特許 5971520 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5971520

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/08 20060101AFI20160804BHJP

   H02K 5/22 20060101ALI20160804BHJP

   H02K 5/10 20060101ALI20160804BHJP

   H02K 11/21 20160101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   H02K5/08 A

   H02K5/22

   H02K5/10 Z

   H02K11/21

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-181431(P2012-181431)

(22)【出願日】2012年8月20日

(65)【公開番号】特開2014-39429(P2014-39429A)

(43)【公開日】2014年2月27日

【審査請求日】2015年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】古川 敬三

(72)【発明者】

【氏名】岩下 靖由

(72)【発明者】

【氏名】長澤 純

【審査官】 三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６７０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５４３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１２９２６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−３０８１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３２２９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０１０５７９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ ５／０８

Ｈ０２Ｋ ５／１０

Ｈ０２Ｋ ５／２２

Ｈ０２Ｋ １１／２１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ本体部と、
前記モータ本体部に取り付けられるキャップ部材と、
を備え、
前記モータ本体部が、
上下方向を向く中心軸を中心とする環状のステータと、
前記ステータの外周を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に直接的または他の部材を介して間接的に固定される軸受と、
前記軸受により、前記中心軸を中心として回転可能に支持されるシャフトと、
前記シャフトに接続されるロータホルダと、
前記ロータホルダに取り付けられ、前記ステータの内側に配置されるロータマグネットと、
前記ステータの上方に位置し、前記中心軸に対して垂直な方向に広がる回路基板と、
前記ステータのコイルよりも上方に位置し、前記回路基板の下面に接する基板座部と、
を備え、
前記キャップ部材が、
前記回路基板の上方を覆う天蓋部と、
前記天蓋部の外縁部から前記モータ本体部に向かって延びる筒状部と、
前記回路基板の上面に接して弾性変形しており、復元力を利用して前記回路基板に下方へと向かう力を与える弾性部と、
を備える、モータ。

【請求項2】

前記弾性部が、
前記回路基板と接触する接触部と、
前記筒状部または前記天蓋部から延出し、前記筒状部または前記天蓋部と前記接触部とを接続する腕部と、
を備え、
平面視において、前記腕部の根元と、前記接触部とが異なる位置にあり、
平面視における、前記腕部の前記根元と、前記接触部と前記回路基板との接触領域の中心との間の距離が、前記中心軸を含む面による前記腕部の断面における、前記腕部の最小幅よりも大きい、請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記腕部が、前記回路基板よりも上方に位置する、請求項２に記載のモータ。

【請求項4】

前記基板座部と、前記弾性部の前記接触部とが、上下方向に重なる、請求項２または３に記載のモータ。

【請求項5】

前記基板座部に、上方に突出するピンが設けられ、
前記回路基板が、前記ピンが挿入される孔を含む、請求項２または３に記載のモータ。

【請求項6】

前記ピンの上面が、前記回路基板の上面よりも軸方向下方に位置し、
前記基板座部と、前記弾性部の前記接触部とが、上下方向に重なる、請求項５に記載のモータ。

【請求項7】

前記接触部が、下方へと突出する突起を含む、請求項２ないし６のいずれかに記載のモータ。

【請求項8】

前記弾性部を含む複数の弾性部が周方向に配列される、請求項１ないし７のいずれかに記載のモータ。

【請求項9】

前記キャップ部材が、前記回路基板の前記上面に近接または接する基板対向面、をさらに備える、請求項１ないし８のいずれかに記載のモータ。

【請求項10】

前記弾性部が、径方向外方に向かって延びる、請求項１ないし９のいずれかに記載のモータ。

【請求項11】

前記筒状部が、当該筒状部の上端から下方に向かって延び、かつ、径方向内方へと窪む凹部を含み、
前記弾性部が、前記凹部を構成する面から延び、前記凹部内に位置する、請求項１ないし１０のいずれかに記載のモータ。

【請求項12】

前記キャップ部材が、樹脂製である、請求項１ないし１１のいずれかに記載のモータ。

【請求項13】

前記基板座部が、前記ステータのインシュレータを構成する部材の一部である、請求項１ないし１２のいずれかに記載のモータ。

【請求項14】

前記キャップ部材が、スナップフィット部または凸部を有し、
前記モータ本体部が、前記凸部または前記スナップフィット部を有し、
前記凸部が前記スナップフィット部に嵌り込み、
前記キャップ部材が前記モータ本体部に取り付けられる、請求項１ないし１３のいずれかに記載のモータ。

【請求項15】

前記キャップ部材が、前記スナップフィット部または前記凸部を有し、
前記インシュレータの外周面が、前記凸部または前記スナップフィット部を有し、
前記凸部が前記スナップフィット部に嵌り込み、
前記キャップ部材が前記インシュレータの外周面に取り付けられる、請求項１３に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インナロータ型のモータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、複写機や複合機等の事務機器では、駆動源としてインナロータ型のモータが用いられている。例えば、特開２００８−５４３９０号公報に開示されるＤＣブラシレスモータでは、固定子の電気絶縁部材の前面に、センサ基板が取り付けられる。センサ基板は、電気絶縁部材に設けられた３本の係合爪により、電気絶縁部材の前端面である段差部の底部に押し付けられて固定される。センサ基板には、回転子の磁極の位置を検出する３個の磁気センサが取り付けられる。特開２０１１−１６７０５４号公報に開示されるモータでは、回路基板は、溶着によりインシュレータに固定される。

