JP2020005461A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】外部機器に取り付けるための簡単な構成を有するとともに、軽量化したモータを提供すること。【解決手段】中心軸に沿って延びるシャフト１１を有するロータと、ロータと径方向に対向するステータ２と、シャフトを回転可能に支持する軸受と、ステータの一部を覆う絶縁部材３と、ステータの下部と軸方向に間隙をあけて配置される回路基板５と、を備え、ステータは、環状のコアバック２１１と、複数個のティースと、を含むステータコアと、導線によって形成されるコイル２２と、を備え、絶縁部材は、コアバックを覆うコアバック被覆部３１と、コアバック被覆部から径方向外側に向かって延びる凸部３４と、を備え、凸部は、軸方向から見て回路基板の外縁よりも径方向外側に位置するとともに外部機器に固定される取付部３５を備えるモータ。【選択図】図２

Description

本発明は、モータに関する。

従来のモータにおいて、外部機器に取り付けるための部位は、ステータコアの外周やステータコアを覆うケーシングに設けていた。例えば、特許文献１に記載の回転電機用ステータは、ステータコアの軸方向一端に、カバー部材をボルト固定するための貫通穴を含むタブ状の３つの取り付け部が径方向外側へ張り出して形成されている。

特開２０１０−１３６５７１号公報

しかしながら、ステータコア自体に取り付け部を備えている場合、ステータコアの形状が複雑になり、製造に高度な技術が必要になる。また、取り付け部を設けたことで、ステータコアの重量が増加する。

本発明は、簡単な構成を有するとともに、軽量化したモータを提供することを目的とする。

本発明の例示的なモータは、ロータと、ステータと、軸受と、絶縁部材と、回路基板と、を備える。ロータは、上下に延びる中心軸に沿って延びるシャフトを備える。ステータは、前記ロータと径方向に対向する。そして、ステータは、環状のコアバックと、コアバックの径方向内周部から径方向内側に延びる複数のティースと、を含むステータコアと、導線によって形成され、導線の端部が回路基板と接続されるコイルと、を備える。軸受は、シャフトを回転可能に支持する。絶縁部材は、ステータの一部を覆う。そして、絶縁部材は、コアバックを覆うコアバック被覆部と、コアバック被覆部から径方向外側に向かって延びる凸部と、を備える。凸部は、軸方向から見て回路基板の外縁よりも径方向外側に位置するとともに外部機器に固定される取付部を備える。

例示的な本発明のモータによれば、簡単な構成を有するとともに、軽量化したモータを提供することができる。

図１は、本実施形態にかかるモータの斜視図である。 図２は、図１に示すモータを下側から見た斜視図である。 図３は、図１に示すモータの中心軸を含む面で切断した断面図である。 図４は、図１に示すモータの分解斜視図である。 図５は、ステータコア及び絶縁部材の断面斜視図である。 図６は、ステータ及び絶縁部材の斜視図である。 図７は、図６に示すステータ及び絶縁部材の底面図である。 図８は、ステータ及び絶縁部材の他の例の底面図である。 図９は、モータの底面図である。 図１０は、凸部の拡大斜視図である。 図１１は、脚部及び延伸部を拡大した図である。 図１２は、本実施形態に係るモータを用いた外部機器である送風装置の概略断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、モータＡにおいて、モータＡの中心軸Ｃと平行な方向を「軸方向」、モータＡの中心軸Ｃに直交する方向を「径方向」、モータＡの中心軸Ｃ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、本明細書では、モータＡにおいて、軸方向を上下方向とし、図３における上下を基準として「上下」を定義する。なお、「上」及び「下」は、説明を容易にするために定義した方向であり、実際のモータＡの設置状態を限定するものではない。また、重力の作用方向の上下と一致しない場合も含む。

（第１実施形態）
＜１．モータの全体構成＞
図１は、一実施形態にかかるモータの斜視図である。図２は、図１に示すモータを下側から見た斜視図である。図３は、図１に示すモータの中心軸を含む面で切断した断面図である。図４は、図１に示すモータの分解斜視図である。図５は、ステータコア及び絶縁部材の断面斜視図である。図６は、ステータ及び絶縁部材の斜視図である。図７は、図６に示すステータ及び絶縁部材の底面図である。図８は、ステータ及び絶縁部材の他の例の底面図である。図９は、モータの底面図である。図１０は、凸部の拡大斜視図である。図１１は、脚部及び延伸部を拡大した図である。図１２は、本実施形態に係るモータを用いた外部機器である送風装置の概略断面図である。

図１から図４に示すように、モータＡは、ロータ１と、ステータ２、絶縁部材３と、アッパープレート４と、回路基板５と、を備える。ステータ２の一部は絶縁部材３に覆われる。ステータ２の軸方向下方には、回路基板５が備えられる。回路基板５から、ステータ２に備えられた後述するコイル２２に電力が供給されて、ロータ１が回転する。モータＡにおいて、ロータ１は、径方向においてステータ２の内側に配置される。つまり、モータＡは、インナーロータ型モータである。以下に、モータＡの各部の詳細を説明する。

＜１．１ ロータ１について＞
図３、図４に示すように、ロータ１は、シャフト１１と、ロータハウジング１２と、モールド部１３と、ロータマグネット１４と、を備える。シャフト１１は、中心軸に沿って延びる円柱状である。ロータハウジング１２は、中心軸Ｃに沿って軸方向に延びる筒体である。そして、ロータハウジング１２の中央を、シャフト１１が貫通する（図３参照）。

モールド部１３は、樹脂の成形体である。モールド部１３は、シャフト１１とロータハウジング１２との間に設けられる。モールド部１３は、シャフト１１とロータハウジング１２とを固定する。また、モールド部１３は、シャフト１１とロータハウジング１２との径方向の間隔を維持する。

