WO2023188540A1 - モータ及びモータの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a motor and a method for manufacturing the motor.
- the present disclosure particularly relates to a fan motor used in, for example, a blower and a method for manufacturing the fan motor.
- the motor is used as a fan motor in an air blower.
- a blower blows air by rotating a fan attached to a shaft of a rotor included in a fan motor.
- the blower discharges heat generated inside the product in which the blower is installed to the outside, and blows cold or warm air generated inside the product.
- a blower used in a refrigerator there is an internal fan for blowing cold air into the refrigerator.
- a fan motor one having a structure in which a stator and a circuit board are covered with molded resin is known.
- This type of fan motor includes a stator, a rotor, a circuit board, and a molded resin (see Patent Document 1).
- the stator has a stator coil and a stator core.
- the rotor is rotated by the magnetic force of the stator.
- the circuit board is mounted with electronic components that control energization to the stator coil.
- the mold resin covers at least a portion of the stator core and the circuit board.
- lead wires connected to a circuit board covered with molded resin are drawn out through a lead wire drawing member such as a bush or a connector.
- a lead wire drawing member such as a bush or a connector.
- a part of the lead wire drawing member is covered with mold resin, and a part of the lead wire drawing member is exposed from the mold resin.
- a structure (lead wire outlet structure) is formed in which the lead wire is drawn out from the mold resin via the lead wire drawing member.
- the mold resin is molded using a metal mold, but at this time, it is necessary to determine the position of the lead wire extraction member with respect to the mold.
- the position of the connector with respect to the mold is determined by fixing a connector (lead wire pulling member) to which a lead wire is attached to a circuit board.
- Fan motors may be installed in locations with high humidity or where condensation occurs due to temperature changes. For example, a fan motor used to blow cold air into the interior of a refrigerator is installed in a location where dew condensation is likely to occur. If the fan motor is installed in a place where dew condensation is likely to occur as described above, there is a possibility that water (water droplets) generated by the dew condensation may enter the inside of the fan motor.
- water may infiltrate into the motor from the boundary between the connector and the molded resin, and the infiltrated water may reach the circuit board through the interface between the connector and the molded resin. In this way, if water reaches the circuit board, there is a risk of causing problems such as short circuits.
- An object of the present disclosure is to provide a motor and a method for manufacturing the motor that can suppress water that has entered from the boundary between the lead wire drawing member and the molded resin from reaching the circuit board.
- one aspect of a motor according to the present disclosure includes a stator having a stator core and a coil wound around the stator core, a rotor that rotates by a magnetic force generated by the stator, and a motor that does not energize the coil.
- a circuit board on which electronic components for control are mounted a molded resin that covers at least a portion of the stator core and the circuit board, a lead wire extraction member that is at least partially in contact with the molded resin, and is connected to the circuit board. and a lead wire drawn out to the outside via the lead wire drawing member, the lead wire drawing member having a locking part that locks to a mold used when molding the mold resin. .
- a molded resin that covers at least a portion of the stator core and the circuit board; a lead wire pull-out member that is connected to the circuit board and that is connected to the lead wire pull-out member that is at least partially in contact with the mold resin; and a lead wire drawn out to the outside through the lead wire, the lead wire being composed of a conductive wire and an insulating film covering the conductive wire, and the lead wire being drawn out to the inside from the lead wire drawing member of the lead wire.
- the inner drawn-out portion is covered with the molded resin, and the insulating film and the molded resin in the inner drawn-out portion are fused and adhered to each other.
- One aspect of the method for manufacturing a motor according to the present disclosure includes a connecting step of connecting a lead wire to which a lead wire drawing member is attached to a circuit board, and a step of connecting a stator having a stator core around which a coil is wound and the circuit board to a mold. and a resin molding step of injecting a liquid resin into the inside of the mold and curing the liquid resin to cover at least a portion of the stator and the circuit board with a mold resin,
- the lead wire drawout member is placed in the mold by locking a locking portion of the lead wire drawout member to the mold, and in the resin molding step, the mold resin is placed in the mold. Contact with at least a portion of the lead wire drawing member.
- FIG. 1 is an external perspective view of a motor according to an embodiment when viewed obliquely from above.
- FIG. 2 is an external perspective view of the motor according to the embodiment when viewed diagonally from below.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the motor according to the embodiment when the molded resin is omitted.
- FIG. 4 is a sectional view of the motor according to the embodiment taken along a plane parallel to the longitudinal direction of the lead wire.
- FIG. 5 is a sectional view of the motor according to the embodiment taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the lead wire.
- FIG. 6 is a diagram showing a connection relationship between a circuit board, a bush, and a lead wire in the motor according to the embodiment.
- FIG. 7A is a diagram illustrating how lead wires are connected to a circuit board in the connection step of the motor manufacturing method according to the embodiment.
- FIG. 7B is a diagram showing a state after the lead wire is connected to the circuit board in the connection step of the motor manufacturing method according to the embodiment.
- FIG. 7C is a diagram showing how the circuit board to which the lead wires are connected is placed in the lower mold in the placement step of the motor manufacturing method according to the embodiment.
- FIG. 7D is a diagram illustrating how the upper plate is placed in the placement step of the motor manufacturing method according to the embodiment.
- FIG. 7E is a diagram showing a state in which the bush is fixed between the lower mold and the upper mold in the arrangement step of the motor manufacturing method according to the embodiment.
- FIG. 7F is a diagram illustrating a resin molding process in the motor manufacturing method according to the embodiment.
- FIG. 8 is a diagram showing a connection relationship between a circuit board, a bush, and a lead wire in a motor of a comparative example.
- FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a motor of a comparative example.
- FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the motor according to the embodiment.
- FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a bush according to Modification 1.
- FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a bush according to modification example 2.
- FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a bush according to modification 3.
- FIG. 14 is a diagram showing a state in which a bush according to modification example 4 is placed in a mold.
- FIG. 15 is a diagram showing the configuration of a bush according to modification 4.
- FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a bush according to modification 5.
- FIG. 17 is a diagram showing the configuration of a bush according to modification example 6.
- FIG. 18 is a diagram showing the configuration of a bush according to Modification Example 7.
- FIG. 19 is a diagram showing a state in which the bush according to Modification Example 8 is placed in a mold.
- FIG. 20 is a diagram showing the configuration of a bush according to modification example 8.
- FIG. 21 is a diagram showing a state in which the bush according to Modification Example 8 is placed in a mold having another configuration.
- FIG. 1 is an external perspective view of a motor 1 according to an embodiment when viewed obliquely from above.
- FIG. 2 is an external perspective view of the motor 1 according to the embodiment when viewed diagonally from below.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the motor 1 when the molded resin 40 is omitted.
- FIG. 4 is a sectional view of the motor 1 according to the embodiment when cut along a plane parallel to the longitudinal direction of the lead wire 60.
- FIG. 5 is a sectional view of the motor 1 according to the embodiment when cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the lead wire 60.
- FIG. 6 is a diagram showing the connection relationship between the circuit board 30, the bush 50, and the lead wire 60 in the motor 1 according to the embodiment.
- the motor 1 includes a stator 10, a rotor 20, a circuit board 30, a molded resin 40, a bush 50, and a lead wire 60.
- the motor 1 further includes a first bearing unit 71 and a second bearing unit 72 that support the shaft 21 of the rotor 20.
- the motor 1 is a molded motor in which at least a portion of the stator 10 is covered with molded resin 40.
- the motor 1 can be used, for example, as a fan motor in a cold air circulation blower (interior fan) installed in a refrigerator.
- the stator 10 (stator) generates magnetic force that acts on the rotor 20 in order to rotate the rotor 20.
- the stator 10 includes a stator core 11 and a coil 12 (stator coil) fixed to the stator core 11. Note that in FIG. 3, the coil 12 of the stator 10 is shown schematically, and actually has a configuration in which a coil wire is wound.
- the stator core 11 (stator core) is arranged facing the rotor 20 with a small air gap between the stator core 11 and the rotor 20.
- the stator core 11 is a laminate in which a plurality of electromagnetic steel sheets are laminated along the direction of the axis C extending from the shaft 21 of the rotor 20 .
- the stator core 11 is not limited to a laminate, but may be a bulk body made of a magnetic material.
- the coil 12 is a wire-wound coil wound around the stator core 11.
- a portion of the stator core 11 around which the coil 12 is wound functions as an excitation portion of the stator core 11 .
- the coil 12 is wound around a predetermined portion of the stator core 11 via a bobbin 13.
- the bobbin 13 is an insulating frame made of an insulating resin material.
- the bobbin 13 has a through hole into which a part of the stator core 11 is inserted. That is, the bobbin 13 is a cylindrical body that surrounds a part of the stator core 11.
- the coil 12 is, for example, a coil wire material such as an enamelled copper wire.
- stator core 11 when a current flows through the coil 12 wound around the stator core 11, the stator core 11 generates magnetic force for rotating the rotor 20. Specifically, the stator core 11 generates magnetic flux in the air gap surface with the rotor 20 so that north poles and south poles are alternately present along the rotational direction (circumferential direction) of the shaft 21.
- the direction of the main magnetic flux generated by the stator core 11 is a direction (radial direction) perpendicular to the axis C of the shaft 21.
- the rotor 20 (rotor) is arranged to be rotatable with respect to the stator 10.
- the rotor 20 is rotated by the magnetic force generated by the stator 10.
- the rotor 20 has a shaft 21.
- the rotor 20 rotates around the axis C of the shaft 21.
- the rotor 20 is arranged facing the stator core 11 of the stator 10. Specifically, the rotor 20 faces the stator core 11 in a direction (radial direction) perpendicular to the direction of the axis C of the shaft 21. That is, when viewed from the direction of the axis C of the shaft 21, the rotor 20 is surrounded by the stator core 11. A minute air gap exists between the outer surface of rotor 20 and the inner surface of stator core 11.
- the rotor 20 includes a shaft 21 and a rotor main body 22 made of magnetic material molded into a cylindrical shape.
- the shaft 21 is a rotation axis that is the center of rotation of the rotor 20.
- the shaft 21 is constituted by an elongated rod-like member such as a metal rod.
- the longitudinal direction (stretching direction) of the shaft 21 is the direction in which the axial center C extends (axial center direction).
- the shaft 21 passes through the center of the rotor body 22. Specifically, the shaft 21 passes through the rotor body 22 so as to extend on both sides of the rotor body 22 in the direction of the axis C of the shaft 21 .
- the shaft 21 is fixed to the rotor body 22. Specifically, the shaft 21 is inserted into a through hole provided at the center of the rotor body 22 and fixed to the rotor body 22.
- the shaft 21 is fixed to the rotor body 22 by being press-fitted into a through hole of the rotor body 22.
- the shaft 21 may be fixed by being molded integrally with the rotor main body 22.
- the shaft 21 is rotatably supported by a first bearing unit 71 and a second bearing unit 72. Specifically, a portion of the shaft 21 on one side extending from one side of the rotor body 22 is supported by the first bearing unit 71 . The other side of the shaft 21 extending from the other side of the rotor body 22 is supported by the second bearing unit 72 .
- a portion of the shaft 21 on one side protrudes from the first bearing unit 71. That is, the shaft 21 passes through the first bearing unit 71.
