(57)【要約】電動機（１）は、固定子鉄心（１５）と、インシュレータ（３）と、端子部（８）と、巻線（４）と、モールド体（６）と、プリント基板（５）と、を備える。固定子鉄心は、円筒形状であり、天面と、底面と、天面と底面とを貫通する回転軸（Ｊ）とを有する回転子の外周に設けられている。インシュレータは、固定子鉄心に設けられ、固定子鉄心の天面側において外周側に向けて突出する突出部（９）を有する。端子部は、少なくとも１つあり、突出部を回転軸方向と平行な方向に貫通し、突出部の天面側に露出端部と底面側にモールド端部とを有する。巻線（４）は、インシュレータを介して固定子鉄心に巻装され、端部がモールド端部に接続されている。モールド体は、固定子鉄心とインシュレータと巻線とモールド端部とを一体的にモールドし、露出端部を露出する。プリント基板は、モールド体から露出した露出端部に接続されている。
2019039204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天面と、底面と、前記天面と前記底面とを貫通する回転軸と、を有する回転子の外周に設けられた円筒形状の固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に設けられ、前記固定子鉄心の天面側において外周側に向けて突出する突出部を有するインシュレータと、
前記突出部を前記回転軸方向と平行な方向に貫通し、前記突出部の前記天面側に露出端部と前記底面側にモールド端部とを有する少なくとも１つの端子部と、
前記インシュレータを介して前記固定子鉄心に巻装され、端部を前記モールド端部に接続された巻線と、
前記固定子鉄心と前記インシュレータと前記巻線と前記モールド端部とを一体的にモールドし、前記露出端部を露出するモールド体と、
前記モールド体から露出した前記露出端部に接続されたプリント基板と、を備えた電動機。
【請求項２】
前記モールド端部は、
前記突出部を挟んで前記プリント基板と対向する位置に設けられた請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記突出部を複数個備えた請求項１に記載の電動機。
【請求項４】
前記露出端部は前記モールド体の複数の開口から露出する請求項３に記載の電動機。
【請求項５】
前記露出端部は前記モールド体の同一開口から露出する請求項３に記載の電動機。
【請求項６】
前記モールド体は、熱硬化性樹脂である請求項１に記載の電動機。
【請求項７】
前記端子部は、角筒形状、円筒形状、または板形状である請求項１に記載の電動機。
【請求項８】
天面と、底面と、前記天面と前記底面とを貫通する回転軸と、を有する回転子の外周に設けられた円筒形状の固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に設けられ、前記固定子鉄心の天面側において外周側に向けて突出する突出部を有するインシュレータと、
前記突出部を前記回転軸方向と平行な方向に貫通し、前記突出部の前記天面側に露出端部と前記底面側にモールド端部とを有する少なくとも１つの端子部の前記モールド端部と、
前記インシュレータを介して前記固定子鉄心に巻装され、端部を前記モールド端部に接続された巻線と、
を一体的に固化形成するための第一金型部位と、
モールド処理時において前記露出端部には非接触で前記突出部の天面には接触して前記第一金型部位と係合する第二金型部位とを備えた電動機のモールド成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機及び電動機のモールド成形用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、端子ピンがインシュレータに保持された電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
以下、その電動機について図８を参照しながら説明する。【０００４】
図８に示すように、従来の電動機は、固定子鉄心１０１の表面に絶縁層を形成するインシュレータ１０２と、インシュレータ１０２を介して固定子鉄心１０１に巻装された巻線１０３と、これらを一体的にモールドしたモールド体１０４を有している。ここで、インシュレータ１０２で端子ピンを保持させており、巻線端部は端子ピンの根元に絡げて電気的に接続されており、端子ピンの先端はモールド体１０４から露出している。電動機に内蔵されるプリント基板１０５は、モールド体１０４から露出した端子ピンと電気的に接続されている。【０００５】
ここで、端子ピンの先端をモールド体１０４から露出するために、一体的にモールドする際に、モールド金型とインシュレータ１０２を接触させると、巻線端部を挟み込み断線してしまう。そのため、端子ピンの先端のみモールド金型を接触させ、端子ピンの先端にモールド材が流れ込まないようにする。もしくは、端子ピンの先端にもモールド材を流し込んでモールドした後に、端子ピン先端のモールド材を除去することで端子ピンの先端をモールド体から露出する。【０００６】
