CN108539894A

CN108539894A - 无刷直流电动机以及搭载了该无刷直流电动机的鼓风装置

Info

Publication number: CN108539894A
Application number: CN201810396916.1A
Authority: CN
Inventors: 藤井研二; 松本敏宏; 村尾聪
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2018-09-14
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: US10158268B2; CN105556804B; CN108539894B; WO2015040852A1; US20160197530A1; CN105556804A

Abstract

本发明提供无刷直流电动机以及搭载了该无刷直流电动机的鼓风装置。所述无刷直流电动机具备：定子铁心，其通过层叠多张而成；绝缘件，其在所述定子铁心的表面上形成绝缘层，并且在与所述定子铁心的层叠方向上的一方的端面相同的面上向所述定子铁心的外周侧延伸设置有突出部；绕组，其经由所述绝缘件卷绕安装于所述定子铁心；以及连接器，其具有用于从外部供给电力的多个连接器端子，并且被固定保持于所述突出部，所述绕组的末端部与所述多个连接器端子连接，所述多个连接器端子中的至少一个形成为呈L字状折弯的形状。

Description

无刷直流电动机以及搭载了该无刷直流电动机的鼓风装置

本申请是国际申请日为2014年9月16日、申请号为201480051310.4(国际申请号为PCT/JP2014/004748)、发明名称为“无刷直流电动机以及搭载了该无刷直流电动机的鼓风装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及顶棚埋入型等的排气用及吸气用的换气装置、鼓风机、加湿器、除湿器、制冷设备、空调、热水器等的风扇驱动用的无刷直流电动机以及搭载了该无刷直流电动机的鼓风装置。

背景技术

近年来，在换气装置等搭载于电子设备的鼓风装置中，出于降低装置的消耗电力的目的而使用无刷直流电动机的情况日益增加。而且，该无刷直流电动机分为：将驱动电路基板内置于电动机内的类型；以及不内置驱动电路基板而利用外部电路进行驱动的类型。

在将驱动电路基板内置于电动机内这一类型的电动机中，仅通过向电动机供给电源就能够进行驱动，便利性高，而另一方面，电动机内的构造复杂。另外，在装置内存在另一控制电路基板的情况下，由于在电动机内还存在驱动电路基板，因此，在装置内会存在两张电路基板。

在不将驱动电路基板内置于电动机内这一类型的电动机中，能够简化电动机内的构造，而另一方面，需要另行设置用于驱动的电路。但是，在装置内存在另一控制电路基板的情况下，还能够将电动机驱动电路搭载于该控制电路基板，具有能够将装置内的电路基板集成为一张的优点。

以往，这种将驱动电路基板内置于电动机内的无刷直流电动机已知有以下的结构(例如参照专利文献1)。

参照图16、图17对该无刷直流电动机进行说明。

如图16的定子构造所示，具有：层叠多张而成的定子铁心101；在该定子铁心101的表面上形成绝缘层的绝缘件102；以及在定子铁心101的外周上的绝缘件102上形成的用于竖立设置端子销的外周孔部106。另外，在定子铁心101的外周上的绝缘件102上设置有用于保持驱动电路基板107(图17)的基板保持部108a、108b。包含以上的要素而构成定子。

另外，如图17所示，现有的无刷直流电动机构成为，将经由绝缘件102卷绕安装的绕组与竖立设置于外周孔部106的端子销110连接，并且将端子销110与由基板保持部108a、108b保持的驱动电路基板107连接。然后，利用模制树脂105来覆盖驱动电路基板107与保持于该驱动电路基板107的连接器103的连接器端子109连接着的状态下的定子，而形成电动机外廓。此外，在该电动机外廓中放入将转子104、轴111、轴承112a、112b一体化而得到的构件，并利用托架113来封盖。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-141903号公报

