JP6263733B2

JP6263733B2 - ブラシレスｄｃモータおよび送風装置

Info

Publication number: JP6263733B2
Application number: JP2013199552A
Authority: JP
Inventors: 聡村尾; 松本　敏宏; 敏宏松本; 研二藤井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: JP2015065790A

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。

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。

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。

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。

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）。

そのブラシレスＤＣモータについて図７、図８を参照しながら説明する。

図７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。

また、図８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。

特開２００８−１４１９０３号公報

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。

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ないブラシレスＤＣモータにおいて、配線用基板等の基板を必要としない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。

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、前記突出部に複数のコネクタ近傍孔部を有し、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の端末部を前記端子ピンに接触させてからげるとともに、前記端子ピンを前記コネクタに接続し、端子ピン間隔が前記コネクタ端子の最低間隔の整数倍となることを特徴とするブラシレス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。

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、前記突出部に複数のコネクタ近傍孔部を有し、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の端末部を前記端子ピンに接触させてからげるとともに、前記端子ピンを前記コネクタに接続し、端子ピン間隔が前記コネクタ端子の最低間隔の整数倍となる構成にしたことにより、端子ピンは直接コネクタの端子部に接続されることにより配線用基板を介在することなくモータに電力を供給することができることとなるため、配線用基板等の基板を必要としないステータ構造を有することができ、れにより、部品点数が少なく、簡易な構成のブラシレスＤＣモータおよびそれを搭載した送風装置を提供することができるという効果を有するものである。

本発明のステータ構造を示す外観図本発明の実施の形態１のブラシレスＤＣモータのステータの概略斜視図同ブラシレスＤＣモータのステータの要部拡大斜視図同ブラシレスＤＣモータの概略断面図同ブラシレスＤＣモータのステータの補強部材を用いた要部拡大斜視図送風装置を示す三面図従来のステータの概略斜視図従来のブラシレスＤＣモータの概略断面図

本発明のブラシレス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、前記突出部に複数のコネクタ近傍孔部を有し、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の端末部を前記端子ピンに接触させてからげるとともに、前記端子ピンを前記コネクタに接続し、端子ピン間隔が前記コネクタ端子の最低間隔の整数倍となる構成を有する。

これにより、端子ピンは直接コネクタの端子部に接続されることにより配線用基板を介在することなくモータに電力を供給することができることとなるため、配線用基板等の基板を必要としないステータ構造を有することができ、これにより、部品点数が少なく、簡易な構成のブラシレスＤＣモータおよびそれを搭載した送風装置を提供することができるという効果を奏する。

また、端子ピン間隔が前記コネクタ端子の最低間隔の整数倍となる構成では、複数のコネクタ端子と複数の端子ピンが同一方向で接触し、複数のコネクタ端子と複数の端子ピンの半田付けによる電気的接続が容易となるという効果を奏する。

また、複数の前記コネクタ端子の少なくとも一つは略Ｌ字状に折り曲げられた形状でも良い。

また、前記端子ピンは複数の前記コネクタ端子のＬ字先端部に略平行で隣接するように配置され、前記コネクタ端子部のＬ字先端部と前記端子ピンが接触する構成にしても良い。これにより、前記コネクタ端子と前記端子ピンの接触面積が増大し、はんだ付け作業が容易となるとともに、半田付けによる電気的接続面積が増大し、半田接続部分の機械的強度が増すとともに、電気的接続の信頼性が増すこととなるという効果を奏する。

また、前記コネクタ端子部のＬ字先端部と前記端子ピンを接触させ、補強部材を被せた構成としても良い。

また、前記補強部材はスリーブでも良い。これにより、前記補強部材のスリーブを被せた後、半田付けにより、前記コネクタ端子のＬ字先端部と前記端子ピンとを電気的かつ機械的に接続保持し、半田接続部分の機械的強度が増すとともに、電気的接続の信頼性が増すこととなるという効果を奏する。

また、複数の前記コネクタ端子部は巻線と接続されている端子ピンと接続されるコネクタ端子部のみ略Ｌ字状に折り曲げられた形状であり、その他のコネクタ端子部はストレートであっても良い。これにより、前記コネクタ端子のＬ字先端部と前記端子ピンの半田接続部分と隣り合う前記コネクタ端子のＬ字先端部がなくなるため、はんだ付け作業が容易となるという効果を奏する。

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。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施形態のステータ１は、複数枚積層された固定子鉄心２と、固定子鉄心２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２の外周側に突出部４を延設するインシュレータ３と、突出部４に設けたコネクタ保持部としてのフック５と、フック５間のインシュレータ３に端子ピン１２を３本立設するためのコネクタ近傍孔部６から成る。

図２に示すように、コネクタ近傍孔部６に端子ピン１２を３本立設し、この端子ピン１２の低部（インシュレータ３の突出部４側）に３相の巻線端部１１をからげてはんだ接続する。更に、フック５にコネクタ７を取り付ける。コネクタ端子８はコネクタ７に圧入されて固定保持されているが、図２、３に示すように、本実施形態では６個中４個をその巻線１０側の形状を突出部４の反対側に略Ｌ字状に折り曲げられた形状としている。

ここで、端子ピン１２はコネクタ端子８のＬ字先端部９と略平行で隣接するように配置されている。この状態でコネクタ端子８と端子ピン１２の上部をはんだ接続する。図４に示すように、ステータ１は外郭を構成する樹脂１３にて一体的に成形固化され、磁石を有するロータ１４とブラケット１５にて組み立てられブラシレスＤＣモータ１６となる。

