JP2013243902A - 電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機にプリント基板を内蔵し一体的にモールドする電動機において、内蔵する電子部品に影響を及ぼさないよう微妙な圧力をコントロールしなければならないことや電動機の発熱が電子部品の寿命等に影響を及ぼすことが問題である。
【解決手段】電動機１はプリント基板７の一部が回路ケース１０ａ、１０ｂに挟み込まれモールド固定子２の外部に露出したことを特徴とするものであり、プリント基板７の一部はモールド圧力が加わらない構造となることから、成形条件の微妙なコントロールを要することや電子部品の寿命に影響することなく、電子回路を一体的に取り込むことができるという作用を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、主に換気送風機、空気浄化機等に利用される、電動機を搭載した送風装置に関するものである。

近年、換気送風機に利用される送風装置においては、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。

従来、この種の送風装置においては、電動機を駆動する電子回路を電動機内部に取り込んだ構造としたものが知られている。（例えば特許文献１参照）。

以下、その送風装置について図１２を参照しながら説明する。

図１２に示すように、従来の電動機１０１のモールド固定子１０２は、巻線１０３を巻回した固定子鉄心１０４と駆動回路などを搭載した電子回路１０５を熱硬化性の樹脂１０６で一体的にモールドしていた。回転子１０７は、モールド固定子１０２に対向して軸受１０８で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送風装置によれば、電子回路を一体的にモールドする構造であるため、電子回路上の電子部品にモールド樹脂による圧力がかかり、電子部品の破壊や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、圧力を低減するために成形条件の微妙なコントロールや量産ばらつきの抑制等が必要になっていた。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、成形条件の微妙なコントロールを要することなく、電動機と一体的に電子回路を取り込んだ構造としたものである。

本発明の送風装置は上記目的を達成するために、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、前記固定子鉄心と前記プリント基板を樹脂による一体成形を行うことで外殻を形成したモールド固定子と、前記固定子鉄心に対向して回転可能に保持され、回転軸を有する回転子よりなる電動機であって、前記プリント基板の一部はブッシングに挟み込まれモールド固定子の外部に露出したことを特徴とするものである。

この手段により、前記プリント基板の一部はモールド圧力が加わらない構造となることから、成形条件の微妙なコントロールを要することなく、電子回路を一体的に取り込んだ構造の電動機が得られる。

本発明の実施の形態１の電動機の断面図 同電動機の樹脂射出成形時の断面図 同緩衝材を用いた電動機の断面図 本発明の実施の形態２の電動機の断面図 同凹凸部を設けた回路ケースを備えた電動機の断面図 同緩衝材を用いた電動機の断面図 同回路ケースの内部に充填材を充填した電動機の断面図 同耐湿シートを用いた電動機の断面図 同回路ケースをネジで締結した電動機の断面図 本発明の実施の形態３の電動機の断面図 同着脱可能な部分の接続をフレキシブルな配線とした電動機の断面図 従来の電動機の断面図

本発明の請求項１記載の発明は、電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、前記固定子鉄心と前記プリント基板を樹脂による一体成形を行うことで外殻を形成したモールド固定子と、前記固定子鉄心に対向して回転可能に保持され、回転軸を有する回転子よりなる電動機であって、前記プリント基板の一部はブッシングに挟み込まれモールド固定子の外部に露出したことを特徴とするものであり、前記プリント基板の一部はモールド圧力が加わらない構造となることから、成形条件の微妙なコントロールを要することなく、電子回路を一体的に取り込むことができるという作用を有する。

請求項２記載の発明は、前記ブッシングと挟み込まれたプリント基板との間にゴム等の緩衝材を配置したことを特徴とするものであり、前記ブッシングによる前記プリント基板への圧力を緩和し、かつモールド樹脂の外部への流出を防止できるという作用を有する。

請求項３記載の発明は、前記ブッシングと挟み込まれたプリント基板との間に充填材を塗布したことを特徴とするものであり、前記ブッシングによる前記プリント基板への圧力を緩和し、かつモールド樹脂の外部への流出を防止できるという作用を有する。

