JP2918793B2 - 一軸受形ファンモータ - Google Patents
一軸受形ファンモータInfo
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- JP2918793B2 JP2918793B2 JP6335689A JP33568994A JP2918793B2 JP 2918793 B2 JP2918793 B2 JP 2918793B2 JP 6335689 A JP6335689 A JP 6335689A JP 33568994 A JP33568994 A JP 33568994A JP 2918793 B2 JP2918793 B2 JP 2918793B2
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- rotor
- bearing
- fan motor
- magnet
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- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータの軸受け構造を
改良して厚さを薄くしたファンモータに関する。
改良して厚さを薄くしたファンモータに関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小形化に伴い、ファンモータ
の小形化が要請されている。ファンモータを小型化する
場合、外形は風量によってほぼ制約を受けるので、厚さ
をどのように薄くするかが課題となる。従来のファンモ
ータは、軸受けに主軸受け(深溝主軸受け)を用いる場
合、主軸受けが1個であると、支持する点が1つとな
り、安定した回転が得られないため2個用いるか、また
は主軸受け1個と他の軸受け(スベリ軸受け)との組合
せが必要であった。
の小形化が要請されている。ファンモータを小型化する
場合、外形は風量によってほぼ制約を受けるので、厚さ
をどのように薄くするかが課題となる。従来のファンモ
ータは、軸受けに主軸受け(深溝主軸受け)を用いる場
合、主軸受けが1個であると、支持する点が1つとな
り、安定した回転が得られないため2個用いるか、また
は主軸受け1個と他の軸受け(スベリ軸受け)との組合
せが必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図6は、従来のファン
モータの軸受け構造を説明するための図で、(a)は軸
受けを2個用いた例である。ファンを形成するロータ2
3にシャフト19が固定され、軸受け20と21が固定
されている。シャフト19の端部にバネ24が挿入され
止めリング25で係止されている。軸受け20は、外輪
29a,内輪29bおよびボールベアリング20a・・
・20nより構成されており、ボールベアリング20a
・・・20nは外輪29aと内輪29bとの間の一つの
円周線の上に配列された構造となっている。そのため軸
受け1個では、図示しないステータに対しシャフト19
が平行状態を維持することは難しい。よって、同様な構
造の軸受け21を設け、ステータに対しシャフト19が
傾むかないようにしている。
モータの軸受け構造を説明するための図で、(a)は軸
受けを2個用いた例である。ファンを形成するロータ2
3にシャフト19が固定され、軸受け20と21が固定
されている。シャフト19の端部にバネ24が挿入され
止めリング25で係止されている。軸受け20は、外輪
29a,内輪29bおよびボールベアリング20a・・
・20nより構成されており、ボールベアリング20a
・・・20nは外輪29aと内輪29bとの間の一つの
円周線の上に配列された構造となっている。そのため軸
受け1個では、図示しないステータに対しシャフト19
が平行状態を維持することは難しい。よって、同様な構
造の軸受け21を設け、ステータに対しシャフト19が
傾むかないようにしている。
【0004】従来のファンモータは、このように2個の
軸受けを用いなければならず、モータの厚さが軸受け2
個の厚さAに規制され薄形化は困難であった。図6
(b)に示すものは、軸受け1個の他にスベリ軸受けを
組み合わせた例である。軸受け26の他に、スベリ軸受
け28によってシャフト30が支持されている。軸受け
26とスベリ軸受け28との間は、少なくとも数ミリの
ギャップを取る必要がある。
軸受けを用いなければならず、モータの厚さが軸受け2
個の厚さAに規制され薄形化は困難であった。図6
(b)に示すものは、軸受け1個の他にスベリ軸受けを
組み合わせた例である。軸受け26の他に、スベリ軸受
け28によってシャフト30が支持されている。軸受け
26とスベリ軸受け28との間は、少なくとも数ミリの
ギャップを取る必要がある。
【0005】この例によれば、厚さはBとなり、軸受け
2個数に比較し少し薄くなるが、シャフト30にスベリ
軸受け28が直接接しているため、寿命が短くなるとい
う欠点があった。また、寿命をできるだけ延ばすため含
