(57)【要約】【課題】低価格で、小型な、且つ信頼性の高いモールド電動機を提供することを目的とする。【解決手段】この発明に係るモールド電動機は、電磁鋼板を積層して構成され複数のスロットを有する固定子鉄心１に絶縁部材８を取り付けると共に巻線２が施され、さらに絶縁部材８の一方の軸方向端部に駆動回路を実装した基板５が取り付けられる固定子部１０を有し、この固定子部１０をモールド樹脂３にて成形したモールド固定子２０と、回転子４と、この回転子４の略中央部に形成された軸孔に嵌合するシャフト１１と、このシャフト１１に固定され回転子４の軸方向両端部の外側に位置する二つの軸受７とを有する回転子組立３０とを備え、基板５は、回転子組立３０の基板５側の軸受７の外側で、モールド固定子２０の軸方向端部の外郭を構成するモールド樹脂３内に配置されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板を積層して構成され複数のスロットを有する固定子鉄心に絶縁部材を取り付けると共に巻線が施され、さらに前記絶縁部材の一方の軸方向端部に駆動回路を実装した基板が取り付けられる固定子部を有し、この固定子部をモールド樹脂にて成形したモールド固定子と、
回転子と、この回転子の略中央部に形成された軸孔に嵌合するシャフトと、このシャフトに固定され前記回転子の軸方向両端部の外側に位置する二つの軸受とを有する回転子組立とを備え、前記基板は、前記回転子組立の該基板側の前記軸受の外側で、前記モールド固定子の軸方向端部の外郭を構成する前記モールド樹脂内に配置されることを特徴とするモールド電動機。
【請求項２】
前記基板を半円形状としたことを特徴とする請求項１記載のモールド電動機。
【請求項３】
前記軸受を半径方向に支持する前記モールド樹脂の部分の軸方向の長さを、前記軸受の軸方向長さと略同等の厚肉にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモールド電動機。
【請求項４】
前記基板の駆動回路を構成し放熱が必要な電子部品を備え、前記軸受及び前記シャフトの軸方向端部に略対向するように配置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモールド電動機。
【請求項５】
前記電子部品に対向する部分の前記基板に銅スルーホールを設けることを特徴とする請求項４記載のモールド電動機。
【請求項６】
前記電子部品を前記基板の前記回転子側に配置することを特徴とする請求項４又は請求項５記載のモールド電動機。
【請求項７】
前記電子部品を前記基板の前記回転子の反対側に配置することを特徴とする請求項４又は請求項５記載のモールド電動機。
【請求項８】
前記基板を該基板側の前記軸受の端面に当接させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモールド電動機。
【請求項９】
前記軸受の端面に当接する前記基板の表面に銅箔あるいは銅スルーホールを設けることを特徴とする請求項８記載のモールド電動機。
【請求項１０】
前記軸受は内輪と外輪とを有し、前記基板を前記外輪に接触させることを特徴とする請求項９記載のモールド電動機。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のモールド電動機を搭載したことを特徴とする送風機。
【請求項１２】
請求項１１記載の送風機を搭載したことを特徴とする空気調和機。
【請求項１３】
請求項１１記載の送風機を搭載したことを特徴とする給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モールド電動機に関するもので、特にモールド電動機の基板の位置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のモールド電動機は、固定子巻線に施された絶縁部材の突起を基板に差込み溶着することで、基板を取り付け固定子部とする。固定子部をモールド樹脂にて封入することで固定子を形成する。固定子に回転子を組み込み、電動機として完成する。このときの基板の電動機内での軸方向の位置は、基板側の軸受の外側端面と固定子端面との間にある。そのため、基板に軸受の大きさ以上の穴形状を設定する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５９６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１のモールド電動機は、以下に示す課題がある。
