モータ、ファンおよびモータの製造方法
【課題】モータの回転を制御する制御回路を搭載した回路基板を小型化する。
【解決手段】モータは、静止部と回転部と軸受とを備え、静止部が軸受が挿入される軸受ホルダと、軸受ホルダの下部から径方向外方に広がるベース部と、軸受ホルダの外周に固定されるステータと、ベース部上に固定され一部がステータと軸方向に重なる回路基板２２４とセンサ部２２５とを備え、回路基板２２４の周方向における両側の端部と中心軸とのなす角が１８０度未満であり、センサ部２２５がホール素子を有し、回路基板２２４から周方向に離れて配置されるパッケージ部７１と、パッケージ部７１から回路基板２２４に平行に延びて回路基板２２４に接続される複数のリード線７２とを備え、パッケージ部７１が中心軸Ｊ１を中心として回路基板２２４の中心軸Ｊ１から最も離れた位置を通る円内に位置する。
【解決手段】モータは、静止部と回転部と軸受とを備え、静止部が軸受が挿入される軸受ホルダと、軸受ホルダの下部から径方向外方に広がるベース部と、軸受ホルダの外周に固定されるステータと、ベース部上に固定され一部がステータと軸方向に重なる回路基板２２４とセンサ部２２５とを備え、回路基板２２４の周方向における両側の端部と中心軸とのなす角が１８０度未満であり、センサ部２２５がホール素子を有し、回路基板２２４から周方向に離れて配置されるパッケージ部７１と、パッケージ部７１から回路基板２２４に平行に延びて回路基板２２４に接続される複数のリード線７２とを備え、パッケージ部７１が中心軸Ｊ１を中心として回路基板２２４の中心軸Ｊ１から最も離れた位置を通る円内に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な家電製品や電子機器の筐体内部から、熱を排出するための冷却ファンが設けられる。特開昭５８−７９４６１号公報に開示されるファンの電動機は、回転子と、固定子と、金属ケースと、絶縁用円板と、センサと、を備える。金属ケースは、軸方向に延びる壁であるカラーと、中心軸に垂直な端部壁と、を備える。固定子は、カラーの内側面に固定される。回転子は、固定子の内側に配置される。端部壁には、絶縁用円板が固定される。絶縁用円板には、凹陥部が設けられる。センサは、凹陥部に収納された状態にて回転子の永久磁石と対向する。また、センサの端部壁側の面は、端部壁に設けられた突起部に当接する。センサの端子は、径方向外方に向かってから端部壁から離れる方向に湾曲し、接続線に接続される。
【特許文献１】特開昭５８−７９４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、モータには、ベース部上にモータの回転を制御する制御回路を搭載した回路基板が設けられるものがある。回路基板は、回転部のロータマグネットの磁極の位置を検出するセンサ部を有する。このため、回路基板には、センサ部を配置するためのスペースを設ける必要があり、回路基板の面積を小さくすることができない。その結果、モータの製造コストを削減することができない。また、センサ部を回路基板の外部に配置するために、単純にセンサ部が配置される領域を切り欠くだけでは回路基板の形状が複雑になり、回路基板に外接する矩形の大きさは余り小さくならない。一般的にモータに用いられる回路基板は、１つの母材から複数個の回路基板を切り取り使用されることが多い。したがって、回路基板に外接する矩形の大きさが大きいと、１つの母材から切り出すことができる回路基板の数は増えない。
【０００４】
本発明は、回路基板を小さくすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の例示的なモータは、静止部と、ロータマグネットを有する回転部と、前記静止部に対して中心軸を中心に前記回転部を回転可能に支持する軸受と、を備え、前記静止部が、前記軸受が挿入される円筒状の軸受ホルダと、前記軸受ホルダの下部から径方向外方に広がるベース部と、前記ロータマグネットの内側にて、前記軸受ホルダの外周に固定されるステータと、前記ベース部上に固定され、一部が前記ステータと軸方向に重なる回路基板と、前記ロータマグネットにより形成される磁界を検出するセンサ部と、を備え、前記ステータが、周方向に等間隔に配置された４つのティースを有するステータコアと、前記４つのティースに形成されたコイルと、を備え、前記回路基板の周方向における両側の端部と前記中心軸とのなす角が、１８０度未満であり、前記センサ部が、ホール素子を有し、前記回路基板から周方向に離れて配置されるパッケージ部と、前記パッケージ部から前記回路基板に平行に延びて前記回路基板に接続される複数のリード線と、を備え、前記パッケージ部が、前記中心軸を中心として前記回路基板の前記中心軸から最も離れた位置を通る円内に位置する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回路基板を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、軸流ファンの断面図である。
【図２】図２は、軸流ファンの平面図である。
【図３】図３は、ベース部および軸受ホルダの平面図である。
【図４】図４は、ベース部の断面図である。
【図５】図５は、ベース部の断面図である。
【図６】図６は、回路基板の平面図である。
【図７】図７は、ベース部、軸受ホルダ、回路基板およびセンサ部の平面図である。
【図８】図８は、ベース部、回路基板およびセンサ部の断面図である。
【図９】図９は、ベース部、回路基板およびセンサ部の平面図である。
【図１０】図１０は、ベース部および回路基板の断面図である。
【図１１】図１１は、モータ部の静止部の平面図である。
【図１２】図１２は、静止部の組み立ての流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書では、軸流ファンの中心軸方向における図１の上側である紙面の左側を単に「上側」と呼び、下側である紙面の右側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
【０００９】
図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係る軸流ファン１を示す断面図である。軸流ファン１は、例えば、電子レンジ等の家電製品に搭載される。
【００１０】
軸流ファン１は、モータ部１２と、ハウジング１３と、複数のリブ１４と、インペラ１５と、を備える。本実施形態では、モータ部１２は、２相モータである。モータ部１２は、インペラ１５を中心軸Ｊ１回りに回転する。ハウジング１３は、略筒状である。ハウジング１３の内側に、モータ部１２およびインペラ１５が位置する。複数のリブ１４は、モータ部１２とハウジング１３とを接続する。軸流ファン１では図１中の上側からエアが取り込まれ、下側へと送出されるようにエアの流れが発生する。
【００１１】
インペラ１５は、略円筒状のカップ１５１と、複数の翼１５２と、を備える。図２に示すように、複数の翼１５２は、周方向に等ピッチにて配置され、カップ１５１の外側面から径方向外方へと伸びる。カップ１５１および翼１５２は樹脂の射出成形により１つの部材として形成される。
【００１２】
図１に示すように、モータ部１２は、アウタロータ型であり、回転組立体である回転部２１と、静止組立体である静止部２２と、含油スリーブである軸受２３と、を備える。中心軸Ｊ１に沿って回転部２１が静止部２２の上側に位置する。回転部２１は、ロータホルダ２１１と、ロータマグネット２１２と、シャフト２１３と、を備える。ロータホルダ２１１は、有蓋略円筒状の金属製である。ロータホルダ２１１の外周はカップ１５１により覆われる。これにより、インペラ１５は、回転部２１に取り付けられる。ロータホルダ２１１を樹脂にて形成し、ロータホルダ２１１がカップ１５１を兼ねてもよい。ロータマグネット２１２は、ロータホルダ２１１の円筒部の内側面に固定される。シャフト２１３は、ロータホルダ２１１の中央から下方に突出する。
【００１３】
