(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の鋼板が積層されて構成され且つ複数の突極部を有する鉄心の前記突極部に巻線が巻装されてなる複数の固定子磁極を備えた固定子と、
前記固定子に固定されて前記複数の固定子磁極を構成する前記巻線に流す電流を制御するための制御回路を構成する電子部品が実装された回路基板と、
永久磁石からなる複数の回転子磁極を内周側に備え且つ外周側に複数のブレードを備えた回転子と、
前記回転子の回転軸を回転自在に支持する軸受が内部に収納される軸受支持用筒部、前記回転子の前記ブレードの外周を囲むハウジング部、前記回路基板が収納されて固定される基板収納部及び前記基板収納部と前記ハウジング部とを連結する複数本のウエブを備えてなる固定子側ケースとを具備し、
１本の前記ウエブには前記回路基板の前記制御回路から延びる複数本のリード線を収納して前記ハウジング側に案内するリード線収納溝が形成され、
前記リード線収納溝と前記基板収納部との間には両者を連通する連通路が形成され、
前記固定子、前記電子部品を含む前記回路基板及び前記リード線収納溝に収納された前記複数本のリード線が絶縁材料によってモールドされているモールド部が形成されている防水型ブラシレスファンモータであって、
前記固定子、前記電子部品を含む前記回路基板及び前記複数本のリード線が、前記固定子側ケースに収納された状態で、硬化後の硬度がショアＤ３０〜ショアＤ９０になるエポキシ樹脂によりモールドされていることを特徴とする防水型ブラシレスファンモータ。
【請求項２】
複数枚の鋼板が積層されて構成され且つ複数の突極部を有する鉄心の前記突極部に巻線が巻装されてなる複数の固定子磁極を備えた固定子と、
前記固定子に固定されて前記複数の固定子磁極を構成する前記巻線に流す電流を制御するための制御回路を構成する電子部品が実装された回路基板と、
永久磁石からなる複数の回転子磁極を内周側に備え且つ外周側に複数のブレードを備えた回転子と、
前記回転子の回転軸を回転自在に支持する軸受が内部に収納される軸受支持用筒部、前記回転子の前記ブレードの外周を囲むハウジング部、前記回路基板が収納されて固定される基板収納部及び前記基板収納部と前記ハウジング部とを連結する複数本のウエブを備えてなる固定子側ケースとを具備し、
１本の前記ウエブには前記回路基板の前記制御回路から延びる複数本のリード線を収納して前記ハウジング側に案内するリード線収納溝が形成され、
前記リード線収納溝と前記基板収納部との間には両者を連通する連通路が形成され、
前記固定子、前記電子部品を含む前記回路基板及び前記リード線収納溝に収納された前記複数本のリード線が絶縁材料によってモールドされてモールド部が形成されている防水型ブラシレスファンモータであって、
前記固定子、前記電子部品を含む前記回路基板及び前記複数本のリード線が、前記固定子側ケースに収納された状態で、前記複数の突極部の磁極面が露出するようにして、硬化後の硬度がショアＤ３０〜ショアＤ９０になるエポキシ樹脂によりモールドされており、
前記複数の突極部の磁極面に、前記鉄心の内部に含浸し得る粘度を有する絶縁樹脂が塗布されていることを特徴とする防水型ブラシレスファンモータ。
【請求項３】
前記軸受支持用筒部は両端が開口する筒形状を有しており、
前記回転子は外周側に前記ブレードが配置され内周側に前記回転子磁極が配置された回転子側ケースと前記回転子側ケースを前記回転軸に固定するために前記回転軸に固定されたブッシュとを備えており、
前記軸受支持用筒部の一方の開口端部及び前記ブッシュは、僅かな間隙を介して両者が対向して内部に水が浸入するのを阻止するラビリンス構造を形成するように構成され、
