アキシャルギャップ型電動機
【課題】複数のコアメンバーから構成されるステータと回路基板とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持できるアキシャルギャップ型電動機を提供する。
【解決手段】ステータ６０と軸線方向に沿って対向的に配置される円板状の回路基板７０と、ステータ６０と回路基板７０との間に配置され、軸線方向の一側面側にコアメンバー６４と当接する第１当接部８１を有するとともに、他側面側に回路基板７０と当接する第２当接部８２を有する環状のステータ押さえ部材８０と、回路基板７０を挟んで第２当接部８２と軸線方向に沿って対向的に配置され、回路基板７０と当接する回路基板押さえ部材９０とを備え、ステータ６０と回路基板７０とが、ステータ押さえ部材８０および回路基板押さえ部材９０に対するモールド金型による軸線方向からの押圧によって相互に保持される。
【解決手段】ステータ６０と軸線方向に沿って対向的に配置される円板状の回路基板７０と、ステータ６０と回路基板７０との間に配置され、軸線方向の一側面側にコアメンバー６４と当接する第１当接部８１を有するとともに、他側面側に回路基板７０と当接する第２当接部８２を有する環状のステータ押さえ部材８０と、回路基板７０を挟んで第２当接部８２と軸線方向に沿って対向的に配置され、回路基板７０と当接する回路基板押さえ部材９０とを備え、ステータ６０と回路基板７０とが、ステータ押さえ部材８０および回路基板押さえ部材９０に対するモールド金型による軸線方向からの押圧によって相互に保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ型電動機に関し、特に、ステータと回路基板とをモールド樹脂で一体成形したアキシャルギャップ型電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステータと回路基板とをモールド樹脂で一体成形したラジアルギャップ型電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。このラジアルギャップ型電動機におけるステータは、回路基板を位置決めする一対の位置決め柱を備えている。一対の位置決め柱は、固定子鉄心を覆うインシュレータから立設されている。回路基板は、一対の位置決め柱と当接する位置に一対の切欠部を備えている。回路基板は、一対の位置決め柱の間に嵌め込まれ、一対の切欠部によってステータに対して位置決めされている。
【０００３】
このラジアルギャップ型電動機は、回路基板を位置決めしたステータを下金型と上金型とで挟んでモールド樹脂で一体成形される。上金型は、回路基板側に突出する６つの押さえ柱を備えている。モールド一体成形の際には、６つの押さえ柱のうちの２つが位置決め柱を押さえるとともに、残りの４つが回路基板を押さえるようになっている。
【０００４】
しかしながら、ステータは２つの押さえ柱のみで下金型に押さえられるため、例えば、ステータが３つ以上のコアメンバー同士を環状に連結して構成される場合には、モールド樹脂の注入圧力によって、下金型に押さえられていないコアメンバーが位置ずれをおこすおそれがある。また、回路基板は４つの押さえ柱のみで押さえられてステータ側からは支持されていないため、回路基板がステータ側に撓んで変形するおそれがある。さらに、この構造はステータとロータとが径方向に対向するラジアルギャップ型電動機の構造であって、ステータとロータとが軸方向に対向するアキシャルギャップ型電動機にそのまま適用することができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０２４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、ステータと回路基板とをモールド樹脂で一体成形する際、複数のコアメンバーから構成されるステータと回路基板とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持できるアキシャルギャップ型電動機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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のアキシャルギャップ型電動機は、複数のコアメンバー同士を連結して環状化されたステータと円板状の回路基板との間に、ステータと回路基板に当接する環状のステータ押さえ部材を備え、ステータ押さえ部材に軸線方向に対向する位置に、回路基板に当接する回路基板押さえ部材を備えた構造になっている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアキシャルギャップ型電動機によれば、ステータと回路基板とをステータ押さえ部材および回路基板押さえ部材によって相互に保持させて下金型と上金型とで挟むことができるため、ステータと回路基板とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置を示す外観斜視図である。
【図２】本発明によるアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置を示す断面図である。
【図３】本発明によるアキシャルギャップ型電動機のステータをティース部側から見た状態を示す外観斜視図である。
【図４】本発明によるアキシャルギャップ型電動機のステータをバックヨーク側から見た状態を示す外観斜視図である。
【図５】本発明によるアキシャルギャップ型電動機に用いるステータ押さえ部材を示す図で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図６】本発明によるアキシャルギャップ型電動機に用いる回路基板を示す平面図である。
【図７】本発明によるアキシャルギャップ型電動機に用いる回路基板押さえ部材を示す図で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図８】ステータと回路基板とを保持した状態を示す外観斜視図である。
【図９】ステータと回路基板とを保持した組立品が金型内に収納された状態を示す断面図である。
【図１０】ステータと回路基板とをモールド樹脂で一体成形した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１および図２に示すように、本実施形態におけるアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置は、樹脂製の仕切板１１０によってポンプ室Ａと電動機室Ｂとに水密的に区画されている。
【００１１】
ポンプ室Ａは、ポンプ吸引口５１およびポンプ吐出口５２が一体的に形成されたポンプケーシング５０内に、軸１０、ロータ２０、インペラ３０および軸受４０が収容された構成になっている。ロータ２０とインペラ３０は、カーボン製の軸受４０を介して軸１０に対して回転可能に支持されている。電動機室Ｂは、ステータ６０、回路基板７０、ステータ押さえ部材８０および回路基板押さえ部材９０がモールド樹脂６７により一体成形された電動機ハウジング１００となっている。
【００１２】
ロータ２０は、中心部が軸受４０を介して軸１０に回転可能に支持されると共に外郭を樹脂で覆われた円板である。円板の電動機室Ｂ側の面の内部には、仕切板１１０と対向するように、マグネット２１が埋め込まれている。マグネット２１は、円周方向に複数個が等角度ピッチで環状に配置されている。また、ロータ２０は、ポンプケーシング５０側の面にインペラ３０が一体形成されている。なお、インペラ３０はロータ２０と別体であってもよい。
【００１３】
ステータ６０は、複数のコアメンバー６４を有している。コアメンバー６４は、ロータ２０と対向するティース部６１３と、ティース部６１３から立設する巻胴部６１１と、巻胴部６１１の先端側に環状のバックヨークの一部を形成するヨーク部片６１２とを有するステータコア６１と、ステータコア６１のティース部６１３とヨーク部片６１２とを残して覆うインシュレータ６２と、インシュレータ６２を介して巻胴部６１１に巻回される巻線６３とを備えている。コアメンバー６４のティース部６１３は仕切板１１０と対面するように配置され、仕切板１１０に当接されている。各コアメンバー６４は、後述する連結手段を備え、連結手段により相互に連結されることで、円周方向に等角度ピッチで環状に配置されている。
【００１４】
回路基板７０は、アキシャルギャップ型電動機の駆動制御を行う電動機駆動部が載置された円板状の基板である。回路基板７０は、コアメンバー６４のヨーク部片６１２と軸１０の軸線方向に沿って所定の間隔で対向的に配置され、インシュレータ６２に形成された回路基板支持部６２１で支持されている。
