JP5373663B2 - ファンモータ - Google Patents

Description

本発明は、ノートパソコン、デジタルビデオカメラ、カーナビゲーションなどに利用されるファンモータに関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２００６−３４０５５号公報がある。この公報に記載されたファンモータは、扁平型のブラシレスファンモータであり、回路基板及びコイルを有するステータと、ステータの中央に圧入された軸と、この軸に対して回転自在な軸受が固定されていると共に、外周部にインペラを有するロータとを備えている。ロータは磁性板からなるロータケースを有しており、バックヨークをなすロータケースには、その中心において軸受が接着により固定されると共に、ステータのコイルに対面するようにリング状マグネットが接着により固定されている。さらに、この軸受は、ロータケースの中央からステータ側に突出しており、軸受の端面はステータ上に配置されたスラストワッシャに当接している。

特開２００６−３４０５５号公報

しかしながら、上記した従来のファンモータでは、軸受がロータケースからステータ側に突出し、軸受の端面がスラストワッシャに当接しているので、ロータの回転に伴い軸受とスラストワッシャとの間に摩擦が生じる。そして、この摩擦により軸受が磨耗するため、軸受の劣化が早くなり、軸受の耐久性を確保することが難しかった。

本発明の目的は、軸受の耐久性を確保できるファンモータを提供することにある。

本発明に係るファンモータは、ベース板上の回路基板に固定されたコイルと、このコイルに対面するように配置されたマグネットが裏面側に固定されたインペラ部と、を有するファンモータにおいて、ベース板に立設されたシャフトと、マグネットとインペラ部の裏面との間に配置された板状のバックヨークと、バックヨークに固定されて、シャフトに対して回転自在な筒状の油含浸軸受と、を備え、バックヨークは、マグネットとインペラ部の裏面との間に配置された平板部と、平板部の内端からベース板側に膨出して、軸受が収容されると共に、シャフトが貫通するリング状の底部をもったカップ状の筒状部と、を有し、筒状部の底部は、軸受をベース板から浮いた状態に保持していることを特徴とする。

このファンモータに適用されるバックヨークの筒状部が油含浸軸受を収容しているので、オイルを閉じ込めることができ、オイル漏れを可能な限り少なくして、インペラ部の円滑な回転を可能にし、軸受の耐久性を高めている。さらに、筒状部の底部により軸受はベース板から浮いた状態に保持されているので、インペラ部の回転時に軸受とベース板や回路基板との間に摩擦が生じることがなく、軸受の磨耗劣化を防止できる。よって、軸受の耐久性が確保される。しかも、ベース板上のシャフト周りのエリアまで回路基板を延在させることができるので、回路基板を大型化でき、回路配線スペースを広くとることができる。そして、回路基板の大型化により、配線のし易さは言うに及ばず、回路基板の放熱効果を高め、電子部品の安定した動作を向上させることができる。さらに、軸受の重心がインペラ部側に寄っているので、回転時におけるインペラ部の振れを小さくでき、インペラ部の回転安定性の向上が図られている。また、バックヨークの一部として形成された筒状部内に軸受を落とし込むような組立作業を可能にし、軸受の組み付けを容易にしている。

また、軸受のインペラ部側の端部には、ドーナツ状のマグネットの開口内に配置されたフランジ部が形成され、筒状部は、フランジ部とマグネットとの間に環状に配置された第１の筒部と、第１の筒部より縮径されると共に、軸受の周面に沿って延在する第２の筒部と、を有すると好適である。この場合、軸受のインペラ部側の端部にはフランジ部が形成されるので、その分、軸受を大型化できる。よって、ファンモータを薄型化して軸受が短くなっても、フランジ部を採用することで、軸受の含油量を増大させることができ、ファンモータの薄型化と軸受の長寿命化とを両立することができる。

また、マグネットの内周面と前記第１の筒部の外周面とは圧着によって連結されていると好適である。この場合、ドーナツ状のマグネットとバックヨークの筒状部を利用して、マグネットの圧入化を可能とし、これによって、マグネットを容易且つ確実にバックヨークに固定させることができる。

