JP2014223000A - モータ装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄型化を図ることができるとともに、ステータおよび駆動回路部に対する液密を容易かつ確実に実現することのできるモータ装置、および当該モータ装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】モータ装置10においては、モータ装置10単体の状態ではステータ5や駆動回路部9に対する液密が図られていないが、モータ装置10は、ステータ5とロータ4とを仕切る隔壁板3を備えているとともに、モータ装置10に取り付けたシール部材18が電子機器本体2の筐体20の底壁23に接し、ステータ4や駆動回路部9に対する液密が実現される。隔壁板3は、第2筒部32と、第2筒部32の第1方向Xの他方側X2の端部から径方向外側に屈曲した第2板部37とを有しており、第2筒部32と第2板部37とによってシール部材18が装着される段部39が構成されている。
【選択図】図5
【解決手段】モータ装置10においては、モータ装置10単体の状態ではステータ5や駆動回路部9に対する液密が図られていないが、モータ装置10は、ステータ5とロータ4とを仕切る隔壁板3を備えているとともに、モータ装置10に取り付けたシール部材18が電子機器本体2の筐体20の底壁23に接し、ステータ4や駆動回路部9に対する液密が実現される。隔壁板3は、第2筒部32と、第2筒部32の第1方向Xの他方側X2の端部から径方向外側に屈曲した第2板部37とを有しており、第2筒部32と第2板部37とによってシール部材18が装着される段部39が構成されている。
【選択図】図5
Description
本発明は、電子機器において冷却ファン等として用いられるモータ装置、および当該モータ装置を備えた電子機器に関するものである。
モータ装置は、駆動コイルを備えた筒状のステータと、ステータに径方向外側で対向するマグネットを備えたロータとを有している。かかるモータ装置に関しては、ステータが配置されている部位と、ロータが配置されている部位とを液密状態に隔離することが求められることがある。例えば、電子機器等では、中央処理装置(CPU)等の冷却に、冷却ファンとして構成されたモータ装置が用いられることが多い(特許文献1、2参照)。また、電子機器の防水性を考慮して、ステータが配置されている部位とロータが配置されている部位とを液密状態に隔離することが求められることがあるが、特許文献1、2に記載の構成では、ラビリンス等によるシール構造が採用されているため、完全防水を実現することは不可能である。
一方、電子機器等での防水構造としては、ロータを覆う保持体に形成した周溝にOリングを装着して保持体と電子機器本体側の筐体との間にOリングを挟むとともに、ロータとステータとの間に蓋体を設け、さらに、ロータに対しては、回転軸の周りに封止部および防水剤を設け、ロータのインペラとマグネットとの間を液密とした構造が提案されている(特許文献3参照)。
しかしながら、特許文献3に記載の構成のように、回転軸の周りで液密を図った場合には信頼性が低い。また、回転軸の周りで液密を図るには、その分、回転軸を長くする必要があるため、モータ装置の薄型化が困難である。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、薄型化を図ることができるとともに、ステータおよび駆動回路部に対する液密を容易かつ確実に実現することのできるモータ装置、および当該モータ装置を備えた電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係るモータ装置は、駆動コイルを備えた筒状のステータと、該ステータに径方向外側で対向するマグネットを保持し、第1方向に延在する軸線回りに回転するロータと、前記コイルに対する駆動回路部と、前記ステータと前記ロータとを隔てる隔壁板と、を有し、前記隔壁板は、前記ステータと前記ロータとを仕切る仕切り板部と、該仕切り板部のうち、前記ステータと前記マグネットとの間で前記第1方向に延在する第1筒部の当該第1方向の一方側の端部から径方向外側に屈曲した環状の第1板部と、該第1板部の径方向外側端部から前記第1方向の他方側に向けて屈曲して前記第1筒部に径方向外側で対向する第2筒部と、該第2筒部の前記第1方向の前記他方側の端部から径方向外側に屈曲した第2板部と、を含み、前記第2筒部と前記第2板部とによってシール部材が装着される段部が構成され、前記駆動回路部は、前記隔壁板によって仕切られた部位のうち、前記ステータが位置する側の部位に配置されていることを特徴とする。
本発明では、モータ装置単体の状態ではステータや駆動回路部に対する液密が図られていないが、モータ装置は、ステータとロータとを仕切る隔壁板を備えているとともに、モータ装置に取り付けたシール部材が電子機器本体等の筐体に接し、ステータや駆動回路部に対する液密が実現される。このため、ロータ側が水に接しても、ステータや駆動回路部には水が侵入しないので、ステータや駆動回路部では、水との接触に起因する不具合が発生しない。また、モータ装置単体の状態でステータや駆動回路部に対する液密を図る必要がないので、モータ装置単体の状態で、隔壁板との間にシール部材を挟むモータケース等を、隔壁板に対して第1方向で重ねるように設けておく必要がない。それ故、モータ装置の薄型化を図ることができるので、モータ装置を設けた場合でも、機器の薄型化を図ることができる。さらに、隔壁板は、第2筒部と、第2筒部の第1方向の他方側の端部から径方向外側に屈曲した第2板部とを有しており、第2筒部と第2板部とによってシール部材が装着される段部が構成されている。このため、シール部材を第2筒部の周りに装着しておけば、シール部材は、そのままの状態で隔壁板に保持されており、不用意に外れることがない。従って、モータ装置を機器本体の筐体に取り付けるのが容易である。
