JP2016127620A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】軸受を保持する軸受ホルダと、軸受ホルダの径方向外側に固定される取り付け板とを有するモータにおいて、圧入の締め代に依存することなく、軸受ホルダと取付板との固定強度を向上することができる構造を提供する。【解決手段】上下に延びる中心軸の周囲において、軸方向に略円筒状に延びる軸受ホルダと、軸受ホルダの径方向内側に固定された軸受部と、軸受ホルダの径方向外側に固定され、中心軸に対して直交する方向に広がる取付板とを有する。取付板は、中心軸と同軸に設けられた円孔を有する板状部と、円孔の縁から軸方向に突出するバーリング部とを有し、軸受ホルダの外周面は、バーリング部に接触する接触領域を有する。軸受ホルダの外周面または取付板の表面は、接触領域の付近に、接触領域の広さよりも細かいピッチで凹凸を繰り返す粗面部を有する。このため、細かい凹凸によって、軸受ホルダと取付板との固定強度が向上する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

従来のモータの構造については、例えば、特開２００６−２３８５６７号公報に開示されている。当該公報では、ブラケットとハウジングとの間にモータ基板、固定子、及びスペーサが、ハウジングと芯出しされて積層される。そして、ハウジングとブラケットをかしめて弾性変形するスペーサの反力により、モータ基板及び固定子がハウジングとブラケットとの間で固定される。
特開２００６−２３８５６７号公報

モータの製造時には、出荷先の違いや仕様の違いによって、軸受を保持する部材に対してその外側に配置される板状の部材の軸方向の位置を、変更したい場合がある。しかしながら、特開２００６−２３８５６７号公報の構造では、軸受を保持する部材（ハウジング）に対して、その外側に配置される板状の部材（ブラケット）の高さ方向の位置を任意に変更することができない。

軸受を保持する部材を円筒状とし、それに対して板状の部材を圧入にて固定すれば、軸受を保持する部材に対する板状の部材の軸方向の位置を、任意に変更することができる。ただし、これらの部材は、双方ともプレスにより作製されることが多い。このため、プレス時の加工誤差によって、圧入の締め代にばらつきが発生する。また、これらの部材がプレス以外の工法で作製される場合にも、両部材の加工誤差が重なることにより、圧入の締め代にばらつきが生じる場合がある。圧入の締め代が大き過ぎると、部材の変形によって、軸受やステータなどの他の部品の位置精度が悪化する虞がある。

本発明は、軸受を保持する軸受ホルダと、軸受ホルダの径方向外側に固定される取り付け板とを有するモータにおいて、圧入の締め代に依存することなく、軸受ホルダと取付板との固定強度を向上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、上下に延びる中心軸の周囲において、軸方向に略円筒状に延びる軸受ホルダと、前記軸受ホルダの径方向内側に固定された軸受部と、前記軸受ホルダの径方向外側に固定され、前記中心軸に対して直交する方向に広がる取付板と、前記取付板の上面または下面に配置された回路基板と、前記取付板より上方において、前記軸受ホルダの径方向外側に固定されたステータコアと、前記ステータコアに取り付けられたコイルと、前記軸受部により回転可能に支持されるシャフトと、前記シャフトとともに回転するマグネットと、を有し、前記取付板は、前記中心軸と同軸に設けられた円孔を有する板状部と、前記円孔の縁から軸方向に突出するバーリング部と、を有し、前記軸受ホルダの外周面は、前記バーリング部に接触する接触領域を有し、前記軸受ホルダの外周面または前記取付板の表面は、前記接触領域の付近に、前記接触領域の広さよりも細かいピッチで凹凸を繰り返す粗面部を有するモータである。

本願の例示的な第１発明によれば、粗面部の細かい凹凸によって、軸受ホルダと取付板との固定強度を向上させることができる。

図１は、モータの縦断面図である。 図２は、軸受ホルダの斜視図である。 図３は、軸受ホルダの縦断面図である。 図４は、モータの部分横断面図である。 図５は、モータの部分縦断面図である。 図６は、モータの部分横断面図である。 図７は、モータの部分横断面図である。 図８は、モータの部分縦断面図である。 図９は、変形例に係るモータの縦断面図である。 図１０は、変形例に係る軸受ホルダの縦断面図である。 図１１は、変形例に係る軸受ホルダの上面図である。 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横断面図である。 図１５は、変形例に係るモータの部分横断面図である。 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、変形例に係る軸受ホルダの斜視図である。

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、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、取付板に対してステータコア側を「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。

＜１．モータの全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ１の縦断面図である。本実施形態のモータ１は、プリンタやコピー機等のＯＡ機器に搭載され、ローラ等の駆動部を動作させるために使用される。ただし、本発明のモータは、ＯＡ機器以外の用途に使用されるものであってもよい。例えば、本発明のモータは、自動車等の輸送機器、家電製品、医療機器、ディスクドライブ、送風ファン等に使用されて、種々の駆動力を発生させるものであってもよい。

図１に示すように、モータ１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、駆動対象となる装置の枠体に対して、相対的に静止している。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持されている。

本実施形態の静止部２は、取付板２１、回路基板２２、軸受ホルダ２３、軸受部２４、スペーサ２５、ステータコア２６、およびコイル２７を有する。

取付板２１は、中心軸９に対して直交する方向に広がる板材である。取付板２１の材料には、回路基板２２より剛性が高い金属が、使用される。例えば、亜鉛めっき鋼板、ＳＵＳ、アルミニウム合金などの金属板を、プレス加工することにより、取付板２１が形成される。取付板２１は、駆動対象となる装置の枠体に、固定される。

