JP5741826B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、インナーロータタイプのモータに関する。

従来、マグネットを有する回転部を、コイルの内側で回転させる、インナーロータタイプのモータが知られている。例えば、特開２００６-１０９５７５号公報には、マグネットを有するロータと、ロータの外周側に配置されたステータと、を具備したブラシレスモータが、記載されている。また、特開２００９-２６１１９１号公報には、モーターハウジングの内部に固定されたステーターと、ステーターコアの内面に対向するように配置された複数のセグメント磁石を有するローターと、備えるモーターが、記載されている。
特開２００６-１０９５７５号公報 特開２００９-２６１１９１号公報

特開２００６-１０９５７５号公報では、ヨークの外周面に、マグネットが嵌合されている（段落００４９）。しかしながら、特開２００６-１０９５７５号公報のヨークの外周面に、複数のマグネットを取り付けようとすると、隣り合うマグネットが互いに引きつけ合うなどして、各マグネットの周方向位置を定めにくい。また、ヨークがプレス成形品である場合には、マグネットを周方向に位置決めするための形状を、ヨーク自体に設けることは、困難である。

複数のマグネットの周方向位置がずれると、周方向の磁極の変化にばらつきが生じる。磁極のばらつきは、モータの動作時の逆起電力波形を乱す要因となる。逆起電力波形が乱れると、モータの電気的特性が悪化する。また、トルクの脈動が生じるため、振動や騒音が発生する場合もある。

一方、特開２００９-２６１１９１号公報には、ローターヨークに、セグメント磁石を係止する境界突部を設けることが、記載されている（請求項１等）。しかしながら、特開２００９-２６１１９１号公報では、角柱体状のローターヨークの上下に、シャフトを支持するためのベアリングが、配置されている（段落００１５，００２２，図１）。このような構造では、モーターの軸方向の寸法を抑制することが、困難である。

特に、特開２００９-２６１１９１号公報のローターヨークは、複数の鋼板を積層したものである（段落００１５）。複数の鋼板を、特開２００６-１０９５７５号公報のような有蓋円筒状のヨークとなるように、積層することは、従来困難であった。すなわち、ヨークを有蓋円筒状としてモータの軸方向の寸法を抑制することと、マグネットを周方向に高精度に位置決めすることとを両立させることは、技術的困難性を伴う課題であった。

本発明の目的は、モータの軸方向の寸法を抑制するとともに、マグネットの周方向位置を高精度に位置決めし、それによって、モータの逆起電力波形を安定させることができるモータを提供することである。

本願の例示的な第１発明は、静止部と、上下に延びる中心軸を中心として回転する回転部と、を備え、前記回転部は、前記中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトに固定された蓋部および前記蓋部の外周部から下方へ向けて延びる筒状部を有するマグネットホルダと、前記マグネットホルダの外周面に固定された複数のマグネットと、を有し、前記静止部は、前記マグネットの径方向外側に配置されたコイルと、前記コイルの磁芯となる複数のティースを有するステータコアと、前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、前記ステータコアおよび前記軸受部を保持するケースと、を有し、前記軸受部は、前記筒状部の径方向内側に配置され、前記マグネットホルダは、前記蓋部および前記筒状部を有するロータコアと、前記ロータコアとは別部材であり、前記マグネットの径方向内側の面より径方向外側へ突出した複数の突出部を有する位置決め板と、を含み、前記位置決め板は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層した積層鋼板からなり、前記複数のマグネットは、前記複数の突出部により規定される周方向位置に配置されているモータである。

本願の例示的な第１発明によれば、マグネットの軸方向位置と、軸受部の軸方向位置とを、重複させることができる。このため、モータの軸方向の寸法を、抑制できる。また、複数の突出部により、マグネットを周方向に高精度に位置決めできる。このため、モータの逆起電力波形を安定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、モータの縦断面図である。 図３は、マグネットホルダおよびロータマグネットの上面図である。 図４は、マグネットホルダおよびロータマグネットの下面図である。 図５は、マグネットホルダおよびロータマグネットの縦断面図である。 図６は、ステータコアを構成する電磁鋼板と、マグネットホルダを構成する電磁鋼板とを、同一の電磁鋼板から得る様子を概念的に示した図である。 図７は、モータの縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下では、モータの中心軸に沿う方向を上下方向とし、マグネットホルダの蓋部に対して軸受部側を下として、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方向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姿勢を限定するものではない。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ１Ａの縦断面図である。図１に示すように、モータ１Ａは、静止部２Ａおよび回転部３Ａを備えている。回転部３Ａは、上下に延びる中心軸９Ａを中心として回転する。

