JP2019126123A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向の長さを短くできるモータを提供する。【解決手段】上下に延びる中心軸に沿って延びるシャフト２０を含み中心軸周りに回転可能なロータ２と、ロータと径方向に対向するステータ１と、中心軸と直交する方向に拡がるとともに軸ステータの少なくとも一部が固定されるベース部３と、ステータとベース部との間に配置される電気絶縁性を有するスペーサ４と、を備え、ベース部は、軸方向に貫通するベース貫通部を備え、スペーサは、中心軸に直交する方向に拡がるスペーサ第１領域４１と、スペーサ第１領域から軸方向下方に凹むスペーサ第２領域４２と、を備え、スペーサ第２領域は、ベース貫通部に挿入され、ステータの少なくとも一部は、スペーサ第２領域の軸方向上面と軸方向に対向する。【選択図】図２

Description

本発明は、モータに関する。

従来のモータは特許文献１に開示されている。特許文献１のモータは、円柱形状のフレーム組立体と、フレーム組立体に対して回転軸周りに回転可能に支持されたロータと、基板と、カバーとを有している。フレーム組立体は、ハウジング、コア及びコイルなどで構成されている。

ハウジングは、ケースと、ベアリングホルダと、インシュレータとで構成されている。インシュレータは、絶縁性を有する樹脂部材で形成されている。インシュレータは、後方に開口する開口部を有している。インシュレータの開口部の近傍（すなわち、インシュレータ３０の後端部の近傍）には、後方に突出する端部が形成されている。端部のうち一部には、スナップ部及びループ部を１つの組とする固定部が設けられている。

スナップ部のカバー側の先端部近傍における部位には、爪部が形成されている。爪部は、基板に向けて突出する。爪部は、基板と接触する。ループ部は、カバーの筒部にスナップフィットにより固定される。

特開２０１７−１９２２６８号公報

特許文献１に記載のモータでは、カバー筒部にループ部をスナップフィットにより固定しているため、インシュレータとカバーの底板部との間に隙間があり、軸方向の長さが長くなる。そのため、小型化が困難である。

本発明は、簡単な構成で、軸方向の長さを短くできるモータを提供することができる。

本発明の例示的なモータは、上下に延びる中心軸に沿って延びるシャフトを含み中心軸周りに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、中心軸と直交する方向に拡がるとともに軸方向において前記ステータの下方に配置されて前記ステータの少なくとも一部が固定されるベース部と、軸方向において前記ステータと前記ベース部との間に配置される電気絶縁性を有するスペーサと、を備え、前記ベース部は、軸方向に貫通するベース貫通部を備え、前記スペーサは、中心軸に直交する方向に拡がるスペーサ第１領域と、前記スペーサ第１領域から軸方向下方に凹むスペーサ第２領域と、を備え、前記スペーサ第２領域は、前記ベース貫通部に挿入され、前記ステータの少なくとも一部は、前記スペーサ第２領域の軸方向上面と軸方向に対向する。

例示的な本発明のモータによれば、簡単な構成で軸方向の長さを短くできる。

図１は、本発明にかかるモータの一例の斜視図である。 図２は、図１に示すモータのＩＩ−ＩＩ断面の断面図である。 図３は、図１に示すモータのＩＩＩ−ＩＩＩ断面の断面図である。 図４は、シャフトを保持した状態のベース部の斜視図である。 図５は、ベース部の斜視図である。 図６は、ベース部の平面図である。 図７は、スペーサの斜視図である。 図８は、スペーサの平面図である。 図９は、ステータの一部を上方から見た斜視図である。 図１０は、ステータの一部を下方から見た斜視図である。 図１１は、インシュレータ及びベース部の断面図である。 図１２は、回路基板の底面図である。

以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、中心軸Ａｘが延びる方向、すなわち、図２において上下方向を軸方向とする。また、軸方向に対して直交する方向を径方向とし、軸を中心とする円の接線方向を周方向とする。軸方向において上向きを「上方」、下向きを「下方」と定義する。なお、本書における「上方」又は「下方」は、説明のために定義したものである。そのため、これらの方向は、モータＡを実際に使用するときの向きや重力の作用方向における上下を限定するものではない。

＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明にかかるモータの一例の斜視図である。図２は、図１に示すモータのＩＩ−ＩＩ断面の断面図である。図３は、図１に示すモータのＩＩＩ−ＩＩＩ断面の断面図である。図４は、シャフトを保持した状態のベース部の斜視図である。図５は、ベース部の斜視図である。図６は、ベース部の平面図である。図７は、スペーサの斜視図である。図８は、スペーサの平面図である。図９は、ステータの一部を上方から見た斜視図である。図１０は、ステータの一部を下方から見た斜視図である。図１１は、インシュレータ及びベース部の断面図である。図１２は、回路基板の底面図である。図１に示すように、ＩＩ−ＩＩ断面は、中心軸を含む平面で切断した断面である。ＩＩＩ−ＩＩＩ断面は、ＩＩ−ＩＩ断面と平行で、ＩＩ−ＩＩ断面よりも径方向外方の断面である。

