JP2005245138A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】電子回路を内蔵し，分割コアで構成される従来のモータでは，実装電子部品と分割コア間の巻線を接続する渡り線の配線とに大きな面積を確保する必要があり，またモータからの形状制約とプリント配線の沿面距離確保のために，プリント配線基板の多層化が必要になりコストアップの原因になる場合が多い。
【解決手段】各分割コア間の渡り線処理用と電子回路搭載用にプリント配線基板を分離し，安価な片面パターンのプリント配線基板を２枚使用して構成する。さらに，分割コアを巻線装巻前に，プリント配線基板を支持するフックが設けられた絶縁材料で成型された同形状の２組の巻枠で，各分割コアを両端面方向から挟み込み，渡り線配線用プリント配線基板と電子回路用プリント配線基板とを分割コア端面を挟んだ反対側方向に配置することで，実装空間の省スペース化とプリント配線基板の支持方法も含めてモータ内に安価な構成で配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は個々に分割されたステータコアを巻線後に円環状に連結し，巻線間を電気的に接続されるモータに関するものである。

近年，モータの特性改善を目的として，モータを構成するステータ巻線の占積率アップを図るため，電磁鋼板を積層したステータコアを各主磁極部毎に分割して，この分割された主磁極に絶縁材を介して巻線を装巻する方法がとられている。この分割された各主磁極を以下分割コアと称する。

分割コアの方式としては２つの方式があり、第１の方式は各分割コアを完全に分離し，分割コア毎に巻線を装巻し，その後リング状に合体する方式である。第２の方式は各分割コア間に極小幅の連結部を設け連結し，その状態で各分割コアに巻線を装巻し，連結部を折り曲げてリング状に形成するものである。

図２，図３は特開平１１−１８３３１号公報にて従来例として開示されているものであり，上述の第１の方式を図解するものである。図２において，２１が分割コアであり，２２と２３は絶縁材料で成型され分割コアを両端面方向から挟み込む巻枠である。また，２４は装巻された巻線，２５は巻枠に植設されたピン，２６は巻線の引出線でピン２５に絡げられている。

図３は巻線された複数の分割コア２１をリング状に成形し，前記ピン２５をプリント配線基板２８に半田付けすることで，各分割コア間の渡り線をプリント配線により接続するものであり，２７は３相モータの通電用モータ引出線である。

また，図４は同じく特開平１１−１８３３１号公報にて提案されている第２の方式を示すものである。３１は各分割コア間に極小幅の連結部を設けた連結コアであり，３２と３３は絶縁材料で成型され分割コアを両端面方向から挟み込む巻枠である。また，３４は装巻された巻線，３８は各分割コア巻線間を接続する渡り線で，本方式では各分割コア巻線を切断することなく連続に巻線するため，渡り線は巻線自体である。また，装巻の過程で分割コアから分割コアへの渡り線は分割コアの巻枠に設けられた溝に通し，渡り線がクロスする部分が生じるが、溝に高低差２ｍｍ以上と導入口を別々の位置に設けることで絶縁を確保している。また，同様の内容が，特許公報第３０１７０８５号公報でも開示されている。
特開平１１−１８３３１号公報 特許公報第３０１７０８５号公報

しかしながら、上述した第２の方式では，分割コアが完全に分離されていないため，巻線装巻の作業性が悪いことや，完全な整列装巻が難しい問題がある。更に，分割コア間の渡り線を絶縁体に設けた溝に配置していくことが難しく，多くの方法が開示されているがほとんど実用化されていない。

第１の方式のほうが巻線装巻に関する作業性・占積率向上は良い。この方式では分割コア数の２倍の巻線端末線をプリント配線基板上に半田付けし，分割コア間の渡り線をプリント配線基板にて配線する必要がある。また，モータを駆動する電圧が高くなると，絶縁特性の問題で渡り線間の沿面距離を確保するためプリント配線間の間隔の維持が必要になる。例えば，電気用品安全法の沿面距離の規定では，使用電圧が３００Ｖ〜６００Ｖの場合には３．５ｍｍ以上が必要になり安全を考慮すると最低でも４ｍｍ以上が必要になる。

更に大きな問題は電子部品をモータに内蔵する場合に生じる。プリント配線基板上には，モータを駆動するための電子回路が搭載される場合が多く，実装電子部品と渡り線配線間隔のために大きな面積を確保する必要がある。また，モータには形状の制約があり，プリント配線基板の多層化等が必要になりモータのコストアップの大きな原因になる。また，分割コアはケースに挿入される前に，円筒状の治工具内に整列して，円環状に仮固定した後でモータのケースに挿入するため作業性が悪いと言う問題もある。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、安価で，作業性，信頼性に優れた簡略な渡り線の配線方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために本発明では、各分割コア間の渡り線処理用と電子回路搭載用にプリント配線基板を分離し，安価な片面パターンのプリント配線基板を２枚使用して構成する。
さらに，分割コアを巻線装巻前に，プリント配線基板を支持するフック突起が設けられた絶縁材料で成型された同形状の２組の巻枠で各分割コアを両端面方向から挟み込み，渡り線配線用プリント配線基板と電子回路用プリント配線基板とを，分割コア端面を挟んだ反対側方向に配置することで，実装空間の省スペース化とプリント配線基板の支持方法も含めてモータ内に安価な構成で配置する。また，分割コアをケースに挿入する前に，プリント配線基板を分割コア端面の両方向に支持する構造とすることで，分割コアを円環状に仮固定することが可能となる。

