JP2009213225A - モータおよび送風ファン - Google Patents

Abstract

【課題】モータ及び送風ファンの振動低減および回路基板の軸方向位置精度向上化を行う。
【解決手段】
溝８０１には、螺旋状のコイルバネ７が載置されている。コイルバネ７は軸受保持部１０の外側面に沿って中心軸Ｊ１方向上方側に向かって延びており、コイルバネ７の上端部は、下インシュレータ４２ａのコイルバネ支持部４２２と接触している。コイルバネ支持部４２２と溝８０１の内側の底面との間隔は、コイルバネ７の自然長よりも短い。電機子５００は、コイルバネ７によって中心軸Ｊ１方向上方に向けて押圧されている。ここで、位置決め部４２１ａが中心軸Ｊ１方向上方に向けて凸部３ａを押圧している。以上の構成により、電機子５００は、軸受保持部１０に対して支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ及び送風ファンの振動低減および回路基板の軸方向位置精度向上化に関するものである。

家電製品や各種ＯＡ・ＩＴ機器等の電子機器には、当該電子機器内部に配置される発熱電子部品の冷却用として、送風ファンを電子機器筐体内に搭載するのが一般的である。これら電子機器では近年発熱量の増大や製品コスト低減のために送風ファンの大風量化の要求が高まっている。しかしながら、送風ファンの風量が増加すると、送風ファン自体の電磁加振力や羽根回転による騒音が大きくなる傾向にある。送風ファンにおいて発生した電磁加振力は、電子機器の筐体に伝達され、筐体の固有振動数と電磁加振力による送風ファンの振動とが共振する可能性がある。
さらに、快適環境の追求により騒音低減の要求が大きくなってきており、それに対する技術も開発されている。
送風ファンを組み込んだ電子機器の振動・騒音低減技術が開示された特許文献としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
特開平１０−１５９７９２号公報では、モータシャフトとファンボスとの間に防振ゴムを設けることで振動の低減を図っている。特開２００３−２６９３８１号公報では、モータシャフトに挿入される内輪部材とファンボスに嵌合される外輪部材との間に防振ゴムを設けることで振動低減を図っている。
特開２００３−２８６９９７号では、ファン軸とファン本体の間に防振ゴムを設けることで振動低減を図っている。特開平７−２１３００５号公報では、減衰部材を使用して、ファンモータの振動低減を図っている。
特開平１０−１５９７９２号公報 特開２００３−２６９３８１号公報 特開２００３−２８６９９７号公報 特開平０７−２１３００５号公報

上述の特許文献１〜４においては、いずれも振動低減を実現するために、防振ゴム等の振動減衰部材を取り付けているが、振動源であるステータコアと防振ゴムが直接接触しているため、振動の伝達率を極端に低減することは困難である。
本発明の目的は、送風ファン単体および各電子機器に送風ファンを組み込んだ状態おいても、モータ等の振動によって発生する固体伝播音を低減できる低騒音の送風ファンを提供することにある。また、本発明のその他の目的としては、回路基板とロータマグネットとの中心軸方向の間隔のバラツキを低減することにある。

本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものである。すなわち本発明の請求項１に記載のモータは、シャフトとロータマグネットを有し中心軸を中心として回転するロータ部と、前記ロータマグネットと対向して配置され前記ロータマグネットとの間でトルクを発生する電機子と、前記電機子に対して前記中心軸下方に固定され、前記ロータ部の回転を制御する制御回路を有する回路基板と、外側面に前記電機子が支持され、内側面に軸受部材を介して前記シャフトが回転可能に支持される軸受保持部を有するベース部と、を備えており、前記電機子が前記中心軸方向において前記軸受保持部に対して弾性部材によって押圧されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載のモータは、請求項１に記載のモータであって、前記弾性部材は、前記軸受保持部の外側面の周りに配置される螺旋状のコイルバネであることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載のモータは、請求項１または２に記載のモータであって、前記電機子は、磁性体で形成されたステータコアと、該ステータコアを覆うインシュレータと、前記ステータコアに対して前記インシュレータを介して巻かれているコイルと、を備えており、前記インシュレータが前記軸受保持部に対して前記弾性部材によって押圧されていることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載のモータは、請求項３に記載のモータであって、前記ステータコアと前記軸受保持部とは径方向において間隔を有していることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載のモータは、請求項３または４に記載のモータであって、前記インシュレータが前記弾性部材を支持する支持部を有していることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載のモータは、請求項５に記載のモータであって、前記インシュレータは、前記ステータコアの前記中心軸方向上側を覆う上インシュレータと、前記ステータコアの前記中心軸方向下側を覆う下インシュレータと、で構成されており、前記下インシュレータが前記支持部を有していることを特徴とする。

