JP6783679B2 - モータ及びブロワ - Google Patents
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Description
本発明は、例えばＣＰＡＰ（Continuous Positive Airway Press）用などに用いられるモータ及びこれを備えたブロワに関する。
モータを構成する部品としては、回転子、固定子、軸受、モータハウジングなどがある。例えばインナーロータ型のモータにおいては、固定子は固定子コアの外径部分をモータハウジングに固定されている。また回転子は軸受部品を介してモータハウジングに回転可能に軸支されている。
このようなモータ構造において、モータハウジングには、固定子及び回転子の磁気吸引力に起因する振動、回転子と軸受に関する振動の全てが伝達されることになる。また、モータハウジングに伝達される振動は、モータの回転数が早くなればなるほど大きくなってしまう。
このようなモータ構造において、モータハウジングには、固定子及び回転子の磁気吸引力に起因する振動、回転子と軸受に関する振動の全てが伝達されることになる。また、モータハウジングに伝達される振動は、モータの回転数が早くなればなるほど大きくなってしまう。
この対策として、組立後のモータを弾性部品等で包むか或いは吊るなどの防振対策をした後に、製品に組み付けられている。例えば、回転子を軸支する軸受のクリープ現象を抑制するために通し孔が設けられたボールハウジングに嵌め込まれたボールベアリングの外周部に弾性体よりなる筒状のキャップを装着する。このキャップの内周面には通し孔に対応する突起が設けられている。キャップをボールハウジングの外周部に通し孔に突起を嵌め込んで装着することで、突起がボールベアリングの外輪を押圧することで外輪の回転を抑制する技術が提案されている（特許文献１参照）。
上述したモータに防振対策を設けるとすれば、モータを弾性部品で包むとモータ及びこれを組み付けるブロワの外径が大きくなってしまい、モータを弾性部品で吊るすとすれば、防振用の空間が必要となるため製品形状が大きくなってしまう。
また、特許文献１では、ボールハウジングの外周部に弾性体よりなるキャップを装着するので、回転子と軸受間の振動は多少減衰するが固定子と回転子間の駆動がモータハウジング（ブラケット）に伝達されて騒音となり易い。
また、特許文献１では、ボールハウジングの外周部に弾性体よりなるキャップを装着するので、回転子と軸受間の振動は多少減衰するが固定子と回転子間の駆動がモータハウジング（ブラケット）に伝達されて騒音となり易い。
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
モータハウジングと、前記モータハウジング内に固定子コアが一体に組み付けられた固定子と、前記固定子コアの中心孔に同心状に配置されて一体に組み付けられた筒状に形成された軸受ハウジングと、前記軸受ハウジング内に挿入され内外輪接着により固定された軸受を介して回転子軸が回転可能に軸支された回転子と、備えたモータであって、前記固定子コアは、コアバック部の外周面と前記モータハウジングの内壁面との間に径方向に弾性部材を介在させて一体に組み付けられており、前記軸受ハウジングは、前記固定子コアの径方向内側に突設された極歯に囲まれた中心孔に対して前記固定子コアの軸方向両端より一体に組み付けられ前記軸受ハウジングと前記軸受との間に軸方向に弾性部材を介在させて組み付けられていることを特徴とする。
モータハウジングと、前記モータハウジング内に固定子コアが一体に組み付けられた固定子と、前記固定子コアの中心孔に同心状に配置されて一体に組み付けられた筒状に形成された軸受ハウジングと、前記軸受ハウジング内に挿入され内外輪接着により固定された軸受を介して回転子軸が回転可能に軸支された回転子と、備えたモータであって、前記固定子コアは、コアバック部の外周面と前記モータハウジングの内壁面との間に径方向に弾性部材を介在させて一体に組み付けられており、前記軸受ハウジングは、前記固定子コアの径方向内側に突設された極歯に囲まれた中心孔に対して前記固定子コアの軸方向両端より一体に組み付けられ前記軸受ハウジングと前記軸受との間に軸方向に弾性部材を介在させて組み付けられていることを特徴とする。
