JP2008259310A - モールドモータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールド樹脂と電子部品が、モールドにより強固に接着しない材料の組合せあっても、防水性の高いモールドモータ及びその製造方法を得ること。
【解決手段】固定子鉄心２及び電子部品４をモールド樹脂６により一体にモールドし、前記電子部品４とモールド樹脂６の界面が外部に露出しているモールドモータ１００において、前記界面に形成され、前記電子部品４及びモールド樹脂６の双方と接着性を有し、前記モールド樹脂６によるモールド時の熱により前記電子部品４及びモールド樹脂６の双方と接着した防水層５を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、固定子鉄心や、コネクタ等の電子部品を、モールド樹脂でモールドしたモールドモータ及びその製造方法に関するものである。

従来、固定子に固定された回路基板と、前記回路基板上に実装された１以上の電子部品と、複数のブレードを備えた回転子と、前記固定子、前記１以上の電子部品及び前記回路基板を内部に含むように絶縁樹脂によって形成されたモールド部とを具備し、前記モールド部が前記電子部品及び前記回路基板を直接覆うように形成された状態において、前記モールド部が温度変化により膨張収縮したときに、前記電子部品と前記回路基板上の回路との間の電気的接続を破壊する可能性がある程度まで前記モールド部が膨張収縮する防水型ブラシレスモータにおいて、少なくとも前記１以上の電子部品と前記モールド部との間に、前記モールド部の前記膨張収縮によって発生する可能性のある前記電気的接続の破壊を防止する保護層を備え、前記保護層の剪断接着強さと厚みは、前記電気的接続の破壊を発生させる可能性のある前記膨張収縮が発生したときに、前記１以上の電子部品と前記保護層との間に剥離を生じさせることができるようにし、回路基板が破壊するのを防ぐものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２２９３３２号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、電子部品とモールド部との間に、モールド部が温度変化により膨張収縮したときに前記モールド部の前記膨張収縮によって発生する可能性のある前記電子部品と回路基板上の回路との間の電気的接続の破壊を防止する保護層を設け、前記膨張収縮が発生したときに、前記電子部品と前記保護層との間に剥離を生じさせるようにしているので、前記電子部品と前記保護層との界面間に隙間が生じる。そのため、前記界面がモールドモータの外部に露出しているような場合には、防水性を得ることはできない、という問題があった。

モールド樹脂とモールドされる電子部品の界面が、モールドモータの外部に露出するモールドモータにおいて、露出する界面が十分に密着又は接着していないとき、露出した界が水等の液体に晒されると、液体が界面に滲入するため防水性を得ることができない。

モールドモータは、温度が上昇する運転時にも防水性が要求され、温度変化があっても界面が十分に密着又は接着している必要がある。しかしながら、一般的に、材料は、固有の熱膨張率に従って膨張、収縮するので、温度変化があると、密着していた場合は隙間が生じ、接着していた場合は熱応力により接着が剥がれて隙間が生じ、防水性が損なわれている。

上記のように、材料の界面がある場合の一般的な防水方法として、モールド樹脂と電子部品との間にエラストマーを浸入させ、モールド樹脂と電子部品とをエラストマーに密着させ、隙間を生じさせないようにする方法がある。

しかしながら、上記の方法では、モールド樹脂を注入するときの圧力が弱いため、エラストマーを十分に圧縮することができない。そのため、温度変化があると、材料の熱膨張率が異なるので、エラストマーと、モールド樹脂又は電子部品との間に隙間が生じ、防水性が損なわれている。

また、一般的な防水方法として、界面に凹凸を付けて接触面積を増やし、液体の浸入距離を長くして防水する方法がある。しかし、モールドモータの場合、電子部品が小さいため、十分な接触面積を確保することができず、この方法で防水性を得ることはできなかった。

また、一般的な防水の方法として、異種材料を接着する方法がある。しかしながら、樹脂モールドの場合、モールド樹脂が液体状態から固化するため、液体状態で接着させなければならない。そのため、モールド樹脂自身が、電子部品に接着するものでなければならなかった。

