JP2002112499A - 軸流ファンモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 他の機器に対する取り付けの自由度を向上し
ながら駆動回路部品の信頼性向上を図ることができると
共に、省電力化を実現することが可能な構成とされた軸
流ファンモータを提供する。 【解決手段】 本発明に係る軸流ファンモータ２１は、
回転羽根２及び固定子３を収納しているハウジング２２
と、回転子軸５を支持し、かつ、各種の駆動回路部品６
を収納しているケース７とが一体化されてなるものであ
り、ケース７はハウジング２２の厚み方向に沿った外方
にまで突出していることを特徴とする。そして、ケース
７には、回転羽根２でもって送風される空気が流入し、
かつ、流出する開口７ａが形成されており、ケース７に
収納された駆動回路部品６は、自己冷却される構成とな
っている。また、軸流ファンモータ２１の駆動回路が、
全波駆動方式でもって駆動される構成であることにも特
徴を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軸流ファンモータに
係り、特には、ＤＣブラシレス軸流ファンモータの構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸流ファンモータはＯＡ機器や電源等の
冷却を主用途として使用されるものであり、ＤＣブラシ
レス軸流ファンモータは図７の断面図で示すような構造
を有している。すなわち、この種の軸流ファンモータ１
は、回転羽根２及び固定子３を収納しているハウジング
４と、回転子軸５を支持し、かつ、各種の駆動回路部品
６を収納しているケース７とが互いに一体化されたもの
であり、ハウジング４に内装されたうえで回転子軸５が
立設されたケース７のセンターハブには、巻線８を巻回
済みの固定子３が固着されている。

【０００３】また、ここでの回転羽根２はマグネット９
を圧入したヨーク１０が固定されたものであり、この回
転羽根２はセンター位置に圧入されたベアリング１１を
介したうえで回転子軸５に対して挿入されている。さら
に、この際におけるケース７の固定子３側には駆動回路
を構成することになるプリント基板１２が配設されてお
り、このプリント基板１２上にはパワートランジスタ等
のような駆動回路部品６が搭載されている。

【０００４】なお、図７中の符号１３はコイルバネであ
り、このコイルバネ１３はケース７とベアリング１１の
内輪との間に介装されたうえでベアリング１１に予圧を
与えるものとなっている。さらにまた、回路構成の図示
は省略しているが、この従来の形態に係る軸流ファンモ
ータ１では、２相半波駆動方式の駆動回路を採用するの
が一般的とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
軸流ファンモータ１にあっては、回転子軸５を支持し、
かつ、駆動回路部品６を収納してなるケース７が、回転
羽根２及び固定子３と共に、ハウジング４に内装して一
体化された構成を採用しているため、回転羽根２及びケ
ース７間にデッドスペースＳが存在しており、その結果
として軸流ファンモータ１の全体外形が大きくなってし
まう。そして、全体外形の大きな軸流ファンモータ１を
ＯＡ機器や電源等の機器１４に対して取り付けるので
は、これらの機器１４から軸流ファンモータ１が外方へ
と大きく突出した外形となることが避けられず、取り付
けの自由度が低下することになっていた。

【０００６】また、このような軸流ファンモータ１にお
いては、各種の駆動回路部品６までもがケース７を介し
たうえでハウジング４の内部に配設されているため、こ
れらの駆動回路部品６を十分に冷却することが困難とな
り、駆動回路部品６それぞれの信頼性の低下を招いてし
まうことも避けられなかった。さらにまた、２相半波駆
動方式でもって駆動される構成の軸流ファンモータ１で
は、消費電力が大きくなり、省電力化を実現することが
難しいという不都合も生じていた。

【０００７】本発明はこれらの不都合に鑑みて創案され
たものであり、他の機器に対する取り付けの自由度を向
上しながら駆動回路部品の信頼性向上を図ることができ
ると共に、省電力化を実現することが可能な構成とされ
た軸流ファンモータの提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
軸流ファンモータは、回転羽根及び固定子を収納してい
るハウジングと、回転子軸を支持し、かつ、各種の駆動
回路部品を収納しているケースとが一体化されてなるも
のであり、ケースは、ハウジングの厚み方向に沿った外
方にまで突出していることを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項２に係る軸流ファンモータ
は請求項１に記載したものであり、ケースに収納された
駆動回路部品は、自己冷却される構成となっていること
を特徴とする。

【００１０】本発明の請求項３に係る軸流ファンモータ
は請求項２に記載したものであり、ケースには、回転羽
根でもって送風される空気が流入し、かつ、流出する開
口が形成されていることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項４に係る軸流ファンモータ
は請求項１乃至請求項３のいずれかに記載したものであ
り、駆動回路は、全波駆動方式でもって駆動される構成
であることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１３】図１は本実施の形態に係る軸流ファンモー
タの全体構造を簡略化して示す断面図、図２(ａ)は回転
羽根の平面形状を示す外形図、図２（ｂ）はその側面形
状を示す外形図、図３はその駆動回路の構成を示す回路
図であり、図１中の符号２１は軸流ファンモータであ
る。なお、本実施の形態に係る軸流ファンモータの基本
的な構成は従来の形態とさほど異ならないので、図１に
おいて従来の形態を示す図７と同一である部品、部分に
は同一符号を付している。そして、図４(ａ)は本実施の
形態に係る軸流ファンモータのコイル端子電圧の波形を
示す説明図、図４(ｂ)は従来の形態に係る軸流ファンモ
ータのコイル端子電圧の波形を示す説明図であり、図５
及び図６の各々は本実施の形態及び従来の形態に係る軸
流ファンモータのＰ〜Ｑ特性を示す説明図である。