本発明の請求項７に記載のモータは、請求項６に記載のモータであって、前記軸受保持部の外側面には少なくとも１つの凸部が形成されており、前記電機子が前記凸部に対して前記弾性部材によって押圧されていることを特徴とする。
本発明の請求項８に記載のモータは、請求項７に記載のモータであって、前記下インシュレータが、前記中心軸方向において前記凸部を押圧し、前記軸受保持部に対して前記中心軸方向の位置決めを行う位置決め部を有していることを特徴とする。
本発明の請求項９に記載のモータは、請求項８に記載のモータであって、前記位置決め部は、前記凸部と接触することで前記軸受保持部に対して前記中心軸を中心とする周方向の位置決めを行う周方向移動規制部を有していることを特徴とする。

本発明の請求項１０に記載のモータは、請求項９に記載のモータであって、前記電機子を前記中心軸方向下方側に押した際に前記位置決め部および前記周方向移動規制部は、前記凸部から離れることで前記周方向および前記中心軸方向の位置決めが解除され、更に前記電機子を前記軸受保持部に対して相対回転させることで、前記電機子が前記軸受保持部から離脱可能となることを特徴とする。

本発明の請求項１１に記載のモータは、請求項６に記載のモータであって、前記軸受保持部の外側面には少なくとも１つの凹部が形成されており、前記電機子が前記凹部に対して前記弾性部材によって押圧されていることを特徴とする。
本発明の請求項１２に記載のモータは、請求項１１に記載のモータであって、前記下インシュレータが、前記中心軸方向において前記凹部の前記中心軸方向に面する上面を押圧し、前記軸受保持部に対する前記電機子の前記中心軸方向の位置決めを行う位置決め部を有していることを特徴とする。

本発明の請求項１３に記載のモータは、請求項１２に記載のモータであって、前記位置決め部は、前記凹部の前記中心軸を中心とする周方向側に面する面と接触することで前記軸受保持部に対する前記電機子の前記周方向の位置決めを行う周方向移動規制部を有していることを特徴とする。

本発明の請求項１４に記載のモータは、請求項１３に記載のモータであって、前記電機子を前記中心軸方向下方側に押した際に前記周方向および前記中心軸方向の位置決めが解除され、更に前記電機子を前記軸受保持部に対して相対回転させることで、前記電機子が前記軸受保持部から離脱可能となることを特徴とする。
本発明の請求項１５に記載のモータは、請求項１から１４のいずれかに記載のモータが搭載される送風ファンであって、前記ロータの外側面に回転することでエアの流れが発生するインペラが取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、送風ファン単体および各電子機器に送風ファンを組み込んだ状態おいても、モータ等の振動によって発生する固体伝播音を低減できる低騒音の送風ファンを提供することが可能である。また、本発明によれば、回路基板とロータマグネットとの中心軸方向の間隔のバラツキを低減することも可能である。

以下、本発明の実施形態の送風ファンについて、図１から図９を参照して説明する。尚、本発明の実施形態では便宜上各図面の上下方向を「上下方向」とするが、実際の取り付け状態における方向および重力方向を限定するものではない。また、以下の説明において、「軸方向」とは回転軸に平行な方向であり、「径方向」とは回転軸に垂直な方向である。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る軸流ファンＡの構成を示す図であり、中心軸Ｊ１を含む平面で切断した縦断面図である。図２は、図１の縦断面図における電機子支持部の詳細を示した拡大縦断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る軸受保持部を含むハウジングを示す部品斜視図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る下インシュレータを示す部品斜視図である。

本発明の一例である第１の実施形態に係る軸流ファンに関して説明する。ここでは、モータおよび送風ファンの一例として、軸流ファンを用いて説明する。図１に示されているように、軸流ファンＡは、回転することにより空気流を発生するインペラ１００と、インペラ１００に接続されてインペラ１００を中心軸Ｊ１を回転中心として回転するモータ部を備え、モータ部は、ベース部８０に固定される。
軸流ファンＡは、ハウジング８を有している。ハウジング８は、インペラ１００の外方を囲んでいる。ハウジング８は、内周面によってインペラ１００が回転した際に発生するエアの流れの空気流路を形成している。エアが前記空気流路内を流れることによって、エアの流れが持つエネルギが静圧エネルギに変換される。