上記の互いに接着性のある組合せとして、モールド材にエポキシ樹脂、電子部品材にＰＰＳ樹脂又はＢＭＣ樹脂の組合せがある。しかしながら、モールド材にＢＭＣ樹脂を選んだ場合は、ＰＰＳ樹脂製又はエポキシ樹脂製の電子部品と接着しないので別の組合せを探す必要があった。

さらに、モールド材にＰＰＳ樹脂を選んだ場合は、ＰＰＳ樹脂製又はエポキシ樹脂製の電子部品と接着しないので同様に別の組合せを探す必要があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モールド樹脂と電子部品が、モールドにより強固に接着しない材料の組合せあっても、防水性の高いモールドモータ及びその製造方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、固定子鉄心及び電子部品をモールド樹脂により一体にモールドし、前記電子部品とモールド樹脂の界面が外部に露出しているモールドモータにおいて、前記界面に形成され、前記電子部品及びモールド樹脂の双方と接着性を有し、前記モールド樹脂によるモールド時の熱により前記電子部品及びモールド樹脂の双方と接着した防水層を備えることを特徴とする。

この発明によれば、互いに接着性の低いモールド樹脂と電子部品材料の組み合わせでも、界面の防水性が保たれるので、多様な樹脂をモールド材料として用いることができ、機能性が高く、経済的な樹脂をモールド材として選択することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかるモールドモータ及びその製造方法の実施の形態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。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるモールドモータの実施の形態１のモールド樹脂注入前の状態を示す断面図であり、図２は、実施の形態１のモールドモータを示す断面図であり、図３は、比較例として示す従来のモールドモータの断面図である。

図１に示すように、モールド金型１には、円筒状の空洞１ａが形成され、空洞１ａ内にモールド樹脂を注入するゲート１ｂが設けられている。空洞１ａ内に円筒状の固定子鉄心２を挿入する。固定子鉄心２の外周部２ａとＰ側端部２ｂとＯ側端部２ｃには、モータをモールドするモールド樹脂を浸入させるための隙間が設けられている。

Ｏ側端部２ｃの隙間には、孔開き円盤状に形成されて電子部品を実装した回路基板３を配置する。回路基板３の外周部に、外部接続部となる電子部品としてのコネクタ４を配置する。コネクタ４の後端部４ａは、空洞１ａ内に配置され、先端部４ｂは、空洞１ａ外に配置されている。

コネクタ４の後端部４ａの外周部には、エポキシ系接着剤等からなる防水部材５を筒状に付着させている。以上説明したように、モールド金型１の円筒状の空洞１ａ内に、固定子鉄心２、回路基板３、コネクタ４及び防水部材５を配置し、ゲート１ｂから空洞１ａ内にモールド樹脂６（図２参照）を注入して固化させる。

モールド樹脂６が注入され、固化する過程で、モールド金型１の熱及び充填されるモールド樹脂６の熱により、防水部材５が加熱されて接着性を増し、モールド樹脂６及びコネクタ４に強固に接着して防水層５を形成する。

防水部材５の接着は、モールド樹脂６の硬化の過程で行われ、例えば、モールド樹脂６がＢＭＣ樹脂の場合は１５０℃、５分で硬化する。防水部材５に速硬化型のエポキシ系接着剤を用いれば、１５０℃、５分で、防水効果が高い接着力を得ることができる。また、防水部材５として、速硬化型のウレタン系接着剤を用いてもよい。

図２に示すように、モールド金型１からモールド樹脂６が固化したモールドモータ１００を取り出し、両端部にＯ側ブラケット７及びＰ側ブラケット８を取り付けると、図示しないロータを収容する円柱状の空間２ｄを有する実施の形態１のモールドモータ１００が製造される。

モールド樹脂６は、防水層５と強固に接着し、電子部品としてのコネクタ４は、防水層と強固に接着しており、モールド樹脂６及びコネクタ４が熱膨張して防水層５の界面に負荷が生じても剥がれないので、防水性が保たれる。