＜１．１ モータの構成＞
図１から図３に示すように、本実施形態にかかるモータＡは、ステータ１と、ロータ２と、ベース部３と、スペーサ４と、を備える。より詳細には、モータＡは、第１軸受５１と、第２軸受５２と、をさらに備える。ベース部３は、後述する保持筒部３３を備える。ステータ１は、保持筒部３３の径方向外面に固定される。ステータ１の固定は、例えば、圧入、接着等の固定方法で固定される。また、保持筒部３３の内部には、第１軸受５１及び第２軸受５２とが、保持される。第１軸受５１及び第２軸受５２は、保持筒部３３に対して高い同軸度を保って保持される。ロータ２は、後述するシャフト２０を備え、シャフト２０が第１軸受５１及び第２軸受５２に回転可能に保持される。これにより、ロータ２は、ベース部３、すなわち、ステータ１に対して回転可能である。ロータ２の後述するロータマグネット２２は、ステータ１の径方向外側に配置される。すなわち、ステータ１は、ロータ３と径方向に対向する。つまり、本実施形態にかかるモータＡは、ステータ１の外側でロータ２が回転するアウターロータ型ＤＣブラシレスモータである。

＜１．２ ベース部の構成＞
図１から図３に示すように、ベース部３は、ステータ１及びロータ２よりも軸方向において下方に配置される。図４から図６に示すように、ベース部３は、ベース底板部３１と、ベースフランジ部３２と、保持筒部３３と、台座部３４とを備える。ベース底板部３１は、径方向に拡がる円板形状である。すなわち、ベース部３は中心軸Ａｘと直交する方向に拡がる。図５及び図６に示すように、ベース底板部３１は、軸方向に貫通する３個のベース貫通部３１１を備える。すなわち、ベース部３は、軸方向に貫通するベース貫通部３１１を備える。３個のベース貫通部３１１は、周方向に一定の幅を有する。

ベースフランジ部３２は、ベース底板部３１の径方向外縁から径方向外側に延びる。ベース部３は、３個のベースフランジ部３２を備える。３個のベースフランジ部３２は、周方向に等間隔に配置される。ベース底板部３１及びベースフランジ部３２とは、一体に形成される。ベースフランジ部３２は、径方向外側に向かって、周方向の幅が狭くなる形状である。ベースフランジ部３２は、軸方向に貫通する外貫通孔３２１を備える。

外貫通孔３２１は、モータＡを機器に固定するときにねじを貫通させるための孔である。そのため、外貫通孔３２１の内面には、ねじを固定するための雌ねじを備えていてもよい。また、ねじを貫通させて、貫通した部分に座金、ナット等を取り付けて、固定してもよい。また、外貫通孔３２１は、一定の強度が必要である。そのため、モータＡでは、軸方向上方に延びる凸部３２２を貫通して形成される。

保持筒部３３は、軸方向に延びる筒状である。保持筒部３３は、ベース底板部３１の径方向中央部を貫通する。ベース底板部３１は、保持筒部３３と隣接する部分に、軸方向に貫通する挿入部３５を備える。挿入部３５には、後述するインシュレータ１２における下インシュレータ１２２のインシュレータ延伸部１２３が挿入される。なお、ベース部３では、挿入部３５は、軸方向に貫通した貫通孔であるが、これに限定されない。

挿入部３５は、例えば、ベース底板部３１の上面から軸方向に凹んだ凹部であってもよい。挿入部３５として、下インシュレータ１２２を含むステータ１をベース部３に取り付けたとき、インシュレータ延伸部１２３の軸方向の下端部を挿入可能な形状を広く採用できる。

なお、挿入部３５が、軸方向に凹む形状又は貫通する形状であれば、インシュレータ延伸部１２３の長さが長くても収納可能である。挿入部３５にインシュレータ延伸部１２３を挿入する構成であり、インシュレータ１２の一部を挿入部３５に収納することで、モータＡの軸方向の長さを短くできる。

台座部３４は、ベース底板部３１の径方向外縁及びベースフランジ部３２から軸方向に突出する。台座部３４は、ベース部３に３個備えられる。そして、台座部３４は、周方向に一定の幅を有し、ベースフランジ部３２と径方向に重なる領域を有する。すなわち、ベースフランジ部３２は、ベース底板部３１の台座部３４が突出する部分から径方向外側に延びる。なお、本実施形態では、台座部３４を、ベース部３の径方向外縁部に配置しているが、これに限定されない。インシュレータ第２突出部１２５の径方向外縁部よりも径方向外側に配置されていればよい。インシュレータ第２突出部１２５については、後述する。

ベース部３は、金属の成形体である。すなわち、ベース底板部３１、ベースフランジ部３２、保持筒部３３及び台座部３４は、一体である。図４に示すように、ベース部３の軸方向上面には、スペーサ４が取り付けられる。なお、ベース部３は、一体でなくてもよい。例えば、ベース底板部３１に貫通孔を設けておき、その貫通孔に保持筒部３３を挿入して固定してもよい。これら以外の部材についても、分解可能な構成であってもよい。

＜１．３ スペーサの構成＞
次に、スペーサ４の詳細について、説明する。図２及び図３に示すように、スペーサ４は、ベース部３と回路基板１４との間に配置される。スペーサ４は、例えば、樹脂等の絶縁性を有する材料で形成される。図７及び図８に示すように、スペーサ４は、スペーサ第１領域４１と、スペーサ第２領域４２と、スペーサフランジ部４３とを備える。

