(57)【要約】【課題】部品点数、加工工数、組立工数を減らし、製造コストを削減、生産効率を向上でき、合わせて回転振動や磁気振動などによる騒音を低減可能なアウターロータ型モータを提供する。【解決手段】ブラケット１２とハウジング９との間にモータ基板１１、固定子１及びスペーサ１３がハウジング９と芯出しされて積層され、ハウジング９とブラケット１２をかしめて弾性変形するスペーサ１３の反力によりモータ基板１１及び固定子１がハウジング９とブラケット１２との間で固定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子を囲繞して設けられる回転子と、当該回転子を回転可能に軸支し固定子及びモータ基板が筒体状のハウジングと共にブラケットに一体に組み付けられるアウターロータ型モータにおいて、
ブラケットとハウジングとの間にモータ基板、固定子及びスペーサがハウジングと芯出しされて積層され、ハウジングとブラケットをかしめることにより弾性変形するスペーサの反力によりモータ基板及び固定子がハウジングとブラケットとの間で固定されることを特徴とするアウターロータ型モータ。
【請求項２】
基板がブラケットに起立して形成されたガイド溝に沿って挿入されてブラケットに対してほぼ平行に支持され、スペーサが基板両面を挟み込んでブラケットと固定子コアとの間に積層されることを特徴とする請求項１記載のアウターロータ型モータ。
【請求項３】
ブラケット上にスペーサ、モータ基板、固定子、ハウジングがこの順に積層され、モータ基板が、スペーサと固定子コアに組み付けられるインシュレータに挟み込まれて組み付けられることを特徴とする請求項１記載のアウターロータ型モータ。
【請求項４】
ブラケットにモータ基板をほぼ平行に支持するように重ね合わせる工程と、
スペーサによって基板を挟み込むようにブラケット上に積層する工程と、
スペーサ上に固定子コアを載置して固定子を積層する工程と、
固定子コアの軸孔にハウジングを挿入して先端部をブラケットより突出させて固定子に積層する工程と、
ハウジングとブラケットとを一体にかしめる工程と、
ハウジングの軸孔にロータの回転軸を挿通して固定子を囲繞して回転子を組み付ける工程を含むことを特徴とするアウターロータ型モータの製造方法。
【請求項５】
ブラケットにスペーサを積層する工程と、
スペーサにモータ基板を積層する工程と、
モータ基板に固定子コアに設けられるインシュレータを介して固定子を積層する工程と、
固定子コアの軸孔にハウジングを挿入して先端部をブラケットより突出させて固定子に積層する工程と、
ハウジングとブラケットとを一体にかしめる工程と、
ハウジングの軸孔にロータの回転軸を挿通して固定子を囲繞して回転子を組み付ける工程を含むことを特徴とするアウターロータ型モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばブラシレスモータなどのアウターロータ型モータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アウターロータ型モータは、ブラケット（板金）及び固定子ハウジングにステータコア及びモータ基板が組み付けられた当該固定子ハウジングの軸孔に回転軸が回転可能に軸支され、マグネットがステータコアを囲繞するようにロータが組み付けられる。
【０００３】
ＤＣブラシレスモータの組立構成の一例について図１３（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図１３（ｂ）において、モータ取付面を構成するブラケット（板金）５１に固定子ハウジング５２がかしめにより一体に組み付けられる。固定子ハウジング５２は、ロータ５３の回転軸５４が嵌め込まれるため（図１３（ａ）参照）筒体状のものが用いられる。次に、固定子ハウジング５２の外周側にモータ基板５５が載せられて、ブラケット５１とねじ５６により複数箇所でねじ止めされて組み付けられる。次に、固定子ハウジング５２の外周側に、ステータコア５７が載せられて固定子ハウジング５２とねじ５８により複数箇所でねじ止めされて組み付けられる。ステータコア５７には、インシュレータ５９が組み付けられ、コイル巻線６０が巻き付けられている。最後に、図１３（ａ）において、ロータ５３の回転軸５４が固定子ハウジング５２の軸孔にベアリング６１を介して挿入されてアウターロータ型のＤＣブラシレスモータモータが組み立てられる。
【０００４】
