(57)【要約】      （修正有）【課題】モータのハウジング内部を効率よく冷却する。【解決手段】モータ１は、上下方向を向く中心軸を中心とするシャフト３１と、前記シャフトを回転可能に支持する軸受機構４と、前記シャフトに固定された円筒状のロータ本体３２と、前記ロータ本体の上側にて前記シャフトに固定されたロータファン３４と、前記ロータ本体と径方向に対向する電機子２２と、前記ロータ本体、前記ロータファンおよび前記電機子を内部に収容するハウジング２１と、を備える。前記軸受機構が、前記ハウジングの内部において前記ロータファンよりも上側に位置し、前記ロータファンと上下方向に対向する第１軸受４１と、前記ロータ本体よりも下側に位置する第２軸受４２と、を備える。前記ハウジングが、前記第１軸受の外側面に接触して前記第１軸受を保持する軸受保持部２１４と、を備える。前記軸受保持部の外側面２１７が、下方に向かうに従って径方向内方へと向かう。【選択図】図４
2018074894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向を向く中心軸を中心とするシャフトと、
前記シャフトを回転可能に支持する軸受機構と、
前記シャフトに固定された円筒状のロータ本体と、
前記ロータ本体の上側にて前記シャフトに固定されたロータファンと、
前記ロータ本体と径方向に対向する電機子と、
前記ロータ本体、前記ロータファンおよび前記電機子を内部に収容するハウジングと、
を備え、
前記軸受機構が、
前記ハウジングの内部において前記ロータファンよりも上側に位置し、前記ロータファンと上下方向に対向する第１軸受と、
前記ロータ本体よりも下側に位置する第２軸受と、
を備え、
前記ハウジングが、
前記電機子よりも上側に位置する第１開口と、
前記電機子よりも下側に位置する第２開口と、
前記第１軸受の外側面に接触して前記第１軸受を保持する軸受保持部と、
を備え、
前記軸受保持部の外側面が、下方に向かうに従って径方向内方へと向かう、モータ。
【請求項２】
前記第１開口が、前記ハウジングの外側面に位置する、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記第１開口が、前記軸受保持部の前記外側面と径方向に対向する、請求項２に記載のモータ。
【請求項４】
前記ロータファンの外径が、前記第１軸受の外径よりも大きい、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のモータ。
【請求項５】
前記ロータファンの外径が、前記ロータ本体の外径に等しい、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のモータ。
【請求項６】
前記電機子を外部電源に電気的に接続するバスバーと、
前記バスバーを保持するバスバー保持部と、
をさらに備え、
前記バスバー保持部が、前記中心軸を中心とする円筒状の内側面を有し、
前記バスバー保持部の前記内側面が、前記ロータファンと径方向に対向する、請求項１ないし５のいずれか１つに記載のモータ。
【請求項７】
前記バスバー保持部の前記内側面の上端部と、前記軸受保持部の前記外側面とが、径方向に対向する、請求項６に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータのハウジング内に冷却用ファンを設け、ハウジング内部を冷却する技術が知られている。特開２０１６−１０１００８号公報に記載の回転電機１Ａでは、回転軸１３の回転とともに、冷却用ファン４が一体に回転する。冷却用ファン４は、モータハウジング１０の内径におよそ等しい直径を有する円板状の主板４ａと、主板４ａの外周部に設けられる複数の羽根４ｂと、を備える。
【０００３】
冷却用ファン４の回転により入気口３１からモータハウジング１０内部に取り込まれた空気は、主板４ａの一方側の主面に沿って冷却用ファン４の外周側に向かって流れる。外周側に流れた空気は、主板４ａの外周縁部４ｔを越えて主板４ａの他方側の空間へと流れ込む。そして、当該空気は、固定子鉄心７および回転子鉄心１４に吹きかけられる。
【特許文献１】特開２０１６−１０１００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特開２０１６−１０１００８号公報の回転電機１Ａでは、モータハウジング１０内部において、空気の流れる経路が複雑であり、気流が拡散するため、気流の流量増大に限界がある。このため、回転電機１Ａのモータハウジング１０内部を効率良く冷却することが難しい。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、モータのハウジング内部を冷却することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の実施形態に係る例示的なモータは、上下方向を向く中心軸を中心とするシャフトと、前記シャフトを回転可能に支持する軸受機構と、前記シャフトに固定された円筒状のロータ本体と、前記ロータ本体の上側にて前記シャフトに固定されたロータファンと、前記ロータ本体と径方向に対向する電機子と、前記ロータ本体、前記ロータファンおよび前記電機子を内部に収容するハウジングと、を備える。前記軸受機構が、前記ハウジングの内部において前記ロータファンよりも上側に位置し、前記ロータファンと上下方向に対向する第１軸受と、前記ロータ本体よりも下側に位置する第２軸受と、を備える。前記ハウジングが、前記電機子よりも上側に位置する第１開口と、前記電機子よりも下側に位置する第２開口と、前記第１軸受の外側面に接触して前記第１軸受を保持する軸受保持部と、を備える。前記軸受保持部の外側面が、下方に向かうに従って径方向内方へと向かう。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、モータのハウジング内部を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一の実施形態に係るモータの側面図である。
【図２】図２は、モータの内部構造を示す斜視図である。
【図３】図３は、モータの横断面図である。
【図４】図４は、モータの縦断面図である。
【図５】図５は、接続部の図示を省略してモータの内部構造を示す斜視図である。
【図６】図６は、ロータマグネットの縦断面図である。
