以下に、本発明の実施の形態に係る電動機及び換気扇を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
Hereinafter, an electric motor and a ventilation fan according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、本発明の実施の形態に係る直流ブラシレスモータの側面図である。図1では、中心軸30よりも左側は断面を示している。また、図1では、構成を理解しやすくするために、ブラケット7以外のハッチングを省略している。
Embodiment.
FIG. 1 is a side view of a DC brushless motor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the left side of the central axis 30 shows a cross section. In FIG. 1, hatching other than the bracket 7 is omitted for easy understanding of the configuration.
電動機である直流ブラシレスモータ1は、有底の筒状形状を呈し開口縁部にフレームフランジ2bが設けられたフレーム2と、有底の筒状形状を呈し開口縁部にカバーフランジ8aが設けられており、フレームフランジ2bとカバーフランジ8aとを合わせるようにフレーム2と組み合わされるカバー8とで構成される筐体50の内部に各要素が納められている。フレーム2は、金属製である。フレーム2の筒内には、筒状形状を呈するステータ3が圧入して収容されている。すなわち、フレーム2の内部には、筒状のステータ3が設置されている。ステータ3は、鉄心3aにコイル3bが巻回されて構成される。フレーム2の開放側には、フレームフランジ2bが鍔状に設けられている。
A DC brushless motor 1 that is an electric motor has a bottomed cylindrical shape with a frame flange 2b provided at an opening edge and a bottomed cylindrical shape with a cover flange 8a provided at the opening edge. Each element is housed in a housing 50 constituted by a cover 8 combined with the frame 2 so as to match the frame flange 2b and the cover flange 8a. The frame 2 is made of metal. In the cylinder of the frame 2, a stator 3 having a cylindrical shape is press-fitted and accommodated. That is, a cylindrical stator 3 is installed inside the frame 2. The stator 3 is configured by winding a coil 3b around an iron core 3a. On the open side of the frame 2, a frame flange 2b is provided in a bowl shape.
ステータ3の内側には、円環形状を呈するロータ6bが配置される。ロータ6bには、ステータ3の中心軸30に沿って延びるシャフト6aが連結される。シャフト6aの一端側は、フレーム2の外部に突出する。以下の説明において、フレーム2から外部に突出するシャフト6aの一端側を前側といい、他端側を後側という。
A rotor 6b having an annular shape is disposed inside the stator 3. A shaft 6a extending along the central axis 30 of the stator 3 is connected to the rotor 6b. One end side of the shaft 6 a protrudes outside the frame 2. In the following description, one end side of the shaft 6a protruding outside from the frame 2 is referred to as a front side, and the other end side is referred to as a rear side.
シャフト6aには、ロータ6bとの連結部分よりも前側に前側軸受4aが設けられ、ロータ6bとの連結部分よりも後側に後側軸受4bが設けられる。前側軸受4a及び後側軸受4bは、中心軸30を中心にしてシャフト6aを回転可能に保持する。前側軸受4aは、フレーム2に形成されたハウジング2aに保持される。
The shaft 6a is provided with a front bearing 4a on the front side of the connecting portion with the rotor 6b, and with a rear bearing 4b on the rear side of the connecting portion with the rotor 6b. The front bearing 4a and the rear bearing 4b hold the shaft 6a rotatably about the central axis 30. The front bearing 4 a is held by a housing 2 a formed on the frame 2.
後側軸受4bを挟んでロータ6bとは反対の側には、換言すると後側軸受4bの後側には、後側軸受4bを保持するブラケット7が設けられる。ブラケット7は、後側軸受4bを介してシャフト6aを保持する。すなわち、ブラケット7は、シャフト6aを回転可能に保持する。ブラケット7には、樹脂製のものが用いられる。ブラケット7には、後側軸受4bを保持するブラケットハウジング7bが形成されている。ブラケット7と後側軸受4bとの間には、スプリング5が設置されている。スプリング5は、後側軸受4bとブラケット7とを中心軸30に沿って離間させる方向に力を作用させる。スプリング5によって、後側軸受4bが適切に動作するために必要な力が後側軸受4bに加えられる。
A bracket 7 for holding the rear bearing 4b is provided on the side opposite to the rotor 6b across the rear bearing 4b, in other words, on the rear side of the rear bearing 4b. The bracket 7 holds the shaft 6a via the rear bearing 4b. That is, the bracket 7 holds the shaft 6a rotatably. The bracket 7 is made of resin. The bracket 7 is formed with a bracket housing 7b that holds the rear bearing 4b. A spring 5 is installed between the bracket 7 and the rear bearing 4b. The spring 5 exerts a force in a direction in which the rear bearing 4 b and the bracket 7 are separated along the central axis 30. The spring 5 applies a force necessary for the rear bearing 4b to operate properly to the rear bearing 4b.
