JPH0690553A - アウタロータ形ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】悪環境に耐え、信頼性、安全性が高く、構造が
コンパクトで組立生産性に優れたアウタロータ形ブラシ
レスモータの提供。 【構成】ステータコア1の溝絶縁と、制御基板2の支持用
支柱とを、第一の材料により一括モールド形成する。巻
線を施したステータと、ロータ位置検出センサや速度制
御ＩＣ等を実装した制御基板2とを、上記支柱を介しス
テータに取り付けて第二の材料3により一体にモールド
する。上記第二材料モールド品3は、マグネット53を有
するロータ5と対向しながら軸方向に相い合わさる２つ
の鋼板製のハウジング4,6内に収納する。上記２つのハ
ウジング4,6は、ロータ5回転のための軸受55,56をそれ
ぞれ支持する。上記第二材料モールド品3は、その外径
部において上記２つのハウジング4,6と嵌合し、内径側
は軸受56を通過させ得る大きさとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アウタロータ形ブラシ
レスモータに係り、特に、空気調和機の室外機等に用い
て好適なブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭用エアコン等の空気調和機に
あっては、圧縮機の能力を制御することが多くなってき
ている。

【０００３】その場合、空気調和機における熱交換器へ
の送風量を幅広く制御することが重要であり、フアン駆
動用モータとしては、従来から使用されてきたインダク
ションモータに代って、速度を制御し易いブラシレスモ
ータを採用する方向にある。

【０００４】ブラシレスモータのなかでも、特開昭５６
ー１４８１６５号公報に開示されているようなアウタロ
ータ形のものは、慣性が大きく、電力密度を高くとれる
等の利点があるので、空気調和機への利用に適してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】空気調和機の室外ユニ
ットにあっては、特開昭６０ー８２０３８号公報に例示
のごとく、悪環境に対する防水や湿度対策、さらには塵
挨浸入の防止、難燃性の向上等が必要であるが、上記特
開昭５６ー１４８１６５号公報に開示されているアウタ
ロータ形ブラシレスモータの構造では、これらの問題に
対応できない不具合があった。

【０００６】本発明は、悪環境に耐え、信頼性、安全性
が高く、構造がコンパクトで組立生産性に優れたアウタ
ロータ形ブラシレスモータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ステータコアの溝絶縁と
制御基板支持用の支柱とを、第一の材料により一括モー
ルド形成する。

【０００８】巻線を施したステータと、ロータ位置検出
センサや速度制御ＩＣ等を実装した制御基板とを、上記
支柱を介しステータに取り付けて第二の材料により一体
にモールドする。

【０００９】上記第二材料モールド品は、マグネットを
有するロータと対向しながら軸方向に相い合わさる２つ
の鋼板製のハウジング内に収納する。

【００１０】上記２つのハウジングは、ロータ回転のた
めの軸受をそれぞれ支持する。

【００１１】上記第二材料モールド品は、その外径部に
おいて上記２つのハウジングと嵌合し、内径側は上記軸
受を通過させ得る大きさとする。

【００１２】なお、ハウジングは、軸水平に設置時に下
方にくる位置にドレン抜きの孔を設けるとよい。

【００１３】また、外部との電気接続のためのコネクタ
を、第二材料モールド部で下方にくる位置に部分開口し
た位置の制御基板上に設けるとよい。

【００１４】

【作用】ステータコアの溝絶縁と制御基板支持用の支柱
とを、第一の材料により一括モールド形成し、制御回路
を内蔵することにより、構造をコンパクトに構成でき、
また制御基板は、ステータコア側の基板支持用支柱によ
り支持されているため、第二材料モールド品の成形に際
し、樹脂射出時の圧力によって制御基板の取付位置が動
き、口出し線が断線するといった不具合を無くすことが
できる。

【００１５】また、ステータと制御基板とを第二の材料
により一体にモールドし、さらに第二材料モールド品は
これを、軸方向に相い合わさる２つの鋼板製のハウジン
グ内に収納することにより、水分や湿度、塵挨浸入の多
い悪環境に耐え、かつ難燃性を向上させることができ
る。

【００１６】なお、ハウジングには、このハウジングを
軸水平に設置時に下方にくる位置にドレン抜きの孔を設
けておけば、たとえハウジング内に浸入水分や結露水分
が一時的に存在する場合であっても、これらの水分を上
記ドレン抜きの孔からモータ外に滴下する。

【００１７】一方、上記第二材料モールド品は、その外
径部において上記２つのハウジングと嵌合することによ
り、ロータ出力軸の芯出し、ひいてはモータの組立性を
向上させることができる。

