JP5934879B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、モータを駆動するインバータをモータと一体的に構成したブラシレスモータに関する。

自動車のエンジンやパワートレイン周辺で使用される電装用ブラシレスモータは、周囲温度が１２０℃程度の高温環境で運転され、かつ冷却水や冷却風が届かない場所に配置されることが多いため、このような高温環境で電装用ブラシレスモータを使用する場合、モータとそのモータを駆動するインバータ回路とを分離して配置するような手法が図られていた。すなわち、モータをエンジンやパワートレイン周辺に設置するとともに、モータを駆動するインバータ回路については、高温にならない車室内に配置したり、冷却水や冷却風が届く場所に配置したりする。これによって、インバータ回路の動作温度が許容限界より高くならないようにし、インバータ用トランジスタなどの過熱破壊に対する保護を図っていた。

ところが、モータとインバータ回路を離れた場所に配置すると、相互を接続するためのワイヤハーネスが必要となり、ワイヤハーネスの抵抗によるモータ特性の低下、重量増加、不要放射ノイズの発生、搭載性、コストアップなどの課題が発生する。

このため、従来、モータとインバータ回路とを一体的に構成した装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような装置は、金属製のハウジング内にパワー素子などを実装した金属基板を収納し、モータのブラケットにネジでハウジングを固定している。そして、ハウジング内のパワー素子で発生した熱をハウジングに取付けた放熱用突起で放熱させるとともに、モータのブラケットを経由してギアケースでも放熱させている。従来の装置は、このような構成とすることによって、金属基板の温度上昇を抑制しながら、ワイヤハーネスなどを不要とし、重量増加や不要放射ノイズの発生も抑制していた。

また、車両に搭載されるモータは走行時や洗車時に被水する箇所で使用される場合があり、ラバーリングや接着剤を使用して没水状態でも動作可能な防水構造とていた。

特開２００５−３０４２０３号公報

しかしながら、上述の従来の装置のように、モータとパワー素子などを実装した金属基板を収納したハウジングを別々のユニットとして構成した場合、重量増加、搭載性、コストアップなどの課題があった。

従来重量増加、搭載性、コストアップなどの課題の発生を許容して、モータとパワー素子などを実装した金属基板を収納したハウジングを別々のユニットとして構成しているのは、上記２者を一体化した場合には重量増加、搭載性、コストアップなどの課題を解決できる代わりに、モータの巻線で発生した熱がハウジング内のパワー素子に伝導し、伝導した熱がパワー素子の温度上昇を招くため、パワー素子の放熱不足による過熱破壊という問題が発生するためである。

また、車両に搭載されるモータとして、走行時や洗車時に被水する箇所で使用される場合があり、熱対策とともに没水状態でも動作する防水構造とするために多数のラバーリングや接着剤を使用していた。

本発明は、ブラシレスモータにモータ駆動用インバータを一体化させるとともに、モータからインバータへの熱伝導を抑制し、これによって、高温環境での使用も可能としたブラシレスモータを提供することを目的とする。さらに、水密構造を実現し、電装用モータとして好適なブラシレスモータを提供することを目的とする。

上記目的を実現するために、本発明のブラシレスモータは、両端を軸受によって支持された回転子と、回転子の周囲に環状に配置され、巻線が巻回された固定子と、巻線を通電駆動するインバータと、回転子および固定子を収納し、固定子の外周を保持するモータケースと、インバータを構成する回路部品を実装した回路基板を収納する基板ケースとを備える。そして、本ブラシレスモータは、基板ケースとモータケースとのいずれかの表面に、表面から突出した突出部を設け、基板ケースとモータケースとを突出部のみで接触させて、基板ケースとモータケースとを接合した構成である。

このような構成により、モータケースと、インバータを構成する回路部品を実装した回路基板を収納する基板ケースとを一体化しても、固定子の巻線で発生した熱が、回路基板上のインバータなどに伝導していくことを抑制できる。また、突出部による金属どうしの直接接触で両ケースを接合した構成であるため、熱伝導を防止するために低熱伝導率の樹脂などを介した接合に比べて組み付け精度を確保できるため、両ケースに分けて軸受を配置しても、両軸受の同軸度、すなわち両軸受間の位置精度を確保できる。さらに接合強度を確保できるため耐振動性を高めることができる。