回転部３Ａは、シャフト３１Ａ、マグネットホルダ３２Ａ、および複数のマグネット３３Ａを、有している。シャフト３１Ａは、中心軸９Ａに沿って配置されている。マグネットホルダ３２Ａは、シャフト３１Ａに固定された蓋部３２１Ａと、蓋部３２１Ａの外周部から下方へ向けて延びる筒状部３２２Ａと、を有している。マグネット３３Ａは、マグネットホルダ３２Ａの外周面に、固定されている。

静止部２Ａは、ケース２１Ａ、ステータコア２２Ａ、コイル２３Ａ、および軸受部２７Ａを、有している。コイル２３Ａは、マグネット３３Ａの径方向外側に、配置されている。ステータコア２２Ａは、コイル２３Ａの磁芯となる複数のティース２２２Ａを有する。軸受部２７Ａは、シャフト３１Ａを回転可能に支持するための機構である。ケース２１Ａは、ステータコア２２Ａおよび軸受部２７Ａを、保持している。

図１に示すように、軸受部２７Ａは、マグネットホルダ３２Ａの筒状部３２２Ａの径方向内側に、配置されている。このため、マグネット３３Ａの軸方向位置と、軸受部２７Ａの軸方向位置とを、重複させることができる。これにより、モータ１Ａの軸方向の寸法を、抑制できる。

また、マグネットホルダ３２Ａは、複数の突出部８２１Ａを有する位置決め板８２Ａを、含んでいる。突出部８２１Ａは、マグネット３３Ａの径方向内側の面より、径方向外側へ突出している。複数のマグネット３３Ａは、複数の突出部８２１Ａにより規定される周方向位置に、配置されている。これにより、複数のマグネット３３Ａは、周方向に高精度に位置決めされる。その結果、モータ１Ａの逆起電力波形が安定する。

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．モータの全体構成＞
続いて、本発明の第２実施形態について、説明する。

本実施形態のモータは、例えば、エアコンや冷蔵庫等の家電製品に搭載され、ファンやポンプの駆動源として、使用される。ただし、本発明のモータは、他の既知の用途に使用されるモータであってもよい。例えば、本発明のモータは、ＯＡ機器、医療機器、自動車等に搭載され、各種の駆動力を発生させるものであってもよい。以下では、モータ１が搭載される機器を「駆動装置」と称する。

図２は、本実施形態に係るモータ１の縦断面図である。図２に示すように、モータ１は、静止部２と回転部３とを、備えている。静止部２は、駆動装置の枠体に、固定される。回転部３は、静止部２に対して回転可能に支持される。

本実施形態の静止部２は、ケース２１、ステータコア２２、コイル２３、上絶縁部材２４、下絶縁部材２５、回路基板２６、および軸受部２７を、有する。

ケース２１は、ステータコア２２および軸受部２７を保持する金属製の部材である。ケース２１は、底部２１１、外側円筒部２１２、内側円筒部２１３、および環状突起２１４を、有する。底部２１１は、コイル２３の下方において径方向（中心軸に直交する方向。以下同じ）に広がる、略平板状の部位である。外側円筒部２１２は、底部２１１の外周部から上方へ向けて延びる、略円筒状の部位である。内側円筒部２１３は、底部２１１の径方向内側において上方へ向けて延びる、略円筒状の部位である。環状突起２１４は、底部２１１と内側円筒部２１３との間において、底部２１１より下方へ突出した部位である。駆動装置にモータ１を取り付けるときには、駆動装置の枠体に、環状突起２１４を嵌め合わせる。

本実施形態のケース２１は、鉄を主成分とする合金の板を、プレス加工することにより、得られたものである。プレス加工は、鋳造や切削等の他の工法と比べて、大量生産に適している。ただし、本発明のケースは、他の工法により得られたものであってもよい。

