特開 2023-18900 ステータ、モータ及びファン

(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】P2023018900

(43)【公開日】2023-02-09

(54)【発明の名称】ステータ、モータ及びファン

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/46 20060101AFI20230202BHJP

   H02K 11/33 20160101ALI20230202BHJP

【ＦＩ】

H02K3/46 Z

H02K11/33

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021123264

(22)【出願日】2021-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】000228730

【氏名又は名称】日本電産サーボ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002723

【氏名又は名称】高法弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 将之

(72)【発明者】

【氏名】▲吉▼田 史彦

【テーマコード（参考）】

5H604

5H611

【Ｆターム（参考）】

5H604BB01

5H604CC01

5H604DB01

5H604PB04

5H604PE01

5H611BB01

5H611TT01

(57)【要約】

【課題】防水性を改善したステータを提供することである。
【解決手段】アウターロータモータのステータであって、ステータコアと、前記ステータコアの少なくとも一部を覆い軸方向一方側に延びる筒部を有する下インシュレータと、前記下インシュレータを介して前記ステータコアに巻き回された巻線と、前記下インシュレータの軸方向一方側に位置し、前記巻線に通電する回路を実装する基板と、前記基板及び前記巻線と前記下インシュレータの少なくとも一部を覆う樹脂部材と、を有し、前記筒部の内側面は、前記ステータコアと軸方向に対面する段差部を有し、前記樹脂部材は、少なくとも前記ステータコアと前記段差部との間を埋め前記ステータコアと密着する端部を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アウターロータモータのステータであって、
ステータコアと、
前記ステータコアの少なくとも一部を覆い軸方向一方側に延びる筒部を有する下インシュレータと、
前記下インシュレータを介して前記ステータコアに巻き回された巻線と、
前記下インシュレータの軸方向一方側に位置し、前記巻線に通電する回路を実装する基板と、
前記基板及び前記巻線と前記下インシュレータの少なくとも一部を覆う樹脂部材と、
を有し、
前記筒部の内側面は、前記ステータコアと軸方向に対面する段差部を有し、
前記樹脂部材は、少なくとも前記ステータコアと前記段差部との間を埋め前記ステータコアと密着する端部を有する、
ステータ。

【請求項2】

前記ステータコアから前記段差部までの軸方向長さは、前記端部の径方向厚さの２～３倍である、
請求項１に記載のステータ。

【請求項3】

前記段差部の径方向長さは、前記端部の径方向厚さの１０～３０％である、
請求項１又は２に記載のステータ。

【請求項4】

前記段差部は、前記筒部の内側面の周方向に沿って配置される、
請求項１から３のいずれか１項に記載のステータ。

【請求項5】

前記段差部は、前記筒部の内側面の周方向に沿って複数配置される、
請求項４に記載のステータ。

【請求項6】

前記下インシュレータは、前記筒部の外側面に、径方向外側に突出し軸方向に延びる突起部を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のステータ。

【請求項7】

前記下インシュレータは、前記筒部を径方向に連通する貫通孔を有し、
前記樹脂部材は、前記貫通孔を埋める、
請求項１から６のいずれか１項に記載のステータ。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載のステータと、
前記ステータと径方向に対向するロータと、
を有する、
モータ。

【請求項9】

請求項８に記載のモータと、
前記ロータと共に回転するインペラと、
を有する、
ファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステータ、モータ及びファンに関する。

【背景技術】

【0002】

ＯＡ機器などの冷却に使用される軸流ファン等のモータ部分は、使用環境によっては防水性を求められる。従来、特許文献１に記載のように、モータのステータ部分の巻線や、モータの駆動回路等が実装された基板を樹脂モールドすることが知られ、この構成によれば基板の防水性を確保することが出来る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３４０１６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、モータのステータは、環境温度や、巻線や回路に電流が流れ発熱することにより温度が変化する。その温度変化により樹脂モールドは膨張、収縮する。樹脂モールドが膨張、収縮することにより、密着していたインシュレータから剥がれてしまい、防水効果が低下するおそれがある。

