CN112994348A - 马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供马达，提高分立型电子部件的散热效率。马达具有：马达部，其具有沿着在轴向上延伸的中心轴线旋转的转子和与所述转子对置的定子；电路板，其进行所述马达部的驱动；以及壳体，其收纳所述马达部和所述电路板，所述电路板具有至少一个分立型电子部件，所述壳体具有向轴向一侧延伸的凸部，所述分立型电子部件与所述凸部热连接。

Description

马达

技术领域

本发明涉及马达。

背景技术

最近，公知有将进行马达的驱动的电路板构成为一体的马达。这样的马达的电路板例如具有功率元件那样的发热大的电子部件。在马达中，进行这种发热的电子部件的散热是重要的。

以往，在一体构成具有功率元件的电路板的马达中，公知有在功率元件的正下方位置的电路板上设置插入散热材料的孔，散热材料经由插入散热材料的孔与功率元件的底部接触的结构。例如在专利文献1中公开。

专利文献1：日本特许第6049584号公报

但是，在电路板上设置插入散热材料的孔的结构，对于在电子部件的两侧具有引线并具有与电路板对置的面的电子部件的散热是有效的。但是，如分立型电子部件那样，在具有排成一列的引线且电子部件的面不与电路板对置的电子部件的情况下，插入到插入散热材料的孔中的散热材料无法到达电子部件的面，有可能无法散热。

发明内容

本发明的目的在于提供提高分立(discrete)型电子部件的散热效率的马达。

本申请例示的第1发明是一种马达，其具有：马达部，其具有沿着在轴向上延伸的中心轴线旋转的转子和与所述转子对置的定子；电路板，其进行所述马达部的驱动；以及壳体，其收纳所述马达部和所述电路板，所述电路板具有至少一个分立型电子部件，所述壳体具有向轴向一侧延伸的凸部，所述分立型电子部件与所述凸部热连接。

根据本申请的例示的第1发明，在马达中，能够提高分立型电子部件的散热效率。

附图说明

图1是以与Y轴垂直并通过中心轴线J的面剖切本发明的第1实施方式的马达而示出的剖视图。

图2是图1的马达10的立体图。

图3是示出从图2的马达10拆下马达壳体23的立体图。

图4是从图3拆下夹子90并从上方观察的俯视图。

图5的(a)是图1的马达10中的夹子90的立体图。图5的(b)是图1的马达10中的散热片的立体图。图5的(c)是图1的马达10中的电子部件81的立体图。

图6是从+Y轴方向观察凸部21d以及电子部件81的侧剖视图。

图7是从+Y轴方向观察作为与图6不同的实施方式的、相当于图6的凸部21d的凸部121d以及相当于图6的电子部件81的电子部件181的侧剖视图。

标号说明

10：马达；21：马达壳体；21d：凸部；30：马达部；40：定子；50：转子；80：电路板；81：电子部件；90：夹子；91：散热片。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的马达进行说明。另外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使实际的结构与各结构中的比例尺以及数量等不同。

另外，在附图中，作为三维直角坐标系，适当地示出了XYZ坐标系。在XYZ坐标系中，Z轴方向是与图1所示的中心轴线J的轴向平行的方向。X轴方向是相对于中心轴线J的径向中与图1所示的凸部21d、散热片91以及电子部件81排列的方向平行的方向。Y轴方向是与X轴方向和Z轴方向两者垂直的方向。在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向中，将图中所示的箭头所指侧设为+侧，将相反侧设为-侧。

另外，在以下的说明中，将Z轴方向的正侧(+Z侧)称为“前侧”或“一侧”，将Z轴方向的负侧(-Z侧)称为“后侧”或“另一侧”。另外，后侧(另一侧)以及前侧(一侧)仅是用于说明的名称，并不限定实际的位置关系以及方向。另外，只要没有特别说明，将与中心轴线J平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向、即绕中心轴线J的方向简称为“周向”。在径向上将接近中心轴线J的一侧称为“径向内侧”，将远离中心轴线J的一侧称为“径向外侧”。

