WO2020121559A1 - ファンモータ - Google Patents
ファンモータ Download PDFInfo
- Publication number
- WO2020121559A1 WO2020121559A1 PCT/JP2019/023042 JP2019023042W WO2020121559A1 WO 2020121559 A1 WO2020121559 A1 WO 2020121559A1 JP 2019023042 W JP2019023042 W JP 2019023042W WO 2020121559 A1 WO2020121559 A1 WO 2020121559A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- bearing
- shaft
- fan motor
- fan
- clutch
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
- F04D29/64—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
Definitions
- the present invention relates to a fan motor used for a radiator cooling fan or the like.
- the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-232425 filed in Japan on December 12, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
- the fan driven by the motor continues to rotate for a while even after the power to the motor is stopped, due to the inertia of the fan and the armature inside the motor.
- electromagnetic induction is generated in the motor to generate a voltage between the terminals of the motor. Therefore, a spark is generated between the brush and the commutator until the rotation of the armature is stopped, and the brush and the commutator are worn.
- vibration noise due to resonance is generated. The above-described phenomenon occurs because the fan spins when the wind hits the fan even when the motor is not driven.
- a technique is disclosed in which a fan is attached to a shaft that axially supports an armature via a one-way clutch, and while the motor is not driven, the connection between the fan and the shaft is opened to freely rotate the fan in the rotation direction (for example, , Patent Document 1).
- a fan driven by a motor receives vibration when the vehicle is running, for example, when it is used to cool a vehicle radiator. Therefore, when the fan motor disclosed in Patent Document 1 is applied to a vehicle, resistance may be generated in the bearing portion of the one-way clutch when the fan idles, the shaft may rotate, and the above-described phenomenon may occur.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to suppress the voltage generated in the motor when the fan rotates when the motor is stopped and reduce the resistance to the shaft when the fan idles. It is to provide a fan motor that can be used.
- a fan motor is formed of a stator, a rotor having a plurality of teeth rotatably supported inside the stator and having shafts press-fitted therein, and windings wound around the teeth.
- Coil a plurality of commutators connected to the coils, a power feeding brush that slidably contacts the plurality of commutators, and a boss portion that is attached to one end of the shaft in the axial direction and that rotates with the rotation of the shaft.
- a fan mounted around the boss portion and rotating in association with rotation of the boss portion, wherein the boss portion includes a clutch storage portion and a bearing storage portion, respectively.
- the shaft rotatably supports the boss portion via a bearing provided in the bearing storage portion, and the boss portion is rotated by a one-way clutch provided in the clutch storage portion during rotation of the shaft.
- a fan motor that rotates in conjunction with the shaft.
- the one-way clutch provided in the boss portion of the fan does not transmit the rotation to the shaft of the fan motor, so that the generation occurs inside the fan motor.
- the fan motor may be configured to include a clutch washer in the clutch housing portion so as to cover the one-way clutch.
- the clutch washer covers the one-way clutch provided in the clutch housing, so that the members forming the one-way clutch are prevented from falling off.
- the fan motor may be configured such that the rotation direction of the fan is a direction in which wind is generated from the one-way clutch toward the clutch washer.
- the boss portion tries to move forward due to the reaction force of the wind generated from the fan, so that the sliding resistance between the boss portion and the clutch washer can be reduced.
- one of the bearings may be a bearing formed by two annular bodies, one of which is press-fitted into the shaft and the other of which is press-fitted into the bearing housing.
- the present invention enables the bearing to rotatably and stably support the boss through the shaft and reduce the rotational resistance between the shaft and the boss.
- the bearing housing may be configured to include a waterproof member provided so as to cover the bearing.
- the present invention can prevent water from entering through the gap of the bearing even if water is splashed on the boss portion.
- the waterproof member has a protruding portion protruding toward a bearing on one surface side, and the seal member provided so that the protruding portion abuts the bearing or the boss portion, and the seal member on the other surface. It may be configured to include a spring washer that presses so as to cover it from the side.
- the present invention can prevent water from entering through the gap between the bearings by pressing the seal member with the spring washer so that the protruding portion is pressed against the bearing and closely adheres thereto.
- the waterproof member may be configured to include a cup member filled with grease inside.
- the present invention enables the cup member to cover the bearing to be waterproof, and at the same time, to prevent the bearing from rusting by preventing moisture from being accumulated in the cup due to the grease filled inside the cup member.
- the fan may be configured to be used for cooling a radiator of an automobile.
- the present invention can extend the life of the motor in a harsh environment such as an automobile radiator.
- the present invention it is possible to suppress the voltage generated in the motor when the fan rotates when the motor is stopped, and reduce the resistance to the shaft when the fan idles.
- FIG. 1 It is a side view which shows the structure of the fan motor which concerns on embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the electric motor used for a fan motor. It is a cross-sectional perspective view which shows the structure of a fan. It is a cross-sectional side view which shows the attachment structure of a fan. It is a cross-sectional perspective view which shows the attachment structure of a fan. It is a figure which shows the structure of the one-way mechanism of a one-way clutch. It is a figure which shows the connection state of a one-way mechanism and a shaft. It is a figure which shows the characteristic at the time of deceleration of a fan motor.
- FIG. 8 is a sectional side view showing a configuration of a fan motor according to Modification 1. It is a cross-sectional perspective view which shows the attachment structure of a fan. It is a figure which shows the connection state of a one-way mechanism and a shaft. It is a figure which shows the invasion path of the water to a fan motor.
- FIG. 9 is a diagram showing a water entry path of a fan motor according to a first modification.
- the fan motor 1 includes a fan 2 that generates wind and an electric motor 20 that rotationally drives the fan 2.
- the fan motor 1 is, for example, a cooling fan for cooling a radiator of a vehicle such as an automobile.
- the fan motor 1 is attached to the rear side of a radiator (not shown) with respect to the traveling direction of the vehicle (not shown) (+X axis direction in the figure), for example.
- front view to look from the front side to the rear side of the vehicle is referred to as front view.
- the electric motor 20 is a brush motor including a pair of brushes B1 and B2 (power supply brushes) that serve as electrodes.
- the electric motor 20 includes, for example, a rotor Y (armature) rotatably supported in a cylindrical housing Z.
- a disc-shaped lid (not shown) is provided on one side surface of the housing Z, and a bearing (not shown) that pivotally supports one end of the shaft S of the rotor Y is attached to the center of the lid.
- the lid may be formed integrally with the housing Z.
- a circular end bell (not shown) is attached so as to cover the opening of the housing Z.
- a bearing (not shown) that pivotally supports the other end of the shaft S of the rotor Y is attached to the center of the end bell.
- a pair of brushes B1 and B2 serving as electrodes are attached to the end bell.
- a pair of permanent magnets G1 and G2 having a horseshoe-shaped cross section are attached to the inner peripheral surface of the housing Z so as to face each other.
- the housing Z and the pair of permanent magnets G1 and G2 form a stator (stator).
- a rotor Y is arranged concentrically with the housing Z with a slight gap therebetween so as not to come into contact with each other.
- the rotor Y is provided with a plurality of (three in the embodiment) teeth X1 to X3 having a T-shaped cross section when viewed in the axial direction of the shaft S in a radial manner.
- the enamel-coated motor windings W1 to W3 are wound around the teeth X1 to X3.