【００１５】
アキシャルギャップ型電動機自体は、ステータ６０のティース部６１３とロータ２０のマグネット２１とが仕切板１１０を挟んで軸１０の軸線方向に沿って所定の空隙を介して対向的に配置されている。
【００１６】
ステータ押さえ部材８０は、ステータ６０のコアメンバー６４と回路基板７０との間に配置された環状の部材である。ステータ押さえ部材８０は、絶縁性や耐高温性などを持つＡＢＳやＰＰＳなどの樹脂によって形成されている。ステータ押さえ部材８０は、軸１０の軸線方向の一側面側にコアメンバー６４のヨーク部片６１２と当接する第１当接部８１を有し、かつ、他側面側に回路基板７０と当接する第２当接部８２を有している。
【００１７】
回路基板押さえ部材９０は、回路基板７０を挟んでステータ押さえ部材８０の第２当接部８２と軸線方向に沿って対向的に配置された複数の柱状の部材である。回路基板押さえ部材９０は、ステータ押さえ部材８０と同様に、絶縁性や耐高温性などを持つＡＢＳやＰＰＳなどの樹脂によって形成されている。回路基板押さえ部材９０は、軸線方向の一側面側に回路基板７０と当接する当接部９２を有し、かつ、他側面側に後述するモールド金型１４０によって軸１０の軸線方向から押圧される押圧部９３を有している。
【００１８】
以上説明してきたステータ６０、ステータ押さえ部材８０、回路基板７０および回路基板押さえ部材９０は、この順に配置されており、後述するモールド金型１４０による回路基板押さえ部材９０への押圧によって相互に保持されるようになっている。
【００１９】
仕切板１１０は、開口を有する有底筒状の筒状部１１１と、筒状部１１１の底面中心から軸線方向の外側に向けて一体的に突出する軸支持部１１２と、筒状部１１１の開口から径方向に向かって円板状に一体形成される鍔部１１３と、鍔部１１３の外周側に形成される周囲部１１４とを備えている。鍔部１１３は、ステータ６０のティース部６１３とロータ２０のマグネット２１が対向する位置にあり、磁気効率を良好にするために、強度が必要な軸支持部１１２や周囲部１１４の厚さよりも肉薄となっている。また、筒状部１１１の開口内は軸受支持部を兼ねており、この軸受支持部を介して軸受４０が支持され、軸支持部１１２により軸１０が支持されている。
【００２０】
パッキン１２０は、周囲部１１４の凹みに装着されている。ポンプケーシング５０と電動機ハウジング１００とをパッキン１２０の外側にてネジ１３０で結合して締付けられることで、ポンプ室Ａ内の流体がポンプ装置の外に漏れないようにしている。
【００２１】
以上説明してきた構成からなるポンプ装置の動作を説明する。ポンプ装置では、巻線６３に供給される電流が、回路基板７０の電動機駆動部によって、ロータ２０の回転位置に応じて切り換えられる。この電流の切り換えにより、ステータ６０のティース部６１３とロータ２０のマグネット２１との間に磁気的な吸引／反発が起こり、ロータ２０がインペラ３０とともに所定の方向に回転する。このロータ２０の回転により、ポンプ吸引口５１から黒矢印のように水や湯などの流体を吸引し、その流体をポンプ吐出口５２から黒矢印のように吐出することになる。
【００２２】
次に、コアメンバー６４について図３および図４を用いて詳細に説明する。なお、本実施例におけるステータ６０は１２個（１２スロット）のコアメンバー６４が相互に連結されて環状化されているが、各コアメンバー６４は略同じ形状であるため、以下では１個のコアメンバー６４を説明する。
【００２３】
コアメンバー６４に備えるステータコア６１は、Ｈ字状に打ち抜かれた電磁鋼板を、図３および図４に示すように、ステータ６０の半径方向に沿って積層することで形成されている。ステータコア６１は積層以外の方法、例えば、強磁性体を微細な粉末にし、その表面を絶縁被膜で覆い、圧縮して固めた圧粉磁心や、切削加工などによって形成されてもよい。
【００２４】
ステータコア６１は、巻胴部６１１とヨーク部片６１２とティース部６１３とが一体的に設けられている。これにより、ステータコア６１は、巻胴部６１１の両端にフランジ状のヨーク部片６１２とティース部６１３とを有するボビン状に形成されている。
【００２５】
巻胴部６１１は内径側から外径側に向かうにつれて、周方向の幅が漸次大きくなるように形成されている。ヨーク部片６１２とティース部６１３は軸線方向から見ると、内径側から外径側に向かうにつれて周方向の幅が漸次大きくなる扇状に形成されている。なお、巻胴部６１１、ヨーク部片６１２およびティース部６１３の形状は本実施例に限られず、その形状は電動機の仕様に応じて任意であってよい。
【００２６】
ヨーク部片６１２は、ステータ押さえ部材８０の第１当接部８１と当接するヨーク面６１２ａおよび内周面６１２ｂとを有している。また、ヨーク部片６１２の径方向の両端には、隣接するコアメンバー６４のヨーク部片６１２と当接する当接面が形成されている。ティース部６１３は、仕切板１１０の鍔部１１３と当接するティース面６１３ａと、後述する下金型１４１の内周側支持部１４１ａと当接する内周面６１３ｂとが形成されている。
【００２７】
インシュレータ６２は、図２に示す巻胴部６１１の外周面を覆う外筒部６２２と、ヨーク部片６１２およびティース部６１３の内周側と外周側とを覆うとともに、ヨーク部片６１２およびティース部６１３の両側から径方向に延びるフランジ部６２３とを備えている。これにより、インシュレータ６２はステータコア６１と同様に、外筒部６２２の両端にフランジ部６２３を有するボビン状に形成されている。
【００２８】
インシュレータ６２は樹脂成型品からなり、周方向に沿ってほぼ半分割されており、これらをステータコア６１の周方向の両側から嵌め込むことで、ステータコア６１に取付られるようになっている。なお、インシュレータ６２はステータコア６１に一体成形されるようにしてもよい。
【００２９】
フランジ部６２３には、コアメンバー６４同士を周方向に相互に連結するための２つの連結手段が設けられている。第１の連結手段としては、フランジ部６２３の周方向の外径側端面には、コアメンバー６４同士を軸１０を中心に環状に連結するためのフック部６２３ａと、フック部６２３ａが係止される係止軸６２３ｂとが形成されている。
【００３０】
フック部６２３ａは外径側端面の一端から周方向の外側に向けて突出された舌片からなる。フック部６２３ａの先端側には、係止軸６２３ｂの外周面に引っ掛けられるフック溝が形成されている。係止軸６２３ｂは外径側端面の他端から軸線方向に向けて突出された円柱からなる。係止軸６２３ｂの高さは、ティース面６１３ａがコアメンバー６４の軸線方向の最外面となるように、ティース面６１３ａよりも低く設定されている。
【００３１】
第２の連結手段としては、フランジ部６２３の周方向の内径側端面には、係止リブ６２３ｃと係止リブ６２３ｃの受け手側の係止溝６２３ｄとが形成されている。係止リブ６２３ｃは内径側端面の一端から周方向に外側に向けて突出された凸状片からなる。係止溝６２３ｄは内径側端面の他端から軸線方向に向けて窪んだ凹溝からなる。係止リブ６２３ｃの凸状片が係止溝６２３ｄの凹溝に差し込まれることになる。
【００３２】
フランジ部６２３のうち、ヨーク部片６１２側のフランジ部６２３の周方向の外径側端部および内径側端部には、回路基板支持部６２１がそれぞれ形成されている。回路基板支持部６２１は外径側支持部６２１ａと内径側支持部６２１ｃとを有している。回路基板７０の外径側を支持する外径側支持部６２１ａは、外径側端部から軸線方向に向けて突出された支柱からなる。外径側支持部６２１ａの先端側には、回路基板７０に有する後述の係止部７１に係止される係止爪６２１ｂが形成されている。回路基板７０の内径側を支持する内径側支持部６２１ｃは、内径側端部から軸線方向に向けて突出された支柱からなる。内径側支持部６２１ｃの支柱の先端面は、回路基板７０の内径側の側面と当接して回路基板７０を支持する。
【００３３】
また、ヨーク部片６１２側のフランジ部６２３の周方向の外径側端部には、端子ピン６２３ｅが立設されている。端子ピン６２３ｅは、外径側端部から軸線方向に向けて突出された端子台の先端に差し込まれている。
【００３４】
以上説明してきたコアメンバー６４同士を連結する際、図４に示すように、１２個のコアメンバー６４のうち、２個のコアメンバー６４は、外径側支持部６２１ａ、内径側支持部６２１ｃおよび端子ピン６２３ｅを備えたコアメンバー６４を用い、１個のコアメンバー６４は、外径側支持部６２１ａおよび内径側支持部６２１ｃを備えたコアメンバー６４を用い、４個のコアメンバー６４は、端子ピン６２３ｅを備えたコアメンバー６４を用いる。残り５個のコアメンバー６４は、外径側支持部６２１ａ、内径側支持部６２１ｃおよび端子ピン６２３ｅを備えていないコアメンバー６４を用いる。
【００３５】
