JP2008223666A - Fan motor - Google Patents

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Yutaka Kawaguchi
裕 川口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems that it is difficult to enhance durability when incorporating bearing parts that are subjected to secular deterioration, such as a roller bearing or a sliding bearing, to a fan motor, and it becomes bigger in size, and it has also disadvantage in terms of manufacturing cost. <P>SOLUTION: An outer rotor type motor of a fan motor has an outer rotor cup integrally fixed to an impeller, a rotating shaft fixed to the axis part of the outer rotor cup, an annularly circular rotor magnet fixed on the inner surface of circumferential wall of the outer rotor cup, and a stator having a plurality of sets of coils. At least an outer surface of the circumferential wall of the outer rotor cup is formed into a partial spherical surface having its center at a point on the axis of the impeller and with decreasing radius as it moves toward the intake side of casing, a supporting shaft for supporting the end of the rotating shaft with a point contact at the center of the partial spherical surface is provided concentrically to the rotating shaft, and a base plate to which the supporting shaft is fixed and which supports the stator is fixedly provided in the casing. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ケーシングと、このケーシング内に収容された羽根車と、大部分が羽根車の内部に配設されたアウタロータ型モータとを有するファンモータに関する。   The present invention relates to a fan motor having a casing, an impeller housed in the casing, and an outer rotor type motor that is mostly disposed inside the impeller.

従来、アウタロータ型ファンモータにおいては、羽根車とアウタロータカップが回転軸を介して連結され、回転軸がローラベアリングや滑り軸受けで支持され、アウタロータカップの内周にロータマグネットが固定され、ステータに巻回した複数のコイルへの通電を切換えることにより回転磁界を発生させて、ロータマグネットとアウタロータカップと羽根車を回転軸と一体的に回転駆動するように構成されている。   Conventionally, in an outer rotor type fan motor, an impeller and an outer rotor cup are connected via a rotating shaft, the rotating shaft is supported by a roller bearing or a sliding bearing, a rotor magnet is fixed to the inner periphery of the outer rotor cup, and is wound around a stator. A rotating magnetic field is generated by switching energization to the plurality of rotated coils, and the rotor magnet, the outer rotor cup, and the impeller are rotationally driven integrally with the rotating shaft.

一般に、アウタロータカップは、円筒部を有するカップ形状に構成されて、羽根車の外部に配置されていた。この場合、モータが外部に突出するため、ファンモータが大型化する。そこで、最近、ファンモータを小型化するために、羽根車の内側空間にモータを組み込む技術が提案されている。   In general, the outer rotor cup is configured in a cup shape having a cylindrical portion, and is arranged outside the impeller. In this case, since the motor protrudes to the outside, the fan motor becomes large. Therefore, recently, in order to reduce the size of the fan motor, a technique for incorporating the motor into the inner space of the impeller has been proposed.

例えば、特許文献1には、アウタロータカップ、その内面に装備されるロータマグネットと、複数のコイルを有するステータを、ケーシングの吸込口に向かって小径化するような円錐台形状に形成して、それらを羽根車の内側空間に収容したアウタロータ型ファンモータが開示されている。アウタロータカップの軸心部に設けられた回転軸を支持する為、ステータの内側にはケーシングに固定された筒部材が設けられ、回転軸は1対の滑り軸受けにより筒部材に支持されている。   For example, in Patent Document 1, an outer rotor cup, a rotor magnet mounted on the inner surface of the outer rotor cup, and a stator having a plurality of coils are formed in a truncated cone shape so as to be reduced in diameter toward the suction port of the casing. An outer rotor type fan motor is disclosed in which the motor is accommodated in the inner space of the impeller. In order to support the rotating shaft provided in the axial center part of the outer rotor cup, a cylindrical member fixed to the casing is provided inside the stator, and the rotating shaft is supported by the cylindrical member by a pair of sliding bearings.

特許文献2には、特許文献1のアウタロータ型ファンモータと同様に、ロータとステータとを円錐台形状に形成してそれらを羽根車の内側空間に収容したアウタロータ型ファンモータが開示されている。ロータは帰路形成リングとロータマグネットとを有する。
ステータは、1対の爪形磁極と、これらの間に収容されるコイル枠体に巻いた環状コイルとを有する。ロータに固定された回転軸または回転スリーブが、ケーシング側の静止部材に軸受けを介して回転自在に支持されている。
Patent Document 2 discloses an outer rotor type fan motor in which a rotor and a stator are formed in a truncated cone shape and accommodated in an inner space of an impeller, like the outer rotor type fan motor of Patent Document 1. The rotor has a return path forming ring and a rotor magnet.
The stator has a pair of claw-shaped magnetic poles and an annular coil wound around a coil frame housed therebetween. A rotating shaft or a rotating sleeve fixed to the rotor is rotatably supported by a stationary member on the casing side via a bearing.

