JP2021191132A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットの固定構造を改善する。【解決手段】モータ１は、シャフト２３と、シャフト２３の外周側ｃに設けられるステータ２４と、シャフト２３に保持されるロータハウジング２６と、ロータハウジング２６に保持されるマグネット２７と、備え、ロータハウジング２６は、外周部２６１と、外周部２６１の内周側ｄに設けられているマグネット保持部２６２とを有し、マグネット２７は、ロータハウジング２６の外周部２６１とマグネット保持部２６２との間に保持される。【選択図】図３

Description

本発明は、モータに関する。

モータの構造として、ロータ（回転子）がステータ（固定子）の内側に配置されるインナーロータ形と、ロータがステータの外側に配置されるアウターロータ形があることが、よく知られている。アウターロータ形は、インナーロータ形と比較して、大型の磁石を採用できるためトルクを大きくできる点や、巻線作業性の容易さ等の理由から、小型送風ファン等に多く採用されている。

なお、アウターロータ形のモータについて、回転体の円形の内周壁に、内周壁に緊密に貼りつくように形成された金属リングを入れ、金属リングの内周壁に永久磁石の環状磁石を入れてロータになるように構成されているものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００１−１７８０８７号公報

ところで、従来のアウターロータ形のモータは、ロータハウジングにマグネットを固定する際に、ロータハウジングの内側１面のみに接したマグネットを、接着剤等を用いて固定していた。

しかしながら、アウターロータ形のモータでは、回転する際にロータに比較的大きな遠心力が作用するため、より確実にマグネットをロータハウジングに固定するための更なる改善が求めてられる。

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、マグネットの固定構造を改善することができるモータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、シャフトと、前記シャフトに保持されるロータハウジングと、前記シャフトに設けられ、前記ロータハウジングの内側に設けられるステータと、前記ロータハウジングに保持されるマグネットと、を備え、前記ロータハウジングは、外周部と、前記外周部に対して前記シャフト側に設けられているマグネット保持部とを有し、径方向において、前記マグネットは、前記外周部と前記マグネット保持部との間に保持される。

本発明の一態様に係るモータにおいて、前記ロータハウジングは、径方向に延在した円盤部を有し、前記外周部及び前記マグネット保持部は、それぞれ前記円盤部から前記シャフトの長手方向に延在しており、前記シャフトの長手方向において、前記マグネット保持部は、前記外周部よりも短い。

径方向において、本発明の一態様に係る前記マグネットは、前記外周部の内面と、前記マグネット保持部の外面との間に保持される。

前記シャフトの長手方向において、本発明の一態様に係る前記マグネット保持部は、前記マグネットの長さと前記ステータの長さの差よりも短い。

前記シャフトの長手方向において、本発明の一態様に係る前記ステータと前記マグネット保持部とが対向している。

本発明の一態様に係るモータにおいて、前記ロータハウジングは、樹脂で形成されている。

本発明に係るモータによれば、マグネットの固定構造を改善することができる。

本発明の実施の形態に係るモータの構成を概略的に示す平面図である。 図１に示すモータの構成を概略的に示す側面図である。 図１に示すモータの構成を概略的に示すＡ−Ａ断面図である。 図１に示すモータの構成を概略的に示すＢ−Ｂ断面図である。 図１に示すモータのロータハウジングを示す斜視図である。 図５に示すロータハウジングを示す側面図である。 図６に示すロータハウジングのＣ−Ｃ断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るモータについて図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るモータ１の構成を概略的に示す平面図である。図２は、モータ１の構成を概略的に示す側面図である。図３は、モータ１の構成を概略的に示すＡ−Ａ断面図である。図４は、モータ１の構成を概略的に示すＢ−Ｂ断面図である。

以下の説明では、便宜上、軸線ｘ方向において矢印ａ方向を上側ａとし、矢印ｂ方向を下側ｂとする。また、軸線ｘに垂直な径方向において、軸線ｘから遠ざかる方向（図１の矢印ｃ方向）を外周側ｃとし、軸線ｘに向かう方向（図１の矢印ｄ方向）を内周側ｄとする。以下の説明では、便宜上、図３に示す方向をモータ１の側面とする。また、以下の説明では、便宜上、図１に示すようにモータ１を上側ａから下側ｂに向かって見る方向を正面、下側ｂから上側ａに向かって見る方向を底面とする。

図１乃至図４に示すように、本実施の形態に係るモータ１は、シャフト２３と、シャフト２３の外周側ｃに設けられるステータ２４と、シャフト２３に保持されるロータハウジング２６と、ロータハウジング２６に保持されるマグネット２７と、備え、ロータハウジング２６は、外周部２６１と、外周部２６１の内周側ｄに設けられているマグネット保持部２６２とを有し、マグネット２７は、ロータハウジング２６の外周部２６１とマグネット保持部２６２との間に保持される。以下、モータ１の構成及び動作を具体的に説明する。

