JP2001251833A - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
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Landscapes
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- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
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- Brushless Motors (AREA)
Abstract
熱量が増大しても、従来品と比べて制御回路のコスト上
昇を抑え得るブラシレスモータを提供する。 【解決手段】 ステータ5のコイル5cを流れる電流の
電流経路を切り換えるスイッチング素子31を備えたス
イッチング回路30と、スイッチング素子31の電流経
路切換時期を制御する制御回路40とを同一の回路基板
14に形成して回路保護ケース10内に収容する。この
回路保護ケース10内には、回路基板14を、スイッチ
ング回路30が形成された第1回路部分と、制御回路4
0が形成された第2回路部分とに区分すると共に、回路
保護ケース10内を、スイッチング回路30が収容され
た第1室10aと、制御回路40が収容された第2室1
0bとに分割する隔壁80を設ける。この隔壁80によ
り、スイッチング素子31が発生する熱の第1室10a
から第2室10bへの侵入を抑える。
Description
に関するものである。
である。このブラシレスモータaは、モータシャフトb
を回転させる駆動回路cを備えている。この駆動回路c
は、供給電力からサージ等を除去するフィルタ回路と、
このフィルタ回路を通過した電流のステータdへの電流
経路を切り換えてステータdの発生磁界を変化させるス
イッチング回路と、このスイッチング回路の電流経路切
換時期を制御することによってモータシャフトbの回転
を制御する制御回路とを備え、これらの回路が同一の回
路基板eに形成されて回路保護ケースf内に収容されて
いる。
してステータdのコイルd1を流れる電流のフィルタ回
路からの電流経路を切り換える複数のスイッチング素子
gを備えている。制御回路は、スイッチング素子gの電
流経路切換時期を制御する制御ICh等の電子部品を備
えている。スイッチング素子gは、発熱量が大きいた
め、スイッチング素子gから発生する熱を回路保護ケー
ス外fへ放熱する放熱フィンk1を備えたヒートシンク
kに取り付けられている。
素子gから発生する熱は、その一部が回路保護ケースf
内の温度を上昇させてしまう。このため、ブラシレスモ
ータaそのものの定格出力を大きくすると、スイッチン
グ素子gの発熱量が増大して回路保護ケースf内の温度
が上昇し、制御回路の制御ICh等の電子部品は定格温
度が高く高価なものを使用せざるを得なくなる。従っ
て、ブラシレスモータaには、定格出力を大きくする
と、制御回路のコストが上昇してコスト的に不利になる
という問題点がある。
ても、従来品と比べて制御回路のコスト上昇を抑えるこ
とができるブラシレスモータを提供することを課題とし
ている。
ステータのコイルを流れる電流の電流経路を切り換える
スイッチング素子を備えたスイッチング回路と、スイッ
チング素子の電流経路切換時期を制御する制御回路と
が、同一の回路基板に形成されて回路保護ケース内に収
容されているブラシレスモータにおいて、回路保護ケー
ス内には、回路基板を、スイッチング回路が形成された
第1回路部分と、制御回路が形成された第2回路部分と
に区分すると共に、回路保護ケース内を、スイッチング
回路が収容された第1室と、制御回路が収容された第2
室とに分割する隔壁が設けられていることを特徴として
いる。
ラシレスモータであって、回路保護ケースに、第1室と
回路保護ケース外とを連通させる第1連通孔が設けられ
ていることを特徴としている。
ラシレスモータであって、回路保護ケースに、第2室と
回路保護ケース外とを連通させる第2連通孔が設けら
れ、隔壁に、第1室と第2室とを連通させる連通部が設
けられていることを特徴としている。
ラシレスモータであって、連通部は、回路保護ケースの
