JP2006217773A - ファンモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 ロータの回転シャフトを軸支するベアリングへ水滴が浸入することを防止する。
【解決手段】 回転シャフト５を有して構成されたロータ８と、ロータ８に対してエアギャップを隔てて軸方向に対向するように配置されたステータ１３と、回転シャフト５を軸支するベアリング６を有して構成されたセンターピース７と、有底円筒部材で構成され内側にロータ８およびステータ１３を収納するファンボス２と、ファンボス２の円筒外側面に一体的に設けられ回転軸方向に空気流れＦを形成するファンブレード３と、を備え、ロータ８の回転シャフト５の周りでベアリング６の径方向外側には、ロータ８と一体又は別体に環状の防水リング１４が設けられ、センターピース７には、防水リング１４とでベアリング６が被水することを防止するラビリンス構造を構成するフランジ１５が設けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ファンモータに係り、特に、モータ内を冷却する構造を備えたファンモータに関する。

従来より、自動車のエンジン冷却などに使用されるファンモータは、エンジンからの輻射熱にさらされるエンジンルーム内に配置されている。このことから、この種のファンモータでは、ファンモータ自体の冷却構造に配慮が払われている（たとえば、特許文献１参照）。

たとえば、特許文献１に記載の例では、モータケースの前端部を覆う筒状のファンボスの外周壁に複数のファンブレード（送風羽根）が設けられていると共にファンボスの内側底面に冷却羽根が設けられている。また、ファンモータの軸方向前後位置には、空気を吸引する吸気口と空気を吐出する吐出口がそれぞれ設けられている。

そして、ファンボスの回転と共に冷却羽根を回転させることによって吸気口から空気をモータ内部に吸引し、モータ内部に空気を流通させた後に吐出口からモータ内部の空気を吐出するようにして、ファンモータの内部の部材を効率よく冷却するようにしている。

ところで、この種のファンボスを備えたファンモータの技術分野においては、軸方向の小型化を図るために、ロータとステータとが軸方向に対向するように配置されたアキシャルギャップタイプのブラシレスファンモータが考案されている。このアキシャルギャップタイプのブラシレスファンモータについても、モータ内部に空気を流通させてモータ内部の部材を冷却しようとする試みがある。
実公平７−４７９７１号公報

しかしながら、モータ内部に空気を流通させてモータ内部の部材を冷却する構造を採用した場合には、ロータの回転シャフトを軸支するベアリングへ水滴が浸入することを防止する必要がある。

また、特許文献１に記載の技術において、仮にブラシ付きモータの代わりにアキシャルギャップタイプのブラシレスモータを適用したとしても、ファンボスの内側底面に冷却羽根を設けることによってモータ内部に空気を流通させる構成に伴ってファンボス内側底面に冷却羽根を収容するための空間を設ける必要がある。このため、ファンモータを回転軸方向に小型化することが困難である。

さらに、アキシャルギャップタイプのブラシレスファンモータにおいてモータ内部の部材を冷却させる構成として、ファンブレード（送風羽根）の負圧を利用してモータ内部に空気を流通させると共に、この空気を回転子と固体子の間のエアギャップ部の近くに形成した出口から外部へ排出させるようにすることが考えられる。ところが、このようにした場合には、通風路の出口から異物がモータ内部に侵入し、モータロックが発生する虞がある。

また、アキシャルギャップタイプのブラシレスファンモータにおいて、モータを制御するための回路を使用した場合には、何らかの方法で回路を冷却する必要がある。ここで、回路を冷却するためには、ヒートシンク部材を用いることが有効であると考えられる。

このとき、ヒートシンク部材をモータ径方向に張り出して、ファンブレードが起こす風をヒートシンク部材に直接当ててヒートシンク部材を冷却する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、ファンブレードが起こす風をヒートシンク部材が妨げることになるので、ファンモータ自体の送風効率が低下するなどの問題がある。

