JP6100508B2 - ドライバ一体型モータ - Google Patents

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本発明は、モータ本体部とドライバ部とが一体化されたドライバ一体型モータに関する。
従来、モータ本体部とドライバ部とが一体化されたドライバ一体型モータが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のドライバ一体型モータでは、ドライバ部は、パワートランジスタ等の電子部品が実装される回路基板と、回路基板が収容されるケース体とを備えている。このドライバ一体型モータでは、ケース体に放熱用のラジエータが取り付けられている。そのため、このドライバ一体型モータでは、ラジエータを利用して、回路基板で発生した熱を効率的に放散することが可能である。
特開2004−201415号公報
特許文献1に記載のドライバ一体型モータのようなドライバ一体型モータは、たとえば、工作機械等の上位装置に搭載されて使用される。そのため、かかるドライバ一体型モータには、上位装置を制御する制御回路が実装された上位回路基板と通信を行うための構成が必要になる。
そこで、本発明の課題は、搭載される上位装置の上位回路基板と通信を行うための上位通信部を備えていても、回路基板で発生した熱を効率的に放散することが可能で、かつ、小型化することが可能なドライバ一体型モータを提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明のドライバ一体型モータは、ロータとステータとを有するモータ本体部と、ロータを駆動するための駆動回路が実装される回路基板と回路基板が収容される第1ケース体とを有するドライバ部とを備えるドライバ一体型モータにおいて、ドライバ一体型モータが搭載される上位装置の上位回路基板と通信を行うための通信用基板と通信用基板が収容される第2ケース体とを有する上位通信部を備え、第2ケース体には、回路基板の熱を放散するための放熱部が形成され、モータ本体部と第1ケース体とは、断熱性を有する弾性材料で形成された第1のシール部材を介して互いに固定され、第1ケース体と第2ケース体とは、熱伝導性を有する弾性材料で形成された第2のシール部材を介して互いに固定されていることを特徴とする。
本発明のドライバ一体型モータでは、上位通信部を構成する第2ケース体に、駆動回路が実装される回路基板の熱を放散するための放熱部が形成されている。そのため、本発明では、回路基板の熱を放散するための部材を別途設けなくても、第2ケース体を利用して、回路基板で発生した熱を効率的に放散することが可能になる。したがって、本発明では、ドライバ一体型モータが上位通信部を備えていても、回路基板で発生した熱を効率的に放散しつつ、ドライバ一体型モータを小型化することが可能になる。また、本発明では、モータ本体部と第1ケース体とは、断熱性を有する弾性材料で形成された第1のシール部材を介して互いに固定され、第1ケース体と第2ケース体とは、熱伝導性を有する弾性材料で形成された第2のシール部材を介して互いに固定されているため、モータ本体部で発生した熱がドライバ部へ伝達されるのを抑制することが可能になり、その結果、モータ本体部で発生した熱に起因する回路基板の温度上昇を抑制することが可能になる。また、第1ケース体から第2ケース体へ熱が伝わりやすくなるため、第2ケース体の放熱部を利用して、回路基板で発生した熱を効果的に放散することが可能になる。また、モータ本体部と第1ケース体とが弾性材料で形成された第1のシール部材を介して互いに固定されているため、モータ本体部と第1ケース体との間からドライバ一体型モータの内部へ水や塵埃等が入り込むのを防止することが可能になる。また、第1ケース体と第2ケース体とが弾性材料で形成された第2のシール部材を介して互いに固定されているため、第1ケース体と第2ケース体との間からドライバ一体型モータの内部へ水や塵埃等が入り込むのを防止することが可能になる。したがって、ドライバ一体型モータの防水性および防塵性を高めることが可能になる。
本発明において、モータ本体部とドライバ部とは、ロータの軸方向において重なるように配置され、モータ本体部と上位通信部とは、ロータの径方向において重なるように配置されていることが好ましい。このように構成すると、ドライバ一体型モータが上位通信部を備えていても、ロータの軸方向でドライバ一体型モータを小型化することが可能になる。
本発明において、第1ケース体の、第2ケース体に固定される部分である第1ケース体固定部、および、第2ケース体の、第1ケース体に固定される部分である第2ケース体固定部には、回路基板に接続される電力供給用ケーブルが通される第1通過孔が電力供給用ケーブルの外径に応じた大きさに形成されるとともに、回路基板に接続される通信用ケーブルが通される第2通過孔が通信用ケーブルの外径に応じた大きさに形成されていることが好ましい。このように構成すると、第1通過孔の大きさを、電力供給用ケーブルを通すために必要最小限の大きさとすることが可能になり、また、第2通過孔の大きさを、通信用ケーブルを通すために必要最小限の大きさとすることが可能になる。したがって、第1ケース体固定部と第2のシール部材との接触面積、および、第2ケース体固定部と第2のシール部材との接触面積を大きくすることが可能になる。その結果、第1ケース体から第2ケース体へ効率的に熱を伝えることが可能になり、第2ケース体の放熱部を利用して、回路基板で発生した熱を効果的に放散することが可能になる。