取付板２１は、中心軸９と同軸に設けられた円孔である第１挿入孔２１０を有する板状部を有する。第１挿入孔２１０には、軸受ホルダ２３が挿入される。取付板２１の板状部は、バーリング部２１１、内側板状部２１２、段差部２１３、および外側板状部２１４を有する。バーリング部２１１は、第１挿入孔２１０の縁から軸方向上側へ向けて、略円筒状に突出している。内側板状部２１２は、バーリング部２１１の下端部から、径方向外側へ向けて広がっている。段差部２１３は、内側板状部２１２の外周部から、径方向外側かつ下側へ向けて、斜めに延びている。また、外側板状部２１４は、段差部２１３の下端部から、さらに径方向外側へ向けて広がっている。

本実施形態の取付板２１は、軸受ホルダ２３を取り囲む外囲部材の一例である。軸受ホルダ２３は、バーリング部２１１の径方向内側に、圧入されている。これにより、取付板２１が、軸受ホルダ２３の径方向外側に、固定されている。軸受ホルダ２３の圧入時には、段差部２１３が撓むことにより、外側板状部２１４に掛かる圧入荷重が低減される。その結果、圧入時における外側板状部２１４の変形が、抑制される。

また、後述するロータホルダ３２に偏荷重が掛かった場合、シャフト３１にラジアル荷重が掛かり、荷重が軸受部２４に伝達され、取付板２１に荷重が掛かる。しかしながら、本実施形態の取付板２１は、段差部２１３を有している。このため、当該荷重が、バーリング部２１１の下端部だけではなく、段差部２１３の上端部および下端部にも、分散して作用する。したがって、バーリング部２１１の下端部に対する荷重による応力が、低減される。その結果、駆動に伴うバーリング部２１１の変形が、抑制される。

回路基板２２は、取付板２１の上面または下面に配置される。本実施形態においては、回路基板２２は、内側板状部２１２の上面に、配置されている。回路基板２２には、例えば、ガラスエポキシ基板や、紙フェノール基板が、使用される。また、回路基板２２には、コイル２７に駆動電流を供給するための電子回路が、実装されている。特に、本実施形態では、取付板２１の段差部２１３が、回路基板２２から離れる方向へ延びている。したがって、段差部２１３および外側板状部２１４の上面と、回路基板２２の下面との間に、隙間が介在する。このため、回路基板２２の上面だけではなく、回路基板２２の下面にも、電子部品を配置することができる。

図２は、軸受ホルダ２３の斜視図である。図３は、軸受ホルダ２３の縦断面図である。図２および図３に示すように、軸受ホルダ２３は、筒状部４０と、フランジ部５０とを有する。筒状部４０は、中心軸９の周囲において、軸方向に略円筒状に延びている。フランジ部５０は、筒状部４０の下端部から、径方向外側へ向けて広がっている。

筒状部４０は、複数のホルダ凸部４１、複数のホルダ凹部４２、複数の傾斜部４３、および挿入部４４を、有する。ホルダ凸部４１の径方向外側の面は、ホルダ凹部４２の径方向外側の面より、径方向外側に位置する。また、ホルダ凹部４２の径方向内側の面は、ホルダ凸部４１の径方向内側の面より、径方向内側に位置する。また、複数のホルダ凸部４１と、複数のホルダ凹部４２とは、周方向に交互に設けられている。

各ホルダ凸部４１の径方向外側の面は、取付板２１のバーリング部２１１の内周面に、接触する。すなわち、各ホルダ凸部４１の径方向外側の面は、バーリング部２１１に接触する接触領域４１０を含む。さらに、少なくともホルダ凸部４１の径方向外側の面が、粗面部２３０を含む。この構成により、ホルダ凸部４１とホルダ凹部４２を有する軸受ホルダ２３において、軸受ホルダ２３と、取付板２１との締結強度を向上させることができる。また、各ホルダ凸部４１の径方向外側の面は、接触領域４１０より軸方向上側において、ステータコア２６のコアバック２６１の内周面に、接触する。一方、各ホルダ凹部４２の径方向内側の面は、少なくとも部分的に軸受部２４に接触する。本実施形態においては、各ホルダ凹部４２の径方向内側の面が、後述する第１軸受２４１および第２軸受２４２の各外輪に、接触する。なお、本実施形態においては、粗面部２３０は、ホルダ凸部４１の径方向外側の面に形成されているが、粗面部２３０は、必ずしも軸受ホルダ２３に形成されている必要はない。例えば、取付板２１の表面に粗面部２３０が形成されていてもよい。

複数の傾斜部４３は、ホルダ凸部４１とホルダ凹部４２との間に位置する。各傾斜部４３は、ホルダ凸部４１の周方向の端縁と、ホルダ凹部４２の周方向の端縁とを、繋いでいる。また、各傾斜部４３は、径方向および周方向に対して、斜めに広がっている。その結果、ホルダ凸部４１の径方向外側の面と、ホルダ凹部４２の径方向内側の面とが、異なる周方向位置に配置されている。

挿入部４４は、ホルダ凸部４１およびホルダ凹部４２の上側に、設けられている。挿入部４４の外径は、全周に亘って、ホルダ凸部４１の外径より小さい。取付板２１に軸受ホルダ２３を圧入するときには、まず、バーリング部２１１の内側に、挿入部４４を挿入する。また、ステータコア２６に軸受ホルダ２３を圧入するときにも、まず、コアバック２６１の内側に、挿入部４４を挿入する。このようにすれば、バーリング部２１１およびコアバック２６１に対して、軸受ホルダ２３を、容易に同軸に位置決めできる。

本実施形態の軸受ホルダ２３は、金属製のプレス加工品である。軸受ホルダ２３の材料には、例えば、亜鉛めっき鋼板、ＳＵＳ、アルミニウム合金などの金属が用いられる。軸受ホルダ２３を製造するときには、まず、金属板に絞り加工を行うことによって、筒状部４０を形成する。その後、フランジ部５０の外周部を打ち抜いて、軸受ホルダ２３を得る。その場合、絞り加工により形成された筒状部４０の外周面より、打ち抜きにより形成されたフランジ部５０の外周部の方が、高い寸法精度を得やすい。したがって、駆動対象となる装置にモータ１を組み付けるときには、フランジ部５０を利用して、当該装置に対するモータ１の位置決めを行うとよい。

