JP2005130659A

JP2005130659A - ブラシレスモータおよびモータファン

Info

Publication number: JP2005130659A
Application number: JP2003365662A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Fujii; 浩和藤井; Hisanori Mitamura; 尚徳三田村; Muneo Yamamoto; 宗生山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】放熱性を向上させた高信頼性のブラシレスモータ等を提供することである。
【解決手段】駆動回路を固定子の径方向であってコイルの外側に基板の電子部品実装面が前記固定子の端面と平行になるように配置したブラシレスモータとしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス給湯器等の各種家電製品等の電気機器に搭載されるブラシレスモータおよびモータファンに係るものである。

近年、家電機器等の小型化にともない、各種家電製品等の電気機器に搭載されるモータを小型高効率のブラシレスモータとする傾向が強くなっている。ブラシレスモータにはその内部に駆動回路を有するものがあり、当該駆動回路の電子部品の熱を効率良く放熱させるため、電子部品をモータの構成部品であって例えば金属製の部品に当接させる構成が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、電気掃除機等においては、モータの駆動回路を冷却するため、電動送風機から排出される空気の通路に前記駆動回路を配置している（例えば、特許文献２参照。）。
実開平１−７９３５０号公報（実願昭６２−１７３２３５号）のマイクロフィルム特開２００２−４８０９９号公報

しかしながら、上記従来のブラシレスモータまたは電動送風機のごとく固定子のコイル、より具体的にはコイルエンドに対向して駆動回路の基板端面（電子部品実装面）を配置する構成においては、コイルに対向する基板の面積が大きくなることから、ブラシレスモータの固定子コイルへの通電により発生する熱が駆動回路に伝わり易く、すなわち、駆動回路の熱を効率良く放熱させたとしても、駆動回路はコイルの熱により加熱されることとなっていた。

そして、このことはコイルを樹脂で覆うモールドモータにおいてより顕著であった。なぜならば、モールドモータに使用される樹脂は空気より熱伝導率が高いため、コイルの熱が駆動回路に効率良く伝わることとなるためである。

さらに、当該ブラシレスモータを有するモータファンは給湯器等の機器に搭載されるが、給湯器は室外に設置されることが多く、気温の高い日は駆動回路等の放熱性は悪化していた。

本発明の目的は、駆動回路の放熱性を高めることで冷却性能を向上させた高信頼性のブラシレスモータおよびこれを有するモータファンを提供することである。

本願発明は上記課題に鑑みなされたものであり、駆動回路を固定子の径方向であってコイルの外側に基板の電子部品実装面が前記固定子の端面と平行になるように配置したブラシレスモータとしたものである。

また、上記のように配置された駆動回路をファンケーシングのモータ取り付け面と同一面に対向し、かつ前記排出口側に直接または間接的に取り付けたモータファンとしたものである。

本願の請求項１に係る発明によれば、コイルに対向する駆動回路の配置をなくすことにより、コイルの発熱に影響されることなく駆動回路の放熱を行うことが可能で、より冷却性の高いブラシレスモータとすることができる。そして、この結果として、駆動回路等を構成する電子部品の性能を確実に発揮可能な信頼性の高いブラシレスモータとすることができる。

請求項２に係る発明によれば、熱伝導率の高い樹脂で固定子が覆われ、より通電により生じるコイルの熱が問題となる場合において、特に顕著に上記請求項１に係る発明同様の効果を得ることができる。

請求項３に係る発明によれば、上記請求項１に係る有利な効果に加え、駆動回路を風量の多い排出口側に配置することが可能であるため、さらにブラシレスモータの冷却性能を高めることができ、モータファンの熱に対する信頼性を向上させることができる。

本願の請求項１に係る発明は、回転子と、前記回転子を回転自在に保持する軸受を収納するブラケットと、前記ブラケットを固定した固定子と、基板の端面に電子部品を実装した駆動回路からなるブラシレスモータにおいて、前記駆動回路を前記固定子の径方向であってコイルの外側に前記基板の電子部品実装面が前記固定子の端面と平行になるように配置したことを特徴とするブラシレスモータであり、コイルエンドに対向する駆動回路の面の発生をなくし、駆動回路へのコイルに生じる熱の伝わりを抑制することができる。すなわち、自己発熱する駆動回路を加えてコイルに生じる熱で加熱することをなくすことができる。なお、通常、ブラシレスモータの駆動回路およびコイルは、自己発熱により最高で約１００度まで上昇する。

請求項２に係る発明は、固定子が樹脂でモールドされていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータであり、コイルの熱が樹脂を介してより駆動回路に伝わり易いブラシレスモータにおいても、駆動回路へのコイルに生じる熱の伝わりを抑制することができる。

請求項３に係る発明は、回転子と、前記回転子を回転自在に保持する軸受を収納するブラケットと、前記ブラケットを固定した固定子と、駆動回路からなるモータと、前記回転子の出力軸に取り付けられ、内径側から吸込んだ空気を外周側に送風する遠心ファンと、前記遠心ファンを収納し前記モータを取り付けるとともに、前記遠心ファンの外周側に排出口を設けたファンケーシングからなるモータファンにおいて、前記駆動回路を前記固定子の径方向であってコイルの外側に前記基板の電子部品実装面が前記固定子の端面と平行になるように配置するとともに、前記駆動回路を前記ファンケーシングのモータ取り付け面と同一面に対向し、かつ前記排出口側に直接または間接的に取り付けたことを特徴とするモータファンであり、駆動回路へのコイルに生じる熱の伝わりを抑制することが可能であるとともに、駆動回路を流量の多い排出口側に配置できる。

