JP2020078165A - モータ及び送風機 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板からステータコアの径方向内面へのコーティング剤の流入を抑制し、モータ軸の位置精度を向上するモータ及びそれを備えた送風機を提供する。【解決手段】静止部は、軸受ハウジングと、ステータと、回路基板６３と、を備える。回路基板は、ステータの上方に配置され、軸受ハウジングを挿入する挿入孔を有する。ステータは、ステータコアと、インシュレータと、コイルと、端子ピン５５と、を備える。端子ピンは、導線と接続され、回路基板にコーティング層６５で被覆された半田部６４を介して接続される。インシュレータは、基台部と、壁部５２ｂと、を有する。壁部は、基台部から上方に突出し、軸受ハウジングの径方向外方に配置され、挿入孔において回路基板の径方向内面に接触する。壁部は、半田部と径方向に対向し、壁部の周方向の幅が、半田部の周方向の幅よりも大きく、壁部の上端が、回路基板の上面よりも軸方向上方に位置する。【選択図】図６

Description

本発明は、モータ及び送風機に関する。

従来のモータは、特許文献１に開示されている。このモータは、ティースコア（ステータコア）と、巻線ボビン（インシュレータ）と、巻線と、プリント基板（回路基板）と、を備える。巻線ボビンは、ティースコアのティース部に嵌められる。巻線は、巻線ボビンを介してティース部に巻回され、プリント基板に接続される。

ティースコアの中央部にはモータ軸を形成するシャフトの挿通孔が、設けられる。プリント基板は、中央部にシャフトの支持部材が、挿入される挿入孔を有し、挿入孔の径方向外方において、巻線ボビンの上端部と接触する。

特開２００１−３２７１０９号公報

通常、シャフトは、支持部材に保持される軸受により支持され、支持部材はティースコアの挿通孔に圧入される。また、プリント基板上面の回路には、防湿等のためにコーティング剤が塗布される場合がある。

このとき、上記特許文献１に開示されたモータによると、コーティング剤をプリント基板へ塗布する際に、コーティング剤が挿入孔を介してティースコアの径方向内面に流入する虞がある。このため、ティースコアの径方向内面に支持部材を固定する際に、コーティング剤の付着により、シャフトの傾斜または偏心によってモータ軸の位置精度が悪化する虞がある。

本発明は、回路基板からステータコアの径方向内面へのコーティング剤の流入を抑制し、モータ軸の位置精度を向上するモータ及びそれを備えた送風機を提供することを目的とする。

本発明の例示的なモータは、静止部と、回転部と、軸受部と、を備える。回転部は、上下に延びる中心軸を中心として回転するシャフトを有する。軸受部は、静止部に対してシャフトを回転可能に支持する。静止部は、軸受ハウジングと、ステータと、回路基板と、を備える。軸受ハウジングは、軸受部を保持する筒状である。ステータは、軸受ハウジングの径方向外方に配置される。回路基板は、ステータの上方に配置され、軸受ハウジングを挿入する挿入孔を有する。ステータは、ステータコアと、インシュレータと、コイルと、端子ピンと、を備える。ステータコアは、環状のコアバックと、コアバックから径方向外方に延びて周方向に複数配置されるティースと、を有する。インシュレータは、ステータコアの少なくとも一部を覆う。コイルは、ティースの周囲にインシュレータを介して導線を巻回される。端子ピンは、導線と接続され、回路基板に形成された貫通孔を貫通して回路基板よりも上方に突出し、回路基板にコーティング層で被覆された半田部を介して接続される。インシュレータは、基台部と、壁部と、を有する。基台部は、ステータコアの上方の少なくとも一部を覆う。壁部は、基台部から上方に突出し、軸受ハウジングの径方向外方に配置され、挿入孔において回路基板の径方向内面に接触する。壁部は、半田部と径方向に対向する。壁部の周方向の幅は、半田部の周方向の幅よりも大きい。壁部の上端は、回路基板の上面よりも軸方向上方に位置する。