なお、本発明の軸受ホルダは、切削や鋳造等の他の工法により得られたものであってもよい。

図１に戻る。軸受部２４は、回転部３側のシャフト３１を回転可能に支持する機構である。本実施形態の軸受部２４は、第１軸受２４１および第２軸受２４２を有する。第２軸受２４２は、第１軸受２４１より下側に配置されている。本実施形態の第１軸受２４１および第２軸受２４２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、含油焼結軸受などの他方式の軸受が、使用されていてもよい。また、軸受部２４を構成する軸受の数は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。

第１軸受２４１および第２軸受２４２の各外輪は、軸受ホルダ２３の径方向内側に、固定されている。具体的には、各外輪の外周面と、ホルダ凹部４２の径方向内側の面とが、接触している。一方、第１軸受２４１および第２軸受２４２の各内輪は、シャフト３１に固定されている。

図１に示すように、本実施形態の第１軸受２４１および第２軸受２４２には、外径の等しい軸受が使用されている。このようにすれば、第１軸受２４１と第２軸受２４２とに、共通の軸受を使用でき、部品の互換性が向上する。また、ホルダ凹部４２の径方向内側の面は、第１軸受２４１の径方向外側の位置から、第２軸受２４２の径方向外側の位置まで、略同一の径で軸方向に連続している。このため、ホルダ凹部４２を、絞り加工で容易に得ることができる。

スペーサ２５は、第１軸受２４１と第２軸受２４２との間に、配置されている。スペーサ２５の上端部は、第１軸受２４１の外輪に接触する。また、スペーサ２５の下端部は、第２軸受２４２の外輪に接触する。これにより、第１軸受２４１と第２軸受２４２との軸方向の間隔が、保たれている。

ステータコア２６は、取付板２１より上方において、軸受ホルダ２３の径方向外側に固定されている。ステータコア２６は、ケイ素鋼板等の電磁鋼板を軸方向に積層した積層鋼板により、形成される。ステータコア２６は、円環状のコアバック２６１と、コアバック２６１から径方向外側へ向けて突出した複数のティース２６２と、を有する。また、ステータコア２６は、コアバック２６１の径方向内側に、軸受ホルダ２３が挿入される第２挿入孔２６０を有する。

本実施形態のステータコア２６は、軸受ホルダ２３を取り囲む外囲部材の一例である。軸受ホルダ２３は、コアバック２６１の径方向内側に、圧入されている。これにより、ステータコア２６が、軸受ホルダ２３の径方向外側に固定されている。

複数のティース２６２は、周方向に略等間隔に配列されている。各ティース２６２には、コイル２７が取り付けられている。コイル２７は、各ティース２６２に巻き付けられた導線により、構成される。

本実施形態の回転部３は、シャフト３１と、ロータホルダ３２と、マグネット３３と、を有する。

シャフト３１は、中心軸９に沿って延びる柱状の部材である。シャフト３１の材料には、例えば、ステンレス等の金属が使用される。シャフト３１は、軸受部２４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の上端部は、第１軸受２４１より上方へ突出している。また、シャフト３１の下端部は、第２軸受２４２より下方へ突出している。シャフト３１の下端部は、ギア等の動力伝達機構を介して、ＯＡ機器の駆動部に連結される。

ロータホルダ３２は、シャフト３１とともに回転する金属製の部材である。ロータホルダ３２は、内側円筒部３２０、天板部３２１、および外側円筒部３２２を有する。天板部３２１は、コイル２７の上方において、略平板状に広がっている。内側円筒部３２０は、天板部３２１の内周部から上方へ向けて、円筒状に延びている。内側円筒部３２０の内周面は、シャフト３１の上端部付近の外周面に固定される。外側円筒部３２２は、天板部３２１の外周部から下方へ向けて、円筒状に延びている。

マグネット３３は、ロータホルダ３２の外側円筒部３２２の内周面に、固定されている。マグネット３３は、シャフト３１およびロータホルダ３２とともに、回転する。マグネット３３には、例えば、フェライトマグネットや、ネオジムマグネットが使用される。本実施形態のマグネット３３は、円環状である。マグネット３３の内周面は、ステータコア２６の複数のティース２６２と、径方向に対向する。また、マグネット３３の内周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。

なお、円環状のマグネット３３に代えて、複数のマグネットが使用されていてもよい。その場合、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、複数のマグネットが、周方向に配列されていればよい。

回路基板２２を介してコイル２７に駆動電流を与えると、ステータコア２６の各ティース２６２に、径方向の磁束が生じる。そして、ティース２６２とマグネット３３との間の磁束の作用によって、周方向のトルクが発生する。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、シャフト３１に連結された駆動部に、動力が伝達される。

＜２．軸受ホルダのブラスト加工について＞
本実施形態の軸受ホルダ２３の表面には、ショットブラストまたはサンドブラストと称されるブラスト加工が施される。これにより、図３中の拡大図のように、軸受ホルダ２３の表面に細かい凹凸が形成される。ブラスト加工を行うときには、例えば、軸受ホルダ２３を収容した容器内に研磨材を入れて撹拌させたり、軸受ホルダ２３の表面に向けて研磨材を含む圧縮空気を吹き付けたりする。本実施形態では、軸受ホルダ２３の表面全体に、このようなブラスト加工が施される。よって、軸受ホルダ２３の外周面も粗面部２３０を含む。これにより、軸受ホルダ２３の外周面に、細かい凹凸を有する粗面部２３０が形成される。このように、ブラスト加工を用いて粗面部２３０を形成すれば、安価かつ簡易な加工方法によって、軸受ホルダ２３と取付板２１とを強固に固定できる。

