JP2002186235A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートシンクに不要なはんだを付着させるこ
となく、スイッチング素子からの熱を適切に外部に放熱
できる構造のブラシレスモータを提供する。 【解決手段】 ヒートシンク７０は、支持脚７３の下端
部を電気回路基板４０上に当接させた状態で、電気回路
基板４０上に配設される。そして、押圧部材６０の押圧
部６１によりスイッチング素子４１をヒートシンク７０
の放熱部７２に圧接させた状態で、押圧部材６０の連結
片６３ａ，６３ｂをヒートシンク７０の係合突起７５に
係合させて、押圧部材６０とヒートシンク７０とを連結
させる。そして、押圧部材６０の位置決め片６２を電気
回路基板４０に設けられたスルーホール４９に挿通させ
ることにより、押圧部材６０及びこれに連結されたヒー
トシンク７０の電気回路基板４０に対する位置決めを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の空
気調和装置等に使用されるブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の空気調和装置等に使用されるブ
ラシレスモータは、一般に、ステータに設けられた励磁
コイルに供給する駆動電流の切り換えを行ってロータの
回転を制御するための制御回路を備えている。このよう
な制御回路は、所定の配線パターンがパターニング形成
された電気回路基板に、駆動電流の方向を切り換えるた
めのスイッチング素子等の電気回路部品が実装されてな
るものが一般的である。

【０００３】このような制御回路を備えるブラシレスモ
ータとしては、例えば、特開２０００−３２７２９号公
報にて開示されるものが提案されている。このブラシレ
スモータでは、図１９に示すように、電気回路基板１０
０に実装されるスイッチング素子１０１がヒートシンク
１０２に圧接されており、スイッチング素子１０１から
発生する熱が、ヒートシンク１０２によってブラシレス
モータの外部に放熱されるようになっている。

【０００４】詳述すると、ヒートシンク１０２は、多数
の放熱フィン１０３が設けられた放熱部１０４とスイッ
チング素子１０１が圧接される支持脚１０５とを有し、
この支持脚１０５がビス１０６等の固定手段によって電
気回路基板１００に固定されることで、電気回路基板１
００上に支持されるようになっている。そして、電気回
路基板１００に端子部１０１ａが半田付けされたスイッ
チング素子１０１が、電気回路基板１００に取り付けら
れた押圧部材１０７によってヒートシンク１０２の支持
脚１０５側に押圧されることによってこの支持脚１０５
に圧接し、スイッチング素子１０１から発生する熱が、
この支持脚１０５を介して放熱フィン１０３に伝達され
て、放熱フィン１０３からブラシレスモータの外部に放
熱されるようになっている。

【０００５】このブラシレスモータでは、以上のよう
に、発熱量の多いスイッチング素子１０１からの熱をヒ
ートシンク１０２を用いて当該ブラシレスモータの外部
に放熱することで、スイッチング素子１０１からの熱が
電気回路基板１００に形成された制御回路に悪影響を及
ぼすといった不都合を防止するようにしている。

【０００６】また、このブラシレスモータでは、電気回
路基板１００に取り付けられた押圧部材１０７の押圧力
によってスイッチング素子１０１をヒートシンク１０２
に圧接する構造としているので、スイッチング素子１０
１の取付作業を極めて効率的に行うことができ、製造コ
ストの低減を図ることができる。

【０００７】ところで、スイッチング素子から発生する
熱をヒートシンクを用いてブラシレスモータの外部に放
熱する場合、良好な放熱効率を得るためには、スイッチ
ング素子をできるだけ放熱フィンに近い位置に圧接させ
ることが望ましい。上述したブラシレスモータにおいて
も、スイッチング素子１０１がより放熱フィン１０３に
近い位置に圧接されていれば、スイッチング素子１０１
から発生する熱の放熱効率を更に良好なものとすること
が可能となる。

【０００８】このような見識に基づき、ヒートシンクの
放熱フィンに近い位置にスイッチング素子を圧接させる
ものとして、図２０に示すようなスイッチング素子の取
付構造が提案されている。

【０００９】この図２０に示す例では、ヒートシンク２
００は、多数の放熱フィン２０１を有する放熱部２０２
の左右両端部から一対の支持脚２０３が立設された門型
に形成されており、このヒートシンク２００の一対の支
持脚２０３間に電気回路基板２０４が挟持された構造と
なっている。なお、図２０は、ヒートシンク２００の一
方の支持脚２０３の近傍を拡大して示している。

【００１０】また、この例では、押圧部材２０５もヒー
トシンク２００に対応した門型に形成されており、ヒー
トシンク２００の放熱部２０２と対向する押圧部２０６
の左右両端部に脚部２０７が設けられ、その下端側が電
気回路基板２０４に設けられた貫通孔２０８に挿通され
て、電気回路基板２０４の下方にてヒートシンク２００
の支持脚２０３の下端部と係合するようになっている。

【００１１】そして、押圧部材２０５の脚部２０７の下
端側とヒートシンク２００の支持脚２０３の下端部とが
係合した状態で、電気回路基板２０４に端子部２０９ａ
が半田付けされたスイッチング素子２０９が、押圧部材
２０５の押圧部２０６とヒートシンク２００の放熱部２
０２との間に配設されることで、このスイッチング素子
２０９が、押圧部２０６の押圧力を受けて放熱部２０２
に圧接されるようになっている。