また、本発明のブラシレスモータは、モータケースがカップ形状の収納部を有し、基板ケースが表面から環状に突出する環状立ち上げ部を有している。そして、本ブラシレスモータは、環状立ち上げ部の外周に環状の弾性部材を装着し、収納部の開口に、弾性部材を挟み込むようにして、弾性部材を装着した環状立ち上げ部を挿入した構成である。

このような構成により、巻線で発生した熱がインバータを実装した回路基板に伝導することを抑制しながら、水密構造のモータを実現できる。

また、本発明のブラシレスモータは、巻線と基板ケースとの間に、巻線の端末を回路基板に接続するための案内および巻線の端末と基板ケースを絶縁する低熱伝導率の遮熱板を配置した構成である。

このような構成により、簡易な作業で組立ができるとともに、巻線で発生した熱がインバータを実装した回路基板に伝導することを、さらに抑制することができる。

本発明のブラシレスモータは、モータ駆動用インバータを一体化させるとともに、モータからインバータへの熱伝導を抑制できるため、高温環境での使用も可能としたブラシレスモータを提供できる。さらに、水密構造も実現できるため、電装用モータとして好適なブラシレスモータを提供できる。

本発明の実施の形態におけるブラシレスモータの断面構造を示す図 同ブラシレスモータのモータケースの要部を示す上面図 同ブラシレスモータの断面構造の拡大図 同ブラシレスモータのモータケースに突出部を設けた構成を示す拡大図 同ブラシレスモータの遮熱部材の斜視図 同ブラシレスモータの要部の分解斜視図 同ブラシレスモータの環状立ち上げ部、弾性部材およびモータケースの各サイズの詳細な関係を示す図

以下、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータについて図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の断面構造を示す図である。また、図２は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の要部を示す上面図である。また、図３は、図１における円ＡＡ箇所の拡大図である。本実施の形態では、ロータがステータの内周側に回転自在に配置されたインナロータ型のブラシレスモータの例を挙げて説明する。

まず、図１、図２および図３を参照してブラシレスモータ１０の全体構成について説明する。

図１に示すように、ブラシレスモータ１０は、ケーシング１３内に、固定子としてのステータ１１および回転子としてのロータ１２を備えるとともに、モータを駆動制御するための回路基板１４をも備えた構成である。さらに、ケーシング１３は、モータを構成するステータ１１およびロータ１２を収納する金属製のモータケース３１と、回路基板１４を収納する金属製の基板ケース３２とで構成されている。

モータケース３１は、上部が円筒形状を成して底面側に開口を有した略カップ形状の収納部３１ａと、底面側の開口から外周方向に広がる平板部３１ｂとを含む構造となっている。このようなモータケース３１内に、図１に示すように、ステータ１１およびロータ１２が収納されている。さらに、モータケース３１の底面側に基板ケース３２が配置されている。

基板ケース３２は、箱形状を成すとともに底面側に開口を有した構造となっており、この内部に回路基板１４を収納している。また、詳細な構成については以下で説明するが、モータケース３１と基板ケース３２とは互いに装着可能なように構成されている。両ケースを互いに装着するため、基板ケース３２の天面部に環状立ち上げ部３２ａを設けている。環状立ち上げ部３２ａは、基板ケース３２の天面部からモータケース３１側に、図２に示すような概略環状の形状で突出している。さらに、環状立ち上げ部３２ａの外周には、弾性部材５０を装着している。モータケース３１の開口に対して、弾性部材５０を挟み込むようにして環状立ち上げ部３２ａを挿入することで、両ケースが合体する。このようにモータケース３１に基板ケース３２を装着することで、モータケース３１が密封される。さらに、基板ケース３２の底面側にケース蓋３５を装着することで、基板ケース３２が密封される。実際には基板ケース３２とケース蓋３５の間に弾性部材や接着剤を挟みこんで密封を完全にするが、図１では省略している。同様にモータケース３１から回転軸２５を導出する部分にはシール部材７０を配置して密封している。接続ホルダ３７を介して外部配線３８を引き出す部分についても弾性部材や接着剤を挟みこんで密封しているが図２では省略している。そして、本実施の形態では、ネジ３６によりモータケース３１に基板ケース３２が固定され、これによって、モータと駆動制御回路とを一体化したブラシレスモータ１０が構成される。

