(57)【要約】      （修正有）【課題】ロータ部の浮き上がりを防止する。【解決手段】モータは、ステータ部と、ロータ部と、軸受機構とを備え、前記ロータ部が、中心軸を中心とする略円筒状の部位を有するロータホルダと、略円筒状の部位の内側に取り付けられた界磁用磁石とを備え、前記ステータ部が、ステータと、ステータが固定されるベース部と、磁性部材とを備え、前記磁性部材が、ステータのインシュレータの下端部に中央の穴部が嵌合される略環状であり、前記磁性部材が、界磁用磁石とベース部との間において中心軸を中心とする径方向外方へと広がる平板部と、インシュレータの下端部に外接しつつ中心軸を中心として前記磁性部材がインシュレータに対して相対的に回転されることにより、下端部と係合して中心軸に垂直な方向および中心軸に平行な方向における磁性部材の位置を固定する係合部とを備えている。【選択図】図２３
2010187501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式のモータであって、
ステータ部と、
中心軸を中心として回転する有蓋円筒状のロータ部と、
前記ステータ部に対して前記ロータ部を回転可能に支持する軸受機構と、
を備え、
前記ロータ部が、
前記中心軸を中心とする略円筒状の部位を有するロータホルダと、
前記略円筒状の部位の内側に取り付けられた界磁用磁石と、
を備え、
前記ステータ部が、
前記ロータホルダの内側に配置され、前記界磁用磁石と前記中心軸に垂直な方向に対向しつつ前記界磁用磁石との間でトルクを発生するステータと、
前記ステータの下側に位置し、前記ステータが直接または間接的に固定されるベース部と、
前記界磁用磁石と前記ベース部との間に位置し、前記界磁用磁石との間に磁気的吸引力を発生する磁性部材と、
を備え、
前記磁性部材が、前記ステータのインシュレータの下端部に中央の穴部が嵌合される略環状であり、
前記磁性部材が、
前記界磁用磁石と前記ベース部との間において前記中心軸を中心とする径方向外方へと広がる平板部と、
前記インシュレータの前記下端部に外接しつつ前記中心軸を中心として前記磁性部材が前記インシュレータに対して相対的に回転されることにより、前記下端部と係合して前記中心軸に垂直な方向および前記中心軸に平行な方向における前記磁性部材の位置を固定する係合部と、
を備えることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータであって、
前記磁性部材が、前記平板部の内周から上方に突出するとともに前記インシュレータの前記下端部に外接する円筒部をさらに備えることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータであって、
前記インシュレータの前記下端部が、前記インシュレータの外周部から下方に突出する複数の突起部を含み、前記磁性部材の前記穴部が前記複数の突起部に外接することを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のモータであって、
前記平板部と前記ベース部との間において前記複数の突起部に取り付けられる回路基板をさらに備えることを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のモータであって、
前記回路基板を前記中心軸を中心として回転することにより、前記回路基板が前記複数の突起部と係合して前記中心軸に垂直な方向および前記中心軸に平行な方向における前記回路基板の位置が固定されることを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のモータであって、
前記インシュレータを前記磁性部材に取り付ける際の前記インシュレータに対する前記中心軸を中心とする前記磁性部材の周方向の向きが１つのみであることを特徴とするモータ。
【請求項７】
送風ファンであって、
請求項１ないし６のいずれかに記載のモータと、
前記ロータ部から前記径方向外方へと突出し、前記中心軸を中心として回転することによりエアの流れを発生する複数の翼と、
を備えることを特徴とする送風ファン。
【請求項８】
モータのステータ部の組立方法であって、
ステータのインシュレータの下端部に、中心軸を中心とする径方向外方へと広がる平板部を有する略環状の磁性部材の中央の穴部を嵌合させる工程と、
前記インシュレータの前記下端部に外接しつつ前記中心軸を中心として前記磁性部材を前記インシュレータに対して相対的に回転することにより、前記磁性部材の係合部を前記下端部に係合させて前記中心軸に垂直な方向および前記中心軸に平行な方向における前記磁性部材の位置を固定する工程と、
前記インシュレータの前記下端部の前記磁性部材よりも先端側の位置に回路基板を取り付ける工程と、
を備えることを特徴とするステータ部の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式のモータおよびそれを用いた送風ファンに関し、並びに、モータのステータ部の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、送風ファンのモータにおいて、磁気的吸引力を利用してロータ部をステータ部に引きつける構造を有するものがある。このような構造により、モータの回転時にロータ部およびインペラが、ステータ部に対して浮き上がることが防止される。
【０００３】