（１）基板の穴形状の部分は、捨てる部分であり、無駄になる。また、穴加工を要する。従って、製造コストが増加する。
（２）基板の略中央部に穴があるため、基板の回路配線が複雑化する。
（３）基板の回路配線は、一般的に高電圧部分と低電圧部分とに別れて配線する必要がある。基板に穴形状を設けていることで、本来高電圧部分と低電圧部分とに区別するべき配線が不可能になり、ノイズに弱くなったりすることで信頼性が低くなる恐れがある。
（４）固定子部をモールド樹脂にて成形する工程の中で、固定子部を金型に挿入する時には、基板の穴部分に金型の軸受部分が接触しないように挿入しなければならない。そのため、作業が煩雑化する。
【０００４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、低価格で、小型な、且つ信頼性の高いモールド電動機及び送風機及び空気調和機及び給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係るモールド電動機は、電磁鋼板を積層して構成され複数のスロットを有する固定子鉄心に絶縁部材を取り付けると共に巻線が施され、さらに絶縁部材の一方の軸方向端部に駆動回路を実装した基板が取り付けられる固定子部を有し、この固定子部をモールド樹脂にて成形したモールド固定子と、回転子と、この回転子の略中央部に形成された軸孔に嵌合するシャフトと、このシャフトに固定され回転子の軸方向両端部の外側に位置する二つの軸受とを有する回転子組立とを備え、基板は、回転子組立の基板側の軸受の外側で、モールド固定子の軸方向端部の外郭を構成するモールド樹脂内に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明に係るモールド電動機は、基板を回転子組立の基板側の軸受の外側で、モールド固定子の軸方向端部のモールド樹脂内に配置するので、従来のように基板に軸受に対して逃げる穴を開ける必要がなくなり、基板の形状の制限が無くなる。基板に穴形状が無くなるため、基板の強度が向上する。その結果、基板の電子部品実装時及びモールド成形時の基板の変形が低減して、長期信頼性が向上し、長寿命のモールド電動機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１乃至図３は実施の形態１を示す図で、図１はモールド電動機１００の部分断面図、図２は固定子部１０の組立前の斜視図、図３は固定子部１０の組立後の斜視図である。
【０００８】
図１に示すように、モールド電動機１００は、モールド固定子２０と、回転子組立３０と、ブラケット６とを備える。
【０００９】
モールド固定子２０は、固定子部１０にモールド樹脂３が施され一体成形される。
【００１０】
図２、図３に示すように、固定子部１０は、電磁鋼板を積層して構成され複数のスロット（図示せず）を有する固定子鉄心１に絶縁部材８を取り付け、巻線２が施される。更にモールド電動機１００を駆動するためにの電子部品が実装される基板５が、固定子部１０の一方の軸方向端面に取り付けられる。基板５は、絶縁部材８の一方の軸方向端部から軸方向に外に延びる絶縁部材の突起１８に固定される。
【００１１】
回転子組立３０は、回転子４と、この回転子４の略中央部に形成された軸孔に嵌合するシャフト１１と、このシャフト１１に固定され回転子４の軸方向両端部の外側に位置する二つの軸受７とを備える。回転子４は、例えば、永久磁石を用いた永久磁石形回転子である。
【００１２】
モールド固定子２０の基板５側の軸方向端部は、モールド樹脂３で塞がれている。モールド固定子２０の他方の軸方向端部は開口しているので、この開口側から回転子組立３０をモールド固定子２０に挿入する。さらに、ブラケット６をモールド固定子２０に取り付ける。回転子組立３０をブラケット６とモールド樹脂３とで挟むように、ブラケット６を取り付けてモールド電動機１００が完成する。
【００１３】
基板５は、回転子組立３０の基板５側の軸受７の外側で、モールド固定子２０の軸方向端部の外郭を構成するモールド樹脂３内に配置される。尚、モールド電動機１００はセンサレスで回転子４の位置を検出する方式を基本とする。しかし、回転子４の位置を検出する位置検出センサを基板５に設けてもよい。
