JPH05300689A - 直流ブラシレス電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 雨水等の侵入を未然に防ぎ、侵入した雨水等
を迅速の外部へ排出する。 【構成】 ファン４０のハブ４１の外側開口端の内周面
に水切りリング２６を取り付ける一方、エンドブラケッ
ト３に外嵌した防水カバー１の内側開口端に折曲部１b
を形成し、ハブ４１の円筒部１aに水抜き穴４１fを設け
る。防水カバー１の外側の開口端を防水プレート２７で
塞ぎ、防水カバー１の円筒部１aに水抜き穴１eを設け
る。さらに、ハブ４１の中心穴４１cを蓋部材４３で塞
ぐ。こうして、水切りリング２６,折曲部１b,防水プレ
ート２７および蓋部材４３で雨水等の侵入を未然に防
ぎ、水抜き穴４１f,１eで侵入した雨水を迅速に外部に
排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気調和機の室外機
におけるファンの駆動等に用いられる直流ブラシレス電
動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のファンの駆動には、巻線
数を変えて回転速度を変化させる交流誘導電動機が用い
られてきた。ところが、このような交流誘導電動機は、
効率が悪くて省エネルギーの要請を満たさず、また装置
が大型化するという欠点を有している。そのために、近
年、上記交流誘導電動機に代えて、直流ブラシレス電動
機が採用され始めてきた。

【０００３】図８は、従来の直流ブラシレス電動機の部
分断面図である。図８に示すように、従来の直流ブラシ
レス電動機は、ハウジング５１にベアリング５２,５２
を介して出力軸５３を回転自在に支承し、コイルを巻い
た複数の磁極部を有する固定子５４をハウジング５１内
に樹脂モールド(図中のハッチング参照)で一体に固定す
る。また、出力軸５３のローレット加工部には、中心の
ボス部５７aを圧入することによって回転子ケーシング
５７を固定している。この回転子ケーシング５７は、上
記磁極部に隙間をあけて対向する環状の磁石材料を複数
極に着磁してなる永久磁石５８を内嵌している。

【０００４】上記直流ブラシレス電動機においては、上
記固定子５４の複数の磁極部を順次励磁すると、励磁さ
れた磁極部の外側に位置する回転子ケーシング５７の永
久磁石５８が次々に吸引反撥されて回転子ケーシング５
７が回転し、この回転がボス部５７aを介して出力軸５
３に伝えられて出力軸５３が回転するのである。

【０００５】尚、上記直流ブラシレス電動機において
は、ハウジング５１内に侵入した雨水等が固定子５４に
付着しないように、固定子５４を樹脂モールドすると共
に、侵入した雨水等を外部へ排出するための水抜き穴５
１aをハウジング５１に設けている。

【０００６】また、上述の直流ブラシレス電動機の場合
には、ハウジング５１内の両端に配置した２つのベアリ
ング５２,５２で出力軸５３を両持ち支持しているの
で、軸方向の寸法が大きくなってしまう。そこで、この
欠点を解消するために、先に本発明者は次のような直流
ブラシレス電動機を提案した。この直流ブラシレス電動
機は、エンドブラケットに回転しない中心軸を突設して
中心軸を片持ち支持する。そして、この中心軸に複数の
磁極部を有する固定子を外嵌して取付ける。さらに、上
記中心軸には、上記磁極部に所定の隙間をあけて対向す
る複数の永久磁石製の磁極片を有する回転子を軸受ハウ
ジングを介して回転自在に取付けている。このような直
流ブラシレス電動機にファン等を取り付ける際には、そ
のファン等のハブを上記軸受ハウジングに固定するので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の固定子樹脂封止型(両持ち支持)の直流ブラシレス電
動機においては、雨水対策として固定子５４を樹脂モー
ルドするのでコスト高になるという問題がある。また、
上記従来の片持ち支持の直流ブラシレス電動機では、上
記従来の両持ち支持の直流ブラシレス電動機よりも軸方
向寸法が短縮でき、小型化が図れるという長所があるも
のの、構造的に雨水等が侵入しやすいという問題があ
る。