そして、ステータ６０は、外径側支持部６２１ａおよび内径側支持部６２１ｃを備えた３個のコアメンバー６４が１２０°の等角度ピッチで配置されるようにし、これらの３個のコアメンバー６４の間に、端子ピン６２３ｅを備えた４個のコアメンバー６４と、端子ピン６２３ｅを備えていない５個のコアメンバー６４がそれぞれ連結される。これにより、ステータ６０は１２個のコアメンバー６４が環状に配置された構造になっている。
【００３６】
次に、ステータ押さえ部材８０について図５を用いて詳細に説明する。図５に示すように、ステータ押さえ部材８０は、環状に配置された１２個のコアメンバー６４に対して当接する断面Ｌ字状のリング部８１１と、リング部８１１の一側面から回路基板７０側に軸線方向に向って立設される複数の支柱部８２１とを備えている。支柱部８２１は４個設けられており、９０°の等角度ピッチで立設されている。支柱部８２１の先端側面には、回路基板７０側に軸線方向に向って立設する凸部８２１ａが形成されている。
【００３７】
第１当接部８１は、リング部８１１によって形成されており、コアメンバー６４に対して軸線方向で当接する第１当接面８１１ａと、コアメンバー６４に対して径方向で当接する第２当接面８１１ｂとを備えている。第１当接面８１１ａは、バックヨークの一部を形成するヨーク部片６１２の内周面６１２ｂに当接される。第２当接面８１１ｂは、バックヨークの一部を形成するヨーク部片６１２のヨーク面６１２ａに当接される。
【００３８】
第２当接部８２は、凸部８２１ａを除いた支柱部８２１の先端面によって形成されており、この先端面が回路基板７０の一側面に当接される。このとき、支柱部８２１に立設された凸部８２１ａが回路基板７０の後述する凸部挿入孔７２に挿入された状態となる。
【００３９】
次に、回路基板７０について図６を用いて詳細に説明する。図６に示すように、回路基板７０は、円板の中心に孔が設けられたドーナツ形状になっており、この孔から仕切板１１０に備える軸支持部１１２が突出される。回路基板７０は、外径側支持部６２１ａに形成された係止爪６２１ｂで係止される係止部７１が外周側に形成され、凸部８２１ａに挿入される複数の凸部挿入孔７２が内径側と外径側の間に形成されている。また、回路基板７０は、端子ピン６２３ｅに挿入される複数の端子ピン挿入孔７３が外周側に形成されている。
【００４０】
係止部７１は外径側支持部６２１ａと同数で３つ設けられており、１２０°の等角度ピッチで形成された切欠きである。凸部挿入孔７２は支柱部８２１と同数で４つ設けられており、９０°の等角度ピッチで貫通した孔である。端子ピン挿入孔７３は、図４に示す６個のコアメンバー６４に設けられた端子ピン６２３ｅに対応するように６つ設けられており、３０°の等角度ピッチで貫通した孔である。
【００４１】
次に、回路基板押さえ部材９０について図７を用いて詳細に説明する。図７に示すように、回路基板押さえ部材９０は、複数の押さえ柱部９１から構成されており、押さえ柱部９１の基端側面には、支柱部８２１の凸部８２１ａに嵌合する凹部９２ａが形成されている。また、押さえ柱部９１の先端側には、モールド金型１４０の後述する上金型１４２によって押圧される円筒状に窪んだ押圧部９３が形成されている。押さえ柱部９１は支柱部８２１と同数で４個設けられている。
【００４２】
当接部９２は、凹部９２ａを除いた基端側面によって形成されており、この基端側面が回路基板７０のコアメンバー６４側と反対側の側面に当接される。このとき、押さえ柱部９１に形成された凹部９２ａが支柱部８２１に立設された凸部８２１ａに嵌合され、支柱部８２１と押さえ柱部９１によって回路基板７０が挟まれた状態となる。
【００４３】
次に、１２個のコアメンバー６４が相互に連結された環状のステータ６０と、ステータ押さえ部材８０と、回路基板７０と、回路基板押さえ部材９０としての押さえ柱部９１とを用いて、電動機ハウジング１００を製造する手順について図８乃至図１０を用いて説明する。なお、図８に示す１２個のコアメンバー６４には、図９に示すように、巻線６３がインシュレータ６２を介して巻胴部６１１に巻回されているものとする。また、ステータ６０は、三相のアキシャルギャップ型電動機を構成するため、４個のコアメンバー６４がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の巻線６３で接続されたＵ相用コアメンバー組、Ｖ相用コアメンバー組、Ｗ相用コアメンバー組を構成しているものとする。
【００４４】
図８および図９に示すように、第１工程としては、ステータ押さえ部材８０をステータ６０に組み付ける。まず、コアメンバー６４のヨーク面６１２ａが上面側になるように、ステータ６０を図示しない組立台に載置させる。次に、ステータ押さえ部材８０のリング部８１１により形成された第１当接部８１１に備えた第１当接面８１１ａおよび第２当接面８１１ｂを、コアメンバー６４のヨーク部片６１２の内周面６１２ｂおよびヨーク面６１２ａに当接させる。これにより、ステータ押さえ部材８０がステータ６０に保持された状態となる。
【００４５】
第２工程としては、回路基板７０をステータ押さえ部材８０が保持されたステータ６０に組み付ける。ステータ押さえ部材８０の凸部８２１ａに、回路基板７０に形成された凸部挿入孔７２を位置合わせする。また、コアメンバー６４の外径側支持部６２１ａに形成された係止爪６２１ｂに、回路基板７０に形成された係止部７１を位置合わせする。同時に、コアメンバー６４の端子ピン６２３ｅに、回路基板７０に形成された端子ピン挿入孔７２を位置合わせする。
【００４６】
次に、位置合わせした回路基板７０をステータ６０側に押さえ込むことで、係止部７１が外径側支持部６２１ａの係止爪６２１ｂで係止される。このとき、凸部挿入孔７２に凸部８２１ａが差し込まれて回路基板７０から突出された状態となるとともに、回路基板７０のステータ６０側の側面が支柱部８２１の先端側面に形成された第２当接部８２に当接された状態となる。同時に、端子ピン挿入孔７２に端子ピン６２３ｅが差し込まれて回路基板７０から突出された状態となる。なお、回路基板７０のステータ６０側の側面はコアメンバー６４の内径側支持部６２１ｃの先端側面にも当接された状態となる。
【００４７】
第３工程としては、回路基板押さえ部材９０としての押さえ柱部９１を、回路基板７０に載置する。このとき、押さえ柱部９１の凹部９２ａをステータ押さえ部材８０の凸部８２１ａに嵌合させる。これにより、押さえ柱部９１の基端側面に形成された当接部９２が回路基板７０のステータ６０側の反対側の側面に当接された状態となるとともに、回路基板７０が支柱部８２１と押さえ柱部９１との間に挟まれて保持された状態となる。押さえ柱部９１を回路基板７０に載置し、回路基板７０と端子ピン６２３ｅとを電気的に接続することで、図８に示すようなモールド成形前のステータ組立品が完成する。
【００４８】
第４工程としては、上述のステータ組立品を、専用のモールド金型１４０に取付けてモールド樹脂６７によって一体成形する。なお、モールド金型１４０は、図９に示すように、下金型１４１と上金型１４２とを備えている。下金型１４１には、コアメンバー６４の内周面６１３ｂを支持する環状の支持部１４１ａと、仕切板１１０に備えた筒状部１１１が挿入される凹部を形成する凸部１４１ｂと、ポンプ装置を他の装置に取付けるための取付孔を形成する取付孔形成部１４１ｃとが形成されている。また、上金型１４２には、押さえ柱部９１の押圧部９３を押さえる柱状の押さえ部１４２ａが形成されている。
【００４９】
まず、コアメンバー６４のティース部６１３の内周面６１３ｂを内径側支持部１４１ａに支持させることで下金型１４１内にステータ組立品を収納させる。このとき、コアメンバー６４のティース部６１３のティース面６１３ａは下金型１４１の底面に当接された状態となる。次に、上金型１４２の押さえ部１４２ａを押圧部９３の窪みに嵌合させた状態で、上金型１４２を下金型１４１に型締めする。これにより、ステータ６０と回路基板とが相対位置を保持し、下金型１４１に向って上金型１４２によって押さえられた状態となる。
【００５０】
更に、型締めされたモールド金型１４０内に図示しない注入口から溶融樹脂を注入することで、図１０に示すように、ステータ６０、ステータ押さえ部材８０、回路基板７０および押さえ柱部９１がモールド樹脂６７で一体成形される。これにより、回路基板７０の絶縁と、ステータ６０と回路基板７０との防水および結露対策が施された電動機ハウジング１００が完成する。なお、電動機ハウジング１００の製造時に、仕切板１１０をステータ組立品とともに下金型１４１内に設置してモールド樹脂６７で一体成形してもよい。
【００５１】
