(57)【要約】【課題】本発明は、樹脂で一体的にモールド成形されたモールドモータに関するものであり、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化により、モータの寿命が低下するという課題がある。【解決手段】固定子５と電機子巻線２を熱硬化性樹脂により一体的にモールド成形し、軸受保持部１９を設けた固定子５と、固定子５に対向して回転自在に配置された軸受４を有する磁石回転子３より構成されたモールドモータ１であって、固定子５のモールド部分は、射出成形部分１３と圧縮成形部分１４より構成され、圧縮成形部分１４は軸受保持部１９に位置させたことによって、所期の目的を達成するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子を充填材として水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有する熱硬化性樹脂により一体的にモールド成形し、軸受保持部を設けたモールド固定子と、このモールド固定子に対向して回転自在に配置された軸受を有する回転子よりなるモールドモータであって、前記モールド固定子は射出成形部分と圧縮成形部分より構成され、前記圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有する炭酸カルシウムを前記射出成形部分の熱硬化性樹脂に含有する炭酸カルシウムの割合よりも多くし、前記圧縮成形部分は軸受保持部に位置させたことを特徴とするモールドモータ。
【請求項２】
電子部品を実装したプリント基板を一体的にモールド成形するとともに、発熱する電子部品を前記射出成形部分に位置させたことを特徴とする請求項１記載のモールドモータ。
【請求項３】
前記電機子巻線は前記射出成形部分に位置させたことを特徴とする請求項１または２記載のモールドモータ。
【請求項４】
前記圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有する低収縮剤の量は前記射出成形部分の熱硬化性樹脂に含有する低収縮剤の量に比べ多くしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモールドモータ。
【請求項５】
前記圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有するスチレンモノマーの量は前記射出成形部分の熱硬化性樹脂に含有するスチレンモノマーの量に比べ多くしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモールドモータ。
【請求項６】
前記圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有される前記充填材は、水酸化アルミニウムの割合よりも炭酸カルシウムの割合を多くしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のモールドモータ。
【請求項７】
前記射出成形部分にのみガス排出部を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のモールドモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に電気機器に搭載される、樹脂で一体的にモールド成形されたモールドモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のモールドモータについて、図４を用いて説明する。従来のモールドモータは、巻線された固定子鉄心１０３と固定子鉄心１０３の上面か下面に配設されたプリント回路基板（以降、ＰＣ板１０５ａ）とが不飽和ポリエステル樹脂（プリミックス１０６）で一体にモールドされた固定子１１３と、固定子１１３内に配置される回転子１０７と、軸受１１０ａ、１１０ｂを介して回転自在に回転子１０７を支持するブラケット１０９などを備えたブラシレスＤＣモータ１０１ａにおいて、ＰＣ板１０５ａに孔を設け、ＰＣ板１０５ａの孔にモータ制御用回路素子の裏面がくるように配設し、モータ制御用回路素子の表面と裏面を略コの字形をした金属製のヒートシンクで挟持したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２９８７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来のモータでは、電機子巻線や電子部品が発熱し、その熱は熱硬化性樹脂を介して軸受の温度を上昇させる。したがって、軸受内部に封入されたグリースの温度が上がることによって、グリースが熱劣化し、グリースの潤滑機能が低下するため、モータの寿命が低下するという課題があり、電機子巻線や電子部品によって生じた熱が、軸受に伝わらず、グリースの劣化を抑制することによって長寿命を実現したモールドモータが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子を充填材として水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有する熱硬化性樹脂により一体的にモールド成形し、軸受保持部を設けたモールド固定子と、このモールド固定子に対向して回転自在に配置された軸受を有する回転子よりなるモールドモータであって、前記モールド固定子は射出成形部分と圧縮成形部分より構成され、前記圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有する炭酸カルシウムを前記射出成形部分の熱硬化性樹脂に含有する炭酸カルシウムの割合よりも多くし、前記圧縮成形部分は軸受保持部に位置させたことを特徴とするモールドモータの構成としたものである。
【０００６】
この手段により、熱伝導率が低い炭酸カルシウムを圧縮成形部分に多くすることで、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を低減することができ、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータが得られる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を低減することができ、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるモールドモータを示す斜視図
【図２】同モールドモータの断面図
【図３】同モールドモータのモールド成形における射出前の状態を示す拡大図