スペーサ４は、例えば樹脂の一体成形体である。スペーサ第１領域４１は、円形状であり、中央にスペーサ貫通孔４１１を備える。スペーサ第２領域４２は、スペーサ第１領域４１と一体であり、スペーサ第１領域４１から軸方向下方に押し出された形状である。スペーサ第２領域４２は、軸方向から見たときに、周方向に一定の幅を有し、スペーサ第１領域４１の外縁に沿って湾曲した矩形である。スペーサ第２領域４２は、スペーサ４に３個備えられる。３個のスペーサ第２領域４２は、それぞれ、周方向に等間隔で配列される。すなわち、スペーサ４は、中心軸Ａｘに直交する方向に拡がるスペーサ第１領域４１と、スペーサ第１領域４１から軸方向下方に凹むスペーサ第２領域４２と、を備える。

スペーサ４において、スペーサ第１領域４１とスペーサ第２領域４２とは、連続している。つまり、スペーサ第１領域４１及びスペーサ第２領域４２は、それ自体、水分、塵及び埃等の異物の通過を抑制するとともに、スペーサ第１領域４１とスペーサ第２領域４２の接続境界においても、上述の異物の通過を抑制する。

図８に示すように、スペーサ４において、スペーサ第２領域４２の少なくとも一部は、スペーサ第１領域４１の径方向内側に備えられる。すなわち、スペーサ４の径方向外縁は、スペーサ第１領域４１である。少なくとも、スペーサ第１領域４１は、径方向外縁に円環部４１２を備える。スペーサフランジ部４３は、スペーサ第１領域４１の径方向外縁の円環部４１２から径方向外側に延びる。スペーサ４は、スペーサフランジ部４３を３個備える。３個のスペーサフランジ部４３は、周方向に等間隔で平板状である。

図４に示すように、スペーサ４は、ベース部３のベース底板部３１の上面に配置される。このとき、スペーサ第１領域４１は、ベース底板部３１の上面と接触する。また、第２領域は、ベース貫通部３１１の内部に挿入される。すなわち、スペーサ第２領域４１は、ベース貫通部３１１に挿入される。このとき、スペーサ第１領域４１のスペーサ貫通孔４１１を保持筒部３３が貫通する。そして、スペーサフランジ部４３は、ベース部３の隣り合う台座部３４同士の間の領域に嵌る。

スペーサ第２領域４２をベース貫通部３１１の軸方向上方に配置できるようにするため、スペーサ第２領域４２は、ベース貫通部３１１に挿入できる形状及び大きさである。すなわち、スペーサ第２領域４２は、軸方向から見て、ベース貫通部３１１と同じ形状且つ大きさであってもよいし、スペーサ第２領域４２の方がベース貫通部３１１よりも小さくてもよい。

スペーサ４は、スペーサフランジ部４３が台座部３４と周方向に接触することで、周方向の移動、すなわち、回転移動が規制される。なお、スペーサ第２領域４２がベース貫通部３１１の内面とぴったり接触している場合、スペーサ第２領域４２とベース貫通部３１１との周方向の接触によって、回転移動を規制する。

スペーサ４をベース部３に取り付けることで、ベース貫通部３１１にスペーサ第２領域４２が嵌る。このとき、ベース貫通部３１１の辺縁部分には、スペーサ第１領域４１が接触する。このような構成とすることで、ベース貫通部３１１を介して、ベース底板部３１の下方から上方への異物の侵入を抑制できる。

＜１．４ ステータの構成＞
ステータ１について、説明する。図２、図３、図９及び図１０に示すように、ステータ１は、ステータコア１１と、インシュレータ１２と、コイル１３と、回路基板１４と、を備える。

ステータコア１１は導電性を有する。ステータコア１１は、コアバック１１１と、ティース１１２とを備える。コアバック１１１は、軸方向に延びる環状である。ティース１１２は、コアバック１１１の径方向外面から径方向外側に延びる。ステータコア１１は、１２個のティース１１２を備える。ティース１１２は、周方向に等間隔に配列される。すなわち、本実施形態のモータＡにおいて、ステータ１は、１２スロットである。

ステータコア１１は、電磁鋼板を積層した構造であってもよいし、紛体の焼成、鋳造等、単一の部材であってもよい。また、ステータコア１１は、ティース１１２を１個含む分割コアに周方向に分割可能な構成であってもよいし、帯状の部材を環状に巻いて形成される構成であってもよい。

インシュレータ１２は、樹脂の成形体である。インシュレータ１２は、ステータコア１１のティース１１２の一部を覆うとともに、コアバック１１１の軸方向の両端面の一部を覆う。インシュレータ１２は、上下に分割可能な構成を有する。すなわち、インシュレータ１２は、上インシュレータ１２１と、下インシュレータ１２２とを備える（図１０参照）。

上インシュレータ１２１は、ステータコア１１の一部を軸方向上方から覆う。上インシュレータ１２１は、コアバック１１１の上面の一部を覆うとともに、ティース１１２それぞれの上面の一部を覆う。下インシュレータ１２２は、ステータコア１１の一部を軸方向下方から覆う。

