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(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】P2024146415
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】ステータ及びモータ
(51)【国際特許分類】
   H02K 11/30 20160101AFI20241004BHJP
   H02K 11/25 20160101ALI20241004BHJP
   H02K 11/215 20160101ALI20241004BHJP
【FI】
H02K11/30
H02K11/25
H02K11/215
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023059295
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000232302
【氏名又は名称】ニデック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100138689
【弁理士】
【氏名又は名称】梶原 慶
(72)【発明者】
【氏名】森下 裕司
(72)【発明者】
【氏名】為国 宏高
(72)【発明者】
【氏名】瀬戸山 弘行
【テーマコード(参考)】
5H611
【Fターム(参考)】
5H611AA01
5H611BB01
5H611BB06
5H611QQ03
5H611QQ04
5H611RR02
5H611TT01
5H611UA03
(57)【要約】      (修正有)
【課題】配置された電子部品の物理的な干渉を避けることが可能なステータ及びモータを提供する。
【解決手段】ステータ10は、ステータコア121と、インシュレータと、コイル123と、回路基板42と、スペーサ43とを有する。ステータコアは、中心軸を周方向に囲む環状のコアバック121aと、コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティース121bとを有する。インシュレータは、ステータコアの少なくとも一部を覆う。コイルは、ティースにインシュレータを介して取り付けられる。回路基板は、電子部品が実装され、ステータコアの軸方向一方側に配置される。スペーサは、軸方向において、回路基板とステータコアとの間に配置される。回路基板とスペーサとは接続される。電子部品は、回路基板のうちスペーサ側を向く実装面S1に配置される。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられるコイルと、
電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される回路基板と、
軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置されるスペーサと、
を有し、
前記回路基板と前記スペーサは接続され、
前記電子部品は、前記回路基板のうち前記スペーサ側を向く実装面に配置される、ステータ。
【請求項2】
前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体から延びるリード部とを有し、
前記リード部のうち、前記部品本体側の一部は、前記実装面に沿って配置される、請求項1に記載のステータ。
【請求項3】
前記実装面と反対方向から視た際、前記部品本体は、前記回路基板から露出して位置する、請求項2に記載のステータ。
【請求項4】
前記部品本体は、樹脂材で覆われる、請求項3に記載のステータ。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1項に記載のステータと、
前記ステータに対して径方向に対向し、前記ステータの周囲を回転するロータと
を有する、モータ。
【請求項6】
中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられるコイルと、
前記コアバックの軸方向一方側を、前記インシュレータを介して保持するステータホルダと、
前記ステータホルダの軸方向一方側を覆う絶縁プレートと、
電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される回路基板と、
軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置されるスペーサと、
を有し、
前記回路基板と前記スペーサは接続され、
前記絶縁プレートは、
前記回路基板のうち前記スペーサ側を向く実装面に接し、前記回路基板を支持する支持部と、
前記支持部に対して凹んだ溝部と
を有し、
前記溝部には、前記コイルと繋がる渡り線の一部が配置される、ステータ。
【請求項7】
前記回路基板は、開口を有し、
前記開口には、前記渡り線の一部が位置する、請求項6に記載のステータ。
【請求項8】
請求項6又は7に記載のステータと、
前記ステータに対して径方向に対向し、前記ステータの周囲を回転するロータと
を有する、モータ。
