JP3706009B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用空調装置の送風機用モータとして使用されるブラシレスモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両用空調装置の送風機用モータとして使用されるアウターロータ型ブラシレスモータでは、ケース部材にステータ及びコントロール基板が固定され、そのコントロール基板にはステータに回転磁界を発生させるための励磁回路を構成する多数の素子が搭載される。前記ステータには同ステータを覆うように形成されたロータが回転可能に支持されている。そして、励磁回路によりステータに通電されると、ロータが回転駆動される。
【0003】
このようなブラシレスモータでは、モータ作動時にロータが振動してしまう。詳述すると、モータ作動時の磁気変動(詳しくは、ロータに接着されたマグネットとステータコイルがすれ違う際の磁気変動)によりロータが振動してしまう。そして、この振動成分は、ステータを主に回転方向に振動させ、主に騒音を発生する原因となる。
【0004】
また、ロータ自身(ロータに固定されるファン等を含む)の重量アンバランスにより、ロータがすりこぎ運動(振動)してしまう。尚、ここで言うすりこぎ運動とは、擂鉢ですりつぶすときの擂粉木のような、軸が傾きその傾いた状態で全体が回転するような運動である。そして、この振動成分は、ステータを主に軸線方向及び径方向に振動させ、主に車両のステアリング振動を発生する原因となる。
【0005】
そこで、これらの振動を減衰するために、種々の対策が提案されている。
対策の一つとして本出願人は、ステータを構成するセンターピースの一端に固定板を形成し、その固定板にボス部を形成し、そのボス部を防振材を介してケース部材に固定することにより前記振動を減衰するようにした構成を提案している(特願平10−086062)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば3相全波6極モータにおいて、モータ作動時の磁気変動による振動は、ロータ一回転につき18回発生する18次成分(18f)となり、重量アンバランスによるすりこぎ運動(振動)は、ロータ一回転につき1回発生する1次成分(f)となる。
【0007】
そして、図8の特性Sに示すように、前記防振材の硬度を低くすると、18次成分(18f)に対する振動伝達率は低くなるが、1次成分(f)に対する振動伝達率が高くなってしまう。従って、モータ作動時の磁気変動による振動は十分減衰することができるが、重量アンバランスによるすりこぎ運動(振動)が十分に減衰できないという問題がある。
【0008】
又、逆に、図8の特性Hに示すように、前記防振材の硬度を高くすると、1次成分(f)に対する振動伝達率は低くなるが、18次成分(18f)に対する振動伝達率が高くなってしまう。従って、重量アンバランスによるすりこぎ運動(振動)は十分減衰することができるが、モータ作動時の磁気変動による振動が十分に減衰できないという問題がある。
【0009】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、モータ作動時の磁気変動による振動、及びロータの重量アンバランスによる振動を十分減衰することができるブラシレスモータを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、ステータを構成するセンターピースの一端に固定板を形成し、前記固定板にボス部を形成し、前記ボス部を防振材を介してモータホルダに固定し、前記ステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに励磁電流を供給することにより前記ロータを回転駆動するブラシレスモータにおいて、前記防振材を、前記ボス部が嵌挿され、該ボス部の略全周と当接するように略円筒形状に形成し、その当接面の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くし、該防振材の外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝を形成し、前記係止溝に前記モータホルダの取付孔を嵌合し、該防振材を前記固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定し、該防振材を挟持固定した状態において、該防振材における前記ボス部との当接面の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くすることで、該防振材におけるロータの回転方向のばね定数を低くするとともに軸線方向のばね定数を高くしたことを要旨とする。
【0011】
請求項2に記載の発明は、ステータを構成するセンターピースの一端に固定板を形成し、前記固定板に固定孔を形成し、前記センターピースを前記固定孔に固定される固定部材により防振材を介してモータホルダに固定し、前記ステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに励磁電流を供給することにより前記ロータを回転駆動するブラシレスモータにおいて、前記防振材を、前記固定部材が嵌挿され、該固定部材の略全周と当接するように略円筒形状に形成し、その当接面の軸線方向の長さを、該防振材全体の軸線方向の長さより短くし、該防振材の外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝を形成し、前記係止溝に前記モータホルダの取付孔を嵌合し、該防振材を前記固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定し、該防振材を挟持固定した状態において、該防振材における前記固定部材との当接面の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くすることで、該防振材におけるロータの回転方向のばね定数を低くするとともに軸線方向のばね定数を高くしたことを要旨とする。