その一方で、回路をモータから独立させてファンシュラウドに取り付けることも考えられる。しかしながら、このようにした場合には、ファンシュラウドにファンモータ本体と回路とを配線する部材を設ける必要があるため、コスト的に不利となる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、モータ内部に空気を流通させてモータ内部の部材を冷却する構造を採用したファンモータにおいて、ロータの回転シャフトを軸支するベアリングへ水滴が浸入することを防止することが可能なファンモータを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、モータ内部の通風量の増大とファンボスの小型化との両立を図ることができるファンモータを提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、通風路の出口から異物が侵入することを防ぎつつ、モータ内部の冷却効率を高めることのできるファンモータを提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転シャフトを有して構成されたロータと、前記ロータに対してエアギャップを隔てて軸方向に対向するように配置されたステータと、前記ステータの回転軸上に前記ステータと一体又は別体に設けられると共に、前記回転シャフトを軸支するベアリングを有して構成されたセンターピースと、前記ロータと同軸上に固定されて前記ロータと一体的に回転する有底円筒部材で構成され、前記有底円筒部材の内側に前記ロータおよび前記ステータを収納するファンボスと、前記ファンボスの円筒外側面に一体的に設けられ、前記ファンボスの回転に伴って回転軸方向に空気流れを形成するファンブレードと、を備えるファンモータであって、前記ロータの前記回転シャフトの周りで前記ベアリングの径方向外側には、前記ロータと一体又は別体で前記ステータ側へ延出する環状の防水リングが設けられ、前記センターピースには、径方向外側へ延出すると共にその延出端が前記防水リングの内側に位置し、前記防水リングとでラビリンス構造を構成するフランジが設けられていることを特徴とするものである。

このように、請求項１に記載の発明によれば、ロータの回転シャフトの周りでベアリングの径方向外側には、ロータと一体又は別体でステータ側へ延出する環状の防水リングが設けられ、センターピースには、径方向外側へ延出すると共にその延出端が防水リングの内側に位置し、防水リングとでベアリングが被水することを防止するラビリンス構造を構成するフランジが設けられているので、例えばモータ内部に空気を流通させてモータ内部の部材を冷却する構造を採用することによって、モータ内部に水滴が浸入しても、防水リング及びフランジによって構成されるラビリンス構造によってベアリングが被水することを防止することができる。

ここで、請求項２に記載のように、モータ内部に空気を流通させてモータ内部の部材を冷却する構造としては、次の構造が採用される。すなわち、ステータには、空気流れにおけるファンボスの正圧側とステータよりもロータ側でロータの回転軸周りに形成された回転中心側空間とを連通する連通路が形成され、ロータには、回転中心側空間に開口する回転中心側開口と回転中心側開口よりも径方向外側に開口する外周側開口とを連通する通気溝がステータ側の平面に形成されてなるロータヨークと、ロータヨークのステータ側の平面に配設されると共に、通気溝の少なくとも溝長手方向中間部分を覆うように構成された円環状のロータマグネットと、が設けられ、ファンボスには、通気溝の外周側開口とファンボスの外側とを連通する通気口が設けられているものである。

請求項２に記載の発明によれば、モータの回転、すなわち静止したステータに対してロータが回転軸周りに回転すると、ロータヨークに形成された通気溝内の空気がロータの回転による遠心力によりファンボスの通気口を介してファンボスの外側に押し出される。

また、ファンボスの回転に伴って回転軸方向に形成される空気流れにおけるファンボスの正圧側とステータよりもロータ側でロータの回転軸周りに形成された回転中心側空間とは、ステータに設けられた連通路により連通されている。これにより、ファンボスの外側に連通した回転中心側空間から通気溝内へ空気が供給されるので、ロータの回転中、通気溝内を回転中心側から外周側へと空気流れが定常的に形成される。

従って、ロータの回転により、モータケース内部すなわちファンボス内部の通風量が増大するとともに、この通風量の増大をロータに通気溝を形成することにより行っているので、ファンボス内部に余分な空間を設ける必要がなく、ファンボスの小型化を実現できる。

また、ロータヨークに形成された通気溝は、ロータマグネットによって溝長手方向中間部分が覆われており、この構成により、通気溝とロータマグネットとにより構成される通風路が狭められるので、この通気溝を介してモータ内部に異物が侵入することを防止することができる。これにより、ロータとステータとの間に異物が挟まることを防止することができるので、モータロックの発生を防止することができる。

また、仮に微小な異物がファンボスの通気口を介して通気溝内に侵入しても、通気溝が形成されたロータヨークは回転するため、通気溝に侵入した異物を遠心力によって外部へ排出することができる。

このとき、上記ファンモータは、請求項３に記載のように、より具体的には、ロータヨークにステータと反対側に突出すると共に径方向内側から外側へ延びる突条部が形成され、通気溝が突条部に沿って形成される構成である。この構成は、たとえば、ロータヨークをプレス加工することにより容易に形成することができるので、これにより通気溝を形成する工数を少なく抑えることができる。

なお、請求項４に記載のように、モータ内部に空気を流通させてモータ内部の部材を冷却する構造として、次の構造を採用しても良い。すなわち、ステータには、空気流れにおける前記ファンボスの正圧側とステータよりもロータ側でロータの回転軸周りに形成された回転中心側空間とを連通する連通路が形成され、ロータには、回転中心側空間に開口する回転中心側開口と回転中心側開口よりも径方向外側に開口する外周側開口とを連通する通気溝がステータと反対側の平面に形成されてなる円環状のロータマグネットと、ロータマグネットのステータと反対側の平面に配設されると共に、通気溝の少なくとも溝長手方向中間部分を覆うように構成されたロータヨークと、が設けられ、ファンボスには、通気溝の外周側開口とファンボスの外側とを連通する通気口が設けられていても良い。