ロータマグネット１４は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置される。ロータマグネット１４は、円筒状である。ロータマグネット１４は、ロータハウジング１２の径方向外側に固定される。ロータマグネット１４は、磁性体粉を配合した樹脂を一体に成形した円筒体である。そして、ロータマグネット１４には、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されている。なお、ロータマグネット１４のロータハウジング１２への固定は、圧入、接着等であってもよい。また、モールド部１３を成形するときに、モールド部１３でロータハウジング１２と共にロータマグネット１４を固定してもよい。また、ロータマグネット１４として、単一の環状のマグネットを用いるが、複数のマグネットをロータハウジング１２の外面に固定してもよい。

ロータ１のシャフト１１は、絶縁部材３に保持された下側ベアリングＢｒ１と、アッパープレート４に保持された上側ベアリングＢｒ２と、に取り付けられる。これにより、シャフト１１及びシャフト１１を備えるロータ１は、ステータ２及び絶縁部材３に対して、回転可能に支持される。

＜１．２ ステータ２について＞
図５から図７に示すように、ステータ２の一部は、絶縁部材３に覆われる。ステータ２は、ステータコア２１と、コイル２２と、を備える。

＜１．２．１ ステータコア２１について＞
ステータコア２１は、磁性板を軸方向に積層した積層体であってもよいし、例えば、紛体を焼結して同一の部材として形成した成形体であってもよい。ステータコア２１は、コアバック２１１と、複数のティース２１２と、を備える。コアバック２１１は、環状である。

複数のティース２１２は、コアバック２１１の径方向内周部から径方向内側に延びる。すなわち、ステータ２は、環状のコアバック２１１と、コアバック２１１の径方向内周部から径方向内側に延びる複数のティース２１２とを含むステータコア２１と、を備える。複数のティース２１２は、周方向に等間隔で配置される。ティース２１２の径方向内側には、周方向に拡がる鍔部２１２１が設けられる。鍔部２１２１は、径方向内面２１２２が中心軸を中心とする曲面状であり、ロータ１のロータマグネット１４と間隙をあけて径方向に対向する。ここでは、ステータコア２１は、４個のティース２１２を備える。すなわち、ステータコア２１は、４スロットである。すなわち、本実施形態のモータＡは、交流モータである。

＜１．２．２ コイル２２について＞
コイル２２は、絶縁部材３の後述するティース被覆部３２に覆われたティース２１２に導線を巻きつけて形成される。コイル２２は、４個のティース２１２の各々に形成されている。４個のコイル２２は、互いに接続されている。つまり、コイル２２は、一本につながった導線によって形成される。そして、コイル２２を形成する導線の両端は、回路基板５に接続される。本実施形態のモータＡでは、コイル２２の端部は、棒体に配置される導電性のピンＢｂに接続される。ピンＢｂが回路基板５に接続して、コイル２２の端部が回路基板５に電気的に接続される。すなわち、コイル２２は、導線によって形成され、導線の端部が回路基板５と接続される。

＜１．３ 絶縁部材３について＞
絶縁部材３は、ステータ２の一部を覆う。絶縁部材３は、コアバック被覆部３１と、ティース被覆部３２と、保持部３３と、凸部３４と、を備える。絶縁部材３は、例えば、樹脂等の絶縁性を有するとともに成形が容易な材料で作製される。図５に示すように、コアバック被覆部３１は、ステータ２のコアバック２１１を覆う。

＜１．３．１ コアバック被覆部３１について＞
図５等に示すように、コアバック被覆部３１は、コアバック２１１の軸方向における上部及び下部を覆う。また、コアバック被覆部３１は、隣り合うティース２１２の間のコアバック２１１の径方向内周部も覆う。すなわち、コアバック被覆部３１は、コアバック２１１の軸方向の上部、下部、ティース２１２の間の径方向内周部を覆う。コアバック２１１の径方向外面２１１１は、絶縁部材３の外側に露出する。すなわち、コアバック２１１の径方向外面の少なくとも一部は、絶縁部材３の外側に露出する。

これにより、モータＡの駆動時にステータコア２１及びコイル２２で発生する熱が径方向外面２１１１から外部に放出されやすくなる。なお、詳細は後述するが、モータＡは、送風用のインペラ６を回転する。インペラ６の回転によって発生する空気の流れ（気流）は、コアバック２１１の径方向外面２１１１に沿って軸方向に流れる。径方向外面２１１１が絶縁部材３から露出していることで、径方向外面２１１１は、気流によって冷却される。これにより、ステータ２及びモータＡ全体の温度上昇が抑制される。

＜１．３．２ ティース被覆部３２について＞
ティース被覆部３２はティース２１２の少なくとも一部を覆う。詳しく説明すると、ティース被覆部３２は、ティース２１２の軸方向両端部、周方向両端部を覆う。つまり、ティース２１２の鍔部２１２１の径方向内面２１２２は、ティース被覆部３２に覆われない。これにより、ティース２１２とロータマグネット１４との隙間を小さくできる。また、鍔部２１２１の径方向内面２１２２は、絶縁部材３の外部に露出する。これにより、ティース３２とロータマグネット１４との間に作用する磁力が高くなる。以上のことから、モータＡの回転効率を高めることが可能である。

ティース被覆部３２は、コアバック被覆部３１と同一の部材で成形される成形体である。これにより、部品点数を抑えることが可能である。

＜１．３．３ 保持部３３について＞
保持部３３は、コアバック被覆部３１の軸方向の下端部から中心軸に向かって延びる。保持部３３は、下側ベアリングＢｒ１を保持する。

保持部３３は、筒部３３１と、連結部３３２とを備える。筒部３３１は、中心軸に平行に延びる円筒形状である。図３等に示すように、筒部３３１の径方向内面が、下側ベアリングＢｒ１の外輪の径方向外面を保持する。下側ベアリングＢｒ１は、玉軸受であり、外輪と内輪の間にボールが配置される。

