WO2019244487A1 - モータ - Google Patents

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WO2019244487A1
WO2019244487A1 PCT/JP2019/018168 JP2019018168W WO2019244487A1 WO 2019244487 A1 WO2019244487 A1 WO 2019244487A1 JP 2019018168 W JP2019018168 W JP 2019018168W WO 2019244487 A1 WO2019244487 A1 WO 2019244487A1
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WO
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circuit board
metal layer
electronic component
metal
predetermined direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/018168
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English (en)
French (fr)
Inventor
暁霞 孫
康正 小平
Original Assignee
日本電産株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/02—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for suppression of electromagnetic interference
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Definitions

  • the present invention relates to a motor.
  • electromagnetic noise is generated from electronic components. Therefore, for example, by surrounding the electronic component with a metal case, it is possible to suppress leakage of electromagnetic noise generated from the electronic component to the outside of the motor.
  • the metal case tends to be relatively large, and the whole motor may be large.
  • an object of the present invention is to provide a motor having a structure capable of suppressing leakage of electromagnetic noise generated from an electronic component to the outside while suppressing an increase in size.
  • One aspect of the motor according to the present invention includes a rotor having a shaft about a central axis, a stator radially opposed to the rotor via a gap, and a first circuit located on one side of the stator in a predetermined direction.
  • the first circuit board and the second circuit board are multilayer boards having a plurality of pattern layers stacked in the predetermined direction.
  • One of the plurality of pattern layers on the first circuit board is a metal first metal layer extending along a plate surface of the first circuit board.
  • One of the plurality of pattern layers on the second circuit board is a metal second metal layer extending along a plate surface of the second circuit board.
  • the first metal layer and the second metal layer are electrically connected to a first reference member having a first reference potential and are grounded.
  • the second metal layer is a pattern layer located on one side of the predetermined direction in the plurality of pattern layers on the second circuit board.
  • the electronic component is located on the other side in the predetermined direction than the second metal layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the motor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a part of the motor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram in which a part of the motor control device according to the first embodiment is viewed from above.
  • FIG. 4 is a sectional view showing a part of the motor according to the second embodiment.
  • the Z-axis direction shown in each figure is a vertical direction in which the positive side is “upper” and the negative side is “lower”.
  • the center axis J appropriately shown in each figure is a virtual line that is parallel to the Z-axis direction and extends in the up-down direction.
  • the axial direction of the central axis J that is, a direction parallel to the vertical direction is simply referred to as “axial direction”
  • the radial direction around the central axis J is simply referred to as “radial direction”
  • the axial direction corresponds to the predetermined direction
  • the upper side corresponds to one side in the predetermined direction
  • the lower side corresponds to the other side in the predetermined direction.
  • the motor 10 of the present embodiment includes a housing 11, a rotor 20, a stator 30, a bearing holder 40, bearings 51 and 52, and a control device 60.
  • the housing 11 houses the rotor 20, the stator 30, the bearing holder 40, and the bearings 51 and 52.
  • the housing 11 has a cylindrical shape that opens upward. More specifically, the housing 11 has a cylindrical shape centered on the central axis J. In the present embodiment, the housing 11 is made of metal.
  • the rotor 20 has a shaft 21 and a rotor main body 22.
  • the shaft 21 has a columnar shape extending in the axial direction about the central axis J.
  • the rotor body 22 is fixed to the outer peripheral surface of the shaft 21.
  • the rotor main body 22 has a rotor core and a rotor magnet.
  • the stator 30 is radially opposed to the rotor 20 via a gap.
  • the stator 30 is located radially outside the rotor 20.
  • the stator 30 has 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.
  • the bearing holder 40 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 11.
  • the bearing holder 40 holds a bearing 52.
  • a plurality of support portions 41 are provided on the upper surface of the bearing holder 40.
  • the support portion 41 extends upward from an upper surface of the bearing holder 40 and protrudes from an upper opening of the housing 11.
  • the control device 60 is a device that controls the driving of the motor 10.
  • the control device 60 is located above the housing 11.
  • the control device 60 is exposed outside the housing 11.
  • the control device 60 is supported from below by the plurality of support portions 41 and is fixed above the bearing holder 40.
  • the control device 60 includes a first circuit board 61, a second circuit board 62, an electronic component 70, a plurality of pillars 80, and a connection member 90.
  • the motor 10 includes a first circuit board 61, a second circuit board 62, an electronic component 70, a plurality of pillars 80, and a connection member 90.
  • the first circuit board 61 and the second circuit board 62 are multilayer boards having a plurality of pattern layers stacked in the axial direction.
  • the first circuit board 61 and the second circuit board 62 are two-layer boards each having a pattern layer on both axial sides.
  • the first circuit board 61 is supported by the support portion 41 from below.
  • the first circuit board 61 is located above the stator 30.
  • the first circuit board 61 covers the upper opening of the housing 11.
  • the second circuit board 62 is located above and separated from the first circuit board 61.
  • the first circuit board 61 has a disk shape centered on the central axis J.
  • the second circuit board 62 also has a disk shape centered on the central axis J.
  • the first circuit board 61 and the second circuit board 62 overlap each other as viewed in the axial direction.
  • the first circuit board 61 has a first board main body 61a, a first metal layer 61b, and a first wiring pattern 61c.
  • the first substrate main body 61a is a disc-shaped insulating member.
  • the first metal layer 61b is a metal layer that extends along the plate surface of the first circuit board 61.
  • the first metal layer 61b is one of a plurality of pattern layers on the first circuit board 61.
  • the first metal layer 61b is a lowermost pattern layer of the plurality of pattern layers in the first circuit board 61.
  • the first metal layer 61b covers the entire lower surface of the first substrate main body 61a, and faces the upper opening of the housing 11.
  • the first metal layer 61b has a so-called solid pattern.
  • the metal constituting the first metal layer 61b is a non-magnetic material.
  • the metal forming the first metal layer 61b is, for example, copper.
  • the first wiring pattern 61c is a metal pattern that is electrically connected to the electronic component 70.
  • the first wiring pattern 61c is one of a plurality of pattern layers on the first circuit board 61. That is, the first circuit board 61 has the first metal layer 61b and the first wiring pattern 61c as two pattern layers.
  • the first wiring pattern 61c is the uppermost pattern layer of the plurality of pattern layers on the first circuit board 61.
  • the first wiring pattern 61c is provided on the upper surface of the first substrate main body 61a.
  • the connector 91 is fixed to the upper surface of the first circuit board 61.
  • three cables 92a, 92b, 92c extend radially outward from the connector 91.
  • the cable 92a is a power supply line that supplies power to the electronic component 70.