特開2005−160264号公報JP 2005-160264 A 特表2006−512038号公報JP-T 2006-512038

現在、給湯器等の熱源機においては、バーナーに供給する燃料ガスのガス供給量に適合させた送風量の空気がファンモータから供給されるが、その送風量は制御装置に予め設定されたテーブルに基づいてファンモータ回転数を制御することで設定される。
ここで、ファンモータの電流値や電圧値、回転数制御のフィードバック量等の駆動状態を監視することで、羽根車に付着した埃や経年変化による軸受けの摩耗等によるファンモータの性能低下を検知し、それらに対する対応措置をとることで、安定した送風量を確保する技術が採用されている。
At present, in a heat source device such as a water heater, air of a blowing amount adapted to a gas supply amount of fuel gas supplied to a burner is supplied from a fan motor, and the blowing amount is a table preset in a control device. It is set by controlling the fan motor speed based on the above.
Here, by monitoring the driving state such as the current value and voltage value of the fan motor and the feedback amount of the rotational speed control, it is possible to detect a decrease in the performance of the fan motor due to dust attached to the impeller and bearing wear due to secular change. And the technique of ensuring the stable ventilation volume is taken by taking the countermeasures against them.

しかし、ファンモータの回転軸を支持する軸受けに、一般に1対のボールベアリングや滑り軸受けが採用されるが、このような軸受け部品を採用する場合には、経年変化による摺動抵抗の変化の影響を受けるため、安定した送風量を確保することが困難になる。しかも、ボールベアリングや滑り軸受けを組み込むため、ファンモータの製作コストが高価になるだけでなく、耐久性も劣るという問題があった。   However, a pair of ball bearings and sliding bearings are generally used for the bearings that support the rotation shaft of the fan motor. However, when such bearing parts are used, the effect of changes in sliding resistance due to aging changes. Therefore, it is difficult to secure a stable air flow rate. Moreover, since ball bearings and sliding bearings are incorporated, there is a problem that not only the manufacturing cost of the fan motor is high, but also the durability is poor.

一方、モータの耐久性を高めるため、空気軸受けや、磁力浮上式軸受けを採用することも不可能ではないが、これらの軸受けを用いる場合は、精度の高い多くの部品を用いるため、構造が複雑化、大型化し、製作コストも高価になるという問題がある。
本発明の目的は、経年変化による軸受けの摺動抵抗の変化の影響を受けず、耐久性に優れ、構造が簡単で製作コスト的に有利なファンモータを提供することである。
On the other hand, in order to increase the durability of the motor, it is not impossible to use air bearings or magnetically levitated bearings. However, when these bearings are used, the structure is complicated because many parts with high accuracy are used. There is a problem that the size and size are increased, and the production cost is also increased.
An object of the present invention is to provide a fan motor which is not affected by changes in sliding resistance of a bearing due to secular change, has excellent durability, has a simple structure, and is advantageous in manufacturing cost.

請求項1のファンモータは、吸入口と吐出口を有するケーシングと、このケーシング内に収容され複数のブレードを有する羽根車と、大部分が羽根車の内部に配設されたアウタロータ型モータとを有し、前記アウタロータ型モータは、羽根車に一体的に固定されたアウタロータカップと、このアウタロータカップの軸心部に固定された回転軸と、このアウタロータカップの周壁部の内面に固定された円環状のロータマグネットと、複数組のコイルを有するステータとを有し、前記アウタロータカップの少なくとも周壁部の外面が、羽根車の軸心上の点を中心とし且つケーシングの吸入口側へ移行するほど小径化する部分球面に形成され、前記部分球面の中心において前記回転軸の先端部を点接触で支持する支持軸が前記回転軸と同心状に設けられ、この支持軸の基端部が固定されると共に且つ前記ステータを支持するベース板がケーシングに固定的に設けられたことを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, a fan motor includes a casing having a suction port and a discharge port, an impeller housed in the casing and having a plurality of blades, and an outer rotor type motor, most of which is disposed inside the impeller. The outer rotor type motor includes an outer rotor cup that is integrally fixed to an impeller, a rotary shaft that is fixed to an axial center portion of the outer rotor cup, and a circle that is fixed to an inner surface of a peripheral wall portion of the outer rotor cup. The outer rotor cup has an annular rotor magnet and a stator having a plurality of sets of coils, and the outer surface of at least the peripheral wall portion of the outer rotor cup is centered on a point on the axis of the impeller and moves toward the suction port side of the casing. A support shaft formed concentrically with the rotary shaft is formed on the partial spherical surface to be reduced in diameter, and supports the tip of the rotary shaft by point contact at the center of the partial spherical surface. It is, is characterized in that the base plate having a base end portion of the support shaft for supporting and the stator is fixed is fixedly provided in the casing.

このファンモータにおいては、アウタロータカップの軸心部に回転軸が固定されており、回転軸の先端部を、アウタロータカップの周壁部の外面を形成する部分球面の中心の位置おいて、ベース板に固定された支持軸の先端で点接触で受け止めて支持するため、ボールベアリングや滑り軸受けなど経年変化する軸受け部品を省略し、軸受け構造を、簡単化し、小型化し、耐久性を高めることができる。   In this fan motor, the rotating shaft is fixed to the axial center portion of the outer rotor cup, and the tip portion of the rotating shaft is positioned at the center of the partial spherical surface forming the outer surface of the peripheral wall portion of the outer rotor cup. Since it is received and supported by point contact at the tip of the fixed support shaft, bearing components that change with time such as ball bearings and sliding bearings can be omitted, and the bearing structure can be simplified, downsized, and improved in durability.

