JP2019068628A - モータ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態のモータ1の平面図である。図2は、モータ1の斜視図であり、後段で説明するハウジング50から蓋部40を外した状態の図である。図3は、図1のII−II線に沿うモータ1の断面図である。図4は、図3のXI領域を拡大したモータ1の断面図である。図5は、モータ1の第1変形例を示す断面図である。図6は、モータ1の第2変形例を示す断面図である。図7は、モータ1の第3変形例を示す断面図である。図8は、モータ1の第4変形例を示す断面図である。図9は、モータ1の第5変形例を示す断面図である。図10は、モータ1の第6変形例を示す断面図である。図11は、モータ1の第7変形例を示す断面図である。図12は、モータ1の第8変形例を示す断面図である。図13は、モータ1の第9変形例を示す断面図である。図14は、モータ1の第10変形例を示す断面図である。図15は、モータ1の第11変形例を示す断面図である。図16は、モータ1の第12変形例を示す断面図である。図17は、モータ1の第13変形例を示す断面図である。図18は、モータ1の第14変形例を示す断面図である。図19は、モータ1の第15変形例を示す断面図である。なお、図5から図19は、図3のXI領域を拡大したモータの断面図に相当する。
モータ本体2は、ロータ20と、ステータ25と、を有する。
ロータ20は、上下方向に沿って延びる中心軸Jを中心として回転する。ロータ20は、シャフト21と、ロータコア22と、ロータマグネット23と、を有する。
シャフト21は、中心軸Jに沿って延びる。シャフト21は、上側ベアリング7Aと下側ベアリング7Bとによって、中心軸Jの軸周りに回転可能に支持される。ロータコア22は、シャフト21に固定される。ロータコア22は、シャフト21を周方向に囲んでいる。ロータマグネット23は、ロータコア22に固定される。より詳細には、ロータマグネット23は、ロータコア22の周方向に沿った外側面に固定される。ロータコア22およびロータマグネット23は、シャフト21とともに回転する。
インシュレータ28は、絶縁性を有する材料から構成される。インシュレータ28は、ステータコア27の少なくとも一部を覆う。モータ1の駆動時において、コイル29は、ステータコア27を励磁する。コイル29は、コイル線(図示略)が巻き回されて構成される。コイル線は、インシュレータ28を介してステータコア27のティース部に巻き回される。コイル線の端部は、上側に引き出され、ベアリングホルダ30に設けられた貫通孔を通過して回路基板(基板)60に接続される。また、モータ本体2とベアリングホルダ30との間にバスバーが設けられる場合には、コイル線の端部がバスバーに接続され、バスバーが回路基板60に接続される。
下側ベアリング7Bは、シャフト21の下端部を回転可能に支持する。下側ベアリング7Bは、ステータ25の下側に位置する。下側ベアリング7Bは、ハウジング50の下側ベアリング保持部53に支持される。
図3に示すように、ハウジング50は、モータ本体2を収容する。すなわち、ハウジング50は、ロータ20およびステータ25を収容する。ハウジング50は、上側(+Z側)に開口する筒状である。ハウジング50は、筒状部51と、底部52と、下側ベアリング保持部53と、を有する。なお、ハウジング50は底部52を有していない筒状部材であってもよい。この場合、ハウジング50の下側の開口には、ベアリングを保持するベアリングホルダ30が別途取り付けられる。
図3に示すように、制御部3は、回路基板60と、筐体部4と、ヒートシンク80と、を有する。また、図2に示すように、制御部3は、コネクタ70を有する。
