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公開番号2021027619
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019141620
出願日20190731
発明の名称モータ
出願人日本電産株式会社
代理人特許業務法人 佐野特許事務所
主分類H02K 11/40 20160101AFI20210125BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】簡単な構成で回路基板をステータコアに対して強固に固定できるとともに、回路基板の両面とステータコアとを安定して導通させることができるモータを提供する。
【解決手段】上下に延びる中心軸を中心として回転可能なロータ1と、ロータと径方向に対向するステータと、ステータを保持するブラケットと、上面に第1配線パターンが形成され、下面に第2配線パターンが形成された回路基板7と、導電性を有し、ステータに回路基板を固定する第1固定部材8と、を有し、ステータは、導電性を有するステータコア21を有し、第1固定部材は、前記回路基板を保持する基板保持部82と、ステータコアの一部に固定されるステータ固定部81と、を有し、基板保持部が第1配線パターンおよび第2配線パターンと接触するモータ。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
上下に延びる中心軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータと径方向に対向するステータと、
前記ステータを保持するブラケットと、
上面に第1配線パターンが形成され、下面に第2配線パターンが形成された回路基板と、
導電性を有し、前記ステータに前記回路基板を固定する第1固定部材と、を有し、
前記ステータは、導電性を有するステータコアを有し、
前記第1固定部材は、
前記回路基板を保持する基板保持部と、
前記ステータコアの一部に固定されるステータ固定部と、を有し、
前記基板保持部が前記第1配線パターンおよび前記第2配線パターンと接触する、モータ。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記回路基板には、前記基板保持部の少なくとも一部が上下に貫通する基板貫通孔が形成され、
前記基板保持部は、外径が前記基板貫通孔の内径よりも大きく軸方向に延びる大径部と、
前記大径部の下面から軸方向下方に延びる脚部と、を有し、
前記大径部の下面が前記第1配線パターンと接触し、
前記脚部が前記基板貫通孔に挿入されるとともに、前記第2配線パターンと接触する請求項1に記載のモータ。
【請求項3】
前記脚部は、
外径が前記大径部よりも小さく前記下面と接続する小径部と、
前記小径部の下方に配置されて径方向外方に拡がるかしめ部を有し、
前記かしめ部が前記第2配線パターンと接触する請求項2に記載のモータ。
【請求項4】
前記脚部は、
外径が前記大径部よりも小さく前記下面と接続する小径部と、
導電性を有し、前記小径部の下端部に連結される第2固定部材とを有し、
前記第2固定部材は、前記第2配線パターンと接触する請求項2に記載のモータ。
【請求項5】
前記基板貫通孔の内側面には、前記回路基板の前記第1配線パターンおよび前記第2配線パターンと導通する導通部が形成され、
前記脚部の外側面が前記導通部と接触する請求項2から請求項4のいずれかに記載のモータ。
【請求項6】
前記回路基板は、周方向に沿って配置され、
前記回路基板の周方向両端部が、それぞれ、前記第1固定部材を介して前記ステータコアに固定される請求項1から請求項5のいずれかに記載のモータ。
【請求項7】
前記ステータコアは、
前記ブラケットに固定されるコアバック部と、
前記コアバック部から径方向外方に延びて放射状に配列される複数のティース部と、を有し、
前記ステータ固定部は、前記コアバック部の前記ティース部の径方向内端よりも径方向内方に固定される請求項1から請求項6のいずれかに記載のモータ。
【請求項8】
前記コアバック部は、
前記ティース部と接続する環状の第1環状部と、
前記第1環状部よりも径方向内方に前記第1環状部と同心で配置され、前記ブラケットに固定される環状の第2環状部と、
径方向に延びて前記第1環状部と前記第2環状部とを接続する複数の支持リブと、をさらに有し、
前記ステータ固定部は、前記支持リブに固定される請求項7に記載のモータ。
【請求項9】
前記回路基板には、前記ロータの位置を検知する位置検知素子が実装される請求項1から請求項8のいずれかに記載のモータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モータに関する。
