JP5845063B2

JP5845063B2 - ファンモータ

Info

Publication number: JP5845063B2
Application number: JP2011246347A
Authority: JP
Inventors: 弘樹鋒城
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-11-10
Also published as: JP2013106364A

Description

本発明は、モータで羽根を回転させて空気を圧送するファンモータに関する。

例えば電子部品を搭載したパソコンやＯＡ機器等の電子機器には、筐体の内部や個々の電子部品を冷却するための小型の遠心または軸流ファン型ファンモータが取り付けられている。この種のファンモータを筐体等の所定部材（以下、取り付け部材）に取り付けるには、専らモータおよびファンを支持するケーシングやフレーム等を該取り付け部材に固定することになる。例えばケーシングを該取り付け部材に固定する際には、ケーシングに設けた複数のねじ孔を利用してねじ止めする手法が多い（例えば特許文献１）。しかしながらこの場合にはモータの重心からねじ孔が離れているためモータの重心付近が取り付け部材に固定されにくく、モータの振動を抑える観点からは不利な固定構造である。モータの重心付近を固定するには、モータの重心付近に配されるロータの回転軸の延長線上に配される部材を介して取り付け部材にねじ止めすることが考えられる。このような部材としては、回路基板（特許文献２）や爪係合式のキャップ（特許文献３）が挙げられる。

特開２００３−２６９３９３号公報特開２００８−１０６７３９号公報特開２００４− ４０９２６号公報

上記回路基板にねじ孔を形成することは厚さが薄いため困難であり、そもそも回路基板は強度が低いものである。また、上記のようなキャップの場合には、応力がかかると爪が破損するおそれがある。すなわち、いずれの場合も取り付け部材への固定用部材としては不適当である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、取り付け部材への固定状態においてモータの振動を効果的に抑えることができるファンモータを提供することにある。

本発明のファンモータは、回転軸を有し、かつ、外周部に羽根を有するロータと、前記回転軸が挿入され、かつ、軸受を介して該回転軸を回転自在に支持する円筒状の軸受ハウジングと、前記回転軸の周囲に配設され、前記ロータを回転駆動するモータとを備えたファンモータにおいて、前記軸受ハウジングは両端が開口し、そのうちの一方の開口側に軸受カバー収容部が形成され、該軸受カバー収容部に、開口を塞ぐ軸受カバーが着脱自在に装着され、該軸受カバーの外面には、前記軸受カバー収容部に装着された状態で前記回転軸の軸心の延長線上に一致するかもしくは一致する付近に第１のねじ固定孔が形成されていることを特徴とする。

本発明のファンモータは、軸受ハウジングの軸受カバー収容部に装着された軸受カバーの第１のねじ固定孔を利用して、取り付け部材にねじ止めして固定することができる。第１のねじ固定孔は、ロータの回転軸の軸心の延長線上に一致するかもしくは一致する付近に形成されているため、回転軸の周囲のモータの重心付近が軸受カバーを介して取り付け部材に固定されることになる。このためモータの振動が抑えられやすく、安定したモータの回転状態を得ることができる。

本発明は、前記軸受カバーは、前記回転軸の軸方向を回転軸線方向として前記軸受カバー収容部内に収容位置から装着位置まで回転可能に収容され、その外周部に、外周方向に突出する複数の凸部が形成され、前記軸受カバー収容部における前記軸受カバーの外周面に対向する内周面には、前記装着位置に位置付けられた前記軸受カバーの前記凸部が軸方向に係合して軸受カバーを装着状態とする係合部が形成されている形態を含む。この形態は、軸受ハウジングの軸受カバー収容部に対する軸受カバーの具体的装着形態であり、軸受カバーを軸受カバー収容部に挿入して回転させるという簡素な操作で軸受カバーを軸受カバー収容部に収容することができる。

また、本発明は、前記軸受カバーは、前記凸部が前記係合部に係合した前記装着状態で、前記軸受ハウジングにねじ部材によって固定され、該軸受カバーには該ねじ部材が挿通されるねじ挿通孔が形成され、該軸受ハウジングには、該ねじ部材がねじ込まれる第２のねじ固定孔が形成されている形態を含む。この形態では、軸受カバーの凸部が軸受カバー収容部に係合し、さらに軸受カバーが軸受ハウジングにねじ止めされるため、軸受カバーを軸受ハウジングに強固に固定することができる。

また、本発明は、前記軸受カバーは、前記軸受カバー収容部内に、特定の回転角度位置でのみ挿入可能である形態を含む。この形態では、軸受カバーの前記ねじ挿通孔を、軸受ハウジング側の前記第２のねじ固定孔に一致させることを容易とすることができる。

また、本発明は、前記軸受カバーおよび／または前記軸受カバー収容部には、前記凸部が前記係合部に係合し、かつ、前記ねじ部材が前記第２のねじ固定孔に一致する状態に該軸受カバーを位置決めする位置決め手段を有する形態を含む。この形態でも、軸受カバーの前記ねじ挿通孔を、軸受ハウジング側の前記第２のねじ固定孔に一致させることを容易とすることができる。

本発明によれば、取り付け部材への固定状態においてモータの振動を効果的に抑えることができるファンモータが提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るファンモータの断面図である。一実施形態のファンモータの軸受カバー収容部を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は下面図である。一実施形態のファンモータの軸受カバーを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は下面図である。軸受カバー収容部への軸受カバーの取り付け手順を（ａ）〜（ｃ）の順に示す下面図である。軸受カバー収容部への軸受カバーの取り付け手順を（ａ）〜（ｃ）の順に示す断面図である。軸受カバー収容部への軸受カバーの取り付け手順を（ａ）〜（ｃ）の順に示す全体の斜視図である。図１の軸受カバー収容部への軸受カバーの取り付け構造部分を示す拡大図である。軸受カバーを軸受カバー収容部内に特定の回転角度位置でのみ挿入可能とするための組み合わせ形状の他の例を示す図である。該組み合わせ形状のさらに他の例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る遠心ファン型ファンモータ１の縦断面を示している。同図でベース部１１の中央付近には、軸受ハウジング２０が立設されている。軸受ハウジング２０は、両端に開口２１ａ，２１ｂを有する円筒状の軸受部２１と、軸受部２１のベース部１１側の端部に形成されたフランジ部２２とを有しており、フランジ部２２がベース部１１に一体成形、あるいは固着されて一体化されている。ベース部１１とフランジ部２２の外面は、同一の平面を形成している。

軸受ハウジング２０の軸受部２１内には、軸方向に離れたボールベアリング等からなる一対の軸受３１を介して、回転軸３２が回転自在、かつ、軸受部２１と同軸的に支持されている。回転軸３２の先端（図１で上端）は軸受部２１のベース部２２側とは反対側（図１で上側）の開口２１ａから突出し、その先端に、ロータ３０を構成するハブ３３の中心が固定されている。

ハブ３３はカップ状に形成されており、ハブ３３の外周面には、遠心ファン形式の複数の羽根３５が一体に形成されてインペラ３４を構成している。インペラ３４すなわちハブ３３の内周面にはヨーク３６が固定され、ヨーク３６の内周面には永久磁石からなるロータマグネット３７が固定されている。上記回転軸３２、外周部に羽根３５が形成され内周部にヨーク３６とロータマグネット３７が固定されたハブ３３とにより、ロータ３０が構成される。

軸受ハウジング２０の軸受部２１の外周面には、ステータ４０が、ロータマグネット３７と隙間をおいて対向する状態に配置されて固定されている。ステータ４０は、ロータマグネット３７に向かって放射状に延びる鉄心４１と、鉄心４１に装着されたインシュレータ４２と、インシュレータ４２に巻かれたコイル４３とから構成される。そして、ステータ４０とロータマグネット３７とにより、ロータ３０を回転駆動するモータ３９が構成される。ステータ４０の図１において下側には、ロータ３０の回転駆動を制御する回路基板３８が配置されている。

モータ３９は、回路基板３８を介してコイル４３に電流が流され、その電流が回路基板３８の駆動回路によって制御されることにより鉄心４１が順次励磁され、これによってロータ３０が一定方向に回転する。ロータ３０が一定方向に回転すると、一体に回転する羽根３５により、回転に応じた送風作用が発生する。

さて、軸受ハウジング２０の図１における下面であって軸受部２１のベース部１１側の開口２１ｂ側には、軸受カバー収容部５０として凹所が形成されている。軸受カバー収容部５０は、図２（ａ）に示すように軸受部２１と同心状の円筒状の内周面５１と、軸受部２１の軸方向に直交する底面５２とによって形成されており、この軸受カバー収容部５０に、軸受カバー６０が収容され、かつ、着脱自在に装着されるようになっている。これによって回転軸３２が露出する開口２１ｂは、軸受カバー６０で塞がれる。

さらに、軸受カバー収容部５０は、図２（ａ）に示すようにその開口側に内周方向に突出する複数（この場合、３つ）の円弧状凸部５５が形成されており、これら凸部５５間に円弧状の凹部５４が形成されている。凸部５５および凹部５４は、軸受部２１と同心状に形成されている。凸部５５と底面５２との間には周方向に沿った溝５３が形成され、これら溝５３の一端側には、溝５３を塞ぐストッパ部５８が形成されている。

軸受カバー６０は、図３（ａ）に示すように円板部６１を主体とする全体が概ね円板状のもので、円板部６１の両端面の中心には、高さの異なる円板状のボス部６２，６３がそれぞれ形成されている。ここで、低い方のボス部６２が形成されている側の面を表面６０ａ、高い方のボス部６３が形成されている側の面を裏面６０ｂとする。ボス部６３の外径は軸受部２１の下端部の内径よりも僅かに小さく、軸受カバー６０が軸受カバー収容部５０内に挿入されると、裏面６０ｂ側のボス部６３が軸受部２１の下端部内に嵌合するようになっている。

円板部６１の外周面には、外周方向に突出する複数（この場合、３つ）のフランジ状の凸部６４が形成され、凸部６４間は凹部６５となっている。これら凸部６４は、円板部６１と同心状に外周面から突出しており、その厚さは一定であるが円板部６１よりも薄く、裏面６０ｂ側の面が裏面６０ｂと同一面となっている。

円板部６１のボス部６２，６３の周囲には、複数のねじ挿通孔６６が形成されている。この場合、ねじ挿通孔６６は２つで、周方向に等間隔、すなわち周方向に互いに１８０°離れた位置に形成されている。ねじ挿通孔６６の表面６０ａ側の周囲には、座ぐり６６ａが形成されている。また、軸受カバー６０の中心には、表面６０ａ側に開口する第１のねじ孔６７が形成されている。第１のねじ孔６７は、表面６０ａ側のみに開口する貫通しない止まり孔であり、表面６０ａ側のボス部６２から裏面６０ｂ側のボス部６３の途中までの深さを有している。

軸受カバー６０は、図４（ａ）〜（ｃ）および図５（ａ）〜（ｃ）に示す手順で、軸受カバー収容部５０に取り付けられる。

また、軸受カバー収容部５０には図２（ａ）で示すように底面５２の所定箇所に、第２のねじ孔５６が形成されている。第２のねじ孔５６は、軸受カバー６０のねじ挿通孔６６に対応するものであり、周方向に等間隔をおいて２つ、すなわち周方向に互いに１８０°離れた位置に形成されている。

図３（ｂ）に示すように、軸受カバー６０側の３つの凸部６４は、周方向長さが均一ではなく２種類となっており、２つの凸部６４Ｂ，６４Ｃの周方向長さ（Ｂ，Ｃ）が同一で、他の１つの凸部６４Ａの周方向長さ（Ａ）が、凸部６４Ｂ，６４Ｃよりも短いものとなっている。また、各凸部６４間の間隔、すなわち凹部６５の周方向長さは同一長さとなっている。

軸受カバー収容部５０側の凹部５４および凸部５５は、軸受カバー６０側の凸部６４および凹部６５に対応しており、それら凹部５４および凸部５５で形成される軸受カバー収容部５０の開口縁は、図４（ａ）に示すように軸受カバー６０がぴったりと符合して内部に挿入可能なように、軸受カバー６０の外形縁に符合する形状となっている。すなわち、軸受カバー収容部５０の凹部５４の内径は軸受カバー６０の凸部６４の外径よりも僅かに大きく、また、軸受カバー収容部５０の凸部５５の内径は軸受カバー６０の凹部６５の外径よりも僅かに大きく設定されている。そして、２つの凹部５４Ｂ，５４Ｃの周方向長さは軸受カバー６０の凸部６４Ｂ，６４Ｃよりも僅かに短く、他の１つの凹部５４Ａの周方向長さは軸受カバー６０の凸部６４Ａよりも僅かに短いものとなっている。

軸受カバー６０は、軸受カバー収容部５０に対し、表面６０ａ側が露出する状態として、周方向長さが符合する凸部６４Ａを凹部５４Ａに合わせ、凸部６４Ｂ，６４Ｃを凹部５４Ｂ，５４Ｃに合わせることにより、図４（ａ）に示すように内部に挿入可能となる。この状態を図５（ａ）で示す。

