WO2021029309A1 - 回転機器 - Google Patents

回転機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2021029309A1
WO2021029309A1 PCT/JP2020/030114 JP2020030114W WO2021029309A1 WO 2021029309 A1 WO2021029309 A1 WO 2021029309A1 JP 2020030114 W JP2020030114 W JP 2020030114W WO 2021029309 A1 WO2021029309 A1 WO 2021029309A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
rotating body
shaft member
axial direction
rotating
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/030114
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
仁 岩田
剛 加納
直生 大沢
生馬 山西
俊之 西方
聖司 三田村
道弘 清水
雄太 天城
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ミネベアミツミ株式会社 filed Critical ミネベアミツミ株式会社
Priority to US17/597,966 priority Critical patent/US20220316487A1/en
Priority to CN202080050117.4A priority patent/CN114175461A/zh
Publication of WO2021029309A1 publication Critical patent/WO2021029309A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786Outer rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16Stator cores with slots for windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/04Machines with one rotor and two stators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1737Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003Couplings; Details of shafts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2207/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to arrangements for handling mechanical energy
    • H02K2207/03Tubular motors, i.e. rotary motors mounted inside a tube, e.g. for blinds
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present invention relates to a rotating device.
  • an example of the present invention is to provide a rotating device that can meet the demand for miniaturization.
  • one aspect of the rotating device of the present invention is a shaft member as a stationary portion and A tubular rotating body that can rotate with respect to the shaft member, A first bearing and a second bearing that support the rotating body with respect to the shaft member, With a single or more stators inside the rotating body, A single or multiple tubular magnets fixed to the inner peripheral surface of the rotating body, With The magnet is made of resin and The length of the rotating body in the radial direction is smaller than the length in the axial direction. The inner peripheral surfaces of the first bearing and the second bearing are fixed to the outer peripheral surface of the shaft member.
  • the shaft member and the rotating body are each formed of a single member.
  • the outer diameter of the shaft member is substantially the same from the portion facing the first bearing to the portion facing the second bearing.
  • the inner and outer diameters of the rotating body are substantially the same from the end of the rotating body on the first bearing side to the end of the rotating body on the second bearing side.
  • the single stator or one of the plurality of stators is arranged at the center of the shaft member in the axial direction.
  • the single magnet or one of the plurality of magnets is arranged at the center of the rotating body in the axial direction.
  • the first bearing and the second bearing are arranged on both ends of the rotating body.
  • the outer peripheral surface of the rotating body may be provided with one or a plurality of openings penetrating inside and outside the rotating body, and in this case, the plurality of openings. At least one of is preferably between the magnet and the first bearing in the axial direction. Further, when a plurality of the openings are provided on the outer peripheral surface of the rotating body, it is preferable that at least one of the plurality of openings is between the magnet and the second bearing in the axial direction.
  • one or a plurality of moving blades provided inside the rotating body may be provided, and when a plurality of the moving blades are provided, the shaft of the shaft member is provided.
  • the stator is arranged between the plurality of moving blades.
  • either the single rotor blade or the plurality of rotor blades may face the first bearing at least in part.
  • the moving blades may be arranged between the first bearing and the second bearing in the axial direction of the shaft member.
  • the outer peripheral surfaces of the first bearing and the second bearing may be fixed to the inner peripheral surface of the rotating body.
  • the rotating body may be formed of a member made of a non-magnetic material or a metal member.
  • the numbers of the plurality of stators and the plurality of magnets are odd numbers, respectively.
  • the plurality of stators are arranged side by side on the shaft member at equal intervals, and one of the plurality of stators is arranged in the central portion of the shaft member.
  • the plurality of magnets may be arranged side by side on the rotating body at equal intervals, and one of the plurality of magnets may be arranged in the central portion of the rotating body.
  • the number of the stators is a plurality.
  • the coils included in the plurality of stators may be electrically connected in parallel.
  • the direction of the other bearing with respect to the inner peripheral ring fixed to the shaft member in either the first bearing or the second bearing. Preload to the bearing may be acting.
  • another aspect of the rotating device of the present invention is a shaft member as a stationary portion and a shaft member.
  • a tubular rotating body that can rotate with respect to the shaft member,
  • a first bearing and a second bearing that support the rotating body with respect to the shaft member,
  • With a plurality of stators inside the rotating body
  • a plurality of tubular magnets fixed to the inner peripheral surface of the rotating body, and
  • the tubular magnet is made of resin and
  • the length of the rotating body in the radial direction is smaller than the length in the axial direction, and the inner peripheral surfaces of the first bearing and the second bearing are fixed to the outer peripheral surface of the shaft member.
  • the shaft member and the rotating body are each formed of a single member.
  • the outer diameter of the shaft member is substantially the same from the portion facing the first bearing to the portion facing the second bearing.
  • the inner and outer diameters of the rotating body are substantially the same from the end of the rotating body on the first bearing side to the end of the rotating body on the second bearing side.
  • Two of the plurality of stators are arranged on both sides of the central portion of the shaft member in the axial direction.
  • Two of the plurality of magnets are arranged on both sides of the central portion of the rotating body in the axial direction.
  • the first bearing and the second bearing are arranged on both ends of the rotating body.
  • one or a plurality of moving blades provided inside the rotating body may be provided, and when a plurality of the moving blades are provided, the shaft. It is preferable that the stator is arranged between the plurality of moving blades in the axial direction of the member. Further, in the axial direction of the shaft member, either the single rotor blade or the plurality of rotor blades may face the first bearing at least in part. Furthermore, the moving blades may be arranged between the first bearing and the second bearing in the axial direction of the shaft member.
  • the outer peripheral surfaces of the first bearing and the second bearing may be fixed to the inner peripheral surface of the rotating body.
  • the rotating body may be formed of a member made of a non-magnetic material or a member made of a metal.
  • the numbers of the plurality of stators and the plurality of magnets are even numbers, respectively.
  • the plurality of stators are arranged side by side on the shaft member at equal intervals.
  • the plurality of magnets may be arranged side by side at equal intervals on the rotating body. Further, the coils included in the plurality of stators may be electrically connected in parallel.
  • the outer peripheral surface of the rotating body may be provided with one or more openings penetrating inside and outside the rotating body, and in this case, the plurality of openings. At least one of the openings is preferably between the magnet and the first bearing in the axial direction. Further, when a plurality of the openings are provided on the outer peripheral surface of the rotating body, it is preferable that at least one of the plurality of openings is between the magnet and the second bearing in the axial direction. Further, in the other aspect of the rotating device of the present invention, the inner peripheral ring fixed to the shaft member in one of the first bearing and the second bearing has the other bearing. Preload in the direction of may be acting.
  • the rotating device of the present invention may include blades attached to the outer peripheral surface of the rotating body.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view of the rotating device 1 according to the first embodiment, which is an example of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotating device 1, which is shown in the AA sectional view of FIG. Equivalent to.
  • the terms "upper” and “lower” mean the vertical relationship in FIG. 1, and do not necessarily match the vertical relationship in the direction of gravity.
  • the arrow a direction is defined as the upper side a
  • the arrow b direction is defined as the lower side b.
  • the direction perpendicular to the axis x hereinafter, also referred to as “diameter direction”
  • the direction away from the axis x (arrow c direction) is the outer peripheral side c
  • the direction toward the axis x (arrow d direction) is the inner circumference. Let it be the side d.
  • the clockwise direction (circumferential direction seen from the upper side a) around the rotation axis x is the circumferential direction e
  • the counterclockwise direction is the circumferential direction f.
  • the circumferential direction e and the circumferential direction f are shown in FIG.
  • the rotating portion in the rotating device 1 is referred to as a "rotating side”
  • the portion that is fixed by supporting the member on the rotating side is referred to as a "fixed side” or a "stationary portion”.
  • the stationary portion may be stationary relative to the member on the rotating side.
  • the rotating device 1 of the present embodiment includes a shaft member 5, a tubular rotor 3 that can rotate with respect to the shaft member 5, and an end portion of the upper side a and an end portion of the lower side b of the shaft member 5 in the axis x direction. It is provided with a mounted member 7 supported by the rotor 3, a bearing 4 for supporting the rotor 3 with respect to the shaft member 5, and a stator 2 inside the rotor 3.
  • the shaft member 5 is fixed to the attached member 7.
  • the attached member 7 is a target for fixing the rotating device 1, for example, a housing of a rotating device such as a motor, or a device (electronic device, an automobile as a moving body, a rotating device) to which the rotating device is attached. Frames and substrates, etc.) can be mentioned.
  • the attached member 7 is a member on the fixed side together with the shaft member 5.
  • the shaft member and the attached member 7 are members that are relatively stationary with respect to the rotor 3 including the rotating body described later. Therefore, these are collectively referred to as a stationary member (resting portion).
  • the stationary member (resting portion) may be stationary with respect to the rotor 3, and the stationary member (resting portion) itself does not have to be completely stationary, and may be shaken by the rotation of the rotor 3. Absent. That is, it suffices to be stationary relative to the rotor 3.
  • the mounted member 7 is a mounting member to which the mounted member is mounted, with the rotating device 1 as the mounted member.
  • the stator 2 includes a stator core 21 which is fixed to the shaft member 5 and has a magnetic pole portion 23 which is fixed to the shaft member 5 and extends radially on the outer peripheral side c about the shaft member 5, and a coil 22 wound around the magnetic pole portion 23.
  • the stator core 21 is a laminated body of a silicon steel plate or the like, and extends coaxially from the annular portion 24 so as to surround the shaft member 5 and radially from the annular portion 24 toward the outer peripheral side c. It is composed of a plurality of magnetic pole portions 23 formed as described above. These plurality of magnetic pole portions 23 are arranged side by side in the circumferential direction ef. A coil 22 is wound around each of the two adjacent magnetic pole portions 23.
  • the coil 22 is wound around each of the plurality of stator cores 23.
  • the stator core 21 and the coil 22 are insulated by an insulator (not shown) formed of an insulator. Instead of the insulator, an insulating film may be applied to the surface of the stator core to insulate the coil.
  • the rotor 3 includes a magnet 31 facing the magnetic pole portion 23 on the outer peripheral side of the stator 2, and a tubular rotating body 32 to which the magnet 31 is attached directly to the inner peripheral surface or via another member such as an adhesive. ,including. Further, the rotating body 32 is formed of a single member.
  • the rotating body 32 has a cylindrical shape centered on the shaft of the shaft member 5, and is in a state of surrounding the stator 2.
  • the rotating body 32 also has a function of preventing leakage of a magnetic field from the inside of the rotating body 32, and is formed of a magnetic material or a non-magnetic material.
  • the rotating body 32 does not form a magnetic circuit together with the magnet 31, so that it is possible to suppress the leakage of magnetic flux to the outside.
  • the non-magnetic material forming the rotating body 32 include aluminum, plastic, and ceramics.
  • the material of the rotating body 32 is preferably formed of a metal material.
  • the heat generated from the stator 2 can be radiatively cooled. That is, the heat of the stator 2 can be radiated to the outside and cooled by propagating the heat of the stator 2 to the rotating body 32 via the shaft member 5 and the bearing 4, and also from the stator 2.
  • the heat can be radiated to the outside and cooled. Therefore, aluminum, which is a non-magnetic material and is a metal member, can also be used as a material for the rotating body 32.
  • the rotating body 32 has a so-called vertically long shape in which the length r in the radial direction (arrows c and d directions) is smaller than the length q in the axis x direction (r ⁇ q).
  • the inner diameter t and the outer diameter r of the rotating body 32 are from the end of the rotating body 32 on the first bearing 41 side (upper side a) to the second bearing 42 side (lower side b). It is substantially the same toward the end of the rotating body 32. Since the outer diameter of the rotating body 32 is substantially the same over the entire overall length, the coaxiality is improved, and the rotating device 1 can be rotated at a high speed and the rotation can be stabilized.
  • substantially means to allow manufacturing errors of the product itself, ribs and holes for positioning, openings 33 and 34 described later, and the like, and even if these are present.
  • the existence has the same outer diameter in determining the outer diameter dimension, it is understood that the outer diameter is substantially the same.
  • the magnet 31 is attached to the inner peripheral surface of the rotating body 32 so as to face the stator 2.
  • the magnet 31 has an annular shape, and a region magnetized on the N pole and a region magnetized on the S pole are alternately provided at regular intervals along the circumferential direction.
  • the magnet 31 may be an annular integrally molded product, but a plurality of magnets may be arranged side by side on the inner peripheral surface of the rotating body 32 and arranged in a tubular shape.
  • the magnet 31 is made of resin. Specifically, the magnetic material is dispersed in a resin binder, and is magnetized by a known method after molding. By forming the magnet 31 with resin, the weight of the magnet 31 and thus the rotor 3 can be reduced, the centrifugal force can be reduced, the rotating device 1 can be rotated at a high speed, and the start-up can be performed. It is possible to improve the responsiveness to signals such as, stop, and change in rotation speed.
  • a predetermined magnetic gap G is provided between the magnet 31 and the stator 2.
  • a plurality of the magnetic gaps G are arranged or continuously formed in the circumferential direction. Further, a predetermined gap is provided between the magnet 31 and the stator 2 so that the magnetic gap G has at least a constant radial dimension.
  • the bearings 4 are arranged on both sides of the stator 2 in the axial direction of the shaft member 5, and have two bearings, a first bearing 41 located above and a second bearing 42 located below. That is, the magnet 31 and the stator 2 are located between the first bearing 41 and the second bearing 42 in the axial direction of the shaft member 5.
  • the first bearing 41 and the second bearing 42 use members having the same configuration (same shape, structure, size, and material). Hereinafter, the first bearing 41 will be described, but the same applies to the second bearing 42.
  • the first bearing 41 is a so-called ball bearing having an outer peripheral ring 41a, an inner peripheral ring 41b, and a ball 41c interposed between the outer peripheral ring 41a and the inner peripheral ring 41b.
  • the first bearing 41 is made of, for example, a hard metal such as iron or a member such as ceramics.
