JP2021118624A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品において発生した熱を、放熱部品を介して外部空間へ効率良く放熱し、かつ、当該電子部品と、ブラケットやシャフトとの間の絶縁性能を確保できる構造を提供する。【解決手段】モータ１の静止部２は、ステータ２１と、ケーシング２２と、軸受部６０を保持するカバー２３と、ステータと接続される回路基板２４とを有する。回路基板は、モータを駆動させるための電子部品２６を有する。ケーシングは、ケーシング開口部２２３にて開口し、内部空間２２０に電子部品を収容する。カバーは、ケーシング開口部を覆う。カバーは、金属製のカバー本体部２３１と、カバー本体部に固定される樹脂製の放熱部品２３２とを有する。放熱部品は、内部空間に位置する内側部７１と、外部空間に露出する外側部７２とを有する。内側部は、電子部品と接触する。内側部と外側部とは、互いに繋がっている。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

従来、モータのステータを樹脂によりモールド成形することによってケーシングを形成し、この内部において軸受を介して回転子を支持するモールドモータがある。このようなモータは、ステータの防水性や、モータ駆動時のステータの振動に対する防振性・防音性に優れている。従来のモールドモータについては、例えば、特開２００７−６６０３号公報に記載されている。
特開２００７−６６０３号公報

特開２００７−６６０３号公報のＤＣブラシレスモータは、ステータが一体となってモールド成形されたステータ完成体（６）と、ロータ完成体とを有する。反負荷側のベアリングＢ（５）は、ブラケットＢ（１０）に支持され、ステータ完成体（６）に固定されている。ベアリングＢ（５）の内輪には、シャフト（３）が固定されている。また、ステータ完成体（６）には、駆動ＩＣ（７）を搭載したプリント基板（８）が取り付けられている。ブラケットＢ（１０）と駆動ＩＣ（７）との間には、放熱シリコンＡ（１１）が塗布されている。また、ブラケットＢ（１０）には、アルミニュウムで構成された放熱板（１２）が取り付けられている。これにより、駆動ＩＣ（７）において発生した熱を、放熱シリコンＡ（１１）を介してブラケットＢ（１０）および放熱板（１２）にて放熱することができる（段落００１６，段落００１７，段落００２０ほか）。

しかしながら、上述のとおり、ブラケットＢ（１０）と駆動ＩＣ（７）との間には、放熱シリコンＡ（１１）が塗布されるのみである。このため、駆動ＩＣ（７）と、ブラケットＢ（１０）やシャフト（３）との間の絶縁性能は十分に確保されていない。このため、プリント基板（８）を流れる電気がブラケットＢ（１０）およびベアリングＢ（５）を介してシャフト（３）へ流れる虞がある。そして、シャフト（３）には、例えば、作業者がメンテナンス等を行う機器の回転部または減速機構等が接続されるため、これらの負荷側にて絶縁構造を形成する必要が別途生じる。また、一般に、ブラケットＢ（１０）は、金属のプレス加工によって形成される。このため、駆動ＩＣ（７）を搭載したプリント基板（８）の形状や大きさを変更する場合、駆動ＩＣ（７）とブラケットＢ（１０）との離間距離を調整するために、ブラケットＢ（１０）のプレス加工に用いる金型の形状や大きさを変更する必要があり、コストが増加する虞がある。

本発明の目的は、駆動ＩＣ等の電子部品において発生した熱を、放熱部品を介して外部空間へ効率良く放熱し、かつ、当該電子部品と、ブラケットやシャフトとの間の絶縁性能を確保できる構造を提供することである。さらに、当該電子部品を搭載する基板の形状や大きさを変更する場合でも、これに合わせて、容易かつ低コストで、ブラケット（カバー）の形状や大きさを変更できる構造を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、モータであって、静止部と、中心軸を中心として軸受部を介して回転する回転部と、を有し、前記静止部は、ステータと、前記ステータの少なくとも一部を保持するケーシングと、前記ケーシングに固定され、前記軸受部を直接的または間接的に保持するカバーと、前記ステータと電気的に接続される回路基板と、を有し、前記回転部は、ロータと、前記ロータに取り付けられ、前記中心軸に沿って延び、前記軸受部によって回転可能に支持されるシャフトと、を有し、前記回路基板は、前記モータを駆動させるための電子部品を有し、前記ケーシングは、少なくとも軸方向一方側に形成されたケーシング開口部において開口し、前記ケーシング開口部から軸方向他方側へ連続する内部空間を有し、前記回路基板および前記ロータは、前記内部空間に位置し、前記カバーは、前記回路基板よりも軸方向一方側から前記ケーシング開口部を覆い、かつ、金属製のカバー本体部と、前記カバー本体部に取り付けられる樹脂製の放熱部品と、を有し、前記放熱部品は、前記カバー本体部の軸方向他方側の前記内部空間に位置する内側部と、前記カバー本体部の軸方向一方側に位置し、外部空間に露出する外側部と、を有し、前記内側部は、直接的または中継部材を介して間接的に前記電子部品と接触し、前記内側部と前記外側部とは、互いに単一部材または別の部材から形成されて、繋がっている。

本願の例示的な第１発明によれば、電子部品において発生した熱を、カバー本体部に取り付けられる樹脂製の放熱部品を介して外部空間へ効率良く放熱し、かつ、当該電子部品と、シャフトを回転可能に支持する軸受部との間の絶縁性能を確保できる。この結果、回路基板を流れる電気がカバー本体部および軸受部を介してシャフトへ伝達されることを抑制できる。さらに、当該電子部品を有する回路基板の形状や大きさを変更する場合でも、これに合わせて、容易かつ低コストで、カバーの形状や大きさを変更できる。この結果、当該電子部品とカバーとの離間距離を、容易かつ低コストで調整できる。

