(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに軸受が配設され、該軸受により支持されたシャフトにカップ状バックヨークが固定され、該カップ状バックヨークに永久磁石が固定され、該永久磁石に対向する側にステータが配設されてなるブラシレスモータであって、
前記シャフトが前記カップ状バックヨークの絞り穴円筒部に圧入結合されると共に、該シャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工が施されて、前記シャフトと前記カップ状バックヨークとがダイキャスト結合されることにより、前記シャフトに前記カップ状バックヨークが固定されることを特徴するブラシレスモータ。
【請求項２】
前記カップ状バックヨークの絞り穴円筒部の周囲に、貫通穴が穿設された環状凹部が形成され、該環状凹部を含む前記シャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工が施されて、前記シャフトと前記カップ状バックヨークとがダイキャスト結合されることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記永久磁石が前記カップ状バックヨークの内周面に固定された請求項１又は２に記載のブラシレスモータを使用してなることを特徴とするアウターロータ型ブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のブラシレスモータ、又は請求項３に記載のアウターロータ型ブラシレスモータを使用してなることを特徴とする送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータ、アウターロータ型ブラシレスモータ及びこれらを用いた送風機（ファンモータ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやコピー機等のＯＡ機器は、その筐体内に多数の電子部品を収容しており、そこからの発生熱が多く、熱により電子部品を破壊する虞がある。そこで、機器筐体に設けた通気孔に送風機を取り付け、内部の熱を筐体外に放出するようにしている。
【０００３】
近年、このような送風機の市場からは、低振動・低騒音の要求が高まってきているが、この種の送風機（ファンモータ）は、インペラを有したロータ部がむき出しの構造となっている。
このため、送風機を機器筐体に取り付ける際に、ロータ部に手を触れる等、外力が加わることがあり、このような外力によっても、カップ状バックヨークとシャフト（回転軸）との結合部に過大な負荷がかかることがある。このような負荷がかかると、同結合部が変形してシャフトとカップ状バックヨークとの直角度が悪化し、このためロータ回転時、そのロータの回転バランスが崩れて、振動や騒音の発生原因となる。
【０００４】
ところで、上記のような送風機は、カップ状バックヨークの中心にシャフトを結合（固定）した構造のロータを有している。
このカップ状バックヨークとシャフトとの結合（ロータ結合構造）には、従来から、幾種類かの異なる構造が知られている。特許文献１に記載された圧入結合構造と、特許文献２に記載されたダイキャスト結合構造がその例であり、以下、これらの結合構造の概略を説明する。
【０００５】
図６は、特許文献１「インペラ、ファン装置及びインペラ製造方法」の図１に示されたインペラ一部断面図（ロータ断面図）である。図示するように、ここでは、カップ状バックヨークのプレート部３２２の中心に軸固定部３２２ａが設けられ、回転軸２を圧入して固定する、という圧入結合構造が記載（明細書段落［００４４］）されている。
図７は、特許文献２「送風機」の図１に示された送風機断面図の要部拡大図である。図示するように、ここでは、
（１）モータヨーク（カップ状バックヨーク）１１が亜鉛ダイキャスト製のボス１２を介してシャフト６の上端に結合されている、
（２）シャフト６のボス１２との結合部分にはローレット１３が刻設されており、ボス１２と結合するときの密着性を高める、
というダイキャスト結合構造が記載（明細書段落［００２８］〜［００２９］）されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６４３４４号公報（段落［００４４］、［図１］）
【特許文献２】特開２００２−５０９３号公報（段落［００２８］〜［００２９］、［図１］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のロータ結合構造は、カップ状バックヨークの絞り加工部にシャフトを圧入結合する構造であるため、カップ状バックヨークの天面側に外力が加わった場合に、絞り加工円筒部が塑性変形して、シャフトの直角度が悪化する虞がある。