因みに、図３に示すような、モールド樹脂５０６とコネクタ５０４との間に防水層を設けない従来のモールドモータ５００では、コネクタ５０４とモールド樹脂５０６とは熱膨張率が異なるので、モールドモータ５００の起動・停止により温度上昇・下降を繰り返すと、大きさの異なる熱膨張により両者の界面に負荷がかかり、コネクタ５０４の表面からモールド樹脂５０６が剥離して両者間に隙間が生じ、この隙間から水などが浸入して防水性が損なわれる。

図３に示すような、防水層を設けない従来のモールドモータ５００に、８０℃の熱履歴を与えると、コネクタ５０４とモールド樹脂５０６の熱膨張率の違いから、材料間に隙間が生じて浸水して防水性が破られたが、図２に示すような、防水層５を備えるモールドモータ１００は、８０℃の熱履歴を与えても接着が剥がれず、防水性が保持された。

実施の形態２．
図４は、本発明にかかるモールドモータの実施の形態２のモールド樹脂注入前の状態を示す断面図であり、図５は、実施の形態２のモールド樹脂注入途中の状態を示す断面図である。

図４に示すように、モールド金型１には、円筒状の空洞１ａが形成され、空洞１ａ内にモールド樹脂を注入するゲート１ｂが設けられている。空洞１ａ内に円筒状の固定子鉄心２を挿入する。固定子鉄心２の外周部２ａとＰ側端部２ｂとＯ側端部２ｃには、モータをモールドするモールド樹脂６を浸入させるための隙間が設けられている。

Ｏ側端部２ｃの隙間には、孔開き円盤状に形成されて電子部品を実装した回路基板３を配置する。回路基板３の外周部に、外部接続部となる電子部品としてのコネクタ４を配置する。コネクタ４の後端部４ａは、空洞１ａ内に配置され、先端部４ｂは、空洞１ａ外に配置されている。

コネクタ４の後端部４ａの外周部には、防水層を形成するための防水部材としての孔開き円板状の防水シート２５を配設している。防水シート２５は、孔開き円板状のメッシュ素材に、エポキシ系接着剤等を含浸させ、液状の接着剤を半固形化したものである。なお、実施の形態１の防水部材５にも、筒状に形成したメッシュ素材にエポキシ系接着剤等を含浸させた防水シートを用いてもよい。

防水シート２５は、円板状に形成されているので、その円板面は、コネクタ４の外周部に密着していない。以上説明したように、モールド金型１の円筒状の空洞１ａ内に、固定子鉄心２、回路基板３、コネクタ４及び防水部材としての円板状の防水シート２５を配置し、ゲート１ｂから空洞１ａ内にモールド樹脂６を注入する。

図５に示すように、ゲート１ｂから空洞１ａ内にモールド樹脂６を注入すると、モールド樹脂６は、固定子鉄心２の外周部２ａ及びＯ側端部２ｃに浸入し、Ｏ側端部２ｃに浸入したモールド樹脂６が、流動圧力と熱により、通路を塞いでいる円板状の防水シート２５の外周部を押し上げて円錐形から筒形に変形させ、防水シート２５を、コネクタ４の後端部４ａの外周部及び固化するモールド樹脂６に強固に接着させる。

防水部材（防水シート）５、２５の接着は、モールド樹脂６の硬化の過程で行われ、例えば、モールド樹脂６がＢＭＣ樹脂の場合は１５０℃、５分で硬化、接着する。防水部材５に速硬化型のエポキシ系接着剤を用いれば、１５０℃、５分で、防水効果が高い接着力を得ることができる。また、防水部材５、２５として、速硬化型のウレタン系接着剤を用いてもよい。

実施の形態２の円板状の防水シート２５は、モールド前に、電子部品としてのコネクタ４と密着させる必要がないので、コネクタ４に仮留めできる筒形等に形成する必要がない。また、防水部材５を、接着時に低粘度化する材料とすれば、組立時に防水部材５を密着させるのが困難な形状の電子部品であっても、モールドモータの製造時には、密着させて強固に接着することができる。

