特許 6346422 モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6346422

(24)【登録日】2018年6月1日

(45)【発行日】2018年6月20日

(54)【発明の名称】モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 11/30 20160101AFI20180611BHJP

【ＦＩ】

   H02K11/30

【請求項の数】8

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-176556(P2013-176556)

(22)【出願日】2013年8月28日

(65)【公開番号】特開2014-113030(P2014-113030A)

(43)【公開日】2014年6月19日

【審査請求日】2016年7月19日

(31)【優先権主張番号】特願2012-246642(P2012-246642)

(32)【優先日】2012年11月8日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000228730

【氏名又は名称】日本電産サーボ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(72)【発明者】

【氏名】米田 孝司

(72)【発明者】

【氏名】石井 卓磨

(72)【発明者】

【氏名】平田 栄一

【審査官】 津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３００７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３２５１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６４４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１６５０６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−３２４７５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ１１／３０−１１／３３

Ｈ０２Ｋ ５／００− ５／２６

Ｆ１６Ｆ１５／００−１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心に回転する略円筒状のロータ部と、
前記ロータ部を回転可能に支持する軸受部と、
前記軸受部を保持する軸受保持部と、
前記軸受保持部が固定された略円盤状のベース部と、
前記ロータ部の内周側に配設され、前記軸受保持部に固定されたステータ部と、
前記ベース部と前記ステータ部との間に配され前記ステータ部に保持された回路基板とを備え、
前記回路基板は、前記ベース部に対して絶縁性かつ難燃性の防振部材を介在させて支持し、
前記防振部材は、前記回路基板の外周部下面と前記ベース部との間に配置されていることを特徴とするモータ

【請求項2】

請求項１に記載のモータにおいて、
前記防振部材は、前記回路基板の周縁部における３以上の複数箇所に互いに間隔を開けて配置されていることを特徴とするモータ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記防振部材は、硬度の異なる２種類のゴムシートを貼り合わせて構成されていることを特徴とするモータ。

【請求項4】

請求項３に記載のモータにおいて、
前記防振部材を構成する２種類のゴムシートのうち、硬度の低い側のシートが前記ベース部側に配置されていることを特徴とするモータ。

【請求項5】

請求項４に記載のモータにおいて、
前記２種類のゴムシートのうち、硬度の低い側のシートの厚さが硬度の高い側のシートの厚さより大きく設定されていることを特徴とするモータ。

【請求項6】

請求項３〜５のいずれかに記載のモータにおいて、
前記防振部材は、前記回路基板側のゴムシートとほぼ同程度の硬度を有する接着剤を用いて前記回路基板に固着されていることを特徴とするモータ。

【請求項7】

請求項１に記載のモータにおいて、
前記ロータ部には、該ロータ部と共に回転して空気流を発生させる羽根車が固定されていることを特徴とするモータ。

【請求項8】

請求項７に記載のモータにおいて、
前記羽根車は、前記ロータ部に固定され、該ロータ部の径方向外方に広がる環状の連結部と、前記連結部に固定され、前記ロータ部の径方向外方において該ロータ部の周方向に配列された複数の羽根とを備えてなる遠心ファン用羽根車であることを特徴とするモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送風機等に用いられるモータに関し、より詳細にはステータのコイルが接続される回路基板を備えたものの改良に関わるものである。

【背景技術】

【0002】

電子機器等の冷却用送風機として使用される遠心ファンは、回転軸に対して周方向に配列された複数の羽根を、モータで回転させることによって、軸方向に吸入した空気を径方向に排出する構成になっている。

【0003】

この種の遠心ファンは、回転軸を中心に回転する略円筒状部を有するロータ部に、ロータ部より径方向外方に広がる環状のハブと、このハブに固定されロータ部の径方向外方においてロータ部の周方向に配列された複数の羽根とからなる羽根車を固定し、ロータ部の回転軸を回転可能に支持する軸受部をベース部の軸受保持部の内側に保持すると共に、ロータ部の内周側に配設されるステータ部をこの軸受保持部の外側に固定し、かつ、ベース部とステータ部との間に回路基板を配置する構成になっている（例えば特許文献１参照）。

