JPH11155249A - モールドモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ運転時に発生する熱により形状寸法の
変化が起きるときには、モータドライバＩＣ等各種電子
部品周辺が頑強なモールド樹脂に包まれているため、形
状寸法変化の応力が、モールド樹脂に比べ比較的弱いは
んだ付け部に集中し、形状変化の後、はんだクラックに
至って断線する可能性が高くなる。 【解決手段】 本願発明のモールドモータ１は、ステー
タ５、巻線６、及びインシュレータ７を構成要素とする
ステータ巻線組立部２と、このステータ巻線組立部２の
みを覆ったモールド樹脂４と、ステータ巻線組立部２の
少なくとも一部に固定したプリント配線板３とを備えた
構成であり、プリント配線板３にはんだ付け実装された
モータドライブＩＣ等の各種電子部品のはんだ付け部に
モールド成型時のストレスが作用せず高信頼性のモール
ドモータが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は家電用もしくは、空
調用各種機器に用いられるモールドモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モールドモータは、特開平８−２
８０１６０号公報に記載されたものが知られている。図
５，図６は従来のモールドモータの構造を示す平面図及
び側面図である。

【０００３】図５に示す従来のモールドモータ１１０
は、モールド樹脂による一体成型（以後の説明では、モ
ールド成型と称す）前の構成を示す図で、ステータ１１
２の上面にモータドライバＩＣ１２２を実装したプリン
ト配線板１２０を配し、プリント配線板１２０のＩＣ１
２２をステータ１１２の鉄心１１４の外周部に設けた挿
入溝１２４に取り付けたものである。ステータ１１２に
は巻線１１６が施してあり、巻線端は、プリント配線板
１２０のＡ部にて巻き付けた上、はんだ付けすることに
より、プリント配線板１２０と巻線１１６は、電気的接
続を行うよう構成している。

【０００４】図６は、従来のモールドモータのモールド
成型後の側面図であり、モールド樹脂１３０により、巻
線１１６を施し、プリント配線板１２０を上面に配した
ステータ全体をモールド成型したものである。モールド
樹脂には、樹脂成形温度が熱可塑性樹脂に比べて比較的
低くプリント配線板に実装するモータドライバＩＣを含
めた各種電子部品へのダメージが少ない、不飽和ポリエ
ステルに代表される熱硬化性樹脂が広く一般に使用され
ている。

【０００５】このようにステータや巻線等をモールド成
型することで、ステータに発生する鉄や、巻線に発生す
る銅損による熱をモールド樹脂に拡散して、ステータや
巻線の温度上昇を抑制できる優れた効果から、モールド
モータは、家電用機器等に広く使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のモールドモータにおいては、モータドライバＩＣ等
各種電子部品をはんだ付け実装したプリント配線板を含
めてモールド成型するため、種々の課題が発生してい
る。

【０００７】第一の課題は、プリント配線板上のドライ
バＩＣ等各種電子部品のはんだ付け部に対する影響であ
る。はんだ付けのトラブルの一つとして、「はんだクラ
ック」が良く知られており、その要因がはんだ付け部へ
の応力集中であることも周知の事実である。モールドモ
ータに使用されるモールド樹脂は、モータの構造物を成
すものであり、当然頑強で硬いことが要求される。しか
しながら、モールド成型時の熱や成型圧力により、少な
からずモールド成型されたプリント配線板のはんだ付け
部には応力が作用し、成型後の冷熱時にも応力の残存が
ある。

【０００８】また、プリント配線板に使用される部品と
してモータドライバＩＣやトランジスタ、電力抵抗のよ
うな発熱部品であれば、モータ運転時に発生する熱によ
り形状寸法の変化が起きるときには、モータドライバＩ
Ｃ等各種電子部品周辺が頑強なモールド樹脂に包まれて
いるため、形状寸法変化の応力が、モールド樹脂に比べ
比較的弱いはんだ付け部に集中し、形状変化の後、はん
だクラックに至って断線する可能性が高くなる。

【０００９】このようなはんだクラックのトラブルを防
ぐためにはモールド成型するプリント配線板の基材を、
紙フェノール材から、エポキシ材やコンポジット材等高
価なものを使用したり、はんだランドを大きくしてはん
だ量を多くする等が必要である。

【００１０】第二の課題は、モールド成型されるプリン
ト配線板に使用する電子部品として、アルミ電解コンデ
ンサを自由に選択できないということである。アルミ電
解コンデンサは、構造上電解液がコンデンサの電極付近
から徐々にわずかに蒸発してガスとなってコンデンサ外
部へ漏れて大気に拡散することは周知の事実である。ア
ルミ電解コンデンサがモールド成型されると、漏れ出た
ガスは大気には拡散せず、コンデンサ電極付近に滞留す
ることになる。コンデンサから漏れ出たガスには導電性
が在るため、結果的にコンデンサの電極間が短絡する故
障を生じる危険性がある。これの対策としては、アルミ
電解コンデンサの封止方法を樹脂封止等特殊なものにす
る必要があり、高価になる。