以上説明してきた本発明のアキシャルギャップ型電動機によれば、１２個のコアメンバー６４同士を連結して環状化されたステータ６０と円板状の回路基板７０との間に、ステータ６０と回路基板７０のそれぞれに当接する環状のステータ押さえ部材８０を備え、軸１０の軸線方向にステータ押さえ部材８０と対向する位置に、回路基板７０に当接する柱状の回路基板押さえ部材９０を備えた構造になっている。
【００５２】
したがって、ステータ６０と回路基板７０とをステータ押さえ部材８０および回路基板押さえ部材９０によって相互に保持させて下金型１４１と上金型１４２とで挟むことができるため、ステータ６０と回路基板７０とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持することができる。
【００５３】
また、ステータ押さえ部材８０が、環状に配置された１２個のコアメンバー６４に対して当接する断面Ｌ字状のリング部８１１を備え、リング部８１１によって形成され、コアメンバー６４のヨーク部片６１２に当接する第１当接部８１を有する構造になっている。
【００５４】
したがって、ヨーク部片６１２の内周面６１２ｂおよびヨーク面６１２ａに、第１当接部８１の第１当接面８１１ａおよび第２当接面８１１ｂを当接することができるため、１２個のステータコア６１全体が下金型１４１に押さえられ、モールド樹脂の注入圧力によって１２個のステータコア６１同士の相対位置がずれしないように保持することができる。このため、１２個のステータコア６１の相対位置のずれによる磁気効率の低下につながらないようにすることができる。
【００５５】
また、ステータ押さえ部材８０を環状化されたステータ６０に対して軸線方向および径方向に位置決めすることができ、かつ、ステータ押さえ部材８０がステータ６０の径方向の位置決めになり、１２個のステータコア６１によるコアの真円度を確保することができる。
【００５６】
また、以上説明してきた本発明のアキシャルギャップ型電動機によれば、ステータ押さえ部材８０が、リング部８１１の一側面から回路基板７０側に軸線方向に向って立設する４個の支柱部８２１を備え、この支柱部８２１の先端側面から軸線方向に向って立設する凸部８２１ａを備え、支柱部８２１の先端側面によって回路基板７０に当接する第２当接部８２が形成された構造になっている。これに対して、回路基板押さえ部材９０が、４個の押さえ柱部９１を備え、この押さえ柱部９１の基端側面に凸部８２１ａに嵌合する凹部９２ａを備えた構造になっており、回路基板７０が、凸部８２１に挿入される凸部挿入孔７２を備えた構造になっている。
【００５７】
したがって、回路基板７０は、凸部挿入孔７２に支持部８２１の凸部８２１ａが差し込まれた状態で第２当接部８２によりステータ６０側から支持されるため、モールド樹脂の注入圧力によって、回路基板７０がステータ６０側に撓んで変形することを防止できる。また、回路基板７０は、凸部８２１ａに凹部９２ａが嵌合された状態で支柱部８２１と押さえ柱部９１によって挟まれるため、回路基板７０の支持力を強化することができ、かつ、押さえ柱部９１をステータ押さえ部材８０に対して位置決めすることができる。
【００５８】
更に、以上説明してきた本発明のアキシャルギャップ型電動機によれば、押さえ柱部９１の先端側に押圧部９３を備え、上金型１４２の押さえ部１４２ａによって押圧部９３が押さえられて、回路基板７０およびステータ６０を間接的に押さえる構造になっている。
【００５９】
したがって、特許文献１のように、上金型に備えた複数の押さえ柱によって回路基板を直接的に押さえないため、ステータ６０と回路基板７０とをモールド樹脂で一体成形した後に、電動機ハウジング１００に上金型１４２の押さえ部１４２ａによる穴が形成されるが、回路基板７０に到達する穴が形成されることがない。このため、回路基板７０が外部に対して露出することがないので、回路基板７０の絶縁や防水の効果を確保することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、ステータ押さえ部材８０として、コアメンバー６４に対して、軸線方向で当接する第１当接面８１１ａと径方向で当接する第２当接面８１１ｂとを備えた第１当接部８１を、断面Ｌ字状のリング部８１１によって形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、ステータ押さえ部材８０として、断面Ｌ字状のリング部８１１でなくても、コアメンバー６４に対して軸線方向と径方向とに当接する２つの当接面を備えた第１当接部が形成された構造であればよい。
【００６１】
また、本実施形態では、ステータ押さえ部材８０として、支柱部８２１の先端面から立設する凸部８２１ａを備え、回路基板押さえ部材９０としての押さえ柱部９１の基端側面に、凸部８２１ａに嵌合する凹部９２ａを備えた構造になっているが、本発明はこれに限らず、ステータ押さえ部材８０として、支柱部８２１の先端面から窪んだ凹部を備え、回路基板押さえ部材９０としての押さえ柱部９１の基端側面から立設する凸部を備え、支柱部８２１の凹部に押さえ柱部９１の凸部を嵌合するようにした構造であってもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、ステータ押さえ部材８０として、リング部８１１と支柱部８２１とを備えた構造になっているが、本発明はこれに限らず、例えば、ステータ押さえ部材８０として、リング部から支柱部を立設せずに、リング部の厚さをステータ６０と回路基板７０との間を所定の間隔に保つ厚さに形成した構造であってもよい。また、回路基板押さえ部材９０として、複数の押さえ柱部９１を備える構造になっているが、本発明はこれに限らず、例えば、回路基板押さえ部材９０として、ステータ押さえ部材８０のような１個の環状化された部材であってもよい。
【００６３】
これにより、上述の実施形態と同様に、ステータ６０と回路基板７０とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持することができ、かつ、１２個のコアメンバー６４の全てがモールド樹脂の注入圧力によって相互に位置ずれしないように保持することができる。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ ポンプ室
Ｂ 電動機室
１０ 軸
２０ ロータ
２１ マグネット
３０ インペラ
４０ 軸受
５０ ポンプケーシング
５１ ポンプ吸引口
５２ ポンプ吐出口
６０ ステータ
６１ ステータコア
６１１ 巻胴部
６１２ ヨーク部片
６１２ａ ヨーク面
６１２ｂ 内周面
６１３ ティース部
６１３ａ ティース面
６１３ｂ 内周面
６２ インシュレータ
６２１ 回路基板支持部
６２１ａ 外径側支持部
６２１ｂ 係止爪
６２１ｃ 内径側支持部
６２２ 外筒部
６２３ フランジ部
６２３ａ フック部
６２３ｂ 係止軸
６２３ｃ 係止リブ
６２３ｄ 係止溝
６２３ｅ 端子ピン
６３ 巻線
６４ コアメンバー
６７ モールド樹脂
７０ 回路基板
７１ 係止部
７２ 凸部挿入孔
７３ 端子ピン挿入孔
８０ ステータ押さえ部材
８１ 第１当接部
８１１ リング部
８１１ａ 第１当接面
８１１ｂ 第２当接面
８２ 第２当接部
８２１ 支柱部
８２１ａ 凸部
９０ 回路基板押さえ部材
９１ 押さえ柱部
９２ 当接部
９２ａ 凹部
９３ 押圧部
１００ 電動機ハウジング
１１０ 仕切板
１１１ 筒状部（軸受支持部）
１１２ 軸支持部
１１３ 鍔部
１１４ 周囲部
１２０ パッキン
１３０ ネジ
１４０ モールド金型
１４１ 下金型
１４１ａ 支持部
１４１ｂ 凸部
１４１ｃ 取付孔形成部
１４２ 上金型
１４２ａ 押さえ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ型電動機に関し、特に、ステータと回路基板とをモールド樹脂で一体成形したアキシャルギャップ型電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステータと回路基板とをモールド樹脂で一体成形したラジアルギャップ型電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。このラジアルギャップ型電動機におけるステータは、回路基板を位置決めする一対の位置決め柱を備えている。一対の位置決め柱は、固定子鉄心を覆うインシュレータから立設されている。回路基板は、一対の位置決め柱と当接する位置に一対の切欠部を備えている。回路基板は、一対の位置決め柱の間に嵌め込まれ、一対の切欠部によってステータに対して位置決めされている。
【０００３】
このラジアルギャップ型電動機は、回路基板を位置決めしたステータを下金型と上金型とで挟んでモールド樹脂で一体成形される。上金型は、回路基板側に突出する６つの押さえ柱を備えている。モールド一体成形の際には、６つの押さえ柱のうちの２つが位置決め柱を押さえるとともに、残りの４つが回路基板を押さえるようになっている。