本発明において、第1ケース体の、第2ケース体に固定される部分である第1ケース体固定部、または、第2ケース体の、第1ケース体に固定される部分である第2ケース体固定部のいずれか一方には、第1ケース体固定部または第2ケース体固定部のいずれか他方に向かって突出する凸部が形成され、第1ケース体固定部または第2ケース体固定部のいずれか他方には、凸部が係合する凹部が形成され、凸部の先端面と凹部の底面との間に、第2のシール部材が挟まれていることが好ましい。このように構成すると、第1ケース体と第2ケース体との間からドライバ一体型モータの内部へ水や塵埃等が入り込むのを効果的に防止することが可能になる。
本発明において、第2ケース体は、所定の接合面で分割される第1分割ケース体と第2分割ケース体とを備え、第1分割ケース体と第2分割ケース体とは、熱伝導性を有する弾性材料で形成された第3のシール部材を介して互いに固定されていることが好ましい。このように構成すると、たとえば、第2ケース体の形状が複雑であっても、第2ケース体を容易に製造することが可能になる。また、このように構成すると、第1分割ケース体と第2分割ケース体とが、熱伝導性を有する弾性材料で形成された第3のシール部材を介して互いに固定されているため、第2ケース体が第1分割ケース体と第2分割ケース体とを備えている場合であっても、第2ケース体を構成する第1分割ケース体と第2分割ケース体とを利用して、第1ケース体から第2ケース体に伝達される熱を効率的に放散することが可能になる。また、このように構成すると、第1分割ケース体と第2分割ケース体とが第3のシール部材を介して互いに固定されているため、第1分割ケース体と第2分割ケース体との間から第2ケース体の内部へ水や塵埃等が入り込むのを防止することが可能になる。
本発明において、第2ケース体は、所定の接合面で分割される第1分割ケース体と第2分割ケース体とを備え、第1分割ケース体は、断熱性を有する樹脂材料で形成されるとともに、第1分割ケース体がモータ本体部に固定されていることが好ましい。このように構成すると、モータ本体部で発生した熱が第2ケース体を介して第1ケース体へ伝達されるのを抑制することが可能になり、その結果、モータ本体部で発生した熱に起因する回路基板の温度上昇を抑制することが可能になる。また、このように構成すると、モータ本体部で発生した熱が第2ケース体へ伝達されるのを抑制することが可能になるため、第1ケース体から第2ケース体へ伝達された熱を第2ケース体の放熱部を利用して効果的に放散することが可能になる。
本発明において、たとえば、放熱部には、ケーブル接続用のコネクタが取り付けられている。また、この場合には、放熱部に、2個のコネクタが取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、回路基板に接続される電力供給用ケーブルと、回路基板に接続される通信用ケーブルとを別々のコネクタに接続することが可能になる。したがって、電力供給用ケーブルおよび通信用ケーブルの引き回しが容易になる。
本発明において、モータ本体部とドライバ部とは、ロータの軸方向において重なるように配置され、モータ本体部と上位通信部とは、ロータの径方向において重なるように配置され、モータ本体部と上位通信部とが重なっている径方向の一方向を第1方向とすると、軸方向から見たときに、モータ本体部および上位通信部は、第1方向におけるドライバ部の幅の中にほぼ収まっていることが好ましい。このように構成すると、第1方向において、ドライバ一体型モータを小型化することが可能になる。
以上のように、本発明では、ドライバ一体型モータが搭載される上位装置の上位回路基板と通信を行うための上位通信部をドライバ一体型モータが備えていても、回路基板で発生した熱を効率的に放散することが可能になるとともに、ドライバ一体型モータを小型化することが可能になる。
本発明の実施の形態にかかるドライバ一体型モータの斜視図である。 図1に示すドライバ一体型モータの分解斜視図である。 図1に示す上位通信部の分解斜視図である。 図1に示す上位通信部の平面図である。 図1に示す第2分割ケース体の斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかるドライバ一体型モータの斜視図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
(ドライバ一体型モータの構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかるドライバ一体型モータ1の斜視図である。図2は、図1に示すドライバ一体型モータ1の分解斜視図である。図3は、図1に示す上位通信部4の分解斜視図である。図4は、図1に示す上位通信部4の平面図である。図5は、図1に示す第2分割ケース体28の斜視図である。
本形態のドライバ一体型モータ1(以下、「モータ1」とする)は、産業用のサーボモータであり、たとえば、工作機械等の上位装置(図示省略)に搭載されて使用される。このモータ1は、モータ本体部2とドライバ部3とを備えている。また、モータ1は、モータ1が搭載される上位装置の回路基板である上位回路基板(図示省略)と通信を行うための上位通信部4を備えている。上位回路基板には、上位装置を制御する制御回路が実装されている。モータ本体部2は、回転軸6を有するロータとステータとを備えている。なお、モータ1は、ロータを停止させるためのブレーキを備えていても良い。
