JP6327260B2 - アウターロータ型モータおよびアウターロータ型モータの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、アウターロータ型モータおよびアウターロータ型モータの製造方法に関する。

従来、モータとしては、空気調和機の室内機用ファンを駆動するものがある(例えば、特開２０１５−１５４６４５号公報(特許文献１)参照)。

上記モータは、ステータコアとそのステータコアにインシュレータを介して巻回されたコイルとを有するステータをモールド樹脂で覆っている。このようなモールド樹脂で覆われたステータを備えるモータでは、モールド樹脂内のステータ上にコイルを結線するためのプリント基板が配置されている。

上記モータでは、ステータとプリント基板をモールド樹脂で覆うことによって、結露が生じやすい環境や水にさらされやすい環境において、水が浸入するのを防止している。

特開２０１５−１５４６４５号公報

しかしながら、上記従来のモータでは、ステータとプリント基板をモールド樹脂で覆う樹脂成形時にプリント基板を押さえピンで押さえ付けて樹脂注入するため、成形後のモールド樹脂部のプリント基板上に押さえピン穴が形成される。このため、上記モータでは、モールド樹脂部のプリント基板上の押さえピン穴に水が浸入して、プリント基板において回路がショートして破損するという問題が依然としてある。

そこで、この発明の課題は、水侵入による不具合を防止できるアウターロータ型モータおよびアウターロータ型モータの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のアウターロータ型モータは、
ステータコアと、そのステータコアにインシュレータを介して巻回されたコイルとを有するステータと、
上記ステータを覆うと共に、複数のインシュレータ押さえピン穴が環状に配置されたモールド樹脂部と、
上記モールド樹脂部内かつ上記複数のインシュレータ押さえピン穴の径方向内側に配置され、上記インシュレータと外周部分が離間しているプリント基板と
を備え、
上記モールド樹脂部は、上記複数のインシュレータ押さえピン穴が配置された環状の領域と、その環状の領域に囲まれかつ上記プリント基板上に押さえピン穴のない領域とを有することを特徴とする。

ここで、上記インシュレータ押さえピン穴は、モールド樹脂部の金型成形時にインシュレータをコイル側に向かって押さえつけるためのインシュレータ押さえピンを、成形完了後に外した痕である。

上記構成によれば、モールド樹脂部のプリント基板上に押さえピン穴を有しないので、そのような押さえピン穴からの水の侵入がなく、水侵入による不具合を防止でき、長期にわたって高い信頼性が得られる。

また、一実施形態のアウターロータ型モータでは、
上記モールド樹脂部は、上記プリント基板に対して上記コイルと反対の側に樹脂注入口痕を有する。

上記実施形態によれば、モールド樹脂部は、プリント基板に対してコイルと反対の側に樹脂注入口痕を有することから、樹脂成形時にプリント基板に対してコイルと反対の側からモールド樹脂が注入されている。したがって、従来のように樹脂成形時にプリント基板を押さえピンで押さえ付ける代わりに、注入されるモールド樹脂の圧力によってプリント基板を押さえ付けて樹脂成形ができ、プリント基板を押さえ付ける押さえピンが不要になる。すなわち、モールド樹脂部のプリント基板上に押さえピン穴が形成されないようにすることが容易にできる。

また、この発明のアウターロータ型モータの製造方法では、
ステータコアと、そのステータコアにインシュレータを介して巻回されたコイルとを有するステータを組み立てる工程と、
上記ステータを組み立てる工程の後、上記インシュレータとプリント基板の外周部分とが離間した状態で、上記ステータの上記コイルの引出し線を上記プリント基板の接続部に接続する工程と、
上記ステータを金型内に収容し、上記ステータの上記インシュレータを上記ステータコア側に押さえる複数のインシュレータ押さえピンを、上記インシュレータと外周部分が離間している上記プリント基板の径方向外側で環状に配置する工程と、
上記ステータが上記金型内に収容されかつ上記複数のインシュレータ押さえピンにより上記インシュレータが押さえられた状態で、上記プリント基板よりも上方の樹脂注入口からモールド樹脂を上記金型内に注入して、注入される上記モールド樹脂によって上記プリント基板を上記ステータコア側に押さえながら上記ステータを上記モールド樹脂により覆う工程と、
上記ステータを上記モールド樹脂により覆う工程の後、上記複数のインシュレータ押さえピンを外して、上記モールド樹脂により覆われた上記ステータを上記金型内から取り出す工程と
を有することを特徴とする。