前記軸受支持用筒部の他方の開口端部は、シール部材によって液密にシールされている請求項１または２に記載の防水型ブラシレスファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定子側を絶縁材料によりモールドした防水型ブラシレスファンモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の防水型ブラシレスファンモータでは、固定子側ケース内の固定子及びリード線を収納しているウエブ内のリード線収納溝内をシリコーン・ゴムでモールドして固定子側を防水構造にしている。従来の防水型ブラシレスファンモータでも、通常の用途では、特に問題はない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の防水型ブラシレスファンモータを油ミストを含む水がかかる環境下で長い期間使用すると、モールド部の絶縁が劣化したり、回転子が回転しづらくなる問題が発生することがわかった。
【０００４】
本発明の目的は、油ミストを含む水がかかる環境下で長期間使用することができる防水型ブラシレスファンモータを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、従来よりも防水効果が高いブラシレスファンモータを提供することにある。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、磁極面から鉄心内部に水が浸入するのを防止できるブラシレスファンモータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数枚の鋼板が積層されて構成され且つ複数の突極部を有する鉄心のその突極部に巻線が巻装されてなる複数の固定子磁極を備えた固定子と、固定子に固定されて固定子の複数の固定子磁極を構成する巻線に流す電流を制御するための制御回路を構成する電子部品が実装された回路基板と、永久磁石からなる複数の回転子磁極を内周側に備え且つ外周側に複数のブレードを備えた回転子と、回転子の回転軸を回転自在に支持する軸受が内部に収納される軸受支持用筒部，回転子のブレードの外周を囲むハウジング部，回路基板が収納されて固定される基板収納部及びこの基板収納部とハウジング部とを連結する複数本のウエブを備えてなる固定子側ケースとを具備し、１本のウエブには回路基板の制御回路から延びる複数本のリード線を収納してハウジング側に案内するリード線収納溝が形成され、リード線収納溝と基板収納部との間には両者を連通する連通路が形成され、固定子、電子部品を含む回路基板及びリード線収納溝に収納された複数本のリード線が絶縁材料によってモールドされてモールド部が形成されているブラシレスファンモータを改良の対象とするものである。
【０００８】
本発明では、固定子、電子部品を含む回路基板及び複数本のリード線を、固定子側ケースに収納された状態で、硬化後の硬度がショアＤ３０〜ショアＤ９０になるエポキシ樹脂によりモールドすることを特徴とする。エポキシ樹脂は、油ミストに対して強く、長い間油ミストを含む水に晒されても、膨潤したり、絶縁性が低下したりすることがない。そのためモールド部の膨潤により、回転子と固定子との間のギャップ寸法が小さくなって、回転子の回転が阻害されるおそれがなくなる。しかしながら実際には、ブラシレスファンモータの固定子のモールド部の形成に、エポキシ樹脂は採用されていない。これは、固定子側に電子部品が搭載された回路基板を含むため、硬化したモールド部の内部に発生する応力から電子部品及び回路基板を守ることができないと考えられていたためである。また性能を向上させるために、回転子と固定子との間のギャップ寸法を小さくするときに、固定子側の磁極面を覆うモールド部の厚みを薄くすることが難しいと考えられていたためである。発明者は、種々研究した結果、硬化後の硬度がショアＤ３０〜ショアＤ９０になるエポキシ樹脂を用いてモールド部を形成すると、モールド部の成形精度及び機械的強度を維持して、しかもモールド部の内部に配置される電子部品及び回路基板に加わる応力を小さくできることを見出して本発明を完成した。
【０００９】
また油ミストを含む水が、防水型ブラシレスファンモータの軸受に入り込むと、軸受内部のグリースを流出させて軸受の寿命を大幅に低下させる。そこで本発明では、軸受支持用筒部がその両端が開口する筒形状を有している場合に、回転子側ケースを回転軸に固定するために回転軸に固定されたブッシュと軸受支持用筒部の一方の開口端部とを、僅かな間隙を介して両者が対向して内部に水が浸入するのを阻止するラビリンス構造を形成するように構成する。そして軸受支持用筒部の他方の開口端部を、シール部材によって液密にシールする。このような構造を採用すると、軸受に油ミストを含んだ水が浸入するのを有効に防止することができて、ファンの寿命を大幅に延ばすことができる。
