(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022154273
(43)【公開日】2022-10-13
(54)【発明の名称】モータ
(51)【国際特許分類】
H02K 1/18 20060101AFI20221005BHJP
H02K 3/34 20060101ALI20221005BHJP
H02K 5/02 20060101ALI20221005BHJP
【FI】
H02K1/18 A
H02K3/34 C
H02K3/34 Z
H02K5/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021057209
(22)【出願日】2021-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000144027
【氏名又は名称】株式会社ミツバ
(74)【代理人】
【識別番号】110002871
【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】仙波 大助
(72)【発明者】
【氏名】荒巻 典之
(72)【発明者】
【氏名】山田 宏樹
(72)【発明者】
【氏名】四ツ谷 和浩
(72)【発明者】
【氏名】中林 慶太
【テーマコード(参考)】
5H601
5H604
5H605
【Fターム(参考)】
5H601AA02
5H601AA20
5H601CC01
5H601DD01
5H601DD11
5H601DD31
5H601GA02
5H601JJ04
5H601JJ06
5H604AA06
5H604BB01
5H604CC01
5H604CC05
5H605AA04
5H605BB05
5H605CC01
5H605EA14
(57)【要約】
【課題】ステータコアの振動に起因する騒音を抑制できるモータを提供する。
【解決手段】ステータと、ステータを収容するケースとを備えるモータであって、ステータは、コイルと、ティースにコイルが巻き回されたステータコアと、コイルとステータコアとの間を絶縁するインシュレータと、を備え、ステータコアの外周面は、ケースの内周面と接触している接触部と、ケースの内周面よりも内周側に離れた非接触部と、有し、ケースの内周面と非接触部との間に、インシュレータが配置される。ケースの内周面には、接触部に対向して径方向内側に突出するケース側凸部が形成され、接触部はケース側凸部と接触する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステータと、前記ステータを収容するケースとを備えるモータであって、
前記ステータは、
コイルと、
ティースに前記コイルが巻き回されたステータコアと、
前記コイルとステータコアとの間を絶縁するインシュレータと、
を備え、
前記ステータコアの外周面は、
前記ケースの内周面と接触している接触部と、
前記ケースの内周面よりも内周側に離れた非接触部と、
を有し、
前記ケースの内周面と前記非接触部との間に、前記インシュレータが配置された、モータ。
【請求項2】
前記ケースの内周面には、前記接触部に対向して径方向内側に突出するケース側凸部が形成され、前記接触部は前記ケース側凸部と接触する、請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記接触部は、前記ステータコアの外周面に形成され、径方向外側に突出するステータコア側凸部として設けられた、請求項1に記載のモータ。
【請求項4】
前記接触部は、周方向に連続するリング状に設けられた、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項5】
前記接触部は、軸方向における前記ステータコアの外周面の中央部に設けられた、請求項4に記載のモータ。
【請求項6】
前記接触部は、前記ステータコアの外周面のうち、周方向において前記ティースが形成されていない領域に設けられた、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項7】
前記ケースの内周面と前記非接触部との間に配置された前記インシュレータと、前記ケースの内周面との間に、間隙が形成されている、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のモータ。
【請求項8】
前記インシュレータは、周方向において前記ティースごとに、少なくとも一か所において、前記ケースの内周面と前記非接触部との間に設けられた、請求項1~請求項7に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステータを収容するケースを備えるモータに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、ケース(支持ブラケット)の筒部に固定子を圧入して構成されたモータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般的に、ステータコアを有するモータでは、ロータの回転に伴い、ステータコアが受けるロータからの力、とくに径方向の力が刻々と変化する。このため、モータの動作中、ステータコアは、とくに径方向に伸縮するように振動する。このような振動が周囲に伝達され、騒音を発生させるという問題がある。特許文献1に開示されたモータにおいても、軸方向におけるステータコアの全体がケース(支持ブラケット)に接触し、または、ステータコアとケース(支持ブラケット)との間に空隙が形成されるため、ステータコアの振動がケース(支持ブラケット)に伝達されやすいという問題がある。
