JP3509287B2 - ブラシレスdcモータ - Google Patents

ブラシレスdcモータ

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JP3509287B2
JP3509287B2 JP12590095A JP12590095A JP3509287B2 JP 3509287 B2 JP3509287 B2 JP 3509287B2 JP 12590095 A JP12590095 A JP 12590095A JP 12590095 A JP12590095 A JP 12590095A JP 3509287 B2 JP3509287 B2 JP 3509287B2
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俊明 村上
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日本電産シバウラ株式会社
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はブラシレスDCモータに
使用されている半導体素子の放熱に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、モールドモータにモータ制御用回
路を内蔵した、回転数の制御可能なブラシレスDCモー
タの需要が多くなってきている。 【0003】このブラシレスDCモータは磁気センサー
等で、このモータの回転子の回転数検出、及び、回転位
置の検出などをおこない、パワーIC、モータドライブ
IC等の半導体素子が装着されているモータ制御用回路
にこの信号を送り、この信号とセットからの信号により
モータの回転数の制御や、回転維持のため所定のコイル
へ通電をおこない位相を切替えるなどの制御をおこなっ
ている。 【0004】なお、IC素子には、スイッチング作用を
おこなうパワーICと、制御作用をおこなうモータドラ
イブICなどがある。この2個のIC素子は1個のモジ
ュールにパッケージされている場合もある。 【0005】従来のブラシレスDCモータの構造を図1
4の縦断面図を用いて簡単に説明する。この図におい
て、固定子鉄芯3は表面をプレモールド等で絶縁した後
に巻線4が施されている。この固定子鉄芯3にPC板5
bが配設されている。 【0006】このPC板5bと巻線4された固定子鉄芯
3とをプリミックス6で一体にモールドをおこない固定
子13が形成されている。また、回転子7の径方向の外
周には、永久磁石8が接着等で固定されている。固定子
13と固定子13内に配置している回転子7とBブラケ
ット9g及び軸受け10a、10bなどでブラシレスD
Cモータ1bが構成されている。 【0007】このモータ1bの回転数の制御はホールI
Cなどの磁気センサー14で回転子7の回転数を検出
し、PC板5b上にあるモータ制御回路に信号を送り、
この信号とセットからの信号とでモータ1bの回転数及
び位相の切替えなどを制御している。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】ブラシレスDCモータ
は全体をプリミックスでモールドしており、このモータ
にはパワーIC、パワートランジスター、モータドライ
ブICなどの発熱の大きなIC素子を使用している。こ
れらのIC素子は表面積が小さく局部的に温度が上昇す
る。この温度上昇により、この素子の性能が低下した
り、破壊したりする恐れがある。そのため、大きな出力
UPができずモータ出力特性の制約となり、IC回路内
臓タイプの高出力化モータの設計が難しかった。 【0009】次に、従来の問題点の説明を図3、図14
に基づき説明する。ブラシレスDCモータ1bの回転数
及び位相の切替えなどを制御することによりパワーIC
などのIC素子11を含むモータ制御用回路素子に電流
が流れ、これらの素子が発熱する。 【0010】この発熱の対策として図10〜図13の形
状をしたヒートシンク(放熱板)2b、2cをIC素子
11の上部に取り付けるなどの対策をおこなっていた。
図10、図11はヒートシンク2bを接着剤17で固定
したPC板5bの斜視図及び側面図の1例である。ま
た、図12、図13はヒートシンク2cを半田12で固
定したPC板5cの斜視図及び側面図の1例である。 【0011】しかし、これらの方法ではIC素子11の
表面からの熱放散だけであり、熱放散の効果が低いとい
う問題があった。さらに、ヒートシンク2b、2cは接
着や半田付けなどで固定しているために、取付に作業時
間がかかったり、また、IC素子11から外れるなどの
工程上や信頼性で問題があった。 【0012】本発明はこの様な事情を鑑みてなされたも
のであり、IC素子等の制御回路素子を金属製でできた
ブラケットに直接接触させてモールドすることにより、
IC素子等から発生する熱をブラケットを通して放散す
る効果を高めた、高出力のブラシレスDCモータを提供
することを課題としている。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明のブラシレスDC
モータは、巻線された固定子鉄心と前記固定子鉄心に配
