特開 2024-76831 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】P2024076831

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/18 20060101AFI20240530BHJP

   H02K 5/173 20060101ALI20240530BHJP

【ＦＩ】

H02K1/18 Z

H02K5/173 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022188618

(22)【出願日】2022-11-25

(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】鈴木 智之

【テーマコード（参考）】

5H601

5H605

【Ｆターム（参考）】

5H601AA08

5H601BB12

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD02

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD48

5H601GA02

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB48

5H601JJ04

5H605AA08

5H605BB05

5H605BB15

5H605BB19

5H605CC04

5H605EB10

5H605EB16

(57)【要約】

【課題】モータの効率を向上させると共に、簡易な構成でありかつ組立性を向上させる。
【解決手段】モータ（１）は、シャフト（２０１）と、シャフト（２０１）を回転可能に支持する軸受（３０１）と、シャフト（２０１）を挿通可能な穴を有する筒状部（３１０）と、筒状部（３１０）の外周部を覆うステータ（１３０）と、ステータ（１３０）の外周部を囲うと共にシャフト（２０１）と結合されるロータ（１２０）と、を備え、ステータ（１３０）の内周面は、軸受（３０１）および筒状部（３１０）とそれぞれ接触する領域を有し、軸受（３０１）の軸方向における他方の端面（３０１ｇｔ）と、筒状部（３１０）の軸方向における一方の端面（３１１ａｔ）とは接触しており、軸受（３０１）の径方向の外周面と筒状部（３１０）の径方向の外周面とは面一である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトと、
前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、
前記シャフトを挿通可能な穴を有する筒状部と、
前記筒状部の外周部を覆うステータと、
前記ステータの外周部を囲うと共に前記シャフトと結合されるロータと、
を備え、
前記ステータの内周面は、前記軸受および前記筒状部とそれぞれ接触する領域を有し、
前記軸受の軸方向における他方の端面と、前記筒状部の軸方向における一方の端面とは接触しており、
前記軸受の径方向の外周面と前記筒状部の径方向の外周面とは面一である、モータ。

【請求項2】

前記シャフトを回転可能に支持する他の軸受と、
を備え、
前記他の軸受は、前記筒状部の内側に収容されている、請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記ステータの内周面と前記軸受の外周面とが接触する領域の面積と、前記ステータの内周面と前記筒状部の外周面とが接触する領域の面積との比率が等しい、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、前記ロータを回転駆動させるための電子部品が実装された基板の貫通孔に当該インシュレータの一部が嵌合されている、請求項１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】

従来、車載向け等の信頼性を重視する分野において、性能向上よりも高速化が求められている昨今では、玉軸受（以下、「ボールベアリング」と呼ぶ。）が用いられていることが一般的であるが、スリーブ軸受に比べて軸受サイズを小型化することが難しい。

【0003】

一般的に、図９に示すようにボールベアリングが用いられたアウターロータ型のファンモータ１０としては、シャフト２０の上部を支持する上側ベアリング３１およびシャフト２０の下部を支持する下側ベアリング３２を有している。上側ベアリング３１および下側ベアリング３２は、円筒状のベアリングホルダ４０によって保持されている。なお、図９は、従来のファンモータの構成を示す断面図である。

【0004】

ベアリングホルダ４０の外周面にはステータ５０のステータコア５１が一体に固定されており、ステータ５０のステータコア５１にはインシュレータ５２を介してコイル（図示せず）が巻回されている。シャフト２０はロータヨーク６０と一体化されており、ロータヨーク６０にはマグネット７０、バックヨーク８０、および、インペラ９０が一体に取り付けられている。

【0005】

このようなファンモータ１０においては、ステータコア５１の外径はそのままの状態で内径を小さくできれば、ステータコア５１のコイルの巻線スペースを拡大することができる。しかしながら、ステータコア５１の内径はベアリングホルダ４０の外径に依存するため、ステータコア５１の内径を更に小さくすることはできない。このためファンモータ１０において、ステータコア５１のコイルの巻線スペースを拡大することはできなかった。

【0006】

近年、巻線スペースを拡大可能な構造のアウターロータ型のモータが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。このアウターロータ型のモータ１０００（特許文献１の図１およびその説明）においては、ステータコア１０６０の内周面に対して上側の軸受１０２３を直接支持しており、ケース１０２２の外径に依存しないので、コイルの巻線スペースを拡大しモータ効率を向上させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１９－１０３３２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら先行文献１のモータ１０００では、ステータコア１０６０の内周面には上側の軸受１０２３の外周面と接触している面と、ケース１０２２の外周面と接触している面とが面一ではなく段差を有している。

【0009】

このため、ステータコア１０６０の内周面を段付き状態に形成する必要があり、ステータコア１０６０の構造が複雑になると共に、ステータコア１０６０、軸受１０２３、および、ケース１０２２のそれぞれの軸芯を一致させることが難しく、容易に組み立てられないおそれがある。

