JP2010022168A

JP2010022168A - ファンモータ

Info

Publication number: JP2010022168A
Application number: JP2008182290A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Totsu; 勝行戸津; Fumito Komatsu; 文人小松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】長期間連続して駆動されるモータの軸受部のみの交換を時間や労力をかけずに行なうことができしかも芯出しされて組み付けられる防塵性防水性が高いファンモータを提供する。
【解決手段】第１，第２軸受保持部１１，１２は第１、第２のケース３，９の一部を形成し少なくとも一方側が第１，第２軸受部１３，１４を保持したまま着脱可能に組み付けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばショーケース内に組み込まれるファンを駆動するファンモータに関するものである。

例えば、冷凍機のショーケースに組み込まれるファンやビルの空調用ファンを回転駆動するモータとして、例えばブラシレスモータが用いられ、２４時間，３６５日休むことなく回転駆動される。図６及び図７のアウターロータ型のファンモータを参照して説明する。図７において、ステータ５１はステータコア５２が第１のケース５３にねじ止め（ねじは図示せず）固定されている。また、ステータコア５２の周囲にはロータマグネット５４がステータ磁極に対向して設けられている（モータコイルは図示せず）。

ロータ５５は、カップ状のロータヨーク５６の内周面にリング状のロータマグネット５４が接着固定されている。ロータヨーク５６の中心部は軸方向に突出した円筒部５６ａが形成されている。この円筒部５６ａの中心孔にモータ軸５７を挿入して一体に組み付けられている。ロータ５５は第２のケース５８によって覆われている。

ステータ５１及びロータ５５は、第１のケース５３の外周面と第２のケース５８の内周面とを嵌め合わせて接着等により閉止されてなるモータケース６１内に収容されている。
第１，第２のケース５３，５８の中心部には軸方向に突設された第１，第２軸受保持部５３ａ，５８ａが各々形成されている。第１，第２軸受保持部５３ａ，５８ａには第１，第２軸受部（ベアリング）５９，６０が各々保持されている。モータ軸５７は、第１，第２軸受保持部５３ａ，５８ａに保持された第１，第２軸受部（ボールベアリング）５９，６０によって回転可能に軸支されている。

図６の第１のモータケース５３より突設されたモータ軸５７には、図示しないファンが取り付けられる。また、ロータ位置センサに給電したり出力信号を送信したりするケーブル６２が、ケーブルブッシュ６３の配線孔６３ａを介してモータケース６１外に引き出される。

このように、長時間連続使用されるファンモータにおいては、塵埃等の異物がケース内に吸い込まれて第１，第２軸受部５９，６０に侵入し易い。ショーケースの耐用年数は少なくとも１０年であるのに対して、第１，第２軸受部５９，６０の耐用年数は、ボールベアリングの場合２万時間から３万時間と言われていることから約３年となる。ファンモータは第１，第２のモータケース５３，５８が一体に組み付けられるため、第１，第２軸受部５９，６０のみの交換は行ない難く、ファンモータそのものを交換する必要があり、部品寿命が短くメンテナンスコストが高くなるという不具合が生ずる。

そこで、例えばポンプ装置に用いられるブラシレスモータにおいて、軸受部を規制する軸受けカバーとエンドブラケットを貫通してねじ止めするスタッドねじやナット、エンドブラケットと胴部を止めるボルトを取り外して、冶具を用いてエンドブラケットを胴部から取り外し、モータシャフトに圧入された軸受部を冶具によって抜き出すようにしたブラシレスモータも提案されている（特許文献１）。これによりモータケース内からロータを引き抜くことなしに軸受部を交換できるようになっている。
特開２００２−４４９２６号公報

上述した特許文献１においては、軸受部がモータケースを構成するエンドブラケットを取り外して交換できるとしても、軸受けカバーとエンドブラケットを貫通してねじ止めするスタッドねじやナットやエンドブラケットと胴部を止めるボルトなど多数の締結部を取り外す必要があり、作業に手間取るうえに、大型であるため冶具を用いて取り外す必要があり交換作業に労力を要する。また、エンドブラケットを外しても軸受部はモータシャフトに圧入されたままであるため、更に冶具を用いて軸受部を外す必要があるため、作業工数を要する。
とりわけ、ファンモータにおいては、厳しい使用環境下においても塵埃や水滴などの侵入を防いで連続使用に耐え得るシール構造であることが求められる。また、軸受部を交換する際に芯出しが行なわれて組み付けられるのが望ましい。