ステータ１１は、ステータコア１５に、インシュレータ１７を介して相ごとの巻線１６を巻回して構成される。本実施の形態では、互いに１２０度位相が異なるＵ相、Ｖ相、Ｗ相とする３つの相に区分した巻線１６をステータコア１５に巻回している。ステータコア１５は、複数枚の鋼板を積層して形成されており、内周側に突出した複数の突極を有している。この突極に、ステータコア１５を絶縁するための樹脂製のインシュレータ１７を介して巻線１６を巻回している。また、ステータコア１５の外周側は概略円柱形状であり、その外周がモータケース３１の収納部３１ａ内側に面接触して固定されている。すなわち、ステータコア１５の外周側と収納部３１ａの内周側とを略等しい径としている。このようなステータ１１の内側には、空隙を介してロータ１２が挿入されている。

ロータ１２は、永久磁石２２を保持したロータコア２１と、ロータコア２１の内周側を貫通する回転軸２５と、回転軸２５にロータコア２１を固着するための固着部材２４とで構成される。本実施の形態では、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ：内部磁石埋込型）タイプのロータ１２とした一例を挙げている。すなわち、ロータコア２１には、回転軸２５と並行するように磁石挿入孔２２ｈが複数設けられており、それぞれの磁石挿入孔２２ｈに永久磁石２２を配設している。また、ロータコア２１は、複数枚の鋼板を積層して形成されており、中心に回転軸２５を配置した円柱形状を成している。そして、ロータコア２１の外周面が、空隙を介して、ステータコア１５の各突極の先端面と対面している。

回転軸２５は、ロータコア２１の内周側を貫通して両方向に延伸し、両方向に配置されたそれぞれの軸受２６によって回転自在に支持される。ここで、一方の軸受２６の外周側はモータケース３１の天面部で固定され、他方の軸受２６の外周側は基板ケース３２の天面部で固定されている。基板ケース３２側の軸受２６を保持するため、基板ケース３２には、その天面部からモータケース３１側に円環状に突出した環状立ち上げ部３２ｂをさらに設けている。この環状立ち上げ部３２ｂの内周側に軸受２６が固定される。

回転軸２５は、一方の軸受２６を固定するモータケース３１の天面部からモータケース３１の外部へとさらに延伸し、回転駆動するための出力軸として利用される。また、他方の軸受２６側へと延伸した回転軸２５は、基板ケース３２の天面部を貫通し、基板ケース３２内まで延伸している。本実施の形態では、この方向に延伸した回転軸２５の先端部に、位置検出用磁石８０を装着している。

以上のように、ロータ１２は、両端を軸受２６に支持されている。そして、ステータ１１は、ロータ１２の周囲に環状に配置され、巻線１６が巻回されている。

さらに、このブラシレスモータ１０には、各種の回路部品４１を実装した回路基板１４が基板ケース３２の内部に内蔵されている。これら回路部品４１によって、電源回路やモータを制御したり駆動したりするための駆動制御回路が構成される。例えば、位置検出用磁石８０を装着した回転軸２５の先端部に対向するように、位置検出素子４１ｓが回路基板１４上に実装されている。これによって、回転動作中の位置検出が行われる。また、図２に示すように、基板ケース３２の天面部には接続ホルダ３７を配置しており、この接続ホルダ３７に電源線や制御信号線などの外部配線３８が接続される。そして、接続ホルダ３７を介して、例えば電源電力が基板ケース３２内の電源回路に供給される。

特に、本実施の形態では、基板ケース３２に収納する回路基板１４を複数の回路基板で構成するとともに、その中の１つの回路基板にインバータの回路を含めた構成としている。具体的には、回路基板１４を、発熱量の多い回路部品４１を実装した第１の回路基板１４ｔと発熱量の少ない回路部品４１を実装した第２の回路基板１４ｂとの２つの基板に分離した構成としている。