油方式にすると、油の流出を防止するための構造にしな
ければならず、厚さが増大してしまう。本発明の目的
は、上述の諸問題を解決するもので、モータ本体の厚さ
を薄くした一軸受形ファンモータを提供することにあ
る。
2個数に比較し少し薄くなるが、シャフト30にスベリ
軸受け28が直接接しているため、寿命が短くなるとい
う欠点があった。また、寿命をできるだけ延ばすため含
油方式にすると、油の流出を防止するための構造にしな
ければならず、厚さが増大してしまう。本発明の目的
は、上述の諸問題を解決するもので、モータ本体の厚さ
を薄くした一軸受形ファンモータを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による一軸受形ファンモータは、ロータと、ロ
ータの下面に固定され、ロータのシャフトを中心として
円環状に、かつ所定角の回転対称系になるようにS極と
N極を交互に配置してなるマグネットと、前記ロータを
回転可能に支持するための1個のボールベアリングと、
前記マグネットとの対面方向が前記シャフトと平行にな
るように配置された多角形状のコイルおよびヨークを固
定したステータとからなり、前記マグネットと前記ヨー
クによって回転時の前記ロータに対し、前記シャフトの
スラスト方向に、該シャフトを中心に対称に磁気吸引力
を発生させ、前記スラスト方向の磁気吸引力による荷重
は前記ロータの荷重より大きくなるように構成されてい
る。
に本発明による一軸受形ファンモータは、ロータと、ロ
ータの下面に固定され、ロータのシャフトを中心として
円環状に、かつ所定角の回転対称系になるようにS極と
N極を交互に配置してなるマグネットと、前記ロータを
回転可能に支持するための1個のボールベアリングと、
前記マグネットとの対面方向が前記シャフトと平行にな
るように配置された多角形状のコイルおよびヨークを固
定したステータとからなり、前記マグネットと前記ヨー
クによって回転時の前記ロータに対し、前記シャフトの
スラスト方向に、該シャフトを中心に対称に磁気吸引力
を発生させ、前記スラスト方向の磁気吸引力による荷重
は前記ロータの荷重より大きくなるように構成されてい
る。
【0007】
【作用】前記構成によれば、安定した回転が得られると
ともにモータの厚さを従来に比較し2/3程度に薄くで
き、ファンモータの小形化を実現できる。また、上記構
成において、スラスト方向の磁気吸引力による荷重はロ
ータの荷重より大きくすることにより、シャフトが水平
方向になるような使用においても、安定した回転を得る
ことができる。
ともにモータの厚さを従来に比較し2/3程度に薄くで
き、ファンモータの小形化を実現できる。また、上記構
成において、スラスト方向の磁気吸引力による荷重はロ
ータの荷重より大きくすることにより、シャフトが水平
方向になるような使用においても、安定した回転を得る
ことができる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図1は、本発明による一軸受形ファンモータ
の外観を示す分解正面図で、(a)はステータが組み込
まれているモータ枠側を、(b)はロータであるファン
を示している。モータ枠1の4隅に止め孔1b,1c,
1d,1eが設けられ、中央部にステータ支持部1aが
設けられている。ステータ支持部1aには基板11が取
り付けられ、その上に固定ヨーク6が、さらにその上に
三角形コイル4が固定されている。ステータ支持部1a
の中央部には軸受け孔5を有するハウジング14が配置
されている。
説明する。図1は、本発明による一軸受形ファンモータ
の外観を示す分解正面図で、(a)はステータが組み込
まれているモータ枠側を、(b)はロータであるファン
を示している。モータ枠1の4隅に止め孔1b,1c,
1d,1eが設けられ、中央部にステータ支持部1aが
設けられている。ステータ支持部1aには基板11が取
り付けられ、その上に固定ヨーク6が、さらにその上に
三角形コイル4が固定されている。ステータ支持部1a
の中央部には軸受け孔5を有するハウジング14が配置
されている。
【0009】ファン7は、最外周に羽根7aが設けら
れ、中央部はシャフト9が一体となっている。シャフト
9には軸受け10が取り付けられている。ファン7の中
間部分には円環状のマグネット8が配置されている。
(b)は、ファンの裏面側を示したもので、この裏面側
を(a)のモータ枠に対面させて軸受け10を軸受孔5
に挿入してファンモータが形成される。
れ、中央部はシャフト9が一体となっている。シャフト
9には軸受け10が取り付けられている。ファン7の中
間部分には円環状のマグネット8が配置されている。
(b)は、ファンの裏面側を示したもので、この裏面側
を(a)のモータ枠に対面させて軸受け10を軸受孔5
に挿入してファンモータが形成される。
【0010】図2は、本発明による一軸受形ファンモー
タの構造を説明するための図で、(a)はファンモータ
の断面図、(b)はマグネット,ヨークおよび軸受けの
関係を示す図、(c)はコイルの形状を示す図である。