【０００８】そこで、この発明の目的は、雨水等の侵入
を未然に防水でき、侵入した雨水等を迅速に外部へ排出
できる片持ち支持型の直流ブラシレス電動機を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明の直流ブラシレス電動機は、図
１に例示するように、エンドブラケット３内に回転しな
い中心軸４を突設し、複数の磁極部７bを有する固定子
７を上記中心軸４に外嵌して取付ける一方上記磁極部７
bに所定の隙間をあけて対向する複数の磁極片１３を有
する回転子８を支持部材９,１６aを介して上記中心軸４
に回転自在に取付けて成る直流ブラシレス電動機におい
て、略円筒状を成して上記エンドブラケット３の外周面
に嵌合されると共に円筒部１aにおける内側の開口端に
は外方に広がって折曲する折曲部１bを有する防水カバ
ー１と、有底円筒状を成すと共に、この有底円筒部の円
筒部４１aにおける開口側の内周面が上記防水カバー１
の外周面に対向するように上記支持部材９,１６aに同軸
に固定される回転体４０のハブ４１と、上記防水カバー
１の外周面に所定の隙間をあけて対向するように上記ハ
ブ４１の開口端の内周面に取り付けられると共に、内径
が上記防水カバー１の折曲部１b先端の外径より大きい
水切りリング２６と、上記防水カバー１の外側の開口端
に取り付けられて上記外側の開口端を塞ぐ防水プレート
２７を備えたことを特徴としている。

【００１０】また、請求項２係る発明の直流ブラシレス
電動機は、請求項１に係る発明の直流ブラシレス電動機
において、上記防水カバー１は円筒部１aにおけるエン
ドブラケット３より外側に径方向の水抜き穴１eを有
し、上記回転体４０のハブ４１は円筒部４１aに径方向
の水抜き穴４１fを有することを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１に係る発明では、エンドブラケット３
の外周面に嵌合された防水カバー１の円筒部１aにおけ
る内側の開口端には、外方に広がって折曲された折曲部
１bが設けられている。一方、回転体４０のハブ４１の
開口端の内周面には、内径が上記防水カバー１の折曲部
１b先端の外径より大きい水切りリング２６が取り付け
られている。こうして、上記ハブ４１と防水カバー１と
の隙間が上記水切りリング２６と折曲部１bとによって
迷路状に遮蔽されて、外部から上記ハブ４１内への雨水
等の侵入が防止される。

【００１２】また、上記防水カバー１の外側の開口端に
は防水プレート２７が取付けられている。こうして、上
記防水カバー１の外側の開口端が塞がれて防水カバー１
内への雨水等の侵入が防止される。

【００１３】また、第２の発明では、上記ハブ４１に取
り付けられた水切りリング２６と上記防水カバー１の折
曲部１bとの間に侵入した雨水等は、上記ハブ４１の回
転による遠心力によってハブ４１の円筒部４１aに設け
られた径方向の水抜き穴４１fから外部へ迅速に排出さ
れる。さらに、上記防水カバー１内であって上記エンド
ブラケット３よりも外側に侵入した雨水等は、上記防水
カバー１の円筒部１aにおける上記エンドブラケット３
よりも外側に径方向に設けられた水抜き穴１eから外部
へ迅速に排出される。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。図１は本実施例の直流ブラシレス電動機にお
ける断面図である。尚、本実施例における直流ブラシレ
ス電動機は、空気調和機の室外機におけるファンの駆動
に用いられるものとする。

【００１５】この直流ブラシレス電動機は、円筒状の防
水カバー１の内周面に嵌め込んで固定した有底円筒状を
成すエンドブラケット３と、このエンドブラケット３の
中心穴３aにプレス圧入で突設した中心軸４と、この中
心軸４に固定座５および防振ゴム筒６を介して外嵌固定
された磁極部７bを有する固定子７と、この固定子７に
僅かの隙間をあけて対向する回転子８と、回転子８の前
端板８aにスポット溶接等によって固定されて回転子８
を中心軸４に回転自在に取付ける軸受ハウジンング９で
概略構成される。