【0010】

本発明は、以上の点を鑑み、モータの効率を向上させると共に、簡易な構成でありかつ組立性を向上させることを課題の一例とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明のモータは、シャフトと、前記シャフトを回転可能に支持する軸受と、前記シャフトを挿通可能な穴を有する筒状部と、前記筒状部の外周部を覆うステータと、前記ステータの外周部を囲うと共に前記シャフトと結合されるロータと、を備え、前記ステータの内周面は、前記軸受および前記筒状部とそれぞれ接触する領域を有し、前記軸受の軸方向における他方の端面と、前記筒状部の軸方向における一方の端面とは接触しており、前記軸受の径方向の外周面と前記筒状部の径方向の外周面とは面一である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータの全体構成を示す斜視図である。

【図2】本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータの構成を示す縦断面図である。

【図3】本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのステータコア、インシュレータ、および、基板を示す斜視図である（ただし、コイルは省略されている）。

【図4】本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのステータコア、インシュレータを示す斜視図である（ただし、基板は省略されている）。

【図5】本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのベアリングホルダの構成を示す斜視図である。

【図6】本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータの基板の構成を示す斜視図である。

【図7】本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのステータコアと従来のモータのステータコアとの取り付け位置の違いの説明に供する部分拡大図である。

【図8】本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのステータコアと従来のステータコアの大きさの違いの説明に供する平面図である。

【図9】従来のファンモータの構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜実施の形態＞
以下、本発明の一例である本実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータの全体構成を示す斜視図である。図２は、本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータの構成を示す縦断面図である。図３は、本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのステータコア、インシュレータ、および、基板を示す斜視図である（ただし、コイルは省略されている）。

【0014】

図４は、本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのステータコア、インシュレータを示す斜視図である（ただし、基板は省略されている）。図５は、本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのベアリングホルダの構成を示す斜視図である。図６は、本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータの基板の構成を示す斜視図である。

【0015】

図７は、本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのステータコイルと従来のモータのステータコイルとの取り付け位置の違いの説明に供する部分拡大図である。図８は、本発明の一例である本実施の形態にかかるファンモータのステータコアと従来のステータコアの大きさの違いの説明に供する平面図である。

【0016】

なお、本実施の形態の説明において、説明の便宜上、軸Ｘに沿った矢印ａ方向を上側または一方側とする。軸Ｘに沿った矢印ｂ方向を下側または他方側とする。ここで、矢印ａｂ方向を上下方向またはＸ軸方向と称する。ただし、上下方向は、鉛直方向とは必ずしも一致しない。また、矢印ｃｄ方向を径方向と称し、軸Ｘから離れる矢印ｃ方向を外側または径方向一方側、軸Ｘに近づく矢印ｄ方向を内側または径方向他方側と称する。

【0017】

＜ファンモータ＞
本実施の形態にかかるファンモータ１は、Ｘ軸方向に沿って空気を送る送風機である。ファンモータ１は、後述するモータ本体１００（図２）と、後述するシャフト２０１の一方側に配置されるインペラ２１０とを有する。

【0018】

インペラ２１０は、後述するハブ２１１および羽根２１２からなり、モータ本体１００（図２）により回転駆動される。図１に示すように、ファンモータ１は、平面視略正方形の筒形状からなり、Ｘ軸方向上側（矢印ａ方向）から中空円筒形状の風洞部に空気を吸入するための吸気口１００ａを有している。

【0019】

ファンモータ１は、Ｘ軸方向一方側であるＸ軸方向上側（矢印ａ方向）の角部に４個の円筒状部１０１を一体に有している。４個の円筒状部１０１には、所定の機器や筐体に取り付けるためのボルト（図示せず）を挿通する貫通孔１０１ｈが設けられている。なお、図１には図示していないが、Ｘ軸方向他方側であるＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の角部に対しても４個の円筒状部を有し、その円筒状部に対しても貫通孔が設けられている。

【0020】

ファンモータ１は、インペラ２１０の周囲を径方向一方側である径方向外側（矢印ｃ方向）から囲う４つの側壁１０３と、Ｘ軸方向下側（矢印ｂ方向）の端部に形成されたモータベース部１０５（図２）とを備えている。なお、側壁１０３とモータベース部１０５とは、棒状部分からなる複数のスポーク１０７によって結合されている。

【0021】

ファンモータ１の側壁１０３およびモータベース部１０５は、例えばガラス繊維により強化されたポリブチレンテレフタレート等の合成樹脂の射出成形により一体に形成されている。なお、ファンモータ１の側壁１０３およびモータベース部１０５は、その他の素材により別々に形成された後に結合されていてもよい。

