JP2016010294A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータの駆動時におけるシャフトの湾曲を抑制し、モータの重量化を抑制しつつ、磁気センサによるロータマグネットの位置検出精度を向上する。【解決手段】モータ１Ａは、シャフト３１Ａとロータ３２Ａとを有する回転部３Ａと、ステータ２３Ａと磁気センサ２４１Ａとを有する静止部２Ａとを有する。磁気センサ２４１Ａは、ロータ３２Ａの上方に位置し、ロータ３２Ａの回転位置を検出する。ロータ３２Ａは、筒状の積層鋼板であるロータコア３２１Ａと、上端面がロータコア３２１Ａよりも上側に位置するロータマグネット３２２Ａと、ロータコア３２１Ａの上側かつロータマグネット３２２Ａの径方向内側に位置する強磁性体のロータホルダ３２３Ａと、を有する。ロータコア３２１Ａおよびロータホルダ３２３Ａの外側円筒部６１Ａは、ロータマグネット３２２Ａと接触または間隙を介して対向する。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

電機子の径方向内側に回転シャフトおよびロータマグネットを有する、いわゆるインナーロータ型のモータでは、回転速度が高くなるにつれ、シャフトの湾曲が生じやすくなる。シャフトの湾曲が生じると、モータ全体の振動や騒音の原因となる。近年、モータの高速回転化に伴い、シャフトの湾曲を抑制することが求められている。従来のインナーロータ型のモータについては、例えば、特開２０１３−９９０９４号公報に記載されている。
特開２０１３−９９０９４号公報

特開２０１３−９９０９４号公報に記載のモータでは、シャフトとロータマグネットとが、スリーブとロータヨークとを介して固定されている（段落００１９、図１）。シャフトは、スリーブおよびロータヨークと、それぞれ軸方向の１箇所で固定されている。このような構成では、シャフト周辺の剛性を向上できず、モータの駆動時におけるシャフトの湾曲を抑制するのが困難である。

シャフトの湾曲を抑制するためには、シャフトの周囲にロータコアを配置することが有効である。

一方、特開２０１３−９９０９４号公報に記載のモータでは、ロータマグネットがステータコアよりも回路基板側に突出している（図１）。回路基板がロータマグネットの位置を検出するための磁気センサを有している場合、磁気センサによるロータマグネットの位置検出精度を一定以上に保つ必要がある。そのため、特開２０１３−９９０９４号公報に記載のモータのように、回路基板とロータマグネットとの距離を短くするなどの工夫をする。

しかしながら、このような場合、モータのトルク性能に関わらない回路基板側の端部までロータコアを配置すると、モータが重量化し、かえってモータのトルク性能が低下してしまう。

そこで、本発明の目的は、インナーロータ型のモータにおいて、モータの駆動時におけるシャフトの湾曲を抑制し、かつ、モータの重量化を抑制しつつ、磁気センサによるロータマグネットの位置検出精度を向上できる技術を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、静止部と、上下に延びる回転軸周りに回転する回転部と、を有し、前記回転部は、前記回転軸に沿って延びるシャフトと、前記シャフトとともに回転するロータと、を有し、前記静止部は、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、前記ロータの上方に位置し、前記ロータの回転位置を検出する磁気センサと、を有し、前記ロータは、強磁性体であり、前記シャフトに固定された筒状のロータコアと、前記ロータコアの径方向外側かつ前記磁気センサの下方に位置し、前記ロータコアと接触または第１間隙を介して対向し、その上端面が前記ロータコアの上端面よりも上側に位置するロータマグネットと、強磁性体であり、前記ロータコアの上側かつ前記ロータマグネットの径方向内側に位置する少なくとも１つのロータホルダと、を有し、前記ロータコアは、複数の鋼板が軸方向に積層された積層鋼板であり、前記ロータホルダは、前記ロータマグネットと接触または第２間隙を介して対向する外側円筒部を有する、モータである。

本願の例示的な第１発明によれば、モータの駆動時におけるシャフトの湾曲を抑制し、かつ、モータの重量化を抑制しつつ、磁気センサによるロータマグネットの位置検出精度を向上できる。

図１は、第１実施形態に係るモータの断面図である。 図２は、第２実施形態に係るモータの断面図である。 図３は、第２実施形態に係る回転部の分解斜視図である。 図４は、第２実施形態に係るモータの部分断面図である。 図５は、変形例に係るモータの部分断面図である。 図６は、変形例に係るモータの部分断面図である。 図７は、変形例に係るモータの部分断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、モータの回転軸と平行な方向を「軸方向」、モータの回転軸に直交する方向を「径方向」、モータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、ロータに対して磁気センサ側を「上」として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、これは、あくまで説明の便宜のために上下を定義したものであって、本発明に係るモータの使用時の向きを限定するものではない。