このようにしても、請求項２に記載のファンモータと同様に、ロータの回転により、モータケース内部すなわちファンボス内部の通風量が増大するとともに、この通風量の増大をロータに通気溝を形成することにより行っているので、ファンボス内部に余分な空間を設ける必要がなく、ファンボスの小型化を実現できる。

また、ロータマグネットに形成された通気溝は、ロータヨークによって溝長手方向中間部分が覆われており、この構成により、通気溝とロータヨークとにより構成される通風路が狭められるので、この通気溝を介してモータ内部に異物が侵入することを防止することができる。これにより、ロータとステータとの間に異物が挟まることを防止することができるので、モータロックの発生を防止することができる。

また、仮に微小な異物がファンボスの通気口を介して通気溝内に侵入しても、通気溝が形成されたロータマグネットは回転するため、通気溝に侵入した異物を遠心力によって外部へ排出することができる。

ここで、請求項５に記載のように、ロータマグネットの外周面がファンボスの内周面に当接されていると、ファンボスの外側からの空気がステータの連通路を介さずにロータマグネットの外周面とファンボスの内周面との間から回転中心側空間や通気溝に流れ込んで来たり、通気溝内の空気がロータマグネットの外周面とファンボスの内周面との間からモータ内部に逆流したりすることを防止することができるので、モータ内部の冷却効率をより高めることができる。

また、仮に微小な異物がファンボスの通気口から通気溝内に侵入しても、ロータマグネットの外周面をファンボスの内周面に当接させておくことにより、この微小な異物がロータとステータとの間のエアギャップに入り込むことを防止することができる。

さらに、請求項６に記載のように、ファンボスの通気口が通気溝の外周側開口と空気流れにおけるファンボスの負圧側とを連通するように構成されていると、この通気口を介してモータ内部の空気の排出を励起することができるので好適である。

また、請求項７に記載のように、通気溝の外周側開口が回転中心側開口に対して回転方向後方位置に形成されていると、通気溝の外周側開口における負圧が増し、通気溝内の通風量を増すことができる。

また、請求項８に記載のように、ステータのロータと反対側にファンボスの内側に収納されたヒートシンク部材が設けられており、ヒートシンク部材の外周面とファンボスの内周面との間に空気流れにおけるファンボスの正圧側と連通する周方向間隙が形成され、軸方向におけるヒートシンク部材とステータとの間に周方向間隙と連通路を連通する空気通路が形成され、ヒートシンク部材のステータ側の平面に空気通路内に突出する複数の突起が設けられていると、ファンボスの正圧側と連通する周方向間隙を介して空気通路内に空気が流入し、この空気通路内に配置された突起に空気を十分に当てることができる。これにより、ヒートシンク部材を効率的に冷却することができる。

さらに、請求項９に記載のように、ファンボスの内側に収納されたヒートシンク部材の近傍にファンボスの開口部が位置するように構成されていると、ファンボスの開口部から空気が流入し、ヒートシンク部材に効率良く新鮮な空気を当てることができる。

従って、ファンモータの送風効率を確保するためにヒートシンク部材をファンボスの内部に収納しても、ヒートシンク部材の冷却効率を高めることができる。これにより、結果としてヒートシンク部材を薄型化することができるので、ファンモータの回転軸方向への小型化を達成することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。

はじめに、本発明の一実施形態に係るファンモータの構成について説明する。
本発明の一実施形態に係るファンモータ１において、ファンボス２は、後述するモータの構成部品を収納する有底円筒部材で構成されている。ファンボス２の円筒外側面２ｂには、ファンボス２の回転に伴って回転軸方向に空気流れＦを形成するファンブレード３が一体的に形成されている。

本実施形態では、ファンブレード３は５枚翼としている。ファンブレード３の翼先端側は保持リング３ａによって形状が保持されている。なお、図１におけるファンブレード３の断面は、ファンブレード３の翼幅中心線（図１中、ファンブレード３の幅方向中心を通過する一点鎖線Ｌで示す）に沿ったものとして示している。

ファンブレード３の回転により、ファンブレード３の上流側は負圧状態となり、下流側は正圧状態となって、図中下方に空気流れＦが形成される。ファンボス２の円筒外側面２ｂの負圧側部位には、ファンボス２の内外を連通する通気口としてのファンボス穴４が設けられている。