図２に示すものと同様に、モールド金型１からモールド樹脂６が固化したモールドモータ２００を取り出し、両端部にＯ側ブラケット７及びＰ側ブラケット８を取り付けると、図示しないロータを収容する円柱状の空間２ｄを有する実施の形態２のモールドモータ２００が製造される。

モールド樹脂６は、防水層としての防水シート２５と強固に接着し、電子部品としてのコネクタ４は、防水シート２５と強固に接着しており、モールド樹脂６及びコネクタ４が熱膨張して防水層２５の界面に負荷が生じても剥がれないので、防水性が保たれる。

実施の形態３．
図６は、本発明にかかるモールドモータの実施の形態３の防水層を示す拡大断面図である。実施の形態３の防水層３５は、電子部品としてのコネクタ４の後端部４ａの外周部に接着するリング状の第１防水層３５ｃと、モールド樹脂６に接着するリング状の第２防水層３５ｂと、第１防水層３５ｃと第２防水層３４ｂとの間に挟まれて両者を保持するリング状の保持層３５ａと、を備えている。

第１防水層３５ｃは、コネクタ４と接着し易い材料で形成され、第２防水層３５ｂは、モールド樹脂６と接着し易い材料で形成され、保持層３５ａは、第１防水層３５ｃ及び第２防水層３５ｂと接着し易い材料で形成されている。

実施の形態３の防水層３５によれば、電子部品４及びモールド樹脂６双方に接着する防水層材料が存在しない場合であっても、第１防水層３５ｃ、保持層３５ａ及び第２防水層３５ｂを介して、電子部品４とモールド樹脂６とが強固に接着するので、防水性を得ることができる。

実施の形態４．
図７は、本発明にかかるモールドモータの実施の形態４のモールド樹脂注入前の状態を模式的に示す断面図であり、図８は、実施の形態４のモールドモータのモールド樹脂注入前の他の状態を模式的に示す断面図であり、図９は、実施の形態４のモールド樹脂注入途中の状態を示す断面図であり、図１０は、実施の形態４のモールドモータを模式的に示す断面図である。

図７に示すように、モールド金型４１には、円柱状の空洞４１ａが形成され、空洞４１ａ内にモールド樹脂を注入するゲート４１ｂが設けられている。空洞４１ａ内に、円盤状の電子部品４３及びモータの固定子鉄心４２を密着させて挿入する。固定子鉄心４２の外周部４２ａとＰ側端部４２ｂには、モータをモールドするモールド樹脂４６を浸入させるための隙間が設けられている。電子部品４３の固定子鉄心４２側の面の外周部には、エポキシ系接着剤等からなる防水部材４５を付着させている。

図７に示す防水部材４５の代わりに、図８に示すように、孔開き円板状の防水シート４５ａを用いてもよい。防水シート４５ａは、孔開き円板状のメッシュ素材に、エポキシ系接着剤等を含浸させ、液状の接着剤を半固形化したものである。

防水シート４５ａが、モールド金型４１の空洞４１ａ内に挿入されるときは、電子部品４３に付着させずに、固定子鉄心４２の中間部に嵌合させている。以上説明したように、モールド金型４１の円柱状の空洞４１ａ内に、電子部品４３、固定子鉄心４２、防水層４５又は防水シート４５ａを配置し、ゲート４１ｂから空洞４１ａ内にモールド樹脂４６を注入する。

図９に示すように、ゲート４１ｂから空洞４１ａ内にモールド樹脂４６を注入すると、モールド樹脂４６は、固定子鉄心４２のＰ側端部４２ｂ及び外周部４２ａに浸入し、外周部４２ａに浸入したモールド樹脂４６が、流動圧力と熱により、外周部４２ａを塞いでいる円板状の防水シート４５ａを押し上げ、防水シート４５ａを、電子部品４３及び固化するモールド樹脂４６に強固に接着させる。

