特許 7246694 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-17

(45)【発行日】2023-03-28

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/46 20060101AFI20230320BHJP

   H02K 3/34 20060101ALI20230320BHJP

【ＦＩ】

H02K3/46 B

H02K3/34 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019002432

(22)【出願日】2019-01-10

(65)【公開番号】P2020114083

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-12-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000220125

【氏名又は名称】東京パーツ工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小柳 尚久

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 伊吹

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６３８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１０３７１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／４６

Ｈ０２Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸の周囲に配置されたロータ部もしくはステータ部となるコアと、前記コアに巻回された巻線と、前記コアと前記巻線との間に配置されたコアカバーと、を有するモータにおいて、
前記コアは、前記中心軸を覆うように形成された中心部と、前記中心部から径方向に向かって放射状に延びた複数の極歯と、前記極歯先端から円周方向に延びた鍔部を備え、
前記巻線は、前記極歯に巻回されており、
前記コアカバーは、前記極歯間に形成されたスロットに挿入される挿入部を有し、
前記挿入部は、前記中心部を被覆する中心被覆部と、前記極歯を被覆する極歯被覆部と、前記鍔部を被覆する鍔被覆部を有し、
前記鍔部を被覆する前記鍔被覆部のスロット開口部側の円周方向端辺は、当該鍔被覆部のスロット開口部側の上辺の端点よりも、円周方向において、常に当該鍔部に接する前記極歯側にあることを特徴とする。

【請求項2】

ロータ部の周囲に配置されステータ部となるコアと、前記コアに巻回された巻線と、前記コアと前記巻線との間に配置されたコアカバーと、を有するモータにおいて、
前記コアは、円環状のヨークと、前記ヨークから中心方向に向かって延びた複数の極歯と、前記極歯先端から円周方向に延びた鍔部を備え、
前記巻線は、前記極歯に巻回されており、
前記コアカバーは、前記極歯間に形成されたスロットに挿入される挿入部を有し、
前記挿入部は、前記ヨークを被覆するヨーク被覆部と、前記極歯を被覆する極歯被覆部と、前記鍔部を被覆する鍔被覆部を有し、
前記鍔部を被覆する前記鍔被覆部のスロット開口部側の円周方向端辺は、当該鍔被覆部のスロット開口部側の上辺の端点よりも、円周方向において、常に当該鍔部に接する前記極歯側にあることを特徴とする。

【請求項3】

前記鍔被覆部の円周方向端辺が、前記鍔被覆部の下辺にいくほど前記鍔部の円周方向端辺から円周方向において離れる構造となっていることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のモータ。

【請求項4】

前記鍔被覆部の上辺の端点は前記鍔部の端点と略同一の位置にあることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項5】

前記鍔被覆部の下辺の端点は前記巻線の最外周よりも前記鍔部の円周方向端辺側にあることを特徴とした請求項１～４のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項6】

前記コアカバーの上辺と下辺は水平であることを特徴とした請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項7】

前記コアの上下から挿入された２つの前記コアカバーの下辺が互いに近接することを特徴とした請求項６に記載のモータ。

【請求項8】

前記挿入部の下辺が、コア側が面取りされた構造になっている請求項１～７のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項9】

前記鍔被覆部の円周方向端辺が、反コア側が面取りされた構造になっている請求項１～８のいずれか１項に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コアと巻線の間に絶縁材としてコアカバーを用いているモータに関する。

【背景技術】

【0002】

この種のモータとしては、中心軸の周囲に配置されたロータ部もしくはステータ部となるコアと、コアに巻きまわされた巻線と、絶縁の目的でコアと巻線の間にコアカバーが設けられている構造を有しているものがある。

【0003】

従来例でのコアおよびコアカバーの構成を図１３に示す。コア８０は中心軸８１周辺から径方向に向かって放射状に延びた複数の極歯８２と、極歯８２の先端から円周方向に伸びた鍔部８３を備えている。コアカバー９０は樹脂成形品からなり、極歯８２の間に挿入される挿入部９１を有していて、この挿入部９１が中心被覆部９２、極歯被覆部９３、鍔被覆部９４となっている。鍔被覆部９４の端辺９４ａは鍔部端辺８３ａと平行で略同一の位置にある。

