特許 7647169 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】

(24)【登録日】2025-03-10

(45)【発行日】2025-03-18

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/2726 20220101AFI20250311BHJP

   H02K 21/14 20060101ALI20250311BHJP

   H02K 5/167 20060101ALI20250311BHJP

【ＦＩ】

H02K1/2726

H02K21/14 M

H02K5/167 A

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021030894

(22)【出願日】2021-02-26

(65)【公開番号】P2022131771

(43)【公開日】2022-09-07

【審査請求日】2024-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】ニデック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】立花 裕

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 朋広

(72)【発明者】

【氏名】関井 洋一

(72)【発明者】

【氏名】大谷 将寛

(72)【発明者】

【氏名】平野 宏明

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－２１５２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０１４０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２０５５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２４８２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１８９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１２７００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６９７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０９９４８１９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２７２６

Ｈ０２Ｋ ２１／１４

Ｈ０２Ｋ ５／１６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下に延びる中心軸を中心とするシャフトと、
前記シャフトの径方向外方に配置され、前記シャフトの上部を支持する上部軸受と、
前記上部軸受を保持する上部ブッシュと、
前記シャフトの外周面と径方向に対向するコイルを有するステータと、
を有し、
前記シャフトは、周方向に少なくとも２極以上でＮ極とＳ極とが交互に配置される着磁パターンを有し、
前記上部軸受の一部は、前記上部ブッシュに対して上方に突出し、
前記上部ブッシュは、前記上部軸受の下面と上下方向において接触する面を有する、モータ。

【請求項2】

前記ステータは、
前記コイルを構成し、軸方向に延びる筒状の空芯コイルと、
前記空芯コイルの径方向外方に配置され、軸方向に延びる筒状のバックヨークと、
を有し、
前記空芯コイルの外周面は、前記バックヨークの内周面に固定される、請求項１に記載のモータ。

【請求項3】

前記空芯コイルの上端と下端とは、前記バックヨークの上端と下端との軸方向間に配置される、請求項２に記載のモータ。

【請求項4】

前記ステータは、ステータコアを更に有し、
前記ステータコアは、
前記中心軸を中心とする環状のコアバックと、
前記コアバックから径方向に内方に突出し、周方向に複数配列されるティースと、
を有し、
前記ティースは、
前記コイルを構成する導線が巻かれるティース本体部と、
前記ティース本体部の先端に配置され、周方向に拡がる傘部と、
を有する、請求項１に記載のモータ。

【請求項5】

前記シャフトの径方向外方に配置され、前記シャフトの下部を支持する下部軸受を有し、
前記下部軸受を保持する下部ブッシュを更に有し、
前記下部ブッシュは、
軸方向と直交する方向に拡がるブッシュ底板部と、
前記ブッシュ底板部から上方に延び、径方向内方に配置される前記下部軸受を保持するブッシュ筒部と、
前記ブッシュ底板部から上方に突出し、前記シャフトの下端と軸方向に対向するブッシュ突起部と、
を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項6】

前記ブッシュ突起部の先端は、上方に凸となる球面である、請求項５に記載のモータ。

【請求項7】

前記ブッシュ底板部は、軸方向に貫通する少なくとも１つのブッシュ貫通部を有し、
前記コイルの引出線は、前記ブッシュ貫通部を通って、前記下部ブッシュの下方に配置される回路基板に接続される、請求項５又は６に記載のモータ。

【請求項8】

前記ブッシュ筒部は、軸方向上端から下端まで延びる少なくとも１つのブッシュ切欠き部を有し、
前記ブッシュ切欠き部は、前記ブッシュ貫通部と軸方向に重なる、請求項７に記載のモータ。

【請求項9】

前記ブッシュ筒部の外周面を囲む筒状体の内周面は、前記ブッシュ筒部の外周面と径方向に対向し、軸方向に延びる少なくとも１つの切欠き溝を有し、
前記切欠き溝は、前記ブッシュ貫通部と軸方向に重なる、請求項７に記載のモータ。

【請求項10】

前記切欠き溝の上端部は、軸方向において、前記コイルの下端部と前記ブッシュ筒部の上端部との間に位置する、請求項９に記載のモータ。

【請求項11】

前記シャフトの径方向外方に配置され、前記シャフトに固定される環状部材を更に有し、
前記環状部材は、前記コイルと前記上部軸受との軸方向間に配置され、前記上部軸受と軸方向に重なる、請求項１から１０のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項12】

前記シャフトの径方向外方に配置され、前記シャフトに固定される環状部材を更に有し、
前記環状部材は、前記コイルと前記上部軸受との軸方向間に配置され、前記上部軸受と軸方向に重なり、
前記上部軸受と前記環状部材との軸方向距離は、前記ブッシュ突起部の上端と前記下部軸受の上端との軸方向距離よりも小さい、請求項５から１０のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項13】