また、筒状部の底部に軸受の端面が当接していると好適である。この場合、軸受の端面から油が漏れ出ることを筒状部の底部で堰き止めることができ、これによって、油が回路基板に付着するのを防止することができる。

本発明によれば、軸受の耐久性を確保できる。

本発明の実施形態に係るファンモータを正面側から見た分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るファンモータを背面側から見た分解斜視図である。 ファンモータの縦断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るファンモータについて、図面を参照しながら説明する。

図１〜図３に示すように、ファンモータ１は、例えばノートパソコン、デジタルビデオカメラ、カーナビゲーションなどの機器に内蔵されて、これらの冷却に利用される小型で軸流タイプのブラシレスファンモータである。ファンモータ１は、扁平型の筺体であって、対向する前後面の位置に吸込側及び吐出側の開口２ａ，２ｂを有するハウジング２と、ハウジング２に固定されたステータ３と、ステータ３の中央に立設されたシャフト４に対して回転可能なロータ６とを備えている。ステータ３及びロータ６は、ハウジング２内に形成された空間に収容されている。

ハウジング２には、吐出側の開口２ｂの中央に円形状のベース板１０が配置され、このベース板１０は、３本のブラケット９により、ハウジング本体９ａに連結されている。ステータ３は、ベース板１０の中央に形成された孔部１０ａに基端４ａが圧入されることによりベース板１０に垂直に立設されたシャフト４と、ベース板１０上に重ねて固定され、ベース板１０と略等しい外形形状をなす回路基板１２と、回路基板１２上において、シャフト４を挟んで対称に並置された２個のコイル１３とを有している。

回路基板１２の中央には、シャフト４を通す孔部１２ａが形成されており、この孔部１２ａの直径は、ベース板１０の孔部１０ａの直径よりも多少大きくされている（図３参照）。すなわち、回路基板１２は、シャフト４の周辺まで延在している。また、ベース板１０と回路基板１２との間には、ロータ６の停止位置を規制するためのフラックスプレート１４が配置されている。さらに、回路基板１２には、磁気を検知するホール素子（図示せず）などが搭載され、ホール素子からの電気信号に基づいて各コイル１３への給電が制御される。

ロータ６は、回路基板１２からシャフト４の軸線Ａに沿う方向（以下、軸線Ａ方向という）に所定距離離間し、回路基板１２に対面するように配置されている（図３参照）。ロータ６は、回転によりハウジング２の吸込側の開口２ａから空気を取り入れるインペラ部１５と、インペラ部１５の裏面側（ステータ３側）に配置された金属製で板状のバックヨーク２０と、コイル１３に対面するようにしてバックヨーク２０の裏面側に固定されたドーナツ状のマグネット２１と、バックヨーク２０に固定されて、軸孔１６ａを貫通するシャフト４に対して回転自在な筒状の油含浸軸受１６とを有している。

インペラ部１５は、磁性体からなるバックヨーク２０の表面側に固定されると共にシャフト４の先端４ｂを中心として回転自在に支持されている。インペラ部１５は、これに固定されたリング状のクリップ３１と、シャフト４の頭部４ｃとによって抜けが防止されている。

インペラ部１５は、シャフト４の頭部４ｃを収容するための凹部３２ａを裏面の中心に有して、シャフト４の先端４ｂにより支持されると共に、先端４ｂを中心として回転自在なボス部３２と、ボス部３２の周縁で一体成形された５枚の羽根３３とにより構成されている。ボス部３２の裏面には、凹部３２ａを中心とする円周上に等間隔に配置されたカシメ用の４本の突起３４が設けられている。

クリップ３１の中央には、シャフト４の頭部４ｃよりも直径が小さくされた孔部３１ａが形成されている。このクリップ３１は、シャフト４の頭部４ｃが孔部３１ａに強く押し当てられると、弾性的に変形して孔部３１ａへの頭部４ｃの通過を許容し、頭部４ｃが孔部３１ａを通過して凹部３２ａ内に進入すると、元の形状に戻って孔部３１ａからの頭部４ｃの抜けを防止する。

