(57)【要約】【課題】軸受けとインシュレータとの干渉を回避しつつ、軸方向の長さを縮小することができ、且つ容易にリード線を外部に引き出すことができるインシュレータ及び電動機を提供する。【解決手段】電動機１の固定子３を構成する固定子鉄心３５の径方向に延びるティース部３７に装着され、ティース部３７に巻線３０を巻装するために用いられるインシュレータ３８において、ティース部３７の電動機１の軸方向両端側に装着されるエンドホルダ部４２を有し、エンドホルダ部４２は、ティース部３７と巻線３０とを絶縁するティース絶縁部４３と、ティース絶縁部４３の径方向内側から立ち上がるように形成された内壁部４４と、ティース絶縁部４３の径方向外側から立ち上がるように形成された外壁部４５とを備え、内壁部４４の高さＨ３は、外壁部の高さＨ４よりも低く設定されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の固定子を構成する固定子鉄心の径方向に延びるティース部に装着され、前記ティース部に巻線を巻装するために用いられるインシュレータにおいて、
前記ティース部の前記電動機の軸方向両端側に装着されるエンドホルダ部を有し、
前記エンドホルダ部は、前記ティース部と前記巻線とを絶縁するティース絶縁部と、前記ティース絶縁部の径方向内側から立ち上がるように形成された内壁部と、前記ティース絶縁部の径方向外側から立ち上がるように形成された外壁部とを備え、
前記内壁部の高さは、前記外壁部の高さよりも低く設定されていることを特徴とするインシュレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のインシュレータを前記ティース部に装着し、前記巻線を巻装した前記固定子と、前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子と、前記固定子を内嵌固定するハウジングとを備えたことを特徴とする電動機。
【請求項３】
前記ハウジングは、有底筒状に形成され、
前記ハウジングの周壁に、前記ハウジングの開口部から前記ハウジングの底壁まで延びる切り欠き部を設けると共に、前記周壁の前記切り欠き部に対応する部位の前記底壁近傍から径方向外側に向かって突出する凸部を設け、
前記凸部に、前記切り欠き部と連通する凹部を形成し、
前記切り欠き部を防塵防水のための第一グロメットで閉塞し、且つ前記凹部にリード線を挿通するための挿通孔が形成された第二グロメットを取り付けると共に、これら第一グロメットと第二グロメットとを一体成形し、
前記凹部に、前記第二グロメットを押圧する押さえ板を着脱可能に設けたことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固定子と回転子とを有する電動機、電動機の固定子鉄心のティース部と巻線との間に装着されるインシュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電動機であるブラシレスモータは、ハウジングに内嵌固定された固定子と、固定子に対して回転自在に設けられた回転子とを有している。
ハウジングは、有底筒形状、又は筒形状を有し、筒状部分の内周に固定子が内嵌固定されている。ハウジングが筒形状である場合には、両端の開口部がブラケットによってそれぞれ閉塞されている。各ブラケットには、径方向中央にそれぞれ軸受けが設けられており、この軸受けに回転子の回転軸が回転自在に支持されている。回転子は、回転軸に永久磁石が周方向に沿って配置されたものである。固定子は略円筒状の固定子鉄心を有し、この固定子鉄心には、巻線を巻装するためのティース部が形成されている。巻線の巻き始め端、及び巻き終わり端は、リード線に接続されており、このリード線を介して外部電源と電気的に接続されている。
【０００３】
ティース部には、ティース部と巻線との絶縁を確実にするために絶縁材からなるインシュレータが装着され、このインシュレータに巻線が巻回されている。インシュレータは、ティース部の軸方向両端側に装着されるエンドホルダ部を備えている。このエンドホルダ部は、ティース部の軸方向端部に沿って延びるティース絶縁部を有し、ティース絶縁部には、径方向内側から立ち上がるように形成された内壁部と、径方向外側から立ち上がるように形成された外壁部とが一体成形されている。そして、これらティース絶縁部、内壁部、及び外壁部によって巻線を収容可能な凹部を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２９９２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、電動機のさらなる小型化が要望されている。しかしながら、上述の従来技術にあっては、電動機の軸方向の長さを縮小しようとするとブラケットに設けられた軸受けがインシュレータのエンドホルダ部、特にエンドホルダ部の内壁部と干渉してしまい、電動機の軸方向の長さを縮小し難いという課題がある。
また、電動機の軸方向の長さを縮小した分だけティース部に巻装された巻線の取り回しスペースの制約を受けるおそれがあるため、電動機から外部へリード線を引き出す作業にも影響を与えかねないという懸念もある。
