JP2955757B2 - Disc type brushless motor - Google Patents

Disc type brushless motor

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JP2955757B2
JP2955757B2 JP7655489A JP7655489A JP2955757B2 JP 2955757 B2 JP2955757 B2 JP 2955757B2 JP 7655489 A JP7655489 A JP 7655489A JP 7655489 A JP7655489 A JP 7655489A JP 2955757 B2 JP2955757 B2 JP 2955757B2
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白木  学
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の産業上の利用分野] 本発明は,ディスク型単相ブラシレスファンモータ等
に用いて好適なデイスク型ブラシレスモータに関し,特
に玉軸承は1個用いるだけで足りる軸承構造とすること
で,安価で,しかも長寿命且つ信頼性を要求されるディ
スク型ブラシレスモータを構成できるようにしたもので
ある。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a disk-type brushless motor suitable for use in a disk-type single-phase brushless fan motor and the like, and in particular, a bearing requiring only one ball bearing. With this structure, a disk-type brushless motor that is inexpensive, requires a long service life, and requires high reliability can be configured.

[従来技術とその問題点] ブラシレスファンモータは,数万時間以上に渡って信
頼性の要求されるため,玉軸承を2個用いた第5図に示
すような軸承構造が一般的に用いられている。
[Prior art and its problems] Since brushless fan motors require reliability for tens of thousands of hours or more, a bearing structure as shown in Fig. 5 using two ball bearings is generally used. ing.

この第5図の軸承構造について説明すると,回転軸1
の上部には,円板状の回転子(これは主にマグネットロ
ータ等からなるが,ここでは,これらを単に図面及び説
明の簡略化のために円板状に描く)2が取り付けられて
いる。
The bearing structure of FIG. 5 will be described.
A disk-shaped rotor (which is mainly composed of a magnet rotor or the like, but here, these are simply drawn in a disk shape for simplicity of the drawing and the description) 2 is attached to the upper part of the. .

回転軸1は,この上下両端部では,2個のボールベアリ
ング等の玉軸承3,4によって回動自在に支持されてい
る。玉軸承3,4は,固定部5に植立された円筒状の軸承
ハウス6の上下両開口端部に装着している。回転子2と
玉軸承3,4間には,スプリング7を介在させて玉軸承3
に与圧をかけている。またスプリング7の与圧により,
回転軸1が下方に抜け出るのを防ぐために玉軸受4の下
端部において止め輪8を当該回転軸1に係合させてい
る。
The rotary shaft 1 is rotatably supported at its upper and lower ends by ball bearings 3 and 4 such as two ball bearings. The ball bearings 3 and 4 are mounted on both upper and lower open ends of a cylindrical bearing house 6 erected on the fixed portion 5. A spring 7 is interposed between the rotor 2 and the ball bearings 3 and 4 so that the ball bearing 3
Pressurized. Also, by the pressurization of the spring 7,
A retaining ring 8 is engaged with the rotating shaft 1 at the lower end of the ball bearing 4 in order to prevent the rotating shaft 1 from falling downward.

また別の例としての軸承構造では,与圧を与えるため
のスプリング7を玉軸承3と4間に介在させた第6図に
示すものが公知になっている。
FIG. 6 shows another known bearing structure in which a spring 7 for applying a pressure is interposed between the ball bearings 3 and 4.

然しながら,第5図および第6図の軸承構造のいずれ
も,高価な玉軸承3,4を2個必要とするほか,玉軸承3
または/および4に与圧を行うためのスプリング7及び
止め輪8等の部品が必要であり,これらを組み立てるた
めの工数も多く,ブラシレスファンモータのコストを高
いものにしていた。
However, each of the bearing structures shown in FIGS. 5 and 6 requires two expensive ball bearings 3 and 4 and the ball bearings 3 and 4.
In addition, parts such as a spring 7 and a retaining ring 8 for applying pressure to the and / or 4 are required, and the man-hours for assembling these parts are large, thus increasing the cost of the brushless fan motor.

尚,安価な軸承としては,含油焼結金属(オイルレス
メタル)軸承等の滑り軸承が知られているが,かかる滑
り軸承を用いるとディスク型コアレス単相ブラシレスフ
ァンモータの場合には,軽量,薄型化が可能であるが,
偏心等によるラジアル荷重が滑り軸承に加わるため,摩
耗が生じ,短寿命,低信頼性となっていた。
As an inexpensive bearing, a sliding bearing such as an oil-impregnated sintered metal (oil-less metal) bearing is known. However, if such a sliding bearing is used, a disk-type coreless single-phase brushless fan motor can be reduced in weight and weight. Although it is possible to reduce the thickness,
Radial loads due to eccentricity and the like are applied to the slide bearing, causing wear, resulting in short life and low reliability.

そこで,軸承構造を安価にするために,2個の玉軸承の
うちの1個を滑り軸承である含油焼結金属軸承に置き換
えて実験したが,回転子の偏心等により,玉軸承を2個
用いた場合に比較して大きな摩耗が生じ,長寿命につな
がらず,短寿命,低信頼性のものとなっていた。
Therefore, in order to make the bearing structure inexpensive, an experiment was conducted in which one of the two ball bearings was replaced with an oil-impregnated sintered metal bearing that was a sliding bearing, but due to the eccentricity of the rotor, two ball bearings were used. Compared to the case of using, large abrasion occurred, which did not lead to long life, but had short life and low reliability.