軸受け10がハウジング14に嵌入され、ファン(ロー
タ)が抜けないように止めリング12が嵌められてい
る。(b)から明らかなように軸受け10の位置は、マ
グネット8と固定ヨーク6の中間位置となっている。コ
イル4は、図に示すような正三角形で、固定ヨーク6も
同様に正三角形で頂部が円弧状になっている。固定ヨー
ク6の円弧状の頂部は、三角形コイル4の頂点とは僅か
にずらして配置され、停止状態から回転への移行を確実
にしている。
タの構造を説明するための図で、(a)はファンモータ
の断面図、(b)はマグネット,ヨークおよび軸受けの
関係を示す図、(c)はコイルの形状を示す図である。
軸受け10がハウジング14に嵌入され、ファン(ロー
タ)が抜けないように止めリング12が嵌められてい
る。(b)から明らかなように軸受け10の位置は、マ
グネット8と固定ヨーク6の中間位置となっている。コ
イル4は、図に示すような正三角形で、固定ヨーク6も
同様に正三角形で頂部が円弧状になっている。固定ヨー
ク6の円弧状の頂部は、三角形コイル4の頂点とは僅か
にずらして配置され、停止状態から回転への移行を確実
にしている。
【0011】図3は、マグネットの磁極とヨークの関係
を示す図である。マグネット8はS極とN極が60度間
隔で交互に配置され、三角形コイル4に対し120度の
回転対称系となっている。したがって、回転時の磁気吸
引力は、ロータに対し対称に働き、磁気アンバランスが
生じることはなく、回転時のトルクムラを小さくでき
る。この磁気吸引力は、軸受け10に対し予圧を兼ねて
いる。ロータは、軸受け10およびマグネット8とヨー
ク6の間の磁気吸引力による支持によって安定した回転
を得ることができる。
を示す図である。マグネット8はS極とN極が60度間
隔で交互に配置され、三角形コイル4に対し120度の
回転対称系となっている。したがって、回転時の磁気吸
引力は、ロータに対し対称に働き、磁気アンバランスが
生じることはなく、回転時のトルクムラを小さくでき
る。この磁気吸引力は、軸受け10に対し予圧を兼ねて
いる。ロータは、軸受け10およびマグネット8とヨー
ク6の間の磁気吸引力による支持によって安定した回転
を得ることができる。
【0012】図4(a)〜(c)は、マグネットの位置
とロータの重心の位置関係を説明するための図である。
(a)の場合、ロータに対しマグネットを密着して設け
た例を示してあり、軸受け10の支持点10aに対し、
ロータの重心7bが右方向のかなり離れた位置にあるこ
とを示している。ファンモータを図4に示すように水平
位置で用いる場合、より回転を安定させるためには理想
的には軸受け10の支持点10aと重心7bとが一致す
ることが望ましい。(b)の場合は、マグネットの配置
位置を支持点近くに設け、重心7cを支持点10bに近
づけた状態を示している。(c)はマグネットの配置位
置を支持点より左側にし、重心7dと支持点10cを一
致させた状態を示している。実際には(b)(c)の構
造にすることは難しく、(a)に近い構造となる。
とロータの重心の位置関係を説明するための図である。
(a)の場合、ロータに対しマグネットを密着して設け
た例を示してあり、軸受け10の支持点10aに対し、
ロータの重心7bが右方向のかなり離れた位置にあるこ
とを示している。ファンモータを図4に示すように水平
位置で用いる場合、より回転を安定させるためには理想
的には軸受け10の支持点10aと重心7bとが一致す
ることが望ましい。(b)の場合は、マグネットの配置
位置を支持点近くに設け、重心7cを支持点10bに近
づけた状態を示している。(c)はマグネットの配置位
置を支持点より左側にし、重心7dと支持点10cを一
致させた状態を示している。実際には(b)(c)の構
造にすることは難しく、(a)に近い構造となる。
【0013】(a)に近い構造でより効率的に回転を安
定にするためには、ロータの自重を磁気吸引力より十分
に小さくする必要がある。このような条件を満たすこと
により、ロータの重心位置を幅広い範囲で対応させるこ
とができる。ロータの水平位置での重心点の荷重を
(G)、ロータの回転軸に対する水平バランスの差によ
る遠心力を(g)、マグネットとヨーク間で生ずる軸方
向の荷重を(B)とすると、下記のような式が成り立つ
ようにロータを構成すればよい。 (G)+(g)≪(B)・・・・(1) すなわち、マグネットとヨーク間で生ずる軸方向の荷重
(B)が(G)と(g)の和より非常に大きくなってい
ることが必要である。
定にするためには、ロータの自重を磁気吸引力より十分
に小さくする必要がある。このような条件を満たすこと
により、ロータの重心位置を幅広い範囲で対応させるこ
とができる。ロータの水平位置での重心点の荷重を
(G)、ロータの回転軸に対する水平バランスの差によ
る遠心力を(g)、マグネットとヨーク間で生ずる軸方
向の荷重を(B)とすると、下記のような式が成り立つ
ようにロータを構成すればよい。 (G)+(g)≪(B)・・・・(1) すなわち、マグネットとヨーク間で生ずる軸方向の荷重