本発明の目的は、長期間連続して駆動されるモータの軸受部のみの交換を時間や労力をかけずに行なうことができしかも芯出しされて組み付けられる防塵性防水性が高いファンモータを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
ステータコアを有するステータとステータ磁極に対向配置されたマグネットを有しモータ軸と一体に組み付けられたロータとが第１，第２のケースを組み合わせてなるモータケース内に収容され、当該第１，第２のケースの中心部に各々設けられた軸受保持部に保持された軸受部を介して前記モータ軸が回転可能に軸支されたファンモータであって、前記軸受保持部は第１、第２のケースの一部を形成し少なくとも一方側が軸受部を保持したまま着脱可能に組み付けられていることを特徴とする。

また、前記軸受保持部は、第１，第２のケースの軸方向中心部に設けられた中心孔の周縁部に重ね合わせるフランジ部、該フランジ部から中心孔内に軸線方向に第１，第２のケース内に嵌入した嵌入部、該嵌入部より軸線方向外側に向かって突設された軸受部を保持する保持部がモータ軸と同軸状に形成されていることを特徴とする。

また、前記フランジ部と保持部との間に形成される嵌入部の外側に形成される周溝の弾性によって軸受部の芯出しが行われることを特徴とする。

上述したファンモータを用いれば、第１，第２のケースの中心部に各々設けられた軸受保持部に保持された軸受部を介してモータ軸が回転可能に軸支されており、軸受保持部は第１、第２のケースの一部を形成し少なくとも一方側が軸受部を保持したまま着脱可能に組み付けられているので、軸受部の耐用年数が経過するとき該当する軸受保持部を取り外して新たな軸受部と交換するか、軸受保持部ごと交換するだけでモータを継続使用することができる。よって、長期間連続して駆動されるモータの軸受部を交換する際にモータケースを開放することなく、メンテナンス作業を手間や労力をかけずに行なうことができる。

軸受保持部は、第１，第２のケースの軸方向中心部に設けられた中心孔の周縁部に重ね合わせるフランジ部、該フランジ部から中心孔内に軸線方向にケース体内に嵌入した嵌入部、該嵌入部より軸線方向外側に向かって突設された軸受部を保持する保持部がモータ軸と同軸状に形成されていると、フランジ部とケースが重なり合う重なり面、中心孔内壁と嵌入部外壁面とが嵌合する嵌合面が互いに交差して組み付けられるため、シール性が高く水滴や塵埃が軸受部まで侵入し難い。したがって、厳しい使用環境下においても連続使用に耐え得るファンモータを提供することができる。

また、フランジ部と保持部との間に形成される嵌入部の外側に形成される周溝の弾性によって軸受部の芯出しが行われるので、軸受部を交換する際の組み付け性が良い。

以下、本発明に係るファンモータの最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施の形態は、一例として冷凍機や空調機などの送風用に用いられるファンモータを例示して説明する。

以下、図１乃至図５を参照してアウターロータ型のファンモータについて説明する。
図３において、ステータ１は、図４に示す４極のステータコア２を備えている。ステータコア２は第１のケース３に儲けられたボス３ａの雌ねじ孔３ｂに図示しないねじをステータ磁極２ａに設けられた貫通孔２ｂに嵌め込ませてねじ止めすることで一体に組み付けられる（図５参照）。

図３において、ステータ磁極２ａにはインシュレータ４を介して図示しないモータコイルが巻き付けられている。モータ軸５はステータコア２の中心孔２ｃを貫通して組み付けられる。

ロータ６は、モータ軸５とカップ状のロータヨーク７が一体に組み付けられている。ロータヨーク７の内周面にはマグネット８が固定されており、ステータコア２のステータ磁極２ａに対向配置されている。

ステータ１とロータ６とは第１のケース３と第２のケース９を組み合わせてなるモータケース１０内に収容されている。モータ軸５は第１，第２のケース３，９の中心部に各々設けられた第１，第２軸受保持部１１，１２に保持された第１，第２軸受部（ボールベアリング）１３，１４を介して回転可能に軸支されている。