上記構成によれば、モールド樹脂部のプリント基板上に押さえピン穴を有しないアウターロータ型モータを製造することができるので、そのような押さえピン穴からの水の侵入がなく、水侵入による不具合を防止でき、長期にわたって高い信頼性が得られる。

以上より明らかなように、この発明によれば、モールド樹脂部のプリント基板上に押さえピン穴を有しないことによって、水侵入による不具合を防止できるアウターロータ型モータおよびアウターロータ型モータの製造方法を提供することにある。

図１はこの発明の第１実施形態のモータの縦断面の斜視図である。 図２は上記モータのステータ側の縦断面図である。 図３は上記モータのステータ側の上面図である。 図４は上記ステータとプリント基板およびリードブッシュの縦断面図である。 図５は上記ステータとプリント基板およびリードブッシュをモールド樹脂部で覆うための樹脂成形に用いる上金型の縦断面図である。 図６は上記ステータとプリント基板およびリードブッシュをモールド樹脂部で覆うための樹脂成形に用いる下金型の縦断面図である。 図７はこの発明の第２実施形態のモータの製造方法を説明するための製造工程を示す縦断面図である。 図８は図７に続く製造工程を示す縦断面図である。 図９は図８に続く製造工程を示す縦断面図である。

以下、この発明のアウターロータ型モータおよびアウターロータ型モータの製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。

〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態のモータの縦断面の斜視図を示し、図２は上記モータのステータ１０側の縦断面図を示している。この第１実施形態のモータは、アウターロータ型モータである。

上記第１実施形態のモータは、図１に示すように、ステータ１０と、モールド樹脂部２０と、プリント基板３０と、リードブッシュ４０と、軸部５０と、ロータ取付部６０と、ロータ７０とを備えている。

上記ステータ１０は、ステータコア１１と、インシュレータ１２と、インシュレータ１２とを介して巻回されたコイル１３とを有する。ステータコア１１は、導電性を有する軟磁性体からなる積層鋼板で形成されており、複数のティース１１ａを有している。インシュレータ１２は、絶縁性の樹脂材料によって形成されており、コイル１３とステータコア１１のティース１１ａとの間を絶縁する。コイル１３は、径方向に沿う軸を巻回軸としてステータコア１１のティース１１ａに巻回される。

なお、本明細書で特に断りのない限り、コイルはこれを構成する導線の１本１本を指すのではなく、コイルが一纏まりに巻回された態様を指す。これは図面においても同様である。

また、上記プリント基板３０は、モールド樹脂部２０内のステータ１０上かつ複数のインシュレータ押さえピン穴２１(図２では１つのみを示す)の径方向内側に軸方向に対して直交するように配置されている。コイル１３の巻始めおよび巻終わりの引出線１４(図３,図４に示す)は、プリント基板３０に接続されている。また、プリント基板３０に一端が接続されたリード線３１が、リードブッシュ４０を介して外部に引き出されている。このリード線３１は、プリント基板３０に接続された複数の配線を束ねたものである。

上記モールド樹脂部２０は、ステータ１０と、プリント基板３０と、リード線３１の一部と、リードブッシュ４０の一部と、軸部５０の上側部分とをモールド樹脂により覆っている。このモールド樹脂部２０の材料としては、例えばＢＭＣ(Bulk Molding Compound:不飽和ポリエステル)などがある。

また、モールド樹脂部２０には、インシュレータ１２の外周縁部から上方に延在する複数のインシュレータ押さえピン穴２１と、軸部５０を中心に周方向に間隔をあけて配列された複数の通風穴２２とを有する。この複数の通風穴２２は、モールド樹脂部２０を上下方向に貫通している。

また、上側部分がモールド樹脂部２０に固定された軸部５０に、軸受５１,５２を軸方向に間隔をあけて取り付けている。この軸部５０に軸受５１,５２を介して軸受ハウジング６１を回転自在に取り付けている。また、軸受ハウジング６１の下側にフランジ６２と、そのフランジ６２の外周側から上方に延びる円筒部６３とを設けている。この軸受ハウジング６１,フランジ６２および円筒部６３でロータ取付部６０を構成している。また、フランジ６２に軸部５０を中心に周方向に間隔をあけて複数の通風穴６２ａを設けている。このロータ取付部６０は、アルミダイキャストによる成型部材である。

上記ロータ取付部６０の円筒部６３の上端に、ステータ１０の外周を囲むように円筒状のロータ７０を取り付けている。このロータ７０は、フェライトボンド磁石を有する。ロータ７０は、ステータ１０の径方向外側を囲うように配置され、ロータ７０の内周面は、エアギャップを介してステータコア１１の外周面に対向している。

なお、この実施形態では、フェライトボンド磁石を有するロータ７０を用いたが、ロータは、フェライトボンド磁石以外の他の永久磁石によって形成された磁極部材などでもよい。

このようなステータ１０およびロータ７０において、各コイル１３に適切な交流電圧を印加することにより、ステータ１０から回転磁界が発生して、ロータ７０が回転する。

図２において、リードブッシュ４０は、プリント基板３０に沿った平面に対して軸方向かつ上側に距離Ｌだけずらして配置されている。

上記プリント基板３０に沿った平面に対して軸方向にずれてリードブッシュ４０を配置することによって、モールド樹脂部２０内におけるプリント基板３０からリードブッシュ４０までのリード線３１の距離を長くすることができる。これにより、モールド樹脂部２０内のリードブッシュ４０とモールド樹脂との界面およびモールド樹脂とリード線３１との界面に水が浸入しても、リードブッシュ４０からプリント基板３０までの侵入経路が長くなって、水の浸入が抑制され、ステータ１０のコイル１３を結線するプリント基板３０において回路がショートするなどの不具合が発生する確率を低減できる。したがって、水侵入による不具合を防止することができる。

なお、この実施形態では、リードブッシュ４０をプリント基板３０に沿った平面に対して軸方向かつ上側に距離Ｌだけずらして配置したが、リードブッシュをプリント基板に沿った平面に対して軸方向かつ下側にずらして配置してもよい。この場合、モールド樹脂部内のリードブッシュからプリント基板までの侵入経路のうちのリードブッシュ側が上向きになって、リードブッシュとモールド樹脂との界面およびモールド樹脂と配線との界面に水が侵入しにくくなるので、水侵入による不具合を確実に防止することができる。

図３は上記モータのステータ１０側の上面図を示している。図３において、図１,図２と同一の構成部には同一参照番号を付している。また、図３では、モールド樹脂部２０は、軸部５０を囲む部分およびインシュレータ押さえピン穴２１を除いて一点鎖線で示している。

図３に示すように、インシュレータ１２の外周縁部上かつ各コイル１３の径方向外側にそれぞれインシュレータ押さえピン穴２１が配置されている。また、多角形状のプリント基板３０は、コイル１３毎に巻始めおよび巻終わりの引出線１４が接続されている。

上記モールド樹脂部２０は、複数のインシュレータ押さえピン穴２１が配置された環状の領域と、その環状の領域に囲まれかつプリント基板３０上に押さえピン穴のない領域とを有する。

図４は上記ステータ１０とプリント基板３０およびリードブッシュ４０の縦断面図を示しており、図３のIV−IV線から見た縦断面(モールド樹脂部２０を除く)である。図４において、図１,図２と同一の構成部には同一参照番号を付している。

次に、図５は上記ステータ１０とプリント基板３０およびリードブッシュ４０をモールド樹脂部２０で覆うための樹脂成形に用いる上金型１００の縦断面図を示している。

この上金型１００は、図５に示すように、下方に向かって先端が突出する複数のインシュレータ押さえピン１１０(図５では１つのみを示す)と、下方に向かって先端が突出する軸部押さえピン１２０とが取り付けられている。また、上金型１００の軸部押さえピン１２０を中心に周方向に配列され、かつ、下方に向かって先端が突出する６つの通風穴用突起１３０を設けている。

図６は上記ステータ１０とプリント基板３０およびリードブッシュ４０をモールド樹脂部２０で覆うための樹脂成形に用いる下金型２００の縦断面図を示している。図６において、２３０はエジェクタピンである。

この下金型２００は、図６に示すように、ステータ１０とプリント基板３０が収容され、モールド樹脂部２０(図１に示す)が成形されるキャビティ２１０を設けている。

また、下金型２００のキャビティ２１０の底部中央から上方に突出する円柱部２１１を設けている。この円柱部２１１の中心に、軸部５０が挿入される挿入穴２２０を設けている。

