JPWO2014155978A1 - 電動機 - Google Patents

Abstract

電動機（１）はモールド固定子（２）と、回転子（３）とを備えている。モールド固定子（２）は、電機子巻線（４）を巻いた固定子鉄心（５）と、複数の電子部品を実装したプリント基板（８）とを有している。回転子（３）は回転軸（３ａ）を中心に回転し、固定子鉄心（５）に対向して軸受（１９）に保持されている。そしてプリント基板（８）が一対のカバー（９ａ、９ｂ）により覆われた後に、固定子鉄心（５）とプリント基板（８）とが樹脂により一体成形されてモールド固定子（２）となる。

Description

本発明は、電動機に関する。

近年、換気送風機に利用される送風装置では、電動機を駆動する電子回路の小サイズ化、長寿命化が求められている。またこのような送風装置では、電動機を駆動する電子回路が電動機内部に取り込まれていた（例えば特許文献１参照）。

以下、従来の電動機について図８を参照しながら説明する。図８は、従来の電動機の断面図である。図８に示すように電動機１０１のモールド固定子１０２は、巻線１０３が巻かれた固定子鉄心１０４と、駆動回路などを搭載した電子回路１０５とが熱硬化性の樹脂１０６により一体的にモールドされ、形成されている。回転子１０７は、モールド固定子１０２に対向して軸受１０８において回転可能に保持されている。

特開２００６−１４４７８号公報

しかしながらこのような従来の電動機１０１では、電子回路１０５が一体的にモールドされる構造である。そのため、電子回路１０５上の電子部品にモールド樹脂による圧力がかかり、電子部品の破壊、および変形による動作不良等に繋がるという課題が発生していた。また、モールド樹脂の圧力低減のためのモールド成形条件の微妙なコントロール、および量産ばらつきの抑制等が必要になっていた。

そこで本発明の電動機はモールド固定子と、回転子とを備えている。モールド固定子は、電機子巻線を巻装した固定子鉄心と、複数の電子部品を実装したプリント基板とを有している。回転子は回転軸を中心に回転し、固定子鉄心に対向して軸受に保持されている。そしてプリント基板が一対のカバーにより覆われた後に、固定子鉄心とプリント基板とが樹脂により一体成形されてモールド固定子となる。

このような電動機では、プリント基板の一部はモールド圧力が加わらないため、モールド成形条件の微妙なコントロールが不要となり、量産ばらつきも抑制される。

図１は、本発明の実施の形態の電動機の断面図である。 図２は、同電動機のプリント基板の正面図である。 図３は、同電動機のカバーを備えたプリント基板の正面図である。 図４は、同電動機の樹脂射出成形時の断面図である。 図５Ａは、同電動機の凹凸部を設けたカバーを備えた電動機の断面図である。 図５Ｂは、図５ＡのＡ部詳細図である。 図６Ａは、本発明の実施の形態の電動機の凹凸部を設けた変形例のカバーを備えた電動機の断面図である。 図６Ｂは、図６ＡのＢ部詳細図である。 図７Ａは、本発明の実施の形態の電動機のカバーにＬ字状フランジを備えた電動機の断面図である。 図７Ｂは、図７ＡのＣ部詳細図である。 図８は、従来の電動機の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態の電動機の断面図である。図１に示すように電動機１は、モールド固定子２と、回転子３とにより構成されている。モールド固定子２は、固定子鉄心５と、プリント基板８とが熱硬化性樹脂により一体成形されて形成されている。ここで固定子鉄心５には、電機子巻線４が巻かれている。プリント基板８には、複数の電子部品としてのマイコンソフト書き込み用コネクタ７が実装されている。また回転子３は回転軸３ａを中心に回転し、固定子鉄心５に対向して軸受１９に保持されている。

固定子鉄心５の電機子巻線４の端部には、回転軸３ａの回転軸方向３ｂに突出した端子ピン６が接合されている。端子ピン６とプリント基板８とは、半田により電気的に接続されている。プリント基板８は、端子ピン挿入部１０を除いてカバーである回路ケース９ａ、９ｂにより表裏から挟み込まれている。回路ケース９ｂには、モールド固定子２から露出した一部分を着脱可能とする着脱部１１が設けられている。

ここでプリント基板８は一対の回路ケース９ａ、９ｂにより覆われた後に、固定子鉄心５とプリント基板８とが樹脂により一体成形されてモールド固定子２が形成される。また一対の回路ケース９ａ、９ｂは、モールド固定子２から露出した露出部分９ｃを備えている。そして露出部分９ｃの一部がプリント基板８より着脱され、露出部分９ｃのプリント基板８上にマイコンソフト書き込み用コネクタ７が設けられている。また端子ピン６とプリント基板８とが、半田により接続部２０において電気的に接続されている。そして一対の回路ケース９ａ、９ｂは、接続部２０を避けて設けられている。

図２は、本発明の実施の形態の電動機のプリント基板の正面図である。図２に示すようにマイコンソフト書き込み用コネクタ７が、図１に示すモールド固定子２から露出したプリント基板８上に設けられている。

図３は、本発明の実施の形態の電動機のカバーを備えたプリント基板の正面図である。図３に示すように回路ケース９ｂは、プリント基板８に実装されている複数の電子部品の全てを覆っている。

また回路ケース９ｂは、端子ピン挿入部１０を避ける位置に配置されている。そして図１に示す端子ピン６は、端子ピン挿入部１０からプリント基板８に挿入される。

図４は、本発明の実施の形態の電動機の樹脂射出成形時の断面図である。図４に示すように金型１５ａ、１５ｂ内の樹脂流入領域１８には、固定子鉄心５と、プリント基板８のうち樹脂によりモールドすべき部分とが配置される。射出成型の際、プリント基板８の一部は回路ケース９ａ、９ｂが壁となって樹脂モールドされない。すなわちプリント基板８の一部は、回路ケース９ａ、９ｂによって覆われている。

図５Ａは本発明の実施の形態の電動機の凹凸部を設けたカバーを備えた電動機の断面図、図５Ｂは図５ＡのＡ部詳細図である。図５Ａ、図５Ｂに示すように回路ケース９ａ、９ｂの接合面は、一対の凹凸の形状をしている。例えば回路ケース９ｂは、凸部１２ａの形状をしている。回路ケース９ａは、凹部１２ｂの形状をしている。このように一対の回路ケース９ａ、９ｂのうち一方には凸部１２ａが、他方には凹部１２ｂが設けられている。またプリント基板８には、凸部１２ａが貫通するための穴８ａが設けられている。

このようにプリント基板８の穴８ａを貫通して突出した凸部１２ａは、凹部１２ｂに嵌め込まれる。その結果、回路ケース９ａ、９ｂ、及びプリント基板８の固定強度が向上され、回路ケース９ａ、９ｂの内部へのモールド樹脂の侵入防止効果が高められる。

図６Ａは本発明の実施の形態の電動機の凹凸部を設けた変形例のカバーを備えた電動機の断面図、図６Ｂは図６ＡのＢ部詳細図である。図６Ａ、図６Ｂに示すように回路ケース９ａ、９ｂと、プリント基板８との接合部２１に充填剤１３が塗布されている。なお充填剤１３が塗布される接合部２１は、回転軸３ａに近い側か遠い側かのどちらか一方でもよい。その結果、回路ケース９ａ、９ｂとプリント基板８との密着性が向上され、回路ケース９ａ、９ｂの内部へのモールド樹脂の侵入防止効果が高められる。

図７Ａは本発明の実施の形態の電動機のカバーにＬアングルを備えた電動機の断面図、図７Ｂは図７ＡのＣ部詳細図である。図７Ａ、図７Ｂに示すように回路ケース９ａ、９ｂそれぞれは、プリント基板８とＬ字状フランジ１４にて接する。その結果、モールド樹脂が接合部２１に与える圧力が緩和され、よりモールド樹脂による圧力に強い電動機１となる。

図５Ａ、図５Ｂ〜図７Ａ、図７Ｂに示したように、プリント基板８は熱硬化性樹脂の射出によりモールド固定子２が成形される際、回路ケース９ａ、９ｂによりモールド樹脂が遮断されるため、樹脂の圧力が加わらない。そのためプリント基板８の回路ケース９ａ、９ｂに覆われた部分に、圧力に弱い電子部品が配置する。その結果、樹脂の射出成形時、成形条件がコントロールされることなく、電子回路が一体的に配置される電動機１となる。