前記シャフトの軸方向の磁気中心は、前記ステータの軸方向の磁気中心と一致する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項14】

前記シャフトの軸方向の磁気中心は、前記ステータの軸方向の磁気中心よりも、軸方向上方に位置する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項15】

前記ステータの径方向外方に配置され、前記ステータを囲むケースを更に有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項16】

前記シャフトは、前記着磁パターンを形成する材料とは異なる材料で構成され、外周面に配置されるコーティング層を有する、請求項１から１５のいずれか１項に記載のモータ。

【請求項17】

前記シャフトの磁極パターンが形成される軸方向の範囲は、前記コイルと径方向に重なる範囲である、請求項１から１６のいずれか１項に記載のモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステータと、ステータと磁気的に相互作用する、軸線方向に伸びる筒状の永久磁石のシャフトとを含み、シャフトの一部に沿った滑らかな表面を有し、該表面に軸線方向に交互に配置された半径方向のＮ極およびＳ極が設けられている、リニアステッパーモータが知られる（例えば特許文献１参照）。

【0003】

また、従来、インナーロータ型のモータが知られる（例えば特許文献２参照）。インナーロータ型のモータは、ステータと、ステータに囲まれるロータとを含む。ロータは、磁石保持体を介して軸に取り付けられた複数個の永久磁石を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２００４－５２１５８９号公報

【文献】特開２００９－２１３３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば、インナーロータ型のモータを用いたギヤードモータを小型化する場合、ギヤが取り付けられる軸が細くなり、軸にねじれが生じ易くなる可能性がある。また、小型化に伴い、モータの組み立てが難しくなる可能性がある。

【0006】

本開示は、インナーロータ型のモータの小型化に適した技術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】

【0007】

本開示の例示的なモータは、上下に延びる中心軸を中心とするシャフトと、前記シャフトを支持する軸受と、前記シャフトの外周面と径方向に対向するコイルを有するステータと、を有する。前記シャフトは、周方向に少なくとも２極以上でＮ極とＳ極が交互に配置される着磁パターンを有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、インナーロータ型のモータの小型化に適した技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の実施形態に係るモータの構成を示す概略斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すモータを、中心軸を含む平面で切った縦断面図である。

【図3】図３は、シャフトの着磁パターンの一例を示す模式図である。

【図4】図４は、下部ブッシュ及びその周辺を拡大して示す概略断面図である。

【図5】図５は、下部ブッシュの構成を示す概略斜視図である。

【図6】図６は、モータの上部の構成を拡大して示す概略断面図である。

【図7】図７は、モータの好ましい構造を説明するための模式図である。

【図8】図８は、本開示の実施形態に係るモータの第１変形例を説明するための図である。

【図9】図９は、本開示の実施形態に係るモータの第２変形例を説明するための図である。

【図10】図１０は、本開示の実施形態に係るモータの第３変形例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、図１および図２に示すモータ１００の中心軸Ａの延びる方向を単に「軸方向」と呼び、モータ１００の中心軸Ａを中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶことにする。本明細書では、図２に示す方向にモータ１００を配置した場合の軸方向を上下方向と定義する。なお、上下方向は単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。

【0011】

＜１．モータの概要＞
図１は、本開示の実施形態に係るモータ１００の構成を示す概略斜視図である。図２は、図１に示すモータ１００を、中心軸Ａを含む平面で切った縦断面図である。詳細には、図２は、図１に示すＰ方向と直交する平面で切った概略断面図である。図１および図２に示すように、モータ１００はロータ１１を有する。また、モータ１００は、軸受１２と、ステータ１３とを有する。

【0012】

ロータ１１は、上下に延びる中心軸Ａを中心とするシャフト１１１を有する。すなわち、モータ１００はシャフト１１１を有する。ロータ１１は、中心軸Ａを中心として回転可能に設けられる。ロータ１１は、後述するように磁界を発生させる回転子である。シャフト１１１は、上下方向に延びる柱状であり、詳細には円柱状である。本実施形態のモータ１００においては、不図示のギヤがシャフト１１１の上端部に取り付けられる。ギヤは、例えば減速機に含まれる。モータ１００は、いわゆるギヤードモータである。

【0013】

なお、本実施形態では、シャフト１１１は、上端部に軸方向に延びるシャフト切欠き部１１１ａを有する。シャフト切欠き部１１１ａが設けられることにより、シャフト１１１の上端部は、軸方向からの平面視においてＤ字状である。シャフト切欠き部１１１ａが設けられることにより、シャフト１１１の上端部に取り付けられるギヤを、シャフト１１１に対して回転し難くすることができる。ただし、シャフト切欠き部１１１ａは、設けられなくてもよく、この場合、例えばギヤをシャフト１１１に圧入することにより、ギヤのシャフト１１１に対する回転を抑制してもよい。