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のブラシレスモータにおいて、前記防振材の当接面を軸線方向中央に形成し、その当接面から両端部に向かって拡径となるテーパ面を形成したことを要旨とする。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記防振材の前記係止溝の底部に、逃げ溝を形成したことを要旨とする。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記取付孔を、ロータ回転軸を中心とした径方向より周方向に長く形成し、前記防振材の係止溝に前記モータホルダの取付孔を嵌合した状態において、該防振材はロータ回転軸を中心とした径方向より周方向に長く撓むことで、該防振材におけるロータの回転方向のばね定数を低くするとともにロータ回転軸を中心とした径方向のばね定数を高くしたことを要旨とする。
【0015】
請求項6に記載の発明は、請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、前記固定孔には、雌ネジが形成され、前記固定部材は、雄ネジ部が形成されたスクリューであり、該雄ネジ部を前記雌ネジに螺合し、該スクリューの頭部で前記取付プレートを前記固定板側に移動させて、前記防振材を前記固定板と該取付プレートとで軸線方向に挟着固定したことを要旨とする。
【0016】
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のブラシレスモータにおいて、前記スクリューには、前記防振材の前記当接面と当接する中間部に曲面状の柱部が形成されたことを要旨とする。
【0017】
請求項8に記載の発明は、請求1乃至項7のいずれかに記載のブラシレスモータにおいて、前記防振材を、硬度20乃至40のゴムとしたことを要旨とする。請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、前記モータホルダに、防振材取付孔を形成し、該防振材取付孔に軸線方向防振材を嵌合し、該軸線方向防振材を前記固定板と前記取付プレートとで軸線方向に挟着固定したことを要旨とする。
【0018】
請求項10に記載の発明は、ステータを構成するセンターピースの一端に固定板を形成し、前記固定板にボス部を形成し、前記ボス部を防振材を介してモータホルダに固定し、前記ステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに励磁電流を供給することにより前記ロータを回転駆動するブラシレスモータにおいて、前記防振材を、前記ボス部の略全周と当接するように前記ボス部が嵌挿される略円筒形状に形成し、該防振材の外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝を形成し、該係止溝に前記モータホルダの取付孔を嵌合し、該防振材を前記固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定し、該防振材を挟持固定した状態において、該防振材における前記ボス部との当接面の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くすることで、該防振材におけるロータの回転方向のばね定数を低くするとともに軸線方向のばね定数を高くし、前記モータホルダに、防振材取付孔を形成し、該防振材取付孔に軸線方向防振材を嵌合し、該軸線方向防振材を前記固定板と前記取付プレートとで軸線方向に挟着固定したことを要旨とする。
【0019】
請求項11に記載の発明は、ステータを構成するセンターピースの一端に固定板を形成し、前記固定板に固定孔を形成し、前記センターピースを前記固定孔に固定される固定部材により防振材を介してモータホルダに固定し、前記ステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに励磁電流を供給することにより前記ロータを回転駆動するブラシレスモータにおいて、前記防振材を、前記固定部材の略全周と当接するように前記固定部材が嵌挿される略円筒形状に形成し、該防振材の外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝を形成し、該係止溝に前記モータホルダの取付孔を嵌合し、該防振材を前記固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定し、該防振材を挟持固定した状態において、該防振材における前記固定部材との当接面の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くすることで、該防振材におけるロータの回転方向のばね定数を低くするとともに軸線方向のばね定数を高くし、前記モータホルダに、防振材取付孔を形成し、該防振材取付孔に軸線方向防振材を嵌合し、該軸線方向防振材を前記固定板と前記取付プレートとで軸線方向に挟着固定したことを要旨とする。
【0020】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、防振材は、ボス部が嵌挿されボス部の略全周と当接するように略円筒形状に形成され、外周面の軸線方向中央部に形成された係止溝にモータホルダの取付孔が嵌合され、固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定される。そして、防振材のボス部と当接する当接面の軸線方向の長さは、自身の軸線方向長さより短くされるため、回転方向のばね定数は相対的に低く、軸線方向のばね定数は相対的に高くなる。従って、モータ作動時の磁気変動による振動(高次成分となる振動)及びロータの重量アンバランスによる振動(1次成分となる振動)を十分に減衰することができる。
