JP3513654B2

JP3513654B2 - 軸流ファン

Info

Publication number: JP3513654B2
Application number: JP2000238390A
Authority: JP
Inventors: 晴雄中塚; 勝也米谷
Original assignee: 日本電産シバウラ株式会社
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2004-03-31
Anticipated expiration: 2020-08-07
Also published as: JP2001275330A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転子が固定子の
半径方向外方側に配置されて固定子の周りに回転駆動さ
れる構成を有するモータ、これを用いた軸流ファン及び
空気調和機の室内機用軸流ファンに関するものである。

【０００２】

【従来技術】図１２は従来技術の薄形アウタロータ型ブ
ラシレス直流モータ（以下、モータ）１の断面図であ
る。以下、図１２を参照して、モータ１の構成について
説明する。

【０００３】モータ１は、鉄心２に巻線が巻回されてお
り、略円筒状の固定子４を構成している。

【０００４】固定子４の半径方向外方には、固定子４か
ら間隔を空けて永久磁石片などからなる略円筒状の回転
子５が配置されている。回転子５の軸線方向一端部は半
径方向内方に延びる連結部６を構成し、前記回転子５の
中空部には、連結部６と一体にスリーブ７が設けられ
る。スリーブ７には、回転軸８が同軸に固定されてい
る。回転軸８は、固定子４及び回転子５を外囲するハウ
ジング９の軸線方向両端部であって、固定子４及び回転
子５から軸線方向に間隔を空けて配置されたラジアル型
転がり軸受などの軸受１０、１１で回転自在に支持され
ている。ハウジング９内には不図示の配線基板が配置さ
れ、前記巻線への通電などを制御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなモータ１に
おいて、回転子５を実現する部品として、スリーブ７が
必要であり、部品点数が増大して構成が複雑化するとい
う問題点がある。

【０００６】また、このモータ１は、前述したように、
固定子４及び回転子５を外囲するハウジング９の軸線方
向両端部であって、固定子４及び回転子５から軸線方向
に間隔を空けて配置された軸受１０、１１が設けられて
おり、モータ１の軸線方向の長さが増大して構成が大型
化するという問題点がある。

【０００７】更に、このモータ１に例として軸流ファン
などを連結する場合には、回転軸８の前記軸受１１から
突出した連結部位１３に連結する必要があり、この点で
も軸流ファンを含む構成が大型化するという問題点があ
る。

【０００８】また、前記軸流ファンとして、空気調和機
の室内機の場合には、モータ１の軸線方向長さが増大す
ることにより、軸流ファンの軸線方向長さが制限され、
発生される風量が低下することにより、室内機の能力が
低下するという問題点がある。

【０００９】本発明は上記問題点を解決すべくなされた
ものであり、その目的は、部品点数を削減することがで
き、モータの軸線方向の長さを低減して構成の小型化を
図ることができるモータ、これを用いた軸流ファンを提
供すると共に、ファン部材によって発生される風量を増
大して、空気調和機の室内機の能力を増大することがで
きる軸流ファンを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、モー
タを有する軸流ファンにおいて、前記モータは、固定子
と回転子を有するアウタロータ型ブラシレス直流モータ
であり、前記固定子と前記固定子に通電制御する配線基
板とが電気絶縁性樹脂によって一体的にモールドされ、
前記固定子に対して支持軸が同心に固定され、前記回転
子は、前記モールドされた固定子の半径方向外方側に配
置された永久磁石片からなるカップ状であり、かつ、そ
の中心で軸受けを介して前記支持軸に回転自在に支持さ
れ、前記軸流ファンの一側面が前記回転子と同軸に固定
され、かつ、その一側面の中心において前記軸流ファン
内部側に膨出する膨出部が前記軸受けを介して前記支持
軸に回動自在に保持され、また、その他側面が軸受けを
介して回動自在に他の部材に固定されていることを特徴
とする軸流ファンである。