【0014】

軸受１２は、シャフト１１１を支持する。詳細には、軸受１２は、シャフト１１１を回転可能に支持する。本実施形態では、軸受１２は、上部軸受１２１と下部軸受１２２とを有する。上部軸受１２１は、シャフト１１１の径方向外方に配置され、シャフト１１１の上部を支持する。下部軸受１２２は、シャフト１１１の径方向外方に配置され、シャフトの１１１下部を支持する。

【0015】

上部軸受１２１および下部軸受１２２は、筒状である。上部軸受１２１および下部軸受１２２の内周面と、シャフト１１１の外周面とが径方向に対向する。上部軸受１２１および下部軸受１２２は、例えばスリーブベアリング又はボールベアリングであってよい。本実施形態では、上部軸受１２１および下部軸受１２２は、スリーブベアリングある。各軸受１２１、１２２とシャフト１１１との径方向間にはグリースが配置されてもよい。スリーブベアリングは、例えば、金属の焼結体、又は、ポリアセタール等の樹脂で構成されてよい。

【0016】

ステータ１３は、モータ１００の電機子である。ステータ１３は、ロータ１１と径方向に対向し、ロータ１１を囲む。すなわち、モータ１００は、インナーロータ型のモータである。ステータ１３は、ロータ１１と径方向に対向するコイル１３１を有する。ステータ１３は、例えばステータコア又はバックヨークを含んでよい。本実施形態では、ステータ１３は、前述のコイル１３１を構成する空芯コイルと、バックヨーク１３２とを有する。

【0017】

空芯コイル１３１は、軸方向に延びる筒状である。詳細には、空芯コイル１３１は、中心軸Ａを中心とする円筒状である。空芯コイル１３１は、ロータ１１と径方向に間隔をあけて配置され、ロータ１１の外周面を囲む。空芯コイル１３１は界磁コイルであり、空芯コイル１３１に駆動電流が供給されることにより、ロータ１１に周方向のトルクが発生して、ロータ１１が中心軸Ａを中心として回転する。

【0018】

バックヨーク１３２は、空芯コイル１３１の径方向外方に配置され、軸方向に延びる筒状である。詳細には、バックヨーク１３２は、中心軸Ａを中心とする円筒状である。バックヨーク１３２は、複数の磁性鋼板を軸方向に積層して構成される。本実施形態では、複数の円環状の磁性鋼板が軸方向に積層されることにより、バックヨーク１３２が形成される。バックヨーク１３２の内周面は、空芯コイル１３１の外周面と径方向に対向し、空芯コイル１３１を囲む。空芯コイル１３１の外周面は、バックヨーク１３２の内周面に固定される。例えば、空芯コイル１３１は、接着剤によりバックヨーク１３２に固定される。空芯コイル１３１およびバックヨーク１３２は、上部軸受１２１と下部軸受１２２との軸方向間に配置される。

【0019】

本実施形態のように、ステータ１３を空芯コイル１３１とバックヨーク１３２とを用いて構成する場合、バックヨーク１３２に空芯コイル１３１を挿入することによって簡単にステータ１３を組み立てることができる。すなわち、本構成によれば、モータ１００の組立性を向上することができる。また、バックヨーク１３２が磁性鋼板を積層して構成されるために、渦電流を抑制してロータ１１の回転効率の低下を抑制することができる。

【0020】

また、本実施形態では、好ましい形態として、空芯コイル１３１の上端１３１Ｕと下端１３１Ｌとは、バックヨーク１３２の上端１３２Ｕと下端１３２Ｌとの軸方向間に配置される。本構成によれば、空芯コイル１３１に駆動電流を流すことにより発生する磁束を効率良くバックヨーク１３２に通すことができ、モータ１００の磁気特性を向上することができる。

【0021】

モータ１００は、ケース１４と、下部ブッシュ１６とを更に有する。また、モータ１００は、上部ブッシュ１５を更に有する。

【0022】

ケース１４は、ステータ１３の径方向外方に配置され、ステータ１３を囲む。詳細には、ケース１４は、軸方向に延びる筒状である。本実施形態では、ケース１４は、中心軸Ａを中心とする円筒状である。ケース１４の内周面は、バックヨーク１３２の外周面と径方向に対向し、バックヨーク１３２の外周面を囲む。モータ１００がケース１４を有する構成とすることにより、ステータ１３を覆って保護することができる。