例示的な本発明によれば、回路基板からステータコアの径方向内面へのコーティング剤の流入を抑制し、モータ軸の位置精度を向上するモータ及び送風機を提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る送風機の分解斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るモータの縦断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るモータの静止部の斜視図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るモータのステータの斜視図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係るモータのステータの分解斜視図である。 図６は、本発明の第１実施形態に係るモータの端子ピン近傍を概略的に示す縦断面図である。 図７は、本発明の第１実施形態に係るモータの軸受ハウジングを下方から視た斜視図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係るモータの静止部の斜視図である。

以下、本願の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心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、ステータコアに対して回路基板側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。なお、上下方向は、単に説明のための用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。

また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

＜第１実施形態＞
（１．送風機の構成）
本発明の例示的な一実施形態の送風機について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る送風機１００の分解斜視図であり、図２は、送風機１００のモータ１の縦断面斜視図である。図３は、静止部４０の斜視図であり、軸受ハウジング６１が、ステータ５０に固定される前の状態を示す。

送風機１００は、モータ１及びインペラ１０を有する。インペラ１０は、上面が開口する円筒状のカップ部１１及び羽根１２を有する。カップ部１１及び羽根１２は、樹脂により一体成形される。カップ部１１は、内部に後述するロータホルダ３１を収容し、モータ１に固定される。モータ１を駆動させると、インペラ１０が、中心軸Ｃを中心として回転する。

（２．モータの構成）
モータ１は、静止部４０と、回転部３０と、軸受部８０と、を備える。回転部３０は、モータ軸を形成するシャフト３２を有する。シャフト３２は、上下に延びる中心軸Ｃを中心として回転する。軸受部８０は、静止部４０に対してシャフト３２を回転可能に支持する。

静止部４０は、軸受ハウジング６１と、ステータ５０と、回路基板６３と、を備える。軸受ハウジング６１は、軸受部８０を保持し、筒状に形成される。ステータ５０は、軸受ハウジング６１の径方向外方に配置される。回路基板６３は、ステータ５０の上方に配置され、軸受ハウジング６１を挿入、又は圧入する挿入孔６３ａを有する。

ステータ５０は、ステータコア５１と、インシュレータ５２、５３と、コイル（不図示）と、端子ピン５５と、を有する。

ステータコア５１は、環状の積層鋼板から成る。ステータコア５１は、コアバック５１ｄと、ティース５１ｅと、を有する。コアバック５１ｄは、中心軸Ｃ上に挿通孔５１ａを有する環状に形成される。ティース５１ｅは、コアバック５１ｄから径方向外方に延びて周方向に複数配置される。例えば、本実施形態のティース５１ｅの数は、６個である。

インシュレータ５２、５３は、絶縁性の樹脂成形品から成る。インシュレータ５２は、ステータコア５１の上方に配置され、インシュレータ５３は、ステータコア５１の下方に配置される。インシュレータ５２、５３は、ティース５１ｅの上面、下面及び周方向側面を覆う（図５参照）。なお、インシュレータ５２、５３の詳細な構成については後述する。

コイル（不図示）は、インシュレータ５２の上方及びインシュレータ５３の下方に導線（不図示）を巻回して形成される。インシュレータ５２、５３により、ステータコア５１と導線とは絶縁される。

端子ピン５５は、隣接するティース５１ｅ間に配置され、例えば、６箇所設けられる。端子ピン５５の下端部は、導線と接続される。端子ピン５５の上端部は、回路基板６３に形成された貫通孔６３ｂを軸方向に貫通して回路基板６３よりも上方に突出する。端子ピン５５の上端部は、回路基板６３に半田部６４を介して接続される。半田部６４は、コーティング剤によって、コーティング層６５（図６参照）で被覆される。

回路基板６３は、挿入孔６３ａと、貫通孔６３ｂと、を有する。貫通孔６３ｂは、挿入孔６３ａの径方向外方に配置され、６箇所設けられる。貫通孔６３ｂは、周方向に等間隔に配置される。

