JP6012022B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータに関し、特にリード線を外部に引き出す構造のブラシレスモータに関する。

従来、ブラシレスモータは例えば、家電機器、空調機器、工作機器など様々な機器に用いられている。この種のブラシレスモータとしては、例えば、換気扇の送風機の送風羽根を回転させるモータが知られている。
天井用換気扇の送風機のモータとして図５に示す構造のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図５に示すように、天井１１に取り付けた本体枠１３にはモータ１４が取り付けられている。モータ１４は上半部のみ上壁部１３ａから外方に突出させて状態で取り付けている。また、モータ１４の回転軸１５に送風羽根１６を取り付け、送風羽根１６を囲繞するケーシング１７を本体枠１３の内部に取り付けており、本体枠１３に側壁部１３ｂには排気口１８を設け、排気口１８にダクト１９が接続されている。そして、本体枠１３の上壁部１３ａ側に配置された電源線２７がモータ１４の上半部のフレーム側に接続されている。

図６は図５に示すモータの断面図である。モータ１４は上フレーム２０と下フレーム２１とからなるフレームの内部に固定子２２と回転子２３を内設すると共に、回転軸１５を支承する軸受２４、２５を内設し、それらと共にモータ１４に給電する電源線２７を接続するための端子２８を回路基板２９に実装して上フレーム２０に内設している。そして、上壁部１３ａにモータ１４の上半部である上フレーム２０を外方に突出させて取り付け、上フレーム２０に形成した開口から電源線２７を端子２８に接続した構成のインナーロータ型モータを開示している。このようなインナーロータ型モータを天井用換気扇の送風機のモータとして用いた場合、モータ１４が上壁部１３ａから突出するため、天井用換気扇の薄型化ができないという問題がある。

図６に示すモータはインナーロータ型モータを用いているが、他のモータ構造として、アウターロータ型モータがある。例えば、アウターロータ型ブラシレスモータとして図７に示す構造がある（例えば、特許文献２参照）。
図７に示すように、アウターロータ型ブラシレスモータ５０はカップ状のカバー５４の内側にロータ５２とステータ５３が収容され、カバー５４には切り欠き部５４ａが形成され、切り欠き部５４ａには貫通穴が形成されたブッシュ６０が取り付けられている。そして、プリント配線基板５５に接続されているリード線５６はブッシュ６０の貫通穴を挿通してカバー５４の外部に導出されている。

特開平９−１５９２４５号公報（図１および図２） 特開２００４−１４０９２０号公報（図１）

しかしながら、図７に示すようなアウターロータ型ブラシレスモータ５０を図５に示す天井用換気扇の送風機のモータとして用いた場合、カップ状のカバー５４が上壁部１３ａから突出するため、天井用換気扇の薄型化ができないという問題がある。

また、図７に示すアウターロータ型ブラシレスモータ５０では、プリント配線基板５５に接続されたリード線５６をプリント配線基板５５から径方向に伸長させ、カバー５４の側面に形成された切り欠き部５４ａに装着したブッシュ６０を挿通して外方に引き出した構造を有している。このため、リード線５６は本体枠１３の上壁部１３ａから外方に引き出す必要がある。このため、カバー５４の側面に形成した切り欠き部５４ａに装着したブッシュ６０を挿通して外方に引き出されたリード線５６はカバー５４の側面の外周面に沿ってモータの後端側に引き出し、そして本体枠１３の上壁部１３ａから外方に引き出すことになる。この際、カバー５４の側面の外周面に位置するリード線５６が回転軸５７に装着したファンと接触する虞があり、接触した場合、リード線５６の損傷やリード線５６の断線といった問題が生じる。また、カバー５４の内周面に沿ってリード線５６をモータ５０の後端から引き出した場合、リード線５６がロータ５２と接触して損傷する虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回路基板に接続したリード線をモータの後端側から外部への引き出す際、リード線がモータに装着した部品に接触することのないブラシレスモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、（１）本発明のブラシレスモータは、一方が開口を有するカップ状のモータカバーの内側にステータとロータが収容されてなるブラシレスモータにおいて、前記ステータは、前記モータカバーの底面に装着した円筒状のボス部と、該ボス部の外周に装着したステータコアと、該ステータコアに装着したインシュレータを介して巻回してなるコイルとからなり、前記ロータは、カップ状のロータフレームと、該ロータフレームの内側に装着されたロータマグネットと、前記ロータフレームに結合された回転軸とからなり、前記ロータマグネットが前記ステータコアの外側に対向配置され、前記回転軸が前記ボス部の内側に装着された軸受にて回転可能に支持され、前記モータカバーの前記底面と前記ステータコアとの間であって、前記ボス部の外周に装着された回路基板と、前記回路基板の一方面側に電気的に接続されたリード線と、を含み、前記モータカバーの側板の開口側の一部に形成した切欠にブッシュを装着し、前記ブッシュは軸方向に延伸するリード線挿通部を備え、前記リード線挿通部が前記ロータフレームと前記モータカバーとの間であって前記モータカバーの内側に配設されるように前記切欠に前記ブッシュを装着されてなると共に前記リード線挿通部の先端が前記回路基板に近接配設され、前記リード線が前記ブッシュの前記リード線挿通部に形成した貫通孔に挿通して前記モータカバーの前記開口から外方に引き出されている。

