(57)【要約】  コイルが巻かれたステータコアと、ステータコアの中心部に固定されたシャフトと、シャフトに内輪を固定されたベアリングと、ベアリングの外輪に固定されステータコアに対向する内周面の周方向に複数個のマグネット（６）を備えたロータヨーク（５）とを備える。また、シャフトの軸方向上部にマグネット（６）の周方向上端部を保持する突起部（１４ａ）を有する第１保持リング（１０ａ）と、シャフトの軸方向下部にマグネット（６）の周方向下端部を保持する突起部（１４ｂ）を有する第２保持リング（１０ｂ）をそれぞれ備えたアウターロータ型のブラシレスＤＣモータを備える。
2016199398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻かれたステータコアと、
前記ステータコアの中心部に固定されたシャフトと、
前記シャフトに内輪を固定されたベアリングと、
前記ベアリングの外輪に固定され前記ステータコアに対向する内周面の周方向に複数個のマグネットを備えたロータヨークと、
前記マグネットの周方向の、前記シャフトにおける軸方向の第１端部を保持する突起部を有する第１保持リングと
前記マグネットの周方向の、前記シャフトにおける軸方向の前記第１端部と対向する第２端部を保持する突起部を有する第２保持リングを備えたアウターロータ型のブラシレスＤＣモータ。
【請求項２】
前記第１保持リング及び前記第２保持リングは、
リング部と前記リング部の外周方向に向けて一体形成された中空円盤状の底面と、
前記底面からリング部の軸方向に突出した前記突起部とを備え、
前記底面は前記マグネットの前記シャフトにおける軸方向への移動を抑制し、
前記突起部は前記マグネットの前記周方向への移動を抑制する請求項１記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項３】
前記突起部は、
断面視にして三角形を成し、
前記底面の内周側に前記三角形の一辺を一致させ、かつ、前記底面の内周側に寄せて設けられ、
前記一辺以外の２つの辺が、それぞれ異なる２つの前記マグネットを前記ロータヨークの内周面に付勢する付勢構造を有し、
前記付勢構造は、
前記マグネットの前記リング部の中心に向かう方向への移動及び前記周方向への移動を抑制する請求項２に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項４】
前記マグネットは、
外周側面が前記ロータヨークの内周面と同一の曲率を有する曲面を成しかつ内周側面が平面を成すことで、前記周方向の両端部に厚みが薄い薄肉部を備え、
前記突起部は前記薄肉部を前記ロータヨークの内周面に付勢する請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項５】
前記マグネットは、
前記シャフトの軸方向における長さが、前記ステータコアの前記マグネットに対向する対向面における前記シャフトの軸方向における長さよりも長く、
前記第１保持リングを構成する前記突起部および前記第２保持リングを構成する前記突起部は、前記対向面と対向しないように配置される請求項１に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項６】
前記第１保持リングに、
前記リング部の軸方向かつ前記突起部と逆方向に突出した逆突起部を備え、
前記逆突起部は前記ロータヨークとロータカバーの固定により前記第１保持リングの前記底面を前記マグネットに圧接する請求項２に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項７】
前記第２保持リングに、
前記リング部の軸方向かつ前記突起部と逆方向に突出した第２逆突起部を備え、
前記第２逆突起部は前記ロータヨークとロータカバーの固定により前記第２保持リングの前記底面を前記マグネットに圧接する請求項２に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項８】
前記ロータカバーは、
前記第２逆突起部と接触する押圧部を備え、
前記押圧部は、
前記第２逆突起部を介して前記第２保持リングの前記底面を前記マグネットに圧接する請求項７に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項９】
前記第１保持リング及び前記第２保持リングの少なくとも一方は、
前記底面の外周からさらに外方向に向かって突出する落下防止部を備え、
前記落下防止部は、前記落下防止部の外周端を前記ロータヨークの内周面に圧接して前記第１保持リングまたは前記第２保持リングを前記ロータヨークに係止する請求項２に記載のブラシレスＤＣモータ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のブラシレスＤＣモータを備えた送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井扇など、ファン駆動用のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、天井扇等に搭載する送風装置においては、高出力化や高効率化が求められており、ブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置の場合、モータ内のマグネットの高磁力が必要である。また、静音化や低振動化も求められており、モータを滑らかに回転させることが必要である。【０００３】
従来、この種のブラシレスＤＣモータは、特許文献１に開示された構成のものが知られている。以下、そのブラシレスＤＣモータについて、図１３及び図１４を参照しながら説明する。【０００４】
