wall portion 63b of the insulator 63B.
- the connecting portion 37 c is exposed in the radial direction Y from the insulator 63 ⁇ / b> B and protrudes in the circumferential direction Z.
- the connecting portion 37 c is soldered to the exposed conductor portion, which is the end portion of the lead wire 67, by the solder 39 b, so that the other end of the lead wire 67 is connected to the pin 37. Electrically connected.
- the pin 38 is also formed by punching or bending a metal plate, and is bent so as to be warped at the extending portion 38b extending at the central portion and at one end of the extending portion 38b.
- This is a configuration including a bent portion 38a and a connecting portion 38c having a plate shape at the other end of the extending portion 38b.
- the connecting portion 38 c is provided for connection with the extending portion 37 a of the pin 37
- the bent portion 38 a is provided for connection with the first bracket 35.
- the pin 37 protrudes from the circuit board 34 by mounting the circuit board 34 on the coil assembly 64 completed by molding.
- the pin 38 is electrically connected to the pin 37 protruding from the circuit board 34.
- connection portion 38c of the pin 38 is attached to the pin 37 protruding from the circuit board 34 and soldered by the solder 39c, so that the circuit is formed in the inner space of the stator 60.
- a pin 38 protrudes from the substrate 34 toward the opening side.
- the lead wire 67 is configured to pass through the gap 616c between the stator core 61 and the metal inner cover 66. That is, for example, when the lead wire 67 is passed through the outside of the inner metal cover 66, pressure is applied directly to the entire lead wire 67 by a large amount of resin at the time of molding, and the soldering part is removed. There is a risk of malfunction.
- the lead wire 67 is passed through the gap portion 616c as in the present embodiment, the resin at the time of molding is partially and little pressure applied to the lead wire 67. For this reason, it is possible to suppress the possibility of problems such as the soldering part coming off, and the reliability can be improved.
- the lead wire 67 when the lead wire 67 is passed outside the inner metal cover 66, for example, the lead wire 67 moves during molding, so that the position of the lead wire 67 is not constant. As a result, the stator core 61 and the lead wire 67 The stray capacitance between fluctuates greatly.
- the position of the lead wire 67 can be within a substantially constant range, and the floating between the stator core 61 and the lead wire 67 can be achieved. Capacitance fluctuation can be suppressed.
- the shaft voltage that causes electrolytic corrosion is caused by the fact that the high-frequency signal generated from the stator core 61 is transmitted to the bearings 30A and 30B via the stray capacitance and the like as described above.
- the outer rings of the bearings 30A and 30B that are electrically connected to the lead wire 67 due to the high frequency signal from the stator core 61 can be suppressed with respect to the voltage generated at 30o. For this reason, the fluctuation
- the metal inner cover 66 is provided with a convex portion 66c, and the lead wire 67 is described by taking a configuration example that passes between the outer peripheral surface of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the metal inner cover 66. did.
- the lead wire 67 can pass between the outer peripheral surface of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the metal inner cover 66 by other configurations. 16A and 16B show another example of such a configuration.
- FIG. 16A shows a configuration example in which a groove 61n extending in the axial direction X is formed on the surface of the stator core 61, and the groove 61n is used. That is, a groove 61 n formed in the stator core 61 is formed as the gap 616. Even in such a configuration, the space formed between the small-diameter portion 66a of the inner metal cover 66 and the groove 61n is used, and the space between the outer peripheral surface of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the inner metal cover 66 is utilized. Lead wire 67 can be passed.
- FIG. 16B shows a configuration example in which a lead wire 67a, which is a flat metal member extending long, is used instead of the lead wire 67.
- FIG. 16B Even with such a configuration, the space 616 between the outer peripheral surface of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the small diameter portion 66a can be used. That is, the lead wire 67 a can pass between the outer peripheral surface of the stator core 61 and the inner peripheral surface of the inner metal cover 66.
- the motor 103 includes the metal inner cover 66 and the metal outer cover 76 as measures against incombustibility.
- the stator 60 including the mold resin portion 69 in which these members are integrated is configured.
- the large-diameter portion 66b of the metal inner cover 66 is disposed so as to surround the insulator 63B, the coil end 62aB, and the crossover wire 62bB.
- the large-diameter portion 66b of the metal inner cover 66 can block fire and smoke generated inside the motor 103.
- the metal outer cover 76 is fitted on the outer periphery of the stator 60 as described above. Thereby, on the output shaft side, the metal outer cover 76 is disposed so as to cover the insulator 63T, the coil end 62aT, and the crossover wire 62bT. For this reason, on the output shaft side, the metal outer cover 76 can block fire and smoke generated inside the motor 103.
- the inner resin portion 85b in the rotor resin portion 85 functions as a dielectric layer
- the impedance on the rotor 80 side is increased to approximate the impedance on the stator 60 side
- the bearing 30 Suppresses the occurrence of electric corrosion.
- the first bracket 35 and the second bracket 65 are electrically connected by a conductive member, so that both the brackets 35 and 65 have the same potential, and the voltages on the outer ring side of the pair of bearings 30A and 30B are made uniform. As a result, the effect of suppressing electrolytic corrosion is further enhanced.
- FIG. 17 is a cross-sectional view of a molded motor (hereinafter, appropriately referred to as a motor) 105 according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 18 is a cross-sectional view of the coil assembly 641 and the metal inner cover 66 in the motor 105.
- FIG. 19 is an exploded perspective view of the coil assembly 641 and the metal inner cover 66.
- FIG. 20 is a configuration diagram in which an inner metal cover 66 is disposed on the outer periphery of the coil assembly 641.
- the motor 105 includes an insulator 631T obtained by modifying the insulator 63T according to the third embodiment in comparison with the third embodiment shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 17, the motor 105 includes a mold resin portion 69 in which a metal inner cover 66 is attached to a coil assembly 641 including an insulator 631T disposed on the second bracket 65 side, and these members are integrated. A stator 601 is provided. Other configurations and operations are the same as those of the third embodiment. The same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the same portions are described in the description of the third embodiment. Is used.
- one insulator 631T has a positioning projection 631f protruding from the positioning portion 63e along the axial direction X toward the stator core 61.
- the coil assembly 641 in the present embodiment has the same insulator 63B as that in the third embodiment on the side opposite to the output shaft, whereas the second bracket 65 is provided.
- Each of the insulators 631T is disposed on the output shaft side where is disposed.
- the insulator 631T corresponds to one tooth 61b as in the third embodiment, and has a positioning protrusion 631f in addition to the bottom surface portion 63a, the outer peripheral wall portion 63b, the inner peripheral wall portion 63c, and the positioning portion 63e. ing.
- the positioning portion 63e projects in the outer circumferential direction from the outer circumferential surface of the stator core 61 in the radial direction Y as described above.
- the positioning protrusion 631f protrudes from the positioning portion 63e along the axial direction X toward the stator core 61.
- a space 617 is formed between the outer peripheral surface of the stator core 61 and the positioning protrusion 631f.
- the end portion of the small diameter portion 66 a formed on the metal inner cover 66 is inserted into the space 617.
- this positioning projection 631f is also formed, and by receiving the metal inner cover 66 with these, the displacement of the inner metal cover 66 in the axial direction X and the radial direction Y is reduced. Every effort is made to prevent slippage.
- the motor of the present invention is a molded motor as described above, and the stator 60 is formed by integrally molding with a mold resin. That is, more specifically, the coil assembly 64 or 641, the metal inner cover 66, the second bracket 65, and the terminal cap 36 are arranged in the mold, and the resin melted at a high temperature is injected into the mold by applying injection pressure. And is integrally molded by injection molding to fill the gap in the mold. At this time, the injection pressure pushed into the mold needs to be a considerably high pressure. In particular, a higher pressure is applied to a narrow space in the mold.
- the inner metal cover 66 having the small diameter portion 66a is formed of a thin metal plate that is weak against strong pressure and easily deformed in consideration of the weight and size of the motor.
- the positioning protrusion 631f is also used as a resistance element that prevents the flow of molten resin during injection molding. .
- the molten resin is injected from the opening 65b of the second bracket 65 in consideration of the shape of the stator 60. .
- the injected molten resin flows into the space 616 between the stator core 61 and the metal inner cover 66 from the gap between the insulators 63T formed in the circumferential direction Z. .
- the positioning protrusion 631f further provided on the positioning portion 63e acts so as to block the molten resin flowing into the space 616. The pressure applied to the inside of 66 is suppressed.
- a plurality of positioning protrusions 631f are provided. That is, a plurality of positioning protrusions 631f are formed on the outer peripheral surface of one insulator 631T with a predetermined interval in the circumferential direction Z. That is, a circumferential space 618 is formed between the plurality of positioning protrusions 631f included in one insulator 631T. The width of the space 618 in the circumferential direction Z is adjusted, and the inflow pressure of the molten resin flowing into the space 616 is adjusted.
- the coil assembly 641 includes the insulator 631T having the positioning protrusion 631f.
- the positional relationship can be improved in accuracy in the arrangement of the metal inner cover 66 with respect to the coil assembly 641.
- the pressure applied to the inner side of the inner metal cover 66 can also be adjusted, and deformation or destruction of the inner metal cover 66 can be prevented.
- FIG. 21 is a cross-sectional view of a molded motor (hereinafter, appropriately referred to as a motor) 106 according to the fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 22 is a perspective view of the metal inner cover 661 in the motor 106.
- FIG. 23 is a cross-sectional view of the inner metal cover 661 and the coil assembly 642 in the motor 106.
- the motor 106 includes a metal inner cover 661 obtained by modifying the metal inner cover 66 according to the third embodiment and an insulator 63T according to the third embodiment as compared with the third embodiment illustrated in FIG.
- An insulator 632T obtained by deforming the above is provided. That is, as shown in FIG. 21, the motor 106 includes a mold resin portion 69 in which a metal inner cover 661 is attached to a coil assembly 642 including an insulator 632T disposed on the second bracket 65 side, and these members are integrated.
- a stator 602 is provided.
- Other configurations and operations are the same as those of the third embodiment and the fourth embodiment. The same components are denoted by the same reference numerals, and the same portions are denoted by the third embodiment and the fourth embodiment. The description of the fourth embodiment is incorporated.
- the metal inner cover 661 as a non-combustible measure is also a metal cylinder having both sides opened in a substantially cylindrical shape.
- the metal inner cover 661 further includes a tapered portion 661d as a cover side tapered portion in addition to the small diameter portion 66a, the large diameter portion 66b, and the convex portion 66c similar to the metal inner cover 66 of the third embodiment. ing.
- the tapered portion 661d is provided at the end opposite to the large diameter portion 66b with respect to the small diameter portion 66a.
- the tapered portion 661d has an inversely tapered shape, and its diameter increases as it approaches the end from the boundary with the small-diameter portion 66a of the inner metal cover 661.
- the coil assembly 642 has an insulator 632T different from the insulator 63T of the third embodiment.
- one insulator 632T protrudes in a tapered shape from the positioning portion 63e toward the stator core 61 along the axial direction X on the inner peripheral side of the positioning projection 631f.
- a tapered portion 632g which is a tapered portion is provided.
- the inner metal cover 661 further includes a tapered portion 661d that is a cover-side tapered portion that tapers toward the outer peripheral side at the end of the small-diameter portion 66a.
- the coil assembly 642 in the present embodiment has the same insulator 63B as that in the third embodiment on the counter-output shaft side, whereas the second bracket 65 An insulator 632T is disposed on the disposed output shaft side.
- the insulator 632T has a taper portion 632g as an insulator side taper portion in addition to the bottom surface portion 63a, the outer peripheral wall portion 63b, the inner peripheral wall portion 63c, the positioning portion 63e, and the positioning protrusion 631f as in the fourth embodiment. Have.
- the tapered portion 632g extends from the positioning portion 63e to the stator core 61 side and is positioned on the outer peripheral surface of the stator core 61 as shown in FIG. .
- the taper portion 632g has a triangular cross section, and the entire taper portion 632g has a reverse taper shape.
- the diameter of the taper portion 632g increases as the end of the stator core 61 is approached.
- the tapered portion 632g is formed so that the angle of the side surfaces and the length in the axial direction X are substantially equal to the tapered portion 661d of the inner metal cover 661.
- the metal inner cover 661 having the tapered portion 661d as described above is fitted into the coil assembly 642 having the tapered portion 632g. Then, when the taper portion 661d comes into contact with the taper portion 632g, the taper portion 661d functions as a stopper, and further fitting is impossible. As shown in FIG. 23, when the metal inner cover 661 is completely fitted, the taper portion 661d is arranged between the taper portion 632g of the insulator 632T and the positioning projection 631f in the radial direction Y.
- the position of the inner metal cover 661 in the axial direction X with respect to the coil assembly 642 is regulated by the tapered portion 661d and the tapered portion 632g in addition to the positioning portion 63e and the positioning protrusion 631f. .
- the coil assembly 642 includes the insulator 632T having the taper portion 632g, and the metal inner cover 661 includes the taper portion 661d that matches the shape of the taper portion 632g.
- the metal inner cover 661 can be easily fitted into the coil assembly 642.
- the stopper function is realized by such a tapered shape, it can be more easily fitted.
- the position of the coil assembly 642 and the metal inner cover 661 in the axial direction X can be accurately determined by an easy operation such as fitting until the tapered portion 661d and the tapered portion 632g come into contact with each other, without shifting the positional relationship. Can be matched.
