JP2012253845A

JP2012253845A - Motor and ventilating fan

Info

Publication number: JP2012253845A
Application number: JP2011122541A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Ogawa; 良平小河; Kakuji Wakita; 覚司脇田; Junji Okada; 順二岡田; Kazuhiko Hotta; 和彦堀田; Hiroki Tanaka; 宏樹田中; Takashi Suzuki; 高志鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor that prevents a decrease in precision of positioning position detecting means and a stator so as to prevent a decrease in efficiency and abnormal sounds.SOLUTION: A motor 31 includes: a stator 2; a frame 1 that houses the stator 2 thereinside; a rotor 3b that is arranged on an inner side of the stator 2; a shaft 3a that is connected to the rotor 3b; a bracket 5 that holds the shaft 3a rotatably; a substrate 9 that has electronic components, which form a drive circuit, mounted thereon and that is provided on the bracket 5; position detecting means that is mounted on the substrate 9 and that detects the position of the rotor 3b; stator positioning means that is provided in the stator 2 and the bracket 5 and that positions the stator 2 and the bracket 5 relative to each other; and substrate positioning means that is provided in the substrate 9 and the bracket 5 and that positions the substrate 9 and the bracket 5 relative to each other.

Description

本発明は、電動機および換気扇に関する。 The present invention relates to an electric motor and a ventilation fan.

電動機としてのＤＣブラシレスモーターの構造は、コイルが巻回されたステーターが嵌め込まれた上ケースの中にローターが配置される。そして、シャフト貫通穴が設けられたプリント基板がステーターに固定され、下ケースが取り付けられる（例えば、特許文献１を参照）。また、ＤＣブラシレスモーターには、ローターを回転させる電流を発生させる駆動回路と、その駆動回路を制御するマイコンが備えられる。 In the structure of a DC brushless motor as an electric motor, a rotor is disposed in an upper case in which a stator around which a coil is wound is fitted. And the printed circuit board in which the shaft through-hole was provided is fixed to a stator, and a lower case is attached (for example, refer patent document 1). Further, the DC brushless motor is provided with a drive circuit for generating a current for rotating the rotor and a microcomputer for controlling the drive circuit.

特開２００１−１２８４１７号公報JP 2001-128417 A

上記従来の技術によれば、ローターを回転させる電流を発生させる駆動回路を制御するマイコンは、ローターの位置検出手段であるホールＩＣの信号を元に制御を行っている。そのため、ＤＣブラシレスモーターの組立時などに、位置検出手段であるホールＩＣとステーターとの位置決め精度が低くなってしまった場合、モーターの誘起電圧位相と駆動回路から発生するモーター相電流位相にズレが発生し、効率の悪化や異常音の発生を招いてしまうという問題があった。 According to the above conventional technique, the microcomputer that controls the drive circuit that generates the current for rotating the rotor performs the control based on the signal of the Hall IC that is the position detection means of the rotor. For this reason, if the positioning accuracy between the Hall IC, which is the position detection means, and the stator is low during assembly of the DC brushless motor, etc., there will be a deviation between the induced voltage phase of the motor and the motor phase current phase generated from the drive circuit. There is a problem in that it causes deterioration of efficiency and abnormal noise.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位置検出手段とステーターとの位置決め精度が低下するのを抑えて、効率の悪化の抑制や異常音の発生の抑制を図ることのできる電動機を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an electric motor capable of suppressing deterioration in efficiency and generation of abnormal noise by suppressing a decrease in positioning accuracy between the position detection unit and the stator. The purpose is to obtain.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ステーターと、ステーターを内部に収容するフレームと、ステーターの内側に配置されるローターと、ローターに連結されたシャフトと、シャフトを回転可能に保持するブラケットと、駆動回路を構成する電子部品が搭載されてブラケットに設けられた基板と、基板に搭載されてローターの位置を検出する位置検出手段と、ステーターとブラケットとに設けられて相互の位置決めを行なうステーター位置決め手段と、基板とブラケットとに設けられて相互の位置決めを行なう基板位置決め手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a stator, a frame that accommodates the stator therein, a rotor disposed inside the stator, a shaft coupled to the rotor, and a shaft. A bracket that is rotatably supported, a board that is mounted on the bracket and on which electronic components that constitute a drive circuit are mounted, a position detection means that is mounted on the board and detects the position of the rotor, and a stator and a bracket. Stator positioning means for performing mutual positioning, and board positioning means provided on the board and the bracket for performing mutual positioning.

本発明によれば、ステーターとブラケットとの位置ずれ、および基板とブラケットとの位置ずれを抑えて、ホールＩＣとステーターとの位置決め精度が低下するのを抑えて、効率の悪化の抑制や異常音の発生の抑制を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the positional deviation between the stator and the bracket and the positional deviation between the substrate and the bracket are suppressed, the deterioration of the positioning accuracy between the Hall IC and the stator is suppressed, the deterioration of the efficiency and the abnormal noise are suppressed. There is an effect that it is possible to suppress the occurrence of.

