JP6988449B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、モータに関する。

従来のプリント基板を搭載した電子機器が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、プリント基板を搭載した電子機器の一例としてカメラが示される。このカメラは、メイン基板と、リード線と、を有する。リード線は、電池電源切片から延び、メイン基板に半田付けされる。

特開２００１−１４８５４９公報

特許文献１に開示された従来のカメラのリード線は、半田付け部分の近傍の、メイン基板の外縁部で、カメラの内部に向かって屈曲する。このため、この従来のカメラにおいて、リード線の半田付け部分に応力が集中し易い。

上記の点に鑑み、本発明は、基板に対するリード線の保持力を向上させることが可能なモータを提供することを目的とする。

上下に延びる中心軸回りに回転するロータと、前記ロータの径方向内側に配置されるステータと、前記ステータの軸方向下側に配置される基板と、前記基板と電気的に接続される複数のリード線と、を有し、前記基板は、前記ステータと軸方向に対向する本体部と、前記本体部の外周部から径方向外側に延びる突出部と、を有し、前記リード線の一端は、前記突出部に配置され、前記リード線の前記一端側の少なくとも一部及び前記突出部の少なくとも一部は、結合部材によって固定され、前記基板は、複数の前記リード線が個別に電気的に接続される複数のランド部を有し、複数の前記リード線のうち１本の第１リード線が電気的に接続される第１ランド部は、他の前記ランド部よりも径方向外側に配置され、前記突出部は、前記本体部の外周部から径方向外側に延びる第１突出部と、前記第１突出部の外周部から径方向外側に延びる第２突出部と、を有し、前記第２突出部の延伸方向と直交する方向の幅は、前記第１突出部の延伸方向と直交する方向の幅よりも狭く、前記第１リード線は、前記第２突出部に配置され、前記第１リード線と、前記第２突出部とは、前記結合部材によって固定される、モータ。

本発明の例示的なモータによれば、基板に対するリード線の保持力を向上させることが可能である。

図１は、本発明の第１実施形態に係るモータの側面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るモータの上面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るモータの基板の上面図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係る第１変形例のモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図６は、本発明の第１実施形態に係る第２変形例のモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図７は、本発明の第１実施形態に係る第３変形例のモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図８は、本発明の第１実施形態に係る第４変形例のモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図９は、本発明の第１実施形態に係る第５変形例のモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図１０は、本発明の第１実施形態に係る第６変形例のモータの基板の上面図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係るモータの上面図である。 図１２は、本発明の第２実施形態に係るモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図１３は、本発明の第２実施形態に係るモータの基板の上面図である。 図１４は、本発明の第２実施形態に係る第７変形例のモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図１５は、本発明の第２実施形態に係る第８変形例のモータの結合部材の部分を示す縦端面図である。 図１６は、本発明の第２実施形態に係る第９変形例のモータの基板の上面図である。

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。本書では、モータの中心軸が延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータの中心軸を中心として中心軸と直交する方向を単に「径方向」と呼び、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を単に「周方向」と呼ぶ。また、本書では、説明の便宜上、軸方向を上下方向とし、図１における上下方向をモータの上下方向として各部の形状及び位置関係を説明する。なお、この上下方向の定義がモータの使用時の向き及び位置関係を限定するものではない。また、本書では、軸方向に平行な切断部端面を「縦端面」と呼ぶ。また、本書で用いる「平行」、「垂直」は、厳密な意味で平行、垂直を表すものではなく、略平行、略垂直を含む。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．モータの全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ１の側面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るモータ１の上面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。なお、図１では、モータ１のステータ５、ロータ６等を含む主要部分を、縦端面として描画した。

モータ１は、軸受ハウジング２と、軸受３と、シャフト４と、ステータ５と、ロータ６と、基板７と、リード線８と、結合部材９と、を有する。

軸受ハウジング２は、ステータ５の径方向内側に配置される。軸受ハウジング２は、軸方向上下に延びる筒状である。軸受ハウジング２は、軸受保持部２１と、ステータ保持部２２と、を有する。

軸受保持部２１は、軸受ハウジング２の下部に配置される。軸受保持部２１は、軸受ハウジング２の軸方向下端から軸方向上側に凹状に窪んだカップ形状である。軸受保持部２１の内周部には、１個の軸受３が保持される。

