ブラシレスモータ

【課題】簡易な構成でモータ軸のスラスト方向の抜け止めとロータの跳ね上がりによる軸受部との衝突音を緩和できるブラシレスモータを提供する。
【解決手段】モータ軸５がスラスト受け部１８に支持された軸端近傍に設けられた周溝２２と軸受部端面８ａとの間に弾性を有するダンパーリング２３が嵌め込まれている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、プリンタ、複写機、ＤＶＤ駆動装置などのＯＡ機器やシート空調、冷却用ブロワなどの車載機器、プロジェクターなどに用いられるブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
アウターロータ型のＤＣブラシレスモータの一例について説明する。筒体状のハウジングはモータケースに組み付けられ、該ハウジングの内周側に軸受部が組み付けられ、外周部にはモータ基板やステータコアが組み付けられる。マグネットを有するロータはモータ軸と一体に組み付けられ、該モータ軸がハウジング内に挿入され軸受部を介して回転可能に支持されている。ハウジングはモータケースと一体に組み付けられている。
【０００３】
図４に示すように、ロータを支持するモータ軸５１の抜け止め構造としては、軸端部５２の周溝に割り５６ａが入った抜け止めワッシャー５６が嵌め込まれている。モータ軸５１をラジアル方向に支持する軸受部端面５７ａと抜け止めワッシャー５６との間には調整ワッシャー５８，５９が嵌め込まれてスラスト方向のガタを調整するようになっている。組み込みスペースがあれば抜け止めワッシャーのかわりに金属製止め輪が用いられる。
【０００４】
また、モータ軸の抜け止めを兼ねつつスラスト軸受としてスラスト方向の負荷を受けるモータの軸受け構造が提案されている（特許文献１参照）。また、軸端をスラスト方向に付勢することでモータ軸に組み付けられた当接部を軸受に押し当てて組立性、密閉性の改善を図ったモータ軸の抜け止め構造も提案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
ただし、モータの騒音を極力小さくしようとする場合には、軸受もしくは軸受端に配したスラスト受けとの摺動を避け、図４に示すようなモータ軸５１の軸端部５２をＲ面形状に仕上げるか或いは図示しない鋼球（スチールボール）を軸端部５２に圧入し、かつスラストカバー５４の凹部５５に樹脂製のスラスト受け５３を収容して軸端部５２を支持してスラスト方向の負荷を受ける構造とし、抜け止めの機能とスラスト負荷を受ける機能とを分ける構造となっている。
【特許文献１】特開平９−１８２３５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１６４１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
抜け止め機能とスラスト負荷を受ける機能を分けたアウターロータ型のモータの場合、ロータはマグネットと固定子コアの磁気吸引力により軸端側に固定されている。このため、外部から振動や衝撃を受けた場合、ロータはスラストガタ分だけ軸方向に慣性により一時的に跳ね上がってはまた戻り、図４においては調整ワッシャー５９と軸受部端面５７ａとの間、軸端部５２とスラスト受け５３との間で衝突音が各々発生する。これらのうち、軸端部５２とスラスト受け５３との衝突音は、スラスト受け５３の弾力やスラストカバー５４の形状で対応できるが、調整ワッシャー５９と軸受部端面５７ａとの間の衝突音については何ら対策がとられていないのが現状である。
また、図４に示す従来の抜け止め構造及び特許文献１，２で開示された抜け止め構造においては、モータ軸との抜け止めは、周溝に嵌め込まれる割入りのワッシャーや金属製止め輪やスリット入りの樹脂成形品が用いられるため、部品のコストがかかり、金型構造が複雑になるなどの問題がある。また、割り入りやスリットを設けない場合には周溝との係合が浅くなって抜け止めが十分とは言えない。
【０００７】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成でモータ軸のスラスト方向の抜け止めとロータの跳ね上がりによる軸受部との衝突音を緩和できるブラシレスモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
ロータを支持するモータ軸を軸受部によりラジアル方向に支持すると共に軸端部をスラスト方向に受けるスラスト受けを備えたブラシレスモータであって、前記モータ軸がスラスト受けに支持された軸端近傍に設けられた周溝と軸受部端面との間に弾性を有するダンパーリングが嵌め込まれていることを特徴とする。
上記ダンパーリングは弾性力が大きいため割りやスリットの必要性は無く、周溝との係合も深くとることができる。
また、前記ダンパーリングは、モータ軸の周溝に嵌り込む小径リング部と軸受部端面に対向して軸部に嵌め込まれる大径リング部が一体成形された弾性樹脂材であることを特徴とする。
また、前記ダンパーリングは軸受部端面との間に調整ワッシャーを介してモータ軸に嵌め込まれていることを特徴とする。
また、前記ダンパーリングは軸端部近傍の周溝に嵌め込まれた抜止めワッシャー若しくは金属製止め輪と軸受部端面との間に嵌め込まれていることを特徴とする。
尚、前記ダンパーリングはモータ軸に形成される周溝との係合が深く取れないものやスラスト負荷の大きいものに対しては、小径リング部を廃し大径リング部のみとし、軸端部近傍の周溝に嵌め込まれた抜止めワッシャーあるいは金属止め輪と併用使用することで対応可能である。
更には、前記ダンパーリングとして、熱可塑性エラストマー材が用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述したブラシレスモータを用いれば、モータ軸がスラスト受けに支持された軸端近傍に設けられた周溝と軸受部端面との間に弾性を有するダンパーリングが嵌め込まれているので、ロータがスラスト方向に跳ね上がっても、ダンパーリングによって軸受部端面との衝突音を緩和することができる。また、ダンパーリングがモータ軸の周溝にはまり込む抜け止め部も兼用するので部品点数を減らして低コスト化を図ることができる。
また、ダンパーリングは、モータ軸の周溝に嵌り込む小径リング部と軸受部端面に対向して軸部に嵌め込まれる大径リング部が一体成形された弾性樹脂材であると、耐衝撃性、耐候性を有し、かつ一体成形可能であるので安価に大量生産に適する。
また、ダンパーリングは軸受部端面との間に調整ワッシャーを介してモータ軸に嵌め込まれていると、モータ軸のスラスト方向のガタを極力減らして、調整ワッシャーと軸受部端面との衝突音を小さくすることができる。
また、ダンパーリングは軸端部近傍の周溝に嵌め込まれた抜止めワッシャーと調整ワッシャーとの間に嵌め込まれている場合には、ダンパーリングの形状を簡素化することができる。
また、ダンパーリングとして、熱可塑性エラストマー材を用いると、ゴムの弾性とプラスチックの成形性を併有するため、耐衝撃性に強く、量産に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るブラシレスモータの最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、一例としてブロワーモータ（アウターロータ型のＤＣブラシレスモータ）を用いて説明する。
【００１１】
図１を参照して、ブロワーモータの概略構成について説明する。
図１において、ロータ１は、インペラ２が円筒状のロータヨーク３と一体にインサート成形されたものが用いられる。インペラ２のハブ４にはモータ軸５の一端も一体に成形されている。ロータヨーク３の内周面には、リング状のマグネット６が固着されている。マグネット６は、周方向にＮ極とＳ極とで交互に着磁されている。モータ軸５は軸受ハウジング７に挿入された軸受部８によってラジアル方向及びスラスト方向に支持されている。
【００１２】
固定子９は、固定子コア１０が金属円筒状の軸受ハウジング７の外周側に嵌め込まれて組み付けられる。固定子コア１０はインシュレータ１１に覆われており、ティース部（極歯）にモータコイル１２が巻付けられている。また、モータ駆動回路が設けられたモータ基板１３も軸受ハウジング７に固定され、固定子９との組立体となり、モータケース１４にねじ１５により固定される。また、スラストカバー１６は軸受ハウジング７にねじ１７により固定されている。軸受ハウジング７は、内周側にモータ軸５をラジアル方向で支持する軸受部（例えば焼結含油軸受、ボールベアリングなど）８が組み付けられている。
【００１３】
図１において、ロータ１のマグネット６の磁極中心と固定子コア１０のティース部の中心はシフトして組み付けられ、モータ軸５は常時軸端部５ａが、図２に詳細を示すスラストカバー１６内に嵌め込まれたスラスト受け１８に接する向きに軸方向に吸引されている。ロータ１が回転するとインペラ２が回転し、外気が軸方向にインペラ２に向かって吸引されモータケース１４内を周回して送風口１９より排出されるようになっている。
【００１４】
図２は図１のＡ部の拡大断面図である。図２において、金属製のスラストカバー１６はプレス加工により凹面部２０が形成されている。この凹面部２０の底部にはスラスト受け１８が嵌め込まれ、モータ軸５の軸端部５ａをスラスト方向に支持している。スラスト受け１８には、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）材などの耐摩耗性を有する低摩擦樹脂材が好適に用いられる。スラスト受け１８は、凹面部２０の底部に載置され、モータ軸５のＲ面に形成された軸端部５ａが点接触している。また、スラストカバー１６の凹面部２０には、スラスト受け１８のモータ軸端部５ａとの接点を通過する延長線と交差する部位に凹部２１が形成されている。