また図１に示すように、マイコンソフト書き込み用コネクタ７がモールド固定子２から露出したプリント基板８上に設けられている。そしてマイコンソフト書き込み用コネクタ７近傍の回路ケース９ｂの一部分が、着脱可能な着脱部１１とされる。その結果、モールドされた後、例えば屋外に設置された送風装置が故障した場合、電動機１が原因かどうか、マイコンソフト書き込み用コネクタ７を使用して調べることができる。そしてモールドされた後、マイコンソフトが故障の原因の場合、マイコンソフトの書き換えも容易に行える。

また本発明の実施の形態の電動機１は屋外、および粉塵が多い劣悪環境に設置される場合が多い。そのためマイコンソフト書き込み用コネクタ７が露出されることはなく、カバーにより覆う等の保護が必要となっている。なお回路ケース９ａ、９ｂは、プリント基板８に実装される全電子部品を覆うように設ける。その結果、各電子部品毎に回路ケース９ａ、９ｂが設けられる必要がなく、回路ケース９ａ、９ｂの部品数が低減され、回路ケース９ａ、９ｂの取り付け工数が低減する。

なお回路ケース９ａ、９ｂは、端子ピン６接続箇所を避けるように設けられる。その結果、回路ケース９ａ、９ｂがプリント基板８を表裏から挟みこんだ後でも、端子ピン６とプリント基板８とが半田により接続できる。

なお本発明の実施の形態の電動機１では、プリント基板８の一部は、回路ケース９ａ、９ｂにより表裏から挟み込まれているとした。しかし、プリント基板８全体が表裏から覆われても同様な効果が得られる。

なお、回路ケース９ａ、９ｂにより覆う圧力に弱い電子部品の例としては、電源ノイズを吸収するための電解コンデンサ、ノイズフィルタ、電動機の性能を調整できるマイコン、および温度検知素子であり、圧力に強い部品である抵抗等は回路ケース９ａ、９ｂにより覆われなくてもよい。

以上のように本発明の電動機は、換気送風機、エアコン、空気清浄機、空気調和機、除湿機、および加湿機などへの搭載が有用である。

１ 電動機
２ モールド固定子
３ 回転子
３ａ 回転軸
３ｂ 回転軸方向
４ 電機子巻線
５ 固定子鉄心
６ 端子ピン
７ マイコンソフト書き込み用コネクタ
８ プリント基板
８ａ 穴
９ａ，９ｂ 回路ケース
９ｃ 露出部分
１０ 端子ピン挿入部
１１ 着脱部
１２ａ 凸部
１２ｂ 凹部
１３ 充填剤
１４ Ｌ字状フランジ
１５ａ，１５ｂ 金型
１８ 樹脂流入領域
１９ 軸受
２０ 接続部
２１ 接合部

Claims (7)

1. モールド固定子と、
   回転子と、
   を備えた電動機であって、
   前記モールド固定子は電機子巻線を巻いた固定子鉄心と、
   複数の電子部品を実装したプリント基板と、を有し、
   前記回転子は回転軸を中心に回転し前記固定子鉄心に対向して軸受に保持され、
   前記プリント基板が一対のカバーにより覆われた後に前記固定子鉄心と前記プリント基板とが樹脂により一体成形されて前記モールド固定子となることを特徴とする電動機。
2. 一対の前記カバーは、前記モールド固定子から露出した露出部分を備え、前記露出部分の一部が前記プリント基板より着脱され、前記露出部分の前記プリント基板上にマイコンソフト書き込み用コネクタが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 一対の前記カバーは前記プリント基板に実装される複数の前記電子部品の全てを覆うことを特徴とする請求項２に記載の電動機。
4. 前記固定子鉄心には前記電機子巻線の端部に前記回転軸の回転軸方向に突出する端子ピンが設けられ、前記端子ピンと前記プリント基板とが半田により接続部において電気的に接続され、一対の前記カバーは前記接続部を避けて設けられたことを特徴とする請求項３に記載の電動機。
5. 一対の前記カバーのうち一方には凸部が、他方には凹部が設けられ、前記プリント基板に前記凸部が貫通する穴が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の電動機。
6. 一対の前記カバーと前記プリント基板との接合部の前記回転軸に近い側か遠い側か少なくともどちら一方に充填材が塗布されたことを特徴とする請求項５に記載の電動機。
7. 一対の前記カバーそれぞれは、前記プリント基板とＬ字状フランジにて接することを特徴とする請求項５に記載の電動機。

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