JP2012253852A - ファンモータ - Google Patents

Abstract

【課題】耐水、防塵などの耐環境性を有するインナーロータ型のファンモータを提供する。
【解決手段】絶縁材を装着したコア１３４に巻回される複数コイル１３２を円周上に配置するステータ１３０と、ステータ１３０を囲む円周壁１１４とを底部１１２に有し、且つ該底部１１２で円周壁の円中心にシャフト１５０を有するケース１１０と、ステータ１３０内周側で軸受１５２を介してシャフト１５０に保持されるロータ１６０と、ステータ１３０外周側に配置される回転羽根とロータ１６０とを接続するカップ部１２２と、カップ部１２２の回転羽根１２０側先端１２４よりも、ケースの底部１１２から軸方向距離に離れている円周壁上面１１６と少なくとも複数コイル１３４を覆うモールド樹脂１３８とを備えるファンモータ。
【選択図】図１

Description

本発明は、インナーロータ型のファンモータに関する。

従来、耐水、防塵などの要求が高まっており、化学剤にも対応できるような耐環境性を備える軸流ファンが提案されている。特許文献１は、アウターロータ型の軸流ファンであって、コイル及び実装部品を含むステータと回路基板全体を樹脂材料により一体にモールドした後に、ケースに固定する構成が提案されている。

また、特許文献２には、インナーロータ型の交流ファンが示されている。ロータの外周部に配置されたステータはフレーム底部から突出している取付部にコア部分が嵌入固定されている。

特開２００６−２４６５５７号公報 特開昭６０−１４８３５２号公報

ところで、上記特許文献１においては、ステータと回路基板の全体を樹脂材料により一体にモールドした後に、ケースに固定する構成なので、耐環境性を備えている。しかしながら、この軸流ファンはアウターロータ型であり、インナーロータ型ではステータの径が相対的には大きくなり、ロータと面するのはステータの内周面であるので、位置固定形態などが異なり、アウターロータ型の構成をそのまま適応できないという問題がある。

また、特許文献２のファンモータはインナーロータ型であるが、ステータのコアやコイルは絶縁コーティング程度であるので、耐水、防塵などの耐環境性を考慮されていない。

そこで、特許文献２のファンモータのステータコアに、そのまま、樹脂をモールドすることが考えられる。ここで、ステータコアの外周には回転羽根が配置され、この回転羽根はこの回転羽根とロータとを繋ぐカップ部により保持されている。更に、カップ部の回転羽根側先端はステータを位置決めする円周壁の上面と対向している。この構成ではカップ部に最も近いのはステータコア側面であるので、ステータを樹脂でモールドする際にステータコア側面に樹脂が付着した場合、カップ部と干渉するという問題がある。

従って、本発明は、ステータコア側面に樹脂が付着する可能性がなく、耐水、防塵などの耐環境性を有するインナーロータ型のファンモータを提供することを目的とする。

本発明のファンモータは、コアに巻回される複数コイルを円周上に配置するステータと、前記ステータの外周面を囲む円周壁を有し、且つ前記円周壁の円中心にシャフトを有するケースと、前記ステータ内周側で軸受を介して前記シャフトに回転可能に支持されるロータと、前記円周壁外周側に配置される回転羽根と前記ロータとを接続するカップ部と、前記カップ部の回転羽根側先端よりも前記ケースの底部から軸方向に離れている前記円周壁上面と、少なくとも前記複数コイルを覆うモールド樹脂とを備える構成である。

前記円周壁と前記コアとの間に前記モールド樹脂が充填される隙間を備える構成が好ましい。

前記隙間の少なくとも一部が前記ケースの底部から前記円周壁上面の方向に向かって拡大する構成が好ましい。

前記円周壁上面の内周側に拡径部を設けた構成が好ましい。

前記円周壁上面からの前記ケース底部までの軸方向距離が、前記コアの上面から前記ケース底部までの軸方向距離よりも大きい構成が好ましい。

以上の構成によれば、インナーロータ型のファンモータにおいて、カップ部の回転羽根側先端よりも、ケースの底部から軸方向に離れている円周壁上面の少なくとも一部と複数コイルとを覆うモールド樹脂を備えることで、カップ部の回転羽根側先端に最も近いのが円周壁外周面となる。従って、モールド樹脂を円周壁円内の内側にのみ配置することが可能となり、カップ部先端とモールド樹脂が干渉することはなくなる。