【００１５】
次にモータ軸５の抜け止め構造について説明する。モータ軸５の軸端部５ａ近傍には、周溝２２が設けられている。この周溝２２と軸受８の端面部８ａとの間に弾性を有するダンパーリング２３が嵌め込まれている。ダンパーリング２３は、ゴムの弾性とプラスチックの成形性を併有する熱可塑性エラストマー材、例えば商標名ハイトレルなどが好適に用いられる。ダンパーリング２３と軸受８の端面部８ａとの間には調整ワッシャー２４が介在してスラスト方向のガタを吸収するようになっている。調整ワッシャー２４が設けられていると、モータ軸５のスラスト方向のガタ量を少なく調整でき、調整ワッシャー２４と軸受部端面８ａとの衝突音を小さくすることができる。ダンパーリング２３によって適正なガタ量が得られれば、調整ワッシャー２４は省略することも可能である。
【００１６】
ロータ１がスラスト方向に跳ね上がっても、ダンパーリング２３によって調整ワッシャー２４と軸受部端面８ａとの衝突音を緩和することができる。また、ダンパーリング２３がモータ軸５の周溝２２に嵌り込む抜け止め部も兼用するので部品点数を減らして低コスト化を図ることができる。
【００１７】
また、図３（ａ）（ｂ）において、ダンパーリング２３は、モータ軸５の周溝２２に嵌り込む小径リング部２３ａと軸受部端面８ａに対向して軸部に嵌め込まれる大径リング部２３ｂが熱可塑性エラストマー材であると、ゴムの弾性を持ちながらも射出成形による一体成形が可能であるので安価に大量生産に適する。
【００１８】
上記構成によれば、図２において、振動や衝撃負荷が外部から加わった場合、一時的にロータ１（図１参照）が浮き上がり調整ワッシャー２４と軸受部端面８ａが衝突し、吸引により戻って軸端部５ａがスラスト受け１８に衝突する。各々の衝突に対し、調整ワッシャー２４と軸受部端面８ａとの衝撃はダンパーリング２３で緩和でき、また軸端部５ａ中央部の面圧の高い点衝突による衝撃は、スラスト受け１８が直下の凹部２１に向けてわずかな撓みを伴いながら拡散させるので、各々の衝撃音を抑制することができる。これにより振動や衝撃の多い車載用などの用途で特に商品価値を高めることができる。
【００１９】
尚、軸径の制約で周溝２２の深さが十分に取れない場合、また衝撃力の大きい場合などには、モータ軸５の周溝２２に抜け止めワッシャーあるいは金属製の止め輪（図示せず）を用いても良い。この場合には、ダンパーリング２３は形状を簡素化され、軸端部近傍の周溝２２に嵌め込まれた抜止めワッシャーあるいは金属製止め輪と調整ワッシャー２４との間に嵌め込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】アウターロータ型ブラシレスモータの断面説明図である。
【図２】図１のＡ部（モータ軸を支持するスラスト受け近傍）の拡大断面図である。
【図３】ダンパーリングの平面図及び垂直断面図である。
【図４】従来のモータ軸を支持するスラスト受け近傍の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ロータ
２インペラ
３ロータヨーク
４ハブ
５モータ軸
５ａ軸端部
６マグネット
７軸受ハウジング
８軸受
８ａ軸受部端面
９固定子
１０固定子コア
１１インシュレータ
１２モータコイル
１３モータ基板
１４モータケース
１５，１７ねじ
１６スラストカバー
１８スラスト受け
１９送風口
２０凹面部
２１凹部
２２周溝
２３ダンパーリング
２３ａ小径リング部
２３ｂ大径リング部
２４調整ワッシャー

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを支持するモータ軸を軸受部によりラジアル方向に支持すると共に軸端部をスラスト方向に受けるスラスト受け部を備えたブラシレスモータであって、
前記モータ軸がスラスト受け部に支持された軸端近傍に設けられた周溝と軸受部端面との間に弾性を有するダンパーリングが嵌め込まれているブラシレスモータ。
【請求項２】
前記ダンパーリングは、モータ軸の周溝に嵌り込む小径リング部と軸受部端面に対向して軸部に嵌め込まれる大径リング部が一体成形された弾性樹脂材である請求項１記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記ダンパーリングは軸受部端面との間に調整ワッシャーを介してモータ軸に嵌め込まれている請求項１又は２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
前記ダンパーリングは軸端部近傍の周溝に嵌め込まれた抜止めワッシャー若しくは金属製止め輪と軸受部端面との間に嵌め込まれている請求項１又は３記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
前記ダンパーリングとして、熱可塑性エラストマー材が用いられる請求項１乃至４のいずれか１項記載のブラシレスモータ。

【図１】