JP2010142041A - モータ、ファン装置、及びモータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造効率が改善された小型のモータ、ファン装置及びモータの製造方法を提供する。
【解決手段】モータ50のステータコア55に絶縁層58の上に配線回路59を設け、ティース64に巻装する巻線56の巻始めの端部56aと巻終わりの端部56bとを配線回路59に接続する。また、ステータコア55の上面と下面とを接続するスルーホール68を設け、ステータコア55の両面に実装される回路素子57をそれぞれ接続する。
【選択図】図1
【解決手段】モータ50のステータコア55に絶縁層58の上に配線回路59を設け、ティース64に巻装する巻線56の巻始めの端部56aと巻終わりの端部56bとを配線回路59に接続する。また、ステータコア55の上面と下面とを接続するスルーホール68を設け、ステータコア55の両面に実装される回路素子57をそれぞれ接続する。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体装置などを冷却する冷却装置に用いられるモータ、それを用いたファン装置及びモータの製造方法に関する。
近年、携帯情報機器の小型化に伴って、CPU等の半導体装置を冷却することが重要になってきている。例えばCPUを冷却する場合には一般的に小型の冷却ファンが用いられており、この冷却ファンに内蔵されるモータについても、小型化、薄型化が一層求められている。そこで、出願人は、薄型化に対応した構造のモータを、特願2008−124627(先行出願と称す)で提案している。
先行出願のモータの概略を図17(先行出願の図1に相当)を参照して説明する。モータを構成するステータコア22は、図17の縦断側面図に示すように、1枚の鋼板を打ち抜いて形成され、その外周部に複数個のT字状のティース23を一体に有し、その表面には合成樹脂からなる絶縁層25が形成されている。ステータコア22の軸方向における一方の端面側には、軸方向に突出する複数個の円柱状の突起部26が絶縁層25に一体に形成されている。各ティース23には絶縁層25を介してコイル(巻線)27が巻装されており、このコイル27の端末部27a(巻始めの端末又は巻終わりの端末)は、前記突起部26に絡げられている。
ステータコア22、絶縁層25、コイル27により形成されたステータ21は、突起部26を下向きにした状態で、ベース30の支持部31に固定されている。ベース30には、回路基板32が固定状態に設けられている。回路基板32には、モータの制御に必要な回路やスルーホール33及びランド部34などが形成されており、前記コイル27の端末部27aを絡げた突起部26を、回路基板32のスルーホール33に挿入した状態で、半田35により、端末部27aとランド部34とが電気的に接続されている。
ロータ37は、円環状をなすロータヨーク38と、このロータヨーク38の内周部に固着されたロータマグネット39と、ロータヨーク38を支持する合成樹脂製の回転板40と、この回転板40の中心部に設けられた回転軸41とを備えていて、回転軸41が前記ベース30の支持部31により回転自在に支持されている。そして、このロータ37を、ステータコア22の外周面に対して所定の隙間を存するように配置することにより、所謂外転型(アウターロータ型)のモータが形成されている。
しかしながら、先行出願で提案されているモータの構造では、ステータ21に巻装したコイル27の端末部27aを一旦突起部26に巻回した後に回路基板32に半田付けしているため、製造工程が複雑化する、或いは、突起部26への巻回時に巻線が断線するおそれがあるなど、製造効率を改善し難いという問題があった。また、ステータ21と回路基板32とが上下に重なるように配置されていることから、モータを小型化、特に薄型化するときの妨げになるおそれもあった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造効率を改善すると共に、小型化が可能なモータ、それを用いたファン装置及びモータの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のモータは、複数の磁極突部を備えた扁平なステータコアと、前記ステータコアの表面を覆うように設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた配線回路と、前記複数の磁極突部に巻装され、少なくともその一端が前記配線回路に接続されている巻線と、を有するステータを備えることを特徴とする。