このことを第7図を参照して説明すると,第7図の軸
承構造ものは,第6図の上部の玉軸承3を安価な滑り軸
承である含油焼結金属軸承9に置換したものとなってい
る。
This will be described with reference to FIG. 7. The bearing structure shown in FIG. 7 is obtained by replacing the ball bearing 3 at the upper part of FIG. 6 with an oil-impregnated sintered metal bearing 9 which is an inexpensive sliding bearing. ing.

かかる第7図に示す軸承構造によると,確かに玉軸承
が1個減るためコストが安くなる。
According to the bearing structure shown in FIG. 7, the number of ball bearings is reduced by one, so that the cost is reduced.

然しながら,この軸承構造のものは,同図から明らか
なように,回転子2の重心が,含油焼結金属軸承9にか
かるため,回転子2の偏心等により,回転軸1の首振り
を一時的に押さえることができるとしても,それは短い
期間にすぎず,含油焼結金属軸承9が摩耗する。
However, in this bearing structure, since the center of gravity of the rotor 2 is applied to the oil-impregnated sintered metal bearing 9 as is apparent from the figure, the swing of the rotating shaft 1 is temporarily caused by the eccentricity of the rotor 2 or the like. Even if it can be held down, it is only for a short period, and the oil-impregnated sintered metal bearing 9 will wear.

この結果,下端部に設けた玉軸承4のみが有効に作用
したとしても,その玉軸承4も1個であるため,負担が
かかり,本来的な玉軸受の役割が果たせず,性能の良い
軸承として機能しない。そればかりか,その位置の玉軸
承4は回転軸1の首振りを押さえることができず,また
玉軸承4の寿命が短くなるため,長期間に渡って意地で
きず,高性能並びに長寿命化が期待できなかった。しか
も,当該軸承構造のファンモータを用いていると玉軸承
4が劣化し,当該玉軸承4により,回転時に大きなガタ
音が発生する欠点がある。
As a result, even if only the ball bearing 4 provided at the lower end works effectively, since only one ball bearing 4 is used, a burden is imposed and the function of the original ball bearing cannot be fulfilled. Does not work as In addition, the ball bearing 4 at that position cannot suppress the swing of the rotating shaft 1 and the life of the ball bearing 4 is shortened, so that the ball bearing 4 cannot be used for a long period of time, and has high performance and long life. Was not expected. In addition, when the fan motor having the bearing structure is used, the ball bearing 4 is deteriorated, and the ball bearing 4 has a disadvantage that a large rattling sound is generated during rotation.

このように,単に2個の玉軸承のうちの1個を安価に
するために含油焼結金属軸承に置換しただけでは,2個の
玉軸承を設けたと同様と寿命と信頼性を維持することが
できない。
In this way, simply replacing one of the two ball bearings with an oil-impregnated sintered metal bearing to reduce the cost will maintain the same life and reliability as if two ball bearings were provided. Can not.

そこで先に本発明者は,ディスク型ブラシレスモータ
を安価に形成するために,玉軸承を1個にしても,2個の
玉軸承を用いたと同様の寿命並びに信頼性を確保するこ
とのできる軸承構造を持つ第8図に示すようなディスク
型単相ブラシレスファンモータ10を開発した。
Therefore, the inventor of the present invention has set forth that in order to form a disk-type brushless motor at low cost, even if one ball bearing is used, the same bearing life and reliability as when two ball bearings are used can be ensured. A disk type single-phase brushless fan motor 10 having a structure as shown in FIG. 8 has been developed.

このディスク型単相ブラシレスファンモータ10では,
回転ファン11の重心12が軸承ハウス13の上部に位置する
ように上記回転ファン11を構成し,上記軸承ハウス13の
上部に玉軸承14を設けて回転ファン11の重心12部を玉軸
承14で支承し,軸承ハウス13の下端部に滑り軸承15を設
けて回転軸16を回動自在に支持している。
In this disk type single-phase brushless fan motor 10,
The rotating fan 11 is configured so that the center of gravity 12 of the rotating fan 11 is located above the bearing house 13, and a ball bearing 14 is provided above the bearing house 13, and the center of gravity 12 of the rotating fan 11 is mounted on the ball bearing 14. A sliding bearing 15 is provided at the lower end of the bearing house 13 to support the rotating shaft 16 rotatably.

なお,このファンモータ10の他の箇所の説明は,本発
明の実施例の箇所で説明するので,共通する箇所には,
同一符号を符し,その説明を省略する。
The other parts of the fan motor 10 will be described in the embodiments of the present invention.
The same reference numerals are used and the description is omitted.

このデイスク型単相ブラシレスファンモータ10による
と,高価な玉軸承の使用箇所を2つから1つに減じるこ
とが可能になるため,非常に有用なものである。
According to the disk-type single-phase brushless fan motor 10, the number of places where expensive ball bearings are used can be reduced from two to one, which is very useful.

特に,このようにした場合,マグネットロータ17とス
テータヨーク18間の磁気吸引力により玉軸承14に与圧を
行うことが可能であり,これを利用すれば与圧に必要な
部品点数を減じることができる効果もある。
In particular, in this case, it is possible to pressurize the ball bearing 14 by the magnetic attraction between the magnet rotor 17 and the stator yoke 18, and if this is used, the number of components required for pressurization can be reduced. There is also an effect that can be done.

