JP7674845B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、モータに関する。

従来、ホール素子を有するモータが知られている（例えば特許文献１参照）。ホール素子は、中心軸の周りに回転するマグネットの磁束変化を検出して、ロータの回転角を検出する。

中国実用新案登録ＣＮ ２０７７８２５８１

特許文献１では、ホール素子などの電子部品がステータコアの中に埋め込まれる。電子部品は、径方向においてロータのマグネットと対向して位置する。この構成では、ステータコアに電子部品を取り付ける際に、電子部品に負荷が掛かり、電子部品が損傷する虞がある。また、ステータコアに巻き付けられるコイルで発生する磁束がノイズとなる。その結果、電子部品の検出感度が低下する虞がある。電子部品の検出感度の低下は、モータの回転精度の低下につながる虞がある。さらに、電子部品の表面で結露が生じると、電子部品が短絡する虞がある。

本発明は、上記の点に鑑み、電子部品が負荷によって損傷する虞、電子部品の検出感度が低下する虞を低減するとともに、電子部品の表面で結露が生じる虞を低減することができるモータを提供することを目的とする。

本発明の例示的なモータは、上下に延びる中心軸に沿って延びるシャフトと、前記シャフトに取り付けられるステータと、を備える。前記ステータは、基板部を有する。前記基板部は、軸方向と交差する第１方向に広がる回路基板と、前記回路基板に対して軸方向上方または軸方向下方に位置し、軸方向に貫通する貫通通路を有するスペーサと、前記回路基板と電気的に接続される電子部品と、を備える。前記電子部品の少なくとも一部は、前記貫通通路に配置される。前記スペーサは、軸方向と交差する第２方向に開口して前記貫通通路と繋がる開口部を有する。

本発明によれば、電子部品が負荷によって損傷する虞、電子部品の検出感度が低下する虞を低減するとともに、電子部品の表面で結露が生じる虞を低減することができる。

図１は、本発明の一実施形態のモータの外観を示す斜視図である。 図２は、モータの側面図である。 図３は、モータの側面図である。 図４は、モータの内部の構成を示す斜視図である。 図５は、モータの基板部の一部を拡大して示す斜視図である。 図６は、基板部のスペーサを軸方向上方から見た斜視図である。 図７は、スペーサを軸方向下方から見た斜視図である。 図８は、基板部の電子部品を径方向内方から見た正面図である。 図９は、基板部を径方向内方から見た正面図である。 図１０は、別の基板部を径方向内方から見た正面図である。 図１１は、基板部を軸方向上方から見た斜視図である。 図１２は、基板部を径方向外方から見た斜視図である。 図１３は、基板部の周方向に垂直な断面図である。 図１４は、基板部の他の構成を示す斜視図である 図１５は、樹脂を有する基板部を径方向内方から見た斜視図である。 図１６は、樹脂を有する基板部を径方向内方から見た正面図である。 図１７は、樹脂を有する別の基板部を径方向内方から見た正面図である。 図１８は、樹脂を有するさらに別の基板部を径方向内方から見た正面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

本明細書では、モータ１００の中心軸ＣＡの方向、および中心軸ＣＡに平行な方向を「軸方向」と呼び、軸方向を上下方向として各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義がモータ１００の使用時の向きおよび位置関係を限定するわけではない。なお、任意の部材が中心軸ＣＡの周りに回転することを、単に「軸周りに回転する」とも言う。

本明細書では、軸方向において、上方向を「軸方向上方」と呼び、下方向を「軸方向下方」と呼ぶ。図面では、軸方向上方を＋Ｚ方向で示し、軸方向下方を－Ｚ方向で示す。＋Ｚ方向および－Ｚ方向をまとめて、Ｚ方向と呼ぶ。すなわち、Ｚ方向は軸方向を表す。なお、軸方向上方および軸方向下方をそれぞれ、単に上側および下側と呼ぶ場合もある。

本明細書では、中心軸ＣＡに直交する方向を「径方向」と呼び、中心軸ＣＡを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。径方向において、中心軸ＣＡに近づく向きを「径方向内方」と呼び、中心軸ＣＡから離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。図面では、径方向内方を＋Ｙ方向で示し、径方向外方を－Ｙ方向で示す。＋Ｙ方向および－Ｙ方向をまとめて、Ｙ方向と呼ぶ。すなわち、Ｙ方向は径方向を表す。

＜１．モータの概要＞
図１は、本実施形態に係るモータ１００の外観を示す斜視図である。図２および図３は、モータ１００の側面図である。ただし、図２では、後述する第１カバー１１２の図示を省略する。図３では、後述する第１カバー１１２および第２カバー１１３の両方の図示を省略する。図４は、モータ１００の内部の構成を示す斜視図である。なお、図４では、後述する軸受１４０Ａ（図３参照）の図示を省略する。

モータ１００は、電動バイクの後輪に一体化される。すなわち、モータ１００は、インホイールモータである。モータ１００は、電動バイクの他、電気自転車、電気自動車など、電気を動力として駆動する車両であれば、全般に適用可能である。

モータ１００は、ロータ１１０と、シャフト１２０と、ステータ１３０（図４参照）と、を備える。

（１－１．ロータ）
ロータ１１０は、リム１１１と、第１カバー１１２と、第２カバー１１３と、を有する。リム１１１には、タイヤ（図示せず）が取り付けられる。リム１１１は、軸方向に延びる筒状である。リム１１１は、上側および下側にそれぞれ開口を有する。リム１１１の上側の開口は、第１カバー１１２によって覆われる。リム１１１の下側の開口は、第２カバー１１３によって覆われる。第１カバー１１２および第２カバー１１３は、それぞれ、リム１１１に固定される。

第１カバー１１２の径方向の中心部には、軸受（図示せず）の外輪が固定される。第２カバー１１３の径方向の中心部には、軸受１４０Ａの外輪が固定される。軸受１４０Ａを含む複数の軸受をまとめて、ここでは、軸受１４０と呼ぶ。軸受１４０は、例えばボールベアリングであるが、スリーブベアリングなどの他のベアリングで構成されてもよい。