図１は、本発明の実施の形態１にかかるＤＣブラシレスモーターの側面図である。FIG. 1 is a side view of the DC brushless motor according to the first embodiment of the present invention. 図２は、図１のＡ部分を拡大した部分拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view in which the portion A of FIG. 1 is enlarged. 図３は、ブラケット部分の平面図であって、図１に示す矢印Ｂに沿って見た矢視図である。FIG. 3 is a plan view of the bracket portion, and is an arrow view seen along the arrow B shown in FIG. 図４は、基板の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the substrate. 図５は、ステーターの平面図である。FIG. 5 is a plan view of the stator. 図６は、ブラケットの底面図であって、図１に示す矢印Ｃに沿って見た矢視図である。FIG. 6 is a bottom view of the bracket and is an arrow view seen along the arrow C shown in FIG. 図７−１は、ブラケットのステーター側位置決め突起部分を拡大した部分拡大図である。FIG. 7-1 is a partially enlarged view of the bracket-side positioning protrusion portion of the bracket. 図７−２は、図７−１に示す矢印Ｄに沿ってステーター側位置決め突起を見た矢視図である。FIG. 7-2 is an arrow view of the stator side positioning protrusion as seen along the arrow D shown in FIG. 図８は、電動機の回路ブロック図である。FIG. 8 is a circuit block diagram of the electric motor. 図９は、本発明の実施の形態２にかかる換気扇の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a ventilation fan according to the second embodiment of the present invention.

以下に、本発明の実施の形態にかかる電動機およ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１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるＤＣブラシレスモーターの側面図である。図２は、図１のＡ部分を拡大した部分拡大断面図である。図３は、ブラケット部分の平面図であって、図１に示す矢印Ｂに沿って見た矢視図である。図４は、基板の平面図である。図５は、ステーターの平面図である。図６は、ブラケットの底面図であって、図１に示す矢印Ｃに沿って見た矢視図である。図７−１は、ブラケットのステーター側位置決め突起部分を拡大した部分拡大図である。図７−２は、図７−１に示す矢印Ｄに沿ってステーター側位置決め突起を見た矢視図である。図８は、電動機の回路ブロック図である。なお、図１では、ＤＣブラシレスモーター３１の内部構造を説明するために、一部を断面で示している。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a side view of the DC brushless motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view in which the portion A of FIG. FIG. 3 is a plan view of the bracket portion, and is an arrow view seen along the arrow B shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of the substrate. FIG. 5 is a plan view of the stator. FIG. 6 is a bottom view of the bracket and is an arrow view seen along the arrow C shown in FIG. FIG. 7-1 is a partially enlarged view of the bracket-side positioning protrusion portion of the bracket. FIG. 7-2 is an arrow view of the stator side positioning protrusion as seen along the arrow D shown in FIG. FIG. 8 is a circuit block diagram of the electric motor. In FIG. 1, in order to explain the internal structure of the DC brushless motor 31, a part is shown in cross section.

電動機としてのＤＣブラシレスモーター３１では、フレーム１とカバー６とで構成される外郭の内部に各要素が納められている。ハウジング１ａを持った金属性のフレーム１の内径には、ステーター２が圧入されている。ステーター２は、鉄心２ａにコイル２ｂが巻回されて構成される。 In the DC brushless motor 31 as an electric motor, each element is housed inside an outer shell constituted by the frame 1 and the cover 6. A stator 2 is press-fitted into the inner diameter of the metallic frame 1 having the housing 1a. The stator 2 is configured by winding a coil 2b around an iron core 2a.

ハウジング１ａには、軸受け４に適切な荷重を与えるためのスプリング１４が挿入される。ローターシャフト３は、ステーター２の内部に配置される。ローターシャフト３は、シャフト３ａに軸受け４とローター３ｂとを備えて構成される。軸受け４は、シャフト３ａを回転可能に支持する。ローター３ｂは、円環形状を呈する。 A spring 14 for applying an appropriate load to the bearing 4 is inserted into the housing 1a. The rotor shaft 3 is disposed inside the stator 2. The rotor shaft 3 includes a shaft 3a and a bearing 4 and a rotor 3b. The bearing 4 supports the shaft 3a in a rotatable manner. The rotor 3b has an annular shape.

ブラケット５は、ステーター側突起５ａとブラケットフランジ５ｃとを備えている。ステーター側突起５ａをフレーム１の内径に挿入するとともに、フレーム１に形成されたフレームフランジ１ｂとカバー６に形成されたカバーフランジ６ａとでブラケットフランジ５ｃを挟みこむことで、フレーム１とカバー６で構成される外郭に対するブラケット５の位置決めと固定が行われる。 The bracket 5 includes a stator side protrusion 5a and a bracket flange 5c. The stator-side protrusion 5a is inserted into the inner diameter of the frame 1, and the bracket flange 5c is sandwiched between the frame flange 1b formed on the frame 1 and the cover flange 6a formed on the cover 6, so that the frame 1 and the cover 6 The bracket 5 is positioned and fixed with respect to the outer shell.