図３、図１０及び図１１に示すように、下インシュレータ１２２は、径方向中央に軸方向に貫通するインシュレータ貫通孔１２２０を備える。インシュレータ貫通孔１２２０は、ステータ１をベース部３に取り付けたときに、ベース部３の保持筒部３３が貫通する。下インシュレータ１２２は、インシュレータ延伸部１２３と、インシュレータ第１突出部１２４と、インシュレータ第２突出部１２５とを備える。

インシュレータ延伸部１２３は、インシュレータ貫通孔１２２０の辺縁部から軸方向下方に向かって延びる。インシュレータ延伸部１２３は、コイル１３の軸方向下端部よりも下方に延びる。すなわち、インシュレータ１２は、軸方向において、コイル１３の下端よりも下方に延びるインシュレータ延伸部１２３を備える。

下インシュレータ１２２には、インシュレータ延伸部１２３が３個備えられる。３個のインシュレータ延伸部１２３は、周方向に等間隔で配置される。なお、インシュレータ延伸部１２３は、３個に限定されない。インシュレータ延伸部１２３は、回路基板１４の後述する基板中央孔１４１を貫通する。そして、インシュレータ第１突出部１２４は、インシュレータ延伸部１２３の軸方向下端部から径方向外側に突出する。インシュレータ第１突出部１２４は、延伸部傾斜面１２４１と、延伸部上面１２４２とを備える。延伸部傾斜面１２４１は、軸方向下部の径方向外面であり、軸方向上方に向かうにつれて径方向外側に拡がる。延伸部上面１２４２は、軸方向と交差する面である。本実施形態においては、延伸部上面１２４２は、軸方向と直交する。

インシュレータ第２突出部１２５は、軸方向下方に向かって延びる。下インシュレータ１２２には、インシュレータ第２突出部１２５が３個備えられる。３個のインシュレータ第２突出部１２５は、周方向に等間隔で配置される。なお、インシュレータ第２突出部１２５は、３個に限定されない。インシュレータ第２突出部１２５は、インシュレータ延伸部１２３と周方向にずれた領域に配置される。しかしながら、これに限定されず、インシュレータ第２突出部１２５はインシュレータ延伸部１２３と、周方向において同一の領域に配置されてもよい。

インシュレータ第２突出部１２５は回路基板１４の上面と接触する。インシュレータ１２は、コイル１３の軸方向下端よりも軸方向下方に突出するインシュレータ第２突出部１２５を備える。インシュレータ第２突出部１２５の軸方向下端は、回路基板１２４の軸方向上面と接触する。

インシュレータ１２で一部を覆われたティース１１２に導線を巻きつけてコイル１３が形成される。インシュレータ１２によって、ステータコア１１とコイル１３とが絶縁される。なお、本実施形態において、インシュレータ１２は、樹脂の成型体であるが、これに限定されない。ステータコア１１とコイル１３とを絶縁することができる構成を広く採用できる。

コイル１３は、ステータコア１１のティース１１２のそれぞれに構成される。すなわち、モータＡでは、１２個のコイル１３が配置される。そして、ステータ１に構成された１２個のコイル１３には、位相が異なる３系統（以下、３相とする）の電流が所定の順序で供給される。

すなわち、ステータ１は、環状のコアバック１１１と、コアバック１１１から径方向に延び、周方向に配列される複数のティース１１２と、ティース１１２の少なくとも一部を覆うインシュレータ１２と、インシュレータ１２を介してティース１１２に導線を巻き回して形成されるコイルと１３、を備える。

ステータ１は、軸方向下端部に中心軸ＡＸと直交する方向に拡がる回路基板１４をさらに備える。回路基板１４は、コイル１３よりも軸方向下方に配置される。図１２に示すように、回路基板１４は、基板中央孔１４１を備える。基板中央孔１４１は、回路基板１４の径方向中央部に形成され、軸方向に貫通する。基板中央孔１４１は、軸方向から見て円形であり、径方向外縁に、径方向外側に凹んだ基板貫通部１４２を備える。

回路基板１４は、コイル１３の導線と接続されて、コイル１３に電流を供給する電源回路（不図示）を含む。回路基板１４は、平板であり、中央に基板中央孔１４１を備える。そして、回路基板１４をベース部３に取り付けたときに基板中央孔１４１を保持筒部３３が貫通する。また、回路基板１４をステータ１に取り付けたときに、基板中央孔１４１の基板貫通部１４２を下インシュレータ１２１のインシュレータ延伸部１２３が貫通する。回路基板１４は、中心軸Ａｘと直交して、ベース部３に固定される。

すなわち、ステータ３は、コイル１３よりも下方且つベース部３よりも上方に配置され、導線が接続される回路基板１４を備える。これにより、コイル１３とベース部３との軸方向間隙に回路基板１４を配置できるため、モータＡの軸方向長さを短くできる。本実施形態では、ステータ３は、回路基板１４を備える構成としているが、モータＡの外部に設けられた電源回路から直接電力が供給される構成等の場合、回路基板１４を備えていない場合もある。また、回路基板１４として、ステータ１を挟んで、ベース部３と反対側に配置される場合もある。