＜１．第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るモータ１Ａについて、図１を参照しつつ説明する。図１は、モータ１Ａの断面図である。図１に示すように、モータ１Ａは静止部２Ａと、回転部３Ａとを有する。

静止部２Ａは、ステータ２３Ａと、磁気センサ２４１Ａとを有する。ステータ２３Ａは、回転部３Ａの後述するロータ３２Ａの径方向外側に位置する、電機子である。磁気センサ２４１Ａは、後述するロータ３２Ａの上方に位置し、ロータ３２Ａの回転位置を検出する。具体的には、磁気センサ２４１Ａは、後述するロータマグネット３２２Ａの上方に位置する。そして、磁気センサ２４１Ａは、ロータマグネット３２２Ａから磁気センサ２４１Ａへと向かう磁束を検出することにより、ロータマグネット３２２Ａの位置を検出する。

回転部３Ａは、静止部２Ａに対して回転軸９Ａを中心として回転可能に支持されている。これにより、回転部３Ａは、回転軸９Ａ周りに回転する。回転部３Ａは、シャフト３１Ａと、ロータ３２Ａとを有する。

シャフト３１Ａは、回転軸９Ａに沿って延びる、柱状の部材である。ロータ３２Ａは、シャフト３１Ａとともに回転する。ロータ３２Ａは、ロータコア３２１Ａと、ロータマグネット３２２Ａと、ロータホルダ３２３Ａとを有する。

ロータコア３２１Ａは、強磁性体であって、シャフト３１Ａに固定された筒状の部材である。具体的には、ロータコア３２１Ａは、複数の鋼板が軸方向に積層された積層鋼板である。シャフト３１Ａの周囲にロータコア３２１Ａが配置されることにより、シャフト３１Ａを含むロータ３２Ａの剛性が高まる。これにより、モータの駆動時におけるシャフト３１Ａの湾曲が抑制される。その結果、モータ１Ａの振動および騒音の発生が抑制される。

ロータマグネット３２２Ａは、円環状のマグネットである。ロータマグネット３２２Ａの外周面は、ステータコア２３１Ａの内周面と径方向に対向する。ロータマグネット３２２Ａの外周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。なお、ロータマグネット３２２Ａは、複数のマグネットにより構成されていてもよい。また、ロータマグネット３２２Ａは、磁気センサ２４１Ａの下方に位置する。

ロータマグネット３２２Ａは、ロータコア３２１Ａの径方向外側に配置される。本実施形態では、ロータマグネット３２２Ａとロータコア３２１Ａとは接触する。すなわち、回転軸９Ａからロータマグネット３２２Ａの内周面までの径方向の距離と、回転軸９Ａからロータコア３２１Ａの外周面までの径方向の距離とが、同一である。なお、ここでいう距離の同一とは、当該距離が略同一である場合を含むものとする。

なお、ロータマグネット３２２Ａとロータコア３２１Ａとは間隙を介して径方向に対向している場合、当該間隙を第１間隙と称する。このとき、第１間隙は十分狭いため、ロータコア３２１Ａは、ロータマグネット３２２Ａのバックヨークとして機能する。

また、ロータマグネット３２２Ａの上端面は、ロータコア３２１Ａの上端面よりも上側に位置する。これにより、ロータマグネット３２２Ａと磁気センサ２４１Ａとの軸方向の距離を短くできる。すなわち、磁気センサ２４１Ａによるロータマグネット３２２Ａの位置検出精度を向上できる。

ロータホルダ３２３Ａは、ロータコア３２１Ａの上側、かつ、ロータマグネット３２２Ａの径方向内側に位置する。ロータホルダ３２３Ａは、強磁性体である。また、ロータホルダ３２３Ａは、回転軸９Ａに沿って延びる略円筒形状の外側円筒部６１Ａを有する。外側円筒部６１Ａは、ロータマグネット３２２Ａと接触してもよいし、間隙を介して径方向に対向していてもよい。なお、外側円筒部６１Ａとロータマグネット３２２Ａとが間隙を介して対向している場合、当該間隙を第２間隙と称する。このとき、第２間隙は十分狭いため、外側円筒部６１Ａは、ロータマグネット３２２Ａのバックヨークとして機能する。

このように、ロータコア３２１Ａの上方において、ロータホルダ３２３Ａがロータマグネット３２２Ａのバックヨークの役割を果たす。したがって、ロータマグネット３２２Ａがロータコア３２１Ａの上端面よりも上方に突出している場合であっても、当該突出部位におけるロータマグネット３２２Ａの磁束の減少を抑制できる。すなわち、ロータマグネット３２２Ａから磁気センサ２４１Ａへ向かう磁束の減少を抑制できる。これにより、磁気センサ２４１Ａによるロータマグネット３２２Ａの位置検出精度をさらに向上できる。

