JP2016174528A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータのカバー部材と取付板との締結構造を簡素化したモータを提供する。【解決手段】モータ１は、軸受１１３と、軸受により上下方向を向く中心軸を中心に回転可能に支持されるシャフト２１と、軸受を内側に保持するブッシュ３１と、ブッシュの外周面に固定されたステータ３２と、シャフトの上部に固定された有蓋略円筒状のロータホルダ２２１と、ロータホルダの円筒部２２２の内周面に固定され、ステータの径方向外側に位置するロータマグネット２３とを備える。取付板１３は、ブッシュの下端から径方向外方へと広がる板状であり、取付対象への取り付けに用いられる取付部、を有する。また、カバー部材１２は、ロータホルダを覆う有蓋略円筒状であり、筒部の下端部１２１ａが取付板に固定される。【選択図】図１

Description

本発明は、電動式のモータに関する。

従来より、空気清浄機や換気扇等の家電製品では、駆動源としてインナロータ型のモータが用いられている。家電製品に搭載されるモータは、簡易な防塵構造が必要となる。モータ内への塵等の進入を防止するために、例えば、ＡＣ（Alternating Current）モータでは、モータ全体が樹脂モールドされ、ＤＣ（Direct Current）モータでは、モータを覆うカバー部材が取り付けられる。

特開２０１０−０９８８１５号公報には、車載用のファンモータであるアウタロータ型のＤＣブラシレスモータが開示される。このモータは、ロータと、ステータと、モータ軸と、軸受部と、カップ状のブラケットと、取付ベースと、を備える。ロータは、カップ状のロータヨークと、ロータマグネットと、を備える。ブラケットに形成された中空円筒部の内側には、軸受部が取り付けられ、軸受部によりモータ軸が軸支される。モータ軸にはロータヨークが固定され、ロータヨークの内周面にロータマグネットが接着される。また、中空円筒部の外周面には、ステータが固定される。ステータは、ロータマグネットの内側に位置する。ブラケットおよび取付ベースは、ねじ固定により一体に組み付けられる。ブラケットおよび取付ベースにより形成される閉塞空間内にモータの他の部材が収納される。
特開２０１０−０９８８１５号公報

ところで、インナロータ型のモータでは、イナーシャが小さいため、外部からの影響により回転が不安定となりやすい。また、うねり音が発生しやすい。そこで、近年、高効率かつ高出力のアウタロータ型のモータを家電製品に利用することが提案されている。特開２０１０−０９８８１５号公報に示されるモータでは、ブラケットが、軸受部やステータを支持することから、振動や落下衝撃に耐えるように、ブラケットを取付ベースに強固に固定する必要がある。その結果、ブラケットと取付ベースとの締結構造の設計が煩雑となってしまう。

本発明は、モータのカバー部材と取付板との締結構造を簡素化することを目的としている。

本発明の例示的な一の側面に係るモータは、軸受と、前記軸受により上下方向を向く中心軸を中心に回転可能に支持されるシャフトと、前記軸受を内側に保持するブッシュと、前記ブッシュの外周面に固定されたステータと、前記シャフトの上部に固定された有蓋略円筒状のロータホルダと、前記ロータホルダの円筒部の内周面に固定され、前記ステータの径方向外側に位置するロータマグネットと、前記ブッシュの下端から径方向外方へと広がる板状であり、取付対象への取り付けに用いられる取付部、を有する取付板と、前記ロータホルダを覆う有蓋略円筒状であり、筒部の下端部が前記取付板に固定されるカバー部材と、を備える。

本発明によれば、モータのカバー部材と取付板との締結構造を簡素化することができる。

図１は、第１の実施形態に係るモータを示す断面図である。 図２は、モータの分解斜視図である。 図３は、モータの斜視図である。 図４は、カバー部材のフック部および取付板を示す図である。 図５は、カバー部材のフック部および取付板を示す図である。 図６は、第２の実施形態に係るモータの正面図である。 図７は、モータの分解斜視図である。 図８は、他の例に係るモータの一部を示す斜視図である。

本明細書では、モータの中心軸方向における図１の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。

（第１の実施形態） 図１は、本発明の例示的な第１の実施形態に係るモータ１の断面図である。モータ１は、アウタロータ型であり、空気清浄機や換気扇等の家電製品の駆動源として用いられる。モータ１は、モータ部１１と、カバー部材１２と、取付板１３と、を備える。モータ部１１は、回転部１１１と、静止部１１２と、玉軸受である２つの軸受部材１１３と、を備える。回転部１１１は、静止部１１２に対して上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心に回転する。

