JP2010178469A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】センサ磁石を設けても軸方向寸法の短縮化を図ることができると共に、コスト低減を図ることができるモータを提供すること。
【解決手段】ステータ１３に対して一対の軸受部（ボールベアリング）１２ｂにより回転可能に支持された回転軸１２と、軸受部１２ｂをスラスト方向に付勢するウェーブワッシャ１８と、回転軸１２に取付けられてロータ１４の回転位置を検出するセンサ磁石１５と、を有するモータ（ブラシレスモータ）１０であって、ウェーブワッシャ１８は、一対の軸受部１２ｂのうちの一方と前記センサ磁石１５との間に位置し、センサ磁石１５は、ウェーブワッシャ１８に当接し、ウェーブワッシャ１８からのスラスト方向の荷重を支持する荷重支持面部１５ｂと、ウェーブワッシャ１８の貫通孔１８ａの内側面に当接し、ウェーブワッシャ１８のラジアル方向の位置を規制する位置規制突起部１５ｃと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸を支持する軸受部をスラスト方向に付勢するウェーブワッシャと、回転軸に取付けられたセンサ磁石とを有するモータに関するものである。

従来から、モータの回転軸をボールベアリングによって回転可能に支持し、このボールベアリングのスラスト方向の位置を、ウェーブワッシャを介してブラケットにより規制するモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このモータでは、ボールベアリングとウェーブワッシャとの間に環状ワッシャを配置し、この環状ワッシャにウェーブワッシャを貫通してブラケットに当接する突出部を形成した。

実公平２−４２０６０号公報

ところで、上述のモータにおいて、回転軸に固定されたロータの回転位置を検出するセンサ磁石を取付ける場合、ブラケットを貫通した回転軸の先端部にこのセンサ磁石を取付けることが考えられている。この場合、ブラケットは、ＥリングやＣリング等からなるいわゆる止め輪により回転軸に固定され、この止め輪とセンサ磁石との間にクリアランスが必要となる。そのため、軸方向寸法が長くなってしまうと共に、部品点数が増加してコスト増加を招く懸念があった。

そこで、この発明は、センサ磁石を設けても軸方向寸法の短縮化を図ることができると共に、コスト低減を図ることができるモータを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、この発明に係るモータは、ロータが取付けられると共に、ステータに対して一対の軸受部により回転可能に支持された回転軸と、前記軸受部をスラスト方向に付勢するウェーブワッシャと、前記回転軸に取付けられて前記ロータの回転位置を検出するセンサ磁石と、を有するモータであって、前記ウェーブワッシャは、前記一対の軸受部のうちの一方と、前記センサ磁石との間に位置し、前記センサ磁石は、前記ウェーブワッシャに当接し、該ウェーブワッシャからのスラスト方向の荷重を支持する荷重支持面部と、前記ウェーブワッシャの内側面又は外側面の少なくとも一方に当接し、該ウェーブワッシャのラジアル方向の位置を規制する位置規制突起部と、を有することを特徴とする。

よって、本発明のモータにおいては、センサ磁石の荷重支持面部によりウェーブワッシャからのスラスト方向の荷重が支持されると共に、位置規制突起部によりウェーブワッシャのラジアル方向の位置が規制される。これにより、ウェーブワッシャを支持するブラケット及びブラケットを固定する止め輪が不要になり、部品費や組付費等のコストの低減を図ることができる。また、ウェーブワッシャをセンサ磁石により直接固定することで軸方向寸法の短縮を図ることができる。さらに、ウェーブワッシャのラジアル方向の位置規制がなされることで、位置ズレが防止できてスラスト方向からの荷重を均等に支持することができる。

実施例１のモータを適用した電動ファン装置を示す縦断面図である。 図１に示すＡ部の拡大図である。 本発明のモータの他の例を示す要部拡大図である。 本発明のモータのさらに他の例を示す要部拡大図である。

以下、本発明のモータを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のモータを適用した電動ファン装置を示す縦断面図である。図２は、図１に示すＡ部の拡大図である。