本発明において、前記ステータに対して前記第1方向の前記一方側では、前記第1方向からみたとき、前記第1筒部より径方向内側に、前記駆動回路部に用いたモータ基板が配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、隔壁板によって仕切られた部位のうち、ステータが位置する側でステータに対する給電を行うことができる。また、隔壁板の第1筒部の径方向内側を利用してモータ基板が配置されているため、モータ基板の厚さ方向の一部あるいは全体を第1筒部の内側に収容することができる。それ故、モータ装置の薄型化を図ることができる。
本発明において、前記ロータには、前記第1方向の前記他方側から吸い込んだ空気を径方向外側に向けて吐き出すインペラが形成されている構成を採用することができる。かかる構成によれば、モータ装置を冷却ファンとして用いることができる。
本発明において、前記第2板部は、前記ロータより径方向外側まで延在しており、前記ステータおよび前記ロータに対して前記第1方向の前記他方側で重なり、空気吸入口が開口する端板と、前記ロータの径方向外側で前記第2板部と前記端板との間に保持された流路構成部材と、を有することが好ましい。かかる構成によれば、流路構成部材によって空気の流れを制御でき、空気の吐出方向等を適正に設定することができる。
本発明において、前記第2板部は、前記ロータより径方向外側まで延在しており、前記ステータおよび前記ロータに対して前記第1方向の前記他方側で重なる端板と、前記ロータの径方向外側で前記第2板部と前記端板との間に保持された流路構成部材と、を有することが好ましい。かかる構成によれば、流路構成部材によって空気の流れを制御でき、空気の吐出方向等を適正に設定することができる。
本発明において、前記仕切り板部は、前記第1筒部の前記第1方向の前記他方側の端部から径方向内側に屈曲した環状の第3板部と、該第3板部の径方向内側端部から前記第1方向の前記一方側に向けて突出した有底の第3筒部と、を備え、前記第3筒部の内側には、前記ロータを回転可能に支持する軸受部が構成されていることが好ましい。かかる構成によれば、軸受部を設けるスペースを別途設ける必要がない。
本発明において、前記軸受部は、前記第3筒部の内側に固定された筒状の軸受部材と、該軸受部材の内側に配置され、前記ロータと一体に回転する回転軸と、を備えている構成を採用することができる。
本発明において、前記ロータでは、前記回転軸が固定された軸固定部と、前記マグネットを保持する筒状胴部と、該筒状胴部と前記軸固定部とを連結する連結部と、前記インペラとが1枚の磁性板から一体に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、複数の部材によってロータを構成する場合に比して、コストを低減することができるとともに、ロータの軽量化等を図ることができる。
本発明において、前記モータ基板には、前記第3筒部の前記第1方向の前記他方側の端部が嵌る穴が形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、第3筒部とモータ基板とが第1方向で重ならないので、モータ装置の薄型化を図ることができる。
本発明において、前記ステータは、前記第3筒部の外周側に保持されたコアホルダと、該コアホルダに保持され、前記駆動コイルが巻回されたコアと、を備え、前記コアホルダには、前記第1方向の前記一方側に突出する突起が形成され、前記モータ基板には、前記突起が嵌る穴が形成されていることが好ましい、かかる構成によれば、コアホルダによってモータ基板の位置決めを行うことができる。
本発明に係るモータ装置を備えた電子機器は、前記モータ装置が配置される凹部を備えた筐体と、該筐体内に配置された回路基板と、を有し、前記筐体は、前記凹部の底壁に、前記第1板部に前記第1方向の前記一方側で重なる第1壁部と、該第1壁部の径方向外側端部から前記第1方向の前記他方側に向けて屈曲して前記第2筒部を径方向外側で囲む第2壁部と、該第2壁部の前記第1方向の前記他方側の端部から径方向外側に向けて延在して前記第2板部に重なる第3壁部と、を有し、前記第2筒部、前記第2板部、前記第1壁部、および前記第2壁部によって囲まれた隙間内に前記シール部材が装着されていることが好ましい。かかる構成によれば、モータ装置を機器本体の筐体に取り付けた際、隔壁板の第2筒部と第2板部とによって構成された段部に装着されたシール部材が機器本体に接し、ステータに対する液密が実現される。このため、ロータ側が水に接しても、ステータには、水との接触に起因する不具合が発生しない。
本発明において、前記第1壁部には、前記モータ基板と前記回路基板とを電気的に接続する開口部が形成されていることが好ましい。本発明では、シール部材によって液密が確保されているので、第1壁部に開口部を設けても、筐体内に水が侵入しない。また、モータ基板と回路基板とを開口部を介して電気的に接続するので、モータ基板と回路基板との電気的な接続部分を別途、シールする必要がない。
本発明において、前記モータ基板と前記回路基板とは、前記第1方向で前記開口部を介して対向し、前記モータ基板と前記回路基板とは、バネ性を有する端子を介して電気的に接続されていることが好ましい。かかる構成によれば、モータ基板と回路基板とを対向するように重ねるだけで、電気的な接続を確実に行うことができる。