また、本発明のファン装置は、請求項1から3の何れか一項記載のモータモータを備え、前記モータによってファンを回転駆動することを特徴とする。
また、本発明のモータの製造方法は、ステータコアの表面に絶縁層を形成する絶縁工程と、前記ステータコアに配線回路を形成する配線形成工程と、前記配線回路に回路素子を実装する実装工程と、前記ステータコアに巻線を巻装する巻装工程と、前記巻線の少なくとも一端を前記配線回路に接続する接続工程と、前記ステータコアと前記ステータコアの内周側或いは外周側に配置されたロータとを組み立てる組立工程と、を経ることを特徴とする。
また、本発明のモータの製造方法は、ステータコアの表面に絶縁層を形成する絶縁工程と、前記ステータコアに配線回路を形成する配線形成工程と、前記配線回路に回路素子を実装する実装工程と、前記ステータコアに巻線を巻装する巻装工程と、前記巻線の少なくとも一端を前記配線回路に接続する接続工程と、前記ステータコアと前記ステータコアの内周側或いは外周側に配置されたロータとを組み立てる組立工程と、を経ることを特徴とする。
本発明のモータによれば、ステータコアに絶縁層を介して配線回路を設け、磁極突部に巻装する巻線の少なくともその一端をこの配線回路に接続しているので、ステータの製造工程を自動化することが可能になり、製造効率の改善を図ることができる。
また本発明のファン装置によれば、小型化されたモータによりファンを回転駆動するので、当該装置の小型化、薄型化を促進することができる。
また本発明のモータの製造方法によれば、巻線をステータに設けられている配線回路に接続するので、製造工程を簡略化できるとともに、巻線の断線を招くおそれを低減することができる。また、回路素子をステータに実装するので、別体の回路基板などを設ける必要が無く、小型化を図ることができる。
また本発明のモータの製造方法によれば、巻線をステータに設けられている配線回路に接続するので、製造工程を簡略化できるとともに、巻線の断線を招くおそれを低減することができる。また、回路素子をステータに実装するので、別体の回路基板などを設ける必要が無く、小型化を図ることができる。
以下、本発明の複数の実施形態によるモータ及びファン装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるモータ、ファン装置、及びモータの製造方法について、図1から図10に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるモータ、ファン装置、及びモータの製造方法について、図1から図10に基づいて説明する。
図1は、モータの構成を概略的に示す縦断側面図である。アウターロータ型のモータ(以下、単にモータと称する)50は、ステータ51、シャフト52を含むロータ53及びベアリング54を備えている。ステータ51は、ステータコア55、巻線56、及びステータコア55の表面に実装された回路素子57から構成されている。ステータコア55の表面には絶縁層58が形成されている。巻線56は、表面に絶縁被覆が施された銅線などがステータコア55に巻装されて形成され、その端部がステータコア55の表面に配設された配線回路59に接続されている。また、ステータ51と外部の電源とは、外部配線60により接続されている。この外部配線60は、例えばリード線やフレキシブル基板などで形成されている。なお、ステータ51の詳細については後述する。
ロータ53は、ロータコア61と複数の永久磁石62とを有し、ロータコア61は、磁性体である例えば鉄板をプレス加工(絞り加工)することで有底円筒状に形成されている。永久磁石62は、例えばフェライト磁石、ネオジム磁石、磁石と樹脂とを混合した所謂プラスチック・マグネット型磁石などの周知の磁石であり、ロータコア61の内周面に複数個が均等に接着剤により固定されている。ロータ53は、その開口部分にステータ51を収容するように配置されている。
シャフト52は、鉄などの金属で棒状に形成されており、圧入或いはレーザ溶接などにより、ロータ53の回転中心に取り付けられている。シャフト52は、ステータコア55の中心を貫通しており、ステータ51の図1中上方に配置されたベアリング54aと、ステータ51の下方に配置されたベアリング54bとにより、回転可能に支持されている。
次に、ステータ51の詳細について、ステータ51の製造工程と併せて説明する。