【0004】

一方、特許文献１に記載のボビンは、ロータもしくはステータに挿入する挿入部の先端に挿入方向直角面に対して斜めカットした導入部を設けている。そのため、ボビンに変形がある場合でもロータ及びステータへの係合が容易に行え、モータの組み立て時間が短縮化できるとされている。

【0005】

特許文献２に記載のインシュレーターは、磁極歯とスロット内壁面を覆うインシュレーターにスロット入口側端部の差込み長さが短くなるように傾斜した切欠き部を設けている。そのため、複数のスロットにインシュレーターの各差込み部を同時に円滑に差し込むことができ、インシュレーターの取り付け作業性が向上し、インシュレーターの変形も防ぐことができるため絶縁性の向上にも寄与するとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】実開平６-８０３５１号公報

【文献】特開２００３－８８０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来例および特許文献１に記載のコアカバー（ボビン）では、コアの鍔部を被覆している部分が鍔部の端辺と平行かつ略同一の位置にあるため、鍔部内壁とコアカバーの間に生じた段差あるいは隙間に巻線が引っかかってしまったり、巻線を巻き込んでボビンがめくれてしまう可能性がある。また、特に小型のモータでは、ボビンは0.5mm以下といった薄肉で成型されているため可撓性が大きく、成型時およびコアへの挿入時にボビンに変形やめくれを生じ、その場合さらに巻線を巻き込みやすくなるという問題点がある。

【0008】

また、特許文献２に記載されたインシュレーターは、スロット入口側に切欠きを設けているため巻線を巻き込む可能性は低くなるものの、インシュレーターが覆う箇所が磁極歯にとどまっているため、コアに磁極歯先端から円周方向に伸びた鍔部がある場合、コアの鍔部と巻線が直接接触してしまい、鍔部と巻線間に絶縁不良が生じる可能性があるという問題点がある。

【0009】

そこで、本発明は、巻線のコアカバーへの引っかかりおよび巻き込みをなくして、生産性および絶縁性を高めたモータを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施態様は、
中心軸の周囲に配置されたロータ部もしくはステータ部となるコアと、前記コアに巻回された巻線と、前記コアと前記巻線との間に配置されたコアカバーと、を有するモータにおいて、
前記コアは、前記中心軸を覆うように形成された中心部と、前記中心部から径方向に向かって放射状に延びた複数の極歯と、前記極歯先端から円周方向に延びた鍔部を備え、
前記巻線は、前記極歯に巻回されており、
前記コアカバーは、前記極歯間に形成されたスロットに挿入される挿入部を有し、
前記挿入部は、前記中心部を被覆する中心被覆部と、前記極歯を被覆する極歯被覆部と、前記鍔部を被覆する鍔被覆部を有し、
前記鍔部を被覆する前記鍔被覆部のスロット開口部側の円周方向端辺は、当該鍔被覆部のスロット開口部側の上辺の端点よりも、円周方向において、常に当該鍔部に接する前記極歯側にあることを特徴とするものである。

【0011】

本発明の他の実施態様は、
ロータ部の周囲に配置されステータ部となるコアと、前記コアに巻回された巻線と、前記コアと前記巻線との間に配置されたコアカバーと、を有するモータにおいて、
前記コアは、円環状のヨークと、前記ヨークから中心方向に向かって延びた複数の極歯と、前記極歯先端から円周方向に延びた鍔部を備え、
前記巻線は、前記極歯に巻回されており、
前記コアカバーは、前記極歯間に形成されたスロットに挿入される挿入部を有し、
前記挿入部は、前記ヨークを被覆するヨーク被覆部と、前記極歯を被覆する極歯被覆部と、前記鍔部を被覆する鍔被覆部を有し、
前記鍔部を被覆する前記鍔被覆部のスロット開口部側の円周方向端辺は、当該鍔被覆部のスロット開口部側の上辺の端点よりも、円周方向において、常に当該鍔部に接する前記極歯側にあることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明のモータは、コアカバーの鍔被覆部の円周方向端辺が、当該鍔被覆部の上辺の端点よりも常に極歯側にある構造となっているため、巻線の引っかかりや巻線の巻き込みを防止することができ、生産性および絶縁性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るモータの構成を示す断面図である。

【図2】（ａ）は本発明の第１の実施形態に関わるロータ部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態に関わるコアカバーの斜視図である。