また、ねじ止めする箇所を減らした組立例としては、固定子ハウジング５２とブラケット５１とでモータ基板５５を挟み込み、ステータコア５７とブラケット５１をねじ止めして固定する方法がある。または、モータ基板５５とブラケット５１はねじ止め固定し、ステータコア５７をブラケット５１にねじ止め固定する方法、或いは、ステータコア５７とブラケット５１をかしめにより固定する方法もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したモータの組立工程においては、ブラケット５１、モータ基板５５、ステータコア５７の組み付けにねじ止めを行うため、部品点数、加工工数、組立工数などが増大し、製造コストが嵩み、生産効率が低下するという課題がある。
また、ねじ止めを多用すると、モータを小型化した場合に、例えばステータコア５７のうちねじ止め部が占める面積比率が大きくなるため、モータ出力特性に寄与しないステータコア５７の無駄な面積比率が増大する。或いは、導体であるブラケット５１のねじ締め部からモータ基板５５の配線パターンまでの絶縁距離が必要になるため、特に小型化を図るうえではモータ基板５５に配線パターンの設計上の制約が生ずる。
また、金属部品どうしの組み付けによる回転振動や磁気振動などによる騒音の発生が課題となる。
【０００６】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、部品点数、加工工数、組立工数を減らし、製造コストを削減、生産効率を向上でき、合わせて回転振動や磁気振動などによる騒音を低減可能なアウターロータ型モータ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
固定子を囲繞して設けられる回転子と、当該回転子を回転可能に軸支し固定子及びモータ基板が筒体状のハウジングと共にブラケットに一体に組み付けられるアウターロータ型モータにおいて、ブラケットとハウジングとの間にモータ基板、固定子及びスペーサがハウジングと芯出しされて積層され、ハウジングとブラケットとをかしめることにより弾性変形するスペーサの反力によりモータ基板及び固定子がハウジングとブラケットとの間で固定されることを特徴とする。
また、モータ基板がブラケットに起立して形成されたガイド溝に沿って挿入されてブラケットに対してほぼ平行に支持され、スペーサが基板両面を挟み込んでブラケットと固定子コアとの間に積層されることを特徴とする。
また、ブラケット上にスペーサ、モータ基板、固定子、ハウジングがこの順に積層され、モータ基板がスペーサとインシュレータに挟み込まれて組み付けられることを特徴とする。
【０００８】
また、アウターロータ型モータ及びその製造方法においては、ブラケットにモータ基板をほぼ平行に支持するように重ね合わせる工程と、スペーサによって基板を挟み込むようにブラケット上に積層する工程と、スペーサ上に固定子コアを載置して固定子を積層する工程と、固定子コアの軸孔にハウジングを挿入して先端部をブラケットより突出させて固定子に積層する工程と、ハウジングとブラケットとを一体にかしめる工程と、ハウジングの軸孔にロータの回転軸を挿通して固定子を囲繞して回転子を組み付ける工程を含むことを特徴とする。
或いは、ブラケットにスペーサを積層する工程と、スペーサにモータ基板を積層する工程と、モータ基板に固定子コアに設けられるインシュレータを介して固定子を積層する工程と、固定子コアの軸孔にハウジングを挿入して先端部をブラケットより突出させて固定子に積層する工程と、ハウジングとブラケットとを一体にかしめる工程と、ハウジングの軸孔にロータの回転軸を挿通して固定子を囲繞して回転子を組み付ける工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述したアウターロータ型モータ及びその製造方法を用いれば、ハウジングとブラケットをかしめることにより弾性変形するスペーサの反力によりモータ基板及び固定子がハウジングとブラケットとの間で固定されるので、ねじ止めする箇所がなく部品点数、加工工数、組立工数を減らし、製造コストを削減、生産効率を向上できるうえに、スペーサは弾性部材が用いられるので、モータの回転振動や磁気振動などによる騒音を低減することができる。
また、ねじを省略することにより、モータを小型化した場合に、例えばステータコアのうちねじ止め部が占める面積比率がなくなるため、モータ出力特性に寄与しないコアの無駄な部分は省略できるため、モータの小型化を促進できる。
