WO2023127632A1 - 電動機 - Google Patents

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WO2023127632A1
WO2023127632A1 PCT/JP2022/047081 JP2022047081W WO2023127632A1 WO 2023127632 A1 WO2023127632 A1 WO 2023127632A1 JP 2022047081 W JP2022047081 W JP 2022047081W WO 2023127632 A1 WO2023127632 A1 WO 2023127632A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin
electric motor
metal
peripheral surface
outer peripheral
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/047081
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅樹 山田
明範 安藤
正憲 村上
Original Assignee
株式会社富士通ゼネラル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社富士通ゼネラル filed Critical 株式会社富士通ゼネラル
Publication of WO2023127632A1 publication Critical patent/WO2023127632A1/ja

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor, and more particularly to a heat dissipation structure for an electric motor.
  • a motor has a cylindrical resin mold body that is the outer shell of a motor, a stator that is integrally formed with the resin mold body, and a rotor that has a motor rotation shaft on the inner peripheral side of the stator.
  • the motor has a structure for dissipating heat generated in the stator, the resin molded body having protrusions extending in the radial direction and extending in the axial direction on the outer peripheral surface of the resin mold body.
  • an object of the present invention is to provide an electric motor capable of improving heat dissipation.
  • an electric motor includes a cylindrical resin shell having an open end at one end in the axial direction, and a coil and stator core integrally formed with the resin shell.
  • a rotor disposed on the inner diameter side of the stator; an inner surface portion covering the open end portion of the resin outer shell; an outer surface portion opposite to the inner surface portion; and a metal member disposed on the outer peripheral surface of the resin shell and thermally connected to the outer peripheral surface of the resin shell and the cover member.
  • the metal member is arranged on the outer peripheral surface of the resin outer shell, and thermally connects the outer peripheral surface of the resin outer shell and the lid member. Therefore, the heat generated by the stator can be radiated from the metal cover member through the metal member arranged on the outer peripheral surface of the resin shell.
  • the outer peripheral surface of the resin shell may have a groove along the axial direction, and at least a portion of the metal member may be belt-shaped and accommodated in the groove.
  • the resin outer shell has a plurality of outer peripheral surface protrusions formed in the circumferential direction so as to protrude from the outer peripheral surface to the outer diameter side, and the groove portion is located between two outer peripheral surface protrusions adjacent in the circumferential direction. may be located.
  • the metal member includes: a first metal portion arranged along the axial direction on the outer peripheral surface of the resin shell; and a third metal portion connected to the second metal portion and disposed along the axial direction on the inner peripheral surface of the resin outer shell. .
  • the electric motor further includes a circuit board arranged in an internal space covered by the resin shell and the lid member, the lid member protruding from the inner surface portion toward the circuit board and extending from the inner periphery of the resin shell. It may further have an annular protrusion that contacts the surface, and the third metal part may have a contact part that thermally contacts the annular protrusion.
  • the second metal portion or the third metal portion may be arranged at a position overlapping the fin portion when viewed from the axial direction.
  • the fin portion may include a plurality of fin portions radially provided on the plate portion.
  • the electric motor includes a rotating shaft to which the rotor is fixed and which extends in the axial direction, and a metal first bearing provided in the cover member that rotatably supports the rotating shaft. a bearing accommodating portion; and a second bearing accommodating portion made of metal that accommodates the second bearing that is provided in the resin outer shell and that rotatably supports the rotating shaft, wherein the metal member has one end. The other end may be in contact with the second bearing housing portion.
  • the electric motor further includes a vibration isolating member attached to an outer peripheral surface of the first bearing housing portion, and the lid member restricts movement of the vibration isolating member toward the fin portion in the axial direction.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electric motor according to an embodiment of the invention
  • FIG. It is a sectional view of the above-mentioned electric motor. It is the figure which looked at the cover member of the said electric motor from the fin side. It is the figure which looked at the cover member of the said electric motor from the projection part side. It is the figure seen from the bottom part side of the said electric motor. It is the perspective view which looked at the vibration-proof member from the upper surface side. It is the perspective view which looked at the vibration-proof member from the lower surface side. It is a perspective view of a metal member. It is a side view of the said metal member.
  • FIG. 1 is a perspective view of the electric motor 1 according to the embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric motor 1 according to the embodiment.
  • the electric motor 1 of the present embodiment is, for example, a brushless DC motor, which is attached to a wall or ceiling of a building and used as a drive source for a blower in a duct that communicates indoors and outdoors.
  • Electric motor 1 includes resin shell 10 , stator 2 (stator core 21 ), rotor 3 , lid member 4 , circuit board 5 , and metal member 11 .
  • an inner rotor type brushless DC motor in which a cylindrical rotor 3 having a permanent magnet portion 32 is rotatably disposed radially inside a cylindrical stator 2 that generates a rotating magnetic field will be described.
  • a motor 1 will be described.
  • the axis C of the rotating shaft 6 is also the central axis of the electric motor 1, that is, the rotating shaft of the rotor 3.
  • the radial direction is a direction passing through the axis C and orthogonal to the axial direction.
  • the inner diameter side is the radially inner side (the inner peripheral surface side of the cylindrical stator 2)
  • the outer radial side is the radially outer side (the outer peripheral surface side of the cylindrical stator 2).
  • the circumferential direction is the direction of rotation about the axis C. As shown in FIG.
  • the rotor 3 has an annular permanent magnet portion 31 , a rotor main body 30 and a rotating shaft 6 .
  • the rotor main body 30 has an outer peripheral surface fixed to the permanent magnet portion 31 and an inner peripheral surface fixed to the rotating shaft 6 .
  • the rotor 3 is a surface magnet type in which a permanent magnet portion 31 is annularly arranged on the outer peripheral surface.
  • the permanent magnet portion 31 is annularly formed of a plurality of (e.g., 8 or 10) permanent magnets so that N poles and S poles appear alternately at equal intervals in the circumferential direction.
  • the permanent magnet portion 31 is typically made of a metal sintered body such as an Nd--Fe--B alloy. A plastic magnet may also be used.
  • the rotor body 30 has an outer core 32 , an insulating member 33 and an inner core 34 .
  • the outer core 32 is annular and forms the outer peripheral surface of the rotor main body 30 .
  • the outer core 32 is a laminate of plates made of a soft magnetic material such as a plurality of electromagnetic steel plates.
  • the inner peripheral iron core 34 is formed in an annular shape, and is a laminate of plates made of a soft magnetic material such as a plurality of electromagnetic steel plates that form the inner peripheral surface of the rotor main body 30 .
  • the rotating shaft 6 is fixed to the center of the inner peripheral iron core 34 by press fitting or caulking.
  • the insulating member 33 electrically insulates between the outer core 32 and the inner core 34 .
  • the insulating member 33 is made of dielectric resin such as PBT (polybutylene terephthalate) or PET (polyethylene terephthalate), and is fixed between the outer core 32 and the inner core 34 .
  • the insulating member 33 may be an annular molded body, or may be a resin material filled between the outer core 32 and the inner core 34 by insert molding or the like.
  • the rotor main body 30 is divided into the outer core 32 and the inner core 34 with the insulating member 33 formed therebetween, the rotor main body 30 has a cylindrical shape without the insulating member 33 . may be formed with an iron core of
  • the stator 2 has a stator core 21, coils 22, and insulators (not shown).
  • the stator core 21 is, for example, a laminate of plates made of a soft magnetic material such as a plurality of electromagnetic steel plates.
  • Stator core 21 has an annular yoke portion and a plurality of teeth protruding from the yoke portion to the inner peripheral side.
  • a coil 22 is wound around each tooth portion of the stator core 21 via an insulator.
  • the plurality of coils 22 include coils 22 corresponding to three phases of U-phase, V-phase and W-phase. These coils are interconnected, for example, at an electrical neutral point (N point).
  • stator core 21 The outer peripheral surface of the stator 2 (stator core 21) is covered with a resin shell 10 (see FIG. 2).
  • the stator core 21 of the stator 2 is arranged so as to face the permanent magnet portion 32 of the rotor 3 in the radial direction via an air gap (magnetic gap).
  • the resin shell 10 is made of an insulating resin material. As shown in FIGS. 1 and 2, the resin outer shell 10 has an open end 101 at one end in the axial direction (in this embodiment, the side opposite to the output end 61 of the rotating shaft 6) and the other end in the axial direction. It has a bottom portion 102 (on the output end portion 62 side of the rotating shaft 6 in this embodiment) and is formed in a hollow cylindrical shape.
  • the counter-output end portion 61 is the end portion of the rotary shaft 6 opposite to the output end portion 62 .
  • the output end portion 62 is the end portion of the electric motor 1 on the load side (the side connected to the load).
  • the resin shell 10 is integrally molded with the stator 2 .
  • the resin material forming the resin shell 10 is not particularly limited, and for example, BMC (Bulk Molding Compound: thermoplastic resin containing unsaturated polyester as a main component) is used.
  • the resin shell 10 has a mounting surface 9 .
  • the mounting surface 9 is an inner peripheral surface of the resin outer shell 10 and is provided on the counter-output end portion 61 side of the rotating shaft 6 with a gap from the rotor 3 .
  • the mounting surface 9 is provided so as to be able to support the circuit board 5, which will be described later.
  • the mounting surface 9 is the surface of the counter-output end portion 61 side of the step provided so as to protrude from the inner peripheral surface of the resin outer shell 10 toward the inner diameter side.
  • the mounting surface 9 may be formed continuously on the inner peripheral surface of the resin outer shell 10 in the circumferential direction, or may be formed at a plurality of locations at intervals in the circumferential direction.
  • FIG. 5 is a view of the electric motor 1 viewed from the bottom 102 side.
  • the bottom 102 of the resin shell 10 accommodates the second bearing accommodating portion 82 made of metal. It further has a cylindrical portion 102a.
  • the second bearing accommodating portion 82 is provided in the bottom portion 102 and accommodates a second bearing 81 to be described later.
  • the cylindrical portion 102a protrudes from the bottom portion 102 of the resin outer shell 10 toward the output end portion 62 of the rotating shaft 6, and surrounds the outer periphery of a cylindrical housing portion 821, which is provided in the second bearing housing portion 82 and will be described later.
  • the cylindrical portion 102a has, on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102a, second concave portions 1021a that are depressed radially inward when viewed from the axial direction, and second convex portions 1022a that protrude radially outward alternately. is provided in A through hole through which the rotating shaft 6 is inserted is formed in the center of the cylindrical portion 102a when viewed from the axial direction.
  • the tubular portion 102a holds the second bearing accommodating portion 82 by accommodating the cylindrical portion 821 of the second bearing accommodating portion 81 on the inner peripheral surface side of the tubular portion 102a.
  • a second anti-vibration member 12b (described later) that engages with the second concave portion 1021a and the second convex portion 1022a is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical portion 102a.
  • the second concave portion 1021a and the second convex portion 1022a provided on the cylindrical portion 102a function as a detent for the second anti-vibration member 12b.
  • an outer peripheral surface convex portion 10a that protrudes in the outer diameter direction is formed to extend in the axial direction in order to improve the heat dissipation performance.
