(57)【要約】【課題】小型化しつつ性能低下を抑制することができるモータを提供すること。【解決手段】ティース２４の先端面が回転軸３０の軸方向に沿って拡径されその回転軸３０に対して傾斜して形成され、マグネット４２は回転軸３０に対して傾斜した先端面と対向するように回転軸３０に対して傾斜して配置した。従って、ティース２４のフランジ部２４ｃの面及びマグネット４２を回転軸３０に対して傾斜させることで、その回転軸３０の軸方向に外径を小型化しても、ティース２４の先端面とマグネット４２との対向面積が確保される。また、傾斜させたティース２４の先端面に対して巻線２５が回転軸３０の軸方向に突出しないように巻回することで、その巻線２５のコイルエンドの軸方向の長さが短くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に沿って延びる磁気集束部が周方向に沿って複数形成され、各磁気集束部に巻線が巻回されたステータと、
前記磁気集束部の先端面と対向するマグネットを有し、回転軸と一体回転するように固定されたロータと、
前記ステータ及びロータを収容するハウジングと、を備えたモータにおいて、
前記磁気集束部の先端面が前記回転軸の軸方向に沿って拡径されその回転軸に対して傾斜して形成され、
前記マグネットは前記回転軸に対して傾斜した前記先端面と対向するように前記回転軸に対して傾斜して配置されてなる、
ことを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記巻線が巻回された磁気集束部の巻線巻回部は、前記回転軸に対して傾斜するように形成されてなる、ことを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のモータにおいて、
前記巻線は前記マグネットと平行となるように前記回転軸に対して傾斜して巻回されてなる、ことを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの何れか一項に記載のモータにおいて、
前記ハウジングは、有底筒状に形成されるととともに前記回転軸の軸方向における長さが径方向の長さに比べて短い扁平形状に形成され、反開口端側の角部が、前記回転軸に対して傾斜したマグネットに対応してテーパ状に形成されてなる、ことを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のモータにおいて、
前記ハウジング内には、一対の前記ロータが収容されるとともに、その一対のロータは、前記マグネットの傾斜が互いに異なるように前記回転軸に固定され、
前記ハウジング内には一対の前記ステータが収容されるとともに、該一対のステータはそれぞれの磁気集束部の先端面の傾斜が互いに異なり、且つ対応する前記ロータのマグネットと平行となるようにそのハウジングに固定されてなる、
ことを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のモータにおいて、
前記磁気集束部の先端面及び前記マグネットは、前記回転軸の基端側に向かって拡径するようにその回転軸に対して傾斜して形成されてなる、ことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスモータ等は、ステータコアのティースに巻線が巻回され、そのティースの先端面とマグネットとが回転軸の径方向（ラジアル方向）に対向して配置されている。このような、ラジアルギャップモータでは、モータの外形を回転軸の軸方向において短くした扁平形状にしようとすると、薄板を積層して形成されたステータコアの積厚（回転軸の軸方向の厚さ）がコイルエンド部分のために薄くなり、性能低下、例えばトルクの低下を招く。
【０００３】
そのトルクを向上させるため、例えば特許文献１には、固定子及び回転子それぞれの突極の対向面の少なくとも一部を回転軸と非平行にしたモータが開示されている。対向面積を増大させることで、固定子と回転子の吸引し合う面積が増大するため、回転トルクを向上させることができる。
【特許文献１】特開２００５−１６０２０３号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のモータは、軸方向に対して扁平形状にしようとすると、やはりコイルエンド部分によってステータコアが薄くなり、性能低下を招く。