ベース部８０の外側面から径方向外方に向けて複数の支持リブ８１が延伸している。複数の支持リブ８１は、径方向内端においてベース部８０と接続されている。更に、複数の支持リブ８１は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に並ぶように等配されている。複数の支持リブ８１は径方向外方において、複数の支持リブ８１の径方向外端がハウジング８の内周面に接続される。このことによって、ベース部８０がハウジング８に対して支持される。
ベース部８０の中央にはインペラ１００の回転軸、つまり中心軸Ｊ１とほぼ同軸になるように軸受保持部１０が固定されている。本実施形態における軸受保持部１０の具体的な形状は、中心軸Ｊ１を中心とする貫通孔を有する略円筒形状である。軸受保持部１０の外側面には後述する電機子５００が支持され、軸受保持部１０の内側面には軸受部材（本実施形態においては、1対のボールベアリング１０１，１０２）が支持されている。軸受部材の中央には、中心軸Ｊ１とほぼ同軸となるように後述するシャフト２が挿通されている。
軸流ファンＡは、図１に示されているように、アウターロータ型（モータに構成されるロータマグネット５１が電機子５００よりも径方向外方に位置するタイプ）のモータが採用されている。本実施形態のモータは、回転体であるロータ部５０１と、静止体であるステータ部と軸受部とで構成されている。ロータ部５０１は、ステータ部に対して後述する軸受部によって回転可能に支持される。軸受部の構成に関しては、後述する。

ステータ部は、後述する軸受部が収容される軸受保持部１０の外側面に固定されている。ステータ部は、主に、電機子５００と、回路基板６と、で構成されている。更に、電機子５００は、ステータコア５ａと、上インシュレータ４１ａ、下インシュレータ４２ａ、コイル４３と、で構成されている。
ステータコア５ａは、薄板の磁性体で形成されたステータラミネーションを複数枚積層することで構成されている。特に、電子機器冷却用に使用される本実施形態の軸流ファンＡには、駆動方式として単相バイポーラや二相ユニポーラが採用されている。単相バイポーラや、二相ユニポーラの駆動方式が用いられるステータコアは、４極の磁極を有している。よって、本実施形態におけるステータコア５ａは、円環状のコアバック部と４つの磁極歯とで構成されている。４つの磁極歯はコアバック部の外側面から径方向外方に向けて突出しており、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に配列されている。磁極歯とコアバック部とは単一の材料にて一体部材として形成されている。

ステータコア５ａの外側面と内側面を除いて、その周囲はインシュレータ４１ａ，４２ａによって覆われている。上インシュレータ４１ａはステータコア５ａに対して上側から、下インシュレータ４２ａはステータコア５ａに対して下側からステータコア５ａを覆っている。ステータコア５ａの磁極歯にはインシュレータ４１ａ，４２ａを介して銅線が巻き付けられることでコイル４３が形成されている。
ステータコア５ａの下方には下インシュレータ４２ａと連結して支持される回路基板６が配置されている。回路基板６は、プリント基板と、回路部品とで構成されている。プリント基板上には、回路部品を実装することで制御回路が構成されるように銅箔で形成された導通パターンがプリントされている。プリント基板上は、回路部品が実装されている。また、制御回路とコイル４３を構成する銅線の端部が電気的に接続されている。

ロータ部５０１は、インペラ１００と、ロータヨーク５２と、ロータマグネット５１と、シャフト２と、で構成されている。インペラ１００は、ハブ９と、複数の翼９０と、で構成されている。本実施形態おいて、好ましいハブ９の形状は、中心軸Ｊ１を中心とする少なくとも下方側に開口を有する略円筒形状である。
ハブ９の中央には、中心軸Ｊ１と同軸になるようにシャフト２の上端が固定されている。インペラ１００は、シャフト２を回転軸として中心軸Ｊ１を中心に回転する。ハブ９の円筒部の内側面には、円筒状のロータヨーク５２が固定されている。更に、ロータヨーク５２の内側面には、環状のロータマグネット５１が固定されている。ロータマグネット５１は、複数の磁極が周方向において交互に並ぶように着磁されている。ロータヨーク５２は、磁性体によって形成されている。ロータヨーク５２が構成されていることでロータマグネット５１によって形成される磁界が軸流ファンＡから外部に漏洩するのを防止することができる。ロータマグネット５１は、ステータコア５ａの外周面と径方向において対向するように配置されている。よって、回路基板６に外部電源から電流が供給されることで、ステータコア５ａに磁界が発生し、当該磁界と、ロータマグネット５１において形成されている磁界との相互作用により、中心軸Ｊ１を中心とするトルクが発生する。これに伴い、インペラ１００が中心軸Ｊ１を中心に回転する。

