JP6106841B2

JP6106841B2 - 電動機

Info

Publication number: JP6106841B2
Application number: JP2012211831A
Authority: JP
Inventors: 聡村尾; 松本　敏宏; 敏宏松本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: JP2013243901A

Description

本発明は、例えば空気清浄機に活用される電動機に関するものである。

近年、インフルエンザウイルスや花粉など、室内空間の空気清浄が求められている。これを実現する空気清浄機では、空気清浄の能力を向上しながらも、空気清浄機本体の小型、省スペース化も求められる。

これらの空気清浄機に搭載される電動機は、例えば、図４のような構成となっていた。

すなわち、固定子鉄心１０２は、その表面に絶縁層を形成するインシュレータ１０３を備えており、このインシュレータ１０３の一部に端子ピン１０４を立設して、前記インシュレータ１０３を介して巻装された巻線１０５の巻線端末を絡げ接続している。また、インシュレータ１０３の一部に回路基板１０６を固定するための突起部を設け、この突起部によってインシュレータ１０３に回路基板１０６を固定すると共に、端子ピン１０４と回路基板１０６を接続することで、巻線１０５と回路基板１０６を接続していた。

特開２００９−３３８４２号公報

しかし、上述したような電動機においては、巻線１０５と回路基板１０６の間に、端子ピン１０４に巻線１０５をからげる空間が必要となり、電動機の薄型化が困難であった。

また、巻線１０５を端子ピン１０４に一度からげた後、回路基板１０６に接続するため、２回の接続が必要となり組み立てが複雑になるが課題があった。

また、端子ピン１０４が必要となり、コスト高になる課題もあった。

そして、上記課題を解決するため、本発明は、
磁性材料を複数枚積層された固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するインシュレータと、
前記インシュレータを介して巻装される巻線と、
前記インシュレータに設けた突起部を介して固定された回路基板と、
前記固定子鉄心、インシュレータ、巻線、回路基板を一体化した固定子と、
この固定子の外郭に設けられた回転自在の回転子と、
前記回路基板の周辺部に前記固定子鉄心の最外周よりもさらに径方向に突出する、前記巻線を接続する複数の突起接続部と、
前記突起接続部に設けられた導電パターン部とを備え、
前記突起接続部に前記巻線を絡げて前記巻線と前記導電パターン部と電気的に接続した構成を有する。

以上のように本発明の電動機は、磁性材料を複数枚積層された固定子鉄心と、前記固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するインシュレータと、前記インシュレータを介して巻装される巻線と、前記インシュレータに設けた突起部を介して固定された回路基板と、前記固定子鉄心、インシュレータ、巻線、回路基板を一体化した固定子と、この固定子の外郭に設けられた回転自在の回転子と、前記回路基板の周辺部に前記固定子鉄心の最外周よりもさらに径方向に突出する、前記巻線を接続する複数の突起接続部と、前記突起接続部に設けられた導電パターン部とを備え、前記突起接続部に前記巻線を絡げて前記巻線と前記導電パターン部と電気的に接続したものなので、回転軸方向に突出する端子ピンを使用しないため、巻線と回路基板の間に端子ピンに巻線をからげる空間が不要となり、電動機を薄型化して、空気清浄機の小型化を実現させることができる。

また、巻線を直接回路基板に接続するため、電動機の組み立てを簡素化できる。

本発明の一実施形態の断面図本発明の一実施形態の巻線巻装後の斜視図本発明の一実施形態の回路基固定後の平面図本発明の一実施形態の回路基板突起接続部の平面図本発明の一実施形態の回路基板突起接続部の平面図従来の樹脂モータの断面図

本発明の請求項１記載の電動機は、磁性材料を複数枚積層された固定子鉄心と、前記固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するインシュレータと、前記インシュレータを介して巻装される巻線と、前記インシュレータに設けた突起部を介して固定された回路基板と、前記固定子鉄心、インシュレータ、巻線、回路基板を一体化した固定子と、この固定子の外郭に設けられた回転自在の回転子と、前記回路基板の周辺部に前記固定子鉄心の最外周よりもさらに径方向に突出する、前記巻線を接続する複数の突起接続部と、前記突起接続部に設けられた導電パターン部とを備え、前記突起接続部に前記巻線を絡げて前記巻線と前記導電パターン部と電気的に接続したという構成を有する。これにより、端子ピンを使用しないため、巻線と回路基板の間に端子ピンに巻線をからげる空間が不要となるので、電動機の薄型化が可能という効果を奏する。

