KR20190025959A - 전동기, 송풍기, 공기 조화기 및 전동기의 제조 방법 - Google Patents

전동기, 송풍기, 공기 조화기 및 전동기의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전동기(1)는 회전자(2)와, 고정자 조립(3)과, 고정자 조립(3)의 열을 방출하는 방열 부재(5)와, 방열 부재(5)를 고정자 조립(3)과 일체화시키는 수지(6)를 갖는다.

Description

전동기, 송풍기, 공기 조화기 및 전동기의 제조 방법
본 발명은 방열 부재를 구비한 전동기에 관한 것이다.
일반적으로, 전동기의 열을 외부에 방출하기 위해, 방열 부재로서의 히트 싱크가 사용되고 있다. 예를 들면, 케이싱의 외주에 따라 부착된 히트 싱크를 구비한 전동기가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특개2008-160918호 공보
그렇지만, 히트 싱크를, 케이싱의 외주에 따라 전동기에 부착한 경우, 전동기 내의 고정자 또는 프린트 기판부터 히트 싱크까지의 거리가 크고, 전동기의 열을 효율적으로 외부에 방출할 수가 없다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 방열 효율을 향상시키는 것이 가능한 전동기를 제공하는 것이다.
본 발명의 전동기는 회전자와, 고정자 조립과, 상기 고정자 조립의 열을 방출하는 방열 부재와, 상기 방열 부재를 상기 고정자 조립과 일체화시키는 수지를 갖는다.
본 발명에 의하면, 전동기의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 2는 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 3은 고정자 조립의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 4는 고정자의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 5는 고정자의 구조를 개략적으로 도시하는 측면도.
도 6은 도 2에 도시되는 선(C6-C6)에 따른 단면도.
도 7은 전동기에 부착된 커버의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 8은 변형례에 관한 전동기의 고정자 조립 및 히트 싱크의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 9의 (a) 및 (b)는 도 8에서 파선으로 도시하는 영역(R8)을 도시하는 확대도.
도 10은 전동기의 제조 공정의 한 예를 도시하는 플로우 차트.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
실시의 형태 1.
본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)에 관해 이하에 설명한다.
각 도면에 도시되는 xyz 직교좌표계에서, z축방향(z축)은 전동기(1)의 샤프트(22)의 축선(A1)(축심)과 평행한 방향(「축방향」이라고도 한다)을 나타내고, x축방향( x축)은 z축방향(z축)에 직교하는 방향을 나타내고, y축방향은 z축방향 및 x축방향의 양방에 직교하는 방향을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 전동기(1)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
전동기(1)(몰드 전동기라고도 한다)는 회전자(2)(회전자 조립이라고도 한다)와, 고정자 조립(3)과, 방열 부재로서의 히트 싱크(5)와, 수지(6)와, 베어링(7a 및 7b)을 갖는다. 도 1에 도시되는 예에서는 전동기(1)는 또한, 브래킷(8)과, 전동기(1)를 밀폐하는 방수 고무(9a)를 갖는다. 전동기(1)는 예를 들면, 영구자석 동기 전동기이지만, 이것으로 한정되지 않는다. 베어링(7a 및 7b)은 회전자(2)의 샤프트(22)의 양단을 회전 자유롭게 지지한다.
회전자(2)는 회전자 철심(21)과, 샤프트(22)를 갖는다. 회전자(2)는 회전축(축선(A1))을 중심으로 하여 회전 자유롭다. 회전자(2)는 고정자 조립(3)(구체적으로는 고정자(30))의 내측에, 공극을 통하여 회전 자유롭게 배치되어 있다. 회전자(2)는 또한, 회전자(2)의 자극을 형성하기 위한 영구자석을 가져도 좋다.
도 3은 고정자 조립(3)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
고정자 조립(3)은 고정자(30)와, 프린트 기판(4)과, 프린트 기판(4)에 접속된 리드선(41)과, 프린트 기판(4)의 표면에 고정된 구동 회로(42)를 갖는다.
도 4는 고정자(30)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 5는 고정자(30)의 구조를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 6은 도 2에 도시되는 선(C6-C6)에 따른 단면도이다.
고정자(30)는 복수의 전자강판이 축방향으로 적층된 고정자 철심(31)과, 권선(32)(고정자 권선이라고도 한다)과, 절연부로서의 인슐레이터(33)를 갖는다. 복수의 전자강판의 각각은 타발 처리에 의해, 미리 정하여진 형상으로 형성되고, 코킹, 용접, 또는 접착 등에 의해 서로 고정된다.
