JP7065481B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
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Description
第1円筒部と、前記第1円筒部の下端を閉塞する底部と、を有する軸受ホルダと、
前記第1円筒部の内周面に固定された第1含油軸受と、
前記第1含油軸受により回転可能に支持された回転軸と、
第2円筒部と前記第2円筒部の上端を閉塞する天板とを有し前記回転軸に固定されたロータケースと、前記第2円筒部の周面に固定されたロータマグネットと、を有するロータと、
前記ロータマグネットに対して径方向で対面するように配されたステータと、
前記底部から径方向外方へと広がる保持板と、
第3円筒部と前記第3円筒部の上端を閉塞する蓋部とを有し、前記ロータと前記ステータを覆うように前記第3円筒部の下端が前記保持板に固定されたカバー部材と、
を備えるブラシレスモータであって、
前記カバー部材は、前記蓋部の中央に貫通孔を有し、
前記回転軸は、前記蓋部に空間を介して非接触な状態で前記貫通孔から上方向に突出し、
前記天板と前記蓋部との間の前記回転軸には、硬質材からなる、上面が全域に亘って平板面である第1ワッシャ部材が固定されており、
前記第1ワッシャ部材は、前記天板と前記蓋部に空間を介して非接触な状態で配置されていることを特徴とする。
「前記天板の中央には、前記回転軸が固定されるバーリング部が上方向に立ち上げられており、
前記第1ワッシャ部材は、前記バーリング部の上端と非接触に配置されていること」、
「前記第1ワッシャ部材と前記蓋部の間の前記回転軸には、軟質材からなる、平板面を有する第2ワッシャ部材が設けられており、
前記第2ワッシャ部材は、前記蓋部と非接触に配置されていること」
「前記ロータマグネットは、前記第2円筒部の内周面に固定されており、
前記ステータは、前記第1円筒部の外周面に固定されたステータコアを有し、
前記ステータコアは、前記ロータマグネットの内周面と径方向に対向して配置されていること」を含むものである。
第1円筒部と前記第1円筒部の下端を閉塞する底部とを有する軸受ホルダと、
前記第1円筒部の内周面に固定された第1含油軸受と、
前記第1含油軸受により回転可能に支持された回転軸と、
第2円筒部と前記第2円筒部の上端を閉塞する天板とを有し前記回転軸に固定されたロータケースと、前記第2円筒部の周面に固定されたロータマグネットとを有するロータと、
前記ロータマグネットに対して径方向で対面するように配されたステータと、
前記底部から径方向外方へと広がる保持板と、
第3円筒部と前記第3円筒部の上端を閉塞する蓋部とを有し、前記ロータと前記ステータを覆うように前記第3円筒部の下端が前記保持板に固定されたカバー部材と、
第2含油軸受と、
を備えるブラシレスモータであって、
前記カバー部材は、前記蓋部の中央に筒部を有し、
前記第2含油軸受は、前記筒部に固定されており、
前記回転軸は、前記第2含油軸受に非接触な状態で前記筒部から上方向に突出し、
前記天板と前記第2含油軸受との間の前記回転軸には、硬質材からなる、平板面を有する第1ワッシャ部材が固定されており、
前記第1ワッシャ部材は、前記天板と前記第2含油軸受に非接触な状態で配置されていることを特徴とする。
「前記天板の中央には、前記回転軸が固定されるバーリング部が上方向に立ち上げられており、
前記第1ワッシャ部材は、前記バーリング部の上端と非接触に配置されていること」、
「前記第1ワッシャ部材と前記第2含油軸受の間の前記回転軸には、軟質材からなる、平板面を有する第2ワッシャ部材が設けられており、
前記第2ワッシャ部材は、前記第2含油軸受と非接触に配置されていること」、
「前記第1ワッシャ部材と前記第2ワッシャ部材の外径は、前記筒部の内径より小さいこと」、
「前記筒部の上端に端板が一体形成され、
前記第2含油軸受の上面は、前記端板に接していること」、
「前記ロータマグネットは、前記第2円筒部の内周面に固定されており、
前記ステータは、前記第1円筒部の外周面に固定されたステータコアを有し、
前記ステータコアは、前記ロータマグネットの内周面と径方向に対向して配置されていること」を含むものである。
まず、本発明の第1実施形態に係るブラシレスモータ1Aの構成を図1により説明する。第1実施形態では、カバー部材50を被せたアウターロータ型のブラシレスモータ1Aに関して説明する。
ロータ10は、ロータケース13と、ロータマグネット17を備えている。