また、端子ピン先端をモールド体から露出するために、保護部材を有する電動機もある（例えば、特許文献２参照）。【０００７】
以下、その電動機について図９および図１０を参照しながら説明する。【０００８】
図９に示すように、従来の電動機は、固定子鉄心２０１の表面に絶縁層を形成するインシュレータ２０２と、インシュレータ２０２を介して固定子鉄心２０１に巻装された巻線２０３と、これらを一体的にモールドしたモールド体２０４を有している。ここで、図１０に示すように、インシュレータ２０２で端子ピン２０５を保持させており、巻線端部２０６は端子ピン２０５の根元に絡げて電気的に接続されており、端子ピン２０５の巻線端部絡げ部分よりも先端部分に保護部材２０７を挿入し、保護部材２０７から突出させた端子ピン先端はモールド体２０４から露出している。【０００９】
保護部材２０７を有することで、一体的にモールドする際に、端子ピン先端をモールド金型に接触させること無く、端子ピンの先端へのモールド材の流れ込みを防ぐことができる。これにより、モールド成形の際にモールド金型への固定子の配置が容易になるとともに、モールド後の端子ピン先端のモールド材除去等の加工も不要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３２４７８５号公報
【特許文献２】特開平６−１７８４８３号公報
【発明の概要】
【００１１】
このような従来の電動機においては、端子ピンの先端をモールド体から露出させるために、端子ピンの先端とモールド金型を接触させていたので、端子ピンとモールド金型に隙間がなく、モールド金型への固定子の配置が困難となる課題を有していた。
【００１２】
また、端子ピンの先端にもモールド材を流し込む構成では、端子ピンの先端をモールド体から露出するための後加工が必要となる課題を有していた。
【００１３】
また、保護部材を有する構成では、保護部材分の資材費と成形工数、保護部材を装着する作業工数が増加するという課題を有していた。
【００１４】
そこで本発明は、モールド金型への固定子の配置が容易で、モールド成形後の後加工が不要で、保護部材を使用しない構成で資材費と成形工数、作業工数を増加させない電動機及び電動機のモールド成形用金型を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明の一態様に係る電動機は、固定子鉄心と、インシュレータと、端子部と、巻線と、モールド体と、プリント基板と、を備える。固定子鉄心は、円筒形状であって、天面と、底面と、天面と底面とを貫通する回転軸とを有する固定子回転子の外周に設けられている。インシュレータは、固定子鉄心に設けられ、固定子鉄心の天面側において外周側に向けて突出する突出部を有する。端子部は、少なくとも１つあり、突出部を回転軸方向と平行な方向に貫通し、突出部の天面側に露出端部と底面側にモールド端部とを有する。巻線は、インシュレータを介して固定子鉄心に巻装され、端部がモールド端部に接続されている。モールド体は、固定子鉄心とインシュレータと巻線とモールド端部とを一体的にモールドし露出端部を露出する。プリント基板は、モールド体から露出した露出端部に接続されている。
【００１６】
本発明の一態様に係る電動機によれば、モールド成形時に、巻線端部を断線することなくモールド金型を天面側に接触させることができる。そのため、モールド金型への固定子の配置が容易で、端子部の露出端部をモールドから露出するためモールド成形後の後加工が不要となる。また、保護部材を使用しない構成で資材費と成形工数、作業工数を増加させないという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電動機を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る固定子を示す平面図である。
【図３】図３は、図２に示す固定子のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るモールド成形用金型を示す断面図である。
【図５】図５は、図４に示す金型へ固定子２を配置した状態を示す断面図である。
【図６】図６は、金型へ固定子２を配置した状態を示す断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、露出端部とモールド体との関係を示す上面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、露出端部とモールド体との関係を示す上面図である。
【図８】図８は、従来の電動機を示す断面図である。
【図９】図９は、従来の別の電動機を示す断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す従来の電動機の端子部部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
