特開 2024-135758 モータ

(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】P2024135758

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/44 20060101AFI20240927BHJP

   H02K 3/50 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H02K3/44 B

H02K3/50 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046610

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】文字山 竜

(72)【発明者】

【氏名】田村 葉子

(72)【発明者】

【氏名】山田 卓司

【テーマコード（参考）】

5H604

【Ｆターム（参考）】

5H604AA08

5H604BB01

5H604BB08

5H604BB14

5H604CC01

5H604CC05

5H604CC16

5H604QB04

(57)【要約】

【課題】樹脂が結線基板表面に漏れ出すことを抑制する。
【解決手段】モータは、ステータと、前記ステータに設けられた、配線を有する基板と、前記ステータを覆う樹脂部材と、を備え、径方向において、前記基板は、内周部と、外周部と、当該内周部および当該外周部の間にある中間部と、を備え、回転軸の方向において、前記基板は、前記ステータに対向する第１面と、当該第１面の反対側にある第２面とを備え、前記樹脂部材は、径方向において、回転軸方向において前記基板を覆う部分と、径方向において前記ステータの内周面を覆う部分とを備え、前記樹脂部材の部分の回転軸方向における厚さは、前記ステータの内周面を覆う前記樹脂部材の部分の径方向における厚さより大きい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータと、
前記ステータに設けられた、配線を有する基板と、
前記ステータを覆う樹脂部材と、
を備え、
径方向において、前記基板は、内周部と、外周部と、当該内周部および当該外周部の間にある中間部と、を備え、
回転軸の方向において、前記基板は、前記ステータに対向する第１面と、当該第１面の反対側にある第２面とを備え、
前記樹脂部材は、径方向において、回転軸方向において前記基板を覆う部分と、径方向において前記ステータの内周面を覆う部分とを備え、
前記樹脂部材の部分の回転軸方向における厚さは、前記ステータの内周面を覆う前記樹脂部材の部分の径方向における厚さより大きい、
モータ。

【請求項2】

前記樹脂部材は、回転軸方向において前記基板の外周部を覆う部分を備え、
前記樹脂部材の部分の回転軸方向における厚さは、前記基板の外周部を覆う部分の回転軸方向における厚さより小さい、
請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記中間部は、前記樹脂部材に対して露出している、請求項１又は２に記載のモータ。

【請求項4】

前記基板の第２面側において、当該基板の内周部には、環状の部材が設けられ、
径方向において、前記樹脂部材は前記環状の部材に隣接している、
請求項１から３のいずれか１つに記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータに関する。

【背景技術】

【0002】

モータにおいて、ステータに結線基板を半田で固定した後に、ステータを樹脂で覆う技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／００６２００号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ステータを樹脂で覆う際に、樹脂漏れが生じて、樹脂が結線基板の表面を覆う場合がある。特に、結線基板の内径側から外径側に向かって漏れた樹脂が、結線基板を覆うことが多い。

【0005】

一つの側面では、樹脂が結線基板表面に漏れ出すこと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】

一つの態様において、モータは、ステータと、前記ステータに設けられた、配線を有する基板と、前記ステータを覆う樹脂部材と、を備え、径方向において、前記基板は、内周部と、外周部と、当該内周部および当該外周部の間にある中間部と、を備え、回転軸の方向において、前記基板は、前記ステータに対向する第１面と、当該第１面の反対側にある第２面とを備え、前記樹脂部材は、径方向において、回転軸方向において前記基板を覆う部分と、径方向において前記ステータの内周面を覆う部分とを備え、前記樹脂部材の部分の回転軸方向における厚さは、前記ステータの内周面を覆う前記樹脂部材の部分の径方向における厚さより大きい。

【0007】

一つの態様によれば、樹脂が結線基板表面に漏れ出すことを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態におけるモータの一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施形態における、樹脂で覆われる前のステータの一例を示す斜視図である。

【図3】図３は、実施形態における、樹脂で覆われる前のステータの一例を示す分解斜視図である。

【図4】図４は、実施形態におけるモールドステータの一例を示す側断面図である。

【図5】図５は、実施形態におけるモールドステータの一例を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本願の開示するモータの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。各図面において、説明を分かりやすくするために、後に説明するシャフト９９が延在する方向を軸方向とする座標系を図示する場合がある。