【０００５】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、軸受けとインシュレータとの干渉を回避しつつ、軸方向の長さを縮小することができ、且つ容易にリード線を外部に引き出すことができるインシュレータ及び電動機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電動機の固定子を構成する固定子鉄心の径方向に延びるティース部に装着され、前記ティース部に巻線を巻装するために用いられるインシュレータにおいて、前記ティース部の前記電動機の軸方向両端側に装着されるエンドホルダ部を有し、前記エンドホルダ部は、前記ティース部と前記巻線とを絶縁するティース絶縁部と、前記ティース絶縁部の径方向内側から立ち上がるように形成された内壁部と、前記ティース絶縁部の径方向外側から立ち上がるように形成された外壁部とを備え、前記内壁部の高さは、前記外壁部の高さよりも低く設定されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のインシュレータを前記ティース部に装着し、前記巻線を巻装した前記固定子と、前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子と、前記固定子を内嵌固定するハウジングとを備えたことを特徴とする電動機。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、前記ハウジングは、有底筒状に形成され、前記ハウジングの周壁に、前記ハウジングの開口部から前記ハウジングの底壁まで延びる切り欠き部を設けると共に、前記周壁の前記切り欠き部に対応する部位の前記底壁近傍から径方向外側に向かって突出する凸部を設け、前記凸部に、前記切り欠き部と連通する凹部を形成し、前記切り欠き部を防塵防水のための第一グロメットで閉塞し、且つ前記凹部にリード線を挿通するための挿通孔が形成された第二グロメットを取り付けると共に、これら第一グロメットと第二グロメットとを一体成形し、前記凹部に、前記第二グロメットを押圧する押さえ板を着脱可能に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インシュレータのエンドホルダ部において、内壁部を外壁部より低く設定しているため、回転子を回転自在に支持する軸受けを従来の電動機よりも軸方向内側により近づけて配置したとしても、軸受けとインシュレータのエンドホルダ部との干渉を回避することができる。よって、電動機の軸方向の長さを縮小させることができる。
【００１０】
ここで、一般に、ブラシレスモータの固定子にあっては、略円環状に形成された固定子鉄心から径方向内側に向かって複数のティース部が放射状に突設されているため、各々ティース部間に形成される間隙の大きさは、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなる。このため、各ティース部に巻装される巻線は、径方向内側よりも径方向外側が巻太りになる。つまり、インシュレータのエンドホルダ部に収納されている巻線は、径方向内側よりも径方向外側の高さが高くなるので、エンドホルダ部の内壁部の高さを外壁部の高さよりも低く設定しても所望の占積率を得ることが可能となる。
【００１１】
また、本発明によれば、軸受けを軸方向内側に近づけた分だけリード線の取り回しに制約を受けるおそれがあるが、ハウジングの開口部から底壁に渡って切り欠き部が形成されているため、容易に電動機から外部にリード線を引き出すことができる。
【００１２】
さらに、切り欠き部と凸部に形成された凹部にそれぞれ第一グロメットと第二グロメットが取り付けられているため、外部からハウジング内への塵埃や水の浸入を防止することができる。
そして、押さえ板によって第二グロメットを押圧することで、振動等によるずれが生じることなく、確実に第二グロメットを固定することができると共に、第二グロメットを圧縮変形させることで凹部と第二グロメットとの間の密閉性を向上させ、より防塵防水効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、この発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、電動機１は、ハウジング２と、このハウジング２に内嵌固定された固定子３と、固定子３に対して回転自在に設けられた回転子４とを有するブラシレスタイプの電動機である。回転子４は、回転軸７に外嵌固定されている略円筒状の回転子コア４７を備えている。回転子コア４７は、磁性金属粉体を加圧したり（圧粉磁心）、磁性材料の板材を軸方向に積層したりすることで形成されたものである。回転子コア４７の外周面には、略円筒状の永久磁石４８が外嵌固定されている。永久磁石４８は、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。
【００１４】
ハウジング２は、有底筒形状に形成されたものであって、底壁５と周壁６とで構成されている。底壁５の径方向中央には、回転子４の回転軸７を挿通するための挿通孔１８が形成され、ここに回転軸７を回転自在に支持する軸受け８が設けられている（図３参照）。周壁６の開口部６ａには、外周縁側に外径が小さくなるように段付部１６が形成され、ここに開口部６ａを閉塞するブラケット２２が外嵌されるようになっている。
【００１５】
ブラケット２２は、略円盤状に形成されたものであって、ボルト２６によってハウジング２に締結固定されている。ブラケット２２の径方向中央には、外側（図３における上側）に向かって突出する凸部２４が形成されている。この凸部２４の中央には、回転子４の回転軸７を挿通するための挿通孔２３が形成され、ここに回転軸７を回転自在に支持する軸受け２５が設けられている。また、ブラケット２２には、外面２２ａ側に凹部２７が周方向に等間隔で３箇所形成されている。この凹部２７には、ボルト２６を螺入するボルト孔２８が形成されている。