特開２００３−４７２２２号公報に開示されるモータは、ロータマグネットに対して磁気的吸引力を発生する環状のスラストワッシャを備える。スラストワッシャは、ステータのインシュレータとインシュレータの下方に位置する回路基板との間に配置される。スラストワッシャの内周には、一定の間隔で内方に突出する複数対の突部が設けられる。インシュレータには、回路基板に向かって伸びる複数の延出片が設けられ、延出片の外側面には周方向に横断する凹溝が形成される。
【０００４】
スラストワッシャがモータに固定される際には、インシュレータの延出片が、モータの軸に沿ってスラストワッシャの一対の突部の間に挿入される。延出片の凹溝内に、スラストワッシャの内周縁が位置することにより、スラストワッシャが周方向および軸方向へ移動することが防止される。
【０００５】
特許第４００５６７０号公報に開示される軸流ファンモータでは、シャフトが挿入されるブッシュの外周に環状の回路基板が取り付けられる。回路基板の上側（ロータ側）には、ロータの永久磁石を磁気的に吸引する略環状の吸引部材が取り付けられる。吸引部材上には、外周から上方に突出する４つの直立部を有するステータヨークがさらに設けられる。直立部がロータの永久磁石の下部と中心軸に垂直な方向において対向することにより、永久磁石がステータヨークにも磁気的に吸引されてロータの回転が安定して行われる。
【０００６】
米国特許第７２２１０６９号明細書に開示されるモータの略環状のバランシング部では、バランシング部の環状の部位が、シャフトが挿入されるベースの筒状部の周囲に固定される。当該環状の部位の外周からロータ側に伸びる４つの磁性面が、ロータの環状の磁石に径方向において対向する。
【０００７】
米国特許第６０９７１２０号明細書に開示されるモータでは、中央に開口を有するバランシングシートが、ステータのロータとは反対側に設けられる筒状部の周囲に取り付けられ、中心軸に平行な方向においてバランシングシートとロータの永久磁石とが対向する。
【特許文献１】特開２００３−４７２２２号公報
【特許文献２】特許第４００５６７０号公報
【特許文献３】米国特許第７２２１０６９号明細書
【特許文献４】米国特許第６０９７１２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、９０ｍｍ角等の大型のファンや回転速度の高いファンでは、小型または回転速度の低いファンに比べて、ステータ部に対するロータ部の浮き上がりを防止するために、磁性部材と界磁用磁石との磁気的吸引力を強くする必要がある。
【０００９】
しかし、特許第４００５６７０号公報および米国特許第６０９７１２０号明細書に示されるモータの構造では、磁性部材を界磁用磁石に十分に近づけるには、構造が複雑になったり、ステータの設計の自由度が低下してしまう。米国特許第７２２１０６９号明細書に示される磁性部材では、界磁用磁石が中心軸に垂直な方向のみに対向することから、十分な磁気的吸引力を確保することができない。
【００１０】
特開２００３−４７２２２号公報に示されるように、インシュレータが、モータの軸に沿って環状のスラストワッシャの内側に挿入され、インシュレータとスラストワッシャとが固定される。この場合は、スラストワッシャに過度の応力が発生して、スラストワッシャが変形する虞がある。
【００１１】
本発明は、略環状の磁性部材の変形を抑えつつ、磁性部材をインシュレータに容易に固定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の側面では、電動式のモータは、ステータ部と、中心軸を中心として回転する有蓋円筒状のロータ部と、前記ステータ部に対して前記ロータ部を回転可能に支持する軸受機構とを備え、前記ロータ部が、前記中心軸を中心とする略円筒状の部位を有するロータホルダと、前記略円筒状の部位の内側に取り付けられた界磁用磁石とを備え、前記ステータ部が、前記ロータホルダの内側に配置され、前記界磁用磁石と前記中心軸に垂直な方向に対向しつつ前記界磁用磁石との間でトルクを発生するステータと、前記ステータの下側に位置し、前記ステータが直接または間接的に固定されるベース部と、前記界磁用磁石と前記ベース部との間に位置し、前記界磁用磁石との間に磁気的吸引力を発生する磁性部材とを備え、前記磁性部材が、前記ステータのインシュレータの下端部に中央の穴部が嵌合される略環状であり、前記磁性部材が、前記界磁用磁石と前記ベース部との間において前記中心軸を中心とする径方向外方へと広がる平板部と、前記インシュレータの前記下端部に外接しつつ前記中心軸を中心として前記磁性部材が前記インシュレータに対して相対的に回転されることにより、前記下端部と係合して前記中心軸に垂直な方向および前記中心軸に平行な方向における前記磁性部材の位置を固定する係合部とを備える。
【００１３】
本発明の第２の側面では、モータのステータ部の組立方法は、ステータのインシュレータの下端部に、中心軸を中心とする径方向外方へと広がる平板部を有する略環状の磁性部材の中央の穴部を嵌合させる工程と、前記インシュレータの前記下端部に外接しつつ前記中心軸を中心として前記磁性部材を前記インシュレータに対して相対的に回転することにより、前記磁性部材の係合部を前記下端部に係合させて前記中心軸に垂直な方向および前記中心軸に平行な方向における前記磁性部材の位置を固定する工程と、前記インシュレータの前記下端部の前記磁性部材よりも先端側の位置に回路基板を取り付ける工程とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、磁性部材を回転させてインシュレータに固定することにより、磁性部材をインシュレータの中心軸に平行移動させてインシュレータに固定する場合に比べて、磁性部材の変形を抑えつつ固定作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、軸流ファンの縦断面図である。