【０００４】
しかしながら、ステータは２つの押さえ柱のみで下金型に押さえられるため、例えば、ステータが３つ以上のコアメンバー同士を環状に連結して構成される場合には、モールド樹脂の注入圧力によって、下金型に押さえられていないコアメンバーが位置ずれをおこすおそれがある。また、回路基板は４つの押さえ柱のみで押さえられてステータ側からは支持されていないため、回路基板がステータ側に撓んで変形するおそれがある。さらに、この構造はステータとロータとが径方向に対向するラジアルギャップ型電動機の構造であって、ステータとロータとが軸方向に対向するアキシャルギャップ型電動機にそのまま適用することができない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０２４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、ステータと回路基板とをモールド樹脂で一体成形する際、複数のコアメンバーから構成されるステータと回路基板とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持できるアキシャルギャップ型電動機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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のアキシャルギャップ型電動機は、複数のコアメンバー同士を連結して環状化されたステータと円板状の回路基板との間に、ステータと回路基板に当接する環状のステータ押さえ部材を備え、ステータ押さえ部材に軸線方向に対向する位置に、回路基板に当接する回路基板押さえ部材を備えた構造になっている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアキシャルギャップ型電動機によれば、ステータと回路基板とをステータ押さえ部材および回路基板押さえ部材によって相互に保持させて下金型と上金型とで挟むことができるため、ステータと回路基板とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置を示す外観斜視図である。
【図２】本発明によるアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置を示す断面図である。
【図３】本発明によるアキシャルギャップ型電動機のステータをティース部側から見た状態を示す外観斜視図である。
【図４】本発明によるアキシャルギャップ型電動機のステータをバックヨーク側から見た状態を示す外観斜視図である。
【図５】本発明によるアキシャルギャップ型電動機に用いるステータ押さえ部材を示す図で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図６】本発明によるアキシャルギャップ型電動機に用いる回路基板を示す平面図である。
【図７】本発明によるアキシャルギャップ型電動機に用いる回路基板押さえ部材を示す図で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図８】ステータと回路基板とを保持した状態を示す外観斜視図である。
【図９】ステータと回路基板とを保持した組立品が金型内に収納された状態を示す断面図である。
【図１０】ステータと回路基板とをモールド樹脂で一体成形した状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１および図２に示すように、本実施形態におけるアキシャルギャップ型電動機を用いたポンプ装置は、樹脂製の仕切板１１０によってポンプ室Ａと電動機室Ｂとに水密的に区画されている。
【００１１】
ポンプ室Ａは、ポンプ吸引口５１およびポンプ吐出口５２が一体的に形成されたポンプケーシング５０内に、軸１０、ロータ２０、インペラ３０および軸受４０が収容された構成になっている。ロータ２０とインペラ３０は、カーボン製の軸受４０を介して軸１０に対して回転可能に支持されている。電動機室Ｂは、ステータ６０、回路基板７０、ステータ押さえ部材８０および回路基板押さえ部材９０がモールド樹脂６７により一体成形された電動機ハウジング１００となっている。
【００１２】
ロータ２０は、中心部が軸受４０を介して軸１０に回転可能に支持されると共に外郭を樹脂で覆われた円板である。円板の電動機室Ｂ側の面の内部には、仕切板１１０と対向するように、マグネット２１が埋め込まれている。マグネット２１は、円周方向に複数個が等角度ピッチで環状に配置されている。また、ロータ２０は、ポンプケーシング５０側の面にインペラ３０が一体形成されている。なお、インペラ３０はロータ２０と別体であってもよい。
【００１３】
ステータ６０は、複数のコアメンバー６４を有している。コアメンバー６４は、ロータ２０と対向するティース部６１３と、ティース部６１３から立設する巻胴部６１１と、巻胴部６１１の先端側に環状のバックヨークの一部を形成するヨーク部片６１２とを有するステータコア６１と、ステータコア６１のティース部６１３とヨーク部片６１２とを残して覆うインシュレータ６２と、インシュレータ６２を介して巻胴部６１１に巻回される巻線６３とを備えている。コアメンバー６４のティース部６１３は仕切板１１０と対面するように配置され、仕切板１１０に当接されている。各コアメンバー６４は、後述する連結手段を備え、連結手段により相互に連結されることで、円周方向に等角度ピッチで環状に配置されている。
【００１４】
回路基板７０は、アキシャルギャップ型電動機の駆動制御を行う電動機駆動部が載置された円板状の基板である。回路基板７０は、コアメンバー６４のヨーク部片６１２と軸１０の軸線方向に沿って所定の間隔で対向的に配置され、インシュレータ６２に形成された回路基板支持部６２１で支持されている。
【００１５】
アキシャルギャップ型電動機自体は、ステータ６０のティース部６１３とロータ２０のマグネット２１とが仕切板１１０を挟んで軸１０の軸線方向に沿って所定の空隙を介して対向的に配置されている。
【００１６】
ステータ押さえ部材８０は、ステータ６０のコアメンバー６４と回路基板７０との間に配置された環状の部材である。ステータ押さえ部材８０は、絶縁性や耐高温性などを持つＡＢＳやＰＰＳなどの樹脂によって形成されている。ステータ押さえ部材８０は、軸１０の軸線方向の一側面側にコアメンバー６４のヨーク部片６１２と当接する第１当接部８１を有し、かつ、他側面側に回路基板７０と当接する第２当接部８２を有している。
【００１７】
回路基板押さえ部材９０は、回路基板７０を挟んでステータ押さえ部材８０の第２当接部８２と軸線方向に沿って対向的に配置された複数の柱状の部材である。回路基板押さえ部材９０は、ステータ押さえ部材８０と同様に、絶縁性や耐高温性などを持つＡＢＳやＰＰＳなどの樹脂によって形成されている。回路基板押さえ部材９０は、軸線方向の一側面側に回路基板７０と当接する当接部９２を有し、かつ、他側面側に後述するモールド金型１４０によって軸１０の軸線方向から押圧される押圧部９３を有している。
【００１８】
以上説明してきたステータ６０、ステータ押さえ部材８０、回路基板７０および回路基板押さえ部材９０は、この順に配置されており、後述するモールド金型１４０による回路基板押さえ部材９０への押圧によって相互に保持されるようになっている。
【００１９】
仕切板１１０は、開口を有する有底筒状の筒状部１１１と、筒状部１１１の底面中心から軸線方向の外側に向けて一体的に突出する軸支持部１１２と、筒状部１１１の開口から径方向に向かって円板状に一体形成される鍔部１１３と、鍔部１１３の外周側に形成される周囲部１１４とを備えている。鍔部１１３は、ステータ６０のティース部６１３とロータ２０のマグネット２１が対向する位置にあり、磁気効率を良好にするために、強度が必要な軸支持部１１２や周囲部１１４の厚さよりも肉薄となっている。また、筒状部１１１の開口内は軸受支持部を兼ねており、この軸受支持部を介して軸受４０が支持され、軸支持部１１２により軸１０が支持されている。
【００２０】
パッキン１２０は、周囲部１１４の凹みに装着されている。ポンプケーシング５０と電動機ハウジング１００とをパッキン１２０の外側にてネジ１３０で結合して締付けられることで、ポンプ室Ａ内の流体がポンプ装置の外に漏れないようにしている。
【００２１】
以上説明してきた構成からなるポンプ装置の動作を説明する。ポンプ装置では、巻線６３に供給される電流が、回路基板７０の電動機駆動部によって、ロータ２０の回転位置に応じて切り換えられる。この電流の切り換えにより、ステータ６０のティース部６１３とロータ２０のマグネット２１との間に磁気的な吸引／反発が起こり、ロータ２０がインペラ３０とともに所定の方向に回転する。このロータ２０の回転により、ポンプ吸引口５１から黒矢印のように水や湯などの流体を吸引し、その流体をポンプ吐出口５２から黒矢印のように吐出することになる。