【0022】

側壁１０３は、ファンモータ１の風洞部を形成する。側壁１０３は、軸Ｘを中心とする円筒形状の内周面１０３ａを有する。内周面１０３ａの直径は、インペラ２１０の羽根２１２の径方向外側（矢印ｃ方向）の端部と接触しない大きさとなっている。すなわち、インペラ２１０の羽根２１２の径方向外側（矢印ｃ方向）の端部と、側壁１０３の内周面１０３ａとの間には、所定の隙間が形成されている。

【0023】

側壁１０３は、インペラ２１０を保護するガード部としても機能する。Ｘ軸方向において、側壁１０３の上側（矢印ａ方向）の角部には、４個の円筒状部１０１が、側壁１０３と一体に形成されている。Ｘ軸方向において、側壁１０３の下側（矢印ｂ方向）の角部においても、４個の円筒状部（図示せず）が側壁１０３と一体に形成されている。

【0024】

図２に示すように、モータベース部１０５は、円盤形状または略円盤形状のベース部１０５ａと、ベース部１０５ａの径方向外側の端部からＸ軸方向上側（矢印ａ方向）へ所定の長さだけ延在する円筒形状の外周壁部１０５ｂと、ベース部１０５ａの径方向他方側である径方向内側（矢印ｄ方向）の端部からＸ軸方向上側（矢印ａ方向）へ所定の長さだけ突出する円筒形状のボス部１０５ｃとによって形成されている。

【0025】

モータベース部１０５において外周壁部１０５ｂの径方向外側の面には、スポーク１０７が一体に形成されている。モータベース部１０５の外周壁部１０５ｂは、スポーク１０７を介して、ファンモータ１の側壁１０３に支持されている。

【0026】

モータベース部１０５のベース部１０５ａは、外周壁部１０５ｂとボス部１０５ｃとを繋ぐ部分である。ベース部１０５ａは、後述する回路基板４００と同じ外径を有している。但し、これに限るものではなく。ベース部１０５ａは回路基板４００よりも僅かに大きい、または、僅かに小さくてもよい。

【0027】

モータベース部１０５のボス部１０５ｃは、円筒形状を有し、その内周面において後述するベアリングホルダ３１０のＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の大径円筒部３１１ｂを保持する部分であり、ベアリングホルダ３１０の大径円筒部３１１ｂよりも短く形成されている。

【0028】

また、ボス部１０５ｃは、Ｘ軸方向上側（矢印ａ方向）の端面（以下、これを「上端面」と呼ぶ。）１０５ｃｕ（図７）を有し、その上端面１０５ｃｕには回路基板４００の内周側の端部が載置された状態で接着等により固定されている。

【0029】

また、ボス部１０５ｃの上端面１０５ｃｕは、後述するインシュレータ１３２における柱状部１３３の突部１３３ｔ（図３および図４）と上下方向（矢印ａｂ方向）において対向するが、上端面１０５ｃｕと突部１３３ｔとの間には僅かな隙間を有しており、両者は非接触である。

【0030】

インペラ２１０は、有底断面略逆Ｕ字状のカップ形状からなるハブ２１１と、ハブ２１１の外周面（径方向外側の面）に対し、周方向に沿って設けられた複数の羽根２１２とを備えている。インペラ２１０のハブ２１１および複数の羽根２１２は、例えばガラス繊維により強化されたポリブチレンテレフタレート等の合成樹脂の射出成形により一体に形成されている。

【0031】

ハブ２１１は、後述するシャフト２０１のＸ軸方向上側（矢印ａ方向）に相当する部分を開放する円盤状の穴２１１ｈを有している。複数の羽根２１２は、全て同じ形状を有しており、ハブ２１１の周方向において当間隔で均等に５枚配置されている。なお、羽根２１２は、５枚に限るものではなく、４枚、６枚等のその他種々の枚数であってもよい。

【0032】

インペラ２１０のハブ２１１は、後述するロータ１２０のバックヨーク１２６の外周面（径方向外側の面）、および、ロータ１２０の蓋部１２２のＸ軸方向上側（矢印ａ方向）の上端面の一部に対して接着等により一体に固定されている。

【0033】

＜モータ本体＞
図２に示すように、モータ本体１００は、アウターロータ型の三相のブラシレスＤＣモータであり、ロータ１２０と、ステータ１３０と、筒状部としての軸受装置３００とを有する。なお、モータ本体１００は、三相のブラシレスＤＣモータに限るものではなく、例えば単相ブラシレスＤＣモータ等、その他のモータであってもよい。

【0034】

＜ロータ＞
ロータ１２０は、シャフト２０１のＸ軸方向上側（矢印ａ方向）の端部に固定されている。シャフト２０１は、円柱形状を有する所定の長さの金属からなる棒状部材であり、そのＸ軸方向上側（矢印ａ方向）の端部がロータ１２０におけるロータヨーク１２４の内側円筒部１２３に固定されている。