(B)が(G)と(g)の和より非常に大きくなってい
ることが必要である。
【0014】例えば、具体的な数値例としてロータの重
量を1.2g,軸方向の荷重を20gになるように構成
した。これにより安定した回転を得ることができた。実
際に(B)/{(G)+(g)}の関係を種々に変えて
ロータの回転を調べた結果、少なくとも(B)は(G)
+(g)に対し10倍以上大きければ良好な回転が得ら
れることが判った。図4(d)に(1)式のベクトルの
関係を示した。
量を1.2g,軸方向の荷重を20gになるように構成
した。これにより安定した回転を得ることができた。実
際に(B)/{(G)+(g)}の関係を種々に変えて
ロータの回転を調べた結果、少なくとも(B)は(G)
+(g)に対し10倍以上大きければ良好な回転が得ら
れることが判った。図4(d)に(1)式のベクトルの
関係を示した。
【0015】図5は、本発明による一軸受形ファンモー
タにおいて過振動,衝撃が問題になったときの対策を説
明するための図である。(a)は内輪駆動の場合を、
(b)は外輪駆動の場合を示している。ロータ自重があ
り、振動,衝撃により内輪と外輪の傾きが問題となる場
合にはスベリワッシャを入れることにより軸受けの保護
をする。 (a)において、ステータ33に軸受け38の外輪を固
定し、軸受け38の内輪をロータ32に固定しており、
ロータ32が横揺れしたときロータ32の側面Cとステ
ータ33の側面Dとの衝突の可能性がある。スベリワッ
シャ36を入れることより、ステータ33の側面Dをワ
ッシャ36に接触させ、ロータ32の側面Cがステータ
33の側面Dに衝突することを防止している。 (b)において、ロータ34に軸受け39の外輪を固定
し、ステータ35に軸受け39の内輪を固定しており、
ロータ34が横揺れしたときロータ34の側面Cとステ
ータ35の側面Dとの衝突の可能性がある。ワッシャ3
7を入れることより、ロータ34の側面Cがワッシャ3
7に接触し、ロータ34の側面Cがステータ35の側面
Dに衝突することを防止している。
タにおいて過振動,衝撃が問題になったときの対策を説
明するための図である。(a)は内輪駆動の場合を、
(b)は外輪駆動の場合を示している。ロータ自重があ
り、振動,衝撃により内輪と外輪の傾きが問題となる場
合にはスベリワッシャを入れることにより軸受けの保護
をする。 (a)において、ステータ33に軸受け38の外輪を固
定し、軸受け38の内輪をロータ32に固定しており、
ロータ32が横揺れしたときロータ32の側面Cとステ
ータ33の側面Dとの衝突の可能性がある。スベリワッ
シャ36を入れることより、ステータ33の側面Dをワ
ッシャ36に接触させ、ロータ32の側面Cがステータ
33の側面Dに衝突することを防止している。 (b)において、ロータ34に軸受け39の外輪を固定
し、ステータ35に軸受け39の内輪を固定しており、
ロータ34が横揺れしたときロータ34の側面Cとステ
ータ35の側面Dとの衝突の可能性がある。ワッシャ3
7を入れることより、ロータ34の側面Cがワッシャ3
7に接触し、ロータ34の側面Cがステータ35の側面
Dに衝突することを防止している。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、1個の軸
受けと、モータのマグネットとヨークの間に発生する磁
気吸引力を軸受けとしているので、機械的軸受けが1個
でも、安定した回転を得ることができ、同時にモータの
厚さも従来に比較し薄くでき、モータ全体の小形化を実
現できた。具体的数値例として従来のファンモータの厚
さが7〜8mmであったものが、本発明によれば5〜
5.5mmに薄くすることができた。また、機械的軸受
けが1個であるので、回転時の軸受け騒音を低減化でき
る。実験の結果、騒音レベルを1.5〜2dB低下する
ことができた。
受けと、モータのマグネットとヨークの間に発生する磁
気吸引力を軸受けとしているので、機械的軸受けが1個
でも、安定した回転を得ることができ、同時にモータの
厚さも従来に比較し薄くでき、モータ全体の小形化を実
現できた。具体的数値例として従来のファンモータの厚
さが7〜8mmであったものが、本発明によれば5〜
5.5mmに薄くすることができた。また、機械的軸受
けが1個であるので、回転時の軸受け騒音を低減化でき
る。実験の結果、騒音レベルを1.5〜2dB低下する
ことができた。
【図1】本発明による一軸受形ファンモータの外観を示
す分解正面図で、(a)はステータが組み込まれている
モータ枠側を、(b)はロータであるファンを示してい
る。
す分解正面図で、(a)はステータが組み込まれている
モータ枠側を、(b)はロータであるファンを示してい
る。
【図2】本発明による一軸受形ファンモータの構造を説
明するための図で、(a)はファンモータの断面図、
(b)はマグネット,ヨークおよび軸受けの関係を示す
図、(c)はコイルの形状を示す図である。
明するための図で、(a)はファンモータの断面図、
(b)はマグネット,ヨークおよび軸受けの関係を示す