なお図１３は、従来のブラシレスＤＣモータの縦断面図である。また、図１４は、ロータホルダ１２０の円筒部１２２の径方向（中心軸Ｌに直交する方向。以下同じ。）の内周面に１２個のロータマグネット１３０を取り付けて下方から見た外観図である。【０００５】
図１３に示したように、モータ１０１は、主として、図示しないモータ駆動装置の装置ハウジングに固定されるステータ部１０２と、所定の中心軸Ｌを中心として回転するロータ部１０３とを備えている。【０００６】
ステータ部１０２は、ブラケット１１１、ステータコア１１２、コイル１１３、及び滑り軸受１１４を有している。【０００７】
ステータコア１１２は、ブラケット１１１のホルダ部２１２の径方向外周面（以下、単に外周面とする）に嵌着された円環状のコアバック１１６と、コアバック１１６から径方向の外周側に突出した複数本のティース部１１７とを有している。【０００８】
コイル１１３は、ステータコア１１２のティース部１１７それぞれの周囲に巻回された導線により構成されている。【０００９】
滑り軸受１１４は、ブラケット１１１のホルダ部１１５の内周面に、軸方向に間隔をおいて上下に、それぞれ接着剤等により固定されている。【００１０】
ロータ部１０３は、シャフト１２１、ロータホルダ１２０、及びロータマグネット１３０を有している。【００１１】
シャフト１２１は、中心軸Ｌに沿って配置された略円柱形状の部材で、滑り軸受１１４を介して、ステータ部１０２のブラケット１１１のホルダ部１１５に挿入されている。【００１２】
ロータホルダ１２０の円筒部１２２の内周面には、中心軸Ｌを中心とする周方向に等間隔になるように配列された複数個のロータマグネット１３０が接着剤等により固定されている。【００１３】
ロータマグネット１３０は、図１４に示すように、外側がＮ極に着磁されたロータマグネット１３１と外側がＳ極に着磁されたロータマグネット１３２とが周方向に交互に配列されている。さらに図１３に示すように、ロータマグネット１３０の内周面と、ステータコア１１２の先端部と径方向に微小な間隙を介して対向するようにロータホルダ１２０の円筒部１２２に固定されている。また、ロータホルダ１２０の円筒部１２２の内周面には接着層１２４が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１０−９８７８３号公報
【発明の概要】
【００１５】
このような従来のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置においては、複数個のロータマグネット１３１、１３２をロータホルダ１２０、すなわちロータヨークに接着する構成になっている。接着剤によるマグネットの固定は接着強度のばらつきが大きく、更に経年劣化で接着強度が低下する傾向にある。もし、ロータマグネット１３１、１３２の接着が外れた場合、ロータマグネット１３１、１３２がステータコア１１２に接触して異音が発生したり、ロータマグネット１３１、１３２とステータコア１１２の接触後の擦れでモータ負荷が過大になったりするという課題を有していた。
【００１６】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、マグネットの接着が外れた場合でも、継続して正常な動作を可能としたブラシレスＤＣモータ及びこのブラシレスＤＣモータを備えた送風装置を提供することを目的とする。
【００１７】
そして、本発明は、コイルが巻かれたステータコアと、ステータコアの中心部に固定されたシャフトと、シャフトに内輪を固定されたベアリングと、ベアリングの外輪に固定されステータコアに対向する内周面の周方向に複数個のマグネットを備えたロータヨークとを備える。また、マグネットの周方向の、シャフトにおける軸方向の第１端部を保持する突起部を有する第１保持リングとマグネットの周方向の、シャフトにおける軸方向の第１端部と対向する第２端部を保持する突起部を有する第２保持リングをそれぞれ備える。
【００１８】
この構成によれば、マグネットの接着が外れた場合、あるいはマグネットを接着することなく、マグネットがステータコアに接触することを防止できるので、正常な回転動作を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータの構成を示す組立図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのロータ構成を示す組立図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのマグネットの外観図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの矢印Ａからの矢視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのマグネットの取付け構造を示す外観図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータの保持リングの外観図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのロータ構成を示す外観図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータの構成を示すシャフト方向の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第１の実施の形態におけるブラシレスＤＣモータの比較例である