【００１８】これに加えて、第二材料モールド品の内径
側はこれを、ロータ回転のための軸受を通過させ得る大
きさとしたことにより、片方のハウジングに第二材料モ
ールド品を組み込んだ後、予め軸受を組み込んだロータ
をその中に組み込み、そしてもう片方のハウジングを組
み込んでモータの組立を完了させる場合、その一連の作
業を全て同一方向からおこなうことができ、これまたモ
ータの組立性を向上させることができる。

【００１９】なお、外部との電気接続のためのコネクタ
を制御基板上に設けておけば、モータ組立時に邪魔とな
る外部接続線が無くなるので、この点でもモータの組立
性が損なわれる不具合を無くすことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１〜図６の組
立図と部分組立図、および主要部品の断面図等を用いて
説明する。

【００２１】図２により、コア溝絶縁と制御基板の支柱
とを第一の材料により一括モールド成形したステータコ
ア1の構成を説明する。

【００２２】ステータコア1は、それぞれ１２個の歯先
端部11と歯首部12および溝14aを有する。

【００２３】そして、後の図４で示す巻線31の収納と絶
縁、さらに後の図３で示す制御基板2の取付のため、歯
先端部11の内側近辺に巻線収納壁15b，15c、内径開口部
の外側に巻線収納壁15a,15d、溝14aのコア面に溝絶縁17
a,17b,17c、コアの両面に歯首部12を含む側面絶縁13a,1
3b、さらには歯首部12の内径側に３個の基板支柱16aを
有し、これらはナイロン等の絶縁性の熱可塑性樹脂で一
括してモールド形成されている。

【００２４】しかし、ステータコア1の外径面80、外径
側面81a,81b、内径面82、内径側面83a,83bは、本モール
ドや第二モールドの型の押えとするため、さらにはモー
タ組立後の磁気空隙を最小にするため、モールド無しと
している。

【００２５】巻線31は、溝開口部14bから溝14aに導き、
歯首部12に必要ターン数を巻く形で１２歯分の巻回をお
こない、三相モータとしての周知の接続をおこなう。

【００２６】制御基板支持用支柱16aの先端部には、制
御基板2に嵌合する段付きの小径部16bを有する。

【００２７】また、内径開口部18の一部には、後工程の
第二材料モールド時の型組込位置決め用の角度位置決め
切欠き19を有する。

【００２８】図３により、位置検出センサや速度制御Ｉ
Ｃ等を実装した制御基板2の構成を説明する。

【００２９】制御基板2には、センサ取付部23a,23b,23c
に3個の位置検出のセンサ24を、また外径側に向けて外
部接続用のコネクタ25を、さらに他に図示していない速
度制御ＩＣ等の電子部品を周知のリード挿入、半田付け
等の方法で実装している。

【００３０】位置検出のセンサ24は、後述する図６にお
けるロータ5のマグネット53と径方向で小さな空隙を介
し対向して、ロータ5の回転位置を検出し、図示してい
ない制御ＩＣに信号を送り、周知のブラシレスモータと
しての通電相切替制御の動作に貢献する。

【００３１】位置検出センサ24は、径方向で巻線収納壁
15cとステータコア1の外径面80の間に位置する。このよ
うにすることにより、後述する図６において、ロータ5
のマグネット53の軸方向長さの拡大の必要性を減らすと
共に、ステータコア1の歯先端部11に対する角度位置の
設定自由度を確保しており、通電相切替の角度の進み、
遅れを最適に設定できるようにしてある。

【００３２】コネクタ25は、金属製のコンタクト28(本
図では６ピンの例を示す)を有し、図示していない相手
方のコンタクトとは、プラスチック製のケース26内で結
合、離脱をおこなう。

【００３３】ケース26は底面に突起27を有し、基板2の
図示していない貫通孔に嵌合して基板2の裏面まで突出
しながらコネクタ25の基板2への取付を確実化してい
る。

【００３４】また、コネクタ25と基板2の間には、シリ
コンゴム等の耐熱性を有する弾性材29を挟持している。
その目的は、後述する図５の第二材料モールド時、コネ
クタ部をモールド無しの開口部とするため、図示してい
ないモールド型の一部を弾性的に受けるためである。な
お、基板2の裏面に突出した突起部27もモールド無しの
開口とする。コネクタ部を開口する目的は、モールドに
よるコンタクトの電気接続信頼性の低下を避けるためで
ある。

【００３５】制御基板2は、下記の手順で図４に示すよ
うな巻線31をおこなった後のステータコア1と組み合わ
せ、符号3で示す第二の材料により一体モールドをおこ
なう。

【００３６】すなわち、制御基板2は、まず規定の位置
関係で、開口21の支柱嵌合部22a,22b,22cの部分を、巻
線31を巻回した後のステータコア1、さらに詳しくは基
板支持用支柱16aの先端に位置する段付き小径部16bに嵌
合させ、巻線31の必要端部を、基板2上の図示していな
い規定の位置に電気的に接続して組み立てる。

