JP7050237B2 - Brushless DC motor - Google Patents
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Description
本開示は、天井扇に設けられるブラシレスDCモータに関する。 The present disclosure relates to a brushless DC motor provided in a ceiling fan.
ブラシレスDCモータを搭載した天井扇が知られている。例えば、特許文献1には、天井から下方に延びる筒状の筐体の先端に送風用の羽根が設けられた天井扇が記載されている。この天井扇は、羽根を回転させるためのブラシレスDCモータを備える。ブラシレスDCモータは、ステータとロータからなるモータ本体と、モータ本体を駆動する駆動回路とを有する。駆動回路は、筐体中でモータ本体の上方に配置される。
Ceiling fans equipped with brushless DC motors are known. For example,
ブラシレスDCモータを搭載した天井扇において、羽根の床面からの高さは、空気流を広い範囲に分散させる観点で高位置に設けられることが望ましい。このため、天井高さが決まっている場合、天井扇の筐体は上下に短い方が有利である。筐体を上下に短くするためには、モータ本体と、駆動回路とを合わせたブラシレスDCモータの薄型化が必要とされる。 In a ceiling fan equipped with a brushless DC motor, it is desirable that the height of the blades from the floor surface be set at a high position from the viewpoint of distributing the air flow over a wide range. Therefore, when the ceiling height is fixed, it is advantageous that the housing of the ceiling fan is short in the vertical direction. In order to shorten the housing vertically, it is necessary to reduce the thickness of the brushless DC motor that combines the motor body and the drive circuit.
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、天井扇を薄型化することが可能なブラシレスDCモータを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a brushless DC motor capable of reducing the thickness of a ceiling fan.
上記課題を解決するために、本発明のある態様のブラシレスDCモータは、天井扇に設けられるブラシレスDCモータであって、コイルが巻かれたステータコアを有するステータと、ステータコアの中心部に固定されるシャフトと、ベアリングと、ステータコアを環囲するマグネットを有するロータと、軸方向でステータコアとベアリングとの間に、1次側電源回路と、1次側電源回路から供給される電圧を変換する2次側電源回路と、2次側電源回路から供給される電力に基づいて前記コイルに駆動電流を供給するモータ駆動回路とを有する回路基板と、ステータコアに前記回路基板を保持する基板保持部と、基板保持部と回路基板との間にモータ駆動回路の熱を放熱する放熱部と、基板保持部のステータコアとは反対側の面に、回路基板を保持する支柱部と、を備え、基板保持部は、ステータコアと回路基板との間に位置し、軸視にしてステータコアの軸方向端部と略同一形状を有し、支柱部は、放熱部と回路基板とを保持する。 In order to solve the above problems, the brushless DC motor according to an embodiment of the present invention is a brushless DC motor provided in a ceiling fan, and is fixed to a stator having a stator core around which a coil is wound and a center portion of the stator core. A secondary that converts the voltage supplied by the primary power supply circuit and the primary power supply circuit between the shaft, the bearing, the rotor having a magnet that surrounds the stator core, and the stator core and the bearing in the axial direction. A circuit board having a side power supply circuit and a motor drive circuit that supplies a drive current to the coil based on the power supplied from the secondary side power supply circuit , a board holding portion that holds the circuit board in the stator core, and a board. The board holding section is provided with a heat radiating section that dissipates heat from the motor drive circuit between the holding section and the circuit board, and a support column that holds the circuit board on the surface of the board holding section that is opposite to the stator core. It is located between the stator core and the circuit board, has substantially the same shape as the axial end of the stator core in the axial view, and the support column holds the heat dissipation part and the circuit board.
なお、本開示の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。 It should be noted that the expression of the present disclosure converted between methods, devices, systems, recording media, computer programs and the like is also effective as an aspect of the present disclosure.
本開示によれば、天井扇を薄型化することが可能なブラシレスDCモータを提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a brushless DC motor capable of reducing the thickness of a ceiling fan.
以下、本開示を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。実施例および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施例を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments and modifications, the same or equivalent components and members are designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted as appropriate. Further, the dimensions of the members in each drawing are shown in an appropriately enlarged or reduced size for easy understanding. In addition, some of the members that are not important for explaining the embodiment in each drawing are omitted and displayed.
また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。 Also, terms including ordinal numbers such as 1st and 2nd are used to describe various components, but this term is used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and this term is used. The components are not limited by.
本開示の実施例に係るモータ10は、天井扇1に設けられるブラシレスDCモータである。まず、天井扇1の全体構成を説明する。図1は、天井扇1を示す斜視図である。天井扇1は、天井4に取り付けられ、回転することにより気流を生じさせる複数の羽根2を有する扇風機として機能する。天井扇1は、複数の羽根2を回転させるモータ10と、天井4から下方に延びて、モータ10を包囲する筐体5とを備える。天井扇1は、その下端にLED等の発光素子を有する照明部3が設けられる。
The
筐体5は、天井側から下方に向かって徐々に縮径する略円錐状の第1部分5aと、第1部分5aの下部から下方に向かって徐々に拡径する略円錐状の第2部分5bとを有する。第1部分5aと第2部分5bの接続部分5cは、第1部分5aおよび第2部分5bよりも細く絞られている。第2部分5bの下部は一定直径の円筒状を呈する。第2部分5bは、モータ10を収容する外殻として機能する。
The
図2~図4を参照する。図2は、天井扇1のモータ10の周辺構造を示す断面図である。図3は、モータ10の分解斜視図である。図4は、ステータ20を示す側面図である。モータ10は、ステータ20と、シャフト30と、ロータ40と、第1ベアリング32と、第2ベアリング34と、回路基板48と、羽根ホルダ70と、回転検出部400とを主に含む。以下、シャフト30の中心軸線Laに沿った方向を「軸方向」といい、その中心軸線Laを中心とする円の円周方向、半径方向をそれぞれ「周方向」、「径方向」とする。また、以下、便宜的に、軸方向の一方側(図中上側)を「上」、「上方」といい、他方側(図中下側)を「下」、「下方」という。このような方向の表記は、モータ10の使用姿勢を制限するものではなく、モータ10は任意の姿勢で使用されうる。
2 to 4 will be referred to. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the peripheral structure of the
先に、モータ10および天井扇1の動作を説明する。天井扇1では、ステータ20、シャフト30、回路基板48および回転検出部400は静止体を構成し、ロータ40、羽根ホルダ70および複数の羽根2は回転体を構成する。回路基板48は、回転検出部400の検出信号に基づいてステータ20に駆動電流を供給する。ステータ20は、駆動電流に応じて回転磁界を発生させる。ロータ40は、回転磁界に応じて中心軸線La周りに回転する。羽根ホルダ70は、ロータ40と一体的に回転することにより、複数の羽根2を回転させる。複数の羽根2は、回転することにより下向きの空気流を生成する。以下、各部について詳述する。
First, the operation of the
第1ベアリング32と、ロータ40およびステータ20と、回路基板48と、第2ベアリング34とは、この順で上から下に向かって配置され、シャフト30を環囲する。ロータ40は、ステータ20の径方向に対向して配置されている。ロータ40およびステータ20は、第1ベアリング32よりも大径で、回路基板48は、ロータ40およびステータ20よりも大径である。シャフト30は、中心部に配線用のワイヤを通すための中空部を有するパイプ状の部材である。シャフト30の中空部は、上下に貫通しており、シャフト30の側面にワイヤを通すための横穴30hが設けられている。
The first bearing 32, the
ステータ20は、コイル24が巻かれたステータコア22を有する。コイル24は、3相電機子コイルを構成する。シャフト30は、ステータコア22の中心部に固定される。ロータ40は、ステータコア22を環囲するマグネット42を有し、第1ベアリング32の外輪に固定される。
The
ステータコア22は、複数(例えば、12)のティース部22tと、複数のティース部22tの間に設けられた複数のスロット22sとを有する。各スロット22sの側面は、ステータコア22の開口部22kに通じる。各スロット22sには、樹脂製フィルムからなる絶縁シート23が挿入される。絶縁シート23は、ティース部22tの内側面(スロット22s側の面)を覆うスロットインシュレータ23bと、スロット22sの外周側に設けられるスロットキー23cとを含む。この例の絶縁シート23は、ティース部22tの端面から軸方向に突出している。ステータコア22の上面と下面には、それぞれ絶縁部材200が設けられる。絶縁部材200は、各ティース部22tの一部をカバーするコアカバーとして機能する。絶縁部材200は、モールド成形により形成される樹脂製部材である。
The
コイル24は、各ティース部22tに巻かれる複数(例えば、12)のコイル本体部24aを含む。複数のコイル本体部24aは各相ごとに直列接続される。各相のコイル本体部24aの端末は後述するモータ駆動回路に接続される。
The
ロータ40は、ロータヨーク44を有する。ロータヨーク44は、中空円板状の天板部44aと、天板部44aの外周部から下方に延びる円筒状のマグネット支持部44bと、マグネット支持部44bの下部から径方向外側に延出するドーナツ状の延出部44cとを有する。天板部44aの中心部は第1ベアリング32の外輪に固定される。マグネット支持部44bの内周面にマグネット42が固定される。延出部44cの外周部は、雄ねじS1によって羽根ホルダ70に固定される。
The
マグネット42は、ステータコア22に界磁磁束を供給する複数(例えば、10個)の磁極を有する。マグネット42は、複数のセグメントに分割されている。図4に示すように、マグネット42の上端および下端は、ステータコア22の所定の寸法(例えば、5mm)だけ上下に延びている。
The
図3に示すように、ロータ40は、マグネット42を所定位置に保持するマグネットホルダ300を有する。マグネットホルダ300は、マグネット42の上下に配置され、マグネット42の軸方向位置を制限する。マグネットホルダ300は、マグネット42の下側に配置される第1ホルダ310と、マグネット42の上側に配置される第2ホルダ320とを含む。第1ホルダ310の外周部がロータヨーク44に係止されており、マグネット42の下方への移動を制限する。第2ホルダ320は、マグネット42の上方への移動を制限する。第1ホルダ310および第2ホルダ320は、弾性変形可能な略リング状の樹脂製部材である。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、第1ベアリング32および第2ベアリング34は、ボールなどの転動体33を有する転がり軸受である。第1ベアリング32および第2ベアリング34の内輪は、Eワッシャー32c、34cを介してシャフト30に固定される。第1ベアリング32および第2ベアリング34は、ステータコア22および回路基板48を挟んで、上下に離間して配置される。第1ベアリング32は、ステータコア22の上方に配置される。第2ベアリング34は、ステータコア22の第1ベアリング32とは反対側で、回路基板48の下方に配置される。
As shown in FIG. 2, the
図5、図6も参照する。図5は、回路基板48を示す底面図である。図6は、回路基板48の構成を示すブロック図である。回路基板48は、配線基板50、1次側電源回路51、2次側電源回路52およびモータ駆動回路53を有する。1次側電源回路51、2次側電源回路52およびモータ駆動回路53は、配線基板50に設けられる。配線基板50は印刷配線板(Printed Circuit Board)である。
5 and 6 are also referred to. FIG. 5 is a bottom view showing the
1次側電源回路51は、入力されたAC電圧(例えば、220V~240V)を整流して第1DC電圧V1(例えば、310V~340V)を供給する。2次側電源回路52は、第1DC電圧に基づいて、DC-DCコンバータ52a、52bにより15Vの第2DC電圧V2と、5Vの第3DC電圧V3とを供給する。
The primary
モータ駆動回路53は、マイクロプロセッサ53aと、制御部53bと、スイッチング部53cとを含み、コイル24に駆動電流を供給する。第1DC電圧V1は、主にスイッチング部53cに供給される。第2DC電圧V2は、主に制御部53bに供給される。
第3DC電圧V3は、主にマイクロプロセッサ53aに供給される。制御部53bは、回転検出部400のホール素子HE1、HE2、HE3から取得した位置信号HsをもとにFG信号を生成してマイクロプロセッサ53aに出力する。
The
The third DC voltage V3 is mainly supplied to the
マイクロプロセッサ53aは、制御部53bから出力されたFG信号をもとに、モータ10の回転を制御する回転制御信号Csを生成して制御部53bに出力する。制御部53bは、回転検出部400のホール素子から取得した位置信号Hsをもとに通電相切替用の相切替信号Qsを生成する。制御部53bは、マイクロプロセッサ53aから出力された回転制御信号Csと相切替信号Qsとに基づいて、PWM信号Psを生成してスイッチング部53cに出力する。
The
スイッチング部53cは、3相ブリッジを構成するスイッチング素子(不図示)を含む。スイッチング部53cは、制御部53bから出力されたPWM信号Psに基づいてスイッチング素子の導通/非道通を制御してコイル24に駆動電流を流す。制御部53bとスイッチング部53cとは、3相インバータを構成する。本実施例のスイッチング部53cは、1チップのモータ駆動ICにより実現されている。
The
図5に示すように、本実施例の回路基板48は、サブ配線基板49と、照明部3を駆動する照明駆動回路55と、天井扇1を遠隔操作するリモートコントローラ(不図示)と通信する通信回路56とをさらに含む。照明駆動回路55はサブ配線基板49に設けられ、通信回路56は配線基板50に設けられる。サブ配線基板49は印刷配線板である。
As shown in FIG. 5, the
図4に示すように、回路基板48は、シャフト30を囲むリング形状を有し、軸方向でステータコア22と第2ベアリング34との間に設けられる。回路基板48は、基板保持部100を介して配線基板50がステータコア22に固定されることにより、ステータコア22に支持される。基板保持部100は、ステータコア22と回路基板48との間に位置し、軸視にしてステータコア22の軸方向端部と略同一形状を有する。これにより、ステータコア22に巻かれたコイル24と、回路基板48との絶縁距離を確保できるので、絶縁安全性を高く保ち、薄型化することができる。サブ配線基板49は、基板ホルダ60を介して配線基板50の下面に固定される。図5に示すように、配線基板50は、中心孔50hを有するリング状の円形部材であり、サブ配線基板49はリング状における部分的な部材である。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、配線基板50のステータコア22とは反対側の下面50jには、配線を接続するためのコネクタなどの配線接続部品58が実装される。この例の配線接続部品58は、雄型コネクタである。これにより、モータ10の組立時に、回路基板48が基板保持部100を介してステータコア22に固定された状態で、配線接続部品58にリード線が接続された雌型コネクタを容易に着脱できるので、組立作業性やメンテナンス性が向上する。また、配線基板50をステータコア22に近づけることができるので薄型化に有利である。