従来のブラシレスＤＣモータの外観図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示すブラシレスＤＣモータの磁力分布図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータの外観図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示すブラシレスＤＣモータの磁力分布図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータの保持リングの外観図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第２の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのロータカバーとロータヨークを固定した際のロータカバーと保持リングとの関係を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の第２の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのロータカバーの中心方向から逆突起部を見た際の構成図である。
【図１１】図１１は、本発明の変形例に係る送風装置を搭載した天井扇の構成を示す透視図である。
【図１２】図１２は、本発明の変形例に係る送風装置を搭載した天井扇の構成を示す外観図である。
【図１３】図１３は、従来のブラシレスＤＣモータの縦断面図である。
【図１４】図１４は、従来のブラシレスＤＣモータのマグネット配置状態を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
【００２１】
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータの概略構成について説明する。なお図１は、ブラシレスＤＣモータ９の構成を示す組立図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係るブラシレスＤＣモータ９は、ステータコア１、ロータヨーク５、ロータカバー８を備えている。
【００２３】
ステータコア１は、複数のティース部１ａで外周を覆われた中空円筒形をしている。それぞれのティース部１ａには樹脂製形のボビンを介して駆動コイル２が巻かれ、この駆動コイル２に通電することにより磁界を発生する。またステータコア１の中心部にはシャフト３が固定される。
【００２４】
シャフト３は、軸方向上方（図１における上側）でベアリング４ａの内輪がシャフト３に対して回動可能に固定されている。シャフト３において、ステータコア１を挟んでベアリング４ａとの反対側の軸方向下方（図１における下側）には、ベアリング４ｂの内輪がシャフト３に対して回動可能に固定されている。
【００２５】
ステータコア１の外周には、ロータヨーク５の内周面に備えられたマグネット６の磁束を検出する位置検出素子７が固定されている。
【００２６】
ロータヨーク５は、有天円筒状をしており、天面中心部にはシャフト３が貫通するシャフト開口（図示せず）を備える。そしてロータヨーク５の開口部である底面から天面に至る途中で、円筒の径が小さくなっており、これにより段差部７１が構成される。なお、ロータヨーク５は、内周面に複数個のマグネット６が円筒側面の周方向に所定間隔で取付けられているが、詳細は後述する。
【００２７】
ロータカバー８は、ロータヨーク５の底面開口よりも大きな略円形状であり、ロータカバー８の略円形状中心部にはシャフト３が貫通するシャフト開口８ａを備えている。
【００２８】
上記構成を有するステータコア１、ロータヨーク５、ロータカバー８は、組み立て時には、ベアリング４ａの外輪がロータヨーク５の内周面が固定され、ベアリング４ｂの外輪がロータカバー８に固定される。この状態で、シャフト３の上部がロータヨーク５のシャフト開口を貫通し、シャフト３の下部がロータカバー８のシャフト開口８ａを貫通する。そして、ロータヨーク５の内周面に配置されたマグネット６は、ステータコア１を構成するティース部１ａの外周曲面、即ち対向面と対向する。つまり、ステータコア１を、ロータヨーク５とロータカバー８が包む形で固定され、ブラシレスＤＣモータ９が構成される。
【００２９】
ブラシレスＤＣモータ９は、制御された電流を駆動コイル２に流すことで、ロータヨーク５及びロータカバー８が一体となってシャフト３を中心軸として回転駆動する。なお、電流の制御方法は、本発明に直接関係しないため詳細を省略する。
【００３０】
続いて、図２〜図６を参照しながら、マグネット６のロータヨーク５への配置について詳しく説明する。なお図２は、本実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのロータ構成を示す組立図であり、図３Ａ、図３Ｂは、本実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのマグネットの外観図であり、図３Ｃは、本実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのマグネットの取付け構造を示す外観図である。図４は、本実施の形態に係るブラシレスＤＣモータの保持リングの外観図であり、図５は、本実施の形態に係るブラシレスＤＣモータのロータ構成を示す外観図であり、図６は、本実施の形態に係るブラシレスＤＣモータの構成を示すシャフト方向の断面図である。
【００３１】