【請求項9】
中心軸に沿って軸方向に延びるシャフトと、
前記シャフトに固定されたステータと、
前記ステータの周囲を回転するロータと
を有し、
前記ステータは、
中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられるコイルと、
前記ステータと前記シャフトを保持するステータホルダと、
電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される回路基板と、
軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置されるスペーサと、
を有し、
前記回路基板と前記スペーサは接続され、
前記ロータは、
前記ステータの径方向外周を囲う環状のリムと、
前記リムと接続し、前記リムの径方向の内側に配置される環状のヨークと、
前記ヨークの径方向の内側に沿って配置され、前記ステータに対向するマグネットと、
前記リム又は前記ヨークに接続される接続部と、
前記シャフトに対して前記接続部を回転可能に支持する軸受と、
を有し、
前記接続部は、
前記ステータにおける前記回路基板が配置された側を覆うカバーと、
前記カバーから軸方向に延び、前記ヨークと前記ステータとの間の一部に位置する仕切部と
を有し、
前記スペーサは、前記カバーと前記ステータとの間に位置し、
前記スペーサの前記ステータ側の端部は、前記スペーサの前記カバー側の端部より、径方向外側に位置する、モータ。
【請求項10】
前記スペーサは、
前記回路基板を支持する基板支持部と、
前記電子部品を収容する収容部と
を有し、
前記収容部は、
孔部と、
前記孔部の縁の一部から延びる壁部と
を有し、
前記壁部は、前記孔部の前記縁より外側に位置する、請求項9に記載のモータ。
【請求項11】
前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体から延びるリード部とを有し、
前記部品本体は、前記孔部に位置し、
前記リード部は、屈曲し、
前記リード部の前記回路基板側の端部は、前記部品本体側の端部より前記壁部に対して離れて位置する、請求項10に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ステータ及びモータに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1のブラシレスモータでは、複数の突極を放射状に配置したステータに、ロータに設けた磁石の磁極を検出する磁極検出用センサを備え、磁極検出用センサからの検出信号に基づいて各突極のコイルへの通電を切り替える制御が行われる。特許文献1のブラシレスモータは、磁極検出用センサを磁石に対向する状態で保持するセンサホルダを備えると共に、センサホルダが、ステータに対して着脱可能な固定手段を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003-264971号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のブラシレスモータにおけるステータには、磁極検出用センサに加えて、コネクタ等の複数の部品が配置されている。ステータにおいて、複数の部品を配置できるスペースは限られているため、複数部品同士、又は複数の部品とステータとの物理的な干渉を避けながら部品を配置する必要がある。
【0005】
本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、配置された電子部品の物理的な干渉を避けることが可能なステータ及びモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の例示的なステータは、ステータコアと、インシュレータと、コイルと、回路基板と、スペーサとを有する。前記ステータコアは、中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有する。前記インシュレータは、前記ステータコアの少なくとも一部を覆う。前記コイルは、前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられる。前記回路基板は、電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される。前記スペーサは、軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置される。前記回路基板と前記スペーサとは接続される。前記電子部品は、前記回路基板のうち前記スペーサ側を向く実装面に配置される。
【0007】
