JP5268845B2 - DC brushless motor and ventilation fan - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、DCブラシレスモータ及びDCブラシレスモータにより送風ファンが駆動される換気扇に関する。 The present invention relates to a DC brushless motor and a ventilation fan in which a blower fan is driven by the DC brushless motor.
従来、ケース内にロータ、ステータなどが密蔽され、該ロータの回転を検出するセンサと、該センサの出力信号が供給される周辺回路と、該周辺回路の出力信号に応じて回転駆動するワンチップインバータとを備えた電動機において、該ワンチップインバータ、該センサおよび該周辺回路を該ケース内の底面に配置してモールド樹脂によりモールドし、該ケースを該ワンチップインバータの放熱手段とするとともに耐湿性を向上させた電動機が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a rotor, a stator, and the like are confined in a case, a sensor for detecting the rotation of the rotor, a peripheral circuit to which an output signal of the sensor is supplied, and a one that is rotationally driven according to the output signal of the peripheral circuit In an electric motor including a chip inverter, the one-chip inverter, the sensor, and the peripheral circuit are arranged on the bottom surface of the case and molded with a mold resin, and the case serves as a heat dissipation means for the one-chip inverter and is moisture resistant. An electric motor with improved performance is disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の技術によれば、ワンチップインバータ、センサおよび周辺回路をケース内でモールド樹脂によりモールドしている。そのため、製造工程においてモールド樹脂の硬化時間が必要であり生産性が悪い、という問題があった。また、モールド樹脂の熱歪量と電子部品の熱歪量の差により電子部品に応力が発生して故障し易い、という問題があった。さらに、下ケース内とステータコイルを電気的に接続するときに、接続不良が発生する、という問題があった。 However, according to the above conventional technique, the one-chip inverter, the sensor, and the peripheral circuit are molded with the mold resin in the case. For this reason, there is a problem that the molding resin requires a curing time in the manufacturing process and the productivity is poor. In addition, there is a problem that stress is easily generated in the electronic component due to the difference between the thermal strain amount of the mold resin and the thermal strain amount of the electronic component, and the electronic component is likely to fail. Furthermore, there is a problem that poor connection occurs when the lower case and the stator coil are electrically connected.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生産性が高く、電子部品に応力が発生し難く、電気的な接続不良が発生し難いDCブラシレスモータを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a DC brushless motor that is highly productive, hardly generates stress in electronic components, and hardly causes poor electrical connection.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、前端板中央に前軸受保持部が形成され筒状胴部の後端外周部にフレームフランジが形成された金属製のフレームと、コイルが巻装され前記フレームの筒状胴部内に嵌合されたステータと、前記ステータの後側に立設され前記コイルの端末が絡められたピンと、中央に後軸受保持部が形成され外周部に外筒部及び貫通孔が形成され前記ステータの後から前記外筒部が前記フレームの筒状胴部に圧入され前記貫通孔に前記ピンが挿通された樹脂製のブラケットと、前記ピンが挿通された貫通孔を塞ぐ防湿シールと、前軸受が前記フレームの前軸受保持部に保持され後軸受が前記ブラケットの後軸受保持部に保持され前記ステータ内に配置されるロータと、電源回路及び駆動回路を構成する電子部品を実装し前記ブラケットの後側に配置され前記ピンに導電接続される回路基板と、前端外周部に前記フレームフランジと締結されるカバーフランジが形成され前記ブラケットの外筒部に筒状胴部が外嵌されて前記フレームに締結され前記電子部品と接触して該電子部品の熱を放熱する金属製のカバーと、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a metal frame in which a front bearing holding portion is formed in the center of the front end plate and a frame flange is formed in the rear end outer peripheral portion of the cylindrical body portion. A stator in which a coil is wound and fitted in a cylindrical body portion of the frame, a pin standing on the rear side of the stator and entangled with the end of the coil, and a rear bearing holding portion formed in the center An outer cylinder part and a through hole are formed in the part, and after the stator, the outer cylinder part is press-fitted into the cylindrical body part of the frame and the pin is inserted into the through hole, and the pin A moisture-proof seal that closes the inserted through-hole, a rotor that is held in the front bearing holding portion of the frame and a rear bearing is held in the rear bearing holding portion of the bracket and disposed in the stator, a power supply circuit, Configure the drive circuit A circuit board on which electronic components are mounted and disposed on the rear side of the bracket and conductively connected to the pins, and a cover flange that is fastened to the frame flange are formed on the outer periphery of the front end, and a cylindrical body is formed on the outer cylinder portion of the bracket A metal cover that is externally fitted and fastened to the frame to dissipate heat of the electronic component by contacting the electronic component.
