JP3267396B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筒状の軸受保持部の内
周部に嵌合保持された筒状のラジアル軸受部材によって
回転軸が回転自在に支持されてなるブラシレスモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】ファン装置等
に使用されるブラシレスモータのうち、筒状の軸受保持
部の内周部に嵌合保持された筒状のラジアル軸受部材に
よって回転軸が回転自在に支持されてなるものにおいて
は、従来、軸受保持部の底部が開口し、回転軸の先端部
に抜け止めリングを装着したものや、回転軸の先端部を
軸線方向に支持するスラスト受けを備えた嵌合部材を開
口部に嵌合固定させたものがあった。回転軸の先端部に
抜け止めリングを装着したものでは、軸受の潤滑剤が漏
出し易いという問題があり、嵌合部材を開口部に嵌合固
定させたものでは、部品点数及び工程数が増大するとい
う問題があった。

【０００３】本発明は、従来技術に存した上記のような
問題点に鑑み行われたものであって、その目的とすると
ころは、潤滑剤の漏出並びに部品点数及び工程数の増大
が防がれ、容易且つ確実に製造し得るブラシレスモータ
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明ブラシレスモータは、有底筒状の軸受保持部
の内周部に嵌合保持された筒状のラジアル軸受部材によ
って、回転軸が回転自在に支持され、軸受保持部の底部
に設けられた有底筒状をなす受け部材保持部に内嵌保持
されたスラスト受け部材によって、回転軸の先端部が軸
線方向に支持されてなるブラシレスモータであって、ス
ラスト受け部材の外周部は、受け部材保持部の内周部に
周方向間隔おきに設けられた複数個所の支持部によって
支持され、スラスト受け部材の外周部と受け部材保持部
の内周部との間は、支持部によって支持される個所を除
き空隙部を構成しており、受け部材保持部の底部に、少
なくとも外周部のうち周方向における支持部の位置と空
隙部の位置とに亙る溝状部を有するものとしている。

【０００５】また本発明の別のブラシレスモータは、有
底筒状の軸受保持部の内周部に嵌合保持された筒状のラ
ジアル軸受部材によって、回転軸が回転自在に支持され
てなるブラシレスモータであって、ラジアル軸受部材の
外周部は、軸受保持部の内周部に周方向間隔おきに設け
られた複数個所の支持部によって支持され、ラジアル軸
受部材の外周部と軸受保持部の内周部との間は、支持部
によって支持される個所を除き外側空隙部を構成し、軸
受保持部の底部に、ラジアル軸受部材の内周側と外側空
隙部とに亙る溝状部を有するものとしている。

【０００６】

【作用】請求項１の発明では、スラスト受け部材を受け
部材保持部に内嵌すると、スラスト受け部材の外周部
は、受け部材保持部の内周部に周方向間隔おきに設けら
れた複数個所の支持部によって支持される。スラスト受
け部材の外周部と受け部材保持部の内周部との間は、支
持部によって支持される個所を除き空隙部を構成してお
り、受け部材保持部の底部に、少なくとも外周部のうち
周方向における支持部の位置と空隙部の位置とに亙る溝
状部を有する。そのため、内嵌に際し、スラスト受け部
材と受け部材保持部との間から排除されるべき空気は、
空隙部を経て自由に受け部材保持部の外部へと抜ける。
スラスト受け部材のうち支持部によって支持される個所
の底部と受け部材保持部の底部との間の空気も、溝状部
を通じて空隙部に抜ける。従って、受け部材保持部に対
しスラスト受け部材を内嵌させる際に、スラスト受け部
材と受け部材保持部との間の空気が内嵌の妨げとはなら
ない。

【０００７】請求項２の発明では、筒状のラジアル軸受
部材を軸受保持部の内周部に嵌合させると、ラジアル軸
受部材の外周部は、軸受保持部の内周部に周方向間隔お
きに設けられた複数個所の支持部によって支持される。
ラジアル軸受部材の外周部と軸受保持部の内周部との間
は、支持部によって支持される個所を除き外側空隙部を
構成し、軸受保持部の底部に、ラジアル軸受部材の内周
側と外周側の外側空隙部とに亙る溝状部を有する。その
ため、嵌合に際し、ラジアル軸受部材と軸受保持部との
間から排除されるべき空気は、外側空隙部及びラジアル
軸受部材の内周側から自由に軸受保持部の外部へと抜け
る。ラジアル軸受部材の底部と軸受保持部の底部との間
の空気は、溝状部を通じて外側空隙部及びラジアル軸受
部材の内周側に抜けることができる。従って、軸受保持
部に対しラジアル軸受部材を嵌合させる際に、ラジアル
軸受部材と軸受保持部との間の空気が嵌合の妨げとはな
らない。また、軸受保持部の内周部に嵌合保持されたラ
ジアル軸受部材に回転軸を挿通させる際にラジアル軸受
部材の内部から排除されるべき空気は、溝状部と外側空
隙部とを経て外部へ抜ける。従ってラジアル軸受部材の
内部の空気は回転軸挿通の妨げとはならない。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明す
る。図１乃至図７は本発明の１実施例としてのブラシレ
スモータを用いてなるファン装置である。そのうち図１
は要部断面図、図２は軸受保持部の拡大平面図、図３は
軸受保持部の拡大断面図である。但し、図１と図３では
切断面が異なっている。