  • the outer peripheral ring 41a of the first bearing 41 and the outer peripheral ring 42a of the second bearing 42 are fixed in contact with the inner peripheral surfaces of both ends of the rotating body 32 (the portion on the first bearing 41 side and the portion on the second bearing side). Has been done. Further, in the axial direction of the shaft member 5, the outer peripheral ring 41a of the first bearing 41 and the outer peripheral ring 42a of the second bearing 42 face the stator 2. On the other hand, the inner peripheral ring 41b of the first bearing 41 and the inner peripheral ring 42b of the second bearing 42 are fixed in contact with the outer peripheral surface of the shaft member 5, respectively. In the axial direction of the shaft member 5, the inner peripheral ring 41b of the first bearing 41 and the inner peripheral ring 42b of the second bearing 42 face the magnet 31.
  • the outer peripheral ring 41a of the first bearing 41 and the outer peripheral ring 42a of the second bearing 42 and the inner peripheral surface of the rotating body 32, and the inner peripheral ring 41b of the first bearing 41 and The inner peripheral ring 42b of the second bearing 42 and the outer peripheral surface of the shaft member 5 are in direct contact with each other, and the first bearing 41, the second bearing 42, and the shaft member 5 are in direct contact with each other.
  • Another member for example, a ring-shaped member may be interposed.
  • This separate member may be a stationary member (stationary portion) that is relatively stationary with respect to the first bearing 41, the second bearing 42, and the rotating body 32, as with the shaft member 5, and is relative to the shaft member 5. It may rotate and rotate with respect to the first bearing 41, the second bearing 42, and the rotating body 32.
  • the rotor 3 can rotate with respect to the shaft member 5. Further, the rotor 3 is configured to be rotatable around the axis of the shaft member 5.
  • the outer peripheral surfaces of the first bearing 41 and the second bearing 42 are similarly contacted and fixed to the inner peripheral surfaces of both ends of the rotating body 32, and the inner peripheral surfaces of the first bearing 41 and the second bearing 42 are similarly fixed. It is fixed in contact with the outer peripheral surfaces of both ends of the shaft member 5. Therefore, the coaxiality between the shaft member 5 and the rotor 3 is improved, and the rotating device 1 can be rotated at a high speed and the rotation can be stabilized.
  • the radial dimension which is the radial dimension of the bearing 4 (first bearing 41) (since it is substantially the same as the inner diameter t of the rotating body 32, it is represented by the symbol t below. ) Is larger (t> s) than the radial dimension s, which is the radial dimension of the stator 2.
  • the shaft member 5 is a member that is substantially composed of only a single component, rather than a single member (that is, a member that is not formed by combining a plurality of components to form one member), and is a surface of the single component.
  • the coating film or the like covering the above is included in the concept of a single member.).
  • the shaft member 5 is made of, for example, aluminum in order to reduce the weight, and is in a hollow state (more specifically, a cylindrical state).
  • the shaft member 5 is a member on the fixed side (resting portion). Since the member has a function of fixing and supporting the entire rotating device 1, rigidity corresponding to the function is required. Therefore, the shaft member 5 may have a flexural rigidity larger than that of the rotating body 32.
  • a metal material is used for the purpose of heat dissipation as the material of the rotating body 32, heat dissipation due to propagation can be further enhanced by using the shaft member 5 as a metal material as well.
  • the outer diameter of the shaft member 5 in the axial direction is substantially the same from the portion facing the first bearing 41 to the portion facing the second bearing 42. Since the outer diameter of the shaft member 5 has substantially the same thickness over substantially the entire length, the coaxiality is improved, and the rotating device 1 can be rotated at a high speed and the rotation can be stabilized.
  • An opening (not shown) is provided in the middle of the shaft member 5, and a lead wire (not shown) connected to the coil 22 is drawn into a cavity (not shown) inside the shaft member 5 from the opening. , It is pulled out from the end opening (not shown) of the shaft member 5 to the outside of the rotating device 1 via the internal cavity.
  • the first bearing 41 and the second bearing 42 are closed (arranged) on both ends of the rotating body 32. Power is supplied from the outside to the coil 22 of the stator 2 in the closed space.
  • the term "blocking" as used herein refers to a state in which at least the openings on both ends of the rotating body 32 are closed by bearings, and may be in a physically completely sealed state. It is not necessary that the bearing itself has a gap and does not have airtightness inside and outside the closed space.
  • the inside of the space closed by the rotating body 32, the bearing 4, and the like is electrically connected to the outside by passing a lead wire through the cavity inside the shaft member 5. Therefore, the lead wire can supply power to the coil 22 of the stator 2 in the closed space.
  • the outer peripheral surface of the rotating body 32 is provided with openings 33 and 34 penetrating inside and outside the rotating body 32.
  • the opening (hereinafter, referred to as “upper opening”) 33 provided on the upper side a (first bearing 41 side) in the x direction of the axis is between the magnet 31 and the first bearing 41, and is a rotating body.
  • Six rectangular holes are provided on the outer peripheral surface of 32 at equal intervals in a row in the circumferential direction.
  • the opening (hereinafter, referred to as "lower opening”) 34 provided on the lower side b in the axis x direction is between the magnet 31 and the second bearing 42, and is the same as the upper opening 33.
  • Six rectangular holes are provided on the outer peripheral surface of the rotating body 32 at equal intervals in a row in the circumferential direction.
  • the shape of the holes in both the upper opening 33 and the lower opening 34 is not limited to this, and may be any shape such as a square, a circle, or an ellipse. Further, although the example in which six upper openings 33 and six lower openings 34 are provided in a row in the circumferential direction is given, the number of holes and the number of rows are arbitrary, and if at least one is formed, it is sufficient. It can exhibit a function as an opening.
  • the upper opening 33 and the lower opening 34 are provided on both sides of the magnet 31 and the stator 2 in the x direction of the axis, so that air flows in from one side and flows out to the other side. Is likely to occur.
  • the heat in the rotating body 32 can be released to the outside by the flow of air, and the stator 2 can be cooled.
  • the rotating device 1 of the present embodiment function as a blower
  • the action of the air flow flowing in the vicinity of the outer peripheral surface of the rotating body 32 As a result, an air flow is generated in which air actively flows in from one side and flows out to the other side. Therefore, the stator 2 can be efficiently cooled by the air that enters the inside of the rotating body 32 from the upper opening 33 and the lower opening 34.
  • a plurality of upper openings 33 and a plurality of lower openings 34 are provided, but the inside and outside of the rotating body 32 can be communicated with each other even if only one opening is provided or only one opening is provided. It is possible to expect heat dissipation in the rotating body 32, not a little.
  • the upper opening 33 is located between the magnet 31 and the first bearing 41 in the axial direction, the upper opening 33 is located in the vicinity of the magnet 31, so that the magnet 31 deteriorates (for example, deterioration of the resin, high-temperature demagnetization of the magnet itself, and the like. The same applies to the case where the deterioration of the magnet is discussed below) can be suppressed.
  • the lower opening 34 is located between the magnet 31 and the second bearing 42 in the axial direction, the lower opening 34 is located in the vicinity of the magnet 31, so that the magnet 31 is deteriorated. It can be suppressed.
  • the rotating device 1 further includes moving blades 6, 6'provided on the rotating body 32 inside the rotating body 32.
  • the rotor blades 6 and 6' form a so-called impeller, and the rotation of the rotating body 32 positively generates an air flow from the upper side a to the lower side b in the axis x direction inside the rotating body 32. It is a member to be made to.
  • the shapes of the moving blades 6 and 6' are not only the shape that causes the air flow from the upper side a to the lower side b in the axis x direction, but also the shape that sucks air from the upper opening 33. It doesn't matter.
  • a spacer 43 on the upper a side is provided between the moving blade 6 on the upper a side (first bearing 41 side) and the first bearing 41.
  • the first bearing 41 and the moving blade 6 are separated from each other in the axial direction.
  • a spacer 44 on the lower b side is provided between the moving blade 6'on the lower b side (second bearing 42 side) and the second bearing 42, and the second bearing 42 and the moving blade are provided in the axial direction. It is separated from 6'.
  • the spacer 43 on the upper a side covers one surface of the first bearing 41 in the axial direction and serves as a cover.
  • the spacer 44 on the lower b side covers one surface of the second bearing 42 in the axial direction and serves as a cover.
  • the spacers 43 and 44 are optional components. Further, the spacers 43 and 44 may be formed as a part of the moving blade 6.
  • Both ends of the shaft member 5 are fitted and fixed to the holes 71 provided in the attached member 7.
  • the method of fixing both ends of the shaft member 5 to the attached member 7 is not particularly limited, and any of conventionally known bonding, welding, welding, screwing, fastening, locking, etc. may be used.
  • the shaft member 5 is passed through the hole of the donut-shaped fixing member 92 and fixed to the attached member 7a on the upper side a, and the fixing member 92 is fixed to the lower side b of the attached member 7a.
  • the shaft member 5 and the attached member 7a are fixed to each other.
  • a disc spring 91 is interposed between the lower surface of the fixing member 92 and the upper surface of the inner peripheral ring 41b of the first bearing 41.
  • the inner peripheral ring 41b of the first bearing 41 is fixed to the shaft member 5 with an adhesive or the like while the inner peripheral ring 41b included in the first bearing 41 gap-fitted in the shaft member 5 is positioned. be able to.
  • the rotor 3 surrounding the stator 2 can rotate with respect to the stator 2 fixed to the shaft member 5, and the rotating device 1 rotates as a so-called outer rotor type brushless motor.
  • a shaft fixed to the rotor rotates and a rotational force is extracted by the shaft.
  • the rotor 3 is used.
  • the shaft member 5 whose axis coincides with the central axis of rotation is a member on the fixed side, and is configured so that the rotational force is directly extracted from the rotor 3.
  • the central axes of the first bearing 41 and the second bearing 42 can be coaxial with the shaft member 5.
  • a plurality of tolerances between the plurality of members constituting the rotating body 32 and the first bearing 41 and the second bearing 42 may be taken into consideration.
  • the number of tolerances to be considered can be reduced, and the central axes of the first bearing 41 and the second bearing 42 can be aligned coaxially with the shaft member 5. It will be easier. By improving the coaxiality in this way, it is possible to achieve high-speed rotation and stable rotation of the rotating device 1.
  • the attached member 7 is a member to which the rotating device 1 is fixed, and is made of, for example, plastic or metal. Although the attached member 7 is drawn in a flat plate shape in the drawing, this is merely illustrated assuming that the periphery of the portion to which the rotating device 1 is attached is a flat plate shape, and the attached member 7 is illustrated. Can have various shapes depending on what the attached member 7 itself looks like. The periphery of the portion to which the rotating device 1 is attached does not have to be flat. Further, in the shaft member 5, the parts to be attached 7 are attached to both ends in the present embodiment, but the attached member 7 is attached only to one end, for example, only the portion on the upper side a in the axis x direction. May be attached.
  • the shaft member 5 is coaxially fixed to the attached member 7. Further, in the rotating device 1 according to the present embodiment, the shaft member 5 is coaxially fixed to the rotor 3 which is a rotating body.
  • the rotating device 1 Since the rotating device 1 according to the present embodiment has a configuration in which the shaft member 5 is on the fixed side and the rotor 3 which is a rotating body is rotated with respect to the shaft member 5 via the bearing 4, as shown in FIG.
  • the radial dimension s of the stator 2 can be made smaller (t> s) than the radial dimension t of the bearing 4. Therefore, the stator 2 can be made very small.
  • the rotating shaft member protrudes from the rotating device
  • one side of the shaft member rotates while being supported, and the rotational force is taken out from the protruding other side, so that rotation blurring is likely to occur.
  • the rotor 3 itself supported by the bearing 4 rotates as a rotating body, so that the rotation of the rotor 3 is stable.
  • the rotating body 32 since the first bearing 41 and the second bearing 42 are fixed to both ends of the rotating body 32 and the rotating body 32 is supported, the rotating body 32 is supported with respect to the shaft member 5.
  • the rotation of the rotating body 32 is stable.
  • the first bearing 41 and the second bearing 42 which are constituent members of the rotor 3 together with the rotating body 32 and have a predetermined weight, rotatably support the rotating body 32 in the axial direction of the shaft member 5. Since it is between, the rotation of the rotating body 32 is stabilized.
  • the bearings are arranged at both ends of the rotating body as in the present embodiment, but if the bearings are located near both ends of the rotating body, the rotating body can sufficiently rotate with respect to the shaft member. It will be in a stable state.
  • the "neighborhood" referred to here may be a position near both ends of the rotating body and cannot be clearly defined numerically. For example, a region having a length of 20% from both ends in the axial direction of the rotating body. A region, preferably 10% in length from both ends, is included in the concept of "both ends".
  • the two moving blades 6, 6' are partially opposed to the first bearing 41 or the second bearing 42, respectively, in the axial direction of the shaft member 5.
  • the rotating device 1 according to the present embodiment since the first bearing 41 and the second bearing 42 have the same configuration, the rotation of the rotor 3 is stabilized. As described above, the rotating device 1 according to the present embodiment is less likely to cause fluctuations in the rotation of the rotor 3, and can achieve high-precision stabilization. Since stabilizing the rotation of the rotor 3 means that uneven rotation is less likely to occur, it is possible to increase the torque of the rotating device 1. That is, the rotating device 1 according to the present embodiment can be provided with excellent basic characteristics as a rotating device while realizing miniaturization.
  • a single stator 2 is arranged at the central portion C1 of the shaft member 5 in the axial direction. Therefore, the center of gravity of the rotating device 1 as a whole can be substantially centered in the axial direction, and the weight balance can be ensured. In addition, the weight can be evenly distributed in the axial direction. Therefore, it is possible to increase the speed of rotation and stabilize the rotation of the rotating device 1.
  • a single magnet 31 is arranged at the central portion C2 of the rotating body 32 in the axial direction. Therefore, the center of gravity of the rotor 3 as a whole, which is a member on the rotating side, can be substantially centered in the axial direction, and the weight balance can be ensured. In addition, the weight can be evenly distributed in the axial direction. Therefore, it is possible to increase the speed of rotation and stabilize the rotation of the rotating device 1.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the rotating device 1a according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a cross section at substantially the same position as that of FIG.
  • the members or parts having the same functions and structures as those of the above embodiment are designated by reference numerals having the same reference numerals as those of the above embodiment, and detailed description thereof is omitted (however, the detailed description thereof is omitted. , This does not apply if a special explanation is added.)
  • the present embodiment is characterized in that the stator and the magnet are arranged in pairs in the axial direction so as to face each other.