【0021】
請求項2に記載の発明によれば、防振材は、固定部材が嵌挿され固定部材の略全周と当接するように略円筒形状に形成され、外周面の軸線方向中央部に形成された係止溝にモータホルダの取付孔が嵌合され、固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定される。そして、防振材の固定部材と当接する当接面の軸線方向の長さは、自身の軸線方向長さより短くされるため、回転方向のばね定数は相対的に低く、軸線方向のばね定数は相対的に高くなる。従って、モータ作動時の磁気変動による振動(高次成分となる振動)及びロータの重量アンバランスによる振動(1次成分となる振動)を十分に減衰することができる。
【0022】
請求項3に記載の発明によれば、防振材のボス部と当接する当接面は軸線方向中央に形成され、その軸線方向の長さが、自身の軸線方向長さより短くされる。そして、防振材には、当接面から両端部に向かって拡径となるテーパ面が形成される。従って、当接面は回転方向に撓み易くなり、回転方向のばね定数が低くなる。
【0023】
請求項4に記載の発明によれば、防振材の係止溝の底部には、逃げ溝が形成されるため、回転方向のばね定数が、軸線方向のばね定数に対して相対的に更に低くなる。
【0024】
請求項5に記載の発明によれば、防振材は、取付孔に嵌合された状態でロータ回転軸を中心とした径方向より周方向に長く撓んだ状態となるため、回転方向のばね定数は相対的に低く、径方向のばね定数は相対的に高くなる。従って、モータ作動時の磁気変動による振動(高次成分となる振動)及びロータの重量アンバランスによる振動(1次成分となる振動)を十分に減衰することができる。
【0025】
請求項6に記載の発明によれば、固定板の雌ネジにスクリューの雄ネジ部を螺合することで、防振材を固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定するため、その組み付けが容易となる。
【0026】
請求項7によれば、スクリューには、防振材の当接面と当接する中間部に曲面状の柱部が形成されるため、雄ネジ部が防振材を破損してしまうことがない。
請求項8に記載の発明によれば、防振材は、硬度20乃至40のゴムとされ、ロータ振動を減衰するために好適となる。
【0027】
請求項9に記載の発明によれば、モータホルダには、防振材取付孔が形成され、防振材取付孔に軸線方向防振材が嵌合され、軸線方向防振材は固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定される。これにより、防振材及び軸線方向防振材による軸線方向のばね定数を相対的に更に高くすることができる。
【0028】
請求項10に記載の発明によれば、ステータの固定板のボス部は防振材を介してモータホルダに固定される。又、モータホルダには、防振材取付孔が形成され、防振材取付孔に軸線方向防振材が嵌合され、軸線方向防振材は固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定される。これにより、防振材及び軸線方向防振材による回転方向のばね定数を相対的に低く、軸線方向のばね定数を相対的に高くすることができる。従って、モータ作動時の磁気変動による振動(高次成分となる振動)及びロータの重量アンバランスによる振動(1次成分となる振動)を十分に減衰することができる。
【0029】
請求項11に記載の発明によれば、ステータのセンターピースの固定板には固定孔が形成され、センターピースは固定孔に固定される固定部材により防振材を介してモータホルダに固定される。又、モータホルダには、防振材取付孔が形成され、防振材取付孔に軸線方向防振材が嵌合され、軸線方向防振材は固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定される。これにより、防振材及び軸線方向防振材による回転方向のばね定数を相対的に低く、軸線方向のばね定数を相対的に高くすることができる。従って、モータ作動時の磁気変動による振動(高次成分となる振動)及びロータの重量アンバランスによる振動(1次成分となる振動)を十分に減衰することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を車両用空調装置のブラシレスモータに具体化した一実施の形態を図1〜図5に従って説明する。図1に示すように、合成樹脂で成形されたモータホルダ1にはステータ2が固定されている。前記ステータ2は、センターピース3と、コア4と、そのコア4に巻着された巻線5とから構成される。
【0031】
前記ステータ2にはロータ6が回転可能に支持される。前記ロータ6は、ヨーク7と、そのヨーク7の内周面に固着される複数のマグネット8と、前記ヨークの中心部に圧入される出力軸9とから構成される。そして、前記出力軸9が軸受け10a,10bを介して前記センターピース3の中心部に回転可能に支持され、その出力軸9の先端にシロッコ型のファン11が固定されている。
【0032】
前記モータホルダ1の下面には回路基板12が一つ若しくは複数のネジで固定され、その回路基板12には励磁回路を構成する多数の素子が搭載されている。そして、励磁回路から前記巻線5に励磁電流が供給されると前記ロータ6が回転され、ロータ6の回転にともなって出力軸9が回転される。従って、巻線5に励磁電流が供給されると、出力軸9の回転とともにファン11が回転されて、送風動作が行われる。
【0033】
前記出力軸9の下端部には、円盤状のセンサマグネット13が嵌着され、前記回路基板12上において、前記センサマグネット13の外周部近傍には、ホール素子14が配設されている。そして、センサマグネット13の磁束をホール素子14で検出することによりロータ6の回転角度が検出され、その検出信号に基づいて、前記励磁回路で励磁電流が制御される。
【0034】
