WO2022070538A1 - ブラシレスモータ - Google Patents

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WO2022070538A1
WO2022070538A1 PCT/JP2021/024719 JP2021024719W WO2022070538A1 WO 2022070538 A1 WO2022070538 A1 WO 2022070538A1 JP 2021024719 W JP2021024719 W JP 2021024719W WO 2022070538 A1 WO2022070538 A1 WO 2022070538A1
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shaft
brushless motor
yoke
stator
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修 内藤
美幸 古屋
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a brushless motor having a single-axis structure.
  • Patent Document 1 describes a brushless motor having a single-axis structure.
  • the brushless motor described in Patent Document 1 includes a rotor, a stator, and a preload adjusting mechanism.
  • the preload adjustment mechanism is equipped with a mechanism that slides in a helicoid manner. When the sliding ball wears due to use, the preload adjustment mechanism is adjusted and the position of the shaft is corrected by screwing the bottom plate that supports the shaft.
  • an object of the present invention is to provide a brushless motor that can more reliably suppress the thrust movement of the rotor even if the thrust generation force is large.
  • the brushless motor of the present invention includes a rotor, a stator, a bearing member, a suction generating member, and a suction force assisting member.
  • the rotor includes a shaft, a rotor yoke that holds the shaft and covers the peripheral surface of the shaft, and permanent magnets arranged on the outer periphery of the rotor yoke.
  • the stator is arranged on the outer peripheral side of the rotor.
  • the bearing member rotatably holds the shaft.
  • the suction force generating member is arranged at the end of the bearing member on the side where the rotor yoke holds the shaft, and generates a suction force with respect to the rotor yoke.
  • the suction force assisting member assists the suction force.
  • the thrust movement of the rotor can be suppressed more reliably.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the brushless motor 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side sectional view showing the configuration of the brushless motor 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing the configuration of the stator assembly 20 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is an exploded perspective view of the rotor 30, and
  • FIG. 4B is a side sectional view showing the configuration of the rotor 30.
  • 5 (A) and 5 (B) are enlarged views of the proximity portion between the rotor 30 and the stator 40.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the separation distance between the rotor 30 and the stator 40 and the magnetic attraction force.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a brushless motor 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side sectional view showing a configuration example of the pump 1, which is an example of using the brushless motor 10 of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing changes in the required suction force between the rotor 30 and the stator 40 with respect to the rotation speed of the impeller 90.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the brushless motor 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side sectional view showing the configuration of the brushless motor 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side sectional view showing the configuration of the stator assembly 20 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is an exploded perspective view of the rotor 30, and
  • FIG. 4B is a side sectional view showing the configuration of the rotor 30.
  • the brushless motor 10 includes a stator assembly 20 and a rotor 30.
  • the specific structure of the stator assembly 20 and the rotor 30 will be described later.
  • the stator assembly 20 has an opening 234.
  • the rotor 30 is inserted into the stator assembly 20 through the opening 234.
  • the opening 234 overlaps with the central space of the stator 40.
  • the rotor 30 is arranged inside the stator 40.
  • the stator 40 is arranged on the outer peripheral side of the rotor 30.
  • One end of the rotor 30 in the extending direction of the shaft 33 projects outward from the opening 234 side of the stator assembly 20.
  • the other end of the rotor 30 in the extending direction of the shaft 33 is rotatably supported by the stator assembly 20.
  • the rotation of the rotor 30 is controlled by controlling the signal given to the stator 40.
  • the brushless motor 10 realizes an inner rotor type brushless motor having a uniaxial structure.
  • stator assembly 20 includes a housing 21, an insulating resin 24, a shaft lid member 25, a bearing 26, a suction magnet 27, a yoke 28, and a stator 40.
  • the housing 21 includes a first housing member 22 and a second housing member 23.
  • the first housing member 22 and the second housing member 23 are made of a highly rigid material such as SUS.
  • the first housing member 22 includes a main wall 221, a side wall 222, and an internal wall 223.
  • the main wall 221 is circular in a plan view.
  • the side wall 222 has a cylindrical shape, is formed along the outer peripheral end of the main wall 221 and extends in a direction orthogonal to the main surface of the main wall 221.
  • the inner wall 223 has a cylindrical shape, is formed in the center of the main wall 221 and extends in a direction orthogonal to the main surface of the main wall 221.
  • the inner wall 223 has a hollow portion 225 that opens on both sides of the cylinder.
  • the main wall 231 has an opening in a region overlapping the hollow portion 225. Therefore, the hollow portion 225 also communicates with the outside of the first housing member 22 on the main wall 231 side.
  • the first housing member 22 has a space 224 surrounded by the main wall 221, the side wall 222, and the inner wall 223.
  • the space 224 is annular in a plan view and opens on the side opposite to the main wall 221 side.
  • the second housing member 23 includes a main wall 231 and a side wall 232.
  • the main wall 231 is circular in a plan view.
  • the side wall 232 has a cylindrical shape in a plan view.
  • the side wall 232 has a cylindrical shape, is formed along the outer peripheral end of the main wall 231 and extends in a direction orthogonal to the main surface of the main wall 231.
  • the second housing member 23 has a space 235 surrounded by the main wall 231 and the side wall 232.
  • the space 235 is circular in a plan view and opens on the side opposite to the main wall 231 side.
  • the main wall 231 has an opening 234 in the center that penetrates the main wall 231 in the thickness direction.