防水部材４５又は防水シート４５ａの接着は、モールド樹脂４６の硬化の過程で行われ、例えば、モールド樹脂４６がＢＭＣ樹脂の場合は１５０℃、５分で硬化する。防水部材４５又は防水シート４５ａに速硬化型のエポキシ系接着剤を用いれば、１５０℃、５分で、防水効果が高い接着力を得ることができる。また、防水部材４５又は防水シート４５ａとして、速硬化型のウレタン系接着剤を用いてもよい。

実施の形態４の防水部材４５又は防水シート４５ａを、接着時に低粘度化する材料とすれば、組立時に防水部材４５を密着させるのが困難な形状の電子部品４３であっても、モールドモータの製造時には、密着させて強固に接着することができる。

図１０に示すように、モールド金型４１からモールド樹脂４６が固化したモールドモータ４００を取り出せば、実施の形態４のモールドモータ４００が製造される。

モールド樹脂４６及び電子部品４３は、防水部材４５又は４５ａと強固に接着しており、モールド樹脂４６及び電子部品４３が熱膨張して防水部材（防水層）４５又は４５ａの界面に負荷が生じても剥がれないので、防水性が保たれる。

以上のように、本発明にかかるモールドモータは、防水性が高いモータとして有用である。

本発明にかかるモールドモータの実施の形態１のモールド樹脂注入前の状態を示す断面図である。 実施の形態１のモールドモータを示す断面図である。 比較例として示す従来のモールドモータの断面図である。 本発明にかかるモールドモータの実施の形態２のモールド樹脂注入前の状態を示す断面図である。 実施の形態２のモールド樹脂注入途中の状態を示す断面図である。 本発明にかかるモールドモータの実施の形態３の防水層を示す拡大断面図である。 本発明にかかるモールドモータの実施の形態４のモールド樹脂注入前の状態を模式的に示す断面図である。 実施の形態４のモールドモータのモールド樹脂注入前の他の状態を模式的に示す断面図である。 実施の形態４のモールド樹脂注入途中の状態を示す断面図である。 実施の形態４のモールドモータを模式的に示す断面図である。

符号の説明

１，４１ モールド金型
２，４２ 固定子鉄心
３，４３ 回路基板（電子部品）
４ コネクタ（電子部品）
５，２５，３５，４５，４５ａ 防水層（防水部材、防水シート）
６，４６ モールド樹脂
７ Ｏ側ブラケット
８ Ｐ側ブラケット
１００，２００，４００ モールドモータ

Claims (5)

1. 固定子鉄心及び電子部品をモールド樹脂により一体にモールドし、前記電子部品とモールド樹脂の界面が外部に露出しているモールドモータにおいて、
   前記界面に形成され、前記電子部品及びモールド樹脂の双方と接着性を有し、前記モールド樹脂によるモールド時の熱により前記電子部品及びモールド樹脂の双方と接着した防水層を備えることを特徴とするモールドモータ。
2. 前記防水層は、
   前記電子部品と接着性を有する第１の防水層と、
   前記モールド樹脂と接着性を有する第２の防水層と、
   前記第１、第２の防水層間に介在し、該第１、第２の防水層の双方と接着性を有する保持層と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のモールドモータ。
3. 前記防水層は、モールドされる前はシート状に形成された防水部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のモールドモータ。
4. モールド金型内に、固定子鉄心及び電子部品を配置し、防水部材を前記電子部品に付着させるステップと、
   前記モールド金型内にモールド樹脂を注入し、該モールド樹脂の熱により、前記防水部材を前記電子部品及びモールド樹脂に接着させて防水層を形成するステップと、
   を含むことを特徴とするモールドモータの製造方法。
5. モールド金型内に、固定子鉄心及び電子部品を配置し、防水部材を前記電子部品に接触しない近傍に配置するステップと、
   前記モールド金型内にモールド樹脂を注入し、該モールド樹脂の圧力により前記防水部材を前記電子部品と接触する位置に移動させ、該モールド樹脂の熱により、前記防水部材を前記電子部品及びモールド樹脂に接着させて防水層を形成するステップと、
   を含むことを特徴とするモールドモータの製造方法。

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