（２）上記（１）の発明において、前記ブッシュは前記モータカバーの内側に配設される前記リード線挿通部と前記モータカバーの外側に配設される保持部を備え、
前記リード線挿通部と前記保持部との間に形成した凹部に前記モータカバーの前記側板を嵌め込んだことを特徴とする。

（３）上記（１）又は（２）の発明において、前記ロータフレームと対向する前記リード線挿通部の面が前記ロータフレームと同芯で配置される円弧状に形成されてなる。
（４）上記（１）乃至（３）の発明において、前記モータカバーの開口にモータエンドカバーを固着してなる。

本発明によれば、回路基板に接続したリード線をモータの後端側から外部への引き出す際、リード線がモータに装着した部品に接触することのないブラシレスモータを提供することができる。

本発明の実施形態のブラシレスモータを示す断面図である。 図１に示すブラシレスモータの斜視図である。 図１に示すブラシレスモータを用いた天井用換気扇を示す図である。 本発明のその他の実施形態のブラシレスモータを示す断面図である。 従来のモータを取り付けた天井用換気扇を示す図である。 図５に示すモータの断面図である。 従来のアウターロータ型モータを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の第１実施形態について説明する。
本発明のブラシレスモータの実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態のブラシレスモータの断面図、図２は図１に示すブラシレスモータの斜視図である。
図１及び図２に示すように、本発明のブラシレスモータ１００はアウターロータ型で、一方が開口を有するカップ状のモータカバー１０１と円盤状のモータエンドカバー１０２にて形成された空間の内側にステータ１０３とロータ１０４が収容されている。カップ状のモータカバー１０１は底板１０１ａの中央に開口が形成されており、中空円筒状のボス部１０５の一端側がこの開口から外方に突出するようにボス部１０５を立設し、ねじ１２０等でモータカバー１０１の底面に装着している。

ボス部１０５の両端の内側にはそれぞれ軸受１０６、１０７が装着されており、ボス部１０５の外周面にはステータ１０３と回路基板１０８が装着されている。ステータ１０３は軟磁性のコア材（例えば、ケイ素鋼板、電磁鋼板など）を軸方向に所定枚数積層してなるステータコア１０９と、ステータコア１０９に装着したインシュレータ１１０を介してステータコア１０９に巻回されたコイル１１１から構成されている。また、回路基板１０８はモータカバー１０１の底板１０１ａとステータコア１０９との間に配設される。

ロータ１０４は一方が開口を有するカップ状のロータフレーム１１２と、ロータフレーム１１２の内側に装着されたリング状のロータマグネット１１３とロータフレーム１１２の中央に結合された回転軸１１４とから構成され、ロータフレーム１１２は軟磁性材料から形成されている。そして、回転軸１１４は軸受１０６、１０７にて回転可能に支持されている。また、回転軸１１４の先端側はＤカット１１４ａにて形成されているが、これに限定されるものではない。そして、ロータマグネット１１３はステータコア１０９の外側に所定の空隙を隔てて対向配置される。ボス部１０５の外周に装着された回路基板１０８には配線パターンが形成されると共に、ブラシレスモータ１００を駆動制御するための電子部品やロータの位置を検出すホール素子等が実装されている。