  • the cable 92b is a signal line for transmitting a signal to and from the electronic component 70.
  • the cable 92c is a GND line for grounding.
  • Each of the cables 92a, 92b, and 92c extends radially outward of the first circuit board 61 and the second circuit board 62 from the connector 91 via the space between the first circuit board 61 and the second circuit board 62 in the axial direction.
  • the cables 92a and 92b are electrically connected to the electronic component 70 via the first wiring pattern 61c.
  • a crimp terminal 93 is attached to the tip of the cable 92c.
  • the crimp terminal 93 is electrically connected to a metal wiring 91a provided inside the connector 91 via a cable 92c.
  • the metal wiring 91a penetrates the first substrate main body 61a in the axial direction and is electrically connected to the first metal layer 61b.
  • the crimp terminal 93 is fixed to the outer peripheral surface of the housing 11 by a screw 94.
  • the first metal layer 61b is electrically connected to the housing 11 via the metal wiring 91a, the cable 92c, and the crimp terminal 93.
  • the housing 11 is a first reference member having a first reference potential. That is, the first metal layer 61b is electrically connected to the housing 11, which is the first reference member having the first reference potential, and is grounded.
  • the second circuit board 62 has a second board body 62a, a second metal layer 62b, and a second wiring pattern 62c.
  • the second substrate main body 62a is a disc-shaped insulating member.
  • the second metal layer 62b is a metal layer extending along the plate surface of the second circuit board 62.
  • the second metal layer 62b is one of the plurality of pattern layers on the second circuit board 62.
  • the second metal layer 62b is the uppermost pattern layer among the plurality of pattern layers on the second circuit board 62.
  • the second metal layer 62b covers the entire upper surface of the second substrate body 62a and is exposed above the motor 10.
  • the second metal layer 62b has a so-called solid pattern.
  • the metal forming the second metal layer 62b is a non-magnetic material.
  • the metal forming the second metal layer 62b is, for example, copper.
  • the second metal layer 62b is electrically connected to the first metal layer 61b via metal portions 83A and 83B described later. Therefore, the second metal layer 62b is connected to the housing 11, which is the first reference member having the first reference potential, via the metal parts 83A and 83B, the first metal layer 61b, the metal wiring 91a, the cable 92c, and the crimp terminal 93. It is electrically connected and grounded.
  • the first metal layer 61b and the second metal layer 62b can be grounded by being electrically connected to the housing 11, which is a part of the motor 10. Therefore, grounding of the first metal layer 61b and the second metal layer 62b is easy.
  • the second wiring pattern 62c is a metal pattern that is electrically connected to the electronic component 70.
  • the second wiring pattern 62c is one of a plurality of pattern layers on the second circuit board 62. That is, the second circuit board 62 has the second metal layer 62b and the second wiring pattern 62c as two pattern layers.
  • the second wiring pattern 62c is a lowermost pattern layer of the plurality of pattern layers on the second circuit board 62.
  • the second wiring pattern 62c is provided on a lower surface of the second substrate main body 62a.
  • the second wiring pattern 62c faces the first wiring pattern 61c via a gap.
  • the second wiring pattern 62c is electrically connected to the first wiring pattern 61c via the connection member 90.
  • the electronic component 70 is attached to at least one of the plate surface of the first circuit board 61 and the plate surface of the second circuit board 62.
  • the electronic component 70 is located below the second metal layer 62b. Therefore, the electromagnetic noise emitted upward from the electronic component 70 can be blocked by the second metal layer 62b.
  • the electromagnetic noise does not leak to the outside of the motor 10 without covering the control device 60 with the metal case. Can be suppressed.
  • the motor 10 can be reduced in size because the metal case is not provided. Therefore, it is possible to suppress the electromagnetic noise generated from the electronic component 70 from leaking out of the motor 10 while suppressing the motor 10 from increasing in size.
  • the electronic component 70 is located between the first circuit board 61 and the second circuit board 62 in the axial direction.
  • the first metal layer 61b is a pattern layer located on the lowermost side among the plurality of pattern layers on the first circuit board 61. Therefore, electromagnetic noise emitted downward from the electronic component 70 can be blocked by the first metal layer 61b. Thereby, the electromagnetic noise emitted in the axial direction from the electronic component 70 can be cut off by using the first circuit board 61 and the second circuit board 62. Therefore, the leakage of the electromagnetic noise generated from the electronic component 70 to the outside of the motor 10 can be further suppressed.
  • Electronic component 70 includes an inverter 71, a rotation sensor 72, a capacitor 73, a converter 74, and a microcomputer 75.
  • the inverter 71, the rotation sensor 72, and the capacitor 73 are first electronic components mounted on the upper surface of the first circuit board 61.
  • the converter 74 and the microcomputer 75 are second electronic components mounted on the lower surface of the second circuit board 62.
  • the board surfaces of the two circuit boards can be used as the mounting surfaces of the electronic components 70, the number of the electronic components 70 that can be mounted on the motor 10 can be increased, and the motor 10 can be prevented from increasing in size.
  • the size of each circuit board in the radial direction can be reduced as compared with the case where all the electronic components 70 are mounted on one circuit board. Therefore, it is possible to suppress the motor 10 from being enlarged in the radial direction.
  • 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.
  • each electronic component 70 constituting the electronic circuit 70a is electrically connected via the first wiring pattern 61c, the connection member 90, and the second wiring pattern 62c.
  • the ground portion 63 included in the first wiring pattern 61c passes through the first substrate main body 61a in the axial direction and is connected to the first metal layer 61b.
  • the electronic circuit 70a is electrically connected to the housing 11 as the first reference member via the first metal layer 61b, the metal wiring 91a, the cable 92c, and the crimp terminal 93, and is grounded.
  • the electronic circuit 70a can be grounded by being connected to the first metal layer 61b provided on the first circuit board 61. Therefore, it is easy to ground the electronic circuit 70a.
  • the electronic circuit 70a is connected to the first metal layer 61b only by the ground portion 63, and is not directly connected to the second metal layer 62b. That is, the electronic circuit 70a is connected to only one of the first metal layer 61b and the second metal layer 62b, and the portion of the metal layer to which the electronic circuit 70a is electrically connected for grounding is , Only one location. Therefore, a closed circuit passing through each metal layer and the housing 11 and the electronic circuit 70a is not formed. Thereby, even if an eddy current is generated in each metal layer or the housing 11 and a potential difference is generated in each metal layer or the housing 11, a current flows to the electronic circuit 70a through each metal layer or the housing 11. Is suppressed. Therefore, it is possible to suppress an unnecessary current from flowing through the electronic circuit 70a, and to suppress a malfunction of the electronic circuit 70a.