【００３７】その後、たとえばポリエステルの混合物か
らなる熱硬化性樹脂等の第二の材料3により一体モール
ド3をおこなう。

【００３８】ステータコア1の外径面80、外径側面81a、
内径面82、内径側面83aは、第一材料モールドや第二材
料モールドの型の押え、さらにはモータ組立後の磁気空
隙を最小にするため、モールド無しとしている。

【００３９】なお、この時、コネクタ25の部分は開口部
34として、モールドの存在を避けている。基板2の裏面
に突出した突起部27もモールド無しの開口27としてい
る。そして、開口部34は、モータを軸水平に設置時に下
方にくる位置に形成する。

【００４０】モールド3の最大外径部は、ハウジング4,6
と嵌合するものであるが、ハウジング4と嵌合するとき
の軸方向および径方向の位置決め、および回転止めのた
め、部分的に溝32a,32b,32c,32d,33を有し、ハウジング
4の突起47a,47b,47c,47d,46と対向して組み立てる。モ
ールド時におけるこれらの位置関係の確保は、図２に示
すステータコア1の角度位置決め切欠き19を基準にして
おこなう。

【００４１】反出力軸側のハウジング4の筒部42にモー
ルド3を組み込むに際しては、モールド3の最大外径部の
溝32a,32b,32c,32d,33がハウジング4の４個の突起47と
１個の突起46と対向して嵌合するように、図５の形で組
み立る。

【００４２】ハウジング4は、内径の中心部に軸受支持
部41を有し、図６に示すロータ5の軸受56の外径と嵌合
して支持する。

【００４３】また、ハウジング4は、フランジ面49を有
し、さらに出力軸側のハウジング5と結合するための４
個のネジ孔43、および出力軸側のハウジング6と結合
後、図示していない防振ゴムを介在させながら空気調和
機ユニットに取り付けるための４個の取付足部44を有す
る。

【００４４】ハウジング4の筒部42には、モータを軸水
平に設置時に下方にくる位置で、しかも基板2のコネク
タ25に対応する位置に開口部48を有し、外部との電気接
続のための、図示していない相手方のコネクタの挿入を
可能としている。

【００４５】また、筒部42には、開口部48の近辺にドレ
ン抜き孔45を有しており、モータを軸水平に設置時にこ
のドレン抜き孔45が最下方位置にくるよう、空気調和機
ユニットに取り付ける。

【００４６】図６に示すロータ5は、外径側の筒部51の
内方に４極に着磁した円環状のマグネット53を接着ある
いは一体モールドしており、中心の内径側には、出力軸
54との軸結合部52を有する。

【００４７】そして、軸結合部52を挾んで軸受55,56を
組み込む。

【００４８】また、軸端部には、フアン取付部57を有す
る。

【００４９】このように、既述した部品、部分組立品を
図１のように組み立て、モータを構成する。

【００５０】すなわち、ロータ5の軸受56がモールド品3
のステータコア1の内径開口部18を貫通し、反出力軸側
のハウジング4の軸受支持部41に嵌合するように組む。

【００５１】次に、ロータ5の軸受55が出力軸側のハウ
ジング5の軸受支持部61に嵌合するように組む。

【００５２】なお、この時、出力軸54の先端に位置する
フアン取付部57は、ハウジング6の内径側に位置する開
口63を貫通し、また第二材料のモールド品3の外径部
は、ハウジング6の筒部62に規定の角度位置で嵌合す
る。

【００５３】ハウジング6は、ハウジング4と同様にフラ
ンジ面65を有し、この面を基準にハウジング4と殆ど鏡
映複写に近い形状としている。

【００５４】そして、フランジ面65と先に説明したフラ
ンジ面49とが対向し、ハウジング4の４個のネジ孔43と
４個の取付足部44とは、出力軸側のハウジング6の対応
部と対向する。

【００５５】そして、ハウジング6のドレン抜き孔64
は、先に説明したハウジング4のドレン抜き孔64と同
様、下方に位置している。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、ステータコアの溝絶縁
と制御基板支持用の支柱とを、第一の材料により一括モ
ールド形成し、制御回路を内蔵することにより、構造を
コンパクトに構成でき、また制御基板は、ステータコア
側の基板支持用支柱により支持されているため、第二材
料モールド品の成形に際し、樹脂射出時の圧力によって
制御基板の取付位置が動き、口出し線が断線するといっ
た不具合を無くすことができる。

【００５７】また、ステータと制御基板とを第二の材料
により一体にモールドし、さらに第二材料モールド品は
これを、軸方向に相い合わさる２つの鋼板製のハウジン
グ内に収納することにより、水分や湿度、塵挨浸入の多
い悪環境に耐え、かつ難燃性を向上させることができ
る。

【００５８】なお、ハウジングには、このハウジングを
軸水平に設置時に下方にくる位置にドレン抜きの孔を設
けておけば、たとえハウジング内に浸入水分や結露水分
が一時的に存在する場合であっても、これらの水分を上
記ドレン抜きの孔からモータ外に滴下する。