【００２２】
次に、コアメンバー６４について図３および図４を用いて詳細に説明する。なお、本実施例におけるステータ６０は１２個（１２スロット）のコアメンバー６４が相互に連結されて環状化されているが、各コアメンバー６４は略同じ形状であるため、以下では１個のコアメンバー６４を説明する。
【００２３】
コアメンバー６４に備えるステータコア６１は、Ｈ字状に打ち抜かれた電磁鋼板を、図３および図４に示すように、ステータ６０の半径方向に沿って積層することで形成されている。ステータコア６１は積層以外の方法、例えば、強磁性体を微細な粉末にし、その表面を絶縁被膜で覆い、圧縮して固めた圧粉磁心や、切削加工などによって形成されてもよい。
【００２４】
ステータコア６１は、巻胴部６１１とヨーク部片６１２とティース部６１３とが一体的に設けられている。これにより、ステータコア６１は、巻胴部６１１の両端にフランジ状のヨーク部片６１２とティース部６１３とを有するボビン状に形成されている。
【００２５】
巻胴部６１１は内径側から外径側に向かうにつれて、周方向の幅が漸次大きくなるように形成されている。ヨーク部片６１２とティース部６１３は軸線方向から見ると、内径側から外径側に向かうにつれて周方向の幅が漸次大きくなる扇状に形成されている。なお、巻胴部６１１、ヨーク部片６１２およびティース部６１３の形状は本実施例に限られず、その形状は電動機の仕様に応じて任意であってよい。
【００２６】
ヨーク部片６１２は、ステータ押さえ部材８０の第１当接部８１と当接するヨーク面６１２ａおよび内周面６１２ｂとを有している。また、ヨーク部片６１２の径方向の両端には、隣接するコアメンバー６４のヨーク部片６１２と当接する当接面が形成されている。ティース部６１３は、仕切板１１０の鍔部１１３と当接するティース面６１３ａと、後述する下金型１４１の内周側支持部１４１ａと当接する内周面６１３ｂとが形成されている。
【００２７】
インシュレータ６２は、図２に示す巻胴部６１１の外周面を覆う外筒部６２２と、ヨーク部片６１２およびティース部６１３の内周側と外周側とを覆うとともに、ヨーク部片６１２およびティース部６１３の両側から径方向に延びるフランジ部６２３とを備えている。これにより、インシュレータ６２はステータコア６１と同様に、外筒部６２２の両端にフランジ部６２３を有するボビン状に形成されている。
【００２８】
インシュレータ６２は樹脂成型品からなり、周方向に沿ってほぼ半分割されており、これらをステータコア６１の周方向の両側から嵌め込むことで、ステータコア６１に取付られるようになっている。なお、インシュレータ６２はステータコア６１に一体成形されるようにしてもよい。
【００２９】
フランジ部６２３には、コアメンバー６４同士を周方向に相互に連結するための２つの連結手段が設けられている。第１の連結手段としては、フランジ部６２３の周方向の外径側端面には、コアメンバー６４同士を軸１０を中心に環状に連結するためのフック部６２３ａと、フック部６２３ａが係止される係止軸６２３ｂとが形成されている。
【００３０】
フック部６２３ａは外径側端面の一端から周方向の外側に向けて突出された舌片からなる。フック部６２３ａの先端側には、係止軸６２３ｂの外周面に引っ掛けられるフック溝が形成されている。係止軸６２３ｂは外径側端面の他端から軸線方向に向けて突出された円柱からなる。係止軸６２３ｂの高さは、ティース面６１３ａがコアメンバー６４の軸線方向の最外面となるように、ティース面６１３ａよりも低く設定されている。
【００３１】
第２の連結手段としては、フランジ部６２３の周方向の内径側端面には、係止リブ６２３ｃと係止リブ６２３ｃの受け手側の係止溝６２３ｄとが形成されている。係止リブ６２３ｃは内径側端面の一端から周方向に外側に向けて突出された凸状片からなる。係止溝６２３ｄは内径側端面の他端から軸線方向に向けて窪んだ凹溝からなる。係止リブ６２３ｃの凸状片が係止溝６２３ｄの凹溝に差し込まれることになる。
【００３２】
フランジ部６２３のうち、ヨーク部片６１２側のフランジ部６２３の周方向の外径側端部および内径側端部には、回路基板支持部６２１がそれぞれ形成されている。回路基板支持部６２１は外径側支持部６２１ａと内径側支持部６２１ｃとを有している。回路基板７０の外径側を支持する外径側支持部６２１ａは、外径側端部から軸線方向に向けて突出された支柱からなる。外径側支持部６２１ａの先端側には、回路基板７０に有する後述の係止部７１に係止される係止爪６２１ｂが形成されている。回路基板７０の内径側を支持する内径側支持部６２１ｃは、内径側端部から軸線方向に向けて突出された支柱からなる。内径側支持部６２１ｃの支柱の先端面は、回路基板７０の内径側の側面と当接して回路基板７０を支持する。
【００３３】
また、ヨーク部片６１２側のフランジ部６２３の周方向の外径側端部には、端子ピン６２３ｅが立設されている。端子ピン６２３ｅは、外径側端部から軸線方向に向けて突出された端子台の先端に差し込まれている。
【００３４】
以上説明してきたコアメンバー６４同士を連結する際、図４に示すように、１２個のコアメンバー６４のうち、２個のコアメンバー６４は、外径側支持部６２１ａ、内径側支持部６２１ｃおよび端子ピン６２３ｅを備えたコアメンバー６４を用い、１個のコアメンバー６４は、外径側支持部６２１ａおよび内径側支持部６２１ｃを備えたコアメンバー６４を用い、４個のコアメンバー６４は、端子ピン６２３ｅを備えたコアメンバー６４を用いる。残り５個のコアメンバー６４は、外径側支持部６２１ａ、内径側支持部６２１ｃおよび端子ピン６２３ｅを備えていないコアメンバー６４を用いる。
【００３５】
そして、ステータ６０は、外径側支持部６２１ａおよび内径側支持部６２１ｃを備えた３個のコアメンバー６４が１２０°の等角度ピッチで配置されるようにし、これらの３個のコアメンバー６４の間に、端子ピン６２３ｅを備えた４個のコアメンバー６４と、端子ピン６２３ｅを備えていない５個のコアメンバー６４がそれぞれ連結される。これにより、ステータ６０は１２個のコアメンバー６４が環状に配置された構造になっている。
【００３６】
次に、ステータ押さえ部材８０について図５を用いて詳細に説明する。図５に示すように、ステータ押さえ部材８０は、環状に配置された１２個のコアメンバー６４に対して当接する断面Ｌ字状のリング部８１１と、リング部８１１の一側面から回路基板７０側に軸線方向に向って立設される複数の支柱部８２１とを備えている。支柱部８２１は４個設けられており、９０°の等角度ピッチで立設されている。支柱部８２１の先端側面には、回路基板７０側に軸線方向に向って立設する凸部８２１ａが形成されている。
【００３７】
第１当接部８１は、リング部８１１によって形成されており、コアメンバー６４に対して軸線方向で当接する第１当接面８１１ａと、コアメンバー６４に対して径方向で当接する第２当接面８１１ｂとを備えている。第１当接面８１１ａは、バックヨークの一部を形成するヨーク部片６１２の内周面６１２ｂに当接される。第２当接面８１１ｂは、バックヨークの一部を形成するヨーク部片６１２のヨーク面６１２ａに当接される。
【００３８】
第２当接部８２は、凸部８２１ａを除いた支柱部８２１の先端面によって形成されており、この先端面が回路基板７０の一側面に当接される。このとき、支柱部８２１に立設された凸部８２１ａが回路基板７０の後述する凸部挿入孔７２に挿入された状態となる。
【００３９】
次に、回路基板７０について図６を用いて詳細に説明する。図６に示すように、回路基板７０は、円板の中心に孔が設けられたドーナツ形状になっており、この孔から仕切板１１０に備える軸支持部１１２が突出される。回路基板７０は、外径側支持部６２１ａに形成された係止爪６２１ｂで係止される係止部７１が外周側に形成され、凸部８２１ａに挿入される複数の凸部挿入孔７２が内径側と外径側の間に形成されている。また、回路基板７０は、端子ピン６２３ｅに挿入される複数の端子ピン挿入孔７３が外周側に形成されている。
【００４０】
係止部７１は外径側支持部６２１ａと同数で３つ設けられており、１２０°の等角度ピッチで形成された切欠きである。凸部挿入孔７２は支柱部８２１と同数で４つ設けられており、９０°の等角度ピッチで貫通した孔である。端子ピン挿入孔７３は、図４に示す６個のコアメンバー６４に設けられた端子ピン６２３ｅに対応するように６つ設けられており、３０°の等角度ピッチで貫通した孔である。
【００４１】