  • the three stators 2a-1, 2a-2, 2a-3 (hereinafter, if necessary, these are sequentially referred to as "first stator 2a-1", “1st stator 2a-1", “ The second stator 2a-2 “and” third stator 2a-3 ") are arranged side by side on the shaft member 5a at equal intervals.
  • Each of the stators 2a-1, 2a-2, and 2a-3 has the same configuration as the stator 2 in the first embodiment.
  • the shaft member 5a has the same configuration as the shaft member 5 in the first embodiment except that the length in the axial direction is long.
  • three magnets 31a-1, 31a-2, 31a-3 are sequentially “third” in the axial direction (axis x direction).
  • 1 magnet 31a-1 ”,“ second magnet 31a-2 ”, and“ third magnet 31a-3 ”) are arranged side by side at equal intervals on the inner peripheral surface of the rotating body 32a.
  • Each of the magnets 31a-1, 31a-2, and 31a-3 has the same configuration as the magnet 31 in the first embodiment.
  • the rotating body 32a has the same configuration as the rotating body 32 in the first embodiment except that the length in the axial direction (more specifically, the length between the opening 33 and the opening 34) is long. belongs to.
  • the stators 2a-1,2a-2,2a-3 and the magnets 31a-1, 31a-2, 31a-3 are arranged in a plurality of (3) in the axial direction. As a result, either the improvement of the torque of the rotating device 1a and the high-speed rotation, or both of them can be realized.
  • the second stator 2a-2 at the center of the three stators is fixed to the central portion C1a of the shaft member 5a in the axial direction. Therefore, the center of gravity of the rotating device 1 as a whole can be substantially centered in the axial direction, and the weight balance can be ensured. In addition, the weight can be evenly distributed in the axial direction. Therefore, it is possible to increase the speed of rotation of the rotating device 1a and stabilize the rotation.
  • the second magnet 31a-2 at the center of the three magnets is fixed to the central portion C2a of the rotating body 32 in the axial direction. Therefore, the center of gravity of the rotor 3a, which is a member on the rotating side, can be substantially centered in the axial direction, and the weight balance can be ensured. In addition, the weight can be evenly distributed in the axial direction. Therefore, it is possible to increase the speed of rotation of the rotating device 1a and stabilize the rotation.
  • the coil 22a-1 of the first stator 2a-1, the carp 22a-2 of the second stator 2a-2, and the coil 22a-3 of the third stator 2a-3 are in this order. Is electrically connected in parallel. By connecting in parallel in this way, the resistance value of the entire coil composed of a plurality of coils 22a-1, 22a-2, 22a-3 can be reduced, and the Joule heat generated can be reduced. Even if 1a is rotated at high speed, the amount of heat generated can be suppressed.
  • the lead wires (not shown) at both ends of which the coil 22a-1, the coil 22a-2, and the coil 22a-3 are connected in parallel are provided in the middle of the shaft member 5a as in the first embodiment. It is drawn into a cavity (not shown) inside the shaft member 5a from an opening (not shown), and is pulled out from the end opening (not shown) of the shaft member 5a to the outside of the rotating device 1a via the internal cavity. It has become.
  • the upper opening 33 is located between the first magnet 31a-1 and the first bearing 41 in the axial direction, the upper opening 33 is located in the vicinity of the first magnet 31a-1. Therefore, deterioration of the first magnet 31a-1 can be suppressed. Further, in the present embodiment, since the lower opening 34 is located between the third magnet 31a-3 and the second bearing 42 in the axial direction, the lower opening 34 is located in the vicinity of the third magnet 31a-3. Therefore, deterioration of the third magnet 31a-3 can be suppressed.
  • the upper opening 33 Before the air flow taken in is discharged from the lower opening 34, it contacts all the stators 2a-1, 2a-2, 2a-3 and exchanges heat, and these stators 2a-1, 2a-2 , 2a-3 can be cooled efficiently.
  • the rotating body 32a has a so-called vertically long shape in which the length r in the radial direction (arrows c and d directions) is smaller than the length q in the axis x direction (r ⁇ q).
  • the rotating body 32a By forming the rotating body 32a into a vertically long shape in this way, the centrifugal force can be reduced, the rotating device 1a can be rotated at high speed, and the responsiveness to signals such as start, stop, and change in rotation speed can be improved. Can be improved.
  • the centrifugal force reducing action can be further exhibited and the rotating device 1a can be rotated at high speed. It can be expected that the improvement of responsiveness to the various signals will be realized at a higher level.
  • the inner diameter t and the outer diameter r of the rotating body 32a are from the end of the rotating body 32a on the first bearing 41 side (upper side a) to the second bearing 42 side (lower side b). It is substantially the same toward the end of the rotating body 32a. Since the outer diameter of the rotating body 32a is substantially the same over the entire overall length, the coaxiality is improved, and the rotating device 1a can be rotated at a high speed and the rotation can be stabilized.
  • the outer diameter of the shaft member 5a in the axial direction is substantially the same from the portion facing the first bearing 41 to the portion facing the second bearing 42. Since the outer diameter of the shaft member 5a is substantially the same over the entire overall length, the coaxiality is improved, and the rotating device 1a can be rotated at a high speed and the rotation can be stabilized.
  • an odd number for example, five, seven, etc.
  • the number of stators and magnets connected in the axial direction is larger than three
  • the same effect as that of the present embodiment can be expected. That is, in the axial direction, these plurality of stators are arranged side by side on the shaft member at equal intervals, one of the stators (particularly the center) is arranged in the central portion of the shaft member, and the axial direction (axis line x). In the direction), these plurality of magnets are arranged side by side on the shaft member at equal intervals, and one of the magnets (particularly the center) is arranged in the central portion of the shaft member, as in the present embodiment. The effect of can be expected.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the rotating device 1b according to the third embodiment, which is an example of the present invention.
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a cross section at substantially the same position as that of FIG.
  • the members or parts having the same functions and structures as those of the above embodiment are designated by reference numerals having the same reference numerals as those of the above embodiment, and detailed description thereof is omitted (however, the detailed description thereof is omitted. , This does not apply if a special explanation is added.)
  • the present embodiment is characterized in that the stator and the magnet are arranged in pairs in the axial direction so as to face each other.
  • the two stators 2b-1, 2b-2 (hereinafter, if necessary, these are sequentially referred to as “first stator 2b-1" and “second stator 2b". -2 ”) is arranged side by side on the shaft member 5b.
  • Each of the stators 2b-1 and 2b-2 has the same configuration as that of the stator 2 in the first embodiment.
  • the shaft member 5b has the same configuration as the shaft member 5 in the first embodiment except that the length in the axial direction is long.
  • first magnet 31b- in the axial direction (axis x direction). 1 ”and“ second magnet 31b-2 ”) are arranged side by side on the inner peripheral surface of the rotating body 32b.
  • Each of the magnets 31b-1 and 31b-2 has the same configuration as the magnet 31 in the first embodiment.
  • the rotating body 32b has the same configuration as the rotating body 32 in the first embodiment except that the length in the axial direction (more specifically, the length between the opening 33 and the opening 34) is long. belongs to.
  • the stators 2b-1, 2b-2 and the magnets 31b-1, 31b-2 are arranged in a plurality of stations (two stations) in the axial direction, so that the rotating device 1b can be used. It is possible to realize either improvement of torque, high-speed rotation, or both.
  • the two stators 2b-1, 2b-2 are fixed to both sides of the central portion C1b of the shaft member 5b in the axial direction. Therefore, the center of gravity of the rotating device 1 as a whole can be substantially centered in the axial direction, and the weight balance can be ensured. In addition, the weight can be evenly distributed in the axial direction. Therefore, it is possible to increase the speed of rotation of the rotating device 1b and stabilize the rotation.
  • the two magnets 31b-1 and 31b-2 are fixed to both sides of the central portion C2b of the rotating body 32 in the axial direction. Therefore, the center of gravity of the rotor 3b, which is a member on the rotating side, can be substantially centered in the axial direction, and the weight balance can be ensured. In addition, the weight can be evenly distributed in the axial direction. Therefore, it is possible to increase the speed of rotation of the rotating device 1b and stabilize the rotation.
  • the coil 22b-1 of the first stator 2b-1 and the carp 22b-2 of the second stator 2b-2 are electrically connected in parallel.
  • the resistance value of the entire coil composed of the plurality of coils 22b-1 and 22b-2 can be reduced, and the generated Joule heat is reduced, so that the rotating device 1b is rotated at high speed. Even if it is made, the amount of heat generated can be suppressed.
  • the lead wires at both ends of the coil 22b-1 and the coil 22b-2 connected in parallel are not shown in the middle of the shaft member 5b, as in the first embodiment. Is drawn into a cavity (not shown) inside the shaft member 5b, and is pulled out from the end opening (not shown) of the shaft member 5b to the outside of the rotating device 1b via the internal cavity.
  • the upper opening 33 is located between the first magnet 31b-1 and the first bearing 41 in the axial direction, the upper opening 33 is located in the vicinity of the first magnet 31b-1. Therefore, deterioration of the first magnet 31b-1 can be suppressed.
  • the lower opening 34 is located between the second magnet 31b-2 and the second bearing 42 in the axial direction, the lower opening 34 is located in the vicinity of the second magnet 31b-2. Therefore, deterioration of the second magnet 31b-2 can be suppressed. Therefore, in the present embodiment, both magnets 31b-1 and 31b-2 can be efficiently cooled and deterioration can be suppressed.
  • the two stators 2b-1 and 2b-2 are located between the upper opening 33 and the lower opening 34 in the axial direction, the air taken in by the upper opening 33 is taken in. Before the flow is discharged from the lower opening 34, it is possible to contact and exchange heat with all the stators 2b-1, 2b-2 to efficiently cool these stators 2b-1, 2b-2. it can.
  • the rotating body 32b has a so-called vertically long shape in which the length r in the radial direction (arrows c and d directions) is smaller than the length q in the axis x direction (r ⁇ q).
  • the rotating body 32b By forming the rotating body 32b into a vertically long shape in this way, the centrifugal force can be reduced, the rotating device 1b can be rotated at high speed, and the responsiveness to signals such as start, stop, and change in rotation speed can be improved. Can be improved.
  • the centrifugal force reducing action can be further exhibited and the rotating device 1b can be rotated at high speed. It can be expected that the improvement of responsiveness to the various signals will be realized at a higher level.
  • the inner diameter t and the outer diameter r of the rotating body 32b are from the end of the rotating body 32b on the first bearing 41 side (upper side a) to the second bearing 42 side (lower side b). It is substantially the same toward the end of the rotating body 32b. Since the outer diameter of the rotating body 32b is substantially the same over the entire overall length, the coaxiality is improved, and the rotating device 1b can be rotated at a high speed and the rotation can be stabilized.
  • the outer diameter of the shaft member 5b in the axial direction is substantially the same from the portion facing the first bearing 41 to the portion facing the second bearing 42. Since the outer diameter of the shaft member 5b is substantially the same over the entire overall length, the coaxiality is improved, and the rotating device 1b can be rotated at high speed and stabilized.
  • an even number for example, four, six, etc.
  • the number of stators and magnets connected in the axial direction is larger than two
  • the same effect as that of the present embodiment can be expected. That is, in the axial direction, these plurality of stators are arranged side by side on the shaft member at equal intervals, and two of them (particularly the two in the center) are arranged on both sides of the central portion of the shaft member.
  • these plurality of magnets are arranged side by side on the shaft member at equal intervals, and two of the magnets (particularly the two in the center) are arranged on both sides of the central portion of the shaft member. Therefore, the same effect as that of the present embodiment can be expected.
  • the rotating device of the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, but the rotating device of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment.
  • the number of the moving blades 6, 6' has been described by giving only two examples, but the number of moving blades may be only one or a plurality of three or more moving blades may be provided. I do not care.
  • a plurality may be preferable.
  • the moving blades refer to the respective members arranged side by side in the axial direction, and do not refer to the individual blades arranged at one position in the axial direction, for example, radially in the circumferential direction.
  • the aggregate of these blades becomes one "moving blade". Therefore, even if there are many blades at one position in the axial direction, it is a single blade.
  • the stator is arranged between the plurality of moving blades in the axial direction of the shaft member. By arranging the stator between the plurality of moving blades, the cooling efficiency of the stator can be improved.
  • the number of openings is not limited to two rows. It may be one row or three or more rows.
  • the second embodiment by forming an opening in the rotating body 32a in the region of the upper side a or the lower side b of the central magnet 31a-2, the opening is provided in the vicinity of the magnet 31a-2. Therefore, deterioration of the magnet 31a-2 can be suppressed.
  • the number of magnets is a plurality of magnets, deterioration of each magnet can be suppressed by forming an opening in the vicinity of each magnet.
  • a plurality of openings are provided in the axial direction, it is also preferable to provide moving blades corresponding to the respective openings.
  • intake and exhaust can be positively performed at each opening, air flow can be efficiently formed, and cooling efficiency can be improved.
  • one half in the axial direction is used as a moving blade for intake (a moving blade arranged on the intake port side), and the other half is used as a moving blade for exhaust (moving blade arranged on the exhaust port side). Aspects can be adopted.
  • the first bearing 41 and the second bearing 42 are fixed to both ends of the rotating body, but the present invention is not limited to this.
  • the first bearing 41 is fixed to a part of the rotating bodies 32, 32a, 32b on the magnets 31, 31a-1, 31a-3 side with respect to both ends of the rotating bodies 32, 32a, 32b, and the rotating bodies 32, 32a
  • the second bearing 42 may be fixed to other parts of 32b. Even in such an embodiment, since the rotating bodies 32, 32a and 32b are supported, the rotation of the rotors 3, 3a and 3b is stable with respect to the shaft members 5, 5a and 5b.
  • the outer peripheral surfaces of the first bearing 41 and the second bearing 42 and the inner peripheral surface of the rotating body 32, and the inner peripheral surfaces of the first bearing 41 and the second bearing 42 and the outer peripheral surface of the shaft member 5 are all in direct contact with each other.
  • the example of the bearing being fixed is given, it may be indirectly fixed between the two via some member.
  • the rotating body includes two ends in the axial direction of the shaft member, and the first bearing is fixed to a part of the rotating body on the one end side of the two ends.
  • the bearing may be fixed to the other part of the rotating body on the other end side of the two ends.
  • the rotating device of the present invention is different from a general outer rotor type brushless motor in which a shaft fixed to a rotor rotates, and the shaft member is a fixed side member and a rotor which is a rotating side member. It is configured so that the rotational force is directly extracted from (including the rotating body). Therefore, for example, in the rotating device of the present invention, the blades can be radially attached to the outer peripheral surface of the rotating body to form a so-called blower. Then, by using the attached member 7 described in the above embodiment as, for example, a tubular housing, a compact and high-performance blower can be obtained.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

