JP5708932B2 - Brushless motor, outer rotor type brushless motor and blower - Google Patents
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Description
本発明は、ブラシレスモータ、アウターロータ型ブラシレスモータ及びこれらを用いた送風機(ファンモータ)に関するものである。 The present invention relates to a brushless motor, an outer rotor type brushless motor, and a blower (fan motor) using these.
パーソナルコンピュータやコピー機等のOA機器は、その筐体内に多数の電子部品を収容しており、そこからの発生熱が多く、熱により電子部品を破壊する虞がある。そこで、機器筐体に設けた通気孔に送風機を取り付け、内部の熱を筐体外に放出するようにしている。 An OA device such as a personal computer or a copier has a large number of electronic components housed in its housing, and a large amount of heat is generated from the electronic components, which may destroy the electronic components. Therefore, a blower is attached to a vent hole provided in the device casing so as to release the internal heat to the outside of the casing.
近年、このような送風機の市場からは、低振動・低騒音の要求が高まってきているが、この種の送風機(ファンモータ)は、インペラを有したロータ部がむき出しの構造となっている。
このため、送風機を機器筐体に取り付ける際に、ロータ部に手を触れる等、外力が加わることがあり、このような外力によっても、カップ状バックヨークとシャフト(回転軸)との結合部に過大な負荷がかかることがある。このような負荷がかかると、同結合部が変形してシャフトとカップ状バックヨークとの直角度が悪化し、このためロータ回転時、そのロータの回転バランスが崩れて、振動や騒音の発生原因となる。
In recent years, the demand for low vibration and low noise has been increasing from the market for such blowers. This type of blower (fan motor) has a structure in which a rotor portion having an impeller is exposed.
For this reason, when attaching the blower to the equipment housing, an external force may be applied, such as touching the rotor portion. Even with such an external force, the coupling between the cup-shaped back yoke and the shaft (rotating shaft) may occur. An excessive load may be applied. When such a load is applied, the joint is deformed and the perpendicularity between the shaft and the cup-shaped back yoke is deteriorated. For this reason, when the rotor rotates, the rotation balance of the rotor is lost, causing vibration and noise. It becomes.
ところで、上記のような送風機は、カップ状バックヨークの中心にシャフトを結合(固定)した構造のロータを有している。
このカップ状バックヨークとシャフトとの結合(ロータ結合構造)には、従来から、幾種類かの異なる構造が知られている。特許文献1に記載された圧入結合構造と、特許文献2に記載されたダイキャスト結合構造がその例であり、以下、これらの結合構造の概略を説明する。
By the way, the above blower has a rotor having a structure in which a shaft is coupled (fixed) to the center of a cup-shaped back yoke.
Conventionally, several different structures are known for coupling (rotor coupling structure) between the cup-shaped back yoke and the shaft. The press-fit joint structure described in Patent Document 1 and the die-cast joint structure described in
図6は、特許文献1「インペラ、ファン装置及びインペラ製造方法」の図1に示されたインペラ一部断面図(ロータ断面図)である。図示するように、ここでは、カップ状バックヨークのプレート部322の中心に軸固定部322aが設けられ、回転軸2を圧入して固定する、という圧入結合構造が記載(明細書段落[0044])されている。
図7は、特許文献2「送風機」の図1に示された送風機断面図の要部拡大図である。図示するように、ここでは、
(1)モータヨーク(カップ状バックヨーク)11が亜鉛ダイキャスト製のボス12を介してシャフト6の上端に結合されている、
(2)シャフト6のボス12との結合部分にはローレット13が刻設されており、ボス12と結合するときの密着性を高める、
というダイキャスト結合構造が記載(明細書段落[0028]〜[0029])されている。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view (rotor cross-sectional view) of the impeller shown in FIG. 1 of Patent Document 1 “Impeller, Fan Device, and Impeller Manufacturing Method”. As shown in the figure, a press-fit coupling structure in which a
7 is an enlarged view of a main part of the blower sectional view shown in FIG. 1 of
(1) A motor yoke (cup-shaped back yoke) 11 is coupled to the upper end of the
(2) A knurled
Is described (paragraphs [0028] to [0029] in the specification).
