JP3426151B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
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Description
の送風機用モータとして使用されるブラシレスモータに
関するものである。
使用されるアウターロータ型ブラシレスモータは、ケー
ス部材にステータが固定され、そのステータに励磁電流
を供給することにより、同ステータを覆うように形成さ
れたロータが回転駆動される。前記ステータは、センタ
ーピースと、コアと、そのコアに巻着される巻線とから
構成される。
れた励磁回路から前記励磁電流が供給され、その励磁電
流に基づいてステータに回転磁界が発生して、ロータが
回転される。前記コントロール基板は、ステータ近傍に
おいてケース部材に一体に取着されるか、あるいはステ
ータから離間した位置において、このブラシレスモータ
とは別体に配設される。
成する素子の一つとしてチョークコイルが搭載されてい
る。このチョークコイルは、励磁回路から巻線に供給す
る励磁電流に発生する高周波ノイズを除去するものであ
り、電源と励磁回路の出力素子との間に直列に介在され
る。
小型化及び高出力化の要求がますます強まり、高出力化
の要求に基づいて励磁回路から巻線に供給される励磁電
流が増大する傾向にある。
テータとコントロール基板とを取着したコントロール基
板一体型のブラシレスモータでは、励磁電流が増大する
と、巻線での発熱が増大するとともに、コントロール基
板上の出力素子からの発熱も増大する。そして、熱源が
近接して位置することからこのモータの温度上昇が大き
くなる。すると、巻線の温度上昇による巻線抵抗の増大
により、励磁電流が減少して出力が低下したり、あるい
は巻線が焼損するおそれがある。従って、モータの高出
力化を図ることができないという問題点がある。
位置で別体に設けたブラシレスモータでは、熱源の集中
を回避して熱放散効率を向上させることができるので、
モータの温度上昇の抑制に関しては有利である。しか
し、このような構成ではステータとコントロール基板と
を接続する配線が必要となるとともに、その配線の電流
容量によっては大きな励磁電流を供給できず、モータの
高出力化を図ることができない。また、コントロール基
板を収容するケース部材が別個に必要となるため、ブラ
シレスモータ全体として大型化するという問題点があ
る。
電流を増大させると、チョークコイルでの発熱が増大
し、チョークコイルの抵抗値の増大により出力が低下し
たり、あるいは過熱によりチョークコイルが焼損するお
それがある。
るために、チョークコイルを大型化して電流容量を増大
させると、コントロール基板及びケース部材が大型化
し、モータ全体が大型化するという問題点がある。
電流に基づいて発生する電磁ノイズにより、車両に搭載
されたラジオから音声ノイズが出力されたり、他の電子
機器を誤動作させるおそれがある。
ことにより、小型化を図りながら、高出力化を図り得る
ブラシレスモータを提供することにある。
発明は、モータホルダにステータを固定し、前記ステー
タにロータを回転可能に支持し、前記ステータに励磁電
流を供給する励磁回路を搭載した回路基板を前記モータ
ホルダに取着しつつ該モータホルダに取着される下部ケ
ースに覆われるように収容し、前記励磁電流に基づいて
前記ロータを回転駆動し、前記ロータの回転に基づいて
ブロワケース内のファンを回転駆動して、送風動作を行
うブラシレスモータにおいて、前記ステータを構成する
センターピースには、その外周にコアが固定される円筒
部と、その一端を延長してその表面積を増大させる延設
部とを設け、前記ブロワケースから送風される空気の一
部を分流ダクトを介して冷却風として前記延設部を含む
放熱部に供給し、前記分流ダクトの下方には、該分流ダ
クトの内壁に付着する水滴を滞留させる水滴溜りを設け
た。
滴溜りと前記回路基板を収容する収容部とを水滴溜りの
側壁で仕切った。請求項2に記載の発明は、前記モータ
ホルダ及び下部ケースには、前記回路基板に搭載された
回路素子への冷却風の流入を阻止する遮蔽板を設け、そ