  • the opening 234 communicates with the space 235.
  • the opening 234 is circular in plan view.
  • the outer shape of the opening 234 is similar to the outer shape of the rotor 30 in a plan view (the outer shape seen from one end or the other end side of the shaft 33).
  • the area of the opening 234 is an area into which the rotor 30 can be inserted, and is, for example, about the plane area of the central space of the stator 40.
  • the main wall 231 has a plurality of holes 236.
  • the plurality of holes 236 penetrate the main wall 231 in the thickness direction and communicate with the space 235.
  • the plurality of holes 236 are arranged along the outer circumference of the opening 234.
  • the first housing member 22 and the second housing member 23 are assembled to each other. More specifically, in the first housing member 22, the opening of the space 235 is the opening of the space 235 in the second housing member 23 so that the opening of the space 224 faces the second housing member 23 side. Arranged so that it faces to the side. Then, the second housing member 23 is fitted into the first housing member 22 so that the outer wall of the side wall 232 abuts on the inner wall surface 2221 of the side wall 222 of the first housing member 22.
  • the housing 21 has an internal space.
  • the internal space of the housing 21 communicates with the outside of the second housing member 23 side by the above-mentioned opening 234 and the plurality of holes 236.
  • the shaft lid member 25 is disk-shaped and has a recess 250 recessed from the main surface.
  • the shaft lid member 25 is arranged near the end of the hollow portion 225 on the main wall 221 side.
  • the shaft lid member 25 has a groove for screwing on the outer periphery.
  • a groove for screwing is formed on the wall surface of the recess 250 near the end on the main wall 221 side.
  • the shaft lid member 25 is screwed into the wall surface forming the recess 250 by these screwing grooves. Then, by adjusting this screwing state, the position of the shaft lid member 25 in the axial direction of the recess 250 (the depth at which the shaft lid member 25 is embedded in the housing 21 (embedding in FIG. 5A).
  • the depth HS1 and the embedding depth HS2 in FIG. 5 (B)) are adjusted.
  • the bearing 26 has a cylindrical shape, is arranged in the hollow portion 225, and is fixed to the wall on the hollow portion 225 side of the inner wall 223.
  • the structure including the bearing 26 and the inner wall 223 corresponds to the "bearing member" of the present invention.
  • the suction magnet 27 has an annular shape.
  • the attraction magnet 27 is arranged at the tip of the inner wall 223, in other words, at the end of the inner wall 223 opposite to the connection end to the main wall 221.
  • the attraction magnet 27 corresponds to the "attraction force generating member" of the present invention.
  • the yoke 28 has an annular shape.
  • the shape of the yoke 28 is substantially the same as the shape of the suction magnet 27.
  • the yoke 28 is arranged near the tip of the inner wall 223 and is arranged on the main wall 221 side of the suction magnet 27.
  • the yoke 28 corresponds to the "suction force assisting member" and the "suction yoke" of the present invention.
  • the stator 40 includes a plurality of stator cores, insulators, and a plurality of coil conductors.
  • the stator 40 is annular and has a central space.
  • the plurality of stator cores are arranged at intervals from each other along the circumferential direction of the ring shape.
  • a plurality of coil conductors are wound around a plurality of stator cores with an insulator interposed therebetween. More specifically, the plurality of coil conductors are wound around the stator core about a direction extending outward from the center of the annular shape of the stator 40.
  • the outer shape of the stator 40 in a plan view has substantially the same shape as the inner wall surface 2221 of the side wall 222 of the first housing member 22, and is smaller than the inner wall surface 2221.
  • the outer shape of the central space in which the stator 40 is viewed in a plan view in other words, the shape of the inner end of the stator 40 is substantially the same as the outer shape of the rotor 30 described later, and is larger than the outer shape of the rotor 30.
  • the stator 40 is arranged in the internal space of the housing 21. More specifically, the stator 40 is arranged so as to be accommodated in the space 224 of the first housing member 22 and the space 235 of the second housing member 23. At this time, the center of the stator 40 and the center of the internal space of the housing 21 substantially coincide with each other in a plan view. Further, the outer peripheral end of the stator 40 does not come into contact with the inner wall surface 2221 of the side wall 222 of the first housing member 22, but is in close proximity to the inner wall surface 2221.
  • the positioning of the stator 40 with respect to the first housing member 22 is realized, for example, by abutting the leg member formed on the stator 40 on the inner surface of the main wall 221 of the first housing member 22.
  • the insulating resin 24 is arranged in the internal space of the housing 21. With this configuration, the stator 40 and the housing 21 are fixed by the insulating resin 24. Further, the first housing member 22 and the second housing member 23 are fixed by the insulating resin 24.
  • the rotor 30 includes a rotor yoke 31, a magnet 32, and a shaft 33.
  • the rotor yoke 31 includes a main body portion 311 and a connecting portion 312, and a shaft holding portion 313.
  • the rotor yoke 31 is made of a magnetized metal such as SUS.
  • the main body portion 311 is a cylinder having an internal space 3110.
  • the shape of the inner wall surface of the main body portion 311 is substantially the same as the outer shape of the inner wall surface 223 of the first housing member 22, and the diameter of the inner wall surface is larger than the diameter of the outer wall surface of the inner wall 223.
