(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ軸を有するロータに自冷ファンを配設した自冷ファン付きモータにおいて、自冷ファンは略カップ状の形状であって、軸線に対し略放射状に形成した複数枚のブレードと、中心部に孔を有し前記複数枚のブレードの稜とブレードの外周を係止したブレードカバーを備え、自冷ファンの外径は、ロータと略同径又はそれ以下であってロータ天面に近接配設し、ロータの回転軸の軸線方向から空気を吸引し、前記ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さをブレードの軸線方向の長さより短くすることにより構成したロータの周方向へ前記吸引した空気を誘導排出する外周面開口部を１箇所以上外周に配設し、前記吸引誘導排出され、軸線に対し所定の角度をもって形成される空気の流路上に電子部品、又は電子部品を取り付けた放熱体を配置したことを特徴とする自冷ファン付きモータ。
【請求項２】
自冷ファンは、ロータ軸を拘持したボスと、前記ボスの外周に一端を係止した軸線に対し略放射状に形成した複数枚のブレードと、中心部に孔を有し前記複数枚のブレードの稜とブレードの外周を係止したブレードカバーを一体成形によって構成し、前記ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さをブレードの軸線方向の長さより短くすることにより構成した外周面開口部を１箇所以上配設したことを特徴とする請求項１記載の自冷ファン付きモータ。
【請求項３】
自冷ファンのブレードは偶数枚であって、ブレードカバーの外周面開口部は、前記ブレードで区分される外周面に交互に配設したことを特徴とする請求項１記載の自冷ファン付きモータ。
【請求項４】
ロータ軸を拘持したロータフレーム上面部に開口部を設け、前記開口部に対向配置した自冷ファンの空気流の一部をロータフレーム内部に誘導することを特徴とした請求項１記載の自冷ファン付きモータ。
【請求項５】
ロータ軸を回転自在に保持する軸受を保持したモータケースに開口部を設け、前記開口部に対向配置した自冷ファンの空気流の一部をモータケース内部に誘導することを特徴とした請求項１記載の自冷ファン付きモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータ近傍に配置した電子部品及びモータの巻線を冷却する自冷ファン付きモータの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自冷ファン付きモータとしては、特開平９−６５６３２号公報に記載されたものが知られている。図６に従来の自冷ファン付きモータの構造を示す。図６において、１はハウジングで軸受２と３を保持する。４はプレートで、プリント基板５を保持しハウジング１をカシメ付けにより保持する。６はコアで、絶縁層７を介して巻線８が施されステータを構成する。９はネジで、コア６を貫通しハウジング１に締め付けられステータとハウジング１を圧接固定する。１０はロータ軸で、コア６の外周方向に空隙を介して配置したマグネットを接着保持したロータフレーム１１を圧入固定しハウジング１に外輪を保持された軸受２及び３の内輪に圧入固定される。１２は電子部品で、ネジ１３により放熱板１４に固定されプリント基板５に共に実装される。１５は自冷ファンでロータフレーム１１の外径よりも大きい外径を有しロータ軸１０に固定する。
【０００３】
以上のように構成されたブラシレスモータにおいて、巻線に流れる電流の大きさに比例して巻線が発熱し、発熱した巻線は、ロータ軸と一体で回転する自冷ファンによる冷却風によって、プレートとハウジングとコアと絶縁層を介し冷却され温度上昇を防ぐことができる。
【０００４】
また、自冷ファン１５の外径をロータフレーム１１の外径よりも大きくし、ロータの外周に配置した電子部品１２や放熱板１４と自冷ファン１５が対向する構成にすることによって、ファンによる送風の直接の流路に電子部品や放熱板を配置することができ、電子部品や放熱板に対しても大きな冷却効果を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、自冷ファンによる空気流はロータ軸の軸線方向に流れ、電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体への冷却効果を得るために、自冷ファンの外径をロータ外径より大きくしたり、自冷ファンをロータから空隙を確保して配置する必要があり、且つ電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体の配置は自冷ファンに対向した位置に配置する必要があるため、モータ形状の拡大と電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体の配置位置に制約を受けるという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、自冷ファンの外径をロータと同径又はそれ以下であって、ロータ天面に近接配置でき、且つ電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体の配置に制約を受けない高出力で小型な自冷ファン付きモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ロータ軸を有するロータに自冷ファンを配設した自冷ファン付きモータにおいて、自冷ファンは略カップ状の形状であって、軸線に対し略放射状に形成した複数枚のブレードと、中心部に孔を有し前記複数枚のブレードの稜とブレードの外周を係止したブレードカバーを備え、自冷ファンの外径は、ロータと略同径又はそれ以下であってロータ天面に近接配設し、ロータの回転軸の軸線方向から空気を吸引し、前記ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さをブレードの軸線方向の長さより短くすることにより構成したロータの周方向へ前記吸引した空気を誘導排出する外周面開口部を１箇所以上外周に配設し、前記吸引誘導排出され、軸線に対し所定の角度をもって形成される空気の流路上に電子部品、又は電子部品を取り付けた放熱体を配置したものである。