ステータコア55は、図2に示すように、ケイ素鋼板などの電磁鋼板をプレス加工や放電加工して厚さが0.3〜0.5mm程度、直径が10mm程度に形成され、環状のヨーク部63と、当該ヨーク部63の外周側から放射状に突出するT字状のティース64を6個備えている。なお、ステータコア55には、できるだけ磁束がその内部を通過するように、飽和磁束密度が大きい電磁鋼板を用いることが望ましい。
ステータコア55は、図2に示すように、ケイ素鋼板などの電磁鋼板をプレス加工や放電加工して厚さが0.3〜0.5mm程度、直径が10mm程度に形成され、環状のヨーク部63と、当該ヨーク部63の外周側から放射状に突出するT字状のティース64を6個備えている。なお、ステータコア55には、できるだけ磁束がその内部を通過するように、飽和磁束密度が大きい電磁鋼板を用いることが望ましい。
<絶縁工程>
ステータコア55の表面には、例えばエポキシやポリイミドなどの樹脂材料により、厚さが10μm程度の絶縁層58(図1参照)が例えば静電塗装、粉体塗装、蒸着、スパッタ或いはスクリーン印刷など、周知の方法で形成される。この絶縁層58は、後述する配線形成工程における配線回路59とステータコア55との絶縁、及び、後述する巻線接続工程における巻線56とステータコア55との絶縁を確保するために形成される。
ステータコア55の表面には、例えばエポキシやポリイミドなどの樹脂材料により、厚さが10μm程度の絶縁層58(図1参照)が例えば静電塗装、粉体塗装、蒸着、スパッタ或いはスクリーン印刷など、周知の方法で形成される。この絶縁層58は、後述する配線形成工程における配線回路59とステータコア55との絶縁、及び、後述する巻線接続工程における巻線56とステータコア55との絶縁を確保するために形成される。
<配線形成工程>
絶縁層58が形成されたステータコア55には、図3に示すように、厚さが10〜35μm程度の銅箔(導体)をステータコア55の表面に貼り付けた後、フォトリソグラフィ法(露光現像法)により配線回路59が形成される。配線形成工程では、巻線56の端部が接続される電極59a(電極パッド)、外部電源と接続される配線回路59b(電極パッド)、後述する回路素子57が接続される配線回路59c(電極パッド)、及びそれらを接続する配線回路59d(配線パターン)がヨーク部63及びティース64に形成される。なお、配線回路59は、メッキ、蒸着或いはスパッタなどにより、絶縁層58に導体(金、銀、銅など)の配線回路59を形成してもよい。その場合、導体の拡散を防止し且つ導体と絶縁層58との接着力を高めるために、絶縁層58と配線回路59との間にニッケルやチタンなどの金属層を形成するとよい。また、形成した配線回路59には、後述する回路実装工程においてハンダ付けに必要な電極以外の部分にレジスト(保護膜)を設けるのがよい。
絶縁層58が形成されたステータコア55には、図3に示すように、厚さが10〜35μm程度の銅箔(導体)をステータコア55の表面に貼り付けた後、フォトリソグラフィ法(露光現像法)により配線回路59が形成される。配線形成工程では、巻線56の端部が接続される電極59a(電極パッド)、外部電源と接続される配線回路59b(電極パッド)、後述する回路素子57が接続される配線回路59c(電極パッド)、及びそれらを接続する配線回路59d(配線パターン)がヨーク部63及びティース64に形成される。なお、配線回路59は、メッキ、蒸着或いはスパッタなどにより、絶縁層58に導体(金、銀、銅など)の配線回路59を形成してもよい。その場合、導体の拡散を防止し且つ導体と絶縁層58との接着力を高めるために、絶縁層58と配線回路59との間にニッケルやチタンなどの金属層を形成するとよい。また、形成した配線回路59には、後述する回路実装工程においてハンダ付けに必要な電極以外の部分にレジスト(保護膜)を設けるのがよい。
<回路実装工程>
配線回路59が形成されたステータコア55には、図4に示すように、モータ50を駆動するための駆動回路を構成する回路素子57が実装される。回路素子57は、モータ制御用のIC(以下、単にICと称する)57aや、抵抗及びコンデンサなどの受動素子57bである。回路実装工程では、まずステータコア55の部品実装面に、例えばスズ・銀・銅などからなる鉛フリーハンダがスクリーン印刷される。その後、回路素子57を実装機(マウンタ)などで実装し、リフロー炉を通過させて熱風などにより鉛フリーハンダを溶解する。これにより、回路素子57がステータコア55に形成された配線回路59にハンダ付けされる。なお、ハンダ付けではなく、シリコンチップを直接配線回路59に接続する所謂フリップチップ実装方式を用いてもよい。