底壁から離間する隔壁の離間部であり、第2連通孔は、
回路保護ケースの底壁に設けられ、該底壁の内壁面に
は、スイッチング回路及び制御回路から放射される放射
ノイズを遮蔽するシールド板が配設されていることを特
徴としている。
ケース内には、回路基板を、スイッチング回路が形成さ
れた第1回路部分と、制御回路が形成された第2回路部
分とに区分すると共に、回路保護ケース内を、スイッチ
ング回路が収容された第1室と、制御回路が収容された
第2室とに分割する隔壁が設けられているので、回路保
護ケース内の第1室に収容されたスイッチング回路のス
イッチング素子から発生する熱が第1室から回路保護ケ
ース内の第2室へ伝達されるのを隔壁によって抑えるこ
とができる。従って、定格出力を大きくしてスイッチン
グ素子の発熱量が増大しても、図8図示の従来品と比べ
て、制御回路に使用される制御IC等の電子部品を定格
温度が低い低価格品にすることができ、制御回路のコス
ト上昇を抑えることができる。
ースに、第1室と回路保護ケース外とを連通させる第1
連通孔が設けられているので、回路保護ケース内の第1
室でスイッチング素子から発生する熱を第1連通孔によ
って回路保護ケース外へ排熱することができる。従っ
て、定格出力を大きくしてスイッチング素子の発熱量が
増大しても、請求項1記載の発明と比べて、制御回路に
使用される制御IC等の電子部品を定格温度が低い低価
格品にすることができ、制御回路のコスト上昇を抑える
ことができる。
ースに、第2室と回路保護ケース外とを連通させる第2
連通孔が設けられ、隔壁に、第1室と第2室とを連通さ
せる連通部が設けられているので、第2連通孔から回路
保護ケース内の第2室に流入した回路保護ケース外の外
気は、隔壁の連通部を通って第1室に至り、第1室の熱
気と共に第1連通孔から回路保護ケース外へ流出する。
従って、回路保護ケース外の外気によって回路保護ケー
ス内の第1室及び第2室を冷却することができ、その結
果、定格出力を大きくしてスイッチング素子の発熱量が
増大しても、請求項2記載の発明と比べて、制御回路に
使用される制御IC等の電子部品を定格温度が低い低価
格品にすることができ、制御回路のコスト上昇を抑える
ことができる。
回路保護ケースの底壁から離間する隔壁の離間部であ
り、第2連通孔は、回路保護ケースの底壁に設けられ、
該底壁の内壁面には、スイッチング回路及び制御回路か
ら放射される放射ノイズを遮蔽するシールド板が配設さ
れているので、第2連通孔から回路保護ケース内の第2
室に流入した回路保護ケース外の外気は、シールド板に
沿って流れて隔壁の離間部から回路保護ケース内の第1
室へ至り、第1室の熱気と共に第1連通孔から回路保護
ケース外へ流出する。従って、回路保護ケース外の外気
によってシールド板を冷却することができ、その結果、
シールド板のインピーダンスを小さくしてシールド板の
シールド効果を高めることができる。
明を併せて実施した実施の形態の一例を示す断面図であ
る。このブラシレスモータ1は、自動車用空気調和装置
のブロアファンモータとして使用されるものであり、モ
ータシャフト2の上端部に送風用のシロッコファンが取
り付けられるようになっている。モータシャフト2は、
上下一対の軸受部3,3を介してハウジング4に回転自
在に支持されている。
下端側に位置する軸受部3が設けられていると共に、外
周面にステータ5が組み付けられている。このステータ
5は、金属薄板を積層させたコア5aと、このコア5a
に組み付けられた上下一対の電気絶縁体5b,5bと、
これらの電気絶縁体5bを介在させてコア5aに巻かれ
たコイル5cとを備えている。コア5aの上部に組み付
けられた電気絶縁体5bには、モータシャフト2上端側
に位置する軸受部3が設けられている。
して4個の永久磁石6が略等間隔に配置されている。こ
れらの永久磁石6を保持するヨーク7は、ステータ5を
覆ってモータシャフト2の上部に固定されている。ハウ
ジング4の下端部に設けられたフランジ部4aには、防
振ゴム8を介在させて合成樹脂製の回路保護ケース10
がビス止め固定されている。この回路保護ケース10
は、モータシャフト2上端側に位置するアッパーケース
11と、モータシャフト2下端側に位置するロアケース
12とからなっている。