アウタロータカップの周壁部の内面に円環状のロータマグネットが固定され、このロータマグネットと、ステータの円環状の磁性体との間に磁力が作用するため、アウタロータカップとロータマグネットと回転軸と羽根車の軸心が、常に、支持軸の軸心と一致する中立姿勢に保持される。   Since an annular rotor magnet is fixed to the inner surface of the outer peripheral wall portion of the outer rotor cup and a magnetic force acts between the rotor magnet and the annular magnetic body of the stator, the outer rotor cup, the rotor magnet, the rotating shaft, and the impeller Is always maintained in a neutral posture that coincides with the axis of the support shaft.

上記のように、回転軸の先端部を球の中心の位置において点接触で支持軸で支持する構成であるため、羽根車に作用する軸心直交方向向きの外力が全周にわたって均等でなくなるとき、羽根車とアウタロータカップとロータマグネットと回転軸とが上記の点接触部を揺動中心として揺動する場合がある。   As described above, when the tip of the rotating shaft is supported by the support shaft by point contact at the center of the sphere, the external force acting on the impeller in the direction perpendicular to the axial center is not uniform over the entire circumference. In some cases, the impeller, the outer rotor cup, the rotor magnet, and the rotating shaft may swing around the point contact portion as a swing center.

しかし、アウタロータカップの少なくとも周壁部の外面は、羽根車の軸心上の点を中心とし且つケーシングの吸入口側へ移行するほど小径化する部分球面に形成されているので、羽根車とアウタロータカップとロータマグネット等が上記のように揺動しても、これらがステータと干渉しないような構造に構成することができる。   However, since the outer surface of at least the peripheral wall portion of the outer rotor cup is formed in a partial spherical surface that is centered on a point on the impeller shaft center and decreases in diameter toward the suction port side of the casing, the impeller and the outer rotor cup Even if the rotor magnet or the like swings as described above, it can be configured such that they do not interfere with the stator.

請求項2のファンモータは、請求項1の発明において、前記ロータマグネットの外面が前記アウタロータカップの周壁部の内面に密着する部分球面に形成されたことを特徴としている。
請求項3のファンモータは、請求項1又は2の発明において、前記アウタロータカップのうちのケーシングの吸入口側の先端部は平坦壁に形成されたことを特徴としている。
The fan motor of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the outer surface of the rotor magnet is formed into a partial spherical surface that is in close contact with the inner surface of the peripheral wall portion of the outer rotor cup.
A fan motor according to a third aspect is characterized in that, in the invention according to the first or second aspect, a front end portion of the outer rotor cup on the suction port side of the casing is formed on a flat wall.

請求項4のファンモータは、請求項1又は2の発明において、 前記アウタロータカップのうちのケーシングの吸入口側の先端部は、前記周壁部に連続的に連なる部分球面壁に形成されたことを特徴としている。
請求項5の熱源機は、請求項1〜4の何れかに記載のファンモータを備えたことを特徴としている。
The fan motor according to claim 4 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the tip of the outer rotor cup on the suction port side of the casing is formed on a partial spherical wall continuously connected to the peripheral wall portion. It is a feature.
According to a fifth aspect of the present invention, a heat source apparatus includes the fan motor according to any one of the first to fourth aspects.

請求項1の発明によれば、アウタロータカップの軸心部に固定された回転軸を、アウタロータカップの少なくとも周壁部の外面を形成する部分球面の中心において点接触で支持する支持軸を回転軸と同心状に設け、この支持軸の基端部をケーシングに固定されたベース板に固定したので、ボールベアリングや滑り軸受けなど経年変化する軸受け部品を省略し、軸受け構造を、簡単化し、小型化し、耐久性を高めることができる。   According to the first aspect of the present invention, the rotation shaft fixed to the axial center portion of the outer rotor cup is supported by point contact at the center of the partial spherical surface forming at least the outer surface of the outer wall portion of the outer rotor cup. Since the base end of this support shaft is fixed to the base plate fixed to the casing, the bearing parts that change over time such as ball bearings and sliding bearings are omitted, and the bearing structure is simplified and miniaturized. Durability can be increased.

前記アウタロータカップの少なくとも周壁部の外面を、羽根車の軸心上の点を中心とし且つケーシングの吸入口側へ移行するほど小径化する部分球面となるように形成したので、点接触支持の一点を揺動中心として、アウタロータカップとロータマグネットと回転軸とが揺動したとしても、これらがステータと干渉しないような構造に容易に構成することができる。換言すれば、前記アウタロータカップの少なくとも周壁部の外面を部分球面としたことにより、前記回転軸を支持軸で点接触にて一点支持する構成が可能となった。   Since the outer surface of at least the peripheral wall portion of the outer rotor cup is formed so as to be a partial spherical surface centering on a point on the impeller shaft center and becoming smaller in diameter toward the suction port side of the casing, one point contact support Even if the outer rotor cup, the rotor magnet, and the rotating shaft oscillate with the center of oscillation, the structure can be easily configured so that they do not interfere with the stator. In other words, by configuring at least the outer surface of the peripheral wall portion of the outer rotor cup as a partial spherical surface, it is possible to support the rotating shaft at one point by point contact with the supporting shaft.