静止部２２は、軸受ホルダ２２１と、ベース部２２２と、ステータ２２３と、回路基板２２４と、センサ部２２５と、を備える。センサ部２２５の数は１つである。ベース部２２２、軸受ホルダ２２１、ハウジング１３およびリブ１４は、樹脂の射出成型により１つの部材として形成される。軸受ホルダ２２１は、円筒状である。軸受２３は、軸受ホルダ２２１に挿入される。軸受２３には、シャフト２１３が挿入される。ベース部２２２は、円板状の底部４１と、円環状の環状部４２と、を備える。底部４１は、軸受ホルダ２２１の下部から径方向外方に広がる。環状部４２は、底部４１の外縁から上方に延びる。環状部４２の内側面４２１は中心軸Ｊ１に平行である。
【００１４】
ステータ２２３は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。ステータ２２３は、ロータマグネット２１２の内側にて、軸受ホルダ２２１の外周に固定される。ステータ２２３は、軸受ホルダ２２１の外周に間接的に固定されてもよい。ステータ２２３は、ステータコア３１と、コイル３２と、を備える。ステータコア３１は、薄板状の珪素鋼板が積層されて形成される。ステータコア３１の表面は絶縁皮膜にて覆われる。ステータコア３１には、径方向外方に向かって延びる４つのティース３１１が設けられる。ティース３１１に導線が巻回されることにより、コイル３２が形成される。回路基板２２４は、ベース部２２２上に固定され、ステータ２２３に電気的に接続される。軸方向において、回路基板２２４の一部は、ステータ２２３と重なる。センサ部２２５は、ロータマグネット２１２の下端と軸方向に対向し、ロータマグネット２１２により形成される磁界を検出する。すなわち、センサ部２２５は、ロータマグネット２１２の磁極の位置を検出する。
【００１５】
軸流ファン１では、シャフト２１３が軸受２３によりベース部２２２に対して中心軸Ｊ１を中心に回転可能に支持される。これにより、回転部２１およびインペラ１５が静止部２２に対して相対的に回転可能である。
【００１６】
図３は、ベース部２２２を示す平面図である。ベース部２２２の底部４１は、第１突出部４１１と、センサ配置部４１２と、２つの第２突出部４１３ａ，４１３ｂと、２つの基板載置部４１４と、リード線支持部４１５と、を備える。図４は、図３の矢印Ａの位置におけるベース部２２２の断面図である。図３および図４に示すように、第１突出部４１１は、底部４１の上面４１ａから上方に向かって突出する。第１突出部４１１は、平面視において、直線状に延びる第１直線部４１１ａと、第１直線部４１１ａの両端部から互いに平行かつ同じ向きに延びる２つの第２直線部４１１ｂと、を備える。第２直線部４１１ｂは、載置予定の回路基板２２４に向かう方向に延びる。図４では、第２直線部４１１ｂ以外の奥側の形状は図示していない。
【００１７】
第１突出部４１１の第１直線部４１１ａの内側の面５１１、および、第２直線部４１１ｂの内側の面５１２は中心軸Ｊ１に平行である。後述するように、面５１１，５１２は、センサ部２２５の位置決めに利用される面であり、以下、面５１１，５１２をそれぞれ、「センサ位置決め面５１１」および「センサ位置決め面５１２」と呼ぶ。センサ配置部４１２は、第１突出部４１１の内側に設けられ、上面４１ａから上方に向かって僅かに突出する。平面視において、センサ配置部４１２は略矩形である。
【００１８】
図３に示すように、２つの第２突出部４１３ａ，４１３ｂは上面４１ａから上方に向かって突出する。第２突出部４１３ａ，４１３ｂはそれぞれ、平面視において矩形である。図５は、図３の矢印Ｂの位置におけるベース部２２２の断面図である。図５では、第２突出部４１３ｂ以外の奥側の形状は図示していない。後述の図１０においても同様である。第２突出部４１３ａの図５における左側、すわなち、図３における右下の面５３１ａは中心軸Ｊ１に平行である。第２突出部４１３ｂの図５の紙面に平行な面、すなわち、図３における右上の面５３１ｂは中心軸Ｊ１に平行である。また、面５３１ａ，５３１ｂは、互いに垂直である。第２突出部４１３ａ，４１３ｂの近傍には、１つの基板載置部４１４が設けられる。図３に示すように、もう１つの基板載置部４１４は、第１突出部４１１近傍に設けられる。
【００１９】
図６は、回路基板２２４の平面図である。回路基板２２４のエッジ６１は、第１直線エッジ６１１と、第２直線エッジ６１２と、曲線エッジ６１３と、を備える。第２直線エッジ６１２は、第１直線エッジ６１１の図６における下側の端部から第１直線エッジ６１１に対して垂直に延びる。曲線エッジ６１３は、第１直線エッジ６１１の図６における上側の端部と、第２直線エッジ６１２の第１直線エッジ６１１に接続する端部とは反対側の端部とを結ぶ。なお、曲線エッジ６１３は、全体としてはおよそ曲線状ではあるが、正確には、直線状の部位を含む。曲線エッジ６１３は、第１直線エッジ６１１から離れる方向に向かって凸となる。このように、回路基板２２４のエッジ６１の形状は、直線および外方に向かって凸となる曲線のみから構成され、各頂点においてエッジ６１が外方に向かって凸である。
【００２０】
回路基板２２４は上面に、３つの引出線接続ランド６２１と、４つのリード線接続ランド６２２と、を備える。引出線接続ランド６２１には、図１のコイル３２からの引出線３２１が接続される。リード線接続ランド６２２には、センサ部２２５からのリード線が接続される。図６では、引出線接続ランド６２１およびリード線接続ランド６２２に平行斜線を付している。
【００２１】
図７は、回路基板２２４およびセンサ部２２５が取り付けられたベース部２２２を示す図である。図８は、図７における第１突出部４１１近傍の断面図であり、図４に対応する。図７および図８に示すように、センサ部２２５は、パッケージ部７１と、パッケージ部７１から延びる４つのリード線７２と、を備える。パッケージ部７１は、ホール素子を樹脂にてパッケージした部位である。パッケージ部７１は、平面視において略矩形であり、第１突出部４１１の内側に配置される。図８に示すように、パッケージ部７１の側部７１１は、中心軸Ｊ１に平行である。リード線７２は、パッケージ部７１から回路基板２２４に向かって延びる。リード線７２は、ベース部２２２の底部４１の上面４１ａおよび回路基板２２４に対して平行であることが望ましい。センサ配置部４１２の上面４１２ａは、軸方向においてパッケージ部７１の下面７１２と当接または近接する。以下、上面４１２ａを「センサ配置面４１２ａ」と呼ぶ。
【００２２】
図９に示すように、パッケージ部７１の３つの側部７１１は、第１突出部４１１のセンサ位置決め面５１１，５１２に当接または近接する。さらに、リード線支持部４１５が、パッケージ部７１の残りの１つの側部７１１に当接または近接し、リード線支持部４１５および第１突出部４１１によりパッケージ部７１の中心軸Ｊ１に垂直な方向における位置が決定される。リード線支持部４１５のパッケージ部７１側の中心軸Ｊ１に平行な面も、センサ位置決め面として捉えられてよい。リード線７２は、リード線支持部４１５により下方から支持された状態にて、回路基板２２４上のリード線接続ランド６２２に半田により接続されることが望ましい。
【００２３】
図７に示すように、回路基板２２４は、図３の２つの基板載置部４１４上に載置される。この状態において、回路基板２２４の第１直線エッジ６１１がベース部２２２から上方に延びる軸受ホルダ２２１に近接する。第１直線エッジ６１１は、軸受ホルダ２２１の外側面に当接してもよい。回路基板２２４では、第１直線エッジ６１１と第２直線エッジ６１２とにより形成される角部６１４、および、第１直線エッジ６１１と曲線エッジ６１３とにより形成される角部６１５は直角である。回路基板２２４を中心軸Ｊ１から径方向外方に向かって見た場合に、角部６１４，６１５が回路基板２２４の周方向における両側の端部であり、角部６１４，６１５と中心軸Ｊ１とのなす角は、１８０度未満である。
【００２４】
図１０は、ベース部２２２の図７における第２突出部４１３ａ近傍の断面図であり、図５に対応する。図７および図１０に示すように、回路基板２２４の第１直線エッジ６１１と第２直線エッジ６１２とにより形成される角部６１４が、２つの第２突出部４１３ａ，４１３ｂの面５３１ａ，５３１ｂに当接または近接する。また、図７に示す回路基板２２４の曲線エッジ６１３の一部が、ベース部２２２の環状部４２の内側面４２１に当接または近接する。モータ部１２では、第２突出部４１３ａ，４１３ｂの面５３１ａ，５３１ｂおよび環状部４２の内側面４２１が、回路基板２２４の中心軸Ｊ１に垂直な方向における位置を決定する基板位置決め面となっている。以下、面５３１ａを「基板位置決め面５３１ａ」と呼び、面５３１ｂを「基板位置決め面５３１ｂ」と呼ぶ。