【特許文献1】特開２００８−５４３９０号公報

【特許文献2】特開２０１１−１６７０５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ところで、回路基板の取り付けを、ビスや溶着等で行うと、取り付けに要する時間が増大する。一方、特開２００８−５４３９０号公報のように、係合爪を利用する場合、回路基板の取り付け時に回路基板に大きな力が作用し、電子部品や回路が損傷する虞がある。

【0004】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、モータにおいて、回路基板の取り付け時に、回路基板の反りを防止しつつ取り付け工数を削減することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一の側面に係る例示的なモータは、モータ本体部と、前記モータ本体部に取り付けられるキャップ部材と、を備え、前記モータ本体部が、上下方向を向く中心軸を中心とする環状のステータと、前記ステータの外周を覆うカバー部材と、前記カバー部材に直接的または他の部材を介して間接的に固定される軸受と、前記軸受により、前記中心軸を中心として回転可能に支持されるシャフトと、前記シャフトに接続されるロータホルダと、前記ロータホルダに取り付けられ、前記ステータの内側に配置されるロータマグネットと、前記ステータの上方に位置し、前記中心軸に対して垂直な方向に広がる回路基板と、前記ステータのコイルよりも上方に位置し、前記回路基板の下面に接する基板座部と、を備え、前記キャップ部材が、前記回路基板の上方を覆う天蓋部と、前記天蓋部の外縁部から前記モータ本体部に向かって延びる筒状部と、前記回路基板の上面に接して弾性変形しており、復元力を利用して前記回路基板に下方へと向かう力を与える弾性部と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、モータにおいて、回路基板の取り付け工数を削減することができる。また、回路基板の取り付け時における回路基板の反りを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、モータの正面図である。

【図2】図２は、モータの縦断面図である。

【図3】図３は、モータの縦断面図である。

【図4】図４は、回路基板を取り付ける前のモータの平面図である。

【図5.A】図５．Ａは、キャップ部材の斜視図である。

【図5.B】図５．Ｂは、キャップ部材の斜視図である。

【図6】図６は、弾性部近傍の縦断面図である。

【図7】図７は、弾性部の縦断面図である。

【図8】図８は、モータの製造の流れを示す図である。

【図9】図９は、弾性部の他の例を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書では、中心軸に平行な方向において、図２中の上側を「上側」と呼び、図２中の下側を単に「下側」と呼ぶ。「上側」および「下側」という表現は、必ずしも重力方向と一致する必要はない。また、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」、中心軸に平行な方向を単に「軸方向」と呼ぶ。

【0009】

図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係るモータ１の正面図である。図２および図３は、モータ１の縦断面図である。モータ１は、複写機、プリンタ、複合機等の事務機器の駆動源として用いられるインナロータ型のモータである。

【0010】

図２に示すように、モータ１は、回転部１１と、静止部１２と、２つの軸受１３と、エンコーダ１４と、キャップ部材１５と、を含む。回転部１１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心に回転する。図２では、回転部１１が静止部１２の下側に位置する。回転部１１の出力軸は下方を向く。以下、モータ１のキャップ部材１５以外の部位を、「モータ本体部１０」と呼ぶ。

【0011】

軸受１３は、静止部１２に固定され、回転部１１を回転可能に支持する。軸受１３は、含油スリーブである。キャップ部材１５は有蓋略円筒状であり、ステータ１２２の上方を覆う。エンコーダ１４は、キャップ部材１５内に位置する。

【0012】

回転部１１は、シャフト１１１と、ロータホルダ１１２と、ロータマグネット１１３と、を含む。シャフト１１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状であり、軸受１３により回転可能に支持される。ロータホルダ１１２は、シャフト１１１の出力側とは反対側に接続される。ロータホルダ１１２は、シャフト固定部２１１と、接続部２１２と、円筒部２１３と、を含む。シャフト固定部２１１は上側の軸受１３の上側にてシャフト１１１に固定される。接続部２１２はシャフト固定部２１１から径方向外方へと広がる。円筒部２１３は、接続部２１２の外縁から下方へと延びる。ロータマグネット１１３は、円筒部２１３の外側面に取り付けられる。ロータマグネット１１３は、円筒状であってもよく、複数のマグネットが周方向に配列されたものであってもよい。ロータホルダ１１２は、薄板をプレス加工することにより形型される。薄板は、例えば、金属である磁性体にて形成される。

【0013】

シャフト固定部２１１と上側の軸受１３との間には、２枚の樹脂板２１４が配置される。シャフト１１１には、下側の軸受１３の下側に止め具２１５が取り付けられる。シャフト固定部２１１および止め具２１５により、シャフト１１１の上下方向への移動が防止される。

