JPH10304640A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ブラシレスモータの低振動，高防水，構造の簡
易化，軽量化。 【解決手段】分割された筒状ケーシングの凹凸の合わせ
面にＯリングを挿入し相互に分割ケーシングを挿み付け
固定することでシール性を向上し、防水性を向上させ
る。更に、Ｏリングは、筒状ケーシングの相互にかみ合
う合わせ部分に挿入された弾性結合部材であるので、モ
ータ内部で発生したケーシング振動加振力を減衰させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の目的は、エアコン室外機ユニッ
トの被水によるモータ内部に雨水が浸入するのを防止
し、併せて駆動に伴う転流周波数成分のコキングトルク
反力によるステータ側加振力で生じるモータケーシング
の振動を減衰させ、モータ固定相手部品等の共振を回避
する、信頼性が高く、組み付け容易なブラシレスモータ
を提供することにある。

【０００３】従来のブラシレスモータの被水防止は、特
願平8−242902 号明細書に説明したとおり、分割された
筒状ケーシングの凹凸の合わせ面で水をシールしてい
た。しかしこの種の浸水防止構造は、簡易防水構造とし
ては有効であるが、次のような改良点も残されていた。

【０００４】即ち、室外機ユニット内でのモータ取り付
け位置がファンと凝縮器で囲まれた内空間にモータが存
在する場合には、モータへ直接かかる雨水は、先に説明
の通り、僅かであり凹凸の合わせ面に設けたインロー部
でシール可能であるが、モータがユニット風下流面に配
設される様な場合には、強風雨時、直接モータ外周面が
さらされているので、徐々に合わせ面より雨水が浸入す
る。一方、従来例のように、モータ質量がファン質量に
対し約５倍以内の軽量化が図られたブラシレスモータに
おいては、駆動の転流周波数によって生じるコキングト
ルク反力は、モータケーシング全体を回転方向に振動さ
せる成分が大きくなり、この結果、モータ取付用ねじを
介して室外機ユニットに振動伝播し、モータ固定相手部
品の強度が脆弱な場合には振動騒音を増加させる一要因
になっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらのブラ
シレスモータの雨水浸入防止を図ると同時に、モータ防
振の不充分な点についての構造課題解決を図るものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、防水性向上
の課題に対しては、分割された筒状ケーシングの合わせ
面に設けられた凹凸部をそのまま利用し、インロー内に
Ｏリングを挿入し相互に分割ケーシングを挿み付け固定
することでシール性を向上させる。

【０００７】一方、Ｏリングは、筒状ケーシングの相互
にかみ合う合わせ部分に挿入された弾性結合部材である
ので、モータ内部で発生したケーシング振動加振力を減
衰させる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に従い本発明の実施例
を説明する。

【０００９】本発明のブラシレスモータの構成を図１の
構造断面図及び図２の正面図、図３の背面図で説明す
る。

【００１０】図１で、回転体となるロータ１は、円柱状
のマグネット２とマグネット中心にシャフト３を有し、
両部品に対し低剛性の樹脂，ゴム等の弾性部材４で一体
成形されている。ここで図には記載しないが、マグネッ
ト２とシャフト３をつなぐ構成は他の方法であってもよ
い。

【００１１】次にロータ１はシャフト３両端に固定され
たベアリング５で支持され、ベアリング５は、ロータ１
のマグネット２外周に同芯状に配設した、ステータ６を
包含する筒状ケーシング７の両側壁中心部に設けたベア
リング箱７ａに収納されている。筒状ケーシング７は、
比重が０.８ から３以下の非磁性体材料である樹脂等の
軽量部材で成形し、回転機軸方向寸法の略中央鉛直面で
２分割された左右のカップ形ケーシング７ｂ，７ｃで構
成され、分割されたケーシング７ｂの一方には、モータ
取付用の複数個の取付足７ｄともう一方のケーシング７
ｃとねじ８で組み付けるためのボス部７ｅを一体成形
し、分割面には、相互にはめ合う円環状の溝部７ｆ，突
起７ｇを施すことで、取付足７ｄで固定される際に分割
面に生じる応力を一方のケーシング７ｂでもたせ、分割
面の開きを最小に抑制する。

【００１２】又、回転機使用状態での筒状ケーシング７
のそれぞれの分割ケーシング７ｂ，７ｃ下面側には水抜
き孔７ｈ，７ｉを設け、更に水抜き孔７ｈ，７ｉに相対
し、下面側からの直接的な水浸水に対しては止水壁とな
り、回転機内の凝縮水又は、万一他の部位から侵入した
水があっても、排水口となる鉛直断面がドーム形の止水
壁７ｊ，７ｋを形成した。これによりロータのファン効
果も有り、筒状ケーシング７内は、回転中に常時空気の
出入りがあり、水分が溜まることが無くなるので電気的
絶縁性を維持できる。更にケーシング７ｃのベアリング
箱７ａの外表面には、シャフト３を包含する様な筒状防
水壁７Ｌが形成され、後述する風送風用プロペラファン
とのラビリンス効果で外部からのベアリングへの水侵入
を防止している。

