JP6008346B2

JP6008346B2 - 送風機

Info

Publication number: JP6008346B2
Application number: JP2012075153A
Authority: JP
Inventors: 智幸高野
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: JP2013207934A

Description

本発明は送風機に関するものであり、特に、すべり軸受を用いた軸流送風機に関するものである。

例えば、パーソナルコンピュータやコピー機等の電子機器においては、多数の電子部品を比較的狭い筐体内に収容している。このため、電子部品から発生する熱が筐体内にこもり、電子部品を熱破壊させる虞があり、大きな問題を引き起こす。そこで、このような電子機器の筐体の壁面や天井面に通気口を設け、その通気口から筐体内の熱を外部に排出している。さらに、筐体内の熱を外部に積極的に排出して冷却する手段として、筐体の通気口近傍に小型の送風機を取り付けられている。このような電子機器はオフィス内で働く事務員に近接して配置されるので、送風機による騒音が問題となっている。

特に、すべり軸受を使用したモータにより回転駆動される送風機は、シャフトを含むロータ部がすべり軸受に対して軸方向に移動可能であることから、ロータ部の回転が不安定になり、その結果、騒音が発生したり摺動ロスが生じたりする。

この問題を解決する手段として、カップ形状のマグネットホルダに吸引用マグネットを収容し、そのマグネットホルダをシャフトの下端側に配置し、シャフトをスラスト方向に磁気吸引してなる構造のモータを用いた送風機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載の送風機である。図４に示すように、送風機１００は、シャフト１０１と、そのシャフト１０１に一体回転可能にして取り付けられたロータ１０６と、そのロータ１０６を回転駆動させるステータ１０３と、を備えている。ロータ１０６の外周には、複数枚の羽根１０５が一体回転可能に取り付けられている。

また、軸受保持部１０７の凹陥部１０７ａに吸引用マグネット１１２を収容したマグネットホルダ１１０を配置するとともに、マグネットホルダ１１０の上端部にすべり軸受１１１の下端面を当接配置し、軸受保持部１０７の凹陥部１０７ａ底面とすべり軸受１１１の下端部でマグネットホルダ１１０を挟持した構造になっている。そして、マグネットホルダ１１０は、シャフト１０１の下端面と対向しており、シャフト１０１の下端部は、吸引用マグネット１１２の磁力で軸線方向下側に吸引され、常時、この磁力による吸引力で軸線方向下側へ付勢されながら回転する。また、シャフト１０１から軸方向下側に向かう衝撃が加わった際は、マグネットホルダ１１０を介して軸受保持部１０７で受けられる。

特開２００７−２３６１８９号公報。

しかしながら、図４に示す特許文献１記載の送風機１００では、マグネットホルダ１１０上面部とすべり軸受１１１の下端面を当接させ、すべり軸受１１１の下端面と軸受保持部１０７の凹陥部１０７ａ底面でマグネットホルダ１１０を挟持する構造であるため、マグネットホルダ１１０またはすべり軸受１１１のいずれかを軸方向に長くする必要がある。このため、送風機１００全体の軸方向における厚みが大きくなり、送風機１００全体の薄型化が困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、薄型化が可能な構造を有した送風機を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、本発明の一実施形態に係る送風機は、シャフトと、該シャフトに一体回転可能にして取り付けられたロータと、該ロータを回転駆動させるステータを有するモータを備え、前記ロータに羽根を備えてなる送風機であって、前記シャフトが挿通される挿通孔を有して前記ロータを回転自在に支持する円筒状のすべり軸受と、外周側面に前記ステータを保持するとともに内周側面に前記すべり軸受を保持した上下面が開口されてなる筒状の軸受ハウジングを内側面の中心部に有し、下面側に前記すべり軸受と対応して第１凹陥部が設けられたケーシングと、前記シャフトの挿通方向側の端面に対向して配置され、前記シャフトを前記挿通方向側へ磁気的に吸引する吸引用マグネットと、中心部に前記吸引用マグネットを収容する第２凹陥部を有し、かつ前記第１凹陥部に収容されて前記ケーシングに取り付けられたマグネットホルダと、前記シャフトの端面と前記吸引用マグネットの間に、前記第２凹陥部の開口を覆うように前記マグネットホルダに部分的に積層配置されたスラスト板と、を備え、前記スラスト板が部分的に積層配置された前記マグネットホルダの面が前記ケーシングに当接した状態で前記ケーシングに取り付けられている構成である。

この構成によれば、中心の第２凹陥部に吸引用マグネットを収容したマグネットホルダは、ケーシングの下面側から第１凹陥部に収容配置されるので、マグネットホルダの軸方向の厚みがケーシングにより吸収される。これにより、送風機全体の軸方向長さを短くして薄型化が可能になる。また、ケーシングの下面側に設けた第１凹陥部内にマグネットホルダを取り付けるので、ケーシングとマグネットホルダとを接着剤などで固定するための面積を広くとることが可能になる。このため、マグネットホルダをケーシングに強固に固定することができる。

また、前記第１凹陥部の深さは、前記マグネットホルダの高さ寸法以上に形成されている、構成が好ましい。

この構成によれば、マグネットホルダの軸方向の高さ(厚み)がケーシングにより吸収され、マグネットホルダがケーシングの下面、すなわち底面から突出することがなくなる。これにより、さらに送風機全体を薄型化できる。

本発明の別の実施形態に係る送風機は、シャフトと、該シャフトに一体回転可能にして取り付けられたロータと、該ロータを回転駆動させるステータを有するモータを備え、前記ロータに羽根を備えてなる送風機であって、前記シャフトが挿通される挿通孔を有して前記ロータを回転自在に支持する円筒状のすべり軸受と、外周側面に前記ステータを保持するとともに内周側面に前記すべり軸受を保持した上下面が開口されてなる筒状の軸受ハウジングを内側面の中心部に有し、下面側に前記すべり軸受と対応して第１凹陥部が設けられたケーシングと、前記シャフトの挿通方向側の端面に対向して配置され、前記シャフトを前記挿通方向側へ磁気的に吸引する吸引用マグネットと、前記シャフトの端面と前記吸引用マグネットの間に配設されたスラスト板と、中心部に前記吸引用マグネットを収容する第２凹陥部を有し、かつ前記第１凹陥部に収容されて前記ケーシングに取り付けられたマグネットホルダと、を備え、前記スラスト板の上面が前記マグネットホルダの上面と面一状になる構成である。

この構成によれば、スラスト板を第２凹陥部に収容したことにより、マグネットホルダに対するスラスト板の位置決めが容易となるとともに、スラスト板の形状を小さくすることができる。また、スラスト板の厚みをマグネットホルダで吸収して、送風機全体を薄型化できる。

本発明によれば、マグネットホルダの軸方向の厚みをケーシングの厚みで吸収することができるので、送風機全体の軸方向長さが短くなり、送風機の薄型化に寄与する。また、ケーシングの下面側に設けた第１凹陥部内にマグネットホルダを取り付けるようにすることにより、接着剤などでケーシングとマグネットホルダを固定するための面積を広くとることができる。これにより、マグネットホルダをケーシングに対して強固に固定することができ、製品品質の向上に寄与する。

本発明の実施形態に係る送風機の全体構造を示す断面図である。図１に示す送風機の要部を拡大した断面図である。図２に示した要部構造の変形例を説明する断面図である。従来の送風機の構造を説明する断面図である。

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。また、以下の説明では、上下や左右等の方向を示す表現は、絶対的なものではなく相対的なものであり、本発明の送風機の各部が描かれている姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

図１及び図２は本発明に係る送風機を示すもので、図１はその全体構造を示す断面図、図２はその要部を拡大した断面図である。なお、以下の説明において軸線方向とは、送風機の回転中心線として規定される回転軸が伸びる方向をいう。

図１及び図２において、送風機１０は、外部から電流が供給されることで回転駆動するインペラ１２を備える。インペラ１２は、下側に開口するカップ状のハブ１３と、ハブ１３の外周に等間隔で設けられた複数枚の羽根１４で構成されている。

インペラ１２のハブ１３の内周側面には、磁性材料からなる円筒状のロータヨーク１５と、このロータヨーク１５の内周側面に取り付けられた回転駆動用マグネット１６が取り付けられ、さらに、ハブ１３の中心にシャフト１７が設けられている。シャフト１７は、鉄などの磁性材料によって形成され、合成樹脂製のインペラ１２にインサート成形されて一体化されている。そして、これらインペラ１２と、ロータヨーク１５と、ロータマグネット１６と、シャフト１７とでモータ１１のロータ１１ａを構成して、ロータ１１ａが一体に回転するようになっている。

ケーシング１８は、インペラ１２の軸線方向の下側で、かつインペラ１２と対向する位置に配設された円板状に拡がる水平部１９と、この水平部１９の中心部から上方に向かって延びる円筒形の軸受ハウジング２０を一体に有してなる。また、水平部１９の下面側には、軸受ハウジング２０の下側開口部と対応する位置に、水平部１９の下面側からケーシング１８の内側(インペラ１２側)に向かう円形の穴として設けられた第１凹陥部２１が形成されている。なお、ケーシング１８は、金属または合成樹脂の何れで形成されていてもよい。

そして、ケーシング１８における軸受ハウジング２０の内周側面には、シャフト１７を回転自在に支持するすべり軸受２２が固定されている。一方、軸受ハウジング２０の外周側面には、珪素鋼板などを複数枚積層してなるステータコア２３に、合成樹脂によって形成されたインシュレータ２４を介してコイル２５が巻設されてなる、モータ１１のステータ１１ｂが固定されている。なお、コイル２５は、ステータ１１ｂの下側に位置する回路基板２６に導通ピン２７を介して電気的に接続され、回路基板２６には、外部電源に接続するためのリード線(図示せず)が引き出されている。

また、ケーシング１８における水平部１９の下面側に形成された第１凹陥部２１には、軸受ハウジング２０の下側開口部を塞ぐようにして円形のマグネットホルダ３０が収容され、接着剤３１により固定して取り付けられている。マグネットホルダ３０は、鉄などの磁性材料からなる金属板をプレス加工して形成され、そのプレス加工時に、中心部が下面から突き出すように上面から下面側に打ち出し、上面の中心部に円形の穴として形成された第２凹陥部３２を有している。第２凹陥部３２内には、円形をした吸引用マグネット３３が収容され、位置決めした状態で取り付けられている。さらに、吸引用マグネット３３の上面には、シャフト１７の下端部を摺動して支持するために、耐摩耗性の樹脂によって形成されたスラスト板３４が配置されている。

マグネットホルダ３０は、吸引用マグネット３３の少なくとも下端面と当接されて、その吸引用マグネット３３の磁力によって吸引用マグネット３３と強固に吸着されており、吸引用マグネット３３の磁力を増大させるバックヨークとして作用する。また、マグネットホルダ３０の第２凹陥部３２の深さは、吸引用マグネット３３の厚みとほぼ同じであり、吸引用マグネット３３を第２凹陥部３２に収容したとき、吸引用マグネット３３の上面がマグネットホルダ３０の上面とほぼ面一となり、マグネットホルダ３０の上面から上側に突き出すことがないように設置されている。

また、図２に示すように、ケーシング１８の第１凹陥部２１の深さＨ１は、マグネットホルダ３０の全高さＨ２よりも若干大きく、第１凹陥部２１に収容されたマグネットホルダ３０の下面がケーシング１８の下面から下側に突き出すことがないように設定されている。

すべり軸受２２は、シャフト１７が挿通される挿通孔２９を中心に設けている。そして、挿通孔２９にシャフト１７が挿通されると、その挿通孔２９の内周側面から潤滑油が滲み出てシャフト１７の摩擦が小さくなり、そのシャフト１７がすべり軸受２２に対して回転自在に支持される。なお、すべり軸受２２の上方でシャフト１７の外周に取り付けられている鍔状部材２８は、モータ１１の回転時に潤滑油がインペラ１２側に漏洩しないようにするためのものである。

そして、この送風機では、すべり軸受２２に挿通されたシャフト１７の下端部は、吸引用マグネット３３によって軸線方向下側に磁気吸引され、常時、この磁力による吸引力で軸線方向下側へ付勢されながら、スラスト板３４上を摺動する。そのため、シャフト１７とスラスト板３４とが接触及び非接触を繰り返して生じるヒッティング音による騒音、あるいはシャフト１７がスラスト板３４上を横方向にずれながら摺動する摺動ロスなどを防止できる。

また、この送風機１０では、ケーシング１８の中心の第２凹陥部３２に吸引用マグネット３３を収容してなるマグネットホルダ３０は、ケーシング１８の下面側から第１凹陥部２１に収容配置されるので、マグネットホルダ３０の軸方向の厚みがケーシング１８の厚みで吸収される。これにより、送風機１０全体の軸方向長さを短くして薄型化が可能になる。

さらに、ケーシング１８の水平部１９の下面側に設けた第１凹陥部２１内にマグネットホルダ３０を埋設して取り付けているので、第１凹陥部２１内でケーシング１８とマグネットホルダ３０とを接着剤などで固定するための面積を広くとることができる。これにより、マグネットホルダ３０をケーシング１８に強固に固定することができ、製品品質の向上が期待できる。

また、第１凹陥部２１の深さＨ１を、マグネットホルダ３０の軸方向の高さ(厚み)寸法Ｈ２以上に形成しているので、マグネットホルダ３０の厚みがケーシング１８により吸収される。これにより、マグネットホルダ３０がケーシング１８の裏面、すなわち底面側から突出することがなくなる。これにより、さらに送風機１０全体を薄型化することができる。

