JP2016140227A - シーリングファン用モータ、およびシーリングファン - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量化が可能なシーリングファン用モータの提供。【解決手段】静止部と、軸受部と、回転部と、を備え、静止部は、上下方向に延びる中心軸を中心としたシャフトと、シャフトに固定されたステータと、回転部の回転を制御する回路基板と、を有し、軸受部は、シャフトに対して回転部を回転可能に支持し、回転部は、ステータを周方向に囲む筒状のマグネットホルダ部を有する上側モータカバーと、マグネットホルダ部の内周面に固定されるロータマグネットと、上側モータカバーの下側に取り付けられ回路基板を覆う下側モータカバーと、を有し、回路基板は、シャフトおよびステータの下側に設けられ、上側モータカバーは、一つながりの板金製であり、軸受部を保持する筒状の軸受ホルダ部と、マグネットホルダ部の下端から径方向外側に延びるフランジ部と、を更に有する、シーリングファン用モータ。【選択図】図2
Description
本発明は、シーリングファン用モータ、およびシーリングファンに関する。
従来から、DCモータと、DCモータを制御するための制御基板を備えたシーリングファンが知られている(特許文献1、2)。
従来のシーリングファンは、DCモータと回路基板とが切り離して配置され、それぞれを覆うカバーを備えていた。そのため、構造が複雑になるばかりか、カバーを含む部材の点数が多くなるために大重量となり、天井に対する要求強度が大きくなるという問題があった。
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、軽量化が可能となるシーリングファン用モータ、およびそのようなシーリングファン用モータを備えたシーリングファンを提供することを目的の一つとする。
本発明のシーリングファン用モータの一つの態様は、静止部と、軸受部と、回転部と、を備え、前記静止部は、上下方向に延びる中心軸を中心としたシャフトと、前記シャフトに固定されたステータと、前記回転部の回転を制御する回路基板と、を有し、前記軸受部は、前記シャフトに対して前記回転部を回転可能に支持し、前記回転部は、前記ステータを周方向に囲む筒状のマグネットホルダ部を有する上側モータカバーと、前記マグネットホルダ部の内周面に固定されるロータマグネットと、前記上側モータカバーの下側に取り付けられ回路基板を覆う下側モータカバーと、を有し、前記回路基板は、前記シャフトおよび前記ステータの下側に設けられ、前記上側モータカバーは、一つながりの板金製であり、前記軸受部を保持する筒状の軸受ホルダ部と、前記マグネットホルダ部の下端から径方向外側に延びるフランジ部と、を更に有する。
本発明の一つの態様によれば、軽量化が可能となるシーリングファン用モータ、およびそのようなシーリングファン用モータを備えたシーリングファンが提供される。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るシーリングファン用モータおよびシーリングファンについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、Z軸方向は、上下方向とする。X軸方向は、Z軸方向と直交する方向のうち図2の左右方向とする。Y軸方向は、X軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向とする。
また、特に断りのない限り、以下の説明においては、上下方向(Z軸方向)に延びる中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向、すなわち、中心軸Jの軸周り(θZ方向)を単に「周方向」と呼ぶ。なお、上下方向(Z軸方向)は、中心軸Jの軸方向に相当する。
なお、本明細書において、上下方向に延びる、とは、厳密に上下方向(Z軸方向)に延びる場合に加えて、上下方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、上下方向(Z軸方向)に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、上下方向(Z軸方向)に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、45°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
図1は、本実施形態のシーリングファン1を示す斜視図である。
