(57)【要約】【課題】  モータの形状を大きくすることなく、また、ホール素子の入力感度減少を招くことなく、モータの性能を維持してスラスト荷重を発生させることができる小形ファンモータおよひ該モータのスラスト荷重発生方法を提供する。【解決手段】  ハウジング４にコイル３を巻回した上下ステータヨーク２ａ，２ｂが取り付けられている。上下ステータヨーク２ａ，２ｂに、ロータに固定された円筒マグネット１が対面している。コイル３に電流を流すことにより上下ステータヨーク２ａ，２ｂに磁力線を発生させ、円筒マグネット１を回転させる。円筒マグネット１に高さ方向に磁力の強弱を付けるように着磁してあるので、スラスト荷重を得ることができ、モータを安定して回転させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータに取り付けたマグネットにステータヨークを対面させる構造であって、前記ロータの軸の一部をスラスト受け手段で受ける構造の小形ファンモータにおいて、
前記マグネットの高さ方向の磁力に強弱を付けることによって、前記ロータにスラスト荷重を発生させるように構成したことを特徴とする小形ファンモータ。
【請求項２】
前記マグネットは、円筒マグネットであり、該円筒マグネットの円周に沿ってＳＮ極を交互に発生させ、かつ円筒マグネットの高さ方向の所定位置を基準にしたとき、該所定位置の一方側の磁気特性の高さ方向の積分値が、該所定位置の他方側の磁気特性の高さ方向の積分値より大きくなるように着磁し、
前記ロータが回転することにより前記ステータヨータに対し前記ロータ上面が離れる方向に作用する力より、大きい接近する方向のスラスト荷重を発生させることを特徴とする請求項１記載の小形ファンモータ。
【請求項３】
前記マグネットは、それぞれ高さが異なる上下に分割した円筒マグネットであって、該上下の円筒マグネット間に一定の隙間を設けたことを特徴とする請求項１記載の小形ファンモータ。
【請求項４】
ロータに取り付けたマグネットにステータヨークを対面させる構造であって、前記ロータの軸の一部をスラスト受け手段で受ける構造の小形ファンモータにおいて、
前記マグネットの高さ方向の磁力に強弱を付けることによって、前記ロータにスラスト荷重を発生させることを特徴とする小形ファンモータのスラスト荷重発生方法。
【請求項５】
前記マグネットは、円筒マグネットであり、該円筒マグネットの円周に沿ってＳＮ極を交互に発生させ、かつ円筒マグネットの高さ方向の所定位置を基準にしたとき、該所定位置の一方側の磁気特性の高さ方向の積分値が、該所定位置の他方側の磁気特性の高さ方向の積分値より大きくなるように着磁し、
前記ロータが回転することにより前記ステータヨータに対し前記ロータ上面が離れる方向に作用する力より、大きい接近する方向のスラスト荷重を発生させることを特徴とする請求項４記載の小形ファンモータのスラスト荷重発生方法。
【請求項６】
前記マグネットは、それぞれ高さが異なる上下に分割した円筒マグネットであって、該上下の円筒マグネット間に一定の隙間を設けたことを特徴とする請求項４記載の小形ファンモータのスラスト荷重発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小形ファンモータおよび該モータのスラスト荷重発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の小形ファンモータの一例を示す部分図である。
この図はモータの一部を省略して示した断面図である。円筒マグネット２１が図示しないロータの内壁に固定されている。円筒マグネット２１は円周方向にＳ極とＮ極が交互に繰り返し発生するように着磁され、高さ方向は図８に示すようにどの位置も同じ磁力になるような磁気特性３５を有している。
この円筒マグネット２１に対面するように上ステータヨーク２２ａと下ステータヨーク２２ｂがハウジング２４に取り付けられている。上ステータヨーク２２ａと下ステータヨーク２２ｂの間にはコイル２３が挿入されている。ハウジング２４の貫通孔２４ａに図示しない軸受けが固定され、この軸受けにロータの中央に固定した軸が回動可能に取り付けられる。
【０００３】
安定して回転させるためロータには下方向にスラスト荷重がかかるようにする必要がある。従来のモータは、スラスト荷重をかけるために上下のステータヨーク２２ａ，２２ｂに対し、上方向に円筒マグネット２１の位置をずらしている。円筒マグネット２１上面から上ステータヨーク上面までの寸法Ａを、円筒マグネット２１下面から下ステータヨーク下面までの寸法Ｂより大きくする構造を採用している。これは上下ステータヨーク２２ａ，２２ｂと円筒マグネット２１との間に生ずる磁気アンバランスを利用するものである。特許文献１に示すものも、同じ手法を用いてスラスト荷重を発生させている。