  • the main body portion 311 is arranged so as to cover the peripheral surface of the shaft 33. That is, the main body portion 311 is a cylindrical structure having a surface parallel to the peripheral surface of the shaft 33, and is arranged so as to be separated outward from the peripheral surface of the shaft 33 by a predetermined distance.
  • the shaft holding portion 313 has a cylindrical shape having an internal space 3130.
  • the shape of the inner wall surface of the shaft holding portion 313 is substantially the same as the shape of the side surface (peripheral surface) of the shaft 33, and the diameter of the inner wall surface of the shaft holding portion 313 is the same as the diameter of the shaft 33.
  • the shaft holding portion 313 is arranged at one end in the axial direction of the main body portion 311. At this time, the central axis of the shaft holding portion 313 coincides with the central axis of the main body portion 311. The shaft holding portion 313 holds the shaft 33.
  • the connecting portion 312 is an annular flat plate and has a plane orthogonal to the axial direction of the main body portion 311 and the shaft holding portion 313. In other words, the connecting portion 312 has a plane orthogonal to the axial direction (extending direction) of the shaft 33.
  • the connecting portion 312 connects the main body portion 311 and the shaft holding portion 313.
  • the magnet 32 has an annular shape.
  • the magnet 32 is arranged along the outer surface of the main body portion 311 of the rotor yoke 31.
  • the shaft 33 is a cylinder.
  • the shaft 33 is inserted into the internal space 3130 of the shaft holding portion 313 through the internal space 3110 of the main body portion 311.
  • One end of the shaft 33 projects outward from the main body portion 311.
  • the rotor 30 is inserted into and supported by the stator assembly 20. More specifically, the rotor 30 is inserted from the opening 234 so that the opening side of the main body portion 311 of the rotor yoke 31 is the main wall 221 side of the first housing member 22 in the stator assembly 20. Then, the rotor yoke 31 covers the inner wall 223 of the first housing member 22 in the stator assembly 20 in a separated state.
  • the shaft 33 inserts the bearing 26, and one end of the shaft 33 (the end opposite to the side held by the rotor yoke 31) abuts on the shaft lid member 25. Then, the magnet 32 of the rotor 30 is close to the stator core of the stator 40 of the stator assembly 20.
  • the brushless motor 10 can control the rotation of the rotor 30 by controlling the current applied to the plurality of coil conductors of the stator 40.
  • FIGS. 5A, 5B, and 2 above are enlarged views of the vicinity of the rotor and the stator.
  • the suction magnet 27 faces and is close to the connection portion 312 of the rotor yoke 31.
  • a magnetic attraction force is generated between the connection portion 312 of the rotor yoke 31 and the attraction magnet 27, and the rotor yoke 31 is attracted to the main wall 221 side of the stator assembly 20.
  • the connecting portion 312 of the rotor yoke 31 and the attractive magnet 27 face each other in a predetermined area, so that a strong magnetic attractive force can be generated. Therefore, the thrust movement of the rotor 30 can be suppressed.
  • the yoke 28 is arranged on the side opposite to the connection portion 312 side of the rotor yoke 31 with respect to the suction magnet 27.
  • the magnetic attraction force generated between the attraction magnet 27 and the connection portion 312 of the rotor yoke 31 can be further strengthened (auxiliary). Therefore, the thrust movement of the rotor 30 can be suppressed without increasing the suction magnet 27. That is, the brushless motor 10 can be made smaller while suppressing the thrust movement of the rotor 30.
  • the rotor yoke 31 can be made smaller, the brushless motor 10 on the inner rotor side in which the rotor 30 is arranged inside the stator 40 can be easily and more reliably realized.
  • the member arranged at the end of the shaft 33 is not used as a suction magnet, so that the member arranged at the end of the shaft 33, that is, for the shaft in the brushless motor 10.
  • the lid member 25 can be made smaller.
  • the stator assembly 20 can be made smaller and the brushless motor 10 can be made smaller.
  • the main direction of the magnetic field of the magnet 32 for generating the rotational force and the main direction of the magnetic field of the suction magnet 27 are substantially orthogonal to each other. Therefore, it is suppressed that the magnetic field generated by the attractive magnet 27 adversely affects the generation of the rotational force.
  • the position of the shaft lid member 25 can be moved along the axial direction of the shaft 33.
  • the depth at which the shaft lid member 25 is embedded from the outer surface of the main wall 221 of the housing 21 (embedding depth HS1 in FIG. 5A and embedding depth HS2 in FIG. 5B). ) Can be adjusted.
  • the distance between the attraction magnet 27 and the connection portion 312 of the rotor yoke 31 (distance D1 in FIG. 5A and distance D2 in FIG. 5B). ) Can be adjusted. Therefore, the magnitude of the magnetic attraction force generated between the attraction magnet 27 and the connection portion 312 of the rotor yoke 31 can be adjusted.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the separation distance between the rotor 30 and the stator 40 and the magnetic attraction force.
  • the separation distance in FIG. 6 is a distance corresponding to the above-mentioned distances D1, D2, and the like, and is a separation distance along the axial direction from the rotor 30 and the stator assembly 20.
  • the magnetic attraction force in the axial direction between the rotor 30 and the stator assembly 20 can be adjusted.
  • the separation distance can be adjusted to a continuous value, and the magnetic attraction force can be adjusted to a continuous value.
  • the distance between the attraction magnet 27 and the connection portion 312 of the rotor yoke 31 can be adjusted so as to realize the optimum magnetic attraction force. Therefore, it is not necessary to use an attractive magnet larger than necessary, and the brushless motor 10 can be miniaturized.