請求項2の発明によれば、ロータマグネットの外面をアウタロータカップの周壁部の内面に密着する部分球面に形成するため、円環状のマグネットをアウタロータカップの周壁部の内面に、密着させてビス留めや接着剤等で固定することができる。   According to the invention of claim 2, since the outer surface of the rotor magnet is formed into a partial spherical surface that is in close contact with the inner surface of the outer wall of the outer rotor cup, the annular magnet is brought into close contact with the inner surface of the outer wall of the outer rotor cup and screwed. And can be fixed with an adhesive or the like.

請求項3の発明によれば、アウタロータカップのうちのケーシングの吸入口側の先端部は平坦壁に形成されているため、羽根車の軸心長さに比較してアウタロータ型モータの直径を大きくすることができる。
請求項4の発明によれば、前記アウタロータカップのうちのケーシングの吸入口側の先端部は、前記周壁部に連続的に連なる部分球面壁に形成されているため、吸入口から吸入される空気を案内するガイド性に優れる。
According to the third aspect of the present invention, since the tip of the outer rotor cup on the suction port side of the casing is formed on the flat wall, the diameter of the outer rotor type motor is made larger than the axial length of the impeller. can do.
According to the fourth aspect of the present invention, the front end portion of the outer rotor cup on the suction port side of the casing is formed on the partial spherical wall continuously connected to the peripheral wall portion. Excellent guide for guiding.

請求項5の発明によれば、前記ファンモータを備えた熱源機においては、ファンモータに経年変化により摩擦抵抗が増加するような軸受け部品を採用していないので、耐久性に優れ、燃焼用空気の空気量を制御する空気量制御が簡単になる。   According to the invention of claim 5, in the heat source device provided with the fan motor, since the bearing component that increases the frictional resistance due to secular change is not adopted in the fan motor, it has excellent durability and combustion air. The air amount control for controlling the air amount is simplified.

本発明に係るファンモータは、吸入口と吐出口を有するケーシングと、このケーシング内に収容され複数のブレードを有する羽根車と、大部分が羽根車の内部に配設されたアウタロータ型モータとを有し、アウタロータ型モータはアウタロータカップと、ロータマグネットと、複数組のコイルを有するステータとを有し、アウタロータカップの軸心部の回転軸の先端を支持軸で点接触にて支持したものである。   A fan motor according to the present invention includes a casing having a suction port and a discharge port, an impeller housed in the casing and having a plurality of blades, and an outer rotor type motor that is mostly disposed inside the impeller. The outer rotor type motor has an outer rotor cup, a rotor magnet, and a stator having a plurality of sets of coils, and supports the tip of the rotating shaft of the axial center portion of the outer rotor cup by a point contact with a support shaft. is there.

以下、本発明の実施例について図1〜図5に基づいて説明する。
本実施例は、本発明のファンモータ10を給湯装置(これが、熱源機に相当する)に適用した場合の一例である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The present embodiment is an example in which the fan motor 10 of the present invention is applied to a hot water supply device (this corresponds to a heat source device).

図1に示すように、給湯装置1は、給湯器本体2と、この給湯器本体2に燃料ガスを供給するガス供給管40と、給湯器本体2に水を供給する給水管41と、給湯器本体2から湯水を出湯する出湯管42と、潜熱回収時に副熱交換器7に発生したドレンを排出する排水路43と、給湯装置1の運転操作を行う為の操作パネル44と、給湯装置1の全体の制御を司るコントロールユニット45(C/U)等を備えている。   As shown in FIG. 1, a water heater 1 includes a water heater body 2, a gas supply pipe 40 that supplies fuel gas to the water heater body 2, a water supply pipe 41 that supplies water to the water heater body 2, A hot water discharge pipe 42 for discharging hot water from the main body 2, a drainage channel 43 for discharging drain generated in the auxiliary heat exchanger 7 during the recovery of latent heat, an operation panel 44 for operating the hot water supply device 1, and a hot water supply device 1 is provided with a control unit 45 (C / U) for controlling the entire system 1.

ガス供給管40は、ガス供給源のガス供給ポートに接続されてバーナー5まで延びている。給水管41は、その一端が水道管と接続された給水ポートに接続されると共に他端が副熱交換器7に接続されている。出湯管42は、その一端が主熱交換器6に接続されると共に他端が出湯ポートに接続され、出湯ポートから台所や風呂等の各設備に湯水が供給される。   The gas supply pipe 40 is connected to the gas supply port of the gas supply source and extends to the burner 5. One end of the water supply pipe 41 is connected to a water supply port connected to the water pipe, and the other end is connected to the auxiliary heat exchanger 7. One end of the tapping pipe 42 is connected to the main heat exchanger 6 and the other end is connected to a tapping port, and hot water is supplied from the tapping port to each facility such as a kitchen and a bath.

