(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のモールドモータでは、ステータ内部に複数の金属棒を埋設し、これら金属棒の端部がエンドブラケットに接触している。また、アースを取るためにステータ鉄心に予めアースピン用の穴を貫通させておき、その穴に金属棒を挿入する。しかし、特許文献1のモールドモータでは、排熱及びアース用に複数の金属棒を用意する必要があり、モータの構成部材が多くなるという課題がある。また、特許文献1のモールドモータでは、金属棒を挿入するために複数の穴を設ける必要があり、製造コストも大きくなる。
【0005】
特許文献2のモールドモータでは、ブラケットの外周部の突出部をステータコアの外周部の出力側端面に接触させることで排熱を行っている。しかし、電磁鋼板からなるステータコアにおいては、電磁鋼板の層間絶縁を図るために絶縁被膜が施されており、電磁鋼板の積層方向に熱が流れにくい。したがって、ステータコアの出力側端面からブラケットの突出部へ熱が流れにくく、十分な排熱効果は得られない。
【0006】
特許文献3のモールドモータでは、負荷側フランジを固定子鉄心の軸方向端部に接触させることで排熱を行っている。しかし、特許文献3の固定子鉄心においても、電磁鋼板の積層方向に熱が流れにくい。したがって、固定子鉄心の軸方向端部から負荷側フランジへ熱が流れにくく、十分な排熱効果は得られない。
【0007】
そこで、本発明の目的は、より簡易な構成で、モータの排熱効果を向上させ、アースの導通を行うことが可能なモータの構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
例えば、上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、ティース鉄心と、ヨーク鉄心とを備えるステータと、前記ステータ内に収容されたロータと、出力側フランジとを備えるモータにおいて、前記ヨーク鉄心が、前記モータの出力側において前記ティース鉄心の端面よりも突出した突出部を有し、前記出力側フランジが、前記突出部が配置される凹部を有し、前記突出部の内周面が、前記出力側フランジの前記凹部に接触している、モータが提供される。
【0009】
好適には、前記ティース鉄心と前記出力側フランジとの間に伝熱部材が配置されてもよい。また、前記突出部の内周面が、前記伝熱部材と接触していてもよい。
【0010】
好適には、前記ステータの外周部が樹脂で覆われており、前記突出部の出力側端面が前記出力側フランジの前記凹部に接触していてもよい。
【0011】
好適には、前記ステータの外周部が樹脂で覆われており、前記突出部の出力側端面と前記出力側フランジの前記凹部との間に前記樹脂が配置されてもよい。
【0012】
好適には、前記ステータの外周部が金属フレームで覆われており、前記突出部の出力側端面と前記出力側フランジの前記凹部との間にシール部材が配置されてもよい。
【0013】
好適には、前記ティース鉄心と前記ヨーク鉄心は、それぞれ、電磁鋼板で形成されており、前記ヨーク鉄心における電磁鋼板シートの積層数が、前記ティース鉄心における電磁鋼板シートの積層数よりも大きいように構成されてもよい。
【0014】
好適には、前記ステータは、電磁鋼板で形成されており、前記ステータは、ティース部及びヨーク部が一体的に形成された第1の電磁鋼板シートを積層してなる第1の部分と、前記第1の部分の上に前記突出部用の第2の電磁鋼板シートを積層してなる第2の部分とから構成されてもよい。
【0015】
好適には、前記ステータは、電磁鋼板で形成された複数の分割ステータから構成されており、前記分割ステータは、ティース部及びヨーク部が一体的に形成された第1の電磁鋼板シートを積層してなる第1の部分と、前記第1の部分の上に前記突出部用の第2の電磁鋼板シートを積層してなる第2の部分とから構成されてもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、より簡易な構成で、モータの排熱効果を向上させ、アースの導通を行うことが可能となる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
【0019】
以下の実施例は、モータの温度上昇を低減でき、アースの導通を容易に行うことが可能なモータの構造に関する。本発明は、モータの出力側(負荷側)において、ステータを構成するヨーク鉄心の端面が、ティース鉄心の端面よりも突出している点に特徴がある。以下では、まず、ヨーク鉄心の突出部の製造方法を説明する。
【0020】
図1は、ステータの第1の構成例である。ステータ100は、円筒状の部材である。ステータ100は、ティース鉄心101と、ヨーク鉄心102とを備える。ティース鉄心101は、コアの円環部101aの外周から外方へ放射線状に突出した複数のティース101bを有する。各ティース101b間には、コイルを収容するための空間としての複数の区画が形成される。
【0021】
ステータ100は、ティース鉄心101とヨーク鉄心102とが分割された構成である。
図1(b)は、ティース鉄心101を単体で示し、