【図４】従来のモールドモータを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の請求項１記載の発明は、固定子鉄心に電機子巻線を巻装した固定子を充填材として水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムを含有する熱硬化性樹脂により一体的にモールド成形し、軸受保持部を設けたモールド固定子と、このモールド固定子に対向して回転自在に配置された軸受を有する回転子よりなるモールドモータであって、前記モールド固定子は射出成形部分と圧縮成形部分より構成され、前記圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有する炭酸カルシウムを前記射出成形部分の熱硬化性樹脂に含有する炭酸カルシウムの割合よりも多くし、前記圧縮成形部分は軸受保持部に位置させたことを特徴とするモールドモータの構成としたものであり、熱伝導率が低い炭酸カルシウムを圧縮成形部分に多くすることで、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を低減することができるという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項２記載の発明は、電子部品を実装したプリント基板を一体的にモールド成形するとともに、発熱する電子部品を前記射出成形部分に位置させたことを特徴とするモールドモータの構成としたものであり、発熱する電子部品を射出成形部分に位置させたことで圧縮成形部分への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を低減することができるという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項３記載の発明は、前記電機子巻線は前記射出成形部分に位置させたことを特徴とするモールドモータの構成としたものであり、発熱する電機子巻線を射出成形部分に位置させたことで圧縮成形部分への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を低減することができるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項４記載の発明は、前記圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有する低収縮剤の量は前記射出成形部分の熱硬化性樹脂に含有する低収縮剤の量に比べ多くしたことを特徴とするモールドモータの構成としたものであり、成形固化後の熱硬化性樹脂において、その内部に含有された可塑性の低収縮剤の周囲は空気層となっているため、圧縮成形部分の内部には空気層が多く存在するので、熱伝導率はさらに下がり、圧縮成形部分への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を一段と低減することができるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項５記載の発明は、前記圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有するスチレンモノマーの量は前記射出成形部分の熱硬化性樹脂に含有するスチレンモノマーの量に比べ多くしたことを特徴とするモールドモータの構成としたものであり、成形時にスチレンモノマーは重合反応するためガスが発生し、成形固化後の熱硬化性樹脂内部には気泡ができるため、圧縮成形部分の熱伝導率はさらに下がるので圧縮成形部分への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を低減することができるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項６記載の発明は、圧縮成形部分の熱硬化性樹脂に含有される充填材は、水酸化アルミニウムの割合よりも炭酸カルシウムの割合を多くしたことを特徴とするモールドモータの構成としたものであり、圧縮成形部分に含有される熱伝導率の低い炭酸カルシウムの割合が多くなることで、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を低減することができるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項７記載の発明は、前記射出成形部分にのみガス排出部を設けたことを特徴とするモールドモータの構成としたものであり、圧縮成形部分に含まれるガスは樹脂内部で気泡として残留するため、圧縮成形部分の熱伝導率が下がり、圧縮成形部分への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受に伝わる熱量を低減することができるという作用を有する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１〜図４に示すように、１はモールドモータで、５は固定子であり、複数のスロットを有する珪素鋼板などの薄板鋼板を積層した固定子鉄心１０に絶縁材にて形成されたインシュレータ６を介して電機子巻線２を巻装し、電子部品７を実装したプリント基板８を取り付けた構成である。１１はブラケットで軸受４を保持している。３はプラスチックマグネットを射出成形時に極配向させてシャフト９と一体成形して形成した磁石回転子であり、固定子鉄心１０内周側に回転自在に配置されている。固定子５は熱硬化性樹脂１２にて一体的にモールド成形され軸受保持部１９を設け、モールド固定子５ａを形成している。熱硬化性樹脂１２は不飽和ポリエステルと、充填材として水酸化アルミニウムと炭酸カルシウムと、補強材としてガラス繊維と、線膨張係数、成形収縮率を調整する分子量の高いポリスチレン系の低収縮剤と、硬化時に表面に浮き出して成形後の脱型性を良くするステアリン酸カルシウムなど金属石鹸からなる離型剤と、過酸化物よりなる硬化剤とを混錬したものである。この熱硬化性樹脂１２は、圧縮成形部分１４を形成する熱硬化性樹脂１２ａと、スクリュー式射出成形機（図示せず）にて射出成形されて射出成形部分１３を形成する熱硬化性樹脂１２ｂとから外被１８を形成している。圧縮成形部分１４は、軸受保持部１９に位置させている。
【００１７】
また、熱硬化性樹脂１２ａに含有される離型剤の量は、熱硬化性樹脂１２ｂに含有される離型剤の量よりも少なくなっている（例えば、それぞれ１．３ｗｔ％と２．０ｗｔ％）。また、熱硬化性樹脂１２ａに含有されるガラス繊維は３．０ｍｍ長のものを３ｗｔ％と１．５ｍｍ長さのものを３ｗｔ％含有しているのに対し、熱硬化性樹脂１２ｂに含有されるガラス繊維は３．０ｍｍ長のものを６ｗｔ％としている。