- the portion on one side of the shaft 21 is the portion on the output side of the shaft 21 . Therefore, a load driven by the motor 1 is attached to the tip of one side of the shaft 21 that protrudes from the first bearing unit 71 .
- the motor 1 is used as a fan motor, a fan is attached to one side of the shaft 21 as a load.
- the other side portion of the shaft 21 does not protrude from the second bearing unit 72.
- the other side portion of the shaft 21 is a portion of the shaft 21 on the opposite output side.
- first bearing unit 71 and the second bearing unit 72 include a frame, a frame cover, a bearing, an oil bunkering member, and a presser spring.
- the frame is a substantially cylindrical casing with a bottom.
- the frame cover covers the opening of the frame.
- the bearing is housed within the frame and rotatably supports the shaft.
- the lubrication member supplies oil to the bearing.
- the presser spring presses and holds the bearing against the frame.
- the rotor body 22 shown in FIG. 3 generates a magnetic force acting on the stator 10.
- the direction of the main magnetic flux generated by the rotor body 22 is the direction (radial direction) perpendicular to the axis C of the shaft 21, similarly to the stator 10.
- the rotor main body 22 has a structure in which north poles and south poles are alternately present along the rotation direction.
- the rotor body 22 is configured to have a pair of north and south poles.
- the rotor main body 22 may be configured to have multiple sets of north and south poles.
- the rotor body 22 is made of a plastic compound material containing a magnetic material. Therefore, the rotor body 22 functions as a plastic magnet.
- the rotor body 22 may include a rotor core (rotor core) made of a magnetic material and a plurality of permanent magnets fixed to the rotor core.
- the permanent magnets may be embedded inside the rotor core, or may be attached to the outer surface of the rotor core. For example, when embedding a permanent magnet inside the rotor core, it is preferable to form a magnet insertion hole in the rotor core and embed the permanent magnet inside the magnet insertion hole.
- the rotor core is a laminate of a plurality of electromagnetic steel plates stacked along the direction of the axis C of the shaft 21.
- the permanent magnet is, for example, a sintered magnet or a bonded magnet.
- the circuit board 30 shown in FIGS. 3 to 6 is, for example, a printed circuit board (PCB) on which wiring made of a conductive material such as copper is formed in a predetermined pattern.
- PCB printed circuit board
- a resin material such as a glass epoxy substrate, a metal material such as an aluminum alloy substrate, or the like can be used.
- the circuit board 30 is, for example, a rigid board. However, the circuit board 30 may be a flexible board.
- the circuit board 30 is a mounting board on which one or more electronic components (circuit elements) are mounted. Electronic components (not shown) for controlling energization to the coil 12 included in the stator 10 are mounted on the circuit board 30 . In this embodiment, a plurality of electronic components are mounted on the circuit board 30.
- lead wires 60 are connected to the circuit board 30. Specifically, the wiring of the circuit board 30 and the conductive wire 61 of the lead wire 60 are electrically and mechanically connected. Power is supplied to the circuit board 30 via lead wires 60 .
- the wiring on the circuit board 30 and the coil 12 included in the stator 10 are electrically connected.
- the power supplied to the circuit board 30 via the lead wire 60 is converted into power for controlling energization of the coil 12 by a plurality of electronic components mounted on the circuit board 30.
- Power generated by the plurality of electronic components is supplied to the coil 12 from wiring on the circuit board 30. As a result, a current flows through the coil 12 to cause the stator 10 to generate a predetermined magnetic flux.
- the mold resin 40 shown in FIGS. 1 and 2 is a resin molded body formed into a predetermined shape.
- the mold resin 40 is made of an insulating resin material.
- a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used as the mold resin 40.
- the thermosetting resin for example, unsaturated polyester resin, phenol resin, or epoxy resin can be used.
- the thermoplastic resin for example, polyethylene terephthalate resin or polybutylene terephthalate resin can be used.
- a thermosetting resin made of white unsaturated polyester resin (Bulk Molding Compound (BMC)) is used as the mold resin 40.
- BMC Bulk Molding Compound
- mold resin 40 covers at least a portion of stator core 11 and circuit board 30 that stator 10 has.
- the mold resin 40 covers the portion of the stator core 11 around which the coil 12 is wound.
- the mold resin 40 covers the entire bobbin 13 around which the coil 12 is wound. Therefore, the coil 12 is not exposed from the mold resin 40.
- the mold resin 40 covers the entire circuit board 30.
- the mold resin 40 covers not only the circuit board 30 but also all of the plurality of electronic components mounted on the circuit board 30. Therefore, the circuit board 30 and all electronic components are not exposed from the mold resin 40.
- the coil 12 and the circuit board 30 are insulated and protected, and deterioration of the coil 12 and electronic components due to moisture and oxygen in the air is suppressed.
- the bush 50 is an example of a lead wire drawing member for drawing out the lead wire 60 to the outside of the motor 1.
- the bush 50 is a lead bush.
- the bush 50 and the lead wire 60 constitute a lead wire outlet structure in the motor 1.
- At least a portion of the bush 50 is in contact with the mold resin 40. At least a portion of the bush 50 is covered with mold resin 40. Specifically, the bush 50 is covered with the mold resin 40 so as to protrude and be exposed from the mold resin 40. Therefore, the bush 50 has a resin-covered portion that is a portion covered with the mold resin 40 and an exposed portion that is a portion that is not covered with the mold resin 40 and is exposed from the mold resin 40.
- the bush 50 is not connected to the circuit board 30.
- the bush 50 and the circuit board 30 are arranged separately and are not in contact with each other. Therefore, the bush 50 is not fixed to the circuit board 30.
- the bush 50 is fixed to the mold resin 40 by being covered with the mold resin 40.
- the bush 50 includes a main body portion 51 and a locking portion 52.
- the main body portion 51 holds a lead wire 60.
- Lead wire 60 is attached to main body portion 51 . Specifically, the lead wire 60 passes through the main body portion 51.
- a part of the main body part 51 is covered with mold resin 40. Specifically, a portion of the main body portion 51 that is inner than the locking portion 52 (a portion on the shaft 21 side) is covered with the molded resin 40 . The upper surface, the lower surface, the inner parts of the left side surface, the right side surface, and the entire rear end surface of the main body section 51 are covered with mold resin 40.
- the locking portion 52 is a portion that locks onto a mold used when molding the mold resin 40. Although details will be described later, the locking portion 52 functions as a positioning portion for determining the position of the bush 50 in the mold when molding the mold resin 40 using the mold.
- the locking portion 52 is a convex portion provided on the bush 50.
- the locking portion 52 is a convex portion provided on the main body portion 51 and is formed to protrude from the main body portion 51.
- the locking portion 52 which is a convex portion, fits into a recess provided in a mold used when molding the mold resin 40.
- the locking portion 52 is a convex portion having a rectangular cross-sectional shape.
- the locking portion 52 is provided over the entire circumference of the bush 50.
- the locking portion 52 is continuously provided over all of the upper surface, lower surface, right side surface, and left side surface of the rectangular parallelepiped main body portion 51.
- the locking portion 52 is formed in a linear shape with a constant width. However, the width of the locking portion 52 may not be constant.
- the locking portion 52 also functions as a restriction portion that restricts the movement of the bush 50 disposed in the mold in the inward and outward directions of the molded resin 40 when molding the molded resin 40.
- the locking portion 52 restricts the bush 50 from moving in a direction (radial direction) perpendicular to the direction of the axis C of the shaft 21 . Therefore, the locking portion 52, which is a convex portion, extends in a direction perpendicular to the inner and outer directions (radial direction in this embodiment) of the molded resin 40. Specifically, the locking portion 52 prevents the bush 50 from being drawn into the mold due to shrinkage when the mold resin 40 hardens.
- the bush 50 is a resin molded product integrally molded from an insulating resin material. That is, the main body portion 51 and the locking portion 52 are integrally formed.
- the bush 50 is made of polybutylene terephthalate resin. However, it is not limited to this.
- the lead wire 60 connected to the circuit board 30 is drawn out to the outside of the motor 1 via the bush 50.
- a lead wire 60 drawn out through the bush 50 is connected to an external power source.
- the external power source may be either an AC power source or a DC power source.
- one end of the lead wire 60 is connected to the circuit board 30.
- the other end of lead wire 60 is connected to an external power source.
- one end of the lead wire 60 is inserted into a through hole of the circuit board 30 and connected to the wiring of the circuit board 30 by solder.
- the lead wire 60 is an electric wire with an insulating coating. Specifically, as shown in FIGS. 4 and 6, the lead wire 60 includes a conductive wire 61 and an insulating film 62 covering the conductive wire 61.
- the conductive wire 61 is the core wire of the lead wire 60.
- the conductive wire 61 is made of a metal material such as copper.
- the insulating film 62 is a resin film that covers the conductive wire 61.
- the insulating film 62 is made of an insulating resin material.
- the lead wire 60 is a vinyl wire.
- the lead wire 60 is attached to the bush 50.
- a pair of lead wires 60 are attached to the bush 50.
- the pair of lead wires 60 are held in parallel to the bush 50 so as to be side by side.
- each of the pair of lead wires 60 passes through the bush 50. Specifically, each lead wire 60 passes through the main body 51 of the bush 50 so as to extend outward from both the inside and outside of the main body 51 . Therefore, each lead wire 60 has an internal lead-out part 60a (first part) drawn out from the bush 50 to the inside of the motor 1, and an external lead-out part 60b (second part) drawn out from the bush 50 to the outside of the motor 1. and has.
- the internal drawer portion 60a located inside the bush 50 is covered with mold resin 40.
- the external drawer portion 60b located outside the bush 50 is not covered with the mold resin 40 and is exposed.
- the insulating film 62 constituting the lead wire 60 and the mold resin 40 are melted and adhered to each other due to the high temperature during molding the mold resin 40. 4 and 5, the interface between the insulating film 62 and the mold resin 40 is clearly illustrated. However, the interface between the insulating film 62 and the molding resin 40 may not exist because the insulating film 62 and the molding resin 40 are melted and adhered to each other. That is, in the internal extension portion 60a of the lead wire 60, the insulating film 62 and the molding resin 40 may melt and adhere to each other, so that there may be no clear interface between the insulating film 62 and the molding resin 40. As shown in FIG.
- the length d of the internal drawer portion 60a is, for example, 5 mm or more. Note that the length d of the internal extension portion 60a is not limited to this as long as water can be prevented from entering the inside of the motor 1 from the interface between the insulating film 62 and the molded resin 40.
- the motor 1 configured in this way, when the coil 12 of the stator 10 is energized, a field current flows through the coil 12, the excitation part (coil part) of the stator core 11 is excited, and a magnetic flux is generated in the stator core 11. is generated. Specifically, two rotating magnetic fields, an S pole and an N pole, are generated in the stator core 11 . Then, the magnetic force generated by the interaction between the magnetic flux generated by the stator core 11 and the magnetic flux generated by the rotor 20 becomes a torque that rotates the rotor 20, and the rotor 20 rotates.
- FIG. 7A is a diagram showing how the lead wire 60 is connected to the circuit board 30 in the connection step of the method for manufacturing the motor 1 according to the embodiment.
- FIG. 7B is a diagram showing a state after the lead wire 60 is connected to the circuit board 30 in the connection step of the method for manufacturing the motor 1 according to the embodiment.
- FIG. 7C is a diagram showing how the circuit board 30 to which the lead wire 60 is connected is placed in the lower mold 91 in the placement step of the method for manufacturing the motor 1 according to the embodiment.