このため、性能を維持しつつ小型化するという要求に応えることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、小型化しつつ性能低下を抑制することができるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、径方向に沿って延びる磁気集束部が周方向に沿って複数形成され、各磁気集束部に巻線が巻回されたステータと、前記磁気集束部の先端面と対向するマグネットを有し、回転軸と一体回転するように固定されたロータと、前記ステータ及びロータを収容するハウジングと、を備えたモータにおいて、前記磁気集束部の先端面が前記回転軸の軸方向に沿って拡径されその回転軸に対して傾斜して形成され、前記マグネットは前記回転軸に対して傾斜した前記先端面と対向するように前記回転軸に対して傾斜して配置されてなる、ことを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、磁気集束部の先端面及びマグネットを回転軸に対して傾斜させることで、その回転軸の軸方向に外径を小型化しても、磁気集束部の先端面とマグネットとの対向面積が確保され、トルク等の性能低下を抑制することができる。また、傾斜させた磁気集束部の先端面に対して巻線が回転軸の軸方向に突出しないように巻回することで、その巻線のコイルエンドの軸方向の長さが短くなり、モータを回転軸の軸方向において小型化することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記巻線が巻回された磁気集束部の巻線巻回部は、前記回転軸に対して傾斜するように形成されてなる、ことを要旨とする。この構成によれば、巻線巻回部を回転軸に対して傾斜させることで、その巻線巻回部に巻回する巻線が回転軸の軸方向において大きくすることなく多くの巻線を巻回することが可能となる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のモータにおいて、前記巻線は前記マグネットと平行となるように前記回転軸に対して傾斜して巻回されてなる、ことを要旨とする。この構成によれば、傾斜した巻線巻回部に巻線を巻回することで、その巻線を回転軸に対して傾斜させることができ、巻線の軸方向の長さを容易に短くすることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちの何れか一項に記載のモータにおいて、前記ハウジングは、有底筒状に形成されるととともに前記回転軸の軸方向における長さが径方向の長さに比べて短い扁平形状に形成され、反開口端側の角部が、前記回転軸に対して傾斜したマグネットに対応してテーパ状に形成されてなる、ことを要旨とする。この構成によれば、ハウジングの角部がモータの回転軸に固定されたファンなどと干渉し難いため、そのファンなどを備えた装置に容易に適用することができるようになる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のモータにおいて、前記ハウジング内には、一対の前記ロータが収容されるとともに、その一対のロータは、前記マグネットの傾斜が互いに異なるように前記回転軸に固定され、前記ハウジング内には一対の前記ステータが収容されるとともに、該一対のステータはそれぞれの磁気集束部の先端面の傾斜が互いに異なり、且つ対応する前記ロータのマグネットと平行となるようにそのハウジングに固定されてなる、ことを要旨とする。
【００１２】
この構成によれば、それぞれのステータ及びロータが回転軸の軸方向において小型化することができるため、複数対のステータ及びロータを備えたモータにおいても、軸方向に小型化することができる。また、一対のステータの磁気集束部の先端面の傾斜が互いに異なるようにすることで、磁気集束部とマグネットとの間に発生する吸引力のうち、回転軸と平行な成分が、傾斜に応じて互いに逆方向に向かうため、それらの成分により回転軸が軸方向に移動するのを規制することができる。そして、回転軸の移動を規制する押圧力が不要となるため、その押圧力による抵抗がなくなり、回転軸の回転特性が向上する。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のモータにおいて、前記磁気集束部の先端面及び前記マグネットは、前記回転軸の基端側に向かって拡径するようにその回転軸に対して傾斜して形成されてなる、ことを要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、磁気集束部とマグネットとの間に発生する吸引力のうち、回転軸と平行な成分は、磁気集束部及びマグネットの傾斜に応じて、回転軸の基端側に向うため、その回転軸の基端をステータに当接させることで、回転軸の移動を規制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小型化しつつ性能低下を抑制することが可能なモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、モータのハウジング１０は有底円筒状に形成されるとともに、その中心軸方向の長さに比べて半径が大きい扁平形状に形成されている。ハウジング１０は、中心軸の反開口部側の角部がテーパ状に形成されている。