인슐레이터(33)는 예를 들면, PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트) 등의 열가소성 수지이다. 인슐레이터(33)는 고정자 철심(31)(예를 들면, 고정자 철심(31)의 티스부)을 절연한다. 인슐레이터(33)는 예를 들면, 고정자 철심(31)과 일체로 성형된다. 단, 미리 인슐레이터(33)를 성형하고, 성형된 인슐레이터(33)를 고정자 철심(31)과 조합시켜도 좋다.
권선(32)은 예를 들면, 마그넷 와이어이다. 권선(32)이, 고정자 철심(31)과 조합된 인슐레이터(33)에 권회(卷回)됨에 의해 코일이 형성된다. 권선(32)은 단자(32a)(권선 단자)와 전기적으로 접속되어 있다. 도 5에 도시되는 예에서는 권선(32)의 단부는 단자(32a)의 후크부에 걸려 있고, 퓨징 또는 용접 등에 의해 단자(32a)에 고정되어 있다. 단자(32a)는 인슐레이터(33)에 고정되어 있고, 프린트 기판(4)과 전기적으로 접속되어 있다.
인슐레이터(33)는 고정자 철심(31)을 전기적으로 절연한다. 인슐레이터(33)는 히트 싱크(5)를 고정하는 적어도 하나의 고정부(331)를 갖는다.
고정부(331)는 돌기(331a)와 지지부(331b)를 갖는다. 돌기(331a)는 히트 싱크(5)에 형성된 부착구멍(52) 및 프린트 기판(4)에 형성된 위치 결정구멍(43)에 삽입되어 있다(도 6). 이에 의해, 히트 싱크(5) 및 프린트 기판(4)이 인슐레이터(33)에 고정된다. 지지부(331b)는 히트 싱크(5) 및 프린트 기판(4)을 축방향으로 지지하고, 축방향에서 히트 싱크(5) 및 프린트 기판(4)을 위치 결정한다.
프린트 기판(4)은 수지(6)에 의해 고정자(30) 및 히트 싱크(5)와 일체화되어 있다(도 1). 구동 회로(42)는 회전자(2)의 회전을 제어한다. 구동 회로(42)는 예를 들면, 구동 소자(42a) 및 홀 IC(Integrated Circuit)(42b)를 포함한다.
구동 소자(42a)는 예를 들면, 파워 트랜지스터이다. 구동 소자(42a)는 전기적으로 권선(32)과 접속되어 있고, 전동기(1)의 외부 또는 내부(예를 들면, 배터리)로부터 공급된 전류에 의거한 구동 전류를 권선(32)에 공급한다. 이에 의해, 구동 소자(42a)는 회전자(2)의 회전을 제어한다. 도 6에 도시되는 예에서는 구동 소자(42a)는 히트 싱크(5)와 마주 대하도록 프린트 기판(4)의 표면에 고정되어 있다.
예를 들면, 홀 IC(42b)는 회전자(2)로부터의 자계를 검출함에 의해, 회전자(2)의 회전 위치를 검출한다.
프린트 기판(4)은 고정부(331)(구체적으로는 돌기(331a))와 계합하는 위치 결정구멍(43)(단지 「구멍」이라고도 한다)을 갖는다.
히트 싱크(5)는 전동기(1)의 축방향에서의 일단측에 고정되어 있다. 히트 싱크(5)는 예를 들면, 알루미늄에 의해 형성된다. 히트 싱크(5)는 고정자 조립(3)에 접촉하고 있고, 고정자 조립(3)의 열(예를 들면, 고정자(30) 또는 구동 회로(42)에서 생기는 열)을 전동기(1)의 외부에 방출한다. 단, 히트 싱크(5)는 고정자 조립(3)에 접촉하지 않아도 좋다. 도 6에 도시되는 예에서는 히트 싱크(5)는 구동 소자(42a)에 접촉하고 있다. 히트 싱크(5)는 프린트 기판(4)에 접촉하고 있어도 좋다. 히트 싱크(5)의 일부(예를 들면, 도 2에 도시되는 핀(54))는 수지(6)의 외부에 노출하여 있다. 이에 의해, 고정자 조립(3)에서 생기는 열이 전동기(1)의 외부에 방출된다.