このファンボス穴４は、空気流れＦと平行な方向（モータ回転軸方向）において、後述するロータヨーク９の通気溝１１の外周側開口１１ｂと整合する位置に形成されている。本例では、ファンボス２の円筒外側面２ｂにファンボス穴４が周方向所定間隔毎に８つ設けられている。

この構成により、本例では、ロータヨーク９の回転に応じて通気溝１１より外周方向に吐出される空気を通気溝１１の外周側開口１１ｂと整合する位置にあるファンボス穴４よりファンボス２の外側へ低損失で効率的に排出することが可能となっている。また、本例では、ファンボス２に形成されたファンボス穴４は、異物が入り込まないように、通気溝１１の外周側開口１１ｂを露出するのに必要な最小限の穴寸法で形成されている。

そして、本実施形態では、ファンボス２の内側に収納されているモータとして、円板状の永久磁石回転子（ロータ８）が固定子（ステータ１３）側の電気子巻線と軸方向に対向して回転する、いわゆるアキシャルギャップ・固定ヨーク形モータが採用されている。

本実施形態に係るファンモータ１のモータ構成部品は、ロータ８と、ステータ１３と、センターピース７と、ヒートシンク部材１９と、回路部２２とにより構成されている。ロータ８は、ステータ１３に対してエアギャップ１２を隔てて軸方向に対向するように配置され、ステータ１３から発生する磁界に反発して回転軸周りに回転するようになっており、ロータヨーク９とロータマグネット１０とを有して構成されている。

ロータヨーク９に形成された円板状部９ａのステータ１３と反対側の部分は、ファンボス２の円筒底面部２ａにねじ等により固定されており、このロータヨーク９の円板状部９ａには、直交方向に延びる回転シャフト５が一体的に形成されている。この回転シャフト５はベアリング６を介して円筒状のセンターピース７（ホルダ）に回転自在に支持されている。これにより、ファンボス２およびロータ８は一体的に回転することができるようになっている。

ロータヨーク９の円板状部９ａには、ステータ１３と反対側に突出すると共に径方向内側から外側へ放射状に延びる複数（たとえば８本）の突条部９ｂが形成されている。この突条部９ｂは、たとえば、ロータヨーク９をプレス加工することにより形成されるものである。そして、円板状部９ａに突条部９ｂが形成されることにより、円板状部９ａのステータ１３側には、突条部９ｂに沿って通気溝１１が形成されている。

この通気溝１１の径方向内側は、ロータマグネット１０の穴部の内側で回転シャフト５の回転軸周りに形成された回転中心側空間２４に開口する回転中心側開口１１ａとして形成されており、通気溝１１の径方向外側は、ファンボス２のファンボス穴４に開口する外周側開口１１ｂとして形成されている。なお、本例では、通気溝１１の断面形状を半円形状としているが、これ以外にも矩形、三角形などいずれの形状でもよい。

ロータヨーク９の円板状部９ａの回転シャフト５の周りでベアリング６の径方向外側には、ステータ１３側へ延出する環状の防水リング１４が設けられている。この防水リング１４は、ロータヨーク９と一体に形成されており、例えば、ロータヨーク９をプレス加工することにより形成されるものである。

ロータマグネット１０は、円環状に構成されると共に、円板状部９ａのステータ１３側に形成された平面に回転シャフト５と同軸となるように配設されている。本例のロータマグネット１０は、通気溝１１の溝長手方向中間部分から通気溝１１の外周側開口１１ｂに至る領域をステータ１３側から覆うと共に、ロータマグネット１０の外周面１０ａがファンボス２の内周面２ｃに当接するように構成されている。

ステータ１３は、センターピース７に固着された円板状の部材である。ベアリング６を有して構成されたセンターピース７とステータ１３とは、別体でもよく一体で構成されていても良い。

ステータ１３のエアギャップ１２側の面１３ａは、エアギャップ１２を隔ててロータマグネット１０と対向している。本例のステータ１３は、円周方向に６つの電気子巻線（図示せず）を備えており、これにより、外部からの電気エネルギに応じてロータマグネット１０側へ磁界を発生するように構成されている。

また、ステータ１３の回転中心部には、センターピース７の周囲に回転軸方向の連通路１７が複数設けられている。この連通路１７は、空気流れＦにおけるファンボス２の正圧側と回転中心側空間２４とを連通するものであり、より具体的には、連通路１７よりも空気流れＦにおけるファンボス２の正圧側に位置する空気通路２１と回転中心側空間２４とを連通している。

なお、ステータ１３の外周面１３ｃとファンボス２の内周面２ｃとの間の円環状空隙１６の径方向距離は、連通路１７における通風抵抗よりも大きい通風抵抗となるように、その大きさが設定されている。

センターピース７のロータ８側の端部には、径方向外側へ延出するフランジ１５が設けられている。フランジ１５の延出端は、防水リング１４の内側に位置している。このフランジ１５は、防水リング１４とでベアリング６が被水することを防止するラビリンス構造を構成するものである。