【００５９】一方、上記第二材料モールド品は、その外
径部において上記２つのハウジングと嵌合することによ
り、ロータ出力軸の芯出し、ひいてはモータの組立性を
向上させることができる。

【００６０】これに加えて、第二材料モールド品の内径
側はこれを、ロータ回転のための軸受を通過させ得る大
きさとしたことにより、片方のハウジングに第二材料モ
ールド品を組み込んだ後、予め軸受を組み込んだロータ
をその中に組み込み、そしてもう片方のハウジングを組
み込んでモータの組立を完了させる場合、その一連の作
業を全て同一方向からおこなうことができ、これまたモ
ータの組立性を向上させることができる。

【００６１】なお、外部との電気接続のためのコネクタ
を制御基板上に設けておけば、モータ組立時に邪魔とな
る外部接続線が無くなるので、この点でもモータの組立
性が損なわれる不具合を無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】モータ組立の断面図である。

【図２】コア溝絶縁と制御基板の支柱とを第一の材料に
より一括モールド成形したステータコアを示し、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）は断面図(断面AB)である。

【図３】位置検出センサや速度制御ＩＣ等を実装した制
御基板を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図(断面C
D)である。

【図４】巻線後のステータと位置検出センサや速度制御
ＩＣ等を実装した制御基板とを第二の材料により一体に
モールドした図を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面
図(断面EF)、（Ｃ）は（Ｂ）をＰ方向から見た図であ
る。

【図５】左右一対からなるハウジングのうち、片方のハ
ウジングに第二材料モールド品を組み込んだ図を示し、
（Ｂ）は正面図、（Ａ）は断面図(断面GHIJKLMNOP)、
（Ｃ）は（Ｂ）をＱ方向から見た図である。

【図６】軸受を組み込んだロータを示す図である。

【符号の説明】

1…ステータコア、2…制御基板、3…第二材料モールド
品、4…反出力軸側ハウジング、5…ロータ、6…出力軸
側ハウジング、31…ステータ巻線、24…センサ、62…マ
グネット。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステータコアの溝絶縁と制御基板支持用の
   支柱とを、第一の材料により一括モールド形成すると共
   に、巻線を施したステータと、ロータ位置検出センサや
   速度制御ＩＣ等を実装した制御基板とを、上記支柱を介
   しステータに取り付けて第二の材料により一体にモール
   ドし、さらに上記第二材料モールド品は、マグネットを
   有するロータと対向しながら軸方向に相い合わさる２つ
   の鋼板製のハウジング内に収納し、かつ上記２つのハウ
   ジングは、ロータ回転のための軸受をそれぞれ支持する
   ことに加えて、さらに上記第二材料モールド品は、その
   外径部において上記２つのハウジングと嵌合し、内径側
   は上記軸受を通過させ得る大きさとしたことを特徴とす
   るアウタロータ形ブラシレスモータ。
2. 【請求項２】請求項１において、ハウジングは、軸水平
   に設置時に下方にくる位置にドレン抜き孔を有し、また
   外部との電気接続のためのコネクタを、第二材料モール
   ド部で下方にくる位置に部分開口した位置の制御基板上
   に有するアウタロータ形ブラシレスモータ。
3. 【請求項３】請求項１または２において、位置検出セン
   サは、径方向で巻線収納壁とステータコアの外径面との
   間に位置するアウタロータ形ブラシレスモータ。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、第二材
   料モールドの外径部はハウジングと嵌合し、そのときの
   軸方向と径方向の位置決めおよび回転止めのため、外径
   部に部分的に溝を有し、ハウジングの筒部内径側の突起
   と対向して組み立てたアウタロータ形ブラシレスモー
   タ。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、ステー
   タコアの外径面、外径側面、内径面、内径側面は、その
   全部あるいは一部を、第一材料モールドや第二材料モー
   ルドの型の押え、さらにはモータ組立後の磁気空隙を最
   小にするため、モールド無しとしたアウタロータ形ブラ
   シレスモータ。
6. 【請求項６】請求項１において、ステータコアの内径開
   口部の一部に、第二材料モールド時の型組込位置決め用
   の角度位置決め切欠きを有するアウタロータ形ブラシレ
   スモータ。
7. 【請求項７】請求項２において、コネクタは金属製のコ
   ンタクトを有し、相手方のコンタクトとはプラスチック
   製のケース内で結合、離脱を行い、またケースは底面に
   突起を有し、基板の貫通孔に嵌合すると共にその基板の
   裏面まで突出して、コネクタの基板への取付をおこな
   い、かつコネクタと基板との間には、シリコンゴム等の
   耐熱性を有する弾性材を挟持するアウタロータ形ブラシ
   レスモータ。