図1(c)は、ヨーク鉄心102を単体で示す。ティース鉄心101とヨーク鉄心102は、それぞれ、電磁鋼板で形成されている。電磁鋼板とは、複数の電磁鋼板シート(薄板)を積層したものである。ティース鉄心101は、ティース鉄心101用の複数の第1の電磁鋼板シートを積層することにより形成される。ヨーク鉄心102は、ヨーク鉄心102用の複数の第2の電磁鋼板シートを積層することにより形成される。
【0022】
ヨーク鉄心102は、モータの出力側において、ティース鉄心101の端面よりも出力側に突出した突出部102aを有する。
図1の例では、ヨーク鉄心102用の第2の電磁鋼板シートの積層数をティース鉄心101用の第1の電磁鋼板シートの積層数よりも大きくする。これにより、ヨーク鉄心102の出力側端面となる突出部102aが形成される。
【0023】
図2は、ステータの第2の構成例である。ステータ200は、ティース鉄心201と、ヨーク鉄心202とを備える。ステータ200は、第1の部分211と、第2の部分212とから構成されている。ここで、第2の部分212は、出力側においてティース鉄心201の端面よりも突出したヨーク鉄心202の突出部202aに対応する。
図2(b)は、第1の部分211を形成するための第1の電磁鋼板シート221を示し、
図2(c)は、第2の部分212を形成するための第2の電磁鋼板シート222を示す。
【0024】
第1の部分211は、ティース部231及びヨーク部232が一体的に形成された第1の電磁鋼板シート221を積層することにより形成される。次に、積層された第1の電磁鋼板シート221の上に、突出部202a用の第2の電磁鋼板シート222が積層される。これにより、ヨーク鉄心202の出力側端面となる突出部202aが形成される。
【0025】
図3は、ステータの第3の構成例である。ステータ300は、ティース鉄心301と、ヨーク鉄心302とを備える。ステータ300では、ティース鉄心301とヨーク鉄心302とが、モータのスロットごとに分割されている。ステータ300は、電磁鋼板で形成された複数の分割ステータ320を組み合わせることにより形成される。分割ステータ320は、第1の部分311と、第2の部分312とから構成されている。ここで、第1の部分311は、ティース鉄心301の分割された一部分と、ヨーク鉄心302の分割された一部分とから構成される。第2の部分312は、出力側においてティース鉄心301の端面よりも突出したヨーク鉄心302の突出部302aの分割された一部分を構成する。
図3(b)は、第1の部分311を形成するための第1の電磁鋼板シート321を示し、
図3(c)は、第2の部分312を形成するための第2の電磁鋼板シート322を示す。
【0026】
第1の部分311は、ティース部331及びヨーク部332が一体的に形成された第1の電磁鋼板シート321を積層することにより形成される。次に、積層された第1の電磁鋼板シート321の上に、突出部302aを構成する第2の電磁鋼板シート322が積層される。これにより、1つの分割ステータ320が形成される。その後、複数の分割ステータ320を組み合わせることによりステータ300が形成される。
【0027】
以下では、
図1〜
図3のいずれかのステータを適用したモータについて説明する。モータは、ティース鉄心に巻線した後に樹脂によってステータを封止したモールドモータと、ティース鉄心に巻線した後にステータを金属製のフレームに挿入したフレームモータに大別される。
【0028】
図4は、モールドモータの第1の構成例の断面図である。モールドモータ400は、主要構成要素として、ステータ401と、ロータ402と、出力側フランジ403と、反出力側フランジ404とを備える。ロータ402は、ステータ401内に収容されている。出力側フランジ403は、モータの回転力を出力する側に設けられたフランジであり、反出力側フランジ404は、出力側フランジ403の反対側に設けられたフランジである。また、ステータ401の外周部は、封止樹脂405によって封止されている。
【0029】
ステータ401は、ティース鉄心411と、ヨーク鉄心412とを備える。ステータ401は、
図1〜
図3のいずれかの構成であればよい。ティース鉄心411の複数のティース411aにはコイルの巻線413が巻かれている。
【0030】
図5は、
図4のモールドモータの拡大断面図である。ヨーク鉄心412は、モールドモータ400の出力側においてティース鉄心411の出力側端面よりも突出した突出部412aを備える。出力側フランジ403は、ヨーク鉄心412の突出部412aを嵌め合い形式で受けるための凹部(インロー部)403aを備える。凹部403aは、
図5上において断面L字形状であり、底面403bと側面403cとを備える。
【0031】
本実施例において、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412bは、出力側フランジ403の凹部403aの底面403bに接触している。また、ヨーク鉄心412の突出部412aの出力側端面412cが、出力側フランジ403の凹部403aの側面403cに接触している。
【0032】
また、本実施例では、ティース鉄心411と出力側フランジ403との間に伝熱部材414が配置されている。
図6は、伝熱部材414の斜視図である。一例として、伝熱部材414は、円環状の部材である。伝熱部材414は、コイルの巻線413と出力側フランジ403との間の隙間を充填し、かつ、巻線413から出力側フランジ403へ熱伝導による放熱を向上させる目的で挿入されている。具体的には、伝熱部材414として、シリコンやアクリルなどの高分子で弾性のある伝熱シートなどを用いることができる。なお、本実施例では、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412bも伝熱部材414に接触している。伝熱部材414の出力側の面は出力側フランジ403に直接接触している。
【0033】
図7は、
図4のステータ401、封止樹脂405、及び伝熱部材414のみを示した図である。
図7(b)における斜線は、ヨーク鉄心412の露出部分とティース鉄心411の露出部分を示す。
図7(b)に示すように、突出部412aの内周面412b及び出力側端面412cは封止樹脂405に覆われておらず、金属部分が剥きだしの状態である。本実施例では、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412b及び出力側端面412cが出力側フランジ403の凹部403aに嵌め合う形式でステータ401が構成される。特に、突出部412aの内周面412bが、出力側フランジ403に直接接触し、突出部412aの内周面412bから熱を逃がす点に特徴がある。
【0034】
上述したように、電磁鋼板であるヨーク鉄心の積層方向(ここでは、モータの出力軸方向)には熱が流れにくい。これに対して、本実施例によれば、ティース鉄心411、ヨーク鉄心412、及びコイルで発生した熱が突出部412aの内周面412bを介して出力側フランジ403に伝わるため、モータにおける排熱効果が向上する。
【0035】
また、本実施例では、伝熱部材414が、コイルの巻線413の端面と出力側フランジ403との間に配置されている。これにより、より多くの伝熱面積を確保することができ、モータの温度を低減させる効果がある。また、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412bが伝熱部材414に接触し、伝熱部材414の出力側の面が出力側フランジ403に接触している。したがって、伝熱部材414は、突出部412aの内周面412bからの熱も出力側フランジ403に逃がすことができる。
【0036】
図13は、比較例として従来のモールドモータの構成を示す。
図13の例では、ステータ701と出力側フランジ702の間に封止樹脂703が入り込んでいる。
図13のモールドモータでは、特許文献1と同様に、排熱及びアース用に複数の金属棒704を挿入し、ステータ701と出力側フランジ702とを接続している。このように、従来では、排熱及びアース導通などのために金属棒704を用意する必要があった。
【0037】
これに対して、本実施例では、そのような金属棒を用意する必要がなくなる。突出部412aの内周面(鉄心の露出部分)412bが、出力側フランジ403に直接接触しているため、この接触部分によって排熱を行い、かつ、アース導通経路を確保することもできる。ステータ鉄心の積層された表面は絶縁被膜に覆われているが、せん断した面は金属部分が剥き出しになって露出している。この鉄心の露出部分を用いることにより、排熱及びアース導通のために別の部材を介在させる必要が無い。したがって、本実施例によれば、より簡易な構成で、モータの排熱効果を向上させ、アースの導通を行うことが可能なモータの構造を提供することができる。
【0038】
図8は、モールドモータの第2の構成例の断面図であり、
図9は、
図8のモールドモータの拡大断面図である。上述の実施例で説明した構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
【0039】
本実施例では、封止樹脂405が、ヨーク鉄心412の突出部412aの出力側端面412cと、出力側フランジ403の凹部403aの側面403cとの間に入り込んでいる。これにより、樹脂による封止の効果をさらに高めることができる。
【0040】
図10は、
図8のステータ401、封止樹脂405、及び伝熱部材414のみを示した図である。
図10(b)における斜線は、ヨーク鉄心412の露出部分とティース鉄心411の露出部分を示す。本例においても、突出部412aの内周面412bは封止樹脂405に覆われておらず、金属部分が剥きだしとなっている。本実施例では、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412bが出力側フランジ403の凹部403aに嵌め合う形式でステータ401が構成される。本実施例によれば、ティース鉄心411、ヨーク鉄心412、及びコイルで発生した熱が突出部412aの内周面412bを介して出力側フランジ403に伝わるため、モータにおける排熱効果が向上する。
【0041】