【００１１】第三の課題は、最近特に強く求められてい
るリサイクル性である。モールドモータは、当然工業製
品であり、時代の趨勢から高いリサイクル性が、その他
の製品同様要望されてきている。

【００１２】プリント基板までもモールド成型する場
合、モールド成型時の電子部品へのダメージを考慮する
と、例えばモータドライバＩＣの場合、保存周囲温度の
保証最大温度が１５０℃のため、成型温度が約１５０℃
である比較的温度の低い熱硬化性樹脂を用いる以外にな
い。しかしながら、熱硬化性樹脂は、硬化時の高温下で
は流動するものの、その時の架橋反応により硬化した後
は加熱しても流動化しない。このためリサイクル処理時
には、粉砕後、分別処理して資源を回収する以外にな
い。しかしながら、各種電子部品が実装されたプリント
配線板がモールド樹脂に含まれているため、金属材料を
除いた樹脂材料の分別とリサイクルは困難であり、モー
ルドモータのリサイクル率を低下させる大きな要因とな
っている。

【００１３】その他にも、この従来のモールドモータに
おいては、ステータに施した巻線とプリント配線板との
接続においては、工数が大となるという課題がある。

【００１４】図７は、図６のＡ部の拡大図であるが、図
に示す通り、プリント配線板の張り出し部に巻線１１６
を巻き付けてはんだ付けしているが、巻線を巻き付ける
作業に時間を要し、また巻線１１６の巻き付けとその後
のはんだ付け作業を自動化するには、特別の装置を要す
ることは言うまでもない。

【００１５】従来のモールドモータにおいては、これら
の課題解決が強く求められている。本発明は、モータド
ライバＩＣ等各種電子部品をはんだ付け実装したプリン
ト配線板をモールド成型しないことにより、先の第一、
第二、第三の課題を解決するだけでなく、モールド成型
されたステータ巻線組立へのプリント配線板の取り付け
構造に配慮し、かつステータ巻線組立とプリント配線板
との電気的接続に工夫を凝らして、相互の電気的接続を
容易ならしめたモールドモータを提供することを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願発明のモールドモー
タは、ステータ、巻線、及びインシュレータを構成要素
とするステータ巻線組立部と、このステータ巻線組立部
のみを覆ったモールド樹脂部と、前記ステータ巻線組立
部の少なくとも一部に固定したプリント配線板とを備え
た構成であり、プリント配線板にはんだ付け実装された
モータドライブＩＣ等の各種電子部品のはんだ付け部に
モールド成型時のストレスが作用せず高信頼性のモール
ドモータが得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本願発明は、ステータ、巻線、及
びインシュレータを構成要素とするステータ巻線組立部
と、このステータ巻線組立部のみを覆ったモールド樹脂
部と、前記ステータ巻線組立部の少なくとも一部に固定
したプリント配線板とを備えたモールドモータであり、
プリント配線板の電子部品のはんだ付け部にモールド成
型時のストレスが作用せず高信頼性であること、またプ
リント配線板を紙フェノール材等安価な材料が使用可能
であること、電子部品がモールド樹脂で包まれることが
ないので、安価なアルミ電解コンデンサをプリント配線
板に使用可能であること、プリント配線板をモールド樹
脂で一体成型することをしないので、分解しやすくリサ
イクル性が優れるという作用を有する。

【００１８】また、インシュレータの一部が突出してＰ
ＩＮとなすステータ組立部を、前記ＰＩＮが露出するよ
うにモールド樹脂部で覆い、前記ＰＩＮにプリント基板
を固定することにより前記ステータ組立部とプリント配
線板とを固定するとよい。

【００１９】更に、インシュレータは熱可塑性樹脂で成
型されており、プリント配線板に予め設けた取付け穴
に、ＰＩＮを挿入し、このＰＩＮを熱溶着することで、
プリント配線板をステータ組立部に固定すると、プリン
ト配線板の固定を確実かつ簡単に行える。

【００２０】更に、ステータ巻線組立部に巻線端を接続
した導電性ＰＩＮを設け、この導電性ＰＩＮが露出する
ように前記ステータ巻線組立部をモールド樹脂部で覆
い、前記導電性ＰＩＮにプリント配線板を固定すること
により前記ステータ組立部とプリント配線板とを固定
し、且つ巻線と前記プリント配線板との電気接続を行う
ことで、モールド成型されたステータ巻線組立とプリン
ト配線板とを電気的に接続することが極めて容易にな
る。