また、ねじを省略することにより、モータ基板と導体であるブラケットとの接触面積が減少するため、絶縁距離も縮小できるため、モータ基板に配線パターンの設計上の自由度が広がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るアウターロータ型モータの最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本発明に係るアウターロータ型モータは、固定子を囲繞して設けられる回転子と、当該回転子を回転可能に軸支し固定子及びモータ基板が筒体状のハウジングと共にブラケットに一体に組み付けられるモータに広く適用である。本実施形態では、例えば複写機やプリンタの紙送り用や銀行等のＡＴＭの紙幣搬送用などに用いられるＤＣブラシレスモータを例示して説明する。
【００１１】
ＤＣブラシレスモータの概略構成について図２を参照して説明する。
図２（ａ）（ｂ）において、固定子１は、固定子コア２のティース部にインシュレータ３を介してコイル巻線４が巻き付けられたものが用いられる。固定子コア２は、例えば高透磁率を有する電磁鋼鈑などが積層された積層型コアが好適に用いられる。ティース部に巻き付けられたコイル巻線４へ回転子５の回転を付勢するように励磁相を切り換えて通電することで、回転子５が回転する。
【００１２】
図２（ａ）において、回転子５は、周方向にＮ極・Ｓ極に交互に着磁されたマグネット６がカップ状のロータハウジング７の内周面に設けられている。ロータハウジング７には回転軸８の一端が一体に組み付けられている。回転子５は、回転軸８の他端側がステータハウジング９にベアリング１０を介して挿通されてマグネット６が固定子コア２に対向して組み付けられる。ステータハウジング９には固定子１の他に、モータ基板１１、ブラケット（板金）１２が一体に組み付けられる。
【００１３】
本実施の形態では、図２（ｂ）において、ブラケット１２とステータハウジング９との間にモータ基板１１、固定子１及びスペーサ１３がステータハウジング９に芯出しされて積層される。また、ステータハウジング９とブラケット１２がかしめられて弾性変形するスペーサ１３の反力により、モータ基板１１及び固定子コア２がステータハウジング９とブラケット１２の間で固定されるようになっている。
【００１４】
以下では、図１乃至図７を参照して、ＤＣブラシレスモータの具体的な実施例についてその製造方法とともに説明する。本実施例では、固定子１が組み付けられるステータハウジング９側の組立構造を中心に説明する。図１（ａ）において、モータ基板１１がブラケット１２に起立形成された断面コ字状のガイド１４にガイドされて挿入され、ブラケット１２に対してほぼ平行に支持される。スペーサ１３はモータ基板１１の両面を挟み込んでブラケット１２と固定子コア２との間に積層されている（図２（ｂ）参照）。以下、モータの構造を組み立て工程と合わせて説明する。
【００１５】
図３（ａ）において、ブラケット１２の中心部には軸孔１２ａが穿孔されている。軸孔１２ａにはステータハウジング９に対する回り止め用の切欠き部１２ｂが周方向で複数箇所（本実施例では３箇所）に形成されている。また、図３（ｂ）において、ブラケット１２の両側縁部にはガイド１４が起立して形成されている。また、ブラケット１２の奥側縁部には突き当て片１５が起立形成されている。
【００１６】
図１（ａ）において、ブラケット１２のガイド１４に沿ってモータ基板１１を挿入し、先端側が突き当て片１５に突き当たるまでスライドさせる。これにより、モータ基板１１はブラケット１２と重ね合わせてほぼ平行に支持される。モータ基板１１の上下方向の振れは、ガイド１４により抑えられる。
【００１７】
次に、図４において、モータ基板１１の中心部には軸孔１１ａが穿孔されている。軸孔１１ａの周囲にはスリット１１ｃが複数箇所（本実施例では３箇所）で径方向に形成されている。この軸孔１１ａを通じてスペーサ１３を嵌め込む。軸孔１１ａには後述するステータハウジング９に対する回り止め用の切欠き部１１ｂが周方向で複数箇所（本実施例では３箇所）に形成されている。
【００１８】
図５（ａ）（ｂ）において、スペーサ１３は挟持片１３ａどうしが連結部１３ｂにより連結されている。また、図５（ｃ）において、スペーサ１３は、モータ基板１１の軸孔１１ａを通じて設けられるため、円弧上に形成されている。スペーサ１３としては、樹脂材（例えば、ウレタンゴムなどの硬質ゴム）が好適に用いられる。
【００１９】
図１（ｂ）において、スペーサ１３をモータ基板１１の軸孔１１ａに嵌め込むことにより、上下の挟持片１３ａでモータ基板１１を両側より挟み込む。このとき、挟持片１３ａどうしを連結する連結部１３ｂをモータ基板１１のスリット１１ｃに挿入することで、挟持片１３ａによってモータ基板１１を上下で挟み込んでスペーサ１３をブラケット１２上に積層する。
【００２０】