以下の説明では、モータ本体部2を構成するロータの軸方向(図1等のZ方向)を「軸方向」とする。また、ロータの出力側(図1等のZ1方向側)を「前」側とし、ロータの反出力側(図1等のZ2方向側)を「後(後ろ)」側とする。また、軸方向に直交するロータの径方向の一方向(図1等のX方向)を上下方向とし、軸方向と上下方向とに直交するロータの径方向の他の一方向(図1等のY方向)を左右方向とする。また、図1等のX1方向側を「上」側、X2方向側を「下」側とする。なお、本形態の上下方向は、第1方向である。
モータ本体部2とドライバ部3とは、軸方向で重なるように配置されている。ドライバ部3と上位通信部4とは、軸方向で重なるように配置されている。モータ本体部2と上位通信部4とは、上下方向で重なるように配置されている。具体的には、モータ本体部2および上位通信部4の後ろ側にドライバ部3が配置されている。また、モータ本体部2の上側に上位通信部4が配置されている。上下方向において、モータ本体部2の下端とドライバ部3の下端とは、ほぼ一致しており、ドライバ部3の上端と上位通信部4の上端とは、ほぼ一致している。すなわち、軸方向から見たときに、モータ本体部2および上位通信部4は、上下方向におけるドライバ部3の高さの中にほぼ収まっている。
また、モータ本体部2とドライバ部3とは、第1のシール部材としてのシール部材7を介して互いに固定されている。ドライバ部3と上位通信部4とは、第2のシール部材としてのシール部材8を介して互いに固定されている。また、モータ本体部2と上位通信部4とは、互いに固定されている。
上述のように、モータ本体部2は、ロータとステータとを備えている。ロータまたはステータの一方は駆動用磁石を備え、ロータまたはステータの他方は駆動用コイルを備えている。また、モータ本体部2は、ロータの回転位置を検出するための検出機構を備えている。検出機構は、たとえば、回転軸6の後端側に固定される検出用磁石と磁気センサとを有する磁気式の検出機構である。なお、検出機構は、回転軸6の後端側に固定されるスリット板と光学センサとを有する光学式の検出機構であっても良い。
ロータおよびステータは、略円筒状のケース体10に収容されている。ケース体10の後端面には、ホルダ11が固定され、ケース体10の前端面には、フランジ12が固定されている。ケース体10およびフランジ12は、熱伝導性を有する金属材料で形成されている。具体的には、ケース体10およびフランジ12は、アルミニウム合金で形成されている。一方、ホルダ11は、断熱性を有する樹脂材料で形成されている。すなわち、ホルダ11は、熱伝導率の低い樹脂材料で形成されている。具体的には、ホルダ11は、液晶ポリマーやポリカーボネート等の硬質樹脂で形成されている。
ホルダ11は、略筒状に形成されている。具体的には、ホルダ11は、軸方向から見たときの内周面の形状が略円形状となり、外周面の形状が略正方形状となる略筒状に形成されている。ホルダ11の内周側には、上述の検出機構を構成する磁気センサが固定されている。また、ホルダ11の内周側には、ドライバ部3を構成する後述の回路基板13、14とモータ本体部2とを繋ぐケーブル(図示省略)が引き回されている。フランジ12は、略筒状に形成されている。具体的には、フランジ12は、軸方向から見たときの内周面の形状が略円形状となり、外周面の形状が略正方形状となる略筒状に形成されている。フランジ12の内周側には、回転軸6が配置されている。フランジ12は、モータ1を上位装置に取り付けるために設けられている。
ドライバ部3は、ロータを駆動するための駆動回路等が実装される2枚の回路基板13、14と、回路基板13、14が収容される第1ケース体としてのケース体15とを備えている。上位通信部4は、上位回路基板と通信を行うための通信用基板としての回路基板17と、回路基板17が収容される第2ケース体としてのケース体18とを備えている。
回路基板13、14には、駆動用コイルに電流を供給するための電界効果トランジスタ(FET)や集積回路等の各種の電子部品が実装されている。回路基板13と回路基板14とは、複数の支柱21を介して互いに固定されており、軸方向に所定の間隔をあけた状態で、かつ、軸方向に直交するように配置されている。本形態では、回路基板13が後ろ側に配置され、回路基板14が前側に配置されている。
ケース体15は、軸方向に直交する所定の接合面で軸方向に分割される分割ケース体22と、分割ケース体23とを備えている。本形態のケース体15は、軸方向に2分割される分割ケース体22と分割ケース体23とによって構成されている。分割ケース体22は、ケース体15の後ろ側部分を構成し、分割ケース体23は、ケース体15の前側部分を構成している。分割ケース体22、23は、熱伝導性を有する金属材料で形成されている。すなわち、ケース体15は、熱伝導性を有する金属材料で形成されている。具体的には、ケース体15は、アルミニウム合金で形成されている。ケース体15の表面は、黒色の塗料で塗装されている。
分割ケース体22は、軸方向に扁平な底付きの略四角筒状に形成されている。分割ケース体22の底部22aは、略長方形の平板状に形成されており、分割ケース体22の後端面を構成している。分割ケース体22の筒部22bは、略長方形の枠状に形成されており、底部22aの外周端から前側へ突出している。筒部22bの前端には、後述のシール部材24の形状を保持するための形状保持部22cが前側へ突出するように形成されている。形状保持部22cは、枠状に形成されるシール部材24の内周側に配置されている。回路基板13、14は、分割ケース体22に固定されている。また、回路基板13は、分割ケース体22に接触している。