ト2の下端部に固定されたセンサ磁石13と、モータシ
ャフト2を回転させる駆動回路とが収容されている。セ
ンサ磁石13は、各永久磁石6の配設位置に対応する部
位が、その対応する永久磁石6と同極に着磁されてい
る。駆動回路は、供給電力からサージ等を除去するフィ
ルタ回路20と、このフィルタ回路20を通過した電流
のステータ5への電流経路を切り換えてステータ5の発
生磁界を変化させるスイッチング回路30と、このスイ
ッチング回路30の電流経路切換時期を制御することに
よってモータシャフト2の回転を制御する制御回路40
とを備えている。
ーケース21に、電解コンデンサ22,コモンモードチ
ョークコイル23,配線用バスバー24(図2参照)等
の電気部品が組み付けられて形成されている。スイッチ
ング回路30と制御回路40とは、所定の配線パターン
を備えた同一の回路基板14に形成されている。スイッ
チング回路30は、フィルタ回路20を通過してステー
タ5のコイル5cを流れる電流のフィルタ回路20から
の電流経路を切り換える6個のスイッチング素子31を
備え、回路基板14の一方の側(図1では左側)に形成
されている。
電流経路切換時期を制御する制御IC41、センサ磁石
13と協働して永久磁石6の回転位置を検出するホール
素子(図示省略)等の電子部品を備え、回路基板14の
他方の側(図1では右側)に形成されている。スイッチ
ング素子31は、スイッチング素子31からの発熱を回
路保護ケース10外へ放熱する放熱フィン32aを備え
たアルミ製のヒートシンク32に、スプリング部材33
によって圧接固定されている。
回路基板14に固定され回路保護ケース10の頂壁に組
み付けられている。スプリング部材33は、スイッチン
グ素子31の下方に配置され回路基板14に固定されて
いる。インナーケース21と回路基板14とは、アッパ
ーケース11の頂壁に垂設された取付ボス部にビス固定
され、インナーケース21は、回路基板14より下方に
配置されている。
2を取り外した状態を示す下面図である。図3は、図1
中の回路基板を示す下面図である。図1,図2に示すよ
うに、インナーケース21には、車載電源から電力を受
電するプラス端子25と、車体と電気的に接続されるア
ース端子26と、外部制御信号を受信する信号端子27
とが組み付けられている。プラス端子25とアース端子
26とは、フィルタ回路20を構成する電解コンデンサ
22,コモンモードチョークコイル23,バリスタ28
等の電気部品と配線用バスバー24によって電気的に接
続されている。
た回路基板14の第2回路部分14b(図3参照)と電
気的に接続されている。スイッチング回路30が形成さ
れた回路基板14の第1回路部分14a(図3参照)に
は、配線用バスバー24の所定位置から上方へ突出する
駆動端子が電気的に接続されている。この駆動端子によ
って、フィルタ回路20とスイッチング回路30とは電
気的に接続されている。
路部分14aと第2回路部分14bとの境界部分には、
絶縁薄膜で覆われた配線パターン14cのみが形成され
ており、スイッチング回路30を構成するスイッチング
素子31等の電気部品や、制御回路40を構成する制御
IC41等の電子部品は実装されないようになってい
る。なお、図3は回路基板14の下面を示しているが、
回路基板14の上面も、下面と同様、第1回路部分14
aと第2回路部分14bとの境界部分には、絶縁薄膜で
覆われた配線パターン14cのみが形成されている。
1回路部分14aと第2回路部分14bとの境界部分
に、後述する隔壁80の第1隔壁81(図1参照)が当
接可能となっており、下面の第1回路部分14aと第2
回路部分14bとの境界部分に、後述する隔壁80の第
2隔壁82(図1参照)が当接可能となっている。スイ
ッチング回路30と制御回路40とは、回路基板14の
配線パターン14cによって電気的に接続されている。
路30とステータ5のコイル5cとは、インナーケース
21に保持された3本の接続用バスバー15と、アッパ
ーケース11を貫通する3本のターミナルピン16とを
介して電気的に接続されている。各ターミナルピン16
は、回路保護ケース10外へ露出する露出部分がゴム製
のシール部材17(図1参照)によって覆われている。
このシール部材17は、アッパーケース11上面より上