続きを表示(約 6,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来のキャプスタンモータでは、ベアリングホルダと鉄板とでステータコア、支持台および回路基板を軸方向に挟み、それぞれの部材に形成されたスルーホールにスクリューを挿入し、スクリューを鉄板にねじ込んで固定する構成となっている。(例えば、特開平8−180513号公報参照)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開平8−180513号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記構造では、スクリューと回路基板とが接触しない場合があり、ステータコアと回路基板とが安定して導通しない可能性がある。
【0005】
そこで、本発明は、簡単な構成で回路基板をステータコアに対して強固に固定できるとともに、回路基板の両面とステータコアとを安定して導通させることができ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】
本発明の例示的なモータは、上下に延びる中心軸を中心として回転可能なロータと、前記ロータと径方向に対向するステータと、前記ステータを保持するブラケットと、上面に第1配線パターンが形成され、下面に第2配線パターンが形成された回路基板と、導電性を有し、前記ステータに前記回路基板を固定する第1固定部材と、を有し、前記ステータは、導電性を有するステータコアを有し、前記第1固定部材は、前記回路基板を保持する基板保持部と、前記ステータコアの一部に固定されるステータ固定部と、を有し、前記基板保持部が前記第1配線パターンおよび前記第2配線パターンと接触する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の例示的なモータによれば、簡単な構成で基板をステータコアに対して強固に固定できるとともに、基板とステータコアとを安定して導通させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、本発明にかかるモータの縦断面図である。
図2は、図1に示すモータのロータおよびステータの軸方向下方から見た図である。
図3は、モータのロータおよびステータを拡大した縦断面図である。
図4は、回路基板の固定部分を拡大した拡大断面図である。
図5は、ロータの軸方向下方から見た分解斜視図である。
図6は、第1変形例のモータにおける回路基板の固定部分を拡大した拡大断面図である。
図7は、第2変形例のモータにおける回路基板の固定部分を拡大した拡大断面図である。
図8は、第3変形例のモータのロータおよびステータを拡大した拡大断面図である。
図9は、第4変形例のスペーサの平面図である。
図10は、第5変形例のモータのロータおよびステータの軸方向下方から見た図である。
図11は、モータのロータおよびステータを拡大した縦断面図である。
図12は、ロータの軸方向下方から見た分解斜視図である。
図13は、本発明にかかるモータを用いたシーリングファンの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明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、上下に延びるシャフトの中心軸Cxと平行な方向を「軸方向」とする。また、中心軸Cxに対して直交する方向を「径方向」とする。さらに、中心軸Cxを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とする。また、図1に示すモータ100を基準として、モータ100の上下を定義する。なお、上述した方向の呼称は説明のために用いているものであり、モータ100の使用状態における位置関係及び方向を限定するものではない。
【0010】
<1. モータ100について>
図1は、本発明にかかるモータ100の縦断面図である。図2は、図1に示すモータ100のロータ1およびステータ2の軸方向下方から見た図である。図3は、モータ100のロータ1およびステータ2を拡大した縦断面図である。なお、図2では、ブラケット4およびフレーム5の図示を省略している。
【0011】
図1から図3に示すとおり、モータ100は、ロータ1と、ステータ2と、シャフト3と、ブラケット4と、フレーム5と、軸受部6と、回路基板7と、第1固定部材8とを有する。ステータ2は、ブラケット4に保持されている。すなわち、ブラケット4はステータ2を保持する。ロータ1は、中心軸Cxに沿って延びるとともに、ブラケット4に固定されたシャフト3に軸受部6を介して回転可能に支持される。ロータ1の内側面は、ステータ2の外側面と径方向に対向する。つまり、モータ100は、アウターロータ型のDCブラシレスモータである。以下に、モータ100の各部の詳細について、図面を参照して説明する。