- FIG. 7D is a diagram showing how the upper mold 92 is arranged in the arrangement step of the method for manufacturing the motor 1 according to the embodiment.
- FIG. 7E is a diagram showing a state in which the bush 50 is fixed between the lower mold 91 and the upper mold 92 in the arrangement step of the method for manufacturing the motor 1 according to the embodiment.
- FIG. 7F is a diagram showing a resin molding process in the method for manufacturing the motor 1 according to the embodiment.
- the lead wire 60 to which the bush 50 is attached is connected to the circuit board 30 (connection step).
- a conductive wire 61 exposed at one end of a lead wire 60 to which a bush 50 is attached is inserted into a through hole 30a provided in a circuit board 30.
- the ends of the conductive wires 61 that have passed through the circuit board 30 are connected by solder 80.
- the lead wire 60 to which the bush 50 is attached can be electrically and mechanically connected to the circuit board 30.
- a plurality of electronic components are also soldered onto the circuit board 30 at this time.
- the circuit board 30 to which the lead wires 60 are connected is placed in the mold 90 (placement step).
- the stator core 11 around which the coil 12 is wound via the bobbin 13 is also placed in the mold 90 together with the bobbin 13 placed on the circuit board 30 .
- the direction of the circuit board 30 is reversed from the direction shown in FIGS. 7A and 7B. With this configuration, the mounting position of the circuit board 30 with respect to the mold 90 is determined via the stator 10 that constitutes the motor 1.
- the mold 90 is a mold for an injection molding machine.
- the mold 90 is composed of a plurality of blocks.
- the injection molding machine is a vertical type. Therefore, the mold 90 is configured to open and close in the vertical direction.
- the mold 90 has a lower mold 91 that is a first block and an upper mold 92 that is a second block.
- the bush 50 is placed in the mold 90 by locking the locking portion 52 of the bush 50 to the mold 90.
- a lower mold 91 is prepared in which a recess 91a corresponding to the locking portion 52 of the bush 50 is provided.
- the lower portion of the locking portion 52 of the bush 50 that holds the lead wire 60 connected to the circuit board 30 is locked in the recess 91a of the lower mold 91.
- the locking portion 52 is a convex portion that fits into the recess 91a of the lower mold 91, the lower portion of the locking portion 52 is fitted into the recess 91a.
- Circuit board 30 is connected to stator core 11 via bobbin 13 .
- Stator core 11 is placed in lower mold 91 .
- the circuit board 30 and the bush 50 are placed at predetermined positions in the lower mold 91. That is, positioning of the circuit board 30 and the bush 50 is performed.
- the recess 91a of the lower mold 91 is formed on the upper surface of the outer peripheral end of the lower mold 91.
- an upper mold 92 provided with a recess 92a corresponding to the locking portion 52 of the bush 50 is set.
- the upper mold 92 is set by fitting the recess 92a provided in the upper mold 92 into the upper part of the locking part 52 of the bush 50 arranged in the lower mold 91.
- the bush 50 is held between the lower mold 91 and the upper mold 92, and the bush 50 and the circuit board 30 are placed at predetermined positions in the mold 90.
- the recess 92a of the upper mold 92 is formed on the lower surface of the outer peripheral end of the upper mold 92.
- a recess 92a of the upper mold 92 is formed at a position opposite to a recess 91a of the lower mold 91.
- mold resin 40 is brought into contact with at least a portion of bush 50. In this embodiment, about half of the bush 50 is covered with mold resin 40.
- a fluid liquid is introduced into the mold 90 in which the bush 50, the circuit board 30, and the stator 10 are placed through a gate (not shown) provided in the mold 90.
- a thermosetting resin made of unsaturated polyester resin is used as the liquid resin. Therefore, the liquid resin filled inside the mold 90 is heated and hardened to become the mold resin 40. For example, by heating the mold 90 to a predetermined temperature, the liquid resin is heated and hardened.
- the temperature at which the liquid resin is heated becomes higher than the allowable temperature limit of the insulating film 62 of the lead wire 60. Therefore, the insulating film 62 of the lead wire 60 in the portion covered with the liquid resin (the internal extension portion 60a) will be melted by the temperature when the liquid resin is heated. As a result, when the liquid resin hardens to become the mold resin 40, the insulating film 62 of the lead wire 60 and the mold resin 40 are melted and adhered to each other.
- the heat resistant temperature of the insulating film 62 of the lead wire 60 is approximately 105°C.
- the set temperature (heating temperature) of the mold 90 is approximately 130°C.
- the liquid resin made of unsaturated polyester resin generates heat by itself when heated.
- the temperature of the liquid resin becomes about 15° C. higher than the set temperature of the mold 90. That is, the temperature of the liquid resin when heating the liquid resin becomes a high temperature of about 145°C.
- the insulating film 62 of the lead wire 60 will be melted by the high temperature when this liquid resin is heated.
- the temperature of the liquid resin is preferably 150° C. or lower.
- the liquid resin When the liquid resin hardens to become a resin molded body, the liquid resin will shrink. In other words, when the temperature of the liquid resin decreases (during cooling), the liquid resin contracts. At this time, the bush 50 covered with the liquid resin is subjected to stress that is drawn into the mold 90 due to contraction of the liquid resin. However, since the locking portion 52 of the bush 50 is locked to the mold 90, the bush 50 does not move into the mold 90. That is, the locking portion 52 restricts the bush 50 from moving in the direction toward the inside of the mold 90. Since the locking portion 52 fits into the recess 91a of the lower mold 91 and the recess 92a of the upper mold 92, movement of the bush 50 can be effectively suppressed.
- thermosetting the liquid resin in this manner a portion of the stator 10, the entire circuit board 30, and a portion of the bushing 50 are covered with the molded resin 40.
- the internal extension portion 60a of the lead wire 60 is also covered with the mold resin 40. This completes the stator assembly.
- the motor 1 is then completed by assembling the rotor 20 having the shaft 21, the first bearing unit 71, and the second bearing unit 72 to the stator 10 covered with the molded resin 40.
- FIG. 8 is a diagram showing the connection relationship between the circuit board 30, the bush 50X, and the lead wire 60 in the motor 1X of the comparative example.
- FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a motor 1X of a comparative example.
- FIG. 10 is a partial sectional view of the motor 1 according to the embodiment. Note that FIG. 10 corresponds to the cross section of FIG. 4.
- a lead wire pulling member such as a bush is used to pull out the lead wires connected to the circuit board from the molded resin.
- a lead wire pulling member such as a bush is used to pull out the lead wires connected to the circuit board from the molded resin.
- the bush 50X (lead wire pulling member) to which the lead wire 60 is attached to the circuit board 30
- the bush 50X is fixed to the mold. determining the position.
- a protrusion 53X is provided on the bush 50X, and the protrusion 53X is fitted into a through hole formed in the circuit board 30.
- the bush 50X and the circuit board 30 are in contact with each other. Therefore, there is a risk that water adhering to the surface of the motor 1X may reach the circuit board 30. For example, if the motor 1X is installed in a place where dew condensation is likely to occur, water generated by the condensation will adhere to the surface of the motor 1X. Water adhering to the surface of the motor 1X enters the inside of the motor 1X from the boundary (connection portion) between the bush 50X and the molded resin 40. As shown by the arrow in FIG.
- the circuit board 30 covered with the molded resin 40 and the resin bush 50 are not in contact with each other. In other words, there is no resin interface between the circuit board 30 and the bush 50.
- the molten adhesive portion where the insulating film 62 of the lead wire 60 and the molded resin 40 are fused and adhered functions as a stopper that suppresses the advance of water.
- the length of the internal drawn-out portion 60a of the lead wire 60 is preferably 5 mm or more, and more preferably 10 mm or more.
- the length of the internal extension portion 60a it is possible to increase the length of the molten contact portion where the insulating film 62 and the molded resin 40 are fused and adhered. Thereby, it is possible to further suppress water that has entered the inside of the motor 1 from traveling along the interface between the lead wire 60 and the molded resin 40 and reaching the circuit board 30.
- the motor 1 includes a stator 10 having a stator core 11 and a coil 12 wound around the stator core 11, a rotor 20 that rotates by the magnetic force generated by the stator 10, and a coil Corresponds to a circuit board 30 on which electronic components for controlling energization to 12 are mounted, a molded resin 40 that covers at least a portion of the stator core 11 and the circuit board 30, and a bush 50 that is at least partially in contact with the molded resin 40. and a lead wire 60 connected to the circuit board 30 and drawn out to the outside via the lead wire drawing member.
- the lead wire pull-out member has a locking portion 52 that locks onto a mold used when molding resin 40.
- the motor 1 According to the motor 1 according to the present embodiment, water that has entered from the boundary between the bush 50 and the molded resin 40 can be suppressed from reaching the circuit board 30. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of problems such as short circuits. Therefore, a highly reliable motor 1 can be realized.
- the motor 1 includes a stator 10 having a stator core 11 and a coil 12 wound around the stator core 11, a rotor 20 that rotates by the magnetic force generated by the stator 10, and a coil 12. a circuit board 30 on which electronic components for controlling energization are mounted; a molded resin 40 that covers at least a portion of the stator core 11 and the circuit board 30; and a lead wire corresponding to a bush 50 that is at least partially in contact with the molded resin 40.
- the lead wire 60 is connected to the circuit board 30 and drawn out to the outside via the lead wire draw-out member.
- the lead wire 60 includes a conductive wire 61 and an insulating film 62 covering the conductive wire 61.
- An internal lead-out portion 60 a of the lead wire 60 that is drawn out from the lead wire draw-out member is covered with mold resin 40 .
- the insulating film 62 and the molding resin 40 in the internal extension portion 60a are melted and adhered to each other.
- the method for manufacturing the motor 1 includes a connecting step of connecting a lead wire 60 to which a lead wire pulling member corresponding to the bush 50 is attached to the circuit board 30, and a step of connecting the coil 12 to the circuit board 30.
- the stator 10 and the circuit board 30 having the stator core 11 wound therein are arranged in a mold 90, and the stator 10 and the circuit board 30 are injected into the mold 90 and cured. and a resin molding step of covering at least a portion of 30 with mold resin 40.
- the lead wire drawing member is placed in the mold 90 by locking the locking portion 52 of the lead wire drawing member to the mold 90 .
- mold resin 40 is brought into contact with at least a portion of the lead wire drawing member.
- the bush 50 that holds the lead wire 60 and the circuit board 30 are not in contact with each other, and the bush 50 is not fixed to the circuit board 30. For this reason, another problem arises in that the bush 50 cannot be positioned using the circuit board 30 when the mold resin 40 is molded using the mold 90.
- the bush 50 has a locking portion 52 that locks into a mold 90 used when molding the mold resin 40.
- the bush 50 when the mold resin 40 is molded using the mold 90, the bush 50 can be locked and fixed to the mold 90.
- the bush 50 instead of fixing the bush 50 to the circuit board 30 and positioning the bush 50 with respect to the mold 90, by locking the bush 50 to the mold 90, The bush 50 is positioned relative to the mold 90. Thereby, the bush 50 can be set at a predetermined position in the mold 90 without having to fix the bush 50 to the circuit board 30. Moreover, the bush 50 and the circuit board 30 can be easily covered with the mold resin 40.