この構成では、ステータは円周壁によりケース内で位置決めされ、固定ネジによりケースの底部に固定されている。円周壁はステータの位置決めができればよいので、しまりばめの嵌合と異なり、ステータの円周壁内への設置をスムーズに実施できるように円周壁の内径寸法を設定することができる。

そして、ステータのコアと円周壁との間に嵌め合い隙間以上の大きな隙間を設けることも可能である。これにより、ステータの設置をよりスムーズに実施し、その隙間内にモールドされる樹脂を導くことで、円周壁の外側へ樹脂が流れ出すことを防ぎ、コアの固着と耐環境性とをより確実とすることができる。

更に、ステータのコアと円周壁との間に設けた隙間の少なくとも一部が、ケースの底部から円周壁上面の方向に向かって拡大することで、樹脂の導入をより確実にすることができる。

また、円周壁の上面からケース底部までの軸方向距離をコアの上面からケース底部までの軸方向距離よりも大きくして、モールド時の樹脂の移動圧力をコア側に寄せることによって、モールド完了時に樹脂が円周壁を越えてカップ側にはみ出すことが避けられる。

本発明によれば、カップ部の回転羽根側先端に最も近くの配置となる円周壁を備えることにより、少なくとも複数コイルを含むステータの露出部を覆う樹脂をモールドしても、カップ部先端とモールド樹脂が干渉することなく、耐水、防塵などの耐環境性を有するインナーロータ型のファンモータを提供することが可能となる。

本発明に係わる第一実施形態であるインナーロータ型ファンモータの中心線より片側の断面図である。 本発明に係わる第二実施形態であるインナーロータ型ファンモータの中心線より片側の断面図である。 図２の円周壁上面部の他の形状を示した部分断面図である。 図２の円周壁上面部の他の形状を示した部分断面図である。

以下、本発明に係わるインナーロータ型ファンモータの好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係わる第一実施形態であるインナーロータ型ファンモータの断面図である。

ファンモータ１００は、大まかには、ケース１１０と、このケース１１０に固定されたステータ１３０と、回転により冷却風を発生させる回転羽根１２０とロータ１６０とからなる。

ケース１１０の底部１１２には、中心部にシャフト１５０が固定され、シャフト１５０を中心として円周上に円周壁１１４がステータ１３０の外周面を囲むように設けられる。本実施形態ではこの円周壁１１４がステータ１３０の位置決めを行う。ステータ１３０は、絶縁材が装着されたコア１３２に巻回される複数コイル１３４がシャフト１５０を中心として円周上に配置される構成である。ステータ１３０は、コア１３２を貫通する固定ネジ１１８によってケース１１０の底部１１２に固定される。底部１１２はネジ孔が設けられている箇所において肉厚大となっている。

シャフト１５０には、一対の軸受１５２が備えられている。ロータ１６０はスキューを有するアルミダイキャストかご型回転子からなり、軸受１５２を介してステータ１３０内周側でシャフト１５０に回転自在に保持される。すなわち、本実施形態のファンモータの駆動部は誘導モータを構成している。
回転羽根１２０は、円周壁１１４外周側に配置されている。回転羽根１２０は、ステータ１３０を跨ぐ形状のカップ部１２２によりロータ１６０と接続されている。

円周壁１１４の上面１１６は、ケース１１０の底部１１２からみて、回転羽根１２０側におけるカップ部１２２の回転羽根側先端１２４よりも高い位置に設けられている。すなわち、底部１１２からカップ部１２２の回転羽根側先端１２４までの軸方向距離よりも、底部１１２から円周壁上面１１６までの軸方向距離の方が大きく設定されている。この上面１１６の少なくとも一部と、少なくとも複数コイル１３４を含むステータ１３０の露出部とをモールド樹脂１３８により覆っている。

この構成によれば、円周壁１１４の上面１１６が、上述のように、ケース１１０の底部１１２から、回転羽根１２０側でカップ部１２２の先端１２４より高い位置に設けられることで、カップ部１２２に最も近いのは円周壁の外周面となる。従って、モールド樹脂１３８は円周壁１１４の円内の内側にのみ配置することが可能となり、カップ部先端１２４とモールド樹脂１３８が干渉することはなくなる。