給湯器本体2は、本体ケース3と排気カバー(図示略)とを備え、本体ケース3内には燃焼室4が形成され、この燃焼室4には、燃料ガスを燃焼するバーナー5と、バーナー5の燃焼ガスから顕熱を回収する主熱交換器6とが設けられ、主熱交換器6の上方には潜熱回収用の副熱交換器7が設けられている。本体ケース3の下端部には、バーナー5に燃焼用空気を供給するファンモータ10と、雰囲気温度を検出する温度センサ9が設けられている。   The water heater main body 2 includes a main body case 3 and an exhaust cover (not shown). A combustion chamber 4 is formed in the main body case 3. The combustion chamber 4 includes a burner 5 for burning fuel gas, and a burner. A main heat exchanger 6 that recovers sensible heat from the combustion gas 5 is provided, and a sub heat exchanger 7 for recovering latent heat is provided above the main heat exchanger 6. A fan motor 10 that supplies combustion air to the burner 5 and a temperature sensor 9 that detects the ambient temperature are provided at the lower end of the main body case 3.

次に、ファンモータ10について詳細に説明する
図2は本実施例のアウタロータ型ファンモータ10の正面図であり、図3は図2のIII −III 線断面図である。図2、図3に示すように、ファンモータ10は、ケーシング11を有し、ケーシング11の前面に円形の吸込口12が形成され、ケーシング11の上端に長方形の吐出口13が形成されている。
Next, the fan motor 10 will be described in detail.
FIG. 2 is a front view of the outer rotor type fan motor 10 of this embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the fan motor 10 has a casing 11, a circular suction port 12 is formed on the front surface of the casing 11, and a rectangular discharge port 13 is formed on the upper end of the casing 11. .

ケーシング11の内部には、吸込口12と同心状に羽根車14が軸心を水平向きにして配設されている。羽根車14は外周部に形成された複数のブレード14aを有する合成樹脂製のものである。ケーシング11内には、羽根車14を回転駆動するアウタロータ型モータ20が設けられ、このアウタロータ型モータ20の大部分は羽根車14の内部に配設され、アウタロータ型モータ20はケーシング11に固定されたベース板21に支持されている。   Inside the casing 11, an impeller 14 is disposed concentrically with the suction port 12 with its axis oriented horizontally. The impeller 14 is made of a synthetic resin having a plurality of blades 14a formed on the outer periphery. An outer rotor type motor 20 that rotationally drives the impeller 14 is provided in the casing 11, and most of the outer rotor type motor 20 is disposed inside the impeller 14, and the outer rotor type motor 20 is fixed to the casing 11. The base plate 21 is supported.

図3に示すように、アウタロータ型モータ20は、アウタロータカップ30と、回転軸32と、ロータマグネット33と、ステータ23と、支持軸26等を有する。尚、以下の記載中の左、右は図3における左、右を示す。アウタロータカップ30は、羽根車14と一体的に合成樹脂材料で構成されている。アウタロータカップ30は、部分球面状の周壁30aと、その右端(先端)に連なり且つ吸込口12と対向する平坦壁30bとを有し、部分球面状の周壁30aの外面は、回転軸32の先端を支持軸26で点接触にて支持する点を中心とする部分球面であって、吸込口12側へ移行するほど小径化する部分球面に形成されている。   As shown in FIG. 3, the outer rotor type motor 20 includes an outer rotor cup 30, a rotation shaft 32, a rotor magnet 33, a stator 23, a support shaft 26, and the like. In the following description, the left and right indicate the left and right in FIG. The outer rotor cup 30 is made of a synthetic resin material integrally with the impeller 14. The outer rotor cup 30 has a partially spherical peripheral wall 30a and a flat wall 30b that is connected to the right end (tip) of the outer rotor cup 30 and faces the suction port 12. The outer surface of the partially spherical peripheral wall 30a is the tip of the rotating shaft 32. Is formed as a partial spherical surface centered on a point where the support shaft 26 is supported by point contact, and the diameter of the partial spherical surface decreases as it moves toward the suction port 12 side.

アウタロータカップ30の左端部は羽根車14の環状の左端壁14bの内周部に連なり、アウタロータカップ30のうちのベース板21に対向する面が開口している。アウタロータカップ30の平坦壁30bは吸込口12より小さい円形に形成され、この平坦壁30bの内面の中心部に回転軸32が一体形成され、回転軸32は平坦壁30bに対して左方へ水平に延びている。   The left end portion of the outer rotor cup 30 is connected to the inner peripheral portion of the annular left end wall 14b of the impeller 14, and the surface of the outer rotor cup 30 that faces the base plate 21 is open. The flat wall 30b of the outer rotor cup 30 is formed in a circular shape smaller than the suction port 12, and a rotating shaft 32 is integrally formed at the center of the inner surface of the flat wall 30b, and the rotating shaft 32 is horizontal to the left with respect to the flat wall 30b. It extends to.

図3、図4に示すように、回転軸32は羽根車14と同心状に配設され、この回転軸32の先端を点接触で支持する金属製の支持軸26が回転軸32と同心に配設され、支持軸26の左端がベース板21に固着されている。図4に示すように、支持軸26の先端には円錐部26aが形成され、回転軸32の左端には凹部32aが形成され、支持軸26の円錐部26aの先端が回転軸32の凹部32aに点接触して、回転軸32を支持軸26で回転自在且つ揺動自在に支持している。上記の支持軸26の円錐部26aの先端が、アウタロータカップ30の周壁部30aの外面の前記部分球面の球中心となっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the rotating shaft 32 is disposed concentrically with the impeller 14, and a metal support shaft 26 that supports the tip of the rotating shaft 32 by point contact is concentric with the rotating shaft 32. The left end of the support shaft 26 is fixed to the base plate 21. As shown in FIG. 4, a conical portion 26 a is formed at the tip of the support shaft 26, a concave portion 32 a is formed at the left end of the rotating shaft 32, and the tip of the conical portion 26 a of the supporting shaft 26 is a concave portion 32 a of the rotating shaft 32. The rotary shaft 32 is supported by the support shaft 26 so as to be rotatable and swingable. The tip of the conical portion 26 a of the support shaft 26 is the spherical center of the partial spherical surface of the outer surface of the peripheral wall portion 30 a of the outer rotor cup 30.