分割ケース体23は、軸方向に扁平な底付きの略四角筒状に形成されている。分割ケース体23の底部23aは、略長方形の平板状に形成されており、分割ケース体23の前端面を構成している。分割ケース体23の筒部23bは、略長方形の枠状に形成されており、底部23aの外周端から後ろ側へ突出している。上述のように、モータ本体部2とドライバ部3とはシール部材7を介して互いに固定され、ドライバ部3と上位通信部4とはシール部材8を介して互いに固定されている。本形態では、底部23aの下側部分がモータ本体部2のホルダ11に固定され、底部23aの上側部分が上位通信部4のケース体18に固定されている。すなわち、本形態では、底部23aの下側部分は、モータ本体部2に固定されるモータ固定部23cとなっており、底部23aの上側部分は、第2ケース体であるケース体18に固定される第1ケース体固定部23dとなっている。
モータ固定部23cには、軸方向に貫通する大きな貫通孔23eが形成されており、モータ固定部23cは、軸方向から見たときの形状が略正方形の枠状となるように形成されている。貫通孔23eには、回路基板13、14とモータ本体部2とを繋ぐケーブルが通されている。貫通孔23eの径は、貫通孔23eに通されるケーブルの外径よりも大幅に大きくなっている。モータ固定部23cの四隅には、モータ本体部2に対して、ドライバ部3を位置決めするための位置決め突起23fが形成されている。位置決め突起23fは、モータ固定部23cから前側へ突出している。
第1ケース体固定部23dには、軸方向に貫通する2個の貫通孔23g、23hが形成されている。貫通孔23g、23hは、丸孔状に形成されている。また、貫通孔23g、23hは、左右方向で隣り合うように形成されている。一方の貫通孔23gには、回路基板13、14に接続される電力供給用ケーブル(図示省略)が通されている。他方の貫通孔23hには、回路基板13、14に接続される通信用ケーブル(信号用ケーブル、図示省略)が通されている。貫通孔23gは、電力供給用ケーブルの外径に応じた大きさに形成され、貫通孔23hは、通信用ケーブルの外径に応じた大きさに形成されている。具体的には、貫通孔23gは、電力供給用ケーブルを通すために必要最小限の大きさに形成され、貫通孔23hは、通信用ケーブルを通すために必要最小限の大きさに形成されている。
また、第1ケース体固定部23dには、略四角筒状の筒部23jが前側へ突出するように形成されている。筒部23jは、第1ケース体固定部23dの外周端から前側へ突出するように形成されており、筒部23jの内周側は、後ろ側に向かって窪む凹部23kとなっている。
分割ケース体22と分割ケース体23とは、シール部材24を介して互いに固定されている。シール部材24は、シート状に形成されている。また、シール部材24は、略長方形の枠状に形成されており、分割ケース体22の筒部22bの前端と分割ケース体23の筒部23bの後端との間に挟まれている。シール部材24は、熱伝導性を有するゴム等の弾性材料で形成されている。すなわち、シール部材24は、熱伝導率の高いゴム等の弾性材料で形成されている。本形態のシール部材24は、シリコーンゴムで形成されており、たとえば、富士高分子工業株式会社製の「サーコン(登録商標)」で形成されている。
ケース体18は、上下方向に直交する所定の接合面で上下方向に分割される第1分割ケース体としての分割ケース体27と、第2分割ケース体としての分割ケース体28とを備えている。本形態のケース体18は、上下方向に2分割される分割ケース体27と分割ケース体28とによって構成されている。分割ケース体27は、ケース体18の下側部分を構成し、分割ケース体28は、ケース体18の上側部分を構成している。分割ケース体27、28は、熱伝導性を有する金属材料で形成されている。すなわち、ケース体18は、熱伝導性を有する金属材料で形成されている。具体的には、ケース体18は、アルミニウム合金で形成されている。また、ケース体18の表面は、ケース体15の表面と同様に、黒色の塗料で塗装されている。
分割ケース体27は、ケース体18の下端面を構成する底面部27aと、モータ本体部2のホルダ11に固定される固定部27bとを備えている。底面部27aは、略長方形の平板状に形成されている。固定部27bは、軸方向に直交する平板状に形成されており、底面部27aから下側へ突出するように形成されている。底面部27aの上面には、後述のシール部材29の形状を保持するための形状保持部27dが上側へ突出するように形成されている。形状保持部27dは、枠状に形成されるシール部材29の内周側に配置されている。回路基板17は、分割ケース体27に固定されている。また、回路基板17は、分割ケース体27に接触している。
分割ケース体28は、上下方向に扁平な底付きの略四角筒状に形成されている。分割ケース体28の底部28aは、略長方形の平板状に形成されており、分割ケース体28の上端側の面を構成している。分割ケース体28の筒部28bは、略長方形の枠状に形成されており、底部28aの外周端から下側へ突出している。底部28aには、複数の放熱用のフィン28cが形成されている。複数のフィン28cは、底部28aの上面から上側へ突出するように形成されている。分割ケース体28の上端側は、熱を放散するための放熱部28dとなっている。