図3に示すように、筐体部4は、回路基板60およびヒートシンク80を収容する。筐体部4は、ベアリングホルダ30と、蓋部40と、を有する。ベアリングホルダ30は、回路基板60およびヒートシンク80の下側に位置し、回路基板60およびヒートシンク80を下側から覆う。蓋部40は、回路基板60およびヒートシンク80を上側から覆う。
ベアリングホルダ30は、ステータ25の上側(+Z側)に位置する。ベアリングホルダ30は、上側ベアリング7Aを支持する。ベアリングホルダ30は、ハウジング50の筒状部51の上側の開口51aに位置し、筒状部51の内周面に固定される。
ホルダ固定部33は、ホルダ本体部31の径方向外縁から下側に突出する筒形状である。ホルダ固定部33の外周面は、ハウジング50の筒状部51の内周面と径方向に対向する。ホルダ固定部33は、筒状部51の内周面に嵌合され固定される。
回路基板60は、ベアリングホルダ30の上側に位置する。回路基板60は、中心軸Jに直交する方向(すなわち、上下方向に直交する方向)に延びる。回路基板60には、ステータ25のコイル29から延びるコイル線が接続される。回路基板60は、コイル29に電流を流してロータ20の回転を制御する。
電界効果トランジスタ66は、平面視矩形状である。電界効果トランジスタ66は、FET(Field effect transistor)とも呼ばれる。なお、基板本体61の上面61dおよび下面61cの何れか一方又は両方には、コンデンサ65および電界効果トランジスタ66の他に回転センサ、チョークコイル等の電子部品が実装される。なお、コンデンサ65および電界効果トランジスタ66等の電子部品は、モータ本体2と電気的に接続可能であれば回路基板60とは異なる基板(例えば、二枚基板)に実装されてもよい。
ヒートシンク80は、回路基板60の上側に位置する。ヒートシンク80は、回路基板60の一部を上側から覆う。本実施形態のヒートシンク80は、回路基板60に接触して、回路基板60を冷却するヒートシンクとして機能する。ヒートシンク80は、回路基板60と熱的に接触し回路基板60を冷却するものであれば、回路基板60と直接的に接触していても間接的に接触していてもよい。より具体的には、ヒートシンク80は、回路基板60に放熱グリスなどの放熱材を介して接触していてもよい。ヒートシンク80は、放熱特性が高い金属材料(例えば、アルミニウム合金又は銅合金)から構成される。
図2に示す様に、蓋部40は、ベアリングホルダ30、回路基板60およびヒートシンク80の上側に位置する。蓋部40は、回路基板60の上側を覆い回路基板60を保護する。
コンデンサ65に対向するヒートシンク80および蓋部40の構成について、前段の実施形態の変形例を説明する。
図5に示すように、放熱材収容凹部130は、ヒートシンク80と蓋部40との境界で、蓋部40側に凹んでもよい。すなわち、第1変形例では、コンデンサ65側の蓋部40の内側下端面46aに、上側に凹む第6凹所136が設けられる。第6凹所136とヒートシンク80の上側に向く面80bによって、放熱材収容凹部130が設けられる。前段の実施形態と同様に、放熱材90の一部は放熱材収容凹部130の内部に配置される。放熱材90が放熱材収容凹部130内に配置されるので、放熱材90の配置を安定させることができる。
図6に示すように、ヒートシンク80は、上側(第1方向の他方側)を向く面80bに、下側(第1方向の一方側)に凹む第1凹所131を有してもよい。第1凹所131は、放熱材収容凹部130の少なくとも一部を構成し、第2変形例では放熱材収容凹部130の下側かつX方向に平行な部分を構成する。