【図７】図７は、ロータマグネットの横断面図である。
【図８】図８は、ロータ組立体の製造の流れを示す図である。
【図９】図９は、製造途上のロータ組立体を示す横断面図である。
【図１０】図１０は、製造途上のロータ組立体を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、他の好ましいモータの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係るモータ１の外観を示す側面図である。モータ１は、インナーロータ型のブラシレスモータである。モータ１は、例えば、軸流ファンにおいてインペラを回転させるために利用される。図２は、モータ１の内部構造を示す斜視図である。図２では、モータ１のハウジング２１等の一部を省略して図示する。図３は、モータ１の横断面図である。図４は、モータ１を図３中のＩＶ−ＩＶの位置にて切断した縦断面図である。図３および図４では、細部の断面における平行斜線を省略している。
【００１０】
本明細書では、図４中におけるモータ１の中心軸Ｊ１方向の上側を単に「上側」と呼び、下側を単に「下側」と呼ぶ。本明細書における上側および下側は、実際の機器に組み込まれたときの重力方向上側および下側を示すものではない。以下の説明では、中心軸Ｊ１を中心とする周方向を、単に「周方向」と呼び、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を、単に「径方向」と呼ぶ。また、中心軸Ｊ１に平行な方向を、「上下方向」と呼ぶ。当該上下方向は、軸方向でもある。
【００１１】
モータ１は、静止部２と、回転部３と、軸受機構４と、を含む。軸受機構４は、回転部３を静止部２に対して回転可能に支持する。静止部２は、ハウジング２１と、電機子２２と、バスバー２３と、バスバー保持部２４と、を含む。回転部３は、ロータ組立体３０と、ロータファン３４と、を含む。ロータ組立体３０は、シャフト３１と、ロータ本体３２と、接続板部３３と、を含む。軸受機構４は、第１軸受４１と、第２軸受４２と、を含む。第１軸受４１および第２軸受４２は、例えば、ボールベアリングである。
【００１２】
ハウジング２１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする有底かつ有蓋の略円筒状の部材である。ハウジング２１は、側壁部２１１と、底部２１２と、天蓋部２１３と、を含む。側壁部２１１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部位である。底部２１２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状の部位である。底部２１２は、側壁部２１１の下端部に接続され、側壁部２１１の下部開口を覆う。天蓋部２１３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状の部位である。天蓋部２１３は、側壁部２１１の上端部に接続され、側壁部２１１の上部開口を覆う。
【００１３】
ハウジング２１では、側壁部２１１の上部に、複数の第１開口２１５が設けられる。図１に示す例では、４つの第１開口２１５が、ハウジング２１の外側面に位置する。複数の第１開口２１５は、上下方向の略同じ位置において、周方向に略等角度間隔にて配列される。複数の第１開口２１５は、電機子２２よりも上側に位置する。各第１開口２１５は、側壁部２１１を径方向に貫通する貫通孔である。各第１開口２１５は、側面視において周方向に延びる略長方形である。第１開口２１５の形状は、適宜変更されてよい。第１開口２１５の数は、１であってもよく、２以上であってもよい。
【００１４】
また、ハウジング２１では、底部２１２の外周部に、複数の第２開口２１６が設けられる。複数の第２開口２１６は、電機子２２よりも下側に位置する。複数の第２開口２１６は、径方向の略同じ位置において、周方向に略等角度間隔にて配列される。各第２開口２１６は、底部２１２を上下方向に貫通する貫通孔である。各第２開口２１６は、平面視において略矩形である。第２開口２１６の形状は、適宜変更されてよい。第２開口２１６の数は、１であってもよく、２以上であってもよい。図２に示す例では、電機子２２のティース２２２（後述）と同数の１２個の第２開口２１６が、ハウジング２１の底面において、複数のティース２２２の周方向における間に位置する。
【００１５】
ハウジング２１の内部には、シャフト３１の上部、ロータ本体３２、ロータファン３４、電機子２２、バスバー２３およびバスバー保持部２４が収容される。シャフト３１の下端部は、ハウジング２１の底部２１２から下方へと突出する。シャフト３１の下端部には、例えば、軸流ファンのインペラが取り付けられる。
【００１６】
シャフト３１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円柱状または略円筒状の部材である。図４に示す例では、シャフト３１は、略円筒状の部材である。これにより、シャフト３１およびモータ１の軽量化を実現することができる。シャフト３１は、例えば、非磁性体製の部材である。シャフト３１は、例えば、ステンレス鋼により形成される。シャフト３１は、軸受機構４により回転可能に支持される。
【００１７】
軸受機構４の第１軸受４１は、ハウジング２１の内部の上端部において、シャフト３１の上端部を回転可能に支持する。第１軸受４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。図４に示す例では、第１軸受４１は、ハウジング２１の軸受保持部２１４により保持される。軸受保持部２１４は、ハウジング２１の天蓋部２１３からハウジング２１の内部に向かって下方へと突出する略円筒状の部位である。軸受保持部２１４は、第１軸受４１の外側面に接触して第１軸受４１を保持する。
【００１８】
軸受機構４の第２軸受４２は、第１軸受４１よりも下方に位置し、シャフト３１の下部を回転可能に支持する。第２軸受４２は、例えば、ロータ本体３２よりも下側に位置する。第２軸受４２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。第２軸受４２の外径は、例えば、第１軸受４１の外径よりも小さい。図４に示す例では、第２軸受４２は、上下方向に関してハウジング２１の底部２１２と略同じ位置に位置する。第２軸受４２は、ハウジング２１の底部２１２により保持される。