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
モータハウジングと、前記モータハウジング内に固定子コアが一体に組み付けられた固定子と、前記固定子コアの中心孔に同心状に配置されて一体に組み付けられた筒状に形成された軸受ハウジングと、前記軸受ハウジング内に挿入された軸受を介して回転子軸が回転可能に軸支された回転子と、備えたモータであって、前記固定子コアは、前記モータハウジングとの間に径方向に弾性部材を介在させて一体に組み付けられており、前記軸受ハウジングは、前記固定子コアの径方向内側に突設された極歯に囲まれた中心孔に対して前記固定子コアの軸方向両端より一体に組み付けられていることを特徴とする。
モータハウジングと、前記モータハウジング内に固定子コアが一体に組み付けられた固定子と、前記固定子コアの中心孔に同心状に配置されて一体に組み付けられた筒状に形成された軸受ハウジングと、前記軸受ハウジング内に挿入された軸受を介して回転子軸が回転可能に軸支された回転子と、備えたモータであって、前記固定子コアは、前記モータハウジングとの間に径方向に弾性部材を介在させて一体に組み付けられており、前記軸受ハウジングは、前記固定子コアの径方向内側に突設された極歯に囲まれた中心孔に対して前記固定子コアの軸方向両端より一体に組み付けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、固定子コア、軸受及び軸受ハウジングが一体に固定され、固定子コアとモータハウジングとの間に弾性部材が介在して組み付けられているので、モータハウジング内で固定子、回転子、軸受との間で防振構造を設けることで、モータの振動がモータハウジングに伝わり難くすることができる。
前記軸受ハウジングは、前記固定子コアの径方向内側に突設された極歯に囲まれた中心孔に対して前記固定子コアの両端より一体に組み付けられていることが好ましい。これにより、軸受ハウジングがモータハウジングではなく固定子コアに一体に組み付けられていることから、軸受から直接モータハウジングに振動が伝達され難くなる。
前記軸受ハウジングと前記軸受との間に軸方向に弾性部材を介在させて組み付けられていてもよい。
これにより、高速回転する軸受に対して予圧を付与して寿命を長くすることができる。
尚、弾性部材としては、ウェーブワッシャー、板ばね、皿ばね、コイルスプリング等があるが、小型のボールベアリングを高速回転で使用するＣＰＡＰ用においては、コイルスプリングを自然長より圧縮させて介在させた方が、ウェーブワッシャーに比べて付与する予圧のばらつきが少ないため軸方向に荷重を安定して付与できるのでより好ましい。
これにより、高速回転する軸受に対して予圧を付与して寿命を長くすることができる。
尚、弾性部材としては、ウェーブワッシャー、板ばね、皿ばね、コイルスプリング等があるが、小型のボールベアリングを高速回転で使用するＣＰＡＰ用においては、コイルスプリングを自然長より圧縮させて介在させた方が、ウェーブワッシャーに比べて付与する予圧のばらつきが少ないため軸方向に荷重を安定して付与できるのでより好ましい。
上述したモータのモータハウジングとブロワハウジングが一体に組み付けられて送風路が形成されており、前記ブロワハウジングに延設された回転子軸にインペラが一体に組み付けられているブロワにおいては、モータハウジングの振動がブロワハウジングに伝わり難くなるため、静音化を実現することができる。
モータハウジング内で固定子、回転子、軸受との間で防振構造を設けることでモータの振動がモータハウジングに伝わり難くしたモータを提供することができる。
また、モータハウジングが振動し難いので、ブロワハウジングに振動が伝わり難くなるため静音化を実現したブロワを提供することができる。