ブラケット7は、フレーム2の開放側の端部を塞ぐように円板形状を呈している。ブラケット7の外周部分は、ブラケットフランジ7aであり、図1に示すようにフレーム2のフレームフランジ2bとカバー8のカバーフランジ8aとの間に挟み込まれる。フレーム2とカバー8とブラケット7とは、フレームフランジ2b、カバーフランジ8a及びブラケットフランジ7a部分に貫通されたねじ41でねじ止め固定される。
The bracket 7 has a disk shape so as to close the open end of the frame 2. An outer peripheral portion of the bracket 7 is a bracket flange 7a, and is sandwiched between the frame flange 2b of the frame 2 and the cover flange 8a of the cover 8 as shown in FIG. The frame 2, the cover 8, and the bracket 7 are screwed and fixed with screws 41 that penetrate the frame flange 2 b, the cover flange 8 a, and the bracket flange 7 a portion.
ブラケット7を挟んでロータ6bとは反対の側には、換言するとブラケット7の後側には、ロータ6bを制御する回路を備えた基板9が配置される。ブラケット7には、基板9側に付勢される付勢力が、スプリング5によって付与される。
A substrate 9 having a circuit for controlling the rotor 6b is disposed on the opposite side of the rotor 6b with the bracket 7 interposed therebetween, in other words, on the rear side of the bracket 7. A biasing force that is biased toward the substrate 9 is applied to the bracket 7 by the spring 5.
ブラケット7は、フレーム2及びカバー8が形成する筐体50を、ロータ6b及びステータ3が配置されるモータ部51と、基板9が配置される回路部52とに仕切っている。すなわち、ブラケット7は、フレームフランジ2bとカバーフランジ8aとに挟持されるブラケットフランジ7aを備え、筐体50内をフレーム2側のモータ部51とカバー8側の回路部52とに区画する。モータ部51は、フレーム2とブラケット7との間の空間であり、回路部52は、カバー8とブラケット7との間の空間である。
The bracket 7 partitions the housing 50 formed by the frame 2 and the cover 8 into a motor unit 51 in which the rotor 6b and the stator 3 are disposed and a circuit unit 52 in which the substrate 9 is disposed. That is, the bracket 7 includes a bracket flange 7a sandwiched between the frame flange 2b and the cover flange 8a, and divides the inside of the housing 50 into a motor unit 51 on the frame 2 side and a circuit unit 52 on the cover 8 side. The motor unit 51 is a space between the frame 2 and the bracket 7, and the circuit unit 52 is a space between the cover 8 and the bracket 7.
ブラケットフランジ7a、フレームフランジ2b及びカバーフランジ8aには、直流ブラシレスモータ1を製品にねじ止め固定するための穴が形成される。直流ブラシレスモータ1が固定される製品の一例には、換気扇が挙げられる。
The bracket flange 7a, the frame flange 2b, and the cover flange 8a are formed with holes for fixing the DC brushless motor 1 to the product with screws. An example of a product to which the DC brushless motor 1 is fixed is a ventilation fan.
ロータ6bを制御する回路を備えた基板9には、外部からリード線32によって商用交流電圧が供給され、電子部品である電源回路にて交流電圧が直流電圧に変換され、各々の素子に適応する電圧で電源が供給される。電子部品である駆動回路は、ピン3cを通して、ステータ3に設けられたコイル3bに対して、設定した方向に電流が流れるよう交流電圧を発生させる。ロータ6b及びシャフト6aは、コイル3bに電流が流れて磁界が生じることによって回転する。
A commercial AC voltage is supplied to the board 9 having a circuit for controlling the rotor 6b from the outside by a lead wire 32, and the AC voltage is converted into a DC voltage by a power supply circuit which is an electronic component, and is adapted to each element. Power is supplied with voltage. The drive circuit which is an electronic component generates an AC voltage through the pin 3c so that a current flows in a set direction with respect to the coil 3b provided in the stator 3. The rotor 6b and the shaft 6a rotate when a current flows through the coil 3b to generate a magnetic field.
電子部品であるマイクロコントローラは、ホール素子を用いた磁気センサ31の信号を基に、直流ブラシレスモータ1の誘起電圧位相を検出し、誘起電圧位相と駆動回路から発生する直流ブラシレスモータ1の相電流の位相とが同位相になるように制御を行う。誘起電圧位相と直流ブラシレスモータ1の相電流の位相が同位相となるように制御することで、直流ブラシレスモータ1の効率の向上を図ることができる。
The microcontroller, which is an electronic component, detects the induced voltage phase of the DC brushless motor 1 based on the signal of the magnetic sensor 31 using a Hall element, and the induced voltage phase and the phase current of the DC brushless motor 1 generated from the drive circuit. The control is performed so that the phase of the phase becomes the same as that of the first phase. By controlling the induced voltage phase and the phase current of the DC brushless motor 1 to be in phase, the efficiency of the DC brushless motor 1 can be improved.