方まで各ターミナルピン16の露出部分を覆っていると
共に、ターミナルピン16が貫通するアッパーケース1
1の貫通孔を水密に密閉している。
線パターン14cであるグランドパターンと電気的に接
続され、このグランドパターンは、アース端子26と導
通する接続用バスバー15のグランド端子と電気的に接
続されている。従って、ヒートシンク32は、アース端
子26と電気的に導通している。アース端子26に接続
された配線用バスバー24のアース端子26寄りの部位
には、後述するクリップ部材60が組み付けられてい
る。
センサ磁石とを取り外した状態を示す下面図である。図
2,図4に示すように、アッパーケース11の内壁面に
は、その頂部に、回路保護ケース10内の駆動回路から
放射される放射ノイズを遮蔽するシールド板50が配設
されている。このシールド板50は、金属薄板製で弾性
を有し、モータシャフト2が貫通する貫通孔51の周縁
部に弾性片52が設けられ、この弾性片52は、モータ
シャフト2下端側に位置する軸受部3のリテーナ3aに
圧接している。
フト2に接触している含浸メタル3bを保持している。
このため、シールド板50は、軸受部3のリテーナ3a
及び含浸メタル3bを介して金属製のモータシャフト2
と電気的に導通し、このモータシャフト2を介して金属
製のヨーク7と電気的に導通している。
示す右側面図である。このクリップ部材60は、弾性を
有する金属薄板製で、一対の弾性片61,61と、両弾
性片61,61に挟まれた中央の挟持部62とを備えて
おり、図2に図示されているように、アース端子26に
接続された配線用バスバー24のアース端子26寄りの
部位に、挟持部62が挿入されて組み付けられている。
そして、上方に位置する弾性片61は、アッパーケース
11の内壁面に配設されたシールド板50に圧接するよ
うになっており、下方に位置する弾性片61は、ロアケ
ース12の内壁面に配設されたシールド板70(図1参
照)に圧接するようになっている。
ップ部材60及び配線用バスバー24を介してアース端
子26と電気的に導通している。ステータ5を覆うヨー
ク7は、モータシャフト2,軸受部3,シールド板5
0,クリップ部材60,配線用バスバー24を介してア
ース端子26と電気的に導通している。なお、シールド
板70に関しては追って詳述する。
ース10内には、回路基板14を、スイッチング回路3
0が形成された第1回路部分14aと、制御回路40が
形成された第2回路部分14bとに区分すると共に、回
路保護ケース10内を、スイッチング回路30が収容さ
れた第1室10aと、制御回路40が収容された第2室
10bとに分割する隔壁80が設けられている。
壁に垂設され回路基板14上面の第1回路部分14aと
第2回路部分14bとの境界部分に当接して回路基板1
4より上方に位置する第1隔壁81と、インナーケース
21に設けられ回路基板14下面の第1回路部分14a
と第2回路部分14bとの境界部分に当接して回路基板
14より下方に位置する第2隔壁82とから形成されて
いる。
端面がロアケース12の底壁12aから少し離間する高
さに設定されている。このため、回路保護ケース10内
の第1室10aと第2室10bとは、第2隔壁82がロ
アケース12の底壁12aから離間する隔壁80の離間
部である連通部83によって互いに連通している。
ング素子31寄りの部位に、回路保護ケース10内の第
1室10aと回路保護ケース10外とを連通させる第1
連通孔11aが設けられている。この第1連通孔11a
には、回路保護ケース10外から回路保護ケース10内
への塵埃の侵入を抑える櫛目状の格子が設けられてい
る。ロアケース12の底壁12aには、その中心部に、
回路保護ケース10内の第2室10bと回路保護ケース
10外とを連通させる第2連通孔12bが設けられてい
る。
図7は、図6に示すもののA−A線断面の拡大端面図で
ある。図1,図6に示すように、ロアケース12の内壁
面には、回路保護ケース10内の駆動回路から放射され
る放射ノイズを遮蔽するシールド板70が組み付けられ
ている。このシールド板70は金属薄板製で弾性を有し
ている。ロアケース12の内壁面には、第2連通孔12
bの周縁部にシールド板70組付用の円筒部12cが立
設され、シールド板70の中央部には、円筒部12cの