- a plurality of armature coils C1 to C3 (hereinafter also referred to as coils) are radially formed on the rotor Y when viewed from the axial direction of the shaft S.
- a cylindrical pedestal J is formed concentrically with the shaft S on the other end side of the shaft S (the front side of the paper surface of FIG. 1).
- a commutator composed of a plurality of segments E1 to E3, which are electrodes of the coils C1 to C3, is attached along the curved surface of the outer peripheral surface.
- the commutator E is sandwiched by a pair of brushes B1 and B2, and at least two segments are in contact with the pair of brushes B1 and B2.
- the motor windings W1 to W3 are wired in the segments E1 to E3 so that the magnetic field generated in the coils C1 to C3 is generated in the direction in which the rotor Y generates a rotational force.
- the rotor has three coils, but the motor may have three or more coils.
- the fan 2 includes a plurality of blades V arranged on the pedestal portion 3. Each blade V is attached to the pedestal portion 3 at a predetermined attachment angle.
- the pedestal portion 3 is attached to the shaft S of the electric motor 20.
- the pedestal part 3 is formed in a bowl shape, for example.
- the pedestal portion 3 is arranged so that the opening is on the rear side.
- An electric motor 20 is arranged inside the opening of the pedestal portion 3.
- the pedestal portion 3 includes a disc-shaped top plate 4.
- a side wall portion 5 is formed at a peripheral end portion of the top plate 4 so as to extend rearward.
- a plurality of blades V are radially attached to the outer peripheral surface 5A of the side wall portion 5 when viewed from the front.
- the inner peripheral surface 5B of the side wall portion 5 is provided with a plurality of ribs 5C for increasing the mounting rigidity of the side wall portion 5 and the top plate 4.
- the plurality of ribs 5C are arranged radially from the center of the top plate 4 when viewed from the rear.
- the rib 5C is formed so as to project from the top plate 4 and the inner peripheral surface 5B.
- a boss portion 6 connected to the shaft S is attached to the center of the top plate 4.
- a circular through hole H is formed in the center of the boss portion 6 in a front view.
- the shaft S is inserted into the through hole H.
- the through hole H is formed to be larger than the outer diameter of the shaft S.
- An annular flange portion 6B is formed on the side surface portion 6A of the boss portion 6 so as to project outward in a front view.
- a plurality of concavities and convexities 6C are formed to extend at the peripheral end of the flange 6B.
- the flange portion 6B is formed integrally with the top plate 4. Since the plurality of irregularities 6C are incorporated and integrally formed with the top plate 4, the boss portion 6 is prevented from idling with respect to the fan 2.
- the boss portion 6 may be fixed to the fan 2 with screws or the like.
- a bearing housing 7 is formed on the front side of the boss 6, for example.
- the bearing accommodating portion 7 is a cylindrical recessed space formed for accommodating the radial ball bearing D.
- the bearing storage portion 7 is formed so as to be recessed rearward from the front side of the boss portion 6.
- the ball bearing D is a bearing formed by two annular bodies. One of the two annular bodies of the ball bearing D is fixed to the shaft S, and the other is press-fitted into the bearing housing 7.
- the ball bearing D includes a rotatable inner ring D1, an outer ring D2 formed so as to cover the outer circumference of the inner ring, and a plurality of bearing balls D3 provided between the inner ring D1 and the outer ring D2.
- the inner ring D1 is formed in a cylindrical shape.
- a groove along which the bearing ball D3 rolls is formed on the outer peripheral surface of the inner ring D1.
- the outer ring D2 is formed in a cylindrical shape.
- a groove along which the bearing ball D3 rolls is formed on the inner peripheral surface of the outer ring D2.
- the bearing storage portion 7 is formed with a circular bottom portion 8 and a side wall portion 9 standing upright from the peripheral portion of the bottom portion and extending to the peripheral portion.
- the bottom portion 8 is formed with a step 8A that is recessed one step rearward.
- the tip S1 of the shaft S is inserted through the inner ring D1.
- the inner ring D1 and the shaft S are fixed by a nut N.
- the tip portion S1 of the shaft S may be press-fitted into the inner ring D1.
- the tip portion S1 is formed such that the outer diameter thereof is smaller than the outer diameter of the shaft S.
- a step S2 is formed at the connecting portion between the tip portion S1 and the shaft S.
- a thread groove (not shown) is formed at the end of the tip S1.
- a nut N with a seat is screwed into the thread groove via a washer R.
- a clutch storage part 10 is formed on the back side of the boss part 6.
- the clutch housing 10 is provided with a one-way clutch 12.
- the one-way clutch 12 transmits the driving force to the boss portion 6 when the shaft S rotates forward relative to the boss portion 6, but does not transmit the driving force to the boss portion 6 when the shaft S rotates relative to the boss portion 6.
- a one-way mechanism P is provided that does not transmit a driving force to the portion 6 and causes the shaft S to idle with respect to the boss portion 6.
- the one-way clutch 12 is provided with a plurality of one-way mechanisms P around the through hole H.
- a donut plate-shaped clutch washer 15 formed so as to cover the one-way clutch 12 is disposed on the back side of the one-way clutch 12.
- the one-way mechanism P includes, for example, a groove P1, a roller P2 fitted in the groove P1, and a spring P3 that biases the roller P2 in a certain direction.
- the groove portion P1 is formed with a tapered surface P1C along the circumferential direction of the through hole H in which one end P1A is narrowed with respect to the other end P1B.
- the roller P2 is fitted so as to contact one end of the groove P1.
- the spring P3 is fitted between the other end and the roller P2. The spring P3 biases the roller P2 from the other end side to the one end side. As a result, the roller P2 is in contact with the groove P1 taper surface P1C and the shaft S.
- the roller P2 When the shaft S rotates in the normal direction (the direction of arrow A in the figure), the roller P2 also rolls on the tapered surface P1C and moves in the direction approaching the end P1A. Since the width of the tapered surface P1C becomes narrower as it approaches the one end P1A side, the roller P2 is sandwiched between the shaft S and the tapered surface P1C and stops. Similarly, in the other plurality of one-way mechanisms P as well, the roller P2 is sandwiched between the shaft S and the tapered surface P1C and stopped, so that the shaft S and the boss portion 6 rotate together.
- the fan 2 also rotates in conjunction with the boss portion 6. That is, when the electric motor 20 is energized, the fan 2 is interlocked with the shaft S to rotate. Since the fan 2 generates wind from the one-way clutch 12 toward the clutch washer 15, a force is applied to the front of the fan 2 (in the direction of the arrow in the figure) by the reaction force of the generated wind. Then, since the boss portion 6 tries to move forward, a slight gap is generated between the boss portion 6 and the clutch washer 15, and sliding resistance between the boss portion 6 and the clutch washer 15 is reduced. ..
- the shaft S When the power supply to the electric motor 20 is stopped and the rotor Y decelerates and stops, the shaft S also interlocks and decelerates and stops. Even if the shaft S decelerates and stops, the fan 2 continues to rotate for a while due to inertial force. Then, the boss portion 6 rotates in a direction in which the boss portion 6 is relatively inverted with respect to the shaft S. At this time, the roller P2 rolls on the tapered surface P1C so as to approach the other end P1B side. Since the width becomes wider as it gets closer to the other end P1B side, the force for holding the roller P2 between the shaft S and the tapered surface P1C is released, and the boss portion 6 starts rotating relatively to the shaft S. ..