このような軸承構造は,軸方向空隙型,すなわち,コ
アレス構造のデイスク型ブラシレスモータを用いて初め
て有用なもので,径方向空隙型,すなわち,円筒構造の
ブラシレスモータを含むブラシレスファンモータに用い
ては何等有効に機能し得ない。
Such a bearing structure is useful only for an axial gap type, that is, a diskless brushless motor having a coreless structure, and is used for a brushless fan motor including a radial gap type, that is, a brushless motor having a cylindrical structure. Cannot function effectively.

デイスク型単相ブラシレスファンモータ10において,
玉軸承の使用個数を,2個から1個に減じても,信頼性の
低下が生じない理由について更に説明する。
In the disk type single-phase brushless fan motor 10,
The reason why the reliability does not decrease even if the number of ball bearings used is reduced from two to one will be further described.

デイスク型ブラシレスモータのような,所謂,ダイレ
クトドライブ方式を採用したモータの軸承に加わる力
は,本発明者が研究・実験したデータによると,大分部
が回転子の重心が回転軸からずれていることに起因する
ラジアル荷重である。
According to data studied and experimented by the inventor of the present invention, the force applied to the bearing of a motor employing a so-called direct drive system, such as a disk type brushless motor, is largely offset by the center of gravity of the rotor from the rotating shaft. Radial load.

尚,それにも係わらず,従来では,第7図に示すよう
に,この点を無視しているために,長寿命化と信頼性が
得られないでいた。
Nevertheless, conventionally, as shown in FIG. 7, this point was neglected, so that long life and reliability could not be obtained.

上記デイスク型単相ブラシレスファンモータ10では,
回転子[回転ファン11]の重心12が軸承ハウス13の上端
部にくるように設計されたものを用いているため,回転
子11の軸承に加わる力の作用点は,回転子11の重心12で
ある。
In the above disk type single-phase brushless fan motor 10,
Since the center of gravity 12 of the rotor [rotating fan 11] is designed to be at the upper end of the bearing house 13, the point of action of the force applied to the bearing of the rotor 11 is the center of gravity of the rotor 11 It is.

従って,回転子11の重心12部のなる軸承ハウス13の上
端部に設けた玉軸承14で回転軸16を支承することによ
り,ラジアル荷重の大半を当該玉軸承14で支えることが
できる。
Accordingly, by supporting the rotating shaft 16 with the ball bearing 14 provided at the upper end of the bearing house 13 including the center of gravity 12 of the rotor 11, most of the radial load can be supported by the ball bearing 14.

しかし,これだけだと,玉軸承14は,回転軸16の首振
りを完全に押さえることが難しいので,更に,玉軸承14
から離れた軸承ハウス13の下端部位置に滑り軸承15を設
けて,回転軸16が所定角度以上に傾かないようにしてい
る。
However, with this alone, it is difficult for the ball bearing 14 to completely suppress the swing of the rotating shaft 16.
A sliding bearing 15 is provided at a lower end portion of the bearing house 13 away from the shaft, so that the rotating shaft 16 does not tilt more than a predetermined angle.

滑り軸承15には,回転軸16の方向が変化した場合に
は,ラジアル荷重が加わるが,このようなことはまれに
しか起こらないため,摩耗は殆ど起こらず,信頼性の低
下を招くことは殆どない。
When the direction of the rotating shaft 16 changes, a radial load is applied to the sliding bearing 15, but since such a phenomenon rarely occurs, there is almost no abrasion and no reduction in reliability is caused. Almost no.

特に,デイスク型単相ブラシレスファンモータ10のよ
うに,一方向にしか回転しないような構成のモータの場
合は,上述の欠点はより少ないものになる。
In particular, in the case of a motor such as a disk-type single-phase brushless fan motor 10 that rotates only in one direction, the above-mentioned disadvantages are further reduced.

このように,デイスク型単相ブラシレスファンモータ
10では,玉軸承14と滑り軸承15とを合理的な位置に採用
することで,従来のように,単にコストの低下のみを図
るのみならず,寿命及び信頼性の点でより一層の効果を
得ることができる。
Thus, the disk-type single-phase brushless fan motor
In 10, the adoption of the ball bearings 14 and the sliding bearings 15 in a reasonable position not only reduces the cost as in the past, but also increases the effects in terms of service life and reliability. Obtainable.

このように構成したデイスク型単相ブラシレスファン
モータ10は,非常に有用なものである。
The disk type single-phase brushless fan motor 10 configured as described above is very useful.

しかしながら,デイスク型単相ブラシレスファンモー
タ10を更に長寿命化する必要性が生じた。
However, a need has arisen to further extend the life of the disk-type single-phase brushless fan motor 10.

デイスク型単相ブラシレスファンモータ10の軸承構造
において,その寿命の一番気になるのが,滑り軸承15で
ある。上記したように滑り軸承15には,然程,負担が加
わらないため,その寿命を長くできるが,ファンモータ
10の起動時などに当該ファンモータ10が安定した回転を
なすように至る間では,回転軸12がふらつくことで,常
時接触している回転軸12が滑り軸承15を痛め付ける惧れ
がある。
In the bearing structure of the disk-type single-phase brushless fan motor 10, the sliding bearing 15 is the most worrisome in its life. As described above, the load is not applied to the slide bearing 15 so much that the service life can be extended.
When the fan motor 10 rotates stably when the fan 10 starts, for example, the rotating shaft 12 fluctuates, so that the rotating shaft 12 that is always in contact may slide and damage the bearing 15.

