(57)【要約】【課題】駆動素子を固定することによって電動機の固定子の信頼性の向上を図ることを目的とする。【解決手段】この発明に係る電動機の固定子は、固定子鉄心に絶縁が施された後にコイルが巻回され、軸方向両端部に結線側の絶縁部と反結線側の絶縁部を有する固定子部と、結線側の絶縁部に固定され、固定子鉄心の外周に沿って配置される駆動素子及びその他の実装部品を実装した本体基板と、駆動素子を固定し、反結線側の絶縁部、及び固定子鉄心の反結線側の端部に固定される駆動素子固定部品と、を備えたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心に絶縁が施された後にコイルが巻回され、軸方向両端部に結線側の絶縁部と反結線側の絶縁部を有する固定子部と、
前記結線側の絶縁部に固定され、前記固定子鉄心の外周に沿って配置される駆動素子及びその他の実装部品を実装した本体基板と、
前記駆動素子を固定し、前記反結線側の絶縁部、及び前記固定子鉄心の反結線側の端部に固定される駆動素子固定部品と、
を備えたことを特徴とする電動機の固定子。
【請求項２】
電源及び制御信号の接続がコネクタを介して行われる電動機の固定子において、
前記駆動素子固定部品は、コネクタと、前記本体基板から引きだされた電源線及び制御信号線が接続されたコネクタ取付け基板を保持することを特徴とする請求項１記載の電動機の固定子。
【請求項３】
前記本体基板に接続された電源線及び制御信号線が直接固定子外郭に引き出される電動機の固定子において、
前記駆動素子固定部品は、前記電源線及び制御信号線を保持することを特徴とする請求項１記載の電動機の固定子。
【請求項４】
請求項２記載の電動機の固定子の製造方法において、
前記本体基板は中央に穴を有し、前記コネクタ取付け基板を前記本体基板中央の穴より小さくし、一枚の基材基板を用い、前記本体基板中央の穴相当部分を前記コネクタ取付け基板に、その他を前記本体基板に使用することを特徴とする電動機の固定子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電動機の固定子をモールドしたことを特徴とするモールド電動機。
【請求項６】
請求項５記載のモールド電動機を、送風機に搭載することを特徴とする空気調和機。
【請求項７】
請求項５記載のモールド電動機を、送風機に搭載することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項８】
請求項５記載のモールド電動機を、送風機に搭載することを特徴とする換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動素子を実装した本体基板が結線側で固定され、駆動素子を固定する駆動素子固定部品が反結線側に固定される電動機の固定子及びその製造方法及びその電動機の固定子を用いた空気調和機及び冷蔵庫及び換気扇に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機の固定子は、固定子の上面または下面に設置される本体基板に実装された駆動素子を固定子の外周部の挿入溝、あるいは鉄心内の挿入穴に軸方向に沿って取付けることで、駆動素子の熱は固定子を介して放熱され、信頼性の向上と部品点数の削減を利点としている。絶縁されていない放熱板を有する駆動素子の場合は、固定子鉄心に挿入溝を設け、固定子鉄心に対して絶縁を施し駆動素子の一部を接触させることで効果的な放熱を行うとしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２８０１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の電動機の固定子は、固定子をモールドすることによりモールド電動機にする際、モールド材封入時に駆動素子に応力が加わり、駆動素子の足が変形、或いは破損する恐れがあった。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、駆動素子を固定することによって電動機の固定子の信頼性の向上を図ることを目的とする。
また、電動機の固定子の製造コストを低減した電動機の固定子の製造方法を提供することを目的とする。
また、上記電動機の固定子を送風機に用いることにより、品質が向上した空気調和機、冷蔵庫及び換気扇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】