【図２】図２は、下部インシュレータの平面図である。
【図３】図３は、下部インシュレータの底面図である。
【図４】図４は、下部インシュレータの係合突起を径方向外側から示す図である。
【図５】図５は、下部インシュレータの円筒部の縦断面図である。
【図６】図６は、円筒部の縦断面図である。
【図７】図７は、円筒部の横断面図である。
【図８】図８は、下部インシュレータの突起部を径方向外側から示す図である。
【図９】図９は、突起部の縦断面図である。
【図１０】図１０は、突起部の縦断面図である。
【図１１】図１１は、磁性部材の平面図である。
【図１２】図１２は、磁性部材の正面図である。
【図１３】図１３は、下部インシュレータおよび磁性部材の平面図である。
【図１４】図１４は、下部インシュレータおよび磁性部材の底面図である。
【図１５】図１５は、突起部および磁性部材の縦断面図である。
【図１６】図１６は、突起部および磁性部材の係合部の底面図である。
【図１７】図１７は、回路基板の底面図である。
【図１８】図１８は、回路基板の第２穴部の底面図である。
【図１９】図１９は、下部インシュレータに取り付けられた状態の回路基板の底面図である。
【図２０】図２０は、回路基板の第１穴部および下部インシュレータの円筒部の底面図である。
【図２１】図２１は、第２穴部および突起部の底面図である。
【図２２】図２２は、モータの組み立ての流れを示す図である。
【図２３】図２３は、回路基板および下部インシュレータの底面図である。
【図２４】図２４は、磁性部材および突起部を径方向外側から示す図である。
【図２５】図２５は、磁性部材および突起部を径方向外側から示す図である。
【図２６】図２６は、第１穴部および円筒部の底面図である。
【図２７】図２７は、第２穴部および突起部の底面図である。
【図２８】図２８は、ステータがスリーブハウジングに取り付けられる様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る送風ファンである軸流ファン１の縦断面図である。軸流ファン１は、電動式の単相モータ１２（以下、「モータ１２」という）、モータ１２のロータ部１２１に固定された複数の翼１１、モータ１２の外周を囲むハウジング１３、および、モータ１２を支持する複数の支持リブ１４を備える。ハウジング１３は支持リブ１４により、モータ１２に接続される。図１では、図示の都合上、翼１１および支持リブ１４の概略形状を、中心軸Ｊ１の左右に示している。
【００１７】
モータ１２は、回転組立体であるロータ部１２１、固定組立体であるステータ部１２２、および、軸受機構１２３を備える。軸受機構１２３は、ステータ部１２２の中央に位置して、ステータ部１２２に対してロータ部１２１を回転可能に支持する。中心軸Ｊ１に沿ってロータ部１２１が、ステータ部１２２に対して上側に位置する。
【００１８】
以下の説明では、中心軸Ｊ１方向において、図１中の上側を単に「上側」と呼び、図１中の下側を単に「下側」と呼ぶ。「上側」および「下側」という表現は、必ずしも重力方向に対する上側および下側と一致する必要はない。
【００１９】
ロータ部１２１は、有蓋略円筒状のロータホルダ１２１１、金属製のヨーク１２１２、略円筒状の界磁用磁石１２１３、および、シャフト１２１４を備える。金属製のヨーク１２１２は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状をしている。略円筒状の界磁用磁石１２１３は、ヨーク１２１２を介してロータホルダ１２１１の内側に取り付けられる。シャフト１２１４は、ロータホルダ１２１１の蓋部１２１１ａの中央から下方に突出する。ロータホルダ１２１１の外周からは、複数の翼１１が径方向外方へと突出している。
【００２０】
ステータ部１２２は、略環状のベース部１２２１、電機子１２２２、略環状の回路基板１２２３、および、略環状の磁性部材１２２４を備える。略環状のベース部１２２１には、中央の開口にスリーブ部１２３が取り付けられる。電機子１２２２は、スリーブ部１２３の外側面に取り付けられる。略環状の回路基板１２２３は、電機子１２２２の下側に配置される。略環状の磁性部材１２２４は、ロータ部１２１の界磁用磁石１２１３と回路基板１２２３との間に位置する。ベース部１２２１は、電機子１２２２のロータホルダ１２１１の蓋部１２１１ａとは、中心軸Ｊ１方向において反対側に位置する。そして、スリーブ部１２３を介して電機子１２２２が、ベース部１２２１に間接的に固定される。
【００２１】
ステータ１２２１は、ステータコア４１、上部インシュレータ４２および下部インシュレータ４３、並びに、コイル４４を備える。ステータコア４１は、薄板状の珪素鋼板が積層されて形成される。上部インシュレータ４２および下部インシュレータ４３は、ステータコア４１の上部および下部を覆う。コイル４４は、上部インシュレータ４２および下部インシュレータ４３の上から導電線が巻回されて形成される。
【００２２】
ステータ１２２１はロータホルダ１２１１の内側に配置されて、界磁用磁石１２１３と中心軸Ｊ１に垂直な方向に対向する。ステータ１２２１は回路基板３を介して、外部電源（不図示）から電流が供給される。これにより、ステータ１２２１と界磁用磁石１２１３との間で、中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。
【００２３】
