JP7396023B2 - motor - Google Patents

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Description

本発明は、モータに関する。 The present invention relates to a motor.

インバータ等の電子部品を搭載したモータが知られる。例えば、特許文献1には、電子部品として、インバータを含むモータ駆動用高電圧回路等が記載される。 Motors equipped with electronic components such as inverters are known. For example, Patent Document 1 describes a high voltage circuit for driving a motor including an inverter as an electronic component.

特開2010-112261号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-112261

上記のようなモータにおいては、電子部品から電磁ノイズが生じる。そのため、例えば、電子部品を金属ケースで囲むことによって、電子部品から生じる電磁ノイズがモータの外部に漏れることを抑制する。しかし、この場合、金属ケースが比較的大型となりやすく、モータ全体が大型化する場合があった。 In the above motor, electromagnetic noise is generated from electronic components. Therefore, for example, by surrounding the electronic component with a metal case, leakage of electromagnetic noise generated from the electronic component to the outside of the motor is suppressed. However, in this case, the metal case tends to be relatively large, and the entire motor may become large.

本発明は、上記事情に鑑みて、大型化を抑制しつつ、電子部品から生じる電磁ノイズが外部に漏れることを抑制できる構造を有するモータを提供することを目的の一つとする。 In view of the above circumstances, one of the objects of the present invention is to provide a motor having a structure that can suppress electromagnetic noise generated from electronic components from leaking to the outside while suppressing enlargement.

本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心とするシャフトを有するロータと、前記ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、前記ロータと前記ステータを収容し、軸方向一方側に開口部を有する第1基準部材と、前記第1基準部材の開口部側に、軸方向に前記第1基準部材と離間して設けられた回路基板と、を備える。前記回路基板の前記第1基準部材側の面には、電子部品と、前記電子部品に接続するパターン層とが設けられる。前記回路基板における前記パターン層のうちの1つは、前記回路基板の板面に沿って拡がる金属層である。前記モータは、前記回路基板と前記第1基準部材との間で軸方向に延びて前記回路基板と前記第1基準部材とを接続する複数の金属製の柱部をさらに備える。前記複数の柱部のそれぞれは、前記軸方向に沿って視て、前記電子部品を囲んで互いに間隔を空けて並ぶ。 One aspect of the motor of the present invention includes a rotor having a shaft centered on a central axis, a stator facing the rotor in the radial direction through a gap, and housing the rotor and the stator, and accommodating the rotor and the stator on one side in the axial direction. A first reference member having an opening at the front thereof, and a circuit board provided on the opening side of the first reference member and spaced apart from the first reference member in the axial direction. An electronic component and a pattern layer connected to the electronic component are provided on the surface of the circuit board on the first reference member side. One of the patterned layers on the circuit board is a metal layer extending along the board surface of the circuit board. The motor further includes a plurality of metal pillars extending in the axial direction between the circuit board and the first reference member and connecting the circuit board and the first reference member. When viewed along the axial direction, each of the plurality of pillar portions surrounds the electronic component and is arranged at intervals from each other.

本発明の一つの態様によれば、モータの大型化を抑制しつつ、電子部品から生じる電磁ノイズが外部に漏れることを抑制できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress electromagnetic noise generated from electronic components from leaking to the outside while suppressing an increase in the size of the motor.

図1は、第1実施形態のモータを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the motor of the first embodiment. 図2は、第1実施形態のモータの一部を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a part of the motor of the first embodiment. 図3は、第1実施形態のモータの制御装置の一部を上側から視た図である。FIG. 3 is a diagram of a part of the motor control device of the first embodiment viewed from above. 図4は、第2実施形態のモータの一部を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a part of the motor of the second embodiment.

各図に適宜示すZ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Jは、Z軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Jの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。 The Z-axis direction appropriately shown in each figure is an up-down direction in which the positive side is the "upper side" and the negative side is the "lower side." A central axis J shown as appropriate in each figure is a virtual line that is parallel to the Z-axis direction and extends in the vertical direction. In the following explanation, the axial direction of the central axis J, that is, the direction parallel to the vertical direction is simply referred to as the "axial direction," and the radial direction centered on the central axis J is simply referred to as the "radial direction." The circumferential direction centered on is simply called the "circumferential direction."

なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。 Note that the terms "vertical direction, upper side," and "lower side" are simply names used to explain the arrangement of each part, and the actual arrangement may be other than those indicated by these names. It's okay.

<第1実施形態>
図1に示すように、本実施形態のモータ10は、ハウジング11と、ロータ20と、ステータ30と、ベアリングホルダ40と、ベアリング51,52と、制御装置60と、を備える。ハウジング11は、ロータ20、ステータ30、ベアリングホルダ40およびベアリング51,52を収容する。ハウジング11は、上側に開口する筒状である。より詳細には、ハウジング11は、中心軸Jを中心とする円筒状である。本実施形態においてハウジング11は、金属製である。
<First embodiment>
As shown in FIG. 1, the motor 10 of this embodiment includes a housing 11, a rotor 20, a stator 30, a bearing holder 40, bearings 51 and 52, and a control device 60. Housing 11 accommodates rotor 20, stator 30, bearing holder 40, and bearings 51 and 52. The housing 11 is cylindrical and opens upward. More specifically, the housing 11 has a cylindrical shape centered on the central axis J. In this embodiment, the housing 11 is made of metal.