また,回転軸16と滑り軸承15が常時接触しているた
め,その接触による騒音が発生する。
Further, since the rotating shaft 16 and the sliding bearing 15 are always in contact, noise is generated by the contact.

[本発明の課題] 本発明は,上記した第8図に示すような軸承構造を持
つモータの欠点を解消するためになされたもので,回転
軸のふらつきにより滑り軸承が著しく摩耗したり,破損
するのを防止して,長寿命でありながら,安価に軸承構
造を構成できるようにすること,および騒音を小さくす
ることを課題に無されたもので,滑り軸承を用いても良
く,他の部材を用いても良いように構成できるようにす
ることを課題になされたものである。
[Problems of the Invention] The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of a motor having a bearing structure as shown in FIG. 8, and the sliding bearing is significantly worn or damaged due to wobble of the rotating shaft. The purpose of this method is to eliminate the need for a long-life, low-cost construction of the bearing structure, and to reduce noise. The sliding bearing may be used. An object of the present invention is to make it possible to use a member.

[本発明の課題達成手段] 本発明は,N極,S極の磁極を持つマグネットロータを設
け,該マグネットロータと軸方向の空隙を介してステー
タヨークを有する固定側にステータ電機子を設け,上記
マグネットロータと一体して回転する回転軸を軸承ハウ
スに設けた軸承によって回動自在に支持したディスク型
ブラシレスモータにおいて,上記マグネットロータを含
む回転子の重心が軸承ハウスの上部に位置するように上
記回転子を構成し,上記軸承ハウスの上部に玉軸承を設
けて回転子の重心部を玉軸承で支承し,軸承ハウスの下
端部と対向する軸承ハウスには,滑り軸承や適宜や樹脂
などで形成した回転軸が径方向に所定の角度以上倒れる
のを規制するための倒れ角規制用部材を回転軸と径方向
の微少空隙を介して装着することによって達成される。
[Means for Achieving the Object of the Present Invention] The present invention provides a magnet rotor having N and S magnetic poles, and a stator armature on a fixed side having a stator yoke with an axial gap therebetween. In a disk-type brushless motor in which a rotating shaft that rotates integrally with the magnet rotor is rotatably supported by a bearing provided in a bearing house, a center of gravity of a rotor including the magnet rotor is positioned above the bearing house. The above-mentioned rotor is constructed, a ball bearing is provided on the upper part of the bearing house, and the center of gravity of the rotor is supported by the ball bearing. The bearing house facing the lower end of the bearing house is provided with a sliding bearing or a suitable resin. This is achieved by mounting a tilt angle restricting member for restricting the rotation shaft formed in the above from falling over a predetermined angle in the radial direction through a minute gap in the radial direction with the rotation shaft. That.

その他の本発明の課題は,上記マグネットロータと固
定子間の軸方向の空隙長よりも,回転軸と上記倒れ角規
制用部材間のを径方向の微少空隙長の長さを短く形成す
ることによって達成できる。
Another object of the present invention is to make the length of the minute gap in the radial direction between the rotating shaft and the tilt angle regulating member shorter than the gap length in the axial direction between the magnet rotor and the stator. Can be achieved by:

[発明の作用] 本発明を適用したディスク型単相ブラシレスファンモ
ータ19では,回転軸16の倒れ角規制部材20と回転軸16間
に径方向の微少空隙21を形成しているため,モータ19の
回転中は,回転ファン[回転子]11の重心12部を玉軸承
14で軸承しているために,玉軸承14を傷つけたりして玉
軸承14の寿命を短くする事無く,安定した回転を行うこ
とができる。
[Effect of the Invention] In the disk type single-phase brushless fan motor 19 to which the present invention is applied, since the minute gap 21 in the radial direction is formed between the inclination angle regulating member 20 of the rotating shaft 16 and the rotating shaft 16, the motor 19 During rotation of the rotor, the center of gravity 12 of the rotating fan [rotor] 11 is
Since the ball bearing 14 is used, stable rotation can be performed without damaging the ball bearing 14 and shortening the life of the ball bearing 14.

またモータ19の起動時など回転軸16がふらつく現象時
のみ,倒れ角規制部材20と回転軸16が接触するのみで,
モータ19が安定した回転を行っている時は,回転子11と
コアレスステータ電機子[固定子]22が接触することに
よる電機子コイル23の破損を防止できるようにするため
に,径方向の空隙21をマグネットロータ17と電機子コイ
ル23巻の軸方向の空隙39の長さ以下だけ,回転軸16と倒
れ角規制部材20が離れていて常時は接触してないので,
当該倒れ角規制部材20の寿命を短くすることがない。
Also, only when the rotating shaft 16 fluctuates, such as when the motor 19 starts, the tilt angle regulating member 20 and the rotating shaft 16 only come into contact.
When the motor 19 is rotating stably, a radial gap is provided to prevent the armature coil 23 from being damaged due to the contact between the rotor 11 and the coreless stator armature [stator] 22. Since the rotating shaft 16 and the tilt angle restricting member 20 are separated from each other by the length of the gap 39 in the axial direction between the magnet rotor 17 and the armature coil 23 and are not always in contact with each other,
The life of the tilt angle regulating member 20 is not shortened.