請求項４記載の発明は、外部に露出したプリント基板に、電源ノイズを吸収するための電解コンデンサやノイズフィルタを搭載したことを特徴とするものであり、モールド樹脂の圧力や電動機の発熱の影響を除外しつつ、電動機の信頼性を向上できるという作用を有する。

請求項５記載の発明は、電動機の性能を調整できるマイコンを搭載したことを特徴するものであり、モールド樹脂の圧力の影響を除外しつつ、電動機の性能を外部から自由に調整できるという作用を有する。

請求項６記載の発明は、外部に露出したプリント基板に、温度検知素子を搭載したことを特徴するものであり、モールド樹脂の圧力や電動機の発熱の影響を除外しつつ、温度により電動機の性能を外部から自由に調整できるという作用を有する。

請求項７記載の発明は、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、前記固定子鉄心と前記プリント基板を樹脂による一体成形を行うことで外殻を形成したモールド固定子と、前記固定子鉄心に対向して回転可能に保持され、回転軸を有する回転子よりなる電動機であって、前記プリント基板の一部はブッシングと一体になった回路ケースにより密閉され外部に露出したことを特徴とするものであり、モールド樹脂の圧力の影響を除外しつつ、外部に露出した回路の防水性を確保できるという作用を有する。

請求項８記載の発明は、前記回路ケースの接合面に凹凸を設けたことを特徴とするものであり、前記回路ケースの接合面における防水性を向上させるという作用を有する。

請求項９記載の発明は、前記回路ケースの接合面にゴム等の緩衝材を入れたことを特徴とするものであり、前記回路ケースの接合面における防水性を向上させるという作用を有する。

請求項１０記載の発明は、前記回路ケースの接合面に充填材を塗布したことを特徴とするものであり、前記回路ケースの接合面における防水性を向上させるという作用を有する。

請求項１１記載の発明は、前記回路ケースの内部に耐湿性の充填材を充填したことを特徴とするものであり、前記回路ケース内部の電子部品の防水性を向上させるという作用を有する。

請求項１２記載の発明は、前記回路ケース内のプリント基板に熱硬化性の耐湿シートを取り付けたことを特徴とするものであり、前記回路ケース内部の電子部品の防水性を向上させるという作用を有する。

請求項１３記載の発明は、前記回路ケースを上下からねじで締結したことを特徴とするものであり、前記回路ケースの接合面における防水性を向上させるという作用を有する。請求項１４記載の発明は、前記プリント基板の露出部分の一部は着脱可能な構造としたことを特徴とするものであり、着脱可能とした基板上にマイコンや駆動ＩＣ等の電動機の性能を調整できる電子部品を配置することにより、電動機の性能を自由に変更することができる、電子回路を一体的に取り込んだ構造の電動機を得るという作用を有する。

請求項１５記載の発明は、前記着脱可能な部分の接続をフレキシブルな配線としたことを特徴とするものであり、着脱部分を自由に配置することができることから、送風装置の送風を妨げることが無く、電子回路を一体的に取り込んだ構造の電動機を得るという作用を有する。
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の電動機１は、モールド固定子２と回転子３とで構成されている。モールド固定子２は、電機子巻線４を巻装した固定子鉄心５と、発熱素子６を実装したプリント基板７を金型に取付け、熱硬化性樹脂を金型内に射出し一体的に成形することで形成されている。プリント基板７の一部は、ブッシング８ａ及び８ｂで表裏から挟み込まれている。前記金型に取り付けられるとき、図２に示すように金型１６ａ、１６ｂ内の樹脂流入領域１８には、固定子鉄心５と、プリント基板７のうち、樹脂でモールドすべき部分を配置する。ブッシング８ａ及び８ｂの露出部１９は、射出成型の際、ブッシング８ａ及び８ｂが壁になって樹脂モールドされないことになる。すなわち、プリント基板７の一部は、モールド固定子２の外部に露出する構造となっている。