前記モータホルダ1には前記回路基板12を覆う下部ケース15が取着される。下部ケース15は、前記モータホルダ1と同様な合成樹脂で、その周囲が上方へ垂立する皿型に成形されている。そして、前記モータホルダ1と下部ケース15との間に形成される収容部16内に前記回路基板12が収容される。
【0035】
前記ステータ2は、そのセンターピース3の下端部がモータホルダ1に固定される。
詳述すると、センターピース3の下端部には、周方向にほぼ円板状に延設される固定板17が形成され、その固定板17には、下方へ突出するボス部18が等角度間隔に3個(図1中、1個のみ図示する)形成される。ボス部18の中心部にはネジ孔19が形成されている。
【0036】
モータホルダ1は、図3に示すように、略円盤形状に形成され、その中央部には、ステータ2(センターピース3)を載置するための略円形の凹部1aが形成されている。
【0037】
凹部1aの底部には、出力軸9の下端部が貫通される中心孔1bが形成され、その中心孔1bの周囲には複数の取付孔1cが形成されている。尚、本実施の形態では、取付孔1cは等角度(120°)間隔で3個形成されている。又、中心孔1bの周囲において、各取付孔1c間には、それぞれ防振材取付孔としての取付孔1dが形成されている。各取付孔1c,1dは、ロータ回転軸を中心とした径方向より周方向(ロータ回転方向)に長い楕円形状に形成されている。
【0038】
そして、各取付孔1cには防振材20が嵌合される。図2(a)は、防振材20の縦断面図を示す。図2(b)は、防振材20の平面図を示す。防振材20は、硬度20〜40(JIS−A)のゴムよりなる。防振材20は、図2(a),(b)に示すように、略円筒形状に形成されている。防振材20の内周面には、所定径の当接面20aが軸線方向中央に形成され、その当接面20a上下端から開口両端部に向かって拡径したテーパ面20bが形成されている。これにより、防振材20の当接面20aの軸線方向の長さは、防振材20全体の軸線方向の長さより短くされている。防振材20の外周面の軸線方向中央には係止溝20cが円周方向に沿って形成されている。尚、この係止溝20cの底が形成する環状の直径は、前記取付孔1c、1dの短径より長く長径より短く設定されている。そして、防振材20は、この係止溝20c部分で前記取付孔1cに対して嵌合される。従って、取付孔1cに嵌合された防振材20は、取付孔1cと同様な楕円形状に撓んだ状態となる(図4参照)。
【0039】
この防振材20には、図4に示すように、前記ボス部18が嵌挿される。尚、この状態でボス部18は、防振材20の当接面20aと当接し、テーパ面20bとは当接しない。そして、その防振材20の下面には、取付プレート21が当接され、その取付プレート21の下方から同取付プレート21を貫通したネジ22がボス部18のネジ孔19に螺入されて、取付プレート21が固定板17に固定されるとともに、固定板17と取付プレート21との間で防振材20が挟着されている。
【0040】
従って、ネジ22がネジ孔19に螺入された状態では、ボス部18がモータホルダ1の取付孔1cに対し固定され、センターピース3がモータホルダ1に固定される。
【0041】
前記各取付孔1dには軸線方向防振材としての防振材23が嵌着され、その防振材23は固定板17と取付プレート21との間で挟着されている。この防振材23には、ボス部18が嵌挿されない。尚、本実施の形態の防振材23は、前記防振材20と同一のものであり、部品種類の増加が抑えられている。
【0042】
このように構成されたブラシレスモータでは、ロータ6の振動が防振材20,23により減衰される。ここで、上記構成では、防振材20の当接面20aの軸線方向の長さを、防振材20全体の軸線方向の長さより短くすることにより、防振材20を従来技術(特願平10−086062)に比べてロータ回転方向に撓みやすくしている。即ち、ロータ回転方向に対する防振材20のばね定数を比較的低く、軸線方向に対する防振材20のばね定数を比較的高くしている。
【0043】
又、上記構成では、各取付孔1cをロータ回転軸を中心とした径方向より周方向(ロータ回転方向)に長い楕円形状に形成し、その取付孔1cに防振材20を嵌合し、その防振材20に、図4に示すように、前記ボス部18を嵌挿することにより、防振材20を従来技術(特願平10−086062)に比べてロータ回転方向に撓みやすくしている。即ち、ロータ回転方向に対する防振材20のばね定数を比較的低く、径方向に対する防振材20のばね定数を比較的高くしている。
【0044】
更に、上記構成では、各取付孔1dにボス部18が嵌挿されない防振材23を嵌着し、その防振材23を固定板17と取付プレート21との間で挟着した。この、防振材23は、ボス部18と係合しないためロータ6(ステータ2)の回転方向の振動には略関与せず、軸線方向の振動に関与する。即ち、防振材23は、ロータ回転方向に対する防振材20のばね定数を高くすることなく軸線方向に対する防振材20のばね定数を高くするように機能する。
【0045】
そして、上記各構成により、防振材20,23は、ロータ回転方向に対するばね定数が図8の特性Sと同様の特性を有し、軸線方向及び径方向に対するばね定数が図8の特性Hと同様の特性を有するように設定されている。
【0046】
従って、固定板17部分が高次で主に回転方向に振動するモータ作動時の磁気変動による振動は、ロータ回転方向に対するばね定数を低くした(図8の特性Sと同様の特性を有する)防振材20により十分に減衰される。又、固定板17部分が1次で主に軸線方向及び径方向に振動する重量アンバランスによるすりこぎ運動(図5参照)は、軸線方向及び径方向に対するばね定数を高くした(図8の特性Hと同様の特性を有する)防振材20及び防振材23により十分に減衰される。
【0047】
上記のように構成されたブラシレスモータの特徴的な作用効果を以下に記載する。