ステータ保持部２２は、軸受ハウジング２の上部に配置される。ステータ保持部２２の外周部には、ステータ５が保持される。

軸受３は、軸方向上下一対で配置される。下側の軸受３は、軸受ハウジング２の軸受保持部２１に保持される。上側の軸受３は、ステータ５の軸受保持部５３に保持される。軸受３は、例えばボールベアリングで構成されるが、スリーブ軸受などによって構成されても良い。

シャフト４は、中心軸Ｃ１に沿って配置される。シャフト４は、上下に延びる柱状の部材である。シャフト４は、上下一対の軸受３によって、軸受ハウジング２及びステータ５に対して中心軸Ｃ１回りに回転可能に支持される。

ステータ５は、軸受ハウジング２のステータ保持部２２の外周部に固定される。ステータ５は、ロータ６の径方向内側に配置される。ステータ５は、ステータコア５１と、コイル５２と、軸受保持部５３と、を有する。

ステータコア５１は、中心軸Ｃ１を中心とする環状である。ステータコア５１は、例えばケイ素鋼板等の電磁鋼板を軸方向上下に積層して構成される。コイル５２は、絶縁材（図示略）を介して、ステータコア５１の周囲に巻き回された導線で構成される。

軸受保持部５３は、ステータ５の上部に配置される。軸受保持部５３は、ステータコア５１の軸方向上端から軸方向下側に凹状に窪んだカップ形状である。軸受保持部５３の内周部には、１個の軸受３が保持される。

ロータ６は、ステータ５の径方向外側に配置される。ロータ６は、上下に延びる中心軸Ｃ１回りに回転する。ロータ６は、ステータ５に対して中心軸Ｃ１回りに回転する。ロータ６は、ロータハブ６１と、マグネット６２と、を有する。

ロータハブ６１は、軸方向下端が開口し、軸方向上側に凹状に窪んだカップ形状である。ロータハブ６１は、シャフト４の軸方向上端部に固定される。マグネット６２は、板状の複数のマグネット片から構成される。各マグネット片は、ロータハブ６１の内周面に固定される。マグネット６２は、ステータ５の径方向外側に配置され、径方向においてステータコア５１と対向する。

基板７は、ステータ５の軸方向下側に配置される。基板７には、コイル５２の引出線（図示略）が電気的に接続される。基板７には、コイル５２に駆動電流を供給するための電子回路（図示略）が実装される。

リード線８は、基板７と電気的に接続される。リード線８は、少なくとも１本が設けられる。本実施形態では、リード線８は、例えば３本設けられる。リード線８は、外部から基板７に電力を供給する。

結合部材９は、チューブ９１である。チューブ９１は、リード線８の一部と、基板７の一部と、をまとめて束ねる。基板７と、リード線８と、チューブ９１と、の詳細な構成は後述する。

上記構成のモータ１において、リード線８及び基板７を介して、コイル５２に駆動電流が供給されると、ステータコア５１に径方向の磁束が生じる。ステータ５のこの磁束によって生じる磁界と、マグネット６２によって生じる磁界とが作用し、ロータ６の周方向にトルクが生じる。このトルクによって、ロータ６が、中心軸Ｃ１を中心として回転する。

＜１−２．モータの詳細な構成＞
図４は、本発明の第１実施形態に係るモータ１の基板７の上面図である。

基板７は、本体部７１と、突出部７２と、回路パターン７３と、ランド部７４と、接続部７５と、接着剤７６と、を有する。

本体部７１は、ステータ５と軸方向に対向する。本体部７１は、ステータ５の軸方向下側に位置する。本体部７１は、中心軸Ｃ１を中心として径方向に拡がる円板状である。本体部７１の径方向中心部には、軸受ハウジング２が挿入される孔部７１１が配置される。孔部７１１は、本体部７１を軸方向上下に貫通する。

突出部７２は、本体部７１の外周部から径方向外側に延びる。突出部７２は、本体部７１の外周部の周方向における一部から延びる。突出部７２は、軸方向から見て長方形状である。本体部７１と、突出部７２と、は同じ厚さである。

回路パターン７３は、本体部７１から突出部７２にわたって延びる。ランド部７４は、回路パターン７３の突出部７２側の端部に配置される。回路パターン７３及びランド部７４は、リード線８と同数であり、３つずつ設けられる。突出部７２において、３つの回路パターン７３は、所定の間隔を空けて突出部７２の延伸方向と直交する方向に並べて配置される。

リード線８は、突出部７２に配置される。３本のリード線８それぞれは、３つのランド部７４に個別に電気的に接続される。リード線８は、半田付けによってランド部７４に接続される。３本のリード線８それぞれは、ランド部７４から突出部７２に沿って径方向外側に延びる。