次に、図６において、固定子１は、固定子コア２のティース部にインシュレータ３（図２（ｂ）参照）とコイル巻線４が組み付けられている。固定子コア２の中心部には軸孔２ａが穿孔されている。軸孔２ａにはステータハウジング９に対する回り止め用の切欠き部２ｂが周方向で複数箇所（本実施例では３箇所）に形成されている。図１（ｃ）において、スペーサ１３の上に固定子コア２を載置して固定子１を積層する。固定子コア２とモータ基板１１とは、スペーサ１３により絶縁されている。
【００２１】
次に、図７（ａ）（ｂ）においてステータハウジング９の外周には、切欠き部２ｂ、１１ｂ、１２ｂ（図１（ｃ）参照）に係止する突条１６が周方向で複数箇所（本実施例では３箇所）に設けられている。図１（ｄ）において、ブラケット１２、モータ基板１１、固定子コア２が積層された状態で、固定子コア２の軸孔２ａにステータハウジング９を挿入して先端部をブラケット１２より突出させて固定子１に積層する。切欠き部２ｂ、１１ｂ、１２ｂの周方向位置と突条１６とを位置合わせしてステータハウジング９を挿入することにより、ブラケット１２、モータ基板１１、固定子コア２が芯出しされる。この状態で、ステータハウジング９とブラケット１２を一体にかしめることで、固定子１、モータ基板１１及びブラケット１２が一体に組み付けられる（図２（ｂ）参照）。
【００２２】
このとき、ステータハウジング９とブラケット１２とをかしめる際に弾性変形するスペーサ１３の反力によりモータ基板１１及び固定子コア２がステータハウジング９とブラケット１２との間で固定されるので、ねじ止めする箇所がなく部品点数、加工工数、組立工数を減らし、製造コストを削減、生産効率を向上できるうえに、スペーサ１３は弾性部材が用いられるので、モータの回転振動や磁気振動などによる騒音を低減することができる。
【００２３】
図２（ａ）において、ステータハウジング９の軸孔９ａ（図２（ｂ）参照）にはベアリング１０が嵌め込まれる。このベアリング１０に回転軸８を挿通して回転子５が固定子１を囲繞して組み付けられ、アウターロータ型のＤＣブラシレスモータの組み立てが完了する。このように、モータ組立用のねじを省略することにより、モータを小型化しても、固定子コア２のうちねじ止め部が占める面積比率がなくなるため、モータ出力特性に寄与しないコアの無駄な部分は省略できるため、モータの小型化を促進できる。
また、モータ基板１１と導体であるブラケット１２との接触面積が減少するため、絶縁距離も縮小できるため、モータ基板１１において配線パターンの設計上の自由度が広がる。
【００２４】
次に、図８乃至図１２を参照して、ＤＣブラシレスモータの他例についてその製造方法とともに説明する。本実施例では、固定子１が組み付けられるステータハウジング９側の構成を中心に説明する。尚、上記実施例と同一部材には、同一番号を付して説明を援用するものとする。
【００２５】
図９（ａ）（ｂ）において、ブラケット１２上には、スペーサ１７、モータ基板１１、固定子１、ステータハウジング９がこの順に積層されている。モータ基板１１は、スペーサ１７と固定子コア２に組み付けられるインシュレータ１８に挟み込まれて組み付けられる。ステータハウジング９の軸孔９ａ（図９（ｂ）参照）にはベアリング１０が嵌め込まれている。ベアリング１０に回転軸８を挿通して回転子５が固定子１を囲繞して組み付けられる。以下、モータの構造を組み立て工程と合わせて説明する。
【００２６】
図８（ａ）において、ブラケット１２の中心部には軸孔１２ａが穿孔されている。軸孔１２ａにはステータハウジング９に対する回り止め用の切欠き部１２ｂが周方向で複数箇所（本実施例では３箇所）に形成されている。また、ブラケット１２の周縁部にはモータ基板７を支持するガイド１４及び突き当て片１５が起立形成されている。このブラケット１２にスペーサ１７を積層する。
【００２７】
図１０において、モータ基板１１には、中心部に軸孔１１ａ、回り止め用の切欠き部１１ｂが周方向で複数箇所（本実施例では３箇所）に形成されている。尚、図４において軸孔１１ａの周囲に形成されたスリット１１ｃは省略されている。図１１において、スペーサ１７にはリング状をした樹脂材（例えばウレタンゴムなどの硬質ゴム材）が好適に用いられる。スペーサ１７の内径側には複数箇所（本実施例では３箇所）で突部１７ａが形成されている。スペーサ１７はブラケット１２の切欠き部１２ｂの外周に沿って積層され、モータ基板１１を裏面側から支持する（図９（ｂ）参照）。
【００２８】
次に、図８（ｂ）において、スペーサ１７にモータ基板１１を積層する。モータ基板１１は、軸孔１２ａの周囲をスペーサ１７により支持され、両側縁部をガイド１４にガイドされてブラケット１２と重ね合わせてほぼ平行に支持される（図９（ｂ）参照）。
