JP2005245139A - ファンモータ - Google Patents

Abstract

【課題】電子回路搭載したプリント配線基板を内蔵したインナーロータ形のブラシレスＤＣモータをファンモータとして使用する場合に，モータから生じる振動に起因する騒音を低減する。
【解決手段】ステータ厚みのほぼ２／３までを第２のケースの内周に隙間無く挿入し，ステータの羽根取付方向側にプリント配線基板を配置し，ステータ外径をガイドにして第１のケースを挿入し，羽根とモータからなるファンモータ重心位置とモータ取付部位置をほぼ一致させ，２個のケースの取付部を向かい合わせて密着させ，取付部にモータ軸方向に貫通した穴を設け，その穴を使用して緩衝部材を介して筐体に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は特にファン等に使用されるブラシレスＤＣモータ（以下モータと称す）の振動・騒音抑制に関し，モータ出力軸先端に大きな羽根を有するモータの構造に関するものである。

このようなモータにおいて発生する振動としては，コギングトルクリップルや通電トルクリップルを主原因とする回転方向振動，またモータ軸方向にはマグネットとステータの磁気中心ずれによるスラスト方向振動，更に電磁加振力によるステータ径方向に発生する応力振動がある。また，騒音には直接モータから発生する騒音以外では，振動が起因する騒音に２通りの伝搬経路がある。第１の伝搬経路は前記振動がモータのロータを介して直接ファン羽根に伝搬し騒音となるものであり，第２の伝搬経路は前記の振動がモータ取付部から製品本体に伝わり、製品から不快な騒音を発生するものである。

この第２の伝搬経路によるモータの振動を防振するためには、モータ振動が比較的小さな位置である重心付近でモータを支持し、振動を吸収できる柔らかさで，ファンモータの重量と羽根による推進力に耐えうる固定方法の工夫が必要である。

ファンモータを筐体に固定する場合の取付位置は，エアコン熱交換器の貫流ファンの駆動用モータとして特開２００２−３３０５７４の請求項３に開示され，ファンモータの軸方向荷重分布が不均一となり、軸方向のたわみによってモータ駆動時にファン振動が発生する防止策として，モータ部のほぼ重心位置で筐体に支持する方法を提案している。

また，電気掃除機に使用されるファンモータの支持方法について特開平５−８４１９４に開示され，モータの振動が小さい重心付近を防振材にて支持することで騒音低減が図れることを提案している。

前記のような開示された技術から，従来の大形ファン用モータの構造を図２に示す。図において１はファン用の羽根，２は先端に羽根が取り付けられたモータ軸であり，２個の軸受け３により支持されている。１５はモータ軸に固着されたロータマグネットであり，ステータコア４に装巻された巻線５との間に作用する電磁力によって回転するものである。また，電子部品を実装したプリント配線基板７は，ステータ４から延びる複数のクランプ６で固定されている。ステータ４は第１のケース１３と第２のケース１４により収納される。また，第１のケースから延びる取付部１６と第２のケースから延びる取付部１７を重ね合わせて，第１のケース取付部１６と第２のケース取付部１７を一致させて，その取付部に防振ゴム１０を挟み込み，取付ネジ１２により筐体支柱１１に取付られている。

前記のモータ構造では取付部１６と１７はモータ単品ではほぼ重心に近い位置で取り付けられている。しかしながら，モータ軸２の先端に取付られた大きな羽根１を含めて考慮すると，重心の位置がずれ，最適位置とは言えない位置で取り付けていることになる。

これはモータ組立上の制約が多いためである。モータ部の組立手順は，巻線されたステータ４の軸方向長さのほぼ２／３を第１のケース１３の内周に隙間無し締結である温嵌め，あるいは圧入を施し，クランプ６で電子部品の実装されたプリント配線基板７を取り付けし，巻線５の端末をプリント配線基板上で半田付けする。そして，ステータ４の軸方向長さ１／３部分に第２のケース１４の内周を，微少隙間をもって挿入する。ここでステータ長２／３を第１のケース１３に隙間無しで締結する理由は，２／３以下ではケースとステータの締結強度が確保できない，また２／３以上では重心のずれが大きくなり過ぎるためである。

また，ケースの製作の容易さから，第１と第２のケースの接合面である外周にモータ軸方向と直角にそれぞれ複数の取付部を設けているが，この取付位置を第１と第２のケースの接合面でない軸方向に配置することも考えられるが，溶接工程が必要になったり，強度不足の問題，カバーの製作コストがアップする等で実現性に問題がある。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、モータの振動が増幅されず，羽根と筐体に伝わりにくく、騒音の小さいモータ構造を提供することを目的とする。
特開２００２−３３０５７４号公報 特開平５−８４１９４号公報

前記の従来のモータ構造は重心の位置を考慮した最適位置とは言えない位置で取り付けられ，モータと羽根の振動が増幅され，防振ゴムでは取りきれずに，取付板を介して筐体に伝搬され騒音の原因となっている。また，羽根自体の振動もモータ支持位置がずれていることにより大きくなり，直接的に騒音増加となっている。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、モータを固定位置と羽根を含めたモータ重心位置でモータを支持できるようなモータ構造を提供するものである。

巻線されたステータ４の軸方向長さのほぼ２／３を第２のケース１４に隙間無し締結である温嵌め，あるいは圧入を施し，第１のケース１３側となる方向にクランプ６で電子部品の実装されたプリント配線基板７を取り付けし，巻線５の端末をプリント配線基板上で半田付けする。そして，第１のケース１３を微少隙間で挿入する。モータ部の重心を取付面に対して若干第２のケース方向にずらし，モータ軸に羽根を取り付けた状態で全体の重心を取付面に一致させる構造とする。