また、モータハウジングが振動し難いので、ブロワハウジングに振動が伝わり難くなるため静音化を実現したブロワを提供することができる。
以下、本発明に係るモータ及びブロワの一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。先ず、モータの概略構成について図１を参照して説明する。モータは、ＤＣブラシレスモータが用いられ、本実施例ではインナーロータ型モータが用いられる。
図１に示すように、モータハウジング１は、第１モータハウジング１ａと第二モータハウジング１ｂを組み合わせて、連通するねじ孔１ｃ、１ｄに図示しないボルトをねじ嵌合させて一体に組み付けられる。モータハウジング１としては、ＳＵＳ（ステンレススチール）、アルミニウム材等が用いられる。
固定子２は、モータハウジング１内に組み付けられている。固定子２は、固定子コア２ａとその両端面を覆うインシュレータ２ｂと極歯２ｅの周囲にインシュレータ２ｂを介してマグネットワイヤーが巻かれたコイル２ｃを備えている。固定子コア２ａは複数の電磁鋼板が積層されてかしめられた積層コアが用いられる。固定子コア２ａは環状のコアバック部２ｄから径方向内側に向かって複数の極歯２ｅが形成されている。固定子コア２ａは、コアバック部２ｄの外周面に弾性部材３を介在させて第２モータハウジング１ｂの内壁面と一体に固定されている。弾性部材３としてはゴムシート、エラストマー樹脂等が用いられる。
これにより、固定子２と回転子６間の振動をモータハウジング１に伝わり難くすることができる。
これにより、固定子２と回転子６間の振動をモータハウジング１に伝わり難くすることができる。
また、固定子コア２ａの径方向内側に突設された極歯２ｅに囲まれた中心孔２ｆには筒状に形成された一対の軸受ハウジング４ａ，４ｂが両端面より圧入又は接着にて固定されている。軸受ハウジング４ａ，４ｂは、非磁性体金属材（例えばアルミニウム、非磁性ステンレス等）が用いられ、各極歯２ｅの磁束作用面に圧入されるため、圧入量が必要最小限となるように調整されている。軸受ハウジング４ａ，４ｂの固定子コア２ａに対する圧入量が増えて極歯２ｅの磁束作用面に発生する磁束を妨げると渦電流が発生してモータ性能が低下するおそれがあるからである。軸受ハウジング４ａ，４ｂの筒孔内には、軸受５ａ，５ｂ（ボールベアリング）が各々挿入され、内外輪が接着固定されている。
回転子６は、各軸受ハウジング４ａ，４ｂ内に挿入された軸受５ａ，５ｂを介して回転子軸７が回転可能に軸支されている。軸受ハウジング４ａと軸受５ａとの間にはウェーブワッシャー８ａ（弾性部材）を介在させている。これにより、高速回転する軸受５ａ，５ｂに対して予圧を付与して寿命を長くすることができる。
尚、ウェーブワッシャー８ａに替えて、板ばね、皿ばね等であってもよいが、小型のボールベアリングを高速回転で使用するＣＰＡＰ用においては、コイルスプリング８ｂ（図２参照）を自然長より圧縮させて介在させた方が、ウェーブワッシャー８ａに比べて付与する予圧のばらつきが少ないため軸方向に荷重を安定して付与できるのでより好ましい。
尚、ウェーブワッシャー８ａに替えて、板ばね、皿ばね等であってもよいが、小型のボールベアリングを高速回転で使用するＣＰＡＰ用においては、コイルスプリング８ｂ（図２参照）を自然長より圧縮させて介在させた方が、ウェーブワッシャー８ａに比べて付与する予圧のばらつきが少ないため軸方向に荷重を安定して付与できるのでより好ましい。
回転子軸７には回転子マグネット９が同心状に組み付けられている。回転子軸７は軸受ハウジング４ａ，４ｂに組み付けられた軸受５ａ，５ｂに挿入されて回転子マグネット９が固定子コア２ａの極歯２ｅと対向配置されて組み付けられている。回転子マグネット９と軸受５ａ，５ｂとの間にはスペーサー１０ａ，１０ｂが設けられている。