回転機器の小型化を図る。 マグネット(31)は樹脂製である。軸部材(5)に対して回転可能な筒状の回転体(32)は、径方向が軸方向より短い。第1軸受(41)及び第2軸受(42)の内周面は軸部材(5)の外周面に固定されている。軸部材(5)及び回転体(32)は、それぞれ単一の部材で形成されている。軸方向において、軸部材(5)の外径は、第1軸受(41)に対向する部分から第2軸受(42)に対向する部分にかけて、回転体(32)の内径及び外径は、第1軸受(41)側の端部から第2軸受(42)側の端部にかけて、それぞれ実質的に同じである。軸方向において、ステータ(2)の1つは、軸部材(5)の中央部(C1)に配置され、マグネット(31)の1つは、回転体(32)の中央部(C2)に配置され、回転体(32)の両端部側に、第1軸受(41)及び第2軸受(42)が配置されている。

Description

回転機器
 本発明は、回転機器に関する。
 従来、様々な用途や要求される性能に応じて、種々の回転機器(モータそのもの及びモータによる回転を利用した機器の総称)が開発・製造され、用いられてきた。その中でも、送風装置として用いられる回転機器には、高速回転と小型化の要求が根強い。また、その他各種用途で、高トルクと小型化の要求もある。即ち、小型でありながら、回転機器としての高い性能を実現し得る回転機器が望まれている。
特開2004-64800号公報
 したがって、本発明は、小型化の要求を実現し得る回転機器を提供することを課題の一例とする。
 上記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明の回転機器の一態様は、静止部としての軸部材と、
 前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
 前記回転体を前記軸部材に対して支持する第1軸受及び第2軸受と、
 前記回転体の内側にある単一または複数のステータと、
 前記回転体の内周面に固定された単一または複数の筒状のマグネットと、
を備え、
 前記マグネットは樹脂で形成されており、
 前記回転体は、径方向における長さが、軸方向における長さより小さく、
 前記第1軸受及び前記第2軸受の内周面は、前記軸部材の外周面に固定されており、
 前記軸部材及び前記回転体は、それぞれ単一の部材で形成されており、
 軸方向において、前記軸部材の外径は、前記第1軸受に対向する部分から、前記第2軸受に対向する部分にかけて、実質的に同じであり、
 軸方向において、前記回転体の内径及び外径は、前記第1軸受側における当該回転体の端部から、前記第2軸受側における当該回転体の端部にかけて、それぞれ実質的に同じであり、
 前記単一のステータ又は前記複数のステータの1つは、軸方向において、前記軸部材の中央部に配置されており、
 前記単一のマグネット又は前記複数のマグネットの1つは、軸方向において、前記回転体の中央部に配置されており、
 前記回転体の両端部側には、前記第1軸受及び前記第2軸受が配置されている。
 本発明の回転機器の上記一態様において、前記回転体の外周面には、当該回転体の内外に貫通する1又は複数の開口部を備えていてもよく、この場合に、前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第1軸受との間にあることが好ましい。さらに、前記回転体の外周面に前記開口部を複数備える場合には、前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第2軸受との間にあることが好ましい。
 本発明の回転機器の上記一態様において、前記回転体の内側に設けられた1又は複数の動翼を備えていてもよく、さらに、前記動翼を複数備える場合には、前記軸部材の軸方向において、前記複数の動翼の間に前記ステータが配置されていることが好ましい。また、前記軸部材の軸方向において、前記単一の動翼又は前記複数の動翼のいずれかと前記第1軸受とが、少なくとも一部で対向していてもよい。さらにまた、前記軸部材の軸方向において、前記動翼が、前記第1軸受と前記第2軸受との間に配置されていてもよい。
 本発明の回転機器の上記一態様において、前記第1軸受及び前記第2軸受の外周面は、前記回転体の内周面に固定されていてもよい。
 本発明の回転機器の上記一態様において、前記回転体は、非磁性材料の部材で形成されていてもよいし、金属の部材で形成されていてもよい。
 本発明の回転機器の上記一態様においては、前記複数のステータ及び前記複数のマグネットの数がそれぞれ奇数であり、
 軸方向において、前記複数のステータが前記軸部材に等間隔で並んで配置され、前記複数のステータの1つが前記軸部材の中央部に配置され、
 軸方向において、前記複数のマグネットが前記回転体に等間隔で並んで配置され、前記複数のマグネットの1つが前記回転体の中央部に配置されていてもよい。
 また、本発明の回転機器の上記一態様においては、前記ステータの数が複数であり、
 これら複数の前記ステータが有するコイルは並列に電気接続されていてもよい。
 また、本発明の回転機器の上記一態様においては、前記第1軸受及び前記第2軸受のいずれか一方の軸受における、前記軸部材に固定される内周輪に対して、他方の軸受の方向への予圧が作用していてもよい。
 一方、本発明の回転機器の他の一態様は、静止部としての軸部材と、
 前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
 前記回転体を前記軸部材に対して支持する第1軸受及び第2軸受と、
 前記回転体の内側にある複数のステータと、
 前記回転体の内周面に固定された複数の筒状のマグネットと、
を備え、
 前記筒状のマグネットは樹脂で形成されており、
 前記回転体は、径方向における長さが、軸方向における長さより小さく、 前記第1軸受及び前記第2軸受の内周面は、前記軸部材の外周面に固定されており、
 前記軸部材及び前記回転体は、それぞれ単一の部材で形成されており、
 軸方向において、前記軸部材の外径は、前記第1軸受に対向する部分から、前記第2軸受に対向する部分にかけて、実質的に同じであり、
 軸方向において、前記回転体の内径及び外径は、前記第1軸受側における当該回転体の端部から、前記第2軸受側における当該回転体の端部にかけて、それぞれ実質的に同じであり、
 前記複数のステータの内の2つは、軸方向において、前記軸部材の中央部の両側に配置され、
 前記複数のマグネットの内の2つは、軸方向において、前記回転体の中央部の両側に配置されており、
 前記回転体の両端部側には、前記第1軸受及び前記第2軸受が配置されている。
 本発明の回転機器の上記他の一態様においては、前記回転体の内側に設けられた1又は複数の動翼を備えていてもよく、さらに、前記動翼を複数備える場合には、前記軸部材の軸方向において、複数の前記動翼の間に前記ステータが配置されていることが好ましい。また、前記軸部材の軸方向において、前記単一の動翼又は前記複数の動翼のいずれかと前記第1軸受とが、少なくとも一部で対向していてもよい。さらにまた、前記軸部材の軸方向において、前記動翼が、前記第1軸受と前記第2軸受との間に配置されていてもよい。
 本発明の回転機器の上記他の一態様において、前記第1軸受及び前記第2軸受の外周面は、前記回転体の内周面に固定されていてもよい。
 本発明の回転機器の上記他の一態様において、前記回転体は、非磁性材料の部材で形成されていてもよいし、金属の部材で形成されていてもよい。
 本発明の回転機器の上記他の一態様において、前記複数のステータ及び前記複数のマグネットの数がそれぞれ偶数であり、
 軸方向において、前記複数のステータが前記軸部材に等間隔で並んで配置され、
 軸方向において、前記複数のマグネットが前記回転体に等間隔で並んで配置されていてもよい。
 また、複数の前記ステータが有するコイルは並列に電気接続されていてもよい。
 本発明の回転機器の上記他の一態様において、前記回転体の外周面には、当該回転体の内外に貫通する1又は複数の開口部を備えていてもよく、この場合に、前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第1軸受との間にあることが好ましい。さらに、前記回転体の外周面に前記開口部を複数備える場合には、前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第2軸受との間にあることが好ましい。
 また、本発明の回転機器の上記他の一態様においては、前記第1軸受及び前記第2軸受のいずれか一方の軸受における、前記軸部材に固定される内周輪に対して、他方の軸受の方向への予圧が作用していてもよい。
 本発明の回転機器においては、前記回転体の外周面に取り付けられた羽根を備えていてもよい。
本発明の一例である第1の実施形態にかかる回転機器の縦断面図である。 本発明の一例である第1の実施形態にかかる回転機器の横断面図であり、図1のA-A断面図である。 本発明の一例である第2の実施形態にかかる回転機器の縦断面図である。 本発明の一例である第3の実施形態にかかる回転機器の縦断面図である。
 以下、本発明の実施形態にかかる回転機器について、図面を参照しながら説明する。
[第1の実施形態]
 図1は、本発明の一例である第1の実施形態にかかる回転機器1の縦断面図であり、図2は、回転機器1の横断面図であり、図1におけるA-A断面図に相当する。
 なお、本実施形態の説明において、上方乃至下方と云う時は、図1における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。
 さらに、軸線x方向(以下、「軸方向」ともいう。)において矢印a方向を上側aとし、矢印b方向を下側bとする。また、軸線xに垂直な方向(以下、「径方向」ともいう。)において、軸線xから遠ざかる方向(矢印c方向)を外周側cとし、軸線xに向かう方向(矢印d方向)を内周側dとする。そして、回転軸xを中心とする円周方向(上側aから見た円周方向)の時計回りを周方向e、及び、反時計回りを周方向fとする。なお、周方向e及び周方向fは、図2において図示される。
 また、本実施形態の説明において、回転機器1内で回転する部分を「回転側」と、当該回転側の部材を支持して、固定される部分を「固定側」あるいは「静止部」と、それぞれ称する場合がある。なお、静止部は回転側の部材に対して相対的に静止していればよい。
 本実施形態の回転機器1は、軸部材5と、軸部材5に対して回転可能な筒状のロータ3と、軸部材5を軸線x方向の上側aの端部及び下側bの端部で支持する被取付部材7と、ロータ3を軸部材5に対して支持する軸受4と、ロータ3の内側にあるステータ2と、を備えている。
 本実施形態の回転機器1は、軸部材5が被取付部材7に固定されている。被取付部材7は、回転機器1を固定する対象であり、例えば、モータ等の回転機器の筐体(ハウジング)や、当該回転機器が取り付けられる装置(電子機器、移動体としての自動車、回転装置等のフレームや基板等)を挙げることができる。被取付部材7は、軸部材5とともに、固定側の部材となる。
 軸部材と被取付部材7は、後述する回転体を含むロータ3に対して相対的に静止した部材である。よって、これらを総称して静止部材(静止部)と呼称する。 なお、静止部材(静止部)は、ロータ3に対して静止していればよく、静止部材(静止部)自体が完全に静止している必要はなく、ロータ3の回転によって揺れていても構わない。つまり、ロータ3に対して相対的に静止していればよい。被取付部材7は、回転機器1を被取付部材として、被取付部材が取り付けられる取付部材となる。
 ステータ2は、軸部材5に固定され、当該軸部材5を軸として外周側cに放射状に延びる磁極部23を有するステータコア21と、磁極部23に巻き回されたコイル22と、を含む。
 また、ステータコア21は、珪素鋼板等の積層体となっており、軸部材5を取り囲むように同軸上に配された円環部24と、円環部24から外周側cへ向かって放射状に延びるように形成された複数の磁極部23と、からなる。これら複数の磁極部23は、周方向efに並んで配置されている。また、隣り合う2つの磁極部23のそれぞれには、コイル22が巻かれている。
 コイル22は、複数のステータコア23の各々の周囲に巻き回されている。ステータコア21とコイル22とは、絶縁体で形成されたインシュレータ(不図示)によって絶縁されている。なお、インシュレータに代えて、ステータコアの表面に絶縁膜を塗装してコイルと絶縁しても構わない。
 ロータ3は、ステータ2の外周部側で磁極部23と対向するマグネット31と、マグネット31が内周面に直接または接着剤等の他の部材を介して取り付けられた筒状の回転体32と、を含む。また、回転体32は単一の部材で形成されている。
 回転体32は、軸部材5の軸を中心とする円筒状であり、ステータ2を取り囲んだ状態になっている。回転体32は、回転体32内部からの磁界の漏れを防ぐ機能を併せ持ち、磁性材料または非磁性材料により形成される。回転体32を非磁性材料で形成することで、回転体32はマグネット31とともに磁気回路を形成しないので、外部に磁束が漏洩することを抑制することができる。回転体32を形成する非磁性材料としては、例えば、アルミニウムやプラスチック、セラミックス等を挙げることができる。
