JP2022131742A - モータ、及び、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に大きな負荷を掛けることなく、基板とモータハウジングとを電気的に接続する。【解決手段】モータ１は、上下に延びる中心軸Ｊに沿って配置されるシャフト１１と、前記シャフトに固定されるマグネットと、を有するロータと、前記マグネットと径方向に対向して配置されるコイルを有するステータと、前記コイルと電気的に接続される基板４０と、前記ロータ及びステータの少なくとも一部を収容する金属製の第１ハウジング５０と、を有する。前記基板と前記第１ハウジングの径方向外側面とが、変形可能な導電性部材７０によって電気的に接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ、及び、電子機器に関する。

従来のモータは、モータケースと、電子基板と、エンドキャップと、を備える。モータケースは、軸方向の一方が開放されるとともに解放された側の縁の部分に切り欠き部が設けられ、内側にロータを回転自在な状態で保持する。電子基板は、切り欠き部に嵌め込まれる。エンドキャップは、電子基板を押し付けるとともにモータケースに固定され、モータケースの解放された部分を覆う。

電子基板は金属箔よりなる複数のランド部を備える。エンドキャップから軸方向に突出した複数の爪部のそれぞれが、複数のランドのそれぞれに押し付けられる。これにより、爪部をランド部に確実にズレない状態で接触させることができる（特許文献１）。

特開２０１３－９９０９４号公報

しかしながら、従来のモータにおいては、基板に大きな負荷がかかるという課題があった。

本発明は、基板に大きな負荷を掛けることなく、基板とモータハウジングとを電気的に接続することを目的とする。

本発明の例示的な実施形態に係るモータは、上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトに固定されるマグネットと、を有するロータと、前記マグネットと対向して配置されるコイルを有するステータと、前記コイルと電気的に接続される基板と、前記ロータ及びステータの少なくとも一部を収容する金属製の第１ハウジングと、を有する。前記基板と前記第１ハウジングの径方向外側面とが、変形可能な導電性部材によって電気的に接続される。

本発明のモータによれば、基板に大きな負荷を掛けることなく、基板とモータハウジングとを電気的に接続できる。

図１は、本発明の例示的な実施形態に係るモータの斜視図である。 図２は、本発明の例示的な実施形態に係るモータの縦断面図である。 図３は、図２に示す縦断面図の拡大図である。 図４は、本発明の例示的な実施形態に係る電子機器の斜視図である。

以下では、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。本明細書では、モータ１の説明に際して、中心軸Ｊと平行な方向を「軸方向」、中心軸Ｊに直交する方向を「径方向」、中心軸Ｊ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。径方向においては、中心軸Ｊに近づく方向を「径方向内方」と称し、中心軸Ｊから遠ざかる方向を「径方向外方」と称する。また、本明細書では軸方向を上下方向とし、基板４０に対してステータ２０側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。上下方向は単に説明のために用いられる名称であって、実際の姿勢や位置関係及び方向を限定しない。

また、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者が互いに９０度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態及び実質的に直交する状態を含む。つまり、「平行」、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。また、図面における各部材や部位の寸法が実際の製品における寸法と異なる場合がある。

図１は、本発明の例示的な実施形態に係るモータ１の斜視図である。図２は、本発明の例示的な実施形態に係るモータ１の縦断面図である。より詳細に述べると、図２は、図１に示すモータ１を断面Ａ－Ａで切断し、図中の矢印の方向に見た場合の縦断面図である。図３は、図２に示す縦断面図の拡大図である。すなわち、図３は、図２において破線で示す領域Ｒを拡大した図である。

図１から図３を参照して、モータ１は、ロータ１０と、ステータ２０と、基板４０と、第１ハウジング５０と、を有する。本実施形態においては、モータ１は、第２ハウジング６０をさらに有する。

ロータ１０は、シャフト１１と、マグネット１２と、を有する。シャフト１１は、上下に延びる中心軸Ｊに沿って配置される。マグネット１２は、シャフト１１に固定される。

より詳細に述べると、ロータ１０は、ロータホルダ１３をさらに有する。ロータホルダ１３は、軸方向に延びる筒状の内筒部１３１と、内筒部１３１の下端部から径方向外方に広がる底部１３２と、底部１３２の径方向外縁から上方に延びる筒状の外筒部１３３と、を有する。

内筒部１３１の径方向内側面はシャフト１１に固定される。マグネット１２は、外筒部１３３の径方向外側面に固定される。マグネット１２は、軸方向に延びる筒状である。つまり、マグネット１２は、ロータホルダ１３を介してシャフト１１に固定される。

ステータ２０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。ステータコア２１は、中心軸Ｊを囲む環状のコアバック２１１と、コアバック２１１から中心軸Ｊに近づく方向に延びるティース２１２と、を有する。ティース２１２は、周方向略等間隔に複数配置される。

