JP2021087315A - Motor and pump - Google Patents

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友久 鈴木
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Abstract

To cool an electronic component efficiently.SOLUTION: A motor includes a housing unit having an inner surface and an outer surface, a stator, a rotor, and a heat radiation member. The stator surrounds the outer surface of the housing unit. The rotor is disposed inside with respect to the inner surface of the housing unit. In the radial direction, a gap is formed between the inner surface of the housing unit and the rotor. The heat radiation member is disposed inside with respect to the inner surface of the housing unit together with the rotor.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、モータ及びポンプに関する。 The present invention relates to motors and pumps.

自動車等の冷却水を循環させる装置として、電動ウォーターポンプが用いられる場合がある。その際、電動ウォーターポンプに用いられるモータを制御するための電子部品等についても冷却する必要がある。 An electric water pump may be used as a device for circulating cooling water of an automobile or the like. At that time, it is also necessary to cool the electronic parts for controlling the motor used in the electric water pump.

特開2012−149603号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-149603 特開2004−183595号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-183595

電子部品のうち、MOS−FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor:MOS型の電界効果トランジスタ)素子等は、特に発熱が大きいが、従来においては十分な冷却がなされていなかった。 Among the electronic components, MOS-FET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) elements and the like generate a particularly large amount of heat, but have not been sufficiently cooled in the past.

本発明は、上記課題を一例とするものであり、電子部品を効率的に冷却できるモータ及びポンプを提供することを目的とする。 The present invention is an example of the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor and a pump capable of efficiently cooling electronic components.

本発明の一態様に係るモータは、内周面と外周面とを有する収容部と、ステータと、ロータと、放熱部材とを備える。前記ステータは、前記収容部の外周面を囲む。前記ロータは前記収容部の内面に対して内側に配置される。径方向において、前記収容部の内面と前記ロータとの間には間隙が形成される。前記放熱部材は前記ロータとともに前記収容部の内面に対して内側に配置される。 A motor according to one aspect of the present invention includes an accommodating portion having an inner peripheral surface and an outer peripheral surface, a stator, a rotor, and a heat radiating member. The stator surrounds the outer peripheral surface of the accommodating portion. The rotor is arranged inside the inner surface of the accommodating portion. In the radial direction, a gap is formed between the inner surface of the accommodating portion and the rotor. The heat radiating member is arranged inside the accommodating portion with respect to the inner surface of the accommodating portion together with the rotor.

本発明の一態様によれば、電子部品を効率的に冷却できる。 According to one aspect of the present invention, electronic components can be efficiently cooled.

図1は、実施形態に係るウォーターポンプの外観の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of the appearance of the water pump according to the embodiment. 図2は、図1のA−A線における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 図3は、実施形態に係るウォーターポンプの内部構造の一例を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing an example of the internal structure of the water pump according to the embodiment. 図4は、実施形態に係るウォーターポンプの内部構造の一例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an example of the internal structure of the water pump according to the embodiment. 図5は、実施形態に係るウォーターポンプの内部構造の一例を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing an example of the internal structure of the water pump according to the embodiment. 図6は、図5のB−B線における断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 図7は、図6のヒートシンク付近の部分的拡大図である。FIG. 7 is a partially enlarged view of the vicinity of the heat sink of FIG.

以下、実施形態に係るモータ及びポンプについて図面を参照して説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。各図面において、説明を分かりやすくするために、後に説明するステータ30における軸方向をZ軸正方向とする3次元の直交座標系を図示する場合がある。 Hereinafter, the motor and the pump according to the embodiment will be described with reference to the drawings. The dimensional relationship of each element in the drawing, the ratio of each element, and the like may differ from the reality. Even between drawings, there may be parts with different dimensional relationships and ratios. In each drawing, in order to make the explanation easy to understand, a three-dimensional Cartesian coordinate system in which the axial direction of the stator 30 described later is the Z-axis positive direction may be illustrated.

図1は、実施形態に係るウォーターポンプの外観の一例を示す斜視図である。図1に示すように、ウォーターポンプ1は、筒部11aと底部11bとを有する容器11と、容器11の開口部11cを覆う蓋部12とを備えている。容器11、蓋部12は例えば樹脂部材又は金属部材で形成されている。また、ステータ30の軸方向(Z軸方向側)において、容器11の開口部11cは底部11bの反対側にある。容器11、蓋部12はハウジングを形成する。蓋部12は、パイプ13、14を備える。モータ2の一部は、容器11に収容されている。モータ2は、例えばブラシレスモータである。なお、モータ2が容器11を備えていても構わない。また、ウォーターポンプ1は、ポンプの一例である。 FIG. 1 is a perspective view showing an example of the appearance of the water pump according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the water pump 1 includes a container 11 having a tubular portion 11a and a bottom portion 11b, and a lid portion 12 covering an opening 11c of the container 11. The container 11 and the lid 12 are made of, for example, a resin member or a metal member. Further, in the axial direction (Z-axis direction side) of the stator 30, the opening 11c of the container 11 is on the opposite side of the bottom 11b. The container 11 and the lid 12 form a housing. The lid portion 12 includes pipes 13 and 14. A part of the motor 2 is housed in the container 11. The motor 2 is, for example, a brushless motor. The motor 2 may include the container 11. The water pump 1 is an example of a pump.

次に、ウォーターポンプ1の内部構造について、図2乃至図5を用いて説明する。図2は、図1のA−A線における断面図である。図3は、実施形態に係るウォーターポンプの内部構造の一例を示す正面図である。図4は、実施形態に係るウォーターポンプの内部構造の一例を示す斜視図である。図4は、図3に示したウォーターポンプの内部構造を、下側(Z軸負方向側)から見た図を示す。図5は、実施形態に係るウォーターポンプの内部構造の一例を示す正面図である。図5は、図3に示す内部構造のうち、ステータ30、並びに後に説明する端子34、インペラ43及び軸受44を除外した内部構造を示す。 Next, the internal structure of the water pump 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a front view showing an example of the internal structure of the water pump according to the embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing an example of the internal structure of the water pump according to the embodiment. FIG. 4 shows a view of the internal structure of the water pump shown in FIG. 3 from the lower side (Z-axis negative direction side). FIG. 5 is a front view showing an example of the internal structure of the water pump according to the embodiment. FIG. 5 shows an internal structure in which the stator 30, the terminal 34, the impeller 43, and the bearing 44, which will be described later, are excluded from the internal structure shown in FIG.

図2に示すように、容器11に収容されるモータ2は、収容部20と、ステータ30と、シャフト41と、スリーブ42と、ロータ51と、PCB(Printed Circuit Board:プリント基板)52と、電子部品53と、ヒートシンク60とを備える。また、蓋部12は、インペラ43を収容する。ヒートシンク60には軸受64が設けられ、インペラ43に形成された凹部43aと蓋部12との間には軸受44が設けられる。この軸受44はシャフト41に対して蓋部12を位置決めしている。なお、ヒートシンク60は、放熱部材の一例である。 As shown in FIG. 2, the motor 2 housed in the container 11 includes a housing portion 20, a stator 30, a shaft 41, a sleeve 42, a rotor 51, a PCB (Printed Circuit Board) 52, and the like. It includes an electronic component 53 and a heat sink 60. Further, the lid portion 12 accommodates the impeller 43. A bearing 64 is provided in the heat sink 60, and a bearing 44 is provided between the recess 43a formed in the impeller 43 and the lid portion 12. The bearing 44 positions the lid 12 with respect to the shaft 41. The heat sink 60 is an example of a heat radiating member.

シャフト41は、モータ2の径方向の中心に位置し、スリーブ42を介してロータ51を回転可能に支持する。シャフト41の一部分(実施形態では底部11b側(Z軸負方向側)の端部41a)は、例えば、ヒートシンク60に設けられた軸受64に圧入される。また、シャフト41の端部41aは、ヒートシンク60に溶接されることにより、モータ2に固定される。すなわち、シャフト41の端部41aは、軸受64により支持されている。なお、軸受64は、例えば、鉄などの金属部材で形成されている。軸受64は、例えば、ヒートシンク60に圧入されることにより、モータ2に固定される。 The shaft 41 is located at the center of the motor 2 in the radial direction and rotatably supports the rotor 51 via the sleeve 42. A part of the shaft 41 (in the embodiment, the end portion 41a on the bottom portion 11b side (Z-axis negative direction side) side) is press-fitted into, for example, a bearing 64 provided in the heat sink 60. Further, the end portion 41a of the shaft 41 is fixed to the motor 2 by being welded to the heat sink 60. That is, the end portion 41a of the shaft 41 is supported by the bearing 64. The bearing 64 is made of, for example, a metal member such as iron. The bearing 64 is fixed to the motor 2 by being press-fitted into the heat sink 60, for example.

また、シャフト41の他の部分(実施形態では蓋部12側(Z軸正方向側)の端部41b)は、軸受44により、蓋部12に対して位置決めされて支持されている。なお、軸受44は周方向に並んだ複数のスリット44aを備えており、このスリット44aを介して、液体が容器11内に流入出可能になっている。軸受44は、例えば樹脂部材で形成されている。 Further, the other portion of the shaft 41 (in the embodiment, the end portion 41b on the lid portion 12 side (Z-axis positive direction side) side) is positioned and supported with respect to the lid portion 12 by the bearing 44. The bearing 44 is provided with a plurality of slits 44a arranged in the circumferential direction, and the liquid can flow in and out of the container 11 through the slits 44a. The bearing 44 is made of, for example, a resin member.

収容部20は、後述する液体に対してステータ30を密閉する。また、図5に示すように、収容部20は、外周面21と内周面22とを有する筒部26と、筒部26の(Z軸正方向側における)端部26aに設けられたフランジ23とを有する。外周面21及び内周面22を有する筒部26は、モータ2の回転軸方向(Z軸方向)に延在する。収容部20の径方向における内側には、収容部20の底部となるヒートシンク60が配置される。筒部26は、ヒートシンク60と密着することでカップ状の形状を形成する。筒部26及びヒートシンク60がカップ状の形状を形成することで、液体がステータ30に接触することを抑止している。一方、内周面22は、ロータ51と、間隙Gを隔てて径方向において対向する。外周面21は、ステータ30と径方向において接する。フランジ23は、蓋部12と軸方向において対向する。フランジ23は、蓋部12と密着して密閉性を確保することにより、ハウジング外への液体の滲出を抑制する。なお、収容部20が樹脂部材で形成されている場合には、金属部材で形成されたヒートシンク60を収容部20に圧入することで、収容部20にヒートシンク60を固定し、収容部20とヒートシンク60との固定部分における、液体に対する密閉性を確保できる。また、必要に応じて、樹脂部材で形成された収容部20の一部分を溶かし、溶けた部分にヒートシンク60を挿入して固定することで、収容部20とヒートシンク60との固定部分における、液体に対する密閉性を確保することができる。また収容部20を樹脂で射出成形する際に、ヒートシンク60を形成する金属部材とともに一体に形成することで、収容部20とヒートシンク60との固定部分における、液体に対する密閉性を高めることができる。 The accommodating portion 20 seals the stator 30 with respect to the liquid described later. Further, as shown in FIG. 5, the accommodating portion 20 includes a tubular portion 26 having an outer peripheral surface 21 and an inner peripheral surface 22, and flanges provided on the end portion 26a (on the Z-axis positive direction side) of the tubular portion 26. It has 23 and. The tubular portion 26 having the outer peripheral surface 21 and the inner peripheral surface 22 extends in the rotation axis direction (Z-axis direction) of the motor 2. A heat sink 60, which is the bottom of the accommodating portion 20, is arranged inside the accommodating portion 20 in the radial direction. The tubular portion 26 forms a cup-shaped shape by being in close contact with the heat sink 60. The tubular portion 26 and the heat sink 60 form a cup-shaped shape to prevent the liquid from coming into contact with the stator 30. On the other hand, the inner peripheral surface 22 faces the rotor 51 in the radial direction with a gap G interposed therebetween. The outer peripheral surface 21 is in contact with the stator 30 in the radial direction. The flange 23 faces the lid 12 in the axial direction. The flange 23 is in close contact with the lid portion 12 to ensure airtightness, thereby suppressing the exudation of liquid to the outside of the housing. When the accommodating portion 20 is made of a resin member, the heat sink 60 formed of a metal member is press-fitted into the accommodating portion 20 to fix the heat sink 60 to the accommodating portion 20, and the accommodating portion 20 and the heat sink. The airtightness to the liquid can be ensured at the fixed portion with the 60. Further, if necessary, a part of the accommodating portion 20 formed of the resin member is melted, and the heat sink 60 is inserted into the melted portion and fixed to the liquid in the fixing portion between the accommodating portion 20 and the heat sink 60. The airtightness can be ensured. Further, when the accommodating portion 20 is injection-molded with resin, by integrally forming the accommodating portion 20 together with the metal member forming the heat sink 60, it is possible to improve the airtightness to the liquid in the fixed portion between the accommodating portion 20 and the heat sink 60.

ロータ51は、シャフト41を中心軸として、Z軸方向に延在する円筒状の磁性部材で形成されている。ロータ51は、モータ2の回転子の役割を担い、スリーブ42を介して、シャフト41に回転可能に軸支される。 The rotor 51 is formed of a cylindrical magnetic member extending in the Z-axis direction with the shaft 41 as the central axis. The rotor 51 plays the role of a rotor of the motor 2, and is rotatably supported by the shaft 41 via the sleeve 42.

スリーブ42は、例えば、シャフト41を中心軸とする、金属製の滑り軸受である。スリーブ42は、例えば、ロータ51に固着されている。すなわち、スリーブ42は、ロータ51と一体に回転する。 The sleeve 42 is, for example, a metal slide bearing having a shaft 41 as a central axis. The sleeve 42 is fixed to the rotor 51, for example. That is, the sleeve 42 rotates integrally with the rotor 51.