  • a plurality of outer peripheral surface convex portions 10 a are formed in the circumferential direction of the resin outer shell 10 .
  • the axially extending length of the outer peripheral surface protrusion 10a and the protrusion height of the outer peripheral surface protrusion 10a protruding in the outer diameter direction can be appropriately set.
  • the surface area of the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10 can be increased, so that heat dissipation can be enhanced.
  • the resin outer shell 10 is provided with a groove portion 10b in which a metal member 11, which will be described later, is arranged.
  • the groove portion 10b has a first groove portion 101b, a second groove portion 102b, a third groove portion 103b, and a fourth groove portion 104b.
  • the first groove portion 101b is provided on the outer peripheral surface 10A of the resin shell 10 at a position that does not overlap with the outer peripheral surface convex portion 10a. formed along the direction.
  • the first groove portion 101b is located between two outer peripheral surface convex portions 10a adjacent in the circumferential direction on the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10 .
  • the second groove portion 102b is connected to the first groove portion 101b on the side of the opening end portion 101, and is formed in the opening end portion 101 along the radial direction.
  • the second groove portion 102b is formed at a position overlapping with a fin portion 45 of the cover member 4, which will be described later, when viewed from the axial direction.
  • the third groove portion 103b is connected to the second groove portion 102b on the inner peripheral surface 10B side of the resin outer shell 10 and formed along the inner peripheral surface 10B of the resin outer shell 10 along the axial direction. Further, the third groove portion 103b is formed at a position overlapping with a fin portion 45 of the cover member 4, which will be described later, when viewed from the axial direction.
  • the fourth groove portion 104b is connected to the first groove portion 101b on the bottom portion 102 side and formed along the radial direction of the bottom portion 102 . Further, the fourth groove portion 104b is formed at a position overlapping at least a part of the second bearing accommodating portion 82, which will be described later, when viewed in the axial direction.
  • the width of the groove portion 10b may be any size as long as it accommodates the metal member 11, which will be described later.
  • the depth in the inner diameter direction of the first groove portion 101b is not particularly limited, but is, for example, a depth that accommodates a first metal portion 11A described later.
  • the axial depth of the second groove portion 102b is not particularly limited, but is, for example, the same or substantially the same as the axial thickness of the second metal portion 11B described later.
  • the depth of the third groove portion 103b in the outer radial direction (toward the resin outer shell 10) is not particularly limited, but is, for example, the same or substantially the same as the radial thickness of the third metal portion 11C, which will be described later.
  • the depth in the axial direction of the fourth groove portion 104b is not particularly limited, but it is, for example, a depth that accommodates the thickness in the axial direction of a fourth metal portion 11D, which will be described later.
  • the fourth groove portion 104b has a through hole 1041b through which a fastening member N (for example, a screw) for fastening a flange portion 822 of the second bearing housing portion 82 and the metal member 11, which will be described later, is inserted.
  • a fastening member N for example, a screw
  • the circuit board 5 includes a wiring board 50 and a heat-generating electronic component 51 mounted on the surface of the wiring board 50 (the surface on the side opposite to the output end 61 of the rotating shaft 6).
  • the circuit board 5 is disk-shaped, and the peripheral edge of the circuit board 5 is supported by the mounting surface 9 and fixed to the resin shell 10 by, for example, adhesion, adhesion, screw fastening, soldering, or the like.
  • Positioning protrusions may be provided on the peripheral edge of the circuit board 5, and positioning recesses engaging the protrusions may be provided on the inner peripheral surface of the resin shell 10, respectively. It can be fixed to the mounting surface 9 while being positioned in the circumferential direction.
  • the electronic component 51 is mainly a semiconductor package component such as a power IC in which power MOSFETs, IGBTs, etc. are integrated, an IC for controlling motor drive current, etc., but it may be a passive component such as a capacitor.
  • the wiring board 50 is equipped with other components such as a connector component that is connected to a power cable, but illustration of these components is omitted.
  • the power cable is pulled out of the resin shell 10 through a cable insertion portion (not shown) formed over a predetermined angular range in the circumferential direction near the open end 101 of the resin shell 10, and connected to a power source (not shown). be.
  • the first bearing 71 is a ball bearing having an outer ring 711, an inner ring 712, a plurality of balls 713, and the like.
  • the second bearing 81 is a ball bearing having an outer ring 811, an inner ring 812, a plurality of balls 813, and the like.
  • the outer ring 711 of the first bearing 71 is fixed to the cover member 4 (the first bearing housing portion 41), and the inner ring 712 of the first bearing 71 is fixed to the counter-output end portion 61 side of the rotary shaft 6. .
  • the outer ring 811 of the second bearing 81 is fixed to the bottom portion 102 (second bearing accommodating portion 82) of the resin outer shell 10. As shown in FIG.
  • the inner ring 812 of the second bearing 81 is fixed to the output end 62 of the rotating shaft 6 . Thereby, the rotating shaft 6 is rotatably supported around the axis C with respect to the cover member 4 and the resin shell 10 by the first bearing 71 and the second bearing 81 .
  • the second bearing accommodating portion 82 is made of metal and has a substantially cylindrical shape centered on the axis C as described above.
  • the second bearing accommodating portion 82 has a cylindrical portion 821 that accommodates the second bearing 81 and a flange portion 822 that extends radially from the cylindrical portion 821, and is accommodated in the tubular portion 102a described above.
  • the flange portion 822 has an annular plate shape, and is provided at a position overlapping the above-described fourth groove portion 104b when viewed from the axial direction.
  • the flange portion 822 has a flange hole 822a at a position overlapping the through hole 1041b formed in the fourth groove portion 104b of the resin outer shell 10 when viewed from the axial direction.
  • the flange hole 822a is fastened with a metal member 11 and a fastening member N via a through hole 1041b.
  • (Lid member) 3 is a view of the lid member 4 viewed from the fin portion 45 side
  • FIG. 4 is a view of the lid member 4 viewed from the projection portion 44 side.
  • the lid member 4 has a first bearing accommodating portion 41 , a plate portion 42 , an annular projecting portion 43 , a projecting portion 44 , a fin portion 45 and a first restricting portion 46 .
  • the lid member 4 is attached and fixed to the open end 101 of the resin shell 10 .
  • the lid member 4 is made of a metal material having excellent thermal conductivity, such as aluminum, aluminum alloy, magnesium alloy, or the like.
  • the plate portion 42, the annular projecting portion 43, the projecting portion 44, and the fin portion 45 are integrally molded.
  • the lid member 4 is molded by die casting (casting), for example.
  • the lid member 4 functions as a lid member (bracket) that closes the opening of the resin outer shell 10 by covering the opening end 101 of the resin outer shell 10, and also functions as a bearing housing portion (bearing house) that supports the first bearing 71. ) and as a heat radiating member that radiates heat generated by the electronic components 51 inside the motor to the outside of the motor.
  • the lid member 4 is fixed to the open end portion 101 of the resin outer shell 10 using a plurality of screw members (not shown).
  • the plate portion 42 has an annular shape with a central hole 40 centered on the axis C.
  • the plate portion 42 includes an inner surface portion 424 that covers the open end portion 101 of the resin outer shell 10, and an outer surface portion 423 on the side opposite to the inner surface portion 424 (the counter-output end portion 61 side).
  • the outer diameter of the plate portion 42 is the same or substantially the same size as the outer diameter of the open end portion 101 of the resin outer shell 10 . 2 and 3, the outer surface portion 423 of the plate portion 42 is formed with the first bearing accommodating portion 41, the fin portion 45, and the first restricting portion 46.
  • An inner surface portion 424 of the plate portion 42 is provided with the axial positioning portion 420 , the annular projecting portion 43 and the projecting portion 44 .
  • the axial positioning portion 420, the annular projecting portion 43 and the projecting portion 44 provided on the inner surface portion 424 of the plate portion 42 will be described below.
  • the annular protruding portion 43 has a hollow cylindrical shape centered on the axis C, protrudes from the inner surface portion 424 side of the plate portion 42 toward the circuit board 5 side, and contacts the inner peripheral surface 10B of the resin outer shell 10 .
  • the annular projecting portion 43 has a hole having the same or substantially the same size as the central hole 40, through which the rotating shaft 6 passes.
  • the annular protruding portion 43 faces the circuit board 5 and has an arrangement surface 431 on which a protruding portion 44, which will be described later, is arranged.
  • a cross section parallel to the axis C of the annular projecting portion 43 is generally rectangular. Further, as shown in FIG. 4, the annular protruding portion 43 is formed continuously in the circumferential direction without a break, but the present invention is not limited to this, and a portion of the protruding portion 43 may have a break.
  • the annular projecting portion 43 has a radial positioning portion 430 .
  • the radial positioning portion 430 is formed on the outer peripheral surface of the annular protruding portion 43 so as to contact the inner peripheral surface of the open end portion 101 of the resin outer shell 10 . That is, as shown in FIGS. 2 and 4 , the radial positioning portion 430 has a cylindrical surface shape that fits into the inner peripheral surface 10B of the resin outer shell 10 .
  • the projecting portion 44 is arranged on the arrangement surface 431 of the annular projecting portion 43, projects from the inner surface portion 424 side of the plate portion 42 toward the circuit board 5 side, and thermally contacts the circuit board 5 (the electronic component 51 in this embodiment). come into contact with
  • the protrusion 44 is a rectangular parallelepiped block that protrudes toward the electronic component 51 mounted on the circuit board 5 . Furthermore, the protrusion 44 has a facing surface 441 that faces the electronic component 51 .
  • the shape of the protrusion 44 is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be, for example, a cylindrical shape.
  • the shape of the facing surface 441 viewed from the electronic component 51 side may be formed in accordance with the shape of the electronic component 51, and is, for example, a square plane (see FIG. 4).
  • the facing surface 441 may be processed into a flat surface by a lathe or the like after the lid member 4 is formed by die casting or the like.
  • a heat transfer member 52 and an adhesive member 53 are arranged in order from the electronic component 51 side between the electronic component 51 and the protrusion 44 . is in thermal contact with the electronic component 51 via the .
  • the distance between facing surface 441 and electronic component 51 is set to be equal to or less than the total thickness of heat transfer member 52 and adhesive member 53 . Accordingly, the opposing surface 441 can be stably brought into contact with the upper surface of the electronic component 51 via the heat transfer member 52 and the adhesive member 53 .
  • only one of the heat transfer member 52 and the adhesive member 53 may be arranged between the electronic component 51 and the protrusion 44 .
  • the lid member 4 does not have to have the protrusion 44 integrally formed with the plate portion 42 .
  • a body metal heat transfer member may be arranged.
  • the heat transfer member 52 preferably has good thermal conductivity and high insulating properties, and for example, a heat dissipation sheet made of silicone resin is used.
  • the adhesive member similarly, it is preferable that the adhesive member has good thermal conductivity and high insulating properties, and for example, an adhesive made of silicone resin is used.