バックヨーク２０は、マグネット２１とインペラ部１５の裏面との間に配置された平板部１９と、平板部１９の内端からベース板１０側に膨出して、軸受１６が収容されると共に、シャフト４が貫通するリング状の底部２４をもったカップ状の筒状部１８とを有している。

平板部１９は、ボス部３２の裏面及びマグネット２１のボス部３２側の面２１ａに当接するマグネット当接部２６と、マグネット２１の外周縁と内周縁との中間位置において、マグネット当接部２６から円筒状に立ち上がるようにしてインペラ部１５に向けて突出するインペラ連結部２７とを有している。インペラ連結部２７には、ボス部３２の突起３４に対応する位置に４個のインペラ固定孔２８が形成されている。そして、各インペラ固定孔２８に突起３４が挿入されて、突起３４を潰すことにより、バックヨーク２０に対してインペラ部１５が固定される。

ここで、筒状部１８に収容された軸受１６は、バックヨーク２０の筒状部１８内に圧入された円柱形状の胴部１６ｂと、この胴部１６ｂのインペラ部１５側に位置し胴部１６ｂよりも拡径されたフランジ部１６ｃとを有している。フランジ部１６ｃは、マグネット２１の開口２１ｂ内に配置されている。

バックヨーク２０の筒状部１８は、フランジ部１６ｃとマグネット２１との間に環状に配置された第１の筒部２２と、第１の筒部２２より縮径されると共に、軸受１６の胴部１６ｂの周面に沿って延在する第２の筒部２３と、第１の筒部２２と第２の筒部２３とを連結するドーナツ状の段部２５と、シャフト４が貫通するシャフト貫通孔２４ａが中央に形成されたリング状の底部２４とを有している。

第１の筒部２２は、コイル１３から軸線Ａ方向に離間すると共に、軸線Ａ方向でコイル１３に多少重なる位置にまで広がっている。第１の筒部２２の外径は、マグネット２１の開口２１ｂの内径と略等しくされており、第１の筒部２２の外周面とマグネット２１の内周面とは、圧着によって連結されている。また、第１の筒部２２内には、軸受１６のフランジ部１６ｃが収容されている。そして、フランジ部１６ｃにより、軸受１６の体積を大きくしているので、ファンモータ１の薄型化により軸受１６の軸線Ａ方向の長さが短くなる場合であっても、軸受１６の体積を確保することができ、軸受１６の含油量を確保できる。

第２の筒部２３は、コイル１３から径方向に離間し、第２の筒部２３の端面は、回路基板１２から軸線Ａ方向に若干離間している。第２の筒部２３の内径は、胴部１６ｂの外径と略等しくされており、第２の筒部２３内には、胴部１６ｂが圧入されている。また、一方のコイル１３と他方のコイル１３との間の限られた空間内において、第２の筒部２３が金属ゆえに薄くし易く、その結果として、胴部１６ｂの直径を大きくでき、軸受１６の体積を増やすことができる。従って、直径を大きくした分だけ、軸受１６の含油量を増大できる。

筒状部１８の底部２４は、回路基板１２から軸線Ａ方向に所定距離離間して回路基板１２に対面している。底部２４には、第２の筒部２３に圧入された軸受１６の端面１６ｄが突き当てられている。このようにして、底部２４は、軸受１６をベース板１０及び回路基板１２から浮いた状態に保持している。なお、軸受１６のフランジ部１６ｃは、バックヨーク２０の段部２５には当接せずに、段部２５から若干浮いた状態になっている。

上述したように、バックヨーク２０の筒状部１８はカップ状になっているので、軸受１６は、胴部１６ｂから筒状部１８内に落とし込まれるようにしてバックヨーク２０に対して組み付けられる。

このようなファンモータ１の動作においては、コイル１３への給電によりシャフト４に対してロータ６のインペラ３０が回転し、このインペラ３０の回転により、ノートパソコンなどの機器内で暖められた空気がハウジング２内を通り機器外へと排出される。ここで、バックヨーク２０の筒状部１８は、軸受１６を回路基板１２から浮かせた状態に保持しながら、軸受１６と共に回転する。