ステータ１３のロータマグネット１０と反対側には、円環状のヒートシンク部材１９が設けられている。ヒートシンク部材１９とステータ１３との間には空気通路２１が設けられ、この空気通路２１内には、ヒートシンク部材１９から複数の突起２０が突出している。

従って、空気通路２１内を流通する空気が突起２０と熱交換することにより、ヒートシンク部材１９を空冷することができる。そして、本実施形態では、ヒートシンク部材１９の近傍にファンボス２の開口部２ｄが位置するようにファンボス２の回転軸方向の長さが設定されている。

ヒートシンク部材１９のステータ１３と反対側には、モータの回路部２２が納められており、本例では、ヒートシンク部材１９によって回路部２２も冷却することが可能となっている。

そして、ヒートシンク部材１９の外周面１９ａとファンボス２の内周面２ｃとの間には、円環状の周方向間隙２５が設けられている。この周方向間隙２５は、ファンモータ１の空気流れＦの下流側、すなわち正圧側に開口しており、ファンモータ１の正圧側通気口となっている。

次に、本発明の一実施形態に係るファンモータの作用効果について説明する。

ファンモータ１に外部より電気エネルギが与えられて、ステータ１３に磁界が生じると、この磁界に反発してロータ８が回転する。これにより、ロータ８と共にファンボス２およびファンブレード３が回転し、ファンモータ１の回転軸方向に空気流れＦが形成される。

そして、ロータ８が回転軸周りに回転すると、ロータヨーク９に形成された通気溝１１内の空気がロータ８の回転による遠心力により回転中心側開口１１ａから外周側開口１１ｂに移動し、さらに、この外周側開口１１ｂからファンボス２のファンボス穴４を介してファンボス２の外側に押し出される。

すなわち、ロータヨーク９に形成された通気溝１１は空気を径方向内側から外側へ圧送するポンプの役割を果たしている。しかも、単にロータヨーク９に設けられた円板状部９ａの平面に溝を設けただけのポンプ構造であるので、従来のように冷却羽根を設ける等のように余分な空間を設ける必要が無く、さらに、ロータヨーク９の回転に対する空気抵抗も小さくすることができる。

そして、本例では、上述のようにして通気溝１１内の空気がファンボス２の外側へ排出されることにより、通気溝１１の回転中心側開口１１ａが開口する回転中心側空間２４の圧力が低くなるため、この回転中心側空間２４に連通するステータ１３の連通路１７を介してさらに上流側の空気通路２１および周方向間隙２５より空気が吸い込まれる。特に、空気流れＦの下流側は正圧状態にあるため、周方向間隙２５には外部から空気が押し込まれる。

以上のようにして、通気溝１１を有するロータヨーク９の回転によりファンボス２内の通風量が増大され、この増大された空気の流れが、図２中矢印Ａで示される方向に、ファンボス２の内外にわたって形成されるので、ファンボス２内においては、ヒートシンク部材１９の突起２０の周りに空気が流れてヒートシンク部材１９を効率的に冷却することができる。したがって、ヒートシンク部材１９での熱伝導により、モータ内部の必要部位を冷却することができる。

また、本例では、ファンボス２に形成されたファンボス穴４は、通気溝１１の外周側開口１１ｂを露出するのに必要な最小限の穴寸法で形成されており、さらに、ロータヨーク９に形成された通気溝１１は、ロータマグネット１０によって溝長手方向中間部分が覆われており、これによって通気溝１１とロータマグネット１０とにより構成される通風路が狭められているので、以上の構成により、通気溝１１を介してモータ内部に異物が侵入することを防止することができる。これにより、ロータ８とステータ１３との間に異物が挟まることを防止することができるので、ファンモータ１にモータロックが発生することを防止することができる。

また、仮に微小な異物がファンボス２のファンボス穴４を介して通気溝１１内に侵入しても、通気溝１１が形成されたロータヨーク９は回転するため、通気溝１１に侵入した異物を遠心力によって外部へ排出することができる。

さらに、ロータマグネット１０の外周面１０ａがファンボス２の内周面２ｃに当接されているので、ファンボス２の外側からの空気がステータ１３の連通路１７を介さずにロータマグネット１０の外周面１０ａとファンボス２の内周面２ｃとの間から回転中心側空間２４や通気溝１１に流れ込んで来たり、通気溝１１内の空気がロータマグネット１０の外周面１０ａとファンボス２の内周面２ｃとの間からモータ内部に逆流したりすることを防止することができる。これにより、モータ内部の冷却効率をより高めることができる。