ステータコア２２およびコイル２３は、モータ１の電機子として機能する部位である。ステータコア２２は、ケイ素鋼板等の電磁鋼板を軸方向（中心軸９に沿う方向。以下同じ）に積層した積層鋼板からなる。ステータコア２２は、円環状のコアバック２２１と、コアバック２２１から径方向内側へ向けて突出した複数本のティース２２２と、を有する。コアバック２２１は、ケース２１の外側円筒部２１２に、保持されている。

コイル２３は、ティース２２２の周囲に巻回された導線により、構成されている。コイル２３に駆動電流を与えると、磁芯であるティース２２２に、径方向の磁束が発生する。そして、ティース２２２と回転部３側のロータマグネット３３との間の磁束の作用により、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。

上絶縁部材２４および下絶縁部材２５は、ステータコア２２とコイル２３とを電気的に絶縁する、樹脂製の部材である。上絶縁部材２４は、ステータコア２２の上側に配置されている。下絶縁部材２５は、ステータコア２２の下側に配置されている。換言すれば、上絶縁部材２４と下絶縁部材２５との間に、ステータコア２２が挟まれている。

上絶縁部材２４および下絶縁部材２５は、ティース２２２とコイル２３との間に介在して、ティース２２２とコイル２３とを電気的に絶縁する部分を有する。また、上絶縁部材２４は、コイル２３の径方向外側において、周方向に連続する環状部２４１を、有している。環状部２４１の上面には、回路基板２６を固定するための固定ピン２４２が、複数本設けられている。

回路基板２６は、コイル２３に駆動電流を与えるための電子回路を搭載した基板である。回路基板２６は、上絶縁部材２４の環状部２４１の上面に、固定されている。具体的には、回路基板２６に設けられた貫通孔に、上絶縁部材２４の固定ピン２４２が挿入され、固定ピン２４２の上端部が、回路基板２６の上面に溶着される。また、回路基板２６の下面には、回転部３の回転数を検知するための磁気センサ２６１が、設けられている。磁気センサ２６１には、例えば、ホール素子が使用される。

軸受部２７は、回転部３側のシャフト３１を回転可能に支持するための機構である。軸受部２７は、ケース２１の内側円筒部２１３に、保持されている。軸受部２７には、例えば、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、使用される。ただし、軸受部２７に、すべり軸受や流体軸受等の他の方式の軸受が、使用されていてもよい。

本実施形態の回転部３は、シャフト３１、マグネットホルダ３２、複数のロータマグネット３３、およびセンサマグネット３４を、有している。

シャフト３１は、中心軸９に沿って上下方向に延びる略円柱状の部材である。シャフト３１は、上述した軸受部２７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の下端部は、ケース２１の下方へ突出している。また、シャフト３１の上端部は、回路基板２６の上方へ突出している。シャフト３１の下端部または上端部は、ギア等の動力伝達機構を介して、駆動装置の駆動部に連結される。

マグネットホルダ３２は、ステータコア２２およびコイル２３の径方向内側において、シャフト３１とともに回転する部材である。マグネットホルダ３２は、蓋部３２１と筒状部３２２とを、有している。蓋部３２１は、軸受部２７の上方において、径方向に広がる部位である。蓋部３２１の内周部は、シャフト３１の外周面に固定されている。筒状部３２２は、蓋部３２１の外周部から下方へ向けて延びる、略円筒状の部位である。

複数のロータマグネット３３は、マグネットホルダ３２の筒状部３２２の外周面に、固定されている。各ロータマグネット３３の径方向外側の面は、ステータコア２２およびコイル２３に対向する磁極面となっている。複数のロータマグネット３３は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、周方向に等間隔に配列されている。

センサマグネット３４は、マグネットホルダ３２の蓋部３２１の上面に、固定されている。センサマグネット３４には、ロータマグネット３３よりも細かいピッチで、磁極が配列されている。本モータ１の動作時には、上述した回路基板２６の磁気センサ２６１が、センサマグネット３４の磁極を検出する。回路基板２６は、磁気センサ２６１からの検出信号を受けて、回転部３の回転数を精密に検知しつつ、コイル２３への駆動電流を制御する。

＜２−２．軸受部の設置態様について＞
上記の通り、このモータ１は、有蓋略円筒状のマグネットホルダ３２を有している。そして、当該マグネットホルダ３２の蓋部３２１の下側かつ筒状部３２２の径方向内側に、軸受部２７が配置されている。本実施形態の軸受部２７、マグネットホルダ３２の筒状部３２２、およびロータマグネット３３は、それらの軸方向位置が互いに重なるように、配置されている。これにより、モータ１の軸方向寸法が、抑制されている。また、軸受部２７は、マグネットホルダ３２の重心に近い高さ位置で、シャフト３１を支持している。