【００１７】
そのハウジング１０の開口部は円形板状に形成されたプレート１１により閉塞されている。そして、ハウジング１０とプレート１１により囲まれた内部空間に、固定子としてのステータ２０と、そのステータ２０とハウジング１０により回転可能に支持された回転軸３０と一体回転可能に固定された回転子としてのロータ４０が収容されている。
【００１８】
ステータ２０の固定部としてのステイ２１は、プレート１１の内面中央に固定されている。ステイ２１は円筒状に形成されるとともに、上部２１ａが下部２１ｂに比べて縮径されて段差部２１ｃが形成されている。また、ステイ２１の先端（上端）中央には軸受部２１ｄが凹設されている。ステイ２１の上部２１ａにはステータコア２２が固着されている。ステータコア２２は、図２に示すように、円環状に形成された固定部２３と、その固定部２３から径方向外側に向かって延び周方向に配列された複数のティース２４とから構成されている。固定部２３には、ステイ２１の上部２１ａが嵌入されており、固定部２３が段差部２１ｃと係合することによりその固定部２３が位置決めされている。
【００１９】
図１に示すように、磁気集束部としてのティース２４の基部２４ａは、固定部２３の外周面から径方向外側に向かって延出形成されており、その基部２４ａの先端から回転軸３０に対して傾斜した巻線巻回部２４ｂが径方向外側に向かって延出形成されている。これら基部２４ａ及び巻線巻回部２４ｂによりティース２４が全体として径方向中央にて屈曲形成されている。その巻線巻回部２４ｂには巻線２５が巻回されている。
【００２０】
巻線巻回部２４ｂの径方向外側先端にはフランジ部２４ｃが形成されている。フランジ部２４ｃは、図２及び図３に示すように、巻線巻回部２４ｂの先端から周方向両側に延びるとともに周方向に沿って湾曲した台形板状に形成されている。また、フランジ部２４ｃは、図１に示すように、回転軸３０に対して傾斜している。従って、ステータコア２２は、回転軸３０の軸方向に沿って外径が変更（拡径）されている。
【００２１】
フランジ部２４ｃの軸方向両端はそれぞれ回転軸３０と直交する線に沿って平面加工されている。また、フランジ部２４ｃの外周端（下端）は回転軸３０と平行に面取りされている。そのフランジ部２４ｃの下端はティース２４の基部２４ａの下端と回転軸３０の軸方向において、略同一となっている。また、フランジ部２４ｃの内周端（上端）は、ティース２４の基部２４ａの上端よりも上方に位置している。このようなステータコア２２は、例えば、磁性粉体を圧縮焼結して形成されている。
【００２２】
図１に示すように、ステータコア２２には、回転軸３０に対して傾斜した巻線巻回部２４ｂと、回転軸３０に対して傾斜するとともに巻線巻回部２４ｂと逆方向に傾斜したフランジ部２４ｃと、回転軸３０と直交する平面とに囲まれた第１の空間が形成される。また、フランジ部２４ｃの上端を通り回転軸３０と直交する平面とティース２４とにより囲まれた第２の空間が形成される。そして、この第１の空間と第２の空間とに巻線巻回部２４ｂに巻回された巻線２５が配設されている。つまり、回転軸３０の軸方向において、巻線２５のコイルエンドの長さが、フランジ部２４ｃの長さとほぼ等しくなる。
【００２３】
上記したように、ステータ２０のステイ２１とハウジング１０は、回転軸３０を支持している。ハウジング１０の底部中央には環状に形成されたメタル軸受１２が配設されており、この軸受１２に挿通された回転軸３０の基端３０ａは、ステイ２１の軸受部２１ｄに挿入されている。そして、回転軸３０の先端はハウジング１０から突出されている。
【００２４】
回転軸３０にはロータ４０がその回転軸３０と一体回転するように固定されている。ロータ４０のヨーク４１は磁性体よりなり、フランジ部２４ｃと対向するように形成されている。詳しくは、ヨーク４１は有底円筒状に形成されるとともに、その中心軸方向の長さに比べて半径が大きい扁平形状に形成されている。ハウジング１０は、中心軸の反開口部側の角部がテーパ状に形成されている。そしてヨーク４１のテーパ状に形成された斜部４１ａがフランジ部２４ｃと対向するように形成されている。また、ヨーク４１の開口端は回転軸３０と平行に沿って延出されて円筒状のフランジ部２４ｃを形成している。
【００２５】
ヨーク４１の内周面には、回転軸３０の軸方向に沿って径が異なる異径円筒状に形成されたマグネット４２が固着されている。このマグネット４２は、断面形状がヨーク４１の斜部４１ａ及びフランジ部２４ｃに沿った形状に形成されている。つまり、マグネット４２は、回転軸３０の軸方向に沿って拡径された斜部４２ａと、その斜部４２ａの下端から回転軸３０の軸方向に沿って延出されて円筒状のフランジ部４２ｂとから構成されている。マグネット４２は、回転軸３０の周方向に沿ってＮ極とＳ極とが着磁されている。このようなマグネット４２は、例えば、磁石粉末とエポキシやナイロンなどのバインダーとを混合して射出成形により形成されている。
