JP2013021903A - モータ - Google Patents

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Abstract

【課題】コイルを粉塵および水滴から保護しつつ、ティースの端面とロータマグネットとを接近させることができるモータを提供する。
【解決手段】カバー22は、コイル25Aの上方において環状に広がる第1環状部71Aと、第1環状部71Aの外周部から下方へ向けて延びる側壁部73Aと、側壁部73Aの下端部から回路基板27Aの上面に沿って径方向外側または径方向内側へ広がる第2環状部72Aと、を有する。第1環状部71Aの内周部は、軸受保持部41Aに近接する。第2環状部72Aは、ベース部41Aに近接する。側壁部73Aは、ティース242Aの径方向外側の端面より径方向内側において、複数のティース242Aの隙間を塞ぎつつ、軸方向に延びる。
【選択図】図1

Description

本発明は、モータに関する。
モータは、種々の環境で使用される。このため、モータのコイルや回路基板を、粉塵や水滴から保護するための構造が、従来知られている。
例えば、特開2001−45695号広報には、モータの回転子を、略有底円筒状のカバー体で外囲する構造が、記載されている(請求項1)。特開2007−110890号広報には、ステータアセンブリを、防水可能な保護体で完全に覆う構造が、記載されている(請求項1,段落0026等)。特開2007−159393号広報には、第一カバー内の収容空間に、ステータ組立部品を配置するとともに、充填物を充填する構造が、記載されている(要約等)。また、特開2007−174896号公報には、ケーシング内にステータを配置する構造が、記載されている(要約等)。
特開2001−45695号公報 特開2007−110890号公報 特開2007−159393号公報 特開2007−174896号公報
しかしながら、特開2001−45695号公報の構造では、モータの回転子より径方向外側に、カバー体が配置されている。このため、カバー体を含むモータの外径が、大きくなるという問題がある。特に、同広報のようなファンモータにおいては、羽根部の設計の自由度が、カバー体によって制限されることにもなる。
特開2007−110890号公報の構造では、樹脂製の保護体を成型するための工程が必要となる。このため、モータの製造工程が複雑化し、製造コストが上昇するという問題がある。
また、特開2007−159393号公報や特開2007−174896号公報の構造では、ステータの外周面が、第一カバーまたはケーシングで完全に覆われる。したがって、これらの構造では、ステータのティースの端面と、ロータマグネットとを接近させて、モータの効率を向上させることが、困難となる。
本発明の目的は、コイルを粉塵および水滴から保護しつつ、ティースの端面とロータマグネットとを接近させることができる構造を、提供することである。
本願の例示的な第1発明は、静止部と、前記静止部に対して回転可能に支持される回転部と、を備え、前記回転部は、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記中心軸と同軸に配置された円筒部を有するロータホルダと、前記円筒部の内周面に配置されたロータマグネットと、を有し、前記静止部は、前記ロータマグネットの径方向内側に配置され、前記中心軸に対して放射状に延びる複数本のティースと、前記ティースに巻き付けられたコイルと、前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、前記軸受部を保持する軸受保持部と、前記コイルより下方において、前記軸受保持部から径方向外側へ広がるベース部と、前記ベース部の上部に配置された回路基板と、樹脂製のカバーと、を有し、前記カバーは、前記コイルの上方において環状に広がる第1環状部と、前記第1環状部の外周部から、下方へ向けて延びる側壁部と、前記側壁部の下端部から、前記回路基板の上面に沿って、径方向外側または径方向内側へ広がる第2環状部と、を有し、前記第1環状部の内周部は、前記軸受保持部または前記軸受保持部に直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接し、前記第2環状部は、前記ベース部、前記軸受保持部、またはこれらに直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接し、前記側壁部は、前記ティースの径方向外側の端面より径方向内側において、前記複数のティースの隙間を塞ぎつつ、軸方向に延びているモータである。
本願の例示的な第1発明によれば、コイルがカバーで覆われる。これにより、コイルが、粉塵および水滴から保護される。また、ティースの径方向外側の端面が、カバーから露出する。このため、ティースの径方向外側の端面とロータマグネットとを、径方向に接近させることができる。
図1は、第1実施形態に係るモータの縦断面図である。 図2は、第2実施形態に係るモータの縦断面図である。 図3は、第2実施形態に係る静止部の側面図である。 図4は、第2実施形態に係るモータの部分縦断面図である。 図5は、第2実施形態に係るモータの部分縦断面図である。 図6は、第3実施形態に係るモータの部分縦断面図である。 図7は、第3実施形態に係るモータの部分縦断面図である。 図8は、第3実施形態に係るモータの横断面図である。 図9は、変形例に係る第1カバー部材および第2カバー部材の部分縦断面図である。 図10は、変形例に係る第1カバー部材および第2カバー部材の部分縦断面図である。 図11は、変形例に係る第1カバー部材および第2カバー部材の部分縦断面図である。 図12は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図13は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図14は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図15は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図16は、変形例に係るモータの部分縦断面図である。 図17は、変形例に係る静止部の側面図である。 図18は、変形例に係る静止部の側面図である。
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、モータの中心軸に沿う方向を上下方向とし、ベース部に対してコイル側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、これは、説明の便宜のために上下方向を定義したものであって、本発明に係るモータの使用時の向きを限定するものではない。