【０００８】
これにより、自冷ファンをロータ天面に近接して配設でき、自冷ファン外径をロータ外径より大きくする必要がなく、電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体の配置位置上に冷却風の流路を形成することが可能な高出力で小型な自冷ファン付きモータを提供できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ロータ軸を有するロータに自冷ファンを配設した自冷ファン付きモータにおいて、自冷ファンは略カップ状の形状であって、軸線に対し略放射状に形成した複数枚のブレードと、中心部に孔を有し前記複数枚のブレードの稜とブレードの外周を係止したブレードカバーを備え、自冷ファンの外径は、ロータと略同径又はそれ以下であってロータ天面に近接配設し、ロータの回転軸の軸線方向から空気を吸引し、前記ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さをブレードの軸線方向の長さより短くすることにより構成したロータの周方向へ前記吸引した空気を誘導排出する外周面開口部を１箇所以上外周に配設し、前記吸引誘導排出され、軸線に対し所定の角度をもって形成される空気の流路上に電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体を配置したものであり、自冷ファンによる空気流が直接電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体を直接冷却するという作用を有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、自冷ファンは、ロータ軸を拘持したボスと、前記ボスの外周に一端を係止した軸線に対し略放射状に形成した複数枚のブレードと、中心部に孔を有し前記複数枚のブレードの稜とブレードの外周を係止したブレードカバーを一体成形によって構成し、前記ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さをブレードの軸線方向の長さより短くすることにより構成した外周面開口部を１箇所以上配設したものであり、ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さによって、軸線に対し所定の角度をもった冷却風の流路を形成でき、ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さを変更することで軸線に対し任意の角度をもった冷却風の流路を形成できるという作用を有する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、自冷ファンのブレードは偶数枚であって、ブレードカバーの外周面開口部は、前記ブレードで区分される外周面に交互に配設したものであり、外周面開口部と閉塞部の数が同じとなるため、軸線に対する重量バランスが良く自冷ファンの回転による振動を小さくすることができる。また、外周面開口部から流出する冷却風の流路は軸線に対し所定の角度を持ち、外周面閉塞部の冷却風の流路は軸線方向となるため、複数の流路を形成でき広範囲な冷却風を得ることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、ロータ軸を拘持したロータフレーム上面部に開口部を設け、前記開口部に対向配置した自冷ファンの空気流の一部をロータフレーム内部に誘導したものであり、アウターロータのモータの巻線を直接冷却するという作用を有する。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、ロータ軸を回転自在に保持する軸受を保持したモータケースに開口部を設け、前記開口部に対向配置した自冷ファンの空気流の一部をモータケース内部に誘導したものであり、インナーロータのモータの巻線を直接冷却するという作用を有する。
【００１５】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１による自冷ファン付きモータを示す構造図である。図１において、１はハウジングで軸受２と３を保持する。４はプレートで、プリント基板５を保持しハウジング１をカシメ付けにより保持する。６はコアで、絶縁層７を介して巻線８が施されステータを構成する。９はネジで、コア６を貫通しハウジング１に締め付けられステータとハウジング１を圧接固定する。１０はロータ軸で、コア６の外周方向に空隙を介して配置したマグネットを接着保持したロータフレーム１１を圧入固定しハウジング１に外輪を保持された軸受２及び３の内輪に圧入固定される。１５は外周に外周面開口部１６を配設した自冷ファンでロータ軸１０に固定される。１２は電子部品で、ネジ１３により放熱板１４に固定され、自冷ファン１５の外周面開口部１６から誘導排出される冷却風の流路１７上の位置に実装される。本実施例の場合は、自冷ファン１５の外径は、ロータフレーム１１の外径と略同径とし、ロータフレーム天面に近接配置したものである。