【００１２】この例では、スイッチング素子２０９がヒ
ートシンク２００の放熱フィン２０１に極めて近い位置
に圧接するので、スイッチング素子２０９から発生する
熱が放熱フィン２０１へと効率よく伝達され、良好な放
熱効率が得られることになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電気回路基
板に実装されるスイッチング素子等の電気部品は、はん
だ付けにより電気回路基板に固定され、電気的に接続さ
れる。このような電気部品のはんだ付けは、例えば、フ
ローはんだ方式と呼ばれる方法により行われる。フロー
はんだ方式は、はんだ槽から噴流し循環する溶融はんだ
に電気回路基板の下面側を接触させて電気回路基板の所
定の箇所に溶融はんだを付着させ、この電気回路基板に
付着した溶融はんだを固化させて電子部品をはんだ付け
する方式である。

【００１４】ここで、このようなフローはんだ方式によ
り電子部品を電気回路基板にはんだ付けする際、図２０
に示した構造でスイッチング素子からの熱を放熱するよ
うにしている場合には、次のような問題が生じる。すな
わち、図２０に示した構造では、ヒートシンク２００の
支持脚２０３の下端部が、電気回路基板２０４の下面よ
りも更に下方に突出するようになっているので、はんだ
槽から噴流し循環する溶融はんだに電気回路基板２０４
の下面側を接触させたときに、ヒートシンク２００の支
持脚２０３の下端部も溶融はんだに接触することにな
る。そして、この支持脚２０３の下端部に不要なはんだ
が付着し、この不要なはんだが支持脚２０３の下端部に
付着した状態で冷却され固化してしまう場合がある。

【００１５】このようにヒートシンク２００の支持脚２
０３の下端部に不要なはんだが付着して固化した場合に
は、このはんだを取り除く作業が必要となり、作業工数
の増加を招いてしまう。また、取り除いたはんだの破片
が電気回路基板２０４上に付着した場合には、電気回路
基板２０４に形成された制御回路に誤動作を生じさせて
しまう場合がある。

【００１６】ヒートシンク２００の支持脚２０３の下端
部に不要なはんだが付着しないようにするには、この支
持脚２０３の下端部にマスキングを施すことも考えられ
るが、この場合には、マスキングを施す作業が必要で作
業工数の増加を招くことになり、また、マスキング部材
を別途用意する必要があるので、コストアップにつなが
る。

【００１７】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て創案されたものであって、ヒートシンクに不要なはん
だを付着させることなく、スイッチング素子からの熱を
適切に外部に放熱できる構造のブラシレスモータを提供
することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ステータの励磁コイルに供給する駆動電流の方向を
切り換えるスイッチング素子が押圧部材によってヒート
シンクに圧接された状態で電気回路基板に実装され、こ
の電気回路基板にロータの回転を制御するための制御回
路が形成されているブラシレスモータにおいて、前記ヒ
ートシンクは、放熱フィンが設けられた放熱部と、この
放熱部の左右両端部から立設された一対の支持脚とを有
し、この一対の支持脚の下端部を前記電気回路基板上に
当接させて、前記電気回路基板上に配設されていると共
に、前記押圧部材は、前記ヒートシンクの放熱部と対向
する押圧部と、この押圧部の左右両端部から立設された
一対の位置決め片と、当該押圧部材を前記ヒートシンク
に連結するための連結片とを有し、前記連結片によって
前記ヒートシンクに連結された状態で、前記押圧部と前
記ヒートシンクの放熱部との間に配設された前記スイッ
チング素子を前記押圧部により押圧して、このスイッチ
ング素子を前記放熱部に圧接させると共に、前記一対の
位置決め片を前記電気回路基板に設けられた貫通孔に挿
通させることで、当該押圧部材及び前記ヒートシンクの
前記電気回路基板に対する位置決めが図られていること
を特徴としている。

【００１９】この請求項１に記載のブラシレスモータで
は、制御回路のスイッチング素子の動作によって、ステ
ータの励磁コイルに供給する駆動電流の方向が切り換え
られ、ロータの回転が制御される。このとき、スイッチ
ング素子は動作に伴って熱を発生させるが、スイッチン
グ素子が押圧部材の押圧部により押圧されてヒートシン
クの放熱部に圧接されているので、スイッチング素子の
動作に伴って発生する熱は、放熱部に設けられた放熱フ
ィンに効率よく伝達されてこの放熱フィンから外部に放
熱されることになる。

【００２０】ここで、ヒートシンクは、一対の支持脚の
下端部を電気回路基板上に当接させて、電気回路基板上
に配設されている。そして、押圧部材は、連結片により
ヒートシンクに連結されてスイッチング素子をヒートシ
ンク側に押圧した状態で、一対の位置決め片が電気回路
基板に設けられた貫通孔に挿通されている。これにより
押圧部材及びこれに連結されたヒートシンクの電気回路
基板に対する位置決めが図られている。

【００２１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のブラシレスモータにおいて、前記一対の位置決め片に
は、前記押圧部材及び前記ヒートシンクを前記電気回路
基板に対して固定するための固定手段が設けられている
ことを特徴としている。

【００２２】この請求項２に記載のブラシレスモータで
は、押圧部材及びこれに連結されたヒートシンクが、押
圧部材の一対の位置決め片に設けられた固定手段によっ
て、電気回路基板に対して固定されることになる。