軸受機構１２３は、スリーブ１２３１、スリーブハウジング１２３２、スラストプレート１２３３、および、シャフト１２３４を備える。スリーブ１２３１は、潤滑油が含浸された略円筒状をしている。スリーブハウジング１２３２は、スリーブ１２３１の外側面および下部を覆う有底略円筒状をしている。スラストプレート１２３３は、スリーブハウジング１２３２の内底面上に配置される。シャフト１２３４は、スリーブ１２３１内に配置される。潤滑油は、スリーブハウジング１２３２により保持される。軸受機構１２３では、シャフト１２３４の下端がスラストプレート１２３３に当接し、シャフト１２３４の上端がロータホルダ１２１１の蓋部１２１１ｂの中央に接続される。
【００２４】
モータ１２では、ロータ部１２１および翼１１が、軸受機構１２３を介してステータ部１２２に対して中心軸Ｊ１を中心に回転される。これにより、図１中の上側から下側に向かって、中心軸Ｊ１に沿うエアの流れが発生する。
【００２５】
軸流ファン１では、モータ１２の回転時においても、磁性部材２と界磁用磁石１２１３との間で発生する磁気的吸引力により、シャフト１２３４の下端がスラストプレート１２３３に当接する状態が維持される。そして、中心軸Ｊ１方向における、ステータ部１２２とロータ部１２１との相対位置が固定される。
【００２６】
ところで、シャフト１２１４が上下方向に移動すると、シャフト１２１４とスリーブ１２３１との間で、過度の接触が発生する。この接触により騒音や損傷が起こる。
しかし、以上のような構成とすることにより、モータ１２を安定して回転させることができるとともに、過度の接触が回避されて、騒音や損傷を防止できる。
【００２７】
図２は、下部インシュレータ４３の平面図であり、ステータコア４１の輪郭を二点鎖線にて示している。図３は、下部インシュレータ４３の底面図である。図２に示すように、ステータコア４１は円筒状の中央部４１１、および、Ｔ字状の４つの磁極歯４１２を備える。Ｔ字状の４つの磁極歯４１２は、中央部４１１の外周から径方向外方に伸びており、外側の端部が周方向の両側に広がっている。中心軸Ｊ１を中心とする径方向を、以下「径方向」という。
【００２８】
図１ないし図３に示すように、下部インシュレータ４３は、中心軸Ｊ１を中心として下方に突出する円筒部４３１、および、磁極歯４１２（図２参照）を覆う４つの磁極歯被覆部４３２を備える。図３に示すように円筒部４３１は、下端部４３１１の外側面から外側に突出して、回路基板３（図１参照）に係合する２つの係合突起５を有する。図１および図３に示すように、４つの磁極歯被覆部４３２は、磁極歯被覆部４３２の先端、すなわち下部インシュレータ４３の外周部から下方に向かって突出する４つの突起部６を有する。
以下の説明では、円筒部４３１および突起部６をまとめて、下部インシュレータ４３の「下端部４３０」と呼ぶ。図２に示すように、磁極歯４１２は、磁極歯被覆部４３２よりも径方向外方に僅かに突出する。
【００２９】
図４は円筒部４３１の係合突起５を径方向外側から示す図であり、図５ないし図７は図４中の矢印Ａないし矢印Ｃの位置における円筒部４３１の断面図である。図５に示すように、円筒部４３１の下端部４３１１では係合突起５を除いて、ほぼ全周に亘って径方向内方に向かって窪む段差部４３１２が形成される。
【００３０】
以下の説明では、段差部４３１２の法線が下方を向く面を「下面４３１２ａ」という。図４、図６および図７に示すように、係合突起５の上側には、段差部４３１２（図６では破線にて示している）は設けられておらず、係合突起５の真上に位置する部位５１は、段差部４３１２よりも上側の部位の外側面と面一となっている。
【００３１】
図３に示すように、下部インシュレータ４３の突起部６は、中央に位置する中央突起６１、および、中央突起６１の中心軸Ｊ１を中心とする周方向（以下、「周方向」という）における両側に広がる２つの突起周辺部６３を備える。図３における左側、右側および下側の３つの突起部６では、中央突起６１は下方に伸びる棒状の中央先端部６２を有する。
【００３２】
図８は、図３における右側の突起部６を径方向外側から示す図である。中央突起６１は、突起周辺部６３よりも下方に突出する。２つの突起周辺部６３の間には、中央突起６１の上側から上方に向かって伸びる溝部６４が形成される。
【００３３】
図９は、図８における矢印Ｄの位置にて中央突起６１を切断した断面図であり、奥側の形状の一部も示している。中央突起６１では、中央先端部６２の下部６２２の径方向外側の面（図９における左側の面）は、上方に向かう程径方向外方に広がるように傾斜する傾斜面となっている。図８に示す中央先端部６２の上部６２１の左半分および右半分はそれぞれ、図９に示すように、径方向外方に突出する凸部６２１１、および、下部６２２の径方向外側の面の上端よりも径方向内方に窪む凹部６２１２となっている。
【００３４】
図１０は、図８に示す中央突起６１の左側の側端部６１１、および、左側の突起周辺部６３を矢印Ｅの位置にて切断した断面図であり、奥側の形状の一部も示している。中央突起６１の側端部６１１は、突起周辺部６３よりも径方向内方に位置し、中央先端部６２および中央先端部６２の周囲の部位６１２よりも径方向内方に位置する。部位６１２は、中央先端部６２と側端部６１１との間に位置する。
【００３５】
これにより、図８に示すように、中央先端部６２の周囲の部位６１２と突起周辺部６３との間には、溝部６４から図８の左側に向かって周方向に伸びる切欠状の部位（以下、「切欠部６４１」という）が形成される。
【００３６】