外周面に弾撥圧接してシールド板70を固定する複数枚
の弾性片71が形成されている。
ド板70組付用の爪部12dが4箇所に突設されてい
る。各爪部12dの下面は、図7に図示されているよう
に、ロアケース12の内壁面側から爪部12d先端へ向
かって下降傾斜する傾斜面12eとされている。このた
め、シールド板70は、その弾撥力によってロアケース
12周壁の内壁面側へ押進され、その内壁面に外周部分
が圧接固定されている。シールド板70の中央部分は、
ロアケース12の円筒部12cに弾撥圧接する複数枚の
弾性片71によってロアケース12の底壁12a内壁面
に圧接固定されている。
路保護ケース10内に設けられた隔壁80は、回路基板
14を、スイッチング回路30が形成された第1回路部
分14aと、制御回路40が形成された第2回路部分1
4bとに区分すると共に、回路保護ケース10内を、ス
イッチング回路30が収容された第1室10aと、制御
回路40が収容された第2室10bとに分割している。
このため、回路保護ケース10内の第1室10aに収容
されたスイッチング素子31から発生する熱が第1室1
0aから第2室10bへ伝達されるのを隔壁80によっ
て抑えることができる。
ヒートシンク32によって回路保護ケース10外へ放熱
されると共に、第1室10aと回路保護ケース10外と
を連通させるアッパーケース11の第1連通孔11aか
ら回路保護ケース10外へ排熱される。従って、ブラシ
レスモータ1では、定格出力を大きくしてスイッチング
素子31の発熱量が増大しても、図8図示の従来品と比
べて、制御回路40に使用される制御IC41等の電子
部品を定格温度が低い低価格品にすることができる。
0内の第1室10aと第2室10bとを連通させる連通
部83が設けられ、この連通部83は、第1連通孔11
a及びスイッチング素子31より下方に位置しているの
で、第1室10aでスイッチング素子31から発生する
熱が連通部83から第2室10bへ侵入するのを抑えて
第1室10aと第2室10bとを連通させることができ
る。
は、第2室10bと回路保護ケース10外とを連通させ
る第2連通孔12bが設けられている。このため、回路
保護ケース10外の外気は、第2連通孔12bから回路
保護ケース10内の第2室10bに流入した後、この第
2室10bから隔壁80の連通部83を通って第1室1
0aに至り、第1室10aの熱気と共に第1連通孔11
aから回路保護ケース10外へ流出する。
って回路保護ケース10内の第1室10a及び第2室1
0bを冷却することができ、この点でも、図8図示の従
来品と比べて、制御回路40に使用される制御IC41
等の電子部品を定格温度が低い低価格品にすることがで
きる。よって、ブラシレスモータ1では、定格出力を大
きくしてスイッチング素子31の発熱量が増大しても、
図8図示の従来品と比べて、制御回路40に使用される
制御IC41等の電子部品を定格温度が低い低価格品に
することができ、制御回路40のコスト上昇を抑えるこ
とができる。
0とを別体の回路基板に形成して、スイッチング回路3
0を回路保護ケース10内の第1室10aに収容し、制
御回路40を回路保護ケース10内の第2室10bに収
容することも考えられる。しかし、この場合は、ブラシ
レスモータ1と比べて、回路基板が2枚となって部品点
数が増加すると共に、回路基板の回路保護ケース10内
への取付作業の手間も増加し、コスト的に不利となる。
80の連通部83は、ロアケース12の底壁12aから
離間する隔壁80の離間部であり、回路保護ケース10
内の第2室10bと回路保護ケース10外とを連通させ
る第2連通孔12bは、ロアケース12の底壁12aに
設けられている。そして、この底壁12aの内壁面に
は、シールド板70が配設されている。
0bに流入する回路保護ケース10外の外気は、第2室
10bから第1室10aまでシールド板70に沿って流
れる。従って、ブラシレスモータ1では、回路保護ケー
ス10外の外気シールド板70を冷却することができ、
その結果、シールド板70のインピーダンスを小さくし
てシールド板70のシールド効果を高めることができ
る。
12内壁面の第2連通孔12b周縁部に立設された円筒
部12cに圧接する複数の弾性片71を中央部に備え、
これらの弾性片71によって中央部分がロアケース12