【００１４】
このように構成することにより、軸受７を半径方向に受けるモールド樹脂３部分に基板５がないので、基板５とモールド樹脂３の線膨張率の違いによる寸法の精度への影響がなくなり、軸受７を受けるモールド樹脂３部分の寸法の精度を向上することが出来る。モールド樹脂３の部分の軸方向の長さを、軸受７の軸方向長さと略同等の厚肉にした。
【００１５】
また、軸受７を半径方向に支持するモールド樹脂３部分の軸方向の長さを、軸受７の軸方向長さと略同等の肉厚となるため強度が向上し、音振動を抑える事が出来、低騒音化が可能となる。
【００１６】
基板５は回転子組立３０の基板５側の軸受７の外側で、モールド固定子２０の軸方向端部のモールド樹脂３内に配置するので、従来のように基板５に軸受７を逃げる穴を開ける必要がなくなる。従って、基板５の形状の制限が無くなる。例えば、図２、図３に示すように、基板５を半円形状として捨て基板を少なくすることが出来、低コスト化が可能となる。
【００１７】
基板５に穴形状が無くなるため、基板５の強度が向上する。その結果、基板５の電子部品実装時及びモールド成形時の基板５の変形が低減して、長期信頼性が向上し、長寿命のモールド電動機１００を提供できる。
【００１８】
また、一方の軸受７が、基板５を内部に納めたモールド樹脂３の内側に位置する。そのため軸受７に対しての防塵、防汚染が実現でき、長寿命のモールド電動機１００を提供できる。
【００１９】
また、一方の軸受７が、基板５を内部に納めたモールド樹脂３の内側に位置する。そのため軸受７の外部に漏れる音を減少でき、モールド電動機１００の低騒音化が可能である。
【００２０】
実施の形態２．
図４、図５は実施の形態２を示す図で、図４はモールド電動機１００の部分断面図、図５は変形例のモールド電動機１００の部分断面図である。
【００２１】
本実施の形態のモールド電動機１００は、図４に示すように、基板５に実装する電子部品１３の位置を特定している。また、電子部品１３に対向する部分の基板５に銅スルーホール１７を設けている。その他は、図１と同じなので説明は省く。
【００２２】
基板５にモールド電動機１００を駆動する駆動回路を実装する場合、駆動回路を構成する電子部品１３の中には、発熱し放熱が必要となるものもある。放熱が必要な電子部品１３は、電子部品１３を囲むモールド樹脂３から外部への放熱だけでは不十分な場合がある。
【００２３】
放熱が必要な電子部品１３を、基板５の回転子４側に配置すると共に、軸受７及びシャフト１１の軸方向端部に略対向するように配置する。基板５を囲むモールド樹脂３の電子部品１３付近の厚さは必要最小限の厚さとする（例えば、１ｍｍ以上）。軸受７とモールド樹脂３は接触するので、軸受７と電子部品１３との間に絶縁が必要である。
【００２４】
放熱が必要な電子部品１３の熱は、薄いモールド樹脂３を介して軸受７及びシャフト１１に伝えられ、放熱することができる。
【００２５】
尚、電子部品１３に対向する部分の基板５に銅スルーホール１７を設けることにより、放熱が必要な電子部品１３の熱は、銅スルーホール１７からモールド樹脂３を介して外部にも放熱される。これにより、さらに放熱が必要な電子部品１３の温度を下げることができる。
【００２６】
図５により変形例を説明する。図５の場合は、放熱が必要な電子部品１３は、基板５の反回転子４側の外側に配置する。さらに、電子部品１３に対向する部分の基板５に銅スルーホール１７を設ける。この基板５の銅スルーホール１７は、軸受７及びシャフト１１に略対向するように設けられる。
【００２７】
図５の場合、放熱が必要な電子部品１３の熱は、主にモールド樹脂３を介して外部に放熱される。さらに、基板５の銅スルーホール１７から、モールド樹脂３を介して軸受７及びシャフト１１にも放熱される。これにより、放熱が必要な電子部品１３の温度を下げることができる。
【００２８】
以上のように、放熱が必要な電子部品１３の熱を軸受７及びシャフト１１又は外部に放熱することにより、放熱が必要な電子部品１３の温度を下げることができ、モールド電動機１００の高出力化、高効率化が可能となる。
【００２９】
実施の形態３．
図６は実施の形態３を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図である。