コイル１１１のコイル端末１１１ａは回路基板１０８の一方面側に電気的に接続されている。モータカバー１０１の内側にはゴム材やプラスッチク材などからなるブッシュ１１５が配設されており、このブッシュ１１５には複数のリード線１１６を挿通するための貫通孔１１５ａが形成されている。そして、ブラシレスモータ１００に給電するためのリード線１１６はブッシュ１１５の貫通孔１１５ａに挿通され、リード線１１６の一端は回路基板１０８の他方面側に電気的に接続され、リード線１１６の他端はブラシレスモータ１００の外方に引き出されている。

本発明のブラシレスモータ１００におけるリード線１１６の引き出し構造について説明する。カップ状のモータカバー１０１の開口側の側板１０１ｂの端部にはブッシュ１１５の幅寸法と略同じ幅寸法からなる切欠１０１ｃが形成されており、モータエンドカバー１０２にもモータカバー１０１の切欠１０１ｃに相対する位置に同幅寸法より極小なる切欠が形成されている。ブッシュ１１５はモータカバー１０１の内側に配設されるリード線挿通部１１５ｂとモータカバー１０１を保持するための保持部１１５ｃからなり、リード線挿通部１１５ｂと保持部１１５ｃとの間には凹部１１５ｄが形成されている。ブッシュ１１５をモータカバー１０１の切欠１０１ｃに位置合わせした後、モータカバー１０１の側板１０１ｂをブッシュ１１５の凹部１１５ｄに嵌め込むことによってブッシュ１１５がモータカバー１０１に装着される。この結果、ブッシュ１１５のリード線挿通部１１５ｂはモータカバー１０１の内側に配設され、ブッシュ１１５の保持部１１５ｃはモータカバー１０１の外側に配設される。

また、ブッシュ１１５をモータカバー１０１に装着した際、ブッシュ１１５のリード線挿通部１１５ｂの先端が回路基板１０８の近傍に位置されるよう、軸方向に延伸し所定の長さを有している。ロータフレーム１１２の外周面と対向するリード線挿通部１１５ｂの面は、ロータフレーム１１２と所定の空隙を隔てて同芯で配置されるよう、円弧面を有している。なお、ブッシュ１１５がロータフレーム１１２に接触しない状態であれば、リード線挿通部１１５ｂの面は円弧面に限定されるものではない。

このように、ブッシュ１１５をモータカバー１０１に装着した際、ブッシュ１１５のリード線挿通部１１５ｂの一端（先端）は回路基板１０８に近接して配置されるため、リード線１１６はロータ１０４に接触することなく、ブッシュ１１５で保持され、モータエンドカバー１０２からブラシレスモータ１００の外方に引き出すことができる。
なお、リード線挿通部１１５ｂには複数のリード線１１６をそれぞれ挿通するため、複数の貫通孔１１５ａが形成されているが、１つの貫通孔にリード線１１６を挿通するようにしてもよい。

また、モータエンドカバー１０２は径方向外方に突出する複数のフランジ部１０２ａが一体に形成され、カップ状のモータカバー１０１も開口側に径方向外方に突出する複数のフランジ部１０１ｄが一体に形成されている。また、それぞれのフランジ部１０１ｄ、１０２ａにはボルトやねじを挿通するための貫通孔１１７が形成されている。これらの貫通孔１１７に挿通したボルトやねじにてブラシレスモータ１００を機器に装着することができる。モータカバー１０１とモータエンドカバー１０２はカシメにて互いに固着しているが、カシメによる固着に限定されるものではなく、溶接など他の固着手段を用いてもよいことは勿論である。

図３は図１に示す本発明のブラシレスモータを用いた天井用換気扇２００を示す図である。天井１１に取り付けた本体枠１３にはモータが取り付けられている。モータは本体枠１３の上壁部１３ａにモータカバーのフランジ部とモータエンドカバーのフランジ部にそれぞれ形成された貫通孔１１７に挿通したボルト１１８にて装着されている。本体枠１３の側壁部１３ｂには排気口１８を設け、排気口１８にダクト１９が接続されている。ブラシレスモータ１００の回転軸１１４の先端には複数の羽根を有するファン１２１が取り付けられている。回転軸１１４の先端のＤカット１１４ａはファン１２１を回転軸１１４に装着した際、ファン１２１の廻り止めとして機能する。そして、モータエンドカバー１０２から引き出されたリード線１１６は本体枠１３の上壁部１３ａから外方に引き出されている。