 また、回転体32の材質としては、金属材料で形成することが好ましい。回転体32を金属材料で形成することにより、ステータ2から生じる熱を放射冷却することができる。即ち、ステータ2の熱を、軸部材5を経由し、かつ、軸受4を介して、回転体32に伝搬させることで外部へと熱を放射して冷却することができ、また、ステータ2から受けたマグネット31の熱を回転体32に伝搬させることで、外部へと熱を放射して冷却することができる。したがって、非磁性材料で、かつ金属部材であるアルミニウムを回転体32の材料としても用いることができる。
 回転体32は、径方向(矢印c,d方向)における長さrが、軸線x方向における長さqより小さい(r<q)、いわゆる縦長の形状となっている。このように回転体32を縦長の形状にすることで、回転体32に作用する遠心力を低減させて、回転機器1の高速回転化を図ることができるとともに、起動、停止、回転数変化等の信号に対する即応性を改善することができる。
 本実施形態において、軸方向において、回転体32の内径t及び外径rは、第1軸受41側(上側a)における回転体32の端部から、第2軸受42側(下側b)における回転体32の端部にかけて、それぞれ実質的に同じになっている。回転体32の外径が、ほぼ全長にわたって実質的に同じ太さであることで、同軸度が向上し、回転機器1の高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 なお、ここで云う「実質的に」とは、そのものの製造誤差や、位置決めのためのリブ、穴、あるいは後述する開口部33,34等を許容する趣旨であり、これらの存在があってもその存在が外径寸法を求める上で同じ外径であると云い得る場合には、「実質的に外径が同じ」であると解するものとする。以下、他の部材においても「実質的に」と云った場合に、同様である。
 マグネット31は、ステータ2と対向するように回転体32の内周面に取り付けられている。マグネット31は環状を有しており、N極に着磁された領域と、S極に着磁された領域とが円周方向に沿って一定の間隔で交互に設けられている。マグネット31は環状の一体成形物であってもよいが、複数のマグネットを回転体32の内周面に並べて取り付けて筒状に配しても構わない。
 マグネット31は、樹脂で形成されている。詳しくは、樹脂のバインダーに磁性体が分散されてなるものであり、成型後に公知の方法によって着磁してなるものである。マグネット31を樹脂で形成することにより、マグネット31の、延いてはロータ3の軽量化を図ることができ、遠心力を低減させて、回転機器1の高速回転化を図ることができるとともに、起動、停止、回転数変化等の信号に対する即応性を改善することができる。
 なお、複数のマグネットを並べて筒状にした場合も、本発明においては、1つのマグネットとして扱うものとする。即ち、本発明において「複数のマグネット」と云うときには、筒状を成したマグネット(一体成形物でも複数個筒状に並べたものでも可)が複数ある状態を指す。
 マグネット31とステータ2との間には、所定の磁気ギャップGが設けられている。この磁気ギャップGは、周方向に複数配置または連続して形成されている。また、磁気ギャップGが少なくとも一定の半径寸法を備えるように、マグネット31とステータ2との間には所定の間隙が設けられている。
 軸受4は、軸部材5の軸方向において、ステータ2の両側に配されており、上方に位置する第1軸受41及び下方に位置する第2軸受42の2つを有する。即ち、マグネット31とステータ2は、軸部材5の軸方向において、第1軸受41と第2軸受42との間に位置する。第1軸受41及び第2軸受42は、同一構成(形状、構造、大きさ、材質が同一)の部材を用いている。以下、第1軸受41を取り上げて説明するが、第2軸受42についても同様に適用される。
 第1軸受41は、外周輪41aと、内周輪41bと、外周輪41a及び内周輪41b間に介在するボール41cと、を有する、いわゆるボールベアリングである。ボール41cが外周輪41aと内周輪41bとの間で転がることにより、外周輪41aに対する内周輪41bの回転抵抗が大幅に少なくなるようになっている。第1軸受41は、その機能から、例えば、鉄等の硬質の金属やセラミックス等の部材で形成されている。
 第1軸受41の外周輪41a及び第2軸受42の外周輪42aは、回転体32の両端部(第1軸受41側の部分と第2軸受側の部分)の内周面に接触して固定されている。また、軸部材5の軸方向において、第1軸受41の外周輪41aと第2軸受42の外周輪42aは、ステータ2に対向している。一方、第1軸受41の内周輪41b、及び、第2軸受42の内周輪42bは、それぞれ、軸部材5の外周面に接触して固定される。軸部材5の軸方向において、第1軸受41の内周輪41bと第2軸受42の内周輪42bはマグネット31に対向している。
 なお、本実施形態においては、第1軸受41の外周輪41a及び第2軸受42の外周輪42aと、回転体32の内周面との間、及び、第1軸受41の内周輪41b及び第2軸受42の内周輪42bと、軸部材5の外周面との間、が直接接触しているが、これらの間には、第1軸受41や第2軸受42や軸部材5に対して別部材、例えばリング状の部材が介在していても構わない。この別部材は、軸部材5と同様に第1軸受41、第2軸受42や回転体32に対して相対的に静止する静止部材(静止部)であってもよく、軸部材5に対して回転し、第1軸受41、第2軸受42や回転体32に対して回転しても構わない。
 これにより、軸部材5に対してロータ3が回転可能となっている。また、軸部材5の軸を中心軸として、ロータ3が回転可能に構成されている。第1軸受41及び第2軸受42の外周面が同じように回転体32の両端部の内周面に接触して固定され、第1軸受41及び第2軸受42の内周面も同じように軸部材5の両端部の外周面に接触して固定されている。そのため、軸部材5とロータ3との同軸度が向上し、回転機器1の高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 図1に示すように、本実施形態において、軸受4(第1軸受41)の径方向における寸法である半径寸法(回転体32の内径tと実質的に同じなので、以下、記号tで示す。)は、ステータ2の径方向における寸法である半径寸法sに比して、大きくなって(t>s)いる。
 軸部材5は、単一の部材(即ち、複数の構成部品を組み合わせて1の部材を成すのではなく、実質的に単一の部品のみで構成される部材であり、単一の部品の表面を覆う塗膜などは単一の部材の概念に含まれるものとする。)で形成されている。軸部材5を単一の部材で形成することにより、同軸度が向上し、回転機器1の高速回転化や回転の安定化を図ることができる。また、軸部材5は、軽量化のために、例えばアルミニウムで形成され、中空状態(より詳しくは円筒状態)になっている。
 本実施形態において、軸部材5は、固定側(静止部)の部材である。回転機器1全体を固定し、支持する機能を有する部材なので、当該機能に応じた剛性が求められる。そのため、軸部材5は回転体32よりも大きい曲げ剛性を備えていてもよい。なお、回転体32の材質として、放熱を目的に金属材料を用いた場合には、軸部材5も金属材料とすることで、伝搬による放熱をより高めることができる。
 本実施形態において、軸方向において、軸部材5の外径は、第1軸受41に対向する部分から、第2軸受42に対向する部分にかけて、実質的に同じになっている。軸部材5の外径が、ほぼ全長にわたって実質的に同じ太さであることで、同軸度が向上し、回転機器1の高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 軸部材5の途中には、不図示の開口部が設けられており、コイル22に接続されたリード線(不図示)が、当該開口部から軸部材5内部の空洞(不図示)に引き込まれ、当該内部空洞を経由して、軸部材5の端部開口(不図示)から回転機器1の外部に、引き出されるようになっている。
 本実施形態にかかる回転機器1において、回転体32の両端部側には、第1軸受41及び第2軸受42が閉塞(配置)されている。この閉塞された空間内にあるステータ2のコイル22に対して、外部から給電される。なお、ここで云う「閉塞」とは、少なくとも軸受によって回転体32の両端部側の開口部が塞がれた状態を指すものであり、物理的に完全に密封した状態であってもよいし、軸受自体に隙間があって、閉塞された空間の内外に気密性を有していなくても構わない。
 本実施形態にかかる回転機器1では、軸部材5内部の空洞にリード線を通すことによって、回転体32及び軸受4等により閉塞された空間内とその外部とを電気的に繋いでいる。そのため、リード線によって、閉塞された空間内にあるステータ2のコイル22に給電できるようになっている。
 本実施形態にかかる回転機器1において、回転体32の外周面には、当該回転体32の内外に貫通する開口部33,34が備えられる。
 軸線x方向において上側a(第1軸受41側)に設けられている開口部(以下、「上部開口部」と称する。)33は、マグネット31と第1軸受41との間にあり、回転体32の外周面に等間隔で6個、周方向に一列に設けられた、長方形の孔である。
 一方、軸線x方向において下側bに設けられている開口部(以下、「下部開口部」と称する。)34は、マグネット31と第2軸受42との間にあり、上部開口部33と同様、回転体32の外周面に等間隔で6個、周方向に一列に設けられた、長方形の孔である。
 なお、上部開口部33及び下部開口部34とも、孔の形状は、これに限定されず、正方形、円形、楕円形等何れの形状であっても構わない。また、上部開口部33及び下部開口部34とも、周方向に一列に6個設けられた例を挙げたが、孔の数や列の数は任意であり、少なくとも1つ形成されていれば、開口部としての機能を発現し得る。
 このように、軸線x方向において、マグネット31及びステータ2を挟んで両側に上部開口部33及び下部開口部34が設けられていることで、一方から空気が流入し他方へと流出する空気の流れが生じやすい。空気の流れによって、回転体32内の熱を外部へと放出することができ、ステータ2を冷却することができる。
 特に、後述するように、回転体32の外周面に羽根を取り付けて、本実施形態の回転機器1を送風機として機能させようとした場合に、回転体32の外周近傍を流れる空気の流れの作用により、積極的に一方から空気が流入し他方へと流出する空気の流れが生じる。そのため、これら上部開口部33及び下部開口部34から回転体32の内部へと入る空気により、効率的にステータ2を冷却することができる。
 本実施形態においては、上部開口部33及び下部開口部34がそれぞれ複数設けられているが、それぞれ1つずつでも、さらには、1つだけ開口部を設けるだけでも、回転体32の内外を連通させることができ、少なからず、回転体32内の放熱を期待することができる。
 本実施形態において、上部開口部33は、軸方向において、マグネット31と第1軸受41との間にあるため、マグネット31の近傍に上部開口部33があることになるので、マグネット31の劣化(例えば、樹脂の劣化や、マグネット自体の高温減磁等。以下、マグネットの劣化について論ずる場合に同様。)を抑制することができる。
 本実施形態において、下部開口部34は、軸方向において、マグネット31と第2軸受42との間にあるため、マグネット31の近傍に下部開口部34があることになるので、マグネット31の劣化を抑制することができる。
 本実施形態にかかる回転機器1においては、さらに、回転体32の内側に、回転体32に設けられた動翼6,6’を備えている。動翼6,6’は、いわゆるインペラを形成しており、回転体32の回転により、回転体32の内部に軸線x方向において上側aから下側bへ向けた空気の流れを積極的に生じさせる部材である。
 この動翼6,6’の作用により、上部開口部33から積極的に空気が回転体32の内側に取り込まれ、下部開口部34に送られて、排出される。したがって、動翼6,6’が設けられることにより、ステータ2をより一層効率的に冷却することができる。
 なお、動翼6,6’の形状としては、軸線x方向において上側aから下側bへ向けた空気の流れを生じさせる形状以外に、上部開口部33から空気を吸い込む作用をする形状であっても構わない。
 本実施形態においては、図1に示されるように、上部a側(第1軸受41側)にある動翼6と、第1軸受41との間には、上部a側のスペーサ43が設けられ、軸方向において第1軸受41と動翼6とを離間させている。また、下部b側(第2軸受42側)にある動翼6’と、第2軸受42との間には、下部b側のスペーサ44が設けられ、軸方向において第2軸受42と動翼6’とを離間させている。
 上部a側(第1軸受41側)のスペーサ43は、軸方向において、第1軸受41の一方の面を覆っており、カバーとなっている。また、下部b側(第2軸受42側)のスペーサ44は、軸方向において、第2軸受42の一方の面を覆っており、カバーとなっている。
 なお、このスペーサ43,44は、任意的構成要素である。また、スペーサ43,44を動翼6の一部分として形成しても構わない。
 軸部材5の両端部は、被取付部材7に設けられた孔71に嵌合して、固定されている。軸部材5の両端部と被取付部材7との固定方法は特に制限はなく、従来公知の接着、溶着、溶接、螺合、締結、係止等何れであっても構わない。特に、上側aの被取付部材7aに対しては、ドーナツ状の固定部材92の孔に軸部材5を貫通させて固定し、この固定部材92を被取付部材7aの下側bに固定することで、軸部材5と被取付部材7aとを固定している。