この発明に係る電動機の固定子は、固定子鉄心に絶縁が施された後にコイルが巻回され、軸方向両端部に結線側の絶縁部と反結線側の絶縁部を有する固定子部と、結線側の絶縁部に固定され、固定子鉄心の外周に沿って配置される駆動素子及びその他の実装部品を実装した本体基板と、駆動素子を固定し、反結線側の絶縁部、及び固定子鉄心の反結線側の端部に固定される駆動素子固定部品と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明に係る電動機の固定子は、上記構成により、取付け時の作業性の向上、モールド材封入時に駆動素子が移動して破損や短絡等が発生せず信頼性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１〜６は実施の形態１を示す図で、図１は電動機の固定子の斜視図、図２は電動機の固定子の分解斜視図、図３は基板取付け突起を基板固定穴に挿入した状態を示す図、図４は電動機の電気回路のブロック図、図５は電動機の固定子の製造フローを示す図、図６は外殻にリード線が引き回される場合の電動機の固定子の斜視図である。
【０００８】
図１に示すように、電動機の固定子は、固定子鉄心１に絶縁が施された後、コイルが巻かれる。そして、結線側の絶縁部５に駆動素子７が実装された本体基板８が取付けられ、反結線側の絶縁部６には駆動素子固定部品１０が取付けられている。コネクタ１４はコネクタ取付け基板１３に取付けられ、駆動素子固定部品１０に固定されて、コネクタ取付け基板１３と本体基板８とはリード線１２で配線されている。リード線１２は、固定子に電力を供給する電源線１２ａ、制御信号を伝える制御信号線１２ｂからなる。
【０００９】
尚、固定子鉄心１の両端面より外側の絶縁部において、コイルの端末が端子３と結線されている側を結線側、結線側と反対側を反結線側と呼ぶ。また、固定子鉄心１の中心軸と同一方向を軸方向、中心軸からの径の方向を径方向、固定子鉄心１の円筒の接円方向を周方向と呼ぶ。
【００１０】
図２に示す通り、電動機の固定子は、一体成形又は部品の組付けにより、固定子鉄心１に絶縁が形成される。結線側の絶縁部５の外周側には、本体基板８を取付けるための、基板保持面３２と、基板保持面３２から張り出す多角形の基板取付け突起９が、周方向に複数組備えられ、かつ、端子３を挿入するための端子穴２７が周方向に複数個形成されている。
【００１１】
反結線側の絶縁部６の外周側には、駆動素子固定部品１０を取付ける部品取付け突起２６が設けられている。絶縁が施された固定子の端子穴に端子３が挿入され、巻線されるが、コイル２の巻始めと巻き終わりの端末が端子３のフック３３にかけられヒュージングされることで結線される。
【００１２】
本体基板８は、中心部分に本体基板中央の穴２０を有する円盤状で、駆動素子７を実装する部分が張り出す形状で、本体基板８外周近傍に基板固定穴２５、端子穴２７が設けられている。
【００１３】
駆動素子７は、本体基板８に対して垂直に駆動素子端子３０を挿入して実装され、他の電子部品と共に半田付けされている。また、コネクタ１４が取付けられたコネクタ取付け基板１３がリード線１２（電源線１２ａ及び制御信号線１２ｂ）にて本体基板８と接続されている。
【００１４】
コネクタ１４が取付けられたコネクタ取付け基板１３がリード線１２にて接続されている本体基板８は、結線側の絶縁部５の外周側の基板保持面３２に当接するまで、巻線された固定子の結線側の絶縁部５の基板取付け突起９が基板固定穴２５に挿入される。
【００１５】
その後、本体基板８より表出した基板取付け突起９を熱融着しフランジ部１１（図１参照）を形成することで結線側の絶縁部５に固定される。
【００１６】
また、基板取付け突起９を多角形とし、基板取付け突起９の頂点が基板固定穴２５と面ではなく点で接触することで、径方向及び周方向の位置決めがなされるため、挿入力の軽減が出来て、基板への応力が緩和される（図３）。
【００１７】
本体基板８の固定子絶縁への取付けと同時に、端子３も本体基板８外周に設けた端子穴２７に差し込まれ、半田付けにより本体基板８上の回路と接続される。尚、本体基板８取付時には駆動素子７が、固定子鉄心１の外周に沿って外周の一部を覆う配置となる。
【００１８】