【００２３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のブラシレスモータにおいて、前記固定手段が、前記電
気回路基板の貫通孔内から前記位置決め片の周囲に亘っ
て充填されるはんだを保持する構造とされていることを
特徴としている。

【００２４】この請求項３に記載のブラシレスモータで
は、押圧部材の一対の位置決め片に設けられた固定手段
が、電気回路基板の貫通孔内から位置決め片の周囲に亘
って充填されるはんだを保持することで、押圧部材及び
これに連結されたヒートシンクが電気回路基板に対して
固定されることになる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ヒート
シンクが支持脚の下端部を電気回路基板上に当接させて
電気回路基板上に配設され、このヒートシンクの支持脚
の下端側が電気回路基板の下方に突出しない構造となっ
ているので、フローはんだ方式により電気回路基板の下
面側にはんだを付着させたときに、ヒートシンクの支持
脚の下端側に不要なはんだが付着する不都合を有効に抑
制することができる。したがって、この請求項１に記載
の発明によれば、不要なはんだを取り除く作業等の繁雑
な作業を不要とすることができると共に、取り除いたは
んだの破片が電気回路基板上に付着して制御回路の誤動
作を招いてしまうといった問題を未然に回避することが
できる。

【００２６】請求項２に記載の発明によれば、押圧部材
及びこれに連結されたヒートシンクを電気回路基板に対
して位置決めしながら固定することができるので、これ
ら押圧部材及びヒートシンクの取付作業を極めて効率的
に行うことができ、製造コストの低減を図ることができ
る。

【００２７】請求項３に記載の発明よれば、電気回路基
板の貫通孔内から位置決め片の周囲に亘って充填された
はんだが押圧部材の一対の位置決め片に設けられた固定
手段によって保持されて、押圧部材及びこれに連結され
たヒートシンクが電気回路基板に対して固定されるの
で、押圧部材の材料としてはんだ付着性が良好でないも
のを用いた場合であっても、押圧部材及びヒートシンク
を電気回路基板に対して適切に固定することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２９】本発明を適用したブラシレスモータの一例
を図１に示す。この図１に示すブラシレスモータ１は、
例えば、自動車用空気調和装置のブロアユニットに使用
されるものであって、回路保護ケース２０にステータ２
が固定され、このステータ２にロータ３が回転可能に支
持された構造で、三相２極巻線式のものとなっている。

【００３０】ステータ２は、回路保護ケース２０に取り
付けられたハウジング４と、このハウジング４の外周側
に固定されたコア５と、このコア５に組み付けられた上
下一対の電気絶縁体６ａ，６ｂと、これらの電気絶縁体
６ａ，６ｂを介してコア５に巻回された３つの励磁コイ
ル７とを備えている。

【００３１】ハウジング４は、例えばアルミニウム等が
略円柱状に成形されてなり、その下端部には、外周側に
突出するフランジ部４ａが設けられている。ハウジング
４は、この下端部に設けられたフランジ部４ａが、防振
ゴム８を介在させて、合成樹脂製の回路保護ケース２０
にビス止めされることで、回路保護ケース２０に固定さ
れている。

【００３２】コア５は、金属薄板が積層されてなるもの
であり、ハウジング４の外周側に固着されている。そし
て、このコア５に、上下一対の電気絶縁体６ａ，６ｂを
介して、３つの励磁コイル７が巻回されている。これら
３つの励磁コイル７は、回路保護ケース２０内に設けら
れた駆動制御回路３０から駆動電流が供給されること
で、ステータ２に磁界を発生させる。

【００３３】ロータ３は、上下一対の軸受け部９ａ，９
ｂを介してハウジング４に回転可能に支持されたモータ
シャフト１０と、このモータシャフト１０の先端側に固
定されたヨーク１１と、ヨーク１１の内周側に貼着され
た４つの永久磁石１２とを備えている。

【００３４】モータシャフト１０は、上下一対の軸受け
部９ａ，９ｂを介してハウジング４に回転可能に支持さ
れ、上方に突出する先端部には、例えば送風用のシロッ
コファンが取り付けられるようになっている。また、モ
ータシャフト１０の基端側は回路保護ケース３０の内部
に挿通されて、その端部に、ロータ３の回転位置を検出
するためのセンサマグネット１３が取り付けられてい
る。このセンサマグネット１３は、ヨーク１１の内周側
に貼着された４つの永久磁石１２に対応した４つの着磁
領域を有しており、各着磁領域が、その領域に対応する
永久磁石１２と同極に着磁されている。

【００３５】ヨーク１１は、金属材料がすり鉢状に成形
されてなるものであり、その先端部がモータシャフト１
０の先端側に固定されて、コア５の外周側を覆ってい
る。このヨーク１１の内周側に、ステータ２からの磁界
との相互作用によりロータ３に回転力を生じさせるため
の４つの永久磁石１２が、コア５の外周側と僅かな隙間
を存して対向し、互いに逆極性の永久磁石１２が隣り合
うように略等間隔に配設されている。

【００３６】回路保護ケース２０は、上下一対のアッパ
ーケース２１及びロアケース２２が組み合わされてなる
ものであり、その内部には、ステータ２の複数の励磁コ
イル７に駆動電流を供給するための駆動制御回路３０が
収納されている。この駆動制御回路３０は、供給電力か
らサージを除去するフィルタ回路３１と、このフィルタ
回路３１を通過して励磁コイル７に供給される駆動電流
の方向を所定時期に切り換えて、ロータ３の回転を制御
するための制御回路３２とを備えている。