【0005】
本発明は、ステータコアの振動に起因する騒音を抑制できるモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、
ステータと、前記ステータを収容するケースとを備えるモータであって、
前記ステータは、
コイルと、
ティースに前記コイルが巻き回されたステータコアと、
前記コイルとステータコアとの間を絶縁するインシュレータと、
を備え、
前記ステータコアの外周面は、
前記ケースの内周面と接触している接触部と、
前記ケースの内周面よりも内周側に離れた非接触部と、
を有し、
前記ケースの内周面と前記非接触部との間に、前記インシュレータが配置された、モータを提供する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、ステータコアの振動に起因する騒音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】本実施例のモータの構成を示す平面図である。
【
図2】本実施例のモータの構成を示す斜視図である。
【
図2B】ステータコアとインシュレータの構成を示す斜視図である。
【
図3】モータの軸を通る平面における断面を示す断面図である。
【
図3A】ケース部に曲げ加工を施すことにより、突状を形成する例を示す断面図である。
【
図4】ケース部の内周面に、軸方向に延びる突状を形成した例を示す断面図である。
【
図5】周方向に延びる突状を設けたステータコアを示す平面図である。
【
図5B】ステータコアに軸方向に延びる突状を設けた例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照しながら実施例について詳細に説明する。
【0010】
図1は、本実施例のモータの構成を示す平面図、
図2は、本実施例のモータの構成を示す斜視図、
図2Aは、ステータコアの構成を示す斜視図、
図2Bは、ステータコアとインシュレータの構成を示す斜視図、
図2Cは、ケースの構成を示す斜視図、
図3は、モータの軸を通る平面における断面を示す断面図である。なお、以下の記載において、軸方向、周方向、径方向は、ロータの回転軸(モータの軸)を基準として定義される。
【0011】
図1~
図2に示すように、本実施例のモータは、環状のステータ10と、ステータ10の周囲に配置されたケース20と、ケース20を収容するハウジング30とを備える。なお、
図1および
図2では、モータのロータの図示を省略しているが、ロータはステータ10の内周側に回転可能に支持される。ロータの回転軸(モータの軸)は、ステータ10の中心に位置し、
図1の紙面と直交する方向に設けられる。
【0012】
ステータ10は、周方向に等間隔で配置されるティース11A(
図2A)を備えるステータコア11と、ティース11Aのそれぞれに巻き回されるステータコイル12(コイルの一例)と、ティース11Aとステータコイル12とを互いに絶縁する樹脂製のインシュレータ13とを備える。
【0013】
なお、インシュレータ13は、ステータコア11への組み付けを可能とするために、複数の樹脂製部材を用いて構成することができる。例えば、軸方向の中心から両側に2分割した形状の部材(同一形状の部材)を組み合わせて、インシュレータ13を構成してもよい。
【0014】
ケース20は、一の金属製部材から構成され、ケース部20Aと、ケース部20Aに接続されたフランジ20Bとを有する。ケース部20Aは、ステータ10よりも大径の円筒状に形成され、ケース部20Aの内面の一部がステータコア11の外面に接触する。これにより、ケース20は、ケース部20Aを介してステータコア11を外周側から抑え込むことにより、ステータコア11の振動を減衰させる機能を有する。また、ケース20は、ステータコア11からの熱を奪い取ることで、ステータ10(モータ)を冷却する機能を有する。すなわち、ステータコア11からの熱は、ケース部20A、フランジ20Bを順次、経由して、ハウジング30に伝わる。したがって、ケース20およびハウジング30は、ステータコア11を冷却する放熱器としても作用する。
【0015】
フランジ20Bは、ケース部20Aの軸方向の一端側(
図2における下端側)において、ケース部20Aの周方向の全体にわたり外周側に突出する形状に形成されている。フランジ20Bは、周方向に均等に配置された6つのねじ孔22aを貫通するねじ22により、ハウジング30に締結される。これにより、フランジ20Bを介して、ケース20がハウジング30に取り付けられる。
【0016】
図2Cおよび
図3に示すように、ケース20は、ケース部20Aの内周面に形成された突状23(ケース側凸部の一例)を有する。突状23は、ケース部20Aの内周面から内周側に突出するリング形状を呈し、ケース20における周方向の全体にわたり連続して形成されている。
【0017】
突状23は、ステータコア11の外周面40(