另外，在本说明书中，“沿轴向延伸”除了严格地沿轴向(Z轴方向)延伸的情况之外，还包含沿相对于轴向以小于45°的范围倾斜的方向延伸的情况。另外，在本说明书中，所谓“沿径向延伸”，除了严格地沿径向、即与轴向(Z轴方向)垂直的方向延伸的情况之外，还包含沿相对于径向以小于45°的范围倾斜的方向延伸的情况。另外，“平行”除了严格平行的情况之外，还包含在相互所成的角小于45°的范围内倾斜的情况。

另外，在本说明书中，“热连接”是指通过发热物与热传导率比空气高的对象物接触，发热物的热比空气更容易传递到对象物的状态。

[第1实施方式]

<整体结构>

图1是以与Y轴垂直并通过中心轴线J的面剖切本发明的第1实施方式的马达而示出的剖视图。

图2是图1马达10的立体图。

在本实施方式中，马达10是无刷DC马达。马达10具有马达部30和马达壳体21以及马达壳体23，该马达壳体21以及马达壳体23收纳安装有进行马达部30的驱动的电子部件81、82以及83等的电路板80。马达部30具有转子50和定子40，该转子50具有沿在轴向上延伸的中心轴线J配置的马达轴41，该定子40在径向上隔着间隙与转子50对置。马达壳体21以及23从轴向一侧朝向轴向另一侧依次配置并收纳电路板80以及转子50。

马达10包含定子40，定子40包含定子轭42。马达10在定子轭42的轴向一侧具有电路板80。电路板80具有沿轴向贯通的贯通孔80a。马达轴41贯通贯通孔80a。马达10具有轴承55a以及55b。轴承55a配置在马达壳体23的轴向另一侧。轴承55b配置在马达壳体21的轴向一侧。另外，轴承55a配置在马达轴41的轴向一侧端部。轴承55b配置在马达轴41的轴向另一侧端部。轴承55a和55b可旋转地支承马达轴41。轴承55a以及55b的形状、结构等没有特别限定，可以使用任何公知的轴承。

转子50具有转子磁铁51。转子磁铁51绕轴包围马达轴41，并固定在马达轴41上。

马达10具有有底筒状的马达壳体21。在马达壳体21的径向内侧收纳有马达部30。马达壳体21可以是圆筒形状，也可以是方筒形状。马达壳体21是热传导率比空气高的材质，例如由铝压铸制成。马达10在电路板80的轴向一侧具有有底筒状的马达壳体23。马达壳体23可以是圆筒形状，也可以是方筒形状。马达壳体23是热传导率比空气高的材质，例如由铝压铸制成。马达壳体21在轴向一侧开口，马达壳体23在轴向另一侧开口。马达壳体21的轴向一侧的开口被马达壳体23封闭，马达壳体23的轴向另一侧的开口被马达壳体21封闭。

马达壳体21在轴向一侧的端部具有缘部21b。马达壳体21在轴向另一侧的端部具有缘部23b。缘部21b的内周面与缘部23b的外周面在径向上对置。作为缘部21b的轴向一侧的端部的与Z轴垂直的面的面21c与作为缘部23b的轴向另一侧的端部的与Z轴垂直的面的面23c相接。缘部21b以及缘部23b是马达壳体21与马达壳体23在径向上相互重叠的重叠部的一例。

马达壳体21在轴向一侧的端部具有向径向外侧延伸的凸缘部21a。凸缘部21a具有沿轴向贯通的贯通孔21aa。马达壳体23在轴向另一侧端部具有向径向外侧延伸的凸缘部23a。凸缘部23a具有沿轴向贯通的贯通孔23aa。贯通孔21aa与贯通孔23aa轴向位置以及周向位置一致，成为贯通孔21aa与贯通孔23aa连续的贯通孔。通过以贯通贯通孔21aa和贯通孔23aa的方式进行螺纹固定，能够固定马达壳体21和马达壳体23。