仮に、マグネットホルダ３２の上方位置と下方位置との２箇所に軸受部が設けられ、上下の軸受部が別個の部材に保持されていたとすると、部材間の加工誤差や組み付け誤差に起因して、シャフト３１の傾きが生じ得る。これに対し、本実施形態では、蓋部３２１の下側のみに軸受部２７が配置されている。そして、軸受部２７は、単一の部材であるケース２１に支持されている。このため、シャフト３１の傾きは生じにくい。

また、本実施形態では、ステータコア２２と軸受部２７とが、単一の部材であるケース２１に保持されている。このため、ステータコア２２と軸受部２７とを別個の部材で保持する場合より、ステータコア２２と軸受部２７との同軸度を、向上させることができる。したがって、ステータコア２２とロータマグネット３３との同軸度も、向上させることができる。

ステータコア２２とロータマグネット３３との同軸度が向上すれば、モータ１の動作時の逆起電力波形が安定する。そうすると、トルクの脈動が抑制され、モータ１の振動や騒音が低減される。

＜２−３．マグネットホルダの詳細な構造について＞
続いて、マグネットホルダ３２のより詳細な構造について、説明する。図３は、マグネットホルダ３２および複数のロータマグネット３３の上面図である。図４は、マグネットホルダ３２および複数のロータマグネット３３の下面図である。また、図５は、図３および図４のＶ−Ｖ位置から見たマグネットホルダ３２およびロータマグネット３３の縦断面図である。

本実施形態のマグネットホルダ３２は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層した積層鋼板からなる。電磁鋼板には、例えば、ケイ素鋼板が使用される。複数の電磁鋼板は、蓋部３２１を構成する複数の第１鋼板４１と、筒状部３２２を構成する複数の第２鋼板４２とを含んでいる。第１鋼板４１の中央には、シャフト３１を挿入するための第１円孔４１２が、設けられている。第２鋼板４２の中央には、第１円孔より大きい第２円孔４２２が、設けられている。

仮に、有蓋円筒状のマグネットホルダをプレス加工で作製したとすると、蓋部の上面と筒状部の外周面との境界部に、曲面が生じる。これに対し、本実施形態のように、マグネットホルダ３２を積層鋼板で作製すれば、蓋部３２１の上面と筒状部３２２の外周面との間に、プレス加工と同様の曲面は生じない。

このため、積層鋼板からなるマグネットホルダ３２では、蓋部３２１の上面に、センサマグネット３４を配置するための平面部を、より広く確保できる。したがって、蓋部３２１の上面に、センサマグネット３４を、より安定的に配置できる。その結果、中心軸９に対するセンサマグネット３４の傾きが、低減される。

また、同様に、積層鋼板からなるマグネットホルダ３２では、筒状部３２２の外周面に、ロータマグネット３３との接触面を、より広く確保できる。このため、ロータマグネット３３のバックヨークとなる部位を、拡大できる。

また、マグネットホルダ３２を積層鋼板で作製すれば、筒状部３２２の径方向の厚み、すなわち、第２鋼板４２の径方向の寸法を、任意に設定できる。このため、プレス加工でマグネットホルダを作製する場合より、筒状部３２２の径方向の厚みを、自由に設計できる。例えば、筒状部３２２の径方向の厚みを厚くして、ロータマグネット３３のバックヨークとなる部位を拡大することも、容易となる。

ロータマグネット３３のバックヨークとなる部位が拡大されれば、モータ１の鉄損が低減される。その結果、モータ１の動作時の逆起電力が大きくなり、エネルギー効率が向上する。

図３および図５に示すように、第１鋼板４１の外周部には、径方向外側へ向けて突出した複数の第１突出部４１１が、設けられている。複数の第１突出部４１１は、周方向に等間隔に、配列されている。１枚の第１鋼板４１が有する第１突出部４１１の数は、ロータマグネット３３の数と一致している。第１突出部４１１の径方向外側の端部は、マグネットホルダ３２に固定されたロータマグネット３３の径方向内側の面より、径方向外側に位置している。