  • the adhesive member 53 not only bonds the heat transfer member 52 and the protrusion 44 together, but also absorbs variations in axial position between the protrusion 44 and the electronic component 51 due to deformation of the adhesive member 53 . Furthermore, the adhesive member 53 relieves the pressing force from the protrusion 44 to the electronic component 51 by deformation of the adhesive member 53 when the heat sink 4 is fitted to the resin shell 10 . As a result, application of excessive pressure to the electronic component 51 can be prevented, and stable thermal connection between the protrusion 44 and the electronic component 51 can be ensured.
  • the plate portion 42 has an axial positioning portion 420 . As shown in FIG. 4 , the axial positioning portion 420 is formed on the inner surface portion 424 side of the first outer peripheral edge portion 422 of the plate portion 42 . In the present embodiment, the first outer peripheral edge portion 422 is a region of the plate portion 42 on the outer diameter side of the annular projecting portion 43 .
  • the axial positioning portion 420 is formed on the inner surface portion 424 side of the first outer peripheral edge portion 422 and contacts the open end portion 101 of the resin outer shell 10 . As shown in FIG. 2, the axial positioning portion 420 abuts the open end portion 101 in the direction of the axis C. As shown in FIG.
  • the axial positioning portion 420 may be processed into a flat surface by a lathe or the like after the lid member 4 is formed by die casting or the like. In this embodiment, the axial positioning portion 420 is formed on a plane perpendicular to the axis C. As shown in FIG.
  • the axial positioning portion 420 is formed by a plane perpendicular to the axis C over the entire inner surface portion 424 side of the first outer peripheral edge portion 422, but this is not the only option.
  • the axial positioning portion 420 of the lid member 4 may have an annular projection projecting toward the open end 101, and the open end 101 of the resin shell 10 has an annular projection corresponding to the projection. grooves.
  • a cross section of the protruding portion viewed from the radial direction may be trapezoidal or curved.
  • screw holes 421 through which screws are inserted are formed at a plurality of locations on the first outer peripheral edge portion 422 of the plate portion 42 .
  • the screw hole portions 421 are provided at three locations at equal angular intervals on the first outer peripheral edge portion 422 .
  • the number and positions of the screw holes 421 provided in the first outer peripheral edge portion 422 can be changed as appropriate, and the first outer peripheral edge portion 422 need not be provided with the screw hole portions 421 .
  • a screw receiving portion (not shown) is formed at a position facing the screw hole portion 421 in the open end portion 101 of the resin shell 10 .
  • the lid member 4 is fixed to the open end portion 101 of the resin outer shell 10 by a plurality of screws inserted through the screw holes 421 . At this time, the lid member 4 is positioned in the circumferential direction with respect to the open end portion 101 of the resin outer shell 10 .
  • the first bearing accommodating portion 41, the fin portion 45 and the first restricting portion 46 provided on the outer surface portion 423 of the plate portion 42 will be described below.
  • the fin portion 45 is provided on the outer surface portion 423 of the plate portion 42, protrudes in the axial direction, and extends in the radial direction.
  • the fin portion 45 includes a plurality of fins and is provided radially around the center hole 40 of the plate portion 42 .
  • the lid member 4 transfers the heat generated by the electronic component 51 to the fin portion 45 via the projection portion 44 described above, and further radiates the heat to the outside of the electric motor 1 via the fin portion 45 .
  • the cooling effect of the electric motor 1 can be further enhanced by the air flowing between the plurality of fins of the fin portion 45 outside the electric motor 1 .
  • the material of the fin portion 45 is not limited to aluminum, and it is possible to appropriately select a material suitable for a radiation fin such as an aluminum alloy or a magnesium alloy.
  • the first bearing housing portion 41 houses a first bearing 71 that rotatably supports the rotating shaft 6 .
  • the first bearing accommodating portion 41 has a cylindrical shape centered on the axis C and through which the rotating shaft 6 penetrates, and accommodates the first bearing 71 .
  • the first bearing 71 housed in the first bearing housing portion 41 is provided at a position higher than the height of the fin portion 45 protruding in the axial direction.
  • first concave portions 411a and first convex portions 412a are formed alternately in the circumferential direction.
  • a first anti-vibration member 12a which will be described later, is attached to the outer peripheral surface of the first bearing accommodating portion 41 so as to engage with the first concave portion 411a and the first convex portion 412a.
  • the first concave portion 411a and the first convex portion 412a are formed along the axial direction to both ends of the outer peripheral surface of the first bearing housing portion 41 in the axial direction.
  • the concave portion 411a and the first convex portion 412a may be formed along the axial direction of the outer peripheral surface of the first bearing housing portion 41 and at a part of the outer peripheral surface of the first bearing housing portion 41 in the axial direction. good.
  • the first restricting portion 46 is provided on the outer surface portion 423 side of the lid member 4 and has a first restricting surface 46A that comes into contact with the first vibration isolating member 12a described later.
  • the first restricting surface 46A restricts the movement of the first anti-vibration member 12a toward the fin portion 45 side.
  • the first regulating surface 46A is arranged between the first vibration isolating member 12a and the fin portion 45 in the axial direction, and is arranged between the first vibration isolating member 12a and the fin portion 45 as described above.
  • a predetermined gap H1 is formed between
  • the first restricting portion 46 has an annular shape surrounding the first bearing accommodating portion 41 with the axis C as the center.
  • the predetermined gap H1 is such that the first vibration-isolating member 12a and the fin portion 45 do not come into contact with each other when an external force acts on the first vibration-isolating member 12a toward the fin portion 45 in the axial direction. Any gap may be used, and is, for example, 2 mm.
  • FIG. 6 is a perspective view of the vibration isolating member 12 viewed from above
  • FIG. 7 is a perspective view of the vibration isolating member 12 viewed from below.
  • the vibration isolation member 12 has a first vibration isolation member 12a attached to the lid member 4 side and a second vibration isolation member 12b attached to the bottom portion 102 side of the resin shell 10.
  • the two vibration-isolating members 12a and 12b can be attached without discrimination by forming the first vibration-isolating member 12a and the second vibration-isolating member 12b into members having the same shape. Note that the shapes of the first vibration-isolating member 12a and the second vibration-isolating member 12b may be different.
  • the anti-vibration member 12 is, for example, anti-vibration rubber, and is made of a material that is excellent in absorbing vibration energy.
  • the first vibration isolation member 12a has a hollow cylindrical shape, as shown in FIGS.
  • On the inner peripheral side of the first vibration isolating member 12a there are a first engaging protrusion 121a that engages with the first concave portion 411a of the first bearing housing portion 41, and a first engaging projection 121a of the first bearing housing portion 41.
  • a first engaging concave portion 122a that engages with one convex portion 412a is formed.
  • an annular first contact portion 124a that protrudes from the lower surface 123a toward the fin portion 45 is formed on the lower surface 123a of the first anti-vibration member 12a.
  • the lower surface 123a of the first vibration isolating member 12a is the surface located on the fin portion 45 side when the first vibration isolating member 12a is attached to the first bearing accommodating portion 41 of the lid member 4.
  • the first vibration isolating member 12a is axially positioned with respect to the lid member 4 by contacting the first contact portion 124a with the first regulation surface 46A.
  • the first restricting portion 46 formed on the lid member 4 side controls the vibration of the first vibration isolating member 12a.
  • a gap can be formed between the lower surface 123 a and the fin portion 45 .
  • the first contact portion 124a projecting from the lower surface 123a toward the fin portion 45 side is formed in an annular shape that is connected in the circumferential direction. They may be formed side by side.
  • a first mounting bracket G1 is attached to the outer peripheral surface of the first vibration isolating member 12a, and the first mounting bracket G1 is attached with a fixture (not shown) for fixing to a duct or the like, for example.
  • the second vibration isolation member 12b has a hollow cylindrical shape as shown in FIGS.
  • a second engaging convex portion 121b that engages with a second concave portion 1021a formed in the cylindrical portion 102a of the resin shell 10 and a second engaging convex portion 121b formed in the cylindrical portion 102a.
  • a second engaging concave portion 122b that engages with the second convex portion 1022a is formed.
  • a second annular contact portion 124b projecting from the lower surface 123b toward the bottom portion 102 of the resin outer shell 10 is formed on the lower surface 123b of the second vibration isolating member 12b.
  • the lower surface 123b of the second vibration-isolating member 12b refers to the surface located on the bottom portion 102 side when the second vibration-isolating member 12b is attached to the cylindrical portion 102a of the resin outer shell 10. As shown in FIG.
  • the second contact portion 124b contacts the bottom portion 102 of the resin outer shell 10 described above, and the second vibration isolating member 12b is axially positioned with respect to the resin outer shell 10.
  • a second mounting bracket G2 is attached to the outer peripheral surface of the second vibration isolating member 12b in the same manner as the first vibration isolating member 12a. Fixtures (not shown) are attached.
  • the electric motor 1 is fixed to a duct or the like by attaching fixtures to the first mounting bracket G1 and the second mounting bracket G2 described above.
  • the lid member 4 of the present embodiment includes the axial positioning portion 420 that contacts the open end portion 101 of the resin outer shell 10 and the radial positioning portion 420 that contacts the inner peripheral surface of the open end portion 101 of the resin outer shell 10 . 430 . Therefore, at the same time when the lid member 4 is assembled to the resin outer shell 10 , the lid member 4 is positioned with respect to the resin outer shell 10 in both the axial direction and the radial direction.
  • the lid member 4 is provided with an axial positioning portion 420 for positioning the relative position of the lid member 4 in the axial direction with respect to the resin outer shell 10 , and the axis of the lid member 4 with respect to the electronic component 51 of the circuit board 5 is provided.
  • a facing surface 441 of the protrusion 44 is provided to locate the relative position of the directions. Therefore, the accuracy of the relative position of the lid member 4 in the axial direction with respect to the resin outer shell 10 is ensured. As a result, excessive pressure can be prevented from being applied to the electronic component 51 , heat can be stably transferred from the electronic component 51 to the lid member 4 , and the heat can be sufficiently radiated to the outside of the electric motor 1 .
  • the radial direction positioning portion 430 is formed in the lid member 4, the relative positions of the respective parts that occur when assembling the lid member 4 and the resin outer shell 10 in the radial direction (with the position of one of the parts as a reference) position of the other component) can be reduced, the facing surface 441 of the protrusion 44 of the lid member 4 can be accurately axially opposed to the electronic component 51 on the circuit board 5 fixed to the resin outer shell 10. can be made As a result, heat can be stably transferred from the electronic component 51 to the lid member 4 and the heat can be sufficiently radiated to the outside of the electric motor 1 .
  • the movement of the first vibration isolating member 12a toward the fin portion 45 in the axial direction is restricted by the first restricting surface 46A of the first restricting portion 46, so that the first vibration isolating member 12a in the axial direction
  • a predetermined gap H1 is formed between the lower surface 123a of the member 12a and the fin portion 45. As shown in FIG. As a result, it is possible to prevent the fin portion 45 from being covered with the first vibration isolating member 12a and the heat radiation from the fin portion 45 from being blocked by the first vibration isolating member 12a, thereby improving heat dissipation.
  • FIG. 8 is a perspective view of the metal member 11
  • FIG. 9 is a side view of the metal member 11.
