JPH09312954A - 一軸受形ファンモータ - Google Patents

一軸受形ファンモータ

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JPH09312954A
JPH09312954A JP1728397A JP1728397A JPH09312954A JP H09312954 A JPH09312954 A JP H09312954A JP 1728397 A JP1728397 A JP 1728397A JP 1728397 A JP1728397 A JP 1728397A JP H09312954 A JPH09312954 A JP H09312954A
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JP
Japan
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rotor
shaft
housing
bearing
fan
Prior art date
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Pending
Application number
JP1728397A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Egawa
義弘 江川
Shuji Maehara
修治 前原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Keiki Works Ltd
Original Assignee
Nippon Keiki Works Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Keiki Works Ltd filed Critical Nippon Keiki Works Ltd
Priority to JP1728397A priority Critical patent/JPH09312954A/ja
Publication of JPH09312954A publication Critical patent/JPH09312954A/ja
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの厚さを薄くして小形化を実現できる
一軸受形ファンモータを提供する。 【構成】 図1(b)において、ロータ34にはボール
ベアリング39の外輪39aが取り付けられている。ス
テータのハウジング部35にはシャフト41が固定され
ている。シャフト41に対しハジング部35の外径は大
きい。ロータ34が取り付けられたボールベアリング3
9の内輪39bをシャフト41に挿入することによりフ
ァンモータが形成される。ロータの抜け防止は、マグネ
ットと三角コイルとの間に発生する軸方向の吸引力によ
りスラスト方向に予圧をかけて行う。ロータ34の横揺
れによるハウジング部35への衝突をスベリワッシャ3
7を挿入することにより防止している。これによりモー
タの厚さを薄くできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータの軸受け構造を
改良して厚さを薄くしたファンモータに関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小形化に伴い、ファンモータ
の小形化が要請されている。ファンモータを小型化する
場合、外形は風量によってほぼ制約を受けるので、厚さ
をどのように薄くするかが課題となる。従来のファンモ
ータは、軸受けに主軸受け(深溝主軸受け)を用いる場
合、主軸受けが1個であると、支持する点が1つとな
り、安定した回転が得られないため2個用いるか、また
は主軸受け1個と他の軸受け(スベリ軸受け)との組合
せが必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図6は、従来のファン
モータの軸受け構造を説明するための図で、(a)はボ
ールベアリングを2個用いた例である。ファンを形成す
るロータ23にシャフト19が固定され、シャフト19
にボールベアリング20と21の内輪が固定されてい
る。シャフト19の端部にバネ24が挿入され止めリン
グ25で係止されている。ボールベアリング20は、外
輪29a,内輪29bおよびボールベアリング20a・
・・20nより構成されており、ボールベアリング20
a・・・20nは外輪29aと内輪29bとの間の一つ
の円周線の上に配列された構造となっている。そのため
ボールベアリング1個では、図示しないステータに対し
シャフト19が平行状態を維持することは難しい。よっ
て、同様な構造のボールベアリング21を設け、ステー
タに対しシャフト19が傾むかないようにしている。
【0004】従来のファンモータは、このように2個の
ボールベアリングを用いなければならず、モータの厚さ