次に、軸受部の構成に関して説明する。上述の通りシャフト２は、上端がハブ９に固定されており、ハブ９から中心軸Ｊ１方向下方に向けて突出している。軸受保持部１０の内側面側には、軸受部としてボールベアリング１０１，１０２が固定されている。シャフト２は、ボールベアリング１０１，１０２に挿通されることによって、軸受保持部１０に対して回転可能に支持される。シャフト２の上端近傍には予圧バネ１１が中心軸Ｊ１方向においてボールベアリング１０１の中心軸Ｊ１方向上側に取り付けられている。シャフト２の下端部近傍にはボールベアリング１０２からシャフト２が抜けないように抜止部材１２が取り付けられている。抜止部材１２は、予圧バネ１１が中心軸Ｊ１方向において変位するように取り付けられているため、予圧バネ１１によってボールベアリング１０１，１０２に対して予圧が与えられる。これにより、ボールベアリング１０１，１０２およびシャフト２が軸受保持部１０に対して所定の位置に保持される。また、ボールベアリングは、予圧を与えることで安定した軸受の回転精度を得ることができる。本実施形態においてはボールベアリングが採用されているが、軸受部はボールベアリングに限定されず、例えば、すべり軸受を採用しても良い。

次に、電機子５００の軸受保持部１０に対する支持構造に関して詳述する。環状の溝８０１は、図２に示されているように、ベース部８０の軸受保持部１０との境界部付近において軸受保持部１０の周囲を囲むように形成されている。溝８０１には、螺旋状（helix）のコイルバネ７が載置されている。コイルバネ７は軸受保持部１０の外側面に沿って中心軸Ｊ１方向上方側に向かって延びており、コイルバネ７の上端部は、下インシュレータ４２ａのコイルバネ支持部４２２と接触している。コイルバネ支持部４２２と溝８０１の内側の底面との間隔は、コイルバネ７の自然長よりも短い。コイルバネ７の自然長は、コイルバネ７に対して圧力が加えられていないときの長さのことである。つまり、コイルバネ７がコイルバネ支持部４２２と溝８０１の内側の底面との間隔に配置されている状態は、コイルバネ７に圧力が加わっている状態である。このことより、電機子５００は、コイルバネ７によって中心軸Ｊ１方向上方側に向けて押圧される。

図３に示されているように、軸受保持部１０の外側面には、径方向外方に向けて少なくとも１つの凸部３ａが突出している。本実施形態において、凸部３ａは軸方向の外側面の４箇所に形成されている。４つの凸部３ａは、軸受保持部１０の外側面に対して周方向に等配されている。また、図４に示されているように、下インシュレータ４２ａは、コイルバネ支持部４２２の径方向内方側に、中心軸Ｊ１方向下方側に向けて突設するフック状の位置決め部４２１ａが少なくとも１つ形成されている。位置決め部４２１ａは、上述の凸部に対応するように、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において４箇所に等配されている。位置決め部４２１ａの形状に関しては後述する。本実施形態においては、凸部３ａは、樹脂製の軸受保持部１０の外側面に射出成形によって一体的に形成されているが、他の変形例として、図９に示されているように、例えばプレス加工にて形成された金属製の軸受保持部１０ｂの外側面に向けて凸部３ｂが突出するようにプレス加工の際に内側から外側に向けて切り起すことで形成されても良い。

上述のとおり、電機子５００は、コイルバネ７によって中心軸Ｊ１方向上方に向けて押圧されている。ここで、位置決め部４２１ａが中心軸Ｊ１方向上方に向けて凸部３ａもしくは凸部３ｂを押圧している。溝８０１とコイルバネ支持部４２２との間隔が略一定に形成されていることで、電機子５００が軸受保持部１０に押圧される強さが略一定に保たれる。
次に、位置決め部４２１ａについて詳述する。位置決め部４２１ａは、図４に示されているように、下インシュレータ４２ａから中心軸Ｊ１方向に突出するベース部４２１０と、ベース部４２１０から中心軸Ｊ１を中心とする周方向に突出する凸部４２１１と、凸部４２１１の周方向先端部から中心軸Ｊ１方向に向けて突出する凸部４２１３と、で構成されている。凸部４２１１の中心軸Ｊ１方向上面は、前記凸部３ａと接触する中心軸Ｊ１方向の位置決め面４２１２となっている。前記ベース部４２１０と位置決め部４２１３との間には、前記凸部３ａが収容されている。ベース部４２１０の周方向における凸部４２１３側の面４２１４と凸部４２１３の周方向におけるベース部４２１０側の面４２１４は、凸部３ａの周方向の移動規制を行っている。つまり、２つの面４２１４は、周方向移動規制部を構成している。ただし、部品製造において、寸法誤差が生じることを考慮して、ベース部４２１０の周方向における凸部４２１３側の面４２１４と凸部４２１３の周方向におけるベース部４２１０側の面４２１４との間隙は、凸部３ａの周方向の幅よりも大きく形成されている。ベース部４２１０の周方向における凸部４２１３側の面４２１４と凸部４２１３の周方向におけるベース部４２１０側の面４２１４との間隙が、凸部３ａの周方向の幅よりも小さい場合には、凸部３ａが位置決め面４２１２と中心軸Ｊ１方向に接触し難くなるため、中心軸Ｊ１方向の位置決め精度の信頼性が低減してしまう虞がある。