As shown in FIG. 5, a
図4に示すように、配線基板50のステータコア22とは反対側の下面50jには、1次側電源回路51を構成する電子部品51pが実装される。これにより、電子部品51pで発生した熱は配線基板50で遮られるので、ステータ20およびロータ40への熱伝導が低減され、コイル24の温度上昇が抑制されて品質低下を防げる。
As shown in FIG. 4, the
図3に示すように、基板保持部100と配線基板50との間にモータ駆動回路53の熱を放熱する放熱部46が設けられる。放熱部46は、モータ駆動回路53のモータ駆動IC(スイッチング部53c)の放熱を促進して温度上昇を抑制する。
As shown in FIG. 3, a
図4に示すように、回転検出部400は、マグネット42の磁束を検知するホール素子HE1、HE2、HE3と、HEホルダ410と、を備える。ホール素子HE1、HE2、HE3は、周方向に電気角で120度ずつずれた位置に配置される。ホール素子HE2は、周方向において所定の開口部22k(以下、開口部22k(H)という)の位置に配置される。ホール素子HE1、HE2、HE3の入出力端子は、回路基板48に接続される。ホール素子HE1、HE2、HE3の出力信号は制御部53bに入力される。HEホルダ410は、ホール素子HE1、HE2、HE3を支持する部材で、基板保持部100で保持され、配線基板50とステータコア22に挟み込んで固定される。HEホルダ410は、上方に突出して開口部22k(H)に係合する凸部420を有する。
As shown in FIG. 4, the
図2に示すように、羽根ホルダ70は、ロータ40と一体的に回転し、ロータ40の回転を複数(例えば、5枚)の羽根2に伝達する。羽根ホルダ70は、中空円形の部材で、ホルダ円筒部70aと、ホルダ円筒部70aの下部から下方にラッパ状に延出するラッパ状部70bと、ホルダ円筒部70aの下部から径方向内向きに延びる中空円板状のホルダ円板部70cと、ラッパ状部70bの下部から径方向外向きに延びるホルダ鍔部70dとを有する。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、ホルダ円筒部70aの上部はロータヨーク44の延出部44cに固定される。ホルダ円筒部70aは、隙間を介して回路基板48を環囲する。ホルダ円板部70cの中心部に第2ベアリング34の外輪が固定される。ホルダ鍔部70dに複数の羽根2が固定される。複数の羽根2は、周方向に所定の間隔で配置され、ホルダ鍔部70dから径方向外向きに延びる。ラッパ状部70bの下部は、隙間を介して照明部3の上部を環囲する。照明部3の上部は、シャフト30の下部に固定される。
As shown in FIG. 2, the upper portion of the holder
図4、図7、図8を参照して、基板保持部100のステータコア22と対向する面102(上面)について説明する。図7は、基板保持部100をステータコア22側から見た状態の斜視図である。図8は、基板保持部100とステータコア22の関係を示すA-A断面図である。基板保持部100は、樹脂製の略円板状の部材であり、ステータコア22と回路基板48との間に設けられ、回路基板48を保持する。
The surface 102 (upper surface) of the
図7に示すように、基板保持部100の中心部には、上下に延びる中空円筒状の円筒部120が設けられる。円筒部120は、シャフト30の外周面に外接する。これにより、円筒部120が上下に延びているので、シャフト30との接触面積が増加し、基板保持部100および配線基板50をシャフト30に直交する面に保持できる。この結果、1次側電源回路51およびモータ駆動回路53の部品を安定して保持できる。図7に示すように、円筒部120には、周方向に180°間隔で、略30°の幅で切り欠かれた2つのスリット122が設けられる。
As shown in FIG. 7, a hollow cylindrical
図7に示すように、基板保持部100のステータコア22と対向する面102には、複数の位置決め突起110が設けられる。位置決め突起110は、基板保持部100の外周部から上方に延びる。この例では、4つの位置決め突起110が、周方向に90°間隔で配置されている。各位置決め突起110の根元には、ステータコア22が当接する座部112が設けられる。各位置決め突起110は、ステータコア22の側面に設けられた開口部22kと上下に係合する。これにより、ステータコア22に対する基板保持部100および配線基板50の位置決め精度が向上する。
As shown in FIG. 7, a plurality of positioning
図4に示すように、位置決め突起110は、少なくとも、ホール素子HE1、HE2、HE3の近傍位置と、当該近傍位置の周方向反対側の位置(周方向に180°離れた位置)とに設けられる。これにより、配線基板50とホール素子HE1、HE2、HE3の位置関係が安定する。また、位置決め突起110の数を減らすことができるので、基板保持部100を製造する金型が簡素化され、樹脂量を減らすことができる。ホール素子HE1、HE2、HE3の近傍位置は、ホール素子HE2に対応する開口部22k(H)に隣接する開口部22k(A)の位置である。
As shown in FIG. 4, the
図7に示すように、基板保持部100のステータコア22と対向する面102には、複数(例えば12)の放射状リブ130が設けられる。これにより、基板保持部100の強度を増すことが可能であり、薄型化に有利である。放射状リブ130は、円筒部120の外周から径方向外向きに延びる。この例では、12個の放射状リブ130が周方向に30°間隔で配置される。図8に示すように、放射状リブ130は、平面視で、コイル24を避けるように各スロット22sの周方向中心に位置する。コイル24を避ける位置とは、言い換えると、平面視にて隣接するコイル24の中間位置であり、隣接するコイル24間に設けられた空間に対応する位置である。これにより、放射状リブ130とコイル24との干渉が避けられるので基板保持部100の薄型化に有利である。
As shown in FIG. 7, a plurality of (for example, 12)
基板保持部100のステータコア22と対向する面102の外周側には、ステータコア22の外周と外周径がほぼ一致し、中空円環状の周状リブ140が設けられる。これにより、基板保持部100の外周側の強度を向上できる。また、基板保持部100の変形による位置決め突起110の浮きを抑制できる。周状リブ140は、周状に伸びて各位置決め突起110を接続する。
On the outer peripheral side of the
図9は、位置決め突起110とステータコア22の開口部22kを示すB部拡大図である。図9に示すように、位置決め突起110は、平面視で開口部22kの内側の壁面22mに沿うテーパ形状を有する。これにより、位置決め突起110の開口部22kから径方向外側への突出が制限され、ロータ40との接触を防止できる。図9の例では、壁面22mは、ティース部22tの周方向端面であって、ティース部22tの開口部22kの外周側から径方向で内向きに延びる壁面である。つまり、壁面22mは、ステータコア22の開口部22kから径方向内向きに延びる壁面である。
FIG. 9 is an enlarged view of a portion B showing an
図10~図13を参照して、基板保持部100のステータコア22とは反対側の面150について説明する。図10は、基板保持部100を回路基板48側から見た状態の斜視図である。図11は、ステータ20の放熱部46と回路基板48の関係を示す分解斜視図である。図12は、ステータ20にリード線154を保持した状態を示す平面図(a)と、C-C断面図(b)である。図13は、基板保持部100と回路基板48が放熱部46を挟持した状態を示すD-D断面図である。尚、組立作業性を説明するため、図10~図13では、床面(下方)を図面の上側(上方)として示している。
With reference to FIGS. 10 to 13, the
図10に示すように、基板保持部100のステータコア22とは反対側の面150には、回路基板48を保持する複数の支柱部151が設けられている。支柱部151は、基板保持部100の外周部から上方に延びる。この例では、4つの支柱部151が、周方向に90°間隔で配置されている。支柱部151は、放熱部46と回路基板48とを保持する。支柱部151は、中心軸を共有し、中心軸からの径方向への長さ及び軸方向の高さが異なる二つの配置面151a、配置面151bを備える。また、シャフト30の中空空間を通って回路基板48上に結線される複数のリード線154を保持するリード線保持部155を備える。
As shown in FIG. 10, a plurality of
図11に示すように、放熱部46は、薄板状のヒートシンク46hと、絶縁フィルム46fと、熱伝導度の高いシリコン製の放熱ゲルシート46gとを備える。これにより、回路基板48の配線基板50に実装されたモータ駆動回路53のモータ駆動IC(スイッチング部53c)が、放熱ゲルシート46gを介してヒートシンク46hに熱的に接続される。
As shown in FIG. 11, the
図12に示すように、リード線保持部155のステータコア22とは逆側の端部は、回路基板48の切り欠き加工された内周側空間50kを貫通して回路基板48における1次側電源回路51の配置面50jまで延伸している。これにより、モータ10の組立時に、リード線154は回路基板48に保持されるのではなく、貫通した基板保持部100のリード線保持部155に保持されるため、リード線154を回路基板48に容易に配線することができる。従って、組立作業性やメンテナンス性が向上する。また、配線基板50をステータコア22に近づけることができるので薄型化が可能となる。
As shown in FIG. 12, the end portion of the lead
図13に示すように、放熱部46は支柱部151の一方の配置面151aに配置され、回路基板48は他方の配置面151bに配置されている。ここでは、配置面151aは面150と同一としたが、面150と配置面151bの間に配置されても良い。支柱部151は、上方から回路基板48を雄ねじS2で締結する孔を有する略円筒形状である。支柱部151の、配置面151aの外径は、配置面151bの外径より大きい。これにより、放熱部46を確実に所定位置に保持することができる。
As shown in FIG. 13, the
放熱部46を有することにより放熱が促進されてモータ駆動ICの温度上昇が抑制される。また、この構成により、狭い空間にヒートシンク46hを配置できるので、薄型化に有利である。モータ駆動ICの温度上昇が抑制されるので、これに応じてモータ10の出力を増大させて天井扇1の風量を大きくできる。
By having the
本実施例によれば、モータ10を容易に薄型化できる。モータ10を薄型化した分に応じて天井扇1の羽根2を高位置に配置できる。これにより、下向きの空気流を広範囲に拡げられるので、床近傍での風量の斑を減らして快適性を改善できる。また、人との干渉が避けられる。また、モータ10を薄型化したことにより、筐体5の接続部分5cを細くできるので、この部分で羽根2に導かれる空気の流れがスムーズになり、消費電力の低減に有利である。
According to this embodiment, the
本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様のブラシレスDCモータ(10)は、天井扇(1)に設けられるブラシレスDCモータであって、コイル(24)が巻かれたステータコア(22)を有するステータ(20)と、ステータコア(22)の中心部に固定されるシャフト(30)と、ベアリング(34)と、ステータコア(22)を環囲するマグネット(42)を有するロータ(40)と、軸方向でステータコア(22)とベアリング(34)との間に、1次側電源回路(51)と、1次側電源回路(51)から供給される電圧を変換する2次側電源回路(52)と、2次側電源回路(52)から供給される電力に基づいてコイル(24)に駆動電流を供給するモータ駆動回路(53)とを有する回路基板(48)と、を備える。 The outline of one aspect of the present disclosure is as follows. The brushless DC motor (10) of the present disclosure is a brushless DC motor provided in the ceiling fan (1), and has a stator (20) having a stator core (22) around which a coil (24) is wound, and a stator core. A shaft (30) fixed to the center of (22), a bearing (34), a rotor (40) having a magnet (42) surrounding the stator core (22), and a stator core (22) in the axial direction. Between the bearing (34), the primary side power supply circuit (51), the secondary side power supply circuit (52) that converts the voltage supplied from the primary side power supply circuit (51), and the secondary side power supply circuit. It comprises a circuit board (48) having a motor drive circuit (53) that supplies a drive current to the coil (24) based on the power supplied from (52).
ブラシレスDCモータ(10)は、ステータコア(22)に回路基板(48)を保持する基板保持部(100)をさらに備え、基板保持部(100)は、ステータコア(22)と回路基板(48)との間に位置し、軸視にしてステータコア(22)の軸方向端部と略同一形状を有してもよい。 The brushless DC motor (10) further includes a substrate holding portion (100) for holding the circuit board (48) on the stator core (22), and the substrate holding portion (100) includes the stator core (22) and the circuit board (48). It may be located between the above and have substantially the same shape as the axial end portion of the stator core (22) in the axial view.
基板保持部(100)は、シャフト(30)の外周面に外接する円筒部(120)を有してもよい。 The substrate holding portion (100) may have a cylindrical portion (120) circumscribing the outer peripheral surface of the shaft (30).
基板保持部(100)と回路基板(48)との間にモータ駆動回路(53)の熱を放熱する放熱部(46)を備えてもよい。 A heat radiating section (46) that dissipates heat from the motor drive circuit (53) may be provided between the board holding section (100) and the circuit board (48).
基板保持部(100)のステータコア(22)とは反対側の面(150)に、回路基板(48)を保持する支柱部(151)を備え、支柱部(151)は、放熱部(46)と回路基板(48)とを保持してもよい。 A support column (151) for holding the circuit board (48) is provided on the surface (150) of the substrate holding portion (100) opposite to the stator core (22), and the support column (151) is a heat dissipation unit (46). And the circuit board (48) may be held.
支柱部(151)は、中心軸を共有し、中心軸からの径方向への長さが及び軸方向の高さが異なる二つの配置面(151a)、配置面(151b)を備え、一方の配置面(151a)に放熱部(46)が配置され、他方の配置面(151b)に回路基板(48)が配置されてもよい。 The strut portion (151) has two arrangement surfaces (151a) and an arrangement surface (151b) that share a central axis and have different radial lengths from the central axis and different axial heights, and one of them. The heat radiating portion (46) may be arranged on the arrangement surface (151a), and the circuit board (48) may be arranged on the other arrangement surface (151b).
回路基板(48)のステータコア(22)とは反対側の面(50j)に、配線を接続するための配線接続部品(58)を備えてもよい。 A wiring connection component (58) for connecting wiring may be provided on the surface (50j) of the circuit board (48) opposite to the stator core (22).
回路基板(48)のステータコア(22)とは反対側の面(50j)に、1次側電源回路(51)を構成する電子部品(51p)を備えてもよい。 An electronic component (51p) constituting the primary power supply circuit (51) may be provided on the surface (50j) of the circuit board (48) opposite to the stator core (22).
基板保持部(100)のステータコア(22)とは反対側の面(150)に、シャフト(30)の中空空間を通って回路基板(48)上に結線される複数のリード線(154)を保持するリード線保持部(155)を備え、リード線保持部(155)のステータコア(22)とは逆側の端部が、回路基板(48)の内周側空間(50k)を貫通して回路基板(48)における1次側電源回路(51)の配置面(50j)まで延伸してもよい。 A plurality of lead wires (154) connected on the circuit board (48) through the hollow space of the shaft (30) on the surface (150) of the board holding portion (100) opposite to the stator core (22). The lead wire holding portion (155) for holding is provided, and the end portion of the lead wire holding portion (155) opposite to the stator core (22) penetrates the inner peripheral side space (50k) of the circuit board (48). It may be extended to the arrangement surface (50j) of the primary side power supply circuit (51) on the circuit board (48).
基板保持部(100)は、ステータコア(22)の開口部(22k)と係合する位置決め突起(110)を有してもよい。 The substrate holding portion (100) may have a positioning projection (110) that engages with the opening (22k) of the stator core (22).
位置決め突起(110)は、マグネット(42)の磁束を検知するホール素子(HE1、HE2、HE3)の近傍位置と、当該位置の周方向反対側の位置と、に設けられてもよい。 The positioning projection (110) may be provided at a position near the Hall element (HE1, HE2, HE3) that detects the magnetic flux of the magnet (42) and a position opposite to the circumferential direction of the position.
位置決め突起(110)は、開口部(22k)の壁面(22m)に沿う形状を有してもよい。 The positioning projection (110) may have a shape along the wall surface (22 m) of the opening (22 k).
基板保持部(100)のステータコア(22)と対向する面(102)のコイル(24)を避ける位置に放射状リブ(130)が設けられてもよい。 A radial rib (130) may be provided at a position avoiding the coil (24) on the surface (102) of the substrate holding portion (100) facing the stator core (22).
基板保持部(100)のステータコア(22)と対向する面(102)の外周側に周状リブ(140)が設けられてもよい。 A circumferential rib (140) may be provided on the outer peripheral side of the surface (102) of the substrate holding portion (100) facing the stator core (22).
以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present disclosure has been described above based on the examples. It will be appreciated by those skilled in the art that this embodiment is exemplary and that various variations of each of these components or combinations of processing processes are possible and that such modifications are also within the scope of the present disclosure. ..