上記上金型１００と下金型２００は、金型の一例である。この金型を用いて、次の第２実施形態のようにしてモータを製造する。ステータ１０が下金型２００のキャビティ２１０内に収容されかつ複数のインシュレータ押さえピン１１０によりインシュレータ１２が押さえられた状態で、プリント基板３０よりも上方の樹脂注入口３００(図９に示す)からモールド樹脂を金型(１００,２００)内に注入する。この樹脂注入口３００において、モールド樹脂部２０に、プリント基板３０に対してコイル１３と反対の側に樹脂注入口痕が形成される。

上記構成のモータによれば、モールド樹脂部２０のプリント基板３０上に押さえピン穴を有しないので、そのような押さえピン穴からの水の侵入がなく、水侵入による不具合を防止でき、長期にわたって高い信頼性が得られる。

また、上記モールド樹脂部２０は、プリント基板３０に対してコイル１３と反対の側に樹脂注入口痕を有し、樹脂成形時にプリント基板３０に対してコイル１３と反対の側からモールド樹脂が注入されている。したがって、従来のように樹脂成形時にプリント基板３０を押さえピンで押さえ付ける代わりに、注入されるモールド樹脂の圧力によってプリント基板３０を押さえ付けて樹脂成形ができ、プリント基板３０を押さえ付ける押さえピンが不要になる。すなわち、モールド樹脂部２０のプリント基板３０上に押さえピン穴が形成されないようにすることが容易にできる。

〔第２実施形態〕
次に、この発明の第２実施形態のモータの製造方法について説明する。この第２実施形態のモータの製造方法によって製造されるモータは、第１実施形態のモータである。

まず、図４に示すステータコア１１と、そのステータコア１１にインシュレータ１２を介して巻回されたコイル１３とを有するステータ１０を組み立てる。

次に、組み立てられたステータ１０に、コイル１３を結線するプリント基板３０を取り付ける。このとき、コイル１３の引出線１４をプリント基板３０に形成された回路の接続部に接続する。

次に、図７に示すように、ステータ１０とプリント基板３０を下金型２００のキャビティ２１０内に収容する。また、プリント基板３０に沿った平面に対して軸方向かつ上側に距離Ｌだけずれるように、リードブッシュ４０を下金型２００の所定の位置に配置する。図７において、５０は軸部、２２０は挿入穴、２１１は円柱部である。

ここで、下金型２００のキャビティ２１０内のステータ１０上に、ステータ１０に各コイル１３の引出線１４(図３,図４に示す)が結線されたプリント基板３０を配置している。このプリント基板３０には、リード線３１の一端を接続しており、リード線３１の他端側をリードブッシュ４０を介して外部に引き出す。

次に、図８に示すように、下金型２００に上金型１００を合わせる。このとき、プリント基板３０の径方向外側で環状に配置された複数のインシュレータ押さえピン１１０によって、ステータ１０のインシュレータ１２をステータコア１１側に押さえ付ける。

次に、図９に示すように、ステータ１０が下金型２００のキャビティ２１０内に収容されかつ複数のインシュレータ押さえピン１１０によりインシュレータ１２が押さえられた状態で、プリント基板３０よりも上方の樹脂注入口３００からモールド樹脂を金型(１００,２００)内に注入する。この注入されるモールド樹脂によってプリント基板３０をステータコア１１側に押さえながらステータ１０を覆うモールド樹脂部２０を成形する。図９において、図８と同一の構成部には同一参照番号を付している。

次に、上金型１００を上方に移動させると同時に、複数のインシュレータ押さえピン１１０を外して、モールド樹脂部２０により覆われたステータ１０を、エジェクタピン２３０(図６に示す)により押し出して金型(１００,２００)内から取り出す。

上記第２実施形態のモータの製造方法によれば、モールド樹脂部２０のプリント基板３０上に押さえピン穴を有しないモータを製造することができるので、そのような押さえピン穴からの水の侵入がなく、水侵入による不具合を防止でき、長期にわたって高い信頼性が得られる。

この発明のモータは、空気調和機の室内ファンや室外ファンを駆動するモータに適用することで、長期にわたって高い信頼性が得られる空気調和機を実現することができる。

上記第１,第２実施形態では、プリント基板３０は、モールド樹脂部２０内のステータ１０上に配置されたモータについて説明したが、モールド樹脂部２０内のプリント基板とステータの配置は上下が逆でもよい。