【0004】

上記回路基板は、通常、軸受保持部の外側に遊嵌されるよう環状に構成され、特許文献１にも示されるように、ステータ部のインシュレータに植設されたからげピンを回路基板に半田付けすることにより支持されており、このからげピンにステータ部のコイルがからげて接続されることにより、コイルがからげピンを介して回路基板に接続されるようになっている。

【0005】

ところが、特許文献１のように、回路基板をステータ部のからげピンのみで支持する構成の場合、ステータ部に発生する電磁振動が回路基板に伝達されると回路基板自体が振動しやすくなり、加えて、羽根車の回転により発生した空気流の一部が回路基板周辺に回り込んだ際には、回路基板が加振されることもあり、遠心ファン全体としての振動・騒音特性に悪影響を及ぼす危険がある。

【0006】

このような問題を解決する技術として、遠心ファンにおけるファンケーシングの反吸込口側に凹部を設け、そこに回路基板を配置し、回路基板ごと樹脂封止剤で充填することが考えられる（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−２５６６１０号公報

【特許文献2】特開平７−７５２８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述した特許文献２のような構成の場合、回路基板が樹脂封止剤で覆われてファンケーシングに固定されるため、回路基板に対する防振構造が得られ、加えて、防塵・防水効果も発揮できることになるが、回路基板を封止剤で充填する際に、特に、回路基板を収容する凹部を確保しておく必要があり、構造的に凹部を設けることができない場合には、封止剤の充填のために回路基板を覆う壁を一時的にも用意しておく必要があり、構造が複雑になる問題がある。加えて、封止剤を充填した後は乾燥工程が必要であり、製造工程が増すばかりでなく、設備も大がかりになる問題がある。

【0009】

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、ステータ部に支持された回路基板に対する防振を簡単な構造でかつ安価に実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明のモータにおいては、回転軸を中心に回転する略円筒状のロータ部と、このロータ部を回転可能に支持する軸受部と、軸受部を保持する軸受保持部と、軸受保持部が固定された略円盤状のベース部と、ロータ部の内周側に配設され軸受保持部に固定されたステータ部と、ベース部と前記ステータ部との間に配されステータ部に保持された回路基板とを備え、回路基板を、ベース部に対して絶縁性かつ難燃性の防振部材を介在させて支持し、前記回路基板の外周部下面と前記ベース部との間に配置されていることを特徴とする。

【0011】

上述の本発明のモータにおいては、防振部材を、回路基板の周縁部における３以上の複数箇所に互いに間隔を開けて配置するのが望ましい。また、この防振部材を、硬度の異なる２種類のゴムシートを貼り合わせて構成することができ、特に、防振部材を構成する２種類のゴムシートのうち、硬度の低い側のシートをベース部側に配置するのがよく、２種類のゴムシートのうち、硬度の低い側のシートの厚さが硬度の高い側のシートの厚さより大きく設定することが望ましい。

【0012】

また、本発明のモータにおいて、ロータ部に、これと共に回転して空気流を発生させる羽根車を固定するようにしてもよく、この場合、羽根車を、ロータ部に固定されロータ部の径方向外方に広がる環状の連結部と、この連結部に固定されロータ部の径方向外方においてロータ部の周方向に配列された複数の羽根とを備えてなる遠心ファン用羽根車とすることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によるモータによれば、軸受保持部を固定するベース部と、軸受保持部に固定されたステータ部との間に、ステータ部に保持された回路基板を配置し、この回路基板をベース部に対して絶縁性かつ難燃性の防振部材を介在させて支持する構成としたので、回路基板に対する防振効果が各段に高まり、樹脂封止剤を充填する場合のような複雑な構造を取ることもなく、乾燥工程を要することもなく、簡単な構成で防振対策を講じることができ、特に、防振部材を絶縁性かつ難燃性としているため、回路基板を安全に支持することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態における遠心ファンの構成を模式的に示した断面図である。