- the large-diameter portion 66b of the metal inner cover 661 can be accurately arranged around these members with respect to the insulator 63B, the coil end 62aB, and the crossover wire 62bB positioned on the opposite output shaft side. Therefore, according to the present embodiment, since the large-diameter portion 66b of the metal inner cover 661 that is a non-combustible layer can be arranged with higher accuracy, it is possible to more reliably prevent fire and smoke from being emitted to the outside of the motor 106.
- the metal inner cover and the metal outer cover which are metal members made of metal, are described as countermeasures against incombustibility.
- the metal inner cover and the metal outer cover may be non-combustible materials. That's fine.
- the metal inner cover and the metal outer cover may be made of a material other than metal such as ceramic which is a non-combustible material.
- the application field of the present invention can be widely used for a so-called molded motor in which a stator is covered with a mold resin.
- Molded motor 10
- 60 601, 602 Stator 11, 61 Stator core 61b Teeth (tooth) 12,
- Insulator 14 Mold resin 14a Outer surface (outer peripheral surface) 14b Axial end face 16A, 16B, 16C Metal member 16BB Part 17A, 17B, 17C Metal bracket 18, 34 Circuit board 19 Conductive member 20, 80 Rotor 21 Rotating shaft 21p Output shaft 22, 82 Rotating body 23, 84 Magnet 23a Outer peripheral surface 25 Dielectric layer 30, 30A, 30B Bearing 30b Ball 30i Inner ring 30o Outer ring 34a Electronic component 34b, 65b Opening 35 First bracket 35a, 65a Holding part 36, 36L, 36S, 96, 96L, 96S Terminal cap 37, 38 pin 37a, 38b Extension
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Abstract
本発明のモールドモータは、ロータと、ステータと、一対の軸受と、一対の金属ブラケットと、モールド樹脂とを備える。ロータは、軸方向に延伸する回転軸と、永久磁石を保持して回転軸に固定される回転体とを有する。ステータは、複数の突極が形成されたステータコアと、ステータコアの突極ごとにインシュレータを介して巻回された複数のコイルとを有し、モールド樹脂で覆われ、ロータに対向して配置される。一対の金属ブラケットがそれぞれに軸受を固定し、それら軸受がロータを回転自在に支持する。また、回転体は、回転軸と回転体の外周面との間に形成された誘電体層を有する。そして、コイルのコイルエンドの外周側であって少なくともコイルエンドに対向する部位に、金属部材が周方向に設けられている。
Description
本発明は、ステータをモールド樹脂で覆ったモールドモータに関する。
ブラシレスDCモータを、パルス幅変調方式(Pulse Width Modulation。以下、「PWM方式」という。)のインバータで駆動する場合、巻線の中性点電位が零とならないため、軸受の外輪と軸受の内輪との間に電位差(以下、適宜、この電位差を「軸電圧」とも呼ぶ)が発生する。この軸電圧が、軸受内部にある油膜の絶縁破壊電圧を超えると、軸受内部で放電が発生して、軸受に電食が発生するという問題がある。
このような軸受に生じる電食を防止するために、特許文献1には、ステータコアと金属ブラケットとを電気的に接続する方法が開示されている。これにより、ステータコアと金属ブラケットとが短絡して同電位となるため、軸電圧を低減することができ、その結果、軸受の電食を防止することができる。
一方、モータの低騒音、低振動化のために、ステータをモールド樹脂で覆った構造のモータであるモールドモータが知られている。このようなモールドモータは、近年のモータの高出力化等に伴い、ステータコアに巻回されたコイルの発熱が大きくなっており、モールド樹脂が熱劣化するという問題が生じている。
このようなモールド樹脂の熱劣化を防止するために、特許文献2には、モールド樹脂に、高熱伝導率を有する充填剤を含有させたエポキシ樹脂を用いることが開示されている。これにより、モールド樹脂の放熱性が高まり、熱劣化を防止することができる。
しかしながら、何らかの原因で、ステータコアに巻回されたコイルに過大な電流が流れて、コイルが発熱して高温になった場合、コイルの導線の外周表面を絶縁する絶縁体が溶けて、コイルの導線同士が短絡するおそれがある。もし、導線同士が短絡して火花が発生すると、コイルとステータコアとの間に設けられた絶縁樹脂等が熱せられて生じたガスに、火花が引火するおそれがある。さらに、コイルの発熱によりモールド樹脂が熱劣化して、モールド樹脂にひび割れ等が生じていると、引火した火が、モールド樹脂のひび割れた箇所から、モータ外部に洩れ出るおそれがある。
本発明に係るモールドモータは、ロータと、ステータと、一対の軸受と、モールド樹脂とを備える。
ロータは、軸方向に延伸する回転軸と、永久磁石を保持して回転軸に固定される回転体とを有する。
ステータは、複数の突極が形成されたステータコアと、ステータコアの突極ごとにインシュレータを介して巻回された複数のコイルとを有する。ステータは、モールド樹脂で覆われており、ロータに対向して配置される。
一対の軸受は、ロータを回転自在に支持する。
また、回転体は、回転軸と回転体の外周面との間に形成された誘電体層を有する。複数のコイルのそれぞれは、ステータコアから軸方向の両側に突出した部分をコイルエンドとして有する。そして、モールドモータは、コイルエンドよりも外周側であって、少なくともコイルエンドに対向する部位に、金属部材が周方向に亘って設けられている。
なお、一対の軸受は、一対の金属ブラケットのそれぞれに固定されてもよい。あるいは、一対の軸受は、一方が金属ブラケットに固定され、他方がモールド樹脂に固定されてもよい。
特に、金属部材は、モールド樹脂の外周表面において、少なくともコイルエンドに対向する部位に位置する。
あるいは、金属部材は、モールド樹脂の内部であって、少なくともコイルエンドに対向する部位に位置する。
本発明によれば、軸受の電食を防止しつつ、万一、ステータコアに巻回されたコイルに過大な電流が流れた場合でも、モータ外部に火が洩れ出ることを防止できるモールドモータを提供することができる。
本発明の実施形態を説明する前に、本発明を想到するに至った経緯を説明する。
まず、PWM方式のインバータで駆動するブラシレスモータでは、通常、PWM方式に基づく高周波のスイッチングにより、ステータが有するコイルに駆動電流が通電される。このため、駆動電流が通電されるコイルが巻装されたステータコアからは、モータ内では最も強力に、その周囲の金属部材に対して電気的や磁気的な誘導が生じているものと考えられる。そして、このようなステータコアからの誘導により発生した高周波信号が軸受に伝達して軸電圧となり、この軸電圧が電食を引き起こすものと考えられる。
また、モールドモータにおいては、モールド樹脂により、ステータ側(軸受の外輪側)は絶縁構造になっているため、ステータ側のインピーダンスは高い状態にある。一方、ロータ側(軸受の内輪側)は絶縁構造になっていないため、ロータ側のインピーダンスは低い状態にある。
すなわち、上述のブラシレスモータを樹脂モールドしたモールドモータの構造において、軸電圧の発生源であるステータコアから軸受までの電気的な経路を考えた場合、一方の経路として、ステータコアからステータ周囲のモールド樹脂を介し、軸受の外輪に至る経路がある。この経路をステータ側という。このステータ側の経路は、電気的には接続されておらず、絶縁体であるモールド樹脂を挟むような、ある程度の間隔を持って配置される。このため、この経路間では絶縁構造となっており、この経路間となるステータ側のインピーダンスは高い状態といえる。さらに、この経路間のインピーダンスが高いため、ステータコアで発生した高周波信号は減衰して軸受の外輪に達する。その結果、軸受の外輪には、低電位の高周波の電圧が生じるものと考えられる。
また、他方の経路として、ステータコアから、ステータコアとロータコアと間の空隙、ロータコアおよび回転軸を介し、軸受の内輪に至る経路がある。この経路をロータ側という。このロータ側の経路として、ステータコアとロータコアとが、互いの間にわずかな空隙を介して対面している。さらに、ステータコアに対面したロータコアの外周面から、ロータコアおよび回転軸を介して、軸受の内輪までの間は、通常、導電体の金属で構成されている。このため、この経路間となるロータ側のインピーダンスは低い状態といえる。さらに、この経路間のインピーダンスが低いため、ステータコアで発生しロータコアに伝達された高周波信号は減衰せずに軸受の内輪に達する。その結果、軸受の内輪には、高電位の高周波の電圧が生じるものと考えられる。
このように、一般的なブラシレスモータの構造では、ステータ側のインピーダンスとロータ側のインピーダンスとがアンバランス状態となりやすい。そして、そのアンバランスによって、軸受の内輪と軸受の外輪との間に電位差、すなわち軸電圧が生じ、軸受に電食が発生すると考えられる。
そこで、軸受に発生する電食対策として、特許文献1に開示された方法は、ステータ側のインピーダンスを低くして、ロータ側のインピーダンスに近づけることによって、軸電圧を低減するものである。
しかしながら、この方法は、ステータ側のインピーダンスを低くする方法であるため、上述のような高周波信号の減衰が少なくなり、軸受の外輪にも高電位の高周波の電圧が生じる。そして、軸受の内輪と軸受の外輪との間で、常に電位が高い状態でバランスが保たれることになる。そのため、モータの組み立て精度のバラツキ等によって、インピーダンスのバランスが崩れると、逆に、軸電圧が高くなって、電食が発生するおそれがある。
本願発明者等は、このような問題に対処するために、回転軸とロータとの間に誘電体層を設ける構成を採用し、軸受に発生する電食対策を図っていた。
このような構成を採用することにより、従来の低インピーダンスのロータ側に対して、等価回路的に誘電体層による静電容量が直列接続された格好となり、ロータ側のインピーダンスが高くなる。これにより、ロータ側のインピーダンスを、ステータ側のインピーダンスに近づけることができ、軸電圧を低減することができる。
この方法は、ロータ側のインピーダンスを高くする方法であるため、軸受の内輪に生じる電位も低くなり、軸受の内輪と軸受の外輪との間に、常に電位が低い状態でバランスが保たれる。そのため、モータの組み立て精度のバラツキ等によって、インピーダンスのバランスが崩れても、軸電圧が電食の生じるような大きさには至らない。また、誘電体層の厚み等を変えることによって、ロータ側のインピーダンスを設定することができるため、インピーダンスのバランス変動を容易に調整することができる。
一方、ステータコアに巻回されたコイルに過大な電流が流れたとき、モータ外部に火が洩れ出ることを防止する対策(不燃対策)として、本願発明者等は、ステータコアから軸方向に突出したコイルエンドに着目した。
すなわち、ステータコアに巻回されたコイルは、ステータコアから軸方向に突出したコイルエンド以外は、ステータコアに囲まれている。そのため、引火した火がモータ外部に洩れ出るおそれはほとんどない。一方、コイルエンドは、ステータコアからはみ出しているため、モールド樹脂と接触している。そのため、コイルエンドと接触したモールド樹脂の近傍に、ひび割れ等が生じていると、引火した火が、モールド樹脂のひび割れた箇所から、モータ外部に洩れ出るおそれがある。
そこで、本願発明者等は、不燃対策として、モールド樹脂の外表面において、コイルエンドに対向する部位に、金属部材を設けることによって、モールド樹脂のひび割れた箇所から洩れ出る火を、金属部材で遮断できることに気がついた。
ところで、モールド樹脂の外表面に、金属部材を設けると、ステータコアと金属部材との間にモールド樹脂を挟んだ構造による静電容量が付加される。そのため、ステータ側のインピーダンスが変動して、ロータ側のインピーダンスとのバランスが崩れてしまうおそれがある。
しかしながら、上記付加された静電容量は、元々、ステータ側に形成されていた静電容量に対して、並列に加わることになるため、ステータ側のインピーダンスは、小さくなる方向に変動する。そのため、そもそも、電食対策として、ロータ側のインピーダンスを、ステータ側のインピーダンスに近づけるように調整しているので、ロータ側に設けた誘電体層の厚み等を変えるだけで、インピーダンスのバランス変動を、余裕をもって調整することができる。
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、軸受の電食を防止しつつ、万一、ステータコアに巻回されたコイルに過大な電流が流れた場合でも、モータ外部に火が洩れ出ることを防止できるモールドモータを提供するものである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態におけるモールドモータの構成を模式的に示した半断面図である。なお、以下の説明では、モータの回転軸に沿った方向(X方向)を「軸方向」とし、回転軸を中心とする半径方向(Y方向)を「径方向」とし、回転軸を中心に周回する方向を「周方向」としている。
図1は、本発明の第1の実施形態におけるモールドモータの構成を模式的に示した半断面図である。なお、以下の説明では、モータの回転軸に沿った方向(X方向)を「軸方向」とし、回転軸を中心とする半径方向(Y方向)を「径方向」とし、回転軸を中心に周回する方向を「周方向」としている。
図1に示すように、本実施形態におけるモールドモータ100は、ロータ20と、径方向において、ロータ20の外側に対向して配置されたステータ10と、を備えている。なお、本実施形態におけるモールドモータ100は、モータの駆動を制御する回路が実装された回路基板18が内蔵されている。
ステータ10は、軸方向Xに沿って、複数の金属板が積層されて複数の突極が形成されたステータコア11と、ステータコア11に、絶縁材料からなるインシュレータ13を介して突極ごとに巻回されたコイル12とを有している。また、ステータ10は、モールド樹脂14で略円筒状に覆われており、モールド樹脂14の軸方向両端部において、一対の金属ブラケット17A、17Bが装着されている。また、一対の金属ブラケット17A、17Bは、径方向中央において、それぞれ、一対の軸受30A、30Bの外輪を固定している。
ロータ20は、回転軸21と、回転軸21に固定された回転体22とを有し、回転体22の外周面23aには磁石23が備えられている。また、回転軸21は、一対の軸受30A、30Bの内輪に固着され、これによって、ロータ20が回転自在に支持されている。
なお、本実施形態において、モールド樹脂の材料は特に限定されないが、例えば、熱伝導性に優れたエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。
本実施形態におけるモールドモータ100では、軸受30A、30Bの電食対策として、図1に示すように、回転軸21とロータ20の径方向外側の外周面23aとの間に、絶縁材料で形成された誘電体層25を設けている。これにより、低インピーダンスのロータ20側において、等価回路的に誘電体層25による静電容量が直列接続された構成となり、ロータ20側のインピーダンスが高くなる。その結果、ロータ20側のインピーダンスを、ステータ10側のインピーダンスに近づけることができ、軸電圧を低減することができる。これにより、軸受30A、30Bでの電食発生を防止することができる。
この方法は、ロータ20側のインピーダンスを高くする方法であるため、軸受30A、30Bの内輪と軸受30A、30Bの外輪との間に、常に電位が低い状態でバランスが保たれる。そのため、モータの組み立て精度のバラツキ等によって、インピーダンスのバランスが崩れても、軸電圧は、電食が生じるような大きさには至らない。また、誘電体層25による静電容量を変えることによって、ロータ20側のインピーダンスを設定することができるため、インピーダンスのバランス変動を容易に調整することができる。誘電体層25による静電容量は、例えば、誘電体層25の厚みやその材料に基づく誘電率等を変えることによって設定することができる。
なお、本実施形態において、誘電体層25の材料は特に限定されないが、例えば、シンジオタクチックポリスチレン(SPC)等のポリスチレン樹脂や、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂などを用いることができる。
本実施形態におけるモールドモータ100は、軸受30A、30Bの電食対策として、さらに、図1に示すように、一対の金属ブラケット17A、17Bを、モールド樹脂14に埋設された導電部材19によって、電気的に接続する構成を採用している。
このような構成を採用することにより、一対の金属ブラケット17A、17Bが同電位になるため、一対の軸受30A、30Bの外輪側の電圧を揃えることができる。これにより、電食対策として、ロータ20側に設けた誘電体層25の例えば誘電率を調整して、ロータ20側のインピーダンスを、ステータ10側のインピーダンスに近づける際、一対の軸受30A、30Bの軸電圧を同じ値となるよう調整できる。その結果、本実施形態におけるモールドモータ100は、高い電食防止効果を得ることができる。
さらに、本実施形態では、モールドモータ100において、モールド樹脂14の不燃対策をも施している。この不燃対策としては、図1に示すように、径方向Yにおいてコイルエンド12aよりも外周側であって、少なくともコイルエンド12aに対向する部位に、金属部材16A、16Bを周方向に設けている。つまり、モールド樹脂14の径方向外周面である外表面14aにおいて、コイルエンド12aに対向する部位に、互いに離間した帯状の金属部材16A、16Bを周方向に設けている。ここで、コイルエンド12aは、ステータコア11から軸方向Xの両側に突出した部位をいう。
ステータコア11に巻回されたコイル12は、ステータコア11から軸方向Xに突出したコイルエンド12a以外は、ステータコア11に囲まれている。そのため、引火した火がモータ外部に洩れ出るおそれはほとんどない。一方、コイルエンド12aは、ステータコア11からはみ出しているため、モールド樹脂14と接触している。そのため、コイルエンド12aと接触したモールド樹脂14の近傍に、ひび割れ等が生じていると、引火した火が、モールド樹脂14のひび割れた箇所から、モータ外部に洩れ出るおそれがある。
このような不具合に対して、本実施形態では、モールド樹脂14の外表面14aにおいて、コイルエンド12aに対向する部位に、帯状の金属部材16A、16Bを設けている。このため、モールド樹脂14のひび割れた箇所から洩れ出る火を、金属部材16A、16Bによって遮断することができる。これにより、万一、ステータコア11に巻回されたコイル12に過大な電流が流れた場合でも、モールドモータ100の外部に火が洩れ出ることを防止することができる。
モールド樹脂14の外表面14aに金属部材16A、16Bを設けると、金属部材16A、16Bとステータコア11との間にモールド樹脂14を挟んだ構造となる静電容量が付加される。そのため、ステータ側のインピーダンスが変動して、ロータ側のインピーダンスとのバランスが崩れてしまうおそれがある。
ところが、上記付加された静電容量は、元々、ステータ10側に形成されていた静電容量に対して、並列に加わることになる。このため、ステータ10側のインピーダンスは、小さくなる方向に変動する。また、そもそも、電食対策として、誘電体層25を利用し、ロータ20側のインピーダンスを、ステータ10側のインピーダンスに近づけるように調整している。このため、インピーダンスとのバランスが崩れたとしても、ロータ20側に設けた誘電体層25の厚み等を変えるだけで、インピーダンスのバランス変動を、余裕をもって調整することができる。
なお、本実施形態において、コイルエンド12aの軸方向外側には、モールド樹脂14を介して、金属ブラケット17A、17Bが配置されている。そのため、万一、コイルエンド12aと軸方向Xに接触したモールド樹脂14の近傍にひび割れ等が生じていても、モールド樹脂14のひび割れた箇所から洩れ出る火を、金属ブラケット17A、17Bによって遮断することができる。
本実施形態によれば、ステータ10をモールド樹脂14で覆ったモールドモータ100において、軸受30A、30Bの電食を防止しつつ、ステータコア11に巻回されたコイル12に過大な電流が流れた場合でも、モータ外部に火が洩れ出ることを防止することができる。
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態におけるモールドモータ101の構成を模式的に示した半断面図である。なお、本実施形態におけるモールドモータ101は、一対の金属ブラケット17A、17Cおよびモールド樹脂14の構成が、第1の実施形態と異なり、他の構成は同じである。以下の説明において、一度説明した構成要素と同じものについては、同じ符号を付し、その説明を援用する。
図2は、本発明の第2の実施形態におけるモールドモータ101の構成を模式的に示した半断面図である。なお、本実施形態におけるモールドモータ101は、一対の金属ブラケット17A、17Cおよびモールド樹脂14の構成が、第1の実施形態と異なり、他の構成は同じである。以下の説明において、一度説明した構成要素と同じものについては、同じ符号を付し、その説明を援用する。
図2に示すように、本実施形態において、一対の金属ブラケット17A、17Cは、その外周径の長さが互いに違ったものになっている。すなわち、軸受30Aの外輪を固定する金属ブラケット17Aは、その外周径が、モールド樹脂14の外周径とほぼ等しい。そして、金属ブラケット17Aの径方向外側端部は、モールド樹脂14の軸方向端部に嵌合されている。一方、軸受30Bの外輪を固定する金属ブラケット17Cは、その外周を形成する端部が、モールド樹脂14の内部に位置している。そして、金属ブラケット17Cの径方向外側端部は、モールド樹脂14と一体成型されている。そのため、軸受30B側で、ステータ10と軸方向に接触しているモールド樹脂14は、その径方向内側端部が、軸受30Bの近傍まで延出している。
本実施形態におけるモールドモータ101において、軸受30A、30Bの電食対策として、第1の実施形態と同様に、回転軸21とロータ20の径方向外側の外周面23aとの間に、誘電体層25を設けている。これにより、ロータ20側のインピーダンスを、ステータ10側のインピーダンスに近づけることができ、軸電圧を低減することができる。その結果、軸受30A、30Bでの電食発生を防止することができる。
また、さらなる電食対策として、第1の実施形態と同様に、一対の金属ブラケット17A、17Cを、モールド樹脂14に埋設された導電部材19で電気的に接続してもよい。
本実施形態におけるモールドモータ101において、モールド樹脂14の不燃対策として、第1の実施形態と同様に、モールド樹脂14の径方向外周面である外表面14aにおいて、コイルエンド12aに対向する部位に、互いに離間した帯状の金属部材16A、16Bを周方向に設けている。これにより、モールド樹脂14のひび割れた箇所から洩れ出る火を、金属部材16A、16Bで遮断することができる。その結果、万一、ステータコア11に巻回されたコイル12に過大な電流が流れた場合でも、モールドモータ101の外部に火が洩れ出ることを防止することができる。
ところで、本実施形態において、軸受30A側では、ステータ10の軸方向外側に、金属ブラケット17Aが配置されているのに対し、軸受30B側では、モールド樹脂14の軸方向端面14bが、外部に露出している。しかしながら、通常、ステータ10を覆うモールド樹脂14は、モールドモータ101の外周径を抑えるために、ステータ10の径方向外側の厚みを、軸方向外側の厚みよりも薄く形成されている。そのため、軸受30B側で、ステータ10と接触したモールド樹脂14の軸方向端面14bから、引火した火がモータ外部に洩れ出るおそれは小さい。そのため、モールド樹脂14の径方向外周面である外表面14aに金属部材16Bを設けておくだけで、モールド樹脂14の不燃対策の効果を発揮することができる。
なお、ステータ10と軸方向に接触したモールド樹脂14の厚みが、不燃対策に十分な大きさでない場合には、図2に示すように、モールド樹脂14の外表面14aに設けた金属部材16Bを、モールド樹脂14の軸方向端面14bにおいて、コイルエンド12aに対向する部位16BBまで延在させても構わない。
本実施形態によれば、ステータ10をモールド樹脂14で覆ったモールドモータ101において、軸受30A、30Bの電食を防止しつつ、ステータコア11に巻回されたコイル12に過大な電流が流れた場合でも、モータ外部に火が洩れ出ることを防止することができる。
(変形例)
図3A、図3Bは、本発明の変形例におけるモールドモータの構成を模式的に示した半断面図である。上記実施形態では、図1、図2で示したように、金属部材16A、16Bを、モールド樹脂14の外表面14a上に配置させたが、図3Aに示すように、金属部材16A、16Bが、モールド樹脂14の内部に含まれるよう配置したモールドモータ102のような構成してもよい。
図3A、図3Bは、本発明の変形例におけるモールドモータの構成を模式的に示した半断面図である。上記実施形態では、図1、図2で示したように、金属部材16A、16Bを、モールド樹脂14の外表面14a上に配置させたが、図3Aに示すように、金属部材16A、16Bが、モールド樹脂14の内部に含まれるよう配置したモールドモータ102のような構成してもよい。
また、上記実施形態では、図1、図2で示したように、導電部材19が、モールド樹脂14の内部に含まれるように配置したが、図3Aに示すように、導電部材19を、モールド樹脂14の外表面14a上に配置してもよい。
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、モールド樹脂14の外表面14aにおいて、コイルエンド12aに対向する部位に、互いに離間した帯状の金属部材16A、16Bを設けたが、モールド樹脂14の外表面14aの全面に金属部材を設けてもよい。この場合、金属部材とステータコア11との間の静電容量が付加されるが、これは、ステータ10側のインピーダンスが小さくなる方向に変動するため、本発明で採用する電食対策には何ら支障は生じない。
また、上記実施形態では、ロータ20に設けた誘電体層25は、回転体22の内周側と外周側との間に設けたが、これに限定されず、回転軸21と、ロータ20の径方向外側の外周面23aとの間であれば、どの位置に設けても構わない。例えば、回転軸21と回転体22の径方向内側の内周面との間に、誘電体層25を設けてもよい。
また、上記実施形態では、軸受30A、30Bを、モールド樹脂14に装着した金属ブラケット17A、17B、17Cを介して固定したが、モールド樹脂14の径方向内側端部を軸受30A、30Bまで延在させて、モールド樹脂14で軸受30A、30Bを固定してもよい。この場合においても、モールド樹脂14の不燃対策として、金属部材16A、16Bを、モールド樹脂14の径方向外周面である外表面14aにおいて、少なくともコイルエンド12aに対向する部位に設ければよい。なお、この場合でもまた、コイルエンド12aの軸方向外側にも、コイルエンド12aに接するモールド樹脂14が外部に露出しているため、金属部材16A、16Bを、モールド樹脂14の軸方向天面において、コイルエンド12aに対向する部位まで延在させて設けてもよい。
