JP4005670B2 - Axial fan motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばノートパソコンなどの小型電気機器の冷却に用いられる周対向型軸流ファンモータ及びCPU冷却用ファンモータ等に用いられるブラシレスモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、軸流ファンモータとしては種々の構造のものが知られている。図3は、従来の軸流ファンモータの構成の一例を示した側断面図である。
【0003】
図3において、軸流ファンモータの本体を構成する筐体1の底板部には、鉄系の材料から形成された円筒状のブッシュ7が直立した状態でインサート成形されている。ブッシュ7の外周には、コイル5のスイッチング制御等を行なう回路を搭載した回路基板2が挿入される。回路基板2の上面には、モータのステータを構成する所の、鉄系の材料からなる第1ステータヨーク4と、コイル5とがブッシュ7の外周に沿って挿入されつつ載置される。これらの回路基板2、第1ステータヨーク4、及びコイル5をブッシュ7の外周に挿入した後に、円板状の第2ステータヨーク6をブッシュ7の上端部に圧入することにより、回路基板2、第1ステータヨーク4、及びコイル5が筐体1の底板部に固定される。
【0004】
一方、ブッシュ7の内側の上部にはボールベアリング9が圧入または挿入されており、ブッシュ7の高さ方向略中央部の内周面に形成された段差部7aにより、その外輪が支持されている。段差部7aの下方には、スリーブメタル8が圧入されている。ファンを構成する羽根が一体成形された樹脂材料からなるロータ11には、シャフト10がインサート成形により一体的に固定されており、このシャフト10がボールベアリング9及びスリーブメタル8に挿入される。ロータ11の中央部には、支持面11aが形成されており、ボールベアリング9の内輪の上面に載置されるようになされている。これらの構成により、ロータ11がブッシュ7に対して回転自在に支持される。また、シャフト10の下端部には、カットワッシャ14が装着されており、シャフト10が上方に抜け出さないようにされている。また、ロータ11の内周面には所定の着磁がなされた永久磁石12が固定されており、コイル5の発生する磁界に応じてロータ(羽根)11が回転駆動される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成される従来の軸流ファンモータにおいては、ロータ11の永久磁石12が、鉄系または珪素鋼板材料からなる第1ステータヨーク4の直立部4a及び第2ステータヨーク6の直立部6aにより、矢印Aで示すように、斜め下方に吸引されるため、この吸引力によりロータ11の支持面11aがボールベアリング9の内輪を押し下げ、ベアリング9に予圧をかけるように作用する。
【0006】
しかしながら、第1ステータヨーク4の直立部4a及び第2ステータヨークの直立部6aが永久磁石12を引き寄せる力の垂直方向の成分は比較的小さいため、ボールベアリング9に十分な予圧がかけられず、振動及び騒音が大きくなるという問題点があった。
【0007】
この問題を解決する方法として、図4に示すようにカットワッシャ14とスリーブメタル8の下面との間に、ドーナツ形状、あるいはC形状のゴムを装着し、ゴムの弾性により予圧をかける方法が知られている。この方法によれば、ボールベアリング9に適切な予圧を加えることができる。しかしながら、ゴム等の材料は、変質して劣化しやすく、またワッシャ14との回転摩擦により削れやすいため、寿命が短いという問題点があった。
【0008】
したがって、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ボールベアリングに適切な予圧をかけることができ、且つ寿命の長いブラシレスモータを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる軸流ファンモータは、ステータ側にコイルが配置され、羽根が一体化されたロータ側に永久磁石が配置された軸流ファンモータにおいて、前記ロータを回転自在に支持するベアリングと、前記ステータに、前記永久磁石の直下に位置するように配置された回路基板と、前記回路基板の上面に接するように設けられた磁性体からなる吸引部材とを具備し、前記吸引部材により前記ロータ側の永久磁石を吸引し、その吸引力により前記ベアリングに予圧をかけたことを特徴としている。
【0010】
また、この発明に係わる軸流ファンモータにおいて、前記吸引部材は、円板状の磁性体からなることを特徴としている。
【0011】
また、この発明に係わる軸流ファンモータにおいて、前記吸引部材は、珪素鋼板あるいは鉄板からなることを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
図1は、一実施形態に係わるブラシレスモータを軸流ファンモータに適用した例を示す側断面図である。
【0014】
図1において、軸流ファンモータ50の本体を構成する合成樹脂製の筐体31の底板部には、鉄系の材料から形成された円筒状のブッシュ37が直立した状態でインサート成形されている。ブッシュ37の外周には、コイル35のスイッチング制御等を行なう回路を搭載した回路基板32が挿入される。回路基板32の上面には、本発明の特徴的な構成部材である所の、珪素鋼板もしくは鉄板をリング状に加工した吸引部材33が挿入される。この吸引部材33の作用については後述する。また、吸引部材33の上面には、モータのステータを構成する所の、鉄系の材料からなる第1ステータヨーク34と、コイル35とがブッシュ37の外周に沿って挿入されつつ載置される。これらの回路基板32、吸引部材33、第1ステータヨーク34、及びコイル35をブッシュ37の外周に挿入した後に、リング状の第2ステータヨーク36をブッシュ37の上端部に圧入することにより、回路基板32、吸引部材33、第1ステータヨーク34、及びコイル35が筐体31の底板部に固定される。