  • the electronic circuit is electrically connected to ground only at one place” is referred to as “the electronic circuit is electrically connected to only one place of the metal layer”. It is sufficient that a plurality of portions electrically connected to the metal layer in the electronic circuit are provided. In this case, a plurality of portions of the electronic circuit that are electrically connected to the metal layer are all connected to one portion of the metal layer.
  • one place of the metal layer includes a part of the metal layer that is electrically regarded as one place. Specifically, as long as the impedance is relatively small and a potential difference is hardly generated, it can be electrically regarded as one place.
  • the inverter 71 has a plurality of transistors. Inverter 71 is electrically connected to coil 35 of stator 30. The coil 35 is supplied with power from the inverter 71.
  • the predetermined direction is the axial direction of the shaft 21, and the first circuit board 61 and the second circuit board 62 are located above the stator 30. Therefore, it is easy to electrically connect coil 35 to inverter 71.
  • the rotation sensor 72 detects the rotation of the rotor 20.
  • the rotation sensor 72 is a magnetic sensor that detects the magnetic field of a sensor magnet (not shown) attached to the upper end of the shaft 21 and detects the rotation of the rotor 20.
  • the rotation sensor 72 is, for example, a magnetoresistive element.
  • the metal forming the first metal layer 61b is a non-magnetic material. Therefore, even if the first metal layer 61b is positioned between the rotation sensor 72 and the rotor 20 in the axial direction as in the present embodiment, the rotation sensor 72 can easily detect the rotation of the rotor 20.
  • the rotation sensor 72 may be a Hall element such as a Hall IC.
  • the plurality of pillars 80 extend in the axial direction and are located between the first circuit board 61 and the second circuit board 62 in the axial direction.
  • the pillar 80 connects the upper surface of the first circuit board 61 to the lower surface of the second circuit board 62.
  • the second circuit board 62 is supported from below by a plurality of pillars 80 and is fixed above the first circuit board 61.
  • the pillar 80 includes a first pillar 80A and a second pillar 80B.
  • first pillar 80A is provided, and six second pillars 80B are provided.
  • the plurality of second pillar portions 80B are arranged along the circumferential direction at intervals.
  • the first pillar 80A is located between the second pillars 80B adjacent in the circumferential direction.
  • the first pillar portion 80A and the second pillar portion 80B are located radially outside of the electronic component 70.
  • the plurality of pillars 80 are arranged at intervals from each other around the electronic component 70 when viewed in the axial direction.
  • the first pillar portion 80A includes a first connector portion 81A attached to an upper surface of the first circuit board 61 and a second connector portion 81A attached to a lower surface of the second circuit board 62. And the connector part 82A.
  • the first pillar portion 80A has a metal portion 83A made of metal and a connection member 90.
  • the metal part 83A extends in the axial direction inside the first pillar part 80A, and connects the first metal layer 61b and the second metal layer 62b. Thereby, the metal part 83A is electrically connected to both the first metal layer 61b and the second metal layer 62b and is grounded.
  • connection member 90 is located between the first circuit board 61 and the second circuit board 62 in the axial direction.
  • the connection member 90 extends in the axial direction inside the first pillar portion 80A, and connects the first wiring pattern 61c and the second wiring pattern 62c.
  • the connection member 90 is connected to the inverter 71, the rotation sensor 72, and the capacitor 73, which are the first electronic components, and the converter 74, which is the second electronic component, via the first wiring pattern 61c and the second wiring pattern 62c.
  • the microcomputer 75 is electrically connected.
  • the connection member 90 is located radially inward of the metal part 83A. As shown in FIG. 3, for example, four metal parts 83A and four connection members 90 are provided in one first pillar part 80A.
  • the second pillar portion 80B includes a first connector portion 81B attached to the upper surface of the first circuit board 61 and a second connector portion 81B attached to the lower surface of the second circuit board 62. And the connector 82B.
  • Each of the plurality of second pillars 80B has a metal part 83B made of metal.
  • the metal part 83B extends in the axial direction inside the second pillar part 80B, and connects the first metal layer 61b and the second metal layer 62b. Thereby, the metal part 83B is electrically connected to both the first metal layer 61b and the second metal layer 62b and is grounded.
  • one metal portion 83B is provided for each second pillar portion 80B.
  • each of the plurality of pillars 80 surrounding the electronic component 70 as viewed along the axial direction has the metal parts 83A and 83B that are grounded. Therefore, at least a part of the electromagnetic noise emitted radially outward from the electronic component 70 can be blocked by the metal parts 83A and 83B of the pillar part 80. Thereby, even if the metal case is not provided, the electromagnetic noise generated from the electronic component 70 can be further blocked by using the pillar portion 80 located between the first circuit board 61 and the second circuit board 62 in the axial direction. Therefore, it is possible to further suppress leakage of the electromagnetic noise generated from the electronic component 70 to the outside of the motor 10 while suppressing an increase in the size of the motor 10.
  • the distance L is a linear distance between the metal parts 83A and 83B when viewed along the axial direction.
  • the distance L is shown as the distance between the metal parts 83B of the second pillar parts 80B adjacent in the circumferential direction.
  • the distance H in the axial direction between the first metal layer 61b and the second metal layer 62b satisfies the relationship of 0 ⁇ H ⁇ / 4.
  • the distance H is an axial distance between the upper surface of the first metal layer 61b and the second metal layer 62b.
  • Electromagnetic noise cannot pass between the portions that block electromagnetic noise when the interval between the portions that block electromagnetic noise is smaller than 1/4 of the wavelength of the electromagnetic noise. Therefore, when the relations of 0 ⁇ L ⁇ / 4 and 0 ⁇ H ⁇ / 4 are satisfied, electromagnetic noise of all frequencies generated from electronic component 70 is generated between metal parts 83A and 83B in the circumferential direction. Can not pass. Thereby, the electromagnetic noise emitted radially outward from the electronic component 70 can be more appropriately blocked by the plurality of metal parts 83A and 83B.
  • the highest frequency of the electromagnetic noise generated by the microcomputer 75 is, for example, about 2 GHz which is 20 times the clock frequency. Therefore, the wavelength ⁇ of the highest frequency among the frequencies of the 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 metal parts 83A and 83B can block electromagnetic noise emitted radially outward from the microcomputer 75.
  • the first metal layer 61b and the second metal layer 62b can block electromagnetic noise emitted from the electronic component 70 on both sides in the axial direction.
  • the two metal layers 62b and the metal parts 83A and 83B of the pillar part 80 can block electromagnetic noise emitted radially outward from the electronic component 70. Therefore, by using the first circuit board 61, the second circuit board 62, and the plurality of pillars 80, it is possible to more suitably block electromagnetic noise generated from the electronic component 70. Thereby, it is possible to more suitably suppress the leakage of the electromagnetic noise to the outside of the motor 10 while suppressing the motor 10 from increasing in size.