また、ロータホルダ３２３Ａがバックヨークの役割を果たすため、ロータマグネット３２２Ａの上端部付近までロータコア３２１Ａを配置する必要がない。したがって、ロータコア３２１Ａによる重量の増加を抑制できる。このように、本実施形態のモータ１Ａによれば、シャフト３１Ａの湾曲を抑制し、かつ、モータ１Ａの重量化を抑制しつつ、磁気センサ２４１Ａによるロータマグネット３２２Ａの位置検出精度を向上できる。

＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るモータ１について、図２〜図４を参照しつつ説明する。図２は、モータ１の断面図である。図３は、回転部３の分解斜視図である。図４は、モータ１の部分断面図である。このモータ１は、例えば、送風機に用いられ、インペラを回転させるための回転動力を供給する。

図２に示すように、本実施形態のモータ１は、静止部２と、回転部３と、軸受部４とを有する。

本実施形態の静止部２は、ハウジング２１、キャップ２２、ステータ２３、および回路基板２４を有する。

ハウジング２１は、ハウジング底部２１１と、ハウジング筒部２１２と、第１軸受保持部２１３とを有する。ハウジング底部２１１は、回転軸９に対して略垂直に配置される。ハウジング筒部２１２は、ハウジング底部２１１から軸方向上方へ回転軸９に沿って筒状に延びる。第１軸受保持部２１３は、ハウジング底部２１１から下方側に突出し、その内部に軸受部４の後述する下側玉軸受４１の外周面が固定される。

キャップ２２は、キャップ底部２２１と、キャップ筒部２２２と、第２軸受保持部２２３とを有する。キャップ底部２２１は、回転軸９に対して略垂直に配置される。キャップ筒部２２２は、キャップ底部２２１から軸方向下方へ回転軸９に沿って筒状に延びる。第２軸受保持部２２３は、キャップ底部２２１から上方側に突出し、その内部に軸受部４の後述する上側玉軸受４２の外周面が固定される。

ハウジング２１およびキャップ２２により構成される筐体の内部には、ステータ２３、回路基板２４の少なくとも一部、および回転部３の後述するロータ３２が収容される。ハウジング２１およびキャップ２２は、例えば、亜鉛めっき鋼板、ＳＵＳなどにより形成される。本実施形態のハウジング２１とキャップ２２とは同一の材料で形成されるが、ハウジング２１とキャップ２２とが異なる材料で形成されてもよい。

ステータ２３は、ステータコア２３１、インシュレータ２３２、およびコイル２３３からなる電機子である。ステータ２３は、ロータ３２の径方向外側に配置される。

ステータコア２３１は、電磁鋼板を軸方向に積層し形成される。ステータコア２３１は、円環状のコアバック５１と、コアバック５１から径方向内側へ向けて突出した複数のティース５２と、を有する。コアバック５１の外周面は、ハウジング筒部２１２の内周面に固定されている。複数のティース５２は、周方向に略等間隔に配列されている。

インシュレータ２３２は、ステータコア２３１の表面の一部を覆う、樹脂製の部材である。本実施形態のインシュレータ２３２は、ステータコア２３１の上方側端面を覆うカバー部５３と、カバー部５３から上方側へと突出する基板支持部５４とを有する。

各ティース５２の周囲には、インシュレータ２３２を介してコイル２３３が取り付けられている。コイル２３３は、インシュレータ２３２を介して各ティース５２に巻かれた導線により、構成される。

回路基板２４は、ステータ２３のコイル２３３に駆動電流を供給する。本実施形態の回路基板２４は、ハウジング２１およびキャップ２２により囲まれた空間の内部に配置される。また、回路基板２４は、インシュレータ２３２の基板支持部５４に固定されている。

回路基板２４の下面には、ロータ３２の上方に位置し、ロータ３２の回転位置を検出する磁気センサ２４１が備えられている。磁気センサ２４１は、後述するロータマグネット３２２の周方向の位置を検出することにより、ロータ３２の回転位置を検出する。磁気センサ２４１は、例えば、ホール素子により構成されている。

本実施形態では、磁気センサ２４１は、回転軸９を中心として６０度毎に３箇所備えられている。これにより、磁気センサ２４１がロータマグネット３２２の周方向の位置を検出し、フィードバックすることにより、モータ１の駆動制御を適切に行うことができる。ロータマグネット３２２の位置を正確に検出するためには、ロータマグネット３２２の上端面と磁気センサ２４１との軸方向の距離がなるべく短いことが望ましい。

また、本実施形態のキャップ２２のキャップ筒部２２２は、キャップ筒部２２２を径方向に貫通する切り欠き２２０を有する。切り欠き２２０内には、回路基板２４と接続されるリード線２４２が配置される。なお、切り欠き２２０内には、回路基板２４の一部、あるいは、コネクタが配置されてもよい。また、キャップ２２は、切り欠き２２０に代えて、キャップ筒部２２２を径方向に貫通する孔を有していてもよい。このように、切り欠き２２０を介して回路基板２４を外部の装置と電気的に接続することにより、モータ１の駆動に必要な駆動電流を回路基板２４に供給することができる。