インシュレータ２２は、ティース２１２の少なくとも一部を覆う。インシュレータ２２は、樹脂等の絶縁材料で構成される。コイル２３は、インシュレータ２２に導線（不図示）が巻かれることで形成される。つまり、コイル２３は、インシュレータ２２を介してティース２１２に導線が巻かれることで形成される。コイル２３の径方向内方には、マグネット１２が配置される。つまり、ステータ２０は、マグネット１２と径方向に対向して配置されるコイル２３を有する。

基板４０は、ロータ１０及びステータ２０よりも下方に配置される。基板４０は、中心軸Ｊと略直交する方向に広がる板状部の部材である。基板４０には、複数の電子部品（不図示）が配置される。基板４０の中央には軸方向に貫通する孔が構成され、シャフト１１は当該孔を貫通する。

基板４０は、コイル２３と電気的に接続される。すなわち、コイル２３を形成する導線が、基板４０と電気的に接続される。本実施形態においては、導線は、基板４０とはんだ付けされることによって、基板４０と導通する。インシュレータ２２の下端は、基板４０の上面と軸方向に接触する。つまり、インシュレータ２２の少なくとも一部は基板４０の上面と軸方向に接触する。これにより、基板４０をステータ２０に固定しつつ、基板４０を軸方向に位置決めできる。

基板４０の下面には、コネクタ４１が配置される。コネクタ４１にはリード線４２が接続される。これにより、コネクタ４１とリード線４２とを介して、基板４０が外部電源と電気的に接続される。なお、基板４０と外部電源とを電気的に接続する手段は他の方法であってもよい。

第１ハウジング５０は、基板４０よりも上方に配置される。第１ハウジング５０は、ロータ１０及びステータ２０の少なくとも一部を収容する。第１ハウジング５０は、金属製である。

本実施形態においては、第１ハウジング５０は、軸方向に延びる筒状の内筒部５１と、内筒部５１の上端部から径方向外方に広がる天部５２と、天部５２の径方向外縁から下方に延びる筒状の外筒部５３と、を有する。内筒部５１は、ロータホルダ１３の外筒部１３３よりも径方向内方に配置される。内筒部５１の径方向内方には、軸受３０が配置される。本実施形態においては、軸受３０は玉軸受である。軸受３０は、内筒部５１の径方向内側面とシャフト１１の径方向外側面とに接触している。これにより、軸受３０は、ロータ１０をステータ２０に対して中心軸Ｊ回りに回転可能に支持する。

天部５２は、マグネット１２及びステータ２０の上方に配置される。外筒部５３は、ステータ２０の径方向外方に配置される。本実施形態においては、外筒部５３の径方向内側面の少なくとも一部は、インシュレータ２２の径方向外側面及びコアバック２１１の径方向外側面と径方向に接触する。これにより、第１ハウジング５０とステータ２０とを強固に固定できる。

外筒部５３の下端は、基板４０の上面よりも上方に配置される。つまり、外筒部５３の下端は、インシュレータ２２の下端よりも上方に配置される。これにより、外筒部５３の軸方向の長さを短くできるため、第１ハウジング５０の重量を軽くできる。

基板４０の少なくとも一部は、第１ハウジング５０よりも径方向外方に配置される。つまり、基板４０の径方向内側は外筒部５３よりも径方向内方に配置され、基板４０の径方向外側は外筒部５３よりも径方向外方に配置される。

第２ハウジング６０は、第１ハウジング５０よりも下方に配置される。本実施形態においては、第２ハウジング６０は樹脂製である。第２ハウジング６０は、軸方向に延びる筒状の筒部６１と、筒部６１の下端部から径方向内方に広がる底部６２と、を有する。

第２ハウジング６０は、ロータ１０及びステータ２０の少なくとも一部を収容する。第２ハウジング６０は、基板４０よりも下方に配置される。基板４０の下面は、第２ハウジング６０と接触する。より詳細に述べると、筒部６１の上端部は、基板４０の下面と軸方向に接触する。これにより、基板４０と第２ハウジング６０とを位置決めできる。また、第２ハウジング６０が樹脂製の場合は、第２ハウジング６０と基板４０とを位置決めしつつ、電気的に絶縁できる。さらに、第２ハウジングが金属製である場合に比べて、第２ハウジング６０と基板４０とを接触させた場合に基板４０に作用する応力を低減できる。なお、本実施形態においては、基板４０は、インシュレータ２２と筒部６１とによって軸方向に固定される。

