JP6728948B2 - ファンモータ - Google Patents

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    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Description

本発明は、ファンモータに関する。
従来、モータの駆動力を利用してインペラを回転させ、軸方向に気流を発生させる軸流式のファンモータが知られている。軸流式のファンモータは、例えば、家電製品、OA機器、輸送機器等に搭載され、電子部品の冷却、または機器筐体内の気体の循環等の目的で使用されている。また、電子機器が多数設置されるサーバルーム内の気体の循環に、ファンモータが用いられる場合もある。従来のファンモータについては、例えば中国特許出願公開第103511345号明細書に記載されている。
中国特許出願公開第103511345号明細書に記載のファンモータは、モータおよびインペラを内部に収容するフレーム構造を有する。フレームに設けられた第1溝と、凸型ブロックに設けられた第2溝を用いて、モータに接続された電源ワイヤを保持しつつ、多様な経路配列を可能とする。このため、様々な機器に適応させることができる。
中国特許出願公開第103511345号公報
しかし、中国特許出願公開第103511345号明細書の構造においては、フレームに引っ掛けられた電源ワイヤが、フレームのフランジ部と凸型ブロックとの間の隙間から径方向外側に外れる虞がある。その場合、ファンモータが取り付けられている機器等と電源ワイヤとが干渉し、損傷に至る可能性がある。
本発明は、モータおよびインペラを内部に収容するハウジングにおけるリード線引出口付近の構造を改善し、モータから引き出されたリード線の外れまたは撓みを抑制できるファンモータを提供することを目的とする。
本発明の例示的な第1実施形態は、静止部と、上下に延びる回転軸を中心に回転する回転部とを有するモータと、複数の羽根を有し、前記回転部とともに回転するインペラと、前記モータおよび前記インペラを内部に収容するハウジングと、前記モータと接続され、径方向外側に向かって延びる、1または複数のリード線と、板状のガイド板と、を有し、前記ハウジングは、前記回転軸に沿って延び、前記インペラの少なくとも一部を内部に収容する筒状の筒状部と、前記筒状部の少なくとも一部から径方向外側へ向けて突出するフランジ部と、前記筒状部の少なくとも一部に設けられたリード線引出口と、前記リード線引出口と連通し、前記フランジ部を軸方向に貫通する縦溝と、を有し、前記ガイド板は、前記縦溝内に配置され、前記複数のリード線の少なくとも一部は、前記縦溝内の前記ガイド板よりも径方向内側に収容され、前記ガイド板は、径方向内側へ向けて突出する突出部を有し、前記突出部は、前記リード線引出口に嵌まるファンモータ。
本発明の第1実施形態によれば、ファンモータにおいて、モータから引き出されたリード線をハウジングに保持しやすい。これにより、ハウジングから外側へのリード線の外れまたは撓みを抑制できる。
図1は、本実施形態に係るファンモータの斜視図である。 図2は、本実施形態に係るファンモータの縦断面図である。 図3は、本実施形態に係るファンモータの部分斜視図である。 図4は、本実施形態に係るファンモータの部分斜視図である。 図5は、本実施形態に係るガイド板の斜視図である。 図6は、本実施形態に係るガイド板の斜視図である。 図7は、本実施形態に係るファンモータの部分斜視図である。 図8は、本実施形態に係るファンモータの下面図である。 図9は、本実施形態に係るファンモータの側面図である。 図10は、変形例に係るファンモータの部分下面図である。 図11は、変形例に係るファンモータの部分下面図である。 図12は、変形例に係るファンモータの部分下面図である。
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、ファンモータの回転軸と平行な方向を「軸方向」、ファンモータの回転軸に直交する方向を「径方向」、ファンモータの回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。