回転部３は、静止部２に対して、回転軸９を中心として回転可能に支持されている。本実施形態の回転部３は、シャフト３１およびロータ３２を有する。

シャフト３１は、図２および図３に示すように、回転軸９に沿って延びる柱状の部材である。シャフト３１の材料には、例えば、ステンレス等の金属が使用される。シャフト３１は、軸受部４に支持されつつ、回転軸９を中心として回転する。シャフト３１の下端部は、ハウジング２１よりも下方へ突出している。シャフト３１の下端部は、送風機のインペラなどの駆動対象に固定される。

シャフト３１の外周面のうち、後述するロータコア３２１が圧入される圧入部３１１には、固定強度を高めるためのローレット加工が施されている。本実施形態では、圧入部３１１には、回転軸９に沿って延びる平目状にローレット加工が施されているが、菱形目や四角目などの綾目状や、斜目状にローレット加工が施されていてもよい。また、シャフト３１には、ローレット加工が施されていなくてもよい。

ロータ３２は、図２に示すように、ロータコア３２１と、ロータマグネット３２２と、第１ロータホルダ３２３と、第２ロータホルダ３２４とを有する。ロータ３２は、シャフトとともに回転する。

ロータコア３２１は、図２および図３に示すように、電磁鋼板を軸方向に積層し円筒状に形成される。すなわち、ロータコア３２１は、強磁性体である。ロータコア３２１の内周面は、圧入によりシャフト３１に固定される。ロータコア３２１がシャフト３１の周囲を取り囲むことにより、シャフト３１の剛性が高まる。これにより、モータの駆動時におけるシャフト３１の湾曲が抑制される。その結果、モータ１の振動および騒音の発生が抑制される。

本実施形態では、ステータコア２３１の軸方向の寸法と、ロータコア３２１の軸方向の寸法とが、同一である。そのため、ステータコア２３１を構成する鋼板と、ロータコア３２１を構成する鋼板とを、同一の鋼板から打ち抜くことができる。具体的には、鋼板のステータコア２３１の径方向内側に位置する部分を用いて、ロータコア３２１が打ち抜かれる。これにより、ステータコア２３１およびロータコア３２１の材料費を低減できるとともに、廃棄される材料を減らすことができる。

ロータマグネット３２２は、回転軸９を中心とする円環状のマグネットである。ロータマグネット３２２は、ロータコア３２１の径方向外側かつ磁気センサ２４１の下方に位置し、シャフト３１とともに回転する。

ロータマグネット３２２の外周面は、ステータコア２３１の複数のティース５２の内端と、径方向に対向する。また、ロータマグネット３２２の外周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。なお、円環状のロータマグネット３２２に代えて、複数のマグネットが使用されてもよい。その場合、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、複数のマグネットが、周方向に配列されていればよい。

図４に示すように、ロータマグネット３２２の内周面は、ロータコア３２１と第１間隙７１を介して径方向に対向する。第１間隙７１は十分狭いため、ロータコア３２１は、ロータマグネット３２２のバックヨークとして機能する。これにより、ステータコア２３１と対向する位置において、ロータマグネット３２２からステータコア２３１へ向かう磁束を増加できる。したがって、モータ１のトルク特性を向上できる。

なお、本実施形態では、ロータコア３２１の外周面とロータマグネット３２２の内周面とが接着により固定されている。したがって、第１間隙７１には、接着剤Ｐが充填されている。

ロータマグネット３２２の上端面は、ロータコア３２１の上端面よりも上側に位置する。これにより、ロータマグネット３２２と磁気センサ２４１との軸方向の距離を短くできる。すなわち、磁気センサ２４１によるロータマグネット３２２の位置検出精度を向上できる。

また、本実施形態では、ロータマグネット３２２の下端面は、ロータコア３２１の下端面よりも下側に位置する。また、ロータマグネット３２２のうち、ロータコア３２１の上端面よりも上側に位置する部位の軸方向の寸法と、ロータコア３２１の下端面よりも下側に位置する部位の軸方向の寸法とは、略同一である。これにより、ステータ２３の軸方向中央に対して、ロータマグネット３２２から上側および下側に磁束がバランス良く生じる。

第１ロータホルダ３２３および第２ロータホルダ３２４は、鋼などの強磁性体材料により形成される。本実施形態の第１ロータホルダ３２３および第２ロータホルダ３２４は、板状の材料をプレスにより成型した、いわゆるプレス品である。これにより、第１ロータホルダ３２３および第２ロータホルダ３２４を積層鋼板などの他の構成により作製する場合と比べて、第１ロータホルダ３２３および第２ロータホルダ３２４の製造コストを低減できる。