- the fan 2 receives the running wind and rotates when the vehicle is running even when the electric motor 20 is not driven. As shown in FIG. 10, when the fan motor not provided with the one-way clutch 12 receives the running wind and rotates, a voltage is generated between the terminals of the electric motor.
- the fan motor 1 does not have the one-way clutch 12, but the fan motor 1 uses the one-way clutch 12 even if it receives running wind. No rotation is transmitted to the shaft S, and no voltage is generated between the terminals of the electric motor 20.
- the one-way clutch 12 since the one-way clutch 12 is provided, as compared with the case where the one-way clutch 12 is not provided, after the energization of the brushes B1 and B2 of the energized electric motor 20 is stopped, The rotation time of the rotor Y can be shortened. As a result, according to the fan motor 1, the timing at which resonance occurs during deceleration of the rotor Y is shortened and vibration noise can be suppressed.
- the fan motor 1 can suppress sparks generated between the brushes B1 and B2 and the commutator E. Further, according to the fan motor 1, since the one-way clutch 12 is provided, the brushes B1 and B2 of the energized electric motor 20 are stopped after the energization of the brushes, as compared with the case where the one-way clutch 12 is not provided. Generation of a voltage between B1 and B2 (between terminals) can be reduced.
- the boss portion 6 is provided with a thrust type ball bearing F.
- the ball bearing F is a bearing formed by two annular bodies.
- the ball bearing F includes an annular housing raceway plate F1, an annular raceway plate F2, and a plurality of bearing balls F3 arranged so as to be sandwiched between the housing raceway plates F1 and F2. ..
- the boss 6 is provided with a bearing housing 11 for housing the ball bearing F.
- the bearing accommodating portion 11 is formed with a circular bottom portion 11A and a side wall portion 11B that is provided upright from the peripheral portion of the bottom portion and extends to the peripheral portion.
- a step 11C is formed which is recessed in the radial direction by one step.
- the thickness of the boss portion 6 in the direction along the rotation axis can be reduced as compared with the case where the radial type ball bearing D is used. Therefore, compared to the case where the ball bearing D is used, the nut N can be arranged rearward with respect to the front surface of the fan 2.
- a circular recess 2A may be provided around the nut N so that the top of the nut N is arranged on the same plane as the front surface of the fan 2.
- the configuration of the fan motor 1A described above can be changed by forming the structure of the boss portion 6 and the shaft S so as to correspond to the ball bearing F as compared with the fan motor 1.
- the structure of the boss portion 6 can be downsized as compared with the case of using the ball bearing D, and can be configured with a simple structure.
- a force is applied in the axial direction of the shaft S when the fan 2 is driven, a shearing force is applied to the bearing ball in the radial type ball bearing D, but a shearing force is applied to the bearing ball in the thrust type ball bearing F. Since it is not added, the rotation resistance is reduced.
- the ball bearing D is covered with an annular waterproof member T.
- the waterproof member T includes an annular spring washer T1 and an annular seal washer T2 (seal member).
- the spring washer T1 is arranged so as to be sandwiched between the nut N and the ball bearing D.
- the spring washer T1 is formed of, for example, an elastic body such as a metal plate or resin material that has been rust-proofed.
- the nut N is arranged on one surface side (front surface side) of the spring washer T1.
- a protruding portion T1B that extends around the through hole T1A and protrudes is formed.
- the annular portion T1C and the protruding portion T1B form an annular step T1D into which the seal washer T2 is fitted.
- the seal washer T2 is fitted into the spring washer T1 so that one side (front side) abuts the other side (back side) of the annular portion T1C of the spring washer T1.
- projecting portions T2A and T2B are concentrically formed.
- the projecting portion T2A projects in an annular shape so as to extend along the outer ring D2 of the ball bearing D.
- the projecting portion T2A projects in an annular shape so as to extend along the seal portion D4 of the ball bearing D.
- the protruding portion T1B of the spring washer T1 is sandwiched between the inner ring D1 of the ball bearing D and the nut N.
- the seal washer T2 is pressed toward the ball bearing D side by the elasticity of the annular portion T1C of the spring washer T1.
- the protruding portion T2B of the seal washer T2 elastically deforms and comes into close contact with the outer ring D2.
- the protruding portion T2A of the seal washer T2 elastically deforms and comes into close contact with the sealing portion D4 of the ball bearing D.
- the protruding portion T2B of the seal washer T2 relatively slides along the rotation direction while being in close contact with the outer ring D2 of the ball bearing D.
- the protruding portion T2A of the seal washer T2 also relatively slides along the rotational direction while closely contacting the seal portion D4 of the ball bearing D.
- the ball bearing F also includes a waterproof member U.
- the ball bearing F is covered with an annular waterproof member U.
- the waterproof member U includes an annular spring washer U1 and an annular seal washer U2.
- the spring washer U1 is arranged between the nut N and the ball bearing D.
- the spring washer U1 is formed using, for example, an elastic body such as a metal plate or a resin material that has been rust-proofed.
- a protruding portion U1B that extends around the through hole U1A and protrudes is formed.
- the annular portion U1C and the protruding portion U1B form an annular step U1D into which the seal washer U2 is fitted.
- the seal washer U2 is fitted into the spring washer U1 such that one surface side (front side) contacts the other surface side (back side) of the annular portion U1C of the spring washer U1.
- a protruding portion U2A is formed on the other surface side (back surface side) of the seal washer U2.
- the protruding portion U2A protrudes so as to extend along the boss portion 6.
- the protrusion U1B of the spring washer U1 is sandwiched between the raceway plate F2 of the ball bearing F and the nut N.
- the seal washer U2 is pressed toward the boss 6 by the elasticity of the annular portion U1C.
- the protrusion U2A of the seal washer U2 elastically deforms and comes into close contact with the boss 6.
- the boss portion 6 rotates with respect to the shaft S as described above, the protrusion U2A relatively slides along the rotation direction while being in close contact with the boss portion 6. With such a configuration, even if the fan 2 is stopped or rotating with respect to the shaft S, the seal washer U2 is in close contact with the boss portion 6.
- waterproof members T and U By using the above-mentioned waterproof members T and U, it is possible to prevent water from entering through the gaps between the ball bearings D and F, and to prevent rust from occurring in the ball bearings D and F and other metal parts due to water. can do.
- the waterproof members T and U By using the waterproof members T and U, it is possible to prevent the motor life from being shortened due to abnormal wear of the brush due to water that has entered the inside of the electric motor 20. It is possible to prevent a short circuit that may occur in the conductive portion due to water that has entered the inside of the electric motor 20.
- the waterproof members T and U it is possible to prevent oil from entering through the gaps of the ball bearings D and F, and prevent the oil content that has entered the inside of the electric motor 20 from shortening the motor life due to abnormal wear of the brush and the commutator. it can.
- the waterproof members T and U it is possible to prevent the power transmission of the one-way clutch from being deteriorated due to the adhesion of oil.
- the waterproof members T and U it is possible to prevent foreign matter such as dust from entering through the gaps of the ball bearings D and F, and prevent abnormal deterioration of the thrust bearing due to the foreign matter such as dust that has entered.
- the ball bearings D and F are waterproofed by the waterproof members T and U, but the invention is not limited to this, and a member that covers the ball bearings D and F may be used as a waterproof member.