<1.第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るモータ1Aの縦断面図である。図1に示すように、モータ1Aは、静止部2Aと回転部3Aとを、備えている。回転部3Aは、静止部2Aに対して回転可能に支持されている。
回転部3Aは、シャフト31A、ロータホルダ32A、およびロータマグネット33Aを有する。シャフト31Aは、中心軸9Aに沿って配置されている。シャフト31Aは、後述する軸受部23Aによって、回転可能に支持されている。ロータホルダ32Aは、中心軸9Aと同軸に配置された円筒部322Aを有している。ロータマグネット33Aは、円筒部322Aの内周面に配置されている。
静止部2Aは、複数本のティース242A、コイル25A、軸受部23A、軸受保持部41A、ベース部42A、回路基板27A、およびカバー22Aを有する。複数本のティース242Aは、ロータマグネット33Aの径方向内側に、配置されている。各ティース242Aは、中心軸9Aに対して放射状に延びている。コイル25Aは、ティース242Aに巻き付けられている。軸受部23Aは、軸受保持部41Aに保持されている。ベース部42Aは、コイル25Aより下方において、軸受保持部41Aから径方向外側へ広がっている。回路基板27Aは、ベース部42Aの上部に配置されている。コイル25Aおよび回路基板27Aは、樹脂製のカバー22Aに覆われている。
カバー22Aは、第1環状部71A、第2環状部72A、および側壁部73Aを有している。第1環状部71Aは、コイル25Aの上方において、環状に広がる部位である。第2環状部72Aは、回路基板27Aの上方において、環状に広がる部位である。側壁部73Aは、第1環状部71Aの外周部と第2環状部72Aの内周部とを繋いでいる。
すなわち、側壁部73Aは、第1環状部71Aの外周部から、下方へ向けて延びている。また、第2環状部72Aは、側壁部73Aの下端部から、回路基板27Aの上面に沿って、径方向外側へ広がっている。
第1環状部71Aの内周部は、軸受保持部41Aと、接触または僅かな隙間を介して近接している。また、第2環状部72Aの外周部は、ベース部42Aと、接触または僅かな隙間を介して近接している。ただし、第1環状部71Aの内周部は、軸受保持部41Aに固定された他の部材と、接触または僅かな隙間を介して近接していてもよい。また、第2環状部72Aは、ベース部42Aに固定された他の部材と、接触または僅かな隙間を介して近接していてもよい。
このモータ1Aでは、コイル25Aおよび回路基板27Aが、カバー22Aで覆われている。これにより、コイル25Aや回路基板27A上の電子回路が、粉塵および水滴から保護されている。
また、側壁部73Aは、ティース242Aの径方向外側の端面より、径方向内側に配置されている。側壁部73Aは、複数のティース242Aの隙間を塞ぎつつ、軸方向に延びている。したがって、ティース242Aの径方向外側の端面は、カバー22Aから露出している。このため、ティース242Aの径方向外側の端面とロータマグネット33Aとを、径方向に接近させることができる。
なお、第2環状部は、側壁部の下端部から、回路基板の上面に沿って、径方向内側へ広がっていてもよい。また、第1環状部の内周部は、軸受保持部に直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接していてもよい。また、第2環状部は、ベース部、軸受保持部、またはこれらに直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接していてもよい。
<2.第2実施形態>
<2−1.モータの全体構成>
続いて、本発明の第2実施形態について、説明する。
本実施形態のモータは、サーバ、ルータ、通信基地、スイッチ装置等の、屋外で使用される機器に搭載されて、冷却用の気流を発生させるファンモータである。ただし、本発明のモータは、ファン以外の用途に使用されるモータであってもよい。また、本発明のモータは、自動車等の輸送機器に搭載されるものであってもよく、屋内で使用される家電製品、OA機器、医療機器等に搭載されるものであってもよい。
図2は、本実施形態に係るモータ1の縦断面図である。図2に示すように、モータ1は、静止部2と回転部3とを、備えている。静止部2は、駆動対象となる装置の枠体に、固定される。回転部3は、静止部2に対して回転可能に支持される。図3は、静止部2の側面図である。図4および図5は、モータ1の部分縦断面図である。以下の説明においては、図2とともに、図3〜図5も適宜に参照する。
本実施形態の静止部2は、ハウジング21、カバー22、軸受部23、ステータコア24、コイル25、インシュレータ26、および回路基板27を、有する。
ハウジング21は、軸受部23、ステータコア24、および回路基板27を保持する部材である。ハウジング21は、アルミニウム等の金属からなるものであってもよいし、樹脂からなるものであってもよい。ハウジング21は、軸受保持部41とベース部42とを有する。軸受保持部41は、中心軸9と同軸に配置された略円筒状の部位である。ベース部42は、軸受保持部41の下端部から、径方向(中心軸に直交する方向。以下同じ)外側へ向けて広がる、略平板状の部位である。ベース部42の外周部には、上方へ向けて突出する環状台部43が、設けられている。
カバー22は、軸受保持部41の径方向外側かつベース部42の上方に配置されている。本実施形態のカバー22は、樹脂製の第1カバー部材51と、樹脂製の第2カバー部材52とで、構成されている。コイル25および回路基板27は、ハウジング21とカバー22との間に形成された環状の空間に、収容されている。そして、コイル25および回路基板27の上方および径方向外側が、カバー22で覆われている。これにより、コイル25や回路基板27上の電子回路が、粉塵および水滴から保護されている。
カバー22のより詳細な構造については、後述する。
軸受部23は、回転部3側のシャフト31を回転可能に支持するための機構である。軸受部23は、ハウジング21の軸受保持部41の内周面に、保持されている。本実施形態の軸受部23には、球体を介して外輪と内輪とを相対回転させるボールベアリングが、使用されている。ただし、ボールベアリングに代えて、すべり軸受や流体軸受等の他方式の軸受が、使用されていてもよい。
ステータコア24およびコイル25は、駆動電流に応じて磁束を発生させる電機子である。本実施形態のステータコア24は、ケイ素鋼板等の電磁鋼板を軸方向(中心軸に沿う方向。以下同じ)に積層した積層鋼板からなる。ステータコア24は、円環状のコアバック241と、コアバック241から径方向外側へ向けて突出した複数本のティース242と、を有する。コアバック241は、軸受保持部41の外周面に、固定されている。複数本のティース242は、周方向に等間隔に配列されている。各ティース242は、中心軸9に対して放射状に延びている。