＜１．５ ロータの構成＞
図１から図３に示すように、ロータ２は、シャフト２０と、ロータハウジング２１と、ロータマグネット２２と、を備える。ロータハウジング２１は、金属製である。ロータハウジング２１は、ロータ筒部２１１と、ロータ天板部２１２と、を備える。ロータ筒部２１１は、筒体であり軸方向に延びる。ロータ天板部２１２は、平板状であり、ロータ筒部２１１の軸方向上端部から軸方向内側に延びる。そして、ロータ天板部２１２は径方向中央に、軸方向に貫通するロータ貫通孔２１３が設けられている。そして、ロータ貫通孔２１３の辺縁部から軸方向下方に延びる筒状のロータボス部２１４を備える。ロータボス部２１４の内部には、シャフト２０が固定される（図２参照）。ロータ２は、上下に延びる中心軸Ａｘに沿って延びるシャフト２０を含み中心軸Ａｘ周りに回転可能である。

シャフト２０は、円柱状である。シャフト２０は、ロータボス部２１４に挿入される。そして、シャフト２０はロータボス部２１４に、固定される。なお、固定方法としては、圧入、溶接等を挙げることができるが、これに限定されない。シャフト２０とロータボス部２１４を固定できる方法を広く採用することができる。シャフト２０は、第１軸受５１及び第２軸受５２を介して、ベース部３に回転可能に支持される。これにより、シャフト２０が中心軸Ａｘを中心として回転する。すなわち、ロータ２は、中心軸Ａｘを中心として回転する。

ロータマグネット２２は、円筒形の磁性体に対し、周方向にＮ極とＳ極とを交互に着磁させたマグネットである。ロータマグネット２２は、ロータ筒部２１１の径方向内面に固定される。なお、ロータマグネット２２のロータ筒部２１１への固定は、圧入、接着、溶接等を採用できる。ここでは、ロータマグネット２２の外面をロータ筒部２１１の内面に圧入して固定する。なお、ロータマグネット２２としては、周方向に分割可能な構成であってもよい。

＜１．６ 軸受の構成＞
第１軸受５１及び第２軸受５２は、いずれも玉軸受である。そして、第１軸受５１及び第２軸受５２は、円筒状の内輪及び外輪と、内輪及び外輪の間に配置される複数個のボールとを含む。第１軸受５１及び第２軸受５２は、外輪が、保持筒部３３の内面に固定される。第１軸受５１及び第２軸受５２は、軸方向に離れて配置される。そして、内輪には、シャフト２０が固定される。そのため、シャフト２０は、第１軸受５１及び第２軸受５２によって、軸方向に異なる２箇所で、回転可能に支持される。

＜１．７ モータの詳細＞
図２から図４に示すように、ベース底板部３１の上面にスペーサ４を取り付ける。スペーサ４のスペーサ第１領域４１の中央部に設けられたスペーサ貫通孔４１１に保持筒部３３を挿入する。そして、スペーサ４を周方向に移動させて、スペーサ第２領域４２をベース貫通部３１１と軸方向に移行させる。このとき、スペーサフランジ部４３は、ベース底板部３１における台座部３４の周方向間の部分と軸方向に対向する。そして、スペーサ第２領域４２をベース貫通部３１１に挿入し、スペーサフランジ部４３が台座部３４の周方向の間に配置される。スペーサ４のスペーサ第１領域４１は、ベース底板部３１の上面に接触する。すなわち、スペーサ第１領域４１の円環部４１２は、ベース底板部３１の径方向外縁部に接触する。つまり、ベース底板部３１の上面のベース貫通部３１１の辺縁部にスペーサ４が接触する。これにより、ベース貫通部３１１の軸方向上面を、スペーサ４が覆う。そのため、ベース底板部３１の下面側からベース貫通部３１１を通して、水分、塵、埃等の異物が侵入するのを抑制する。

回路基板１４では、下面に実装された回路素子や、上面に実装された回路素子の端子が下面から下方に突出する。ステータコア１１にインシュレータ１２を取り付けた後、コイル１３を形成する。そして、下インシュレータ１２２の下方に回路基板１４を配置し、インシュレータ延伸部１２３を基板中央孔１４１の基板貫通部１４２に挿入させて貫通させる。このとき、インシュレータ第１突出部１２４の延伸部傾斜面１２４１が基板貫通部１４２の径方向内面と接触する。すなわち、スペーサ４は、電気絶縁性を有し、軸方向においてステータ１とベース部３との間に配置される。

そして、回路基板１４をステータコア１１に軸方向に移動させることで、基板貫通部１４２が延伸部傾斜面１２４１を押し、インシュレータ延伸部１２３を弾性変形させる。そして、インシュレータ第１突出部１２４が、基板貫通部１４２を貫通することで、インシュレータ延伸部１２３が元の形状に戻る。このとき、インシュレータ第１突出部１２４の延伸部上面１２４２が、回路基板１４の下面の基板貫通部１４２の辺縁部と接触する。すなわち、インシュレータ延伸部１２３は、径方向に突出するインシュレータ第１突出部１２４を備え、回路基板１４の軸方向下面は、インシュレータ第１突出部１２４の上面１２４２と接触する。これにより、回路基板１４を軸方向に支持することができる。