ロータ20は、シャフト21とロータ本体22と、を有する。シャフト21は、中心軸Jを中心として軸方向に延びる円柱状である。ロータ本体22は、シャフト21の外周面に固定される。図示は省略するが、ロータ本体22は、ロータコアと、ロータマグネット、を有する。 The rotor 20 has a shaft 21 and a rotor body 22. The shaft 21 has a cylindrical shape that extends in the axial direction centering on the central axis J. The rotor body 22 is fixed to the outer peripheral surface of the shaft 21. Although not shown, the rotor main body 22 includes a rotor core and a rotor magnet.

ステータ30は、ロータ20と隙間を介して径方向に対向する。本実施形態においてステータ30は、ロータ20の径方向外側に位置する。ステータ30は、ステータコア31と、インシュレータ34と、複数のコイル35と、を有する。ステータコア31は、中心軸Jを中心とする環状のコアバック32と、コアバック32から径方向内側に延びる複数のティース33と、を有する。複数のコイル35は、インシュレータ34を介して複数のティース33のそれぞれに装着される。 The stator 30 faces the rotor 20 in the radial direction with a gap therebetween. In this embodiment, the stator 30 is located outside the rotor 20 in the radial direction. Stator 30 includes a stator core 31, an insulator 34, and a plurality of coils 35. The stator core 31 has an annular core back 32 centered on the central axis J, and a plurality of teeth 33 extending radially inward from the core back 32. The plurality of coils 35 are attached to each of the plurality of teeth 33 via the insulator 34.

ベアリングホルダ40は、ハウジング11の内周面に固定される。ベアリングホルダ40は、ベアリング52を保持する。 The bearing holder 40 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 11. Bearing holder 40 holds bearing 52.

制御装置60は、モータ10の駆動を制御する装置である。制御装置60は、ハウジング11の上側に位置する。制御装置60は、ハウジング11の外部に露出する。制御装置60は、ハウジング11から延びた複数の柱部80によって下側から支持されて、ハウジング11に固定される。図1および図2に示すように、制御装置60は、回路基板61と、電子部品70と、を有する。モータ10は、回路基板61と、電子部品70と、複数の柱部80と、を備える。 The control device 60 is a device that controls the drive of the motor 10. Control device 60 is located above housing 11 . The control device 60 is exposed to the outside of the housing 11. The control device 60 is supported from below by a plurality of pillars 80 extending from the housing 11 and fixed to the housing 11. As shown in FIGS. 1 and 2, the control device 60 includes a circuit board 61 and an electronic component 70. The motor 10 includes a circuit board 61, an electronic component 70, and a plurality of pillars 80.

回路基板61は、軸方向に積層された複数のパターン層を有する多層基板である。本実施形態において回路基板61は、パターン層を有する2層基板である。回路基板61は、ハウジング11と接している。回路基板61は、ステータ30の上側に位置する。回路基板61は、ハウジング11の上側の開口を覆う。本実施形態において回路基板61は、中心軸Jを中心とする円盤状である。 The circuit board 61 is a multilayer board having a plurality of pattern layers stacked in the axial direction. In this embodiment, the circuit board 61 is a two-layer board having a pattern layer. The circuit board 61 is in contact with the housing 11. Circuit board 61 is located above stator 30 . The circuit board 61 covers the upper opening of the housing 11 . In this embodiment, the circuit board 61 has a disk shape centered on the central axis J.

図2に示すように、回路基板61は、基板本体61aと、金属層61bと、配線パターン61cと、を有する。基板本体61aは、円板状の絶縁部材である。金属層61bは、回路基板61の板面に沿って拡がる金属製の層である。金属層61bは、回路基板61における複数のパターン層のうちの1つである。本実施形態において金属層61bは、回路基板61における複数のパターン層のうち最も上側に位置するパターン層である。金属層61bは、いわゆるベタパターンである。本実施形態において金属層61bを構成する金属は、非磁性体である。金属層61bを構成する金属は、例えば、銅である。 As shown in FIG. 2, the circuit board 61 includes a board body 61a, a metal layer 61b, and a wiring pattern 61c. The substrate main body 61a is a disc-shaped insulating member. The metal layer 61b is a metal layer that extends along the board surface of the circuit board 61. The metal layer 61b is one of the plurality of pattern layers on the circuit board 61. In this embodiment, the metal layer 61b is the uppermost pattern layer among the plurality of pattern layers on the circuit board 61. The metal layer 61b is a so-called solid pattern. In this embodiment, the metal constituting the metal layer 61b is a nonmagnetic material. The metal forming the metal layer 61b is, for example, copper.

配線パターン61cは、電子部品70と電気的に接続される金属パターンである。配線パターン61cは、回路基板61におけるパターン層のうちの1つである。すなわち、回路基板61は、2つのパターン層として、金属層61bと配線パターン61cを有する。本実施形態において配線パターン61cは、回路基板61における複数のパターン層のうち最も下側に位置するパターン層である。配線パターン61cは、基板本体61aの下側の面に設けられる。 The wiring pattern 61c is a metal pattern that is electrically connected to the electronic component 70. The wiring pattern 61c is one of the pattern layers on the circuit board 61. That is, the circuit board 61 has a metal layer 61b and a wiring pattern 61c as two pattern layers. In this embodiment, the wiring pattern 61c is the lowest pattern layer among the plurality of pattern layers on the circuit board 61. The wiring pattern 61c is provided on the lower surface of the substrate body 61a.