ブラケット５には、ブラケットハウジング（軸保持部）５ｅが一体形成されている。ブラケットハウジング５ｅは、シャフト３ａの外周に立設され、本実施の形態では、シャフト３ａの周囲を囲むように形成されている。ブラケットハウジング５ｅの内側、すなわちブラケットハウジング５ｅに対するシャフト３ａ側には、金属製の金属ハウジング８が設けられる。 The bracket 5 is integrally formed with a bracket housing (shaft holding portion) 5e. The bracket housing 5e is erected on the outer periphery of the shaft 3a, and is formed so as to surround the periphery of the shaft 3a in the present embodiment. A metal metal housing 8 is provided inside the bracket housing 5e, that is, on the shaft 3a side with respect to the bracket housing 5e.

上述したように、ステーター側突起５ａをフレーム１の内径に挿入してブラケット５の位置決めと固定を行うことで、ハウジング１ａの中心と金属ハウジング８の中心とが位置合わせされるようになっている。また、軸受け４ａ（４）は、フレーム１に保持され、軸受け４ｂ（４）は、金属ハウジング８を介してブラケットハウジング５ｅに保持される。すなわち、フレーム１およびブラケットハウジング５ｅ（金属ハウジング８）が、それぞれ軸受け４（４ａ，４ｂ）を介してシャフト３ａを保持する。 As described above, by inserting the stator side protrusion 5a into the inner diameter of the frame 1 and positioning and fixing the bracket 5, the center of the housing 1a and the center of the metal housing 8 are aligned. . Further, the bearing 4 a (4) is held by the frame 1, and the bearing 4 b (4) is held by the bracket housing 5 e via the metal housing 8. That is, the frame 1 and the bracket housing 5e (metal housing 8) hold the shaft 3a via the bearings 4 (4a, 4b), respectively.

ブラケット５には、ピン２ｃ（図５も参照）を通すための貫通穴５ｄが形成されている。ピン２ｃは、ステーター２に埋設されて基板９と電気接続するためのものである。貫通穴５ｄは、ステーター２へのピン２ｃの埋設ピッチに合わせて形成されている。 The bracket 5 is formed with a through hole 5d through which the pin 2c (see also FIG. 5) is passed. The pin 2 c is embedded in the stator 2 and electrically connected to the substrate 9. The through holes 5d are formed in accordance with the embedding pitch of the pins 2c in the stator 2.

貫通穴５ｄは、ステーター２側から基板９側に向けてその直径が小さくなるように形成されており、基板９側でブラケット５とピン２ｃとのスキマが最小となる。貫通穴５ｄには、ピン２ｃを貫通させた上で、ステーター２側から基板９側への湿気進入を抑制するように、ピン２ｃとブラケット５との隙間全面に速乾性のある防湿処理１０が施される。 The through hole 5d is formed so that its diameter decreases from the stator 2 side toward the substrate 9 side, and the clearance between the bracket 5 and the pin 2c is minimized on the substrate 9 side. In the through hole 5d, a moisture-proof treatment 10 having a quick drying property is applied to the entire gap between the pin 2c and the bracket 5 so as to suppress moisture ingress from the stator 2 side to the substrate 9 side after the pin 2c is penetrated. Applied.

基板９は、ブラケット５に対してステーター２側の反対側に取り付けられる。基板９は、貫通穴５ｄを貫通したピン２ｃとはんだ等で接合される。図４，８に示すように、基板９には、ローター位置検出手段であるホールＩＣ９ｂ、モーターを回転させるための駆動回路９ｇ、電源回路９ｆ、マイコン９ｈ等を構成する電子部品９ａが取り付けられている。 The substrate 9 is attached to the opposite side of the stator 2 side with respect to the bracket 5. The substrate 9 is joined to the pins 2c penetrating the through hole 5d with solder or the like. As shown in FIGS. 4 and 8, the board 9 is mounted with electronic components 9a constituting a Hall IC 9b as a rotor position detecting means, a drive circuit 9g for rotating the motor, a power supply circuit 9f, a microcomputer 9h, and the like. Yes.

基板９には、電子部品９ａから発生する熱を放熱するためのアルミ製の放熱フィン９ｉが取り付けられている（図１を参照）。放熱フィン９ｉには、クッション性を有する放熱シート１１と、電気絶縁性を有する絶縁シート１２とを取り付けた後に、金属性のカバー６が取り付けられる。 The substrate 9 is provided with aluminum radiating fins 9i for radiating heat generated from the electronic component 9a (see FIG. 1). The metal cover 6 is attached to the heat radiating fins 9i after the heat radiating sheet 11 having cushioning properties and the insulating sheet 12 having electrical insulating properties are attached.

カバー６は、ブラケット５のカバー側突起５ｂに嵌合する。また、図２に示すように、フレーム１のフレームフランジ１ｂと、ブラケット５のブラケットフランジ５ｃと、カバー６のカバーフランジ６ａとを合わせて、フレーム穴１ｃにカバー突起６ｂを挿入してカバー突起６ｂを折り曲げることで、フレーム１とブラケット５とカバー６とが組み合わされた状態で固定される。 The cover 6 is fitted to the cover-side protrusion 5 b of the bracket 5. Further, as shown in FIG. 2, the frame flange 1b of the frame 1, the bracket flange 5c of the bracket 5, and the cover flange 6a of the cover 6 are aligned, and the cover protrusion 6b is inserted into the frame hole 1c. The frame 1, the bracket 5, and the cover 6 are fixed in a combined state.