【００３０】
図６に示すように、本実施の形態のモールド電動機１００は、基板５を基板５側の軸受７の端面に接触させる。接触する基板５表面には銅箔あるいは銅スルーホールを設定する。
【００３１】
これにより基板５自体が放熱の役割を有し、軸受７の放熱を実現し、長寿命なモールド電動機１００が得られる。
【００３２】
軸受７と接触する基板５部分にパターンを配線することにより、軸受７の温度が測定可能となり、長寿命で信頼性の高い、モールド電動機１００を提供できる。軸受７の温度をモニタすることで、寿命を予測可能なモールド電動機１００が実現できる。
【００３３】
軸受７に基板５のパターンを接触させることで、電食の問題を解消する。電食とは、インバータの高周波スイッチングにより回転子４の軸受７の内外輪の間に電位差が発生し、その間に高周波電流が流れる放電が発生するため、軸受７が損傷し異常音が発生する現象である。
【００３４】
この電食の問題に対して、軸受７の外輪側端面に基板５を接触させ、その基板５上にはパターン配線を設定することで、軸受７の内外輪の間に発生する電位差を測定、監視することが可能になる。更に、その測定結果を用いて、発生する電位差を減少させる制御を基板５上にて実施すれば、電食の発生を抑制することが可能となる。
【００３５】
実施の形態４．
図７は実施の形態４を示す図で、空気調和機２００の構成を示す図である。
【００３６】
図７に示すように、空気調和機２００は、室内機５２と、室内機５２と接続する室外機５３とを備える。室外機５３は送風機５４を有する。送風機５４に、実施の形態１乃至３のいずれかに記載のモールド電動機１００を搭載する。
【００３７】
図示はしないが、室内機５２も送風機を使用している。この室内機５２の送風機に、実施の形態１乃至３のいずれかに記載のモールド電動機１００を搭載してもよい。
【００３８】
実施の形態１乃至３のいずれかに記載のモールド電動機１００を送風機５４に組み込むことで、信頼性の高い空気調和機２００を提供することができる。
【００３９】
実施の形態５．
図８は実施の形態５を示す図で、給湯機３００の構成を示す図である。
【００４０】
図８に示すように、給湯機３００は、冷媒−水熱交換器を有する冷凍サイクルが搭載された給湯器の室外機５５と、給湯器の室外機５５の冷媒−水熱交換器に接続されるタンク５６と、このタンク５６に接続される浴槽５７とを備える。給湯器の室外機５５は、送風機５４を有する。実施の形態１乃至３のいずれかに記載のモールド電動機１００を送風機５４に組み込むことで、信頼性の高い給湯機３００を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態１を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図。
【図２】実施の形態１を示す図で、固定子部１０の組立前の斜視図。
【図３】実施の形態１を示す図で、固定子部１０の組立後の斜視図。
【図４】実施の形態２を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図。
【図５】実施の形態２を示す図で、変形例のモールド電動機１００の部分断面図。
【図６】実施の形態３を示す図で、モールド電動機１００の部分断面図。
【図７】実施の形態４を示す図で、空気調和機２００の構成を示す図。
【図８】実施の形態５を示す図で、給湯機３００の構成を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１  固定子鉄心、２  巻線、３  モールド樹脂、４  回転子、５  基板、６  ブラケット、７  軸受、８  絶縁部材、１０  固定子部、１１  シャフト、１３  電子部品、１７  銅スルーホール、１８  絶縁部材の突起、２０  モールド固定子、３０  回転子組立、５２  室内機、５３  室外機、５４  送風機、５５  給湯器の室外機、５６  タンク、５７  浴槽、１００  モールド電動機、２００  空気調和機、３００  給湯機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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