配線回路59が形成されたステータコア55には、図4に示すように、モータ50を駆動するための駆動回路を構成する回路素子57が実装される。回路素子57は、モータ制御用のIC(以下、単にICと称する)57aや、抵抗及びコンデンサなどの受動素子57bである。回路実装工程では、まずステータコア55の部品実装面に、例えばスズ・銀・銅などからなる鉛フリーハンダがスクリーン印刷される。その後、回路素子57を実装機(マウンタ)などで実装し、リフロー炉を通過させて熱風などにより鉛フリーハンダを溶解する。これにより、回路素子57がステータコア55に形成された配線回路59にハンダ付けされる。なお、ハンダ付けではなく、シリコンチップを直接配線回路59に接続する所謂フリップチップ実装方式を用いてもよい。
ここで、モータ50の駆動回路の一例について図8を参照しながら説明する。モータ50は、ブラシレスモータであるため、ロータ53の回転位置を検出して巻線56に供給する電流の向きを切り替える必要がある。
駆動回路65は、図8に示すように、IC57a、受動素子57b、及びホール素子57c(但し、図4には図示せず)から構成されている。ホール素子57cは、ロータコア61に取り付けられている永久磁石62から生じる磁界を検出し、磁界の強さに応じた信号、つまりロータ53の回転位置に応じた信号を出力する。ホール素子57cからの出力は、差動信号としてIC57aの入力端子(IN+、IN−)に入力される。IC57aは、FETやバイポーラトランジスタなどの4個のトランジスタを所謂Hブリッジ接続した回路を内蔵しており、ホール素子57cから入力されるロータ53の回転位置に応じた信号に基づいて、トランジスタのオン/オフを切り替える。このHブリッジ回路の出力は、出力端子(OUT1、OUT2)を経由して後述する巻線接続工程で形成される巻線56の両端に接続されている。この駆動回路65により、ロータ53の回転位置に応じて交流電流が巻線56に供給される。なお、IC57aには、外部配線60から電源端子(Vcc、GND)に電源が供給される。
ところで、実装する回路素子57の部品数が多い場合、或いはモータ50を小型化したい場合などには、回路素子57をステータコア55の両面に実装することが望ましい。そこで、ステータコア55には、図1に示すように、ステータコア55の上面(ロータ53側の面)と下面とを接続するスルーホール68(導通部)が形成されている。このスルーホール68は、ステータコア55を板厚方向に貫通する孔69に絶縁層58を配した後、例えば導電性ペーストなどを塗布或いはメッキすることにより形成される。これにより、ステータコア55の上面、下面にそれぞれ形成されている配線回路59が接続される。
<巻線接続工程>
回路素子57が実装されたステータコア55には、図5及び図6に示すように、直径が数10μm程度で、その表面に数μm程度の絶縁被覆を施した巻線56が巻装される。
ここで、巻線接続工程を図9に基づいて詳細に説明する。巻線接続工程では、巻線56がステータコア55に図示しない巻線機により自動で巻装及び接続される。巻線機は、ステータコア55の向きや位置が自在に変更可能な保持部(図示せず)と、巻線56を構成する銅線を供給し、その向きや位置が自在に変更可能なキャピラリ70を有している。なお、図9では、説明の簡略化のために、ステータコア55、キャピラリ70、巻線56及び一部の配線回路59(電極59a)のみを示し、回路素子57などの図示は省略している。
回路素子57が実装されたステータコア55には、図5及び図6に示すように、直径が数10μm程度で、その表面に数μm程度の絶縁被覆を施した巻線56が巻装される。
ここで、巻線接続工程を図9に基づいて詳細に説明する。巻線接続工程では、巻線56がステータコア55に図示しない巻線機により自動で巻装及び接続される。巻線機は、ステータコア55の向きや位置が自在に変更可能な保持部(図示せず)と、巻線56を構成する銅線を供給し、その向きや位置が自在に変更可能なキャピラリ70を有している。なお、図9では、説明の簡略化のために、ステータコア55、キャピラリ70、巻線56及び一部の配線回路59(電極59a)のみを示し、回路素子57などの図示は省略している。
巻線接続工程においては、図9(a)に示すように、まずステータコア55とキャピラリ70とが垂直な位置関係に配置される。キャピラリ70の先端からは、繰り出された銅線71の先端71aがステータコア55側へ突出しており、この状態で、先端71aに放電等により銅ボール(溶解した銅の玉)を形成する。すると、銅線71の絶縁被覆が除去され、配線回路59との接着性が高い活性な純銅が銅ボールの表面に形成される。このとき、キャピラリ70の後端側に銅線71を保持するクランプ機構を設け、銅線71の張りを保つようにするとよい。なお、銅ボールの形成は、銅が酸化しやすいことから、窒素ガスが充満した不活性雰囲気中、或いは水素ガスと窒素ガスとを混合したガスが充満した活性雰囲気中で行うことが望ましい。