【００１６】上記回転子８には、回転子ケーシング１２
の内周面における円周上８等分位置に、８個の永久磁石
製の磁極片１３を装着する。また、回転子ケーシング１
２の固定座５側(以下、この固定座５側を後側とする)の
端には、回転子ヨーク１４を外嵌する。そして、この回
転子ケーシング１２と回転子ヨーク１４とは通し穴に充
填した接着剤１５で固定する。上記磁極片１３の外周面
は回転子ケーシング１２の内周面に沿う円弧状に形成す
る一方、内周面は固定子７の外周面に沿うように形成す
る。

【００１７】上記回転子ケーシング１２の底板１６(回
転子８の前端板８aに相当)の中心部には、内方へ突出す
る軸受保持環１６aを形成する。また、底板１６の円周
上８箇所を外周部から中心に向かって放射状に長く打ち
抜いて中心側を内方へ折曲げて、磁極片１３を径方向内
側から保持する８本の押えばね片１６bを形成する。さ
らに、底板１６における各押えばね片１６bの間の２箇
所を放射状に短く打ち抜いて中心側を内方へ折曲げて、
磁極片１３の前端面に当接する１６本の位置決め片１６
cを形成する。

【００１８】こうして、上記磁極片１３は、押えばね片
１６bによって径方向および周方向へ効果的に押され
て、互いに等間隔にバランス良く保持される。また、磁
極片１３は、後端面が回転子ヨーク１４のツバ部１４a
に当接する一方、前端面が回転子ケーシング１２の各２
本の位置決め片１６cに当接して、回転子ケーシング１
２の底板１６から軸方向に離れて位置決めして保持され
る。したがって、磁極片１３から底板１６への漏洩磁束
を減じることができる。

【００１９】上記回転子ケーシング１２内に回転子ケー
シング１２と隙間をあけて配置された固定子７は、ボス
部７aと、このボス部７aから放射状に径方向外方へ突出
する１２個の磁極部７bを有する。この磁極部７bの外周
面は僅かの隙間をあけて上記磁極片１３の内周面に対向
し、各磁極部７bにはコイル１８を巻回する。また、上
記ボス部７aには各磁極部７bの位置に対応する箇所に軸
方向の穴を設け、この穴にコイル１８をプリント基板２
１へ接続するためのコイル端子ピン１９を挿入する。

【００２０】上記固定子７のボス部７aには防振ゴム筒
６を内嵌する。この防振ゴム筒６は中心軸４に圧入した
固定座５にキー５aによって回転不能に嵌着される。ま
た、中心軸４における防振ゴム筒６の前方には、僅かな
隙間をあけてコイル端子ピン１９の前端に当接する防振
ゴム円板２０を嵌着する。上記防振ゴム筒６や防振ゴム
円板２０を介装したのは、磁極部７bの構造の簡素化に
よって、コイル１８で生じる磁束が正弦波状にならない
ことに起因して回転子８に生じるコギングが、中心軸４
や軸受ハウジング９を経て被駆動側のファン４０に伝わ
るのを防ぐためである。

【００２１】上記固定子７のコイル１８への通電を制御
する駆動回路は、エンドブラケット３の後面に配置した
プリント基板２１に形成する。このプリント基板２１に
は、ホール素子を収容したホール素子ホルダー４６およ
びドライバＩＣ(集積回路)４７等を搭載する。そして、
ドライバＩＣ４７とプリント基板２１との間にゴムシー
ト２４を挟む一方、ドライバＩＣ４７とエンドブラケッ
ト３との間にはスペーサー２３を挟んで、複数本のばね
クリップ３７でドライバＩＣ４７をエンドブラケット３
側に押え付ける。こうして、ドライバＩＣ４７からエン
ドブラケット３への放熱が良くなるようにするのであ
る。尚、上記各コイル１８のコイル端子ピン１９は、リ
セプタクル５０を介してエンドブラケット３の穴を貫い
て、プリント基板２１に電気的に接続される。