リード線32は、カバー8の筒状形状部分に設けられた貫通孔8bを通して筐体50の内部に引き込まれ、基板9に電源を供給する。リード線32はリード線挿入孔33aが設けられたパッキン材33を通してから換気扇本体へと引き廻される。パッキン材33は、カバーフランジ8aの上に設置されている。すなわち、リード線32はリード線挿入孔33aに通されている。リード線挿入孔33aの直径は、リード線32の直径よりも小さくなっており、リード線32は、リード線挿入孔33aを押し広げて挿入されている。したがって、リード線32とリード線挿入孔33aとの間の空気漏れは防止されている。リード線挿入孔33aは、カバーフランジ8aと重ならない位置に形成されている。
The lead wire 32 is drawn into the housing 50 through the through-hole 8 b provided in the cylindrical portion of the cover 8 and supplies power to the substrate 9. The lead wire 32 is routed to the ventilation fan body after passing through the packing material 33 provided with the lead wire insertion hole 33a. The packing material 33 is installed on the cover flange 8a. That is, the lead wire 32 is passed through the lead wire insertion hole 33a. The diameter of the lead wire insertion hole 33a is smaller than the diameter of the lead wire 32, and the lead wire 32 is inserted by expanding the lead wire insertion hole 33a. Therefore, air leakage between the lead wire 32 and the lead wire insertion hole 33a is prevented. The lead wire insertion hole 33a is formed at a position that does not overlap the cover flange 8a.
図2は、実施の形態に係る直流ブラシレスモータのパッキン材の平面図である。図2においては、パッキン材33は長方形の片短辺の両角が除かれた形であるが、リード線挿入孔33aが設けられているのであれば、換気扇の形状に合わせた形状であって構わない。具体的には、パッキン材33は、円形又は三角形にすることも可能である。
FIG. 2 is a plan view of the packing material of the DC brushless motor according to the embodiment. In FIG. 2, the packing material 33 has a shape in which both corners of a rectangular short side are removed. However, if the lead wire insertion hole 33a is provided, the packing material 33 may have a shape that matches the shape of the ventilation fan. Absent. Specifically, the packing material 33 can be circular or triangular.
図3は、実施の形態に係る換気扇の断面図である。図3では、図面の理解の容易化のために換気扇11の一部の要素のハッチングを省略している。換気扇11は、直流ブラシレスモータ1がボディ12に取り付けられて構成される。直流ブラシレスモータ1のシャフト6aの先端には、羽根13が固定されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the ventilation fan according to the embodiment. In FIG. 3, hatching of some elements of the ventilation fan 11 is omitted for easy understanding of the drawing. The ventilation fan 11 is configured by attaching a DC brushless motor 1 to a body 12. A blade 13 is fixed to the tip of the shaft 6a of the DC brushless motor 1.
換気扇11は、天井板14にボディ12を設置し、グリル15をボディ12に取り付ける構造となっている。直流ブラシレスモータ1のシャフト6aとともに羽根13が回転することで、図3の矢印Dで示すように、グリル15を通じて吸込口12aから吸い込んだ空気が羽根13によって吹出口12bへ送られて空気の流れが発生する。
The ventilation fan 11 has a structure in which a body 12 is installed on a ceiling plate 14 and a grill 15 is attached to the body 12. As the vane 13 rotates together with the shaft 6a of the DC brushless motor 1, the air sucked from the inlet 12a through the grille 15 is sent to the outlet 12b by the vane 13 as shown by the arrow D in FIG. Will occur.
図4は、実施の形態に係る換気扇の天板の平面図である。ボディ12は、カバー8が貫通可能なモータ取付孔16aが形成された天板16を備えた箱形である。直流ブラシレスモータ1は、カバー8が天板16の上に突出するように、カバー8側からモータ取付孔16aに挿入されている。天板16には、モータ取付孔16aとリード線用の切り欠き16bとが設けられている。リード線32は切り欠き16bを通り換気扇11の本体内部へ引き廻される。
FIG. 4 is a plan view of the top plate of the ventilation fan according to the embodiment. The body 12 has a box shape including a top plate 16 in which a motor mounting hole 16a through which the cover 8 can pass is formed. The DC brushless motor 1 is inserted into the motor mounting hole 16a from the cover 8 side so that the cover 8 protrudes on the top plate 16. The top plate 16 is provided with a motor mounting hole 16a and a lead wire notch 16b. The lead wire 32 is routed into the main body of the ventilation fan 11 through the notch 16b.