次に、図9(b)に示すように、電極59aに銅ボールを押し当てた状態で溶接、超音波、熱圧着或いは導電性接着剤などがおこなわれ、これにより、巻線56の巻始めの端部56aがステータコア55に強固に接続される。続いて、巻線機は巻線56の巻装を開始する。巻線機は、同図(c)に示すようにステータコア55とキャピラリ70とを平行な位置関係にした後、同図(d)及び(e)に示すように、キャピラリ70を、ティース64の脚部の周囲に回すように所望の回数だけ繰り返して巻線56を巻装する。このとき、キャピラリ70の動きに連動させてステータコア55の向きや位置を変更できるように保持部を構成するとよい。
巻線機は、一箇所のティース64への巻装が終わると、キャピラリ70の位置、或いはステータコア55の位置を移動させて、図9(f)に示すように隣接するティース64へ巻線56を逆方向に巻装する。これにより、隣接するティース64では、巻線56から生じる磁界の向きが逆になる。巻線機は、全てのティース64への巻装を終了すると、同図(g)に示すように、巻線56の巻終わりの端部56bをステータコア55の電極59aに接続する。この場合も、端部56bは、溶接、超音波、熱圧着などの方法によってステータコア55に強固に接続される。
巻線56の巻装が終わると、図7に示すように、ホール素子57cがステータコア55に実装される。本実施形態では、永久磁石62から生じる磁界の検出精度を高めるために、ホール素子57cをティース64の頭部間の隙間に配置し、ホール素子57cと永久磁石62との距離が短くなるように配置している。なお、巻線接続工程の後にホール素子57cを実装するようにしたが、ホール素子57cを上述した回路実装工程で実装してもよい。また、回路実装工程の後に巻線接続工程を実施したが、これらの工程の実行順序を入れ替えてもよい。
このようにして、単相ブラシレスモータ用のステータ51が形成される。
<組み立て工程>
完成したステータ51には、図1に示すように、ロータ53が取り付けられる。本実施形態では、ステータ51の外縁部(ティース64の径方向の先端)とロータ53の永久磁石62の内縁との間に0.5mm程度の隙間を隔て、互いに対向するように配置されている。このようにステータ51とロータ53とを組み立てることにより、モータ50が完成する。
<組み立て工程>
完成したステータ51には、図1に示すように、ロータ53が取り付けられる。本実施形態では、ステータ51の外縁部(ティース64の径方向の先端)とロータ53の永久磁石62の内縁との間に0.5mm程度の隙間を隔て、互いに対向するように配置されている。このようにステータ51とロータ53とを組み立てることにより、モータ50が完成する。
図10に、上述したモータ50を用いたファン装置72の外観を示す。ファン装置72は、図10(a)に示すように、ロータ53の外周部に配置され、ロータ53と一体に回転する複数個のフィン73を備えたファン本体74と、モータ50及びファン本体74を覆うように設けられ、金属又は樹脂材料などで形成されたファンケース75とから構成されている。
ファン装置72は、図10(b)に示すように、プリント基板76に実装されたCPUなどのLSIチップ77に設けられたヒートシンク78に取り付けられたり、或いはLSIチップ77に直接取り付けられる。モータ50に通電すると、つまりファン装置72を駆動すると、同図に矢印で示すようにモータ50の回転軸方向(図示上側)から空気が流入し、ファンケース75の開口部側(図示左側)へ流出し、この空気により熱が奪われてLSIチップ77は冷却される。
以上説明した第1実施形態によれば、次のような作用効果を奏する。
ステータコア55に絶縁層58を介して配線回路59を設け、ティース64に巻装した巻線56の巻始めの端部56a及び巻終わりの端部56bを配線回路59に接続しているので、巻線56が断線するおそれを低減できる。また、巻線56を巻装/接続する巻線接続工程を自動化することが可能になり、製造効率を改善することができるとともに、安定した品質を確保することができる。
ステータコア55に絶縁層58を介して配線回路59を設け、ティース64に巻装した巻線56の巻始めの端部56a及び巻終わりの端部56bを配線回路59に接続しているので、巻線56が断線するおそれを低減できる。また、巻線56を巻装/接続する巻線接続工程を自動化することが可能になり、製造効率を改善することができるとともに、安定した品質を確保することができる。
