JP6740710B2

JP6740710B2 - ファンモータ

Info

Publication number: JP6740710B2
Application number: JP2016103170A
Authority: JP
Inventors: 桂玲張; 竹下　英伸; 英伸竹下
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2036-05-24
Also published as: US10844865B2; US20210018010A1; JP2017210892A; US11905960B2; DE102017208771A1; CN107420318A; US20170342991A1

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、凸型ブロックの延びる長さが長いため、電源ワイヤを外部へ引き出す場合やモータを駆動させる場合において、強度不足によって破損する虞が有る。

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、上述の課題を解決した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、ファンモータであって、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、回転部とともに回転するインペラと、モータおよびインペラを内部に収容するハウジングと、モータと接続され、径方向外側に向かって延びる、複数のリード線と、を有し、ハウジングは、回転軸に沿って吸気側から排気側へと延び、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、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、筒状部の少なくとも一部に設けられ、筒状部を径方向に貫通するリード線引出口と、リード線引出口と連通し、フランジ部を軸方向に貫通する縦溝と、を有し、フランジ部は、筒状部へ向かって延びる第１規制部、を有し、複数のリード線の少なくとも一部は、リード線引出口を通過して径方向外側に引き出され、第１規制部よりも径方向内側且つ縦溝内に収容され、縦溝内から排気側に向かって延びており、ファンモータは、リード線引出口の一部を覆うクリップを有しており、クリップは、リード線引出口のうちリード線よりも排気側を覆う、本体部と、本体部から吸気側に突出する突出部と、を有する、ファンモータである。

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、変形例に係るファンモータの部分底面図である。図６は、変形例に係るファンモータの部分底面図である。図７は、変形例に係るファンモータの斜視図である。図８は、変形例に係るファンモータの部分斜視図である。図９は、変形例に係るファンモータの部分斜視図である。図１０は、変形例に係るファンモータの部分側面図である。図１１は、変形例に係るファンモータの部分側面図である。

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１および図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、複数のリード線６０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、軸受ホルダ２１３と、回路基板６５と、リード線６０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、フランジ部７３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。

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、排気側且つ径方向外側から見た部分斜視図である。図４は、ハウジング４におけるリード線引出口８１付近を、排気側且つ径方向内側から見た部分斜視図である。

図３または図４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４において、リード線引出口８１は径方向内側から外側に見て略「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４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、モータ２から径方向外側に引き出された、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。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、リード線６０を収容できる十分な容積を確保できる。

なお、図１に示すリード線６０の一端は、モータ２の回路基板６５に電気的に接続される。リード線６０の他端は、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。

ここで、フランジ部７３は、筒状部６１へ向かって延びる第１規制部８５、を有している。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を通過して径方向外側に引き出され、第１規制部８５よりも径方向内側且つ縦溝８２内に収容される。これにより、リード線６０が径方向外側に抜けたり撓んだりすることを抑制することができる。

また、第１規制部８５は、根元部８５１および先端部８５２を有しており、根元部８５１から先端部８５２に向かって径方向内側に傾斜している。これにより、縦溝８２内のリード線６０を収容する空間を最小限に留めることで、リード線が径方向外側へ抜けたり撓んだりすることを抑制することができる。但し、後述の図５および図６のように、径方向内側に傾斜していなくても良い。

一方、筒状部６１は、第１規制部８５の径方向内側に位置し、第１規制部８５と径方向に間隙を介して対向する第２規制部８６を有する。当該間隙は、縦溝８２の一部である。すなわち、第１規制部８５以外の部位でリード線６０を規制しているため、第１規制部８５の長さを短く設計可能となる。そのため、第１規制部８５および第２規制部８６、双方の長さを短く設計でき、強度向上につながる。