【００１４】本実施の形態に係る軸流ファンモータ２１
はＤＣブラシレス軸流ファンモータであり、この軸流フ
ァンモータ２１は、回転羽根２及び固定子３を収納して
いるハウジング２２と、回転子軸５を支持し、かつ、パ
ワートランジスタ等のような各種の駆動回路部品６を収
納しているケース７とが互いに一体化された構成を有し
ている。そして、ここでのハウジング２２は、図１の断
面図で示すように、その内部に存在していたデッドスペ
ースを無くすことによって従来の形態に係るハウジング
４よりも厚みが薄いものとなっており、ケース７はハウ
ジング２２の厚み方向に沿った外方にまで突出して配置
されたうえでハウジング２２と一体化されている。な
お、このケース７がハウジング２２の厚み方向に沿う外
方まで突出しているにも拘わらず、回転子軸５が立設さ
れたケース７のセンターハブには、巻線８を巻回済みの
固定子３が固着されている。

【００１５】また、この際におけるケース７の固定子３
側に対しては軸流ファンモータ２１の駆動回路を構成す
るプリント基板１２が配設されており、このプリント基
板１２上には各種の駆動回路部品６が搭載されている。
そして、このケース７自体に対しては、その内部と外部
とを貫いて連通させる複数個の開口７ａが形成されてお
り、これらの開口７ａを介しては空気が流通する、つま
り、流入したり流出したりしうることになっている。な
お、この際、小径の空気流通孔をプリント基板１２に形
成してもよいことは勿論である。

【００１６】すなわち、本実施の形態に係る軸流ファン
モータ２１では、ハウジング２２の厚みとケース７の厚
みとを合算した合計厚みが従来の形態に係るハウジング
４の厚みと略等しくなっており、この軸流ファンモータ
２１は、図１で示すように、ケース７のみがＯＡ機器や
電源等の機器１４に嵌入されたうえで機器１４に対して
取り付けられることになっている。従って、その分だけ
でも機器１４から外方へと突出することが少なくて済む
こととなり、従来よりも取り付けの自由度が向上してい
ることになる。

【００１７】また、ここでの回転羽根２、つまり、マグ
ネット９を圧入してなるヨーク１０が固定されたうえで
ハウジング２２に収納されている回転羽根２は、図２
(ａ)，(ｂ)の平面図及び側面図で示すように、ＯＡ機器
や電源等である機器１４の内部から吸引した空気を外部
へと放出するのに適した羽根形状を有しており、この回
転羽根２はセンター位置に圧入されたベアリング１１、
つまり、コイルバネ１３によって予圧されているベアリ
ング１１を介したうえで回転子軸５に対して挿入されて
いる。なお、図１中の符号Ａは、空気（風）の流れ方向
を示している。

【００１８】ところで、この実施の形態に係る軸流ファ
ンモータ２１においては、ハウジング２２の厚み方向に
沿った外方にまで突出して配置され、かつ、各種の駆動
回路部品６を収納しているケース７がＯＡ機器や電源等
の機器１４の内部に嵌入されているため、回転羽根２で
もって機器１４の内部から外部へと向かって流れる空気
の一部が開口７ａを通ってケース７の内部へと流入する
ことになり、ケース７内へと流入してきた空気によって
パワートランジスタ等の駆動回路部品６は強制的に冷却
されることとなる。そして、このケース７内に流入して
駆動回路部品６を冷却し終えた空気は開口７ａから流出
した後、回転羽根２の動作でもって外部へと放出されて
しまう。

【００１９】そのため、ケース７に収納されている駆動
回路部品６の各々は、回転羽根２の実行する送風によっ
て自己冷却されていることになり、本発明の発明者が実
験してみたところによれば、ケース７に開口７ａを形成
している場合と形成していない場合とにおけるパワート
ランジスタの表面温度差は約３５℃にも達することが確
認されている。従って、ケース７に開口７ａを形成して
おけば、駆動回路部品６を十分に冷却して放熱性を確保
することが可能となり、駆動回路部品６それぞれの信頼
性向上を図り得ることとなる。