また、仮に微小な異物がファンボス２のファンボス穴４から通気溝１１内に侵入しても、ロータマグネット１０の外周面１０ａをファンボス２の内周面２ｃに当接させておくことにより、この微小な異物がロータ８とステータ１３との間のエアギャップ１２に入り込むことを防止することができるので、ファンモータ１にモータロックが発生することを防止することができる。

特に、ファンボス２のファンボス穴４が通気溝１１の外周側開口１１ｂと空気流れＦにおけるファンボス２の負圧側とを連通するように構成されているので、このファンボス穴４を介してモータ内部の空気の排出を励起することが可能である。これにより、モータ内部の冷却効率をさらに高めることができる。

また、本例では、ロータヨーク９の円板状部９ａをプレス加工することにより突条部９ｂと共に通気溝１１を形成するようにしているので、ロータヨーク９の製作が容易であり、これにより通気溝１１を形成する工数を少なく抑えることが可能である。

さらに、本実施形態では、ヒートシンク部材１９の近傍にファンボス２の開口部２ｄが位置するように構成されているので、ファンボス２の開口部２ｄから空気が流入することにより、ヒートシンク部材１９に効率良く新鮮な空気を当てることができる。

従って、ファンモータ１の送風効率を確保するためにヒートシンク部材１９をファンボス２の内部に収納しても、ヒートシンク部材１９の冷却効率を高めることができる。これにより、結果としてヒートシンク部材１９を薄型化することができるので、ファンモータ１の回転軸方向への小型化を達成することが可能となる。

また、本実施形態に係るファンモータ１では、上述のように、ロータ８の回転シャフト５の周りでベアリング６の径方向外側に、ロータ８と一体でステータ１３側へ延出する環状の防水リング１４が設けられ、センターピース７に、径方向外側へ延出すると共にその延出端が防水リング１４の内側に位置し、防水リング１４とでベアリング６が被水することを防止するラビリンス構造を構成するフランジ１５が設けられている。

従って、本実施形態に係るファンモータ１のように、モータ内部に空気を流通させてモータ内部の部材を冷却する構造を採用することによって、モータ内部に水滴が浸入しても、防水リング１４及びフランジ１５によって構成されるラビリンス構造によってベアリング６が被水することを防止することができる。

つまり、ファンボス穴４及び通気溝１１を伝って水滴が外部からロータ８の径方向内側へ浸入してきても、この水滴は、防水リング１４によってベアリング６側への浸入が阻止され、防水リング１４の外周面を伝ってステータ１３側へ移動する。

このとき、ファンモータ１が横向き（回転軸方向が水平の状態）に配置されても、防水リング１４の内側には、フランジ１５が形成されているので、このフランジ１５によって水滴がベアリング６側へ侵入することを阻止できる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、ロータヨーク９に設けられた通気溝１１は、径方向に沿って放射状に延びるように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、たとえば、図６に示すように、通気溝１１の外周側開口１１ｂの周方向における開口位置を、回転中心側開口１１ａの径方向における開口位置よりも回転方向Ｒの後方位置となるように構成しても良い。これにより、外周側開口１１ｂにおける空気流れの速度をより高めることができるので、通気溝１１内の空気の流速が増して送風量を増加させることができる。

あるいは、図７に示すように、通気溝１１は、回転方向Ｒの後方に曲げられた曲線形状であっても良い。このように、通気溝１１の回転中心側開口１１ａと外周側開口１１ｂとを半径方向において一致させる必要は無く、通気溝１１の形状は種々改変することができるものである。

また、上記実施形態では、ロータヨーク９の円板状部９ａをプレス加工することにより円板状部９ａに中空の突条部９ｂを形成し、この突条部９ｂによって円板状部９ａのステータ１３側の平面に通気溝１１を形成するように説明したが本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、ロータヨーク９の円板状部９ａをプレス加工あるいは切削加工等することにより、円板状部９ａに突条部９ｂが形成されずに円板状部９ａのステータ１３側の平面に通気溝１１が形成されるようにしても良い。

また、上記実施形態では、ステータ１３に設けられた連通路１７が、空気通路２１、周方向間隙２５を介して空気流れＦにおけるファンボス２の正圧側と連通するように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、連通路１７が直接的にファンボス２の正圧側と連通する構成であっても良い。

さらに、上記実施形態では、通気溝１１の溝長手方向中間部分から通気溝１１の外周側開口１１ｂに至る領域を覆うようにロータマグネット１０が構成されるように説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。その他にも、ロータマグネット１０は、通気溝１１の溝長手方向中間部分のみを覆う構成であっても良い。このようにしても、本例では、通気溝１１とロータマグネット１０とによる通風路が狭められるので異物の侵入を効果的に防止することが可能である。