电子部件81是安装在电路板80上的电子部件。在本实施方式中，电子部件81是桥式二极管。马达壳体21在轴向一侧的端部具有向轴向一侧延伸的凸部21d。电子部件81和凸部21d之间夹有散热片91，夹子90夹着电子部件81和凸部21d并将电子部件81和凸部21d固定。马达壳体21在凸部21d的径向外侧具有向轴向另一侧凹陷的槽部21e。夹子90的一端插入到槽部21e中。凸部21d以电子部件81的散热为目的，但也可以兼作其他用途。

图3是示出从图2的马达10拆下马达壳体23的立体图。

图4是从图3拆下夹子90并从上方观察的俯视图。

电路板80是与马达壳体21的筒孔的形状对应的形状。在本实施方式中，电路板80为圆形。安装电子部件81的位置，在电路板80中，是凸部21d侧的缘部，即凸部21d的附近。电子部件81是IGBT、桥式二极管、MOSFET、IPM、DC/DC转换器中的至少一个。IGBT是InsulatedGate Bipolar Transistor(绝缘栅双极型晶体管)的简称。MOSFET是metal-oxide-semiconductor field-effect transistor(金属氧化物半导体场效应晶体管)的简称。IPM是Intelligent Power Module(智能功率模块)的简称。

图5的(a)是图1的马达10中的夹子90的立体图。图5的(b)是图1的马达10中的散热片91的立体图。图5的(c)是图1的马达10中的电子部件81的立体图。在电子部件81的元件部81a上图示有孔，但也可以没有孔。

夹子90具有从一端(图中左下)向+Z轴方向延伸的第1面部90a、在第1面部90a的+Z轴方向端部向+X轴方向弯曲的第1弯曲部90b、从第1弯曲部90b向+X轴方向延伸的第2面部90c、和在第2面部90c的+X轴方向端部向-Z轴方向弯曲的第2弯曲部90d。夹子90还具有从第2弯曲部90d向-Z轴方向且-X轴方向延伸的第3面部90e、在第3面部90e的-Z轴方向端部向+X轴方向弯曲的第3弯曲部90f、从第3弯曲部90f向+X轴方向延伸的第4面部90g。夹子90是具有抵抗使第3弯曲部90f与第1面部90a间的距离扩大的方向的外力的作用力的弹性部件。第1面部90a具有朝向+X轴方向的面90aa。第3面部90e具有朝向-X轴方向的面90ea。夹子90可以由金属或树脂制成，并且可以由任何材料制成。但是，为了在电子部件81烧损时等确保电子部件81与凸部21d绝缘，优选夹子90是绝缘性的部件。另外，夹子90优选为热传导率比空气高的材质。

散热片91具有朝向-X轴方向的面91a。散热片91具有朝向+X轴方向的面91b。散热片91可以是金属制或树脂制，不特别限定材料。但是，为了在电子部件81烧损时等确保电子部件81与凸部21d的绝缘，优选散热片91为绝缘性的部件。散热片91例如可以是膏状的散热密封剂。

电子部件81具有：元件部81a，其具有实现电子部件81的功能的元件；以及引线84，其与元件部81a连接。电子部件81在元件部81a发热。元件部81a具有朝向-X轴方向的面81aa。元件部81a具有朝向+X轴方向的面81ab。

在Y轴方向排列的多个引线84从元件部81a的-Z轴方向的端部向-Z轴方向延伸，在第1弯曲部84f向+X轴方向弯曲，弯曲后向-Z轴方向且+X轴方向延伸，在第2弯曲部84g向-Z轴方向弯曲，弯曲后向-Z轴方向延伸。

第3弯曲部90f与第1面部90a间的距离比第1弯曲部90b与第2弯曲部90d间的距离短。第1弯曲部90b与第2弯曲部90d之间的距离比凸部21d、散热片91以及电子部件81的元件部81a在X轴方向上的厚度长。第3弯曲部90f与第1面部90a之间的距离比凸部21d、散热片91以及元件部81a的X轴方向的厚度短。