【０００９】ブラケット１０は、上方開口の深皿形状を
なし、中央部上方に向かって有底円筒状の軸受保持部１
２を有している。軸受保持部１２の底部には、有底円筒
状をなす受け部材保持部１４が設けられている。受け部
材保持部１４の内周壁には、１２０度中心角毎の３個所
に内方膨出部１６が設けられている。この内方膨出部１
６は、図２に示されるように断面弓形状をなす。受け部
材保持部１４の底部の外周部には、周方向における各内
方膨出部１６及びそのやや周方向外方の部分に亙り、溝
部１８を有する。

【００１０】略円柱形状をなすスラスト受け部材２０
は、受け部材保持部１４に内嵌され、内方膨出部１６に
よって保持されている。この実施例では、受け部材保持
部１４によるスラスト受け部材２０の保持は、内方膨出
部１６のうち周方向中央部、すなわち支持部１６ａにお
いて行われており、支持部１６ａを除く受け部材保持部
１４の内周壁とスラスト受け部材２０の外周部との間
は、空隙部２２を構成している。従って溝部１８は、周
方向における支持部１６ａの位置と空隙部２２の位置と
に亙る。

【００１１】スラスト受け部材２０を受け部材保持部１
４に内嵌させるに際し、スラスト受け部材２０と受け部
材保持部１４との間から排除されるべき空気は、空隙部
２２を経て自由に受け部材保持部１４の外部へと抜け
る。スラスト受け部材２０のうち支持部１６ａによって
支持される個所の底部と受け部材保持部１４の底部との
間の空気も、溝部１８を通じて空隙部２２に抜ける。従
って、受け部材保持部１４が有底円筒状であるにもかか
わらず、受け部材保持部１４に対しスラスト受け部材２
０を内嵌させる際に、スラスト受け部材２０と受け部材
保持部１４との間の空気が内嵌の妨げとはならず、十分
な嵌合を容易且つ確実に実現させることができる。

【００１２】軸受保持部１２の内周壁には、受け部材保
持部１４の内方膨出部１６から６０度中心角ずつずれた
１２０度中心角毎の３個所に内方膨出部２６が設けられ
ている。この内方膨出部２６も、図２に示されるように
断面弓形状をなす。また軸受保持部１２の内周壁と受け
部材保持部１４の外周壁との間の環状底部２８の内周部
のうち、溝部１８の径方向外方の位置には、その溝部１
８と同程度の周方向長さの、比較的深い周方向溝３０が
設けられている。そして周方向溝３０の周方向中央部と
軸受保持部１２の内周壁の間に、比較的浅い径方向溝３
２が設けられている。

【００１３】溝部１８と周方向溝３０により受け部材保
持部１４の周壁１４ａが挟まれた部分において周壁１４
ａの基部から上端部までの長さが他の部分よりも長くな
るので、周壁１４ａのその部分を中心にスラスト受け部
材２０の外周形状に対する追従性が良くなり、スラスト
受け部材２０の十分な嵌合が確実に行われると共に、変
形による周壁１４ａの破損が防止される。

【００１４】含油スリーブ軸受３４（ラジアル軸受部
材）は、比較的長寸の円筒状をなす外周層３４ａと、そ
の外周層３４ａの上端内周部及び下部内周部に位置する
比較的短寸の円筒状をなす内周層３４ｂとからなり、全
体として略円筒状をなす。外周層３４ａ及び内周層３４
ｂは焼結金属製であり、その空隙率は、内周層３４ｂの
方が低い。

