JP2020072500A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine.
従来、回転電機としては、ステータと、シャフトと、ロータと、センターピースと、回路基板と、基板ケースとを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electric rotating machine including a stator, a shaft, a rotor, a center piece, a circuit board, and a board case (for example, refer to Patent Document 1).
この回転電機において、ステータは、環状であり、シャフトは、ステータの中心軸上に配置されている。ロータは、シャフトに回転可能に支持されており、センターピースは、ステータの軸方向にステータと対向する板状部を有する。板状部には、ステータ及びシャフトが固定されている。回路基板は、板状部に対するステータと反対側に配置され、基板ケースは、回路基板に対する板状部と反対側から回路基板を覆っている。 In this rotating electric machine, the stator is annular and the shaft is arranged on the central axis of the stator. The rotor is rotatably supported by the shaft, and the center piece has a plate-shaped portion that faces the stator in the axial direction of the stator. A stator and a shaft are fixed to the plate-shaped portion. The circuit board is arranged on the side opposite to the stator with respect to the plate-like portion, and the board case covers the circuit board from the side opposite to the plate-like portion with respect to the circuit board.
上記回転電機において、センターピースが樹脂製とされた場合、回路基板から発生する電磁ノイズ及び熱の伝導経路としてセンターピースを使用できないため、回路基板に対する電磁シールド性及び放熱性が低下する虞がある。 In the above rotary electric machine, when the center piece is made of resin, the center piece cannot be used as a conduction path for electromagnetic noise and heat generated from the circuit board, which may reduce electromagnetic shielding and heat dissipation of the circuit board. ..
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、センターピースが樹脂製とされた場合でも、回路基板に対する電磁シールド性及び放熱性を確保できる回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotating electric machine that can secure electromagnetic shielding properties and heat dissipation properties for a circuit board even when the center piece is made of resin.
前記課題を解決するために、請求項１に記載の回転電機は、環状のステータと、前記ステータの中心軸上に配置されたシャフトと、前記シャフトに回転可能に支持されたロータと、前記ステータの軸方向に前記ステータと対向し前記ステータ及び前記シャフトが固定された板状部を有する樹脂製のセンターピースと、前記板状部に対する前記ステータと反対側に配置された金属板と、前記金属板に対する前記板状部と反対側に配置され、グラウンドが前記金属板と接触する回路基板と、前記回路基板に対する前記金属板と反対側から前記回路基板を覆うと共に、前記金属板と接触する金属製の基板ケースと、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the rotating electric machine according to claim 1 has an annular stator, a shaft arranged on a central axis of the stator, a rotor rotatably supported by the shaft, and the stator. A center piece made of resin having a plate-shaped portion that faces the stator in the axial direction and to which the stator and the shaft are fixed, a metal plate arranged on the opposite side of the plate-shaped portion from the stator, and the metal A circuit board disposed on the opposite side of the plate from the plate and having a ground contacting the metal plate, and a metal contacting the metal plate while covering the circuit board from the opposite side of the metal plate to the circuit board. A substrate case made of metal.
この回転電機によれば、板状部に対するステータと反対側には、金属板が配置されており、金属板に対する板状部と反対側には、回路基板が配置されている。この回路基板のグラウンドは、金属板と接触している。また、回路基板は、この回路基板に対する金属板と反対側から基板ケースに覆われている。この回路基板は、金属製であり、金属板と接触している。 According to this rotating electric machine, the metal plate is arranged on the side opposite to the stator with respect to the plate-like portion, and the circuit board is arranged on the side opposite to the plate-like portion with respect to the metal plate. The ground of this circuit board is in contact with the metal plate. The circuit board is covered with the board case from the side opposite to the metal plate with respect to the circuit board. The circuit board is made of metal and is in contact with the metal plate.
以上の構成により、センターピースが樹脂製とされた場合でも、回路基板から発生する電磁ノイズ及び熱の伝導経路を金属板及び基板ケースに形成できるため、回路基板に対する電磁シールド性及び放熱性を確保できる。 With the above configuration, even if the centerpiece is made of resin, the electromagnetic noise and heat conduction paths generated from the circuit board can be formed in the metal plate and the board case, so the electromagnetic shielding and heat dissipation of the circuit board are ensured. it can.
なお、請求項２に記載のように、請求項１に記載の回転電機において、前記回路基板は、前記金属板及び前記基板ケースの内側に密閉状態で収容されていてもよい。 As described in claim 2, in the rotary electric machine according to claim 1, the circuit board may be housed inside the metal plate and the board case in a sealed state.
