JP4279483B2

JP4279483B2 - Fan motor

Info

Publication number: JP4279483B2
Application number: JP2001280931A
Authority: JP
Inventors: 心路竹本; 尚孝渋谷
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2021-09-17
Also published as: JP2003088074A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話の中継局のような通信機器冷却等に好適な比較的大型のファンモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、パソコンなどのＯＡ機器における電子部品の冷却に使用されるファンモータは、例えば図１２に示すように構成されている。図１２に示すように、固定部材である合成樹脂製のモータハウジング５１と共に射出成型により形成された円筒状の支持部５２の内側に、一対の軸受５３，５３を介して回転自在にシャフト５４が支持され、ステータコア５５ａ及びこれに巻回されたステータ巻線５５ｂを有するステータ５５が支持部５２に外嵌固定され、ロータ５６がシャフト５４に固着され、このロータ５６の外周にはインペラ５７が一体的に形成されると共に、内周には円筒状の駆動用のロータマグネット５８が内嵌固定され、ロータマグネット５８がステータコア５５ａの外周に対向して配置されて構成されている。
【０００３】
このとき、ロータ５６は、シャフト５４と、外周にインペラ５７を備える合成樹脂製のカップ状の外壁部６１と、この外壁部６１の中央に位置しシャフト５４の先端に圧入された金属製のブッシュ６２とロータマグネット５８が内嵌されて外壁部６１の内周に圧入及び接着固定された磁性材から成るほぼ円筒状のヨーク６４を備えている。ブッシュ６２を備えたシャフト５４は、外壁部６１と共にインサート成型により一体化されている。この組立体を、以下、ロータ本体６３という。ロータ５６は、ブッシュ６２の下端部が上側軸受５３の内輪に当接し、下側軸受５３の内輪に弾性的に付勢するバネ材をシャフト５４の下端部にワッシャによって固定されるようにして、一対の軸受５３に予圧が付与されて回転自在に支持されている。このようなファンモータは、ロータ５６の回転によりモータハウジング５１内を空気流路として軸線方向の矢印Ａの向きに空気流が生じる。
【０００４】
ところで、この種のファンモータは、上記したようにパソコンのＣＰＵ冷却用に使用され、モータハウジングの大きさも８〜１０ｃｍ角程度と比較的小型であるが、最近では冷却対象もパソコン等以外に、例えば携帯電話の中継器などの通信機器の冷却にも使用されることがある。そのため、そのような冷却対象が大きい用途では、より大きな冷却能力が要求され、上記ＯＡ機器に使用されるファンモータよりも大型のものが必要となる。そのファンモータとは、例えば、図１２に示すファンモータの構造はそのままで寸法を拡大してモータハウジングの大きさを上記した８〜１０ｃｍ角の２倍程度にし、インペラを大型にして送風量を増加した例がある。
【０００５】
図１２のファンモータは、ロータ本体６３の外壁部６１とヨーク６４とは圧入及び接着によって固定されているため、回転中のロータ５６は、予圧がかかり軸線方向には予圧用に付勢されたばね材の付勢力以上には軸線方向には移動できない（実質的に移動できない）構造でありながら、ロータ本体６３にはインペラ５７の回転に伴い軸線方向の矢印Ａの反対向きに沿った浮上力が作用する。つまり、ロータ５６は軸線方向には実質的に移動できない構造でありながら、外周側には軸線方向上方の付勢力が作用する。そのため、ロータ本体６３とヨーク６４の嵌合力は、その浮上力に持ちこたえられるように設定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したパソコンのＣＰＵ冷却用のような小型のファンモータでは、ロータ６４の浮上力が比較的小さいため、その浮上力がロータ本体６３とヨーク６４との嵌合力以上に作用して外れる恐れはなかった。ところが、図１２のファンモータの寸法を拡大した構成の場合には、風量の増加とともにロータ本体６３に作用する浮上力が著しく増大する。そのため、ロータ５６におけるその付勢力と嵌合力のバランスが崩れ、ロータ本体６３の外壁部６１とヨーク６４とを圧入および接着によって固定しただけでは、ロータ本体６３とヨーク６４とが外れるという分離の問題が生じる。この問題は、嵌合力を高めることで阻止することができるが、嵌合力を高め過ぎると嵌合後に部品が歪んだり亀裂が生じるといった不具合を伴い、有効な方法ではない。
【０００７】
そこで、特開２００１−１２８４０８号公報に記載のように（特に、同公報の図１参照）、ブレード取付用ハブ（９）と、回転子磁極（１０）が内周部に固定される磁性材から成るカップ部材（８）とを強固に固定するために、カップ部材（８）の中央にブッシュ（１１）を嵌合し、カップ部材（８）をハブ（９）に内嵌する際に、ハブ（９）の透孔（９ｃ）からブッシュ（１１）の端部を外側に導出すると共に、その端部の外周縁に形成した加締め用の爪部をハブ（９）の外側において加締め、ブッシュ（１１）を介してカップ部材（８）とハブ（９）とを固定することが提案されている。
【０００８】
また、特開２０００−５４９８４号公報に記載のように（特に、同公報の図１及び図２参照）、ブレード（２）が植設されたカップ状回転子ハブ（３）の底部に内側に向かう爪（３−２）を形成し、この爪に内側にバックヨーク（４）の内周縁を係合させることで、ハブ（３）に内嵌したバックヨーク（４）を強固に固定することも提案されている。
【０００９】
更に、その他の手法として、例えば、図１２におけるロータ本体６３とヨーク６４とを熱溶着により固定することも提案されている。即ち、ロータ本体６３の外壁部６１の底部内面に複数の突起を一体的に形成し、これらの突起に対応するヨーク６４の底部に透孔を透設しておき、ヨーク６４を外壁部６３に圧入する際に、外壁部６１の各突起をヨーク６４側の透孔に挿通し、その後各突起を加熱してロータ本体６３とヨーク６４とを固定するものである。
【００１０】