【００３７】この駆動制御回路３０のうちで、供給電力
からサージを除去するためのフィルタ回路３１は、図１
乃至図３に示すように、回路保護ケース２０の内部に固
定された合成樹脂製のインナーケース３３に形成されて
いる。なお、図２は、駆動制御回路３０の全体を上面側
から見た様子を示す平面図であり、図３は、駆動制御回
路３０の全体を下面側から見た様子を示す平面図であ
る。

【００３８】インナーケース３３には、金属薄板が打ち
抜き加工されてなる配線用バスバー３４がインサート成
形によって組み付けられて配線パターンとされていると
共に、所定の箇所に電解コンデンサ３５やコモンモード
チョークコイル３６、バリスタ３７等の電気部品が取り
付けられ、配線パターンに接続されている。そして、こ
れらインナーケース３３に取り付けられた配線用バスバ
ー３４や電気部品によりフィルタ回路３１が構成されて
いる。

【００３９】このフィルタ回路３１が形成されたインナ
ーケース３３は、アッパーケース２１の頂壁に垂設され
た取付ボス部にビス固定されて、回路保護ケース２０内
の所定の位置に配置されている。

【００４０】一方、駆動制御回路３０のうちで、ロータ
３の回転を制御するための制御回路３２は、インナーケ
ース３３の上方に位置して回路保護ケース２０の内部に
固定された電気回路基板４０上に形成されている。

【００４１】電気回路基板４０には、所定の配線パター
ンがパターニング形成されていると共に、フィルタ回路
３１を通過してステータ５の励磁コイル７に供給される
駆動電流の方向を切り換えるスイッチング素子４１やこ
のスイッチング素子４１の切り換えタイミングを制御す
る制御ＩＣ４２、センサマグネット１３と協働してロー
タ３の回転位置を検出するホール素子４３、電解コンデ
ンサ４４等の電気部品が実装されている。そして、これ
ら電気回路基板４０上の配線パターンや電気部品により
制御回路３２が構成されている。

【００４２】この制御回路３２が形成された電気回路基
板４０は、インナーケース３３の上方に配設され、この
インナーケース３３を介してアッパーケース２１に固定
されている。そして、この電気回路基板４０の所定の位
置に、インナーケース３３に組み付けられた配線用バス
バー３４の所定部位が上方へ折曲されて半田付けされる
ことで、フィルタ回路３１と制御回路３２とが電気的に
接続されている。また、フィルタ回路３１は、インナー
ケース３３に組み付けられた接続用バスバー４５及びア
ッパーケース２１を貫通して立設されたターミナルピン
４６を介してステータ２の励磁コイル７に電気的に接続
されており、駆動制御回路３０からの駆動電流が励磁コ
イル７に供給されるようになっている。

【００４３】ところで、この制御回路３２は、モータシ
ャフト１０の基端部に取り付けられたセンサマグネット
１３からの磁界を３つのホール素子４３により検出し、
このホール素子４３からの検出信号に基づいて制御ＩＣ
４２がスイッチング素子４１の切り換えタイミングを制
御することで、ロータ３の回転を制御するようにしてい
る。すなわち、センサマグネット１３は、上述したよう
にロータ３の４つの永久磁石１２に対応して、隣接する
領域が互いに逆極性に着磁された４つの着磁領域を有し
ており、ロータ３の回転に同期して回転するようになっ
ている。したがって、このセンサマグネット１３からの
磁界を各ホール素子４３により検出することで、ロータ
３の回転位置が検出されることになる。制御回路３２で
は、このロータ３の回転位置を示す各ホール素子４３か
らの検出信号に基づいて、制御ＩＣ４２がスイッチング
素子４１の切り換えタイミングを制御することで、ロー
タ３の回転を適切に制御するようにしている。

【００４４】ここで、各ホール素子４３から制御ＩＣ４
２に供給される検出信号は、一般に１００ｍＶ前後と極
めて微弱な電圧値となっている。したがって、各ホール
素子４３からの検出信号は外乱電磁波の影響を受けやす
く、このような外乱電磁波の影響をいかに抑制するかが
ロータ３の回転制御を高精度に行う上での重要な課題と
なっている。

【００４５】ホール素子４３からの検出信号に対する外
乱電磁波の影響を抑制するには、ホール素子４３と制御
ＩＣ４２とを結ぶプラス側及びマイナス側の一対の配線
パターン間の距離をできるだけ短くすることが有効であ
る。すなわち、プラス側及びマイナス側の一対の配線パ
ターン間の距離が大きいと、外乱電磁波が発生したとき
に、プラス側とマイナス側とで信号に重畳するノイズが
不均一となり、ゼロクロスに変動が生じて検出誤差を生
じさせてしまうことになる。このような外乱電磁波に起
因するホール素子４３の検出誤差を抑制するには、ホー
ル素子４３と制御ＩＣ４２とを結ぶプラス側及びマイナ
ス側の一対の配線パターン間の距離をできるだけ短く
し、外乱電磁波が発生したときに信号に重畳されるノイ
ズをプラス側とマイナス側とで均一にすることが望まし
い。