図１は、第１実施形態に係るモータの縦断面図である。 図２は、第１実施形態に係るカバーの斜視図である。 図３は、第１実施形態に係るカバーの斜視図である。 図４は、第１実施形態に係るカバー本体部の斜視図である。 図５は、第１実施形態に係るカバー本体部の斜視図である。 図６は、第１実施形態に係るカバーの断面斜視図である。 図７は、第１実施形態に係るカバーおよび弾性部材の斜視図である。 図８は、第１実施形態に係る放熱部品の成形時の様子を示す縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、ステータに対して回路基板側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係るモータの製造時および使用時の向きを限定する意図はない。すなわち、以下の実施形態または変形例における「上側（上端部，上面）」は「軸方向一方側（軸方向一方側の端部，軸方向一方側の端面）」と読み替えられるものとし、「下側（下端部，下面）」は「軸方向他方側（軸方向他方側の端部，軸方向他方側の端面）」と読み替えられるものとする。また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．モータの構成＞
図１は、モータ１の縦断面図である。このモータ１は、例えば、空調機の室内機および室外機等の家電製品に使用される。ただし、本発明のモータは、家電製品以外の用途に使用されるものであってもよい。例えば、本発明のモータは、自動車や鉄道等の輸送機器、ＯＡ機器、医療機器、工具、産業用の大型設備等に搭載されて、種々の駆動力を発生させるものであってもよい。

図１に示すように、モータ１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、駆動対象となる機器の枠体に固定される。回転部３は、静止部２に対して、軸受部６０を介して上下に延びる中心軸９の周りに回転可能に支持される。回転部３の後述するシャフト３１には、駆動対象となる機器の回転部または減速機構等が固定される。

静止部２は、ステータ２１、ケーシング２２、カバー２３、回路基板２４、下側軸受保持部２５２、および下側蓋部２５３を有する。

ステータ２１は、外部電源から回路基板２４を介して供給される駆動電流に応じて、磁束を発生させる電機子である。ステータ２１は、後述するロータ３２の径方向外側を環状に取り囲む。ステータ２１は、ステータコア２１１、インシュレータ２１２、および複数のコイル２１３を有する。ステータコア２１１は、電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。また、ステータコア２１１は、円環状のコアバック４１と、コアバック４１から径方向内側へ向けて突出する複数のティース４２と、を有する。コアバック４１は、中心軸９と略同軸に配置される。複数のティース４２は、周方向に略等間隔に配列される。

インシュレータ２１２は、絶縁体である樹脂からなる。インシュレータ２１２は、ステータコア２１１に取り付けられる。各ティース４２の上面、下面、および周方向の両側面は、インシュレータ２１２により覆われている。コイル２１３は、ティース４２の周囲にインシュレータ２１２を介して巻かれた導線からなる。インシュレータ２１２は、ステータコア２１１とコイル２１３との間に介在することによって、ステータコア２１１とコイル２１３とが電気的に短絡することを防止できる。

ケーシング２２は、ステータ２１および下側軸受保持部２５２を保持する樹脂製の部材である。また、ケーシング２２は、下側軸受保持部２５２を介して後述する下側軸受部６２を保持する。本実施形態のケーシング２２は、ステータ２１および下側軸受保持部２５２の上端の外周部が保持された金型の内部に、樹脂を流し込むことにより得られたインサート成形品である。これにより、ステータ２１および下側軸受保持部２５２は、それぞれケーシング２２に固定される。ケーシング２２は、ケーシング筒部２２１と、ケーシング底板部２２２とを有する。

ケーシング筒部２２１は、軸方向に略円筒状に延びる。ただし、ケーシング筒部２２１は、外形が略多角形筒状であってもよい。ケーシング筒部２２１の径方向内側には、ロータ３２が配置される。なお、本実施形態では、ステータ２１の表面のうち、ティース４２の径方向内側の端面以外の面が、ケーシング２２を形成している樹脂に覆われている。これにより、ステータ２１内部への浸水を抑制できる。また、ステータ２１のコイル２１３およびステータコア２１１を電気的に絶縁することができる。ただし、ティース４２の径方向内側の端面を含むステータ２１の全部が、ケーシング２２を形成している樹脂に覆われてもよい。すなわち、ケーシング２２は、ステータ２１の少なくとも一部を覆うものであればよい。

ケーシング底板部２２２は、ケーシング筒部２２１の下端部から径方向内側へ向けて環状に拡がる。ケーシング底板部２２２は、ステータ２１およびロータ３２よりも下側に位置する。また、ケーシング底板部２２２の内周部には、下側軸受保持部２５２が固定されている。

また、ケーシング２２は、ケーシング筒部２２１の上端部のケーシング開口部２２３において開口し、ケーシング開口部２２３から下側へ連続する内部空間２２０を有する。すなわち、ケーシング筒部２２１は、ケーシング開口部２２３の周囲から下側へ向けて筒状に延びる。また、後述する電子部品２６を含む回路基板２４と、回転部３の後述するシャフト３１の一部およびロータ３２は、当該内部空間２２０に位置する。ただし、ケーシング開口部２２３が形成される位置は、これに限定されない。ケーシング開口部２２３は、ケーシング２２の上側および下側の少なくとも一方に形成されればよい。

カバー２３は、ケーシング筒部２２１の上端部に固定され、回路基板２４よりも上側からケーシング開口部２２３を覆う略円板形状の部材である。図２は、カバー２３を上面側から見た斜視図である。図３は、カバー２３を下面側から見た斜視図である。図１〜図３に示すように、カバー２３は、カバー本体部２３１と、放熱部品２３２とを有する。カバー本体部２３１の材料には、例えば、鉄の鋼板等の導電性を有する金属が用いられる。放熱部品２３２および上述のケーシング２２の材料には、例えば、ＢＭＣ（バルク・モールド・コンパウンド）等の熱硬化性樹脂が用いられる。詳細を後述するとおり、本実施形態の放熱部品２３２は、当該金属製のカバー本体部２３１が保持された金型の内部に、樹脂を流し込み、当該樹脂が硬化することによって形成されるインサート成形品である。また、当該放熱部品２３２が形成されると同時に、放熱部品２３２がカバー本体部２３１に取り付けられる。