发明内容

在这种现有的将驱动电路基板107内置于电动机内的无刷直流电动机中，构成为通过装入驱动电路基板107而能够实现端子销110的连接、连接器103的保持、连接器端子109的连接。因此，在要实现不内置驱动电路基板107的无刷直流电动机的情况下，还存在需要布线用基板等基板的技术问题。

于是，本发明提供一种具有在不内置驱动电路基板的情况下无需布线用基板等基板的定子构造的无刷直流电动机。

本发明涉及的无刷直流电动机具备：定子铁心，其通过层叠多张而成；以及绝缘件，其在该定子铁心的表面上形成绝缘层，并且在与定子铁心的层叠方向上的一方的端面大致相同的面上向定子铁心的外周侧延伸设置有突出部。另外，本发明涉及的无刷直流电动机具备：绕组，其经由绝缘件卷绕安装于定子铁心；以及连接器，其具有用于从外部进行电源供给的多个连接器端子，并且被固定保持于突出部，绕组的末端部与多个连接器端子连接。

这样，通过将绕组末端部直接与连接器的端子部连接，由此无需夹设布线用基板就能够向电动机供给电力。

由此，能够实现部件件数少、结构简单的无刷直流电动机以及搭载了该无刷直流电动机的鼓风装置。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中的无刷直流电动机的定子的概要立体图。

图2是本发明的第一实施方式中的无刷直流电动机的定子的主要部分放大立体图。

图3是本发明的第一实施方式中的无刷直流电动机的概要剖视图。

图4是本发明的第二实施方式中的无刷直流电动机的定子的概要立体图。

图5是本发明的第二实施方式中的无刷直流电动机的定子的主要部分放大立体图。

图6是本发明的第二实施方式中的无刷直流电动机的定子的使用了加强构件的主要部分放大立体图。

图7A是搭载了本发明的实施方式中的无刷直流电动机的鼓风装置的主视图。

图7B是搭载了本发明的实施方式中的无刷直流电动机的鼓风装置的侧视图。

图7C是搭载了本发明的实施方式中的无刷直流电动机的鼓风装置的局部剖切仰视图。

图8是本发明的第三实施方式中的无刷直流电动机的定子的概要立体图。

图9是本发明的第三实施方式中的无刷直流电动机的定子的概要立体图。

图10是本发明的第三实施方式中的无刷直流电动机的定子的主要部分放大立体图。

图11是本发明的第三实施方式中的无刷直流电动机的定子的使用了加强构件的主要部分放大立体图。

图12是本发明的第四实施方式中的无刷直流电动机的定子的概要立体图。

图13是示出本发明的第四实施方式中的无刷直流电动机的内置驱动电路基板时的定子结构的组装图。

图14是本发明的第四实施方式中的无刷直流电动机的内置驱动电路基板时的连接器部分的概要立体图。

图15是示出本发明的第四实施方式中的无刷直流电动机的内置驱动电路基板时的电动机结构的透视图。

图16是现有的无刷直流电动机的定子的概要立体图。

图17是现有的无刷直流电动机的概要剖视图。

附图标号说明

1 定子

2、101 定子铁心

3、102 绝缘件

4 突出部

5、109 连接器端子

6、103 连接器

7 钩

8 绕组

9 绕组末端部

10 L字前端部

11 转子

12 托架

13 树脂

14 端子销孔部

15 端子销

16 套筒

17、37 无刷直流电动机

18 鼓风扇

22、110 端子销

23 连接器附近孔部

25 L字前端部

26 套筒

31a、31b 连接器保持部

32 连接器附近孔部

33、106 外周孔部

34a、34b、34c、108a、108b 基板保持部

35a、35b 突出部

36、107 驱动电路基板

104 转子

105 模制树脂

111 轴

112a、112b 轴承

113 托架

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1至图3示出本发明的第一实施方式中的无刷直流电动机。

本实施方式中的无刷直流电动机的定子1具有：层叠多张而成的定子铁心2；以及在该定子铁心2的表面上形成绝缘层的绝缘件3。绝缘件3在与定子铁心2的层叠方向上的一方的端面大致相同的面上，向定子铁心2的外周侧延伸设置有突出部4。