放熱部28dには、図示を省略するケーブル接続用のコネクタが取り付けられるコネクタ取付孔28eが形成されている。具体的には、底部28aにコネクタ取付孔28eが形成されている。また、コネクタ取付孔28eは、上下方向で底部28aを貫通するように形成されている。本形態では、電力供給用ケーブルが接続されるコネクタが取り付けられるコネクタ取付孔28eと、通信用ケーブルが接続されるコネクタが取り付けられるコネクタ取付孔28eとの2個のコネクタ取付孔28eが軸方向で隣り合うように形成されている。すなわち、放熱部28dには、2個のコネクタが取り付けられている。また、コネクタが取り付けられる部分(すなわち、コネクタ取付孔28eが形成される部分)では、コネクタが配置可能となるようにいくつかのフィン28cの一部が切り欠かれている。なお、コネクタの、底部28aに接触する部分には、ゴムパッキン等のシール部材が取り付けられている。
ケース体18の後端側部分は、第1ケース体であるケース体15に固定される第2ケース体固定部18aとなっている(図4参照)。第2ケース体固定部18aには、軸方向に貫通する2個の貫通孔28g、28hが形成されている。具体的には、筒部28bの後側面28jに、軸方向に貫通する2個の貫通孔28g、28hが形成されている。貫通孔28g、28hは、丸孔状に形成されている。一方の貫通孔28gは、上下左右方向において、分割ケース体23の貫通孔23gと同じ位置に形成されており、この貫通孔28gには、回路基板13、14に接続される電力供給用ケーブルが通されている。他方の貫通孔28hは、上下左右方向において、分割ケース体23の貫通孔23hと同じ位置に形成されており、この貫通孔28hには、回路基板13、14に接続される通信用ケーブルが通されている。貫通孔28gは、貫通孔23gと同様に、電力供給用ケーブルの外径に応じた大きさに形成され、貫通孔28hは、貫通孔23hと同様に、通信用ケーブルの外径に応じた大きさに形成されている。すなわち、貫通孔28gは、電力供給用ケーブルを通すために必要最小限の大きさに形成され、貫通孔28hは、通信用ケーブルを通すために必要最小限の大きさに形成されている。
本形態の貫通孔23g、28gは、回路基板13、14に接続される電力供給用ケーブルが通される第1通過孔であり、貫通孔23h、28hは、回路基板13、14に接続される通信用ケーブルが通される第2通過孔である。なお、コネクタ取付孔28eに取り付けられるコネクタからケース体18の内部へ引き出される通信用ケーブルは、回路基板17に接続される。また、回路基板17から引き出された通信用ケーブルは、貫通孔23h、28hを通過して、回路基板13、14に接続される。一方、コネクタ取付孔28eに取り付けられるコネクタからケース体18の内部へ引き出される電力供給用ケーブルは、そのまま貫通孔23g、28gを通過して(すなわち、回路基板17を経由することなく)、回路基板13、14に接続される。
また、第2ケース体固定部18aには、後ろ側へ向かってわずかに突出する凸部18bが形成されている。凸部18bは、軸方向に扁平な略直方体状に形成されている。凸部18bは、分割ケース体23に形成される凹部23kに係合している。また、凸部18bは、分割ケース体27に形成される凸部27c(図3参照)と、分割ケース体28の後側面28jに形成される凸部28k(図3参照)とによって構成されている。
分割ケース体27と分割ケース体28とは、第3のシール部材としてのシール部材29を介して互いに固定されている。シール部材29は、シート状に形成されている。また、シール部材29は、略長方形の枠状に形成されており、分割ケース体27の上面の外周端と分割ケース体28の筒部28bの下端との間に挟まれている。シール部材29は、シール部材24と同様に、熱伝導性を有する(すなわち、熱伝導率の高い)ゴム等の弾性材料で形成されている。本形態のシール部材29は、シリコーンゴムで形成されており、たとえば、上述の「サーコン(登録商標)」で形成されている。
シール部材7は、シート状に形成されている。また、シール部材7は、略正方形の枠状に形成されている。このシール部材7は、分割ケース体23のモータ固定部23cの前端面とホルダ11の後端との間に挟まれている。すなわち、モータ本体部2とケース体15とは、シール部材7を介して互いに固定されている。シール部材7は、断熱性を有する(すなわち、熱伝導率の低い)ゴム等の弾性材料で形成されている。たとえば、シール部材7は、ゴムパッキンであり、熱伝導率の低い各種のゴムで形成されている。シール部材7の内周側には、回路基板13、14とモータ本体部2とを繋ぐケーブルが通されている。
シール部材8は、シート状に形成されている。また、シール部材8は、略長方形状に形成されている。このシール部材8は、分割ケース体23の第1ケース体固定部23dの前端側とケース体18の第2ケース体固定部18aの後端との間に挟まれている。具体的には、シール部材8は、分割ケース体23の凹部23kの底面(前面)とケース体18の凸部18bの先端面(後端面)との間に挟まれている。すなわち、ケース体15とケース体18とは、シール部材8を介して互いに固定されている。シール部材8は、シール部材24、29と同様に、熱伝導性を有する(すなわち、熱伝導率の高い)ゴム等の弾性材料で形成されている。本形態のシール部材29は、シリコーンゴムで形成されており、たとえば、上述の「サーコン(登録商標)」で形成されている。