外輪が筒部３３１に保持されて、下側ベアリングＢｒ１は保持部３３に固定される。これにより、下側ベアリングＢｒ１の中心は、中心軸Ｃと重なる。また、下側ベアリングＢｒ１の内輪には、シャフト１１が固定される。これにより、シャフト１１は、下側ベアリングＢｒ１に回転可能に支持される。

下側ベアリングＢｒ１の外輪は、例えば筒部３３１への圧入により固定される。しかしながら、これに限定されない。下側ベアリングＢｒ１の外輪は、溶接、接着等、で筒部３３１に固定されてもよく、下側ベアリングＢｒ１の中心を中心軸Ｃと精度よく重ねて固定できる方法を広く採用できる。なお、本実施形態では、下側ベアリングＢｒ１として、玉軸受が採用されるが、これに限定されない。シャフト１１を回転可能に支持することができる構造の軸受を広く採用できる。

筒部３３１は、底部３３３と、突出部３３４とを備える。底部３３３は、筒部３３１の軸方向の下端部から中心軸Ｃに向かって延びる。底部３３３は、中心軸Ｃと直交する平板状である。突出部３３４は、底部３３３の下面から軸方向下方に突出する。図２、図３等に示すように、突出部３３４は、円筒状であり中心が中心軸Ｃと重なる。つまり、突出部３３４は、底部３３３の径方向中央部から軸方向下方に延びる。なお、詳細は後述するが、これにより、回路基板５の径方向の位置決めが可能である。

さらに、突出部３３４は、径方向外面に軸方向に延びるリブ３３５を備える。詳細は後述するが、これにより、回路基板の周方向の位置決めが可能ある。

図７に示すように、絶縁部材３において、連結部３３２は、コアバック被覆３１と筒部３３１とを連結し、４個備えられる。連結部３３２が等間隔に配置されていることから、シャフト１１の振動、ブレ等を抑制できる。そのため、モータＡの回転精度を高めることができる。また、本実施形態において、保持部３３は、軸方向から見て細い板状の連結部３３２を配置した構成であるがこれに限定されない。例えば、ステータ２の軸方向下部を覆う円環状であってもよい。

本実施形態において、連結部３３２はティース２１２と同数である。連結部３３２がティース２１２と同数であれば、絶縁部材３が複雑な構造となることを抑制しながら、連結部３３２による筒部３３１の固定を強固に行うことが可能である。

連結部３３２は、第１連結部３３２１と、第２連結部３３２２とを備える。第１連結部３３２１は、コアバック被覆部３１の軸方向下端部から軸方向に延びる。第２連結部３３２２は、第１連結部３３２１の軸方向下端部から径方向内側に延びる。

連結部３３２が第１連結部３３２１を備えることで、筒部３３１を軸方向下方に離して配置できる。これにより、下側ベアリングＢｒ１と上側ベアリングＢｒ２の軸方向長さを長くでき、シャフト１１の回転精度を高めることが可能である。また、回路基板５のステータ２からの距離を長くすることができる。これにより、回路基板５及び回路基板５に実装された電子部品がステータ２の熱の影響を受けにくい。また、ティース２１２の周囲に空間が設けられる。そのため、ステータ２の熱を当該空間から外部に放熱することができる。

第１連結部３３２１及び第２連結部３３２２、すなわち、連結部３３２は、軸方向に見たときに周方向に隣り合うティース２１２同士の間に配置される。これにより、ティース２１２に導線を巻きつけるときに、治具、機械等の挿入が可能である。すなわち、コイルを巻くためのスペースを確保しやすい。そのため、コイル２２の形成が容易になる。また、絶縁部材３の各部において、軸方向に見たときに軸方向に重なる部分が無くなる。そのため、軸方向上方に抜く金型と、軸方向下方に抜く金型とで、絶縁部材３を成型することができる。これにより、金型を簡略化することができ、絶縁部材３の製造に要する手間、時間を減らすことができる。

さらに、図７等に示すように、第２連結部３３２２は、第１連結部３３２１の軸方向下端部と筒部３３１とを連結する。第１連結部３３２１及び第２連結部３３２２は周方向に同じ幅である。また、第１連結部３３２１及び第２連結部３３２２の周方向の幅は、周方向に隣り合うティース２１２の鍔部２１２１同士の間隔よりも小さい。連結部３３２の幅を狭くすることで、周方向に延びるティース２１２の径方向内側端部を覆う絶縁部材の周方向長さを長くできる。これにより、より多くの導線をティース２１２に巻きつけることができる。そのため、モータＡの特性の低下を抑制できる。

＜１．３．４ 凸部３４について＞
図５、図７等に示すとおり、複数の凸部３４は、コアバック被覆部３１から径方向外側に向かって延びる。すなわち、絶縁部材３は、コアバック２１１を覆うコアバック被覆部３１と、コアバック被覆部３１１から径方向外側に向かって延びる凸部３４と、を備える凸部３４は、軸方向から見て回路基板５の外縁よりも径方向外側に位置する部分を有する。凸部３４は、取付部３５を備える。本実施形態において、絶縁部材３は、一対の凸部３４を備える。そして、一対の凸部３４は、中心軸Ｃを挟んで軸対称である。

＜１．３．５ 取付部３５について＞
取付部３５は、凸部３４の回路基板５の外縁よりも径方向外側に位置する部分に備えられる。取付部３５は、後述する外部機器Ｆに固定される。すなわち、凸部３４は、軸方向から見て回路基板５の外縁よりも径方向外側に位置するとともに外部機器Ｆに固定される取付部３５を備える。