(1)防振材20の内周面には、両端部に向かって拡径となるテーパ面20bを形成し、ボス部18と当接する当接面20aの軸線方向の長さを、防振材20全体の軸線方向の長さより短くした。そして、この防振材20を、固定板17と取付プレート21との間で軸線方向に挟着した。従って、ロータ回転方向に対する防振材20のばね定数が比較的低く、軸線方向に対する防振材20のばね定数が比較的高くなる。これにより、磁気変動による振動、及びすりこぎ運動(振動)は、防振材20により十分に減衰される。その結果、騒音及び車両のステアリング振動の発生は低減される。
【0048】
(2)防振材20を嵌合するための各取付孔1cをロータ回転軸を中心とした径方向より周方向(ロータ回転方向)に長い楕円形状に形成したため、防振材20は取付孔1cと同様な楕円形状に撓んだ状態となる。従って、ロータ回転方向に対する防振材20のばね定数が比較的低く、径方向に対する防振材20のばね定数が比較的高くなる。これにより、磁気変動による振動、及びすりこぎ運動(振動)は、防振材20により十分に減衰される。その結果、騒音及び車両のステアリング振動の発生は低減される。
【0049】
(3)各取付孔1dにボス部18が嵌挿されない防振材23を嵌着し、その防振材23を固定板17と取付プレート21との間で挟着した。この防振材23は、ボス部18と係合しないためロータ6(ステータ2)の回転方向の振動には略関与せず、軸線方向の振動を減衰する。即ち、軸線方向に対する防振材20のばね定数を高くするように機能する。これにより、磁気変動による振動、及びすりこぎ運動(振動)は、防振材20,23により十分に減衰される。その結果、騒音及び車両のステアリング振動の発生は低減される。又、防振材23を、防振材20を挟着する固定板17と取付プレート21とで挟着したため、部品点数及び組み付け工数が増大しない。
【0050】
(4)防振材20は、硬度20〜40(JIS−A)のゴムとしたため、ロータ6の振動が十分減衰される。
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
【0051】
・上記実施の形態では、固定板17にボス部18を形成し、ボス部18を防振材20を介してモータホルダ1に固定したが、図6に示すように変更して、センターピース30(固定板31)をモータホルダ1に固定してもよい。詳述すると、固定板31には、固定孔32が等角度間隔に3つ(図6中、1つのみ図示する)形成されている。この固定孔32には雌ネジが形成されている。
【0052】
前記モータホルダ1の取付孔1cに嵌合された前記防振材20の下面には、取付プレート33が当接され、その取付プレート33の下方から同取付プレート33を貫通した固定部材としてのスクリュー34の雄ネジ部34aが固定孔32の雌ネジに螺入されている。これにより、取付プレート33がスクリュー34の頭部34bで固定板31側に移動され、該取付プレート33が固定板31に固定されるとともに、固定板31と取付プレート33との間で防振材20が挟着されている。
【0053】
前記スクリュー34の中間部には、雄ネジ部34aが形成されていない曲面状の柱部34cが形成されている。即ち、このスクリュー34は、所謂、肩付きねじである。この柱部34cは、前記ボス部18の外径と同じ外径に形成され、前記防振材20に嵌挿されて前記当接面20aと当接されている。
【0054】
前記各取付孔1dには軸線方向防振材としての防振材23が嵌着され、その防振材23は固定板31と取付プレート33との間で挟着されている。この防振材23には、スクリュー34が嵌挿されない。
【0055】
このようにしても、固定板31に固定されるスクリュー34と当接する当接面20aの軸線方向の長さが、防振材20全体の軸線方向の長さより短いことから、ロータ回転方向に対する防振材20のばね定数が比較的低く、軸線方向に対する防振材20のばね定数が比較的高くなる。
【0056】
又、上記実施の形態と同様に防振材20を嵌合するための各取付孔1cをロータ回転軸を中心とした径方向より周方向(ロータ回転方向)に長い楕円形状に形成したため、防振材20は取付孔1cと同様な楕円形状に撓んだ状態となる。従って、ロータ回転方向に対する防振材20のばね定数が比較的低く、径方向に対する防振材20のばね定数が比較的高くなる。
【0057】
更に、各取付孔1dにスクリュー34が嵌挿されない防振材23を嵌着し、その防振材23を固定板31と取付プレート33との間で挟着した。この防振材23は、スクリュー34と係合しないためロータ6(ステータ2)の回転方向の振動には略関与せず、軸線方向の振動を減衰する。即ち、軸線方向に対する防振材20のばね定数を高くするように機能する。
【0058】
これらのことから、磁気変動による振動、及びすりこぎ運動(振動)は、防振材20,23により十分に減衰される。その結果、騒音及び車両のステアリング振動の発生は低減される。
【0059】
又、上記実施の形態のように固定板31にボス部18を形成しなくてよいため、固定板31(センターピース30)の製造コストが安くなる。
更に、スクリュー34の当接面20aと当接される中間部には、雄ネジ部34aが形成されていない曲面状の柱部34cを形成したため、防振材20が雄ネジ部34aのネジ山頂部が接触することで破損するといったことがない。
【0060】
尚、この例の固定孔32を単なる貫通孔とし、固定部材(スクリュー34)をリベットに変更して実施してもよい。
・上記実施の形態の防振材20を、図7に示す防振材41に変更してもよい。防振材41は、略円筒形状に形成されている。防振材41の内周面には、所定径の当接面41aが軸線方向中央に形成され、その当接面41a上下端から開口両端部に向かって拡径したテーパ面41bが形成されている。これにより、防振材41の当接面41aの軸線方向の長さは、防振材41全体の軸線方向の長さより短くされている。防振材41の外周面の軸線方向中央には係止溝41cが円周方向に沿って形成されている。尚、この係止溝41cの底が形成する環状の直径は、前記モータホルダ1の前記取付孔1c、1dの短径より長く長径より短く設定されている。又、係止溝41cの底部には、逃げ溝41dが形成されている。この例における逃げ溝41dは、係止溝41cの底部の軸線方向中央に形成されている。又、逃げ溝41dは、円周方向に沿って環状に形成されている。又、逃げ溝41dは、断面が半円形状に形成されている。そして、防振材41は、係止溝41c部分で前記取付孔1cに対して嵌合される。従って、取付孔1cに嵌合された防振材41は、上記実施の形態と同様に、取付孔1cと同様な楕円形状に撓んだ状態となる。