【図3】図２（ａ）に示したロータ部の構成を示す断面図である。

【図4】図３におけるＡ－Ａ断面図である。

【図5】図３におけるＢ－Ｂ断面図である。

【図6】上下方向からコアカバーを挿入し互いに近接させるように構成した際の図３におけるＡ－Ａ断面図である。

【図7】（ａ）は図２（ｂ）のコアカバーの挿入部の下辺のコア側に面取りを施した際の斜視図であり、（ｂ）はさらに鍔被覆部の円周方向端辺の反コア側に面取りを施した際の斜視図である。

【図8】本発明の第２の実施形態に係るモータの構成を示す断面図である。

【図9】（ａ）は本発明の第２の実施形態に関わるステータ部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に関わるコアカバーの斜視図である。

【図10】図９（ａ）に示したステータ部の構成を示す断面図である。

【図11】図１０におけるＣ－Ｃ断面図である。

【図12】本発明の第１および第２の実施における鍔被覆部の他の形態を図示したものである。

【図13】（ａ）は従来の実施例に関わるロータ部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は従来の実施例に関わるコアカバーの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本明細書では、図２（ａ）および図８において中心軸と平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を「径方向」と呼び、中心軸を中心とする円周方向を「円周方向」と呼ぶ。図２（ｂ）、図４および図９（ｂ）、図１１においてコアカバーが挿入される方向を「挿入方向」とし、挿入される側を「下側」、巻線端側を「上側」と呼ぶ。

【0015】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を例示的に説明する。

【0016】

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るモータを図１から図７を用いて説明する。モータ１は、中心軸２と、コア１１と、巻線３０と、コア１１と巻線３０の間に挿入されたコアカバー２０と、界磁マグネット３と、界磁部４とを有する。

【0017】

コア１１は、中心軸２の周囲に配置される。コア１１は磁性体から成り、中心軸２を覆うように形成された中心部１２と、中心部１２から径方向に向かって放射状に延びた複数の極歯１３と、極歯１３の先端から円周方向に延びた鍔部１４を有する。極歯１３の間にはスロット１５が形成され、鍔部１４の間にはスロットの開口部１５ａが形成されている。

【0018】

コアカバー２０は、スロット１５に挿入される挿入部２１を有している。この挿入部２１は、中心被覆部２２と、中心被覆部２２から径方向に放射状に延びる複数の極歯被覆部２３と、極歯被覆部２３の先端から円周方向に延びる鍔被覆部２４を備えている。

【0019】

コアカバー２０の挿入部２１がコア１１の上下のコイルエンド面１６の両側からスロット１５に挿入されることにより、コアカバー２０はコア１１に係合される。これにより、コア１１の中心部１２と極歯１３と鍔部１４は、それぞれ中心被覆部２２と極歯被覆部２３と鍔被覆部２４によって覆われる。

【0020】

巻線３０は、コアカバー２０を介してコア１１の複数の極歯１３に巻き回される。なお、図３では１つの極歯１３に巻き回された巻線３０だけを示し、その他は省略している。

【0021】

図４は図３に示したロータ部１０のＡ－Ａ断面図である。コア１１の鍔部１４をコアカバー２０の鍔被覆部２４が覆っている。鍔被覆部２４の円周方向端辺２７は、上辺２６の端点２６ａから下辺２５の端点２５ａの間で斜めになっており、上辺の端点２６ａよりも極歯１３の側にある構成になっている。コアカバー２０の可撓性は下側にいくほど大きくなるので、下側に行くほどに鍔部１４の端辺１４ａから離れるような構造とすることで、鍔部１４と鍔被覆部の円周方向端辺２７の間に生じる段差あるいは隙間の影響を小さくすることができる。

【0022】

このように構成することで、巻線３０が極歯１３および極歯被覆部２３への巻線時、スロット開口部１５ａから巻線が導入される際に、鍔被覆部の円周方向端辺２７に巻線が引っかかる可能性が低くなり、生産性が向上する。また、鍔被覆部２４に巻線を巻き込むことがなくなるため絶縁性も向上する。

【0023】

また、上述の実施形態において、鍔被覆部の上辺の端点２６ａは鍔部の上側の端点１４ｂと略同一の位置にあるのがよい。このようにすることで、鍔被覆部２４が鍔部１４を覆う領域が広くなり、より多くの巻線を巻き回すことができる。