本開示の例示的なステータは、ステータコアと、インシュレータと、コイルと、ステータホルダと、絶縁プレートと、回路基板と、スペーサとを有する。前記ステータコアは、中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有する。前記インシュレータは、前記ステータコアの少なくとも一部を覆う。前記コイルは、前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられる。前記ステータホルダは、前記コアバックの軸方向一方側を、前記インシュレータを介して保持する。前記絶縁プレートは、前記ステータホルダの軸方向一方側を覆う。前記回路基板は、電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される。前記スペーサは、軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置される。前記回路基板と前記スペーサとは接続される。前記絶縁プレートは、支持部と、溝部とを有する。前記支持部は、前記回路基板のうち前記スペーサ側を向く実装面に接し、前記回路基板を支持する。前記溝部は、前記支持部に対して凹んでいる。前記溝部には、前記コイルへ電流を流すケーブルの一部が配置される。
【0008】
本開示の例示的なモータは、シャフトと、ステータと、ロータとを有する。前記シャフトは、中心軸に沿って軸方向に延びる。前記ステータは、前記シャフトに固定される。前記ロータは、前記ステータの周囲を回転する。前記ステータは、ステータコアと、インシュレータと、コイルと、回路基板と、スペーサとを有する。前記ステータコアは、中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有する。前記インシュレータは、前記ステータコアの少なくとも一部を覆う。前記コイルは、前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられる。前記回路基板は、電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される。前記スペーサは、軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置される。前記回路基板と前記スペーサとは接続される。前記ロータは、環状のリムと、環状のヨークと、マグネットと、接続部と、軸受とを有する。前記リムは、前記ステータの径方向外周を囲う。前記ヨークは、前記リムと接続し、前記リムの径方向の内側に配置される。前記マグネットは、前記ヨークの径方向の内側に沿って配置され、前記ステータに対向する。前記接続部は、前記リム又は前記ヨークに接続される。前記軸受は、前記シャフトに対して前記接続部を回転可能に支持する。前記接続部は、カバーと、仕切部とを有する。前記カバーは、前記ステータにおける前記回路基板が配置された側を覆う。前記仕切部は、前記カバーから軸方向に延び、前記ヨークと前記ステータとの間の一部に位置する。前記スペーサは、前記カバーと前記ステータとの間に位置する。前記スペーサの前記ステータ側の端部は、前記スペーサの前記カバー側の端部より、径方向外側に位置する。
【発明の効果】
【0009】
例示的な本開示によれば、配置された電子部品の物理的な干渉を避けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1図1は、例示的な実施形態のモータの外観を示す図である。
図2図2は、例示的な実施形態のモータの回転軸に沿った断面を示す図である。
図3図3は、例示的な実施形態のモータの内部を示す分解図である。
図4図4は、例示的な実施形態のステータを示す分解図である。
図5図5は、例示的な実施形態のステータを示す分解図である。
図6図6は、図4のステータの別角度からの拡大図である。
図7図7は、回路基板の実装面を示す図である。
図8図8は、回路基板の変形例における実装面と反対側の面を示す図である。
図9図9は、例示的な実施形態のモータの回転軸に沿った断面においてセンサユニットを拡大した図である。
図10図10は、図9を更に拡大した図である。
図11図11は、センサユニットを示す分解図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。本明細書では、理解の容易のため、モータの回転軸に略平行な方向を軸方向Zと記載し、軸方向Zの一方側を軸方向一方側Z1と記載し、軸方向Zの他方側を軸方向他方側Z2と記載する。また、軸方向Zを中心とする径方向Rと記載し、軸方向Zを中心とする周方向を周方向Cと記載する。ただし、あくまで説明の便宜のために方向を定義したに過ぎず、特に水平方向、鉛直方向を定義する必要がある場合を除き、本発明に係る冷却装置の使用時の向きを限定しない。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。
【0012】
図1図3を参照して、例示的な実施形態のモータ1を説明する。図1は、例示的な実施形態のモータ1の外観を示す図である。図2は、例示的な実施形態のモータ1の回転軸に沿った断面を示す図である。図3は、例示的な実施形態のモータ1の内部を示す分解図である。
【0013】
モータ1は、一例として、四輪車又は二輪車の車輪に用いられる。典型的には、モータ1は、四輪車又は二輪車の車軸に取り付けられるインホイールモータとして用いられる。
【0014】