また、図４および図５に示すように、複数の第２鋼板４２のうち、最下部に配置される数枚の第２鋼板４２の外周部には、径方向外側へ向けて突出した複数の第２突出部４２１が、設けられている。複数の第２突出部４２１は、複数の第１突出部４１１のそれぞれの下方位置に、設けられている。したがって、複数の第２突出部４２１も、周方向に等間隔に、配列されている。１枚の第２鋼板４２が有する第２突出部４２１の数は、ロータマグネット３３の数と一致している。第２突出部４２１の径方向外側の端部は、マグネットホルダ３２に固定されたロータマグネット３３の径方向内側の面より、径方向外側に位置している。

各ロータマグネット３３の上部は、周方向に隣り合う一対の第１突出部４１１の間に、配置される。また、各ロータマグネット３３の下部は、周方向に隣り合う一対の第２突出部４２１の間に、配置される。このように、複数のロータマグネット３３は、複数の突出部４１１，４２１により規定される周方向位置に、配置される。すなわち、本実施形態では、第１突出部４１１を有する第１鋼板４１と、第２突出部４２１を有する第２鋼板４２とが、ロータマグネット３３を周方向に位置決めする位置決め板として、機能している。

モータ１の製造時には、第１突出部４１１および第２突出部４２１を利用して、各ロータマグネット３３の周方向位置を、容易かつ高精度に、位置決めできる。特に、予め着磁されたロータマグネット３３を配置する場合にも、隣り合うロータマグネット３３同士が磁力により吸着することを防止しつつ、ロータマグネット３３を位置決めできる。複数のロータマグネット３３が周方向に精度よく位置決めされれば、モータ１の動作時の逆起電力波形が安定する。そうすると、トルクの脈動が抑制され、モータ１の振動や騒音が低減される。また、回転部３の重心のずれも、抑制される。

本実施形態では、マグネットホルダ３２の外周面の上端部付近に、第１突出部４１１が設けられている。また、マグネットホルダ３２の外周面の下端部付近に、第２突出部４２１が設けられている。マグネットホルダ３２は、第１突出部４１１と第２突出部４２１との間の軸方向位置に、突出部が設けられていない胴部３２３を有している。本実施形態の胴部３２３は、突出部を有さない複数の第２鋼板４２で、構成されている。

仮に、マグネットホルダ３２の外周面の上端部から下端部まで、連続的に突出部が設けられていたとすると、突出部へ回り込む磁束が増加する。これに対し、本実施形態の構造では、隣り合うロータマグネット３３の間、かつ、胴部３２３の径方向外側に、突出部のない空間が、確保されている。このため、当該空間がフラックスバリアとなり、突出部へ回り込む磁束が抑制される。その結果、周方向の磁束の切り替わりが明瞭となり、モータ１の磁気特性が向上する。

また、胴部３２３の外周面は、凹凸の無い円筒面となっている。このため、胴部３２３の外周面に、ロータマグネット３３を固定するための接着剤を、容易に塗布できる。接着剤を塗布するときには、胴部３２３の外周面に、接着剤のノズルを接近させる。そして、中心軸９を中心としてマグネットホルダ３２を回転させつつ、ノズルから胴部３２３の外周面に、接着剤を吐出する。このようにすれば、ノズルの先端部を突出部４１１，４２１に接触させることなく、迅速に接着剤を塗布できる。

なお、突出部の軸方向位置は、本実施形態の例に限定されるものではない。例えば、胴部３２３の上方位置および下方位置の一方のみに、突出部が設けられていてもよい。また、上端部および下端部以外の軸方向位置に、突出部が設けられていてもよい。本実施形態では、マグネットホルダ３２の全体が、積層鋼板からなる。このため、任意の軸方向位置に配置された電磁鋼板に、突出部を設けることができる。また、突出部は、マグネットホルダ３２の外周面の上端部から下端部まで、連続的に設けられていてもよい。

マグネットホルダ３２を作製するときには、まず、平板状の鋼板から、第１鋼板４１および第２鋼板４２を打ち抜きつつ、所定の金型の内部に、各鋼板を順次に積層する。続いて、積層鋼板の複数箇所を軸方向にかしめることにより、複数の鋼板を互いに固定する。その後、積層鋼板からなるマグネットホルダ３２を、金型から取り出す。