【0023】

なお、モータ１００がケース１４を有しない構成としてもよい。これにより、モータ１００の小型化を図ることができる。ケース１４は、例えば、金属又は樹脂で構成される。例えば、ケース１４を金属で構成することにより、モータ１００の剛性を高めることができる。また、例えば、ケース１４を絶縁体で構成することにより、磁束の漏洩を抑制することができる。例えば、ケース１４の内周面は、接着剤を用いてバックヨーク１３２の外周面に固定されてよい。ケース１４が樹脂で構成される場合、ケース１４とバックヨーク１３２とがインサート成型により単一の部材として構成されてもよい。

【0024】

上部ブッシュ１５は、上部軸受１２１を保持する。上部ブッシュ１５は、軸方向に延びる筒状である。本実施形態では、上部ブッシュ１５は、中心軸Ａを中心とする円筒状である。詳細には、上部ブッシュ１５は、外周面から径方向外方に突出する環状のブッシュフランジ部１５１を上端部に有する。また、上部ブッシュ１５は、内周面から径方向内方に突出する環状のブッシュ内環状部１５２を下端部に有する。

【0025】

上部ブッシュ１５は、筒状のケース１４の上部からケース１４内に嵌め込まれる。上部ブッシュ１５は、ブッシュフランジ部１５１がケース１４の上端に当たる位置までケース１４内に嵌め込まれる。また、筒状の上部ブッシュ１５の上部から、上部ブッシュ１５内に上部軸受１２１が嵌め込まれる。上部軸受１２１は、ブッシュ内環状部１５２の上端に当たる位置まで嵌め込まれる。上部軸受１２１は、例えば、圧入、圧入接着、或いは、カシメにより、上部ブッシュ１５に固定されてよい。

【0026】

本実施形態では、上部軸受１２１の一部は、上部ブッシュ１５に対して上方に突出する。このように構成することで、例えば、上部軸受１２１をモータ１００の上部に配置されるギヤボックス（不図示）等の位置決めに使用することができる。なお、上部ブッシュ１５は、ブッシュフランジ部１５１とブッシュ内環状部１５２とのうち少なくとも一方を有しなくてもよい。

【0027】

下部ブッシュ１６は、下部軸受１２２を保持する。下部ブッシュ１６は、その一部が筒状のケース１４の下部からケース１４内に嵌め込まれる。下部ブッシュ１６の詳細な構成については後述する。なお、上部ブッシュ１５と下部ブッシュ１６とは、例えば、金属又は樹脂で構成される。上部ブッシュ１５及び下部ブッシュ１６とは、例えば接着剤を用いてケース１４に固定される。ケース１４およびブッシュ１５、１６が樹脂である場合には、ケース１４とブッシュ１５、１６とは溶着により固定されてよい。ケース１４およびブッシュ１５、１６が金属である場合には、ケース１４とブッシュ１５、１６とは溶接により固定されてよい。

【0028】

＜２．モータの詳細構成＞
（２－１．シャフト）
シャフト１１１は、周方向に少なくとも２極以上でＮ極とＳ極とが交互に配置される着磁パターンを有する。すなわち、シャフト１１１がマグネットの機能を兼ねる。このために、ロータ１１は、シャフト１１１とは別部材となるマグネットを有しない。コイル１３１は、シャフト１１１の外周面と径方向に対向する。詳細には、空芯コイル１３１は、シャフト１１１と径方向に間隔をあけて対向する。

【0029】

このようにシャフト１１１にマグネットの機能を持たせた構成とすると、シャフトとマグネットとを別部材とする構成に比べて、モータ１００の径方向のサイズを小型化することができる。また、このような構成によれば、シャフトとマグネットとが別部材である構成のモータの体格と同じとした場合には、シャフト１１１を太くすることができ、シャフト１１１の剛性を向上することができる。すなわち、このような構成によれば、モータ１００の体格が小さい場合でも、シャフト１１１にねじれ等が生じ難くすることができ、モータ１００の信頼性を向上することができる。また、このような構成によれば、シャフト１１１と別にマグネットを配置する必要がないために、部品点数を減らすことができ、モータ１００の組立性の向上とコストの低減とを図ることができる。

【0030】

図３は、シャフト１１１の着磁パターンの一例を示す模式図である。図３は、シャフト１１１を軸方向と直交する面で切った断面の着磁パターンを示す。図３に示す例では、シャフト１１１は、周方向に４極でＮ極とＳ極とが交互に配置された着磁パターンを有する。ただし、当該着磁パターンは例示であり、周方向に並ぶ極数は２極、６極、８極等、様々な極数であってよい。