ブラケットフランジ５ｃ、フレームフランジ１ｂ、カバーフランジ６ａにはネジ穴７が設けられており（図３も参照）、このネジ穴７を用いてＤＣブラシレスモーター３１が換気扇などの製品にネジ止めされる。 Screw holes 7 are provided in the bracket flange 5c, the frame flange 1b, and the cover flange 6a (see also FIG. 3), and the DC brushless motor 31 is screwed to a product such as a ventilation fan using the screw holes 7.

ブラケット５には、樹脂製のものが用いられる。ブラケット５を樹脂製にすることで絶縁性を有するため、コイル２ｂ、ピン２ｃ、基板９と、フレーム１、カバー６の半径方向への沿面距離を確保することができる。また、軸方向へはコイル２ｂとブラケット５のスペースを接触するまで最小限に設置でき、基板９とブラケット５のスペースも接触するまで最小限に設置できるため小型化を図ることができる。 The bracket 5 is made of resin. Since the bracket 5 is made of resin and has insulation, the creeping distance in the radial direction of the coil 2b, the pin 2c, the substrate 9, the frame 1, and the cover 6 can be secured. Further, in the axial direction, the coil 2b and the bracket 5 can be installed to the minimum until they contact each other, and the space between the substrate 9 and the bracket 5 can also be installed to the minimum until they come into contact with each other.

また、ブラケット５のステーター側突起５ａがフレーム１の内径に挿入されるため、ブラケット５の金属ハウジング８とフレーム１のハウジング１ａとの同軸度を良好にでき、精度よく組立を行うことができる。 Further, since the stator-side protrusion 5a of the bracket 5 is inserted into the inner diameter of the frame 1, the coaxiality between the metal housing 8 of the bracket 5 and the housing 1a of the frame 1 can be improved, and assembly can be performed with high accuracy.

ブラケットフランジ５ｃをフレームフランジ１ｂとカバーフランジ６ａとで挟み込み、フレームフランジ１ｂとカバーフランジ６ａを固定することで、ブラケットフランジ５ｃを簡単に固定できる。また、軸方向に対する輸送振動や落下衝撃のストレスが基板９とピン２ｃとの接合部や基板９自体に加わることを抑えることができるため、基板９とピン２ｃとの接合部や基板９自体の品質低下を抑制することができる。 The bracket flange 5c can be easily fixed by sandwiching the bracket flange 5c between the frame flange 1b and the cover flange 6a and fixing the frame flange 1b and the cover flange 6a. In addition, since it is possible to suppress the stress of transport vibration and drop impact in the axial direction from being applied to the junction between the substrate 9 and the pin 2c and the substrate 9 itself, the junction between the substrate 9 and the pin 2c and the substrate 9 itself Quality deterioration can be suppressed.

ブラケット５に形成された貫通穴５ｄは、ステーター２側の直径を大きくし、基板９側の直径がピン２ｃとのスキマが最小となるように形成されているため、コイル２ｂをピン２ｃにからげる空間を設けられるため、ブラケット５を設置する時に断線などコイル２ｂを傷つけるおそれがなくなる。 The through hole 5d formed in the bracket 5 has a diameter on the side of the stator 2 that is large and a diameter on the side of the substrate 9 is formed so as to minimize a gap with the pin 2c. Since the connecting space is provided, there is no possibility of damaging the coil 2b such as disconnection when the bracket 5 is installed.

フレーム１の内径にブラケット５が圧入され、貫通穴５ｄには貫通するピン２ｃとの隙間を無くすように防湿処理１０が施されているため、ステーター２やローターシャフト３の空間と基板９側の空間を分離することができる。そのため、基板９側の空間に湿気が侵入するのを抑えることができ、湿気や結露などにより基板９が故障するのを回避しやすくなる。 Since the bracket 5 is press-fitted into the inner diameter of the frame 1 and the moisture-proof treatment 10 is applied to the through hole 5d so as to eliminate the gap between the penetrating pin 2c, the space of the stator 2 and the rotor shaft 3 and the substrate 9 side Space can be separated. Therefore, it is possible to prevent moisture from entering the space on the substrate 9 side, and it is easy to avoid the substrate 9 from being damaged due to moisture, condensation, or the like.

電子部品９ａ側の耐湿性能が向上するため、その他の部分への防湿処理を省略したり軽微にしたりすることができるので、モールドやポッティングの作業時間や工程数を削減することができる。これにより、コストの抑制を図ることができる。 Since the moisture resistance performance on the electronic component 9a side is improved, the moisture-proofing treatment to other parts can be omitted or reduced, so that the working time and the number of steps for molding and potting can be reduced. Thereby, cost can be suppressed.

放熱フィン９ｉと、クッション性を有する放熱シート１１と、電気絶縁性を有する絶縁シート１２とを介して電子部品９ａをカバー６に接触させることで、電子部品９ａで発生する熱を、カバー６全体を通して外部へ放出させることができるため、電子部品９ａの温度上昇を抑えることができる。 By bringing the electronic component 9a into contact with the cover 6 via the heat radiating fins 9i, the heat radiating sheet 11 having cushioning properties, and the insulating sheet 12 having electrical insulation, the heat generated in the electronic component 9a can be reduced. Therefore, the temperature rise of the electronic component 9a can be suppressed.