1 天井扇、 4 天井、 5 筐体、 10 モータ、 20 ステータ、 22 ステータコア、 24 コイル、 30 シャフト、 32 第1ベアリング、 34 第2ベアリング、 40 ロータ、 42 マグネット、 46 放熱部、 46g 放熱ゲルシート、 46f 絶縁フィルム、 46h ヒートシンク、 48 回路基板、 50 配線基板、 51 1次側電源回路、 52 2次側電源回路、 53 モータ駆動回路、 58 配線接続部品、 60 基板ホルダ、 100 基板保持部、 110 位置決め突起、 130 放射状リブ、 140 周状リブ、 151 支柱部、 151a 配置面、 151b 配置面、 154 リード線、 155 リード線保持部、 400 回転検出部。 1 ceiling fan, 4 ceiling, 5 housing, 10 motor, 20 stator, 22 stator core, 24 coil, 30 shaft, 32 1st bearing, 34 2nd bearing, 40 rotor, 42 magnet, 46 heat sink, 46g heat sink, 46f Insulation film, 46h heat sink, 48 circuit board, 50 wiring board, 51 primary side power supply circuit, 52 secondary side power supply circuit, 53 motor drive circuit, 58 wiring connection parts, 60 board holder, 100 board holder, 110 positioning Projections, 130 radial ribs, 140 circumferential ribs, 151 strut parts, 151a placement surface, 151b placement surface, 154 lead wires, 155 lead wire holding parts, 400 rotation detection parts.
Claims (11)
コイルが巻かれたステータコアを有するステータと、
前記ステータコアの中心部に固定されるシャフトと、
ベアリングと、
前記ステータコアを環囲するマグネットを有するロータと、
軸方向で前記ステータコアと前記ベアリングとの間に、1次側電源回路と、前記1次側電源回路から供給される電圧を変換する2次側電源回路と、前記2次側電源回路から供給される電力に基づいて前記コイルに駆動電流を供給するモータ駆動回路とを有する回路基板と、
前記ステータコアに前記回路基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部と前記回路基板との間に前記モータ駆動回路の熱を放熱する放熱部と、
前記基板保持部の前記ステータコアとは反対側の面に、前記回路基板を保持する支柱部と、を備え、
前記基板保持部は、前記ステータコアと前記回路基板との間に位置し、軸視にして前記ステータコアの軸方向端部と略同一形状を有し、
前記支柱部は、
前記放熱部と前記回路基板とを保持するブラシレスDCモータ。 A brushless DC motor installed in a ceiling fan.
A stator with a stator core around which a coil is wound, and a stator
A shaft fixed to the center of the stator core and
Bearings and
A rotor having a magnet surrounding the stator core, and
It is supplied from the primary side power supply circuit, the secondary side power supply circuit that converts the voltage supplied from the primary side power supply circuit, and the secondary side power supply circuit between the stator core and the bearing in the axial direction. A circuit board having a motor drive circuit that supplies a drive current to the coil based on the electric power
A board holding portion that holds the circuit board in the stator core,
A heat radiating section that dissipates heat from the motor drive circuit between the board holding section and the circuit board.
A support column for holding the circuit board is provided on the surface of the substrate holding portion on the side opposite to the stator core.
The substrate holding portion is located between the stator core and the circuit board, and has substantially the same shape as the axial end portion of the stator core in an axial view.
The strut portion
A brushless DC motor that holds the heat dissipation unit and the circuit board .
中心軸を共有し当該中心軸からの径方向への長さが及び軸方向の高さが異なる二つの配置面を備え、
一方の前記配置面に前記放熱部が配置され、
他方の前記配置面に前記回路基板が配置された請求項1記載のブラシレスDCモータ。 The strut portion
It has two arrangement surfaces that share a central axis and have different radial lengths and axial heights from the central axis.
The heat radiating portion is arranged on one of the arranged surfaces, and the heat radiating portion is arranged.
The brushless DC motor according to claim 1 , wherein the circuit board is arranged on the other arrangement surface.
前記シャフトの中空空間を通って前記回路基板上に結線される複数のリード線を保持するリード線保持部を備え、
前記リード線保持部の前記ステータコアとは逆側の端部が、
前記回路基板の内周側空間を貫通して前記回路基板における前記1次側電源回路の配置面まで延伸する請求項5記載のブラシレスDCモータ。 On the surface of the substrate holding portion on the side opposite to the stator core,
A lead wire holding portion for holding a plurality of lead wires connected on the circuit board through the hollow space of the shaft is provided.
The end of the lead wire holding portion on the opposite side of the stator core
The brushless DC motor according to claim 5 , wherein the brushless DC motor penetrates the inner peripheral space of the circuit board and extends to the arrangement surface of the primary power supply circuit in the circuit board.
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