- a cap K cup member formed so as to cover the ball bearing D and the nut N is provided on the boss portion 6 in front of the bearing housing portion 7. It is fitted into the cap pedestal 6Q which is formed.
- the cap K is formed, for example, in a cup shape in which one side of a cylinder is closed.
- the cap K is, for example, fitted such that the side surface portion is in close contact with the inner wall of the cap pedestal 6Q.
- the cap K may be fitted so as to cover the outer wall of the cap pedestal 6Q.
- the boundary between the cap K and the cap pedestal 6Q may be filled with a liquid sealing material that solidifies to prevent water from entering.
- the inside of the cap K is filled with grease, for example.
- the grease in the cap K can prevent moisture from accumulating in the cap K and can prevent the ball bearing D from rusting.
- a cap L (cup member) formed so as to cover the ball bearing F and the nut N is provided in front of the bearing housing portion 11, for example. It is fitted in the recess 2A provided in the.
- the cap L is formed in a cap shape.
- the outer side surface of the cap L is fitted so as to be in close contact with the side surface portion of the recess 2A.
- the boundary between the cap L and the recess 2A may be filled with a liquid sealing material as in the cap K.
- the inside of the cap L is filled with grease. The grease in the cap L prevents moisture from accumulating in the cap L and prevents the ball bearing F from rusting.
- the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design etc. within the scope not departing from the gist of the present invention.
- the fan motor using the thrust type ball bearing is illustrated in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and a bearing having a small sliding resistance such as a sintered bearing or a dynamic pressure bearing is used instead of the thrust type ball bearing. May be.
- a washer having a small sliding resistance such as a Teflon (registered trademark)-treated washer may be used.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
この発明の一態様に係るファンモータ(1)は、モータのシャフトの軸方向の一端に取り付けられ、シャフトの回転に伴って回転するボス部(6)と、ボス部の周囲に取り付けられ、ボス部の回転に連動して回転するファン(2)と、を備えるファンモータであって、ボス部は、クラッチ収納部(10)とベアリング収納部(7)をそれぞれ備え、シャフト(S)は、ベアリング収納部に設けられたベアリング(D)を介してボス部を回転自在に軸支し、ボス部は、クラッチ収納部に設けられたワンウェイクラッチ(12)を介してシャフトの回転時には、シャフトと連動して回転する、ことを特徴とするファンモータである。
Description
本発明は、ラジエータ冷却ファン等に用いられるファンモータに関する。
本願は、2018年12月12日に、日本に出願された特願2018-232425号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2018年12月12日に、日本に出願された特願2018-232425号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
モータにより駆動されるファンは、モータへの通電を停止した後もファン及びモータ内のアーマチュアの慣性により回転がしばらくの間継続する。この間、アーマチュアが回転することにより、モータ内で電磁誘導されてモータの端子間に電圧が発生する。そのため、アーマチュアの回転が停止するまでブラシとコンミテータとの間に火花が発生してブラシ及びコンミテータが摩耗する。更に、ファン及びアーマチュアの回転数が低下していく過程においてモータ内で発生するコギングとファンの振動次数が一致した時に共振による振動音が発生する。ファンは、モータが駆動していない間でもファンに風が当たった際に空転するため、上述した現象が発生する。
アーマチュアを軸支するシャフトにワンウェイクラッチを介してファンを取り付け、モータが駆動していない間、ファンとシャフトとの接続を開放してファンを回転方向に自由回転させる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
モータで駆動するファンは、例えば、車両のラジエータ等の冷却に用いられる場合、車両の走行時の振動を受ける。そのため、特許文献1に開示されたファン用モータを車両に適用しようとすると、ファンの空転時にワンウェイクラッチの軸受け部分に抵抗が生じてシャフトが回転し、上述した現象が発生する虞がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、モータの駆動停止時にファンが回転した際にモータ内において発生する電圧を抑制すると共に、ファンの空転時にシャフトに対する抵抗を低減することができるファンモータを提供することである。
この発明の一態様に係るファンモータは、ステータと、前記ステータの内側に回転自在に軸支され、シャフトが圧入された複数のティースを有するロータと、前記ティースに巻回された巻線により形成されたコイルと、前記コイルに接続される複数のコンミテータと、前記複数のコンミテータに摺接する給電用ブラシと、前記シャフトの軸方向の一端に取り付けられ、前記シャフトの回転に伴って回転するボス部と、前記ボス部の周囲に取り付けられ、前記ボス部の回転に連動して回転するファンと、を備えるファンモータであって、前記ボス部は、クラッチ収納部とベアリング収納部をそれぞれ備え、前記シャフトは、前記ベアリング収納部に設けられたベアリングを介して前記ボス部を回転自在に軸支し、前記ボス部は、前記クラッチ収納部に設けられたワンウェイクラッチを介して前記シャフトの回転時には、前記シャフトと連動して回転する、ことを特徴とするファンモータである。
上記構成により本発明は、ファンモータが停止してファンが慣性で回転する際に、ファンのボス部に設けられたワンウェイクラッチがファンモータのシャフトに回転を伝えないので、ファンモータの内部に発生する電圧を抑制することで、ブラシとコンミテータとの間に発生する火花を防止し、ブラシの寿命を延ばすことができる。
上記ファンモータは、前記クラッチ収納部に前記ワンウェイクラッチを覆う様に形成されたクラッチワッシャを備えるように構成されていてもよい。