【００２６】
プレート１１の内面には、マグネット４２の先端と対向して磁気検出素子としてのホール素子５０が固定されている。このホール素子５０から出力される信号に基づきステータ２０の巻線に供給する電力の供給タイミングが制御される。
【００２７】
上記のように構成されたモータは、マグネット４２及びそのマグネット４２と対向するティース２４のフランジ部２４ｃとが回転軸３０に対して傾斜するとともに、マグネット４２及びフランジ部２４ｃが回転軸３０の基端側に向かって拡径されている。このため、マグネット４２とフランジ部２４ｃとの間に発生する吸引力は、回転軸３０の径方向内側に向かう成分と、回転軸３０と平行に回転軸３０の基端側に向かう成分とを合成した力となる。この吸引力によって回転軸３０の基端がステイ２１の軸受部２１ｄに押圧される。そして、ホール素子５０の出力信号に基づき巻線２５に対する電力供給が制御され、ステータ２０に回転磁界が発生し、その回転磁界によりロータ４０が回転する。
【００２８】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）ティース２４の先端面が回転軸３０の軸方向に沿って拡径されその回転軸３０に対して傾斜して形成され、マグネット４２は回転軸３０に対して傾斜した先端面と対向するように回転軸３０に対して傾斜して配置した。従って、ティース２４のフランジ部２４ｃの面及びマグネット４２を回転軸３０に対して傾斜させることで、その回転軸３０の軸方向に外径を小型化しても、ティース２４の先端面とマグネット４２との対向面積が確保され、トルク等の性能低下を抑制することができる。また、傾斜させたティース２４の先端面に対して巻線２５が回転軸３０の軸方向に突出しないように巻回することで、その巻線２５のコイルエンドの軸方向の長さが短くなり、モータを回転軸３０の軸方向において小型化することができる。
【００２９】
（２）巻線２５が巻回されたティース２４の巻線巻回部２４ｂは、回転軸３０に対して傾斜するように形成した。その結果、巻線巻回部２４ｂを回転軸３０に対して傾斜させることで、その巻線巻回部２４ｂに巻回する巻線２５が回転軸３０の軸方向において大きくすることなく多くの巻線を巻回することが可能となる。
【００３０】
（３）巻線２５をマグネット４２と平行となるように回転軸３０に対して傾斜して巻回した。その結果、傾斜した巻線巻回部２４ｂに巻線２５を巻回することで、その巻線２５を回転軸３０に対して傾斜させることができ、巻線２５の軸方向の長さを容易に短くすることができる。
【００３１】
（４）ハウジング１０は、有底筒状に形成されるととともに回転軸３０の軸方向における長さが径方向の長さに比べて短い扁平形状に形成され、反開口端側の角部が、回転軸３０に対して傾斜したマグネット４２に対応してテーパ状に形成された。その結果、ハウジング１０の角部がモータの回転軸３０に固定されたファンなどと干渉し難いため、そのファンなどを備えた装置に容易に適用することができるようになる。
【００３２】
（５）ティース２４の先端面及びマグネット４２は、回転軸３０の基端側に向かって拡径するようにその回転軸３０に対して傾斜して形成されてなる。その結果、ティース２４とマグネット４２との間に発生する吸引力のうち、回転軸３０と平行な成分は、ティース２４及びマグネット４２の傾斜に応じて、回転軸３０の基端側に向うため、その回転軸３０の基端をステータに当接させることで、回転軸３０の移動を規制することができる。とともに、回転軸３０の移動を規制するための押圧力を発生させるためのバネなどが不要であり、部品点数を削減することができる。
【００３３】
（第２の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施の形態を図面に従って説明する。
図４に示すように、本実施の形態のモータは、第１の実施の形態のモータを２つ、プレート１１にて合体させたように形成されている。各部の詳細については、第１の実施の形態と同じであるため、符号及び説明を省略する。
【００３４】
詳述すると、モータのハウジング６０は、回転軸７０と直交する平面に沿って分割された２つのハウジング６０ａ，６０ｂにより構成され、各ハウジング６０ａ，６０ｂは、それぞれ第１の実施の形態におけるハウジング６０と同様に形成されている。そして、両ハウジング６０ａ，６０ｂは、互いの開口端を突合わせて互いが閉塞するように組み合わされている。ハウジング６０ａの底部中央にはメタル軸受６１ａが固定され、ハウジング６０ｂの底部中央に形成された凹部にはメタル軸受６１ｂが固定されている。そして、両軸受６１ａ，６１ｂにより回転軸７０が回転可能に支持されている。
【００３５】