【図2】図１の遠心ファンを上部カバー及びロータ部を取り除いた状態の平面図である。

【図3】（ａ）・（ｂ）は、遠心ファンのアキシャル方向の振動を測定したキャンベル線図を示し、（ａ）は従来の遠心ファン、（ｂ）は図１の遠心ファンである。

【図4】（ａ）・（ｂ）は、遠心ファンのラジアル方向の振動を測定したキャンベル線図を示し、（ａ）は従来の遠心ファン、（ｂ）は図１の遠心ファンである。

【発明を実施するための最良の形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態における説明では、便宜上、各図面の上下方向を「上下方向」とするが、実際の取付状態における方向を意味するものではない。また、本実施形態における説明では、回転軸に平行な方向を「軸方向」とし、回転軸を中心とする半径方向を「径方向」としている。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。

【0016】

図１は、本発明の一実施形態における遠心ファン１００の構成を模式的に示した断面図である。
図１に示すように、本実施形態における遠心ファン１００は、回転軸Ｊを中心に回転する略円筒状のロータ部２と、ロータ部２の内周側に配されたステータ部３と、ロータ部２の周方向に配列した複数の羽根５２とを備えている。ここで、ロータ部２は、略有蓋円筒状のロータホルダ２１と、ロータホルダ２１の側壁部の内側に固定された界磁用磁石２２と、ロータホルダ２１の中央部に固定され、回転軸Ｊを中心に回転するシャフト２３とを備えている。

【0017】

また、ロータ部２には、ロータ部２の径方向外方に広がる環状の連結部５１が固定され、この連結部５１には、ロータ部２の径方向外方において、ロータ部２の周方向に配列された複数の羽根５２が固定されており、連結部５１と羽根５２とにより羽根車５が構成され、この羽根車５がロータ部２と一体になって回転するようになっている。本実施形態では、複数の羽根５２は、ロータ部２の外周面から離間して固定されている。ここで、環状の連結部５１は、ロータ部２の周方向に複数の羽根５２を固定する機能を有すれば足り、連結部５１がロータ部２に固定される形態に制限はない。

【0018】

ロータ部２は、シャフト２３を介して軸受部４で回転可能に支持され、軸受部４は、軸受保持部６に固定されている。この軸受保持部６は、略円盤状のベース部７に一体に固定されている。本実施形態では、ベース部７は、モータと羽根車５とを収納するハウジング８の下部ケース８１の底部で構成され、軸受部４は、ボールベアリングで構成されている。ハウジング８は、平面視ほぼ蝸牛状をしており、下部ケース８１と上部ケース８２とを嵌め合わせることで構成されている。上部ケース８２のほぼ中央部に円形の吸入口９が設けられる一方、下部ケース８１を示した図２よりわかるように、ハウジング８の側面に吐出口１０が前方に開口して設けられている。下部ケース８１におけるベース部７は、下部ケース８１の底壁部に環状凸部５１ａを設ける等して底壁部の中央部に円形凹状に形成されている。

【0019】

軸受保持部６に固定されたステータ部３は、ロータ部２の内周側に配設されている。ステータ部３は、複数の突極を有するステータコア３１と、このステータコア３１の上下面及びスロット内面を覆う上下のインシュレータ部３２ａ・３２ｂと、ステータコア３１の各突極にインシュレータ部３２ａ・３２ｂを介して巻回されたコイル３３とよりなり、ステータコア３１の各突極の外周面がロータ部２の界磁用磁石２２の内周面にエアギャップを介して対向している。

【0020】

ベース部７とステータ部３との間には、モータの回転駆動を制御する略円板状の回路基板１１が配設されている。ステータ部３の下インシュレータ３２ｂには複数本のからげピン３４が植設され、これにコイル３３の端部がからげられており、各からげピン３４が回路基板１１の接続孔に挿通されて半田付けされることにより、回路基板１１がステータ部３に支持されると共に、からげピン３４を介してコイル３３の端部が回路基板１１上のパターンに電気接続される。この回路基板１１には、その下面にモータ制御回路を構成する各種電子部品が実装されている。