该突出部4具备用于对连接器6进行固定保持的钩7，该连接器6具有用于从外部供给电源的多个(本实施方式中为六个)连接器端子5。连接器6被固定并保持于这些钩7。绕组8经由绝缘件3卷绕安装于定子铁心2的各槽。

连接器端子5被压入到连接器6中而被固定保持，如图1、2所示，在本实施方式中，将六个连接器端子5中的四个连接器端子5的绕组8侧的形状设为向突出部4的相反侧呈大致L字状折弯。在该状态下，绕组8的各相(本实施方式中为三相绕组)的绕组末端部9直接缠绕连接于连接器端子5的L字前端部10。然后，通过钎焊(未图示)等，将连接器端子5的L字前端部10与绕组末端部9电连接保持且机械连接保持。在本实施方式中，采用将六个连接器端子5中的四个连接器端子5折弯成L字状的结构，但由于是三相绕组，也可以将三个连接器端子5折弯成L字状。另外，通过在折弯成L字状的各个连接器端子5之间夹着未折弯的连接器端子，由此能够扩宽绕组的缠绕空间，防止绕组接触。

如图3所示，利用构成外廓的树脂13而使定子1一体地成形固化，并且与具有磁铁的转子11以及托架12一起进行组装而构成无刷直流电动机17。

以上那样构成的不内置驱动电路的本实施方式的无刷直流电动机17成为如下的无刷直流电动机，即，通过连接器6而与外置的电源驱动电路(未图示)连接，从连接器端子5向绕组8供给来自驱动电路的电力等来控制旋转的无传感器的无刷直流电动机。

本实施方式中的无传感器的无刷直流电动机的特征在于绕组8的绕组末端部9与连接器端子5的连接方法。即，将绕组末端部9直接缠绕于连接器端子5的向上侧折弯的L字前端部10而进行连接保持。

即，利用绝缘件3的突出部4的钩7对连接器6进行固定保持，并将连接器端子5压入到该连接器6中而对连接器端子5进行固定保持。因此，与连接器端子5牢固地固定保持于绝缘件3的结构是相同的结构，能够将绕组末端部9直接强力地缠绕并连接于连接器端子5。由此，能够以消除松动、松弛的方式可靠地连接绕组8。其结果是，能够提供具有无需布线用基板等基板的定子构造的无刷直流电动机17。

另外，图7A、图7B、图7C示出搭载了本实施方式的无刷直流电动机的鼓风装置，将鼓风扇18与本实施方式的无刷直流电动机连接。即，利用部件件数少、结构简单的无刷直流电动机以及搭载了该无刷直流电动机的鼓风装置，能够实现成本降低。

(第二实施方式)

图4至图6示出本发明的第二实施方式中的无刷直流电动机。需要说明的是，针对与本发明的第一实施方式中的无刷直流电动机的结构相同的部分标注相同的编号，并省略其详细说明。

如图4至图6所示，在绝缘件3的突出部4的端子销孔部14中***有端子销15。该端子销15以与连接器端子5的L字前端部10大致平行且邻接的方式配置。在使连接器端子5的L字前端部10与端子销15接触的状态下，绕组8的各相的绕组末端部9同时将L字前端部10与端子销15缠绕并连接。然后，通过钎焊(未图示)等，将连接器端子5的L字前端部10与绕组末端部9电连接保持且机械连接保持。

本实施方式中的特征在于绕组8的绕组末端部9与连接器端子5及端子销15的连接方法。即，使连接器端子5的L字前端部10与端子销15直接接触，将绕组末端部9同时缠绕于连接器端子5的L字前端部10和端子销15这两个部分而进行连接保持。

