JP2012180818A - Blower - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blower whose vibration and noise are low, and which can achieve low power consumption and in which the number of components can be reduced.SOLUTION: A motor 3 is a three phase motor formed by winding three phase driving coils 35, 35B and 35C around an iron core and has a built-in driving circuit 18 supplying a coil current as a driving current to the driving coils 35, 35B and 35C of the motor 3. The driving circuit 18 dispenses with the position sensing element of a rotor. Vibration and noise of a fan motor can be reduced by adopting the three phase motor as the motor 3 to reduce torque variation from the conventional one. The efficiency of the fan motor is enhanced, so that power consumption can be reduced. The number of components as the fan motor can be reduced by dispensing with the position sensing element.

Description

本発明は、回転するロータを有する送風装置に関する。   The present invention relates to a blower device having a rotating rotor.

この種の送風装置として、特許文献1,2に示すようなファンモータの遠心ファンを用い、回転する遠心ファンのスラスト方向に吸気口を有し、遠心ファンのラジアル方向に排気口を設けたものが知られている。   As this type of air blower, a centrifugal fan of a fan motor as shown in Patent Documents 1 and 2, which has an intake port in the thrust direction of the rotating centrifugal fan and an exhaust port in the radial direction of the centrifugal fan It has been known.

上記のようなファンモータを駆動する方法として、従来は二相方式のDC(直流)ブラシレスモータが使用されてきた。二相方式の場合は、モータの構造上、電気角で180°毎に回転トルクがゼロとなるため、固定子磁極と回転子マグネットにより発生するコギングトルクを合成して、回転トルクがゼロにならないように工夫がなされていた。   Conventionally, a two-phase DC (direct current) brushless motor has been used as a method of driving the fan motor as described above. In the case of the two-phase system, because of the motor structure, the rotational torque becomes zero every 180 ° in electrical angle, so the rotational torque does not become zero by synthesizing the cogging torque generated by the stator magnetic pole and the rotor magnet. Ingenuity has been made.

特開平11−141499号公報JP-A-11-141499 特開2008−255865号公報JP 2008-255865 A

しかし、上述した従来の送風装置ではトルク変動が大きく、ファンモータの振動や騒音が大きくなる。またファンモータとしての効率が悪く、消費電力が大きいことも問題とされてきた。   However, in the conventional blower described above, the torque fluctuation is large, and the vibration and noise of the fan motor are increased. In addition, the efficiency as a fan motor is poor, and power consumption is also a problem.

そこで本発明は上記問題点に鑑み、低振動および低騒音であり、しかも低消費電力を実現した送風装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a blower device that achieves low vibration and noise, and achieves low power consumption.

請求項1の発明では、送風装置として三相モータを採用することにより、従来のものよりもトルク変動を小さくして、送風装置の振動や騒音を低減させることができる。また送風装置としての効率が向上するため、消費電力の低減を図ることが可能になる。さらに、位置検知素子を不要にすることで、送風装置として部品点数を削減できる。   In the invention of claim 1, by adopting a three-phase motor as a blower, torque fluctuation can be made smaller than that of the conventional one, and vibration and noise of the blower can be reduced. Moreover, since the efficiency as a blower improves, it becomes possible to aim at reduction of power consumption. Furthermore, by eliminating the need for position detection elements, the number of parts can be reduced as a blower.

請求項2の発明では、駆動回路を収納する制御基板の外径サイズを35mm以下とすることで、三相モータの駆動回路を小さな制御基板に全て収納し、送風装置に内蔵させることができ、コンパクトな構造を実現できる。   In the invention of claim 2, by setting the outer diameter size of the control board for housing the drive circuit to 35 mm or less, the drive circuit of the three-phase motor can be housed in a small control board and incorporated in the blower, A compact structure can be realized.

請求項3の発明では、固定子とケーシングとの間に駆動回路を配置することで、装置全体の形状を極力大型化させずに、固定子の巻線を駆動回路に最短の経路で接続することが可能になる。   In the invention of claim 3, by arranging the drive circuit between the stator and the casing, the winding of the stator is connected to the drive circuit through the shortest path without increasing the size of the entire apparatus as much as possible. It becomes possible.

請求項1の発明によれば、低振動および低騒音であり、しかも低消費電力を実現できると共に、部品点数の削減も可能な送風装置を提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a blower device that is low in vibration and noise, can achieve low power consumption, and can reduce the number of components.

請求項2の発明によれば、コンパクトな構造を実現した送風装置を提供することができる。   According to invention of Claim 2, the air blower which implement | achieved the compact structure can be provided.

請求項3の発明によれば、全体形状を極力大型化させずに、固定子の巻線を駆動回路に最短の経路で接続することが可能な送風装置を提供することができる。   According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a blower that can connect the winding of the stator to the drive circuit through the shortest path without increasing the overall shape as much as possible.

本発明の第1実施例を示す送風装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the air blower which shows 1st Example of this invention. 同上、送風装置の平面図である。It is a top view of an air blower same as the above. 同上、送風装置の底面図である。It is a bottom view of an air blower same as the above. 同上、モータとその駆動回路に関する回路図である。It is a circuit diagram regarding a motor and its drive circuit same as the above. 同上、プリント基板の平面図である。It is a top view of a printed circuit board same as the above. 本発明の第2実施例を示す送風装置の平面図である。It is a top view of the air blower which shows 2nd Example of this invention. 同上、送風装置の側面図である。It is a side view of an air blower same as the above. 同上、送風装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an air blower same as the above. 同上、防水リングの斜視図である。It is a perspective view of a waterproof ring same as the above. 同上、遠心ファンの底面図である。It is a bottom view of a centrifugal fan same as the above.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明における送風装置の好ましい実施例を説明する。なお、以下に示す各実施例で、共通する箇所には共通する符号を付し、共通する部分の説明は重複を避けるため極力省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of a blower according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, common portions are denoted by common reference numerals, and description of common portions is omitted as much as possible to avoid duplication.