【００２５】
モータ部１２では、センサ部２２５のパッケージ部７１が、回路基板２２４から周方向に離れて配置される。また、パッケージ部７１は、環状部４２の内側面４２１の内側、すなわち、中心軸Ｊ１を中心として回路基板２２４の中心軸Ｊ１から最も離れた位置を通る円内に位置する。
【００２６】
図１１は、静止部２２の平面図である。ステータ２２３の４つティース３１１は、周方向に等間隔に配置される。回路基板２２４は、図１１における右側のティース３１１の先端と下側のティース３１１の先端との間の間隙３１１ａを跨ぐ。既述のように、図７に示す回路基板２２４の周方向における両側の角部６１４，６１５と中心軸Ｊ１とのなす角が１８０度未満であることから、回路基板２２４は、２以上の間隙３１１ａを跨がない。
【００２７】
コイル３２から引き出された３つの引出線３２１は、回路基板２２４の３つの引出線接続ランド６２１に半田付けされる。図１１では、引出線の半田に平行斜線を付している。全ての引出線接続ランド６２１のそれぞれの中心は、平面視した際にステータ２２３の径方向外側に位置する。引出線接続ランド６２１の中心とは、半田付けを行う際の目標となる位置であり、典型的には重心である。中心がステータ２２３の径方向外側に位置するのであれば、引出線接続ランド６２１の一部は、ステータ２２３と軸方向に重なってもよい。全てのリード線７２のリード線接続ランド６２２に接続された端部も、平面視した際にステータ２２３の径方向外側に位置する。ただし、径方向に配列されたリード線のうち最も径方向内側に位置するものの一部は、ステータ２２３と軸方向に重なる。
【００２８】
モータ部１２では、リード線７２および引出線３２１が回路基板２２４に直接接続されるため、カラゲピンが利用される場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。また、センサ部２２５が第１突出部４１１内に強く固定される場合は、回路基板２２４およびセンサ部２２５が、ベース部２２２に直接的に固定されることから、モータ部１２の回転や外力によりベース部２２２が振動しても、回路基板２２４およびセンサ部２２５がベース部２２２の振動に追従する。これにより、リード線７２がリード線接続ランド６２２から剥離する、いわゆる、ランド剥がれや、リード線７２が折れてしまう、いわゆる、ピン折れの可能性が低減される。
【００２９】
次に、軸流ファン１の組み立ての流れ、特に、モータ部１２の静止部２２の組み立ての流れについて図１２を参照しつつ説明する。軸流ファン１が組み立てられる際には、まず、図７に示すように、回路基板２２４が、角部６１４を基板位置決め面５３１ａ，５３１ｂの間に位置させつつ環状部４２の内側面４２１の内側に嵌め込まれ、ベース部２２２上に固定される（ステップＳ１１）。次に、図１１に示すように、ステータ２２３が軸受ホルダ２２１の外周に固定される（ステップＳ１２）。ステータ２２３のコイル３２からの引出線３２１は、回路基板２２４の引出線接続ランド６２１に半田付けされる（ステップＳ１３）。
【００３０】
引出線３２１が回路基板２２４に半田付けされると、ベース部２２２の第１突出部４１１の内側に、センサ部２２５のパッケージ部７１が配置される。この状態にて、リード線７２の端部はリード線接続ランド６２２上に位置する。すなわち、図９に示すように、センサ位置決め面５１１，５１２が、パッケージ部７１の位置決めを行うことにより、リード線７２の端部をリード線接続ランド６２２上に容易に位置させることができる。そして、当該端部が、リード線接続ランド６２２に半田付けされる（ステップＳ１４）。回路基板２２４では、リード線接続ランド６２２および引出線接続ランド６２１がステータ２２３の径方向外側に位置することにより、リード線７２および引出線３２１の半田付けを容易に行うことができる。
【００３１】
図９に示すように、センサ部２２５では、パッケージ部７１の３つの側部７１１が、センサ位置決め面５１１，５１２に当接または近接するため、治具を用いることなく半田付けの作業中のセンサ部２２５の位置ずれが防止される。その結果、ランド剥がれやピン折れが防止される。図８に示すように、センサ部２２５の下面７１２は、通常、センサ配置部４１２のセンサ配置面４１２ａに当接するが、半田付けの作業後にセンサ配置面４１２ａから僅かに離間してもよい。モータ部１２では、半田付けの際にパッケージ部７１の下面７１２と当接するセンサ配置面４１２ａが設けられることにより、センサ部２２５をベース部２２２上に容易に取り付けることができる。また、安定した質の半田付けを行うことができる。
【００３２】
その後、図１に示す軸受ホルダ２２１の内側に、軸受２３が挿入される。軸受２３には、回転部２１が取り付けられる。最後に、回転部２１にインペラ１５が固定されて軸流ファン１の組み立てが完了する。
【００３３】
以上、軸流ファン１の構造および組み立ての流れについて説明したが、モータ部１２では、回路基板２２４上にセンサ部２２５を配置するスペースが不要であるため、回路基板２２４の面積を小さくすることができる。さらに、回路基板２２４の周方向における両側の端部と中心軸Ｊ１とのなす角が１８０度未満となるように回路基板２２４を設計することにより、回路基板２２４の外形を小さくすることが可能となる。これにより、１つの母材から切り出すことができる回路基板の取り数を増やすことができる。その結果、回路基板２２４を安価に製造することができ、モータ部１２の製造コストを削減することができる。
【００３４】
モータ部１２では、仮に、センサ部２２５のパッケージ部７１を、環状部４２の内側、かつ、回路基板２２４の径方向外側に設けようとすると、回路基板２２４の形状をパッケージ部７１を避ける複雑なものにしないと回路基板２２４の面積を確保することができない。その結果、母材からの回路基板の取り数が減ってしまう。これに対し、モータ部１２では、パッケージ部７１が、環状部４２の内側にて、回路基板２２４から周方向に離れて配置される。これにより、回路基板２２４を単純な形状として回路基板２２４に外接する最小矩形の大きさを小さくすることができ、母材からの取り数を増やすことができる。また、回路基板２２４の大きさを抑えつつ十分な大きさの引出線接続ランド６２１およびリード線接続ランド６２２を設けることができる。
【００３５】
回路基板２２４では、さらに、エッジ６１の形状が、直線および外方に向かって凸となる曲線からのみ構成され、かつ、各頂点においてエッジ６１が外方に凸であることにより、エッジが内側に向かって窪む部位を有する回路基板に比べて、回路基板２２４の母材からの取り数をより増やすことができる。なお、エッジ６１には、部材からの取り数に影響を与えない範囲で、第１直線エッジ６１１、第２直線エッジ６１２または曲線エッジ６１３に微小な凹部が含まれてもよい。
【００３６】
ステータコア３１が絶縁皮膜にて行われるため、インシュレータが利用されるモータに比べて、モータ部１２を安価なものとすることができる。回路基板２２４の製造コストを削減する技術は、このような低価格のモータ部１２に特に適している。
【００３７】
ベース部２２２に第１突出部４１１が設けられることにより、センサ部２２５を回路基板２２４に容易に取り付けることができる。また、位置決め用の部品を利用する場合に比べて部品点数を抑えることができ、モータ部１２の製造コストをより抑えることができる。位置決め用の部品の取付作業も不要となる。第２突出部４１３ａ，４１３ｂおよび環状部４２が設けられることにより、センサ部２２５に対する回路基板２２４の相対位置を容易に固定することができる。これにより、センサ部２２５を回路基板２２４により容易に取り付けることができる。
【００３８】