以上の構成により、ロータ部５０１が回転した際に発生する電機子５００の振動がコイルバネ７に吸収され、軸受保持部１０への振動の伝達を低減し、軸流ファンＡとしての振動低減を達成することが可能である。また、回路基板６は、上述の通り下インシュレータ４２ａに連結されている。回路基板６には、磁気センサ（本実施形態においてはホール素子）が実装されている。磁気センサはロータ部５０１に配されているロータマグネット５１の磁束の変化を感知する役割を担っており、ロータマグネット５１との中心軸Ｊ１方向の距離を一定に保つ必要がある。本実施形態によれば、軸受保持部１０に対して下インシュレータ４２ａに形成された位置決め部４２１ａによって下インシュレータ４２ａの位置決めが行われている。このため、軸受保持部１０に対する回路基板６の中心軸Ｊ１方向の位置、つまり磁気センサの位置を一定にすることができる。その他の方法としては、軸受保持部１０に対してステータコア５ａや上インシュレータ４１ａにて位置決めを行うことも可能であるが、回路基板６の位置決めを行う上では、それぞれの部品公差を考慮すると回路基板６を直接支持する下インシュレータ４２ａで位置決めをするのが最も好ましい。

次に、軸受保持部１０から電機子５００を取り外す工程について説明する。図５〜図８は、軸受保持部１０から電機子５００が取り外される過程を示す、詳細図である。図５は、軸受保持部１０に対して電機子５００が位置決めされている状態を示している。電機子５００は、コイルバネ７によって位置決め面４２１２が凸部３ａに押圧されることで支持されている。よって、軸流ファンＡは、電機子５００に対して所定以上の外力が加わらない限り軸受保持部１０から電機子５００が移動し難い構成となっている。
電機子５００に外力を加えて、軸受保持部１０に対して中心軸Ｊ１方向下方に向けて電機子５００を相対的に移動させた場合、図６に示されているように、凸部３ａが位置決め面４２１２から離れる。これにより、軸受保持部１０に対する電機子５００の中心軸Ｊ１方向および周方向の移動規制は解除される。よって、電機子５００は、軸受保持部１０に対して図６に示されているように、面４２１４と凸部３ａとが中心軸Ｊ１方向において重なっていないため、電機子５００は、軸受保持部１０に対して周方向において一方側に向けて相対回転させることが可能になる。

図７は、図６の状態から電機子５００を軸受保持部１０に対して周方向に相対回転させた状態を示す詳細図である。図８は、図７の状態から電機子５００を軸受保持部１０に対して中心軸Ｊ１方向に相対移動させた状態を示す詳細図である。電機子５００を軸受保持部１０に対して周方向に回転させることで、図７に示されているように、電機子５００は軸受保持部１０に対して中心軸Ｊ１方向において移動が自由にできる状態になる。更に、電機子５００を軸受保持部１０に対して中心軸Ｊ１方向に移動させることで、図８に示されているように、電機子５００が軸受保持部１０から分離可能となる。

以上のことより、軸流ファンＡは、接着剤を使用せずに電機子５００が軸受保持部１０に対して支持されている。よって、軸流ファンＡは他の軸流ファンよりも、電機子５００を軸受保持部１０から容易に分離することができる。また、電機子５００を軸受保持部１０から分離する方法について説明したが、電機子５００を上述とは逆の作業を行うことで取り付けることが可能である。よって、軸流ファンＡは、他の軸流ファンよりも、電機子５００を軸受保持部１０から容易に取り付けることも可能である。
本実施形態に関しては、軸流ファンについて説明したが、本発明は、軸流ファンだけでなく遠心ファンにも適用可能である。また、本発明は、送風ファンに限らず、送風ファン以外のブラシレスモータにも適用可能である。

本発明の一例である第２の実施形態に係る軸流ファンに関して説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る軸流ファンＢの構成を示す図であり、中心軸Ｊ１を含む平面で切断した電機子支持部の詳細を示した拡大縦断面図である。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る軸受保持部を含むハウジングを示す部品斜視図である。図１２〜図１５は、軸受保持部１０ｃから電機子５００ａが取り外される過程を示す、詳細図である。
図１０に示されているように、軸流ファンＢでは、図２に示されている軸流ファンＡの電機子５００と軸受保持部１０の支持構造のみが異なっている。その他の構成は、図２に示されている軸流ファンＡと同様であり、以下の説明において同符号を付す。よって、共通する構成の説明に関しては、省略する。