【００１０】
回転子と固定子とのギャップ寸法が小さくなった場合には、モールドの成形精度を高めても、このギャップ寸法を所定の範囲内に維持することは難しい。そこで、このような場合には、複数の突極部の磁極面が露出するように、エポキシ樹脂によりモールド部を形成した上で、複数の突極部の磁極面に、鉄心の内部に含浸し得る粘度を有する絶縁樹脂（例えばエポキシワニス）を塗布する。このようにすると、固定子の磁極面と回転子との間のギャップ寸法を小さくすることができて、鉄心内部に油ミストを含んだ水が含浸するのを有効に防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る防水型ブラシレスファンモータにおける実施の形態の第１例の半部断面図を示したものである。図１において、符号１で示した部材は固定子であって、この固定子１は複数枚の珪素鋼板が積層されて構成された鉄心２を備えている。鉄心２は、周方向に並ぶ複数の突極部２ａを有している。そしてこの鉄心２の各突極部２ａに巻線３が巻装されて固定子１が構成されている。これら複数の突極部２ａは、巻線３が励磁されて固定子磁極として機能する。従って、各突極部２ａの先端は固定子磁極の磁極面２ｂとなる。符号４で示した部材は、固定子１に固定された回路基板であって、この回路基板４には固定子１の複数の固定子磁極の一部を構成する巻線３に流す電流を制御するための制御回路を構成する電子部品が実装されている。回路基板４上の制御回路と巻線３とは、回路基板４のスルーホール４ａに通されて回路基板４上の電極に半田付けされた端子ピン５に巻線３のリード線が巻き付けられて、電気的に接続されている。
【００１２】
符号６で示した部材は、回転子である。回転子６は、回転子側ケース７を備えており、この回転子側ケース７は導磁性材料からなるカップ部材８と、このカップ部材の外側に嵌合されたブレード取付用ハブ９とから構成されている。カップ部材８は、内周部に永久磁石からなる複数の回転子磁極１０が周方向に並ぶように固定された筒状部８ａとこの筒状部８ａの一端を塞ぐ底壁部８ｂとから構成されている。底壁部８ｂの中心には、後に説明するブッシュ１１が嵌合される貫通孔８ｃが形成されている。ブレード取付用ハブ９は、外周部に複数枚のブレード１２が固定された筒状部９ａとこの筒状部９ａの一端を塞ぐ底壁部９ｂとから構成されている。底壁部９ｂの中央部には、回転軸１３に回転子側ケース７を固定するためのブッシュ１１が固定されている。
【００１３】
１４で示した部材は、固定子側ケースであって、回転子６の回転軸１３を回転自在に支持する２つの軸受１５，１６が内部に収納された軸受支持用筒部１７，回転子６の複数枚のブレード１２の外周を囲むハウジング部１８，回路基板４が収納されて固定される基板収納部１９及びこの基板収納部１９とハウジング部１８とを連結する複数本のウエブ２０を備えて構成されている。複数本のウエブ２０は、周方向に間隔を開けて配置されており、これら複数本のウエブ２０のうちの１本のウエブ２０には、回路基板４の制御回路に接続されて延びる複数本のリード線２１を収納してハウジング部１８側に案内するリード線収納溝２２が形成されている。リード線収納溝２２と基板収納部１９との間には、両者を連通する連通路２３が形成されている。
【００１４】
固定子１，電子部品を含む回路基板４及び複数本のリード線２１は、固定子側ケース１４に収納された状態で１回のエポキシ樹脂の注入により一体にモールドされている。符号２４は、このモールドにより形成されたモールド部である。この例では、固定子１の固定子磁極の磁極面２ｂもエポキシ樹脂によって薄く覆われている。具体的には、硬化後の硬度がショアＤ３０〜ショアＤ９０になるエポキシ樹脂によりモールド部２４を形成する。硬化後の硬度がショアＤ３０より小さくなるエポキシ樹脂は、硬化後の柔軟性はあるものの、硬化後の耐熱性と接着性が低いために、信頼性が低い。これに対して硬化後の硬度がショアＤ９０より大きくなるエポキシ樹脂は、硬化後の耐熱性及び接着性は高いものの、柔軟性が低いために、回路基板及び電子部品に損傷を与える可能性がある。本発明で用いる硬化後の硬度がショアＤ９０より小さくなるエポキシ樹脂は、柔軟性並びに硬化後の柔軟性、耐熱性及び接着性のいずれにおいても満足できるものである。なおこの実施の形態では、日本ペルノックス株式会社がＭＥ−３７０Ｓの製品番号で販売する、硬化後の硬度がショアＤ５８になるエポキシ樹脂を用いた。