ステータ20は、ステータコア21と、コイル22を備えている。
ステータコア21は、コア板を複数枚積層した積層体で構成されており、外周に等間隔に複数の突極を有している。各突極には、それぞれコイル22が巻回されている。ステータコア21は、コイル22に通電されたとき磁束を強めるものである。
また保持板45と配線基板42は、略中央に、軸受ホルダ35の外周面と略同一の円形の貫通孔を有しており、この貫通孔に軸受ホルダ35の底部37が固定されている。
この第1ワッシャ部材71は、蓋部51(すなわち端板62)に非接触に配置されている。つまり、第1ワッシャ部材71は、カバー部材50に軸方向に隙間を設けて配置されている。この第1ワッシャ部材71は、スラストガタのバラツキを小さくするために設けられている。本発明において、スラストガタとは、回転軸11が上方向(軸方向)に移動できる距離を言う。
また第1ワッシャ部材71は、バーリング部16の上端に非接触に配置されている。つまり、第1ワッシャ部材71は、ロータケース13に軸方向に隙間を設けて配置されている。
第1ワッシャ部材71の外径は、カバー部材50の貫通孔63の径より大きく形成されている。また第1ワッシャ部材71の外径は、円筒状部60の筒部61の内径より小さく形成されている。また第1ワッシャ部材71の外径は、バーリング部16の外径より大きく形成されている。
また第1ワッシャ部材71の内径は、回転軸11の外径より若干小さく形成されている。第1ワッシャ部材71が回転軸11に圧入されて固定されると、第1ワッシャ部材71は回転軸11と一体に回転する。第1ワッシャ部材71は円筒状部60に内包され、筒部61の内周面と非接触に配置されている。
回転軸11と、ロータケース13と、ロータマグネット17と、第1ワッシャ部材71を用意する。
まず、回転軸11がロータケース13のバーリング部16に圧入されて固定される。回転軸11を固定したロータケース13の第2円筒部15の内周面に、下方から、ロータマグネット17が固定される(回転軸11を有するロータ10となる)。その後、ロータケース13を固定した回転軸11の上方向から、上下面に平坦度が高い平板面を有する第1ワッシャ部材71が、上面を押圧されてロータケース13のバーリング部16に接触しないように回転軸11に圧入される(第1組立体となる)。
まず、コイル22がステータコア21の突極に巻回される(ステータ20となる)。次に、スラスト受材38が、単体の軸受ホルダ35の底部37に配置される。そして、第1含油軸受32が、軸受ホルダ35の開口に圧入されて内周面に固定される。次に、軸受ホルダ35の第1円筒部36の外周面には、上方向から、ステータ20が固定される。次に、軸受ホルダ35の底部37には、配線基板42を有する保持板45が固定される(第2組立体となる)。
ブラシレスモータ1Aは、第1円筒部36と、第1円筒部36の下端を閉塞する底部37と、を有する軸受ホルダ35と、第1円筒部36の内周面に固定された第1含油軸受32と、第1含油軸受32により回転可能に支持された回転軸11と、第2円筒部15と第2円筒部15の上端を閉塞する天板14とを有し回転軸11に固定されたロータケース13と、第2円筒部15の周面に固定されたロータマグネット17と、を有するロータ10と、ロータマグネット17に対して径方向で対面するように配されたステータ20と、底部37から径方向外方へと広がる保持板45と、第3円筒部52と第3円筒部52の上端を閉塞する蓋部51とを有し、ロータ10とステータ20を覆うように第3円筒部52の下端が保持板45に固定されたカバー部材50と、を備える。
またカバー部材50は、蓋部51の中央に貫通孔63を有する。
また回転軸11は、カバー部材50の蓋部51に非接触な状態で貫通孔63から上方向に突出する。
またロータケース13の天板14とカバー部材50の蓋部51との間の回転軸11には、硬質材からなる、平板面を有する第1ワッシャ部材71が固定されている。
また第1ワッシャ部材71は、ロータケース13の天板14とカバー部材50の蓋部51に非接触な状態で配置されている。
すると、実施形態のスラストガタは、回転軸11に固定された第1ワッシャ部材71と、カバー部材50の蓋部51にある端板62との隙間となる。