駆動素子固定部品１０に設けた２本の固定部品取付け足１５が、部品取付け突起２６を備えた反結線側の絶縁部６の両端を挟み込むことで周方向が位置決めされ、かつ、露出する固定子鉄心１に差し込まれることで径方向が位置決めされる。同時に、駆動素子固定部品１０は、駆動素子固定部品１０の固定溝２８に反結線側の部品取付け突起２６が差し込まれ、反結線側の部品取付け突起２６を熱融着することでフランジ部（図示せず）を形成し、軸方向に固定される。このとき、駆動素子固定部品１０の両端部分に設けた支柱１６が本体基板８に当接し、駆動素子固定部品１０は、固定子鉄心１の板厚偏差で積厚の変化に影響することなく、本体基板８を軸方向に位置決めする。
【００１９】
このとき本体基板８に実装される駆動素子７は、駆動素子固定部品１０の対向する両側の側面壁３４によって素子側面が保持されることで周方向の固定がなされ、かつ、駆動素子固定部品１０の対向する正面壁３５と背面壁３６によって駆動素子７が保持されることで径方向の固定がなされる。また、駆動素子固定部品１０の背面壁３６は駆動素子７と固定子鉄心１と絶縁する機能を備える。
【００２０】
本体基板８とコネクタ取付け基板１３に接続されたリード線１２（電源線１２ａ、制御信号線１２ｂ）は、駆動素子７と駆動素子固定部品１０の支柱１６の間を引き回され、コネクタ１４が半田付けされたコネクタ取付け基板１３は、駆動素子固定部品１０の固定爪１７にて固定される。このとき、リード線１２（電源線１２ａ、制御信号線１２ｂ）は支柱１６より外郭に表出しない組付けとなる（図１参照）。
【００２１】
図４の電動機の電気回路のブロック図により、電気回路の概略構成を説明する。図示しない交流電源からコンバータ回路により直流に変換された電源（直流電源）が電源線１２ａより駆動素子７に供給され、ここで交流に変換されて電動機に３相の電圧が印加される。
【００２２】
また、外部から制御信号（低圧電源、回転指令、回転信号）が入り、制御信号線１２ｂより駆動素子７に供給される。また、回転子の位置を検出するホールＩＣが設けられる。
【００２３】
図５の製造フローにより、図１の電動機の固定子の製造工程を総括する。
先ず、ステップＳ１で、薄板の電磁鋼板を積層して固定子鉄心１を組立る。
ステップＳ２で、一体成形又は部品の組付けにより、固定子鉄心１に絶縁部（結線側の絶縁部５、反結線側の絶縁部６を有する）が形成される。
ステップＳ３で、絶縁が施された固定子鉄心１の端子穴に端子３が挿入される。
ステップＳ４で、絶縁が施された固定子鉄心１のスロットにコイル２が巻線される。
ステップＳ５で、コイル２の巻始めと巻き終わりの端末が端子３のフック３３にかけられヒュージングされることで結線される。
【００２４】
一方、本体基板８は、先ず、ステップＳ６で、本体基板８に駆動素子７等の実装部品が実装される。
ステップＳ７で、本体基板８にリード線１２（電源線１２ａ、制御信号線１２ｂ）を装着する。
ステップＳ８で、駆動素子７等の実装部品やリード線１２が半田付けされて本体基板８は完成する。
【００２５】
さらに、本体基板８と並行して、コネクタ取付け基板１３が製作されるが、先ず、ステップＳ９で、コネクタ取付け基板１３にコネクタ１４を装着する。
ステップＳ１０で、コネクタ取付け基板１３にリード線１２を装着する。
ステップＳ１１で、コネクタ１４やリード線１２を半田付けすることによりコネクタ取付け基板１３が完成する。
【００２６】
次ぎに、巻線が施され、コイルの端末が端子３に接続された固定子に本体基板８を組み付けるが、先ず、ステップＳ１２で、コネクタ１４が取付けられたコネクタ取付け基板１３がリード線１２にて接続されている本体基板８は、結線側の絶縁部５の外周側の基板保持面３２に当接するまで、巻線された固定子の結線側の絶縁部５の基板取付け突起９が基板固定穴２５に挿入され、同時に端子３も本体基板８外周に設けた端子穴２７に差し込まれて組み付けられる。
ステップＳ１３で、本体基板８より表出した基板取付け突起９を熱融着しフランジ部１１を形成することで結線側の絶縁部５に固定される。
ステップＳ１４で、本体基板８と端子３を半田付けする。
【００２７】
ステップＳ１５で、駆動素子固定部品１０に設けた２本の固定部品取付け足１５が、部品取付け突起２６を備えた反結線側の絶縁部６の両端を挟み込むことで周方向が位置決めされ、かつ、露出する固定子鉄心１に差し込まれることで径方向が位置決めされて、駆動素子固定部品１０が反結線側の絶縁部６に組み付けられる。
【００２８】
ステップＳ１６で、駆動素子固定部品１０は、駆動素子固定部品１０の固定溝２８に反結線側の部品取付け突起２６が差し込まれ、反結線側の部品取付け突起２６を熱融着することでフランジ部（図示せず）を形成し、軸方向に固定される。