しかしながら、これら従来の固定方法の場合、特開２００１−１２８４０８号公報におけるハブ部材（９，ＨＢ）は合成樹脂により形成され、これらハブにブレード（インペラ）が射出成型により一体形成されるため、樹脂製のハブの外側において加締めると、ハブやこれに一体化されたブレード（インペラ）に加締め時の応力が作用してブレード（インペラ）に歪みが生じ、これが原因で送風特性が設計値よりも劣化するおそれがある。また、特開２０００−５４９８４号公報の構成及び熱溶着の構成は、ともにその部材成型のための金型が複雑になり成型コストの高騰を招く。
【００１１】
そこで、本発明は、ロータ本体とヨークとが分離しないように簡単にかつ強固に固定できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、前記ロータが、外周面に前記インペラが設けられ、内周面に周方向等間隔に突起が設けられたカップ状の外壁部、前記シャフト、及び、前記外壁部の中央に形成された嵌合孔に嵌合され前記シャフトの先端に嵌合されたブッシュから成るロータ本体と、前記ロータマグネットが内嵌されて前記外壁部の内周に固定され、ほぼ中央に形成された透孔に前記ブッシュが嵌入されるヨークとを備え、前記外壁部内側の前記ブッシュ端縁に形成された加締め部が加締められて、前記ヨークが前記ブッシュに挟持されるようにして前記透孔周縁の前記ヨークに係合し、前記突起が前記ヨークに当接して、前記ロータ本体と前記ヨークとが固定されていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、ヨークがブッシュのみに挟持されるように、ブッシュ端縁に形成された加締め部が加締められていることから、加締め時の応力が外壁部に直接作用しない。それゆえに、その応力によってブッシュと外壁部との締結状態を阻害することがない。さらに、外壁部の内周面に周方向等間隔に設けられた突起がヨークに当接することで外壁部とヨークとの嵌合力を高めることができる。以上より、ロータ本体とヨークとを簡単にかつ強固に固定できる。加えて、ロータの外側からその加締部は見えないので外観が良好となる。
【００１４】
また、本発明は、外周面に前記インペラが設けられ、内周面に周方向等間隔に突起が設けられたカップ状の外壁部、前記シャフト、及び、前記外壁部の中央に形成された嵌合孔に嵌合され前記シャフトの先端に嵌合されたブッシュから成るロータ本体と、前記ロータマグネットが内嵌されて前記外壁部の内周に固定され、ほぼ中央に形成された透孔に前記ブッシュが嵌入されるヨークとを備え、前記外壁部内側の前記ブッシュ端縁に形成された加締め部が加締められて、前記ヨークが前記ブッシュと前記外壁部とで挟持されるようにして前記透孔周縁の前記ヨークに係合し、前記突起が前記ヨークに当接して、前記ロータ本体と前記ヨークとが固定されていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成によれば、ヨークがブッシュと外壁部とで挟持されるように、ブッシュ端縁に形成された加締め部が加締められていることから、ブッシュにおける加締め部の形状を簡単にすることができる。さらに、外壁部の内周面に周方向等間隔に設けられた突起がヨークに当接することで外壁部とヨークとの嵌合力を高めることができる。以上より、ロータ本体とヨークとを簡単にかつ強固に固定できる。加えて、ロータの外側からその加締部は見えないので外観が良好となる。
【００１６】
また、本発明は、前記外壁部の内側に加締め時の応力を吸収する応力吸収手段が形成されていることを特徴としている。このような構成によれば、ブッシュを加締めた時に生じる応力が外壁部に作用しても応力吸収手段にて吸収されるため、外壁部がその応力により歪んだり亀裂が生じること、更にはブッシュと外壁部の締結状態が阻害されることなくロータ本体とヨークとを強固に固定することができる。
【００１７】
また、本発明は、前記外壁部及び前記インペラが合成樹脂から成り、前記ブッシュが、前記外壁部及び前記インペラの成型加工時に一体化されることを特徴としている。
【００１８】
このような構成によれば、外壁部及びインペラを樹脂成型により一体形成することができ、しかもその成型時にブッシュを外壁部及びインペラに一体化することができ、ロータ本体を非常に簡単な工程により組み立てることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
この発明のファンモータの第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。但し、図１はファンモータの切断正面図、図２は図１の一部の拡大図、図３は図１の異なる一部の斜視図である。尚、本実施形態におけるファンモータは、携帯電話の中継局など通信機器の冷却に使用されるもので、パソコンのＣＰＵ冷却用よりも大型の例である。
【００２２】
図１に示すように、合成樹脂製のモータハウジング１の矩形の筒状体略中央部に、複数のアームによって支持される円筒状の支持部２が樹脂の射出成型により一体的に形成され、この支持部２の内側に一対の軸受３，３を介してシャフト４が回転自在に支持され、支持部２の外側には、ステータ５が外嵌固定されている。
【００２３】
このステータ５は、珪素鋼板を積層して成るステータコア５ａと、このステータコア５ａに巻回されたステータ巻線５ｂとを備えている。また、支持部２の外周面下部には、複数のアームを連結するフランジ部６が広がっている。シャフト４の下端部にはワッシャ７が嵌着され、シャフト４の下端部に巻回されたコイルばね８の両端がワッシャ７及び下側軸受３の内輪に係止されており、上側軸受３の内輪に後述のブッシュ１４が当接することにより、一対の軸受３に予圧がかかっている。
【００２４】
更に、シャフト４は、ロータ１０を構成する。そのロータ１０は、シャフト４と、外周にインペラ１１を備える合成樹脂製のカップ状の外壁部１２と、この外壁部１２の中央に位置しシャフト４の先端に圧入されたブッシュ１４と、ロータマグネット１７が内嵌されて外壁部１２の内周に圧入及び接着固定された磁性材から成るほぼカップ状のヨーク１８を備えている。外壁部１２の内周面には、周方向等間隔に突起があり、この突起がヨーク１８に当接することでヨークとの嵌合力を高めている。ブッシュ１４を備えたシャフト４は、インペラ１１及び外壁部１２の成型時にインサート成型により一体化され、この組立体を、以下、ロータ本体１５という。
【００２５】