図２に示すように、ロータヨーク５の内周面には、複数（本実施の形態では１０個）のマグネット６が周方向に予め決められた間隔をあけて等間隔に配置されている。
【００３２】
そして図３Ａに示すように、それぞれのマグネット６は、側面視にして矩形の平面５１を備えた板状をしており、２つのマグネット６は、平面５１における短辺５２同士が互いに対向して配置される。また、平面５１における長辺５３は、図２等に示した第１保持リング１０ａ、第２保持リング１０ｂと接するが詳細は後述する。
【００３３】
図３Ｂは、図３Ａ矢印Ａからの矢視図である。マグネット６は、大きな２つの面、つまり平面状の内周側面５４と曲面状の外周側面５５を備え、内周側面５４と外周側面５５とは厚みＭＷの距離を有する。そして外周側面５５はマグネット６から外部方向、つまり内周側面５４から遠ざかる方向に膨出している。外周側面５５の曲率Ｒはロータヨーク５の内周面であって、マグネット６が接着される面のＲ（図３Ｃ参照）と一致する。結果として、マグネット６は、断面視にして半円アーチ形状（Ｄ文字形状）を成し、長辺５３の両端部、つまり周方向の両端部は中央部に比べて厚みが薄い薄肉部１８を備えている。
【００３４】
上述したマグネット６のロータヨーク５への配置には、第１保持リング１０ａ及び第２保持リング１０ｂが利用される。なお、本実施の形態においては、第１保持リング１０ａと第２保持リング１０ｂとは同一形状を有する。
【００３５】
図４に示すように、第１保持リング１０ａ（第２保持リング１０ｂ）は、リングの外周６１からリング軸６０の方向（内周６２の方向）に向けて厚みＷを有する中空円盤状の底面１５を備えている。そして底面１５からリング軸６０と平行方向に、高さが厚みＷとほぼ同一の突起部１４ａ（突起部１４ｂ）が等間隔に複数備えられている。
【００３６】
突起部１４ａ（突起部１４ｂ）の数は、マグネット６と同数であり、本実施の形態では１０個である。そして突起部１４ａ（突起部１４ｂ）は、リング軸６０に垂直な面による断面形状が三角形をしている。この突起部１４ａ（突起部１４ｂ）の三角形状における一辺６３は、内周６２と一致して配置されている。さらに三角形の高さＨは底面１５の厚みＷの半分以下となっている。つまり突起部１４ａ（突起部１４ｂ）は、底面１５における径方向の中央よりも内周６２側に寄せて設けられている。
【００３７】
ロータヨーク５は以下のように組み立てられる。
【００３８】
図２に示すように、まず、ロータヨーク５の開口である底面から天面方向に第１保持リング１０ａが嵌め込まれる。この際、第１保持リング１０ａの突起部１４ａはロータヨーク５の開口側、即ちマグネット６側に向けられている。そして第１保持リング１０ａの底面１５であって、突起部１４ａが配置されていない裏面（底面１５の裏面）は、ロータヨーク５の内周に設けられた段差部７１に繋止される。この第１保持リング１０ａと段差部７１の繋止は、例えば接着剤による接着や、あるいは第１保持リング１０ａの外周をロータヨーク５の内周に嵌め込む等して行われる。
【００３９】
次に、マグネット６を第１保持リング１０ａの隣接する２つの突起部１４ａの間に挟むように配置する。なお、マグネット６の外周側面５５はロータヨーク５の内周面と向き合わせることで、同一の曲率を一致させて接着される。これを１０個のマグネット６に対して行うことにより、ロータヨーク５の内周面に１０個のマグネット６が配置される。
【００４０】
図３Ｃは、２つのマグネット６が第１保持リング１０ａの１つの突起部１４ａによってロータヨーク５の内周面に付勢される様子を示している。即ち、突起部１４ａを構成する三角形における一辺６３以外の他の２つの辺６５および辺６６は、図３Ａにおけるマグネット６の短辺５２の第１端部５７、つまり周方向に垂直な方向の一方の端部に当接する。これにより、突起部１４ａは、ロータヨーク５の回転時における、マグネット６の周方向への移動を抑制することができる。
【００４１】
さらに、突起部１４ａは、マグネット６をロータヨーク５の内周面に向けて付勢する。これにより、マグネット６のリング中心に向かう方向、すなわちシャフト３へ向かう方向、言い換えると回転中心へ向かう方向への移動も抑制する。
【００４２】
また、第１保持リング１０ａは上述したように厚みＷの底面１５を有する。このため、底面１５がロータヨーク５内でマグネット６に当接し、マグネット６の、シャフト３の軸方向への移動を抑制することができる。
【００４３】
マグネット６全てをロータヨーク５内に配置した後、続いて第２保持リング１０ｂが配置される。第２保持リング１０ｂは、本実施の形態では第１保持リング１０ａと同一形状である。第２保持リング１０ｂは、突起部１４ｂをマグネット６側に向けられて、第１保持リング１０ａの突起部１４ａと対向させて配置する。そして第２保持リング１０ｂの突起部１４ｂは、第１保持リング１０ａと同様、それぞれが２つのマグネット６の間に挟むように配置する。これにより、第２保持リング１０ｂの突起部１４ｂを構成する三角形における一辺６３以外の他の２つの辺６５、辺６６は、図３Ａにおける短辺５２の第２端部５８、つまり周方向に垂直な方向の他方の端部に当接する。
【００４４】
上記により、図５のロータヨーク５に示すように、シャフト３の軸方向の一方、すなわちロータヨーク５の開口から離れる側には第１保持リング１０ａが配置され、シャフト３の軸方向の他方、すなわちロータヨーク５の開口側には第２保持リング１０ｂが配置される。そして、第１保持リング１０ａおよび第２保持リング１０ｂそれぞれがマグネット６のシャフト３へ向かう方向への移動、シャフト３の軸方向への移動、及び周方向への移動を抑制する。
【００４５】