히트 싱크(5)는 수지(6)와 계합하는 플랜지(51)를 갖는다. 플랜지(51)는 수지(6)와 계합하고 있고, 이에 의해 축방향에서의 위치 어긋남이 방지된다. 또한, 플랜지(51)가 수지(6)와 계합하고 있기 때문에, 히트 싱크(5)가 전동기(1)로부터 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 히트 싱크(5)는 고정부(331)(구체적으로는 돌기(331a))와 계합하는 부착구멍(52)(단지 「구멍」이라고도 한다)을 갖는다(도 6).
또한, 도 2에 도시되는 바와 같이, 히트 싱크(5)는 수지(6)의 제조 공정에서 열경화성 수지 등의 수지(6)의 재료가 주입되는 주입구멍(53)을 가져도 좋다. 히트 싱크(5)에는 복수의 핀(54)이 형성되어 있다. 단, 핀(54)이 형성되지 않은 구조체를, 히트 싱크(5)로서 사용하여도 좋다. 본 실시의 형태에서는 히트 싱크(5)는 원통형상이지만, 형상은 원통형상으로 한정되지 않는다.
수지(6)는 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)과 일체화시킨다. 수지(6)는 예를 들면, BMC(벌크 몰딩 컴파운드) 등의 열경화성 수지이다. BMC는 저압 성형을 가능하게 하기 때문에, 인서트 성형에 적합하다. 이에 의해, 금형을 이용하여 수지(6)의 성형을 행할 때에, 프린트 기판(4) 또는 고정자(30) 등의 인서트물(物)의 변형을 방지할 수가 있어서, 전동기(1)의 품질을 향상시킬 수 있다.
수지(6)는 PPS(폴리페닐렌술파이드) 등의 열가소성 수지이라도 좋다. PPS는 BMC에 비하여 열전도율이 향상하기 때문에, 고정자 조립(3)의 열이 히트 싱크(5)에 전하여지기 쉽다. 이에 의해, 전동기(1)의 방열성이 향상하고, 프린트 기판(4) 및 권선(32)의 온도 상승을 방지할 수 있다.
도 7은 전동기(1)에 부착된 커버(9b)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7에 도시되는 바와 같이, 전동기(1)는 히트 싱크(5)를 덮는 커버(9b)를 가져도 좋다. 도 7에 도시되는 예에서는 커버(9b)는 수지(6)에 부착되어 있다. 커버(9b)는 복수의 개구(9c)를 갖는다. 히트 싱크(5)로부터 방출되는 열은 개구(9c)의 각각으로부터 전동기(1)의 외부에 방출된다. 커버(9b)는 히트 싱크(5)를 보호할 수가 있어서, 전동기(1)의 유저가 히트 싱크(5)에 접촉되지 않도록 할 수 있다.
변형례.
도 8은 변형례에 관한 전동기의 고정자 조립(3a) 및 히트 싱크(5)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 8에 도시되는 고정자 조립(3a) 및 히트 싱크(5)의 단면은 도 2에 도시되는 선(C6-C6)에 따른 단면에 상당한다.
도 9의 (a) 및 (b)는 도 8에서 파선으로 도시하는 영역(R8)을 도시하는 확대도이다.
변형례에서, 실시의 형태 1에서 설명한 요소와 동일 또는 대응하는 요소의 부호에는 실시의 형태 1에서 설명한 요소의 부호와 같은 부호를 이용한다.
변형례에 관한 전동기가 고정자 조립(3) 대신에 고정자 조립(3a)을 갖는 점에서, 변형례에 관한 전동기는 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 다르다. 또한, 변형례에서는 히트 싱크(5)가 프린트 기판(4a) 및 금속 배선 패턴(45)에 접촉하고 있다. 히트 싱크(5)는 프린트 기판(4a)에 접촉하지 않고, 금속 배선 패턴(45)에 접촉하고 있어도 좋다. 변형례에 관한 전동기의 기타의 점은 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 같다.
고정자 조립(3a)은 프린트 기판(4) 대신에 프린트 기판(4a)을 가지며, 또한, 금속 배선 패턴(45)을 갖는다. 도 8에 도시되는 예에서는 구동 소자(42a)는 고정자(30)와 마주 대하도록 프린트 기판(4a)의 표면에 고정되어 있다.
프린트 기판(4a)은 적어도 하나의 스루홀(44)을 갖는 양면 기판이다. 금속 배선 패턴(45)은 예를 들면, 방열용의 구리 패턴을 갖는다. 금속 배선 패턴(45)은 구리 이외의 재료에 의해 형성된 배선 패턴이라도 좋다.