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、第１突出部４１１は、１つの第１直線部４１１ａおよび１つの第２直線部４１１ｂのみにより構成されてもよい。第１突出部４１１では、パッケージ部７１の互いに隣接する少なくとも２つの側部７１１と対向する面が設けられることにより、センサ部２２５の回路基板２２４に対する位置決めを容易に行うことができる。もちろん、上記実施形態のように４つの側部７１１と対向する面が設けられることにより、センサ部２２５の位置をより容易に決定することができる。
【００３９】
上記実施形態では、およそ径方向に配列される４つのリード線７２のうち、中心軸Ｊ１に近い端に位置するものが、ステータ２２３と軸方向に重なるが、全てのリード線７２が、ステータの径方向外側に位置してもよい。少なくとも最も中心軸Ｊ１に近いリード線７２以外のものがステータ２２３の外側に位置するようにセンサ部２２５を配置することにより、リード線７２の回路基板２２４への半田付けを容易に行うことができる。
【００４０】
上記実施形態では、全てのリード線接続ランド６２２の中心がステータ２２３の径方向外側に位置するが、これらのうちの１つがステータ２２３と軸方向に重なっても、通常、このリード線接続ランド６２２に半田付けを行うことができる。すなわち、最も径方向内方に位置するリード線接続ランド６２２以外のものがステータ２２３の外側に位置することにより、リード線７２の回路基板２２４への半田付けを容易に行うことが実現される。
【００４１】
上記実施形態では、リード線７２の数は５であってもよい。モータ部１２は、単相モータであってもよく、この場合、引出線３２１の数は２となる。
【００４２】
回路基板２２４は、ベース部２２２の環状部４２から内側に離れて位置してもよい。この場合、回路基板２２４の曲線エッジ６１３に当接して第２突出部４１３ａ，４１３ｂと共に回路基板２２４を決定する部位がベース部２２２に別途設けられる。回路基板２２４のエッジの形状は、三角形、矩形、台形等の様々な他の形状であってもよい。エッジは、直線のみから構成される必要はなく、外方に向かって凸となる曲線を様々な態様にて含んでよい。このように、回路基板２２４のエッジ６１の形状が、直線および／または外方に向かって凸となる曲線のみから構成され、各頂点においてエッジが外方に向かって凸であることにより、母材からの回路基板２２４の取り数を増やすことができる。ベース部２２２も、四角形や六角形等の他の形状であってもよい。
【００４３】
静止部２２の組立作業では、回路基板２２４をベース部２２２に固定する工程と、ステータ２２３を軸受ホルダ２２１に固定する工程の間に、センサ部２２５をベース部２２２に配置する工程が行われてもよい。また、ステータ２２３を軸受ホルダ２２１に固定した後に、回路基板２２４をベース部２２２に固定してもよい。
【００４４】
センサ部を回路基板から周方向に離してベース部に配置する手法は、軸流ファン以外に遠心ファン等の他のファンに適用されてもよい。
【００４５】
上記実施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せられてよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、軸流ファン等の様々なファンのモータとして利用可能であり、ファン以外の機器のモータとしても利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 軸流ファン
１２ モータ部
１５ インペラ
２１ 回転部
２２ 静止部
２３ 軸受
３１ ステータコア
３２ コイル
４２ 環状部
６１ （回路基板の）エッジ
７１ パッケージ部
７２ リード線
２１２ ロータマグネット
２２１ 軸受ホルダ
２２２ ベース部
２２３ ステータ
２２４ 回路基板
２２５ センサ部
３１１ ティース
３２１ 引出線
４１１ 第１突出部
４１１ａ 第１直線部
４１１ｂ 第２直線部
４１２ センサ配置部
４１２ａ センサ配置面
４１３ａ，４１３ｂ 第２突出部
４２１ （環状部の）内側面
５１１，５１２ センサ位置決め面
５３１ａ，５３１ｂ 基板位置決め面
６１１ 第１直線エッジ
６１２ 第２直線エッジ
６１３ 曲線エッジ
６１４，６１５ （回路基板の）角部
６２１ 引出線接続ランド
７１１ （パッケージ部の）側部
７１２ （パッケージ部の）下面
Ｊ１ 中心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々な家電製品や電子機器の筐体内部から、熱を排出するための冷却ファンが設けられる。特開昭５８−７９４６１号公報に開示されるファンの電動機は、回転子と、固定子と、金属ケースと、絶縁用円板と、センサと、を備える。金属ケースは、軸方向に延びる壁であるカラーと、中心軸に垂直な端部壁と、を備える。固定子は、カラーの内側面に固定される。回転子は、固定子の内側に配置される。端部壁には、絶縁用円板が固定される。絶縁用円板には、凹陥部が設けられる。センサは、凹陥部に収納された状態にて回転子の永久磁石と対向する。また、センサの端部壁側の面は、端部壁に設けられた突起部に当接する。センサの端子は、径方向外方に向かってから端部壁から離れる方向に湾曲し、接続線に接続される。
【特許文献１】特開昭５８−７９４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、モータには、ベース部上にモータの回転を制御する制御回路を搭載した回路基板が設けられるものがある。回路基板は、回転部のロータマグネットの磁極の位置を検出するセンサ部を有する。このため、回路基板には、センサ部を配置するためのスペースを設ける必要があり、回路基板の面積を小さくすることができない。その結果、モータの製造コストを削減することができない。また、センサ部を回路基板の外部に配置するために、単純にセンサ部が配置される領域を切り欠くだけでは回路基板の形状が複雑になり、回路基板に外接する矩形の大きさは余り小さくならない。一般的にモータに用いられる回路基板は、１つの母材から複数個の回路基板を切り取り使用されることが多い。したがって、回路基板に外接する矩形の大きさが大きいと、１つの母材から切り出すことができる回路基板の数は増えない。
【０００４】
本発明は、回路基板を小さくすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の例示的なモータは、静止部と、ロータマグネットを有する回転部と、前記静止部に対して中心軸を中心に前記回転部を回転可能に支持する軸受と、を備え、前記静止部が、前記軸受が挿入される円筒状の軸受ホルダと、前記軸受ホルダの下部から径方向外方に広がるベース部と、前記ロータマグネットの内側にて、前記軸受ホルダの外周に固定されるステータと、前記ベース部上に固定され、一部が前記ステータと軸方向に重なる回路基板と、前記ロータマグネットにより形成される磁界を検出するセンサ部と、を備え、前記ステータが、周方向に等間隔に配置された４つのティースを有するステータコアと、前記４つのティースに形成されたコイルと、を備え、前記回路基板の周方向における両側の端部と前記中心軸とのなす角が、１８０度未満であり、前記センサ部が、ホール素子を有し、前記回路基板から周方向に離れて配置されるパッケージ部と、前記パッケージ部から前記回路基板に平行に延びて前記回路基板に接続される複数のリード線と、を備え、前記パッケージ部が、前記中心軸を中心として前記回路基板の前記中心軸から最も離れた位置を通る円内に位置する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回路基板を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、軸流ファンの断面図である。
【図２】図２は、軸流ファンの平面図である。
【図３】図３は、ベース部および軸受ホルダの平面図である。
【図４】図４は、ベース部の断面図である。
【図５】図５は、ベース部の断面図である。
【図６】図６は、回路基板の平面図である。
【図７】図７は、ベース部、軸受ホルダ、回路基板およびセンサ部の平面図である。
【図８】図８は、ベース部、回路基板およびセンサ部の断面図である。
【図９】図９は、ベース部、回路基板およびセンサ部の平面図である。
【図１０】図１０は、ベース部および回路基板の断面図である。
【図１１】図１１は、モータ部の静止部の平面図である。