【0031】

シャフト１１１は、着磁することができる材料で構成されればよい。シャフト１１１は、例えば、ネオジウム、鉄、ホウ素を主成分とするネオジウム磁石等の希土類磁石で構成されてよい。シャフト１１１は、その全体が磁化された構成であってよい。ただし、シャフト１１１は、一部が磁化された構成であってもよい。シャフト１１１は、少なくとも空芯コイル１３１と径方向に対向する領域が磁化されていることが好ましい。すなわち、シャフト１１１の磁極パターンが形成される軸方向の範囲は、コイル１３１と径方向に重なる範囲であることが好ましい。シャフト１１１の磁極パターンが形成される軸方向の範囲がコイル１３１と径方向に重なる範囲のみである構成とすると、例えば軸受２１又はブッシュ１５、１６等で生じる鉄損の影響を小さくすることができる。すなわち、磁気効率の向上を図ることができる。図２に示す例では、シャフト１１１の磁極パターンが形成される軸方向の上端の位置は、空芯コイル１３１の上端１３１Ｕと同じ軸方向高さであることが好ましい。また、シャフト１１１の磁極パターンが形成される軸方向の下端の位置は、空芯コイル１３１の下端１３１Ｌと同じ軸方向高さであることが好ましい。

【0032】

シャフト１１１の軸方向の磁気中心は、ステータ１３の軸方向の磁気中心と一致してよい。このように構成することにより、ロータ１１の磁気中心と、ステータ１３の磁気中心とを合わせることができ、磁気効率を良好とすることができる。

【0033】

ただし、本実施形態では、シャフトの軸方向の磁気中心は、ステータ１３の軸方向の磁気中心よりも、軸方向上方に位置する。このように構成すると、モータ１００の駆動時において、シャフト１１１に対して軸方向下方に向けた力を与えることができ、シャフト１１１の上下動を抑制することができる。この結果、モータ１００の振動および騒音を抑制することができる。

【0034】

（２－２．モータ下部の構成）
図４は、下部ブッシュ１６及びその周辺を拡大して示す概略断面図である。図４は、図２の下部側を拡大して示した図である。図５は、下部ブッシュ１６の構成を示す概略斜視図である。図４および図５に示すように、下部ブッシュ１６は、ブッシュ底板部１６１と、ブッシュ筒部１６２と、ブッシュ突起部１６３と、を有する。

【0035】

ブッシュ底板部１６１は、軸方向と直交する方向に拡がる。本実施形態では、ブッシュ底板部１６１は、軸方向からの平面視において四隅に切欠きを有する矩形板状である。ブッシュ筒部１６２は、ブッシュ底板部１６１から上方に延び、径方向内方に配置される下部軸受１２２を保持する。本実施形態では、ブッシュ筒部１６２は、中心軸Ａを中心とする円筒状である。下部軸受１２２は、ブッシュ筒部１６２内に嵌め込まれる。ブッシュ筒部１６２の内周面と下部軸受１２２の外周面とは、径方向に対向する。下部軸受１２２は、その下面がブッシュ底板部１６１の上面に当たる位置まで嵌め込まれる。下部軸受１２２は、例えば、圧入、圧入接着、或いは、カシメによりブッシュ筒部１６２に固定される。

【0036】

なお、下部ブッシュ１６は、ブッシュ筒部１６２が筒状のケース１４の下部からケース１４内に嵌め込まれることにより、ケース１４に取り付けられる。ブッシュ筒部１６２は、ブッシュ底板部１６１がケース１４の下端に当たる位置までケース１４内に嵌め込まれる。

【0037】

ブッシュ突起部１６３は、ブッシュ底板部１６１から上方に突出し、シャフト１１１の下端と軸方向に対向する。詳細には、ブッシュ突起部１６３は、軸方向からの平面視において、ブッシュ筒部１６２の中心と重なる位置に配置される。すなわち、ブッシュ突起部１６３は、ブッシュ底板部１６１の上面の中心軸Ａが通る位置に配置される。本実施形態では、ブッシュ突起部１６３は、ブッシュ筒部１６２内に嵌められた下部軸受１２２の内周面に囲まれる。ブッシュ突起部１６３は、筒状の下部軸受１２２に嵌められたシャフト１１１の下端と軸方向に対向する。

【0038】

本構成の下部ブッシュ１６によれば、ブッシュ突起部１６３によってシャフト１１１を受けることができるために、シャフト１１１の軸方向の位置を安定させることができる。また、本構成の下部ブッシュ１６によれば、シャフト１１１の軸方向の磁気中心とステータ１３との位置関係を安定させることができる。なお、本実施形態では、好ましい形態として、ブッシュ突起部１６３は、シャフト１１１の下端と接触する。

【0039】

また、本実施形態では、好ましい形態として、ブッシュ突起部１６３の先端は、上方に凸となる球面である。本構成によれば、シャフト１１１とブッシュ突起部１６３との接触面積を減らして、シャフト１１１の回転時における部材の摩耗を抑制することができる。これにより、例えば摩耗により生じる異物の影響をモータ１００が受ける可能性を低減することができる。また、モータ１００の寿命を延ばすことができる。