回路基板61の下側の面には、コネクタ91が固定される。金属配線91aは、配線パターン61cと電気的に接続される。図3に示すように、コネクタ91からは、例えば3本のケーブル92a、92b、92cが径方向外側に延びる。ケーブル92aは、電子部品70に電力を供給する電源線である。ケーブル92bは、電子部品70との間の信号伝達用の信号線である。ケーブル92cは、電子部品70との間のGND線である。各ケーブル92a,92b,92cは、コネクタ91からハウジング11と回路基板61との軸方向の間を介して、回路基板61の径方向外側に延びる。図示は省略するが、ケーブル92a,92b,92cは配線パターン61cを介して電子部品70と電気的に接続される。 A connector 91 is fixed to the lower surface of the circuit board 61. Metal wiring 91a is electrically connected to wiring pattern 61c. As shown in FIG. 3, for example, three cables 92a, 92b, and 92c extend radially outward from the connector 91. The cable 92a is a power line that supplies power to the electronic component 70. The cable 92b is a signal line for signal transmission with the electronic component 70. Cable 92c is a GND line between electronic component 70. Each of the cables 92a, 92b, and 92c extends from the connector 91 axially between the housing 11 and the circuit board 61 to the outside in the radial direction of the circuit board 61. Although not shown, the cables 92a, 92b, and 92c are electrically connected to the electronic component 70 via the wiring pattern 61c.

図2に示すように、回路基板61は、回路基板61を軸方向に貫通した柱部80によって下側から支持されてハウジング11に固定される。回路基板61はハウジング11と電気的に接続される。本実施形態において柱部80と金属層61bは半田付けされている。これにより、金属層61b、柱部80を介して回路基板61がハウジング11と電気的に接続される。本実施形態においてハウジング11は、第1基準電位を有する第1基準部材である。すなわち、回路基板61は、第1基準電位を有する第1基準部材であるハウジング11と電気的に接続されて接地される。 As shown in FIG. 2, the circuit board 61 is supported from below and fixed to the housing 11 by a column 80 that passes through the circuit board 61 in the axial direction. The circuit board 61 is electrically connected to the housing 11. In this embodiment, the pillar portion 80 and the metal layer 61b are soldered. Thereby, the circuit board 61 is electrically connected to the housing 11 via the metal layer 61b and the pillar portion 80. In this embodiment, the housing 11 is a first reference member having a first reference potential. That is, the circuit board 61 is electrically connected to the housing 11, which is a first reference member having a first reference potential, and is grounded.

電子部品70は、回路基板61の板面のハウジング11側に取り付けられる。そのため、電子部品70から上側に放出される電磁ノイズを回路基板61によって遮断することができる。このように、回路基板61を利用して電子部品70から生じる電磁ノイズの一部を遮断できるため、制御装置60を金属ケースで覆わなくても電磁ノイズがモータ10の外部に漏れることを抑制できる。これにより、金属ケースを設けない分、モータ10を小型化でき、コストの低減につながる。したがって、モータ10の大型化を抑制しつつ、電子部品70から生じる電磁ノイズがモータ10の外部に漏れることを抑制できる。 The electronic component 70 is attached to the housing 11 side of the board surface of the circuit board 61 . Therefore, electromagnetic noise emitted upward from the electronic component 70 can be blocked by the circuit board 61. In this way, since part of the electromagnetic noise generated from the electronic component 70 can be blocked using the circuit board 61, leakage of electromagnetic noise to the outside of the motor 10 can be suppressed without covering the control device 60 with a metal case. . As a result, the motor 10 can be miniaturized by not providing a metal case, leading to cost reduction. Therefore, it is possible to suppress the electromagnetic noise generated from the electronic component 70 from leaking to the outside of the motor 10 while suppressing the enlargement of the motor 10 .

本実施形態において電子部品70は、複数設けられる。電子部品70は、インバータ71と、回転センサ72と、コンデンサ73と、コンバータ74と、マイコン75と、を含む。 In this embodiment, a plurality of electronic components 70 are provided. Electronic component 70 includes an inverter 71, a rotation sensor 72, a capacitor 73, a converter 74, and a microcomputer 75.

複数の電子部品70の少なくとも2つの電子部品70は、電気的に接続されて電子回路70aを構成する。本実施形態において電子回路70aは、インバータ71と回転センサ72とコンデンサ73とコンバータ74とマイコン75とが電気的に接続されて構成される。本実施形態において電子回路70aを構成する各電子部品70は、配線パターン61cを介して電気的に接続される。本実施形態において電子回路70aは、配線パターン61cに含まれる接地部63が基板本体61aを軸方向に貫通して金属層61bと接続される。これにより、電子回路70aは、金属層61b、柱部80を介して第1基準部材であるハウジング11と電気的に接続されて接地される。このように、本実施形態によれば、回路基板61に設けられた金属層61bと接続することで、電子回路70aを接地できる。そのため、電子回路70aを接地することが容易である。 At least two of the plurality of electronic components 70 are electrically connected to form an electronic circuit 70a. In this embodiment, the electronic circuit 70a is configured by electrically connecting an inverter 71, a rotation sensor 72, a capacitor 73, a converter 74, and a microcomputer 75. In this embodiment, each electronic component 70 that constitutes the electronic circuit 70a is electrically connected via a wiring pattern 61c. In the present embodiment, in the electronic circuit 70a, the ground portion 63 included in the wiring pattern 61c penetrates the substrate body 61a in the axial direction and is connected to the metal layer 61b. As a result, the electronic circuit 70a is electrically connected to the housing 11, which is the first reference member, via the metal layer 61b and the pillar portion 80, and is grounded. In this way, according to the present embodiment, the electronic circuit 70a can be grounded by connecting it to the metal layer 61b provided on the circuit board 61. Therefore, it is easy to ground the electronic circuit 70a.