本実施形態では、第1ワッシャ部材71を、ロータケース13の天板14に対して非接触な状態となるように、回転軸1に圧入し固定している。このため、第1ワッシャ部材71は、回転軸11の下端からロータケース13の天板14までの寸法公差に影響されることなく、回転軸11に固定することができる。さらに、第1ワッシャ部材71は、上面に平坦度が高い平板面を有するため、回転軸11に圧入固定する際、回転軸11の下端から第1ワッシャ部材71の上面までの寸法公差を最小限に抑えることができる。よって、第1ワッシャ部材71と、カバー部材50の蓋部51にある端板62とのスラストガタのバラツキを小さくすることができる。
仮に、第1ワッシャ部材71がバーリング部16の上端に接するように回転軸11に固定されると、回転軸11の下端から第1ワッシャ部材71までの寸法公差は、回転軸11の下端からロータケース13の天板14までの寸法公差と、バーリング部16の下端から上端までの寸法公差に影響されて、スラストガタのバラツキがより大きくなる。
本例の第1ワッシャ部材71は、回転軸が固定されるバーリング部16の上端と非接触に配置されている。このため、回転軸11の下端から第1ワッシャ部材71までの寸法公差は、回転軸11の下端からロータケース13の天板14までの寸法公差や、バーリング部16の下端から上端までの寸法公差に影響されずにすみ、回転軸11の下端から回転軸11に固定された第1ワッシャ部材71までの寸法公差が小さくなる。よって、第1ワッシャ部材71とカバー部材の蓋部にある端板62とのスラストガタのバラツキが小さくなる。
このように、回転軸11が固定されるバーリング部16が上方向に立ち上げられているため、ロータケース13を回転軸11に固定した際の抜け止め強度を高められつつ軸ブレを低減できる。
次に、本発明の第2実施形態に係るブラシレスモータ1Bの構成を図2により説明する。
図2において、図1の部材と同一の部材には同一の符号を付しており、これらの部材については説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態に係るブラシレスモータ1Cの構成を図3により説明する。
図3において、図1の部材と同一の部材には同一の符号を付しており、これらの部材については説明を省略する。
円筒状部60の筒部61の内周には第2含油軸受33が固定されている。この第2含油軸受33の外周面は、円筒状部60の筒部61の内周面に接していると共に、第2含油軸受33の上面は、端板62の下面に接している。
また円筒状部60の端板62の貫通孔63と第2含油軸受33は同軸上に配置されている。円筒状部60の端板62の貫通孔63の径は、第2含油軸受33の内径より大きく形成されている。
また筒部61の軸方向の長さは、第2含油軸受33の軸方向の長さより長い。第2含油軸受33が円筒状部60の内側に挿入されて固定されると、第2含油軸受33はカバー部材の蓋部51の中央に設けられた構成となる。そして、回転軸11は、第2含油軸受33に非接触な状態で第2含油軸受33から上方向に突出している。
また天板14と第2含油軸受33との間の回転軸には、硬質材からなる、平板面を有する第1ワッシャ部材71が固定されている。
また第1ワッシャ部材71は、天板14と第2含油軸受33に非接触な状態で配置されている。
すると、実施形態のスラストガタは、回転軸11に固定された第1ワッシャ部材71と、第2含油軸受33との隙間となる。
本実施形態では、第1ワッシャ部材71を、ロータケース13の天板14に対して非接触な状態となるように、回転軸1に圧入し固定している。このため、第1ワッシャ部材71は、回転軸11の下端からロータケース13の天板14までの寸法公差に影響されることなく、回転軸11に固定することができる。さらに、第1ワッシャ部材71は、上面に平坦度が高い平板面を有するため、回転軸11に圧入固定する際、回転軸11の下端から第1ワッシャ部材71の上面までの寸法公差を最小限に抑えることができる。よって、第1ワッシャ部材71と、第2含油軸受33とのスラストガタのバラツキを小さくすることができる。
また、第1ワッシャ部材71は、バーリング部16の上端と非接触に配置されている。
この場合も、回転軸11の下端から第1ワッシャ部材71までの寸法公差は、回転軸11の下端からロータケース13の天板14までの寸法公差や、バーリング部16の下端から上端までの寸法公差に影響されずにすみ、回転軸11の下端から回転軸11に固定された第1ワッシャ部材71までの寸法公差が小さくなる。よって、第1ワッシャ部材71と第2含油軸受33とのスラストガタのバラツキが小さくなる。
このように、回転軸11が固定されるバーリング部16が上方向に立ち上げられているため、ロータケース13を回転軸11に固定した際の抜け止め強度を高められつつ軸ブレを低減できる。