一方、ハウジング２の周壁６の内周側には、このボルト孔２８に対応する部位に雌ネジ部２９が設けられている。これによって、ハウジング２にブラケット２２をボルト２６によって締結固定することができる。
【００１６】
また、ハウジング２の周壁６には、開口部から底壁５に渡って切り欠き部９が形成されている。この切り欠き部９の周方向両側には、外側に向かって突出する肉厚部１０，１０が形成されている。周壁６の切り欠き部９に対応する部位には、底壁５側に外側に向かって突出する凸部１１が形成されている。この凸部１１には、切り欠き部９に連通する凹部１２が形成されている。
【００１７】
これら切り欠き部９と凹部１２には、外部からハウジング２内への塵埃や水の浸入を防止するグロメット１３が取り付けられている。
図２、図４に示すように、グロメット１３は、軸方向での断面視略Ｌ字状に形成されたものであって、切り欠き部９を閉塞する第一グロメット部１４と凹部１２に収納される第二グロメット部１５とで構成されている。
【００１８】
第一グロメット部１４は、周壁６の切り欠き部９に対応する形状のグロメット本体１４ａを有する。グロメット本体１４ａの外側（図４における左側）には、周方向に延びるフランジ部１９が設けられている。このフランジ部１９の周方向の幅Ｅ１は、切り欠き部９の周方向の幅Ｅ２（図２参照）よりも大きく設定されている。また、グロメット本体１４ａの開口部６ａ側（図４における上側）には、周壁６に形成された段付部１６と連続する段付部１７が形成されている。
【００１９】
すなわち、第一グロメット部１４の径方向の位置決めは、フランジ部１９が周壁６の外周面側に配置されると共に、段付部１７がブラケット２２の内周面側に配置されることによって行われるようになっている。さらに、第一グロメット部１４の軸方向両端は、ブラケット２２とハウジング２の底壁５にそれぞれ当接している。したがって、切り欠き部９における外部からの塵埃や水の浸入を確実に防止することができる。
【００２０】
第二グロメット部１５は、凸部１１に形成されている凹部１２に対応する形状になっている。第二グロメット部１５の厚さＨ１は、凹部１２の深さＨ２（図２参照）よりも大きく設定されている。また、第二グロメット部１５には、３本のリード線２０を各々挿通するための挿通孔２１が３箇所径方向（図４における左右方向）に沿って並列形成されている。リード線２０は、固定子３に巻装されている巻線３０と外部電源（不図示）との間に介在し、両者を電気的に接続する役割を有している。尚、２０ａは、リード線２０を束ねる被覆チューブを示す。
【００２１】
また、凸部１１には、第二グロメット部１５を軸方向下方（図２における下方向）に向かって押圧する押さえ板３１がボルト３２によって締結固定されている。
押さえ板３１は、平面視長円形に形成されたものであって、長手方向両側にボルト３２を螺入するためのボルト孔３３が形成されている。凸部１１のボルト孔３３に対応する部位には雌ネジ部３４が刻設されている。
【００２２】
すなわち、第二グロメット部１５の厚さＨ１が凹部１２の深さＨ２よりも大きいため、第二グロメット部１５を凹部１２に収納すると凸部１１より上側に突出するが、ここに、押さえ板３１をセットしてボルト３２で締め付けることによって、第二グロメット部１５が押圧される。これによって、第二グロメット部１５が振動等によってずれを生じることがなく、押さえ板３１によって確実に第二グロメット部１５を固定することができる。
また、第二グロメット部１５を圧縮変形させることで凹部１２と第二グロメット部１５との間の密閉性を向上させ、より防塵防水効果を高めることができる。
【００２３】
図２、図３、図５に示すように、固定子３は、磁性材料の板材を軸方向に積層したり、磁性金属粉体を加圧したり（圧粉磁心）することで形成されたものであって、略円筒状の固定子鉄心３５を有している。固定子鉄心３５は、周壁を形成するコア本体３６と、コア本体３６から径方向内側に向かって突設された複数のティース部３７とが一体成形されたものである。
【００２４】
コア本体３６は、固定子鉄心３５の環状の磁路を形成する部分であり、且つハウジング２の内周面に内嵌固定される部分である。一方、各ティース部３７は、巻線３０を巻装する部分であって、周方向に等間隔で設けられている。ティース部３７は、軸方向平面視略Ｔ字状に形成されている。各ティース部３７には、それぞれインシュレータ３８が装着され、このインシュレータ３８を介して各ティース部３７に巻線３０が巻装されている。
【００２５】
インシュレータ３８は、ティース部３７の軸方向端部に装着されるエンドホルダ部４２を有している。エンドホルダ部４２は、ティース部３７の端部に沿って延びるティース絶縁部４３を有している。ティース絶縁部４３は、巻線３０とティース部３７とを絶縁するためのものである。このティース絶縁部４３の径方向内側には、ティース絶縁部４３から立ち上がる内壁部４４が一体成形されると共に、ティース絶縁部４３の径方向外側には、ティース絶縁部４３から立ち上がる外壁部４５が一体成形されている。内壁部４４及び外壁部４５は、ティース絶縁部４３を中心にして、ティース絶縁部４３の周方向の縁部を越えて延出している。そして、これらティース絶縁部４３、内壁部４４、及び外壁部４５によって、巻線３０を収納可能な凹部４６を形成している。
【００２６】