【００１８】
また、熱硬化性樹脂１２ａに含有される充填材は水酸化アルミニウムを約４５ｗｔ％と炭酸カルシウムを約１１ｗｔ％含有している。一方、熱硬化性樹脂１２ｂに含有される充填材は水酸化アルミニウムを約４６ｗｔ％と、炭酸カルシウムを約２ｗｔ％含有している。すなわち、熱硬化性樹脂１２ａに含有される炭酸カルシウムの割合は、熱硬化性樹脂１２ｂに含有される炭酸カルシウムの割合よりも多くなっており、熱硬化性樹脂１２ａに含有される水酸化アルミニウムの割合は炭酸カルシウムの割合を多くなっている。
【００１９】
また、熱硬化性樹脂１２ａに含有されるスチレンモノマーは１０ｗｔ％に対し、熱硬化性樹脂１２ｂに含有されるスチレンモノマーは９ｗｔ％であり、熱硬化性樹脂１２ａに含有されるスチレンモノマーの割合は、熱硬化性樹脂１２ｂに含有されるスチレンモノマーの割合よりも多くなっている。
【００２０】
また、熱硬化性樹脂１２ａに含有される低収縮剤の割合は、熱硬化性樹脂１２ｂに含有される低収縮剤の割合よりも多くなっている。
【００２１】
図２に、本実施の形態のモールドモータの断面図、図３に、本実施の形態のモールドモータのモールド成形における射出前の状態を示す。  図３に示すように、モールド樹脂は、ゲート１６から射出するが、射出成形部分１３には、ガス排出部１５を設けてある。一方、圧縮成形部分１４には、ガスを排出する孔を設けていない。
【００２２】
圧縮成形部分１４は射出成形前に成形金型１７内に事前に熱硬化性樹脂１２ａを配置させて、固定子５を配置させた後に、成形金型１７の型締めと、熱硬化性樹脂１２ｂの射出による樹脂の流動圧によって圧縮されて形成するものである。そして、熱硬化性樹脂１２ｂに含有されるガラス繊維はスクリュー式射出成形機の計量時の背圧によって、１．５ｍｍ程度の長さまで折損するガラス繊維も存在している。
【００２３】
このような本発明のモールドモータ１によれば、モータの回転により発生する熱（巻線部からの発熱、プリント基板８からの発熱）は、モールド樹脂のうち、射出成形部分１３に伝わることになる。しかし、軸受周辺のモールド樹脂、すなわち、圧縮成形部分１４は、熱伝導率が低い炭酸カルシウムを多く含んだ熱硬化性樹脂１２ａで形成されているため、軸受周辺から軸受４に伝わる熱量を低減することができる。従って、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータを提供できる。
【００２４】
また、発熱する電子部品７を射出成形部分１３に位置させたことで圧縮成形部分１４への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受４に伝わる熱量を低減することができるため、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータを提供できる。
【００２５】
また、発熱する電機子巻線２を射出成形部分１３に位置させたことで圧縮成形部分１４への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受４に伝わる熱量を低減することができるため、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータを提供できる。
【００２６】
成形固化後の熱硬化性樹脂１２においては、その内部に含有された可塑性の低収縮剤の周囲は空気層となる。本実施の形態におけるモールドモータ１の圧縮成形部分１４は、射出成形部分１３よりもスチレンモノマーの割合を低くしてある。そのため、圧縮成形部分１４の内部には空気層が多く存在することになり、熱伝導率はさらに下がり、圧縮成形部分１４への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受４に伝わる熱量を一段と低減することができる。従って、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータを提供できる。
【００２７】
また、成形時にスチレンモノマーは重合反応するためガスが発生し、成形固化後の熱硬化性樹脂１２内部には気泡ができるため、圧縮成形部分１４の熱伝導率はさらに下がるので圧縮成形部分１４への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受４に伝わる熱量を低減することができるため、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータを提供できる。
【００２８】
また、圧縮成形部分１４に含有される熱伝導率の低い炭酸カルシウムの割合が多くなることで、軸受周辺から軸受４に伝わる熱量を低減することができるため、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータを提供できる。
【００２９】
また、圧縮成形部分１４に含まれるガスは樹脂内部で気泡として残留するため、圧縮成形部分１４の熱伝導率が下がり、圧縮成形部分１４への熱伝導が抑制され、軸受周辺から軸受４に伝わる熱量を低減することができるため、軸受内部に封入されたグリースの熱劣化を抑制でき、長寿命のモータとなり、より一層の高品質確保を実現できるモールドモータを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかるモールドモータは、長期に高品質化を確保した上で、小型化、薄型化、軽量化を実現することが要求される電気機器である換気装置、給湯機、エアコンなどの空気調和機、空気清浄機、除湿機、乾燥機、ファンフィルタユニットなどへの搭載が有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１      モールドモータ
２      電機子巻線
３      磁石回転子
４      軸受
５      固定子
６      インシュレータ
７      電子部品
８      プリント基板
９      シャフト
１０    固定子鉄心
１１    ブラケット
１２    熱硬化性樹脂
１２ａ  （圧縮成形部分の）熱硬化性樹脂
１２ｂ  （射出成形部分の）熱硬化性樹脂
１３    射出成形部分
１４    圧縮成形部分
１５    ガス排出部
１６    ゲート
１７    成形金型
１８    外被
１９    軸受保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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