前記ロータマグネット33は、アウタロータカップ30の周壁部30aの内面の概ね全面を覆うように円環状に形成され、ロータマグネット33の外面はアウタロータカップ30の周壁部30aの内面に密着する部分球面に形成され、ロータマグネット33はアウタロータカップ30の周壁部30aの内面に接着等で固定されている。ロータマグネット33の内面も支持軸26の先端を中心とする部分球面に形成されている。このロータマグネット33は、例えば4組又は8組の偶数個の永久磁石であって磁界の方向が内向きの永久磁石と磁界の方向が外向きの永久磁石とを交互に配置した偶数個の永久磁石からなる。   The rotor magnet 33 is formed in an annular shape so as to cover substantially the entire inner surface of the peripheral wall portion 30a of the outer rotor cup 30, and the outer surface of the rotor magnet 33 is formed in a partial spherical surface that is in close contact with the inner surface of the peripheral wall portion 30a of the outer rotor cup 30. The rotor magnet 33 is fixed to the inner surface of the peripheral wall portion 30a of the outer rotor cup 30 by bonding or the like. The inner surface of the rotor magnet 33 is also formed in a partial spherical surface centered on the tip of the support shaft 26. The rotor magnet 33 is an even number of permanent magnets, for example, four or eight sets of permanent magnets, and an even number of permanent magnets in which magnetic field directions are inward and magnetic field directions are alternately arranged. It consists of a magnet.

ステータ23は、珪素鋼薄板積層体(磁性体)とその複数のスロットに巻かれて複数極を形成する複数組のコイル24とを有する。これら複数組のコイル24への通電を切換えることで回転磁界を発生させて、ロータマグネット33とアウタロータカップ30を介して羽根車14を回転させる。そして、ロータマグネット33からステータ23に全周にわたって均等な磁力が作用するため、通常は回転軸32の軸心が支持軸26の軸心に一致する中立姿勢を保持する。   The stator 23 includes a silicon steel sheet laminate (magnetic body) and a plurality of sets of coils 24 wound around the plurality of slots to form a plurality of poles. A rotating magnetic field is generated by switching energization of the plurality of sets of coils 24, and the impeller 14 is rotated via the rotor magnet 33 and the outer rotor cup 30. Further, since a uniform magnetic force acts on the stator 23 from the rotor magnet 33 over the entire circumference, normally, a neutral posture in which the axis of the rotating shaft 32 coincides with the axis of the support shaft 26 is maintained.

ステータ23の外周面は、ロータマグネット33の内面に小さな隙間を空けて対面するように部分球面に形成されている。ベース板21には、ステータ23の外周部を支持する合成樹脂製の例えば8本の一体の脚部材25と、ステータ23の内周部を支持する合成樹脂製の筒部材22が固着されている。筒部材22の内径は回転軸32よりも大きく、回転軸32が支持軸26の円錐部26aの先端を中心として揺動する場合にも、回転軸32と干渉しないように構成されている。尚、支持軸26に合成樹脂製のスリーブ26aが外嵌されている。   The outer peripheral surface of the stator 23 is formed in a partial spherical surface so as to face the inner surface of the rotor magnet 33 with a small gap. For example, eight integral leg members 25 made of synthetic resin that support the outer peripheral portion of the stator 23 and a cylindrical member 22 made of synthetic resin that supports the inner peripheral portion of the stator 23 are fixed to the base plate 21. . The cylindrical member 22 has an inner diameter larger than that of the rotation shaft 32, and is configured not to interfere with the rotation shaft 32 even when the rotation shaft 32 swings around the tip of the conical portion 26 a of the support shaft 26. A synthetic resin sleeve 26 a is fitted on the support shaft 26.

以上説明したファンモータ10の作用、効果について説明する。
このファンモータ10においては、アウタロータカップ30の軸心部に回転軸32が固定され、回転軸32の先端部を、アウタロータカップ30の周壁部30aの外面を形成する部分球面の中心の位置おいて、ベース板21に固定された支持軸26の先端で点接触で受け止めて支持するため、ボールベアリングや滑り軸受けなど経年変化する軸受け部品を省略し、軸受け構造を、簡単化し、小型化し、耐久性を高めることができる。
The operation and effect of the fan motor 10 described above will be described.
In the fan motor 10, the rotating shaft 32 is fixed to the axial center portion of the outer rotor cup 30, and the tip end portion of the rotating shaft 32 is positioned at the center of the partial spherical surface that forms the outer surface of the peripheral wall portion 30 a of the outer rotor cup 30. Since the tip of the support shaft 26 fixed to the base plate 21 is received and supported by point contact, bearing components that change with time such as ball bearings and sliding bearings are omitted, and the bearing structure is simplified, downsized, and durable. Can be increased.