【００１５】含油スリーブ軸受３４は、軸受保持部１２
の内周部に嵌合され、外周層３４ａの外周部において内
方膨出部２６によって保持されている。含油スリーブ軸
受３４の保持は、内方膨出部２６のうち周方向中央部、
すなわち支持部２６ａにおいて行われており、支持部２
６ａを除く軸受保持部１２の内周壁と含油スリーブ軸受
３４の外周層３４ａの外周部との間は、外側空隙部３６
を構成している。外周層３４ａの内周下端部と受け部材
保持部１４の外周部との間には、内側空隙部３８を有し
ている。含油スリーブ軸受３４の下端面、すなわち外周
層３４ａの下端面は、周方向溝３０及び径方向溝３２の
部分を除いて環状底部２８に接している。

【００１６】含油スリーブ軸受３４を軸受保持部１２の
内周部に嵌合させるに際し、含油スリーブ軸受３４と軸
受保持部１２との間から排除されるべき空気は、外側空
隙部３６及び内側空隙部３８を経て自由に軸受保持部１
２の外部へと抜ける。外周層３４ａの底部と軸受保持部
の環状底部２８との間の空気は、径方向溝３２及び周方
向溝３０を通じて外側空隙部３６及び内側空隙部３８に
抜ける。従って、軸受保持部１２が有底円筒状であるに
もかかわらず、軸受保持部１２に対し含油スリーブ軸受
３４を嵌合させる際に、含油スリーブ軸受３４と軸受保
持部１２及び受け部材保持部１４との間の空気が嵌合の
妨げとはならず、十分な嵌合を容易且つ確実に実現させ
ることができる。

【００１７】軸受保持部１２の基部には回路基板４０が
外嵌固定されている。ステータコア４２には、絶縁性合
成樹脂製のインシュレータ４４を介してステータコイル
４６が捲回され、ステータコア４２は、軸受保持部１２
の上下中間部に外嵌固定されている。インシュレータ４
４の上端内周部には断面Ｊ字形状の嵌合保持部４４ａが
設けられている。この嵌合保持部４４ａは、軸受保持部
１２の上部外周部に設けられた環状溝１２ａに上方から
容易に嵌合し、嵌合保持部４４ａの上端面が環状溝１２
ａの上面に当接することによりその嵌合が保持されてい
る。

【００１８】フェルト製の環状のオイルシール部材４５
は、下面が含油スリーブ軸受３４の上端面、すなわち外
周層３４ａ及び内周層３４ｂの上端面に接した状態で配
設されている。オイルシール部材４５の空隙率は、外周
層３４ａのそれよりも高い。オイルシール部材４５、外
周層３４ａ及び内周層３４ｂの含油率（最大限に含油し
得る体積率）は、それぞれ例えば３０％、２５％及び２
０％程度とすることができる。

【００１９】図４は合成樹脂製のキャップ部材の破砕斜
視図、図５乃至図７はインペラの取り外しについての説
明図であって、図５はキャップ部材及びインペラの要部
断面図、図６は、図５の要部底面図、図７はキャップ部
材及びインペラの要部拡大図である。

【００２０】合成樹脂製のキャップ部材４６は、下方開
口の環状溝部４６ａを構成する外周環状壁４６ｂ及び中
央環状壁４６ｃと、中央環状壁４６ｃの上端内周部から
内下方に向かって湾曲する湾曲周壁部４６ｄとを有して
なる。キャップ部材４６は、環状溝部４６ａにおいて軸
受保持部１２の上端部に嵌合し、外周環状壁４６ｂの内
周部に設けられた内向の環状突部４６ｂ１が軸受保持部
１２の外周部に設けられた環状溝１２ｂに嵌合すること
によりキャップ部材４６の軸受保持部１２の上端部に対
する嵌合が保持される。中央環状壁４６ｃの下部は内径
拡大部４６ｃ１に形成され、その内径拡大部４６ｃ１に
は、下方開口の空気抜き用の切欠部４６ｃ２が１８０度
中心角毎の２個所に設けられている。中央環状壁４６ｃ
の下端面が含油スリーブ軸受３４の上面外周部に当接
し、内径拡大部４６ｃ１の上端に位置する端面がオイル
シール部材４５の上面外周部に当接することにより、そ
れぞれ含油スリーブ軸受３４及びオイルシール部材４５
の脱落が防がれている。湾曲周壁部４６ｄの下端部に
は、下方に開口し、上方に向かって台形状に周方向幅が
狭まる切欠部４６ｄ１が１８０度中心角毎の２個所に設
けられている。

【００２１】インペラ５０は、略椀形状のロータフレー
ム５２の周壁外周側に羽根５４が突設され、中央部に回
転軸５６が突設されてなる。ロータフレーム５２の周壁
には、上端部が内方に屈曲した略円筒形状のロータヨー
ク５５が内嵌固定され、そのロータヨーク５５には、円
筒形状のロータマグネット５７が内嵌固定されている。