本実施形態のシーリングファン1は、図1に示すように、シーリングファン用モータ10と、シーリングファン用モータ10に取り付けられる複数の動翼2と、を備える。シーリングファン1は、例えば、天井に設置される。
本実施形態のシーリングファン1は、図1に示すように、シーリングファン用モータ10と、シーリングファン用モータ10に取り付けられる複数の動翼2と、を備える。シーリングファン1は、例えば、天井に設置される。
(動翼)
動翼2は、シーリングファン用モータ10に取り付けられている。複数の動翼2は、後述する上側モータカバー50のフランジ部54に放射状に固定されている。図1の例では、動翼2は、3つ設けられている。
動翼2は、シーリングファン用モータ10に取り付けられている。複数の動翼2は、後述する上側モータカバー50のフランジ部54に放射状に固定されている。図1の例では、動翼2は、3つ設けられている。
(シーリングファン用モータ)
図2は、本実施形態のシーリングファン用モータ10を示す断面図である。シーリングファン用モータ10は、DCブラシレスモータである。
図2は、本実施形態のシーリングファン用モータ10を示す断面図である。シーリングファン用モータ10は、DCブラシレスモータである。
シーリングファン用モータ10は、静止部3と、軸受部5と、回転部4と、を備える。
静止部3は、シャフト20と、ステータ30と、回路基板60と、を有する。
軸受部5は、上側軸受部材5Aと、下側軸受部材5Bと、を有する。
回転部4は、上側モータカバー50と、ロータマグネット40と、下側モータカバー55と、を有する。
静止部3は、シャフト20と、ステータ30と、回路基板60と、を有する。
軸受部5は、上側軸受部材5Aと、下側軸受部材5Bと、を有する。
回転部4は、上側モータカバー50と、ロータマグネット40と、下側モータカバー55と、を有する。
シャフト20は、上下方向(Z軸方向)に延びる中心軸Jを中心とする円筒管である。シャフト20の上側(+Z側)の端部は、例えば、天井等に固定された図示しない取付部に固定されている。ステータ30は、シャフト20の下部に固定されている。回路基板60は、シャフト20およびステータ30の下側(−Z側)に設けられている。また、回路基板60は、板面が中心軸Jと直交する向きに配置されている。軸受部5は、シャフト20に対して回転部4を回転可能に支持している。軸受部5は、シャフト20のステータ30より上側の部分に取り付けられている。上側モータカバー50は、ステータ30を周方向に囲む筒状のマグネットホルダ部51を有する。ロータマグネット40は、マグネットホルダ部51の内周面に固定されている。下側モータカバー55は、上側モータカバー50の下側に取り付けられる。下側モータカバー55は、回路基板60を覆う。回路基板60は、回転部4の回転を制御する。
以下、各部品について詳細に説明する。
以下、各部品について詳細に説明する。
[シャフト]
本実施形態においてシャフト20は、上下方向(Z軸方向)に延びる中空の軸である。シャフト20は、上側(+Z側)および下側(−Z側)に開口している。シャフト20の上部には、シャフト20を径方向に貫通する取付孔20eが設けられている。シャフト20は、取付孔20eを介して、天井等に固定された図示しない取付部に固定される。
本実施形態においてシャフト20は、上下方向(Z軸方向)に延びる中空の軸である。シャフト20は、上側(+Z側)および下側(−Z側)に開口している。シャフト20の上部には、シャフト20を径方向に貫通する取付孔20eが設けられている。シャフト20は、取付孔20eを介して、天井等に固定された図示しない取付部に固定される。
シャフト20の外周面20aにおける上側モータカバー50よりも上側(+Z側)に位置する部分には、シャフト20の内部に連通する上側配線孔部20bが設けられている。
シャフト20の外周面20aには、上から順に、止め輪取付溝20fと、第1の段部21と、第2の段部22と、が設けられている。
止め輪取付溝20fには、止め輪25が取り付けられる。止め輪25は、上側軸受部材5Aが上側に抜けることを抑制する抜け止めとして機能する。第1の段部21は、軸受部5の下側軸受部材5Bと接触している。第2の段部22は、シャフト20の外周面20aの下端に位置している。
止め輪取付溝20fには、止め輪25が取り付けられる。止め輪25は、上側軸受部材5Aが上側に抜けることを抑制する抜け止めとして機能する。第1の段部21は、軸受部5の下側軸受部材5Bと接触している。第2の段部22は、シャフト20の外周面20aの下端に位置している。
シャフト20の外周面20aにおいて、止め輪取付溝20fと第1の段部21との間の領域を第1領域20Aとする。シャフト20の外周面20aにおいて、第1の段部21と第2の段部22との間の領域を第2領域20Bとする。シャフト20の外周面20aにおいて、第2の段部22から下端までの領域を第3領域20Cとする。