  • the shaft lid member 25 does not protrude from the housing 21. Therefore, it is possible to prevent the outer shape of the brushless motor 10 from becoming unnecessarily large.
  • the position of the shaft lid member 25 is adjusted by screwing, the position can be finely adjusted, and the optimum magnetic attraction force can be realized more reliably.
  • the suction magnet 27 is annular, the variation in the magnitude of the magnetic field in the circumferential direction of the rotor 30 can be reduced.
  • the suction magnets 27 are not arranged discretely in the circumferential direction of the rotor 30 or are arranged only at specific positions in the circumferential direction. As a result, the magnetic force can be made uniform in all directions from the central axis of the rotor 30, and the inclination of the rotor 30 can be suppressed.
  • the suction magnet 27 and the yoke 28 are fitted into the recess 2230 formed at the tip of the inner wall 223. There is. As a result, it is not necessary to provide a region for mounting the suction magnet 27 and the yoke 28 separately from the internal wall 223, and the brushless motor 10 can be made compact. In particular, by using the yoke 28, it is not necessary to make the suction magnet 27 unnecessarily large, so that it is possible to realize a structure in which the suction magnet 27 and the yoke 28 do not protrude from the peripheral surface of the inner wall 223. Therefore, the brushless motor 10 can be made even smaller.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a brushless motor according to an embodiment of the present invention.
  • stator assembly 20 and the rotor 30 are individually formed (S21, S22).
  • the rotor 30 is mounted on the stator assembly 20 (S23).
  • the position of the rotor 30 is adjusted by using the shaft lid member 25 (S23).
  • FIG. 8 is a side sectional view showing a configuration example of the pump 1, which is an example of using the brushless motor 10 of the present invention.
  • the pump 1 includes a brushless motor 10 and an impeller 90.
  • the impeller 90 is fixed to the rotor 30.
  • the thrust movement of the rotor 30 can be suppressed more reliably. Further, by using the configuration of the brushless motor 10, the brushless motor 10 can be made smaller and the pump 1 can be made smaller.
  • FIG. 9 is a graph showing changes in the required suction force between the rotor 30 and the stator 40 with respect to the rotation speed of the impeller 90. As shown in FIG. 9, when the rotation speed (rotational speed) changes, the required suction force also changes.