また、前記突起接続部に、前記固定子の周方向に突出する凸部を設けた構成にしてもよい。これにより、れにより、突起接続部に巻線をからげる際に巻線が外れにくくなるので、作業性を向上するという効果を奏する。

また、前記凸部は、前記突起接続部の先端に設けたものである。

また、前記凸部は、前記突起接続部が突出する径方向に複数設けたものである。これにより、れにより、突起接続部に巻線をからげる際に巻線が外れにくくなると同時に、巻線にアルミ線などの半田のつきにくい材料を用いる場合でも、半田付けによる電気的接続を容易に行うことができ、作業性を向上するという効果を奏する。

また、前記固定子は、樹脂モールドによって一体化し、このモールド体は、外周面の径方向全周囲にフランジ部を設け、このフランジ部内に前記突起接続部を配した構成にしてもよい。これにより、電動機を固定するために必要なフランジと、突起接続部の収納位置を兼用できるので、電動機の小型化が可能という効果を奏する。

また、前記回路基板の突起接続部の、片面のみに導電パターン部を設けた構成にしてもよい。これにより、突起接続部の片面のみに半田が乗り、反対面には半田が乗らないため、突起接続部が薄くなるので、電動機の薄型化が可能という効果を奏する。

（実施の形態１）
以下本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。

本実施の形態の電動機１は、図１に示すように、固定子８と軸受９を介して回転可能に設けられた回転子１０とで構成されている。固定子８は、磁性材料を複数枚積層した固定子鉄心２に、その表面を絶縁するようインシュレータ３を設けている。そして、固定子鉄心２には、インシュレータ３を介して巻線６が巻装される。また、インシュレータ３には、固定子鉄心２の積層方向の一方の端面に回路基板４を固定するためのインシュレータ突出部５が形成されている。回路基板４は、このインシュレータ３に設けたインシュレータ突出部５に、軸方向から固定される。そして、固定子８は、これらの固定子鉄心２、インシュレータ３、回路基板４、巻線６を一体的に固化するようにモールドされ、モールド体７が形成される。このモールド体７は、固定子鉄心２の積層方向の中心部に開口部８ａを設けた円筒形状をしている。この開口部８ａから軸受９を介して回転自在となる回転子１０の回転軸１０ｂを挿入して、軸受９により保持固定されている。回転子１０の回転体１０ａは、固定子８の外周側に設けられ、外転型の電動機１を構成している。

次に、インシュレータ３に固定されるドーナツ型の回路基板４とインシュレータ３を介して巻装される巻線６の巻線端６ａの接続について説明する。図２および図３に示すように、この回路基板４は、外周辺部に６箇所の突起接続部１１を有している。すなわち、突起接続部１１は、回路基板４の外周端部に、回転軸と直交する方向に突出して設けられている。

また、図４に示すように、突起接続部１１の先端には突起接続部１１の突出方向と直交する方向に突出する凸部１４が設けられている。すなわち、凸部１４は、突起接続部１１に対し、固定子８の周方向に突出している。

この突起接続部１１は、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線の巻き始め相と巻き終わり相の上部に位置している。この突起接続部１１には、巻線６と向かい合う面とは反対面に導電パターン部１２を設けている。

巻線６を巻装した固定子鉄心２は、インシュレータ３に回路基板４を固定した後、巻線端６ａをそれぞれ最も近くに位置する突起接続部１１の先端の凸部１４より内径側に数回絡げる。そして、導電パターン部１２を設けた面のみハンダ１３で半田付けを行う。

この状態で熱硬化性樹脂を注入し、モールド体７を成型する。ここで、モールド体７は、回路基板４部分において、フランジ状に回転軸と直交する方向に張り出した形状である。このフランジ部分には、電動機１を固定するためのネジ穴（図示せず）が設けられることになる。このような構成により、固定子鉄心２、インシュレータ３、巻線６、回路基板４を一体とした固定子８を成型する。そして、モールド体７のフランジ部分に回路基板４を納めたので、突起接続部１１を含めて樹脂モールドが可能になっている。

このような構成によれば、回転軸方向に突出する端子ピンを使用しないため、巻線６と回路基板４の間に端子ピンに巻線６をからげる空間が不要となり、電動機１を薄型化して、空気清浄機の小型化を実現させることができる。