금속 배선 패턴(45)은 프린트 기판(4a)의 양면(제1의 표면 및 제2의 표면) 및 스루홀(44) 내에 형성되어 있다. 고정자(30)를 마주 보는 프린트 기판(4a)의 표면(제1의 표면)에 형성된 금속 배선 패턴(45)(제1의 금속 배선 패턴)은 구동 소자(42a)에 접촉하고 있고, 히트 싱크(5)를 마주 보는 프린트 기판(4a)의 표면(제1의 표면과는 반대측의 제2의 표면)에 형성된 금속 배선 패턴(45)(제2의 금속 배선 패턴)은 히트 싱크(5)에 접촉하고 있다. 프린트 기판(4a)의 양면(제1의 표면 및 제2의 표면)에 형성된 금속 배선 패턴(45)의 각각(제1 및 제2의 금속 배선 패턴)은 스루홀(44)을 통하여 서로 연결되어 있다. 이에 의해, 고정자 조립(3a)의 열은 고정자(30)를 마주 보는 프린트 기판(4a)의 표면에 형성된 금속 배선 패턴(45)으로부터 스루홀(44)을 통과하여, 히트 싱크(5)에 전달되어, 전동기의 외부에 방출된다.
히트 싱크(5)와 마주 보는 프린트 기판(4a)의 표면에는 솔더 레지스트가 형성되어 있다. 이에 의해, 프린트 기판(4a)의 표면은 히트 싱크(5)로부터 전기적으로 절연되어 있다. 프린트 기판(4a)의 표면을 전기적으로 절연하기 위해, 히트 싱크(5)와 마주 보는 프린트 기판(4a)의 표면에 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름 등의 절연 재료를 부착하여도 좋다.
도 9의 (b)에 도시되는 바와 같이, 변형례 1에 관한 전동기의 고정자 조립(3a)은 방열 보조부재(46)를 가져도 좋다. 방열 보조부재(46)는 히트 싱크(5)와 프린트 기판(4a) 사이에 배치되어 있다. 도 9의 (b)에 도시되는 예에서는 방열 보조부재(46)는 히트 싱크(5), 프린트 기판(4a) 및 금속 배선 패턴(45)에 접촉하고 있다. 이에 의해, 히트 싱크(5)는 방열 보조부재(46)를 통하여 프린트 기판(4a) 및 금속 배선 패턴(45)과 밀착하고, 고정자 조립(3a)으로부터 히트 싱크(5)까지의 거리가 가까워지기 때문에, 고정자 조립(3a), 특히 금속 배선 패턴(45)으로부터 히트 싱크(5)에 열이 전달되기 쉬워진다. 방열 보조부재(46)는 고정자 조립(3a)의 열을 히트 싱크(5)에 전달하기 때문에, 방열성이 우수한 것이 바람직하고, BMC보다도 방열성이 우수한 것이 더욱 바람직하다.
프린트 기판(4a)상에 솔더 레지스트 또는 PET 필름을 형성하지 않고, 세라믹스 필러를 실리콘에 고충전한 고열전도 재료 등을 사용한 방열 보조부재(46)를, 프린트 기판(4a)과 히트 싱크(5)와의 사이에 배치하여도 좋다. 이에 의해, 프린트 기판(4a)을 전기적으로 절연하면서, 효율적으로 열을 방출할 수 있다.
방열 보조부재(46)는 예를 들면, 시트형상 또는 블록형상으로 형성할 수 있다. 방열 보조부재(46)의 재료로서, 저경도의 재료를 사용함에 의해, 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3a)에 밀착시키기 쉽게 할 수 있다. 이에 의해, 고정자 조립(3a)의 열이 히트 싱크(5)에 전달되기 쉽게 할 수 있다. 단, 일반적으로, 재료의 경도가 높을수록 열전도율이 높기 때문에, 방열 보조부재(46)의 재료로서, 적절한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
전동기(1)의 제조 방법의 한 예에 관해 이하에 설명한다.
도 10은 전동기(1)의 제조 공정의 한 예를 도시하는 플로우 차트이다. 전동기(1)의 제조 방법은 이하에 설명되는 스텝을 포함한다.
스텝 S1에서는 고정자(30)를 제작한다. 예를 들면, 복수의 전자강판을 축방향으로 적층함에 의해, 고정자 철심(31)을 형성한다. 또한, 고정자 철심(31)에, 미리 형성된 인슐레이터(33)를 부착하고, 고정자 철심(31) 및 인슐레이터(33)에 권선(32)을 휘감는다. 이에 의해, 고정자(30)가 얻어진다.