  • the distance between the rotor 30 and the stator assembly 20 in the axial direction can be adjusted, so that the magnetic attraction force in the axial direction between the rotor 30 and the stator assembly 20 can be adjusted. Therefore, the positional relationship between the rotor 30 and the stator assembly 20 in the axial direction can be adjusted so that an appropriate magnetic suction force is obtained according to the required suction force.
  • the configuration of the brushless motor 10 of the present invention works effectively if it is a device that utilizes the high-speed rotation of the rotor 30. Further, if the device needs to adjust the rotation of the rotor 30, the configuration of the brushless motor 10 of the present invention works effectively.

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Abstract

ブラシレスモータ（１０）は、ロータ（３０）、ステータ（４０）、軸受け部材、吸引磁石（２７）、および、ヨーク（２８）を備える。ロータ（３０）は、シャフト（３３）、シャフト（３３）を保持するとともにシャフト（３３）の周面を覆うロータヨーク（３１）、および、ロータヨーク（３１）の外周に配置された磁石（３２）を備える。ステータ（４０）は、ロータ（３０）の外周側に配置される。軸受け部材である筐体（２１）の内部壁（２２３）は、軸受け（２６）を介してシャフト（３３）を回転可能に保持する。吸引磁石（２７）は、内部壁（２２３）におけるロータヨーク（３１）がシャフト（３３）を保持する側の端部に配置され、ロータヨーク（３１）に対する吸引力を発生する。ヨーク（２８）は、吸引磁石（２７）が発生する吸引力を補助、強化する。

Description

ブラシレスモータ
　本発明は、片軸構造のブラシレスモータに関する。
　特許文献１には、片軸構造のブラシレスモータが記載されている。
　特許文献１に記載のブラシレスモータは、ロータ、ステータ、および、予圧調整機構を備える。
　予圧調整機構は、ヘリコイド方式で摺動する機構を備える。使用によって、摺動用のボールが摩耗すると、シャフトを支持する底板をねじ込むことで、予圧調整機構を調整し、シャフトの位置を補正する。
特開２００１－１５７４０７号公報
　しかしながら、例えば回転対象物がファン等の場合、ロータをステータから引き離す力（スラスト発生力）が大きく、特許文献１に示すような従来の構成では、ロータのスラスト移動を抑制することは難しい。
　したがって、本発明の目的は、スラスト発生力が大きくても、ロータのスラスト移動をより確実に抑制できるブラシレスモータを提供することにある。
　この発明のブラシレスモータは、ロータ、ステータ、軸受け部材、吸引発生部材、および、吸引力補助部材を備える。ロータは、シャフト、シャフトを保持するとともにシャフトの周面を覆うロータヨーク、および、ロータヨークの外周に配置された永久磁石を備える。ステータは、ロータの外周側に配置される。軸受け部材は、シャフトを回転可能に保持する。吸引力発生部材は、軸受け部材におけるロータヨークがシャフトを保持する側の端部に配置され、ロータヨークに対する吸引力を発生する。吸引力補助部材は、吸引力を補助する。
　この構成では、ロータヨークに対する吸引力を高くできる。
　この発明によれば、ロータのスラスト移動をより確実に抑制できる。
図１は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータ１０の外観斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータ１０の構成を示す側面断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係るステータアッシー２０の構成を示す側面断面図である。 図４（Ａ）は、ロータ３０の分解斜視図であり、図４（Ｂ）は、ロータ３０の構成を示す側面断面図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、ロータ３０とステータ４０との近接部の拡大図である。 図６は、ロータ３０とステータ４０との離間距離と磁気吸引力との関係を示すグラフである。 図７は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータ１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図８は、本発明のブラシレスモータ１０の利用例であるポンプ１の構成例を示す側面断面図である。 図９は、インペラー９０の回転数に対するロータ３０とステータ４０との間の必要吸引力の変化を示すグラフである。
　本発明の実施形態に係るブラシレスモータ、ステータアッシー、および、これらの製造方法について、図を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータ１０の外観斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータ１０の構成を示す側面断面図である。図３は、本発明の実施形態に係るステータアッシー２０の構成を示す側面断面図である。図４（Ａ）は、ロータ３０の分解斜視図であり、図４（Ｂ）は、ロータ３０の構成を示す側面断面図である。
　（ブラシレスモータ１０の概略構成）
　図１、図２に示すように、ブラシレスモータ１０は、ステータアッシー２０、および、ロータ３０を備える。ステータアッシー２０およびロータ３０の具体的な構造は後述する。
　ステータアッシー２０は、開口２３４を有する。ロータ３０は、開口２３４から、ステータアッシー２０の内部に挿入される。ブラシレスモータ１０（ステータアッシー２０）を平面視して、開口２３４は、ステータ４０の中央空間と重なっている。これにより、ロータ３０は、ステータ４０の内側に配置される。言い換えれば、ステータ４０は、ロータ３０の外周側に配置される。