軸受カバー６０を軸受カバー収容部５０内に挿入すると、裏面６０ｂ側のボス６３が軸受部２１の下端部内に嵌合し、裏面６０ｂが底面５２に当接する。この挿入状態から軸受カバー６０を所定方向、この場合は時計回転方向（図４（ａ）の矢印方向）に回転させる。溝５３の幅は、図５（ｂ）に示すように軸受カバー６０の凸部６４の厚さよりも僅かに小さく、凸部６４が入り込んで嵌合可能なサイズに設定されているので、凸部６４が溝５３に嵌り込み、やがて図４（ｂ）のように凸部６４がストッパ部５８に突き当たってそれ以上回転させることが不可能になる。このとき、図５（ｂ）に示すように、軸受カバー６０側の凸部６４が軸受カバー収容部５０の凸部５５に軸方向に重なって係合する。またこれと同時に、軸受カバー６０のねじ挿通孔６６が軸受カバー収容部５０の底面５２に開口する第２のねじ孔５６に一致する。この状態で軸受カバー６０は軸受カバー収容部５０から抜けない状態が保持される。

この後、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、ねじ挿通孔６６に通したねじ７１を第２のねじ孔５６にねじ込んで締結することにより、軸受カバー６０は軸受ハウジング２０に固定される。図６は、軸受カバー収容部５０への軸受カバー６０の挿入からねじ７１による固定までの手順の全体の様子を示しており、図６（ａ）は軸受カバー６０を軸受カバー収納部５０へ矢印方向に挿入することを示し、図６（ｂ）は軸受カバー６０を矢印方向に回転させることを示し、図６（ｃ）は軸受カバー６０をねじ７１で固定することを示す。

以上のようにして軸受カバー６０は軸受ハウジング２０に固定され、この固定状態においては、図５（ｃ）に示すように、軸受カバー６０およびねじ７１は軸受カバー収容部５０に入り込み、表面６０ａ側のボス部６２の表面は軸受ハウジング２０の外面と同一の面を形成して外面から突出しない状態となる。また、軸受カバー６０の第１のねじ孔６７の軸線は、ロータ３０の回転軸３２の軸心の延長線上に一致している。

上記のように軸受カバー６０が軸受カバー収容部５０に装着されたファンモータ１は、軸受カバー６０の第１のねじ孔６７を利用して、ケーシングやフレーム等の取り付け部材に固定される。図７は、ファンモータ１が取り付けられるべき機器の筐体８０に固定された状態を示している。すなわちファンモータ１は、筐体８０のねじ挿通孔８１に第１のねじ孔６７を一致させ、ねじ挿通孔８１に通したねじ７２を第１のねじ孔６７にねじ込んで締結することにより、筐体８０に固定される。筐体８０には、軸受ハウジング２０およびベース部１１が密着した状態となる。

上記一実施形態に係るファンモータ１は、軸受ハウジング２０の軸受カバー収容部５０に装着された軸受カバー６０の第１のねじ孔６７を利用して、上記筐体８０等の取り付け部材にねじ止めして固定することができる。第１のねじ孔６７は、ロータ３０の回転軸３２の軸心の延長線上に一致しているため、回転軸３２の周囲のモータ３９の重心付近が軸受カバー６０を介して筐体８０に固定されることになる。このためモータ３９の振動を効果的に抑えることができ、安定したモータ３９の回転状態を得ることができる。

また、軸受カバー６０を軸受カバー収容部５０に挿入して回転させるという簡素な操作で軸受カバー６０を軸受カバー収容部５０に収容することができ、この収容状態からねじを第１のねじ孔６７にねじ込むことにより、軸受カバー６０は軸受ハウジング２０に強固に固定される。

また、図３（ｂ）および図４（ａ）に示したように、軸受カバー６０の複数の凸部６４の周方向長さを異ならせ（この場合、２種類）、軸受カバー収容部５０側にはこれら凸部６４に符合する凹部５４を開口に形成することにより、軸受カバー６０は、軸受カバー収容部５０内に特定の回転角度位置、すなわち凸部６４Ａを凹部５４Ａに合わせ、かつ、凸部６４Ｂ，６４Ｃを凹部５４Ｂ，５４Ｃに合わせた回転角度位置のときにのみ、挿入可能となっている。そしてこのように挿入した軸受カバー６０を所定方向（この場合、時計回転方向）に回転させると凸部６４が溝５３に嵌って凸部６４，５５どうしが係合し、凸部６４がストッパ部５８に突き当たると、収容状態が所定位置に保持される。この状態で、軸受カバー６０のねじ挿通孔６６が軸受ハウジング２０の第２のねじ孔５６に自動的に一致するため、ねじ挿通孔６６を第２のねじ孔５６に容易に一致させることができる。