  • metal member 11 As shown in FIGS. 1, 2, 8, and 9, metal member 11 is formed in a bent shape along the contour from inner peripheral surface 10B of resin outer shell 10 to bottom portion 102. As shown in FIGS. The metal member 11 is accommodated in the groove portion 10b described above.
  • the metal member 11 is formed, for example, by processing a conductive metal material (such as stainless steel SUS304) into a belt shape. Note that the metal member 11 may be made of an alloy.
  • the metal member 11 has a first metal portion 11A, a second metal portion 11B, a third metal portion 11C, and a fourth metal portion 11D.
  • the first metal portion 11A is arranged along the axial direction on the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10 and accommodated in the first groove portion 101b.
  • the first groove portion 101b is located between two outer peripheral surface convex portions 10a adjacent in the circumferential direction on the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10 .
  • the second metal portion 11B is continuous with the first metal portion 11A on the side of the opening end 101, is arranged along the radial direction of the resin outer shell 10 at the opening end 101, and is accommodated in the second groove portion 102b.
  • the third metal portion 11C is continuous with the second metal portion 11B, is arranged along the axial direction on the inner peripheral surface 10B of the resin outer shell 10, and is accommodated in the third groove portion 103b.
  • the fourth metal portion 11 ⁇ /b>D is continuous with the first metal portion 11 ⁇ /b>A and contacts the second bearing accommodating portion 82 .
  • the fourth metal portion 11D is arranged radially on the bottom portion 102 and accommodated in the fourth groove portion 104b.
  • the metal members 11 are inserted into the corresponding groove portions 10b (first groove portion 101b to fourth groove portion 104b) formed in the resin outer shell 10.
  • the metal member 11 By being accommodated, it is possible to prevent the metal member 11 from being fixed while shifting in the circumferential direction.
  • the metal member 11 is formed of a plate-shaped member having a large thickness, it is possible to prevent the metal member 11 from protruding from the outer peripheral surface of the resin shell 10 .
  • the resin shell 10 of the present embodiment a plurality of outer peripheral surface convex portions 10a projecting in the outer diameter direction from the outer peripheral surface 10A of the resin shell 10 are formed in the circumferential direction. It is difficult for the air flowing outside the electric motor 1 to pass through the portion located between the outer peripheral surface convex portions 10a. Therefore, in this embodiment, the first groove portion 101b formed in the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10 is positioned between two outer peripheral surface convex portions 10a adjacent in the circumferential direction. As a result, the first metal portion 11A of the metal member 11 can be positioned between two circumferentially adjacent outer peripheral surface convex portions 10a on the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10. By transmitting the heat of the portion of the surface 10A through which air is difficult to pass through the metal member 11 to the lid member 4, heat dissipation can be enhanced.
  • the present invention is not limited to this.
  • a rating plate may be used.
  • strip-shaped metal plates may be arranged that are connected to the rating nameplate and extend from both ends in the axial direction of the rating nameplate.
  • the surface area of the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10 can be increased, so that heat dissipation can be enhanced.
  • the second metal portion 11B faces the axial positioning portion 420 of the lid member 4 with a predetermined gap. 1 and 2, the second metal portion 11B is arranged at a position overlapping the fin portion 45 when viewed from the axial direction.
  • the predetermined interval is not particularly limited, it is, for example, 0.3 mm.
  • the third metal portion 11C has an elastic contact portion 111C that is in thermal and elastic contact with the annular projecting portion 43 (radial positioning portion 430).
  • to be in thermal contact (connected) means that heat is transferred by heat conduction between two members that are in contact (connected) to each other.
  • the third metal portion 11C is arranged at a position overlapping the fin portion 45 when viewed from the axial direction.
  • the elastic contact portion 111C is pushed into the third groove portion 103b of the inner peripheral surface 10B of the resin outer shell 10 by the annular projecting portion 43 when the cover member 4 is fitted into the resin outer shell 10 .
  • the elastic contact portion 111 ⁇ /b>C of the metal member 11 elastically contacts the lid member 4 , so that the conductive state between the metal member 11 and the lid member 4 can be stably obtained.
  • the length in the axial direction of the third metal portion 11C is the same or substantially the same as the length in the axial direction of the annular projecting portion 43 .
  • the present invention is not limited to this.
  • a portion of the contact portion 111C may protrude in the radial direction from the third groove portion 103b.
  • the fourth metal portion 11D is provided on the first metal portion 11A on the bottom portion 102 side of the resin outer shell 10, and includes a bent portion 111D continuous with the first metal portion 11A, and a bent portion 111D continuous with the bent portion 111D and extending in the inner diameter direction. and a straight portion 112D.
  • the bent portion 111D is formed in a bent shape along the bottom portion 102 .
  • the bent portion 111D has a spring property in consideration of attachment to the resin outer shell 10.
  • the straight portion 112D has a fastening hole 113D and a discriminating hole 114D.
  • the fastening hole 113D is provided at a position overlapping the through hole 1041b of the fourth groove portion 104b and the flange hole 822a of the second bearing housing portion 82 when viewed in the axial direction.
  • the determination hole 114D is positioned closer to the bent portion 111D than the fastening hole 113D.
  • the fastening member N fastens the fastening hole 113D and the flange hole 822a via the through hole 1041b.
  • the discrimination hole 114D is a hole for discriminating between the metal member 11 attached to the electric motor 1 in this embodiment and the metal members used for other electric motors.
  • first bearing accommodating portion 41 arranged in the lid member 4 and the second bearing accommodating portion 82 arranged in the resin outer shell 10 are electrically connected.
  • Electrolytic corrosion is caused by discharge (electrical spark) generated when the shaft voltage between the inner ring 712 and the outer ring 711 of the first bearing 71 and between the inner ring 812 and the outer ring 811 of the second bearing 81 is high. , is a phenomenon that damages the bearing. If electric corrosion occurs in the bearing, scratches on the rolling surface of the bearing may cause abnormal noise during rotation of the bearing, or reduce the rotational efficiency of the electric motor.
  • the metal member 11 electrically connects the first bearing accommodating portion 41 in which the first bearing 71 is accommodated and the second bearing accommodating portion 82 in which the second bearing 81 is accommodated.
  • the electric potentials of the outer rings 711 and 811 of the bearing 71 and the second bearing 81 can be set to the same potential, and the occurrence of electrolytic corrosion can be suppressed by relatively reducing the potential difference between the inner and outer rings of each bearing.
  • the third metal portion 11C which is one end side of the metal member 11, contacts the first bearing housing portion 41 (cover member 4), and the fourth metal portion, which is the other end side of the metal member 11, is in contact with the first bearing housing portion 41 (cover member 4).
  • the first bearing housing portion 41 and the second bearing housing portion 82 are electrically connected by the contact of the portion 104b with the second bearing housing portion 82 .
  • the heat generated by the stator 2 is transmitted from the first metal portion 11A arranged on the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10 to the third metal portion 11C, and the annular heat exchanger is in thermal contact with the third metal portion 11C. Heat is radiated from the projecting portion 43 through the fin portion 45 .
  • the heat generated by the coil 22 and the stator core 21 that generate heat when energized can be transmitted to the lid member 4 having the fin portions 45 with high heat dissipation, so that the heat dissipation characteristics of the electric motor 1 can be improved.
  • BMC which is the material of the resin shell 10
  • stainless steel (SUS304) which is the material of the metal member 11
  • the thermal conductivity of the metal member 11 is ten times or more higher than that of the resin shell 10 .
  • the thermal conductivity of aluminum which is the material of the cover member 4
  • the thermal conductivity of the cover member 4 is 200 times or more higher than that of the resin shell 10.
  • the heat generated in the stator 3 is transmitted to the cover member 4, which has a higher thermal conductivity, through the metal member 11, which has a higher thermal conductivity than the resin outer shell 10, thereby improving the heat dissipation characteristics of the electric motor 1. can be improved.
  • the second metal portion 11B faces the axial positioning portion 420 of the lid member 4 with a predetermined gap, but is not limited to this, and may come into contact with the axial positioning portion 420.
  • the heat generated in the stator 2 is transmitted to the fin portions 45 via the axial positioning portion 420, the heat of the fin portions 45 is transmitted in the inner diameter direction, and the transmitted heat is radially distributed to the plurality of fin portions 45. is diffused to dissipate heat.
  • the heat generated in the stator 2 can be released using not only the annular projecting portion 43 but also the entire lid member 4, so that the heat dissipation characteristics of the electric motor 1 can be improved.
  • the distance between the stator 2 and the first metal portion 11A is shortened as shown in FIG. It becomes easy to release the heat generated in the element 2.
  • the bent portion 111D of the fourth metal portion 11D has a spring characteristic, when the metal member 11 and the resin outer shell 10 are attached, the contact between the first metal portion 11A and the first groove portion 101b is reduced. It becomes possible to attach so as to increase the area (contact density). Therefore, the heat generated in the stator 2 can be easily released through the first metal portion 11A.
  • the metal member 11 is formed along the inner peripheral surface 10B of the resin outer shell 10 from the outer peripheral surface 10A of the resin outer shell 10 along the opening end 101.
  • the present invention is not limited to this. It may be attached directly to the lid member 4 .
  • the metal member 11 arranged on the outer peripheral surface 10 ⁇ /b>A of the resin outer shell 10 may extend along the axial direction and come into contact with the outer surface portion 423 of the lid member 4 .
  • a single metal member 11 is used, but a plurality of metal members 11 may be used, thereby improving heat dissipation.
  • the metal member 11 is in direct contact with the resin outer shell 10.
  • the metal member 11 may be thermally connected to the resin outer shell 10 via an adhesive or the like having excellent thermal conductivity. good.