図１、図２及び図３に示すように、チューブ９１は、リード線８と、突出部７２とを収容する。詳細に言えば、リード線８の突出部７２側端部周辺の少なくとも一部と、突出部７２の径方向外側端部周辺とが、チューブ９１に収容される。３本のリード線８は、突出部７２の軸方向上側において、突出部７２の延伸方向と直交する方向に並べて配置される。結合部材９は、リード線８と、突出部７２とをまとめて束ねる。このようにして、リード線８の一端側の少なくとも一部及び突出部７２の少なくとも一部は、チューブ９１である結合部材９によって固定される。

上記実施形態の構成によれば、基板７に対するリード線８の保持力を向上させることができる。これにより、半田付け部分の応力集中を抑制することが可能である。すなわち、ランド部７４を突出部７２の径方向外側に寄せることができる。したがって、半田付け部分をロータ６から離すことができ、半田付け部分とロータ６との接触を防止することが可能である。

リード線８と、突出部７２とがチューブ９１に収容されることで、リード線８と、突出部７２とを容易にまとめて束ねることが可能である。

３本のリード線８のうち１本のリード線８は、第１リード線８１と呼ばれる。第１リード線８１は、３つのランド部７４のうち第１ランド部７４１に電気的に接続される。第１ランド部７４１は、３つのランド部７４のうち、突出部７２の延伸方向と直交する方向の真ん中に配置される。第１ランド部７４１は、他の２つのランド部７４よりも径方向外側に配置される。この構成によれば、リード線８とロータ６との距離を維持しながら、半田付け時に、３つのランド部７４の間のショートを防止することができる。

接続部７５は、ランド部７４の軸方向上面に配置される。接続部７５は、半田付け後のリード線８の端部及びランド部７４を含む。接続部７５では、ランド部７４とリード線８とが接続される。接続部７５は、接着剤７６で覆われる。この構成によれば、半田付け部分の、ランド部７４とリード線８との接続強度を向上させることが可能である。

＜１−３．モータの変形例＞
図５は、本発明の第１実施形態に係る第１変形例のモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。図６は、本発明の第１実施形態に係る第２変形例のモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。図７は、本発明の第１実施形態に係る第３変形例のモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。図８は、本発明の第１実施形態に係る第４変形例のモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。図９は、本発明の第１実施形態に係る第５変形例のモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。図１０は、本発明の第１実施形態に係る第６変形例のモータ１の基板７の上面図である。

図５に示す第１変形例では、結合部材９は、モールド樹脂９２である。モールド樹脂９２は、リード線８と、突出部７２とを収容する。このようにして、リード線８と、突出部７２とは、モールド樹脂９２である結合部材９によって固定される。なお、結合部材９は、チューブ９１と、モールド樹脂９２とに代えて、他の部材を用いても良い。

図６に示す第２変形例及び図７に示す第３変形例では、３本のリード線８は、軸方向上下に２段で配置される。第２変形例では、第１リード線８１が、他の２本のリード線８よりも軸方向上側に配置される。第３変形例では、第１リード線８１が、他の２本のリード線８よりも軸方向下側に配置される。

図８に示す第４変形例では、３本のリード線８は、突出部７２を隔てて軸方向上下に２段で配置される。第１リード線８１は突出部７２の軸方向上側に配置され、他の２本のリード線８は突出部７２の軸方向下側に配置される。なお、第１リード線８１は突出部７２の軸方向下側に配置され、他の２本のリード線８は突出部７２の軸方向上側に配置され手も良い。

図９に示す第５変形例のように、リード線８は、１本であっても良い。リード線８は、突出部７２の軸方向上側に配置される。なお、リード線８は、突出部７２の軸方向下側に配置されても良い。また、リード線８は、２本、若しくは４本以上であっても良い。

図１０に示す第６変形例では、３つのランド部７４は、突出部７２の延伸方向の位置が同一である。詳細に言えば、例えば第６変形例の３つのランド部７４は、図４における第１ランド部７４１を除く他の２つのランド部７４に合わせて、突出部７２の延伸方向の位置が同一である。

これらのモータ１の変形例においても、基板７に対するリード線８の保持力を向上させることができる。これにより、半田付け部分の応力集中を抑制することが可能である。

＜２．第２実施形態＞
＜２−１．モータの詳細な構成＞
図１１は、本発明の第２実施形態に係るモータ１の上面図である。図１２は、本発明の第２実施形態に係るモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。図１３は、本発明の第２実施形態に係るモータ１の基板７の上面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