第１ロータホルダ３２３は、ロータコア３２１の上側に位置する。第２ロータホルダ３２４は、ロータコア３２１の下側に位置する。また、第１ロータホルダ３２３および第２ロータホルダ３２４は、ロータマグネット３２２の径方向内側に位置する。第２ロータホルダ３２４は、第１ロータホルダ３２３と略同一形状であり、その上下方向の向きが異なる。すなわち、第１ロータホルダ３２３および第２ロータホルダ３２４を、上下対称に配置する。これにより、ステータ２３の軸方向中央に対して、ロータマグネット３２２から上側および下側に磁束がよりバランス良く生じる。第２ロータホルダ３２４の形状、寸法等については、第１ロータホルダ３２３と同様であるため、以後説明を省略する。

第１ロータホルダ３２３は、外側円筒部６１と、内側円筒部６２と、環状板部６３とを有する。外側円筒部６１および内側円筒部６２は、回転軸９に沿って延びる略円筒状の部位である。外側円筒部６１は、ロータマグネット３２２の内周面に沿って配置される。

また、図４に示すように、本実施形態の外側円筒部６１は、ロータマグネット３２２の内周面と第２間隙７２を介して径方向に対向する。第２間隙７２は十分狭いため、外側円筒部６１は、ロータマグネット３２２のバックヨークとして機能する。なお、本実施形態では、ロータマグネット３２２の内周面と第１ロータホルダ３２３の外周面とは、接着により固定されている。したがって、第２間隙７２には、接着剤Ｐが充填されている。

このように、ロータコア３２１の上方において、第１ロータホルダ３２３がロータマグネット３２２のバックヨークの役割を果たす。したがって、ロータマグネット３２２がロータコア３２１の上端面よりも上方に突出していても、当該突出部位におけるロータマグネット３２２の磁束の減少を抑制できる。すなわち、ロータマグネット３２２から磁気センサ２４１へ向かう磁束の減少を抑制できる。これにより、磁気センサ２４１によるロータマグネット３２２の位置検出精度をより向上できる。

ここで、第１間隙７１の径方向の幅は、回転軸９からロータマグネット３２２の内周面までの径方向の距離ｒ１と、回転軸９からロータコア３２１の外周面までの径方向の距離ｒ２との差と同一の距離である。一方、第２間隙７２の径方向の幅は、回転軸９からロータマグネット３２２の内周面までの径方向の距離ｒ１と、回転軸９から第１ロータホルダ３２３の外周面までの径方向の距離ｒ３との差と同一の距離である。

本実施形態では、回転軸９から第１ロータホルダ３２３の外周面までの径方向の距離ｒ３は、回転軸９からロータコア３２１の外周面までの径方向の距離ｒ２以下である。すなわち、第１間隙７１の径方向の幅は、第２間隙７２の径方向の幅よりも小さい。

上述の通り、ロータコア３２１は、電磁鋼板を打ち抜いたものを軸方向に積層させて形成される。一方、第１ロータホルダ３２３はプレスにより成型される。そのため、ロータコア３２１の径方向の寸法精度は、第１ロータホルダ３２３の径方向の寸法精度よりも高い。したがって、第１間隙７１の径方向の幅が第２間隙７２の径方向の幅よりも小さくなるように設計することにより、ロータマグネット３２２を回転軸９に対してより正確に位置決めできる。すなわち、ロータマグネット３２２を回転軸９に対して同軸に配置しやすい。

また、第１間隙７１の径方向の幅が第２間隙７２の径方向の幅よりも小さいため、ロータコア３２１は、第１ロータホルダ３２３と比べてロータマグネット３２２のバックヨークとしての機能が高い。よって、ステータコア２３１と対向する位置において、ロータマグネット３２２からステータコア２３１へ向かう磁束をより増加できる。その結果、モータ１のトルク特性をより向上できる。

本実施形態では、ロータマグネット３２２の上端面の軸方向位置と、ロータホルダ３２３の外側円筒部６１の上端面の軸方向位置とが同一である。すなわち、ロータマグネット３２２の上端面の軸方向位置と、ロータホルダ３２３のうちロータマグネット３２２と隣接する部分の上端面の軸方向位置とが、同一である。これにより、ロータマグネット３２２の上端部付近から磁気センサ２４１へ向かう磁束をより増加できる。したがって、磁気センサ２４１によるロータマグネット３２２の位置検出精度をさらに向上できる。なお、ここでいう軸方向位置の同一とは、軸方向の位置が略同一の場合を含むものとする。