【００１１】請求項２の発明は、前記支持軸が、前記電
気絶縁性樹脂に形成された孔に挿入されて前記固定子に
対する固定位置に保持されることを特徴とする請求項
１記載の軸流ファンである。請求項３の発明は、前記軸
受けが、ラジアル形転がり軸受であることを特徴とする
請求項１記載の軸流ファンである。請求項４の発明は、
前記軸受けが、ラジアル形滑り軸受であることを特徴と
する請求項１記載の軸流ファンである。請求項５の発明
は、前記配線基板は、前記固定子の軸線方向の少なくと
もいずれか一方側に配置されていることを特徴とする請
求項１記載の軸流ファンである。請求項６の発明は、前
記軸流ファンが、空気調和機の室内機用軸流ファンであ
ることを特徴とする請求項１記載の軸流ファンである。

【００１２】

【作用】本発明においては、前記支持軸は回転せず、
回転子の回転が外部に伝達される。従って、回転軸が不
要となるので、回転子の回転を回転軸に伝達する必要が
解消され、この点で部品点数を削減することができる。

【００１３】また、前記モータによって回転駆動される
軸流ファンは、回転子に直接連結されるので、このよう
な部材を連結した際のモータを含む構成全体の軸線方向
の長さを低減することができ、構成の小型化を図ること
ができる。

【００１４】更に、これにより、モータの軸線方向長さ
が低減される分だけ、軸流ファンの軸線方向長さを増大
できるので、軸流ファンによって発生される風量を増大
することができ、空気調和機の室内機の能力を増大する
ことができる。

【００１５】

【発明を実施するための形態】（第１の実施例）図１〜図３は本発明の第１の実施例を示す図であり、図
１は本実施例の薄形アウタロータ型ブラシレス直流モー
タ（以下、モータ）２１の断面図であり、図２はモータ
２１の左側面図であり、図３はモータ２１の右側面図で
ある。以下、図１〜図３を参照して、モータ２１の構成
について説明する。

【００１６】モータ２１は、鉄心２２に巻線２３が巻回
されており、略円筒状の固定子２４を構成している。固
定子２４の半径方向外方には、固定子２４から間隔を空
けて永久磁石片などからなる略円筒状の回転子２５が配
置されている。回転子２５の軸線方向一端部は半径方向
内方に延びる連結部２６を構成し、連結部２６の半径方
向内方端部、すなわち、回転子２５の中心近傍にリング
状の突出部５０が形成されている。一方、このリング状
の突出部５０には、後述する軸流ファン３２の連結部材
３３の中央部に設けられた膨出部５２が被さる。そし
て、この膨出部５２の内側には、ラジアル型転がり軸受
よりなる軸受２７が設けられている。軸受２７の半径方
向内方側には、固定子２４と同軸に配置された支持軸２
８が固定される。即ち、回転子２５は、軸受２７を介し
て支持軸２８及び固定子２４に回転自在に連結される。
固定子２４側端部に相当する支持軸２８の部位には、Ｅ
形止め輪３５が設けられ、軸受２７の軸線方向の位置決
めの機能を実現する。

【００１７】また、固定子２４の回転子２５と反対側に
は、外部との電気的接続に用いられる接続端子２９を備
えるプリント基板である配線基板３０が配置され、前記
巻線２３への通電などを制御する。このプリント基板３
０の回転子２５の軸線方向端部及び半径方向内方端に対
向する部位には、磁極検出素子４３、４４がそれぞれ設
けられる。

【００１８】固定子２４、支持軸２８及び配線基板３０
は電気絶縁性樹脂材料などで一体的にモールドされハウ
ジング３８が構成される。前記支持軸２８とハウジング
３８との連結は、上記モールドに限定されず、例とし
て、支持軸２８にローレット加工を施し、ハウジング３
８に形成した透孔内周面にこのローレット加工と対応す
る加工を施して、支持軸２８をハウジング３８の上記透
孔に挿入するようにしてもよい。これによっても、支持
軸２８のハウジング３８に対する回り止め機能が実現さ
れる。

【００１９】また、回転子２５の連結部２６の軸線方向
外方側には、複数の突起３１が周方向に沿って形成さ
れ、軸流ファン３２の円環状の連結部材３３に形成され
た複数の透孔３４にカシメ、または、ネジなどで固定さ
れている。軸流ファン３２の複数の羽根３６の一端部は
連結部材３３に固定され、他端部は円環状の連結部材３
７にそれぞれ固定される。

【００２０】このような構成を有するモータ２１は、通
電時に固定子２４から発生する磁界と回転子２５からの
磁界との磁気的な引力及び斥力によって軸線方向に位置
決めされて回転する。