また、特許文献２に記載のロータ結合構造は、カップ状バックヨークとシャフトとをダイキャストのみで結合しているため、シャフト付近にダイキャストの内引け巣が発生した場合に、上記と同様にカップ状バックヨークの天面側に外力が加わったとき、シャフトの直角度が悪化する虞がある。
【０００８】
本発明は上記のような実情に鑑みなされたもので、バックヨーク天面等に外力が加わった場合でもシャフト直角度の悪化を防止でき、低振動及び低騒音のブラシレスモータ、アウターロータ型ブラシレスモータ及び送風機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のブラシレスモータは、ハウジングに軸受が配設され、該軸受により支持されたシャフトにカップ状バックヨークが固定され、該カップ状バックヨークに永久磁石が固定され、該永久磁石に対向する側にステータが配設されてなるブラシレスモータであって、前記シャフトが前記カップ状バックヨークの絞り穴円筒部に圧入結合されると共に、該シャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工が施されて、前記シャフトと前記カップ状バックヨークとがダイキャスト結合されることにより、前記シャフトに前記カップ状バックヨークが固定されることを特徴する。
請求項２に記載のブラシレスモータは、請求項１に記載のブラシレスモータにおいて、
前記カップ状バックヨークの絞り穴円筒部の周囲に、貫通穴が穿設された環状凹部が形成され、該環状凹部を含む前記シャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工が施されて、前記シャフトと前記カップ状バックヨークとがダイキャスト結合されることを特徴とする。
請求項３に記載のアウターロータ型ブラシレスモータは、前記永久磁石が前記カップ状バックヨークの内周面に固定された請求項１又は２に記載のブラシレスモータを使用してなることを特徴とする。
請求項４に記載の送風機は、請求項１又は２に記載のブラシレスモータ、又は請求項３に記載のアウターロータ型ブラシレスモータを使用してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、シャフトへのカップ状バックヨークの固定を、カップ状バックヨークに形成された絞り穴円筒部へのシャフトの圧入結合と、そのシャフト圧入結合部分を覆うように施されたダイキャスト加工によるダイキャスト結合とによって行うので、カップ状バックヨークをシャフトに高い強度で固定できる。したがって、製作時、特に組立時や完成後の機器への取付け時等の作業において、カップ状バックヨーク天面等に外力が加わった場合でもシャフトの直角度の悪化を防止でき、低振動及び低騒音のブラシレスモータを提供できる。
請求項２に係る発明では、カップ状バックヨークの絞り穴円筒部の周囲に、貫通穴が穿設された環状凹部を形成し、この環状凹部を含むシャフト圧入結合部分を覆うようにダイキャスト加工を施して、シャフトとカップ状バックヨークとをダイキャスト結合する。これによれば、ダイキャスト加工による、絞り穴円筒部周囲の強度やダイキャスト加工部とカップ状バックヨークとの結合強度を、一層高くすることが可能である。
請求項３に係る発明によれば、シャフトへのカップ状バックヨークの固定を、カップ状バックヨークに形成された絞り穴円筒部へのシャフトの圧入結合と、そのシャフト圧入結合部分を覆うように施されたダイキャスト加工によるダイキャスト結合とによって行うので、カップ状バックヨークをシャフトに高い強度で固定できる。したがって、製作時、特に組立時や完成後の機器への取付け時等の作業において、カップ状バックヨーク天面等に外力が加わった場合でもシャフトの直角度の悪化を防止でき、低振動及び低騒音のアウターロータ型ブラシレスモータを提供できる。また、ダイキャスト加工による、絞り穴円筒部周囲の強度やダイキャスト加工部とカップ状バックヨークとの結合強度を、一層高くすることが可能なアウターロータ型ブラシレスモータを提供できる。
請求項４に係る発明によれば、製作時、特に組立時や完成後の機器への取付け時等の作業において、カップ状バックヨーク天面等に外力が加わった場合でもシャフトの直角度の悪化を防止でき、低振動及び低騒音の送風機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る送風機の第１実施形態を示す正面図である。
【図２】図１中のII−Ｏ−II線断面矢視図である。
【図３】図２中のロータ部分を取り出し拡大して示す図である。