【0035】

ロータ１２０は、シャフト２０１、ロータヨーク１２４、マグネット１２５、バックヨーク１２６、および、既に上述したインペラ２１０を有する。ロータヨーク１２４は、シャフト２０１と同軸上に配置された軟磁性材からなる外側の円筒部（以下、これを「外側円筒部」と呼ぶ。）１２１と、その外側円筒部１２１の上側の端部から径方向内側（矢印ｄ方向）に向かって延び、外側円筒部１２１のＸ軸方向上側の開口を閉塞する円盤状または略円盤状の蓋部１２２と、蓋部１２２の径方向内側（矢印ｃ方向）の端部からＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）へ所定の長さだけ突出する略円筒形状の内側の円筒部（以下、これを「内側円筒部」と呼ぶ。）１２３と、を有する。

【0036】

ロータヨーク１２４において、外側円筒部１２１のＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の下端面には、環状のマグネット１２５が一体に固定されている。この場合、外側円筒部１２１とマグネット１２５とは同軸上に配置されており、かつ、同一の内径および外径を有している。つまり、外側円筒部１２１のＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の延長線上にマグネット１２５が一体に固定されている。なお、外側円筒部１２１の外周面とマグネット１２５の外周面は面一である。

【0037】

ロータヨーク１２４の蓋部１２２は、ハブ２１１に円盤状の穴２１１ｈが設けられているため、その大部分が外部に露出しているが（図１）、内部に異物が混入することを防止する蓋として機能する。なお、蓋部１２２の上端面とシャフト２０１の上端面とは面一である。但し、これに限るものではなく、シャフト２０１が蓋部１２２の上端面よりも僅かに突出していたり、蓋部１２２の上端面よりも僅かに凹んでいてもよい。

【0038】

ロータヨーク１２４の内側円筒部１２３は、シャフト２０１のＸ軸方向上側（矢印ａ方向）の端部（以下、これを「上端部」と呼ぶ。）を保持する部分であり、シャフト２０１が圧入された状態で一体に固定されている。なお、内側円筒部１２３は、外側円筒部１２１よりもＸ軸方向における長さが短い。

【0039】

ロータ１２０のマグネット１２５は、ロータヨーク１２４の外側円筒部１２１と同じ厚さを有する円筒状の永久磁石である。また、マグネット１２５は、外側円筒部１２１と一体に固定されたとき、ハブ２１１のＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の下端部から飛び出ることのない高さに設定されている。すなわち、マグネット１２５は、ハブ２１１の内側空間に収容された状態で設けられている。

【0040】

ロータ１２０のバックヨーク１２６は、ロータヨーク１２４の外側円筒部１２１の外周面とマグネット１２５の外周面の双方に対して接着等により一体に固定された円筒状の鉄芯である。バックヨーク１２６は、マグネット１２５の磁界が外部へ漏れることを抑制する部分として機能する。

【0041】

ロータヨーク１２４の外周面とバックヨーク１２６の外周面には、インペラ２１０のハブ２１１が接着等により一体に固定されている。すなわち、ロータ１２０は、シャフト２０１、ロータヨーク１２４、マグネット１２５、バックヨーク１２６、および、インペラ２１０（ハブ２１１および羽根２１２）が一体となって回転する機構部である。

【0042】

＜ステータ＞
ステータ１３０は、ロータ１２０の内側に設けられており、後述する軸受装置３００におけるベアリングホルダ３１０の外周面に固定されたステータコア１３１、インシュレータ１３２、および、コイル（図示せず）を有している。

【0043】

＜ステータコア＞
ステータコア１３１は、軟磁性材からなる電磁鋼板を複数枚積層された積層体によって形成されている。ステータコア１３１は、環状部１３１ａと、環状部１３１ａから径方向外側（矢印ｃ方向）へ向かって延びる複数のティース部（インシュレータ１３２によって全体が覆われているため図示せず）と、それぞれのティース部の外周端に設けられた磁極部１３１ｂと、を備える。

【0044】

ステータコア１３１の環状部１３１ａの内周面（径方向内側の面）は、ベアリングホルダ３１０の上側円筒部３１１ａの外周面（径方向外側の面）に固定されている。また、ステータコア１３１の磁極部１３１ｂの外周面（径方向外側の面）は、マグネット１２５と僅かなエアギャップを介して対向するように配置されている。

【0045】

＜インシュレータ＞
図２乃至図４に示すように、インシュレータ１３２は、ステータコア１３１の環状部１３１ａ、ティース部、および磁極部１３１ｂを覆っており、ステータコア１３１とコイルとを電気的に絶縁している。ただし、インシュレータ１３２は、ステータコア１３１の磁極部１３１ｂについてのみ露出した状態で覆っている。なお、図３および図４に示すように、実際にはインシュレータ１３２は、上側部分と下側部分とに分かれた２分割構造であり、上下方向から挟み込むようにしてステータコア１３１を覆っている。