この構成により、マグネット６をロータヨーク５に貼り付ける際に使用した接着剤が取れた場合でも、マグネット６は第１保持リング１０ａおよび第２保持リング１０ｂに保持されて移動せず、マグネット６がステータコア１に擦れる問題を回避できる。これにより、ブラシレスＤＣモータ９は、継続して正常な回転動作を行うことができる。当然ながら、第１保持リング１０ａ、第２保持リング１０ｂとマグネット６の製造精度を高めることで、マグネット６をロータヨーク５に貼り付ける接着剤を不要としてもよい。
【００４６】
また、底面１５と突起部１４ａ、１４ｂによる三方向からの抑制により、マグネット６の振動、さらにはブラシレスＤＣモータ９自体の振動を抑制することができる。
【００４７】
また、突起部１４ａ、１４ｂの三角形の一辺６３以外の２つの辺６５、辺６６が、それぞれ異なる２つのマグネット６をロータヨーク５の内周面に付勢する付勢構造を有している。つまり、１つの突起部１４ａ、１４ｂで２つのマグネット６を保持することで突起部１４ａ、１４ｂの数を減らし、マグネット６を配置できる面積を広げ、結果としてマグネット６の周方向への面積を広くしてモータ出力を上げることができる。
【００４８】
また、第１保持リング１０ａおよび第２保持リング１０ｂに設けられた対向する突起部１４ａ、１４ｂは、その間に、隣接するマグネット６が形成する磁界の障害とならないように、空間７２を備えている。この空間７２により、例えば障害物が有る場合と比較して理想的な磁界が形成され、ブラシレスＤＣモータ９のスムーズな回転に寄与することができる。
【００４９】
また、図４に示すように、突起部１４ａ、１４ｂの三角形を第１保持リング１０ａ、第２保持リング１０ｂの底面１５の内周側に寄せて設けることで、例えば図３Ｃに示すように、底面１５の外周側にはマグネットを配置する空間を広くとることができ、マグネット６の体積を大きくすることができる。このため、高磁力化によりモータ出力を向上することができる。
【００５０】
また、突起部１４ａ、１４ｂの三角形の一辺６３を第１保持リング１０ａ、第２保持リング１０ｂの底面１５の内径側と一致させることで、第１保持リング１０ａ、第２保持リング１０ｂとステータコア１との距離を短くして、マグネット６の磁力をステータコア１に通り易くできるので、モータ出力を向上できる。
【００５１】
また、マグネット６のステータコア１側を平らな内周側面５４とし、内周側面５４の端部（薄肉部１８）に対して、断面が三角形の突起部１４ａ、１４ｂが内周面側に付勢している。つまり図３Ｃに示すように、マグネット６とステータコア１との距離が最も遠い部分６８で突起部１４ａ（１４ｂ）が内周面側に付勢しているため、マグネット６とステータコア１の配置において突起部１４ａ（１４ｂ）が邪魔になることが無い。
【００５２】
上述したステータコア１を、ロータヨーク５とロータカバー８とが包む形で固定されて構成されたブラシレスＤＣモータ９の断面図が図６である。
【００５３】
図６に示すように、マグネット６のシャフト３の軸方向の長さＭは、マグネット６に対向する対向面におけるシャフト３の軸方向の長さＳよりもシャフト３の軸方向の両方向において長い。ここで対向面とは、ステータコア１を構成するティース部１ａの外周面であり、ボビン等は含まない曲面を指す（図１参照）。
【００５４】
そして、第１保持リング１０ａの突起部１４ａは、前述の対向面と対向することなく配置され、マグネット６の周方向上端部のみを保持している。同様に、第２保持リング１０ｂの突起部１４ｂも、前述の対向面と対向することなく配置され、マグネット６の周方向下端部のみを保持している。
【００５５】
この構成により、第１保持リング１０ａおよび第２保持リング１０ｂがマグネット６の軸方向全体を保持している場合と比較して、突起部１４ａ、１４ｂが邪魔にならない。つまり、第１保持リング１０ａおよび第２保持リング１０ｂとステータコア１、厳密にはステータコア１のティース部１ａとの距離を保つことができ、第１保持リング１０ａおよび第２保持リング１０ｂとステータコア１との接触を防止できる。さらに、マグネット６を突起部１４ａ、１４ｂに邪魔されること無くステータコア１に近接させることができるため、モータ出力を上げることも可能になる。
【００５６】
ロータヨーク５とロータカバー８との固定により、第２保持リング１０ｂがロータカバー８により第１保持リング１０ａ方向に付勢され、マグネット６の軸方向への移動が強固に抑制される。
【００５７】
また、マグネット６が薄肉部１８を有することにより、図３Ｃに示すように、マグネット６の周方向の中心付近ではステータコア１との距離が短くなり、ステータコアに入る磁力は強くなる。そして、マグネット６の周方向の端付近ではステータコア１との距離が長くなり、ステータコア１に入る磁力は弱くなる。つまり、マグネット６の極性が切り替る端部付近では中心付近より磁力が小さいため、極性の切り替りが滑らかになり、モータ騒音を小さくできる効果を奏する。
【００５８】
上述した薄肉部１８がモータ騒音を小さくする技術の詳細について図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂを用いて説明する。なお、図７Ａ、図７Ｂは、従来のブラシレスＤＣモータの磁力分布図、図８Ａ、図８Ｂは、本実施の形態におけるブラシレスＤＣモータ９の磁力分布図である。
【００５９】
図７Ａに示す従来のブラシレスＤＣモータは、マグネット８２の外周側面がロータヨーク８０の内周面と同一の曲率を有する曲面を成し、マグネット８２の内周側面がステータコア８１と同一の曲率を有する曲面を成す場合を想定する。この場合、図７Ｂに示すように、マグネット８２とステータコア８１との距離は全てのロータ回転位置で一定となり、ステータコア８１に入る磁束の絶対値もほぼ一定となる。このため図７Ｂに示すように、Ｎ極とＳ極の境界部分で、ステータコア８１に入る磁束が急激に変化するため、モータの振動につながる。