このように本発明では,玉軸承14の使用個数を,2個か
ら1個に減じても,信頼性の低下が生じない。
As described above, in the present invention, even if the number of ball bearings 14 used is reduced from two to one, the reliability does not decrease.

即ち,本発明では,デイスク型単相ブラシレスファン
モータ19の玉軸承14に加わる力の作用点は,回転子11の
重心12である。
That is, in the present invention, the point of action of the force applied to the ball bearing 14 of the disk-type single-phase brushless fan motor 19 is the center of gravity 12 of the rotor 11.

従って,回転子11の重心12部に玉軸承14を設けること
により,ラジアル荷重の大半をこれで受けることができ
る。
Therefore, by providing the ball bearing 14 at the center of gravity 12 of the rotor 11, most of the radial load can be received by this.

しかし,これだけだと,玉軸承14は,回転軸16の首振
りを完全に押さえることが難しいので,モータ19が安定
した回転になり,玉軸承14が1つでも精度良く回転軸16
を支承するようになるまで,回転軸16を所定以上の角度
傾けないように規制する回転軸16の倒れ角規制部材20
を,玉軸承14から離れた位置で且つ回転軸16と径方向の
微少空隙21の長さだけ径方向に離して軸承ハウス13に装
着している。
However, if only this is done, it is difficult for the ball bearing 14 to completely suppress the swing of the rotating shaft 16, so that the motor 19 rotates stably, and even if only one ball bearing 14 is used, the rotating shaft 16 can be accurately rotated.
Of the rotating shaft 16 that restricts the rotating shaft 16 from tilting at an angle greater than a predetermined angle until the rotating shaft 16 is supported.
Is mounted on the bearing house 13 at a position distant from the ball bearing 14 and radially apart from the rotating shaft 16 by the length of the minute gap 21 in the radial direction.

滑り軸承や樹脂などの適宜な材質で形成された回転軸
16の倒れ角規制部材20には,回転軸16の方向が変化した
場合には,ラジアル荷重が加わるが,常時は回転軸16と
接触しているわけでなく,またこのようなことはまれに
しか起こらないため,摩耗は殆ど起こらず,信頼性の低
下を招くことは殆どない。
Rotary shaft made of suitable material such as sliding bearing or resin
When the direction of the rotating shaft 16 changes, a radial load is applied to the tilt angle restricting member 20 of 16, but it is not always in contact with the rotating shaft 16, and such a case is rare. Therefore, wear hardly occurs, and there is almost no reduction in reliability.

勿論,本発明では,マグネットロータ17とステータヨ
ーク18とが磁気的に吸引して互いに保持し合うので,与
圧を行うためのスプリング等を必要としないで,玉軸承
14に予圧をかけることができる。
Of course, in the present invention, since the magnet rotor 17 and the stator yoke 18 are magnetically attracted and hold each other, no spring or the like for applying pressure is required, and the ball bearing is not required.
14 can be preloaded.

このように,本発明では,玉軸承14と回転軸16の倒れ
角規制部材20とを合理的な位置に採用し,しかも該倒れ
角規制部材20と回転軸16とを径方向の微少空隙21を介し
て配設しているため,従来の第8図に示した1つの玉軸
承14と1つの滑り軸承15を用いたモータ10に比較して寿
命及び信頼性の点でより優れたものを得ることができ
る。
As described above, according to the present invention, the ball bearing 14 and the tilt angle restricting member 20 of the rotary shaft 16 are employed at a reasonable position, and the tilt angle restricting member 20 and the rotary shaft 16 are connected to the minute gap 21 in the radial direction. As compared with the conventional motor 10 using one ball bearing 14 and one sliding bearing 15 shown in FIG. Obtainable.

[本発明の実施例] 第1図は本発明の一実施例を示すディスク型単相ブラ
シレスファンモータ19の分解斜視図,第2図は同ファン
モータ19の縦断面図,第3図および第4図は軸承部の説
明図で,以下第1図乃至第4図を参照して本発明の一実
施例を説明する。
[Embodiment of the present invention] Fig. 1 is an exploded perspective view of a disk type single-phase brushless fan motor 19 showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the fan motor 19, Figs. FIG. 4 is an explanatory view of a bearing, and an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

軸方向の厚みが薄い角型のデイスク型単相ブラシレス
[軸流]ファンモータ19は,固定子となるベンチュリケ
ース24と回転子となる回転ファン11を持つコアレス構造
の軸方向空隙型単相ブラシレス軸流ファンモータとなっ
ている。
A square disk-type single-phase brushless [axial flow] fan motor 19 with a thin axial thickness has a coreless structure air-gap single-phase brushless having a venturi case 24 serving as a stator and a rotating fan 11 serving as a rotor. It is an axial fan motor.

このファンモータ19は,その内部に凹部を持つベンチ
ュリケース24の内周の半径内側方向に延びて形成された
ステー25に連結されたモータ収納部26をその中央部に一
体形成している。このことによりベンチュリケース24の
底部のモータ収納部26の外周に回転ファン11の回転羽根
27によって走風されてくる風を軸方向に通すための流風
通過孔28を形成している。
In the fan motor 19, a motor housing 26 connected to a stay 25 formed to extend radially inward of the inner circumference of a venturi case 24 having a recess therein is integrally formed at the center thereof. As a result, the rotating blades of the rotating fan 11 are mounted on the outer periphery of the motor housing 26 at the bottom of the venturi case 24.
A flowing wind passage hole 28 is formed for passing the wind that is winded by the wind 27 in the axial direction.