即，利用绝缘件3的突出部4的钩7对连接器6进行固定保持，并将连接器端子5压入到该连接器6中而对连接器端子5进行固定保持。因此，与连接器端子5牢固地固定保持于绝缘件3的结构是相同的结构，即便将绕组末端部9直接缠绕并连接于连接器端子5，也能够消除连接器端子5、绕组末端部9的松动、松弛而可靠地进行连接。另外，通过使连接器端子5与端子销15接触，并利用绕组末端部9同时对连接器端子5和端子销15这两个部分进行缠绕，由此能够提高缠绕部分的强度，进一步增加可靠性。其结果是，能够提供具有无需布线用基板等基板的定子构造的无刷直流电动机。

另外，如图6所示，也可以使连接器端子5的L字前端部10与端子销15接触，并将绕组8的各相的绕组末端部9同时缠绕连接于L字前端部10和端子销15这两个部分，并且，将作为加强构件的小型的金属性的套筒16覆盖于缠绕部分。然后，通过钎焊(未图示)等，将连接器端子5的L字前端部10与绕组末端部9电连接保持且机械连接保持。

即，通过覆盖作为加强构件的套筒16，由此能够提高缠绕部分的强度，进一步增加可靠性。

其结果是，能够提供具有无需布线用基板等基板的定子构造的无刷直流电动机。

(第三实施方式)

图8～图11示出本发明的第三实施方式中的无刷直流电动机。

如图8所示，本发明的第三实施方式中的无刷直流电动机的定子1具有：层叠多张而成的定子铁心2；以及在定子铁心2的表面上形成绝缘层、并且在与定子铁心2的层叠方向上的一方的端面大致相同的面上向定子铁心2的外周侧延伸设置有突出部4的绝缘件3。此外，定子1具有：设于突出部4的作为连接器保持部的钩7；以及用于在钩7之间的绝缘件3上竖立设置三根端子销22(图9、图10)的连接器附近孔部23。

如图9所示，在连接器附近孔部23中竖立设置三根端子销22，将三相的绕组末端部9缠绕到该端子销22的低部(绝缘件3的突出部4侧)并进行焊接连接。此外，在钩7上安装连接器6。连接器端子5被压入到连接器6中而被固定保持，如图9、10所示，在本实施方式中，将六个连接器端子5中的四个连接器端子5的绕组8侧的形状设为向突出部4的相反侧呈L字状折弯的形状。

在此，端子销22以与连接器端子5的L字前端部25大致平行且邻接的方式配置。在该状态下，将连接器端子5与端子销22的上部焊接连接。然后，如图3所示的本发明的第一实施方式中的无刷直流电动机那样，利用构成外廓的树脂13使定子1一体地成形固化，并且与具有磁铁的转子11以及托架12一起进行组装而构成无刷直流电动机17。

以上那样构成的不内置驱动电路的本实施方式的无刷直流电动机17成为如下的无刷直流电动机，即，通过连接器6而与外置的驱动电路(未图示)连接，从连接器端子5向绕组8供给来自驱动电路的电源等来控制旋转的无传感器的无刷直流电动机。

本实施方式中的特征在于端子销22与连接器端子5的连接方法。即，使端子销22与连接器端子5的向上侧折弯的L字前端部25接触，并直接通过钎焊进行连接。

由此，能够提供具有无需布线用基板等基板的定子构造的无刷直流电动机17。

另外，如图7A、图7B、图7C所示，本实施方式的无刷直流电动机能够安装于鼓风扇18。即，由于具有无需布线用基板等基板的定子构造的本实施方式的无刷直流电动机的成本降低，因此，也能够降低搭载了该无刷直流电动机的鼓风装置的成本。

需要说明的是，如图11所示，也可以采用使连接器端子5的L字前端部25与端子销22接触并覆盖加强构件的结构。在覆盖作为加强构件的金属性的套筒26之后，通过钎焊(未图示)等，将连接器端子5的L字前端部25与端子销22电连接保持且机械连接保持。