図１１は磁性部材２の平面図であり、図１２は磁性部材２の正面図である。図１１および図１２に示すように、磁性部材２は、径方向外方へと広がる環状の平板部２１、および、平板部２１の内周から上方に向かって中心軸Ｊ１に平行に突出する４つの突出部２２１を備える。磁性部材２はプレス加工により形成されるとよい。各突出部２２１は、周方向に一定の間隔で配置された円筒面の一部となっており、４つの突出部２２１により略円筒状の円筒部２２が形成される。図１１に示すように、平板部２１は、互いに隣接する突出部２２１の間から径方向内方に伸びる４つの部位２１２を有する。部位２１２が、下部インシュレータ４３の突起部６（図８参照）と、中心軸Ｊ１に垂直な方向および平行な方向において係合する。その結果、磁性部材２が下部インシュレータ４３に固定される。以下、部位２１２を「係合部２１２」と呼ぶ。磁性部材２では、図１１における左上の突出部２２１の一部が上端から下端まで切除されるとともに、平板部２１の内側の一部が切り欠かれて切欠部２１１が形成される。
【００３７】
図１１における左側、右側および上側の３つの係合部２１２には、図１１および図１２に示すように、下方に僅かに突出する微小凸部２１２１が設けられる。図１１に示すように、係合部２１２の周方向における一方の側端部の内側の部位２１２２は、他の部位よりも径方向内方に突出する。以下、この突出部を「内方先端部２１２２」という。
【００３８】
下側の係合部２１２は、微小凸部２１２１が省略される点を除いて、他の３つの係合部２１２とほぼ同形状であり、他の部位よりも径方向内方に突出する内方先端部２１２２が同様に設けられる。ただし、下側の係合部２１２の内方先端部２１２２を除く部位では、他の３つの係合部２１２よりも径方向の幅が小さく設定される。
【００３９】
磁性部材２が図３の下部インシュレータ４３に取り付けられた状態では、図１１に示す磁性部材２の円筒部２２および平板部２１の内周のエッジ部により、中央の穴部２３が形成される。この穴部２３内に、下部インシュレータ４３の下端部４３０、すなわち、円筒部４３１および突起部６が配置される。
【００４０】
図１３および図１４は、磁性部材２が取り付けられた状態の下部インシュレータ４３を示す平面図および底面図である。図１４に示すように、磁性部材２の係合部２１２では、内方先端部２１２２が突起部６の一方の突起周辺部６３の下方に位置する。図１３に示すように、内方先端部２１２２（破線）を除く部位は、下部インシュレータ４３の切欠部６４１（図８参照）を通過して、溝部６４内に配置される。溝部６４は、図１４に示す中央突起６１の上方にある。これにより、磁性部材２の下部インシュレータ４３に対する中心軸Ｊ１に平行な方向における位置が固定される。
【００４１】
図１５は、図１４の矢印Ｆの位置にて、下部インシュレータ４３の突起周辺部６３および磁性部材２を切断した断面図である。図１５に示すように、突出部２２１は突起周辺部６３に外接する。すなわち、図１４に示す磁性部材２の穴部２３が、下部インシュレータ４３の突起部６に外接する。これにより、磁性部材２の中心軸Ｊ１に垂直な方向における平行移動が防止される。なお、平板部２１の一部も中央突起６１に外接している。
【００４２】
図１６は、図１４に示す下部インシュレータ４３の右側の中央突起６１の近傍を拡大して示す図である。磁性部材２では、微小凸部２１２１が中央先端部６２の凹部６２１２内に位置して凸部６２１１と周方向において当接する。係合部２１２の内方先端部２１２２が、中央突起６１の一方の側端部６１１（図８における左側の側端部６１１）に周方向において当接する。これにより、磁性部材２の下部インシュレータ４３に対する周方向の移動が防止される。以下の説明では、中央突起６１の側端部６１１を「当接側部６１１」という。
【００４３】
以上のように、図１４に示す磁性部材２では、係合部２１２により中心軸Ｊ１に垂直な方向における平行移動および周方向の移動が防止される。このため、磁性部材２の下部インシュレータ４３に対する中心軸Ｊ１に垂直な方向における位置が固定される。図１に示すように、磁性部材２の突出部２２１は、界磁用磁石１２１３の下部と中心軸Ｊ１に垂直な方向に対向する。平板部２１は、界磁用磁石１２１３とベース部１２２２との間に位置して、界磁用磁石１２１３の下部と中心軸Ｊ１に平行な方向に対向する。モータ１２では、ベース部等に磁性部材が固定される構造のモータに比べて、磁性部材２と界磁用磁石１２１３との間の距離が小さくなり、磁気的吸引力が向上する。また、図１１に示す切欠部２１１は、図１に示す回路基板３上のホール素子（図示省略）と中心軸Ｊ１に平行な方向に重なるように位置する。これにより、磁性部材２の影響を受けることなく、ホール素子により界磁用磁石１２１３の回転位置が精度よく検出される。
【００４４】
次に、回路基板３と下部インシュレータ４３との係合構造について説明する。図１７は回路基板３の底面図であり、回路基板３の板状本体のみを示して板状本体に実装される電子部品の図示を省略している。以下の他の図においても同様である。回路基板３は、中央の第１穴部３１、および、第１穴部３１の周囲にて、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に一定の間隔にて設けられる３つの第２穴部３２を備える。第１穴部３１は、外側に広がる２つの切欠部３１１を有する。切欠部３１１は、下部インシュレータ４３の円筒部４３１の係合突起５（図３参照）におよそ対応する位置に形成される。また、第２穴部３２は、周方向に沿って伸びる長穴状となっている。
【００４５】