　ロータ３０のシャフト３３の延びる方向の一方端は、ステータアッシー２０の開口２３４側から外部に突出している。ロータ３０のシャフト３３の延びる方向の他方端は、ステータアッシー２０によって回転可能に支持されている。
　この構成において、ステータ４０に与える信号を制御することで、ロータ３０の回転は、制御される。これにより、ブラシレスモータ１０は、インナーロータ型で片軸構造のブラシレスモータを実現する。
　（ステータアッシー２０の具体的な構成）
　図１、図２、図３に示すように、ステータアッシー２０は、筐体２１、絶縁性樹脂２４、軸用蓋部材２５、軸受け２６、吸引磁石２７、ヨーク２８、および、ステータ４０を備える。
　筐体２１は、第１筐体部材２２および第２筐体部材２３を備える。第１筐体部材２２および第２筐体部材２３は、ＳＵＳ等の剛性の高い材料からなる。
　第１筐体部材２２は、主壁２２１、側壁２２２、および、内部壁２２３を備える。主壁２２１は、平面視して、円形である。側壁２２２は、円筒形であり、主壁２２１の外周端に沿って形成され、主壁２２１の主面に直交する方向に延びる形状である。
　内部壁２２３は円筒形であり、主壁２２１の中央に形成され、主壁２２１の主面に直交する方向に延びる形状である。内部壁２２３は、円筒形の両側で開口する中空部２２５を有する。主壁２３１には、中空部２２５と重なる領域に開口を有する。したがって、中空部２２５は、第１筐体部材２２における主壁２３１側の外部にも連通する。
　主壁２２１、側壁２２２、および、内部壁２２３が上述の構成であることによって、第１筐体部材２２は、主壁２２１、側壁２２２、および、内部壁２２３によって囲まれる空間２２４を有する。空間２２４は、平面視して環状であり、主壁２２１側と反対側で開口する。
　第２筐体部材２３は、主壁２３１と側壁２３２とを備える。主壁２３１は、平面視して円形である。側壁２３２は、平面視して円筒形である。側壁２３２は、円筒形であり、主壁２３１の外周端に沿って形成され、主壁２３１の主面に直交する方向に延びる形状である。これにより、第２筐体部材２３は、主壁２３１と側壁２３２とによって囲まれる空間２３５を有する。空間２３５は、平面視において円形であり、主壁２３１側と反対側で開口する。
　主壁２３１は、主壁２３１を厚み方向に貫通する開口２３４を、中央に有する。開口２３４は、空間２３５に連通する。開口２３４は、平面視して円形である。開口２３４の外形は、ロータ３０を平面視した外形（シャフト３３の一方端または他方端側から視た外形）に対して相似形である。開口２３４の面積は、ロータ３０が挿入可能な面積であり、例えば、ステータ４０の中央空間の平面面積程度である。
　また、主壁２３１は、複数の孔２３６を有する。複数の孔２３６は、主壁２３１を厚み方向に貫通し、空間２３５に連通する。複数の孔２３６は、開口２３４の外周に沿って配置される。
　第１筐体部材２２と第２筐体部材２３とは、互いに組み付けられる。より具体的には、第１筐体部材２２は、空間２２４の開口が第２筐体部材２３側に向くように、第２筐体部材２３は、空間２３５の開口が第１筐体部材２２側に向くように、配置される。そして、第２筐体部材２３は、側壁２３２の外壁が第１筐体部材２２の側壁２２２の内壁面２２２１に当接するように、第１筐体部材２２に嵌め込まれる。
　これにより、筐体２１は、内部空間を有する。筐体２１の内部空間は、上述の開口２３４および複数の孔２３６によって、第２筐体部材２３側の外部に連通する。
　軸用蓋部材２５は、円板形であり、一方主面から凹む凹部２５０を有する。軸用蓋部材２５は、中空部２２５における主壁２２１側の端部付近に配置される。
　軸用蓋部材２５は、外周に螺合用の溝を有する。凹部２５０における主壁２２１側の端部付近の壁面には、螺合用の溝が形成されている。軸用蓋部材２５は、これら螺合用の溝によって、凹部２５０を形成する壁面に螺合する。そして、この螺合状態を調整することによって、凹部２５０の軸方向における軸用蓋部材２５の位置（筐体２１に対して軸用蓋部材２５が埋め込まれる深さ（図５（Ａ）の埋め込み深さＨＳ１、図５（Ｂ）の埋め込み深さＨＳ２を参照））が調整される。
　軸受け２６は、円筒形であり、中空部２２５に配置され、内部壁２２３の中空部２２５側の壁に固定される。これら軸受け２６と内部壁２２３とからなる構造体が、本発明の「軸受け部材」に対応する。
　吸引磁石２７は、円環形である。吸引磁石２７は、内部壁２２３の先端、言い換えれば、内部壁２２３における主壁２２１への接続端と反対側の端部に配置される。吸引磁石２７が、本発明の「吸引力発生部材」に対応する。
　ヨーク２８は、円環形である。ヨーク２８の形状は、吸引磁石２７の形状と略同じである。ヨーク２８は、内部壁２２３の先端付近に配置され、吸引磁石２７の主壁２２１側に配置される。ヨーク２８が、本発明の「吸引力補助部材」および「吸引用ヨーク」に対応する。
　ステータ４０は、複数のステータコア、インシュレータ、および、複数のコイル導体を備える。ステータ４０は、円環形であり、中央空間を有する。複数のステータコアは、円環形の周方向に沿って、互いに間隔を空けて配置される。複数のコイル導体は、インシュレータを間に挟んで、複数のステータコアに巻き付けられている。より具体的には、複数のコイル導体は、ステータ４０の円環形の中心から外方に延びる方向を軸としてステータコアに対して、巻回される。
　ステータ４０を平面視した外形は、第１筐体部材２２の側壁２２２の内壁面２２２１と略同じ形状で、且つ、内壁面２２２１よりも小さい。ステータ４０を平面視した中央空間の外形、言い換えれば、ステータ４０の内端の形状は、後述するロータ３０の外形と略同じ形状で、且つ、ロータ３０の外形よりも大きい。
　ステータ４０は、筐体２１の内部空間に配置される。より具体的には、ステータ４０は、第１筐体部材２２の空間２２４および第２筐体部材２３の空間２３５に収容されるように配置される。この際、平面視した状態において、ステータ４０の中心と筐体２１の内部空間の中心とは略一致する。また、ステータ４０の外周端は、第１筐体部材２２の側壁２２２の内壁面２２２１に接触せず、近接する。なお、ステータ４０の第１筐体部材２２に対する位置決めは、例えば、ステータ４０に形成された脚部材を第１筐体部材２２の主壁２２１の内面に当接することによって実現される。
　絶縁性樹脂２４は、筐体２１の内部空間に配置される。この構成によって、ステータ４０と筐体２１とは、絶縁性樹脂２４によって固定される。さらに、第１筐体部材２２、および、第２筐体部材２３は、絶縁性樹脂２４によって固定される。