스텝 S2에서는 고정자 조립(3)을 제작한다. 예를 들면, 프린트 기판(4)의 위치 결정구멍(43)에, 인슐레이터(33)의 돌기(331a)를 삽입한다. 이때, 프린트 기판(4)을 지지부(331b)에 꽉누른다. 이에 의해, 프린트 기판(4)이 위치 결정되고, 고정자 조립(3)이 얻어진다. 프린트 기판(4)의 표면에는 구동 회로(42)가 미리 고정되어 있다. 리드선(41)도, 프린트 기판(4)에 미리 부착하여 두는 것이 바람직하다. 열용착 또는 초음파 용착 등에 의해, 위치 결정구멍(43)으로부터 돌출한 돌기(331a)를, 프린트 기판(4)에 고정하여도 좋다.
스텝 S3에서는 히트 싱크(5)를 위치 결정한다. 구체적으로는 히트 싱크(5)의 부착구멍(52)에, 위치 결정구멍(43)으로부터 돌출한 돌기(331a)를 삽입한다. 즉, 돌기(331a)는 위치 결정구멍(43) 및 부착구멍(52)에 삽입된다. 이에 의해, 히트 싱크(5)가 위치 결정되고, 고정자 조립(3)에 부착된다. 열용착 또는 초음파 용착 등에 의해, 위치 결정구멍(43) 및 부착구멍(52)으로부터 돌출한 돌기(331a)를, 히트 싱크(5)에 고정하여도 좋다. 이에 의해, 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)에 강하게 고정할 수 있다. 이 경우, 스텝 S2에서 돌기(331a)의 열용착 또는 초음파 용착을 행하지 않고, 스텝 S3에서, 위치 결정구멍(43) 및 부착구멍(52)으로부터 돌출한 돌기(331a)의 열용착 또는 초음파 용착을 행하여도 좋다.
스텝 S4에서는 수지(6)를 이용하여 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)과 일체화시킨다. 환언하면, 일체 성형에 의해, 히트 싱크(5) 및 고정자 조립(3)이 서로 연결된다. 예를 들면, 고정자 조립(3) 및 히트 싱크(5)를, 금형에 배치하고, 히트 싱크(5)에 형성된 주입구멍(53)에, 수지(6)의 재료(예를 들면, BMC 등의 열경화성 수지)를 주입한다. 수지(6)는 히트 싱크(5)의 플랜지(51)를 덮도록 성형된다. 이에 의해, 플랜지(51)가 수지(6)에 계합한다. 또한, 히트 싱크(5)의 일부(예를 들면, 핀(54))가 수지(6)의 외부에 노출하도록 수지(6)를 성형한다.
스텝 S5에서는 회전자(2)를 제작한다. 예를 들면, 회전자 철심(21)에 형성된 축구멍에 샤프트(22)를 삽입하여, 회전자(2)를 얻는다. 자극을 형성하는 영구자석을, 미리 회전자 철심(21)에 부착하고 있어서도 좋다.
스텝 S6에서는 샤프트(22)를 베어링(7a 및 7b)에 삽입한다.
스텝 S1부터 스텝 S6까지의 순서는 도 10에 도시되는 순서로 한정되지 않는다. 예를 들면, 스텝 S1부터 스텝 S4까지의 스텝과, 스텝 S5는 서로 병행하여 행할 수 있다. 스텝 S5는 스텝 S1부터 스텝 S4까지의 스텝보다도 먼저 행하여져도 좋다.
스텝 S7에서는 스텝 S1부터 스텝 S4까지에서 제작된 고정자 조립(3)(구체적으로는 고정자(30))의 내측에, 회전자(2)를 베어링(7a 및 7b)과 함께 삽입한다.
스텝 S8에서는 수지(6)의 내측에 브래킷(8)을 끼우고, 샤프트(22)에 방수 고무(9a)를 끼운다.
이상에 설명한 공정에 의해 전동기(1)가 조립된다.
실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 효과(변형례의 효과를 포함한다) 및 전동기(1)의 제조 방법의 효과를 이하에 설명한다.