上記構成により本発明は、クラッチ収納部に設けられたワンウェイクラッチをクラッチワッシャが覆うため、ワンウェイクラッチを構成する部材が脱落することが防止される。
上記ファンモータは、前記ファンの回転方向が前記ワンウェイクラッチから前記クラッチワッシャの方向に風を発生させる方向であるように構成されていてもよい。
上記構成により本発明は、ファンから発生する風の反力によりボス部は、前方に移動しようとするため、ボス部とクラッチワッシャとの間の摺動抵抗を減少させることができる。
上記ファンモータにおいて、前記ベアリングは、一方が前記シャフトに圧入され、他方は前記ベアリング収納部に圧入される2つの環状体によって形成されるベアリングであるように構成されていてもよい。
上記構成により本発明は、ベアリングがシャフトを介してボス部を回転自在に安定的に支持すると共に、シャフトとボス部との間の回転抵抗を減少させることができる。
上記ファンモータにおいて、前記ベアリング収納部は前記ベアリングを覆う様に設けられた防水部材を備えるように構成されていてもよい。
上記構成により本発明は、ボス部に水がかかってもベアリングの隙間から水が侵入することを防止することができる。
上記ファンモータにおいて、前記防水部材が一面側にベアリングに対して突出する突出部を有し、前記突出部が前記ベアリング又は前記ボス部に当接するよう設けられるシール部材と、前記シール部材を他面側から覆う様に押圧するバネワッシャと、を備えるように構成されていてもよい。
上記構成により本発明は、バネワッシャがシール部材を押圧することで突出部がベアリングに押し付けられて密着し、ベアリングの隙間から水が侵入することを防止することができる。
上記ファンモータにおいて、前記防水部材が内部にグリスが充填されたカップ部材を備えるように構成されていてもよい。
上記構成により本発明は、カップ部材がベアリングを覆って防水すると共に、カップ部材の内部に充填されたグリスによってカップ内に湿気が溜まることを防止してベアリングを防錆することができる。
上記ファンモータにおいて、前記ファンが自動車のラジエータの冷却用として用いられるように構成されていてもよい。
上記構成により本発明は、自動車のラジエータのような過酷な環境においてモータの寿命を延ばすことができる。
本発明によれば、モータの駆動停止時にファンが回転した際にモータ内において発生する電圧を抑制すると共に、ファンの空転時にシャフトに対する抵抗を低減することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るファンモータの構成について説明する。
図1に示されるように、ファンモータ1は、風を発生するファン2と、ファン2を回転駆動する電動モータ20とを備える。ファンモータ1は、例えば、自動車等の車両のラジエータ等の冷却用の冷却ファンである。ファンモータ1は、例えば、車両(不図示)の進行方向(図の+X軸方向)に対してラジエータ(不図示)の後側に取り付けられる。以下、車両の前側から後ろ側に向かった方向に見ることを正面視という。
図2に示されるように、電動モータ20は、電極となる一対のブラシB1,B2(給電用ブラシ)を備えるブラシモータである。電動モータ20は、例えば、円筒形のハウジングZ内に回転自在に軸支されたロータY(アーマチュア)を備える。ハウジングZの一側面には円板状の蓋(不図示)が設けられており、蓋の中心にロータYのシャフトSの一端側を軸支する軸受け(不図示)が取り付けられている。蓋は、ハウジングZと一体に形成されていてもよい。ハウジングZの他側面には、ハウジングZの開口を覆うように円形のエンドベル(不図示)が取り付けられている。エンドベルの中心には、ロータYのシャフトSの他端側を軸支する軸受け(不図示)が取り付けられている。エンドベルには、電極となる一対のブラシB1,B2が取り付けられている。
ハウジングZの内周面には、断面が馬蹄形の一対の永久磁石G1,G2が対向して取り付けられている。ハウジングZと一対の永久磁石G1,G2により、固定子(ステータ)を構成している。一対の永久磁石G1,G2の内側には、接触しないようにわずかな隙間で離間してハウジングZと同芯にロータYが配置されている。ロータYには、シャフトSの軸線方向から見て断面がT字型の複数(実施例では3個)のティースX1~X3が放射状に設けられている。各ティースX1~X3には、エナメル被覆されたモータ巻線W1~W3が巻回されている。これによりロータYには、シャフトSの軸線方向からみて放射状に複数のアーマチュアコイルC1~C3(以下コイルともいう)が形成される。
シャフトSの他端側(図1の紙面の手前側)にはシャフトSと同芯に円柱状の台座Jが形成されている。台座Jの外周面には、各コイルC1~C3の電極となる複数のセグメントE1~E3からなる整流子(コンミテータE)が外周面の曲面に沿って貼り付けられている。コンミテータEは、一対のブラシB1,B2により挟持されており、一対のブラシB1,B2と少なくとも2個のセグメントが接触している。
このような構成により、コンミテータEに摺接する一対のブラシB1,B2に通電するとコイルC1~C3に流れる電流により磁界が発生し、永久磁石G1,G2により形成されている磁界内で生じるロータYの磁気吸引または磁気反発によりロータYに回転が生じる。ロータYの回転に伴って、コンミテータEのセグメントE1~E3とブラシB1,B2との接触位置が変化し、コイルC1~C3に発生する磁界の方向が変化する。コイルC1~C3に発生する磁界は、ロータYに回転力を発生させる方向に生じるようにセグメントE1~E3にモータ巻線W1~W3が配線されている。上記実施例は、ロータにコイルが3個設けられているモータを例示したが、モータにはコイルが3個以上設けられていてもよい。
図3に示されるように、ファン2は、台座部3に配置された複数の羽根Vを備える。各羽根Vは、台座部3に対して所定の取り付け角度により取り付けられている。台座部3は、電動モータ20のシャフトSに取り付けられる。台座部3は、例えば、椀形に形成されている。台座部3は、開口が後方となるように配置される。台座部3の開口の内部には、電動モータ20が配置される。
台座部3は、円板状の頂板4を備える。頂板4の周端部には、後方に突出するように延在する側壁部5が形成されている。側壁部5の外周面5Aには、正面視して複数の羽根Vが放射状に取り付けられている。側壁部5の内周面5Bには、側壁部5と頂板4との取り付け剛性を高めるための複数のリブ5Cが設けられている。複数のリブ5Cは、背面視して頂板4の中心から放射状に配置されている。リブ5Cは、頂板4と内周面5Bとから突出するように形成されている。頂板4の中心には、シャフトSと接続されるボス部6が取り付けられている。
図4及び図5に示されるように、ボス部6の中心には、正面視で円形の貫通孔Hが形成されている。貫通孔Hには、シャフトSが挿通される。貫通孔Hは、シャフトSの外径よりも大きくなるように形成されている。ボス部6の側面部6Aには、正面視で外方に向かって突出するように円環状のフランジ部6Bが形成されている。フランジ部6Bの周端部には、複数の凹凸6Cが延在して形成されている。フランジ部6Bは、頂板4と一体に形成される。複数の凹凸6Cが取り込まれて頂板4と一体に形成されることにより、ボス部6がファン2に対して空転することが防止される。ボス部6は、ファン2にネジ止め等で固定されていてもよい。
ボス部6の正面側には、例えば、ベアリング収納部7が形成されている。ベアリング収納部7は、ラジアル形のボールベアリングDを収納するために形成された円柱状に凹んだ空間である。ベアリング収納部7は、ボス部6の前側から後方に窪んで形成されている。
ボールベアリングDは、2つの環状体により形成された軸受けである。ボールベアリングDの2つの環状体の一方はシャフトSに固定され、他方はベアリング収納部7に圧入される。ボールベアリングDは、回転自在な内輪D1と、内輪の外周を覆うように形成された外輪D2と、内輪D1と外輪D2との間に設けられた複数のベアリング球D3とを備える。内輪D1は、円筒状に形成されている。内輪D1の外周面には、ベアリング球D3が転がる溝が延在するように形成されている。外輪D2は、円筒状に形成されている。外輪D2の内周面には、ベアリング球D3が転がる溝が延在するように形成されている。
ベアリング収納部7は、円形の底部8と、底部の周縁部から前方に立設され周縁部に延在する側壁部9とが形成されている。底部8には、後方に一段窪んだ段差8Aが形成されている。ボールベアリングDの外輪D2が側壁部9に圧入されることにより、ベアリング収納部7に、ボールベアリングDが嵌め込まれる。段差8Aが形成されていることにより、ボールベアリングDの内輪D1は、底部8に接触しないで回転自在となる。