ただし、通気溝１１の溝長手方向中間部分のみを覆うように構成すると、ロータマグネット１０の外周面１０ａとファンボス２の内周面２ｃとの間に隙間が生じるので、モータ内部の冷却効率を高めるためや、さらなる異物侵入防止効果を高めるためには、本例のように、ロータマグネット１０の外周面１０ａがファンボス２の内周面２ｃに当接するように構成することが望ましい。

また、上記実施形態では、ロータヨーク９に通気溝１１を形成するように説明したが、図８，図９に示すように、ロータマグネット１０に、径方向に沿って放射状に延びる複数の通気溝１１が形成されていても良い。このような構成としても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。

また、上記実施形態では、ロータヨーク９に通気溝１１を設けるか、又は、ロータマグネット１０に通気溝１１を設ける構成としたが、ロータヨーク９とロータマグネット１０の両方に通気溝１１を設けるように構成しても良い。

また、上記実施形態では、ロータマグネット１０が円環状に構成されていたが、図１０に示すように、ロータマグネット１０は、通気溝１１の位置で周方向に分離するセグメント状に構成されていても良い。このように構成すると、通気性が向上する一方で、通気溝１１よりモータ内部へ水滴が侵入しやすくなるが、ファンモータ１には、防水リング１４及びフランジ１５（図２参照）よりなるラビリンス構造が備えられているので、ベアリング６が被水することを防止することが可能である。

また、上記実施形態では、防水リング１４がロータヨーク９と一体に形成（プレス加工により一体に形成）されていたが、図１１に示すように、防水リング１４をロータヨーク９と別体とし、この防水リング１４がロータヨーク９の中央凸部９ｃに圧入されるような構成であっても良い。

また、図１２に示すように、ロータマグネット１０に段部１０ｂを設け、この段部１０ｂに防水リング１４を配置させた状態で、防水リング１４をロータマグネット１０とロータヨーク９とで挟持するようにしても良い。

なお、上述のように、防水リング１４をロータヨーク９と別体で構成する場合には、防水リング１４とロータヨーク９との間にシール部材を塗布するか配置することが望ましい。このようにすると、防水リング１４とロータヨーク９との間から水滴がベアリング側へ浸入することを防止することができる。

また、図１３，図１４に示すように、ロータマグネット１０の外周面１０ａとファンボス２の内周面２ｃとの間に隙間を設け、且つ、ステータ１３のエアギャップ１２側の面１３ａに、ステータコイル２６間に位置するように、連通路１７に開口すると共に連通路１７から径方向外側へ向けて延出しステータ１３の外周面１３ｃに開口する冷却風通路１８を設けても良い。

このようにすると、通気溝１１を通過する経路に加えて、ロータマグネット１０の外周面１０ａとファンボス２の内周面２ｃとの間の隙間及び冷却風通路１８を通過する経路が形成されるので、モータ内部の通風量を増加させ、冷却性能を向上させることができる。また、冷却風通路１８を設けることにより、ステータ１３の表面積が増加するので、このことによっても冷却性能が向上される。

ここで、上述のように冷却風通路１８を設けると、外部からモータ内部に水滴が浸入しやすくなるが、本変形例においても、防水リング１４及びフランジ１５によって構成されるラビリンス構造によってベアリング６が被水することを確実に防止することができる。

図１は本発明の一実施形態に係るファンボスおよびファンブレードの構成を示す図である。 図２は本発明の一実施形態に係るファンモータの断面図である。 図３は本発明の一実施形態に係るファンモータの一部断面を含む斜視図である。 図４は本発明の一実施形態に係るロータヨークの斜視図である。 図５は本発明の一実施形態に係るファンボスのファンボス穴（通気口）の要部拡大図である。 図６は本発明の一実施形態に係るロータヨークの変形例を示す図である。 図７は本発明の一実施形態に係るロータヨークの変形例を示す図である。 図８は本発明の一実施形態に係るファンモータの変形例を示す断面図である。 図９は本発明の一実施形態に係るロータマグネットの変形例を示す斜視図である。 図１０は本発明の一実施形態に係るロータマグネット及びロータヨークの変形例を示す斜視図である。 図１１は本発明の一実施形態に係る防水リングの変形例を示す図である。 図１２は本発明の一実施形態に係る防水リングの変形例を示す図である。 図１３は本発明の一実施形態に係るブラシレスファンモータの変形例を示す断面図である。 図１４は本発明の一実施形態に係るステータ及びセンターピースの変形例を示す平面図である。