また、以下の説明では、軸方向において、空気が取り込まれる側(図1における上側)を「吸気側」または単に「上側」と呼び、空気が排出される側である(図1における下側)を「排気側」または単に「下側」と呼ぶ。ただし、この「上側」および「下側」は、あくまで説明の便宜のための表現であって、重力方向とは無関係である。本発明に係るファンモータは、どのような向きで使用されてもよい。
<1.第1実施形態>
<1−1.ファンモータ1の全体構成>
図1は、本実施形態に係るファンモータ1の斜視図である。図2は、本実施形態に係るファンモータ1の縦断面図である。
このファンモータ1は、例えば、冷蔵庫などの家電製品、または複数の電子機器が配置されたサーバルームなどの室内に、冷却用の空気流を供給する装置として用いられる。このファンモータ1は、単独で使用されてもよく、あるいは、複数台のファンモータ1を組み合わせて同時に使用してもよい。例えば、1つのサーバルームに対して、複数台のファンモータ1を設置して、それらを同時に駆動させてもよい。
図2に示すように、ファンモータ1は、モータ2と、インペラ3と、ハウジング4を有する。また、ファンモータ1は、後述の複数のリード線60および板状のガイド板83を有する。ファンモータ1は、回転軸9に沿って下向きに空気流を発生させる軸流式のファンである。ファンモータ1を駆動させると、吸気側であるファンモータ1の上側から空気が取り込まれ、ハウジング4内の風洞10を通って、排気側であるファンモータ1の下側へ向けて空気が送り出される。
モータ2は、静止部21と、回転部22とを有する。回転部22は、静止部21に対して回転可能に支持される。また、回転部22は、上下に延びる回転軸9を中心として回転する。
静止部21は、ベース部211と、ステータ212と、回路基板65と、軸受ホルダ213とを有する。ベース部211は、ステータ212よりも下側に配置され、軸受ホルダ213の周囲から径方向外側に向かって拡がる円板状の部材である。ステータ212は、軸受ホルダ213の外周面に固定された電機子である。ステータ212は、ステータコア51と、複数のコイル52とを有する。ステータコア51は、径方向に延びる複数のティースを有する。複数のコイル52は、それぞれ、ティースの周囲に巻かれた導線により形成される。
軸受ホルダ213は、回転軸9に沿って延びる円筒状の部材である。軸受ホルダ213の下部はベース部211の内周面に、例えば接着剤で固定される。軸受ホルダ213の径方向内側には、軸受部214が配置される。軸受部214には、例えば、ボールベアリングが用いられる。軸受部214の外輪は、軸受ホルダ213の内周面に固定される。軸受部214の内輪は、後述するシャフト221と互いに固定され、シャフト221を支持する。これにより、シャフト221が、静止部21に対して回転可能に支持される。ただし、モータ2は、ボールベアリングに代えて、すべり軸受、流体軸受等の他の方式の軸受部を有していてもよい。
回転部22は、シャフト221と、ロータホルダ222と、マグネット223とを有する。シャフト221は、回転軸9に沿って配置される柱状の部材である。シャフト221は、軸受部214によって回転可能に支持される。モータの駆動時には、シャフト221は、回転軸9を中心として回転する。
ロータホルダ222は、回転軸9に対して略垂直に拡がる円板状のロータ蓋部53と、ロータ蓋部53から排気側へ延びるロータ筒部54とを有する有蓋円筒状の部材である。ロータホルダ222の材料には、例えば、金属または樹脂が用いられる。ロータ蓋部53の中央部は、シャフト221の上端部に、環状部材34を介して固定される。これにより、ロータホルダ222は、シャフト221とともに回転する。ロータ蓋部53は、静止部21の吸気側に配置される。ロータ筒部54は、ステータ212の径方向外側に配置される。マグネット223は、ロータ筒部54の内周面に固定される。
インペラ3は、カップ部31と複数の羽根32とを有する。カップ部31は、ロータホルダ222の上面および外周面を覆う。各羽根32は、カップ部31の外周面から径方向外側へ拡がる。インペラ3は、回転部22とともに回転する。複数の羽根32は、周方向に略等間隔に配列される。なお、羽根32の数は、特に制限されない。
ハウジング4は、モータ2およびインペラ3を内部に収容する筐体である。ハウジング4は、筒状部61と、複数の支持部63と、後述の、フランジ部73、リード線引出口81、および縦溝82とを有する。
筒状部61は、回転軸9に沿って延びる筒状の部位である。筒状部61は、インペラ3の径方向外側において、略円筒状に延びる。筒状部61は、インペラ3の少なくとも一部を内部に収容する。
支持部63は、筒状部61の内面の少なくとも一部から径方向内側へ延び、静止部21の少なくとも一部と直接的または間接的に接続される。これにより、モータ2の静止部21の、ハウジング4に対する位置が固定される。なお、本実施形態において、支持部63および筒状部61は、樹脂の射出成形により単一の部材として形成されている。ただし、これらは別部材であってもよい。
後述のフランジ部73は、筒状部61の上端および下端付近の少なくとも一部から径方向外側へ向けて突出する。本実施形態では、周方向の4箇所にフランジ部73が設けられている。フランジ部73がねじ止めされることにより、ファンモータ1が家電製品等の枠体に取り付けられる。ただし、フランジ部73は、筒状部61の上端および下端付近のいずれか一方のみに設けられてもよい。
<1−2.リード線引出口81付近のハウジング4の構造について>
続いて、ファンモータ1のハウジング4におけるリード線引出口81付近の構造について説明する。図3は、ハウジング4におけるリード線引出口81付近を、排気側から見た部分斜視図である。
図3に示すとおり、ファンモータ1の筒状部61の下端付近には、少なくとも一部に切欠状のリード線引出口81が設けられている。リード線引出口81は、筒状部61の軸方向下端部から軸方向上向きに延びる引出口縦部811と、引出口縦部811の少なくとも一部から周方向に延びる引出口横部812とを有している。引出口縦部811と引出口横部812とは、互いに直交、または交差する。なお、図3において、リード線引出口81は径方向内側から外側方向に見て「L字」の切欠状になっているが、これに限定されない。例えば、引出口横部812は、周方向に対して傾斜を有してもよく、さらに引出口縦部811は、軸方向に対して傾斜を有してもよい。
また、図3において引出口横部812は引出口縦部811の上端部分と交わっているが、これに限定されない。例えば、引出口縦部811の軸方向の中間に引出口横部812が交わってもよい。
なお、後述のとおり、モータ2から径方向外側に引き出された、1または複数のリード線60は、リード線引出口81を通る。その際、このように引出口縦部811よりも周方向の幅が広い引出口横部812を有することによって、リード線引出口81に通されたリード線60を保持しやすくなる。また、引出口横部812内にリード線60を通すことによって、リード線60の下側への抜けを抑制できる。
さらに、ハウジング4には、リード線引出口81に連通し、フランジ部73を軸方向に貫通する、縦溝82が設けられている。後述のとおり、縦溝82にはガイド板83が配置される。なお、縦溝82の周方向の幅は、リード線引出口81の周方向の幅よりも大きいことが望ましい。これにより、ガイド板83が挿入された後、縦溝82におけるガイド板83よりも径方向内側の部分に、リード線60を収容できる十分な容積を確保できる。
図4は、ハウジング4におけるリード線引出口81にリード線60を通した状態を、排気側から見た部分斜視図である。リード線60は、モータ2の回路基板65に電気的に接続される。図4に示すとおり、リード線60は、ハウジング4における切欠状のリード線引出口81に通された後、例えば、下側に曲げられる。なお、リード線60をリード線引出口81に通す際には、まず、引出口縦部811の下端からリード線60を通し、その後、引出口横部812内へ、リード線60を周方向に横移動させる。これにより、配線の作業性が向上し、さらにリード線60を保持しやすくなる。
<1−3.ガイド板83の構造について>
続いて、ガイド板83の構造について説明する。図5は、本実施形態に係るガイド板83の径方向外側の面から見た斜視図である。図6は、ガイド板83の径方向内側の面から見た斜視図である。
図5に示すとおり、ガイド板83は、板状の本体部830と、一対の凸部831と、爪部832とを有する。一対の凸部831は、本体部830の周方向の両端部から、周方向に突出する。爪部832は、本体部830の上端部に設けられる。爪部832は、本体部830よりも周方向の幅が狭い。さらに、図6に示すとおり、本体部830の径方向内側の面の下部には、径方向内側に向かって突出する突出部833が設けられている。