インシュレータ26は、ステータコア24の各ティース242に、取り付けられている。すなわち、インシュレータ26は、ステータコア24を介して、ハウジング21の軸受保持部41に、間接的に固定されている。本実施形態のインシュレータ26は、上下に配置された一対の樹脂部材61,62からなる。上側の樹脂部材61は、下側に向けて開いた略U字状の外形を、有している。下側の樹脂部材62は、上側に向けて開いた略U字状の外形を、有している。一対の樹脂部材61,62は、ティース242に対して、上方および下方からそれぞれ被さるように配置される。これにより、ティース242を被覆する略筒状のインシュレータ26が、形成される。
図5に示すように、インシュレータ26は、筒状部261、第1縁部262、および第2縁部263を、有している。筒状部261は、ティース242の上面、下面、および側面を被覆している。そして、筒状部261の周囲に、コイル25が巻き付けられている。筒状部261は、ティース242とコイル25との間に介在することにより、ティース242とコイル25とを電気的に絶縁する。第1縁部262は、コイル25より径方向外側において、ティース242から離れる方向へ広がっている。第2縁部263は、コイル25より径方向内側において、ティース242から離れる方向へ広がっている。
回路基板27は、コイル25に駆動電流を与えるための電子回路を実装した基板である。回路基板27は、コイル25の下方に配置されている。回路基板27の外周部は、ベース部42の環状台部43の上面に、固定されている。図2に示すように、回路基板27には、外部装置との間で電気信号を授受するためのリード線271が、接続されている。リード線271は、環状台部43に設けられた切り欠き431を通って、ハウジング21の外部へ引き出されている。
本実施形態の回転部3は、シャフト31、ロータホルダ32、複数のロータマグネット33、および外装ユニット34を、有している。
シャフト31は、中心軸9に沿って上下方向に延びる略円柱状の部材である。シャフト31は、例えば、ステンレス等の金属からなる。シャフト31は、軸受部23に支持されつつ、中心軸9を中心として回転する。シャフト31の上端部には、環状のブッシュ35が取り付けられている。
ロータホルダ32は、ロータマグネット33を保持しつつ、シャフト31とともに回転する部材である。本実施形態では、シャフト31に、ブッシュ35を介して、ロータホルダ32が固定されている。ただし、ロータホルダ32は、シャフト31に直接的に固定されていてもよい。ロータホルダ32は、蓋部321および円筒部322を有する。蓋部321は、ブッシュ35から径方向外側へ向けて、略平板状に広がっている。円筒部322は、蓋部321の外周部から下方へ向けて延び、中心軸9と略同軸に配置されている。
複数のロータマグネット33は、ロータホルダ32の円筒部322の内周面に、固定されている。各ロータマグネット33の径方向内側の面は、ティース242の端面に対向する磁極面となっている。複数のロータマグネット33は、N極の磁極面とS極の磁極面とが交互に並ぶように、周方向に等間隔に配列されている。なお、複数のロータマグネット33に代えて、N極とS極とが周方向に交互に着磁された1つの円環状のマグネットが、使用されていてもよい。
外装ユニット34は、インペラ支持部341と、インペラ支持部341の外周に配置されたインペラ342とを有する。インペラ支持部341は、インペラ342を支持する有蓋略円筒状のカップ部である。ロータホルダ32の蓋部321の上面および円筒部322の外周面は、インペラ支持部341に覆われている。本実施形態では、インペラ支持部341の内周部が、ブッシュ35に固定されている。インペラ342は、周方向に配列された複数の羽根を有する。
このようなモータ1において、コイル25に駆動電流を与えると、ステータコア24のティース242に、径方向の磁束が発生する。そして、ティース242とロータマグネット33との間の磁束の作用により、周方向のトルクが生じる。その結果、静止部2に対して回転部3が、中心軸9を中心として回転する。回転部3が回転すると、インペラ342により軸方向の気流が形成される。
<2−2.カバーの構造について>
(1)カバーの概略構成
図4および図5に示すように、カバー22は、第1環状部71、第2環状部72、および側壁部73を有している。第1環状部71は、コイル25の上方を覆うように、環状に広がる部位である。第2環状部72は、回路基板27の外周部付近の上方を覆うように、環状に広がる部位である。側壁部73は、第1環状部71の外周部と第2環状部72の内周部とを軸方向に繋ぐ、略円筒状の部位である。
すなわち、側壁部73は、第1環状部71の外周部から、下方へ向けて延びている。また、第2環状部72は、側壁部73の下端部から、回路基板27の上面に沿って、径方向外側へ広がっている。
本実施形態では、第1環状部71と、側壁部73の上部とが、第1カバー部材51に含まれている。また、第2環状部72と、側壁部73の下部とが、第2カバー部材52に含まれている。したがって、第1カバー部材51と第2カバー部材52との境界部53は、側壁部73に配置されている。
(2)第1環状部の内周部の構成
第1環状部71の内周部には、上下に略円筒状に延びる内壁部74が、設けられている。内壁部74は、軸受保持部41の上端部を包囲している。軸受保持部41の外周面と、内壁部74の内周面とは、接触または僅かな隙間を介して近接している。これにより、軸受保持部41と内壁部74との間を通ってカバー22の内部へ、粉塵や水滴が進入することが、抑制されている。
また、図4および図5に示すように、本実施形態では、内壁部74の下端部と、インシュレータ26の第2縁部263の上端部とは、径方向に重なっている。すなわち、軸受保持部41と第2縁部263との間に、内壁部74が挟まれている。これにより、軸受保持部41の上端部の周囲における、防塵性および防水性が、さらに高められている。
また、本実施形態では、内壁部74の下端部に、径方向外側へ向けて突出した爪部741が、設けられている。一方、インシュレータ26の第2縁部263の上端部には、径方向内側へ向けて突出した爪部264が、設けられている。そして、爪部741と爪部264とが、互いに係合している。これにより、インシュレータ26と第1カバー部材51とが、固定されている。このような係合を利用すれば、固定のために、必ずしも接着剤を使用する必要はない。インシュレータ26と第1カバー部材51とを、軸方向に嵌め合わせるだけで、両部材を容易に固定できる。