本発明において、前記筐体は、前記インペラに対して前記第1方向と直交する第2方向で隣り合う位置に、放熱フィンを備えていることが好ましい。かかる構成によれば、筐体に伝わった熱を効率よく逃がすことができる。
本発明において、前記回路基板には、前記第1方向からみて前記放熱フィンに対して前記一方側で重なる位置に電子デバイスが実装されていることが好ましい。かかる構成によれば、電子デバイスで発生した熱を筐体および放熱フィンを介して効率よく逃がすことができる。
本発明では、モータ装置単体の状態ではステータや駆動回路部に対する液密が図られていないが、モータ装置は、ステータとロータとを仕切る隔壁板を備えているとともに、モータ装置に取り付けたシール部材が電子機器本体等の筐体に接し、ステータや駆動回路部に対する液密が実現される。このため、ロータ側が水に接しても、ステータや駆動回路部には水が侵入しないので、ステータや駆動回路部では、水との接触に起因する不具合が発生しない。また、モータ装置単体の状態でステータや駆動回路部に対する液密を図る必要がないので、モータ装置単体の状態で、隔壁板との間にシール部材を挟むモータケース等を、隔壁板に対して第1方向で重ねるように設けておく必要がない。それ故、モータ装置の薄型化を図ることができるので、モータ装置を設けた場合でも、機器の薄型化を図ることができる。さらに、隔壁板は、第2筒部と、第2筒部の第1方向の他方側の端部から径方向外側に屈曲した第2板部とを有しており、第2筒部と第2板部とによってシール部材が装着される段部が構成されている。このため、シール部材を第2筒部の周りに装着しておけば、シール部材は、そのままの状態で隔壁板に保持されており、不用意に外れることがない。従って、モータ装置を機器本体の筐体に取り付けるのが容易である。
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明においては、ステータやロータの軸線Lに沿う方向を第1方向Xとし、第1方向Xに直交する方向を第2方向Yとし、第1方向Xおよび第2方向Yに直交する方向を第3方向Zとして説明する。
(電子機器の全体構成)
図1は、本発明に係る電子機器の説明図であり、図1(a)、(b)は、電子機器を第1方向Xの一方側X1からみた斜視図、および電子機器を第1方向Xの他方側X2からみた斜視図である。図2は、本発明に係る電子機器を第1方向Xの一方側X1からみた分解斜視図であり、図2(a)、(b)は、電子機器全体の分解斜視図、および電子機器に用いたモータ装置の分解斜視図である。図3は、本発明に係る電子機器を第1方向Xの他方側X2からみた分解斜視図である。図4は、本発明に係る電子機器に用いたモータ装置をさらに細かく分解した様子を第1方向Xの一方側X1からみた分解斜視図であり、図4(a)、(b)は、モータ装置全体の分解斜視図、およびモータ装置に用いたステータ等の分解斜視図である。図5は、本発明に係る電子機器の断面図であり、図5(a)、(b)、(c)は、電子機器のXY断面図、電子機器を分解したときのXY断面図、およびステータ周辺を拡大して示すXY断面図である。
図1は、本発明に係る電子機器の説明図であり、図1(a)、(b)は、電子機器を第1方向Xの一方側X1からみた斜視図、および電子機器を第1方向Xの他方側X2からみた斜視図である。図2は、本発明に係る電子機器を第1方向Xの一方側X1からみた分解斜視図であり、図2(a)、(b)は、電子機器全体の分解斜視図、および電子機器に用いたモータ装置の分解斜視図である。図3は、本発明に係る電子機器を第1方向Xの他方側X2からみた分解斜視図である。図4は、本発明に係る電子機器に用いたモータ装置をさらに細かく分解した様子を第1方向Xの一方側X1からみた分解斜視図であり、図4(a)、(b)は、モータ装置全体の分解斜視図、およびモータ装置に用いたステータ等の分解斜視図である。図5は、本発明に係る電子機器の断面図であり、図5(a)、(b)、(c)は、電子機器のXY断面図、電子機器を分解したときのXY断面図、およびステータ周辺を拡大して示すXY断面図である。
図1、図2および図3に示すように、本形態の電子機器1は、第1方向X(軸線Lの方向)の寸法が小さい薄型の機器であり、偏平な略直方体形状の電子機器本体2と、電子機器本体2の第1方向Xの他方側X2に取り付けられた薄型のモータ装置10とを有している。本形態において、モータ装置10は、第1方向Xの他方側X2から吸い込んだ空気を第2方向Yの他方側Y2に吐出する冷却ファンとして構成されており、電子機器本体2に対する空冷用である。
電子機器本体2は、偏平な略直方体形状の筐体20と、筐体20に収容された回路基板28とを有している。筐体20は、第1方向Xの他方側X2に位置する矩形の底板部21と、底板部21の端部から第1方向Xの一方側X1に突出した4つの側板部221、222、223、224とを有している。
第1方向Xの他方側X2からみたとき、底板部21の略中央位置には、第1方向Xの一方側X1に凹んだ矩形の凹部27が形成されており、かかる凹部27にモータ装置10が収容されている。凹部27に対して第2方向Yの他方側Y2で隣り合う部分26は、第1方向Xの一方側X1の面が凹部27の底壁23の第1方向Xの一方側X1と連続した平面になっており、かかる部分の裏面側(第1方向Xの他方側X2)には多数の突起からなる放熱フィン260が形成されている。