の遮蔽板により前記分流ダクトから少なくとも一部の前
記励磁回路素子への送風を遮断した。請求項3に記載の
発明は、前記放熱部は、前記回路基板に取着される雑音
防止素子を含む。請求項4に記載の発明は、前記分流ダ
クトは、前記ブロワケースから送風される空気の一部を
下方へ分流させるダクトで構成し、前記水滴溜りより上
方位置に分流ダクト内の空気を前記冷却風として側方へ
案内する連通孔を設けた。
前記ステータを収容する前記モータホルダの円筒部に
は、前記冷却風を該円筒部内に案内する案内孔を設け、
前記ロータには該ロータ内に案内された冷却風を該ロー
タ外へ案内する通気孔を設けた。
記ブロワケースから送風される空気の一部が分流ダクト
を介して冷却風として延設部を含む放熱部に供給され、
放熱部が強制冷却される。分流ダクトの内壁に付着する
水滴は、水滴溜りに滞留されて、放熱部への到達が防止
される。
水滴溜りと、回路基板を収容する収容部とが簡単に成形
される。請求項2に記載の発明によれば、分流ダクトか
ら供給される冷却風は、少なくとも一部の励磁回路素子
(例えば雑音防止素子を除く励磁回路素子)への供給が
遮断され、放熱部に供給される。請求項3に記載の発明
によれば、前記ブロワケースから送風される空気の一部
が分流ダクトを介して冷却風として雑音防止素子(チョ
ークコイル)に供給され、雑音防止素子が強制冷却され
る。
トの内壁に付着する水滴は、その内壁をつたって水滴溜
りに落下して滞留し、分流ダクト内に導入された空気
は、水滴溜りより上方位置に設けられる連通孔を介して
側方へ案内される。従って、放熱部への水滴の付着が防
止される。
らロータ内に案内された冷却風は、ステータを冷却した
後、通気孔からロータ外へ排出される。
施の形態を図面に従って説明する。図1に示すように、
合成樹脂で成形されたモータホルダ1にはステータ2が
固定されている。前記ステータ2は、センターピース3
と、コア4と、そのコア4に巻着された巻線5とから構
成される。
支持される。前記ロータ6は、ヨーク7と、そのヨーク
7の内周面に固着される複数のマグネット8と、前記ヨ
ークの中心部に圧入される出力軸9とから構成される。
そして、前記出力軸9が軸受け10a,10bを介して
前記センターピース3の中心部に回転可能に支持されて
いる。
部3aと、その円筒部3aから延長して形成される延設
部3bとから構成されている。円筒部3a内の中間部に
は、円筒状のホルダベアリングHが圧入固定されてい
る。又、円筒部3a内の上下両側には、上側及び下側軸
受10a,10bが固定されている。尚、本実施の形態
の上側及び下側軸受10a,10bは、すべり軸受であ
って、その外径が、それぞれ円筒部3aの内径と略同径
である大径部と、ホルダベアリングHの内径と略同径で
ある小径部とから構成されている。又、この両軸受10
a,10bの小径部の内径は、大径部の内径に比べて若
干大きく形成されている。この上側及び下側軸受10
a,10bは、それぞれ小径部側から円筒部3a内に大
径部の端部がホルダベアリングHの端部に当接するまで
圧入されて固定されている。尚、このとき、小径部は、
ホルダベアリングHに対して圧入されることになる。そ
して、その両軸受10a,10bには出力軸9が挿入さ
れて回転可能に支持されている。この状態で、前記ヨー
ク7は、前記ステータ2を覆うように形成されている。
前記出力軸9の上端部にはファン11が固定されてい
る。
2が一つ若しくは複数のネジ13で固定され、その回路
基板12には励磁回路を構成する多数の素子及びチョー
クコイル14が搭載されている。そして、励磁回路から
チョークコイル14を介して前記巻線5に励磁電流が供
給されると前記ロータ6が回転され、ロータ6の回転に
ともなって出力軸9が回転される。従って、巻線5に励
磁電流が供給されると、出力軸9の回転とともにファン
11が回転されて、送風動作が行われる。
サマグネット15が嵌着され、前記回路基板12上にお
いて、前記センサマグネット15の外周部近傍には、ホ
ール素子16が配設されている。そして、センサマグネ
ット15の磁束をホール素子16で検出することにより
ロータ6の回転角度が検出され、その検出信号に基づい