電機子５００ｃの軸受保持部１０ｃに対する支持構造に関して記述する。ベース部８０の軸受保持部１０ｃとの境界部付近において軸受保持部１０ｃの周囲を囲むように環状の溝８０１が形成されている。溝８０１には、螺旋状のコイルバネ７が載置されている。コイルバネ７は軸受保持部１０ｃの外側面に沿って中心軸Ｊ１方向上方側に向かって延びており、コイルバネ７の上端部は下インシュレータ４２ｃのコイルバネ支持部４２２ｃと接触している。コイルバネ支持部４２２ｃと溝８０１の内側の底面との間隔は、コイルバネ７の自然長よりも短い。コイルバネの自然長は、コイルバネ７に対して圧力が加えられていないときの長さのことである。つまり、コイルバネ７がコイルバネ支持部４２２ｃと溝８０１の内側の底面との間隔に配置されている状態は、コイルバネ７に圧力が加わっている状態である。このことより、電機子５００ｃは、コイルバネ７によって中心軸Ｊ１方向上方側に向けて押圧される。

下インシュレータ４２ｃは、図１０に示されているようにコイルバネ支持部４２２ｃの径方向内方側に、中心軸Ｊ１方向下方側に向けて突設するフック状の凸部４２１ｃを有している。凸部４２１ｃは、中心軸Ｊ１方向の下端において径方向内方に向けて突設される凸部４２１１ｃを有している。凸部４２１ｃは、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において４箇所に等配されている。
図１１に示されているように、軸受保持部１０ｃの外側面には、中心軸Ｊ１方向に延びる少なくとも１つの溝３ｃが形成されている。本実施形態において、溝３ｃは軸方向の外側面の４箇所に形成されている。４つの溝３ｃは、軸受保持部１０ｃの外側面に対して周方向に等配されている。尚、４つの溝３ｃは、凸部４２１ｃに対応する位置に形成されている。本実施形態においては、溝３ｃは、樹脂製の軸受保持部１０ｃの外側面に射出成形によって一体的に形成されている。

溝３ｃの中心軸Ｊ１方向上方に位置する凸部通過溝３１ｃは、周方向の幅が前記凸部４２１１ｃが通過できるような幅に形成されている。つまり、凸部通過溝３１ｃの周方向の幅は、凸部４２１１ｃの幅よりも大きく形成されている。更に、溝３ｃの下方においては、周方向の幅が凸部４２１１ｃの幅が少なくとも２倍以上になっている。溝３ｃの下方においては、図１１における溝３ｃの右端に沿って中心軸Ｊ１方向上端に位置決め部（本実施形態においては位置決め面３２ｃ、以降、位置決め面３２ｃとする。）が形成されている。位置決め面３２ｃの周方向両側には、前記凸部４２１１ｃの周方向の幅と同じかそれよりも大きい間隔が形成されている。前記間隔は、前記位置決め面３２ｃの周方向両側に形成される２つの面３３ｃによって形成される。
上述のとおり、電機子５００ｃは、コイルバネ７によって中心軸Ｊ１方向上方に向けて押圧されている。ここで、凸部４２１１ｃが中心軸Ｊ１方向上方に向けて位置決め面３２ｃを押圧している。このことにより、溝８０１とコイルバネ支持部４２２ｃとの間に一定の間隔が形成されている。つまり、コイルバネ７は一定の応力で中心軸Ｊ１方向上方に向けて電機子５００ｃを押圧し、更に凸部４２１１ｃが中心軸方向Ｊ１方向上方に向けて位置決め面３２ｃを押圧している。

以上の構成により、ロータ部が回転した発生する電機子５００ｃの振動がコイルバネ７に吸収され、軸受保持部１０ｃへの伝達を低減し、軸流ファンＢとしての振動低減を達成することが可能である。また、回路基板６は、上述の通り下インシュレータ４２ｃに連結されている。回路基板６には、磁気センサ（本実施形態においてはホール素子）が実装されている。磁気センサはロータ部に配されているロータマグネット５１の磁束の変化を感知する役割を担っており、ロータマグネット５１との中心軸Ｊ１方向の距離を一定に保つ必要がある。本実施形態によれば、軸受保持部１０ｃに対して下インシュレータ４２ｃに形成された凸部４２１ｃによって下インシュレータ４２ｃの位置決めが行われている。このため、軸受保持部１０ｃに対する回路基板６の中心軸Ｊ１方向の位置、つまり磁気センサの位置を一定にすることができる。その他の方法としては、軸受保持部１０ｃに対してステータコア５ａや上インシュレータ４１ａにて位置決めを行うことも可能であるが、回路基板６の位置決めを行う上では、それぞれの部品公差を考慮すると回路基板６を直接支持する下インシュレータ４２ｃで位置決めをするのが最も好ましい。