底板部21の中央(底壁23の中央)には、円形の開口部235が形成されており、開口部235の周りには、最も内周側に位置する円環状の第1壁部231と、第1壁部231の径方向外側の端部から第1方向Xの他方側X2に向けて屈曲した円筒状の第2壁部232と、第2壁部232の第1方向Xの他方側X2の端部から径方向外側に延在する平板状の第3壁部233とが形成されている。このため、第1方向Xの一方側X1からみると、第1壁部231および第2壁部232は、第3壁部233から第1方向Xの一方側X1に突出した部分にみえ、第1方向Xの他方側X2からみると、第1壁部231および第2壁部232は、第3壁部233から第1方向Xの一方側X1に凹んだ部分にみえる。
回路基板28は、底板部21と略重なる矩形形状を有しており、底壁23に第1方向Xの一方側X1で重なるように配置されている。回路基板28の第1方向Xの他方側X2の面において、第2方向Yの他方側Y2寄りの位置には、第3方向Zの略中央に電子デバイス29が実装されている。このため、電子デバイス29は、第1方向Xからみたとき、放熱フィン260と重なる位置に実装されている。電子デバイス29は、動作時に発熱するデバイスであり、本形態において、電子デバイス29は、CPU(中央処理装置)である。
(モータ装置10の構成)
図2、図3、図4および図5に示すように、モータ装置10は、筐体20の底板部21に形成された凹部27に全体が嵌る偏平な直方体形状を有しており、ステータコア51の突極にコイル52が巻回された略筒状のステータ5と、ステータコア51の突極に径方向外側で対向する円筒状のマグネット47を保持するロータ4と、ステータ5およびロータ4に対して第1方向Xの他方側X2に配置された矩形の端板16とを有している。ステータ5およびロータ4の軸線Lは、第1方向Xに沿って延在している。端板16には、ロータ4およびステータ5に対して第1方向Xの他方側X2で重なる領域に円形の吸込み口165が形成されている。また、端板16の4つの角には、ネジ止め用の穴160が形成されている。
図2、図3、図4および図5に示すように、モータ装置10は、筐体20の底板部21に形成された凹部27に全体が嵌る偏平な直方体形状を有しており、ステータコア51の突極にコイル52が巻回された略筒状のステータ5と、ステータコア51の突極に径方向外側で対向する円筒状のマグネット47を保持するロータ4と、ステータ5およびロータ4に対して第1方向Xの他方側X2に配置された矩形の端板16とを有している。ステータ5およびロータ4の軸線Lは、第1方向Xに沿って延在している。端板16には、ロータ4およびステータ5に対して第1方向Xの他方側X2で重なる領域に円形の吸込み口165が形成されている。また、端板16の4つの角には、ネジ止め用の穴160が形成されている。
(隔壁板3の構成)
図3、図4および図5に示すように、モータ装置10は、ステータ5とロータ4とを仕切る仕切り板部30を備えた隔壁板3を有しており、隔壁板3は、第1方向Xからみたとき、端板16と重なる矩形の平面形状を有している。
図3、図4および図5に示すように、モータ装置10は、ステータ5とロータ4とを仕切る仕切り板部30を備えた隔壁板3を有しており、隔壁板3は、第1方向Xからみたとき、端板16と重なる矩形の平面形状を有している。
隔壁板3において、仕切り板部30は、ステータ5とマグネット47との間で第1方向Xに延在する第1筒部31を有している。また、隔壁板3は、第1筒部31の第1方向Xの一方側X1の端部から径方向外側に屈曲した環状の第1板部36と、第1板部36の径方向外側端部から第1方向Xの他方側X2に向けて屈曲して第1筒部31に径方向外側で対向する第2筒部32とを有している。さらに、隔壁板3は、第2筒部32の第1方向Xの他方側X2の端部から径方向外側に屈曲した第2板部37を有しており、かかる第2板部37は、隔壁板3の外形形状を規定している。すなわち、第2板部37は、端板16と重なる矩形の外形形状を有しており、第2板部37の4つの角には、端板16の穴160に第1方向Xの一方側X1で重なるネジ止め用の穴370が形成されている。また、第2板部37は、後述する流路構成部材7を挟んで端板16と第1方向Xで対向しており、隔壁板3と端板16とは、穴160、370に取り付けられたネジ(図示せず)によって固定されている。
このように構成した隔壁板3において、第2筒部32は、第1方向Xの一方側X1からみたとき、第2板部37から第1方向Xの一方側X1に突出した形状になっており、第2筒部32の径方向外側には、第2筒部32と第2板部37とによって、環状のシール部材18が装着された段部39が円環状に構成されている。シール部材18は、ゴム製のOリングやXリング等のシール部材であり、本形態において、シール部材18はOリングである。なお、第2板部37には、シール部材18に第1方向Xの他方側X2で重なる領域が、外周側に位置する領域よりもわずかに第1方向Xの一方側X1に位置するように折れ曲がった段差375が形成されている。
隔壁板3において、仕切り板部30は、さらに、第1筒部31の第1方向Xの他方側X2の端部から径方向内側に屈曲した環状の第3板部38と、第3板部38の径方向内側端部から第1方向Xの一方側X1に向けて突出した有底の第3筒部33とを備えている。
第3筒部33の内側には、ロータ4を回転可能に支持する軸受部11が構成されている。本形態において、軸受部11は、第3筒部33の内側に固定された筒状の軸受部材8と、軸受部材8の内側に配置された回転軸48とを有しており、軸受部材8は、回転軸48を軸線L周りに回転可能に支持している。回転軸48は、ロータ4に固定されているため、軸受部材8は、ロータ4を軸線L周りに回転可能に支持している。第3筒部33は、第1方向Xの一方側X1の端部が底板部34によって塞がれている。底板部34には、第1方向Xの他方側X2に突出した凸部341が形成されており、凸部341は、回転軸48の第1方向Xの一方側X1の端部を軸線L方向で支持している。