図1に示すように、モータ1は、回転軸であるシャフト30と、ステータ10と、ロータ20とを有する。インホイールモータの場合、シャフト30は、車軸を構成する。ステータ10は、円柱形状であり、シャフト30に固定される。ロータ20は、ステータ10に対して相対回転する。具体的には、ロータ20は、シャフト30を軸にステータ10の周囲を回転する。
【0015】
[ロータ]
図2及び図3に示すように、ロータ20は、ヨーク21と、複数のマグネット22と、リム25と、接続部26とを有する。リム25は、ステータ10の外周を囲う環状の部材である。例えば、リム25には、図示しないタイヤが取り付けられる。ヨーク21は、リム25の内周面に沿って配置される円筒形状つまり環状の鉄製部材である。ヨーク21は、リム25に対して溶接にて接続されている。また、溶接の代わりに、リム25にアルミニウムや樹脂製の材料を用いて、ヨーク21をインサート成型で覆って固定しても良い。ヨーク21の内周面には、内周面に沿って複数のマグネット22が配置される。具体的には、複数のマグネット22は、ヨーク21の内周面において、周方向CにN極とS極とが交互に並べて配置される。マグネット22は、例えば、直方体上の永久磁石によって構成される。実施形態において複数のマグネットが並べて配置されるが、1つの円環状のマグネットでN極とS極が交互に配置されているものでも良い。
【0016】
接続部26は、リム25をシャフト30に対して回転可能に接続する。具体的には、接続部26は、カバー23と、一対の軸受24とを有する。カバー23は、リム25、ヨーク21及びステータ10の軸方向の両端面を覆う。実施形態においては、カバー23は、ヨーク21に対してネジで接続する。ただし、リム25に対してカバー23を接続しても良い。なお、図3に限らず、カバー23は、一対の軸受24とヨーク21とを接続してもよい。
【0017】
本実施形態において、カバー23は、第1カバー23aと、第2カバー23bとを有する。第1カバー23aは、リム25、ヨーク21及びステータ10の軸方向一方側Z1を覆う。第2カバー23bは、リム25、ヨーク21及びステータ10の軸方向他方側Z2を覆う。第1カバー23a及び第2カバー23bの各々は、筒部23cを有する。第2カバー23bには、例えば、ブレーキ機構27が配置される。実施形態では、第1カバー23a、第2カバー23b、及びリム25はそれぞれ別部材であるが、第1カバー23a及び第2カバー23bのいずれか一方がリム25と一つの部材で構成されていてもよい。
【0018】
筒部23cは、シャフト30を囲み、軸方向Zに延びる。筒部23cは、内部に軸受24を保持する。軸受24は、シャフト30に対して、第1カバー23a又は第2カバー23bを回転可能に支持する。ロータ20の更に詳細な構造は、後述する。
【0019】
[ステータ]
次に、図3図5を参照して、例示的な実施形態のステータ10を説明する。図4及び図5は、例示的な実施形態のステータ10を示す分解図である。図4及び図5は、理解を容易にするため、ステータ10の一部のコイル123を省略している。
【0020】
図3図5に示すように、ステータ10は、ステータホルダ13と、ステータコア121と、インシュレータ122と、コイル123と、絶縁プレート124と、センサユニット40とを有する。
【0021】
ステータホルダ13は、金属製の円盤状のプレス品であり、軸方向Zに沿って貫通する貫通孔13aを有する。例えば、貫通孔13aにシャフト30が圧入され、シャフト30とステータホルダ13とが固定される。
【0022】
ステータコア121は、円環状であり、ステータホルダ13の外周部に固定される。このとき、ステータコア121は、マグネット22の径方向Rの内側に隙間を介して配置される。ステータコア121の中心は、シャフト30の中心軸と略一致する。
【0023】
ステータコア121は、複数のコア部材を軸方向Zに積層して構成される。コア部材は、例えば磁性鋼板から形成される。図5に示すように、ステータコア121は、コアバック121aと、ティース121bとを有する。
【0024】
コアバック121aとティース121bとは、一体に形成されている。コアバック121aは、シャフト30の中心軸を周方向Cに囲み、環状に形成される。ティース121bは、コアバック121aの径方向Rの外側の表面から径方向Rの外側に延びる。複数のティース121bが、周方向Cに沿って等間隔に配置される。
【0025】
インシュレータ122は、ステータコア121の少なくとも一部を覆う。インシュレータ122は、ステータコア121とコイル123とを電気的に絶縁する絶縁性部材である。例えば、インシュレータ122は、絶縁性樹脂で形成される。インシュレータ122は、各ティース121bに取り付けられる。
【0026】
具体的には、インシュレータ122は、コアバック121aの軸方向Zの両側端部、及び各ティース121bの軸方向Zの両側端部に配置される。また、インシュレータ122は、各ティース121bの周方向Cに沿った面とコアバック121aの径方向Rの外側面にも配置される。
【0027】
コイル123は、ティース121bにインシュレータ122を介して取り付けられる。コイル123は、インシュレータ122を介して各ティース121bに導線を巻き回して形成される。コイル123は、周方向Cに複数配置される。
【0028】