フレーム穴１ｃとカバー突起６ｂを圧入寸法関係とすることで、フレーム穴１ｃにカバー突起６ｂを挿入すれば、フレーム１とカバー６を確実に導通させることができる。そのため、モーターのアース構造をモーター外郭（フレーム１とカバー６）のどこにでも設けることができ、製品組立時の作業性が良くなる。 By making the frame hole 1c and the cover protrusion 6b press-fit, the frame 1 and the cover 6 can be reliably conducted by inserting the cover protrusion 6b into the frame hole 1c. Therefore, the grounding structure of the motor can be provided anywhere on the outer surface of the motor (the frame 1 and the cover 6), and the workability during product assembly is improved.

また、カバー突起６ｂをフレーム穴１ｃに挿入してから折り曲げれば、フレーム１と、ブラケット５と、カバー６とを組み合わせた状態で固定できるため、固定用のネジを削減してコストの抑制を図ることができる。もちろん、カバー６側に穴を形成し、フレーム１側にその穴に合う突起を設けるように構成してもよい。 Also, if the cover protrusion 6b is inserted into the frame hole 1c and then bent, the frame 1, the bracket 5, and the cover 6 can be fixed in a combined state. Can be planned. Of course, a hole may be formed on the cover 6 side, and a projection that matches the hole may be provided on the frame 1 side.

また、電子部品９ａの温度上昇などによる故障といった異常時にも、基板９が金属製のカバー６で覆われているため、ＤＣブラシレスモーター３１を安全に停止させることができる。 In addition, the DC brushless motor 31 can be safely stopped because the substrate 9 is covered with the metal cover 6 even in an abnormality such as a failure due to a temperature rise of the electronic component 9a.

図８に示すように、基板９には外部から商用交流電源１３が投入され、電源回路９ｆにて交流電源が直流電圧に変換され、それぞれの素子に応じた電圧で電源の供給が行われる。 As shown in FIG. 8, a commercial AC power supply 13 is supplied to the substrate 9 from the outside, the AC power supply is converted into a DC voltage by the power supply circuit 9f, and power is supplied at a voltage corresponding to each element.

駆動回路９ｇは、ピン２ｃ（図２、図５も参照）を通して、ステーター２に設けられたコイル２ｂに対して所定方向電流が流れるよう交流電圧を発生させる。コイル２ｂに流れる電流によってローターシャフト３が回転する。 The drive circuit 9g generates an alternating voltage through the pin 2c (see also FIGS. 2 and 5) so that a current in a predetermined direction flows to the coil 2b provided in the stator 2. The rotor shaft 3 is rotated by the current flowing through the coil 2b.

マイコン９ｈは、ローター位置検出手段であるホールＩＣ９ｂの信号を元に、モーターの誘起電圧位相を検出し、誘起電圧位相と駆動回路９ｇから発生するモーター相電流位相が同位相になるように制御を行う。誘起電圧位相とモーター相電流位相が同位相となることでモーターの効率を最大化することができる。 The microcomputer 9h detects the induced voltage phase of the motor based on the signal of the Hall IC 9b which is the rotor position detecting means, and performs control so that the induced voltage phase and the motor phase current phase generated from the drive circuit 9g are the same phase. Do. The efficiency of the motor can be maximized by making the induced voltage phase and the motor phase current phase the same phase.

駆動回路９ｇは、モーター相電流が正弦波になるよう正弦波駆動を行っている。正弦波駆動を行うことでモーターの振動が低減する。そのため、ダクト換気扇などのファンモーターとして使用する場合においても、製品における防振構造の省略や軽微な防振構造の採用を行うことができるため、製品を低コストで生産できる。 The drive circuit 9g performs sine wave drive so that the motor phase current becomes a sine wave. Sinusoidal driving reduces motor vibration. Therefore, even when used as a fan motor such as a duct ventilation fan, the product can be produced at low cost because the vibration-proof structure can be omitted or a light-weight vibration-proof structure can be employed in the product.

図５に示すように、ステーター２は、コイル２ｂとの絶縁を目的として樹脂で成型されたインシュレーター２ｄを鉄心２ａに取り付けたあと、コイル２ｂを巻線して構成される。ステーター２の端面は、ピン２ｃと電気的に接合されている。鉄心２ａには切り欠き（第１凹部）２ｅが設けられており、その切り欠き２ｅはステーター２の外周に位置する。 As shown in FIG. 5, the stator 2 is configured by winding an insulator 2d molded of resin for the purpose of insulation from the coil 2b on an iron core 2a and then winding the coil 2b. The end surface of the stator 2 is electrically joined to the pin 2c. The iron core 2 a is provided with a notch (first recess) 2 e, and the notch 2 e is located on the outer periphery of the stator 2.

図６に示すように、ブラケット５はステーター２側となる面に円周状のステーター側突起５ａが設けられる。ステーター側突起５ａの端面には、ブラケット５とステーター２とを組み立てる際に、鉄心２ａの切り欠き２ｅと嵌まり合ってブラケット５とステーター２とを位置決めするステーター側位置決め突起（第１凸部）５ｈが形成されている。 As shown in FIG. 6, the bracket 5 is provided with a circumferential stator-side protrusion 5 a on the surface on the stator 2 side. On the end surface of the stator-side protrusion 5a, when the bracket 5 and the stator 2 are assembled, the stator-side positioning protrusion (first protrusion) that fits the notch 2e of the iron core 2a and positions the bracket 5 and the stator 2 is positioned. 5h is formed.