【００２２】回転軸５６の基部はロータフレーム５２の
ボス部５８によって支持されている。ボス部５８の下端
部には、径方向外方に突出する外方突部５８ａが、各切
欠部４６ｄ１に対応するように設けられている。外方突
部５８ａの上部の周方向長は、切欠部４６ｄ１の開口部
の周方向長よりも短く、上端部の周方向長よりも長い。
外方突部５８ａの径方向外端部の半径、すなわち回転軸
心からの離心距離は、湾曲周壁部４６ｄの下端部の内径
よりも大きく、その外径よりは小さい。

【００２３】軸受保持部１２が有底円筒状をなし含油ス
リーブ軸受３４が全体として略円筒状をなすが、回転軸
５６を上方から含油スリーブ軸受３４内に挿通させる際
に含油スリーブ軸受３４の内部から排除されるべき空気
は、内側空隙部３８、周方向溝３０、径方向溝３２、外
側空隙部３６、切欠部４６ｃ２及びオイルシール部材４
５の空隙を経て軸受保持部１２の上方へと抜けるので、
回転軸５６の挿通の妨げとなることが防がれる。なお、
製造時には、オイルシール部材４５は潤滑剤を含有して
いない。

【００２４】また、回転軸５６を上方から含油スリーブ
軸受３４内に挿通させる際に外方突部５８ａが湾曲周壁
部４６ｄに接触するが、湾曲周壁部４６ｄは内下方に向
かって湾曲し、外方突部５８ａの下面は径方向外方に向
かって上方に傾斜するので、インペラ５０を下方に押し
込むことにより、湾曲周壁部４６ｄが径方向外方に弾性
変形すると共に外方突部５８ａ及びボス部５８が径方向
内方にやや弾性変形しつつ、外方突部５８ａが湾曲周壁
部４６ｄを乗り越える。このようにして外方突部５８ａ
が湾曲周壁部４６ｄとオイルシール部材４５との間に位
置することにより、回転軸５６が含油スリーブ軸受３４
によって回転自在に支持された状態で、回転軸５６が含
油スリーブ軸受３４から抜け止めされる。外方突部５８
ａの上面は、脱落しにくいように水平面上に形成されて
いる。ロータマグネット５７とステータコア４２は径方
向空隙を隔てて相対するが、それら磁気中心位置は、ロ
ータマグネット５７の方が軸線方向上方に位置するよう
構成されているので、回転時にはインペラ５０に対し軸
線方向下向きの力が作用する。そのため、回転時には回
転軸５６の下端部はスラスト受け部材２０の上面によっ
て軸線方向に支持される。

【００２５】軸受保持部１２は有底円筒状をなすので、
含油スリーブ軸受３４の内周層３４ｂから軸受すき間に
滲み出た液状の潤滑剤は、軸受保持部１２の開口側、す
なわち上方へ漏出しようとする。その際に、含油スリー
ブ軸受３４のうち軸受保持部１２の上端面に接する環状
のオイルシール部材４５は、比較的に空隙率が高いの
で、潤滑剤は、そのオイルシール部材４５に確実性高く
吸収される。

【００２６】そして、オイルシール部材４５、外周層３
４ａ、内周層３４ｂの順に空隙率が低いので、毛管現象
により、オイルシール部材４５に吸収された潤滑剤は、
含油スリーブ軸受３４の外周層３４ａへと流れ、外周層
３４ａから更に内周層３４ｂへと流れる。またオイルシ
ール部材４５に吸収された潤滑剤の一部は、直接内周層
３４ｂへ流れる。このようにして潤滑剤が円滑に循環
し、潤滑剤の外部漏出が効果的に防止されるので、潤滑
剤飛散による周辺汚染を防ぐと共に、軸受、延いてはモ
ータ全体の寿命を長く維持することができる。

【００２７】メンテナンスや修理等のために回転軸５６
を引き抜く必要がある場合、図６及び図７に示すように
湾曲周壁部４６ｄの切欠部４６ｄ１に外方突部５８ａを
嵌合させ、インペラ５０をブラケット１０に対し上方へ
引き上げながら回動させることにより、図７に矢示する
ように切欠部４６ｄ１が周方向に弾性的に拡がって湾曲
周壁部４６ｄの内径が拡大し、湾曲周壁部４６ｄが外方
突部５８ａの外周側へ変形して切欠部４６ｄ１と外方突
部５８ａとの嵌合が外れ、回転軸５６の抜け止めが解除
されるので、回転軸５６を軸受から引き抜くことができ
る。