次に、回路基板押さえ部材９０について図７を用いて詳細に説明する。図７に示すように、回路基板押さえ部材９０は、複数の押さえ柱部９１から構成されており、押さえ柱部９１の基端側面には、支柱部８２１の凸部８２１ａに嵌合する凹部９２ａが形成されている。また、押さえ柱部９１の先端側には、モールド金型１４０の後述する上金型１４２によって押圧される円筒状に窪んだ押圧部９３が形成されている。押さえ柱部９１は支柱部８２１と同数で４個設けられている。
【００４２】
当接部９２は、凹部９２ａを除いた基端側面によって形成されており、この基端側面が回路基板７０のコアメンバー６４側と反対側の側面に当接される。このとき、押さえ柱部９１に形成された凹部９２ａが支柱部８２１に立設された凸部８２１ａに嵌合され、支柱部８２１と押さえ柱部９１によって回路基板７０が挟まれた状態となる。
【００４３】
次に、１２個のコアメンバー６４が相互に連結された環状のステータ６０と、ステータ押さえ部材８０と、回路基板７０と、回路基板押さえ部材９０としての押さえ柱部９１とを用いて、電動機ハウジング１００を製造する手順について図８乃至図１０を用いて説明する。なお、図８に示す１２個のコアメンバー６４には、図９に示すように、巻線６３がインシュレータ６２を介して巻胴部６１１に巻回されているものとする。また、ステータ６０は、三相のアキシャルギャップ型電動機を構成するため、４個のコアメンバー６４がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の巻線６３で接続されたＵ相用コアメンバー組、Ｖ相用コアメンバー組、Ｗ相用コアメンバー組を構成しているものとする。
【００４４】
図８および図９に示すように、第１工程としては、ステータ押さえ部材８０をステータ６０に組み付ける。まず、コアメンバー６４のヨーク面６１２ａが上面側になるように、ステータ６０を図示しない組立台に載置させる。次に、ステータ押さえ部材８０のリング部８１１により形成された第１当接部８１１に備えた第１当接面８１１ａおよび第２当接面８１１ｂを、コアメンバー６４のヨーク部片６１２の内周面６１２ｂおよびヨーク面６１２ａに当接させる。これにより、ステータ押さえ部材８０がステータ６０に保持された状態となる。
【００４５】
第２工程としては、回路基板７０をステータ押さえ部材８０が保持されたステータ６０に組み付ける。ステータ押さえ部材８０の凸部８２１ａに、回路基板７０に形成された凸部挿入孔７２を位置合わせする。また、コアメンバー６４の外径側支持部６２１ａに形成された係止爪６２１ｂに、回路基板７０に形成された係止部７１を位置合わせする。同時に、コアメンバー６４の端子ピン６２３ｅに、回路基板７０に形成された端子ピン挿入孔７２を位置合わせする。
【００４６】
次に、位置合わせした回路基板７０をステータ６０側に押さえ込むことで、係止部７１が外径側支持部６２１ａの係止爪６２１ｂで係止される。このとき、凸部挿入孔７２に凸部８２１ａが差し込まれて回路基板７０から突出された状態となるとともに、回路基板７０のステータ６０側の側面が支柱部８２１の先端側面に形成された第２当接部８２に当接された状態となる。同時に、端子ピン挿入孔７２に端子ピン６２３ｅが差し込まれて回路基板７０から突出された状態となる。なお、回路基板７０のステータ６０側の側面はコアメンバー６４の内径側支持部６２１ｃの先端側面にも当接された状態となる。
【００４７】
第３工程としては、回路基板押さえ部材９０としての押さえ柱部９１を、回路基板７０に載置する。このとき、押さえ柱部９１の凹部９２ａをステータ押さえ部材８０の凸部８２１ａに嵌合させる。これにより、押さえ柱部９１の基端側面に形成された当接部９２が回路基板７０のステータ６０側の反対側の側面に当接された状態となるとともに、回路基板７０が支柱部８２１と押さえ柱部９１との間に挟まれて保持された状態となる。押さえ柱部９１を回路基板７０に載置し、回路基板７０と端子ピン６２３ｅとを電気的に接続することで、図８に示すようなモールド成形前のステータ組立品が完成する。
【００４８】
第４工程としては、上述のステータ組立品を、専用のモールド金型１４０に取付けてモールド樹脂６７によって一体成形する。なお、モールド金型１４０は、図９に示すように、下金型１４１と上金型１４２とを備えている。下金型１４１には、コアメンバー６４の内周面６１３ｂを支持する環状の支持部１４１ａと、仕切板１１０に備えた筒状部１１１が挿入される凹部を形成する凸部１４１ｂと、ポンプ装置を他の装置に取付けるための取付孔を形成する取付孔形成部１４１ｃとが形成されている。また、上金型１４２には、押さえ柱部９１の押圧部９３を押さえる柱状の押さえ部１４２ａが形成されている。
【００４９】
まず、コアメンバー６４のティース部６１３の内周面６１３ｂを内径側支持部１４１ａに支持させることで下金型１４１内にステータ組立品を収納させる。このとき、コアメンバー６４のティース部６１３のティース面６１３ａは下金型１４１の底面に当接された状態となる。次に、上金型１４２の押さえ部１４２ａを押圧部９３の窪みに嵌合させた状態で、上金型１４２を下金型１４１に型締めする。これにより、ステータ６０と回路基板とが相対位置を保持し、下金型１４１に向って上金型１４２によって押さえられた状態となる。
【００５０】
更に、型締めされたモールド金型１４０内に図示しない注入口から溶融樹脂を注入することで、図１０に示すように、ステータ６０、ステータ押さえ部材８０、回路基板７０および押さえ柱部９１がモールド樹脂６７で一体成形される。これにより、回路基板７０の絶縁と、ステータ６０と回路基板７０との防水および結露対策が施された電動機ハウジング１００が完成する。なお、電動機ハウジング１００の製造時に、仕切板１１０をステータ組立品とともに下金型１４１内に設置してモールド樹脂６７で一体成形してもよい。
【００５１】
以上説明してきた本発明のアキシャルギャップ型電動機によれば、１２個のコアメンバー６４同士を連結して環状化されたステータ６０と円板状の回路基板７０との間に、ステータ６０と回路基板７０のそれぞれに当接する環状のステータ押さえ部材８０を備え、軸１０の軸線方向にステータ押さえ部材８０と対向する位置に、回路基板７０に当接する柱状の回路基板押さえ部材９０を備えた構造になっている。
【００５２】
したがって、ステータ６０と回路基板７０とをステータ押さえ部材８０および回路基板押さえ部材９０によって相互に保持させて下金型１４１と上金型１４２とで挟むことができるため、ステータ６０と回路基板７０とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持することができる。
【００５３】
また、ステータ押さえ部材８０が、環状に配置された１２個のコアメンバー６４に対して当接する断面Ｌ字状のリング部８１１を備え、リング部８１１によって形成され、コアメンバー６４のヨーク部片６１２に当接する第１当接部８１を有する構造になっている。
【００５４】
したがって、ヨーク部片６１２の内周面６１２ｂおよびヨーク面６１２ａに、第１当接部８１の第１当接面８１１ａおよび第２当接面８１１ｂを当接することができるため、１２個のステータコア６１全体が下金型１４１に押さえられ、モールド樹脂の注入圧力によって１２個のステータコア６１同士の相対位置がずれしないように保持することができる。このため、１２個のステータコア６１の相対位置のずれによる磁気効率の低下につながらないようにすることができる。
【００５５】
また、ステータ押さえ部材８０を環状化されたステータ６０に対して軸線方向および径方向に位置決めすることができ、かつ、ステータ押さえ部材８０がステータ６０の径方向の位置決めになり、１２個のステータコア６１によるコアの真円度を確保することができる。
【００５６】
また、以上説明してきた本発明のアキシャルギャップ型電動機によれば、ステータ押さえ部材８０が、リング部８１１の一側面から回路基板７０側に軸線方向に向って立設する４個の支柱部８２１を備え、この支柱部８２１の先端側面から軸線方向に向って立設する凸部８２１ａを備え、支柱部８２１の先端側面によって回路基板７０に当接する第２当接部８２が形成された構造になっている。これに対して、回路基板押さえ部材９０が、４個の押さえ柱部９１を備え、この押さえ柱部９１の基端側面に凸部８２１ａに嵌合する凹部９２ａを備えた構造になっており、回路基板７０が、凸部８２１に挿入される凸部挿入孔７２を備えた構造になっている。
【００５７】
したがって、回路基板７０は、凸部挿入孔７２に支持部８２１の凸部８２１ａが差し込まれた状態で第２当接部８２によりステータ６０側から支持されるため、モールド樹脂の注入圧力によって、回路基板７０がステータ６０側に撓んで変形することを防止できる。また、回路基板７０は、凸部８２１ａに凹部９２ａが嵌合された状態で支柱部８２１と押さえ柱部９１によって挟まれるため、回路基板７０の支持力を強化することができ、かつ、押さえ柱部９１をステータ押さえ部材８０に対して位置決めすることができる。