ここで、図６に示すように、内壁部４４の高さＨ３は、外壁部４５の高さＨ４よりも低く設定されている。このため、内壁部４４の高さＨ３が低い分、ブラケット２２に設けられている軸受け２５を固定子３側（図６における下側）に配置することができる。すなわち、ブラケット２２を固定子３側により近づけて配置することができ、結果的に電動機１の軸方向の長さを縮小させることができる。
【００２７】
尚、図５、図６に示すように、各々ティース部３７間に形成される間隙の大きさは、径方向外側から径方向内側に向かうに従って小さくなる。このため、ティース部３７には、先端側と比較して根元部に近い部分に巻線３０を多く巻装することができる（図５、図６に二点鎖線で示す）。つまり、エンドホルダ部４２の凹部４６に収納されている巻線３０は、径方向内側よりも径方向外側の高さが高くなるので、エンドホルダ部４２の内壁部４４の高さＨ３を外壁部４５の高さＨ４よりも低く設定しても所望の占積率を得ることが可能となる。
【００２８】
図２、図３に示すように、ティース部３７に巻装された各巻線３０の巻き始め端、及び巻き終わり端は、ハウジング２の底壁５側に向かって（図２における下方に向かって）引き出され、各々ターミナル３９に接続されている。各ターミナル３９は、固定子鉄心３５側からハウジング２の底壁５に向かって突設されており、ターミナル３９の先端は配電板４０に接続されている。
【００２９】
配電板４０は、略円盤状に形成されたものであって、リード線２０から供給される外部電力をターミナル３９を介して各巻線３０に供給するためのものである。配電板４０のターミナル３９が接続されている面とは反対側の面には、リード線２０が接続されている。配電板４０の外周側には、ハウジング２の内周面側に設けられている雌ネジ部２９に対応する部位に凹部４１が設けられ、配電板４０とハウジング２の雌ネジ部２９との干渉を回避できるようになっている。
【００３０】
したがって、上述の実施形態によれば、インシュレータ３８のエンドホルダ部４２において、内壁部４４の高さＨ３を外壁部４５の高さＨ４より低く設定しているため、回転子３を回転自在に支持するブラケット２２の軸受け２５を従来の電動機よりも軸方向内側により近づけて配置したとしても、軸受け２５とエンドホルダ部４２との干渉を回避することができる。よって、電動機１の軸方向の長さを縮小させることができる。
【００３１】
また、軸受け２５（ブラケット２２）を軸方向内側に近づけた分だけリード線２０の取り回しに制約を受けるおそれがあるが、ハウジング２の開口部から底壁５に渡って切り欠き部９が形成されているため、容易に電動機１から外部にリード線２０を引き出すことができる。
【００３２】
さらに、切り欠き部９と凸部１１に形成された凹部１２にそれぞれ第一グロメット部１４と第二グロメット部１５が取り付けられているため、外部からハウジング２内への塵埃や水の浸入を防止することができる。
そして、押さえ板３１によって第二グロメット部１５を押圧することで、振動等によるずれが生じることなく、確実に第二グロメット部１５を固定することができると共に、第二グロメット部１５を圧縮変形させることで凹部１２と第二グロメット部１５との間の密閉性を向上させ、より防塵防水効果を高めることができる。
【００３３】
尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、固定子３は、略円筒状の固定子鉄心３５を有し、固定子鉄心３５は、周壁を形成するコア本体３６と、コア本体３６から径方向内側に向かって突設された複数のティース部３７とが一体成形されたものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、固定子鉄心３５は、周方向に分割可能な分割コア方式が用いられていてもよいし、軸方向に対して捩れつつ傾斜するように所定のスキュー角を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態における電動機の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における電動機の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における電動機の構成を示す一部縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるグロメットの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における固定子の一部拡大上面図である。
【図６】本発明の実施形態における電動機の一部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  電動機
２  ハウジング
３  固定子
４  回転子
５  底壁
６  周壁
６ａ  開口部
９  切り欠き部
１１  凸部
１２  凹部
１４  第一グロメット部（第一グロメット）
１５  第二グロメット部（第二グロメット）
２０  リード線
２１  挿通孔
３０  巻線
３１  押さえ板
３５  固定子鉄心
３７  ティース部
３８  インシュレータ
４２  エンドホルダ部
４３  ティース絶縁部
４４  内壁部
４５  外壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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