【0061】
このようにすると、上記実施の形態の効果に加えて、係止溝41cの底部に逃げ溝41dを形成したことで防振材41が更にロータ回転方向に撓みやすくなる。即ち、軸線方向に対する防振材41のばね定数が比較的高く、ロータ回転方向に対する防振材41のばね定数が比較的低くなる。これにより、磁気変動による振動、及びすりこぎ運動(振動)を、十分に減衰することができる。尚、上記防振材41の逃げ溝41dは、円周方向に沿って環状に形成されているとしたが、ロータ回転方向のみ(例えばロータ回転方向の2ヶ所に)形成してもよい。又、上記防振材41の逃げ溝41dは、断面が半円形状に形成されているとしたが、他の形状、例えば、断面がV字形状の溝に変更してもよい。
【0062】
・上記実施の形態では、ボス部18と当接する当接面20aの軸線方向の長さは、防振材20全体の軸線方向の長さより短くし、且つ各取付孔1cをロータ回転軸を中心とした径方向より周方向(ロータ回転方向)に長い楕円形状に形成したが、いずれか一方の構成のみとしてもよい。
【0063】
例えば、ボス部18と当接する当接面20aの軸線方向の長さを、防振材20全体の軸線方向の長さより短くし、各取付孔1cを真円形状に形成してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果(1),(3),(4)と同様の効果を得ることができる。
【0064】
又、防振材20の内周面を一定の直径とし、各取付孔1cをロータ回転軸を中心とした径方向より周方向(ロータ回転方向)に長い楕円形状に形成してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果(2)〜(4)と同様の効果を得ることができる。
【0065】
・上記実施の形態では、各取付孔1dにボス部18が嵌挿されない防振材23を嵌着し、その防振材23を固定板17と取付プレート21との間で挟着したが、防振材23を設けなくてもよい。このようにしても上記実施の形態の効果(1),(2),(4)と同様の効果を得ることができる。
【0066】
・上記実施の形態では、防振材20を、硬度20〜40(JIS−A)のゴムにて形成したが、硬度20〜40以外のゴムにて形成してもよいし、同様の機能を有すれば樹脂にて形成してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果(1)〜(3)と同様の効果を得ることができる。
【0067】
・上記実施の形態では、防振材20の内周面に、当接面20aを軸線方向中央に形成し、その当接面20a上下端から開口両端部に向かって拡径となるテーパ面20bを形成したが、ボス部18と当接する当接面を軸線方向一端側に形成し、その当接面から他端部に向かって拡径となるテーパ面を形成するようにしてもよい。このようにしても、ボス部18と当接する当接面の軸線方向の長さが、防振材全体の軸線方向の長さより短くなる。従って、防振材20は従来技術(特願平10−086062)に比べてロータ回転方向に撓みやすくなり、ロータ回転方向に対する防振材のばね定数が比較的低く、軸線方向に対する防振材のばね定数が比較的高くなる。
【0068】
・上記実施の形態の防振材20は、内周面に沿って環状に形成される当接面20aの軸線方向の長さが全ての箇所で防振材20全体の軸線方向の長さより短くなるようにしたが、少なくともロータ回転方向の当接面の軸線方向の長さを防振材全体の軸線方向の長さより短くすれば、他の形状としてもよい。このようにしても、防振材は従来技術(特願平10−086062)に比べてロータ回転方向に撓みやすくなり、ロータ回転方向に対する防振材のばね定数が比較的低く、軸線方向に対する防振材のばね定数が比較的高くなる。
【0069】
・上記実施の形態では、取付孔1cをロータ回転軸を中心とした径方向より周方向(ロータ回転方向)に長い楕円形状に形成したが、ロータ回転軸を中心とした径方向より周方向に長い形状であればよい。例えば、ロータ回転軸を中心とした周方向の接線と平行な2本の平行線と、両平行線端部を半円形状で繋ぐ小判形状(トラック形状)としてもよい。このようにしても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0070】
・上記実施の形態では、車両用空調装置のブラシレスモータに具体化したが、勿論、他の装置に使用されるブラシレスモータとしてもよい。
上記実施の形態及び別例に記載された技術的思想をその効果とともに以下に記載する。
【0071】
(イ)前記防振材の当接面から端部に向かって拡径となるテーパ面を形成した。
【0072】
このようにすると、防振材には、当接面から端部に向かって拡径となるテーパ面が形成される。従って、当接面は回転方向に撓み易くなり、回転方向のばね定数が低くなる。従って、モータ作動時の磁気変動による振動(高次成分となる振動)を十分に減衰することができる。
【0073】
(ロ)ステータを構成するセンターピースの一端に固定板を形成し、前記固定板にボス部を形成し、前記ボス部を防振材を介してモータホルダに固定し、前記ステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに励磁電流を供給することにより前記ロータを回転駆動するブラシレスモータにおいて、前記防振材を、前記ボス部が嵌挿される略円筒形状に形成し、その外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝を形成し、該係止溝に前記モータホルダに形成されたロータ回転軸を中心とした径方向より周方向に長い取付孔を嵌合し、該防振材を固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定したことを特徴とするブラシレスモータ。