なお、上記実施形態の構造では、マグネットホルダ３０の第２凹陥部３２内に吸引用マグネット３３のみを収容し、スラスト板３４は第２凹陥部３２の上部開口を覆うようにして、マグネットホルダ３０の上面に積層配置した構造を開示した。しかし、例えば図３に示すように、スラスト板３４を第２凹陥部３２の内周径よりも若干小さい円板状に形成し、このスラスト板３４を吸引用マグネット３３上に積層配置した状態で、かつその上面がマグネットホルダ３０の上面と面一状になるようにして、吸引用マグネット３３と共に第２凹陥部３２内に収容した構造にしてもよい。この場合も、好ましくはケーシング１８の第１凹陥部２１の深さＨ１は、マグネットホルダ３０の全高さＨ２よりも若干大きく、そして第１凹陥部２１に収容されたマグネットホルダ３０の下面がケーシング１８の下面より下側に突き出すことがないように設定する。

したがって、図３に示す変形例の構造のように、マグネットホルダ３０の中心の第２凹陥部３２に、吸引用マグネット３３と共にスラスト板３４を収容した構造では、スラスト板３４の位置決めが容易となるとともに、スラスト板３４を小さくすることができる。

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、改良等は本発明に含まれものである。

１０送風機
１１モータ
１１ａロータ
１１ｂステータ
１２インペラ
１３ハブ
１４羽根
１５ロータヨーク
１６回転駆動用マグネット
１７シャフト
１８ケーシング
１９水平部
２０軸受ハウジング
２１第１凹陥部
２２すべり軸受
２３ステータコア
２４インシュレータ
２５コイル
２６回路基板
２７導通ピン
２９挿通孔
３０マグネットホルダ
３１接着剤
３２第２凹陥部
３３吸引用マグネット
３４スラスト板

Claims

シャフトと、該シャフトに一体回転可能にして取り付けられたロータと、該ロータを回転駆動させるステータを有するモータを備え、前記ロータに羽根を備えてなる送風機であって、
前記シャフトが挿通される挿通孔を有して前記ロータを回転自在に支持する円筒状のすべり軸受と、
外周側面に前記ステータを保持するとともに内周側面に前記すべり軸受を保持した上下面が開口されてなる筒状の軸受ハウジングを内側面の中心部に有し、下面側に前記すべり軸受と対応して第１凹陥部が設けられたケーシングと、
前記シャフトの挿通方向側の端面に対向して配置され、前記シャフトを前記挿通方向側へ磁気的に吸引する吸引用マグネットと、
中心部に前記吸引用マグネットを収容する第２凹陥部を有し、かつ前記第１凹陥部に収容されて前記ケーシングに取り付けられたマグネットホルダと、
前記シャフトの端面と前記吸引用マグネットの間に、前記第２凹陥部の開口を覆うように前記マグネットホルダに部分的に積層配置されたスラスト板と、
を備え、
前記スラスト板が部分的に積層配置された前記マグネットホルダの面が前記ケーシングに当接した状態で前記ケーシングに取り付けられている
ことを特徴とする送風機。
前記第１凹陥部の深さは、前記マグネットホルダの高さ寸法以上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の送風機。
シャフトと、該シャフトに一体回転可能にして取り付けられたロータと、該ロータを回転駆動させるステータを有するモータを備え、前記ロータに羽根を備えてなる送風機であって、
前記シャフトが挿通される挿通孔を有して前記ロータを回転自在に支持する円筒状のすべり軸受と、
外周側面に前記ステータを保持するとともに内周側面に前記すべり軸受を保持した上下面が開口されてなる筒状の軸受ハウジングを内側面の中心部に有し、下面側に前記すべり軸受と対応して第１凹陥部が設けられたケーシングと、
前記シャフトの挿通方向側の端面に対向して配置され、前記シャフトを前記挿通方向側へ磁気的に吸引する吸引用マグネットと、
前記シャフトの端面と前記吸引用マグネットの間に配設されたスラスト板と、
中心部に前記吸引用マグネットを収容する第２凹陥部を有し、かつ前記第１凹陥部に収容されて前記ケーシングに取り付けられたマグネットホルダと、
を備え、
前記スラスト板の上面が前記マグネットホルダの上面と面一状になる
ことを特徴とする送風機。
前記ケーシングの前記第１凹陥部に前記マグネットホルダが、接着部を介して固定されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の送風機。