【0024】

図５は図３に示したロータ部１０のＢ－Ｂ断面図である。鍔被覆部の下辺の端点２５ａは、巻線の最外周３１よりも鍔部端辺１４ａの側にあるとよい。このようにすることで、鍔被覆部の下辺２５から巻線がはみ出すことがなくなるため絶縁性の低下を抑えることができる。

【0025】

また、上述の実施形態おいて、図６に示すように、コア１１の上下方向から挿入された二つのコアカバー２０の上辺２６および下辺２５がともに水平であり、かつ、二つの下辺２５が近接しているとよい。このようにすると、２つのコアカバー２０の間の空隙２８が極狭となり、絶縁性が向上する。

【0026】

また、上述の実施形態において、図７（ａ）に示すようにコアカバー２０の挿入部２１が、コア側に面取２１ａを形成した構造になっているとよい。このようにすることで、コアカバー２０をスロット１５に挿入する作業が容易となり、作業性が向上する。

【0027】

また、上述の実施形態において、図７（ｂ）に示すようにコアカバー２０の鍔被覆部２４の円周方向端辺２７が、反コア側に面取２７ｂを形成した構造になっているとよい。このようにすると鍔被覆部２４の円周方向端辺２７で段差が小さくなり、巻線がさらに引っかかりにくくなり、作業性が向上する。

【0028】

また、上述の実施例では、鍔被覆部の下辺の端点２５ａから上辺の端点２６ａまでは直線状であったが、本発明はこれに限らず、例えば、図１２（ａ）に示すような円弧状であってもよく、また図１２（ｂ）に示したような段状であってもよい。鍔被覆部の円周方向端辺２７が上辺部の端点２６ａより極歯１３の側にあればよく、２５ａ－２６ａ間の形状には左右されない。

【0029】

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るモータを図８から図１１を用いて説明する。モータ４０は、中心軸４２とロータ部４１と、ロータ部周辺にステータとなるコア５１と、巻線３０と、コア５１と巻線３０の間に挿入されたコアカバー６０とを有する。

【0030】

コア５１は、ロータ部４１の周囲に配置される。コア５１は磁性体から成り、周囲を囲むように形成された円環状のヨーク５２と、ヨーク５２から中心方向に向かって延びた複数の極歯５３と極歯５３の先端から円周方向に延びた鍔部５４を有する。極歯５３の間にはスロット５５が形成され、鍔部５４の間にはスロットの開口部５５ａが形成されている。

【0031】

コアカバー６０は、スロット５５に挿入される挿入部６１を有している。この挿入部６１は、ヨーク被覆部６２と、ヨーク被覆部から中心方向に向かって延びる複数の極歯被覆部６３と、極歯被覆部６３の先端から円周方向に延びる鍔被覆部６４を備えている。

【0032】

コアカバー６０の挿入部６１がコア５１の上下のコイルエンド面５６の両側からスロット５５に挿入されることにより、コアカバー６０はコア５１に係合される。これにより、コア５１のヨーク５２と極歯５３と鍔部５４は、それぞれヨーク被覆部６２と極歯被覆部６３と鍔被覆部６４によって覆われる。

【0033】

巻線３０は、コアカバー６０を介してコア５１の複数の極歯５３に巻き回される。なお、図１０では１つの極歯５３に巻き回された巻線３０だけを示し、その他は省略している。

【0034】

図１１は図１０に示したステータ部５０のＣ－Ｃ断面図である。コア５１の鍔部５４をコアカバー６０の鍔被覆部６４が覆っている。鍔被覆部６４の円周方向端辺６７は上辺６６の端点６６ａから下辺６５の端点６５ａの間で斜めになっており、上辺の端点６６ａよりも極歯５３の側にある構成になっている。コアカバー６０の可撓性は下側にいくほど大きくなるので、下側に行くほどに鍔部５４の端辺５４ａから離れるような構造とすることで、鍔部５４と鍔被覆部の円周方向端辺６７の間に生じる段差あるいは隙間の影響を小さくすることができる。