【００１５】
モールド部形成のための型は、リード線２１が収納されているウエブ２０のリード線収納溝２２側から固定子１側へエポキシ樹脂が流れるように作られている。このような構造にすると、エポキシ樹脂のモールド作業が１回となり、作業工数が減る。また、このエポキシ樹脂により形成したモールド部２４には、２つのモールド部の界面が存在しないため、防水効果が高い。さらに、固定子１の固定子磁極の磁極面２ｂもエポキシ樹脂によって覆われているので、固定子磁極の磁極面２ｂから鉄心２の内部に水が浸入するのを防止できる。
【００１６】
図２は本発明に係るブラシレスファンモータにおける実施の形態の第２例を示したものである。図２の実施の形態において、図１に示した第１の実施の形態を構成する部分と同様の部分には、図１に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。この防水型ブラシレスファンモータにおいては、両端が開口する軸受支持用筒部１７の一方の開口端部１７ａとブッシュ１１に嵌合されてブッシュの一部を構成する環状部材２５との間に僅かな間隙を形成するラビリンス構造が構成されている。また軸受支持用筒部１７の他方の開口端部１７ｂには、この開口端部１７ｂの開口部を液密にシールする（塞ぐ）シール部材としてのキャップ２６が嵌合されている。この例では、ラビリンス構造とシール部材としてのキャップ２６とを設けることにより、軸受支持用筒部１７内の軸受１５及び１６に、油ミストを含む水が浸入して、軸受１５及び１６からグリースが流れ出るのを有効に防止している。その他の構成は、図１の実施の形態と同じである。
【００１７】
上記の実施の形態のように、磁極面２ｂの上をモールド部で覆う構造を採用すると、回転子と固定子とのギャップ寸法が小さくなった場合には、モールドの成形精度を高めても、このギャップ寸法を所定の範囲内に維持することは難しい。そこで、このような場合には、複数の突極部の磁極面２ｂが露出するように、エポキシ樹脂によりモールド部を形成した上で、複数の突極部の磁極面に、鉄心の内部に含浸し得る粘度を有する低粘度の絶縁樹脂（例えばエポキシワニス）を塗布する。このようにすると、低粘度の絶縁樹脂が鉄心２を構成する複数枚の鋼板の間に浸入して防水効果を発揮する。したがってこのようにすれば、固定子の磁極面と回転子との間のギャップ寸法を小さくすることができて、鉄心内部に油ミストを含んだ水が含浸するのを有効に防止できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、油ミストを含む水がかかる環境下で使用することができて、しかもモールド部の内部に配置される電子部品及び回路基板に加わる応力を小さくできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブラシレスファンモータにおける実施の形態の第１例を示した要部の縦断面図である。
【図２】本発明に係るブラシレスファンモータにおける実施の形態の第２例を示した要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１  固定子
２  鉄心
２ａ  突極部
２ｂ  磁極面
３  巻線
４  回路基板
４ａ  スルーホール
５  端子ピン
６  回転子
１２  ブレード
１４  固定子側ケース
１３  回転軸
１５，１６  軸受
１７  軸受支持用筒部
１６  リード線収納溝
１７  連通路
１８  回転子側ケース
２０  ウエブ
２１  リード線
２４  モールド部
【図１】
0003730461.tif 000002
【図２】
0003730461.tif 000003