また、巻線６を直接回路基板４に接続するため、電動機１の組み立てを簡素化できる。

ここで、巻線端６ａが絡げられている突起接続部１１の凸部１４により、巻線を絡げる際に、巻線が外側に外れにくくなるので、作業性を向上することができる。

また、上述の回路基板４の突起接続部１１は、回路基板面が外郭や巻線までの距離が長い片面のみに導電パターン部１２を設け、この面にみの半田付けを行っているため、ハンダ１３の盛り上がりにより、接続部分の厚みは厚くなる。しかし、回路基板４の固定子鉄心２の反対側では、距離的に余裕があり、逆の固定子鉄心２側は固定子鉄心２が近接して設けられる。そのため、固定子鉄心２側では半田接続を行わないことで、突起接続部１１の厚みを薄くし、電動機１の薄型化を実現する。

回路基板４は、上述の突起接続部１１を設けることで固定子鉄心２の外径よりも大きくなっている。しかし、電動機１を取り付けるためにモールド体７の外周全周囲に設けているフランジ内部に回路基板４を位置することで、電動機１の外径が大きくなることを防いでいる。

なお、突起接続部１１の先端に凸部１４を設けたが、図５に示すような複数の凸部１５を設けても良い。この凸部１５は、突起接続部１１の突出方向と直交して突出し、かつ、固定子８の径方向に複数設けられている。

ここで、巻線の材料にアルミ線を用いる場合、アルミ線の製造段階において既にアルミ表面に酸化皮膜が形成されているため、清浄な金属表面と半田が接触した時に起こるぬれ現象によって行われる半田付けを銅線と同様に行うことができない。

アルミ線を半田付けするためには、アルミ線の樹脂皮膜を剥すと同時に表面の酸化皮膜も削り落とす作業が必要になる。そして、アルミ用のフラックスに浸して酸化膜や汚れを除去するとともに、フラックスで金属の表面を覆う。このようにして、金属の再酸化を防ぎ、半田の表面張力を低下させ半田のぬれ性を良くし、半田付けが可能となる。しかしながら、半田付を行う部分のアルミ線が重なったり、密着していると半田のぬれ性が悪くなり、半田付を行うことができなくなってしまう。

そこで、突起接続部１１に複数の凸部１５を設けることにより、巻線端６ａを突起接続部１１に絡げる際に、隣り合う凸部１５同士の間を内径側より順番に通して絡げる。こうして、巻線を絡げる際に巻線が外れにくくなるので、作業性を向上する。さらに、複数の凸部１５間に巻線を這わして巻線同士の重なりや密着を防ぐことができ、半田のぬれ性の悪化を防ぐことができる。このようにして、アルミ線でのハンダ付けによる電気的接続も容易に行うことができる。

以上のように本発明の電動機は、固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するインシュレータに巻装される巻線と、インシュレータに設置された回路基板の周辺部に巻線端を接続する複数の突起接続部と、この突起接続部に設けた導電パターン部と設置し、前記突起接続部に巻線端を絡げて前記導電パターンに接続した構成とすることで、電動機の薄型化を可能とし、空気清浄機の小型化を実現させることができる。

１・・・電動機
２・・・固定子鉄心
３・・・インシュレータ
４・・・回路基板
５・・・インシュレータ突出部
６・・・巻線
６ａ・・・巻線端
７・・・モールド体
８・・・固定子
８ａ・・・開口部
９・・・軸受
１０・・・回転子
１１・・・突起接続部
１２・・・導電パターン部
１３・・・ハンダ
１４・・・凸部
１５・・・凸部

Claims

磁性材料を複数枚積層された固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の表面に絶縁層を形成するインシュレータと、
前記インシュレータを介して巻装される巻線と、
前記インシュレータに設けた突起部を介して固定された回路基板と、
前記固定子鉄心、インシュレータ、巻線、回路基板を一体化した固定子と、
この固定子の外郭に設けられた回転自在の回転子と、
前記回路基板の周辺部に前記固定子鉄心の最外周よりもさらに径方向に突出する、前記巻線を接続する複数の突起接続部と、
前記突起接続部に設けられた導電パターン部とを備え、
前記突起接続部に前記巻線を絡げて前記巻線と前記導電パターン部と電気的に接続した構成を有する電動機。
前記突起接続部に、前記固定子の周方向に突出する凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
前記凸部は、前記突起接続部の先端に設けたことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
前記凸部は、前記突起接続部が突出する径方向に複数設けたことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
前記固定子は、樹脂モールドによって一体化し、
このモールド体は、外周面の径方向全周囲にフランジ部を設け、
このフランジ部内に前記突起接続部を配したことを特徴とする請求項１〜４に記載の電動機。
前記回路基板の突起接続部の、片面のみに導電パターン部を設けたことを特徴とする請求項１〜４に記載の電動機。
前記導電パターン部は、前記回路基板の一面のうち、前記固定子鉄心とは反対面に設けた請求項６記載の電動機。