JP2015061324A - Brushless dc motor and blower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、天井埋め込み型等の排気用および吸気用の換気装置や、送風機、加湿機、除湿機、冷凍機器、空気調和機、給湯機など、ファン駆動用のブラシレスDCモータおよびそれを搭載した送風装置に関するものである。 The present invention is equipped with a brushless DC motor for driving a fan, such as a ceiling-embedded exhaust and intake ventilator, a blower, a humidifier, a dehumidifier, a refrigeration apparatus, an air conditioner, a water heater, and the like. The present invention relates to a blower.
近年、換気装置等の電気機器に搭載する送風装置においては、装置の消費電力を低減する目的でブラシレスDCモータが使用され場合が増加している。そして、このブラシレスDCモータには、駆動回路基板をモータ内に内蔵するタイプと、駆動回路基板を内蔵せずに外部回路で駆動するタイプに分類される。 In recent years, brushless DC motors are increasingly used in air blowers mounted on electrical devices such as ventilators for the purpose of reducing the power consumption of the devices. The brushless DC motor is classified into a type in which a drive circuit board is built in the motor and a type in which a drive circuit board is not built in and driven by an external circuit.
駆動回路基板をモータ内に内蔵するタイプのモータでは、モータに電源を供給するだけで駆動でき、利便性が高い一方、モータ内の構造が複雑になる。また、装置内に他の制御回路基板がある場合には、モータ内にも駆動回路基板があるので、装置内に2枚の回路基板が存在することになる。 In the motor of the type in which the drive circuit board is built in the motor, it can be driven simply by supplying power to the motor, which is highly convenient, but the structure in the motor is complicated. Further, when there is another control circuit board in the apparatus, there are two circuit boards in the apparatus because there is a driving circuit board in the motor.
駆動回路基板をモータ内に内蔵しないタイプのモータでは、モータ内の構造が簡素化できる一方、駆動する回路を別途設ける必要がある。但し、装置内に他の制御回路基板がある場合には、モータ駆動回路をその制御回路基板に搭載することも可能で、装置内の回路基板を1枚に集約できる利点がある。 In the type of motor in which the drive circuit board is not built in the motor, the structure in the motor can be simplified, but a drive circuit needs to be provided separately. However, when there is another control circuit board in the apparatus, the motor drive circuit can be mounted on the control circuit board, and there is an advantage that the circuit boards in the apparatus can be integrated into one sheet.
従来、この種の駆動回路基板をモータ内に内蔵するブラシレスDCモータは、以下の構成のものが知られている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a brushless DC motor having such a drive circuit board built in a motor has the following configuration (see, for example, Patent Document 1).
そのブラシレスDCモータについて図9,図10を参照しながら説明する。 The brushless DC motor will be described with reference to FIGS.
図9のステータ構造に示すように、複数枚積層された固定子鉄心101と、この固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するインシュレータ102と、固定子鉄心の外周上のインシュレータに端子ピンを立設するための外周孔部106と、固定子鉄心の外周上のインシュレータに駆動回路基板107を保持するための基板保持部108a,108bからステータが構成されている。
As shown in the stator structure of FIG. 9, a plurality of
また、図10に示すように、ブラシレスDCモータは、インシュレータ102を介して巻装される巻線と外周孔部106に立設した端子ピン110を接続し、端子ピン110と基板保持部108a,108b保持された駆動回路基板107とを接続し、駆動回路基板107とこの駆動回路基板に保持されたコネクタ103のコネクタ端子109を接続した状態のステータをモールド樹脂105で覆ってモータ外郭を形成し、その中に、回転子104とシャフト111とベアリング112a,112bを一体化したものを入れ、ブラケット113で蓋をした構造である。
Further, as shown in FIG. 10, the brushless DC motor connects the winding wound through the
このような従来の駆動回路基板をモータ内に内蔵するブラシレスDCモータにおいては、駆動回路基板を組込むことによって端子ピン接続やコネクタ保持やコネクタ端子接続が実現できる構成となっていたので、駆動回路基板を内蔵しないブラシレスDCモータを実現しようとした場合でも、配線用基板等の何らかの基板が必要になるという課題を有していた。 In such a conventional brushless DC motor having a built-in drive circuit board in the motor, the drive circuit board has been configured so that terminal pin connection, connector holding, and connector terminal connection can be realized by incorporating the drive circuit board. Even when trying to realize a brushless DC motor without a built-in resistor, there is a problem that some substrate such as a wiring substrate is required.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、駆動回路基板を内蔵したブラシレスDCモータと、駆動回路基板を内蔵しないブラシレスDCモータの、どちらの構成にも適応可能なステータ構造を有するブラシレスDCモータを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and has a stator structure that can be applied to either a brushless DC motor with a built-in driving circuit board or a brushless DC motor without a built-in driving circuit board. An object is to provide a brushless DC motor.