図７−１、図７−２に示すように、ステーター側位置決め突起５ｈの先端には、ブラケット５とステーター２とを組み立てる際の切り欠き２ｅへの挿入性を向上させるためにテーパが設けられている。 As shown in FIGS. 7A and 7B, a taper is provided at the tip of the stator side positioning projection 5h in order to improve the insertability into the notch 2e when the bracket 5 and the stator 2 are assembled. ing.

図４に示すように、基板９の外周には切り欠き（第２凹部）９ｅが形成されている。また、図３に示すように、ブラケット５の基板９側となる面には複数の回路を軸方向に固定する台５ｉが設けられている。複数の台５ｉの一部には、回路を固定するためのネジ穴５ｊが設けられる。 As shown in FIG. 4, a notch (second recess) 9 e is formed on the outer periphery of the substrate 9. Further, as shown in FIG. 3, a base 5i for fixing a plurality of circuits in the axial direction is provided on the surface of the bracket 5 on the substrate 9 side. A screw hole 5j for fixing a circuit is provided in a part of the plurality of bases 5i.

ネジ穴５ｊの周辺には、基板９とブラケット５を組み立てる際に、基板９の外周に形成された切り欠き９ｅと嵌まり合って、基板９とブラケット５との位置決めをする回路位置決め用突起（第２凸部）５ｋが設けられている。 Around the screw hole 5j, when assembling the board 9 and the bracket 5, a notch 9e formed on the outer periphery of the board 9 is fitted into a circuit positioning projection (positioning the board 9 and the bracket 5). 2nd convex part) 5k is provided.

なお、鉄心２ａに形成される切り欠き２ｅや基板９の外周に形成される切り欠き９ｅ、すなわち第１凹部や第２凹部は穴であってもよい。また、第１凹部がブラケット５側に形成されて、第１凸部がステーター２側に形成されてもよい。また、第２凹部がブラケット５側に形成されて、第２凸部が基板９側に形成されてもよい。 Note that the notch 2e formed in the iron core 2a and the notch 9e formed on the outer periphery of the substrate 9, that is, the first recess and the second recess may be holes. Moreover, a 1st recessed part may be formed in the bracket 5 side, and a 1st convex part may be formed in the stator 2 side. Further, the second concave portion may be formed on the bracket 5 side, and the second convex portion may be formed on the substrate 9 side.

以上説明したように、ブラケット５とステーター２とは、ステーター側位置決め突起５ｈと切り欠き２ｅとの嵌め合いで位置決めがなされ、ブラケット５と基板９とは、回路位置決め用突起５ｋと切り欠き９ｅとの嵌め合いで位置決めがなされる。そのため、ステーター２、ブラケット５、基板９を組み立てる際に、位置ずれが起こりにくくなる。 As described above, the bracket 5 and the stator 2 are positioned by fitting the stator side positioning projection 5h and the notch 2e, and the bracket 5 and the substrate 9 are the circuit positioning projection 5k and the notch 9e. Positioning is performed by fitting. Therefore, when the stator 2, the bracket 5, and the substrate 9 are assembled, misalignment hardly occurs.

ここで、駆動回路９ｇから発生するモーター相電流は、ローター位置検出手段であるホールＩＣ９ｂの信号を元に制御されているため、ステーター２とホールＩＣ９ｂとの位置関係が想定されていた位置からずれると、ホールＩＣ９ｂによるローター３ｂの位置検出精度が悪化する。そのため、誘起電圧位相とモーター相電流位相にずれが発生し、モーター効率の悪化を招くだけでなく、駆動回路９ｇから発生するモーター相電流の波形に歪が発生し、異常音発生の原因となる場合がある。 Here, since the motor phase current generated from the drive circuit 9g is controlled based on the signal of the Hall IC 9b which is the rotor position detecting means, the positional relationship between the stator 2 and the Hall IC 9b deviates from the assumed position. Then, the position detection accuracy of the rotor 3b by the Hall IC 9b deteriorates. For this reason, a deviation occurs between the induced voltage phase and the motor phase current phase, which not only deteriorates the motor efficiency, but also causes distortion in the waveform of the motor phase current generated from the drive circuit 9g, causing abnormal noise. There is a case.

一方、本実施の形態では、ステーター２、ブラケット５、基板９を組み立てる際に、位置ずれが起こりにくくなっているので、ローター位置検出手段としてのホールＩＣ９ｂとステーター２との位置精度を向上させることができる。これにより、ホールＩＣ９ｂが検知するローター３ｂの位置検出精度の向上を図ることができ、ＤＣブラシレスモーター３１の効率化、および低騒音化を図ることができる。 On the other hand, in the present embodiment, when the stator 2, the bracket 5 and the substrate 9 are assembled, positional deviation is less likely to occur, so that the positional accuracy between the Hall IC 9b as the rotor position detecting means and the stator 2 is improved. Can do. Thereby, the position detection accuracy of the rotor 3b detected by the Hall IC 9b can be improved, and the efficiency and noise reduction of the DC brushless motor 31 can be achieved.