設されたPC板と1個の金属製ブラケットがプリミック
スで一体にモールドされた固定子と、前記固定子内に配
設されている回転子と、もう1個のブラケットと、軸受
けを備えたブラシレスDCモータにおいて、前記PC板
の反固定子コイル側にモータを制御するIC素子を設
け、前記IC素子の表面に前記金属製ブラケットを接触
させてモールドしたことにより、IC素子等の制御回路
素子から出る熱をブラケットを通して熱放散させること
ができ効果を高め、問題点を解決している。 【0014】 【作用】PC板に装着されているIC素子などの半導体
素子と金属製ブラケットとを互いに接触させて、プリミ
ックスで一体にモールドすることにより、固定子が形成
される。この固定子を用いて組み立てられたブラシレス
DCモータに通電をすることにより磁界が発生し回転子
が回転する。 【0015】その回転数をホールICなどの磁気センサ
ーで検知してPC板に装着されているモータ制御用回路
素子に信号を伝達し、この信号とセットからの信号によ
り回転数の制御及び回転維持のための位相切替えなどが
おこなわれる。この働きにより、IC素子等の制御回路
素子内に電流が流れ発熱する。この熱がIC素子に接触
している金属製のブラケットに伝導され、さらに、この
ブラケットから直接空気中に放散される。または、ブラ
ケットよりプリミックスに熱が伝導されて空気中に放散
される。 【0016】 【実施例】本発明を図面に示された一実施例に基づいて
説明すると、図1は本発明の一実施例によるブラシレス
DCモータの縦断面図であり、図2は本発明の一実施例
によるブラシレスDCモータの平面図であり、図4は本
発明の一実施例によるブラシレスDCモータの要部の縦
断面図であり、図5は他の実施例によるブラシレスDC
モータの要部の縦断面図であり、図6は本発明の一実施
例によるブラケットの斜視図であり、図7は他の実施例
によるブラケットの斜視図であり、図8は他の実施例に
よるブラケットの斜視図であり、図9は他の実施例によ
るブラケットの斜視図である。 【0017】図1において、固定子鉄芯3の表面をプレ
モールド等で絶縁した後に巻線4が施されている。この
固定子鉄芯3の上面か下面にパワーIC、モータドライ
ブIC等のIC素子11を-装着したPC板5aが配設
される。 【0018】このPC板5aが配設された固定子鉄芯3
とAブラケット9aとをプリミックスで一体にモールド
をおこない固定子13が形成される。PC板5aに装着
されているIC素子11とAブラケット9aとが図のよ
うに密着して固定子13が形成されている。また、回転
子7の外周には永久磁石8が接着等で固定されている。
これらの固定子13と固定子13内に配置した回転子7
とBブラケット9g及び軸受け10a、10bなどによ
りブラシレスDCモータ1aが構成されている。 【0019】この様な構成において、このモータ1aに
通電をおこなうことにより磁界が発生し、その電磁力で
回転子7が回転をする。磁気ICなどの磁気センサー1
4がその回転子7の回転数や回転位置などを検知しPC
板5aに装着されているモータ制御用回路素子に信号を
伝達する。この信号とセットからの信号とにより回転数
や回転を維持するための位相切替えなどの制御をおこな
う。このモータの制御によりIC素子11などの制御回
路素子内に電流が流れ熱が発生する。ある温度以上に発
熱すると、モータ制御用回路の性能や信頼性が低下した
り、半導体素子の破壊などが生ずる。 【0020】そこで、この熱の放散の方法として本発明
は、IC素子などの半導体素子を金属製のブラケットに
直接接触させることにより、このブラケットに放熱板の
働きをさせ、IC素子などで発生した熱をこのブラケッ
トを通して空気中に放散させる。また、IC素子の種類
によっては、このブラケットをグランドとしての作用を
もたせることもできる。 【0021】これを図1に基づいて説明をすると、Aブ
ラケット9aはパワーIC、モータドライブICなどの
IC素子11と接触してモールドされており、このAブ
ラケット9aとの接触により、IC素子11などの内部
で発生した熱が、この素子11に接触しているAブラケ
ット9aに伝導し、そこから直接、空気中に放散され
る。または、その熱がプリミックス6に伝導され、その
後に、空気中に放散される。金属はプリミックスと較
べ、熱電導率がかなり大きいため、IC素子などの半導
体素子を金属製のブラケットに接触させることにより放
熱性が大変良くなる。そして、ブラケットへの接触は2
個以上の半導体素子でもよい。 【0022】なお、IC素子11には大きく分けて外被
を樹脂でコーテングしたものと、金属でカバーしたもの
との2種類がある。Aブラケット9aに放熱作用をもた
せる場合は、外被を樹脂でコーテングしたものを使用す
るとよい。また、放熱作用とグランド作用の2つの働き
をもたせる場合は、外被を金属でカバーしたものを使用
することにより、Aブラケット9aよりアースをとるこ
ともできる。 【0023】なお、このAブラケット9aは図6〜図9
などの形状が考えられるがいずれの形状でもよい。ま
た、ブラシレスDCモータ1aの形状は大きく分けて図
4と図5の様な形状が考えられる。放熱効果を考えた場
合、図5の形状がより放熱の効果がある。図5の形状の
場合、Aブラケット9fはプリミックス6による外側か
らの押圧力が少ないのでAブラケット9fとIC素子1
1の間に隙間ができることも考えられるが、その場合
は、Aブラケット9fと接しているIC素子11の近傍
のブラケット9fに数カ所孔を明け、そして、モールド
型のその孔部に半円形の凹を形成してモールドをするこ
とにより、この孔部がリベットでカシメたような形状に
なり、プリミックス6でAブラケット9fを固定するこ
とができる。また、Aブラケット9a〜9fに使用する
材質として、ミガキ鋼板、メッキ鋼板、ステンレス鋼
板、ボンデ鋼板、アルミ板などが考えられる。なお、ア
ルミ材の場合は、ダイキャストで製造されたブラケット
でもよい。 【0024】この様に、金属製のAブラケット9a〜9
fとIC素子11とを接触させることにより、IC素子
11の熱がAブラケット9a〜9fに電導され、放熱性
の良いブラシレスDCモータ1aができる。 【0025】 【発明の効果】以上の通り、本発明のブラシレスDCモ
ータは、ICパワーIC、パワートランジスター、モー
タドライブIC等のIC素子などの放熱効果を高めるこ
とにより、この素子の温度上昇による性能の低下、及
び、破壊などを防止することができる。また、IC素子
などの温度上昇を抑制できるのでモータの信頼性が向上
する。さらに、接着や半田付けなどの工程が不要にな
り、安定したPC板が得られる。 【0026】この様に、放熱効率が高くなるため従来と
較べモータの出力特性を温度上昇の制約に制限されるこ
となく、IC回路内臓タイプの高出力化ブラシレスDC
モータを製造することが出来る。 【0027】
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例によるブラシレスDCモータ
の縦断面図である。 【図2】本発明の一実施例によるブラシレスDCモータ
の平面図である。 【図3】従来のブラシレスDCモータの要部の縦断面図
である。 【図4】本発明の一実施例によるブラシレスDCモータ
の要部の縦断面図である。 【図5】他の実施例によるブラシレスDCモータの要部
の縦断面図である。 【図6】本発明の一実施例によるブラケットの斜視図で
ある。 【図7】他の実施例によるブラケットの斜視図である。 【図8】他の実施例によるブラケットの斜視図である。 【図9】他の実施例によるブラケットの斜視図である。 【図10】従来のIC素子にヒートシンクを接着で固定
したPC板の斜視図である。 【図11】従来のIC素子にヒートシンクを接着で固定
したPC板の側面図である。 【図12】従来のIC素子にヒートシンクを半田付けで
固定したPC板の斜視図である。 【図13】従来のIC素子にヒートシンクを半田付けで
固定したPC板の側面図である。 【図14】従来のブラシレスDCモータの縦断面図であ
る。 【図15】従来のブラシレスDCモータの平面図であ
る。 【符号の説明】 1a、1b ・・・・・・・・・ブラシレスDCモータ 3 ・・・・・・・・・・・・・・固定子鉄芯 4 ・・・・・・・・・・・・・・巻線 5a、5b、5c ・・・PC板 6 ・・・・・・・・・・・・・・プリミックス 7 ・・・・・・・・・・・・・・回転子 8 ・・・・・・・・・・・・・・永久磁石 9a〜9g ・・・・・・・・・ブラケット 10a、10b ・・・・・軸受け 11 ・・・・・・・・・・・・・・IC素子 13 ・・・・・・・・・・・・・・固定子 14 ・・・・・・・・・・・・・・磁気センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 29/00 H02K 21/00 H02K 9/22

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】巻線された固定子鉄心と前記固定子鉄心
    配設されたPC板と1個の金属製ブラケットとがプリミ
    ックスで一体にモールドされた固定子と、前記固定子内に配設されている回転子と、 もう1個のブラケットと、 軸受けを備えた ブラシレスDCモータにおいて、 前記PC板の反固定子コイル側にモータを制御するIC
    素子を設け、 前記IC素子の表面に前記金属製ブラケットを接触させ
    てモールドした ことを特徴とするブラシレスDCモー
    タ。
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EP4007130A4 (en) * 2019-07-26 2022-08-24 Mitsubishi Electric Corporation ELECTRIC MOTOR, BLOWER, AIR CONDITIONING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING AN ELECTRIC MOTOR
JP7389680B2 (ja) * 2020-02-28 2023-11-30 株式会社ミツバ モータ装置及び電動ポンプ

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