【0015】
一方、ブッシュ37の内側の上部にはボールベアリング39が圧入または挿入されており、ブッシュ37の高さ方向略中央部の内周面に形成された段差部37aにより、その外輪が支持されている。段差部37aの下方には、スリーブメタル38が圧入されている。ファンを構成する羽根が一体成形された樹脂材料からなるロータ41には、シャフト40がインサート成形により一体的に固定されており、このシャフト40がボールベアリング39及びスリーブメタル38に挿入される。ロータ41の中央部には、支持面41aが形成されており、ボールベアリング39の内輪の上面に載置されるようになされている。これらの構成により、ロータ41がブッシュ37に対して回転自在に支持される。また、シャフト40の下端部には、カットワッシャ44が装着されており、シャフト40が上方に抜け出さないようにされている。また、ロータ41の内周面にはロータヨーク43と所定の着磁がなされた永久磁石42が固定されており、コイル35の発生する磁界に応じてロータ(羽根)41が回転駆動される。
【0016】
図2は、筐体31と回路基板32と吸引部材33と第1ステータヨーク34とを分解した状態を示した斜視図である。
【0017】
図2に示すように、筐体31に対して回路基板32、吸引部材33、第1ステータヨーク34が上方から挿入され、組み立てられる。なお、回路基板32には、コイルのスイッチングのタイミングを検出するためのホール素子45が取り付けられている。
【0018】
このように構成される軸流ファンモータ50においては、ロータ41の永久磁石42の高さ方向の中心が第1ステータヨーク34及び第2ステータヨーク36の高さ方向の中心よりも高い位置に設定されているため、鉄系の材料からなる第1ステータヨーク34の直立部34a及び第2ステータヨーク36の直立部36aにより、永久磁石42が図1に矢印Bで示すように、斜め下方に吸引される。そのため、この吸引力によりロータ41の支持面41aがボールベアリング39の内輪を押し下げ、ベアリング39に予圧をかけるように作用する。また、同時に、本実施形態では、吸引部材33により永久磁石42が矢印Cで示すように下方に吸引され、この吸引力によってもベアリング39に予圧がかけられる。したがって、第1ステータヨーク34及び第2ステータヨーク36の吸引力と、吸引部材33の吸引力の合力がベアリング39に予圧をかける力として作用し、ベアリング39に十分な予圧をかけることができる。これにより、ロータ41の回転が安定化されることとなる。
【0019】
以上説明したように、本実施形態によれば、ステータの下方に設置された吸引部材でロータを吸引することにより、ベアリングの内輪に加わる予圧を増加させることができ、ベアリング内部のボールを安定させた状態で回転させることができる。これにより、振動及び騒音を低下させることができる。
【0020】
また、ゴム等の劣化しやすい材料を用いていないので、軸受けの寿命を長くすることができる。
【0021】
さらに、珪素鋼板もしくは鉄板を基板に接した状態で吸引部材として用いているので、モータ自体の放熱性も向上させることができる。
【0022】
なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ステータの下方に設置された吸引部材でロータを吸引することにより、ベアリングの内輪に加わる予圧を増加させることができ、ベアリング内部のボールを安定させた状態で回転させることができる。これにより、振動及び騒音を低下させることができる。
【0024】
また、ゴム等の劣化しやすい材料を用いていないので、軸受けの寿命を長くすることができる。
【0025】
さらに、珪素鋼板もしくは鉄板を基板に接した状態で吸引部材として用いているので、モータ自体の放熱性も向上させることができる。
【0026】
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態に係わるブラシレスモータを軸流ファンモータに適用した例を示す側断面図である。
【図2】筐体と回路基板と吸引部材と第1ステータヨークとを分解した状態を示した斜視図である。
【図3】従来の軸流ファンモータの構成の一例を示した側断面図である。
【図4】従来の軸流ファンモータの構成の他の例を示した側断面図である。
【符号の説明】
31 筐体
32 回路基板
33 吸引部材
34 第1ステータヨーク
35 コイル
36 第2ステータヨーク
37 ブッシュ
38 スリーブメタル
39 ボールベアリング
40 シャフト
41 ロータ
42 永久磁石
43 ロータヨーク
44 カットワッシャ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a brushless motor used for a circumferentially opposed axial fan motor and a CPU cooling fan motor used for cooling a small electric device such as a notebook computer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various types of axial fan motors are known. FIG. 3 is a side sectional view showing an example of the configuration of a conventional axial fan motor.