【0040】

図４および図５に示すように、ブッシュ底板部１６１は、軸方向に貫通する少なくとも１つのブッシュ貫通部１６４を有する。ブッシュ貫通部１６４は、軸方向からの平面視において、少なくとも一部がケース１４の外周面よりも径方向内方に配置されることが好ましい。ブッシュ貫通部１６４は、貫通孔であってもよいし、切欠きであってもよい。コイル１３１の引出線１３１ａは、ブッシュ貫通部１６４を通って、下部ブッシュ１６の下方に配置される回路基板１７に接続される。このように構成することにより、コイル１３１の引出線１３１ａの回路基板１７への引き回しを簡単に行うことができる。

【0041】

詳細には、上述のように、コイル１３１は筒状の空芯コイルである。空芯コイル１３１から引き出される引出線１３１ａの数は、複数である。例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相がスター結線される構成の場合、引出線１３１ａの数は４本となり、デルタ結線される構成の場合には、引出線１３１ａの数は３本である。ブッシュ貫通部１６４の数は、引出線１３１ａの数と同数設けられてよい。この場合、ブッシュ貫通部１６４の数は複数となる。ただし、複数の引出線１３１ａは、その全部、或いは、一部が途中で纏められて一本とされてもよく、このような構成の場合には、ブッシュ貫通部１６４の数は、引出線１３１ａの数より少なくてもよい。複数の引出線１３１ａの全てが纏められて一本とされる場合には、ブッシュ貫通部１６４の数は１つであってよい。なお、本実施形態では、ブッシュ貫通部１６４の数は３つである。

【0042】

回路基板１７には、例えば、不図示の外部ドライバからの出力電流を、引出線１３１ａを介して空芯コイル１３１に供給するための配線パターンが設けられる。引出線１３１ａの先端は、例えば、回路基板１７に半田を用いて電気的に接続される。回路基板１７は、例えば、リジッド基板、フレキシブル基板（ＦＰＣ）、リジッドフレキシブル基板等であってよい。本実施形態では、回路基板１７は、下部ブッシュ１６の下面に固定される。回路基板１７の固定手法は、例えば接着、螺子止め、カシメ等であってよい。また、本実施形態においては、回路基板１７を下方から覆う回路ケース１８が設けられる。ただし、回路ケース１８は、設けられなくてもよい。

【0043】

本実施形態では、ブッシュ筒部１６２は、軸方向上端から下端まで延びる少なくとも１つのブッシュ切欠き部１６５を有する。ブッシュ切欠き部１６５は、ブッシュ貫通部１６４の数と同数である。本実施形態では、ブッシュ切欠き部１６５の数は３つである。ただし、上述のブッシュ貫通部１６４と同様に、ブッシュ切欠き部１６５の数は、コイル１３１からの引出線１３１ａの引き出し方に応じて、３つより多くされたり、３つより少なくされたりしてもよい。例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相から２本の引出線１３１ａを引き出し、回路基板１７上で結線する構成の場合には、ブッシュ切欠き部１６５の数は６つとしてよい。なお、ブッシュ切欠き部１６５が設けられるために、ブッシュ筒部１６２は、詳細には、周方向に互いに間隔をあけて配置される複数の円弧柱状体により構成される。

【0044】

ブッシュ切欠き部１６５は、ブッシュ貫通部１６４と軸方向に重なる。これにより、ブッシュ切欠き部１６５とブッシュ貫通部１６４とを用いて、コイル１３１の引出線１３１ａを簡単に回路基板１７へ引き回すことができる。なお、本実施形態では、複数のブッシュ切欠き部１６５のそれぞれが、ブッシュ貫通部１６４と軸方向に重なる。

【0045】

（２－３．モータ上部の構成）
図６は、モータ１００の上部の構成を拡大して示す概略断面図である。図６は、図２の上部側を拡大して示した図である。図６に示すように、モータ１００は、シャフト１１１の径方向外方に配置され、シャフト１１１に固定される環状部材１９を更に有する。本実施形態では、環状部材１９は、中心軸Ａを中心とする円環状の板状部材である。環状部材１９は、例えば金属により構成される。環状部材１９は、例えば、その内側にシャフト１１１が圧入されることによりシャフト１１１に固定される。環状部材１９は、シャフト１１１の外周面に対して径方向外方に突出する。

【0046】

環状部材１９は、コイル１３１と上部軸受１２１との軸方向間に配置され、上部軸受１２１と軸方向に重なる。このような構成とすると、シャフト１１１が上方に抜けようとした場合に、環状部材１９がストッパとして作用するために、シャフト１１１が上方に抜けることを防止することができる。