即，通过覆盖作为加强构件的套筒26，由此能够增加焊接连接部分的机械强度，并且增加电连接的可靠性。

需要说明的是，在本实施方式中，将六个连接器端子5中的四个连接器端子5的绕组8侧的形状设为向突出部4的相反侧呈L字状折弯的形状，但也可以不折弯成L字状。但是，在该情况下，由于连接器端子5与端子销22的接触面积相较于折弯成大致L字状的形状的结构而言变小，因此，钎焊形成的电连接面积缩小，焊接连接部分的机械强度减少，并且电连接的可靠性下降。因此，优选连接器端子5折弯成L字状。

需要说明的是，端子销22的最低间隔相对于连接器端子5的间距也可以不为整数倍。但是，在该情况下，由于端子销22与连接器端子5的邻接方向变得局部相反，因此，即便在连接器组装作业中产生邻接方向被调换的组装不良，也难以注意到这种情况。另外，由于还存在焊接连接部位的间隔变窄的情况，因此，在焊接连接作业中容易产生不良。因而，优选端子销22的最低间隔相对于连接器端子5的间距为整数倍。

(第四实施方式)

图12～图15示出本发明的第四实施方式中的无刷直流电动机。

如图12所示，本发明的第四实施方式中的无刷直流电动机的定子1具有：层叠多张而成的定子铁心2；以及在定子铁心2的表面上形成绝缘层、并且在与定子铁心2的层叠方向上的一方的端面大致相同的面上向定子铁心2的外周侧延伸设置有大小不同的两个突出部35a、35b的绝缘件3。另外，定子1具有：设于较大的突出部35a的连接器保持部31a、31b；以及用于在连接器保持部31a、31b之间的绝缘件3上竖立设置三根端子销22的连接器附近孔部32。另外，定子1在较小的突出部35b的靠近连接器保持部31a的位置处，具有用于竖立设置三根端子销22的外周孔部33。此外，定子1为了保持驱动电路基板36(图13)而具有三根基板保持部34a、34b、34c，这三根基板保持部34a、34b、34c在定子铁心2的外周上的绝缘件3上以沿定子铁心2的层叠方向突出的方式大体等间隔地竖立设置，并且前端呈钩状。

如图13所示，在内置驱动电路基板36的情况下，在图12所示的外周孔部33竖立设置三根端子销22，将三相的绕组8缠绕到该端子销22的低部(绝缘件3的突出部35b侧)并进行焊接连接。此外，在基板保持部34a、34b、34c上安装驱动电路基板36，利用基板保持部34a、34b、34c前端的钩结构来防止驱动电路基板36的脱落。另外，在连接器保持部31a、31b上安装连接器6。

在该状态下，如图14所示，将端子销22的上部穿过驱动电路基板36的孔并进行焊接连接，并且将连接器端子5与驱动电路基板36焊接连接。利用模制树脂来覆盖完成了连接的定子1，由此如图15所示，形成电动机外廓，无刷直流电动机37完成。

这样，并非利用驱动电路基板36来保持连接器6，而是借助连接器保持部31a、31b而由绝缘件3来保持连接器6，由此能够实现存在驱动电路基板36时以及不存在驱动电路基板36时这两种情况下的结构。此外，通过将用于竖立设置端子销22的孔分到两处设置，由此在存在驱动电路基板36的情况下，能够按照与以往相同的结构实现连接，在不存在驱动电路基板36的情况下，能够直接将端子销22与连接器端子5连接，能够实现存在驱动电路基板36时以及不存在驱动电路基板36时这两种情况下的结构。

另外，如图12所示，在内置驱动电路基板36的情况下，在设于较大的突出部35a上的连接器附近孔部32、以及设于较小的突出部35b的靠近连接器保持部31a、31b的位置处的外周孔部33中竖立设置有三根端子销22。根据该结构，连接器端子5与端子销22的位置不重叠，在连接器6安装时端子销22不会造成妨碍，能够容易进行安装。