図7は、本実施形態に係る縦溝82にガイド板83を挿入した状態のファンモータ1を、排気側から見た部分斜視図である。また、図8および図9は、同様に縦溝82にガイド板83を挿入した状態のファンモータ1の下面図および側面図である。ただし、図7〜図9においてリード線60の記載は省略している。
ガイド板83は、ハウジング4の下側から、縦溝82内に挿入される。ガイド板83の左右の凸部831は、周方向の両側に突出している。また、図3に示すとおり、ハウジング4は、フランジ部73における縦溝82の周囲の側壁823の下端に、周方向に凹む凹部824を有している。ガイド板83が縦溝82内に挿入された際、ガイド板83の凸部831は、凹部824に嵌まる。これにより、ガイド板83の径方向の移動が制限される。
なお、本実施形態において、凸部831および凹部824は、各々2箇所ずつ設けられている。しかし、凸部831および凹部824の数は、これに限定されない。例えば、ガイド板83の側面の周方向片側のみに、凸部が設けられていてもよい。また、縦溝82の周囲の側壁823の周方向片側のみに、凹部が設けられていてもよい。
図3に戻る。筒状部61は、側壁823から縦溝82へ向けて周方向に突出する壁部84を有する。また、壁部84は、壁部84を径方向に貫通する貫通孔841を有する。図9に示すように、ガイド板83が縦溝82内に挿入されると、ガイド板83の爪部832が径方向内側へ弾性変形して、壁部84の下端を乗り越え貫通孔841にフックされる。爪部832が貫通孔841にフックされた状態では、爪部832の下面と貫通孔841の下面とが当接している。これにより、ガイド板83の下側への抜けが抑制される。その結果、ガイド板83が縦溝82に強く固定される。なお、図6に示すように、爪部832は径方向内側の面に、径方向内側に突出する補強部834を有する。これにより、爪部832の強度および耐久性が向上する。なお、壁部84は、筒状部61から、周方向ではなく径方向に突出してもよい。
さらに、図9の変形例として、爪部832が壁部84の軸方向上側の端部にフックされてもよい。この場合、壁部84に貫通孔841を設ける必要がなく、設計が容易になり、生産性が向上する。
さらに、別の変形例として、爪部832は、ガイド板83ではなく、筒状部61に設けられてもよい。この場合、筒状部61に設けられた爪部832が、ガイド板83に向かって突出し、ガイド板83にフックされることで、ガイド板83が縦溝82に強く固定される。さらに、爪部832は、筒状部61から周方向に突出する壁部84に設けられ、当該爪部832がガイド板83にフックされてもよい。
<1−4.突出部833の構造について>
続いて、突出部833の構造について説明する。
図6に示すとおり、ガイド板83は、下端部付近に突出部833を有する。突出部833の周方向の幅は、リード線引出口81の引出口縦部811の周方向の幅よりも小さい。図7および図8に示すとおり、縦溝82内にガイド板83が挿入された際、突出部833は引出口縦部811に嵌まる。これにより、引出口縦部811の下端部付近の少なくとも一部が塞がれる。
ファンモータ1の製造時には、リード線60がリード線引出口81に通され下側に曲げられた後、縦溝82内にガイド板83が挿入される。その際、ガイド板の凸部831が凹部824に嵌まり、爪部832がフックされるとともに、突出部833が引出口縦部811の下端付近の少なくとも一部を塞ぐ。これにより、複数のリード線60のリード線引出口81を貫通している部分は、リード線引出口81内において突出部833の上側に配置される。その結果、複数のリード線60は、リード線引出口81からの抜けおよび外れが抑制される。
図6〜図8に示すとおり、ガイド板83が縦溝82内に挿入された状態において、ガイド板83の突出部833は、ガイド板83の周方向の両端部のうち、モータ2の回転軸9に近い側の端部付近から径方向内側へ突出している。本実施形態では、リード線60は引出口縦部811を通り、モータ2の回転軸9から遠ざかるように引出口横部812において周方向に横移動される。回転軸9から遠ざかるにしたがってフランジ部73の径方向の幅は大きくなるため、リード線引出口81と連通する縦溝82の幅も大きく設けることができる。これにより、縦溝82内におけるガイド板83の径方向内側の、リード線60を収容する部分の体積をより大きく確保することができる。