【0046】

インシュレータ１３２は、外周側（径方向外側）の端部にＸ軸方向上側（矢印ａ方向）へ突出した突起状の壁部（以下、これを「上側外周壁部」と呼ぶ。）１３２ｗａ、および、外周側（径方向外側）の端部にＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）へ突出した突起状の壁部（以下、これを「下側外周壁部」と呼ぶ。）１３２ｗｂを有している。

【0047】

図２に示すように、インシュレータ１３２の上側外周壁部１３２ｗａは、ロータ１２０のロータヨーク１２４における蓋部１２２には到達しておらず非接触となっている。一方、インシュレータ１３２の下側外周壁部１３２ｗｂは、回路基板４００の上端面に接触した状態で載置されている。

【0048】

また、図３および図４に示すように、インシュレータ１３２は、内周側（径方向内側）の端部にＸ軸方向上側（矢印ａ方向）へ突出した円筒状の壁部（以下、これを「上側内周壁部」と呼ぶ。）１３２ｗｃを有している。同様に、インシュレータ１３２は、内周側（径方向内側）の端部にＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）へ突出した円筒状の下側内周壁部１３２ｗｄを有している。

【0049】

さらに、インシュレータ１３２は、上側外周壁部１３２ｗａと上側内周壁部１３２ｗｃとの間、および、下側外周壁部１３２ｗｂと下側内周壁部１３２ｗｄとの間で、ステータコア１３１のティース部を全範囲にわたって覆うカバー部１３２ｋを有している。

【0050】

インシュレータ１３２の上側外周壁部１３２ｗａと上側内周壁部１３２ｗｃとの間のカバー部１３２ｋ、および、下側外周壁部１３２ｗｂと下側内周壁部１３２ｗｄとの間のカバー部１３２ｋは、コイル（図示せず）の巻線を巻回する巻線スペースであり、その径方向の長さはＤ１（図４）となっている。

【0051】

また、インシュレータ１３２は、下側内周壁部１３２ｗｄの外周面から径方向外側へ向かって僅かに突出した３個の断面矩形状からなる柱状部１３３を有している。これら３個の柱状部１３３は、下側内周壁部１３２ｗｄの外周面に対して周方向に互いに１２０度間隔で下側内周壁部１３２ｗｄと一体に形成されている。

【0052】

これらの柱状部１３３は、そのＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の端部に柱状部１３３から更に径方向外側へ突出した突部１３３ｔを有している。柱状部１３３の突部１３３ｔは、下側内周壁部１３２ｗｄの下端面から下方へ延びており、回路基板４００に３個設けられた貫通孔４００ｈ（図３および図６）に嵌り込む部分である。

【0053】

なお、柱状部１３３の突部１３３ｔは、ベアリングホルダ３１０の大径円筒部３１１ｂの上側端部と径方向において対向する位置に設けられている。また、柱状部１３３の突部１３３ｔの背面側には、大径円筒部３１１ｂと接触しないために設けられた環状の凹部１３３ｔｏ（図７）を有している。但し、これに限らず、柱状部１３３の内周面とベアリングホルダ３１０の大径円筒部３１１ｂの外周面とが面一である場合、突部１３３ｔの背面側に凹部１３３ｔｏが設けられていなくてもよい。

【0054】

＜回路基板＞
図６に示すように、回路基板４００は、薄板状の円盤状部材からなり、モータ本体１００のロータ１２０を回転駆動させるモータ駆動制御回路（図示せず）を構成する電子部品が実装された単層又は複数の配線層を有する平面視環状に形成されたプリント配線基板である。

【0055】

回路基板４００のモータ駆動制御回路は、モータ本体１００（ロータ１２０）の回転を制御するための回路である。モータ駆動制御回路は、回路基板４００に各種電子部品が実装され、モータ本体１００と電気的に接続されることにより実現される。

【0056】

回路基板４００とモータ駆動制御回路とは、回路基板４００の後述する貫通孔４００ｈにＸ軸方向上側（矢印ａ方向）からモータ本体１００（ロータ１２０）のコイル線を通し、回路基板４００におけるＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の電子部品実装面のランドに対して半田付けすることにより電気的に接続されている。ただし、これに限らず、回路基板４００においては、コイル（図示せず）の巻線がインシュレータ１３２の下側外周壁部１３２ｗｂに植設された端子ピン（図示せず）に絡げて接続され、インシュレータ１３２の下側外周壁部１３２ｗｂの端子ピンと回路基板４００の配線パターン（図示せず）とが電気的に接続されるようにしてもよい。