粗面部２３０は、軸受ホルダ２３の接触領域４１０の広さよりも十分に細かいピッチで、凹凸を繰り返す。ブラスト加工後の粗面部２３０の摩擦係数は、ブラスト加工前の摩擦係数よりも高くなる。したがって、軸受ホルダ２３の接触領域４１０は、ブラスト加工により形成された凹凸によって、取付板２１のバーリング部２１１に、強固に固定される。したがって、軸受ホルダ２３と取付板２１との固定部における耐衝撃荷重が向上する。このように、軸受ホルダ２３と取付板２１との固定強度を向上させるためには、軸受ホルダ２３が、その表面のうち、少なくとも接触領域４１０の付近に、粗面部２３０を有していることが好ましい。

モータ１の製造時には、取付板２１のバーリング部２１１の内側に、ブラスト加工された軸受ホルダ２３が、下側から圧入される。特に、本実施形態では、軸受ホルダ２３の筒状部４０の外周面全体ではなく、ホルダ凸部４１の径方向外側の面のみが、バーリング部２１１に接触する。このため、粗面部２３０の面粗度が高い場合であっても、圧入時の引っ掛かりを低減して、容易に圧入を行うことができる。ホルダ凸部４１の径方向外側の面のうち、接触領域４１０および接触領域４１０よりも上方に位置する部分は、圧入時に取付板２１と接触することによって、粗面部２３０の凹凸が潰される。したがって、本実施形態では、ホルダ凸部４１の径方向外側の面のうち、接触領域４１０の軸方向上側に位置する粗面部２３０の面粗度は、接触領域４１０の軸方向下側に位置する粗面部２３０の面粗度よりも、小さくなる。このように、接触領域４１０よりも軸方向上側に位置する粗面部２３０の面粗度と、接触領域４１０よりも軸方向下側に位置する粗面部２３０の面粗度とは、互いに異なる。

ただし、圧入時に、取付板２１によって一旦潰された微小な凹凸の一部は、取付板２１が通過した後、金属の弾性に起因するスプリングバックによって、形状が復元される。このため、例えば、軸受ホルダ２３を軸方向下側から圧入すると、取付板２１に軸受ホルダ２３を圧入した後においても、ホルダ凸部４１の径方向外側の面のうち、接触領域４１０の上側の領域には、細かい凹凸が残る。これにより、取付板２１の軸方向上側への位置ずれが抑制される。一方、接触領域４１０の下側の領域は、取付板２１に接触しないため、ブラスト加工によって形成された微小な凹凸が残る。これにより、取付板２１の軸方向下側への位置ずれを、抑制できる。このように、軸受ホルダ２３の外周面に粗面部２３０を形成することによって、軸受ホルダ２３と取付板２１との締結を強固にすることができる。従って、モータ１に大きな力が加えられた場合などに、取付板２１から軸受ホルダ２３が抜けることを抑制できる。この事実は、モータ１がＯＡ機器や各種製品の実機に搭載され、実機が落下したり、大きな外力を受けた場合等において、軸受ホルダ２３と取付板２１との分離を防止できるという点において、特に有用である。さらに、モータ１の製造時には、軸受ホルダ２３に対して取付板２１を任意の高さに位置決めして、固定することができる。

本実施形態では、ホルダ凸部４１の径方向外側の面だけではなく、ホルダ凹部４２の径方向外側の面にも、粗面部２３０が形成されている。ただし、ホルダ凹部４２の径方向外側の面は、圧入時に取付板２１に接触しないため、粗面部２３０を構成する凸部が潰されない。したがって、ホルダ凹部４２の粗面部２３０の面粗度は、ホルダ凸部４１の接触領域４１０よりも軸方向下側に位置する粗面部２３０の面粗度と、略同一となる。このようにすれば、接触領域４１０の面粗度を高くする際に、取付板２１と接触しないホルダ凹部４２の面粗度が高くなることを抑制する工程を導入する必要がない。したがって、軸受ホルダ２３を、より容易かつ安価に加工できる。

なお、取付板２１に対する軸受ホルダ２３の圧入の向きは、本実施形態とは反対の向きであってもよい。例えば、取付板２１のバーリング部２１１の内側に、軸受ホルダ２３を上側から圧入してもよい。その場合、接触領域４１０の軸方向上側に位置する粗面部２３０の面粗度は、接触領域４１０の軸方向下側に位置する粗面部２３０の面粗度よりも、大きくなる。また、ホルダ凹部４２の粗面部２３０の面粗度は、ホルダ凸部４１の接触領域４１０よりも軸方向上側に位置する粗面部２３０の面粗度と、略同一となる。

粗面部２３０の面粗度は、例えば、少なくとも一部の領域において、Ｒａ≧６０μｍとすればよい。ここで、Ｒａは、JIS B 0601:2013（対応国際規格：ISO 4287:1997）において定義された「算術平均粗さ」である。また、Ｒａの計算に使用する「基準長さ」は、接触領域４１０における軸方向長さ４mmとする。本実施形態では、軸受ホルダ２３および取付板２１のうち、軸受ホルダ２３側に粗面部２３０が設けられている。したがって、軸受ホルダ２３の表面に設けられた粗面部２３０の面粗度が、取付板２１の表面の面粗度よりも、大きくなる。この構成によって、取付板２１に特別な加工処理を施すことなく、軸受ホルダ２３と取付板２１との固定強度を、向上させることができる。ただし、取付板２１に対してブラスト加工を行うことによって、バーリング部２１１の内周面付近に、粗面部２３０を形成してもよい。

一般に、圧入による固定強度を高めるためには、圧入の締め代を大きくすることが考えられる。しかしながら、締め代を大きくし過ぎると、軸受ホルダ２３から軸受部２４に加わる圧力が大きくなる。その結果、軸受部２４に歪みが生じる。これに対し、上記のように、取付板２１の表面または軸受ホルダ２３の表面に粗面部２３０を設ければ、締め代を大きくし過ぎることなく、取付板２１と軸受ホルダ２３との固定強度を高めることができる。すなわち、軸受部２４の歪みを防止することと、取付板２１および軸受ホルダ２３の固定強度を高めることとを、両立できる。