図１２に示すように、固定具は、例えば、ねじＳｃである。そして、取付部３５は、ねじＳｃが貫通する取付貫通孔３５１を備える。すなわち、取付部３５は、軸方向に貫通する取付貫通孔３５１を備えている。これにより、取付部３５を取付貫通孔３５１を備えることで、外部機器Ｆに対する位置決めが可能であるとともに、ねじ止め等による外部機器への固定が容易になる。そして、図３、図７等に示すように、凸部３４の上面には、軸方向から見たときに、取付貫通孔３５１よりも大きな径を有する穴部３５２を備える。また、取付部３５は、凸部３４の径方向外面から穴部３５２に向かって延びる溝部３５３を備える。

また、図８に示すように、取付部３５は、径方向外縁部から径方向内側に凹む切欠き３５４を備えていてもよい。なお、切欠き３５４が凹む方向は、径方向内側に限定されず、例えば、周方向であってもよい。すなわち、取付部３５は、軸方向と直交する方向に凹む切欠き３５４を備える。取付部３５を切欠き３５４を備えることで、外部機器Ｆへの取り付け時に径方向及び（又は）周方向に微調整が可能となる。

＜１．３．６ 脚部３６および延伸部３７について＞
図１０に示すように、凸部３４は、軸方向下端部から軸方向に向かって突出する脚部３６と、延伸部３７とを備える。脚部３６は、凸部３４の軸方向下端部から軸方向下方に向かって突出する。そして、脚部３６の軸方向下端部には、基板固定部３６１を備える。延伸部３７は、凸部３４の軸方向下端部から軸方向下方に回路基板５に向かって延びる。

脚部３６は、軸方向に平行に延びる平板形状であり、弾性変形可能である。脚部３６は、周方向の幅が径方向の幅よりも狭い。すなわち、脚部３６は、周方向に弾性変形可能である。そして、基板固定部３６１は、脚部３６の軸方向下端部に配置される。しかしながら、脚部３６の配置方向については、図７に示す方向に限定されない。

図９、図１０等に示すように、基板固定部３６１は、脚部３６の軸方向下端部から軸方向と交差する方向、すなわち、周方向に突出する。基板固定部３６１は、脚部３６が弾性変形する方向に沿って突出する。そして、基板固定部３６１は、傾斜部３６２と、接触部３６３と、を備える。接触部３６３は、回路基板５の軸方向下面と接触する。これにより、絶縁部材３が、ステータコア２１とコイル２２との絶縁、軸受Ｂｒ１の保持、回路基板５の固定の３つの機能を備える。そのため、各機能に特化した別部材を設ける必要がなく、部品点数を抑えることが可能である。

傾斜部３６２は、軸方向下部から上方に向かうにつれて周方向に拡がる傾斜面を有する。接触部３６３は、傾斜部３６２の軸方向上端部に配置される。接触部３６３は、例えば、中心軸Ｃと直交する平面を有する。脚部３６は、回路基板５に設けられた後述の回路基板凹部５１を貫通する。そして、基板固定部３６１の接触部３６３は、回路基板凹部５１の辺縁部と接触する。これにより、絶縁部材３と回路基板５とが固定される。すなわち、凸部３４は、軸方向下方に向かって突出して回路基板５の軸方向下面と接触する基板固定部３６１を含む脚部３６と、回路基板に向かって軸方向下方に延びる延伸部３７と、を備える。なお、絶縁部材３と回路基板５との固定の詳細については後述する。基板固定部３６１で回路基板５をモータＡに取り付けるときに、回路基板５が延伸部３７と接触する。そのため、回路基板５は、軸方向に位置決めされる。また、基板固定部３６１にかかる負荷を低減することができる。これにより、モータＡの組み立ての作業性が向上する。

延伸部３７は、第１延伸部３７１と、第２延伸部３７２と、を備える。第１延伸部３７１は、脚部３６と周方向に隣り合う。また、第２延伸部３７２は、脚部３６と径方向に隣り合う。脚部３６と延伸部３７を隣り合って配置することで、回路基板５と絶縁部材３とを固定するときに、脚部３６に集中する負荷(応力)を延伸部３７が受け持つ。そのため、当該負荷による回路基板５の傾きを抑制できる。第１延伸部３７１の下端面及び第２延伸部３７２の下端面は、回路基板５の上面と接触する。なお、第１延伸部３７１の下端面及び第２延伸部３７２の下端面は、回路基板５と接触せず、下端面と回路基板５との間に隙間が形成されていてもよい。凸部３４が、２個の延伸部３７１、３７２を備えることで、基板固定部３６１にかかる周方向及び径方向の負荷を低減できる。これにより、基板固定部３６１による回路基板５を保持する効果が高くなる。

延伸部３７の下端面が回路基板５の上面と接触する場合、回路基板５と絶縁部材３とを固定するときに延伸部３７によって回路基板５が軸方向に押される。そのため、絶縁部材３と回路基板５の固定を精度よく行うことができる。また、隙間が形成される場合であっても、回路基板５と絶縁部材３とを固定するときに回路基板５が変形して、延伸部３７の下端面と接触することで、回路基板５が軸方向に位置決めされる。これにより、モータＡの組み立てにおける作業性が向上する。

第１延伸部３７１と脚部３６との軸方向下端部は、軸方向に向かって凹む第１凹部３７３を挟んで隣り合う（図１０参照）。第２延伸部３７２と脚部３６とは、軸方向に向かって凹む第２凹部３７４を挟んで隣り合う（図１０参照）。すなわち、脚部３６と延伸部３７とは、軸方向上方に向かって凹む凹部３７３（３７４）を挟んで隣り合う。凹部３７３（３７４）を設けることで、脚部３６と延伸部３７との間で応力の伝播を抑制できる。これにより、他方からの応力の影響で機能が十分に使用できなくなるのを抑制できる。

このように、脚部３６と第１延伸部３７１とが第１凹部３７３を挟んで隣り合うことで、脚部３６が撓んだとき、脚部３６の変位、すなわち、応力が第１延伸部３７１に伝達されにくい。そのため、脚部３６が弾性変形するときに、第１延伸部３７１が変形しにくい。これにより、第１延伸部３７１の下端面の軸方向の位置がずれにくく、回路基板５の軸方向の位置決め精度を高めることが可能である。また、脚部３６の弾性変形が第１延伸部３７１に邪魔されにくくなる。