第１の回路基板１４ｔには、インバータ用トランジスタなどのパワー素子４１ｐを含む発熱量の多い回路部品４１を実装している。すなわち、第１の回路基板１４ｔでは、巻線１６を通電駆動するためのインバータを含む駆動回路を主に構成している。特に、インバータ用トランジスタは発熱量が多いとともに、半導体素子なので動作温度が許容限界を超えると破壊に至ることになり、熱に対する保護が重要となる。このため、本実施の形態では、基板ケース３２内において、第１の回路基板１４ｔが基板ケース３２と熱的に結合するように第１の回路基板１４ｔを配置し、放熱を図っている。具体的には、図３に示すように、第１の回路基板１４ｔは、熱伝導性の良好な絶縁シート４３を挟んで、基板ケース３２内の天面部に面接触するように装着されている。このような構成により、基板ケース３２と第１の回路基板１４ｔとの間の絶縁を確保しながら、第１の回路基板１４ｔ上で発生した熱を基板ケース３２から効率よく放熱させている。

一方、第２の回路基板１４ｂには、制御用マイコンなどの発熱量の少ない回路部品４１を実装している。すなわち、第２の回路基板１４ｂでは、位置検出素子４１ｓの位置検出に基づきモータを回転駆動するためのインバータの制御や速度制御などを行うための制御回路を主に構成している。そして、第２の回路基板１４ｂは、基板ケース３２内において、第１の回路基板１４ｔよりも基板ケース３２の開口側となるように配置している。本実施の形態では、基板ケース３２内の天面部から開口側へと延伸したスペーサ４４を介して、第２の回路基板１４ｂを基板ケース３２内に保持した構成としている。

また、第１の回路基板１４ｔに実装したインバータ用のパワー素子４１ｐによって巻線１６を通電駆動するため、本実施の形態では、次のような構成としている。まず、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの巻線１６の端部が引出線１６ａとして、ステータ１１から基板ケース３２の方向に引き出されている。基板ケース３２の天面部には複数の孔３２ｈを設けており、これらの孔３２ｈを介してそれぞれの引出線１６ａが第１の回路基板１４ｔに接続される。さらに、本実施の形態では、巻線１６と基板ケース３２との間に低熱伝導率の遮熱部材６０を配置している。遮熱部材６０は、径方向には、環状立ち上げ部３２ｂの外周と環状立ち上げ部３２ａの内周との間に配置される。すなわち、ブラシレスモータ１０は、図２に示すように、モータケース３１から内周側に向けて、弾性部材５０、環状立ち上げ部３２ａ、遮熱部材６０、環状立ち上げ部３２ｂ、軸受２６、回転軸２５の順となるように配置している。

また、モータケース３１の天面部には、ブラシレスモータ１０を相手部材に取付けるために、取付部１９が形成されている。さらに、本実施の形態では、取付部１９を金属製としモータケース３１と一体的に結合した構成としている。これによって、ステータ１１の巻線１６で発生した熱に対しては、取付部１９を介して相手部材へと伝導させて放熱を図るような構成としている。なお、放熱を図るため、取付部１９がモータケース３１と熱的に結合された状態となるように、モータケース３１に取付部１９を設けた構成としてもよい。また、モータケース３１側の軸受２６がこの取付部１９によって固定された構成としてもよい。

以上のように、ブラシレスモータ１０は、ステータ１１およびロータ１２とともに、巻線１６を通電駆動するインバータを備えている。そして、モータケース３１が、ステータ１１およびロータ１２を収納し、ステータ１１の外周を保持している。また、基板ケース３２が、インバータを構成するパワー素子４１ｐなどの回路部品４１を実装した回路基板１４を収納している。

さらに、本実施の形態では以下のようにして、ステータ１１で発生した熱による駆動回路への影響を抑制するとともに、モータケース３１の密封性の向上を図っている。

まず、ステータ１１での発熱がモータケース３１および基板ケース３２を伝導して駆動回路に影響することを抑制するため、本実施の形態では、基板ケース３２の天面部に突出部３２ｓを複数個設けている。