回転部１１１は、シャフト２１と、ロータホルダ２２と、ロータマグネット２３と、を備える。図１では、シャフト２１の出力側の端部が下方を向く。ロータホルダ２２は、有蓋略円筒状であり、薄板をプレス加工することにより形成される。ロータホルダ２２の蓋部２２１の中央に設けられた孔部には、シャフト２１の上部が固定される。ロータマグネット２３は、ロータホルダ２２の円筒部２２２の内周面に固定される。ロータマグネット２３は、円筒状であってもよく、複数のマグネットが周方向に配列されたものであってもよい。

静止部１１２は、ブッシュ３１と、ステータ３２と、回路基板３３と、を備える。ブッシュ３１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。ブッシュ３１の内周面の上部および下部には、軸受部材１１３が挿入される。軸受部材１１３の内側には、シャフト２１が圧入される。モータ部１１では、シャフト２１が、ブッシュ３１の内側に保持された２つの軸受部材１１３により中心軸Ｊ１を中心に回転可能に支持される。ステータ３２は、ステータコア３２１と、コイル３２２と、を備える。ステータコア３２１は、中心軸Ｊ１を中心とする環状であり、複数の薄板の磁性鋼板を上下方向に積層して形成される。ステータコア３２１の径方向内側の部位は、ブッシュ３１の外周面に固定される。ステータコア３２１は、ブッシュ３１に間接的に固定されてもよい。コイル３２２は、導線がステータコア３２１に巻回されることにより形成される。ステータ３２の径方向外側には、ロータマグネット２３が位置し、ステータ３２とロータマグネット２３との間にてトルクが発生する。

カバー部材１２は有蓋略円筒状であり、ロータホルダ２２を覆う。カバー部材１２は、樹脂にて成型される。取付板１３は、ブッシュ３１の下端から径方向外方へと広がる円板状であり、家電製品等の機器内において取付対象に取り付けられる。取付板１３は、金属にて形成される。モータ１では、カバー部材１２の円筒部１２１の下端部１２１ａが、取付板１３に固定されることにより、モータ１内部に塵等が進入することが防止される。

図２は、モータ１の分解斜視図である。カバー部材１２では、円筒部１２１の下端部１２１ａが、径方向外方へと広がるフランジ部４を備える。フランジ部４には、上方に向かって窪む３つの凹部４１が設けられる。３つの凹部４１は周方向に等間隔に設けられる。凹部４１の底部４１１には、下方に向かって突出するフック部４２が設けられる。

円筒部１２１には、上方に向かって窪む切欠状の部位４３（以下、「切欠部４３」という。）が設けられる。軸方向において、切欠部４３は、回路基板３３の径方向外方に突出する部位３３１（以下、「基板突出部３３１」という。）と重なる。カバー部材１２がモータ部１１に取り付けられた状態において、基板突出部３３１は切欠部４３から径方向外方に突出する。基板突出部３３１には、外部電源に接続される図示省略のコネクタが設けられる。なお、実際には、切欠部４３および基板突出部３３１は、図示省略のキャップにて覆われる。

取付板１３は、段部５と、３つの取付孔１３１と、３つのブッシュ固定孔１３２と、を備える。段部５は、取付板１３の外縁部１３ａにて、上方に向かって台状に突出する。段部５の略中央には、開口５１が設けられる。３つの取付孔１３１は、径方向外方に突出する３つの部位１３３に設けられ、周方向に配列される。取付板１３は、取付孔１３１および機器の取付対象に設けられたねじ孔にねじが挿入されることにより、取付対象に取り付けられる。このように、取付孔１３１は、取付対象への取り付けに用いられる取付部としての役割を果たす。取付板１３の中央部１３４は、上方に向かって段状に突出する、すなわち、中央部１３４の下面１３４ａは上方に向かって窪む部位の底面である。ブッシュ固定孔１３２は、中央部１３４に設けられる。以下の説明では、中央部１３４の周囲の部位を「周辺部１３５」という。