なお、爪部は、インシュレータ26および第1カバー部材51の一方のみに設けられていてもよい。すなわち、インシュレータ26および第1カバー部材51の一方に設けられた爪部を、他方に設けられた穴や段差等の受け部に、係合させてもよい。本実施形態では、爪部741と爪部264とが、互いに、他方の爪部に対する受け部として、機能している。
(3)第2環状部の外周部の構成
第2環状部72の外周部には、下方へ向けて突出した環状縁部75が、設けられている。一方、ベース部42の外周部には、上方へ向けて突出した環状台部43が、設けられている。図5に示すように、本実施形態では、環状縁部75の下面と、環状台部43の上面との間に、回路基板27の外周部が挟まれている。そして、環状縁部75、回路基板27、および環状台部43が、周方向に配列された複数のねじ28で、固定されている。
環状縁部75の外周部の下面と、環状台部43の外周部の上面とは、接触または僅かな隙間を介して近接している。これにより、環状縁部75と環状台部43との間を通ってカバー22の内部へ、粉塵や水滴が進入することが、抑制されている。また、本実施形態では、環状縁部75の下面に設けられた凸部751と、環状台部43の上面に設けられた凹部432とが、嵌め合わされている。その結果、環状縁部75と環状台部43との間における、防塵性および防水性が、さらに高められている。
また、図5に示すように、本実施形態では、回路基板27の上面と、環状縁部75の下面とが、ねじ28の周囲において面接触している。これにより、ねじ28の周囲における防塵性および防水性が、高められている。
また、本実施形態では、環状縁部75、回路基板27、および環状台部43が、共通のねじ28で固定されている。すなわち、ねじ28は、環状台部43に回路基板27を固定するための第1固定手段と、環状台部43に環状縁部75を固定するための第2固定手段との、双方の役割を果たしている。このようにすれば、第1固定手段と第2固定手段とを別個に設ける場合より、部品点数を削減できる。
リード線271を通すための切り欠き431の近傍においては、環状台部43と環状縁部75とが、リード線271に押されて、互いに離れる方向に圧力を受けやすい。この点を考慮し、本実施形態では、図3に示すように、互いに隣り合う一対のねじ28の間に、切り欠き431を配置している。これにより、切り欠き431の近傍における環状台部43と環状縁部75との隙間の拡大を、抑制している。
(4)側壁部の構成
側壁部73は、複数のティース242の間を通って、軸方向に延びている。本実施形態では、第1カバー部材51に、複数のティース242の間に沿って下方へ延びる複数の第1突出部511が、設けられている。また、第2カバー部材52に、複数のティース242の間に沿って上方へ延びる複数の第2突出部521が、設けられている。そして、第1カバー部材51と第2カバー部材52とが、ティース242を上下から挟むように、取り付けられている。したがって、第1カバー部材51と第2カバー部材52との境界部53は、複数のティース242の隙間に、配置されている。
側壁部73は、インシュレータ26の第1縁部262と、接触または僅かな隙間を介して近接している。すなわち、本実施形態では、側壁部73とインシュレータ26とで、複数のティース242の隙間が、塞がれている。これにより、側壁部73とインシュレータ26との間を通ってカバー22の内部へ、粉塵や水滴が進入することが、抑制されている。
図5に示すように、本実施形態では、側壁部73とインシュレータ26との境界部29において、側壁部73と、インシュレータ26の第1縁部262とが、径方向に重なっている。このようにすれば、カバー22、インシュレータ26、またはティース242に軸方向の寸法誤差が生じたとしても、側壁部73とインシュレータ26との間に、径方向に連通する隙間が生じにくい。したがって、境界部29における防塵性および防水性が、より向上する。
また、本実施形態では、第1カバー部材51と第2カバー部材52との境界部53が、ティース242の軸方向の中央と、略同等の高さに位置している。仮に、第1突出部511および第2突出部521の一方が長すぎると、当該突出部に成型上の寸法誤差が生じやすくなる。この点を考慮し、本実施形態では、第1突出部511の軸方向の長さと、第2突出部521の軸方向の長さとを、略同等としている。これにより、第1突出部511と第2突出部521とを、いずれも、成型上の寸法誤差が生じにくい長さに抑えている。
図4に示すように、本実施形態では、第1突出部511の下端部に、下方へ向けて突出する凸部512が設けられている。一方、第2突出部521の上端部に、凹部522が設けられている。そして、第1カバー部材51と第2カバー部材52との境界部53において、凸部512と凹部522とが、嵌め合わされている。このようにすれば、第1突出部511の下端部と、第2突出部521の上端部とが、境界部53において、径方向に重なることとなる。したがって、仮に、カバー22、インシュレータ26、またはティース242に、軸方向の寸法誤差が生じたとしても、境界部53において、径方向に連通する隙間は生じにくい。このため、境界部53における防塵性および防水性が、より向上する。
なお、第1突出部511側に凹部を設け、第2突出部521側に凸部を設けて、これらの凹部と凸部とを嵌め合わせるようにしてもよい。つまり、境界部53において、第1カバー部材51および第2カバー部材52の一方に設けられた凸部と、他方に設けられた凹部とを嵌め合わせれば、防塵性および防水性を、向上させることができる。
第1突出部511および第2突出部521を含む側壁部73は、ティース242の端面より径方向内側に、配置されている。このため、ティース242の端面は、カバー22の外部へ露出している。したがって、ティース242の端面と、ロータマグネット33の径方向内側の面とが、カバー22を介することなく、径方向に対向している。このようにすれば、ティース242の端面とロータマグネット33の径方向内側の面とを、径方向に接近させて、モータ1の磁気特性を向上させつつ、防塵性および防水性を得ることができる。
なお、ティース242の端面を粉塵や水滴から保護する必要がある場合には、ティース242の端面を、防水性の被膜で覆うなどしてもよい。
<3.第3実施形態>
続いて、本発明の第3実施形態について、第2実施形態との相違点を中心に説明する。
図6および図7は、第3実施形態に係るモータ1Mの部分縦断面図である。図6および図7に示すように、本実施形態では、カバー22Mの第2環状部72Mが、側壁部73Mの下端部から、回路基板27Mの上面に沿って、径方向内側へ広がっている。また、第2環状部72Mは、コイル25Mの下方かつ回路基板27Mの上方において、環状に広がっている。