【0010】

［実施形態］
まず、本実施形態におけるモータについて、図１乃至図３を用いて説明する。図１は、実施形態におけるモータの一例を示す斜視図である。図２は、実施形態における、樹脂で覆われる前のステータの一例を示す斜視図である。図３は、実施形態における、樹脂で覆われる前のステータの一例を示す分解斜視図である。図１に示すように、実施形態におけるモータ１は、モールドステータ４と、ロータ８０と、シャフト９９とを備える。実施形態において、モータ１は、例えば、フレームレスモータである。なお、以下において、後に説明する樹脂部材６０で覆われる前のステータをステータ２と表記し、樹脂部材６０で覆われたステータを、モールドステータ４と表記する場合がある。

【0011】

図１に示すモールドステータ４は、図２に示すように、図３に示す配線を有する基板５０が固定されたステータ２を、樹脂部材６０で覆うことにより形成される。すなわち、モールドステータ４は、ステータ２と、ステータ２に設けられた、配線を有する基板５０と、ステータ２を覆う樹脂部材６０とを備える。

【0012】

基板５０は、図３に示すように、軸方向における第１方向側から、ステータ２に固定される。その際、後に説明するコイル３０の第１端部３１及び第２端部３２が、後に説明するランド５４に、半田Ｓにより固定されることで、コイル３０と基板５０とが電気的に接続される。

【0013】

ロータ８０は、径方向において、モールドステータ４の内側に配置される。ロータ８０は、図１に示すように、マグネット８１と、ロータコア８２とを備える。マグネット８１は、例えば、ロータコア８２の外周面に固定された、筒状の磁石である。マグネット８１は、例えば、ネオジム磁石のような希土類磁石により形成される。また、マグネット８１には、ボンド磁石や焼結磁石を用いてもよい。なお、マグネット８１は、筒状の磁石に限定されることはなく、円筒形状の磁石や多角形状の磁石を用いてもよい。また、マグネット８１は、外周面に固定されるだけではなく、ロータコア８２に埋め込まれてもよい。

【0014】

シャフト９９は、例えば、図１に示すようにロータ８０の内周面に固定され、駆動力を外部装置に伝達する。なお、図２以降の図面において、ロータ８０及びシャフト９９の図示を省略する場合がある。

【0015】

図３に示すように、ステータ２は、ステータコア１０と、インシュレータ２０と、コイル３０とを備える。実施形態において、ステータ２は、図１に示すロータ８０を取り囲むように配置される。ステータ２を構成するステータコア１０は、例えば、周方向に沿って円環状に配置される。ステータコア１０は、例えばケイ素鋼板、電磁鋼板等の軟磁性鋼板等の板状の金属部材を軸方向に複数積層することによって形成される。図３に示すように、ステータコア１０は、ロータ８０と対向する内周部１１と、外周部１２とを備える。

【0016】

インシュレータ２０は、例えば樹脂等の絶縁体により形成される。インシュレータ２０は、ステータコア１０を、軸方向の第１方向側及び第２方向側から覆う。

【0017】

図２及び図３に示すように、インシュレータ２０は、内周部２１と、外周部２２とを備える。図３に示すように、外周部２２は、軸方向の第２方向に切り欠かれた２つの凹部２４及び２５を備える。なお、インシュレータ２０の内周部２１は、ステータの内周面の一例である。

【0018】

図３に示すように、コイル３０は、導線を、インシュレータ２０を介してステータ２に巻き回すことにより形成される。コイル３０からは、図３に示すように、引出線として、導線の第１端部３１、第２端部３２が同一方向（第１方向）に引き出されている。

【0019】

実施形態において、ステータ２は、インシュレータ２０を介してコイル３０が巻き回されたステータコア１０を円環状に配置することにより形成される。

【0020】

実施形態において、基板５０は、例えばエポキシ等の絶縁性を有する樹脂材料で形成された絶縁層と、金属等の導体層とが、軸方向に交互に複数積層されることにより形成された、配線を有する結線基板である。

【0021】

基板５０は、図３に示すように、軸方向の第２方向側の表面５ａ及び軸方向の第１方向側の表面５ｂを備える。基板５０は、例えば、図３に示すように、軸方向において、表面５ａがステータ２と対向するように、ステータ２に直接支持されて配置される。より具体的には、基板５０は、インシュレータ２０の内周部２１と外周部２２とにより、径方向において両持ち支持される。なお、表面５ａは、ステータに対向する第１面の一例であり、表面５ｂは、第１面の反対側にある第２面の一例である。

【0022】

実施形態において、表面５ａ及び５ｂは、絶縁体により形成される。また、表面５ｂには、絶縁体とは別の部材としての樹脂部材（例：レジスト）が形成される。軸方向において、表面５ａと表面５ｂとの間には、複数の導体と、複数の絶縁体とが積み重なって配置される。すなわち、基板５０は、複数の導体と複数の絶縁体とが軸方向に積み重ねられることにより形成される。