軸受１４０の内輪は、シャフト１２０の外周面に固定される。つまり、第１カバー１１２および第２カバー１１３は、軸受１４０を介してシャフト１２０に取り付けられる。これにより、第１カバー１１２および第２カバー１１３は、シャフト１２０の軸周りに回転する。したがって、第１カバー１１１および第２カバー１１２が固定されるリム１１０も、シャフト１２０の軸周りに回転する。

このように、第１カバー１１２および第２カバー１１３が軸受１４０を介してシャフト１２０に取り付けられることにより、第１カバー１１２および第２カバー１１３を有するロータ１１０が軸受１４０を介してシャフト１２０に取り付けられる。すなわち、モータ１００は、シャフト１２０に軸受１４０を介して取り付けられるロータ１１０を備える。

リム１１１の内周面には、複数のマグネット１１４（図４参照）が配置される。各マグネット１１４は、リム１１１の内周面上で周方向に配置される。各マグネット１１４は、ステータ１３０に対して径方向外方に位置する。すなわち、ロータ１１０は、ステータ１３０に対して径方向外方に位置するマグネット１１４を有する。なお、マグネット１１４は、リング状で単一のマグネットであってもよい。

（１－２．シャフト）
シャフト１２０は、軸方向に沿って延びる棒状体である。すなわち、モータ１００は、上下に延びる中心軸ＣＡに沿って延びるシャフト１２０を備える。シャフト１２０の内部には、ケーブル１２１が挿入される貫通孔が設けられる。ケーブル１２１は、複数のリード線と、複数のシグナル線と、を有する。ケーブル１２１は、複数のリード線と複数のシグナル線とが束ねられて構成されている。ケーブル１２１は、ステータ１３０に電気的に接続される。具体的には、ケーブル１２１の一部のリード線は、ステータ１３０の後述する回路基板１０（図４参照）に接続される。ケーブル１２１の他のリード線は、ステータ１３０の後述するコイル１３７（図４参照）に接続される。ケーブル１２１のシグナル線は、回路基板１０と接続される。

ケーブル１２１におけるステータ１３０との接続側とは反対側の端部は、不図示のＰＤＵ（Power Drive Unit）に接続される。ＰＤＵは、モータ１００の駆動を制御する制御ユニットである。

（１－３．ステータ）
ステータ１３０は、シャフト１２０に取り付けられる。すなわち、モータ１００は、シャフト１２０に取り付けられるステータ１３０を備える。ステータ１３０は、リム１１０の径方向内方に配置される。ステータ１３０の外周面は、リム１１０の内周面に配置される複数のマグネット１１４と径方向に対向する。ステータ１３０は、リム１１０を回転させる。

ステータ１３０は、ステータホルダ１３１を有する。ステータホルダ１３１は、シャフト固定部１３２と、ホルダ本体部１３３と、コア保持部１３４と、を有する。

シャフト固定部１３２は、中心軸ＣＡに沿って筒状に延びる。シャフト固定部１３２の内周面は、シャフト１２０の外周面に固定される。ホルダ本体部１３３は、径方向に広がる円盤状に形成される。ホルダ本体部１３３は、径方向内方に、シャフト１２０が通る開口部を有する。ホルダ本体部１３３の上記開口部の縁は、シャフト固定部１３２と繋がる。すなわち、シャフト固定部１３２は、ホルダ本体部１３３の上記開口部の縁から軸方向下方（－Ｚ方向）に延びる。なお、シャフト固定部１３２は、ホルダ本体部１３３の上記開口部の縁から軸方向上方（＋Ｚ方向）に延びてもよい。コア保持部１３４は、中心軸ＣＡを中心とする筒状である。コア保持部１３４は、ホルダ本体部１３３の径方向外方の端部から軸方向下方に延びる。なお、コア保持部１３４は、ホルダ本体部１３３の径方向外方の端部から軸方向上方に延びてもよい。

ステータ１３０は、ステータコア１３５と、インシュレータ１３６と、コイル１３７と、を有する。

ステータコア１３５は、中心軸ＣＡを中心とする環状の磁性体であり、電磁鋼板が軸方向に複数積層された積層体である。ステータコア１３５は、コア保持部１３４によって保持される。

インシュレータ１３６は、樹脂などを用いた絶縁部材である。インシュレータ１３６は、ステータコア１３５の少なくとも一部を覆う。インシュレータ１３６は、回路基板１０を固定するための凸部１３６ａを有する。凸部１３６ａは、インシュレータ１３６の所定の位置から軸方向下方に突出する。本実施形態では、凸部１３６ａの数は３つであるが、この数に限定されるわけではない。

コイル１３７は、インシュレータ１３６を介してステータコア１３５に導線が巻かれることによって形成される。

上記の構成において、ケーブル１２１を通じてコイル１３７に電流が供給されると、ステータコア１３５に磁束が生じる。ステータコア１３５の磁束によって生じる磁界と、ロータ１１０のマグネット１１４によって生じる磁界とが作用し、ロータ１１０の周方向にトルクが発生する。このトルクにより、ロータ１１０は、中心軸ＣＡを中心として回転する。

＜２．ステータの基板部について＞
図４に示すように、ステータ１３０は、基板部１５０を有する。基板部１５０は、回路基板１０と、スペーサ２０と、電子部品３０と、を有する。回路基板１０およびスペーサ２０の数は１つである。電子部品３０は、例えばホール素子３０ａである。ホール素子３０ａは、３相、すなわち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対して設けられる。つまり、電子部品３０は合計で３つ設けられる。なお、電子部品３０ごとにスペーサ２０を設けてもよい。つまり、用いるスペーサ２０の数は複数（例えば３つ）であってもよく、上記の１つには限定されない。

（２－１．回路基板）
回路基板１０は、第１方向に広がる。第１方向は、軸方向と交差する方向である。すなわち、基板部１５０は、軸方向と交差する第１方向に広がる回路基板１０を備える。本実施形態では、第１方向は径方向と一致するが、径方向からずれた方向であってもよい。例えば、第１方向は、径方向に対して±１０°の範囲内で傾く方向であってもよいし、±１０°以上（絶対値は９０°未満）で傾く方向であってもよい。