環状板部６３は、外側円筒部６１の下端部と内側円筒部６２の下端部とを繋ぐ部位である。本実施形態では、第１ロータホルダ３２３の下端面、すなわち、環状板部６３の下端面と、ロータコア３２１の上端面との間には、隙間が介在する。これにより、ロータコア３２１と第１ロータホルダ３２３とが、互いに軸方向の位置を制限しない。このため、ロータコア３２１または第１ロータホルダ３２３に軸方向の寸法のばらつきがあったとしても、ロータコア３２１と第１ロータホルダ３２３とを、それぞれ最適な軸方向の位置に配置できる。したがって、例えば、ロータコア３２１の軸方向中央位置と、ロータマグネット３２２の軸方向中央位置と、第１ロータホルダ３２３および第２ロータホルダ３２４の軸方向中央位置とを、揃えることができる。

内側円筒部６２は、シャフト３１に対して固定される。シャフト３１の外周面に対して第１ロータホルダ３２３の内側円筒部６２の内周面が圧入されることにより、シャフト３１に対して第１ロータホルダ３２３が固定される。そのため、第１ロータホルダ３２３の径方向内側の端部が、シャフト３１の外周面に接触する。これにより、シャフト３１と第１ロータホルダ３２３とを、同軸に配置しやすい。なお、第２ロータホルダ３２４についても、第１ロータホルダ３２３と同様にシャフト３１に対して圧入により固定される。

また、第１ロータホルダ３２３はプレス加工により成型されるため、外側円筒部６１と環状板部６３との接続箇所において、軸方向端部に向かうにつれてロータマグネット３２２から径方向に離れるテーパが形成される。そのため、環状板部６３が外側円筒部６１の上端部と繋がるように配置されると、ロータマグネット３２２の上端部の径方向内側において、第２間隙７２の径方向の間隔が広がる。そうすると、ロータマグネット３２２の上端部付近に対する、第１ロータホルダ３２３のバックヨークとしての機能が低下する。

本実施形態では、環状板部６３が外側円筒部６１の下端部と繋がるように配置されることにより、外側円筒部６１の上端部付近において、外側円筒部６１とロータマグネット３２２との径方向の幅を略一定に保つことができる。すなわち、ロータマグネット３２２の上端部付近に対する、第１ロータホルダ３２３のバックヨークとしての機能の低下を抑制できる。したがって、磁気センサ２４１によるロータマグネット３２２の位置検出精度の低下を抑制できる。

軸受部４は、下側玉軸受４１および上側玉軸受４２を有する。下側玉軸受４１および上側玉軸受４２の外周面は、上述した通り、ハウジング２１およびキャップ２２に固定されている。また、下側玉軸受４１および上側玉軸受４２の内周面は、シャフト３１の外周面に固定されている。これにより、軸受部４は、シャフト３１を回転可能に支持する。なお、本実施形態の軸受部４は玉軸受により構成されるが、本発明はこの限りではない。軸受部４は、例えば、すべり軸受や流体軸受などの他の軸受機構により構成されてもよい。

回路基板２４を介してコイル２３３に駆動電流を与えると、ステータコア２３１の各ティース５２に、径方向の磁束が生じる。そして、ティース５２とロータマグネット３２２との間の磁束の作用によって、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、回転軸９周りに回転する。

上記のように、このモータ１では、シャフト３１の周囲にロータコア３２１が配置されることにより、シャフト３１の湾曲が抑制される。また、第１ロータホルダ３２３がバックヨークの役割を果たすため、ロータマグネット３２２の上端部付近までロータコア３２１を配置する必要がない。これにより、モータ１の重量化を抑制しつつ、磁気センサ２４１によるロータマグネット３２２の位置検出精度を向上できる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

図５は、一変形例に係るモータ１Ｂの部分断面図である。図５の例では、回転軸９Ｂからロータコア３２１Ｂの外周面までの径方向の距離ｒ２は、回転軸９Ｂから第１ロータホルダ３２３Ｂの外周面までの径方向の距離ｒ３以下である。

ここで、第１間隙７１Ｂの径方向の幅は、回転軸９Ｂからロータマグネット３２２Ｂの内周面までの径方向の距離ｒ１と、回転軸９Ｂからロータコア３２１Ｂの外周面までの径方向の距離ｒ２との差と同一の距離である。一方、第２間隙７２Ｂの径方向の幅は、回転軸９Ｂからロータマグネット３２２Ｂの内周面までの径方向の距離ｒ１と、回転軸９Ｂから第１ロータホルダ３２３Ｂの外周面までの径方向の距離ｒ３との差と同一の距離である。

これにより、ロータマグネット３２２Ｂと第１ロータホルダ３２３Ｂとの径方向の隙間である第２間隙７２Ｂの径方向の幅は、ロータマグネット３２２Ｂとロータコア３２１Ｂとの径方向の隙間である第１間隙７１Ｂの径方向の幅以下となる。