モータ収納部26には中央部に軸方向に延びる軸承ハウ
ス13を一体形成し,この軸承ハウス13に玉軸承14およ
び,滑り軸承や樹脂などで出来た回転軸16の倒れ角規制
部材20を装着して回転ファン11に固定された回転軸16を
回動自在に軸支して,回転ファン11を回転できるように
している。またモータ収納部26には,180度対称な位置に
軸方向の上方に延びる支柱29を一体形成している。この
支柱29の上に,コアレスステータ電機子22を配設し,磁
性体でできた螺子30をステータヨーク18に形成した透孔
31及びプリント基板32に形成した透孔33を介して上記支
柱29の頂部の螺子穴34に螺子込んでステータ電機子22を
配設固定している。
A bearing house 13 extending in the axial direction is integrally formed at the center of the motor housing 26, and a ball bearing 14 and a tilt angle restricting member 20 for the rotary shaft 16 made of a sliding bearing or resin are mounted on the bearing house 13. In addition, the rotating shaft 16 fixed to the rotating fan 11 is rotatably supported on the rotating shaft 16 so that the rotating fan 11 can rotate. Further, the motor housing 26 is integrally formed with a column 29 extending upward in the axial direction at a position symmetrical with respect to 180 degrees. A coreless stator armature 22 is disposed on the support 29, and a screw 30 made of a magnetic material is formed in the stator yoke 18 through holes.
The stator armature 22 is disposed and fixed by being screwed into a screw hole 34 at the top of the column 29 through a through hole 33 formed in the printed circuit board 31 and 31.

ステータ電機子22を支柱29の上部に固定するに当たっ
ては,当該単相の単相フラシレスファンモータ19が自起
動できる望ましい位置に上記螺子30が位置するようにス
テータヨーク18及びプリント基板32に透孔31,33を形成
する必要がある。
In fixing the stator armature 22 to the upper part of the column 29, the stator 30 is passed through the stator yoke 18 and the printed circuit board 32 such that the screw 30 is located at a desired position where the single-phase single-phase flashless fan motor 19 can be started by itself. The holes 31 and 33 need to be formed.

ステータヨーク18の上面には,第2図に示すように両
面接着テープ等の粘着材35を設けており,この粘着材35
の上に180度対称に2個の空心型の電機子コイル23を配
設している。またステータヨーク18には,上記透孔31以
外に,電機子コイル23の半径方向に延びた有効導体部と
対向する位置に位置検知素子収納孔36[第2図参照]を
形成し,プリント基板32の上面に配設した位置検知素子
37[第2図参照]を収納している。プリント基板32の下
面には,通電制御回路用IC38を2個配設すると共に,リ
ード線41を電気的に接続して固定している。尚,この実
施例における通電制御回路用IC38は,1個で形成しても良
いが,他のモータへの転用を図ることができるように2
つに分割したものを用いている。上面に位置検知素子37
を配設し,下面に通電制御回路用IC38を配設したプリン
ト基板32を,上面に2個の電機子コイル23を配設したス
テータヨーク18の下面に接着剤を用いて固定することで
ステータ電機子22を形成し,軸方向の空隙39を介して回
転ファン11に固定したN極,S極の永久磁石を持つ4極の
フラットなマグネットロータ17と相対的回動をなすよう
に面対向させている。
An adhesive 35 such as a double-sided adhesive tape is provided on the upper surface of the stator yoke 18 as shown in FIG.
Two air-core type armature coils 23 are disposed symmetrically with respect to 180 degrees. In addition to the through holes 31, the position detecting element housing holes 36 (see FIG. 2) are formed in the stator yoke 18 at positions facing the effective conductors extending in the radial direction of the armature coil 23. Position sensing element arranged on the upper surface of 32
37 [See Fig. 2]. On the lower surface of the printed circuit board 32, two energization control circuit ICs 38 are provided, and lead wires 41 are electrically connected and fixed. Note that the energization control circuit IC 38 in this embodiment may be formed as a single IC, but the IC 38 is designed to be diverted to another motor.
It is divided into two parts. Position sensing element 37 on top
The printed circuit board 32 on which the power control circuit IC 38 is disposed on the lower surface is fixed with an adhesive to the lower surface of the stator yoke 18 on which two armature coils 23 are disposed on the upper surface. An armature 22 is formed, and is opposed to a four-pole flat magnet rotor 17 having N-pole and S-pole permanent magnets fixed to the rotating fan 11 through an axial gap 39 so as to rotate relatively. Let me.

