JP2008092698A - ブラシレスモータの固定子 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向の高さ寸法を短縮しつつ、コストを抑え、組立作業性を向上できるブラシレスモータの固定子を提供する。
【解決手段】鉄心１に絶縁体４を介して巻線部２が巻装され、この巻線部２に電気的にプリント基板３が接続されている。上記絶縁体４に、上記鉄心１の軸方向に沿った形状の端子ピン５が取り付けられている。上記端子ピン５は、上記巻線部２の端部２１が巻き付けられ、上記巻線部２の上記端部２１と共に、上記プリント基板３の孔部３２を貫通しつつ上記プリント基板３にハンダ付けされている。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、空気調和機に用いるブラシレスモータの固定子に関する。

従来、ブラシレスモータの固定子としては、複数のティースを有する鉄心と、ティース毎に絶縁体を介して巻装された巻線部と、上記鉄心の軸方向の端面側に配置されて上記巻線部と電気的に接続されたプリント基板とを備えたものがある。

そして、図５に示すように、上記プリント基板１０１と上記巻線部１０２とを電気的に接続するために、上記絶縁体１０３に取り付けられた端子ピン１０４の下側に、絶縁被膜を剥がした上記巻線部１０２の端部１０２ａを、巻き付け、予備ハンダ１０５にてハンダ付けしてから、上記プリント基板１０１の孔部１０１ａに、上記端子ピン１０４の先端を貫通させて、上記端子ピン１０４の先端を、上記プリント基板１０１に、ハンダ１０６にてハンダ付けしていた。

しかし、上記予備ハンダ１０５を設けているため、上記プリント基板１０１と上記絶縁体１０５との間に、上記予備ハンダ１０５を収納する空間１０７が必要となり、この固定子の軸方向の高さ寸法が大きくなる問題があった。

そして、ブラシレスモータを、空気調和機に用いる場合、空気調和機の規格寸法により、モータの軸方向の高さ寸法が規制されることになって、上記固定子の高さ寸法の短縮化が求められている。

この問題を解決するために、上記巻線部の端部を巻き付ける上記端子ピンをＬ型にし、このＬ型の端子ピンを上記プリント基板の外側に位置させて、上記固定子の軸方向の高さ寸法を抑制した例がある（特開平６−２３３５０５号公報：特許文献１参照）。

しかし、この構造では、上記端子ピンが特殊な仕様となって、標準の端子ピンに対して割高になる。また、上記プリント基板が上記端子ピンの内側に位置する構造であるため、上記端子ピンの本数が多くなる場合は、特に、上記プリント基板を取り付けにくく、組立作業性が悪化する問題がある。
特開平６−２３３５０５号公報

そこで、この発明の課題は、軸方向の高さ寸法を短縮しつつ、コストを抑え、組立作業性を向上できるブラシレスモータの固定子を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のブラシレスモータの固定子は、
軸に対して放射状に配置された複数のティースを有する鉄心と、
上記ティース毎に絶縁体を介して巻装された巻線部と、
上記鉄心の軸方向の端面側に配置されて上記巻線部と電気的に接続されたプリント基板と
を備え、
上記絶縁体における上記鉄心の軸方向の端面に、上記鉄心の軸方向に沿った形状の端子ピンが取り付けられ、
上記端子ピンの一端は、上記絶縁体の端面に、取り付けられ、
上記端子ピンの他端は、上記巻線部の端部が巻き付けられ、
上記端子ピンの他端および上記巻線部の上記端部は、上記プリント基板の孔部を貫通し、かつ、上記プリント基板にハンダ付けされていることを特徴としている。

この発明のブラシレスモータの固定子によれば、上記端子ピンの他端は、上記巻線部の端部が巻き付けられ、上記端子ピンの他端および上記巻線部の上記端部は、上記プリント基板の孔部を貫通し、かつ、上記プリント基板にハンダ付けされているので、上記端子ピンと上記巻線部とは、同時に、上記プリント基板にハンダ付けされ、上記巻線部と上記端子ピンとをハンダ付けする（従来の）予備ハンダが不要になって、上記プリント基板と上記絶縁体との間に、上記予備ハンダを収納する空間を設ける必要がなく、この固定子の軸方向の高さ寸法を短縮できる。

また、上記端子ピンは、上記鉄心の軸方向に沿った形状であるので、上記端子ピンを簡単な形状にできてコストを抑えることができると共に、上記端子ピンの本数が多くなっても、上記プリント基板を、上記鉄心の軸方向に沿って、上記端子ピンに取り付けることができて組立作業性が良好となる。