て、前記励磁回路で励磁電流が制御される。
を覆う下部ケース17(図2参照)が取着される。前記
下部ケース17は、前記モータホルダ1と同様な合成樹
脂で、その周囲が上方へ垂立する皿型に成形され、軽量
化を図るためにモータホルダ1より薄い肉厚で形成され
ている。そして、前記モータホルダ1と下部ケース17
との間に形成される収容部18内に前記回路基板12が
収容される。
の周囲を覆うブロワケース19が取着される。このブロ
ワケース19の上部には、車室外あるいは車室内から空
気を導入する導入ダクト(図示しない)に連なる開口部
20が形成されている。前記ブロワケース19の側方に
は、送風ダクトに連なる送風口(図示しない)が形成さ
れる。そして、ファン11の回転に基づいて開口部20
から取り入れられた空気は、ブロワケース19内を渦巻
状に送風口まで案内され、送風ダクトを介して車室内あ
るいは空調器に案内される。
から導入された空気の一部を分流させる分流ダクト21
が形成されている。前記モータホルダ1には、前記チョ
ークコイル14の近傍位置において、前記分流ダクト2
1の先端部から下方に連なる導入孔22が形成されてい
る。
タホルダ1及び下部ケース17には該導入孔22を前記
収容部18に連通させるように側方へ延びる連通孔23
が形成されている。この連通孔23は、図2に示すよう
に、前記チョークコイル14の方向に向かって形成され
ている。又、連通孔23の収容部18側には、更に下方
に延びる水滴溜り24が形成されている。この水滴溜り
24は、その底面が収容部18の底面と同じ平面上に形
成され、その平面から立設された側壁25にて該収容部
18に対して仕切られている。
テータ2及びロータ6の下部を収容する円筒部26が形
成され、その円筒部26の前記連通孔23に対向する側
面には案内孔27が形成されている。従って、前記収容
部18と円筒部26内とが案内孔27を介して連通され
ている。
伝導率に優れた金属で形成されている。センターピース
3の前記延設部3bは、前記円筒部3aの下端部から前
記モータホルダ1の円筒部26の底面上を前記案内孔2
7側へ延設されて形成されている。そして、延設部3b
が円筒部26の底面にゴムクッション28を介してネジ
29で固定されることにより、センターピース3がモー
タホルダ1に固定される。
外を連通する複数の通気孔30が形成されている。ま
た、センターピース3の外周に固定される前記コア4の
内周面には、図2に示すように、その周方向に複数の凹
部が形成されて、センターピース3との間でコア4の上
下を連通する通気孔31が形成される。
電流を出力する出力トランジスタ32が配設され、その
出力トランジスタ32にはヒートシンク33が取着され
ている。前記ヒートシンク33は、モータホルダ1の上
面に露出されている。
は、励磁回路から巻線5に励磁電流が供給されれるとロ
ータ6が回転され、そのロータ6の回転にともなってフ
ァン11が回転される。
ら導入された空気がブロワケース19を介して送風ダク
トに送風される。このとき、一部の空気が分流ダクト2
1に案内され、導入孔22及び連通孔23を介して収容
部18内に冷却風として案内される。すると、チョーク
コイル14に冷却風があたり、同チョークコイル14が
冷却される。
孔27からモータホルダ1の円筒部26内に案内され
る。その際、モータホルダ1と下部ケース17とで回路
基板12を挟み、チョークコイル14を除く回路素子へ
の冷却風の流入を阻止する遮蔽板34a,34bによ
り、冷却風はすべて案内孔27を通過するようになって
いる。すると、センターピース3の延設部3bに冷却風
があたり、同センターピース3が冷却される。また、ヨ
ーク7内に冷却風が案内されて巻線5が冷却される。
ヨーク7外へ排出される。その際、冷却風はマグネット
8とコア4の間からと、コア4とセンターピース3との
間に形成される通気孔31とを経て、通気孔30から排
出される。また、円筒部26内に案内された冷却風の一
部は、ヨーク7と円筒部26との間を経て、ヨーク7の
外周面を冷却しながら、円筒部26外へ排出される。
滴や雪が混入していたり、高湿度である場合には、分流
ダクト21の内壁に水滴が付着することがある。このよ