なお、本実施形態の構成では、インシュレータ延伸部１２３が貫通する基板貫通部１４２が、基板中央孔１４１から径方向外側に凹む構成であるため、インシュレータ第１突出部１２４は、径方向外側に突出する形状である。しかしながら、これに限定されない。例えば、基板貫通部１４２が基板中央孔１４１と独立して形成される場合、インシュレータ第１突出部１２４は径方向内側に突出させる場合もある。また、インシュレータ第１突出部１２４が挿入部３５に挿入されてもよい。これにより、特にインシュレータ延伸部１２３が軸方向に長い場合においても、インシュレータ第１突出部１２４をできるだけ軸方向下方に配置できるため、モータＡの軸方向長さを短くすることができる。

これにより、回路基板１４は、下インシュレータ１２２に固定される。なお、インシュレータ延伸部１２３の周方向の側面は、基板貫通部１４２の内面の周方向の端面と接触する。これにより、回路基板１４は、下インシュレータ１２２に対して、周方向に位置決めされる。

このとき、回路基板１４に備えられた電源回路（不図示）とコイル１３とが接続される。回路基板１４がインシュレータ延伸部１２３に保持されて、ステータ１が形成される。このとき、回路基板１４の上面は、インシュレータ第２突出部１２５と接触する。すなわち、回路基板１４は、インシュレータ第１突出部１２４の延伸部上面１２４２と、インシュレータ第２突出部１２５とによって、上面及び下面が保持される。これにより、回路基板１４は、下インシュレータ１２２に、保持される。なお、インシュレータ延伸部１２３と、インシュレータ第２突出部１２５とが周方向に異なる領域に配置されることで、回路基板１４は、バランスよく保持される。

次に、ステータ１をベース部３に取り付ける。ベース部３の保持筒部３３をコアバック１１１の内部に挿入する。すなわち、ベース部３は、軸方向上側にステータ１の少なくとも一部が固定される。より詳細に述べると、ベース部３は、中心軸ＡＸと直交する方向に拡がるとともに、軸方向においてステータ１の下方に配置されてステータ１の少なくとも一部が固定される。インシュレータ延伸部１２３の下端部は、回路基板１４よりも、軸方向下方に突出している。インシュレータ延伸部１２３において回路基板１４よりも軸方向下方に突出している部分を、挿入部３５に上方から挿入する。

このとき、回路基板１４の径方向の外縁は、台座部３４の上面と接触する。これにより、台座部３４によって回路基板１４を軸方向に支持できる。回路基板１４の径方向外縁には、回路素子が実装されることが少ない。そのため、回路基板１４において、径方向外縁部分では、下面（表面）に、絶縁層（絶縁膜）が形成される。すなわち、回路基板１４は、絶縁層で台座部３４と接触するため、回路基板１４のパターン配線や実装された回路素子と台座部３４とは、絶縁される。

回路基板１４の下面の径方向外縁は、台座部３４に下方から支持される。一方、回路基板１４の上面の径方向内部は、インシュレータ第２突出部１２５から押される。よって、回路基板１４は、ベース部３と下インシュレータ１２２とによって軸方向に挟まれて保持される。インシュレータ延伸部１２３の下端部を、挿入部３５に挿入したとき、インシュレータ第２突出部１２５は、台座部３４と周方向に異なる領域に配置される。このように構成することで、回路基板１４の径方向外縁と径方向内部とが、周方向にずれた領域で押されるため、回路基板１４は、バランスよく保持される。ステータ１は、ベース部３と軸方向に対向する。

このとき、ステータ１の少なくとも一部は、スペーサ第２領域４２の軸方向上面と軸方向に対向する。このように配置することで、ステータ１の一部、ここでは、回路基板１４に実装された回路素子や回路基板１４から突出する端子が、スペーサ第２領域４２が挿入されたベース貫通部３１１内部に収納される。これにより、回路基板１４とベース部３とを絶縁しつつ、モータＡの軸方向の長さを短くできる。

また、回路基板１４の径方向外縁は、スペーサフランジ部４３と軸方向に対向する。すなわち、スペーサ４の径方向外縁は、回路基板１４の径方向外縁と、軸方向に対向する。これにより、回路基板１４の径方向外縁における軸方向下方の領域にスペーサ４の一部が配置される。よって、例えば回路基板１４の径方向外縁とベース部３とが軸方向に対向する場合においても、回路基板１４の径方向外縁とベース部３との軸方向間にスペーサ４が配置されるため、回路基板１４とベース部３との絶縁性を高めることができる。

そして、シャフト２０を、第１軸受５１及び第２軸受５２の内輪に固定する。これにより、モータＡの組み立てが完了する。

このように、モータＡを組み立てたとき、回路基板１４とベース部３との間にスペーサ４が配置される。すなわち、回路基板１４の軸方向下面は、スペーサ第２領域４２の軸方向上面と軸方向に対向する。これにより、回路基板１４に備えられるプリント配線、実装される回路素子と、金属製のベース部３とを絶縁することが可能である。すなわち、回路基板１４及び回路基板１４に実装された回路素子とベース部３との沿面距離を確保できる。