由此，在内置于电动机的驱动电路基板36的基板内的电路配置中，容易进行“供给来自连接器6的电源”、“生成驱动信号”、“向端子销22供给电动机电源”这种顺序的配置。此外，由于在不与连接器附近孔部32重叠且靠近连接器保持部31a、31b的位置处的外周孔部33中竖立设置有三根端子销22，因此，连接器端子5与端子销22的位置成为不重叠但靠近的位置关系。由此，在内置于电动机的驱动电路基板36的基板内的电路配置中，能够将“供给来自连接器6的电源”，“生成驱动信号”、“向端子销22供给电动机电源”这样顺序的配置限制到较小的范围内。

另外，图12的连接器附近孔部32以及外周孔部33采用三个孔的结构，以便竖立设置三根端子销22并焊接连接三相的绕组8。但是，在为单相电动机的情况下，为了竖立设置两根端子销22并焊接连接两相的绕组8，连接器附近孔部32以及外周孔部33也可以采用两个孔的结构。

另外，如图12所示，在内置驱动电路基板36的情况下，对连接器保持部31a、31b的高度与基板保持部34a、34b、34c前端的钩高度进行调整，成为驱动电路基板36的上表面与连接器端子5的下表面处于相同高度的结构。由此，如图14所示，容易进行驱动电路基板36与连接器端子5的焊接连接。

需要说明的是，在内置驱动电路基板36的情况下，可以全部使用三处的基板保持部34a、34b、34c来内置较大的基板，在为较小的基板的情况下，可以不使用基板保持部34c而使用两处的基板保持部34a、34b来对基板进行保持。

需要说明的是，在本实施方式中，在绝缘件3上设有较大的突出部35a和较小的突出部35b这两个突出部，但上述大小是为了方便说明而规定的，只要是能够实现连接器6的连接、端子销22的设置的大小，则大小关系也可以相反，还可以为相同的大小。

通过将这种本实施方式中的无刷直流电动机搭载于作为鼓风装置的图7A～图7C所示的换气装置，由此能够实现如下的效果：可利用一种定子构造来对应内置了驱动电路基板的无刷直流电动机所适用的换气装置、以及不内置驱动电路基板的无刷直流电动机所适用的换气装置这两方。

工业上的可利用性

如以上那样，本发明的无刷直流电动机通过将绕组末端部直接与连接器的端子部连接，由此无需夹设布线用基板就能够向电动机供给电力，能够降低成本。

因此，能够用作要求低成本化的无刷直流电动机、家电用或业务用的鼓风装置。

Claims

1.一种无刷直流电动机，其特征在于，具备：

定子铁心，其通过层叠多张而成；

绝缘件，其在所述定子铁心的表面上形成绝缘层，并且在与所述定子铁心的层叠方向上的一方的端面相同的面上向所述定子铁心的外周侧延伸设置有突出部；

绕组，其经由所述绝缘件卷绕安装于所述定子铁心；以及

连接器，其具有用于从外部供给电力的多个连接器端子，并且被固定保持于所述突出部，

所述绕组的末端部与所述多个连接器端子连接，

所述多个连接器端子中的至少一个形成为呈L字状折弯的形状。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于，

所述多个连接器端子中，仅与所述绕组的末端部连接的所述连接器端子形成为呈L字状折弯的形状，其它的所述连接器端子呈直线状。

3.根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于，

所述绝缘件在所述突出部具有多个连接器附近孔部，在所述连接器附近孔部竖立设置端子销，使所述绕组的所述末端部与所述端子销接触并缠绕于所述端子销，并且，将所述端子销与所述连接器端子连接。

4.根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于，

在所述绝缘件的所述突出部设置有用于对所述连接器进行固定保持的连接器保持部。

5.一种鼓风装置，其中，

搭载有用于驱动鼓风扇的权利要求1所述的无刷直流电动机。