また、本実施例においても、伝熱部材414が、コイルの巻線413の端面と出力側フランジ403との間に配置されている。これにより、より多くの伝熱面積を確保することができ、モータの温度を低減させる効果がある。また、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412bが伝熱部材414に接触し、伝熱部材414の出力側の面が出力側フランジ403に接触している。したがって、伝熱部材414は、突出部412aの内周面412bからの熱も出力側フランジ403に逃がすことができる。
【0042】
また、本実施例においても、突出部412aの内周面412bが、出力側フランジ403に直接接触しているため、この接触部分によってアース導通経路を確保することができる。したがって、アース導通の確保のために別の部材を介在させる必要が無い。
【0043】
図11は、フレームモータの第1の構成例の断面図である。上述の実施例で説明した構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。フレームモータ600は、ステータ401のティース鉄心411のティース411aに巻線した後にステータ401を金属フレーム601に挿入した構成である。したがって、金属フレーム601が、ステータ401の外周部を覆っている。
【0044】
本実施例においても、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412bは、金属部分が剥きだしになっている。そして、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412bが、出力側フランジ403の凹部403aの底面403bに接触している。したがって、ティース鉄心411、ヨーク鉄心412、及びコイルで発生した熱が突出部412aの内周面412bを介して出力側フランジ403に伝わるため、モータにおける排熱効果が向上する。
【0045】
図12は、
図11のフレームモータの拡大断面図である。本実施例では、シール部材602が、ヨーク鉄心412の突出部412aの出力側端面412cと、出力側フランジ403の凹部403aの側面403cとの間に配置されている。シール部材602は、シール部材602の長手方向がモータの出力軸方向に対して垂直になるように配置されている。
【0046】
図14は、比較例として従来のフレームモータの構成を示す。金属フレーム803がステータ801の外周部を覆っており、金属フレーム803用の凹部802aがフランジ802に形成されている。フランジ802の凹部802aにはシール部材804が配置されている。このように、従来例では、金属フレーム803のみがフランジ802と接触するため、モータにおける排熱効果が小さい。また、従来では、フランジ802の鋳造時に凹部802aを設け、その後、シール部材804を配置するために凹部802aを加工によって精度を高める必要があった。したがって、フランジ802にシール部材804を配置するためのスペースを作るために、製造上の困難さも増える。加えて、シール部材804の長手方向がモータの出力軸方向と平行になるため、モータのサイズがモータの出力軸方向に大きくなる。したがって、モータの小型化を阻害していた。
【0047】
これに対して、本実施例では、ヨーク鉄心412の突出部412aの内周面412bが、出力側フランジ403に直接接触するため、ティース鉄心411、ヨーク鉄心412、及びコイルで発生した熱が突出部412aの内周面を介して出力側フランジ403に伝わる。したがって、モータにおける排熱効果が向上する。また、ヨーク鉄心412の突出部412aの出力側端面412cと、出力側フランジ403の凹部403aの側面403cとの間の隙間にシール部材602が配置されている。この構成によれば、シール部材602を突出部412aと凹部403aで挟みこむような構成となるため、フランジやフレームにシール部材602を挿入するための加工精度の高い凹部を設ける必要が無く、製造を容易にすることが可能となる。また、シール部材602の長手方向がモータの出力軸方向に対して垂直な方向になっているため、モータの出力軸方向の全長を短縮して、モータの小型化を達成できる。
【0048】
以上の実施例によれば、ステータ401のヨーク鉄心412のみを出力側フランジ403側へ延長させて、ヨーク鉄心412の内周部分が出力側フランジ403の凹部403aと嵌め合う形式となる。これにより、モータの放熱性を改善させ、さらに、アースを導通させることもできる。
【0049】
ステータを金属フレームに挿入する例においても、上述と同じ効果を発揮する。加えて、ヨーク鉄心412の突出部412aの出力側端面412cと、出力側フランジ403の凹部403aの側面403cとの間にシール部材602が配置される。これにより、従来のフランジに設けていたシール構造(凹部)を無くすことができ、しかも、モータの全長を短縮させて小型化させることができる。
【0050】
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
【解決手段】本発明のモータにおいて、ヨーク鉄心が、モータの出力側においてティース鉄心の端面よりも突出した突出部を有し、出力側フランジが、突出部が配置される凹部を有し、突出部の内周面が、出力側フランジの前記凹部に接触している。