【００４６】そこで、ブラシレスモータ１においては、
電気回路基板４０に形成される配線パターンの中で、各
ホール素子４３と制御ＩＣ４２とを結ぶ配線パターンの
引き回しを特に優先的に行うようにして、ホール素子４
３と制御ＩＣ４２とを結ぶプラス側及びマイナス側の一
対の配線パターン間の距離が１ｍｍ未満となるようにし
ている。そして、これらプラス側及びマイナス側の一対
の配線パターン間の距離が変動しないように、これら一
対の配線パターンを、図４及び図５に示すように、互い
に平行な状態で引き回すようにしている。なお、図４
は、電気回路基板４０の要部を下面側から見た様子を示
す平面図であり、図５は、電気回路基板４０の要部を上
面側から見た様子を示す平面図である。この図４中のＡ
１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１で示す点は、スルー
ホールを介して図５中のＡ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ
２，Ｆ２で示す点とそれぞれ接続されている。

【００４７】また、ホール素子４３からの検出信号に対
する外乱電磁波の影響を抑制するには、ホール素子４３
と制御ＩＣ４２とを結ぶ一対の配線パターンの長さをで
きるだけ短くすることが有効である。すなわち、これら
一対の配線パターンの長さを短くすればそれだけ外乱電
磁波を受ける範囲が小さくなり、検出信号にノイズが重
畳しにくくなる。

【００４８】そこで、ブラシレスモータ１においては、
電気回路基板４０に形成される配線パターンの中で、各
ホール素子４３と制御ＩＣ４２とを結ぶ配線パターンの
引き回しを特に優先的に行うようにして、ホール素子４
３と制御ＩＣ４２とを最短距離で結ぶようにしている。

【００４９】また、ホール素子４３と制御ＩＣ４２とを
結ぶ一対の配線パターン間に他の配線パターンを介在さ
せないようにすることも、ホール素子４３からの検出信
号に対する外乱電磁波の影響を抑制する上で非常に有効
である。そこで、ブラシレスモータ１においては、電気
回路基板４０に形成される配線パターンの中で、各ホー
ル素子４３と制御ＩＣ４２とを結ぶ配線パターンの引き
回しを特に優先的に行うようにして、これら一対の配線
パターン間に他の配線パターンが介在しないようにして
いる。

【００５０】また、ホール素子４３と制御ＩＣ４２との
間には、ホール素子４３からの検出信号に重畳したノイ
ズを低減するためのコンデンサ４７が設けられることに
なるが、このノイズ低減用のコンデンサ４７を有効に機
能させて各ホール素子４３からの検出信号に重畳したノ
イズを効果的に低減させるためには、このノイズ低減用
のコンデンサ４７が、各ホール素子４３と制御ＩＣ４２
との中間位置近傍に配置されることが望ましい。そこ
で、ブラシレスモータ１においては、各ホール素子４３
と制御ＩＣ４２とを結ぶ配線パターンの引き回しを優先
させた上で、可能な限り各ホール素子４３と制御ＩＣ４
２との中間位置に近い位置にノイズ低減用のコンデンサ
４７を配置するようにしている。

【００５１】ブラシレスモータ１では、以上のように、
ホール素子４３からの検出信号に対する外乱電磁波の影
響を抑制するための様々な対策が施されているので、制
御ＩＣ４２が各ホール素子４３からの検出信号に基づい
てスイッチング素子４１の切り換えタイミングを適切に
制御することができ、ロータ３の回転動作を極めて高精
度に制御することができる。また、外乱電磁波の影響を
抑制するために別途特別な部品を用いる必要がないの
で、部品点数の増加を招くこともない。さらに、ホール
素子４３として特に検出感度が大きいものを用いる必要
がないので、部品コストを増加させることなく、適切な
回転制御が可能となる。

【００５２】ステータ２の励磁コイル７に供給する電流
の方向を切り換えるためのスイッチング素子４１として
は、例えば、図６に示すような露出タイプのＭＯＳ型電
解効果トランジスタが用いられている。この露出タイプ
の電解効果トランジスタは、樹脂成形部５０からリード
フレーム５１が露出するようになっており、放熱性の向
上が図られている。なお、スイッチング素子４１として
は、例えば、リードフレーム５１が被覆された被覆成形
タイプの電解効果トランジスタ等、他の構成のものを用
いるようにしてもよい。

【００５３】スイッチング素子４１の端子部５２は、そ
の中途部にて略直角に折り曲げられて、その先端部が電
気回路基板４０の所定の位置にはんだ付けされている。
また、スイッチング素子４１の樹脂成形部５０は、電気
回路基板４０に固定された押圧部材６０によって押圧さ
れ、この樹脂成形部５０から露出するリードフレーム５
１が、押圧部材６０と連結されて電気回路基板４０上に
固定されたヒートシンク７０に圧接されている。なお、
スイッチング素子４１とヒートシンク７０との間には図
示しない絶縁放熱シートが設けられて、これらの間での
電気的絶縁状態が確保されており、スイッチング素子４
１から発生した熱のみがこの絶縁放熱シートを介してヒ
ートシンク７０に伝達されるようになっている。

【００５４】ヒートシンク７０は、図７及び図８に示す
ように、熱伝導性の良好な材料が門型に成形されてなる
ものであり、多数の放熱フィン７１が設けられた横長の
放熱部７２と、この放熱部７２の左右両端部から立設さ
れた一対の支持脚７３とを有している。一対の支持脚７
３の相対向する内面側には、当該ヒートシンク７０に対
するスイッチング素子４１の位置ずれを抑制するための
位置規制用突起７４と、当該ヒートシンク７０と押圧部
材６０との連結を図るための係合突起７５とが、それぞ
れ内方側へ突出するように形成されている。