コイル123に駆動電流を与えると、複数のティース121bに磁束が生じる。これにより、ティース121bとマグネット22との間に生じる吸引及び反発の作用により、周方向Cのトルクが発生する。その結果、ステータ10に対して、ロータ20がシャフト30を中心として回転する。
【0029】
以上のように、ステータホルダ13は、コアバック121aの軸方向一方側Z1、及び軸方向他方側Z2を、インシュレータ122を介して保持する。絶縁プレート124は、ステータホルダ13の径方向外側端部の軸方向一方側Z1を覆う。言い換えると、絶縁プレート124は、コアバック121aの軸方向一方側Z1に配置され、インシュレータ122を介して、コアバック121aの軸方向一方側Z1を覆う。絶縁プレート124は、ステータホルダ13と後述するコイルと繋がる渡り線CA1、CA2を電気的に絶縁する絶縁性部材である。例えば、絶縁プレート124は、絶縁性樹脂で形成される。なお、絶縁プレート124とインシュレータ122とは、一体に形成されてもよい。
【0030】
[センサユニット]
本実施形態において、複数のティース121bのうちの一部のティース121bの軸方向一方側Z1には、センサユニット40が配置される。センサユニット40は、センサ41と、回路基板42と、スペーサ43とを有する。センサ41は、回路基板42のうち軸方向他方側Z2を向く実装面S1に実装され、ロータ20の状態又はコイル123の状態を検知する。ロータ20の状態を検知するとは、例えば、ホールセンサ又はエンコーダ等によるロータ20の周方向Cの回転位置の検知、又はロータ20の回転速度の検知が挙げられる。コイル123の状態を検知するとは、例えば、サーミスタによるコイル123の温度の検知が挙げられる。センサ41は、上記センサに限定されず、センサによって検知される状態も上記の状態に限定されない。本実施形態において、センサ41は電子部品の一例である。
【0031】
回路基板42の実装面S1側には、スペーサ43が接続される。スペーサ43は、軸方向Zにおいて、回路基板42とステータコア121との間に配置される。つまり、回路基板42は、スペーサ43を介して、ステータコア121の軸方向一方側Z1に配置される。
【0032】
スペーサ43は、ベース部431を有する。ベース部431には、センサ41が固定される。つまり、ベース部431は、センサ41を保持する。言い換えると、ベース部431は、センサ41を収容する。ベース部431は、収容部の一例である。本実施形態では、センサ41は、ベース部431の軸方向他方側Z2の端面において、周方向Cに3個並んで固定される。各センサ41は、周方向Cに隣り合うティース121bの隙間に配置される。例えば、センサ41がロータ20の周方向Cの回転位置を検知する場合、各センサ41の検出信号が図示しないモータ1の制御回路に送信され、U相、V相及びW相にそれぞれ対応するコイル123の状態を制御する。
【0033】
[センサユニットの取付]
次に、図4図6を参照して、センサユニット40について説明する。図6は、図4のステータ10の別角度からの拡大図である。図6は、ステータ10に取り付けられたセンサユニット40を、シャフト30側から径方向Rの外側に向かって見た図である。
【0034】
図6に示すように、センサユニット40において、回路基板42は、絶縁プレート124及びスペーサ43によって、ステータコア121に保持される。絶縁プレート124は、ベースプレート124Aと、3つの支持部124Bと、3つの溝部124Cとを有する。ベースプレート124Aは、ステータコア121のコアバック121aに沿った環形状を有する部材である。支持部124Bは、ベースプレート124Aにおける軸方向一方側Z1の面から軸方向一方側Z1に突出する。3つの支持部124Bは、ベースプレート124Aの軸方向一方側Z1の端面において、周方向Cに並んで配置される。3つの支持部124Bは、回路基板42の実装面S1に接し、回路基板42において径方向Rに対してスペーサ43の反対側を支持する。具体的には、支持部124Bに設けられた突起124pが、回路基板42に空けられた穴42hに挿入されると、回路基板42を含むセンサユニット40がステータコア121に固定される。
【0035】
3つの支持部124Bの各々の間には、2つの溝部124Cが配置される。溝部124Cは、支持部124Bの軸方向一方側Z1の面に対して、軸方向他方側Z2に凹んでいる。3つの支持部124Bのうち、外側に位置する支持部124Bの周方向Cの少なくとも一方には、溝部124Dが配置される。例えば、溝部124C及び溝部124Dの軸方向一方側Z1を向く低面は、ベースプレート124Aにおける軸方向一方側Z1の面より凹んだ位置にある。
【0036】
溝部124Cには、コイル123と繋がる渡り線CA1、CA2の一部が配置される。渡り線CA1、CA2は、図示しない給電線と接続し、外部からの電流をコイル123へと流す。また、図6には図示されていないが、溝部124Dに、コイル123と繋がる渡り線の一部が配置されてもよい。このように、回路基板42と接する支持部124Bの間に、支持部124Bより凹んだ溝部124Cを設けることで、渡り線CA1、CA2を配線する空間が確保できる。結果、渡り線CA1、CA2と電子部品とが干渉するのを避けることができ、より大きい電流を流すため、渡り線の線径を太いものを用いることができる。