上記回転ファン11は,この重心12が軸承ハウス13の上
部に位置するように設計構成されている。従って,上記
軸承ハウス13の上部に玉軸承14を設けて回転ファン11の
重心12部を玉軸承14で支承し,軸承ハウス13の下端部と
対向する軸承ハウス13位置には,滑り軸承や樹脂など適
宜な材料で形成した回転軸16が径方向に所定角度以上倒
れるのを規制するための倒れ角規制用部材20を回転軸16
と径方向の微少空隙21を介して装着している。
The rotating fan 11 is designed and configured such that the center of gravity 12 is located above the bearing house 13. Accordingly, a ball bearing 14 is provided above the bearing house 13 to support the center of gravity 12 of the rotary fan 11 with the ball bearing 14. At the position of the bearing house 13 facing the lower end of the bearing house 13, a sliding bearing or resin is provided. For example, a tilt angle regulating member 20 for restricting the rotation shaft 16 formed of an appropriate material from falling over a predetermined angle in the radial direction is used as the rotation shaft 16.
And a small gap 21 in the radial direction.

第3図および第4図を参照して,回転軸16が径方向に
所定角度以上倒れるのを規制するための倒れ角規制用部
材20の回転軸16との間の径方向の微少空隙21の長さにつ
いて説明すると,微少空隙21の径方向の長さはl′と
し,上記マグネットロータ17と電機子コイル23間の空隙
39の軸方向の長さをlとしたとき,l>l′となるように
しないと,第3図および第4図から明らかなように,回
転ファン11が安定した回転となる迄は,回転軸16がふら
ついて傾くので,マグネットロータ17と電機子コイル23
が接触して電機子コイル23が破損する惧れがある。
Referring to FIGS. 3 and 4, a small minute gap 21 in the radial direction between the rotating shaft 16 of the tilt angle regulating member 20 for restricting the rotating shaft 16 from falling more than a predetermined angle in the radial direction. To explain the length, the radial length of the minute gap 21 is l ′, and the gap between the magnet rotor 17 and the armature coil 23 is
Assuming that the length in the axial direction of 39 is l, unless l> l ', as is apparent from FIGS. 3 and 4, the rotation of the rotating fan 11 is stable until it becomes stable. Since the shaft 16 fluctuates and tilts, the magnet rotor 17 and the armature coil 23
May come into contact with each other and the armature coil 23 may be damaged.

従って,上記微少空隙21は,その径方向の長さl′
を,l′<lとなるような長さに設計している。
Therefore, the minute gap 21 has a length l 'in the radial direction.
Is designed to have a length such that l ′ <l.

このため,玉軸承14は,回転ファン11の偏心によって
発生する荷重の大部分を受けるので,回転ファン11が安
定した回転を行い出すと,玉軸承14のみで回転軸16を安
定して支承することができる。
For this reason, the ball bearing 14 receives most of the load generated by the eccentricity of the rotating fan 11, so that when the rotating fan 11 starts rotating stably, the rotating shaft 16 is stably supported by the ball bearing 14 alone. be able to.

また,回転ファン11が安定するまでの間は,玉軸承14
のみでは,回転軸16の首振りを完全に押さえることが難
しいので,上記倒れ角規制部材20を玉軸承14から離れた
軸承ハウス13の下端開口部に設け,回転軸16の首振り運
動によって生ずる荷重のみをこれで承けるようにしてい
る。
Until the rotating fan 11 is stabilized, the ball bearing 14
It is difficult to completely suppress the swing of the rotating shaft 16 by using only the above. Therefore, the tilting angle restricting member 20 is provided at the lower end opening of the bearing house 13 away from the ball bearing 14, and the tilting motion of the rotating shaft 16 is generated. Only the load can be received with this.

また倒れ角規制部材20の下部には,少し離して,回転
軸16に止め輪40を係合している。
In addition, a retaining ring 40 is engaged with the rotation shaft 16 at a lower portion of the falling angle regulating member 20 with a slight distance.

尚,マグネットロータ17とステータヨーク18間の磁気
級引力のため,ラジアル荷重が発生する。
Note that a radial load is generated due to magnetic attraction between the magnet rotor 17 and the stator yoke 18.

これは,特に,この実施例のディスク型単相ブラシレ
スファンモータ19の場合,大きいものとなっている。本
発明における軸承構造にあっては,このラジアル荷重
は,玉軸承14に対する与圧力として有効に作用するた
め,与圧を行うためのスプリング等は必要としなくなる
ため,当該スプリングによって玉軸承14に予圧をかけな
くて済むようにしている。
This is particularly large in the case of the disk type single-phase brushless fan motor 19 of this embodiment. In the bearing structure according to the present invention, the radial load effectively acts as a pressurizing force on the ball bearing 14, so that a spring or the like for performing pressurizing is not required. So that you don't have to.

また,回転ファン14の抜けることを防ぐために,止め
輪40を設けているが,従来の軸承構造と異なり,通常時
は止め輪40に力がかからないため,プラスチック製のリ
ング等の簡単で安価なものが使用でき,コスト的にも,
組み立てにおいても有利となっている。
Although a retaining ring 40 is provided to prevent the rotating fan 14 from coming off, unlike the conventional bearing structure, no force is applied to the retaining ring 40 in normal times, so a simple and inexpensive plastic ring or the like is used. Can be used, and in terms of cost,
It is also advantageous in assembly.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように,本発明によれば,信頼性
を損なうことなく,高価な玉軸承の使用個数を2つから
1つに減じる他,倒れ角規制部材は回転子と固定子とが
接触することを防ぐ作用を行うのみで,常時は回転軸と
接触しないのでその寿命を非常に長く形成できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, the number of expensive ball bearings to be used is reduced from two to one without deteriorating reliability, and the tilt angle regulating member is a rotor. It only acts to prevent contact between the rotor and the stator, and does not always contact the rotating shaft, so that its life can be formed very long.