本発明になるモータ構造を使用したファンモータでは，ステータとケースの締結強度が十分に確保可能であり，モータ軸に羽根を取り付けた状態で全体の重心が取付面位置に一致させることが可能となり，ロータを介してファン羽根に伝搬されるモータの電磁振動を低減でき，羽根から生じる騒音を低減すると同時に，モータ取付部から製品筐体に伝わる振動成分も低減され、不快な騒音の発生を抑制することができる。

ファンの羽根が固定されるモータ軸先端側に軸受け保持部を有する円筒状の第１のケース内周と，モータ軸終端側には軸受け保持部を有する円筒状の第２のケース内周とで，複数のスロットに巻線が装巻されたステータをモータ軸方向に挟んで保持し，第１と第２のケースの接合面である外周にモータ軸方向と直角にそれぞれ複数の取付部を設け， モータ軸先端方向となるステータ側にプリント配線基板を配置し，ステータ厚みのほぼ２／３までを第２のケースの内周に隙間無く挿入し，ステータ厚みのほぼ１／３の外径をガイドにして第１のケースを挿入し，前記羽根とモータからなるファンモータ重心位置とモータ取付部位置をほぼ一致させ，取付部にはモータ軸方向に貫通した穴を設け，該穴に緩衝部材を取り付け，該緩衝部材を介して筐体に固定する。

図１は本発明の実施例を示すもので，１はファン用の羽根，２は先端に羽根が取り付けられたモータ軸であり，２個の軸受け３により支持されている。１５はモータ軸に固着されたロータマグネットであり，ステータコア４に装巻された巻線５との間に作用する電磁力によって回転するものである。また，電子部品を実装したプリント配線基板７は，ステータ４から延びる複数のクランプ６で固定されている。ステータ４は第１のケース１３と第２のケース１４により収納される。また，第１のケースから延びる取付部１６と第２のケースから延びる取付部１７を密着させ重ね合わせて，取付部にはモータ軸方向に貫通した穴を設け，その穴に緩衝部材となる防振ゴム１０を挟み込み，取付ネジ１２により筐体支柱１１に取付られている。

モータ部の組立手順は，巻線されたステータ４の軸方向長さのほぼ２／３を第２のケース１４に隙間無し締結である温嵌め，あるいは圧入を施し，ステータの羽根側にプリント配線基板を配置しクランプ６で電子部品の実装されたプリント配線基板７を取り付けし，巻線５の端末をプリント配線基板上で半田付けする。そして，第１のケース１３を微少隙間をもってステータ外径をガイドにして挿入する。ステータ長２／３を隙間無く第２のケース１４に締結されているため，締結面積が十分に確保でき，ステータとケースの締結強度が十分に確保可能であり，モータ軸に羽根を取り付けた状態でファンモータ全体の重心が取付面位置に一致させることが可能となり，ロータマグネットを介してファン羽根に伝搬されるモータの電磁振動を低減でき，羽根から生じる騒音を低減すると同時に，モータ取付部から製品筐体に伝わる振動成分も低減され、不快な騒音の発生を抑制することができる。

本発明によれば、電子回路と搭載したプリント配線基板をファンモータに内蔵し，モータ軸に羽根を取り付けた状態でファンモータ全体の重心が取付面位置に一致させることが可能となり，ロータマグネットを介してファン羽根に伝搬されるモータの電磁振動を低減でき，羽根から生じる騒音を低減すると同時に，モータ取付部から製品筐体に伝わる振動成分も低減され、不快な騒音の発生を抑制することができ，あらゆるインナーロータ形のブラシレスＤＣモータから成るファンモータに適用することができる。

本発明のモータの断面図である。 従来のファンモータの断面図である。

符号の説明

１：羽根
２：モータ軸
３：軸受け
４：ステータコア
５：巻線
６：クランプ
７：プリント配線基板
１０：防振ゴム
１１：筐体支柱
１２：取付ネジ
１３：第１のケース
１４：第２のケース
１５：ロータマグネット
１６：取付部
１７：取付部

Claims (1)

1. 外周に多極着磁されたリング状のマグネットの中央部にモータ軸が固定され，モータ軸を支える軸受け部と，前記マグネット外周と空隙を介して，複数のスロットに巻線が装巻されたステータと，該ステータの軸方向端面には電子回路が搭載されたプリント配線基板を具備し，モータ軸先端にファン用の羽根を保持し，モータ軸先端側に軸受け保持部を有する円筒状の第１のケース内周と，モータ軸終端側に軸受け保持部を有する円筒状の第２のケース内周とで前記ステータをモータ軸方向に挟んで保持し，第１と第２のケースの接合面である外周にモータ軸方向と直角にそれぞれ複数の取付部を設け，且つ２個のケースの取付部を向かい合わせて密着させ，取付部にはモータ軸方向に貫通した穴を設け，該穴に緩衝部材を取り付け，該緩衝部材を介して筐体に固定するインナーロータ形ブラシレスＤＣモータにおいて，モータ軸先端方向となるステータ側にプリント配線基板を配置し，ステータ厚みのほぼ２／３までを第２のケースの内周に隙間無く挿入し，残りのステータ厚みのほぼ１／３を第１のケース内周に微少隙間を保って挿入しステータを被い，前記羽根とモータからなるファンモータ重心位置を前記モータ取付部位置とほぼ一致させたことを特徴とするファンモータ。