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公開番号2021090311
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210610
出願番号2019220427
出願日20191205
発明の名称モーター
出願人ミネベアミツミ株式会社
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人
主分類H02K 5/24 20060101AFI20210514BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】騒音を低減することができるモーターを提供する。
【解決手段】シャフト1と、シャフト1に固定されたロータ2と、ロータ2を取り囲むステータ3と、ロータ2及びステータ3を内部に収容するハウジング6と、シャフト1におけるロータ2が固定された側とは逆側に固定された軸受4と、軸受4を収容する筒状のスリーブ7と、を備え、スリーブ7及びステータ3を保持する保持部材5を有し、保持部材5は、シャフト1の回転軸線L方向において、一方側の端部5aと、他方側の端部5bとを有し、保持部材5の外周面51e,52eにおける一方側の端部5aと、他方側の端部5bとの間の領域において、保持部材5の外周面51e,52eと、ハウジング6の内面61aと、の少なくとも一部が離間している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
シャフトと、
前記シャフトに固定されたロータと、
前記ロータを取り囲むステータと、
前記ロータ及び前記ステータを内部に収容するハウジングと、
前記シャフトにおける前記ロータが固定された側とは逆側に固定された軸受と、
前記軸受を収容する筒状のスリーブと、
を備え、
前記スリーブ及び前記ステータを保持する保持部材を有し、
前記保持部材は、前記シャフトの回転軸線方向において、一方側の端部と、他方側の端部とを有し、
前記保持部材の外周面における前記一方側の端部と、前記他方側の端部との間の領域において、前記保持部材の外周面と、前記ハウジングの内面と、の少なくとも一部が離間している、モーター。
続きを表示(約 880 文字)【請求項2】
前記軸受は、少なくとも、前記シャフトにおける、前記ロータが固定された一端側寄りに位置する第一軸受と、前記一端側とは反対側の他端側寄りに位置する第二軸受と、を有し、
前記スリーブが、前記第一軸受と前記第二軸受の両方を収容する、請求項1に記載のモーター。
【請求項3】
少なくとも、前記スリーブ、前記第一軸受及び前記第二軸受で、1つのカートリッジ部材を構成している、請求項2に記載のモーター。
【請求項4】
前記保持部材の前記一方側の端部は、前記シャフトの回転軸線方向におけるスリーブ側の端部である、請求項2または3に記載のモーター。
【請求項5】
前記保持部材は、前記回転軸線方向において、前記スリーブの前記第一軸受側及び前記ステータを保持する第一保持部材と、前記スリーブの前記第二軸受側を保持する第二保持部材と、を有し、
前記第一保持部材と前記第二保持部材とが離間して備えられるとともに、前記第一保持部材の外周面と、前記ハウジングの内周面と、が離間している、請求項4に記載のモーター。
【請求項6】
前記第一保持部材と前記第二保持部材との間に、弾性体が介在している、請求項5に記載のモーター。
【請求項7】
前記シャフトの回転軸線方向において、前記保持部材の外周面における前記一方側の端部、または、その中途から、前記他方側の端部まで領域で、前記保持部材の外周面と、前記ハウジングの内面と、が離間している、請求項4から6のいずれか1項に記載のモーター。
【請求項8】
前記保持部材の前記他方側の端部における前記保持部材の外面が、対向する前記ハウジングの内面と離間している、請求項4から8のいずれか1項に記載のモーター。
【請求項9】
前記回転軸線と垂直の方向において、対向する前記ハウジングの内周面と、前記保持部材の外周面とが、全体にわたって離間している、請求項1から8のいずれか1項に記載のモーター。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、モーターに関する。
続きを表示(約 5,700 文字)【背景技術】
【0002】
従来、シャフトと、当該シャフトに固定されたロータと、当該ロータを取り囲むステータと、ロータ及びステータを内部に収容するハウジングと、シャフトが嵌入されて固定された軸受と、からなる、いわゆるインナロータタイプのモーターが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2016−104991号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のようなモーターでは、固定子であるステータが保持部材を介してハウジングに固定されていることから、モーターから発生した振動が保持部材からハウジングへ伝搬し、騒音の原因となるおそれがあった。
【0005】
したがって、本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、騒音を低減することができるモーターを提供することを課題の一例とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明のモーターの一態様としては、シャフトと、
前記シャフトに固定されたロータと、
前記ロータを取り囲むステータと、
前記ロータ及び前記ステータを内部に収容するハウジングと、
前記シャフトにおける前記ロータが固定された側とは逆側に固定された軸受と、