【００２８】なお、以上の実施例についての記述におけ
る構成部品の寸法、個数、材質、形状、その相対配置な
どは、特にそれらに限定される旨の記載がない限りは、
この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものでは
なく、単なる説明例に過ぎない。

【００２９】

【発明の効果】請求項１のブラシレスモータでは、内嵌
に際し、スラスト受け部材と受け部材保持部との間から
排除されるべき空気は、空隙部を経て自由に受け部材保
持部の外部へと抜け、スラスト受け部材のうち支持部に
よって支持される個所の底部と受け部材保持部の底部と
の間の空気も、溝状部を通じて空隙部に抜けるので、ス
ラスト受け部材と受け部材保持部との間の空気が内嵌の
妨げとはならない。そのため、受け部材保持部が有底筒
状をなすにもかかわらず、その受け部材保持部に対する
スラスト受け部材の十分な嵌合を、容易且つ確実に実現
させることができる。

【００３０】請求項２のブラシレスモータでは、嵌合に
際し、ラジアル軸受部材と軸受保持部との間から排除さ
れるべき空気は、外側空隙部及び内側空隙部を経て自由
に軸受保持部の外部へと抜け、ラジアル軸受部材の底部
と軸受保持部の底部との間の空気は、溝状部を通じて外
側空隙部及び内側空隙部に抜けることができるので、ラ
ジアル軸受部材と軸受保持部との間の空気が嵌合の妨げ
とはならない。そのため、軸受保持部が有底筒状をなす
にもかかわらず、その軸受保持部に対するラジアル軸受
部材の十分な嵌合を、容易且つ確実に実現させることが
できる。また、軸受保持部が有底筒状をなし、ラジアル
軸受部材が筒状をなすため、軸受保持部の内周部に嵌合
保持されたラジアル軸受部材に回転軸を挿通させる植え
でラジアル軸受部材内部の空気の排除が問題となるが、
この請求項２のブラシレスモータでは、ラジアル軸受部
材内部から排除されるべき空気を溝状部と外側空隙部と
を通じて外部へ逃がすことによって、ラジアル軸受部材
の内部の空気が挿通の妨げとなることを防ぐことがで
き、モータ製造上の利点は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ファン装置の要部断面図である。

【図２】軸受保持部の拡大平面図である。

【図３】軸受保持部の拡大断面図である。

【図４】合成樹脂製のキャップ部材の破砕斜視図であ
る。

【図５】キャップ部材、軸受保持部及びインペラの要部
断面図である。

【図６】図５の要部底面図である。

【図７】キャップ部材及びインペラの要部拡大図であ
る。

【符合の説明】

１２ 軸受保持部 １４ 受け部材保持部 １６ 内方膨出部 １８ 溝部１８ ２６ 内方膨出部 ２８ 環状底部 ３０ 周方向溝 ３２ 径方向溝 ３４ 含油スリーブ軸受 ３８ 内側空隙部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 29/00 F16C 33/10 H02K 5/16 H02K 5/167 H02K 21/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有底筒状の軸受保持部の内周部に嵌合保持
   された筒状のラジアル軸受部材によって、回転軸が回転
   自在に支持され、軸受保持部の底部に設けられた有底筒
   状をなす受け部材保持部に内嵌保持されたスラスト受け
   部材によって、回転軸の先端部が軸線方向に支持されて
   なるブラシレスモータであって、 スラスト受け部材の外周部は、受け部材保持部の内周部
   に周方向間隔おきに設けられた複数個所の支持部によっ
   て支持され、 スラスト受け部材の外周部と受け部材保持部の内周部と
   の間は、支持部によって支持される個所を除き空隙部を
   構成しており、 受け部材保持部の底部に、少なくとも外周部のうち周方
   向における支持部の位置と空隙部の位置とに亙る溝状部
   を有することを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】有底筒状の軸受保持部の内周部に嵌合保持
   された筒状のラジアル軸受部材によって、回転軸が回転
   自在に支持されてなるブラシレスモータであって、 ラジアル軸受部材の外周部は、軸受保持部の内周部に周
   方向間隔おきに設けられた複数個所の支持部によって支
   持され、 ラジアル軸受部材の外周部と軸受保持部の内周部との間
   は、支持部によって支持される個所を除き外側空隙部を
   構成し、 軸受保持部の底部に、ラジアル軸受部材の内周側と外側
   空隙部とに亙る溝状部を有することを特徴とするブラシ
   レスモータ。