特開 2024-64031 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024064031

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/16 20060101AFI20240507BHJP

【ＦＩ】

H02K5/16 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022172322

(22)【出願日】2022-10-27

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】奈良 精久

【テーマコード（参考）】

5H605

【Ｆターム（参考）】

5H605AA07

5H605BB05

5H605BB14

5H605BB19

5H605CC03

5H605CC04

5H605CC10

5H605EB10

5H605EB15

(57)【要約】

【課題】部品点数を削減する。
【解決手段】モータ１は、シャフト２と、ベース３と、シャフト２に固定されたロータ４と、インシュレータ５１を有するステータ５と、シャフト２をベース３に対して支持する、ベース側軸受７およびロータ側軸受６と、を備え、ステータ５は、ベース３に支持されており、シャフト２の長手方向において、ベース側軸受７およびロータ側軸受６は、ロータ４とベース３の間に配置されており、ベース側軸受７は、インシュレータ５１のベース３側に保持されており、ロータ側軸受６は、インシュレータ５１のロータ４側に保持されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトと、
ベースと、
シャフトに固定されたロータと、
インシュレータを有するステータと、
シャフトを前記ベースに対して支持する、ベース側の軸受およびロータ側の軸受と、
を備え、
前記ステータは、前記ベースに支持されており、
前記シャフトの長手方向において、前記ベース側の軸受および前記ロータ側の軸受は、前記ロータと前記ベースの間に配置されており、
前記ベース側の軸受は、前記インシュレータの前記ベース側に保持されており、前記ロータ側の軸受は、前記インシュレータの前記ロータ側に保持されている、
モータ。

【請求項2】

前記ステータは、磁性体と、前記インシュレータを介して当該磁性体に巻き回されたコイルと、を備え、
前記インシュレータは、前記磁性体を覆う部分と、前記ロータ側の軸受を固定する部分と、前記ベース側の軸受を固定する部分と、を備え、
前記ロータ側の軸受を固定する部分は、前記磁性体を覆う部分の前記ロータ側の面に設けられていて、
前記ベース側の軸受を固定する部分は、前記磁性体を覆う部分の前記ベース側の面に設けられている、
請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記シャフトは、第１の端部と第２の端部を備え、
前記ベースは、前記ベース側の軸受に対して前記第１の端部の側にあり、
前記ロータは、前記ロータ側の軸受に対して前記第２の端部の側にある、
請求項１または２に記載のモータ。

【請求項4】

前記インシュレータは、前記シャフトの長手方向に延在する柱を備え、
前記柱は、前記ベースに連結している、
請求項１または２に記載のモータ。

【請求項5】

前記ベースは、前記シャフトの長手方向に延在する筒を備え、
前記ベース側の軸受は、前記筒に接している、
請求項１または２に記載のモータ。

【請求項6】

前記インシュレータは、前記シャフトの長手方向に分離可能な第１インシュレータおよび第２インシュレータを備える、請求項１または２に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、モータにおいて、シャフトは、複数の軸受により支持されている。モータは、複数の軸受を支持するために、シャフトの軸線方向を長手方向とする軸受の支持部材を備える。モータの軸受を支持する構造に関して、回転軸を支持する複数のベアリングがインシュレータの軸孔に挿入されて支持されている技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２１５３０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来の技術のように、モータにおける複数の軸受を、シャフトの軸線方向を長手方向とする軸受の支持部材を設けた場合に、モータを構成する部品点数を削減することが難しかった。また、このような場合には、価格の低下、生産性の向上を図ることも難しかった。

【0005】

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、部品点数を削減することを可能とするモータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係るモータは、シャフトと、ベースと、シャフトに固定されたロータと、インシュレータを有するステータと、前記シャフトを前記ベースに対して支持する、ベース側の軸受およびロータ側の軸受と、を備え、前記ステータは、前記ベースに支持されており、前記シャフトの長手方向において、前記ベース側の軸受および前記ロータ側の軸受は、前記ロータと前記ベースの間に配置されており、前記ベース側の軸受は、前記インシュレータの前記ベース側に保持されており、前記ロータ側の軸受は、前記インシュレータの前記ロータ側に保持されている。

【0007】

本発明に係るモータによれば、部品点数を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係るモータの構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】本実施の形態に係るモータの構成を概略的に示す断面図である。

【図3】本実施の形態に係るモータにおいてロータ及びマグネットを取り外した状態を示す斜視図である。

【図4】本実施の形態に係るモータにおいてロータ及びマグネットを取り外した状態を示す平面図である。

【図5】本実施の形態に係るモータにおいてベースを取り外した状態を示す底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態に係るモータについて図面を参照しながら説明する。