うな水滴は、分流ダクト21の内壁及び連通孔23の底
面をつたって水滴溜り24内に滞留される。
ト21に乾燥空気が導入されると、自然に蒸発する。上
記のように構成されたブラシレスレスモータでは、次に
示す作用効果を得ることができる。
ケース19から送風ダクトに送られる外気の一部を、分
流ダクト21、導入孔22、及び連通孔23を介して収
容部18内に冷却風として案内することができる。
チョークコイル14を効率よく冷却することができるの
で、チョークコイル14を大型化することなく、巻線5
に供給する励磁電流を増大させることができる。従っ
て、モータの小型化を図りながら、高出力化を図ること
ができる。
は、案内孔27を介してヨーク7内に案内されるので、
冷却風によりステータ2を効率よく冷却することができ
る。 (4)センターピース3の下端部には、案内孔27側に
向かって延設される延設部3bを設けることにより、セ
ンターピース3の表面積が増大されているので、冷却風
がその延設部3bにあたってセンターピース3を効率よ
く冷却することができる。従って、巻線5から発生して
同巻線5の内側のセンターピース3に伝達された熱を延
設部3bから効率よく排熱することができる。
り、コア4及び巻線5を冷却することができる。このと
き、コア4とセンターピース3との間に通気孔31を形
成したため、効率よく冷却することができる。
ができるので、別の熱源である出力トランジスタ32を
備えた回路基板12をモータホルダ1に一体に取着して
も、ステータ2の過熱を防止することができる。従っ
て、モータの小型化及び高出力化を図ることができる。
5を冷却することにより生成される温風を、通気孔30
からヨーク7外へ排出することができる。また、円筒部
26とヨーク7との間から、ヨーク7を冷却しながら排
出することができる。従って、ヨーク7外への排熱を効
率よく行うことができる。
滴を水滴溜り24に滞留させて、収容部18内への侵入
を防止することができる。従って、回路基板12への水
滴の付着に起因するモータの故障を未然に防止すること
ができる。又、この水滴溜り24と収容部18とは、側
壁25にて仕切られた構成であるため、簡単に成形され
る。
導入される空気に含まれる雨滴等の水滴の収容部18内
への侵入を防止することができるので、フロント側ウイ
ンドシールドの下方から外気を導入する車両において、
導入ダクトのレイアウトの自由度を向上させることがで
きる。すなわち、導入ダクトに前記水滴溜りの機能を備
える必要はなく、ウィンドシールドの下方位置からブロ
ワケース19の開口部20まで、外気を直線的に下方へ
案内するレイアウトとすることができる (10)水滴溜り24に滞留した水は、分流ダクト21
に乾燥空気が導入されたとき、自然に蒸発する。水滴溜
り24の水抜き作業等のメンテナンスを行う必要はな
い。
ることもできる。 ・センターピース3の延設部3bに多数の凹凸を形成し
て、その表面積を増大させる。このような構成により、
センターピースの冷却効率を更に向上させることができ
る。
モータホルダに設けること以外に、分流ダクト自体を上
記のような形状に形成してもよい。 ・上記実施の形態では、水滴溜24を連通孔23の下流
側に設けたが、連通孔23より下方位置であればよく、
例えば分流ダクト21の真下位置に設けてもよい。
請求項以外の技術的思想をその効果とともに以下に記載
する。 (1)請求項1乃至5のいずれかにおいて、前記センタ
ーピースと前記コアとの間に通気孔(31)を形成し
た。このようにすると、センターピース3とコア4とを
効率よく冷却することができる。
て、前記延設部(3b)には多数の凹凸を設けた。この
ようにすると、延設部の表面積を増大させて、センター
ピースの冷却効率を向上させることができる。
率を向上させることにより、小型化を図りながら、高出
力化を図り得るブラシレスモータを提供することができ
る。
図。
ーピース)、4…放熱部(コア)、5…放熱部(巻
線)、6…ロータ、11…ファン、12…回路基板、1
4…放熱部及び雑音防止素子(チョークコイル)、17
…下部ケース、19…ブロワケース、21…分流ダク
ト、23…連通孔、24…水滴溜り、25…側壁、26