실시의 형태 1에 관한 전동기(1)에 의하면, 히트 싱크(5) 및 고정자 조립(3)이 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 고정자 조립(3)부터 히트 싱크(5)까지의 거리가 가까워져서, 전동기(1)의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
프린트 기판(4)은 수지(6)에 의해 히트 싱크(5)와 일체화되어 있기 때문에, 프린트 기판(4)의 온도가 상승한 경우라도, 프린트 기판(4)의 열은 수지(6)에 전달되고, 수지(6)로부터 히트 싱크(5)에 전달된다. 이에 의해, 프린트 기판(4)의 열을 전동기(1)의 외부에 방출할 수 있다.
수지(6)의 열전도율이 높은 때, 고정자 조립(3)의 열을 효율적으로 히트 싱크(5)에 전달할 수 있다.
또한, 히트 싱크(5)가 고정자 조립(3)에 접촉하고 있을 때, 고정자 조립(3)의 열을 효율적으로 전동기(1)의 외부에 방출할 수 있다. 구동 회로(42)로부터 열이 생기기 쉽기 때문에, 히트 싱크(5)가 구동 회로(42)(예를 들면, 구동 소자(42a))에 접촉하고 있을 때, 구동 회로(42)에서 생기는 열을, 효율적으로 전동기(1)의 외부에 방출할 수 있다.
히트 싱크(5)의 일부(예를 들면, 핀(54))이 수지(6)의 외부에 노출하여 있을 때, 고정자 조립(3)에서 생기는 열을 효율적으로 전동기(1)의 외부에 방출할 수 있다.
히트 싱크(5)는 고정부(331)(구체적으로는 돌기(331a))와 계합하는 부착구멍(52)을 가지며, 인슐레이터(33)의 돌기(331a)가 부착구멍(52)에 삽입되어 있다. 이에 의해, 고정자 조립(3)에 대한 히트 싱크(5)의 위치 결정이 가능해저서, 히트 싱크(5)의 부착 정밀도를 향상시킬 수 있다.
프린트 기판(4)은 고정부(331)(구체적으로는 돌기(331a))와 계합하는 위치 결정구멍(43)을 가지며, 인슐레이터(33)의 돌기(331a)가 위치 결정구멍(43)에 삽입되어 있다. 이에 의해, 고정자(30)에 대한 프린트 기판(4)의 위치 결정이 가능해저서, 프린트 기판(4)의 부착 정밀도를 향상시킬 수 있다.
히트 싱크(5)는 수지(6)와 계합하는 플랜지(51)를 갖는다. 플랜지(51)가 수지(6)에 의해 덮여 있기 때문에, 히트 싱크(5)를 강고하게 고정할 수 있다. 또한, 히트 싱크(5)의 부착구멍(52)에 수지(6)가 충전되어 있을 때, 히트 싱크(5)를 보다 강고하게 고정할 수 있다. 이에 의해, 히트 싱크(5)를 고정하기 위한 나사 등의 부품 및 나사 구멍 가공의 공정을 삭감할 수가 있어서, 전동기(1)의 비용을 저감할 수 있다.
또한, 히트 싱크(5)에 형성된 주입구멍(53)에 수지(6)가 충전되어 있을 때, 히트 싱크(5)를 보다 강고하게 고정할 수 있다. 이에 의해, 히트 싱크(5)가 전동기(1)(구체적으로는 수지(6))로부터 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.
전동기(1)가 히트 싱크(5)를 덮는 커버(9b)를 가질 때, 히트 싱크(5)를 보호할 수가 있어서, 전동기(1)의 유저가 히트 싱크(5)에 접촉되지 않도록 할 수 있다.
변형례에서는 도 8에 도시되는 바와 같이, 히트 싱크(5)가 프린트 기판(4a)에 접촉하고 있을 때, 프린트 기판(4a)의 온도가 상승한 경우라도, 프린트 기판(4a)의 열을 효율적으로 전동기(1)의 외부에 방출할 수 있다.
도 8에 도시되는 예에서는 축방향에서 큰 전자 부품인 구동 소자(42a)가 고정자(30)와 마주 대하도록 프린트 기판(4a)의 표면에 고정되어 있기 때문에, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)에 비하여 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)에 근접할 수 있다. 이에 의해, 고정자 조립(3)의 열이 히트 싱크(5)에 전달되기 쉬워서 전동기의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 변형례에서는 프린트 기판(4a)은 스루홀(44)을 가지며, 히트 싱크(5)가 금속 배선 패턴(45)에 접촉하고 있다. 이에 의해, 고정자 조립(3a)의 열을, 금속 배선 패턴(45)을 통하여 히트 싱크(5)에 효율적으로 전달할 수 있다.