軸受ハウジング６１は、円筒状に形成され、挿入孔６３ａからステータ５０の挿通孔５１ａに圧入される。軸受ハウジング６１は、軸受部８０を内部に保持する。軸受部８０には、例えば、スリーブ軸受機構が用いられる。なお、軸受部８０は、２つの玉軸受が用いられてもよい。

回転部３０は、ロータホルダ３１、シャフト３２及びマグネット３３を備える。シャフト３２は、中心軸Ｃに沿って延びた回転軸を形成する柱状の金属部材であり、軸受ハウジング６１内に挿通されて軸受部８０により回転可能に支持される。

ロータホルダ３１は、有蓋筒状であり、内周面にマグネット３３が固定される。マグネット３３は、ステータコア５１の径方向外方に配置され、ステータ５０とマグネット３３との間でトルクが発生するため、モータ１が駆動する。

（３．インシュレータの構造）
図４は、ステータ５０の斜視図であり、導線を省いて記載する。図５は、ステータ５０の分解斜視図であり、導線及び端子ピン５５を省いて記載する。図６は、端子ピン５５近傍を概略的に示す縦断面図である。

インシュレータ５２は、基台部５２ａと、壁部５２ｂと、を有する。基台部５２ａは、上面カバー部５２ｃと、側面カバー部５２ｄと、突起部５２ｅと、端子案内部５２ｈと、を有する。基台部５２ａは、ステータコア５１の上面内縁部を避けてステータコア５１の上面と軸方向に接触する。

上面カバー部５２ｃは、周方向に複数配置されて内周端を連結され、径方向に延びる。各上面カバー部５２ｃは、各ティース５１ｅの上面と接触する。側面カバー部５２ｄは、上面カバー部５２ｃの側縁部から下方に延びてティース５１ｅの周方向側面と接触する。突起部５２ｅは、各上面カバー部５２ｃの上面外縁部から上方に突出する。突起部５２ｅの上端部は、回路基板６３の下面と接触して回路基板６３を支持する。ただし、回路基板６３は、突出部５２ｅと接触していなくてもよい。

端子案内部５２ｈは、軸方向に延びる円筒状に形成され、隣接する上面カバー部５２ｃの間に配置される。また、端子案内部５２ｈは、ティース５１ｅの径方向の内端と外端との中央部よりも径方向内側に配置される。端子案内部５２ｈは、端子ピン５５が挿通し、端子ピン５５の上端部は端子案内部５２ｈの上端部よりも軸方向上方に突出する。端子案内部５２ｈにより、端子ピン５５とステータコア５１とは絶縁される。

壁部５２ｂは、基台部５２ａの上面内縁部から上方に突出する。軸受ハウジング６１が、ステータ５０に固定された状態において、壁部５２ｂは、軸受ハウジング６１の径方向外方に配置され、回路基板６３の挿入孔６３ａにおける径方向内面と径方向に接触する。すなわち、インシュレータ５２は、ステータコア５１の上方の少なくとも一部を覆う基台部５２ａと、基台部５２ａから上方に突出し、軸受ハウジング６１の径方向外方に配され、回路基板６３の挿入孔６３ａにおける径方向内面に接触する壁部５２ｂと、を有する。

また、壁部５２ｂは、軸方向下方に窪む切欠き部５２ｇを有する。切欠き部５２ｇは周方向に等間隔で、例えば、６箇所に配置される。これにより、壁部５２ｂの上部が、周方向に６個に分割される。また、１箇所の切欠き部５２ｇ（以下、「切欠き部５２ｆ」という場合がある）は他の５箇所よりも周方向の幅が大きい。壁部５２ｂは、挿入孔６３ａに挿入され、後述する回路基板６３の基板凸部６３ｃが切欠き部５２ｆに係合する。