【0005】

このように、従来、ステータの防水性に改善の余地があった。

【0006】

本発明の目的は、防水性を改善したステータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願の例示的な第１発明は、アウターロータモータのステータであって、ステータコアと、前記ステータコアの少なくとも一部を覆い軸方向一方側に延びる筒部を有する下インシュレータと、前記下インシュレータを介して前記ステータコアに巻き回された巻線と、前記下インシュレータの軸方向一方側に位置し、前記巻線に通電する回路を実装する基板と、前記基板及び前記巻線と前記下インシュレータの少なくとも一部を覆う樹脂部材と、を有し、前記筒部の内側面は、前記ステータコアと軸方向に対面する段差部を有し、前記樹脂部材は、少なくとも前記ステータコアと前記段差部との間を埋め前記ステータコアと密着する端部を有する。

【発明の効果】

【0008】

本願の例示的な第１発明によれば、防水性を改善したステータを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るステータを示す斜視図である。

【図2】図１に示したステータ１０をＺ軸と直交する面で切断して示す斜視断面図である。

【図3】図１に示したステータ１０をＸ軸と直交する面で切断して示す側断面図である。

【図4】下インシュレータ１３の斜視図である。

【図5】図１に示したステータ１０を、Ｚ軸と平行で図４のＡ－Ａ線とを含む面で切断して示す斜視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るステータについて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。

【0011】

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｙ軸方向は、中心軸Ｊに対する径方向のうち図３の左右方向とする。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向とＺ軸方向の両方と直交する方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のいずれにおいても、図中に示す矢印が指す側を＋側、反対側を－側とする。

【0012】

また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「フロント側」又は「一方側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側）を「リア側」又は「他方側」と呼ぶ。なお、リア側（他方側）及びフロント側（一方側）とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。径方向において中心軸Ｊに近づく側を「径方向内側」と呼び、中心軸Ｊから遠ざかる側を「径方向外側」と呼ぶ。

【0013】

なお、本明細書において、「軸方向に延びる」とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、「径方向に延びる」とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また「平行」とは、厳密に平行な場合に加えて、互いに成す角が４５°未満の範囲で傾いた場合も含む。

【0014】

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係るステータを示す斜視図である。
ステータ１０は、アウターロータモータのステータである。ステータ１０の径方向外側には、アウターロータモータのロータが配置される。アウターロータモータのシャフトは、中心軸Ｊに沿って配置される。ロータ及びシャフトは、既知の構成を用いることが出来るため、図示及び説明を省略する。また、ステータ１０を備えるアウターロータモータは、ファンに用いることが出来る。このファンは、ステータ１０を備えるアウターロータモータと、アウターロータモータのロータと共に回転するインペラと、を有する。

【0015】

ステータ１０は、ステータコア１１と、樹脂部材１４を有する。ステータコア１１は、軸方向一方側及び軸方向他方側から樹脂部材１４で覆われる。ステータコア１１は、径方向外側に外側面１１ａを、径方向内側に内側面１１ｂを有する。外側面１１ａ、内側面１１ｂは、径方向に露出する。

【0016】

樹脂部材１４は、ステータコア１１よりも軸方向他方側に位置する他方側部１４ａを有する。樹脂部材１４は、ステータコア１１と軸方向位置が等しい中間部１４ｂを有する。樹脂部材１４は、ステータコア１１よりも軸方向一方側に位置する一方側部１４ｃを有する。樹脂部材１４は、一方側部１４ｃよりも軸方向一方側に位置し、基板１６（図３参照）を覆う基板部１４ｄを有する。ステータ１０は、基板１６に電力供給するリード線１５を有する。他方側部１４ａは、中間部１４ｂと繋がる。中間部１４ｂは、一方側部１４ｃと繋がる。一方側部１４ｃは、基板部１４ｄと繋がる。

【0017】

図２は、図１に示したステータ１０を軸方向と直交する面で切断して示す斜視断面図である。図２は、ステータコア１１の位置で切断して示す図である。
図３は、図１に示したステータ１０をＸ軸と直交する面で切断して示す側断面図である。図３は、中心軸Ｊを通る位置で切断して示す図である。

【0018】

ステータ１０は、上インシュレータ１２及び下インシュレータ１３を有する。ステータ１０は、巻線１１ｆを有する。樹脂部材１４は、基板１６、及び巻線１１ｆと上インシュレータ１２及び下インシュレータ１３の少なくとも一部を覆う。上インシュレータ１２は、ステータコア１１の軸方向他方側の少なくとも一部を覆う。下インシュレータ１３は、ステータコア１１の軸方向一方側の少なくとも一部を覆う。巻線１１ｆは、上インシュレータ１２及び下インシュレータ１３を介してステータコア１１に巻き回される。上インシュレータ１２の軸方向他方側の端面は、他方側部１４ａの端部１４ａａに覆われている。