また与圧に必要な部品点数を減じ,組み立て工数を減
じることが可能であり,信頼性の高いディスク型ブラシ
レスモータを安価に製造することが可能となる。
In addition, the number of components required for pressurization can be reduced, and the number of assembly steps can be reduced, so that a highly reliable disk-type brushless motor can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すディスク型単相ブラシ
レスファンモータの分解斜視図,第2図は同ファンモー
タの縦断面図,第3図および第4図は軸承部の説明図,
第5図乃至第8図は従来の軸承構造の説明図である。 1……回転軸,2……回転子,3,4……玉軸承,5……固定
部,6……軸承ハウス,7……スプリング,8……止め輪,9…
…含油焼結金属軸承,10……ディスク型単相ブラシレス
ファンモータ,11……回転ファン,12……重心,13……軸
承ハウス,14……玉軸承,15……滑り軸承,16……回転軸,
17……マグネットロータ,18……ステータヨーク,19……
デイスク型単相ブラシレスファンモータ,20……回転軸
の倒れ角規制部材,21……径方向の微少空隙,22……コア
レスステータ電機子,23……電機子コイル,24……ベンチ
ュリケース,25……ステー,26……モータ収納部,27……
回転羽根,28……流風通過孔,29……支柱,30……螺子,31
……透孔,32……プリント基板,33……透孔,34……螺子
穴,35……粘着材,36……位置検知素子収納孔,37……位
置検知素子,38……通電制御回路用IC,39……軸方向の空
隙,40……止め輪,41……リード線。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a disk-type single-phase brushless fan motor showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the fan motor, FIG. 3 and FIG.
5 to 8 are explanatory views of a conventional bearing structure. 1 ... rotating shaft, 2 ... rotor, 3, 4 ... ball bearing, 5 ... fixed part, 6 ... bearing house, 7 ... spring, 8 ... retaining ring, 9 ...
... oil-impregnated sintered metal bearings, 10 ... disk type single-phase brushless fan motor, 11 ... rotating fan, 12 ... center of gravity, 13 ... bearing house, 14 ... ball bearings, 15 ... sliding bearings, 16 ... Axis of rotation,
17 …… Magnet rotor, 18 …… Stator yoke, 19 ……
Disc-type single-phase brushless fan motor, 20 ... Rotating shaft tilt angle regulating member, 21 ... Microscopic air gap, 22 ... Coreless stator armature, 23 ... Armature coil, 24 ... Venturi case, 25 …… Stay, 26 …… Motor storage part, 27 ……
Rotating blades, 28 …… Flowing air passage holes, 29 …… Posts, 30 …… Screws, 31
…… Transparent hole, 32 …… Printed circuit board, 33 …… Transparent hole, 34 …… Screw hole, 35 …… Adhesive material, 36 …… Position sensing element storage hole, 37 …… Position sensing element, 38 …… Electrification control Circuit IC, 39 …… Axial gap, 40 …… Retaining ring, 41 …… Lead wire.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】N極,S極の磁極を持つマグネットロータを
設け,該マグネットロータと軸方向の空隙を介してステ
ータヨークを有する固定側にステータ電機子を設け,上
記マグネットロータと一体して回転する回転軸を軸承ハ
ウスに設けた軸承によって回動自在に支持したディスク
型ブラシレスモータであり,上記マグネットロータを含
む回転子の重心が軸承ハウスの上部に位置するように上
記回転子を構成し,上記軸承ハウスの上部に玉軸承を設
けて回転子の重心部を玉軸承で支承したディスク型ブラ
シレスモータにおいて,軸承ハウスの下端部と対向する
軸承ハウスには,滑り軸承や適宜な樹脂などで形成さ
れ,回転軸が径方向に所定の角度以上倒れるのを規制す
るための倒れ角規制用部材を回転軸と径方向の微少空隙
を介して装着し,上記マグネットロータと固定子間の軸
方向の空隙長よりも,回転軸と上記倒れ角規制用部材間
の径方向の微少空隙長の長さを短く形成し,回転子が固
定し接触される前に回転軸が上記倒れ角規制部材によっ
て倒れ角を規制できるようにしたことを特徴とするディ
スク型ブラシレスモータ。
A magnet rotor having magnetic poles of N and S poles is provided, and a stator armature is provided on a fixed side having a stator yoke via an air gap with the magnet rotor, and is integrated with the magnet rotor. A disk-type brushless motor in which a rotating shaft is rotatably supported by a bearing provided in a bearing house, wherein the rotor is configured such that the center of gravity of the rotor including the magnet rotor is positioned above the bearing house. In a disk-type brushless motor in which a ball bearing is provided on the upper part of the bearing house and the center of gravity of the rotor is supported by a ball bearing, the bearing house facing the lower end of the bearing house is provided with a sliding bearing or an appropriate resin. A tilt angle restricting member for restricting the rotating shaft from falling more than a predetermined angle in the radial direction is attached to the rotating shaft via a small gap in the radial direction. The length of the minute gap in the radial direction between the rotating shaft and the tilting angle limiting member is made shorter than the gap length in the axial direction between the magnet rotor and the stator, before the rotor is fixed and contacted. A disc-type brushless motor, wherein a rotation axis can be restricted by the inclination angle regulating member.
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