【0014】

図３に示すように、静止部１２は、カバー部材１２１と、ステータ１２２と、回路基板１２３と、を含む。カバー部材１２１は、内筒部２２１と、外筒部２２２と、底部２２３と、を含む。内筒部２２１および外筒部２２２は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状であり、同軸に配置される。底部２２３は、外筒部２２２の下端と内筒部２２１の下端とを接続する。底部２２３には、モータ１を所望の位置に取り付けるための複数の取付孔２２４が設けられる。内筒部２２１は、内側面２２５にて軸受１３を支持する。外筒部２２２は、ステータ１２２の外周を覆い、内側面２２６にてステータ１２２を支持する。カバー部材１２１は、金属である１つの板部材のプレス加工により成型される。好ましくは、カバー部材１２１は導電性部材である。さらに好ましくは、カバー部材１２１は磁性体である。

【0015】

ステータ１２２は、ステータコア２３１と、インシュレータ２３２と、コイル２３３と、を含む。ステータ１２２は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。ステータコア２３１は、複数の薄板の磁性鋼板を上下方向に積層して形成される。ステータコア２３１は、円環状のコアバック２４１と、複数のティース２４２と、により構成される。コアバック２４１は、外筒部２２２に圧入される。ティース２４２は、コアバック２４１から径方向内方へと延びる。ロータマグネット１１３は、ステータ１２２の内側に配置される。ティース２４２の先端は、ロータマグネット１１３に径方向に対向する。インシュレータ２３２は、樹脂により形成される。インシュレータ２３２は、ステータコア２３１を覆う。

【0016】

回路基板１２３は、ステータ１２２の上方に位置し、中心軸Ｊ１に対して垂直な方向に広がる。回路基板１２３は、インシュレータ２３２の上方にて保持される。図４は、回路基板１２３を取り付ける前のモータ１の平面図である。図３は、図４に示す矢印Ａ−Ａの位置での断面を示す。図３および図４に示すように、インシュレータ２３２は、９個の上側部分インシュレータ２５１と、９個の下側部分インシュレータ２５２と、により構成される。上下に配置される１組の上側部分インシュレータ２５１および下側部分インシュレータ２５２が、１つのティース２４２に対応する１つの部分インシュレータを構成する。換言すれば、インシュレータ２３２は、複数のティース２４２にそれぞれ対応する部分インシュレータを含む。上側部分インシュレータ２５１は、１つのティース２４２の上面および側面の上半分を覆う。

【0017】

上側部分インシュレータ２５１は、外側突出部２６１と、内側突出部２６２と、を含む。外側突出部２６１は、コイル２３３の径方向外側にて外筒部２２２の上端２２７よりも上方に突出する。外側突出部２６１は、インシュレータ２３２の外筒部２２２の上側の部位でもある。内側突出部２６２は、ティース２４２の先端の上側にて上方へと突出する。

【0018】

後述するように、外側突出部２６１の上部は、回路基板１２３の下面に接する基板座部として機能する。以下、外側突出部２６１の上部を「基板座部２８」と呼び、基板座部２８はインシュレータ２３２には含まれないものとして説明する。もちろん、本実施形態では、基板座部２８はインシュレータ２３２を構成する部材の一部である。上側部分インシュレータ２５１および基板座部２８をまとめて、「上側部分インシュレータ部品２５０」と呼ぶ。このような上側部分インシュレータ部品２５０により、基板座部２８を別途設ける場合に比べて、モータ１の部品点数が削減される。図３に示すように、基板座部２８、正確にはその座面は、コイル２３３よりも上方に位置する。

【0019】

下側部分インシュレータ２５２は、１つのティース２４２の下面および側面の下半分を覆う。下側部分インシュレータ２５２は、コイル２３３の径方向外側に、下方へと突出する外側突出部２６３を含み、ティース２４２の先端の下側に、下方へと突出する内側突出部２６４を含む。上側部分インシュレータ２５１および下側部分インシュレータ２５２により、ステータコア２３１は、コアバック２４１の外側面およびティース２４２の先端面を除いて覆われる。

【0020】

上側部分インシュレータ部品２５０は３つの異なる形状を有する。図４に示すように、１つは、基板座部２８の上端面上に設けられてさらに上方に突出する凸部であるピン２６５を含む。他の１つは、外側突出部２６１の外側面２７０に高さが低い凸部２６６を含む。外側突出部２６１の外側面２７０は、上側部分インシュレータ２５１の外側面でもある。他の１つは、外側突出部２６１をステータコア２３１まで上下に貫通する貫通孔２６７を含む。これら３種類の上側部分インシュレータ部品２５０は、周方向に３組配列される。

【0021】

図３に示すように、ピン２６５は、回路基板１２３に設けられた貫通孔に挿入される。これにより、回路基板１２３の中心軸Ｊ１に垂直な方向における位置が固定される。その結果、後述の磁気センサ１２４の水平方向の位置が正確に決定される。回路基板１２３が水平方向にずれないため、ステータ１２２と回路基板１２３とを接続する導線に張力が作用することも防止される。