【0057】

回路基板４００は、その中央部分にベアリングホルダ３１０の大径円筒部３１１ｂを挿通可能な内径を有する貫通穴４００ｓを有している。また、回路基板４００は、貫通孔４００ｓを中心として外周側へ放射状に延びる３個の貫通孔４００ｈを有している。

【0058】

この３個の貫通孔４００ｈは、貫通穴４００ｓの周囲に１２０度間隔で設けられており、貫通穴４００ｓと連通している。３個の貫通孔４００ｈは、上述した柱状部１３３の突部１３３ｔがそれぞれ入り込んで嵌合する空間である。

【0059】

インシュレータ１３２においては、下側外周壁部１３２ｗｂが回路基板４００の上端面に接触した状態で載置されているため、下側内周壁部１３２ｗｄにおける柱状部１３３の突部１３３ｔが回路基板４００の貫通孔４００ｈに入り込むことになる。これにより、インシュレータ１３２は、回路基板４００に対してＸ軸方向における上下の位置が決まると共に、周方向に回転することが規制される。

【0060】

＜軸受装置＞
軸受装置３００は、シャフト２０１の上側部分を回転可能に支持する軸受としての上側ベアリング３０１と、シャフト２０１の下側端部を回転可能に支持する他の軸受としての下側ベアリング３０２と、上側ベアリング３０１および下側ベアリング３０２を保持するベアリングホルダ３１０とを有している。

【0061】

＜ベアリング＞
上側ベアリング３０１および下側ベアリング３０２は、いわゆる玉軸受である。なお、上側ベアリング３０１および下側ベアリング３０２は、玉軸受に限られず、例えば、ころ軸受等、その他種々の軸受であってもよい。なお、上側ベアリングホルダ３１０の内輪と、ロータヨーク１２４の蓋部１２２との間には、上側ベアリング３１０に予圧を付与するためのコイルバネ３２０が介装されている。

【0062】

＜ベアリングホルダ＞
図５に示すように、ベアリングホルダ３１０は、金属製（例えば真鍮）からなる中空円筒形状の部材であり、シャフト２０１を挿入可能な円筒形状の内部空間を形成する穴を有している。

【0063】

ベアリングホルダ３１０は、Ｘ軸方向上側（矢印ａ方向）の小径円筒部３１１ａ、および、Ｘ軸方向下側（矢印ｂ方向）の大径円筒部３１１ｂが一体となって形成されている。なお、小径円筒部３１１ａは、大径円筒部３１１ｂよりもＸ軸方向に長く形成されている。

【0064】

ベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａは、ステータコア１３１の内周面に固定されている。また、ベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａにおいては、その内周面３１１ａｉにより上側ベアリング３０１を保持していない。

【0065】

この場合、小径円筒部３１１ａのＸ軸方向上側（矢印ａ方向）の上端面３１１ａｔに対して上側ベアリング３０１の外輪のＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の下端面３０１ｇｔ（図７）が載置されて接触した状態で、上側ベアリング３０１の外輪がステータコア１３１の内周面に固定されている。

【0066】

なお、小径円筒部３１１ａの外径と上側ベアリング３０１の外輪の外径は同じである。すなわち、小径円筒部３１１ａの外周面と上側ベアリング３０１の外輪の外周面とは面一または略面一である。

【0067】

この場合、ステータコア１３１の上側半分で上側ベアリング３０１を保持すると共に、ステータコア１３１の下側半分でベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａの上側半分を保持している。

【0068】

つまり、ステータコア１３１の内周面と上側ベアリング３０１の外輪の外周面とが接触する領域の面積と、ステータコア１３１の内周面とベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａの上側半分の外周面とが接触する領域の面積との比率が１：１の同一または略同一である。

【0069】

これによりステータコア１３１と上側ベアリング３０１およびベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａとの保持バランスが優れた状態を形成することができる。但し、これに限るものではなく、十分な保持強度が保てれば、ステータコア１３１の内周面と小径円筒部３１１ａとが接触する領域の面積の方が、ステータコア１３１の内周面と上側ベアリング３０１の外輪とが接触する領域の面積よりも大きくてもよく、または、その逆であってもよい。

【0070】

ベアリングホルダ３１０の大径円筒部３１１ｂは、モータベース部１０５のボス部１０５ｃの内周面に対して圧入及び又は接着等によって一体に固定されている。大径円筒部３１１ｂは、小径円筒部３１１ａよりも大きな外径を有しているが、その内径は小径円筒部３１１ａの外径と同じである。すなわち大径円筒部３１１ｂの内径は、小径円筒部３１１ａの外径および上側ベアリング３０１の外輪の外径と同じである。したがって、大径円筒部３１１ｂの内周面３１１ｂｉと小径円筒部３１１ａの外周面とは面一または略面一となっている。