本実施形態では、第1環状部71Mと、側壁部73Mの上部とが、第1カバー部材51Mに含まれている。また、第2環状部72Mと、側壁部73Mの下部とが、第2カバー部材52Mに含まれている。また、第1カバー部材51Mの第1突出部511Mの下端部付近には、径方向に貫通する貫通孔512Mが、設けられている。一方、第2カバー部材52Mの第2突出部521Mの上端部付近には、径方向に突出する爪部522Mが、設けられている。そして、貫通孔512Mに対して、爪部522Mが係合している。このような係合を利用すれば、固定のために、必ずしも接着剤を使用する必要はない。第1カバー部材51Mと第2カバー部材52Mとを、軸方向に嵌め合わせるだけで、両部材を容易に固定できる。
第1環状部71Mの内周部は、軸受保持部41Mの外周面と、接触または僅かな隙間を介して近接している。これにより、軸受保持部41Mと第1環状部71Mとの間を通ってカバー22Mの内部へ、粉塵や水滴が進入することが、抑制されている。また、インシュレータ26Mの第2縁部263Mの上端部は、第1環状部71Mの下面と、接触または僅かな隙間を介して近接している。これにより、第2縁部263Mと第1環状部71Mとの間を通ってカバー22Mの内部へ、粉塵や水滴が進入することが、抑制されている。
また、第2環状部72Mの内周部は、インシュレータ26Mの第2縁部263Mの外周面と、接触または僅かな隙間を介して近接している。これにより、第2縁部263Mと第2環状部72Mとの間を通ってカバー22Mの内部へ、粉塵や水滴が進入することが、抑制されている。
このように、本実施形態では、インシュレータ26Mとカバー22Mとで、略閉空間を形成している。そして、当該空間に、コイル25Mが収容されている。このため、例えば、ベース部42Mの大きさが異なる複数種類のハウジング21Mに対して、同一形状のインシュレータ26Mおよびカバー22Mを適用できる。すなわち、インシュレータ26Mおよびカバー22Mの汎用性が高まる。このようにすれば、製品の設計変更に対応しやすい。
また、本実施形態では、回路基板27Mが、ポッティング材272Mに覆われている。これにより、回路基板27Mが、粉塵や水滴から保護されている。ポッティング材272Mには、例えば、シリコン、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等が使用される。ポッティング材272Mは、回路基板27Mの上面および下面のうち、少なくとも電子回路が形成されている部分を、覆っていればよい。
また、図7に示すように、ポッティング材272Mは、回路基板27M上に半田付けされた導線251Mに沿って、せり上がっていることが好ましい。このようにすれば、半田付けの際に導線251を覆う絶縁膜が溶融して、導線251がむき出しになったとしても、当該絶縁膜に代えて、ポッティング材272で、導線251Mを保護することができる。
また、本実施形態のベース部42Mは、上方へ向けて突出した環状の堤防部421Mを、有している。そして、当該堤防部421Mが、ポッティング材272Mを取り囲んでいる。ポッティング材272Mを形成するときには、流動状態のポッティング材272Mを、堤防部421Mの内側に注ぐ。このとき、堤防部421Mは、ポッティング材272Mの径方向外側への広がりを、制限する。これにより、ポッティング材272Mの使用量を抑えつつ、回路基板27Mをポッティング材272Mで覆うことができる。その後、堤防部421Mの内側において、ポッティング材272Mが硬化する。
また、図6および図7に示すように、本実施形態の堤防部421Mは、上方へ向けて環状に突出し、かつ、インペラ支持部341Mの側面と径方向に重なっている。そして、堤防部421Mとインペラ支持部341Mとが、ラビリンス構造を形成している。これにより、インペラ支持部341Mとベース部42Mとの軸方向隙間から径方向内側へ、粉塵や水滴が進入することが、抑制されている。また、図6の例では、堤防部421Mの上端部が、径方向において、ロータホルダ32Mとインペラ支持部341Mとの間に位置している。図6のように、堤防部421Mの上端部は、インペラ支持部341Mの下端部およびロータホルダ32Mの下端部の双方より、上側に位置していることが、好ましい。このようにすれば、ロータホルダ32Mより径方向内側への粉塵や水滴の進入が、さらに抑制される。
また、本実施形態では、第1突出部511Mの径方向内側の面が、側壁部73Mの他の部分の内周面より、径方向内側に位置している。また、これに応じて、第1環状部71Mの径方向外側の端縁部に、部分的に凹部711Mが設けられている。凹部711Mは、第1突出部511Mの上方位置、すなわち、ティース242Mの隙間の上方位置において、径方向内側へ凹んでいる。仮に、このような凹部711Mが無ければ、第1突出部511Mの上方位置において、第1カバー部材51Mが局所的に厚くなる。そうすると、射出成型において樹脂が硬化する際に、樹脂のヒケによって、第1突出部511Mが傾く虞がある。
本実施形態では、第1カバー部材51Mに、予め凹部711Mを設けることによって、上述した意図せぬヒケによる製品精度への影響を、抑制している。なお、本実施形態では、第2カバー部材52Mにも、同様の目的で、凹部721Mが設けられている。凹部721Mは、第2突出部511Mの下方位置、すなわち、ティース242Mの隙間の下方位置において、径方向内側へ凹んでいる。
図8は、モータ1Mの横断面図である。図8に示すように、本実施形態では、インシュレータ26Mの第1縁部262Mが、コイル25Mより径方向外側において、ティース242Mから離れる方向へ、周方向に延びている。一方、カバー22Mの側壁部73Mには、周方向両側へ向けて広がるひれ部731Mが、設けられている。そして、第1縁部262Mとひれ部731Mとが、径方向に重なっている。また、第1縁部262Mの径方向内側の面と、ひれ部731Mの径方向外側の面とは、接触または僅かな隙間を介して近接している。これにより、側壁部73Mの付近における粉塵や水滴の進入が、より抑制されている。
<4.変形例>
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
図9は、一変形例に係る第1カバー部材51Bおよび第2カバー部材52Bの部分縦断面図である。図9の例では、第1カバー部材51Bの第1突出部511Bの下端部に、凸部512Bが設けられている。一方、第2カバー部材52Bの第2突出部521Bの上端部にも、凸部522Bが設けられている。そして、第1カバー部材51Bと第2カバー部材52Bとの境界部53Bにおいて、凸部512Bと凸部522Bとが、径方向に重なるように、配置されている。