【0022】

凸部２６６は、周囲が凹部とされることにより、相対的に径方向外方に突出する。図１に示すように、凸部２６６は、キャップ部材１５のリング状のスナップフィット部１５１と係合する。これにより、キャップ部材１５がインシュレータ２３２に固定される。図３に示すように、回路基板１２３は、キャップ部材１５と基板座部２８との間にて挟持される。キャップ部材１５は、回路基板１２３の外周を囲む。これにより、キャップ部材１５と回路基板１２３との間からキャップ部材１５内に異物が侵入することを抑制することができる。なお、回路基板１２３の側面の大部分はキャップ部材１５により覆われるが、一部はキャップ部材１５から露出する。

【0023】

図３および図４に示すように、１つの貫通孔２６７内には、導電性材料にて形成されたコイルばね２６８が挿入される。コイルばね２６８は、コアバック２４１および回路基板１２３の電極を押圧する。導電性を有する部材であるカバー部材１２１は、導電性を有する部材であるステータコア２３１と直接接触することから、カバー部材１２１は、ステータコア２３１およびコイルばね２６８を介して回路基板１２３と導通される。その結果、カバー部材１２１を接地することにより、回路基板１２３が接地される。

【0024】

上下方向において、ステータコア２３１の上面の位置とカバー部材１２１の外筒部２２２の上端２２７の位置とが一致する。これにより、ステータコア２３１を外筒部２２２に固定する強度を低下させることなく外筒部２２２の高さを最小とすることができる。上側部分インシュレータ２５１の外側面２７０は、外筒部２２２の上側にて外筒部２２２の内側面２２６よりも径方向外側に位置する。好ましくは、外側面２７０は、外筒部２２２の外側面よりも径方向外側には位置しない。下側部分インシュレータ２５２の外側突出部２６３は、カバー部材１２１の底部２２３に軸方向に接する。底部２２３への当接により、ステータ１２２は容易に位置決めされる。上側部分インシュレータ２５１の外側面２７０の下端と、外筒部２２２の上端２２７とは上下方向に近接する。これにより、モータ１の外側面の凹凸を低減することができる。なお、外側面２７０の下端と外筒部２２２の上端２２７とを当接させることにより、ステータ１２２の位置が決定されてもよい。

【0025】

一方、キャップ部材１５の下端は上側部分インシュレータ部品２５０の外側突出部２６１に上方から当接する。図１に示すように、上側部分インシュレータ部品２５０は、外筒部２２２の上側にて径方向外側に露出する。すなわち、カバー部材１２１およびキャップ部材１５にてモータ１の高さ方向の全域は覆われない。これにより、外筒部２２２の高さは、同程度の大きさのモータに比べて低くなる。図４に示すように、外側突出部２６１は、周方向の全周に亘って存在する。外側突出部２６１の周方向における両側部２６９は、平面視した際に周方向に突出する側部突起２７２を含む。側部突起２７２は上端から下端まで径方向に重なる。換言すれば、外筒部２２２の上側にて、各上側部分インシュレータ部品２５０の周方向の両側部２６９が、隣接する上側部分インシュレータ部品２５０と径方向において重なる。これにより、ラビリンス構造が形成され、インシュレータ２３２が露出するモータ１において、塵埃の内部への進入を抑制することができる。

【0026】

なお、外側突出部２６１を設けることにより、別途スペーサ等を設けてキャップ部材１５を取り付ける場合に比べて製造コストを削減することができる。モータ１では、上側に機器への取付部を設けると、樹脂製のインシュレータ２３２の影響により取付強度を確保することができない。しかし、モータ１では、底部２２３に取付孔２２４が設けられ、出力軸が下方へ突出するため、取付強度を確保することができる。さらに、回路基板１２３やエンコーダ１４を底部２２３上ではなく出力軸とは反対側に設けることにより、ステータ１２２の位置を底部２２３に近づけることができ、トルクの発生中心を軸受スパンの間に容易に位置させることができる。

【0027】

コイル２３３は、導線がインシュレータ２３２上から各ティース２４２に多層に巻回されることにより形成される。図３に示すように、コイル２３３は、上側部分インシュレータ部品２５０および下側部分インシュレータ２５２の外側突出部２６１，２６３と内側突出部２６２，２６４との間に形成される。コイル２３３の上端２３４は、外筒部２２２の上端２２７よりも上方に位置する。これにより、ステータコア２３１の積み厚を高くしてもカバー部材１２１の外筒部２２２を上側に伸ばす必要はない。回路基板１２３からコイル２３３に電流を流すことにより、コイル２３３とロータマグネット１１３との間にトルクが発生する。これにより、回転部１１が中心軸Ｊ１を中心として回転する。

【0028】

エンコーダ１４は、センサ部１４１と、プレート部１４２と、を含む。センサ部１４１は回路基板１２３の上面に取り付けられる。プレート部１４２は中心軸Ｊ１に垂直であり、シャフト１１１に取り付けられる。センサ部１４１が、プレート部１４２に形成されたスリットの通過を光学的に検出することにより、シャフト１１１の回転速度が検出される。エンコーダ１４に代えて、回路基板１２３にＦＧ（Frequency Generator）パターンが形成され、ロータホルダ１１２の接続部２１２上にＦＧマグネットが配置されてもよい。