【００１９】
ロータ本体３２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。ロータ本体３２は、シャフト３１の外側面に固定される。ロータ本体３２は、例えば、インサート成形によりシャフト３１に固定される。ロータ本体３２の上下方向の両端部には、略円環板状の接続板部３３が配置される。ロータ本体３２は、接続板部３３によってもシャフト３１に接続される。なお、接続板部３３は、ロータ本体３２の上端部および下端部のうち一方の端部にのみ設けられてもよい。
【００２０】
ロータ本体３２は、複数のコアピース３２１と、複数のロータマグネット３２２と、接続部３２３と、を含む。複数のコアピース３２１は、磁性体金属製である。各コアピース３２１は、例えば、鋼板等の磁性体金属製の板部材が上下方向に積層されてかしめられることにより形成される。接続部３２３は、樹脂製である。
【００２１】
複数のコアピース３２１は、シャフト３１の周囲にて周方向に配列される。複数のロータマグネット３２２は、シャフト３１の周囲にて複数のコアピース３２１と交互に周方向に配列される。複数のコアピース３２１は、略等角度間隔にて配置される。複数のロータマグネット３２２も、略等角度間隔にて配置される。図３に示す例では、１４個のコアピース３２１と、１４個のロータマグネット３２２とが、周方向において交互に配列される。
【００２２】
各コアピース３２１は、平面視において、中心軸Ｊ１を中心とする略円環形状の周方向の一部である。各ロータマグネット３２２は、平面視において径方向に沿って延びる略長方形である。なお、平面視とは、中心軸Ｊ１に平行な視線にて対象物を上側から見た形状である。各コアピース３２１の外側面の周方向の幅は、例えば、各ロータマグネット３２２の外側面の周方向の幅よりも大きい。コアピース３２１およびロータマグネット３２２の形状は、様々に変更されてよい。コアピース３２１およびロータマグネット３２２の数はそれぞれ、２以上の範囲で適宜変更されてよい。
【００２３】
ロータ本体３２では、複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２により、略円筒状の組立体が形成される。複数のコアピース３２１の外側面と、複数のロータマグネット３２２の外側面とは、径方向の略同じ位置に位置する。換言すれば、中心軸Ｊ１と各コアピース３２１の外側面との間の径方向の距離と、中心軸Ｊ１と各ロータマグネット３２２の外側面との間の径方向の距離とは、略同じである。これにより、ロータマグネット３２２からの漏れ磁束を減少させて、モータ１の出力を増大させることができる。また、複数のロータマグネット３２２の径方向内端は、複数のコアピース３２１の径方向内端よりもシャフト３１に近い。換言すれば、各ロータマグネット３２２の径方向内端とシャフト３１との間の径方向の距離は、各コアピース３２１の径方向内端とシャフト３１との間の径方向の距離よりも小さい。さらに換言すれば、複数のロータマグネット３２２の径方向内端は、複数のコアピース３２１の内側面から径方向内方へと突出している。
【００２４】
各コアピース３２１の上端は、各ロータマグネット３２２の上端よりも下側に位置する。各コアピース３２１の下端は、各ロータマグネット３２２の下端よりも上側に位置する。換言すれば、複数のロータマグネット３２２の上端部および下端部は、複数のコアピース３２１の上端および下端から上下方向に突出している。
【００２５】
接続部３２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部位である。接続部３２３は、シャフト３１と、複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２とを接続する。接続部３２３は、シャフト３１と、複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２との間に樹脂が充填されることにより形成される。換言すれば、接続部３２３は、シャフト３１と、複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２との間の空間を埋めている。
【００２６】
接続部３２３の上端面の中央部には、当該上端面の周囲の領域から上方に突出する中央突出部３２６が設けられる。中央突出部３２６は、シャフト３１の外側面に接する略円筒状の部位である。中央突出部３２６の外側面は、上方に向かうに従って径方向内方へと向かう傾斜面である。
【００２７】
接続部３２３は、シャフト３１の外側面と、各コアピース３２１の表面のうち径方向内側に位置する内側面と、各ロータマグネット３２２の表面のうち径方向内側に位置する内側面と、各ロータマグネット３２２の周方向の両側面のうち径方向内端部と、を被覆する。各コアピース３２１の内側面には、径方向外方へと凹むコア凹部３２４が設けられる。コアピース３２１の内側面近傍では、コア凹部３２４の周方向の幅は、コアピース３２１の内側面から径方向外方へと離れるに従って漸次増大する。コア凹部３２４の周方向の最大幅は、コアピース３２１の内側面におけるコア凹部３２４の周方向の幅よりも大きい。
【００２８】
コア凹部３２４内には、接続部３２３の樹脂が存在する。接続部３２３のうちコア凹部３２４内に位置する部位と、接続部３２３のうちコアピース３２１の内側面よりも径方向内側に位置する部位とは、コア凹部３２４の径方向内端の開口を介して連続する一繋がりの樹脂部材である。接続部３２３は、複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２の上下方向の両端面も被覆する。
【００２９】
図５は、図２から接続部３２３の図示を省略したモータ１の斜視図である。各接続板部３３は、第１部位３３１と、複数の第２部位３３２と、を含む。第１部位３３１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状である。複数の第２部位３３２は、第１部位３３１の外周縁から径方向外方へと放射状に延びる。複数の第２部位３３２は、周方向に略等角度間隔にて配列される。複数の第２部位３３２の数は、複数のコアピース３２１の数と同じである。各第２部位３３２の平面視における形状は、コアピース３２１の平面視における形状と略同じである。