図１に示す電動ファン装置（送風装置）１は、図外の自動車のラジエータやコンデンサ等の冷却を行うために用いられるものである。この電動ファン装置１は、ブラシレスモータ（モータ）１０と、このブラシレスモータ１０により回転駆動されるシロッコファン（ファン）２０とを備えている。

ブラシレスモータ１０は、電気回路基板１１から回転可能に立設した回転軸１２と、この回転軸１２と同軸に設けられたステータ（電機子）１３と、回転軸１２に一体的に設けられると共に電気回路基板１１と所定のクリアランスをあけてステータ１３の周囲を回転するロータ１４とを有している。すなわち、このブラシレスモータ１０は、回転子であるロータ１４が固定子であるステータ１３の外方に配置された、いわゆるアウタロータ型ブラシレスモータとなっている。

電気回路基板１１は、図示しない駆動回路や制御回路等の配線パターンや、電解コンデンサ１１ａ等が設けられ、回路保護ケース１１ｂ内に収容されている。この回路保護ケース１１ｂのアッパケース１１ｂ´にはボス部１１ｃが形成され、このボス部１１ｃには回転軸１２の一端部１２ａが挿入されている。

回転軸１２は、回路保護ケース１１ｂのボス部１１ｃから立ち上がると共に、ステータ１３が外周に固定された軸保持部１１ｄに一対のボールベアリング（軸受部）１２ｂを介して回転自在に保持されている。これにより、回転軸１２は、ステータ１３及び電気回路基板１１に対して回転可能に立設している。さらに、回路保護ケース１１ｂ内に挿入された回転軸１２の一端部１２ａには、押圧用ワッシャ１７と、ウェーブワッシャ１８とを順に介してセンサ磁石１５が固定されている（図２参照）。

押圧用ワッシャ１７は、回転軸１２が貫通する貫通孔１７ａの周囲に、ボールベアリング１２ｂの内輪１２ｃに当接する当接部１７ｂを有し、ウェーブワッシャ１８の弾性力によりこの内輪１２ｃを押圧する。

ウェーブワッシャ１８は、環状の全体が波形状に形成されてスラスト方向に弾性可能になっているワッシャであり、押圧用ワッシャ１７とほぼ同じ外径を有している。そして、押圧用ワッシャ１７に当接してスラスト方向の荷重を受ける。

センサ磁石１５は、電気回路基板１１に実装された図示しないホール素子と協働して後述するロータ１４の永久磁石１４ｂの回転位置を検出するようになっている。このセンサ磁石１５は、回転軸１２が貫通する貫通孔１５ａを有すると共に、ボールベアリング１２ｂに向かって段階的に縮径する円筒形状を呈し、荷重支持面部１５ｂと位置規制突起部１５ｃとを有している。

荷重支持面部１５ｂは、ウェーブワッシャ１８に当接し、このウェーブワッシャ１８からのスラスト方向の荷重を支持する。また、位置規制突起部１５ｃは、荷重支持面部１５ｂから突出してウェーブワッシャ１８の貫通孔１８ａ内に挿入され、この貫通孔１８ａの内側面に当接してウェーブワッシャ１８のラジアル方向の位置を規制する。なお、この位置規制突起部１５ｃの突出長さt1は、ウェーブワッシャ１８の湾曲高さt2よりも僅かに小さい。そのため、ウェーブワッシャ１８が自然長の状態で押圧用ワッシャ１７及び荷重支持面部１５ｂに当接したとき、位置規制突起部１５ｃの先端部と押圧用ワッシャ１７との間に僅かな隙間が生じることとなる。さらに、位置規制突起部１５ｃは、貫通孔１５ａの周囲に形成されて回転軸１２に当接する軸支持面１５ｄを有している。この軸支持面１５ｄは貫通孔１５ａと面一で回転軸１２に当接する。そして、このセンサ磁石１５は、プッシュナット１９により回転軸１２に固定されている。

ステータ１３は、金属薄板を積層させたコア１３ａと、このコア１３ａに巻かれたコイル１３ｂとを有している。ここで、コア１３ａは、軸保持部１１ｄの外周に固定されており、ステータ１３は、回転軸１２と同軸に設けられることとなる。