図５の例のように、第２間隙７２Ｂの径方向の幅をより小さくすると、ロータマグネット３２２Ｂの上端部付近に対する、第１ロータホルダ３２３Ｂのバックヨークとしての機能が向上する。すなわち、磁気センサ２４１Ｂによるロータマグネット３２２Ｂの位置検出精度をより向上できる。

図６は、他の変形例に係るモータ１Ｃの部分断面図である。図６の例では、第１ロータホルダ３２３Ｃは、回転軸９Ｃに沿って延びる円筒状の部材である。すなわち、第１ロータホルダ３２３Ｃは、ロータマグネット３２２Ｃと第２間隙７２Ｃを介して対向する外側円筒部６１Ｃのみを有している。

また、ロータコア３２１Ｃは、上端面および外周面から凹む凹部３２０Ｃを有する。そして、第１ロータホルダ３２３Ｃの下端部付近の内周面が凹部３２０Ｃの径方向内側の面に圧入されることにより、第１ロータホルダ３２３Ｃは、ロータコア３２１Ｃに固定される。

図６の例では、回転軸９Ｃからロータコア３２１Ｃの外周面までの径方向の距離ｒ２と、回転軸９Ｃから第１ロータホルダ３２３Ｃの外周面までの径方向の距離ｒ３とが同一となるようにロータコア３２１Ｃおよび第１ロータホルダ３２３Ｃを形成しやすい。

距離ｒ２と距離ｒ３とを略同一とすることで、ロータマグネット３２２Ｃとロータコア３２１Ｃとの径方向の隙間である第１間隙７１Ｃの径方向の幅と、ロータマグネット３２２Ｃと第１ロータホルダ３２３Ｃとの径方向の隙間である第２間隙７２Ｃの径方向の幅とは、同一となる。これにより、ロータマグネット３２２Ｃの内周面に対して、軸方向上端から下端まで同一間隔でバックヨークが配置される。したがって、ロータマグネット３２２Ｃの表面からロータマグネット３２２の周囲に向かう磁束が安定しやすい。

図７は、他の変形例に係るモータ１Ｄの部分断面図である。図７の例では、第１ロータホルダ３２３Ｄは、ロータコア３２１Ｄと同様、積層鋼板により形成される。第１ロータホルダ３２３Ｄは、ロータマグネット３２２Ｄと第２間隙７２Ｄを介して対向する外側円筒部６１Ｄのみを有している。

第１ロータホルダ３２３Ｄの下端に配置された鋼板とロータコア３２１Ｄの上端に配置された鋼板とは、ロータコア３２１Ｄ内の軸方向に隣り合う鋼板同士と同様に、かしめ等により固定される。

図７の例では、ロータコア３２１Ｄを構成する各鋼板および第１ロータホルダ３２３Ｄを構成する各鋼板はともに、打ち抜きにより成型される。そのため、ロータコア３２１Ｄの径方向の寸法精度と、第１ロータホルダ３２３Ｄの径方向の寸法精度とは同等である。したがって、回転軸９Ｄからロータコア３２１Ｄの外周面までの径方向の距離ｒ２と、回転軸９Ｄから第１ロータホルダ３２３Ｄの外周面までの径方向の距離ｒ３とを同一となるようにロータコア３２１Ｄおよび第１ロータホルダ３２３Ｄを形成するのが、図６の例に比べてさらに容易である。

距離ｒ２と距離ｒ３とをより正確に略同一とすることで、ロータマグネット３２２Ｄとロータコア３２１Ｄとの径方向の隙間である第１間隙７１Ｄの径方向の幅と、ロータマグネット３２２Ｄと第１ロータホルダ３２３Ｄとの径方向の隙間である第２間隙７２Ｄの径方向の幅とは、同一となる。これにより、ロータマグネット３２２Ｄの内周面に対して、軸方向上端から下端まで同一間隔でバックヨークが配置される。したがって、ロータマグネット３２２Ｄの表面からロータマグネット３２２の周囲に向かう磁束がより安定しやすい。

上記の実施形態では、ロータホルダはシャフトに固定されていたが、本発明はこの限りではない。図６および図７の例のように、ロータホルダはロータコアに固定されてもよい。また、ロータホルダとロータコアとは、接着等の他の固定方法により互いに固定されていてもよい。例えば、ロータホルダの下端面に形成された凸部と、ロータコアの上端面に形成された凹部とを咬み合わせてかしめることにより、ロータホルダとロータコアとが固定されてもよい。

また、上記の実施形態では、本発明のモータは送風機に使用されていた。しかしながら、本発明のモータは、プリンタやコピー機等のＯＡ機器、自動車等の輸送機器、家電製品、医療機器、ディスクドライブ、送風ファン等に使用されて、種々の駆動力を発生させるものであってもよい。