  • the axial distance H between the first metal layer 61b and the second metal layer 62b is smaller than the distance L, for example.
  • the pillars 80 are arranged side by side with an interval therebetween, the above-described cables 92a, 92b, 92c and the like can be drawn out from between the pillars 80. Therefore, the wiring of the electronic component 70 can be facilitated as compared with the case where the metal case is provided. In addition, air outside the motor 10 can be taken in between the first circuit board 61 and the second circuit board 62 from between the columns 80. Therefore, the heat radiation of the control device 60 can be improved.
  • the metal portions 83A and 83B are provided so as to surround the wiring region C of the first circuit board 61 as viewed along the axial direction.
  • the wiring area C is an area on the upper surface of the first circuit board 61 where the first wiring pattern 61c is provided.
  • the electromagnetic noise generated from the first wiring pattern 61c can be cut off by the metal parts 83A and 83B. Therefore, leakage of electromagnetic noise to the outside of the motor 10 can be further suppressed.
  • the wiring region C is a circular region centered on the central axis J.
  • the metal portion 83A is located radially outside the wiring region C.
  • the metal part 83B is located on the wiring region C.
  • connection member 90 is provided in the wiring region C when viewed in the axial direction. That is, the connection member 90 is located radially inward of the metal portions 83A and 83B in the plurality of pillar portions 80 when viewed along the axial direction. Thereby, the electromagnetic noise emitted radially outward from the connection member 90 can also be blocked by the first metal layer 61b, the second metal layer 62b, and the metal portions 83A and 83B. Therefore, leakage of electromagnetic noise to the outside of the motor 10 can be further suppressed.
  • the wiring area of the second circuit board 62 where the second wiring pattern 62c is provided is also surrounded by the metal parts 83A and 83B as viewed along the axial direction. Therefore, the electromagnetic noise generated from the second wiring pattern 62c can also be cut off by the first metal layer 61b, the second metal layer 62b, and the metal parts 83A and 83B. Therefore, leakage of electromagnetic noise to the outside of the motor 10 can be further suppressed.
  • the second circuit board 162 is fixed to the housing 11 by screws 195.
  • the screw 195 passes through the through hole 162d provided in the second circuit board 162 and the through hole 161d provided in the first circuit board 161 from the upper side of the second circuit board 162, and passes through the upper end of the housing 11. Tightened up.
  • the screw head 195a of the screw 195 contacts the second metal layer 162b from above.
  • the second metal layer 162b is electrically connected to the housing 11 via the screw 195 and is grounded.
  • the screw 195 does not contact the first metal layer 161b.
  • the first metal layer 161b is connected to the housing 11 and grounded as in the first embodiment.
  • the metal portions 83A and 83B provided on the pillar portion 80 in the present embodiment are different from the first embodiment in that the first metal layer 161b and the second metal layer 162b Do not connect. Therefore, the first metal layer 161b and the second metal layer 162b are not directly connected but are indirectly connected via the housing 11. By connecting in this manner, the first metal layer 161b and the second metal layer 162b are grounded without connecting the first metal layer 161b and the second metal layer 162b by the metal portions 83A and 83B of the pillar portion 80. it can.
  • the metal portions 83A and 83B are connected to only one of the first metal layer 161b and the second metal layer 162b and are grounded.
  • connection member 90 is provided in the present embodiment as in the first embodiment, and the inverter 71, the rotation sensor 72, and the capacitor 73, which are the first electronic components, and the second electronic component.
  • Converter 74 and microcomputer 75 are electrically connected via connection member 90.
  • the electronic circuit 170a is configured by electrically connecting the inverter 71, the rotation sensor 72, the capacitor 73, the converter 74, and the microcomputer 75.
  • the ground connector 196 is fixed to the upper surface of the first circuit board 161.
  • a metal wiring 196a is provided inside the ground connector 196.
  • the metal wiring 196a is electrically connected to the ground portion 163 of the first wiring pattern 161c.
  • a cable 197 extends from the ground connector 196.
  • the cable 197 is drawn from the ground connector 196 to the radial outside of the first circuit board 161 and the second circuit board 162 via the space between the first circuit board 161 and the second circuit board 162 in the axial direction.
  • the cable 197 is electrically connected to a housing DH of a device (not shown) on which the motor 110 is mounted.
  • the electronic circuit 170a is electrically connected to the housing DH via the metal wiring 196a and the cable 197 and is grounded.
  • the housing DH is a second reference member having a second reference potential.
  • the housing 11 as the first reference member and the housing DH as the second reference member are insulated from each other. Therefore, current does not flow between the first metal layer 161b and the second metal layer 162b and the electronic circuit 170a, and the flow of unnecessary current to the electronic circuit 170a can be further suppressed. Therefore, malfunction of the electronic circuit 170a can be further suppressed.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and other configurations can be adopted.
  • the electronic component may be attached to the first circuit board and the second circuit board in any manner as long as the electronic component is located below the second metal layer.
  • the electronic component may be attached to only the first circuit board, or may be attached to only the second circuit board.
  • the electronic component may be attached to a lower surface of the first circuit board.
  • the first metal layer may be provided on the upper surface of the first substrate body. Even when the electronic component is mounted on the lower surface of the first circuit board, if the housing is made of metal, electromagnetic noise generated by the electronic component mounted on the lower surface of the first circuit board is reduced. At least a part can be cut off by the housing, and leakage of electromagnetic noise can be suppressed.
  • the support portion supporting the first circuit board surrounds the electronic circuit mounted on the lower surface of the first circuit board as viewed along the axial direction, and the support portion is made of metal. It may be configured. In this case, if the distance between the support portions is smaller than ⁇ / 4 and the axial distance between the housing and the first metal layer is smaller than ⁇ / 4, the lower side of the first circuit board can be obtained. Electromagnetic noise generated from the electronic component attached to the surface can be more appropriately blocked, and leakage of the electromagnetic noise can be further suppressed.
  • the type of the electronic component is not particularly limited.
  • the number of electronic components is not particularly limited, and may be one.
  • the electronic circuit may be configured with only some of the plurality of electronic components.
  • a plurality of electronic circuits may be provided.
  • the electronic circuit 70a may be grounded via both the first metal layer 61b and the second metal layer 62b. That is, the electronic circuit 70a may be electrically connected to the housing 11 and grounded via at least one of the first metal layer 61b and the second metal layer 62b.
  • the method of grounding the electronic circuit is not particularly limited.
  • a screw may be used to electrically connect the ground portion of the first wiring pattern and the housing. In this case, for example, the screw penetrates the first circuit board in the axial direction, but insulates the first metal layer from the screw.
  • the ground connector 196 described in the second embodiment may be provided on the second circuit board 162.
  • the method of grounding the first metal layer and the second metal layer is not particularly limited.
  • the first metal layer may be grounded via a screw without using a connector, similarly to the second metal layer 162b of the second embodiment.
  • a ground portion electrically connected to the first metal layer may be provided on the first wiring pattern, and the ground portion may be electrically connected to the housing via a screw.
  • the supporting portion for supporting the first circuit board is made of metal and the supporting portion is electrically connected to the housing via the bearing holder and grounded, the supporting portion is electrically connected to the first metal layer.
  • the first metal layer may be grounded.
  • the first circuit board and the second circuit board may be three or more multilayer boards as long as they are multilayer boards.
  • the first metal layer in the first circuit board may be a layer sandwiched in the axial direction by the insulating layer.
  • the predetermined direction in which the first circuit board and the second circuit board are arranged with respect to the stator may be a direction other than the axial direction, and may be, for example, a radial direction.
  • the pillar is not particularly limited.
  • the pillar may be, for example, a spacer member.
  • the distance L between the metal parts of the column may be larger than ⁇ / 4. If the metal part of the pillar part is grounded, it may be electrically connected to at least one of the first metal layer and the second metal layer.
  • the pillar may not have a metal part.
  • the column does not have to be provided.
  • the material of the housing is not particularly limited.
  • the housing may be made of resin.
  • the first reference member may be a housing on which the motor is mounted.
  • the use of the motor of the above-described embodiment is not particularly limited.
  • the motor of the above-described embodiment is mounted on, for example, a vacuum cleaner. Note that the components described in this specification can be combined as appropriate within a range not inconsistent with each other.

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Abstract

本発明のモータの一つの態様は、ロータと、ステータと、ステータの所定方向一方側に位置する第１回路基板と、第１回路基板の所定方向一方側に離れて位置する第２回路基板と、電子部品と、を備える。第１回路基板と第２回路基板とは、所定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。第１回路基板における複数のパターン層のうちの１つは、第１回路基板の板面に沿って拡がる金属製の第１金属層である。第２回路基板における複数のパターン層のうちの１つは、第２回路基板の板面に沿って拡がる金属製の第２金属層である。第１金属層および第２金属層は、第１基準電位を有する第１基準部材と電気的に接続されて接地される。第２金属層は、第２回路基板における複数のパターン層のうち最も所定方向一方側に位置するパターン層である。電子部品は、第２金属層よりも所定方向他方側に位置する。

Description

モータ
　本発明は、モータに関する。
　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、日本国公開公報特開２０１０－１１２２６１号公報には、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。
日本国公開公報：特開２０１０－１１２２６１号公報
　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。
　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。
　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、前記ステータの所定方向一方側に位置する第１回路基板と、前記第１回路基板の前記所定方向一方側に離れて位置する第２回路基板と、前記第１回路基板の板面と前記第２回路基板の板面との少なくとも一面に取り付けられる電子部品と、を備える。前記第１回路基板と前記第２回路基板とは、前記所定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。前記第１回路基板における前記複数のパターン層のうちの１つは、前記第１回路基板の板面に沿って拡がる金属製の第１金属層である。前記第２回路基板における前記複数のパターン層のうちの１つは、前記第２回路基板の板面に沿って拡がる金属製の第２金属層である。前記第１金属層および前記第２金属層は、第１基準電位を有する第１基準部材と電気的に接続されて接地される。前記第２金属層は、前記第２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所定方向一方側に位置するパターン層である。前記電子部品は、前記第２金属層よりも前記所定方向他方側に位置する。
　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。
図１は、第１実施形態のモータを示す断面図である。 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。 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。 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。
　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。本実施形態において、軸方向は、所定方向に相当し、上側は、所定方向一方側に相当し、下側は、所定方向他方側に相当する。
　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。
＜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。
　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、ロータマグネットと、を有する。
　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。
　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。ベアリングホルダ４０の上側の面には、複数の支持部４１が設けられる。支持部４１は、ベアリングホルダ４０の上側の面から上側に延び、ハウジング１１の上側の開口から突出する。