シャフト20の外周面20aの直径は、第1領域20Aより第2領域20Bが大きく、第2領域20Bより第3領域20Cが大きい。
シャフト20の外周面20aの直径は、第1領域20Aより第2領域20Bが大きく、第2領域20Bより第3領域20Cが大きい。
第1領域20Aには、上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5Bが取り付けられる。また、第2領域20Bには、ステータ30が圧入される。第2領域20Bの少なくとも一部には、ローレット加工面20cが設けられている。シャフト20におけるステータ30の直下には、径方向外側に突出する第2の段部22が設けられている。
[ステータ]
ステータ30は、シャフト20の下部に固定されている。ステータ30は、ステータコア31と、コイル32と、インシュレータ33と、を有する。
ステータコア31は、コアバック部31aと、ティース部31bと、を有する。
ステータ30は、シャフト20の下部に固定されている。ステータ30は、ステータコア31と、コイル32と、インシュレータ33と、を有する。
ステータコア31は、コアバック部31aと、ティース部31bと、を有する。
コアバック部31aの形状は、中心軸Jと同心の円筒状である。コアバック部31aは、シャフト20の外周面20aに設けられたローレット加工面20cに圧入されて固定されている。
コアバック部31aの内径は、シャフト20の第2の段部22の外径より小さい。第2の段部22は、コアバック部31aが下側に抜け落ちることを抑制する抜け止めとして機能する。これにより、軸受部5がステータ30の上側にのみ設けられた片持ち構造であっても、ステータ30がシャフト20から抜け落ちることがない。
コアバック部31aの内径は、シャフト20の第2の段部22の外径より小さい。第2の段部22は、コアバック部31aが下側に抜け落ちることを抑制する抜け止めとして機能する。これにより、軸受部5がステータ30の上側にのみ設けられた片持ち構造であっても、ステータ30がシャフト20から抜け落ちることがない。
ティース部31bは、コアバック部31aの外側面から径方向外側に延びている。ティース部31bは、複数設けられ、コアバック部31aの外側面の周方向に均等な間隔で配置されている。
インシュレータ33は、一対の部材(上側インシュレータおよび下側インシュレータ)からなる。インシュレータ33は、ステータコア31のティース部31bを上下方向から覆う。また、インシュレータ33は、ティース部31bの周方向の両側を覆う。インシュレータ33は、例えば、樹脂製である。
インシュレータ33は、下側(−Z側)に突出するネジ止め部33aを有する。ネジ止め部33aは、例えば、円筒形状である。ネジ止め部33aの内周面には雌ネジが設けられている。インシュレータ33には、ネジ止め部33aを介し回路基板60が固定される。
コイル32は、導電線が巻き回されて構成される。コイル32は、インシュレータ33を介してステータコア31に巻き回される。コイル32を構成するコイル線32aは、回路基板60に引き回される。
[軸受部]
軸受部5は、静止部3に対し回転部4を回転可能に支持する。前記軸受部5は、ステータ30より上側に位置している。軸受部5は、上側モータカバー50の軸受ホルダ部53に保持されている。
軸受部5は、一対の軸受部材(上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5B)と、スペーサ26と、弾性部材27と、を有する。一対の軸受部材はボールベアリングからなる。なお、軸受部5は、軸受部材を一つのみ含む構成であってもよい。
軸受部5は、静止部3に対し回転部4を回転可能に支持する。前記軸受部5は、ステータ30より上側に位置している。軸受部5は、上側モータカバー50の軸受ホルダ部53に保持されている。
軸受部5は、一対の軸受部材(上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5B)と、スペーサ26と、弾性部材27と、を有する。一対の軸受部材はボールベアリングからなる。なお、軸受部5は、軸受部材を一つのみ含む構成であってもよい。
上側軸受部材5Aは、軸受ホルダ部53の内側において上側に位置し、下側軸受部材5Bは、下側に位置している。上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5Bの外輪は、軸受ホルダ部53の内周面に固定されている。上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5Bの内輪には、シャフト20が挿入されている。