この例においても、第1カバー部材51Bの下端部と、第2カバー部材52Bの上端部とが、境界部53Bにおいて、径方向に重なることとなる。したがって、境界部53Bにおける防塵性を向上させることができる。ただし、上記の第2実施形態のように、凸部と凹部とを嵌め合わせる方が、径方向の重なりがより多層となるため、防塵性および防水性をより高めることができる点で、好ましい。
図10は、他の変形例に係る第1カバー部材51Cおよび第2カバー部材52Cの部分縦断面図である。図10の例では、第1カバー部材51Cの第1突出部511Cの下端部に、径方向外側へ向けて突出する爪部512Cが設けられている。また、第2カバー部材52Cの第2突出部521Cの上端部に、径方向内側へ向けて突出する爪部522Cが設けられている。そして、爪部512Cと爪部522Cとが、互いに係合している。これにより、第1カバー部材51Cと第2カバー部材52Cとが、固定されている。
この例においても、第1カバー部材51Cの下端部と、第2カバー部材52Cの上端部とが、境界部53Cにおいて、径方向に重なることとなる。したがって、境界部53Cにおける防塵性を向上させることができる。また、このような係合を利用すれば、固定のために、必ずしも接着剤を使用する必要はない。第1カバー部材51Cと第2カバー部材52Cとを、軸方向に嵌め合わせるだけで、両部材を容易に固定できる。
なお、爪部は、第1カバー部材51Cおよび第2カバー部材52Cの一方のみに設けられていてもよい。すなわち、第1カバー部材51Cおよび第2カバー部材52Cの一方に設けられた爪部を、他方に設けられた穴や段差等の受け部に、係合させてもよい。図10の例では、爪部512Cと爪部522Cとが、互いに、他方の爪部に対する受け部として、機能している。
図11は、他の変形例に係る第1カバー部材51Dおよび第2カバー部材52Dの部分縦断面図である。図11の例では、第1カバー部材51Dと第2カバー部材52Dとの間に、接着剤531Dが介在している。このようにすれば、境界部53Dにおける防塵性および防水性を、さらに向上させることができる。なお、第1カバー部材51Dと第2カバー部材52Dとの間に、接着剤531Dに代えて、防湿シール剤や、撥水性の被膜を介在させてもよい。
図11の例では、第2カバー部材52Dの第2突出部521Dの上端部に、凹部522Dが設けられている。このため、製造時には、凹部522D内に接着剤531Dを塗布することができる。このようにすれば、接着剤531Dの塗布作業が、容易となる。
図12は、他の変形例に係るモータ1Eの部分縦断面図である。図12の例では、第1カバー部材51Eの内壁部74Eと、軸受保持部41Eとの間に、接着剤81Eが介在している。このようにすれば、第1カバー部材51Eと軸受保持部41Eとの間における防塵性および防水性を、さらに向上させることができる。なお、第1カバー部材51Eと軸受保持部41Eとの間に、接着剤81Eに代えて、防湿シール剤や、撥水性の被膜を介在させてもよい。
図13は、他の変形例に係るモータ1Fの部分縦断面図である。図13の例では、第2カバー部材52Fの環状縁部75Fと、ハウジング21Fの環状台部43Fとの間に、接着剤82Fが介在している。このようにすれば、第2カバー部材52Fとハウジング21Fとの間における防塵性および防水性を、さらに向上させることができる。なお、第2カバー部材52Fとハウジング21Fとの間に、接着剤82Fに代えて、防湿シール剤や、撥水性の被膜を介在させてもよい。
また、カバーとインシュレータとの境界部にも、同様に、接着剤、防湿シール剤、または撥水性の被膜を介在させてもよい。
図14は、他の変形例に係るモータ1Gの部分縦断面図である。図14の例では、ハウジング21Gとカバー22Gとに包囲される環状の空間が、充填材30Gで満たされている。このようにすれば、コイル25Gや回路基板27Gを、粉塵および水滴から、さらに保護できる。特に、図14の例では、第1カバー部材51Gに、連通穴221Gが設けられている。このため、第1カバー部材51Gおよび第2カバー部材52Gを取り付けた後に、連通穴221Gからカバー22Gの内部へ、充填材30Gを注入できる。したがって、カバー22Gの内部において、コイル25Gや回路基板27Gを、充填材30Gで容易に被覆できる。
充填材30Gには、例えば、シリコン系の接着剤、エポキシ樹脂、シリコンゴム、ポリウレタン樹脂などを、使用すればよい。特に、流動状態で充填され、充填後に硬化する材料を使用すれば、充填時の作業の容易性と、充填後の防塵性および防水性とを、両立できる。
ただし、回路基板やコイルにかかる圧力を抑えたい場合や、放熱性を重視したい場合には、このような充填材30Gを省略して、回路基板やコイルの周囲に空間を確保することが、好ましい。
図15は、他の変形例に係るモータ1Hの部分縦断面図である。図15の例では、第1カバー部材51Hの内壁部74Hの下端部に、径方向内側へ向けて突出した爪部741Hが、設けられている。一方、軸受保持部41Hの上端部付近の外周面に、径方向外側へ向けて突出した爪部411Hが、設けられている。そして、爪部741Hと爪部411Hとが、互いに係合している。これにより、第1カバー部材51Hと軸受保持部41Hとが、固定されている。このような係合を利用すれば、第1カバー部材51Hとハウジング21Hとを、軸方向に嵌め合わせるだけで、両部材を容易に固定できる。
なお、爪部は、第1カバー部材51Hおよび軸受保持部41Hの一方のみに設けられていてもよい。すなわち、第1カバー部材51Hおよび軸受保持部41Hの一方に設けられた爪部を、他方に設けられた穴や段差等の受け部に、係合させてもよい。図15の例では、爪部741Hと爪部411Hとが、互いに、他方の爪部に対する受け部として、機能している。
図16は、他の変形例に係るモータ1Jの部分縦断面図である。図16の例では、第2カバー部材52Jの環状縁部75Jの下端部が、ハウジング21Jの環状台部43Jの外周面に沿って、下方へ延びている。また、環状縁部75Jの下端部に、径方向内側へ向けて突出した爪部752Jが、設けられている。一方、環状台部43Jの外周面に、径方向外側へ向けて突出した爪部433Jが、設けられている。そして、爪部752Jと爪部433Jとが、互いに係合している。これにより、第2カバー部材52Jとハウジング21Jとが、固定されている。このような係合を利用すれば、第2カバー部材52Jとハウジング21Jとを、軸方向に嵌め合わせるだけで、両部材を容易に固定できる。
なお、爪部は、第2カバー部材52Jおよびハウジング21Jの一方のみに設けられていてもよい。すなわち、第2カバー部材52Jおよびハウジング21Jの一方に設けられた爪部を、他方に設けられた穴や段差等の受け部に、係合させてもよい。図16の例では、爪部752Jと爪部433Jとが、互いに、他方の爪部に対する受け部として、機能している。