次に、軸受保持部１０ｃから電機子５００ｃを取り外す工程について説明する。図１２〜図１５は、軸受保持部１０ｃから電機子５００ｃが取り外される過程を示す、詳細図である。図１２は、軸受保持部１０ｃに対して電機子５００ｃが位置決めされている状態を示している。電機子５００ｃは、コイルバネ７によって位置決め面３２ｃが凸部４２１１ｃに押圧されることで支持されている。また、凸部４２１１ｃは、周方向において、両側から面３３ｃに挟まれているため、電機子５００ｃは軸受保持部１０ｃに対して周方向の移動が規制されている。よって、軸流ファンＢは、電機子５００ｃに対して所定以上の外力が加わらない限り軸受保持部１０ｃから電機子５００ｃが移動し難い構成となっている。
電機子５００ｃに外力を加えて、軸受保持部１０ｃに対して中心軸Ｊ１方向下方に向けて電機子５００ｃを相対的に移動させた場合、図１３に示されているように、凸部４２１１ｃが位置決め面３２ｃから離れる。これにより、軸受保持部１０ｃに対する電機子５００ｃの中心軸Ｊ１方向および周方向の移動規制は解除される。よって、電機子５００ｃは、軸受保持部１０ｃに対して図１３に示されているように、面３３ｃと凸部４２１１ｃとが周方向において重なっていないため、電機子５００ｃは、軸受保持部１０ｃに対して周方向において一方側に向けて相対回転させることが可能になる。

図１４は、図１３の状態から電機子５００ｃを軸受保持部１０ｃに対して周方向に相対回転させた状態を示す詳細図である。図１５は、図１４の状態から電機子５００ｃを軸受保持部１０ｃに対して中心軸Ｊ１方向に相対移動させた状態を示す詳細図である。電機子５００ｃを軸受保持部１０ｃに対して周方向に回転させることで、図１４に示されているように、電機子５００ｃは軸受保持部１０ｃに対して中心軸Ｊ１方向において移動が自由にできる状態になる。更に、電機子５００ｃを軸受保持部１０ｃに対して中心軸Ｊ１方向に移動させることで、図１５に示されているように、凸部４２１１ｃが溝３１ｃを通過することで電機子５００ｃが軸受保持部１０ｃから分離可能となる。
以上のことより、軸流ファンBは、接着剤等を使用せずに電機子５００ｃが軸受保持部１０ｃに対して支持されている。また、本発明においてはカシメ等のその他の接合技術を採用することなく電機子５００を軸受保持部１０ｃに支持することが可能である。よって、軸流ファンＢは他の軸流ファンよりも、電機子５００ｃを軸受保持部１０ｃから容易に分離することができる。また、電機子５００ｃを軸受保持部１０ｃから分離する方法について説明したが、電機子５００ｃを上述とは逆の作業を行うことで取り付けることが可能である。よって、軸流ファンＢは、他の軸流ファンよりも、電機子５００ｃを軸受保持部１０ｃから容易に取り付けることも可能である。

本実施形態に関しては、軸流ファンについて説明したが、本発明は、軸流ファンだけでなく遠心ファンにも適用可能である。また、本発明は、送風ファンに限らず、送風ファン以外のブラシレスモータにも適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る軸流ファンＡの構成を示す縦断面図である。 図１の縦断面図における電機子支持部の詳細を示した拡大縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る軸受保持部を含むハウジングを示す部品斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る下インシュレータを示す部品斜視図である。 軸受保持部１０から電機子５００が取り外される過程の一部を示す、詳細図である。 軸受保持部１０から電機子５００が取り外される過程の一部を示す、詳細図である。 軸受保持部１０から電機子５００が取り外される過程の一部を示す、詳細図である。 軸受保持部１０から電機子５００が取り外される過程の一部を示す、詳細図である。 本発明の第１の実施形態に係る他の変形例の電機子支持部の詳細を示した拡大縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る軸流ファンＢの電機子支持部の詳細を示した拡大縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る軸受保持部を含むハウジングを示す部品斜視図である。 軸受保持部１０ｃから電機子５００ａが取り外される過程の一部を示す、詳細図である。 軸受保持部１０ｃから電機子５００ａが取り外される過程の一部を示す、詳細図である。 軸受保持部１０ｃから電機子５００ａが取り外される過程の一部を示す、詳細図である。 軸受保持部１０ｃから電機子５００ａが取り外される過程の一部を示す、詳細図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ 送風ファン(軸流ファン)