図１〜図３に示すように、放熱部品２３２は、内側部７１と外側部７２とを含む。内側部７１は、放熱部品２３２のうちカバー本体部２３１の下側にある内部空間２２０に位置する。外側部７２は、放熱部品２３２のうちカバー本体部２３１の上側に位置し、モータ１の外部空間に露出する。本実施形態では、放熱部品２３２の全体が単一部材から構成される。そして、放熱部品２３２を樹脂成形すると同時に、当該放熱部品２３２を形成する樹脂がカバー本体部２３１の一部を上側および下側から覆う。これにより、放熱部品２３２をカバー本体部２３１に容易に取り付けることができる。この結果、カバー本体部２３１と放熱部品２３２とをネジ等の締結部品で固定する場合に比べて、部品点数を削減できる。なお、内側部７１および外側部７２の大きさは、図示されたものに限定されず、要求される放熱性能やコスト等を考慮して設定すればよい。図３に示すように、本実施形態の内側部７１には、下側へ突出する突出部７３がさらに形成されている。

図４は、カバー本体部２３１を上面側から見た斜視図である。図５は、カバー本体部２３１を下面側から見た斜視図である。図４および図５に示すように、本実施形態のカバー本体部２３１は、複数（本実施形態では、６つ）の孔部８０を有する。６つの孔部８０はそれぞれ、カバー本体部２３１を上下方向（軸方向）に貫通する。ここで、上述のとおり、本実施形態の内側部７１と外側部７２は、互いに単一部材から形成されている。また、本実施形態の内側部７１と外側部７２とは、カバー本体部２３１の６つの孔部８０をそれぞれ介して互いに直接的に繋がっている。これにより、放熱部品２３２がカバー本体部２３１に対して強固に固定されている。また、放熱部品２３２がカバー本体部２３１から外れたり、カバー本体部２３１に対して回転したりすることが防止される。ただし、カバー本体部２３１に設けられる孔部８０の数は、５つ以下であってもよく、７つ以上であってもよい。また、カバー本体部２３１において、複数の孔部８０は互いに等間隔に設けられてもよく、互いに不等間隔に設けられてもよい。

図６は、カバー２３の断面斜視図である。図４〜図６に示すように、カバー本体部２３１は、配置部８１と、上側軸受保持部８２と、周縁部８３とを有する。

配置部８１は、中心軸９の周囲に円環板状に拡がる。配置部８１には、上述の６つの孔部８０が設けられている。また、配置部８１の上側には、放熱部品２３２の外側部７２が固定されている。配置部８１の下側には、放熱部品２３２の内側部７１が固定されている。

上側軸受保持部８２は、配置部８１よりも径方向内側に位置し、上側が閉じた略円筒形状を有する。上側軸受保持部８２の内部には、後述するシャフト３１の上端部および後述する上側軸受部６１が収容されている。すなわち、本実施形態の上側軸受部６１を有するカバー２３は、上側軸受部６１を直接的に保持する。ただし、上側軸受保持部８２と上側軸受部６１との間に、さらにパッキン等を介在させてもよい。すなわち、カバー２３は、パッキン等を介して、上側軸受部６１を間接的に保持してもよい。これにより、上側軸受部６１への水や異物の侵入を抑制できる。

周縁部８３は、配置部８１よりも径方向外側において、全周に亘って設けられている。周縁部８３は、圧入部８３１と、接触部８３２と、外筒部８３３とを含む。圧入部８３１は、配置部８１の外周部から上側へ向かって軸方向に筒状に延びる。接触部８３２は、圧入部８３１の上端部から径方向外側へ略水平に円環板状に拡がる。外筒部８３３は、接触部８３２の外周部から下側へ向かって軸方向に筒状に延びる。

圧入部８３１と、接触部８３２と、外筒部８３３とによって、カバー２３の下面の外周部付近において、上側へ向かって凹む円環状の凹形状２３０が形成されている。モータ１の製造時には、図１に示すように、ケーシング筒部２２１の上端部は、当該凹形状２３０に嵌まる。そして、同時に、圧入部８３１が、ケーシング筒部２２１の上端部側で、かつ、径方向側面において、ケーシング筒部２２１に圧入される。また、接触部８３２が、ケーシング筒部２２１の上面に接触する。これにより、カバー２３は、ケーシング２２に対して上下方向（軸方向）に位置決めされつつ、圧入により固定される。さらに、ケーシング２２に対してカバー２３が固定された状態で、カバー２３の外筒部８３３は、ケーシング筒部２２１の径方向外側に位置する。これにより、ケーシング開口部２２３が隙間なく覆われる。この結果、ケーシング２２内部への水や異物の侵入がさらに抑制される。

回路基板２４は、ステータ２１およびロータ３２の上側、かつ、カバー２３の下側において、径方向に拡がる。回路基板２４の表面には、モータ１を駆動させるための電子部品２６を含む電子回路が実装されている。コイル２１３を構成する導線（図示省略）の端部は、上方へ延びる金属製の端子２１４に固定され、端子２１４が直接的または別の金属製の部材を介して当該電子回路と電気的に接続される。これにより、コイル２１３は、当該電子回路と電気的に接続される。すなわち、回路基板２４は、ステータ２１と電気的に接続される。また、外部電源から延びる導線（図示省略）が、回路基板２４と電気的に接続される。すなわち、コイル２１３と外部電源とが、回路基板２４を介して電気的に接続される。外部電源から供給される電流は、回路基板２４を介して、コイル２１３へ流れる。なお、回路基板２４は、駆動対象となる機器に搭載された制御回路と電気的に接続されてもよく、当該制御回路からの信号線を受信してもよい。