前記軸受を収容する筒状のスリーブと、
を備え、
前記スリーブ及び前記ステータを保持する保持部材を有し、
前記保持部材は、前記シャフトの回転軸線方向において、一方側の端部と、他方側の端部とを有し、
前記保持部材の外周面における前記一方側の端部と、前記他方側の端部との間の領域において、前記保持部材の外周面と、前記ハウジングの内面と、の少なくとも一部が離間している。
【0007】
本発明のモーターにおいて、前記軸受は、少なくとも、前記シャフトにおける、前記ロータが固定された一端側寄りに位置する第一軸受と、前記一端側とは反対側の他端側寄りに位置する第二軸受と、を有し、
前記スリーブが、前記第一軸受と前記第二軸受の両方を収容するものとすることができる。
【0008】
この場合において、少なくとも、前記スリーブ、前記第一軸受及び前記第二軸受で、1つのカートリッジ部材を構成していることが好ましい。
また、この場合において、前記保持部材の前記一方側の端部は、前記シャフトの回転軸線方向におけるスリーブ側の端部であってもよく、さらに
前記保持部材は、前記回転軸線方向において、前記スリーブの前記第一軸受側及び前記ステータを保持する第一保持部材と、前記スリーブの前記第二軸受側を保持する第二保持部材と、を有し、
前記第一保持部材と前記第二保持部材とが離間して備えられるとともに、前記第一保持部材の外周面と、前記ハウジングの内周面と、が離間していることが好ましい。
前記第一保持部材と前記第二保持部材との間に、弾性体が介在していてもよい。
【0009】
前記シャフトの回転軸線方向において、前記保持部材の外周面における前記一方側の端部、または、その中途から、前記他方側の端部まで領域で、前記保持部材の外周面と、前記ハウジングの内面と、が離間していてもよい。
また、前記保持部材の前記他方側の端部における前記保持部材の外面が、対向する前記ハウジングの内面と離間していてもよい。
本発明のモーターにおいては、前記回転軸線と垂直の方向において、対向する前記ハウジングの内周面と、前記保持部材の外周面とが、全体にわたって離間しているものとすることができる。
【0010】
本発明によれば、騒音を低減することができるモーターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の一例である第1の実施形態にかかるモーターの断面図である。
本発明の一例である第2の実施形態にかかるモーターの断面図である。
本発明の一例である第3の実施形態にかかるモーターの断面図である。
本発明の一例である第4の実施形態にかかるモーターの断面図である。
本発明の一例である第5の実施形態にかかるモーターにおけるハウジング内部の状態を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態にかかるモーターについて、図面を参照しながら説明する。
[第1の実施形態]
まず、本発明の例示的一態様である第1の実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態にかかるモーター100の断面図である。
【0013】
なお、本実施形態の説明において、上方乃至下方と云う時は、図1における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。また、本実施形態の説明において、左乃至右と云う時は、図1における左右関係を意味する。これらは、図2以降の全ての図面において、同様である。
【0014】
モーター100は、シャフト1と、シャフト1に固定されたロータ2と、ロータ2を取り囲むステータ3と、ロータ2及びステータ3を内部に収容するハウジング6と、シャフト1が嵌入されて固定された軸受4と、軸受4を収容する筒状のスリーブ7と、スリーブ7及びステータ3を保持する保持部材5を有して構成される。
【0015】
シャフト1は、モーター100の上方から見た中心に位置して、上下方向に延在している。シャフト1は、軽量化のために、例えばアルミニウムで形成されている。シャフト1の下方側(一端側)は、ハウジング6内に位置し、上方側(他端側)は、ハウジング6から上方に突き出しており、モーター100の回転駆動力を外部に取り出すことができるようになっている。なお、本実施形態において、「周方向」と云うときは、シャフト1の回転軸線Lを中心とする円の周方向を意味する。
【0016】
ハウジング6は、円筒部61と、その一方(下方)の開口を閉止する底板62と、他方(上方)の開口を閉止する天板63と、からなる。ハウジング6は、例えば、樹脂材料や金属材料により作成される。当該ハウジング6の内部空間には、ロータ2及びステータ3は勿論、その他モーター100の構成要素のほとんどが収容されている。
【0017】
なお、ハウジング6は、例えば、円筒部61及び天板63からなるカップ状の部材を一体成形で作製し、別途作製した底板62により下方の開口を閉止して接着することにより形成される。モーター100の内部空間の放熱のために、例えば、底板62に孔を開けたり、メッシュ状等の開口を有する材料で底板62を形成したりすることもできる。また、そもそも底板62が無い、下部が開口したハウジングであっても構わない。
【0018】
ハウジング6内において、シャフト1の下方側(一端側)には、ロータ2が固定されている。ロータ2は、シャフト1に固定されたロータヨーク22と、ロータヨーク22の外周に取り付けられたマグネット21と、からなる。
ロータヨーク32は、磁性体により形成されるが、特性上問題がなければ、アルミニウム等の非磁性体で形成しても構わない。
【0019】