同様に、脚部３６と第２延伸部３７２とが第２凹部３７４を挟んで隣り合うことで、脚部３６が撓んだとき、脚部３６の変位、すなわち、応力が第２延伸部３７２に伝達されにくい。そのため、脚部３６が弾性変形するときに、第２延伸部３７２が変形しにくい。これにより、第２延伸部３７２の下端面の軸方向の位置がずれにくく、回路基板５の軸方向の位置決め精度を高めることが可能である。また、脚部３６の弾性変形が第２延伸部３７２に邪魔されにくくなる。

上述したとおり、２個の凸部３４は、中心軸Ｃを挟んで、軸対称となる位置にそれぞれ配置される。そして、各凸部３４に備えられる脚部３６及び延伸部３７も、中心軸Ｃを挟んで軸対称となる。すなわち、複数の延伸部３７および複数の脚部３６は、中心軸Ｃを挟んで対称の位置に配置される。このように配置することで、回路基板５の基板固定部３６１によってより安定的に固定可能である。また、中心軸Ｃを挟んで対称となる位置で回路基板５が固定されるので、回路基板５の軸に対する傾きを抑制できる。

＜１．３．７ ガイド部３８について＞
図１、図４等に示すとおり、凸部３４の上面３４０には、アッパープレート４が固定される。そして、凸部３４の上面３４０には、周方向に並んだ一対のガイド部３８を備える。すなわち、凸部３４は、アッパープレート４が固定される面３４０から軸方向に突出するとともに周方向に並んだ一対のガイド部３８をさらに備える。

図１０に示すように、一対のガイド部３８は、軸方向上部に傾斜面３８１を有する。一対のガイド部３８各々の傾斜面３８１は、互いに他方に対して上方に離れる傾斜を有する。なお、傾斜面３８１は、一対のガイド部３８の両方に設けられてもよいし、片方に設けられてもよい。すなわち、一対のガイド部３８の少なくとも一方は、軸方向においてアッパープレート４が固定される面３４０から遠ざかるほど他方のガイド部３８から遠ざかる傾斜を有する傾斜面３８１を備える。これにより、一対のガイド部３８の周方向の間隔は、軸方向下方に向かって狭くなる。アッパープレート４の後述する第１プレート４３１がガイド部３８の傾斜面３８１と接触しつつ軸方向に移動することで、第１プレート４３１は、周方向に位置決めされる。そのため作業性を高めることができる。

＜１．４ アッパープレート４について＞
図１、図４等に示すとおり、絶縁部材３の凸部３４の上面３４０には、アッパープレート４が取り付けられる。 すなわち、凸部３４に締結具Ｂｔを介して固定されるアッパープレート４をさらに備える。アッパープレート４は、金属製である。アッパープレート４は、梁部４１と、上側ベアリング保持部４２と、支柱部４３と、を備える。梁部４１と、上側ベアリング保持部４２と、支柱部４３とは、一体成形体である。しかしながら、これに限定されず、別部材として形成した各部を組み立てて形成する組立体であってもよい。

梁部４１は、中心軸Ｃの径方向に拡がる板状である。図１、図４等に示すように、梁部４１は、軸方向に見たときに長方形状である。上側ベアリング保持部４２は、梁部４１の径方向中央部分に配置される。上側ベアリング保持部４２は、上側ベアリングＢｒ２を保持する。上側ベアリング保持部４２は、軸方向上側に向かって突出した有底円筒状である。上側ベアリング保持部４２は、底部の中央に、シャフト１１が貫通する上側シャフト貫通孔４２１を備える。

上側ベアリングＢｒ２は、玉軸受であり、外輪と内輪の間にボールが配置される。そして、外輪が上側ベアリング保持部４２に固定されて、上側ベアリングＢｒ２は上側ベアリング保持部４２に固定される。これにより、上側ベアリングＢｒ２の中心は、中心軸Ｃと重なる。また、上側ベアリングＢｒ２の内輪には、シャフト１１が固定される。これにより、シャフト１１は、上側ベアリングＢｒ２に回転可能に支持される。なお、シャフト１１が、上側ベアリングＢｒ２に回転可能に支持されるとき、シャフト１１は、上側ベアリング保持部４２の上側シャフト貫通孔４２１を貫通する。

支柱部４３は、梁部４１の径方向の両端と接続する。支柱部４３は、第１プレート４３１と、第２プレート４３２と、を備える。第２プレート４３２は、中心軸Ｃを挟んで対向して配置される。第１プレート４３１は、第２プレート４３２の軸方向下端部から径方向外側に拡がる平板状である。

第１プレート４３１は、凸部３４の上面３４０に固定される。また、第２プレート４３２は、第１プレート４３１の径方向内側端部から上方に延びる。すなわち、アッパープレート４は、径方向に延び、凸部３４の上面３４０と軸方向に対向する第１プレート４３１と、第１プレート４３１の径方向内側端部から軸方向上方に延びる第２プレート４３２と、を備える。

第１プレート４３１には、中央部分に軸方向に貫通するプレート貫通孔４３３が設けられる。上面３４０上に配置された、第１プレート４３１は、傾斜面３８１にガイドされて、上面３４０上に配置される。そして、第１プレート４３１は、締結具であるねじＢｔによって、凸部３４に固定される。すなわち、第１プレート４３１は、一対のガイド部３８の間に配置され、第１プレート４３１は、締結具Ｂｔによって、凸部３４に固定される。