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Abstract

【課題】放熱性を高めることができる電動機を提供する。 【解決手段】本発明の一形態に係る電動機は、軸方向の一端側に開口端部を有する円筒状の樹脂外郭と、上記樹脂外郭と一体的に形成されたコイルおよび固定子鉄心を備える固定子と、上記固定子の内径側に配置された回転子と、上記樹脂外郭の上記開口端部を覆う内面部と上記内面部とは反対側の外面部と上記外面部から上記軸方向に突出するフィン部とを有する金属製の蓋部材と、上記樹脂外郭の外周面に配置され、上記樹脂外郭の外周面および上記蓋部材と熱的に接続される金属部材と、を備える。

Description

電動機
 本発明は、電動機に関し、さらに詳しくは電動機の放熱構造に関する。
 従来から、電動機で発生した熱を電動機の外部へ放熱する電動機が知られている。
 例えば特許文献1には、モータの外郭である円筒状の樹脂モールド体と、上記樹脂モールド体と一体的に形成されたステータと、上記ステータの内周側にモータ回転軸を有するロータとを有するモータであって、上記樹脂モールド体における外周面に、径方向に突出し軸方向に延びる凸部を有し、ステータで発生する熱を放熱する構造が記載されている。
特許第5288065号公報
 近年、電動機の出力の増加が求められている一方、電動機の出力の増加によって電動機の発熱量も増加している。しかしながら、特許文献1において、樹脂モールド体の外周面に設けられた凸部は、樹脂で形成されているため固定子の放熱性を十分に高められず、その結果、モータの出力電力を十分に増加させることが困難であるという問題がある。
 以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、放熱性を高めることができる電動機を提供することにある。
 上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電動機は、軸方向の一端側に開口端部を有する円筒状の樹脂外郭と、上記樹脂外郭と一体的に形成されたコイルおよび固定子鉄心を備える固定子と、上記固定子の内径側に配置された回転子と、上記樹脂外郭の上記開口端部を覆う内面部と上記内面部とは反対側の外面部と上記外面部から上記軸方向に突出するフィン部とを有する金属製の蓋部材と、上記樹脂外郭の外周面に配置され、上記樹脂外郭の外周面および上記蓋部材と熱的に接続される金属部材と、を備える。
 上記電動機によれば、上記金属部材は、上記樹脂外郭の外周面に配置され、上記樹脂外郭の外周面と上記蓋部材とを熱的に接続する。このため、上記固定子で生じた熱を上記樹脂外郭の外周面に配置された上記金属部材を介して金属製の上記蓋部材から放熱することができる。
 上記樹脂外郭の外周面は、上記軸方向に沿った溝部を有し、上記金属部材の少なくとも一部が、帯状であるとともに上記溝部に収容されてもよい。
 上記樹脂外郭は、上記外周面から外径側へ突出し周方向に複数形成された外周面凸部を有し、上記溝部は、上記周方向において隣り合った2つの上記外周面凸部の間に位置してもよい。
 上記金属部材は、上記樹脂外郭の外周面に上記軸方向に沿って配置された第1の金属部と、上記第1の金属部に接続され上記開口端部に上記樹脂外郭の径方向に沿って配置された第2の金属部と、上記第2の金属部に接続され上記樹脂外郭の内周面に上記軸方向に沿って配置された第3の金属部とをさらに有してもよい。
 上記電動機は、上記樹脂外郭と上記蓋部材とで覆われた内部空間に配置される回路基板をさらに備え、上記蓋部材は、上記内面部から上記回路基板側に突出し、上記樹脂外郭の内周面に接触する環状突出部をさらに有し、上記第3の金属部は、上記環状突出部と熱的に接触する接触部を有してもよい。
 上記第2の金属部または第3の金属部は、上記軸方向から見て、上記フィン部と重なる位置に配置されていてもよい。
 上記フィン部は、上記板部に放射状に設けられる複数のフィン部を含んでもよい。
 上記電動機は、上記回転子が固定され、上記軸方向に延びる回転シャフトと、上記蓋部材に設けられた、上記回転シャフトを回転自在に支持する第1の軸受を収容する金属製の第1の軸受収容部と、上記樹脂外郭に設けられた、上記回転シャフトを回転自在に支持する上記第2の軸受を収容する金属製の第2の軸受収容部とをさらに備え、上記金属部材は、一端側が上記第1の軸受収容部と接触し、他端側が上記第2の軸受収容部と接触してもよい。
 上記電動機は、上記第1の軸受収容部の外周面に装着された防振部材をさらに備え、上記蓋部材は、上記軸方向における上記フィン部側への上記防振部材の移動を規制することで上記防振部材と上記フィン部との間に所定の空隙を形成する規制部をさらに有してもよい。
 本発明によれば、放熱性を高めることができる電動機を提供することができる。
本発明の実施形態に係る電動機の斜視図である。 上記電動機の断面図である。 上記電動機の蓋部材をフィン側から見た図である。 上記電動機の蓋部材を突起部側から見た図である。 上記電動機の底部側から見た図である。 防振部材を上面側から見た斜視図である。 防振部材を下面側から見た斜視図である。 金属部材の斜視図である。 上記金属部材の側面図である。
 次に、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なり得ることに留意すべきである。したがって、具体的な構成部品については以下の説明を参酌して判断すべきものである。
 また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
 図1は、実施形態に係る電動機1の斜視図であり、図2は、実施形態に係る電動機1の断面図である。本実施形態の電動機1は、例えば、ブラシレスDCモータであり、建物の壁または天井等に取り付けられ、室内外を連通するダクトの送風機の駆動源に用いられる。
[電動機の全体構成]
 電動機1は、樹脂外郭10と、固定子2(固定子鉄心21)と、回転子3と、蓋部材4と、回路基板5と、金属部材11とを備える。
 以下では、例として、回転磁界を発生する円筒状の固定子2の径方向の内側に、永久磁石部32を有する円柱状の回転子3を回転可能に配置したインナーロータ型のブラシレスDCモータを電動機1として説明する。
 また以下の説明において、回転シャフト6の軸心Cは、電動機1の中心軸、つまり回転子3の回転軸でもある。径方向とは、軸心Cを通り、軸方向とは直交する方向である。また内径側とは、径方向の内側(円筒状の固定子2の内周面側)であり、外径側とは、径方向の外側(円筒状の固定子2の外周面側)である。さらに、周方向とは、軸心Cを中心とする回転方向である。
(回転子)
 図2に示すように、回転子3は、環状の永久磁石部31と、回転子本体30と、回転シャフト6とを有する。回転子本体30は、永久磁石部31に固定される外周面と、回転シャフト6に固定される内周面とを有する。
 回転子3は、上記外周面に環状に永久磁石部31が配置された表面磁石型である。永久磁石部31は、N極とS極が周方向に等間隔に交互に現れるように、複数(例えば8または10個)の永久磁石で環状に形成されている。なお、永久磁石部31は、典型的には、Nd-Fe-B系合金等の金属焼結体で構成されるが、これ以外にも、磁石粉末を樹脂で固めることで環状に形成されたプラスチックマグネットを用いてもよい。
 回転子本体30は、外周側鉄心32と、絶縁部材33と、内周側鉄心34とを有する。
 外周側鉄心32は、環状に形成されており、回転子本体30の外周面を形成する。外周側鉄心32は、複数枚の電磁鋼板等の軟磁性材料からなる板の積層体である。
 内周側鉄心34は、環状に形成されており、回転子本体30の内周面を形成する複数枚の電磁鋼板等の軟磁性材料からなる板の積層体である。内周側鉄心34の中心には、回転シャフト6が圧入やカシメなどによって固着されている。
 絶縁部材33は、外周側鉄心32と内周側鉄心34との間を電気的に絶縁する。これにより、電動機1の固定子側の静電容量と回転子側の静電容量との差を低減して軸受けの電食を抑制することができる。絶縁部材33は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)やPET(ポリエチレンテレフタレート)などの誘電体の樹脂で形成されており、外周側鉄心32と内周側鉄心34の間に固定されている。絶縁部材33は、環状の成形体であってもよいし、外周側鉄心32と内周側鉄心34の間にインサート成形等により充填された樹脂材料であってもよい。なお、回転子本体30が外周側鉄心32と内周側鉄心34とに分割されて間に絶縁部材33が形成された場合を例示したが、回転子本体30は絶縁部材33を備えない円筒状の鉄心で形成されてもよい。
(固定子)
 固定子2は、固定子鉄心21と、コイル22と、インシュレータ(図示略)とを有する。固定子鉄心21は、例えば複数枚の電磁鋼板等の軟磁性材料からなる板の積層体である。固定子鉄心21は、環状のヨーク部と、ヨーク部から内周側へ突出する複数のティース部とを有する。固定子鉄心21の各ティース部には、インシュレータを介してコイル22が巻回されている。複数のコイル22は、U相、V相およびW相の3相のそれぞれに対応するコイル22を含む。これらのコイルは、例えば、電気中性点(N点)で相互に接続される。この固定子2(固定子鉄心21)の外周面は、樹脂外郭10で覆われている(図2参照)。固定子2の固定子鉄心21は、回転子3の永久磁石部32と径方向に空隙(磁気ギャップ)を介して対向するように配置されている。
(樹脂外郭)
 樹脂外郭10は、絶縁性の樹脂材料で構成される。図1、図2に示されるように、樹脂外郭10は、軸方向の一端側(本実施形態では回転シャフト6の反出力端部61側)に開口端部101と、軸方向の他端側(本実施形態では回転シャフト6の出力端部62側)に底部102とを有し、中空円筒状に形成される。ここで、反出力端部61とは、回転シャフト6の出力端部62とは反対側の端部である。出力端部62とは、電動機1の負荷側(負荷に接続される側)の端部である。
 上述のように、樹脂外郭10は、固定子2と一体成形される。樹脂外郭10を構成する樹脂材料は特に限定されず、例えばBMC(Bulk Molding Compound:不飽和ポリエステルを主成分とする熱可塑性樹脂)で形成される。
 また、樹脂外郭10は、載置面9を有する。載置面9は、樹脂外郭10の内周面であって、回転子3から間隙を介して回転シャフト6の反出力端部61側に設けられる。載置面9は、後述する回路基板5を支持可能に設けられる。本実施形態において載置面9は、樹脂外郭10の内周面から内径側に突出するように設けられた段部の上記反出力端部61側の面である。載置面9は、樹脂外郭10の内周面に、その周方向に連続的に形成されてもよいし、その周方向に間隔をおいて複数個所に形成されてもよい。
 図5は、電動機1の底部102側から見た図であり、図2、図5に示されるように、樹脂外郭10の底部102は、金属製の第2の軸受収容部82が収容される筒部102aを、さらに有する。第2の軸受収容部82は、底部102に設けられ、後述する第2の軸受81を収容する。
 筒部102aは、樹脂外郭10の底部102から回転シャフト6の出力端部62側へ突出しており、第2の軸受収容部82が備える後述する円筒収容部821の外周を囲っている。筒部102aは、当該筒部102aの外周面に、軸方向から見て径方向の内側に窪む第2の凹部1021aと、径方向の外側に突出する第2の凸部1022aとが、交互に設けられている。筒部102aは、軸方向から見た中心に、回転シャフト6が挿通される貫通孔が形成されている。筒部102aは、同筒部102aの内周面側に第2の軸受収容部81の円筒部821を収容することで、第2の軸受収容部82を保持している。筒部102aの外周面には、第2の凹部1021a及び第2の凸部1022aと係合する第2の防振部材12b(後述)が取り付けられる。筒部102aが備える第2の凹部1021a及び第2の凸部1022aは、第2の防振部材12bに対する回り止めとして機能する。
