(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる相となる３つの円環形状の成形体が回転軸方向に積層して形成されたステータと、
前記ステータを挟んで覆う金属性のブラケットと、
前記ステータからの回転磁界により回転するロータと、
前記ステータを形成する中間層の成形体のみに設けられ、該中間層の成形体と、前記ブラケットとを熱伝達するリング部材とを備えた電動機。
【請求項２】
前記リング部材は金属製であり、この金属部材が、前記コアと、前記ブラケットとの間に接触させて取り付けられるものである請求項１記載の電動機。
【請求項３】
前記円環状の成形体が、磁性粉を圧縮して成形したものであり、
前記ステータのコアが、樹脂モールドで覆われているものである請求項１又は２に記載の電動機。
【請求項４】
積層によって対向する前記円環状の成形体が、相互に接触するものである請求項１〜３の何れか一項に記載の電動機。
【請求項５】
前記リング部材は、前記ステータコアから引き出される口出し線を通す切欠きを有するものである請求項１〜４の何れか一項に記載の電動機。
【請求項６】
前記樹脂モールドは、前記リング部材が前記ステータに取り付けられた後に施されることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機は駆動源として種々の用途に用いられており、様々な製品の内部に組み込まれて使用されることが多い。例えば、送風機、冷凍空調用の圧縮機、さらには、自動車のパワーウィンドウやワイパー等のいわゆる補機類等にも用いられている。このように、製品内部に組み込まれる電動機に関しては、高効率化だけではなく、小型化（薄型化）あるいは組立性の向上が求められている。そして、高効率化、小型化、組立性の向上を図るためのロータあるいはステータの形状が検討されている。
【０００３】
特許文献１〜３には圧粉磁心を用いた多相クローポール型モータの組立性向上を図るための形状が開示されている。これらの例では、磁性粉を圧縮成形することで複雑な形状の爪磁極を得て、モータの高効率化を行っている。すなわち、複雑な形状のコアを用いて磁束の利用率の向上を図ることによって、空間の有効利用が可能となり、小型化や薄型化に寄与可能なものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2008-236978号公報
【特許文献２】特開2008-29142号公報
【特許文献３】特開2009-142086号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧粉磁心は磁性粉末に圧力をかけて押し固めて成型したものであり、強度及び寸法精度についての課題が存在する。その改善策としては、圧粉磁心を樹脂モールドすることが考えられる。圧粉磁心をモールドすることで、圧粉磁心の破損を防ぐとともに、寸法基準面を樹脂モールドで形成することができる。
【０００６】
一方で、上記の先行技術文献に開示されたクローポール型モータは、円環形状の各ステータを積層して多相モータを形成するものとなっている。したがって、この樹脂モールドしたモータでは、発熱部であるコイル及びコアが樹脂により覆われてしまっているため、各相のコイル及びコアからの発熱量がたとえ同等であっても、例えば、三相モータにおいて軸方向に三相積層された場合には、中間に位置するコイル及びコアからは端部に位置するものと比較して放熱しづらい。このとき、各相の温度差が生じ、コイル抵抗値の不平衡が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、各相の温度差を低減し、コイル抵抗値の不均衡の是正を図った電動機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動機は、下記（ａ）〜（ｅ）を備えたこと
を特徴としている。
（ａ）互いに異なる相となる３つの円環形状の成形体が回転軸方向に積層して形成されたステータ
（ｂ）前記ステータを挟んで覆う金属性のブラケット
（ｃ）前記ステータからの回転磁界により回転するロータ、
（ｄ）前記ステータを形成する中間層の成形体のみに設けられ、該中間層の成形体と、前記ブラケットとを熱伝達するリング部材
また、上記の電動機において、より好ましい具体的態様は下記の通りである。
（１）リング部材は金属製であり、この金属部材が、コアとブラケットとの間に接触させ