図2A)のうち、突状23に対向する領域である接触部41(
図2B、
図3)に対し、周方向の全体にわたり接触している。突状23および接触部41は、軸方向においてステータコア11の中心部に形成される。ステータコア11の外周面40のうち、接触部41を挟んで軸方向の両側(
図3の上下側)には、非接触部42が形成される。非接触部42は、ステータコア11の外周面40のうち、ケース部20Aの内周面よりも内周側に離れた領域、すなわち、ケース部20Aの内周面と接触しない領域に相当する。
【0018】
本実施例では、ステータコア11は、外周面40のうち、接触部41においてのみケース部20Aの内周面(突状23の部分)と接触する。このため、外周面40の全体がケース部20Aの内周面と接触する場合と比較して、ステータコア11とケース部20Aとの接触面積が減少するとともに、ケース部20Aの変形による減衰効果が得られるため、ケース20およびハウジング30に伝わる振動を大幅に抑制できる。
【0019】
図2Bおよび
図3に示すように、インシュレータ13は、ティース11Aを収容するとともに、外周にステータコイル12が巻き回されるボビン部13aと、ステータコア11の非接触部42とケース部20Aとの間に差し込まれる差込部13bと、ボビン部13aと差込部13bとを接続する接続部13cとを備える。
【0020】
インシュレータ13の差込部13bは、ステータコア11の非接触部42とケース部20Aとの間に形成される間隙に配置されることにより、ステータコア11からの振動が空気を伝播してケース部20Aに到達することを抑制する。これにより、ステータコア11の非接触部42とケース部20Aとの間隙に空気のみが存在する場合と比較して、ケース部20Aに伝わる振動を効果的に減衰させることができる。
【0021】
本実施例では、インシュレータ13の差込部13bは、周方向においてティース11Aごとに設けられる。このため、差込部13bによって、ケース20の周方向の全体にわたり、非接触部42からケース部20Aの内周面に伝わる音波が減衰される。
【0022】
本実施例では、上記のように、接触部41が、軸方向においてステータコア11の中心部に形成され、非接触部42が接触部41に対し軸方向の両側に形成される。すなわち、非接触部42が軸方向の両端側に形成されるため、差込部13bを非接触部42とケース部20Aとの間の全体にわたり差し込むことが可能となる。
【0023】
差込部13bは、ケース部20Aの内周面との間に、わずかの間隙を介して配置されることが望ましい。この間隙により、ステータコア11の振動が差込部13bを介して、ケース部20Aに伝播することが防止されるので、さらに差込部13bによる振動の減衰効果を高めることができる。インシュレータの一部(本実施例では差込部13b)と、ケース部(本実施例ではケース部20A)との間に、間隙を設けることにより、振動の減衰効果を高めることができることは、他の実施例においても同様である。
【0024】
このように、本実施例では、ステータコア11は、外周面40のうち、接触部41においてのみケース部20Aの内周面(突状23の部分)と接触しており、ステータコア11とケース部20Aとの間の接触面積を減らすことができる。このため、ステータコア11からケース20に伝わる振動を抑制できる。また、インシュレータ13の差込部13bが、ステータコア11の非接触部42とケース部20Aとの間に介装されるため、振動が空気中の音波としてケース部20Aに到達することを抑制できる。
【0025】
ステータコア11とケース20は、例えば、ケース20を加熱する焼嵌を用いて組み付けることができる。この場合、ステータコア11にインシュレータ13を組み付けた後に、ステータコア11とケース20とを組み付けてもよい。
【0026】
本実施例では、突状23をケース20における周方向の全体にわたり形成しているが、ステータコア11を支持する強度上の問題などがなければ、ケース20における周方向の一部のみに突状23(ケース側凸部)を形成してもよい。この場合、ステータコア11とケース部20Aの内周面との間の接触面積をさらに減らすことができ、騒音を抑制する効果を高めることができる。
【0027】
図3Aは、ケース部に曲げ加工を施すことにより、突状を形成する例を示す断面図である。
図3Aに示すように、円筒状のケース部20Aの一部を内周側に突出させるように変形させることで、突状23A(ケース側凸部の一例)を形成することができる。突状23Aも突状23と同様、ケース20の周方向の全体または一部にわたりリング状に形成される。
【0028】
図3Aに示す例においても、ステータコア11は、ステータコア11の外周面40Aのうち、接触部41Aにおいてのみケース部20Aの内周面(突状23Aの部分)と接触しており、ステータコア11とケース部20Aとの間の接触面積を減らすことができる。このため、ステータコア11からケース20に伝わる振動を抑制できる。また、インシュレータ13の差込部13bが、ステータコア11の非接触部42Aとケース部20Aとの間に介装されるため、ステータコア11の振動が空気中の音波としてケース部20Aに到達することを抑制できる。
【0029】
図4は、ケース部の内周面に、軸方向に延びる突状を形成した例を示す断面図である。
図4では、ステータコア11と、ケース20のみを図示している。