【００２１】また、本実施例のモータ２１においては、
前記支持軸２８は回転せず、回転子２５の回転が外部に
伝達される。従って、モータ２１によって回転駆動され
る軸流ファン３２は上記回転子２５に連結される。従っ
て、本実施例では、従来技術で説明したような回転軸が
不要となるので、回転子２５の回転を回転軸に伝達する
必要が解消され、この点で部品点数を削減することがで
きる。

【００２２】本実施例のモータ２１においては、前記軸
受２７をモータ２１の外部に設置することができるの
で、モータ２１の構成を小型化することができる。

【００２３】また、前記モータ２１によって回転駆動さ
れる軸流ファン３２は、回転子２５に直接連結されるの
で、モータ２１と軸流ファン３２とを含む構成全体の軸
線方向の長さを低減することができ、構成の小型化を図
ることができる。

【００２４】（第２の実施例）図４は、第２の実施例のモータ２１ａの断面図である。

【００２５】本実施例は、前記第１実施例に類似し、対
応する部分には同一の参照符号を付す。

【００２６】本実施例の特徴は、第１の実施例における
ラジアル形転がり軸受２７に替えて、ラジアル形滑り軸
受（以下、滑り軸受）３９を用いる点である。このため
に、軸流ファン３２の円環状の連結部材３３の半径方向
内方に弾性体（例として硬質ゴム）からなり、中空の略
円錐台形状の保持部材４０の基部４１を、回転子２５の
リング状の突出部５０に固定する。

【００２７】保持部材４０の基部４１とは反対側端部付
近内周部には、凹状の保持溝４２が全周に亘って形成さ
れる。外周面が保持溝４２の形状と対応した形状をな
し、内周面は直円筒形状の前記滑り軸受３９が保持溝４
２と支持軸２８との間に配置される。この滑り軸受３９
によって、前記第１実施例の転がり軸受２７と同様な機
能を実現できることはあきらかである。

【００２８】即ち、本実施例においても、第１実施例で
説明した作用効果と同様な作用効果を実現することがで
きる。また、本実施例の場合には、保持部材４０が弾性
体よりなるために、モータ２１ａからの振動の伝達を阻
止でき、より振動の防止を図ることができる。

【００２９】（第３の実施例）図５は、第３の実施例を示すモータ２１ｂの断面図であ
る。

【００３０】前記第１実施例及び第２実施例において、
配線基板３０は固定子２４に関して、軸流ファン３２と
反対側に配置されていたが、本発明では図５に示される
ように、配線基板３０を固定子２４に関して、軸流ファ
ン３２と同一側に配置してもよい。このような変形例に
おいても、前記作用効果が実現されるのは明らかであ
る。

【００３１】即ち、本実施例においても、前記第１実施
例で説明した作用効果と同様な作用効果を実現すること
ができる。

【００３２】（第４の実施例）以下、本発明の第４の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００３３】図６〜図８は本発明の第４実施例を示す図
であり、図６は本実施例の薄形アウタロータ型ブラシレ
ス直流モータ（以下、モータ）２１ｃの断面図であり、
図７はモータ２１ｃの左側面図であり、図８はモータ２
１ｃの右側面図である。以下、図６〜図８を参照して、
モータ２１ｃの構成について説明する。

【００３４】モータ２１ｃは、鉄心２２に巻線２３が巻
回されており、略円筒状の固定子２４を構成している。
固定子２４の半径方向外方には、固定子２４から間隔を
空けて永久磁石片などからなる有底の略円筒状、すなわ
ち、カップ状の回転子２５が配置されている。回転子２
５の軸線方向一端部は半径方向内方に延びる連結部２６
を構成し、連結部２６の半径方向内方端部は、ラジアル
型転がり軸受などの軸受２７の外方側に連結されてい
る。軸受２７の半径方向内方側には、固定子２４と同軸
に配置された支持軸２８が固定される。即ち、回転子２
５は、軸受２７を介して支持軸２８及び固定子２４に回
転自在に連結される。固定子２４側端部に相当する支持
軸２８の部位には、Ｅ形止め輪３５が設けられ、軸受２
７の軸線方向の位置決めの機能を実現する。