本実施形態では、軸受ホルダ２３の表面全体が粗面部２３０となっている。このため、軸受ホルダ２３と取付板２１との固定強度だけではなく、軸受ホルダ２３と軸受部２４との固定強度、および軸受ホルダ２３とステータコア２６との固定強度も、向上する。ただし、軸受ホルダ２３の接触領域４１０付近のみに粗面部２３０を形成して、軸受ホルダ２３と取付板２１と固定強度のみを向上させてもよい。上述した圧入の締め代を大きくする方法では、軸受ホルダ２３と取付板２１と固定強度を向上させようとすると、軸受ホルダ２３と軸受部２４との固定強度や、軸受ホルダ２３とステータコア２６との固定強度にも影響が出る。しかしながら、粗面部２３０の摩擦力を利用すれば、他の箇所の固定強度に影響を与えることなく、軸受ホルダ２３と取付板２１と固定強度のみを向上させることができる。

＜３．取付板、軸受ホルダ、および軸受部の固定構造について＞
続いて、取付板２１、軸受ホルダ２３、および軸受部２４の、より詳細な固定構造について、説明する。図４は、バーリング部２１１の付近におけるモータ１の部分横断面図である。図４では、固定構造の理解を容易とするために、バーリング部２１１、軸受ホルダ２３、および第２軸受２４２が、同一平面内に描かれている。

図４に示すように、取付板２１のバーリング部２１１は、複数のかしめ部２１５を有する。各かしめ部２１５は、バーリング部２１１の他の部位より、径方向外側へ倒されている。また、各かしめ部２１５の下面は、回路基板２２の上面または端縁部に、接触している。これにより、取付板２１の内側板状部２１２と、かしめ部２１５との間に、回路基板２２が挟まれて固定されている。

すなわち、このモータ１では、取付板２１自体に設けられたかしめ部２１５を利用して、取付板２１と回路基板２２とが、固定されている。このようにすれば、モータ１の部品点数を低減できる。また、ねじ止め等の作業を行う場合より、取付板２１と回路基板２２とを固定する工程を、短縮できる。また、バーリング部２１１およびかしめ部２１５は、取付板２１の第１挿入孔２１０の縁に、設けられている。このため、回路基板２２上の電子部品の実装面積が、制限されにくい。

図４に示すように、かしめ部２１５の径方向内側の面は、バーリング部２１１の内周面の他の部分より、径方向内側へ突出している。しかしながら、複数のかしめ部２１５は、複数のホルダ凹部４２の径方向外側に、それぞれ配置されている。このため、かしめ部２１５の径方向内側の面と、ホルダ凹部４２との間には、径方向の隙間が存在する。これにより、かしめ部２１５と軸受ホルダ２３との接触が、抑制されている。その結果、軸受ホルダ２３の変形およびそれに伴う軸受部２４の歪みが、抑制されている。

図５は、かしめ部２１５の付近におけるモータ１の部分縦断面図である。図５には、かしめ前のバーリング部２１１と、かしめ時に取付板２１を支持する治具６０とが、二点鎖線で示されている。図１、図２、および図５に示すように、軸受ホルダ２３のフランジ部５０には、複数の第１切り欠き部５１が設けられている。各第１切り欠き部５１は、フランジ部５０を軸方向に貫通する。第１切り欠き部５１は、ホルダ凹部４２の下端部の径方向外側に、位置する。したがって、図５のように、第１切り欠き部５１は、かしめ部２１５の下方に位置する。

バーリング部２１１をかしめるときには、まず、第１切り欠き部５１に治具６０を挿入する。そして、治具６０の上面を、取付板２１の内側板状部２１２の下面に接触させる。これにより、取付板２１が支持される。次に、図５中の白抜き矢印のように、バーリング部２１１に対して、上方から圧力を加える。その結果、バーリング部２１１が部分的に径方向外側へ倒されて、かしめ部２１５が形成される。

図５に二点鎖線で示したように、本実施形態のバーリング部２１１は、テーパ面２１６を有する。テーパ面２１６は、バーリング部２１１の上端部と内周面との間に、設けられている。また、テーパ面２１６は、軸方向および径方向に対して、斜めに広がっている。かしめ部２１５を形成するときには、テーパ面２１６に対して荷重が与えられる。これにより、バーリング部２１１が、容易に径方向外側へ倒される。また、かしめ部２１５の径方向内側への膨らみも、抑制される。したがって、かしめ部２１５と軸受ホルダ２３との接触が、より抑制される。

また、図４に示すように、本実施形態の回路基板２２には、２つの第２切り欠き部２２１が設けられている。第２切り欠き部２２１は、複数のかしめ部２１５の間において、回路基板２２を軸方向に貫通している。取付板２１に軸受ホルダ２３を圧入するときには、第２切り欠き部２２１に治具を挿入する。そして、当該治具で取付板２１の上面を支持しつつ、軸受ホルダ２３を圧入する。

図６は、ホルダ凸部４１の付近におけるモータ１の部分横断面図である。図６では、固定構造の理解を容易とするために、バーリング部２１１、軸受ホルダ２３、および第２軸受２４２が、同一平面内に描かれている。

図６に示すように、ホルダ凸部４１は、さらに径方向外側へ向けて突出した二次凸部４１１を有する。二次凸部４１１の径方向外側の面は、ホルダ凸部４１の他の部分の径方向外側の面より、径方向外側へ突出している。そして、二次凸部４１１の径方向外側の面が、バーリング部２１１の内周面に、接触している。これにより、ホルダ凸部４１とバーリング部２１１との接触部が、狭小化されている。