 樹脂外郭10の外周面10Aには、放熱性能を向上させるために、外径方向へ突出する外周面凸部10aが軸方向に延びて形成されている。この外周面凸部10aは、樹脂外郭10の周方向に複数形成される。この外周面凸部10aが軸方向に延びる長さ、及び、外周面凸部10aが外径方向へ突出する突出高さは、適宜設定可能である。
 外周面凸部10aを形成することによって、樹脂外郭10の外周面10Aにおける表面積を増大することができるため、放熱性を高めることができる。
 また樹脂外郭10には、後述する金属部材11が配置される溝部10bが設けられる。溝部10bは、第1の溝部101bと第2の溝部102bと、第3の溝部103bと、第4の溝部104bとを有する。
 図1、図2に示されるように、第1の溝部101bは、樹脂外郭10の外周面10Aのうち外周面凸部10aとは重ならない位置に設けられ、樹脂外郭10の外周面10Aに軸方向に沿って形成される。本実施形態では、第1の溝部101bは、樹脂外郭10の外周面10Aのうち、周方向において隣り合った2つの外周面凸部10aの間に位置している。
 また、第2の溝部102bは、開口端部101側の第1の溝部101bに接続され、開口端部101に径方向に沿って形成される。また第2の溝部102bは、軸方向から見て後述する蓋部材4のフィン部45と重なる位置に形成される。
 また第3の溝部103bは、樹脂外郭10の内周面10B側の第2の溝部102bに接続され、樹脂外郭10の内周面10Bに軸方向に沿って形成される。また第3の溝部103bは、軸方向から見て後述する蓋部材4のフィン部45と重なる位置に形成される。
 また第4の溝部104bは、底部102側の第1の溝部101bに接続され、底部102に径方向に沿って形成される。また第4の溝部104bは、軸方向から見て後述する第2の軸受収容部82の少なくとも一部と重なる位置に形成される。
 溝部10bの幅は、後述する金属部材11が収容される大きさであればよい。
 第1の溝部101bの内径方向への深さは、特に限られないが、例えば後述する第1の金属部11Aが収容される深さである。
 第2の溝部102bの軸方向への深さは、特に限られないが、例えば後述する第2の金属部11Bの軸方向の厚みと同一又は、ほぼ同一である。
 第3の溝部103bの外径方向(樹脂外郭10側)への深さは、特に限られないが、例えば後述する第3の金属部11Cの径方向の厚みと同一又は、ほぼ同一である。
 第4の溝部104bの軸方向への深さは、特に限られないが、例えば後述する第4の金属部11Dの軸方向の厚みが収容される深さである。
 第4の溝部104bは、後述する第2軸受収容部82のフランジ部822と金属部材11とを締結させる締結部材N(例えばねじ)が挿通される、貫通穴1041bを有する。
(回路基板)
 回路基板5は、配線基板50と、配線基板50の表面(回転シャフト6の反出力端部61側の面)に搭載された発熱性を有する電子部品51とを含む。回路基板5は、円板形状であり、回路基板5の周縁部は、載置面9に支持され、例えば、接着、粘着、ネジ締結、はんだ付け等によって樹脂外郭10に対して固定される。なお、回路基板5の周縁部に位置決め用の凸部を、そして樹脂外郭10の内周面に上記凸部と係合する位置決め用の凹部を、それぞれ設けてもよく、これにより回路基板5を周方向に位置決めした状態で載置面9に固定することができる。
 電子部品51は、主として、パワーMOSFETやIGBT等を集積したパワーIC、モータ駆動電流の制御用IC等の半導体パッケージ部品であるが、コンデンサ等の受動部品であってもよい。
 なお、配線基板50には、電子部品51のほか、電源ケーブルと接続されるコネクタ部品等の他の部品が搭載されるが、これらの図示は省略する。上記電源ケーブルは、樹脂外郭10の開口端部101の近傍にその周方向の所定角度範囲にわたって形成されたケーブル挿通部(図示略)を通して樹脂外郭10の外部に引き出され、図示しない電源に接続される。
(軸受)
 図2に示すように、第1の軸受71は、外輪711、内輪712、複数のボール713等を有するボールベアリングである。第2の軸受81は、外輪811、内輪812、複数のボール813等を有するボールベアリングである。
 第1の軸受71の外輪711は、蓋部材4(第1の軸受収容部41)に固定され、第1の軸受71の内輪712は、回転シャフト6の反出力端部61側に固定される。第2の軸受81の外輪811は、樹脂外郭10の底部102(第2の軸受収容部82)に固定される。第2の軸受81の内輪812は、回転シャフト6の出力端部62に固定される。これにより、回転シャフト6は、第1の軸受71および第2の軸受81により、蓋部材4および樹脂外郭10に対して軸心Cのまわりに回転可能に支持される。
 第2の軸受収容部82は、金属製であり、上述したように軸心Cを中心とする概ね円筒形状である。第2の軸受収容部82は、第2の軸受81を収容する円筒部821と、円筒部821から外径方向へ延びるフランジ部822とを有し、上述した筒部102aに収容される。
 フランジ部822は、円環状の板形状であり、軸方向から見てフランジ部822は上述した第4の溝部104bと重なる位置に設けられる。
 フランジ部822は、軸方向から見て、樹脂外郭10の第4の溝部104bに形成された貫通穴1041bと重なる位置に、フランジ穴822aを有する。フランジ穴822aは、貫通穴1041bを介して、後述する金属部材11と締結部材Nによって締結される。
(蓋部材)
 図3は、蓋部材4をフィン部45側から見た図であり、図4は蓋部材4を突起部44側から見た図である。
 蓋部材4は、第1の軸受収容部41と、板部42と、環状突出部43と、突起部44と、フィン部45と、第1の規制部46と、を有する。蓋部材4は、樹脂外郭10の開口端部101に取り付けられ、固定される。蓋部材4は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の熱伝導性に優れた金属材料で形成される。蓋部材4は、板部42と、環状突出部43と、突起部44と、フィン部45とがそれぞれ一体に成形される。蓋部材4は例えば、ダイカスト(鋳造)によって成型される。
 蓋部材4は、樹脂外郭10の開口端部101を覆うことで樹脂外郭10の開口部を閉塞する蓋部材(ブラケット)としての機能と、第1の軸受71を支持する軸受収容部(ベアリングハウス)としての機能と、電動機内部の電子部品51で生じた熱を電動機外部へ放熱する放熱部材としての機能を有する。蓋部材4は、図示しない複数のネジ部材を用いて、樹脂外郭10の開口端部101に固定される。
 板部42は、軸心Cを中心とする中心孔40を有する円環形状である。板部42は、樹脂外郭10の開口端部101を覆う内面部424と、内面部424とは反対側(反出力端部61側)の外面部423と、を含む。本実施形態では、板部42の外径は、樹脂外郭10の開口端部101の外径と同一又はほぼ同一の大きさである。また図2、図3に示すように、板部42の外面部423には、第1の軸受収容部41とフィン部45と第1の規制部46とが形成される。板部42の内面部424には、軸方向位置決め部420、環状突出部43および突起部44が設けられる。
 以下、板部42の内面部424に設けられる、軸方向位置決め部420、環状突出部43および突起部44について説明する。
 環状突出部43は、軸心Cを中心とする中空の円筒状であり、板部42の内面部424側から回路基板5側に突出し、樹脂外郭10の内周面10Bに接触する。環状突出部43は、中心孔40と同一又はほぼ同一の大きさの孔を有し、回転シャフト6が貫通する。環状突出部43は、回路基板5と対向しており、後述する突起部44が配置される配置面431を有する。
 環状突出部43の軸心Cに平行な断面は、概ね長方形状である。また、図4に示すように、環状突出部43は、切れ目なく周方向に連続的に形成されているが、この限りではなく、一部に切れ目があってもよい。
 環状突出部43は、径方向位置決め部430を有する。本実施形態では径方向位置決め部430は、樹脂外郭10の開口端部101の内周面に当接し環状突出部43の外周面に形成されている。すなわち、図2、図4に示すように、径方向位置決め部430は、樹脂外郭10の内周面10Bに嵌合する円筒面形状である。
 突起部44は、環状突出部43の配置面431に配置され、板部42の内面部424側から回路基板5側に向かって突出し、回路基板5(本実施形態では電子部品51)に熱的に接触する。
 図2、図4に示すように、本実施形態では、突起部44は、回路基板5上に搭載された電子部品51に向かって突出する直方体形状のブロックである。さらに、突起部44は、電子部品51と対向する対向面441を有する。なお、突起部44の形状は、直方体形状に限られず、例えば、円柱形状であってもよい。
 対向面441の電子部品51側から見た形状は、電子部品51の形状に合わせて形成されてもよく、例えば四角形状の平面である(図4参照)。対向面441は、例えば蓋部材4のダイカスト等による成形後、旋盤等により、平面に加工されてもよい。
 電子部品51と突起部44との間には、電子部品51側から順に伝熱部材52と接着部材53が配置されており、突起部44の対向面441は、伝熱部材52および接着部材53を介して電子部品51と熱的に接触する。対向面441と電子部品51との距離は、伝熱部材52の厚みと接着部材53の厚みを足した合計の厚み以下に設定される。これにより、伝熱部材52および接着部材53を介して対向面441を電子部品51の上面に安定して接触させることができる。なお、これに限られず、電子部品51と突起部44との間には伝熱部材52または接着部材53のいずれか一方のみが配置されてもよい。また、蓋部材4は板部42と一体に形成された突起部44を備えなくともよく、例えば、蓋部材4の板部42の内面と電子部品51との間に、蓋部材4とは別体の金属製の伝熱部材が配置されていてもよい。
 伝熱部材52としては、熱伝導性が良好で、絶縁性が高いものが好ましく、例えばシリコン樹脂製の放熱シートが用いられる。接着部材に関しても同様に、熱伝導性が良好で、絶縁性が高いものが好ましく、例えばシリコン樹脂製の接着剤が用いられる。接着部材53は、伝熱部材52と突起部44とを接着するだけでなく、接着部材53の変形により、突起部44と電子部品51との軸方向の位置のばらつきを吸収する。さらに、接着部材53は、ヒートシンク4が樹脂外郭10へ嵌合される際に、突起部44から電子部品51への押し付ける力を、接着部材53の変形により逃がす。これにより、電子部品51に過度な圧力が加わるのを防ぐとともに、突起部44と電子部品51との安定した熱的接続を確保できる。
 板部42は、軸方向位置決め部420を有する。図4に示すように、軸方向位置決め部420は、板部42の第1の外周縁部422の内面部424側に形成される。本実施形態において、第1の外周縁部422とは、板部42の、環状突出部43よりも外径側の領域である。
 軸方向位置決め部420は、第1の外周縁部422の内面部424側に形成され、樹脂外郭10の開口端部101と当接する。図2に示すように、軸方向位置決め部420は、開口端部101に軸心Cの方向に当接する。軸方向位置決め部420は、例えば蓋部材4のダイカスト等による成形後、旋盤等により、平面に加工されてもよい。本実施形態では、軸方向位置決め部420は、軸心Cに直交する平面に形成されている。