【図１２】図１２は、静止部の組み立ての流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書では、軸流ファンの中心軸方向における図１の上側である紙面の左側を単に「上側」と呼び、下側である紙面の右側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。また、中心軸に平行な方向を「軸方向」と呼び、中心軸を中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
【０００９】
図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係る軸流ファン１を示す断面図である。軸流ファン１は、例えば、電子レンジ等の家電製品に搭載される。
【００１０】
軸流ファン１は、モータ部１２と、ハウジング１３と、複数のリブ１４と、インペラ１５と、を備える。本実施形態では、モータ部１２は、２相モータである。モータ部１２は、インペラ１５を中心軸Ｊ１回りに回転する。ハウジング１３は、略筒状である。ハウジング１３の内側に、モータ部１２およびインペラ１５が位置する。複数のリブ１４は、モータ部１２とハウジング１３とを接続する。軸流ファン１では図１中の上側からエアが取り込まれ、下側へと送出されるようにエアの流れが発生する。
【００１１】
インペラ１５は、略円筒状のカップ１５１と、複数の翼１５２と、を備える。図２に示すように、複数の翼１５２は、周方向に等ピッチにて配置され、カップ１５１の外側面から径方向外方へと伸びる。カップ１５１および翼１５２は樹脂の射出成形により１つの部材として形成される。
【００１２】
図１に示すように、モータ部１２は、アウタロータ型であり、回転組立体である回転部２１と、静止組立体である静止部２２と、含油スリーブである軸受２３と、を備える。中心軸Ｊ１に沿って回転部２１が静止部２２の上側に位置する。回転部２１は、ロータホルダ２１１と、ロータマグネット２１２と、シャフト２１３と、を備える。ロータホルダ２１１は、有蓋略円筒状の金属製である。ロータホルダ２１１の外周はカップ１５１により覆われる。これにより、インペラ１５は、回転部２１に取り付けられる。ロータホルダ２１１を樹脂にて形成し、ロータホルダ２１１がカップ１５１を兼ねてもよい。ロータマグネット２１２は、ロータホルダ２１１の円筒部の内側面に固定される。シャフト２１３は、ロータホルダ２１１の中央から下方に突出する。
【００１３】
静止部２２は、軸受ホルダ２２１と、ベース部２２２と、ステータ２２３と、回路基板２２４と、センサ部２２５と、を備える。センサ部２２５の数は１つである。ベース部２２２、軸受ホルダ２２１、ハウジング１３およびリブ１４は、樹脂の射出成型により１つの部材として形成される。軸受ホルダ２２１は、円筒状である。軸受２３は、軸受ホルダ２２１に挿入される。軸受２３には、シャフト２１３が挿入される。ベース部２２２は、円板状の底部４１と、円環状の環状部４２と、を備える。底部４１は、軸受ホルダ２２１の下部から径方向外方に広がる。環状部４２は、底部４１の外縁から上方に延びる。環状部４２の内側面４２１は中心軸Ｊ１に平行である。
【００１４】
ステータ２２３は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。ステータ２２３は、ロータマグネット２１２の内側にて、軸受ホルダ２２１の外周に固定される。ステータ２２３は、軸受ホルダ２２１の外周に間接的に固定されてもよい。ステータ２２３は、ステータコア３１と、コイル３２と、を備える。ステータコア３１は、薄板状の珪素鋼板が積層されて形成される。ステータコア３１の表面は絶縁皮膜にて覆われる。ステータコア３１には、径方向外方に向かって延びる４つのティース３１１が設けられる。ティース３１１に導線が巻回されることにより、コイル３２が形成される。回路基板２２４は、ベース部２２２上に固定され、ステータ２２３に電気的に接続される。軸方向において、回路基板２２４の一部は、ステータ２２３と重なる。センサ部２２５は、ロータマグネット２１２の下端と軸方向に対向し、ロータマグネット２１２により形成される磁界を検出する。すなわち、センサ部２２５は、ロータマグネット２１２の磁極の位置を検出する。
【００１５】
軸流ファン１では、シャフト２１３が軸受２３によりベース部２２２に対して中心軸Ｊ１を中心に回転可能に支持される。これにより、回転部２１およびインペラ１５が静止部２２に対して相対的に回転可能である。
【００１６】
図３は、ベース部２２２を示す平面図である。ベース部２２２の底部４１は、第１突出部４１１と、センサ配置部４１２と、２つの第２突出部４１３ａ，４１３ｂと、２つの基板載置部４１４と、リード線支持部４１５と、を備える。図４は、図３の矢印Ａの位置におけるベース部２２２の断面図である。図３および図４に示すように、第１突出部４１１は、底部４１の上面４１ａから上方に向かって突出する。第１突出部４１１は、平面視において、直線状に延びる第１直線部４１１ａと、第１直線部４１１ａの両端部から互いに平行かつ同じ向きに延びる２つの第２直線部４１１ｂと、を備える。第２直線部４１１ｂは、載置予定の回路基板２２４に向かう方向に延びる。図４では、第２直線部４１１ｂ以外の奥側の形状は図示していない。
【００１７】
第１突出部４１１の第１直線部４１１ａの内側の面５１１、および、第２直線部４１１ｂの内側の面５１２は中心軸Ｊ１に平行である。後述するように、面５１１，５１２は、センサ部２２５の位置決めに利用される面であり、以下、面５１１，５１２をそれぞれ、「センサ位置決め面５１１」および「センサ位置決め面５１２」と呼ぶ。センサ配置部４１２は、第１突出部４１１の内側に設けられ、上面４１ａから上方に向かって僅かに突出する。平面視において、センサ配置部４１２は略矩形である。
【００１８】
図３に示すように、２つの第２突出部４１３ａ，４１３ｂは上面４１ａから上方に向かって突出する。第２突出部４１３ａ，４１３ｂはそれぞれ、平面視において矩形である。図５は、図３の矢印Ｂの位置におけるベース部２２２の断面図である。図５では、第２突出部４１３ｂ以外の奥側の形状は図示していない。後述の図１０においても同様である。第２突出部４１３ａの図５における左側、すわなち、図３における右下の面５３１ａは中心軸Ｊ１に平行である。第２突出部４１３ｂの図５の紙面に平行な面、すなわち、図３における右上の面５３１ｂは中心軸Ｊ１に平行である。また、面５３１ａ，５３１ｂは、互いに垂直である。第２突出部４１３ａ，４１３ｂの近傍には、１つの基板載置部４１４が設けられる。図３に示すように、もう１つの基板載置部４１４は、第１突出部４１１近傍に設けられる。
【００１９】
図６は、回路基板２２４の平面図である。回路基板２２４のエッジ６１は、第１直線エッジ６１１と、第２直線エッジ６１２と、曲線エッジ６１３と、を備える。第２直線エッジ６１２は、第１直線エッジ６１１の図６における下側の端部から第１直線エッジ６１１に対して垂直に延びる。曲線エッジ６１３は、第１直線エッジ６１１の図６における上側の端部と、第２直線エッジ６１２の第１直線エッジ６１１に接続する端部とは反対側の端部とを結ぶ。なお、曲線エッジ６１３は、全体としてはおよそ曲線状ではあるが、正確には、直線状の部位を含む。曲線エッジ６１３は、第１直線エッジ６１１から離れる方向に向かって凸となる。このように、回路基板２２４のエッジ６１の形状は、直線および外方に向かって凸となる曲線のみから構成され、各頂点においてエッジ６１が外方に向かって凸である。
【００２０】
回路基板２２４は上面に、３つの引出線接続ランド６２１と、４つのリード線接続ランド６２２と、を備える。引出線接続ランド６２１には、図１のコイル３２からの引出線３２１が接続される。リード線接続ランド６２２には、センサ部２２５からのリード線が接続される。図６では、引出線接続ランド６２１およびリード線接続ランド６２２に平行斜線を付している。
【００２１】