その他、モータの細部の形状については、本願の各図面と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、モータに利用できる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ モータ
２，２Ａ 静止部
３，３Ａ 回転部
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 回転軸
２１ ハウジング
２２ キャップ
２３，２３Ａ ステータ
２４ 回路基板
３１，３１Ａ シャフト
３２，３２Ａ ロータ
６１，６１Ａ，６１Ｃ，６１Ｄ 外側円筒部
６２ 内側円筒部
６３ 環状板部
７１，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ 第１間隙
７２，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ 第２間隙
２３１，２３１Ａ ステータコア
２３２ インシュレータ
２３３ コイル
２４１，２４１Ａ，２４１Ｂ 磁気センサ
２４２ リード線
３２０Ｃ 凹部
３２１，３２１Ａ，３２１Ｂ，３２１Ｃ，３２１Ｄ ロータコア
３２２，３２２Ａ，３２２Ｂ，３２２Ｃ，３２２Ｄ ロータマグネット
３２３，３２３Ｂ，３２３Ｃ，３２３Ｄ 第１ロータホルダ
３２３Ａ ロータホルダ
３２４ 第２ロータホルダ
Ｐ 接着剤

Claims (15)

1. 静止部と、
   上下に延びる回転軸周りに回転する回転部と、
   を有し、
   前記回転部は、
   前記回転軸に沿って延びるシャフトと、
   前記シャフトとともに回転するロータと、
   を有し、
   前記静止部は、
   前記ロータの径方向外側に位置するステータと、
   前記ロータの上方に位置し、前記ロータの回転位置を検出する磁気センサと、
   を有し、
   前記ロータは、
   強磁性体であり、前記シャフトに固定された筒状のロータコアと、
   前記ロータコアの径方向外側かつ前記磁気センサの下方に位置し、前記ロータコアと接触または第１間隙を介して対向し、その上端面が前記ロータコアの上端面よりも上側に位置するロータマグネットと、
   強磁性体であり、前記ロータコアの上側かつ前記ロータマグネットの径方向内側に位置する少なくとも１つのロータホルダと、
   を有し、
   前記ロータコアは、複数の鋼板が軸方向に積層された積層鋼板であり、
   前記ロータホルダは、前記ロータマグネットと接触または第２間隙を介して対向する外側円筒部を有する、モータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記回転軸から前記ロータマグネットの径方向内側の面までの径方向の距離と、前記回転軸から前記ロータコアの径方向外側の面までの径方向の距離とが、同一である、モータ。
3. 請求項１または請求項２に記載のモータにおいて、
   前記回転軸から前記ロータホルダの径方向外側の面までの径方向の距離は、前記回転軸から前記ロータコアの径方向外側の面までの径方向の距離以下である、モータ。
4. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記回転軸から前記ロータコアの径方向外側の面までの径方向の距離は、前記回転軸から前記ロータホルダの径方向外側の面までの径方向の距離以下である、モータ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記ロータホルダの径方向内側の端部は、前記シャフトの外周面に接触する、モータ。
6. 請求項５に記載のモータにおいて、
   前記ロータホルダは、
   前記シャフトに接触する内側円筒部と、
   前記ロータマグネットの内周面に沿う前記外側円筒部と、
   前記内側円筒部と前記外側円筒部とを繋ぐ環状板部と、
   を有するプレス品である、モータ。
7. 請求項６に記載のモータにおいて、
   前記環状板部は、前記内側円筒部の下端部と前記外側円筒部の下端部とを繋ぐ、モータ。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記ロータコアの上面と、前記ロータホルダの下面との間に、隙間が介在する、モータ。
9. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のモータにおいて、
   前記ロータホルダは、前記ロータコアに固定される、モータ。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のモータにおいて、
    前記ロータマグネットの上端面の軸方向位置と、前記ロータホルダの前記ロータマグネットに隣接する部分の上端面の軸方向位置とが、同一である、モータ。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のモータにおいて、
    前記ステータは、
    複数の鋼板が軸方向に積層された積層鋼板であるステータコアと、
    前記ステータコアに取り付けられた複数のコイルと、
    を有し、
    前記ステータコアの軸方向の寸法と、前記ロータコアの軸方向の寸法とが、同一である、モータ。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のモータにおいて、
    前記ロータマグネットの下端面は、前記ロータコアの下端面よりも下側に位置し、
    前記ロータは、
    前記ロータコアの上側かつ前記ロータマグネットの径方向内側に位置する第１ロータホルダと、
    前記ロータコアの下側かつ前記ロータマグネットの径方向内側に位置する第２ロータホルダと、
    を有する、モータ。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のモータにおいて、
    前記ロータマグネットは、前記回転軸を中心とする円環状である、モータ。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のモータにおいて、
    前記シャフトの外周面に、ローレット加工が施されている、モータ。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のモータにおいて、
    前記ロータコアと前記ロータマグネットとの間、および、前記ロータホルダと前記ロータマグネットとの間に、接着剤が介在する、モータ。

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