 軸方向位置決め部420は、図4に示すように、第1の外周縁部422の内面部424側全域が軸心Cに直交する平面で形成されるが、この限りではない。例えば、蓋部材4の軸方向位置決め部420は、開口端部101に向かって突出する環状の突出部を有してもよく、樹脂外郭10の開口端部101にはその突出部と対応する環状の溝部を有していてもよい。この突出部の径方向から見た断面は、台形状であってもよいし、曲面形状であってもよい。
 また図3、図4に示すように、板部42の第1の外周縁部422の複数個所には、ねじが挿通されるねじ孔部421が形成される。ねじ孔部421は、本実施形態では、第1の外周縁部422に等角度間隔で3箇所設けられる。なお、第1の外周縁部422に設けられるねじ孔部421の数や位置は適宜変更可能であり、第1の外周縁部422にねじ孔部421を設けなくともよい。樹脂外郭10の開口端部101には、ねじ孔部421と対向する位置にねじ受部(図示略)が形成される。蓋部材4は、各ねじ孔部421に挿通される複数のねじによって樹脂外郭10の開口端部101に固定される。この際、蓋部材4は、樹脂外郭10の開口端部101に対してその周方向に位置決めされる。
 以下、板部42の外面部423に設けられる、第1の軸受収容部41、フィン部45および第1の規制部46について説明する。
 フィン部45は、板部42の外面部423に設けられ、軸方向へ突出し、径方向に延びる。フィン部45は、複数のフィンを含み、板部42の中心孔40を中心に放射状に設けられる。
 蓋部材4は、電子部品51で生じた熱を、上述した突起部44を介してフィン部45へと伝達し、さらにフィン部45を介して電動機1の外部に放熱させる。本実施形態では、その上、電動機1の外部においてフィン部45の備える複数のフィン同士の間を流れる空気により、電動機1の冷却効果をより高めることができる。なお、フィン部45の材質は、アルミニウムに限らずアルミニウム合金や、マグネシウム合金など放熱フィンに好適なものを適宜選択することが可能である。
 第1の軸受収容部41は、回転シャフト6を回転自在に支持する第1の軸受71を収容する。第1の軸受収容部41は、軸心Cを中心とし、回転シャフト6が貫通する円筒形状を有し、第1の軸受71を収容する。本実施形態では、第1の軸受収容部41に収容される第1の軸受71は、フィン部45の軸方向への突出高さよりも高い位置に設けられる。
 第1の軸受収容部41の外周面には、周方向に交互に設けられた第1の凹部411a及び第1の凸部412aが形成される。第1の軸受収容部41の外周面は、第1の凹部411a及び第1の凸部412aに係合する後述する第1の防振部材12aが取り付けられる。本実施形態において第1の凹部411a及び第1の凸部412aは、第1の軸受収容部41の外周面の軸方向両端まで、軸方向に沿って形成されるがこれに限らず、第1の凹部411a及び第1の凸部412aは、第1の軸受収容部41の外周面の軸方向に沿って、第1の軸受収容部41の外周面の軸方向の一部に形成されてもよい。
 第1の規制部46は、蓋部材4の外面部423側に設けられ、後述する第1の防振部材12aと接触する第1の規制面46Aを有する。第1の規制面46Aは、第1の防振部材12aがフィン部45側へ移動するのを規制している。本実施形態では、第1の規制面46Aは、軸方向で第1の防振部材12aとフィン部45との間に配置され、上述したように第1の防振部材12aとフィン部45との間に所定の空隙H1を形成する。
 第1の規制部46は、軸心Cを中心に第1の軸受収容部41の周囲を囲う円環状である。所定の空隙H1とは、第1の防振部材12aに対して軸方向のフィン部45側への外力が働いた際に、第1の防振部材12aとフィン部45とが接触しない程度の空隙であればよく、例えば2mmである。
(防振部材)
 図6は防振部材12を上面側から見た斜視図であり、図7は防振部材12を下面側から見た斜視図である。
 防振部材12は、蓋部材4側に取り付けられる第1の防振部材12aと、樹脂外郭10の底部102側に取り付けられる第2の防振部材12bと、を有する。本実施形態では、第1の防振部材12aと第2の防振部材12bとを形状が共通の部材とすることで、2つの防振部材12a、12bを区別なく取り付けることができる。なお、第1の防振部材12aと第2の防振部材12bとは形状が異なっていてもよい。
 防振部材12は、例えば防振ゴムであり、振動エネルギーの吸収性に優れた材料が用いられる。
 第1の防振部材12aは、図6、図7に示すように、中空の円筒形状である。第1の防振部材12aの内周側には、第1の軸受収容部41の第1の凹部411aと係合する第1の係合凸部121aと、第1の軸受収容部41の第1の凸部412aと係合する第1の係合凹部122aと、が形成される。また、第1の防振部材12aの下面123aには、当該下面123aからフィン部45側へと突出する環状の第1の接触部124aが形成される。ここで、第1の防振部材12aの下面123aとは、第1の防振部材12aが蓋部材4の第1の軸受収容部41に取り付けられた状態において、フィン部45側に位置する面を指す。
 第1の接触部124aが上述した第1の規制面46Aと接触することで、第1の防振部材12aは蓋部材4に対して軸方向に位置決めされる。これにより、蓋部材4側に形成された第1の規制部46だけでなく、第1の防振部材12a側に形成された第1の接触部124aによっても、第1の防振部材12aの下面123aとフィン部45との間に空隙を形成することができる。また本実施形態において下面123aからフィン部45側へと突出する第1の接触部124aは、周方向に繋がった環状に形成されているがこれに限らず、複数の突起が周方向に環状に並ぶようにして形成されてもよい。
 第1の防振部材12aの外周面には、第1の取付金具G1が装着され、第1の取付金具G1は、例えばダクト等に固定するための固定具(不図示)が取り付けられる。
 第2の防振部材12bは、図6、図7に示すように中空の円筒形状である。第2の防振部材12bの内周側には、樹脂外郭10の筒部102aに形成された第2の凹部1021aと係合する第2の係合凸部121bと、筒部102aに形成された第2の凸部1022aと係合する第2の係合凹部122bとが形成される。
 また、第2の防振部材12bの下面123bには、当該下面123bから樹脂外郭10の底部102側へと突出する環状の第2の接触部124bが形成される。ここで、第2の防振部材12bの下面123bとは、第2の防振部材12bが樹脂外郭10の筒部102aに取り付けられた状態において、底部102側に位置する面を指す。
 第2の接触部124bは、上述した樹脂外郭10の底部102と接触し、第2の防振部材12bが樹脂外郭10に対して軸方向に位置決めされる。
 第2の防振部材12bの外周面には、第1の防振部材12aと同様に、第2の取付金具G2が装着され、第2の取付金具G2は、例えばダクト等に固定するための固定具(不図示)が取り付けられる。上述した第1の取付金具G1と第2の取付金具G2とに固定具が取り付けられることで、電動機1がダクト等に固定される。
[蓋部材の作用]
 上述のように、本実施形態の蓋部材4は、樹脂外郭10の開口端部101と当接する軸方向位置決め部420と、樹脂外郭10の開口端部101の内周面に当接する径方向位置決め部430とを有する。このため、樹脂外郭10への蓋部材4の組み付けと同時に、樹脂外郭10に対して蓋部材4が軸方向および径方向のそれぞれの方向に位置決めされる。
 より具体的には、蓋部材4に、樹脂外郭10に対する蓋部材4の軸方向の相対位置を位置決めする軸方向位置決め部420が設けられるとともに、回路基板5の電子部品51に対する蓋部材4の軸方向の相対位置を位置決めする突起部44の対向面441が設けられる。そのため、蓋部材4の樹脂外郭10に対する軸方向の相対位置の精度が確保される。これにより、電子部品51に過度な圧力が加わるのを防ぐとともに、電子部品51から蓋部材4へと安定的に伝熱し、電動機1の外部へと十分に放熱することができる。
 また、蓋部材4に径方向位置決め部430が形成されていることにより、蓋部材4と樹脂外郭10の径方向との組立時に生じる各部品同士の相対位置(一方の部品の位置を基準としたときの他方の部品の位置)のばらつきを小さくできるので、蓋部材4の突起部44の対向面441を、樹脂外郭10に固定された回路基板5上の電子部品51に軸方向に精度よく対向させることができる。これにより、電子部品51から蓋部材4へと安定的に伝熱し、電動機1の外部へと十分に放熱することができる。
 また、軸方向におけるフィン部45側への第1の防振部材12aの移動が、第1の規制部46の第1の規制面46Aによって規制されることで、軸方向で第1の防振部材12aの下面123aとフィン部45との間に所定の空隙H1が形成される。これにより、フィン部45が第1の防振部材12a覆われてフィン部45からの放熱が第1の防振部材12aによって遮られることを抑制し、放熱性を向上させることができる。さらに、上述の所定の空隙H1が形成されることで、第1防振部材12aの外周面に取り付けられた第1の取付金具G1と蓋部材4のフィン部45とが接触するのを防止でき、これにより、いずれも金属で形成された第1の取付金具G1と蓋部材4とが直接接触してしまうことによる破損を防止できる。
 図8は金属部材11の斜視図であり図9は金属部材11の側面図である。
(金属部材)
 金属部材11は、図1、図2、図8、図9に示されるように、樹脂外郭10の内周面10Bから底部102までの外形に沿って、折れ曲がった形状に形成される。金属部材11は、上述した溝部10bに収容される。
 金属部材11は、例えば導電性の金属材料(ステンレス鋼のSUS304など)を帯状に加工して形成される。なお、金属部材11は、合金で形成されていてもよい。
 また図9、図10に示されるように、金属部材11は、第1の金属部11Aと第2の金属部11Bと第3の金属部11Cと第4の金属部11Dとを有する。
 第1の金属部11Aは、樹脂外郭10の外周面10Aに軸方向に沿って配置され、第1の溝部101bに収容される。本実施形態では、第1の溝部101bは、樹脂外郭10の外周面10Aのうち、周方向において隣り合った2つの外周面凸部10aの間に位置している。
 第2の金属部11Bは、開口端部101側の第1の金属部11Aに連続し開口端部101に樹脂外郭10の径方向に沿って配置され、第2の溝部102bに収容される。
 第3の金属部11Cは、第2の金属部11Bに連続し樹脂外郭10の内周面10Bに軸方向に沿って配置され、第3の溝部103bに収容される。
 第4の金属部11Dは、第1の金属部11Aに連続し第2の軸受収容部82と接触する。第4の金属部11Dは、底部102に径方向に沿って配置され、第4の溝部104bに収容される。
 本実施形態では、金属部材11(第1の金属部11A~第4の金属部11D)が、樹脂外郭10に形成された対応する溝部10b(第1の溝部101b~第4の溝部104b)に収容されることにより、金属部材11が周方向にずれて固定されてしまうことを防止できる。また、金属部材11が厚みの大きな板状の部材で形成された場合であっても、樹脂外郭10の外周面から金属部材11が突出することを抑制できる。
 また、本実施形態の樹脂外郭10には、樹脂外郭10の外周面10Aから外径方向へ突出する外周面凸部10aが周方向に複数形成されているため、樹脂外郭10の外周面10Aにおいて外周面凸部10aの間に位置する部分は、電動機1の外部を流れる空気が通過しにくい。そこで本実施形態では、樹脂外郭10の外周面10Aに形成された第1の溝部101bを、周方向において隣り合った2つの外周面凸部10aの間に位置させている。これにより、樹脂外郭10の外周面10Aで周方向に隣り合った2つの外周面凸部10aの間に、金属部材11の第1の金属部11Aを位置させることができ、樹脂外郭10の外周面10Aにおいて空気が通過しにくい部分の熱を、金属部材11を介して蓋部材4に伝えることで、放熱性を高めることができる。