このとき、嵌合孔１３周縁の外壁部１２の肉厚が他の部分よりも厚く設定されているのは、ロータ１０の軽量化および合成樹脂の少量化に加えてブッシュ１４の締めしろを十分に確保して締結強度の向上を図るためである。また、外壁部１２は、ブッシュ１４を介さずに直接、シャフト４に一体化することもできるが、ブッシュ１４を介在させることにより、シャフト４のみの場合よりも外壁部１２の嵌合孔１３の孔径が大きくなり、それだけ外壁部１２の締めしろの面積を大きくとれ締結強度の向上を図ることができる。なお、ブッシュ１４を省略して、シャフト４の端部に鍔部を一体的に設けることでも外壁部１２との締めしろを大きく確保することはできるが、その場合、シャフト１４の加工コストの高騰を招くため、ブッシュ１４を嵌合させる方が有利である。
【００２６】
また、ロータマグネット１７は、ロータマグネット１７及びステータ５の各々における次回の軸線方向の中心を一致させた状態、つまり互いの磁気センタを一致させた状態で、ステータ５の外周に対向配置されている。このようなファンモータは、ロータ１０の回転によりモータハウジング１内を空気流路として軸線方向の矢印Ａの向きに空気流が生じる。なお、ロータ本体１５とヨーク１８との固定構造は、後述する。
【００２７】
次に、ロータ本体１５とヨーク１８との固定構造について説明する。特に図２及び図３に示されるように、ブッシュ１４は、金属製で、円筒部１４ａと、これの下端から円筒状に延びる内側延出部１４ｂと、円筒部１４ａの下端外周から鍔状に延びる鍔部１４ｃと、これの下端から延びる外側延出部１４ｄとから成る。円筒部１４ａ及び内側延出部１４ｂは、シャフト４を圧入により内嵌して固定している。内側延出部１４ｂの下端面は、上側軸受３の内輪上端面に当接している。円筒部１４ａと鍔部１４ｃの外周面は、締めしろとして外壁部１２を締結している。外側延出部１４ｄは、ヨーク１８の透孔２１が外嵌され、鍔部１４ｃの下面に当接している。そして、外側延出部１４ｄにおける周方向の複数箇所を部分的に径方向外方に塑性変形させて（符号１４ｅ）、この変形部１４ｅと鍔部１４ｃとでヨーク１８を挟持している。つまり、ヨーク１８の内側から加締められて透孔２１周縁のヨーク１８下面に係合し、ヨーク１８がロータ本体１５に固定される。
【００２８】
従って、第１実施形態によれば、ブッシュ１４の端縁（外側延出部１４ｄ）が、ロータ本体１５の外壁部１２の内側において加締められ、ヨーク１８に対する加締め部（変形部１４ｅ）がブッシュ１４に形成されて固定されるため、加締め時の応力が外壁部１２には直接作用しない。それゆえに、その応力によって射出成形されているブッシュ１４と外壁部１２との締結状態を阻害することがなく、外壁部１２の内側が歪んだり、亀裂が生じるといったことがないままロータ本体１５とヨーク１８とを簡単にかつ強固に固定することができる。
【００２９】
また、ブッシュ１４を部分的に塑性変形させて成る部分加締めであることから、局所的に応力が発生して寸法管理を行いにくいという面もあるが、加締め機により簡単に加締めることができ、比較的締結強度が高いため、ロータ本体１５とヨーク１８との固定をより強固にすることができる。また、その加締部がロータ１１の内側に形成されるのでロータ１０の外観が良好である。
【００３０】
更に、ブッシュ１４の端縁（外側延出部１４ｄ）をロータ本体１５の外壁部１２の内側において加締めると共に、外壁部１２の内周にヨーク１８を圧入及び接着固定するため、ロータ本体１５とヨーク１８との固定強度をいっそう高めることができる。これは、ロータ本体１５とヨーク１８は、従来の圧入及び接着による固定での課題であったそれらの軸線方向の移動を、上記のように加締め部を加えることでその課題を克服している。
【００３１】
なお、この第１実施形態の変形例として、ヨーク１８内側のブッシュ１４の端縁に部分加締めを行うのに代えて、図４ないし図６に示すように、ロータ本体１５の外壁部１２内側におけるブッシュ１４の端縁（第１実施形態ではブッシュ１４の外側延出部１４ｄに相当）の全周にわたり塑性変形させて加締め部２５を形成し、この加締め部２５を、ヨーク１８の内側から加締めて透孔２１周縁のヨーク１８に係合させてもよい。
【００３２】
この場合、加締め部２５による全周加締めであることから、図１ないし図３に示すような部分加締めに比べて、締結強度は低くなるものの、ロータ本体１５とヨーク１８とを固定するには十分な強度を得ることができ、しかも加締め時の応力が全周に均一に発生するため、部分加締めに比較して、寸法管理を行い易くなり加締めによる寸法ずれを抑制できるという利点がある。
【００３３】
更に、第１実施形態の別の変形例として、図７に示すように、外壁部１２の嵌合孔１３の周辺の周方向等間隔に複数の貫通孔４０を設けるようにしてもよい。各貫通孔４０は、変形部１４ｅの半径方向に位置付けるとなおよい。いずれの場合においても、加締め時に局所的に作用する応力が、外壁部１２へ影響したとしてもその貫通孔４０にて吸収され外壁部１２の歪みや亀裂、或いはブッシュ１４と外壁部１２との分離を防止でき、貫通孔４０が応力吸収手段として作用する。
【００３４】
（第２実施形態）
この発明の第２実施形態について図８ないし図１０を参照して説明する。但し、図８は切断正面図、図９は図８の一部の拡大図、図１０は図８の異なる一部の斜視図である。尚、図８ないし図１０において、図１ないし図３と同一符号は同一のもの若しくは相当するものを示し、以下では主として第１実施形態と相違する点について説明する。
【００３５】
本実施形態では、図８ないし図１０に示すように、シャフト４及び外壁部１２と共にロータ本体１５を構成する金属製のブッシュ３１は、円筒部３１ａと、これの下端内側から円筒状に延びる内側延出部３１ｂと、円筒部３１ａの下端外側からに延びる外側延出部３１ｃから成る。内側延出部３１ｂは、上側の軸受３の内輪に当接する。円筒部３１ａの外周面は、締めしろとして外壁部１２を締結している。外側延出部３１ｃは、周方向の複数箇所を部分的に径方向外方に塑性変形させて（符号３１ｄ）、この変形部３１ｄと外壁部１２の嵌合孔１３の周辺部とでヨーク１８を挟持している。尚、このブッシュ３１は、第１実施形態におけるブッシュ１４と同様、シャフト４に備えられた状態でロータ本体１２の外壁部１２及びインペラ１１を射出成型加工する際に一体化される。
【００３６】
従って、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様、ブッシュ１４の端縁（外側延出部３１ｃ）がロータ本体１５の外壁部１２の内側において加締められ、ヨーク１８に対する加締め部（変形部３１ｄ）がブッシュ３１に形成されるが、ヨーク１８が外壁部１２に当接する構成が異なる。それ故に、加締め時の応力がブッシュ３１と外壁部１２との締結状態が阻害されないようにその応力またはそれらの締めしろ等を詳細に考慮する必要があるが、第１実施形態におけるブッシュ１４と比べて鍔部２２がない分、ブッシュ３１の形状を簡素化することができ、ブッシュ３１の加工が容易になるという効果を得ることができる。
