CN108886291A - 马达 - Google Patents

Abstract

马达具有：转子，其具有在上下方向上延伸的旋转轴；定子，其与转子对置；机壳，其保持定子；散热器，其安装于机壳；以及电路板，其上安装有电子部件，该电路板被配置于散热器的下表面。电子部件包含发热元件。机壳具有：筒状的筒部；和从该筒部的上端向径向外侧延伸的凸缘部。散热器具有向轴向的下方突出的突部，散热器在轴向上使用固定构件而安装于凸缘部的上表面。发热元件经由热传导构件而与散热器接触。

Description

马达

技术领域

本公开涉及一种马达。

背景技术

以往，马达具有转子、定子和搭载了电路板等的控制部。在从外部电源等经由控制部向定子供电时，转子能够相对于定子相对旋转。

在电路板上配置有各种元件和布线等。在电流从外部电源等流向电路板时，电路板上的元件和布线等发热。这样的发热不仅对元件本身造成破坏，还可能使电路板等变形。因此，需要使从元件等产生的热向马达外部等散发等应对。

作为一个上述那样的散热应对，例如在专利文献1中，由金属材料等构成的散热器被配置于控制部的周边。具体来说，在圆筒形形状的马达壳的上部安装有覆盖该上部的第一框架部件，在马达壳的下部安装有覆盖该下部的第二框架部件。散热器配置于第一框架部件的上部，并通过螺钉而固定于第一框架。在散热器的上表面处配置有功率基板，在散热器的下表面处配置有控制板，在散热器的侧面处配置有半导体模块。由此，在功率基板和控制板的电子部件、半导体模块产生的热会传递至散热器和第一框架部件。因此，抑制了它们自身的温度上升，抑制或防止了它们的损伤、破坏。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-225998号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1中，还在马达壳的上表面和下表面追加了第一框架部件和第二框架部件。因此，转子在旋转轴线的轴向上的尺寸会增加。此外，马达的部件数增加。因此，组装工序数和制造成本增加。

鉴于上述状况，本发明的目的在于提供一种马达，具有能够缩小轴向上的尺寸、容易组装的散热结构。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本公开例示的马达具有：转子，其具有在上下方向上延伸的旋转轴；定子，其与该转子对置；机壳，其保持该定子；散热器，其安装于该机壳；以及电路板，其上安装有电子部件，该电路板被配置于散热器的下表面。电子部件包含发热元件。机壳具有：筒状的筒部；和从该筒部的上端向径向外侧延伸的凸缘部。散热器具有向轴向的下方突出的突部，散热器在轴向上使用固定构件而安装于凸缘部的上表面。发热元件隔着热传导构件与散热器接触。

发明效果

根据本公开例示的马达，可以提供一种马达，具有能够缩小轴向上的尺寸、容易组装的散热结构。

附图说明

图1是表示本公开的第一实施方式涉及的马达的结构例的概略纵剖视图。

图2是本公开的第一实施方式涉及的散热器的仰视图。

图3是表示本公开的第一实施方式的变形例涉及的散热器与电路板之间的结构例的概略纵剖视图。

图4是表示本公开的第二实施方式涉及的马达的结构例的概略纵剖视图。

图5是本公开的第三实施方式涉及的机壳的俯视图。

图6是表示本公开的第三实施方式中将上盖部固定于筒部的结构的一例的剖视图。

图7是表示本公开的第三实施方式中将上盖部固定于筒部的结构的另一例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开例示的实施方式进行说明。另外，在本说明书中，将转子101的旋转轴(参照后述的图1的轴101a)的延伸方向简称为“轴向”。并且，在该轴向上，将从轴101a朝向散热器2的方向简称为轴向的“上方”，将从散热器2朝向轴101a的方向简称为轴向的“下方”。将以轴101a为中心的径向、周向简称为“径向”、“周向”。在各结构要素的表面，将朝向轴向的上方的面称为“上表面”，将朝向轴向的下方的面称为“下表面”，将朝向径向的面称为“侧面”。