２ シャフト
３ａ，３ｂ 凸部
３ｃ 溝（凹部）
５ａ ステータコア
６ 回路基板
７ コイルバネ
９ ハブ
１０、１０ｂ、１０ｃ 軸受保持部
１１ 予圧バネ
１２ 抜止部材
３２ｃ 位置決め面
３３ｃ 面（周方向移動規制部）
４１ａ 上インシュレータ（インシュレータ）
４２ａ、４２ｃ 下インシュレータ（インシュレータ）
４３ コイル
５１ ロータマグネット
８０ ベース部
１００ インペラ
１０１、１０２ 軸受部材（ボールベアリング）
４２１ａ 位置決め部
４２１ｃ、４２１１ｃ 凸部
４２２、４２２ｃ コイルバネ支持部
５００、５００ａ、５００ｃ 電機子
５０１ ロータ部
４２１０ ベース部
４２１１、４２１３ 凸部
４２１２ 位置決め面
４２１４ 面（周方向移動規制部）
Ｊ１ 中心軸

Claims (15)

1. モータであって、
   シャフトとロータマグネットを有し中心軸を中心として回転するロータ部と、
   前記ロータマグネットと対向して配置され前記ロータマグネットとの間でトルクを発生する電機子と、
   前記電機子に対して前記中心軸下方に固定され、前記ロータ部の回転を制御する制御回路を有する回路基板と、
   外側面に前記電機子が支持され、内側面に軸受部材を介して前記シャフトが回転可能に支持される軸受保持部を有するベース部と、
   を備えており、
   前記電機子が前記中心軸方向において前記軸受保持部に対して弾性部材によって押圧されていることを特徴とするモータ。
2. 前記弾性部材は、前記軸受保持部の外側面の周りに配置される螺旋状のコイルバネであることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記電機子は、
   磁性体で形成されたステータコアと、
   該ステータコアを覆うインシュレータと、
   前記ステータコアに対して前記インシュレータを介して巻かれているコイルと、
   を備えており、
   前記インシュレータが前記軸受保持部に対して前記弾性部材によって押圧されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
4. 前記ステータコアと前記軸受保持部とは径方向において間隔を有していることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
5. 前記インシュレータが前記弾性部材を支持する支持部を有していることを特徴とする請求項３または４に記載のモータ。
6. 前記インシュレータは、
   前記ステータコアの前記中心軸方向上側を覆う上インシュレータと、
   前記ステータコアの前記中心軸方向下側を覆う下インシュレータと、
   で構成されており、
   前記下インシュレータが前記支持部を有していることを特徴とする請求項５に記載のモータ。
7. 前記軸受保持部の外側面には少なくとも１つの凸部が形成されており、前記電機子が前記凸部に対して前記弾性部材によって押圧されていることを特徴とする請求項６に記載のモータ。
8. 前記下インシュレータが、前記中心軸方向において前記凸部を押圧し、前記軸受保持部に対して前記中心軸方向の位置決めを行う位置決め部を有していることを特徴とする請求項７に記載のモータ。
9. 前記位置決め部は、前記凸部と接触することで前記軸受保持部に対して前記中心軸を中心とする周方向の位置決めを行う周方向移動規制部を有していることを特徴とする請求項８に記載のモータ。
10. 前記電機子を前記中心軸方向下方側に押した際に前記位置決め部および前記周方向移動規制部は、前記凸部から離れることで前記周方向および前記中心軸方向の位置決めが解除され、更に前記電機子を前記軸受保持部に対して相対回転させることで、前記電機子が前記軸受保持部から離脱可能となることを特徴とする請求項９に記載のモータ。
11. 前記軸受保持部の外側面には少なくとも１つの凹部が形成されており、前記電機子が前記凹部に対して前記弾性部材によって押圧されていることを特徴とする請求項６に記載のモータ。
12. 前記下インシュレータが、前記中心軸方向において前記凹部の前記中心軸方向に面する上面を押圧し、前記軸受保持部に対する前記電機子の前記中心軸方向の位置決めを行う位置決め部を有していることを特徴とする請求項１１に記載のモータ。
13. 前記位置決め部は、前記凹部の前記中心軸を中心とする周方向側に面する面と接触することで前記軸受保持部に対する前記電機子の前記周方向の位置決めを行う周方向移動規制部を有していることを特徴とする請求項１２に記載のモータ。
14. 前記電機子を前記中心軸方向下方側に押した際に前記周方向および前記中心軸方向の位置決めが解除され、更に前記電機子を前記軸受保持部に対して相対回転させることで、前記電機子が前記軸受保持部から離脱可能となることを特徴とする請求項１３に記載のモータ。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載のモータが搭載される送風ファンであって、
    前記ロータの外側面に回転することでエアの流れが発生するインペラが取り付けられていることを特徴とする送風ファン。

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