本実施形態において電子回路70aは、接地部63のみで金属層61bと接続され、電子回路70aが接地のために電気的に接続される金属層の箇所は1箇所のみである。そのため、金属層およびハウジング11と電子回路70aとを通る閉回路が構成されない。これにより、仮に金属層またはハウジング11に渦電流が生じて、金属層またはハウジング11に電位差が生じた場合であっても、金属層およびハウジング11を通って電子回路70aに電流が流れることが抑制される。したがって、電子回路70aに不要な電流が流れることを抑制でき、電子回路70aが誤作動することを抑制できる。 In this embodiment, the electronic circuit 70a is connected to the metal layer 61b only through the grounding portion 63, and there is only one location on the metal layer to which the electronic circuit 70a is electrically connected for grounding. Therefore, a closed circuit passing through the metal layer, the housing 11, and the electronic circuit 70a is not formed. As a result, even if an eddy current is generated in the metal layer or the housing 11 and a potential difference is generated in the metal layer or the housing 11, current is prevented from flowing through the metal layer and the housing 11 to the electronic circuit 70a. be done. Therefore, unnecessary current can be suppressed from flowing through the electronic circuit 70a, and malfunction of the electronic circuit 70a can be suppressed.

なお、本明細書において「電子回路が接地のために電気的に接続される金属層の箇所は、1箇所のみである」とは、金属層の1箇所のみに電子回路が電気的に接続されればよく、電子回路において金属層と電気的に接続される複数の部分は、すべて金属層の1箇所に接続される。また、金属層の「1箇所」とは、電気的に1箇所とみなさせる金属層の部分を含む。具体的には、インピーダンスが比較的小さく電位差が生じにくい範囲内であれば、電気的に1箇所とみなすことができる。 Note that in this specification, "the electronic circuit is electrically connected to only one location on the metal layer for grounding" means that the electronic circuit is electrically connected to only one location on the metal layer. The plurality of parts electrically connected to the metal layer in the electronic circuit are all connected to one location on the metal layer. Moreover, "one location" of the metal layer includes a portion of the metal layer that is electrically regarded as one location. Specifically, if the impedance is within a range where a potential difference is unlikely to occur because the impedance is relatively small, it can be electrically considered as one location.

インバータ71は、複数のトランジスタを有する。インバータ71は、ステータ30のコイル35と電気的に接続される。コイル35は、インバータ71から電力が供給される。本実施形態では、回路基板61がステータ30の上側に位置する。そのため、コイル35をインバータ71と電気的に接続しやすい。 Inverter 71 has multiple transistors. Inverter 71 is electrically connected to coil 35 of stator 30 . Coil 35 is supplied with power from inverter 71 . In this embodiment, the circuit board 61 is located above the stator 30. Therefore, it is easy to electrically connect the coil 35 to the inverter 71.

回転センサ72は、ロータ20の回転を検出する。回転センサ72は、シャフト21の上側の端部に取り付けられた図示しないセンサマグネットの磁界を検出してロータ20の回転を検出する磁気センサである。回転センサ72は、例えば、磁気抵抗素子である。上述したように金属層61bを構成する金属は、非磁性体である。なお、回転センサ72は、ホールIC等のホール素子であってもよい。 Rotation sensor 72 detects rotation of rotor 20. The rotation sensor 72 is a magnetic sensor that detects the rotation of the rotor 20 by detecting the magnetic field of a sensor magnet (not shown) attached to the upper end of the shaft 21 . The rotation sensor 72 is, for example, a magnetoresistive element. As described above, the metal constituting the metal layer 61b is a nonmagnetic material. Note that the rotation sensor 72 may be a Hall element such as a Hall IC.

複数の柱部80は、ハウジング11の一部が軸方向に延び、回路基板61とハウジング11との間に位置する。本実施形態において柱部80は、ハウジング11の開口部と回路基板61の上側の金属層61bの面とを繋ぐ。 A portion of the housing 11 extends in the axial direction, and the plurality of pillar portions 80 are located between the circuit board 61 and the housing 11 . In this embodiment, the pillar portion 80 connects the opening of the housing 11 and the surface of the upper metal layer 61b of the circuit board 61.

図3に示すように、本実施形態において、柱部80は、例えば8つ設けられる。複数の柱部80は互いに間隔を空けて周方向に沿って配置される。本実施形態において柱部80は、電子部品70よりも径方向外側に位置する。これにより、複数の柱部80は、軸方向に沿って視て、電子部品70を囲んで互いに間隔を空けて並ぶ。 As shown in FIG. 3, in this embodiment, eight pillar portions 80 are provided, for example. The plurality of pillar portions 80 are arranged along the circumferential direction at intervals. In this embodiment, the column portion 80 is located radially outward from the electronic component 70. Thereby, the plurality of column parts 80 surround the electronic component 70 and are arranged at intervals from each other when viewed along the axial direction.