内輪D1には、シャフトSの先端部S1が挿通される。内輪D1とシャフトSとは、ナットNによって固定される。シャフトSの先端部S1は、内輪D1に圧入されてもよい。先端部S1は、外径がシャフトSの外径よりも小さくなるように形成されている。先端部S1とシャフトSの接続部分には段差S2が形成されている。先端部S1の端部にはネジ溝(不図示)が形成されている。ネジ溝には、ワッシャRを介して座付のナットNが螺入されている。これにより、内輪D1は、ナットNと段差S2とに挟持されてシャフトSに固定される。この状態では、ボス部6は、シャフトSに回転自在に軸支される。
ボス部6の背面側には、クラッチ収納部10が形成されている。クラッチ収納部10には、ワンウェイクラッチ12が設けられている。ワンウェイクラッチ12は、ボス部6に対してシャフトSが相対的に正転した場合にボス部6に駆動力を伝えるが、ボス部6に対してシャフトSが相対的に反転した場合にはボス部6に駆動力を伝えず、ボス部6に対してシャフトSが空転するようなワンウェイ機構Pを備える。
ワンウェイクラッチ12は、貫通孔Hの周りに複数のワンウェイ機構Pが設けられている。ワンウェイクラッチ12の背面側は、ワンウェイクラッチ12を覆うように形成されたドーナッツ板状のクラッチワッシャ15が配置されている。
図6に示されるように、ワンウェイ機構Pは、例えば、溝部P1と、溝部P1に嵌められたコロP2と、コロP2を一定方向に付勢するバネP3とを備える。溝部P1は、貫通孔Hの周方向に沿って一端P1Aが他端P1Bに対して狭まるテーパ面P1Cが形成されている。コロP2は、溝部P1の一端に当接するように嵌められている。バネP3は、他端とコロP2との間に嵌め込まれている。バネP3は、他端側から一端側にコロP2を付勢している。これにより、コロP2は、溝部P1テーパ面P1CとシャフトSに当接している。
シャフトSが正転方向(図の矢印Aの方向)に回転した場合、コロP2もテーパ面P1Cを転がって一端P1Aに近付く方向に移動する。テーパ面P1Cの一端P1A側に近付くほど幅が狭まっているため、コロP2は、シャフトSとテーパ面P1Cとに挟持されて止まる。同様に、他の複数のワンウェイ機構PにおいてもコロP2がシャフトSとテーパ面P1Cとに挟持されて止まるため、シャフトSとボス部6とが連動して回転する。
図7に示されるように、ファン2もボス部6に連動して回転する。即ち、電動モータ20に通電されると、シャフトSを介してファン2は連動して回転する。ファン2は、ワンウェイクラッチ12からクラッチワッシャ15の方向に風を発生させるため、ファン2には、発生する風の反力により前方(図の矢印方向)に力が加わる。そうすると、ボス部6は、前方に移動しようとするため、ボス部6とクラッチワッシャ15との間には僅かに隙間が生じ、ボス部6とクラッチワッシャ15との間の摺動抵抗が減少する。
電動モータ20への通電が停止してロータYが減速して停止すると、シャフトSも連動して減速して停止する。シャフトSが減速して停止してもファン2は慣性力によりしばらくの間回転を続ける。そうすると、ボス部6は、シャフトSに対して相対的に反転する方向に回転する。この時、コロP2は、他端P1B側に近付くようにテーパ面P1Cを転がる。他端P1B側に近付くに近付くほど幅が広まっているため、シャフトSとテーパ面P1CとがコロP2を挟持する力が解放され、ボス部6は、シャフトSに対して相対的に回転を始める。この時、ボス部6は、ボールベアリングDを介してシャフトSに接続されているため、回転抵抗が小さくなりボス部6は、シャフトSに対して相対的に空転する。即ち、ファン2の回転は、シャフトSには伝わらず、電動モータ20の複数の端子間(ブラシ間)に電圧が発生しない。
図8(1)に示されるように、ワンウェイクラッチ12が設けられていないファンモータを回転させた後、停止させると、ファンの慣性によりファンが略停止するまでに10秒間を要する。ファンに連動して電動モータ内のロータYも略停止するまでに約10秒間を要する。この場合、ロータYが停止するまでの間に、電動モータの端子間には電圧が発生する。
図8(2)に示されるように、実施形態に係るファンモータ1を回転させた後、停止させると、ファンの慣性によりファンが停止するまでに約10秒間を要する。ファンモータ1には、ワンウェイクラッチ12が設けられているので、ロータYはファンに連動せずに停止するまでには3秒間を要する。この場合、ロータYが停止するまでの間に、電動モータの端子間に電圧が発生する時間は、ワンウェイクラッチ12が設けられていないファンモータに比して7秒間短縮される。図9に示されるように、上記の特性は、200時間の耐久試験を経た後も同様な結果を示している。
ファン2は、電動モータ20が駆動していない間でも車両が走行している場合、走行風を受けて回転する。図10に示されるように、ワンウェイクラッチ12が設けられていないファンモータは、走行風を受けて回転すると、電動モータの端子間に電圧が発生する。
図11に示されるように、ワンウェイクラッチ12が設けられていないファンモータに対して、ファンモータ1は、走行風を受けてもワンウェイクラッチ12により。シャフトSに回転が伝わらずに、電動モータ20の端子間に電圧が発生しない。
上述したファンモータ1によれば、ワンウェイクラッチ12が設けられていることにより、ワンウェイクラッチ12が無い場合に比して、通電された電動モータ20のブラシB1,B2への通電を停止した後、ロータYの回転時間を短縮することができる。これにより、ファンモータ1によれば、ロータYの減速時の共振の起きるタイミングが短くなり振動音を抑制することができる。
ファンモータ1によれば、ブラシB1,B2とコンミテータE間に発生する火花を抑制することができる。更にファンモータ1によれば、ワンウェイクラッチ12が設けられていることにより、ワンウェイクラッチ12が無い場合に比して、通電された電動モータ20のブラシB1,B2への通電を停止した後、ブラシB1,B2間(端子間)電圧の発生を低減することができる。
[変形例1]
上述したファンモータ1においては、ボス部6は、シャフトSに、ラジアル形のボールベアリングDを介して軸支されていたが、これに限らずスラスト形のボールベアリングFが用いられてもよい。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成については同一の名称及び符号を用い、重複する説明については適宜省略する。
上述したファンモータ1においては、ボス部6は、シャフトSに、ラジアル形のボールベアリングDを介して軸支されていたが、これに限らずスラスト形のボールベアリングFが用いられてもよい。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成については同一の名称及び符号を用い、重複する説明については適宜省略する。
図12~図14に示されるように、ファンモータ1Aでは、ボス部6にスラスト形のボールベアリングFが設けられている。ボールベアリングFは、2つの環状体により形成された軸受けである。ボールベアリングFは、円環状のハウジング軌道板F1と、円環状の軌道板F2と、ハウジング軌道板F1と軌道板F2との間に挟持されるように配置された複数のベアリング球F3とを備える。
ボス部6には、ボールベアリングFを収納するためのベアリング収納部11が設けられている。ベアリング収納部11は、円形の底部11Aと、底部の周縁部から前方に立設され周縁部に延在する側壁部11Bとが形成されている。側壁部11Bの前方には、径方向に一段窪んだ段差11Cが形成されている。ハウジング軌道板F1が側壁部11Bに嵌め込まれることにより、ベアリング収納部11に、ボールベアリングFが固定される。段差11Cが形成されていることにより、軌道板F2は、側壁部11Bに接触しないで回転自在となる。ナットNとシャフトSとの間のワッシャRは不要となる。
スラスト形のボールベアリングFを用いると、ラジアル形のボールベアリングDを用いる場合に比して、ボス部6の回転軸に沿った方向の厚さを低減するように形成することができる。そのため、ボールベアリングDを用いる場合に比して、ファン2の前面に対してナットNを後方に配置することができる。例えば、ファン2においてナットNの周囲に、ファン2の前面の位置と略同一面にナットNの頂部が配置されるように円形の窪み2Aを設けてもよい。上述したファンモータ1Aは、ファンモータ1に比してボス部6及びシャフトSの構造をボールベアリングFに対応するように形成することで構成を変更することができる。
上述したファンモータ1Aによれば、ボールベアリングFを用いることにより、ボス部6は、ボールベアリングDを用いる場合に比して構造を小型化すると共に、簡易な構造で構成できる。ファン2の駆動時にシャフトSの軸線方向に力が加わる際に、ラジアル形のボールベアリングDでは、ベアリング球にせん断力が加わっていたが、スラスト形のボールベアリングFでは、ベアリング球にせん断力が加わらないので、回転抵抗が低減される。
[変形例2]