【0030】
図4に示すように、ケース部20Aの内周面に、内周側に突出して軸方向に延びる突状24(ケース側凸部の一例)が形成されている、突状24は、周方向において、隣接するティース11Aの中間、すなわち各スロット11Bの位置に設けられる。ステータコア11の外周面40のうち、突状24に対向する領域が接触部41Bを構成する。また、ステータコア11の外周面40のうち、突状24に対向しない領域が非接触部42Bを構成する。
【0031】
図4に示す例では、突状24および接触部41Bが、各スロット11Bの位置に設けられる。ステータコア11において、ロータからの力を受ける部位はティース11Aであるため、スロット11Bの位置における振動は、ティース11Aの位置における振動よりも比較的小さくなる。このため、突状24および接触部41Bを、各スロット11Bの位置に配置することにより、ケース部20Aへ伝わる振動を抑制できる。
【0032】
突状24および接触部41Bを、ステータコア11における軸方向の全体にわたり設けてもよく、ステータコア11における軸方向の一部にのみ設けてもよい。また、突状24をすべてのスロット11Bに対応して設けてもよいが、一部のスロット11Bに対応して、例えば、周方向に1つおきのスロット11Bごとに設けてもよい。ステータコア11を支持する強度上の問題などがなければ、突状24をステータコア11における軸方向の一部にのみ設け、あるいは、一部のスロット11Bのみに対応して設けることで、ケース部20Aの内周面とステータコア11との接触面積を減らすことができる。これにより、騒音を抑制する効果が高まる。
【0033】
図4に示す例においても、非接触部42Bとケース部20Aの内周面との間に、インシュレータの一部(差込部13bに相当する部位)が差し込まれる。これにより、非接触部42Bとケース部20Aの内周面との間に形成される空間を音波として伝播する振動が、インシュレータによって減衰され、ケース部20Aの振動が抑制される。
【0034】
上記実施例(
図1~
図4)では、ケース部20Aの内周面に突状(ケース側凸部)を設ける例を示しているが、ステータコア11に突状(ステータコア側凸部)を設けてもよい。
【0035】
図5は、周方向に延びる突状を設けたステータコアを示す平面図、
図5Aは、
図5のVa-Va線断面図である。
【0036】
図5および
図5Aに示すように、ティース111Aが設けられたステータコア111の外周面には、外周側に突出して周方向に延びる突状111C(ステータコア側凸部の一例)が設けられる。突状111Cの外周側表面がステータコア111の接触部41Cを構成する。また、ステータコア111の外周面のうち、突状111Cが形成されていない領域が非接触部42Cを構成する。接触部41Cは、ケース120のケース部120Aの内周面に接触する。また、非接触部42Cとケース部120Aの内周面との間に形成される間隙に、インシュレータ113の一部が配置される。
【0037】
図5~
図5Aの例では、ステータコア111は、その外周面のうち、接触部41Cにおいてのみケース部120Aの内周面と接触しており、ステータコア111とケース部120Aとの間の接触面積を減らすことができる。このため、ステータコア111からケース120に伝わる振動を抑制できる。また、インシュレータ113が、ステータコア111の非接触部42Cとケース部120Aとの間に介装されるため、振動が空気中の音波としてケース部120Aに到達することを抑制できる。
【0038】
本実施例では、突状111Cをステータコア111における周方向の全体にわたり形成しているが、ステータコア111を支持する強度上の問題などがなければ、周方向の一部のみに突状111Cを形成してもよい。この場合、ステータコア111とケース部120Aとの間の接触面積をさらに減らすことができ、騒音を抑制する効果を高めることができる。
【0039】
図5Bは、ステータコアに軸方向に延びる突状を設けた例を示す断面図である。
【0040】
図5Bに示すように、ステータコア211の外周面には、外周側に突出して軸方向に延びる突状211C(ステータコア側凸部の一例)が設けられる。突状211Cは、
図4に示す突状24と同様の効果を発揮する。突状211Cの外周側表面がステータコア211の接触部41Dを構成する。また、ステータコア211の外周面のうち、突状211Cが形成されていない領域が非接触部42Dを構成する。
【0041】
図5Bに示す例では、突状211C(接触部41D)が、各スロット211Bの位置に設けられる。ステータコア211において、ロータからの力を受ける部位はティース211Aであるため、スロット211Bの位置における振動は、ティース211Aの位置における振動よりも比較的小さくなる。このため、突状211C(接触部41D)を、各スロット211Bの位置に配置することにより、ケース部220Aへ伝わる振動を抑制できる。
【0042】
接触部41Dは、ケース220におけるケース部220Aの内周面に接触する。また、非接触部42Dとケース部220Aの内周面との間に形成される間隙に、インシュレータ213の一部が配置される。インシュレータ213により、非接触部42Dからケース部220Aに向かう振動(音波)が減衰される。その効果は、
図4に示す例と同様である。
【0043】