 なお、第1の金属部11Aは、帯状の板で形成された場合を例示したがこれに限らず、樹脂外郭10の外周面凸部10aと同様の径方向に突出するフィン形状であってもよいし、定格銘板が用いられてもよい。定格銘板の場合、定格銘板に接続され、定格銘板の軸方向の両端から延びる帯状の金属板が配置されてもよい。これにより、樹脂外郭10の外周面10Aにおける表面積を増大することができるため、放熱性を高めることができる。
 また第1の金属部11Aが樹脂外郭10の外周面凸部10aと同様のフィン形状である場合、樹脂外郭10の外周面10Aにおける表面積を増大することができるため、放熱性を高めることができる。
 本実施形態において、第2の金属部11Bは、蓋部材4の軸方向位置決め部420と所定の間隔をもって対向する。また第2の金属部11Bは、図1、図2に示されるように、軸方向から見て、フィン部45と重なる位置に配置される。所定の間隔とは特に限られないが、例えば0.3mmである。
 第3の金属部11Cは、環状突出部43(径方向位置決め部430)と熱的に接触するとともに弾性的に接触する弾性接触部111Cを有する。ここで、熱的に接触(接続)するとは、互いに接触(接続)した2つの部材間で熱伝導により伝熱していることを指す。また第3の金属部11Cは、軸方向から見て、フィン部45と重なる位置に配置される。
 弾性接触部111Cは、蓋部材4が樹脂外郭10にはめ込まれたときに、樹脂外郭10の内周面10Bの第3の溝部103bへ、環状突出部43によって押し込まれる。このとき、金属部材11の弾性接触部111Cが蓋部材4と弾性的に接触することにより、金属部材11と蓋部材4との導通状態を安定的に得ることができる。第3の金属部11Cの軸方向への長さは、環状突出部43の軸方向への長さと同一又はほぼ同一である。第3の金属部11Cは、環状突出部43によって樹脂外郭10の内周面10B側へ押し込まれたときに、第3の溝部103bに収容される場合を例示したが、これに限らず、弾性接触部111Cの一部が、第3の溝部103bから内径方向へ突出してもよい。
 第4の金属部11Dは、樹脂外郭10の底部102側の第1の金属部11Aに設けられ、第1の金属部11Aと連続する屈曲部111Dと、屈曲部111Dに連続し内径方向へ延びる直線部112Dとを有する。
 屈曲部111Dは、底部102に沿って屈曲した形状に形成される。屈曲部111Dは、樹脂外郭10への取り付けを考慮したばね性を有する。また直線部112Dは、締結穴113Dと判別穴114Dとを有する。締結穴113Dは、軸方向から見て、第4の溝部104bの貫通穴1041b、及び、第2軸受収容部82のフランジ穴822aと、重なる位置に設けられる。判別穴114Dは、締結穴113Dよりも屈曲部111D側に位置する。そして締結部材Nによって、貫通穴1041bを介して締結穴113Dとフランジ穴822aとが締結される。また判別穴114Dは、本実施形態における電動機1に取り付けられる金属部材11と他の電動機に用いられる金属部材とを識別するための穴である。
 これにより、蓋部材4に配置された第1の軸受収容部41と、樹脂外郭10に配置された第2の軸受収容部82とが導通される。
(金属部材の作用)
 電動機1は、高周波スイッチングを行うPWM方式のインバータで駆動される場合に、第1の軸受収容部41と第2の軸受収容部82とが電気的に導通していないことで、第1の軸受71の内輪712と外輪711との間、および第2の軸受81の内輪812と外輪811との間に、それぞれ電位差(軸電圧)が生じる。
 この軸電圧が軸受の内部にある油膜の絶縁破壊電圧に達すると、軸受の内部に電流が流れて軸受に電食を発生させる。電食は、第1の軸受71の内輪712と外輪711との間、および第2の軸受81の内輪812と外輪811との間のそれぞれの軸電圧が高いときに生じる放電(電気火花)によって、軸受が損傷する現象である。軸受に電食が発生すると、軸受の転走面に生じた傷によって軸受の回転時に異音が生じたり、電動機の回転効率の低下を招いたりしてしまう。
 金属部材11は、第1の軸受71が収容される第1の軸受収容部41と、第2の軸受81が収容される第2の軸受収容部82と、を導通させることにより、第1の軸受71および第2の軸受81の各々の外輪711、811の電位を同電位とすることができ、各軸受の内外輪間の電位差を相対的に小さくすることで電食の発生を抑制できる。本実施形態では、金属部材11の一端側である第3の金属部11Cが、第1の軸受収容部41(蓋部材4)に接触し、金属部材11の他端側である第4の金属部104bが、第2の軸受収容部82に接触することで、第1の軸受収容部41と第2の軸受収容部82とが導通されている。
 また、固定子2で発生した熱を樹脂外郭10の外周面10Aに配置された第1の金属部11Aから第3の金属部11Cへ伝え、第3の金属部11Cに熱的に接触する環状突出部43からフィン部45を介して放熱される。これにより、通電により発熱するコイル22と固定子鉄心21で発生した熱を、放熱性の高いフィン部45を有する蓋部材4へ伝えることができるので、電動機1の放熱特性を向上させることができる。一例として、本実施形態では、樹脂外郭10の材料であるBMCの熱伝導率が約0.9(W/m・K)であるのに対し、金属部材11の材料であるステンレス鋼(SUS304)の熱伝導率が約16.7(W/m・K)であり、金属部材11は樹脂外郭10よりも熱伝導率が10倍以上高い。そして、蓋部材4の材料であるアルミニウムの熱伝導率が約230(W/m・K)であるから、蓋部材4は樹脂外郭10よりも熱伝導率が200倍以上高い。したがって本発明では、固定子3で生じた熱を、樹脂外郭10よりも熱伝導率が高い金属部材11を介して、熱伝導率が更に高い蓋部材4へと伝え、電動機1の放熱特性を向上させることができる。
 第2の金属部11Bは、蓋部材4の軸方向位置決め部420と所定の間隔をもって対向するが、これに限らず、軸方向位置決め部420と接触してもよい。この場合、固定子2で発生した熱は、軸方向位置決め部420を介してフィン部45へ伝わり、そのフィン部45の熱が内径方向へ伝わり、その伝わった熱が複数のフィン部45へ放射状に拡散されて放熱される。これにより、環状突出部43だけでなく蓋部材4全体を使って固定子2で発生した熱を放出することができるため、電動機1の放熱特性を向上させることができる。
 また、樹脂外郭10の外周面10に第1の溝部101bが設けられているため、図2に示されるように、固定子2と第1の金属部11Aとの距離が短くなるため、より固定子2で発生した熱を放出しやすくなる。
 さらに第4の金属部11Dの屈曲部111Dは、ばね特性を有しているため、金属部材11と樹脂外郭10とを取り付けるときに、第1の金属部11Aと第1の溝部101bとの接触面積(接触密度)を増加させるように取り付けることが可能となる。そのため、固定子2で発生した熱を第1の金属部11Aを介して放出しやすくなる。
<変形例>
 以上の各本実施形態では、金属部材11が樹脂外郭10の外周面10Aから開口端部101に沿って樹脂外郭10の内周面10Bに沿うように形成されたが、勿論これに限られず、蓋部材4に直接取り付けられてもよい。つまり、樹脂外郭10の外周面10Aに配置された金属部材11が軸方向に沿って延び、蓋部材4の外面部423に接触する構成であってもよい。また本実施形態において金属部材11は単数であったが、金属部材11は複数であってもよく、これにより、放熱性を向上させることができる。
 さらに本実施形態において、金属部材11は、樹脂外郭10に直接接触しているが、これに限らず、熱伝導性に優れた接着剤等を介して樹脂外郭10に熱的に接続されてもよい。
 1…電動機
 2…固定子
 21…固定子鉄心
 3…回転子
 31…永久磁石部
 32…外周側鉄心
 33…絶縁部材
 34…内周側鉄心
 4…蓋部材
 41…第1の軸受収容部
 42…板部
 43…環状突出部
 44…突起部
 420…軸方向位置決め部
 430…環状突出部
 5…回路基板
 51…電子部品
 52…伝熱部材
 6…回転シャフト
 10…樹脂外郭
 101…開口端部
 11…金属部材
 C…軸心

Claims (9)

  1.  軸方向の一端側に開口端部を有する円筒状の樹脂外郭と、
     前記樹脂外郭と一体的に形成されたコイルおよび固定子鉄心を備える固定子と、
     前記固定子の内径側に配置された回転子と、
     前記樹脂外郭の前記開口端部を覆う内面部と前記内面部とは反対側の外面部と前記外面部から前記軸方向に突出するフィン部とを有する金属製の蓋部材と、
     前記樹脂外郭の外周面に配置され、前記樹脂外郭の外周面および前記蓋部材と熱的に接続される金属部材と
     を備える電動機。
  2.  請求項1に記載の電動機であって、
     前記樹脂外郭の前記外周面は、前記軸方向に沿った溝部を有し、
     前記金属部材の少なくとも一部は、帯状であるとともに前記溝部に収容される
     電動機。
  3.  請求項2に記載の電動機であって、
     前記樹脂外郭は、前記外周面から外径方向へ突出し周方向に複数形成された外周面凸部を有し、
     前記溝部は、前記周方向において隣り合った2つの前記外周面凸部の間に位置する
     電動機。
  4.  請求項1~3のいずれか1つに記載の電動機であって、
     前記金属部材は、前記樹脂外郭の外周面に前記軸方向に沿って配置された第1の金属部と、前記第1の金属部に接続され前記開口端部に前記樹脂外郭の径方向に沿って配置された第2の金属部と、前記第2の金属部に接続され前記前記樹脂外郭の内周面に前記軸方向に沿って配置された第3の金属部とをさらに有する
     電動機。
  5.  請求項4に記載の電動機であって、
     前記電動機は、前記樹脂外郭と前記蓋部材とで覆われた内部空間に配置される回路基板をさらに備え、
     前記蓋部材は、前記内面部から前記回路基板側に突出し、前記樹脂外郭の内周面に接触する環状突出部をさらに有し、
     前記第3の金属部は、前記環状突出部と熱的に接触する接触部を有する
     電動機。
  6.  請求項4又は5に記載の電動機であって、
     前記第2の金属部または第3の金属部は、前記軸方向から見て、前記フィン部と重なる位置に配置される
     電動機。
  7.  請求項1~6のいずれか1つに記載の電動機であって、
     前記フィン部は、前記板部に放射状に設けられる複数のフィン部を含む
     電動機。
  8.  請求項1~7のいずれか1つに記載の電動機であって、
     前記電動機は、
     前記回転子が固定され、前記軸方向に延びる回転シャフトと、
     前記蓋部材に設けられた、前記回転シャフトを回転自在に支持する第1の軸受を収容する金属製の第1の軸受収容部と、
     前記樹脂外郭に設けられた、前記回転シャフトを回転自在に支持する前記第2の軸受を収容する金属製の第2の軸受収容部と
     をさらに備え、
     前記金属部材は、一端側が前記第1の軸受収容部と接触し、他端側が前記第2の軸受収容部と接触する
     電動機。
  9.  請求項8に記載の電動機であって、
     前記電動機は、
     前記第1の軸受収容部の外周面に装着された防振部材をさらに備え、
     前記蓋部材は、前記軸方向における前記フィン部側への前記防振部材の移動を規制することで前記防振部材と前記フィン部との間に所定の空隙を形成する規制部をさらに有する
     電動機。
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