【０００４】
スラスト荷重を発生させる他の方法として図７に示すファンモータがある。
この図も図６と同様にモータの一部を省略した断面図である。
円筒マグネット３１と上ステータモータ３２ａは、ずらすことなく対面配置にしてあるが、下ステータヨーク３２ｂのつば３８を短くすることにより、磁気アンバランスを発生させてスラスト荷重を得ている。
【特許文献１】特開２００３−２８９６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前者の方法は、円筒マグネット２１を上にずらす分、円筒マグネット２１の高さが増加（Ａ寸法だけ増加）してモータが厚くなり、モータの小形化が不利であるという欠点がある。また、円筒マグネット２１を上方向にずらすため、図９に示すようにハウジング３４の下方に取り付けられる基板３７に搭載されたホール素子３６までの距離Ｅが大きくなり、ホール素子への入力レベルが小さくなる。これはホール素子によるロータの位置検出感度が悪くなり好ましくない。
【０００６】
一方、後者の方法は、下ステータヨーク３２ｂのつば３８を短くしているため、ヨークと円筒マグネット３１の磁気結合が弱くなり、モータトルクが小さくなるという欠点がある。
本発明の目的は、上記従来の各欠点を解決するもので、モータの形状を大きくすることなく、また、ホール素子の入力感度減少を招くことなく、モータの性能を維持してスラスト荷重を発生させることができる小形ファンモータおよひ該モータのスラスト荷重発生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために本発明による小形ファンモータおよび該モータのスラスト荷重発生方法は、ロータに取り付けたマグネットにステータヨークを対面させる構造であって、前記ロータの軸の一部をスラスト受け手段で受ける構造の小形ファンモータにおいて、前記マグネットの高さ方向の磁力に強弱を付けることによって、前記ロータにスラスト荷重を発生させるように構成したことを特徴とする。
また、本発明における前記マグネットは、円筒マグネットであり、該円筒マグネットの円周に沿ってＳＮ極を交互に発生させ、かつ円筒マグネットの高さ方向の所定位置を基準にしたとき、該所定位置の一方側の磁気特性の高さ方向の積分値が、該所定位置の他方側の磁気特性の高さ方向の積分値より大きくなるように着磁し、前記ロータが回転することにより前記ステータヨータに対し前記ロータ上面が離れる方向に作用する力より、大きい接近する方向のスラスト荷重を発生させることを特徴とする。
さらに、本発明における前記マグネットは、それぞれ高さが異なる上下に分割した円筒マグネットであって、該上下の円筒マグネット間に一定の隙間を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成によれば、マグネットの高さを低くすることができる。また、上下ヨーク高さを同じにすれば、上下ヨークを入れ替えることにより逆回転のモータを容易に実現できる。さらに、ホール素子とのギャップを拡げることなくスラスト荷重を容易に設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は、本発明による小形ファンモータおよびスラスト荷重発生方法を説明するための実施の形態を示すモータの部分図である。
この図は、円筒マグネット１，ステータヨーク２，コイル３およびハウジング４のみを記載したもので、ファンの他の構成部分は省略してある。円筒マグネット１が図示しないロータに固定されており、回転動作する構造は図６の説明と同じである。
円筒マグネット１の高さ寸法は上ステータヨーク２ａのつば９の高さと略同じであり、円筒マグネット１と上ステータヨーク２ａをずらすことなく対面させた位置にしてある。
【００１０】
図２は着磁される円筒マグネット１の磁気特性を説明するための図である。
円筒マグネット１は（ａ）に示すように円周方向にＳ極とＮ極が交互に発生するように着磁される。この実施の形態では４極に着磁された例であるが、６極，８極などにすることも可能である。この円筒マグネット１の高さ方向の磁気特性６は（ｂ）に示すようにマグネット１の下面からｂ寸法であって、上面からａ寸法位置の磁力を他の位置の磁力に比較し弱くなるように着磁してある。このように磁力を弱くする位置を一か所、設ける場合は、そのａ寸法とｂ寸法は、ａ＞ｂの関係になるようにしておく必要がある。