- the locking portion 52 of the bush 50 restricts the bush 50 from moving in and out of the molded resin 40. That is, when molding the mold resin 40 with the mold 90, the bush 50 restricts movement in the inner and outer directions of the mold 90.
- the locking portion 52 of the bush 50 is a convex portion.
- the convex portions fit into concave portions 91a and 92a provided in the mold 90.
- the locking portion 52 is provided over the entire circumference of the bush 50.
- the locking portion 52 of the bush 50 is provided over the entire circumference of the main body portion 51.
- it is not limited to this.
- the locking portion 52A which is a convex portion, may be formed only on the upper and lower surfaces of the main body portion 51.
- FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a bush 50A according to modification 1.
- the locking portion 52A may be formed only on either the upper surface or the lower surface of the main body portion 51.
- FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a bush 50B according to Modification 2.
- the locking portion 52B which is a convex portion, may be formed only on the left side and right side of the main body portion 51.
- the locking portion 52B may be formed only on one of the left side surface and the right side surface of the main body portion 51.
- a mold for molding the mold resin 40 is provided with a recessed portion on the side surface depending on the position of the locking portion 52B.
- the locking portion 52 of the bush 50 is a linear convex portion.
- the locking portion 52C may be a protruding convex portion.
- FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a bush 50C according to modification 3.
- the number of locking portions 52C, which are protruding convex portions is not limited to two, but may be one, or three or more.
- the locking portion 52C, which is a protruding convex portion may be formed only on the upper surface and the lower surface of the main body portion 51.
- the locking portion 52C may be formed only on one of the upper surface and the lower surface of the main body portion 51. Alternatively, the locking portion 52C may be formed only on one or both of the left side and right side of the main body 51, or on the entire four surfaces of the upper, lower, left, and right sides of the main body 51. may be formed. That is, one or more locking portions 52C, which are protruding convex portions, may be formed on at least one of the upper surface, lower surface, left side surface, and right side surface of the main body portion 51.
- the locking portion 52 of the bush 50 is a convex portion
- the mold 90 is provided with concave portions 91a and 92a into which the convex portion fits.
- the locking portion 52D of the bush 50D may be a concave portion
- the mold 90D may be provided with convex portions 91b and 92b into which the concave portion fits.
- FIG. 14 is a diagram showing a state in which a bush 50D according to modification 4 is placed in a mold.
- FIG. 15 is a diagram showing the configuration of a bush 50D according to modification 4. Specifically, like a bush 50D shown in FIG.
- a locking portion 52D which is a recessed portion, may be formed over the entire circumference of the main body portion 51.
- the lower mold 91D is provided with a convex portion 91b that fits into the lower portion of the locking portion 52D, which is a recess.
- the upper mold 92D is provided with a convex portion 92b that fits into the upper portion of the locking portion 52D, which is a concave portion.
- the protrusions 91b and 92b may be pins or the like separately fixed to the mold 90D instead of being part of the mold 90D.
- the locking portion 52D is provided over the entire circumference of the main body portion 51.
- it is not limited to this.
- the locking portion 52E which is a recess, may be formed only on the upper and lower surfaces of the main body portion 51.
- FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a bush 50E according to modification 5.
- the locking portion 52E may be formed only on either the upper surface or the lower surface of the main body portion 51.
- the locking portion 52F which is a concave portion, may be formed only on the left and right side surfaces of the main body portion 51.
- FIG. 17 is a diagram showing the configuration of a bush according to modification example 6.
- the locking portion 52F may be formed only on one of the left side and right side of the main body portion 51.
- a mold for molding the mold resin 40 is provided with a convex portion on the side surface depending on the position of the locking portion 52F.
- the locking portions 52D, 52E, and 52F are recesses with a rectangular cross-sectional shape.
- the locking portion 52G may be a recessed portion having a triangular cross-sectional shape.
- FIG. 18 is a diagram showing the configuration of a bush G according to modification example 7. Specifically, the locking portion 52G shown in FIG. 18 is formed so that each of the left and right side surfaces of the main body portion 51 is recessed in a V-shape.
- the locking part of the bush When the locking part of the bush is made into a recess, it is not a groove-like (linear) recess as shown in Figs. It may also be a concave portion (shaped like a curve).
- one or more locking portions which are depressed recesses, may be formed on at least one of the upper surface, lower surface, left side surface, and right side surface of the main body portion 51.
- the locking portion may be a through hole without a bottom instead of a recess with a bottom formed by recessing a portion of the main body portion 51.
- the mold may be provided with a convex portion or a pin that is inserted into the locking portion that is a through hole.
- the locking portion 52 of the bush 50 is provided separately from the main body portion 51.
- the rectangular parallelepiped main body portion 51H of the bush 50H itself may be the locking portion 52H.
- FIG. 19 is a diagram showing a state in which a bush 50H according to modification example 8 is placed in a mold 90H.
- FIG. 20 is a diagram showing the configuration of a bush 50H according to Modification Example 8.
- the lower mold 91H is provided with a recess 91c that fits into the lower part of the main body 51H, which is the locking part 52H.
- the upper mold 92H is provided with a recess 92c that fits into the upper part of the main body part 51H, which is the locking part 52H.
- the entire six sides of the rectangular parallelepiped main body portion 51H are restricted by the mold 90H by the recesses 91c and 92c of the mold 90H.
- FIG. 21 is a diagram showing a state in which a bush 50H according to Modification Example 8 is placed in a mold 90I having another configuration. Thereby, the molded resin 40 comes into contact with not only the rear end surface of the main body 51H of the bush 50H but also the upper surface of the main body 51H. Therefore, the holding force with which the bush 50H is held by the molded resin 40 can be improved.
- the motor 1 is used as a fan motor for a cooling blower.
- the motor 1 can be used as a fan motor for various blowers.
- the technology of the present disclosure can also be applied to motors other than fan motors.
- the technology of the present disclosure can be used in various electrical devices that have motors.
- the technology of the present disclosure is useful for motors used in environments where water droplets tend to adhere.
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Abstract
モータは、ステータコア及びステータコアに巻かれたコイルを有するステータと、ステータが生成する磁力によって回転するロータと、コイルへの通電を制御するための電子部品が実装された回路基板と、ステータコア及び回路基板の少なくとも一部を覆うモールド樹脂と、少なくとも一部がモールド樹脂に接するリード線引き出し部材の一例であるブッシュと、回路基板に接続され、ブッシュを介して外部に引き出されたリード線と、を備え、ブッシュは、モールド樹脂を成型するときに用いられる金型に係止する係止部を有する。
Description
本開示は、モータ及びモータの製造方法に関する。本開示は、特に、例えば送風機に用いられるファンモータ及びそのファンモータの製造方法に関する。
モータは、様々な分野の製品に用いられている。例えば、モータは、送風機におけるファンモータとして用いられる。送風機は、ファンモータが有するロータのシャフトに取り付けられたファンを回転させることで送風を行うものである。送風機は、送風機が搭載される製品の内部で発生する熱を外部に排出したり、製品内で生成した冷気や暖気を送風したりする。例えば、冷蔵庫に用いられる送風機としては、冷蔵庫の庫内に冷気を送風するための庫内用ファンがある。
ファンモータとして、ステータ及び回路基板がモールド樹脂で覆われた構造のものが知られている。この種のファンモータは、ステータと、ロータと、回路基板と、モールド樹脂とを備える(特許文献1を参照)。ステータは、ステータコイル及びステータコアを有する。ロータは、ステータの磁力により回転する。回路基板は、ステータコイルへの通電を制御する電子部品が実装されている。モールド樹脂は、ステータコアの少なくとも一部及び回路基板を覆う。
このようなファンモータでは、モールド樹脂で覆われた回路基板に接続されたリード線を、ブッシュ又はコネクタ等のリード線引き出し部材を介して外部に引き出している。具体的には、リード線引き出し部材の一部をモールド樹脂で覆って、リード線引き出し部材の一部をモールド樹脂から露出させている。これにより、リード線引き出し部材を介してリード線がモールド樹脂から外部に引き出された構造(リード線口出し構造)が形成されている。
モールド樹脂は金型によって成型されるが、この際、金型に対してリード線引き出し部材の位置を決める必要がある。特許文献1に開示されたファンモータでは、リード線が取り付けられたコネクタ(リード線引き出し部材)を回路基板に固定することで、金型に対するコネクタの位置を決めている。
ファンモータは、湿気の高い場所又は温度変化によって結露が生じる場所に設置されることがある。例えば、冷蔵庫の庫内に冷気を送風するために用いられるファンモータは、結露が生じやすい場所に設置される。このように、結露が生じやすい場所にファンモータが設置されると、結露により生じた水(水滴)がファンモータの内部に浸入するおそれがある。
この場合、樹脂製のリード線引き出し部材及び回路基板がモールド樹脂で覆われたファンモータにおいては、リード線引き出し部材から回路基板までの間には樹脂部分同士の界面が存在する。このため、モータの表面に水が付着すると、モータの表面を伝う水がリード線引き出し部材とモールド樹脂との境界(接続部分)からモータの内部に浸入し、この浸入した水が毛細管現象によってリード線引き出し部材とモールド樹脂との界面を伝って回路基板に到達するおそれがある。例えば、特許文献1に開示されたファンモータでは、リード線引き出し部材である樹脂製のコネクタが回路基板に固定されている。このため、コネクタとモールド樹脂との境界からモータの内部に水が浸入し、浸入した水がコネクタとモールド樹脂との界面を伝って回路基板に到達することがある。このように、回路基板に水が到達すると、ショート等の不具合を引き起こすおそれがある。
本開示は、このような問題を解決するためになされたものである。本開示は、リード線引き出し部材とモールド樹脂との境界から浸入した水が回路基板に到達することを抑制できるモータ及びモータの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示に係るモータの一態様は、ステータコア及び前記ステータコアに巻かれたコイルを有するステータと、前記ステータが生成する磁力によって回転するロータと、前記コイルへの通電を制御するための電子部品が実装された回路基板と、前記ステータコア及び前記回路基板の少なくとも一部を覆うモールド樹脂と、少なくとも一部が前記モールド樹脂に接するリード線引き出し部材と、前記回路基板に接続され、前記リード線引き出し部材を介して外部に引き出されたリード線と、を備え、前記リード線引き出し部材は、前記モールド樹脂を成型するときに用いられる金型に係止する係止部を有する。
本開示に係るモータの他の一態様は、ステータコア及び前記ステータコアに巻かれたコイルを有するステータと、前記ステータが生成する磁力によって回転するロータと、前記コイルへの通電を制御する電子部品が実装された回路基板と、前記ステータコア及び前記回路基板の少なくとも一部を覆うモールド樹脂と、少なくとも一部が前記モールド樹脂に接するリード線引き出し部材と、前記回路基板に接続され、前記リード線引き出し部材を介して外部に引き出されたリード線と、を備え、前記リード線は、導電線と前記導電線を覆う絶縁膜とによって構成されており、前記リード線における前記リード線引き出し部材から内部に引き出された内部引き出し部は、前記モールド樹脂で覆われており、前記内部引き出し部における前記絶縁膜と前記モールド樹脂とは、溶融密着している。
本開示に係るモータの製造方法の一態様は、リード線引き出し部材が取り付けられたリード線を回路基板に接続する接続工程と、コイルが巻かれたステータコアを有するステータと前記回路基板とを金型に配置する配置工程と、前記金型の内部に液状樹脂を注入して前記液状樹脂を硬化することで前記ステータ及び前記回路基板の少なくとも一部をモールド樹脂で覆う樹脂成型工程と、を含み、前記配置工程では、前記リード線引き出し部材が有する係止部を前記金型に係止することで、前記リード線引き出し部材を前記金型に配置し、前記樹脂成型工程では、前記モールド樹脂を前記リード線引き出し部材の少なくとも一部に接触させる。
本開示によれば、リード線引き出し部材とモールド樹脂との境界から浸入した水が回路基板に到達することを抑制できるモータを得ることができる。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程及び工程の順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。本明細書において、「上」及び「下」という用語は、必ずしも、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)及び下方向(鉛直下方)を指すものではない。
(実施の形態)
まず、実施の形態に係るモータ1の構成について、図1~図6を用いて説明する。図1は、斜め上方から見たときの実施の形態に係るモータ1の外観斜視図である。図2は、斜め下方から見たときの実施の形態に係るモータ1の外観斜視図である。図3は、モールド樹脂40を省略したときのモータ1の分解斜視図である。図4は、リード線60の長手方向に平行な平面で切断したときの実施の形態に係るモータ1の断面図である。図5は、リード線60の長手方向に直交する平面で切断したときの実施の形態に係るモータ1の断面図である。また、図6は、実施の形態に係るモータ1において、回路基板30、ブッシュ50及びリード線60の接続関係を示す図である。
まず、実施の形態に係るモータ1の構成について、図1~図6を用いて説明する。図1は、斜め上方から見たときの実施の形態に係るモータ1の外観斜視図である。図2は、斜め下方から見たときの実施の形態に係るモータ1の外観斜視図である。図3は、モールド樹脂40を省略したときのモータ1の分解斜視図である。図4は、リード線60の長手方向に平行な平面で切断したときの実施の形態に係るモータ1の断面図である。図5は、リード線60の長手方向に直交する平面で切断したときの実施の形態に係るモータ1の断面図である。また、図6は、実施の形態に係るモータ1において、回路基板30、ブッシュ50及びリード線60の接続関係を示す図である。
図1~図6に示すように、モータ1は、ステータ10と、ロータ20と、回路基板30と、モールド樹脂40と、ブッシュ50と、リード線60とを備える。モータ1は、さらに、ロータ20が有するシャフト21を支持する第1軸受ユニット71及び第2軸受ユニット72を備える。
モータ1は、ステータ10の少なくとも一部がモールド樹脂40で覆われたモールドモータである。モータ1は、例えば、冷蔵庫に搭載される冷気循環用の送風機(庫内用ファン)におけるファンモータとして用いることができる。
ステータ10(固定子)は、ロータ20を回転させるためにロータ20に作用する磁力を生成する。図3に示すように、ステータ10は、ステータコア11と、ステータコア11に固定されたコイル12(ステータコイル)とを有する。なお、図3において、ステータ10のコイル12は、模式的に示されており、実際には、コイル線材が巻かれた構成になっている。
ステータコア11(固定子鉄心)は、ロータ20との間に微小なエアギャップを介してロータ20に対向して配置されている。ステータコア11は、ロータ20が有するシャフト21が延伸する軸心Cの方向に沿って複数の電磁鋼板が積層された積層体である。ステータコア11は、積層体に限らず、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。
コイル12は、ステータコア11に巻かれた巻線コイルである。ステータコア11におけるコイル12が巻かれた部分は、ステータコア11の励磁部として機能する。具体的には、コイル12は、ボビン13を介してステータコア11の所定の部位に巻き回されている。ボビン13は、絶縁性樹脂材料によって構成された絶縁枠である。ボビン13は、ステータコア11の一部が挿入される貫通孔を有する。つまり、ボビン13は、ステータコア11の一部を囲う筒状体である。コイル12は、例えば、エナメル銅線等のコイル線材である。
このように構成されるステータ10では、ステータコア11に巻かれたコイル12に電流が流れることで、ステータコア11は、ロータ20を回転させるための磁力を生成する。具体的には、ステータコア11は、シャフト21の回転方向(周方向)に沿ってN極とS極とが交互に存在するように、ロータ20とのエアギャップ面に磁束を生成する。ステータコア11が生成する主磁束の向きは、シャフト21の軸心Cと直交する方向(径方向)である。
ロータ20(回転子)は、ステータ10に対して回転可能に配置されている。ロータ20は、ステータ10が生成する磁力によって回転する。ロータ20は、シャフト21を有している。ロータ20は、シャフト21の軸心Cを回転中心として回転する。
ロータ20は、ステータ10が有するステータコア11と向かい合って配置されている。具体的には、ロータ20は、シャフト21の軸心Cの方向と直交する方向(径方向)においてステータコア11と対向している。つまり、シャフト21の軸心Cの方向から見たときに、ロータ20は、ステータコア11に囲まれている。ロータ20の外面とステータコア11の内面との間には、微小なエアギャップが存在する。
図3に示すように、ロータ20は、シャフト21と、マグネット材がシリンダー状に成型されたロータ本体22とを有する。
シャフト21は、ロータ20が回転する際の中心となる回転軸である。シャフト21は、金属棒等の長尺状の棒状部材によって構成されている。シャフト21の長手方向(延伸方向)は、軸心Cが延伸する方向(軸心方向)である。
シャフト21は、ロータ本体22の中心を貫通している。具体的には、シャフト21は、シャフト21の軸心Cの方向において、ロータ本体22の両側に延在するように、ロータ本体22を貫通している。シャフト21は、ロータ本体22に固定されている。具体的には、シャフト21は、ロータ本体22の中心に設けられた貫通孔に挿入されて、ロータ本体22に固定されている。例えば、シャフト21は、ロータ本体22の貫通孔に圧入されることで、ロータ本体22に固定されている。シャフト21は、ロータ本体22と一体で成型されることで、固定されていてもよい。
図1及び図2に示すように、シャフト21は、回転自在な状態で、第1軸受ユニット71及び第2軸受ユニット72に支持されている。具体的には、シャフト21は、ロータ本体22の一方側から延在するシャフト21の一方側の部位が第1軸受ユニット71に支持されている。シャフト21は、ロータ本体22の他方側から延在するシャフト21の他方側の部位が、第2軸受ユニット72に支持されている。
図1に示すように、シャフト21における一方側の部位は、第1軸受ユニット71から突出している。つまり、シャフト21は、第1軸受ユニット71を貫通している。シャフト21における一方側の部位は、シャフト21の出力側の部位である。したがって、第1軸受ユニット71から突出したシャフト21の一方側の部位の先端部には、モータ1によって駆動される負荷が取り付けられる。例えば、モータ1をファンモータとして用いる場合、シャフト21の一方側の部位には、負荷としてファンが取り付けられる。
一方、図2に示すように、シャフト21における他方側の部位は、第2軸受ユニット72から突出していない。つまり、シャフト21における他方側の部位は、シャフト21の反出力側の部位である。
なお、詳細な説明は省略するが、第1軸受ユニット71及び第2軸受ユニット72は、フレームと、フレームカバーと、軸受と、補油部材と、押さえバネと、を備えている。
フレームは、実質的に有底筒状の筐体である。フレームカバーは、フレームの開口部に蓋をする。軸受は、フレーム内に収納され、シャフトを回転自在に支持する。補油部材は、軸受の油を補給する。押さえバネは、軸受をフレームに押さえ付けて保持する。
図3に示されるロータ本体22は、ステータ10に作用する磁力を生成する。ロータ本体22が生成する主磁束の向きは、ステータ10と同様に、シャフト21の軸心Cと直交する方向(径方向)である。具体的には、ロータ本体22は、回転方向に沿ってN極とS極とが交互に存在する構成になっている。ロータ本体22は、1組のN極及びS極を有するように構成されている。しかし、ロータ本体22は、複数組のN極及びS極を有するように構成されていてもよい。
ロータ本体22は、磁性材料を含んだプラスチックのコンパウンド材で形成される。したがって、ロータ本体22は、プラスチックマグネットとして機能する。あるいは、ロータ本体22は、磁性材料からなるロータコア(回転子鉄心)と、ロータコアに固定された複数の永久磁石とによって構成されていてもよい。永久磁石は、ロータコアの内部に埋め込まれていてもよいし、ロータコアの外側面に取り付けられていてもよい。例えば、ロータコアの内部に永久磁石を埋め込む場合、ロータコアに磁石挿入穴を形成し、磁石挿入穴の内部に永久磁石を埋め込むとよい。ロータコアは、シャフト21の軸心Cの方向に沿って積層された複数の電磁鋼板の積層体である。永久磁石は、例えば、焼結磁石又はボンド磁石等である。
図3~図6に示される回路基板30は、例えば、銅等の導電材料からなる配線が所定のパターンで形成されたプリント配線基板(PCB;Printed Circuit Board)である。回路基板30のベース基材としては、ガラスエポキシ基板等の樹脂基材又はアルミニウム合金基板等の金属基材等を用いることができる。回路基板30は、例えば、リジッド基板である。しかし、回路基板30は、フレキシブル基板であってもよい。
回路基板30は、1つ以上の電子部品(回路素子)が実装された実装基板である。回路基板30には、ステータ10が有するコイル12への通電を制御するための電子部品(不図示)が実装されている。本実施の形態において、回路基板30には、複数の電子部品が実装されている。
図4及び図6に示すように、回路基板30には、リード線60が接続されている。具体的には、回路基板30の配線とリード線60の導電線61とが、電気的及び機械的に接続されている。回路基板30には、リード線60を介して電力が供給される。
回路基板30の配線とステータ10が有するコイル12とが電気的に接続されている。リード線60を介して回路基板30に供給された電力は、回路基板30に実装された複数の電子部品によってコイル12の通電を制御するための電力に変換される。複数の電子部品によって生成された電力は、回路基板30の配線からコイル12に供給される。これにより、コイル12には、ステータ10に所定の磁束を生成させるための電流が流れる。
図1及び図2に示されるモールド樹脂40は、所定の形状に形成された樹脂成型体である。モールド樹脂40は、絶縁性樹脂材料によって構成されている。具体的には、モールド樹脂40としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。この場合、熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂又はエポキシ系樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂又はポリブチレンテレフタレート系樹脂等を用いることができる。本実施の形態では、モールド樹脂40として、白色の不飽和ポリエステル樹脂(Bulk Molding Compound(BMC))からなる熱硬化性樹脂を用いている。つまり、流動性を有する状態の熱硬化性樹脂が熱によって硬化することで、モールド樹脂40になる。
図4に示すように、モールド樹脂40は、ステータ10が有するステータコア11及び回路基板30の少なくとも一部を覆っている。モールド樹脂40は、ステータコア11におけるコイル12が巻かれた部分を覆っている。具体的には、モールド樹脂40は、コイル12が巻かれたボビン13の全体を覆っている。したがって、コイル12は、モールド樹脂40から露出していない。モールド樹脂40は、回路基板30の全体を覆っている。具体的には、モールド樹脂40は、回路基板30だけではなく、回路基板30に実装された複数の電子部品の全てを覆っている。したがって、回路基板30及び全ての電子部品は、モールド樹脂40から露出していない。
このように、モールド樹脂40によってコイル12及び回路基板30を覆うことによって、コイル12及び回路基板30を絶縁保護したり、空気中の水分や酸素によってコイル12及び電子部品が劣化することを抑制したりすることができる。
図1~図4に示すように、ブッシュ50は、リード線60をモータ1の外部に引き出すためのリード線引き出し部材の一例である。つまり、ブッシュ50は、リードブッシュである。ブッシュ50とリード線60とは、モータ1におけるリード線口出し構造を構成している。
ブッシュ50の少なくとも一部は、モールド樹脂40に接している。ブッシュ50の少なくとも一部は、モールド樹脂40で覆われている。具体的には、ブッシュ50は、モールド樹脂40から突出して露出するようにモールド樹脂40で覆われている。したがって、ブッシュ50は、モールド樹脂40で覆われた部分である樹脂被覆部と、モールド樹脂40で覆われておらずモールド樹脂40から露出する部分である露出部とを有する。
ブッシュ50は、回路基板30に接続されていない。つまり、ブッシュ50と回路基板30とは、分離して配置されており、接していない。したがって、ブッシュ50は、回路基板30には固定されていない。ブッシュ50は、モールド樹脂40に覆われることでモールド樹脂40に固定されている。
図3、図4及び図6に示すように、ブッシュ50は、本体部51と、係止部52とを有する。
本体部51は、リード線60を保持している。リード線60は、本体部51に取り付けられている。具体的には、リード線60は、本体部51を貫通している。
本体部51の一部は、モールド樹脂40で覆われている。具体的には、本体部51のうち、係止部52よりも内側部分(シャフト21側の部分)が、モールド樹脂40で覆われている。本体部51の上面、下面、左側面及び右側面の内側部分と本体部51の後端面の全面とがモールド樹脂40で覆われている。
係止部52は、モールド樹脂40を成型するときに用いられる金型に係止する部分である。詳細は後述するが、係止部52は、金型を用いてモールド樹脂40を成型する際に、金型におけるブッシュ50の位置を決めるための位置決め部として機能する。
係止部52は、ブッシュ50に設けられた凸部である。具体的には、係止部52は、本体部51に設けられた凸部であり、本体部51から突出するように形成されている。この場合、凸部である係止部52は、モールド樹脂40を成型するときに用いられる金型に設けられた凹部に嵌合する。一例として、係止部52は、断面形状が矩形状の凸部である。また、図6に示すように、係止部52は、ブッシュ50の全周にわたって設けられている。具体的には、係止部52は、直方体の本体部51の上面、下面、右側面及び左側面の全てにわたって連続して設けられている。なお、係止部52は、一定の幅の線状に形成されている。しかし、係止部52の幅は、一定でなくてもよい。
係止部52は、モールド樹脂40を成型する際に、金型に配置されたブッシュ50がモールド樹脂40の内外方向に移動することを規制する規制部としても機能する。係止部52は、ブッシュ50がシャフト21の軸心Cの方向に直交する方向(径方向)に移動することを規制している。したがって、凸部である係止部52は、モールド樹脂40の内外方向(本実施の形態では径方向)に直交する方向に延在している。具体的には、係止部52は、モールド樹脂40の硬化時の収縮によってブッシュ50が金型の内側に引き込まれることを防止している。
ブッシュ50は、絶縁性樹脂材料によって一体に成型された樹脂成型品である。つまり、本体部51と係止部52とは一体に形成されている。ブッシュ50は、ポリブチレンテレフタレート樹脂によって構成されている。しかし、これに限らない。
回路基板30に接続されたリード線60は、ブッシュ50を介して、モータ1の外部に引き出されている。ブッシュ50を介して外部に引き出されたリード線60は、外部電源に接続される。外部電源は、交流電源及び直流電源のいずれであってもよい。
このように、リード線60一方の端部は、回路基板30に接続されている。リード線60の他方の端部は、外部電源に接続されている。具体的には、リード線60一方の端部は、回路基板30の貫通孔に挿通されて、回路基板30の配線と半田によって接続されている。
リード線60は、絶縁被膜付き電線である。具体的には、図4及び図6に示すように、リード線60は、導電線61と、導電線61を覆う絶縁膜62とによって構成されている。導電線61は、リード線60の芯線である。導電線61は、例えば銅等の金属材料によって構成されている。絶縁膜62は、導電線61を被覆する樹脂被膜である。絶縁膜62は、絶縁性樹脂材料によって構成されている。一例として、リード線60は、ビニル線である。
リード線60は、ブッシュ50に取り付けられている。ブッシュ50には、一対のリード線60が取り付けられている。一対のリード線60は、横並びとなるように平行にブッシュ50に保持されている。
一対のリード線60の各々は、ブッシュ50を貫通している。具体的には、各リード線60は、ブッシュ50の本体部51の内側及び外側の両側から外方に向かって延在するように、本体部51を貫通している。したがって、各リード線60は、ブッシュ50からモータ1の内部に引き出された内部引き出し部60a(第1部位)と、ブッシュ50からモータ1の外部に引き出された外部引き出し部60b(第2部位)とを有する。ブッシュ50よりも内側に位置する内部引き出し部60aは、モールド樹脂40で覆われている。一方、ブッシュ50よりも外側に位置する外部引き出し部60bは、モールド樹脂40で覆われておらず、露出している。
モールド樹脂40で覆われた内部引き出し部60aは、モールド樹脂40を成型する際の高い温度によって、リード線60を構成する絶縁膜62とモールド樹脂40とが溶融密着している。図4及び図5では、絶縁膜62とモールド樹脂40との界面が明確に図示されている。しかし、絶縁膜62とモールド樹脂40とが溶融密着することで、絶縁膜62とモールド樹脂40との界面が存在しないこともある。つまり、リード線60の内部引き出し部60aは、絶縁膜62とモールド樹脂40とが溶融密着することで、絶縁膜62とモールド樹脂40との間の明確な界面がなくなることがある。図6に示すように、内部引き出し部60aの長さdは、一例として、5mm以上である。なお、内部引き出し部60aの長さdは、絶縁膜62とモールド樹脂40との界面からモータ1の内部へ、水の侵入を抑制できれば、これに限らない。
このように構成されたモータ1では、ステータ10が有するコイル12に通電されると、コイル12に界磁電流が流れて、ステータコア11の励磁部(コイル部)が励磁されて、ステータコア11に磁束が生成する。具体的には、ステータコア11には、S極及びN極の2極の回転磁界が生成される。そして、ステータコア11で生成された磁束とロータ20で生成された磁束との相互作用によって生じた磁気力が、ロータ20を回転させるトルクとなり、ロータ20が回転する。
次に、実施の形態に係るモータ1の製造方法について、図7A~図7Fを用いて説明する。図7Aは、実施の形態に係るモータ1の製造方法の接続工程において、回路基板30にリード線60を接続するときの様子を示す図である。図7Bは、実施の形態に係るモータ1の製造方法の接続工程において、回路基板30にリード線60を接続した後の状態を示す図である。図7Cは、実施の形態に係るモータ1の製造方法の配置工程において、リード線60が接続された回路基板30を下金型91に配置するときの様子を示す図である。図7Dは、実施の形態に係るモータ1の製造方法の配置工程において、上金型92を配置するときの様子を示す図である。図7Eは、実施の形態に係るモータ1の製造方法の配置工程において、下金型91と上金型92とでブッシュ50が固定された状態を示す図である。図7Fは、実施の形態に係るモータ1の製造方法における樹脂成型工程を示す図である。