アッパープレート４は、第１プレート４３１のプレート貫通孔４３３にねじＢｔを貫通させて、凸部３４の上面３４０に固定される。これにより、アッパープレート４は、絶縁部材３に固定される。このとき、第２プレート４３２は、コアバック２１１の絶縁部材３の外部に露出している部分、すなわち、コアバック２１１の径方向外面と接触する。すなわち、アッパープレート４は、コアバック２１１と接触するとともに、少なくともコアバック２１１および締結具Ｂｔが接触する部分が導電性を有する。さらには、第２プレート４３２は、コアバック２１１と径方向に接触する。ねじ等の締結具Ｂｔとアッパープレート４とを接触させ、かつ、アッパープレート４とコアバック２１１とを接触させることでコアバック２１１と締結具Ｂｔとを電気的に接触させることができる。これにより、容易にステータコア２１を接地することができる。

なお、アッパープレート４の第１プレート４３１の一方には、接地線ＧＬがねじＢｔにより共締めされる。これにより、アッパープレート４は、接地される。また、アッパープレート４の第２プレート４３２と接触するコアバック２１１も接地される。

＜１．４ 回路基板５について＞
回路基板５は、絶縁部材３の軸方向下側に配置される。すなわち、回路基板５は、ステータ２の下部と軸方向に間隙をあけて配置される。回路基板５は、複数のコイル２２と電気的に接続される。回路基板５は、駆動回路（不図示）を備える。すなわち、コイル２２は、導線によって形成され、導線の端部が回路基板５と接続される。駆動回路は、複数のコイル２２に適切なタイミングで電流を供給する。

回路基板５は、貫通孔５０と、回路基板凹部５１とを備える。回路基板５は、円板状である。そして、貫通孔５０は、回路基板５の径方向中央部分に形成される。貫通孔５０の内縁部には、径方向外側に凹む凹部５０１を有する。

回路基板５を絶縁部材３の軸方向下側に取り付けたときに、突出部３３４は、貫通孔５０を貫通する。なお、突出部３３４は、貫通孔５０を貫通しなくてもよい。例えば、突出部３３４の下面が、貫通孔５０の内部で、回路基板５の上面と下面との間にあってもよい。また、突出部３３４のリブ３３５は、貫通孔５０の凹部５０１に配置される。これにより、回路基板５は周方向に位置決めされる。

このとき、脚部３６は回路基板５の回路基板凹部５１を貫通する。そして、接触部３６３の上面は、回路基板５の下面と接触する。これにより、回路基板５の軸方向下方への移動が制限される。このとき、延伸部３７（第１延伸部３７１、第２延伸部３７２）が回路基板５の上面と接触する。基板固定部３６１と延伸部３７によって、回路基板５は、保持される。

＜１．５ モータＡの製造について＞
本実施形態において、絶縁部材３は、樹脂の一体成形体であり、ステータコア２１を覆う。絶縁部材３の樹脂成型について説明する。まず、予め用意されているステータコア２１を樹脂成型用の金型内部に固定する。そして、金型に成形樹脂を充填する。このとき、コアバック２１１の径方向外面を金型に接触させる。そのため、コアバック２１１の径方向外面が絶縁部材３に覆われない、すなわち、外部に露出する。同様に、ティース２１２の鍔部２１２１の径方向内面も金型或いは入れ子に接触させることで、鍔部２１２１の径方向内面も絶縁部材３の外部に露出させることができる。

そして、樹脂が硬化した後に、金型を取り除くことで、絶縁部材３がステータコア２１の一部を覆う。上述したとおり、軸方向に見たときに、連結部３３２は周方向に隣り合うティース２１２同士の間に配置される。そのため、当該金型は、軸方向上方に抜く金型と、軸方向下方に抜く金型とで、構成される。

そして、絶縁部材３のティース被覆部３２に被覆されたティース２１２に導線を巻きつけて、コイル２２を形成する。このとき、連結部３３２の周方向の幅は、周方向に隣り合うティース２１２同士の最小間隔よりも小さい。これにより、ティース２１２に導線を巻きつけるときに、治具、機械等の挿入が可能である。すなわち、コイルを巻くためのスペースを確保しやすい。そのため、コイル２２の形成が容易になる。

そして、ステータコア２１の一部を絶縁部材３で覆った後に、筒部３３１に下側ベアリングＢｒ１を固定する。なお、固定方法としては、特に限定されないが、ここでは、圧入にて行う。また、アッパープレート４の上側ベアリング保持部４２に上側ベアリングＢｒ２を固定する。なお、固定方法は、下側ベアリングＢｒ１と同様圧入である。そして、ロータ１のシャフト１１を下側ベアリングＢｒ１で保持する。また、アッパープレート４に保持された上側ベアリングＢｒ２でシャフト１１を保持する。そして、アッパープレート４の支柱部４３の第１プレート４３１を凸部３４の上面３４０に配置して、締結具であるねじＢｔで固定する。このとき、一方のねじＢｔには接地線ＧＬが共締めされる。これにより、ロータ１は、ステータ２に回転可能に支持される。

そして、ロータ１が支持されたステータ２の下方から軸方向に、回路基板５を装着する。このとき、突出部３３４を回路基板５の貫通孔５０に挿入することで、回路基板５は、径方向に位置決めされる。同時に、突出部３３４に形成されたリブ３３５を凹部５０１に挿入することで、回路基板５は周方向に位置決めされる。これにより、回路基板５の回路基板凹部５１は、脚部３６と軸方向に重なる。一方で、脚部３６の基板固定部３６１は、回路基板凹部５１の辺縁部と軸方向に重なる。

この状態で、回路基板５を軸方向上方に移動させることで、基板固定部３６１の傾斜部３６２が回路基板凹部５１の辺縁部で押される。そして、その力によって脚部３６は、弾性変形する。そして、基板固定部３６１が、回路基板５の下面よりも下方になったとき、傾斜部３６２と回路基板凹部５１の辺縁部との接触が外れて、弾性変形していた脚部３６は、元の形状に戻る。そして、基板固定部３６１の接触部３６３が回路基板５の下面と接触する。これにより、回路基板５は、軸方向下方への移動が制限される。また、回路基板５は、延伸部３７の下面と接触する。これにより、回路基板５がステータ２に接近しすぎるのを抑制するとともに、回路基板５の軸方向の位置を維持し、軸に対する傾きを抑制する。