【００２１】更に、モールド樹脂部に、熱硬化性樹脂を
使用することにより、成型時にステータや巻線等に熱的
ダメージが少なく信頼性が高い。

【００２２】更に、モールド樹脂部に、熱可塑性樹脂を
使用することにより、熱硬化性樹脂に比べ成型時間が早
く、モールドモータの生産性が高くなるだけでなく、加
熱すれば流動するため、モールドモータの成型樹脂のリ
サイクルが容易になる。

【００２３】また、プリント基板にモータドライバＩＣ
を実装したモールドモータに用いることが適している。

【００２４】

【実施例】図１は本実施例のモールドモータを示し、２
はステータ巻線組立部であり、ステータ５にインシュレ
ータ７を設けて巻線６を施している。ステータ巻線組立
部２は、モールド樹脂４により一体成型されてモールド
モータの一構造体をなす。８はロータであり、シャフト
１０にマグネット９が一体化され、軸受１１が前記シャ
フト１０の両端に設けられる。モールド成型されたステ
ータ巻線組立２に、図１に示すように、ロータ８を納
め、上面にモータドライバＩＣ２０、電解コンデンサ２
１等各種電子部品がはんだ付け実装されたプリント配線
板３を配したのち、ブラケット１２を取り付けてモール
ドモータ１は完成する。モータドライバＩＣ２０、電解
コンデンサ２１以外の電子部品は図示せず。

【００２５】図１において、モールドモータ１は、モー
タドライバＩＣ２０、電解コンデンサ２１をはんだ付け
実装したプリント配線板３をモールド成型しないことに
より、前記モールドモータ１は、ステータ巻線組立部
２、プリント配線板３、ロータ８、ブラケット１２の各
構成要素に容易に分解可能になる作用を有し、モールド
成型されたステータ巻線組立部２に、図１に示すよう
に、前記ロータ８及びプリント配線板３をモールド成型
されたステータ巻線組立部２に納めた後、前記モールド
成型後のステータ巻線組立部２の上面に取り付ける構成
としている。なお、プリント配線板３は上面に限らず、
下面に取付けてもよい。

【００２６】モールドモータ１を分解する際には、ブラ
ケット１２を取り外せば、プリント配線板３、ロータ８
を直ちに取り出せる構造のため、分解は極めて容易であ
る。

【００２７】プリント配線板３とステータ組立部２との
接続の詳細を以下に示す。図２及び図３は、図１のＢ部
の拡大図であり、ステータ巻線組立部２の構成要素であ
るインシュレータ７に取り付けＰＩＮ１３を予め設け、
ステータ巻線組立部２のモールド成型時には、前記取り
付けＰＩＮがモールド樹脂から露出するようにモールド
成型を行い、プリント配線板３の取り付けに際しては、
前記プリント配線板３に、予め設けた取り付け穴１４に
前記取り付けＰＩＮ１３を挿入して、取り付け穴１４か
ら突出した取り付けＰＩＮ１３の先端部を加熱して、図
３に示すよう偏平に変形させることにより、簡単にプリ
ント配線板３をステータ巻線組立部２に固定できる。イ
ンシュレータ７には、熱可塑性樹脂を用いることがよ
い。また、自動機械により加熱作業をさせることで、組
立作業の合理化にも適している。

【００２８】図４は、図１のＣ部の拡大図であり、ステ
ータ巻線組立２の構成要素であるインシュレータ７に、
巻線４が接続された巻線端子ＰＩＮ１５を予め設け、ス
テータ巻線組立２のモールド成型時には、前記巻線端子
ＰＩＮ１５がモールド樹脂４から露出するようにモール
ド成型を行い、プリント配線板３の取り付けに際して
は、前記プリント配線板３に、予め設けた接続穴１９に
前記巻線端子ＰＩＮ１５を挿入して、接続穴１９から突
出した巻線端子ＰＩＮ１５の先端部とプリント配線板３
の接続穴１９の周囲のランド１８とはんだ１７にてはん
だ付けすることにより、プリント配線板３と巻線６の電
気的接続が極めて容易に行える。なお、取付けＰＩＮは
導電性を有し、取付けＰＩＮ１３の上方から押される力
がインシュレータ７で保持できるよう、取付けＰＩＮ１
３をインシュレータ７に乗せた状態で、モールドしてい
る。

【００２９】また、はんだ付けに自動はんだ機を用いる
ことで、はんだ付け作業の合理化も可能である。巻線４
と巻線端子ＰＩＮ１５との接続は、図中では、巻線の端
をＰＩＮにかしめることで、接続しているが、はんだ付
けで行ってもよい。