本実施の形態に係るモータ1の製造方法では、まず、図7A及び図7Bに示すように、ブッシュ50が取り付けられたリード線60を回路基板30に接続する(接続工程)。
具体的には、図7Aに示すように、回路基板30に設けられた貫通孔30aに、ブッシュ50が取り付けられたリード線60の一方側の端部で露出させた導電線61を挿入し、回路基板30を貫通した導電線61の先端を半田80によって半田接続する。これにより、図7Bに示すように、ブッシュ50が取り付けられたリード線60を回路基板30に電気的及び機械的に接続することができる。なお、図示されていないが、このとき、回路基板30には複数の電子部品も半田実装されている。
次に、図7C~図7Eに示すように、リード線60が接続された回路基板30を金型90に配置する(配置工程)。このとき、金型90には、回路基板30上に配置されたボビン13とともに、ボビン13を介してコイル12が巻かれたステータコア11も配置される。なお、回路基板30を金型90に配置するにあたり、回路基板30の向きは、図7A、図7Bに示した方向と反転している。本構成とすることで、金型90に対する回路基板30の取付け位置は、モータ1を構成するステータ10を介して定められる。
金型90は、射出成型機の金型である。金型90は、複数のブロックによって構成されている。射出成型機は、縦型である。したがって、金型90は、縦方向に開閉するように構成されている。具体的には、金型90は、第1ブロックである下金型91と、第2ブロックである上金型92とを有する。
この工程では、ブッシュ50が有する係止部52を金型90に係止することで、ブッシュ50を金型90に配置する。
具体的には、まず、図7Cに示すように、ブッシュ50の係止部52に対応する凹部91aが設けられた下金型91を用意する。回路基板30に接続されたリード線60を保持するブッシュ50の係止部52のうちの下側部分を、下金型91の凹部91aに係止させる。係止部52は、下金型91の凹部91aに嵌合する凸部であるので、係止部52の下側部分を凹部91aに嵌め合わせる。回路基板30は、ボビン13を介してステータコア11と接続される。ステータコア11は、下金型91に配置される。これにより、下金型91の所定の位置に回路基板30とブッシュ50とが配置される。つまり、回路基板30とブッシュ50との位置決めが行われる。なお、下金型91の凹部91aは、下金型91の外周端部の上面に形成されている。
続いて、図7Dに示すように、ブッシュ50の係止部52に対応する凹部92aが設けられた上金型92をセットする。具体的には、上金型92に設けられた凹部92aを、下金型91に配置されたブッシュ50の係止部52のうちの上側部分に嵌め合わせることで、上金型92をセットする。これにより、図7Eに示すように、下金型91と上金型92とにブッシュ50が挟持されて、ブッシュ50及び回路基板30が金型90の所定の位置に配置される。なお、上金型92の凹部92aは、上金型92の外周端部の下面に形成されている。上金型92の凹部92aは、下金型91の凹部91aに対向する位置に形成されている。
次に、図7Fに示すように、金型90の内部に液状樹脂を注入して液状樹脂を硬化することで、ステータ10(不図示)及び回路基板30の少なくとも一部をモールド樹脂40で覆う(樹脂成型工程)。この工程では、モールド樹脂40をブッシュ50の少なくとも一部に接触させる。本実施の形態では、ブッシュ50の半分程度が、モールド樹脂40で覆われている。
具体的には、まず、金型90に設けられたゲート(不図示)を介して、ブッシュ50、回路基板30及びステータ10が配置された金型90の内部に、流動性を有する状態の液状樹脂を注入することで、液状樹脂を金型90の内部に充填させて液状樹脂を硬化させる。液状樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂からなる熱硬化性樹脂を用いている。このため、金型90の内部に充填された液状樹脂は、加熱されることで硬化してモールド樹脂40になる。例えば、金型90を所定の温度に加熱することで、液状樹脂を加熱して硬化する。
このとき、液状樹脂を加熱するときの温度が、リード線60の絶縁膜62の耐熱温度よりも高くなる。したがって、液状樹脂で覆われる部分(内部引き出し部60a)のリード線60の絶縁膜62は、液状樹脂を加熱するときの温度によって溶融することになる。この結果、液状樹脂が硬化してモールド樹脂40になったときに、リード線60の絶縁膜62とモールド樹脂40とが溶融密着することになる。
一例として、リード線60の絶縁膜62の耐熱温度は、約105℃である。金型90の設定温度(加熱温度)は、約130℃である。この場合、不飽和ポリエステル樹脂からなる液状樹脂は、加熱されることで自己発熱する。これにより、液状樹脂の温度は、金型90の設定温度よりも15℃程度高くなる。つまり、液状樹脂を加熱させるときの液状樹脂の温度は、約145℃の高温になる。リード線60の絶縁膜62は、この液状樹脂を加熱させるときの高い温度によって溶融することになる。なお、回路基板30に実装された電子部品の耐熱温度を考慮すると、液状樹脂の温度は150℃以下であるとよい。
液状樹脂が硬化して樹脂成型体になる際、液状樹脂が収縮することになる。つまり、液状樹脂の温度が低くなっていくとき(冷却時)に液状樹脂が収縮することになる。このとき、液状樹脂で覆われるブッシュ50には、液状樹脂の収縮によって金型90の内部に引き込まれる応力が加わる。しかし、ブッシュ50の係止部52が金型90に係止しているので、ブッシュ50は金型90の内部に移動しない。つまり、係止部52は、ブッシュ50が金型90の内部に向かう方向に移動することを規制している。係止部52は、下金型91の凹部91aと上金型92の凹部92aとに嵌合しているので、ブッシュ50が移動することを効果的に抑制することができる。
このように液状樹脂が熱硬化することで、ステータ10の一部と回路基板30の全体とブッシュ50の一部とが、モールド樹脂40で覆われることになる。リード線60の内部引き出し部60aも、モールド樹脂40で覆われる。これにより、ステータ組立体が完成する。
なお、その後、図示しないが、モールド樹脂40で覆われたステータ10に、シャフト21を有するロータ20、第1軸受ユニット71及び第2軸受ユニット72を組み付けることで、モータ1が完成する。
次に、このように得られたモータ1の作用効果について、図8~図10を用いて、比較例のモータ1Xと比較して説明する。図8は、比較例のモータ1Xにおいて、回路基板30、ブッシュ50X及びリード線60の接続関係を示す図である。図9は、比較例のモータ1Xの部分断面図である。図10は、実施の形態に係るモータ1の部分断面図である。なお、図10は、図4の断面に対応している。
回路基板がモールド樹脂で覆われたモータにおいては、回路基板に接続されたリード線をモールド樹脂から引き出すために、ブッシュ等のリード線引き出し部材が用いられる。この場合、モールド樹脂を金型によって成型する際、金型に対するリード線引き出し部材の位置を決める必要がある。
例えば、図8及び図9に示すように、比較例のモータ1では、リード線60が取り付けられたブッシュ50X(リード線引き出し部材)を回路基板30に固定することで、金型に対するブッシュ50Xの位置を決めている。具体的には、ブッシュ50Xに突起53Xを設けて、突起53Xを回路基板30に形成された貫通孔に嵌合させている。これにより、ブッシュ50Xが固定された回路基板30を金型の所定の位置に配置することで、ブッシュ50Xも金型の所定の位置に配置することができる。
しかしながら、比較例のモータ1Xの構造では、ブッシュ50Xと回路基板30とが接している。このため、モータ1Xの表面に付着した水が回路基板30に達するおそれがある。例えば、結露が生じやすい場所等にモータ1Xが設置されると、結露により生じた水がモータ1Xの表面に付着する。モータ1Xの表面に付着した水が、ブッシュ50Xとモールド樹脂40との境界(接続部分)からモータ1Xの内部に浸入する。図9の矢印に示すように、浸入した水が毛細管現象によってブッシュ50Xとモールド樹脂40との界面を伝って、長い時間を経てブッシュ50Xが接続する回路基板30に到達するおそれがある。このように、回路基板30に水が到達すると、ショート等の不具合を引き起こすおそれがある。また、モータ1Xの内部に浸入した水がステータのコイル(不図示)にまで到達すると、コイルのレアショートを引き起こすおそれがある。
これに対して、図10に示すように、本実施の形態におけるモータ1では、モールド樹脂40で覆われた回路基板30と樹脂製のブッシュ50とが接していない。つまり、回路基板30とブッシュ50との間には樹脂同士の界面が存在しない。
これにより、図10の矢印に示すように、モータ1の表面に水が付着して毛細管現象によりブッシュ50とモールド樹脂40との境界(接続部分)からモータ1の内部に水が浸入、その水がブッシュ50とモールド樹脂40との界面を伝っていったとしても、ブッシュ50と回路基板30とが接していないので、モータ1の内部に浸入した水が回路基板30にまで到達しない。
このとき、モータ1の内部に浸入した水は、ブッシュ50から内部に引き出されたリード線60とモールド樹脂40との界面を伝って、内部の奥に進行するおそれがある。しかし、本実施の形態では、リード線60の内部引き出し部60aにおける絶縁膜62とモールド樹脂40とが溶融密着している。このため、リード線60とモールド樹脂40との樹脂同士の界面が存在しない。これにより、モータ1の内部に浸入した水が回路基板30に到達することを一層抑制することができる。このように、本実施の形態におけるモータ1では、リード線60の絶縁膜62とモールド樹脂40とが溶融密着した溶融密着部が、水の進行を抑制するストッパとして機能している。
水の進行を抑制するとの観点では、リード線60の内部引き出し部60aの長さは、5mm以上であるとよく、10mm以上であるとさらによい。内部引き出し部60aの長さを長くすることで、絶縁膜62とモールド樹脂40とが溶融密着した溶融密着部を長くすることができる。これにより、モータ1の内部に浸入した水がリード線60とモールド樹脂40との界面を伝って、回路基板30に到達することを一層抑制することができる。
以上のように、一側面において、本実施の形態に係るモータ1は、ステータコア11及びステータコア11に巻かれたコイル12を有するステータ10と、ステータ10が生成する磁力によって回転するロータ20と、コイル12への通電を制御するための電子部品が実装された回路基板30と、ステータコア11及び回路基板30の少なくとも一部を覆うモールド樹脂40と、少なくとも一部がモールド樹脂40に接するブッシュ50に相当するリード線引き出し部材と、回路基板30に接続され、リード線引き出し部材を介して外部に引き出されたリード線60と、を備える。リード線引き出し部材は、モールド樹脂40を成型するときに用いられる金型に係止する係止部52を有する。
本実施の形態に係るモータ1によれば、ブッシュ50とモールド樹脂40との境界から浸入した水が、回路基板30に到達することを抑制することができる。したがって、ショート等の不具合が発生することを抑制できる。よって、信頼性の高いモータ1を実現することができる。
また、別の一側面において、本実施の形態に係るモータ1は、ステータコア11及びステータコア11に巻かれたコイル12を有するステータ10と、ステータ10が生成する磁力によって回転するロータ20と、コイル12への通電を制御する電子部品が実装された回路基板30と、ステータコア11及び回路基板30の少なくとも一部を覆うモールド樹脂40と、少なくとも一部がモールド樹脂40に接するブッシュ50に相当するリード線引き出し部材と、回路基板30に接続され、リード線引き出し部材を介して外部に引き出されたリード線60と、を備える。リード線60は、導電線61と導電線61を覆う絶縁膜62とによって構成されている。リード線60におけるリード線引き出し部材から内部に引き出された内部引き出し部60aは、モールド樹脂40で覆われている。内部引き出し部60aにおける絶縁膜62とモールド樹脂40とは、溶融密着している。
これにより、モータ1の内部に浸入した水がリード線60とモールド樹脂40との界面を伝って、回路基板30に到達することを抑制することができる。
また、別の一側面において、本実施の形態に係るモータ1の製造方法は、ブッシュ50に相当するリード線引き出し部材が取り付けられたリード線60を回路基板30に接続する接続工程と、コイル12が巻かれたステータコア11を有するステータ10と回路基板30とを金型90に配置する配置工程と、金型90の内部に液状樹脂を注入して液状樹脂を硬化することでステータ10及び回路基板30の少なくとも一部をモールド樹脂40で覆う樹脂成型工程と、を含む。配置工程では、リード線引き出し部材が有する係止部52を金型90に係止することで、リード線引き出し部材を金型90に配置する。樹脂成型工程では、モールド樹脂40をリード線引き出し部材の少なくとも一部に接触させる。
これにより、リード線引き出し部材とモールド樹脂との境界から浸入した水が回路基板に到達することを抑制できるモータを得ることができる。
本実施の形態では、リード線60を保持するブッシュ50と回路基板30とが接しておらず、ブッシュ50を回路基板30に固定していない。このため、モールド樹脂40を金型90で成型する際に、ブッシュ50の位置決めを回路基板30で行うことができないという別の問題が生じる。
この問題に対して、本実施の形態に係るモータ1では、ブッシュ50が、モールド樹脂40を成型するときに用いられる金型90に係止する係止部52を有している。
この構成により、金型90を用いてモールド樹脂40を成型する際に、ブッシュ50を金型90に係止させて固定することができる。このように、本実施の形態におけるモータ1では、ブッシュ50を回路基板30に固定して金型90に対するブッシュ50の位置決めを行うのではなく、ブッシュ50を金型90に係止することで、金型90に対するブッシュ50の位置決めを行っている。これにより、ブッシュ50を回路基板30に固定しなくても、ブッシュ50を金型90の所定の位置にセットすることができる。かつ、ブッシュ50及び回路基板30をモールド樹脂40で容易に覆うことができる。