【００２０】さらにまた、本実施の形態に係る軸流ファ
ンモータ２１は、図３の回路図で示すような駆動回路を
具備しており、この駆動回路は全波駆動方式で駆動され
る構成となっている。すなわち、この際における駆動回
路は、ホール素子Ｑ１によって検出される軸流ファンモ
ータ２１のＳ，Ｎ極に対応してモータ駆動ＩＣの２つの
出力端子から交互に駆動信号が出力され、この駆動信号
によるパワートランジスタＱ４〜Ｑ７のスイッチング動
作に伴ってパワートランジスタＱ４〜Ｑ７間に介装され
たコイルＬ１〜Ｌ４のそれぞれに対して常に正負の電流
が交互に流れる単相全波駆動方式とされている。なお、
これらコイルＬ１〜Ｌ４は、できるだけ細い線径で抵抗
値が小さくなるように設定され、かつ、２個ずつ１組で
もって並列配置されたものであり、この駆動回路におい
ては、コイル消費電流の発熱をモータ駆動ＩＣに負担を
かけずにパワートランジスタＱ４〜Ｑ７でもって発熱消
費させることになっている。

【００２１】そこで、単相全波駆動方式とされた駆動回
路を具備している軸流ファンモータ２１では、図４(ａ)
で示すようなコイル端子電圧波形が得られることにな
る。一方、従来の形態に係る軸流ファンモータ１では、
２個ずつ１組のコイルＬ１〜Ｌ４が並列されずに分離配
置されており、２相半波駆動方式でもって駆動される駆
動回路が採用されているので、図４(ｂ)で示すようなコ
イル端子電圧波形しか得られないこととなり、この従来
の形態と比べてみると、本実施の形態で得られる出力レ
ベルの方が約２倍も大きくなり、コイルＬ１〜Ｌ４を流
れる電流も小さくなることが分かる。さらに、この際、
本実施の形態に係る軸流ファンモータ２１においては図
５の説明図で示すようなＰ〜Ｑ特性が得られるのに対
し、従来の形態に係る軸流ファンモータ１では図６で示
すようなＰ〜Ｑ特性しか得られず、軸流ファンモータで
必要とされる各種の特性が全体的に向上していることが
明らかとなっている。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る軸流
ファンモータにおいては、回転子軸を支持し、かつ、各
種の駆動回路部品を収納しているケースが、回転羽根及
び固定子を収納しているハウジングの厚み方向に沿った
外方にまで突出してなる構成を採用したので、ケースが
ＯＡ機器や電源等に嵌入された状態で軸流ファンモータ
を各種の機器に取り付けることが可能となる結果、他の
機器に対する取り付けの自由度が向上するという効果が
得られる。

【００２３】また、駆動回路部品を収納するケースに対
して開口を形成しており、この開口を通って空気がケー
スの内部に流入する構成としているので、駆動回路部品
が十分に自己冷却されることになり、これら駆動回路部
品の信頼性低下を招くことがなくなって信頼性向上を図
ることができる。そのため、軸流ファンモータ全体とし
ての耐用寿命を延ばすことが可能になるという効果も得
られる。さらにまた、本発明に係る軸流ファンモータで
は、全波駆動方式でもって駆動される駆動回路を採用し
ているので、消費電力が小さくて済むことになり、大幅
な省電力化を実現することができるという優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る軸流ファンモータの全体構
造を示す断面図である。

【図２】回転羽根の平面形状及び側面形状を示す外形図
である。

【図３】その駆動回路の構成を示す回路図である。

【図４】本実施の形態及び従来の形態に係る軸流ファン
モータのコイル端子電圧の波形を示す説明図である。

【図５】本実施の形態に係る軸流ファンモータのＰ〜Ｑ
特性を示す説明図である。

【図６】従来の形態に係る軸流ファンモータのＰ〜Ｑ特
性を示す説明図である。

【図７】従来の形態に係る軸流ファンモータの全体構造
を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 回転羽根 ３ 固定子 ５ 回転子軸 ６ 駆動回路部品 ７ ケース ７ａ 開口 ２１ 軸流ファンモータ ２２ ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 9/02 Ｈ０２Ｋ 9/02 Ｂ ５Ｈ６０９ 9/06 9/06 Ｃ (72)発明者 清水 知之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 永井 将登 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 3H022 AA03 BA01 BA07 CA50 DA02 DA07 3H032 CA04 3H034 AA02 AA11 BB02 BB08 CC03 CC07 DD01 EE03 EE05 5H605 AA01 BB05 BB19 CC02 CC03 CC09 DD03 DD31 EC12 EC14 EC20 5H607 AA02 BB01 BB14 BB17 CC07 DD08 DD19 FF04 5H609 BB15 PP01 PP05 PP16 QQ02 QQ08 QQ13 RR14 RR17 RR24 RR27 RR44 RR70 RR71

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転羽根及び固定子を収納しているハウ
   ジングと、回転子軸を支持し、かつ、各種の駆動回路部
   品を収納しているケースとが一体化されてなる軸流ファ
   ンモータであって、 ケースは、ハウジングの厚み方向に沿った外方にまで突
   出していることを特徴とする軸流ファンモータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した軸流ファンモータで
   あって、 ケースに収納された駆動回路部品は、自己冷却される構
   成となっていることを特徴とする軸流ファンモータ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載した軸流ファンモータで
   あって、 ケースには、回転羽根でもって送風される空気が流入
   し、かつ、流出する開口が形成されていることを特徴と
   する軸流ファンモータ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   した軸流ファンモータであって、 駆動回路は、全波駆動方式でもって駆動される構成とな
   っていることを特徴とする軸流ファンモータ。