モータ１が組み立てられる際には、まず、モータ部１１が組み立てられる。次に、シャフト２１が取付板１３の中央部１３４の孔に通され、中心軸Ｊ１方向においてブッシュ３１の下端に設けられたねじ孔３１１とブッシュ固定孔１３２とが重ねられる。ねじ孔３１１およびブッシュ固定孔１３２にねじ１４が挿入されることにより、中央部１３４において取付板１３とブッシュ３１とが固定される。既述のように、中央部１３４の下面１３４ａが上方に向かって窪むことから、図１に示すように、ねじ１４の頭部が、周辺部１３５の下面１３５ａより下方に突出することが防止される。

取付板１３とブッシュ３１とが固定されると、図３に示すように、段部５が凹部４１に嵌り合うようにして、カバー部材１２と取付板１３とが固定される。段部５と凹部４１とは周方向および軸方向において当接する。段部５の凹部４１への嵌合途上において、図４に示すように、フック部４２では、先端部４２１の径方向外方に突出する部位４２１ａが、開口５１の上端のエッジ５１１に接触することにより、フック部４２の弾性変形により先端部４２１が径方向内方に向かって移動する。図５に示すように、先端部４２１が開口５１の下側に移動すると、フック部４２が元の形状に戻り、部位４２１ａが、開口５１の下端のエッジ５１２および段部５の下面５１ａに係合する。すなわち、先端部４１２の上面が下面５１ａに当接または近接する。以下、法線が下方を向く面である段部５の下面５１ａ、周辺部１３５の下面１３５ａおよび図２の中央部１３４の下面１３４ａをまとめ取付板１３の「下面」という。

以上のように、モータ１では、フック部４２が弾性変形を利用して取付板１３の下面に係合することにより、カバー部材１２と取付板１３とが容易に固定される。フック部４２では、先端部４２１の下端の位置が、周辺部１３５の下面１３５ａ、すなわち、段部５の周囲の部位の下面と同じ高さに位置する。これにより、フック部４２が機器におけるモータ１の取付対象と干渉することを防止することができる。先端部４２１の下端は、周辺部１３５の下面１３５ａよりも上方に位置してもよい。

図３に示すように、モータ１では、円筒部１２１のフランジ部４と取付板１３の外縁部１３ａとの間の境界６が、中心軸Ｊ１を中心とするほぼ全周に亘って存在する。ただし、図２の切欠部４３が設けられる位置を除く。境界６において、フランジ部４と取付板１３とが互いに沿う形状である。すなわち、フランジ部４と取付板１３とが全周に亘って当接または近接し、フランジ部４の起伏が、取付板１３の外縁部１３ａの起伏と一致する。これにより、境界６に隙間はほとんど生じない。その結果、境界６からの塵等の進入を防止または抑制することができる。

以上、第１の実施形態に係るモータ１の構造について説明したが、モータ１では、カバー部材１２が静止部１１２等の他の部品を支持しないことから、モータ部１１の振動や外部からの衝撃によりカバー部材１２に大きな力は加わらない。また、カバー部材１２には、機器に取り付けられる取付部が設けられないため、高い強度も
必要とされない。このため、カバー部材１２と取付板１３とを強固に固定する必要がなく、カバー部材１２と取付板１３との間の締結構造を簡素化することができる。カバー部材１２の設計も容易となる。

特に、このような締結構造として弾性変形を利用してフック部４２が取付板１３の下面に係合するスナップフィット構造が利用されることにより、カバー部材１２と取付板１３とを容易に固定することができる。また、カバー部材１２と取付板１３とを締結する専用の設備が不要となる。その結果、モータ１の製造コストを低減することができる。カバー部材１２と取付板１３とが分解可能であり、モータ１のメンテナンスが容易となる。カバー部材１２と取付板１３とがねじ固定される場合に比べて、部品点数を削減することができる。モータ１では、カバー部材１２を薄くすることができるため、モータ１の軽量化を図ることができる。

取付板１３では、フック部４２が係合する部位を段部５とすることにより、固定箇所の強度を向上することができる。カバー部材１２では、フック部４２の周囲にて段部５に嵌り合う凹部４１が設けられる。これにより、カバー部材１２と取付板１３とを固定する際に、カバー部材１２を回転させる力がカバー部材１２に作用しても、カバー部材１２が取付板１３に対して周方向にずれることが防止される。その結果、フック部４２に対して周方向に力が加わることが防止され、フック部４２の損傷が防止される。なお、フック部４２に力が加わらない範囲内で、段部５と凹部４１との間に周方向の隙間が存在してもよい。