【００６０】
これに対して本実施の形態では、図８Ａに示すように、マグネット６の外周側面がロータヨーク５の内周面と同一の曲率を有する外周側面５５を成し（図３Ｂ参照）、マグネット６の内周側面が平らな内周側面５４を成す（図３Ｂ参照）。このようにすることで、図８Ｂに示すようにマグネット６とステータコア１との距離はＮ極とＳ極の境界部分では長くなり、極の中心部分では短くなる。このため図８Ｂに示すようにステータコア１に入る磁束は、Ｎ極とＳ極の境界部分では小さくなり、極の中心部分では大きくなる。従って、Ｎ極とＳ極の境界部分では、ステータに入る磁束が緩やかに変化するため、モータの振動が低減できるのである。
【００６１】
（第２の実施の形態）
続いて、本発明の第２の実施の形態に係るブラシレスＤＣモータについて図９、図１０Ａおよび図１０Ｂを用いて説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、保持リングの形状が異なる。
【００６２】
すなわち、本実施の形態に係る第１保持リング２０ａ（第１保持リング１０ａに該当）及び第２保持リング２０ｂ（第２保持リング１０ｂに該当）は、図９に示すように、第１の実施の形態と同様、底面１５と突起部１４ａ、１４ｂとを備える。底面１５と突起部１４ａ、１４ｂそれぞれの形状は、第１の実施の形態として説明したとおりである。また、第１保持リング２０ａと第２保持リング２０ｂとは同一形状である。
【００６３】
なお第１保持リング２０ａおよび第２保持リング２０ｂが第１の実施の形態と異なるのは、以下に説明する落下防止部２３、孔部２４および逆突起部２２を備える点である。
【００６４】
落下防止部２３は、底面１５の外周からさらに外方向に向かって突出した突起として設けられる。落下防止部２３は、第１保持リング２０ａ、第２保持リング２０ｂの外径よりも外側に飛び出して複数個、本実施の形態では３つ、等間隔に設けられている。落下防止部２３も安定性の観点から、３個以上、等間隔に設けられることが望ましい。落下防止部２３は、第１保持リング２０ａ、第２保持リング２０ｂをロータヨーク５に嵌め込んだ場合において、ロータヨーク５の内周面に圧接されることにより、第１保持リング２０ａ、第２保持リング２０ｂをロータヨーク５内に係止する。具体的には、例えば図１に示すように、ロータヨーク５の開口を下方に向けている場合、ブラシレスＤＣモータ９を下からロータカバー８、ステータコア１、ロータヨーク５の順で組み立て場合において、落下防止部２３は、ロータヨーク５からの第１保持リング２０ａ、第２保持リング２０ｂの落下を防止する役割を果たす。つまり、ブラシレスＤＣモータ９の組み立てを容易にすることができる。
【００６５】
第１保持リング２０ａ、第２保持リング２０ｂの壁部２１は、底面１５を始点としてリング軸６０と平行方向かつ突起部１４ａ、突起部１４ｂとは逆方向に伸延する壁であり、円筒形を有する。また壁部２１は、底面１５の内周の縁に沿って設けられている。壁部２１の高さは、底面１５の厚みＷと略同一である。なお、壁部２１は第１の実施の形態における第１保持リング１０ａ、第２保持リング１０ｂにも形成されており必ずしも必要ではなく、壁部２１を設けることなく後述の逆突起部２２を、底面１５に直接設けても良い。壁部２１は、底面１５との接面において、複数の孔部２４が設けられている。
【００６６】
壁部２１に形成した孔部２４は、矩形の空間であり、保持リングの円周にそって等間隔に配置されている。孔部２４によって、保持リングの軽量化と原材料の削減に寄与することができる。また保持リングの軽量化により、前述の落下防止部２３による第１保持リング２０ａおよび第２保持リング２０ｂ自体の落下防止効果を高めることができる。
【００６７】
逆突起部２２は、壁部２１のさらに底面１５、つまり突起部１４ａ、１４ｂとは逆方向、かつ、リング軸６０と平行方向、言い換えると壁部２１における突起部１４ａ、１４ｂとは逆方向に突出して設けられている。逆突起部２２は、平板状の矩形であり、この矩形における長辺が壁部２１の内周、すなわち保持リング２０の内周に沿って設けられる。つまり矩形における短辺の長さ分だけ壁部２１の円形端面より突出している。逆突起部２２は、複数個、本実施の形態においては５個設けられており、円形の保持リング上を等間隔に配置されている。なお、安定性の観点から、逆突起部２２は３個以上、等間隔に設けられることが望ましい。
【００６８】
図１０Ａは、ロータカバー８とロータヨーク５とを固定した際の、ロータカバー８と第２保持リング２０ｂとの関係を示す図である。また図１０Ｂは、図１０Ａの状態においてロータカバー８の中心方向から逆突起部２２を見た際の部分断面図である。
【００６９】
ロータカバー８におけるロータヨーク５側の平面２５上には、ロータヨーク５側に突出する凸部２６が設けられている。
【００７０】
凸部２６は、ロータカバー８のシャフト３が貫通する中心部から放射状にロータヨーク５側に突出した直線状の押圧部２７と、さらに中心部から外周側に等間隔に突出した円形状の円形部２８より構成される。
【００７１】
押圧部２７は、逆突起部２２との接触部分において、逆突起部２２の長辺より幅が狭い凸形状を有している。このような形状であるため、図１０Ｂに示すように、ロータカバー８とロータヨーク５とを固定した場合、例えばアルミを主成分とする押圧部２７がこの押圧部２７よりも幅が広い逆突起部２２に押し付けられる。そして保持リングは例えば樹脂成型にて製造されているため、押圧部２７が逆突起部２２を変形させて食い込み、すなわち押圧部２７が逆突起部２２を介して第２保持リング２０ｂの底面１５をマグネット６に強固に圧接することができる。