なお、第２規制部８６は、筒状部６１の周面に沿って延びているため、第２規制部８６を成型しやすいという利点を有している。

また、第２規制部８６は、筒状部６１から第１規制部８５へ延びる第３規制部８６１と、フランジ部７３の基部７３１から第１規制部８５へ延びる第４規制部８６２と、を有している。この場合、引出口縦部８１１は、第３規制部８６１と第４規制部８６２との間に形成されている。これにより、リード線６０が径方向内側に配置された風洞１０側へ抜けてしまうことを抑制することができる。つまり、モータ２から引き出されたリード線６０は、リード線引出口８１より径方向外方に引き出される。このとき、リード線６０は、第３規制部８６１または第４規制部８６２によって軸方向に移動が規制され、リード線６０の保持が容易となる。また、周方向に延びる引出口横部８１２にリード線６０が保持されることで、リード線６０の周方向の移動が規制され、リード線６０の保持が容易となる。さらに上述のとおり、リード線６０は、第１規制部８５よりも径方向内側且つ縦溝８２内に収容されることにより、リード線６０が径方向外側に抜けたり撓んだりすることを抑制することができる。
＜２．変形例＞

続いて、本発明の変形例について説明する。図５および図６は、ハウジングにおけるリード線引出口付近を、排気側から見た部分底面図である。図５は、第２規制部８６Ｂが第３規制部８６１Ｂのみで構成されている変形例である。この場合、引出口縦部８１１Ｂは、基部７３１Ｂと第３規制部８６１Ｂとの間に形成される。これにより、リード線が径方向内側に配置された風洞１０Ｂ側へ抜けてしまうことを抑制することができる。さらに、第３規制部８６１Ｂによりリード線の軸方向への移動を抑制することができる。

図６は、第２規制部８６Ｃが第４規制部８６２Ｃのみで構成されている変形例である。引出口縦部８１１Ｃは、第４規制部８６２Ｃと筒状部６１Ｃとの間に形成されている。これにより、リード線が径方向内側に配置された風洞１０Ｃ側へ抜けてしまうことを抑制することができる。さらに、第４規制部８６２Ｃによりリード線は軸方向に移動することを抑制することができる。

その他、リード線を引き出す方向の変形例を示す。図７は、ファンモータ１Ｄの斜視図である。前述の実施形態と異なり、当該実施形態では、複数のリード線６０Ｄの少なくとも一部は、リード線引出口８１を通った後、縦溝８２Ｄ内から吸気側に向かって延びてもよい。当該実施形態は、ファンモータの接続先が、ファンモータの排気側よりも吸気側の方が近い場合に好ましい。このように、本発明は、汎用性の高いファンモータを提供することができる。

さらに、本発明では、リード線引出口の一部を覆うクリップを有していても良い。なお、「覆う」とは、リード線引出口の径方向外側への開口面積の一部を縮小させることを言う。図８および図９は、ハウジングにおけるリード線引出口付近を、吸気側から見た部分斜視図である。図１０および図１１は、ハウジングにおけるリード線引出口付近を、図９の矢印Ｙの方向から見た部分側面図である。

図９に示すように、クリップ８７Ｅは、周方向端部において、筒状部６１Ｅの内周面に係合する係合部８７１１Ｅを有している。クリップ８７Ｅは、リード線６０Ｅを径方向外側へ引き出した後、リード線６０Ｅよりも排気側から矢印Ｙの方向に向かって移動させ、筒状部６１Ｅの内周面に係合される。これにより、リード線６０Ｅがリード線引出口８１Ｅを通って径方向内側に配置された風洞側へ抜けてしまうことを抑制することができる。

さらに、クリップ８７Ｅが、風洞の径方向外側への開口面積を縮小させることができるため、ファンモータの風量特性や静圧特性が向上する。図１０は、図９の矢印Ｙの方向から見た部分側面図である。破線で示す引出口横部８１２Ｅの径方向外側への開口面積の一部が、クリップ８７Ｅで覆われている。なお、引出口横部８１２Ｅの開口面積の半分以上が、クリップ８７Ｅで覆われていることが好ましい。

この場合、図１１の破線で示すように、クリップ８７Ｆが、リード線引出口のうちリード線６０Ｆよりも下側を覆う本体部８７１Ｆと、本体部８７１Ｆから上側に突出する突出部８７２Ｆと、を有していても良い。このように、リード線６０Ｆの収容空間を必要最低限にすることで、風洞の径方向外側への開口面積を縮小させることができるため、ファンモータの風量特性や静圧特性が向上する。なお、風洞の径方向外側への開口面積を縮小させるためにクリップを用いたが、この限りではない。封止剤などの樹脂を用いても良い。また、クリップを筒状部の内側から設置してもよい。