在将夹子90嵌入时，例如，在将凸部21d、散热片91和元件部81a沿X轴方向排列的状态下，通过外力使第3弯曲部90f和第1面部90a之间扩大，并且在第3弯曲部90f和第1面部90a之间插入凸部21d、散热片91和元件部81a的+Z轴方向的端部。此时，夹子90的一端(径向外侧且轴向另一侧的端部)插入槽部21e。当扩大第3弯曲部90f与第1面部90a之间的外力解除时，夹子90在第1面部90a与第3面部90e之间将凸部21d、散热片91以及元件部81a固定。

当将夹子90嵌入凸部21d、散热片91以及元件部81a时，凸部21d的+X轴方向的面与散热片91的面91a接触，散热片91的面91b与元件部81a的面81aa接触。由此，元件部81a和凸部21d被热连接。

图6是从+Y轴方向观察凸部21d以及电子部件81的侧剖视图。

在本实施方式中，电子部件81具有从元件部81a的-Z轴方向的端部向-Z轴方向延伸的引线84。引线84在两个弯曲部(第1弯曲部84f以及第2弯曲部84g)弯曲而安装在电路板80上。凸部21d的面中的-X轴方向的面即面21da与夹子90的面90aa接触。凸部21d的面中的+X轴方向的面即面21db与散热片91的面91a接触。电子部件81的面中的与凸部21d对置的面即面81aa平行于凸部21d的面中的与电子部件81对置的面即面21db。

(电子部件以及凸部的其他实施方式)

图7是从+Y轴方向观察作为与图6不同的实施方式的、相当于图6的凸部21d的凸部121d以及相当于图6的电子部件81的电子部件181的侧剖视图。

在图6的实施方式中，电子部件81的面81aa和凸部21d的面21db是与Z轴方向平行的面，但在本实施方式中，电子部件181的面181aa和凸部121d的面121db不与Z轴方向平行。

电子部件181具有：元件部181a，其具有实现电子部件181的功能的元件；以及引线184，其与元件部181a连接。电子部件181在元件部181a发热。在Y轴方向排列的多个引线184从元件部181a的-Z轴方向且+X轴方向的端部向-Z轴方向且+X轴方向延伸，在第1弯曲部184g向-Z轴方向弯曲，弯曲后向-Z轴方向延伸。即，在本实施方式中，电子部件181的引线184在一个弯曲部(第1弯曲部184g)弯曲而安装在电路板80上。

在本实施方式中，具有与图6的马达壳体21相当的马达壳体121。马达壳体121在+Z轴方向的端部具有沿+Z轴方向且-X轴方向延伸的凸部121d。电子部件181和凸部121d之间夹有散热片91，通过夹子90夹住电子部件181和凸部121d并将电子部件181和凸部121d固定。马达壳体121在凸部121d的径向外侧具有向-Z轴方向且+X轴方向凹陷的槽部121e。夹子90的一端插入到槽部121e中。

凸部121d具有朝向+Z轴方向且+X轴方向的面121db。电子部件181的元件部181a具有朝向-Z轴方向且-X轴方向的面181aa以及朝向+Z轴方向且+X轴方向的面181ab。电子部件181的面中的与凸部121d对置的面即面181aa平行于凸部121d的面中的与电子部件181对置的面即面121db。

<马达的作用、效果>

接着，对马达10的作用、效果进行说明。

在上述实施方式的发明中，马达具有：马达部，其具有沿着在轴向上延伸的中心轴线旋转的转子和与所述转子对置的定子；电路板，其进行所述马达部的驱动；以及壳体，其收纳所述马达部和所述电路板，所述电路板具有至少一个分立型电子部件，所述壳体具有向轴向一侧延伸的凸部，所述分立型电子部件与所述凸部热连接。