なお、ガイド板83が挿入された状態において、複数のリード線60の少なくとも一部は、リード線引出口81を通り、縦溝82内から下側に向かって延びる。その際、ガイド板83によって、リード線60は縦溝82内においてガイド板83よりも径方向内側に収容される。これにより、リード線60の、ハウジング4よりも径方向外側への抜けおよび撓みが抑制される。その結果、ハウジング4の外側におけるリード線60の接触等による損傷を抑制できる。
また、本実施形態では、縦溝82内に挿入された状態において、ガイド板83の径方向外側の面の少なくとも一部は、ハウジング4の径方向外側の空間に露出している。このため、作業者は、ガイド板83の径方向外側の面を保持しながら、ガイド板83を縦溝82に挿入できる。これにより、ガイド板83挿入時の作業性が向上する。また、ハウジング4の筒状部61の径方向の厚みを確保しやすく、耐久性が向上する。
ただし、ガイド板83の径方向外側の面は、ハウジング4に覆われてもよい。これにより、ハウジング4がガイド板83を保持しやすくなり、ガイド板83の脱落を抑制できる。
<2.変形例>
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
まず、リード線引出口81および縦溝82は、ハウジング4の排気側ではなく、または排気側に加えて、吸気側に設けられてもよい。例えば、モータ2の基板が吸気側に配置されている場合、リード線引出口81および縦溝82は、ハウジング4の吸気側に設けることが望ましい。
また、複数のリード線60の少なくとも一部は、リード線引出口81を通った後、縦溝82内から吸気側に向かって延びてもよい。
また、ガイド板83は縦溝82に挿入される際、凹凸構造およびフック構造を用いて固定される代わりに、またはこれらに加えて、縦溝82内において、圧入、接着、または溶着により固定されてもよい。また、この場合、ガイド板83はハウジング4の下側からではなく、径方向外側、または周方向から縦溝82内に挿入されてもよい。
図10および図11は、変形例に係るファンモータ1Bおよび1Cの部分下面図である。図10に示すとおり、ガイド板83Bが縦溝82B内に挿入された状態において、ガイド板83Bの突出部833Bは、ガイド板83Bの周方向の中央部付近から径方向内側へ突出し、リード線引出口81Bの下部に嵌まる構造であってもよい。また、図11に示すとおり、ガイド板83Cが縦溝82C内に挿入された状態において、突出部833Cは、ガイド板83Cの周方向の両端部のうち、回転軸9から離れた端部付近から径方向内側へ突出し、リード線引出口81Cの下部に嵌まる構造であってもよい。
図12は、変形例に係るファンモータ1Dの部分下面図である。図12に示すように、ガイド板83Dが周方向へ凹む凹部824Dを有し、フランジ部73Dにおける縦溝82Dの周囲の側壁823D下端に、周方向へ突出する凸部831Dを有していてもよい。そして、ガイド板83Dが縦溝82D内に挿入された状態において、凹部824Dに凸部831Dが嵌まる構造でもよい。この構造により、同様にガイド板83Dの径方向の移動を抑制できる。
また、ファンモータの細部の形状については、本発明の各図に示された形状と相違していてもよい。また、上記の実施形態および変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
本発明は、ファンモータに利用できる。
1,1B,1D ファンモータ
2 モータ
3 インペラ
4 ハウジング
9 回転軸
10 風洞
21 静止部
22 回転部
31 カップ部
32 羽根
34 環状部材
51 ステータコア
52 コイル
53 ロータ蓋部
54 ロータ筒部
60 リード線
61,61D 筒状部
63 支持部
65 回路基板
73,73D フランジ部
81,81B,81C リード線引出口
82,82B,82C,82D 縦溝
83,83B,83C,83D ガイド板
84 壁部
211 ベース部
212 ステータ
213 軸受ホルダ
214 軸受部
221 シャフト
222 ロータホルダ
223 マグネット
811 引出口縦部
812 引出口横部
823,823D 側壁
824,824D 凹部
831,831D 凸部
832 爪部
833,833B,833C 突出部
834 補強部
841 貫通孔

Claims (15)

  1. 静止部と、上下に延びる回転軸を中心に回転する回転部とを有するモータと、