また、この他にも、種々の変形例が考えられる。例えば、第1カバー部材と軸受保持部との間に、他の部材が介在していてもよい。すなわち、カバーの第1環状部の内周部が、軸受保持部に直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接していてもよい。
また、上記の第2実施形態において、第2カバー部材とハウジングとの間に、他の部材が介在していてもよい。すなわち、カバーの第2環状部の外周部が、ハウジングのベース部に直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接していてもよい。また、上記の第3実施形態において、第2環状部の内周部が、軸受保持部の外周面と、接触または僅かな隙間を介して近接していてもよい。
また、第1カバー部材および第2カバー部材は、インシュレータを介することなく、直接的にステータコアと接触または近接していてもよい。ただし、磁性体のステータコアより、樹脂製のインシュレータの方が、第1カバー部材および第2カバー部材と接続するための形状を、実現しやすい。このため、第1カバー部材および第2カバー部材を、インシュレータに接続する方が、接続部分の構造を容易に実現できる点で、好ましい。
また、第1カバー部材と第2カバー部材との境界部は、必ずしも、複数のティースの間に配置されていなくてもよい。例えば、図17のように、第1カバー部材51Kおよび第2カバー部材52Kのうち、第2カバー部材52Kのみに突出部521Kが設けられ、ティース242Kの上端部と略同等の高さに、第1カバー部材51Kと第2カバー部材52Kとの境界部53Kが位置していてもよい。また、図18のように、第1カバー部材51Lおよび第2カバー部材52Lのうち、第1カバー部材51Lのみに突出部511Lが設けられ、ティース242Lの下端部と略同等の高さに、第1カバー部材51Lと第2カバー部材52Lとの境界部53Lが位置していてもよい。また、カバーの全体が、1部材で構成されていてもよく、3部材以上で構成されていてもよい。
また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
本発明は、モータに利用できる。
1,1A,1E,1F,1G,1H,1J,1M モータ
2,2A 静止部
3,3A 回転部
9,9A 中心軸
21,21F,21G,21H,21J,21M ハウジング
22,22A,22G,22M カバー
23,23A 軸受部
24 ステータコア
25,25A,25G,25M コイル
26,26M インシュレータ
27,27A,27G,27M 回路基板
28 ねじ
30G 充填材
31,31A シャフト
32,32A,32M ロータホルダ
33,33A ロータマグネット
34 外装ユニット
41,41A,41E,41H,41M 軸受保持部
42,42A,42M ベース部
43,43F,43J 環状台部
51,51B,51C,51D,51E,51G,51H,51M 第1カバー部材
52,52B,52C,52D,52F,52G,52J,52M 第2カバー部材
53,53B,53C,53D 境界部
61,62 樹脂部材
71,71A,71M 第1環状部
72,72A,72M 第2環状部
73,73A,73M 側壁部
74,74E,74H 内壁部
75,75F,75J 環状縁部
81E,82F,531D 接着剤
242,242A,242M ティース
261 筒状部
262,262M 第1縁部
263,263M 第2縁部
264,411H,433J,512C,522C,522M,741,741H,752J 爪部
272M ポッティング材
421M 堤防部
432,522,522B,522D 凹部
511,511B,511C,511M 第1突出部
512,512B,751 凸部
512M 貫通孔
521,521B,521C,521D,521M 第2突出部
711M,721M 凹部
731M ひれ部

Claims (28)

  1. 静止部と、
    前記静止部に対して回転可能に支持される回転部と、
    を備え、
    前記回転部は、
    上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、
    前記中心軸と同軸に配置された円筒部を有するロータホルダと、
    前記円筒部の内周面に配置されたロータマグネットと、
    を有し、
    前記静止部は、
    前記ロータマグネットの径方向内側に配置され、前記中心軸に対して放射状に延びる複数本のティースと、
    前記ティースに巻き付けられたコイルと、
    前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、
    前記軸受部を保持する軸受保持部と、
    前記コイルより下方において、前記軸受保持部から径方向外側へ広がるベース部と、
    前記ベース部の上部に配置された回路基板と、
    樹脂製のカバーと、
    を有し、
    前記カバーは、
    前記コイルの上方において環状に広がる第1環状部と、
    前記第1環状部の外周部から、下方へ向けて延びる側壁部と、
    前記側壁部の下端部から、前記回路基板の上面に沿って、径方向外側または径方向内側へ広がる第2環状部と、
    を有し、
    前記第1環状部の内周部は、前記軸受保持部または前記軸受保持部に直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接し、
    前記第2環状部は、前記ベース部、前記軸受保持部、またはこれらに直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接し、
    前記側壁部は、前記ティースの径方向外側の端面より径方向内側において、前記複数のティースの隙間を塞ぎつつ、軸方向に延びているモータ。
  2. 請求項1に記載のモータにおいて、
    前記カバーは、
    前記第1環状部と前記側壁部の上部とを含む第1カバー部材と、
    前記第2環状部と前記側壁部の下部とを含む第2カバー部材と、
    を有し、
    前記側壁部に属する前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との境界部が、前記複数のティースの隙間に位置するモータ。
  3. 請求項2に記載のモータにおいて、
    前記境界部が、前記ティースの軸方向の中央と、略同等の高さに位置するモータ。
  4. 請求項1に記載のモータにおいて、
    前記カバーは、
    前記第1環状部と前記側壁部の上部とを含む第1カバー部材と、
    前記第2環状部と前記側壁部の下部とを含む第2カバー部材と、