【００２２】上記回転子ケーシング１２の底板１６の軸
受保持環１６aには第１軸受３０を嵌着する。また、上
記軸受ハウジング９内には、液ワッシャ３１,第２軸受
３２および間座３３を収容する。こうして、上記スポッ
ト溶接等によって連結されている上記軸受ハウジング９
と軸受保持環１６aを、一体に中心軸４の止め輪３４a,
３４bの間に回動自在に取付ける。尚、上記止め輪３４b
の後方の中心軸４には、防振ゴム筒６および防振ゴム円
板２０を固定座５との間で挟み込む固定輪３５を隙間嵌
めする。

【００２３】上記軸受ハウジング９の外周には防振ゴム
継手１０を嵌合し、この防振ゴム継手１０のツバ部１０
aを補強用押え板２５と共に回転子ケーシング１２の底
板１６にリベット１１で固定する。さらに、防振ゴム継
手１０の外周面にはファン４０のハブ４１の継手部材４
２における内周面を嵌入して連結する。したがって、上
記回転子８が回転すると、防振ゴム１０,継手部材４２
およびハブ４１を介してファン４０が回転されるのであ
る。

【００２４】図２は上記ファン４０のハブ４１における
正面図,断面図及び背面図である。図２に示すように、
ハブ４１は有底筒状を成すと共に、上記エンドブラケッ
ト３に所定の間隔をあけて取り付けられる円筒部４１a
の外周面にはファン４０を形成する。このハブ４１の前
板部４１bには上記中心軸４の先端を遊嵌する中心穴４
１cを形成し、この中心穴４１cの周囲には４個の位置決
め穴４１dを形成する。また、上記円筒部４１aの内面側
と前板部４１bの内面側との角部には、円周上６等分位
置に放射状のリブ４１eを一体に形成する。このリブ４
１eによって、ハブ４１を継手部材４２に同軸に固定す
るのである。

【００２５】上記ハブ４１の円筒部４１aの開口端に
は、図４に示すような形状を有する水切りリング２６を
圧入固定する(図１参照)。そして、円筒部４１aにおけ
る水切りリング２６が取り付けられる箇所の近傍には径
方向の水抜き穴４１fを形成する。

【００２６】図３は蓋部材４３の背面図および断面図で
ある。この蓋部材４３には、図３に示すように、中心軸
４の先端を遊嵌する凹部４３aと、ハブ４１の中心穴４
１cに圧入される圧入部４３bと、ハブ４１の前板部４１
bの位置決め穴４１dから防振ゴム継手１０の位置決め穴
１０cに嵌入される位置決めピン４３cを合成樹脂で一体
に形成する。上記蓋部材４３は、位置決めピン４３cを
ハブ４１の位置決め穴４１dに嵌入して前板部４１bの中
心穴４１cに外方から圧入され、この中心穴４１cを塞い
で雨水等の侵入を防止する。

【００２７】図５は上記防水カバー１の正面図,断面図
および背面図である。防水カバー１は、図５に示すよう
に、円筒部１aの内側の開口端に外方に広がって折曲し
た折曲部１bを形成する。そして、この折曲部１bの外径
をハブ４１に固定した水切りリング２６の内径よりも僅
かに小径となるようにする。このように、折曲部１bの
外径を水切りリング２６の内径よりも小径にすることに
よって、防水カバー１をハブ４１の内方へ支障なく嵌入
することができるのである。

【００２８】上記防水カバー１の外側の開口端には、半
径方向へ連なるフランジ部１cを形成し、このフランジ
部１cには、図７に示すような防水プレート２７を取付
けて上記外側の開口端を塞ぐ。また、このフランジ部１
cの上下に設けられた穴１dによってファン付き電動機を
室外機の機枠等に取付ける。

【００２９】上記防水プレート２７とエンドブラケット
３の前壁との間に位置することになる防水カバー１の円
筒部１aには、防水カバー１を室外機の機枠等に取付け
た際に下位置となる箇所に水抜き穴１eと電線挿通用穴
１fを形成する。