図1〜図5は、本発明の第1実施例における送風装置を、ノートパソコンなどの薄型電子機器に適用した例を示している。これらの各図において、送風装置としてのファンモータ1は全体として扁平な外郭形状をなし、薄型電子機器内に収容される。また、ファンモータ1の内部には、羽根車としての遠心ファン2と、この遠心ファン2に回転力を与える駆動源としてのモータ3とを備えている。ファンモータ1の外郭をなすケーシング5は、例えば熱伝導性に優れた部材からなる有底状のベース6と、このベース6の上部開口を覆うカバー7とにより構成されるが、機器の薄型化を図るために、ケーシング5そのものを薄型電子機器の筐体の一部として形成してもよい。   FIGS. 1-5 has shown the example which applied the air blower in 1st Example of this invention to thin electronic devices, such as a notebook personal computer. In each of these drawings, the fan motor 1 as a blower has a flat outer shape as a whole and is accommodated in a thin electronic device. In addition, the fan motor 1 includes a centrifugal fan 2 as an impeller and a motor 3 as a drive source for applying a rotational force to the centrifugal fan 2. The casing 5 that forms the outline of the fan motor 1 is composed of, for example, a bottomed base 6 made of a member having excellent thermal conductivity and a cover 7 that covers the upper opening of the base 6. In order to achieve this, the casing 5 itself may be formed as a part of the casing of the thin electronic device.

モータ3は、ベース6に直立固定される有底筒状のスリーブ11と、このスリーブ11の外周部に設けられ、巻線12を巻装した成層鉄心を有する固定子13と、固定子13からの磁力を受けて回転する回転子14と、巻線12の両端部に電気的に接続され、制御用IC15,抵抗16およびコンデンサ17などの各種電子部品を実装して、これらの電子部品と共にモータ3の駆動回路18を形成するプリント基板19とを備えて構成される。またここでのモータ3は、固定子13の外周に回転子14を配置したアウターロータ型を採用している。スリーブ11の内部には、円筒状の軸受21が挿入され、この軸受21によりスリーブ11内で回動自在に支承される回転軸としてのシャフト22が、前記回転子14の中心に取付け固定される。プリント基板19は、ファンモータ1の外部から固定子13や駆動回路18に動作電圧などを供給するために、先端にコネクタ23を繋げた線材24がはんだ付けなどで接続される。   The motor 3 includes a bottomed cylindrical sleeve 11 that is fixed upright to a base 6, a stator 13 that is provided on the outer peripheral portion of the sleeve 11 and has a stratified iron core around which a winding 12 is wound, and a stator 13. The rotor 14 is rotated by receiving the magnetic force of the motor, and is electrically connected to both ends of the winding 12, and various electronic components such as a control IC 15, a resistor 16 and a capacitor 17 are mounted on the motor together with these electronic components. And a printed circuit board 19 on which three drive circuits 18 are formed. Moreover, the motor 3 here employs an outer rotor type in which a rotor 14 is disposed on the outer periphery of the stator 13. A cylindrical bearing 21 is inserted into the sleeve 11, and a shaft 22 as a rotating shaft that is rotatably supported in the sleeve 11 by the bearing 21 is attached and fixed to the center of the rotor 14. . The printed circuit board 19 is connected to a wire 24 having a connector 23 connected to the tip thereof by soldering or the like in order to supply an operating voltage or the like from the outside of the fan motor 1 to the stator 13 or the drive circuit 18.

回転子14は、固定子13を取り囲むように配置されるヨーク27と、ヨーク27の内周面に設けられるマグネットとしての永久磁石28とを備え、回転子14ひいてはヨーク27の外周面に前記遠心ファン2が設けられる。この遠心ファン2は樹脂製で、ヨーク27に嵌合装着されるファンカップ29と、ファンカップ29の外周面にシャフト22を中心として放射状に配置して構成される複数枚のブレード30とを有する。そして本実施例では、プリント基板19を介して固定子13の巻線12に所定の電流を与えることにより、固定子13に対向する回転子14の永久磁石28との間に吸引力および反発力を生じ、シャフト22を中心として回転子14と共に遠心ファン2が回転するようになっている。   The rotor 14 includes a yoke 27 disposed so as to surround the stator 13, and a permanent magnet 28 as a magnet provided on the inner peripheral surface of the yoke 27, and the centrifugal force is applied to the rotor 14 and the outer peripheral surface of the yoke 27. A fan 2 is provided. The centrifugal fan 2 is made of resin and has a fan cup 29 fitted to the yoke 27 and a plurality of blades 30 arranged radially on the outer peripheral surface of the fan cup 29 around the shaft 22. . In this embodiment, by applying a predetermined current to the winding 12 of the stator 13 via the printed circuit board 19, an attractive force and a repulsive force are generated between the rotor 14 and the permanent magnet 28 of the rotor 14 facing the stator 13. The centrifugal fan 2 rotates with the rotor 14 around the shaft 22.

前記ケーシング5には、遠心ファン2の吸込み方向でもある回転子14の軸方向の両側に、吸気部としての吸気口31,32が開口形成される。本実施例では、ケーシング5を構成するベース6とカバー7のそれぞれに吸気口31,32を設けているが、例えば一方の吸気口31だけを設けても構わない。またこれらの吸気口31,32に直交して、遠心ファン2の吐出し方向でもある回転子14の放射方向に、排気部としての排気口33が開口形成される。この排気口33の配設数も、特に限定されない。   In the casing 5, intake ports 31 and 32 are formed as intake portions on both sides in the axial direction of the rotor 14, which is also the suction direction of the centrifugal fan 2. In the present embodiment, the air inlets 31 and 32 are provided in the base 6 and the cover 7 constituting the casing 5, respectively. However, for example, only one air inlet 31 may be provided. In addition, an exhaust port 33 as an exhaust portion is formed in the radial direction of the rotor 14, which is also the discharge direction of the centrifugal fan 2, perpendicular to the intake ports 31 and 32. The number of the exhaust ports 33 is not particularly limited.