突出部３２ｓは、基板ケース３２の天面部に、天面部の表面からモータケース３１側へとわずかに突出するように形成されている。図３では、突出部３２ｓが、基板ケース３２の天面部から高さｈだけ突出した例を示している。また、図２に示すように、本実施の形態では、モータケース３１の平板部３１ｂと対面する基板ケース３２の天面部に、円形状に突出する４つの突出部３２ｓを設けた構成例を示している。

このような突出部３２ｓを設けることにより、基板ケース３２とモータケース３１とが突出部３２ｓのみで直接接触した状態で、基板ケース３２とモータケース３１の平板部３１ｂとが接合される。そして、ネジ３６によりケースどうしが固定される。すなわち、このような構成とすることによって、基板ケース３２とモータケース３１の平板部３１ｂとの接触面積は、突出部３２ｓを設けない場合に比べて非常に小さくなる。

本実施の形態では、突出部３２ｓを設けて、ケースどうしの接触面積を極力小さくし、これによって、ステータ１１の巻線１６で発生した熱が、ステータコア１５、モータケース３１、基板ケース３２、絶縁シート４３を介して、第１の回路基板１４ｔ上のパワー素子４１ｐなどに伝導していくことを抑制している。また、基板ケース３２とモータケース３１とを、突出部３２ｓを介した金属どうしの接合とすることで、接合強度の劣化を抑えている。

なお、以上の説明は基板ケース３２とモータケース３１の回転軸方向の接合状態について説明したが、具体的には半径方向にも同様に突出部を設けて基板ケース３２とモータケース３１どうしが直接接触した状態で接触面積が極力小さくなるような構造としている。半径方向の接合状態の詳細は後述する。

また、以上の説明では、基板ケース３２の天面部に突出部３２ｓを設けた例を挙げて説明したが、モータケース３１側にこのような突出部を設けてもよい。図４は、モータケース３１に円環状の突出部３１ｓを設けた構成を示す拡大図である。モータケース３１の平板部３１ｂに、図４に示すような円環状の突出部３１ｓを基板ケース３２と対面する側に複数設ける。このような構成によっても、基板ケース３２とモータケース３１とは円環状の突出部３１ｓのみで接触するため、巻線１６で発生した熱がパワー素子４１ｐなどに伝導することを抑制できる。すなわち、このような表面から突出した突出部は、基板ケース３２とモータケース３１とのいずれかの表面に設けた構成であればよい。

また、本実施の形態では、円形状に突出する４つの突出部３２ｓを設けた例を挙げているが、突出部３２ｓの形状や個数はこれに限定されず、基板ケース３２とモータケース３１とがバランスよく接合できるとともに、両ケースの接触面積を小さくできる形状や個数であればよい。

次に、ステータ１１の巻線１６から輻射された熱やモータケース３１内で対流する熱が駆動回路へ影響することを抑制するため、本実施の形態では、低熱伝導率の遮熱部材６０を、巻線１６と基板ケース３２との間に配置している。

図５は、遮熱部材６０の斜視図である。図５に示すように、遮熱部材６０は、本体部６０ｔとともに、本体部６０ｔから筒状に延伸した複数の案内部６０ｂを有している。案内部６０ｂは、図３に示すように、基板ケース３２の孔３２ｈにそれぞれ挿入され、これによって、遮熱部材６０が基板ケース３２の天面部とステータ１１との間に装着される。そして、図３に示すように、巻線１６の端部となる引出線１６ａが案内部６０ｂ内を通って第１の回路基板の引出線挿入孔１４ｔｈへと導かれる。本実施の形態では、このような遮熱部材６０を設けることにより、引出線１６ａと基板ケース３２との間の絶縁を図りながら、引出線１６ａを第１の回路基板１４ｔへと案内している。そして、遮熱部材６０の本体部６０ｔによって、モータケース３１で発生した熱を遮断するように構成している。すなわち、巻線１６で発生した熱が輻射され、基板ケース３２の天面部を介して第１の回路基板１４ｔへと伝導することを抑制している。特に、遮熱部材６０の案内部６０ｂを基板ケース３２の孔３２ｈに挿入するのみで第１の回路基板１４ｔの引出線挿入孔１４ｔｈに引出線１６ａを挿通することができるため、簡単な作業でモータの組立をすることができる。