以上示したモータＡでは、ステータコア２１の一部を覆う絶縁部材３と下側ベアリングＢｒ１を保持する保持部３３とを一体成形体としている。これにより、絶縁部材３と保持部３３とを固定するねじ等の固定具を省略でき、部品点数を削減できる。また、ねじ止め作業が不要であるため、作業工数も削減できる。また、保持部を板金等の金属板で形成する場合に比べて、保持部を軽量化できる。これにより、モータＡを軽量化できる。

下側ベアリングＢｒ１を保持部３３の筒部３３１で保持することで、ステータ２と下側ベアリングＢｒ１の中心線をいずれも、同一の線、ここでは、中心軸Ｃに合わせることができる。つまり、下側ベアリングＢｒ１の取り付けにおいて、ステータ２と下側ベアリングＢｒ１との位置合わせ、いわゆる、芯出しの作業を省略できるため、製造に要する工数を減らすことができる。

＜３．モータＡの外部機器Ｆへの取り付けについて＞
本発明にかかるモータＡが取り付けられる外部機器Ｆについて、図面を参照して説明する。図１２は、本発明にかかるモータを外部機器に取り付けた状態を示す断面図である。なお、本実施形態において、モータＡが取り付けられる外部機器Ｆは、風洞部７の内部で気流を発生させる、送風装置である。

図１２に示すように、外部機器Ｆは、モータＡと、インペラ６と、風洞部７とを備える。外部機器Ｆにおいて、モータＡは、風洞部７の内部に収容される。そして、風洞部７は、軸方向に延びる筒体である。そして、風洞部７は、径方向内面に径方向内側に延びる固定突起７１を備える。

モータＡは、風洞部７の内部に収納される。そして、凸部３４と固定突起７１を軸方向に重ねた状態で、ねじＳｃを取付部３５に挿入して、固定する。このとき、ねじＳｃの頭は、穴部３５２の内部に収容されるため、ねじＳｃの頭が軸方向に突出しない。そして、ねじＳｃの凸部３４の下面から軸方向下方に突出した部分にナットＮｔを固定することで、固定突起と凸部３４とが固定される。すなわち、モータＡが風洞部７の内部に固定される。

しかしながら、モータＡの固定方法は、これに限定されない。例えば、軸方向下方からねじＳｃを挿入し、取付部３５の穴部３５２の内部にナットＮｔを配置して、ねじＳｃとナットＮｔとを固定してもよい。さらに、固定突起７１にねじＳｃをねじ込むことで固定してもよい。

また、固定突起７１は、軸方向において凸部３４よりも下方に配置されているが、上方に配置されてもよい。この場合、固定突起７１が、穴部３５２及び溝部３５３に配置されてもよい。このように配置されることで、組み立て時に、モータＡの回り止め（位置決め）を行うことができる。これにより、作業性を高めることができる。

また、図８に示す切欠き３５４を備えた取付部３５が形成されたモータＡを取り付けてもよい。このように構成することで、切欠き３５４の凹む方向に、モータＡを移動させることができる。これにより、モータＡの風洞部７に対する位置を調整できる。なお、凸部３４と固定突起７１との固定には、凸部３４及び固定突起７１の両方を貫通させるねじＳｃを用いて固定するが、これに限定されない。例えば、リベットのような固定具を用いてもよいし固定突起７１に予め設けられたねじを取付部３５に通し、ナットで固定してもよい。

シャフト１１の上端には、インペラ６が固定される。インペラ６は、インペラカップ６１と、複数の羽根６２と、を備える。インペラカップ６１は、円柱状である。インペラカップ６１の内部には、軸方向に延びる円筒状のボス（不図示）を備える。シャフト１１はボスの内部に挿入されて、固定される。これにより、インペラ６がシャフト１１に固定される。そして、インペラ６は、風洞部７の内部に配置される。インペラ６は、シャフト１１と共に中心軸Ｃ周りに回転する。複数の羽根６２は、それぞれ、周方向に傾斜する。複数の羽根６２は、インペラカップ６１の径方向外面から径方向外側に向かって延びる。複数の羽根６２は、周方向に等間隔で配列される。

外部機器Ｆでは、モータＡが駆動されるとシャフト１１が回転する。シャフト１１の回転によってインペラ６が中心軸Ｃ周りに回転する。インペラ６の回転によって、風洞部７の内部では、軸方向上方から下方に向かう空気の流れ、すなわち、気流が発生する。さらに説明すると、風洞部７は、軸方向上端部の開口が吸気側開口７０Ｉで、下端部の開口が排気側開口７０Ｘである。風洞部７では、インペラ６の回転によって、吸気側開口７０Ｉから空気を吸込み、排気側開口７０Ｘから吐出する。

外部機器Ｆにおいて、風洞部７の内壁面とモータＡの径方向外面とは径方向に隙間をあけて対向する。外部機器Ｆにおいて、風洞部７の内壁面とモータＡとの径方向の隙間を気流が流れる。すなわち、風洞部７の内壁面とモータＡとの径方向の隙間が風路になる。上述のとおり、モータＡにおいて、コアバック２１１の径方向外面２１１１は、絶縁部材３の外部に露出する。そのため、モータＡを風洞部７に取り付けたとき、コアバック２１１の径方向外面２１１１は風路内に露出する。コアバック２１１の径方向外面２１１１は気流によって冷却される。これにより、ステータコア２１全体が冷やされるとともに、コイル２２も冷却される。そのため、モータＡでは、温度上昇による性能の低下が抑制される。