具体的には、図3Bに示すモータ102aのように、一対の軸受30A、30Bのうち、一方の軸受30Aは、金属ブラケット17Aに固定される。他方の軸受30Bは、モールド樹脂14に固定される。
本構成において、電食対策である導電部材19は、金属ブラケット17Aとステータコア11とを、電気的に接続している。
また、モールド樹脂14は、他方の軸受30Bを覆うように形成される。よって、不燃対策である金属部材16Cは、図中下方に位置するコイルエンド12aおよび軸受30Bに対向するように形成される。
本構成とすれば、上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態におけるモールドモータ(以下、適宜、モータと呼ぶ)103の分解斜視図である。図5は、同、モータ103の断面図である。図6は、同、モータ103の図5におけるA-A線矢視平面断面図である。また、図7は、同、モータ103の外観の斜視図である。さらに、図8は、本発明の第3の実施形態における他のモールドモータの分解斜視図である。
図4は、本発明の第3の実施形態におけるモールドモータ(以下、適宜、モータと呼ぶ)103の分解斜視図である。図5は、同、モータ103の断面図である。図6は、同、モータ103の図5におけるA-A線矢視平面断面図である。また、図7は、同、モータ103の外観の斜視図である。さらに、図8は、本発明の第3の実施形態における他のモールドモータの分解斜視図である。
本実施形態でも、ロータに永久磁石を備え、ステータをモールド樹脂で覆ったブラシレスモータの一例として、モータ103を挙げて説明する。また、以下、図4で示すように、回転軸21が延伸するXで示した方向を軸方向とする。そして、この軸方向Xに直交する面において、図6のように、回転軸21の中心Xから広がるYの方向を径方向、中心点Xを周回するZの方向を周方向として説明する。
また、本実施形態においても、コイルに過大な電流が流れるなどの不具合に起因して、モータ103の本体から外部に火や煙が洩れ出ることを防止するため、不燃対策としての金属部材をモールド樹脂に対して設けている。具体的には、本実施形態では、この金属部材として、金属製の金属カバーを用いている。より具体的には、図5に示すように、金属カバーは、金属内カバー66と金属外カバー76とで構成される。
さらに、本実施形態においても、軸受30A、30Bの電食対策として、第1および第2の実施形態と同様に、ロータ80において、回転軸21と回転体82の径方向外側の外周面との間に、誘電体層としての内部樹脂部85bを設けている。そして、電食防止効果をさらに高めるため、第1の実施形態と同様に、モータ103では、軸受30Aに装着された第1のブラケット35と、軸受30Bに装着された第2のブラケット65とを、リード線67を含む導電部材により電気的に接続している。
まず、モータ103の全体構成について説明する。図4に示すように、本実施形態でのモータ103は、モールド樹脂であるモールド樹脂部69に覆われたステータ60と、ロータ80と、一対の軸受30である軸受30A、30Bと、金属部材である金属外カバー76とを備えている。さらに、モータ103は、第1のブラケット35と、回路基板34と、を備えている。なお、モータ103の構造を分かり易くするため、後述する金属内カバー66は、図4では記載していない。
図5に示すように、ステータ60は、ステータコア61、コイル62およびインシュレータ63を含むコイル組立64を備えている。コイル組立64は、上述の各実施形態と同様に、絶縁材料からなるインシュレータ63を介しながら、コイル62をステータコア61が有する突極に巻回して組み立てられている。
また、図6に示すように、ステータコア61は、リング状のヨーク61aと、ヨーク61aの内周面から径方向内側に向かって延出する突極としての複数のティース61bとを有する。これら複数のティース61bは、開口部であるスロット61cを互いの間に形成しながら、それぞれが周方向Zに等間隔に配置される。本実施形態では、複数のティース61bを用いて、スロット数を12スロットとした一例を示している。なお、以下の説明において、ティース(teeth:toothの複数型)あるいはトゥース(tooth)という用語の使い分けを行っている。具体的には、ステータコア61の中心方向に突出する複数の突極は、ティースと記し、それら突極のうちの一つの突極については、トゥースと記す。
各トゥース61bの延出した先端箇所には、延出するトゥース中間部61baよりも幅広となるように、周方向Zに広がるトゥース先端部61bbが形成されている。このトゥース先端部61bbの内周面が、ロータ80の外周表面に対向する磁極面となる。このような構成のステータコア61に対し、スロット61cの開口スペースに巻線を通しながら、それぞれのトゥース61bにその巻線を巻回することでコイル62が形成される。さらに、各コイル62間は、コイル62どうしを連絡する渡り線によって接続されている。また、図5に示すように、所定のコイル62の線端末が、インシュレータ63に取り付けたピン37に接続されている。ここで、ピン37は、電気接続端子用としての金属製の電気接続部材である。そして、それらピン37の先端が、駆動用の端子として、端子キャップ36から突出している。このようなトゥース61bごとのコイル62が、例えば、互いに電気的に120度位相が異なるU相、V相およびW相とする3相の交流で通電駆動される。
さらに、本実施形態では、図6に示すように、ステータ60は、ステータコア61の外周を取り囲むように配置した金属製の金属内カバー66と、図4に示すように、ステータ60から突出するように配置した第2のブラケット65とを備えている。そして、図5に示すように、ステータ60は、コイル組立64、金属内カバー66、第2のブラケット65および端子キャップ36が所定の位置に配置されて、一部の露出箇所を除き、これら部材を樹脂材料により覆うようにモールド樹脂で一体成型される。このようにして、これら部材をモールド樹脂で一体化したモールド樹脂部69を含むステータ60が構成される。このように構成されたステータ60は、概略円筒状の形状を成し、さらに、その円柱面には、モータ103を外部装置などに取り付けるための取付部69aや、配線ホルダ68を装着するための配線孔なども形成されている。また、上記露出箇所として、それぞれのトゥース61bの内周面、第2のブラケット65の突出部および端子キャップ36の端子面が、モールド樹脂部69から露出している。さらに、ステータ60が有する円形両面のうち、一方の面は開口しており、その開口に蓋をするように第1のブラケット35が装着され、他方の面は閉じており、上述のように第2のブラケット65が突出するように配置されている。なお、ステータ60の構成については、さらに、以下で詳細に説明する。
次に、図4から図6に示すように、このようなステータ60の内側には、径方向Yに所定の間隔をあけて、ロータ80が挿入されている。すなわち、モータ103は、ステータ60の内側にロータ80を配置したインナロータ型のモータであり、ステータ60の内周面とロータ80の外周面とがわずかな空隙608を介して径方向Yに対面している。本実施形態でも、このようなインナロータ型であるモータ103の例を挙げて説明する。
ロータ80は、一対の軸受30によって回転自在に保持された回転軸21を中心として、磁石84を保持する回転体82を備えている。ここで、各軸受30は、図5に示すように、複数の小径のボール30bを有したボールベアリングである。すなわち、軸受30はそれぞれ、環状の外輪30oとそれよりも小さい環状の内輪30iとの間に、これらボール30bが挿入された構成である。また、本実施形態では、両軸受30のうちの一方の軸受30Aの外輪30oが第1のブラケット35により、他方の軸受30Bの外輪30oが第2のブラケット65により固定されている。そして、それら内輪30iに回転軸21が固定されている。
また、図5に示すように、回転体82は、ロータコア83と、磁石84と、ロータ樹脂部85とを備えている。ロータコア83は、例えば複数枚の薄い鉄板を軸方向Xに積層して構成され、回転軸21の略中央部において回転軸21に固定されている。また、磁石84は、永久磁石であり、本実施形態では、ロータコア83の内部に配設されている。
図5および図6に示すように、ロータコア83には、軸方向Xに貫通する複数の磁石挿入孔83cが、周方向Zに等間隔で形成されている。それぞれの磁石挿入孔83cには、それぞれ磁石84が1つずつ挿入されている。本実施形態では、このようなロータコア83の内部に磁石84を内包したIPM(Interior Permanent Magnet:内部磁石埋込)型のモータ103を示している。また、本実施形態では、磁石84のS極とN極との磁極が周方向Zに交互となるように10個の磁石84を配置し、磁極数を10極とした一例を示している。すなわち、本実施形態では、モータ103を10極、12スロットのブラシレスモータの例を挙げている。
さらに、本実施形態では、図5に示すように、回転体82は、ロータコア83と磁石84それぞれとが一体となるように、樹脂からなるロータ樹脂部85が形成されている。本実施形態では、このロータ樹脂部85によって、磁石84を保持するとともに、ロータ樹脂部85を上述のような誘電体層として機能させ、電食の抑制をも図っている。また、このために、ロータコア83には、軸方向Xに貫通する樹脂貫通孔83dを設けている。ロータ樹脂部85の具体的な材料としては、第1の実施形態の誘電体層25と同様の材料を用いることができる。
このロータ樹脂部85には、その軸方向Xの両端部において、それぞれの磁石84を軸方向Xに挟むように配置される円盤状の端板樹脂部85aが形成されている。さらに、本実施形態では、ロータコア83の樹脂貫通孔83dにも樹脂材料が充填されており、これによって、両端部の端板樹脂部85aを軸方向Xに樹脂で繋いでいる。樹脂貫通孔83dに充填された樹脂材料は、ロータ樹脂部85の一部として内部樹脂部85bを構成している。本実施形態では、このようなロータ樹脂部85によって、磁石挿入孔83cの両端開口が塞がれ、それぞれの磁石84はロータコア83に確実に固定される。また、本構成とすれば、モータ103を水回りの機器や、エアコンの室外機などのように雨水や結露水などに触れる機器に使用したとしても、磁石84が水と接触することなども防止できる。なお、本実施形態では、このようなインナロータ型のモータ103を挙げて説明するが、図8に示すように、ロータ80の外周表面に磁石84を保持する表面磁石型(Surface Permanent Magnet Motor:SPM型)のモータ104であってもよい。
さらに、本実施形態での樹脂貫通孔83dは、軸方向Xについてはロータコア83を貫通するとともに、その径方向Yについては、図6に示すように、回転軸21を中心として、その周りを周回する環状の形状としている。すなわち、樹脂貫通孔83dは、ロータコア83の内部をその一方の端面から他方の端面まで円筒状の空間として延伸するように配置される。ロータ樹脂部85の樹脂は、このような樹脂貫通孔83dに充填されて、内部樹脂部85bを形成している。このように、内部樹脂部85bを円筒状としているため、ロータコア83は、図5や図6からわかるように、内側を構成する内側ロータコア83aと外側を構成する外側ロータコア83bとに分離される。そして、内部樹脂部85bは、電気的に絶縁体である樹脂材料よりなる。このため、ロータコア83は、内部樹脂部85bによって、内側ロータコア83aと外側ロータコア83bとが電気的に絶縁分離されている。本実施形態では、このように絶縁分離することで、ロータ樹脂部85での内部樹脂部85bを上述した誘電体層として機能させ、ロータ80側のインピーダンスを高くして、ステータ60側のインピーダンスに近似させ、軸受30における電食の発生を抑制している。
以上のように、ロータ80は、図4に示すような円柱形状を成す回転体82と、その回転体82の中央を貫通する回転軸21とによって構成されている。
また、上述したように、回転軸21は、軸受30A、30Bによって支承される。さらに、本実施形態では、軸受30A、30Bが、ステータ60の軸方向両側にそれぞれ配置される金属製の第1のブラケット35、第2のブラケット65を介して、固定されている。
図4および図5に示すように、第1のブラケット35は、略円盤形状を成しており、ステータ60の開口側に装着可能なように構成されている。さらに、第1のブラケット35の中央部には、円筒状に窪む保持部35aが形成されており、その保持部35aに軸受30Aが保持される。すなわち、ステータ60に対して、軸受30Aを保持部35aに挿入した第1のブラケット35を装着することで、回転軸21の一方側が回転自在に支持される。
また、第2のブラケット65は、第1のブラケット35よりも径が小さく、円盤および円筒を組み合わせた形状を成している。また、上述したモールド成型により、第2のブラケット65は、ステータ60のモールド樹脂部69に固定されている。さらに、第2のブラケット65の中央部にも、円筒状に窪む保持部65aが形成されており、その保持部65aに軸受30Bが保持される。すなわち、軸受30Bを保持部65aに挿入することで、回転軸21の他方側が、ステータ60に対して回転自在に支持される。また、本実施形態では、保持部65aの中央に開口65bが形成されており、回転軸21がこの開口65bを貫いて外側方向に突出する。そして、この回転軸21の突出した箇所が、負荷などを接続するための出力軸21pとなる。
また、本実施形態においても、上述のように電食対策の1つとして、第1のブラケット35と第2のブラケット65とを、導電部材により電気的に接続している。
すなわち、本実施形態のモータ103は、一対の軸受30を固定する一対の金属ブラケットである、第1のブラケット35と第2のブラケット65とを備える。一対の金属ブラケットである、第1のブラケット35と第2のブラケット65とは、ステータコア61と金属内カバー66との間を通る電線であるリード線67を含めた導電部材によって、電気的に接続されている。
なお、上記構成に代えて、図3Bに示したモータ102aに金属内カバー66を施す構成としてもよい。この場合、モータは、一対の軸受30のうちの一方の軸受30Aを固定する金属ブラケット17A、35を備える。
金属ブラケット17A、35とステータコア11、61とは、ステータコア11、61と金属内カバー66との間を通る電線を含めた導電部材19、67によって、電気的に接続される。
導電部材として、より具体的には、図5に示すように、モールド樹脂部69の内部に埋設したリード線67、インシュレータ63に取り付けたピン37、およびブラケット接続用としてのピン38を用いている。また、本実施形態では、ステータコア61の外周面と金属内カバー66の内周面との間にリード線67を通すような構成としている。なお、両ブラケット35、65間を電気接続する詳細な構成については、さらに以下で説明する。