【００２９】
また、図８（ｃ）において、モータ基板１１に固定子１を積層する。インシュレータ１８は、固定子コア２のティース部を覆ってコイル巻線４と絶縁するほかに固定子コア２とモータ基板１１を絶縁する（図９（ｂ）参照）。尚、固定子コア２の中心部には軸孔２ａが穿孔されている。軸孔２ａにはステータハウジング９に対する回り止め用の切欠き部２ｂが周方向で複数箇所（本実施例では３箇所）に形成されている。
【００３０】
図１２（ａ）（ｂ）において、インシュレータ１８は、固定子コア２の上半分を覆う絶縁部１８ａと、下半分を覆う絶縁部１８ｂとから構成されている。このインシュレータ１８の絶縁部１８ｂの内周側にはモータ基板１１に当接して配線パターンと絶縁する押さえ部材１９が周方向で複数箇所（本実施例では３箇所に）設けられている。図９（ｂ）において、インシュレータ１８の押さえ部材１９とスペーサ１７の突部１７ａとでモータ基板１１を挟み込むようになっている。
【００３１】
図８（ｄ）において、ブラケット１２、モータ基板１１、固定子１が積層された状態で、固定子コア２の軸孔２ａにステータハウジング９を挿入して先端部をブラケット１２より突出させて固定子１に積層する。即ち、切欠き部２ｂ、１１ｂ、１２ｂの周方向位置と突条１６（図７（ａ）（ｂ）参照）とを位置合わせしてステータハウジング９を挿入することにより、ブラケット１２、モータ基板１１、固定子コア２が芯出しされる。状態でこの状態で、ステータハウジング９とブラケット１２を一体にかしめることで、固定子１、モータ基板１１及びブラケット１２が一体に組み付けられる。
【００３２】
本実施例においても、ステータハウジング９とブラケット１２とをかしめる際に弾性変形するスペーサ１７の反力によりモータ基板１１及びインシュレータ１８（押さえ部材１９）を介して固定子コア２がステータハウジング９とブラケット１２との間で固定される。したがって、ねじ止めする箇所がなく部品点数、加工工数、組立工数を減らし、製造コストを削減、生産効率を向上できるうえに、スペーサ１７は弾性部材が用いられるのでモータの回転振動や磁気振動などによる騒音を低減することができる。
【００３３】
図９（ａ）において、ステータハウジング９の軸孔９ａ（図９（ｂ）参照）にはベアリング１０が嵌め込まれる。このベアリング１０に回転軸８を挿通して回転子５が固定子１を囲繞して組み付けられ、アウターロータ型のＤＣブラシレスモータの組み立てが完了する。
【００３４】
尚、上述した各実施例ではＤＣブラシレスモータについて例示したがこれに限定されるものではなく、例えばブラシレスモータ、ステッピングモータなどの他のアウターロータ型モータについても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ＤＣブラシレスモータの組立工程を示す説明図である。
【図２】ステータハウジングへのロータの組付け前後の状態を示す説明図である。
【図３】ブラケットの平面図および右側面図である。
【図４】モータ基板の平面図である。
【図５】スペーサの正面図右側面図及び平面図である。
【図６】固定子の平面図である。
【図７】ステータハウジングの平面図及び右側面図である。
【図８】他例に係るＤＣブラシレスモータの組立工程を示す説明図である。
【図９】ステータハウジングへのロータの組付け前後の状態を示す説明図である。
【図１０】モータ基板の平面図である。
【図１１】スペーサの平面図である。
【図１２】インシュレータの正面図及び平面図である。
【図１３】従来のＤＣブラシレスモータの組み付け構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  固定子
２  固定子コア
３、１８  インシュレータ
４  コイル巻線
５  回転子
６  マグネット
７  ロータハウジング
８  回転軸
９  ステータハウジング
１０  ベアリング
１１  モータ基板
１２  ブラケット
１３、１７  スペーサ
１４  ガイド
１５  突き当て片
１６  突条
１８ａ、１８ｂ  絶縁部
１９  押さえ部材
【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】
2006238567.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2006238567.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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