ロータ１４は、ステータ１３を覆うヨーク（ハウジング）１４ａと、ヨーク１４ａの内側に保持された複数の永久磁石（界磁石）１４ｂとを有している。

ヨーク１４ａは、円筒状の本体部１６ａと、この本体部１６ａの一方の端部を閉鎖する閉鎖面部１６ｂと、本体部１６ａと閉鎖面部１６ｂとの間を面取りするように傾斜した傾斜面部１６ｃとを有している。

そして、このヨーク１４ａは、開放端部１６ｄを回路保護ケース１１ｂに向けると共に、この回路保護ケース１１ｂと開放端部１６ｄとの間に所定の間隔をおいた状態で、閉鎖面部１６ｂの中心部１６ｂ´が回転軸１２に貫通固定されている。さらに、ヨーク１４ａの閉鎖面部１６ｂ及び傾斜面部１６ｃには、それぞれ複数の排気開口１６ｅが形成されている。この排気開口１６ｅは、回路保護ケース１１ｂとヨーク１４ａの開放端部１６ｄの隙間から流れ込み、ステータ１３とロータ１４との間、すなわちヨーク１４ａの内部を通った空気が排出される部分である。

一方、複数の永久磁石１４ｂは、ステータ１３を取り巻くヨーク１４ａの本体部１６ａの内周面に、この本体部１６ａの周方向に沿って相異なる磁極を交互に配列された状態で取り付けられている。これにより、ロータ１４は、回転軸１２及びステータ１３と同軸的に配置されると共に、永久磁石１４ｂとステータ１３との磁気相互作用により、ヨーク１４ａの開放端部１６ｄと回路保護ケース１１ｂとの間に間隔をおいた状態で、回転軸１２と一体的に回転可能となっている。すなわち、ロータ１４は、回転軸１２に一体的に設けられると共に、回路保護ケース１１ｂ内の電気回路基板１１と所定の間隔をあけてステータ１３の周囲を回転する。

シロッコファン２０は、回転軸１２に固定されると共にブラシレスモータ１０を内包したディスク部２１と、このディスク部２１の後述する連結リング部２５の外縁部２５ａから軸方向に立設した多数の羽根部２２とを有している。

ディスク部２１は、回転軸１２に固定される軸結合部２３と、この軸結合部２３の周囲から延びる湾曲面部（周面部）２４と、この湾曲面部２４の端部２４ａから外方に延びる連結リング部２５とを有している。

軸結合部２３は、回転軸１２が貫通固定される貫通孔２３ａを有する円筒形状を呈している。なお、この軸結合部２３の外周面と湾曲面部２４の外周面との間には、複数の補強片２３ｂが形成されている。

湾曲面部２４は、軸結合部２３を中心とすると共に、回路保護ケース１１ｂに向かうに連れて次第に外径が大きくなるドーム形状を呈しており、回路保護ケース１１ｂ側に開放している。そして、この湾曲面部２４には、周方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数の通気開口３０が形成されると共に、端部２４ａの内周面２４ｂから内側に突出形成された複数の補強リブ２４ｃが設けられている。さらに、湾曲面部２４の内側にはブラシレスモータ１０が配置される。なお、各通気開口３０は、ヨーク１４ａに形成された複数の排気開口１６ｅから流出した空気が通る部分である。

連結リング部２５は、湾曲面部２４の端部から次第に水平になるように傾斜しており、外縁部２５ａが多数の羽根部２２の根元部２２ａと一体になっている。

多数の羽根部２２は、それぞれディスク部２１の連結リング部２５の外縁部２５ａに根元部２２ａが固定され、この外縁部２５ａの周方向へ相互に間隔をおいて配置されると共に、回転軸１２と平行に延びるように形成されている。なお、各羽根部２２の先端部２２ｂは、リング部材２２ｃにより連結されている。

次に、実施例１のモータにおける作用を説明する。

実施例１の電動ファン装置１におけるブラシレスモータ１０では、回転軸１２は一対のボールベアリング１２ｂによりステータ１３に対して回転可能に支持されており、回路保護ケース１１ｂ側（図１において下側）に位置する一方のボールベアリング１２ｂは、押圧用ワッシャ１７及びウェーブワッシャ１８を介してセンサ磁石１５により支持されている。