【００２９】
最後に、コネクタ取付け基板１３が組み付けられるが、ステップＳ１７で、本体基板８とコネクタ取付け基板１３に接続されたリード線１２（電源線１２ａ、制御信号線１２ｂ）は、駆動素子７と駆動素子固定部品１０の支柱１６の間を引き回され、コネクタ１４が半田付けされたコネクタ取付け基板１３は、駆動素子固定部品１０の固定爪１７にて固定されることで、電動機の固定子が完成する。
【００３０】
本実施の形態の電動機の固定子において、本体基板８と接続されたリード線１２（電源線１２ａ、制御信号線１２ｂ）が固定子の反結線側より直接外郭に引き出される場合は、図６に示す通り、駆動素子固定部品にリード線の保持機能を持たせることでリード線が固定される。
【００３１】
上記の構造の電動機の固定子を用いることにより、下記の効果が得られる。
駆動素子７が駆動素子固定部品１０にて固定されるため、また、駆動素子端子３０や本体基板８への応力低減ができるため信頼性が向上する。駆動素子固定部品１０がコネクタ取付け基板１３を保持することで部品点数の削減によるコストの低減、製造工程の削減による生産性の向上が可能となる。
【００３２】
尚、コネクタ１４が結線側に配置される場合でも、リード線１２が固定子の結線側の外郭に引き出される場合でも、本実施の形態の駆動素子固定部品１０を適用できることはいうまでもない。
【００３３】
実施の形態２．
図７、８は実施の形態２を示す図で、図７は電動機の固定子の基板が部品実装、半田付けされた状態を示す図、図８は電動機の固定子の製造フローを示す図である。
【００３４】
上記実施の形態１におけるコネクタ取付け基板１３を、本体基板中央の穴２０の面積以下にした場合、図７に示すように実装部品とリード線１２とコネクタ１４を同時に、基材基板３１に実装が可能となり、図８に示す製造フローで製造される。
【００３５】
図８の製造フローにおいて、図５の製造フローと異なる点のみ説明する。
ステップＳ１８において、基材基板３１に駆動素子７を含む実装部品を実装する。
ステップＳ１９において、基材基板３１の本体基板中央の穴２０に相当する部分にコネクタ１４を装着し、リード線１２も装着する。
ステップＳ２０で、駆動素子７を含む実装部品、リード線１２、コネクタ１４を半田付けする。
ステップＳ２１で、基材基板３１から、本体基板８とコネクタ取付け基板１３とを分割する。
以後の工程は、図５の製造フローと同様である。
【００３６】
本実施の形態の電動機の固定子が、図８に示す製造フローで製造されることにより、本来廃却する部分（本体基板中央の穴２０に相当する部分）をコネクタ取付け基板１３に有効利用することで、新たな基板の製作が不必要でコスト低減が図れ、生産性の向上が図れる。
【００３７】
実施の形態３．
図９〜１１は実施の形態３を示す図で、実施の形態１又は実施の形態２の固定子を用いたモールド電動機の例を示している。
図９は外周面にリング状の永久磁石を設けた回転子を用いたモールド電動機で、固定子はモールド２１によりモールドされる。
【００３８】
図１０は内部に永久磁石を埋め込んだ回転子を用いたモールド電動機の例をしめす。
【００３９】
図１１はプラスチックマグネットを使用した回転子を用いたモールド電動機の例をしめす。
【００４０】
実施の形態１又は実施の形態２の固定子をモールドすることによりモールド電動機となり、実施の形態１又は実施の形態２の品質の良い固定子を使用することで、品質の良いモールド電動機が得られる。
【００４１】
外殻の材料については鋼板でもよく、実施の形態１又は実施の形態２の固定子を適用可能である。
【００４２】
実施の形態４．
図１２、１３は実施の形態４を示す図で、図１２は壁掛け形空気調和機の構成を示す図、図１３は壁掛け形空気調和機の室内機の構成を示す図である。
図１２に示すように、壁掛け形空気調和機は、空気調和機の室内機２３と、空気調和機の室外機２４とを備え、空気調和機の室外機２４は送風機２２を使用している。
【００４３】
送風機２２に、上記実施の形態３で示したモールド電動機を搭載することで送風機２２及び壁掛け形空気調和機の品質が向上する。
【００４４】
図１３に示すように、壁掛け形空気調和機の室内機２３にも、送風機４０（貫流形送風機）を使用している。この送風機４０に上記実施の形態３で示したモールド電動機を搭載することで送風機４０及び壁掛け形空気調和機の品質が向上する。
【００４５】