これは、円筒マグネット１の高さ寸法をｈとした場合、その半分の（１／２）ｈの位置を基準としたとき、上部の磁気特性６ａの部分と下部の磁気特性６ｂの部分の高さ方向の積分値は、
磁気特性６ａの積分値＞磁気特性６ｂの積分値  ・・・（１）
となるからである。
【００１１】
円筒マグネット１の高さ方向に複数箇所、磁力の弱い部分を設ける場合には、磁力の弱い部分をどの位置に複数箇所設けるにしても（また、その複数箇所の磁力の大きさが異なっていても）、上記（１）の式が成り立つように着磁すれば、図１において磁気バランスがくずれ下方向にスラスト荷重Ｆが発生する。
【００１２】
図３は、円筒マグネットに着磁する方法を説明するための図である。
（ａ）は円筒マグネット１であり、（ｂ）は着磁治具１５を示している。
着磁治具１５は、着磁ヨーク１０とコイル１１より構成されたもので、着磁ヨーク１０は９０度間隔で磁極を持つように各方向にヨークが突出した形状をしており、各ヨーク部分の根元にコイル１１が巻回されている。
着磁ヨーク１０の下端からｂ寸法位置の円周面に溝１０ａが形成されている。
この着磁治具１５を円筒マグネット１の中央孔１ａに挿入し電流を流すことにより、図２に示すような磁気特性を持つ円筒マグネットを構成することができる。
【００１３】
図４は、本発明の他の実施の形態を示す図である。
この実施の形態はステータヨークを積層ヨーク８にしたもので、円筒マグネット１に上記のような磁気特性の着磁を行えば、図１と同様に下方向にスラスト荷重を発生せることができる。
【００１４】
図５は、本発明のさらに他の実施の形態を示す図である。
ロータ１２に固定する円筒マグネットを上下２つに分割したものである。上円筒マグネット１３ａの高さ寸法ｈ１は、下円筒マグネット１３ｂの高さ寸法ｈ２より大きくしてある。上円筒マグネット１３ａと下円筒マグネット１３ｂは一定の隙間ｈ３を設けてロータ１２の内壁面に固定されている。
上円筒マグネット１３ａと下円筒マグネット１３ｂの高さ方向の磁気特性の磁力は、どの位置も同じであるが、隙間ｈ３の部分はマグネットが存在しないため、その合成磁気特性は図２（ｂ）の磁気特性と類似の特性を作ることができる。
【００１５】
（ｈ１＋ｈ２＋ｈ３）の合計の寸法と略同じ高さのつばを持つステータヨークに、ずらすことなく対面させることにより、図１と同様、ロータ１２に下方向のスラスト荷重を発生させることができる。
【００１６】
以上の実施の形態は、円筒形マグネットの例を示したが、必ずしも円筒形である必要はなく、類似の形状のマグネットにも適用できるものである。
なお、本発明を実施した場合、マグネットの磁力が一部弱い部分が存在するため、ロータの回転トルクがわずかに落ちるが、図７の従来例のヨークのつばを短くした場合に比較し、トルク減少は少ないので、十分に目的を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
パソコン，電子機器の冷却用などに用いられるファンモータである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による小形ファンモータおよびスラスト荷重発生方法を説明するための実施の形態を示すモータの部分図である。
【図２】図１のマグネットの磁気特性を説明するための図である。
【図３】着磁方法を説明するための図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態を示す図である。
【図６】従来の小形ファンモータの一例を示す部分図である。
【図７】従来の小形ファンモータの他の一例を示す部分図である。
【図８】図６および図７に用いる円筒マグネットの磁気特性を説明するための図である。
【図９】従来の小形ファンモータの問題点を説明するための部分図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  円筒マグネット
２  スタータヨーク
３，１１  コイル
４  ハウジング
５  スラスト荷重Ｆ
７  磁力の弱い部分
８  積層ヨーク
１０  着磁ヨーク
１２  ロータ
１３ａ  上円筒マグネット
１３ｂ  下円筒マグネット
【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】
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【図９】
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