【００３７】
なお、第２実施形態の変形例として、図４ないし図６に示す全周加締めによる加締め部２５と同様にしても構わない。こうすれば、図４ないし図６に示す例と同様に、加締め時の応力が全周に均一に発生するため、部分加締めに比較して、寸法管理を行い易くなり加締めによる寸法ずれを抑制できる。
【００３８】
更に、第２実施形態の別の変形例として、図１１に示すように、外壁部１２の嵌合孔１３の周辺の周方向等間隔に複数の貫通孔４２を設けるようにしてもよい。各貫通孔４２は、図７の貫通孔４０と同様の応力吸収手段として作用する。第２実施形態の構成は、上記の通り外側延出部３１ｃの加締め時の応力が外壁部１２に直接作用するため、第１実施形態の構成に比べて外壁部１２の歪みや亀裂、或いはブッシュ１４と外壁部１２との分離の可能性が高い。それ故に、この貫通孔４０は第２実施形態において効果的である。
【００３９】
また、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００４０】
例えば、ブッシュ１４，３１を加締めるための構造は、上記した各実施形態のような、部分加締め或いは全周加締め用加締め部２５に限定されるものではなく、要するにロータ本体１５の外壁部１２内側において加締めることができる構成であればよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、ヨークがブッシュのみに加締められていることから、加締め時の応力が外壁部に直接作用しない。それ故にブッシュと外壁部との締結状態を阻害することがない。さらに、外壁部の内周面に周方向等間隔に設けられた突起がヨークに当接することで外壁部とヨークとの嵌合力を高めることができる。以上より、ロータ本体とヨークとを簡単にかつ強固に固定することが可能になり、大きな冷却能力を要する大型のファンモータに非常に有効である。
【００４２】
また、請求項２に記載の発明によれば、ヨークがブッシュと外壁部とで挟持されるように加締められていることから、ブッシュの形状を簡単にすることができる。さらに、外壁部の内周面に周方向等間隔に設けられた突起がヨークに当接することで外壁部とヨークとの嵌合力を高めることができる。以上より、ロータ本体とヨークとを簡単にかつ強固に固定することが可能になり、大きな冷却能力を要する大型のファンモータに非常に有効である。
【００４３】
また、請求項３に記載の発明によれば、ブッシュを加締め時に生じる応力が外壁部に作用しても応力吸収手段にて吸収されるため、外壁部がその応力により歪んだり亀裂が生じることなくロータ本体とヨークとを強固に固定することが可能になる。
【００４４】
また、請求項４に記載の発明によれば、外壁部及びインペラを樹脂成型により一体形成することができ、しかもその成型時にブッシュを外壁部及びインペラに一体化することができ、ロータ本体を非常に簡単な工程により組み立てることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態におけるファンモータの切断正面図である。
【図２】図１の一部の拡大図である。
【図３】図１の異なる一部の斜視図である。
【図４】第１実施形態におけるファンモータの変形例の切断正面図である。
【図５】図４の一部の斜視図である。
【図６】図４の異なる一部の斜視図である。
【図７】第１実施形態におけるファンモータの別の変形例の切断正面図である。
【図８】この発明の第２実施形態におけるファンモータの切断正面図である。
【図９】図８の一部の拡大図である。
【図１０】図８の異なる一部の斜視図である。
【図１１】第２実施形態におけるファンモータの別の変形例の切断正面図である。
【図１２】従来例の切断正面図である。
【符号の説明】
１モータハウジング（固定部材）
４シャフト
５ステータ
５ａステータコア
５ｂステータ巻線
１０ロータ
１１インペラ
１２外壁部
１４，３１ブッシュ
１５ロータ本体
１７ロータマグネット
１８ヨーク
２５加締め部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a relatively large fan motor suitable for cooling communication equipment such as a relay station of a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
For example, a fan motor used for cooling an electronic component in an OA device such as a personal computer is configured as shown in FIG. As shown in FIG. 12, a shaft 54 is rotatable inside a cylindrical support portion 52 formed by injection molding together with a synthetic resin motor housing 51 which is a fixing member, via a pair of bearings 53, 53. A stator 55 having a stator core 55a and a stator winding 55b wound around the stator core 55a is externally fitted and fixed to the support portion 52, and the rotor 56 is fixed to the shaft 54. An impeller 57 is integrally formed on the outer periphery of the rotor 56. In addition, a cylindrical driving rotor magnet 58 is fitted and fixed on the inner periphery, and the rotor magnet 58 is arranged to face the outer periphery of the stator core 55a.