このように、軸方向に沿って視て電子部品70を囲む複数の柱部80のそれぞれは、金属層61bに半田付けすることにより、電気的に接続されている。そのため、電子部品70から径方向外側に放出される電磁ノイズの少なくとも一部を柱部80によって遮断できる。これにより、金属ケースを設けなくても、回路基板61との軸方向の間に位置する柱部80を利用して電子部品70から生じる電磁ノイズをより遮断できる。したがって、モータ10の大型化を抑制しつつ、電子部品70から生じる電磁ノイズがモータ10の外部に漏れることをより抑制できる。 In this way, each of the plurality of pillar parts 80 surrounding the electronic component 70 when viewed along the axial direction is electrically connected to the metal layer 61b by soldering. Therefore, at least a portion of the electromagnetic noise emitted radially outward from the electronic component 70 can be blocked by the pillar portion 80. Thereby, even without providing a metal case, it is possible to further block electromagnetic noise generated from the electronic component 70 by utilizing the pillar portion 80 located between the circuit board 61 and the axial direction. Therefore, it is possible to further suppress leakage of electromagnetic noise generated from the electronic component 70 to the outside of the motor 10 while suppressing the increase in the size of the motor 10.

本実施形態では、電子部品70から生じる電磁ノイズの周波数のうち最も高い周波数の波長をλとしたとき、軸方向に沿って視た際における隣り合う柱部80同士の間の距離Lは、0<L<λ/4の関係を満たす。距離Lは、軸方向に沿って視た際の柱部80同士の間の直線距離である。図3では、距離Lを周方向に隣り合う柱部80同士の距離として示す。また、本実施形態では、金属層61bと第1基準部材であるハウジング11との間の軸方向の距離は、0<H<λ/4の関係を満たす。図2に示すように、距離Hは、金属層61bとハウジング11との間の軸方向距離である。 In this embodiment, when the wavelength of the highest frequency among the frequencies of electromagnetic noise generated from the electronic component 70 is set to λ, the distance L between adjacent column parts 80 when viewed along the axial direction is 0. The relationship <L<λ/4 is satisfied. The distance L is the straight-line distance between the pillar portions 80 when viewed along the axial direction. In FIG. 3, the distance L is shown as the distance between the column parts 80 adjacent to each other in the circumferential direction. Further, in this embodiment, the axial distance between the metal layer 61b and the housing 11, which is the first reference member, satisfies the relationship 0<H<λ/4. As shown in FIG. 2, the distance H is the axial distance between the metal layer 61b and the housing 11.

電磁ノイズは、電磁ノイズを遮断する部分同士の間隔がその電磁ノイズの波長の1/4よりも小さい場合、電磁ノイズを遮断する部分同士の間を通過できない。そのため、0<L<λ/4および0<H<λ/4の関係が満たされている場合、電子部品70から生じるすべての周波数の電磁ノイズは、柱部80同士の周方向の間を通過することができない。これにより、電子部品70から径方向外側に放出される電磁ノイズを複数の柱部80によってより好適に遮断することができる。 Electromagnetic noise cannot pass between the parts that block electromagnetic noise when the distance between the parts that block electromagnetic noise is smaller than 1/4 of the wavelength of the electromagnetic noise. Therefore, when the relationships 0<L<λ/4 and 0<H<λ/4 are satisfied, electromagnetic noise of all frequencies generated from the electronic component 70 passes between the pillar parts 80 in the circumferential direction. Can not do it. Thereby, electromagnetic noise emitted radially outward from the electronic component 70 can be more suitably blocked by the plurality of pillar portions 80.

一例として、マイコン75のクロック周波数が100MHzである場合、マイコン75から生じる電磁ノイズの周波数のうち最も高い周波数は、例えば、クロック周波数の20倍の2GHz程度である。そのため、マイコン75から生じる電磁ノイズの周波数のうち最も高い周波数の波長λは、0.15mである。したがって、距離Lおよび距離Hが0.0375mよりも小さければ、複数の柱部80によってマイコン75から径方向外側に放出される電磁ノイズを遮断できる。 As an example, when the clock frequency of the microcomputer 75 is 100 MHz, the highest frequency of the electromagnetic noise generated from the microcomputer 75 is, for example, about 2 GHz, which is 20 times the clock frequency. Therefore, the wavelength λ of the highest frequency among the frequencies of electromagnetic noise generated from the microcomputer 75 is 0.15 m. Therefore, if the distance L and the distance H are smaller than 0.0375 m, the plurality of pillars 80 can block electromagnetic noise emitted from the microcomputer 75 to the outside in the radial direction.