基板７の突出部７２は、第１突出部７２１と、第２突出部７２２と、を有する。

第１突出部７２１は、本体部７１の外周部から径方向外側に延びる。第１突出部７２１は、本体部７１の外周部の周方向における一部から延びる。第１突出部７２１は、軸方向から見て長方形状である。

第２突出部７２２は、第１突出部７２１の外周部から径方向外側に延びる。第２突出部７２２は、第１突出部７２１の外周部のうち、径方向外側の端部から延びる。第２突出部７２２は、軸方向から見て長方形状である。第２突出部７２２の延伸方向と直交する方向の幅は、第１突出部７２１の延伸方向と直交する方向の幅よりも狭い。第２突出部７２２は、第１突出部７２１の延伸方向と直交する方向の中央に配置される。

第１ランド部７４１は、第１突出部７２１に配置される。第１ランド部７４１は、第１突出部７２１に対する第２突出部７２２の付け根に配置される。言い換えると、第１ランド部７４１は、第１突出部７２１の第２突出部７２２が延びる側の端部に配置される。第１リード線８１は、第１ランド部７４１に電気的に接続される。第１リード線８１は、第１ランド部７４１から第２突出部７２２に沿って径方向外側に延びる。これにより、第１リード線８１は、第２突出部７２２に配置される。

図１１に示すように、チューブ９１は、３本のリード線８と、第２突出部７２２とを収容する。詳細に言えば、３本のリード線８の突出部７２側端部周辺の一部と、第２突出部７２２の全体とが、チューブ９１に収容される。このようにして、第１リード線８１と、第２突出部７２２とは、チューブ９１である結合部材９によって固定される。

上記実施形態の構成によれば、複数のリード線８の接続先を、第１突出部７２１と第２突出部７２２とに分けることで、突出部７２の幅が大型化することを抑制しながら、隣り合うリード線８の間の距離を長くすることができる。これにより、半田付け部分のショートを防止することが可能である。また、リード線８が基板７の外周縁に配置されることを抑制することができる。

第１ランド部７４１の径方向外端は、第１突出部７２１の径方向外端と径方向位置が同一である。この構成によれば、第１ランド部７４１を外周側に移動させることができる。したがって、半田付け時に、第１ランド部７４１に係るショートを防止することが可能である。

モータ１は、３本のリード線８として、第１リード線８１のほかに、第２リード線８２と、第３リード線８３と、を有する。第１突出部７２１は、第２ランド部７４２と、第３ランド部７４３と、を有する。第２リード線８２は、第２ランド部７４２に電気的に接続される。第３リード線８３は、第３ランド部７４３に電気的に接続される。第２リード線８２と、第３リード線８３と、は第１突出部７２１に配置される。第１ランド部７４１は、第２ランド部７４２及び第３ランド部７４３に対して、第１突出部７２１の延伸方向と直交する方向の真ん中に配置される。突出部７２の延伸方向と直交する幅方向において、第１リード線８１は、第２リード線８２と、第３リード線８３との間に配置される。

この構成によれば、図１２に示したように、チューブ９１に収容した際、第１リード線８１と、第２リード線８２と、第３リード線８３とが幅方向に並んで配置される。第２突出部７２２に配置される第１リード線８１が、第２リード線８２と、第３リード線８３との間に配置される。このため、第２リード線８２及び第３リード線８３と、第２突出部７２２との距離が短くなり、第２リード線８２及び第３リード線８３のいずれかに応力が集中しない。したがって、リード線８の強度が向上する。

第２突出部７２２の延伸方向と直交する方向の幅は、リード線８の直径の３倍よりも狭い。この構成によれば、チューブ９１で束ねられた第２突出部７２２と３本のリード線８との、延伸方向と直交する方向の幅を短くすることができる。これにより、リード線８が、モータ１の組み立て時の妨げにならない。また、例えばモータ１を送風装置等に適用した際、送風性能へのリード線８の影響を抑制することが可能である。

＜２−２．モータの変形例＞
図１４は、本発明の第２実施形態に係る第７変形例のモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。図１５は、本発明の第２実施形態に係る第８変形例のモータ１の結合部材９の部分を示す縦端面図である。図１６は、本発明の第２実施形態に係る第９変形例のモータ１の基板７の上面図である。