また、本実施形態では、金属製の金属外カバー76が、ステータ60の第2のブラケット65側に装着される。金属外カバー76は、中心に開口部76hを有した中空のカップ形状を成している。ステータ60に含まれる第2のブラケット65が、この金属外カバー76の開口部76hを貫くように、金属外カバー76がステータ60に装着される。なお、この金属外カバー76や、さらに金属内カバー66の詳細な構成についても、さらに以下で説明する。
また、本実施形態では、モータ103が、回路基板34を、ステータ60の開口側に内蔵するような一構成例を示している。本実施形態での回路基板34は、略円盤状の形状を成しており、中央部に回転軸21を通すための開口34bが形成されている。回路基板34には、駆動回路などの電子部品34aが実装されており、電源電圧や制御信号を印加する接続線なども接続されている。そして、外部と接続するための接続線が、配線孔に装着された配線ホルダ68を介して外部に引き出されている。
また、ステータ60のモールド樹脂部69内部から、コイル62の線端末を引き出すため、図5に示すように、ステータ60の開口側の内側スペースにおいて、モールド樹脂部69と一体化した端子キャップ36を配置している。端子キャップ36は、絶縁樹脂からなるとともに、複数の電気接続端子を配列するための配列板部を含む部材である。そして、これら電気接続端子にコイル62の線端末などが接続されている。本実施形態では、電気接続端子として、図5に示すような、端子キャップ36から軸方向Xに突出するように露出した金属製のピン37としている。具体的には、ピン37は、それぞれ所定のインシュレータ63に取り付けている。また、それらピン37の位置に対応づけて、端子キャップ36にピン37を貫通させるための孔を設けている。そして、端子キャップ36を簡易的に金属内カバー66に装着することで、端子キャップ36からピン37が突出するような構成としている。本実施形態では、ステータ60の内側スペースにおいて、このピン37での露出した箇所を用いて、回路基板34との電気的な接続を行うとともに、この端子キャップ36によって、回路基板34を保持している。
以上、モータ103は、次のような手順にて構成される。すなわち、まず、ステータ60は、コイル組立64、金属内カバー66、第2のブラケット65および端子キャップ36を、金型内の所定の位置に配置して、樹脂によりモールド一体成型することで、構成される。また、軸受30A、30Bは、ロータ80の回転軸21の両側に装着される。そして、第2のブラケット65の開口65bから出力軸21pが突出するように、ステータ60には、この軸受30A、30Bを装着した状態のロータ80が挿入される。次に、第2のブラケット65の保持部65aには、軸受30Bが圧入される。次に、回路基板34が、ステータ60の開口側において、端子キャップ36に装着される。回路基板34と接続された接続線は、配線ホルダ68を介して外部に引き出される。そして、第1のブラケット35の保持部35aには、軸受30Aが圧入されるとともに、蓋をするように、第1のブラケット35は、ステータ60の開口側に装着される。このとき、第1のブラケット35がバネ性を持つピン38と接触し、第1のブラケット35と第2のブラケット65とが互いに電気的に接続される。最後に、金属外カバー76が、ステータ60の第2のブラケット65側に装着される。このようにして、図7に示すようなモータ103が完成する。
以上のように構成されたモータ103に対して、接続線を介して電源電圧や制御信号などを供給することにより、回路基板34に実装された駆動回路によりコイル62が通電駆動される。コイル62が通電されると、コイル62に駆動電流が流れ、ステータコア61から磁界が発生する。そして、ステータコア61からの交番磁界とロータ80が有する磁石84からの磁界とにより、それら磁界の極性に応じて吸引力および反発力が生じ、これらの力によって回転軸21を中心にロータ80が周方向Zに回転する。
次に、以上のように構成されたモータ103において、金属内カバー66を含むステータ60の詳細な構成について説明する。
図9は、コイル組立64、金属内カバー66および端子キャップ36の配置関係を示す断面図である。図10は、コイル組立64と金属内カバー66と端子キャップ36の分解斜視図である。また、図11は、コイル組立64の外周に金属内カバー66を配置した構成図である。
図9に示すように、インシュレータ63は、概略的には、ステータコア61に装着される底面部63aと、外周側の壁を成す外周壁部63bと、内周側の壁を成す内周壁部63cと、を有する。
また、本実施形態では、1つのトゥース61bに対して、その一対の端面に1つずつインシュレータ63が装着される構成としている。すなわち、コイル組立64は、複数のインシュレータ63を含む構成である。
言い換えれば、インシュレータ63は、ステータコア61に形成された突極の軸方向Xの両側に配置される。軸方向Xの両側に配置されるインシュレータ63のうちの一方のインシュレータ63Tは、外周壁部63bよりも外周方向に突出し、金属内カバー66が有する小径部66aの端部と接触する位置決め部63eを有する。
また、軸方向Xの両側に配置されるインシュレータ63のうちの他方のインシュレータ63Bは、さらに、電気接続端子用のピン37を取り付けるピン取付部63dを有する。
図面とともに、さらに詳細に説明する。インシュレータ63の底面部63aは、軸方向Xに直交する面で形成される。そして、底面部63aに形成されたこの面が、ステータコア61の軸方向Xにおける端面に密着して装着される。また、外周壁部63bおよび内周壁部63cは、軸方向Xに平行な壁面で形成される。このような外周壁部63bは、コイル62が形成される箇所の外周側に立設した壁を成し、コイル位置を規制する。また、外周壁部63bには、ピン37が取り付けられるように、ピン取付部としてのピン取付溝63dが形成されている。さらに、図9に示すように、内周壁部63cは、外周壁部63bよりも径方向内側に位置し、コイル62が形成される箇所の内周側に立設した壁を成し、コイル位置を規制する。
このようなインシュレータ63の底面部63aは、トゥース61bの軸方向Xの端に位置する両面それぞれに装着される。装着された一対のインシュレータ63を介して、巻線が巻回される。このような作業を行うことで、ステータコア61に対して1つのコイル62が形成される。そして、各トゥース61bに対して同様のコイル62が形成され、所定の結線パターンに従ってコイル62どうしを電気接続することで、図10に示すようなコイル組立64が完成する。
図9に示すように、このように形成されたコイル組立64において、コイル62は、ステータコア61から軸方向Xの両側に対してはみ出るコイルエンド62aを有する。一方、図6に示すように、コイル62におけるコイルエンド62a以外の部分は、ステータコア61のスロット61c内に収められている。さらに、図6、9に示すように、コイル62どうしを電気接続するため、各トゥース61b間に渡って、コイル62どうしを連絡する渡り線62bが、インシュレータ63の外周壁部63bの外周などに配設されている。
ここで、このようなコイル組立64を備えたモータにおいて、万一、コイル62に流れる過大電流を防止するような安全保護機能が正常に動作しないと、コイル62に過大な電流が流れることになる。すると、コイル62や渡り線62bが発熱して極めて高温となる。その結果、コイル62での巻線どうしが短絡するようなレアショートが発生したり、レアショートによる火花が生じたりし、さらには、生じた火花がインシュレータ63等から生じたガスに引火して発火するおそれもある。そして、特に、上述のようなコイルエンド62aや渡り線62bは、ステータコア61からはみ出ているため、このような不具合が生じる可能性が高くなる。
そこで、第1の実施形態と同様に、本実施形態でも、図11に示すように、コイル組立64の外側に、不燃対策としての金属部材である金属内カバー66を配置している。金属内カバー66を備えるコイル組立64は、モールド樹脂の内部に設けられる。図9および図10に示すように、金属内カバー66は、略円筒形状を成す両側が開口した金属製の筒である。そして、本実施形態では、このような金属内カバー66が、コイル組立64の外周から径方向Yに所定の間隔をあけて、その外周の外側を取り巻くように、配置されている。
また、金属内カバー66は、図10に示すように、小径部66aと、小径部66aよりも径の大きい大径部66bとを有している。
大径部66bは、軸方向Xの両側に突出したコイルエンドのうちの一方のコイルエンド62aを周方向Zに亘って囲むように、一方のコイルエンド62aに対向している。小径部66aは、ステータコア61の外周表面を周方向Zに亘って囲むように、ステータコア61に対向している。
そして、さらに、本実施形態では、図10に示すように、小径部66aの周方向の一部において、上述したような両ブラケット35、65を互いに接続するリード線67を通すために、径方向外側に突出する凸部66cを設けている。
言い換えれば、本構成は、ステータコア61と金属内カバー66との間に、電線であるリード線67を配置する隙間である隙間部616を有する。この隙間部616は、金属内カバー66の表面から外周方向に突出する凸部66cで形成できる。
また、この小径部66aをステータコア61の外周に嵌め込むことが可能となるように、小径部66aの内径をステータコア61の外径とほぼ等しくしている。具体的には、図6に示すように、ステータコア61の外周表面に複数の突起61pが周方向Zに等間隔で形成されている。そして、金属内カバー66の小径部66aの内径の大きさとしては、これら突起61pそれぞれの先端に対して、この小径部66aの内周面が接する程度の大きさとしている。
また、小径部66aの軸方向Xの寸法も、ステータコア61の軸方向Xの寸法とほぼ等しくしている。これより、ステータコア61の各突起61pの先端と金属内カバー66の小径部66aの内周面とが接合するように、コイル組立64に金属内カバー66を嵌め込むことで、図11に示すように、コイル組立64に金属内カバー66が簡易的に仮固定される。また、図6、9に示すように、仮固定された状態で、各突起61pおよびリード線67が配置される箇所を除き、ステータコア61の外周表面と小径部66aの内周面との間には、僅かなスペース616があり、モールド成型時において、このスペース616にも樹脂が充填される。
また、図9に示すように、大径部66bの軸方向Xの寸法は、コイルエンド62aの軸方向Xの寸法よりも大きい。このような大径部66bを、金属内カバー66において小径部66aの軸方向Xの一方側のみに設けている。このような金属内カバー66をコイル組立64に取り付けることで、金属内カバー66の大径部66bが、軸方向Xの一方側のコイルエンド62aや渡り線62bを取り囲むように配置される。
なお、図9では、この金属内カバー66の配置をより明確にするため、インシュレータ63、コイルエンド62aおよび渡り線62bなどを次のようにも区別して示している。すなわち、図9での軸方向Xにおいて、ステータコア61に対する一方側に、インシュレータ63B、コイルエンド62aBおよび渡り線62bBが配置される。同様に、軸方向Xにおいて、その反対の他方側に、インシュレータ63T、コイルエンド62aTおよび渡り線62bTが配置されるように示している。
すなわち、図9に示すように、金属内カバー66は、その大径部66bが、インシュレータ63B、コイルエンド62aBや渡り線62bBを取り囲むように配置される。一方、インシュレータ63T、コイルエンド62aTや渡り線62bTは、金属内カバー66に取り囲まれていない。
さらに、本実施形態では、図9に示すように、インシュレータ63Bが配置される側において、ピン37を含む端子キャップ36を配置している。すなわち、インシュレータ63Bの外周壁部63bには、ピン37が取り付けられるように、ピン取付溝63dが形成される。そして、このピン取付溝63dにピン37が取り付けられるとともに、その上から端子キャップ36を被せるように、インシュレータ63B側の各部材を配置している。
特に、例えばモールド成型時において、図9に示すようなコイル組立64、金属内カバー66および端子キャップ36の配置関係がずれてしまわないように、本実施形態では、さらに次のような特徴部を含む構成としている。
まず、図中下方に位置するインシュレータ63Tのそれぞれには、その外周に、図中上方に位置するインシュレータ63Bに含まれない、位置決め部63eを形成している。図9に示すように、位置決め部63eは、ステータコア61に対してインシュレータ63Tを装着したとき、径方向Yにおいて、ステータコア61の外周面よりも、外周方向に突出する部位である。インシュレータ63Tが位置決め部63eを有するため、金属内カバー66を取り付けた場合、小径部66aの端部が、この位置決め部63eに接触し、金属内カバー66の軸方向Xの動きが規制される。このように、この位置決め部63eにより、小径部66aとステータコア61、および、大径部66bとインシュレータ63Bとの位置関係が一義的に定まる。
さらに、本実施形態では、図9に示すような配置関係を保持するため、インシュレータ63B側に配置する端子キャップ36も利用している。本実施形態では、図10に示すように、端子キャップ36は、電気接続端子用のピン37を位置決めしている。端子キャップ36は、金属内カバー66が有する大径部66bの端部と接して配置される。
特に、端子キャップ36は、端子板361と、側壁362と、キャップ突起363と、を有する。端子板361は、ステータコア61の端面と向い合って配置され、ピン37が取り付けられる。側壁362は、端子板361の外周側から軸方向Xに沿ってステータコア61側に伸びる。キャップ突起363は、端子板361の外周からさらに外周方向に突出している。
キャップ突起363は、金属内カバー66が有する大径部66bの環状端部と接触するように配置される。
また、図12に示すように、キャップ突起963は、キャップ突起963の外周側から側壁に沿ってステータコア61側に突出する軸突起部963aをさらに有する。
端子キャップ96の外周面には、周方向に所定の間隔を有して複数の軸突起部963aが形成されている。
図面とともに、詳細に説明する。図10に示すように、端子キャップ36は、大きい方の端子キャップ36Lと、小さい方の端子キャップ36Sとの2つで構成される。端子キャップ36Lと端子キャップ36Sとは、金属内カバー66が有する大径部66bの内側において、互いに略対向するように配置される。また端子キャップ36はそれぞれ、端子板361と側壁362とキャップ突起363とを備えている。