また、上記巻線部、上記端子ピンおよび上記プリント基板のハンダ付けによる電気的接続を、一度で処理することができて、組立作業性の向上や組立作業時間の短縮を図ることができる。つまり、上記巻線部の端部を、絶縁被膜がついたまま、上記端子ピンに巻き付けていても、ハンダ付けすることで、上記絶縁被膜を熱により溶かして、上記巻線部と上記プリント基板とを電気的に接続できる。

また、一実施形態のブラシレスモータの固定子では、上記巻線部は、上記プリント基板の孔部の内側で、上記プリント基板の孔部の少なくとも一方の開口の外側よりも疎となるように、上記端子ピンに巻き付けられている。

この実施形態のブラシレスモータの固定子によれば、上記巻線部は、上記プリント基板の孔部の内側で、上記プリント基板の孔部の少なくとも一方の開口の外側よりも疎となるように、上記端子ピンに巻き付けられているので、上記プリント基板の孔部の内側に、ハンダが入りやすくなって、上記プリント基板の孔部の内面に設けられた電極と上記巻線部とを、確実に電気的に接続することができる。

また、一実施形態のブラシレスモータの固定子では、上記巻線部は、上記プリント基板の孔部の両方の開口の外側で、上記プリント基板の孔部の内側よりも密となるように、上記端子ピンに巻き付けられている。

この実施形態のブラシレスモータの固定子によれば、上記巻線部は、上記プリント基板の孔部の両方の開口の外側で、上記プリント基板の孔部の内側よりも密となるように、上記端子ピンに巻き付けられているので、上記巻線部を上記端子ピンに強固に固定できる。

また、一実施形態のブラシレスモータの固定子では、上記端子ピンと上記巻線部とは、上記プリント基板に、鉛フリーハンダで、ハンダ付けされている。

この実施形態のブラシレスモータの固定子によれば、上記端子ピンと上記巻線部とは、上記プリント基板に、鉛フリーハンダで、ハンダ付けされているので、この鉛フリーハンダは、鉛の入ったハンダに比べて、溶融温度が高くて、ハンダ付けの際に上記巻線部の上記絶縁被膜を熱により一層確実に溶かすことができて、上記巻線部と上記プリント基板とを一層確実に電気的に接続できる。

この発明のブラシレスモータの固定子によれば、上記端子ピンの他端は、上記巻線部の端部が巻き付けられ、上記端子ピンの他端および上記巻線部の上記端部は、上記プリント基板の孔部を貫通し、かつ、上記プリント基板にハンダ付けされているので、軸方向の高さ寸法を短縮しつつ、コストを抑え、組立作業性を向上できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明のブラシレスモータの固定子の一実施形態である平面図を示し、図２は、図１のＡ−Ａ断面図を示している。この固定子は、軸に対して放射状に配置された複数のティース１１を有する鉄心１と、上記ティース１１毎に絶縁体４を介して巻装された巻線部２と、上記鉄心１の軸方向の端面側に配置されて上記巻線部２と電気的に接続されたプリント基板３とを備えている。

上記固定子は、例えば、空気調和機に用いられるブラシレスモータの固定子である。このブラシレスモータとしては、上記固定子の外周に環状の回転子が配置された、アウターロータ型のモータである。

上記鉄心１は、環状の中央のコア部１０と、このコア部１０の外周面に径方向外側に向かって放射状に配置された複数のティース１１とを有する。上記複数のティース１１は、上記コア部１０に、径方向外側に離脱可能に取り付けられている。

上記絶縁体４は、例えば、樹脂からなり、両端に外フランジ４１，４２を有する筒状に形成され、一端の外フランジ４１は、他端の外フランジ４２よりも、幅が大きく形成されている。

上記ティース１１は、例えば、積層された鋼板からなり、一端にフランジ１２を有する。上記ティース１１は、上記ティース１１の他端を、上記絶縁体４の上記一端の外フランジ４１側から上記絶縁体４内に挿入されて、上記絶縁体４に装着される。

上記巻線部２は、上記絶縁体４の上記両フランジ４１，４２の間に、巻装されている。上記プリント基板３は、複数の配線３１を有し、外部から電気を、この複数の配線３１を介して、上記各巻線部２に供給して、上記各巻線部２をＵＶＷの三相制御を行う。