【0037】
次に、図7を参照して、回路基板42について説明する。図7は、回路基板42の実装面S1を示す図である。
【0038】
回路基板42の実装面S1には、3つのセンサ41と、回路素子421と、回路素子422とが実装される。具体的には、センサ41は、センサ本体41Bと、センサ本体41Bから延びるリード部41Lとを有する。リード部41Lのうち、センサ本体41Bと反対側の端部がはんだ付けにより実装面S1に実装される。センサ本体41Bは、回路基板42の実装面S1から軸方向他方側Z2に離れて位置する。センサ41、回路素子421及び回路素子422は電子部品の一例である。
【0039】
回路素子421は、素子本体421Bと、素子本体421Bから延びるリード部421Lとを有する。リード部421Lのうち、素子本体421Bと反対側の端部がはんだ付けにより実装面S1に実装される。リード部421Lのうち、素子本体421B側は、実装面S1に沿って配置される。その結果、素子本体421Bは、実装面S1に沿って寝かせて配置される。
【0040】
回路素子422は、素子本体422Bと、素子本体422Bから延びるリード部422Lとを有する。リード部422Lのうち、素子本体422Bと反対側の端部がはんだ付けにより実装面S1に実装される。リード部422Lのうち、素子本体422B側は、実装面S1に沿って配置される。その結果、素子本体422Bは、実装面S1に沿って寝かせて配置される。
【0041】
センサ41、回路素子421及び回路素子422を回路基板42の軸方向他方側Z2の実装面S1に実装することで、実装面S1と反対側へ回路素子が突出することを防ぎ、回路基板42の軸方向一方側Z1に位置するカバー23等と回路素子421,422との干渉を防ぐことができる。
【0042】
また、回路素子421、422を実装面S1に沿って寝かせて配置することで、実装された回路素子を含む回路基板42の軸方向Zの厚さを抑えることができ、センサユニット40を含むステータ10を軸方向Zに小型化できる。
【0043】
本実施形態において、素子本体421B及び素子本体422Bは、実装面S1と反対側の面S2側から視た際、回路基板42から露出して位置する。これにより、素子本体421B及び素子本体422Bの位置を視認できるため、素子本体421B及び素子本体422Bを適切な位置に配置しやすくなる。
【0044】
また、素子本体421B及び素子本体422Bは、絶縁、熱伝導又は防湿のため、樹脂材J1で覆われることがある。図7では、素子本体421B及び素子本体422Bが樹脂材J1で覆われている状態をハッチングで示す。回路基板42から露出した素子本体421B及び素子本体422Bを樹脂材J1で覆うため、センサユニット40をステータ10に取り付けた後においても、樹脂材J1の塗布を行うことができ、作業効率が向上する。
【0045】
次に、図8を参照して、回路基板42における部品配置の変形例について説明する。図8は、回路基板42の変形例における実装面S1と反対側の面S2を示す図である。
【0046】
回路基板42の変形例において、回路素子421及び回路素子422の代わりに、回路素子423が実装面S1に実装されている。回路素子423は、素子本体423Bと、素子本体422Bから延びる図示しないリード部とを有する。回路素子421及び回路素子422と同様、回路素子423は、はんだ付けにより実装面S1に実装される。素子本体423Bは、実装面S1に沿って寝かせて配置される。素子本体423Bは、回路基板42が有する開口M1から露出して配置される。
【0047】
また、開口M1には、例えば、図6に示す渡り線CA1の一部が位置してもよい。開口M1があることで、渡り線CA1が回路基板42の面S2より軸方向一方側Z1に位置することが可能になるため、渡り線CA1を配線する空間が確保できる。結果、渡り線CA1と電子部品とが干渉するのを避けることができ、より大きい電流を流すため、渡り線の線径を太いものを用いることができる。
【0048】
次に、図9及び図10を参照して、スペーサ43について説明する。図9は、例示的な実施形態のモータの回転軸に沿った断面においてセンサユニット40を拡大した図である。図10は、図9を更に拡大した図である。
【0049】
図9に示すように、接続部26は、第1仕切部231aと、第2仕切部231bとを有する。第1仕切部231aは、第1カバー23aから軸方向他方側Z2に延び、ヨーク21とステータコア121との間の一部に位置する。第2仕切部231bは、第1カバー23aから軸方向一方側Z1に延び、ヨーク21とステータコア121との間の一部に位置する。第1仕切部231aと第2仕切部231bの径方向Rの外側面はヨーク21に接触することで、接続部26とヨーク21とが嵌め合わされる。第1仕切部231aと第2仕切部231bとの軸方向の間には、マグネット22が位置する。
【0050】
本実施形態において、スペーサ43における径方向Rの外側の形状は、第1カバー23aに沿った形状である。具体的には、図10に示すように、スペーサ43のステータ10側の端部の位置R2は、スペーサ43の第1カバー23a側の端部の位置R2より、径方向Rの外側に位置する。