すると、例えば、回転中のロータ10が停止するまでの間に、第1ワッシャ部材71が第2含油軸受33と摺接すると、第1ワッシャ部材71と第2含油軸受33との摺動抵抗を低減できる。
次に、本発明の第4実施形態に係るブラシレスモータ1Dの構成を図4により説明する。
図4において、図3の部材と同一の部材には同一の符号を付しており、これらの部材については説明を省略する。
この第2ワッシャ部材72の外径は、第2含油軸受33の内径より大きく形成されている。また第2ワッシャ部材72の外径は、第2含油軸受33の外径より小さく形成されている。
また第1ワッシャ部材71と第2ワッシャ部材72は円筒状部60に内包され、筒部61の内周面と非接触に配置されている。
また第2ワッシャ部材72は、第2含油軸受33と非接触に配置されている。
よって、回転軸11が上方向に移動した際、硬質材の第1ワッシャ部材71が第2含油軸受33に当接せずに、軟質材の第2ワッシャ部材72が第2含油軸受33に当接するため、スラストガタによる衝突音を小さくできる。
よって、回転軸11が上方向に移動した際に、第1ワッシャ部材71と第2ワッシャ部材72は筒部61に当接せずに、第2ワッシャ部材72は第2含油軸受33に確実に当接できるため、回転軸11はスラスト移動を容易にできる。
また第2含油軸受33の上面は、端板62に接している。
よって、回転軸11が上方向に移動して第2ワッシャ部材72が第2含油軸受33に当接した際、第2含油軸受33が端板のない円筒状部に固定された場合に比べて、第2含油軸受33のカバー部材50に対する軸方向の抜け止め強度を高めることができ、耐久性を高めることができる。
すると、例えば、回転軸に減速機構のギヤが装着されて、回転中のロータ10が停止するまでの間に、第2ワッシャ部材72が第2含油軸受33と摺接すると、第2ワッシャ部材72と第2含油軸受33との摺動抵抗を低減できる。
次に、本発明の第5実施形態に係るブラシレスモータ1Eの構成を図5により説明する。
図5において、図1~図4の部材と同一の部材には同一の符号を付しており、これらの部材については説明を省略する。
第1実施形態では、回転軸11に固定されたロータケース13と、ロータケース13の内周面に固定されたロータマグネット17とを有するロータ10と、ロータマグネット17に対して径方向で対面するように配されたステータ20とを備えている。
第5実施形態では、回転軸11に固定されたロータケース113と、ロータケース113の外周面に固定されたロータマグネット117とを有するロータ110と、ロータマグネット113に対して径方向で対面するように配されたステータ120を備えている。
より具体的には、ステータ120は、カバー部材50の第3円筒部52の内周面に固定されたステータコア121を有し、ステータコア121は、コア板を複数枚積層された積層体で構成されており、外周に等間隔に複数の突極を有している。各突極には、それぞれコイル122が巻回されている。
このロータケース113の蓋部114の中央にはバーリング部116が上方向に立ち上げられおり、回転軸11がバーリング部116に圧入されて固定されている。
第1ワッシャ部材71は、バーリング部116の上端と円筒状部60の端板62に非接触に配置されている。つまり、第1ワッシャ部材71は、ロータケース113の天板114とカバー部材の蓋部51に軸方向に隙間を設けて配置されている。
回転軸11と、ロータケース113と、第1ワッシャ部材71と、ロータマグネット117を用意する。
まず、回転軸11がロータケース113に圧入されて固定される。回転軸11を固定したロータケース113の第2円筒部115の外周面にロータマグネット117が固定される(回転軸11を有するロータ110となる)。その後、ロータケース113を固定した回転軸11の上方向から、上下面に平坦度が高い平板面を有する第1ワッシャ部材71が、上面を押圧されてロータケース113のバーリング部116に接触しないように圧入される(第4組立体となる)。
まず、スラスト受材38が軸受ホルダ35の底部37上面に配置される。そして、第1含油軸受32が軸受ホルダ35の開口に圧入されて内周面に固定される。そして、軸受ホルダ35の底部37には、配線基板142を有する保持板45が固定される(第5組立体となる)。
コイル122がステータコア121の突極に巻回される(ステータ120となる)。そして、カバー部材50の第3円筒部52の内周面には、下方向から、ステータ120が固定される(第6組立体となる)。