第１，第２軸受保持部１１，１２は第１、第２のケース３，９の一部を形成し第１，第２軸受部１３，１４を保持したまま着脱可能に組み付けられている。図２において、第１，第２軸受保持部１１，１２は、複数箇所に設けられた貫通孔１１ａ，１２ａにねじ１５，１６を嵌め込んで第１，第２のケース３，９の雌ねじ孔３ｄ（図５参照），９ｄとねじ嵌合することにより一体に組み付けられる。第１のケース３の外壁面３ｃと第２のケース９の内壁面９ｃが当接するように嵌め合わされて当接面が接着等により固定されている（図１参照）。
尚、第１，第２軸受保持部１１，１２のうち少なくとも一方側が着脱可能に組み付けられていてもよい。

ここで、第１，第２軸受保持部１１，１２の構成について図３を参照して詳しく説明する。尚、第１，第２軸受保持部１１，１２の構成は同様であるので、第２軸受保持部１２の構成を中心に説明する。
第２軸受保持部１２は、第２ケース９の軸方向中心部に設けられた中心孔９ａの周縁部９ｂに重ね合わせるフランジ部１２Ａと該フランジ部１２Ａから中心孔９ａを通じて第２ケース９内に嵌入した嵌入部１２Ｂ、該嵌入部１２Ｂより軸線方向外側に向かって突設された第２軸受部１４を保持する保持部１２Ｃがモータ軸５と同軸状に形成されている。保持部１２Ｃには軸孔１２ｂが形成されている。

また、フランジ部１２Ａと保持部１２Ｃの間に形成される嵌入部１２Ｂの外側に形成される周溝１２Ｄの弾性によって第２軸受部１４の芯出しが行われる。よって、第２軸受部１４を交換する際の組立性がよい。
また、フランジ部１２Ａと第２ケース９が重なり合う重なり面Ｐ、中心孔内壁と嵌入部外壁面とが嵌合する嵌合面Ｑが互いに交差して組み付けられるため、シール性が高く水滴や塵埃が第２軸受部１４まで侵入し難い。したがって、厳しい使用環境下においても連続使用に耐え得るモータを提供することができる。

図３において、ロータヨーク７の中心部には、段付部７ａとその段付部７ａより円筒部７ｂが軸方向に延設されている。第２軸受部１４は、円筒部７ｂの外周面に嵌め込まれ、保持部１２Ｃに設けられた予圧ばね１７によって軸方向に付勢されて段付部７ａに押し当てられている。円筒部７ｂの先端は保持部１２Ｃの軸孔１２ｂに入り込んでいるため、軸方向に塵埃等の異物が第２のケース９内に侵入し難い構造になっている。
尚、第２軸受部１４の内周側と円筒部７ｂ、第２軸受部１４の外周側と保持部１２Ｃとの間はいずれも接着されておらず滑合した状態にある。

図５において、第１のケース３にはステータコア３のほかにセンサ基板１８がケーブルブッシュ１９と重ね合わせて組み付けられる。センサ基板１８にはロータ位置を検出するロータ位置センサ（ホールＩＣ；図示せず）が基板実装されている。センサ基板１８に接続するケーブル２０はケーブルブッシュ１９の配線孔１９ａよりモータケース外へ引き出されるようになっている（図１，図２参照）。

ここで、モータの組立工程の一例について説明する。
図５において、ステータ１の組立について説明する。第１のケース３の所定位置にケーブルブッシュ１９、センサ基板１８を重ね合わせて載置し、４箇所に設けられたボス３ａに図示しないねじを立ててステータコア２の貫通孔２ｂに挿入してねじ止めされて一体に組み付けられる。ステータ磁極２ａはインシュレータ４で覆われており、図示しないモータコイルが巻き付けられている。

ロータ６の組立について説明する。ロータヨーク７の内周面にマグネット８を接着により固定し、円筒部７ｂにモータ軸５を挿入して一体に組み付ける。次いで、図２において、モータ軸５をステータコア２の中心孔２ｃに挿入して、第２のケース９と第１のケース３を嵌め合わせて、嵌合する外壁面３ｃと内壁面９ｃとを接着により固定する。尚、センサ基板１８に接続するケーブル２０はケーブルブッシュ１９の配線孔１９ａより予め引き出しておく。