【0071】

大径円筒部３１１ｂは、下側ベアリング３０２を保持している。この場合、大径円筒部３１１ｂの内周面に対して下側ベアリング３０２の外輪が圧入及び又は接着等によって一体に固定されている。なお、大径円筒部３１１ｂは、ボス部１０５ｃにインサートした状態でモータベース部１０５と一体に形成されてもよい。

【0072】

また、大径円筒部３１１ｂは、下側ベアリング３０２のＸ軸方向の高さよりも長く形成されており、大径円筒部３１１ｂが下側ベアリング３０２を外部に露出することなく収容した状態で保持することが可能である。

【0073】

かくして上側ベアリング３０１の外輪は、ステータコア１３１に直接保持されると共に、下側ベアリング３０２の外輪は、ベアリングホルダ３１０の大径円筒部３１１ｂに保持される。

【0074】

また、上側ベアリング３０１の内輪はシャフト２０１のＸ軸方向上側（矢印ａ方向）の部分に固定されると共に、下側ベアリング３０２の内輪はシャフト２０１のＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）の下端部に固定される。これにより、シャフト２０１は、上側ベアリング３０１および下側ベアリング３０２によって、ベアリングホルダ３１０に対し相対回転可能な状態で支持される。

【0075】

シャフト２０１におけるＸ軸方向上側（矢印ａ方向）の上端部は、ロータヨーク１２４の内側円筒部１２３の内周面（径方向内側の面）に圧入されることにより一体に固定されている。ロータヨーク１２４は、インペラ２１０のハブ２１１に覆われた状態で、接着剤等により一体に固定されている。

【0076】

ファンモータ１が作動し、ロータ１２０とステータ１３０との電磁気的作用によりロータ１２０がシャフト２０１と共に回転すると、ロータ１２０に固定されたインペラ２１０が回転し、複数の羽根２１２の作用によりＸ軸方向下側（矢印ｂ方向）に向かって空気が送られる。したがって、ファンモータ１は、送風機として機能する。

【0077】

＜組み立て方法＞
このような構成のファンモータ１の軸受装置３００においては、上側ベアリング３０１がステータコア１３１に直接固定され、下側ベアリング３０２がベアリングホルダ３１０の大径円筒部３１１ｂに固定されているように、上側ベアリング３０１および下側ベアリング３０２がそれぞれ別部材に固定されている。このため、上側ベアリング３０１および下側ベアリング３０２の同軸精度が重要となり、その組み立て方法について以下に説明する。

【0078】

最初に、ベアリングホルダ３１０の大径円筒部３１１ｂに下側ベアリング３０２を圧入及び又は接着により固定する。これにより下側ベアリング３０２の軸心が決まる。その後、ベアリングホルダ３１０に対して所定の治具を用い、ステータコア１３１に対する小径円筒部３１１ａのＸ軸方向における高さ位置を決めた状態でステータコア１３１と小径円筒部３１１ａとを接着により固定する。このとき、ステータコア１３１の内周面における下側半分の領域にベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａの上側半分が固定される。

【0079】

ここで、ステータコア１３１に対してベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａを接着により固定する理由を以下に述べる。ステータコア１３１は、電磁鋼板の積層体であるため、個々の電磁鋼板の内径に交差のばらつきがある。

【0080】

したがって、ステータコア１３１の内周面に対してベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａを圧入により固定した場合、ステータコア１３１の軸心と下側ベアリング３０２の軸心とが一致しない可能性がある。

【0081】

そこで、ステータコア１３１に対してベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａを固定する際に、圧入ではなく、ステータコア１３１の軸心と下側ベアリング３０２の軸心を予め一致させた状態で接着すれば、両者の軸心を一致させることができる。

【0082】

続いて、ロータヨーク１２４およびインペラ２１０と予め一体化されたシャフト２０１を上側ベアリング３０１に対し圧入により固定する。そのうえで、ステータコア１３１の内周面における上側半分の領域に接着剤を予め塗布しておく。

【0083】

最後に、シャフト２０１の下端部を下側ベアリング３０２の内輪に対して嵌合させると同時に、上側ベアリング３０１をステータコア１３１の内周面における上側半分の接着剤が塗布された領域に差し込み、上側ベアリング３０１の軸心と下側ベアリング３０２の軸心とを一致させた状態で接着固定する。

【0084】

これにより、上側ベアリング３０１の軸心と下側ベアリング３０２の軸心とが一致することになる。同時に、ステータコア１３１の内周面と上側ベアリング３０１の外輪とが接触する領域の面積と、ステータコア１３１の内周面とベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａの上側半分とが接触する領域の面積との比率が１：１の同一または略同一となる。

【0085】

以上の構成において、ファンモータ１は、ステータコア１３１の内周面に対して上側ベアリング３０１の外輪を直接固定するようにしたことにより、従来のように上側ベアリング３０１の外輪の外側にベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａを配置する必要がなくなる。