 固定部材92の下面と第1軸受41の内周輪41bの上面との間には、皿ばね91が介在している。固定部材92によって上方から押え付けられた状態で固定された皿ばね91は、その弾性力により、第1軸受41の内周輪41bを下方に付勢する。即ち、皿ばね91と固定部材92の組み合わせにより、第1軸受41の内周輪41bに対して、第2軸受42の方向への予圧が作用している。
 この予圧の作用によって、軸部材5に隙間嵌めされた第1軸受41が備える内周輪41bを位置決めした状態で、接着剤などで軸部材5に第1軸受41の内周輪41bを固定することができる。
 なお、本実施形態では、上側aの第1軸受41の内周輪41bに、第2軸受42の方向への予圧が作用する例を挙げているが、その逆の構成、即ち、下側bの第2軸受42の内周輪42bに、第1軸受41の方向への予圧が作用するようにしても、本実施形態と同様の効果が奏される。
 以上のように構成された回転機器1は、軸部材5に固定されたステータ2に対して、当該ステータ2を取り囲むロータ3が回転可能となっており、いわゆるアウターロータ型のブラシレスモータとしての回転機器を構成する。しかし、一般的なアウターロータ型のブラシレスモータでは、ロータに固定されたシャフトが回転し、当該シャフトによって回転力が取り出されるようになっているが、本実施形態にかかる回転機器1では、ロータ3の回転の中心軸と軸が一致する軸部材5は固定側の部材であり、ロータ3から直接回転力が取り出されるように構成されている。
 回転体32を単一の部材で形成することで、第1軸受41、第2軸受42の中心軸を軸部材5に対して同軸上にすることができる。
 回転体32を複数の部材で形成した場合には、回転体32を構成する複数の部材と、第1軸受41及び第2軸受42に対する公差を複数勘案する場合がある。しかし、回転体32を単一の部材で形成することで、勘案する公差の数を低減でき、第1軸受41、第2軸受42の中心軸を軸部材5に対して同軸上に合わせることが容易になる。このように同軸度が向上することで、回転機器1の高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 被取付部材7は、回転機器1が固定される部材であり、例えば、プラスチックあるいは金属等で形成されている。被取付部材7は、図面では平板状に描かれているが、これは、回転機器1が取り付けられる部位周辺が平板状であることを想定して例示しているだけであり、被取付部材7は、被取付部材7自身がどのようなものであるかに応じて、各種形状となり得る。回転機器1が取り付けられる部位周辺が平板状でなくても構わない。また、軸部材5において、被取付部材7が取り付けられる箇所は、本実施形態ではその両端となっているが、例えば、軸線x方向の上側aにある部分のみ等、一端のみに被取付部材7が取り付けられる態様であっても構わない。
 本実施形態にかかる回転機器1において、軸部材5が被取付部材7に、同軸上に固定されている。また、本実施形態にかかる回転機器1において、軸部材5が、回転体であるロータ3に同軸上に固定されている。
 本実施形態にかかる回転機器1は、軸部材5が固定側で、当該軸部材5に対して、軸受4を介して回転体であるロータ3を回転させる構成なので、図1に示すように、ステータ2の半径寸法sを軸受4の半径寸法tに比して小さくする(t>s)ことができている。そのため、ステータ2をごく小型のものにすることができる。
 ロータ3と軸部材5に当たるシャフトとが固定されて共に回転する従来のアウターロータ型のブラシレス回転機器では、回転体の内部に位置する固定側であるステータとシャフトとの間に軸受を配さなければならないことから、ステータの半径寸法sは、軸受4の半径寸法tに比して必然的に大きく(t<s)なってしまう。
 しかし、本発明の構成を具備すれば、ステータの半径寸法sを軸受の半径寸法tに比して小さくする(t>s)ことも、あるいは、両者を同じにする(t=s)ことも可能であり、回転機器全体の小型化を実現することができる。
 また、回転力を取り出すための軸部材を回転機器から突出させる必要が無い場合には、さらに小型化乃至省スペース化を実現することができる。
 また、回転する軸部材が回転機器から突出する従来の回転機器では、軸部材の一方側が支持されつつ回転し、突出した他端側から回転力を取り出すことになるため、回転のブレが生じやすいが、本実施形態にかかる回転機器1は、軸受4で支持されたロータ3自体が回転体として回転するため、ロータ3の回転が安定する。
 また、本実施形態にかかる回転機器1は、回転体32の両端部側に第1軸受41及び第2軸受42がそれぞれ固定されて、回転体32が支持されているので、軸部材5に対して回転体32の回転が安定する。特に、回転体32とともにロータ3の構成部材であり、所定の重量を有するマグネット31が、軸部材5の軸方向において、回転体32を回転可能に支持する第1軸受41と第2軸受42との間にあるので、回転体32の回転が安定化する。
 なお、軸受の配される位置としては、本実施形態の如く、回転体の両端部であることがより望ましいが、回転体の両端部近傍であれば、軸部材に対する回転体の回転は十分に安定した状態になる。ここで云う「近傍」とは、回転体の両端部寄りの位置であればよく、数値で明確に定義できるものではないが、例えば、回転体の軸方向における両端から20%の長さの領域、好ましくは両端から10%の長さの領域は、「両端部側」の概念に含まれる。
 また、本実施形態にかかる回転機器1においては、軸部材5の軸方向において、2つの動翼6,6’が、それぞれ第1軸受41または第2軸受42と一部で対向している。動翼6,6’をこのような配置にすることで、回転体32内部の空間を軸方向の長きにわたって空気流を生じさせることができ、回転体32内部の空間を効率的に冷却することができる。
 さらに、本実施形態にかかる回転機器1においては、第1軸受41と第2軸受42とが同一構成の部材であるため、ロータ3の回転が安定化する。
 以上のように、本実施形態にかかる回転機器1は、ロータ3の回転にブレが生じ難く、高精度の安定化を達成することができる。
 ロータ3の回転の安定化は、回転ムラが生じ難くなることを意味するため、回転機器1の高トルク化を実現することもできる。即ち、本実施形態にかかる回転機器1は、小型化を実現しながら、回転機器としての基本特性に優れたものを提供することができる。
 また、本実施形態では、単一のステータ2が、軸方向において、軸部材5の中央部C1に配置されている。そのため、回転機器1全体として、軸方向において、重心を略中央にすることができ、重量バランスを確保することができる。また、軸方向において、重量を均等にばらつかせることができる。よって、回転機器1の高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 さらに、本実施形態では、単一のマグネット31が、軸方向において、回転体32の中央部C2に配置されている。そのため、回転側の部材であるロータ3全体として、軸方向において、重心を略中央にすることができ、重量バランスを確保することができる。また、軸方向において、重量を均等にばらつかせることができる。よって、回転機器1の高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
[第2の実施形態]
 次に、本発明の一例である第2の実施形態にかかる回転機器1aについて、図面を参照しながら説明する。
 図3は、本発明の一例である第2の実施形態にかかる回転機器1aの縦断面図である。当該図3は、図1と略同じ位置の断面にかかる縦断面図である。本実施形態の説明において、上記実施形態と同一の機能及び構造の部材乃至部品については、上記実施形態と同一となる符号を図3に付して、その詳細な説明を省略している(ただし、特に説明を加えている場合はこの限りではない。)。
 本実施形態においては、ステータ及びマグネットが、軸方向に3連、それぞれ対を成して向かい合うように配置されていることが特徴となる。図3に示す通り、軸方向(軸線x方向)において、3つのステータ2a-1,2a-2,2a-3(以下、必要に応じて、これらを順に「第1ステータ2a-1」,「第2ステータ2a-2」,「第3ステータ2a-3」と称する場合がある。)が軸部材5aに等間隔で並んで配置されている。ステータ2a-1,2a-2,2a-3のぞれぞれは、第1の実施形態におけるステータ2と同様の構成のものである。また、軸部材5aは、軸方向の長さが長いことを除き、第1の実施形態における軸部材5と同様の構成のものである。
 一方、本実施形態においては、図3に示す通り、軸方向(軸線x方向)において、3つのマグネット31a-1,31a-2,31a-3(以下、必要に応じて、これらを順に「第1マグネット31a-1」,「第2マグネット31a-2」,「第3マグネット31a-3」と称する場合がある。)が回転体32aの内周面に等間隔で並んで配置されている。マグネット31a-1,31a-2,31a-3のぞれぞれは、第1の実施形態におけるマグネット31と同様の構成のものである。また、回転体32aは、軸方向の長さ(より詳しくは、開口部33と開口部34との間の長さ)が長いことを除き、第1の実施形態における回転体32と同様の構成のものである。
 このように、本実施形態においては、ステータ2a-1,2a-2,2a-3及びマグネット31a-1,31a-2,31a-3が、軸方向に複数連(3連)配置されていることで、回転機器1aとしてのトルクの向上と高速回転化の何れかを、あるいは、その双方ともを実現することができる。
 また、本実施形態においては、3つのステータの内の中央の第2ステータ2a-2が、軸方向において、軸部材5aの中央部C1aに固定されている。そのため、回転機器1全体として、軸方向において、重心を略中央にすることができ、重量バランスを確保することができる。また、軸方向において、重量を均等にばらつかせることができる。よって、回転機器1aの高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 さらに、本実施形態においては、3つのマグネットの内の中央の第2マグネット31a-2が、軸方向において、回転体32の中央部C2aに固定されている。そのため、回転側の部材であるロータ3a全体として、軸方向において、重心を略中央にすることができ、重量バランスを確保することができる。また、軸方向において、重量を均等にばらつかせることができる。よって、回転機器1aの高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 本実施形態においては、第1ステータ2a-1が有するコイル22a-1、第2ステータ2a-2が有するコイ22a-2、及び、第3ステータ2a-3が有するコイル22a-3は、この順で並列に電気接続されている。このように並列接続することで、複数のコイル22a-1,22a-2,22a-3で構成されるコイル全体の抵抗値を低減させることができ、発生するジュール熱が低減するため、回転機器1aを高速回転させても、発生する熱の量を抑制することができる。
 なお、コイル22a-1,コイル22a-2及びコイル22a-3を並列接続させた、その両端部の不図示のリード線は、第1の実施形態と同様、軸部材5aの途中に設けられた不図示の開口部から軸部材5a内部の空洞(不図示)に引き込まれ、当該内部空洞を経由して、軸部材5aの端部開口(不図示)から回転機器1aの外部に、引き出されるようになっている。
 本実施形態において、上部開口部33は、軸方向において、第1マグネット31a-1と第1軸受41との間にあるため、第1マグネット31a-1の近傍に上部開口部33があることになるので、第1マグネット31a-1の劣化を抑制することができる。
 また、本実施形態において、下部開口部34は、軸方向において、第3マグネット31a-3と第2軸受42との間にあるため、第3マグネット31a-3の近傍に下部開口部34があることになるので、第3マグネット31a-3の劣化を抑制することができる。
 また、本実施形態においては、軸方向において、上部開口部33と下部開口部34との間に、3つのステータ2a-1,2a-2,2a-3が位置するため、上部開口部33で取り入れられた空気流が下部開口部34から放出されるまでの間に、全てのステータ2a-1,2a-2,2a-3と接触し熱交換して、これらステータ2a-1,2a-2,2a-3を効率的に冷却することができる。
 本実施形態において、回転体32aは、径方向(矢印c,d方向)における長さrが、軸線x方向における長さqより小さい(r<q)、いわゆる縦長の形状となっている。このように回転体32aを縦長の形状にすることで、遠心力を低減させて、回転機器1aの高速回転化を図ることができるとともに、起動、停止、回転数変化等の信号に対する即応性を改善することができる。
 本実施形態では、第1の実施形態よりも、より一層長さrが長さqより小さい(r<<q)ので、遠心力低減作用をより一層発現させ得るとともに、回転機器1aの高速回転化、前記各種信号に対する即応性の改善を、より一層高い次元で実現することを期待できる。