（第２の実施形態） 図６は、第２の実施形態に係るモータ１ａの正面図である。モータ１ａは、金属にて形成されたカバー部材１２ａを備える。図７は、モータ１ａの分解斜視図である。カバー部材１２ａでは、円筒部１２１の下端部１２１ａが、径方向外方へと広がるフランジ部４ａを備える。フランジ部４ａには、複数の切欠状の部位（以下、「フランジ切欠部４４」という。）が設けられる。フランジ切欠部４４は、周方向に等間隔に設けられる。取付板１３は、外縁部１３ａに上方に向かって延びる複数の突起部５２を備える。実際には、モータ１ａが組み立てられた状態において、突起部５２は、図６に示すように、径方向内側に向かって折り曲げられる。図６では、突起部５２の折り曲げ前の状態を二点鎖線にて示している。モータ１ａの他の構造は、第１の実施形態に係るモータ１と同様である。以下、同様の構成には、同符号を付して説明する。

モータ１ａが組み立てられる際には、図７に示すように、モータ部１１のブッシュ３１と、取付板１３とがねじ１４により固定される。次に、カバー部材１２ａがモータ部１１を覆いつつフランジ部４ａと取付板１３の外縁部１３ａとが中心軸Ｊ１方向に当接する。このとき、図６に示すように、取付板１３の突起部５２は、フランジ切欠部４４を介してフランジ部４ａの上側に位置する。突起部５２は、フランジ部４ａの上面４５上へと折り曲げられ、すなわち、塑性変形され、上面４５に接触する。

モータ１ａでは、カバー部材１２ａと取付板１３との締結構造として突起部５２およびフランジ部４ａにて構成されるかしめ構造が利用されることにより、カバー部材１２ａと取付板１３とが容易に固定される。フランジ部４ａと取付板１３との間の境界６にて、フランジ部４ａと取付板１３とが互いに沿う形状であるため、境界６に隙間はほとんど生じない。その結果、境界６からの塵等の進入を防止または抑制することができる。

第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、モータ１ａの振動によりカバー部材１２ａに大きな力が加わることはない。また、カバー部材１２ａに高い強度が必要とされない。このため、カバー部材１２ａと取付板１３とを強固に固定する必要がなく、カバー部材１２ａと取付板１３との間の締結構造を簡素化することができる。

図８は、突起部の他の例を示すモータ１ａの一部の斜視図である。図８に示す突起部５２ａの軸方向における長さは、図７に示す突起部５２よりも短い。突起部５２ａの周方向における幅は、突起部５２よりも広い。また、フランジ部４ａから図７に示すフランジ切欠部４４が省略される。

カバー部材１２ａと取付板１３とを固定する際には、フランジ部４ａと取付板１３とが軸方向に当接した状態にて、プレス加工により突起部５２ａの中央部５２１がフランジ部４ａの上面４５へと押し潰されるようにして僅かに折り曲げられる。これにより、カバー部材１２ａと取付板１３とが容易に固定される。モータ１ａでは、突起部５２ａの軸方向における長さが、フランジ部４ａの厚さよりも僅かに長いため、１回のプレス加工にてフランジ部４ａの上面４５に突起部５２ａを接触させることができる。また、突起部５２ａの周方向における幅が広いため、突起部５２ａのプレス加工時に、治具と突起部５２ａの中央部５２１とが僅かにずれても突起部５２ａの潰し込まれる領域の周方向の長さが小さくなることが防止される。その結果、カバー部材１２ａと取付板１３との締結強度の低下が防止される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。第１の実施形態では、取付板１３の外縁部１３ａに切欠を設け、切欠を介してフック部４２が取付板１３の下面に係合してもよい。また、フック部４２に代えて棒状に突出する部位が設けられてもよい。この場合、当該部位を段部５の開口５１に挿入し、先端を段部５に溶着させることにより、カバー部材１２と取付板１３とが固定される。取付板は樹脂にて形成されてよく、取付板にフック部を設け、フック部がフランジ部４に係合してもよい。

第２の実施形態では、フランジ切欠部４４に代えてフランジ部４ａを貫通する開口が設けられてもよい。第１の実施形態と同様に、取付板１３に段部を設け、フランジ部４ａに段部に嵌り合う凹部が設けられてもよい。