本実施の形態では、ブッシュ50の係止部52は、ブッシュ50がモールド樹脂40の内外方向に移動することを規制している。つまり、モールド樹脂40を金型90で成型する際に、ブッシュ50は、金型90の内外方向に移動することを規制している。
これにより、金型90に注入された液状樹脂が硬化して収縮する際に、ブッシュ50が金型90の内側に引き込まれることを抑制することができる。
本実施の形態に係るモータ1では、ブッシュ50の係止部52は、凸部である。この凸部は、金型90に設けられた凹部91a及び92aに嵌合する。係止部52は、ブッシュ50の全周にわたって設けられている。
この構成により、ブッシュ50がモールド樹脂40の内外方向に移動することを効果的に抑制できる。したがって、液状樹脂が硬化時に収縮する際にブッシュ50が金型90の内側に引き込まれることを一層抑制できる。
(変形例)
以上、本開示に係るモータ及びモータの製造方法について、実施の形態に基づいて説明した。しかし、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
以上、本開示に係るモータ及びモータの製造方法について、実施の形態に基づいて説明した。しかし、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、ブッシュ50の係止部52は、本体部51の全周にわたって設けられている。しかし、これに限らない。
具体的には、図11に示されるブッシュ50Aのように、凸部である係止部52Aは、本体部51の上面及び下面のみに形成されていてもよい。図11は、変形例1に係るブッシュ50Aの構成を示す図である。あるいは、係止部52Aは、本体部51の上面及び下面のいずれか一方のみに形成されていてもよい。
図12は、変形例2に係るブッシュ50Bの構成を示す図である。図12に示されるブッシュ50Bのように、凸部である係止部52Bは、本体部51の左側面及び右側面のみに形成されていてもよい。あるいは、係止部52Bは、本体部51の左側面及び右側面の一方のみに形成されていてもよい。この場合、モールド樹脂40を成型する際の金型には、係止部52Bの位置に応じて、側面に凹部が設けられている。
上記実施の形態において、ブッシュ50の係止部52は、線状の凸部である。しかし、これに限らない。例えば、図13に示されるブッシュ50Cのように、係止部52Cは、突起状の凸部であってもよい。図13は、変形例3に係るブッシュ50Cの構成を示す図である。この場合、突起状の凸部である係止部52Cは、2つに限らず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、図13に示すように、突起状の凸部である係止部52Cは、本体部51の上面及び下面のみに形成されていてもよい。係止部52Cは、本体部51の上面及び下面の一方のみに形成されていてもよい。あるいは、係止部52Cは、本体部51の左側面及び右側面の一方又は両方のみに形成されていてもよいし、本体部51の上面、下面、左側面及び右側面の4面の全面に形成されていてもよい。つまり、突起状の凸部である係止部52Cは、本体部51の上面、下面、左側面及び右側面のうちの少なくとも一つの面に1つ又は複数形成されていればよい。
上記実施の形態において、ブッシュ50の係止部52は、凸部であり、金型90には、この凸部が嵌合する凹部91a及び92aが設けられていた。しかし、これに限らない。例えば、図14及び図15に示されるように、ブッシュ50Dの係止部52Dが凹部であって、金型90Dに、この凹部が嵌合する凸部91b及び92bが設けられていてもよい。図14は、変形例4に係るブッシュ50Dを金型に配置したときの状態を示す図である。図15は、変形例4に係るブッシュ50Dの構成を示す図である。具体的には、図15に示されるブッシュ50Dのように、凹部である係止部52Dが本体部51の全周にわたって形成されていてもよい。この場合、図14に示される金型90Dのように、下金型91Dには、凹部である係止部52Dの下側部分に嵌合する凸部91bが設けられている。上金型92Dには、凹部である係止部52Dの上側部分に嵌合する凸部92bが設けられている。凸部91b及び92bは、金型90Dの一部ではなく、金型90Dに別途固定されたピン等であってもよい。
図15に示されるブッシュ50Dでは、係止部52Dは、本体部51の全周にわたって設けられている。しかし、これに限らない。
具体的には、図16に示されるブッシュ50Eのように、凹部である係止部52Eは、本体部51の上面及び下面のみに形成されていてもよい。図16は、変形例5に係るブッシュ50Eの構成を示す図である。あるいは、係止部52Eは、本体部51の上面及び下面のいずれか一方のみに形成されていてもよい。
図17に示されるブッシュ50Fのように、凹部である係止部52Fは、本体部51の左側面及び右側面のみに形成されていてもよい。図17は、変形例6に係るブッシュの構成を示す図である。あるいは、係止部52Fは、本体部51の左側面及び右側面の一方のみに形成されていてもよい。この場合、モールド樹脂40を成型する際の金型には、係止部52Fの位置に応じて、側面に凸部が設けられている。
図15~図17において、係止部52D、52E、52Fは、断面形状が矩形状の凹部である。しかし、これに限らない。例えば、図18に示されるブッシュ50Gのように、係止部52Gは、断面形状が三角形状の凹部であってもよい。図18は、変形例7に係るブッシュGの構成を示す図である。具体的には、図18に示される係止部52Gは、本体部51の左側面及び右側面の各々がV字状に窪むように形成されている。
ブッシュの係止部を凹部にする場合、図15及び図16のような溝状(線状)の凹部ではなく、一部が陥没したような凹部(例えば図13の突起状の凸部を反転させたような形状の凹部)としてもよい。この場合、陥没した凹部である係止部は、本体部51の上面、下面、左側面及び右側面のうちの少なくとも一つの面に1つ又は複数形成されていればよい。係止部は、本体部51の一部を陥没させた底のある凹部ではなく、底のない貫通孔であってもよい。この場合、金型には、貫通孔である係止部に挿通される凸部又はピンが設けられていればよい。
上記実施の形態では、ブッシュ50の係止部52は、本体部51とは別に設けられている。しかし、これに限らない。具体的には、図19及び図20に示されるように、ブッシュ50Hにおける直方体の本体部51Hそのものが係止部52Hであってもよい。図19は、変形例8に係るブッシュ50Hを金型90Hに配置したときの状態を示す図である。図20は、変形例8に係るブッシュ50Hの構成を示す図である。この場合、図19に示される金型90Hのように、下金型91Hには、係止部52Hである本体部51Hの下側部分に嵌合する凹部91cが設けられている。上金型92Hには、係止部52Hである本体部51Hの上側部分に嵌合する凹部92cが設けられている。本変形例では、金型90Hの凹部91c及び92cによって、直方体の本体部51Hの6面全面が金型90Hに規制されている。
図19に示される金型90Hでは、ブッシュ50Hの本体部51Hの後端面にしかモールド樹脂40が接していない。このため、ブッシュ50Hがモールド樹脂40に保持される保持力が低い。そこで、図21に示される金型90Iのように、上金型92Iの凹部92cに段差部92dを設けるとよい。図21は、変形例8に係るブッシュ50Hを他の構成の金型90Iに配置したときの状態を示す図である。これにより、モールド樹脂40は、ブッシュ50Hの本体部51Hの後端面だけではなく、本体部51Hの上面にも接触することになる。したがって、ブッシュ50Hがモールド樹脂40によって保持される保持力を向上させることができる。
上記実施の形態において、モータ1は、ファンモータとして冷却用の送風機に用いると説明した。しかし、これに限らない。例えば、モータ1は、種々の送風機のファンモータとして用いることができる。本開示の技術は、ファンモータ以外のモータに適用することもできる。
その他に、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態、又は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示の技術は、モータを有する種々の電気機器に利用することができる。特に、本開示の技術は、水滴が付着しやすい環境に用いられるモータに有用である。
1 モータ
10 ステータ
11 ステータコア
12 コイル
13 ボビン
20 ロータ
21 シャフト
22 ロータ本体
30 回路基板
30a 貫通孔
40 モールド樹脂
50、50A、50B、50C、50D、50E、50F、50G、50H ブッシュ
51、51H 本体部
52、52A、52B、52C、52D、52E、52F、52G、52H 係止部
60 リード線
60a 内部引き出し部
60b 外部引き出し部
61 導電線
62 絶縁膜
71 第1軸受ユニット
72 第2軸受ユニット
80 半田
90、90D、90H、90I 金型
91、91D、91H 下金型
91a、91c 凹部
91b 凸部
92、92D、92H、92I 上金型
92a、92c 凹部
92b 凸部
92d 段差部
10 ステータ
11 ステータコア
12 コイル
13 ボビン
20 ロータ
21 シャフト
22 ロータ本体
30 回路基板
30a 貫通孔
40 モールド樹脂
50、50A、50B、50C、50D、50E、50F、50G、50H ブッシュ
51、51H 本体部
52、52A、52B、52C、52D、52E、52F、52G、52H 係止部
60 リード線
60a 内部引き出し部
60b 外部引き出し部
61 導電線
62 絶縁膜
71 第1軸受ユニット
72 第2軸受ユニット
80 半田
90、90D、90H、90I 金型
91、91D、91H 下金型
91a、91c 凹部
91b 凸部
92、92D、92H、92I 上金型
92a、92c 凹部
92b 凸部
92d 段差部
Claims (12)
- ステータコア及び前記ステータコアに巻かれたコイルを有するステータと、
前記ステータが生成する磁力によって回転するロータと、
前記コイルへの通電を制御するための電子部品が実装された回路基板と、
前記ステータコア及び前記回路基板の少なくとも一部を覆うモールド樹脂と、
少なくとも一部が前記モールド樹脂に接するリード線引き出し部材と、
前記回路基板に接続され、前記リード線引き出し部材を介して外部に引き出されたリード線と、を備え、
前記リード線引き出し部材は、前記モールド樹脂を成型するときに用いられる金型に係止する係止部を有する、
モータ。 - 前記係止部は、前記リード線引き出し部材が前記モールド樹脂の内外方向に移動することを規制する、
請求項1に記載のモータ。 - 前記係止部は、前記リード線引き出し部材に設けられた凸部であり、
前記凸部は、前記金型に設けられた凹部に嵌合する、
請求項1又は2に記載のモータ。 - 前記係止部は、前記リード線引き出し部材に設けられた凹部であり、
前記凹部は、前記金型に設けられた凸部に嵌合する、
請求項1又は2に記載のモータ。 - 前記係止部は、前記リード線引き出し部材の全周にわたって設けられている、
請求項3又は4に記載のモータ。 - 前記リード線は、導電線と前記導電線を覆う絶縁膜とによって構成されており、
前記リード線における前記リード線引き出し部材から内部に引き出された内部引き出し部は、前記モールド樹脂で覆われており、
前記内部引き出し部における前記絶縁膜と前記モールド樹脂とは、溶融密着している、
請求項1~5のいずれか1項に記載のモータ。 - ステータコア及び前記ステータコアに巻かれたコイルを有するステータと、
前記ステータが生成する磁力によって回転するロータと、
前記コイルへの通電を制御する電子部品が実装された回路基板と、
前記ステータコア及び前記回路基板の少なくとも一部を覆うモールド樹脂と、
少なくとも一部が前記モールド樹脂に接するリード線引き出し部材と、
前記回路基板に接続され、前記リード線引き出し部材を介して外部に引き出されたリード線と、を備え、
前記リード線は、導電線と前記導電線を覆う絶縁膜とによって構成されており、
前記リード線における前記リード線引き出し部材から内部に引き出された内部引き出し部は、前記モールド樹脂で覆われており、
前記内部引き出し部における前記絶縁膜と前記モールド樹脂とは、溶融密着している、
モータ。 - リード線引き出し部材が取り付けられたリード線を回路基板に接続する接続工程と、
コイルが巻かれたステータコアを有するステータと前記回路基板とを金型に配置する配置工程と、
前記金型の内部に液状樹脂を注入して前記液状樹脂を硬化することで前記ステータ及び前記回路基板の少なくとも一部をモールド樹脂で覆う樹脂成型工程と、を含み、
前記配置工程では、前記リード線引き出し部材が有する係止部を前記金型に係止することで、前記リード線引き出し部材を前記金型に配置し、
前記樹脂成型工程では、前記モールド樹脂を前記リード線引き出し部材の少なくとも一部に接触させる、
モータの製造方法。 - 前記係止部は、前記リード線引き出し部材が前記金型の内外方向に移動することを規制する、
請求項8に記載のモータの製造方法。 - 前記係止部は、前記リード線引き出し部材に設けられた凸部であり、
前記金型は、前記凸部に嵌合する凹部を有する、
請求項8又は9に記載のモータの製造方法。 - 前記係止部は、前記リード線引き出し部材に設けられた凹部であり、
前記金型は、前記凹部に嵌合する凸部を有する、
請求項8又は9に記載のモータの製造方法。 - 前記係止部は、前記リード線引き出し部材の全周にわたって設けられている、
請求項10又は11に記載のモータの製造方法。
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2022
- 2022-11-30 WO PCT/JP2022/044281 patent/WO2023188540A1/ja unknown
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