【００１３】本発明では更に図４に示すように、その防
水性向上を更に図る為、はめ合いする凹凸の環状溝部７
ｆと突起部７ｇから成るインロー部に、弾性部材である
線径が１.５mm 以下の小径Ｏリング９を介在させてい
る。一方、溝部７ｆの底壁面形状は略小径Ｏリング９外
径とし、他方の突起７ｇの先端部形状は滑らかなＲ面と
してＯリングの座乗性の改善とＯリング圧縮した際の反
力による筒状ケーシング７ｂ，７ｃ相互の浮き上がり防
止が図られる。従ってＯリング９が不要な機種に対して
も同一形状の凹凸を有し、凹凸のはめ合いとＯリング９
の介在で、分割面強度を維持しながら、過酷な環境条件
下にあっても、外部からの雨水浸入を完全にシールする
ことが可能となった。

【００１４】又、ケーシング７ｂの回転機取付状態での
上面側側壁には、複数本の外部電源接続用端子１０が図
３に示されるように、配列固定されたコネクタ部７ｍが
同時に形成されている。

【００１５】ステータ６は、複数枚の打ち抜き積層され
た鉄板製のステータコア１１とこれに巻かれ、外部回路
で転流周期を制御される相間電流で回転磁界を形成する
ステータコイル１２とコイルの絶縁とコイルの配線ガイ
ドとなる絶縁インシュレータ１３及びインシュレータの
約外縁部に設けた複数個の結線用金具１４から成る。次
に、モータ取付用の複数個の取付足７ｄには、モータ固
定相手部品との間に防振部材１５が、取付足７ｄの切欠
き部７ｎに外周方向から押し込まれ挿入組み付けられて
いる。

【００１６】防振部材１５は、ゴム，エラストマ等の弾
性を有する材料で、射出成形，押圧成形で作られた振動
吸収部材で、その内周部には、モータ固定相手部品にモ
ータを取り付けるねじの貫通孔１５ａを有する金属製の
別部材である薄肉円管１５ｂを配設し、防振部材の圧縮
代を円管高さで決定すると同時に、ねじ締め付けトルク
で防振部材１５が回転方向にねじれ変形を起こし硬化す
るのを防止している。防振部材外径は、略モータ回転方
向には長辺，径方向で、防振部材１５取り付け挿入方向
に対しては短辺を有する長方形の角形として、面振動減
衰率の確保と、取り付け寸法の縮小化並びに組み付け作
業性を図っている。

【００１７】防振部材の両側のモータ取り付け部分には
図２に見られるようにフランジ７ｐを付け、フランジ７
ｐを防振部材１５の組み付け時ガイドとすると同時に、
防振部材側面とフランジ７ｐを当接させることにより、
この部分での面振動減衰も作用し、更に回転方向の振動
減衰率の向上が図られている。

【００１８】次に本発明のブラシレスモータの防振装置
の低振動化効果について説明する。図５は、３相ステー
タコイル１２に流れる回転磁界を形成する出力波形を示
し、Ｕ，Ｖ，Ｗ線の出力は、外部電源接続用端子１０に
接続される外部制御回路によって、電気角１２０°運転
される。一方、図６は、ロータ１のマグネット２の表面
磁束波形である。即ちブラシレスモータが駆動される
と、電気角１２０°の転流周期を基本とするステータ６
とロータ１間に働く磁束変化によるコキングトルクを発
生し、特にファンとモータ単体の質量比率がファン質量
に対し、約５倍以内の筒状ケーシング７が樹脂などを使
用した物、あるいは軸方向を短縮した軽量ブラシレスモ
ータ程、慣性モーメントが小さくなるのでトルク反力を
受けモータ全体が回転方向に振動し易くなる。一方、振
動加振力はこの他に、モータ固定用ねじを伝播して、モ
ータ固定相手部品に伝わる面振動があり、このため軽量
化とコキングトルクによる回転方向の振動及び面振動
を、同時に低減するには、モータ固定相手部品とモータ
取付足７ｄに介在させた防振部材１５で両方向の振動減
衰を図る必要がある。前述のように、本発明では分割さ
れた筒状ケーシング７ｂ，７ｃ間の合わせ部で且つ分割
面強度を有する凹凸のインロー部に弾性体であるＯリン
グ９を全周挿入されているので、コキングトルクによる
回転方向の振動及び面振動は、Ｏリング９の部位で確実
に減衰させることができる。従って、防振部材の効果も
相まってモータ固定部品へ伝播する振動を最小限に抑制
でき、この結果低騒音を達成できる。