第１穴部３１の２つの切欠部３１１はそれぞれ、周方向に沿って主切欠部３１１１および主切欠部３１１１よりも径方向の奥行きの小さい補助切欠部３１１２を有する。主切欠部３１１１の径方向の奥行きおよび周方向の幅は、図３に示す係合突起５の径方向の幅および周方向の幅よりも大きく設定される。また、補助切欠部３１１２の径方向の奥行きおよび周方向の幅は、係合突起５の径方向の幅および周方向の幅よりも小さく設定される。さらに、補助切欠部３１１２の径方向の奥行きは、図４、図６および図７に示す係合突起５の真上に位置する部位５１の径方向の幅よりも大きく設定される。
【００４６】
図１８は図１７に示す右側の第２穴部３２を拡大して示す図であり、第２穴部３２の周囲の部位に平行斜線を付している。第２穴部３２の径方向内側のエッジ（図１８中の左側のエッジ）は、中心軸Ｊ１（図１７参照）を中心とする円弧状である。第２穴部３２の径方向外側の一部には、突起３２１が形成されて、第２穴部３２の径方向の幅が部分的に狭められる。図１８の他の第２穴部３２においても同様である。
【００４７】
以下の説明では、突起３２１よりも図１８における下側に位置し、周方向に沿って径方向の幅が広い部位を「幅広部３２２」という。幅広部３２２よりも径方向の幅が狭い突起３２１近傍の部位と、突起３２１よりも上側の部位とをまとめて、「幅狭部３２３」という。
【００４８】
幅広部３２２の径方向の幅および周方向の幅は、図３に示す下部インシュレータ４３の突起部６の中央先端部６２の径方向および周方向の幅よりも大きく設定される。また、幅狭部３２３の突起３２１よりも上側の部位の径方向の幅は、中央先端部６２の径方向の幅よりも大きく設定され、周方向の幅は中央先端部６２の周方向の幅よりも小さく設定される。
【００４９】
図１９は、下部インシュレータ４３に回路基板３が取り付けられた状態を示す図であり、磁性部材２、並びに、ステータコア４１およびコイル４４の図示を省略している。第１穴部３１には、下部インシュレータ４３の円筒部４３１が内接する。これにより、回路基板３が、中心軸Ｊ１に垂直な方向に平行移動することが防止される。また、第２穴部３２の幅狭部３２３の内側には、突起部６の中央先端部６２が位置する。
【００５０】
図２０は、図１９の第１穴部３１の上側の切欠部３１１を拡大して示す図である。第１穴部３１では、回路基板３の下面にて円筒部４３１の係合突起５が、補助切欠部３１１２（破線）の径方向外側のエッジ部３１１３に、中心軸Ｊ１（図１９参照）に平行な方向において係合する。切欠部３１１を除く、内周のエッジ部の上面（図２０とは反対側の面）が、円筒部４３１の段差部４３１２の下面４３１２ａに当接する。これにより、中心軸Ｊ１に平行な方向における回路基板３の位置が固定される。
【００５１】
図２１は、図１９に示す右側の第２穴部３２を拡大して示す図である。第２穴部３２では、突起３２１の先端が中央先端部６２の凹部６２１２内に位置する。中央先端部６２の凸部６２１１が、突起３２１および幅狭部３２３の径方向外方に伸びるエッジ部、すなわち図２１における上側のエッジ部、により周方向に挟まれる。これにより、回路基板３が、下部インシュレータ４３に対して、周方向に移動することが防止される。
【００５２】
上述のように、図１９に示す回路基板３では、下部インシュレータ４３の円筒部４３１により、回路基板３の中心軸Ｊ１に垂直な方向における平行移動も防止される。このことから、回路基板３の下部インシュレータ４３に対する中心軸Ｊ１に垂直な方向における位置が固定される。
【００５３】
さらに、図２１に示す中央先端部６２の下部６２２が、回路基板３の下面にて突起３２１に中心軸Ｊ１に平行な方向において係合する。中央突起６１の中央先端部６２を除く部位が、回路基板３の上面（図２１とは反対側の面）に当接する。第１穴部３１と同様に、第２穴部３２においても、回路基板３の中心軸Ｊ１に平行な方向における位置が固定される。
【００５４】
以上に説明したように、軸流ファン１では、下部インシュレータ４３の下端部４３０にて磁性部材２および回路基板３の位置が固定される。特に、中央突起６１の中央先端部６２に、磁性部材２および回路基板３が取り付けられるため、下部インシュレータ４３の係合構造が簡素化される。
【００５５】
次に、モータ１２を組み立てる作業について、図２２を参照しつつ説明する。ステータコア４１（図１参照）に、上部インシュレータ４２および下部インシュレータ４３が取り付けられて、両インシュレータ上からステータコア４１に導電線が巻回されたステータ１２２１が準備される。まず、図３に示す下部インシュレータ４３の下端部４３０が、図１１に示す磁性部材２の円筒部２２と、中心軸Ｊ１に平行な方向において対向するように、下部インシュレータ４３が磁性部材２の上方に配置される。このとき、磁性部材２の係合部２１２は、下部インシュレータ４３の突起部６の中央突起６１に対して周方向にずれた状態となっている。
【００５６】
次に、下部インシュレータ４３の突起部６、すなわち下端部４３０に、磁性部材２の穴部２３が中心軸Ｊ１に沿って嵌合され（ステップＳ１）、図２３に示すように、係合部２１２の内方先端部２１２２とは、周方向において反対側に位置する側端部が突起部６の一方の突起周辺部６３に当接する。
【００５７】
図２４は、図２３に示す状態における突起部６および磁性部材２を径方向外側から示す図であり、磁性部材２を二点鎖線にて示している。係合部２１２（図２３参照）の微小凸部２１２１は、中央先端部６２の凸部６２１１と周方向において、ずれて位置する。また、磁性部材２の突出部２２１（すなわち、円筒部２２（図１１参照））の一部が、突起周辺部６３に外接する。
【００５８】