【００１７】
以上のように構成された自冷ファン付きモータにおいて、巻線８に流れる電流の大きさに比例して巻線８が発熱し、発熱した巻線８は、ロータ軸１０と一体で回転する自冷ファン１５による冷却風によって、ロータフレーム１１と軸受２とハウジング１とコア６と絶縁層７を介し冷却され温度上昇を防ぐことができる。
【００１８】
また、自冷ファン１５の外周に外周面開口部１６を設け、冷却風の流路１７をロータの周方向に形成することによって、その流路上に配置した電子部品１２や放熱板１４に直接冷却することができ、電子部品や放熱板に対しても大きな冷却効果を得ることができる。
【００１９】
また、冷却風の流路１７は、軸線に対し所定の角度をもって形成されるため、自冷ファン１５の外径をロータフレーム１１の外径よりも大きくする必要がなく、且つ、ロータフレーム天面に近接配置しても、電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体に直接冷却風を誘導でき大きな冷却効果を得ることができる。
【００２０】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２による自冷ファン付きモータの自冷ファン動作説明のための構造図である。図２において、自冷ファン１５は、ロータ軸を拘持するボス１８と、ボス１８の外周に一端を係止した回転軸の軸線に対し放射状に形成した複数枚のブレード１９と、中心部に孔を有し前記複数枚のブレードの稜２０とブレードの外周面２１を係止したブレードカバー２２を一体成形によって構成し、前記ブレードカバー２２の外周面の軸線方向の長さ２３をブレード１９の軸線方向の長さ２４より短くすることにより構成した外周面開口部を全周に有している。
【００２１】
そしてこの実施例によれば、ロータ軸の回転により自冷ファンが共に回転し、ブレード１９で区切られる部分に介在する空気は、遠心力によって周方向に移動し、ブレードカバー２２の外周面の軸線方向の長さ２３をブレード１９の軸線方向の長さ２４より短くしたことによって、周方向に排出される。また、ブレードカバー２２の外周部を軸方向に対して斜行した角度３０で形成することにより、前記周方向に排出される空気流を軸線に対して任意の角度を持った流路に方向制御している。また、遠心力によって周方向に移動した空気のあとは減圧状態となり、ブレードカバーの中心部の穴より新たな空気が吸引される。これらが連続することによって回転軸の軸線方向から空気を吸引し、ロータの周方向へ前記吸引した空気を誘導排出する冷却風の流路を形成できる。この冷却風の流路上に電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体を配置することにより直接冷却することができ、大きな冷却効果を得ることができる。
【００２２】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３による自冷ファン付きモータの自冷ファン動作説明のための構造図である。図３において、自冷ファンのブレード１９は１２枚とし、ブレードカバーの外周面開口部１６と外周面閉塞部２６をブレード１９で区分される外周面に交互に配設した構成としている。
【００２３】
そしてこの実施例によれば、外周面開口部１６と閉塞部２６の数が６箇所で同じとなるため、軸線に対する重量バランスが良く自冷ファンの回転による振動を小さくすることができる。また、外周面開口部１６から流出する冷却風の流路は軸線に対し所定の角度を持ち、外周面閉塞部２６の冷却風の流路は軸線方向となるため、自冷ファンがロータフレーム天面に近接して対向する位置に配置した場合は、軸線方向の冷却風がロータフレームを直接冷却し、軸線に対し所定の角度を持った冷却風でその流路に配置した部品又は電子部品を取り付けた放熱体を直接冷却することができ、広範囲にわたり大きな冷却効果を得ることができる。
【００２４】
（実施例４）
図４は本発明の実施例４による自冷ファン付きモータを示す構造図である。図４において、１はハウジングで軸受２と３を保持する。４はプレートで、プリント基板５を保持しハウジング１をカシメ付けにより保持する。６はコアで、絶縁層７を介して巻線８が施されステータを構成する。９はネジで、コア６を貫通しハウジング１に締め付けられステータとハウジング１を圧接固定する。１０はロータ軸で、コア６の外周方向に空隙を介して配置したマグネットを接着保持し天面に開口部を有したロータフレーム１１を圧入固定しハウジング１に外輪を保持された軸受２及び３の内輪に圧入固定される。１５は外周に外周面開口部１６を配設した自冷ファンで、ロータ軸１０にロータフレーム１１の天面に対向するよう近接配置され固定される。１２は電子部品で、ネジ１３により放熱板１４に固定され、自冷ファン１５の外周面開口部１６から誘導排出される冷却風の流路１７上の位置に実装される。
【００２５】
以上のように構成された自冷ファン付きモータにおいて、巻線８に流れる電流の大きさに比例して巻線８が発熱し、発熱した巻線８は、ロータ軸１０と一体で回転する自冷ファン１５による冷却風の一部２７がロータフレーム１１に設けた開口部２６を通して、直接巻線８を冷却し、温度上昇を防ぐことができる。
【００２６】
また、自冷ファン１５の外周に外周面開口部１６を設け、冷却風の流路１７をロータの周方向に形成することによって、その流路上に配置した電子部品１２や放熱板１４を直接冷却することができ、電子部品や放熱板に対しても大きな冷却効果を得ることができる。