アウタロータカップ30の周壁部30aの内面に円環状のロータマグネット33が固定され、このロータマグネット33、ステータ23の円環状磁性体との間に磁力が全周にわたって均等に作用するため、アウタロータカップ30とロータマグネット33と回転軸32と羽根車14の軸心が、常に、支持軸26の軸心と一致する中立姿勢に保持される。   An annular rotor magnet 33 is fixed to the inner surface of the peripheral wall portion 30 a of the outer rotor cup 30, and magnetic force acts equally between the rotor magnet 33 and the annular magnetic body of the stator 23, so the outer rotor cup 30 The rotor magnet 33, the rotating shaft 32, and the impeller 14 are always maintained in a neutral posture that coincides with the axis of the support shaft 26.

上記のように、回転軸32の先端部を球の中心の位置において点接触で支持軸26で支持する構成であるため、羽根車14に作用する軸心直交方向向きの外力が全周にわたって均等でなくなるとき、羽根車14とアウタロータカップ30とロータマグネット33と回転軸32とが上記の点接触部を揺動中心として揺動する場合がある。   As described above, since the tip end portion of the rotating shaft 32 is supported by the support shaft 26 by point contact at the position of the center of the sphere, the external force acting on the impeller 14 in the direction orthogonal to the axial center is even over the entire circumference. In some cases, the impeller 14, the outer rotor cup 30, the rotor magnet 33, and the rotating shaft 32 may swing around the point contact portion as a swing center.

しかし、アウタロータカップ30の少なくとも周壁部30aの外面は、羽根車14の軸心上の点を中心とし且つケーシング11の吸入口12側へ移行するほど小径化する部分球面に形成され、ロータマグネット33の部分球面状の内面とステータ23の部分球面状の外周面との間に小さな隙間があるので、羽根車14とアウタロータカップ30とロータマグネット30等が上記のように揺動しても、これらがステータ23と干渉することはない。換言すれば、アウタロータカップ30の周壁部30aの外面を部分球面とし、ロータマグネット30の内面を部分球面とし、ステータ23の外周面を部分球面としたことにより、回転軸を支持軸で点接触にて一点支持する構成が可能となった。   However, at least the outer surface of the outer wall portion 30a of the outer rotor cup 30 is formed into a partial spherical surface that is centered on a point on the axial center of the impeller 14 and decreases in diameter toward the suction port 12 side of the casing 11. Since there is a small gap between the inner surface of the partial spherical surface and the outer peripheral surface of the partial spherical surface of the stator 23, even if the impeller 14, the outer rotor cup 30, the rotor magnet 30 and the like swing as described above, these Does not interfere with the stator 23. In other words, the outer surface of the peripheral wall 30a of the outer rotor cup 30 is a partial spherical surface, the inner surface of the rotor magnet 30 is a partial spherical surface, and the outer peripheral surface of the stator 23 is a partial spherical surface. A configuration that supports a single point is now possible.

ロータマグネット33の外面をアウタロータカップ30の周壁部30aの内面に密着する部分球面に形成するため、円環状のロータマグネット33を周壁部30aの内面に、密着させてビス留めや接着剤等で固定することができる。アウタロータカップ30のうちのケーシング11の吸入口12側の先端部は平坦壁30bに形成されているため、羽根車14の軸心方向長さに比較してアウタロータ型モータ20の直径を大きく形成できる。   Since the outer surface of the rotor magnet 33 is formed into a partial spherical surface that is in close contact with the inner surface of the peripheral wall portion 30a of the outer rotor cup 30, the annular rotor magnet 33 is in close contact with the inner surface of the peripheral wall portion 30a and fixed with screws or an adhesive. can do. Since the tip of the outer rotor cup 30 on the suction port 12 side of the casing 11 is formed on the flat wall 30b, the diameter of the outer rotor type motor 20 can be formed larger than the length of the impeller 14 in the axial direction. .

このファンモータを備えた給湯器1(熱源機)においては、ファンモータ10に経年変化により摩擦抵抗が増加するような軸受け部品を採用していないので、耐久性に優れ、燃焼用空気の空気量を制御する空気量制御が簡単になる。   In the water heater 1 (heat source machine) provided with this fan motor, the fan motor 10 does not employ bearing parts that increase the frictional resistance due to aging, so that it has excellent durability and the amount of combustion air. The air amount control for controlling the air flow becomes simple.

次に、実施例2のファンモータ10Aについて説明する。
但し、上記の実施例1のものと同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。図5に示すように、このファンモータ10Aのアウタロータ型モータ20Aにおいては、アウタロータカップ30Aのうちのケーシング11の吸入口12側の先端部30Eは、アウタロータカップ30Aの周壁部30aに連続的に連なる部分球面壁に形成されている。そのため、吸入口から吸入される空気を案内するガイド性に優れるうえ、羽根車14等が支持軸26の先端を中心にして揺動する際の揺動角度を大きくすることができる。
Next, the fan motor 10A of Example 2 will be described.
However, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different configurations are described. As shown in FIG. 5, in the outer rotor type motor 20A of the fan motor 10A, the distal end portion 30E on the inlet 12 side of the casing 11 of the outer rotor cup 30A is continuously connected to the peripheral wall portion 30a of the outer rotor cup 30A. It is formed on a partial spherical wall. Therefore, the guide performance for guiding the air sucked from the suction port is excellent, and the swing angle when the impeller 14 or the like swings around the tip of the support shaft 26 can be increased.