しかしながら、特許文献1に記載のロータ結合構造は、カップ状バックヨークの絞り加工部にシャフトを圧入結合する構造であるため、カップ状バックヨークの天面側に外力が加わった場合に、絞り加工円筒部が塑性変形して、シャフトの直角度が悪化する虞がある。
また、特許文献2に記載のロータ結合構造は、カップ状バックヨークとシャフトとをダイキャストのみで結合しているため、シャフト付近にダイキャストの内引け巣が発生した場合に、上記と同様にカップ状バックヨークの天面側に外力が加わったとき、シャフトの直角度が悪化する虞がある。
However, since the rotor coupling structure described in Patent Document 1 is a structure in which the shaft is press-fitted and coupled to the drawn portion of the cup-shaped back yoke, when an external force is applied to the top surface side of the cup-shaped back yoke, the drawing process is performed. The cylindrical portion may be plastically deformed and the perpendicularity of the shaft may be deteriorated.
Further, since the rotor coupling structure described in
本発明は上記のような実情に鑑みなされたもので、バックヨーク天面等に外力が加わった場合でもシャフト直角度の悪化を防止でき、低振動及び低騒音のブラシレスモータ、アウターロータ型ブラシレスモータ及び送風機を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can prevent deterioration of the perpendicularity of the shaft even when an external force is applied to the top surface of the back yoke and the like. And providing a blower.
上記目的を達成するために、請求項1に記載のブラシレスモータは、ハウジングに軸受が配設され、該軸受により支持されたシャフトにカップ状バックヨークが固定され、該カップ状バックヨークに永久磁石が固定され、該永久磁石に対向する側にステータが配設されてなるブラシレスモータであって、前記シャフトが前記カップ状バックヨークの絞り穴円筒部に圧入結合されると共に、該シャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工が施されて、前記シャフトと前記カップ状バックヨークとがダイキャスト結合されることにより、前記シャフトに前記カップ状バックヨークが固定されることを特徴する。
請求項2に記載のブラシレスモータは、請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、
前記カップ状バックヨークの絞り穴円筒部の周囲に、貫通穴が穿設された環状凹部が形成され、該環状凹部を含む前記シャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工が施されて、前記シャフトと前記カップ状バックヨークとがダイキャスト結合されることを特徴とする。
請求項3に記載のアウターロータ型ブラシレスモータは、前記永久磁石が前記カップ状バックヨークの内周面に固定された請求項1又は2に記載のブラシレスモータを使用してなることを特徴とする。
請求項4に記載の送風機は、請求項1又は2に記載のブラシレスモータ、又は請求項3に記載のアウターロータ型ブラシレスモータを使用してなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the brushless motor according to claim 1, a bearing is disposed in a housing, a cup-shaped back yoke is fixed to a shaft supported by the bearing, and a permanent magnet is mounted on the cup-shaped back yoke. Is a brushless motor in which a stator is disposed on the side facing the permanent magnet, and the shaft is press-fitted and coupled to the cylindrical portion of the throttle hole of the cup-shaped back yoke, and the shaft press-fitted coupling portion The cup-shaped back yoke is fixed to the shaft by die-casting the shaft and the cup-shaped back yoke so as to cover the shaft.
The brushless motor according to
An annular recess having a through hole is formed around the cylindrical portion of the throttle hole of the cup-shaped back yoke, and die casting is performed so as to cover the shaft press-fitting joint portion including the annular recess, The shaft and the cup-shaped back yoke are die-cast joined.
The outer rotor type brushless motor according to
A blower according to a fourth aspect is characterized by using the brushless motor according to the first or second aspect or the outer rotor type brushless motor according to the third aspect.