筒部６１は、係止部６１１を有する。係止部６１１は、筒部６１の上端部に構成される部位である。係合部６１１は、基板４０よりも上方に配置される。係止部６１１は、インシュレータ２２の突起２２２と係合する。これにより、ステータ２０と第２ハウジング６０とが固定される。

筒部６１の上端部には、切欠き６１２が構成される。切欠き６１２は、筒部６１の上面が下方に凹む部位である。つまり、切欠き６１２が構成される領域では、基板４０の下面と筒部６１の上面との軸方向の間隔が他の領域よりも広い。コネクタ４１は、切欠き６１２を介して筒部６１よりも径方向外方に向かって突出する。つまり、コネクタ４１の径方向内側は筒部６１よりも径方向内方に配置され、コネクタ４１の径方向外側は筒部６１よりも径方向外方に配置される。

筒部６１の径方向外側面の径方向位置は、外筒部５３の径方向外側面の径方向位置と略同一である。つまり、コネクタ４１の径方向外側は、第１ハウジング５０よりも径方向外方に配置される。本実施形態においては、モータ１は、リード線４２を有する。リード線４２は、基板４０の下面と電気的に接続される。リード線４２は、第１ハウジング５０よりも外部に引き出される。これにより、第１ハウジング５０よりも径方向外方においてリード線４２を基板４０と電気的に接続できるため、モータ１を製造する際の量産性が向上する。

底部６２の略中央には、下方に凹む凹部６２１が構成される。シャフト１１の下端は、凹部６２１の上面と軸方向に対向して配置される。これにより、モータ１の軸方向の長さが長くなることを抑制しつつ、シャフト１１を長くすることができる。よって、例えば、シャフト１１の下端部にエンコーダ信号読取り用のカップディスク（不図示）を固定できる。なお、シャフト１１には他の部材が固定されてもよいし、他の部材が固定されていなくてもよい。

導電性部材７０は、第１ハウジング５０よりも径方向外方に配置される。導電性部材７０は、塑性変形可能な部材であることが好ましい。本実施形態においては、導電性部材７０は、導電性のテープである。

導電性部材７０は、第１領域７１と、第２領域７２と、第３領域７３と、を有する。第１領域７１は、軸方向に延びる部位である。第２領域７２は、軸方向に延びる部位であり、第１領域７１よりも下方に配置される。第１領域７１の下端部と第２領域７２の上端部とは、第１領域７１の下端部から中心軸Ｊに近づく方向に延びる部位によって接続される。第３領域７３は、第２領域７２の下端部から、中心軸Ｊから遠ざかる方向に延びる部位である。第３領域７３の径方向外端は、第１領域７１の径方向外端よりも径方向外方に配置される。

第１領域７１は、第１ハウジング５０と接触する。つまり、第１領域７１の径方向内側面は、外筒部５３の径方向外側面と径方向に接触する。これにより、導電性部材７０と第１ハウジング５０とが電気的に接続する。また、第１領域７１の上端は、天部５２よりも下方に配置される。すなわち、導電性部材７０の上端７１１は、第１ハウジング５０の上端５２１よりも下方に配置される。これにより、導電性部材７０が他の部材と干渉することを抑制できる。つまり、導電性部材７０の上端７１１が天部５２よりも上方において他の部材と干渉することを抑制できる。よって、導電性部材７０が第１ハウジング５０から剥がれることを抑制できる。

第２領域７２の径方向内側面は、インシュレータ２２の径方向外側面２２１と径方向に接触する。つまり、導電性部材７０は、インシュレータ２２の径方向外側面２２１と径方向に接触している。これにより、第２領域７２とインシュレータ２２とを固定できる。よって、導電性部材７０が他の部材と干渉することを抑制できる。

第３領域７３の下面は、基板４０の上面と軸方向に接触する。すなわち、導電性部材７０は、基板４０の上面と電気的に接続される。これにより、導電性部材７０と基板４０とが電気的に接続する。

上記構成により、基板４０と第１ハウジング５０の径方向外側面とが、変形可能な導電性部材７０によって電気的に接続される。これにより、基板４０に大きな負荷を掛けることなく、基板４０と第１ハウジング５０とを電気的に接続することができる。つまり、剛体や弾性を有する部材によって基板４０と第１ハウジング５０とを接続する場合に比べて、基板４０と第１ハウジング５０とを電気的に接続する場合に、基板４０及び第１ハウジング５０に作用する応力を抑制できる。また、本実施形態においては、導電性部材７０が塑性変形可能なため、導電性部材７０を基板４０及び第１ハウジング５０に接触させて固定する作業が容易である。