図4は、モータ3とその駆動回路18の電気的な構成を示している。本実施例におけるモータ3は、前記巻線12を巻回してなる駆動コイル35A,35B,35Cを、U,V,Wの各相に対応して3組備えた三相モータとして、ファンモータ1に組み込まれている。駆動コイル35A,35B,35Cは星形結線され、それぞれの駆動コイル35A,35B,35Cの一端と星形結線の中性点が制御用IC15のモータ制御端子に接続される。これにより各駆動コイル35A,35B,35Cにおいて、一方向と他方向に電流を供給することができる。   FIG. 4 shows the electrical configuration of the motor 3 and its drive circuit 18. The motor 3 in this embodiment is a fan motor 1 as a three-phase motor having three sets of drive coils 35A, 35B, and 35C formed by winding the windings 12 corresponding to the respective phases of U, V, and W. Built in. The drive coils 35A, 35B, 35C are star-connected, and one end of each drive coil 35A, 35B, 35C and the neutral point of the star-connect are connected to the motor control terminal of the control IC 15. Thereby, in each drive coil 35A, 35B, 35C, an electric current can be supplied to one direction and another direction.

一方、モータ3はいわゆる整流子を備えないDCブラシレスモータであって、その代わりに制御用IC15には、所定のタイミングで各駆動コイル35A,35B,35Cを流れるコイル電流の向きを切替えるための半導体スイッチ(図示せず)が内蔵される。また、コイル電流の切替タイミングを決定するために、回転子14の位置(位相)を検知する必要があるが、本実施例の駆動回路18では、回転する永久磁石28からの磁界の変化を捕える例えばホール素子などの位置検知素子は備えていない。回転子14の位置検知手段は制御用IC15に内蔵されており、例えば前記モータ制御端子を利用して、駆動コイル35A,35B,35Cの誘起電圧の変化を監視することで、回転子14の位置を検知して内蔵する半導体スイッチをスイッチング動作させ、各駆動コイル35A,35B,35Cへのコイル電流を適切なタイミングで切替えるようになっている。   On the other hand, the motor 3 is a DC brushless motor without a so-called commutator. Instead, the control IC 15 has a semiconductor for switching the direction of the coil current flowing through the drive coils 35A, 35B, 35C at a predetermined timing. A switch (not shown) is incorporated. Further, in order to determine the switching timing of the coil current, it is necessary to detect the position (phase) of the rotor 14, but the drive circuit 18 of the present embodiment captures a change in the magnetic field from the rotating permanent magnet 28. For example, no position detection element such as a Hall element is provided. The position detection means of the rotor 14 is built in the control IC 15. For example, the position of the rotor 14 is monitored by monitoring changes in the induced voltages of the drive coils 35 </ b> A, 35 </ b> B, 35 </ b> C using the motor control terminal. Is detected, the built-in semiconductor switch is switched, and the coil currents to the drive coils 35A, 35B, and 35C are switched at an appropriate timing.

その他、制御用IC15には、抵抗16やコンデンサ17などの例えば時定数を決定する素子が、前記駆動コイル35A,35B,35Cと共に、プリント基板19に形成された配線パターン37によって接続される。プリント基板19は図5に示すように、平面視で円形に形成され、その中心にはスリーブ11の挿通孔38が設けられる。また、プリント基板19の外周径φは35mm以下で、全体でカップ状をなすファンカップ29の外径とほぼ同一に形成される。このようにプリント基板19を小型化できるのは、駆動回路18に独立した位置検知素子を設けていないことに起因している。   In addition, elements for determining a time constant such as a resistor 16 and a capacitor 17 are connected to the control IC 15 together with the drive coils 35A, 35B, and 35C by a wiring pattern 37 formed on the printed circuit board 19. As shown in FIG. 5, the printed circuit board 19 is formed in a circular shape in plan view, and an insertion hole 38 of the sleeve 11 is provided at the center thereof. Further, the outer peripheral diameter φ of the printed circuit board 19 is 35 mm or less, and is formed substantially the same as the outer diameter of the fan cup 29 having a cup shape as a whole. The reason why the printed circuit board 19 can be miniaturized in this manner is that the drive circuit 18 is not provided with an independent position detection element.

また駆動回路18は、プリント基板19に実装収納された状態で、巻線12を施した固定子13とケーシング5の底面をなすベース6との間に配置される。この場合、駆動回路18は固定子13の直下に配設されることになり、プリント基板19にメッキスルーホール39を形成し、巻線12の端部に接続したピン40をメッキスルーホール39に挿入して、そこに図示しない半田を埋設することで、巻線12が駆動回路18に最短の経路で接続される。また、ファンモータ1の外形をなすケーシング5を極力大型化させずに、プリント基板19をケーシング5内に収納することができる。   The drive circuit 18 is disposed between the stator 13 provided with the winding 12 and the base 6 forming the bottom surface of the casing 5 in a state of being mounted and accommodated on the printed circuit board 19. In this case, the drive circuit 18 is disposed immediately below the stator 13, a plated through hole 39 is formed in the printed circuit board 19, and the pin 40 connected to the end of the winding 12 is formed in the plated through hole 39. By inserting and embedding solder (not shown) therein, the winding 12 is connected to the drive circuit 18 through the shortest path. Further, the printed circuit board 19 can be accommodated in the casing 5 without enlarging the casing 5 forming the outer shape of the fan motor 1 as much as possible.