(ステータ5の構成)
本形態では、隔壁板3の第3筒部33を利用してステータ5が固定されている。より具体的には、まず、第3筒部33の外周側には、コアホルダ6が保持されている。コアホルダ6は、第3筒部33に嵌る円筒部60と、円筒部60から周方向の3個所で径方向外側に張り出す凸部68とを有しており、凸部68は、ステータコア51の中心側の円環部を第1方向Xの一方側X1に重なってステータコア51を位置決め固定している。また、コアホルダ6には、第1方向Xの一方側X1に突出した突起61が3つ形成されており、かかる突起61は、後述するモータ基板90の穴92に嵌っている。
本形態では、隔壁板3の第3筒部33を利用してステータ5が固定されている。より具体的には、まず、第3筒部33の外周側には、コアホルダ6が保持されている。コアホルダ6は、第3筒部33に嵌る円筒部60と、円筒部60から周方向の3個所で径方向外側に張り出す凸部68とを有しており、凸部68は、ステータコア51の中心側の円環部を第1方向Xの一方側X1に重なってステータコア51を位置決め固定している。また、コアホルダ6には、第1方向Xの一方側X1に突出した突起61が3つ形成されており、かかる突起61は、後述するモータ基板90の穴92に嵌っている。
(ロータ4の構成)
ロータ4は、回転軸48の第1方向Xの他方側X2の端部が固定された円筒状の軸固定部42と、軸固定部42より径方向外側で第1方向Xに延在する筒状胴部41と、筒状胴部41の第1方向Xの他方側X2の端部と軸固定部42の第1方向Xの一方側X1の端部とを連結する連結部43、44とを有しており、筒状胴部41の径方向内側に円筒状のマグネット47が固定されている。連結部44は、軸固定部42の第1方向Xの一方側X1の端部から径方向外側に屈曲した円環部であり、連結部43は、周方向の複数箇所で連結部44から筒状胴部41の円環部分まで放射状に延在する複数本の腕部からなる。
ロータ4は、回転軸48の第1方向Xの他方側X2の端部が固定された円筒状の軸固定部42と、軸固定部42より径方向外側で第1方向Xに延在する筒状胴部41と、筒状胴部41の第1方向Xの他方側X2の端部と軸固定部42の第1方向Xの一方側X1の端部とを連結する連結部43、44とを有しており、筒状胴部41の径方向内側に円筒状のマグネット47が固定されている。連結部44は、軸固定部42の第1方向Xの一方側X1の端部から径方向外側に屈曲した円環部であり、連結部43は、周方向の複数箇所で連結部44から筒状胴部41の円環部分まで放射状に延在する複数本の腕部からなる。
ロータ4には、径方向外側に送風用のインペラ45が形成されており、端板16の吸込み口165を通して第1方向Xの他方側X2から吸い込んだ空気を径方向外側に吐出する。本形態において、インペラ45は、周方向の複数箇所で筒状胴部41の第1方向Xの一方側X1の端部から径方向外側に放射状に延在する複数本の腕部451と、複数本の腕部451の径方向外側の端部を繋ぐ円環部49とを有している。また、複数本の腕部451の各々には、第1方向Xの他方側X2に向けて斜めに折れ曲がった羽根452が一体に形成されている。
本形態において、ロータ4では、軸固定部42、筒状胴部41、連結部43、44、およびインペラ45が1枚の磁性板から一体に形成されており、ロータ4は、マグネット47に対するバックヨークとして機能する。また、インペラ45において、羽根452は、磁性板のうち、周方向において隣り合う2つの腕部451で挟まれた部分を斜めに切り起こした部分からなる。
(流路構成部材7の構成)
図6は、本発明に係る電子機器に用いたモータ装置のロータと流路構成部材との位置関係を示す平面図である。
図6は、本発明に係る電子機器に用いたモータ装置のロータと流路構成部材との位置関係を示す平面図である。
図4に示すように、ロータ4の径方向外側には流路構成部材7が配置されており、流路構成部材7は、円弧状に湾曲したガイド部分70を有している。従って、ガイド部分70とロータ4とで囲まれた部分が冷却用空気の流路になっている。流路構成部材7は、周方向の複数箇所にガイド部分70から径方向外側に吐出した筒状凸部73を有している。筒状凸部73には、端板16の穴160および隔壁板3の穴370に対して第1方向Xで重なる位置に穴730が形成されており、穴160、370、730にネジ(図示せず)を取り付けることによって、流路構成部材7は、端板16と隔壁板3を第1方向Xで離間した状態に固定する。
ガイド部分70は、周方向の1個所が途切れており、かかる途切れ部分が冷却用空気の吐出口71になっている。かかる吐出口71は、第2方向Yの他方側Y2で筐体20に形成した放熱フィン260に向いている。
図6に示すように、ロータ4と流路構成部材7とは、互いの中心がずれるように配置されている。このため、ロータ4の外側面と流路構成部材7の内周面とに挟まれた隙間は、周方向で連続的に変化している。このため、ロータ4が時計回りCWに回転した際、インペラ45は、端板16の吸込み口165を通して第1方向Xの他方側X2から吸い込んだ空気を吐出口71から効率よく放熱フィン260に向けて吐出する。
(駆動回路部9の構成)
図2、図3および図4に示すように、本形態では、隔壁板3は、ステータ5が位置する側の部位とロータ4が位置する側の部位とを仕切っており、ステータ5が位置する側の部位には、ステータ5への給電を行う駆動回路部9が配置されている。