て取り付けられること。
（２）ステータは回転軸方向に三相分積層されており、中間層のステータとブラケットと
の間にリング部材を備えたこと。円環状の成形体が、磁性粉を圧縮して成形したものであり、
ステータのコアが、樹脂モールドで覆われているものであること。
（３）三相ステータコアは相互に接触させられていること。
（４）リング部材にはステータコアから引き出される口出し線を通す切欠きが設けられること。
（５）樹脂モールドは、リング部材がステータに取り付けられた後に施されること。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、多相クローポール型モータにおいて、各相の温度差を低減し、コイル抵抗値の不均衡の是正を図った電動機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】モータ断面図
【図２】モータ分解図
【図３】単相ステータの分解図
【図４】ステータコア分解図
【図５】放熱用リング
【図６】ステータの外観図
【図７】装置FFUの概略構造図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態は、ステータの負荷側或いは反負荷側に組み付ける金属製のブラケットに対し、ステータ部側面に露出させた中間層のコア表面に取付けたリングを、金属製のブラケットに接触させることにより、中間層にある単相ステータから発生する熱をブラケットに伝達させて放熱を行うことを特徴としている。
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００１３】
図１は、本実施例のモータの断面図であり、図２は本実施例のモータの分解図である。本実施例のモータは、円筒状のステータ１４の中心にロータ２２が配置され、これらを上下のブラケット１３及び１５で挟み、両ブラケットをネジ等の固定具２１によって結合して構成されている。ロータ２２には回転力を出力する回転軸２３が固定されており、ブラケット１３及び１５に設けられる軸受１６によって回転軸２３が回転可能に保持されることで、ロータ２２が取り付けられる構造となっている。
【００１４】
ロータ２２はロータコア１７にマグネット１２を備えている。本実施例のロータコア１７は、ステータ１４の内周面に対向してマグネット１２が配置されており、ステータ１４に巻き回されたコイルからの回転磁界に伴ってロータ２２が回転し、回転軸２３を介して回転力が外部に出力される。
【００１５】
本実施例のブラケットには放熱性及び導電性の材料、すなわち、金属部材が用いられており、２つのブラケットが固定具２１によって固定されている。これらのブラケットはステータコアとは非接触であり、後述するように樹脂モールド１８を介してステータコアと結合される。また、中間層の単相ステータのコアに取付けたリング４１がモールド表面より露出するようになっている。
【００１６】
樹脂モールド１８は少なくともステータコアのエッジ部を覆っており、特に欠けが生じやすいエッジ部分を保護し、製造時等、ステータコアの取扱い時の破損等を防ぐ機能も併せ持っている（このことは、中間層の外周部は、端部に配置されるコアのエッジ部と比較して、欠けが生じにくいことも意味している）。
【００１７】
上記の構成においては、リング４１がブラケットとの間の熱伝達部材として機能することになる。
【００１８】
ステータ１４は、それぞれコイルが巻き回された単相ステータが３つ重ねられ（図３参照）、３層が重ねられた状態で樹脂モールド１８によって固定されて構成されている。３層が重ねられることで、電気角で１２０°の位相差を持つ三相電流が各コイルを流れる。それぞれの単相ステータが保持しているコイルを外部へ導くために、樹脂モールド１８にコイル引出し部１８ａが形成されている。また、三相のコイルを保持するそれぞれの単相ステータは、重ねられることでコア自身が相互に接触している。
【００１９】
上述のように、本実施例のモータは、樹脂モールド１８あるいは空間を隔てた内部にコイルを備える構造としており、これにより周囲との絶縁を図っている。しかし、本構造のモータでは、各相のコイルからの発熱は、最上部、最下部に露出しているコアからは発生する熱を放熱しやすいが、中間層のコアは、上下に発熱体であるコイルに挟まれているため、放熱できる方向は外周部のモールド材（樹脂モールド１８）を介した熱伝達のみであり、また、樹脂は金属と比較し熱伝導率が低いため、各相のコイルにおける温度にばらつきが生じてしまう。その結果、各相のコイル抵抗の不平衡を生じさせてしまい、制御上の誤差を発生させたり、トルクむらが発生してしまう可能性が考えられる。