도 9의 (b)에 도시되는 바와 같이, 히트 싱크(5)와 프린트 기판(4a)의 사이에 방열 보조부재(46)가 배치되어 있을 때, 히트 싱크(5)는 방열 보조부재(46)를 통하여 프린트 기판(4a) 및 금속 배선 패턴(45)과 밀착하고, 고정자 조립(3a)부터 히트 싱크(5)까지의 거리가 가까워지기 때문에, 고정자 조립(3a)로부터 히트 싱크(5)에 열이 전달하기 쉬워진다.
실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 제조 방법에 의하면, 고정자 조립(3)부터 히트 싱크(5)까지의 거리가 짧아지도록 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)에 일체화시킬 수가 있어서, 방열 효율이 향상된 전동기(1)를 제조할 수 있다.
인슐레이터(33)의 돌기(331a)를, 위치 결정구멍(43) 및 부착구멍(52)에 삽입하고, 돌기(331a)의 열용착 또는 초음파 용착을 행함에 의해, 프린트 기판(4) 및 히트 싱크(5)의 고정 처리를 동시에 행할 수 있다. 이에 의해, 가공 비용을 저감할 수 있다.
히트 싱크(5)에 형성된 주입구멍(53)에, 수지(6)의 재료를 주입함에 의해, 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)과 일체화시킬 수가 있어서, 주입구멍(53)에 수지(6)를 충전시킬 수 있다.
실시의 형태 2.
본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에 관해 설명한다.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)(예를 들면, 냉동 공조 장치)는 송풍기(제1의 송풍기)로서의 실내기(11)와, 냉매 배관(12)과, 냉매 배관(12)에 의해 실내기(11)와 접속된 송풍기(제2의 송풍기)로서의 실외기(13)를 구비한다.
실내기(11)는 전동기(11a)(예를 들면, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1))와, 전동기(11a)에 의해 구동됨에 의해, 송풍하는 송풍부(11b)와, 전동기(11a) 및 송풍부(11b)를 덮는 하우징(11c)을 갖는다. 송풍부(11b)는 예를 들면, 전동기(11a)에 의해 구동되는 날개를 갖는다.
실외기(13)는 전동기(13a)(예를 들면, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1))와, 송풍부(13b)와, 압축기(14)와, 열교환기(도시 생략)를 갖는다. 송풍부(13b)는 전동기(13a)에 의해 구동됨에 의해, 송풍한다. 송풍부(13b)는 예를 들면, 전동기(13a)에 의해 구동되는 날개를 갖는다. 압축기(14)는 전동기(14a)(예를 들면, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1))와, 전동기(14a)에 의해 구동되는 압축 기구(14b)(예를 들면, 냉매 회로)와, 전동기(14a) 및 압축 기구(14b)를 덮는 하우징(14c)을 갖는다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에서, 실내기(11) 및 실외기(13)의 적어도 하나는 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(변형례를 포함한다)를 갖는다. 구체적으로는 송풍부의 구동원으로서, 전동기(11a 및 13a)의 적어도 일방에, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)가 적용된다. 또한, 압축기(14)의 전동기(14a)로서, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(변형례를 포함한다)를 이용하여도 좋다.
공기 조화기(10)는 예를 들면, 실내기(11)부터 찬 공기를 송풍하는 냉방 운전, 또는 따뜻한 공기를 송풍하는 난방 운전 등의 운전을 행할 수가 있다. 실내기(11)에서, 전동기(11a)는 송풍부(11b)를 구동하기 위한 구동원이다. 송풍부(11b)는 조정된 공기를 송풍할 수 있다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에 의하면, 전동기(11a 및 13a)의 적어도 일방에, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(변형례를 포함한다)가 적용되기 때문에, 실시의 형태 1에서 설명한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해, 전동기의 발열에 기인하는 공기 조화기(10)의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 공기 조화기(10)에서 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)를 이용함에 의해, 공기 조화기(10)의 비용을 저감할 수 있다.
또한, 송풍기(예를 들면, 실내기(11))의 구동원으로서, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)(변형례를 포함한다)를 이용함에 의해, 실시의 형태 1에서 설명한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해, 전동기의 발열에 기인하는 송풍기의 고장을 방지할 수 있다.
또한, 압축기(14)의 구동원으로서, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)(변형례를 포함한다)를 이용함에 의해, 실시의 형태 1에서 설명한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해, 전동기의 발열에 기인하는 압축기(14)의 고장을 방지할 수 있다.
