JP2011010454A - モータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロワファンとリングマグネットとの固定強度の確保と、コストダウンとを両立させる。
【解決手段】送風装置１０によれば、爪部５２が凹部５６と係合されると共に、切欠部５４が凸部５８と係合されることにより、リングマグネット５０が環状部４２に対して軸方向及び周方向に相対移動不能に固定されている。従って、ブロワファン４０とリングマグネット５０との固定強度を確保できる。しかも、爪部５２が凹部５６と係合されると共に、切欠部５４が凸部５８と係合されることによって、リングマグネット５０の環状部４２に対する固定強度を確保できるので、リングマグネット５０を環状部４２に接着する必要が無い。また、リングマグネット５０を環状部４２に圧入する必要が無いか、又は、圧入する場合でも、環状部４２の内径及びリングマグネット５０の外径に高い寸法精度が要求されない。これにより、コストダウンすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ装置に係り、特にアウタロータ式のブラシレスモータの回転子に複数の羽根が一体に設けられて構成されたモータ装置に関する。

従来、この種のモータ装置としては、例えば、次のものがある（例えば、特許文献１参照）。すなわち、特許文献１に記載の例では、ブラシレスモータの回転子が、回転可能なプラスチックからなる回転部と、この回転部の内側壁に設置された磁気リングと、回転部に形成された複数の回転翼とを有して構成されている。

特開２００７−１６７８０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の例において、回転部の内側壁に磁気リングを接着で固定する場合、接着工程の追加に伴いコストアップとなる。また、回転部の内側壁に磁気リングを圧入で固定する場合、回転部の内径及び磁気リングの外径に高い寸法精度が要求されることに伴いコストアップとなる。一方、回転部の内径及び磁気リングの外径の寸法精度を犠牲にしてコストダウンを図る場合には、回転部と磁気リングとの固定強度を確保できなくなる虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、羽根車とリングマグネットとの固定強度の確保と、コストダウンとを両立できるモータ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のモータ装置は、モータシャフトと、前記モータシャフトと同軸状に配置された固定子鉄心と、前記固定子鉄心に対する径方向外側に環状に設けられた環状部と、前記環状部の周囲に放射状に設けられた複数の羽根とを有して構成されて、前記モータシャフトに支持されると共に、前記固定子鉄心に対して回転可能とされた羽根車と、前記環状部の内周面に沿って形成されて前記環状部の内周面に直接的に設けられると共に、極異方性を有して構成されたリングマグネットと、前記環状部に形成された被係合部と、前記リングマグネットに形成され、前記被係合部と前記リングマグネットの軸方向及び周方向の少なくとも一方に相対移動不能に係合された係合部と、を備えている。

このモータ装置によれば、羽根車の環状部に被係合部が形成されると共に、リングマグネットに係合部が形成されており、この被係合部及び係合部がリングマグネットの軸方向及び周方向の少なくとも一方に相対移動不能に係合されている。従って、この被係合部及び係合部が係合されることにより、リングマグネットを環状部に対して軸方向及び周方向の少なくとも一方に相対移動不能に固定することができるので、羽根車とリングマグネットとの固定強度を確保することができる。

しかも、被係合部及び係合部の係合によってリングマグネットの環状部に対する固定強度を確保することができるので、リングマグネットを環状部に接着する必要が無い。また、リングマグネットを環状部に圧入する必要が無いか、又は、圧入する場合でも、環状部の内径及びリングマグネットの外径に高い寸法精度が要求されない。これにより、コストダウンすることができる。

このように、このモータ装置によれば、羽根車とリングマグネットとの固定強度の確保と、コストダウンとを両立できる。

請求項２に記載のモータ装置は、請求項１に記載のモータ装置において、前記被係合部及び前記係合部がそれぞれ前記環状部及び前記リングマグネットの周方向に複数設けられ、前記被係合部及び前記係合部の数が前記リングマグネットの極数と前記固定子鉄心のスロット数との最小公倍数の約数と異なって設定された構成とされている。

このモータ装置によれば、被係合部及び係合部の数がリングマグネットの極数と前記固定子鉄心のスロット数との最小公倍数（すなわち、回転トルクの次数）の約数と異なって設定されているので、モータ駆動時における振動の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る送風装置の側面断面図である。 図１に示される回転子の分解斜視図である。 図１に示される回転子の変形例を示す図である。 図１に示される回転子の変形例を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明のモータ装置を送風装置に適用した例について説明する。