図5は、実施の形態に係る換気扇の直流ブラシレスモータの取り付け部分を吸込口側から見た平面図である。パッキン材33は、カバーフランジ8aと天板16との間に挟み込まれ、切り欠き16bを塞ぐ構造となっている。すなわち、パッキン材33は、天板16とカバーフランジ8aとの間に挟まれて、天板16とカバーフランジ8aとの隙間を封止する。したがって、換気扇11によって吸い込まれた空気は天井裏へ侵入しない。また、パッキン材33は、カバーフランジ8aの上に設置され、天板16との間に挟まれるため、羽根13に接触することはない。
FIG. 5 is a plan view of the attachment portion of the DC brushless motor of the ventilation fan according to the embodiment as viewed from the suction port side. The packing material 33 is sandwiched between the cover flange 8a and the top plate 16, and has a structure for closing the notch 16b. That is, the packing material 33 is sandwiched between the top plate 16 and the cover flange 8a to seal the gap between the top plate 16 and the cover flange 8a. Therefore, the air sucked by the ventilation fan 11 does not enter the back of the ceiling. Further, since the packing material 33 is installed on the cover flange 8 a and is sandwiched between the top plate 16 and the packing material 33, the packing material 33 does not contact the blade 13.
図1で示したように、直流ブラシレスモータ1は、基板9が配置される回路部52と、ロータ6b及びステータ3が配置されるモータ部51とがブラケット7で仕切られている。したがって、モータ部51は空気の流れにさらされるが、回路部52は空気の流れから遮断された空間になっており高湿度空間になりにくい。したがって、基板9に結露が生じ、ショートのような不具合を発生する恐れがなく、安全性を向上する。
As shown in FIG. 1, in the DC brushless motor 1, a circuit portion 52 where the substrate 9 is disposed and a motor portion 51 where the rotor 6 b and the stator 3 are disposed are partitioned by a bracket 7. Therefore, although the motor unit 51 is exposed to the air flow, the circuit unit 52 is a space that is cut off from the air flow and is not likely to be a high humidity space. Therefore, dew condensation occurs on the substrate 9 and there is no possibility of causing a problem such as a short circuit, thereby improving safety.
直流ブラシレスモータ1を備える換気扇11は、高湿度雰囲気の換気に使用可能である。高湿度雰囲気には、浴室内の空気が一例に挙げられる。
The ventilation fan 11 provided with the DC brushless motor 1 can be used for ventilation in a high humidity atmosphere. An example of the high humidity atmosphere is air in the bathroom.
なお、上記の説明では、パッキン材33は、天板16の切り欠き16bの周囲の部分のみに当接する形状としているが、カバーフランジ8aと同様の環状部と環状部から突出する舌片部とを備え、舌片部が切り欠き16を塞ぐようにしてもよい。パッキン材33をこのように構成することで、天板16とカバー8との隙間から空気が漏れることを防ぐことができる。
In the above description, the packing material 33 has a shape that abuts only on a portion around the notch 16b of the top plate 16, but an annular portion similar to the cover flange 8a and a tongue piece protruding from the annular portion. The tongue piece may block the notch 16. By configuring the packing material 33 in this way, it is possible to prevent air from leaking from the gap between the top plate 16 and the cover 8.
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 直流ブラシレスモータ、2 フレーム、2a ハウジング、2b フレームフランジ、3 ステータ、3a 鉄心、3b コイル、3c ピン、4a 前側軸受、4b 後側軸受、5 スプリング、6a シャフト、6b ロータ、7 ブラケット、7a ブラケットフランジ、8 カバー、8a カバーフランジ、8b 貫通孔、9 基板、11 換気扇、12 ボディ、12a 吸込口、12b 吹出口、13 羽根、14 天井板、15 グリル、16 天板、16a モータ取付孔、16b 切り欠き、30 中心軸、31 磁気センサ、32 リード線、33 パッキン材、33a リード線挿入孔、41 ねじ、50 筐体、51 モータ部、52 回路部。
1 DC brushless motor, 2 frame, 2a housing, 2b frame flange, 3 stator, 3a iron core, 3b coil, 3c pin, 4a front bearing, 4b rear bearing, 5 spring, 6a shaft, 6b rotor, 7 bracket, 7a bracket Flange, 8 cover, 8a cover flange, 8b through hole, 9 substrate, 11 ventilation fan, 12 body, 12a inlet, 12b outlet, 13 blades, 14 ceiling plate, 15 grille, 16 top plate, 16a motor mounting hole, 16b Notch, 30 central axis, 31 magnetic sensor, 32 lead wire, 33 packing material, 33a lead wire insertion hole, 41 screw, 50 housing, 51 motor part, 52 circuit part.