以上のように、本実施形態によれば、金属層61bと第1基準部材であるハウジング11とによって、電子部品70から軸方向両側に放出される電磁ノイズを遮断でき、金属層61bと柱部80によって電子部品70から径方向外側に放出される電磁ノイズを遮断できる。そのため、回路基板61と複数の柱部80とを利用して、電子部品70から生じる電磁ノイズをより好適に遮断できる。これにより、モータ10の大型化を抑制しつつ、モータ10の外部に電磁ノイズが漏れることをより好適に抑制できる。本実施形態では、金属層61bと第1基準部材であるハウジング11との間の軸方向の距離Hは例えば、距離Lよりも小さい。 As described above, according to the present embodiment, the electromagnetic noise emitted from the electronic component 70 to both sides in the axial direction can be blocked by the metal layer 61b and the housing 11, which is the first reference member, and the metal layer 61b and the column portion 80 can block electromagnetic noise emitted radially outward from the electronic component 70. Therefore, by using the circuit board 61 and the plurality of pillar sections 80, electromagnetic noise generated from the electronic component 70 can be more suitably blocked. Thereby, it is possible to suppress electromagnetic noise from leaking to the outside of the motor 10 more preferably while suppressing an increase in the size of the motor 10. In this embodiment, the axial distance H between the metal layer 61b and the housing 11, which is the first reference member, is smaller than the distance L, for example.

また、本実施形態によれば、柱部80は、間隔を空けて並んで配置されるため、柱部80同士の間から、上述したケーブル92a、92b、92c等を引き出すことができる。そのため、金属ケースを設ける場合に比べて、電子部品70の配線を容易にできる。また、柱部80同士の間からモータ10の外部の空気を取り入れられる。そのため、制御装置60の放熱性を向上できる。 Further, according to the present embodiment, since the pillar portions 80 are arranged side by side with intervals, the cables 92a, 92b, 92c, etc. described above can be drawn out from between the pillar portions 80. Therefore, wiring of the electronic component 70 can be made easier than when a metal case is provided. Furthermore, air from outside the motor 10 can be taken in between the pillar parts 80. Therefore, the heat dissipation performance of the control device 60 can be improved.

本実施形態において柱部80は、軸方向に沿って視て、回路基板61における配線領域Cを囲んで設けられる。配線領域Cは、回路基板61の下側の面のうち配線パターン61cが設けられる領域である。これにより、配線パターン61cから生じる電磁ノイズを柱部80によって遮断できる。したがって、モータ10の外部に電磁ノイズが漏れることをより抑制できる。図3の例では、配線領域Cは、中心軸Jを中心とする円形の領域である。柱部80は、配線領域C上に位置する。 In this embodiment, the pillar portion 80 is provided to surround the wiring area C on the circuit board 61 when viewed along the axial direction. The wiring area C is an area of the lower surface of the circuit board 61 where the wiring pattern 61c is provided. Thereby, the column portion 80 can block electromagnetic noise generated from the wiring pattern 61c. Therefore, leakage of electromagnetic noise to the outside of the motor 10 can be further suppressed. In the example of FIG. 3, the wiring area C is a circular area centered on the central axis J. The pillar portion 80 is located on the wiring area C.

また、図示は省略するが、金属層61bの径は第1基準部材であるハウジング11の径よりも小さい場合がある。電子部品70から生じる電磁ノイズの周波数のうち最も高い周波数の波長をλとしたとき、金属層61bの外周縁と第1基準部材であるハウジング11の内径との間の径方向の距離Rは、0<R<λ/4の関係を満たす。このとき、0<L<λ/4および0<H<λ/4の関係も満たすとさらに良い。 Although not shown, the diameter of the metal layer 61b may be smaller than the diameter of the housing 11, which is the first reference member. When the wavelength of the highest frequency among the frequencies of electromagnetic noise generated from the electronic component 70 is set to λ, the radial distance R between the outer peripheral edge of the metal layer 61b and the inner diameter of the housing 11, which is the first reference member, is: The relationship 0<R<λ/4 is satisfied. At this time, it is even better if the relationships 0<L<λ/4 and 0<H<λ/4 are also satisfied.

電磁ノイズは、電磁ノイズを遮断する部分同士の間隔がその電磁ノイズの波長の1/4よりも小さい場合、電磁ノイズを遮断する部分同士の間を通過できない。そのため、0<R<λ/4、0<L<λ/4および0<H<λ/4の関係が満たされている場合、電子部品70から生じるすべての周波数の電磁ノイズは、金属層61bの外周縁と第1基準部材であるハウジング11の内径との間を通過することができない。これにより、電子部品70から径方向外側に放出される電磁ノイズをより好適に遮断することができる。 Electromagnetic noise cannot pass between the parts that block electromagnetic noise when the distance between the parts that block electromagnetic noise is smaller than 1/4 of the wavelength of the electromagnetic noise. Therefore, if the relationships 0<R<λ/4, 0<L<λ/4, and 0<H<λ/4 are satisfied, the electromagnetic noise of all frequencies generated from the electronic component 70 will be absorbed by the metal layer 61b. cannot pass between the outer peripheral edge of the housing 11 and the inner diameter of the housing 11, which is the first reference member. Thereby, electromagnetic noise emitted radially outward from the electronic component 70 can be more suitably blocked.

<第2実施形態>
図4に示すように、本実施形態のモータ110において、回路基板161は、半田付けすることによってハウジング11に固定される。柱部180は、回路基板161に設けられた貫通孔161dを通って金属層161bに接触する。これにより、金属層161bは、ハウジング11と電気的に接続されて接地される。
<Second embodiment>
As shown in FIG. 4, in the motor 110 of this embodiment, the circuit board 161 is fixed to the housing 11 by soldering. The column portion 180 passes through a through hole 161d provided in the circuit board 161 and comes into contact with the metal layer 161b. Thereby, the metal layer 161b is electrically connected to the housing 11 and grounded.