 本実施形態において、軸方向において、回転体32aの内径t及び外径rは、第1軸受41側(上側a)における回転体32aの端部から、第2軸受42側(下側b)における回転体32aの端部にかけて、それぞれ実質的に同じになっている。回転体32aの外径が、ほぼ全長にわたって実質的に同じ太さであることで、同軸度が向上し、回転機器1aの高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 本実施形態において、軸方向において、軸部材5aの外径は、第1軸受41に対向する部分から、第2軸受42に対向する部分にかけて、実質的に同じになっている。軸部材5aの外径が、ほぼ全長にわたって実質的に同じ太さであることで、同軸度が向上し、回転機器1aの高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 本実施形態の変形例として、軸方向に連なるステータ及びマグネットの数が3つより大きい奇数(例えば、5つ、7つ等)となるものを例示することができる。ステータ及びマグネットの数が増えても、本実施形態と同様の効果を期待することができる。即ち、軸方向において、これら複数のステータが軸部材に等間隔で並んで配置され、その内の1つ(特に中央)のステータが軸部材の中央部に配置され、また、軸方向(軸線x方向)において、これら複数のマグネットが軸部材に等間隔で並んで配置され、その内の1つ(特に中央)のマグネットが軸部材の中央部に配置されていることで、本実施形態と同様の効果を期待することができる。
[第3の実施形態]
 次に、本発明の一例である第3の実施形態にかかる回転機器1bについて、図面を参照しながら説明する。
 図4は、本発明の一例である第3の実施形態にかかる回転機器1bの縦断面図である。当該図4は、図1と略同じ位置の断面にかかる縦断面図である。本実施形態の説明において、上記実施形態と同一の機能及び構造の部材乃至部品については、上記実施形態と同一となる符号を図4に付して、その詳細な説明を省略している(ただし、特に説明を加えている場合はこの限りではない。)。
 本実施形態においては、ステータ及びマグネットが、軸方向に2連、それぞれ対を成して向かい合うように配置されていることが特徴となる。図4に示す通り、軸方向(軸線x方向)において、2つのステータ2b-1,2b-2(以下、必要に応じて、これらを順に「第1ステータ2b-1」,「第2ステータ2b-2」と称する場合がある。)が軸部材5bに並んで配置されている。ステータ2b-1,2b-2のぞれぞれは、第1の実施形態におけるステータ2と同様の構成のものである。また、軸部材5bは、軸方向の長さが長いことを除き、第1の実施形態における軸部材5と同様の構成のものである。
 一方、本実施形態においては、図4に示す通り、軸方向(軸線x方向)において、2つのマグネット31b-1,31b-2(以下、必要に応じて、これらを順に「第1マグネット31b-1」,「第2マグネット31b-2」と称する場合がある。)が回転体32bの内周面に並んで配置されている。マグネット31b-1,31b-2のぞれぞれは、第1の実施形態におけるマグネット31と同様の構成のものである。また、回転体32bは、軸方向の長さ(より詳しくは、開口部33と開口部34との間の長さ)が長いことを除き、第1の実施形態における回転体32と同様の構成のものである。
 このように、本実施形態においては、ステータ2b-1,2b-2及びマグネット31b-1,31b-2が、軸方向に複数連(2連)配置されていることで、回転機器1bとしてのトルクの向上と高速回転化の何れかを、あるいは、その双方ともを実現することができる。
 また、本実施形態においては、2つのステータ2b-1,2b-2が、軸方向において、軸部材5bの中央部C1bの両側に固定されている。そのため、回転機器1全体として、軸方向において、重心を略中央にすることができ、重量バランスを確保することができる。また、軸方向において、重量を均等にばらつかせることができる。よって、回転機器1bの高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 さらに、本実施形態においては、2つのマグネット31b-1,31b-2が、軸方向において、回転体32の中央部C2bの両側に固定されている。そのため、回転側の部材であるロータ3b全体として、軸方向において、重心を略中央にすることができ、重量バランスを確保することができる。また、軸方向において、重量を均等にばらつかせることができる。よって、回転機器1bの高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 本実施形態においては、第1ステータ2b-1が有するコイル22b-1、及び、第2ステータ2b-2が有するコイ22b-2は、並列に電気接続されている。このように並列接続することで、複数のコイル22b-1,22b-2で構成されるコイル全体の抵抗値を低減させることができ、発生するジュール熱が低減するため、回転機器1bを高速回転させても、発生する熱の量を抑制することができる。
 なお、コイル22b-1及びコイル22b-2を並列接続させた、その両端部の不図示のリード線は、第1の実施形態と同様、軸部材5bの途中に設けられた不図示の開口部から軸部材5b内部の空洞(不図示)に引き込まれ、当該内部空洞を経由して、軸部材5bの端部開口(不図示)から回転機器1bの外部に、引き出されるようになっている。
 本実施形態において、上部開口部33は、軸方向において、第1マグネット31b-1と第1軸受41との間にあるため、第1マグネット31b-1の近傍に上部開口部33があることになるので、第1マグネット31b-1の劣化を抑制することができる。
 また、本実施形態において、下部開口部34は、軸方向において、第2マグネット31b-2と第2軸受42との間にあるため、第2マグネット31b-2近傍に下部開口部34があることになるので、第2マグネット31b-2の劣化を抑制することができる。
 したがって、本実施形態では、両方のマグネット31b-1,31b-2を効率よく冷却でき、劣化を抑制することができる。
 また、本実施形態においては、軸方向において、上部開口部33と下部開口部34との間に、2つのステータ2b-1,2b-2が位置するため、上部開口部33で取り入れられた空気流が下部開口部34から放出されるまでの間に、全てのステータ2b-1,2b-2と接触し熱交換して、これらステータ2b-1,2b-2を効率的に冷却することができる。
 本実施形態において、回転体32bは、径方向(矢印c,d方向)における長さrが、軸線x方向における長さqより小さい(r<q)、いわゆる縦長の形状となっている。このように回転体32bを縦長の形状にすることで、遠心力を低減させて、回転機器1bの高速回転化を図ることができるとともに、起動、停止、回転数変化等の信号に対する即応性を改善することができる。
 本実施形態では、第1の実施形態よりも、より一層長さrが長さqより小さい(r<<q)ので、遠心力低減作用をより一層発現させ得るとともに、回転機器1bの高速回転化、前記各種信号に対する即応性の改善を、より一層高い次元で実現することを期待できる。
 本実施形態において、軸方向において、回転体32bの内径t及び外径rは、第1軸受41側(上側a)における回転体32bの端部から、第2軸受42側(下側b)における回転体32bの端部にかけて、それぞれ実質的に同じになっている。回転体32bの外径が、ほぼ全長にわたって実質的に同じ太さであることで、同軸度が向上し、回転機器1bの高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 本実施形態において、軸方向において、軸部材5bの外径は、第1軸受41に対向する部分から、第2軸受42に対向する部分にかけて、実質的に同じになっている。軸部材5bの外径が、ほぼ全長にわたって実質的に同じ太さであることで、同軸度が向上し、回転機器1bの高速回転化や回転の安定化を図ることができる。
 本実施形態の変形例として、軸方向に連なるステータ及びマグネットの数が2つより大きい偶数(例えば、4つ、6つ等)となるものを例示することができる。ステータ及びマグネットの数が増えても、本実施形態と同様の効果を期待することができる。即ち、軸方向において、これら複数のステータが軸部材に等間隔で並んで配置され、その内の2つ(特に中央の2つ)のステータが軸部材の中央部の両側に配置され、また、軸方向(軸線x方向)において、これら複数のマグネットが軸部材に等間隔で並んで配置され、その内の2つ(特に中央の2つ)のマグネットが軸部材の中央部の両側に配置されていることで、本実施形態と同様の効果を期待することができる。
 以上、本発明の回転機器について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の回転機器は、上記の実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、いずれも、動翼6,6’の数が2つの例のみを挙げて説明したが、動翼の数は1つだけでも、3つ以上の複数備えていても構わない。ステータの冷却効率を考慮すると、複数の方が好ましい場合もある。動翼を、軸部材の軸方向において、第1軸受と前記第2軸受との間に複数配置することで、当該軸方向の長きにわたって、回転体の内部に効率的に空気流を生じさせることができる。
 なお、本発明において、動翼とは、軸方向に並べて配置するそれぞれの部材のことを指し、軸方向の1つの位置に、例えば周方向に放射状に配置する個々の羽根を指すのではない。この場合には、これら羽根の集合体が1つの「動翼」となる。よって、軸方向の1つの位置に羽根が多数あっても、それは単一の動翼である。
 動翼を複数備える場合には、軸部材の軸方向において、複数の動翼の間にステータが配置されていることが好ましい。複数の動翼の間にステータを配置することで、ステータの冷却効率を向上させることができる。
 また、上記実施形態においては、いずれも、開口部を上下に2列(上部開口部33及び下部開口部34)備える例を挙げているが、開口部の数は、2列に限定されず、1列でも3列以上でも構わない。例えば、第2の実施形態において、中央のマグネット31a-2の上側aや下側bの領域の回転体32aに開口部を形成することで、マグネット31a-2の近傍に開口部があることになるので、マグネット31a-2の劣化を抑制することができる。このように、マグネットの数が複数の場合には、それぞれのマグネットの近傍に開口部を形成することで、それぞれのマグネットの劣化を抑制することができる。
 開口部を軸方向に複数備える場合に、それぞれの開口部に対応する動翼を備えることも好ましい。それぞれの開口部ごとに、動翼の作用により、積極的に吸排気をすることができ、空気流を効率的に形成させ、冷却効率を高めることができる。例えば、軸方向における片側半分を吸気用の動翼(吸気口側に配置された動翼)とし、もう片側の半分を排気用の動翼(排気口側に配置された動翼)とする等の態様を採用することができる。
 上記の実施形態にかかる回転機器では、回転体の両端部に第1軸受41及び第2軸受42がそれぞれ固定されているが、これに限定されない。回転体32,32a,32bの両端部に対してマグネット31,31a-1,31a-3側にある、回転体32,32a,32bの一部分に第1軸受41が固定され、回転体32,32a,32bの他の部分に第2軸受42が固定されていても構わない。このような態様であっても、回転体32,32a,32bが支持されているので、軸部材5,5a,5bに対してロータ3,3a,3bの回転が安定する。
 第1軸受41及び第2軸受42の外周面と回転体32の内周面、並びに、第1軸受41及び第2軸受42の内周面と軸部材5の外周面は、いずれも直接接触して固定されている例を挙げたが、両者間に何らかの部材を介して間接的に固定されていても構わない。
 以上より、回転体は、軸部材の軸方向において、2つの端部を備え、第1軸受は2つの端部のうち一方の端部側にある回転体の一部分に固定されており、第2軸受は2つの端部のうち他方の端部側にある回転体の他の部分に固定されていてもよい。
 本発明の回転機器は、既述の通り、ロータに固定されたシャフトが回転する一般的なアウターロータ型のブラシレスモータとは異なり、軸部材は固定側の部材で、回転側の部材であるロータ(回転体を含む)から直接回転力が取り出されるように構成されている。したがって、例えば、本発明の回転機器において、回転体の外周面に羽根を放射状に取り付けることで、いわゆる送風装置とすることができる。そして、上記実施形態で説明した被取付部材7を例えば筒状のハウジングとすることで、小型で高性能な送風装置を得ることができる。
 その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の回転機器を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
 1…回転機器、2…ステータ、2a-1…第1ステータ(ステータ)、2a-2…第2ステータ(ステータ)、2a-3…第3ステータ(ステータ)、3…ロータ、4…軸受、5,5a,5b…軸部材、6,6’…動翼、7,7a…被取付部材、21,21a-1,21a-2,21a-3…ステータコア、22,22a-1,22a-2,22a-3…コイル、23,23a-1,23a-2,23a-3…磁極部、24,24a-1,24a-2,24a-3…円環部、31…マグネット、31a-1…第1マグネット(マグネット)、31a-2…第2マグネット(マグネット)、31a-3…第3マグネット(マグネット)、32…回転体、32a…回転体、32b…回転体、33…上部開口部(開口部)、34…下部開口部(開口部)、41…第1軸受(軸受)、41a,42a…外周輪、41b,42b…内周輪、41c,42c…ボール、42…第2軸受(軸受)、43,44…スペーサ、71…孔、91…皿ばね、92…固定部材