図、(c)はコイルの形状を示す図である。
【図3】マグネットの磁極とヨークの関係を示す図であ
る。
る。
【図4】マグネットの位置とロータの重心の位置関係を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図5】本発明による一軸受形ファンモータにおいて過
振動,衝撃が問題になったときの対策を説明するための
図である。
振動,衝撃が問題になったときの対策を説明するための
図である。
【図6】従来のファンモータの軸受け構造を説明するた
めの図である。
めの図である。
1…モータ枠 2…ケーブル 4…三角形コイル 5…軸受け孔 6…固定ヨーク 7,23,27…ファン(ロータ) 7a…羽根 8…マグネット 9…シャフト 10,20,21,26…軸受け 11…基板 12…止めリング 13…ボールベアリング 24…バネ 25…止めリング 28…スベリ軸受け
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 7/14 H02K 1/27 503 H02K 5/173 H02K 7/08 H02K 21/24
Claims (1)
- 【請求項1】 ロータと、 前記ロータの下面に固定され、ロータのシャフトを中心
として円環状に、かつ所定角の回転対称系になるように
S極とN極を交互に配置してなるマグネットと、前記ロ
ータを回転可能に支持するための1個のボールベアリン
グと、 前記マグネットとの対面方向が前記シャフトと平行にな
るように配置された多角形状のコイルおよびヨークを固
定したステータとからなり、 前記マグネットと前記ヨークによって回転時の前記ロー
タに対し、前記シャフトのスラスト方向に、該シャフト
を中心に対称に磁気吸引力を発生させ、前記スラスト方
向の磁気吸引力による荷重は前記ロータの荷重より大き
くなるように構成したことを特徴とする一軸受形ファン
モータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6335689A JP2918793B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 一軸受形ファンモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6335689A JP2918793B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 一軸受形ファンモータ |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1728397A Division JPH09312954A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | 一軸受形ファンモータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08182253A JPH08182253A (ja) | 1996-07-12 |
JP2918793B2 true JP2918793B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=18291402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6335689A Expired - Fee Related JP2918793B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 一軸受形ファンモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2918793B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4144972B2 (ja) * | 1999-05-31 | 2008-09-03 | 山洋電気株式会社 | 一軸受型永久磁石電動機及び一軸受型ファンモータ |
KR20020043824A (ko) * | 2000-12-04 | 2002-06-12 | 이형도 | 팬 모터 |
KR20040047127A (ko) * | 2002-11-29 | 2004-06-05 | 엘지이노텍 주식회사 | 컴퓨터용 팬 모터구조 |
CN103401390A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-20 | 吴星杰 | 盘式三角两磁三相发电机 |
-
1994
- 1994-12-20 JP JP6335689A patent/JP2918793B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08182253A (ja) | 1996-07-12 |
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