JP5338237B2 - Blower - Google Patents
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Description
本発明は、例えば換気扇や空気調和装置に活用される送風装置に関するものである。 The present invention relates to a blower used for a ventilation fan or an air conditioner, for example.
近年、換気扇や空気調和装置に活用される送風装置においては、小型・軽量化をした上での高出力化、使用環境温度の広範囲対応化が求められている。 In recent years, blowers used in ventilation fans and air conditioners have been required to have a high output and be compatible with a wide range of operating environment temperatures while being small and light.
従来のこの種の送風装置の構造は、下記のような構造となっていた。 The structure of this type of conventional blower has the following structure.
すなわち、空気吸込口と空気排出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられたファンと、このファンに、その回転軸が連結されるとともに、前記本体ケースに固定されたモータと、このモータの回転制御を行う制御回路とを備え、この制御回路は、基板に電子部品を実装した構成となっていた(例えば下記特許文献1)。
That is, a main body case having an air inlet and an air outlet, a fan provided in the main body case, a rotation shaft connected to the fan, a motor fixed to the main body case, And a control circuit for controlling the rotation of the motor. This control circuit has a configuration in which electronic components are mounted on a substrate (for example,
上記従来例における課題は、装置が大型化してしまうということであった。 The problem in the conventional example is that the apparatus becomes large.
すなわち、上記従来例の制御回路は、基板に電子部品を実装した構成となっており、この電子部品が発熱により高温化してしまうので、この制御回路は、モータとは別体とし、本体ケース内の最も冷却しやすい部分に実装していた。 That is, the control circuit of the above conventional example has a configuration in which an electronic component is mounted on a substrate, and the electronic component is heated to high temperature due to heat generation. It was mounted on the coolest part.
このため、本体ケース内に、制御回路専用の取り付けスペースが必要となり、これが装置の大型化を引き起こす原因となっていたのである。 For this reason, a dedicated installation space for the control circuit is required in the main body case, which causes an increase in the size of the apparatus.
また、換気扇や空気調和装置においては、使用環境温度が非常に高い地域でも使用されるようになってきたため、法規制による外郭温度の規制への対応や、電子部品の動作温度
範囲の規制への対応のために、電流容量等の仕様の大きな電子部品を使用することが必要となり、これも装置の大型化を引き起こす原因となっていたのである。
In addition, ventilation fans and air conditioners have come to be used even in regions where the operating environment temperature is very high, so compliance with outer temperature regulation by laws and regulations, and regulation of the operating temperature range of electronic components. In order to cope with this, it is necessary to use electronic parts having large specifications such as current capacity, which also causes an increase in the size of the apparatus.
そこで本発明は、装置の小型化を図ることを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to reduce the size of the apparatus.
そして、この目的を達成するために本発明は、
空気吸込口と空気排出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられたファンと、このファンに、その回転軸が連結されるとともに、前記本体ケースに固定されたモータと、このモータの回転制御を行う電子部品にて構成されるとともに、基板に実装された制御回路とを備え、前記モータは、少なくとも一部分を前記本体ケース外に突出させ、この本体ケース外のモータ部分に近接させて前記制御回路を配置するとともに、少なくともこれら本体ケース外のモータ部分と前記制御回路とをモールド樹脂体で一体化し、この一体化された状態における制御回路は、前記基板の前記本体ケース対向面側に、電子部品を実装し、前記本体ケースの前記モールド樹脂体の外周部分に、前記電子部品の外周空間を覆う突出部を形成した構成とし、これにより初期の目的を達成するものである。
In order to achieve this object, the present invention
A main body case having an air inlet and an air outlet; a fan provided in the main body case; a rotary shaft connected to the fan; a motor fixed to the main body case; The motor includes a control circuit mounted on a substrate, and includes a control circuit mounted on a substrate, and the motor projects at least a part outside the main body case and is close to the motor part outside the main body case. The control circuit is arranged, and at least the motor part outside the main body case and the control circuit are integrated with a mold resin body, and the control circuit in the integrated state is disposed on the main body case facing surface side of the substrate , an electronic component is mounted, the outer peripheral portion of the molded resin body of the main body case, a configuration in which a projecting portion is formed by covering the outer peripheral space of the electronic component Thereby it is intended to achieve the intended purpose.