そして、突出部２２１および平板部２１が、それぞれ突起周辺部６３および中央突起６１に外接する。図２３に示すように、磁性部材２が、下部インシュレータ４３に対して、矢印９１にて示す周方向において、相対的に回転される。そして係合部２１２が、図２４に示す突起部６の切欠部６４１を介して溝部６４内に移動する。
【００５９】
このとき、図２５に示すように、微小凸部２１２１は、中央先端部６２の凸部６２１１に摺接しつつ、周方向（図２５における右側）に移動し、凸部６２１１に隣接する凹部６２１２内に入り込む。そして、図１６に示すように、微小凸部２１２１が凸部６２１１に対して周方向に当接し、係合部２１２の内方先端部２１２２が中央突起６１の当接側部６１１に周方向に当接する。これにより、磁性部材２の回転が停止される。この状態では、係合部２１２の内方先端部２１２２が、突起周辺部６３の下方に位置する。内方先端部２１２２を除く部位（図１６にて隠れている部位）が、中央突起６１の溝部６４（図２４参照）内に配置される。
【００６０】
以上の流れにより、磁性部材２の係合部２１２が、下部インシュレータ４３の下端部４３０の突起部６と周方向および中心軸Ｊ１に垂直な方向において係合し、下部インシュレータ４３に対する磁性部材２の位置が固定される（ステップＳ２）。
【００６１】
下部インシュレータ４３では、図３における上側の中央突起６１の切欠部６４１の深さが他の中央突起６１の切欠部６４１の深さに比べて浅く設定される。このため、図２３における上側の係合部２１２よりも径方向の幅が大きい他の係合部２１２は、上側の中央突起６１の溝部６４（図８の符号６４参照）に入り込むことができない。これにより、下部インシュレータ４３を磁性部材２に取り付ける際、下部インシュレータ４３に対する磁性部材２の周方向の向きが１つのみとなり、間違い防止構造となっている。
【００６２】
次に、下部インシュレータ４３に回路基板１２２３を固定する作業について説明する。図２６は、下部インシュレータ４３の円筒部４３１の係合突起５と、回路基板３の第１穴部３１の切欠部３１１とを拡大して示す図である。図２７は、中央突起６１の中央先端部６２と、回路基板３の第２穴部３２とを拡大して示す図である。なお図２７では、磁性部材２の図示を省略している。
【００６３】
回路基板３が下部インシュレータ４３に取り付けられる際には、まず、図１７に示す回路基板３が、図３に示す下部インシュレータ４３の下端部４３０と中心軸Ｊ１に平行な方向に対向して配置される。そして、回路基板３が、下部インシュレータ４３に向かって中心軸Ｊ１に平行な方向に相対的に移動されて、下端部４３０に嵌合される（ステップＳ３）。
【００６４】
このとき、図２６に示すように、下部インシュレータ４３の円筒部４３１は、係合突起５が、切欠部３１１の主切欠部３１１１に中心軸Ｊ１に平行な方向において重ねられつつ、第１穴部３１に挿入される。回路基板３は、係合突起５の上面（図２６に示す面とは反対側の面）と段差部４３１２の下面４３１２ａとの間に位置する。上述のように、主切欠部３１１１の径方向および周方向の幅は、係合突起５の径方向および周方向の幅よりも大きく設定される。このため、挿入時に回路基板３が、係合突起５により中心軸Ｊ１に平行な方向に、強く押圧されることはない。
【００６５】
図２７に示すように、中央突起６１の中央先端部６２は、回路基板３の第２穴部３２の幅広部３２２に挿入される。そして、中央先端部６２の凹部６２１２の中心軸Ｊ１に平行な方向における位置と、回路基板３の中心軸Ｊ１に平行な方向における位置とが一致する。また、幅広部３２２の径方向および周方向の幅は、中央先端部６２の径方向および周方向の幅よりも大きく設定されることから、挿入時に回路基板３が、中央先端部６２により中心軸Ｊ１に平行な方向に、強く押圧されることはない。
【００６６】
次に、回路基板３が、円筒部４３１を回転中心として、図２６および図２７における時計回りに回転される。そうすることにより、図２６に示す第１穴部３１では、補助切欠部３１１２が、円筒部４３１の係合突起５に向かって相対的に移動する。図２０に示すように、補助切欠部３１１２の径方向外方に位置するエッジ部３１１３が、中心軸Ｊ１に平行な方向において、係合突起５に係合する。
【００６７】
また、図２７に示すように、第２穴部３２では幅狭部３２３が中央突起６１の中央先端部６２に向かって相対的に移動し、幅狭部３２３の突起３２１が中央先端部６２の凸部６２１１に当接する。中央先端部６２は、突起３２１から力を受けて中心軸Ｊ１に垂直な方向（中心軸Ｊ１側）に弾性変形しつつ、幅狭部３２３の内側に入り込む。すると、図２１に示すように、中央先端部６２の凹部６２１２内に突起３２１が位置するとともに、中央先端部６２が元の位置に戻る。これにより中央突起６１が、周方向および中心軸Ｊ１に平行な方向において、幅狭部３２３と係合する。
【００６８】
以上により、図１に示すように、回路基板３が、下部インシュレータ４３の下端部４３０の磁性部材２よりも先端側の位置に、取り付けられる（ステップＳ４）。この先端側の位置は、すなわち、磁性部材２の平板部２１とベース部１２２２との間である。
【００６９】
一方、図２８に示すように、ステータ１２２１に対する磁性部材２および回路基板３の固定作業とは別に、スリーブハウジング１２３２の内底面にスラストプレート１２３３が配置され、スリーブハウジング１２３２内に、スリーブ１２３１が固定される（ステップＳ５）。ステータ１２２１、磁性部材２および回路基板３の組立体が、スリーブハウジング１２３２に、しまり嵌めにて嵌合される（ステップＳ６）。なお、ステータ１２２１とスリーブハウジング１２３２とが、接着剤により固定されてもよい。