ここで、ケース１１０へのステータ１３０の固定手順として、まず、円周壁１１４と底面の間の角部１１７にコア１３２を当接させる。このとき、コア１３２に面する円周壁１１４の内周面は、コア１３２を圧入で嵌合させるほどにきつい嵌め合い寸法にする必要はない。角部１１７での位置決めができればよい。次に、コア１３２を貫通する固定ネジ１１８によって底部１１２に固定する。
このように、円周壁１１４の角部１１７で位置決めを行うので、しまりばめの嵌合と異なり、ステータ１３０の設置をスムーズに実施できるような隙間ばめにした円周壁の内径寸法を設定することができる。

モールド樹脂１３８は、ポッティング程度で充分にステータ１３０を封止することが可能である。その際、円周壁１１４の上面１１６に接する治具（図示せず）を配し、回転羽根１２０のエリアに樹脂が行かないようにし、樹脂を流し入れる。このような冶具を使用することで、円周壁１１４の外周部に樹脂が飛び出ることがなく、上述のように、カップ部先端１２４とモールド樹脂１３８が干渉することはない。更に、円周壁１１４の上面１１６の内周側に図３の斜面や図４の段差に相当する拡径部を設けてモールド樹脂が円周壁１１４の外周部に流れ出すのを防止することもできる。

次に、本発明の第二実施形態について説明する。
図２は、本発明に係わる第二実施形態であるインナーロータ型ファンモータの中心線より片側の断面図である。
図２に示すように、ファンモータ２００は、大まかには、ケース２１０と、このケース２１０に固定されたステータ２３０と、回転により冷却風を発生させる回転羽根１２０とロータ１６０とからなる。回転羽根１２０、カップ部１２２、シャフト１５０及びロータ１６０については、第一実施形態と同様であるので、説明を援用する。

ケース２１０の底部２１２にシャフト１５０を中心として円周上に設けられた円周壁２１４がステータ２３０の位置決めを行う。ステータ２３０は、絶縁材が装着されたコア２３２に巻回される複数コイル２３４がシャフト１５０を中心として円周上に配置される構成である。ステータ２３０は、ケース２１０の底部２１２にコア２３２を貫通する固定ネジ２１８によって固定される。

円周壁２１４の上面２１６は、ケース２１０の底部２１２からみて、コア２３２の上面２３６よりも高い位置に設けられている。すなわち、底部２１２からコア２３２の上面２３６までの軸方向距離よりも、底部２１２から円周壁上面２１６までの軸方向距離の方が大きく設定されている。更に、円周壁２１４とコア２３２との間には嵌め合い隙間以上の隙間２３９が設けられている。従って、ステータ２３０の位置決めは角部２１７で行われる。本実施形態の場合、この隙間２３９は、底部２１２から円周壁２１４の上面２１６の方向に向かって徐々に拡大するテーパ状の断面形状を成している。しかしながら、隙間の断面形状は本実施形態に限定されるわけでなく、たとえば、隙間寸法が一部のみ拡大する断面形状であってもよい。

モールド樹脂２３８は円周壁２１４の上面２１６から複数コイル２３２を含むステータ２３０の露出部にかけて覆うように設けられる。第一実施形態と同様に、ポッティングによりステータ２３０を封止する。その際、円周壁２１４の上面２１６に接する治具（図示せず）を配しており、流し込まれる樹脂はまず、隙間２３９に入り込み、更に、より低い方のコア２３２の上面２３６側に流れるため、治具と円周壁２１４との当接部への流圧は低く、治具と円周壁２１４との当接部から樹脂が飛び出ることを防止することができる。このようにして、図２で示すように円周壁上面２１６の少なくとも一部と複数コイル２３４とがモールド樹脂２３８によって覆われる。また、冶具が円周壁２１４の上面２１６全面に接するようにして、円周壁上面２１６がモールド樹脂２３８によって覆われないようにしてもよい。