<1.第一实施方式>

<1-1.马达的概略结构>

首先，对本公开例示的第一实施方式涉及的马达100进行说明。图1是表示本公开的第一实施方式涉及的马达100的结构例的概略纵剖视图。图1表示通过包含转子101的旋转轴线的切断面切断马达100时的截面。图1的马达100是搭载于车辆等的马达。

马达100具有：转子101、环状的定子102、机壳1、散热器2、安装有电子部件4的电路板3、轴承5、罩104、以及连接器105。

转子101具有轴101a以及多个磁铁101b。轴101a是在轴向的上下方向上延伸的旋转轴。定子102是马达100的电枢。定子102配置成与转子101对置。机壳1是收纳转子101和定子102等的金属制的壳体。机壳1保持定子102和轴承5。

散热器2例如使用铝、铜等热传导性优良的材料形成。在本实施方式中，散热器2使用螺钉6而安装于机壳1。电路板3具有马达100的控制电路。电路板3配置于散热器2的下表面处。马达100的控制电路经由设置于机壳1(后述的上盖部1c)的贯穿孔而与定子102电连接。

在电路板3的下表面上设置有位置检测传感器103。位置检测传感器103的中心位于轴101a的旋转轴线上。位置检测传感器103检测转子101的旋转角度。

轴承5是将轴101a支承为能够旋转的轴承。轴承5例如由滚珠轴承或套筒轴承等构成。罩104是保护电路板3的部件。

连接器105是外部连接端子。连接器105经由布线105a将电路板3与外部电源(未图示)和其他外部装置(未图示)电连接。在从外部电源经由连接器和电路板3向定子102供电时，转子101能够相对于定子102相对旋转。

<1-2.机壳的结构>

机壳1具有：筒状的筒部1a、下盖部1b、上盖部1c以及凸缘部1d。下盖部1b与筒部1a和凸缘部1d由同一构件形成。下盖部1b覆盖筒部1a的下方侧的端面。在下盖部1b的中央部分形成有中央开口10a。在中央开口10a处安装有轴承5，该轴承5被轴101a贯穿。

另外，并非限定于图1的例示，筒部1a、下盖部1b以及凸缘部1d也可以是各自不同的构件。

上盖部1c是保持轴承5的保持部。上盖部1c覆盖筒部1a的上方侧的开口的端面。上盖部1c被压入到筒部1a的内壁上。即，上盖部1c被从筒部1a上方侧的开口的端面向轴向的下方压入，并固定于筒部1a。由此，可以将上盖部1c牢固地固定于机壳1的筒部1a。因此，上盖部1c能够稳定地保持轴承5，轴承5能够稳定地将轴101a支承为可转动。

上盖部1c具有环状的环状部12、突壁部13以及贯插孔14a。在环状部12的中央部分形成有供轴101a贯插的中央开口10b。在中央开口10b的周围沿着中央开口10b形成有突壁部13。突壁部13被设置成从环状部12的底面向轴向的下方延伸。突壁部13的内侧安装有轴承5。轴承5安装于上盖部1c的中央开口10b中。此外，轴承5还安装于下盖部1b的中央开口10a中。安装于上盖部1c的中央开口10b的轴承5与安装于下盖部1b的中央开口10a的轴承5一起将轴101a支承为能够旋转。

凸缘部1d是圆环状。凸缘部1d从筒部1a的上端向径向外侧延伸。在凸缘部1d沿着筒部1a的外周形成有多个贯插孔14a。在这些贯插孔14a中贯插螺钉6。另外，在图1中，作为将散热器2安装于凸缘部1d进行固定的固定构件而使用了螺钉6。但是并非局限于该例示，固定构件也可以是铆钉等其他构件。此外，凸缘部可以是如下结构：设置有从筒部1a的上端向径向外侧延伸的多个部位，并在周向上隔开间隔地配置。