【００１９】次に室外機ユニット１６に、本発明のブラ
シレスモータ１７を取り付けた構造について説明する。

【００２０】室外機ユニット１６は、樹脂又は鉄板製の
複数個のスリット状開口窓を有する匡体１８で全体が覆
われているが、屋外に据え付けられることが多いので、
塵埃，風雨にさらされている。又、ブラシレスモータ１
７は、プロペラファン１９の回転により、コンデンサの
排熱機能を行う為、コンデンサ２０からの凝縮水等の水
滴飛散を回転中は常時受けている。図では、ブラシレス
モータ１７が、プロペラファン１９とコンデンサ２０の
間にモータ固定用ねじ２１で、匡体１８に設置された例
を示したが、ブラシレスモータ１７が匡体１８側に置か
れた場合には、モータがユニット風下流面に配設される
ので、強風雨時、直接モータ外周面がさらされ、徐々に
前述のように筒状ケーシング合わせ面より雨水が浸入す
る。しかし、本発明では、これらの塵埃，風雨，水滴か
らのシール性を向上させる為、ブラシレスモータ１７の
ケーシング７には前述のように環状溝部７ｆ、これには
め合う突起７ｇ，Ｏリング９，内部の水分を逃がすケー
シング取付け下面側に位置する水抜き孔７ｈ，７ｉ，ユ
ニットの跳ね返り飛水，直接的な水侵入防止を図る止水
壁７ｊ，７ｋが設けてあるので、筒状ケーシング７外壁
面からの水浸入を、この様な環境悪条件下であっても防
止できる。又、シャフト３を包含する筒状止水壁７Ｌ
は、先のファンボス部１９ａ内側に配設した円環状リブ
１９ｂと重ね合わさる様位置させ、このラビリンス効果
で、外部からのベアリング５への水，塵埃侵入を防止し
ている。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、ブラシレスモータの取
り付け条件の如何に関わらず、確実な防水性と、相矛盾
する軽量化，低振動化が提供可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【図２】図１の正面図。

【図３】図１の背面図。

【図４】本発明の筒状ケーシング部シール構造の説明
図。

【図５】巻線出力波形図。

【図６】ロータのマグネット表面磁束波形図。

【図７】本発明のブラシレスモータの室外機取り付け説
明図。

【符号の説明】

１…ロータ、２…マグネット、３…シャフト、４…弾性
体、５…ベアリング、６…ステータ、７…筒状ケーシン
グ、７ａ…ベアリング箱、７ｂ，７ｃ…カップ状２分割
ケーシング、７ｄ…ブラシレスモータ取付面、７ｅ…２
分割ケーシング取付ボス部、７ｆ，７ｇ…環状溝，突起
部、７ｈ，７ｉ…水抜き孔、７ｋ，７ｊ…止水壁、７Ｌ
…筒状止水壁、７ｍ…外部電源接続用コネクタ、７ｎ…
ブラシレスモータ取付面の防振部材挿入切欠き部、７ｐ
…ブラシレスモータ取付面のフランジ部、８…ケーシン
グ固定用ねじ、９…Ｏリング、１０…外部電源接続用端
子、１１…ステータコア、１２…ステータコイル、１３
…絶縁用インシュレータ、１４…結線用金具、１５…防
振部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 孝志 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 藤原 慎 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状ケーシング内部に、シャフト，マグネ
   ットでロータを形成し、上記ロータ外周部に同芯状に配
   設積層された鉄板製コアに巻かれたコイルから成るステ
   ータを有し、上記ケーシングの両側鉛直面中心部に軸受
   けを設け、上記ロータを支持して成る小形ブラシレスモ
   ータにおいて、上記筒状ケーシングが左右に分割された
   ケーシングであって、この相互の合わせ面である凹凸部
   を利用し、インロー内にＯリングを介在させ外部からの
   浸水防止を図ると同時に、上記筒状ケーシングの振動抑
   制を図った事を特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】請求項１において、一方の凹部底壁形状を
   Ｏリング外径に沿った形状として、Ｏリングの座乗性を
   図ると同時に、防水性が不要な室外機に使用される、Ｏ
   リング不要な機種に対しても同一形状の凹凸合わせ面を
   有する標準化構造のブラシレスモータ。
3. 【請求項３】請求項２における上記Ｏリングの径を１.
   ５mm 以下の小径とし、Ｏリング反力による前記筒状ケ
   ーシング相互の浮き上がり防止と組立性向上を図ったブ
   ラシレスモータ。