図2、図3および図4に示すように、本形態では、隔壁板3は、ステータ5が位置する側の部位とロータ4が位置する側の部位とを仕切っており、ステータ5が位置する側の部位には、ステータ5への給電を行う駆動回路部9が配置されている。
図5に示すように、駆動回路部9は、モータ基板90と、モータ基板90の第1方向Xの他方側X2の面に実装された駆動用IC98とを備えている。また、モータ基板90の第1方向Xの他方側X2の面にはホールIC等(図示せず)も実装されている。
モータ基板90はスルーホールが形成された両面基板であり、図2および図4に示すように、モータ基板90の第1方向Xの一方側X1の面には、端子95が形成されている。
図2、図4および図5に示すように、モータ基板90は、端子95が形成されている側を第1方向Xの一方側X1に向けて、ステータ5に対して第1方向Xの一方側X1に配置されている。この状態で、第1方向Xからみたとき、モータ基板90は、隔壁板3の第1筒部31より径方向内側に配置され、モータ基板90は、厚さ方向の一部あるいは全体が第1筒部31の内側に位置する。また、モータ基板90の中央には、隔壁板3の第3筒部33の第1方向Xの一方側X1の端部が嵌る穴91が形成されているとともに、コアホルダ6の突起61が嵌る穴92が形成されている。このため、モータ基板90は、隔壁板3の第3筒部33およびコアホルダ6を基準に精度よく位置決めされている。
この状態で、モータ基板90の端子95が形成されている領域は、電子機器本体2の筐体20の開口部235から第1方向Xの一方側X1に向けて露出した状態にあり、モータ基板90の端子95が形成されている領域は、電子機器本体2の回路基板28と開口部235を介して対向している。回路基板28の第1方向Xの他方側X2の面には、端子95に対して対を成す端子285が形成されている。
従って、回路基板28の端子285とモータ基板90の端子95とを開口部235を経由して電気的に接続すれば、回路基板28からモータ基板90に給電することができる。また、図5(c)に示すように、回路基板28の端子285およびモータ基板90の端子95の一方側に、バネ性を有する端子99を備えたコネクタを取り付けておけば、回路基板28とモータ基板90とを対向させるだけで、回路基板28の端子285とモータ基板90の端子95とを端子99を介して電気的に接続することができる。
(電子機器本体2に対するモータ装置10の取り付け構造)
本形態では、電子機器1を製造する際、電子機器本体2とモータ装置10とを別々に製造しておき、その後、電子機器本体2の筐体20に形成されている凹部27にモータ装置10を固定する。その際、隔壁板3において、第2筒部32と第2板部37とによって構成された段部39にシール部材18を装着しておく。
本形態では、電子機器1を製造する際、電子機器本体2とモータ装置10とを別々に製造しておき、その後、電子機器本体2の筐体20に形成されている凹部27にモータ装置10を固定する。その際、隔壁板3において、第2筒部32と第2板部37とによって構成された段部39にシール部材18を装着しておく。
ここで、電子機器本体2の筐体20に形成されている凹部27にモータ装置10を装着すると、図5に示すように、筐体20の凹部27の底壁23に形成されている円環状の第1壁部231は、隔壁板3の円環状の第1板部36に第1方向Xの一方側X1で重なり、筐体20の筒状の第2壁部232は、隔壁板3の第2筒部32を径方向外側で囲む。従って、シール部材18は、第2筒部32、第2板部37、第1壁部231、および第2壁部232によって囲まれた隙間内で弾性変形し、隔壁板3と筐体20の底壁23とをシールする。それ故、冷却空気を流すために大気に晒される側(ロータ4側)と、ロータ4を駆動するステータ5および駆動回路部9の側とを隔壁板3およびシール部材18によってシールすることができる。また、筐体20の底壁23に開口部235が形成されていても、冷却空気を流すために大気に晒される側(ロータ4側)と、筐体20の内部とを隔壁板3およびシール部材18によってシールすることができる。それ故、冷却空気を流すために大気に晒される側(ロータ4側)、あるいは電子機器1全体が水に濡れることがあっても、ステータ5、駆動回路部9および筐体20の内部に水が侵入することを防止することができる。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態のモータ装置10においては、モータ装置10単体の状態ではステータ5や駆動回路部9に対する液密が図られていないが、モータ装置10は、ステータ5とロータ4とを仕切る隔壁板3を備えているとともに、モータ装置10に取り付けたシール部材18が電子機器本体2の筐体20に接し、ステータ4や駆動回路部9に対する液密が実現される。このため、ロータ4側が水に接しても、ステータ4や駆動回路部9には水が侵入しないので、ステータ4や駆動回路部9では、水との接触に起因する不具合が発生しない。また、モータ装置10単体の状態でステータ5や駆動回路部9に対する液密を図る必要がないので、モータ装置10単体の状態で、隔壁板3との間にシール部材18を挟むモータケース等を、隔壁板3に対して第1方向Xで重ねるように設けておく必要がない。従って、モータ装置10の薄型化を図ることができる。それ故、電子機器本体2に空冷用のモータ装置10を設けた場合でも、電子機器1の薄型化を図ることができる。