【0010】

図１は、本発明の実施の形態に係るモータ１の構成を概略的に示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係るモータ１の構成を概略的に示すＡ－Ａ断面図である。

【0011】

以下の説明では、便宜上、軸線Ｘ方向において矢印Ｚ方向の一方の方向を上側ａとし、他方の方向を下側ｂとする。また、軸線Ｘに垂直な径方向（矢印Ｙ方向）において、軸線Ｚから遠ざかる方向を外周側ｃとし、軸線Ｘに向かう方向を内周側ｄとする。また、以下の説明では、便宜上、モータ１を上側ａから下側ｂに向かって見る方向を平面、下側ｂから上側ａに向かって見る方向を底面とする。周方向とは、モータ１の回転方向、すなわち、シャフト２の円周の方向と一致する方向である。

【0012】

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るモータ１は、シャフト２と、ベース３と、シャフト２に固定されたロータ４と、インシュレータ５１を有するステータ５と、シャフト２をベース３に対して支持する、ベース３側の軸受であるベース側軸受７およびロータ４側の軸受であるロータ側軸受６と、を備える。ステータ５は、ベース３に支持されている。シャフト２の長手方向において、ベース側軸受７およびロータ側軸受６は、ロータ４とベース３の間に配置されている。ベース側軸受７は、インシュレータ５１のベース３側に保持されている。ロータ側軸受６は、インシュレータ５１のロータ４側に保持されている。以下、モータ１の構成及び動作を具体的に説明する。

【0013】

［モータの構成］

【0014】

図２に示すように、モータ１は、上述したように、シャフト２と、ベース３と、ロータ４と、ステータ５と、ロータ側軸受６およびベース側軸受７と、を備える。モータ１は、モータ１は、例えば、シャフト２と、シャフト２に接続されているロータ４が回転するアウターロータ型のブラシレスＤＣ（Direct Current）モータである。

【0015】

シャフト２は、軸線Ｘ方向を長手方向として配置されている棒状部材である。シャフト２は、シャフト２の長手方向における下側にある第１の端部２１と、シャフト２の長手方向における上側にある第２の端部２２とを備える。モータ１は、シャフト２の第１の端部２１側にベース３が設けられている。モータ１は、シャフト２の第２の端部２２側にロータ４が設けられている。以下、第１の端部２１側をベース３側、第２の端部２２側をロータ４側ともいう。

【0016】

ベース３は、ベース側軸受７よりも第１の端部２１側、すなわち、下側にある。ベース３は、例えば、円盤状または略円盤状の板状部材である。ベース３は、１つの面、例えば、シャフト２の長手方向においてロータ４側を向く面である上面部３１にインシュレータ５１を固定することができれば、上述の形状に限定されない。ベース３の中央部分に長手方向に貫通する孔３１１が設けられている。孔３１１には、シャフト２の長手方向に延在する筒３２を備える。筒３２は、例えば、不図示の複数の羽根と複数の羽根と連結したハブとを有するインペラなどの部材をロータ４の上側からロータ４に取り付ける際に、シャフト２が下側に向かう力を受けた場合に、ベース側軸受７の内輪７１が押されてベース側軸受７が傾いたり、あるいは抜けたりしないようにするための部材である。ベース側軸受７の内輪７１は、筒３２に接している。

【0017】

ロータ４は、ロータ側軸受６によりも第２の端部２２側、すなわち、上側にある。ロータ４は、例えば、径方向に延びた部分と、径方向に延びた部分に繋がった筒状の部分を備えている。この筒状の部分は、シャフト２の長手方向に延在している。具体的には、ロータ４は、カップ状の外形に形成され、シャフト２の長手方向において第２の端部２２側に円盤状または略円盤状の上面部４１３を有する形状に形成されている。ロータ４は、例えば、上面部４１３に孔４１４が設けられている。この孔４１４に、上面部４１３にシャフト２の第２の端部２２を固定できる。シャフト２は、孔４１４に圧入などの適宜な方法によって固定される。ロータ４は、例えば、外周側に不図示のインペラのハブを取り付けることができる。ロータ４は、ハブと別体で形成しても一体で形成してもよい。

【0018】

マグネット４２は、ロータ４の内周側、すなわち、シャフト２に向かい合う側の面４１１に設けられている凹部４１２に取り付けられている。マグネット４２は、ロータ４のシャフト２に向かい合う側の面４１１に沿う形状、例えば、円筒状または略円筒状である。マグネット４２は、ステータ５と向かい合うように配置される。マグネット４２は、ロータ４の内周側に設けられているステータ５との間に所定の間隙を有するように設けられている。