マグネットホルダ３２は、上記のかしめ工程により形成された、複数の第１かしめ部５１および複数の第２かしめ部５２を、有している。蓋部３２１を構成する複数の第１鋼板４１は、第１かしめ部５１により、互いに固定されている。筒状部３２２を構成する複数の第２鋼板４２は、第２かしめ部５２により、互いに固定されている。複数の第１かしめ部５１および複数の第２かしめ部５２は、それぞれ、周方向に等間隔に、配列されている。

また、複数の第１鋼板４１には、平面視において第２かしめ部５２と重なる位置に、複数の貫通孔５３が設けられている。第２かしめ部５２の上端部は、貫通孔５３の下部に嵌合している。これにより、最下段の第１鋼板４１と最上段の第２鋼板４２とが、固定されている。

マグネットホルダ３２が金型の内部に配置されているときには、第１鋼板４１および第２鋼板４２に、金型の側部から、径方向内側へ向かう応力が作用する。第１鋼板４１および第２鋼板４２は、中央に設けられた円孔の大きさが異なるため、前記応力による径方向内側へのひずみ量は、第１鋼板４１と第２鋼板４２とで相違する。

ここで、仮に、第１鋼板４１に貫通孔５３を設けることなく、第１鋼板４１と第２鋼板４２との双方に亘ってかしめ部を形成すると、第１鋼板４１と第２鋼板４２とが、ひずみ量の異なる状態で、固定されてしまう。そうすると、金型からマグネットホルダ３２を取り出したときに、筒状部３２２に撓みが残るなどの問題が生じる虞がある。

これに対し、本実施形態では、第１鋼板４１に予め貫通孔５３を形成しておき、その後、当該貫通孔５３と平面視において重なる位置に、第２かしめ部５２を形成する。すなわち、第１鋼板４１の貫通孔５３と第２鋼板４２の第２かしめ部５２とを、別個に形成する。これにより、第１鋼板４１と第２鋼板４２とが、ひずみ量の異なる状態で固定されることが、防止される。

なお、ひずみ量の差異が許容できる範囲内である場合には、第１鋼板４１に貫通孔５３を設けることなく、第１鋼板４１と第２鋼板４２との双方に亘ってかしめ部を形成してもよい。

かしめ部５１，５２や貫通孔５３は、径方向および周方向の磁束の流れを妨げるため、マグネットホルダ３２内の磁路を縮小させる要因となり得る。しかしながら、本実施形態では、複数の第１かしめ部５１は、突出部４１１，４２１と同一の周方向位置に、設けられている。また、一部の第２かしめ部５２および貫通孔５３も、突出部４１１，４２１と同一の周方向位置に、設けられている。当該周方向位置においては、突出部４１１，４２１の分だけ、磁路が拡大されている。これにより、第１かしめ部５１および第２かしめ部５２に起因する磁路の縮小が、補われている。

本実施形態のステータコア２２およびマグネットホルダ３２は、いずれも、積層鋼板からなる。また、ステータコア２２とマグネットホルダ３２とは、平面視において、互いに重ならない。このため、図６に示すように、ステータコア２２を構成する電磁鋼板６１と、マグネットホルダ３２を構成する第１鋼板４１または第２鋼板４２とを、同一の電磁鋼板７１から打ち抜くことができる。

この場合、ステータコア２２とマグネットホルダ３２とに、同材料かつ同厚さの電磁鋼板を使用することとなる。このようにすれば、資源を有効利用でき、廃棄量を削減できる。その結果、モータ１の製造コストを抑制できるとともに、環境への負荷も軽減できる。

＜３．第３実施形態＞
続いて、本発明の第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に、説明する。図７は、第３実施形態に係るモータ１Ｂの縦断面図である。図７のモータ１Ｂは、マグネットホルダ３２Ｂの構成と、エンコーダ２８Ｂを有している点とが、第２実施形態のモータ１と相違する。

まず、マグネットホルダ３２Ｂの構成について、説明する。図７のマグネットホルダ３２Ｂは、ロータコア８１Ｂと、位置決め板８２Ｂとを有している。ロータコア８１Ｂは、蓋部３２１Ｂおよび筒状部３２２Ｂを、有している。蓋部３２１Ｂは、軸受部２７Ｂの上方において、径方向に広がる部位である。蓋部３２１Ｂの内周部は、シャフト３１Ｂの外周面に固定されている。筒状部３２２Ｂは、蓋部３２１Ｂの外周部から下方へ向けて延びる、略円筒状の部位である。