[0003]
At this time, the rotor 56 includes a shaft 54, a synthetic resin cup-shaped outer wall portion 61 having an impeller 57 on the outer periphery, and a metal bush that is located at the center of the outer wall portion 61 and press-fitted into the tip of the shaft 54. 62 and a rotor magnet 58 are fitted, and a substantially cylindrical yoke 64 made of a magnetic material press-fitted and fixed to the inner periphery of the outer wall 61 is provided. The shaft 54 provided with the bush 62 is integrated with the outer wall portion 61 by insert molding. Hereinafter, this assembly is referred to as a rotor body 63. The rotor 56 has a lower end portion of the bush 62 abutting against the inner ring of the upper bearing 53 and a spring material that elastically biases the inner ring of the lower bearing 53 is fixed to the lower end portion of the shaft 54 by a washer. A pair of bearings 53 are preloaded and are rotatably supported. In such a fan motor, the rotation of the rotor 56 causes an air flow in the direction of the arrow A in the axial direction using the motor housing 51 as an air flow path.
[0004]
By the way, this type of fan motor is used for cooling the CPU of a personal computer as described above, and the size of the motor housing is about 8 to 10 cm square, which is relatively small. For example, it may be used for cooling communication equipment such as a mobile phone repeater. For this reason, in applications where the object to be cooled is large, a larger cooling capacity is required, and a larger one than the fan motor used in the OA equipment is required. The fan motor is, for example, the same structure as the fan motor shown in FIG. 12, but the size of the motor housing is enlarged so that the size of the motor housing is about twice as large as the 8-10 cm square described above, and the impeller is enlarged to increase the air flow rate. There is an increased example.
[0005]
In the fan motor of FIG. 12, the outer wall 61 of the rotor body 63 and the yoke 64 are fixed by press-fitting and bonding, so that the rotating rotor 56 is preloaded and springs biased for preload in the axial direction. Although the rotor body 63 has a structure that cannot move in the axial direction beyond the urging force of the material (cannot move substantially), the rotor body 63 has a floating force along the direction opposite to the arrow A in the axial direction as the impeller 57 rotates. Works. That is, the rotor 56 has a structure that cannot substantially move in the axial direction, but an urging force in the upper axial direction acts on the outer peripheral side. Therefore, the fitting force between the rotor body 63 and the yoke 64 is set so as to be able to withstand the levitation force.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described small fan motor for cooling the CPU of a personal computer, since the floating force of the rotor 64 is relatively small, there is no fear that the floating force acts more than the fitting force between the rotor body 63 and the yoke 64 and comes off. It was. However, in the configuration in which the dimensions of the fan motor shown in FIG. 12 are enlarged, the levitation force acting on the rotor body 63 increases remarkably as the air volume increases. Therefore, the balance between the urging force and the fitting force in the rotor 56 is lost, and the rotor body 63 and the yoke 64 are separated only by fixing the outer wall portion 61 and the yoke 64 of the rotor body 63 by press-fitting and bonding. Occurs. This problem can be prevented by increasing the fitting force. However, if the fitting force is increased too much, there is a problem that parts are distorted or cracked after fitting, which is not an effective method.
[0007]
Therefore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-128408 (see, in particular, FIG. 1), a magnetic material in which the blade mounting hub (9) and the rotor magnetic pole (10) are fixed to the inner peripheral portion. When the bush (11) is fitted into the center of the cup member (8) and the cup member (8) is fitted into the hub (9) The end of the bush (11) is led out to the outside from the through hole (9c) of the hub (9), and the crimping claw formed on the outer peripheral edge of the end is crimped on the outside of the hub (9). It has been proposed to fix the cup member (8) and the hub (9) via the bush (11).
[0008]
Further, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-54984 (refer to FIGS. 1 and 2 in particular), the bottom of the cup-shaped rotor hub (3) in which the blade (2) is implanted is formed on the inside. The back yoke (4) fitted inside the hub (3) is firmly fixed by forming a claw (3-2) that faces and engaging the inner peripheral edge of the back yoke (4) inside the claw. Has also been proposed.
[0009]
Further, as another method, for example, fixing the rotor main body 63 and the yoke 64 in FIG. 12 by heat welding has been proposed. That is, a plurality of protrusions are integrally formed on the inner surface of the bottom of the outer wall 61 of the rotor body 63, and a through hole is provided in the bottom of the yoke 64 corresponding to these protrusions. When press-fitting, each protrusion on the outer wall portion 61 is inserted into the through hole on the yoke 64 side, and then each protrusion is heated to fix the rotor body 63 and the yoke 64.
[0010]
However, in the case of these conventional fixing methods, the hub member (9, HB) in JP-A-2001-128408 is formed of a synthetic resin, and a blade (impeller) is integrally formed on these hubs by injection molding. When caulking outside the made hub, the stress during caulking acts on the hub and the blade (impeller) integrated with the hub, and the blade (impeller) is distorted. May also deteriorate. Moreover, both the structure of Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-54984 and the structure of heat welding will make the metal mold | die for the member shaping | molding complicated, and will cause the raise of molding cost.
[0011]
In view of the above, an object of the present invention is to make it possible to easily and firmly fix the rotor body and the yoke so as not to be separated.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a cup-shaped outer wall portion in which the impeller is provided on the outer peripheral surface and protrusions are provided on the inner peripheral surface at equal intervals in the circumferential direction, the shaft, and A rotor body consisting of a bush fitted into a fitting hole formed in the center of the outer wall portion and fitted to the tip of the shaft, and the rotor magnet being fitted therein and fixed to the inner periphery of the outer wall portion And a yoke into which the bush is fitted in a through hole formed in the substantially center, and a crimping portion formed on the bushing edge inside the outer wall portion is crimped, so that the yoke is clamped by the bush. In this manner, the rotor body and the yoke are fixed by engaging with the yoke at the periphery of the through-hole , the protrusion abutting against the yoke.