    複数の羽根を有し、前記回転部とともに回転するインペラと、
    前記モータおよび前記インペラを内部に収容するハウジングと、
    前記モータと接続され、径方向外側に向かって延びる、1または複数のリード線と、
    板状のガイド板と、
    を有し、
    前記ハウジングは、
    前記回転軸に沿って延び、前記インペラの少なくとも一部を内部に収容する筒状の筒
    状部と、
    前記筒状部の少なくとも一部から径方向外側へ向けて突出するフランジ部と、
    前記筒状部の少なくとも一部に設けられたリード線引出口と、
    前記リード線引出口と連通し、前記フランジ部を軸方向に貫通する縦溝と、
    を有し、
    前記ガイド板は、前記縦溝内に配置され、
    前記複数のリード線の少なくとも一部は、前記縦溝内の前記ガイド板よりも径方向内側
    に収容され
    前記ガイド板は、径方向内側へ向けて突出する突出部を有し、
    前記突出部は、前記リード線引出口に嵌まる、ファンモータ。
  2. 請求項1に記載のファンモータであって、
    前記ガイド板は、周方向に突出する凸部を有し、
    前記フランジ部は、前記縦溝の周囲に、周方向に凹む凹部を有し、
    前記凸部は、前記凹部に嵌まるファンモータ。
  3. 請求項1に記載のファンモータであって、
    前記ガイド板は、周方向に凹む凹部を有し、
    前記フランジ部は、前記縦溝の周囲に、周方向に突出する凸部を有し、
    前記凹部に、前記凸部が嵌まるファンモータ。
  4. 請求項1に記載のファンモータであって、
    前記ガイド板は、前記縦溝内において、圧入、接着、または溶着により固定されているファンモータ。
  5. 請求項に記載のファンモータであって、
    前記突出部は、前記ガイド板の周方向の両端部のうち、前記回転軸に近い端部付近から
    径方向内側へ突出するファンモータ。
  6. 請求項に記載のファンモータであって、
    前記突出部は、前記ガイド板の周方向の中央部付近から径方向内側へ突出するファンモータ。
  7. 請求項に記載のファンモータであって、
    前記突出部は、前記ガイド板の周方向の両端部のうち、前記回転軸から離れた端部付近から径方向内側へ突出するファンモータ。
  8. 請求項1から請求項までのいずれかに記載のファンモータであって、
    前記縦溝の周方向の幅は、前記リード線引出口の周方向の幅よりも大きいファンモータ。
  9. 請求項1から請求項までのいずれかに記載のファンモータであって、
    前記リード線引出口は、
    前記筒状部の軸方向の端部から軸方向に延びる引出口縦部と、
    前記引出口縦部の少なくとも一部から周方向に延びる引出口横部と、
    を有し、
    前記引出口縦部と前記引出口横部とが互いに直交、または交差するファンモータ。
  10. 請求項1から請求項までのいずれかに記載のファンモータであって、
    前記筒状部は、周方向に突出する壁部を有し、
    前記ガイド板は、前記壁部に向かって突出する爪部を有し、
    前記爪部は、前記壁部にフックされているファンモータ。
  11. 請求項10に記載のファンモータであって、
    前記壁部は、前記壁部を貫通する貫通孔をさらに有し、
    前記爪部は、前記貫通孔にフックされているファンモータ。
  12. 請求項10に記載のファンモータであって、
    前記爪部は、前記壁部の軸方向の端部にフックされているファンモータ。
  13. 請求項10から請求項12までのいずれかに記載のファンモータであって、
    前記爪部は、前記ガイド板よりも周方向の幅が狭く、
    前記爪部は、径方向内側に突出する補強部を有するファンモータ。
  14. 請求項1から請求項13までのいずれかに記載のファンモータであって、
    前記ガイド板の径方向外側の面の少なくとも一部は、前記ハウジングの径方向外側の空
    間に露出しているファンモータ。
  15. 請求項1から請求項13までのいずれかに記載のファンモータであって、
    前記ガイド板の径方向外側の面は、前記ハウジングに覆われているファンモータ。
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