そして、この目的を達成するために、本発明は、複数枚積層された固定子鉄心と、この固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するとともに前記固定子鉄心の積層方向の一方の端面と略同一面上で前記固定子鉄心の外周側に大小2つの突出部を延設するインシュレータと、前記固定子鉄心の外周側で前記大きい突出部に設けたコネクタ保持部と、このコネクタ保持部に装着するコネクタ端子を有するコネクタを備え、前記インシュレータは、前記大きい突出部にコネクタ近傍孔部と、前記小さい突出部に外周孔部と、前記固定子鉄心の積層方向の前記突出部側に前記駆動回路基板を保持するための基板保持部とを有し、前記駆動回路基板を内蔵する場合は、前記外周孔部に端子ピンを立設し、前記駆動回路基板を前記基板保持部で保持して、前記インシュレータを介して巻装される巻線と前記端子ピン、この端子ピンと前記駆動回路基板、この駆動回路基板と前記コネクタを接続し、前記駆動回路基板を内蔵しない場合は、前記コネクタ近傍孔部に端子ピンを立設し、前記インシュレータを介して巻装される巻線と前記端子ピン、この端子ピンと前記コネクタを接続することができるブラシレスDCモータとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention provides a stator core stacked in a plurality of layers, an insulating layer formed on the surface of the stator core, and substantially the same as one end surface of the stator core in the stacking direction. An insulator that extends two large and small protrusions on the outer peripheral side of the stator core on the same surface, a connector holding part provided on the large protruding part on the outer peripheral side of the stator core, and the connector holding part The insulator having a connector terminal hole, a connector vicinity hole in the large protrusion, an outer peripheral hole in the small protrusion, and the drive circuit on the protrusion side in the stacking direction of the stator core. A board holding part for holding the board, and when the drive circuit board is built in, a terminal pin is erected in the outer peripheral hole part, and the drive circuit board is held by the board holding part, Said a When the winding and the terminal pin, the terminal pin and the drive circuit board, and the drive circuit board and the connector that are wound via a Schlator are connected, and the drive circuit board is not built in, the hole near the connector The terminal pin is erected, and it is a brushless DC motor capable of connecting the winding wound through the insulator and the terminal pin, and the terminal pin and the connector, thereby achieving the intended purpose. To achieve.