此外，优选在凸缘部1d的上表面和下表面处，对贯插孔14a的周围实施研磨加工等。在进行这样的加工时，贯插孔14a周围的表面粗糙度比机壳1的其他部分(例如，筒部1a的外周面)的表面粗糙度小。这样的话，螺钉6和散热器2容易紧贴于凸缘部1d。因此，可以使用螺钉6将散热器2更加牢固地安装固定于凸缘部1d。

<1-3.散热器的结构>

如图1所示，散热器2与凸缘部1d的上表面接触。散热器2使用螺钉6而安装于凸缘部1d。在本实施方式的马达中，在机壳1与散热器2之间不存在框架等其他部件。因此，本实施方式的马达例如与存在框架的以往结构的马达相比能够缩短轴向的尺寸，能够容易地进行组装。并且，在本实施方式的马达中，与上述那样的以往结构的马达相比较，还可以减少部件数，马达100的制造成本也得以削减。在本实施方式中，散热器2是单一的构件。另外，并不局限于该例示，散热器2也可以由多个构件构成。

散热器2具有螺纹孔23、突部25、布线通路26以及收纳凹部2a。突部25从散热器2的下表面向轴向的下方突出。突部25在轴向上使用螺钉6而安装于凸缘部1d的上表面。图2是本公开的第一实施方式涉及的散热器2的仰视图。图2表示从轴向的下方观察到的散热器2的下表面。在图2中，虚线表示凸缘部1d的上表面的内周缘和外周缘。

沿着散热器2的下表面的周缘形成有突部25(参照图2的左侧)。但是，在散热器2的下表面在一部分的周缘(参照图2的右侧)没有形成突部25。在该部分(即，没有形成突部25的部位)，散热器2不与凸缘部1d的上表面接触(参照图1和图2的右侧)，电路板3的一部分从散热器2与凸缘部1d之间探出。此外，连接器105在该部分(即，没有形成突部25的部位)与电路板3连接。

突部25的下表面与凸缘部1d的上表面接触。因此，能够使散热器2的突部25与机壳1的凸缘部1d直接抵接，来进行散热器2相对于机壳1在轴向上的定位。另外，突部25下表面的一部分在图1中与环状部12的上表面接触。但是，并非局限于该例示，突部25下表面的一部分可以不与环状部12的上表面接触。

螺纹孔23设置于突部25的下表面。散热器2被安装于凸缘部1d时，螺钉6经由贯插孔14a固定于螺纹孔23中。

在突部25的下表面，在于凸缘部1d接触的部分实施了研磨加工等。突部25的实施了该加工的下表面的表面粗糙度比散热器2的其他表面(例如，侧面)的表面粗糙度小。由此，凸缘部1d拧紧到散热器2的突部25而被固定时，突部25与凸缘部1d之间的紧贴性得以提高。因此，能够使用螺钉6将散热器2更牢固地安装于凸缘部1d。并且，由于突部25与凸缘部1d之间的紧贴性高，因此热容易从散热器2向机壳1传递，能够提升散热器2的散热性。

在散热器2的下表面且突部25的内侧，形成有布线通路26与收纳凹部2a。布线通路26是贯穿散热器2的贯穿开口。布线通路26位于在电路板3的上表面上设置的后述的端子部3c上方。布线通路26朝向该端子部3c开口。与端子部3c连接的布线通过布线通路26被引出至外部。因此，端子部3c经由布线通路26与外部电源等(省略图示)电连接。布线通路26的上端被罩104覆盖。由此，可以防止尘埃等通过布线通路26侵入到马达100内部。另外，端子部3c未必需要设置于电路板3的上表面。端子部3c也可以设置于电路板3的侧面。此外，端子部3c还可以设置于电路板3的上表面或侧面这双方。

收纳凹部2a收纳安装于电路板3的电子部件4的至少一部分。收纳凹部2a形成于与电路板3的上表面安装的电子部件4对应的位置。收纳凹部2a的深度根据收纳的电子部件4的轴向的尺寸来进行设定。