回路素子57をステータ51に実装するので、駆動回路65を実装した別体の基板を設ける必要が無く、モータ50の小型化/薄型化を図ることができる。
ステータ51にスルーホール68を設け、ステータ51の両面に設けられた配線回路59を電気的に接続し、回路素子57をステータ51の両面に実装したので、モータ50を小型化することができる。
ステータ51にスルーホール68を設け、ステータ51の両面に設けられた配線回路59を電気的に接続し、回路素子57をステータ51の両面に実装したので、モータ50を小型化することができる。
上述のように小型化/薄型化されたモータ50を用いてファン装置72を構成しているので、ファン装置72を小型化/薄型化することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるモータ及びファン装置を、図11から図13に基づいて説明する。第2実施形態は、駆動回路の回路素子をステータコアではなく、ステータと別体の回路基板に設けた点が第1実施形態と異なっている。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるモータ及びファン装置を、図11から図13に基づいて説明する。第2実施形態は、駆動回路の回路素子をステータコアではなく、ステータと別体の回路基板に設けた点が第1実施形態と異なっている。
第2実施形態のモータ80は、図11に示すように、ロータ53、ステータ81、及び回路基板82から構成されている。
ステータ81は、第1実施形態で説明した各工程のうち、回路実装工程を省略して形成されている。つまり、ステータ81には、図12に示すように、巻線56、絶縁層58及び電極59a(配線回路)のみが形成され、回路素子57は実装されていない。巻線56は、第1実施形態と同様に1本の銅線により形成され、その巻始めの端部56aと巻終わりの端部56bとがそれぞれ電極59a、59aに接続されている。
ステータ81は、第1実施形態で説明した各工程のうち、回路実装工程を省略して形成されている。つまり、ステータ81には、図12に示すように、巻線56、絶縁層58及び電極59a(配線回路)のみが形成され、回路素子57は実装されていない。巻線56は、第1実施形態と同様に1本の銅線により形成され、その巻始めの端部56aと巻終わりの端部56bとがそれぞれ電極59a、59aに接続されている。
回路基板82は、ガラスエポキシなどにより板状に形成され、図11に示すように、その表面には駆動回路(図5参照)が実装されている。また、回路基板82には、駆動回路に接続されている配線回路59が設けられている。回路基板82とステータ81、即ち駆動回路と巻線56とは、所謂ワイヤーボンディングによりワイヤー83で接続されている。なお、回路基板82とステータ81との接続は、上述した巻線接続工程で用いた巻線機で行ってもよい。その場合、ワイヤー83ではなく巻線56を用いてもよい。
上述した構成のモータ80にファン本体74及びファンケース75を取り付けることにより、図13に示すようなファン装置84が形成される。
上述した構成のモータ80にファン本体74及びファンケース75を取り付けることにより、図13に示すようなファン装置84が形成される。
以上説明したように、第2実施形態においても巻線56の端部56a、56bをステータ81に形成された2箇所の電極59aに接続しているので、巻線56がステータ81から引き出されたままの状態となることがない。そのため、モータ80の製造工程において巻線56が断線するおそれが低減され、製品効率の改善を図ることができる。また、ステータ81と回路基板82とのワイヤーボンディング工程を自動化したので、ボンディング箇所の信頼性が向上し、品質の向上を図ることができる。
第2実施形態では、従来品のファン装置とほぼ同様の構造を有し、巻線56が断線するおそれが低減されている。従って、既存の製造工程を大きく変更することなく、品質を向上させた製品を製造することができる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態によるモータを、図14から図16に基づいて説明する。第3実施形態は、モータを三相モータとしている点が第1実施形態と異なっている。
第3実施形態のモータ90は、第1実施形態のモータ50とほぼ同一の構成であり、永久磁石を有するロータと、駆動回路及び巻線が実装されたステータとを備えている。