　（ロータ３０の具体的な構成）
　図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、ロータ３０は、ロータヨーク３１、磁石３２、および、シャフト３３を備える。
　ロータヨーク３１は、主体部３１１、接続部３１２、および、シャフト保持部３１３を備える。ロータヨーク３１は、ＳＵＳ等の磁化する金属からなる。
　主体部３１１は、内部空間３１１０を有する円筒形である。主体部３１１の内壁面の形状は、第１筐体部材２２の内部壁２２３の外形と略同じであり、内壁面の直径は、内部壁２２３の外形の直径よりも大きい。主体部３１１は、シャフト３３の周面を覆うように配置される。すなわち、主体部３１１は、シャフト３３の周面に平行な面を有する円筒状の構造体であり、シャフト３３の周面から外方に所定距離で離間するように配置されている。
　シャフト保持部３１３は、内部空間３１３０を有する円筒形である。シャフト保持部３１３の内壁面の形状は、シャフト３３の側面（周面）の形状と略同じであり、シャフト保持部３１３の内壁面の直径は、シャフト３３の直径と同じである。シャフト保持部３１３は、主体部３１１の軸方向の一方端に配置される。この際、シャフト保持部３１３の中心軸と、主体部３１１の中心軸とは一致する。シャフト保持部３１３は、シャフト３３を保持する。
　接続部３１２は、円環形の平板であり、主体部３１１およびシャフト保持部３１３の軸方向に対して直交する平面を有する。言い換えれば、接続部３１２は、シャフト３３の軸方向（延びる方向）に直交する平面を有する。接続部３１２は、主体部３１１とシャフト保持部３１３とを接続する。
　磁石３２は、円環形である。磁石３２は、ロータヨーク３１の主体部３１１の外面に沿って配置される。
　シャフト３３は、円柱である。シャフト３３は、主体部３１１の内部空間３１１０を挿通し、シャフト保持部３１３の内部空間３１３０に挿嵌される。シャフト３３の一方端は、主体部３１１よりも外部に突出する。
　（ステータアッシー２０とロータ３０との具体的な位置関係）
　図２に示すように、ロータ３０は、ステータアッシー２０に挿入され、支持される。より具体的には、ロータ３０は、ロータヨーク３１の主体部３１１の開口側がステータアッシー２０における第１筐体部材２２の主壁２２１側となるように、開口２３４から挿入される。そして、ロータヨーク３１は、ステータアッシー２０における第１筐体部材２２の内部壁２２３を離間した状態で覆う。
　また、シャフト３３は、軸受け２６を挿通し、シャフト３３の一方端（ロータヨーク３１で保持される側と反対側の端）は、軸用蓋部材２５に当接する。そして、ロータ３０の磁石３２は、ステータアッシー２０のステータ４０のステータコアに近接する。
　この状態において、ステータ４０の複数のコイル導体に与える電流を制御することによって、ブラシレスモータ１０は、ロータ３０を回転制御できる。
　（ロータ３０のスラスト移動の抑制構造）
　図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、ロータとステータとの近接部の拡大図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）、および、上述の図２に示すように、ブラシレスモータ１０では、吸引磁石２７は、ロータヨーク３１の接続部３１２に対向し、近接する。これにより、ロータヨーク３１の接続部３１２と吸引磁石２７との間には、磁気吸引力が発生し、ロータヨーク３１は、ステータアッシー２０の主壁２２１側に吸引される。
　そして、この構成では、ロータヨーク３１の接続部３１２と吸引磁石２７とが所定面積で対向するので、強い磁気吸引力を発生できる。したがって、ロータ３０のスラスト移動を抑制できる。
　さらに、ブラシレスモータ１０では、吸引磁石２７に対してロータヨーク３１の接続部３１２側と反対側に、ヨーク２８が配置される。これにより、吸引磁石２７とロータヨーク３１の接続部３１２との間に生じる磁気吸引力を、さらに強く（補助）できる。したがって、吸引磁石２７を大きくすることなく、ロータ３０のスラスト移動を抑制できる。すなわち、ロータ３０のスラスト移動を抑制しながら、ブラシレスモータ１０を小型にできる。また、ロータヨーク３１を小さくできるので、ステータ４０の内側にロータ３０が配置されるインナーロータ側のブラシレスモータ１０を、容易且つより確実に実現できる。
　また、この構成では、従来技術のように、シャフト３３の端部に配置される部材を吸引用磁石にしないことによって、シャフト３３の端部に配置される部材、すなわち、ブラシレスモータ１０における軸用蓋部材２５を小さくできる。これにより、ステータアッシー２０を小型にでき、ブラシレスモータ１０を小型にできる。
　また、ブラシレスモータ１０では、回転力発生用の磁石３２の磁界の主たる方向と、吸引磁石２７の磁界の主たる方向とが略直交する。したがって、吸引磁石２７の発生する磁界が、回転力の発生に悪影響を生じることは抑制される。
　また、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、ブラシレスモータ１０では、軸用蓋部材２５の位置をシャフト３３の軸方向に沿って移動させることができる。言い換えれば、ブラシレスモータ１０では、軸用蓋部材２５が筐体２１の主壁２２１の外面から埋め込まれる深さ（図５（Ａ）の埋め込み深さＨＳ１および図５（Ｂ）の埋め込み深さＨＳ２）を調整できる。
　これにより、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、吸引磁石２７とロータヨーク３１の接続部３１２との距離（図５（Ａ）の距離Ｄ１および図５（Ｂ）の距離Ｄ２）を調整できる。したがって、吸引磁石２７とロータヨーク３１の接続部３１２との間に生じる磁気吸引力の大きさを調整できる。
　図６は、ロータ３０とステータ４０との離間距離と磁気吸引力との関係を示すグラフである。図６の離間距離は、上述の距離Ｄ１、Ｄ２等に対応する距離であり、ロータ３０とステータアッシー２０と軸方向に沿った離間距離である。図６に示すように、離間距離を調整することで、ロータ３０とステータアッシー２０との間の軸方向の磁気吸引力を調整できる。特に、この構成を用いることで、離間距離を連続的な値に調整でき、磁気吸引力を連続的な値に調整できる。