【００２７】
（実施例５）
図５は本発明の実施例５による自冷ファン付きモータを示す構造図である。図５において、６はコアで、絶縁層７を介して巻線８が施されロータ軸１０に固定されロータを構成する。２８は端面に開口部２９を配設したモータケースで、軸受２を保持し、軸受２は内輪でロータ軸１０を圧入保持する。１５は外周に外周面開口部１６を配設した自冷ファンで、ロータ軸１０にモータケース２８の端面に対向するよう近接配置され固定される。１２は電子部品で、ネジ１３により放熱板１４に固定され、自冷ファン１５の外周面開口部１６から誘導排出される冷却風の流路１７上の位置に実装される。
【００２８】
以上のように構成された自冷ファン付きモータにおいて、巻線８に流れる電流の大きさに比例して巻線８が発熱し、発熱した巻線８は、ロータ軸１０と一体で回転する自冷ファン１５による冷却風の一部２７がモータケース２８に設けた開口部２９を通して、直接巻線８を冷却し、温度上昇を防ぐことができる。
【００２９】
また、自冷ファン１５の外周に外周面開口部１６を設け、冷却風の流路１７をロータの周方向に形成することによって、その流路上に配置した電子部品１２や放熱板１４を直接冷却することができ、電子部品や放熱板に対しても大きな冷却効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
上記実施例の記載から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、回転軸の軸線方向から空気を吸引し、ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さをブレードの軸線方向の長さより短くすることにより構成したロータの周方向へ前記吸引した空気を誘導排出する外周開口部を１箇所以上外周に配設したことによって、軸線に対し所定の角度をもった冷却風の流路を形成し、吸引誘導排出され、軸線に対し所定の角度をもって形成される空気の流路上に電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体を配置することにより、自冷ファンによる空気流が直接電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体を直接冷却し、大きな放熱効果が得られる。また、自冷ファンの外径がロータの外径以下でロータに近接配置しても、電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体に直接冷却風を誘導でき、小型で高出力な自冷ファン付きモータを実現できるものである。
【００３１】
また、請求項２記載の発明によれば、ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さを変更することで軸線に対し任意の角度をもった冷却風の流路を形成でき、電子部品又は電子部品を取り付けた放熱体の配置に制約を受けないという効果を奏するものである。
【００３２】
また、請求項３記載の発明によれば、軸線に対する重量バランスが良く自冷ファンの回転による振動を小さくすることができ、外周面開口部から流出する冷却風の流路と外周面閉塞部の冷却風の流路を形成でき、広範囲にわたり大きな冷却効果が得られるものである。
【００３４】
また、請求項４記載の発明によれば、ロータ軸を拘持したロータフレーム上面部に開口部を設け、開口部に対向配置した自冷ファンの空気流の一部をロータフレーム内部に誘導したものであり、アウターロータのモータの巻線を直接冷却し、高出力を得るためにより大きな電流を流すことができる優れた自冷ファン付きモータを実現できるものである。
【００３５】
また、請求項５記載の発明によれば、ロータ軸を回転自在に保持する軸受を支承したモータケースに開口部を設け、開口部に対向配置した自冷ファンの空気流の一部をモータケース内部に誘導したものあり、インナーロータのモータの巻線を直接冷却し、高出力を得るためにより大きな電流を流すことができる優れた自冷ファン付きモータを実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による自冷ファン付きモータを示す構造図
【図２】本発明の実施例２における自冷ファン付きモータの自冷ファン動作説明のための構造図
【図３】本発明の実施例３による自冷ファン付きモータの自冷ファン動作説明のための構造図
【図４】本発明の実施例４による自冷ファン付きモータを示す構造図
【図５】本発明の実施例５による自冷ファン付きモータを示す構造図
【図６】従来の自冷ファン付きモータを示す構造図
【符号の説明】
１  ハウジング
２、３  軸受
４  プレート
５  プリント基板
６  コア
７  絶縁層
８  巻線
９、１３  ネジ
１０  ロータ軸
１１  ロータフレーム
１２  電子部品
１４  放熱板
１５  自冷ファン
１６  外周面開口部
１７  冷却風の流路
１８  ボス
１９  ブレード
２０  稜
２１  外周面
２２  ブレードカバー
２３  ブレードカバーの外周面の軸線方向の長さ
２４  ブレードの軸線方向の長さ
２５  外周面閉塞部
２６、２９  開口部
２７  冷却風の流路
２８  モータケース
３０  斜行した角度
【図１】
0003906572.tif 000002
【図２】
0003906572.tif 000003
【図３】
0003906572.tif 000004
【図４】
0003906572.tif 000005
【図５】
0003906572.tif 000006
【図６】
0003906572.tif 000007