上側軸受部材5Aの外輪は、上面において軸受ホルダ部53の上縁部53aと接触し、下面において、スペーサ26と接触している。また、上側軸受部材5Aの内輪は、上面において止め輪25と接触し、下面において、弾性部材27と接触している。
下側軸受部材5Bの外輪は、上面においてスペーサ26と接触している。また、下側軸受部材5Bの内輪は、上面において弾性部材27と接触し、下面において、シャフト20の外周面20aに設けられた第1の段部21と接触している。
スペーサ26は、略円筒形状を有している。スペーサ26は、上側軸受部材5Aと下側軸受部材5Bとの間に位置して、それぞれの外輪と接触している。
弾性部材27は、予圧バネである。本実施形態において、弾性部材27は、コイルバネであるが、皿バネやウェーブワッシャ等の板バネであってもよい。
弾性部材27は、シャフト20を周方向に囲む。また、弾性部材27は、上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5Bの内輪同士の間に圧縮した状態で配置される。弾性部材27は、上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5Bに予圧を付与する。
弾性部材27は、シャフト20を周方向に囲む。また、弾性部材27は、上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5Bの内輪同士の間に圧縮した状態で配置される。弾性部材27は、上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5Bに予圧を付与する。
[上側モータカバー]
上側モータカバー50は、ステータ30を上側(+Z側)から覆うカバーである。上側モータカバー50は、軸受部5を介しシャフト20に対して中心軸J周り(±θZ方向)に回転可能に支持されている。
上側モータカバー50は、ステータ30を上側(+Z側)から覆うカバーである。上側モータカバー50は、軸受部5を介しシャフト20に対して中心軸J周り(±θZ方向)に回転可能に支持されている。
上側モータカバー50は、一つながりの板金製である。上側モータカバー50を、板金製とすることで、上側モータカバー50の強度を高めることができる。これにより、上側モータカバー50は、軸受ホルダ部53、マグネットホルダ部51およびフランジ部54において、それぞれ軸受部5、ロータマグネット40および動翼2を強固に保持することができる。
上側モータカバー50は、強磁性体である。上側モータカバー50の材質は、強磁性を有する物質であれば特に限定されず、例えば、鉄、コバルト、ニッケルを含む合金を用いることができる。上側モータカバー50は、ロータヨークとして機能する。したがって、シーリングファン用モータ10は、別途ロータヨークを設ける必要がなく、部品点数を少なくできる。
上側モータカバー50は、マグネットホルダ部51と、天板部52と、軸受ホルダ部53と、フランジ部54と、を有する。
軸受ホルダ部53は、筒状であり、シャフト20を周方向に囲む。軸受ホルダ部53の内周面には、軸受部5の上側軸受部材5Aおよび下側軸受部材5Bが保持される。すなわち、軸受ホルダ部53は、軸受部5を保持する。
軸受ホルダ部53は、上端から径方向内側に延びる上縁部53aを有している。上縁部53aの中央には、上下方向に貫通する貫通孔部53bが設けられている。貫通孔部53bは、中心軸Jと同心の円形状である。シャフト20は、貫通孔部53bを介して、上側モータカバー50の外側に露出している。
天板部52は、軸受ホルダ部53の下端から、径方向外側に延びる。天板部52は、ステータ30を上側から覆う。
マグネットホルダ部51は、筒状であり、ステータ30を周方向に囲む。マグネットホルダ部51は、天板部52の外縁から下側(−Z側)に延びている。本実施形態においてマグネットホルダ部51は、例えば、円筒状である。マグネットホルダ部51の内周面には、ロータマグネット40が固定されている。
フランジ部54は、マグネットホルダ部51の下端から径方向外側に延びている。
フランジ部54の下面には、複数のナット54bが固定されている。ナット54bは、圧入ナットであり、フランジ部54に設けられた孔(図示略)に下面側から圧入されている。ナット54bには、動翼2(図1参照)を固定するネジ(図示略)がネジ止めされる。
また、フランジ部54には、下側モータカバー55が雄ネジ81で固定されている。
フランジ部54の下面には、複数のナット54bが固定されている。ナット54bは、圧入ナットであり、フランジ部54に設けられた孔(図示略)に下面側から圧入されている。ナット54bには、動翼2(図1参照)を固定するネジ(図示略)がネジ止めされる。