【００５５】押圧部材６０は、板バネ材が所定の形状に
打ち抜き加工され所定の箇所が折り曲げられてなるもの
であり、図９乃至図１１に示すように、ヒートシンク７
０の放熱部７２に対応して横長に形成された押圧部６１
と、この押圧部６１の左右両端部から立設された一対の
位置決め片６２と、位置決め片６２の側方から外方に向
かって張り出すように設けられた連結片６３ａ，６３ｂ
とを有している。

【００５６】押圧部６１には、スイッチング素子４１の
数に対応した複数のバネ片６４が所定間隔を存して横方
向に並ぶように設けられている。これらバネ片６４は、
押圧部６１を構成する板バネ材が上方へ向かって折り曲
げられてなるものであり、スイッチング素子４１を上方
へ押圧する機能を有している。また、押圧部６１には、
隣り合うバネ片６４の間に位置して、バネ片６４上に配
置されるスイッチング素子４１の位置を規制するための
位置規制片６５が設けられている。また、押圧部６１の
長手方向の端縁は、上方へ向かって折り曲げられて、バ
ネ片６４上に配置されたスイッチング素子４１の前面側
と後面側とを囲む立ち上がり壁６６とされている。押圧
部６１は、この立ち上がり壁６６が設けられることで、
その剛性が高められている。また、この立ち上がり壁６
６は、スイッチング素子４１からのノイズをシールドす
るシールド板としても機能する。

【００５７】押圧部材６０は、図１２に示すように、押
圧部６１のバネ片６４にてスイッチング素子４１を支持
した状態で、この押圧部６１をヒートシンク７０の放熱
部７１に対向させて、ヒートシンク７０の内方、すなわ
ち、一対の支持脚７３及び放熱部７１に囲まれた領域に
配置されている。そして、押圧部材６０は、押圧部６１
の左右両端部から外方に向かって張り出すように形成さ
れた連結片６３ａ，６３ｂの先端部をヒートシンク７０
の一対の支持脚７３に設けられた係合突起７５に係合さ
せることで、ヒートシンク７０に連結されている。この
ように押圧部材６０とヒートシンク７０とが連結した状
態においては、押圧部６１に設けられたバネ片６４は下
方に向かって弾性変位しており、その弾撥力によってス
イッチング素子４１をヒートシンク７０の放熱部７１側
に押圧付勢している。これにより、スイッチング素子４
１がヒートシンク７０の放熱部７１に圧接された状態と
なっている。

【００５８】ヒートシンク７０は、図１３乃至図１５に
示すように、押圧部材６０が連結された状態で一対の支
持脚７３の下端部を電気回路基板４０上に当接させて、
電気回路基板４０上に配置されている。このとき、放熱
部７２に設けられた放熱フィン７１は、アッパーケース
２１に設けられた開口部２１ａから回路保護ケース２０
の外部に露出されている。また、ヒートシンク７０に連
結された押圧部材６０は、押圧部６１の左右両端部から
立設された一対の位置決め片６２を電気回路基板４０に
設けられたスルーホール４９に挿通させている。これに
より、押圧部材６０及びヒートシンク７０の電気回路基
板４０に対する位置決めが図られている。

【００５９】電気回路基板４０のスルーホール４９に挿
通されることで電気回路基板４０の下面側に位置するこ
とになる押圧部材６０の一対の位置決め片６２の先端側
には、当該押圧部材６０及びヒートシンク７０を電気回
路基板４０に対して固定するための固定手段６７がそれ
ぞれ設けられている。この固定手段６７は、例えば図１
２に示したように、位置決め片６２の一部にコ字状の切
り込み溝が形成され、この切り込み溝にて囲まれた領域
が斜め上方へ向かって折り曲げられてなるものであり、
この斜め上方に折り曲げられた部分にて、電気回路基板
４０の下面側にはんだを付着させる際にこの電気回路基
板４０に設けられたスルーホール４９内からその近傍に
位置する位置決め片６２の周囲に亘って充填されるはん
だを保持する構造とされている。

【００６０】すなわち、押圧部材６０及びヒートシンク
７０は、電気回路基板４０の下面側にはんだを付着させ
る際に、スルーホール４９内及びその近傍に充填される
はんだが押圧部材６０の位置決め片６２の先端側に設け
られた固定手段６７によって保持され、この固定手段６
７によって保持されたはんだが固化することによって、
電気回路基板４０に対して位置決めされた状態で固定さ
れることになる。また、以上のように位置決め片６２に
形成された切り込み溝に囲まれた領域が斜め上方に折り
曲げられてなる固定手段６７は、はんだが充填される前
の状態においては、その折り曲げられた部分を電気回路
基板４０の下面側に干渉させることで、押圧部材６０及
びヒートシンク７０の電気回路基板４０からの脱落を防
止する機能も有している。

【００６１】本発明を適用したブラシレスモータ１で
は、以上のような取付構造によって、押圧部材６０及び
ヒートシンク７０を電気回路基板４０に対して位置決め
しながら固定することが可能とされているので、これら
押圧部材６０及びヒートシンク７０の取付作業を極めて
効率的に行うことができ、製造コストの低減を図ること
が可能となる。また、スルーホール４９内及びその近傍
に充填されたはんだが、押圧部材６０の位置決め片６２
の先端側に設けられた固定手段６７によって保持され固
化することになるので、押圧部材６０の材料として、例
えばステンレス鋼板等のようにはんだ付着性が良好でな
いものを用いた場合であっても、押圧部材６０及びヒー
トシンク７０を電気回路基板４０に対して適切に固定す
ることができる。