次に、モータケース３１の密封性を確保するために、本実施の形態では、モータケース３１と基板ケース３２との間に弾性を有する弾性部材５０を挟み込んだ構成としている。

図６は、本発明の実施の形態におけるブラシレスモータ１０の要部の分解斜視図である。

図６に示すように、基板ケース３２の天面部に、環状立ち上げ部３２ａを設けている。また、弾性部材５０は、例えばＯリングであり、ゴムなどの弾性材料で形成されて環状の形状を成している。図６では、断面が円となる弾性部材５０の一例を挙げている。弾性部材５０は、その内径が環状立ち上げ部３２ａに形成された部材装着溝３０ｍの溝径と略等しくなるように形成している。そして、このような弾性部材５０は、部材装着溝３０ｍに装着される。

より具体的には、次のような構成としている。まず、図６に示すように、環状立ち上げ部３２ａには、複数の突出部３０ａと部材装着溝３０ｍを設けている。図６では、周方向に等間隔で４つの突出部３０ａを設けた一例を示している。突出部３０ａは、下側突出部３０ｂと、上側突出部３０ｔとで構成されている。下側突出部３０ｂおよび上側突出部３０ｔは、図６に示すように、環状立ち上げ部３２ａの外周面３０ｃからさらに外周方向に向けて突起している（図６では判りやすいように突出量、形状を誇張して描いているが実際には０．１ｍｍ前後のわずかな突出量、１ｍｍ前後のわずかな幅である）。図６では、環状立ち上げ部３２ａ基部の外周面３０ｃから外周方向に高さｗｐだけ突起した例を示している。また、下側突出部３０ｂと上側突出部３０ｔの間には部材装着溝３０ｍが設けられており、このような部材装着溝３０ｍに対して、弾性部材５０を広げながら装着する。このように弾性部材５０を装着した環状立ち上げ部３２ａの外周に、モータケース３１底部の開口を装着することによって、モータケース３１と基板ケース３２との一体化が図られる。

図７は、環状立ち上げ部３２ａ、弾性部材５０およびモータケース３１の各サイズの詳細な関係を示す図である。

図７は弾性部材５０を部材装着溝３０ｍに装着したとき、弾性部材５０が部材装着溝３０ｍの溝の底面から外周方向に向けて高さｗｒだけ突出した一例を示している。本実施の形態では、図７に示すように、高さｗｒが部材装着溝３０ｍの深さｗｍよりも大きくなるように、弾性部材５０の大きさを設定している。

また、図７では、部材装着溝３０ｍの溝径ｄｃと、環状立ち上げ部３２ａの突出部３０ａを含めた径ｄｐと、環状立ち上げ部３２ａに弾性部材５０を装着したときの径ｄｅと、モータケース３１底部の開口の径ｄｍとの大きさ関係を示している。ここで、径ｄｃ、径ｄｐ、径ｄｅの関係は上述したことより、図７に示すように、ｄｅ＞ｄｐ＞ｄｃとなる。そして、本実施の形態では、モータケース３１底部の開口の径ｄｍを径ｄｐよりわずかに大きく、かつ径ｄｅよりも小さくなるように構成している。このような大きさ関係となるように、モータケース３１底部の開口の径、環状立ち上げ部３２ａの各部のサイズ、および弾性部材５０のサイズを設定することにより、弾性部材５０が収縮した状態で、モータケース３１の収納部３１ａ内周と部材装着溝３０ｍとの間に、弾性部材５０を挟み込む構造となる。このような構造により、モータケース３１を密閉した構成となり、弾性部材５０によって水の浸入を防ぐような水密構造を実現している。