なお、上記第１,第２実施形態では、リードブッシュ４０からプリント基板３０に形成された回路の接続部までのリード線３１の経路は、軸部５０の中心線を含む平面に沿って設けたが、プリント基板のリード線(配線)が接続される接続部に対して周方向にずらしてリードブッシュを配置してもよい。この場合、モールド樹脂部内のリードブッシュからプリント基板までの侵入経路が長くなって、水の浸入が抑制され、リードブッシュとモールド樹脂との界面およびモールド樹脂とリード線との界面に水が侵入しにくくなるので、水侵入による不具合を確実に防止することができる。

〔第３実施形態〕
上記第１,第２実施形態では、アウターロータ型のモータについて説明したが、この発明の第３実施形態のモータは、環状のステータの内周にロータが配置されたインナーロータ型としている。

この第３実施形態のインナーロータ型のモータにおいても、第１,第２実施形態のモータと同様の効果を有する。

この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

１０…ステータ
１１ａ…ティース
１１…ステータコア
１２…インシュレータ
１３…コイル
１４…引出線
２０…モールド樹脂部
２１…インシュレータ押さえピン穴
２２…通風穴
３０…プリント基板
３１…リード線
４０…リードブッシュ
５０…軸部
５１,５２…軸受
６０…ロータ取付部
６１…軸受ハウジング
６２…フランジ
６３…円筒部
７０…ロータ
１００…上金型
１１０…インシュレータ押さえピン
１２０…軸部押さえピン
１３０…通風穴用突起
２００…下金型
２１０…キャビティ
２１１…円柱部
２２０…挿入穴
３００…樹脂注入口

Claims (3)

1. ステータコア(１１)と、そのステータコア(１１)にインシュレータ(１２)を介して巻回されたコイル(１３)とを有するステータ(１０)と、
   上記ステータ(１０)を覆うと共に、複数のインシュレータ押さえピン穴(２１)が環状に配置されたモールド樹脂部(２０)と、
   上記モールド樹脂部(２０)内かつ上記複数のインシュレータ押さえピン穴(２１)の径方向内側に配置され、上記インシュレータ(１２)と外周部分が離間しているプリント基板(３０)と
   を備え、
   上記モールド樹脂部(２０)は、上記複数のインシュレータ押さえピン穴(２１)が配置された環状の領域と、その環状の領域に囲まれかつ上記プリント基板(３０)上に押さえピン穴のない領域とを有することを特徴とするアウターロータ型モータ。
2. 請求項１に記載のアウターロータ型モータにおいて、
   上記モールド樹脂部(２０)は、上記プリント基板(３０)に対して上記コイル(１３)と反対の側に樹脂注入口痕を有することを特徴とするアウターロータ型モータ。
3. ステータコア(１１)と、そのステータコア(１１)にインシュレータ(１２)を介して巻回されたコイル(１３)とを有するステータ(１０)を組み立てる工程と、
   上記ステータ(１０)を組み立てる工程の後、上記インシュレータ(１２)とプリント基板(３０)の外周部分とが離間した状態で、上記ステータ(１０)の上記コイル(１３)の引出し線を上記プリント基板(３０)の接続部に接続する工程と、
   上記ステータ(１０)を金型(１００,２００)内に収容し、上記ステータ(１０)の上記インシュレータ(１２)を上記ステータコア(１１)側に押さえる複数のインシュレータ押さえピン(１１０)を、上記インシュレータ(１２)と外周部分が離間している上記プリント基板(３０)の径方向外側で環状に配置する工程と、
   上記ステータ(１０)が上記金型(１００,２００)内に収容されかつ上記複数のインシュレータ押さえピン(１１０)により上記インシュレータ(１２)が押さえられた状態で、上記プリント基板(３０)よりも上方の樹脂注入口(３００)からモールド樹脂を上記金型(１００,２００)内に注入して、注入される上記モールド樹脂によって上記プリント基板(３０)を上記ステータコア(１１)側に押さえながら上記ステータ(１０)を覆う工程と、
   上記ステータ(１０)を上記モールド樹脂により覆う工程の後、上記複数のインシュレータ押さえピン(１１０)を外して、上記モールド樹脂により覆われた上記ステータ(１０)を上記金型(１００,２００)内から取り出す工程と
   を有することを特徴とするアウターロータ型モータの製造方法。