図10に示すように、端子板361は、金属内カバー66が有する大径部66bに一定幅で沿うような円弧状の平面を成している。このような端子板361が、ステータコア61の端面と平行となるように、端子キャップ36が配置される。端子板361には、複数のピン孔369が形成されており、上述したように、インシュレータ63Bに取り付けられたピン37が、ピン孔369を貫通し、端子板361から突出する。
側壁362は、端子板361の外周側から端子板361に対して垂直に伸びる曲面を成している。このような側壁362が、大径部66bの内周に接触しながらその内周に沿うように、端子キャップ36が配置される。ここで、本実施形態に係る金属内カバー66において、大径部66bは、小径部66aよりも大きな径で形成される。よって、大径部66bは、ピン37と十分な絶縁距離を保った状態で、ステータコア61に取り付けられる。しかも、本実施形態によれば、端子キャップ36を配置することで、絶縁材料で形成された側壁362が、導電性の大径部66bとピン37との間に位置することになる。すなわち、本実施形態では、端子キャップ36に側壁362を設けることで、大径部66bとピン37との間の接触を防止し、さらに、両者間の絶縁距離も、より余裕を持って確保している。
キャップ突起363は、端子板361の外周から部分的にさらに外周方向に突出した形状を成している。図9に示すように、このようなキャップ突起363が、金属内カバー66の大径部66bの環状端部と接触するように、端子キャップ36が配置される。すなわち、本実施形態では、金属内カバー66に対して、位置決め部63eとともに端子キャップ36のキャップ突起363をも利用し、軸方向Xの位置を規制し、金属内カバー66の位置ずれを防いでいる。これに加えて、本実施の形態では、図10のように、それぞれに側壁362を含む端子キャップ36Lと端子キャップ36Sとを、略対向するように配置している。このため、金属内カバー66が径方向Yへ動くように作用しても、側壁362によりその動きが阻止されるように働くことになる。このように、本実施形態では、インシュレータ63Tに位置決め部63eを設けるとともに、端子キャップ36に側壁362やキャップ突起363を設けている。そして、これによって、金属内カバー66の位置を規制し、モールド成型時での樹脂の流れや成型圧力による影響を抑制し、図9に示すような配置関係の保持精度を高めている。
なお、金属内カバー66の位置を規制し、保持精度を高めるために、さらに他の構成とすることが可能である。
例えば、図12は、端子キャップ36に代えて、他の構成例としての端子キャップ96の斜視図である。図12でも、大きい方の端子キャップ96Lと、小さい方の端子キャップ96Sとの2つで構成した例を示している。また、図13は、コイル組立64、金属内カバー66およびこの端子キャップ96の配置関係を示す断面図である。
図12および図13に示すように、端子キャップ96は、概略的には、図9に示す端子キャップ36のキャップ突起363に対して、溝部963nを設けたようなキャップ突起963を含む構造としている。より詳細には、このキャップ突起963は、軸突起部963aと、溝部963nとを含む構成である。軸突起部963aは、側壁362に対して平行となるように、キャップ突起963の外周から軸方向Xに沿って突出している。そして、この構成により、側壁362と軸突起部963aとの間に、溝のようなスペースである溝部963nが形成される。
図13に示す構成では、金属内カバー66の大径部66bの環状端部が溝部963nに入り込むように、端子キャップ96が配置される。すなわち、このような構成により、大径部66bの環状端部が、側壁362と軸突起部963aとの間に挟まれる。このため、金属内カバー66が径方向Yへ動くように作用しても、図9示す構成に比べてより強固に、その動きが阻止されるように働くことになる。このように、図12に示すような端子キャップ96により、金属内カバー66の位置を規制し、モールド成型時での樹脂の流れや成型圧力による影響を抑制し、図13に示すような配置関係の保持精度をより高めることができる。
また、以上の説明では、図10に示すように、端子キャップ36に対して、部分的にキャップ突起363を設けた一例を挙げて説明した。しかし、キャップ突起は、端子キャップ36の外周側全体に設けるような構成であってもよい。また、キャップ突起363は、2つ以上であればよい。例えば、周方向に120度間隔で、3つのキャップ突起363を設けるような構成であってもよい。さらに、端子キャップ36を大小の2つに分けた例を挙げて説明したが、1つの環状形状として構成してもよく、逆に2つ以上に分けてもよい。
以上、説明したように、コイルエンド62aB、インシュレータ63Bの外周壁部63bおよび渡り線62bBよりも外周側に、不燃対策である金属内カバー66の大径部66bが配置される。このため、上述のようなレアショートなどによる不具合によりコイル62から出火して、インシュレータ63Bや渡り線62bBより径方向外周側に火が延焼しようとしても、金属内カバー66が有する大径部66bにより、その火や煙が遮断され、モータ103の外部に火や煙が出ることを防止できる。
次に、本実施の形態では、ステータ60内に金属内カバー66を配置した防火対策に加えて、不燃対策として、さらに金属外カバー76を備えた構成としている。この金属外カバー76は、ステータ60が有するモールド樹脂部69の外側表面に対して装着される。本実施形態では、この金属外カバー76は、出力軸21p側においてステータ60の外側に装着される。また、このように装着することで、金属外カバー76は、軸方向Xにおいて、ステータコア61に対し、金属内カバー66の大径部66bとは反対側となる位置に配置される。
図14は、この金属外カバー76を説明するための図である。図14では、他の部材との配置関係を示すため、この金属外カバー76とともに、コイル組立64、金属内カバー66、第2のブラケット65およびピン37を含む端子キャップ36も示している。すなわち、図5に示すように、金属外カバー76を装着することで、図14に示すように、金属外カバー76は、軸方向Xにおいて、ステータコア61に対し、金属内カバー66が有する大径部66bとは反対側となる位置に配置される。ここで、上述のとおり、大径部66bの反対側には、出力軸21pが突出する第2のブラケット65とともに、インシュレータ63T、コイルエンド62aTおよび渡り線62bTが配置される。なお、以下、適宜、軸方向Xにおいて、このようなステータコア61に対して金属内カバー66の大径部66bとは反対側を、出力軸21pが配置される出力軸側とし、出力軸側の反対側を反出力軸側として説明する。
金属外カバー76は、天面部76aと、曲面部76bと、円筒部76cとで構成されて、中空のカップ形状を成している。この金属外カバー76が有する天面部76aは、円盤形状を成すとともに中心に開口部76hを有する。曲面部76bは、天面部76aから曲面状に略直角に曲がっている。円筒部76cは、曲面部76bから円筒状に伸び、円筒部76cの端部側が開口している。また、この円筒部76cをステータ60の外周に嵌め込むことが可能となるように、円筒部76cの内径をステータ60の外径とほぼ等しくしている。
また、金属外カバー76をステータ60に装着したとき、金属外カバー76の軸方向Xの寸法については、円筒部76cと金属内カバー66との軸方向Xでの重なり部分76caが生じる程度の寸法としている。言い換えれば、金属外カバー76の取り付け位置は、金属外カバー76をステータ60に装着したとき、円筒部76cとステータコア61との軸方向Xでの重なり部分76caが生じる程度の位置としている。また、具体例として、この重なり部分76caが寸法h1となる例を示している。
このように、本実施形態では、出力軸側において、円筒部76cの少なくとも一部が、重なり部分76caとして、ステータコア61に対して軸方向Xで重なっている。そして、円筒部76cの重なり部分76caが、ステータコア61の外周から径方向Yに所定の間隔をあけて、ステータコア61の外周の外側を取り巻くように、金属外カバー76がコイル組立64に対して配置される。このようなコイル組立64に対する配置関係で、金属外カバー76は、ステータ60に装着される。よって、金属外カバー76は、出力軸側において、インシュレータ63T、コイルエンド62aTおよび渡り線62bTを取り囲むとともにそれら部材を覆うことになる。
言い換えれば、本実施形態におけるモータは、金属部材である金属外カバー76を備える。金属外カバー76は、軸方向Xの両側に突出したコイルエンド62aのうちの他方のコイルエンド62aTを少なくとも周方向に亘って囲むように、モールド樹脂の外表面に装着されている。
このように、コイルエンド62aT、インシュレータ63Tおよび渡り線62bTは、不燃対策としての金属外カバー76に覆われている。このため、上述のような不具合、例えばレアショートなどで出火し、インシュレータ63Tや渡り線62bTより径方向Yの外周側に火が延焼しようとしても、金属外カバー76により、その火や煙が遮断され、モータ103の外部に火や煙が出ることを防止できる。
さらに、本実施形態では、金属外カバー76の天面部76aの少なくとも一部が、重なり部分76aaとして、第2のブラケット65に対して径方向Yで重なっている。より詳細には、開口部76hの外周より外側の天面部76aの一部が、第2のブラケット65の外周側の一部と径方向Yで重なる環状の重なり部分76aaとなっている。また、図14では、この重なり部分76aaが寸法w1となる例を示している。このように、本実施形態では、第2のブラケット65に対する金属外カバー76の重なり部分76aaを設けることで、モータ103内部で生じた火や煙に対する外部への遮断効果を高めている。
次に、本実施の形態では、上述したように、電食に対してその予防効果を高めるため、第1のブラケット35と第2のブラケット65とを、導電部材により電気的に接続している。図15Aは、ステータ60において、金属内カバー66の凸部66cを含む箇所の断面を示す断面図である。図15Bから図15Dは、それぞれ本実施形態におけるモータに用いられる導電部材であるリード線67の接続状態を示す説明図である。図15Aに示すように、第1のブラケット35と第2のブラケット65とは、導電部材としてのリード線67、ピン37およびピン38によって、電気的に接続されている。
リード線67は、金属の導線を絶縁材料により被覆した通常の電線であり、特に、本実施形態では、このようなリード線67をステータコア61の外周面と金属内カバー66の内周面との間に通すような構成としている。すなわち、本実施形態では、例えば図10に示すように、金属内カバー66に凸部66cを設けている。そして、図15Aに示すように、ステータコア61の外周面とこの凸部66cの内周面との間の隙間部616cにより、リード線67を通すのには十分なスペースを確保している。また、図15Bに示すように、本実施形態では、第2のブラケット65の外周端部において、第2のブラケット65の接続部65cが、ハンダ39aにより、リード線67の端部であって露出する導線箇所とはんだ付けされることで、リード線67の一端が第2のブラケット65と電気的に接続される。
図15Aに示すように、このリード線67は、インシュレータ63T側に開いた開口から隙間部616cに挿入される。さらに、インシュレータ63B側に開いた開口を通って隙間部616cから、リード線67の他端側が引き出される。引き出されたリード線67の他端側は、インシュレータ63Bに取り付けられたピン37の近傍に引き回される。
なお、リード線67の一端と第2のブラケット65が有する接続部65cとの電気的な接続は、つぎの形態でも実現できる。すなわち、図15Cに示すように、リード線67の端部であって露出する導線箇所には、取付具37dが取り付けられる。取付具37dは、ヒュージング(Fusing)により、第2のブラケット65が有する接続部65cと接続される。ヒュージングは、熱かしめともいわれる。このようにして、導電部材であるリード線67は、第2のブラケット65と電気的に接続される。
あるいは、図15Dに示すように、リード線67の端部であって露出する導線箇所には、接続端子37eが取り付けられる。接続端子37eの取付部分がかしめられることで、接続端子37eの取付部分は露出する導線箇所と固定される。接続端子37eは、ボルト37fにより、第2のブラケット65が有する接続部65cと接続される。このようにして、導電部材であるリード線67は、第2のブラケット65と電気的に接続される。
その他、第2のブラケット65の端部にかしめ部を形成して、直接、リード線67の端部であって露出する導線箇所が、このかしめ部に圧着されてもよい。
また、図15Bから図15Dに示すように、上述したリード線67の接続構成は、リード線67の一端と第2のブラケット65との接続に代えて、リード線67の他端とピン37との接続に用いることもできる。具体的には、第2のブラケット65が有する接続部65cに代えて、ピン37が有する接続部37cと、リード線67の端部であって露出する導線箇所とが、接続される。
図15Aに示すように、ピン37は、金属板の打抜きや曲げ加工により形成されており、留め針状に伸びる延伸部37aと、曲げなどが施された挿入部37bと、板状に突出する接続部37cとを含む構成である。挿入部37bは、インシュレータ63Bへの取り付け用、延伸部37aは、端子キャップ36での接続端子用、接続部37cは、リード線67との接続用として、それぞれ設けている。すなわち、インシュレータ63Bの外周壁部63bに形成されたピン取付溝63dに対し、この挿入部37bを挿入することで、ピン37がインシュレータ63Bに取り付けられる。そして、インシュレータ63Bからは、延伸部37aが軸方向Xに突出する。また、接続部37cは、例えば図11に示すように、インシュレータ63Bから径方向Yに露出するとともに、周方向Zに突出する。図15A、図15Bに示すように、接続部37cは、ハンダ39bにより、リード線67の端部であって露出する導線箇所とはんだ付けされることで、リード線67の他端がピン37と電気的に接続される。
図15Aに示すように、ピン38も、金属板の打抜きや曲げ加工により形成されており、中央箇所を延伸する延伸部38bと、延伸部38bの一方の端部で反り返えるように曲がった曲げ部38aと、延伸部38bの他方の端部で板状を成す接続部38cとを含む構成である。接続部38cは、ピン37の延伸部37aとの接続用、曲げ部38aは第1のブラケット35との接続用として、それぞれ設けている。ここで、図に示すように、モールド成型により完成したコイル組立64に対して回路基板34を装着することにより、回路基板34からピン37が突出する。ピン38は、この回路基板34から突出したピン37に対して電気的に接続される。すなわち、本実施形態では、図15Aに示すように、回路基板34から突出したピン37に、ピン38の接続部38cを取り付け、ハンダ39cによりはんだ付けすることで、ステータ60の内側スペースにおいて、回路基板34からピン38が開口側に向けて突出する。そして、第1のブラケット35をステータ60の開口に蓋をするように装着すると、ピン38の曲げ部38aが有するバネ性によって、第1のブラケット35とピン38とが十分な強度を持って接触する。このようにして、ピン38に対して、第1のブラケット35が電気的に接続される。