ハウジング６０ａ，６０ｂの間には、プレート６２が介在されている。プレート６２は、薄い円環状に形成され、その外周端がハウジング６０ａ，６０ｂの開口端に固定されている。これにより、ハウジング６０ａとプレート６２とに囲まれた第１の収容空間と、ハウジング６０ｂとプレート６２とに囲まれた第２の収容空間とが形成される。そして、第１の収容空間には、ステータ８０ａとロータ９０ａが収容され、第２の収容空間にはステータ８０ｂとロータ９０ｂが収容されている。
【００３６】
両ステータ８０ａ，８０ｂはプレート６２を軸として対称に形成されるとともに、第１の実施の形態のステータ８０と同様に形成されている。また、両ロータ９０ａ，９０ｂはプレート６２を軸として対称に形成さるとともに、第１の実施の形態のロータ９０と同様に形成されている。
【００３７】
両ステータ８０ａ，８０ｂは、プレート６２の上下に配置され、そのプレート６２の内端に固定されている。従って、両ステータ８０ａ，８０ｂにより１つのステータ８０が構成されている。両ロータ９０ａ，９０ｂは、回転軸７０と一体回転するように固定されている。従って、両ロータ９０ａ，９０ｂにより１つのロータ９０が構成されている。
【００３８】
ステータ８０ａの巻線８１ａと、ステータ８０ｂの巻線８１ｂは同様に形成されるととともに、同量の電力が供給される。この電力によりステータ８０ａとロータ９０ａのマグネット９１ａとの間に発生する吸引力は、回転軸７０の径方向内側に向かう成分と、回転軸７０と平行にプレート６２に向かう成分とを合成した力となる。また、ステータ８０ｂとロータ９０ｂのマグネット９１ｂとの間に発生する吸引力は、回転軸７０の径方向内側に向かう成分と、回転軸７０と平行にプレート６２に向かう成分とを合成した力となる。従って、互いにプレートに向かう成分は、ロータ９０が回転軸７０の軸方向に沿った移動を規制する。これにより、回転軸７０が軸方向に移動するのを防ぐために回転軸７０を軸方向に沿って押圧する必要がなくなり、その押圧力が回転軸７０の回転を妨げることがなくなるため、より効率的に回転軸７０が回転する、つまり、回転性能が向上する。
【００３９】
上記したように、本実施形態によれば、第１の実施の形態の（５）に替えて、以下の効果を有する。
（５）ハウジング６０内には、一対のロータ９０ａ，９０ｂが収容されるとともに、その一対のロータ９０ａ，９０ｂは、マグネット９１ａ，９１ｂの傾斜が互いに異なるように回転軸７０に固定される。また、ハウジング６０内には一対のステータ８０ａ，８０ｂが収容されるとともに、該一対のステータ８０ａ，８０ｂはそれぞれのステータ８０ａ，８０ｂの先端面の傾斜が互いに異なり、且つ対応するロータのマグネット９１ａ，９１ｂと平行となるようにそのプレート６２に固定される。
【００４０】
この構成によれば、それぞれのステータ８０ａ，８０ｂ及びロータ９０ａ，９０ｂが回転軸７０の軸方向において小型化することができるため、複数対のステータ８０ａ，８０ｂ及びロータ９０ａ，９０ｂを備えたモータにおいても、軸方向に小型化することができる。また、一対のステータ８０ａ，８０ｂの先端面の傾斜が互いに異なるようにすることで、ステータ８０ａ，８０ｂとロータ９０ａ，９０ｂとの間に発生する吸引力のうち、回転軸７０と平行な成分が、傾斜に応じて互いに逆方向に向かうため、それらの成分により回転軸７０が軸方向に移動するのを規制することができる。そして、回転軸７０の移動を規制する押圧力が不要となるため、その押圧力による抵抗がなくなり、回転軸７０の回転特性を向上させることができる。
【００４１】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施の形態では、ティース２４を屈曲形成したが、湾曲形成し、その先端側を巻線巻回部２４ｂとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施の形態のモータの断面図。
【図２】ロータの平面図。
【図３】ロータの斜視図。
【図４】第２の実施の形態のモータの断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１０，６０，６０ａ，６０ｂ…ハウジング、２０，８０，８０ａ，８０ｂ…ステータ、２４ｂ…巻線巻回部、２５，８１ａ，８１ｂ…巻線、３０，７０…回転軸、３０ａ…基端、４０，９０，９０ａ，９０ｂ…ロータ、４２，９１ａ，９１ｂ…マグネット。
【図１】
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【図２】
2008263703.tif 000004
【図３】
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【図４】
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