【００７２】
この構成により、マグネット６は第２保持リング２０ｂと圧着され、マグネット６の位置を安定させることができる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、ロータカバー８側に押圧部２７を設けたが、押圧部２７を設けることなくロータカバー８の面と逆突起部２２とを圧接しても、マグネット６の位置を安定させる効果を得ることができる。
【００７４】
本実施の形態では、ロータヨーク５に設けられる第１保持リング２０ａについては、ロータヨーク５の天面に逆突起部２２を直接圧接して、第１保持リング２０ａの底面１５をマグネット６に圧接している。当然ながら、ロータヨーク５の天面における内側に押圧部２７を設けて、上下方向からマグネット６を圧接するようにしても良い。
【００７５】
（変形例）
なお、突起部１４ａ、１４ｂの三角形は、頂点が尖った二等辺三角形としたが、三角形は頂点が必ずしも尖ってなくても良いし、正三角形でもよく、さらには二等辺三角形でなくても良い。また、突起部１４ａ、１４ｂの三角形の辺６５と辺６６との間に一辺を追加して三角形を台形としてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態では、マグネット６をロータヨーク５に１つずつ接着するものとして説明したが、１０個全てのマグネット６を所定の治具に一旦把持した後、ロータヨーク５内の第１保持リング１０ａに一気に配置してもよい。
【００７７】
また、第１保持リング１０ａ、第２保持リング１０ｂの一方は、突起部１４ａ、１４ｂを備えない底面１５のみの構造としても良い。この場合であっても、第１保持リング１０ａ、第２保持リング１０ｂの配置時のぐらつきを無くすことで、マグネット６の三方向への移動を抑制することができる。
【００７８】
また、第２保持リング１０ｂはロータカバー８によって第１保持リング１０ａ方向に付勢しているが、第２保持リング１０ｂ自体をロータヨーク５内に接着などで固定しても良い。この場合には、ロータヨーク５とロータカバー８の設計誤差をある程度許容することができる。
【００７９】
上述したブラシレスＤＣモータ９は、図１１および図１２に示すように、ロータカバー８に羽根１１が接続され、シャフト３に化粧カバーが設けられて送風装置１２が構成される。また、送風装置１２は、天井に設置することで天井扇１３とすることができる。
【００８０】
以上説明したように、本発明に係るブラシレスＤＣモータは、コイルが巻かれたステータコアと、ステータコアの中心部に固定されたシャフトと、シャフトに内輪を固定されたベアリングと、ベアリングの外輪に固定されステータコアに対向する内周面の周方向に複数個のマグネットを備えたロータヨークとを備える。また、マグネットの周方向の、シャフトにおける軸方向の第１端部を保持する突起部を有する第１保持リングと、マグネットの周方向の、シャフトにおける軸方向の第２端部を保持する突起部を有する第２保持リングを備える。
【００８１】
これにより、マグネットの接着が外れた場合でも、保持リングがマグネットを支えてステータコアに接触すること防止でき、継続して正常な回転動作が行えるという効果を奏する。
【００８２】
なお、第１保持リング及び第２保持リングは、リング部の外周からリング軸方向に向けて厚みを有する中空円盤状の底面と、底面からリング部の軸方向に突出した突起部とを備える。また、底面はマグネットのシャフトにおける軸方向への移動を抑制し、突起部はマグネットの周方向への移動を抑制する構成としてもよい。
【００８３】
これにより、マグネットの接着が外れた場合でも、マグネットのリング部の軸方向（シャフト軸方向）への移動をリング底面が抑制すると共に、マグネットのリング周方向へ移動を突起部が抑制する。これによりマグネットの振動を抑制し、継続して正常な回転動作が行えるという効果を奏する。
【００８４】
なお、突起部は、断面視にして三角形を成し、底面の内周側に三角形の一辺を一致させ、かつ、底面の内周側に寄せて設けられる。また、三角形の一辺以外の２つの辺がそれぞれ異なる２つのマグネットをロータヨークの内周面に付勢する付勢構造を有し、付勢構造は、マグネットのリング中心に向かう方向への移動及び周方向への移動を抑制する構成にしてもよい。
【００８５】
突起部の三角形の一辺を保持リング底面の内径側と一致させることで、保持リングとステータコアの距離を短くして、マグネットの磁力をステータに通り易くできるので、モータ出力を向上できる効果を奏する。また、突起部の三角形を保持リング底面の内周側に寄せて設けることで、保持リング底面の外周側にはマグネットを配置できる空間が広がり、マグネット体積を大きくすることができるので、高磁力化によるモータ出力の向上を図ることができる効果を奏する。
【００８６】
なお、マグネットは、外周側面がロータヨークの内周面と同一の曲率を有する曲面を成し、内周側面が平面を成すことで、周方向の両端部に厚みが薄い薄肉部を備え、突起部は薄肉部をロータヨークの内周面に付勢する構成にしてもよい。
【００８７】
これにより、マグネットの周方向の中心付近はステータコアとの距離が短くなり、ステータに入る磁力は強いが、マグネットの周方向の端付近はステータとの距離が長くなり、ステータに入る磁力は弱くなる。つまり、マグネットの極性が切り替る端部付近では中心付近より磁力が小さいため、極性の切り替りが滑らかになり、モータ騒音を小さくできる効果を奏する。