【００１９】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る電動機を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る固定子を示す平面図である。図３は、図２に示す固定子のＡ−Ａ線断面図である。
【００２０】
以下、図１、図２、図３を参照しながら本実施の形態に係る電動機の構成について説明する。
【００２１】
電動機１は、内転型のブラシレスＤＣモータであり、例えば、換気扇の駆動源として利用される。電動機１は、回転子７とシャフト１１と固定子２とを備えている。
【００２２】
回転子７は、円形の天面と円形の底面とを有する円筒形状を有し、天面と底面の円形における中央部をシャフト１１が貫通して設けられている。回転子７は、具体的にはプラスチックマグネットであり、射出成形によりシャフト１１に一体的に成形される。なお本実施の形態では、図１における上方を回転子７の天面、下方を回転子７の底面とする。また、単に天面と示した場合には図１における上方を示し、単に底面と示した場合には図１における下方を示すものとする。
【００２３】
シャフト１１は、回転子７の回転軸Ｊを構成し、２つの軸受１２ａ、軸受１２ｂが回転子７の天面側及び底面側（図１における上下方向）にそれぞれ設けられている。
【００２４】
軸受１２ａ、１２ｂは、シャフト１１を中心軸として回動可能に保持している。
【００２５】
固定子２は、固定子鉄心１５とインシュレータ３と巻線４と端子部８とモールド体６とブラケット１３を備え、回転子７の外周に設けられている。
【００２６】
固定子鉄心１５は、中空円筒形状を成し、円筒形状の壁部において天面から底面にかけて貫通孔５２が設けられている。なお本実施の形態では、図１における上方を固定子２の天面、下方を固定子２の底面とする。固定子鉄心１５は、中空円筒形状において円形を成す内周面５４が、回転子７の外周面と対向させて配置されている。
【００２７】
貫通孔５２は、円周方向に等間隔に設けられており、貫通孔５２の内面を覆うようにインシュレータ３が天面側及び底面側から挿入されている。
【００２８】
インシュレータ３は、絶縁材にて形成され、固定子鉄心１５に挿入された状態で、それぞれに巻線４が巻装されている。また、インシュレータ３は、固定子鉄心１５の天面側において、天面から外周側に向けて突出する突出部９を有する。図２に示すように、本実施の形態において、インシュレータ３は、少なくとも１つの突出部９を有している。
【００２９】
突出部９は、突出部９を回転軸方向と平行に貫通する端子部８を保持している。端子部８は、突出部９における天面側（図１における上方）に露出端部８ａと突出部９における底面側（図１における下方）にモールド端部８ｂとを有している。なお、１つの突出部９が複数の端子部８を有していてもよい。
【００３０】
巻線４は、インシュレータ３を介して固定子鉄心１５に巻装されている。そして、巻線４の巻線端部４ａ（端部）は、端子部８のモールド端部８ｂに絡げられ接続されている。
【００３１】
モールド体６は、固定子鉄心１５とインシュレータ３と巻線４と端子部８のモールド端部８ｂを一体的にモールド成形する。端子部８の露出端部８ａはモールド体６から露出している。モールド体６の材質としては、例えば熱硬化性樹脂があげられる。
【００３２】
プリント基板５は、端子部８の露出端部８ａ側に配置され、露出端部８ａに接続されている。プリント基板５が電源に接続されることで巻線４に通電される。また、モールド端部８ｂは、突出部９を挟んでプリント基板５とは対向する位置に設けられる。
【００３３】
端子部８は、導電素材で構成され、角筒形状、円筒形状に加えて、厚みが薄い側面に対して表面の幅が広いいわゆる板形状のものが適用可能である。
【００３４】
このような配置状態で、モールド体６の天面側開口部をブラケット１３で圧入、封止し、２つの軸受１２ａ、１２ｂの外周がモールド体６、ブラケット１３に固定されることで、回転子７が固定子２に回動可能に固定される。
【００３５】
ここで、プリント基板５とブラケット１３を絶縁するために、プリント基板５を天面側から覆う絶縁フィルム１０が配置されている。また、プリント基板５には、電動機１を駆動させるための駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１４が実装されており、駆動時に駆動ＩＣ１４は発熱する。駆動ＩＣ１４の熱をブラケット１３に効率良く放熱させるため、駆動ＩＣ１４とブラケット１３の隙間に、絶縁性の放熱材１６が介在されている。
【００３６】
以上が電動機１の構成である。
【００３７】
続いて、図４、図５、図６を参照しながらモールド体６の製造工程、すなわち、インシュレータ３と巻線４と端子部８のモールド端部８ｂが樹脂にて一体的にモールド成形され、端子部８の露出端部８ａをモールドから露出させる工程について説明する。
【００３８】
図４は、本発明の実施の形態に係るモールド成形用金型を示す断面図である。図５は、図４に示す金型Ｘへ固定子を配置した状態を示す断面図である。図６は、金型へ固定子を配置した状態を示す断面図である。なお、図４〜図６においては、図１〜図３で示した天面側が各図の下方となり、底面側が各図の上方となる。また、図６では簡略化のため、一部のハッチングを省略している。