以上のような構成の駆動回路を内蔵しない本実施の形態のブラシレスＤＣモータ１６は、外付けの駆動回路（図示せず）とコネクタ７とで接続され、コネクタ端子８から巻線１０へと駆動回路からの電源等を供給し回転制御するセンサレスのブラシレスＤＣモータとなる。

本実施の形態のおける特徴は、端子ピン１２とコネクタ端子８の接続方法である。すなわち、端子ピン１２をコネクタ端子８の上側に折り曲げたＬ字先端部９に接触させ、直接半田付けにて接続している。

これにより、配線用基板等の基板を必要としないステータ構造を有するブラシレスＤＣモータ１６を提供できるものである。

また、図６は送風ファン１８を本実施の形態１のブラシレスＤＣモータに取り付けた送風装置である。つまり、配線用基板等の基板を必要としないステータ構造を有するブラシレスＤＣモータ１６がコスト低減することにより、ブラシレスＤＣモータを搭載した送風装置のコストも低減させることができるものである。

なお、図５に示すような前記コネクタ端子８のＬ字先端部９と前記端子ピン１２を接触させ、補強部材を被せた構成としても良い。補強部材である小型の金属性のスリーブ１７を被せた後、ハンダ付け（図示せず）などにより、コネクタ端子８のＬ字先端部９と端子ピン１２とを電気的かつ機械的に接続保持する。

つまり、補強部材であるスリーブ１７を被せたことにより、半田接続部分の機械的強度が増すとともに、電気的接続の信頼性が増すこととなる。

なお、コネクタ端子８は、本実施形態では６個中４個をその巻線１０側の形状を突出部４の反対側に略Ｌ字状に折り曲げられた形状としているが、略Ｌ字状に折り曲げられていなくてもよい。その場合、コネクタ端子８と端子ピン１２の接触面積は略Ｌ字状に折り曲げられた形状に対し小さくなるため、半田付けによる電気的接続面積が縮小し、半田接続部分の機械的強度が減少するとともに、電気的接続の信頼性が低下するため、略Ｌ字状に折り曲げられていることが望ましい。

なお、コネクタ端子８のピッチと端子ピン１２の最低間隔の整数倍にならなくても良い。その場合、端子ピン１２とコネクタ端子８の隣接する方向が一部逆となるため、コネクタ組み付け作業にて隣接する方向が入れ替わる組み付け不良が発生しても気づきにくくなってしまう。また、半田接続箇所の間隔が狭くなる場合もあるため、半田接続作業に不良が発生しやすくなる。よって、コネクタ端子８のピッチと端子ピン１２の最低間隔の整数倍になることが望ましい。

以上のように本発明にかかるブラシレス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、前記突出部に複数のコネクタ近傍孔部を有し、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の端末部を前記端子ピンに接触させてからげるとともに、前記端子ピンを前記コネクタに接続したという構成を有することにより配線用基板を介在することなくモータに電力を供給することができることとなり、コスト低減させることができるものである。

従って、低コスト化が要求されるブラシレスＤＣモータや家電用や業務用などの送風装置として活用できる。

１ステータ
２固定子鉄心
３インシュレータ
４突出部
５フック
６コネクタ近傍孔部
７コネクタ
８コネクタ端子
９Ｌ字先端部
１０巻線
１１巻線端部
１２端子ピン
１３樹脂
１４ロータ
１５ブラケット
１６ブラシレスＤＣモータ
１７スリーブ
１８送風ファン

Claims

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、前記突出部に複数のコネクタ近傍孔部を有し、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の端末部を前記端子ピンに接触させてからげるとともに、前記端子ピンを前記コネクタに接続し、
端子ピン間隔が前記コネクタ端子の最低間隔の整数倍となることを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
複数の前記コネクタ端子の少なくとも一つは略Ｌ字状に折り曲げられた形状であることを特徴とする請求項１記載のブラシレスＤＣモータ。
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、前記突出部に複数のコネクタ近傍孔部を有し、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の端末部を前記端子ピンに接触させてからげるとともに、前記端子ピンを前記コネクタに接続し、
複数の前記コネクタ端子の少なくとも一つは略Ｌ字状に折り曲げられた形状であることを特徴とするブラシレスＤＣモータ。
前記端子ピンは複数の前記コネクタ端子のＬ字先端部に略平行で隣接するように配置され、前記コネクタ端子のＬ字先端部と前記端子ピンが接触していることを特徴とする請求項３記載のブラシレスＤＣモータ。
前記コネクタ端子のＬ字先端部と前記端子ピンを接触させ、補強部材を被せたことを特徴とする請求項４記載のブラシレスＤＣモータ。
前記補強部材はスリーブであることを特徴とする請求項５記載のブラシレスＤＣモータ。
複数の前記コネクタ端子は巻線と接続されている端子ピンと接続されるコネクタ端子のみ略Ｌ字状に折り曲げられた形状であり、その他のコネクタ端子はストレートであることを特徴とする請求項３〜６のいずれかひとつに記載のブラシレスＤＣモータ。
送風ファンを有し、前記送風ファンを駆動するためのモータは請求項１〜７のいずれかひとつに記載のブラシレスＤＣモータであることを特徴とする送風装置。