なお、軸受カバー６０を軸受カバー収容部５０内に特定の回転角度位置でのみ挿入可能とするには、上記実施形態のように複数の凸部６４の周方向長さを変える手段が有効であるが、この形態には限定されない。例えば図８に示すように、複数の凸部６４の周方向長さが同一ながら、凸部６４間の間隔、すなわち凹部６５の周方向長さを変える形態が挙げられる。この場合には、２つの凹部６５Ｅ，６５Ｆの周方向長さ（Ｅ，Ｆ）が同一で、他の１つの凹部６５Ｄの周方向長さ（Ｄ）が、凹部６５Ｅ，６５Ｆよりも短いものとなっており、軸受カバー収容部５０側の凹部５４および凸部５５は軸受カバー６０の凸部６４および凹部６５（６５Ｄ，６５Ｅ，６５Ｆ）に対応して形成される。

またこの他には、図９に示すように、凸部６４の形状を異ならせる手段もある。この場合には、２つの凸部６４Ｈ，６４Ｉは周方向両端の側面と円板部６１の外周面とがほぼ直角を形成して略扇状であるが、他の１つの凸部６４Ｇの両側面と外周面とは鈍角を形成しており略台形状となっている。これに応じて軸受カバー収容部５０の凹部５４および凸部５５は軸受カバー６０の凸部６４（６４Ｇ，６４Ｈ，６４Ｉ）および凹部６５に対応して形成される。

また、上記実施形態では、軸受カバー６０を軸受ハウジング２０に固定する手段として、第２のねじ孔５６にねじ７１をねじ込んで締結しているが、第２のねじ孔５６を単なる孔とし、ねじ７１の代わりにタッピングねじをその孔にねじ込んで締結するようにしてもよい。この形態は第１のねじ孔６７にも適用することができる。すなわち第１のねじ孔６７を単なる孔とし、ねじ７２の代わりにタッピングねじをその孔にねじ込んでファンモータ１を筐体８０に固定する形態を採ってもよい。

また、軸受カバー６０の第１のねじ孔６７は回転軸３２の軸心の延長線上に一致していることには限定されず、回転軸３２の軸心からややずれていて軸心に一致する付近に形成されている形態であってもよい。

さらに、上記実施形態は、本発明を遠心ファン型ファンモータに適用した例であるが、本発明のファンモータはこの形式に限定されるものではなく、例えば軸流ファン型ファンモータ等の他の形式のファンモータにも同様に適用することができる。

１…ファンモータ、２０…軸受ハウジング、２１ａ，２１ｂ…開口、３０…ロータ、３１…軸受、３２…回転軸、３５…羽根、３９…モータ、５０…軸受カバー収容部、５５…凸部（係合部）、５６…第２のねじ孔（第２のねじ固定孔）、５８…ストッパ部（位置決め手段）、６０…軸受カバー、６４…凸部、６６…ねじ挿通孔、６７…第１のねじ孔（第１のねじ固定孔）、７１…ねじ（ねじ部材）。

Claims

回転軸を有し、かつ、外周部に羽根を有するロータと、
前記回転軸が挿入され、かつ、軸受を介して該回転軸を回転自在に支持する円筒状の軸受ハウジングと、
前記回転軸の周囲に配設され、前記ロータを回転駆動するモータと、
を備えたファンモータにおいて、
前記軸受ハウジングは両端が開口し、そのうちの一方の開口側に軸受カバー収容部が形成され、
該軸受カバー収容部に、開口を塞ぐ軸受カバーが着脱自在に装着され、
該軸受カバーの外面には、前記軸受カバー収容部に装着された状態で前記回転軸の軸心の延長線上に一致するかもしくは一致する付近に第１のねじ固定孔が形成されている
ことを特徴とするファンモータ。
前記軸受カバーは、前記回転軸の軸方向を回転軸線方向として前記軸受カバー収容部内に収容位置から装着位置まで回転可能に収容され、その外周部に、外周方向に突出する複数の凸部が形成され、
前記軸受カバー収容部における前記軸受カバーの外周面に対向する内周面には、前記装着位置に位置付けられた前記軸受カバーの前記凸部が軸方向に係合して軸受カバーを装着状態とする係合部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ。
前記軸受カバーは、前記凸部が前記係合部に係合した前記装着状態で、前記軸受ハウジングにねじ部材によって固定され、該軸受カバーには該ねじ部材が挿通されるねじ挿通孔が形成され、該軸受ハウジングには、該ねじ部材がねじ込まれる第２のねじ固定孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のファンモータ。
前記軸受カバーおよび／または前記軸受カバー収容部には、前記凸部が前記係合部に係合し、かつ、前記ねじ部材が前記第２のねじ固定孔に一致する状態に該軸受カバーを位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする請求項３に記載のファンモータ。
前記軸受カバーは、前記軸受カバー収容部内に、特定の回転角度位置でのみ挿入可能であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のファンモータ。