…モータホルダの円筒部、27…案内孔、30…通気
孔、3a…センターピースの円筒部、3b…センターピ
ースの延設部、34a,34b…遮蔽板。
Claims (5)
- 【請求項1】 モータホルダ(1)にステータ(2)を
固定し、前記ステータ(2)にロータ(6)を回転可能
に支持し、前記ステータ(2)に励磁電流を供給する励
磁回路を搭載した回路基板(12)を前記モータホルダ
(1)に取着しつつ該モータホルダ(1)に取着される
下部ケース(17)に覆われるように収容し、前記励磁
電流に基づいて前記ロータ(6)を回転駆動し、前記ロ
ータ(6)の回転に基づいてブロワケース(19)内の
ファン(11)を回転駆動して、送風動作を行うブラシ
レスモータにおいて、 前記ステータ(2)を構成するセンターピース(3)に
は、その外周にコア(4)が固定される円筒部(3a)
と、その一端を延長してその表面積を増大させる延設部
(3b)とを設け、 前記ブロワケース(19)から送風される空気の一部を
分流ダクト(21)を介して冷却風として前記延設部
(3b)を含む放熱部(3,4,5,14)に供給し、 前記分流ダクト(21)の下方には、該分流ダクト(2
1)の内壁に付着する水滴を滞留させる水滴溜り(2
4)を設け、 前記水滴溜り(24)と前記回路基板(12)を収容す
る収容部(18)とを水滴溜り(24)の側壁(25)
で仕切っ たことを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項2】 モータホルダ(1)にステータ(2)を
固定し、前記ステータ(2)にロータ(6)を回転可能
に支持し、前記ステータ(2)に励磁電流を供給する励
磁回路を搭載した回路基板(12)を前記モータホルダ
(1)に取着しつつ該モータホルダ(1)に取着される
下部ケース(17)に覆われるように収容し、前記励磁
電流に基づいて前記ロータ(6)を回転駆動し、前記ロ
ータ(6)の回転に基づいてブロワケース(19)内の
ファン(11)を回転駆動して、送風動作を行うブラシ
レスモータにおいて、 前記ステータ(2)を構成するセンターピース(3)に
は、その外周にコア(4)が固定される円筒部(3a)
と、その一端を延長してその表面積を増大させる延設部
(3b)とを設け、 前記ブロワケース(19)から送風される空気の一部を
分流ダクト(21)を介して冷却風として前記延設部
(3b)を含む放熱部(3,4,5,14)に供給し、 前記分流ダクト(21)の下方には、該分流ダクト(2
1)の内壁に付着する水滴を滞留させる水滴溜り(2
4)を設け、 前記モータホルダ(1)及び下部ケース(17)には、
前記回路基板(12)に搭載された回路素子への冷却風
の流入を阻止する遮蔽板(34a,34b)を設け、そ
の遮蔽板(34a,34b)により前記分流ダクト(2
1)から少なくとも一部の前記励磁回路素子への送風を
遮断した ことを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項3】 前記放熱部(3,4,5,14)は、 前記回路基板(12)に取着される雑音防止素子(1
4)を含む ことを特徴とする請求項1又は2に記載のブ
ラシレスモータ。 - 【請求項4】 前記分流ダクト(21)は、前記ブロワ
ケース(19)から送風される空気の一部を下方へ分流
させるダクトで構成し、前記水滴溜り(24)より上方
位置に分流ダクト(21)内の空気を前記冷却風として
側方へ案内する連通孔(23)を設けたことを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれか1項に記載のブラシレスモ
ータ。 - 【請求項5】 前記ロータ(6)及び前記ステータ
(2)を収容する前記モータホルダ(1)の円筒部(2
6)には、前記冷却風を該円筒部(26)内に案内する
案内孔(27)を設け、前記ロータ(6)には該ロータ
(6)内に案内された冷却風を該ロータ(6)外へ案内
する通気孔(30)を設けたことを特徴とする請求項1
乃至4のいずれかに記載のブラシレスモータ。
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