壁部５２ｂの上部が、周方向に複数分割されており、壁部５２ｂを径方向に撓ませる。このため、回路基板６３を、壁部５２ｂに係合する際の作業性が向上する。なお、分割された壁部５２ｂの上部が、端子ピン５５と同数であり、各壁部５２ｂの周方向の幅を十分に確保できる。

端子ピン５５を回路基板６３に半田付けした後、回路基板６３の上面は、防湿性を有するコーティング層６５で被覆される（図６参照）。このとき、半田部６４の上面もコーティング６５で被覆される。コーティング層６５は、液状のコーティング剤を塗布した後、乾燥して形成される。なお、コーティング剤は、防湿性以外に、電磁波遮断性等の他の物性を有するものを用いてもよい。

壁部５２ｂは、半田部６４と径方向に対向し、壁部５２ｂの周方向の幅が、半田部６４の周方向の幅よりも大きい。また、壁部５２ｂの上端が、回路基板６３の上面よりも軸方向上方に位置する。これにより、回路基板６３上面に液状のコーティング剤を塗布する際に、コーティング剤が、壁部５２ｂに遮られて挿入孔６３ａに流入し難い。このため、コーティング剤が、ステータコア５１の挿通孔５１ａの内周面に付着することを防止できる。従って、ステータ５０に軸受ハウジング６１を固定する際に、ステータ５０に対する軸受ハウジング６１の傾きを防止できる。さらに、軸受ハウジング６１に保持されるシャフト３２の傾斜または偏心を防止できる。すなわち、回路基板６３からステータコア５１の径方向内面へのコーティング剤の流入を抑制し、モータ１のモータ軸の位置精度を向上することができる。

なお、コーティング剤は、一定の流動性を有する。半田部６４は、回路基板６３の上面より上方に突出している。このため、半田部６４上に塗布されたコーティング剤は、半田部６４の中心から離れる方向に流れる。従って、半田部６４の周部を覆うコーティング層６５の厚みは、半田部６４の中心部を覆うコーティング層６５の厚みよりも厚い。より詳細に述べると、半田部６４の周部を覆うコーティング層６５の軸方向の厚みは、半田部６４の中心部を覆うコーティング層６５の軸方向の厚みよりも厚い。

また、回路基板６３は、挿入孔６３ａにおいて径方向内面から径方向内方に突出する基板凸部６３ｃを少なくとも１箇所有する（図３参照）。基板凸部６３ｃは、切欠き部５２ｆと径方向に嵌合し、他の切欠き部５２ｇよりも周方向の幅が大きい。これにより、回路基板６３をステータ５０に対して周方向に容易に位置決めできる。また、基板凸部６３ｃが、回路基板６３に設けられることにより、回路基板６３の面積を広くして回路パターンを形成し易くできる。

また、基板凸部６３ｃの径方向内端は、壁部５２ｂの径方向内面に対して径方向の同じ位置または外側に配置される。このため、基板凸部６３ｃの突出量が小さくなり、基板凸部６３ｃの径方向内端部が、挿通孔５１から径方向に遠ざかる。すなわち、コーティング剤の軸方向落下地点が、ステータ５０の内周面から径方向外側に離れる。これにより、コーティング剤が、ステータコア５１の内周面に付着することを抑制できる。また、基板凸部６３ｃは、切欠き部５２ｆと径方向に嵌合するため、回路基板６３をステータ５０に対して周方向に容易に位置決めできる。

また、切欠き部５２ｆの下端は、回路基板６３の下面よりも軸方向下方に位置する（図２参照）。これにより、切欠き部５２ｆの下端と基板凸部６３ｃの下面との間に軸方向に隙間が形成される。このため、基板凸部６３ｃが、切欠き部５２ｆの下面に接触することなく切欠き部５２ｆに嵌合する。したがって、インシュレータ５２と回路基板６３との間で、がたつきが発生することを防止できる。

（４．ステータと軸受ハウジングの接続構造）
図７は、軸受ハウジング６１を下方から視た斜視図である。軸受ハウジング６１は、径方向外面から径方向外方に突出した支持部６１ａ及びハウジング凸部６１ｂを有する。支持部６１ａは、例えば、６箇所設けられ、周方向に等間隔で配置される。

軸受ハウジング６１は、端子ピン５５が回路基板６３に半田付けされた状態のステータ５０（図３参照）に固定される。このとき、支持部６１ａの軸方向下面が、コアバック５１ｄの上面と軸方向に接触する。より詳細に述べると、支持部６１ａの軸方向下面が、インシュレータ５２で覆われていないコアバック５１ｄの上面内縁部と接触する（図２参照）。これにより、ステータ５０が、軸受ハウジング６１に対して軸方向に位置決めされる。

また、軸受ハウジング６１が、ステータ５０に固定された状態において、支持部６１ａの径方向外面は、壁部５２ｂの径方向内面と少なくとも一部が接触する。これにより、壁部５２ｂが支持部６１ａにより径方向に支持される。このため、壁部５２ｂが径方向内側に傾倒することが防止される。従って、壁部５２ｂの径方向外面と、回路基板６３の挿入孔６３ａの径方向内面との間に隙間が形成され難く、この隙間にコーティング剤が流入することを防止できる。

ハウジング凸部６１ｂは、隣接する支持部６１ａ間の例えば、１箇所に設けられる。また、コアバック５１ｄは、ティース５１ｅの径方向内方に位置し、コアバック５１ｄの径方向内面から径方向外方に窪むステータ凹部５１ｂを有する（図３参照）。ハウジング凸部６１ｂは、ステータ凹部５１ｂと径方向に嵌合する。これにより、ステータ５０が、軸受ハウジング６１に対して周方向に容易に位置決めされる。

なお、ステータ凹部５１ｂは、少なくとも１箇所設けられ、ティース５１ｅの径方向の延長上に配置される。具体的には、ステータ凹部５１ｂは、上面視において、ティース５１ｅの周方向の両側辺から径方向に延びる一対の延長線の内側に配置される。これにより、コアバック５１ｄ上の周方向に形成される磁路が、ステータ凹部５１ｂによって狭まることを低減できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は第２実施形態の静止部４０の斜視図であり、軸受ハウジング６１が、ステータ５０に固定される前の状態を示す。説明の便宜上、前述の図１〜図７に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付す。第２実施形態では切欠き部５２ｆの代わりにインシュレータ凹部５２ｉが設けられる。

インシュレータ凹部５２ｉは、壁部５２ｂの径方向外面に形成され、径方向内方に窪む。基板凸部６３ｃが、インシュレータ凹部５２ｉに嵌合した際に、基板凸部６３ｃの径方向内端部は、壁部５２ｂと径方向に対向する。これにより、基板凸部６３ｃの上面から挿通孔５１ａにコーティング剤が流入することを防止できる。

（５．その他）
上記実施形態は、本発明の例示にすぎない。実施形態の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されてもよい。また、実施形態は、可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

本発明のモータは、例えば、車載用の冷却用送風機に利用することができる。

１ モータ
１０ インペラ
１１ カップ部
１２ 羽根
３０ 回転部
３１ ロータホルダ
３２ シャフト
３２ｃ 下面カバー部
３３ マグネット
４０ 静止部
５０ ステータ
５１ ステータコア
５１ａ 挿通孔
５１ｂ ステータ凹部
５１ｄ コアバック
５１ｅ ティース
５２、５３ インシュレータ
５２ａ 基台部
５２ｂ 壁部
５２ｃ 上面カバー部
５２ｄ 側面カバー部
５２ｅ 突起部
５２ｆ 切欠き部
５２ｇ 切込み部
５２ｈ 端子案内部
５２ｉ インシュレータ凹部
５５ 端子ピン
６１ 軸受ハウジング
６１ａ 支持部
６１ｂ ハウジング凸部
６３ 回路基板
６３ａ 挿入孔
６３ｂ 貫通孔
６３ｃ 基板凸部
６４ 半田部
６５ コーティング層
８０ 軸受部
１００ 送風機
Ｃ 中心軸