図１と図３に示すように、上記絶縁体４は、上記一端のフランジ４１を外周側に、上記他端のフランジ４２を内周側に、位置するように、１２個の上記絶縁体４が、環状に、配置されている。つまり、上記ティース１１の上記フランジ１２が外周側を向くように、１２個の上記ティース１１が、環状に、配置されている。なお、図３は、上記プリント基板３を省略した固定子の平面図である。

図１、図２および図３に示すように、上記絶縁体４における上記鉄心１の軸方向の端面に、上記鉄心１の軸方向に沿った形状の端子ピン５が取り付けられている。つまり、上記各絶縁体４の上記他端の外フランジ４２の端面に、直線状の端子ピン５が、２本、植設されている。

上記端子ピン５の一端は、上記絶縁体４の端面に、取り付けられ、上記端子ピン５の他端は、上記巻線部２の端部２１が巻き付けられ、上記巻線部２の端部２１および上記巻線部２の上記端部２１は、上記プリント基板３の孔部３２を貫通し、かつ、上記プリント基板３にハンダ付けされている。

図４の拡大図に示すように、上記プリント基板３の孔部３２の内面には、例えば、銅箔からなる電極３３が設けられている。上記巻線部２は、上記プリント基板３の孔部３２の内側で、上記孔部３２の少なくとも一方の開口の外側よりも疎となるように、上記端子ピン５に巻き付けられている。言い換えると、上記孔部３２の内側で上記端子ピン５に巻き付けられた上記巻線部２は、上記孔部３２の外側で上記端子ピン５に巻き付けられた上記巻線部２よりも、疎である。

また、上記巻線部２は、上記孔部３２の両方の開口の外側で、上記孔部３２の内側よりも密となるように、上記端子ピン５に巻き付けられている。言い換えると、上記孔部３２の両方の外側で上記端子ピン５に巻き付けられた上記巻線部２は、上記孔部３２の内側で上記端子ピン５に巻き付けられた上記巻線部２よりも、密である。

ハンダ６は、上記孔部３２の上記絶縁体４と反対側の外側に位置する、上記巻線部２を覆うと共に、上記孔部３２の内側を充填している。つまり、上記ハンダ６は、上記巻線部２の上記端部２１と、上記プリント基板３の上記孔部３２の上記電極３３とを、電気的に接続する。上記ハンダ６は、鉛フリーハンダであり、鉛の入ったハンダに比べて、溶融温度が２０℃〜５０℃程度高い。

具体的に述べると、鉛フリーハンダとしては、例えば、溶融温度が２１７度のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕタイプや、溶融温度が２２７度のＳｎ−Ｃｕ−Ｎｉ＋Ｇｅタイプを用いる。なお、共昌ハンダの溶解温度は、１８３度である。

次に、図１と図４を用いて、上記固定子の組立を説明すると、上記絶縁体４の上記端子ピン５に、上記巻線部２の上記端部２１を巻き付けて固定する。このとき、上記巻線部２の絶縁被膜は、剥がされていない。

そして、上記プリント基板３を、上記鉄心１の軸方向に沿って、移動して、上記孔部３２に、上記巻線部２の上記端部２１を巻き付けた上記端子ピン５を、挿入して、上記プリント基板３を、上記絶縁体４に載置する。

その後、上記プリント基板３に関して上記絶縁体４の反対側から、上記各端子ピン５に上記ハンダ６を流し込み、上記各端子ピン５と上記プリント基板３とのハンダ付けを行う。

このとき、上記巻線部２の上記端部２１を、絶縁被膜がついたまま、上記端子ピン５に巻き付けているが、ハンダ付けすることで、上記絶縁被膜を熱により溶かして、上記巻線部２と上記プリント基板３とを電気的に接続できる。上記ハンダ６は、鉛フリーハンダであるので、溶融温度が高くて、ハンダ付けの際に上記巻線部２の上記絶縁被膜を熱により確実に溶かすことができる。

また、上記巻線部２は、上記プリント基板３の孔部３２の内側で、上記プリント基板３の孔部３２の外側よりも疎となるように、上記端子ピン５に巻き付けられているので、上記プリント基板３の孔部３２の内側に、上記ハンダ６が入りやすくなって、上記プリント基板３の孔部３２の内面に設けられた上記電極３３と上記巻線部２とを、確実に電気的に接続することができる。