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２にかかる換気扇の断面図である。換気扇５０は、上記実施の形態１で説明したＤＣブラシレスモーター３１がボディ３０に取り付けられて構成される。ＤＣブラシレスモーター３１のシャフト３ａの先端には、羽根３４が固定されている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a ventilation fan according to the second embodiment of the present invention. The ventilation fan 50 is configured by attaching the DC brushless motor 31 described in the first embodiment to the body 30. A blade 34 is fixed to the tip of the shaft 3 a of the DC brushless motor 31.

換気扇５０は、天井板３５にボディ３０を設置し、グリル３６をボディ３０に取り付ける構造となっている。ＤＣブラシレスモーター３１が回転し羽根３４も回転すると、図９の矢印Ｅで示す空気の流れが発生する。 The ventilation fan 50 has a structure in which the body 30 is installed on the ceiling plate 35 and the grill 36 is attached to the body 30. When the DC brushless motor 31 rotates and the blades 34 also rotate, an air flow indicated by an arrow E in FIG. 9 is generated.

実施の形態１で説明した通り、ＤＣブラシレスモーター３１は回路部３２（基板９などを含む領域，図８も参照）とモーター部３３（コイル２ｂなどが設けられる領域，図８も参照）がブラケット５で仕切られている（図１も参照）。 As described in the first embodiment, the DC brushless motor 31 has a circuit part 32 (an area including the substrate 9 and the like, see FIG. 8) and a motor part 33 (an area where the coil 2b and the like are provided, see also FIG. 8). 5 (see also FIG. 1).

そのため、モーター部３３は空気の流れにさらされるが回路部３２は空気の流れから遮断された空間になっているため、高湿度空間になりにくく、高湿雰囲気、例えば浴室などの換気に使用可能である。また、モーターが小型化できるので換気扇５０の小型化を図ることができ、スペースの限られた天井裏などにも設置しやすくなる。 Therefore, although the motor part 33 is exposed to the air flow, the circuit part 32 is a space cut off from the air flow, so it is difficult to become a high humidity space and can be used for ventilation in a high humidity atmosphere such as a bathroom. It is. Further, since the motor can be reduced in size, the ventilation fan 50 can be reduced in size and can be easily installed on the ceiling or the like where space is limited.

また、ＤＣブラシレスモーター３１は、駆動回路９ｇ、電源回路９ｆを構成する電子部品９ａを内蔵しているため（図８も参照）、ＤＣブラシレスモーター３１にＡＣ電源を直接入力できる。そのため、換気扇５０側に回路基板を搭載する空間を設ける必要がなくなり、ＡＣモーターを搭載して構成される換気扇と、共通のボディを用いることができる。このように、部品の共通化によるコストの抑制を図ることができる。 Further, since the DC brushless motor 31 incorporates electronic components 9a constituting the drive circuit 9g and the power supply circuit 9f (see also FIG. 8), AC power can be directly input to the DC brushless motor 31. Therefore, it is not necessary to provide a space for mounting the circuit board on the side of the ventilation fan 50, and a common body can be used with the ventilation fan configured by mounting the AC motor. In this way, it is possible to reduce costs by sharing parts.

ＤＣブラシレスモーター３１に搭載される駆動回路９ｇには正弦波駆動を採用し、モーターコイルに流れる電流の歪率が小さくなることで、異常音が発生しにくくなる。そのため、ＤＣブラシレスモーター３１に取り付けられる羽根３４にフローティング構造といった低騒音化を目的とする機構を追加する必要がなく、コストの抑制を図ることができる。また、ＡＣモーターに取り付ける羽根との共通化により、より一層のコストの抑制を図ることができる。 The drive circuit 9g mounted on the DC brushless motor 31 employs sinusoidal drive, and the distortion rate of the current flowing through the motor coil is reduced, so that abnormal noise is less likely to occur. Therefore, it is not necessary to add a mechanism for reducing noise, such as a floating structure, to the blades 34 attached to the DC brushless motor 31, and cost can be reduced. Further, the cost can be further reduced by sharing the blades attached to the AC motor.

以上のように、本発明にかかる電動機は、ＤＣブラシレスモーターに有用であり、特に、換気扇に取り付けられるＤＣブラシレスモーターに適している。 As described above, the electric motor according to the present invention is useful for a DC brushless motor, and is particularly suitable for a DC brushless motor attached to a ventilation fan.