【図４】本発明に係る送風機の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】図４中のロータ部分を取り出し拡大して示す図である。
【図６】従来の送風機のロータ結合構造（圧入結合構造）を示す断面図である。
【図７】他の従来の送風機のロータ結合構造（ダイキャスト結合構造）を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は本発明によるブラシレスモータ、具体的にはアウターロータ型ブラシレスモータが適用されてなる送風機（アウターロータ型送風機）の第１実施形態を示す正面図、図２は図１中のII−Ｏ−II線断面矢視図（送風機断面図）である。
両図において、１は合成樹脂等からなるほぼ筒状のケーシングで、内周にベンチュリ部１ａが形成されている。このケーシング１の中央部にはベース２が一体に形成されており、その中央部には筒状のハウジング３がケーシング軸方向に延出形成されている。
このハウジング３の内側には間隔を置いて２個の玉軸受４，５の外輪が支持されており、玉軸受４，５の内輪にはシャフト６が支持されている。このシャフト６の下端には止め輪７が装着されており、シャフト６の抜止めと軸方向の位置決めをするようになっている。
【００１３】
８は合成樹脂等からなるインペラであり、カップ状のハブ９の外周に羽根１０を形成したものである。このインペラ８は、ハブ９をカップ状バックヨーク１１の外周に填め込むことにより同カップ状バックヨーク１１に固定されている。
このカップ状バックヨーク１１は、圧入結合構造とダイキャスト結合構造との複合ロータ結合構造によってシャフト６に結合、固定されている。
すなわち、図３に拡大して示すように、カップ状バックヨーク１１は、そのほぼ円形の天面１１ａの中心部分に絞り穴円筒部１１ｂを有する。一方、シャフト６はほぼ丸棒状に形成され、少なくとも一端部に非凹凸面部６ａを有し、また、この非凹凸面部６ａのシャフト６他端側に隣接してローレット部６ｂを有する。
【００１４】
このようなシャフト６一端部の非凹凸面部６ａが、カップ状バックヨーク１１に形成された上記絞り穴円筒部１１ｂに圧入結合される。更に、そのシャフト圧入結合部分の外周を覆うようにダイキャスト加工が施されて、シャフト６の一端部とカップ状バックヨーク１１とがダイキャスト結合される。
これによりカップ状バックヨーク１１は、圧入結合構造とダイキャスト結合構造との複合ロータ結合構造によってシャフト６の一端部に結合され、シャフト６に高い強度で固定される。
【００１５】
ここで、ダイキャスト加工を施した部分１２をダイキャスト加工部と称すると、このダイキャスト加工部１２は、上記のようにシャフト６とカップ状バックヨーク１１とのダイキャスト結合に機能するが、同時に、カップ状バックヨーク１１の絞り穴円筒部１１ｂを補強するボス部としても機能する。
またダイキャスト加工は、シャフト６のローレット部６ｂを含んで施されている。したがってローレット部６ｂは、ダイキャスト加工部（ボス部）１２との結合面に位置することになり、ダイキャスト結合部分においてシャフト６とダイキャスト加工部１２、延いてはカップ状バックヨーク１１との結合強度、特にシャフト６の軸周り方向の結合強度を高める。
なおダイキャスト加工には、アルミダイキャスト加工や亜鉛ダイキャスト加工等が用いられる。
【００１６】
説明を図２に戻すと、上記玉軸受４の内輪とダイキャスト加工部（ボス部）１２との間にはコイルばね１８が介装されており、ダイキャスト加工部１２、換言すればインペラ８に、図中上方への偏倚力が与えられている。
【００１７】
また、上記カップ状バックヨーク１１の内周にはリング状の永久磁石１４が固定され、この永久磁石１４の内方側にはステータ鉄心１６にステータ巻線１５を施したステータ１７が配設されている。このステータ１７は、上記ハウジング３の外側に固定されている。
このステータ鉄心１６の下方（静止部）には、ステータ巻線１５に所定の電流を供給してステータ巻線１５・ステータ鉄心１６側及びカップ状バックヨーク１１・永久磁石１４側をブラシレス直流モータのステータ及びロータとして作動させるための電子回路を搭載した回路基板（図示せず）が取り付けられる。
【００１８】
このように構成された送風機は、ＯＡ機器の筐体（図示せず）の通気孔に取り付けられて使用される。通気孔へは、図２の下方側を筐体の外側に向け、シャフト６を水平方向に向けた状態で取り付けられる。
そして、その状態で図示しないリード線に所定電圧の直流電源を供給すると、上記回路基板上の電子回路により制御された電流がステータ巻線１５に流れる。これによりステータ鉄心１６から磁束流が発生し、この磁束流と永久磁石１４が発生する磁束流との相互磁気作用によってシャフト６を中心にカップ状バックヨーク１１、インペラ８が回転する。