回路基板１０は、インシュレータ１３６に取り付けられる。具体的には、回路基板１０には、第１貫通孔１０ａが設けられる。第１貫通孔１０ａは、インシュレータ１３６の凸部１３６ａの数と同数（ここでは３個）設けられる。なお、第１貫通孔１０ａの数は、インシュレータ１３６の凸部１３６ａの数以上であればよく、上記の３つには限定されない。各第１貫通孔１０ａは、回路基板１０を軸方向に貫通するとともに、回路基板１０において周方向に離れて位置する。インシュレータ１３６の３つの凸部１３６ａを、回路基板１０の各第１貫通孔１０ａに対して軸方向に嵌め込むことにより、回路基板１０がインシュレータ１３６に取り付けられる。

回路基板１０には、第１貫通孔１０ａに加えて、第２貫通孔１０ｂおよび第３貫通孔１０ｃがさらに設けられる。

第２貫通孔１０ｂは、回路基板１０において、スペーサ２０の後述する突起部２０ａ（図６、図７参照）の数と同数（ここでは２個）設けられる。なお、第２貫通孔１０ｂの数は、スペーサ２０の突起部２０ａの数以上であればよく、上記の２つには限定されない。各第２貫通孔１０ｂは、回路基板１０を軸方向に貫通するとともに、回路基板１０において周方向に離れて位置する。また、回路基板１０において、各第２貫通孔１０ｂは、各第１貫通孔１０ａよりも径方向外方に位置する。スペーサ２０の突起部２０ａを、回路基板１０の各第２貫通孔１０ｂに対して軸方向に嵌め込むことにより、スペーサ２０が回路基板１０に取り付けられる。

第３貫通孔１０ｃは、回路基板１０において、１つの電子部品３０につき３つ設けられる。これは、後述するように、電子部品３０が３つの端子３２（図５参照）を有することによる。本実施形態では、３つの電子部品３０が用いられるため、回路基板１０には、第３貫通孔１０ｃが計９個設けられる。なお、第３貫通孔１０ｃの数は、用いる電子部品３０の数および１つの電子部品３０が有する端子３２の数に応じて適宜変更されればよい。各第３貫通孔１０ｃは、回路基板１０を軸方向に貫通するとともに、回路基板１０において周方向に離れて位置する。また、回路基板１０において、各第３貫通孔１０ｃは、径方向では各第２貫通孔１０ｂとほぼ同じ位置にある。電子部品３０の各端子３２を、回路基板１０の各第３貫通孔１０ｃに対して軸方向に嵌め込み、回路基板１０の裏面（－Ｚ方向側の面）側で半田付けすることにより、電子部品３０が回路基板１０に固定される。

（２－２．スペーサ）
図５は、基板部１５０の一部を拡大して示す斜視図である。図６は、スペーサ２０を軸方向上方から見た斜視図である。図７は、スペーサ２０を軸方向下方から見た斜視図である。

スペーサ２０は、周方向に延びて形成される。スペーサ２０は、回路基板１０の径方向外方の周縁部に対して、軸方向上方に取り付けられる。スペーサ２０は、例えば、アクリルなどの樹脂材料で形成される。

スペーサ２０は、上面２０１と、下面２０２と、側面２０３と、を有する。上面２０１は、スペーサ２０において軸方向上方に位置する面である。下面２０２は、スペーサ２０において軸方向下方に位置する面である。つまり、下面２０２は、上面２０１に対して軸方向下方に位置する。下面２０２は、回路基板１０の軸方向上方の面と接触する。

スペーサ２０において、上記した突起部２０ａは下面２０２に設けられる。つまり、突起部２０ａは、スペーサ２０の下面２０２から軸方向下方に突出して位置する。側面２０３は、上面２０１と下面２０２とを軸方向に連結する。すなわち、スペーサ２０は、上面２０１と、上面２０１に対して軸方向下方に位置する下面２０２と、上面２０１および下面２０２と連結される側面２０３と、を有する。

上面２０１は、複数の面を有する。つまり、上面２０１は、第１対向面２０１ａと、第２対向面２０１ｂと、連結面２０１ｃと、を有する。第１対向面２０１ａは、下面２０２の一部と軸方向に対向して位置する。第２対向面２０１ｂは、下面２０２の他の一部と軸方向に対向して位置する。第２対向面２０１ｂは、第１対向面２０１ａと周方向にずれて位置し、かつ、第１対向面２０１ａよりも軸方向下方に位置する。連結面２０１ｃは、第１対向面２０１ａと第２対向面２０１ｂとを軸方向に連結する。なお、上面２０１は、複数の面ではなく、単一の面で形成されてもよい。

スペーサ２０は、貫通通路２１と、開口部２２と、を有する。なお、スペーサ２０の開口部２２の詳細については後述する。

貫通通路２１は、スペーサ２０を軸方向に貫通する。なお、「軸方向に貫通する」とは、貫通通路２１が軸方向と平行に貫通する場合のみならず、軸方向に対して例えば±１０°の範囲内で傾いた方向に貫通する場合も含む。このようなスペーサ２０が、回路基板１０の軸方向上方に位置する。

ここで、回路基板１０に対するスペーサ２０の軸方向の位置関係は、ステータコア１３５に対して回路基板１０が軸方向のどちらに位置するかによって決まる。例えば、図４で示したように、ステータコア１３５に対して回路基板１０が軸方向下方に位置する場合、スペーサ２０は回路基板１０に対して軸方向上方に位置する。一方、ステータコア１３５に対して回路基板１０が軸方向上方に位置する構成であってもよい。この構成では、スペーサ２０は回路基板１０に対して軸方向下方に位置する。すなわち、基板部１５０は、回路基板１０の軸方向上方または軸方向下方に位置し、軸方向に貫通する貫通通路２１を有するスペーサ２０を備える。ここでは例として、ステータコア１３５に対して回路基板１０が軸方向下方に位置する図４の構成を前提として説明する。

貫通通路２１は、スペーサ２０において、上面２０１に含まれる第１対向面２０１ａと下面２０２とを貫通する。なお、貫通通路２１は、上面２０１に含まれる第２対向面２０１ｂと、下面２０２とを貫通してもよい。すなわち、貫通通路２１は、スペーサ２０において、上面２０１と下面２０２とを貫通する。