図14は、三相モータ用の駆動回路の一例を示している。駆動回路は、モータ制御用IC(以下、単にICと称する)91、及び抵抗素子やコンデンサなどの受動素子からなる回路素子、及びステータコア55に巻装される三相の巻線92u、92v、92wから構成されている。
本発明の第3実施形態によるモータを、図14から図16に基づいて説明する。第3実施形態は、モータを三相モータとしている点が第1実施形態と異なっている。
第3実施形態のモータ90は、第1実施形態のモータ50とほぼ同一の構成であり、永久磁石を有するロータと、駆動回路及び巻線が実装されたステータとを備えている。
図14は、三相モータ用の駆動回路の一例を示している。駆動回路は、モータ制御用IC(以下、単にICと称する)91、及び抵抗素子やコンデンサなどの受動素子からなる回路素子、及びステータコア55に巻装される三相の巻線92u、92v、92wから構成されている。
IC91は、面実装タイプであり、6個のスイッチング素子が三相ブリッジ接続された、所謂3アーム構成のインバータ回路を内蔵している。インバータ回路の各アームの出力端子(スイッチング素子の共通接続点)は、IC91の出力端子UO、VO、WOを経由して、三相の巻線92u、92v、92wにそれぞれ接続されている。また、三相の巻線92u、92v、92wの共通接続点(所謂、中性点)92cは、IC91のコモン端子(COM)に接続されている。また、IC91には、電源電圧を昇圧するチャージポンプ回路が内蔵されており、電源端子(Vcc1、Vcc2)から入力される電源電圧を、例えば2倍に昇圧してインバータ回路に供給している。
IC91は、図示しない外部の制御用マイコンなどからパルス幅変調された制御信号(PWM信号)が入力されると、このPWM信号に応じてモータ90の回転数を可変する。なお、IC91がPWM端子をオープン(未接続状態)にするとモータ90を最大回転数で回転させるように構成されている場合、モータ90の回転数制御が不要であればオープンとしてもよい。また、IC91には、モータ90の逆起電圧に基づいてロータ53の回転位置を算出する算出回路が内蔵されているので、ホール素子などの位置検出用素子は不要である。
次に、モータ90を構成するステータ93について図15及び図16を参照して説明する。
ステータ93を構成するステータコア55には、第1実施形態と同様に、配線形成工程及び回路実装工程を経ることで上述した三相モータ用の配線回路59が形成され、回路素子57が実装される。そして、巻線接続工程では、三相の巻線92u、92v、92wが巻装される。
ステータ93を構成するステータコア55には、第1実施形態と同様に、配線形成工程及び回路実装工程を経ることで上述した三相モータ用の配線回路59が形成され、回路素子57が実装される。そして、巻線接続工程では、三相の巻線92u、92v、92wが巻装される。
図15は、第3実施形態における巻線接続工程を模式的に示す模式図である。ステータコア55には、巻線機により、例えばU相の巻線92uがまず巻装される。この巻線接続工程は、第1実施形態の巻線接続工程(図9参照)とほぼ同一である。このU相の巻線92uは、巻始めの端部92uaがステータコア55の表面に形成された電極59aに接続され、ティース64に巻装された後、渡り配線92ucを経て、ティース64と開口を挟んで対向するティース64に巻装される。そして、巻終わりの端部92ubが電極に接続され、U相の巻線92uの巻装が終了する。
続いて、図16に示すように、V相の巻線92vが同様に開口部を挟んで対向するティース64に巻装され、さらにW相の巻線92wが開口部を挟んで対向するティース64に巻装される。このように、巻始めの端部56aの接続、ティース64への巻装、巻き終わり端部の接続を繰り返すことにより、三相の巻線92u、92v、92wを備えたステータ93が形成される。これら三相の巻線92u、92v、92wの巻き終わりの端部92ub、92vb、92wbは、共に配線回路59e(上述した共通接続点92cに相当)に接続されている。なお、各相の巻線92u、92v、92wを巻装する順番は、任意である。
そして、組立工程においてステータ93とロータ53とが組み立てられてモータ90が形成される。また、このモータ90にフィン73及びファンケース75を取り付けることにより、ファン装置84が形成される。
以上説明したように、第3実施形態では、三相モータ用の駆動回路を実装しているので、ファン装置84を三相モータで駆動することができる。
本発明は、以上説明した上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば以下のように変形又は拡張することができる。