　この結果、例えば、ブラシレスモータ１０を構成する各部品に製造誤差があっても、最適な磁気吸引力を実現するように、吸引磁石２７とロータヨーク３１の接続部３１２との距離を調整できる。よって、必要以上に大きな吸引磁石を用いなくてもよく、ブラシレスモータ１０を小型化できる。
　また、ブラシレスモータ１０では、軸用蓋部材２５が筐体２１から突出していない。したがって、ブラシレスモータ１０の外形が不要に大きくなることを抑制できる。
　また、軸用蓋部材２５の位置は、螺合によって調整されるので、位置の微調整が可能であり、最適な磁気吸引力をより確実に実現できる。
　また、ブラシレスモータ１０では、吸引磁石２７が環状であるので、ロータ３０の周方向における磁界の大きさのばらつきを小さくできる。言い換えれば、ブラシレスモータ１０では、吸引磁石２７が、ロータ３０の周方向に離散的に配置されている、または、周方向の特定位置のみに配置されている構成ではない。これにより、ロータ３０の中心軸から全方位において磁力を均一にでき、ロータ３０の傾き等を抑制できる。
　また、図２、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、ブラシレスモータ１０では、吸引磁石２７およびヨーク２８は、内部壁２２３の先端部に形成された凹部２２３０に嵌め込まれている。これにより、吸引磁石２７およびヨーク２８を装着する領域を内部壁２２３と別に設ける必要が無く、ブラシレスモータ１０を小型にできる。特に、ヨーク２８を用いることで、吸引磁石２７を不要に大きくしなくてもよいので、吸引磁石２７およびヨーク２８が内部壁２２３の周面から突出しない構造を実現できる。したがって、ブラシレスモータ１０をさらに小型にできる。
　（ブラシレスモータ１０の製造方法）
　上述の構成からなるブラシレスモータ１０は、例えば、次に示す方法によって製造できる。図７は、本発明の実施形態に係るブラシレスモータの製造方法の一例を示すフローチャートである。
　図７に示すように、まず、ステータアッシー２０とロータ３０とを個別に形成する（Ｓ２１、Ｓ２２）。次に、ロータ３０をステータアッシー２０に装着する（Ｓ２３）。次に、ロータ３０の位置を、軸用蓋部材２５を用いて調整する（Ｓ２３）。
　（ブラシレスモータ１０の利用例）
　図８は、本発明のブラシレスモータ１０の利用例であるポンプ１の構成例を示す側面断面図である。図８に示すように、ポンプ１は、ブラシレスモータ１０とインペラー９０とを備える。インペラー９０は、ロータ３０に固定される。
　このようなポンプ１では、利用用途によって、インペラー９０を高速で回転させる必要がある。インペラー９０が高速回転すると、ロータ３０をスラスト移動させる力は大きくなる。
　しかしながら、ブラシレスモータ１０の構成を用いることによって、ロータ３０のスラスト移動を、より確実に抑制できる。また、ブラシレスモータ１０の構成を用いることによって、ブラシレスモータ１０を小型にでき、ポンプ１を小型にできる。
　また、使用用途によっては、インペラー９０の回転数を異なる値に設定する必要がある。図９は、インペラー９０の回転数に対するロータ３０とステータ４０との間の必要吸引力の変化を示すグラフである。図９に示すように、回転数（回転速度）が変化すると、必要吸引力も変化する。
　しかしながら、ブラシレスモータ１０の構成を用いることによって、ロータ３０とステータアッシー２０との軸方向の離間距離を調整できるので、ロータ３０とステータアッシー２０との軸方向の磁気吸引力を調整できる。したがって、必要吸引力に応じた適切な磁気吸引力となるように、ロータ３０とステータアッシー２０との軸方向の位置関係を、調整できる。
　なお、本実施形態では、ポンプ１を例に示したが、ロータ３０の高速回転を利用する装置であれば、本発明のブラシレスモータ１０の構成は、有効に作用する。また、ロータ３０の回転を調整する必要がある装置であれば、本発明のブラシレスモータ１０の構成は、有効に作用する。
１：ポンプ
１０：ブラシレスモータ
２０：ステータアッシー
２１：筐体
２２：第１筐体部材
２３：第２筐体部材
２４：絶縁性樹脂
２５：軸用蓋部材
２６：軸受け
２７：吸引磁石
２８：ヨーク
３０：ロータ
３１：ロータヨーク
３２：磁石
３３：シャフト
４０：ステータ
９０：インペラー

Claims (7)

  1. 　シャフト、前記シャフトを保持するとともに前記シャフトの周面を覆うロータヨーク、および、前記ロータヨークの外周に配置された永久磁石を備えたロータと、
    　前記ロータの外周側に配置されたステータと、
    　前記シャフトを回転可能に保持する軸受け部材と、
    　前記軸受け部材における前記ロータヨークが前記シャフトを保持する側の端部に配置され、前記ロータヨークに対する吸引力を発生する吸引力発生部材と、
    　前記吸引力を補助する吸引力補助部材と、
    　を備える、ブラシレスモータ。
  2. 　前記吸引力発生部材は、前記ロータヨークに対向して配置された吸引磁石であり、
    　前記吸引力補助部材は、前記吸引磁石に対して前記ロータヨークと反対側に配置された吸引用ヨークである、
    　請求項１に記載のブラシレスモータ。
  3. 　前記ロータヨークは、
    　　前記シャフトの周面に平行な円筒状の主体部と、
    　　前記シャフトを保持する保持部と、
    　　前記主体部と前記保持部とを接続し、前記シャフトの延びる方向に直交する面を有する接続部と、
    　　を備え、
    　前記吸引磁石は、前記接続部に対向する、
    　請求項２に記載のブラシレスモータ。
  4. 　前記吸引磁石および前記吸引用ヨークは、環形である、
    　請求項３に記載のブラシレスモータ。
  5. 　前記シャフトにおける前記ロータヨークに保持される端部と反対側の先端に当接し、前記シャフトの軸方向に沿った前記ロータの位置を調整する位置調整部材を、備える、
    　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のブラシレスモータ。
  6. 　前記ステータを囲む筐体を備え、
    　前記位置調整部材は、前記筐体に対して螺合する部材である、
    　請求項５に記載のブラシレスモータ。
  7. 　前記位置調整部材は、前記筐体の内側に配置される、
    　請求項６に記載のブラシレスモータ。
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