また、回転子軸７の一端は、第１モータハウジング１ａより外部に延設されており、出力側となる。また、回転子軸７の第２モータハウジング１ｂ側の他端には、センサマグネット１１とバランサー１２が一体に組み付けられている。センサマグネット１１は、回転子磁極位置を検出するものであり、回転子マグネット９と周方向に同位相で着磁されている。バランサー１２は、センサマグネット１１のバックヨークとして用いられ或いは後述するインペラのカウンターバランス修正材として用いられる。
インシュレータ２ｂには、モータ駆動回路が設けられたモータ基板１３が支持されている。モータ基板１３には、コイル２ｃから引き出された引出し線が接続される。また、モータ基板１３のセンサマグネット１１の対向面には、磁極検出センサ１４（ホールＩＣ等）が設けられている。磁極検出センサ１４によりセンサマグネット１１の磁極位置を検出することで、回転子マグネット９の回転位置を検出してコイル２ｃへの通電方向が切り替えられる。
上述したように、固定子コア２ａは、第２モータハウジング１ｂの内壁面に径方向に弾性部材３を介して一体に組み付けられており、軸受ハウジング４ａ内に軸受５ａを介して回転子軸７が一体に組み付けられ、軸受５ａと軸受ハウジング４ａ間に軸方向にウェーブワッシャー８ａ（弾性部材）を介して回転子６が回転可能に軸支されている。
上記構成によれば、固定子コア２ａ、軸受５ａ及び軸受ハウジング４ａが一体に固定され、固定子コア２ａと第２モータハウジング１ｂとの間に弾性部材３が介在して組み付けられているので、モータハウジング１内で固定子２、回転子６、軸受５ａ，５ｂとの間で防振構造を設けることで、モータの振動がモータハウジング１に伝わり難くすることができる。
図２は、図１と同様のモータＭを備えたブロワ１５の構成例を示す。モータＭの内部構造は図１と同様であるので、異なる構成を中心に説明する。ブロワ１５は、ＣＰＡＰ用のブロワを想定しているものとする。
モータハウジング１６（第１モータハウジング１６ａ及び第２モータハウジング１６ｂ）内にはモータＭが収納されている。また第１モータハウジング１６ａとブロワハウジング１７に囲まれたブロワ室２０内にはインペラ１８が収納されている。モータハウジング１６（第１モータハウジング１６ａ及び第２モータハウジング１６ｂ）とブロワハウジング１７の外周側には湾曲した凹溝が各々形成されておりこれらを組み合せて環状の送風路１９が形成されている。ブロワハウジング１７の中央部には流体を軸方向に吸込む吸込み口１７ａが形成されおり、インペラ１８により周方向に加圧されて送風路１９を周回して吐出されるようになっている。
モータハウジング１６（第１モータハウジング１６ａ及び第２モータハウジング１６ｂ）内にはモータＭが収納されている。また第１モータハウジング１６ａとブロワハウジング１７に囲まれたブロワ室２０内にはインペラ１８が収納されている。モータハウジング１６（第１モータハウジング１６ａ及び第２モータハウジング１６ｂ）とブロワハウジング１７の外周側には湾曲した凹溝が各々形成されておりこれらを組み合せて環状の送風路１９が形成されている。ブロワハウジング１７の中央部には流体を軸方向に吸込む吸込み口１７ａが形成されおり、インペラ１８により周方向に加圧されて送風路１９を周回して吐出されるようになっている。
固定子コア２ａは、コアバック部２ｄの外周面と第２モータハウジング１６ｂの内壁面との間に弾性部材３を介在させて第２モータハウジング１６ｂと第１モータハウジング１６ａの対向する端面どうしの間に挟み込まれて一体に固定されている。これにより、固定子２と回転子６間の振動をモータハウジング１６に伝わり難くすることができる。
また、軸受ハウジング４ａと軸受５ａとの間にはコイルスプリング８ｂ（弾性部材）を自然長より圧縮した状態で介在させている。これにより、高速回転する軸受５ａ，５ｂに対して安定した予圧を付与して（付与する予圧のばらつきが少ないため）寿命を長くすることができる。
よって、モータハウジング１６内で固定子２、回転子６、軸受５ａ，５ｂとの間で防振構造を設けることで、モータＭの振動がモータハウジング１６に伝わり難くすることができる。