本発明は、以上説明した上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば以下のように変形又は拡張することができる。
上述した各実施形態ではアウターロータ型のモータに基づいて説明したが、回転子が固定子の外周側に設けられているインナーロータ型のモータに本発明を適用してもよい。また、6個のティース(磁極)を備えたステータを例示したが、磁極の数はこれに限定されない。
第2実施形態では単相モータを例にして説明したが、巻線を三相にした三相モータ(第3実施形態を参照)に適用してもよい。その場合にも、巻線をステータコアに接続することから、巻線が断線するおそれを低減することができる。
図面中、50、80、90はモータ、51、81、93はステータ、55はステータコア、58は絶縁層、59は配線回路、59a、59b、59cは電極(配線回路)、59d、59eは配線パターン(配線回路)、64はティース(磁極突部)、56、92u、92v、92wは巻線、56a、92ua、92ub、92vb、92uwは端部(一端)、57は回路素子、68はスルーホール(導通部)、72、84はファン装置を示す。
Claims (5)
- 複数の磁極突部を備えた扁平なステータコアと、
前記ステータコアの表面を覆うように設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた配線回路と、
前記複数の磁極突部に巻装され、少なくともその一端が前記配線回路に接続されている巻線と、
を有するステータを備えることを特徴とするモータ。 - 前記配線回路には、自身を回転駆動させる駆動回路を構成する回路素子が実装されていることを特徴とする請求項1記載のモータ。
- 前記ステータを軸方向に貫き、前記ステータとは前記ステータの軸方向の一方の面に設けられている配線回路と他方の面に設けられている配線回路とを電気的に接続する導通部を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のモータ。
- 請求項1から3のいずれか一項記載のモータを備え、前記モータによってファンを回転駆動することを特徴とするファン装置。
- ステータコアの表面に絶縁層を形成する絶縁工程と、
前記ステータコアに配線回路を形成する配線形成工程と、
前記配線回路に回路素子を実装する回路実装工程と、
前記ステータコアに巻線を巻装して、前記巻線と前記配線回路とを接続する巻線接続工程と、
前記ステータコアと前記ステータコアの内周側或いは外周側に配置されたロータとを組み立てる組立工程と、
を経ることを特徴とするモータの製造方法。
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---|---|---|---|
JP2008316917A JP2010142041A (ja) | 2008-12-12 | 2008-12-12 | モータ、ファン装置、及びモータの製造方法 |
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WO2019112315A1 (ko) * | 2017-12-06 | 2019-06-13 | 주식회사 아모텍 | 냉각 팬 |
-
2008
- 2008-12-12 JP JP2008316917A patent/JP2010142041A/ja active Pending
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WO2019112315A1 (ko) * | 2017-12-06 | 2019-06-13 | 주식회사 아모텍 | 냉각 팬 |
KR20190066899A (ko) * | 2017-12-06 | 2019-06-14 | 주식회사 아모텍 | 냉각 팬 |
KR102030783B1 (ko) * | 2017-12-06 | 2019-10-10 | 주식회사 아모텍 | 냉각 팬 |
CN111164866A (zh) * | 2017-12-06 | 2020-05-15 | 阿莫泰克有限公司 | 冷却风扇 |
US11181114B2 (en) | 2017-12-06 | 2021-11-23 | Amotech Co., Ltd. | Cooling fan |
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