JP2019154088A - モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】コストダウンと、発熱素子に対する冷却性の確保とを両立できるモータを提供する。【解決手段】本実施形態のモータ10において、ロータハウジング24の周囲には、モータホルダ20が設けられている。センターピース22は、ロータハウジング24の開口と対向する板状部42を有する。板状部42に対するステータ18と反対側には、回路基板58が配置され、回路基板58の板状部42側の面には、発熱素子60が実装されている。モータ10には、モータホルダ20に形成された空気取入口66から板状部42と回路基板58との間に亘って空気流通路68が形成されている。ヒートシンク72は、回路基板58の板状部42側に配置されて発熱素子60と接触すると共に、空気流通路68と接している。このヒートシンク72は、プレス成形品であり、回路基板58と共に板状部42にネジ止めされている。【選択図】図2
Description
本発明は、モータに関する。
従来、有天筒状のロータハウジングを有するロータと、ロータハウジングの内側に収容されたステータと、ロータハウジングの周囲に設けられたモータホルダと、ロータハウジングの開口と対向する板状部を有するセンターピースと、板状部に対するステータと反対側に配置された回路基板とを備えるモータがある(例えば、特許文献1参照)。
また、このモータには、モータホルダに形成された空気取入口から板状部とモータホルダとの間に亘って空気流通路が形成されており、空気取入口から取り入れられた空気は、空気流通路によってステータに案内される。板状部には、空気流通路に接するヒートシンクが設けられており、このヒートシンクが回路基板に実装された発熱素子と接触することで、発熱素子が冷却される。
しかしながら、上述のモータにおいて、ヒートシンクがダイキャスト品であると、コストアップになる。また、ヒートシンクにネジ穴が形成され、板状部を貫通するネジがヒートシンクのネジ穴に螺入されることでヒートシンクが板状部に固定される構成とされていると、ヒートシンクにネジ穴を追加工する必要があり、このことによっても、コストアップになる。さらに、このようなヒートシンクについては、発熱素子に対する冷却性を確保できることが要求される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、コストダウンと、発熱素子に対する冷却性の確保とを両立できるモータを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載のモータは、有天筒状のロータハウジングを有するロータと、前記ロータハウジングの内側に収容されたステータと、前記ロータハウジングの周囲に設けられたモータホルダと、前記ロータハウジングの開口と対向する板状部を有するセンターピースと、前記板状部に対する前記ステータと反対側に配置され、前記板状部側の面に発熱素子が実装された回路基板と、前記モータホルダに形成された空気取入口から前記板状部と前記回路基板との間に亘って形成され、前記空気取入口から取り入れられた空気を前記ステータに案内する空気流通路と、前記回路基板の前記板状部側に配置されて前記発熱素子と接触又は伝熱材を介して接触すると共に、前記空気流通路と接し、かつ、ネジが挿入された貫通穴が形成されて前記回路基板と共に前記板状部にネジ止めされたプレス成形品であるヒートシンクと、を備える。
このモータによれば、ヒートシンクは、プレス成形品であるので、ダイキャスト品に対して、製造が容易である。したがって、コストダウンすることができる。しかも、ヒートシンクには、ネジが挿入される貫通穴が形成されており、このヒートシンクは、回路基板と共に板状部にネジ止めされる。したがって、ヒートシンクにネジ穴を追加工する必要がなく、また、貫通穴は、プレス加工時に形成することができるので、このことによっても、コストダウンすることができる。
さらに、モータには、モータホルダに形成された空気取入口から板状部と回路基板との間に亘って空気流通路が形成されており、ヒートシンクは、回路基板の板状部側に配置されて発熱素子と接触又は伝熱材を介して接触すると共に、空気流通路と接している。したがって、ヒートシンクを通じて発熱素子の熱を空気流通路の空気に放出することができるので、発熱素子に対する冷却性を確保することができる。
なお、請求項2に記載のように、請求項1に記載のモータにおいて、前記板状部には、前記回路基板側に突出して先端部が前記ヒートシンクに当接すると共に、前記ネジが螺入されたネジ穴を有し、かつ、前記空気流通路に配置されたボス部が形成されていても良い。
このモータによれば、板状部には、回路基板側に突出するボス部が形成されており、このボス部の先端部は、ヒートシンクに当接している。そして、ヒートシンクの貫通穴に挿入されたネジがボス部のネジ穴に螺入されることにより、ヒートシンクが板状部に固定される。ここで、ボス部は、空気流通路に配置されているが、このボス部は、ネジ穴を有するだけの細い円筒状であるので、例えば壁等の構造物でヒートシンクを支持する場合に比して、空気流通路の空気の流れが阻害されることを抑制することができる。
以下、本発明の一実施形態について説明する。
図1に示される本実施形態のモータ10は、例えば乗用自動車等の車両に搭載されるファンモータとして好適に用いられるものである。このモータ10は、モータアッセンブリ12と、回路基板58と、回路ケース62と、ヒートシンク72とを備えている。
図2に示されるように、モータアッセンブリ12は、モータシャフト14と、ロータ16と、ステータ18と、モータホルダ20と、センターピース22とを備えている。なお、各図において、矢印Z1は、モータ10の軸方向一方側を示しており、矢印Z2は、モータ10の軸方向他方側を示している。
ロータ16は、有天円筒状のロータハウジング24と、ロータハウジング24の周壁部の内側に固着されたロータマグネット26を有している。ロータハウジング24の内側には、後述するステータ18が収容されており、ロータマグネット26は、ステータ18の径方向外側にステータ18と対向して配置されている。
ロータハウジング24の天井部の中央部には、円筒状の固定部28が形成されており、この固定部28の内側には、モータシャフト14が圧入されている。このモータシャフト14の先端部は、ロータハウジング24の軸方向一方側に突出している。
ステータ18は、ステータコア30と、複数の巻線32を有している。複数の巻線32は、ステータコア30に放射状に形成された複数のティース34に樹脂製のインシュレータを介して巻回されている。ステータコア30の中央部には、ステータコア30の軸方向に貫通する孔が形成されており、このステータコア30及び複数の巻線32を含むステータ18の全体は、環状を成している。
モータホルダ20は、例えば、樹脂製であり、ロータハウジング24の周囲に設けられている。このモータホルダ20は、ロータハウジング24の周囲を囲う円筒部36と、この円筒部36から円筒部36の径方向外側に拡がる円環部38とを有している。この円環部38は、ロータハウジング24の軸方向を板厚方向とする円環板状に形成されている。円環部38の周方向の複数の箇所には、車体等の取付対象物に固定される結合部40がそれぞれ形成されている。
センターピース22は、例えば、樹脂製である。このセンターピース22は、ロータハウジング24の開口と対向する板状部42と、この板状部42の中央部からステータ18側に突出する支持部44と、この支持部44に組み付けられた支持部材46とを有している。板状部42には、上述の結合部40と対応する位置に被結合部48が形成されている。この結合部40及び被結合部48がボルト50で結合されることにより、モータホルダ20は、センターピース22に組み付けられている。
また、支持部44の先端部は、環状に形成されたステータコア30の内側に圧入されており、これにより、ステータ18は、センターピース22に支持されている。さらに、センターピース22に設けられた支持部44及び支持部材46には、軸受52がそれぞれ設けられており、この軸受52の内側には、モータシャフト14が圧入されている。このようにしてモータシャフト14が軸受52を介して支持部44及び支持部材46に支持されることにより、モータシャフト14を含むロータ16の全体は、センターピース22及びステータ18に対して回転可能とされている。
板状部42には、回路基板58側に突出する円筒状のボス部54が形成されている。また、この板状部42には、ボス部54と同様の複数の他のボス部(不図示)が形成されている。これらボス部54及び複数の他のボス部には、ネジ穴56(図3参照)がそれぞれ形成されている。
回路基板58は、板状部42に対するステータ18と反対側に配置されている。回路基板58は、上述のボス部54及び他のボス部に支持されることにより、板状部42と離間して配置されている。回路基板58における板状部42側の面には、平盤状の発熱素子60が実装されている。発熱素子60は、回路基板58に重ね合わされた状態で回路基板58に実装されている。発熱素子60は、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。
この回路基板58は、巻線32の励磁を切替制御する機能を有する。回路基板58によって巻線32の励磁が切替制御されると、ステータ18に回転磁界が形成される。また、ステータ18に回転磁界が形成されると、ステータ18とロータ16との間に吸引及び反発力が作用し、ロータ16が回転する。
回路ケース62は、扁平容器状に形成されており、開口を板状部42側に向けた状態で板状部42に組み付けられている。回路ケース62と板状部42とによって形成された空間には、上述の回路基板58が収容されている。
この回路ケース62及び上述のモータホルダ20には、モータアッセンブリ12の径方向外側に延出する延出部64が形成されている。この延出部64は、ダクト状に形成されている。この延出部64の先端部には、空気取入口66が形成されている。この空気取入口66は、モータホルダ20に形成されている。
上述の延出部64の内側、及び、板状部42と回路基板58との間の隙間は、空気流通路68を形成している。つまり、モータ10には、空気取入口66から板状部42と回路基板58との間に亘って空気流通路68が形成されている。板状部42には、空気流通路68の出口部と対応する位置に連通口70が形成されており、ステータ18に形成された複数のティース34の間のスロットと、空気流通路68とは、連通口70を通じて連通されている。
ヒートシンク72は、プレス成形品であり、板状に形成されている。このヒートシンク72は、伝熱性の高い例えばアルミニウム等の金属で形成される。ヒートシンク72は、回路基板58の板状部42側に配置されており、平盤状の発熱素子60に重ね合わされた状態で発熱素子60と接触している。なお、回路基板58には、複数の発熱素子60(図1参照)が集約して実装されており、ヒートシンク72は、複数の発熱素子60と接触している。また、このヒートシンク72は、回路基板58の板状部42側に配置されることにより、空気流通路68と接している。
ヒートシンク72は、より具体的には、発熱素子60に重ね合わされた本体部74と、本体部74に対して屈曲された傾斜部76とを有する(図3も参照)。傾斜部76は、回路基板58の外側に突出している。この傾斜部76は、回路基板58側に向かうに従って板状部42側に向かうようにモータアッセンブリ12の径方向に対して傾斜している。
図3に示されるように、ヒートシンク72及び回路基板58には、上述のボス部54に形成されたネジ穴56と整合する位置に貫通穴78、80がそれぞれ形成されている。そして、この貫通穴78、80にネジ82が挿入されると共に、このネジ82がネジ穴56に螺入されることにより、ヒートシンク72は、回路基板58と共に板状部42にネジ止めされている。つまり、ヒートシンク72及び回路基板58は、板状部42に共締めされている。
このように回路基板58と共に板状部42に共締めされたヒートシンク72には、板状部42から回路基板58側に突出する上述のボス部54の先端部が当接されている。そして、ヒートシンク72は、ボス部54及び回路基板58に挟まれた状態で板状部42に対して支持されている。また、このヒートシンク72を支持するボス部54は、上述のように、板状部42から回路基板58側に突出することにより、空気流通路68に配置されている。
図4に示されるように、ヒートシンク72の本体部74には、ヒートシンク72の裏側に突出する複数の突起部84が形成されている。この突起部84は、上述の発熱素子60(図3参照)の厚さに相当する高さを有している。突起部84及び貫通穴78は、ヒートシンク72のプレス加工時に形成される。
図3に示されるように、ヒートシンク72及び回路基板58が板状部42に共締めされた状態において、突起部84は、回路基板58における板状部42側の面に当接する。本体部74が発熱素子60に重ね合わされた状態で、突起部84が回路基板58における板状部42側の面に当接することにより、ヒートシンク72ががたつくことなく回路基板58に固定される。
以上の構成であるモータ10(図2参照)は、上述の通り、例えば乗用自動車等の車両に搭載されるファンモータとして好適に用いられるものである。モータ10が車両に搭載されるファンモータとして使用される場合、モータシャフト14の先端部には、ファン100(例えばシロッコファン)が取り付けられ、モータホルダ20は、ファン100を収容するダクト102に組み付けられる。
ファン100は、回転に伴いファン100の軸方向一方側に向けて送風するように構成されている。ダクト102におけるファン100と対向する位置には、送風口104が形成されており、さらに、ダクト102の側部には、ダクト102の軸方向に延びる空気取入流路106が形成されている。空気取入流路106の一端部は、ダクト102の内側と連通されており、空気取入流路106の他端部は、上述の空気取入口66と連通されている。
そして、このモータ10では、ロータ16と共にファン100が回転すると、ファン100の軸方向一方側が正圧になり、ファン100の軸方向他方側が負圧になる。また、このとき、空気取入流路106に空気が流入し、空気取入流路106の内側をダクト102の軸方向一方側から他方側に向けて空気が流れる。図2において矢印Aで示されるように、この空気は、空気取入口66を通じて空気流通路68に取り入れられ、この空気流通路68に取り入れられた空気は、空気流通路68に案内され、連通口70を通じてステータ18における複数のティース34の間のスロットに流入する。
ここで、ヒートシンク72は、回路基板58の板状部42側に配置されて発熱素子60と接触すると共に、空気流通路68と接している。したがって、発熱素子60の熱がヒートシンク72を通じて空気流通路68の空気に放出され、これにより、発熱素子60が冷却される。
また、板状部42に形成されたボス部54は、空気流通路68に配置されているが、このボス部54は、ネジ穴56(図3参照)を有するだけの細い円筒状である。したがって、例えば壁等の構造物でヒートシンク72を支持する場合に比して、空気流通路68の空気の流れが阻害されることが抑制される。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
先ず、本実施形態の作用及び効果を明確にするために、比較例について説明する。図7には、比較例に係るヒートシンク112が示されている。この比較例に係るヒートシンク112は、ダイキャスト品であり、複数のフィン116と、ネジ穴118とを有している。
しかしながら、このように、ヒートシンク112がダイキャスト品であると、コストアップになる。また、ヒートシンク112にネジ穴118が形成され、このネジ穴118を利用してヒートシンク112が固定される構成とされていると、ヒートシンク112にネジ穴118を追加工する必要があり、このことによっても、コストアップになる。
これに対し、図2に示される本実施形態のモータ10によれば、ヒートシンク72(図3も参照)は、プレス成形品であるので、ダイキャスト品に対して、製造が容易である。したがって、コストダウンすることができる。しかも、ヒートシンク72には、ネジ82が挿入される貫通穴78が形成されており、このヒートシンク72は、回路基板58と共に板状部42にネジ止めされる。したがって、ヒートシンク72にネジ穴を追加工する必要がなく、また、貫通穴78は、プレス加工時に形成することができるので、このことによっても、コストダウンすることができる。
さらに、本実施形態のモータ10には、モータホルダ20に形成された空気取入口66から板状部42と回路基板58との間に亘って空気流通路68が形成されており、ヒートシンク72は、回路基板58の板状部42側に配置されて発熱素子60と接触すると共に、空気流通路68と接している。したがって、ヒートシンク72を通じて発熱素子60の熱を空気流通路68の空気に放出することができるので、発熱素子60に対する冷却性を確保することができる。
また、板状部42には、回路基板58側に突出するボス部54が形成されており、このボス部54の先端部は、ヒートシンク72に当接している。そして、ヒートシンク72の貫通穴78に挿入されたネジ82がボス部54のネジ穴56に螺入されることにより、ヒートシンク72が板状部42に固定される。ここで、ボス部54は、空気流通路68に配置されているが、このボス部54は、ネジ穴56を有するだけの細い円筒状であるので、例えば壁等の構造物でヒートシンク72を支持する場合に比して、空気流通路68の空気の流れが阻害されることを抑制することができる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
上記実施形態において、ヒートシンク72は、例えば、図5に示されるように、放熱用の複数の凸部86を有していても良い。この複数の凸部86は、上述の空気流通路68(図2参照)における空気の流れの方向に沿って延びている。この複数の凸部86は、ヒートシンク72のプレス加工時に形成することが可能である。このようにヒートシンク72に複数の凸部86が形成されていると、空気と接触するヒートシンク72の表面積が増加するので、ヒートシンク72の放熱性を高めることができる。
また、上記実施形態において、ヒートシンク72は、例えば、図6に示されるように、伝熱材88を介して発熱素子60と接触していても良い。このように構成されていても、発熱素子60の熱をヒートシンク72に伝えることで、発熱素子60を冷却することができる。
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、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
10…モータ、12…モータアッセンブリ、14…モータシャフト、16…ロータ、18…ステータ、20…モータホルダ、22…センターピース、24…ロータハウジング、26…ロータマグネット、28…固定部、30…ステータコア、32…巻線、34…ティース、36…円筒部、38…円環部、40…結合部、42…板状部、44…支持部、46…支持部材、48…被結合部、50…ボルト、52…軸受、54…ボス部、56…ネジ穴、58…回路基板、60…発熱素子、62…回路ケース、64…延出部、66…空気取入口、68…空気流通路、70…連通口、72…ヒートシンク、74…本体部、76…傾斜部、78…貫通穴、82…ネジ、84…突起部、86…凸部、88…伝熱材
Claims (2)
- 有天筒状のロータハウジングを有するロータと、
前記ロータハウジングの内側に収容されたステータと、
前記ロータハウジングの周囲に設けられたモータホルダと、
前記ロータハウジングの開口と対向する板状部を有するセンターピースと、
前記板状部に対する前記ステータと反対側に配置され、前記板状部側の面に発熱素子が実装された回路基板と、
前記モータホルダに形成された空気取入口から前記板状部と前記回路基板との間に亘って形成され、前記空気取入口から取り入れられた空気を前記ステータに案内する空気流通路と、
前記回路基板の前記板状部側に配置されて前記発熱素子と接触又は伝熱材を介して接触すると共に、前記空気流通路と接し、かつ、ネジが挿入された貫通穴が形成されて前記回路基板と共に前記板状部にネジ止めされたプレス成形品であるヒートシンクと、
を備えるモータ。 - 前記板状部には、前記回路基板側に突出して先端部が前記ヒートシンクに当接すると共に、前記ネジが螺入されたネジ穴を有し、かつ、前記空気流通路に配置されたボス部が形成されている、
請求項1に記載のモータ。
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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JP2018035497A Pending JP2019154088A (ja) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | モータ |
Country Status (1)
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2018
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