また、軸受ハウジング４ａと軸受５ａとの間にはコイルスプリング８ｂ（弾性部材）を自然長より圧縮した状態で介在させている。これにより、高速回転する軸受５ａ，５ｂに対して安定した予圧を付与して（付与する予圧のばらつきが少ないため）寿命を長くすることができる。
よって、モータハウジング１６内で固定子２、回転子６、軸受５ａ，５ｂとの間で防振構造を設けることで、モータＭの振動がモータハウジング１６に伝わり難くすることができる。
インペラ１８は、第１モータハウジング１６ａより外側に延設されブロワ室２０側に進入した回転子軸７の一端に組み付けられている。また、第２モータハウジング１６ｂ内の回転子軸７の他端には、センサマグネット１１とバランサー１２が一体に組み付けられている。バランサー１２は、センサマグネット１１のバックヨークであると共にインペラ１８のカウンターウェイトとして機能する。
モータＭを起動すると、ブロワ１５のインペラ１８が回転し、該インペラ１８の回転によりブロワハウジング１７内に吸込み口１７ａから軸方向に吸い込まれた流体は送風路１９を周回して加圧され図示しない吐出口より圧縮空気が送り出されるようになっている。
上記構成によれば、モータハウジング１６の振動が低減できるのでブロワハウジング１７に振動が伝わり難く、静音化を実現することができる。
上記実施例は、インナーロータ型のモータを用いて説明したが、固定子コアは、モータハウジング（軸受ハウジング）の外壁面に径方向に弾性部材を介在させて一体に組み付けることができれば、アウターロータ型のモータであっても適用することができる。
１，１６ モータハウジング １ａ，１６ａ 第１モータハウジング １ｂ，１６ｂ 第２モータハウジング １ｃ，１ｄ ねじ孔 ２ 固定子 ２ａ 固定子コア ２ｂ インシュレータ ２ｃ コイル ２ｄ コアバック部 ２ｅ 極歯 ２ｆ 中心孔 ３ 弾性部材 ４ａ，４ｂ 軸受ハウジング ５ａ，５ｂ 軸受 ６ 回転子 ７ 回転子軸 ８ａ ウェーブワッシャー ８ｂ コイルスプリング ９ 回転子マグネット １０ａ，１０ｂ スペーサー １１ センサマグネット １２ バランサー １３ モータ基板 １４ 磁極検出センサ １５ ブロワ １７ ブロワハウジング １７ａ 吸込み口 １８ インペラ １９ 送風路
Claims (2)
- モータハウジングと、
前記モータハウジング内に固定子コアが一体に組み付けられた固定子と、
前記固定子コアの中心孔に同心状に配置されて一体に組み付けられた筒状に形成された軸受ハウジングと、
前記軸受ハウジング内に挿入され内外輪接着により固定された軸受を介して回転子軸が回転可能に軸支された回転子と、備えたモータであって、
前記固定子コアは、コアバック部の外周面と前記モータハウジングの内壁面との間に径方向に弾性部材を介在させて一体に組み付けられており、前記軸受ハウジングは、前記固定子コアの径方向内側に突設された極歯に囲まれた中心孔に対して前記固定子コアの軸方向両端より一体に組み付けられ前記軸受ハウジングと前記軸受との間に軸方向に弾性部材を介在させて組み付けられていることを特徴とするモータ。 - 請求項１記載のモータのモータハウジングとブロワハウジングが一体に組み付けられて送風路が形成されており、前記ブロワハウジングに延設された回転子軸にインペラが一体に組み付けられているブロワ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017018694A JP6783679B2 (ja) | 2017-02-03 | 2017-02-03 | モータ及びブロワ |
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| US17/380,300 US11699937B2 (en) | 2017-02-03 | 2021-07-20 | Blower |
Applications Claiming Priority (1)
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