【００３０】
接続板部３３の第１部位３３１は、シャフト３１の外側面に圧入等により接続される。複数の第２部位３３２は、複数のコアピース３２１と上下方向に重なる。各コアピース３２１の上下方向の両端面は、接続板部３３の第２部位３３２により覆われる。複数の第２部位３３２は、複数のコアピース３２１の上下方向の端面に接触し、当該複数のコアピース３２１に接続される。これにより、ロータ本体３２の複数のコアピース３２１と、シャフト３１とが接続され、複数のコアピース３２１がシャフト３１に対して周方向にずれることが防止される。接続板部３３と複数のコアピース３２１との接続は、例えば、接続板部３３の各第２部位３３２に設けられた孔に、各コアピース３２１の上下方向の端面から突出しているピンを挿入することにより実現される。なお、図４に示す例では、２つの接続板部３３のうち、下側の接続板部３３のみがシャフト３１の外側面に直接的に接続され、上側の接続板部３３は、シャフト３１の外側面から僅かに離間している。
【００３１】
複数のロータマグネット３２２の上下方向の両端面は、周方向において複数の第２部位３３２の間に位置する。換言すれば、各ロータマグネット３２２の上下方向の両端面は、接続板部３３には実質的に被覆されておらず、周方向に隣接する２つの第２部位３３２の間から露出する。各ロータマグネット３２２の上端は、上側の接続板部３３の各第２部位３３２の上端面と、上下方向の略同じ位置に位置する。各ロータマグネット３２２の下端は、下側の接続板部３３の各第２部位３３２の下端面と、上下方向の略同じ位置に位置する。
【００３２】
図２および図４に示すように、ロータ本体３２の接続部３２３は、複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２の上下方向の両側において、接続板部３３上から複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２の両端面を被覆する。各コアピース３２１の上下方向の端面は、上述のように、接続板部３３により覆われているため、接続部３２３は、接続板部３３を介して各コアピース３２１の上下方向の端面に間接的に接触する。また、接続部３２３は、各ロータマグネット３２２の上下方向の端面に、接続板部３３を介することなく、直接的に接触する。
【００３３】
図６は、一のロータマグネット３２２およびその近傍の部位を拡大して示す縦断面図である。また、図６では、当該ロータマグネット３２２に隣接するコアピース３２１を二点鎖線にて示す。図７は、ロータマグネット３２２およびその近傍の部位を拡大して示す横断面図である。他のロータマグネット３２２およびその近傍の部位の形状および構造は、図６および図７に示すものと略同様である。
【００３４】
ロータマグネット３２２の表面のうち、上端面３５１および下端面３５２は、略全面に亘って接続部３２３により被覆される。また、ロータマグネット３２２の表面のうち、径方向内側に位置する内側面３６１も、略全面に亘って接続部３２３により被覆される。ロータマグネット３２２の周方向両側の側面３６２では、内側面３６１から連続する径方向内端の領域３６５は接続部３２３により被覆され、領域３６５以外の領域は、周方向に隣接するコアピース３２１により被覆される。以下の説明では、領域３６５を「側面内端領域３６５」と呼ぶ。ロータマグネット３２２の表面のうち、径方向外側に位置する外側面３６３は、略全面に亘って接続部３２３およびコアピース３２１等により被覆されておらず、接続部３２３およびコアピース３２１から露出している。換言すれば、ロータマグネット３２２の外側面３６３は、ロータ本体３２の外側面の一部である。
【００３５】
以下の説明では、ロータマグネット３２２の表面のうち、接続部３２３により被覆される領域を「係合領域３７１」と呼び、接続部３２３から露出する領域を「露出領域３７２」と呼ぶ。係合領域３７１は、ロータマグネット３２２の上端面３５１、下端面３５２、内側面３６１、および、両側の側面３６２の側面内端領域３６５を含む。露出領域３７２は、ロータマグネット３２２の外側面３６３を含む。
【００３６】
ロータマグネット３２２の上端面３５１は、第１領域３５３と、第２領域３５４と、を含む。第１領域３５３は、上端面３５１において径方向内側に位置する。第１領域３５３の径方向内端は、例えば、上端面３５１の径方向内端である。第２領域３５４は、第１領域３５３の径方向外端に連続する。第２領域３５４は、第１領域３５３の径方向外端から径方向外方へと延びる。第２領域３５４の径方向外端は、例えば、上端面３５１の径方向外端である。第２領域３５４の径方向外端とは、第２領域３５４において第１領域３５３とは反対側に位置する端部である。なお、第２領域３５４の径方向外端は、上端面３５１の径方向外端よりも径方向内側に位置していてもよい。
【００３７】
第２領域３５４の径方向外端は、第１領域３５３よりも下方に位置する。換言すれば、第２領域３５４の径方向外端は、第１領域３５３よりもロータマグネット３２２の下端面３５２に近い。第２領域３５４は、第１領域３５３の径方向外端から離れるに従って、ロータマグネット３２２の下端面３５２に近づく。図６に示す例では、第２領域３５４は、第１領域３５３から径方向外方へと離れるに従って、下端面３５２に上下方向に関して漸次近づく傾斜面である。第２領域３５４は、水平面に対する傾斜角が径方向の略全長に亘って略一定な平面である。また、第１領域３５３は、上下方向に略垂直な平面である。
【００３８】
図６では、第２領域３５４の法線ベクトル３５５を太矢印にて示す。第２領域３５４の法線ベクトル３５５は、径方向外方を向く成分を有する。すなわち、第２領域３５４は、接続部３２３のうち第２領域３５４を被覆する部位と、上下方向の同じ位置に位置し、径方向に対向する。換言すれば、上端面３５１の第２領域３５４は、接続部３２３のうち第２領域３５４を被覆する部位と径方向において係合する係合面である。
【００３９】
ロータマグネット３２２の下端面３５２は、上端面３５１と同様に、第１領域３５６と、第２領域３５７と、を含む。第１領域３５６は下端面３５２において径方向内側に位置する。第１領域３５６の径方向内端は、例えば、下端面３５２の径方向内端である。第２領域３５７は、第１領域３５６の径方向外端に連続する。第２領域３５７は、第１領域３５６の径方向外端から径方向外方へと延びる。第２領域３５７の径方向外端は、例えば、下端面３５２の径方向外端である。第２領域３５７の径方向外端とは、第２領域３５７において第１領域３５６とは反対側に位置する端部である。なお、第２領域３５７の径方向外端は、下端面３５２の径方向外端よりも径方向内側に位置していてもよい。