本発明にかかるモータＡは、外部機器に取り付けられるときに、ステータコア２１を覆うステータ被覆から径方向外側に突出した凸部３４を固定する。固定時に凸部３４に力がかかっても、ロータ１、ステータ２、回路基板５等に力が作用しにくい。そのため、取り付け時にモータＡに力が作用することによるひずみで回転精度が低下するのを抑制できる。

また、本発明にかかるモータＡは、下側ベアリングＢｒ１を保持する保持部３３をステータ２の一部を覆う絶縁部材３と一体成型にて形成している。そのため、保持部３３を別部材として備える構成に比べて、部品点数を減らすとともに組み立て工数を減らすことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。

本発明のモータは、例えば、ドライヤ、送風ファン、掃除機等の外部機器の駆動装置として利用することが可能である。

１ ロータ
２ ステータ
３ 絶縁部材
４ アッパープレート
５ 回路基板
６ インペラ
７ 風洞部
１１ シャフト
１２ ロータハウジング
１３ モールド部
１４ ロータマグネット
２１ ステータコア
２２ コイル
３１ コアバック被覆部
３２ ティース被覆部
３３ 保持部
３４ 凸部
３５ 取付部
３６ 脚部
３７ 延伸部
３８ ガイド部
４１ 梁部
４２ 上側ベアリング保持部
４３ 支柱部
５０ 貫通孔
５１ 回路基板凹部
６１ インペラカップ
６２ 羽根
７０Ｉ 吸気側開口
７０Ｘ 排気側開口
７１ 固定突起
２１１ コアバック
２１２ ティース
３３１ 筒部
３３２ 連結部
３４０ 上面
３５１ 取付貫通孔
３５２ 穴部
３５３ 溝部
３５４ 切欠き
３６１ 基板固定部
３６２ 傾斜部
３６３ 接触部
３７１ 第１延伸部
３７２ 第２延伸部
３７３ 第１凹部
３７４ 第２凹部
３８１ 傾斜面
４２１ 上側シャフト貫通孔
４３１ 第１プレート
４３２ 第２プレート
４３３ プレート貫通孔
５０１ 凹部
２１１１ 径方向外面
２１２１ 鍔部
２１２２ 径方向内面
３３３ 底部
３３４ 突出部
３３５ リブ
３３２１ 第１連結部
３３２２ 第２連結部
Ａ モータ
Ｂｂ ピン
Ｂｒ１ 下側ベアリング
Ｂｒ２ 上側ベアリング
Ｂｔ 締結具
Ｂｒ１ 下側ベアリング
Ｂｒ２ 上側ベアリング
Ｃ 中心軸
Ｆ 外部機器
ＧＬ 接地線
Ｂｒ１ 下側ベアリング
Ｂｒ２ 上側ベアリング
Ｃ 中心軸
Ｆ 外部機器
ＧＬ 接地線

Claims (11)

1. 上下に延びる中心軸に沿って延びるシャフトを有するロータと、
   前記ロータと径方向に対向するステータと、
   前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
   前記ステータの一部を覆う絶縁部材と、
   前記ステータの下部と軸方向に間隙をあけて配置される回路基板と、を備え、
   前記ステータは、
   環状のコアバックと、前記コアバックの径方向内周部から径方向内側に延びる複数個のティースと、を含むステータコアと、
   導線によって形成され、前記導線の端部が前記回路基板と接続されるコイルと、を備え、
   前記絶縁部材は、
   前記コアバックを覆うコアバック被覆部と、
   前記コアバック被覆部から径方向外側に向かって延びる凸部と、を備え、
   前記凸部は、軸方向から見て前記回路基板の外縁よりも径方向外側に位置するとともに前記外部機器に固定される取付部を備えるモータ。
2. 前記取付部は、軸方向に貫通する貫通孔を備える請求項１に記載のモータ。
3. 前記取付部は、軸方向と直交する方向に凹む切欠きを備える請求項１又は請求項２に記載のモータ。
4. 前記凸部は、
   軸方向下方に向かって突出し、前記回路基板の軸方向下面と接触する基板固定部を含む脚部と、
   前記回路基板に向かって軸方向下方に延びる延伸部と、を備え、
   前記延伸部の下端面は、前記回路基板の上面と接触又は隙間をあけて対向する請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記脚部と前記延伸部とは、軸方向上方に向かって凹む凹部を挟んで隣り合う請求項４に記載のモータ。
6. 前記延伸部は、
   前記脚部と周方向に隣り合う第１延伸部と、
   前記脚部と径方向に隣り合う第２延伸部と、を備える請求項４又は請求項５に記載のモータ。
7. 前記絶縁部材は、前記凸部を複数備え、
   複数の前記延伸部および複数の前記脚部は、前記中心軸を挟んで対称の位置に配置される請求項４から請求項６のいずれかに記載のモータ。
8. 前記凸部に締結具を介して固定されるアッパープレートをさらに備え、
   前記アッパープレートは、前記コアバックと接触するとともに、少なくとも前記コアバックおよび前記締結具が接触する部分が導電性を有する請求項１から請求項７のいずれかに記載のモータ。
9. 前記アッパープレートは、
   径方向に延び、前記凸部の上面と軸方向に対向する第１プレートと、
   前記第１プレートの径方向内側端部から軸方向上方に延びる第２プレートと、
   を備え、
   前記第２プレートは、前記コアバックと径方向に接触する、請求項８に記載のモータ。
10. 前記凸部は、前記アッパープレートが固定される面から軸方向に突出するとともに周方向に並んだ一対のガイド部をさらに備え、
    前記一対のガイド部の少なくとも一方は、軸方向において前記アッパープレートが固定される面から遠ざかるほど他方のガイド部から遠ざかる傾斜を有する傾斜面を備える請求項８又は請求項９に記載のモータ。
11. 前記一対のガイド部の間に、前記第１プレートが配置され、
    前記第１プレートは、前記締結具によって、前記凸部に固定される、請求項１０に記載のモータ。

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