貫通通路２１には、電子部品３０が差し込まれる。したがって、貫通通路２１のＹ方向の幅は、電子部品３０のＹ方向の幅よりも若干大きい。ただし、貫通通路２１のＹ方向の幅は、スペーサ２０のＹ方向の幅よりも小さい。また、貫通通路２１の周方向の幅は、電子部品３０の周方向の幅よりも若干大きい。

（２－３．電子部品）
電子部品３０としてのホール素子３０ａは、ロータ１１０の軸周りの回転によって回転するマグネット１１４の磁束変化を検出して、ロータ１１０の軸周りの回転角を検出する。電子部品３０は、スペーサ２０の貫通通路２１に差し込まれて、回路基板１０と電気的に接続される。本実施形態では、電子部品３０の一部が貫通通路２１に配置され、残りが貫通通路２１から軸方向に突出しているが、電子部品３０の全部が貫通通路２１に配置されてもよい。すなわち、基板部１５０は、回路基板１０と電気的に接続される電子部品３０を備える。電子部品３０の少なくとも一部は、スペーサ２０の貫通通路２１に配置される。

図５に示すように、電子部品３０は、本体部３１と、複数の端子３２と、を有する。電子部品３０がスペーサ２０の貫通通路２１に差し込まれて回路基板１０に固定された状態では、本体部３１は、複数の端子３２に対して軸方向上方に位置する。各端子３２は、本体部３１から軸方向下方に延びて回路基板１０に固定される。すなわち、電子部品３０は、本体部３１と、本体部３１から回路基板１０に向かって延びて回路基板１０に固定される複数の端子３２と、を有する。本実施形態では、電子部品３０が有する端子３２の本数は３本であるが、この本数には限定されない。

図８は、電子部品３０を径方向内方から見た図である。電子部品３０の本体部３１は、接続面３１Ｓを有する。接続面３１Ｓには、複数の端子３２が接続される。すなわち、電子部品３０の本体部３１は、複数の端子３２が接続される接続面３１Ｓを有する。

電子部品３０の各端子３２は、それぞれ、本体側端子部３２ａと、回路基板側端子部３２ｂと、を有する。本体側端子部３２ａは、軸方向上方の端部で本体部３１と接続され、軸方向下方の端部で回路基板側端子部３２ｂと接続される。回路基板側端子部３２ｂは、軸方向上方の端部で本体側端子部３２ａと接続され、軸方向下方の端部で回路基板１０と接続される。すなわち、複数の端子３２は、それぞれ、本体部３１と接続される本体側端子部３２ａと、一端が本体側端子部３２ａと接続され、他端が回路基板１０に固定される回路基板側端子部３２ｂと、を有する。

なお、以下での説明の便宜上、各端子３２において、本体側端子部３２ａにおける軸方向上方の端部を、一端部３２ａ１と称する。また、各端子３２において、回路基板側端子部３２ｂにおける軸方向下方の端部を、便宜上、他端部３２ｂ１と称する。すなわち、各端子３２は、一端部３２ａ１および他端部３２ｂ１を有する。

３つの端子３２は、周方向に離れて位置する。周方向において、中央に位置する端子３２は、軸方向に直線状の形状である。他の２つの端子３２は、軸方向上方から軸方向下方に向かう途中で周方向に屈曲している。その結果、周方向に隣り合う２つの端子３２の間隔は、軸方向上方よりも軸方向下方のほうが広い。つまり、周方向に隣り合う２つの本体側端子部３２ａの間隔をＷ１（ｍｍ）とし、周方向に隣り合う２つの回路基板側端子部３２ｂの間隔をＷ２（ｍｍ）としたとき、Ｗ１＜Ｗ２である。言い換えれば、隣り合う本体側端子部３２ａの間隔Ｗ１は、隣り合う回路基板側端子部３２ｂの間隔Ｗ２よりも狭い。

（２－４．電子部品の回路基板への固定手順）
次に、電子部品３０を回路基板１０に固定する手順について説明する。まず、スペーサ２０の貫通通路２１に、電子部品３０を各端子３２側から差し込む（手順１）。このとき、スペーサ２０の貫通通路２１に対して、スペーサ２０の上面２０１側（第１対向面２０１ａ側）から電子部品３０を差し込む。そして、電子部品３０の各端子３２の先端、すなわち、回路基板側端子部３２ｂの他端部３２ｂ１を、貫通通路２１から軸方向下方に突出させる。

続いて、スペーサ２０の各突起部２０ａを、回路基板１０の第２貫通孔１０ｂに嵌め込む（手順２）。これにより、スペーサ２０が回路基板１０に取り付けられる。同時に、スペーサ２０の貫通通路２１に差し込まれた電子部品３０の各端子３２の先端（他端部３２ｂ１）が、回路基板１０の第３貫通孔１０ｃを通過して回路基板１０の裏面側から突出する（図９参照）。

なお、手順１と手順２の順序は逆であってもよい。つまり、スペーサ２０の各突起部２０ａを、回路基板１０の第２貫通孔１０ｂに嵌め込んだ後、スペーサ２０の貫通通路２１に電子部品３０を差し込んでも構わない。

最後に、回路基板１０の裏面側に突出した各端子３２の他端部３２ｂ１を、回路基板１０に半田付けする（手順３）。これにより、電子部品３０が回路基板１０に固定される。

本実施形態のように、回路基板１０に電子部品３０を固定することにより、ステータコアに電子部品を埋め込む従来で発生する問題を解決することができる。つまり、電子部品に埋め込み時の負荷が掛かるという事態が起こらない。このため、上記負荷によって電子部品３０が損傷する虞を低減することができる。また、回路基板１０に電子部品３０を固定することにより、電子部品３０をコイル１３７から離れて位置させることができる。これにより、電子部品３０による検出（例えばマグネット１１４の磁束変化の検出）の際に、コイル１３７で発生する磁束がノイズとなることを低減することができる。したがって、電子部品３０の検出感度が低下する虞を低減することができる。その結果、電子部品３０の検出結果に基づいてモータ１００を回転させる場合において、モータ１００の回転精度が低下する虞を低減することができる。

本実施形態で用いる電子部品３０では、隣り合う回路基板側端子部３２ｂの間隔Ｗ２が、隣り合う本体側端子部３２ａの間隔Ｗ１よりも広い。このため、各回路基板側端子部３２ｂをそれぞれ短絡させることなく回路基板１０に固定する（例えば半田付けする）ことが容易となる。