【００３９】
モールド成形用金型は、金型Ｘと金型Ｙとを備える。そして、金型Ｘは、第一金型部位２２と第二金型部位２３とを備える。
【００４０】
第一金型部位２２は、固定子鉄心１５とインシュレータ３と巻線４それぞれの天面側と、端子部８のモールド端部８ｂと、を一体的に固化形成するための部位である。
【００４１】
第二金型部位２３は、端子部８の露出端部８ａには非接触で、突出部９の天面９ａには、端子部８の周囲に空間を設けて接触して第一金型部位２２と係合する部位である。天面９ａと第二金型部位２３とは、端子部８の全周にわたって接触している。つまり、天面９ａと第二金型部位２３とは隙間無く接触しており、熱硬化性樹脂が露出端部８ａに接触（注入）されないような構成をしている。
【００４２】
金型Ｙは、固定子鉄心１５とインシュレータ３と巻線４それぞれの底面側を一体的に固化形成するための部位である。
【００４３】
なお、第一金型部位２２と第二金型部位２３とは別体として説明しているが、一体の金型であってもよい。
【００４４】
まず、金型Ｘの所定の位置に、固定子２を配置する。金型Ｘの中心部分には芯棒２１があり、芯棒２１の外径と固定子鉄心１５の内径が一致している。つまり芯棒２１の外周と固定子鉄心１５の内周とを対向させて固定子２が配置される。この状態では、固定子２の突出部９の天面９ａは、第二金型部位２３と対向する。そして、固定子２は、第二金型部位２３に対して、端子部８の露出端部８ａは非接触で、突出部９の天面９ａは接触した状態で保持される。
【００４５】
保持状態において、第二金型部位２３と端子部８の間には、端子部８の周囲に隙間８ｃが構成されるように、第二金型部位２３の凹部２３ｃが設けられており、これにより固定子２の金型Ｘへの配置が容易となる。
【００４６】
次に、固定子２を配置した後、金型Ｙを配置する。金型Ｙを配置した状態では、金型Ｘと金型Ｙで形成される内部空間が閉じられた状態となる。なお、金型Ｙの側部には、モールド材を注入するための開口部、すなわちゲート２４が配置されている。
【００４７】
ここで、巻線端部４ａが突出部９の天面９ａ側、つまり露出端部８ａに接続されている場合、巻線端部４ａが、第二金型部位２３と突出部９の天面９ａに挟み込まれ断線してしまう場合がある。また、断線を避けるため第二金型部位２３と突出部９の天面９ａを非接触とすると、端子部８の露出端部８ａが金型Ｘと金型Ｙで形成される内部空間と通じ、露出端部８ａにもモールド材が充填されてしまう。
【００４８】
そこで、本発明の実施の形態のように、巻線端部４ａを端子部８のモールド端部８ｂに接続するにより、巻線端部４ａが断線することなく第二金型部位２３と突出部９の天面９ａとを接触させることができる。
【００４９】
このような状態で、ゲート２４から熱硬化性樹脂すなわちモールド材を圧入する。モールド材の圧入によって、モールド材は、金型Ｘと金型Ｙで形成される内部空間に圧入、充填される。第一金型部位２２により、固定子鉄心１５とインシュレータ３と突出部９と巻線４と端子部８のモールド端部８ｂは、モールド材が固化して構成されたモールド体６により一体的に固化形成される。ここで、第二金型部位２３は端子部８の露出端部８ａには非接触で突出部９の天面９ａには接触しているため、端子部８の露出端部８ａへのモールド材の充填を防ぐことができ、保護部材を使用しない構成で端子部８の露出端部８ａをモールドから露出することができる。
【００５０】
次に、端子部８の構成の変形例について説明する。
【００５１】
図７Ａ、図７Ｂは、露出端部とモールド体との関係を示す上面図である。
【００５２】
図７Ａに示すように、露出端部８ａは、モールド体６の複数の独立した開口８１、８２、８３から露出する構成としても良い。
【００５３】
これにより、端子部８付近のみをモールド体６から露出する構成となるので、突出部９がモールドで覆われる部分が多くなり、より堅牢な構成となるという効果を奏する。
【００５４】
また、図７Ｂに示すように、露出端部８ａは、モールド体６の同一開口８４から露出するという構成にしてもよい。
【００５５】
これにより、露出端部８ａを形成する第二金型部位２３の形状が簡易的となるという効果を奏する。
【００５６】
（実施の形態の概要）
本発明に係る電動機は、固定子鉄心と、インシュレータと、端子部と、巻線と、モールド体と、プリント基板と、を備える。固定子鉄心は、円筒形状であって、天面と、底面と、天面と底面とを貫通する回転軸とを有する回転子の外周に設けられている。インシュレータは、固定子鉄心に設けられ、固定子鉄心の天面側において外周側に向けて突出する突出部を有する。端子部は、少なくとも１つあり、突出部を回転軸方向と平行な方向に貫通し、突出部の天面側に露出端部と底面側にモールド端部とを有する。巻線は、インシュレータを介して固定子鉄心に巻装され、端部がモールド端部に接続されている。モールド体は、固定子鉄心とインシュレータと突出部と巻線とモールド端部とを一体的にモールドし、露出端部を露出する。プリント基板は、モールド体から露出した露出端部に接続されている。