　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、複数の支持部４１によって下側から支持されて、ベアリングホルダ４０の上側に固定される。図１および図２に示すように、制御装置６０は、第１回路基板６１と、第２回路基板６２と、電子部品７０と、複数の柱部８０と、接続部材９０と、を有する。すなわち、モータ１０は、第１回路基板６１と、第２回路基板６２と、電子部品７０と、複数の柱部８０と、接続部材９０と、を備える。
　第１回路基板６１と第２回路基板６２とは、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第１回路基板６１と第２回路基板６２とは、軸方向両側にそれぞれパターン層を有する２層基板である。第１回路基板６１は、支持部４１に下側から支持される。第１回路基板６１は、ステータ３０の上側に位置する。第１回路基板６１は、ハウジング１１の上側の開口を覆う。第２回路基板６２は、第１回路基板６１の上側に離れて位置する。図３に示すように、本実施形態において第１回路基板６１は、中心軸Ｊを中心とする円板状である。図示は省略するが、第２回路基板６２も、中心軸Ｊを中心とする円板状である。第１回路基板６１と第２回路基板６２とは、軸方向に沿って視て、互いに全体が重なり合う。
　図２に示すように、第１回路基板６１は、第１基板本体６１ａと、第１金属層６１ｂと、第１配線パターン６１ｃと、を有する。第１基板本体６１ａは、円板状の絶縁部材である。第１金属層６１ｂは、第１回路基板６１の板面に沿って拡がる金属製の層である。第１金属層６１ｂは、第１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第１金属層６１ｂは、第１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。第１金属層６１ｂは、第１基板本体６１ａの下側の面全体を覆い、ハウジング１１の上側の開口と対向する。第１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第１金属層６１ｂを構成する金属は、非磁性体である。第１金属層６１ｂを構成する金属は、例えば、銅である。
　第１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。第１配線パターン６１ｃは、第１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。すなわち、第１回路基板６１は、２つのパターン層として、第１金属層６１ｂと第１配線パターン６１ｃとを有する。本実施形態において第１配線パターン６１ｃは、第１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。第１配線パターン６１ｃは、第１基板本体６１ａの上側の面に設けられる。
　第１回路基板６１の上側の面には、コネクタ９１が固定される。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、接地用のＧＮＤ線である。各ケーブル９２ａ，９２ｂ，９２ｃは、コネクタ９１から第１回路基板６１と第２回路基板６２との軸方向の間を介して、第１回路基板６１および第２回路基板６２の径方向外側に延びる。図示は省略するが、ケーブル９２ａ，９２ｂは、第１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。
　図２に示すように、ケーブル９２ｃの先端部には、圧着端子９３が取り付けられる。圧着端子９３は、ケーブル９２ｃを介して、コネクタ９１の内部に設けられた金属配線９１ａと電気的に接続される。金属配線９１ａは、第１基板本体６１ａを軸方向に貫通して第１金属層６１ｂと電気的に接続される。圧着端子９３は、ネジ９４によってハウジング１１の外周面に固定される。これにより、金属配線９１ａ、ケーブル９２ｃ、および圧着端子９３を介して、第１金属層６１ｂ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、第１金属層６１ｂ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。
　第２回路基板６２は、第２基板本体６２ａと、第２金属層６２ｂと、第２配線パターン６２ｃと、を有する。第２基板本体６２ａは、円板状の絶縁部材である。第２金属層６２ｂは、第２回路基板６２の板面に沿って拡がる金属製の層である。第２金属層６２ｂは、第２回路基板６２における複数のパターン層のうちの１つである。第２金属層６２ｂは、第２回路基板６２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。第２金属層６２ｂは、第２基板本体６２ａの上側の面全体を覆い、モータ１０の上側に露出する。第２金属層６２ｂは、いわゆるベタパターンである。本実施形態において第２金属層６２ｂを構成する金属は、非磁性体である。第２金属層６２ｂを構成する金属は、例えば、銅である。
　第２金属層６２ｂは、後述する金属部８３Ａ，８３Ｂを介して、第１金属層６１ｂと電気的に接続される。そのため、第２金属層６２ｂは、金属部８３Ａ，８３Ｂ、第１金属層６１ｂ、金属配線９１ａ、ケーブル９２ｃおよび圧着端子９３を介して、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。このように、本実施形態によれば、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとを、モータ１０の一部であるハウジング１１と電気的に接続することで接地できる。そのため、第１金属層６１ｂおよび第２金属層６２ｂの接地が容易である。
　第２配線パターン６２ｃ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。第２配線パターン６２ｃは、第２回路基板６２における複数のパターン層のうちの１つである。すなわち、第２回路基板６２は、２つのパターン層として、第２金属層６２ｂと第２配線パターン６２ｃとを有する。本実施形態において第２配線パターン６２ｃは、第２回路基板６２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。第２配線パターン６２ｃは、第２基板本体６２ａの下側の面に設けられる。第２配線パターン６２ｃは、第１配線パターン６１ｃと隙間を介して対向する。第２配線パターン６２ｃは、接続部材９０を介して第１配線パターン６１ｃと電気的に接続される。
　電子部品７０は、第１回路基板６１の板面と第２回路基板６２の板面との少なくとも一面に取り付けられる。電子部品７０は、第２金属層６２ｂよりも下側に位置する。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第２金属層６２ｂによって遮断することができる。このように、第２回路基板６２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。
　本実施形態において電子部品７０は、第１回路基板６１と第２回路基板６２との軸方向の間に位置する。そして、上述したように第１金属層６１ｂは、第１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。そのため、電子部品７０から下側に放出される電磁ノイズを第１金属層６１ｂによって遮断することができる。これにより、電子部品７０から軸方向に放出される電磁ノイズを第１回路基板６１と第２回路基板６２とを利用して遮断することができる。したがって、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。
　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。インバータ７１と回転センサ７２とコンデンサ７３とは、第１回路基板６１の上側の面に取り付けられた第１電子部品である。コンバータ７４とマイコン７５とは、第２回路基板６２の下側の面に取り付けられた第２電子部品である。このように、２つの回路基板の板面を電子部品７０の取り付け面として利用できることで、モータ１０に搭載できる電子部品７０の数を多くしつつ、モータ１０が大型化することを抑制できる。具体的には、例えば、１つの回路基板にすべての電子部品７０を取り付ける場合に比べて、各回路基板の径方向の寸法を小さくすることができる。そのため、モータ１０が径方向に大型化することを抑制できる。
　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、第１配線パターン６１ｃと接続部材９０と第２配線パターン６２ｃと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、第１配線パターン６１ｃに含まれる接地部６３が第１基板本体６１ａを軸方向に貫通して第１金属層６１ｂと接続される。これにより、電子回路７０ａは、第１金属層６１ｂ、金属配線９１ａ、ケーブル９２ｃおよび圧着端子９３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、第１回路基板６１に設けられた第１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。
　本実施形態において電子回路７０ａは、接地部６３のみで第１金属層６１ｂと接続され、第２金属層６２ｂとは直接的には接続されない。すなわち、電子回路７０ａは、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとのうちいずれかの金属層のみと接続され、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、各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、仮に各金属層またはハウジング１１に渦電流が生じて、各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、各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が誤動作することを抑制できる。
　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部分が複数設けられてもよい。この場合、電子回路における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。