フランジ部４ａに下方に突出する突起部を設け、取付板１３の外縁部１３ａに切欠部を設けて突起部と切欠部との間にてかしめ固定が行われてよい。この場合、第１の実施形態にように切欠部の周囲の部位を上方に向かって段状に突出させることにより、取付板１３の固定箇所における強度を向上してもよい。突起部の下端の位置は、切欠部の周囲の部位の下面よりも上方に位置する、または、下面と同じ高さに位置することが好ましい。

上記実施形態では、部品点数の増加が許容される場合は、カバー部材１２，１２ａと取付板１３とがねじ固定されてもよい。軸受として玉軸受である軸受部材１１３に代えて潤滑油が含浸されたスリーブが利用されてもよい。好ましくは、２つのスリーブが、ブッシュ３１の内側面の上部および下部に設けられる。取付板に対してバーリング加工を施すことによりブッシュを形成してもよい。取付板１３では、４以上の取付孔１３１が周方向に配列されてもよい。カバー部材１２，１２ａの円筒部１２１は、モータ部１１を収容することができる筒状であれば、円筒以外の形状であってもよい。

カバー部材１２，１２ａを取付板１３に固定する手法は、暖房機や洗濯機等の大型のモータや家電製品以外のモータに適用されてもよい。

上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

本発明は、様々な用途のモータに利用することができる。

１，１ａ モータ ４，４ａ フランジ部 ５ 段部 ６ 境界 １２，１２ａ カバー部材 １３ 取付板 ２１ シャフト ２３ ロータマグネット ３１ ブッシュ ３２ ステータ ４１ 凹部 ４２ フック部 ４３ （フランジ部の）上面 ５１ａ （段部の）下面 １１３ 軸受部材 １２１ 円筒部 １２１ａ （円筒部の）下端部 １３１ 取付孔 １３５ 周辺部 １３５ａ （周辺部の）下面 ２２１ ロータホルダ ２２２ 円筒部 ４２１ （フック部の）先端部 Ｊ１ 中心軸

Claims (10)

1. 軸受と、 前記軸受により上下方向を向く中心軸を中心に回転可能に支持されるシャフトと、 前記軸受を内側に保持するブッシュと、 前記ブッシュの外周面に固定されたステータと、 前記シャフトの上部に固定された有蓋略円筒状のロータホルダと、 前記ロータホルダの円筒部の内周面に固定され、前記ステータの径方向外側に位置するロータマグネットと、 前記ブッシュの下端から径方向外方へと広がる板状であり、前記ブッシュの下端に固定される中央部がその周囲の周辺部より上方に向かって段状に突出し、取付対象への取り付けに用いられる取付部、を有する金属製の取付板と、 前記ロータホルダを覆う有蓋略円筒状であり、筒部の下端部が前記取付板の外縁部に固定されるカバー部材と、を備える、モータ。
2. 前記カバー部材が樹脂にて成型され、 前記筒部の前記下端部が、下方に向かって突出するフック部、を備え、 前記フック部が、前記取付板の下面と係合する、請求項１に記載のモータ。
3. 前記取付板が、上方に向かって台状に突出する段部、を備え、 前記フック部が前記段部と係合する、請求項２に記載のモータ。
4. 前記フック部の下端の位置が、前記段部の周囲の部位の下面よりも上方に位置する、または、前記下面と同じ高さに位置する、請求項３に記載のモータ。
5. 前記筒部の前記下端部が、前記フック部の周囲にて上方に向かって窪み、前記段部と嵌り合う凹部、を備える、請求項３または４に記載のモータ。
6. 前記取付板および前記カバー部材が金属にて形成され、 前記筒部の前記下端部が、径方向外方へと広がるフランジ部、を備え、 前記取付板の一部が、前記フランジ部の上面上へと折れ曲がった状態で前記上面に接触する、請求項１に記載のモータ。
7. 前記カバー部材の前記筒部と前記取付板との間の境界が前記中心軸を中心とする全周に亘って存在し、前記境界にて前記筒部と前記取付板とが互いに沿う形状である、請求項１ないし６のいずれかに記載のモータ。
8. 前記軸受が、前記ブッシュの上部および下部に挿入される２つの軸受部材を備える、請求項１ないし７のいずれかに記載のモータ。
9. 前記取付部が、周方向に配列された３以上の取付孔である、請求項１ないし８のいずれかに記載のモータ。
10. 前記軸受として、２つの軸受部材が、前記ブッシュの内周面の上部および下部に固定される、請求項１ないし９のいずれかに記載のモータ。

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