請求項1に係る発明によれば、シャフトへのカップ状バックヨークの固定を、カップ状バックヨークに形成された絞り穴円筒部へのシャフトの圧入結合と、そのシャフト圧入結合部分を覆うように施されたダイキャスト加工によるダイキャスト結合とによって行うので、カップ状バックヨークをシャフトに高い強度で固定できる。したがって、製作時、特に組立時や完成後の機器への取付け時等の作業において、カップ状バックヨーク天面等に外力が加わった場合でもシャフトの直角度の悪化を防止でき、低振動及び低騒音のブラシレスモータを提供できる。
請求項2に係る発明では、カップ状バックヨークの絞り穴円筒部の周囲に、貫通穴が穿設された環状凹部を形成し、この環状凹部を含むシャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工を施して、シャフトとカップ状バックヨークとをダイキャスト結合する。これによれば、ダイキャスト加工による、絞り穴円筒部周囲の強度やダイキャスト加工部とカップ状バックヨークとの結合強度を、一層高くすることが可能である。
請求項3に係る発明によれば、シャフトへのカップ状バックヨークの固定を、カップ状バックヨークに形成された絞り穴円筒部へのシャフトの圧入結合と、そのシャフト圧入結合部分を覆うように施されたダイキャスト加工によるダイキャスト結合とによって行うので、カップ状バックヨークをシャフトに高い強度で固定できる。したがって、製作時、特に組立時や完成後の機器への取付け時等の作業において、カップ状バックヨーク天面等に外力が加わった場合でもシャフトの直角度の悪化を防止でき、低振動及び低騒音のアウターロータ型ブラシレスモータを提供できる。また、ダイキャスト加工による、絞り穴円筒部周囲の強度やダイキャスト加工部とカップ状バックヨークとの結合強度を、一層高くすることが可能なアウターロータ型ブラシレスモータを提供できる。
請求項4に係る発明によれば、製作時、特に組立時や完成後の機器への取付け時等の作業において、カップ状バックヨーク天面等に外力が加わった場合でもシャフトの直角度の悪化を防止でき、低振動及び低騒音の送風機を提供できる。
According to the first aspect of the present invention, the cup-shaped back yoke is fixed to the shaft so as to cover the press-fit coupling of the shaft to the cylindrical portion of the throttle hole formed in the cup-shaped back yoke and the shaft press-fit coupling portion. Since the die-casting is performed by die-casting performed, the cup-shaped back yoke can be fixed to the shaft with high strength. Therefore, even when an external force is applied to the top surface of the cup-shaped back yoke, etc. during manufacturing, particularly during assembly or when mounting to a completed device, the perpendicularity of the shaft can be prevented, and low vibration and low A noiseless brushless motor can be provided.
In the invention according to
According to the invention of
According to the invention according to claim 4, even when an external force is applied to the top surface of the cup-shaped back yoke or the like at the time of manufacture, particularly at the time of assembly or attachment to the completed device, the perpendicularity of the shaft is deteriorated. Therefore, it is possible to provide a low vibration and low noise blower.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図1は本発明によるブラシレスモータ、具体的にはアウターロータ型ブラシレスモータが適用されてなる送風機(アウターロータ型送風機)の第1実施形態を示す正面図、図2は図1中のII−O−II線断面矢視図(送風機断面図)である。
両図において、1は合成樹脂等からなるほぼ筒状のケーシングで、内周にベンチュリ部1aが形成されている。このケーシング1の中央部にはベース2が一体に形成されており、その中央部には筒状のハウジング3がケーシング軸方向に延出形成されている。
このハウジング3の内側には間隔を置いて2個の玉軸受4,5の外輪が支持されており、玉軸受4,5の内輪にはシャフト6が支持されている。このシャフト6の下端には止め輪7が装着されており、シャフト6の抜止めと軸方向の位置決めをするようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a blower (outer rotor type blower) to which a brushless motor according to the present invention, specifically, an outer rotor type brushless motor is applied, and FIG. 2 is a view taken along the line II-O in FIG. It is -II sectional view taken on the line arrow (blower sectional drawing).
In both figures, 1 is a substantially cylindrical casing made of synthetic resin or the like, and has a
The outer ring of the two ball bearings 4 and 5 is supported inside the
8は合成樹脂等からなるインペラであり、カップ状のハブ9の外周に羽根10を形成したものである。このインペラ8は、ハブ9をカップ状バックヨーク11の外周に填め込むことにより同カップ状バックヨーク11に固定されている。
このカップ状バックヨーク11は、圧入結合構造とダイキャスト結合構造との複合ロータ結合構造によってシャフト6に結合、固定されている。
すなわち、図3に拡大して示すように、カップ状バックヨーク11は、そのほぼ円形の天面11aの中心部分に絞り穴円筒部11bを有する。一方、シャフト6はほぼ丸棒状に形成され、少なくとも一端部に非凹凸面部6aを有し、また、この非凹凸面部6aのシャフト6他端側に隣接してローレット部6bを有する。
The cup-
That is, as shown in an enlarged view in FIG. 3, the cup-
このようなシャフト6一端部の非凹凸面部6aが、カップ状バックヨーク11に形成された上記絞り穴円筒部11bに圧入結合される。更に、そのシャフト圧入結合部分の外周を覆うようにダイキャスト加工が施されて、シャフト6の一端部とカップ状バックヨーク11とがダイキャスト結合される。
これによりカップ状バックヨーク11は、圧入結合構造とダイキャスト結合構造との複合ロータ結合構造によってシャフト6の一端部に結合され、シャフト6に高い強度で固定される。
Such a
Thereby, the cup-shaped back
ここで、ダイキャスト加工を施した部分12をダイキャスト加工部と称すると、このダイキャスト加工部12は、上記のようにシャフト6とカップ状バックヨーク11とのダイキャスト結合に機能するが、同時に、カップ状バックヨーク11の絞り穴円筒部11bを補強するボス部としても機能する。
またダイキャスト加工は、シャフト6のローレット部6bを含んで施されている。したがってローレット部6bは、ダイキャスト加工部(ボス部)12との結合面に位置することになり、ダイキャスト結合部分においてシャフト6とダイキャスト加工部12、延いてはカップ状バックヨーク11との結合強度、特にシャフト6の軸周り方向の結合強度を高める。
なおダイキャスト加工には、アルミダイキャスト加工や亜鉛ダイキャスト加工等が用いられる。
Here, when the die-casted
The die casting process is performed including the
For die casting, aluminum die casting or zinc die casting is used.