本発明の一実施形態に係る送風装置１０は、図１に示されるように、モータシャフト１２と、固定子１４と、回転子１６と、モータハウジング１８と、ケース２０と、駆動回路２２とを主要な構成として備えている。

モータハウジング１８には、扁平容器状の本体部２４が備えられており、この本体部２４の底部には、筒状の軸部２６が突設されている。この軸部２６には、軸受２８が収容されており、モータシャフト１２は、この軸受２８によって回転可能に支持されている。

一方、本体部２４には、駆動回路２２が収容されており、この駆動回路２２は、本体部２４に突設されたボス部３０にネジ３２によって固定されている。この駆動回路２２に対するモータシャフト１２の先端側には、環状の固定子鉄心３４を有する固定子１４が配置されている。

固定子鉄心３４は、モータシャフト１２と同軸状に配置されており、この固定子鉄心３４の内側には、軸部２６が圧入されている。そして、これにより、固定子１４は、モータハウジング１８に一体に組み付けられている。また、固定子鉄心３４には、インシュレータ３６が装着されており、この固定子鉄心３４に形成された各ティース部には、インシュレータ３６を介して巻線３８が巻装されている。また、この固定子鉄心３４の径方向外側には、樹脂製の羽根車としてのブロワファン４０が回転可能に設けられている。

ブロワファン４０は、所謂、シロッコファンとされており、固定子鉄心３４に対する径方向外側に環状に設けられた環状部４２と、環状部４２の周囲に放射状に設けられた複数の羽根４４と、この複数の羽根４４の外側部を連結する連結部４５とを有して構成されている。環状部４２の内周面には、複数のスポーク４６が放射状に形成されており、この複数のスポーク４６は、環状部４２の内側に設けられた筒状部４８と連結されている。

この筒状部４８の内側には、モータシャフト１２の先端側が圧入されており、これにより、ブロワファン４０は、モータシャフト１２に一体回転可能に支持されると共に、このモータシャフト１２と共に固定子鉄心３４に対して回転可能とされている。また、このブロワファン４０の内側には、リングマグネット５０が配置されている。

リングマグネット５０は、環状部４２の内周面に沿って形成されて、この環状部４２の内周面に直接的に設けられている。また、このリングマグネット５０は、極異方性を有して構成されている。

このリングマグネット５０の外周面における軸方向一方側（Ｚ１側）には、図１，図２に示されるように、複数の係合部としての爪部５２が形成されている。この複数の爪部５２は、リングマグネット５０の周方向に略等間隔に配置されている。また、各爪部５２は、リングマグネット５０の外周面から突出する突起状に形成されると共に、リングマグネット５０の軸方向一方側に向かうに従ってリングマグネット５０の外周面からの突出高さが低くなるようにテーパ状に形成されている。

また、このリングマグネット５０における軸方向一方側の開口縁部には、係合部としての切欠部５４が形成されている。この切欠部５４は、リングマグネット５０における軸方向一方側に開口を有している。

一方、環状部４２の内周面における軸方向一方側には、各爪部５２と整合する位置に被係合部としての凹部５６が形成されると共に、切欠部５４と整合する位置に同じく被係合部としての凸部５８が形成されている。

そして、切欠部５４における軸方向他方側（Ｚ２側）の縁部と凸部５８とがリングマグネット５０の軸方向に相対移動不能に係合されると共に、各爪部５２と各凹部５６における軸方向他方側の縁部とがリングマグネット５０の軸方向に相対移動不能に係合されることにより、リングマグネット５０は、環状部４２に対して軸方向に相対移動不能に固定されている。

また、切欠部５４における周方向両側の縁部と凸部５８とがリングマグネット５０の周方向に相対移動不能に係合されることにより、リングマグネット５０は、環状部４２に対して周方向に相対移動不能に固定されている。

また、この送風装置１０では、リングマグネット５０の極数が４とされており、固定子鉄心３４のスロット数が６とされている（つまり、４極６スロット）。また、爪部５２及び凹部５６の数は、リングマグネット５０の極数と固定子鉄心３４のスロット数との最小公倍数である１２の約数と異なる５に設定されている。なお、切欠部５４及び凸部５８の数は、１に設定されている。