【0019】

図３は、本実施の形態に係るモータ１においてロータ４及びマグネット４２を取り外した状態を示す斜視図である。

【0020】

図２および図３に示すように、ステータ５は、上述したインシュレータ５１の他に、ステータコア５２とコイル５３とを備える。ステータコア５２は、例えば、磁性体の一例としての複数の磁性体（電磁鋼板）を積層して形成されている。コイル５３は、インシュレータ５１を介してステータコア５２に巻き回されている。

【0021】

インシュレータ５１は、例えば、シャフト２の長手方向に分離可能な第１インシュレータ（以下、上部インシュレータと呼称する）５１４と第２インシュレータ（以下、下部インシュレータと呼称する）５１５とによって構成されている。インシュレータ５１は、上部インシュレータ５１４と下部インシュレータ５１５とがシャフト２の長手方向における適宜な位置で分割可能に形成されている。インシュレータ５１は、ステータコア５２を覆う部分としての被覆部（以下、ステータコア被覆部と呼称する）５１１と、ロータ４側の軸受を固定する部分（以下、ロータ側軸受固定部と呼称する）５１２と、ベース３側の軸受を固定する部分（以下、ベース側軸受固定部と呼称する）５１３と、柱５１６と、を備える。

【0022】

ステータコア被覆部５１１は、インシュレータ５１において、ステータコア５２をシャフト２の長手方向の両側、つまり、上下方向から覆う部分である。ステータコア被覆部５１１は、インシュレータ５１の径方向においてロータ側軸受固定部５１２およびベース側軸受固定部５１３よりも外周側（ロータ４側）に設けられている。

【0023】

図４は、本実施の形態に係るモータ１においてロータ４およびマグネット４２を取り外した状態を示す平面図である。図３および図４に示すように、ロータ側軸受固定部５１２は、シャフト２の長手方向の一端（ロータ４側）に設けられている。ロータ側軸受固定部５１２は、ステータコア５２を覆うステータコア被覆部５１１のロータ４側の面、すなわち、上部インシュレータ５１４に設けられている。ロータ側軸受固定部５１２は、インシュレータ５１の径方向において、ロータ側軸受６の外周側でありコイル５３よりも内周側に設けられている。ロータ側軸受固定部５１２は、ロータ側軸受６を収容することができるように、シャフト２に向かい合う側の面５１７が軸線Ｘを中心とした円筒面または略円筒面状に形成されている。ロータ側軸受固定部５１２は、面５１７とロータ側軸受６の外輪６２とが接することにより、ロータ側軸受６を固定する。

【0024】

図５は、本実施の形態に係るモータ１においてベース３を取り外した状態を示す底面図である。ベース側軸受固定部５１３は、シャフト２の長手方向の他端（ベース３側）に設けられている。ベース側軸受固定部５１３は、ステータコア５２を覆うステータコア被覆部５１１のベース３側の面、すなわち、下部インシュレータ５１５に設けられている。ベース側軸受固定部５１３は、インシュレータ５１の径方向においてベース側軸受７の外周側でありコイル５３よりも内周側、すなわち、シャフト２に向かい合う側に設けられている。ベース側軸受固定部５１３は、ベース側軸受７を収容することができるように、シャフト２に向かい合う側の面５１８が軸線Ｘを中心とした円筒面または略円筒面状に形成されている。ベース側軸受固定部５１３は、面５１８とベース側軸受７の外輪７２とが接することにより、ベース側軸受７を固定する。

【0025】

柱５１６は、シャフト２の長手方向、つまり、軸線Ｘ方向に延在する柱状または略柱状の部分である。柱５１６は、ベース３に連結している。

【0026】

インシュレータ５１において、ロータ側軸受固定部５１２とベース側軸受固定部５１３とは、軸線Ｘを中心としてシャフト２、ロータ側軸受６、および、ベース側軸受７が同軸に配置されている。インシュレータ５１は、柱５１６により、ベース３に固定されている。つまり、インシュレータ５１は、ロータ側軸受６を固定するロータ側軸受固定部５１２、及び、ベース側軸受７を固定するベース側軸受固定部５１３を介して、シャフト２を回転可能に支持している。