図３に示すように、ブッシング８ａ、８ｂとプリント基板７との間にゴムの緩衝材９を介在させた構造となっている。

このような構成によれば、プリント基板７のモールド固定子２の外部に露出した部分（露出部１９）は、熱硬化性樹脂の射出によりモールド固定子２が成形される際に、ブッシング８ａ及び８ｂによりモールド樹脂が遮断されることになるため、樹脂の圧力が加わらない。そのため、プリント基板７のモールド固定子２の外部に露出した部分に圧力に弱い電子部品を配置することで、樹脂の射出成形時の成形条件をコントロールし圧力を下げることなく、電子回路を一体的に配置することができる電動機を実現できる。また、モール
ドされた固定子鉄心５から露出しているので、電機子巻線４や発熱素子６の発熱による影響からも隔離されることとなり、電子回路の寿命を確保することが可能である。

なお、緩衝材９としては、ゴムのような弾力性のある材料が適しており、材料としてゴムに限定されるものではない。また、緩衝材９としたが、充填材を介在させた構造としたとしても同様な電動機を実現できる。

なお、実施の形態１では圧力に弱い電子部品としたが、電源ノイズを吸収するための電解コンデンサやノイズフィルタを搭載したとしても同様な効果を得ることができる。

なお、実施の形態１では圧力に弱い電子部品としたが、電動機の性能を調整できるマイコンを搭載したとしても同様な効果を得ることができる。

なお、実施の形態１では圧力に弱い電子部品としたが、温度検知素子を搭載したとしても同様な効果を得ることができる。
（実施の形態２）
図４に示すように、本発明の第２の実施の形態の電動機１は、モールド固定子２と回転子３とで構成されている。モールド固定子２は、電機子巻線４を巻装した固定子鉄心５と、発熱素子６を実装したプリント基板７により構成されている。プリント基板７はブッシングと一体となった回路ケース１０ａ及び１０ｂにより挟み込まれ、モールド固定子２の外部に一部を露出する構造となっている。

このような本発明の電動機１によれば、熱硬化性樹脂の圧力の影響を除外しつつ、外部に露出した部分はケースに密閉されることとなるため、防水性を確保できるという電動機１を実現できる。

なお、実施の形態２に記載の回路ケースの接合面に図５に示すように回路ケース凹凸部１２を設けることにより、外部からの水の浸入を防止する効果を高められ、より防水性の高い電動機１を実現することができる。

なお、実施の形態２に記載の回路ケースの接合面に図６に示すように緩衝材１１を入れることにより、外部からの水の浸入を防止する効果を高められ、より防水性の高い電動機を実現することができる。なお、緩衝材１１としては、ゴムのような弾力性のある材料が適しており、材料としてゴムに限定されるものではない。

なお、実施の形態２に記載の回路ケースの内部に図７に示すように耐湿性の充填材１３を充填することにより、外部から水の浸入があったとしても露出しているプリント基板の電気絶縁性を確保することができ、より防水性の高い電動機を実現することができる。

なお、実施の形態２に記載の回路ケース内のプリント基板に図８に示すように熱硬化性の耐湿シート１４を取り付けることにより、外部から水の浸入があったとしても露出しているプリント基板の電気絶縁性を確保することができ、より防水性の高い電動機を実現することができる。

なお、実施の形態２に記載の回路ケースを図９に示すように上下からねじ１５で締結することにより、外部からの水の浸入を防止する効果を高められ、より防水性の高い電動機を実現することができる。
（実施の形態３）
図１０に示すように、本発明の第３の実施の形態の電動機１は、モールド固定子２と回転子３とで構成されている。モールド固定子２は、電機子巻線４を巻装した固定子鉄心５
と、発熱素子６を実装したプリント基板７により構成されている。プリント基板７はブッシング８ａ、８ｂにより挟み込まれ、モールド固定子２の外部に一部（露出部１９）を露出する構造となっている。