【0051】
第1カバー23aが第1仕切部231aに向かって湾曲しているため、スペーサ43の軸方向一方側Z1の端部及び回路基板42が第1カバー23aと接近する。そのため、部品の寸法の誤差によってはこれら部品が製造時に干渉する虞がある。スペーサ43の軸方向一方側Z1の端部を径方向Rの内側に位置することで、スペーサ43の軸方向一方側Z1の端部は第1カバー23aから離れる。また、スペーサ43の軸方向一方側Z1の端部に回路基板42が配置されているため、回路基板42も第1カバー23aから離れる。よって、スペーサ43と回路基板42が第1カバー23aと接触することを防ぐ。一方、スペーサ43の軸方向他方側Z2の端部はより径方向Rの外側に位置しているためステータコア121の径方向Rの内側にコイル123を巻くスペースをより広く設けることができる。結果、コイル123がより多く巻くことができ、モータを高出力化できる。
【0052】
次に、図10及び図11を参照して、スペーサ43の形状について説明する。図11は、センサユニット40を示す分解図である。
【0053】
図10及び図11に示すように、スペーサ43は、ベース部431に加えて、基板支持部433を有する。基板支持部433は、回路基板42の実装面S1に接し、回路基板42を支持する。基板支持部433は、ベース部431に繋がり、基板支持部433に対して軸方向他方側Z2に配置される。本実施形態においては、ベース部431と基板支持部433とは単一の部材で一体に形成される。ただし、ベース部431と基板支持部433とは別体の部品が固定される構造であってもよい。ベース部431は、ベース部431を軸方向Zに貫通する孔部431hと、孔部431hのうち径方向Rの外側から軸方向一方側Z1に向かって延びる壁部432とを有する。スペーサ43には、センサユニット40に配置されるセンサ41の数に応じた孔部431h及び壁部432が設けられる。基板支持部433は、周方向Cにおいて、孔部431hと隣り合って配置される。
【0054】
図10に示すように、壁部432は、孔部431hの縁より外側に位置する。本実施形態において、壁部432は孔部431hの径方向Rの外側に位置するため、壁部432は、孔部431hの径方向Rの外側の縁の位置R3より径方向Rの外側に位置する。その結果、例えば基板支持部433の径方向Rの外側が軸方向一方側Z1ほど径方向Rの内側に向かって湾曲している形状の場合、スペーサ43の軸方向一方側Z1の端部において、壁部432に対応する位置に切り欠き434が設けられる。つまり、孔部431hは、壁部432によって軸方向Zに遮られない。したがって、樹脂の成型によって形成されるスペーサ43において、孔部431hを容易に形成することができる。
【0055】
本実施形態において、センサ41のセンサ本体41Bは、スペーサ43の孔部431hに位置する。リード部41Lの径方向Rの外側には、壁部432が位置する。つまり、壁部432は、リード部41Lの径方向Rの外側を覆う。図10に示すように、リード部41Lは、センサ本体41Bから径方向Rの内側に向かって屈曲しながら軸方向一方側Z1に向かって延びる。リード部41Lのセンサ本体41Bと反対側の端部は、回路基板42に実装される。したがって、リード部41Lの回路基板42側の端部は、センサ本体41B側の端部より壁部432に対して離れて位置する。
【0056】
このようなセンサ41の形状により、基板支持部433の径方向Rの外側が軸方向一方側Z1ほど径方向Rの内側に向かって湾曲している形状のスペーサ43において、センサ本体41Bをステータコア121の径方向Rのより外側に配置することができ、ステータコア121の径方向Rの内側にコイル123を巻くスペースをより広く設けることができ、モータを高出力化できる。
【0057】
以上、図面を参照して本開示の実施形態について説明した。ただし、本開示は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
【0058】
また、図面は、開示の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本開示の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【0059】
なお、本技術は、以下のような構成をとることが可能である。
(1)中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられるコイルと、
電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される回路基板と、
軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置されるスペーサと、
を有し、
前記回路基板と前記スペーサは接続され、
前記電子部品は、前記回路基板のうち前記スペーサ側を向く実装面に配置される、ステータ
(2)前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体から延びるリード部とを有し、