シール部材8には、丸孔状の2個の貫通孔8a、8bが形成されている。一方の貫通孔8aは、上下左右方向において、貫通孔23g、28gと同じ位置に形成されており、この貫通孔8aには、回路基板13、14に接続される電力供給用ケーブルが通されている。他方の貫通孔8bは、上下左右方向において、貫通孔23h、28hと同じ位置に形成されており、この貫通孔8bには、回路基板13、14に接続される通信用ケーブルが通されている。貫通孔8aは、貫通孔23g、28gと同様に、電力供給用ケーブルの外径に応じた大きさに形成され、貫通孔8bは、貫通孔23h、28hと同様に、通信用ケーブルの外径に応じた大きさに形成されている。すなわち、貫通孔8aは、電力供給用ケーブルを通すために必要最小限の大きさに形成され、貫通孔8bは、通信用ケーブルを通すために必要最小限の大きさに形成されている。
以上のように構成されたモータ1では、駆動用コイルに電流が供給されてロータが回転をすると、駆動用コイル等が発熱してモータ本体部2が発熱し、また、回路基板13、14に実装されるFET等の電子部品が発熱して回路基板13、14が発熱する。モータ本体部2で発生した熱の、ドライバ部3への伝達は、断熱性を有する樹脂材料で形成されるホルダ11および断熱性を有する弾性材料で形成されるシール部材7によって抑制される。また、モータ本体部2で発生した熱の、上位通信部4への伝達は、ホルダ11によって抑制される。一方、回路基板13、14で発生した熱は、分割ケース体22、シール部材24および分割ケース体23に伝達されるとともに、シール部材8およびケース体18に伝達されて放散される。
なお、本形態の回路基板17は、上位回路基板と通信を行うための通信用基板であり、回路基板17では、ほとんど熱は発生しない。本形態では、回路基板17が収容されるケース体18に形成される放熱部28dは、回路基板13、14で発生した熱を放散する機能を果たしている。すなわち、回路基板17が収容されるケース体18には、回路基板13、14の熱を放散するための放熱部28dが形成されている。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、上位通信部4を構成するケース体18に、回路基板13、14の熱を放散するための放熱部28dが形成されている。そのため、本形態では、回路基板13、14の熱を放散するための部材を別途設けなくても、ケース体18を利用して、回路基板13、14で発生した熱を効率的に放散することが可能になる。したがって、本形態では、モータ1が上位通信部4を備えていても、回路基板13、14で発生した熱を効率的に放散しつつ、モータ1を小型化することが可能になる。
また、本形態では、モータ本体部2と上位通信部4とが上下方向で重なるように配置されているため、モータ1が上位通信部4を備えていても、軸方向でモータ1を小型化することが可能になる。また、本形態では、軸方向から見たときに、モータ本体部2および上位通信部4が、上下方向におけるドライバ部3の高さの中にほぼ収まっているため、モータ1が上位通信部4を備えていても、上下方向でモータ1を小型化することが可能になる。
本形態では、モータ本体部2とドライバ部3のケース体15とが断熱性を有する弾性材料で形成されたシール部材7を介して互いに固定されるとともに、ケース体15に固定されるモータ本体部2のホルダ11が断熱性を有する樹脂材料で形成されており、モータ本体部2で発生した熱の、ドライバ部3への伝達は、ホルダ11およびシール部材7によって抑制されている。そのため、本形態では、回路基板13、14に実装される電子部品の、モータ本体部2で発生した熱に起因する温度上昇を抑制することが可能になる。
本形態では、分割ケース体23とケース体18とが熱伝導性を有する弾性材料で形成されたシール部材8を介して互いに固定されている。そのため、本形態では、回路基板13、14で発生しケース体15に伝達された熱がケース体18に伝達されやすくなる。したがって、本形態では、ケース体18の放熱部28dを利用して、回路基板13、14で発生した熱を効率的に放散することが可能になる。
また、本形態では、ケース体18に、放熱用のフィン28cが形成されているため、ケース体18の放熱部28dを利用して、回路基板13、14で発生した熱を効率的に放散することが可能になる。また、本形態では、ケース体15、18の表面が黒色の塗料で塗装されているため、ケース体15、18の熱の放射性を高めることが可能になり、ケース体15、18を利用して、回路基板13、14で発生した熱を効率的に放散することが可能になる。さらに、本形態では、ケース体18を構成する分割ケース体27と分割ケース体28とが、熱伝導性を有する弾性材料で形成されたシール部材29を介して互いに固定されているため、ケース体18が分割ケース体27と分割ケース体28とに分割されていても、分割ケース体27と分割ケース体28とを利用して、ケース体18に伝達される熱を効率的に放散することが可能になる。また、本形態では、シール部材8に形成される貫通孔8a、分割ケース体23に形成される貫通孔23gおよび分割ケース体28に形成される貫通孔28gが、電力供給用ケーブルを通すために必要最小限の大きさに形成され、シール部材8に形成される貫通孔8b、分割ケース体23に形成される貫通孔23hおよび分割ケース体28に形成される貫通孔28hが、通信用ケーブルを通すために必要最小限の大きさに形成されているため、分割ケース体23とシール部材8との接触面積、および、分割ケース体28とシール部材8との接触面積を大きくすることが可能になる。したがって、本形態では、分割ケース体23からケース体18へ効率的に熱を伝えることが可能になり、回路基板13、14で発生した熱を効果的に放散することが可能になる。