因此，在马达中，能够提高分立型电子部件的散热效率。

另外，由于能够将壳体作为散热器使用，因此能够进一步提高散热效果。另外，由于能够将壳体作为散热器使用，因此能够削减部件数量，并且能够使组装变得容易。

通过循环，能够高效地进行冷却。

另外，该马达还包含具有绝缘性的散热片，该散热片介于所述电子部件与所述凸部之间并且将所述电子部件与所述凸部热连接。

因此，通过散热片将电子部件和凸部热连接，能够进一步提高散热效果。

另外，由于散热片具有绝缘性，因此在电子部件烧损时也能够确保绝缘。

该马达还具有夹着所述电子部件和所述凸部并将所述电子部件和所述凸部固定的夹子。

因此，组装容易，能够更可靠地将电子部件和凸部热连接。

另外，所述壳体具有收纳所述夹子的轴向另一侧的端部的槽部。

因此，由于夹子的一端被收纳在壳体的槽部中，所以能够更可靠地将壳体的凸部与电子部件热连接。

另外，所述壳体具有向径向外侧延伸的凸缘部，所述凸部和所述凸缘部在径向上重叠。

因此，能够通过厚的凸缘部来推进热的扩散。

另外，所述凸缘部具有能够供螺钉通过的孔。

因此，在促进热的扩散的同时，能够形成单纯的形状。

另外，所述壳体具有第1壳体和第2壳体相互在径向上重叠的重叠部。

因此，能够通过重叠部进一步提高壳体内的密闭性。

另外，所述电子部件具有元件部和从该元件部向轴向另一侧延伸的引线，所述引线与所述电路板电连接，所述引线的轴向另一侧位于比轴向一侧靠径向内侧的位置。

因此，能够确保引线与壳体的绝缘距离。

另外，所述凸部的轴向一侧位于比轴向另一侧靠径向外侧的位置。

因此，能够确保引线与壳体的绝缘距离。

另外，所述电子部件的与所述凸部对置的面平行于所述凸部的与所述电子部件对置的面。

因此，能够更有效地对电子部件的发热进行散热。

另外，所述电子部件安装于电路板的所述凸部侧的缘部。

因此，电子部件接近凸部，容易将电子部件和凸部热连接。

另外，所述电子部件是IGBT、桥式二极管、MOSFET、IPM、DC/DC转换器中的至少一个。

因此，能够更有效地进行发热大且容易成为高温的电子部件的散热。

上述实施方式的马达的用途没有特别限定。另外，上述各结构可以在不相互矛盾的范围内适当地组合。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式，能够在其主旨的范围内进行各种变形以及变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围以及主旨内，同时包含在权利要求书所记载的发明以及其等同的范围内。

Claims (12)

1.一种马达，其具有：

马达部，其具有沿着在轴向上延伸的中心轴线旋转的转子和与所述转子对置的定子；

电路板，其进行所述马达部的驱动；以及

壳体，其收纳所述马达部和所述电路板，

在所述电路板上具有至少一个分立型电子部件，

所述壳体具有向轴向一侧延伸的凸部，

所述分立型电子部件与所述凸部热连接。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，

该马达还包含具有绝缘性的散热片，该散热片介于所述电子部件与所述凸部之间并且将所述电子部件与所述凸部热连接。

3.根据权利要求1或2所述的马达，其中，

该马达还具有夹着所述电子部件和所述凸部而将所述电子部件和所述凸部固定的夹子。

4.根据权利要求3所述的马达，其中，

所述壳体具有收纳所述夹子的轴向另一侧的端部的槽部。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的马达，其中，

所述壳体具有向径向外侧延伸的凸缘部，

所述凸部和所述凸缘部在径向上重叠。

6.根据权利要求5所述的马达，其中，

所述凸缘部具有能够供螺钉通过的孔。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的马达，其中，

所述壳体具有第1壳体和第2壳体相互在径向上重叠的重叠部。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的马达，其中，

所述电子部件具有元件部和从该元件部向轴向另一侧延伸的引线，

所述引线与所述电路板电连接，

所述引线的轴向另一侧位于比轴向一侧靠径向内侧的位置。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的马达，其中，

所述凸部的轴向一侧位于比轴向另一侧靠径向外侧的位置。

10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的马达，其中，

所述电子部件的与所述凸部对置的面平行于所述凸部的与所述电子部件对置的面。

11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的马达，其中，

所述电子部件安装于所述电路板的所述凸部侧的缘部。

12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的马达，其中，

所述电子部件是绝缘栅双极型晶体管、桥式二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、智能功率模块、DC/DC转换器中的至少一个。

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