実施の形態５．
図１４、１５は実施の形態５を示す図で、図１４は天井埋め込み型空気調和機の室内機を示す図、図１５は同室外機を示す図である。
図１４に示すように、天井埋め込み型空気調和機の室内機は、送風機４１を使用している。送風機４１に、上記実施の形態３で示したモールド電動機を搭載することで送風機４１及び天井埋め込み型空気調和機の品質が向上する。
【００４６】
図１５に示すように、天井埋め込み型空気調和機の室外機も、送風機４２を使用している。この送風機４２に上記実施の形態３で示したモールド電動機を搭載することで送風機４２及び天井埋め込み型空気調和機の品質が向上する。
【００４７】
実施の形態６．
図１６は実施の形態６を示す図で、冷蔵庫を示す図である。
図に示すように、冷蔵庫は冷却室に冷却器で生成された冷気を、冷蔵室、冷凍室等に送るための送風機４３を冷却室に備える。
【００４８】
送風機４３に、上記実施の形態３で示したモールド電動機を搭載することで送風機４３及び冷蔵庫の品質が向上する。
【００４９】
実施の形態７．
図１７は実施の形態７を示す図で、換気扇を示す図である。
図に示すように、換気扇は、換気運転を行うための送風機４４を備える。
【００５０】
送風機４４に、上記実施の形態３で示したモールド電動機を搭載することで送風機４４及び換気扇の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態１を示す図で、電動機の固定子の斜視図である。
【図２】実施の形態１を示す図で、電動機の固定子の分解斜視図である。
【図３】実施の形態１を示す図で、基板取付け突起を基板固定穴に挿入した状態を示す図である。
【図４】実施の形態１を示す図で、電動機の電気回路のブロック図である。
【図５】実施の形態１を示す図で、電動機の固定子の製造フローを示す図である。
【図６】実施の形態１を示す図で、外殻にリード線が引き回される場合の電動機の固定子の斜視図である。
【図７】実施の形態２を示す図で、電動機の固定子の基板が部品実装、半田付けされた状態を示す図である。
【図８】実施の形態２を示す図で、電動機の固定子の製造フローを示す図である。
【図９】実施の形態３を示す図で、実施の形態１又は実施の形態２の固定子を用いたモールド電動機の例を示す図である。
【図１０】実施の形態３を示す図で、実施の形態１又は実施の形態２の固定子を用いたモールド電動機の他の例を示す図である。
【図１１】実施の形態３を示す図で、実施の形態１又は実施の形態２の固定子を用いたモールド電動機のさらに他の例を示す図である。
【図１２】実施の形態４を示す図で、壁掛け形空気調和機の構成を示す図である。
【図１３】実施の形態４を示す図で、壁掛け形空気調和機の室内機の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態５を示す図で、天井埋め込み型空気調和機の室内機を示す図である。
【図１５】実施の形態５を示す図で、同室外機を示す図である。
【図１６】実施の形態６を示す図で、冷蔵庫を示す図である。
【図１７】実施の形態７を示す図で、換気扇を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  固定子鉄心、２  コイル、３  端子、５  結線側の絶縁部、６  反結線側の絶縁部、７  駆動素子、８  本体基板、９  基板取付け突起、１０  駆動素子固定部品、１１  フランジ部、１２  リード線、１２ａ  電源線、１２ｂ  制御信号線、１３  コネクタ取付け基板、１４  コネクタ、１５  固定部品取付け足、１６  支柱、１７  固定爪、２０  本体基板中央の穴、２１  モールド、２２  送風機、２３  空気調和機の室内機、２４  空気調和機の室外機、２５  基板固定穴、２６  部品取付け突起、２７  端子穴、２８  固定溝、３０  駆動素子端子、３１  基材基板、３２  基板保持面、３３  フック、３４  側面壁、３５  正面壁、３６  背面壁、３７  素子側面、４０，４１，４２，４３，４４  送風機。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005261002.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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