JP2015202032A - motor - Google Patents
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Description
本発明はモータに関するものであり、特にインナーロータ型モータに関するものである。 The present invention relates to a motor, and more particularly to an inner rotor type motor.
特開2008−54390号公報に開示されたブラシレスモータは、回転子及び回転子の外周に位置する固定子を備える。固定子は、ステータコアと、絶縁部材及び絶縁部材を介してステータコアに巻かれた導線により構成されているコイルとを有する。中心軸は、回転子の中心を貫通し、軸受により回転可能に支持される。回路基板は、前記絶縁部材に取り付けられる。具体的には、絶縁部材の周囲三等分位置に3本の係合爪が設けられ、係合爪が係合アーム部と爪部を有し、爪部の外表面に案内面が設けられ、爪の内表面に係合面が設けられる。図1においては、3本の係合爪のうちの一つが記載されている。回路基板を固定する際には、回路基板を矢印の方向に沿って押して案内面に当接させ、係合爪を変形させることによって、回路基板が押し込まれる。図1における破線は、係合爪が変形する様子を示している。係合アーム部の弾性力によって、係合面が回路基板の一つの側面に当接する。係合アームの内周表面には回り止め突起が設けられ、この回り止め突起が回路基板の対応凹部に係合することによって、回路基板の回りを防止する。絶縁部材には段差部(非表示)が更に設けられ、この段差部が回路基板の他の表面に係合する。回路基板は、係合爪と前記段差部によって固定される。なお、係合面が傾斜面であってもよい。この構成によって、回路基板の厚さが不一致であっても、回路基板を強固に固定できる。
しかしながら、係合爪によって回路基板を固定すると、その軸方向の耐荷重が小さいので、回路基板の振動を招いてしまう。 However, when the circuit board is fixed by the engaging claws, the load resistance in the axial direction is small, which causes vibration of the circuit board.
本発明の目的は、回路基板を強固に固定して振動を低減できるモータを提供することである。 An object of the present invention is to provide a motor capable of reducing vibration by firmly fixing a circuit board.
本願の例示的な第1発明は、軸受部材によって回転可能に支持されるシャフトと、前記シャフトと共に回転する回転子と、前記回転子よりも径方向外側に位置する固定子と、前記固定子の上側に配置される上ブラケットと、前記固定子の下側に配置され、軸受部材を保持する下ブラケットと、回路基板と、を備え、前記回転子は、直接または間接に前記シャフトに固定されるロータマグネットを更に有し、前記固定子は、コアバックと、複数の磁極歯を含むステータコアと、前記磁極歯に巻かれた導線により構成されているコイルと、前記ステータコアと前記コイルを絶縁するための絶縁部材と、を有し、前記上ブラケットが前記ステータコアの外周面に接触し、前記上ブラケットが径方向内側に伸びる固定部を有し、前記固定部と前記回路基板が軸方向に接触し、前記絶縁部材と前記回路基板が軸方向に接触しているモータである。 An exemplary first invention of the present application includes: a shaft rotatably supported by a bearing member; a rotor that rotates together with the shaft; a stator that is positioned radially outward from the rotor; An upper bracket disposed on the upper side, a lower bracket disposed on the lower side of the stator and holding a bearing member, and a circuit board are provided, and the rotor is directly or indirectly fixed to the shaft. The stator further includes a rotor magnet, and the stator is configured to insulate the stator core and the coil from a core back, a stator core including a plurality of magnetic pole teeth, a coil formed of a conductive wire wound around the magnetic pole teeth. The upper bracket is in contact with the outer peripheral surface of the stator core, and the upper bracket has a fixing portion extending radially inward, and the fixing portion and the circuit Plate is in contact in the axial direction, the circuit board and the insulating member is a motor in contact in the axial direction.
本願の例示的な第1発明によれば、回路基板の振動が低減できる。また、設計の幅が広くなる。 According to the exemplary first invention of the present application, the vibration of the circuit board can be reduced. In addition, the range of design becomes wider.
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、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、固定子に対して回路基板側を「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、あくまで説明の便宜のために上下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。なお、本願では、図面は特定の縮尺で示すものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this application, the direction parallel to the central axis of the motor is the “axial direction”, the direction orthogonal to the central axis of the motor is the “radial direction”, and the direction along the arc centered on the central axis of the motor is the “circumferential direction”. , Respectively. In the present application, the shape and positional relationship of each part will be described with the axial direction being the vertical direction and the circuit board side being “up” with respect to the stator. However, this is defined as upper and lower for convenience of explanation, and does not limit the direction when the motor according to the present invention is used. In the present application, the drawings are not shown to a specific scale.
<第1実施形態>
図2は、本発明の第1実施形態に係るモータ10の断面図である。モータ10は、シャフト11と、回転子12と、固定子13と、上ブラケット14と、下ブラケット15及び回路基板16を備える。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
シャフト11は、上下に延びる中心軸O−O’に沿って配置され、軸受部材17により回転可能に支持される。軸受部材17は、ボールベアリングであってもよい。回転子12は、シャフト11と共に回転する。回転子12は、シャフト11に間接的に固定されたロータマグネット18を有する。例えば、図2に示すように、ロータマグネット18は、ロータホルダ19によってシャフト11に固定される。ただし、ロータマグネット18は必ずしもシャフト11に間接的に固定される必要はなく、他の実施例において、ロータマグネット18は、シャフト11に直接的に固定されてもよい。
The
固定子13は、回転子12の径方向外側に位置し、ステータコア20と、絶縁部材21及びコイル22を有する。ステータコア20はコアバックと複数の磁極歯を含む。コイル22は、磁極歯に巻かれた導線により構成される。
The
絶縁部材21は、ステータコア21とコイル22とを絶縁する。絶縁部材21が、からげピン(未表示)を有し、これにより導線が容易に回路基板16に接続される。例えば、半田付けによって、導線が回路基板16に接続される。好ましくは、からげピンの数は、コイル22を流れる電流の相の数の2倍以上である。例えば、2倍、3倍、4倍又は4より大きい整数倍である。この構成によって、各相電流が流れる導線が、それぞれに異なるからげピンに接続されるので、からげピンの数を増やすことによって、モータ10をより容易に組み立てることができる。特に、モータ10の小型化に対して、各相電流が流れる導線がそれぞれ異なるからげピンに接続されることによって、モータを容易に組み立てることができる。
The
下ブラケット15は、固定子13の下側に配置され、軸受部材17を保持する。下ブラケット15は、内周壁と、外周壁及び両方を接続するための底壁を含む。内周壁は軸受部材17を保持し、内周壁と、外周壁及び底壁により形成された環状空間に固定子13の一部が収納される。
The
上ブラケット14は、固定子13の上側に位置し、ステータコア20の外周面と接触する。上ブラケット14は、径方向内側へ延伸する固定部23を有する。モータを組み立てる際には、回路基板16の軸方向下面を絶縁部材21と軸方向に接触させ、回路基板16の軸方向上面を上ブラケット14の固定部23に軸方向に接触させる。つまり、回路基板16を絶縁部材21と上ブラケット14の固定部23との間に強固に固定させる。このような構造により、上下方向に回路基板16を固定させることによって、モータ10の稼働状態での回路基板16の振動を低減できる。なお、寸法の大きい回路基板16も強固に固定でき、モータ10の多機能化が実現すると共に設計の幅が広くなる。
The
図2に示すように、ステータコア20の外周面は、上ブラケット14と下ブラケット15により完全に密閉される必要はなく、ステータコア20の外周面の少なくとも一部が露出する。このような構造にすれば、モータ出力の要求に応じて、ステータコア20の軸方向の厚さを調整できる。
As shown in FIG. 2, the outer peripheral surface of the
図2に示すように、回路基板16の少なくとも一部は、上ブラケット14の径方向外側に延伸する。このようにすれば、回路基板16に実装できる電子部品25の数を増加させることができ、設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。なお、図2に示すように、磁気位置検知素子24が回路基板16の軸方向下面に配置される。この構成によって、磁気位置検知素子24がロータマグネット18の付近に配置され、回転子12の回転位置を高精度に検知できる。ここで、磁気位置検知素子24としては、例えば、ホールICが用いられる。
As shown in FIG. 2, at least a part of the
他の実施例においては、上ブラケット14がプレス加工によって成型される。例えば、上ブラケット14は、金属板(鋼板など)をプレスして成型される。この構成によって、上ブラケット14が安価に形成できる。なお、上ブラケット14が金属板により成型された場合においては、回路基板16において、上ブラケット14と接触する箇所にグラウンドパターンを形成することによって、上ブラケット14を介して回路基板16のアースをとることができる。
In another embodiment, the
図3は、図2に示された第1実施形態のモータ10の平面図である。図4は、図2に示された第1実施形態のモータ10の上ブラケット14の固定部23の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the
図4に示すように、上ブラケット14は、一つの固定部23を含み、固定部23が上ブラケット14の円周の一部に沿って径方向内側へ延伸しており、上ブラケット14の周方向の一部が開口している。ここで、固定部23の周方向の長さは、中心軸O−O’を中心として、中心角が90°から270°であり、好ましくは、中心角が150°から240°である。更に好ましくは、中心角が180°である。軸方向から見た場合に、上ブラケット14の形状が略円弧状または略C字状である。このようにすれば、上ブラケット14の軸方向耐荷重が増加できると共に、回路基板16の径方向外側の部分に電子部品25を配置することができて、回路基板16の設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。
As shown in FIG. 4, the
また、図3に示すように、電子部品25が回路基板16の軸方向上面または下面に実装される。ここで、電子部品25の例として、抵抗やコンデンサ、コイル等が実装されることが多い。図3においては、電子部品25が、回路基板16の、上ブラケット14よりも径方向外側の部分に実装される。このようにすれば、回路基板16の設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。同時に、回路基板16に軸方向寸法の大きい電子部品25を実装することが必要になっても、当該電子部品25を回路基板16の軸方向上面に実装できる。つまり、軸方向寸法の大きい電子部品25を回路基板16の軸方向上面に実装しても、当該電子部品25と固定子13との干渉が防止でき、モータ設計の幅が広くなる。
As shown in FIG. 3, the
図5、図6は、それぞれが本発明に係るモータ10の上ブラケット14の固定部23の変形例の平面図である。
5 and 6 are plan views of modifications of the fixing
<変形例1>
図5に示された変形例1においては、上ブラケット114は、周方向に間隔を開けて配置された二つの固定部123を有する。当該二つの固定部123のいずれかが、上ブラケット114の円周の一部に沿って延伸し、二つの固定部123が周方向に間隙を開けて対向するように配置され、二つの固定部123が径方向に延びる接続部126により接続される。ここで、二つの固定部123は、周方向15°から60°の範囲に配置され、好ましくは、20°から40°の範囲に配置される。最も好ましい形態では、二つの固定部123は、30°の範囲に配置される。軸方向に見た場合に、上ブラケット114はH字形である。この構成によって、回路基板16が、上ブラケット114よりも径方向外側へ延伸でき、電子部品25を容易に配置でき、回路基板16の設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。
<
In the first modification shown in FIG. 5, the
<変形例2>
図6に示すように、上ブラケット214は、周方向に間隔を開けて離れて位置する三つの固定部223を有する。当該三つの固定部223のいずれかは、上ブラケット214の周方向に沿って延伸し、周方向に略90°の間隔で配置され、径方向に延びる接続部226によって接続される。ここで、当該三つの固定部223のいずれかは、周方向において、中心軸を中心として15°から60°の範囲に配置され、好ましくは20°から40°の範囲に配置される。さらに好ましくは、中心角は30°である。他の実施例においては、固定部223の数や配置は異なっていてもよく、例えば、固定部223の数が4個以上であり、固定部223が配置される周方向の間隔は、不均等でもよい。
<
As shown in FIG. 6, the
本発明は、以下の作用効果を更に有する。 The present invention further has the following effects.