ケース２０は、図１に示されるように、第一ケース６０及び第二ケース６２に分割されており、第二ケース６２には、モータハウジング１８が一体に組み付けられている。また、第一ケース６０には、ブロワファン４０と軸方向に対向する位置に開口部６４が形成されている。

そして、この送風装置１０では、駆動回路２２から固定子１４に駆動電流が供給されると、固定子１４に回転磁界が形成されて回転子１６が回転され、これにより、開口部６４から風が送出される構成とされている。

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

この送風装置１０によれば、爪部５２が凹部５６と係合されると共に、切欠部５４が凸部５８と係合されることにより、リングマグネット５０を環状部４２に対して軸方向及び周方向に相対移動不能に固定することができる。これにより、ブロワファン４０とリングマグネット５０との固定強度を確保することができる。

しかも、爪部５２が凹部５６と係合されると共に、切欠部５４が凸部５８と係合されることによって、リングマグネット５０の環状部４２に対する固定強度を確保することができるので、リングマグネット５０を環状部４２に接着する必要が無い。また、リングマグネット５０を環状部４２に圧入する必要が無いか、又は、圧入する場合でも、環状部４２の内径及びリングマグネット５０の外径に高い寸法精度が要求されない。これにより、コストダウンすることができる。

また、極異方性を有するリングマグネット５０を用いることによりリングマグネット５０の磁束密度を確保し、これにより、モータヨークを省いた構成とされているので、より一層コストダウンすることができる。

このように、この送風装置１０によれば、ブロワファン４０とリングマグネット５０との固定強度の確保と、コストダウンとを両立できる。

しかも、この送風装置１０によれば、爪部５２及び凹部５６の数が、リングマグネット５０の極数と固定子鉄心３４のスロット数との最小公倍数（すなわち、回転トルクの次数）の約数と異なって設定されている。従って、モータ駆動時における振動の発生を抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。

例えば、上記実施形態では、リングマグネット５０を環状部４２に対して軸方向に相対移動不能に固定するための爪部５２及び凹部５６と、リングマグネット５０を環状部４２に対して周方向に相対移動不能に固定するための切欠部５４及び凸部５８とが別々に構成されていたが、次のように構成されていても良い。

すなわち、図３に示される変形例では、リングマグネット５０の外周面における軸方向一方側（Ｚ１側）に、複数の係合部としての凸部７２が形成されている。この複数の凸部７２は、リングマグネット５０の周方向に略等間隔に配置されている。

一方、環状部４２における軸方向一方側には、各凸部７２と整合する位置に穴部７６が形成されている。各穴部７６は、第一穴部７６Ａと、被係合部としての第二穴部７６Ｂとを一体に有する略Ｌ字状に形成されている。第二穴部７６Ｂは、第一穴部７６Ａよりも小さく形成されると共に、この第一穴部７６Ａに対する回転子１６の回転方向（Ｒ方向）における後側に形成されている。

また、凸部７２及び穴部７６の数は、リングマグネット５０の極数と固定子鉄心３４のスロット数との最小公倍数である１２の約数と異なる５に設定されている。

そして、この変形例では、先ず凸部７２が第一穴部７６Ａに挿入されるように環状部４２の内側にリングマグネット５０が挿入され、次いでリングマグネット５０が環状部４２に対して回転子１６の回転方向（Ｒ方向）と反対側に相対回転されることにより凸部７２が第二穴部７６Ｂに挿入される。そして、これにより、凸部７２と第二穴部７６Ｂとがリングマグネット５０の軸方向及び周方向に相対移動不能に係合され、リングマグネット５０が環状部４２に対して軸方向及び周方向に相対移動不能に固定される。

このように構成されていても、上記実施形態と同様に、ブロワファン４０とリングマグネット５０との固定強度の確保と、コストダウンとを両立できる。

また、凸部７２及び穴部７６の数が、リングマグネット５０の極数と固定子鉄心３４のスロット数との最小公倍数（すなわち、回転トルクの次数）の約数と異なって設定されているので、モータ駆動時における振動の発生を抑制することができる。

また、図４に示される変形例では、リングマグネット５０の外周面における軸方向一方側（Ｚ１側）に、複数の切欠部８２が形成されている。この複数の切欠部８２は、リングマグネット５０の周方向に略等間隔に配置されている。