【００４０】
第２領域３５７の径方向外端は、第１領域３５６よりも上方に位置する。換言すれば、第２領域３５７の径方向外端は、第１領域３５６よりもロータマグネット３２２の上端面３５１に近い。第２領域３５７は、第１領域３５６の径方向外端から離れるに従って、ロータマグネット３２２の上端面３５１に近づく。図６に示す例では、第２領域３５７は、第１領域３５６から径方向外方へと離れるに従って、上端面３５１に上下方向に関して漸次近づく傾斜面である。第２領域３５７は、水平面に対する傾斜角が径方向の略全長に亘って略一定な平面である。また、第１領域３５６は、上下方向に略垂直な平面である。
【００４１】
図６では、第２領域３５７の法線ベクトル３５８を太矢印にて示す。第２領域３５７の法線ベクトル３５８は、径方向外方を向く成分を有する。すなわち、第２領域３５７は、接続部３２３のうち第２領域３５７を被覆する部位と、上下方向の同じ位置に位置し、径方向に対向する。換言すれば、下端面３５２の第２領域３５７は、接続部３２３のうち第２領域３５７を被覆する部位と径方向において係合する係合面である。
【００４２】
図８は、ロータ組立体３０の製造の流れを示す図である。図９は、製造途上のロータ組立体３０を示す横断面図である。図１０は、製造途上のロータ組立体３０の一部を示す縦断面図である。図９および図１０では、ロータ組立体３０の製造に利用される金型９１も合わせて図示する。図９は、後述するステップＳ１１〜Ｓ１３が終了し、ステップＳ１４が行われる前の状態を示す。図１０は、ステップＳ１４が行われている状態を示す。
【００４３】
ロータ組立体３０が製造される際には、まず、非磁性体製のシャフト３１が、略円筒状の磁性体製の金型９１の中心に配置される（ステップＳ１１）。金型９１の内側面９２は、中心軸を中心とする略円筒面である。金型９１の内側面９２の中心軸は、上述のモータ１の中心軸Ｊ１と一致する。
【００４４】
続いて、複数のコアピース３２１が、金型９１内において、シャフト３１の周囲にて周方向に配列される（ステップＳ１２）。複数のコアピース３２１は、例えば、上端面および下端面が接続板部３３（図５参照）により接続された状態で取り扱われる。ステップＳ１２では、複数のコアピース３２１は、シャフト３１から径方向外側に離れて配置される。また、複数のコアピース３２１の外側面３２５は、金型９１の内側面９２に当接する。
【００４５】
次に、複数のロータマグネット３２２が、金型９１内において、シャフト３１の周囲にて複数のコアピース３２１と交互に周方向に配列される（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、複数のロータマグネット３２２は、シャフト３１から径方向外側に離れて配置される。また、複数のロータマグネット３２２の外側面３６３は、金型９１の内側面９２に当接する。図９に示すように、複数のロータマグネット３２２の径方向内端は、複数のコアピース３２１の径方向内端よりも、シャフト３１に近い。また、各ロータマグネット３２２の上端面３５１および下端面３５２の第１領域３５３，３５６（図６参照）は、上側および下側の接続板部３３の端面と、上下方向の略同じ位置に位置する。
【００４６】
ステップＳ１２，Ｓ１３では、ロータマグネット３２２の磁力により、周方向に交互に配列された複数のロータマグネット３２２および複数のコアピース３２１が結合される。また、ロータマグネット３２２の磁力により、複数のロータマグネット３２２の外側面３６３および複数のコアピース３２１の外側面３２５が、金型９１の内側面９２に引きつけられて当接する。なお、ステップＳ１３は、ステップＳ１２よりも前に行われてもよい。あるいは、ステップＳ１２とステップＳ１３とは、並行して行われてもよい。
【００４７】
ステップＳ１１〜Ｓ１３が終了すると、図１０に示すように、金型９１の上部に設けられた複数のゲート９４から、金型９１内に樹脂９５が流し込まれる。ゲート９４は、図１０中の左側に図示する接続板部３３およびコアピース３２１、並びに、図１０の右側に図示するロータマグネット３２２と、空隙を介して上下方向に対向する。ゲート９４から金型９１内に流し込まれた樹脂９５は、シャフト３１と複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２との間の空間９３に充填される。樹脂９５が硬化することにより接続部３２３が形成され、当該接続部３２３により、シャフト３１と、複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２とが接続される（ステップＳ１４）。また、接続部３２３は、複数のコアピース３２１および複数のロータマグネット３２２の上下方向の両端面、並びに、接続板部３３も被覆する。そして、金型９１が外されることにより、ロータ組立体３０の製造が終了する。なお、ステップＳ１４では、周方向に隣接するコアピース３２１とロータマグネット３２２との間の隙間が存在する場合、当該隙間にも樹脂が充填されてよい。
【００４８】
図４に示す例では、ロータファン３４は、ロータ本体３２の上側にてシャフト３１に固定される。第１軸受４１は、ロータファン３４よりも上側に位置する。換言すれば、ロータファン３４は、上下方向に関して、第１軸受４１とロータ本体３２との間に位置する。ロータファン３４は、第１軸受４１およびロータ本体３２と上下方向に対向する。ロータファン３４の外径は、第１軸受４１の外径よりも大きく、軸受保持部２１４の下端部の外径よりも大きい。また、ロータファン３４の外径は、ロータ本体３２の外径に略等しい。なお、ロータファン３４の外径とは、ロータファン３４の翼３４２（後述）の最外縁と中心軸Ｊ１との間の径方向の距離の２倍である。
【００４９】
ロータファン３４は、シャフト３１の周囲を囲む略環状の部材である。ロータファン３４は、例えば、斜流ファンまたは遠心ファンである。ロータファン３４は、ファン基部３４１と、複数の翼３４２と、を含む。ファン基部３４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状の部位である。ファン基部３４１は、シャフト３１の外側面に圧入等により接続される。複数の翼３４２は、ファン基部３４１に接続される。複数の翼３４２は、周方向に略等角度間隔にて配列される。