次に、第１軸受保持部１１，第２軸受保持部１２の保持部１１Ｃ，１２Ｃに予圧ばね１７を嵌め込んだまま第１軸受部１３，第２軸受部１４が嵌め込まれて保持される。そして、モータケース１０より突出しているモータ軸５の軸端より第１軸受部１３，第２軸受部１４を挿通して第１軸受保持部１１，第２軸受保持部１２が第１のケース３，第２のケース９に重ね合わせる。具体的には、フランジ部１１Ａ，１２Ａをケース側の中心孔の周縁部に各々重ね合わせてねじ１５，１６をねじ止めすることにより、図１に示すモータが組み立てられる。最後に出力側のモータ軸５には、図示しないファンが一体に組み付けられる。

第１軸受部１３，第２軸受部１４のいずれか若しくは双方の耐用年数が経過したとき、図２に示すように、モータケース１０を分解することなく、ねじ１５，１６を外すことで第１軸受保持部１１，第２軸受保持部１２が第１軸受部１３，第２軸受部１４を保持したまま取り外せる。第１軸受部１３，第２軸受部１４は保持部１１Ｃ，１２Ｃに対して接着されていないので交換作業が容易に行なえる。仮に第１軸受部１３，第２軸受部１４が接着されていても、新たな第１軸受保持部１１，第２軸受保持部１２を準備するだけで交換作業が容易に行なえる。

また、フランジ部１１Ａ，１２Ａと保持部１１Ｃ，１２Ｃとの間に形成される嵌入部１１Ｂ，１２Ｂの外側に形成される周溝１１Ｂ（省略），１２Ｂの弾性によって第１軸受部１３，第２軸受部１４の芯出しが各々行われるので、軸受部を交換する際の組み付け性が良い。
よって、モータの耐用年数まで連続使用することができ、メンテナンスコストを削減することができる。

尚、上述した実施の形態は、アウターロータ型のファンモータについて説明したが、インナーロータ型のファンモータであっても良く、更には単相若しくは多相のブラシレスモータであってもよく、交流モータの中でも同期モータ、誘導モータなどに広く適用可能である。

ファンモータの斜視図である。図１のモータより第１，第２軸受保持部を外した状態の斜視図である。図１のモータの断面図である。ステータコアの斜視図である。ファンモータの分解斜視図である。従来のファンモータの斜視図である。図６のモータの断面図である。

符号の説明

１ステータ
２ステータコア
２ａステータ磁極
２ｂ，１１ａ，１２ａ貫通孔
２ｃ中心孔
３第１のケース
３ａボス
３ｂ，３ｄ，９ｄ雌ねじ孔
３ｃ外壁面
４インシュレータ
５モータ軸
６ロータ
７ロータヨーク
７ａ段付部
７ｂ円筒部
８マグネット
９第２のケース
９ａ中心孔
９ｂ周縁部
９ｃ内壁面
１０モータケース
１１第１軸受保持部
１２第２軸受保持部
１２Ａフランジ部
１２Ｂ嵌入部
１２Ｃ保持部
１２Ｄ周溝
１３第１軸受部
１４第２軸受部
１５，１６ねじ
Ｐ重なり面
Ｑ嵌合面
１７予圧ばね
１８センサ基板
１９ケーブルブッシュ
１９ａ配線孔
２０ケーブル

Claims

ステータコアを有するステータとステータ磁極に対向配置されたマグネットを有しモータ軸と一体に組み付けられたロータとが第１，第２のケースを組み合わせてなるモータケース内に収容され、当該第１，第２のケースの中心部に各々設けられた軸受保持部に保持された軸受部を介して前記モータ軸が回転可能に軸支されたファンモータであって、
前記軸受保持部は第１，第２のケースの一部を形成し少なくとも一方側が軸受部を保持したまま着脱可能に組み付けられているファンモータ。
前記軸受保持部は、第１，第２のケースの軸方向中心部に設けられた中心孔の周縁部に重ね合わせるフランジ部、該フランジ部から中心孔内に軸線方向に第１，第２のケース内に嵌入した嵌入部、該嵌入部より軸線方向外側に向かって突設された軸受部を保持する保持部がモータ軸と同軸状に形成されている請求項１記載のファンモータ。
前記フランジ部と保持部との間に形成される嵌入部の外側に形成される周溝の弾性によって軸受部の芯出しが行われる請求項２記載のファンモータ。