【0012】
<2.ブラケット4およびフレーム5>
図1に示すとおり、ブラケット4およびフレーム5は、モータ100の軸方向下方に配置されて、ロータ1およびステータ2の軸方向下方を覆う。ブラケット4は、モータ100の軸方向下端部に配置される。ブラケット4の中心は中心軸Cxと一致する。ブラケット4は、シャフト保持部41と、ステータ保持部42と、フレーム保持部43とを有する。
【0013】
シャフト保持部41は、ブラケット4の径方向中央部に配置される。シャフト保持部41は貫通孔でありシャフト3が挿入される。シャフト3は、シャフト保持部41に挿入されて固定される。シャフト3を固定する方法は、例えば、圧入があるができるがこれに限定されない。例えば、溶接、溶着、接着等であってもよい。また、ブラケット4が樹脂の成型体の場合、インサートモールドによる一体成型であってもよい。
【0014】
シャフト3は、シャフト保持部41を貫通してもよい。具体的には、シャフト3の軸方向下方の端部が、シャフト保持部41の軸方向端部よりも、軸方向下方に位置してもよい。また、シャフト保持部41の一部(図2においては、軸方向下端部)にシャフト3が挿入されない部分が設けられてもよい。シャフト保持部41の下部には、平板状のシャフト蓋部44が設けられる。シャフト蓋部44は、シャフト3と接触する場合、シャフト3の軸方向の位置決めが可能である。またシャフト蓋部44を取り付けることで、シャフト保持部41への異物の混入が抑制でき、シャフト3が外部に露出することを防止できる。なお、本実施形態のブラケット4では、シャフト保持部41よりも内径が大きい凹部にシャフト蓋部44を取り付ける構成を有するが、この構成に限定されない。例えば、シャフト蓋部44の少なくとも一部がシャフト保持部41の内部に配置される構成であってもよい。
【0015】
ステータ保持部42は、ブラケット4の径方向外縁部から軸方向上方に突出する筒状である。ステータ保持部42の径方向の内側面は、シャフト3の外側面と隙間をあけて対向する。なお、シャフト3とステータ保持部42の間の径方向の隙間には、ロータ1の後述するロータハブ11の一部が配置される。そして、ロータハブ11はシャフト3に軸受部6を介して回転可能に支持される。ロータハブ11および軸受部6の詳細については、後述する。
【0016】
フレーム保持部43は、ブラケット4の外側面に設けられる。フレーム5は、フレーム保持部43に接触してブラケット4に固定される。ここで、フレーム5について説明する。フレーム5は、フレーム平板部50と、フレーム筒部51と、フレーム凸部52とを有する。
【0017】
フレーム平板部50は、中心軸Cxと直交する方向に拡がる板状である。フレーム平板部50は、円環状であり、径方向中央にフレーム筒部51を有する。
【0018】
フレーム筒部51は、軸方向上方に延びる筒状である。フレーム筒部51の内側面は、軸方向に貫通する貫通孔を構成する。フレーム筒部51の内側面が、フレーム保持部43と接触する。これにより、フレーム5がブラケット4に固定される。なお、フレーム保持部43とフレーム筒部51との固定方法として圧入を挙げることができるが、これに限定されない。例えば、溶接、接着等の方法で固定されてもよい。
【0019】
フレーム凸部52は、フレーム平板部50の径方向外縁から軸方向上方に延びる筒状である。フレーム凸部52を有することで、フレーム5の剛性を高めることができる。また、フレーム凸部52で回路基板7の周囲を囲むことができ、回路基板7を保護することもできる。具体的には、モータ100の外部から回路基板7に異物が混入することを抑制できる。
【0020】
<3. ステータ2>
次にステータ2について説明する。ステータ2は、ロータ1と径方向に対向する。ステータ2は、駆動電流に応じて磁束を発生させる。図2および図3に示すとおり、ステータ2は、ステータコア21と、インシュレータ22と、コイル23と、を有する。
【0021】
ステータコア21は磁性体である。ステータコア21は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層して構成される。すなわち、ステータ2は、導電性を有するステータコア21を有してロータ1と径方向に対向する。そして、ステータコア21は、コアバック部211と、複数のティース部212と、を有する。ステータコア21は、中心軸Cxに沿って延びる筒状のコアバック部211と、複数のティース部212とを有する。図2に示すように、コアバック部211は、第1環状部213と、第2環状部214と、支持リブ215と、を有する。