＜３．スペーサの開口部の詳細について＞
次に、スペーサ２０の開口部２２の詳細について説明する。図５～図７で示すように、スペーサ２０の開口部２２は、貫通通路２１から第２方向に延びてスペーサ２０の側面２０３を貫通する。その結果、スペーサ２０において、開口部２２は第２方向に開口し、貫通通路２１と繋がる。ここで、第２方向は、軸方向と交差する方向である。すなわち、スペーサ２０は、軸方向と交差する第２方向に開口して貫通通路２１と繋がる開口部２２を有する。

本実施形態では、第２方向は、径方向である第１方向と一致する。すなわち、第１方向および第２方向は、シャフト１２０の径方向である。なお、第２方向は、軸方向と交差する方向で、かつ、径方向と異なる方向であってもよい。例えば、第２方向は、径方向に対して±１０°の範囲内で傾く方向であってもよいし、±１０°以上（絶対値は９０°未満）で傾く方向であってもよい。

スペーサ２０において、貫通通路２１の貫通方向（軸方向）と、貫通通路２１および開口部２２が繋がる方向（第２方向）とは、交差する。このため、湿気を含む外気がスペーサ２０の貫通通路２１内に進入しても、その外気を、開口部２２を介してスペーサ２２の外部に導くことができる。つまり、上記外気を貫通方向と異なる方向に逃がして、スペーサ２２の外部に導くことができる。これにより、貫通通路２１内で湿気を含む外気の滞留を低減することができる。また、詳細については後述するが、開口部２２を介して貫通通路２１内に樹脂を入れることもできる。この場合、貫通通路２１内の電子部品３０の表面を上記樹脂で覆うことができる。いずれにしても、開口部２２を有するスペーサ２０を用いることにより、貫通通路２１に配置された電子部品３０の表面で結露が生じることを低減することができる。その結果、結露によって電子部品３０が短絡する虞を低減することができる。

また、本実施形態では、回路基板１０が広がる第１方向と、開口部２２が開口する第２方向とは、どちらも径方向で一致する。つまり、回路基板１０と平行な方向に開口部２２が開口する。このようなスペーサ２０を用いる構成において、結露による電子部品３０の短絡の虞を低減する上記の効果を得ることができる。

また、本実施形態のスペーサ２０では、貫通通路２１が上面２０１および下面２０２を貫通する。そして、開口部２２が貫通通路２１から第２方向に延びて側面２０３を貫通する。このように、上面２０１および下面２０２を貫通する貫通通路２１と、側面２０３を貫通する開口部２２とを有するスペーサ２０を用いる。これにより、湿気を含む外気がスペーサ２０の貫通通路２１内に進入しても、その外気を、開口部２２を介してスペーサ２２の外部に導くことができる。つまり、上記外気を貫通方向と異なる方向に逃がして、スペーサ２２の外部に導くことができる。したがって、電子部品３０の短絡の虞を低減する上記の効果を得ることができる。

図９は、基板部１５０を径方向内方から見た正面図である。スペーサ２０の開口部２２は、径方向内方から見て、上辺２２ａと、第１側辺２２ｂと、第２側辺２２ｃと、を有する。

上辺２２ａは、スペーサ２０の側面２０３において、下面２０２（図７参照）から軸方向上方に離れて位置するとともに、周方向に延びて位置する。第１側辺２２ｂは、側面２０３において、上辺２２ａの周方向の一方の端部２２ａ１から軸方向下方（回路基板１０側）に延びて下面２０２に達する。第２側辺２２ｃは、側面２０３において、上辺２２ａの周方向の他方の端部２２ａ２から軸方向下方に延びて下面２０２に達する。したがって、開口部２２は、径方向内方から見て、軸方向下方から軸方向上方に窪んだ形状を有する。

基板部１５０は、図１０の構成であってもよい。図１０は、別の基板部１５０を径方向内方から見た正面図である。図１０の基板部１５０は、スペーサ２０の開口部２２が、径方向内方から見て、上辺２２ａ、第１側辺２２ｂおよび第２側辺２２ｃに加えて、下辺２２ｄをさらに有する点で、図９の構成とは異なる。下辺２２ｄは、下面２０２（図７参照）から軸方向上方に離れて位置するとともに、周方向に延びて位置する。また、下辺２２ｄは、スペーサ２０の側面２０３において、上辺２２ａよりも軸方向下方に位置する。第１側辺２２ｂは、側面２０３において、上辺２２ａの周方向の一方の端部２２ａ１から軸方向下方（回路基板１０側）に延びて下辺２０ｄに達する。第２側辺２２ｃは、側面２０３において、上辺２２ａの周方向の他方の端部２２ａ２から軸方向下方に延びて下辺２０ｄに達する。したがって、開口部２２は、径方向内方から見て、閉じた形状（ここでは四角形状）を有する。

すなわち、図９および図１０で示した基板部１５０は、以下の構成を備える。径方向内方（第２方向）から見て、スペーサ２０の開口部２２は、回路基板１０から離れて位置する上辺２２ａと、上辺２２ａの一方の端部２２ａ１から回路基板１０に向かう方向に延びる第１側辺２２ｂと、上辺２２ａの他方の端部２２ａ２から回路基板１０に向かう方向に延びる第２側辺２２ｃと、を有する。

本実施形態では、第２方向から見て、本体部３１の接続面３１Ｓは、開口部２２の上辺２２ａよりも回路基板１０側に位置する。電子部品３０の複数の端子３２の根元に位置する一端部３２ａ１付近では、端子間の距離が近い。このため、上記一端部３２ａ１付近では空気の流れが悪くなり、湿気を含む空気が滞留しやすく、結露が生じやすい。第２方向から見て、本体部３１の接続面３１Ｓが、開口部２２の上辺２２ａよりも回路基板１０側に位置することにより、結露が生じやすい一端部３２ａ１を、開口部２２を介して露出させることができる。これにより、湿気を含む外気がスペーサ２０の貫通通路２１内に進入しても、その外気を、開口部２２を介してスペーサ２２の外部に導くことができる。つまり、上記外気を貫通方向と異なる方向に逃がして、スペーサ２２の外部に導くことができる。したがって、一端部３２ａ１における結露の発生を低減して、電子部品３０の短絡を低減することができる。