また、フランジ部54には、下側モータカバー55が雄ネジ81で固定されている。
上側モータカバー50は、フランジ部54の外周縁から下側に突出する環状の突出部54aを有する。突出部54aは、例えば円筒形状である。突出部54aは、突出部54aは、後段において説明する下側モータカバー55の溝部55bに嵌る。
[ロータマグネット]
ロータマグネット40は、上側モータカバー50のマグネットホルダ部51の内周面に固定されている。本実施形態においてロータマグネット40は、例えば、円環状である。ロータマグネット40は、ステータ30を中心軸J周り(θZ方向)に囲んでおり、径方向においてステータ30と対向している。
ロータマグネット40は、上側モータカバー50のマグネットホルダ部51の内周面に固定されている。本実施形態においてロータマグネット40は、例えば、円環状である。ロータマグネット40は、ステータ30を中心軸J周り(θZ方向)に囲んでおり、径方向においてステータ30と対向している。
[下側モータカバー]
下側モータカバー55は、金属製又は樹脂製の下側モータカバー本体(本体部)56と、樹脂製のキャップ59と、を有する。下側モータカバー55は、上側モータカバー50のフランジ部54の下側に取り付けられている。下側モータカバー55は、ステータ30および回路基板60を下側(−Z側)から覆っている。
下側モータカバー55は、金属製又は樹脂製の下側モータカバー本体(本体部)56と、樹脂製のキャップ59と、を有する。下側モータカバー55は、上側モータカバー50のフランジ部54の下側に取り付けられている。下側モータカバー55は、ステータ30および回路基板60を下側(−Z側)から覆っている。
下側モータカバー55は、上側モータカバー50ともに、上下一対として、シーリングファン用モータ10の内部構造を覆う。シーリングファン用モータ10は、回路基板を個別に覆うカバーを有していない。これにより、シーリングファン用モータ10は、軽量化を図ることができる。
下側モータカバー本体56の上側(+Z側)の面の外周部には、穴部56aが設けられている。穴部56aは、周方向に沿って等間隔に複数設けられている。穴部56aには、上側モータカバー50のフランジ部54を介して、タッピングネジである雄ネジ81が締め込まれている。これにより、下側モータカバー本体56は、上側モータカバー50と固定される。
下側モータカバー本体56の上面には、環状の溝部55bが設けられている。溝部55bは、中心軸J方向から見て、上側モータカバー50の突出部54aと重なる位置に設けられている。下側モータカバー55を上側モータカバー50の下側に取り付けると、突出部54aが溝部55bに嵌り、ラビリンスシール構造6を構成する。このように、上側モータカバー50と前記下側モータカバー55との間には、ラビリンスシール構造6が設けられている。ラビリンスシール構造6は、上側モータカバー50と下側モータカバー55との間の隙間を介して、シーリングファン用モータ10の内部に埃および粉塵が侵入することを抑制する。
下側モータカバー本体56の中央には、上下に貫通する開口部57が設けられている。開口部57は、例えば円形である。開口部57は、中心軸J方向から見て、回路基板60に実装されるセンサ部品67と重なる位置に設けられている。
下側モータカバー本体56は、開口部57の周縁から上側に突出して延びる筒部57aを有する。筒部57aは、例えば円筒形状である。筒部57aには、キャップ59が装着されている。これにより、下側モータカバー本体56が、金属材料からなる場合であっても、赤外線は、樹脂製のキャップ59を透過して、センサ部品67に到達することができる。
下側モータカバー本体56は、開口部57の周縁から上側に突出して延びる筒部57aを有する。筒部57aは、例えば円筒形状である。筒部57aには、キャップ59が装着されている。これにより、下側モータカバー本体56が、金属材料からなる場合であっても、赤外線は、樹脂製のキャップ59を透過して、センサ部品67に到達することができる。
また、下側モータカバー本体56が、樹脂材料からなる場合には、開口部57にゲートを設けることで、金型内に均一に樹脂材料が流れ込み、巣を生じない均質な樹脂成型が可能となる。図2に下側モータカバー本体56のゲートGTの位置の一例を図示する。ゲートGTは、開口部57の周縁に設けられた筒部57aの内周面において、等間隔に複数配置されている。
キャップ59は、開口部57を覆う。キャップ59は、中心軸J方向から見て、センサ部品67と重なる位置に設けられている。