【0019】

上インシュレータ１２は、筒部１２ａを有する。筒部１２ａは、軸方向に延びる。アウターロータモータのシャフトは、筒部１２ａの筒孔を通る。下インシュレータ１３は、筒部１３ｊ（図４参照）、筒部１３ｅ及び筒部１３ｆを有する。筒部１３ｊ、筒部１３ｅ及び筒部１３ｆは、軸方向に延びる。

【0020】

下インシュレータ１３の筒部１３ｊは、筒部１３ｅよりも軸方向他方側に位置する。また、筒部１３ｅは、筒部１３ｆよりも軸方向他方側に位置する。筒部１３ｅの内側面は、筒部１３ｆの内側面よりも径方向外側にある。段差部１３ｄは、筒部１３ｅの内側面と筒部１３ｆの内側面との差によって生じる段差であって、その段差面は軸方向他方側に向く。段差部１３ｄは、ステータコア１１と軸方向に対面する。樹脂部材１４は、少なくともステータコア１１と段差部１３ｄとの間を埋める。樹脂部材１４の一方側部１４ｃは、下インシュレータ１３の径方向内側を埋める内側面１４ｅを有する。内側面１４ｅは、軸方向一方側で基部１４ｄと繋がる。内側面１４ｅの軸方向他方側の端部は、ステータコア１１の軸方向一方側の面に密着する。アウターロータモータのシャフトは、内側面１４ｅの筒孔を通る。

【0021】

スタータコア１１は、内側面１１ｂを有する内径部１１ｃと、内径部１１ｃから径方向外側に延びる複数のティース１１ｄと、を有する。ティース１１ｄは、径方向外側で周方向に延びる外径部１１ｅを有する。外側面１１ａは、外径部１１ｅの径方向外側の側面である。複数のティース１１ｄの少なくとも一部は、上インシュレータ１２及び下インシュレータ１３に覆われる。あるティース１１ｄと、そのティース１１ｄに隣接するティース１１ｄとの間は、スロット部１３ａである。巻線１１ｆは、上インシュレータ１２及び下インシュレータ１３に覆われた複数のティース１１ｄに巻き回されることで、スロット部１３ａに配置される。

【0022】

ステータ１０は、基板１６を有する。基板１６は、部品の実装面が軸方向と直交する方向に拡がる円環形状である。基板１６は、スタータコア１１の軸方向一方側に位置する。基板１６は、巻線１１ｆに通電する回路を実装する。基板１６の径方向内側端は、下インシュレータ１３の筒部１３ｆの径方向外側に嵌まる。ステータ１０は、ピン１７を有する。下インシュレータ１３は、ピン１７が嵌まる孔１３ｇを有する。ピン１７が基板１６は、ピン１７が嵌まる孔を有する。

【0023】

図４は、下インシュレータ１３の斜視図である。
下インシュレータ１３は、筒部１３ｅの軸方向他方側に巻線部１３ｊを有する。巻線部１３ｊの軸方向位置は、ステータ１１の軸方向位置と少なくとも一部が一致する。

【0024】

下インシュレータ１３は、巻線部１３ｊの外側面から径方向外側に突出し、軸方向に延びる突起部１３ｃを有する。突起部１３ｃは、周方向において、スロット部１３ａに位置する。突起部１３ｃは、周方向に複数配置される。本実施例では、４か所のスロット部１３ａのそれぞれに対し、４個の突起部１３ｃを配置する。

【0025】

突起部１３ｃの径方向内側は、貫通孔１３ｈを形成している。貫通孔１３ｈは、筒部１３ｊの内側面から径方向外側に凹んで軸方向に延び、軸方向一方側において筒部１３ｅを貫通する。貫通孔１３ｈは、周方向において、スロット部１３ａに位置する。貫通孔１３ｈは、巻線部１３ｊ及び筒部１３ｅの径方向内側と径方向外側を連通する。