がボールベアリング2個の厚さAに規制され薄形化は困
難であった。図6(b)に示すものは、ボールベアリン
グ1個の他にスベリ軸受けを組み合わせた例である。ボ
ールベアリング26の他に、スベリ軸受け28によって
シャフト30が支持されている。ボールベアリング26
とスベリ軸受け28との間は、少なくとも数ミリのギャ
ップを取る必要がある。
【0005】この例によれば、厚さはBとなり、ボール
ベアリング2個に比較し少し薄くなるが、シャフト30
にスベリ軸受け28が直接接しているため、寿命が短く
なるという欠点があった。また、寿命をできるだけ延ば
すため含油方式にすると、油の流出を防止するための構
造にしなければならず、厚さが増大してしまう。本発明
の目的は、上述の諸問題を解決するもので、モータ本体
の厚さを薄くした一軸受形ファンモータを提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による一軸受形ファンモータは、ファンを同心
状に収容し風洞を兼ねるモータ枠のステータ支持部の中
央にハウジングを設け、一端を自由端とするシャフトを
前記ハウジングに取り付け、前記ハウジングの外径を前
記シャフトより大径とし、外周にファンを有するロータ
の円筒部にボールベアリングの外輪を固定し、前記シャ
フトの自由端側から前記ロータを固定したボールベアリ
ングの内輪を嵌め込むようにした軸受け構造を有してい
る。また、本発明は、上記構成において、前記ロータに
マグネットを、前記ステータ支持部に三角形状のコイル
およびヨークをそれぞれ配置し前記シャフトに対し平行
方向に磁気吸引力を発生させることにより前記ボールベ
アリングに予圧をかけスラスト方向の振動を抑えるよう
に構成してある。さらに本発明は、上記構成において、
前記ロータと前記ハウジングの間にスベリワッシャを挿
入し、前記ロータと前記ハウジングの衝突を防止するよ
うに構成してある。
【0007】
【作用】前記構成によれば、一軸受け構造の厚さを従来
に比較し薄くすることができ、さらにマグネット面と三
角形コイルとの間に発生する磁気吸引力によりロータが
支持されるため、安定な回転が得られファンモータの小
形化を実現できる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図1は、本発明による一軸受形ファンモータ
の軸受け構造の実施例を示す図である。(a)は内輪駆
動の場合,(b)は外輪駆動の場合をそれぞれ示してい
る。(c)(d)は内輪駆動および外輪駆動で過振動,
衝撃が問題になったときの対策を示した図である。上記
図1の(a)(b)(c)および(d)は、ロータの中
心部とステータ側の軸を取り付けるハウジング部分のみ
を記載したものである。まず、軸受け構造部分から説明
する。なお、図3(a)の点線で囲んだ軸受け構造部分
Aは、図1(a)の内輪駆動を適用した図であるが、こ
の部分に図1(b)の外輪駆動の軸受け構造部分を置き
換えてよいことは勿論である。
【0009】図1(a)において、ステータのハウジン
グ33は、ボールベアリング38の外輪38aが固定さ
れている。ロータ32はシャフト40の一端(自由端)
に固定され、他端側がボールベアリング38の内輪38
bに挿入されている。ここで、ロータ32が横揺れした
ときロータ32の側面Cとステータ33の側面Dとの衝
突の可能性がある。(c)に示すようにスベリワッシャ
36を入れることより、ステータ33の側面Dをワッシ
ャ36に接触させ、ロータ32の側面Cがステータ33
の側面Dに衝突することを防止することができる。
【0010】図1(b)において、ステータのハウジン
グ35にシャフト41が取り付けられている。ロータ3
4は円筒部34aを有し、円筒部34aの内側にボール
ベアリング39の外輪39aが固定されている。ボール
ベアリング39の内輪39bにシャフト41が挿入され
る。ステータのハウジング35の外径は図から明らかな
ようにシャフト41の外径より大きい。シャフト41の
ロータ34を取り付けた一端は自由端となっている。外
輪駆動の場合もロータ34が横揺れしたときロータ34
の側面Cとステータ35の側面Dとの衝突の可能性があ
る。(d)に示すようにロータ34とハウジング35の
間にワッシャ37を入れることより、ロータ34の側面
Cがワッシャ37に接触し、ロータ34の側面Cがステ
ータの側面Dに衝突することを防止することができる。
【0011】図2は、本発明による一軸受形ファンモー
タの外観を示す分解正面図で、(a)はステータが組み
込まれているモータ枠側を、(b)はロータであるファ
ンを示している。モータ枠1の4隅に止め孔1b,1
c,1d,1eが設けられ、中央部にステータ支持部1
aが設けられている。ステータ支持部1aは4個の連結
部1f,1g,1h,1iによってモータ枠1の外枠1
jに支持されている。外枠1jで形成される内部形状
は、円筒形であり、この円筒形部分がファンを収容した
ときの風洞の機能を有する。ステータ支持部1aには基