なお、スペーサ２０の開口部２２は、径方向内方から見て、３辺、すなわち、上辺２２ａ、第１側辺２２ｂおよび第２側辺２２ｃを有する形状には限定されない。例えば、開口部２２は、径方向内方から見て、２辺を有して軸方向上方に窪んだ形状であってもよいし、４辺以上を有して軸方向上方に窪んだ形状であってもよい。また、開口部２２は、径方向内方から見て、軸方向上方に窪む曲線を有する形状であってもよい。さらに、開口部２２は、径方向内方から見て、四角形以外の多角形、円形、楕円形などの閉じた形状であってもよい。

図１１は、基板部１５０を軸方向上方から見た斜視図である。上述したように、本実施形態では、基板部１５０は、電子部品３０を３つ有する。つまり、基板部１５０は、電子部品３０を複数備える。そして、スペーサ２０は、シャフト１２０の周方向の異なる位置に、貫通通路２１と開口部２２との組を有する。上記組の数は、電子部品３０の数と同数である。したがって、スペーサ２０は、上記の組を３組有する。このとき、各組の開口部２２は全て、各組の貫通通路２１に対して径方向の同じ側に位置する。言い換えれば、各組の開口部２２は全て、各組の貫通通路２１に対して径方向の同じ側に向かって開口する。

この場合、スペーサ２０の各貫通通路２１に電子部品３０を差し込む作業を行うときに、径方向の同じ側から各開口部２２を介して、各貫通通路２１に差し込まれる電子部品３０を確認することができる。このため、電子部品３０を差し込む際の作業性が良好となる。また、後述するように、開口部２２に樹脂４０を配置する構成では、径方向の同じ側から各開口部２２に樹脂４０を配置することができる。したがって、樹脂４０を配置する際の作業性も良好となる。

特に、各組の開口部２２は全て、各組の貫通通路２１に対して径方向内方に位置する。この場合、径方向内方から各開口部２２を介して、各貫通通路２１に差し込まれる電子部品３０を、周方向に視点の少ない移動で確認することができるため、作業性が良好となる効果が高まる。

＜４．素子受け部について＞
図１２は、基板部１５０を径方向外方から見た斜視図である。図１３は、基板部１５０の周方向に垂直な断面図である。基板部１５０のスペーサ２０は、素子受け部２３をさらに有する。素子受け部２３は、貫通通路２１に電子部品３０を軸方向上方から差し込んだときに、電子部品３０の本体部３１の接続面３１Ｓにおいて接触し、本体部３１を軸方向下方から受ける。つまり、スペーサ２０は、貫通通路２１に配置される電子部品３０を第１方向において受ける素子受け部２３を有する。

素子受け部２３は、図１２に示すように、スペーサ２０の素子受け面２０１ｄで構成される。素子受け面２０１ｄは、上面２０１の第１対向面２０１ａよりも軸方向下方に位置する。ここで、スペーサ２０の第１対向面２０１ａの一部は、軸方向下方に窪んでいる。その結果、スペーサ２０は、第１対向面２０１ａから軸方向下方に窪んだ凹部２０ｂを有する。素子受け面２０１ｄは、凹部２０ｂの底面と一致する。なお、素子受け面２０１ｄは、第２対向面２０１ｂと軸方向において同じ高さの位置にあってもよいし、第２対向面２０１ｂと軸方向にずれた位置にあってもよい。

スペーサ２０の素子受け部２３（素子受け面２０１ｄ）が、電子部品３０（特に本体部３１の接続面３１Ｓ）を軸方向において受けることにより、軸方向において電子部品３０を位置決めすることができる。これにより、軸方向において精度よく、電子部品３０を回路基板１０に固定することができる。

なお、電子部品３０の本体部３１は、軸方向に垂直な断面の面積が、軸方向において一定である形状である。しかし、本体部３１はこの形状には限定されない。例えば、本体部３１は、第１頭部と、第２頭部と、を有する構成であってもよい。第１頭部は、第２頭部に対して軸方向上方に位置して第２頭部と繋がる。第１頭部は、第２頭部よりも径方向外方に突出する。この場合、軸方向に垂直な断面の面積は、第２頭部よりも第１頭部のほうが大きい。本体部３１が第１頭部と第２頭部とを有する形状であっても、素子受け部２３は、貫通通路２１に電子部品３０を軸方向上方から差し込んだときに、本体部３１の第１頭部と軸方向において接触することにより、第１頭部を軸方向下方から受けることができる。これにより、軸方向において精度よく、電子部品３０を回路基板１０に固定することができる。

＜５．開口部への樹脂の配置について＞
図１４は、基板部１５０の他の構成を示す斜視図である。以上で説明したスペーサ２０の開口部２２には、樹脂４０が配置されてもよい。樹脂４０は、開口部２２全体に配置されてもよいし（図１４参照）、開口部２２の一部に配置されてもよい（図１８参照）。すなわち、基板部１５０は、スペーサ２０の開口部２２の少なくとも一部に配置される樹脂４０を有する。

樹脂４０としては、例えばシリコーン樹脂を用いることができるが、他の樹脂を用いてもよい。また、樹脂４０は、透明樹脂であってもよいし、着色した顔料を含む樹脂であってもよい。

スペーサ２０において、開口部２２と貫通通路２１とは第２方向（例えば径方向）に繋がっている。このため、開口部２２内に樹脂４０を配置することにより、開口部２２から貫通通路２１に樹脂４０を供給して、貫通通路２１内の電子部品３０の表面の少なくとも一部を樹脂４０で覆うことができる。これにより、電子部品３０の樹脂４０で覆われた部分において、結露し得る場所を無くすことができる。したがって、電子部品３０の表面での結露の発生を低減することができ、電子部品３０が短絡する虞を低減することができる。

図１５は、樹脂４０を有する基板部１５０を径方向内方から見た斜視図である。同図に示すように、スペーサ２０の開口部２２は、貫通通路２１に対してマグネット１１４とは反対側に位置する。つまり、スペーサ２０の開口部２２は、貫通通路２１に対して径方向内方に位置する。