説明を図2に戻すと、上記玉軸受4の内輪とダイキャスト加工部(ボス部)12との間にはコイルばね18が介装されており、ダイキャスト加工部12、換言すればインペラ8に、図中上方への偏倚力が与えられている。
Returning to FIG. 2, a
また、上記カップ状バックヨーク11の内周にはリング状の永久磁石14が固定され、この永久磁石14の内方側にはステータ鉄心16にステータ巻線15を施したステータ17が配設されている。このステータ17は、上記ハウジング3の外側に固定されている。
このステータ鉄心16の下方(静止部)には、ステータ巻線15に所定の電流を供給してステータ巻線15・ステータ鉄心16側及びカップ状バックヨーク11・永久磁石14側をブラシレス直流モータのステータ及びロータとして作動させるための電子回路を搭載した回路基板(図示せず)が取り付けられる。
A ring-shaped
Below the stator core 16 (stationary portion), a predetermined current is supplied to the stator winding 15 so that the stator winding 15 and the stator core 16 side and the cup-shaped back
このように構成された送風機は、OA機器の筐体(図示せず)の通気孔に取り付けられて使用される。通気孔へは、図2の下方側を筐体の外側に向け、シャフト6を水平方向に向けた状態で取り付けられる。
そして、その状態で図示しないリード線に所定電圧の直流電源を供給すると、上記回路基板上の電子回路により制御された電流がステータ巻線15に流れる。これによりステータ鉄心16から磁束流が発生し、この磁束流と永久磁石14が発生する磁束流との相互磁気作用によってシャフト6を中心にカップ状バックヨーク11、インペラ8が回転する。
その結果、図中上方側の、すなわち筐体内部の空気が吸引され、ケーシング1の内側に形成された風洞19を通して図中下方側に、すなわち筐体外部に放出される。このような送風動作により、筐体内部の放熱が行われる。
なお、図2の上方側を筐体の外側に向け取り付けた場合は、筐体外部の空気を筐体内部へと送風することで、筐体内部を冷却する。
The blower configured as described above is used by being attached to a vent hole of a housing (not shown) of the OA device. The air holes are attached with the lower side in FIG. 2 facing the outside of the housing and the
In this state, when a DC power source having a predetermined voltage is supplied to a lead wire (not shown), a current controlled by the electronic circuit on the circuit board flows through the stator winding 15. As a result, a magnetic flux flow is generated from the stator iron core 16, and the cup-shaped back
As a result, the air on the upper side in the figure, that is, inside the casing, is sucked and discharged to the lower side in the figure, that is, outside the casing through the
When the upper side in FIG. 2 is attached to the outside of the casing, the inside of the casing is cooled by blowing air outside the casing into the casing.
以上述べた本発明の第1実施形態によれば、カップ状バックヨーク11を、上記のように圧入結合構造とダイキャスト結合構造との複合ロータ結合構造によってシャフト6に結合させたので、カップ状バックヨーク11はシャフト6に高い強度で固定できる。
したがって、本送風機の製作時、特に組立時や完成後のOA機器への取付け時等の作業において、カップ状バックヨーク11の天面11a等に外力が加わった場合でもシャフト直角度の悪化を防止でき、送風機の低振動化、低騒音化を図ることができる。
According to the first embodiment of the present invention described above, the cup-shaped back
Therefore, even when an external force is applied to the
またダイキャスト加工部12は、上記のようにシャフト6とカップ状バックヨーク11とのダイキャスト結合に機能するが、同時に、カップ状バックヨーク11の絞り穴円筒部11bを補強するボス部としても機能する。したがって、絞り穴円筒部11bの塑性変形を効果的に防ぐことができ。
The die-casting
更にダイキャスト加工を、シャフト6のローレット部6bを含んで施した。つまり、シャフト6を、ローレット部6bを介してダイキャスト加工部12と結合させたので、シャフト6とダイキャスト加工部12、延いてはカップ状バックヨーク11との結合強度、特にシャフト6の軸周り方向の結合強度がより高められ、上記のシャフト直角度の悪化防止効果をより高めることができる。
Further, die casting was performed including the
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図4は本発明によるブラシレスモータが適用されてなる送風機の第2実施形態を示す断面図、図5は図4中のロータ部分を取り出し拡大して示す図である。
第2実施形態では、図5から明らかなように、カップ状バックヨーク11の絞り穴円筒部11bの周囲に環状凹部21が形成され、この環状凹部21には1つ以上の貫通穴22が穿設されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a blower to which a brushless motor according to the present invention is applied, and FIG. 5 is an enlarged view of a rotor portion in FIG.