回路基板２４に搭載される電子部品２６は、第１電子部品２６１と第２電子部品２６２とに分類される。第１電子部品２６１は、回路基板２４に搭載される電子部品のうち、比較的発熱しやすい電子部品である。第１電子部品２６１の例として、ＦＥＴまたはＩＧＢＴ等のスイッチング素子が含まれる。また、第１電子部品２６１には、複数個のスイッチング素子を一つのパッケージに収めたパワー半導体も含まれる。第２電子部品２６２は、回路基板２４に搭載される電子部品のうち、第１電子部品２６１よりも発熱しにくい電子部品である。第２電子部品２６２の例として、小型のコンデンサや抵抗素子等の電子部品が含まれる。

図１に示すように、本実施形態では、第１電子部品２６１の上側に、第１電子部品２６１に接触するシート状の弾性部材２４０（中継部材）が配置されている。本実施形態では、弾性部材２４０の材料には、放熱部品２３２よりも熱伝導率が高い弾性シート（例えば、弾性を有するシリコンゴム等）が用いられる。

図７は、カバー２３および弾性部材２４０の斜視図である。図７に示すように、弾性部材２４０は、放熱部品２３２の内側部７１の突出部７３の下面に接触する。すなわち、本実施形態の放熱部品２３２の突出部７３は、弾性部材２４０を介して間接的に第１電子部品２６１と接触する。弾性部材２４０を介することにより、第１電子部品２６１において発生した熱が、空気を介する場合よりも効率良く、放熱部品２３２に伝わる。ただし、突出部７３は、弾性部材２４０を介さず直接的に第１電子部品２６１と接触してもよい。すなわち、突出部７３は、弾性部材２４０を介して間接的に、または弾性部材２４０を介さず直接的に、第１電子部品２６１と接触すればよい。また、放熱部品２３２のうち突出部７３以外の部位が、弾性部材２４０を介して間接的に、または弾性部材２４０を介さず直接的に、第１電子部品２６１と接触してもよい。

また、本実施形態では、放熱部品２３２の突出部７３と、第１電子部品２６１との軸方向の間に、弾性を有する弾性部材２４０が介在することによって、放熱部品２３２の突出部７３に多少の寸法誤差がある場合でも、当該寸法誤差を弾性部材２４０で吸収することができる。これにより、放熱部品２３２の突出部７３の下面が設計値より上側に誤差を有する場合でも、突出部７３と第１電子部品２６１とが完全に離間して熱伝導性が大きく低下することを防止できる。また、放熱部品２３２の突出部７３の下面が設計値より下側に誤差を有する場合でも、弾性部材２４０が軸方向に収縮することによって、突出部７３が第１電子部品２６１を直接、過度に押圧してしまうことが抑制される。なお、このように「突出部７３と第１電子部品２６１との軸方向の間の寸法誤差を吸収すること」を主目的とすれば、弾性部材２４０の材料には、空気よりも熱伝導率の高い素材を用いればよい。

図２に示すように、放熱部品２３２の外側部７２の上面には、複数のフィン７４が設けられている。複数のフィン７４はそれぞれ、上側へ向けて突出する。これにより、第１電子部品２６１において発生した熱は、弾性部材２４０を介して放熱部品２３２の内側部７１および外側部７２へ伝わり、さらに放熱部品２３２の複数のフィン７４から外部空間へ効率良く放熱される。ただし、各フィン７４の形状は、図２に示すものに限定されない。また、複数のフィン７４を含む放熱部品２３２は樹脂製であるため、各フィン７４の軸方向の高さや形状等のバリエーションを容易に形成することができる。また、放熱部品２３２において、フィン７４は必ずしも設けられなくてもよい。この場合でも、第１電子部品２６１から発生した熱を、弾性部材２４０と放熱部品２３２の内側部７１と外側部７２とを介して外部空間へ放熱することができる。

なお、図１に示すように、比較的発熱しにくい第２電子部品２６２は、カバー本体部２３１および放熱部品２３２から軸方向に離間している。このように、放熱部品２３２のうち、比較的発熱しにくい第２電子部品２６２付近に位置する箇所の体積を減らすことによって、放熱部品２３２に使用する樹脂量を抑制でき、コスト削減に繋がる。

また、上述のとおり、放熱部品２３２の材料には、熱硬化性樹脂が用いられる。仮に、放熱部品２３２の材料が熱可塑性樹脂である場合、第１電子部品２６１において発生した熱が高温であると、放熱部品２３２の形状が変形する可能性がある。一方、放熱部品２３２の材料が熱硬化性樹脂である場合、放熱部品２３２の形状は維持される。

下側軸受保持部２５２は、略円筒形状を有する。下側軸受保持部２５２の材料には、鉄やアルミニウム等の導電性を有する金属が用いられる。下側軸受保持部２５２は、下側軸受保持部２５２の上端部から径方向外側へ延びる外周部を有する。当該外周部は、ケーシング底板部２２２の内周部に固定される。下側軸受保持部２５２の内部には、後述するシャフト３１を回転可能に支持する下側軸受部６２が収容されている。すなわち、本実施形態の下側軸受保持部２５２は、下側軸受部６２を直接的に保持する。ただし、下側軸受保持部２５２と下側軸受部６２との間に、さらにパッキン等を介在させてもよい。すなわち、下側軸受保持部２５２は、パッキン等を介して、下側軸受部６２を間接的に保持してもよい。これにより、下側軸受部６２への水や異物の侵入を抑制できる。

下側蓋部２５３は、下側軸受保持部２５２よりも下側において後述するシャフト３１の外周面に固定され、下側が閉じた略円筒形状を有する。下側蓋部２５３は、下側軸受保持部２５２の下側、および外周面の一部を覆う。これにより、下側軸受部６２への水や異物の侵入がさらに抑制される。

回転部３は、シャフト３１およびロータ３２を有する。

シャフト３１は、中心軸９に沿って上下方向に延びる柱状の部材である。シャフト３１は、軸受部６０によって、中心軸９を中心として回転可能に支持される。シャフト３１の下端部は、ケーシング２２の下端部よりも下方へ突出している。シャフト３１の下端部には、例えば、駆動対象となる機器の回転部である空調機用のファンが取り付けられる。また、シャフト３１の下端部は、ギア等の動力伝達機構を介して、ファン以外の駆動部に連結されてもよい。

なお、本実施形態では、シャフト３１が下方へ突出しているが、本発明はこの限りではない。シャフト３１は、カバー２３よりも上方へ突出して、その上端部が駆動部と連結されていてもよい。また、シャフト３１は、ケーシング２２の下方およびカバー２３の上方の双方へ突出して、その下端部および上端部の両方が、それぞれ駆動部に連結されていてもよい。

ロータ３２は、ステータ２１の径方向内側、かつ、シャフト３１の周囲に配置される。ロータ３２は、シャフト３１とともに回転する環状の部材である。ロータ３２は、ロータコア３２１および複数のマグネット３２２を有する。

ロータコア３２１は、電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。ロータコア３２１は、径方向内側に位置する内側コア４３と、径方向外側に位置する外側コア４４とを含む。内側コア４３の径方向内側には、ロータ貫通孔３２０が設けられている。ロータ貫通孔３２０は、中心軸９に沿ってロータ３２を軸方向に貫通する。シャフト３１は、ロータ貫通孔３２０に挿入され、ロータコア３２１の内周面に圧入によって取り付けられている。ただし、シャフト３１は、ロータコア３２１に、圧入の代わりに、または圧入に加えて、接着によって取り付けられてもよい。

複数のマグネット３２２は、ロータコア３２１の径方向外側の周囲に配置され、ロータコア３２１とともに樹脂で覆われることによって、ローラコア３２１と一体に固定される。各マグネット３２２の径方向外側の面は、ステータ２１のティース４２の径方向内側の端面に対向する磁極面となっている。複数のマグネット３２２は、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、周方向に等間隔に配列されている。なお、複数のマグネット３２２が、ロータコア３２１の内部に収容される構造であってもよい。

なお、複数のマグネット３２２に代えて、円環状のマグネットが使用されていてもよい。円環状のマグネットを使用する場合には、マグネットの外周面に、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されていればよい。

軸受部６０は、上側軸受部６１と下側軸受部６２とを含む。上側軸受部６１は、ロータ３２よりも上方において、シャフト３１を回転可能に支持している。下側軸受部６２は、ロータ３２よりも下方において、シャフト３１を回転可能に支持している。本実施形態の上側軸受部６１および下側軸受部６２は、いずれも、球体６０１、外輪６０２、および内輪６０３を有するボールベアリングである。ボールベアリングにおいては、外輪６０２と内輪６０３とが、球体６０１を介して相対回転する。球体６０１、外輪６０２、および内輪６０３の材料には、鉄等の導電性を有する金属が使用される。すなわち、上側軸受部６１および下側軸受部６２は、いずれも、外周面と内周面との間が導電性を有する部材で繋がっている。

本実施形態では、球体６０１、外輪６０２、および内輪６０３の全体が、導電性の材料で形成されているが、球体６０１の材料として、セラミック材等の絶縁性を有する材料を用いる方法がある。しかし、セラミック材の球体６０１を用いた軸受部は、コストが高く、耐久性も金属製のものに比べて劣るという課題がある。本発明のように、ケーシング側で電子部品との絶縁を確保すれば、このような絶縁性の軸受部を用いる必要が無くなるため、コストを抑制され、かつ、耐久性に優れた軸受部を用いることができる。

なお、本実施形態では、ベアリングとしてボールベアリングを使用しているが、ボールベアリングの替わりに、スリーブ軸受等の他方式のベアリングを使用してもよい。

上側軸受部６１は、上側軸受保持部８２とシャフト３１との間に圧入により固定される。上側軸受部６１の外輪６０２は、上側軸受保持部８２に固定される。これにより、上側軸受部６１の外輪６０２は、上側軸受保持部８２と、電気的に接続されている。下側軸受部６２は、下側軸受保持部２５２とシャフト３１との間に圧入により固定される。下側軸受部６２の外輪６０２は、下側軸受保持部２５２に固定される。これにより、下側軸受部６２の外輪６０２は、下側軸受保持部２５２と、電気的に接続されている。また、上側軸受部６１および下側軸受部６２の各々の内輪６０３は、シャフト３１に固定される。

モータ１の駆動時には、外部電源から、回路基板２４上の電子部品２６に通電される。電子部品２６は、コイル２１３に通電するための駆動電流を生成し、通電を制御する。コイル２１３に駆動電流が供給されることで、ステータコア２１１の複数のティース４２に、磁束が生じる。そして、ティース４２とロータ３２に搭載されているマグネット３２２との間の磁束が及ぼす作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、中心軸９を中心として回転部３が回転する。また、シャフト３１に直接的または間接的に取り付けられている機器が、回転部３とともに回転する。

ここで、本実施形態では、カバー本体部２３１、上側軸受保持部８２、および上側軸受部６１と、第１電子部品２６１との間に、絶縁体である樹脂製の放熱部品２３２が介在する構造が形成されている。このため、カバー本体部２３１、上側軸受保持部８２、および上側軸受部６１と、第１電子部品２６１との間の電気的な絶縁性能が十分に確保されている。そして、第１電子部品２６１が搭載された回路基板２４を流れる電気が、カバー本体部２３１、上側軸受保持部８２、および上側軸受部６１を介してシャフト３１へ伝達されることが抑制される。特に、本実施形態では、カバー本体部２３１、上側軸受保持部８２、および上側軸受部６１と、第１電子部品２６１との間に、放熱部品２３２の軸方向に突出する突出部７３が介在する。これにより、カバー本体部２３１、上側軸受保持部８２、および上側軸受部６１と、第１電子部品２６１との絶縁距離がより長く確保されている。

なお、上述のとおり、上側軸受部６１は、金属製の上側軸受保持部８２に保持されている。また、下側軸受部６２は、金属製の下側軸受保持部２５２に保持されている。これにより、モータ１の駆動時に各軸受部の温度が上昇した場合でも、上側軸受部６１と上側軸受保持部８２との間、および下側軸受部６２と下側軸受保持部２５２との間の相対的な寸法変化や変形が抑制される。このため、回転部３の空転を防ぎ、高い回転精度が維持される。

さらに、本実施形態の放熱部品２３２の内側部７１は、カバー本体部２３１の配置部８１の下面の全周を覆っている。このように、金属製のカバー本体部２３１の下面を樹脂製の放熱部品２３２で広く覆うことによって、モータ１の駆動時の振動に伴って生じるカバー本体部２３１の反響音（騒音）を低く抑えることができる。

また、本実施形態では、上側軸受部６１の下端部および上側軸受保持部８２の下端部は、カバー本体部２３１の配置部８１の下面よりも下側に位置する。これにより、上側軸受部６１を含むモータ１全体の軸方向の長さが抑制されている。また、同時に、放熱部品２３２の突出部７３の下端部を、上側軸受部６１の下端部および上側軸受保持部８２の下端部よりもさらに下側に突出させて第１電子部品２６１と接触させる構成としている。これにより、上側軸受部６１および上側軸受保持部８２と第１電子部品２６１との絶縁距離を確保している。

さらに、図６に示すように、本実施形態のカバー本体部２３１の圧入部８３１の下端部は、カバー本体部２３１の配置部８１の下面よりもさらに下側に位置する。このように、圧入部８３１をより下側へ延ばして軸方向の長さを確保することによって、ケーシング２２とカバー２３との圧入による固定強度が高められている。また、同時に、配置部８１をより上側に配置することによって、金属製の当該配置部８１と電子部品２６との絶縁距離がより確保されている。そして、これらを同時に実現するため、圧入部８３１の内周面と配置部８１の外周部との間に、全周に亘って下側へ凹む溝部８４が形成された構造となっている。

＜１−２．放熱部品の形成方法＞
以下では、本実施形態のカバー２３の、特に放熱部品２３２を形成する方法について、説明する。

カバー２３のうち、金属製のカバー本体部２３１は、例えば、主に金属のプレス加工によって形成される。カバー本体部２３１の周縁部８３は、例えば、絞り加工によって形成される。また、上述のとおり、放熱部品２３２は、樹脂の射出成形によって形成される。図８は、放熱部品２３２の成形時の様子を示す縦断面図である。図８に示すように、放熱部品２３２を成形する際には、まず、成形用の上側金型９０１、下側金型９０２、および中央金型９０３を用意する。ただし、中央金型９０３は、下側金型９０２と一体であってもよい。

そして、上側金型９０１と、下側金型９０２および中央金型９０３との上下方向（軸方向）の間に、カバー本体部２３１を配置する。中央金型９０３の上端部を、カバー本体部２３１の上側軸受保持部８２の内側に嵌める。そうすると、これらの組み立てられた金型の内部に、１つの空洞９１が形成される。

空洞９１は、突出部７３や複数のフィン７４を含む放熱部品２３２全体の形状に沿った形状となっている。空洞９１は、周方向の全周に亘って繋がっている。また、空洞９１は、カバー本体部２３１の配置部８１よりも上側に位置する部位と、カバー本体部２３１の配置部８１よりも下側に位置する部位とを含む。これらの部位は、配置部８１に設けられた６つの孔部８０を介して互いに繋がっている。

上側金型９０１には、樹脂の注入口であるゲート９２が設けられている。本実施形態では、２つのゲート９２が設けられている。２つのゲート９２は、中心軸９の周りに互いに反対側に位置する。２つのゲート９２はそれぞれ、軸方向に円柱状に延び、上側金型９０１の上面と空洞９１とを繋ぐ。放熱部品２３２を形成する樹脂は、各ゲート９２の上端部である上側注入口９３１から流し込まれる。

上側注入口９３１から流し込まれた樹脂は、ゲート９２を通り、ゲート９２の下端部である下側注入口９３２から、空洞９１の内部に拡がる。このとき、樹脂は、空洞９１のうちカバー本体部２３１の配置部８１よりも上側に位置する部位のみならず、孔部８０を介して、配置部８１よりも下側に位置する部位にも行き亘る。また、上述のとおり、空洞９１は、周方向の全周に亘って繋がっている。２つのゲート９２は、中心軸９の周りに互いに反対側に位置する。このため、空洞９１において、樹脂を周方向の全周に亘ってスムーズに行き亘らせることができる。その後、樹脂が硬化すると、放熱部品２３２が成形される。放熱部品２３２は、カバー本体部２３１を上側および下側から覆いつつ、カバー本体部２３１に固定される。

なお、下側注入口９３２の径は、各フィン７４の幅や、隣接するフィン７４の間隙よりも大きい。このため、放熱部品２３２の外側部７２の上面のうち、下側注入口９３２の直ぐ付近には、フィン７４を形成することはできず、略平面となる。そして、樹脂が硬化した後、放熱部品２３２の外側部７２の上面には、下側注入口９３２の痕跡５０が残る（図２参照）。

図２に示すように、本実施形態の放熱部品２３２の外側部７２の上面には、複数のフィン７４が設けられる第１放熱フィン領域５１と、複数のフィン７４が設けられる第２放熱フィン領域５２と、第１放熱フィン領域５１と第２放熱フィン領域５２との間に位置する２つの平面領域５３とが、形成される。そして、２つの平面領域５３のそれぞれに、下側注入口９３２の痕跡５０が形成される。

上述のとおり、本実施形態の第１電子部品２６１に弾性部材２４０を介して接触する放熱部品２３２は、樹脂の射出成形により形成される。このため、放熱部品２３２を金属のプレス加工によって形成する場合と比べて、形状や大きさを容易かつ低コストで変更できる。この結果、第１電子部品２６１を有する回路基板２４の形状や大きさを変更する場合でも、変更後の第１電子部品２６１や回路基板２４の形状や大きさに合わせて、放熱部品２３２の形状や大きさを容易かつ低コストで変更できる。この結果、カバー本体部２３１を共通して用いつつ、例えば、放熱部品２３２と第１電子部品２６１との離間距離や、放熱部品２３２と第１電子部品２６１との接触状態を、容易かつ低コストで調整できる。

＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されない。

上述の実施形態において、内側部７１と外側部７２とを含む放熱部品２３２の全体が単一部材の樹脂から形成されていた。しかしながら、内側部７１と外側部７２とは、互いに別の樹脂から形成されていてもよい。その場合、内側部７１と外側部７２とは、互いに嵌め合いまたは接着等によって繋がっていればよい。

上述の実施形態では、カバー本体部２３１の配置部８１は、上側軸受保持部８２の上端部、および周縁部８３の上端部（接触部８３２）よりも下側に位置していた。そして、上側軸受保持部８２の上端部は、配置部８１に配置された放熱部品２３２の上端部と軸方向の位置が略同じであり、周縁部８３の上端部（接触部８３２）も、放熱部品２３２の上端部と軸方向の位置が略同じであった。これにより、放熱部品２３２がカバー本体部２３１の内側（下方に凹んだ部分）に収容され、モータ１全体の軸方向の長さが抑制されていた。

ただし、カバー２３の各部と放熱部品２３２との位置関係は、これに限定されない。モータ１全体の軸方向の長さを抑制するために、カバー本体部２３１の配置部８１が、上側軸受保持部８２の少なくとも一部および周縁部８３の少なくとも一部よりも下側に位置し、上側軸受保持部８２の上端部は、放熱部品２３２の上端部と軸方向の位置が同じ、または放熱部品２３２の上端部よりも上側に位置し、および／または、周縁部８３の上端部は、放熱部品２３２の上端部と軸方向の位置が同じ、または放熱部品２３２の上端部よりも上側に位置する位置関係であればよい。

上述の実施形態では、カバー２３をケーシング２２に対して固定する際、カバー２３の周縁部８３の圧入部８３１が、ケーシング筒部２２１の上端部側で、かつ、径方向側面において、ケーシング筒部２２１に圧入されていた。しかしながら、カバー２３の周縁部８３の外筒部８３３（ケーシング筒部２２１よりも径方向外側に位置する部位）が、ケーシング筒部２２１の上端部側で、かつ、径方向側面において、ケーシング筒部２２１に圧入されてもよい。また、カバー２３とケーシング２２との固定強度をより高めるため、カバー２３の外筒部８３３を軸方向により長くしてもよい。

また、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上述の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、モータに利用できる。

１ モータ
２ 静止部
３ 回転部
９ 中心軸
２１ ステータ
２２ ケーシング
２３ カバー
２４ 回路基板
２６ 電子部品
３１ シャフト
３２ ロータ
５０ 痕跡
５１ 第１放熱フィン領域
５２ 第２放熱フィン領域
５３ 平面領域
６０ 軸受部
６１ 上側軸受部
６２ 下側軸受部
７１ 内側部
７２ 外側部
７３ 突出部
７４ フィン
８０ 孔部
８１ 配置部
８２ 上側軸受保持部
８３ 周縁部
８４ 溝部
９１ 空洞
９２ ゲート
２１１ ステータコア
２１２ インシュレータ
２１３ コイル
２２０ 内部空間
２２１ ケーシング筒部
２２２ ケーシング底板部
２２３ ケーシング開口部
２３０ 凹形状
２３１ カバー本体部
２３２ 放熱部品
２４０ 弾性部材
２５２ 下側軸受保持部
２５３ 下側蓋部
２６１ 第１電子部品
２６２ 第２電子部品
８３１ 圧入部
８３２ 接触部
８３３ 外筒部
９３２ 下側注入口

Claims (13)

1. モータであって、
   静止部と、
   中心軸を中心として軸受部を介して回転する回転部と、
   を有し、
   前記静止部は、
   ステータと、
   前記ステータの少なくとも一部を保持するケーシングと、
   前記ケーシングに固定され、前記軸受部を直接的または間接的に保持するカバーと、
   前記ステータと電気的に接続される回路基板と、
   を有し、
   前記回転部は、
   ロータと、
   前記ロータに取り付けられ、前記中心軸に沿って延び、前記軸受部によって回転可能に支持されるシャフトと、
   を有し、
   前記回路基板は、
   前記モータを駆動させるための電子部品
   を有し、
   前記ケーシングは、少なくとも軸方向一方側に形成されたケーシング開口部において開口し、前記ケーシング開口部から軸方向他方側へ連続する内部空間を有し、
   前記回路基板および前記ロータは、前記内部空間に位置し、
   前記カバーは、前記回路基板よりも軸方向一方側から前記ケーシング開口部を覆い、かつ、
   金属製のカバー本体部と、
   前記カバー本体部に取り付けられる樹脂製の放熱部品と、
   を有し、
   前記放熱部品は、
   前記カバー本体部の軸方向他方側の前記内部空間に位置する内側部と、
   前記カバー本体部の軸方向一方側に位置し、外部空間に露出する外側部と、
   を有し、
   前記内側部は、直接的または中継部材を介して間接的に前記電子部品と接触し、
   前記内側部と前記外側部とは、互いに単一部材または別の部材から形成されて、繋がっている、モータ。
2. 請求項１に記載のモータであって、
   前記放熱部品は、単一部材から構成され、かつ、前記放熱部品を形成する樹脂が前記カバー本体部の一部を軸方向一方側および軸方向他方側から覆うことによって、前記カバー本体部に固定される、モータ。
3. 請求項１または請求項２に記載のモータであって、
   前記放熱部品の材料は、熱硬化性樹脂である、モータ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のモータであって、
   前記カバー本体部は、
   軸方向に前記カバー本体部を貫通する孔部
   を有し、
   前記内側部と前記外側部とは、前記孔部を介して互いに直接的に繋がれる、モータ。
5. 請求項４に記載のモータであって、
   前記カバー本体部は、
   複数の前記孔部
   を有し、
   前記内側部と前記外側部とは、前記複数の孔部をそれぞれ介して互いに直接的に繋がれる、モータ。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のモータであって、
   前記内側部は、
   軸方向他方側へ突出する突出部
   を有し、
   前記突出部が、直接的または前記中継部材を介して間接的に前記電子部品と接触する、モータ。
7. 請求項６に記載のモータであって、
   前記電子部品の軸方向一方側に配置され、空気よりも熱伝導率の高い前記中継部材である弾性部材
   をさらに有し、
   前記突出部は、前記弾性部材を介して間接的に前記電子部品と接触する、モータ。
8. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のモータであって、
   前記ケーシングは、
   前記ケーシング開口部の周囲から軸方向他方側へ向けて筒状に延びるケーシング筒部
   を有し、
   前記カバー本体部は、
   軸方向一方側に前記外側部が配置される配置部と、
   前記配置部よりも径方向内側に位置し、内部に前記軸受部が保持される軸受保持部と、
   前記配置部よりも径方向外側に位置し、軸方向に延びつつ前記ケーシング筒部の軸方向端部側で、かつ、径方向側面に圧入される圧入部と、前記ケーシング筒部の軸方向一方側の端面に接触する接触部と、を含む周縁部と、
   を有し、
   前記配置部は、前記軸受保持部の少なくとも一部および前記周縁部の少なくとも一部よりも軸方向他方側に位置し、
   前記軸受保持部の軸方向一方側の端部は、前記放熱部品の軸方向一方側の端部と軸方向の位置が同じ、または前記放熱部品の軸方向一方側の端部よりも軸方向一方側に位置する、および／または、
   前記周縁部の軸方向一方側の端部は、前記放熱部品の軸方向一方側の端部と軸方向の位置が同じ、または前記放熱部品の軸方向一方側の端部よりも軸方向一方側に位置する、モータ。
9. 請求項８に記載のモータであって、
   前記軸受部の軸方向他方側の端部、および、前記軸受保持部の軸方向他方側の端部は、前記配置部の軸方向他方側の端面よりもさらに軸方向他方側に位置し、
   前記内側部は、
   軸方向他方側へ突出する突出部
   を有し、
   前記突出部の軸方向他方側の端部は、前記軸受部の軸方向他方側の端部、および、前記軸受保持部の軸方向他方側の端部よりもさらに軸方向他方側に位置する、モータ。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記外側部は、
    軸方向一方側へ突出する複数のフィン
    を有する、モータ。
11. 請求項１０に記載のモータであって、
    前記外側部は、軸方向一方側の端面において、
    それぞれ複数の前記フィンが設けられる第１放熱フィン領域および第２放熱フィン領域と、
    前記第１放熱フィン領域と前記第２放熱フィン領域との間に位置する平面領域と、
    を有し、
    前記平面領域に、前記放熱部品を形成する樹脂の注入口の痕跡を有する、モータ。
12. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記ケーシングは、
    前記ケーシング開口部の周囲から軸方向他方側へ向けて筒状に延びるケーシング筒部
    を有し、
    前記カバー本体部は、
    軸方向一方側に前記外側部が配置される配置部と、
    前記配置部よりも径方向内側に位置し、内部に前記軸受部が保持される軸受保持部と、
    前記配置部よりも径方向外側に位置し、軸方向に延びつつ前記ケーシング筒部の軸方向端部側で、かつ、径方向側面に圧入される圧入部と、前記ケーシング筒部の軸方向一方側の端面に接触する接触部と、を含む周縁部と、
    を有し、
    前記放熱部品の前記内側部は、前記配置部の軸方向他方側の端面の全周を覆う、モータ。
13. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータであって、
    前記ケーシングは、
    前記ケーシング開口部の周囲から軸方向他方側へ向けて筒状に延びるケーシング筒部
    を有し、
    前記カバー本体部は、
    軸方向一方側に前記外側部が配置される配置部と、
    前記配置部よりも径方向内側に位置し、内部に前記軸受部が保持される軸受保持部と、
    前記配置部よりも径方向外側に位置し、軸方向に延びつつ前記ケーシング筒部の軸方向端部側で、かつ、径方向側面に圧入される圧入部と、前記ケーシング筒部の軸方向一方側の端面に接触する接触部と、を含む周縁部と、
    を有し、
    前記圧入部の軸方向他方側の端部は、前記配置部の軸方向他方側の端面よりもさらに軸方向他方側に位置し、前記圧入部の内周面と前記配置部の外周部との間に、全周に亘って軸方向他方側へ凹む溝部が形成される、モータ。
    
    

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