【0074】
このようにすると、ボス部と取付孔に挟まれる防振材は、径方向より周方向に長く撓んだ状態となるため、回転方向のばね定数は相対的に低く、径方向のばね定数は相対的に高くなる。従って、モータ作動時の磁気変動による振動(高次成分となる振動)及びロータの重量アンバランスによる振動(1次成分となる振動)を十分に減衰することができる。
【0075】
(ハ)ステータを構成するセンターピースの一端に固定板を形成し、前記固定板に固定孔を形成し、前記センターピースを前記固定孔に固定される固定部材により防振材を介してモータホルダに固定し、前記ステータにロータを回転可能に支持し、前記ステータに励磁電流を供給することにより前記ロータを回転駆動するブラシレスモータにおいて、前記防振材を、前記固定部材が嵌挿される略円筒形状に形成し、その外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝を形成し、該係止溝に前記モータホルダに形成されたロータ回転軸を中心とした径方向より周方向に長い取付孔を嵌合し、該防振材を固定板と取付プレートとで軸線方向に挟着固定したことを特徴とするブラシレスモータ。
【0076】
このようにすると、固定部材と取付孔に挟まれる防振材は、径方向より周方向に長く撓んだ状態となるため、回転方向のばね定数は相対的に低く、径方向のばね定数は相対的に高くなる。従って、モータ作動時の磁気変動による振動(高次成分となる振動)及びロータの重量アンバランスによる振動(1次成分となる振動)を十分に減衰することができる。
【0077】
(ニ)前記逃げ溝を半円形状の溝とした。このようにすると、防振材がロータ回転方向に撓みやすくなる。
【0078】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、モータ作動時の磁気変動による振動、及びロータの重量アンバランスによる振動を十分減衰することができるブラシレスモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態のブラシレスモータを示す断面図。
【図2】(a)本実施の形態の防振材を示す縦断面図。(b)同じく防振材を示す平面図。
【図3】本実施の形態のモータホルダを示す平面図。
【図4】取付孔、防振材、及びボス部を説明するための説明図。
【図5】すりこぎ運動を説明するための模式図。
【図6】別例のブラシレスモータを示す断面図。
【図7】別例のブラシレスモータを示す断面図。
【図8】振動伝達特性を示す特性図。
【符号の説明】
1…モータホルダ、2…ステータ、3,30…センターピース、6…ロータ、17,31…固定板、18…ボス部、20,41…防振材、21,33…取付プレート、23…防振材(軸線方向防振材)、32…固定孔、34…スクリュー、1c…取付孔、1d…取付孔(防振材取付孔)、20a,41a…当接面、20b,41b…テーパ面、20c,41c…係止溝、34a…雄ネジ部、34b…頭部、34c…柱部、41d…逃げ溝。
Claims (11)
- ステータ(2)を構成するセンターピース(3)の一端に固定板(17)を形成し、前記固定板(17)にボス部(18)を形成し、前記ボス部(18)を防振材(20,41)を介してモータホルダ(1)に固定し、前記ステータ(2)にロータ(6)を回転可能に支持し、前記ステータ(2)に励磁電流を供給することにより前記ロータ(6)を回転駆動するブラシレスモータにおいて、
前記防振材(20,41)を、前記ボス部(18)が嵌挿され、該ボス部(18)の略全周と当接するように略円筒形状に形成し、その当接面(20a,41a)の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くし、該防振材(20,41)の外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝(20c,41c)を形成し、
前記係止溝(20c,41c)に前記モータホルダ(1)の取付孔(1c)を嵌合し、該防振材(20,41)を前記固定板(17)と取付プレート(21)とで軸線方向に挟着固定し、該防振材(20,41)を挟持固定した状態において、該防振材(20,41)における前記ボス部(18)との当接面(20a,41a)の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くすることで、該防振材(20,41)におけるロータ(6)の回転方向のばね定数を低くするとともに軸線方向のばね定数を高くしたことを特徴とするブラシレスモータ。 - ステータ(2)を構成するセンターピース(30)の一端に固定板(31)を形成し、前記固定板(31)に固定孔(32)を形成し、前記センターピース(30)を前記固定孔(31)に固定される固定部材(34)により防振材(20)を介してモータホルダ(1)に固定し、前記ステータ(2)にロータ(6)を回転可能に支持し、前記ステータ(2)に励磁電流を供給することにより前記ロータ(6)を回転駆動するブラシレスモータにおいて、
前記防振材(20)を、前記固定部材(34)が嵌挿され、該固定部材(34)の略全周と当接するように略円筒形状に形成し、その当接面(20a)の軸線方向の長さを、該防振材全体の軸線方向の長さより短くし、該防振材(20)の外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝(20c)を形成し、
前記係止溝(20c)に前記モータホルダ(1)の取付孔(1c)を嵌合し、該防振材(20)を前記固定板(31)と取付プレート(33)とで軸線方向に挟着固定し、該防振材(20)を挟持固定した状態において、該防振材(20)における前記固定部材(34)との当接面(20a)の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くすることで、該防振材(20)におけるロータ(6)の回転方向のばね定数を低くするとともに軸線方向のばね定数を高くしたことを特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1又は2に記載のブラシレスモータにおいて、