【００３０】上記電線挿通用穴１fには、図６に示すよ
うな形状のゴムブッシュ２８を押し込んで凹溝２８aで
係止する。そして、このゴムブッシュ２８の中心穴２８
bにプリント基板２１からの電線２９を挿通して外部に
引き出すのである。上記ゴムブッシュ２８には、防水カ
バー１の電線挿通用穴１fに係止された際に防水カバー
１の水抜き穴１eに隙間をあけて外側から対向するツバ
部２８cを設ける。

【００３１】上記構成のファン４０および直流ブラシレ
ス電動機を組立てる際には次のようにする。すなわち、
先ず直流ブラシレス電動機の軸受ハウジング９および回
転子８の前端板８aに補強用押え板２５を添えて防振ゴ
ム継手１０をリベット１１で固定する。一方、ファン４
０のハブ４１における各リブ４１eに継手部材４２を圧
入してハブ４１を継手部材４２に固定する。そして、上
記ハブ４１が固定された継手部材４２と防振ゴム継手１
０とをバヨネット構造によって連結する。このとき、防
振ゴム継手１０の位置決め穴１０cがハブ４１における
前板部４１bの位置決め穴４１dに一致して軸方向に貫通
するのである。

【００３２】その後、上記ハブ４１の前板部４１bの外
方から蓋部材４３の圧入部４３bをハブ４１の中心穴４
１cに圧入する。そうすると、中心軸４の先端が蓋部材
４３の凹部４３aに遊嵌されると共に、蓋部材４３の位
置決めピン４３cがハブ４１の前板部４１bの位置決め穴
４１dから上記防振ゴム継手１０の位置決め穴１０cに嵌
入される。こうして、防振ゴム継手１０の周方向への回
転をロックすることによって、継手部材４２が防振ゴム
継手１０から抜け外れることを確実に防止するのであ
る。また、上記蓋部材４３でハブ４１の中心穴４１cを
塞ぐことができるので、中心穴４１cから内部に雨水等
が侵入するのを防止できる。

【００３３】上述のようにして組み立てられたファン４
０と直流ブラシレス電動機には、上記蓋部材４３の他に
次のような防水対策が施されている。すなわち、互いに
対向して配置されたハブ４１の円筒部４１aと防水カバ
ー１の円筒部１aとの開口端の夫々には、水切りリング
２６あるいは折曲部１bが設けられている。したがっ
て、上記水切りリング２６と折曲部１bとでハブ４１の
内周面と防水カバー１の外周面との間が迷路状になり、
斜め方向からエンドブラケット３内への雨水等の侵入が
防止される。また、水切りリング２６と折曲部１bとの
間に侵入した雨水等は、ハブ４１の回転による遠心力で
ハブ４１の水抜き穴４１fから外部へ迅速に排出され
る。

【００３４】一方、上記防水カバー１の円筒部１aにお
ける外側の開口端を防水プレート２７で塞いでいるの
で、エンドブラケット３のプリント基板取付け部への雨
水等の侵入が防止される。また、他の部分からこのプリ
ント基板取付け部に侵入した雨水等は、防水カバー１の
水抜き穴１eから外部へ迅速に排出される。さらに、こ
の防水カバー１の電線挿通用穴１fにゴムブッシュ２８
を係止することによって、このゴムブッシュ２８のツバ
部２８cによって防水カバー１の水抜き穴１eが覆われ
て、この水抜き穴１eからプリント基板２１の取付け部
に雨水等が侵入しにくくなる。

【００３５】上記実施例においては、上記回転体として
の空気調和機の室外機におけるファン４０を回転する直
流ブラシレス電動機について説明しているが、この発明
はこれに限定されるものではない。

【００３６】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の直流ブラシレス電動機は、中心軸を片持ち支持
するエンドブラケットに外嵌された防水カバーにおける
内側の開口端には外方に広がった折曲部を形成する一
方、開口側の内周面が上記防水カバーの外周面に対向し
ているハブにおける開口端の内周面には水切りリングを
固定したので、上記ハブと防水カバーとの隙間が上記水
切りリングと折曲部とによって迷路状に遮蔽される。し
たがって、外部から上記エンドブラケット内への雨水等
の侵入を防止できる。

【００３７】また、上記防水カバーの外側の開口端を防
水プレートで塞いでいるので、上記防水カバー内への雨
水等の侵入を防止できる。

【００３８】すなわち、この発明によれば、雨水等の侵
入を未然に防水できる片持ち支持型の直流ブラシレス電
動機を提供できるのである。

【００３９】また、請求項２に係る発明の直流ブラシレ
ス電動機は、上記回転体のハブの円筒部には径方向の水
抜き穴を形成しているので、上記ハブの水切りリングと
防水カバーの折曲部との間に侵入した雨水等を上記水抜
き穴から外部へ迅速に排出できる。さらに、上記防水カ
バーの円筒部における上記エンドブラケットより外側に
は径方向の水抜き穴を設けているので、上記防水カバー
内であって上記エンドブラケットより外側に侵入した雨
水等を上記防水カバーの水抜き穴から外部へ迅速に排出
できる。

【００４０】すなわち、この発明によれば、雨水等の侵
入を未然に防水でき、且つ侵入した雨水等を迅速に外部
へ排出できる片持ち支持型の直流ブラシレス電動機を提
供できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の直流ブラシレス電動機における一実
施例の断面図である。

【図２】図１におけるハブの正面図,断面図および背面
図である。

【図３】図１における蓋部材の背面図および断面図であ
る。

【図４】図１における水切りリングの正面図,断面図お
よび背面図である。

【図５】図１における防水カバーの正面図,断面図およ
び背面図である。

【図６】図１におけるゴムブッシュの正面図,断面図お
よび背面図である。

【図７】図１における防水プレートの正面図および断面
図である。

【図８】従来の直流ブラシレス電動機の断面図である。

【符号の説明】

１…防水カバー、 １b…折曲部、
１e…水抜き穴、 １f…電線挿通
用穴、３…エンドブラケット、 ３a…中
心穴、４…中心軸、 ７…固定
子、７b…磁極部、 ８…回転
子、９…軸受ハウジング、 １０…防振ゴ
ム継手、１３…磁極片、 ２６…
水切りリング、２７…防水プレート、
２８…ゴムブッシュ、２９…電線、
４０…ファン、４１…ハブ、
４１c…中心穴、４１f…水抜き穴、
４２…継手部材、４３…蓋部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンドブラケット(３)内に回転しない中
   心軸(４)を突設し、複数の磁極部(７b)を有する固定子
   (７)を上記中心軸(４)に外嵌して取付ける一方、上記磁
   極部(７b)に所定の隙間をあけて対向する複数の磁極片
   (１３)を有する回転子(８)を支持部材(９,１６a)を介し
   て上記中心軸(４)に回転自在に取付けて成る直流ブラシ
   レス電動機において、 略円筒状を成して上記エンドブラケット(３)の外周面に
   嵌合されると共に、円筒部(１a)における内側の開口端
   には外方に広がって折曲する折曲部(１b)を有する防水
   カバー(１)と、 有底円筒状を成すと共に、この有底円筒部の円筒部(４
   １a)における開口側の内周面が上記防水カバー(１)の外
   周面に対向するように上記支持部材(９,１６a)に同軸に
   固定される回転体(４０)のハブ(４１)と、 上記防水カバー(１)の外周面に所定の隙間をあけて対向
   する様に上記ハブ(４１)の開口端の内周面に取り付けら
   れると共に、内径が上記防水カバー(１)の折曲部(１b)
   先端の外径よりも大きい水切りリング(２６)と、 上記防水カバー(１)の外側の開口端に取り付けられて、
   上記外側の開口端を塞ぐ防水プレート(２７)を備えたこ
   とを特徴とする直流ブラシレス電動機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の直流ブラシレス電動機
   において、 上記防水カバー(１)は、上記円筒部(１a)におけるエン
   ドブラケット(３)より外側に径方向の水抜き穴(１e)を
   有し、 上記回転体(４０)のハブ(４１)は、上記円筒部(４１a)
   に径方向の水抜き穴(４１f)を有することを特徴とする
   直流ブラシレス電動機。