また、インシュレータ延伸部１２３の軸方向の下端部を、ベース底板部３１の上面から下方に凹む挿入部３５に挿入する構成とすることで、ステータ１とベース部３との隙間を狭くすることができる。すなわち、モータＡの軸方向の長さを短くすることができる。ステータ１をベース部３に取り付けたときに、回路基板１４の下面に実装された回路素子と、ベース貫通部３１１に挿入されたスペーサ第２領域４２とを軸方向に対向させる。

すなわち、回路基板１４の軸方向下面には、複数の回路素子が配置され、複数の回路素子のうち、最も軸方向下方に延びる回路素子は、第２領域４２と軸方向に対向する。このように、回路基板１４を配置することで、回路素子の少なくとも一部を、第２領域４２が配置されているベース貫通部３１１に挿入させて、ステータ１をベース部３に固定する。よって、回路基板１４とベース底板部３１との軸方向距離を短くでき、モータＡの軸方向長さを短くできる。すなわち、ステータ１の軸方向下端は、軸方向において、スペーサ第１領域４１の軸方向上面の軸方向位置よりも軸方向下方に位置させることができる。これにより、ステータ１とベース部３とを有するモータＡの軸方向長さを短くできる。

さらに、回路基板１４の上面に配置された回路素子の端子であって、下面から下方に貫通した端子と、ベース貫通部３１１に挿入されたスペーサ第２領域４２とを軸方向に対向させる。このようにすることで、端子の軸方向下端部とベース底板部３１と確実に絶縁できるとともに、モータＡの軸方向の長さを短くできる。

また、回路基板１４が、コイル１３とベース部３との間に配置されない構成のモータＡもある。その場合、コイル１３の軸方向下端部を、スペーサ第２領域４２の軸方向上面と軸方向に対向させてもよい。このように配置することで、コイル１３の軸方向下端部の軸方向位置がばらついた場合や、コイル１３の軸方向長さが長い場合であっても、ステータ１の一部、ここでは、コイル１３の軸方向下端をベース貫通部３１１の内部に挿入することが可能である。このようにすることで、コイル１３とベース部３との絶縁性を保ちつつ、モータＡの軸方向の長さを短くすることができる。なお、このように、コイル１３をスペーサ第２領域４２と軸方向に対向させる場合、コイル１３をスペーサ第２領域４２と同数としてもよい。つまり、コイル１３は、第２領域４２と同数であってもよい。また、複数のコイル１３を１つのスペーサ第２領域４２と軸方向に対向させてもよい。これにより、コイル１３の全てをスペーサ第２領域４２と軸方向に対向させることが可能なため、複数のコイル１３を有するモータにおいても、モータの軸方向長さを短くできる。

また、モータＡでは、ベース貫通部３１１にスペーサ４のスペーサ第２領域４２が挿入される。そして、ベース底板部３１の上面には、スペーサ第１領域４１が接触する。さらに、スペーサ第１領域４１には、径方向外縁に円環部４１２を備えており、円環部４１２は、ベース底板部３１と接触する。すなわち、スペーサ４の径方向外縁は、全周に渡ってスペーサ第１領域４１であるこのため、スペーサ４は、ベース貫通部３１１を含むベース底板部３１の上方を覆う。これにより、水分、塵、埃等の異物が、ベース貫通部３１１を通って、基板に移動するのを抑制できる。なお、ベース貫通部３１１及びスペーサ第２領域４２は、同数備えられているとともに、各々が周方向に等間隔に配置されていてもよい。このようにすることで、全てのベース貫通部３１１からの異物の侵入を抑制できる。また、ベース貫通孔３１１を周方向等間隔に配置することによって、ベース部３の周方向のバランスが向上する。さらに、第２領域４２を周方向等間隔に配置することによって、ステータ１の少なくとも一部を第２領域４２と軸方向に対向させる際に、第２領域４２と対向するステータ１の部位を周方向等間隔に配置できるため、ステータ１をより好ましい設計にできる。

さらに、下インシュレータ１２２がステータ１とベース部３とを接続している。そのため、別途、ステータ１の位置決めのための部材を設ける場合に比べて、モータＡの軸方向の長さを短くできる。

また、モータＡの軸方向の長さを短くすることで、モータＡの小型化が可能であるとともに、シャフト２０を短くできる。そのため、シャフト２０の剛性を高めることが可能である。そして、シャフト２０の剛性を高めることで、ロータ２の回転時におけるシャフト２０の変形を小さく抑え、モータＡの回転精度を高めることができる。

＜２． 第２実施形態＞
本発明にかかるモータにおいて、回路基板Ａは、台座部３４に下方から支持されるとともに、インシュレータ第２突出部１２５によって上方から押されることによって固定される。第１実施形態では、インシュレータ第２突出部１２５の下端部の軸方向位置が、回路基板１４の台座部３４の上面と軸方向に重なる領域の軸方向の位置と同じである。これにより、台座部３４が回路基板１４の下面と接触し、インシュレータ第２突出部１２５が回路基板１４の上面と接触することによって、回路基板１４は保持される。