本実施形態のロータコア８１Ｂは、鉄を主成分とする合金の板を、プレス加工することにより得られた、プレス成形品である。このため、鋳造や切削によりロータコアを作製する場合と比べて、ロータコア８１Ｂを安価に大量生産できる。

位置決め板８２Ｂは、ロータコア８１Ｂの蓋部３２１Ｂの上面に配置された、平板状の部材である。位置決め板８２Ｂの内周部は、シャフト３１Ｂの外周面に固定されている。本実施形態の位置決め板８２Ｂは、複数の電磁鋼板を軸方向に積層した積層鋼板からなる。電磁鋼板には、例えば、ケイ素鋼板が使用される。

位置決め板８２Ｂの外周部には、径方向外側へ向けて突出した複数の突出部８２１Ｂが、設けられている。複数の突出部８２１Ｂは、周方向に等間隔に、配列されている。位置決め板８２Ｂが有する突出部８２１Ｂの数は、ロータマグネット３３Ｂの数と一致している。突出部８２１Ｂの径方向外側の端部は、ロータマグネット３３Ｂの径方向内側の面より、径方向外側に位置している。

各ロータマグネット３３Ｂの上部は、周方向に隣り合う一対の突出部８２１Ｂの間に、配置される。すなわち、複数のロータマグネット３３Ｂは、複数の突出部８２１Ｂにより規定される周方向位置に、配置される。モータ１Ｂの製造時には、複数の突出部８２１Ｂを利用して、各ロータマグネット３３Ｂの周方向位置が、容易かつ高精度に、位置決めされる。複数のロータマグネット３３Ｂが周方向に精度よく位置決めされれば、モータ１Ｂの動作時の逆起電力波形が安定する。そうすると、トルクの脈動が抑制され、モータ１Ｂの振動や騒音が低減される。

仮に、突出部８２１Ｂと同等の形状を、ロータコア８１Ｂにプレス加工で成形しようとすると、プレス加工の工程が大幅に複雑化する。しかしながら、本実施形態では、ロータコア８１Ｂとは別に、突出部８２１Ｂを有する位置決め板８２Ｂを、配置している。このため、突出部８２１Ｂを容易に設けることができる。

また、ロータコア８１Ｂと位置決め板８２Ｂとを別部材とすれば、複数種類のロータコア８１Ｂと、複数種類の位置決め板８２Ｂとの、多様な組み合わせが可能となる。例えば、要求される仕様に応じて、位置決め板８２Ｂの形状を変更した場合にも、ロータコア８１Ｂは、形状を変更することなく使用できる。

なお、位置決め板８２Ｂは、図７のようにロータコア８１Ｂの上面側に配置されていてもよく、ロータコア８１Ｂの下方に配置されていてもよい。ただし、位置決め板８２Ｂをロータコア８１Ｂの上面側に配置する方が、ロータコア８１Ｂの蓋部３２１Ｂの下方に、ケース２１Ｂや軸受部２７Ｂを配置しやすい。位置決め板８２Ｂは、ロータコア８１Ｂの上面から隙間をあけて上方に、配置されていてもよい。

本実施形態のステータコア２２Ｂおよび位置決め板８２Ｂは、いずれも、積層鋼板からなる。また、ステータコア２２Ｂと位置決め板８２Ｂとは、平面視において、互いに重ならない。このため、ステータコア２２Ｂを構成する電磁鋼板と、位置決め板８２Ｂを構成する電磁鋼板とを、同一の電磁鋼板から打ち抜くことができる。この場合、ステータコア２２Ｂと位置決め板８２Ｂとに、同材料かつ同厚さの電磁鋼板を使用することとなる。このようにすれば、資源を有効利用でき、廃棄量を削減できる。その結果、モータ１Ｂの製造コストを抑制できるとともに、環境への負荷も軽減できる。

また、図７の例では、磁気センサ２６１およびセンサマグネット３４に代えて、回路基板２６Ｂの上面側に、エンコーダ２８Ｂが設けられている。エンコーダ２８Ｂは、回路基板２６Ｂの上面に設置された検出部２８１Ｂと、シャフト３１Ｂに取り付けられた被検出板２８２Ｂと、を有している。被検出板２８２Ｂには、周方向に配列された複数のスリットが、設けられている。検出部２８１Ｂは、被検出板２８２Ｂの複数のスリットを光学的に検出することにより、回転部３Ｂの回転数を検知する。

