(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつ、シャフトの表面の摩耗及びファンとシュラウドとの干渉を抑制できるファンモータを提供する。【解決手段】ファンモータ１０は、ステータ１６と、ステータ１６の中心軸上に配置されたシャフト１８と、筒状に形成されて内側にシャフト１８が挿入された軸受収容部４４を有するロータ２０と、軸受収容部４４の軸方向一方側に配置された蓋部９２を有し、ロータ２０に装着されたファン１２と、内側にシャフト１８が圧入された第一内輪５２Ａと、軸受収容部４４の内側に圧入された第一外輪５２Ｂとを有する第一ボールベアリング５２と、内側にシャフト１８が圧入された第二内輪５４Ａと、軸受収容部４４の内側に遊挿された第二外輪５４Ｂとを有し、第一ボールベアリング５２の軸方向一方側に配置された第二ボールベアリング５４と、弾性を有し、蓋部９２と第二外輪５４Ｂとの間に圧縮状態で介在するグロメット９４と、を備える。【選択図】図１
2020048298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータの中心軸上に配置されたシャフトと、
筒状に形成されて内側に前記シャフトが挿入された軸受収容部を有するロータと、
前記軸受収容部の軸方向一方側に配置された蓋部を有し、前記ロータに装着されたファンと、
内側に前記シャフトが圧入された第一内輪と、前記軸受収容部の内側に圧入された第一外輪とを有する第一ボールベアリングと、
内側に前記シャフトが圧入された第二内輪と、前記軸受収容部の内側に遊挿された第二外輪とを有し、前記第一ボールベアリングの軸方向一方側に配置された第二ボールベアリングと、
弾性を有し、前記蓋部と前記第二外輪との間に圧縮状態で介在するグロメットと、
を備えるファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファンと、モータ本体とを備えるファンモータが使用されている。ファンモータに使用されるモータ本体は、ブラシレスモータが一般的である（例えば、特許文献１参照）。ブラシレスモータは、ステータと、シャフトと、ロータとを備える。ロータは、ロータハウジングを有しており、このロータハウジングに形成された軸受収容部の内側には、シャフトが挿入されている。軸受収容部の内側には、一対のボールベアリングが収容されており、ロータは、一対のボールベアリングを介してシャフトに回転可能に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許６２２０６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４、図５には、上述のファンモータに適用される一対のボールベアリング及びその周辺部の構造が示されている。この構造では、一対のボールベアリングとして、第一ボールベアリング１０２及び第二ボールベアリング１０４が用いられている。図４、図５において、矢印Ａ１は各部材の軸方向一方側を示し、矢印Ａ２は各部材の軸方向他方側を示している。第二ボールベアリング１０４は、第一ボールベアリング１０２の矢印Ａ１側に配置されている。
【０００５】
第一ボールベアリング１０２の第一内輪１０２Ａ及び第二ボールベアリング１０４の第二内輪１０４Ａの内側には、シャフト１０６が遊挿（遊びを持った状態で挿入）されており、第一ボールベアリング１０２の第一外輪１０２Ｂ及び第二ボールベアリング１０４の第二外輪１０４Ｂは、ロータハウジング１０８に形成された軸受収容部１１０の内側に圧入されている。図４、図５では、軸受収容部１１０の内側への第一外輪１０２Ｂ及び第二外輪１０４Ｂの圧入状態が太い実線Ｌ１で示され、第一内輪１０２Ａ及び第二内輪１０４Ａの内側へのシャフト１０６の遊挿状態が太い破線Ｌ２で示されている。
【０００６】
第一内輪１０２Ａの矢印Ａ２側には、スプリング１１２が配置されており、第一内輪１０２Ａには、スプリング１１２によって矢印Ａ１側に予圧Ｐが付与されている。第二内輪１０４Ａの矢印Ａ１側には、シャフト１０６に固定されたＣリング１１４が配置されており、第二内輪１０４Ａは、矢印Ａ１側からＣリング１１４によって支持されている。
【０００７】
軸受収容部１１０の矢印Ａ２側の端部には、軸受収容部１１０の内側に向けて折り曲げられた折曲部１１６が形成されており、第一外輪１０２Ｂは、矢印Ａ２側から円環状のプレート１１８を介して折曲部１１６によって支持されている。第一外輪１０２Ｂと第二外輪１０４Ｂとの間には、円筒状のカラー１２０が介在されており、第二外輪１０４Ｂは、軸受収容部１１０の矢印Ａ１側の端部にかしめ固定された円環状のストッパ１２２によって矢印Ａ１側から支持されている。
【０００８】