【００６２】更に、以上のような取付構造によって押圧
部材６０及びヒートシンク７０の取り付けを行うように
すれば、押圧部材６０やヒートシンク７０の形状を極め
て簡単なものとし、また、押圧部材６０やヒートシンク
７０を軽量化して、製造コストの大幅な低減を図ること
ができる。

【００６３】なお、固定手段６７の形状は、図１２に例
示したものに限定されるものではなく、電気回路基板４
０に設けられたスルーホール４９内からその近傍に位置
する位置決め片６２の周囲に亘って充填されるはんだを
保持する構造とされていれば、どのような形状であって
もよい。例えば、位置決め片６２のスルーホール４９内
に位置する部分に切り欠き部や凹部、貫通孔等を設け、
スルーホール４９内に充填されたはんだをこれら切り欠
き部や凹部、貫通孔等によって位置決め片６２の周囲に
回り込ませるようにしてもよい。この場合、これら切り
欠き部や凹部、貫通孔等が固定手段６７として機能し
て、スルーホール４９内及びその周囲のはんだが保持さ
れることになる。

【００６４】また、図１６に示すように、位置決め片６
２の幅方向の左右両端部に切り込み溝を形成し、この切
り込み溝が形成された部分を斜め上方へ向かって折り曲
げて、これを固定手段６７としてもよい。

【００６５】ところで、この種の電気回路基板４０に対
する電気部品のはんだ付けは、一般に、フローはんだ方
式と呼ばれる方法によって行われる。このフローはんだ
方式は、図１７に示すように、はんだ槽８０から噴流し
循環する溶融はんだに、コンベア８１にて搬送される電
気回路基板４０の下面側を接触させて、電気回路基板４
０の所定の箇所に溶融はんだを付着させ、この電気回路
基板４０に付着した溶融はんだを冷却し固化させること
により、電気回路基板４０に対して電気部品をはんだ付
けする方式である。

【００６６】このようなフローはんだ方式により電気回
路基板４０に対して電気部品をはんだ付けする際、仮に
ヒートシンク７０の支持脚７３の下端部が、電気回路基
板４０の下面よりも更に下方に突出するようになってい
ると、はんだ槽８０から噴流し循環する溶融はんだにヒ
ートシンク７０の支持脚７１の下端部が接触し、不要な
はんだが付着してしまう場合がある。

【００６７】このようにヒートシンク７０の支持脚７３
の下端部に不要なはんだが付着して固化した場合には、
このはんだを取り除く作業が必要となり、作業工数の増
加を招いてしまう。また、取り除いたはんだの破片が電
気回路基板４０上に付着した場合には、電気回路基板４
０に形成された制御回路３２に誤動作を生じさせてしま
う場合がある。

【００６８】しかしながら、本発明を適用したブラシレ
スモータ１では、上述したように、ヒートシンク７０が
支持脚７３の下端部を電気回路基板４０上に当接させた
状態でこの電気回路基板４０上に配設され、押圧部材６
０に設けられた固定手段６７によって電気回路基板４０
に対して位置決めされた状態で固定されることになるの
で、電気回路基板４０に電気部品をはんだ付けする際
に、ヒートシンク７０の脚部７３に不要なはんだが付着
するといった不都合が有効に抑制される。したがって、
本発明を適用したブラシレスモータ１によれば、不要な
はんだを取り除く作業等の繁雑な作業を不要とすること
ができると共に、取り除いたはんだの破片が電気回路基
板４０上に付着して制御回路３２の誤動作を招いてしま
うといった問題を未然に回避することができる。

【００６９】また、このブラシレスモータ１によれば、
ヒートシンク７０の支持脚７３の下端部がはんだ槽８０
内の溶融はんだに接触することに起因して、はんだ槽８
０内における温度低下を招くといった不都合や、ヒート
シンク７０の温度が上昇して放熱性が損なわれるといっ
た不都合を未然に回避することができる。

【００７０】さらに、このブラシレスモータ１によれ
ば、上述したように、押圧部材６０やヒートシンク７０
の軽量化を図ることができるので、これら押圧部材６０
やヒートシンク７０が取り付けられた電気回路基板４０
がはんだ槽８０に沈むといった不都合が有効に抑制され
る。

【００７１】なお、フローはんだ方式によって電気回路
基板４０に電気部品をはんだ付けする際には、ヒートシ
ンク７０の支持脚７３が電気回路基板４０の下面側に突
出していない場合でも、何らかの要因ではんだ槽８０内
の溶融はんだが電気回路基板４０の上面側に飛翔して、
この飛翔したはんだがヒートシンク７０の支持脚７３に
付着してしまう場合がある。このような不都合を抑制す
るには、ヒートシンク７０の支持脚７０の外周面に対し
て、例えばローレット加工やブラスト加工等の粗面処理
を施して、図１８に示すように、この支持脚７０の外周
面を粗面に形成することが非常に有効である。ヒートシ
ンク７０の支持脚７０の外周面を粗面に形成した場合に
は、はんだ槽８０から飛翔したはんだがヒートシンク７
０の支持脚７３に付着したとしても、このはんだとヒー
トシンク７０の支持脚７３との間に空間が形成され、こ
の空間の作用によって、はんだからヒートシンク７０の
支持脚７３への熱伝導が阻害されてはんだの固化が抑制
されると共に、はんだが剥がれ易くなり、ヒートシンク
７０の支持脚７３にはんだが定着することが有効に抑制
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したブラシレスモータの一例を示
す断面図である。