<1-4.电路板的结构>

电路板3例如是使用了环氧树脂等树脂材料的基板。电路板3例如使用螺钉或铆钉等(省略图示)安装于散热器2的下表面。

安装于电路板3的电子部件4包含发热量比较多的发热元件4a、和发热量比较少的低发热元件4b。发热元件4a例如是FET(Field Emission Transistor，场效应晶体管)等开关元件。低发热元件4b例如是电容器等。即，发热元件4a的发热量比低发热元件4b的发热量多。

如图1所示，发热元件4a安装于电路板3上的与散热器2对置的面(即，电路板3的上表面)。发热元件4a在散热器2与电路板3之间收纳于收纳凹部2a内。发热元件4a的上表面(例如，与散热器2对置的面)上涂布有散热脂7。在图1中，发热元件4a隔着散热脂7而与凹部2a的底面接触。热从发热元件4a经由散热脂7向散热器2传递，由此，能够容易地将在发热元件4a产生的热传递至散热器2。

低发热元件4b的一部分安装于电路板3的上表面。低发热元件4b的余下的一部分安装于电路板3上的与散热器2相反的一侧(电路板3的下表面)。并且，安装于电路板3上表面的低发热元件4b在散热器2与电路板3之间收纳于收纳凹部2a中。收纳凹部2a的深度是与低发热元件4b的轴向的尺寸对应的深度。因此，即使低发热元件4b的轴向的尺寸比发热元件4a的轴向的尺寸大，也可以将散热器2与发热元件4a相互靠近。因此，可以通过散热脂7容易地使散热器2与发热元件4a接触，安装于电路板3的发热元件4a产生的热容易传递至散热器2，能够抑制发热元件4a的温度上升。

另外，并非限定于图1的例示，还可以在发热元件4a的上表面与收纳凹部2a的底面之间设置散热脂7以外的散热剂、其他热传导构件等。散热剂或热传导构件等只要具有优异的传导性、电绝缘性、低热膨胀性即可，也可以设置成代替散热脂7，还可以与散热脂7一起设置。

<1-5.第一实施方式的变形例>

接下来，对第一实施方式的马达100的变形例进行说明。图3是表第一实施方式的变形例涉及的散热器2与电路板3之间的结构例的概略纵剖视图。图3表示通过与轴向平行的面切断散热器2与电路板3时的纵截面。

与图1所例示的上述结构不同，在图3中，在散热器2的下表面没有设置收纳凹部2a。如图3所示，发热元件4a配置于散热器2与电路板3之间。发热元件4a隔着散热脂7而与散热器2的下表面接触。

除发热元件4a之外的至少一部分的电子部件4(例如，低发热元件4b)安装于电路板3上的与散热器2相反一侧的面(即电路板3的下表面)。这样的话，轴向尺寸比发热元件4a大的电子部件4没有配置于散热器2与电路板3之间。因此，可以隔着散热脂7容易地使散热器2与发热元件4a接触。因此，安装于电路板3的发热元件4a产生的热容易传递至散热器2，可以抑制发热元件4a的温度上升。

<2.第二实施方式>

<2-1.上盖部的安装结构>

接下来，对本公开例示的第二实施方式涉及的马达100进行说明。图4是表示本公开的第二实施方式涉及的马达100的结构例的概略纵剖视图。图4表示通过包含转子101的旋转轴线的切断面切断马达100时的截面。另外，本实施方式的基本结构与先前说明的第一实施方式相同。因此，对与第一实施方式共通的结构要素标注与之前相同的标号或相同的名称，有时省略其说明。

上盖部1c具有环状的环状部12、突壁部13、贯插孔14a以及延伸部15。延伸部15从环状部12的上端向径向外侧延伸，并配置于凸缘部1d与散热器2的突部25之间。

在延伸部15沿着筒部1a的外周形成有多个贯插孔14b。在使用螺钉6将散热器2的突部25安装于凸缘部1d时，螺钉6贯插于凸缘部1d的贯插孔14a与延伸部15的贯穿孔14b中，并固定于螺纹孔23。因此，散热器2的突部25夹着延伸部25通过螺钉6而固定于凸缘部1d。