【００３０】なお、以上各実施例の説明では、モールド
樹脂４の材料について明記しなかったが、プリント配線
板をモールド成型しないことにより、プリント配線板に
はんだ付け実装されたモータドライバＩＣ等の各種電子
部品による温度制約が無く、成型温度が比較的低い熱硬
化性樹脂だけでなく、成型温度が高い熱可塑性樹脂でも
使用可能である。熱硬化性樹脂もしくは熱可塑性樹脂の
いずれでも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本願請求項１、２記載の発
明によれば、巻線に発生する銅損、ステータに発生する
鉄損をモールド樹脂に拡散してステータ巻線組立の温度
上昇を抑制する効果と、合わせてプリント配線板の電子
部品のはんだ付け部にモールド成型時のストレスが作用
せず高信頼性であること、またプリント配線板を紙フェ
ノール材等安価な材料が使用可能であること、電子部品
がモールド樹脂で包まれることがないので、安価なアル
ミ電解コンデンサをプリント配線板に使用可能であるこ
と、またプリント配線板をモールド樹脂で包むことをし
ないので、モールドモータを、ブラケット、プリント配
線板、ロータ、ステータ組立の４つに直ちに分解できて
リサイクル性が優れるという効果が得られる。更に、プ
リント配線板をモールド成型しないことにより、モータ
ドライバＩＣ等各種電子部品による温度制約が無く、成
型温度が比較的低い熱硬化性樹脂だけでなく、成型温度
が高い熱可塑性樹脂でも使用可能である。熱硬化性樹脂
もしくは熱可塑性樹脂のいずれでも可能になる。

【００３２】また、本発明の請求項３によれば、プリン
ト配線板を、モールド成型されたステータ巻線組立に容
易に取り付け、固定できる効果を有し、プリント配線板
をステータ巻線組立に取り付け、固定する作業の自動化
も可能にする効果が得られる。

【００３３】また、本発明の請求項４によれば、プリン
ト配線板とステータ巻線組立の巻線との電気的接続の作
業を容易にするもので、電気的接続時に自動はんだ機を
用いることで、はんだ付け作業の合理化も可能になる効
果が得られる。

【００３４】また、本願請求項６記載の発明は、熱可塑
性樹脂の場合、成型に要する時間は、熱硬化性樹脂に比
べ極めて早い特徴を有し、工数の削減に貢献できるだけ
でなく、加熱により再び流動化する性質から樹脂自体が
リサイクル性に優れる特徴を有する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のモールドモータの断面図

【図２】同モールドモータのプリント配線板取り付け構
造を示す図

【図３】同モールドモータのプリント配線板固定構造を
示す図

【図４】同モールドモータのプリント配線板と巻線との
電気的接続構造を示す図

【図５】従来のモールドモータの構造を示す平面図

【図６】従来のモールドモータの構造を示す側面図

【図７】従来のモールドモータのプリント配線板と巻線
との電気的接続構造を示す図

【符号の説明】

１ モールドモータ ２ ステータ巻線組立部 ３ プリント配線板 ４ モールド樹脂 ５ ステータ ６ 巻線 ７ インシュレータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステータ、巻線、及びインシュレータを構
   成要素とするステータ巻線組立部と、このステータ巻線
   組立部のみを覆ったモールド樹脂部と、前記ステータ巻
   線組立部の少なくとも一部に固定したプリント配線板と
   を備えたモールドモータ。
2. 【請求項２】インシュレータの一部が突出してＰＩＮと
   なすステータ組立部を、前記ＰＩＮが露出するようにモ
   ールド樹脂部で覆い、前記ＰＩＮにプリント基板を固定
   することにより前記ステータ組立部とプリント配線板と
   を固定した請求項１記載のモールドモータ。
3. 【請求項３】インシュレータは熱可塑性樹脂で成型され
   ており、プリント配線板に予め設けた取付け穴に、ＰＩ
   Ｎを挿入し、このＰＩＮを熱溶着することで、プリント
   配線板をステータ組立部に固定した請求項２記載のモー
   ルドモータ。
4. 【請求項４】ステータ巻線組立部に巻線端を接続した導
   電性ＰＩＮを設け、この導電性ＰＩＮが露出するように
   前記ステータ巻線組立部をモールド樹脂部で覆い、前記
   導電性ＰＩＮにプリント配線板を固定することにより前
   記ステータ組立部とプリント配線板とを固定し、且つ巻
   線と前記プリント配線板との電気接続を行った請求項１
   記載のモールドモータ。
5. 【請求項５】モールド樹脂部に、熱硬化性樹脂を使用し
   た請求項１記載のモールドモータ。
6. 【請求項６】モールド樹脂部に、熱可塑性樹脂を使用し
   た請求項１記載のモールドモータ。
7. 【請求項７】プリント基板にモータドライバＩＣを実装
   した請求項１記載のモールドモータ。