　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、所定方向がシャフト２１の軸方向であり、第１回路基板６１および第２回路基板６２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。
　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。上述したように第１金属層６１ｂを構成する金属は、非磁性体である。そのため、本実施形態のように回転センサ７２とロータ２０との軸方向の間に第１金属層６１ｂが位置しても、回転センサ７２によってロータ２０の回転を検出しやすい。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。
　複数の柱部８０は、軸方向に延び、第１回路基板６１と第２回路基板６２との軸方向の間に位置する。本実施形態において柱部８０は、第１回路基板６１の上側の面と第２回路基板６２の下側の面とを繋ぐ。第２回路基板６２は、複数の柱部８０によって下側から支持され、第１回路基板６１の上側に固定される。
　図３に示すように、本実施形態において柱部８０は、第１柱部８０Ａと、第２柱部８０Ｂと、を含む。本実施形態において第１柱部８０Ａは、１つのみ設けられ、第２柱部８０Ｂは、６つ設けられる。複数の第２柱部８０Ｂは、互いに間隔を空けて周方向に沿って配置される。第１柱部８０Ａは、周方向に隣り合う第２柱部８０Ｂ同士の間に位置する。第１柱部８０Ａと第２柱部８０Ｂとは、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。
　図２に示すように、第１柱部８０Ａは、第１回路基板６１の上側の面に取り付けられた第１コネクタ部８１Ａと、第２回路基板６２の下側の面に取り付けられた第２コネクタ部８２Ａと、が接続されて構成される。第１柱部８０Ａは、金属製の金属部８３Ａと、接続部材９０と、を有する。金属部８３Ａは、第１柱部８０Ａの内部において軸方向に延び、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとを繋ぐ。これにより、金属部８３Ａは、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとの両方と電気的に接続されて接地される。
　接続部材９０は、第１回路基板６１と第２回路基板６２との軸方向の間に位置する。接続部材９０は、第１柱部８０Ａの内部において軸方向に延び、第１配線パターン６１ｃと第２配線パターン６２ｃとを繋ぐ。これにより、接続部材９０は、第１配線パターン６１ｃと第２配線パターン６２ｃとを介して、第１電子部品であるインバータ７１、回転センサ７２およびコンデンサ７３と、第２電子部品であるコンバータ７４およびマイコン７５とを電気的に接続する。接続部材９０は、金属部８３Ａよりも径方向内側に位置する。図３に示すように、金属部８３Ａと接続部材９０とは、例えば、１つの第１柱部８０Ａにそれぞれ４つずつ設けられる。
　図２に示すように、第２柱部８０Ｂは、第１回路基板６１の上側の面に取り付けられた第１コネクタ部８１Ｂと、第２回路基板６２の下側の面に取り付けられた第２コネクタ部８２Ｂと、が接続されて構成される。複数の第２柱部８０Ｂのそれぞれは、金属製の金属部８３Ｂを有する。金属部８３Ｂは、第２柱部８０Ｂの内部において軸方向に延び、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとを繋ぐ。これにより、金属部８３Ｂは、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとの両方と電気的に接続されて接地される。本実施形態において金属部８３Ｂは、第２柱部８０Ｂごとに１つずつ設けられる。
　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、接地された金属部８３Ａ，８３Ｂを有する。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の金属部８３Ａ，８３Ｂ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、第１回路基板６１と第２回路基板６２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。
　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の金属部８３Ａ，８３Ｂ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金属部８３Ａ，８３Ｂ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第２柱部８０Ｂの金属部８３Ｂ同士の距離として示す。また、本実施形態では、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとの間の軸方向の距離Ｈは、０＜Ｈ＜λ／４の関係を満たす。図２に示すように、距離Ｈは、第１金属層６１ｂの上側の面と第２金属層６２ｂとの間の軸方向距離である。
　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、金属部８３Ａ，８３Ｂ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金属部８３Ａ，８３Ｂによって、より好適に遮断することができる。
　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、複数の金属部８３Ａ，８３Ｂ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。
　以上のように、本実施形態によれば、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂ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、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂと柱部８０の金属部８３Ａ，８３Ｂとによって電子部品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、第１回路基板６１と第２回路基板６２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、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとの間の軸方向の距離Ｈは、例えば、距離Ｌよりも小さい。
　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同士の間から第１回路基板６１と第２回路基板６２との間に、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。
　本実施形態において金属部８３Ａ，８３Ｂは、軸方向に沿って視て、第１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、第１回路基板６１の上側の面のうち第１配線パターン６１ｃが設けられる領域である。これにより、第１配線パターン６１ｃから生じる電磁ノイズを金属部８３Ａ，８３Ｂ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。金属部８３Ａは、配線領域Ｃの径方向外側に位置する。金属部８３Ｂは、配線領域Ｃ上に位置する。
　接続部材９０は、軸方向に沿って視て、配線領域Ｃに設けられる。すなわち、接続部材９０は、軸方向に沿って視て、複数の柱部８０における金属部８３Ａ，８３Ｂの径方向内側に位置する。これにより、接続部材９０から径方向外側に放出される電磁ノイズも第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂと金属部８３Ａ，８３Ｂと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。
　また、図示は省略するが、第２回路基板６２における第２配線パターン６２ｃが設けられる配線領域も、軸方向に沿って視て、金属部８３Ａ，８３Ｂに囲まれる。そのため、第２配線パターン６２ｃから生じる電磁ノイズも第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂと金属部８３Ａ，８３Ｂと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。
＜第２実施形態＞
　図４に示すように、本実施形態のモータ１１０において第２回路基板１６２は、ネジ１９５によってハウジング１１に固定される。ネジ１９５は、第２回路基板１６２の上側から、第２回路基板１６２に設けられた貫通孔１６２ｄと第１回路基板１６１に設けられた貫通孔１６１ｄとを通って、ハウジング１１の上側の端部に締め込まれる。ネジ１９５のネジ頭部１９５ａは、第２金属層１６２ｂに上側から接触する。これにより、第２金属層１６２ｂは、ネジ１９５を介して、ハウジング１１と電気的に接続されて接地される。ネジ１９５は、第１金属層１６１ｂとは接触しない。第１金属層１６１ｂは、第１実施形態と同様にハウジング１１と接続されて接地される。
　図４において柱部８０の図示は省略するが、本実施形態において柱部８０に設けられた金属部８３Ａ，８３Ｂは、第１実施形態と異なり、第１金属層１６１ｂと第２金属層１６２ｂとを接続しない。そのため、第１金属層１６１ｂと第２金属層１６２ｂとは、直接的には接続されず、ハウジング１１を介して間接的に接続される。このように接続することで、柱部８０の金属部８３Ａ，８３Ｂによって第１金属層１６１ｂと第２金属層１６２ｂとを接続することなく、第１金属層１６１ｂと第２金属層１６２ｂとを接地できる。本実施形態において金属部８３Ａ，８３Ｂは、第１金属層１６１ｂと第２金属層１６２ｂとのいずれかの金属層のみと接続されて接地される。