以上説明したように、本形態のモータ装置10においては、モータ装置10単体の状態ではステータ5や駆動回路部9に対する液密が図られていないが、モータ装置10は、ステータ5とロータ4とを仕切る隔壁板3を備えているとともに、モータ装置10に取り付けたシール部材18が電子機器本体2の筐体20に接し、ステータ4や駆動回路部9に対する液密が実現される。このため、ロータ4側が水に接しても、ステータ4や駆動回路部9には水が侵入しないので、ステータ4や駆動回路部9では、水との接触に起因する不具合が発生しない。また、モータ装置10単体の状態でステータ5や駆動回路部9に対する液密を図る必要がないので、モータ装置10単体の状態で、隔壁板3との間にシール部材18を挟むモータケース等を、隔壁板3に対して第1方向Xで重ねるように設けておく必要がない。従って、モータ装置10の薄型化を図ることができる。それ故、電子機器本体2に空冷用のモータ装置10を設けた場合でも、電子機器1の薄型化を図ることができる。
また、隔壁板3は、第2筒部32と、第2筒部32の第1方向Xの他方側X2の端部から径方向外側に屈曲した第2板部37とを有しており、第2筒部32と第2板部37とによってシール部材18が装着される段部39が構成されている。このため、シール部材18を第2筒部32の周りに装着しておけば、シール部材18は、そのままの状態で隔壁板3に保持されており、不用意に外れることがない。従って、モータ装置10を電子機器本体2の筐体20に取り付けるのが容易である。
また、筐体20の凹部27の底壁23に形成されている円環状の第1壁部231は、隔壁板3の円環状の第1板部36に第1方向Xの一方側X1で重なり、筐体20の筒状の第2壁部232は、隔壁板3の第2筒部32を径方向外側で囲む。従って、シール部材18は、第2筒部32、第2板部37、第1壁部231、および第2壁部232によって囲まれた隙間内で弾性変形し、隔壁板3と筐体20の底壁23とをシールする。それ故、冷却空気を流すために大気に晒される側(ロータ4側)と、ロータ4を駆動するステータ5および駆動回路部9の側とを隔壁板3およびシール部材18によってシールすることができる。また、シール部材18の変形度合は、隔壁板3の第2筒部32の外径寸法と、電子機器本体2の筐体20で第2筒部32の周りを囲んでシール部材18を径方向内側に押圧する第2壁面232の内径寸法とによって確実に定まるので、液密を確実に実現することができる。
またステータ5に対して第1方向Xの一方側X1では、第1方向Xからみたとき、隔壁板3の第1筒部31より径方向内側に、駆動回路部9に用いたモータ基板90が配置されている。ここで、第1方向Xからみたとき、モータ基板90は、隔壁板3の第1筒部31より径方向内側に配置され、モータ基板90は、厚さ方向の一部あるいは全体が第1筒部31の内側に位置する。このため、ステータ5に対して第1方向Xの一方側X1にモータ基板90を配置した場合でも、モータ装置10の薄型化を図ることができる。また、隔壁板3によって仕切られた部位のうち、ステータ5が位置する側でステータ5に対する給電を行うことができる。
また、モータ基板90の中央には、隔壁板3の第3筒部33の第1方向Xの一方側X1の端部が嵌る穴91が形成されているとともに、コアホルダ6の突起61が嵌る穴92が形成されている。このため、モータ基板90を隔壁板3の第3筒部33およびコアホルダ6を基準に精度よく位置決めすることができる。また、第1筒部31や第3筒部33とモータ基板90とが第1方向Xで重ならないので、モータ装置10の薄型化を図ることができる。
また、筐体20の第1壁部231には、モータ基板90と回路基板28とを電気的に接続する開口部235が形成されている。かかる構成を採用しても、シール部材18によって液密が確保されているので、筐体20内に水が侵入しない。また、モータ基板90と回路基板28とを開口部235を介して電気的に接続するので、モータ基板90と回路基板28との電気的な接続部分を別途、シールする必要がない。
また、モータ基板90と回路基板28とは、バネ性を有する端子99を介して電気的に接続されているため、モータ基板90と回路基板28とを対向するように重ねるだけで、電気的な接続を確実に行うことができる。
また、隔壁板3の仕切り板部30に形成された第3筒部33の内側を利用して軸受部11が構成されているため、軸受部11を設けるための部材やスペースを別途設ける必要がない。それ故、モータ装置10の薄型化を図ることができる。
また、隔壁板3の第2板部37は、ロータ4より径方向外側まで延在しており、第2板部37は、端板16との間に流路構成部材7を保持している。このため、流路構成部材7によって空気の流れを制御でき、空気の吐出方向等を適正に設定することができる。
また、ロータ4では、回転軸48が固定された軸固定部42と、マグネット47を保持する筒状胴部41と、筒状胴部41と軸固定部42とを連結する連結部43、44と、インペラ45とが1枚の磁性板から一体に形成されている。従って、複数の部材によってロータ4を構成する場合に比して、コストを低減することができるとともに、ロータ4の軽量化等を図ることができる。
また、筐体20は、インペラ45に対して第2方向Yで隣り合う位置に、放熱フィン260を備えているため、筐体20に伝わった熱を効率よく逃がすことができる。しかも、回路基板28には、第1方向Xからみて放熱フィン260に対して第1方向Xの一方側X1で重なる位置に電子デバイス29が実装されている。従って、電子デバイス29で発生した熱を筐体20および放熱フィン260を介して効率よく逃がすことができる。