［モータの構成］
図１に示すように、モータ１は、ハブ２５の外周面に複数の羽根２８を備えるインペラ３０と、インペラ３０の外周を覆いモータ１の外形形状を定めるケーシング４０とを備える。インペラ３０は、ハブ２５がケーシング４０の内部において軸線ｘを中心とする中央部に配置されている。図３に示すように、モータ１は、インペラ３０のハブ２５の内部にモータ本体を構成する軸受ハウジング２１、一対の軸受２２Ａ，２２Ｂ、シャフト２３、ステータ２４、ロータハウジング２６、及び、マグネット２７が配置されている。モータ１は、例えば、シャフト２３、シャフト２３に接続されているロータハウジング２６、マグネット２７、及び、インペラ３０がロータを構成する、アウターロータ形のブラシレスＤＣ（Direct Current）モータである。

モータ１は、ハブ２５の下側ｂに基板２９が配置されている。基板２９は、軸受２２Ａ，２２Ｂの少なくとも一方、例えば、ステータ２４の軸線ｘ方向の他端にあたる下側の軸受２２Ｂの外周側ｃに設けられている。基板２９は、例えば、軸受２２Ｂの外周側ｃに略円環形状に形成されている板状の基板である。基板２９には、モータ１の動作に用いられる各種電子部品が搭載されている。

図１，３，４に示すように、シャフト２３は、軸線ｘ方向を長手方向として配置されている棒状部材である。軸受ハウジング２１は、ケーシング４０の中央部に支持される中空の筒状体である。軸受ハウジング２１は、一対の軸受２２Ａ，２２Ｂを介してシャフト２３を回転可能に支持している。

図３に示すように、軸受２２Ａは、具体的には、上述のように軸線ｘ方向の一端において軸受ハウジング２１に支持される。また、軸受２２Ｂは、軸受ハウジング２１の軸線ｘ方向の他端において支持される。軸受２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ、内輪、外輪、及び転動体を備える。内輪は、図３に示すシャフト２３の外周面に装着可能な内周面を有する環状の部材である。外輪は、内輪の外周側ｃに設けられている。外輪は、内輪と同軸で内輪よりも大径の環状の部材である。転動体は、内輪と外輪との間に複数配置されている球状の部材である。

図３，４に示すように、ステータ２４は、ケーシング４０の例えば、下側ｂに固定されている。ステータ２４は、例えば、複数の電磁鋼板を積層して形成されたステータコア２４１と、ステータコア２４１上に巻回されたコイル２４２とを備えている。

マグネット２７は、例えば、フェライト磁性粉末をゴムと混合し、成形したフェライトラバーマグネットが用いられる。フェライトラバーマグネットは、一般に板状で成形され、冶具等を用いて丸めて使用する。マグネット２７は、ロータハウジング２６の内面に取り付けられている。マグネット２７は、内周側ｄに設けられているステータ２４との間に所定の間隙を有するように設けられている。フェライトラバーマグネットは脆弱であるため、本実施の形態に係るモータ１の構成による効果がより高いが、マグネット２７はそれに限らず、プラスチックマグネット等、その他のマグネットであってもよい。

図５は、モータ１のロータハウジング２６を示す斜視図である。図６は、ロータハウジング２６の側面図である。図７は、ロータハウジング２６のＣ−Ｃ断面図である。

図５，６に示すように、ロータハウジング２６は、例えば、インペラ３０のハブ２５のマグネット保持部に設けられている。ロータハウジング２６は、マグネット２７を収容するために、例えば、有底の概略筒状に形成されている。ロータハウジング２６は、外周部２６１、マグネット保持部２６２、円盤部２６３、内面２６４、斜辺部２６５、及び、シャフト接続部２６６を備えている。

ロータハウジング２６の材質は、例えば、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastic）などの樹脂である。ロータハウジング２６は、樹脂製であることにより、マグネット保持部２６２を有するような複雑な形状をより簡易に実現することができる。

外周部２６１は、ハブ２５の内面に対応して、例えば軸線ｘを中心とした円筒状または略円筒状に形成されている。外周部２６１は、ロータハウジング２６の上側ａに設けられている円盤部２６３の内面から軸線ｘ方向に延伸されている。円盤部２６３は、ロータハウジング２６の上側ａにおいて、軸線ｘを中心とした円盤状に形成されている。外周部２６１と円盤部２６３との間には、軸線ｘを中心とした錐環状の斜辺部２６５が形成されている。また、円盤部２６３は、軸線ｘに相当する位置を中心として、ロータハウジング２６をシャフト２３に取り付けるための孔であるシャフト接続部２６６が設けられている。なお、ロータハウジング２６は、斜辺部２６５が形成されていなくてもよい。

