JP2014054016A - Vehicle motor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用モータユニットに関する。 The present invention relates to a vehicle motor unit.
下記特許文献1には、回路基板上に実装された回路素子(MOS−FET)の冷却を行うために、該回路素子と放熱容器との間にアルミ板を介装させ、さらに、アルミ板と放熱容器との間に放熱材(シリコングリス)を介在させたモータユニット(パワーモジュール)が開示されている。この放熱材を介在させることによって、MOS−FETからアルミ板に伝達された熱が放熱容器に伝達されやすくなる構成である。 In Patent Document 1 below, in order to cool a circuit element (MOS-FET) mounted on a circuit board, an aluminum plate is interposed between the circuit element and the heat dissipation container, A motor unit (power module) in which a heat dissipation material (silicone grease) is interposed between the heat dissipation container and the heat dissipation container is disclosed. By interposing this heat dissipation material, the heat transmitted from the MOS-FET to the aluminum plate is easily transmitted to the heat dissipation container.
また、下記特許文献1に記載された構成では、アルミ板が放熱容器に形成された凹部内に配置されているため、シリコングリスがアルミ板と放熱容器との間から流出することが抑制されている。 Moreover, in the structure described in following patent document 1, since the aluminum plate is arrange | positioned in the recessed part formed in the heat radiating container, it is suppressed that silicon grease flows out from between an aluminum plate and a heat radiating container. Yes.
しかしながら、回路基板の板厚方向から見た面積が該回路基板よりも小さい放熱部材を該回路基板上に配置する場合等にあっては、放熱部材と基板との間からシリコングリス等の放熱材がはみ出ることが考えられる。この場合、放熱材の塗り直しを行う等製造工数の増加を招く。 However, when a heat radiating member having a smaller area as viewed from the thickness direction of the circuit board is disposed on the circuit board, the heat radiating material such as silicon grease is provided between the heat radiating member and the board. May protrude. In this case, an increase in manufacturing man-hours such as repainting of the heat dissipation material is caused.
本発明は上記事実を考慮し、放熱部材と基板との間から放熱材がはみ出ることを抑制することができる車両用モータユニットを得ることが目的である。 In view of the above fact, an object of the present invention is to obtain a vehicle motor unit that can prevent the heat dissipation material from protruding between the heat dissipation member and the substrate.
請求項1記載の本発明に係る車両用モータユニットは、通電されることによって出力軸をその軸線回りに回転させるモータと、前記出力軸の回転を制御するための複数の回路素子が取付けられた回路基板と、前記回路基板において前記回路素子の取付面と反対側に配置され、かつ前記回路素子と対向する部位に前記回路基板に沿って延びる対向面と、前記回路基板と当接することによって前記回路基板と前記対向面との間に流動性を有する放熱材が介在する隙間を形成する脚部と、前記対向面と隣り合う部位に前記回路基板と離間する方向に窪んだ凹部と、を有する放熱部材と、を備えている。 According to a first aspect of the present invention, a motor unit for a vehicle according to the present invention is provided with a motor that rotates an output shaft about its axis when energized, and a plurality of circuit elements for controlling the rotation of the output shaft. The circuit board, the facing surface disposed on the circuit board on the side opposite to the mounting surface of the circuit element and extending along the circuit board at a portion facing the circuit element, and the circuit board by contacting the circuit board A leg portion that forms a gap in which a heat dissipation material having fluidity is interposed between the circuit board and the facing surface, and a recess that is recessed in a direction away from the circuit board at a portion adjacent to the facing surface. And a heat dissipating member.
請求項1記載の本発明では、モータの出力軸の回転が回路基板に取付けられた回路素子によって制御される。また、本発明では、回路素子と放熱部材の対向面との間に放熱材が介在している。そのため、通電されることによって発熱した回路素子の熱が、放熱材及び放熱部材を介して放熱される。さらに、本発明では、放熱部材における対向面と隣り合う部位に回路基板と離間する方向に窪んだ凹部が設けられている。そのため、対向面と回路素子との間からはみ出した放熱材が凹部内に収容される(凹部内に留まる)。その結果、本発明では、放熱部材と回路基板との間から放熱材がはみ出ることを抑制することができる。 In the present invention, the rotation of the output shaft of the motor is controlled by the circuit element attached to the circuit board. Moreover, in this invention, the thermal radiation material is interposing between the circuit element and the opposing surface of a thermal radiation member. Therefore, the heat of the circuit element that generates heat by being energized is radiated through the heat radiating material and the heat radiating member. Furthermore, in this invention, the recessed part recessed in the direction spaced apart from a circuit board is provided in the site | part adjacent to the opposing surface in a heat radiating member. Therefore, the heat dissipation material that protrudes from between the facing surface and the circuit element is accommodated in the recess (stays in the recess). As a result, in this invention, it can suppress that a heat radiating material protrudes from between a heat radiating member and a circuit board.