本発明になる分割コアを使用したモータでは，分割コア間の渡り線の配線方法により下記のような特長を有するものである。
（１）片面配線のみの安価なプリント配線基板で構成できる。
（２）分割コア絶縁の巻枠と一体になるフックにより，プリント配線基板は分割コア端面の両方向に支持され，モータとして小形化が図れる。
（３）分割コアをケースに挿入する際に，分割コアをリング状に仮固定する手段として，プリント配線基板を分割コア端面の両方向に支持する構造が有効であり，組立性を向上することができる。

電磁鋼板の積層から成る複数の分割コアに，プリント配線基板を支持するフックが設けられ，絶縁材料で成型された同形状の２組の巻枠で各分割コアを端面方向から挟み込み，巻線が装巻された分割コアをリング状に配置した状態で，片面配線のみの安価な渡り線配線用の第１のプリント配線基板をフックにて取り付け，分割コアからの巻線端末をプリント配線基板に半田付けする。また，モータ相数に応じたモータ引出線接続と電子回路部品と搭載する第２のプリント配線基板準備し，分割コア端面方向に第１のプリント配線基板と第２のプリント配線基板を挟んで，両側に配置する。

図１は請求項１に係わる第１の実施例を示すものである。１は電磁鋼板を積層した複数の分割コアであり，２は装巻された巻線，３は同形状の２組で構成され各分割コアを両端面方向から挟み込む巻線用の巻枠であり絶縁材料で成型されている。４はプリント配線基板を支持するフックで巻枠３と一体に成型され，７はモータ軸，８はモータ軸に固定されたロータ，９は軸７を回転自在に支持する軸受け，１０は前ケースで１１は後ケース，１２はモータを駆動するための電源と信号の引出電線であり後ケース１１側にある。

また，６は第１のプリント配線基板であり，分割コア間の巻線を接続する渡り線部のみを配線するもので，前ケース１０側に配置されている。５はモータ相数に応じた巻線端末線と電子回路部品と搭載する第２のプリント配線基板であり，引出電線１２がある後ケース側に配置される。このモータの第１のプリント配線基板６と第２のプリント配線基板５の組立手順は下記のようになる。
複数の分割コア１は巻線２を装巻後に円環状に形成され，第１のプリント配線基板がフック４により取付られ，第１のプリント配線基板６上に設けられた銅箔のランドに半田付けされ，その状態で前ケース１０に挿入される。その後，モータ軸８とロータ９を固定した組立部品を円環状の分割コア１からなる内径側に挿入する。そして，電子回路部品が既に搭載された第２のプリント配線基板５をフック４により取付け，電子回路と接続されるモータ相数に応じた巻線端末線を第２のプリント配線基板５上に設けられたランドに半田付けされる。

このモータ構造により，プリント配線基板は安価な片面配線化が可能になる。また，プリント配線基板は分割コア端面の両方向に支持され，モータとして小形化が図れる。更に，リング状に分割コアを形成した状態で，渡り線配線用プリント配線基板を取付けられ組立性が良くなる。

また，図示は省略するが，第１のプリント配線基板６を分割コア１と第２のプリント配線基板５の間である後ケース１１側に取付けを工夫することで，プリント配線基板は安価な片面配線化が可能になり，コストダウンに有効であることは言うまでもない。

本発明によれば、各分割コアを完全に分離し，分割コア毎に巻線を装巻し，その後リング状に合体する方式である分割コア構造で，高占積率を図るモータの巻線間を電気的に接続するプリント配線基板を安価な片面配線基板２枚で構成され，組立性も良く，電気用品安全法等で規定される沿面距離も容易に確保可能な構造であり，モータの小形化の有効な手段であり，あらゆる分割コア用モータに適用することができる。

本発明のモータの断面図である。 従来の分割コアと巻線の説明図である。 従来の分割コアと巻線の説明図である。 従来の分割コアと巻線の説明図である。

符号の説明

１：分割コア
２：巻線
３：巻枠
４：フック
５：第２のプリント配線基板
６：第１のプリント配線基板
７：軸
８：ロータ
９：軸受け
１０：前ケース
１１：後ケース
１２：引出線
２１：分割コア
２２：巻枠
２３：巻枠
２４：巻線
２５：ピン
２６：巻線引出線
２７：モータ引出線
２８：プリント配線基板
３１：連結コア
３２：巻枠
３３：巻枠
３４：巻線
３７：モータ引出線
３８：渡り線

Claims (2)

1. 積層された電磁鋼板から成る複数の磁極ティースで個々に分割して分割コアを形成し，該分割コアに電気絶縁性を有する巻線巻枠が，前記積層とは直角方向となる端面方向から前記巻線巻枠２個で包込むように組み合わされ、前記巻線巻枠にはプリント配線基板を支持するフックが設けられ，前記分割コア毎に巻線が装巻され，前記プリント配線基板にはモータを駆動するための電子回路部品の実装と分割コア間の巻線を接続する配線を具備し，前記分割コアを円環状に合体して構成されるモータにおいて，前記プリント配線基板を，分割コア間の巻線を接続する渡り線部を配線する第１のプリント配線基板と，モータ相数に応じたモータ引出線接続と電子回路部品とを搭載する第２のプリント配線基板に分離し配置したことを特徴とするモータ。
2. 前記第１，第２のプリント配線基板で前記分割コアを端面方向に挟んで両側に配置されることを特徴としたモータ。