マグネット保持部２６２は、図５，７に示すように、外周部２６１の内周側ｄに設けられている。マグネット保持部２６２は、例えば軸線ｘを中心とした環状に形成されている。マグネット保持部２６２は、ロータハウジング２６の上側ａに設けられている斜辺部２６５の内面から軸線ｘ方向に延伸されている。マグネット保持部２６２は、前記外周部よりも前記軸線方向の長さが短い。なお、マグネット保持部２６２は、環状のような周方向に連続した形状に限定されず、例えば、外周部２６１の内周側ｄに周方向に配置される軸線ｘ方向下側ｂに突出した凸部であってもよい。

図３に示すように、マグネット保持部２６２の外面２６７は、マグネット２７を保持することができるように、外周部２６１の内面２６４との径方向の距離が、マグネット２７の径方向の寸法、つまりマグネット２７の厚さよりもわずかに大きい。マグネット２７は、ロータハウジング２６の外周部２６１の内面２６４とマグネット保持部２６２の外面２６７との間に形成される溝状の凹部２６８に保持される。

以上のように形成されていることにより、マグネット保持部２６２は、マグネット２７を保持することができる。また、マグネット保持部２６２は、フェライトラバーマグネットを固定することで、固定力が向上するため、モータ１が高速回転する際の遠心力によりマグネット２７が飛散するのを防ぐことができる。

ここで、マグネット保持部２６２は、軸線ｘ方向の長さが、マグネット２７の軸線ｘ方向の長さＬ１とステータ２４の外周側ｄの部位であるステータ外周部２４４の軸線ｘ方向長さＬ２との差よりも短い。また、ステータ２４のステータ外周部２４４とマグネット保持部２６２の下側ｂの端部とが軸線ｘ方向において対向している。マグネット保持部２６２の長さは、長さＬ１と長さＬ２との差よりも長い場合、ステータ外周部２４４と接触しないように、ステータ２４のステータ外周部２４４とマグネット保持部２６２の下側ｂの端部とが軸線ｘ方向において対向しないように構成する必要がある。つまり、マグネット保持部２６２の長さは、長さＬ１とＬ２との差よりも短くすることにより、ステータ２４のステータ外周部２４４とマグネット保持部２６２の下側ｂの端部とが軸線ｘ方向において対向させてロータハウジング２６が取り付けられているハブ２５、ひいてはモータ１全体の構成を小型化することができる。

従って、ロータハウジング２６にマグネット保持部２６２が設けられているモータ１によれば、装置の大型化を招くことなく、より適切にマグネット２７をロータハウジング２６に固定する力を大きくすることができるため、マグネット２７の固定構造を改善することができる。

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のモータを適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

例えば、モータ１において、ロータハウジング２６は、上述のようにハブ２５と別体で形成されているものに限定されず、ハブ２５と一体で形成してもよい。

１…モータ、２１…軸受ハウジング、２２Ａ…軸受、２２Ｂ…軸受、２３…シャフト、２４…ステータ、２５…ハブ、２６…ロータハウジング、２７…マグネット、２８…羽根、２９…基板、３０…インペラ、４０…ケーシング、２４１…ステータコア、２４２…コイル、２４４…ステータ外周部、２６１…外周部、２６２…マグネット保持部、２６３…円盤部、２６４…内面、２６５…斜辺部、２６６…シャフト接続部、２６７…外面、２６８…凹部

Claims (6)

1. シャフトと、
   前記シャフトに保持されるロータハウジングと、
   前記シャフトに設けられ、前記ロータハウジングの内側に設けられるステータと、
   前記ロータハウジングに保持されるマグネットと、
   を備え、
   前記ロータハウジングは、外周部と、前記外周部に対して前記シャフト側に設けられているマグネット保持部とを有し、
   径方向において、前記マグネットは、前記外周部と前記マグネット保持部との間に保持される、
   モータ。
2. 前記ロータハウジングは、径方向に延在した円盤部を有し、
   前記外周部及び前記マグネット保持部は、それぞれ前記円盤部から前記シャフトの長手方向に延在しており、
   前記シャフトの長手方向において、前記マグネット保持部は、前記外周部よりも短い、
   請求項１に記載のモータ。
3. 径方向において、前記マグネットは、前記外周部の内面と、前記マグネット保持部の外面との間に保持される、
   請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記シャフトの長手方向において、前記マグネット保持部は、前記マグネットの長さと前記ステータの長さの差よりも短い、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ。
5. 前記シャフトの長手方向において、前記ステータと前記マグネット保持部とが対向している、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモータ。
6. 前記ロータハウジングは、樹脂で形成されている、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモータ。

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