本形態では、ケース体15は、分割ケース体22と分割ケース体23とから構成されている。そのため、本形態では、たとえば、ケース体15の形状が複雑であっても、ケース体15を容易に製造することが可能になる。また、本形態では、ケース体18が、分割ケース体27と分割ケース体28とから構成されているため、たとえば、ケース体18の形状が複雑であっても、ケース体18を容易に製造することが可能になる。
本形態では、モータ本体部2とドライバ部3とがシール部材7を介して互いに固定され、ドライバ部3と上位通信部4とがシール部材8を介して互いに固定されている。そのため、本形態では、モータ本体部2とドライバ部3との間、および、ドライバ部3と上位通信部4との間からモータ1の内部へ水や塵埃等が入り込むのを防止することが可能になる。特に本形態では、シール部材8が、分割ケース体23の凹部23kの底面とケース体18の凸部18bの先端面との間に挟まれているため、ドライバ部3と上位通信部4との間からモータ1の内部へ水や塵埃等が入り込むのを効果的に防止することが可能になる。また、本形態では、分割ケース体22と分割ケース体23とがシール部材24を介して互いに固定されているため、分割ケース体22と分割ケース体23との間からケース体15の内部へ水や塵埃等が入り込むのを防止することが可能になる。また、本形態では、分割ケース体27と分割ケース体28とがシール部材29を介して互いに固定されているため、分割ケース体27と分割ケース体28との間からケース体18の内部へ水や塵埃等が入り込むのを防止することが可能になる。以上より、本形態では、モータ1の防水性および防塵性を高めることが可能になる。
本形態では、放熱部28dに形成される2個のコネクタ取付孔28eのそれぞれに、電力供給用ケーブルが接続されるコネクタと、通信用ケーブルが接続されるコネクタとが取り付けられている。そのため、本形態では、電力供給用ケーブルと通信用ケーブルとを容易に引き回すことが可能になる。
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
上述した形態では、分割ケース体27は、アルミニウム合金で形成されている。この他にもたとえば、分割ケース体27は、断熱性を有する樹脂材料で形成されても良い。この場合には、モータ本体部2で発生した熱が分割ケース体27を介して分割ケース体23へ伝達されるのを効果的に抑制することが可能になる。また、この場合には、モータ本体部2で発生した熱が分割ケース体28に伝達されるのを効果的に抑制することが可能になる。したがって、ドライバ部3から分割ケース体28に伝達された熱をフィン28cによって効果的に放散することが可能になる。なお、この場合には、シール部材29は、たとえば、断熱性を有するゴム等の弾性材料で形成される。
上述した形態では、ケース体18を構成する分割ケース体28に複数のフィン28cが形成されている。この他にもたとえば、ケース体18が十分な放熱機能を備えているのであれば、分割ケース体28にフィン28cが形成されていなくても良い。また、上述した形態において、分割ケース体22、23、28の側面にヒートパイプを取り付けても良い。この場合には、回路基板13、14で発生した熱をより効率的に分割ケース体28に伝達して、複数のフィン28cから放散することが可能になる。
上述した形態では、ケース体15は、2個の分割ケース体22、23によって構成されている。この他にもたとえば、ケース体15は、3個以上の分割ケース体によって構成されても良い。同様に、ケース体18は、2個の分割ケース体27、28によって構成されているが、ケース体18は、3個以上の分割ケース体によって構成されても良い。この場合には、各分割ケース体は、シール部材24、29と同様の熱伝導性を有する弾性材料で形成されるシール部材を介して互いに固定される。
上述した形態では、シール部材8に2個の貫通孔8a、8bが形成され、分割ケース体23に2個の貫通孔23g、23hが形成され、分割ケース体28に2個の貫通孔28g、28hが形成されている。この他にもたとえば、電力供給用ケーブルおよび通信用ケーブルが通される1個の貫通孔が、シール部材8および分割ケース体23、28に形成されても良い。また、上述した形態では、分割ケース体23に凹部23kが形成され、ケース体18に凹部23kに係合する凸部18bが形成されているが、凸部18bに相当する凸部が分割ケース体23に形成され、凹部23kに相当する凹部がケース体18に形成されても良い。
上述した形態では、ホルダ11は、断熱性を有する樹脂材料で形成されている。この他にもたとえば、ホルダ11は、ケース体10およびフランジ12と同様に熱伝導性を有するアルミニウム合金等の金属材料で形成されても良い。また、上述した形態では、シール部材7は、断熱性を有する弾性材料で形成されているが、シール部材7は、熱伝導性を有する弾性材料で形成されても良い。
上述した形態では、シール部材8とシール部材24とシール部材29とは、同一の材料で形成されている。この他にもたとえば、シール部材8、シール部材24およびシール部材29は、熱伝導率の高い材料で形成されるのであれば、異なる材料で形成されても良い。また、上述した形態では、分割ケース体28の放熱部28dにコネクタ取付孔28eが形成されているが、分割ケース体28の、放熱部28d以外の箇所にコネクタ取付孔28eが形成されても良い。