【0026】

なお、段差部１３ｄは、周方向全周に亘って連続するものではないが、本発明はこれに限られるものではなく、段差部１３ｄは、周方向全周に亘って連続するものであってもよい。

【0027】

本実施例において、ステータコア１１から段差部１３ｄまでの軸方向長さは、ステータコア１１から段差部１３ｄまでの間の内側部１４ｅの内側面から筒部１３ｅまでの厚さの２～３倍である。

【0028】

また本実施例において、段差部１３ｄの径方向長さは、段差部１３ｄの軸方向位置での内側部１４ｅの径方向厚さの１０～３０％である。

【0029】

図５は、図１に示したステータ１０を、図４のＡ－Ａ面で切断して示す斜視断面図である。図４のＡ－Ａ面は、軸方向と平行であって突起部１３ｃを通る面である。
図５を参照してわかるように、突起部１３ｃの径方向内側の貫通孔１３ｈは、樹脂部材１４で埋められる。

【0030】

＜ステータ１０、モータ及びファンの作用・効果＞
次に、ステータ１０、モータ及びファンの作用・効果について説明する。

【0031】

上述の実施形態に係る発明においては、アウターロータモータのステータであって、ステータコアと、前記ステータコアの少なくとも一部を覆い軸方向一方側に延びる筒部を有する下インシュレータと、前記下インシュレータを介して前記ステータコアに巻き回された巻線と、前記下インシュレータの軸方向一方側に位置し、前記巻線に通電する回路を実装する基板と、前記基板及び前記巻線と前記下インシュレータの少なくとも一部を覆う樹脂部材と、を有し、前記筒部の内側面は、前記ステータコアと軸方向に対面する段差部を有し、前記樹脂部材は、少なくとも前記ステータコアと前記段差部との間を埋め前記ステータコアと密着する端部を有する。
このため、樹脂部材が熱変形しても、段差部により下インシュレータと樹脂部材、樹脂部材とステータコアとの密着性を確保することが出来、端部からの水や埃の侵入を抑制する事で基板の防水性を高めることが出来る。

【0032】

また、前記ステータコアから前記段差部までの軸方向長さは、前記端部の径方向厚さの２～３倍である。
このため、樹脂部材とステータコアとの密着性を確保することが出来、端部からの水や埃の侵入を抑制する事で基板の防水性を高めることが出来る。

【0033】

また、前記段差部の径方向長さは、前記端部の径方向厚さの１０～３０％である。
このため、樹脂部材とステータコアとの密着性を確保することが出来、端部からの水や埃の侵入を抑制する事で基板の防水性を高めることが出来る。

【0034】

また、前記段差部は、前記筒部の内側面の周方向に沿って配置される。
このため、段差部によって樹脂部材は軸方向に固定され防水性を高めることが出来る。

【0035】

また、前記段差部は、前記筒部の内側面の周方向に沿って複数配置される。
このため、複数の段差部によって樹脂部材は軸方向に固定され防水性を高めることが出来る。

【0036】

また、前記下インシュレータは、前記筒部の外側面に、径方向外側に突出し軸方向に延びる突起部を有する。
このため、突起部によりスロット部の強度を高めることが出来る。またスロット部には多くの樹脂部材が入ることで、充填時に下インシュレータが変形する虞があるが、これを抑制することが出来る。

【0037】

また、前記下インシュレータは、前記筒部を径方向に連通する貫通孔を有し、前記樹脂部材は、前記貫通孔を埋める。
このため、筒部の内外で樹脂部材が繋がることが出来る。筒部の内外で樹脂部材が繋がることで、樹脂部材が下インシュレータ、ステータコアから剥がれにくく、防水性をより高めることが出来る。また、突起部１３ｃ及び貫通孔１３ｈはリブとして作用し巻線部１３ｊの変形を抑制することができる。

【0038】

また、モータであって、前記ステータと、前記ステータと径方向に対向するロータと、を有する。
このため、モータにおいて、基板の防水性を高めることが出来る。

【0039】

また、ファンであって、前記モータと、前記ロータと共に回転するインペラと、を有する。
このため、ファンにおいて、基板の防水性を高めることが出来る。

【0040】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0041】

１０ ステータ
１１ ステータコア
１１ｆ 巻線
１２ 上インシュレータ
１３ 下インシュレータ
１３ｄ 段差部
１４ 樹脂部材
１６ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】