【００５０】
電機子２２は、ロータ本体３２と径方向に対向する。電機子２２は、コアバック部２２１と、複数のティース２２２と、インシュレータ２２３と、複数のコイル２２４と、を含む。コアバック部２２１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部位である。コアバック部２２１は、ハウジング２１の側壁部２１１の内側面に固定される。複数のティース２２２は、コアバック部２２１から径方向内方に放射状に延びる。複数のティース２２２は、周方向に略等角度間隔にて配列される。コアバック部２２１および複数のティース２２２は、例えば、一繋がりの磁性体金属製の部材である。インシュレータ２２３は、複数のティース２２２の表面を被覆する絶縁体である。複数のコイル２２４は、インシュレータ２２３上から複数のティース２２２に導線を巻回することにより形成される。本実施形態では、複数のコイル２２４は、３相コイルである。
【００５１】
複数のコイル２２４は、電機子２２の上方に配置された複数のバスバー２３に電気的に接続される。図４に示す例では、バスバー２３の数は３である。各バスバー２３は、導電性の部材である。各バスバー２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状または略円弧状の部材である。複数のバスバー２３は、Ｕ相バスバーと、Ｖ相バスバーと、Ｗ相バスバーと、を含む。Ｕ相バスバーは、複数のコイル２２４のうちＵ相の複数のコイル２２４を互いに接続する。Ｖ相バスバーは、複数のコイル２２４のうちＶ相の複数のコイル２２４を互いに接続する。Ｗ相バスバーは、複数のコイル２２４のうちＷ相の複数のコイル２２４を互いに接続する。複数のバスバー２３は、電機子２２の複数のコイル２２４を、図示省略の外部電源に電気的に接続する。
【００５２】
複数のバスバー２３は、バスバー保持部２４により保持される。バスバー保持部２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部材である。バスバー保持部２４は、絶縁性の部材である。バスバー保持部２４は、電機子２２の上側に配置され、電機子２２と上下方向に対向する。また、バスバー保持部２４は、ロータファン３４の径方向外側に配置され、ロータファン３４と径方向に対向する。バスバー保持部２４は、例えば、ハウジング２１または電機子２２に固定される。
【００５３】
バスバー保持部２４は、内筒部２４１と、フランジ部２４２と、外筒部２４３と、を含む。内筒部２４１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部位である。フランジ部２４２は、内筒部２４１の下端部から径方向外方へと延びる略円環状の部位である。図４に示す例では、フランジ部２４２は、径方向外方に向かうに従って下方へと向かう。外筒部２４３は、フランジ部２４２の外端部から下方へと向かう。外筒部２４３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状の部位である。内筒部２４１、フランジ部２４２および外筒部２４３は、例えば、樹脂により形成された一繋がりの部材である。
【００５４】
バスバー保持部２４では、外筒部２４３の外側面は、ハウジング２１の側壁部２１１の内側面に接触する。外筒部２４３の下端部は、電機子２２のコアバック部２２１の上端部に接触する。フランジ部２４２には、上方に向かって開口する複数の溝部２４４が設けられる。各溝部２４４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環状または略円弧状である。各溝部２４４には、バスバー２３が収容されて固定される。図４に示す例では、バスバー保持部２４の３つの溝部２４４に、３つのバスバー２３が固定される。なお、バスバー保持部２４に保持されるバスバー２３の数は、１であってもよく、２以上であってもよい。また、溝部２４４内のバスバー２３は、樹脂によりモールドされてもよい。
【００５５】
バスバー保持部２４は、ロータファン３４の径方向外側に配置される略円筒状の風洞部である。バスバー保持部２４の内筒部２４１の内側面２４５は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。バスバー保持部２４の内側面２４５は、ロータファン３４と径方向に対向する。バスバー保持部２４の内側面２４５は、ロータファン３４の各翼３４２の径方向外縁よりも径方向外側に位置し、各翼３４２の径方向外縁に近接する。バスバー保持部２４の内側面２４５は、各翼３４２の上下方向の略全長に亘って、各翼３４２と径方向に対向する。バスバー保持部２４の内側面２４５の上端は、ロータファン３４の各翼３４２の上端よりも上側に位置する。
【００５６】
バスバー保持部２４の内側面２４５の上端部は、軸受保持部２１４の外側面２１７と径方向に対向する。軸受保持部２１４の外側面２１７は、下方に向かうに従って径方向内方へと向かう傾斜面である。軸受保持部２１４の外側面２１７は、例えば、略円錐台の側面である。軸受保持部２１４の外側面２１７は、ハウジング２１の各第１開口２１５と、上下方向の略同じ位置に位置する。換言すれば、各第１開口２１５は、軸受保持部２１４の外側面２１７と径方向に対向する。
【００５７】
バスバー保持部２４のフランジ部２４２の下面２４６は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環面である。フランジ部２４２の下面２４６は、内筒部２４１の内側面２４５の下端から径方向外方へと延びる。フランジ部２４２の下面２４６は、当該内側面２４５の下端から径方向外方に向かうに従って下方へと向かう傾斜面である。フランジ部２４２の下面２４６は、上下方向に並ぶ電機子２２とバスバー２３との間に位置する。フランジ部２４２の下面２４６は、電機子２２と上下方向に対向する。
【００５８】
モータ１では、バスバー２３を介して電機子２２のコイル２２４に電流が供給されることにより、コイル２２４とロータ本体３２との間にトルクが発生する。これにより、回転部３が、すなわち、ロータ組立体３０およびロータファン３４が、中心軸Ｊ１を中心として周方向に回転する。