その結果、図中上方側の、すなわち筐体内部の空気が吸引され、ケーシング１の内側に形成された風洞１９を通して図中下方側に、すなわち筐体外部に放出される。このような送風動作により、筐体内部の放熱が行われる。
なお、図２の上方側を筐体の外側に向け取り付けた場合は、筐体外部の空気を筐体内部へと送風することで、筐体内部を冷却する。
【００１９】
以上述べた本発明の第１実施形態によれば、カップ状バックヨーク１１を、上記のように圧入結合構造とダイキャスト結合構造との複合ロータ結合構造によってシャフト６に結合させたので、カップ状バックヨーク１１はシャフト６に高い強度で固定できる。
したがって、本送風機の製作時、特に組立時や完成後のＯＡ機器への取付け時等の作業において、カップ状バックヨーク１１の天面１１ａ等に外力が加わった場合でもシャフト直角度の悪化を防止でき、送風機の低振動化、低騒音化を図ることができる。
【００２０】
またダイキャスト加工部１２は、上記のようにシャフト６とカップ状バックヨーク１１とのダイキャスト結合に機能するが、同時に、カップ状バックヨーク１１の絞り穴円筒部１１ｂを補強するボス部としても機能する。したがって、絞り穴円筒部１１ｂの塑性変形を効果的に防ぐことができ。
【００２１】
更にダイキャスト加工を、シャフト６のローレット部６ｂを含んで施した。つまり、シャフト６を、ローレット部６ｂを介してダイキャスト加工部１２と結合させたので、シャフト６とダイキャスト加工部１２、延いてはカップ状バックヨーク１１との結合強度、特にシャフト６の軸周り方向の結合強度がより高められ、上記のシャフト直角度の悪化防止効果をより高めることができる。
【００２２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図４は本発明によるブラシレスモータが適用されてなる送風機の第２実施形態を示す断面図、図５は図４中のロータ部分を取り出し拡大して示す図である。
第２実施形態では、図５から明らかなように、カップ状バックヨーク１１の絞り穴円筒部１１ｂの周囲に環状凹部２１が形成され、この環状凹部２１には１つ以上の貫通穴２２が穿設されている。
【００２３】
そして、このようなカップ状バックヨーク１１の絞り穴円筒部１１ｂの周囲構造において、環状凹部２１を含むシャフト圧入結合部分の外周を覆うようにダイキャスト加工が施され、シャフト６の一端部とカップ状バックヨーク１１とがダイキャスト結合される。
シャフト６一端部の非凹凸面部６ａが、カップ状バックヨーク１１の絞り穴円筒部１１ｂに圧入結合されていることは、第１実施形態と同様である。
【００２４】
この第２実施形態によれば、貫通穴２２を通し、絞り穴円筒部１１ｂ周囲の環状凹部２１の図中、上下側に亘って容易にダイキャスト加工ができ、カップ状バックヨーク１１を絞り穴円筒部１１ｂ周囲において軸方向に挟み込む形態でダイキャスト加工できる。したがって、絞り穴円筒部１１ｂ周囲の強度やダイキャスト加工部１２とカップ状バックヨーク１１との結合強度を、第１実施形態におけるダイキャスト加工に比べて一層高くすることが可能である。
【００２５】
以上に述べた送風機の構成からインペラ８とケーシング１を除き、ベース２やシャフト６等をモータ用に適合させることによって、ブラシレスモータ（アウターロータ型ブラシレスモータ）が構成される。この場合、上記カップ状バックヨーク１１と永久磁石１４とでロータの主構成をなし、ステータ巻線１５とステータ鉄心１６とでステータ１７の主構成をなすことは、上述したアウターロータ型送風機の場合と同様である。このようなブラシレスモータによれば、上述した送風機（アウターロータ型送風機）と同様の効果を発揮できる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に及ぶことは当然である。例えば軸受はすべり軸受であってもよく、また、すべり軸受の数は１個であってもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１：ケーシング、３：ハウジング、４，５：玉軸受、６：シャフト、８：インペラ、１１：カップ状バックヨーク、１１ｂ：絞り穴円筒部、１２：ダイキャスト加工部（ボス部）、１４：永久磁石、１５：ステータ巻線、１６：ステータ鉄心、１７：ステータ、２１：環状凹部、２２：貫通穴。
【図１】
0005708932.tif 000002
【図２】
0005708932.tif 000003
【図３】
0005708932.tif 000004
【図４】
0005708932.tif 000005
【図５】
0005708932.tif 000006
【図６】
0005708932.tif 000007
【図７】
0005708932.tif 000008