の内壁面に圧接固定されていると共に、ロアケース12
周壁の内壁面に突設された爪部12dに外周部分がはめ
込まれて、ロアケース12の内壁面に外周部分が圧接固
定されている。従って、シールド板70のガタつきを抑
えてシールド板70をロアケース12に、はめ込み固定
することができ、接着固定やビス固定と比べて、シール
ド板70のロアケース12への取付作業の作業効率を向
上させることができる。
たシールド板70、アッパーケース11の内壁面に配設
されたシールド板50、アッパーケース11に組み付け
られたヒートシンク32は何れも、コネクタ部のアース
端子26と電気的に導通している。このため、車両アー
スに対する両シールド板50,70及びヒートシンク3
2のインピーダンスを小さくすることができる。従っ
て、回路保護ケース10内の駆動回路を上下から覆う両
シールド板50,70及びヒートシンク32によって、
駆動回路から放射される放射ノイズを遮蔽することがで
き、駆動回路の放射ノイズによる車載ラジオ等への悪影
響を防止することができる。
ータシャフト2,軸受部3,シールド板50,クリップ
部材60,配線用バスバー24を介してアース端子26
と電気的に導通しているので、車両アースに対するヨー
ク7のインピーダンスを小さくすることもできる。従っ
て、ステータ5のコイル5cから放射される放射ノイズ
をヨーク7で遮蔽することができ、ステータ5の放射ノ
イズによる車載ラジオ等への悪影響を防止することもで
きる。
ース10外へ露出する露出部分がゴム製のシール部材1
7によって覆われているので、ターミナルピン16の露
出部分の汚損をシール部材17によって防止することも
できる。しかも、シール部材17は、ターミナルピン1
6の露出部分をアッパーケース11上面より上方まで覆
っているので、アッパーケース11上面に滞留する雨水
等によってターミナルピン16の露出部分が腐蝕するの
を防止することもできる。
る。
態を示す下面図である。
を取り外した状態を示す下面図である。
である。
る。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 ステータ(5)のコイル(5c)を流れ
る電流の電流経路を切り換えるスイッチング素子(3
1)を備えたスイッチング回路(30)と、スイッチン
グ素子(31)の電流経路切換時期を制御する制御回路
(40)とが、同一の回路基板(14)に形成されて回
路保護ケース(10)内に収容されているブラシレスモ
ータにおいて、 回路保護ケース(10)内には、回路基板(14)を、
スイッチング回路(30)が形成された第1回路部分
(14a)と、制御回路(40)が形成された第2回路
部分(14b)とに区分すると共に、回路保護ケース
(10)内を、スイッチング回路(30)が収容された
第1室(10a)と、制御回路(40)が収容された第
2室(10b)とに分割する隔壁(80)が設けられて
いることを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項2】 請求項1記載のブラシレスモータであっ
て、 回路保護ケース(10)に、第1室(10a)と回路保
護ケース(10)外とを連通させる第1連通孔(11
a)が設けられていることを特徴とするブラシレスモー
タ。 - 【請求項3】 請求項2記載のブラシレスモータであっ
て、 回路保護ケース(10)に、第2室(10b)と回路保
護ケース(10)外とを連通させる第2連通孔(12
b)が設けられ、隔壁(80)に、第1室(10a)と
第2室(10b)とを連通させる連通部(83)が設け
られていることを特徴とするブラシレスモータ。 - 【請求項4】 請求項3記載のブラシレスモータであっ
て、 連通部(83)は、回路保護ケース(10)の底壁(1
2a)から離間する隔壁(80)の離間部であり、第2
連通孔(12b)は、回路保護ケース(10)の底壁
(12a)に設けられ、該底壁(12a)の内壁面に
は、スイッチング回路(30)及び制御回路(40)か
ら放射される放射ノイズを遮蔽するシールド板(70)
が配設されていることを特徴とするブラシレスモータ。
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