【0086】

これにより、図７に示すように、従来のように上側ベアリング３０１の外輪の外側にベアリングホルダ３１０が配置された場合のステータコア１３１の内周面に相当する仮想線Ｌ１と、上側ベアリング３０１の外輪に対して直接固定されたステータコア１３１の内周面に相当する仮想線Ｌ２との距離ｄ１の分だけステータコア１３１の内周面をシャフト２０１側にシフトすることができる。

【0087】

そうすると、図７に示したように、ステータコア１３１の内周面をシャフト２０１側にシフトする距離ｄ１の分だけ上側外周壁部１３２ｗａと上側内周壁部１３２ｗｃとの間の距離Ｄ１（図４）を従来よりも長くすることができる。

【0088】

すなわち、図８（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ステータコア１３１（図８（Ａ））は、従来のステータコア５３１（図８（Ｂ））の内径５３１ｉに比べて環状部１３１ａの内径１３１ｉを距離ｄ１（図７）の分だけ小さくできるので、コイルの巻線スペースを径方向に距離Ｄの長さに拡大することができる。

【0089】

ファンモータ１では、ステータコア１３１に対するコイルの巻線スペースを拡大できれば、従来よりも多くの巻線を巻回することができるのでモータとしての出力を増大してモータ効率を向上させることが可能となる。また、ファンモータ１では、コイルの巻線を多くするのではなく、巻線の径を太くする場合、巻線抵抗を低減することができるので、この場合でもモータ効率を向上することができる。

【0090】

また、ファンモータ１では、コイルの巻線スペースを径方向に拡大することなく、エアギャップをそのままでステータコア１３１全体をシャフト２０１側へシフトして小径化した場合、マグネット１２５の厚さを従来よりも増大することができる。この場合もファンモータ１では、モータ効率を向上することができる。

【0091】

さらに、ファンモータ１では、コイルの巻線スペースを径方向に拡大するのではなく、エアギャップをそのままでステータコア１３１全体をシャフト２０１側へシフトして小径化し、かつ、マグネット１２５の厚さをそのままとした場合、バックヨーク１２６の厚さを増大することができる。この場合もマグネット１２５の磁束が外部へ逃げる量を従来に比して一段と低減することができるので、モータ効率を向上することができる。

【0092】

一方、ファンモータ１では、ステータコア１３１の内周面をシャフト２０１側にシフトして小径化するものの、コイルの巻線スペースを径方向に拡大しない場合、その分だけバックヨーク１２６の外径を小さくすることができるので、モータ効率を向上させる代わりにモータ全体を従来に比して径方向に小型化することができる。

【0093】

さらに、ファンモータ１では、上側ベアリング３０１の外周面とベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａの外周面とを面一にしたことにより、ステータコア１３１の内周面に段差を形成する必要がなくなり、ステータコア１３１を容易に製造することができるようになる。

【0094】

また、この場合、ステータコア１３１の内周面に段差が存在しないため、上側ベアリング３０１の軸心とベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａの軸心とを合わせることが容易になる。

【0095】

さらに、ファンモータ１では、ステータコア１３１の内周面に段差が存在しないため、ステータコア１３１の内周面に対して上側ベアリング３０１とベアリングホルダ３１０の小径円筒部３１１ａとを固定する際の面積の比率についても容易に変更することが可能となる。

【0096】

＜他の実施の形態＞
以上、本発明のモータについて、好ましい実施の形態を挙げて説明したが、本発明のモータは上記実施の形態の構成に限定されるものではない。上述の実施の形態では、小径円筒部３１１ａの外周面と上側ベアリング３０１の外輪の外周面とを面一または略面一とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限るものではなく、小径円筒部３１１ａの外径よりも上側ベアリング３０１の外輪の外径を僅かに小さくしてもよい。これは、上側ベアリング３０１および下側ベアリング３０２を組み立てる際、下側ベアリング３０２の軸心に対して後から上側ベアリング３０１の軸心を合わせて接着すればよいからである。

【0097】

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のモータを適宜改変し、また各種構成の組み合わせを変更することができる。かかる変更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】

【0098】

１…ファンモータ、１００…モータ本体、２０１…シャフト、１０５…モータベース部、１２０…ロータ、１２４…ロータヨーク、１２５…マグネット、１２６…バックヨーク、１３０…ステータ、１３１…ステータコア、１３２…インシュレータ、２１０…インペラ、２１１…ハブ、２１２…羽根、３００…軸受装置、３０１…上側ベアリング、３０２…下側ベアリング、３１０…ベアリングホルダ、３１１ａ…小径円筒部、３１１ｂ…大径円筒部、３２０…コイルバネ、４００…回路基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】