このように、本実施形態では、ホルダ凸部４１のうち、二次凸部４１１のみが、バーリング部２１１に接触する。したがって、当該接触によりホルダ凸部４１に生じる変位は、二次凸部４１１の付近に集中する。ホルダ凸部４１の変位が二次凸部４１１の付近に集中すれば、ホルダ凹部４２へ伝わる応力が、抑制される。その結果、ホルダ凹部４２の変形およびそれに伴う軸受部２４の歪みが、抑制される。

二次凸部４１１は、ホルダ凸部４１の周方向の中央に位置していることが、好ましい。そのようにすれば、ホルダ凸部４１の変位が，周方向の中央付近に集中する。したがって、ホルダ凹部４２へ伝わる応力が、より抑制される。

＜４．ステータコア、軸受ホルダ、および軸受部の固定構造について＞
続いて、ステータコア２６、軸受ホルダ２３、および軸受部２４のより詳細な固定構造について、説明する。図７は、コアバック２６１の付近におけるモータ１の部分横断面図である。図７では、固定構造の理解を容易とするために、軸受ホルダ２３とコアバック２６１との接触部と、軸受ホルダ２３と第１軸受２４１との接触部とが、同一平面内に描かれている。

図７のように、コアバック２６１の内周面のうち、ホルダ凸部４１に対して非接触となる部分の中心角をθ１とする。また、第１軸受２４１の外周面のうち、ホルダ凹部４２に対して接触する部分の中心角をθ２とする。このモータ１では、中心角θ１の大きさが、中心角θ２の大きさ以上となっている。このため、ホルダ凸部４１とコアバック２６１との接触部と、ホルダ凹部４２と第１軸受２４１との接触部とが、径方向に重なっていない。すなわち、ホルダ凸部４１とコアバック２６１との接触部の周方向位置と、ホルダ凹部４２と第１軸受２４１との接触部の周方向位置とが、重なっていない。

このような構造においては、ホルダ凸部４１とコアバック２６１との接触部から、ホルダ凹部４２と第１軸受２４１との接触部へ、応力が伝わりにくい。したがって、圧入によって、ホルダ凸部４１が径方向内側へ押されたとしても、ホルダ凹部４２の内径変形およびそれに伴う軸受部２４の歪みは、生じにくい。

特に、本実施形態のステータコア２６は、複数の圧入凸部２６３を有する。各圧入凸部２６３は、コアバック２６１の内周面から、径方向内側へ向けて突出している。また、複数の圧入凸部２６３は、周方向に略等間隔に配列されている。各圧入凸部２６３の径方向内側の面の周方向の幅は、ホルダ凸部４１の径方向外側の面の周方向の幅より、小さい。そして、コアバック２６１の内周面のうち、圧入凸部２６３の径方向内側の面のみが、ホルダ凸部４１に接触している。

これにより、ステータコア２６とホルダ凸部４１との接触部の周方向の幅が、制限されている。圧入荷重によるホルダ凸部４１の径方向内側への変位は、当該接触部付近に集中する。その結果、ホルダ凹部４２へ伝わる応力が、より抑制される。したがって、ホルダ凹部４２の変形およびそれに伴う軸受部２４の歪みが、より抑制される。

また、本実施形態のステータコア２６は、複数の圧入凸部２６３とは別に、位置決め凸部２６４を有する。位置決め凸部２６４は、コアバック２６１の内周面から、径方向内側へ向けて突出している。また、位置決め凸部２６４は、複数の圧入凸部２６３より、径方向内側へ突出している。したがって、位置決め凸部２６４の径方向内側の端部は、ホルダ凸部４１の外周面より、径方向内側に位置している。また、位置決め凸部２６４は、隣り合う一対のホルダ凸部４１の間に、配置されている。すなわち、位置決め凸部２６４は、ホルダ凹部４２の径方向外側に設けられた溝に、嵌っている。これにより、ステータコア２６に対して、軸受ホルダ２３が、周方向に位置決めされている。

位置決め凸部２６４の周方向の幅は、ホルダ凹部４２の周方向の幅より小さい。一方、図７に示すように、ステータコア２６の内周面に設けられた他の凸部の周方向の幅は、ホルダ凹部４２の周方向の幅より大きい。したがって、ステータコア２６の内周面に設けられた複数の凸部のうち、位置決め凸部２６４のみが、ホルダ凹部４２に嵌合可能となっている。このようにすれば、ステータコア２６に軸受ホルダ２３を圧入するときの位置決め作業が、容易となる。

図８は、第１軸受２４１の付近におけるモータ１の部分縦断面図である。図８に示すように、本実施形態では、ホルダ凸部４１とコアバック２６１との接触部の軸方向の位置と、ホルダ凹部４２と第１軸受２４１との接触部の軸方向の位置とが、相違している。このため、ホルダ凸部４１とコアバック２６１との接触部から、ホルダ凹部４２と第１軸受２４１との接触部へ、より応力が伝わりにくい。したがって、ホルダ凹部４２の内径変形およびそれに伴う軸受部２４の歪みが、より抑制される。

＜５．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、一変形例に係るモータ１Ａの縦断面図である。図９の例では、第１軸受２４１Ａの上端が、軸受ホルダ２３Ａの上端よりも、軸方向上側に位置する。このようにすれば、軸受ホルダ２３Ａの軸方向の長さを長くすることなく、第１軸受２４１Ａと第２軸受２４２Ａとの軸方向の間隔を長くとることができる。したがって、軸受部２４Ａに支持されるシャフト３１Ａを、中心軸９Ａに沿ってより精度よく配置することができる。

また、図９の例では、ロータホルダ３２Ａの内側円筒部３２０Ａの下端部が、ステータコア２６Ａの上面よりも、軸方向下側に位置する。このようにすれば、シャフト３１Ａおよび内側円筒部３２０Ａの上端部を、天板部３２１Ａの上面よりも上側へ突出させることなく、内側円筒部３２０Ａの軸方向の長さを長くすることができる。したがって、シャフト３１Ａに対するロータホルダ３２Ａの固定強度を、より向上させることができる。