一方、マグネット31は、後に詳述するステータ2と対向するようにロータヨーク32の外周面に取り付けられている。マグネット31は環状を有しており、N極に着磁された領域と、S極に着磁された領域とが、周方向に沿って一定の周期で交互に設けられている。
【0020】
ロータ2を取り囲むステータ3は、ティース部(磁極部)33を含むステータコア31と、コイル32とを備える。
ステータコア31は、珪素鋼板等の積層体となっており、シャフト1と同軸上に配された円環部(コア)34と、円環部34からロータ2へ(回転軸線L方向に)向かって延びる複数のティース部33からなる。ステータ3は、円環部34の外側から、後に詳述する保持部材5により保持されている。
【0021】
コイル32は、複数のティース部33の各々の周囲に巻き回されている。ステータコア31とコイル32とは、絶縁体で形成されたインシュレータ(不図示)によって絶縁されている。なお、インシュレータに代えて、ステータコアの表面に絶縁膜を塗装してコイルと絶縁しても構わない。
【0022】
シャフト1は、軸受4に嵌入された状態で、シャフト1のおよそ中央で固定されている。軸受4は、シャフト1における、ロータ2が固定された側とは逆側に、第一軸受41と第二軸受42の2つが一定の間隔を置いて並んで取り付けられている。第一軸受41は、ロータ2が固定された下方側(一端側)寄りに位置する。また、第二軸受42は、(一端側とは反対側の)他端側に位置する。
【0023】
軸受41,42は、外輪41a,42aと、内輪41b,42bと、外輪41a,42a及び内輪41b,42b間に介在するボール(ベアリングボール)41c,42cと、からなる、いわゆるボールベアリングである。ボール41cが外輪41aと内輪41bとの間で転がることにより、外輪41aに対する内輪41bの回転抵抗が大幅に少なくなるようになっている。軸受41は、その機能から、例えば、鉄等の硬質の金属やセラミックスの部材で形成されている。シャフト1は、内輪41b,42bに固定されており、外輪41a,42aに対して回転自在になっている。
【0024】
軸受41,42は、スリーブ7に収容されている。スリーブ7は、筒状(特に円筒状)の形状を有する部材であり、例えば、プラスチックあるいは金属で形成されている。スリーブ7の外周面には凹凸は無いが、スリーブ7の内周面には、回転軸線Lにおける中央部が回転軸線Lに向けて突出した突出部(小径の内周部)71、回転軸線Lにおける両側が回転軸線Lから遠ざかる方向へ凹んだ凹部(大径の内周部)72となっている。以下、突出部71を小内径部71と呼称し、凹部72を大内径部72と呼称する。
【0025】
なお、スリーブ7は、小内径部71と大内径部72とを有する形状となるように公知の手法によって一体成型で形成してもよいが、例えば、大内径部72の内径及び外径を有する大径の円管(以下、「大径円管」と称する。)の内部に、小内径部71の内径と同径の内径と、大内径部72の内径と同径の外径と、を有する小径の円管(以下、「小径円管」と称する。)を挿し込んで、軸方向において大径円管の略中央に小径円管が位置するようにして、スリーブ7を2つ以上の複数の部材で形成してもよい。この際、小径円管は、大径円管と異なる部材で形成してもよく、例えば、螺旋状のスプリングのような弾性部材を用いることができる。
【0026】
2つの軸受41,42の外輪41a,42aは、スリーブ7の2つの大内径部72にそれぞれ嵌め込まれるとともに固定されて、スリーブ7に支持されている。一方、シャフト1は2つの軸受41,42の内輪41b,42bに嵌め込まれるとともに固定されて、2つの軸受41,42に支持されている。したがって、シャフト1は、スリーブ7に対して回転自在となるように支持されている。
【0027】
本実施形態において、スリーブ7、第一軸受41及び第二軸受42で、1つのカートリッジ部材を構成している。予め、スリーブ7に、第一軸受41及び第二軸受42を組み付けた状態のカートリッジ部材を1つの部品とすることで、製造する際には、組み立て作業が容易になる。また、例えば、軸受4が破損した場合には、カートリッジ部材ごと交換すればよいので、交換作業が容易であり、容易な作業で修理をすることができ、低コスト化にも繋がる。
【0028】
また、部品点数が少ない段階であるカートリッジ部材の状態で回転バランスを調整するのは、比較的容易である。そのため、カートリッジ部材の状態で回転バランスを調整しておくことで、モーターを製造または修理する際、あるいは、製造または修理した後の回転バランスの作業を省略することができるか、あるいは、簡単な作業で済ますことができ、製造または修理の作業を簡略化できる。したがって、この点でも、低コスト化に繋がる可能性がある。
【0029】
カートリッジ部材としては、少なくとも、スリーブ7、第一軸受41及び第二軸受42の3つの部品で構成することができるが、さらに、シャフト1を軸受4内に嵌挿させて固定した状態で、1つのカートリッジ部材を構成してもよい。前記3つの部品にシャフト1を組み込んだ状態のカートリッジ部材とすることで、カートリッジ部材の状態での回転バランスの調整をより精度よく実施することができ、また、製造乃至修理の作業もより容易にすることができる。
【0030】
特に、ロータ1を含むカートリッジ部材の場合には、当該カートリッジ部材をサブアッシーのように組むことが容易であり、その結果、当該カートリッジ部材における各部材組み立ての際の心出しが容易であるため、後述するように、保持部材5をハウジング6に接続する際には位置決めや心出しをする必要がなく、モーター100を容易に製造することができる。
(【0031】以降は省略されています)

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