【0029】

回路基板１２３の下面には、磁気センサ１２４が取り付けられる。磁気センサ１２４は、ロータマグネット１１３の上方にて回路基板１２３により支持される。磁気センサ１２４により、ロータマグネット１１３の回転位置、すなわち、回転部１１の回転が検出される。モータ１では、磁気センサ１２４として、ホール素子が利用される。磁気センサ１２４として、回路基板１２３に形成されてロータマグネット１１３の上方にて回路基板１２３により支持されるＦＧパターンが利用されてもよい。

【0030】

上述のように、ステータコア２３１は複数の磁性鋼板が積層されて形成されるため、各磁性鋼板が公差により少しずつ厚くなると、ステータコア２３１の中心軸Ｊ１方向の厚さである積み厚が大きくなる。仮に、ステータがカバー部材に当接することにより、ステータの中心軸方向の位置が決定されるとすると、ステータコアが厚くなった分だけ、上側部分インシュレータおよび回路基板が、所望の位置よりも上側に位置することになる。その結果、カバー部材に対して位置決めされた回転部のロータマグネットと、回路基板に固定された磁気センサとの間の中心軸方向の距離が、所望の距離よりも大きくなり、ロータマグネットの回転位置の検出精度が低下してしまう。

【0031】

モータ１では、下側部分インシュレータ２５２の外側突出部２６３が、カバー部材１２１の底部２２３に中心軸Ｊ１方向に当接することにより、中心軸Ｊ１方向におけるインシュレータ２３２のカバー部材１２１に対する相対位置が決定される。そして、これにより、中心軸Ｊ１方向におけるステータ１２２および回路基板１２３のカバー部材１２１に対する相対位置が決定される。このため、ステータコア２３１の積み厚の誤差による影響を抑制して、磁気センサ１２４をロータマグネット１１３に対して精度良く位置決めすることができる。その結果、磁気センサ１２４をロータマグネット１１３に近接させて配置することができ、ロータマグネット１１３の回転位置を精度良く検出することができる。ロータマグネット１１３の回転位置の検出精度が十分に高い場合には、安価で低グレードな磁気センサ１２４を採用したり、ロータマグネット１１３の中心軸Ｊ１方向の高さを小さくすることができる。

【0032】

回路基板１２３には、磁気センサ１２４や他の電子部品（図示省略）等が実装されることにより、反りや歪み等の変形が生じている場合がある。モータ１では、基板座部２８とキャップ部材１５との間に挟むようにして回路基板１２３を保持することにより、回路基板１２３の変形を抑制することができる。これにより、磁気センサ１２４のロータマグネット１１３に対する相対位置の精度を向上することができる。

【0033】

回路基板１２３は、外側突出部２６１の上端面上に固定されるため、外筒部２２２の内側に固定される場合に比べて、回路基板１２３の面積を容易に大きくすることができる。その結果、回路基板１２３に実装される電子部品として、大きくはあるが低価格の電子部品を採用することができ、モータ１の製造コストを低減することができる。また、キャップ部材１５の下端部に切り欠きを設けるだけで、回路基板１２３を外部電源に接続するコネクタ（図示省略）を、モータ１の外部に容易に配置することができる。

【0034】

図５．Ａは、キャップ部材１５を斜め上方から見た斜視図である。図５．Ｂは、キャップ部材１５を斜め下方から見た斜視図である。キャップ部材１５は樹脂の射出成型にて成形されたものである。射出成型により、キャップ部材１５を容易に得ることができる。キャップ部材１５は、スナップフィット部１５１と、筒状部１５２と、天蓋部１５３と、弾性部１５４と、を含む。天蓋部１５３は、回路基板１２３の上方を覆う。天蓋部１５３は、中心軸Ｊ１に垂直な方向に広がる。筒状部１５２は、天蓋部１５３の外縁部からモータ本体部１０に向かって下方に延びる。

【0035】

スナップフィット部１５１は、筒状部１５２から下方へと突出する。スナップフィット部１５１は、径方向外方から見た場合に、環状である。弾性部１５４は、スナップフィット部１５１に対して周方向に隣接する。筒状部１５２は、その上端、すなわち、天蓋部１５３から下方に向かって延び、かつ、径方向内方へと窪む凹部１５６を含む。凹部１５６は、中心軸Ｊ１に平行な複数の側面により構成される。複数の同形状のスナップフィット部１５１は、周方向に配列される。複数の同形状の弾性部１５４も周方向に配列される。本実施形態では、複数のスナップフィット部１５１は周方向に等間隔に配置される。複数の弾性部１５４も周方向に等間隔に配置される。