図３は、図２の円周壁上面部の他の形状を示した部分断面図である。
図３に示すように、円周壁２１４ａの上面２１６ａでは、モールド樹脂２３８の接触位置からコア２３２側に向けて拡径部に相当する傾斜面２１６ｂを設け、隙間２３９を形成する内周面に繋げている。この様な構成によるモールド工程では、流し込まれる樹脂は拡径部である傾斜面２１６ｂを流れ、更に隙間２３９に流れ込む。この時、傾斜面２１６ｂは抵抗とはならないので、治具と円周壁２１４ａとの当接部への流れ圧力は発生しない。そして、より低い方のコア２３２の上面２３６側に流れる。この様に、円周壁２１４ａの外周に樹脂が出ることを抑制できる。

図４は、図２の円周壁上面部の他の形状を示した部分断面図である。
図４に示すように、円周壁２１４ｂの上面２１６ｃでは、コア２３２側に拡径部として段差２１６ｄを設けている。この様な構成によるモールド工程では、流し込まれる樹脂は治具と円周壁２１４ｂとの当接部を越えて、段差２１６ｄにぶつかって勢いは抑えられる。その後、隙間２３９に流れ込む。この時、段差２１６ｄでは流し込まれる樹脂の勢いを殺しているが、治具と円周壁２１４ｂとの当接部には関係しないので、この治具と円周壁２１４ｂとの当接部への流れ圧力は発生しない。そして、より低い方のコア２３２の上面２３６側に流れる。この様に、円周壁２１４ｂの外周に樹脂が漏出することを抑制できる。

ここで、樹脂材料としては、一般的なエポキシ樹脂を利用することができる。これ以外でも、モールド時の流動性と固まった後の耐候性が確保できるものであれば、適用可能である。

以上のように、本発明の第二実施形態によれば、円周壁２１４の上面２１６が、ケース２１０の底部２１２からみて、カップ部１２２の先端１２４よりも高い位置に設けられる。更には、コア２３２の上面２３６よりも高い位置に設けられる。従って、モールド樹脂２３８は円周壁２１４の外周に出ることはなく、カップ部先端１２４とモールド樹脂２３８が干渉しないファンモータを提供することができる。

更には、円周壁２１４は角部２１７のみで位置決めを行うので、嵌合と異なり、ステータ２３０の設置をスムーズに実施できるように円周壁２１４の内径寸法を設定することができる。また、これに伴い、隙間２３９をテーパ状に形成することが可能となる。これにより、治具と円周壁２１４との当接部への流圧は低く、治具と円周壁２１４との当接部から樹脂が飛び出るようなことを防止できるファンモータを提供することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明の含まれるものである。

１００，２００ ファンモータ
１１０，２１０ ケース
１１４，２１４ 円周壁
１１６，２１６ 円周壁の上面
１１７，２１７ 角部
１１８，２１８ 固定ネジ
１２０，２２０ 回転羽根
１２２ カップ部
１２４ カップ部の先端
１３０，２３０ ステータ
１３８，２３８ モールド樹脂
１５０ シャフト
１６０ ロータ
２３６ コアの上面
２３９ 隙間

Claims (5)

1. コアに巻回される複数コイルを円周上に配置するステータと、
   前記ステータの外周面を囲む円周壁を有し、且つ前記円周壁の円中心にシャフトを有するケースと、
   前記ステータ内周側で軸受を介して前記シャフトに回転可能に支持されるロータと、
   前記円周壁外周側に配置される回転羽根と前記ロータとを接続するカップ部と、
   前記カップ部の回転羽根側先端よりも前記ケースの底部から軸方向に離れている前記円周壁上面と、
   少なくとも前記複数コイルを覆うモールド樹脂とを備えるファンモータ。
2. 前記円周壁と前記コアとの間に前記モールド樹脂が充填される隙間を備える請求項１に記載のファンモータ。
3. 前記隙間が前記ケースの底部から前記円周壁上面の方向に向かって拡大する請求項２又は３のいずれかに記載のファンモータ。
4. 前記円周壁上面の内周側に拡径部を設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載のファンモータ。
5. 前記円周壁上面から前記ケース底部までの軸方向距離が、前記コアの上面から前記ケース底部までの軸方向距離よりも大きい請求項１〜４のいずれか一項に記載のファンモータ。

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