このとき、ウェーブワッシャ１８は、ボールベアリング１２ｂとセンサ磁石１５との間に位置し、センサ磁石１５は、ウェーブワッシャ１８に当接し、このウェーブワッシャ１８からのスラスト方向の荷重を支持する荷重支持面部１５ｂと、ウェーブワッシャ１８の貫通孔１８ａの内側面に当接してこのウェーブワッシャ１８のラジアル方向の位置を規制する位置規制突起部１５ｃとを有している。

そのため、ウェーブワッシャ１８をセンサ磁石１５により直接支持することができ、例えばウェーブワッシャ１８を支持するブラケットやブラケットを固定する止め輪等が不要になって、部品費や組付費等のコストの低減を図ることができる。また、ウェーブワッシャ１８をセンサ磁石１５で直接固定することにより、無駄なクリアランスがなくなって軸方向寸法の短縮を図ることができる。

さらに、位置規制突起部１５ｃによりウェーブワッシャ１８のラジアル方向の位置規制がなされることで、ウェーブワッシャ１８のがたつきが防止されて、スラスト方向からの荷重を均等に支持することができる。

また、上述の実施例１のブラシレスモータ１０では、位置規制突起部１５ｃが、回転軸１２に当接する軸支持面１５ｄを有している。この軸支持面１５ｄは、回転軸１２が貫通する貫通孔１５ａと面一で回転軸１２に当接する。

これにより、センサ磁石１５と回転軸１２との接触面積が大きくなり、回転軸１２に対するセンサ磁石１５のがたつきや傾きが抑制され、安定したセンシングが可能となる。

以上、この発明にかかる実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施例１に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。

例えば、上述の実施例１では、センサ磁石１５の位置規制突起部１５ｃが、ウェーブワッシャ１８の貫通孔１８ａの内側面に当接しているが、図３に示す位置規制突起部４０ように、ウェーブワッシャ１８の周囲を取り囲み、ウェーブワッシャ１８の外側面１８ｂに当接してもよい。

また、図４に示す位置規制突起部４１のように、ウェーブワッシャ１８の貫通孔１８ａに挿入されると共に、ウェーブワッシャ１８の周囲を取り囲み、貫通孔１８ａの内側面及び外側面１８ｂのそれぞれに当接してもよい。

いずれの場合であっても、ウェーブワッシャ１８のラジアル方向の位置ズレを防止し、ボールベアリング１２ｂを安定して支持することができる。

さらに、上述の実施例１では、ブラシレスモータ１０が自動車のラジエータ等の冷却用に用いられる電動ファン装置１に適用された例を示したが、本発明に係るモータは、電動ファン装置に限定されるものではなく、回転軸を支持する軸受部をスラスト方向に付勢するウェーブワッシャと、回転軸に取付けられたセンサ磁石とを有するモータであればよい。

１０ ブラシレスモータ（モータ）
１２ 回転軸
１２ｂ ボールベアリング（軸受部）
１３ ステータ
１４ ロータ
１５ センサ磁石
１５ｂ 荷重支持面部
１５ｃ 位置規制突起部
１８ ウェーブワッシャ

Claims (2)

1. ロータが取付けられると共に、ステータに対して一対の軸受部により回転可能に支持された回転軸と、前記軸受部をスラスト方向に付勢するウェーブワッシャと、前記回転軸に取付けられて前記ロータの回転位置を検出するセンサ磁石と、を有するモータであって、
   前記ウェーブワッシャは、前記一対の軸受部のうちの一方と、前記センサ磁石との間に位置し、
   前記センサ磁石は、前記ウェーブワッシャに当接し、該ウェーブワッシャからのスラスト方向の荷重を支持する荷重支持面部と、前記ウェーブワッシャの内側面又は外側面の少なくとも一方に当接し、該ウェーブワッシャのラジアル方向の位置を規制する位置規制突起部と、を有することを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載されたモータにおいて、
   前記位置規制突起部は、前記回転軸に当接する軸支持面を有することを特徴とするモータ。
   
   

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