【００５７】
これにより、モールド成形時に、巻線端部を断線することなく、モールド金型を固定子の天面側に接触させることができる。そのため、モールド金型への固定子の配置が容易で、露出端部をモールドから露出するためモールド成形後の後加工が不要で、保護部材を使用しない構成で資材比と成形工数、作業工数を増加させないという効果を奏する。
【００５８】
また、モールド端部は、突出部を挟んで前記プリント基板と対向する位置に設けられた構成にしてもよい。
【００５９】
これにより、天面側に配置されるプリント基板側に、モールド体から露出した露出端部が位置するため、プリント基板と露出端部との接続が容易となるという効果を奏する。
【００６０】
また、電動機は、突出部を複数個備えた構成にしてもよい。
【００６１】
これにより、各相の巻線端部を接触させること無くモールド端部に絡げやすくなるので、作業性が向上するという効果を奏する。
【００６２】
また、露出端部はモールド体の複数の開口から露出するという構成にしてもよい。
【００６３】
これにより、端子部付近のみをモールドから露出する構成となるので、突出部がモールドで覆われる部分が多くなり、より堅牢な構成となるという効果を奏する。
【００６４】
また、露出端部はモールド体の同一開口から露出するという構成にしてもよい。
【００６５】
これにより、露出端部を形成するモールド金型形状が簡易的となるという効果を奏する。
【００６６】
また、モールド体は、熱硬化性樹脂にしてもよい。
【００６７】
これにより、熱硬化性樹脂は一度熱硬化すると再び加熱しても固体のままであり、耐熱性、絶縁性に優れているため、長期安定性に優れるという効果を奏する。
【００６８】
また、本発明に係るモールド成形用金型は、第一金型部位と、第二金型部位とを備える。第一金型部位は、固定子鉄心と、インシュレータと、モールド端部と、巻線と、を一体的に固化形成する。固定子鉄心は、円筒形状であって、天面と、底面と、天面と底面とを貫通する回転軸とを有する固定子の外周に設けられている。インシュレータは、固定子鉄心の表面に設けられ、固定子鉄心の天面側において外周側に向けて突出する突出部を有する。モールド端部は、端子部の底面側の部分である。端子部は、少なくとも１つあって、突出部を回転軸方向と平行に貫通し、突出部の天面側に露出端部と底面側にモールド端部とを有する。巻線は、インシュレータを介して固定子鉄心に巻装され端部をモールド端部に接続されている。第二金型部位は、露出端部には非接触で突出部の天面には接触して第一金型部位と係合する。
【００６９】
これにより、突出部の底面側にモールド材が流れ込むことでモールド端部を形成し、突出部の天面側にモールド材が流れ込まないことで露出端部を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る電動機は、保護部材を使用せず、巻線端部の断線なく、モールド金型への固定子の配置が容易で、モールド成形後の後加工が不要で、端子部をモールドから露出することが可能であり、例えば、換気扇などの駆動用電動機に適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１      電動機
２      固定子
３      インシュレータ
４      巻線
４ａ      巻線端部
５      プリント基板
６      モールド体
７      回転子
８      端子部
８ａ      露出端部
８ｂ      モールド端部
８ｃ      隙間
９      突出部
９ａ      天面
１０      絶縁フィルム
１１      シャフト
１２ａ、１２ｂ      軸受
１３      ブラケット
１４      駆動ＩＣ
１５      固定子鉄心
１６      放熱材
２１      芯棒
２２      第一金型部位
２３      第二金型部位
２３ｃ      凹部
２４      ゲート
Ｘ、Ｙ      金型
５２      貫通孔
５４      内周面
８１、８２、８３      独立した開口
８４      同一開口
Ｊ      回転軸
【図１】
2019039204.tif 000003
【図２】
2019039204.tif 000004
【図３】
2019039204.tif 000005
【図４】
2019039204.tif 000006
【図５】
2019039204.tif 000007
【図６】
2019039204.tif 000008
【図７Ａ】
2019039204.tif 000009
【図７Ｂ】
2019039204.tif 000010
【図８】
2019039204.tif 000011
【図９】
2019039204.tif 000012
【図１０】
2019039204.tif 000013
【国際調査報告】
2019039204.tif 000014
2019039204.tif 000015
2019039204.tif 000016