１フレーム
１ａハウジング
１ｂフレームフランジ
１ｃフレーム穴
２ステーター
２ａ鉄心
２ｂコイル
２ｃピン
２ｄインシュレーター
２ｅ切り欠き（第１凹部）
３ローターシャフト
３ａシャフト
３ｂローター
４軸受け
５ブラケット
５ａステーター側突起
５ｂカバー側突起
５ｃブラケットフランジ
５ｄ貫通穴
５ｅブラケットハウジング（軸保持部）
５ｈステーター側位置決め突起（第１凸部）
５ｉ台
５ｊネジ穴
５ｋ回路位置決め用突起（第２凸部）
６カバー
６ａカバーフランジ
６ｂカバー突起
７ネジ穴
８金属ハウジング
９基板
９ａ電子部品
９ｂホールＩＣ（ローター位置検出手段）
９ｅ切り欠き（第２凹部）
９ｆ電源回路
９ｇ駆動回路
９ｈマイコン
９ｉ放熱フィン
１０防湿処理
１１放熱シート
１２絶縁シート
１３商用交流電源
１４スプリング
３０ボディ
３１ＤＣブラシレスモーター（電動機）
３２回路部
３３モーター部
３４羽根
３５天井板
３６グリル
５０換気扇
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ矢印 1 Frame 1a Housing 1b Frame flange 1c Frame hole 2 Stator 2a Iron core 2b Coil 2c Pin 2d Insulator 2e Notch (first recess)
3 Rotor shaft 3a Shaft 3b Rotor 4 Bearing 5 Bracket 5a Stator side protrusion 5b Cover side protrusion 5c Bracket flange 5d Through hole 5e Bracket housing (shaft holding part)
5h Stator side positioning protrusion (first convex part)
5i stand 5j Screw hole 5k Protrusion for circuit positioning (second protrusion)
6 Cover 6a Cover flange 6b Cover projection 7 Screw hole 8 Metal housing 9 Substrate 9a Electronic component 9b Hall IC (rotor position detecting means)
9e Notch (second recess)
9f Power supply circuit 9g Drive circuit 9h Microcomputer 9i Heat radiation fin 10 Moisture proof treatment 11 Heat radiation sheet 12 Insulation sheet 13 Commercial AC power supply 14 Spring 30 Body 31 DC brushless motor (electric motor)
32 Circuit part 33 Motor part 34 Blade 35 Ceiling plate 36 Grill 50 Ventilation fan B, C, D, E Arrow

Claims

ステーターと、
前記ステーターを内部に収容するフレームと、
前記ステーターの内側に配置されるローターと、
前記ローターに連結されたシャフトと、
前記シャフトを回転可能に保持するブラケットと、
駆動回路を構成する電子部品が搭載されて前記ブラケットに設けられた基板と、
前記基板に搭載されて前記ローターの位置を検出する位置検出手段と、
前記ステーターと前記ブラケットとに設けられて相互の位置決めを行なうステーター位置決め手段と、
前記基板と前記ブラケットとに設けられて相互の位置決めを行なう基板位置決め手段と、を備えることを特徴とする電動機。 The stator,
A frame for accommodating the stator therein;
A rotor disposed inside the stator;
A shaft coupled to the rotor;
A bracket for rotatably holding the shaft;
A board on which the electronic components constituting the drive circuit are mounted and provided on the bracket;
Position detection means mounted on the substrate for detecting the position of the rotor;
Stator positioning means provided on the stator and the bracket to perform mutual positioning;
An electric motor comprising: board positioning means provided on the board and the bracket for performing mutual positioning.

前記ステーター位置決め手段は、
前記ステーターおよび前記ブラケットの一方に形成された第１凹部と、前記ステーターおよび前記ブラケットの他方に形成されて前記第１凹部に嵌まり合う第１凸部で構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動機。 The stator positioning means is
The first concave portion formed in one of the stator and the bracket, and the first convex portion formed in the other of the stator and the bracket and fitting into the first concave portion. The electric motor according to 1.

前記第１凹部は、前記ステーターの外周に形成された切り欠きであり、
前記第１凸部は、前記ステーターに形成された切り欠きに相対する位置であって前記ブラケットに形成された突起であることを特徴とする請求項２に記載の電動機。 The first recess is a notch formed on the outer periphery of the stator,
3. The electric motor according to claim 2, wherein the first convex portion is a protrusion formed on the bracket at a position facing a notch formed in the stator. 4.

前記基板位置決め手段は、
前記基板および前記ブラケットの一方に形成された第２凹部と、前記基板および前記ブラケットの他方に形成されて前記第２凹部に嵌まり合う第２凸部とで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電動機。 The substrate positioning means includes
The second concave portion formed in one of the substrate and the bracket and the second convex portion that is formed in the other of the substrate and the bracket and fits into the second concave portion. Item 4. The electric motor according to any one of Items 1 to 3.

前記第２凹部は、前記基板の外周に形成された切り欠きであり、
前記第２凸部は、前記基板に形成された切り欠きに相対する位置であって前記ブラケットに形成された突起であることを特徴とする請求項４に記載の電動機。 The second recess is a notch formed in the outer periphery of the substrate,
5. The electric motor according to claim 4, wherein the second protrusion is a protrusion formed on the bracket at a position facing a notch formed on the substrate.

前記ブラケットは、樹脂製であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電動機。 The electric motor according to claim 1, wherein the bracket is made of resin.

前記駆動回路を正弦波駆動としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電動機。 The electric motor according to claim 1, wherein the drive circuit is a sine wave drive.

請求項１〜７のいずれか１つに記載の電動機と、
前記シャフトに連結された羽根と、
前記羽根を内部に収容するボディと、を備えることを特徴とする換気扇。 The electric motor according to any one of claims 1 to 7,
Blades connected to the shaft;
And a body that houses the blades therein.