【0036】

弾性部１５４は、凹部１５６の下端において、凹部１５６を構成する面から径方向外方へと延びる。弾性部１５４をこのように設けることにより、射出成型の金型を容易に製造することができる。弾性部１５４は凹部１５６内に位置する。凹部１５６を設けることにより、キャップ部材１５内の空間を大きく確保することができる。また、凹部１５６を上下方向に延びるように設けることにより、キャップ部材１５の成形、特に、樹脂による射出成型を容易に行うことができる。

【0037】

図６は、中心軸Ｊ１を含む面による弾性部１５４近傍の断面図である。弾性部１５４は、腕部１６１と、接触部１６２と、を含む。接触部１６２は、回路基板１２３の上面に接する。腕部１６１は、筒状部１５２から径方向外方へと延出し、筒状部１５２と接触部１６２とを接続する。平面視において、腕部１６１の根元１６３と接触部１６２とは、異なる位置にある。腕部１６１の根元１６３とは、腕部１６１と筒状部１５２との境界の部位である。これにより、接触部１６２が回路基板１２３に接すると、腕部１６１が撓む。すなわち、弾性部１５４は、回路基板１２３の上面に接して弾性変形している。弾性部１５４は、復元力を利用して回路基板１２３に下方へと向かう力を与える。その結果、回路基板１２３は、基板座部２８と接触部１６２との間に挟まれるようにして保持される。複数の弾性部１５４が設けられることにより、回路基板１２３がより安定して保持される。

【0038】

腕部１６１は、全体が、回路基板１２３よりも上方に位置する。これにより、腕部１６１と回路基板１２３との干渉を容易に防止することができる。弾性部１５４の接触部１６２は、下方へ突出して回路基板１２３と接する突起１６４を含む。換言すれば、弾性部１５４は、先端またはその近傍に下方へ突出する突起１６４を含む。これにより、接触部１６２を回路基板１２３に適切に接触させることができる。

【0039】

図７は、弾性部１５４の縦断面図である。平面視における、腕部１６１の根元１６３と、接触部１６２との間の距離１７１は、中心軸Ｊ１を含む面による腕部１６１の断面における、腕部１６１の最小幅１７２よりも大きい。ここでの接触部１６２の位置は、接触部１６２と回路基板１２３との接触領域の中心の位置を指すものとする。本実施形態の場合、突起１６４と回路基板１２３との間の接触領域の中心を指す。このような構造により、弾性部１５４を容易に撓ませることができる。

【0040】

既述のように、図６に示すように基板座部２８の上面には、上方に突出するピン２６５が設けられる。複数のピン２６５は、周方向に配列される。回路基板１２３は、複数の貫通孔１２６を含む。各ピン２６５は貫通孔１２６に挿入される。ピン２６５の上面は、回路基板１２３の上面よりも軸方向下方に位置する。換言すれば、基板座部２８からのピン２６５の高さは、回路基板１２３の厚さよりも小さい。また、基板座部２８と、弾性部１５４の接触部１６２とは、上下方向に重なる。これにより、ピン２６５と弾性部１５４とを干渉させることなく、回路基板１２３を位置決めする構造と回路基板１２３を押さえる構造とを空間的に効率よく配置することができる。特に、基板座部２８と接触部１６２とを上下方向に重ねることにより、回路基板１２３を押さえることにより作用する曲げ応力を低減することができる。

【0041】

図２および図５．Ｂに示すように、筒状部１５２の内周部の下部は、下方に向かって径方向外方へと広がる段差部１５７を含む。段差部１５７の下方を向く面１５８は、回路基板１２３の上面に対向する。以下、面１５８を、「基板対向面」と呼ぶ。基板対向面１５８は、回路基板１２３の外縁部の大部分と対向する。基板対向面１５８は、回路基板１２３の上面に近接するが、一部または全体が回路基板１２３に接してもよい。すなわち、基板対向面１５８は、回路基板１２３の上面に近接または接する。

【0042】

キャップ部材１５が単体で存在する状態では、接触部１６２の下端は、基板対向面１５８よりも下方に位置する。したがって、キャップ部材１５がモータ本体部１０に取り付けられる際にキャップ部材１５がモータ本体部１０に軸方向に近づけられると、まず、接触部１６２が回路基板１２３に接触する。その後、基板対向面１５８が回路基板１２３に接触または近接する。弾性部１５４により、回路基板１２３が過剰に強く押さえられることが防止される。基板対向面１５８を設けることにより、衝撃等により、回路基板１２３が、弾性部１５４による押圧に抗して上方に移動することが防止される。基板対向面１５８の径方向外側のエッジから下方に延びる内周面により、回路基板１２３の外周面の大部分が覆われる。

【0043】

図８は、モータ１の製造の流れを示す図である。モータ１の製造では、まず、プレス加工にてカバー部材１２１が成型される（ステップＳ１１）。

【0044】

次に、内筒部２２１の内側面２２５に軸受１３が圧入されて固定される（ステップＳ１２）。さらに、外筒部２２２の内側面２２６に、別途組み立てられたステータ１２２が圧入されて固定される（ステップＳ１３）。

【0045】

回転部１１も別途組み立てられる。具体的には、ロータホルダ１１２にシャフト１１１が圧入されて固定される（ステップＳ１４）。そして、ロータホルダ１１２の外側面にロータマグネット１１３が接着剤により取り付けられる（ステップＳ１５）。