このような貫通通路２１と開口部２２との位置関係では、開口部２２内に配置された樹脂４０が開口部２２からはみ出たとしても、開口部２２から径方向内方にはみ出ることになり、径方向外方にはみ出ない。これにより、樹脂４０が、マグネット１１４に接触して電子部品３０が傾く虞を低減することができる。また、開口部２２からはみ出た樹脂４０がマグネット１１４の表面に付着し、電子部品３０（例えばホール素子３０ａ）による磁束の検出を阻害する虞も低減される。その結果、電子部品３０の検出精度を維持することができる。

図１６は、樹脂４０を有する基板部１５０を径方向内方から見た正面図である。開口部２２に配置される樹脂４０は、開口部２２から貫通通路２１に供給されて、貫通通路２１内の電子部品３０の各端子３２を覆う。具体的には、樹脂４０は、各端子３２の本体側端子部３２ａと回路基板側端子部３２ｂとの両方を覆う。なお、樹脂４０は、本体側端子部３２ａのみを覆ってもよい。すなわち、樹脂４０は、本体側端子部３２ａと回路基板側端子部３２ｂとのうち、少なくとも本体側端子部３２ａの表面を覆う。

図８で示した電子部品３０を用いる構成、つまり、Ｗ１＜Ｗ２の構成では、回路基板側端子部３２ｂよりも本体側端子部３２ａのほうが、結露による水滴が付着したときに短絡する虞が高くなる。少なくとも本体側端子部３２ａの表面を樹脂４０で覆うことにより、少なくとも本体側端子部３２ａの表面での結露の発生を低減して、電子部品３０が短絡する虞を低減することができる。

特に、樹脂４０は、本体側端子部３２ａと回路基板側端子部３２ｂとの両方を覆う、つまり、端子３２の全体を覆う。これにより、結露による複数の端子３２間での短絡を低減することができる。

図１７は、別の基板部１５０を径方向内方から見た正面図である。図１７の基板部１５０は、図１０で示したスペーサ２０の開口部２２に樹脂４０を配置した構成である。つまり、開口部２２が、径方向内方から見て、上辺２２ａ、第１側辺２２ｂ、第２側辺２２ｃおよび下辺２２ｄを有する四角形で構成されている。そして、上記開口部２２に樹脂４０が配置される。この構成においても、図１０の場合と同様に、径方向内方から見て、電子部品３０の本体部３１の接続面３１Ｓは、開口部２２の上辺２２ａよりも回路基板１０側に位置することが望ましい。

この場合、開口部２２内に配置される樹脂４０により、電子部品３０の複数の端子３２と本体部３１の接続面３１Ｓとを同時に覆うことができる。これにより、複数の端子３２を根元部分、つまり、本体部３１との接続側である一端部３２ａ１まで樹脂４０で覆うことができる。したがって、特に、一端部３２ａ１での結露による短絡を低減することができる。

図１４～図１７で示した基板部１５０の構成では、樹脂４０は、開口部２２の内側全体に配置されている。すなわち、樹脂４０は、径方向内方から見て開口部２２を塞いで配置されている。なお、径方向内方から見て、樹脂４０が開口部２２を塞ぐのであれば、樹脂４０は、スペーサ２０の側面２０３を基準として、開口部２２から径方向内方にはみ出てもよい。また、側面２０３と同一面まで樹脂が開口部２２に充填されていてもよい。さらに、開口部２２内で樹脂４０が径方向内方に側面２０３と同一面まで達することなく、樹脂４０が開口部２２を塞いでもよい。

このように、径方向から見て、樹脂４０が開口部２２を塞ぐことにより、電子部品３０の複数の端子３２と本体部３１の接続面３１Ｓとを樹脂４０で覆って、結露による短絡を低減する効果を得ることができる。 また、複数の端子３２の根元部分（接続側の一端部３２ａ１）を樹脂４０で覆う構成を実現することも容易となる。

また、図１６および図１７の構成では、開口部２２に配置される樹脂４０は、電子部品３０の各端子３２を覆うだけでなく、本体部３１の一部をさらに覆う。なお、スペーサ２０の素子受け部２３（図１２、図１３参照）の軸方向の高さ位置を、軸方向下方に変更することにより、径方向内方から見て、本体部３１の全部が開口部２２の上辺２２ａよりも回路基板１０側に位置する構成も可能である。この場合、開口部２２に配置される樹脂４０は、各端子３２に加えて、本体部３１の全部を覆う。したがって、開口部２２に配置される樹脂４０は、（各端子３２に加えて）本体部３１の少なくとも一部を覆う構成であってもよいと言える。

上記構成では、本体部３１の少なくとも一部が、端子３２とともに樹脂４０を介してスペーサ２０に固定される。これにより、スペーサ２０を介して、回路基板１０に電子部品３０を安定して固定することができる。

図１８は、さらに別の基板部１５０を径方向内方から見た正面図である。樹脂４０は開口部２２の全部ではなく、一部に配置されてもよい。そして、上記樹脂４０は、電子部品３０の本体部３１の一部のみを覆っていてもよい。なお、径方向内方から見て、本体部３１の全部が開口部２２の上辺２２ａよりも回路基板１０側に位置する場合、樹脂４０は、本体部３１の全部、つまり、電子部品３０の各端子３２以外を覆っていてもよい。すなわち、樹脂４０は、本体部３１の少なくとも一部のみを覆っていてもよい。この場合、本体部３１の少なくとも一部とスペーサ２０との間に樹脂４０を配置することができる。

図１８は、樹脂４０が本体部３１の一部とスペーサ２０との間に配置される例を示す。樹脂４０が本体部３１の全部を覆う場合、樹脂４０は本体部３１とスペーサ２０との間に配置される。つまり、樹脂４０は、本体部３１の少なくとも一部とスペーサ２０との間に配置される。

この構成では、電子部品３０の本体部３１の少なくとも一部が樹脂４０を介してスペーサ２０に固定される。このため、スペーサ２０を介して電子部品３０を回路基板１０に安定して固定することができる。