請求項2記載の本発明に係る車両用モータユニットは、請求項1記載の車両用モータユニットにおいて、前記凹部が、前記脚部と前記対向面との間に配置されている。 A vehicle motor unit according to a second aspect of the present invention is the vehicle motor unit according to the first aspect, wherein the recess is disposed between the leg portion and the facing surface.
請求項2記載の本発明では、上記構成の凹部が、放熱部材の脚部と対向面との間に設けられている。そのため、対向面と回路素子との間からはみ出した放熱材が脚部と回路基板との間に介在することが抑制される。その結果、本発明では、回路基板に対して放熱部材が傾くことを抑制することができる。 In the second aspect of the present invention, the recess having the above-described configuration is provided between the leg portion of the heat dissipation member and the opposing surface. Therefore, it is possible to suppress the heat dissipation material protruding from between the facing surface and the circuit element between the leg portion and the circuit board. As a result, in this invention, it can suppress that a heat radiating member inclines with respect to a circuit board.
次に、図1〜図4を用いて本発明の実施形態に係る車両用モータユニットについて説明する。 Next, the vehicle motor unit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示されるように、本実施形態の車両用モータユニット10は、一例として車載用エアコンの送風に用いられる、いわゆるブロアモータのユニットである。具体的には、車両用モータユニット10は、出力軸をその軸線回りに回転させるモータ12と、モータ12の出力軸14の回転を制御するための回路素子16が取付けられた回路基板18と、回路素子16の熱を放熱するための放熱部材としてのヒートシンク20と、を備えている。以下、先ずモータ12について説明し、次いで回路基板18について説明し、最後にヒートシンク20について説明する。
As shown in FIG. 1, the
(モータ12)
モータ12は、出力軸14、ロータ22及びステータ24を主要な要素として構成されている。
(Motor 12)
The
出力軸14は、円柱状の鋼材に浸炭処理等の表面処理が施されることにより構成されており、図示しないベアリングによって回転自在に軸支されている。
The
また、ロータ22は、一端が開放された有底円筒状に形成されており、円盤状の底壁22Aと、底壁22Aの外周端からロータ22の一端側へ屈曲して延びる周壁22Bと、を備えている。さらに、底壁22Aの中心部には、出力軸14が挿入される挿入孔22Cが設けられており、この挿入孔22Cに出力軸14が圧入されることによってロータ22と出力軸14とが一体回転可能となっている。また、周壁22Bの内側には、図示しないロータマグネットが設けられている。
The
また、ステータ24は、導電性の巻線26が、環状に形成されたステータコア28に巻回されることにより構成されている。また、ステータ24はロータ22の周壁22Bの径方向内側に配置されており、このステータ24が界磁する磁界を受けて、ロータ22が出力軸14と共に回転することが可能となっている。詳述すると、ステータ24はステータコア28を構成するコア部材30に巻線26が巻かれた電磁石であって、U相、V相、W相の三相を構成している。ステータ24のU相、V相、W相の各々は、後述するモータ駆動制御装置34の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。また、ステータ24は、上ケース32を介して、モータ駆動制御装置34に取り付けられている。
The
(回路基板18)
回路基板18は、矩形板状に形成されており、回路素子16及び後に詳述するヒートシンク20等と共にモータ駆動制御装置34を構成している。具体的には、図3に示されるように、回路基板18の中央付近には、ステータ14のU相、V相、W相の各々に電力を供給する電力供給端子36A、36B、36Cが設けられている。また、回路基板18には、ECU(Electronic Control Unit)等の制御装置が図示しないハーネス及びコネクタを介して接続されるコネクタ38が取付けられている。さらに、回路基板18には、複数の回路素子16が取付けられている。詳述すると、回路基板18には、コンデンサ40A、40B、40C、40Dが並列に接続された状態で取付けられている。また、回路基板18には、FET41A、41B、41C、41D、41E、41Fが取付けられている。FET41A、41DはU相に、FET41B、41EはV相に、FET41C、41FはW相に、各々供給される電力のスイッチングを行う構成である。さらに、回路基板18には、ノイズ除去用のコイル44が取付けられていると共に、回路保護のための逆接防止FET41G及び大容量のコンデンサ42が取付けられている。また、回路基板18には、インバータ回路を制御するためのマイコン46が取付けられている。なお、図1に示されるように、回路基板18は下ケース48によって被われている。
(Circuit board 18)