【0023】

図３に示すように、基板５０には、ランド５４が形成される。ランド５４は、導電性を有する部材で形成され、コイル３０から引き出された導線の第１端部３１及び第２端部３２に接続される接続部である。

【0024】

図３に示すように、基板５０の表面５ｂには、内周部５３と、外周部５２とが形成される。また、径方向において、内周部５３と外周部５２との間には中間部５５が形成される。すなわち、径方向において、基板５０は、内周部５３と、外周部５２と、内周部５３および外周部５２の間にある中間部５５とを備える。

【0025】

また、表面５ｂの中間部５５には、外部装置と接続される、外部接続部となるパッド５９が配置される。実施形態におけるパッド５９は、３相それぞれに対応する３つのパッド５９Ａ、５９Ｂ及び５９Ｃを含む。パッド５９Ａ乃至５９Ｃには、図示しない電子部品等が接続される。

【0026】

また、基板５０の表面５ｂ側において、基板５０の内周部５３には、膜７０が設けられる。膜７０は、例えば非導電性のインクを用いたスクリーン印刷により基板上の一定の範囲に形成されたシルクであり、ロゴ、文字、記号等（不図示）が形成される。なお、膜７０は、環状の部材の一例である。

【0027】

樹脂部材６０は、例えば、基板５０が装着されたステータ２を金型に入れた状態で液状の樹脂を充填し、樹脂が硬化することで形成される。なお、樹脂部材６０は、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂を用いてもよい。実施形態において、樹脂部材６０を形成する樹脂は、例えば、アルミニウム又はケイ素を含む。この場合において、インシュレータ２０を形成する樹脂の剛性は、例えば、樹脂部材６０を形成する樹脂の剛性よりも大きい。

【0028】

また、実施形態における金型には、径方向における内側であり、かつ軸方向における第１方向側にガスベントが形成される。ガスベントは、例えば金型に形成される、外部と接続される孔部である。

【0029】

この場合において、図２に示すインシュレータ２０の内周部２１は、図１に示すように、例えば径方向における内側から、樹脂部材６０の内周面６１により覆われており、視認されない。また、インシュレータ２０の外周部２２は、例えば径方向における外側から、樹脂部材６０の外周面６４により覆われる。なお、樹脂部材６０の内周面６１は、径方向においてステータの内周面を覆う部分の一例である。径方向において、外周面６４を有する樹脂部材６０の部分（外周部）の厚さは、内周面６１を有する樹脂部材６０の他の部分（内周部）の厚さより小さくなっている。樹脂部材６０の他の部分（内周部）を樹脂部材の部分より薄くすることで、周方向において、ロータ８０とステータ２との空隙を確保でき、さらに周方向に均一な空隙を形成することができる。

【0030】

また、例えば径方向および軸方向において、外周部５２の一部が、樹脂部材６０の外周側の一部６２により覆われる。なお、内周側の一部６３は、環状の部材に隣接する樹脂部材の部分の一例であり、外周側の一部６２は、基板の外周部を覆う部分の一例である。この場合において、樹脂部材６０は、径方向において環状の部材７０に隣接し、かつ回転軸方向において基板５０を覆う部分６３と、径方向においてステータ２の内周面２１を覆う部分６１とを備える。また、樹脂部材６０は、回転軸方向において、基板５０の外周部５２を覆う部分６２を備える。

【0031】

図４は、実施形態におけるモールドステータの一例を示す側断面図である。図４は、図１の平面Ｐ１で切断した断面を示す。図４に示すように、モールドステータ４において、ステータコア１０は、内周部１１及び外周部１２を除いて、樹脂部材６０により覆われる。ステータコア１０の内周部１１及び外周部１２は樹脂部材６０に対して露出している。
また、インシュレータ２０の全体が樹脂部材６０により覆われる。

【0032】

また、基板５０の表面５ａは、軸方向において、ステータ２と対向するとともに、樹脂部材６０の中間部（支持部）６５と接触する。支持部６５は、樹脂部材６０の外周側の一部６２と内周面６１との間にあり、ステータ２のコイル３０に対向し、コイル３０と基板５０との間の空隙内にある。実施形態において、基板５０の表面５ａは、例えば、インシュレータ２０の内周部２１と、外周部２２とにより、径方向両側において、軸方向の第２方向側から支持される。

【0033】

図４に示すモールドステータ４において、上で述べたように、基板５０の表面５ｂのうち、内周部５３の一部は、樹脂部材６０の内周側の一部６３に覆われ、外周部５２の一部は、樹脂部材６０の外周側の一部６２により覆われる。