【００７０】
その後、図１に示すように、別途組み立てられたロータ部１２１に、シャフト１２１４の上端が接続され、シャフト１２１４が下端からスリーブ１２３１に挿入されて（ステップＳ７）、モータ１２の組み立てが終了する。
【００７１】
以上より、軸流ファン１では、磁性部材２が回転して下部インシュレータ４３に固定されることにより、磁性部材が中心軸に平行に移動されてインシュレータに固定される場合に比べて、磁性部材２に生じる応力が小さくなる。したがって、磁性部材２の変形が抑えられるとともに、磁性部材２の固定作業が容易に行われる。特に、中心軸Ｊ１に平行な方向において、磁性部材２は突起周辺部６３に当接し、回路基板３は段差部４３１２に当接した状態で回転される。このため、これらの固定作業がさらに容易に行われる。
【００７２】
また、磁性部材２の変形が抑えられることから、取付後の磁性部材２の形状のばらつきも防止される。同様に、回路基板３が回転して下部インシュレータ４３に固定されることにより、回路基板が中心軸に平行に移動されてインシュレータに固定される場合に比べて、回路基板３の変形が抑えられるとともに、回路基板３の固定作業が容易に行われる。軸流ファン１では、磁性部材２および回路基板３の固定作業が容易であることから、軸流ファン１の組み立ての作業性も向上される。
【００７３】
磁性部材２では、平板部２１および円筒部２２がそれぞれ、ロータ部１２１の界磁用磁石１２１３に対して中心軸Ｊ１に平行な方向および垂直な方向に対向する。このため、磁性部材２が平板部２１のみの場合に比べて、磁性部材２の磁気的吸引力が増大される。したがって、大型の軸流ファン等であっても、ステータ部１２２に対するロータ部１２１の相対位置が固定される。
【００７４】
また、係合部２１２において、磁性部材２の下部インシュレータ４３に対する中心軸Ｊ１に垂直な方向および平行な方向における位置が固定される。このことから、磁性部材２の構造が簡素化され、磁性部材２を製作するための金型のコストも低減される。下部インシュレータ４３では、磁性部材２の外接する部位が突起部６となっていることから、例えば、当該部位を円筒状とする場合に比べて、下部インシュレータ４３が軽量化される。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、磁性部材２の平板部２１は円筒部２２の周囲に等間隔に配置される複数の板状の部位により形成されてもよい。
【００７６】
また、磁性部材２が回転して下部インシュレータ４３に固定される構造としては、様々なものが採用されてよい。磁性部材２の一部の弾性変形を利用して、磁性部材２が下部インシュレータ４３に固定されてもよい。この場合、例えば、磁性部材２の一部が、弾性変形容易な形状の弾性係合部とされる。磁性部材２が、中心軸Ｊ１を中心として、下部インシュレータ４３に対して回転される。この結果、弾性係合部が下部インシュレータ４３に当接して弾性変形し、下部インシュレータ４３に設けられた溝等に、弾性係合部が復元力にて嵌り込む。こうして、下部インシュレータ４３に対する磁性部材２の位置が固定される。回路基板３が、回転して下部インシュレータ４３に固定される構造としても、様々なものが採用されてよい。
【００７７】
磁性部材２の係合部２１２の数や、下部インシュレータ４３の突起部６の数は、それぞれ４には限定されない。２以上の係合部２１２や、これに対応する数の突起部６が、周方向に一定の間隔で設けられてよい。また、磁性部材２では、界磁用磁石１２１３との間で大きな磁気的吸引力が必要とされない場合には、円筒部２２が省略されてもよい。
【００７８】
磁性部材２はプレス加工以外の方法により製造されてよく、例えば、切削加工により製造されてもよい。磁性部材２を下部インシュレータ４３に固定する手法は、２相モータや３相モータ等に採用されてもよく、複数のホール素子が回路基板３に設けられる場合は、磁性部材２に複数の切欠部が設けられるとよい。
【００７９】
モータ１２では、ベース部１２２２とスリーブハウジング１２３２とが、別部材とされてもよい。また、ベース部１２２２にステータ１２２１を固定する構造を設けて、ステータ１２２１が直接的にベース部１２２２に固定されてもよい。ロータ部１２１のヨーク１２１２は円筒状としているが、ロータホルダ１２１１に嵌り合う有蓋略円筒状とされてもよく、さらに、軸受機構１２３に代えて玉軸受が設けられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、軸流ファンや遠心ファン等の送風ファンに搭載されるモータとして利用可能であり、さらに、送風ファンに搭載されるモータ以外のモータとしても利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１    軸流ファン
２    磁性部材
３    回路基板
６    突起部
１１    翼
１２    モータ
２１    平板部
２２    円筒部
２３    （磁性部材の）穴部
４３    下部インシュレータ
１２１    ロータ部
１２２    ステータ部
１２３    軸受機構
２１２    係合部
４３０    （下部インシュレータの）下端部
１２１１    ロータホルダ
１２１３    界磁用磁石
１２２１    ステータ
１２２２    ベース部
Ｊ１    中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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