Claims (12)

1. 静止部と、
   上下に延びる中心軸を中心として回転するシャフトを有する回転部と、
   前記静止部に対して前記シャフトを回転可能に支持する軸受部と、
   を備え、
   前記静止部は、
   前記軸受部を保持する筒状の軸受ハウジングと、
   前記軸受ハウジングの径方向外方に配置されるステータと、
   前記ステータの上方に配置され、前記軸受ハウジングを挿入する挿入孔を有する回路基板と、
   を備え、
   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外方に延びて周方向に複数配置されるティースと、を有するステータコアと、
   前記ステータコアの少なくとも一部を覆うインシュレータと、
   前記ティースの周囲に前記インシュレータを介して導線を巻回したコイルと、
   前記導線と接続され、前記回路基板に形成された貫通孔を貫通して前記回路基板よりも上方に突出し、前記回路基板にコーティング層で被覆された半田部を介して接続される端子ピンと、
   を備え、
   前記インシュレータは、
   前記ステータコアの上方の少なくとも一部を覆う基台部と、
   前記基台部から上方に突出し、前記軸受ハウジングの径方向外方に配置され、前記挿入孔において前記回路基板の径方向内面に接触する壁部と、
   を有し、
   前記壁部は、前記半田部と径方向に対向し、
   前記壁部の周方向の幅が、前記半田部の周方向の幅よりも大きく、
   前記壁部の上端が、前記回路基板の上面よりも軸方向上方に位置する、モータ。
2. 前記回路基板は、前記挿入孔において径方向内面から径方向内方に突出する基板凸部を有し、
   前記壁部は、軸方向下方に窪む切欠き部を有し、
   前記基板凸部は、前記切欠き部と嵌合する、請求項１に記載のモータ。
3. 前記基板凸部の径方向内端は、前記壁部の径方向内面に対して径方向の同じ位置又は径方向外方に配置される、請求項２に記載のモータ。
4. 前記切欠き部の下端は、前記回路基板の下面よりも軸方向下方に位置する、請求項３に記載のモータ。
5. 前記回路基板は、前記挿入孔において径方向内面から径方向内方に突出する基板凸部を有し、
   前記壁部は、径方向外面に形成され、径方向内方に窪むインシュレータ凹部を有し、
   前記基板凸部は、前記インシュレータ凹部と嵌合する、請求項１に記載のモータ。
6. 前記半田部の周部を覆う前記コーティング層の軸方向の厚みは、前記半田部の中心部を覆う前記コーティング層の軸方向の厚みよりも厚い、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のモータ。
7. 前記軸受ハウジングは、径方向外面から径方向外方に突出した支持部を有し、
   前記支持部の軸方向下面は、前記コアバックの上面と軸方向に接触する、請求項１〜請求項６のいずれかに記載のモータ。
8. 前記支持部の径方向外面は、前記壁部の径方向内面と接触する、請求項７に記載のモータ。
9. 前記軸受ハウジングは、径方向外面から径方向外方に突出するハウジング凸部を有し、
   前記コアバックは、前記ティースの径方向内方に位置し、前記コアバックの径方向内面から径方向外方に窪むステータ凹部を有し、
   前記ハウジング凸部は、前記ステータ凹部と嵌合する、請求項１〜請求項８のいずれかに記載のモータ。
10. 前記壁部の上部が、前記端子ピンと同数で周方向に分割される、請求項１〜請求項９のいずれかに記載のモータ。
11. 前記端子ピンは、隣接する前記ティース間に配置される、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のモータ。
12. 請求項１〜請求項１１のいずれかに記載のモータと、前記シャフトに固定されて中心軸周りに回転するインペラと、を備える送風機。

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