そして、露出部１９はモールド固定子２から取り外せない固定部２０と、取り外せる着脱部２１で構成されている。固定部２０と着脱部２１は例えばプリント基板実装型のコネクタ等で連結された構造となっている。

このような構成によれば、プリント基板７のモールド固定子２の外部に露出部１９のうち着脱部２１に電動機の性能を調整する電子回路、例えばマイコンや駆動ＩＣ等の電動機の性能を調整できる電子部品を配置することにより、モータの通電パラメータを変更することが可能となり、着脱部２１を入れ替えれば電動機の性能を自由に調整することができるという作用を有する。

また、図１１に示すように固定部２０と着脱部２１を例えばカード電線やテープ電線等のフレキシブルな配線２２で連結する。このような構成により、着脱部２１を自由に配置することができる。従って、露出部１９の大きさが大きい場合に送風装置の送風を妨げることなく電子回路を一体的に配置することができる電動機を実現できる。着脱部２１は自由に動かすことができるので、モールドする際、露出部１９はモールド金型との干渉が無いよう配置される。

以上のように、本発明にかかる電動機は、電動機を駆動する電子回路の小サイズ化、長寿命化が要求される電気機器である換気送風機やエアコン、空気清浄機、空気調和機、除湿機、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
４ 電機子巻線
５ 固定子鉄心
６ 発熱素子
７ プリント基板
８ａ、８ｂ ブッシング
９ 緩衝材
１０ａ、１０ｂ 回路ケース
１１ 緩衝材
１２ 回路ケース凹凸部
１３ 充填材
１４ 耐湿シート
１５ ねじ
１６ａ、１６ｂ 金型
１７ 樹脂注入部
１８ 樹脂流入領域
１９ 露出部
２０ 固定部
２１ 着脱部
２２ 配線

Claims (15)

1. 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を有し、
   前記固定子鉄心と前記プリント基板を樹脂による一体成形を行うことで外殻を形成したモールド固定子と、
   前記固定子鉄心に対向して回転可能に保持され、回転軸を有する回転子よりなる電動機であって、
   前記プリント基板の一部は、モールドされた樹脂の外部に露出し、
   このプリント基板の露出部とモールド部との境界部分は、ブッシングに挟み込まれたことを特徴とした電動機。
2. 前記ブッシングと前記プリント基板との間には、緩衝材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
3. 前記ブッシングと前記プリント基板との間には、充填材を塗布したことを特徴とする請求項１に記載の電動機。
4. 前記プリント基板の露出部分には、電源ノイズを吸収するための電解コンデンサやノイズフィルタを搭載したことを特徴とする請求項１記載の電動機。
5. 前記プリント基板の露出部分には、電動機の性能を調整できるマイコンを搭載したことを特徴する請求項１に記載の電動機。
6. 前記プリント基板の露出部分には、温度検知素子を搭載したことを特徴する請求項１に記載の電動機。
7. 前記プリント基板の露出部分は、前記ブッシングと一体になった回路ケースにより密閉された請求項１記載の電動機。
8. 前記回路ケースの接合面に凹凸を設けたことを特徴とする請求項７に記載の電動機。
9. 前記回路ケースの接合面に緩衝材を入れたことを特徴とする請求項７に記載の電動機。
10. 前記回路ケースの接合面に充填材を塗布したことを特徴とする請求項７に記載の電動機。
11. 前記回路ケースの内部に耐湿性の充填材を充填したことを特徴とする請求項７に記載の電動機。
12. 前記回路ケース内のプリント基板に熱硬化性の耐湿シートを取り付けたことを特徴とする請求項７に記載の電動機。
13. 前記回路ケースを上下からねじで締結したことを特徴とする請求項７に記載の電動機。
14. 前記プリント基板の露出部分の一部は着脱可能な構造としたことを特徴とした請求項１に記載の電動機。
15. 前記着脱可能な部分の接続をフレキシブルな配線としたことを特徴とした請求項１に記載の電動機。