ところで、図４、図５に示される構造を有するファンモータは、ロータ１２４と共にファン１２６が正回転するように使用される場合と逆回転するように使用される場合とがある。図４には、ロータ１２４と共にファン１２６が正回転している状態が示されており、図５には、ロータ１２４と共にファン１２６が逆回転している状態が示されている。つまり、ファン１２６に矢印Ａ１側への推力Ｆ１が作用する場合が正回転であり、ファン１２６に矢印Ａ２側への推力Ｆ２が作用する場合が逆回転である。
【０００９】
図４に示されるように、ロータ１２４と共にファン１２６が正回転する場合には、ファン１２６に作用する矢印Ａ１側への推力Ｆ１と、スプリング１１２が付与する矢印Ａ１側への予圧Ｐとが同じ向きになる。しかしながら、図５に示されるように、ロータ１２４と共にファン１２６が逆回転する場合には、ファン１２６に作用する矢印Ａ２側への推力Ｆ２と、スプリング１１２が付与する矢印Ａ１側への予圧Ｐとが逆の向きになり、スプリング１１２が圧縮される。
【００１０】
このようにロータ１２４と共にファン１２６が逆回転する場合には、図４中の矢印Ａで示されるように、第一内輪１０２Ａ及び第二内輪１０４Ａがシャフト１０６に軸方向に摺接してシャフト１０６の表面が摩耗したり、ファン１２６が矢印Ａ２側へ移動してファン１２６が図示しないシュラウドと干渉したりするなどの不具合が発生する虞がある。
【００１１】
ここで、上記不具合の発生を防ぐために、スプリング１１２の弾性力を上げることも考えられる。しかしながら、この場合には、スプリング１１２の軸方向や径方向の寸法を増加させる必要があるため、ファンモータの大型化につながる。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、大型化を抑制しつつ、シャフトの表面の摩耗及びファンとシュラウドとの干渉を抑制できるファンモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、請求項１に記載のファンモータは、ステータと、前記ステータの中心軸上に配置されたシャフトと、筒状に形成されて内側に前記シャフトが挿入された軸受収容部を有するロータと、前記軸受収容部の軸方向一方側に配置された蓋部を有し、前記ロータに装着されたファンと、内側に前記シャフトが圧入された第一内輪と、前記軸受収容部の内側に圧入された第一外輪とを有する第一ボールベアリングと、内側に前記シャフトが圧入された第二内輪と、前記軸受収容部の内側に遊挿された第二外輪とを有し、前記第一ボールベアリングの軸方向一方側に配置された第二ボールベアリングと、弾性を有し、前記蓋部と前記第二外輪との間に圧縮状態で介在するグロメットと、を備える。
【００１４】
このファンモータによれば、第一ボールベアリングの第一内輪及び第二ボールベアリングの第二内輪の内側には、シャフトがそれぞれ圧入されている。したがって、第一内輪及び第二内輪がシャフトに軸方向に摺接することを抑制できるので、シャフトの表面の摩耗を抑制できる。
【００１５】
また、ファンは、軸受収容部の軸方向一方側に配置された蓋部を有しており、この蓋部と軸受収容部の内側に遊挿された第二外輪との間には、グロメットが圧縮状態で介在している。したがって、第二外輪に対して軸方向他方側への予圧を付与することができる。
【００１６】
ここで、ロータと共にファンが逆回転する場合には、ファンに作用する軸方向他方側への推力と、第二外輪に対してグロメットが付与する軸方向他方側への予圧とが同じ向きになる。このため、軸受収容部の内側に遊挿された第二外輪が軸方向他方側へ移動する。
【００１７】
ところが、第二外輪と共に第二ボールベアリングを構成する第二内輪の内側には、シャフトが圧入されている。したがって、第二外輪の移動が規制され、ファンに対して軸方向一方側への拘束力が作用する。これにより、ファンの軸方向他方側への移動を抑制できるので、ファンがシュラウドと干渉することを抑制できる。
【００１８】
しかも、グロメットの弾性力を上げる必要がなく、グロメットの軸方向や径方向の寸法を増加させなくて済むので、ファンモータの大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るファンモータの縦断面図である。
【図２】図１の第一ボールベアリング及び第二ボールベアリングとその周辺部の拡大図であって、ロータと共にファンが正回転している状態を示す図である。
【図３】図１の第一ボールベアリング及び第二ボールベアリングとその周辺部の拡大図であって、ロータと共にファンが逆回転している状態を示す図である。
【図４】従来のファンモータに適用される一対のボールベアリング及びその周辺部の拡大図であって、ロータと共にファンが正回転している状態を示す図である。
【図５】従来のファンモータに適用される一対のボールベアリング及びその周辺部の拡大図であって、ロータと共にファンが逆回転している状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００２１】
図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るファンモータ１０は、ファン１２と、モータ本体１４とを備える。各図において、矢印Ａ１はモータ本体１４の軸方向一方側を示し、矢印Ａ２はモータ本体１４の軸方向他方側を示している。モータ本体１４は、ブラシレスモータであり、ステータ１６と、シャフト１８と、ロータ２０と、センターピース２２と、回路基板２４と、コネクタ部材２６と、基板ケース２８等を備えている。
【００２２】
ステータ１６は、ステータコア３２と、複数の巻線３４とを備えている。ステータコア３２は、環状部３６と、この環状部３６の周囲に放射状に形成された複数のティース部３８とを有している。巻線３４は、ティース部３８に巻回されている。シャフト１８は、後述する軸受収容部４４と共に環状部３６の内側に挿入されており、ステータ１６の中心軸上に配置されている。
【００２３】
ロータ２０は、ロータハウジング４０と、ロータマグネット４２とを備えている。ロータハウジング４０は、円筒状の軸受収容部４４と、有底筒状の外筒部４６とを有している。外筒部４６の内周面には、ロータマグネット４２が固着されている。外筒部４６の矢印Ａ１側には、底壁部４８が形成されており、外筒部４６の矢印Ａ２側は、開口されている。
【００２４】
軸受収容部４４は、底壁部４８の中央部から矢印Ａ２側に延びている。軸受収容部４４の内側には、シャフト１８が挿入されている。また、この軸受収容部４４の内側には、第一ボールベアリング５２及び第二ボールベアリング５４が収容されている。第一ボールベアリング５２及び第二ボールベアリング５４は、シャフト１８と軸受収容部４４との間に配置され、シャフト１８に対してロータ２０を回転可能に支持している。シャフト１８の矢印Ａ２側は、軸受収容部４４の矢印Ａ２側の開口を通じて軸受収容部４４から後述するセンターピース２２側に突出されている。
【００２５】
センターピース２２は、平盤状の本体部６２を有している。この本体部６２は、外筒部４６の開口と対向して配置されている。この本体部６２の中心部には、矢印Ａ１側に開口する凹状のシャフト支持部６４が形成されており、このシャフト支持部６４には、シャフト１８が圧入されている。また、この本体部６２には、上述のステータコア３２がネジ６６によって固定されている。
【００２６】
回路基板２４は、本体部６２におけるステータコア３２と反対側に固定されている。この回路基板２４には、複数の巻線３４への通電を切り替えるための電子回路が形成されている。コネクタ部材２６は、本体部６２の周縁部のうちの一部分に対応して設けられている。このコネクタ部材２６には、本体部６２から外方に突出するコネクタ部７２が設けられており、このコネクタ部７２に設けられたコネクタ端子は、回路基板２４に形成された電子回路と電気的に接続されている。
【００２７】
基板ケース２８は、扁平箱状に形成されており、本体部６２に対するステータコア３２と反対側から本体部６２に組み付けられている。基板ケース２８と本体部６２との間の空間には、回路基板２４が収容されている。
【００２８】
ファン１２は、ファン１２の中央部に設けられた装着部８２と、この装着部８２の周囲に設けられた複数のブレード８４とを有している。装着部８２は、ロータハウジング４０と同様に有底筒状に形成されており、ロータハウジング４０を覆う状態でロータハウジング４０に装着される。
【００２９】
そして、このファンモータ１０では、回路基板２４に形成された電子回路によって複数の巻線３４への通電が切り替えられると、ステータ１６に回転磁界が形成され、この回転磁界とロータマグネット４２との間に作用する吸引及び反発力によりロータ２０が回転される。また、このファンモータ１０では、ステータ１６に形成される回転磁界の方向が変更可能となっており、これにより、ロータ２０と共にファン１２を正回転及び逆回転させることができるようになっている。
【００３０】
続いて、図２、図３を参照しながら、図１の第一ボールベアリング５２及び第二ボールベアリング５４とその周辺部の構造をより詳細に説明する。
【００３１】
図２、図３は、図１の第一ボールベアリング５２及び第二ボールベアリング５４とその周辺部の拡大図である。図２では、ロータ２０と共にファン１２が正回転している状態が示されており、図３では、ロータ２０と共にファン１２が逆回転している状態が示されている。つまり、ファン１２に矢印Ａ１側への推力Ｆ１が作用する場合が正回転であり、ファン１２に矢印Ａ２側への推力Ｆ２が作用する場合が逆回転である。ファン１２（図１も参照）の周囲には、図示しないシュラウドが設けられる。このシュラウドは、ファン１２の矢印Ａ２側に配置される部位を含んでいる。