本実施形態では、リード線67をステータコア61と金属内カバー66との間の隙間部616cに通す構成としている。すなわち、例えばリード線67を金属内カバー66の外側に通す場合、モールド成型時において、リード線67全体に対して直接に大量の樹脂によって、圧力がかかることになり、はんだ付け部分が外れるなどの不具合が生じるおそれがある。これに対し、本実施形態のようにリード線67を隙間部616cに通すことにより、モールド成型時における樹脂は、リード線67に対し、部分的かつ少量で圧力がかかることになる。このため、はんだ付け部分が外れるなどの不具合が生じる可能性も抑制でき、信頼性の向上が図れる。
さらに、リード線67を金属内カバー66の外側に通す場合、例えばモールド成型時においてリード線67が動くため、リード線67の位置が一定にはならず、その結果、ステータコア61とリード線67との間の浮遊容量は大きく変動することになる。これに対し、本実施形態のようにリード線67を隙間部616cに通すことにより、リード線67の位置をほぼ一定の範囲内とすることができ、ステータコア61とリード線67との間の浮遊容量の変動を抑えることができる。すなわち、電食を引き起こす軸電圧は、上述したように、ステータコア61から発生した高周波信号が浮遊容量などを介して、軸受30A、30Bに伝達することに起因する。これに対し、本実施形態では、リード線67への浮遊容量の変動を抑制できるため、ステータコア61からの高周波信号に起因して、リード線67に電気的に接続される軸受30A、30Bの外輪30oに生じる電圧に対し、その電圧の変動も抑制できる。このため、電食を引き起こす軸電圧の変動も抑制でき、精度よく電食の発生も抑制できる。
以上、本実施形態によれば、ステータ60をモールド樹脂で覆ったモールドモータ103において、軸受30A、30Bの電食を防止しつつ、ステータコア61に巻回されたコイル62に過大な電流が流れた場合でも、モータ外部に火が洩れ出ることを防止することができる。
なお、本実施形態では、金属内カバー66に凸部66cを設け、リード線67が、ステータコア61の外周面と金属内カバー66の内周面との間を通るような構成例を挙げて説明した。しかし、他の構成により、リード線67が、ステータコア61の外周面と金属内カバー66の内周面との間を通るようにすることも可能である。図16Aおよび図16Bでは、このような他の構成例を示している。
まず、図16Aでは、ステータコア61の表面に軸方向Xに伸びる溝61nを形成し、この溝61nを利用するような構成例を示している。つまり、隙間部616として、ステータコア61に形成された溝部61nが形成されている。このような構成によっても、金属内カバー66が有する小径部66aとこの溝61nとの間に形成されたスペースを利用し、ステータコア61の外周表面と金属内カバー66の内周面との間にリード線67を通すことができる。
また、図16Bでは、リード線67に代えて、長く伸びた平坦な金属部材であるリード線67aを利用するような構成例を示している。このような構成によっても、ステータコア61の外周表面と小径部66aの内周面との間のスペース616が利用できる。つまり、リード線67aは、ステータコア61の外周表面と金属内カバー66の内周面との間を通ることができる。
以上説明したように、本実施形態のモータ103は、不燃対策としての金属内カバー66と金属外カバー76とを備えている。
上述したように、この金属内カバー66がステータコア61の側面に装着された状態でモールド成型することにより、これら部材を一体化したモールド樹脂部69を含むステータ60が構成される。このようなステータ60において、反出力軸側では、金属内カバー66の大径部66bが、インシュレータ63B、コイルエンド62aBや渡り線62bBを取り囲むように配置される。このため、反出力軸側においては、金属内カバー66の大径部66bにより、モータ103内部で生じた火や煙に対する遮断が可能となる。
さらに、本実施形態では、ステータ60の外周には、金属外カバー76が上述のように嵌め込まれている。これにより、出力軸側では、金属外カバー76が、インシュレータ63T、コイルエンド62aTや渡り線62bTを覆うように配置される。このため、出力軸側においては、金属外カバー76により、モータ103内部で生じた火や煙に対する遮断が可能となる。
そして、本実施形態では、トゥース61bの内周面のみ露出状態としながら、金属内カバー66全体とともにインシュレータ63やコイルエンド62a全体もモールド樹脂部69で覆った構成としている。このため、上記の防火対策を施しながら、ステータ60におけるコイル組立64の保持強度も十分に確保している。
さらに、本実施形態では、ロータ80において、ロータ樹脂部85での内部樹脂部85bを誘電体層として機能させ、ロータ80側のインピーダンスを高くして、ステータ60側のインピーダンスに近似させ、軸受30における電食の発生を抑制している。そして、第1のブラケット35と第2のブラケット65とを、導電部材により電気的に接続する構成によって、両ブラケット35、65を同電位とし、一対の軸受30A、30Bの外輪側の電圧を揃えており、これによって、電食の抑制効果をさらに高めている。
このように、本実施形態によっても、ステータ60をモールド樹脂部69で覆ったモールドモータ103において、軸受30A、30Bの電食を防止しつつ、ステータコア61に巻回されたコイル62に過大な電流が流れた場合でも、モータ外部に火が洩れ出ることを防止することができる。
(第4の実施形態)
図17は、本発明の第4の実施形態におけるモールドモータ(以下、適宜、モータと呼ぶ)105の断面図である。図18は、同、モータ105におけるコイル組立641と金属内カバー66との断面図である。図19は、コイル組立641と金属内カバー66との分解斜視図である。また、図20は、コイル組立641の外周に金属内カバー66を配置した構成図である。
図17は、本発明の第4の実施形態におけるモールドモータ(以下、適宜、モータと呼ぶ)105の断面図である。図18は、同、モータ105におけるコイル組立641と金属内カバー66との断面図である。図19は、コイル組立641と金属内カバー66との分解斜視図である。また、図20は、コイル組立641の外周に金属内カバー66を配置した構成図である。
本実施形態でのモータ105は、図5、図9等に示す第3の実施形態との比較において、第3の実施形態のインシュレータ63Tを変形したインシュレータ631Tを備えている。すなわち、図17に示すように、モータ105は、第2のブラケット65側に配置したインシュレータ631Tを含むコイル組立641に金属内カバー66を装着し、これら部材を一体化したモールド樹脂部69を含むステータ601を備えている。なお、その他の構成や動作は、第3の実施形態と同様であり、第3の実施形態と同一の構成要素については同じ符号を付すとともに、同様の箇所については、第3の実施形態の説明を援用する。
図18に示すように、一方のインシュレータ631Tは、位置決め部63eから軸方向Xに沿ってステータコア61側に突出する位置決め突起部631fを有する。
さらに、図に示すように、本実施形態でのコイル組立641は、反出力軸側においては、第3の実施形態と同様のインシュレータ63Bそれぞれが配置されるのに対して、第2のブラケット65が配置される出力軸側においては、インシュレータ631Tそれぞれが配置される。インシュレータ631Tは、第3の実施形態と同様に1つのトゥース61bに対応し、底面部63a、外周壁部63b、内周壁部63cおよび位置決め部63eに加えて、さらに、位置決め突起部631fを有している。出力軸側において、インシュレータ631Tをステータコア61に装着したとき、位置決め部63eは、上述のとおり、径方向Yにおいて、ステータコア61の外周面よりも、外周方向に突出する。そして、位置決め突起部631fは、位置決め部63eから軸方向Xに沿ってステータコア61側に突出している。言い換えると、ステータコア61の出力軸側端部にインシュレータ631Tを装着したとき、ステータコア61の外周面と位置決め突起部631fとの間にスペース617が形成される。本実施形態では、図20に示すように、このスペース617に、金属内カバー66に形成された小径部66aの端部が挿入されるような構成としている。本実施形態では、位置決め部63eに加えて、この位置決め突起部631fも形成し、これらで金属内カバー66を受けることにより、金属内カバー66の軸方向Xおよび径方向Yへのずれに対し、ずれ防止への万全な対策を図っている。
ところで、本発明のモータは、これまで述べたとおりモールドモータであり、ステータ60は、モールド樹脂で一体成型することにより形成される。すなわち、より具体的には、コイル組立64または641、金属内カバー66、第2のブラケット65および端子キャップ36を金型内に配置し、高温で溶融した樹脂を、射出圧を加えて金型に押込み、金型内の空隙に充填する射出成型により一体成型している。このとき、金型に押込む射出圧はかなりの高圧が必要であり、特に、金型内の狭い空間には、より高い圧力が加わることになる。例えば第3の実施形態のステータ60のような構成では、上述したように、ステータコア61の外周表面と小径部66aの内周面との間に、狭い空間であるスペース616があり、このスペース616に非常に高い圧力が加わることになる。しかも、この小径部66aを有する金属内カバー66は、モータの重量や大きさを考慮して、強い圧力に弱く変形しやすい金属薄板で形成されている。
そこで、本実施形態では、位置決め突起部631fを設けることにより、上述のずれ防止に加えて、射出成型時の溶融樹脂の流れに対し、その流れを阻止するような抵抗要素としても利用している。
すなわち、このような射出成型により第3の実施形態に示すステータ60を形成する場合、ステータ60の形状を考慮して、第2のブラケット65の開口65bから溶融樹脂を注入するような構成としている。そして、該第3の実施形態の構成の場合、注入された溶融樹脂は、周方向Zに形成されるインシュレータ63T間の隙間から、ステータコア61と金属内カバー66との間のスペース616に流入する。
これに対し、本第4の実施形態では、位置決め部63eに対して、さらに設けた位置決め突起部631fが、スペース616に流入する溶融樹脂を阻止するように作用することとなるため、金属内カバー66の内側に加わる圧力が抑制されることになる。
特に、位置決め突起部631fの形状として、インシュレータ631Tの外周側の周方向全てを、ステータコア61側へ突出させるのではなく、図19に示すように、1つのインシュレータ631Tに対し、その外周側の部分的に複数の位置決め突起部631fを設けるような構成としている。つまり、一方のインシュレータ631Tの外周面には、周方向Zに所定の間隔を有して複数の位置決め突起部631fが形成されている。すなわち、1つのインシュレータ631Tが有する複数の位置決め突起部631fの間には、周方向のスペース618が形成される。そして、このスペース618の周方向Zの幅を調整し、スペース616に流入する溶融樹脂の流入圧力を調整している。
以上、本実施形態では、コイル組立641が、位置決め突起部631fを有するインシュレータ631Tを備える。このような位置決め突起部631fを備えた構成により、コイル組立641に対する金属内カバー66の配置において、その位置関係の精度向上が図れる。これとともに、位置決め突起部631fの形状等を調整することにより、金属内カバー66の内側に加わる圧力も抑制するように調整でき、金属内カバー66の変形や破壊なども防止できる。
(第5の実施形態)
図21は、本発明の第5の実施形態におけるモールドモータ(以下、適宜、モータと呼ぶ)106の断面図である。図22は、同、モータ106における金属内カバー661の斜視図である。図23は、同、モータ106における金属内カバー661およびコイル組立642の断面図である。
図21は、本発明の第5の実施形態におけるモールドモータ(以下、適宜、モータと呼ぶ)106の断面図である。図22は、同、モータ106における金属内カバー661の斜視図である。図23は、同、モータ106における金属内カバー661およびコイル組立642の断面図である。
本実施形態でのモータ106は、図5に示す第3の実施形態との比較において、第3の実施形態の金属内カバー66を変形した金属内カバー661、および第3の実施形態のインシュレータ63Tを変形したインシュレータ632Tを備えている。すなわち、図21に示すように、モータ106は、第2のブラケット65側に配置したインシュレータ632Tを含むコイル組立642に金属内カバー661を装着し、これら部材を一体化したモールド樹脂部69を含むステータ602を備えている。なお、その他の構成や動作は、第3の実施形態および第4の実施形態と同様であり、同一の構成要素については同じ符号を付すとともに、同様の箇所については、第3の実施形態および第4の実施形態の説明を援用する。
まず、図22に示すように、不燃対策としての金属内カバー661も、略円筒形状を成す両側が開口した金属製の筒である。そして、金属内カバー661は、第3の実施形態の金属内カバー66と同様の小径部66a、大径部66bおよび凸部66cに加えて、カバー側テーパ部としてのテーパ部661dをさらに有している。
このテーパ部661dは、小径部66aに対し、大径部66bとは反対側の端部に設けられている。テーパ部661dは、逆テーパ形状を成しており、金属内カバー661での小径部66aとの境界から端部に近づくに従って、その径が大きくなる。
さらに、このテーパ部661dと合わせて、本実施形態では、コイル組立642が、第3の実施形態のインシュレータ63Tとは異なるインシュレータ632Tを有している。
すなわち、図23に示すように、一方のインシュレータ632Tは、位置決め突起部631fよりも内周側において、位置決め部63eから軸方向Xに沿ってステータコア61側に向かって、テーパ状に突出するインシュレータ側テーパ部であるテーパ部632gを有する。金属内カバー661は、小径部66aの端部において、外周側に向かってテーパ状に広がるカバー側テーパ部であるテーパ部661dをさらに有する。