また、上記巻線部２は、上記プリント基板３の孔部３２の両方の開口の外側で、上記プリント基板３の孔部３２の内側よりも密となるように、上記端子ピン５に巻き付けられているので、上記巻線部２を上記端子ピン５に強固に固定できる。

上記構成のブラシレスモータの固定子によれば、上記端子ピン５の他端は、上記巻線部２の上記端部２１が巻き付けられ、上記端子ピン５の他端および上記巻線部２の上記端部２１は、上記プリント基板３の上記孔部３２を貫通し、かつ、上記プリント基板３にハンダ付けされているので、上記端子ピン５と上記巻線部２とは、同時に、上記プリント基板３にハンダ付けされ、上記巻線部２と上記端子ピン５とをハンダ付けする（従来の）予備ハンダが不要になって、上記プリント基板３と上記絶縁体４との間に、上記予備ハンダを収納する空間を設ける必要がなく、この固定子の軸方向の高さ寸法を短縮できる。

また、上記端子ピン５は、上記鉄心１の軸方向に沿った形状であるので、上記端子ピン５を簡単な形状にできてコストを抑えることができると共に、上記端子ピン５の本数が多くなっても、上記プリント基板３を、上記鉄心１の軸方向に沿って、上記端子ピン５に取り付けることができて組立作業性が良好となる。

また、上記巻線部２、上記端子ピン５および上記プリント基板３のハンダ付けによる電気的接続を、一度で処理することができて、組立作業性の向上や組立作業時間の短縮を図ることができる。つまり、上記巻線部２の上記端部２１を、絶縁被膜がついたまま、上記端子ピン５に巻き付けていても、ハンダ付けすることで、上記絶縁被膜を熱により溶かして、上記巻線部２と上記プリント基板３とを電気的に接続できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、この発明の固定子を、固定子を外周側に配置し回転子を内周側に配置したインナーロータ型のモータに、適用してもよい。また、上記ティース１１、上記絶縁体４や上記端子ピン５の数量の増減は、自由である。

本発明のブラシレスモータの固定子の一実施形態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 プリント基板を省略した固定子の平面図である。 図２の要部拡大図である。 従来のブラシレスモータの固定子を示す断面図である。

符号の説明

１ 鉄心
１０ コア部
１１ ティース
１２ フランジ
２ 巻線部
２１ 端部
３ プリント基板
３１ 配線
３２ 孔部
３３ 電極
４ 絶縁体
４１ 一端の（外周側の）外フランジ
４２ 他端の（内周側の）外フランジ
５ 端子ピン
６ ハンダ

Claims (4)

1. 軸に対して放射状に配置された複数のティース（１１）を有する鉄心（１）と、
   上記ティース（１１）毎に絶縁体（４）を介して巻装された巻線部（２）と、
   上記鉄心（１）の軸方向の端面側に配置されて上記巻線部（２）と電気的に接続されたプリント基板（３）と
   を備え、
   上記絶縁体（４）における上記鉄心（１）の軸方向の端面に、上記鉄心（１）の軸方向に沿った形状の端子ピン（５）が取り付けられ、
   上記端子ピン（５）の一端は、上記絶縁体（４）の端面に、取り付けられ、
   上記端子ピン（５）の他端は、上記巻線部（２）の端部（２１）が巻き付けられ、
   上記端子ピン（５）の他端および上記巻線部（２）の上記端部（２１）は、上記プリント基板（３）の孔部（３２）を貫通し、かつ、上記プリント基板（３）にハンダ付けされていることを特徴とするブラシレスモータの固定子。
2. 請求項１に記載のブラシレスモータの固定子において、
   上記巻線部（２）は、上記プリント基板（３）の孔部（３２）の内側で、上記プリント基板（３）の孔部（３２）の少なくとも一方の開口の外側よりも疎となるように、上記端子ピン（５）に巻き付けられていることを特徴とするブラシレスモータの固定子。
3. 請求項１に記載のブラシレスモータの固定子において、
   上記巻線部（２）は、上記プリント基板（３）の孔部（３２）の両方の開口の外側で、上記プリント基板（３）の孔部（３２）の内側よりも密となるように、上記端子ピン（５）に巻き付けられていることを特徴とするブラシレスモータの固定子。
4. 請求項１に記載のブラシレスモータの固定子において、
   上記端子ピン（５）と上記巻線部（２）とは、上記プリント基板（３）に、鉛フリーハンダで、ハンダ付けされていることを特徴とするブラシレスモータの固定子。

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