図１０は、一変形例に係る軸受ホルダ２３Ｂの縦断面図である。図１０の軸受ホルダ２３Ｂは、筒状部４０Ｂの下端部から径方向外側へ広がるフランジ部５０Ｂを有する。このため、筒状部４０Ｂの剛性が、フランジ部５０Ｂによって高められている。ただし、図１０の軸受ホルダ２３Ｂは、ホルダ凸部４１Ｂを径方向に貫通する貫通孔４１２Ｂを有する。これにより、貫通孔４１２Ｂより上側におけるホルダ凸部４１Ｂの可撓性が、向上されている。

貫通孔４１２Ｂは、フランジ部５０Ｂより上側に位置している。また、取付板およびステータコアに軸受ホルダ２３Ｂが圧入された状態において、貫通孔４１２Ｂは、バーリング部およびコアバックより下側に位置する。このため、バーリング部およびコアバックとの接触部において、ホルダ凸部４１Ｂは、径方向内側に撓みやすい。したがって、ホルダ凹部４２Ｂへ伝わる応力が、より抑制される。

図１１は、他の変形例に係る軸受ホルダ２３Ｃの上面図である。図１１の軸受ホルダ２３Ｃは、筒状部４０Ｃの下端部から径方向外側へ広がるフランジ部５０Ｃを有する。このため、筒状部４０Ｃの剛性が、フランジ部５０Ｃによって高められている。ただし、図１１の軸受ホルダ２３Ｃは、フランジ部５０Ｃを軸方向に貫通する貫通孔５２Ｃを有する。貫通孔５２Ｃの周方向位置と、ホルダ凸部の周方向位置とは、重なっている。これにより、ホルダ凸部４１Ｃの可撓性が、向上されている。

ホルダ凸部４１Ｃの可撓性が向上すれば、バーリング部およびコアバックとの接触部において、ホルダ凸部４１Ｃが、径方向内側に撓みやすい。したがって、ホルダ凹部へ伝わる応力が、より抑制される。

なお、貫通孔に代えて、フランジ部に切り欠きが設けられていてもよい。ただし、ホルダ凸部の可撓性をより向上させるためには、貫通孔および切り欠きのいずれの場合においても、フランジ部の最内周部が、軸方向に貫通されていることが、好ましい。すなわち、貫通孔または切り欠きの径方向内側のエッジ面が、ホルダ凸部の径方向外側の面の下方に位置していることが、好ましい。

図１２および図１３は、他の変形例に係るモータの部分縦断面図である。図１２および図１３の例では、軸受部２４Ｄが、第１軸受２４１Ｄと、第１軸受２４１Ｄより外径の大きい第２軸受２４２Ｄとで、構成されている。また、軸受ホルダ２３Ｄは、小径部２３１Ｄと、小径部２３１Ｄより径の大きい大径部２３２Ｄと、を有している。第１軸受２４１Ｄは、小径部２３１Ｄに保持されている。第２軸受２４２Ｄは、大径部２３２Ｄに保持されている。このように、上下の軸受の外径を相違させれば、軸受部の上部付近および下部付近のそれぞれに要求される支持力に、対応できる。

また、図１２および図１３の軸受ホルダ２３Ｄは、小径部２３１Ｄと大径部２３２Ｄとの間に、環状の円板部２３３Ｄを有している。円板部２３３Ｄは、小径部２３１Ｄの大径部２３２Ｄ側の端部と、大径部２３２Ｄの小径部２３１Ｄ側の端部とを、繋いでいる。特に、図１３の例では、取付板２１Ｄの下面と、円板部２３３Ｄの上面とが、接触している。このようにすれば、取付板２１Ｄを、軸方向に容易に位置決めできる。

なお、図１２および図１３の例では、第２軸受２４２Ｄおよび大径部２３２Ｄが、第１軸受２４１Ｄおよび小径部２３１Ｄより、下側に位置している。ただし、第２軸受２４２Ｄおよび大径部２３２Ｄが、第１軸受２４１Ｄおよび小径部２３１Ｄより、上側に位置していてもよい。

図１４は、他の変形例に係るモータの部分横断面図である。図１４の例では、ホルダ凸部４１Ｅの周方向中央部４１３Ｅの曲率と、ホルダ凸部４１Ｅの周方向両端部４１４Ｅの曲率とが、相違する。具体的には、周方向中央部４１３Ｅの曲率中心９０Ｅが、中心軸９Ｅから外れた位置に、配置されている。その結果、ホルダ凸部４１Ｅの周方向中央部４１３Ｅの曲率半径が、周方向中央部４１３Ｅと中心軸９Ｅとの距離より、大きくなっている。このようにすれば、ホルダ凸部４１Ｅの周方向中央部４１３Ｅの可撓性が、さらに向上する。したがって、ホルダ凹部４２Ｅへ伝わる応力が、より抑制される。

図１５は、他の変形例に係るモータの部分横断面図である。図１５の例では、ホルダ凸部４１Ｆの周方向中央部４１３Ｆの径方向の厚みが、ホルダ凸部４１Ｆの周方向両端部４１４Ｆの径方向の厚みより、薄くなっている。このようにすれば、ホルダ凸部４１Ｆの周方向中央部４１３Ｆの可撓性が、さらに向上する。したがって、ホルダ凹部４２Ｆへ伝わる応力が、より抑制される。

回路基板は、取付板の上面側および下面側の、いずれに配置されていてもよい。例えば、図１６のように、取付板２１Ｇの下面側に、回路基板２２Ｇが配置されていてもよい。図１６の例では、取付板２１Ｇの第１挿入孔２１０Ｇの縁から、下方へ向けて、バーリング部２１１Ｇが突出している。そして、回路基板２２Ｇの下面側に、かしめ部２１５Ｇが形成されている。

また、軸受ホルダに設けられる凹凸の数は、上記の実施形態と相違していてもよい。例えば、図１７のように、軸受ホルダ２３Ｈが、６つのホルダ凸部４１Ｈと、６つのホルダ凹部４２Ｈとを、有していてもよい。また、図１７のように、ホルダ凸部４１Ｈが、二次凸部を有していなくてもよい。ホルダ凸部の径方向外側の面は、その一部分または全体が、外囲部材に接触していればよい。また、ホルダ凹部の径方向内側の面は、その一部分または全体が、軸受部に接触していればよい。

また、ホルダ凸部およびホルダ凹部の各寸法は、本願の各図と相違していてもよい。ただし、ホルダ凸部の可撓性を向上させるためには、ホルダ凸部の周方向の幅を、なるべく広くすることが好ましい。例えば、ホルダ凸部の周方向の幅を、ホルダ凹部の周方向の幅より、大きくすることが好ましい。

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。

本発明は、モータに利用できる。

１，１Ａ モータ
９，９Ａ，９Ｅ 中心軸
２ 静止部
３ 回転部
２１，２１Ｄ，２１Ｇ 取付板
２２，２２Ｇ 回路基板
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｈ 軸受ホルダ
２４，２４Ａ，２４Ｄ 軸受部
２５ スペーサ
２６，２６Ａ ステータコア
２７ コイル
３１，３１Ａ シャフト
３２，３２Ａ ロータホルダ
３３ マグネット
４０，４０Ｂ，４０Ｃ 筒状部
４１，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｅ，４１Ｆ，４１Ｈ ホルダ凸部
４２，４２Ｂ，４２Ｅ，４２Ｆ，４２Ｈ ホルダ凹部
４３ 傾斜部
４４ 挿入部
５０，５０Ｂ，５０Ｃ フランジ部
５１ 第１切り欠き部
５２Ｃ 貫通孔
２１０，２１０Ｇ 第１挿入孔
２１１，２１１Ｇ バーリング部
２１２ 内側板状部
２１３ 段差部
２１４ 外側板状部
２１５，２１５Ｇ かしめ部
２１６ テーパ面
２２１ 第２切り欠き部
２３０ 粗面部
２３１Ｄ 小径部
２３２Ｄ 大径部
２３３Ｄ 円板部
２４１，２４１Ａ，２４１Ｄ 第１軸受
２４２，２４２Ａ，２４２Ｄ 第２軸受
２６０ 第２挿入孔
２６１ コアバック
２６２ ティース
２６３ 圧入凸部
２６４ 位置決め凸部
３２０，３２０Ａ 内側円筒部
３２１，３２１Ａ 天板部
３２２ 外側円筒部
４１０ 接触領域
２３０ 粗面部
４１１ 二次凸部
４１２Ｂ 貫通孔

Claims (10)

1. 上下に延びる中心軸の周囲において、軸方向に略円筒状に延びる軸受ホルダと、
   前記軸受ホルダの径方向内側に固定された軸受部と、
   前記軸受ホルダの径方向外側に固定され、前記中心軸に対して直交する方向に広がる取付板と、
   前記取付板の上面または下面に配置された回路基板と、
   前記取付板より上方において、前記軸受ホルダの径方向外側に固定されたステータコアと、
   前記ステータコアに取り付けられたコイルと、
   前記軸受部により回転可能に支持されるシャフトと、
   前記シャフトとともに回転するマグネットと、
   を有し、
   前記取付板は、
   前記中心軸と同軸に設けられた円孔を有する板状部と、
   前記円孔の縁から軸方向に突出するバーリング部と、
   を有し、
   前記軸受ホルダの外周面は、前記バーリング部に接触する接触領域を有し、
   前記軸受ホルダの外周面または前記取付板の表面は、前記接触領域の付近に、前記接触領域の広さよりも細かいピッチで凹凸を繰り返す粗面部を有するモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記軸受ホルダの外周面が、前記粗面部を含むモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   前記軸受ホルダの外周面のうち、前記粗面部の面粗度が、前記取付板の表面の面粗度よりも、大きいモータ。
4. 請求項３に記載のモータにおいて、
   前記軸受ホルダは、
   径方向外側の面が少なくとも部分的に前記バーリング部に接触する複数のホルダ凸部と、
   前記ホルダ凸部より径方向内側に位置し、径方向内側の面が少なくとも部分的に前記軸受部に接触する複数のホルダ凹部と、
   を有し、
   少なくとも前記ホルダ凸部の径方向外側の面が、前記粗面部を含むモータ。
5. 請求項４に記載のモータにおいて、
   前記ホルダ凸部の径方向外側の面および前記ホルダ凹部の径方向外側の面が、前記粗面部を含み、
   前記ホルダ凹部の前記粗面部の面粗度と、前記ホルダ凸部の前記接触領域よりも軸方向上側または軸方向下側に位置する前記粗面部の面粗度とが、略同一であるモータ。
6. 請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記接触領域よりも軸方向上側に位置する前記粗面部の面粗度と、前記接触領域よりも軸方向下側に位置する前記粗面部の面粗度とが、互いに異なるモータ。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記粗面部の少なくとも一部分の面粗度は、Ｒａ≧６０μｍであるモータ。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記軸受部は、
   第１軸受と、
   前記第１軸受よりも軸方向下側に位置する第２軸受と、
   を有し、
   前記第１軸受の上端は、前記軸受ホルダの上端よりも、軸方向上側に位置するモータ。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記シャフトに固定されるとともに前記マグネットを保持するロータホルダをさらに有し、
   前記ロータホルダは、前記シャフトの外周面に固定される内側円筒部を有し、
   前記内側円筒部の下端部は、前記ステータコアの上面よりも、軸方向下側に位置するモータ。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のモータにおいて、
    前記粗面部は、ブラスト加工により形成されるモータ。

Images