由此，使用螺钉6在散热器2的突部25与凸缘部1d之间固定延伸部15，能够将上盖部1c牢固地固定于机壳1与散热器2。因此，上盖部1c能够稳定地保持轴承5，该轴承5能够稳定地将轴101a支承为能够旋转。

<3.第三实施方式>

<3-1.上盖部的安装结构>

接下来，对本公开例示的第三实施方式涉及的马达100进行说明。图5是本公开的第三实施方式涉及的机壳1的俯视图。图6是表示在本公开的第三实施方式中将上盖部1c固定于筒部1a的结构的一例的剖视图。图7是表示本公开的第三实施方式中将上盖部1c固定于筒部1a的结构的另一例的剖视图。图5表示从轴向的上方观察到的机壳1的上表面。图6表示机壳1的沿着图5的单点划线A-A局部纵截面。图7表示机壳1的沿着图5的单点划线B-B的局部纵截面。另外，本实施方式的基板结构与先前说明的第一实施方式相同。因此，对与第一实施方式共通的结构要素标注与之前相同的标号或相同的名称，有时省略其说明。

筒部1a具有凸部16b以及嵌合部17a。凸部16b从筒部1a的内周面沿径向突出。嵌合部17a是凹部。凸部16b与嵌合部17a沿着周向形成于筒部1a。另外，嵌合部17a并不局限于图5和图6的例示，也可以是贯穿孔。此外，设置于筒部1a的凸部16b和嵌合部17a的数量分别是1以上的自然数即可。

上盖部1c具有凸部16a以及嵌合部17b。凸部16a从上盖部1c的外侧面沿径向突出。嵌合部17b是凹部。凸部16a与嵌合部17b在上盖部1c的外周缘沿着周向形成。另外，嵌合部17b并不局限于图5和图7的例示，也可以是贯穿孔。此外，设置于上盖部1c的凸部16a和嵌合部17b的数量分别是1以上的自然数即可。

上盖部1c被安装于筒部1a时，如图6所示，上盖部1c的凸部16a与筒部1a的嵌合部17a配合，凸部16a与嵌合部17a压紧固定。并且，如图7所示，筒部1a的凸部16b与上盖部1c的嵌合部17b配合，凸部16b与嵌合部17b压紧固定。

这样的话，使用凸部16a与嵌合部17a的压紧固定结构、和凸部16b与嵌合部17b的压紧固定结构来保持轴承5的上盖部1c被牢固地固定于筒部1a。因此，上盖部1c能够稳定地保持轴承5，轴承5能够稳定地将轴101a支承为能够旋转。

另外，并不局限于图5～图7的例示，凸部16a、16b也可以沿轴向突出。此外，可以是，筒部1a具有凸部和嵌合部中的一方，上盖部1c具有凸部和嵌合部中的另一方。即，可以是，筒部1a具有嵌合部17a，且上盖部1c具有凸部16a。或可以是，筒部1a具有凸部16b，且上盖部1c具有嵌合部17b。即使是这些结构，也可以将凸部16a与嵌合部17a压紧固定，将凸部16b与嵌合部17b压紧固定。其结果为，上盖部1c能够稳定地保持轴承5，轴承5能够稳定地将轴101a支承为能够旋转。

<其他>

以上，对本公开的实施方式进行了说明。另外，本公开的范围并不局限于上述实施方式。本公开可以在不脱离发明的主旨的范围内加以各种变更来实施。此外，上述实施方式可以适当组合。