また、弾性部材５０は、例えばゴムなどであり、通常熱伝導性が低い。そして、基板ケース３２の環状立ち上げ部３２ａとモータケース３１の収納部３１ａとが、直接に接触せずに、熱伝導性の低い弾性部材５０を介して接触するような構造としている。このように、本実施の形態では、弾性部材５０を利用して水密構造にするとともに、弾性部材５０をステータ１１から第１の回路基板１４ｔへの熱伝導抑制にも利用している。すなわち、基板ケース３２とモータケース３１の半径方向の接合状態は熱伝導性の低い弾性部材５０を介した水密状態の接触と突出部３０ａ先端の非常に小さな面積のみにより直接に接触する構成としている。このため、ステータ１１の巻線１６で発生した熱が、ステータコア１５、モータケース３１、基板ケース３２、絶縁シート４３を介して、第１の回路基板１４ｔ上のパワー素子４１ｐなどに伝導していくことを抑制している。

また、突出部３０ａによる金属どうしの直接接触でモータケース３１と基板ケース３２を接合した構成であるため、熱伝導を防止するために低熱伝導率の樹脂などを介した接合に比べて、組み付け精度を確保できる。このため、両ケースに分けて軸受を配置しても、両軸受の同軸度、すなわち両軸受間の位置精度を確保できる。

以上説明したように、本実施の形態のブラシレスモータ１０は、基板ケース３２とモータケース３１とを突出部３２ｓおよび３２ａのみで直接に接触させて、基板ケース３２とモータケース３１とを接合した構成である。本実施の形態では、このような構成とすることにより、ステータ１１の巻線１６で発生した熱が、第１の回路基板１４ｔ上のパワー素子４１ｐなどに伝導していくことを抑制している。また、突出部３２ｓおよび３２ａによる金属どうしの接触で両ケースを接合した構成であるため、樹脂などを介した接合に比べて組み付け精度を確保できるため、両ケースに分けて軸受を配置しても、両軸受の同軸度、すなわち両軸受間の位置精度を確保できる。さらに接合強度を確保できるため耐振動性を高めることができる。

さらに、本実施の形態のブラシレスモータ１０は、モータケース３１の収納部３１ａの開口に、弾性部材５０を挟み込むようにして、弾性部材５０を装着した環状立ち上げ部３２ａを挿入した構成を含む。本実施の形態では、このような構成とすることにより、巻線１６で発生した熱が第１の回路基板１４ｔに伝導することを抑制しながら、水密構造のモータを実現している。

さらに、本実施の形態のブラシレスモータ１０は、巻線１６と基板ケース３２との間に、低熱伝導率の遮熱部材６０を配置した構成を含む。遮熱部材６０は、巻線１６の端末を回路基板１４に案内および絶縁する機能を有するとともに、低熱伝導率の特性によって巻線１６で発生した熱が第１の回路基板１４ｔへと伝導することを抑制している。このような遮熱部材６０は案内部６０ｂを基板ケース３２の孔３２ｈに挿入するのみで第１の回路基板１４ｔの引出線挿入孔１４ｔｈに引出線１６ａを挿通することができるため、簡単な作業でモータの組立をすることができる。

以上、本発明のブラシレスモータは、モータとインバータとを一体化するとともに、モータを収納するモータケースとインバータを収納する基板ケースとを備える。そして、基板ケースとモータケースとのいずれかの表面に、表面から突出した突出部を設け、基板ケースとモータケースとを突出部のみで接触させて、基板ケースとモータケースとを接合した構成である。これにより、両ケースの接合強度を確保しながら、巻線で発生した熱がインバータなどに伝導していくことを抑制でき、高温環境での使用も可能となる。

また、本発明のブラシレスモータは、回路基板を複数の回路基板で構成し、インバータの回路を含めた回路基板を、基板ケースと熱的に結合するように基板ケース内に配置した構成である。これにより、インバータの回路を含めた回路基板で発生した熱を、基板ケースから効率よく放熱させることができる。

また、本発明のブラシレスモータは、ブラシレスモータを相手部材に取付けるための取付部を、モータケースと一体的または熱的に結合された状態で形成した構成である。これにより、巻線で発生した熱に対して相手部材へと伝導させることができ、巻線での熱がインバータへ影響することをさらに抑えることができる。