尚、前記実施例1,2は、給湯器1に適用したファンモータ10,10Aを例にして説明したが、本発明のファンモータは給湯器以外の種々の機器や装置に設けられる種々のファンモータに適用可能である。また、ファンモータを設置する姿勢は、前記実施例の姿勢に限定されず、種々の姿勢に設置可能である。   In the first and second embodiments, the fan motors 10 and 10A applied to the water heater 1 have been described as examples. However, the fan motor according to the present invention is a variety of fans provided in various devices and apparatuses other than the water heater. Applicable to motors. Moreover, the attitude | position which installs a fan motor is not limited to the attitude | position of the said Example, It can install in a various attitude | position.

本発明の実施例1に係る給湯装置の要部の正面図である。It is a front view of the principal part of the hot-water supply apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 給湯装置に組み込んだファンモータの正面図である。It is a front view of the fan motor incorporated in the hot water supply apparatus. 図2のIII −III 線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. 回転軸の一部と支持軸の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of a part of rotating shaft and a support shaft. 実施例2のファンモータの図3相当図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 3 of the fan motor according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 給湯装置
10,10A ファンモータ
11 ケーシング
12 吸込口
13 吐出口
14 羽根車
14a ブレード
21 ベース板
23 ステータ
24 コイル
26 支持軸
30 アウターロータカップ
30a 周壁部
30b 平坦壁
30E 先端部
32 回転軸
33 ロータマグネット
1 Water heater
10, 10A Fan motor 11 Casing 12 Suction port 13 Discharge port 14 Impeller 14a Blade 21 Base plate 23 Stator 24 Coil 26 Support shaft 30 Outer rotor cup 30a Peripheral wall portion 30b Flat wall 30E Tip portion 32 Rotating shaft 33 Rotor magnet

Claims (5)

吸入口と吐出口を有するケーシングと、このケーシング内に収容され複数のブレードを有する羽根車と、大部分が羽根車の内部に配設されたアウタロータ型モータとを有するファンモータにおいて、
前記アウタロータ型モータは、羽根車に一体的に固定されたアウタロータカップと、このアウタロータカップの軸心部に固定された回転軸と、このアウタロータカップの周壁部の内面に固定された円環状のロータマグネットと、複数組のコイルを有するステータとを有し、
前記アウタロータカップの少なくとも周壁部の外面が、羽根車の軸心上の点を中心とし且つケーシングの吸入口側へ移行するほど小径化する部分球面に形成され、
前記部分球面の中心において前記回転軸の先端部を点接触で支持する支持軸が前記回転軸と同心状に設けられ、
この支持軸の基端部が固定されると共に且つ前記ステータを支持するベース板がケーシングに固定的に設けられたことを特徴とするファンモータ。
In a fan motor having a casing having a suction port and a discharge port, an impeller housed in the casing and having a plurality of blades, and an outer rotor type motor that is mostly disposed inside the impeller.
The outer rotor type motor includes an outer rotor cup that is integrally fixed to an impeller, a rotary shaft that is fixed to an axial center portion of the outer rotor cup, and an annular rotor that is fixed to an inner surface of a peripheral wall portion of the outer rotor cup. Having a magnet and a stator having a plurality of sets of coils;
The outer surface of at least the peripheral wall portion of the outer rotor cup is formed in a partial spherical surface whose diameter is reduced as it moves to the suction port side of the casing with the point on the axial center of the impeller as the center,
A support shaft that supports the tip of the rotating shaft by point contact at the center of the partial spherical surface is provided concentrically with the rotating shaft,
A fan motor characterized in that a base end portion of the support shaft is fixed and a base plate for supporting the stator is fixedly provided on the casing.
前記ロータマグネットの外面が前記アウタロータカップの周壁部の内面に密着する部分球面に形成されたことを特徴とする請求項1に記載のファンモータ。   2. The fan motor according to claim 1, wherein an outer surface of the rotor magnet is formed on a partial spherical surface that is in close contact with an inner surface of a peripheral wall portion of the outer rotor cup. 前記アウタロータカップのうちのケーシングの吸入口側の先端部は平坦壁に形成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載のファンモータ。   The fan motor according to claim 1 or 2, wherein a tip of the outer rotor cup on a suction port side of the casing is formed on a flat wall. 前記アウタロータカップのうちのケーシングの吸入口側の先端部は、前記周壁部に連続的に連なる部分球面壁に形成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載のファンモータ。   3. The fan motor according to claim 1, wherein a tip portion of the outer rotor cup on a suction port side of the casing is formed on a partial spherical wall continuously connected to the peripheral wall portion. 前記請求項1〜4の何れかに記載のファンモータを備えたことを特徴とする熱源機。   A heat source machine comprising the fan motor according to any one of claims 1 to 4.
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