[0003]
In FIG. 3, a cylindrical bush 7 made of an iron-based material is insert-molded in an upright state on the bottom plate portion of the
[0004]
On the other hand, a ball bearing 9 is press-fitted or inserted into the upper part inside the bush 7, and the outer ring is supported by a
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional axial fan motor configured as described above, the
[0006]
However, since the vertical component of the force of the upright portion 4a of the first stator yoke 4 and the
[0007]
As a method for solving this problem, there is known a method in which donut-shaped or C-shaped rubber is attached between the
[0008]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a brushless motor that can apply an appropriate preload to a ball bearing and has a long life.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems and achieve the object, an axial fan motor according to the present invention, the coil is arranged on the stator side, the axial flow fan is a permanent magnet rotor side blade is integrated is arranged In the motor, a bearing for rotatably supporting the rotor, a circuit board disposed on the stator so as to be positioned immediately below the permanent magnet, and a magnetic body provided so as to be in contact with the upper surface of the circuit board The rotor-side permanent magnet is attracted by the attraction member, and the bearing is preloaded by the attraction force.
[0010]
In the axial fan motor according to the present invention, the suction member is made of a disk-shaped magnetic body.
[0011]
In the axial fan motor according to the present invention, the suction member is made of a silicon steel plate or an iron plate.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
FIG. 1 is a side sectional view showing an example in which a brushless motor according to an embodiment is applied to an axial fan motor.
[0014]
In FIG. 1, a
[0015]
On the other hand, a ball bearing 39 is press-fitted or inserted into the upper part inside the
[0016]
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the
[0017]
As shown in FIG. 2, the
[0018]
In the
[0019]
As described above, according to the present embodiment, the preload applied to the inner ring of the bearing can be increased by sucking the rotor with the suction member installed below the stator, thereby stabilizing the ball inside the bearing. It can be rotated in the state. Thereby, vibration and noise can be reduced.
[0020]
In addition, since a material that easily deteriorates such as rubber is not used, the life of the bearing can be extended.
[0021]
Furthermore, since the silicon steel plate or the iron plate is used as the suction member in contact with the substrate, the heat dissipation of the motor itself can be improved.
[0022]
Note that the present invention can be applied to modifications or variations of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the preload applied to the inner ring of the bearing can be increased by sucking the rotor with the suction member installed below the stator, and the ball inside the bearing is stabilized. It can be rotated in the state. Thereby, vibration and noise can be reduced.
[0024]
In addition, since a material that easily deteriorates such as rubber is not used, the life of the bearing can be extended.
[0025]
Furthermore, since the silicon steel plate or the iron plate is used as the suction member in contact with the substrate, the heat dissipation of the motor itself can be improved.
[0026]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an example in which a brushless motor according to an embodiment is applied to an axial fan motor.
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a housing, a circuit board, a suction member, and a first stator yoke are disassembled.
FIG. 3 is a side sectional view showing an example of the configuration of a conventional axial fan motor.
FIG. 4 is a side sectional view showing another example of the configuration of a conventional axial fan motor.
[Explanation of symbols]
31
Claims (3)
前記ロータを回転自在に支持するベアリングと、
前記ステータに、前記永久磁石の直下に位置するように配置された回路基板と、
前記回路基板の上面に接するように設けられた磁性体からなる吸引部材とを具備し、
前記吸引部材により前記ロータ側の永久磁石を吸引し、その吸引力により前記ベアリングに予圧をかけたことを特徴とする軸流ファンモータ。In an axial fan motor in which a coil is arranged on the stator side and a permanent magnet is arranged on the rotor side where the blades are integrated ,
A bearing that rotatably supports the rotor;
A circuit board disposed on the stator so as to be located immediately below the permanent magnet ;
An attraction member made of a magnetic material provided in contact with the upper surface of the circuit board ;
An axial fan motor characterized in that the permanent magnet on the rotor side is attracted by the attraction member and preload is applied to the bearing by the attraction force.
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