【００５８】
更に、以上説明してきた本発明のアキシャルギャップ型電動機によれば、押さえ柱部９１の先端側に押圧部９３を備え、上金型１４２の押さえ部１４２ａによって押圧部９３が押さえられて、回路基板７０およびステータ６０を間接的に押さえる構造になっている。
【００５９】
したがって、特許文献１のように、上金型に備えた複数の押さえ柱によって回路基板を直接的に押さえないため、ステータ６０と回路基板７０とをモールド樹脂で一体成形した後に、電動機ハウジング１００に上金型１４２の押さえ部１４２ａによる穴が形成されるが、回路基板７０に到達する穴が形成されることがない。このため、回路基板７０が外部に対して露出することがないので、回路基板７０の絶縁や防水の効果を確保することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、ステータ押さえ部材８０として、コアメンバー６４に対して、軸線方向で当接する第１当接面８１１ａと径方向で当接する第２当接面８１１ｂとを備えた第１当接部８１を、断面Ｌ字状のリング部８１１によって形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、ステータ押さえ部材８０として、断面Ｌ字状のリング部８１１でなくても、コアメンバー６４に対して軸線方向と径方向とに当接する２つの当接面を備えた第１当接部が形成された構造であればよい。
【００６１】
また、本実施形態では、ステータ押さえ部材８０として、支柱部８２１の先端面から立設する凸部８２１ａを備え、回路基板押さえ部材９０としての押さえ柱部９１の基端側面に、凸部８２１ａに嵌合する凹部９２ａを備えた構造になっているが、本発明はこれに限らず、ステータ押さえ部材８０として、支柱部８２１の先端面から窪んだ凹部を備え、回路基板押さえ部材９０としての押さえ柱部９１の基端側面から立設する凸部を備え、支柱部８２１の凹部に押さえ柱部９１の凸部を嵌合するようにした構造であってもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、ステータ押さえ部材８０として、リング部８１１と支柱部８２１とを備えた構造になっているが、本発明はこれに限らず、例えば、ステータ押さえ部材８０として、リング部から支柱部を立設せずに、リング部の厚さをステータ６０と回路基板７０との間を所定の間隔に保つ厚さに形成した構造であってもよい。また、回路基板押さえ部材９０として、複数の押さえ柱部９１を備える構造になっているが、本発明はこれに限らず、例えば、回路基板押さえ部材９０として、ステータ押さえ部材８０のような１個の環状化された部材であってもよい。
【００６３】
これにより、上述の実施形態と同様に、ステータ６０と回路基板７０とがモールド樹脂の注入圧力によって位置ずれしないように保持することができ、かつ、１２個のコアメンバー６４の全てがモールド樹脂の注入圧力によって相互に位置ずれしないように保持することができる。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ ポンプ室
Ｂ 電動機室
１０ 軸
２０ ロータ
２１ マグネット
３０ インペラ
４０ 軸受
５０ ポンプケーシング
５１ ポンプ吸引口
５２ ポンプ吐出口
６０ ステータ
６１ ステータコア
６１１ 巻胴部
６１２ ヨーク部片
６１２ａ ヨーク面
６１２ｂ 内周面
６１３ ティース部
６１３ａ ティース面
６１３ｂ 内周面
６２ インシュレータ
６２１ 回路基板支持部
６２１ａ 外径側支持部
６２１ｂ 係止爪
６２１ｃ 内径側支持部
６２２ 外筒部
６２３ フランジ部
６２３ａ フック部
６２３ｂ 係止軸
６２３ｃ 係止リブ
６２３ｄ 係止溝
６２３ｅ 端子ピン
６３ 巻線
６４ コアメンバー
６７ モールド樹脂
７０ 回路基板
７１ 係止部
７２ 凸部挿入孔
７３ 端子ピン挿入孔
８０ ステータ押さえ部材
８１ 第１当接部
８１１ リング部
８１１ａ 第１当接面
８１１ｂ 第２当接面
８２ 第２当接部
８２１ 支柱部
８２１ａ 凸部
９０ 回路基板押さえ部材
９１ 押さえ柱部
９２ 当接部
９２ａ 凹部
９３ 押圧部
１００ 電動機ハウジング
１１０ 仕切板
１１１ 筒状部（軸受支持部）
１１２ 軸支持部
１１３ 鍔部
１１４ 周囲部
１２０ パッキン
１３０ ネジ
１４０ モールド金型
１４１ 下金型
１４１ａ 支持部
１４１ｂ 凸部
１４１ｃ 取付孔形成部
１４２ 上金型
１４２ａ 押さえ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータとロータとが同ロータの軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置され、前記ステータは前記軸線を中心に環状に配置される複数のコアメンバーを有し、同コアメンバーがコアメンバー同士を連結する連結手段で相互に連結されたアキシャルギャップ型電動機であって、
前記ステータと前記軸線方向に沿って所定の間隔をもって対向的に配置される円板状の回路基板と、
前記ステータと前記回路基板との間に配置される環状の部材であって、前記軸線方向の一側面側に前記コアメンバーと当接する第１当接部を有するとともに、他側面側に前記回路基板と当接する第２当接部を有するステータ押さえ部材と、
前記回路基板を挟んで前記第２当接部と前記軸線方向に沿って対向的に配置され、モールド金型で押圧することにより前記回路基板を押さえる回路基板押さえ部材とを備え、
前記ステータ、前記回路基板、前記ステータ押さえ部材および前記回路基板押さえ部材は、モールド樹脂により一体成形されていることを特徴とするアキシャルギャップ型電動機。
【請求項２】
前記ステータ押さえ部材の前記第１当接部は、前記コアメンバーに対して前記軸線方向で当接する第１当接面と、前記コアメンバーに対して径方向で当接する第２当接面とを備えることを特徴とする請求項１記載のアキシャルギャップ型電動機。
【請求項３】
前記ステータ押さえ部材の前記第２当接部と、前記回路基板押さえ部材とは、相互に嵌合するための凹部または凸部をそれぞれ備え、
前記回路基板は、前記凸部が挿入される挿入孔を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアキシャルギャップ型電動機。
【請求項１】
ステータとロータとが同ロータの軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置され、前記ステータは前記軸線を中心に環状に配置される複数のコアメンバーを有し、同コアメンバーがコアメンバー同士を連結する連結手段で相互に連結されたアキシャルギャップ型電動機であって、
前記ステータと前記軸線方向に沿って所定の間隔をもって対向的に配置される円板状の回路基板と、
前記ステータと前記回路基板との間に配置される環状の部材であって、前記軸線方向の一側面側に前記コアメンバーと当接する第１当接部を有するとともに、他側面側に前記回路基板と当接する第２当接部を有するステータ押さえ部材と、
前記回路基板を挟んで前記第２当接部と前記軸線方向に沿って対向的に配置され、モールド金型で押圧することにより前記回路基板を押さえる回路基板押さえ部材とを備え、
前記ステータ、前記回路基板、前記ステータ押さえ部材および前記回路基板押さえ部材は、モールド樹脂により一体成形されていることを特徴とするアキシャルギャップ型電動機。
【請求項２】
前記ステータ押さえ部材の前記第１当接部は、前記コアメンバーに対して前記軸線方向で当接する第１当接面と、前記コアメンバーに対して径方向で当接する第２当接面とを備えることを特徴とする請求項１記載のアキシャルギャップ型電動機。
【請求項３】
前記ステータ押さえ部材の前記第２当接部と、前記回路基板押さえ部材とは、相互に嵌合するための凹部または凸部をそれぞれ備え、
前記回路基板は、前記凸部が挿入される挿入孔を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアキシャルギャップ型電動機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１３９０２７（Ｐ２０１２−１３９０２７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９５８０（Ｐ２０１０−２８９５８０）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００６６１１）株式会社富士通ゼネラル (1,266)
【Ｆターム（参考）】
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