また、本発明のブラシレスモータは、モータケースの開口に、弾性部材を挟み込むようにして、弾性部材を装着した環状立ち上げ部を挿入した構成である。これにより、巻線での熱がインバータに伝導することを抑制しながら、水密構造を実現できる。

また、本発明のブラシレスモータは、巻線と基板ケースとの間に低熱伝導率の遮熱板を配置した構成である。これにより、作業効率を向上させながら遮熱効果を実現できる。

なお、以上、ＩＰＭタイプのロータとした一例を挙げて説明したが、磁石をロータコアの表面に配設したＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ：表面磁石貼付型）タイプのロータであってもよい。

本発明のブラシレスモータは、水密構造を有するとともに、高温環境下での動作に適したインバータ一体型モータであるため、車両に搭載する電装用のモータとして好適である。さらに、本発明のブラシレスモータは、電気機器において高温環境下や水周りで使用されるモータとしても有用である。

１０ ブラシレスモータ
１１ ステータ
１２ ロータ
１３ ケーシング
１４ 回路基板
１４ｔ 第１の回路基板
１４ｔｈ 第１の回路基板の引出線挿入孔
１４ｂ 第２の回路基板
１５ ステータコア
１６ 巻線
１６ａ 引出線
１７ インシュレータ
１９ 取付部
２１ ロータコア
２２ 永久磁石
２２ｈ 磁石挿入孔
２４ 固着部材
２５ 回転軸
２６ 軸受
３０ａ 突出部
３０ｂ 下側突出部
３０ｍ 部材装着溝
３０ｔ 上側突出部
３１ モータケース
３１ａ 収納部
３１ｂ 平板部
３１ｓ，３２ｓ 突出部
３２ 基板ケース
３２ａ，３２ｂ 環状立ち上げ部
３５ ケース蓋
３６ ネジ
３７ 接続ホルダ
３８ 外部配線
４１ 回路部品
４１ｐ パワー素子
４１ｓ 位置検出素子
４３ 絶縁シート
４４ スペーサ
５０ 弾性部材
６０ 遮熱部材
６０ｂ 案内部
６０ｔ 本体部
７０ シール部材
８０ 位置検出用磁石

Claims (5)

1. 回転軸の両端を軸受によって支持された回転子と、
   前記回転子の周囲に環状に配置され、巻線が巻回された固定子と、
   前記巻線を通電駆動するインバータとを備えたブラシレスモータであって、
   前記回転子および前記固定子を収納し、前記固定子の外周を保持するモータケースと、
   前記インバータを構成する回路部品および位置検出素子を実装した回路基板ならびに前記回転子に装着した位置検出用磁石を収納する基板ケースとを備え、
   前記基板ケースと前記モータケースとの少なくともいずれか一方の表面に、この基板ケースとこのモータケースとの接触面積を小さくするための突起状で前記表面から突出した突出部を設け、前記基板ケースと前記モータケースとを前記突出部のみで接触させた状態で前記基板ケースと前記モータケースとを接合し、
   前記回転子の両端を支持する前記軸受の一方は、前記モータケースによって保持され、
   前記回転子の両端を支持する前記軸受の他方は、前記基板ケースによって保持されていることを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記位置検出用磁石は前記回転軸に装着されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記モータケースには前記回転軸の軸心方向に垂直なフランジ部を有し、このフランジ部によりネジで前記基板ケースと前記モータケースとが固定し、前記ネジ用の穴の周辺部に前記突出部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
4. 前記モータケースは、カップ形状の収納部を有し、
   前記基板ケースは、複数の前記突出部のいくつかまたはすべてがこの基板ケースの表面から環状に突出し、この環状に突出した突出部と環状の溝により形成した環状立ち上げ部を有し、
   前記環状の溝に環状の弾性部材を装着し、
   前記収納部の開口に、前記弾性部材を挟み込んだ状態で、前記弾性部材を装着した前記環状立ち上げ部が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
5. 前記巻線と前記基板ケースとの間に、低熱伝導率の遮熱板を配置し、前記遮熱板により前記巻線の端末を前記回路基板に接続するための案内および前記巻線の端末と前記基板ケースを絶縁したことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。

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