回路基板161の下側の面には、コネクタ196が固定される。コネクタ196の内部には、金属配線196aが設けられる。金属配線196aは、配線パターン161cの接地部163と電気的に接続される。コネクタ196からは、ケーブル197が延びる。ケーブル197は、コネクタ196から径方向外側に引き出される。 A connector 196 is fixed to the lower surface of the circuit board 161. A metal wiring 196a is provided inside the connector 196. Metal wiring 196a is electrically connected to ground portion 163 of wiring pattern 161c. A cable 197 extends from the connector 196. Cable 197 is pulled radially outward from connector 196.

ケーブル197は、モータ110が搭載される図示しない機器の筐体DHに電気的に接続される。これにより、電子回路170aは、金属配線196aおよびケーブル197を介して筐体DHと電気的に接続されて接地される。筐体DHは、第2基準電位を有する第2基準部材である。第1基準部材であるハウジング11と第2基準部材である筐体DHとは互いに絶縁される。そのため、金属層161bと電子回路170aとの間で電流が流れることがなく、電子回路170aに不要な電流が流れることをより抑制できる。したがって、電子回路170aが誤動作することをより抑制できる。 The cable 197 is electrically connected to a housing DH of a device (not shown) in which the motor 110 is mounted. Thereby, the electronic circuit 170a is electrically connected to the housing DH via the metal wiring 196a and the cable 197 and grounded. The housing DH is a second reference member having a second reference potential. The housing 11, which is the first reference member, and the housing DH, which is the second reference member, are insulated from each other. Therefore, no current flows between the metal layer 161b and the electronic circuit 170a, and it is possible to further suppress unnecessary current from flowing through the electronic circuit 170a. Therefore, malfunction of the electronic circuit 170a can be further suppressed.

本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。電子部品の数は、特に限定されず、1つであってもよい。電子回路は、複数の電子部品のうち一部の電子部品のみで構成されてもよい。電子回路は、複数設けられてもよい。電子回路の接地方法は、特に限定されない。例えば、ネジを用いて金属層とハウジングとを電気的に接続してもよい。この場合には、例えば、ネジは回路基板を軸方向に貫通するが、配線パターンとネジとは絶縁させる。第2実施形態において説明したコネクタ196は、回路基板161の上側の金属層161b側に設けられてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and other configurations may be adopted. The number of electronic components is not particularly limited and may be one. The electronic circuit may be composed of only some of the plurality of electronic components. A plurality of electronic circuits may be provided. The method of grounding the electronic circuit is not particularly limited. For example, screws may be used to electrically connect the metal layer and the housing. In this case, for example, the screw passes through the circuit board in the axial direction, but the wiring pattern and the screw are insulated. The connector 196 described in the second embodiment may be provided on the metal layer 161b side above the circuit board 161.

回路基板は、多層基板であれば、3層以上の多層基板であってもよい。この場合、回路基板における金属層は、絶縁層によって軸方向に挟まれた層であってもよい。回路基板がステータに対して配置される方向は、軸方向以外の方向であってもよく、例えば、径方向であってもよい。 The circuit board may be a multilayer board with three or more layers as long as it is a multilayer board. In this case, the metal layer in the circuit board may be a layer sandwiched between insulating layers in the axial direction. The direction in which the circuit board is arranged with respect to the stator may be a direction other than the axial direction, and may be, for example, the radial direction.

柱部は、特に限定されない。柱部はハウジングと別体でもよい。柱部は、例えば、スペーサ部材でもよい。柱部同士の距離Lは、λ/4より大きくてもよい。柱部は、金属部を有していてもよい。ハウジングの材料は、特に限定されない。ハウジングは、樹脂製であってもよい。この場合、第1基準部材は、モータが搭載される筐体であってもよい。 The column portion is not particularly limited. The pillar portion may be separate from the housing. The pillar portion may be a spacer member, for example. The distance L between the pillar portions may be greater than λ/4. The column portion may include a metal portion. The material of the housing is not particularly limited. The housing may be made of resin. In this case, the first reference member may be a housing in which the motor is mounted.

上述した実施形態のモータの用途は、特に限定されない。上述した実施形態のモータは、例えば、掃除機等に搭載される。なお、本明細書において説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。 The use of the motor of the embodiment described above is not particularly limited. The motor of the embodiment described above is mounted on, for example, a vacuum cleaner or the like. Note that the configurations described in this specification can be combined as appropriate within a mutually consistent range.

10,110…モータ、11…ハウジング(第1基準部材)、20…ロータ、21…シャフト、30…ステータ、61,161…回路基板、61b、161b…金属層、70…電子部品、70a,170a…電子回路、71…インバータ、72…回転センサ、73…コンデンサ、74…コンバータ、75…マイコン、80,180…柱部、DH…筐体(第2基準部材)H,L,R…距離、J…中心軸、λ…波長

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 110... Motor, 11... Housing (first reference member), 20... Rotor, 21... Shaft, 30... Stator, 61, 161... Circuit board, 61b, 161b... Metal layer, 70... Electronic component, 70a, 170a ...Electronic circuit, 71...Inverter, 72...Rotation sensor, 73...Capacitor, 74...Converter, 75...Microcomputer, 80, 180...Column, DH...Casing (second reference member) H, L, R...Distance, J...Central axis, λ...Wavelength