【0046】

シャフト１１１は図２の上方から軸受１３に挿入される（ステップＳ１６）。このとき、樹脂板２１４が介挿される。これにより、ロータマグネット１１３がステータ１２２の内側に配置される。シャフト１１１には止め具２１５が取り付けられる。回路基板１２３は、上方からインシュレータ２３２上に載置される（ステップＳ１７）。また、ステータ１２２の導線と回路基板１２３とが接続される。シャフト１１１にはエンコーダ１４のプレート部１４２が取り付けられる。回路基板１２３にはセンサ部１４１が取り付けられる。

【0047】

最後に、キャップ部材１５が、外筒部２２２の上方にて外側突出部２６１の外側面２７０に取り付けられる（ステップＳ１８）。このとき、キャップ部材１５が上方からインシュレータ２３２にはめ込まれると、スナップフィット部１５１が径方向外方へと弾性変形して凸部２６６を乗り越える。そして、スナップフィット部１５１の中央の孔に凸部２６６が嵌り込むと同時にキャップ部材１５の円筒部の下端がインシュレータ２３２の上部に当接し、静止部１２の上部が封止される。このように、弾性変形を利用するスナップフィットにより、キャップ部材１５はモータ本体部１０に容易に取り付けられる。スナップフィットにより、モータ１の組み立て工数が削減される。また、キャップ部材１５がインシュレータ２３２の外周面に取り付けられることにより、モータ１の構造を簡素化することができる。

【0048】

キャップ部材１５の取り付けと同時に、弾性部１５４が回路基板１２３に下方へ向かう力を与える。これにより、回路基板１２３が弾性部１５４と基板座部２８との間に保持される。このように、モータ１では、回路基板１２３を溶着やビス留めにて固定する場合に比べて、モータの組立工数を削減することができる。回路基板１２３の固定に際し、接着剤や専用の設備が不要となる。また、回路基板１２３をスナップフィットを利用して固定する場合に比べて、組立時に回路基板１２３に作用する力を低減することができる。その結果、回路基板１２３の反りによる損傷を防止することができ、モータ１の信頼性を向上することができる。

【0049】

加えて、弾性部１５４を利用することにより、弾性部１５４が回路基板１２３を適切な大きさの力で押圧する。これにより、回路基板１２３の厚さや組み付け前の反りの許容範囲を大きくすることができる。モータ１の製造コストの増大が抑制される。

【0050】

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々に変更されてよい。例えば、弾性部１５４の数は１つでもよい。もちろん、回路基板１２３の反りを抑制して磁気センサ１２４とロータマグネット１１３との間の距離を安定させるためには、弾性部１５４の数は複数であることが好ましい。

【0051】

腕部１６１は、径方向外方へと延びる必要はなく、例えば、周方向に延びてもよい。また、腕部１６１の根元は、天蓋部１５３に接続してもよい。例えば、弾性部１５４は、筒状部１５２の内側において天蓋部１５３から下方に延びてもよい。弾性部１５４は、棒状の弾性体やコイルばねや板ばね等であってもよい。筒状部１５２や天蓋部１５３から下方かつ径方向外方に向かって腕部１６１が延びてもよい。このように、腕部１６１は、筒状部１５２または天蓋部１５３と接触部１６２とを接続する。腕部１６１は径方向内方に延出してもよい。

【0052】

天蓋部１５３は回路基板１２３の上方を完全に覆う必要はない。例えば、天蓋部１５３の中央に貫通孔が設けられてもよい。

【0053】

接触部１６２は回路基板１２３の上面のエッジに接してもよい。接触部１６２と回路基板１２３との接触に関する説明において、回路基板１２３の上面には、上面のエッジが含まれる。図９に示すように、例えば、貫通孔１２６と上面との境界であるエッジのみにおいて、接触部１６２と回路基板１２３とが接してもよい。この場合においても、基板座部２８のピン２６５の上端と接触部１６２の突起１６４とは非接触である。接触部１６２は、広い面にて回路基板１２３の上面に接してもよい。

【0054】

回路基板１２３の貫通孔１２６は非貫通の凹部であってもよい。貫通孔１２６に代えて切り欠きが設けられてもよい。基板座部２８は、インシュレータ２３２とは別部材として設けられてもよい。例えば、インシュレータ２３２上に載置される環状の部材が基板座部として機能してもよい。

【0055】

軸受１３は、ボール軸受でもよい。この場合、軸受１３は、接着剤にて内筒部２２１に固定される。軸受１３はカバー部材１２１に直接的に固定されなくてもよく、軸受１３は、他の部材を介してカバー部材１２１に間接的に固定されてもよい。なお、ロータホルダ１１２とシャフト１１１、カバー部材１２１とステータ１２２等の他の固定構造に関しても、適宜、他の部材を介する間接的な固定が採用されてよい。エンコーダ１４として、例えば、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状のプレート部１４２を含むものが利用されてもよい。エンコーダ１４は取り付けられなくてもよい。