【0035】

このように構成することで、巻線３０が極歯５３および極歯被覆部６３への巻線時、スロット開口部５５ａから巻線が導入される際に、鍔被覆部の円周方向端辺６７に巻線が引っかかる可能性が低くなり、生産性が向上する。また、鍔被覆部６４に巻線を巻き込むことがなくなるため絶縁性も向上する。

【0036】

また、この第２の実施例における鍔部５４と鍔被覆部６４の構成は、第１の実施例における鍔部１４と鍔被覆部２４の構成と全く同一であるため、第１の実施例における構成が同様に成り立つ。

【0037】

第２の実施形態において、鍔被覆部の上辺の端点６６ａは鍔部の端点５４ｂと略同一の位置にあるのがよい。このようにすることで、鍔被覆部６４が鍔部５４を覆う領域が広くなり、より多くの巻線を巻き回すことができる。

【0038】

また、第２の実施形態において、鍔被覆部の下辺の端点６５ａは、巻線の最外周３１よりも鍔部端辺５４ａの側にあるとよい。このようにすることで、鍔被覆部の下辺６５から巻線がはみ出すことがなくなるため絶縁性の低下を抑えることができる。

【0039】

また、第２の実施形態において、ステータの上下方向から挿入された二つのコアカバー６０の上辺６６および下辺６５がともに水平であり、かつ、二つの下辺６５が近接しているとよい。このようにすると、２つのコアカバー同士のすき間が極狭となり、絶縁性が向上する。

【0040】

また、第２の実施形態において、コアカバー６０の挿入部６１が、コア側に面取を形成した構造になっているとよい。このようにすることで、コアカバー６０をスロット５５に挿入する作業が容易となり、作業性が向上する。

【0041】

また、第２の実施形態において、コアカバー６０の鍔被覆部６４の円周方向端辺６７が、反コア側が面取りされた構造になっているとよい。このようにすると鍔被覆部６４の円周方向端辺６７での段差が小さくなり、巻線がさらに引っかかりにくくなり、作業性が向上する。

【0042】

また、第２の実施形態では、下辺の端点６５ａから上辺の端点６６ａまでは直線状であったが、本発明はこれに限らず、例えば、図１２（ａ）に示すような円弧状であってもよく、また図１２（ｂ）に示したような段状であってもよい。鍔被覆部の円周方向端辺６７が上辺の端点６６ａより極歯５３の側にあればよく、６５ａ－６６ａ間の形状には左右されない。

【0043】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上述以外にも種々変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0044】

１ モータ
２ 中心軸
３ 界磁マグネット
４ 界磁部
１０ ロータ部
１１ コア
１２ 中心部
１３ 極歯
１４ 鍔部
１４ａ 鍔部端辺
１４ｂ 鍔部の上側の端点
１５ スロット
１５ａ スロット開口部
１６ コイルエンド面
２０ コアカバー
２１ 挿入部
２１ａ 挿入部の面取り
２２ 中心被覆部
２３ 極歯被覆部
２４ 鍔被覆部
２５ 鍔被覆部の下辺
２５ａ 鍔被覆部の下辺の端点
２６ 鍔被覆部の上辺
２６ａ 鍔被覆部の上辺の端点
２７ 鍔被覆部の円周方向端辺
２７ｂ 端辺の面取り
２８ ２つのコアカバー間の空隙
３０ 巻線
３１ 巻線の最外周
４０ モータ
４１ ロータ部
４２ 中心軸
５０ ステータ部
５１ コア
５２ ヨーク
５３ 極歯
５４ 鍔部
５４ａ 鍔部端辺
５４ｂ 鍔部端辺の端点
５５ スロット
５５ａ スロットの開口部
５６ コイルエンド面
５８ 中心軸
５９ ロータ部
６０ コアカバー
６１ 挿入部
６２ ヨーク被覆部
６３ 極歯保護部
６４ 鍔保護部
６５ 鍔被覆部の下辺
６５ａ 鍔被覆部の下辺の端点
６６ 鍔被覆部の上辺
６６ａ 鍔被覆部の上辺の端点
６７ 鍔被覆部の円周方向端辺
８０ コア
８１ 中心軸
８２ 極歯
８３ 鍔部
８３ａ 鍔部の端辺
９０ コアカバー
９１ 挿入部
９２ 中心被覆部
９３ 極歯被覆部
９４ 鍔被覆部
９４ａ 鍔被覆部端辺

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】