【００３２】
第二ボールベアリング５４は、第一ボールベアリング５２の矢印Ａ１側に配置されている。第一ボールベアリング５２と第二ボールベアリング５４との間には、隙間が設けられている。第一ボールベアリング５２は、第一内輪５２Ａ及び第一外輪５２Ｂを有する。同様に、第二ボールベアリング５４は、第二内輪５４Ａ及び第二外輪５４Ｂを有する。
【００３３】
第一内輪５２Ａ及び第二内輪５４Ａの内側には、シャフト１８がそれぞれ圧入されている。また、第一外輪５２Ｂは、軸受収容部４４の内側に圧入されている。図２、図３では、第一内輪５２Ａ及び第二内輪５４Ａの内側へのシャフト１８の圧入状態、及び、軸受収容部４４の内側への第一外輪５２Ｂの圧入状態が太い実線Ｌ１で示されている。一方、第二外輪５４Ｂは、軸受収容部４４の内側に遊挿（遊びを持った状態で挿入）されている。図２、図３では、軸受収容部４４の内側への第二外輪５４Ｂの遊挿状態が太い破線Ｌ２で示されている。
【００３４】
本実施形態では、軸受収容部４４に図示しない微小な段差が設けられることにより、軸受収容部４４における第一外輪５２Ｂと対応する部位よりも軸受収容部４４における第二外輪５４Ｂと対応する部位の方が、内径が大きくなっている。そして、これにより、第一外輪５２Ｂは、軸受収容部４４の内側に圧入され、第二外輪５４Ｂは、軸受収容部４４の内側に遊挿されている。
【００３５】
ファン１２に形成された有底筒状の装着部８２の底壁部８８の中央部は、軸受収容部４４の矢印Ａ１側の開口を塞ぐ蓋部９２として形成されており、この蓋部９２と第二外輪５４Ｂとの間には、円環状のグロメット９４が配置されている。グロメット９４は、例えばゴム等で形成されることにより弾性を有しており、蓋部９２と第二外輪５４Ｂとの間に圧縮状態で介在している。このグロメット９４は、第二外輪５４Ｂに対して矢印Ａ２側への予圧Ｐを付与している。
【００３６】
このファンモータ１０によれば、第一ボールベアリング５２の第一内輪５２Ａ及び第二ボールベアリング５４の第二内輪５４Ａの内側には、シャフト１８がそれぞれ圧入されている。したがって、第一内輪５２Ａ及び第二内輪５４Ａがシャフト１８に軸方向に摺接することを抑制できるので、シャフト１８の表面の摩耗を抑制できる。
【００３７】
また、ファン１２は、軸受収容部４４の矢印Ａ１側に配置された蓋部９２を有しており、この蓋部９２と第二外輪５４Ｂとの間には、グロメット９４が圧縮状態で介在している。したがって、第二外輪５４Ｂに対して矢印Ａ２側への予圧Ｐを付与することができる。
【００３８】
ここで、図３に示されるように、ロータ２０と共にファン１２が逆回転する場合には、ファン１２に作用する矢印Ａ２側への推力Ｆ２と、第二外輪５４Ｂに対してグロメット９４が付与する矢印Ａ２側への予圧Ｐとが同じ向きになる。このため、軸受収容部４４の内側に遊挿された第二外輪５４Ｂが矢印Ａ２側へ移動する。
【００３９】
ところが、第二外輪５４Ｂと共に第二ボールベアリング５４を構成する第二内輪５４Ａの内側には、シャフト１８が圧入されている。したがって、第二外輪５４Ｂの移動が規制され、ファン１２に対して矢印Ａ１側への拘束力が作用する。これにより、ファン１２の矢印Ａ２側への移動を抑制できるので、ファン１２が図示しないシュラウドと干渉することを抑制できる。この結果、ロータ２０と共にファン１２を正回転させる場合と逆回転させる場合の両方にファンモータ１０を使用可能となるので、ファン１２の使用の自由度を向上させることができる。
【００４０】
しかも、グロメット９４の弾性力を上げる必要がなく、グロメット９４の軸方向や径方向の寸法を増加させなくて済むので、ファンモータ１０の大型化を抑制できる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…ファンモータ、１２…ファン、１４…モータ本体、１６…ステータ、１８…シャフト、２０…ロータ、２２…センターピース、２４…回路基板、２６…コネクタ部材、２８…基板ケース、３０…ステータコア、３２…インシュレータ、３４…巻線、３６…環状部、３８…ティース部、４０…ロータハウジング、４２…ロータマグネット、４４…軸受収容部、４６…外筒部、４８…底壁部、５２…第一ボールベアリング、５２Ａ…第一内輪、５２Ｂ…第一外輪、５４…第二ボールベアリング、５４Ａ…第二内輪、５４Ｂ…第二外輪、６２…本体部、６４…シャフト支持部、６６…ネジ、７２…コネクタ部、８２…装着部、８４…ブレード、８６…外筒部、８８…底壁部、９２…蓋部、９４…グロメット
【図１】
2020048298.tif 000003
【図２】
2020048298.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020048298.tif 000006
【図５】
2020048298.tif 000007