図１４に示す第７変形例及び図１５に示す第８変形例では、第１リード線８１と、第２リード線８２及び第３リード線８３とは、軸方向上下に２段で配置される。第７変形例では、第１リード線８１が、第２リード線８２及び第３リード線８３よりも軸方向下側に配置される。第８変形例では、第１リード線８１が、第２リード線８２及び第３リード線８３よりも軸方向上側に配置される。

この構成によれば、チューブ９１で束ねられた３本のリード線８と第２突出部７２２の形状が安定し、束ねることが容易になる。さらに、チューブ９１で束ねられた３本のリード線８の、延伸方向と直交する方向の幅を短くすることができる。したがって、リード線８が、モータ１の組み立て時の妨げにならない。また、例えばモータ１を送風装置等に適用した際、送風性能へのリード線８の影響を抑制することが可能である。

図１６に示す第９変形例では、第１ランド部７４１の径方向外端は、第１突出部７２１の径方向外端よりも径方向外側に位置する。この構成によれば、第１ランド部７４１を外周側に移動させることができる。したがって、半田付け時に、第１ランド部７４１に係るショートを防止することが可能である。

＜３．その他＞
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上記実施形態とその変形例は適宜任意に組み合わせることができる。

本発明は、例えばモータにおいて利用可能である。

１・・・モータ、２・・・軸受ハウジング、３・・・軸受、４・・・シャフト、５・・・ステータ、６・・・ロータ、７・・・基板、８・・・リード線、９・・・結合部材、２１・・・軸受保持部、２２・・・ステータ保持部、５１・・・ステータコア、５２・・・コイル、５３・・・軸受保持部、６１・・・ロータハブ、６２・・・マグネット、７１・・・本体部、７２・・・突出部、７３・・・回路パターン、７４・・・ランド部、７５・・・接続部、７６・・・接着剤、８１・・・第１リード線、８２・・・第２リード線、８３・・・第３リード線、９１・・・チューブ、９２・・・モールド樹脂、７１１・・・孔部、７２１・・・第１突出部、７２２・・・第２突出部、７４１・・・第１ランド部、７４２・・・第２ランド部、７４３・・・第３ランド部、Ｃ１・・・中心軸

Claims (7)

1. 上下に延びる中心軸回りに回転するロータと、
   前記ロータの径方向内側に配置されるステータと、
   前記ステータの軸方向下側に配置される基板と、
   前記基板と電気的に接続される複数のリード線と、
   を有し、
   前記基板は、
   前記ステータと軸方向に対向する本体部と、
   前記本体部の外周部から径方向外側に延びる突出部と、
   を有し、
   前記リード線の一端は、前記突出部に配置され、
   前記リード線の前記一端側の少なくとも一部及び前記突出部の少なくとも一部は、結合部材によって固定され、
   前記基板は、複数の前記リード線が個別に電気的に接続される複数のランド部を有し、
   複数の前記リード線のうち１本の第１リード線が電気的に接続される第１ランド部は、他の前記ランド部よりも径方向外側に配置され、
   前記突出部は、
   前記本体部の外周部から径方向外側に延びる第１突出部と、
   前記第１突出部の外周部から径方向外側に延びる第２突出部と、
   を有し、
   前記第２突出部の延伸方向と直交する方向の幅は、前記第１突出部の延伸方向と直交する方向の幅よりも狭く、
   前記第１リード線は、前記第２突出部に配置され、
   前記第１リード線と、前記第２突出部とは、前記結合部材によって固定される、モータ。
2. 前記結合部材は、チューブであり、
   前記リード線と、前記突出部とは、前記チューブに収容される、請求項１に記載のモータ。
3. 前記基板は、前記ランド部と前記リード線とが接続される接続部を有し、
   前記接続部は、接着剤で覆われる、請求項１または請求項２に記載のモータ。
4. 前記第１ランド部の径方向外端は、
   前記第１突出部の径方向外端と径方向位置が同一である、または、
   前記第１突出部の径方向外端よりも径方向外側に位置する、請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記第１突出部に配置される、第２リード線及び第３リード線を有し、
   前記突出部の延伸方向と直交する幅方向において、前記第１リード線は、前記第２リード線と、前記第３リード線との間に配置される、請求項１から請求項４のいずれかに記載のモータ。
6. 前記第１リード線と、前記第２リード線及び前記第３リード線とは、軸方向上下に２段配置される、請求項５に記載のモータ。
7. 前記第２突出部の延伸方向と直交する方向の幅は、前記リード線の直径の３倍よりも狭い、請求項１から請求項６のいずれかに記載のモータ。
   

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