なお、上述した形態において、図6に示すように、放熱用の複数のフィン33aが形成される放熱部材33がケース体15に固定されても良い。この場合には、放熱部材33は、アルミニウム合金等の熱伝導性を有する金属材料で形成される。また、この場合には、複数のフィン33aが後ろ側へ突出するように、分割ケース体22の底部22aの後側面に放熱部材33が固定される。この場合には、放熱部材33を利用して、回路基板13、14で発生した熱を効率的に放散することが可能になる。
1 モータ(ドライバ一体型モータ)
2 モータ本体部
3 ドライバ部
4 上位通信部
7 シール部材(第1のシール部材)
8 シール部材(第2のシール部材)
13、14 回路基板
15 ケース体(第1ケース体)
17 回路基板(通信用基板)
18 ケース体(第2ケース体)
18a 第2ケース体固定部
18b 凸部
23d 第1ケース体固定部
23g 貫通孔(第1通過孔)
23h 貫通孔(第2通過孔)
23k 凹部
27 分割ケース体(第1分割ケース体)
28 分割ケース体(第2分割ケース体)
28d 放熱部
28g 貫通孔(第1通過孔)
28h 貫通孔(第2通過孔)
29 シール部材(第3のシール部材)
X 第1方向
Z 軸方向

Claims (9)

  1. ロータとステータとを有するモータ本体部と、前記ロータを駆動するための駆動回路が実装される回路基板と前記回路基板が収容される第1ケース体とを有するドライバ部とを備えるドライバ一体型モータにおいて、
    前記ドライバ一体型モータが搭載される上位装置の上位回路基板と通信を行うための通信用基板と前記通信用基板が収容される第2ケース体とを有する上位通信部を備え、
    前記第2ケース体には、前記回路基板の熱を放散するための放熱部が形成され
    前記モータ本体部と前記第1ケース体とは、断熱性を有する弾性材料で形成された第1のシール部材を介して互いに固定され、
    前記第1ケース体と前記第2ケース体とは、熱伝導性を有する弾性材料で形成された第2のシール部材を介して互いに固定されていることを特徴とするドライバ一体型モータ。
  2. 前記モータ本体部と前記ドライバ部とは、前記ロータの軸方向において重なるように配置され、
    前記モータ本体部と前記上位通信部とは、前記ロータの径方向において重なるように配置されていることを特徴とする請求項1記載のドライバ一体型モータ。
  3. 前記第1ケース体の、前記第2ケース体に固定される部分である第1ケース体固定部、および、前記第2ケース体の、前記第1ケース体に固定される部分である第2ケース体固定部には、前記回路基板に接続される電力供給用ケーブルが通される第1通過孔が前記電力供給用ケーブルの外径に応じた大きさに形成されるとともに、前記回路基板に接続される通信用ケーブルが通される第2通過孔が前記通信用ケーブルの外径に応じた大きさに形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のドライバ一体型モータ。
  4. 前記第1ケース体の、前記第2ケース体に固定される部分である第1ケース体固定部、または、前記第2ケース体の、前記第1ケース体に固定される部分である第2ケース体固定部のいずれか一方には、前記第1ケース体固定部または前記第2ケース体固定部のいずれか他方に向かって突出する凸部が形成され、
    前記第1ケース体固定部または前記第2ケース体固定部のいずれか他方には、前記凸部が係合する凹部が形成され、
    前記凸部の先端面と前記凹部の底面との間に、前記第2のシール部材が挟まれていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のドライバ一体型モータ。
  5. 前記第2ケース体は、所定の接合面で分割される第1分割ケース体と第2分割ケース体とを備え、
    前記第1分割ケース体と前記第2分割ケース体とは、熱伝導性を有する弾性材料で形成された第3のシール部材を介して互いに固定されていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のドライバ一体型モータ。
  6. 前記第2ケース体は、所定の接合面で分割される第1分割ケース体と第2分割ケース体とを備え、
    前記第1分割ケース体は、断熱性を有する樹脂材料で形成されるとともに、前記第1分割ケース体が前記モータ本体部に固定されていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のドライバ一体型モータ。
  7. 前記放熱部には、ケーブル接続用のコネクタが取り付けられていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のドライバ一体型モータ。
  8. 前記放熱部には、2個の前記コネクタが取り付けられていることを特徴とする請求項記載のドライバ一体型モータ。
  9. 前記モータ本体部と前記ドライバ部とは、前記ロータの軸方向において重なるように配置され、
    前記モータ本体部と前記上位通信部とは、前記ロータの径方向において重なるように配置され、
    前記モータ本体部と前記上位通信部とが重なっている前記径方向の一方向を第1方向とすると、
    前記軸方向から見たときに、前記モータ本体部および前記上位通信部は、前記第1方向における前記ドライバ部の幅の中にほぼ収まっていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のドライバ一体型モータ。
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