【００８８】
なお、マグネットは、シャフトの軸方向における長さが、ステータコアのマグネットに対向する対向面におけるシャフトの軸方向における長さよりも長くする。また、第１保持リングを構成する突起部および第２保持リングを構成する突起部が、対向面と対向しないように配置される構成にしてもよい。
【００８９】
これにより、第１保持リングおよび第２保持リングがマグネットの軸方向全体を保持している場合より、保持リングとステータコアとの距離を保つことができ、第１保持リングおよび第２保持リングとステータコアとの接触を防止できる。さらに、マグネットを突起部に邪魔されること無くステータコアに近接させることができる。
【００９０】
なお、第１保持リングに、リング部の軸方向かつ突起部と逆方向に突出した逆突起部を備える。また、逆突起部がロータヨークとロータカバーの固定により第１保持リングの底面をマグネットに圧接する構成としてもよい。
【００９１】
これにより、マグネット６の位置を安定させることができる。
【００９２】
なお、第２保持リングに、リリング部の軸方向かつ突起部と逆方向に突出した逆突起部を備える。また、ロータヨークとロータカバーの固定により第２保持リングの底面をマグネットに圧接する構成としてもよい。
【００９３】
これによっても、マグネット６の位置を安定させることができる。
【００９４】
なお、ロータカバーは、逆突起部と接触する押圧部を備え、押圧部は、逆突起部を介して底面をマグネットに圧接する構成としてもよい。
【００９５】
これにより、押圧部を備えない場合に比して、より強固にマグネット６の位置を安定させることができる。
【００９６】
なお、第１保持リング及び第２保持リングの少なくとも一方は、底面の外周からさらに外方向に向かって突出する落下防止部を備え、落下防止部は、その落下防止部の外周端をロータヨークの内周面に圧接して当該保持リングをロータヨークに係止する構成としても良い。
【００９７】
これにより、例えば組立工程にてロータヨークの開口部を下方に向ける場合が生じても、第１保持リングおよび第２保持リング自体の落下を防止することができる。
【００９８】
なお、これらのブラシレスＤＣモータを備えた送風装置という構成にしてもよい。
【００９９】
これにより、マグネットの接着が外れた場合でも、モータは継続して正常な回転動作が行えるため、このモータを備えた送風装置も継続して使用できるという効果を奏する。また、接着は必ずしも必要でなく、第１保持リング、第２保持リングのみでマグネットを固定することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明に係るブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置は、接着によるマグネット固定が外れた場合でも、継続して正常な回転動作を可能であるので、天井扇などに使用される、ファン駆動用のブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置として有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１，８１，１１２  ステータコア
１ａ，１１７  ティース部
２  駆動コイル
３，１２１  シャフト
４ａ，４ｂ  ベアリング
５，８０  ロータヨーク
６，８２  マグネット
７  位置検出素子
８  ロータカバー
８ａ  シャフト開口
９  ブラシレスＤＣモータ
１０ａ，２０ａ  第１保持リング
１０ｂ，２０ｂ  第２保持リング
１１  羽根
１２  送風装置
１３  天井扇
１４ａ，１４ｂ  突起部
１５  底面
１８  薄肉部
２１  壁部
２２  逆突起部
２３  落下防止部
２４  孔部
２５  平面
２６  凸部
２７  押圧部
２８  円形部
５１  平面
５２  短辺
５３  長辺
５４  内周側面
５５  外周側面
５７  第１端部
５８  第２端部
６０  リング軸
６１  外周
６２  内周
６３  一辺
６５，６６  辺
７１  段差部
７２  空間
１３０，１３１，１３２  ロータマグネット
【図１】
2016199398.tif 000003
【図２】
2016199398.tif 000004
【図３Ａ】
2016199398.tif 000005
【図３Ｂ】
2016199398.tif 000006
【図３Ｃ】
2016199398.tif 000007
【図４】
2016199398.tif 000008
【図５】
2016199398.tif 000009
【図６】
2016199398.tif 000010
【図７Ａ】
2016199398.tif 000011
【図７Ｂ】
2016199398.tif 000012
【図８Ａ】
2016199398.tif 000013
【図８Ｂ】
2016199398.tif 000014
【図９】
2016199398.tif 000015
【図１０Ａ】
2016199398.tif 000016
【図１０Ｂ】
2016199398.tif 000017
【図１１】
2016199398.tif 000018
【図１２】
2016199398.tif 000019
【図１３】
2016199398.tif 000020
【図１４】
2016199398.tif 000021
【国際調査報告】
2016199398.tif 000022
2016199398.tif 000023
2016199398.tif 000024
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