[0013]
According to such a configuration, the caulking portion formed on the edge of the bush is caulked so that the yoke is held only by the bush, so that stress during caulking does not directly act on the outer wall portion. . Therefore, the fastening state between the bush and the outer wall portion is not hindered by the stress. Further, the projections provided at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the outer wall portion come into contact with the yoke, whereby the fitting force between the outer wall portion and the yoke can be increased . As described above, the rotor body and the yoke can be easily and firmly fixed. In addition, since the crimped portion is not visible from the outside of the rotor, the appearance is good.
[0014]
In addition, the present invention provides a cup-shaped outer wall portion in which the impeller is provided on the outer peripheral surface and protrusions are provided on the inner peripheral surface at equal intervals in the circumferential direction, the shaft, and a fitting formed at the center of the outer wall portion. A rotor main body comprising a bush fitted into a joint hole and fitted to the tip of the shaft, and the rotor magnet is fitted inside and fixed to the inner periphery of the outer wall portion, and the through hole formed in the substantially center is A yoke into which the bush is inserted, and a crimping portion formed on the bush end edge inside the outer wall portion is crimped so that the yoke is sandwiched between the bush and the outer wall portion. The rotor is engaged with the yoke at the periphery of the through hole, the protrusion is in contact with the yoke, and the rotor main body and the yoke are fixed .
[0015]
According to such a configuration, since the crimped portion formed on the edge of the bush is crimped so that the yoke is sandwiched between the bush and the outer wall portion, the shape of the crimped portion in the bush can be simplified. Can be. Further, the projections provided at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the outer wall portion come into contact with the yoke, whereby the fitting force between the outer wall portion and the yoke can be increased. As described above, the rotor body and the yoke can be easily and firmly fixed. In addition, since the crimped portion is not visible from the outside of the rotor, the appearance is good.
[0016]
Further, the present invention is characterized in that stress absorbing means for absorbing stress during caulking is formed inside the outer wall portion. According to such a configuration, even if the stress generated when caulking the bush is applied to the outer wall portion, it is absorbed by the stress absorbing means, so that the outer wall portion is distorted or cracked by the stress, and further, the bush The rotor body and the yoke can be firmly fixed without hindering the fastening state of the outer wall portion.
[0017]
Further, the present invention is characterized in that the outer wall portion and the impeller are made of a synthetic resin, and the bush is integrated during molding of the outer wall portion and the impeller.
[0018]
According to such a configuration, the outer wall portion and the impeller can be integrally formed by resin molding, and the bush can be integrated with the outer wall portion and the impeller at the time of molding, and the rotor body can be formed by a very simple process. Can be assembled.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of a fan motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cut front view of the fan motor, FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view of a different part of FIG. Note that the fan motor in the present embodiment is used for cooling communication equipment such as a mobile phone relay station, and is a larger example than for cooling a CPU of a personal computer.
[0022]
As shown in FIG. 1, a cylindrical support portion 2 supported by a plurality of arms is integrally formed by resin injection molding at a substantially cylindrical central portion of a synthetic resin motor housing 1. A shaft 4 is rotatably supported inside the support portion 2 via a pair of bearings 3 and 3, and a stator 5 is fitted and fixed to the outside of the support portion 2.
[0023]
The stator 5 includes a stator core 5a formed by laminating silicon steel plates, and a stator winding 5b wound around the stator core 5a. In addition, a flange portion 6 that connects a plurality of arms is extended at the lower portion of the outer peripheral surface of the support portion 2. A washer 7 is fitted to the lower end of the shaft 4, and both ends of the coil spring 8 wound around the lower end of the shaft 4 are locked to the washer 7 and the inner ring of the lower bearing 3. A preload is applied to the pair of bearings 3 by a bush 14 (described later) coming into contact with the inner ring.
[0024]
Further, the shaft 4 constitutes the rotor 10. The rotor 10 includes a shaft 4, a synthetic resin cup-shaped outer wall portion 12 having an impeller 11 on the outer periphery, a bush 14 that is located in the center of the outer wall portion 12 and press-fitted into the tip of the shaft 4, and a rotor magnet. 17 is provided with a substantially cup-shaped yoke 18 made of a magnetic material that is fitted into the inner periphery of the outer wall portion 12 and is press-fitted and fixed by adhesion. There are protrusions on the inner peripheral surface of the outer wall portion 12 at equal intervals in the circumferential direction, and the protrusions abut against the yoke 18 to increase the fitting force with the yoke. The shaft 4 provided with the bush 14 is integrated by insert molding when the impeller 11 and the outer wall portion 12 are molded, and this assembly is hereinafter referred to as a rotor body 15.
[0025]
At this time, the thickness of the outer wall portion 12 at the periphery of the fitting hole 13 is set to be thicker than other portions because the bush 10 is sufficiently tightened in addition to the weight reduction of the rotor 10 and the amount of the synthetic resin. This is to ensure the fastening strength and improve the fastening strength. In addition, the outer wall portion 12 can be directly integrated with the shaft 4 without the bush 14, but by interposing the bush 14, the fitting hole 13 of the outer wall portion 12 can be formed more than the case of the shaft 4 alone. The hole diameter is increased, and the area of the tightening margin of the outer wall portion 12 can be increased accordingly, so that the fastening strength can be improved. It is also possible to omit the bush 14 and integrally provide a flange portion at the end of the shaft 4 to secure a large margin with the outer wall portion 12, but in that case, the processing cost of the shaft 14 increases. Therefore, it is advantageous to fit the bush 14.
[0026]
Further, the rotor magnet 17 is disposed opposite to the outer periphery of the stator 5 in a state where the next axial center of each of the rotor magnet 17 and the stator 5 is matched, that is, in a state where the magnetic centers are matched. . In such a fan motor, the rotation of the rotor 10 causes an air flow in the direction of the arrow A in the axial direction using the motor housing 1 as an air flow path. The fixing structure between the rotor body 15 and the yoke 18 will be described later.