【００２０】
本実施例では、ステータ１４を構成する各相のステータコアのうち、中間層のステータコアに熱伝導性のリング（好ましくは金属製リング）４１を設置し、これを直接ブラケットと接触させることによって発生する熱をブラケットに伝達させて放熱を行っている。これにより、中間層の温度を下げ、上下相との温度差を小さくすることができる。
【００２１】
図３は本実施形態の各相のステータコアの分解斜視図である。磁性粉を圧縮して円環形状に成形したステータコア５１が、ボビン５３を挟んで対向して取り付けられる。ボビン５３はコア５１内に収納されるような円環形状となっており、該円環にコイル５２が巻き回されている。この単相分ステータコアが相互に接触して三相分積層されることになる。
【００２２】
図４は本実施形態のステータ１４を各相毎に分解して示した図である。本図に示すように、中間層に配置されるコアの外周部に金属製リング４１を取り付けた状態で３相分積層させる。
【００２３】
図５は本実施形態の金属製リング４１の斜視図である。金属製リング４１は円環形状のステータコアを外周部から囲むため、円環形状となっているが、その一部に切欠き部を有している。これはコア内にて巻き回されているコイルを引き出すために設けられたコアのコイル引出し孔と、金属製リング４１の切欠き部との位置を合わせ、コイルを引出し可能とするためである。また、金属製リングに切欠きを設けることで、ステータコアに取り付ける際に若干の撓みが生ずるため、取り付けも容易となっている。
【００２４】
図６は、金属製リング４１を取り付けた状態で樹脂モールドしたステータを示す斜視図である。ステータ１４が樹脂モールドされた後にも、金属製リング４１の一部が露出し、上ブラケット１３が金属製リング４１の露出部と接触して取り付けられる。したがって、中間層のコアからも放熱が可能となる。
【００２５】
ところで、本実施形態では熱伝導性のリングとして金属製を採用している。既に説明した通り、ステータ１４は周囲と絶縁された状態で配置されているため、電位を保持しやすい構造となっている。本実施形態のように、電導性部材でもある金属製リングを介して、モータの外殻となり、外部と直接取り付けられるブラケットと接触させることで、アースも容易に行うことができる。
【００２６】
図７は、上述の実施例で示したモータ６１を用いた一例を示す図であり、この例ではファンフィルタユニット（ＦＦＵ）を示している。モータ６１の回転軸にはファン６３が取り付けられており、フィルタ６４と共に筐体６２に収められて、ＦＦＵを構成している。筐体６２は上方に開口部を有しており、ファン６３が回転することによって開口部から空気が取り込まれる。すなわち、ファン６３の回転によって図中の上部から空気が吸い込まれ、ファン６３の下方に取り付けられたフィルタ６４を通過する。
【００２７】
したがって、フィルタ６４を通過する際に空気がろ過され、フィルタ６４の下流側（図中の下部）へは清浄な空気として排出される。ＦＦＵの運転中は、クリーンルーム内に塵埃等が除去された空気を供給し続け、クリーンルーム内を清浄に保つことができる。
【００２８】
本実施形態のＦＦＵは、クリーンルーム天井あるいは半導体製造装置等に取り付けられるため、薄型化の要求が強い。ＦＦＵは、筐体６２にフィルタ６４、モータ６１、ファン６３が取り付けられるため、モータ６１の小型化を図ることにより、ＦＦＵとしても薄型化が可能となる。筐体６２には通常、金属が用いられるため、本実施形態のモータを採用すれば、放熱だけではなくアースにも好適である。
【符号の説明】
【００２９】
１２…マグネット、１３…ブラケット、１４…ステータ、１５…ブラケット、１６…軸受、１７…ロータコア、１８…樹脂モールド、２１…固定具、２２…ロータ、２３…回転軸、４１…リング、５１…ステータコア材、５２…コイル、５３…ボビン、６１…モータ、６２…筐体、６３…ファン、６４…フィルタ。
【図１】
0005517634.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005517634.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005517634.tif 000007
【図７】
0005517634.tif 000008