キャップ59は、上側に延びる爪部59aを有している。爪部59aの先端には、径方向外側に突出する突起が設けられている。爪部59aは、下側モータカバー本体56の開口部57に挿入されることで、筒部57aの内周面に沿って配置される。これにより、爪部59aの先端の突起が、筒部57aの上端に掛け止められる。このように、キャップ59は、スナップフィットによって、下側モータカバー本体56に固定される。
キャップ59は、上側に延びる爪部59aを有している。爪部59aの先端には、径方向外側に突出する突起が設けられている。爪部59aは、下側モータカバー本体56の開口部57に挿入されることで、筒部57aの内周面に沿って配置される。これにより、爪部59aの先端の突起が、筒部57aの上端に掛け止められる。このように、キャップ59は、スナップフィットによって、下側モータカバー本体56に固定される。
本実施形態において、キャップ59の樹脂色は、黒色以外であることが好ましい。リモートコントローラーから発信されセンサ部品67で受光される赤外線は、黒色の樹脂や金属を透過しにくいことが知られている。キャップ59を、黒色以外の樹脂製とすることで、赤外線がキャップ59を透過してセンサ部品67に容易に到達できる。キャップ59を、黒色以外の樹脂製とする場合には、下側モータカバー本体56を、黒色の樹脂製又は金属製とすることができる。なお、下側モータカバー本体56とキャップ59とは、色や材質の選定によっては一体化することも可能である。
[回路基板]
回路基板60は、シャフト20およびステータ30の下側に設けられている。回路基板60は、ステータ30に固定されている。
回路基板60は、基板本体61と、複数の回路部品63と、回転センサ64と、外部からの信号を受信するセンサ部品67と、を有する。
回路基板60は、シャフト20およびステータ30の下側に設けられている。回路基板60は、ステータ30に固定されている。
回路基板60は、基板本体61と、複数の回路部品63と、回転センサ64と、外部からの信号を受信するセンサ部品67と、を有する。
基板本体61の底面視(XY面視)形状は、一例として、4角が円弧状にカットされた矩形状である。基板本体61の基板面、すなわち、回路基板上側面60aおよび回路基板下側面60bは、上下方向(Z軸方向)と交差している。本実施形態においては、回路基板60の基板面は、上下方向と直交している。
基板本体61には、基板本体61を厚み方向(Z軸方向)に貫通するステータ配線貫通孔部61eが設けられている。ステータ配線貫通孔部61eの底面視形状は、特に限定されず、例えば、矩形状である。ステータ配線貫通孔部61eは、コイル32のコイル線32aを回路基板下側面60bに接続する場合に、コイル線32aを通過させるために設けられている。
基板本体61には、基板本体61を厚み方向(Z軸方向)に貫通する固定貫通孔部61aが設けられている。固定貫通孔部61aには、雄ネジ80の一部が挿入される。雄ネジ80は、回路基板60の下側(−Z側)から、固定貫通孔部61aを介して、インシュレータ33のネジ止め部33aの雌ネジ部に締め込まれる。これにより、回路基板60は、インシュレータ33、すなわち、ステータ30に固定される。
回路基板60が、ステータ30に固定されていることで、回路基板60をステータ30に近づけて配置できる。これにより、シーリングファン用モータ10の上下方向の寸法を小さくできる。さらに、回路基板60に実装される回転センサ64と、ロータマグネット40との位置を近づけることができ、回転センサ64の検出精度を高めることができる。
回路基板60が、ステータ30に固定されていることで、回路基板60をステータ30に近づけて配置できる。これにより、シーリングファン用モータ10の上下方向の寸法を小さくできる。さらに、回路基板60に実装される回転センサ64と、ロータマグネット40との位置を近づけることができ、回転センサ64の検出精度を高めることができる。
基板本体61には、回路基板60と外部電源(図示略)とを電気的に接続する配線8が接続されている。配線8は、シャフト20の外周面20aに設けられた上側配線孔部20bから、シャフト20の内部を通過しシャフト20の下端開口から引き出される。そして、配線8は、回路基板60の基板本体61の回路基板上側面60aに接続される。なお、配線8は、基板本体61のステータ配線貫通孔部61eを通過して、回路基板下側面60bに接続していてもよい。
複数の回路部品63には、例えば、コンデンサ、インバータ、トランジスタが含まれる。これらのうち、コンデンサおよびインバータ等の高さ寸法の大きい部品は、回路基板下側面60bに配置されている。すなわち、回路基板上側面60aに高さ寸法の大きい部品が配置されておらず、これにより、回路基板60をステータ30に近づけて配置できる。