つまり、図に示すように、本実施形態でのコイル組立642は、反出力軸側においては、第3の実施形態と同様のインシュレータ63Bが配置されるのに対して、第2のブラケット65が配置される出力軸側においては、インシュレータ632Tが配置される。インシュレータ632Tは、第4の実施形態と同様の底面部63a、外周壁部63b、内周壁部63c、位置決め部63eおよび位置決め突起部631fに加えて、さらに、インシュレータ側テーパ部としてのテーパ部632gを有している。出力軸側において、インシュレータ632Tをステータコア61に装着したとき、テーパ部632gは、図23に示すように、位置決め部63eからステータコア61側に伸びて、ステータコア61の外周面に位置するよう配置される。テーパ部632gは、断面が三角形状であり、その全体は逆テーパ形状を成しており、ステータコア61の端部に近づくに従って、その径が大きくなる。また、テーパ部632gは、金属内カバー661のテーパ部661dと、互いの側面の角度および軸方向Xの長さが略等しくなるように形成されている。
すなわち、このようなテーパ部632gを有するコイル組立642に対して、上述のようなテーパ部661dを有する金属内カバー661を嵌め込んでいく。すると、テーパ部661dがテーパ部632gに接触した時点で、テーパ部661dがストッパとして機能し、それ以上の嵌め込みが不可能となる。また、図23に示すように、金属内カバー661を完全に嵌め込んだとき、テーパ部661dは、径方向Yにおいて、インシュレータ632Tのテーパ部632gと位置決め突起部631fとの間に配置される。
このように、本実施形態では、位置決め部63eや位置決め突起部631fに加えて、テーパ部661dとテーパ部632gとによって、コイル組立642に対する金属内カバー661の軸方向Xの位置を規制している。
以上、本実施形態では、コイル組立642がテーパ部632gを有するインシュレータ632Tを備えるとともに、金属内カバー661がテーパ部632gの形状と一致するようなテーパ部661dを備える。このため、本実施形態では、コイル組立642に対して容易に金属内カバー661を嵌め込むことができる。特に、このようなテーパ形状によってストッパ機能を実現しているため、より簡単に嵌め込むことができる。しかも、テーパ部661dとテーパ部632gとが接触するまで嵌め込むような容易な操作で、位置関係がずれることなく、正確に、コイル組立642と金属内カバー661との軸方向Xでの位置を合わせることができる。このため、反出力軸側に位置するインシュレータ63B、コイルエンド62aBおよび渡り線62bBに対し、金属内カバー661の大径部66bを、それら部材の周囲に正確に配置できる。よって、本実施形態によれば、不燃層である金属内カバー661の大径部66bをより精度よく配置できるため、モータ106の外部に火や煙が出ることをより確実に防止できる。
なお、以上の実施形態では、不燃対策として、金属で作成された金属部材である金属内カバーと金属外カバーとを挙げて説明したが、金属内カバーと金属外カバーとは、不燃材であればよい。金属内カバーと金属外カバーとは、不燃材であるセラミックなど金属以外の材料で作成されていてもよい。
本発明の利用分野は、ステータがモールド樹脂で覆われているいわゆるモールドモータに対して、広範囲で利用することができる。
100,101,102,102a,103,104,105,106 モールドモータ(モータ)
10,60,601,602 ステータ
11,61 ステータコア
61b ティース(トゥース)
12,62 コイル
12a,62a,62aB,62aT コイルエンド
13,63,63B,63T,631T,632T インシュレータ
14 モールド樹脂
14a 外表面(外周表面)
14b 軸方向端面
16A,16B,16C 金属部材
16BB 部位
17A,17B,17C 金属ブラケット
18,34 回路基板
19 導電部材
20,80 ロータ
21 回転軸
21p 出力軸
22,82 回転体
23,84 磁石
23a 外周面
25 誘電体層
30,30A,30B 軸受
30b ボール
30i 内輪
30o 外輪
34a 電子部品
34b,65b 開口
35 第1のブラケット
35a,65a 保持部
36,36L,36S,96,96L,96S 端子キャップ
37,38 ピン
37a,38b 延伸部
37b 挿入部
37c,38c,65c 接続部
37d 取付具
37e 接続端子
37f ボルト
38a 曲げ部
39a,39b,39c ハンダ
61a ヨーク
61c スロット
61n 溝
61p 突起
61ba トゥース中間部
61bb トゥース先端部
62b,62bB,62bT 渡り線
63a 底面部
63b 外周壁部
63c 内周壁部
63d ピン取付溝
63e 位置決め部
64,641,642 コイル組立
65 第2のブラケット
66,661 金属内カバー(金属部材)
66a 小径部
66b 大径部
66c 凸部
67,67a リード線(導電部材)
68 配線ホルダ
69 モールド樹脂部
69a 取付部
76 金属外カバー(金属部材)
76a 天面部
76aa,76ca 重なり部分
76b 曲面部
76c 円筒部
76h 開口部
83 ロータコア
83a 内側ロータコア
83b 外側ロータコア
83c 磁石挿入孔
83d 樹脂貫通孔
85 ロータ樹脂部(誘電体層)
85a 端板樹脂部
85b 内部樹脂部
361 端子板
362 側壁
363,963 キャップ突起
369 ピン孔
608 空隙
616,617,618 スペース(隙間部)
616c 隙間部
631f 位置決め突起部
632g,661d テーパ部
963a 軸突起部
963n 溝部
10,60,601,602 ステータ
11,61 ステータコア
61b ティース(トゥース)
12,62 コイル
12a,62a,62aB,62aT コイルエンド
13,63,63B,63T,631T,632T インシュレータ
14 モールド樹脂
14a 外表面(外周表面)
14b 軸方向端面
16A,16B,16C 金属部材
16BB 部位
17A,17B,17C 金属ブラケット
18,34 回路基板
19 導電部材
20,80 ロータ
21 回転軸
21p 出力軸
22,82 回転体
23,84 磁石
23a 外周面
25 誘電体層
30,30A,30B 軸受
30b ボール
30i 内輪
30o 外輪
34a 電子部品
34b,65b 開口
35 第1のブラケット
35a,65a 保持部
36,36L,36S,96,96L,96S 端子キャップ
37,38 ピン
37a,38b 延伸部
37b 挿入部
37c,38c,65c 接続部
37d 取付具
37e 接続端子
37f ボルト
38a 曲げ部
39a,39b,39c ハンダ
61a ヨーク
61c スロット
61n 溝
61p 突起
61ba トゥース中間部
61bb トゥース先端部
62b,62bB,62bT 渡り線
63a 底面部
63b 外周壁部
63c 内周壁部
63d ピン取付溝
63e 位置決め部
64,641,642 コイル組立
65 第2のブラケット
66,661 金属内カバー(金属部材)
66a 小径部
66b 大径部
66c 凸部
67,67a リード線(導電部材)
68 配線ホルダ
69 モールド樹脂部
69a 取付部
76 金属外カバー(金属部材)
76a 天面部
76aa,76ca 重なり部分
76b 曲面部
76c 円筒部
76h 開口部
83 ロータコア
83a 内側ロータコア
83b 外側ロータコア
83c 磁石挿入孔
83d 樹脂貫通孔
85 ロータ樹脂部(誘電体層)
85a 端板樹脂部
85b 内部樹脂部
361 端子板
362 側壁
363,963 キャップ突起
369 ピン孔
608 空隙
616,617,618 スペース(隙間部)
616c 隙間部
631f 位置決め突起部
632g,661d テーパ部
963a 軸突起部
963n 溝部
Claims (28)
- 軸方向に延伸する回転軸と、永久磁石を保持して前記回転軸に固定される回転体とを有するロータと、
複数の突極が形成されたステータコアと、前記ステータコアの突極ごとにインシュレータを介して巻回された複数のコイルとを有し、前記ロータに対向して配置されるステータと、
前記ロータを回転自在に支持する一対の軸受と、
前記ステータを覆うモールド樹脂と、
を備えたモールドモータであって、
前記回転体は、前記回転軸と前記回転体の外周面との間に形成された誘電体層を有し、
前記コイルは、前記ステータコアから前記軸方向の両側に突出したコイルエンドを有し、
前記コイルエンドよりも外周側であって少なくともコイルエンドに対向する部位に、金属部材が周方向に亘って設けられている、モールドモータ。 - 前記金属部材は、前記モールド樹脂の外周表面において、少なくとも前記コイルエンドに対向する部位に位置する、請求項1に記載のモールドモータ。
- 前記金属部材は、前記モールド樹脂の内部であって、少なくとも前記コイルエンドに対向する部位に位置する、請求項1に記載のモールドモータ。
- 前記金属部材は、互いに離間して帯状に形成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のモールドモータ。
- 前記モールド樹脂は、前記軸方向に位置する、前記モールド樹脂の軸方向端面が外部に露出しており、
前記金属部材は、前記モールド樹脂の前記軸方向端面において、前記コイルエンドに対向する部位まで延在している、請求項1に記載のモールドモータ。 - 前記モールド樹脂は、前記モールド樹脂の前記軸方向と直交する径方向の厚みが、前記モールド樹脂の前記軸方向の厚みよりも薄く形成されている、請求項1に記載のモールドモータ。
- 前記誘電体層は、前記ロータ側のインピーダンスを、前記ステータ側のインピーダンスに近づけるように、前記誘電体層の静電容量が調整されている、請求項1から6のいずれか一項に記載のモールドモータ。
- 前記一対の軸受を固定する一対の金属ブラケットをさらに備え、
前記一対の金属ブラケットは、導電部材によって、電気的に接続されている、請求項1から7のいずれか一項に記載のモールドモータ。 - 前記一対の軸受のうちの一方の軸受を固定する金属ブラケットをさらに備え、
前記金属ブラケットと前記ステータコアとは、導電部材によって、電気的に接続されている、請求項1から7のいずれか一項に記載のモールドモータ。 - 前記導電部材は、前記モールド樹脂の内部に埋設されている、請求項8または9に記載のモールドモータ。
- 前記導電部材は、前記モールド樹脂の前記外周表面上に位置する、請求項8に記載のモールドモータ。
- 前記金属部材は、
金属内カバーとして前記モールド樹脂の内部に設けられ、
前記軸方向の両側に突出したコイルエンドのうちの一方のコイルエンドを前記周方向に亘って囲むように、前記一方のコイルエンドに対向する大径部と、
前記大径部よりも小さい内径であり、前記ステータコアの外周表面を前記周方向に亘って囲むように、前記ステータコアに対向する小径部と、を有する、請求項1に記載のモールドモータ。 - 金属部材である金属外カバーをさらに備え、
前記金属外カバーは、前記軸方向の両側に突出したコイルエンドのうちの他方のコイルエンドを少なくとも前記周方向に亘って囲むように、前記モールド樹脂の外表面に装着される、請求項12に記載のモールドモータ。 - 前記一対の軸受を固定する一対の金属ブラケットをさらに備え、
前記一対の金属ブラケットは、前記ステータコアと前記金属内カバーとの間を通る電線を含めた導電部材によって、電気的に接続されている、請求項12に記載のモールドモータ。 - 前記一対の軸受のうちの一方の軸受を固定する金属ブラケットをさらに備え、
前記金属ブラケットと前記ステータコアとは、前記ステータコアと前記金属内カバーとの間を通る電線を含めた導電部材によって、電気的に接続されている、請求項12に記載のモールドモータ。 - 前記ステータコアと前記金属内カバーとの間に、前記電線を配置する隙間である隙間部を有する、請求項14または15に記載のモールドモータ。
- 前記隙間部は、前記金属内カバーの表面から外周方向に突出する凸部である、請求項16に記載のモールドモータ。
- 前記隙間部は、前記ステータコアに形成された溝部である、請求項16に記載のモールドモータ。
- 前記インシュレータは、前記ステータコアに形成された前記突極の軸方向の両側に配置され、前記ステータコアに装着される底面部と、外周側の壁を成す外周壁部と、内周側の壁を成す内周壁部と、を有し、
前記軸方向の両側に配置される前記インシュレータのうちの一方のインシュレータは、さらに、前記外周壁部よりも外周方向に突出し、前記金属内カバーが有する前記小径部の端部と接触する位置決め部を有する、請求項12に記載のモールドモータ。 - 前記一方のインシュレータは、前記位置決め部から前記軸方向に沿って前記ステータコア側に突出する位置決め突起部をさらに有する、請求項19に記載のモールドモータ。
- 前記一方のインシュレータの外周面には、周方向に所定の間隔を有して複数の前記位置決め突起部が形成されている、請求項20に記載のモールドモータ。
- 前記一方のインシュレータは、前記位置決め突起部よりも内周側において、前記位置決め部から前記軸方向に沿って前記ステータコア側に向かって、テーパ状に突出するインシュレータ側テーパ部をさらに有し、
前記金属内カバーは、前記小径部の端部において、外周側に向かってテーパ状に広がるカバー側テーパ部をさらに有する、請求項20に記載のモールドモータ。 - 前記軸方向の両側に配置される前記インシュレータのうちの他方のインシュレータは、さらに、電気接続端子用のピンを取り付けるピン取付部を有する、請求項19に記載のモールドモータ。
- 電気接続端子用のピンを位置決めする端子キャップをさらに備え、
前記端子キャップは、前記金属内カバーが有する前記大径部の端部と接して配置される、請求項12に記載のモールドモータ。 - 前記端子キャップは、
前記ステータコアの端面と向い合って配置され、前記ピンが取り付けられる端子板と、
前記端子板の外周側から前記軸方向に沿って前記ステータコア側に伸びる側壁と、
前記端子板の外周からさらに外周方向に突出したキャップ突起と、を有する、請求項24に記載のモールドモータ。 - 前記キャップ突起は、前記金属内カバーが有する前記大径部の環状端部と接触するように配置される、請求項25に記載のモールドモータ。
- 前記キャップ突起は、
前記キャップ突起の外周側から前記側壁に沿って前記ステータコア側に突出する軸突起部をさらに有する、請求項25に記載のモールドモータ。 - 前記端子キャップの外周面には、周方向に所定の間隔を有して複数の前記軸突起部が形成されている、請求項27に記載のモールドモータ。
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