例如，在上述第一～第三实施方式中示出了本公开的马达应用于车载马达的情况，但是本公开的马达也可以应用于车载马达以外的马达。

本公开的马达例如能够利用于车载马达，并且也能够应用于其他用途的马达。

标号说明

1：机壳；1a：筒部；1b：下盖部；1c：上盖部；1d：凸缘部；10a、10b：中央开口；12：环状部；13：突壁部；14a、14b：贯插孔；15：延伸部；16a、16b：凸部；17a、17b：嵌合部；2：散热器；2a：凹部；23：螺纹孔；25：突部；26：布线通路；3：电路板；3a：金属构件；3b：贯穿孔；3c：端子部；4：电子部件；4a：发热元件；4b：低发热元件；5：轴承；6：螺钉；7：散热脂；100：马达；101：转子；101a：轴；101b：磁铁；102：定子；103：位置检测传感器；104：罩；105：连接器；105a：布线。

Claims (15)

1.一种马达，具有：

转子，其具有沿上下方向延伸的旋转轴；

定子，其与所述转子对置；

机壳，其保持所述定子；

散热器，其安装于所述机壳；以及

电路板，其上安装有电子部件，该电路板被配置于所述散热器的下表面，

所述电子部件包含发热元件，

所述机壳具有：

筒状的筒部；和

从所述筒部的上端向径向外侧延伸的凸缘部，

所述散热器具有向轴向的下方突出的突部，所述散热器在轴向上使用固定构件而安装于所述凸缘部的上表面，

所述发热元件隔着热传导构件而与所述散热器接触。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述固定构件是螺钉或铆钉。

3.根据权利要求2所述的马达，其中，

所述凸缘部具有贯插孔，

所述固定构件贯插于所述贯插孔中，

所述凸缘部处的所述贯插孔的周围的表面粗糙度比所述筒部的外周面的表面粗糙度小。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的马达，其中，

所述散热器与所述凸缘部接触。

5.根据权利要求2或3所述的马达，其中，

所述马达还具有：

轴承，其支承所述旋转轴；和

保持部，其保持所述轴承，

所述保持部具有从上端向径向外侧延伸的延伸部，

所述突部夹着所述延伸部借助于所述固定构件而固定于所述凸缘部。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的马达，其中，

所述马达还具有：

轴承，其支承所述旋转轴；和

保持部，其保持所述轴承，

所述保持部被压入到所述筒部的内壁上。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的马达，其中，

所述马达还具有：

轴承，其支承所述旋转轴；和

保持部，其保持所述轴承，

所述保持部具有第一凸部，

所述第一凸部从所述保持部的外表面沿径向或轴向突出，

所述机壳具有第一嵌合部，

所述第一嵌合部是与所述第一凸部配合的凹部或贯穿孔，

所述第一凸部与所述第一嵌合部被压紧固定。

8.根据权利要求7所述的马达，其中，

所述机壳具有第二凸部，

所述第二凸部沿径向或轴向突出，

所述保持部具有第二嵌合部，

所述第二嵌合部是与所述第二凸部配合的凹部或贯穿孔，

所述第二凸部与所述第二嵌合部被压紧固定。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的马达，其中，

所述马达还具有：

轴承，其支承所述旋转轴；和

保持部，其保持所述轴承，

所述机壳具有凸部，

所述凸部从所述机壳的内表面沿径向或轴向突出，

所述保持部具有嵌合部，

所述嵌合部是与所述凸部配合的凹部或贯穿孔，

所述凸部与所述嵌合部被压紧固定。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的马达，其中，

与外部连接的端子部被设置于所述电路板的上表面和侧面中的至少任一方上，

所述散热器具有贯穿所述散热器的贯穿开口，

所述贯穿开口位于所述端子部之上。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的马达，其中，

所述发热元件配置于所述散热器与所述电路板之间。

12.根据权利要求11所述的马达，其中，

除了所述发热元件以外的至少一部分所述电子部件被安装于所述电路板上的与所述散热器相反一侧的面上。

13.根据权利要求1至10中的任一项所述的马达，其中，

所述热传导构件包含贯穿所述电路板的金属构件，

所述发热元件被安装于所述电路板上的与所述散热器相反一侧的面上。

14.根据权利要求1至13中的任一项所述的马达，其中，

所述热传导构件包含散热脂。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的马达，其中，

所述发热元件是开关元件。