　図示は省略するが、本実施形態においても第１実施形態と同様に接続部材９０が設けられており、第１電子部品であるインバータ７１、回転センサ７２およびコンデンサ７３と、第２電子部品であるコンバータ７４およびマイコン７５とが接続部材９０を介して電気的に接続される。これにより、本実施形態においても電子回路１７０ａ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。
　第１回路基板１６１の上側の面には、接地コネクタ１９６が固定される。接地コネクタ１９６の内部には、金属配線１９６ａが設けられる。金属配線１９６ａは、第１配線パターン１６１ｃの接地部１６３と電気的に接続される。接地コネクタ１９６からは、ケーブル１９７が延びる。ケーブル１９７は、接地コネクタ１９６から第１回路基板１６１と第２回路基板１６２との軸方向の間を介して、第１回路基板１６１および第２回路基板１６２の径方向外側に引き出される。
　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、第１金属層１６１ｂおよび第２金属層１６２ｂ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。
　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。電子部品は、第２金属層よりも下側に位置すれば、第１回路基板と第２回路基板とにどのように取り付けられてもよい。電子部品は、第１回路基板のみに取り付けられてもよいし、第２回路基板のみに取り付けられてもよい。電子部品は、第１回路基板の下側の面に取り付けられてもよい。この場合、第１金属層は、第１基板本体の上側の面に設けられてもよい。電子部品が第１回路基板の下側の面に取り付けられた場合であっても、ハウジングが金属製であれば、第１回路基板の下側の面に取り付けられた電子部品から生じる電磁ノイズの少なくとも一部をハウジングによって遮断でき、電磁ノイズが漏れることを抑制できる。また、この場合において、第１回路基板を支持する支持部が軸方向に沿って視て第１回路基板の下側の面に取り付けられた電子回路を囲み、かつ、支持部が金属製である構成としてもよい。この場合、支持部同士の間隔をλ／４よりも小さくし、かつ、ハウジングと第１金属層との間の軸方向の距離をλ／４よりも小さくすれば、第１回路基板の下側の面に取り付けられた電子部品から生じる電磁ノイズをより好適に遮断でき、電磁ノイズが漏れることをより抑制できる。電子部品の種類は、特に限定されない。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。第１実施形態において電子回路７０ａは、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとの両方を介して接地されてもよい。すなわち、電子回路７０ａは、第１金属層６１ｂと第２金属層６２ｂとのうちの少なくとも一方を介してハウジング１１と電気的に接続されて接地されてもよい。電子回路の接地方法は、特に限定されない。例えば、ネジを用いて第１配線パターンの接地部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、ネジは第１回路基板を軸方向に貫通するが、第１金属層とネジとは絶縁させる。第２実施形態において説明した接地コネクタ１９６は、第２回路基板１６２に設けられてもよい。
　第１金属層および第２金属層を接地する方法は、特に限定されない。第１金属層は、第２実施形態の第２金属層１６２ｂと同様に、コネクタを用いずに、ネジを介して接地されてもよい。この場合、第１配線パターンに第１金属層と電気的に接続された接地部が設けられ、この接地部がネジを介してハウジングと電気的に接続されてもよい。また、第１回路基板を支持する支持部が金属製であり、支持部がベアリングホルダを介してハウジングと電気的に接続されて接地される場合には、支持部を第１金属層と電気的に接触させることで、第１金属層を接地してもよい。
　第１回路基板と第２回路基板とは、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、第１回路基板における第１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。第１回路基板と第２回路基板とがステータに対して配置される所定方向は、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。
　柱部は、特に限定されない。柱部は、例えば、スペーサ部材等であってもよい。柱部の金属部同士の距離Ｌは、λ／４より大きくてもよい。柱部の金属部は、接地されるならば、第１金属層と第２金属層との少なくとも一方と電気的に接続されればよい。柱部は、金属部を有しなくてもよい。柱部は、設けられなくてもよい。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。
　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。
　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…第１回路基板、６１ｂ，１６１ｂ…第１金属層、６２，１６２…第２回路基板、６２ｂ，１６２ｂ…第２金属層、７０…電子部品、７０ａ，１７０ａ…電子回路、７１…インバータ（第１電子部品）、７２…回転センサ（第１電子部品）、７３…コンデンサ（第１電子部品）、７４…コンバータ（第２電子部品）、７５…マイコン（第２電子部品）、８０…柱部、８３Ａ，８３Ｂ…金属部、９０…接続部材、ＤＨ…筐体（第２基準部材）、Ｈ，Ｌ…距離、Ｊ…中心軸、λ…波長

Claims (11)

  1. 　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、
    　前記ステータの所定方向一方側に位置する第１回路基板と、
    　前記第１回路基板の前記所定方向一方側に離れて位置する第２回路基板と、
    　前記第１回路基板の板面と前記第２回路基板の板面との少なくとも一面に取り付けられる電子部品と、
    　を備え、
    　前記第１回路基板と前記第２回路基板とは、前記所定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り、
    　前記第１回路基板における前記複数のパターン層のうちの１つは、前記第１回路基板の板面に沿って拡がる金属製の第１金属層であり、
    　前記第２回路基板における前記複数のパターン層のうちの１つは、前記第２回路基板の板面に沿って拡がる金属製の第２金属層であり、
    　前記第１金属層および前記第２金属層は、第１基準電位を有する第１基準部材と電気的に接続されて接地され、
    　前記第２金属層は、前記第２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所定方向一方側に位置するパターン層であり、
    　前記電子部品は、前記第２金属層よりも前記所定方向他方側に位置する、モータ。
  2. 　前記第１金属層は、前記第１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所定方向他方側に位置するパターン層であり、
    　前記電子部品は、前記第１回路基板と前記第２回路基板との前記所定方向の間に位置する、請求項１に記載のモータ。
  3. 　前記所定方向に延び、前記第１回路基板と前記第２回路基板との前記所定方向の間に位置する複数の柱部をさらに備え、
    　前記複数の柱部のそれぞれは、金属製の金属部を有し、かつ、前記所定方向に沿って視て、前記電子部品を囲んで互いに間隔を空けて並び、
    　前記金属部は、前記第１金属層と前記第２金属層との少なくとも一方と電気的に接続されて接地される、請求項１または２に記載のモータ。
  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、
    　前記所定方向に沿って視た際における隣り合う前記柱部の前記金属部同士の間の距離Ｌは、０＜Ｌ＜λ／４の関係を満たし、
    　前記第１金属層と前記第２金属層との間の前記所定方向の距離Ｈは、０＜Ｈ＜λ／４を満たす、請求項３に記載のモータ。
  5. 　前記第１回路基板と前記第２回路基板との前記所定方向の間に位置する接続部材をさらに備え、
    　前記電子部品は、
    　　前記第１回路基板の前記所定方向一方側の面に取り付けられた第１電子部品と、
    　　前記第２回路基板の前記所定方向他方側の面に取り付けられた第２電子部品と、
    　を含み、
    　前記接続部材は、前記第１電子部品と前記第２電子部品とを電気的に接続し、かつ、前記所定方向に沿って視て、前記複数の柱部における前記金属部の内側に位置する、請求項３または４に記載のモータ。
  6. 　前記電子部品は、
    　　前記第１回路基板の前記所定方向一方側の面に取り付けられた第１電子部品と、
    　　前記第２回路基板の前記所定方向他方側の面に取り付けられた第２電子部品と、
    　を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ。
  7. 　前記ロータおよび前記ステータを収容する金属製のハウジングをさらに備え、
    　前記ハウジングは、前記第１基準部材である、請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ。
  8. 　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金属層と前記第２金属層とのうちの少なくとも一方を介して前記第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７のいずれか一項に記載のモータ。
  9. 　前記電子回路は、前記第１金属層と前記第２金属層とのうちいずれかの金属層のみと接続され、
    　前記電子回路が接地のために電気的に接続される前記金属層の箇所は、１箇所のみである、請求項８に記載のモータ。
  10. 　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７のいずれか一項に記載のモータ。
  11. 　前記所定方向は、前記シャフトの軸方向である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のモータ。
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