【００５９】
モータ１では、ロータファン３４の複数の翼３４２が周方向に回転することにより、モータ１の内部に、第１開口２１５から電機子２２およびその近傍を経由して第２開口２１６へと至る空気の流れが形成される。モータ１では、ロータファン３４を上記と反対方向に回転させることにより、モータ１の内部に、第２開口２１６から電機子２２およびその近傍を経由して第１開口２１５へと至る空気の流れが形成されてもよい。いずれの場合も、当該空気の流れにより、モータ１の内部構造、特に、電機子２２が冷却される。
【００６０】
以下、ロータファン３４による冷却について、より具体的に説明する。モータ１では、ロータファン３４の複数の翼３４２が、平面視における反時計回り方向に回転することにより、ロータファン３４の上方の空気が、下方に向かって流れ、バスバー保持部２４の内筒部２４１の上端開口を介して内筒部２４１の内部へと流入する。これにより、ハウジング２１の外部の空気が、複数の第１開口２１５を介してハウジング２１内へと流入し、内筒部２４１の内部にて回転するロータファン３４に向かって下方へと流れる。
【００６１】
内筒部２４１は、ロータファン３４に流入する空気の流れ、および、ロータファン３４から送出される空気の流れを、中心軸Ｊ１に平行な方向へと整流する。これにより、ロータファン３４による送風効率を向上することができる。内筒部２４１を通過して内筒部２４１の下端開口から下方へと流出した空気は、フランジ部２４２の下面２４６、および、接続部３２３の中央突出部３２６の外側面に沿って径方向外方へと拡がり、電機子２２に向かって下方へと流れる。当該空気は、電機子２２のコイル２２４の隙間、および、電機子２２とロータ本体３２との間の間隙を通過して下方へと流れ、複数の第２開口２１６を介してハウジング２１外へと流出する。
【００６２】
これにより、上述のように、モータ１の内部に、第１開口２１５から電機子２２およびその近傍を経由して第２開口２１６へと至る空気の流れが形成される。その結果、モータ１の内部構造、特に、電機子２２が冷却される。第１開口２１５は、モータ１の内部へと空気が流入する流入口であり、第２開口２１６は、モータ１の内部の空気が流出する流出口である。
【００６３】
一方、ロータファン３４の複数の翼３４２が、平面視における時計回り方向に回転する場合、モータ１の内部に、第２開口２１６から電機子２２およびその近傍を経由して第１開口２１５へと至る空気の流れが形成される。その結果、上記と同様に、モータ１の内部構造、特に、電機子２２が冷却される。この場合、第２開口２１６は、モータ１の内部へと空気が流入する流入口であり、第１開口２１５は、モータ１の内部の空気が流出する流出口である。
【００６４】
以上に説明したように、モータ１は、シャフト３１と、軸受機構４と、円筒状のロータ本体３２と、ロータファン３４と、電機子２２と、ハウジング２１と、を含む。シャフト３１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする。軸受機構４は、シャフト３１を回転可能に支持する。ロータ本体３２は、シャフト３１に固定される。ロータファン３４は、ロータ本体３２の上側にてシャフト３１に固定される。電機子２２は、ロータ本体３２と径方向に対向する。ハウジング２１は、ロータ本体３２、ロータファン３４および電機子２２を内部に収容する。
【００６５】
軸受機構４は、第１軸受４１と、第２軸受４２と、を含む。第１軸受４１は、ハウジング２１の内部において、ロータファン３４よりも上側に位置し、ロータファン３４と上下方向に対向する。第２軸受４２は、ロータ本体３２よりも下側に位置する。ハウジング２１は、第１開口２１５と、第２開口２１６と、軸受保持部２１４と、を含む。第１開口２１５は、電機子２２よりも上側に位置する。第２開口２１６は、電機子２２よりも下側に位置する。軸受保持部２１４は、第１軸受４１の外側面に接触して、第１軸受４１を保持する。軸受保持部２１４の外側面２１７は、下方に向かうに従って径方向内方へと向かう。
【００６６】
当該モータ１では、第１開口２１５が空気の流入口である場合、第１開口２１５からハウジング２１の内部へと流入した空気が、軸受保持部２１４の外側面２１７に沿って流れ、ロータファン３４へと効率良く導かれる。また、第１開口２１５が空気の流出口である場合、ロータファン３４から上方へと送出された空気が、軸受保持部２１４の外側面２１７に沿って流れ、第１開口２１５へと効率良く導かれる。すなわち、モータ１では、ロータファン３４と第１開口２１５との間の気流が、軸受保持部２１４の外側面２１７に沿って導かれることにより、当該気流の流量を効率良く増大させることができる。その結果、モータ１のハウジング２１内部を効率良く冷却することができる。
【００６７】
モータ１では、第１開口２１５が、ハウジング２１の外側面に位置する。これにより、軸受保持部２１４の外側面２１７の傾斜を、ロータファン３４と第１開口２１５との間の気流の流量増大に好適に利用することができる。また、第１開口２１５は、軸受保持部２１４の外側面２１７と径方向に対向する。これにより、軸受保持部２１４の外側面２１７の傾斜を、ロータファン３４と第１開口２１５との間の気流の流量増大にさらに好適に利用することができる。
【００６８】
上述のように、ロータファン３４の外径は、第１軸受４１の外径よりも大きい。これにより、第１開口２１５が空気の流入口である場合、軸受保持部２１４の外側面２１７に沿って流れる空気が、他の構造に衝突することなく、ロータファン３４へと直接的に導かれる。また、第１開口２１５が空気の流出口である場合、ロータファン３４から上方へと送出された空気が、他の構造に衝突することなく、軸受保持部２１４の外側面２１７へと直接的に向かう。したがって、軸受保持部２１４の外側面２１７の傾斜を、ロータファン３４と第１開口２１５との間の気流の流量増大に好適に利用することができる。
【００６９】
上述のように、ロータファン３４の外径は、ロータ本体３２の外径に等しい。これにより、モータ１を製造する際に、シャフト３１に固定されたロータ本体３２およびロータファン３４を、電機子２２の内側に上下方向のどちらからでも挿入することができる。その結果、モータ１の製造時において、モータ１の組み立ての自由度を向上することができる。
【００７０】