回転センサ64は、回転部4の位置情報を検出する。回転センサ64は、回路基板上側面60aにおいてロータマグネット40の直下に配置されている。回転センサ64は、例えば、ホール素子である。
回路基板60は、外部からの信号を受信するセンサ部品67が配置されるセンサ回路領域66を有する。センサ回路領域66の少なくとも一部は、シャフト20の直下に位置している。回路基板60にセンサ回路領域66を設けることで、別途センサ回路基板を設ける必要がなく、基板の数を減らすことができる。これに伴い、基板間の配線も不要となり、コスト削減を図ることができる。
センサ部品67は、リモートコントローラーから発信された赤外線を受信し、使用者から操作を受け付ける。センサ部品67における赤外線の受信情報は、回路部品63に伝達される。
センサ部品67は、センサ回路領域66において、回路基板60の回路基板下側面60bに位置する。また、本実施形態において、センサ部品67は、シャフト20の直下に位置し、センサ部品67の中心は、シャフト20の中心軸Jと一致する。
センサ部品67は、センサ部品本体67aと、台座部67bと、を有する。
センサ部品本体67aは、例えば赤外線を受光する受光器である。センサ部品本体67aは、台座部67bに搭載されている。
台座部67bは、回路基板下側面60bから下側に延びている。台座部67bは、センサ部品本体67aを保持している。また、台座部67bは、基板本体61とセンサ部品本体67aとの間の電気信号の伝達を行う。台座部67bは、センサ部品本体67aをモータの下部に位置させて、センサ部品本体67aの受光範囲を広げるために設けられている。
センサ部品本体67aは、例えば赤外線を受光する受光器である。センサ部品本体67aは、台座部67bに搭載されている。
台座部67bは、回路基板下側面60bから下側に延びている。台座部67bは、センサ部品本体67aを保持している。また、台座部67bは、基板本体61とセンサ部品本体67aとの間の電気信号の伝達を行う。台座部67bは、センサ部品本体67aをモータの下部に位置させて、センサ部品本体67aの受光範囲を広げるために設けられている。
本実施形態のシーリングファン用モータ10は、センサ部品67で受信する操作情報および回転センサ64の信号に応じ、ステータ30のコイル32に駆動電流を供給する。コイル32に駆動電流が供給されると、磁場が発生し、この磁場によってロータマグネット40が中心軸J周り(±θZ方向)に回転する。これにより、回転部4が、静止部3に対し中心軸J周りに回転する。このようにして、本実施形態のシーリングファン用モータ10は、回転駆動力を得る。シーリングファン用モータ10の回転によって、シーリングファン用モータ10に取り付けられた複数の動翼2が回転し、シーリングファン1は回転する。
本実施形態のシーリングファン用モータ10は、上側モータカバー50が、軸受ホルダ部53と、マグネットホルダ部51と、フランジ部54と、を有している。軸受ホルダ部53、マグネットホルダ部51およびフランジ部54は、それぞれ軸受部5、ロータマグネット40および動翼2を保持するために十分な強度が必要である。本実施形態によれば、強度を必要とする機能を板金製の上側モータカバー50に集約させることで、下側モータカバー55の機能を単純化できる。これにより、下側モータカバー55の構造を単純化できるばかりではなく、軽量な材料から構成できる。この結果として、全体の軽量化を図ることができる。また、下側モータカバー55が軽量化されることで、上側モータカバー50と下側モータカバー55との取り付け構造が簡便なものでよく、さらに軽量化に寄与できる。
また、本実施形態のシーリングファン用モータ10において、ステータ30は、シャフト20の下部に固定されている。また、回路基板60が、シャフト20およびステータ30の下側に設けられている。したがって、シャフト20がステータ30から下側に突出せず、シャフト20が回路基板60を貫通しない。これにより、本実施形態によれば、回路基板60にシャフト20を通過させる孔を設ける必要がなく、回路基板60の実装面積を広く確保できる。
さらに、回路基板60にシャフト20を通過させる孔が設けられていなために、回路基板60のセンサ回路領域66を、シャフト20の直下に配置できる。センサ回路領域66をシャフト20の直下とすることで、センサ部品67をシーリングファン用モータ10の中央部に位置できる。これにより、シーリングファン1に対して下側のいずれの方向からも、リモートコントローラーからの赤外線が受信しやすくなる。