インシュレータ第２突出部１２５の下端部を、回路基板１４における台座部３４の上面と軸方向に重なる領域の上面よりも軸方向下方に配置してもよい。

このように配置することで、回路基板１４の径方向外縁部は、台座部３４によって上方に押されるとともに、回路基板１４の径方向中央部は、インシュレータ第２突出部１２５によって下方に押される。これにより、回路基板１４は、撓んで保持される。これにより、回路基板１４は、より確実に保持される。なお、インシュレータ第２突出部１２５と台座部３４、回路基板１４を弾性変形させている。このとき、回路基板１４に過剰な負担がかからない程度に弾性変形することが好ましい。本実施形態のモータＡでは、インシュレータ第２突出部１２５の突出量を調整することで、回路基板１４の変形量を調整して、回路基板１４を適切に弾性変形させることができる。

台座部３４が回路基板１４を上方に押し、インシュレータ第２突出部１２５が回路基板１４を下方に押す。このとき、インシュレータ第２突出部１２５は、台座部３４と周方向に異なる領域に配置されていることが好ましい。これにより、回路基板１４に作用する応力を分散させることができる。つまり、回路基板１４を適切に弾性変形させることができる。

なお、インシュレータ第２突出部１２５は、回路基板１４を上方から下方に向かって押す。そのため、インシュレータ第２突出部１２５の回路基板１４と接触する部分は、基板貫通部１４２から離れている方が好ましい。すなわち、インシュレータ第２突出部１２５は、インシュレータ延伸部１２３と周方向に異なる領域に配置されることが好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。

本発明は、例えば、ロボットを駆動するモータとして用いることができる。

１・・・ステータ、２・・・ロータ、３・・・ベース部、４・・・スペーサ、１１・・・ステータコア、１２・・・インシュレータ、１３・・・コイル、１４・・・回路基板、２０・・・シャフト、２１・・・ロータハウジング、２２・・・ロータマグネット、３１・・・ベース底板部、３２・・・ベースフランジ部、３３・・・保持筒部、３４・・・台座部、３５・・・挿入部、４１・・・第１領域、４２・・・第２領域、４３・・・スペーサフランジ部、５１・・・第１軸受、５２・・・第２軸受、１１１・・・コアバック、１１２・・・ティース、１２１・・・上インシュレータ、１２２・・・下インシュレータ、１２３・・・インシュレータ延伸部、１２４・・・インシュレータ第１突出部、１２５・・・インシュレータ第２突出部、１４１・・・基板中央孔、１４２・・・貫通部凹部、２１１・・・ロータ筒部、２１２・・・ロータ天板部、２１３・・・ロータ貫通孔、２１４・・・ロータボス部、３１１・・・ベース貫通部、３２１・・・外貫通孔、３２２・・・凸部、４１１・・・スペーサ貫通孔、４１２・・・円環部、１２２０・・・インシュレータ貫通孔、１２４１・・・延伸部傾斜面、１２４２・・・延伸部上面、Ａ・・・モータ

Claims (9)

1. 上下に延びる中心軸に沿って延びるシャフトを含み中心軸周りに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、
   中心軸と直交する方向に拡がるとともに軸方向において前記ステータの下方に配置されて前記ステータの少なくとも一部が固定されるベース部と、
   軸方向において前記ステータと前記ベース部との間に配置される電気絶縁性を有するスペーサと、を備え、
   前記ベース部は、軸方向に貫通するベース貫通部を備え、
   前記スペーサは、
   中心軸に直交する方向に拡がるスペーサ第１領域と、
   前記スペーサ第１領域から軸方向下方に凹むスペーサ第２領域と、を備え、
   前記スペーサ第２領域は、前記ベース貫通部に挿入され、
   前記ステータの少なくとも一部は、前記スペーサ第２領域の軸方向上面と軸方向に対向する、モータ。
2. 前記ベース貫通部及び前記スペーサ第２領域は、同数備えられているとともに、各々が周方向に等間隔に配置される請求項１に記載のモータ。
3. 前記ステータの軸方向下端は、軸方向において、前記スペーサ第１領域の軸方向上面の軸方向位置よりも軸方向下方に位置する請求項１又は請求項２に記載のモータ。
4. 前記ステータは、
   環状のコアバックと
   前記コアバックから径方向に延び、周方向に配列される複数のティースと、
   前記ティースの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
   前記インシュレータを介して前記ティースに導線を巻き回して形成されるコイルと、を備え、
   前記コイルの軸方向下端部は、前記スペーサ第２領域の軸方向上面と軸方向に対向する請求項１から請求項３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記コイルは、前記第２領域と同数である、請求項４に記載のモータ。
6. 前記ステータは、軸方向下端部に中心軸と直交する方向に拡がる回路基板をさらに備え、
   前記回路基板の軸方向下面は、前記スペーサ第２領域の軸方向上面と軸方向に対向する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のモータ。
7. 前記回路基板の軸方向下面には、複数の回路素子が配置され、
   前記複数の回路素子のうち、最も軸方向下方に延びる回路素子は、前記第２領域と軸方向に対向する、請求項６に記載のモータ。
8. 前記スペーサの径方向外縁は、前記回路基板の径方向外縁と、軸方向に対向する、請求項６又は請求項７に記載のモータ。
9. 前記スペーサの径方向外縁は、全周に渡って前記スペーサ第１領域である、請求項１から請求項８のいずれかに記載のモータ。

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