図７は、回路基板２２４およびセンサ部２２５が取り付けられたベース部２２２を示す図である。図８は、図７における第１突出部４１１近傍の断面図であり、図４に対応する。図７および図８に示すように、センサ部２２５は、パッケージ部７１と、パッケージ部７１から延びる４つのリード線７２と、を備える。パッケージ部７１は、ホール素子を樹脂にてパッケージした部位である。パッケージ部７１は、平面視において略矩形であり、第１突出部４１１の内側に配置される。図８に示すように、パッケージ部７１の側部７１１は、中心軸Ｊ１に平行である。リード線７２は、パッケージ部７１から回路基板２２４に向かって延びる。リード線７２は、ベース部２２２の底部４１の上面４１ａおよび回路基板２２４に対して平行であることが望ましい。センサ配置部４１２の上面４１２ａは、軸方向においてパッケージ部７１の下面７１２と当接または近接する。以下、上面４１２ａを「センサ配置面４１２ａ」と呼ぶ。
【００２２】
図９に示すように、パッケージ部７１の３つの側部７１１は、第１突出部４１１のセンサ位置決め面５１１，５１２に当接または近接する。さらに、リード線支持部４１５が、パッケージ部７１の残りの１つの側部７１１に当接または近接し、リード線支持部４１５および第１突出部４１１によりパッケージ部７１の中心軸Ｊ１に垂直な方向における位置が決定される。リード線支持部４１５のパッケージ部７１側の中心軸Ｊ１に平行な面も、センサ位置決め面として捉えられてよい。リード線７２は、リード線支持部４１５により下方から支持された状態にて、回路基板２２４上のリード線接続ランド６２２に半田により接続されることが望ましい。
【００２３】
図７に示すように、回路基板２２４は、図３の２つの基板載置部４１４上に載置される。この状態において、回路基板２２４の第１直線エッジ６１１がベース部２２２から上方に延びる軸受ホルダ２２１に近接する。第１直線エッジ６１１は、軸受ホルダ２２１の外側面に当接してもよい。回路基板２２４では、第１直線エッジ６１１と第２直線エッジ６１２とにより形成される角部６１４、および、第１直線エッジ６１１と曲線エッジ６１３とにより形成される角部６１５は直角である。回路基板２２４を中心軸Ｊ１から径方向外方に向かって見た場合に、角部６１４，６１５が回路基板２２４の周方向における両側の端部であり、角部６１４，６１５と中心軸Ｊ１とのなす角は、１８０度未満である。
【００２４】
図１０は、ベース部２２２の図７における第２突出部４１３ａ近傍の断面図であり、図５に対応する。図７および図１０に示すように、回路基板２２４の第１直線エッジ６１１と第２直線エッジ６１２とにより形成される角部６１４が、２つの第２突出部４１３ａ，４１３ｂの面５３１ａ，５３１ｂに当接または近接する。また、図７に示す回路基板２２４の曲線エッジ６１３の一部が、ベース部２２２の環状部４２の内側面４２１に当接または近接する。モータ部１２では、第２突出部４１３ａ，４１３ｂの面５３１ａ，５３１ｂおよび環状部４２の内側面４２１が、回路基板２２４の中心軸Ｊ１に垂直な方向における位置を決定する基板位置決め面となっている。以下、面５３１ａを「基板位置決め面５３１ａ」と呼び、面５３１ｂを「基板位置決め面５３１ｂ」と呼ぶ。
【００２５】
モータ部１２では、センサ部２２５のパッケージ部７１が、回路基板２２４から周方向に離れて配置される。また、パッケージ部７１は、環状部４２の内側面４２１の内側、すなわち、中心軸Ｊ１を中心として回路基板２２４の中心軸Ｊ１から最も離れた位置を通る円内に位置する。
【００２６】
図１１は、静止部２２の平面図である。ステータ２２３の４つティース３１１は、周方向に等間隔に配置される。回路基板２２４は、図１１における右側のティース３１１の先端と下側のティース３１１の先端との間の間隙３１１ａを跨ぐ。既述のように、図７に示す回路基板２２４の周方向における両側の角部６１４，６１５と中心軸Ｊ１とのなす角が１８０度未満であることから、回路基板２２４は、２以上の間隙３１１ａを跨がない。
【００２７】
コイル３２から引き出された３つの引出線３２１は、回路基板２２４の３つの引出線接続ランド６２１に半田付けされる。図１１では、引出線の半田に平行斜線を付している。全ての引出線接続ランド６２１のそれぞれの中心は、平面視した際にステータ２２３の径方向外側に位置する。引出線接続ランド６２１の中心とは、半田付けを行う際の目標となる位置であり、典型的には重心である。中心がステータ２２３の径方向外側に位置するのであれば、引出線接続ランド６２１の一部は、ステータ２２３と軸方向に重なってもよい。全てのリード線７２のリード線接続ランド６２２に接続された端部も、平面視した際にステータ２２３の径方向外側に位置する。ただし、径方向に配列されたリード線のうち最も径方向内側に位置するものの一部は、ステータ２２３と軸方向に重なる。
【００２８】
モータ部１２では、リード線７２および引出線３２１が回路基板２２４に直接接続されるため、カラゲピンが利用される場合に比べて、部品点数を少なくすることができる。また、センサ部２２５が第１突出部４１１内に強く固定される場合は、回路基板２２４およびセンサ部２２５が、ベース部２２２に直接的に固定されることから、モータ部１２の回転や外力によりベース部２２２が振動しても、回路基板２２４およびセンサ部２２５がベース部２２２の振動に追従する。これにより、リード線７２がリード線接続ランド６２２から剥離する、いわゆる、ランド剥がれや、リード線７２が折れてしまう、いわゆる、ピン折れの可能性が低減される。
【００２９】
次に、軸流ファン１の組み立ての流れ、特に、モータ部１２の静止部２２の組み立ての流れについて図１２を参照しつつ説明する。軸流ファン１が組み立てられる際には、まず、図７に示すように、回路基板２２４が、角部６１４を基板位置決め面５３１ａ，５３１ｂの間に位置させつつ環状部４２の内側面４２１の内側に嵌め込まれ、ベース部２２２上に固定される（ステップＳ１１）。次に、図１１に示すように、ステータ２２３が軸受ホルダ２２１の外周に固定される（ステップＳ１２）。ステータ２２３のコイル３２からの引出線３２１は、回路基板２２４の引出線接続ランド６２１に半田付けされる（ステップＳ１３）。
【００３０】
引出線３２１が回路基板２２４に半田付けされると、ベース部２２２の第１突出部４１１の内側に、センサ部２２５のパッケージ部７１が配置される。この状態にて、リード線７２の端部はリード線接続ランド６２２上に位置する。すなわち、図９に示すように、センサ位置決め面５１１，５１２が、パッケージ部７１の位置決めを行うことにより、リード線７２の端部をリード線接続ランド６２２上に容易に位置させることができる。そして、当該端部が、リード線接続ランド６２２に半田付けされる（ステップＳ１４）。回路基板２２４では、リード線接続ランド６２２および引出線接続ランド６２１がステータ２２３の径方向外側に位置することにより、リード線７２および引出線３２１の半田付けを容易に行うことができる。
【００３１】
図９に示すように、センサ部２２５では、パッケージ部７１の３つの側部７１１が、センサ位置決め面５１１，５１２に当接または近接するため、治具を用いることなく半田付けの作業中のセンサ部２２５の位置ずれが防止される。その結果、ランド剥がれやピン折れが防止される。図８に示すように、センサ部２２５の下面７１２は、通常、センサ配置部４１２のセンサ配置面４１２ａに当接するが、半田付けの作業後にセンサ配置面４１２ａから僅かに離間してもよい。モータ部１２では、半田付けの際にパッケージ部７１の下面７１２と当接するセンサ配置面４１２ａが設けられることにより、センサ部２２５をベース部２２２上に容易に取り付けることができる。また、安定した質の半田付けを行うことができる。
【００３２】
その後、図１に示す軸受ホルダ２２１の内側に、軸受２３が挿入される。軸受２３には、回転部２１が取り付けられる。最後に、回転部２１にインペラ１５が固定されて軸流ファン１の組み立てが完了する。
【００３３】
以上、軸流ファン１の構造および組み立ての流れについて説明したが、モータ部１２では、回路基板２２４上にセンサ部２２５を配置するスペースが不要であるため、回路基板２２４の面積を小さくすることができる。さらに、回路基板２２４の周方向における両側の端部と中心軸Ｊ１とのなす角が１８０度未満となるように回路基板２２４を設計することにより、回路基板２２４の外形を小さくすることが可能となる。これにより、１つの母材から切り出すことができる回路基板の取り数を増やすことができる。その結果、回路基板２２４を安価に製造することができ、モータ部１２の製造コストを削減することができる。