第３領域７３の径方向外側における下面は、外筒部５３よりも径方向外方において、基板４０の上面と軸方向に接触する。つまり、基板４０と導電性部材７０とは、第１ハウジング５０よりも径方向外方において電気的に接続される。これにより、基板４０が第１ハウジング５０よりも径方向外方に突出している領域において、導電性部材７０と基板４０とを電気的に接続することができる。よって、導電性部材７０と基板４０とを接触させて固定する工程の組み立て性が向上する。

本実施形態においては、第３領域７３とコネクタ４１とが基板４０を介して上下に重なる。つまり、第３領域７３の少なくとも一部の周方向における位置が、コネクタ４１の周方向における位置と同じである。これにより、モータ１を径方向において小型化できる。つまり、第３領域７３の周方向位置とコネクタ４１の周方向位置とが異なる場合と比べて、上記構造により、第１ハウジング５０の径方向外側面よりも径方向外方に配置される部位の領域を狭くできる。

図４は、本発明の例示的な実施形態に係る電子機器２の斜視図である。本実施形態においては、電子機器２はプリンタである。なお、電子機器は、ロボットや扇風機等、プリンタ以外の機器であってもよい。

電子機器２は、モータ１を有する。電子機器２の筐体上部には、印刷紙Ｐを置くための上部トレイＴ１が配置される。上部トレイＴ１には印刷紙Ｐが配置され、モータ１が回転することによって印刷紙Ｐが電子機器２の内部に導かれ、電子機器２によって印刷される。印刷された印刷紙Ｐは、下部トレイＴ２に案内される。

電子機器２がモータ１を有することにより、電子機器２に搭載されるモータ１において、基板４０に大きな負荷を掛けることなく、基板４０と第１ハウジング５０とを電気的に接続できる。よって、例えば、第１ハウジング５０と電子機器２におけるグラウンド部とを電気的に接続することにより、基板４０に発生する静電気を電子機器２のグラウンド部を介してアースできる。

本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態及び変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

本発明は、例えば複合機等の電子機器に利用することができる。

Ｊ 中心軸
Ｐ 印刷紙
Ｒ 領域
１ モータ
２ 電子機器
１０ ロータ
１１ シャフト
１２ マグネット
１３ ロータホルダ
１３１ 内筒部
１３２ 底部
１３３ 外筒部
２０ ステータ
２１ ステータコア
２１１ コアバック
２１２ ティース
２２ インシュレータ
２２１ 径方向外側面
２２２ 突起
２３ コイル
３０ 軸受
４０ 基板
４１ コネクタ
４２ リード線
５０ 第１ハウジング
５１ 内筒部
５２ 天部
５２１ 上端
５３ 外筒部
６０ 第２ハウジング
６１ 筒部
６１１ 係止部
６１２ 切欠き
６２ 底部
６２１ 凹部
７０ 導電性部材
７１ 第１領域
７１１ 上端
７２ 第２領域
７３ 第３領域

Claims (8)

1. 上下に延びる中心軸に沿って配置されるシャフトと、前記シャフトに固定されるマグネットと、を有するロータと、
   前記マグネットと径方向に対向して配置されるコイルを有するステータと、
   前記コイルと電気的に接続される基板と、
   前記ロータ及びステータの少なくとも一部を収容する金属製の第１ハウジングと、
   を有し、
   前記基板と前記第１ハウジングの径方向外側面とが、変形可能な導電性部材によって電気的に接続される、モータ。
2. 前記基板の少なくとも一部は、前記第１ハウジングよりも径方向外方に配置され、
   前記基板と前記導電性部材とは、前記第１ハウジングよりも径方向外方において電気的に接続される、請求項１に記載のモータ。
3. 前記第１ハウジングは、前記基板よりも上方に配置され、
   前記導電性部材は、前記基板の上面と電気的に接続され、
   前記導電性部材の上端は、前記第１ハウジングの上端よりも下方に配置される、請求項１又は２に記載のモータ。
4. 前記ステータは、
   前記中心軸を囲む環状のコアバックと、前記コアバックから前記中心軸に近づく方向に延びるティースと、を有するステータコアと、
   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に導線が巻かれることで形成される前記コイルと、
   を有し、
   前記インシュレータの少なくとも一部は前記基板の上面と軸方向に接触する、請求項１から３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記導電性部材は、前記インシュレータの径方向外側面と径方向に接触している、請求項１から４のいずれかに記載のモータ。
6. 前記基板の下面と電気的に接続されるリード線をさらに有し、
   前記リード線は、前記第１ハウジングよりも外部に引き出される、請求項１から５のいずれかに記載のモータ。
7. 前記基板よりも下方に配置され、前記ロータ及びステータの少なくとも一部を収容する樹脂製の第２ハウジングを有し、
   前記基板の下面は、前記第２ハウジングと接触する、請求項１から６のいずれかに記載のモータ。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のモータを有する、電子機器。
   
   

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