図15及び図16に示されるように、ファンモータ1,1Aの前側から雨等の水が当たるとボールベアリングD,Fの隙間から水が侵入し、ボールベアリングD,Fの内部が腐食する虞がある。そのため、ボールベアリングD,Fには、防水対策が施されてもよい。ボールベアリングD,FとナットNとの間には、例えば、ボールベアリングD,Fを覆うように形成された防水部材が配置される。
図15及び図16に示されるように、ファンモータ1,1Aの前側から雨等の水が当たるとボールベアリングD,Fの隙間から水が侵入し、ボールベアリングD,Fの内部が腐食する虞がある。そのため、ボールベアリングD,Fには、防水対策が施されてもよい。ボールベアリングD,FとナットNとの間には、例えば、ボールベアリングD,Fを覆うように形成された防水部材が配置される。
図17から図19に示されるように、ボールベアリングDは、円環状の防水部材Tで覆われる。防水部材Tは、円環状のバネワッシャT1と円環状のシールワッシャT2(シール部材)とを備える。バネワッシャT1は、ナットNとボールベアリングDとの間に挟持されるように配置される。バネワッシャT1は、例えば、防錆処理された金属板や樹脂材料等の弾性体を用いて形成されている。バネワッシャT1の一面側(正面側)には、ナットNが配置される。バネワッシャT1の他面側(背面側)には、貫通孔T1Aの周囲に延在して突出する突出部T1Bが形成されている。円環部T1Cと突出部T1Bとにより、シールワッシャT2を嵌め込むための円環状の段差T1Dが形成されている。
シールワッシャT2は、一面側(正面側)がバネワッシャT1の円環部T1Cの他面側(背面側)に当接するようにバネワッシャT1に嵌め込まれている。シールワッシャT2の他面側(背面側)には、同心円状に突出部T2A,T2Bが形成されている。突出部T2Aは、ボールベアリングDの外輪D2に沿って延在するように円環状に突出している。突出部T2Aは、ボールベアリングDのシール部D4に沿って延在するように円環状に突出している。ナットNを締め込むと、バネワッシャT1とシールワッシャT2とがナットNとボールベアリングDとに挟持される。
この状態で、バネワッシャT1の突出部T1Bは、ボールベアリングDの内輪D1とナットNとに挟持される。そして、バネワッシャT1の円環部T1Cの弾性により、シールワッシャT2はボールベアリングD側に押圧される。そうすると、シールワッシャT2の突出部T2Bは、弾性変形して外輪D2に密着する。同様に、シールワッシャT2の突出部T2Aは、弾性変形してボールベアリングDのシール部D4に密着する。上述したようにボス部6がシャフトSに対して回転した場合、シールワッシャT2の突出部T2Bは、ボールベアリングDの外輪D2に密着しながら回転方向に沿って相対的に摺動する。シールワッシャT2の突出部T2Aも同様に、ボールベアリングDのシール部D4に密着しながら回転方向に沿って相対的に摺動する。このような構成により、ファン2がシャフトSに対して停止状態あるいは回転状態であっても、シールワッシャT2がボールベアリングDに密着する。
図20から図22に示されるように、同様に、ボールベアリングFも防水部材Uを備える。ボールベアリングFは、円環状の防水部材Uで覆われる。防水部材Uは、円環状のバネワッシャU1と円環状のシールワッシャU2とを備える。バネワッシャU1は、ナットNとボールベアリングDとの間に配置される。バネワッシャU1は、例えば、防錆処理された金属板や樹脂材料等の弾性体を用いて形成されている。バネワッシャU1の他面側(背面側)には、貫通孔U1Aの周囲に延在して突出する突出部U1Bが形成されている。円環部U1Cと突出部U1Bとにより、シールワッシャU2を嵌め込むための円環状の段差U1Dが形成されている。
シールワッシャU2は、一面側(正面側)がバネワッシャU1の円環部U1Cの他面側(背面側)に当接するようにバネワッシャU1に嵌め込まれる。シールワッシャU2の他面側(背面側)には、突出部U2Aが形成されている。突出部U2Aは、ボス部6に沿って延在するように突出している。ナットNを締め込むと、バネワッシャU1とシールワッシャU2とがナットNとボールベアリングDとに挟持される。
この状態で、バネワッシャU1の突出部U1Bは、ボールベアリングFの軌道板F2とナットNとに挟持される。そして、円環部U1Cの弾性により、シールワッシャU2はボス部6側に押圧される。そうすると、シールワッシャU2の突出部U2Aは、弾性変形してボス部6に密着する。上述したようにボス部6がシャフトSに対して回転した場合、突出部U2Aは、ボス部6に密着しながら回転方向に沿って相対的に摺動する。このような構成により、ファン2がシャフトSに対して停止状態あるいは回転状態であっても、シールワッシャU2がボス部6に密着する。
上述した防水部材T,Uを用いることにより、ボールベアリングD,Fのすき間から水の侵入を防ぐことが可能となり、水分によってボールベアリングD,Fや他の金属部に錆が発生することを防止することができる。防水部材T,Uを用いることにより、電動モータ20の内部に侵入した水分によってブラシの異常摩耗によるモータ寿命低下を防止することができる。電動モータ20の内部に侵入した水分によって導通部に発生するショートを防止することができる。
防水部材T,Uを用いることにより、ボールベアリングD,Fのすき間から油の侵入を防ぎ、電動モータ20の内部に侵入した油分によってブラシとコンミテータの異常摩耗によるモータ寿命の低下を防止することができる。防水部材T,Uを用いることにより、油分付着によってワンウェイクラッチの動力伝達が悪くなるのを防止することができる。防水部材T,Uを用いることにより、ボールベアリングD,Fのすき間から粉塵等の異物侵入を防止し、侵入した粉塵等の異物によってスラストベアリングが異常劣化するのを防止することができる。
[変形例3]
変形例2に係るファンモータは、ボールベアリングD,Fを防水部材T,Uで防水していたが、これに限らず防水部材としてボールベアリングD,Fを覆う部材を用いてもよい。図23に示されるように、ファンモータ1において、例えば、ベアリング収納部7の前には、ボールベアリングDとナットNとを覆うように形成されたキャップK(カップ部材)がボス部6に設けられたキャップ台座6Qに嵌め込まれている。キャップKは、例えば、円筒の片側が閉塞したカップ状に形成されている。キャップKは、例えば、キャップ台座6Qの内壁に側面部が密着するように嵌め込まれている。
変形例2に係るファンモータは、ボールベアリングD,Fを防水部材T,Uで防水していたが、これに限らず防水部材としてボールベアリングD,Fを覆う部材を用いてもよい。図23に示されるように、ファンモータ1において、例えば、ベアリング収納部7の前には、ボールベアリングDとナットNとを覆うように形成されたキャップK(カップ部材)がボス部6に設けられたキャップ台座6Qに嵌め込まれている。キャップKは、例えば、円筒の片側が閉塞したカップ状に形成されている。キャップKは、例えば、キャップ台座6Qの内壁に側面部が密着するように嵌め込まれている。
キャップKは、キャップ台座6Qの外壁を覆うように嵌め込まれていてもよい。キャップKとキャップ台座6Qとの境界は、水の侵入を防止するために固化する液体シール材が充填されてもよい。キャップKの内部には、例えば、グリスが充填される。キャップK内のグリスによってキャップK内に湿気が溜まることが防止されると共に、ボールベアリングDを防錆することができる。
図24に示されるように、同様に、ファンモータ1Aにおいて、例えば、ベアリング収納部11の前には、ボールベアリングFとナットNとを覆うように形成されたキャップL(カップ部材)がファン2に設けられた窪み2Aに嵌め込まれている。キャップLは、キャップKと同様にキャップ状に形成されている。キャップLの外側面は、窪み2Aの側面部に密着するように嵌め込まれている。キャップLと窪み2Aとの境界は、キャップKと同様に液体シール材が充填されてもよい。キャップLの内部には、キャップKと同様にグリスが充填される。キャップL内のグリスによってキャップLに湿気が溜まることが防止されると共に、ボールベアリングFを防錆することができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上記実施形態においてスラスト形のボールベアリングを用いるファンモータを例示したが、これに限らずスラスト形のボールベアリングに代えて焼結軸受や動圧軸受け等の摺動抵抗が小さい軸受が用いられていてもよい。上記実施形態で用いられたワッシャに代えてテフロン(登録商標)加工が施されたワッシャ等の摺動抵抗が小さいワッシャが用いられてもよい。