    を有し、
    前記側壁部に属する前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との境界部が、前記複数のティースの上端部または下端部と、同等の高さに位置するモータ。
  5. 請求項2から請求項4までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記境界部において、前記第1カバー部材と前記第2カバー部材とが、径方向に重なっているモータ。
  6. 請求項5に記載のモータにおいて、
    前記境界部において、前記第1カバー部材および前記第2カバー部材の一方に設けられた凸部と、前記第1カバー部材および前記第2カバー部材の他方に設けられた凹部とが、嵌め合わされているモータ。
  7. 請求項2から請求項6までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記境界部において、前記第1カバー部材と前記第2カバー部材との間に、接着剤、防湿シール剤、または撥水性の被膜が、介在しているモータ。
  8. 請求項2から請求項7までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記第1カバー部材および前記第2カバー部材の一方に設けられた爪部と、他方に設けられた受け部とが、前記境界部において係合しているモータ。
  9. 請求項1から請求項8までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記ティースと前記コイルとの間に介在する樹脂製のインシュレータをさらに有するモータ。
  10. 請求項9に記載のモータにおいて、
    前記インシュレータは、前記コイルより径方向外側において、前記ティースから離れる方向へ延びる第1縁部を有し、
    前記第1縁部と、前記側壁部の一部分とが、径方向に重なっているモータ。
  11. 請求項9または請求項10に記載のモータにおいて、
    前記インシュレータは、前記コイルより径方向内側において、前記ティースの上面より上方へ延びる第2縁部を有し、
    前記カバーは、前記第1環状部の内周部から下方へ向けて延びる内壁部を有し、
    前記第2縁部と、前記内壁部とが、径方向に重なっているモータ。
  12. 請求項1から請求項11までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記軸受保持部、前記ベース部、および前記カバーに包囲される空間に充填された充填材を、さらに有するモータ。
  13. 請求項12に記載のモータにおいて、
    前記カバーに、連通穴が設けられているモータ。
  14. 請求項12または請求項13に記載のモータにおいて、
    前記充填材は、流動状態で充填され、充填後に硬化した材料であるモータ。
  15. 請求項1から請求項14までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記カバーと前記軸受保持部との間に、接着剤、防湿シール剤、または撥水性の被膜が、介在しているモータ。
  16. 請求項1から請求項15までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記軸受保持部の上端部付近において、前記カバーおよび前記軸受保持部の一方に設けられた爪部と、他方に設けられた受け部とが、係合しているモータ。
  17. 請求項1から請求項16までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記ティースの端面が、防水性の被膜に覆われているモータ。
  18. 請求項1から請求項17までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記第1環状部の径方向外側の端縁部は、前記ティースの隙間の上方位置において、径方向内側へ凹んでいるモータ。
  19. 請求項1から請求項18までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記第2環状部は、前記側壁部の下端部から、径方向外側へ広がり、
    前記第2環状部の外周部は、前記ベース部または前記ベース部に直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接しているモータ。
  20. 請求項19に記載のモータにおいて、
    前記ベース部の上面に、前記回路基板と前記第2環状部とが、共通のねじで固定されているモータ。
  21. 請求項20に記載のモータにおいて、
    前記回路基板の上面と、前記第2環状部の下面とが、前記ねじの周囲において面接触しているモータ。
  22. 請求項19から請求項21までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記カバーと前記ベース部との間に、接着剤、防湿シール剤、または撥水性の被膜が、介在しているモータ。
  23. 請求項19から請求項22までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記ベース部の外周部付近において、前記カバーおよび前記ベース部の一方に設けられた爪部と、他方に設けられた受け部とが、係合しているモータ。
  24. 請求項1から請求項18までのいずれかに記載のモータにおいて、
    前記第2環状部は、前記側壁部の下端部から、径方向内側へ広がり、
    前記第2環状部の内周部は、前記軸受保持部または前記軸受保持部に直接的あるいは間接的に固定された部材と、接触または僅かな隙間を介して近接しているモータ。
  25. 請求項24に記載のモータにおいて、
    前記ティースに取り付けられたインシュレータと、前記カバーとで形成された略閉空間に、前記コイルが収容されているモータ。
  26. 請求項24または請求項25に記載のモータにおいて、
    前記回路基板を覆うポッティング材をさらに有するモータ。
  27. 請求項26に記載のモータにおいて、
    前記ベース部は、前記ポッティング材を取り囲む堤防部をさらに有するモータ。
  28. 請求項27に記載のモータにおいて、
    前記回転部は、
    前記ロータホルダを覆うカップ部と、
    前記カップ部の外周に配置されたインペラと、
    をさらに有し、
    前記堤防部は、環状であり、
    前記堤防部と、前記カップ部とが、径方向に重なっているモータ。
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