図１は本願発明のブラシレスモータに係る具体的構成を示すものであり、ブラシレスモータ１は固定子３と、回転子５と、回転子５を回転自在に保持する軸受５７およびパワー素子７１等を基板７３の端面上に実装した駆動回路７等により構成されている。

固定子３は電磁鋼板をプレスで打ち抜き積層した固定子鉄心３１に絶縁材３３を介してコイル３５が巻回され形成され、これを覆うように、例えば、ＢＭＣ等の樹脂４０でモールドしている。

また、回転子５も固定子３同様電磁鋼板を積層した回転子鉄心５１の外周に樹脂成形により回転子鉄心５１と一体的に磁石部５３を形成するとともに、回転子鉄心５１中心部に軸５５を圧入等により固定している。

軸５５には軸受５７が取り付けられており、軸受５７を固定子３に固定されたブラケット３７等で保持することで、回転子５は軸受５７を介して固定子３の磁極部と所定の空隙もって回転自在に保持されている。

このように構成されたブラシレスモータ１において、駆動回路７は上記モールドに際し、固定子３の径方向であってコイル３５の外側に一体的に形成された駆動回路収納室４２に基板７３の電子部品実装面が固定子３の端面と平行になるように配置し、駆動回路収納蓋４４で覆われ収納されている。

ここで、「平行」とは完全なる平行に限定するものではなく、例えば収納スペースとの関係において、コイル３５からの熱の伝わりおよび駆動回路７の冷却特性等を考慮して許容可能な範囲で傾き等を設けた場合も含むものである。

なお、同一基板７３上に駆動回路７の他、コイル３５との結線部または回転子５の位置検出のためのセンシング部を設けることもある。しかし、本願発明の一つの特徴的部分は発熱部相互を対向させて配置することをなくすものであるから、駆動回路７は発熱部若しくは発熱体とはならない結線部７０およびセンシング部等を含むものではなく、結線部およびセンシング部等がコイル３５と対向する位置に配置されたとしても、本願発明には何ら影響を与えることはない。

図２および図３は本願発明のモータファンに係る具体的構成を示すものであり、モータファン１００はファンケーシング１１０の一方の端面に形成された空気の吸込み口１１２と反対側に、上記実施例１に記載のブラシレスモータ１を駆動回路７が排出口１１４側になるように取り付けた構成を有している。

ここで、ブラシレスモータ１の軸５５はファンケーシング１１０の他方の端面を貫通してファンケーシング１１０内に挿入され、その先端に遠心ファン１２０がナット１２２を介して取り付けられている。また、遠心ファン１２０はファンケーシング１１０内部において、排出口１１４側の流路面積が大きくなるように偏った位置に配置されている。

したがって、遠心ファン１２０の内径側から吸い込まれ、外周側に排出される風は排出口１１４に向かうにしたがい、流速が減少するものの流量が多くなるように設定されている。

すなわち、上記のとおり排出口１１４側に取り付けられた駆動回路７は駆動回路収納蓋４４等を介して多くの風にさらされることとなる。

本発明に係るブラシレスモータおよびモータファンは駆動回路等を構成する電子部品の性能を確実に発揮可能な高い信頼性を有し、ガス給湯器等の各種家電製品等の電気機器の信頼性向上が必要な用途に適用できる。

本願のブラシレスモータを示す断面図本願のモータファンを示す断面図本願のモータファンを示す図

符号の説明

１ブラシレスモータ
３固定子
３１固定子鉄心
３５コイル
４０樹脂
５回転子
５７軸受
７駆動回路
７１パワー素子
７３基板
１００モータファン
１１０ファンケーシング
１１２吸込み口
１１４排出口
１２０遠心ファン
１２２ナット

Claims

回転子と、前記回転子を回転自在に保持する軸受を収納するブラケットと、前記ブラケットを固定した固定子と、基板の端面に電子部品を実装した駆動回路からなるブラシレスモータにおいて、前記駆動回路を前記固定子の径方向であってコイルの外側に前記基板の電子部品実装面が前記固定子の端面と平行になるように配置したことを特徴とするブラシレスモータ。
固定子が樹脂でモールドされていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
回転子と、前記回転子を回転自在に保持する軸受を収納するブラケットと、前記ブラケットを固定した固定子と、駆動回路からなるモータと、前記回転子の出力軸に取り付けられ、内径側から吸込んだ空気を外周側に送風する遠心ファンと、前記遠心ファンを収納し前記モータを取り付けるとともに、前記遠心ファンの外周側に排出口を設けたファンケーシングからなるモータファンにおいて、前記駆動回路を前記固定子の径方向であってコイルの外側に前記基板の電子部品実装面が前記固定子の端面と平行になるように配置するとともに、前記駆動回路を前記ファンケーシングのモータ取り付け面と同一面に対向し、かつ前記排出口側に直接または間接的に取り付けたことを特徴とするモータファン。