Claims (29)

  1.  静止部としての軸部材と、
     前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
     前記回転体を前記軸部材に対して支持する第1軸受及び第2軸受と、
     前記回転体の内側にある単一または複数のステータと、
     前記回転体の内周面に固定された単一または複数の筒状のマグネットと、
    を備え、
     前記マグネットは樹脂で形成されており、
     前記回転体は、径方向における長さが、軸方向における長さより小さく、
     前記第1軸受及び前記第2軸受の内周面は、前記軸部材の外周面に固定されており、
     前記軸部材及び前記回転体は、それぞれ単一の部材で形成されており、
     軸方向において、前記軸部材の外径は、前記第1軸受に対向する部分から、前記第2軸受に対向する部分にかけて、実質的に同じであり、
     軸方向において、前記回転体の内径及び外径は、前記第1軸受側における当該回転体の端部から、前記第2軸受側における当該回転体の端部にかけて、それぞれ実質的に同じであり、
     前記単一のステータ又は前記複数のステータの1つは、軸方向において、前記軸部材の中央部に配置されており、
     前記単一のマグネット又は前記複数のマグネットの1つは、軸方向において、前記回転体の中央部に配置されており、
     前記回転体の両端部側には、前記第1軸受及び前記第2軸受が配置されている、回転機器。
  2.  前記回転体の内側に設けられた1又は複数の動翼を備える、請求項1に記載の回転機器。
  3.  前記動翼を複数備え、
     前記軸部材の軸方向において、前記複数の動翼の間に前記ステータが配置されている、請求項2に記載の回転機器。
  4.  前記軸部材の軸方向において、前記単一の動翼又は前記複数の動翼のいずれかと前記第1軸受とが、少なくとも一部で対向する、請求項2又は3に記載の回転機器。
  5.  前記軸部材の軸方向において、前記動翼が、前記第1軸受と前記第2軸受との間に配置されている、請求項2から4のいずれかに記載の回転機器。
  6.  前記第1軸受及び前記第2軸受の外周面は、前記回転体の内周面に固定されている、請求項1から5のいずれかに記載の回転機器。
  7.  前記回転体は、非磁性材料の部材で形成されている、請求項1から6のいずれかに記載の回転機器。
  8.  前記回転体は、金属の部材で形成されている、請求項1から7のいずれかに記載の回転機器。
  9.  前記複数のステータ及び前記複数のマグネットの数がそれぞれ奇数であり、
     軸方向において、前記複数のステータが前記軸部材に等間隔で並んで配置され、前記複数のステータの1つが前記軸部材の中央部に配置され、
     軸方向において、前記複数のマグネットが前記回転体に等間隔で並んで配置され、前記複数のマグネットの1つが前記回転体の中央部に配置されている、請求項1から3のいずれかに記載の回転機器。
  10.  前記ステータの数が複数であり、
     前記複数のステータが有するコイルは並列に電気接続されている、請求項1から9のいずれかに記載の回転機器。
  11.  前記回転体の外周面には、当該回転体の内外に貫通する1又は複数の開口部を備える、請求項1から10のいずれかに記載の回転機器。
  12.  前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第1軸受との間にある、請求項11に記載の回転機器。
  13.  前記回転体の外周面には、前記開口部を複数備え、
     前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第2軸受との間にある、請求項12に記載の回転機器。
  14.  前記第1軸受及び前記第2軸受のいずれか一方の軸受における、前記軸部材に固定される内周輪に対して、他方の軸受の方向への予圧が作用している、請求項1から13のいずれかに記載の回転機器。
  15.  静止部としての軸部材と、
     前記軸部材に対して回転可能な筒状の回転体と、
     前記回転体を前記軸部材に対して支持する第1軸受及び第2軸受と、
     前記回転体の内側にある複数のステータと、
     前記回転体の内周面に固定された複数の筒状のマグネットと、
    を備え、
     前記筒状のマグネットは樹脂で形成されており、
     前記回転体は、径方向における長さが、軸方向における長さより小さく、
     前記第1軸受及び前記第2軸受の内周面は、前記軸部材の外周面に固定されており、
     前記軸部材及び前記回転体は、それぞれ単一の部材で形成されており、
     軸方向において、前記軸部材の外径は、前記第1軸受に対向する部分から、前記第2軸受に対向する部分にかけて、実質的に同じであり、
     軸方向において、前記回転体の内径及び外径は、前記第1軸受側における当該回転体の端部から、前記第2軸受側における当該回転体の端部にかけて、それぞれ実質的に同じであり、
     前記複数のステータの内の2つは、軸方向において、前記軸部材の中央部の両側に配置され、
     前記複数のマグネットの内の2つは、軸方向において、前記回転体の中央部の両側に配置されており、
     前記回転体の両端部側には、前記第1軸受及び前記第2軸受が配置されている、回転機器。
  16.  前記回転体の内側に設けられた1又は複数の動翼を備える、請求項15に記載の回転機器。
  17.  前記動翼を複数備え、
     前記軸部材の軸方向において、前記複数の動翼の間に前記ステータが配置されている、請求項16に記載の回転機器。
  18.  前記軸部材の軸方向において、前記動翼のいずれかと前記第1軸受とが、少なくとも一部で対向する、請求項16又は17に記載の回転機器。
  19.  前記軸部材の軸方向において、前記動翼が、前記第1軸受と前記第2軸受との間に配置されている、請求項16から18のいずれかに記載の回転機器。
  20.  前記第1軸受及び前記第2軸受の外周面は、前記回転体の内周面に固定されている、請求項15から19のいずれかに記載の回転機器。
  21.  前記回転体は、非磁性材料の部材で形成されている、請求項15から20のいずれかに記載の回転機器。
  22.  前記回転体は、金属の部材で形成されている、請求項15から21のいずれかに記載の回転機器。
  23.  前記複数のステータ及び前記複数のマグネットの数がそれぞれ偶数であり、
     軸方向において、前記複数のステータが前記軸部材に等間隔で並んで配置され、
     軸方向において、前記複数のマグネットが前記回転体に等間隔で並んで配置されている、請求項15から22のいずれかに記載の回転機器。
  24.  複数の前記ステータが有するコイルは並列に電気接続されている、請求項15から23のいずれかに記載の回転機器。
  25.  前記回転体の外周面には、当該回転体の内外に貫通する1又は複数の開口部を備える、請求項15から24のいずれかに記載の回転機器。
  26.  前記複数の開口部の少なくとも1つは、軸方向において、前記マグネットと前記第1軸受との間にある、請求項25に記載の回転機器。
  27.  前記回転体の外周面には、前記開口部を複数備え、
     前記複数の開口部の少なくとも1は、軸方向において、前記マグネットと前記第2軸受との間にある、請求項26に記載の回転機器。
  28.  前記第1軸受及び前記第2軸受のいずれか一方の軸受における、前記軸部材に固定される内周輪に対して、他方の軸受の方向への予圧が作用している、請求項15から27のいずれかに記載の回転機器。
  29.  前記回転体の外周面に取り付けられた羽根を備える、請求項1から28のいずれかに記載の回転機器。
PCT/JP2020/030114 2019-08-09 2020-08-06 回転機器 WO2021029309A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/597,966 US20220316487A1 (en) 2019-08-09 2020-08-06 Rotating device
CN202080050117.4A CN114175461A (zh) 2019-08-09 2020-08-06 旋转设备

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-147928 2019-08-09
JP2019147928A JP7379011B2 (ja) 2019-08-09 2019-08-09 回転機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021029309A1 true WO2021029309A1 (ja) 2021-02-18

Family

ID=74569297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/030114 WO2021029309A1 (ja) 2019-08-09 2020-08-06 回転機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220316487A1 (ja)
JP (2) JP7379011B2 (ja)
CN (1) CN114175461A (ja)
WO (1) WO2021029309A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023139012A1 (de) * 2022-01-21 2023-07-27 Liebherr-Components Biberach Gmbh Elektrische mehrphasenmaschine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112690084B (zh) * 2020-12-25 2022-08-26 绿友机械集团股份有限公司 内置外转子电机驱动的草坪修剪滚刀

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50117308U (ja) * 1974-03-12 1975-09-25
JP2004064800A (ja) * 2002-07-24 2004-02-26 Toshiba Kyaria Kk アウターロータ型モータ
JP2012186956A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Nidec Servo Corp ブラシレスモータ及び送風ファン
JP2017017912A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 日立オートモティブシステムズエンジニアリング株式会社 電動モータ
JP2017063524A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 日本精工株式会社 ローラ
JP2017195690A (ja) * 2016-04-19 2017-10-26 澤藤電機株式会社 アウターロータ型多極発電機におけるロータ構造

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2179341A (en) * 1936-12-31 1939-11-07 Westinghouse Electric & Mfg Co Grease-overflow catcher for highspeed motors
JPH0526915Y2 (ja) * 1986-10-29 1993-07-08
US5452156A (en) * 1991-07-04 1995-09-19 Nippon Densan Corporation Spindle motor with combined pressure relief and adhesive carrying annular recesses
JPH10327549A (ja) * 1997-05-26 1998-12-08 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd スピンドルモータ
JP2001186741A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Minebea Co Ltd 送風機
US20060170294A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-03 Alex Du Heat dissipation structure of a motor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50117308U (ja) * 1974-03-12 1975-09-25
JP2004064800A (ja) * 2002-07-24 2004-02-26 Toshiba Kyaria Kk アウターロータ型モータ
JP2012186956A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Nidec Servo Corp ブラシレスモータ及び送風ファン
JP2017017912A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 日立オートモティブシステムズエンジニアリング株式会社 電動モータ
JP2017063524A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 日本精工株式会社 ローラ
JP2017195690A (ja) * 2016-04-19 2017-10-26 澤藤電機株式会社 アウターロータ型多極発電機におけるロータ構造

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023139012A1 (de) * 2022-01-21 2023-07-27 Liebherr-Components Biberach Gmbh Elektrische mehrphasenmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021029083A (ja) 2021-02-25
US20220316487A1 (en) 2022-10-06
CN114175461A (zh) 2022-03-11
JP7379011B2 (ja) 2023-11-14
JP2024008993A (ja) 2024-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4999990B2 (ja) 回転電動機およびそれを用いた送風機
JP2024008993A (ja) 回転機器
US8890389B2 (en) Electric motor
WO2014188628A1 (ja) ロータおよびモータ
WO2013145684A1 (ja) 回転電機
JP2012075318A (ja) 内外ロータヨークを具備するロータ及びモータ
JP2009165213A (ja) ロータ取付け冷却ファン
US7227286B2 (en) Long life fan motor
JP5697566B2 (ja) 磁気ギアおよびその製造方法
US11996732B2 (en) Fan motor
CN111614182B (zh) 同步旋转电机
JP2009142024A (ja) リラクタンスモータ
TWI807730B (zh) 馬達、送風裝置及冷凍裝置
WO2022210366A1 (ja) モータ、送風装置、圧縮装置、および冷凍装置
JP2005295612A (ja) 二重回転子電動機
WO2022044783A1 (ja) 回転機器
JP7400369B2 (ja) ステータ部材、ステータアセンブリ、モータ及び電気機械設備
JP2023053771A (ja) モータ
WO2023106338A1 (ja) モータ
JP2015142439A (ja) 希土類磁石モータ
JP2020165527A (ja) 気体動圧軸受、モータおよびファンモータ
JPH1118369A (ja) 全閉内冷形の回転電機
KR20230140662A (ko) 외전형 모터
JP2022122724A (ja) 回転機器
CN113892226A (zh) 电机

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: 20852103

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: 20852103

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1