前記防振材(20,41)の当接面を軸線方向中央に形成し、その当接面(20a,41a)から両端部に向かって拡径となるテーパ面(20b,41b)を形成したことを特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記防振材(41)の前記係止溝(41c)の底部に、逃げ溝(41d)を形成したことを特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記取付孔(1c)を、ロータ回転軸を中心とした径方向より周方向に長く形成し、前記防振材(20,41)の係止溝(20c,41c)に前記モータホルダ(1)の取付孔(1c)を嵌合した状態において、該防振材(20,41)はロータ回転軸を中心とした径方向より周方向に長く撓むことで、該防振材(20,41)におけるロータ(6)の回転方向のばね定数を低くするとともにロータ回転軸を中心とした径方向のばね定数を高くしたことを特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項2に記載のブラシレスモータにおいて、
前記固定孔(32)には、雌ネジが形成され、
前記固定部材(34)は、雄ネジ部(34a)が形成されたスクリュー(34)であり、該雄ネジ部(34a)を前記雌ネジに螺合し、該スクリュー(34)の頭部(34b)で前記取付プレート(33)を前記固定板(31)側に移動させて、前記防振材(20)を前記固定板(31)と該取付プレート(33)とで軸線方向に挟着固定したことを特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項6に記載のブラシレスモータにおいて、
前記スクリュー(34)には、前記防振材(20)の前記当接面(20a)と当接する中間部に曲面状の柱部(34c)が形成されたことを特徴とするブラシレスモータ。 - 請求1乃至項7のいずれかに記載のブラシレスモータにおいて、
前記防振材(20)を、硬度20乃至40のゴムとしたことを特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のブラシレスモータにおいて、
前記モータホルダ(1)に、防振材取付孔(1d)を形成し、該防振材取付孔(1d)に軸線方向防振材(23)を嵌合し、該軸線方向防振材(23)を前記固定板(17,31)と前記取付プレート(21,33)とで軸線方向に挟着固定したことを特徴とするブラシレスモータ。 - ステータ(2)を構成するセンターピース(3)の一端に固定板(17)を形成し、前記固定板(17)にボス部(18)を形成し、前記ボス部(18)を防振材(20,41)を介してモータホルダ(1)に固定し、前記ステータ(2)にロータ(6)を回転可能に支持し、前記ステータ(2)に励磁電流を供給することにより前記ロータ(6)を回転駆動するブラシレスモータにおいて、
前記防振材(20,41)を、前記ボス部(18)の略全周と当接するように前記ボス部(18)が嵌挿される略円筒形状に形成し、該防振材(20,41)の外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝(20c,41c)を形成し、該係止溝(20c,41c)に前記モータホルダ(1)の取付孔(1c)を嵌合し、該防振材(20,41)を前記固定板(17)と取付プレート(21)とで軸線方向に挟着固定し、該防振材(20,41)を挟持固定した状態において、該防振材(20,41)における前記ボス部(18)との当接面(20a,41a)の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くすることで、該防振材(20,41)におけるロータ(6)の回転方向のばね定数を低くするとともに軸線方向のばね定数を高くし、
前記モータホルダ(1)に、防振材取付孔(1d)を形成し、該防振材取付孔(1d)に軸線方向防振材(23)を嵌合し、該軸線方向防振材(23)を前記固定板(17)と前記取付プレート(21)とで軸線方向に挟着固定したことを特徴とするブラシレスモータ。 - ステータ(2)を構成するセンターピース(30)の一端に固定板(31)を形成し、前記固定板(31)に固定孔(32)を形成し、前記センターピース(30)を前記固定孔(32)に固定される固定部材(34)により防振材(20)を介してモータホルダ(1)に固定し、前記ステータ(2)にロータ(6)を回転可能に支持し、前記ステータ(2)に励磁電流を供給することにより前記ロータ(6)を回転駆動するブラシレスモータにおいて、
前記防振材(20)を、前記固定部材(34)の略全周と当接するように前記固定部材(34)が嵌挿される略円筒形状に形成し、該防振材(20)の外周面の軸線方向中央部に円環状の係止溝(20c)を形成し、該係止溝(20c)に前記モータホルダ(1)の取付孔(1c)を嵌合し、該防振材(20)を前記固定板(31)と取付プレート(33)とで軸線方向に挟着固定し、該防振材(20)を挟持固定した状態において、該防振材(20)における前記固定部材(34)との当接面(20a)の軸線方向の長さを該防振材全体の軸線方向の長さより短くすることで、該防振材(20)におけるロータ(6)の回転方向のばね定数を低くするとともに軸線方向のばね定数を高くし、
前記モータホルダ(1)に、防振材取付孔(1d)を形成し、該防振材取付孔(1d)に軸線方向防振材(23)を嵌合し、該軸線方向防振材(23)を前記固定板(31)と前記取付プレート(33)とで軸線方向に挟着固定したことを特徴とするブラシレスモータ。
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