なお、樹脂４０が本体部３１の少なくとも一部のみを覆う構成では、各端子３２が樹脂４０で覆われない。このため、各端子３２とスペーサ２０との間に樹脂４０が配置されず、各端子３２とスペーサ２０とは樹脂４０を介して固定されない。したがって、各端子３２は開口部２２を介して外部に露出する。この場合、複数の端子３２の表面での、湿気を含む外気の滞留を低減することができる。その結果、各端子３２の表面での結露を低減して、電子部品３０の短絡を低減することができる。

なお、以上では、電子部品３０として、ホール素子３０ａを例に挙げて説明したが、電子部品３０は、ホール素子３０ａには限定されない。例えば、電子部品３０は、温度センサであってもよい。この場合でも、本実施形態と同様に効果を得ることができる。つまり、電子部品３０としての温度センサが負荷によって損傷する虞、温度センサの検出感度が低下する虞を低減するとともに、温度センサの表面で結露が生じる虞を低減することができる。

また、電子部品３０が複数存在する場合、複数の電子部品３０は、ホール素子３０ａのみを含んでもよいし、温度センサのみを含んでもよいし、ホール素子３０ａと温度センサとの両方を含んでもよい。この場合、複数の電子部品３０の全てが、スペーサ２０の貫通通路２１に差し込まれて回路基板１０に固定されてもよい。また、複数の電子部品３０の一部のみが、スペーサ２０の貫通通路２１に差し込まれて回路基板１０に固定され、残りはスペーサ２０を介さずに回路基板１０に直接固定されてもよい。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上記実施形態やその変形例は適宜任意に組み合わせることができる。

本発明のモータは、例えば電動バイクのインホイールモータとして利用可能である。

１０ 回路基板
２０ スペーサ
２１ 貫通通路
２２ 開口部
２２ａ 上辺
２２ａ１ 一方の端部
２２ａ２ 他方の端部
２２ｂ 第１側辺
２２ｃ 第２側辺
２３ 素子受け部
３０ 電子部品
３０ａ ホール素子（電子部品）
３１ 本体部
３１Ｓ 接続面
３２ 端子
３２ａ 本体側端子部
３２ｂ 回路基板側端子部
４０ 樹脂
１００ モータ
１１０ ロータ
１１４ マグネット
１２０ シャフト
１３０ ステータ
１４０、１４０Ａ 軸受
１５０ 基板部
２０１ 上面
２０２ 下面
２０３ 側面
ＣＡ 中心軸

Claims (14)

1. 上下に延びる中心軸に沿って延びるシャフトと、
   前記シャフトに取り付けられるステータと、を備え、
   前記ステータは、基板部を有し、
   前記基板部は、
   軸方向と交差する第１方向に広がる回路基板と、
   前記回路基板の軸方向上方または軸方向下方に位置し、軸方向に貫通する貫通通路を有するスペーサと、
   前記回路基板と電気的に接続される電子部品と、を備え、
   前記電子部品の少なくとも一部は、前記貫通通路に配置され、
   前記スペーサは、軸方向と交差する第２方向に開口して前記貫通通路と繋がる開口部を有し、
   前記基板部は、前記スペーサの前記開口部の少なくとも一部に配置される樹脂を有する、モータ。
   
2. 前記電子部品は、
   本体部と、
   前記本体部から前記回路基板に向かって延びて前記回路基板に固定される複数の端子と、を有する、請求項１に記載のモータ。
   
3. 前記複数の端子は、それぞれ、
   前記本体部と接続される本体側端子部と、
   一端が前記本体側端子部と接続され、他端が前記回路基板に固定される回路基板側端子部と、を有し、
   隣り合う前記本体側端子部の間隔は、隣り合う前記回路基板側端子部の間隔よりも狭く、
   前記樹脂は、前記本体側端子部と前記回路基板側端子部とのうち、少なくとも前記本体側端子部の表面を覆う、請求項２に記載のモータ。
   
4. 前記樹脂は、前記本体側端子部と前記回路基板側端子部との両方を覆う、請求項３に記載のモータ。
   
5. 前記第２方向から見て、前記開口部は、前記回路基板から離れて位置する上辺と、前記上辺の一方の端部から前記回路基板に向かう方向に延びる第１側辺と、前記上辺の他方の端部から前記回路基板に向かう方向に延びる第２側辺と、を有し、
   前記電子部品の前記本体部は、前記複数の端子が接続される接続面を有し、
   前記第２方向から見て、前記本体部の前記接続面は、前記開口部の前記上辺よりも前記回路基板側に位置する、請求項２に記載のモータ。
   
6. 前記樹脂は、前記第２方向から見て前記開口部を塞いで配置されている、請求項５記載のモータ。
   
7. 前記樹脂は、前記本体部の少なくとも一部を覆う、請求項２に記載のモータ。
   
8. 前記樹脂は、前記本体部の少なくとも一部と前記スペーサとの間に配置される、請求項７に記載のモータ。
   
9. 前記スペーサは、前記貫通通路に配置される前記電子部品を軸方向において受ける素子受け部を有する、請求項１から８のいずれかに記載のモータ。
   
10. 前記スペーサは、
    上面と、
    前記上面に対して軸方向下方に位置する下面と、
    前記上面および前記下面と連結される側面と、を有し、
    前記貫通通路は、前記スペーサにおいて、前記上面と前記下面とを貫通し、
    前記開口部は、前記貫通通路から前記第２方向に延びて前記側面を貫通する、請求項１から９のいずれかに記載のモータ。
    
11. 前記第１方向および前記第２方向は、前記シャフトの径方向である、請求項１から１０のいずれかに記載のモータ。
    
12. 前記基板部は、前記電子部品を複数備え、
    前記スペーサは、前記シャフトの周方向の異なる位置に、前記貫通通路と前記開口部との組を有し、
    各組の前記開口部は全て、各組の前記貫通通路に対して径方向の同じ側に位置する、請求項１１に記載のモータ。
    
13. 各組の前記開口部は全て、各組の前記貫通通路に対して径方向内方に位置する、請求項１２に記載のモータ。
    
14. 前記シャフトに軸受を介して取り付けられるロータを備え、
    前記ロータは、前記ステータに対して径方向外方に位置するマグネットを有し、
    前記スペーサの前記開口部は、前記貫通通路に対して径方向内方に位置する、請求項１から１３のいずれかに記載のモータ。

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