以上のように本発明は、空気吸込口と空気排出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられたファンと、このファンに、その回転軸が連結されるとともに、前記本体ケースに固定されたモータと、このモータの回転制御を行う電子部品にて構成されるとともに、基板に実装された制御回路とを備え、前記モータは、少なくとも一部分を前記本体ケース外に突出させ、この本体ケース外のモータ部分に近接させて前記制御回路を配置するとともに、少なくともこれら本体ケース外のモータ部分と前記制御回路とをモールド樹脂体で一体化し、この一体化された状態における制御回路は、前記基板の前記本体ケース対向面側に、電子部品を実装する構成としたものであるので、装置の小型化を図ることができる。 As described above, the present invention provides a main body case having an air inlet and an air outlet, a fan provided in the main body case, a rotating shaft connected to the fan, and a fixed to the main body case. And a control circuit mounted on a substrate, the motor having at least a portion protruding outside the main body case, and the main body case. The control circuit is arranged close to an outer motor part, and at least the motor part outside the main body case and the control circuit are integrated with a mold resin body, and the control circuit in the integrated state is the substrate Since the electronic component is mounted on the surface facing the main body case, the apparatus can be reduced in size.
すなわち、本発明においては、モータの、少なくとも一部分を前記本体ケース外に突出させ、この本体ケース外のモータ部分に近接させて制御回路を配置し、少なくともこれら本体ケース外のモータ部分と前記制御回路とをモールド樹脂体で一体化し、この一体化された状態における制御回路は、その基板の前記本体ケース対向面側に、電子部品を実装した構成としたものであるので、モータと制御回路が一体化され、その結果として制御回路だけを設置する専用のスペースを設ける必要がなくなり、これにより装置の小型化を図ることができるようになる。 That is, in the present invention, at least a part of the motor protrudes out of the main body case, and a control circuit is arranged close to the motor portion outside the main body case, and at least the motor portion outside the main body case and the control circuit And the control circuit in this integrated state is a configuration in which electronic parts are mounted on the substrate case facing surface side of the substrate, so the motor and the control circuit are integrated. As a result, it is not necessary to provide a dedicated space for installing only the control circuit, and the apparatus can be downsized.
また、制御回路の電子部品の熱は、モールド樹脂体を介して本体ケースに伝達拡散させ、この本体ケース内面を流れるファンの送風により放熱させることができるので、制御回路の動作が不安定化するのを、防止することもできるとともに、モータ寸法を変更することなく、その上、電子部品のスペックを上げることなく、モータ出力を向上することもできる。さらには、使用環境温度が非常に高い地域で使用しても、法規制による外郭温度の規制への対応や、電子部品の動作温度範囲の規制への対応をした上で、装置の小型化を図ることができる。 In addition, the heat of the electronic components of the control circuit can be transferred and diffused to the main body case through the mold resin body, and can be dissipated by the air blown by the fan flowing through the inner surface of the main body case, so that the operation of the control circuit becomes unstable. Can be prevented, and the motor output can be improved without changing the motor dimensions and without increasing the specifications of the electronic components. In addition, even when used in areas where the operating environment temperature is extremely high, the size of the device can be reduced by complying with the regulation of the outer temperature by laws and regulations and the regulation of the operating temperature range of electronic components. Can be planned.
さらに、制御回路の電子部品の発熱を上述のごとく本体ケースに伝達、拡散させることで、十分な冷却を行うことができるので、つまり別途冷却フィン等を設ける必要がないので、この点からも装置の小型化が図れるものとなる。 Further, since the heat generated by the electronic components of the control circuit is transmitted and diffused to the main body case as described above, sufficient cooling can be performed, that is, there is no need to provide additional cooling fins. The size can be reduced.
また、モールド樹脂体の外周部分に、電子部品の外周空間を覆う突出部を形成しているので、加工硬化により本体ケースの強度が強化されるだけでなく、電子部品からのノイズIn addition, since the protruding part that covers the outer peripheral space of the electronic component is formed on the outer peripheral part of the mold resin body, not only the strength of the main body case is enhanced by work hardening, but also noise from the electronic component
放射を抑制することもできる。Radiation can also be suppressed.
以下本発明の一実施形態を、天井埋め込み形の換気扇に活用したものを、添付図面を用いて説明する。 An embodiment in which an embodiment of the present invention is applied to a ceiling-embedded ventilation fan will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1において、1は略直方体形状の本体ケースで、図2に示すごとく下面には空気吸込口2が、また外周面には空気排出口3が、それぞれ合成樹脂で一体に形成されている。
In FIG. 1,
この本体ケース1の天井面4は、金属板により形成されており、その略中央部には貫通孔5が形成されている。
The
また、上記本体ケース1内には、遠心型ファン6が設けられており、その略中心軸部分に設けた円管状の軸支部7には、モータ8の回転軸9の下端が貫通させられており、この回転軸9の下端部分において遠心型ファン6が実質的な固定状態(必要に応じての着脱自在を含む)で取り付けられている。
In addition, a
上記モータ8は、図2、図3に示すように、回転軸9上部の上、下に軸受10、11が設けられ、これら上、下の軸受10、11間の回転軸9部分にロータ12が固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、ロータ12の外周方向には、所定間隔をおいて絶縁体13を装着したステータコア23(固定子鉄心)に駆動コイル24が巻装されたステータ14(固定子)が配置されている。
Further, in the outer circumferential direction of the
一方モータ8の遠心型ファン6とは反対側には、図5に示した制御回路15を構成する基板16が配置されている。
On the other hand, a
そしてこの基板16は図3に示したように、モールド樹脂体17によりモータ8と一体化されている(当然のことではあるが、回転軸9、ロータ12、軸受10、11の回転部分はモールド樹脂体17が直接的には接していない状態で、可動が可能な状態となっている)。
As shown in FIG. 3, the
この状態についてさらに詳述すると、このようにモータ8と制御回路15の基板16を覆ったモールド樹脂体17は、図3に示したように下方のモータ8部外周を覆った部分が円柱状の小形部17aとなっており、また制御回路15の基板16外周部を覆った部分が大形部17bとなっている。
More specifically, this state is such that the
そして、その小形部17aが、上記本体ケース1に設けた貫通孔5を、この本体ケース1外から本体ケース1内に、図2のごとく上方から下方に向けて突入させられ、この図2に示した状態で、モールド樹脂体17の上面から本体ケース1の天井面4に、ねじ(図示せず)が螺合させられ、これにて本体ケース1の天井面4への、モータ8と制御回路15との固定が完了する。
Then, the
さて、このように本体ケース1の天井面4へのモータ8と制御回路15の固定が完了した状態では、モールド樹脂体17で覆われた状態の基板16部分で、図4のごとく本体ケース1の天井面4に対向する下面側に、図5で示した制御回路15の発熱量の大きな半導体素子18などの電子部品を実装した構成となっている。
Now, in the state where the fixing of the
半導体素子18は図5においてインバータを構成するものであり、動作時には、大きな発熱を伴うものである。
The
つまり、図5において、電源19は全波整流回路20で全波整流され、次にコイル21とコンデンサ22でより直流に近い状態に整流され、この直流を使って半導体素子(インバータ)18は、モータ8の回転数制御を行うものである。
That is, in FIG. 5, the
半導体素子(インバータ)18は大きな電流が流れ、かつスイッチングがおこなわれるので、大きな発熱を伴うものであり、そこで本実施形態では上述のごとく、モールド樹脂体17で覆われた状態の基板16部分で、図4のごとく本体ケース1の天井面4に対向する下面側に、図5で示した制御回路15の半導体素子18を実装した。
The semiconductor element (inverter) 18 generates a large amount of heat because a large current flows and is switched. Therefore, in the present embodiment, as described above, the semiconductor element (inverter) 18 is a portion of the
この場合、モールド樹脂体17には、例えば水酸化アルミニウムや炭酸カルシウム等で形成された熱伝導性のフィラー(図示せず)が混入されているので、半導体素子18など電子部品の発熱は、モールド樹脂体17を介して本体ケース1の天井面4へと効率よく伝達され、ここで金属板製の天井面4へと拡散し、放熱されることになる。
In this case, since heat conductive filler (not shown) made of, for example, aluminum hydroxide or calcium carbonate is mixed in the
ここで本実施形態では、天井面4の下方に配置した遠心型ファン6の、本体ケース1の空気吸込口2側(下側)の開口を大径開口6aとし、その反対側(上側)の開口を、前記大径開口6aよりも小径の小径開口6bとし、この小径開口6bに対向する本体ケース1の天井面4部分にモータ8を図2のごとく固定した。
Here, in the present embodiment, the opening on the side of the air suction port 2 (lower side) of the
つまり、上記遠心型ファン6小径開口6bに対向する、本体ケース1の天井面4部分に貫通孔5を形成し、これにて上述のごとくモータ8と制御回路15を一体化したモールド樹脂体17を固定するようにしているのである。
That is, the
そしてこのような状態とすると、遠心型ファン6の駆動に伴う送風の一部が、金属板製の天井面4に到達しやすくなり、この点からこの天井面4に効果的に伝達してきた半導体素子18など電子部品の発熱を、この送風により、より効果的に放熱することができるようになるので、半導体素子18などの電子部品のスペックを上げることなく、モータ出力を向上することもできる。さらには、使用環境温度が非常に高い地域で使用しても、法規制による外郭温度の規制への対応や、電子部品の動作温度範囲の規制への対応をした上で、装置の小型化を図ることができる。
In such a state, a part of the air blown by driving the
上記構成とすることにより遠心型ファン6の駆動に伴う送風の一部を、金属板製の天井面4に到達しやすくできる理由は、現状においては十分に解析できてはいないが、一因として下記の点が理由として挙げられる。
The reason why a part of the air blown by driving the
つまり、遠心型ファン6の大径開口6a部ではファンの径が大きいので、大量の風を空気吸込口2から吸い込み、空気排出口3へと排出することができるのに対し、遠心型ファン6の小径開口6bでは、ファンの径が小さいので、空気排出口3へと排出力が小さく、よって遠心型ファン6の駆動に伴う送風の一部が、金属板製の天井面4に到達しやすくなるものと、現状では考えられるのである。
That is, since the diameter of the fan is large at the large-
また、本実施形態においては、図4のごとく、本体ケース1の天井面4であって、モールド樹脂体17外周部分に、半導体素子18の外周空間を覆う円環状の突出部4aを形成しているので、加工硬化により天井面4の強度が強化されるだけでなく、半導体素子18からのノイズ放射を抑制することもできる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, an
つまり、半導体素子18は上述のごとくインバータを構成するものであって、スイッチングによるノイズ発生の恐れもあるが、本実施形態のごとく半導体素子18の外周空間を覆う円環状の突出部4aを形成すれば、この突出部4aが障壁となってノイズの放射を抑制することができるのである。
In other words, the
また、このノイズ発生の観点からも半導体素子18を基板16の下面側に配置することが効果的ではあるが、この図4に示すように基板16の半導体素子18実装面(下面)とは反対側の面(上面)にグランドラインの銅箔16aを設ければ、ノイズ放射の抑制をさらに効果的に行える。
Also, from the viewpoint of noise generation, it is effective to dispose the
以上のように本発明は、空気吸込口と空気排出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられたファンと、このファンに、その回転軸が連結されるとともに、前記本体ケースに固定されたモータと、このモータの回転制御を行う制御回路とを備え、前記モータは、少なくとも一部分を前記本体ケース外に突出させ、この本体ケース外のモータ部分に近接させて前記制御回路を配置するとともに、少なくともこれら本体ケース外のモータ部分と前記制御回路を、モールド樹脂体で一体化し、この一体化された状態における制御回路は、その基板の前記本体ケース対向面側に、電子部品を実装した構成としたものであるので、装置の小型化を図ることができる。 As described above, the present invention provides a main body case having an air inlet and an air outlet, a fan provided in the main body case, a rotating shaft connected to the fan, and a fixed to the main body case. And a control circuit for controlling the rotation of the motor, wherein at least a part of the motor protrudes outside the main body case, and the control circuit is arranged in proximity to the motor portion outside the main body case. In addition, at least the motor part outside the main body case and the control circuit are integrated with a molded resin body, and the control circuit in this integrated state has electronic components mounted on the substrate case facing surface side of the substrate. Since the configuration is adopted, the apparatus can be reduced in size.
すなわち、本発明においては、モータの、少なくとも一部分を前記本体ケース外に突出させ、この本体ケース外のモータ部分に近接させて前記制御回路を配置し、少なくともこれら本体ケース外のモータ部分と前記制御回路を、モールド樹脂体で一体化し、この一体化された状態における制御回路は、その基板の前記本体ケース対向面側に、半導体素子など発熱量の大きな電子部品を実装した構成としたものであるので、モータと制御回路が一体化され、その結果として制御回路だけを設置する専用のスペースを設ける必要がなくなり、これにより装置の小型化を図ることができるようになるのである。 That is, in the present invention, at least a part of the motor protrudes outside the main body case, and the control circuit is arranged close to the motor portion outside the main body case, and at least the motor portion outside the main body case and the control The circuit is integrated with a molded resin body, and the control circuit in this integrated state is configured such that an electronic component having a large calorific value such as a semiconductor element is mounted on the surface of the substrate facing the body case. As a result, the motor and the control circuit are integrated, and as a result, it is not necessary to provide a dedicated space for installing only the control circuit, and thus the size of the apparatus can be reduced.
また、制御回路における半導体素子などの電子部品の熱は、モールド樹脂体を介して本体ケースに伝達拡散させ、この本体ケース内面を流れるファンの送風により放熱させることができるので、制御回路の動作が不安定化するのを、防止することもできる。 In addition, the heat of electronic components such as semiconductor elements in the control circuit can be transferred and diffused to the main body case through the mold resin body, and can be dissipated by the air blown from the fan that flows through the inner surface of the main body case. Instability can also be prevented.
さらに、制御回路の電子部品の熱は、モールド樹脂体を介して本体ケースに伝達拡散させ、この本体ケース内面を流れるファンの送風により放熱させることができるので、モータ寸法を変更することなく、モータ出力を向上することもできる。 Furthermore, the heat of the electronic components of the control circuit can be transmitted and diffused to the main body case through the mold resin body and can be dissipated by the air blown from the fan that flows through the inner surface of the main body case. The output can also be improved.
さらに、制御回路の半導体素子など電子部品の熱を上述のごとく本体ケースに伝達拡散させ、十分な冷却を行うことができるので、つまり別途冷却フィン等を設ける必要がないので、この点からも装置の小型化が図れるものとなる。 Furthermore, the heat of the electronic components such as the semiconductor elements of the control circuit can be transferred and diffused to the main body case as described above, so that sufficient cooling can be performed. In other words, there is no need to separately provide cooling fins. The size can be reduced.
したがって、例えば換気扇や空気調和装置への活用が大いに期待されるものとなる。 Therefore, for example, utilization to a ventilation fan or an air conditioner is greatly expected.
1 本体ケース
2 空気吸込口
3 空気排出口
4 天井面
4a 突出部
5 貫通孔
6 遠心型ファン
6a 大径開口
6b 小径開口
7 軸支部
8 モータ
9 回転軸
10 軸受
11 軸受
12 ロータ
13 絶縁体
14 ステータ
15 制御回路
16 基板
16a 銅箔
17 モールド樹脂体
17a 小形部
17b 大形部
18 半導体素子
19 電源
20 全波整流回路
21 コイル
22 コンデンサ
23 ステータコア
24 駆動コイル
DESCRIPTION OF
Claims (8)
この本体ケース内に設けられたファンと、
このファンに、その回転軸が連結されるとともに、前記本体ケースに固定されたモータと、
このモータの回転制御を行う電子部品にて構成され、基板に実装された制御回路とを備え、
前記モータは、少なくとも一部分を前記本体ケース外に突出させ、
この本体ケース外のモータ部分に近接させて前記制御回路を配置するとともに、
少なくともこれら本体ケース外のモータ部分と前記制御回路とをモールド樹脂体で一体化し、
この一体化された状態における制御回路は、前記基板の前記本体ケース対向面側に、電子部品を実装し、
前記本体ケースの前記モールド樹脂体の外周部分に、前記電子部品の外周空間を覆う突出部を形成した構成としたことを特徴とする送風装置。 A body case having an air inlet and an air outlet;
A fan provided in the main body case;
The fan is connected to the rotating shaft, and a motor fixed to the body case;
Consists of electronic components that control the rotation of this motor, and includes a control circuit mounted on a board,
The motor protrudes at least a part from the main body case,
While arranging the control circuit close to the motor part outside the main body case,
At least the motor part outside the main body case and the control circuit are integrated with a molded resin body,
The control circuit in this integrated state has an electronic component mounted on the substrate case facing surface side of the substrate ,
A blower characterized in that a projecting portion that covers the outer peripheral space of the electronic component is formed on the outer peripheral portion of the mold resin body of the main body case .
The blower according to claim 1 , wherein a heat conductive filler is mixed in the mold resin body.
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