モータ１は、バスバー２３と、バスバー保持部２４と、をさらに含む。バスバー２３は、電機子２２を外部電源に電気的に接続する。バスバー保持部２４は、バスバー２３を保持する。バスバー保持部２４は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒状の内側面２４５を含む。バスバー保持部２４の内側面２４５は、ロータファン３４と径方向に対向する。モータ１では、バスバー保持部２４の内側面２４５が、ロータファン３４の周囲を囲む風洞部として働くことにより、ロータファン３４による送風効率を向上することができる。また、バスバー２３を保持するバスバー保持部２４を、ロータファン３４の風洞部としても利用することにより、モータ１の構造を簡素化し、モータ１を小型化することができる。
【００７１】
さらに、モータ１では、バスバー保持部２４の内側面２４５の上端部と、軸受保持部２１４の外側面２１７とが、径方向に対向する。これにより、第１開口２１５が空気の流入口である場合、軸受保持部２１４の外側面２１７に沿って流れる空気の径方向外方への拡散がバスバー保持部２４により抑制され、当該空気が効率良くロータファン３４へと導かれる。また、第１開口２１５が空気の流出口である場合、ロータファン３４から上方へと送出された空気の径方向外方への拡散がバスバー保持部２４により抑制され、当該空気が効率良く軸受保持部２１４の外側面２１７へと導かれる。したがって、軸受保持部２１４の外側面２１７の傾斜を、ロータファン３４と第１開口２１５との間の気流の流量増大にさらに好適に利用することができる。その結果、ロータファン３４による送風効率をさらに向上することができる。
【００７２】
上述のロータ組立体３０およびモータ１では、様々な変更が可能である。
【００７３】
例えば、バスバー保持部２４の内側面２４５の上端部は、必ずしも軸受保持部２１４の外側面２１７と径方向に対向する必要はなく、軸受保持部２１４の下端部よりも下側に位置していてもよい。
【００７４】
バスバー保持部２４の下面２４６は、必ずしも内側面２４５の下端から径方向外方に向かうに従って下方へと向かう必要はなく、例えば、中心軸Ｊ１に略垂直であってもよい。また、バスバー保持部２４の下面２４６は、必ずしも電機子２２と上下方向に対向する必要はない。
【００７５】
モータ１では、ロータファン３４の周囲を囲む風洞部として、バスバー保持部２４とは別の部材が設けられてもよい。バスバー２３およびバスバー保持部２４は、省略されてもよい。また、ロータファン３４の周囲を囲む風洞部も、省略されてよい。
【００７６】
ロータファン３４の外径は、ロータ本体３２の外径よりも小さくてもよく、大きくてもよい。また、ロータファン３４の外径は、第１軸受４１の外径に等しくてもよく、第１軸受４１の外径よりも小さくてもよい。
【００７７】
第１開口２１５の位置は、電機子２２よりも上側において適宜変更されてよい。例えば、第１開口２１５は、必ずしも軸受保持部２１４の外側面２１７と径方向に対向する必要はなく、ハウジング２１の側壁部２１１において、軸受保持部２１４とは上下方向の異なる位置に配置されてもよい。あるいは、第１開口２１５は、ハウジング２１の側壁部２１１ではなく、ハウジング２１の天蓋部２１３に配置されてもよい。
【００７８】
第２開口２１６の位置は、電機子２２よりも下側において適宜変更されてよい。例えば、第２開口２１６は、ハウジング２１の底部２１２ではなく、ハウジング２１の側壁部２１１に配置されてもよい。
【００７９】
ロータ組立体３０では、各ロータマグネット３２２の外側面３６３の実質的に全体が、接続部３２３から露出していればよい。換言すれば、外側面３６３の実質的に全体が露出領域３７２に含まれていればよい。例えば、外側面３６３の周方向の側縁部に面取り処理が施されている場合、当該面取り処理により形成された切り欠き等が樹脂により被覆され、ロータマグネット３２２の上側および下側の接続部３２３が当該樹脂により繋がっていてもよい。
【００８０】
モータ１の各構成の形状、構造および材料は、様々に変更されてよい。例えば、図１１に示すように、ロータファン３４は、ロータ本体３２と一繋がりの部材とされてもよい。図１１に示す例では、接続部３２３の中央突出部３２６が、第１軸受４１近傍まで延在しており、中央突出部３２６の外側面に複数の翼３４２が接続されることにより、ロータファン３４が形成される。
【００８１】
モータ１は、必ずしも３相モータには限定されず、様々な種類のモータであってよい。モータ１は、軸流ファン以外の様々な装置に利用されてよい。
【００８２】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明に係るモータは、様々な用途のモータとして利用可能である。当該モータは、好ましくは軸流ファンに利用される。
【符号の説明】
【００８４】
１    モータ
４    軸受機構
２１    ハウジング
２２    電機子
２３    バスバー
２４    バスバー保持部
３０    ロータ組立体
３１    シャフト
３２    ロータ本体
３３    接続板部
３４    ロータファン
４１    第１軸受
４２    第２軸受
９１    金型
９２    （金型の）内側面
２１４    軸受保持部
２１５    第１開口
２１６    第２開口
２１７    （軸受保持部の）外側面
２４５    （バスバー保持部の）内側面
２４６    （バスバー保持部の）下面
３２１    コアピース
３２２    ロータマグネット
３２３    接続部
３２４    コア凹部
３２５    （コアピースの）外側面
３３１    （接続板部の）第１部位
３３２    （接続板部の）第２部位
３５１    （ロータマグネットの）上端面
３５２    （ロータマグネットの）下端面
３５３，３５６    第１領域
３５４，３５７    第２領域
３５５，３５８    法線ベクトル
３６３    （ロータマグネットの）外側面
３７１    係合領域
３７２    露出領域
Ｊ１    中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１４    ステップ
【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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