【００３４】
モータ部１２では、仮に、センサ部２２５のパッケージ部７１を、環状部４２の内側、かつ、回路基板２２４の径方向外側に設けようとすると、回路基板２２４の形状をパッケージ部７１を避ける複雑なものにしないと回路基板２２４の面積を確保することができない。その結果、母材からの回路基板の取り数が減ってしまう。これに対し、モータ部１２では、パッケージ部７１が、環状部４２の内側にて、回路基板２２４から周方向に離れて配置される。これにより、回路基板２２４を単純な形状として回路基板２２４に外接する最小矩形の大きさを小さくすることができ、母材からの取り数を増やすことができる。また、回路基板２２４の大きさを抑えつつ十分な大きさの引出線接続ランド６２１およびリード線接続ランド６２２を設けることができる。
【００３５】
回路基板２２４では、さらに、エッジ６１の形状が、直線および外方に向かって凸となる曲線からのみ構成され、かつ、各頂点においてエッジ６１が外方に凸であることにより、エッジが内側に向かって窪む部位を有する回路基板に比べて、回路基板２２４の母材からの取り数をより増やすことができる。なお、エッジ６１には、部材からの取り数に影響を与えない範囲で、第１直線エッジ６１１、第２直線エッジ６１２または曲線エッジ６１３に微小な凹部が含まれてもよい。
【００３６】
ステータコア３１が絶縁皮膜にて行われるため、インシュレータが利用されるモータに比べて、モータ部１２を安価なものとすることができる。回路基板２２４の製造コストを削減する技術は、このような低価格のモータ部１２に特に適している。
【００３７】
ベース部２２２に第１突出部４１１が設けられることにより、センサ部２２５を回路基板２２４に容易に取り付けることができる。また、位置決め用の部品を利用する場合に比べて部品点数を抑えることができ、モータ部１２の製造コストをより抑えることができる。位置決め用の部品の取付作業も不要となる。第２突出部４１３ａ，４１３ｂおよび環状部４２が設けられることにより、センサ部２２５に対する回路基板２２４の相対位置を容易に固定することができる。これにより、センサ部２２５を回路基板２２４により容易に取り付けることができる。
【００３８】
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、第１突出部４１１は、１つの第１直線部４１１ａおよび１つの第２直線部４１１ｂのみにより構成されてもよい。第１突出部４１１では、パッケージ部７１の互いに隣接する少なくとも２つの側部７１１と対向する面が設けられることにより、センサ部２２５の回路基板２２４に対する位置決めを容易に行うことができる。もちろん、上記実施形態のように４つの側部７１１と対向する面が設けられることにより、センサ部２２５の位置をより容易に決定することができる。
【００３９】
上記実施形態では、およそ径方向に配列される４つのリード線７２のうち、中心軸Ｊ１に近い端に位置するものが、ステータ２２３と軸方向に重なるが、全てのリード線７２が、ステータの径方向外側に位置してもよい。少なくとも最も中心軸Ｊ１に近いリード線７２以外のものがステータ２２３の外側に位置するようにセンサ部２２５を配置することにより、リード線７２の回路基板２２４への半田付けを容易に行うことができる。
【００４０】
上記実施形態では、全てのリード線接続ランド６２２の中心がステータ２２３の径方向外側に位置するが、これらのうちの１つがステータ２２３と軸方向に重なっても、通常、このリード線接続ランド６２２に半田付けを行うことができる。すなわち、最も径方向内方に位置するリード線接続ランド６２２以外のものがステータ２２３の外側に位置することにより、リード線７２の回路基板２２４への半田付けを容易に行うことが実現される。
【００４１】
上記実施形態では、リード線７２の数は５であってもよい。モータ部１２は、単相モータであってもよく、この場合、引出線３２１の数は２となる。
【００４２】
回路基板２２４は、ベース部２２２の環状部４２から内側に離れて位置してもよい。この場合、回路基板２２４の曲線エッジ６１３に当接して第２突出部４１３ａ，４１３ｂと共に回路基板２２４を決定する部位がベース部２２２に別途設けられる。回路基板２２４のエッジの形状は、三角形、矩形、台形等の様々な他の形状であってもよい。エッジは、直線のみから構成される必要はなく、外方に向かって凸となる曲線を様々な態様にて含んでよい。このように、回路基板２２４のエッジ６１の形状が、直線および／または外方に向かって凸となる曲線のみから構成され、各頂点においてエッジが外方に向かって凸であることにより、母材からの回路基板２２４の取り数を増やすことができる。ベース部２２２も、四角形や六角形等の他の形状であってもよい。
【００４３】
静止部２２の組立作業では、回路基板２２４をベース部２２２に固定する工程と、ステータ２２３を軸受ホルダ２２１に固定する工程の間に、センサ部２２５をベース部２２２に配置する工程が行われてもよい。また、ステータ２２３を軸受ホルダ２２１に固定した後に、回路基板２２４をベース部２２２に固定してもよい。
【００４４】
センサ部を回路基板から周方向に離してベース部に配置する手法は、軸流ファン以外に遠心ファン等の他のファンに適用されてもよい。
【００４５】
上記実施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せられてよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、軸流ファン等の様々なファンのモータとして利用可能であり、ファン以外の機器のモータとしても利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 軸流ファン
１２ モータ部
１５ インペラ
２１ 回転部
２２ 静止部
２３ 軸受
３１ ステータコア
３２ コイル
４２ 環状部
６１ （回路基板の）エッジ
７１ パッケージ部
７２ リード線
２１２ ロータマグネット
２２１ 軸受ホルダ
２２２ ベース部
２２３ ステータ
２２４ 回路基板
２２５ センサ部
３１１ ティース
３２１ 引出線
４１１ 第１突出部
４１１ａ 第１直線部
４１１ｂ 第２直線部
４１２ センサ配置部
４１２ａ センサ配置面
４１３ａ，４１３ｂ 第２突出部
４２１ （環状部の）内側面
５１１，５１２ センサ位置決め面
５３１ａ，５３１ｂ 基板位置決め面
６１１ 第１直線エッジ
６１２ 第２直線エッジ
６１３ 曲線エッジ
６１４，６１５ （回路基板の）角部
６２１ 引出線接続ランド
７１１ （パッケージ部の）側部
７１２ （パッケージ部の）下面
Ｊ１ 中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部と、
ロータマグネットを有する回転部と、
前記静止部に対して中心軸を中心に前記回転部を回転可能に支持する軸受と、
を備え、
前記静止部が、
前記軸受が挿入される円筒状の軸受ホルダと、
前記軸受ホルダの下部から径方向外方に広がるベース部と、
前記ロータマグネットの内側にて、前記軸受ホルダの外周に固定されるステータと、
前記ベース部上に固定され、一部が前記ステータと軸方向に重なる回路基板と、
前記ロータマグネットにより形成される磁界を検出するセンサ部と、
を備え、
前記ステータが、
周方向に等間隔に配置された４つのティースを有するステータコアと、
前記４つのティースに形成されたコイルと、
を備え、
前記回路基板の周方向における両側の端部と前記中心軸とのなす角が、１８０度未満であり、
前記センサ部が、
ホール素子を有し、前記回路基板から周方向に離れて配置されるパッケージ部と、
前記パッケージ部から前記回路基板に平行に延びて前記回路基板に接続される複数のリード線と、
を備え、
前記パッケージ部が、前記中心軸を中心として前記回路基板の前記中心軸から最も離れた位置を通る円内に位置する、モータ。
【請求項２】
前記回路基板が、前記コイルの引出線が接続される複数のランドを有し、