【００３５】また、固定子２４の回転子２５と反対側に
は、外部との電気的接続に用いられる接続端子２９を備
える印刷配線基板である配線基板３０が配置され、前記
巻線２３への通電などを制御する。この印刷配線基板３
０の回転子２５の軸線方向端部及び半径方向内方端に対
向する部位には、磁極検出素子４３、４４がそれぞれ設
けられる。

【００３６】固定子２４、支持軸２８及び配線基板３０
は電気絶縁性合成樹脂材料などで一体的にモールドされ
ハウジング３８が構成される。前記支持軸２８とハウジ
ング３８との連結は、上記モールドに限定されず、例と
して、支持軸２８にローレット加工を施し、ハウジング
３８に形成した透孔内周面にこのローレット加工と対応
する加工を施して、支持軸２８をハウジング３８の上記
透孔に挿入するようにしてもよい。これによっても、支
持軸２８のハウジング３８に対する回り止め機能が実現
される。

【００３７】また、前記連結部２６の軸線方向外方側に
は、例として複数の突起３１が集方向に沿って形成さ
れ、軸流ファン３２を構成する例として円環状の連結部
材３３に形成された複数の透孔３４に嵌合して回り止め
となる。軸流ファン３２の複数の羽根３６の一端部は前
記連結部材３３に固定され、他端部は他の例として円環
状の連結部材３７にそれぞれ固定される。

【００３８】このような構成を有するモータ２１ｃは、
通電時に固定子２４から発生する磁界と回転子２５から
の磁界との磁気的な引力及び斥力によって軸線方向に位
置決めされて回転する。

【００３９】また、本実施例のモータ２１ｃにおいて
は、前記支持軸２８は回転せず、回転子２５の回転が外
部に伝達される。従って、モータ２１ｃによって回転駆
動される軸流ファン３２は上記回転子２５に連結され
る。従って、本実施例では、従来技術で説明したような
回転軸が不要となるので、回転子２５の回転を回転軸に
伝達する必要が解消され、この点で部品点数を削減する
ことができる。

【００４０】本実施例のモータ２１ｃにおいては、前記
軸受２７をモータ２１ｃの外部に設置することができる
ので、モータ２１ｃの構成を小型化することができる。

【００４１】また、前記モータ２１ｃによって回転駆動
される軸流ファン３２は、回転子２５に直接連結される
ので、モータ２１ｃと軸流ファン３２とを含む構成全体
の軸線方向の長さを低減することができ、構成の小型化
を図ることができる。

【００４２】（第５の実施例）図９は本発明の第５実施例のモータ２１ｄの断面図であ
る。

【００４３】本実施例は、前記第４実施例に類似し、対
応する部分には同一の参照符号を付す。本実施例の特徴
は、第５実施例におけるラジアル形転がり軸受２７に替
えて、ラジアル形滑り軸受（以下、滑り軸受）３９を用
いる点である。

【００４４】この滑り軸受３９によって、前記第４実施
例の転がり軸受２７と同様な機能を実現できることはあ
きらかである。

【００４５】即ち、本実施例においても、前記第４実施
例で説明した作用効果と同様な作用効果を実現すること
ができる。

【００４６】（第６の実施例）図１０は、本発明の第６の実施例を示すモータ２１ｅの
断面図である。

【００４７】前記第４実施例及び第５実施例において、
配線基板３０は固定子２４に関して、軸流ファン３２と
反対側に配置されていたが、本実施例では図１０に示さ
れるように、配線基板３０を固定子２４に関して、軸流
ファン３２と同一側に配置してもよい。このような変形
例においても、前記作用効果が実現されるのは明らかで
ある。

【００４８】即ち、本実施例においても、前記第５実施
例で説明した作用効果と同様な作用効果を実現すること
ができる。

【００４９】（第７実施例）図１１は、本発明の第７の実施例の空気調和機の室内機
５５の概略を示す分解斜視図である。

【００５０】本実施例は前述の各実施例に類似し、対応
する部分には同一の参照符号を付す。本実施例の特徴
は、室内機５５から室内に送風するための軸流ファン３
２を回転駆動するためのモータ５６として、前記第１実
施例〜第６実施例の各モータ２１、・・・、２１ｅの任
意のいずれかを用いるようにしたことである。