前記リード部のうち、前記部品本体側の一部は、前記実装面に沿って配置される、(1)のステータ
(3)前記実装面と反対方向から視た際、前記部品本体は、前記回路基板から露出して位置する、(2)のステータ
(4)前記部品本体は、樹脂材で覆われる、(3)のステータ。
(5)(1)から(4)のいずれかのステータと、
前記ステータに対して径方向に対向し、前記ステータの周囲を回転するロータと
を有するモータ。
(6)中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられるコイルと、
前記コアバックの軸方向一方側を、前記インシュレータを介して保持するステータホルダと、
前記ステータホルダの軸方向一方側を覆う絶縁プレートと、
電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される回路基板と、
軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置されるスペーサと
を有し、
前記回路基板と前記スペーサは接続され、
前記絶縁プレートは、
前記回路基板のうち前記スペーサ側を向く実装面に接し、前記回路基板を支持する支持部と、
前記支持部に対して凹んだ溝部と
を有し、
前記溝部には、前記コイルと繋がる渡り線の一部が配置される、ステータ
(7)前記回路基板は、開口を有し、
前記開口には、前記ケーブルの一部が位置する、(6)のステータ
(8)(6)又は(7)のステータと、
前記ステータに対して径方向に対向し、前記ステータの周囲を回転するロータと
を有する、モータ。
(9)中心軸に沿って軸方向に延びるシャフトと、
前記シャフトに固定されたステータと、
前記ステータの周囲を回転するロータと
を有し、
前記ステータは、
中心軸を周方向に囲む環状のコアバックと、前記コアバックから径方向に延びて周方向に複数配置されるティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
前記ティースに前記インシュレータを介して取り付けられるコイルと、
前記ステータと前記シャフトを保持するステータホルダと、
電子部品が実装され、前記ステータコアの軸方向一方側に配置される回路基板と、
軸方向において、前記回路基板と前記ステータコアとの間に配置されるスペーサと、
を有し、
前記回路基板と前記スペーサは接続され、
前記ロータは、
前記ステータの径方向外周を囲う環状のリムと、
前記リムと接続し、前記リムの径方向の内側に配置される環状のヨークと、
前記ヨークの径方向の内側に沿って配置され、前記ステータに対向するマグネットと、
前記リム又は前記ヨークに接続される接続部と、
前記シャフトに対して前記接続部を回転可能に支持する軸受と、
を有し、
前記接続部は、
前記ステータにおける前記回路基板が配置された側を覆うカバーと、
前記カバーから軸方向に延び、前記ヨークと前記ステータとの間の一部に位置する仕切部と
を有し、
前記スペーサは、前記カバーと前記ステータとの間に位置し、
前記スペーサの前記ステータ側の端部は、前記スペーサの前記カバー側の端部より、径方向外側に位置する、モータ。
(10)前記スペーサは、
前記回路基板を支持する基板支持部と、
前記電子部品を収容する収容部と
を有し、
前記収容部は、
孔部と、
前記孔部の縁の一部から延びる壁部と
を有し、
前記壁部は、前記孔部の前記縁より外側に位置する、(9)のモータ。
(11)前記電子部品は、部品本体と、前記部品本体から延びるリード部とを有し、
前記部品本体は、前記孔部に位置し、
前記リード部は、屈曲し、
前記リード部の前記回路基板側の端部は、前記部品本体側の端部より前記壁部に対して離れて位置する、(10)のモータ。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本開示は、ステータ及びモータの分野に利用可能である。
【符号の説明】
【0061】
1 :モータ
10 :ステータ
13 :ステータホルダ
13a :貫通孔
20 :ロータ
21 :ヨーク
22 :マグネット
23 :カバー
23a :第1カバー
23b :第2カバー
24 :軸受
25 :リム
26 :接続部
30 :シャフト
41 :センサ
41B :センサ本体
41L :リード部
42 :回路基板
43 :スペーサ
121 :ステータコア
121a :コアバック
121b :ティース
122 :インシュレータ
123 :コイル
124 :絶縁プレート
124B :支持部
124C :溝部
124D :溝部
231a :第1仕切部
231b :第2仕切部
421 :回路素子
421B :素子本体
421L :リード部
422 :回路素子
422B :素子本体
422L :リード部
423 :回路素子
423B :素子本体
431 :ベース部
431h :孔部
432 :壁部
433 :基板支持部
C :周方向
CA1 :渡り線
CA2 :渡り線
J1 :樹脂材
M1 :開口
R :径方向
S1 :実装面
S2 :面
Z :軸方向
Z1 :軸方向一方側
Z2 :軸方向他方側
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11