【図２】上記ブラシレスモータが備える駆動制御回路の
全体を上面側から見た様子を示す平面図である。

【図３】上記ブラシレスモータが備える駆動制御回路の
全体を下面側から見た様子を示す平面図である。

【図４】電気回路基板の要部を下面側から見た様子を示
す平面図である。

【図５】電気回路基板の要部を上面側から見た様子を示
す平面図である。

【図６】スイッチング素子の斜視図である。

【図７】ヒートシンクの正面図である。

【図８】上記ヒートシンクの平面図である。

【図９】押圧部材の正面図である。

【図１０】上記押圧部材の平面図である。

【図１１】上記押圧部材の側面図である。

【図１２】上記押圧部材とヒートシンクとを連結した状
態を示す正面図である。

【図１３】上記押圧部材とヒートシンクとを電気回路基
板に固定した状態を示す正面図である。

【図１４】上記押圧部材とヒートシンクとを電気回路基
板に固定した状態を示す平面図である。

【図１５】図１３におけるＡ部を拡大して示す図であ
る。

【図１６】上記押圧部材の位置決め片に設けられた固定
手段の他の例を示す斜視図である。

【図１７】フローはんだ方式を説明するための模式図で
ある。

【図１８】ヒートシンクの支持脚の外周面を粗面に形成
した様子を示す模式図である。

【図１９】従来のブラシレスモータにおけるスイッチン
グ素子の取付構造の一例を拡大して示す図である。

【図２０】従来のブラシレスモータにおけるスイッチン
グ素子の取付構造の他の例を拡大して示す図である。

【符号の説明】

１ ブラシレスモータ ２ ステータ ３ ロータ ７ 励磁コイル ３０ 駆動制御回路 ３１ フィルタ回路 ３２ 制御回路 ４０ 電気回路基板 ４１ スイッチング素子 ４２ 制御ＩＣ ４９ スルーホール ６０ 押圧部材 ６１ 押圧部 ６２ 位置決め片 ６３ａ，６３ｂ 連結片 ６６ 立ち上がり壁 ７０ ヒートシンク ７１ 放熱フィン ７２ 放熱部 ７３ 支持脚

フロントページの続き (72)発明者 佐野 成人 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 (72)発明者 大庭 毅 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 (72)発明者 高橋 栄二 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 (72)発明者 高田 敦 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 (72)発明者 加藤 昌美 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニックカンセイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AB02 AB04 AB07 EA10 EA11 5H019 AA10 BB01 BB05 BB19 BB22 CC04 DD01 EE09 FF01 5H609 BB03 BB12 BB18 PP02 PP17 QQ23 RR63 RR71

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステータ（２）の励磁コイル（７）に供
   給する駆動電流の方向を切り換えるスイッチング素子
   （４１）が押圧部材（６０）によってヒートシンク（７
   ０）に圧接された状態で電気回路基板（４０）に実装さ
   れ、この電気回路基板（４０）にロータ（３）の回転を
   制御するための制御回路（３２）が形成されているブラ
   シレスモータにおいて、 前記ヒートシンク（７０）は、放熱フィン（７１）が設
   けられた放熱部（７２）と、この放熱部（７２）の左右
   両端部から立設された一対の支持脚（７３）とを有し、
   この一対の支持脚（７３）の下端部を前記電気回路基板
   （４０）上に当接させて、前記電気回路基板（４０）上
   に配設されていると共に、 前記押圧部材（６０）は、前記ヒートシンク（７０）の
   放熱部（７２）と対向する押圧部（６１）と、この押圧
   部（６１）の左右両端部から立設された一対の位置決め
   片（６２）と、当該押圧部材（６０）を前記ヒートシン
   ク（７０）に連結するための連結片（６３ａ），（６３
   ｂ）とを有し、前記連結片（６３ａ），（６３ｂ）によ
   って前記ヒートシンク（７０）に連結された状態で、前
   記押圧部（６１）と前記ヒートシンク（７０）の放熱部
   （７２）との間に配設された前記スイッチング素子（４
   １）を前記押圧部（６１）により押圧して、このスイッ
   チング素子（４１）を前記放熱部（７２）に圧接させる
   と共に、前記一対の位置決め片（６２）を前記電気回路
   基板（４０）に設けられた貫通孔（４９）に挿通させる
   ことで、当該押圧部材（６０）及び前記ヒートシンク
   （７０）の前記電気回路基板（４０）に対する位置決め
   が図られていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 前記一対の位置決め片（６２）には、前
   記押圧部材（６０）及び前記ヒートシンク（７０）を前
   記電気回路基板（４０）に対して固定するための固定手
   段（６７）が設けられていることを特徴とする請求項１
   に記載のブラシレスモータ。
3. 【請求項３】 前記固定手段（６７）は、前記電気回路
   基板（４０）の貫通孔（４９）内から前記位置決め片
   （６２）の周囲に亘って充填されるはんだを保持する構
   造とされていることを特徴とする請求項２に記載のブラ
   シレスモータ。