前記複数のランドのそれぞれの中心が、前記ステータの径方向外側に位置する、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記複数のリード線の全て、または、前記複数のリード線の配列の端に位置するものを除く残りの全てが、前記ステータの径方向外側に位置する、請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記ベース部が、軸方向において、前記パッケージ部の下面と当接または近接するセンサ配置面を備える、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ。
【請求項５】
前記ベース部が、前記中心軸に平行な面であって前記パッケージ部の互いに隣接する少なくとも２つの側部と対向するセンサ位置決め面を備える、請求項１ないし４のいずれかに記載のモータ。
【請求項６】
前記ベース部が、前記中心軸に平行な面であって前記回路基板の前記中心軸に垂直な方向における位置を決定する基板位置決め面をさらに備える、請求項４または５に記載のモータ。
【請求項７】
前記回路基板のエッジの形状が、直線および／または外方に向かって凸となる曲線から構成され、各頂点において前記エッジが外方に向かって凸である、請求項１ないし６のいずれかに記載のモータ。
【請求項８】
前記エッジが、
前記軸受ホルダに近接または当接する第１直線エッジと、
前記第１直線エッジの一方の端部から前記第１直線エッジに対して垂直に延びる第２直線エッジと、
前記第１直線エッジと前記第２直線エッジとを結び、前記第１直線エッジから離れる方向に向かって凸となる曲線エッジと、
を備える、請求項７に記載のモータ。
【請求項９】
前記ステータコアの表面が絶縁皮膜にて覆われる、請求項１ないし８のいずれかに記載のモータ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のモータと、
前記回転部に取り付けられたインペラと、
を備える、ファン。
【請求項１１】
ａ）回路基板をベース部上に固定する工程と、
ｂ）ステータを前記ベース部から上方に延びる円筒状の軸受ホルダの外周に固定する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程よりも後に、前記ステータの４つのティースに形成されたコイルからの引出線を前記回路基板に接続する工程と、
ｄ）前記ａ）工程よりも後に、センサ部を前記回路基板に接続する工程と、
を備え、
前記回路基板の周方向における両側の端部と中心軸とのなす角が、１８０度未満であり、前記ａ）工程および前記ｂ）工程の後において、前記回路基板の一部が前記ステータと軸方向に重なり、
前記センサ部が、
ホール素子を有し、前記回路基板から周方向に離れて配置されるパッケージ部と、
前記パッケージ部から前記回路基板に平行に延びて前記回路基板に接続される複数のリード線と、
を備え、
前記ｄ）工程において、前記パッケージ部が、前記中心軸を中心として前記回路基板の前記中心軸から最も離れた位置を通る円内に配置される、モータの製造方法。
【請求項１】
静止部と、
ロータマグネットを有する回転部と、
前記静止部に対して中心軸を中心に前記回転部を回転可能に支持する軸受と、
を備え、
前記静止部が、
前記軸受が挿入される円筒状の軸受ホルダと、
前記軸受ホルダの下部から径方向外方に広がるベース部と、
前記ロータマグネットの内側にて、前記軸受ホルダの外周に固定されるステータと、
前記ベース部上に固定され、一部が前記ステータと軸方向に重なる回路基板と、
前記ロータマグネットにより形成される磁界を検出するセンサ部と、
を備え、
前記ステータが、
周方向に等間隔に配置された４つのティースを有するステータコアと、
前記４つのティースに形成されたコイルと、
を備え、
前記回路基板の周方向における両側の端部と前記中心軸とのなす角が、１８０度未満であり、
前記センサ部が、
ホール素子を有し、前記回路基板から周方向に離れて配置されるパッケージ部と、
前記パッケージ部から前記回路基板に平行に延びて前記回路基板に接続される複数のリード線と、
を備え、
前記パッケージ部が、前記中心軸を中心として前記回路基板の前記中心軸から最も離れた位置を通る円内に位置する、モータ。
【請求項２】
前記回路基板が、前記コイルの引出線が接続される複数のランドを有し、
前記複数のランドのそれぞれの中心が、前記ステータの径方向外側に位置する、請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記複数のリード線の全て、または、前記複数のリード線の配列の端に位置するものを除く残りの全てが、前記ステータの径方向外側に位置する、請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記ベース部が、軸方向において、前記パッケージ部の下面と当接または近接するセンサ配置面を備える、請求項１ないし３のいずれかに記載のモータ。
【請求項５】
前記ベース部が、前記中心軸に平行な面であって前記パッケージ部の互いに隣接する少なくとも２つの側部と対向するセンサ位置決め面を備える、請求項１ないし４のいずれかに記載のモータ。
【請求項６】
前記ベース部が、前記中心軸に平行な面であって前記回路基板の前記中心軸に垂直な方向における位置を決定する基板位置決め面をさらに備える、請求項４または５に記載のモータ。
【請求項７】
前記回路基板のエッジの形状が、直線および／または外方に向かって凸となる曲線から構成され、各頂点において前記エッジが外方に向かって凸である、請求項１ないし６のいずれかに記載のモータ。
【請求項８】
前記エッジが、
前記軸受ホルダに近接または当接する第１直線エッジと、
前記第１直線エッジの一方の端部から前記第１直線エッジに対して垂直に延びる第２直線エッジと、
前記第１直線エッジと前記第２直線エッジとを結び、前記第１直線エッジから離れる方向に向かって凸となる曲線エッジと、
を備える、請求項７に記載のモータ。
【請求項９】
前記ステータコアの表面が絶縁皮膜にて覆われる、請求項１ないし８のいずれかに記載のモータ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のモータと、
前記回転部に取り付けられたインペラと、
を備える、ファン。
【請求項１１】
ａ）回路基板をベース部上に固定する工程と、
ｂ）ステータを前記ベース部から上方に延びる円筒状の軸受ホルダの外周に固定する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程よりも後に、前記ステータの４つのティースに形成されたコイルからの引出線を前記回路基板に接続する工程と、
ｄ）前記ａ）工程よりも後に、センサ部を前記回路基板に接続する工程と、
を備え、
前記回路基板の周方向における両側の端部と中心軸とのなす角が、１８０度未満であり、前記ａ）工程および前記ｂ）工程の後において、前記回路基板の一部が前記ステータと軸方向に重なり、
前記センサ部が、
ホール素子を有し、前記回路基板から周方向に離れて配置されるパッケージ部と、
前記パッケージ部から前記回路基板に平行に延びて前記回路基板に接続される複数のリード線と、
を備え、
前記ｄ）工程において、前記パッケージ部が、前記中心軸を中心として前記回路基板の前記中心軸から最も離れた位置を通る円内に配置される、モータの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１３９０５８（Ｐ２０１２−１３９０５８Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９０７２５（Ｐ２０１０−２９０７２５）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００２３２３０２）日本電産株式会社 (697)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００２３２３０２）日本電産株式会社 (697)
【Ｆターム（参考）】
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