板11が取り付けられ、その上に固定ヨーク6が、さら
にその上に三角形コイル4が固定されている。ステータ
支持部1aの中央部には軸受け孔5を有するハウジング
14が配置されている。
【0012】ファン7は、最外周に羽根7aが設けら
れ、中央部はシャフト9が一体となっている。シャフト
9にはボールベアリング10が取り付けられている。フ
ァン7の中間部分には円環状のマグネット8が配置され
ている。(b)は、ファンの裏面側を示したもので、こ
の裏面側を(a)のモータ枠に対面させてボールベアリ
ング10を軸受孔5に挿入してファンモータが形成され
る。モータ枠1には図2から明らかなように上記ファン
7が同心状に収容される。
【0013】図3は、本発明による一軸受形ファンモー
タの構造を説明するための図で、(a)はファンモータ
の断面図、(b)はマグネット,ヨークおよび軸受けの
関係を示す図、(c)はコイルの形状を示す図である。
この図は上述したように内輪駆動の軸受け構造を示して
いるが、点線で囲んだ部分Aは、外輪駆動の構成にする
ことができ、他の部分は外輪駆動,内輪駆動の別にかか
わらず構成が変わることはない。ボールベアリング10
がハウジング14に嵌入され、ファン(ロータ)が抜け
ないように止めリング12が嵌められている。(b)か
ら明らかなようにボールベアリング10の位置は、マグ
ネット8と固定ヨーク6の中間位置となっている。コイ
ル4は、図に示すような正三角形で、固定ヨーク6も同
様に正三角形で頂部が円弧状になっている。固定ヨーク
6の円弧状の頂部は、三角形コイル4の頂点とは僅かに
ずらして配置され、停止状態から回転への移行を確実に
している。
【0014】図4は、マグネットの磁極とヨークの関係
を示す図である。マグネット8はS極とN極が60度間
隔で交互に配置され、三角形コイル4に対し120度の
回転対称系となっている。したがって、回転時の磁気吸
引力は、ロータに対し対称に働き、磁気アンバランスが
生じることはなく、回転時のトルクムラを小さくでき
る。この磁気吸引力は、ボールベアリング10に対し予
圧を兼ねている。ロータは、ボールベアリング10およ
びマグネット8とヨーク6の間の磁気吸引力による支持
によって安定した回転を得ることができる。
【0015】図5(a)〜(c)は、マグネットの位置
とロータの重心の位置関係を説明するための図である。
(a)の場合、ロータに対しマグネットを密着して設け
た例を示してあり、ボールベアリング10の支持点10
aに対し、ロータの重心7bが右方向のかなり離れた位
置にあることを示している。ファンモータを図5に示す
ように水平位置で用いる場合、より回転を安定させるた
めには理想的にはボールベアリング10の支持点10a
と重心7bとが一致することが望ましい。(b)の場合
は、マグネットの配置位置を支持点近くに設け、重心7
cを支持点10bに近づけた状態を示している。(c)
はマグネットの配置位置を支持点より左側にし、重心7
dと支持点10cを一致させた状態を示している。実際
には(b)(c)の構造にすることは難しく、(a)に
近い構造となる。
【0016】(a)に近い構造でより効率的に回転を安
定にするためには、ロータの自重を磁気吸引力より十分
に小さくする必要がある。このような条件を満たすこと
により、ロータの重心位置を幅広い範囲で対応させるこ
とができる。ロータの水平位置での重心点の荷重を
(G)、ロータの回転軸に対する水平バランスの差によ
る遠心力を(g)、マグネットとヨーク間で生ずる軸方
向の荷重を(B)とすると、下記のような式が成り立つ
ようにロータを構成すればよい。 (G)+(g)≪(B)・・・・(1) すなわち、マグネットとヨーク間で生ずる軸方向の荷重
(B)が(G)と(g)の和より非常に大きくなってい
ることが必要である。
【0017】例えば、具体的な数値例としてロータの重
量を1.2g,軸方向の荷重を20gになるように構成
した。これにより安定した回転を得ることができた。実
際に(B)/{(G)+(g)}の関係を種々に変えて
ロータの回転を調べた結果、少なくとも(B)は(G)
+(g)に対し10倍以上大きければ良好な回転が得ら
れることが判った。図5(d)に(1)式のベクトルの
関係を示した。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ファンを
同心状に収容し風洞を兼ねるモータ枠のステータ支持部
の中央にハウジングが設けられ、ハウジングに立てられ
ているシャフトの一端を自由端となし、ハウジングの外
径はシャフトより大径であり、外周にファンを有するロ
ータの円筒部にボールベアリングの外輪を固定し、シャ
フトの自由端側からロータを固定したボールベアリング
の内輪を嵌め込むようにした軸受け構造を有するもので
ある。したがって、機械的軸受けが1個の軸受け構造を
可能にし、モータの厚さを従来に比較し薄くできる。さ
らにモータのマグネットとヨークの間に発生する磁気吸
引力を軸受けとしているので、安定した回転を得ること
ができ、モータ全体の小形化を実現できる。また、機械