[0027]
Next, a fixing structure between the rotor body 15 and the yoke 18 will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the bush 14 is made of metal and has a cylindrical portion 14a, an inner extending portion 14b extending in a cylindrical shape from the lower end thereof, and a bowl shape from the outer periphery of the lower end of the cylindrical portion 14a. It consists of a flange portion 14c that extends and an outer extension portion 14d that extends from the lower end thereof. The cylindrical portion 14a and the inner extending portion 14b are fixed by fitting the shaft 4 by press fitting. The lower end surface of the inner extending portion 14 b is in contact with the upper end surface of the inner ring of the upper bearing 3. The outer peripheral surfaces of the cylindrical portion 14a and the flange portion 14c fasten the outer wall portion 12 as a margin. The outer extending portion 14d is fitted with the through hole 21 of the yoke 18 and is in contact with the lower surface of the flange portion 14c. A plurality of portions in the circumferential direction of the outer extending portion 14d are partially plastically deformed radially outward (reference numeral 14e), and the yoke 18 is sandwiched between the deforming portion 14e and the flange portion 14c. That is, it is crimped from the inside of the yoke 18 to engage with the lower surface of the yoke 18 at the periphery of the through hole 21, and the yoke 18 is fixed to the rotor body 15.
[0028]
Therefore, according to the first embodiment, the end edge (outer extending portion 14 d) of the bush 14 is crimped inside the outer wall portion 12 of the rotor body 15, and the crimped portion (deformed portion 14 e) with respect to the yoke 18 is formed. to be fixed is formed in the bushing 14, stress at the time of caulking does not act directly on the outer wall section 12. Therefore, the rotor main body 15 and the yoke 15 are not obstructed by the stress and do not hinder the fastening state between the bush 14 and the outer wall 12 and the inner side of the outer wall 12 is not distorted or cracked. 18 can be fixed easily and firmly.
[0029]
In addition, since it is a partial caulking formed by partially plastically deforming the bush 14, there is a problem that local stress is generated and it is difficult to perform dimensional control, but it can be easily caulked by a caulking machine. In addition, since the fastening strength is relatively high, the fixing between the rotor body 15 and the yoke 18 can be further strengthened. Further, since the caulking portion is formed inside the rotor 11, the appearance of the rotor 10 is good.
[0030]
Further, the end edge (outer extending portion 14 d) of the bush 14 is crimped inside the outer wall portion 12 of the rotor body 15, and the yoke 18 is press-fitted and bonded and fixed to the inner periphery of the outer wall portion 12. The fixing strength with the yoke 18 can be further increased. This is because the rotor body 15 and the yoke 18 overcome the problem by adding the caulking portion as described above to the movement in the axial direction, which was a problem in the conventional fixing by press-fitting and adhesion. .
[0031]
As a modification of the first embodiment, instead of performing partial caulking on the edge of the bush 14 inside the yoke 18, as shown in FIGS. The caulking portion 25 is formed by plastic deformation over the entire circumference of the end edge of the bushing 14 (corresponding to the outer extending portion 14d of the bushing 14 in the first embodiment). And may be engaged with the yoke 18 at the periphery of the through hole 21 by crimping.
[0032]
In this case, since the entire circumference is caulked by the caulking portion 25, the fastening strength is lower than that of the partial caulking as shown in FIGS. 1 to 3, but the rotor body 15 and the yoke 18 are fixed. In addition, sufficient strength can be obtained, and the stress during caulking is generated uniformly throughout the entire circumference, making it easier to manage dimensions compared to partial caulking and suppressing dimensional deviation due to caulking. There are advantages.
[0033]
Furthermore, as another modification of the first embodiment, as shown in FIG. 7, a plurality of through holes 40 may be provided at equal intervals in the circumferential direction around the fitting hole 13 of the outer wall portion 12. More preferably, each through hole 40 is positioned in the radial direction of the deformable portion 14e. In any case, even if the stress acting locally at the time of caulking affects the outer wall portion 12, it is absorbed by the through-hole 40 and the outer wall portion 12 is distorted or cracked, or between the bush 14 and the outer wall portion 12. Separation can be prevented, and the through hole 40 acts as a stress absorbing means.
[0034]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 is a cut front view, FIG. 9 is an enlarged view of a part of FIG. 8, and FIG. 10 is a perspective view of a different part of FIG. In FIGS. 8 to 10, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 denote the same or corresponding elements, and differences from the first embodiment will be mainly described below.
[0035]
In this embodiment, as shown in FIGS. 8 to 10, the metal bush 31 constituting the rotor main body 15 together with the shaft 4 and the outer wall portion 12 includes a cylindrical portion 31 a and an inner side extending cylindrically from the lower end inside thereof. It consists of an extending part 31b and an outer extending part 31c extending from the lower end outside of the cylindrical part 31a. The inner extension portion 31 b contacts the inner ring of the upper bearing 3. The outer peripheral surface of the cylindrical portion 31a fastens the outer wall portion 12 as a margin. The outer extending portion 31c is partially plastically deformed radially outward at a plurality of locations in the circumferential direction (reference numeral 31d), and the yoke 18 is formed between the deformed portion 31d and the peripheral portion of the fitting hole 13 of the outer wall portion 12. Is pinched. The bush 31 is integrated when the outer wall portion 12 of the rotor body 12 and the impeller 11 are injection-molded in a state of being provided on the shaft 4 in the same manner as the bush 14 in the first embodiment.
[0036]
Therefore, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the end edge (outer extending portion 31 c) of the bush 14 is crimped inside the outer wall portion 12 of the rotor body 15, and the crimped portion with respect to the yoke 18 is secured. The (deformed portion 31d) is formed on the bush 31, but the configuration in which the yoke 18 contacts the outer wall portion 12 is different. Therefore, it is necessary to consider in detail the stress at the time of caulking so that the fastening state between the bush 31 and the outer wall portion 12 is not hindered. Compared with the absence of the flange portion 22, the shape of the bush 31 can be simplified, and an effect that the processing of the bush 31 becomes easy can be obtained.