本発明によれば、生産性が高く、電子部品に応力が発生し難く、電気的な接続不良が発生し難いDCブラシレスモータが得られる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to obtain a DC brushless motor that is highly productive, hardly generates stress in an electronic component, and hardly causes poor electrical connection.
以下に、本発明にかかるDCブラシレスモータ及び換気扇の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a DC brushless motor and a ventilation fan according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかるDCブラシレスモータの実施の形態1を示す部分断面図であり、図2は、図1のA部拡大図である。図1及び図2に示すように、実施の形態1のDCブラシレスモータ91は、前端板1tの中央に前軸受保持部1aが形成され筒状胴部1dの後端外周部にフレームフランジ1bが形成され、全体としてキャップ状に形成された金属製のフレーム1と、コイル2aが巻装された鉄心2bからなりフレーム1の筒状胴部1d内に嵌合されたステータ2と、シャフト3aが嵌入され前軸受3b及び後軸受3cが装着され前軸受3bをフレーム1の前軸受保持部1aに保持させてステータ2内に配置されるロータ3と、中央に後軸受3cを保持する後軸受保持部4aが形成され、外周部に外筒部4bが形成され、ステータ2の後から外筒部4bがフレーム1の筒状胴部1dに圧入される樹脂製円盤状のブラケット4と、を備えている。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a first embodiment of a DC brushless motor according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the DC
ブラケット4は、鉄心2bの後端面に前端面を当接させることにより軸方向に位置決めされる。ブラケット4の外筒部4bの外径寸法は、フレーム1の内径寸法に対してシマリバメとなるような寸法に形成されている。また、ブラケット4の外筒部4bの外周面は、全周に亘ってフレーム1の内周面に接触している。前軸受3bがフレーム1の前軸受保持部1aに保持され、後軸受3cがブラケット4の後軸受保持部4aに保持される。
The
ブラケット4の外周部(外筒部4bの内側)には、3ヶ所に軸方向の貫通孔4cが形成されている。貫通孔4cには、ステータ2の後側に立設されたピン2cが挿通される。ピン2cは、ステータ2のコイル2aの端末と回路基板5とを導電接続する。
On the outer peripheral portion of the bracket 4 (inside the
貫通孔4cは、ステータ2側(モータ部11側)の内径が大きく、回路基板5側(回路部12側)の内径がピン2cとの間隙が小さくなるように、テーパ孔となっている。貫通孔4cにピン2cを挿通した後、モータ部11側から回路部12側への空気の浸入を防ぐために、ピン2cとの間隙を塞ぐように速乾性の防湿シール6が施されている。
The through-
ブラケット4の回路部12側に、ピン2cを挿通させるようにして回路基板5を取付け(配置し)、ピン2cと回路基板5とをハンダ等により導電接続する。回路基板5には、DCブラシレスモータ91を回転させるための駆動回路や電源回路等を構成する電子部品7が実装されている。
The
金属製のカバー8の筒状胴部8dをブラケット4の外筒部4bに外嵌し、フレームフランジ1bにカバー8の前端外周部に形成されたカバーフランジ8bを当接させてネジ等により締結する。カバー8の後端板8tには、円環状の絞り部8aが形成されていて、発熱するICやダイオードブリッジ等の電子部品7に絞り部8aの底面が接触し、電子部品7の熱をカバー8の表面から放熱する。
The
外部から商用交流電圧を投入すると、回路基板5に搭載された電源回路(図示せず)により直流電圧に変換され、駆動回路(図示せず)でスイッチングが行なわれ、ピン2cを介してステータ2のコイル2aに所定方向の電流が流れ、ロータ3が回転する。
When a commercial AC voltage is applied from the outside, the AC voltage is converted to a DC voltage by a power circuit (not shown) mounted on the