In the second embodiment, as is apparent from FIG. 5, an
そして、このようなカップ状バックヨーク11の絞り穴円筒部11bの周囲構造において、環状凹部21を含むシャフト圧入結合部分の外周を覆うようにダイキャスト加工が施され、シャフト6の一端部とカップ状バックヨーク11とがダイキャスト結合される。
シャフト6一端部の非凹凸面部6aが、カップ状バックヨーク11の絞り穴円筒部11bに圧入結合されていることは、第1実施形態と同様である。
Then, in the surrounding structure of the throttle hole
As in the first embodiment, the
この第2実施形態によれば、貫通穴22を通し、絞り穴円筒部11b周囲の環状凹部21の図中、上下側に亘って容易にダイキャスト加工ができ、カップ状バックヨーク11を絞り穴円筒部11b周囲において軸方向に挟み込む形態でダイキャスト加工できる。したがって、絞り穴円筒部11b周囲の強度やダイキャスト加工部12とカップ状バックヨーク11との結合強度を、第1実施形態におけるダイキャスト加工に比べて一層高くすることが可能である。
According to the second embodiment, through the through
以上に述べた送風機の構成からインペラ8とケーシング1を除き、ベース2やシャフト6等をモータ用に適合させることによって、ブラシレスモータ(アウターロータ型ブラシレスモータ)が構成される。この場合、上記カップ状バックヨーク11と永久磁石14とでロータの主構成をなし、ステータ巻線15とステータ鉄心16とでステータ17の主構成をなすことは、上述したアウターロータ型送風機の場合と同様である。このようなブラシレスモータによれば、上述した送風機(アウターロータ型送風機)と同様の効果を発揮できる。
A brushless motor (outer rotor type brushless motor) is configured by excluding the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に及ぶことは当然である。例えば軸受はすべり軸受であってもよく、また、すべり軸受の数は1個であってもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, the deformation | transformation in the range which can achieve the objective of this invention, improvement, etc. reach this invention. For example, the bearing may be a sliding bearing, and the number of sliding bearings may be one.
1:ケーシング、3:ハウジング、4,5:玉軸受、6:シャフト、8:インペラ、11:カップ状バックヨーク、11b:絞り穴円筒部、12:ダイキャスト加工部(ボス部)、14:永久磁石、15:ステータ巻線、16:ステータ鉄心、17:ステータ、21:環状凹部、22:貫通穴。 1: casing, 3: housing, 4, 5: ball bearing, 6: shaft, 8: impeller, 11: cup-shaped back yoke, 11b: throttle hole cylindrical portion, 12: die cast processed portion (boss portion), 14: Permanent magnet, 15: stator winding, 16: stator iron core, 17: stator, 21: annular recess, 22: through hole.
Claims (4)
前記シャフトが前記カップ状バックヨークの絞り穴円筒部に圧入結合されると共に、該シャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工が施されて、前記シャフトと前記カップ状バックヨークとがダイキャスト結合されることにより、前記シャフトに前記カップ状バックヨークが固定されることを特徴するブラシレスモータ。 A bearing is disposed in the housing, a cup-shaped back yoke is fixed to the shaft supported by the bearing, a permanent magnet is fixed to the cup-shaped back yoke, and a stator is disposed on the side facing the permanent magnet. A brushless motor,
The shaft is press-fitted and coupled to the cylindrical portion of the throttle hole of the cup-shaped back yoke, and die-casting is performed so as to cover the shaft press-fitted joint, and the shaft and the cup-shaped back yoke are die-cast coupled. Thus, the cup-like back yoke is fixed to the shaft.
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