실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)는 공기 조화기(10) 이외에, 환기 팬, 가전 기기, 또는 공작기 등, 구동원을 갖는 기기에 탑재할 수 있다.
이상에 설명한 각 실시의 형태에서의 특징 및 변형례에서의 특징은 서로 적절히 조합시킬 수 있다.
1, 11a, 13a, 14a : 전동기 2 : 회전자
3, 3a : 고정자 조립 4, 4a : 프린트 기판
5 : 히트 싱크(방열 부재) 6 : 수지
7a, 7b : 베어링 8 : 브래킷
9a : 방수 고무 9b : 커버
10 : 공기 조화기 11 : 실내기(송풍기)
12 : 냉매 배관 13 : 실외기(송풍기)
30 : 고정자 31 : 고정자 철심
32 : 권선 33 : 인슐레이터
42 : 구동 회로 42a : 구동 소자
43 : 위치 결정구멍 44 : 스루홀
45 : 금속 배선 패턴 46 : 방열 보조부재
51 : 플랜지 52 : 부착구멍
53 : 주입구멍 331 : 고정부
331a : 돌기

Claims (19)

  1. 회전자와,
    고정자 조립과,
    상기 고정자 조립의 열을 방출하는 방열 부재와,
    상기 방열 부재를 상기 고정자 조립과 일체화시키는 수지를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열 부재는 상기 고정자 조립에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고정자 조립은,
    프린트 기판과,
    상기 프린트 기판의 표면에 고정되어 있고, 상기 회전자의 회전을 제어하는 구동 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정자 조립은 고정자를 가지며,
    상기 구동 소자는 상기 고정자와 마주 대하도록 상기 프린트 기판의 표면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 고정자 조립은 상기 방열 부재와 상기 프린트 기판의 사이에 배치되고, 상기 고정자 조립의 열을 상기 방열 부재에 전달하는 방열 보조부재를 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정자 조립은 상기 프린트 기판의 제1의 표면에 형성된 제1의 금속 배선 패턴과, 상기 제1의 표면과는 반대측의 제2의 표면에 형성된 제2의 금속 배선 패턴을 가지며,
    상기 프린트 기판은 스루홀을 가지며,
    상기 제1 및 제2의 금속 배선 패턴은 상기 스루홀을 통하여 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프린트 기판은 상기 수지에 의해 상기 방열 부재와 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정자 조립은 고정자 철심과, 상기 고정자 철심을 전기적으로 절연하는 인슐레이터를 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인슐레이터는 상기 방열 부재를 고정하는 고정부를 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방열 부재는 상기 고정부와 계합하는 부착구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프린트 기판은 상기 고정부와 계합하는 위치 결정구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 부착구멍 및 상기 위치 결정구멍에 삽입된 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 부재의 일부는 상기 수지의 외부에 노출하여 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 부재는 상기 수지와 계합하는 플랜지를 갖는 것을 특징으로 하는 전동기.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    개구를 가지며, 상기 방열 부재를 덮는 커버를 또한 갖는 것을 특징으로 하는 기재된 전동기.
  16. 전동기와,
    상기 전동기에 의해 구동되는 송풍부를 구비하고,
    상기 전동기는,
    회전자와,
    고정자 조립과,
    상기 고정자 조립의 열을 방출하는 방열 부재와,
    상기 방열 부재를 상기 고정자 조립과 일체화시키는 수지를 갖는 것을 특징으로 하는 송풍기.
  17. 실내기와,
    상기 실내기에 접속된 실외기를 구비하고,
    상기 실내기 및 상기 실외기의 적어도 하나는 전동기를 가지며,
    상기 전동기는,
    회전자와,
    고정자 조립과,
    상기 고정자 조립의 열을 방출하는 방열 부재와,
    상기 방열 부재를 상기 고정자 조립과 일체화시키는 수지를 갖는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  18. 회전자와, 고정자 조립과, 상기 고정자 조립의 열을 방출하는 방열 부재를 구비한 전동기의 제조 방법으로서,
    상기 회전자를 제작하는 스텝과,
    상기 고정자 조립을 제작하는 스텝과,
    상기 회전자를 상기 고정자 조립의 내측에 삽입하는 스텝과,
    수지를 이용하여 상기 방열 부재를 상기 고정자 조립과 일체화시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 방열 부재를 상기 고정자 조립과 일체화시키는 스텝은 상기 방열 부재에 형성된 주입구멍에 상기 수지의 재료를 주입하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제조 방법.
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