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。

例えば、リード線引出口および縦溝は、ハウジングの排気側ではなく、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、モータの基板が吸気側に配置されている場合、リード線引出口および縦溝は、ハウジングの吸気側に設けることが望ましい。

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，１Ｃ，１Ｄ…ファンモータ、２…モータ、２１…静止部、２１１…ベース部、２１２…ステータ、２１３…軸受ホルダ、２１４…軸受部、２２…回転部、２２１…シャフト、２２２…ロータホルダ、２２３…マグネット、３…インペラ、３１…カップ部、３２…羽根、３４…環状部材、４，４Ｄ…ハウジング、５１…ステータコア、５２…コイル、５３…ロータ蓋部、５４…ロータ筒部、６０，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆ…リード線、６１，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ…筒状部、６３…支持部、６５…回路基板、７３，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ…フランジ部、７３１，７３１Ｂ…基部、８１，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｅ…リード線引出口、８１１，８１１Ｂ，８１１Ｃ，８１１Ｅ…引出口縦部、８１２，８１２Ｅ…引出口横部、８２，８２Ｄ…縦溝、８２３…側壁、８４…壁部、８５，８５Ｂ，８５Ｃ，８５Ｅ…第１規制部、８５１…根元部、８５２…先端部、８６，８６Ｂ，８６Ｅ…第２規制部、８６１，８６１Ｂ，８６１Ｅ…第３規制部、８６２，８６２Ｃ，８６２Ｅ…第４規制部、８７，８７Ｅ，８７Ｆ…クリップ、８７１，８７１Ｅ，８７１Ｆ…本体部、８７１１Ｅ…係合部、８７２Ｆ…突出部、９…回転軸、１０，１０Ｂ，１０Ｃ…風洞、Ｙ…矢印

Claims

ファンモータであって、
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、複数のリード線と、
を有し、
前記ハウジングは、
前記回転軸に沿って吸気側から排気側へと延び、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、前記筒状部を径方向に貫通するリード線引出口と、
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、
前記フランジ部は、
前記筒状部へ向かって延びる第１規制部、を有し、
前記複数のリード線の少なくとも一部は、前記リード線引出口を通過して径方向外側に引き出され、前記第１規制部よりも径方向内側且つ前記縦溝内に収容され、前記縦溝内から排気側に向かって延びており、
前記ファンモータは、前記リード線引出口の一部を覆うクリップを有しており、
前記クリップは、
前記リード線引出口のうち前記リード線よりも排気側を覆う、本体部と、
前記本体部から吸気側に突出する突出部と、
を有する、ファンモータ。
ファンモータであって、
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、複数のリード線と、
を有し、
前記ハウジングは、
前記回転軸に沿って吸気側から排気側へと延び、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、前記筒状部を径方向に貫通するリード線引出口と、
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、
前記フランジ部は、
前記筒状部へ向かって延びる第１規制部、を有し、
前記複数のリード線の少なくとも一部は、前記リード線引出口を通過して径方向外側に引き出され、前記第１規制部よりも径方向内側且つ前記縦溝内に収容され、前記縦溝内から吸気側に向かって延びており、
前記ファンモータは、前記リード線引出口の一部を覆うクリップを有しており、
前記クリップは、
前記リード線引出口のうち前記リード線よりも吸気側を覆う、本体部と、
前記本体部から排気側に突出する突出部と、
を有する、ファンモータ。
請求項１または請求項２に記載のファンモータであって、
前記第１規制部は、根元部から先端部に向かって径方向内側に傾斜している。
請求項１から請求項３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、前記第１規制部の径方向内側に位置し、前記第１規制部と径方向に間隙を介して対向する第２規制部を有する。
請求項４に記載のファンモータであって、
前記第２規制部は、前記筒状部の周面に沿って延びている。
請求項４に記載のファンモータであって、
前記第２規制部は、前記筒状部から第１規制部へ延びる第３規制部と、前記フランジ部の基部から第１規制部へ延びる第４規制部と、
を有し、
前記リード線引出口は、前記筒状部の軸方向の上端または下端から軸方向に延びる引出口縦部と、
を有し、
前記引出口縦部は、前記第３規制部と前記第４規制部との間に形成されている。
請求項６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。
請求項１または請求項２に記載のファンモータであって、
前記クリップは、周方向端部において、前記筒状部の内周面に係合する係合部を有する。