Claims (10)

モータであって、
中心軸を中心とするシャフトを有するロータと、
前記ロータと隙間を介して径方向に対向するステータと、
前記ロータと前記ステータを収容し、軸方向一方側に開口部を有する第1基準部材と、
前記第1基準部材に対し、前記軸方向一方側に、離れて位置する回路基板と、
を備え、
前記回路基板は、前記軸方向に積層された複数のパターン層を有し、
前記回路基板の前記軸方向他方側の面には、電子部品が設けられ、
前記複数のパターン層
前記電子部品に接続される配線パターンと、
前記配線パターンよりも前記軸方向一方側に位置し、前記回路基板の板面に沿って拡がる金属層と、を含み、
前記モータは、前記軸方向において前記回路基板と前記第1基準部材とを接続する複数の金属製の柱部をさらに備え、
前記複数の柱部のそれぞれは、前記軸方向から視て、前記電子部品を囲んで互いに間隔を空けて並ぶ、モータ。
A motor,
a rotor having a shaft centered on a central axis;
a stator that faces the rotor in the radial direction with a gap therebetween;
a first reference member that accommodates the rotor and the stator and has an opening on one side in the axial direction;
a circuit board located away from the first reference member on one side in the axial direction ;
Equipped with
The circuit board has a plurality of pattern layers stacked in the axial direction,
An electronic component is provided on the other axial surface of the circuit board,
The plurality of pattern layers are
a wiring pattern connected to the electronic component;
a metal layer located on one side of the wiring pattern in the axial direction and extending along the board surface of the circuit board ;
The motor further includes a plurality of metal pillars connecting the circuit board and the first reference member in the axial direction ,
In the motor, each of the plurality of column parts surrounds the electronic component and is spaced apart from each other when viewed from the axial direction.
前記金属層は、前記回路基板における前記複数のパターン層のうち最も前記軸方向一方側に位置するパターン層である、請求項1に記載のモータ。 The motor according to claim 1, wherein the metal layer is a pattern layer located closest to one side in the axial direction among the plurality of pattern layers on the circuit board. 前記電子部品から生じる電磁ノイズの周波数のうち最も高い周波数の波長をλとしたと
き、前記軸方向から視た際における隣り合う前記柱部同士の間の直線距離Lは、0<L<λ/4の関係を満たす、請求項1または2に記載のモータ。
When the wavelength of the highest frequency among the frequencies of electromagnetic noise generated from the electronic component is λ, the linear distance L between the adjacent columnar parts when viewed from the axial direction is 0<L<λ/ 3. The motor according to claim 1, wherein the motor satisfies the following relationship.
前記電子部品から生じる電磁ノイズの周波数のうち最も高い周波数の波長をλとしたとき、
前記回路基板と前記第1基準部材との間の前記軸方向の距離H は、0<H<λ/4の関係を満たす、請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ。
When the wavelength of the highest frequency among the frequencies of electromagnetic noise generated from the electronic component is λ,
The motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the axial distance H between the circuit board and the first reference member satisfies the relationship 0<H<λ/4.
前記電子部品から生じる電磁ノイズの周波数のうち最も高い周波数の波長をλとしたとき、
前記金属層の外周縁と前記第1基準部材の内径との間の前記径方向の距離Rは、0<R<λ/4の関係を満たす、請求項1から4のいずれか一項に記載のモータ。
When the wavelength of the highest frequency among the frequencies of electromagnetic noise generated from the electronic component is λ,
The distance R in the radial direction between the outer peripheral edge of the metal layer and the inner diameter of the first reference member satisfies the relationship 0<R<λ/4 according to any one of claims 1 to 4. motor.
前記第1基準部材は前記モータのハウジングである、請求項1から5のいずれか一項に記載のモータ。 The motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the first reference member is a housing of the motor. 前記電子部品は複数設けられ、
前記複数の電子部品のうち少なくとも2つの電子部品は、電気的に接続されて電子回路を構成し、
前記電子回路は、前記第1基準部材と電気的に接続されて接地される、請求項1から6のいずれか一項に記載のモータ。
A plurality of electronic components are provided,
At least two of the plurality of electronic components are electrically connected to constitute an electronic circuit,
The motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the electronic circuit is electrically connected to the first reference member and grounded.
前記電子回路が接地のために電気的に接続される前記第1基準部材の箇所は1箇所のみである、請求項7に記載のモータ。 8. The motor of claim 7, wherein the electronic circuit is electrically connected to ground at only one location on the first reference member. 前記電子部品は複数設けられ、
前記複数の電子部品のうち少なくとも2つの電子部品は、電気的に接続されて電子回路を構成し、
前記電子回路は、第2基準電位を有する第2基準部材と電気的に接続されて接地され、
前記第1基準部材と前記第2基準部材とは、互いに絶縁される請求項1から8のいずれか一項に記載のモータ。
A plurality of electronic components are provided,
At least two of the plurality of electronic components are electrically connected to constitute an electronic circuit,
the electronic circuit is electrically connected to and grounded to a second reference member having a second reference potential;
The motor according to any one of claims 1 to 8, wherein the first reference member and the second reference member are insulated from each other.
前記第2基準部材は、前記モータが搭載される機器の筐体である、請求項9に記載のモータ。 The motor according to claim 9, wherein the second reference member is a housing of a device in which the motor is mounted.
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