この回転電機によれば、回路基板は、金属板及び基板ケースの内側に密閉状態で収容されているので、回路基板に対する防塵・防滴性も確保できる。 According to this rotating electric machine, since the circuit board is housed in the metal plate and the inside of the board case in a sealed state, it is possible to secure dustproofness and dripproofness to the circuit board.
以下、本発明の一実施形態について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below.
図１、図２には、本実施形態に係る回転電機１０が示されている。各図において、矢印Ａ１は回転電機１０の軸方向一方側を示し、矢印Ａ２は回転電機１０の軸方向他方側を示している。図２では、図１の基板ケース２６の図示が省略されている。 1 and 2 show a rotary electric machine 10 according to the present embodiment. In each drawing, an arrow A1 indicates one side in the axial direction of the rotary electric machine 10, and an arrow A2 indicates the other side in the axial direction of the rotary electric machine 10. In FIG. 2, the illustration of the substrate case 26 of FIG. 1 is omitted.
図１に示されるように、本実施形態に係る回転電機１０は、ブラシレスモータであり、ステータ１２と、シャフト１４と、ロータ１６と、センターピース１８と、金属板２０と、回路基板２２と、コネクタ部材２４と、基板ケース２６等を備えている。 As shown in FIG. 1, a rotary electric machine 10 according to the present embodiment is a brushless motor, and includes a stator 12, a shaft 14, a rotor 16, a center piece 18, a metal plate 20, a circuit board 22, The connector member 24 and the substrate case 26 are provided.
ステータ１２は、ステータコア３２と、複数の巻線３４とを備えている。ステータコア３２は、環状部３６と、この環状部３６の周囲に放射状に形成された複数のティース部３８とを有している。巻線３４は、ティース部３８に巻回されている。このステータコア３２及び複数の巻線３４を有するステータコア３２の全体は、環状を成している。シャフト１４は、後述する軸受収容部４４と共に環状部３６の内側に挿入されており、ステータ１２の中心軸上に配置されている。 The stator 12 includes a stator core 32 and a plurality of windings 34. The stator core 32 has an annular portion 36 and a plurality of teeth portions 38 radially formed around the annular portion 36. The winding wire 34 is wound around the teeth portion 38. The entire stator core 32 and the stator core 32 having the plurality of windings 34 have an annular shape. The shaft 14 is inserted inside the annular portion 36 together with a bearing accommodating portion 44 described later, and is arranged on the central axis of the stator 12.
ロータ１６は、ロータハウジング４０と、ロータマグネット４２とを備えている。ロータハウジング４０は、円筒状の軸受収容部４４と、有天円筒状の外筒部４６とを有している。外筒部４６の内周面には、ロータマグネット４２が固着されている。外筒部４６の矢印Ａ１側には、底壁部４８が形成されており、外筒部４６の矢印Ａ２側は、開口されている。 The rotor 16 includes a rotor housing 40 and a rotor magnet 42. The rotor housing 40 has a cylindrical bearing accommodating portion 44 and a ceiling-shaped cylindrical outer cylinder portion 46. The rotor magnet 42 is fixed to the inner peripheral surface of the outer tubular portion 46. A bottom wall portion 48 is formed on the arrow A1 side of the outer tubular portion 46, and an arrow A2 side of the outer tubular portion 46 is opened.
軸受収容部４４は、底壁部４８の中央部から矢印Ａ２側に延びている。軸受収容部４４の内側には、シャフト１４が挿入されている。この軸受収容部４４の内側には、一対の軸受５０が収容されている。一対の軸受５０は、シャフト１４と軸受収容部４４との間に配置されており、シャフト１４に対してロータ１６を回転可能に支持している。シャフト１４の矢印Ａ２側は、軸受収容部４４の矢印Ａ２側の開口を通じて軸受収容部４４から後述するセンターピース１８側に突出されている。 The bearing housing portion 44 extends from the central portion of the bottom wall portion 48 toward the arrow A2 side. The shaft 14 is inserted inside the bearing housing portion 44. A pair of bearings 50 is accommodated inside the bearing accommodating portion 44. The pair of bearings 50 is arranged between the shaft 14 and the bearing housing portion 44, and rotatably supports the rotor 16 with respect to the shaft 14. The arrow A2 side of the shaft 14 is projected from the bearing accommodating portion 44 to the center piece 18 side described later through the opening of the bearing accommodating portion 44 on the arrow A2 side.
センターピース１８の全体は、樹脂製とされている。このセンターピース１８は、板状（平盤状）の板状部５２を有している。この板状部５２、金属板２０、及び、回路基板２２の配置構成については、図２にも示されている。 The center piece 18 is entirely made of resin. The center piece 18 has a plate-shaped (flat plate-shaped) plate-shaped portion 52. The arrangement of the plate portion 52, the metal plate 20, and the circuit board 22 is also shown in FIG.
板状部５２は、ステータ１２に対する矢印Ａ２側に配置されており、ステータ１２の軸方向にステータ１２と対向している。この板状部５２の中心部には、矢印Ａ１側に開口する凹状のシャフト支持部５４が形成されており、このシャフト支持部５４には、シャフト１４が圧入されることにより固定されている。また、この板状部５２には、上述のステータ１２（ステータコア３２）がネジ５６によって固定されている。 The plate-shaped portion 52 is arranged on the arrow A2 side with respect to the stator 12 and faces the stator 12 in the axial direction of the stator 12. A concave shaft support portion 54 opening to the arrow A1 side is formed in the center of the plate-shaped portion 52, and the shaft 14 is fixed to the shaft support portion 54 by being press-fitted. Further, the stator 12 (stator core 32) described above is fixed to the plate-shaped portion 52 with screws 56.
金属板２０は、例えば、アルミニウム製や鉄製とされる。この金属板２０は、板状部５２に対するステータ１２と反対側（矢印Ａ２側）に配置されており、板状部５２に重ね合わされている。金属板２０には、後述する回路基板２２側に膨出する複数のボス部５８が形成されている。 The metal plate 20 is made of, for example, aluminum or iron. The metal plate 20 is arranged on the opposite side of the plate-shaped portion 52 from the stator 12 (arrow A2 side) and is superposed on the plate-shaped portion 52. The metal plate 20 is formed with a plurality of boss portions 58 that bulge toward the circuit board 22 to be described later.
回路基板２２は、金属板２０に対するステータ１２と反対側（矢印Ａ２側）に配置されており、複数のボス部５８に支持されている。この回路基板２２は、回路基板２２及びボス部５８を貫通するネジ６０によって金属板２０と共に板状部５２に固定されている。回路基板２２には、巻線３４の端末部が接続されている。回路基板２２は、複数の巻線３４への通電を切り替えるための電子回路を有している。 The circuit board 22 is disposed on the opposite side of the metal plate 20 from the stator 12 (arrow A2 side), and is supported by the plurality of boss portions 58. The circuit board 22 is fixed to the plate-like portion 52 together with the metal plate 20 by screws 60 penetrating the circuit board 22 and the boss portion 58. The terminal portion of the winding 34 is connected to the circuit board 22. The circuit board 22 has an electronic circuit for switching the energization of the plurality of windings 34.
金属板２０及び回路基板２２は、ボス部５８において互いに接触する第一接触部６２を有している。この第一接触部６２は、金属板２０と回路基板２２のグラウンドとの電気的な接触部を含んでいる。なお、第一接触部６２において、金属板２０と回路基板２２のグラウンドとは、直接的に接触していてもよく、また、導電材等を介して間接的に接触していてもよい。 The metal plate 20 and the circuit board 22 have a first contact portion 62 that contacts each other at the boss portion 58. The first contact portion 62 includes an electrical contact portion between the metal plate 20 and the ground of the circuit board 22. In the first contact portion 62, the metal plate 20 and the ground of the circuit board 22 may be in direct contact with each other, or may be in indirect contact with each other via a conductive material or the like.
コネクタ部材２４は、板状部５２の周縁部のうちの一部分に対応して設けられている。このコネクタ部材２４には、板状部５２の外方に突出するコネクタ部６４が設けられており、このコネクタ部６４に設けられたコネクタ端子は、回路基板２２に形成された電子回路と電気的に接続されている。 The connector member 24 is provided so as to correspond to a part of the peripheral portion of the plate-shaped portion 52. The connector member 24 is provided with a connector portion 64 projecting to the outside of the plate-like portion 52, and the connector terminal provided on the connector portion 64 is electrically connected to the electronic circuit formed on the circuit board 22. It is connected to the.
基板ケース２６は、例えば、アルミニウム製や鉄製とされる。この基板ケース２６は、扁平箱状に形成されており、板状部５２に対するステータ１２と反対側から板状部５２に組み付けられている。この基板ケース２６は、回路基板２２に対する金属板２０と反対側から回路基板２２を覆っており、基板ケース２６と金属板２０との間の空間には、回路基板２２が収容されている。 The substrate case 26 is made of aluminum or iron, for example. The substrate case 26 is formed in a flat box shape and is attached to the plate-shaped portion 52 from the side opposite to the stator 12 with respect to the plate-shaped portion 52. The board case 26 covers the circuit board 22 from the side opposite to the metal plate 20 with respect to the circuit board 22, and the circuit board 22 is accommodated in the space between the board case 26 and the metal plate 20.
金属板２０及び基板ケース２６は、互いの周縁部において互いに接触する第二接触部６６を有している。この第二接触部６６は、金属板２０と基板ケース２６との電気的な接触部を含んでいる。第二接触部６６は、金属板２０及び基板ケース２６の周縁部の全周に形成されている。なお、第二接触部６６において、金属板２０と基板ケース２６とは、直接的に接触していてもよく、また、導電材等を介して間接的に接触していてもよい。 The metal plate 20 and the substrate case 26 have second contact portions 66 that contact each other at their peripheral portions. The second contact portion 66 includes an electrical contact portion between the metal plate 20 and the substrate case 26. The second contact portion 66 is formed on the entire circumference of the peripheral edge portion of the metal plate 20 and the substrate case 26. In the second contact portion 66, the metal plate 20 and the substrate case 26 may be in direct contact with each other or may be in indirect contact with each other via a conductive material or the like.
図３には、図１の金属板２０、回路基板２２、及び、基板ケース２６が模式的に示されている。図３に示されるように、本実施形態では、第一接触部６２において、金属板２０と回路基板２２のグラウンドとが接触すると共に、第二接触部６６において、金属板２０と基板ケース２６とが接触している。このため、矢印Ｍで示されるように、回路基板２２から発生した電磁ノイズを、金属板２０と基板ケース２６との間でループさせることができ、結果として、回路基板２２に対する電磁シールド性が確保される。 In FIG. 3, the metal plate 20, the circuit board 22, and the board case 26 of FIG. 1 are schematically shown. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, at the first contact portion 62, the metal plate 20 and the ground of the circuit board 22 are in contact with each other, and at the second contact portion 66, the metal plate 20 and the substrate case 26 are connected to each other. Are in contact. Therefore, as indicated by the arrow M, the electromagnetic noise generated from the circuit board 22 can be looped between the metal plate 20 and the board case 26, and as a result, the electromagnetic shielding property for the circuit board 22 is ensured. To be done.
また、矢印Ｈで示されるように、回路基板２２から発生した熱を、金属板２０から基板ケース２６へ伝達させることができ、結果として、回路基板２２に対する放熱性が確保される。 Further, as shown by the arrow H, the heat generated from the circuit board 22 can be transferred from the metal plate 20 to the board case 26, and as a result, heat dissipation to the circuit board 22 is secured.
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
以上詳述した通り、本実施形態に係る回転電機１０によれば、板状部５２に対するステータ１２と反対側には、金属板２０が配置されており、金属板２０に対する板状部５２と反対側には、回路基板２２が配置されている。この回路基板２２のグラウンドは、金属板２０と接触している。また、回路基板２２は、この回路基板２２に対する金属板２０と反対側から基板ケース２６に覆われている。この回路基板２２は、金属製であり、金属板２０と接触している。 As described above in detail, according to the rotary electric machine 10 according to the present embodiment, the metal plate 20 is arranged on the side of the plate-shaped portion 52 opposite to the stator 12, and is opposite to the plate-shaped portion 52 for the metal plate 20. The circuit board 22 is arranged on the side. The ground of the circuit board 22 is in contact with the metal plate 20. The circuit board 22 is covered with a board case 26 from the side opposite to the metal plate 20 with respect to the circuit board 22. The circuit board 22 is made of metal and is in contact with the metal plate 20.
以上の構成により、センターピース１８が樹脂製とされた場合でも、回路基板２２から発生する電磁ノイズ及び熱の伝導経路を金属板２０及び基板ケース２６に形成できるため、回路基板２２に対する電磁シールド性及び放熱性を確保できる。 With the above configuration, even if the center piece 18 is made of resin, the electromagnetic noise and heat conduction paths generated from the circuit board 22 can be formed in the metal plate 20 and the board case 26. And heat dissipation can be secured.
また、本実施形態に係る回転電機１０によれば、センターピース１８は、樹脂製とされているので、例えば、センターピース１８が金属製とされた場合に比して、軽量化できる。 Further, according to the rotary electric machine 10 of the present embodiment, the center piece 18 is made of resin, so that the weight can be reduced as compared with the case where the center piece 18 is made of metal, for example.
次に、本実施形態の変形例について説明する。 Next, a modified example of the present embodiment will be described.
上記実施形態において、金属板２０及び回路基板２２を第一接触部６２は、ボス部５８に形成されている。しかしながら、第一接触部６２は、ボス部５８以外の箇所に形成されていてもよい。 In the above embodiment, the metal plate 20 and the circuit board 22 and the first contact portion 62 are formed on the boss portion 58. However, the first contact portion 62 may be formed at a place other than the boss portion 58.
また、上記実施形態において、金属板２０及び基板ケース２６を接触させる第二接触部６６は、金属板２０及び基板ケース２６の周縁部の全周に形成されている。しかしながら、第二接触部６６は、金属板２０及び基板ケース２６の周縁部の一部に形成されていてもよく、また、金属板２０及び基板ケース２６の周縁部以外の箇所に形成されていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the second contact portion 66 for contacting the metal plate 20 and the substrate case 26 is formed on the entire circumference of the peripheral edge portion of the metal plate 20 and the substrate case 26. However, the second contact portion 66 may be formed on a part of the peripheral edge portions of the metal plate 20 and the substrate case 26, or may be formed on a portion other than the peripheral edge portions of the metal plate 20 and the substrate case 26. Good.
また、上記実施形態では、第二接触部６６における金属板２０と基板ケース２６の接触に導電性及びシール性を有する導電材（不図示）が用いられてもよい。そして、これにより、金属板２０及び基板ケース２６の内側の空間の気密性が確保されてもよい。このように構成されていると、回路基板２２が金属板２０及び基板ケース２６の内側に密閉状態で収容されるので、回路基板２２に対する防塵・防滴性も確保できる。 Further, in the above embodiment, a conductive material (not shown) having conductivity and sealing property may be used for the contact between the metal plate 20 and the substrate case 26 in the second contact portion 66. Then, this may ensure the airtightness of the space inside the metal plate 20 and the substrate case 26. According to this structure, the circuit board 22 is housed in the metal plate 20 and the inside of the board case 26 in a sealed state, so that the circuit board 22 can be protected from dust and drip.
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。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and it is needless to say that the present invention can be variously modified and implemented without departing from the spirit of the invention. Is.
１０…回転電機、１２…ステータ、１４…シャフト、１６…ロータ、１８…センターピース、２０…金属板、２２…回路基板、２４…コネクタ部材、２６…基板ケース、３２…ステータコア、３４…巻線、３６…環状部、３８…ティース部、４０…ロータハウジング、４２…ロータマグネット、４４…軸受収容部、４６…外筒部、４８…底壁部、５０…軸受、５２…板状部、５４…シャフト支持部、５６…ネジ、５８…ボス部、６０…ネジ、６２…第一接触部、６４…コネクタ部、６６…第二接触部 10 ... Rotating electric machine, 12 ... Stator, 14 ... Shaft, 16 ... Rotor, 18 ... Center piece, 20 ... Metal plate, 22 ... Circuit board, 24 ... Connector member, 26 ... Board case, 32 ... Stator core, 34 ... Winding , 36 ... Annular part, 38 ... Teeth part, 40 ... Rotor housing, 42 ... Rotor magnet, 44 ... Bearing accommodating part, 46 ... Outer cylinder part, 48 ... Bottom wall part, 50 ... Bearing, 52 ... Plate part, 54 ... Shaft support part, 56 ... Screw, 58 ... Boss part, 60 ... Screw, 62 ... First contact part, 64 ... Connector part, 66 ... Second contact part
Claims (2)
前記ステータの中心軸上に配置されたシャフトと、
前記シャフトに回転可能に支持されたロータと、
前記ステータの軸方向に前記ステータと対向し前記ステータ及び前記シャフトが固定された板状部を有する樹脂製のセンターピースと、
前記板状部に対する前記ステータと反対側に配置された金属板と、
前記金属板に対する前記板状部と反対側に配置され、グラウンドが前記金属板と接触する回路基板と、
前記回路基板に対する前記金属板と反対側から前記回路基板を覆うと共に、前記金属板と接触する金属製の基板ケースと、
を備える回転電機。 An annular stator,
A shaft arranged on the central axis of the stator,
A rotor rotatably supported on the shaft,
A resin-made center piece having a plate-shaped portion that faces the stator in the axial direction of the stator and has the stator and the shaft fixed thereto,
A metal plate arranged on the side opposite to the stator with respect to the plate-shaped portion,
A circuit board arranged on the side opposite to the plate-shaped portion with respect to the metal plate, the ground being in contact with the metal plate,
While covering the circuit board from the side opposite to the metal plate with respect to the circuit board, a metal substrate case in contact with the metal plate,
Rotating electric machine.
請求項１に記載の回転電機。 The circuit board is housed in a sealed state inside the metal plate and the board case,
The rotary electric machine according to claim 1.
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