【0034】

図５は、実施形態におけるモールドステータの一例を示す拡大断面図である。図５は、図４の枠Ｆ１に示す部分を拡大した図である。

【0035】

モールドステータ４を形成するために金型に樹脂を充填する際、金型とステータ２との隙間から、充填される液状の樹脂が漏れ出す場合がある。例えば、基板５０の上にシルク等の膜７０を設ける場合においても、金型と基板５０との隙間を完全に塞ぐことは難しい場合がある。

【0036】

これに対し、実施形態のように、金型のガスベントが、基板５０の内周部５３に対して、回転軸方向における第１方向側に位置する場合、基板５０の内周部５３を覆う部分に充填される樹脂は、軸方向における第１方向側に漏れ出す。この結果、樹脂部材６０にバリとしての内周側の一部６３が形成され、この樹脂部材６０の内周側の一部６３は軸方向における第１方向側に延在している。

【0037】

かかる構成によれば、基板５０の内周部５３を覆う部分に充填される樹脂が、径方向における外側に漏れ出すことが抑制される。また、中間部５５は、膜７０にも覆われていない。かかる構成において、中間部５５は、樹脂部材６０に対して露出している。

【0038】

この場合において、図４に示すように、内周側の一部６３の回転軸方向における厚さＴ３は、インシュレータ２０の内周部２１を覆う部分６１の径方向における厚さＴ１より大きい。

【0039】

一方、樹脂部材６０の外周側の一部６２は、図４に示すように、基板５０とコイル３０とを接続する半田Ｓを軸方向における第１方向側から覆う。半田Ｓは、基板５０よりも回転軸方向における第１方向側に突出するため、樹脂部材６０の外周側の一部６２は、軸方向における厚さＴ２が大きくなる。この場合において、内周側の一部６３の回転軸方向における厚さＴ３は、基板５０の外周部５２を覆う外周側の一部６２の回転軸方向における厚さＴ２より小さい。

【0040】

以上説明したように、本実施形態におけるモータ１は、ステータ２と、ステータ２に設けられた、配線を有する基板５０と、ステータ２を覆う樹脂部材６０と、を備える。径方向において、基板５０は、内周部５３と、外周部５２と、内周部５３および外周部５２の間にある中間部５５と、を備える。回転軸の方向において、基板５０は、ステータ２に対向する第１面５ａと、第１面５ａの反対側にある第２面５ｂとを備える。樹脂部材６０は、径方向において、回転軸方向において基板５０を覆う部分６３と、径方向においてステータ２の内周面２１を覆う部分６１とを備える。樹脂部材６０の部分６３の回転軸方向における厚さＴ３は、ステータ２の内周面２１を覆う樹脂部材６０の部分６１の径方向における厚さＴ１より大きい。かかる構成によれば、基板５０の形状を変更することなく、樹脂が結線基板表面に漏れ出すことを抑制できる。

【0041】

［変形例］
以上、本実施形態における構成について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、基板５０の内周部５３に設けられる環状の部材の構成は、シルク印刷に限らず、樹脂製の環状の部材を配置する等、その他の構造を用いてもよい。また、モータ１が、環状の部材である膜７０等を備えない構成であってもよい。

【0042】

また、樹脂部材６０のうち、図５に示すように、径方向において基板５０と対向する部分６６の径方向における厚さは、インシュレータ２０の内周部２１を覆う内周面６１の厚さＴ１より厚く形成されるが、実施の形態はこれに限られない。例えば、部分６６の径方向における厚さが、厚さＴ１と略同一であってもよい。

【0043】

また、ガスベントが形成される位置は、回転軸方向における第１方向側以外にも、径方向における外側に樹脂が漏れることを抑制できる位置であればよく、径方向における内周側等、その他の方向に形成されていてもよい。なお、ガスベントは、例えば金型に形成される貫通孔であるが、これに限られず、金型のピンと中子との間に形成される空隙であってもよい。

【0044】

以上、本発明を実施形態及び各変形例に基づき説明したが、本発明は実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能であることも言うまでもない。そのような要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0045】

１ モータ、２ ステータ、４ モールドステータ、５ａ，５ｂ 表面、１０ ステータコア、１１ 内周部、１２ 外周部、２０ インシュレータ、２１ 内周部、２２ 外周部、３０ コイル、３１ 第１端部、３２ 第２端部、５０ 基板、５２ 外周部、５３ 内周部、５４ ランド、５５ 中間部、５９ パッド、６０ 樹脂部材、６１ 内周面、６２ 外周側の一部、６３ 内周側の一部、６４ 外周面、６５ 支持部、７０ 膜、８０ ロータ、８１ マグネット、８２ ロータコア、９９ シャフト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】