【0047】

本実施形態では、環状部材１９は、下端の位置が上部軸受１２１の下端より下方である上部ブッシュ１５よりも下方に配置され、上部ブッシュ１５と軸方向に重なる。このために、環状部材１９は、上部ブッシュ１５と接触することによりストッパとしての機能を発揮する。ただし、例えば、環状部材１９の径方向のサイズを大きくできない事情があったり、ブッシュ内環状部１５２が設けられない構造であったりすると、環状部材１９が上部ブッシュ１５と軸方向に重ならいこともある。このような場合でも、環状部材１９が上部軸受１２１と軸方向に重なるために、環状部材１９は、上部軸受１２１と接触することによりストッパとしての機能を発揮する。

【0048】

図７は、モータ１００の好ましい構造を説明するための模式図である。図７は、図２に示す断面の一部を示す図である。詳細には、図７は、モータ１００の上部と下部とを示し、モータ１００の中間部分を省略している。図７に示すように、好ましい形態として、上部軸受１２１と環状部材１９との軸方向距離Ｄ１は、ブッシュ突起部１６３の上端と下部軸受１２２の上端との軸方向距離Ｄ２よりも小さい。このような構成とすることにより、環状部材１９をストッパとして機能させて、シャフト１１１が下部軸受１２２から抜けることを防止できる。

【0049】

＜３．変形例＞
（３－１．第１変形例）
図８は、本開示の実施形態に係るモータ１００の第１変形例を説明するための図である。図８は、第１変形例のモータ１００Ａを、中心軸Ａと直交する方向に切った横断面図である。第１変形例のモータ１００Ａは、ステータ１３Ａの構成が上述した実施形態のステータ１３と異なる。上述した実施形態と同様に、ステータ１３Ａは、磁化されたシャフト１１１Ａの外周面と径方向に対向するコイル１３１Ａを有する。図８では、コイル１３１Ａは破線で示されている。コイル１３１Ａの詳細な構成は、上述の実施形態と異なる。コイル１３１Ａは、周方向に複数配列される。

【0050】

ステータ１３Ａは、ステータコア１３３を更に有する。例えば、ステータコア１３３は、磁性鋼板を軸方向に積層して構成される。ステータコア１３３は、コアバック１３３１とティース１３３２とを有する。コアバック１３３１は、中心軸Ａを中心とする環状である。詳細には、コアバック１３３１は円環状である。ティース１３３２は、コアバック１３３１から径方向に内方に突出し、周方向に複数配列される。本変形例では、ティース１３３２の数が４つの場合を例示しているが、ティース１３３２の数は、シャフト１１１Ａの磁極数に応じて変更されてよい。

【0051】

ティース１３３２は、ティース本体部１３３２ａと、傘部１３３２ｂとを有する。ティース本体部１３３２ａは、コイル１３１Ａを構成する導線が巻かれる。傘部１３３２ｂは、ティース本体部１３３２ａの先端に配置され、周方向に拡がる。本変形例のようにステータ１３Ａを構成すると、マグネットの機能を有するシャフト１１１Ａと、ステータコア１３３との径方向の間隔を小さくすることができ、磁気特性の向上を図ることができる。

【0052】

なお、本変形例は、コアバック１３３１の径方向外方にケース１４Ａが配置される。ただし、モータ１００Ａは、ケース１４Ａを有しなくてもよい。

【0053】

（３－２．第２変形例）
図９は、本開示の実施形態に係るモータ１００の第２変形例を説明するための図である。図９は、第２変形例のモータ１００Ｂを、中心軸Ａを含む平面で切った縦断面図である。図９に示すように、第２変形例のモータ１００Ｂも、シャフト１１１Ｂの下部を支持する下部軸受１２２Ｂを保持する下部ブッシュ１６Ｂを有する。上述の実施形態と同様に、下部ブッシュ１６Ｂは、ブッシュ底板部１６１Ｂと、ブッシュ筒部１６２Ｂと、ブッシュ突起部１６３Ｂと、ブッシュ貫通部１６４Ｂとを有する。ただし、本変形例では、ブッシュ筒部１６２Ｂは、上述したブッシュ切欠き部１６５（図５等参照）を有しない。

【0054】

ブッシュ筒部１６２Ｂの外周面を囲む筒状体１３２Ｂの内周面は、ブッシュ筒部１６２Ｂの外周面と径方向に対向する。本変形例では、筒状体１３２Ｂは、筒状のバックヨークである。バックヨーク１３２Ｂの構成は、上述の実施形態と同様である。すなわち、本変形例では、下部ブッシュ１６Ｂは、バックヨーク１３２Ｂの下方からバックヨーク１３２Ｂに嵌め込まれる。なお、筒状体１３２Ｂは、バックヨーク１３２Ｂに替えて、バックヨーク１３２Ｂの径方向外方に配置されるケースであってもよい。この場合には、下部ブッシュ１６Ｂはケースに嵌め込まれる。