突状211C(接触部41D)を、ステータコア211における軸方向の全体にわたり設けてもよく、ステータコア211における軸方向の一部にのみ設けてもよい。また、突状211C(接触部41D)をすべてのスロット211Bに対応して設けてもよいが、一部のスロット211Bに対応して、例えば、周方向に1つおきのスロット211Bごとに設けてもよい。ステータコア211を支持する強度上の問題などがなければ、突状211C(接触部41D)をステータコア211における軸方向の一部にのみ設け、あるいは、一部のスロット211Bのみに対応して設けることで、ケース部220Aの内周面とステータコア211との接触面積を減らすことができる。これにより、騒音を抑制する効果が高まる。
【0044】
以上、実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形および変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部または複数を組み合わせることも可能である。
【0045】
なお、以上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
【0046】
[付記1]
ステータ(10)と、前記ステータを収容するケース(20)とを備えるモータであって、
前記ステータは、
コイル(12)と、
ティース(11A)に前記コイルが巻き回されたステータコア(11、111、211)と、
前記コイルとステータコア(11)との間を絶縁するインシュレータ(13、213)と、
を備え、
前記ステータコアの外周面(40)は、
前記ケースの内周面と接触している接触部(41、41A、41B,41C、41D)と、
前記ケースの内周面よりも内周側に離れた非接触部(42、42A、42B、42C、42D)と、
を有し、
前記ケースの内周面と前記非接触部との間に、前記インシュレータが配置された、モータ。
【0047】
付記1の構成によれば、ケースの内周面は、ステータコアの内周面のうち、接触部にのみ接触しているので、ステータコアからケースへ伝わる振動を抑制することができる。また、インシュレータにより、非接触部からケースの内周面に伝わる音波が減衰される。
【0048】
[付記2]
前記ケースの内周面には、前記接触部に対向して径方向内側に突出するケース側凸部(23、23A、24)が形成され、前記接触部は前記ケース側凸部と接触する、付記1に記載のモータ。
【0049】
付記2の構成によれば、接触部はケースの内周面のうち、ケース側凸部にのみ接触するので、ステータコアからケースへ伝わる振動を抑制することができる。
【0050】
[付記3]
前記接触部は、前記ステータコアの外周面に形成され、径方向外側に突出するステータコア側凸部(111C、211C)として設けられた、付記1に記載のモータ。
【0051】
付記3の構成によれば、ステータコアは、ステータコア側凸部でのみケースの内周面に接触するので、ステータコアからケースへ伝わる振動を抑制することができる。
【0052】
[付記4]
前記接触部は、周方向に連続するリング状に設けられた、付記1~付記3のいずれか1項に記載のモータ。
【0053】
付記4の構成によれば、ステータコアは、周方向に連続するリング状に設けられた接触部でのみケースに接触するので、ステータコアからケースへ伝わる振動を抑制することができる。
【0054】
[付記5]
前記接触部は、軸方向における前記ステータコアの外周面の中央部に設けられた、付記4に記載のモータ。
【0055】
付記5の構成によれば、インシュレータを、軸方向両端部側から、ケースの内周面と非接触部との間に差し込むことができる。
【0056】
[付記6]
前記接触部は、前記ステータコアの外周面のうち、周方向において前記ティースが形成されていない領域に設けられた、付記1~付記3のいずれか1項に記載のモータ。
【0057】
付記6の構成によれば、接触部は、ステータコアの外周面のうち、比較的振動の小さなティースが形成されていない領域に設けられるので、ケースへ伝わる振動を抑制することができる。
【0058】
[付記7]
前記ケースの内周面と前記非接触部との間に配置された前記インシュレータと、前記ケースの内周面との間に、間隙が形成されている、付記1~付記6のいずれか1項に記載のモータ。
【0059】
付記7の構成によれば、インシュレータと、ケースの内周面との間に、間隙が形成されているので、インシュレータの振動がケースに伝わることが抑制される。
【0060】
[付記8]
前記インシュレータは、周方向において前記ティースごとに、少なくとも一か所において、前記ケースの内周面と前記非接触部との間に設けられた、付記1~付記7に記載のモータ。
【0061】
付記8の構成によれば、インシュレータによって、ケースの周方向の全体にわたり、非接触部からケースの内周面に伝わる音波が減衰される。
【符号の説明】
【0062】
10 ステータ
11、111、211 ステータコア
11A、111A、211A ティース
12 ステータコイル
13、113、213 インシュレータ
20 ケース
23、23A、24 突状
30 ハウジング
40 外周面
41、41A、41B、41C、41D 接触部
42、42A、42B、42C、42D 非接触部
111C、211C 突状