[0037]
As a modification of the second embodiment, it may be the same as the caulking portion 25 by the entire circumference caulking shown in FIGS. In this way, as in the example shown in FIGS. 4 to 6, stress during caulking is uniformly generated on the entire circumference, so that it becomes easier to manage dimensions compared to partial caulking, and dimensional deviation due to caulking. Can be suppressed.
[0038]
Furthermore, as another modification of the second embodiment, as shown in FIG. 11, a plurality of through holes 42 may be provided at equal intervals in the circumferential direction around the fitting hole 13 of the outer wall portion 12. Each through hole 42 acts as a stress absorbing means similar to the through hole 40 of FIG. In the configuration of the second embodiment, the stress at the time of caulking of the outer extension portion 31c directly acts on the outer wall portion 12 as described above, so that the distortion or crack of the outer wall portion 12 compared to the configuration of the first embodiment, or The possibility of separation between the bush 14 and the outer wall portion 12 is high. Therefore, this through hole 40 is effective in the second embodiment.
[0039]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0040]
For example, the structure for caulking the bushes 14 and 31 is not limited to the partial caulking or the caulking portion 25 for the entire circumferential caulking as in the above-described embodiments. What is necessary is just the structure which can be crimped inside the part 12. FIG.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, since the yoke is crimped only to the bush, the stress during crimping does not directly act on the outer wall portion. Therefore, the fastening state between the bush and the outer wall portion is not hindered. Further, the projections provided at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the outer wall portion come into contact with the yoke, whereby the fitting force between the outer wall portion and the yoke can be increased . As described above, the rotor body and the yoke can be easily and firmly fixed, which is very effective for a large fan motor that requires a large cooling capacity.
[0042]
According to the second aspect of the invention, since the yoke is crimped so as to be sandwiched between the bush and the outer wall portion, the shape of the bush can be simplified. Further, the projections provided at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the outer wall portion come into contact with the yoke, whereby the fitting force between the outer wall portion and the yoke can be increased. As described above, the rotor body and the yoke can be easily and firmly fixed, which is very effective for a large fan motor that requires a large cooling capacity.
[0043]
Further, according to the invention described in claim 3, since the stress generated when caulking the bush is applied to the outer wall portion is absorbed by the stress absorbing means, the outer wall portion is distorted or cracked by the stress. Therefore, the rotor body and the yoke can be firmly fixed.
[0044]
According to the invention of claim 4, the outer wall portion and the impeller can be integrally formed by resin molding, and the bush can be integrated with the outer wall portion and the impeller at the time of molding, so that the rotor body can be It becomes possible to assemble by a simple process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cut front view of a fan motor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a different part of FIG. 1;
FIG. 4 is a cut front view of a modification of the fan motor in the first embodiment.
FIG. 5 is a perspective view of a part of FIG. 4;
6 is a perspective view of a different part of FIG. 4;
FIG. 7 is a cut front view of another modified example of the fan motor in the first embodiment.
FIG. 8 is a cut front view of a fan motor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged view of a part of FIG.
FIG. 10 is a perspective view of a different part of FIG. 8;
FIG. 11 is a cut front view of another modified example of the fan motor according to the second embodiment.
FIG. 12 is a cut front view of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Motor housing (fixing member)
4 Shaft 5 Stator 5a Stator Core 5b Stator Winding 10 Rotor 11 Impeller 12 Outer Wall Parts 14 and 31 Bush 15 Rotor Body 17 Rotor Magnet 18 Yoke 25 Clamping Part

Claims

A rotor is fixed to a shaft rotatably supported by a fixing member, a stator is fixed to the fixing member, a cylindrical rotor magnet is fixed to an inner periphery of the rotor, and is disposed to face the stator. In the fan motor in which the impeller is provided on the outer peripheral surface of the rotor,
The rotor is
The impeller is provided on the outer peripheral surface, and is fitted into a fitting hole formed in the center of the cup-shaped outer wall portion, the shaft, and the outer wall portion provided with protrusions at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface. A rotor body comprising a bush fitted to the tip of the shaft;
The rotor magnet is fitted inside and fixed to the inner periphery of the outer wall portion, and includes a yoke into which the bush is fitted in a through hole formed substantially at the center ,
A caulking portion formed on the edge of the bush inside the outer wall portion is caulked, and the yoke engages with the yoke on the periphery of the through hole so that the yoke is sandwiched between the bushes, and the protrusion is A fan motor, wherein the rotor main body and the yoke are fixed in contact with a yoke.

A rotor is fixed to a shaft rotatably supported by a fixing member, a stator is fixed to the fixing member, a cylindrical rotor magnet is fixed to an inner periphery of the rotor, and is disposed to face the stator. In the fan motor in which the impeller is provided on the outer peripheral surface of the rotor,
The rotor is
The impeller is provided on the outer peripheral surface, and is fitted into a cup-shaped outer wall portion provided with protrusions on the inner peripheral surface at equal intervals in the circumferential direction, the shaft, and a fitting hole formed in the center of the outer wall portion. A rotor body comprising a bush fitted to the tip of the shaft;
A yoke in which the rotor magnet is fitted and fixed to the inner periphery of the outer wall, and the bush is fitted in a through hole formed substantially at the center;
With
A caulking portion formed on the bushing edge inside the outer wall portion is caulked, and the yoke engages with the yoke at the periphery of the through hole so that the yoke is sandwiched between the bush and the outer wall portion. The fan motor is characterized in that the protrusion is in contact with the yoke and the rotor body and the yoke are fixed.

The fan motor according to claim 1 or 2, wherein stress absorbing means for absorbing stress during caulking is formed inside the outer wall portion.

The fan motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer wall portion and the impeller are made of a synthetic resin, and the bush is integrated when the outer wall portion and the impeller are molded.