符号の説明

１…ファンモータ、２…ファンボス、２ａ…円筒底面部、２ｂ…円筒外側面、２ｃ…内周面、２ｄ…開口部、３…ファンブレード、３ａ…保持リング、４…ファンボス穴、５…回転シャフト、６…ベアリング、７…センターピース、８…ロータ、９…ロータヨーク、９ａ…円板状部、９ｂ…突条部、９ｃ…中央凸部、１０…ロータマグネット、１０ａ…外周面、１０ｂ…段部、１１…通気溝、１１ａ…回転中心側開口、１１ｂ…外周側開口、１２…エアギャップ、１３…ステータ、１４…防水リング、１５…フランジ、１６…円環状空隙、１７…連通路、１８…冷却風通路、１９…ヒートシンク部材、１９ａ…外周面、２０…突起、２１…空気通路、２２…回路部、２４…回転中心側空間、２５…周方向間隙、２６…ステータコイル、Ｆ…空気流れ

Claims (9)

1. 回転シャフトを有して構成されたロータと、
   前記ロータに対してエアギャップを隔てて軸方向に対向するように配置されたステータと、
   前記ステータの回転軸上に前記ステータと一体又は別体に設けられると共に、前記回転シャフトを軸支するベアリングを有して構成されたセンターピースと、
   前記ロータと同軸上に固定されて前記ロータと一体的に回転する有底円筒部材で構成され、前記有底円筒部材の内側に前記ロータおよび前記ステータを収納するファンボスと、
   前記ファンボスの円筒外側面に一体的に設けられ、前記ファンボスの回転に伴って回転軸方向に空気流れを形成するファンブレードと、を備えるファンモータであって、
   前記ロータの前記回転シャフトの周りで前記ベアリングの径方向外側には、前記ロータと一体又は別体で前記ステータ側へ延出する環状の防水リングが設けられ、
   前記センターピースには、径方向外側へ延出すると共にその延出端が前記防水リングの内側に位置し、前記防水リングとで前記ベアリングが被水することを防止するラビリンス構造を構成するフランジが設けられていることを特徴とするファンモータ。
2. 前記ステータには、前記空気流れにおける前記ファンボスの正圧側と前記ステータよりも前記ロータ側で前記ロータの回転軸周りに形成された回転中心側空間とを連通する連通路が形成され、
   前記ロータには、前記回転中心側空間に開口する回転中心側開口と前記回転中心側開口よりも径方向外側に開口する外周側開口とを連通する通気溝が前記ステータ側の平面に形成されてなるロータヨークと、
   前記ロータヨークの前記ステータ側の平面に配設されると共に、前記通気溝の少なくとも溝長手方向中間部分を覆うように構成された円環状のロータマグネットと、が設けられ、
   前記ファンボスには、前記通気溝の前記外周側開口と前記ファンボスの外側とを連通する通気口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ。
3. 前記ロータヨークには、前記ステータと反対側に突出すると共に径方向内側から外側へ延びる突条部が形成され、
   前記通気溝は、前記突条部に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載のファンモータ。
4. 前記ステータには、前記空気流れにおける前記ファンボスの正圧側と前記ステータよりも前記ロータ側で前記ロータの回転軸周りに形成された回転中心側空間とを連通する連通路が形成され、
   前記ロータには、前記回転中心側空間に開口する回転中心側開口と前記回転中心側開口よりも径方向外側に開口する外周側開口とを連通する通気溝が前記ステータと反対側の平面に形成されてなる円環状のロータマグネットと、
   前記ロータマグネットの前記ステータと反対側の平面に配設されると共に、前記通気溝の少なくとも溝長手方向中間部分を覆うように構成されたロータヨークと、が設けられ、
   前記ファンボスには、前記通気溝の前記外周側開口と前記ファンボスの外側とを連通する通気口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ。
5. 前記ロータマグネットの外周面は、前記ファンボスの内周面に当接されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載のファンモータ。
6. 前記通気口は、前記通気溝の前記外周側開口と前記空気流れにおける前記ファンボスの負圧側とを連通することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載のファンモータ。
7. 前記通気溝の前記外周側開口は、前記回転中心側開口に対して回転方向後方位置に形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載のファンモータ。
8. 前記ステータの前記ロータと反対側には、前記ファンボスの内側に収納されたヒートシンク部材が設けられており、
   前記ヒートシンク部材の外周面と前記ファンボスの内周面との間には、前記空気流れにおける前記ファンボスの正圧側と連通する周方向間隙が形成され、
   軸方向における前記ヒートシンク部材と前記ステータとの間には、前記周方向間隙と前記連通路を連通する空気通路が形成され、
   前記ヒートシンク部材の前記ステータ側の平面には、前記空気通路内に突出する複数の突起が設けられていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載のファンモータ。
9. 前記ステータの前記ロータと反対側には、前記ファンボスの内側に収納されたヒートシンク部材が設けられており、
   前記ヒートシンク部材の近傍には、前記ファンボスの開口部が位置するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のファンモータ。

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