ブラケット4は、PPS等の樹脂製であり絶縁性を有するので、コイル2a、ピン2c及び回路基板5とフレーム1及びカバー8との間の半径方向の沿面距離を確保することができる。また、コイル2aとブラケット4との間のスペース、及び、回路基板5とブラケット4との間のスペースは不要であり(接触させてもよい)、DCブラシレスモータ91の軸方向寸法を小さくすることができる。
Since the
ブラケット4は、鉄心2bの後端面に前端面を当接させることにより軸方向に位置決めされているので、ブラケット4が軸心に対して傾くことはない。また、ブラケット4は、フレーム1に圧入されているので、フレーム1の前軸受保持部1aとブラケット4の後軸受保持部4aとの同軸度が高く、シャフト3a及びロータ3を高精度に組立てることができる。
Since the
貫通孔4cは、モータ部11側の内径が大きいテーパ孔となっているので、コイル2aの端末をピン2cに絡げるための空間が確保され、ブラケット4をフレーム1に圧入するときに、絡げた端末が断線する恐れはない。
Since the
フレーム1にブラケット4が圧入され、貫通孔4cには、ピン2cとの間隙を塞ぐように防湿シール6が施されているので、モータ部11と、回路部12とを気密に分離することができ、回路部12における湿気、結露等の悪影響を回避することができる。回路部12の耐湿性能が高いので、モールドやポッティングの作業時間や工程数を削減することができる。
Since the
電子部品7にカバー8の絞り部8aの底面が接触し、電子部品7の熱をカバー8の表面全体から放熱するので、電子部品7の温度上昇を抑えることができる。
Since the bottom surface of the narrowed
また、電子部品7と絞り部8aの底面との間に、絶縁性とクッション性を有する放熱シートを介在させてもよく、このようにすれば、軸方向の組立て誤差による電子部品7への圧力を放熱シートにより吸収することができる。
Further, a heat-dissipating sheet having insulating properties and cushioning properties may be interposed between the electronic component 7 and the bottom surface of the
また、DCブラシレスモータ91の異常時(電子部品7の温度上昇等による故障)にも、電子部品7等を金属製のカバー8で覆っているため、安全に停止することができる。
Further, even when the DC
実施の形態2.
図3は、本発明にかかるDCブラシレスモータの実施の形態2を示す部分断面図である。図3に示すように、実施の形態2のDCブラシレスモータ92は、ブラケット24の外筒部24bの外周部にブラケットフランジ24fを設け、ブラケットフランジ24fをフレームフランジ1bとカバーフランジ8bとで挟み込むようにし、ブラケット24の軸方向の位置決めをしている。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a second embodiment of the DC brushless motor according to the present invention. As shown in FIG. 3, in the DC
ブラケットフランジ24fの外径は、フレームフランジ1b及びカバーフランジ8bの外径と同一とし、厚さは1mm以上とする。ブラケットフランジ24fをフレームフランジ1bとカバーフランジ8bとで挟み込んで固定することにより、フレーム1に圧入されたブラケット24が、樹脂と金属の熱膨張率の差により、軸方向にずれるのを防止することができる。
The outer diameter of the
実施の形態3.
図4は、本発明にかかるDCブラシレスモータの実施の形態3を示す部分断面図であり、図5は、図4のB部拡大図である。図4及び図5に示すように、実施の形態3のDCブラシレスモータ93は、カバー38の筒状胴部に、パンチ等により、内側に突出する複数(例えば、円周上に等間隔に3ヶ所)の突起38tを設け、フレーム1に圧入されてステータ2に当接したブラケット4の外筒部4bの後端部を突起38tで押さえるようにしている。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a third embodiment of the DC brushless motor according to the present invention, and FIG. 5 is an enlarged view of portion B of FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the
実施の形態3のDCブラシレスモータ93は、温度変化により、ブラケット4が膨張又は収縮しても、ブラケット4の軸方向位置がずれることはない。
In the
実施の形態4.