そして上記ファンモータ1では、線材24を通して駆動回路18に動作電圧が与えられ、それにより制御用IC15が起動して、モータ3の駆動コイル35A,35B,35Cに120°の位相差でコイル電流が供給される。制御用IC15は、永久磁石28との間の電磁気作用によって生じる駆動コイル35A,35B,35Cの誘起電圧を監視し、それにより回転子14の位置を検知して、各駆動コイル35A,35B,35Cへのコイル電流を適切なタイミングで切り替えることで、固定子13から回転子14に取付けられた永久磁石29に回転駆動力を付与する。   In the fan motor 1, an operating voltage is applied to the drive circuit 18 through the wire 24, whereby the control IC 15 is activated, and a coil current is applied to the drive coils 35 A, 35 B, and 35 C of the motor 3 with a phase difference of 120 °. Supplied. The control IC 15 monitors the induced voltage of the drive coils 35A, 35B, and 35C generated by the electromagnetic action with the permanent magnet 28, thereby detecting the position of the rotor 14 and thereby detecting each of the drive coils 35A, 35B, and 35C. By switching the coil current to the rotor at an appropriate timing, a rotational driving force is applied from the stator 13 to the permanent magnet 29 attached to the rotor 14.

このとき、一方の吸気口31を通過して、遠心ファン2の一側からブレード30に薄型電子機器内部の発熱部品(図示せず)から熱を奪い取った空気が吸気されると共に、他方の吸気口32からも、遠心ファン2の他側からブレード30に同様の空気が吸気される。それぞれのブレード30間において、ケーシング5内の空気は遠心ファン2の内周側から外周側に送り出され、吸気口31,32と直交する方向にあるケーシング5の排気口33から薄型電子機器の外部に排気される。   At this time, air that has taken heat from a heat generating component (not shown) inside the thin electronic device is sucked from one side of the centrifugal fan 2 to the blade 30 from one side of the centrifugal fan 2, and the other intake Similar air is sucked into the blade 30 from the other side of the centrifugal fan 2 through the port 32. Between the blades 30, the air in the casing 5 is sent out from the inner peripheral side of the centrifugal fan 2 to the outer peripheral side, and from the exhaust port 33 of the casing 5 in the direction orthogonal to the intake ports 31 and 32, the outside of the thin electronic device. Exhausted.

以上のように本実施例では、アウターロータ型のDCブラシレスモータ3の回転子14外周に、複数枚のブレード30を一体に形成した遠心ファン2を装着し、遠心ファン2の回転軸方向であるスラスト方向に吸気口31,32を有し、遠心ファン2の放射方向であるラジアル方向に排気口33を有してなる送風装置としてのファンモータ1において、モータ3は三相の駆動コイル35A,35B,35Cを鉄芯に巻装してなる三相モータであり、且つモータ3の駆動コイル35A,35B,35Cに駆動電流としてのコイル電流を供給する駆動回路18を内蔵し、この駆動回路18は回転子14の位置検知素子を不要にするために、モータ3を制御する制御用IC15に回転子14の位置検知手段を内蔵させる構成を有している。   As described above, in this embodiment, the centrifugal fan 2 integrally formed with a plurality of blades 30 is attached to the outer periphery of the rotor 14 of the outer rotor type DC brushless motor 3, and the rotational axis direction of the centrifugal fan 2 is the same. In the fan motor 1 as a blower device having the intake ports 31 and 32 in the thrust direction and the exhaust port 33 in the radial direction that is the radial direction of the centrifugal fan 2, the motor 3 includes a three-phase drive coil 35 </ b> A, A drive circuit 18 that is a three-phase motor in which 35B and 35C are wound around an iron core and supplies a coil current as a drive current to the drive coils 35A, 35B, and 35C of the motor 3 is incorporated. Has a configuration in which the position detection means for the rotor 14 is built in the control IC 15 for controlling the motor 3 in order to eliminate the need for the position detection element of the rotor 14.

この場合、ファンモータ1のモータ3として三相モータを採用することにより、従来のものよりもトルク変動を小さくして、ファンモータ1の振動や騒音を低減させることができる。またファンモータ1としての効率が向上するため、消費電力の低減を図ることが可能になる。さらに、位置検知素子を不要にすることで、ファンモータ1として部品点数を削減できる。したがって、低振動および低騒音であり、しかも低消費電力を実現できると共に、部品点数の削減も可能なファンモータ1を提供できる。   In this case, by adopting a three-phase motor as the motor 3 of the fan motor 1, the torque fluctuation can be made smaller than that of the conventional one, and the vibration and noise of the fan motor 1 can be reduced. Further, since the efficiency as the fan motor 1 is improved, it is possible to reduce power consumption. Furthermore, the number of parts of the fan motor 1 can be reduced by eliminating the need for the position detection element. Therefore, it is possible to provide the fan motor 1 that has low vibration and noise, can achieve low power consumption, and can reduce the number of components.

また本実施例では、駆動回路18を収納する制御基板としてのプリント基板19を備え、そのプリント基板19の外径サイズφが35mm以下となるように、当該プリント基板19を形成している。   In the present embodiment, a printed circuit board 19 is provided as a control board for housing the drive circuit 18, and the printed circuit board 19 is formed so that the outer diameter size φ of the printed circuit board 19 is 35 mm or less.

この場合、駆動回路18を収納するプリント基板19の外径サイズφを35mm以下とすることで、三相モータの駆動回路18を小さなプリント基板19に全て収納し、ファンモータ1に内蔵させることができ、コンパクトな構造を実現できる。   In this case, by setting the outer diameter size φ of the printed circuit board 19 that stores the drive circuit 18 to 35 mm or less, the drive circuit 18 of the three-phase motor can be stored in the small printed circuit board 19 and incorporated in the fan motor 1. And a compact structure can be realized.

また、特に本実施例の駆動回路18は、巻線12を施した固定子13とモータ3を収納するケーシング5との間に配置される。   In particular, the drive circuit 18 of this embodiment is disposed between the stator 13 provided with the winding 12 and the casing 5 that houses the motor 3.

この場合、固定子13とケーシングとの間に駆動回路を配置することで、ファンモータ1全体の形状を極力大型化させずに、固定子13の巻線12を駆動回路18に最短の経路で接続することが可能になる。   In this case, by arranging the drive circuit between the stator 13 and the casing, the winding 12 of the stator 13 can be routed to the drive circuit 18 through the shortest path without enlarging the overall shape of the fan motor 1 as much as possible. It becomes possible to connect.

図6〜図10は、本発明の第2実施例における送風装置としてのファンモータ1を示している。なお本実施例の特徴を、上記第1実施例で説明したものと組み合わせてもよい。   FIGS. 6-10 has shown the fan motor 1 as an air blower in 2nd Example of this invention. The features of the present embodiment may be combined with those described in the first embodiment.

これらの各図において、ファンモータ1の内部には、羽根車としての遠心ファン2と、この遠心ファン2に回転力を与える駆動源としてのモータ3とを備えている。ファンモータ1の外郭をなすケーシング5は、前述したように有底状のベース6とカバー7とにより構成される。   In each of these drawings, the fan motor 1 includes a centrifugal fan 2 as an impeller and a motor 3 as a drive source for applying a rotational force to the centrifugal fan 2. The casing 5 that forms the outline of the fan motor 1 is composed of the bottomed base 6 and the cover 7 as described above.

モータ3は、ベース6の略中央に直立固定される有底筒状のスリーブ11と、このスリーブ11の外周部に設けられ、巻線12を巻装した成層鉄心を有する固定子13と、固定子13からの磁力を受けて回転する回転子14と、巻線12の両端部に電気的に接続され、モータ3の駆動回路などの電気回路を形成するプリント基板19とを備えて構成される。またここでのモータ3は、固定子13の外周に回転子14を配置したアウターロータ型を採用している。スリーブ11の内部には、円筒状の軸受21が挿入され、ケーシング6の略中央に軸受21が固定されると共に、この軸受21によりスリーブ11内で回動自在に支承される回転軸としてのシャフト22が、前記回転子14の中心に取付け固定される。   The motor 3 includes a bottomed cylindrical sleeve 11 that is fixed upright substantially at the center of the base 6, a stator 13 that is provided on the outer periphery of the sleeve 11 and has a stratified iron core around which a winding 12 is wound. A rotor 14 that rotates by receiving a magnetic force from the child 13 and a printed circuit board 19 that is electrically connected to both ends of the winding 12 and forms an electric circuit such as a drive circuit of the motor 3 are configured. . Moreover, the motor 3 here employs an outer rotor type in which a rotor 14 is disposed on the outer periphery of the stator 13. A cylindrical bearing 21 is inserted into the inside of the sleeve 11, and the bearing 21 is fixed substantially at the center of the casing 6, and a shaft as a rotating shaft that is rotatably supported in the sleeve 11 by the bearing 21. 22 is fixedly attached to the center of the rotor 14.

回転子14は、固定子13を取り囲むように配置されるヨーク27と、ヨーク27の内周面に設けられるマグネットとしての永久磁石28とを備え、ヨーク27の外周面に前記遠心ファン2を備えて構成される。この遠心ファン2は樹脂製で、ヨーク27に嵌合装着されるボスとしてのファンカップ29と、シャフト22を中心として放射状に配置して構成される複数枚のブレード50,51と、ファンカップ29とブレード50,51との間を繋ぐ連結部52とを有する。ここでのブレード50,51はそれぞれが同一形状で、且つ何れも円弧状をなし、ファンカップ29の外周側に互い違いに配置されるが、第1実施例のブレード30のような形状を採用してもよい。そして本実施例でも、プリント基板19を介して固定子13の巻線12に所定の電流を与えることにより、固定子13に対向する回転子14の永久磁石28との間に吸引力および反発力を生じ、シャフト22を中心として回転子14と共に遠心ファン2が回転するようになっている。   The rotor 14 includes a yoke 27 disposed so as to surround the stator 13, and a permanent magnet 28 as a magnet provided on the inner peripheral surface of the yoke 27, and includes the centrifugal fan 2 on the outer peripheral surface of the yoke 27. Configured. The centrifugal fan 2 is made of resin, and includes a fan cup 29 as a boss fitted and attached to the yoke 27, a plurality of blades 50 and 51 that are arranged radially around the shaft 22, and the fan cup 29. And a connecting portion 52 connecting the blades 50 and 51. Here, the blades 50 and 51 have the same shape and both have an arc shape and are alternately arranged on the outer peripheral side of the fan cup 29. However, the blades 50 and 51 have the same shape as the blade 30 of the first embodiment. May be. Also in this embodiment, by applying a predetermined current to the winding 12 of the stator 13 via the printed circuit board 19, an attractive force and a repulsive force are generated between the permanent magnet 28 of the rotor 14 facing the stator 13. The centrifugal fan 2 rotates with the rotor 14 around the shaft 22.

前記ケーシング5には、遠心ファン2の吸込み方向でもある回転子14の軸方向の両側に、吸気部としての吸気口31,32が開口形成される。本実施例では、ケーシング5を構成するベース6とカバー7のそれぞれに吸気口31,32を設けているが、例えば一方の吸気口31だけを設けても構わない。またこれらの吸気口31,32に直交して、遠心ファン2の吐出し方向でもある回転子14の放射方向に、排気部としての排気口33が開口形成される。この排気口33の配設数も、特に限定されない。   In the casing 5, intake ports 31 and 32 are formed as intake portions on both sides in the axial direction of the rotor 14, which is also the suction direction of the centrifugal fan 2. In the present embodiment, the air inlets 31 and 32 are provided in the base 6 and the cover 7 constituting the casing 5, respectively. However, for example, only one air inlet 31 may be provided. In addition, an exhaust port 33 as an exhaust portion is formed in the radial direction of the rotor 14, which is also the discharge direction of the centrifugal fan 2, perpendicular to the intake ports 31 and 32. The number of the exhaust ports 33 is not particularly limited.

本実施例では、モータ3を構成する軸受21と電気回路を含むプリント基板19を、ファンモータ1の外部から侵入する水などの侵入物から保護するために、モータ3を吸気口31,32と排気口33から実質的に取り囲む迷路状のラビリンス構造55を形成している。このラビリンス構造55は、ベース6の底面より遠心ファン2に向けて形成される第1の突条部56と第3の突条部58と、遠心ファン2のファンカップ29とブレード50,51との間からベース6に向けて形成される第2の突条部57と第4の突条部59と、第3の突条部58の先端に装着される防水リング60とより構成され、これらの第1の突条部56〜第4の突条部59は、回転子14の回転を妨げないように互い違いに周方向に並べて配置される。なお、円筒状のリブである第1の突条部56〜第4の59は、本実施例のように4つに限定されるものではなく、また防水リング60は、第1の突状部56〜第4の突条部59の端部に設けてもよい。   In the present embodiment, in order to protect the bearing 21 constituting the motor 3 and the printed circuit board 19 including the electric circuit from intruders such as water entering from the outside of the fan motor 1, the motor 3 is connected to the intake ports 31 and 32. A labyrinth-like labyrinth structure 55 that substantially surrounds the exhaust port 33 is formed. The labyrinth structure 55 includes a first protrusion 56 and a third protrusion 58 formed from the bottom surface of the base 6 toward the centrifugal fan 2, the fan cup 29 of the centrifugal fan 2, blades 50 and 51, The second ridge 57 and the fourth ridge 59 formed from the gap toward the base 6, and the waterproof ring 60 attached to the tip of the third ridge 58, and these The first protrusions 56 to the fourth protrusions 59 are alternately arranged in the circumferential direction so as not to hinder the rotation of the rotor 14. In addition, the 1st protrusion part 56-the 4th 59 which are cylindrical ribs are not limited to four like a present Example, Moreover, the waterproof ring 60 is 1st protrusion part. You may provide in the edge part of the 56th-4th protrusion part 59. FIG.

第2の突条部57は、遠心ファン2の連結部52からベース6の第1の突条部56と第3の突条部58との間の凹部に向けて突設され、また防水リング60を装着した第3の突条部58は、ベース6の底面から遠心ファン2の第2の突条部57と第4の突条部59との間の凹部に向けて突設される。遠心ファン2の第4の突条部59は、ファンカップ29の側面部を兼用するもので、第4の突条部59の内面側に、前記永久磁石28を保持するヨーク27が装着される。   The second protrusion 57 projects from the connecting part 52 of the centrifugal fan 2 toward the recess between the first protrusion 56 and the third protrusion 58 of the base 6, and is also a waterproof ring. The third ridge 58 to which 60 is attached is projected from the bottom surface of the base 6 toward the recess between the second ridge 57 and the fourth ridge 59 of the centrifugal fan 2. The fourth protrusion 59 of the centrifugal fan 2 also serves as a side surface of the fan cup 29, and a yoke 27 that holds the permanent magnet 28 is attached to the inner surface of the fourth protrusion 59. .

防水リング60は例えば接着などによって第3の突条部58に固着され、それによりラビリンス構造55に、第2の突条部57と第3の突条部58との間の広い空間と、第2の突条部57と防水リング60との間の狭い空間をそれぞれ形成する。そして防水リング60の材質は、例えば撥水性の良好なフッ素樹脂などからなり、また第3の突条部58は親水性の良好なアルミニウムなどの金属または樹脂からなる。   The waterproof ring 60 is fixed to the third protrusion 58 by bonding or the like, for example, whereby the labyrinth structure 55 has a wide space between the second protrusion 57 and the third protrusion 58, and the first protrusion 58. Narrow spaces between the two protrusions 57 and the waterproof ring 60 are formed. The material of the waterproof ring 60 is made of, for example, a fluororesin having good water repellency, and the third protrusion 58 is made of a metal or resin such as aluminum having good hydrophilicity.

また、ラビリンス構造55が軸受21に達するのを防ぐために、別な円筒状のリブである第5の突条部61と、第6の突条部62と、第7の突条部63と、第8の突条部64と、第9の突条部65と、第10の突条部66を、遠心ファン2の内側面に周方向に並べて突設する。第5の突条部61〜第9の突条部65は、何れも固定子13に向けて形成される一方、第10の突条部66は、軸受21を挿入固定するスリーブ11の上端に向けて形成される。そして、第10の突条部66は第5の突条部61〜第9の突条部65よりも高く(長く)突出している。   Further, in order to prevent the labyrinth structure 55 from reaching the bearing 21, a fifth ridge 61, a sixth ridge 62, a seventh ridge 63, which are other cylindrical ribs, The eighth ridge 64, the ninth ridge 65, and the tenth ridge 66 are juxtaposed on the inner surface of the centrifugal fan 2 in the circumferential direction. The fifth protruding portion 61 to the ninth protruding portion 65 are all formed toward the stator 13, while the tenth protruding portion 66 is provided at the upper end of the sleeve 11 for inserting and fixing the bearing 21. Formed towards. The tenth protruding portion 66 protrudes higher (longer) than the fifth protruding portion 61 to the ninth protruding portion 65.

なお、プリント基板19を含む電気回路には、適切な防水処理が施してある。また、第5の突条部61〜第10の突条部66の数も、本実施例のように6つに限定されない。   The electric circuit including the printed circuit board 19 is appropriately waterproofed. Moreover, the number of the 5th protrusion part 61-the 10th protrusion part 66 is not limited to six like a present Example.

図8には、水の侵入経路となる矢印Wが示されているが、ファンモータ1への水の噴流や水の浸漬に伴い、ケーシング5内の水が遠心ファン2とケース6との間から、ラビリンス構造55の内部に侵入する。このとき、第3の突条部58の先端に防水リング60を設けているため、その防水リング60と第2の突条部57との間の狭い空間によって、水の侵入を阻み、さらには防水リング60自体の撥水性によって、防水リング60に達した水を撥いて、ラビリンス構造55の第3の突条部58と第4の突条部59との間の領域への水の侵入を防ぐことができる。そのため水は、第2の突条部57と第3の突条部58との間の広い空間に沿って流れ、開放されている第1の突条部56と第2の突条部57との間の通路からラビリンス構造55の外部に放出される。   In FIG. 8, an arrow W serving as a water intrusion path is shown. As the water jets into the fan motor 1 and the water is immersed, the water in the casing 5 moves between the centrifugal fan 2 and the case 6. From the inside of the labyrinth structure 55. At this time, since the waterproof ring 60 is provided at the tip of the third protrusion 58, the narrow space between the waterproof ring 60 and the second protrusion 57 prevents water from entering, Due to the water repellency of the waterproof ring 60 itself, the water that has reached the waterproof ring 60 is repelled, and water enters the region between the third ridge 58 and the fourth ridge 59 of the labyrinth structure 55. Can be prevented. Therefore, the water flows along a wide space between the second ridge 57 and the third ridge 58, and the first ridge 56 and the second ridge 57, which are open, It is discharged to the outside of the labyrinth structure 55 from the passage between them.

こうして、ラビリンス構造55の第1の突条部56〜第4の突条部59からなる領域にまで侵入する水は僅かであるが、そこから軸受21までの水の侵入経路には、別な第5の突条部61〜第10の突条部66があるので、軸受21への水の侵入を防止できる。仮に水が、第5の突条部61〜第9の突条部65を乗り越えたとしても、さらに高く突出した第10の突条部66により、軸受21への侵入を確実に防止できる。   Thus, a small amount of water enters the region composed of the first protrusions 56 to the fourth protrusions 59 of the labyrinth structure 55, but there is another water intrusion path from there to the bearing 21. Since there are the fifth protrusion 61 to the tenth protrusion 66, water can be prevented from entering the bearing 21. Even if water gets over the fifth ridge 61 to the ninth ridge 65, the tenth ridge 66 protruding higher can surely prevent the water from entering the bearing 21.

またJIS C 0920やIEC 60529では、電気機械器具の外郭による保護等級の概要を、保護等級1〜8でそれぞれ定めているが、本実施例のようなラビリンス構造55と、さらには第5の突条部61〜第9の突条部65を設けることにより、ここで規定される保護等級5(噴流に対して保護する)や保護等級7(水に浸しても影響がないように保護する)の条件で、軸受21や電気回路への水の侵入を確実に阻止することができる。   Further, in JIS C 0920 and IEC 60529, the outline of the protection class by the outer shell of the electric machine is defined by the protection classes 1 to 8, respectively. However, the labyrinth structure 55 as in the present embodiment and the fifth protrusion are further described. By providing the strip 61 to the ninth projection 65, the protection class 5 (protecting against jets) and the protection class 7 (protecting so as not to be affected even when immersed in water) are defined. Under these conditions, it is possible to reliably prevent water from entering the bearing 21 and the electric circuit.

ところで従来のファンモータでは、薄型で効率よく冷却することが可能な両面吸気の遠心ファンが用いられていたが、吸気部が遠心ファンの両面に配置され、しかも遠心ファンやモータの高さを低く抑えているため水が浸入しやすい。そして、水のかかる環境下で使用すると、侵入した水が電気回路や軸受にまで達する場合があった。   By the way, in the conventional fan motor, a double-sided intake centrifugal fan that can be cooled efficiently is used. However, the intake part is arranged on both sides of the centrifugal fan, and the height of the centrifugal fan and the motor is reduced. Water is easy to enter because it is suppressed. When used in an environment where water is applied, the intruded water sometimes reaches the electric circuit and the bearing.

こうした問題に対し、例えば特許第3694224号公報には防水構造を備えた遠心ファンが開示されている。しかし、遠心ファンの高さ方向が高くなってケーシングに収容できず、また防水性も不十分であった。   In response to such problems, for example, Japanese Patent No. 3694224 discloses a centrifugal fan having a waterproof structure. However, the height direction of the centrifugal fan is increased and cannot be accommodated in the casing, and the waterproof property is insufficient.

その点本実施例では、遠心ファン2の両面に対向して吸気口31,32を備えた両面吸気型のものでありながら、防水性に優れたファンモータ1を提供するために、ヨーク27とブレード50,51との間に複数の突条部56〜59からなるラビリンス構造55を形成すると共に、第3の突条部58の先端に防水リング60を設け、この防水リング60が第3の突条部58よりも撥水性の良好な材料で形成されている。   In this regard, in the present embodiment, in order to provide a fan motor 1 having a double-sided intake type having air inlets 31 and 32 facing both surfaces of the centrifugal fan 2 and having excellent waterproof properties, A labyrinth structure 55 composed of a plurality of protrusions 56 to 59 is formed between the blades 50 and 51, and a waterproof ring 60 is provided at the tip of the third protrusion 58, and the waterproof ring 60 is a third ring. It is made of a material having better water repellency than the protrusion 58.

このようにすると、ラビリンス構造55を形成するための第3の突条部58の先端に防水リング60を設けるだけで、その防水リング60自体の撥水性によって、ファンモータ1の外部から防水リング60に達した水を効果的に撥くことができる。そのため、両面吸気型のファンモータ1でありながら、遠心ファン2全体の厚さを薄くしても十分な防水性を得ることができる。   In this way, the waterproof ring 60 is provided from the outside of the fan motor 1 only by providing the waterproof ring 60 at the tip of the third protrusion 58 for forming the labyrinth structure 55, due to the water repellency of the waterproof ring 60 itself. Can effectively repel water that has reached Therefore, even though the double-sided intake fan motor 1 is used, sufficient waterproofness can be obtained even if the thickness of the entire centrifugal fan 2 is reduced.

また好ましくは、本実施例では防水リング60を設けることで、ラビリンス構造55の隙間に広い部分と狭い部分を形成し、狭い部分への水の侵入を効果的に防いでいる。しかも、防水リング60の材料をフッ素樹脂とすることで、より効果的に水を撥いて、さらに十分な防水性を得ることができる。   Preferably, in the present embodiment, by providing the waterproof ring 60, a wide portion and a narrow portion are formed in the gap of the labyrinth structure 55 to effectively prevent water from entering the narrow portion. In addition, when the material of the waterproof ring 60 is a fluororesin, water can be repelled more effectively, and further sufficient waterproofness can be obtained.

また本実施例では、ヨーク27とブレード50,51との間に複数の突条部56〜59からなるラビリンス構造55を形成し、第3の突条部58の先端に防水リング60を設けることで、ラビリンス構造55の隙間に広い部分と狭い部分を形成すると共に、第3の突条部58をアルミニウムなどの親水性を有する金属とし、防水リングの材料を樹脂としている。   In this embodiment, a labyrinth structure 55 including a plurality of protrusions 56 to 59 is formed between the yoke 27 and the blades 50 and 51, and a waterproof ring 60 is provided at the tip of the third protrusion 58. Thus, a wide part and a narrow part are formed in the gap of the labyrinth structure 55, the third protrusion 58 is made of a hydrophilic metal such as aluminum, and the material of the waterproof ring is made of resin.

このようにすると、上述のようにラビリンス構造55の隙間の狭い部分への水の侵入を効果的に防ぐことができる他、防水リング60自体の撥水性によって、ファンモータ1の外部から防水リング60に達した水を効果的に撥くことができ、さらにはその撥いた水を、第3の突条部58自体の親水性によって、容易にラビリンス構造55の外部に放出させることができる。   If it does in this way, the penetration | invasion of the water to the narrow part of the clearance gap of the labyrinth structure 55 as mentioned above can be prevented effectively, and also the waterproof ring 60 from the outside of the fan motor 1 by the water repellency of the waterproof ring 60 itself. Can be effectively repelled, and the repellent water can be easily released to the outside of the labyrinth structure 55 by the hydrophilicity of the third protrusion 58 itself.

さらに本実施例では、遠心ファン2の両面に対向して吸気口31,32を備えた両面吸気型のものでありながら、防水性に優れたファンモータ1を提供するために、ヨーク27とブレード50,51との間に複数の突条部56〜59からなるラビリンス構造55を形成すると共に、ヨーク27とシャフト22との間にも、複数の円筒状の突条部61〜66を形成している。   Furthermore, in this embodiment, in order to provide a fan motor 1 having a double-sided intake type that is provided with intake ports 31 and 32 opposite to both sides of the centrifugal fan 2 and is excellent in water resistance, a yoke 27 and a blade A labyrinth structure 55 including a plurality of protrusions 56 to 59 is formed between the yokes 27 and the shaft 22, and a plurality of cylindrical protrusions 61 to 66 are formed between the yokes 27 and the shaft 22. ing.

このようにすると、特にシャフト22を軸支する軸受21に対して、第5の突条部61〜第10の突条部66により水などの侵入物を防止することが可能になる。そのため、両面吸気型のファンモータ1でありながら、遠心ファン2全体の厚さを薄くしても十分な防水性を得ることができる。   If it does in this way, it will become possible to prevent intruders, such as water, with the 5th protrusion part 61-the 10th protrusion part 66 especially with respect to the bearing 21 which pivotally supports the shaft 22. FIG. Therefore, even though the double-sided intake fan motor 1 is used, sufficient waterproofness can be obtained even if the thickness of the entire centrifugal fan 2 is reduced.

さらに、シャフト22の近傍に位置する第10の突条部66が、他の第6の突条部61〜第9の突条部69よりも高く突出して形成されるので、ファンモータ1に侵入した水が、第5の突条部61〜第9の突条部65を乗り越えたとしても、さらに高く突出した第10の突条部66により、軸受21への侵入を確実に防止できる。   Further, the tenth ridge 66 located in the vicinity of the shaft 22 is formed so as to protrude higher than the other sixth ridge 61 to the ninth ridge 69, so that it enters the fan motor 1. Even if the water that has passed over the fifth ridge portion 61 to the ninth ridge portion 65, the tenth ridge portion 66 protruding higher can reliably prevent the water from entering the bearing 21.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更可能である。   In addition, this invention is not limited to the said Example, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

1 ファンモータ(送風装置)
3 モータ
5 ケーシング
12 巻線
13 固定子
18 駆動回路
19 プリント基板(制御基板)
31,32 吸気口
33 排気口
1 Fan motor (blower)
3 Motor 5 Casing 12 Winding 13 Stator 18 Drive Circuit 19 Printed Circuit Board (Control Board)
31, 32 Inlet port 33 Exhaust port

Claims (3)

DCブラシレスモータの回転子外周に遠心ファンを装着し、前記遠心ファンのスラスト方向に吸気口を有し、前記遠心ファンのラジアル方向に排気口を有してなる送風装置において、
前記DCブラシレスモータは三相モータであり、且つ前記DCブラシレスモータの駆動回路を内蔵し、
前記駆動回路は前記回転子の位置検知素子を不要にした構成であることを特徴とする送風装置。
In the air blower having a centrifugal fan mounted on the outer periphery of the rotor of the DC brushless motor, having an intake port in the thrust direction of the centrifugal fan, and having an exhaust port in the radial direction of the centrifugal fan,
The DC brushless motor is a three-phase motor, and has a built-in drive circuit for the DC brushless motor.
The air blower characterized in that the drive circuit has a configuration in which a position detection element of the rotor is unnecessary.
前記駆動回路を収納する制御基板を備え、この制御基板の外径サイズが35mm以下であることを特徴とする請求項1記載の送風装置。   The blower according to claim 1, further comprising a control board for housing the drive circuit, wherein an outer diameter size of the control board is 35 mm or less. 前記駆動回路は、巻線を施した固定子と前記DCブラシレスモータを収納するケーシングとの間に配置されることを特徴とする請求項1または2記載の送風装置。   The blower according to claim 1 or 2, wherein the drive circuit is disposed between a stator having windings and a casing that houses the DC brushless motor.
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