基板としてのPCB52は、モータ2への給電や制御を行うための配線52aを有する。この配線52aは、PCB52における容器11側(Z軸負方向側)の面に形成されている。PCB52の配線52aには、電子部品53が接続される。この電子部品53は、配線52aを介して端子34に電気的に接続される。端子34は図示しないコネクタを介して外部と電気的に接続される。また、PCB52は、収容部20の端部(ヒートシンク60側)とは軸方向(Z軸負方向側)に離間して配置される。 The PCB 52 as a substrate has a wiring 52a for supplying power to and controlling the motor 2. The wiring 52a is formed on the surface of the PCB 52 on the container 11 side (Z-axis negative direction side). An electronic component 53 is connected to the wiring 52a of the PCB 52. The electronic component 53 is electrically connected to the terminal 34 via the wiring 52a. The terminal 34 is electrically connected to the outside via a connector (not shown). Further, the PCB 52 is arranged so as to be separated from the end portion (heat sink 60 side) of the accommodating portion 20 in the axial direction (Z-axis negative direction side).

電子部品53は、例えば、モータ2の制御を行うための部品である。電子部品53は、例えば、MOS−FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor:MOS型の電界効果トランジスタ)等の素子である。電子部品53は、ヒートシンク60に接触した状態で設けられ、PCB52と電気的に接続される。 The electronic component 53 is, for example, a component for controlling the motor 2. The electronic component 53 is, for example, an element such as a MOS-FET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). The electronic component 53 is provided in contact with the heat sink 60 and is electrically connected to the PCB 52.

ヒートシンク60は、電子部品53を冷却する。ヒートシンク60は、収容部20の底部に密着して設けられる。ヒートシンク60の構造については、後に詳しく説明する。 The heat sink 60 cools the electronic component 53. The heat sink 60 is provided in close contact with the bottom of the accommodating portion 20. The structure of the heat sink 60 will be described in detail later.

ステータ30は、シャフト41を中心として、Z軸方向に延在し、収容部20の外周面21を囲む円筒形状を有する。ステータ30は、モータ2の固定子の役割を担い、図2に示すように、ステータ30は、例えば、内周側にマグネットを構成部品として持つロータ51と、このロータ51に回転軸(シャフト)41が結合したインナーロータ型のブラシレスモータにおけるステータである。 The stator 30 has a cylindrical shape extending in the Z-axis direction around the shaft 41 and surrounding the outer peripheral surface 21 of the accommodating portion 20. The stator 30 plays the role of a stator of the motor 2, and as shown in FIG. 2, the stator 30 has, for example, a rotor 51 having a magnet as a component on the inner peripheral side, and a rotation shaft (shaft) on the rotor 51. It is a stator in an inner rotor type brushless motor to which 41 is coupled.

ステータ30は、磁性部材(磁性体の一例)を有する。磁性部材は、例えばケイ素鋼板、電磁鋼板等の軟磁性鋼板等の板状の金属部材によって形成される。例えば、ステータ30は、この板状の金属部材が回転軸方向に複数積まれて形成されるステータコア31を有する。図3に示すように、ステータ30は、ステータコア31と、蓋部12側(Z軸正方向側)に設けられた上部インシュレータ32と、容器11側(Z軸負方向側)に設けられた下部インシュレータ33とを有する。 The stator 30 has a magnetic member (an example of a magnetic material). The magnetic member is formed of, for example, a plate-shaped metal member such as a soft magnetic steel plate such as a silicon steel plate or an electromagnetic steel plate. For example, the stator 30 has a stator core 31 formed by stacking a plurality of plate-shaped metal members in the direction of rotation axis. As shown in FIG. 3, the stator 30 includes a stator core 31, an upper insulator 32 provided on the lid 12 side (Z-axis positive direction side), and a lower portion provided on the container 11 side (Z-axis negative direction side). It has an insulator 33.

また、ステータ30の内周側には、コイル(不図示)が巻かれた複数のティース(不図示)が形成される。コイルは、例えば、上部インシュレータ32及び下部インシュレータ33を介して、ステータコア31に巻き回される。上部インシュレータ32及び下部インシュレータ33は、ステータコア31のティース部をステータコア31に巻回されるコイルに対して電気的に絶縁する部材であり、たとえば、絶縁性樹脂の射出成形によって形成される。上部インシュレータ32及び下部インシュレータ33は、例えば、ステータコア31が内部に埋め込まれるようなインサート成形で形成される。上部インシュレータ32は、ステータコア31を蓋部12側、すなわち軸方向の上側(Z軸正方向側)から覆っている。下部インシュレータ33は、ステータコア31を容器11側、すなわち軸方向の下側(Z軸負方向側)から覆っている。 Further, a plurality of teeth (not shown) around which a coil (not shown) is wound are formed on the inner peripheral side of the stator 30. The coil is wound around the stator core 31 via, for example, an upper insulator 32 and a lower insulator 33. The upper insulator 32 and the lower insulator 33 are members that electrically insulate the tooth portion of the stator core 31 from the coil wound around the stator core 31, and are formed by, for example, injection molding of an insulating resin. The upper insulator 32 and the lower insulator 33 are formed by, for example, insert molding in which the stator core 31 is embedded therein. The upper insulator 32 covers the stator core 31 from the lid portion 12, that is, from the upper side in the axial direction (the positive direction side of the Z axis). The lower insulator 33 covers the stator core 31 from the container 11 side, that is, from the lower side in the axial direction (the negative side in the Z axis).

かかる複数のティースと、図2に示すロータ51との間、例えばロータ51の外周部と、ティースに囲まれた収容部20の内周面22との間の間隙Gには磁気ギャップが形成される。すなわち、ステータ30は、外部から供給される交流電流を各ティースに巻かれたコイルに順次通電することで、ロータ51を回転するための磁界を形成する。また、モータ2の径方向において、ロータ51の外周部と収容部20の内周面22との間の間隙Gには磁気ギャップが形成されている。これにより、ロータ51がステータ30で発生する磁界によって回転する。 A magnetic gap is formed between the plurality of teeth and the rotor 51 shown in FIG. 2, for example, in the gap G between the outer peripheral portion of the rotor 51 and the inner peripheral surface 22 of the accommodating portion 20 surrounded by the teeth. To. That is, the stator 30 forms a magnetic field for rotating the rotor 51 by sequentially energizing the coils wound around the teeth by alternating current supplied from the outside. Further, in the radial direction of the motor 2, a magnetic gap is formed in the gap G between the outer peripheral portion of the rotor 51 and the inner peripheral surface 22 of the accommodating portion 20. As a result, the rotor 51 is rotated by the magnetic field generated by the stator 30.

また、下部インシュレータ33には、例えば、端子34が差し込まれる挿入部が設けられる。端子34は、ステータ30とPCB52とを電気的に接続する。端子34には、コイルから引き出された導線が接続される。端子34の一端は、下部インシュレータ33の挿入部に埋め込まれ、端子34の他の一端は、例えば、PCB52に設けられた挿通孔に挿入される。ステータ30は、端子34を介して、PCB52に固定される。 Further, the lower insulator 33 is provided with, for example, an insertion portion into which the terminal 34 is inserted. The terminal 34 electrically connects the stator 30 and the PCB 52. A conducting wire drawn from the coil is connected to the terminal 34. One end of the terminal 34 is embedded in the insertion portion of the lower insulator 33, and the other end of the terminal 34 is inserted into, for example, an insertion hole provided in the PCB 52. The stator 30 is fixed to the PCB 52 via the terminal 34.

インペラ43は、スリーブ42の上側(Z軸正方向側)の一端に固定され、スリーブ42とともに回動する。すなわち、インペラ43は、図2に示すロータ51の回転に伴い回動する。インペラ43が回転することにより、液体はパイプ13からハウジング内に吸引され、矢印に示すように間隙Gを流動して、パイプ14から排出される。すなわち、本実施例におけるウォーターポンプ1において、パイプ13は液体の流入口となり、パイプ14は液体の排出口となる。また、パイプ13及び14は、インペラ43を介して、収容部20内の間隙Gとつながることにより、液体の流路を形成する。なお、パイプ13は第1パイプの一例であり、パイプ14は第2パイプの一例である。 The impeller 43 is fixed to one end on the upper side (Z-axis positive direction side) of the sleeve 42 and rotates together with the sleeve 42. That is, the impeller 43 rotates with the rotation of the rotor 51 shown in FIG. As the impeller 43 rotates, the liquid is sucked from the pipe 13 into the housing, flows through the gap G as shown by the arrow, and is discharged from the pipe 14. That is, in the water pump 1 in this embodiment, the pipe 13 serves as a liquid inlet and the pipe 14 serves as a liquid outlet. Further, the pipes 13 and 14 are connected to the gap G in the accommodating portion 20 via the impeller 43 to form a liquid flow path. The pipe 13 is an example of the first pipe, and the pipe 14 is an example of the second pipe.

図4に示されるように、PCB52は、ステータ30から離間して設けられる。PCB52は環状に形成されている。PCB52の開口部52bには、ヒートシンク60の一部(実施形態では底部60a)が配置されている。ヒートシンク60の底部60aはPCB52から容器11の底部11bに向けて突出している。また、電子部品53は、ヒートシンク60の底部60aに設けられた接触面62に接触した状態で配置される。電子部品53は、PCB52に形成された配線52aを介して外部と電気的に接続されている。なお、本実施形態においては、電子部品53を2つ含む構成について説明するが、ヒートシンク60上に設けられる電子部品53の数は、1つ又は3つ以上であってもよい。 As shown in FIG. 4, the PCB 52 is provided apart from the stator 30. The PCB 52 is formed in a ring shape. A part of the heat sink 60 (bottom 60a in the embodiment) is arranged in the opening 52b of the PCB 52. The bottom portion 60a of the heat sink 60 projects from the PCB 52 toward the bottom portion 11b of the container 11. Further, the electronic component 53 is arranged in contact with the contact surface 62 provided on the bottom portion 60a of the heat sink 60. The electronic component 53 is electrically connected to the outside via the wiring 52a formed in the PCB 52. In this embodiment, the configuration including two electronic components 53 will be described, but the number of electronic components 53 provided on the heat sink 60 may be one or three or more.

図5に示すように、収容部20の端部(Z軸負方向側)には、PCB52に接する第1部分24と、PCB52から離間した第2部分25とを有する。すなわち、収容部20のZ軸負方向側の端部において、第1部分24はPCB52に向けて突出した突出部となっている。 As shown in FIG. 5, the end portion (Z-axis negative direction side) of the accommodating portion 20 has a first portion 24 in contact with the PCB 52 and a second portion 25 separated from the PCB 52. That is, at the end portion of the accommodating portion 20 on the negative direction side of the Z axis, the first portion 24 is a protruding portion protruding toward the PCB 52.

図6は、図5のB−B線における断面図である。図6に示すように、本実施形態において、ヒートシンク60の外周部は、収容部20の内周面22と密着することにより密閉性を確保する。これにより、収容部20の内周面22と外周面21とは仕切られるので、収容部20の内周面22の内側から、径方向において外周面21の外側に位置するステータ30や、軸方向においてヒートシンク60の下側に位置するPCB52への液体の浸入が抑制される。また、図6に示すように、スリーブ42の下側(Z軸負方向)の端部42aと、軸受64の上側(Z軸正方向)の端部64aとは、間隙を介して対向する。 FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the outer peripheral portion of the heat sink 60 is brought into close contact with the inner peripheral surface 22 of the accommodating portion 20 to ensure airtightness. As a result, the inner peripheral surface 22 and the outer peripheral surface 21 of the accommodating portion 20 are separated from each other. In, the infiltration of liquid into the PCB 52 located below the heat sink 60 is suppressed. Further, as shown in FIG. 6, the lower end portion 42a of the sleeve 42 (Z-axis negative direction) and the upper end portion 64a of the bearing 64 (Z-axis positive direction) face each other with a gap.

ヒートシンク60の構成について、図7を用いて説明する。図7は、図6のヒートシンク付近の部分的拡大図である。図7に示すように、ヒートシンク60は、複数のフィン61と、接触面62と、凹部63とを有する。ヒートシンク60は放熱性を有するアルミニウムなどの金属部材で形成されている。なお、フィン61は放熱部材の一部分の一例であり、接触面62は放熱部材の他の一部分の一例である。 The configuration of the heat sink 60 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a partially enlarged view of the vicinity of the heat sink of FIG. As shown in FIG. 7, the heat sink 60 has a plurality of fins 61, a contact surface 62, and a recess 63. The heat sink 60 is made of a metal member such as aluminum having heat dissipation properties. The fin 61 is an example of a part of the heat radiating member, and the contact surface 62 is an example of another part of the heat radiating member.

フィン61は、ヒートシンク60のロータ51側(Z軸正方向側)に形成され、収容部20と組み合わされることで形成されるカップ状の部分の底部を形成する。すなわち、フィン61は、収容部20の径方向における内部であって、間隙Gを流動する液体と接触する位置に設けられる。 The fin 61 is formed on the rotor 51 side (Z-axis positive direction side) of the heat sink 60, and forms the bottom of the cup-shaped portion formed by being combined with the accommodating portion 20. That is, the fin 61 is provided at a position inside the accommodating portion 20 in the radial direction and in contact with the flowing liquid in the gap G.

接触面62は、ヒートシンク60のフィン61とZ軸方向の反対側に位置し、電子部品53が配置される面である。凹部63は、軸受64が圧入され、またシャフト41が溶接されることにより固着される部分である。凹部63は、フィン61の中心部に設けられる。 The contact surface 62 is located on the opposite side of the heat sink 60 from the fin 61 in the Z-axis direction, and is a surface on which the electronic component 53 is arranged. The recess 63 is a portion where the bearing 64 is press-fitted and the shaft 41 is welded to be fixed. The recess 63 is provided in the center of the fin 61.

本実施形態における電子部品53の面に接触するヒートシンク60において、少なくともヒートシンク60の一部分であるフィン61が、収容部20の内周面22の径方向における内側に設けられる。これにより、フィン61は、収容部20とロータ51との間隙Gを流動する液体に触れることにより冷却されるので、ヒートシンク60はより効率的に電子部品53を冷却することができる。 In the heat sink 60 that contacts the surface of the electronic component 53 in the present embodiment, at least a fin 61 that is a part of the heat sink 60 is provided inside the inner peripheral surface 22 of the accommodating portion 20 in the radial direction. As a result, the fin 61 is cooled by touching the flowing liquid in the gap G between the accommodating portion 20 and the rotor 51, so that the heat sink 60 can cool the electronic component 53 more efficiently.

また、他の例においては、電子部品の放熱のために、PCBや収容部と離間して電子部品を配置していた。一方、本実施形態においては、フィン61により電子部品53の冷却を効率的に行うことができるため、電子部品53とPCB52とを近接して設けることができる。 Further, in another example, the electronic components are arranged apart from the PCB and the accommodating portion in order to dissipate heat from the electronic components. On the other hand, in the present embodiment, since the electronic component 53 can be efficiently cooled by the fin 61, the electronic component 53 and the PCB 52 can be provided close to each other.

以上説明したように、実施形態にかかるモータ2は、外周面21と内周面22とを有する収容部20と、ステータ30と、ロータ51と、放熱部材60とを備える。ステータ30は、収容部20の外周面21を囲む。ロータ51は収容部20の内面に対して内側に配置される。径方向において、収容部20の内面とロータ51との間には間隙Gが形成される。放熱部材60はロータ51とともに収容部20の内面に対して内側に配置される。これにより、電子部品を効率的に冷却できる。 As described above, the motor 2 according to the embodiment includes an accommodating portion 20 having an outer peripheral surface 21 and an inner peripheral surface 22, a stator 30, a rotor 51, and a heat radiating member 60. The stator 30 surrounds the outer peripheral surface 21 of the accommodating portion 20. The rotor 51 is arranged inside the accommodating portion 20 with respect to the inner surface. In the radial direction, a gap G is formed between the inner surface of the accommodating portion 20 and the rotor 51. The heat radiating member 60 is arranged inside the accommodating portion 20 together with the rotor 51. As a result, the electronic components can be efficiently cooled.

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、ヒートシンク60が、収容部20の底部の全体を覆う構成について説明したが、これに限られず、収容部20が、一部に開口が設けられた底部を有し、ヒートシンク60が当該開口に接着されるような構成であってもよい。かかる構成において、ヒートシンク60は、カップ状の部分の底部の全体ではなく、底部の一部を形成する。 Although the embodiments and modifications of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the configuration in which the heat sink 60 covers the entire bottom portion of the accommodating portion 20 has been described, but the present invention is not limited to this. It may be configured to be adhered. In such a configuration, the heat sink 60 forms part of the bottom of the cup-shaped portion rather than the entire bottom.

例えば、上述した実施形態では、モータ2が車載用に用いられるインナーロータ型の電動ブラシレスモータである場合について説明したが、モータ2は、車載用以外に用いられるモータであってもよく、アウターロータ型のブラシレスモータであってもよく、またブラシ付きモータやステッピングモータなどの公知の他のモータであってもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where the motor 2 is an inner rotor type electric brushless motor used for in-vehicle use has been described, but the motor 2 may be a motor used for other than in-vehicle use, and the outer rotor may be used. It may be a type brushless motor, or it may be another known motor such as a brushed motor or a stepping motor.

また、ヒートシンク60により冷却される電子部品53はMOS−FETに限られず、コンデンサ等のその他の熱を生じる電子部品であってもよい。また、PCB52には、ヒートシンク60とは別個に、放熱シリコン等の放熱部材をさらに設けてもよい。 Further, the electronic component 53 cooled by the heat sink 60 is not limited to the MOS-FET, and may be an electronic component that generates heat such as a capacitor. Further, the PCB 52 may be further provided with a heat radiating member such as heat radiating silicon separately from the heat sink 60.

また、Z軸正方向からパイプ13に吸引された液体が、パイプ14からX軸負方向に排出される構成について説明したが、これに限られず、パイプ14から吸引された液体をパイプ13から排出するような構成であってもよい。また、モータ2が、ウォーターポンプではなく、気体を吸引するポンプに用いられるような構成であってもよい。この場合においても、フィン61が間隙Gを流動する気体に触れることにより、ヒートシンク60は効果的に電子部品53を冷却することができる。 Further, the configuration in which the liquid sucked into the pipe 13 from the Z-axis positive direction is discharged from the pipe 14 in the X-axis negative direction has been described, but the present invention is not limited to this, and the liquid sucked from the pipe 14 is discharged from the pipe 13. It may be configured to do so. Further, the motor 2 may be configured to be used not as a water pump but as a pump that sucks gas. Even in this case, the heat sink 60 can effectively cool the electronic component 53 when the fin 61 comes into contact with the gas flowing through the gap G.

なお、図6に示すように、スリーブ42の端部42aと軸受64の端部64aとの間には間隙が設けられているが、モータ2の振動等により、スリーブ42の端部42aが軸受64の端部64aに接触する場合がある。このため、スリーブ42の端部42aにおいて、軸受64と接触する面は最小限であることが好ましい。例えば、図6に示すように、スリーブ42の端部42aは湾曲していてもよい。また、軸受64の端部64aは、滑らかな表面形状を有することが好ましい。 As shown in FIG. 6, a gap is provided between the end portion 42a of the sleeve 42 and the end portion 64a of the bearing 64, but the end portion 42a of the sleeve 42 is a bearing due to vibration of the motor 2 or the like. It may come into contact with the end 64a of 64. Therefore, it is preferable that the surface of the end portion 42a of the sleeve 42 that comes into contact with the bearing 64 is minimal. For example, as shown in FIG. 6, the end portion 42a of the sleeve 42 may be curved. Further, the end portion 64a of the bearing 64 preferably has a smooth surface shape.

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Moreover, the present invention is not limited by the above-described embodiment. The present invention also includes a configuration in which the above-mentioned components are appropriately combined. Further, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

1 ウォーターポンプ、2 モータ、11 容器、12 蓋部、13,14 パイプ、20 収容部、21 外周面、22 内周面、23 フランジ、24 第1部分、25 第2部分、26 筒部、30 ステータ、31 ステータコア、32 上部インシュレータ、33 下部インシュレータ、34 端子、41 シャフト、42 スリーブ、43 インペラ、44,64 軸受、51 ロータ、52 PCB(プリント基板)、53 電子部品(MOS−FET)、60 ヒートシンク、61 フィン、62 接触面、63 凹部 1 Water pump, 2 motors, 11 containers, 12 lids, 13, 14 pipes, 20 accommodating parts, 21 outer peripheral surfaces, 22 inner peripheral surfaces, 23 flanges, 24 first parts, 25 second parts, 26 cylinders, 30 Stator, 31 stator core, 32 upper insulator, 33 lower insulator, 34 terminals, 41 shaft, 42 sleeve, 43 impeller, 44,64 bearing, 51 rotor, 52 PCB (printed board), 53 electronic components (MOS-FET), 60 Heat sink, 61 fins, 62 contact surfaces, 63 recesses

Claims (7)

内周面と外周面とを有する収容部と、
ステータと、
ロータと、
放熱部材と、
を備え、
前記ステータは、前記収容部の外周面を囲んでおり、
前記ロータは前記収容部の内面に対して内側に配置されており、
径方向において、前記収容部の内面と前記ロータとの間には間隙が形成されており、
前記放熱部材は前記ロータとともに前記収容部の内面に対して内側に配置されている、モータ。
An accommodating portion having an inner peripheral surface and an outer peripheral surface,
With the stator
With the rotor
Heat dissipation member and
With
The stator surrounds the outer peripheral surface of the accommodating portion.
The rotor is arranged inside the inner surface of the accommodating portion.
In the radial direction, a gap is formed between the inner surface of the accommodating portion and the rotor.
A motor in which the heat radiating member is arranged inside the accommodating portion together with the rotor.
前記放熱部材には1又は複数の電子部品が接触している、請求項1に記載のモータ。 The motor according to claim 1, wherein one or a plurality of electronic components are in contact with the heat radiating member. 前記収容部の内面に対して内側にある気体又は液体に前記放熱部材は接触する、請求項1又は2に記載のモータ。 The motor according to claim 1 or 2, wherein the heat radiating member comes into contact with a gas or liquid inside the accommodating portion with respect to the inner surface. 前記放熱部材は、前記気体又は液体と接触する一部分と、前記電子部品が接触する他の一部分とを備え、
前記放熱部材の一部分は、前記収容部内にある、請求項3に記載のモータ。
The heat radiating member includes a part that comes into contact with the gas or liquid and another part that comes into contact with the electronic component.
The motor according to claim 3, wherein a part of the heat radiating member is in the accommodating portion.
前記放熱部材の一部分には、複数のフィンが設けられている、請求項4に記載のモータ。 The motor according to claim 4, wherein a plurality of fins are provided in a part of the heat radiating member. パイプを有する蓋部と、容器と、を有するハウジングを備え、
前記パイプは前記間隙とつながっている、請求項1から5のいずれか1つに記載のモータ。
A housing with a lid having a pipe and a container
The motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the pipe is connected to the gap.
請求項6に記載のモータと、
前記蓋部内に配置されたインペラを備え、
前記蓋部は、前記パイプを第1パイプとして、第2パイプを備え、
前記第1パイプは液体を吸引する吸引口を備え、
前記第2パイプは液体を排出する排出口を備えるポンプ。
The motor according to claim 6 and
The impeller arranged in the lid is provided.
The lid portion includes a second pipe with the pipe as the first pipe.
The first pipe is provided with a suction port for sucking a liquid.
The second pipe is a pump provided with a discharge port for discharging liquid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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