図7に示すように、ヒートシンク80は第1凹所131を有し、第3変形例では第1凹所131が放熱材収容凹部130の下側かつX方向に平行な部分と、コンデンサ65に対向する側かつZ方向に平行な部分とを構成する。蓋部40は、内側下端面46aに第1突起部141を有する。第3変形例では第1突起部141が放熱材収容凹部130の上側かつX方向に平行な部分を構成する。すなわち、第3変形例では、放熱材収容凹部130がX方向において第1突起部141とコンデンサ65との間に設けられる。第3変形例では、放熱材収容凹部130がZ方向において第1突起部141とヒートシンク80との間に設けられる。第3変形例においても、放熱材90が第1凹所131と第1突起部141に囲まれて配置されることで、ラビリンス構造により、放熱材90がモータ本体部に入り込むことを抑制することができる。
図8に示すように、蓋部40は、内側下端面(第1方向の一方側に向く面)46aに、上側(第1方向の他方側)に凹む第2凹所132を有してもよい。第2凹所132は、放熱材収容凹部130の少なくとも一部を構成し、第4変形例では放熱材収容凹部130の上側かつX方向に平行な部分を構成する。
図9に示すように、ヒートシンク80は、コンデンサ65のZ方向の下側(すなわち、回路基板60側)の端部65sからZ方向の上側の端部65tまで延びてもよい。コンデンサ65の端部65sから端部65tまでをヒートシンク80で囲むので、コンデンサ65を所定の位置(ヒートシンク80のコンデンサ収容孔81内)に安定させることができる。
図10に示すように、ヒートシンク80は、コンデンサ65の側面65aの中央部120に対向する側面80cに、XY方向(第2方向)に凹む第3凹所133を有してもよい。第3凹所133は、コンデンサ65の中央部120よりZ方向の下側(第1方向の一方側)まで延びる。放熱材90は、第3凹所133に配置される。放熱材90が第3凹所133に配置されることによって、放熱材90の配置を安定させることができる。
図11に示すように、ヒートシンク80は、コンデンサ65の側面65aの中央部120に対向する側面80cに、XY方向(第2方向)に凹む第4凹所134を有してもよい。第4凹所134は、コンデンサ65の中央部120よりZ方向の上側(第1方向の他方側)まで延びる。放熱材90は、第4凹所134に配置される。放熱材90が第4凹所134に配置されることによって、放熱材の配置を安定させることができる。
第8変形例及び後段で説明する第9変形例、第10変形例では、ヒートシンク80は回路基板60よりも下側に配置される。例えば、モータ本体2を収容するハウジング50がヒートシンク80の機能を有してもよい。また、ハウジング50の開口51aに取り付けられるベアリングホルダ30がヒートシンクの機能を有していてもよい。つまり、図2のXI領域の下側において、ハウジング50にコンデンサ収容凹部150が設けられている構造である。
第8変形例では、図12に示すように、コンデンサ65は、回路基板60からZ方向における下側(第1方向の他方側)に延びる。ヒートシンク80は、Z方向における上側(第1方向の一方側)に開口するコンデンサ収容凹部150を備えてもよい。第8変形例では、コンデンサ65は、コンデンサ収容凹部150内に配置される。放熱材90は、コンデンサ収容凹部150の内壁面と、コンデンサ65の側面65aのうち中央部120より上側の端部65s又は下側の端部65tに至る領域の少なくとも一部に対向する。放熱材90は、コンデンサ65の側面65aの中央部12に対向する。第8変形例では、ヒートシンク80は、コンデンサ65の中央部120に対向するコンデンサ収容凹部150の側面150cに、コンデンサ65の側面65aに直交するXY方向(第2方向)に向かって凹む放熱材収容凹部130を有する。放熱材90は、放熱材収容凹部130内に配置され、中央部120に対向する。放熱材90が放熱材収容凹部130内に配置されることによって、放熱材90を所定の位置に保持し易く、放熱材90の配置を安定させることができる。
図13に示すように、第8変形例と同様に、ヒートシンク80はコンデンサ収容凹部150を備える。コンデンサ65はコンデンサ収容凹部150内に配置される。第9変形例では、ヒートシンク80は、コンデンサ65の側面65aの中央部120に対向するコンデンサ収容凹部150の側面150cに、XY方向(第2方向)に凹む第3凹所133を有してもよい。第3凹所133は、コンデンサ65の中央部120よりZ方向の上側(第1方向の一方側)まで延びる。放熱材90は、第3凹所133に配置される。放熱材90が第3凹所133に配置されることによって、放熱材90が第8変形例の構成に比べて第3凹所133に多く配置されるので、放熱効率を高め、かつ放熱材90の漏れを良好に防止できる。
図14に示すように、第8変形例と同様に、ヒートシンク80はコンデンサ収容凹部150を備える。コンデンサ65はコンデンサ収容凹部150内に配置される。第10変形例では、ヒートシンク80は、コンデンサ65の側面65aの中央部120に対向するコンデンサ収容凹部150の側面150cに、XY方向(第2方向)に凹む第4凹所134を有する。第4凹所134は、コンデンサ65の中央部120よりZ方向の下側(第1方向の他方側)まで延びる。放熱材90は、第4凹所134に配置される。放熱材90が第4凹所134に配置されることによって、放熱材90が第8変形例の構成に比べて第4凹所134に多く配置されるので、放熱効率を高め、かつ放熱材90の漏れを良好に防止できる。
図15に示すように、ヒートシンク80は、コンデンサ65のZ方向の下側の端部65sから上側の端部65tまで延び、コンデンサ収容孔81を備える。コンデンサ65はコンデンサ収容孔81内に配置される。モータ本体2は、コンデンサ65の天面65bとヒートシンク80の面80bの両方と対向する蓋部40を備える。第11変形例では、モータ1は、中央部120より上側(第1方向の他方側)においてコンデンサ65とヒートシンク80との間を封止する封止部材94を有する。放熱材90は、コンデンサ65と、ヒートシンク80と、回路基板60と、封止部材94に接触する。放熱材90がコンデンサ65と、ヒートシンク80と、回路基板60と、封止部材94に囲まれた空間内に配置されるので、放熱効率を高めることができる。また、コンデンサ65の上側(第1方向の他方側)から電解液等が漏れ出た際に、封止部材94によって電界物等と放熱材90とを隔離できる。
図16に示すように、ヒートシンク80はコンデンサ収容凹部150を備える。コンデンサ65はコンデンサ収容凹部150内に配置される。第12変形例では、モータ本体2は、蓋部40を備えない。第12変形例では、モータ1は、コンデンサの中央部120より上側(第1方向の他方側)においてコンデンサ65とヒートシンク80との間を封止する封止部材94を有する。放熱材90は、コンデンサ65と、ヒートシンク80と、回路基板60と、封止部材94に接触する。放熱材90がコンデンサ65と、ヒートシンク80と、回路基板60と、封止部材94に囲まれた空間内に配置されるので、第11変形例と同様に、放熱効率を高めることができる。また、コンデンサ65の上側(第1方向の他方側)から電解液等が漏れ出た際に、封止部材94によって電界物等と放熱材90とを隔離できる。
図17に示すように、ヒートシンク80は、コンデンサ65のZ方向の下側の端部65sから上側の端部65tまで延び、コンデンサ収容孔81を有する。コンデンサ65は、コンデンサ収容孔81内に配置される。モータ本体2は、コンデンサ65の天面65bと天面65bとヒートシンク80の面80bの両方と対向する蓋部40を備える。第13変形例では、コンデンサの中央部120より下側(第1方向の一方側)においてコンデンサ65とヒートシンク80との間を封止する封止部材94を有する。放熱材90は、コンデンサ65と、ヒートシンク80と、蓋部40と、前記封止部材94と、に接触する。放熱材がコンデンサ65と、ヒートシンク80と、蓋部40と、封止部材94に囲まれた空間内に配置されるので、放熱効果を高め、かつ放熱材90の漏れを良好に防止できる。
図18に示すように、ヒートシンク80はコンデンサ収容凹部150を備える。コンデンサ65はコンデンサ収容凹部150内に配置される。第14変形例では、モータ1は、中央部120より下側においてコンデンサ65とヒートシンク80との間を封止する封止部材94を有する。放熱材90は、コンデンサ65と、ヒートシンク80と、封止部材94と、に接触する。放熱材90がコンデンサ65と、ヒートシンク80と、封止部材94に囲まれた空間内に配置されることで放熱効率を高め、かつ放熱材90の漏れを良好に防止できる。
図19に示すように、ヒートシンク80は、コンデンサ65のZ方向の下側の端部65sから上側の端部65tまで延び、コンデンサ収容孔81を有する。コンデンサ65は、コンデンサ収容孔81内に配置される。モータ本体2は、コンデンサ65の天面65bとヒートシンク80の面80bの両方と対向する蓋部40を備える。蓋部40は、Z方向の下側に向く内側下端面(面)46aに、Z方向の下側(第1方向の一方側)に向かって突出し、コンデンサ65の側面65aと対向する第3突起部143を有する。第3突起部143は、コンデンサ65とヒートシンク80との間に配置される。放熱材90は、コンデンサ65と、ヒートシンク80と、第3突起部143と、回路基板60に接触する。放熱材90がコンデンサ65と、ヒートシンク80と、第3突起部143と、回路基板60に囲まれた空間内に配置されることで、放熱効率を高め、かつ第3突起部143によって放熱材90の漏れを良好に防止できる。
コネクタ70は、回路基板60を外部機器に接続するために設けられる。図2に示すように、コネクタ70は、一対の導電性のコネクタ本体70Aと、絶縁性の支持部71と、を有する。一対のコネクタ本体70Aは、軸方向と直交する一方向(水平面内の一方向、本実施形態ではX軸方向)に沿って並ぶ。
支持部本体71aには、コネクタ本体70Aの一部がインサート成型によって埋め込まれている。したがって、支持部71は、支持部本体71aにおいてコネクタ本体70Aを支持する。支持部本体71aは、一対のコネクタ本体70Aが並ぶ方向(X軸方向)を長手方向とする矩形状である。
Claims (17)
- ロータおよびステータを有するモータ本体と、
前記モータ本体と電気的に接続され第1方向に沿って延びる柱状のコンデンサと、
を備え、
前記モータ本体は、
前記コンデンサの側面と対向するヒートシンクと、
前記コンデンサの側面の一部および前記ヒートシンクと接触する放熱材と、
を有し、
前記コンデンサの側面は、前記放熱材と接触する第1領域を有し、
前記第1領域は、前記コンデンサの側面の一部であって、前記コンデンサの側面の前記第1方向の中央部を含む領域である、
モータ。 - 前記コンデンサは、前記コンデンサが実装される基板から前記第1方向の他方側に延び、
前記コンデンサの側面は、
前記中央部から前記第1方向の一方側の端部までの第2領域をさらに有し、
前記ヒートシンクは前記第2領域と対向する、
請求項1に記載のモータ。 - 前記コンデンサは、前記コンデンサが実装される基板から前記第1方向の他方側に延び、
前記コンデンサの側面は、
前記中央部から前記第1方向の他方側の端部までの第3領域をさらに有し、
前記モータ本体は、
前記第3領域と対向する蓋部をさらに備える、
請求項1または2に記載のモータ。 - 前記モータ本体は、
前記ヒートシンクと前記蓋部との境界に、前記コンデンサの側面に直交する第2方向に凹む放熱材収容凹部を有し、
前記放熱材の一部は前記放熱材収容凹部内に配置される、
請求項3に記載のモータ。 - 前記ヒートシンクは、前記第1方向の他方側を向く面から、前記第1方向の一方側に凹む第1凹所を有し、
前記第1凹所は、前記放熱材収容凹部の少なくとも一部を構成する、
請求項4に記載のモータ。 - 前記蓋部は、前記第1方向の一方側を向く面に、前記コンデンサの前記第1方向の他方側の端面より前記第1方向の一方側へ突出する第1突起部を有し、
前記第1突起部は、前記第1凹所に嵌入される、
請求項5に記載のモータ。 - 前記蓋部は、前記第1方向の一方側を向く面に、前記第1方向の他方側に凹む第2凹所を有し、
前記第2凹所は、前記放熱材収容凹部の少なくとも一部を構成する、
請求項4に記載のモータ。 - 前記ヒートシンクは、前記第1方向の他方側を向く面に、前記第1方向の他方側へ突出する第2突起部を有し、
前記第2突起部は前記第2凹所に嵌入される、
請求項7に記載のモータ。 - 前記コンデンサは、前記コンデンサが実装される基板から前記第1方向の他方側に延び、
前記ヒートシンクは、前記第1方向の一方側の端部から前記第1方向の他方側の端部まで延び、
前記放熱材は、前記コンデンサの側面のうち、前記中央部から前記第1方向の一方側の端部又は前記第1方向の他方側の端部に至る領域の少なくとも一部に対向し、
前記モータ本体は、
前記コンデンサの前記第1方向の他方側に配置され、前記コンデンサの前記第1方向の他方側の端面および前記ヒートシンクの前記第1方向の他方側を向く面と対向する蓋部をさらに備える、
請求項1に記載のモータ。 - 前記コンデンサは、前記コンデンサが実装される基板から前記第1方向の他方側に延び、
前記ヒートシンクは、前記第1方向の一方側に開口するコンデンサ収容凹部を備え、
前記コンデンサは、前記コンデンサ収容凹部内に配置され、
前記放熱材は、前記コンデンサ収容凹部の内壁面と、前記コンデンサの側面のうち前記第1方向の中央部から一方側の端部又は他方側の端部に至る領域の少なくとも一部に対向する、
請求項1に記載のモータ。 - 前記ヒートシンクは、前記コンデンサの前記中央部に対向する側面に、前記コンデンサの側面に直交する第2方向に向かって凹む放熱材収容凹部を有し、
前記放熱材は前記放熱材収容凹部内に配置される、
請求項9または10に記載のモータ。 - 前記ヒートシンクは、前記コンデンサの側面の前記中央部に対向する面に、前記コンデンサの側面に直交する第2方向に凹む第3凹所を有し、
前記第3凹所は、前記コンデンサの前記中央部から前記第1方向の他方側まで延び、
前記放熱材は前記第3凹所に配置される、
請求項9または10に記載のモータ。 - 前記ヒートシンクは、前記コンデンサの側面の前記中央部に対向する面に、前記第2方向に凹む第4凹所を有し、
前記第4凹所は、前記コンデンサの前記中央部から前記第1方向の他方側まで延び、
前記放熱材は前記第4凹所に配置される、
請求項9または10に記載のモータ。 - 前記第1方向の中央部より他方側において前記コンデンサと前記ヒートシンクとの間を封止する封止部材を有し、
前記放熱材は、前記コンデンサと、前記ヒートシンクと、前記基板と、前記封止部材に接触する、
請求項9または10に記載のモータ。 - 前記第1方向の前記中央部より一方側において前記コンデンサと前記ヒートシンクとの間を封止する封止部材を有し、
前記放熱材は、前記コンデンサと、前記ヒートシンクと、前記蓋部と、前記封止部材と、に接触する、
請求項9に記載のモータ。 - 前記第1方向の中央部より一方側において前記コンデンサと前記ヒートシンクとの間を封止する封止部材を有し、
前記放熱材は、前記コンデンサと、前記ヒートシンクと、前記封止部材と、に接触する、
請求項10に記載のモータ。 - 前記蓋部は、前記第1方向の一方側に向く面に、前記第1方向の一方側に向かって突出し、前記コンデンサの側面と対向する第3突起部を有し、
前記第3突起部は、前記コンデンサと前記ヒートシンクとの間に配置され、
前記放熱材は、前記コンデンサと、前記ヒートシンクと、前記第3突起部と、前記基板に接触する、
請求項9に記載のモータ。
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