また、各切欠部８２は、第一切欠部８２Ａと、係合部としての第二切欠部８２Ｂとを一体に有する略Ｌ字状に形成されている。第二切欠部８２Ｂは、第一切欠部８２Ａよりも小さく形成されると共に、この第一切欠部８２Ａに対する回転子１６の回転方向（Ｒ方向）における前側に形成されている。一方、環状部４２の内周面における軸方向一方側には、各切欠部８２と整合する位置に被係合部としての凸部８６が形成されている。

また、切欠部８２及び凸部８６の数は、リングマグネット５０の極数と固定子鉄心３４のスロット数との最小公倍数である１２の約数と異なる５に設定されている。

そして、この変形例では、先ず凸部８６が第一切欠部８２Ａの開口から第一切欠部８２Ａに挿入されるように環状部４２の内側にリングマグネット５０が挿入され、次いでリングマグネット５０が環状部４２に対して回転子１６の回転方向と反対側に相対回転されることにより凸部８６が第二切欠部８２Ｂに挿入される。そして、これにより、凸部８６と第二切欠部８２Ｂとがリングマグネット５０の軸方向及び周方向に相対移動不能に係合され、リングマグネット５０が環状部４２に対して軸方向及び周方向に相対移動不能に固定される。

このように構成されていても、上記実施形態と同様に、ブロワファン４０とリングマグネット５０との固定強度の確保と、コストダウンとを両立できる。

また、切欠部８２及び凸部８６の数が、リングマグネット５０の極数と固定子鉄心３４のスロット数との最小公倍数（すなわち、回転トルクの次数）の約数と異なって設定されているので、モータ駆動時における振動の発生を抑制することができる。

また、上記実施形態において、本発明のモータ装置は、送風装置１０に適用されていたが、その他にも、例えば、ポンプ装置に適用されていても良い。

また、上記実施形態において、爪部５２及び凹部５６の数は、リングマグネット５０の極数と固定子鉄心３４のスロット数との最小公倍数である１２の約数と異なる５に設定されていたが、リングマグネット５０の極数と固定子鉄心３４のスロット数との最小公倍数の約数と異なる数であれば、その他の数に設定されていても良い。

また、上記実施形態において、ブロワファン４０がモータシャフト１２と一体回転可能とされていたが、モータシャフト１２がモータハウジング１８に回転不能に固定され、ブロワファン４０がモータシャフト１２に回転可能に支持されていても良い。

以上、本発明の一実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０・・・送風装置（モータ装置）、１２・・・モータシャフト、１４・・・固定子、１６・・・回転子、１８・・・モータハウジング、２０・・・ケース、２２・・・駆動回路、３４・・・固定子鉄心、４０・・・ブロワファン、４２・・・環状部、４４・・・羽根、５０・・・リングマグネット、５２・・・爪部（係合部）、５４・・・切欠部（係合部）、５６・・・凹部（被係合部）、５８・・・凸部（被係合部）、７２・・・凸部（係合部）、７６・・・穴部、７６Ａ・・・第一穴部、７６Ｂ・・・第二穴部（被係合部）、８２・・・切欠部、８２Ａ・・・第一切欠部、８２Ｂ・・・第二切欠部（係合部）、８６・・・凸部（被係合部）

Claims (2)

1. モータシャフトと、
   前記モータシャフトと同軸状に配置された固定子鉄心と、
   前記固定子鉄心に対する径方向外側に環状に設けられた環状部と、前記環状部に放射状に設けられた複数の羽根とを有して構成されて、前記モータシャフトに支持されると共に、前記固定子鉄心に対して回転可能とされた羽根車と、
   前記環状部の内周面に沿って形成されて前記環状部の内周面に直接的に設けられると共に、極異方性を有して構成されたリングマグネットと、
   前記環状部に形成された被係合部と、
   前記リングマグネットに形成され、前記被係合部と前記リングマグネットの軸方向及び周方向の少なくとも一方に相対移動不能に係合された係合部と、
   を備えたモータ装置。
2. 前記被係合部及び前記係合部は、それぞれ前記環状部及び前記リングマグネットの周方向に複数設けられ、
   前記被係合部及び前記係合部の数が、前記リングマグネットの極数と前記固定子鉄心のスロット数との最小公倍数の約数と異なって設定されている、
   請求項１に記載のモータ装置。

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