【0021】

回路基板１１の外周部下面とベース部７上面との間には、複数箇所（実施例では３箇所）に互いに間隔を開けて配置された防振部材１２が介在され、回路基板１１がベース部７上に防振部材１２を介して支持されている。この防振部材１２は、ともに絶縁性と難燃性とを有する２枚のゴムシート１２ａ・１２ｂを貼り合わせて構成され、防振部材１２がゴムシート１２ａ側に設けた接着剤１２ｃを用いて回路基板１１に固着されている。防振部材１２における上層のゴムシート１２ａは、比較的柔らかめのゴム材料からなり、厚みが例えば１ｍｍ程度とされ、下層のゴムシート１２ｂは、上層のゴムシート１２ａより更に柔らかいゴム材料で構成され、厚みが例えば２ｍｍ程度となっている。接着剤１２ｃは上層のゴムシート１２ａとほぼ同じ柔らかさの材料からなり、０．３〜０．４ｍｍ程度の厚みを有している。これらゴムシート１２ａ・１２ｂの貼り合わせの結果、防振部材１２としての振動吸収範囲が例えば４００〜１５００Ｈｚ程度得られることになり、広範囲の振動吸収特性を実現している。

【0022】

なお、防振部材１２は、回路基板１１とベース部７との間に多少収縮した状態で介在される結果、防振部材１２の下層のゴムシート１２ｂの下面はベース部７の上面に圧接し、ゴムシート１２ｂ自身の自己粘着力でベース部７にしっかり固着されている。勿論、ゴムシート１２ｂの下面を別途接着剤を用いてベース部７上面に固着するようにしてもよい。

【0023】

このような構成の遠心ファンにあっては、ステータ部３のコイル３３への通電を開始すると、コイル３３により励磁されたステータコア３１の各突極と界磁用磁石２２との電磁相互作用により、ロータ部２が所定回転し、このロータ部２と共に羽根車５が回転する。羽根車５が回転すると、吸入口９より空気が取り込まれ、羽根５２の回転移動と共に空気が遠心方向に送り出されるとともに周方向に移動され、ハウジング８の周壁内面に沿って移送されて吐出口１０より外部に送風される。

【0024】

この動作時、ロータ部２とステータ部３との間に電磁振動が誘起され、軸受保持部６で支持されたステータ部３においてはからげピン３４で支持された回路基板１１にも振動が伝達されることになる。しかしながら、この回路基板１１はベース部７に対して３箇所の防振部材１２を介して支持されているため、回路基板１１に作用する振動は各防振部材１２で吸収され、ベース部７に伝達されることが抑制される。

【0025】

図３及び図４は、防振部材１２が存在しない遠心ファンと防振部材１２を有する遠心ファンとの振動測定結果をキャンベル線図にて表したものであり、それぞれの（ａ）は防振部材１２無しの場合、それぞれの（ｂ）は防振部材１２有りの場合である。図３は、ハウジング８の上部ケース８２における吸入口９の近傍の天板上でアキシャル方向の振動測定を行ったものであり、図４は、ハウジング８の側壁でラジアル方向の振動測定を行ったものである。キャンベル線図は、周知のように、縦軸に周波数、横軸に回転速度、斜軸に回転次数をとって振幅の大きさを円の大きさで表したものであり、振幅の大きいところの次数、回転速度、周波数を目視で確認することができるものである。図３及び図４より明らかなように、防振部材１２を備えることにより、アキシャル振動及びラジアル振動がともに大幅に抑制されることがわかる。

【0026】

このように、硬度の異なる２種類のゴムシート１２ａ・１２ｂを貼り合わせた防振部材１２を用いることで、可聴域前後の幅広い周波数帯での振動を効果的に抑制することが可能であり、しかも、絶縁性及び難燃性を有する防振部材１２とすることで、回路基板１１を直接的に防振部材１２で支持することが可能となり、簡単な構成で顕著な防振効果が得られることになる。

【0027】

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、もちろん、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、モータとして遠心ファンの場合を用いて説明したが、軸流ファンのみならず、上記構成と同様に、ステータ部で回路基板を支持する形態のモータ全般に適用できることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0028】

本発明は、遠心ファンや軸流ファン等の冷却用送風機を要する各種電子機器や、ＯＡ機器・産業機器等に搭載のモータ全般に適用可能である。

【符号の説明】

【0029】

２ ロータ部
３ ステータ部
４ 軸受部
５ 羽根車
６ 軸受保持部
７ ベース部
８ ハウジング
１２ 防振部材
１２ａ ゴムシート
１２ｂ ゴムシート
１２ｃ 接着剤
２１ ロータホルダ
２２ 界磁用磁石
２３ シャフト
５１ 連結部
５２ 羽根

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】