【0056】

インシュレータ２３２をカバー部材１２１に軸方向に当接させることにより、磁気センサ１２４のロータマグネット１１３に対する位置精度が十分に確保できるのであれば、回路基板１２３は、必ずしも、キャップ部材１５と上側部分インシュレータ部品２５０の外側突出部２６１の上端面との間にて挟持される必要はない。また、回路基板１２３をキャップ部材１５と外側突出部２６１の上端面との間にて挟持することにより、磁気センサ１２４のロータマグネット１１３に対する位置精度が十分に確保できるのであれば、インシュレータ２３２は、必ずしも、カバー部材１２１に中心軸Ｊ１方向に当接する必要はない。

【0057】

磁気センサ１２４をロータマグネット１１３に対して精度良く位置決めするという観点からは、カバー部材１２１の内筒部２２１は、必ずしも、底部２２３および外筒部２２２と共にプレス加工により成型される必要はない。例えば、樹脂等により形成された内筒部２２１が、底部２２３に圧入されてもよい。一方、モータの製造コストを削減するという観点からは、必ずしも、インシュレータ２３２をカバー部材１２１に軸方向に当接させて位置決めする必要はなく、回路基板１２３をキャップ部材１５と外側突出部２６１の上端面との間にて挟持する必要もない。

【0058】

モータ１の組み立て順序は可能な範囲内で様々に変更されてよい。シャフト１１１とロータホルダ１１２とは、切削加工にて一体に形成されることにより接続されていてもよい。

【0059】

ステータコア２３１は、ティース２４２毎に分割された分割コアであってもよい。隣接する分割コアを両側部で僅かに連続させ、分割コアの配列を折り曲げることにより円環状のステータコア２３１が形成されてもよい。この場合、複数の上側部分インシュレータ部品２５０および複数の下側部分インシュレータ２５２は、ステータコア２３１と同様に、コアバックを覆う部位で連続し、ステータコア２３１と共に環状に折り曲げられてもよい。ステータコア２３１は、円環状のコアバック部と、コアバック部から内側に延びる複数のティース部とを含む形状で打ち抜かれた磁性鋼板が積層されたものであってもよい。

【0060】

複数の上側部分インシュレータ部品２５０は、１つの環状の部品として準備されてよい。同様に、複数の下側部分インシュレータ２５２も、１つの環状の部品として準備されてよい。

【0061】

上側部分インシュレータ部品２５０の外側突出部２６１同士は、両側部２６９が径方向において他の外側突出部２６１と重なるのであれば、互いに接触する必要はない。両側部２６９の形状は側部突起２７２以外の凹凸構造であってもよい。上側部分インシュレータ２５１の外側面２７０は、外筒部２２２の上側にて外筒部２２２の内側面２２６よりも径方向外側に位置しなくてもよい。

【0062】

ステータコア２３１と回路基板１２３との間に配置され、弾性変形してステータコア２３１および回路基板１２３を押圧することにより、回路基板１２３とカバー部材１２１とを導通することができるのであれば、コイルばね２６８以外の導電性弾性部材が用いられてもよい。例えば、導電性ゴムや板ばねが利用可能である。また、カバー部材１２１と回路基板１２３との間に導電性弾性部材が配置され、導電性弾性部材がカバー部材１２１および回路基板１２３を押圧することにより、回路基板１２３がカバー部材１２１と導通されてもよい。さらには、回路基板１２３に電気的に接続可能であれば、コイルばね２６８に代えて弾性に乏しい導電性部材が用いられてもよい。すなわち、回路基板１２３は、導電性部材を介して、直接的または間接的にカバー部材１２１に導通される。

【0063】

キャップ部材１５は、外筒部２２２まで延ばされてインシュレータ２３２が露出しなくてもよい。スナップフィット部１５１も、環状ではなく、先端が折り曲げられた爪状であってもよい。モータ本体部１０に、キャップ部材１５に向かって延びるスナップフィット部が設けられてもよい。モータ本体部１０とキャップ部材１５とを締結するスナップフィット構造としては、様々な形態が採用されてよい。

【0064】

モータ１のカバー部材１２１やインシュレータ２３２、キャップ部材１５等の構造は、ステッピングモータ等の他のモータに利用可能である。また、モータ１は、事務機器以外の様々な機器に用いることができる。

【0065】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、様々な用途のモータに利用することができる。

【符号の説明】

【0067】

１ モータ
１０ モータ本体部
１３ 軸受
１５ キャップ部材
２８ 基板座部
１１１ シャフト
１１２ ロータホルダ
１１３ ロータマグネット
１２１ カバー部材
１２２ ステータ
１２３ 回路基板
１２６ 貫通孔
１５１ スナップフィット部
１５２ 筒状部
１５３ 天蓋部
１５４ 弾性部
１５６ 凹部
１５８ 基板対向面
１６１ 腕部
１６２ 接触部
１６３ （腕部の）根元
１６４ 突起
２２２ インシュレータ
２３３ コイル
２６５ ピン
Ｊ１ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5.A】

【図5.B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】