このように、本発明のブラシレスモータ１００はリード線１１６をモータ後端側に引き出す際、モータカバー１０１の内側に配設したブッシュ１１５が回路基板１０８に近接して配置され、リード線１１６がブッシュ１１５を挿通してモータ後端側に引き出される。このため、リード線１１６がロータ１０４と接触して損傷することを防止できる。また、本発明のブラシレスモータ１００を天井用換気扇に用いた場合、本体枠１３の上壁部１３ａからモータを突出させることなく、リード線を本体枠１３の上壁部１３ａから外方に引き出すことができる。このため、換気扇を薄型化することができる。また、モータはアウターロータ型ブラシレスモータであるため、インナーロータ型ブラシレスモータに比べてロータマグネットを大きくすることができるため、大きなトルクを得ることができる。また、ステータコアにコイルを容易に巻き回すことができるため、巻線作業が容易になる。

図１に示す本発明のブラシレスモータ１００は、モータカバー１０１とモータエンドカバー１０２を有した構造であるが、このようなブラシレスモータ１００を天井用換気扇２００に取り付ける場合、図４に示すようにブラシレスモータ１００のモータエンドカバー１０２を省略した構成であってもよい。この場合、天井用換気扇２００の上壁部１３ａがモータエンドカバー１０２を兼ねた構成となり、部品点数を削減できる。
上述の説明の通り、本発明のブラシレスモータは、モータカバーの内側にリード線を収納し、リード線がロータと接触することなく、モータエンドカバーからモータの外方に引き出すことができる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００ ブラシレスモータ
１０１ モータカバー
１０３ ステータ
１０４ ロータ
１０５ ボス部
１０８ 回路基板
１０９ ステータコア
１１０ インシュレータ
１１１ コイル
１１２ ロータフレーム
１１３ ロータマグネット
１１４ 回転軸
１１５ ブッシュ
１１５ｂ リード線挿通部
１１６ リード線

Claims (4)

1. 一方が開口を有するカップ状のモータカバーの内側にステータとロータが収容されてなるブラシレスモータにおいて、
   前記ステータは、前記モータカバーの底面に装着した円筒状のボス部と、該ボス部の外周に装着したステータコアと、該ステータコアに装着したインシュレータを介して巻回してなるコイルとからなり、
   前記ロータは、カップ状のロータフレームと、該ロータフレームの内側に装着されたロータマグネットと、前記ロータフレームに結合された回転軸とからなり、前記ロータマグネットが前記ステータコアの外側に対向配置され、前記回転軸が前記ボス部の内側に装着された軸受にて回転可能に支持され、
   前記モータカバーの前記底面と前記ステータコアとの間であって、前記ボス部の外周に装着された回路基板と、
   前記回路基板の一方面側に電気的に接続されたリード線と、
   を含み、
   前記モータカバーの側板の開口側の一部に形成した切欠にブッシュを装着し、
   前記ブッシュは軸方向に延伸するリード線挿通部を備え、
   前記リード線挿通部が前記ロータフレームと前記モータカバーとの間であって前記モータカバーの内側に配設されるように前記切欠に前記ブッシュを装着されてなると共に前記リード線挿通部の先端が前記回路基板に近接配設され、
   前記リード線が前記ブッシュの前記リード線挿通部に形成した貫通孔に挿通して前記モータカバーの前記開口から外方に引き出されていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記ブッシュは前記モータカバーの内側に配設される前記リード線挿通部と前記モータカバーの外側に配設される保持部を備え、
   前記リード線挿通部と前記保持部との間に形成した凹部に前記モータカバーの前記側板を嵌め込んだことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記ロータフレームと対向する前記リード線挿通部の面が前記ロータフレームと同芯で配置される円弧状に形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のブラシレスモータ。
4. 前記モータカバーの開口にモータエンドカバーを固着してなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブラシレスモータ。