JP5899631B2

JP5899631B2 - Blower

Info

Publication number: JP5899631B2
Application number: JP2011045970A
Authority: JP
Inventors: 山崎　進; 山崎　　進; 謙太郎山田; 本村　修; 修本村
Original assignee: Toshiba Home Technology Corp
Current assignee: Toshiba Home Technology Corp
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: JP2012180818A

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。また、ベースに形成され、親水性を有する金属または樹脂からなる突条部と、遠心ファンに形成される突条部と、ベースに形成される突条部の先端に装着され、撥水性を有する樹脂からなる防水リングとにより、迷路状のラビリンス構造を形成することで、送風装置の外部から侵入する水などの侵入物から駆動回路を保護することができる。 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. Further, the protrusion formed on the base and made of a hydrophilic metal or resin, the protrusion formed on the centrifugal fan, and attached to the tip of the protrusion formed on the base have water repellency. By forming a labyrinth-like labyrinth structure with a waterproof ring made of resin, the drive circuit can be protected from intruders such as water entering from the outside of the blower.

請求項２の発明では、固定子と外郭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 2 , by arranging the drive circuit between the stator and the outer shell , the stator winding 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で、かつ外部の侵入物から駆動回路を保護する送風装置を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a blower device that is low in vibration and noise, can achieve low power consumption, can reduce the number of components , and protects the drive circuit from external intruders. be able to.

請求項２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 second aspect of the present invention, it is possible to provide a blower capable of connecting the stator winding 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.

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の突条部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の突条部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 protrusion part 59 which are cylindrical ribs are not limited to four like a present Example, Moreover, the waterproof ring 60 is 1st. it may be provided at the end of the butt strip portion 56 to the fourth protrusions 59.

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ＪＩＳＣ０９２０やＩＥＣ６０５２９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６０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 portion and a narrow portion 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 60 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
６ベース（外郭）
７カバー（外郭）
１２巻線
１３固定子
１８駆動回路
３１，３２吸気口
３３排気口
５６第１の突条部（突条部）
５７第２の突条部（突条部）
５８第３の突条部（突条部）
５９第４の突条部（突条部）
６０防水リング 1 Fan motor (blower)
3 Motor 5 Casing 6 Base (Outer)
7 Cover (outside)
12 Winding 13 Stator 18 Drive Circuit 31, 32 Inlet 33 Exhaust 56 First Projection (Projection)
57 Second ridge (ridge)
58 Third ridge (ridge)
59 Fourth ridge (ridge)
60 waterproof-ring

Claims

The outer base and cover are formed, a centrifugal fan is mounted on the outer periphery of the rotor of the DC brushless motor, the air inlet is provided in the thrust direction of the centrifugal fan, and the air outlet is provided in the radial direction of the centrifugal fan. In the blower device
The DC brushless motor is a three-phase motor, and has a built-in drive circuit for the DC brushless motor.
The drive circuit detects the rotor position by monitoring the induced voltage, and eliminates the need for the rotor position detection element,
A ridge formed on the base; and a ridge formed on the centrifugal fan;
Attach a waterproof ring to the tip of the ridge formed on the base ,
The ridge formed on the base is made of a hydrophilic metal or resin,
The blower characterized in that the waterproof ring is made of a resin having water repellency .

The blower according to claim 1, wherein the driving circuit is disposed between a stator having windings and the outer casing housing the DC brushless motor.