図6は、本発明にかかるDCブラシレスモータを搭載した換気扇の断面図である。図6に示すように、換気扇100のボディー41には、実施の形態1〜3のDCブラシレスモータ91〜93のいずれかが搭載され、シャフト3aには、送風ファン42が取付けられている。天井板43にボディー41を設置し、グリル44を下からボディー41に取付ける構造となっている。
FIG. 6 is a sectional view of a ventilation fan equipped with a DC brushless motor according to the present invention. As shown in FIG. 6, any of the
DCブラシレスモータ91〜93を回転させ、送風ファン42が回転すると、図6に矢印で示す空気の流れが発生する。実施の形態1で説明したように、DCブラシレスモータ91(92、93)は、回路部12とモータ部11がブラケット4で仕切られていて、モータ部11は、空気の流れに晒されるが、回路部12は空気の流れから遮断された空間になっているため高湿度にならず、高湿度雰囲気、例えば、浴室等の換気に用いることができる。また、DCブラシレスモータ91〜93は、小型化することができるので、換気扇100を小形化することができ、天井裏などに設置し易い。
When the
以上のように、本発明にかかるDCブラシレスモータ及び換気扇は、浴室用換気扇に適している。 As described above, the DC brushless motor and the ventilation fan according to the present invention are suitable for a bathroom ventilation fan.
1 フレーム
1a 前軸受保持部
1b フレームフランジ
1d 筒状胴部
1t 前端板
2 ステータ
2a コイル
2b 鉄心
2c ピン
3 ロータ
3a シャフト
3b 前軸受
3c 後軸受
4 ブラケット
4a 後軸受保持部
4b 外筒部
4c 貫通孔
5 回路基板
6 防湿シール
7 電子部品
8 カバー
8a 絞り部
8b カバーフランジ
8d 筒状胴部
8t 後端板
11 モータ部
12 回路部
24 ブラケット
24b 外筒部
24f ブラケットフランジ
38 カバー
38t 突起
41 ボディー
42 送風ファン
43 天井板
44 グリル
91、92、93 DCブラシレスモータ
100 換気扇
DESCRIPTION OF
Claims (6)
コイルが巻装され前記フレームの筒状胴部内に嵌合されたステータと、
前記ステータの後側に立設され前記コイルの端末が絡められたピンと、
中央に後軸受保持部が形成され外周部に外筒部及び貫通孔が形成され前記ステータの後から前記外筒部が前記フレームの筒状胴部に圧入され前記貫通孔に前記ピンが挿通された樹脂製のブラケットと、
前記ピンが挿通された貫通孔を塞ぐ防湿シールと、
前軸受が前記フレームの前軸受保持部に保持され後軸受が前記ブラケットの後軸受保持部に保持され前記ステータ内に配置されるロータと、
電源回路及び駆動回路を構成する電子部品を実装し前記ブラケットの後側に配置され前記ピンに導電接続される回路基板と、
前端外周部に前記フレームフランジと締結されるカバーフランジが形成され前記ブラケットの外筒部に筒状胴部が外嵌されて前記フレームに締結され前記電子部品と接触して該電子部品の熱を放熱する金属製のカバーと、
を備えることを特徴とするDCブラシレスモータ。 A metal frame in which a front bearing holding portion is formed in the center of the front end plate and a frame flange is formed on the outer peripheral portion of the rear end of the cylindrical body portion;
A stator wound with a coil and fitted into the cylindrical body of the frame;
A pin erected on the rear side of the stator and entangled with the end of the coil;
A rear bearing holding part is formed in the center, an outer cylinder part and a through hole are formed in the outer peripheral part, the outer cylinder part is press-fitted into the cylindrical body part of the frame from the rear of the stator, and the pin is inserted into the through hole. Plastic brackets,
A moisture-proof seal that closes the through-hole through which the pin is inserted;
A rotor in which a front bearing is held in a front bearing holding portion of the frame and a rear bearing is held in a rear bearing holding portion of the bracket and disposed in the stator;
A circuit board on which electronic components constituting a power supply circuit and a drive circuit are mounted and disposed on the rear side of the bracket and conductively connected to the pins;
A cover flange to be fastened to the frame flange is formed on the outer peripheral portion of the front end, and a cylindrical body is externally fitted to the outer tube portion of the bracket to be fastened to the frame and to contact the electronic component to heat the electronic component. A metal cover that dissipates heat,
A DC brushless motor comprising:
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