的軸受けが1個であるので、回転時の軸受け騒音を低減
化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一軸受形ファンモータの軸受け構
造の実施例を示す図で、(a)は内輪駆動の場合,
(b)は外輪駆動の場合をそれぞれ示しており、(c)
(d)は内輪駆動および外輪駆動で過振動,衝撃が問題
になったときの対策を示した図である。
【図2】本発明による一軸受形ファンモータの外観を示
す分解正面図で、(a)はステータが組み込まれている
モータ枠側を、(b)はロータであるファンを示してい
る。
【図3】本発明による一軸受形ファンモータの構造を説
明するための図で、(a)はファンモータの断面図、
(b)はマグネット,ヨークおよび軸受けの関係を示す
図、(c)はコイルの形状を示す図である。
【図4】マグネットの磁極とヨークの関係を示す図であ
る。
【図5】マグネットの位置とロータの重心の位置関係を
説明するための図である。
【図6】従来のファンモータの軸受け構造を説明するた
めの図である。
【符号の説明】
1…モータ枠 1a…ステータ支持部 1b,1c,1d,1e…止め孔 1f,1g,1h,1i…連結部 1j…外枠 2…ケーブル 4…三角形コイル 5…軸受け孔 6…固定ヨーク 7,23,27,32,34…ファン(ロータ) 7a…羽根 8…マグネット 9…シャフト 10,13,20,21,26,38,39…ボールベ
アリング 11…基板 12,25…止めリング 14,33,35…ハウジング 24…バネ 28…スベリ軸受け 36,37…スベリワッシャ 38a,39a…外輪 38b,39b…内輪 40,41…シャフト

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファンを同心状に収容し風洞を兼ねるモ
    ータ枠のステータ支持部の中央にハウジングを設け、一
    端を自由端とするシャフトを前記ハウジングに取り付
    け、前記ハウジングの外径を前記シャフトより大径と
    し、 外周にファンを有するロータの円筒部にボールベアリン
    グの外輪を固定し、 前記シャフトの自由端側から前記ロータを固定したボー
    ルベアリングの内輪を嵌め込むようにした軸受け構造を
    有することを特徴とする一軸受形ファンモータ。
  2. 【請求項2】 ファンを同心状に収容し風洞を兼ねるモ
    ータ枠のステータ支持部の中央にハウジングを設け、一
    端を自由端とするシャフトを前記ハウジングに取り付
    け、前記ハウジングの外径を前記シャフトより大径と
    し、 外周にファンを有するロータの円筒部にボールベアリン
    グの外輪を固定し、 前記シャフトの自由端側から前記ロータを固定したボー
    ルベアリングの内輪を嵌め込むようにした軸受け構造を
    有し、 前記ロータにマグネットを、前記ステータ支持部に三角
    形状のコイルおよびヨークをそれぞれ配置し前記シャフ
    トに対し平行方向に磁気吸引力を発生させることにより
    前記ボールベアリングに予圧をかけスラスト方向の振動
    を抑えるように構成したことを特徴とする一軸受形ファ
    ンモータ。
  3. 【請求項3】 ファンを同心状に収容し風洞を兼ねるモ
    ータ枠のステータ支持部の中央にハウジングを設け、一
    端を自由端とするシャフトを前記ハウジングに取り付
    け、前記ハウジングの外径を前記シャフトより大径と
    し、 外周にファンを有するロータの円筒部にボールベアリン
    グの外輪を固定し、 前記シャフトの自由端側から前記ロータを固定したボー
    ルベアリングの内輪を嵌め込むようにした軸受け構造を
    有し、 前記ロータと前記ハウジングの間にスベリワッシャを挿
    入し、前記ロータと前記ハウジングの衝突を防止するこ
    とを特徴とする一軸受形ファンモータ。
JP1728397A 1997-01-13 1997-01-13 一軸受形ファンモータ Pending JPH09312954A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002171735A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Namiki Precision Jewel Co Ltd Dcブラシレスモータ
KR100379480B1 (ko) * 2000-11-30 2003-04-10 엘지전자 주식회사 모터 직접 구동방식의 세탁기
CN100356068C (zh) * 2004-02-04 2007-12-19 奇鋐科技股份有限公司 马达单轴承结构
CN109973227A (zh) * 2019-04-18 2019-07-05 江西科技师范大学 一种电机定转子碰摩的停机保护装置

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