以上説明した本実施形態のファンモータ１によれば、バックヨーク２０の筒状部１８が軸受１６を収容しているので、オイルを閉じ込めることができ、オイル漏れを可能な限り少なくして、インペラ部１５の円滑な回転を可能にし、軸受１６の耐久性を高めている。さらに、筒状部１８の底部２４により軸受１６はベース板１０から浮いた状態に保持されているので、インペラ部１５の回転時に軸受１６とベース板１０や回路基板１２との間に摩擦が生じることがなく、軸受１６の磨耗劣化を防止できる。よって、軸受１６の耐久性が確保される。しかも、ベース板１０上のシャフト４周りのエリアまで回路基板１２が延在しているので、回路基板１２を大型化でき、回路配線スペースを広くとることができる。そして、回路基板１２の大型化により、配線のし易さは言うに及ばず、回路基板１２の放熱効果を高め、電子部品の安定した動作を向上させることができる。さらに、軸受１６の重心がインペラ部１５側に寄っているので、回転時におけるインペラ部１５の振れを小さくでき、インペラ部１５の回転安定性の向上が図られている。また、バックヨーク２０の一部として形成された筒状部１８内に軸受１６を落とし込むような組立作業を可能にし、軸受１６の組み付けを容易にしている。

さらに、軸受１６のインペラ部１５側の端部にはフランジ部１６ｃが形成されるので、その分、軸受１６を大型化できる。よって、ファンモータ１を薄型化して軸受１６が短くなっても、フランジ部１６ｃを採用することで、軸受１６の含油量を増大させることができ、ファンモータ１の薄型化と軸受１６の長寿命化とを両立することができる。

また、マグネット２１と第１の筒部２２とは圧入によって連結されているので、ドーナツ状のマグネット２１とバックヨーク２０の筒状部１８を利用して、マグネット２１の圧入化を可能とし、これによって、マグネット２１を容易且つ確実にバックヨーク２０に固定させることができる。

また、筒状部１８の底部２４に軸受１６の端面１６ｄが当接しているので、軸受１６の端面１６ｄから油が漏れ出ることを筒状部１８の底部２４で堰き止めることができ、これによって、油が回路基板１２に付着するのを防止することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、シャフト４の軸線Ａに直交する方向に空気を送り出すインペラ部を備えたサイドフロー型の小型ファンモータに適用してもよい。

１…ファンモータ、４…シャフト、１０…ベース板、１２…回路基板、１３…コイル、１５…インペラ部、１６…油含浸軸受、１６ｃ…フランジ部、１６ｄ…端面、１８…筒状部、１９…平板部、２０…バックヨーク、２１…マグネット、２１ｂ…開口、２２…第１の筒部、２３…第２の筒部、２４…底部。

Claims (4)

1. ベース板上の回路基板に固定されたコイルと、このコイルに対面するように配置されたマグネットが裏面側に固定されたインペラ部と、を有するファンモータにおいて、
   前記ベース板に立設されたシャフトと、
   前記マグネットと前記インペラ部の裏面との間に配置された板状のバックヨークと、
   前記バックヨークに固定されて、前記シャフトに対して回転自在な筒状の油含浸軸受と、を備え、
   前記バックヨークは、
   前記マグネットと前記インペラ部の裏面との間に配置された平板部と、
   前記平板部の内端から前記ベース板側に膨出して、前記軸受が収容されると共に、前記シャフトが貫通するリング状の底部をもったカップ状の筒状部と、を有し、
   前記筒状部の前記底部は、前記軸受を前記ベース板から浮いた状態に保持していることを特徴とするファンモータ。
2. 前記軸受の前記インペラ部側の端部には、ドーナツ状の前記マグネットの開口内に配置されたフランジ部が形成され、
   前記筒状部は、
   前記フランジ部と前記マグネットとの間に環状に配置された第１の筒部と、
   前記第１の筒部より縮径されると共に、前記軸受の周面に沿って延在する第２の筒部と、を有することを特徴とする請求項１記載のファンモータ。
3. 前記マグネットの内周面と前記第１の筒部の外周面とは圧着によって連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載のファンモータ。
4. 前記筒状部の前記底部に前記軸受の端面が当接していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のファンモータ。

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