第1実施形態において、上ブラケット14は、プレス加工により成型される。この構成によって、モータ10のローコスト化が実現できると共に、金属板により上ブラケット14を成型した場合に、回路基板16が上ブラケット14により接地できる。
In the first embodiment, the
第1実施形態において、回路基板16の少なくとも一部が上ブラケット14の径方向外側に延伸する。このような構造によって、回路基板16には多くの電子部品25を実装でき、設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。
In the first embodiment, at least a part of the
第1実施形態において、絶縁部材21がからげピンを有する。このような構造により、導線を容易に回路基板16に接続できる。
In the first embodiment, the insulating
第1実施形態において、からげピンの数が、コイル22を流れる電流の相の数の2倍以上である。このような構造により、小型のモータ10においても容易に組み立てができる。
In the first embodiment, the number of tangled pins is twice or more the number of phases of the current flowing through the
第1実施形態において、ステータコア20の径方向外側の少なくとも一部が露出している。この構成によって、モータ出力の要求に応じて、ステータコア20の全体の軸方向の厚さを調整できる。
In the first embodiment, at least a part of the radially outer side of the
第1実施形態において、電子部品25が回路基板16の軸方向上面または下面に実装される。この構成によって、回路基板16の設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。
In the first embodiment, the
第1実施形態において、軸方向に見た場合に、上ブラケット14が円弧状である。この構成によって、上ブラケット14の軸方向の耐荷重が増加できるとともに、回路基板16の径方向外側の部分に電子部品25が配置され、回路基板16の設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。
In the first embodiment, the
変形例1において、軸方向に見た場合に、上ブラケット114の固定部123が略H字状である。この構成によって、回路基板16の径方向外側の部分に電子部品が配置され、回路基板16の設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。
In the first modification, when viewed in the axial direction, the fixing
第1実施形態において、磁気位置検知素子24が回路基板16の軸方向下面に実装される。この構成によって、回路基板16が径方向外側へ延伸し、より容易に電子部品25を実装でき、回路基板16の設計の幅が広くなり、モータ10の多機能化も実現できる。
In the first embodiment, the magnetic
第1実施形態において、磁気位置検知素子24が回路基板16の軸方向下面に実装される。この構成によって、磁気位置検知素子24を回転子12に近づかせることができ、回転子12の回転位置を高精度に検知できる。
In the first embodiment, the magnetic
本発明のモータは、プリンタやコピー機等のOA機器、自動車等の輸送機器、各種家電製品、医療機器、ディスクドライブ等に使用されて、種々の駆動力を発生させるものに利用することができる。 The motor of the present invention can be used for OA equipment such as printers and copiers, transportation equipment such as automobiles, various home appliances, medical equipment, disk drives and the like, which generate various driving forces. .
その他、モータの細部の形状については、本願の各図面と相違していてもよい。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。 In addition, about the detailed shape of a motor, you may differ from each drawing of this application. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.
本発明は、モータに利用できる。 The present invention can be used for a motor.
O−O’ 中心軸
1、21 絶縁部材
2 係合爪
2a 係合アーム部
2b ツメ部
2c 案内面
2d 係合面
2e 回り止め突起
3,16 回路基板
3a 凹部
10 モータ
11 シャフト
12 回転子
13 固定子
14,114,214 上ブラケット
15 下ブラケット
17 軸受部材
18 ロータマグネット
19 ロータホルダ
20 ステータコア
22 コイル
23,123,223 固定部
24 磁気位置検知素子
25 電子部品
126,226 接続部
OO ′
25 Electronic parts 126,226 Connection part
Claims (10)
前記シャフトと共に回転する回転子と、
前記回転子よりも径方向外側に位置する固定子と、
前記固定子の上側に配置される上ブラケットと、
前記固定子の下側に配置され、軸受部材を保持する下ブラケットと、
前記固定子よりも上側に配置される回路基板と、
を備え、
前記回転子は、直接または間接に前記シャフトに固定されるロータマグネットを更に有し、
前記固定子は、
コアバックと、複数の磁極歯を含むステータコアと、
前記磁極歯に巻かれた導線により構成されているコイルと、
前記ステータコアと前記コイルを絶縁するための絶縁部材と、
を有し、
前記上ブラケットが前記ステータコアの外周面に接触し、
前記上ブラケットが径方向内側に伸びる固定部を有し、
前記固定部と、前記回路基板と、が軸方向において接触し、
前記絶縁部材と前記回路基板が軸方向において接触している、モータ。 A shaft rotatably supported by a bearing member;
A rotor that rotates with the shaft;
A stator located radially outside the rotor,
An upper bracket disposed above the stator;
A lower bracket disposed under the stator and holding a bearing member;
A circuit board disposed above the stator; and
With
The rotor further includes a rotor magnet fixed to the shaft directly or indirectly,
The stator is
A core back and a stator core including a plurality of magnetic pole teeth;
A coil composed of a conductive wire wound around the magnetic pole teeth;
An insulating member for insulating the stator core and the coil;
Have
The upper bracket is in contact with the outer peripheral surface of the stator core;
The upper bracket has a fixing portion extending radially inward,
The fixed portion and the circuit board are in contact in the axial direction,
The motor, wherein the insulating member and the circuit board are in contact in the axial direction.
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