The
(ヒートシンク20)
以上説明した回路素子16において、FET41A〜41F及び逆接防止FET41Gは、動作時の発熱が著しい。そこで、本実施形態では、図2(A)〜(C)に示されるように、ヒートシンク20が、回路基板18における動作時の発熱が著しい回路素子(FET41A〜41F及び逆接防止FET41G)が取付けられている箇所と板厚方向に対向する部位(FET41A〜41F及び逆接防止FET41Gが取付けられた面と反対側の面)に固定ボルト50を介して取付けられている。具体的には、ヒートシンク20は、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属製とされており、回路基板18の板厚方向から見て略矩形板状に形成されている。また、ヒートシンク20の短手方向の一端には、該ヒートシンク20の長手方向に沿って複数の突起部52が設けられている、この突起部52は、回路基板18と離間する方向に向けて突出する円柱状に形成されている。この複数の突起部52を有することによって、ヒートシンク20の表面積が大きくなり、ヒートシンク20の放熱性能が向上されている。
(Heat sink 20)
In the
また、図2(C)、図4(A)及び(B)に示されるように、ヒートシンク20における回路素子(FET41A〜41F及び逆接防止FET41G)と対向する部位には、回路基板18に沿って延びる対向面54が設けられている。
Further, as shown in FIGS. 2C, 4 </ b> A, and 4 </ b> B, a portion of the
また、ヒートシンク20には、回路基板18と当接することによって回路基板18と対向面54との間に放熱材が介在する隙間を形成する脚部としての第1脚部56及び第2脚部58が設けられている。
Further, the
第1脚部56は、ヒートシンク20の長手方向の両端部に設けられていると共に、該ヒートシンク20の短手方向を長手方向とする矩形状に形成されている。また、第1脚部56は、前述した対向面54よりも回路基板18側に向けて突出している。さらに、第1脚部56の突出方向の端面は、回路基板18に当接する当接面56Aとされている。
The
第2脚部58は、ヒートシンク20の長手方向の両端部かつ該ヒートシンク20の短手方向の他端側の角部に配置されている。また、第2脚部58は、前述した対向面54よりも回路基板18側に向けて突出している。さらに、第2脚部58の突出方向の端面は、回路基板18に当接する当接面58Aとされていると共に、この当接面58Aと第1脚部56の当接面56Aとは略面一となるように設定されている。
The
また、対向面54と隣り合う部位には、回路基板18と離間する方向に窪んだ凹部60が設けられている。この凹部60は、第1脚部56と対向面54との間に配置された第1凹部60Aと、第2脚部58と対向面54との間に配置された第2凹部60Bと、ヒートシンク20の外周端に沿って配置された第3凹部60Cと、を有して構成されている。
In addition, a
また、第1脚部56におけるヒートシンク20の他端側の部位は、締結部62とされていると共に、この締結部62には、固定ボルト50が螺入される螺子孔62Aが形成されている。また、一対の締結部62は、対向面54を挟むように配置されており、この一対の締結部62(螺子孔62A)を結ぶ線Lが、回路基板18と対向面54とが接触する部位(図3において2点鎖線で囲まれた部位)の中間部に配置されている。換言すると、一対の締結部62(螺子孔62A)を結ぶ線Lによって、回路基板18と対向面54とが接触する部位(図3において2点鎖線で囲まれた部位)が、ヒートシンク20の短手方向に略2等分に区切られている構成である。また、本実施形態では、一対の締結部62を結ぶ線Lが延びる方向が、ヒートシンク20の長手方向と一致している。
A portion of the
以上説明したヒートシンク20の対向面54にゲル状かつ熱伝導性を有する図示しない放熱材が塗布された後、ヒートシンク20が回路基板18に固定ボルト50を介して取付けられている。その結果、ヒートシンク20の対向面54と回路基板18とが放熱材を介して接触している。なお、放熱材としては、一例として流動性を有するシリコングリスが用いられているが、常温時には流動性を有するゲル状でFET等の素子の発熱によって硬化するシリコーン樹脂の放熱材を用いることもできる。
The
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
(Operation and effect of this embodiment)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
図1に示されるように、本実施形態の車両用モータユニット10は、モータ12の出力軸14の回転が回路基板18に取付けられた回路素子16によって制御される。また、本実施形態では、図3及び図4に示されるように、回路素子(FET41A〜41F及び逆接防止FET41G)とヒートシンク20の対向面54との間に放熱材が介在している。そのため、通電されることによって発熱した回路素子(FET41A〜41F及び逆接防止FET41G)の熱が、放熱材及びヒートシンク20を介して放熱される。さらに、本実施形態では、ヒートシンク20が、対向面54を挟むように配置された一対の締結部62を介して回路基板18に取付けられていると共に、この一対の締結部62を結ぶ線Lが回路基板18と対向面54とが接触する部位の中間部に配置されている。そのため、ヒートシンク20が、一対の締結部62を結ぶ線Lを軸方向として回路基板18に対して傾くことが抑制される。その結果、ヒートシンク20を回路基板18に均等に押圧できる。すなわち、本実施形態では、ヒートシンク20を回路基板18に取付けるための締結点を少なくすることができると共に、回路基板18と放熱材とが離間する、或いは放熱材とヒートシンク20とが離間することを抑制することができる。その結果、回路素子16とヒートシンク20との間の接触熱抵抗を小さくすることができる。
As shown in FIG. 1, in the
また、本実施形態では、ヒートシンク20が一対の締結部62を介して回路基板18に取付けられていると共に、一対の締結部62を結ぶ線Lが延びる方向がヒートシンク20の長手方向と一致している。そのため、ヒートシンク20の長手方向の中間部を回路基板18に均等に押圧できる。その結果、本実施形態では、放熱効率を向上させることができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、放熱材が熱伝導性を有するゲル状とされているため、回路基板18とヒートシンク20との間により均一に放熱材が介在される。その結果、本実施形態では、回路素子16とヒートシンク20との間の接触熱抵抗をより一層小さくすることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the heat radiating material is in a gel form having thermal conductivity, the heat radiating material is evenly interposed between the
次に、本実施形態の特有の作用並びに効果について説明する。 Next, operations and effects unique to the present embodiment will be described.
図4(A)及び(B)に示されるように、本実施形態では、ヒートシンク20における対向面54と隣り合う部位に回路基板18と離間する方向に窪んだ凹部60が設けられている。そのため、ヒートシンク20を回路基板18に取付ける際に、対向面54と回路素子16との間からはみ出した放熱材が凹部60内に収容される(凹部60内に留まる)。その結果、本実施形態では、ヒートシンク20と回路基板18との間から放熱材がはみ出ることを抑制することができる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, in this embodiment, a
また、本実施形態では、上記の凹部60が、ヒートシンク20の第1脚部56と対向面54との間に設けられた第1凹部60Aと、ヒートシンク20の第2脚部58と対向面54との間に設けられた第2凹部60Bと、を有して構成されている。そのため、対向面54と回路素子16との間からはみ出した放熱材が第1脚部56の当接面56A及び第2脚部58の当接面56Bと回路基板18との間に介在することが抑制される。その結果、本実施形態では、回路基板18に対してヒートシンク20が傾くことを抑制することができる。
In the present embodiment, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and various modifications other than the above can be implemented without departing from the spirit of the present invention. Of course.
10・・・車両用モータユニット,12・・・モータ,14・・・出力軸,16・・・回路素子,18・・・回路基板,20・・・ヒートシンク(放熱部材),41A〜41G・・・FET(回路素子),54・・・対向面,56・・・第1脚部(脚部),58・・・第2脚部(脚部),60・・・凹部,60A・・・第1凹部(凹部),60B・・・第2凹部(凹部),60C・・・第3凹部(凹部)
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記出力軸の回転を制御するための複数の回路素子が取付けられた回路基板と、
前記回路基板において前記回路素子の取付面と反対側に配置され、かつ前記回路素子と対向する部位に前記回路基板に沿って延びる対向面と、前記回路基板と当接することによって前記回路基板と前記対向面との間に流動性を有する放熱材が介在する隙間を形成する脚部と、前記対向面と隣り合う部位に前記回路基板と離間する方向に窪んだ凹部と、を有する放熱部材と、
を備えた車両用モータユニット。 A motor that rotates the output shaft around its axis when energized;
A circuit board on which a plurality of circuit elements for controlling the rotation of the output shaft are mounted;
The circuit board is disposed on the opposite side of the mounting surface of the circuit element in the circuit board and extends to the part facing the circuit element along the circuit board, by contacting the circuit board and the circuit board. A heat dissipating member having a leg portion forming a gap in which a heat dissipating material having fluidity is interposed between the facing surface and a concave portion recessed in a direction away from the circuit board at a portion adjacent to the facing surface;
A motor unit for vehicles comprising
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