【００５１】室内機５５は、合成樹脂材料などからなる
ベース５７に前記モータ５６と軸流ファン２３とが取付
けられる。ベース５７には、裏カバー５８と前面ベース
５９とが取り付けられ、前面ベース５９には空気フィル
タ６０が着脱自在に装着され、空気フィルタ６０には表
カバー６１が着脱自在に取り付けられる。

【００５２】本実施例では、このような構成を採用した
ことにより、前述の各実施例で説明したように、モータ
５６の軸線方向長さを低減できる。このことにより、モ
ータ５６の軸線方向長さが低減される分だけ、軸流ファ
ン３２の軸線方向長さを増大できるので、軸流ファン３
２によって発生される風量を増大することができ、空気
調和機の室内機５５の能力を増大することができる。

【００５３】また、本発明の変形例として、本発明のモ
ータ及び軸流ファンは給湯器に対しても実施可能であ
る。

【００５４】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例
を含むものである。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、モータの軸線方向長さ
が低減される分だけ、軸流ファンの軸線方向長さを増大
できるので、軸流ファンによって発生される風量を増大
することができ、空気調和機の室内機の能力を増大する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のモータ２１の断面図であ
る。

【図２】モータ２１の左側面図である。

【図３】モータ２１の右側面図である。

【図４】本発明の第２実施例のモータ２１ａの断面図で
ある。

【図５】本発明の第３実施例のモータ２１ｂの断面図で
ある。

【図６】本発明の第４実施例のモータ２１ｃの断面図で
ある。

【図７】モータ２１ｃの左側面図である。

【図８】モータ２１ｃの右側面図である。

【図９】本発明の第５実施例のモータ２１ｄの断面図で
ある。

【図１０】本発明の第６実施例のモータ２１ｅの断面図
である。

【図１１】本発明の第７実施例の室内機５５の簡略化し
た分解斜視図である。

【図１２】従来技術のモータ１の断面図である。

【符号の説明】

２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅモー
タ２４固定子２５回転子２６連結部２７軸受２８支持軸３０配線基板３１突起３２軸流ファン３４透孔３５Ｅ形止め輪３８ハウジング３９滑り軸受４０保持部材４２保持溝５５室内機５６モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０２Ｋ 5/08 Ｈ０２Ｋ 5/08 Ａ 7/14 7/14 Ａ 11/00 19/10 Ａ 19/10 21/22 Ｍ 21/22 11/00 Ｘ (56)参考文献特開平７−134863（ＪＰ，Ａ) 特開平６−295524（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−253846（ＪＰ，Ａ) 実開平５−43778（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−29262（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 29/06 F04D 17/04 F04D 29/00 F04D 29/34 F24F 1/00 316 H02K 5/08 H02K 7/14 H02K 11/00 H02K 19/10 H02K 21/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータを有する軸流ファンにおいて、前記モータは、固定子と回転子を有するアウタロータ型
ブラシレス直流モータであり、前記固定子と前記固定子に通電制御する配線基板とが電
気絶縁性樹脂によって一体的にモールドされ、前記固定子に対して支持軸が同心に固定され、前記回転子は、前記モールドされた固定子の半径方向外
方側に配置された永久磁石片からなるカップ状であり、
かつ、その中心で軸受けを介して前記支持軸に回転自在
に支持され、前記軸流ファンの一側面が前記回転子と同軸に固定さ
れ、かつ、その一側面の中心において前記軸流ファン内
部側に膨出する膨出部が前記軸受けを介して前記支持軸
に回動自在に保持され、また、その他側面が軸受けを介
して回動自在に他の部材に固定されていることを特徴と
する軸流ファン。
【請求項２】前記支持軸が、前記電気絶縁性樹脂に形成
された孔に挿入されて前記固定子に対する固定位置に保
持されることを特徴とする請求項１記載の軸流ファン。
【請求項３】前記軸受けが、ラジアル形転がり軸受であ
ることを特徴とする請求項１記載の軸流ファン。
【請求項４】前記軸受けが、ラジアル形滑り軸受である
ことを特徴とする請求項１記載の軸流ファン。
【請求項５】前記配線基板は、前記固定子の軸線方向の
少なくともいずれか一方側に配置されていることを特徴
とする請求項１記載の軸流ファン。
【請求項６】前記軸流ファンが、空気調和機の室内機用
軸流ファンであることを特徴とする請求項１記載の軸流
ファン。