＜４．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。

位置決め板の突出部は、ロータマグネットの位置決めだけではなく、ロータマグネットを固定する機能を、有していてもよい。例えば、突出部を、より径方向外側の位置まで突出させ、隣り合う突出部の間に、ロータマグネットを圧入するようにしてもよい。このようにすれば、マグネットホルダにロータマグネットを固定するための接着剤を、省略できる。

また、位置決め板は、上記の第２実施形態や第３実施形態のように、ステータコアと同一の電磁鋼板から打ち抜かれたものであってもよく、異なる電磁鋼板から打ち抜かれたものであってもよい。

また、位置決め板は、必ずしも積層鋼板からなるものでなくてもよい。位置決め板は、単一の鋼板からなるものであってもよく、金属でない樹脂等の材料からなるものであってもよい。

また、ケースは、２以上の部材で構成されていてもよい。例えば、ケースが、ステータコアを保持する第１ケース部材と、軸受部を保持する第２ケース部材とを有していてもよい。

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、インナーロータタイプのモータに利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ モータ
２，２Ａ 静止部
３，３Ａ，３Ｂ 回転部
９，９Ａ 中心軸
２１，２１Ａ，２１Ｂ ケース
２２，２２Ａ ステータコア
２３，２３Ａ コイル
２４ 上絶縁部材
２５ 下絶縁部材
２６，２６Ｂ 回路基板
２７，２７Ａ，２７Ｂ 軸受部
２８Ｂ エンコーダ
３１，３１Ａ，３１Ｂ シャフト
３２，３２Ａ，３２Ｂ マグネットホルダ
３３，３３Ｂ ロータマグネット
３３Ａ マグネット
３４ センサマグネット
４１ 第１鋼板
４２ 第２鋼板
５１ 第１かしめ部
５２ 第２かしめ部
５３ 貫通孔
６１ ステータコアを構成する電磁鋼板
７１ 電磁鋼板
８１Ｂ ロータコア
８２Ａ，８２Ｂ 位置決め板
３２１，３２１Ａ，３２１Ｂ 蓋部
３２２，３２２Ａ，３２２Ｂ 筒状部
３２３ 胴部
４１１ 第１突出部
４１２ 第１円孔
４２１ 第２突出部
４２２ 第２円孔
８２１Ａ，８２１Ｂ 突出部

Claims (5)

1. 静止部と、
   上下に延びる中心軸を中心として回転する回転部と、
   を備え、
   前記回転部は、
   前記中心軸に沿って配置されるシャフトと、
   前記シャフトに固定された蓋部および前記蓋部の外周部から下方へ向けて延びる筒状部を有するマグネットホルダと、
   前記マグネットホルダの外周面に固定された複数のマグネットと、
   を有し、
   前記静止部は、
   前記マグネットの径方向外側に配置されたコイルと、
   前記コイルの磁芯となる複数のティースを有するステータコアと、
   前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、
   前記ステータコアおよび前記軸受部を保持するケースと、
   を有し、
   前記軸受部は、前記筒状部の径方向内側に配置され、
   前記マグネットホルダは、
   前記蓋部および前記筒状部を有するロータコアと、
   前記ロータコアとは別部材であり、前記マグネットの径方向内側の面より径方向外側へ突出した複数の突出部を有する位置決め板と、
   を含み、
   前記位置決め板は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層した積層鋼板からなり、
   前記複数のマグネットは、前記複数の突出部により規定される周方向位置に配置されているモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記ロータコアは、プレス成形品であるモータ。
3. 請求項１または請求項２に記載のモータにおいて、
   前記位置決め板は、前記蓋部の上面側に、配置されているモータ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のモータにおいて、
   前記マグネットホルダは、前記突出部が設けられていない胴部を有し、
   前記位置決め板は、前記胴部の上方位置および下方位置の少なくとも一方に、配置されているモータ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のモータにおいて、
   前記ステータコアは、前記位置決め板と同材料かつ同厚さの電磁鋼板を軸方向に積層した積層鋼板からなるモータ。

Images