【0027】

ロータ側軸受６およびベース側軸受７は、シャフト２を回転可能に支持する一対の軸受である。ロータ側軸受６は、シャフト２の長手方向において、モータ１のロータ４側にある部分に設けられている。ロータ側軸受６は、上述したようにインシュレータ５１のロータ側軸受固定部５１２に固定されている。ベース側軸受７は、シャフト２の長手方向において、モータ１のベース３側の部分に設けられている。ベース側軸受７は、上述したようにインシュレータ５１のベース側軸受固定部５１３に固定されている。ロータ側軸受６およびベース側軸受７は、シャフト２の長手方向において、互いに所定の距離だけ離れた位置に設けられている。

【0028】

ロータ側軸受６は、内輪６１、外輪６２、及び転動体６３を備える。内輪６１は、シャフト２の外周面２３に装着可能な内周面を有する環状の部材である。内輪６１は、シャフト２の外周面２３に装着されることにより、シャフト２とともに回転可能である。外輪６２は、内輪６１の外周側に設けられている。外輪６２は、内輪６１と同軸で内輪６１よりも大径の環状の部材である。ロータ側軸受６は、上述したように、外輪６２とロータ側軸受固定部５１２のシャフト２に向かい合う側の面５１７とが接することにより、インシュレータ５１に対して固定されている。転動体６３は、内輪６１と外輪６２との間に複数配置されている球状の部材である。ロータ側軸受６は、内輪６１、外輪６２、及び転動体６３の間に潤滑剤が注入されている。

【0029】

ベース側軸受７は、内輪７１、外輪７２、及び転動体７３を備える。内輪７１は、シャフト２の外周面２３に装着可能な内周面を有する環状の部材である。内輪７１は、シャフト２の外周面２３に装着されることにより、シャフト２とともに回転可能である。外輪７２は、内輪７１の外周側に設けられている。外輪７２は、内輪７１と同軸で内輪７１よりも大径の環状の部材である。ベース側軸受７は、上述したように、外輪７２とベース側軸受固定部５１３のシャフト２に向かい合う側の面５１８とが接することにより、インシュレータ５１に対して固定されている。転動体７３は、内輪７１と外輪７２との間に複数配置されている球状の部材である。ベース側軸受７は、内輪７１、外輪７２、及び転動体７３の間に潤滑剤が注入されている。

【0030】

［モータの作用］
次に、以上説明した構成を備えるモータ１の作用について説明する。

【0031】

以上のように構成されているモータ１は、シャフト２を回転可能に支持するロータ側軸受６およびベース側軸受７が、インシュレータ５１に設けられているロータ側軸受固定部５１２およびベース側軸受固定部５１３により固定されている。つまり、モータ１は、軸受ホルダなどのようなロータ側軸受６およびベース側軸受７を支持するための部材が、シャフト２の外周側でありコイル５３の内周側に設けられていない。

【0032】

一般に、モータにおいて、軸受ホルダが設けられていた場合に、ステータコア５２の内周部の大きさ（内径）は、軸受ホルダの外周部の大きさ（外径）により規制されてしまう。一方、モータ１は、インシュレータ５１にロータ側軸受固定部５１２およびベース側軸受固定部５１３が設けられている。シャフト２の長手方向においてロータ側軸受固定部５１２とベース側軸受固定部５１３との間では、ステータコア５２の内周側にはシャフト２が設けられている。このため、モータ１は、ステータコア５２の内径をシャフト２の外径まで拡大することができる。つまり、モータ１は、インシュレータ５１の内周側の部分をシャフト２の外周面２３に接近させることができる。このため、モータ１は、インシュレータ５１においてコイル５３を巻き回すことができる範囲を拡大することができ、コイル５３の巻き数（占積率）を向上させることができる。

【0033】

従って、モータ１によれば、軸受ホルダが設けられていると比較して、ステータコア５２の内径を拡大することができることで、モータ１の径方向における寸法を拡大することなくコイルの巻き数を増加させることができる。

【0034】

また、モータ１は、インシュレータ５１がロータ側軸受６およびベース側軸受７を支持するため、装置を構成する部品点数を削減することができるとともに、価格の低下、生産性の向上を図ることができる。

【0035】

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【符号の説明】

【0036】

１…モータ、２…シャフト、３…ベース、４…ロータ、５…ステータ、６…ロータ側軸受、７…ベース側軸受、２１…第１の端部、２２…第２の端部、２３…外周面、３１，４１３…上面部、３２…筒、４２…マグネット、５１…インシュレータ、５２…ステータコア、５３…コイル、６１，７１…内輪、６２，７２…外輪、６３，７３…転動体、３１１，４１４…孔、４１１，５１７，５１８…面、４１２…凹部、５１１…ステータコア被覆部、５１２…ロータ側軸受固定部、５１３…ベース側軸受固定部、５１４…上部インシュレータ、５１５…下部インシュレータ、５１６…柱

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】