(57)【要約】【課題】ロータとシャフトとの接合強度を高め、高速回転で運転可能なファンモータを提供することである。【解決手段】インペラー２２を有するロータ２０を設け、前記ロータ２０を回転させることによって前記インペラー２２を回転させて送風を行うファンモータ１０において、前記ロータ２０の回転軸となるシャフト２５を設け、前記シャフト２５が、前記ロータ２０との接合箇所に、径方向に突出する頭部（２６）を有し、前記ロータ２０が、軸方向の両側から前記頭部（２６）を挟み込むことによって、前記シャフト２５と前記ロータ２０との軸方向の離間を阻止する軸方向離間阻止部を構成することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラーを有するロータを設け、前記ロータを回転させることによって前記インペラーを回転させて送風を行うファンモータにおいて、
前記ロータの回転軸となるシャフトを設け、
前記シャフトが、前記ロータとの接合箇所に、径方向に突出する頭部を有し、
前記ロータが、軸方向の両側から前記頭部を挟み込むことによって、前記シャフトと前記ロータとの軸方向の離間を阻止する軸方向離間阻止部を構成する
ことを特徴とするファンモータ。
【請求項２】
前記頭部が周方向の凹凸部を有し、
前記ロータが、周方向の両側から前記頭部の周方向の凹凸部を挟み込むことによって、前記シャフトと前記ロータとの周方向の離間を阻止する周方向離間阻止部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載のファンモータ。
【請求項３】
前記頭部の周方向の凹凸部が、軸方向の凹凸によって形成されたものである
ことを特徴とする請求項２に記載のファンモータ。
【請求項４】
前記頭部の周方向の凹凸部が、径方向の凹凸によって形成されたものである
ことを特徴とする請求項２に記載のファンモータ。
【請求項５】
インペラーを有するロータを設け、前記ロータを回転させることによって前記インペラーを回転させて送風を行うファンモータの、前記ロータの回転軸となるシャフトにおいて、
前記ロータとの接合箇所に、径方向に突出する頭部を有する
ことを特徴とするファンモータのシャフト。
【請求項６】
前記頭部が周方向の凹凸部を有する
ことを特徴とする請求項５に記載のファンモータのシャフト。
【請求項７】
前記頭部の周方向の凹凸部が、軸方向の凹凸によって形成されたものである
ことを特徴とする請求項６に記載のファンモータのシャフト。
【請求項８】
前記頭部の周方向の凹凸部が、径方向の凹凸によって形成されたものである
ことを特徴とする請求項６に記載のファンモータのシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータおよびファンモータ用シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インペラー（羽根）を回転させることによって送風を行うファンモータが知られている。
【０００３】
図１０は、従来のファンモータのロータの構造を示す側断面図である。
【０００４】
この従来のファンモータのロータ５２０は、インペラー５２２と一体となったカップ５２１の内側に、ロータマグネット５２３およびバックヨーク５２４を有する。
【０００５】
シャフト５２５は、図１０における上部にローレット加工を施してローレット加工部５２５ａを設けてある。シャフト５２５は、ローレット加工部５２５ａをカップ５２１の内側中央の肉厚部５２１ａに圧入することによって、ロータ５２０と一体化する。
【０００６】
特許文献１では、シャフトをブッシュに圧入し、このブッシュごとシャフトをロータに固定する構造を開示している。
【０００７】
また、特許文献２では、シャフトを固着介在部に圧入し、この固着介在部ごとシャフトをロータに固定する構造を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−８８０７４号公報
【特許文献２】特開平１１−１３２１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、従来はシャフトにローレット加工を施すことなどが知られてはいたものの、ロータに直接または固着介在部等を介してシャフトを圧入して固定することには変わりがなく、ロータとシャフトとの接合強度が低く、インペラーの回転による揚力等に対抗できずにシャフトが抜けてしまう虞や、ロータの回転に対抗できずにシャフトが空回りしてしまう虞があり、ファンモータを低速回転でしか運転できないという問題があった。この場合、ロータとシャフトとの接合強度を高めるには、ロータとシャフトとの接合面積を広くするために接合部分の軸方向長さ（図１０の長さＢ）を長くする必要があるが、このようにすると、ファンモータの軸方向寸法を大きくしなければならない。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであって、ロータとシャフトとの接合強度を高め、高速回転で運転可能な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】
【００１１】
本発明は上記の目的を達成するために、インペラーを有するロータを設け、前記ロータを回転させることによって前記インペラーを回転させて送風を行うファンモータにおいて、前記ロータの回転軸となるシャフトを設け、前記シャフトが、前記ロータとの接合箇所に、径方向に突出する頭部を有し、前記ロータが、軸方向の両側から前記頭部を挟み込むことによって、前記シャフトと前記ロータとの軸方向の離間を阻止する軸方向離間阻止部を構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ロータとシャフトとの接合強度を高め、高速回転で運転可能なファンモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるファンモータの一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１に示したファンモータを図１の方向ＩＩＡから見た平面図であり、（ｂ）は、図１に示したファンモータを図２（ａ）の方向ＩＩＢから見た側断面図である。
【図３】（ａ）は、図２（ａ）のファンモータのロータアセンブリのみを示す平面図であり、（ｂ）は、図２（ｂ）のファンモータのロータアセンブリのみを示す側断面図である。
【図４】図３（ｂ）において破線で囲んだ部分ＩＶを拡大して示す側断面図であり、シャフト２５の軸中心から左側はシャフト２５については側面図で示し、シャフト２５の軸中心から右側はシャフト２５についても側断面図で示す。
【図５】図４に示したシャフト２５を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は上から見た平面図である。
【図６】図５のシャフト２５の製造工程の一例を説明する模式図であり、（ａ）は第１の工程を説明する模式図であり、（ｂ）は（ａ）に続く工程を説明する模式図であり、（ｃ）は（ｂ）に続く工程を説明する模式図であり、（ｄ）は（ｃ）に続く工程を説明する模式図である。
【図７】本発明に係るシャフトの別の例を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は上から見た平面図である。
【図８】本発明に係るシャフトのさらに別の例を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は上から見た平面図である。
【図９】本発明に係るシャフトのさらに別の例を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は上から見た平面図である。
【図１０】従来のファンモータのロータの構造を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係るファンモータについて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明によるファンモータの一実施の形態を示す斜視図である。
【００１６】
図２（ａ）は、図１に示したファンモータを図１の方向ＩＩＡから見た平面図であり、図２（ｂ）は、図１に示したファンモータを図２（ａ）の方向ＩＩＢから見た側断面図である。
【００１７】
図３（ａ）は、図２（ａ）のファンモータのロータアセンブリのみを示す平面図であり、図３（ｂ）は、図２（ｂ）のファンモータのロータアセンブリのみを示す側断面図である。
【００１８】
ロータアセンブリ２０は、開口が円形の器を逆さまにした形状のカップ部２１の外側面にインペラー２２を設け、カップ部２１の内側面に永久磁石であるロータマグネット２３およびバックヨーク２４を設け、さらに、カップ部２１の内側の中央にシャフト２５を設けて構成される（図２（ｂ）、図３（ｂ）参照）。本実施例では、カップ部２１の外側面に周方向ほぼ等間隔に７つのインペラー２２を設けている（図２（ａ）、図３（ａ）参照）。
【００１９】
シャフト２５は、例えば金属製の棒状部材であり、側方から見たときに、上部において径方向に突出する頭部２６（後述の図４参照）を有し、ほぼＴ字状の外観を有する。カップ部２１とインペラー２２とは、例えば樹脂製でありたとえばモールド成型によって同一材料で一体に形成される。このカップ部２１およびインペラー２２を一体成型する際には、その成型用金型とともにシャフト２５の頭部２６を配置し、カップ部２１の内側の中央にてシャフト２５の頭部２６を包み込んで、カップ部２１とインペラー２２とシャフト２５とを一体成型する。
【００２０】
なお、ここでは、カップ部２１、とインペラー２２とロータマグネット２３とバックヨーク２４とシャフト２５とでロータアセンブリ２０を構成するとしたが、シャフト２５以外をロータと呼び、カップ部２１がシャフト２５の頭部２６を包み込む箇所をロータとシャフトとの接合箇所ともいう。
【００２１】
ステータ３０はステータコイル３１を有し、シャフト２５は軸受４０を介してステータ３０の中心に配置される。ロータアセンブリ２０およびステータ３０は、ケース１１内に配置されて、ファンモータ１０を構成する（図２（ｂ）、図１参照）。
【００２２】
図４は、図３（ｂ）において破線で囲んだ部分ＩＶを拡大して示す側断面図であり、シャフト２５の軸中心から左側はシャフト２５については側面図で示し、シャフト２５の軸中心から右側はシャフト２５についても側断面図で示す。
【００２３】
上述のように、シャフト２５は、その上部に、軸側面よりも径方向に突出した頭部２６を有する。この頭部２６は、カップ部２１およびインペラー２２を一体成型する際に、カップ部２１に包み込まれ、頭部２６の凹凸にはカップ部２１の樹脂が充填されている。このシャフト２５について、図５を参照してさらに説明する。
【００２４】
図５は、図４に示したシャフト２５を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は上から見た平面図である。
【００２５】
シャフト２５の頭部２６は、上から見たときにほぼ円形の形状であり、その周方向ほぼ等間隔に４つの凹凸部２６ａを有する。この凹凸部２６ａは、軸方向の凹凸を有するものである。
【００２６】
次に、図６を参照して図５に示すシャフト２５の製造工程の一例について説明する。
【００２７】
図６は、図５のシャフト２５の製造工程の一例を説明する模式図であり、（ａ）は第１の工程を説明する模式図であり、（ｂ）は（ａ）に続く工程を説明する模式図であり、（ｃ）は（ｂ）に続く工程を説明する模式図であり、（ｄ）は（ｃ）に続く工程を説明する模式図である。なお、図６においては、頭部２６の凹凸部２６ａの図示を省略するなど、概略を表示している。
【００２８】
まず、図６（ａ）を参照すると、頭部２６を形成する前のシャフト２５が、金型であるダイス５１および５２によって径方向の固定をされ、そのシャフト２５の下部には金型であるピン５３が設けられて軸方向の固定をされている。ダイス５１および５２は、複数の部材で側方からシャフト２５を固定するものであってもよいし、シャフト２５の径と同等の大きさの貫通孔を有する１つの円筒状部の貫通孔にシャフト２５を貫通させて固定するものであってもよい。ピン５３は、シャフト２５の上端の頭部２６になる部分が、ダイス５１および５２の上面よりも突出するようにシャフト２５を固定する。
【００２９】
続いて、図６（ｂ）を参照すると、シャフト２５の上端の、ダイス５１および５２の上面よりも突出した部分を、金型であるパンチ５４によって押し込んで鍛造を行い、頭部２６を形成する。ここで、パンチ５４の下面並びに、ダイス５１および５２の上面には、頭部２６の形状に応じた凹凸を設けてある。すなわち、図５に示したような頭部２６の形状の場合には、パンチ５４の下面並びに、ダイス５１および５２の上面には、頭部２６として軸側面よりも径方向に突出するとともに凹凸部２６ａを形成する凹凸が設けてある。
【００３０】
続いて、図６（ｃ）および図６（ｄ）を参照すると、パンチ５４を引き上げるとともに、ピン５３を押し上げて、シャフト２５をダイス５１および５２の上方から引き抜く。以上の工程によって、頭部２６を有するシャフト２５を製造することができる。
【００３１】
このシャフト２５をロータアセンブリ２０の回転軸とすることによって、以下のような効果を奏する。
【００３２】
すなわち、シャフト２５の頭部２６が径方向に突出し、この頭部２６をカップ部２１の樹脂が包み込むことにより上下両側（軸方向両側）から挟み込むので、カップ部２１とシャフト２５との接合強度を高めることができる。これにより、ロータアセンブリ２０を高速回転させて、カップ部２１およびインペラー２２の回転で揚力が生じたとしても、カップ部２１とシャフト２５とが外れてしまうことを防止することができる。
【００３３】
また、シャフト２５の頭部２６の凹凸部２６ａによって周方向の凹凸が形成され、この凹凸をカップ部２１の樹脂が包み込むことにより周方向両側から挟み込むので、カップ部２１とシャフト２５との接合強度を高めることができる。これにより、ロータアセンブリ２０を高速回転させても、カップ部２１とシャフト２５との間で空回りしてしまうことを防止することができる。
【００３４】
また、図１０と図４とを比較して分かるように、従来は、ロータとシャフトとの接合面積を広くするために接合部分の軸方向長さ（図１０の長さＢ）を長くする必要があったが、カップ部２１の樹脂がシャフト２５の頭部２６を包み込む構成によって、カップ部２１とシャフト２５との接合強度を高めることができるので、図１０の長さＢに相当する長さが、図４の長さＡのように短くて済む。これは、ステータ３０の上面とカップ部２１の上面との距離を短くすることができることであり、ファンモータ１０の軸方向寸法を小型化できるという効果を奏するものである。
【００３５】
また、軸受４０にボールベアリングを用いると、シャフト２５の回転においてシャフト２５の直線部位の面粗度を問題にしないため、シャフト２５の直線部の仕上げ加工が不要となり、コストダウンを図ることができる。
【００３６】
ところで、上述のシャフト２５の鍛造工程において、シャフト２５の鍛造加工部位に変形（重心ずれ）が発生したとしても、ロータアセンブリ２０での回転バランス調性（樹脂部分の切削、ウエイト付加等）により変形を無視することができる。
【００３７】
また、シャフト２５の直線部位に鍛造加工による湾曲変形が発生したとしても、ボールベアリング（軸受４０）との組み合わせにより、湾曲変形を無視することができる。
【００３８】
また、シャフト２５の直線部位に鍛造加工による面粗れが発生したとしても、ボールベアリング（軸受４０）へのしまり嵌めとすることで、シャフトの仕上げ加工は不要となる。
【００３９】
続いて、本発明に係るシャフトの別の例について、以下に説明する。
【００４０】
図７は、本発明に係るシャフトの別の例を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は上から見た平面図である。なお、図５に示したシャフト２５との違いは、頭部の形状だけであるので、そのほかの詳しい説明は省略する。また、カップ部２１等の上述の例と同じ構成部分には同じ参照番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００４１】
この図７に示す例のシャフト１２５は、側方から見たときに、上部において径方向に突出する頭部１２６を有し、ほぼＴ字状の外観を有する。カップ部２１およびインペラー２２を一体成型する際には、その成型用金型とともにシャフト１２５の頭部１２６を配置し、カップ部２１の内側の中央にてシャフト１２５の頭部１２６を包み込んで、カップ部２１とインペラー２２とシャフト１２５とを一体成型する。
【００４２】
シャフト１２５の頭部１２６は、上から見たときにほぼ花形の形状であり、その周方向ほぼ等間隔に、径方向に突出する６つの凸部１２６ａを有し、これにより周方向の凹凸が形成される。
【００４３】
この例によれば、シャフト１２５の頭部１２６が径方向に突出し、この頭部１２６をカップ部２１の樹脂が包み込むことにより上下両側（軸方向両側）から挟み込むので、カップ部２１とシャフト１２５との接合強度を高めることができる。これにより、ロータアセンブリ２０を高速回転させて、カップ部２１およびインペラー２２の回転で揚力が生じたとしても、カップ部２１とシャフト１２５とが外れてしまうことを防止することができる。
【００４４】
また、シャフト１２５の頭部１２６の凸部１２６ａによって周方向の凹凸が形成され、この凹凸をカップ部２１の樹脂が包み込むことにより周方向両側から挟み込むので、カップ部２１とシャフト１２５との接合強度を高めることができる。これにより、ロータアセンブリ２０を高速回転させても、カップ部２１とシャフト１２５との間で空回りしてしまうことを防止することができる。
【００４５】
図８は、本発明に係るシャフトのさらに別の例を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は上から見た平面図である。なお、図５に示したシャフト２５との違いは、頭部の形状だけであるので、そのほかの詳しい説明は省略する。また、カップ部２１等の上述の例と同じ構成部分には同じ参照番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００４６】
この図８に示す例のシャフト２２５は、側方から見たときに、上部において径方向に突出する頭部２２６を有し、ほぼＴ字状の外観を有する。カップ部２１およびインペラー２２を一体成型する際には、その成型用金型とともにシャフト２２５の頭部２２６を配置し、カップ部２１の内側の中央にてシャフト２２５の頭部２２６を包み込んで、カップ部２１とインペラー２２とシャフト２２５とを一体成型する。
【００４７】
シャフト２２５の頭部２２６は、上から見たときにほぼ星形の形状であり、その周方向ほぼ等間隔に、径方向に突出する８つの凸部２２６ａを有し、これにより周方向の凹凸が形成される。
【００４８】
この例によれば、シャフト２２５の頭部２２６が径方向に突出し、この頭部２２６をカップ部２１の樹脂が包み込むことにより上下両側（軸方向両側）から挟み込むので、カップ部２１とシャフト２２５との接合強度を高めることができる。これにより、ロータアセンブリ２０を高速回転させて、カップ部２１およびインペラー２２の回転で揚力が生じたとしても、カップ部２１とシャフト２２５とが外れてしまうことを防止することができる。
【００４９】
また、シャフト２２５の頭部２２６の凸部２２６ａによって周方向の凹凸が形成され、この凹凸をカップ部２１の樹脂が包み込むことにより周方向両側から挟み込むので、カップ部２１とシャフト２２５との接合強度を高めることができる。これにより、ロータアセンブリ２０を高速回転させても、カップ部２１とシャフト２２５との間で空回りしてしまうことを防止することができる。
【００５０】
図９は、本発明に係るシャフトのさらに別の例を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は上から見た平面図である。なお、図５に示したシャフト２５との違いは、頭部の形状だけであるので、そのほかの詳しい説明は省略する。また、カップ部２１等の上述の例と同じ構成部分には同じ参照番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００５１】
この図９に示す例のシャフト３２５は、側方から見たときに、上部において径方向に突出する頭部３２６を有し、ほぼＴ字状の外観を有する。カップ部２１およびインペラー２２を一体成型する際には、その成型用金型とともにシャフト３２５の頭部３２６を配置し、カップ部２１の内側の中央にてシャフト３２５の頭部３２６を包み込んで、カップ部２１とインペラー２２とシャフト３２５とを一体成型する。
【００５２】
シャフト３２５の頭部３２６は、上から見たときにほぼ四角形の形状であり、その周方向ほぼ等間隔に、径方向に突出する４つの凸部３２６ａ（四角形の４つの角）を有し、これにより周方向の凹凸が形成される。
【００５３】
この例によれば、シャフト３２５の頭部３２６が径方向に突出し、この頭部３２６をカップ部２１の樹脂が包み込むことにより上下両側（軸方向両側）から挟み込むので、カップ部２１とシャフト３２５との接合強度を高めることができる。これにより、ロータアセンブリ２０を高速回転させて、カップ部２１およびインペラー２２の回転で揚力が生じたとしても、カップ部２１とシャフト３２５とが外れてしまうことを防止することができる。
【００５４】
また、シャフト３２５の頭部３２６の凸部３２６ａによって周方向の凹凸が形成され、この凹凸をカップ部２１の樹脂が包み込むことにより周方向両側から挟み込むので、カップ部２１とシャフト３２５との接合強度を高めることができる。これにより、ロータアセンブリ２０を高速回転させても、カップ部２１とシャフト３２５との間で空回りしてしまうことを防止することができる。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、実施の形態については上記に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更および組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ファンモータ
２０  ロータアセンブリ
２１  カップ部
２２  インペラー
２３  ロータマグネット
２４  バックヨーク
２５  シャフト
２６  頭部
３０  ステータ
３１  ステータコイル
４０  軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011172449.tif 000010
【図９】
2011172449.tif 000011
【図１０】
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