【0022】
第1環状部213は環状であり、中心が中心軸Cxと一致する。第2環状部214は、第1環状部213の径方向内方に隙間を開けて配置される。第2環状部214も第1環状部213と同様、中心が中心軸Cxと一致する。すなわち、第2環状部214は、第1環状部213よりも径方向内方に配置されて第1環状部213と同心である。複数の支持リブ215は、第1環状部213と第2環状部214とを径方向に接続する。すなわち、複数の支持リブ215は、径方向に延びて第1環状部213と第2環状部214とを径方向に接続する。
【0023】
貫通孔216は、中心軸Cxに直交する平面において、第2環状部214の中央に形成される。貫通孔216にブラケット4のステータ保持部42が挿入される。ステータ保持部42の外側面が、第2環状部214の内側面と接触する。すなわち、第2環状部214は、ブラケット4に固定される環状である。これにより、コアバック部211はブラケット4に固定される。
【0024】
なお、第2環状部214とステータ保持部42ととは、例えば、圧入により固定される。しかしながら、第2環状部214とステータ保持部42との固定は、圧入に限定されず、例えば、接着、溶接等、第2環状部214とステータ保持部42とを強固に固定できる方法を広く採用できる。ステータ2の中心は、中心軸Cxと一致する。
【0025】
ティース部212は、第1環状部213の外側面から径方向外側に延びる。すなわち、複数のティース部212は、コアバック部211から径方向外方に延びて放射状に配列される。また、第1環状部213は、ティース部212と接続する環状である。
【0026】
コアバック部211が第1環状部213と第2環状部214とを有するため、第2環状部214をステータ保持部42に固定するときに第2環状部214に作用する応力が第1環状部213に作用しにくい。これにより、コアバック部211の固定時の応力により、ティース部212が移動したり、ティース部212が変形したりすることを抑制できる。
【0027】
ステータコア21の支持リブ215には、軸方向に延びる固定部材挿入部217が形成される(図3参照)。固定部材挿入部217は、ステータコア21の下面から軸方向上方に延びる。なお、固定部材挿入部217は、軸方向の上端が閉じた凹形状の穴部であってもよいし、軸方向に貫通する貫通孔であってもよい。固定部材挿入部217には、第1固定部材8の後述するステータ固定部81が挿入される。すなわち、ステータ固定部81は、コアバック部211のティース部212の径方向内端よりも径方向内方に固定される。また、ステータ固定部81は、支持リブ215に固定される。
【0028】
図2に示すとおり、回路基板7は、アーチ状に形成される。具体的には、円環状の平板を周方向に所定の中心角度範囲で切断した形状であり、軸方向に見て外周面が円弧形状を有する。回路基板7は周方向の両端部の2か所で、第1固定部材8を介してステータコア21に固定される。また、回路基板7の周方向両端部が、それぞれ、第1固定部材8を介してステータコア21に固定される。つまり、2個の固定部材挿入部217が、コアバック部211の異なる支持リブ215にそれぞれ配置される。また、固定部材挿入部217は、回路基板7をステータコア21の取り付け位置に配置したときに回路基板7の基板貫通孔73と軸方向に重なる位置に設けられる(図3参照)。回路基板7の周方向両端部を固定する構成とすることで、第1固定部材8の間隔を広くすることができ、回路基板7を安定して固定できる。
【0029】
インシュレータ22は、ステータコア21のコアバック部211の一部と、ティース部212の少なくとも一部を囲む。インシュレータ22は、例えば、絶縁性を有する樹脂で形成される。インシュレータ22は、ティース部212の径方向外端に設けられ軸方向に延びるインシュレータ凸部221を有する。インシュレータ凸部221は、コイル23の導線を巻き付けるときのガイドである。なお、径方向内側にも、インシュレータ凸部221と同様軸方向に突出する壁部が設けられる。また、インシュレータ凸部221は、回路基板7を保持する保持部としての役割も果たす。
【0030】
コイル23は、インシュレータ22に囲まれたティース部212に導線を巻き付けて形成される。コイル23とティース部212とはインシュレータ22によって絶縁される。コイル23は、導線に電流を供給することで励磁される。モータ100では、コイル23とマグネット14との引力および斥力を利用して、ロータ1を回転する。
(【0031】以降は省略されています)

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