1・・電子機器、2・・電子機器本体、3・・隔壁板、4・・ロータ、5・・ステータ、6・・コアホルダ、7・・流路構成部材、8・・軸受部材、9・・駆動回路部、10・・モータ装置、11・・軸受部、16・・端板、18・・シール部材、20・・筐体、23・・底壁、27・・凹部、28・・回路基板、29・・電子デバイス、31・・第1筒部、32・・第2筒部、33・・第3筒部、36・・第1板部、37・・第2板部、38・・第3板部、39・・段部、41・・筒状胴部、42・・軸固定部、43、44・・連結部、45・・インペラ、47・・マグネット、48・・回転軸、61・・突起、90・・モータ基板、91、92・・穴、99・・バネ性を有する端子、231・・第1壁部、232・・第2壁部、233・・第3壁部、235・・開口部、260・・放熱フィン
Claims (14)
- 駆動コイルを備えた筒状のステータと、
該ステータに径方向外側で対向するマグネットを保持し、第1方向に延在する軸線回りに回転するロータと、
前記コイルに対する駆動回路部と、前記ステータと前記ロータとを隔てる隔壁板と、
を有し、
前記隔壁板は、前記ステータと前記ロータとを仕切る仕切り板部と、該仕切り板部のうち、前記ステータと前記マグネットとの間で前記第1方向に延在する第1筒部の当該第1方向の一方側の端部から径方向外側に屈曲した環状の第1板部と、該第1板部の径方向外側端部から前記第1方向の他方側に向けて屈曲して前記第1筒部に径方向外側で対向する第2筒部と、該第2筒部の前記第1方向の前記他方側の端部から径方向外側に屈曲した第2板部と、を含み、
前記第2筒部と前記第2板部とによってシール部材が装着される段部が構成され、
前記駆動回路部は、前記隔壁板によって仕切られた部位のうち、前記ステータが位置する側の部位に配置されていることを特徴とするモータ装置。 - 前記ステータに対して前記第1方向の前記一方側では、前記第1方向からみたとき、前記第1筒部より径方向内側に、前記駆動回路部に用いたモータ基板が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ装置。
- 前記ロータには、前記第1方向の前記他方側から吸い込んだ空気を径方向外側に向けて吐き出すインペラが形成されていることを特徴とする請求項2に記載のモータ装置。
- 前記第2板部は、前記ロータより径方向外側まで延在しており、
前記ステータおよび前記ロータに対して前記第1方向の前記他方側で重なり、空気吸入口が開口する端板と、
前記ロータの径方向外側で前記第2板部と前記端板との間に保持された流路構成部材と、
を有することを特徴とする請求項3に記載のモータ装置。 - 前記仕切り板部は、前記第1筒部の前記第1方向の前記他方側の端部から径方向内側に屈曲した環状の第3板部と、該第3板部の径方向内側端部から前記第1方向の前記一方側に向けて突出した有底の第3筒部と、を備え、
前記第3筒部の内側には、前記ロータを回転可能に支持する軸受部が構成されていることを特徴とする請求項3または4に記載のモータ装置。 - 前記軸受部は、前記第3筒部の内側に固定された筒状の軸受部材と、該軸受部材の内側に配置され、前記ロータと一体に回転する回転軸と、を備えていることを特徴とする請求項5に記載のモータ装置。
- 前記ロータでは、前記回転軸が固定された軸固定部と、前記マグネットを保持する筒状胴部と、該筒状胴部と前記軸固定部とを連結する連結部と、前記インペラとが1枚の磁性板から一体に形成されていることを特徴とする請求項6に記載のモータ装置。
- 前記モータ基板には、前記第3筒部の前記第1方向の前記他方側の端部が嵌る穴が形成されていることを特徴とする請求項5乃至7の何れか一項に記載のモータ装置。
- 前記ステータは、前記第3筒部の外周側に保持されたコアホルダと、該コアホルダに保持され、前記駆動コイルが巻回されたコアと、を備え、
前記コアホルダには、前記第1方向の前記一方側に突出する突起が形成され、
前記モータ基板には、前記突起が嵌る穴が形成されていることを特徴とする請求項5乃至8の何れか一項に記載のモータ装置。 - 請求項3乃至9のいずれか一項に記載のモータ装置を備えた電子機器であって、
前記モータ装置が配置される凹部を備えた筐体と、
該筐体内に配置された回路基板と、
を有し、
前記筐体は、前記凹部の底壁に、前記第1板部に前記第1方向の前記一方側で重なる第1壁部と、該第1壁部の径方向外側端部から前記第1方向の前記他方側に向けて屈曲して前記第2筒部を径方向外側で囲む第2壁部と、該第2壁部の前記第1方向の前記他方側の端部から径方向外側に向けて延在して前記第2板部に重なる第3壁部と、を有し、
前記第2筒部、前記第2板部、前記第1壁部、および前記第2壁部によって囲まれた隙間内に前記シール部材が装着されていることを特徴とする電子機器。 - 前記第1壁部には、前記モータ基板と前記回路基板とを電気的に接続する開口部が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の電子機器。
- 前記モータ基板と前記回路基板とは、前記第1方向で前記開口部を介して対向し、
前記モータ基板と前記回路基板とは、バネ性を有する端子を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項10または11に記載の電子機器。 - 前記筐体は、前記インペラに対して前記第1方向と直交する第2方向で隣り合う位置に、放熱フィンを備えていることを特徴とする請求項10乃至12の何れか一項に記載の電子機器。
- 前記回路基板には、前記第1方向からみて前記放熱フィンに対して前記一方側で重なる位置に電子デバイスが実装されていることを特徴とする請求項13に記載の電子機器。
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