【0055】

筒状体１３２Ｂの内周面は、軸方向に延びる少なくとも１つの切欠き溝１３２Ｂａを有する。切欠き溝１３２Ｂａの数は、コイル１３１Ｂの引出線１３１ａＢの数、或いは、引出線１３１ａＢの束の数に対応する数である。切欠き溝１３２Ｂａは、例えば、軸方向からの平面視において、筒状体１３２Ｂの内周面に対して径方向外方に凹む半円形状等であってよい。

【0056】

切欠き溝１３２Ｂａは、ブッシュ底板部１６１Ｂに設けられる軸方向に貫通するブッシュ貫通部１６４Ｂと軸方向に重なる。このような構成によれば、切欠き溝１３２Ｂａによってコイル１３１Ｂの引出線１３１ａＢを引き回すスペースを確保することができ、引出線１３１ａＢの処理を容易に行うことができる。なお、引出線１３１ａＢは、上述の実施形態と同様に、回路基板１７Ｂに電気的に接続される。

【0057】

なお、本変形例では、好ましい形態として、切欠き溝１３２Ｂａの上端部は、軸方向において、コイル１３１Ｂの下端部とブッシュ筒部１６２Ｂの上端部との間に位置する。これによれば、コイル１３１Ｂの引出線１３１ａＢの処理の際に、引出線１３１ａＢを切欠き溝１３２Ｂａに通し易くすることができる。すなわち、モータ１００Ｂの組立性を向上することができる。

【0058】

（３－３．第３変形例）
図１０は、本開示の実施形態に係るモータ１００の第３変形例を説明するための図である。図１０は、第３変形例のモータが有するシャフト１１１Ｃを軸方向と直交する面で切った断面を模式的に示す図である。

【0059】

図１０に示すように、本変形例では、シャフト１１１Ｃは、外周面に配置されるコーティング層１１１２を有する。コーティング層１１１Ｃは、着磁パターンを形成する材料とは異なる材料で構成される。詳細には、シャフト１１１Ｃは、シャフト本体部１１１１と、シャフト本体部１１１１の外周面を覆うコーティング層１１１２とを有する。シャフト本体部１１１１は、例えば希土類磁石等のマグネット材料で構成され、例えば円柱状である。コーティング層１１１２は、好ましい形態として、シャフト本体部１１１１の全体を覆う。

【0060】

このように構成すると、マグネット材料で構成されるシャフト本体部１１１１が錆びることを防止することができ、モータの磁気特性の低下を抑制することができる。また、コーティング層１１１２が設けられることにより、シャフト１１１Ｃの回転時における摩擦による損失を低減することができる。また、コーティング層１１１２が設けられることにより、シャフト１１１Ｃの剛性を向上することができる。

【0061】

コーティング層１１１２は、例えば、マグネット材料で構成されるシャフト本体部１１１１を表面処理して構成されてよい。詳細には、コーティング層１１１２は、シャフト本体部１１１１の表面をメッキ処理して構成されてよい。メッキ処理により形成されるコーティング層１１１２は、例えばニッケルメッキ層であってよい。

【0062】

＜４．留意事項＞
本明細書中に開示される種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本開示の技術は、例えば家電、自動車、船舶、航空機、列車、ロボット等に使用されるモータに広く利用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１２・・・軸受
１３、１３Ａ・・・ステータ
１４、１４Ａ・・・ケース
１６、１６Ｂ・・・下部ブッシュ
１７、１７Ｂ・・・回路基板
１９・・・環状部材
１００、１００Ａ、１００Ｂ・・・モータ
１１１、１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ・・・シャフト
１２１・・・上部軸受
１２２、１２２Ｂ・・・下部軸受
１３１、１３１Ａ、１３１Ｂ・・・コイル
１３１ａ、１３１ａＢ・・・引出線
１３２、１３２Ｂ・・・バックヨーク、筒状体
１３２Ｂａ・・・切欠き溝
１３３・・・ステータコア
１６１、１６１Ｂ・・・ブッシュ底板部
１６２、１６２Ｂ・・・ブッシュ筒部
１６３、１６３Ｂ・・・ブッシュ突起部
１６４、１６４Ｂ・・・ブッシュ貫通部
１６５・・・ブッシュ切欠き部
１１１２・・・コーティング層
１３３１・・・コアバック
１３３２・・・ティース
１３３２ａ・・・ティース本体部
１３３２ｂ・・・傘部
Ａ・・・中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】