本発明によれば、複数枚積層された固定子鉄心と、この固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するとともに前記固定子鉄心の積層方向の一方の端面と略同一面上で前記固定子鉄心の外周側に大小2つの突出部を延設するインシュレータと、前記固定子鉄心の外周側で前記大きい突出部に設けたコネクタ保持部と、このコネクタ保持部に装着するコネクタ端子を有するコネクタを備え、前記インシュレータは、前記大きい突出部にコネクタ近傍孔部と、前記小さい突出部に外周孔部と、前記固定子鉄心の積層方向の前記突出部側に前記駆動回路基板を保持するための基板保持部とを有し、前記駆動回路基板を内蔵する場合は、前記外周孔部に端子ピンを立設し、前記駆動回路基板を前記基板保持部で保持して、前記インシュレータを介して巻装される巻線と前記端子ピン、この端子ピンと前記駆動回路基板、この駆動回路基板と前記コネクタを接続し、前記駆動回路基板を内蔵しない場合は、前記コネクタ近傍孔部に端子ピンを立設し、前記インシュレータを介して巻装される巻線と前記端子ピン、この端子ピンと前記コネクタを接続することができるという構成にしたことにより、1種類のステータ構造にて、駆動回路基板を内蔵したブラシレスDCモータと、駆動回路基板を内蔵しないブラシレスDCモータの、どちらの構成も実現できることになるので、1種類のステータ構造で、駆動回路基板を内蔵したブラシレスDCモータが適した装置と、駆動回路基板を内蔵しないブラシレスDCモータが適した装置の、両方に搭載でき、駆動回路基板の内蔵にかかわらずステータが兼用できるという効果を得ることができる。 According to the present invention, a plurality of laminated stator cores, and an insulating layer is formed on the surface of the stator core, and the stator core is substantially flush with one end face in the stacking direction of the stator cores. An insulator having two large and small projecting portions extending on the outer peripheral side of the stator, a connector holding portion provided on the large projecting portion on the outer peripheral side of the stator core, and a connector having a connector terminal attached to the connector holding portion. The insulator includes a connector vicinity hole in the large protrusion, an outer peripheral hole in the small protrusion, and a board holder for holding the drive circuit board on the protrusion in the stacking direction of the stator core. When the drive circuit board is built in, a terminal pin is erected in the outer peripheral hole part, the drive circuit board is held by the board holding part, and is wound through the insulator. Winding and the terminal pin, this terminal pin and the drive circuit board, the drive circuit board and the connector are connected, and when the drive circuit board is not built in, the terminal pin is erected in the connector vicinity hole, A brushless DC motor with a built-in drive circuit board in one type of stator structure by connecting the windings wound via an insulator and the terminal pins, and the terminal pins and the connector. Since both configurations of a brushless DC motor without a built-in drive circuit board can be realized, a device suitable for a brushless DC motor with a built-in drive circuit board and a built-in drive circuit board with one type of stator structure The brushless DC motor can be mounted on both suitable devices, and the stator can be used regardless of the built-in drive circuit board. Effect it is possible to obtain the called that.
本発明の請求項1記載のブラシレスDCモータは、複数枚積層された固定子鉄心と、この固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するとともに前記固定子鉄心の積層方向の一方の端面と略同一面上で前記固定子鉄心の外周側に大小2つの突出部を延設するインシュレータと、前記固定子鉄心の外周側で前記大きい突出部に設けたコネクタ保持部と、このコネクタ保持部に装着するコネクタ端子を有するコネクタを備え、前記インシュレータは、前記大きい突出部にコネクタ近傍孔部と、前記小さい突出部に外周孔部と、前記固定子鉄心の積層方向の前記突出部側に前記駆動回路基板を保持するための基板保持部とを有し、前記駆動回路基板を内蔵する場合は、前記外周孔部に端子ピンを立設し、前記駆動回路基板を前記基板保持部で保持して、前記インシュレータを介して巻装される巻線と前記端子ピン、この端子ピンと前記駆動回路基板、この駆動回路基板と前記コネクタを接続し、前記駆動回路基板を内蔵しない場合は、前記コネクタ近傍孔部に端子ピンを立設し、前記インシュレータを介して巻装される巻線と前記端子ピン、この端子ピンと前記コネクタを接続することができるという構成を有する。
The brushless DC motor according to
これにより、1種類のステータ構造にて、駆動回路基板を内蔵したブラシレスDCモータと、駆動回路基板を内蔵しないブラシレスDCモータの、どちらの構成も実現できることになるので、1種類のステータ構造で、駆動回路基板を内蔵したブラシレスDCモータが適した装置と、駆動回路基板を内蔵しないブラシレスDCモータが適した装置の、両方に搭載できるという効果を奏する。 As a result, both the brushless DC motor with a built-in drive circuit board and the brushless DC motor with no built-in drive circuit board can be realized with one type of stator structure. The brushless DC motor with a built-in drive circuit board is suitable, and an apparatus with a brushless DC motor without a built-in drive circuit board is suitable.
また、駆動回路基板を内蔵する場合の基板内の回路配置において、コネクタからの電源供給→駆動信号生成→端子ピンへのモータ電源供給の順番の配置が容易になるという効果を奏する。 Further, in the circuit arrangement in the board when the drive circuit board is built in, there is an effect that the arrangement of power supply from the connector → drive signal generation → motor power supply to the terminal pins becomes easy.
また、更にコネクタ近傍孔部または外周孔部は、複数本の端子ピンを立設が可能であるという構成にしてもよい。これにより、2本の端子ピンを使用した単相駆動や、3本の端子ピンを使用した3相駆動を実現できるという効果を奏する。 Further, the connector vicinity hole portion or the outer peripheral hole portion may be configured such that a plurality of terminal pins can be erected. As a result, it is possible to achieve single-phase driving using two terminal pins and three-phase driving using three terminal pins.
また、更に駆動回路基板面の上面とコネクタ端子の下面の高さを、同一面上に合せるという構成にしてもよい。これにより、駆動回路基板を内蔵する場合の基板とコネクタ端子の接続が容易になるという効果を奏する。 Further, the height of the upper surface of the drive circuit board surface and the lower surface of the connector terminal may be matched on the same surface. Thereby, there is an effect that the connection between the board and the connector terminal when the drive circuit board is built-in becomes easy.
また、更に基板保持部は複数本から成るという構成にしてもよい。これにより、大きい基板を保持する場合は全ての基板保持部を使用し、小さい基板を保持する場合は一部の基板保持部を使用して、大小の基板に対応できるという効果を奏する。 Furthermore, the substrate holding unit may be composed of a plurality of pieces. As a result, when holding a large substrate, all the substrate holding portions are used, and when holding a small substrate, a part of the substrate holding portions can be used to cope with a large and small substrate.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に示すように、本実施形態のステータ11は、複数枚積層された固定子鉄心1と、固定子鉄心1の表面に絶縁層を形成するとともに前記固定子鉄心の積層方向の一方の端面と略同一面上で固定子鉄心1の外周側に大小2つの突出部21を延設するインシュレータ2と、大きい突出部22に設けたコネクタ保持部4a,4bと、コネクタ保持部4a,4b間のインシュレータ2に端子ピン10を3本立設するためのコネクタ近傍孔部5と、小さい突出部23でコネクタ保持部4aに近い位置に端子ピンを3本立設するための外周孔部6と、固定子鉄心1の外周上のインシュレータ2にほぼ等間隔に立設した駆動回路基板7を保持するための先端がフック形状の3本の基板保持部8a,8b,8cとから成る。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, a stator 11 according to this embodiment includes a
駆動回路基板7を内蔵する場合は、図2に示すように、外周孔部6に端子ピン10を3本立設し、この端子ピン10の低部(インシュレータ2の突出部21側)に3相の巻線12をからげてはんだ接続する。更に、基板保持部8a,8b,8cに駆動回路基板7を取り付け、基板保持部8a,8b,8c先端のフック構成で駆動回路基板7の抜けを防止する。また、コネクタ保持部4a,4bにコネクタ3を取り付ける。
When the
この状態で図3に示すように、端子ピン10の上部を駆動回路基板7の孔に通してはんだ接続し、コネクタ端子9と駆動回路基板7をはんだ接続する。接続が完了したステータ11をモールド樹脂で覆うことにより図4に示すように、モータ外郭を形成し、ブラシレスDCモータ13として完成する。
In this state, as shown in FIG. 3, the upper portion of the
また、駆動回路基板7を内蔵しない場合は、図5に示すように、コネクタ近傍孔部5に端子ピン10を3本立設し、この端子ピン10の低部(インシュレータ2の突出部21側)に3相の巻線12をからげてはんだ接続する。更に、コネクタ保持部4a,4bにコネクタ3を取り付ける。この状態で図6に示すように、コネクタ端子9と端子ピン10の上部をはんだ接続する。接続が完了したステータ11をモールド樹脂で覆うことにより図7に示すように、図4と同様、モータ外郭を形成し、ブラシレスDCモータ13として完成する。
Further, when the
このように、コネクタ3を駆動回路基板7で保持するのではなく、コネクタ保持部4a,4bによってインシュレータ2で保持することにより、駆動回路基板7が有無の両方の構成を実現できる。さらに、端子ピン10を立設する孔を2箇所に分けることにより、駆動回路基板7がある場合は、従来と同様の構成で接続実現でき、駆動回路基板が無い場合は、端子ピン10とコネクタ端子9を直接接続することができ、駆動回路基板7が有無の両方の構成を実現できる。
In this way, the
また、図3に示すように、駆動回路基板7を内蔵する場合は、大きい突出部22に設けたコネクタ近傍孔部5と、コネクタ保持部4a,4bに近い位置の小さい突出部23に設けた外周孔部6に3本の端子ピン10を立設するので、コネクタ端子9と端子ピン10の位置は重ならず、コネクタ3取付時に端子ピン10が邪魔にならず、取付が容易にできる。
Further, as shown in FIG. 3, when the
これにより、モータに内蔵する駆動回路基板7の基板内の回路配置において、コネクタからの電源供給→駆動信号生成→端子ピンへのモータ電源供給の順番の配置が容易になる。更に、コネクタ近傍孔部5と重複せずコネクタ保持部4a,4bに近い位置の外周孔部6に3本の端子ピン10を立設するので、コネクタ端子9と端子ピン10の位置は重ならないが近い位置関係にある。これにより、モータに内蔵する駆動回路基板7の基板内の回路配置において、コネクタからの電源供給→駆動信号生成→端子ピンへのモータ電源供給の順番の配置を小さな範囲に収めることができる。
Thereby, in the circuit arrangement in the board of the
また、図1のコネクタ近傍孔部5および外周孔部6は、3本の端子ピン10を立設して3相の巻線12をはんだ接続するために、3個の孔の構成である。しかし、単相モータの場合では、2本の端子ピン10を立設して2相の巻線12aをはんだ接続するために、コネクタ近傍孔部5および外周孔部6は、2個の孔の構成であってもよい。
Moreover, the connector
また、図3に示すように、駆動回路基板7を内蔵する場合は、コネクタ保持部4a,4bの高さと基板保持部8a,8b,8c先端のフック高さを調整して、駆動回路基板7の上面とコネクタ端子9の下面が同一高さになる構成にしている。これにより、駆動回路基板7とコネクタ端子9のはんだ接続を容易にしている。
As shown in FIG. 3, when the
なお、駆動回路基板を内蔵する場合は、基板保持部8a,8b,8cの3箇所を全て使って大きな基板を内蔵することも可能であり、小さな基板の場合には、基板保持部8cを使用せず、基板保持部8a,8bの2箇所を使って保持することができる。
When a drive circuit board is built in, a large board can be built using all three places of the
図8に、このような構成のブラシレスDCモータ13を搭載した送風装置の一例として換気装置14を示す。換気装置14は、ブラシレスDCモータ13で送風羽根15を回転させて送風を行い、汚れた室内空気は、ダクトを介して建物の壁を貫通して屋外に排出される。
FIG. 8 shows a
このような換気装置に本実施形態のブラシレスDCモータを搭載することにより、駆動回路基板を内蔵したブラシレスDCモータが適した換気装置と、駆動回路基板を内蔵しないブラシレスDCモータが適した換気装置の、両方に1種類のステータ構造で対応できるという効果を奏する。 By mounting the brushless DC motor of this embodiment on such a ventilation device, a brushless DC motor with a built-in drive circuit board is suitable, and a ventilation device with a brushless DC motor without a built-in drive circuit board is suitable. Both have the effect of being able to cope with one type of stator structure.
本発明にかかるブラシレスDCモータは、1種類のステータ構造にて、駆動回路基板を内蔵したブラシレスDCモータと、駆動回路基板を内蔵しないブラシレスDCモータの、どちらの構成も提供できることを可能とするものであるので、天井埋め込み型等の排気用および吸気用の換気装置等に使用されるブラシレスDCモータとして、換気装置の仕様に合せて駆動回路内蔵と非内蔵を選択でき有用である。 The brushless DC motor according to the present invention can provide both a brushless DC motor with a built-in driving circuit board and a brushless DC motor without a built-in driving circuit board in one kind of stator structure. Therefore, a built-in drive circuit and a non-built-in drive circuit are useful as brushless DC motors used for exhaust and intake ventilation devices such as a ceiling-embedded type according to the specifications of the ventilation device.
1 固定子鉄心
2 インシュレータ
3 コネクタ
4a、4b コネクタ保持部
5 コネクタ近傍孔部
6 外周孔部
7 駆動回路基板
8a、8b、8c 基板保持部
9 コネクタ端子
10 端子ピン
11 ステータ
12、12a 巻線
13 ブラシレスDCモータ
14 換気装置
15 送風羽根
21 突出部
22 大きい突出部
23 小さい突出部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
この固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するとともに前記固定子鉄心の積層方向の一方の端面と略同一面上で前記固定子鉄心の外周側に大小2つの突出部を延設するインシュレータと、
前記固定子鉄心の外周側で前記大きい突出部に設けたコネクタ保持部と、
このコネクタ保持部に装着するコネクタ端子を有するコネクタを備え、
前記インシュレータは、
前記大きい突出部にコネクタ近傍孔部と、前記小さい突出部に外周孔部と、前記固定子鉄心の積層方向の前記突出部側に駆動回路基板を保持するための基板保持部とを有し、
前記駆動回路基板を内蔵する場合は、
前記外周孔部に端子ピンを立設し、前記駆動回路基板を前記基板保持部で保持して、前記インシュレータを介して巻装される巻線と前記端子ピン、この端子ピンと前記駆動回路基板、この駆動回路基板と前記コネクタを接続し、
前記駆動回路基板を内蔵しない場合は、
前記コネクタ近傍孔部に端子ピンを立設し、前記インシュレータを介して巻装される巻線と前記端子ピン、この端子ピンと前記コネクタを接続することができるブラシレスDCモータ。 A plurality of laminated stator cores,
An insulator which forms an insulating layer on the surface of the stator core and extends two large and small protrusions on the outer peripheral side of the stator core on substantially the same plane as one end surface in the stacking direction of the stator core;
A connector holding portion provided on the large protrusion on the outer peripheral side of the stator core;
A connector having a connector terminal to be attached to the connector holding portion,
The insulator is
A connector vicinity hole in the large protrusion, an outer peripheral hole in the small protrusion, and a board holding part for holding a drive circuit board on the protrusion in the stacking direction of the stator core;
When incorporating the drive circuit board,
Terminal pins are erected in the outer peripheral hole, the drive circuit board is held by the board holding part, and the windings and the terminal pins wound through the insulator, the terminal pins and the drive circuit board, Connect this drive circuit board and the connector,
When the drive circuit board is not built in,
A brushless DC motor in which a terminal pin is erected in the hole near the connector, and the winding wound through the insulator, the terminal pin, and the terminal pin and the connector can be connected.
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