また第2~4実施形態を、第5実施形態のようなインナーロータ型のブラシレスモータにした形態も、それぞれ、第2~4実施形態と同様の作用効果を有すると共に、インナーロータであるため、アウターロータに比べて、ロータの起動時間を短くできる。
のではなく、様々な変更が可能である。
この第2ワッシャ部材を用いた第2実施形態(図2)では、第2ワッシャ部材は第1ワッシャ部材71の上面に接して配されており、円筒状部60の端板62と非接触な状態で配される。
また、この第2ワッシャ部材を用いた第4実施形態(図4)では、第2ワッシャ部材は第1ワッシャ部材71の上面に接して配されており、第2含油軸受33と非接触な状態で配される。
1B ブラシレスモータ
1C ブラシレスモータ
1D ブラシレスモータ
1E ブラシレスモータ
10 ロータ
11 回転軸
13 ロータケース
14 ロータケースの天板
15 ロータケースの第2円筒部
16 バーリング部
17 ロータマグネット
20 ステータ
21 ステータコア
22 ステータコアのコイル
31 軸受
32 第1含油軸受
33 第2含油軸受
35 軸受ホルダ
36 軸受ホルダの第1円筒部
37 軸受ホルダの底部
38 スラスト受材
42 配線基板
45 保持板
50 カバー部材
51 カバー部材の蓋部
52 カバー部材の第3円筒部
60 円筒状部
61 筒部
62 端板
63 端板の貫通孔
71 第1ワッシャ部材
72 第2ワッシャ部材
110 ロータ
113 ロータケース
114 ロータケースの天板
115 ロータケースの第2円筒部
116 バーリング部
117 ロータマグネット
120 ステータ
121 ステータコア
122 ステータコアのコイル
142 配線基板
Claims (6)
- 第1円筒部と前記第1円筒部の下端を閉塞する底部とを有する軸受ホルダと、
前記第1円筒部の内周面に固定された第1含油軸受と、
前記第1含油軸受により回転可能に支持された回転軸と、
第2円筒部と前記第2円筒部の上端を閉塞する天板とを有し前記回転軸に固定されたロータケースと、前記第2円筒部の周面に固定されたロータマグネットとを有するロータと、
前記ロータマグネットに対して径方向で対面するように配されたステータと、
前記底部から径方向外方へと広がる保持板と、
第3円筒部と前記第3円筒部の上端を閉塞する蓋部とを有し、前記ロータと前記ステータを覆うように前記第3円筒部の下端が前記保持板に固定されたカバー部材と、
第2含油軸受と、
を備えるブラシレスモータであって、
前記カバー部材は、前記蓋部の中央に筒部を有し、
前記第2含油軸受は、前記筒部に固定されており、
前記回転軸は、前記第2含油軸受に非接触な状態で前記筒部から上方向に突出し、
前記天板と前記第2含油軸受との間の前記回転軸には、硬質材からなる、平板面を有する第1ワッシャ部材が固定されており、
前記第1ワッシャ部材は、前記天板と前記第2含油軸受に非接触な状態で配置されていることを特徴とするブラシレスモータ。 - 前記天板の中央には、前記回転軸が固定されるバーリング部が上方向に立ち上げられており、
前記第1ワッシャ部材は、前記バーリング部の上端と非接触に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。 - 前記第1ワッシャ部材と前記第2含油軸受の間の前記回転軸には、軟質材からなる、平板面を有する第2ワッシャ部材が設けられており、
前記第2ワッシャ部材は、前記第2含油軸受と非接触に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のブラシレスモータ。 - 前記第1ワッシャ部材と前記第2ワッシャ部材の外径は、前記筒部の内径より小さいことを特徴とする請求項3に記載のブラシレスモータ。
- 前記筒部の上端に端板が一体形成され、
前記第2含油軸受の上面は、前記端板に接していることを特徴とする請求項4に記載のブラシレスモータ。 - 前記ロータマグネットは、前記第2円筒部の内周面に固定されており、
前記ステータは、前記第1円筒部の外周面に固定されたステータコアを有し、
前記ステータコアは、前記ロータマグネットの内周面と径方向に対向して配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のブラシレスモータ。
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