さらに、回路基板60にシャフト20を通過させる孔が設けられていなために、回路基板60のセンサ回路領域66を、シャフト20の直下に配置できる。センサ回路領域66をシャフト20の直下とすることで、センサ部品67をシーリングファン用モータ10の中央部に位置できる。これにより、シーリングファン1に対して下側のいずれの方向からも、リモートコントローラーからの赤外線が受信しやすくなる。
本実施形態のシーリングファン用モータ10は、軸受部5がステータ30の上側に位置している。これにより、軸受部5は、ステータ30を片持ちで支持する構造となっている。すなわち、ステータ30の下側に、軸受部材が設けられていない。本実施形態によれば、ステータ30と回路基板60との間の上下方向の距離をより小さくできる。これにより、シーリングファン用モータ10の上下方向の寸法をより小さくできる。
以上に、本発明の実施形態を説明したが、各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
1…シーリングファン、2…動翼、3…静止部、4…回転部、5…軸受部、5A…上側軸受部材、5B…下側軸受部材、6…ラビリンスシール構造、8…配線、10…シーリングファン用モータ、20…シャフト、20a…外周面、21…(第1の)段部、22…(第2の)段部、30…ステータ、40…ロータマグネット、50…上側モータカバー、51…マグネットホルダ部、52…天板部、53…軸受ホルダ部、54…フランジ部、54a…突出部、55…下側モータカバー、55b…溝部、56…下側モータカバー本体(本体部)、57…開口部、59…キャップ、60…回路基板、61…基板本体、63…回路部品、66…センサ回路領域、67…センサ部品、67a…センサ部品本体、67b…台座部、GT…ゲート位置、J…中心軸
Claims (9)
- 静止部と、軸受部と、回転部と、を備え、
前記静止部は、
上下方向に延びる中心軸を中心としたシャフトと、
前記シャフトに固定されたステータと、
前記回転部の回転を制御する回路基板と、を有し、
前記軸受部は、
前記シャフトに対して前記回転部を回転可能に支持し、
前記回転部は、
前記ステータを周方向に囲む筒状のマグネットホルダ部を有する上側モータカバーと、
前記マグネットホルダ部の内周面に固定されるロータマグネットと、
前記上側モータカバーの下側に取り付けられ回路基板を覆う下側モータカバーと、を有し、
前記回路基板は、前記シャフトおよび前記ステータの下側に設けられ、
前記上側モータカバーは、一つながりの板金製であり、前記軸受部を保持する筒状の軸受ホルダ部と、前記マグネットホルダ部の下端から径方向外側に延びるフランジ部と、を更に有する、
シーリングファン用モータ。 - 前記ステータは、前記シャフトの下部に固定され、
前記軸受部は、前記ステータより上側に位置している、
請求項1に記載のシーリングファン用モータ。 - 前記回路基板は、外部からの信号を受信するセンサ部品が配置されるセンサ回路領域を有し、
前記センサ回路領域は、前記シャフトの直下に位置している、
請求項1又は2に記載のシーリングファン用モータ。 - 前記下側モータカバーは、上下に貫通する開口部が設けられた本体部と、前記開口部を覆う樹脂製のキャップとを有し、
前記開口部は、中心軸の軸方向から見て、前記センサ部品と重なる、
請求項3に記載のシーリングファン用モータ。 - 前記上側モータカバーと前記下側モータカバーと間に、ラビリンスシール構造が設けられている、
請求項1〜4の何れか一項に記載のシーリングファン用モータ。 - 前記上側モータカバーは、前記フランジ部の外周縁から下側に突出する環状の突出部を有し、
前記下側モータカバーの上面には、環状の溝部が設けられ、
前記突出部が前記溝部に嵌ることでラビリンスシール構造を構成する、
請求項5に記載のシーリングファン用モータ。 - 前記シャフトにおける前記ステータの直下には、径方向外側に突出する段部が設けられている、
請求項2に記載のシーリングファン用モータ。 - 前記回路基板が、前記ステータに固定されている、
請求項1〜7の何れか一項に記載のシーリングファン用モータ。 - 請求項1〜8の何れか一項に記載のシーリングファン用モータと、
前記上側モータカバーの前記フランジ部に放射状に固定されている複数の動翼と、
を備えるシーリングファン。
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---|---|---|---|
JP2015011103 | 2015-01-23 | ||
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2016
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