1、1A…ファンモータ、2…ファン、3…台座部、6…ボス部、7、11…ベアリング収納部、10…クラッチ収納部、12…ワンウェイクラッチ、15…クラッチワッシャ、20…電動モータ、B…ブラシ、B1…ブラシ、B2…ブラシ、C1~C3…アーマチュアコイル、D…ボールベアリング、E…コンミテータ、E1…セグメント、E2…セグメント、E3…セグメント、F…ボールベアリング、G1…永久磁石、G2…永久磁石、J…台座、K…キャップ、L…キャップ、N…ナット、P…溝部、P…ワンウェイ機構、R…ワッシャ、S…シャフト、T…防水部材、T1…バネワッシャ、T2…シールワッシャ、T2A…突出部、T2B…突出部、U…防水部材、U1…バネワッシャ、U2…シールワッシャ、U2A…突出部、V…羽根、W1~W3…モータ巻線、X1~X3…ティース、Y…ロータ、Z…ハウジング
Claims (8)
- ステータと、
前記ステータの内側に回転自在に軸支され、シャフトが圧入された複数のティースを有するロータと、
前記ティースに巻回された巻線により形成されたコイルと、
前記コイルに接続される複数のコンミテータと、
前記複数のコンミテータに摺接する給電用ブラシと、
前記シャフトの軸方向の一端に取り付けられ、前記シャフトの回転に伴って回転するボス部と、
前記ボス部の周囲に取り付けられ、前記ボス部の回転に連動して回転するファンと、からなるファンモータであって、
前記ボス部は、クラッチ収納部とベアリング収納部をそれぞれ備え、
前記シャフトは、前記ベアリング収納部に設けられたベアリングを介して前記ボス部を回転自在に軸支し、
前記ボス部は、前記クラッチ収納部に設けられたワンウェイクラッチを介して前記シャフトの回転時には、前記シャフトと連動して回転する、
ことを特徴とするファンモータ。 - 前記クラッチ収納部は、前記ワンウェイクラッチを覆う様に形成されたクラッチワッシャを備える、ことを特徴とする、
請求項1に記載のファンモータ。 - 前記ファンの回転方向は、前記ワンウェイクラッチから前記クラッチワッシャの方向に風を発生させる方向であることを特徴とする、
請求項2に記載のファンモータ。 - 前記ベアリングは、
一方が前記シャフトに圧入され、他方は前記ベアリング収納部に圧入される2つの環状体によって形成されるベアリングである、
請求項1から3のうちいずれか1項に記載のファンモータ。 - 前記ベアリング収納部は前記ベアリングを覆う様に設けられた防水部材を備える、
請求項1から4のうちいずれか1項に記載のファンモータ。 - 前記防水部材は、一面側にベアリングに対して突出する突出部を有し、前記突出部が前記ベアリング又は前記ボス部に当接するよう設けられるシール部材と、
前記シール部材を他面側から覆う様に押圧するバネワッシャと、を備える、
請求項5に記載のファンモータ。 - 前記防水部材は、内部にグリスが充填されたカップ部材を備える、
請求項5に記載のファンモータ。 - 前記ファンは、自動車のラジエータの冷却用として用いられる、
請求項1から7のうちいずれか1項に記載のファンモータ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018232425A JP2020094531A (ja) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | ファンモータ |
JP2018-232425 | 2018-12-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2020121559A1 true WO2020121559A1 (ja) | 2020-06-18 |
Family
ID=71076338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/023042 WO2020121559A1 (ja) | 2018-12-12 | 2019-06-11 | ファンモータ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020094531A (ja) |
WO (1) | WO2020121559A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS595828A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-12 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車用電動フアン |
JPS6411394U (ja) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | ||
JP2016094830A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | シナノケンシ株式会社 | 送風機 |
-
2018
- 2018-12-12 JP JP2018232425A patent/JP2020094531A/ja active Pending
-
2019
- 2019-06-11 WO PCT/JP2019/023042 patent/WO2020121559A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS595828A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-12 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車用電動フアン |
JPS6411394U (ja) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | ||
JP2016094830A (ja) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | シナノケンシ株式会社 | 送風機 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020094531A (ja) | 2020-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
USRE35855E (en) | Structured product dynamoelectric machine | |
US5113104A (en) | Structured product dynamoelectric machine | |
JP3983690B2 (ja) | 回転電機 | |
US20040136842A1 (en) | Fan motor | |
WO2007126570A1 (en) | Brushless alternator with stationary shaft | |
KR101477905B1 (ko) | 회전 전기 기계 | |
US10680499B2 (en) | Electrical machine | |
US6489702B1 (en) | Alternator | |
JP2004248492A (ja) | モータ用シール構造、モータ、及び自動車の自動変速機用モータ | |
US7687952B2 (en) | Brushless alternator with stationary shaft | |
EP3547507A1 (en) | Electric motor | |
US6169347B1 (en) | Rotating coil electromagnetic clutch | |
WO2020121559A1 (ja) | ファンモータ | |
JP2010041884A (ja) | 車両用回転電機 | |
JP7487239B2 (ja) | 転がり軸受の予圧部材を有する回転電気機械 | |
US5132580A (en) | Motor | |
GB2207956A (en) | Electric motor with oil slinger | |
JPWO2018235184A1 (ja) | 電動機及び電動機の組立方法 | |
US7078837B1 (en) | Method and apparatus for contamination protection for bearing assembly | |
JP4268451B2 (ja) | モータ | |
JPH0713409Y2 (ja) | ファンモータの軸受装置 | |
JP3503794B2 (ja) | モータ | |
JPH0724929Y2 (ja) | モータ | |
JP4887224B2 (ja) | モータ | |
JPH0730563U (ja) | ブラシ付小型モータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19894419 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19894419 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |