CN111033964B - 马达 - Google Patents
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Abstract
马达具有:马达主体,其具有能够相对于中心轴线旋转的转子和与转子在径向上对置的定子;电路基板,其与马达主体电连接,沿平面方向扩展;电容器,其安装于电路基板的与平面方向垂直的一侧;以及散热器,其与电路基板直接或间接接触,电路基板具有一侧的第1面和另一侧的第2面,在从与电路基板的平面方向垂直的方向观察时,第2面具有与电容器重叠的电容器重叠区域,散热器在电路基板的一侧覆盖电容器的侧面的至少一部分,在电路基板的另一侧覆盖电容器重叠区域。
Description
技术领域
本发明涉及马达。
背景技术
公知为,在具有对马达主体进行控制的电路基板的机电一体型的马达中,将发热较大的电容器等元件收纳在散热器的内部而散热。在专利文献1中,公开了电场电容器(电容器)收纳在电子控制器单元(ECU)壳体的收纳部中的马达驱动装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-062959号公报
发明内容
发明要解决的课题
通过将电容器收纳在散热器的内部,提高了电容器自身的散热效果。但是,在上述的马达驱动装置中,有可能无法进行电路基板的散热。
在电容器周边的电路基板中,从电容器流过比电容器以外的电子部件等大的电流。本发明的一个方式鉴于上述问题点,其目的之一在于提供除了促进电容器自身的散热之外,还促进电容器周边的电路基板的散热的马达。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式是马达,其具有:马达主体,其具有能够相对于中心轴线旋转的转子和与所述转子在径向上对置的定子;电路基板,其与所述马达主体电连接,沿平面方向扩展;电容器,其安装于所述电路基板的与平面方向垂直的一侧;以及散热器,其与所述电路基板直接或间接接触,所述电路基板具有一侧的第1面和另一侧的第2面,在从与所述电路基板的平面方向垂直的方向观察时,所述第2面具有与所述电容器重叠的电容器重叠区域,所述散热器在所述电路基板的一侧覆盖所述电容器的侧面的至少一部分,在所述电路基板的另一侧覆盖所述电容器重叠区域。
发明效果
根据本发明的一个方式,提供了除了促进电容器自身的散热之外,还促进电容器周边的电路基板的散热的马达。
附图说明
图1是一个实施方式的马达的立体图,是示出将盖部从壳体向上方卸下后的状态的图。
图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是图2的V区域的放大图。
图4与图3所示的结构的第1变形例对应。
图5与图3所示的结构的第2变形例对应。
图6是图1的马达的第3变形例的剖视图,与图3所示的结构的第3变形例对应。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的实施方式的马达1进行说明。另外,本发明的范围并不限于以下的实施方式,能够在本发明的技术思想的范围内任意地变更。另外,在以下的附图中,为了容易理解各结构,有时使实际的结构与各结构的比例尺和数量等不同。
另外,在附图中,适当示出XYZ坐标系来作为三维直角坐标系。在XYZ坐标系中,Z轴方向为与后文中说明的中心轴线J的轴向平行的方向。X轴方向为与Z轴方向垂直的方向。Y轴方向为与X轴方向和Z轴方向这两个方向垂直的方向。
在以下的说明中,将Z轴方向的正的一侧(+Z侧)称为“上侧”,将Z轴方向的负的一侧(-Z侧)称为“下侧”。另外,上侧和下侧只是为了说明而使用的名称,并不限定实际的位置关系和方向。另外,只要没有特别说明,将与后文中说明的马达主体2的中心轴线J平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”,将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴线J为中心的周向、即绕中心轴线J的方向简称为“周向”。此外,在以下的说明中,“俯视”是指沿着轴向从上侧观察的状态。
【马达】
图1是本实施方式的马达1的立体图,是示出将在后文中说明的盖部40从壳体(散热器、第1散热器、散热器的一部分)50向上方卸下后的状态的图。图2是沿图1的II-II线的马达1的剖视图。图3是马达1的剖视图,是图2的V区域的放大图。另外,图4是马达1的第1变形例的剖视图。图5是马达1的第2变形例的剖视图。图6是马达1的第3变形例的剖视图。图4至图6与图3所示的剖视图对应。
如图2所示,马达1具有马达主体2、上侧轴承7A、下侧轴承7B、轴承保持架30、电路基板60、壳体(散热器、第1散热器、散热器的一部分)50、上散热器(散热器、第2散热器、散热器的另一部分)80、以及盖部40。
即,马达1具有收纳后文中说明的定子25和电路基板60的壳体50。作为散热器的一部分而发挥功能的元件收纳部55位于壳体50的内部。作为散热器的另一部分而发挥功能的上散热器80露出到壳体50的外部。元件收纳部55位于壳体50的内部,通过在壳体50中收纳定子25和电路基板60,使马达1的构成要素集中而实现省空间化,抑制马达1的大小。通过使上散热器80露出到壳体50的外部,能够使来自元件收纳部55的热和来自电容器重叠区域61X的热顺畅地向马达1的外方释放。
【马达主体】
马达主体2具有转子20和定子25。转子20以沿上下方向(轴向)延伸的中心轴线J为中心进行旋转。转子20具有轴21、转子铁芯22以及转子磁铁23。轴21沿着中心轴线J延伸。轴21被上侧轴承7A和下侧轴承7B支承为能够绕中心轴线J旋转。转子铁芯22固定于轴21。转子铁芯22沿周向包围轴21。转子磁铁23固定于转子铁芯22。更详细而言,转子磁铁23固定于转子铁芯22的沿着周向的外侧面。转子铁芯22和转子磁铁23与轴21一起旋转。
定子25位于转子20的径向外侧。定子25与转子20在径向上隔着间隙对置,包围转子20的径向外侧。定子25具有定子铁芯27、绝缘件28以及线圈29。绝缘件28由具有绝缘性的材料构成。绝缘件28覆盖定子铁芯27的至少一部分。在驱动马达1时,线圈29对定子铁芯27进行激励。线圈29是通过卷绕线圈线(省略图示)而构成的。线圈线隔着绝缘件28卷绕于定子铁芯27的齿部。线圈线的端部被向上侧引出,穿过设置于轴承保持架30的贯通孔而与电路基板60连接。另外,当在马达主体2与轴承保持架30之间设置有汇流条的情况下,线圈线的端部与汇流条连接,汇流条与电路基板60连接。即,马达主体2具有能够相对于中心轴J旋转的转子20和在径向上与转子20对置的定子25。
【上侧轴承和下侧轴承】
上侧轴承7A将轴21的上端部支承为能够旋转。上侧轴承7A位于定子25的上侧。上侧轴承7A被轴承保持架30支承。下侧轴承7B将轴21的下端部支承为能够旋转。下侧轴承7B位于定子25的下侧。下侧轴承7B被壳体50的下侧轴承保持部54c支承。
在本实施方式中,上侧轴承7A和下侧轴承7B是球轴承。但是,上侧轴承7A和下侧轴承7B的种类没有特别限定,也可以是其他种类的轴承。
【壳体(散热器、第1散热器、散热器的一部分)】
壳体50位于电路基板60的下侧。本实施方式的壳体50与电路基板60直接接触,作为对电路基板60进行冷却的散热器而发挥功能。另外,壳体50只要与电路基板60热接触而对电路基板60进行冷却,则也可以与电路基板60间接接触。更具体而言,壳体50也可以经由散热脂等散热材料与电路基板60接触。
壳体50具有散热器部53、马达主体收纳部54以及元件收纳部55。壳体50在散热器部53处吸收主要由电路基板60产生的热。壳体50在马达主体收纳部54中收纳马达主体2。壳体50在元件收纳部55中收纳设置在电路基板60上的电容器65。
壳体50构成为一个部件。即,壳体50作为一个部件而实现作为散热器的功能、收纳马达主体2的功能以及收纳电容器65的功能。壳体50与覆盖电容器65的作为散热器的元件收纳部55构成为一个部件,从而实现了散热器的省空间化的并且抑制马达1的轴向的体型。另外,也可以为,壳体50是利用螺钉等紧固单元紧固散热器部53、马达主体收纳部54以及元件收纳部55中的至少1个而成的分体部件。另外,也可以为,散热器部53与马达主体收纳部54是不同的部件,散热器部53是轴承保持架30的一部分。但是,通过使壳体50为一个部件,不仅在散热器部53处,在马达主体收纳部54和元件收纳部55处也能够有效地对在散热器部53处吸收的电路基板60的热进行散热。即,根据本实施方式,由于使壳体50构成为一个部件,因此提高壳体50的散热效果。另外,根据本实施方式,壳体50由一个部件构成,因此能够简化马达1的组装工序。
壳体50由散热特性高且具有足够的刚性的金属材料构成。作为一例,壳体50由铝合金构成。在该情况下,在通过压铸等成型出大致形状之后,对需要精度的面进行切削加工,从而制造壳体50。
散热器部53沿与中心轴线J垂直的方向延伸。散热器部53位于电路基板60的下侧。散热器部53在电路基板60的下侧沿着电路基板60延伸。散热器部53在俯视时位于马达主体收纳部54与元件收纳部55之间,使马达主体收纳部54与元件收纳部55相连。散热器部53具有朝向上侧的上表面53a和朝向下侧的下表面53b。
在散热器部53的上表面53a设置有散热面53c,该散热面53c与电路基板60的基板主体61的下表面(第1面)61c直接接触,或经由散热材料等部件间接接触。即,散热器部53具有与基板主体61接触的散热面53c。散热器部53在散热面53c从电路基板60吸收热,对电路基板60进行冷却。
如后所述,电路基板60具有安装于基板主体61的上表面(第2面)61d的多个场效应晶体管66。场效应晶体管66也被称为FET(Field effect transistor)。场效应晶体管66是在电路基板60上容易产生热的发热元件。在从轴向观察时,场效应晶体管66的至少一部分与散热面53c重叠。由此,能够使由场效应晶体管66产生的热在散热面53c上有效地向散热器部53移动。由此,抑制场效应晶体管66的温度过高,从而能够提高场效应晶体管66的动作的可靠性。
另外,在本实施方式中,例示了与散热面53c在轴向上重叠的发热元件是场效应晶体管66的情况。但是,与散热面53c重叠的发热元件也可以是其他安装部件(元件)。在本说明书中,发热元件是指安装部件中的在动作时发热而成为高温的元件。作为发热元件,除了场效应晶体管、电容器之外,还例示了场效应晶体管驱动用驱动器集成电路和电源用集成电路,但只要是成为高温的元件,则不限定其种类。
在散热器部53设置有肋56。肋56位于与基板主体61接触的散热面53c的正下方。即,在从轴向观察时,肋56的至少一部分与散热面53c重叠。
马达主体收纳部54呈向上侧(+Z侧)开口的筒状。马达主体收纳部54从散热器部53朝向下侧延伸。马达主体收纳部54收纳转子20和定子25。马达主体收纳部54具有筒状部54a、底部54b以及下侧轴承保持部54c。另外,马达主体收纳部54也可以是不具有底部54b的筒状部件。在该情况下,在马达主体收纳部54的下侧的开口另外安装有对轴承进行保持的轴承保持架。
筒状部54a从径向外侧包围定子25。在本实施方式中,筒状部54a呈圆筒状。在筒状部54a的内周面固定有定子铁芯27和轴承保持架30。在筒状部54a的上端部,散热器部53与筒状部54a的外周面连接。
底部54b位于筒状部54a的下端。底部54b位于定子25的下侧。下侧轴承保持部54c位于底部54b的俯视中央。下侧轴承保持部54c对下侧轴承7B进行保持。在下侧轴承保持部54c的俯视中央设置有沿轴向贯通的孔部54d。在孔部54d中贯穿***有轴21的下端部。
元件收纳部55向上侧(+Z侧)开口。元件收纳部55从散热器部53朝向下侧延伸。如图1所示,本实施方式的元件收纳部55收纳3个电容器65。3个电容器65沿与中心轴线J垂直的一个方向(在本实施方式中为Y轴方向)排列。在俯视时,元件收纳部55将3个电容器65排列的方向(即,第2肋部56b所延伸的方向)作为长度方向。元件收纳部55的长度方向的尺寸S1比马达主体收纳部54的直径D小。即,即使在将多个电容器65沿一个方向排列配置的情况下,元件收纳部55的长度方向的尺寸S1也不会大于马达主体收纳部54。因此,能够在与中心轴线J垂直的方向上抑制马达1的尺寸。
如图2所示,电容器65具有朝向下侧的顶面65b和朝向与轴向垂直的方向的侧面65a。元件收纳部55具有:侧壁部55a,其包围电容器65的侧面65a;以及收纳底部55b,其位于电容器65的下侧,与电容器65的顶面65b在轴向上对置。
根据本实施方式,壳体50具有收纳电容器65的元件收纳部55。电容器65是在电路基板60上容易产生比场效应晶体管66或其他电子部件大的热的发热元件。因此,能够在元件收纳部55中有效地吸收在电容器65处产生的热。另外,优选为,在元件收纳部55的侧壁部55a与电容器65的侧面65a之间收纳有散热脂等散热材料。由此,能够使热高效地从电容器65的侧面65a朝向元件收纳部55移动,能够提高电容器65的动作的可靠性。
电容器65在与平面方向垂直的方向的前端部65t具有防爆阀90。即,电容器65在马达主体2的轴向的前端部65t具有防爆阀90。防爆阀90的外侧的直径比电容器65的前端部65t的直径小。另外,也可以在元件收纳部55的收纳底部55b与电容器65的顶面65b之间配置散热材料。散热材料配置为至少避开防爆阀90。
元件收纳部55也可以采用不具有收纳底部55b而向下侧开放的结构。另外,也可以为,元件收纳部55的侧壁部55a的一部分在水平方向上开口。即,收纳底部55b和侧壁部55a也可以不必在整体范围内包围电容器65的顶面65b和侧面65a。即,元件收纳部55在电路基板60的下侧(一侧)覆盖电容器65的侧面65a的至少一部分。例如,也可以是多个电容器65彼此的间隔较宽的情况。此时,元件收纳部55扩大到能够使电容器65与侧壁部55a隔开间隔地介于该元件收纳部55的程度。也可以是仅有一个电容器65的情况。在这些情况下,优选为,元件收纳部55在整周范围内覆盖电容器65的侧面65a。
在本实施方式中,马达主体收纳部54和元件收纳部55分别从散热器部53朝向下侧延伸。即,在从轴向观察时,马达主体收纳部54与元件收纳部55相互分离。根据本实施方式,马达主体收纳部54和元件收纳部55分别从散热器部53延伸,因此壳体50的外周面的表面积增加,能够提高壳体50的散热效果。另外,如上所述,马达主体收纳部54和元件收纳部55也可以是隔着散热器部53而相互固定的不同部件。
壳体50具有朝向上侧的上表面50a。设置为上表面50a跨越壳体50的马达主体收纳部54、元件收纳部55以及散热器部53。上表面50a与盖部40对置。在上表面50a设置有沿着上表面50a的外缘延伸的第2凹槽部52。第2凹槽部52相对于上表面50a向下侧凹陷。第2凹槽部52以均匀的宽度和均匀的深度在与中心轴线J垂直的平面内延伸。第2凹槽部52收纳有后文中说明的盖部40的第2凸部42。
【轴承保持架】
轴承保持架30位于定子25的上侧(+Z侧)。轴承保持架30对上侧轴承7A进行支承。轴承保持架30的俯视形状例如为与中心轴线J同心的圆形状。轴承保持架30位于马达主体收纳部54的上侧的开口54e,并固定于马达主体收纳部54的内周面。
轴承保持架30具有俯视为环形圆板状的保持架主体部31、位于保持架主体部31的径向内侧的上侧轴承保持部32以及位于保持架主体部31的径向外侧的保持架固定部33。
上侧轴承保持部32对上侧轴承7A进行保持。上侧轴承保持部32位于轴承保持架30的俯视中央。在上侧轴承保持部32的俯视中央设置有沿轴向贯通的孔部32a。在孔部32a中贯穿***有轴21的上端部。保持架固定部33呈在保持架主体部31的径向外缘向上下方向突出的筒形状。保持架固定部33的外周面与马达主体收纳部54的内周面在径向上对置。保持架固定部33嵌合固定于马达主体收纳部54的内周面。
轴承保持架30的至少一部分与壳体50的散热器部53在轴向上重叠。因此,能够充分地扩大轴承保持架30的上侧的空间。其结果为,能够提高位于轴承保持架30的上侧的电路基板60的配置的自由度和电路基板60的安装部件的配置的自由度。
【电路基板】
电路基板60位于马达主体2和轴承保持架30的上侧。电路基板60沿与中心轴线J垂直的方向(即,与上下方向垂直的方向、平面方向)延伸。在电路基板60上连接有从定子25的线圈29延伸的线圈线。即,电路基板60与马达主体2电连接,并沿平面方向扩展。电路基板60使电流在线圈29中流动来对转子20的旋转进行控制。
电路基板60具有基板主体61、多个(在本实施方式中为3个)电容器65以及多个场效应晶体管66。另外,除此之外,基板主体61具有用于对转子20的旋转进行控制的电子部件(省略图示)。
电路基板60位于与马达主体2在轴向上不同的位置。电容器65位于马达主体2的径向外侧。在位于电容器65的侧面65a的壳体50的元件收纳部55与马达主体收纳部54的外周面54r之间具有间隔。即,在元件收纳部55与马达主体2的外周面2r之间具有间隔。电路基板60在轴向上位于马达主体2的上方,电容器65在径向上位于马达主体2的外侧,因此能够使来自电容器65或电路基板60的电容器重叠区域61X的热不容易传递到马达主体2。利用壳体50的元件收纳部55与马达主体2的外周面2r的间隔,也抑制来自元件收纳部55的散热对马达主体2的影响。另外,元件收纳部55向外部露出的面积变大。由此,能够容易地将传递到元件收纳部55的热释放到外部。
基板主体61配置为与轴向(即上下方向)垂直。基板主体61具有朝向上侧的上表面61d和朝向下侧的下表面61c。另外,基板主体61具有:马达主体重叠部61A,其在从上下方向观察时与马达主体2重叠;以及伸出部61B,其在从上下方向观察时位于马达主体2的外侧。伸出部61B包含在从上下方向观察时与电容器65重叠的电容器重叠部61C。基板主体61的上表面61d的电容器重叠部61C成为电容器重叠区域61X。即,基板主体61的上表面61d在从轴向上侧(与平面方向垂直的方向)观察时具有电容器重叠区域61X。
电容器65安装于基板主体61的下表面61c。即,电容器65安装于电路基板的下侧(与平面方向垂直的一侧)。电容器65呈沿轴向延伸的圆柱形状。电容器65具有:顶面65b,其位于与基板主体61相反的一侧,朝向下侧;以及侧面65a,其朝向与轴向(上下方向)垂直的方向。在电路基板60的安装部件之中,电容器65的轴向(上下方向)的尺寸最大。场效应晶体管66安装于基板主体61的上表面61d。场效应晶体管66在俯视时呈矩形状。另外,在基板主体61的上表面61d和下表面61c中的任意一方或双方,除了电容器65和场效应晶体管66之外还安装有旋转传感器、扼流线圈等电子部件。
作为发热元件的电容器65和场效应晶体管66安装于基板主体61的伸出部61B。后文中说明的上散热器80位于伸出部61B的上侧。上散热器80与伸出部61B和安装于伸出部61B的上表面61d的场效应晶体管66直接或间接接触,而对它们进行冷却。另外,壳体50的散热器部53和元件收纳部55位于伸出部61B的下侧。散热器部53和元件收纳部55与伸出部61B和安装于伸出部61B的下表面61c的电容器65直接或间接接触,而对它们进行冷却。即,上散热器80在电路基板60的上侧(另一侧)覆盖电容器重叠区域61X。另外,根据本实施方式,安装有发热元件(电容器65和场效应晶体管66)的伸出部61B被上散热器80和壳体50从上下方向夹持。由此,能够利用上散热器80和壳体50有效地冷却安装于伸出部61B的发热元件65、66。另外,根据本实施方式,通过将需要冷却的发热元件65、66配置在基板主体61的伸出部61B,能够将发热元件65、66的冷却所需的构造配置为在俯视时与马达主体2错开。因此,能够使马达1的轴向(上下方向)的尺寸小型化。即,电容器65位于马达主体2的径向外侧。另外,壳体50的元件收纳部55和上散热器80位于电路基板60的下侧和上侧(轴向的两侧)。由于壳体50的元件收纳部55和上散热器80位于电路基板60的下侧和上侧,因此能够使来自电容器65和电路基板60的电容器重叠区域61X的热从下侧和上侧这两侧散热。由此,抑制沿着径向的热向电路基板60内传递。
【上散热器(第2散热器、散热器的另一部分)】
上散热器80位于电路基板60的上侧。上散热器80从上侧覆盖电路基板60的一部分。本实施方式的上散热器80与电路基板60直接或间接接触,作为对电路基板60进行冷却的上散热器而发挥功能。另外,上散热器80只要与电路基板60热接触并对电路基板60进行冷却,则可以与电路基板60直接接触,也可以间接接触。更具体而言,上散热器80也可以经由散热脂等散热材料与电路基板60接触。
上散热器80具有吸热部85和位于吸热部85的上表面85a的翅片89a。上散热器80由散热特性高的金属材料(例如,铝合金或铜合金)构成。
如图3所示,吸热部85具有朝向上侧的上表面85a和朝向下侧的下表面85b。另外,在吸热部85设置有一对螺钉***孔。螺钉***孔沿轴向贯穿吸热部85。在一对螺钉***孔中分别***有固定螺钉。固定螺钉螺纹固定于壳体50的散热器部53。由此,吸热部85的下表面85b与散热器部53的上表面53a抵接,使上散热器80固定于壳体50。
根据本实施方式,上散热器80与壳体50直接接触且相互固定。上散热器80和壳体50分别从电路基板60吸收热。通过使上散热器80与壳体50相互接触并固定,而在上散热器80与壳体50之间产生热的移动。因此,在上散热器80和壳体50中的任意一方成为高温的情况下,还能够使热向另一侧移动而从另一侧进行散热。由此,提高散热效率,其结果为,能够提高电路基板60的冷却效果。
如后文中说明的那样,在上散热器80的上侧设置有盖部40。在盖部40设置有沿上下方向贯通的开口部49。上散热器80具有从盖部40的开口部49露出的露出部89。露出部89位于吸热部85的上表面85a。
根据本实施方式,上散热器80具有露出部89,由此,上散热器80能够有效地将从电路基板60吸收的热从露出部89向马达1的外部散热。由此,能够提高上散热器80对电路基板60的冷却效率。
上散热器80的露出部89位于作为发热元件的电容器65或场效应晶体管66的正上方。即,在从轴向(上下方向)观察时,上散热器80的露出部89与场效应晶体管66的至少一部分重叠。由此,能够在露出部89有效地对从电路基板60向上散热器80移动的热进行散热。另外,在从轴向观察时与露出部89重叠的发热元件也可以是电容器65或场效应晶体管66以外的发热元件(例如,场效应晶体管驱动用驱动器集成电路、电源用集成电路)。
如图1所示,翅片89a位于上散热器80的露出部89。翅片89a从吸热部85的上表面85a向上侧突出。如图2所示,翅片89a在露出部89贯穿开口部49。
在上散热器80设置多个翅片89a。多个翅片89a沿与上下方向垂直的一个方向延伸。在本实施方式中,翅片89a沿X轴方向延伸。根据本实施方式,通过在露出部89设置翅片89a,能够增大露出部89的表面积,从而提高露出部89的上散热器80的散热效率。另外,根据本实施方式,多个翅片89a向一个方向延伸,因此当在向一个方向流动的气体中配置马达1的情况下,通过配置为翅片89a沿着气体的流动方向延伸,能够提高翅片89a的散热效率。
在本实施方式中,例示了上散热器80具有翅片89a的情况。但是,上散热器80只要具有露出部89,则即使上散热器80不具有翅片89a,也能够得到提高散热效率的一定效果。
在吸热部85的上表面85a设置有第1凹槽部81,该第1凹槽部81在从轴向(上下方向)观察时包围露出部89。第1凹槽部81以均匀的宽度和均匀的深度在与中心轴线J垂直的平面内延伸。第1凹槽部81相对于上表面85a向下侧凹陷。在第1凹槽部81中收纳有后文中说明的盖部40的第1凸部41。
【盖部】
如图2所示,盖部40位于壳体50、电路基板60以及上散热器80的上侧。盖部40覆盖壳体50的上表面50a。盖部40从上侧覆盖电路基板60,对电路基板60进行保护。盖部40覆盖壳体50的马达主体收纳部54的开口,抑制污染物侵入马达主体2的旋转部分等。
如图1所示,盖部40具有:平坦部45;外缘部46,其位于平坦部45的外缘,相对于平坦部45向下侧突出;以及连接器部47,其从平坦部45向上侧延伸。
连接器部47呈从平坦部45向上侧延伸的筒状。在连接器部47的内部设置有从电路基板60向上侧延伸的连接端子(省略图示)。连接端子与向电路基板60提供电力的外部设备(省略图示)连接。
如图2所示,平坦部45沿与轴向(上下方向)垂直的方向延伸。即,平坦部45沿着电路基板60延伸。平坦部45具有朝向上侧的上表面45a和朝向下侧的下表面45b。
在平坦部45设置有开口部49。在从轴向观察时,开口部49呈矩形状。上散热器80的翅片89a贯穿***于开口部49。翅片89a的上端位于比平坦部45的上表面45a靠上侧的位置。
平坦部45的下表面45b与吸热部85在轴向上分离。因此,平坦部45不与上散热器80接触。在平坦部45的下表面45b设置有向下侧突出的第1凸部41。
在从轴向观察时,第1凸部41包围开口部49。第1凸部41以均匀的宽度和均匀的高度在与中心轴线J垂直的平面内延伸。第1凸部41被收纳于第1凹槽部81,该第1凹槽部81设置于上散热器80。在上散热器80设置有从开口部49露出的露出部89。因此,在从轴向(上下方向)观察时,第1凸部41和第1凹槽部81包围露出部89。在第1凹槽部81的内壁面与第1凸部41之间设置有间隙。在第1凹槽部81中填充有粘接剂B。
以下,除了电容器65自身的散热之外,从促进电容器65的周边的电路基板60的散热的观点出发,对上散热器80的优选配置、形状的方式进行说明。
在本实施方式中,如在图3中放大示出的那样,壳体50的元件收纳部55覆盖电容器65的侧面65a,上散热器80覆盖电路基板60的电容器重叠区域61X。即,侧壁部55a与收纳底部55b作为元件收纳部55是一体的,元件收纳部55的侧壁部55a与电容器65的侧面65a对置,元件收纳部55的收纳底部55b与电容器65的顶面65b对置。另外,上散热器80的吸热部85的下表面85b与电路基板60的电容器重叠区域61X对置。
在马达1中,电容器65向驱动马达主体2的逆变器提供电力,产生较多的热。另外,在电路基板60的平面区域之中,从电容器重叠区域61X发出较多的热。由于流过电容器的电流集中在电路基板60的电容器重叠区域61X中,因此产生更多的热。根据本实施方式,由于壳体50和上散热器80覆盖产生大部分热的电容器65的侧面65a,因此能够有效地对电容器65所发出的热进行散热。另外,由于上散热器80至少覆盖电路基板60的上表面61d的电容器重叠区域61X,因此不仅能够有效地对从电容器65自身发出的热进行散热,还能够对从电容器重叠区域61X发出的热进行散热。
另外,根据本实施方式,由于将散热器分为壳体50的元件收纳部55和上散热器80,因此能够扩大散热器的配置和设计的自由度。例如,能够将壳体50配置在电路基板60的下侧,将上散热器80配置在电路基板60的上侧。例如,在来自电容器65的侧面65a的发热量比来自电路基板60的电容器重叠区域61X的发热量大的情况下,能够调整壳体50和上散热器80的各结构的形状,以使得元件收纳部55的散热性能比上散热器80的散热性能高。
在本实施方式中,电容器65在上侧的端部65t具有防爆阀90。电容器65的端部65t是与电路基板65的平面方向垂直的方向的端部。壳体50的元件收纳部55在电容器65的侧面65a覆盖除了与相邻的电容器65的间隔小的部位以外的部分。另外,也可以在整周范围内覆盖电容器65的侧面65a。
根据本实施方式,壳体50的元件收纳部55覆盖电容器65的侧面65a,因此能够有效地使电容器65所发出的热进行散热。
《第1变形例》
如上文中说明的那样,如果电容器65的侧面65a和电容器重叠区域61X被壳体50或上散热器80覆盖,则如图4所示,元件收纳部55也可以不具有收纳底部55b。即,电容器65的下侧也可以开放。在沿着径向剖切电容器65和壳体50而得的剖面中,元件收纳部55从径向外侧利用第1部分55A(图4的纸面左侧的元件收纳部55)和第2部分55B(图4的纸面右侧的元件收纳部55)覆盖电容器65的侧壁部55a。第1部分55A和第2部分55B可以由一个部件构成,也可以由不同的部件构成。
根据本实施方式,减小元件收纳部55的总容积,从而能够降低马达1的成本。另外,根据本实施方式,能够以避开防爆阀90的方式设计元件收纳部55。
《第2变形例》
如上文中说明的那样,电容器65的侧面65a和电容器重叠区域61X只要被壳体50或上散热器80覆盖即可。如图5所示,也可以为,电容器65的侧面65a具有:第1区域100A,其在径向上靠近马达主体2的一侧沿周向延伸(参照图2);以及第2区域100B,其在远离马达主体2的一侧与第1区域100A错开并沿周向延伸。也可以为,外壳50覆盖电容器65的侧面65a的第1区域100A,上散热器80覆盖电容器65的侧面65a的第2区域100B。例如,也可以是,元件收纳部55的侧壁部55a覆盖电容器65的第1区域100A,元件收纳部55的收纳底部55b覆盖电容器65的顶面65b。另外,上散热器80也可以具有延伸部104,该延伸部104从径向外侧的端部绕入电容器65的第2区域100B的径向外侧并向下侧延伸。延伸部104与电容器65的第2区域100B对置。壳体50的元件收纳部55与上散热器80的延伸部104之间的间隙在下端开放。
根据本实施方式,通过马达1的整体设计,即使在要求利用各自的散热器覆盖电容器65的侧面65a的第1区域100A和第2区域100B的情况下,也能够有效地对电容器65所发出的热进行散热。
《第3变形例》
如上文中说明的那样,电容器65的侧面65a和电容器重叠区域61X只要被壳体50或上散热器80覆盖即可。如图6所示,也可以不具有收纳底部55b。即,电容器65的下侧也可以是开放的。另外,在图5和图6中示出了电容器65以与电路基板60的径向外侧的端面成为同一面的方式配置于下表面61c的例子,但电容器65也可以配置在比图5和图6所示的位置靠径向内侧的位置。在这样的结构中,也可以为,延伸部104从上散热器80的径向外侧的端部下降,并以接近电容器65的第2区域100B的径向外侧的方式绕入。壳体50的元件收纳部55与上散热器80的延伸部104之间的间隙也可以位于比图5和图6所示的位置靠径向内侧的位置。
根据本实施方式,与第2变形例同样地,即使在要求利用各自的散热器覆盖电容器65的侧面65a的第1区域100A和第2区域100B的情况下,也能够有效地对电容器65所发出的热进行散热。
接下来,对在马达1的制造工序中组装盖部40的过程进行说明。另外,在本实施方式中,盖部40的组装在马达1的组装工序的最后进行。
首先,在上散热器80的第1凹槽部81和壳体50的第2凹槽部52的内部填充未固化的粘接剂B。接下来,使盖部40从上侧靠近上散热器80和固定于上散热器80的壳体50,将第1凸部41***于第1凹槽部81,将第2凸部42***于第2凹槽部52。接着,使粘接剂B固化。通过经过以上的工序而将盖部40组装于马达1。
根据本实施方式,第1凸部41和第2凸部42向相同方向突出,第1凹槽部81和第2凹槽部52向相同方向开口。另外,在第1凹槽部81和第2凹槽部52中填充有未固化的粘接剂B。第1凹槽部81和第2凹槽部52向相同方向开口,因此能够同时向第1凹槽部81和第2凹槽部52填充未固化的粘接剂B。另外,能够采用如下工序:当在第1凹槽部81和第2凹槽部52中填充未固化的粘接剂B之后,使盖部40下降,使第1凸部41和第2凸部42分别收纳于第1凹槽部81和第2凹槽部52。由此,能够简化盖部40的组装工序。
如图1所示,壳体50和盖部40通过扣合部6而相互固定。在马达1上沿周向设置有多个扣合部6。
扣合部6由设置于盖部40的钩挂部43和设置于壳体50的爪部58构成。盖部40的钩挂部43从外缘部46朝向下侧呈U字状延伸。爪部58从壳体50的外侧面朝向水平方向外侧突出。在盖部40的组装过程中,作业人员使盖部40沿轴向接近壳体50,从而使爪部58嵌于钩挂部43,使盖部40固定于壳体50。在本实施方式中,扣合部6是为了在从盖部40组装于壳体50起至粘接剂B固化为止的期间内对盖部40进行保持而设置的。另外,当在盖部40的固定中不使用粘接剂B的情况下,盖部40通过扣合部6的固定功能而相对于壳体50恒定地固定。
以上,对本发明的实施方式和变形例进行了说明,但实施方式和变形例中的各结构和它们的组合等只是一例,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。另外,本发明不受实施方式限定。
例如,在上述实施方式中,转子20是在径向上配置于线圈29的内侧的内转子。但是,转子20的配置不限于此,作为一例,转子20也可以是在径向上配置于线圈29的外侧的外转子。
标号说明
1:马达;2:马达主体;2r:外周面6:扣合部;7A:上侧轴承(轴承);20:转子;21:轴;25:定子;30:轴承保持架;40:盖部;41:第1凸部;42:第2凸部;49:开口部;50:壳体(散热器、第1散热器、散热器的一部分);52:第2凹槽部;53:散热器部(散热器主体部);53c:散热面;54:马达主体收纳部;54e:开口;55:元件收纳部;56:肋;60:电路基板;61:基板主体;61A:马达主体重叠部;61B:伸出部;61X:电容器重叠部;65:电容器;80:上散热器(第2散热器、散热器的另一部分);81:第1凹槽部;89:露出部;89a:翅片;B:粘接剂;D:直径;J:中心轴线;S1:尺寸。
Claims (7)
1.一种马达,其具有:
马达主体,其具有能够相对于中心轴线旋转的转子和与所述转子在径向上对置的定子;
电路基板,其与所述马达主体电连接,沿平面方向扩展;
电容器,其安装于所述电路基板的与平面方向垂直的一侧;以及
散热器,其与所述电路基板直接或间接接触,
所述电路基板具有一侧的第1面和另一侧的第2面,
在从与所述电路基板的平面方向垂直的方向观察时,所述第2面具有与所述电容器重叠的电容器重叠区域,
所述散热器在所述电路基板的一侧覆盖所述电容器的侧面的至少一部分,在所述电路基板的另一侧覆盖所述电容器重叠区域,
所述散热器具有:第1散热器;以及第2散热器,
所述第1散热器覆盖所述电容器的侧面,
所述第2散热器覆盖所述电容器重叠区域,
所述马达还具有配置于所述第2散热器和所述电路基板的上侧的盖部,
所述第2散热器与所述电路基板直接或间接接触,
所述盖部覆盖所述电路基板的所述第2面的整体,并且该盖部形成有沿轴向贯通的开口部,
所述第2散热器具有贯通所述开口部而从所述开口部向外部露出的露出部,
所述露出部具有沿轴向延伸并贯通所述开口部的多个翅片。
2.根据权利要求1所述的马达,其中,
所述电容器在与所述电路基板的平面方向垂直的方向的端部具有防爆阀,
所述散热器在整周范围内覆盖所述电容器的侧面。
3.根据权利要求1所述的马达,其中,
所述电容器的侧面具有沿周向延伸的第1区域和与所述第1区域错开并沿周向延伸的第2区域,
所述第1散热器覆盖所述第1区域,
所述第2散热器覆盖所述第2区域。
4.根据权利要求1所述的马达,其中,
所述电容器位于所述马达主体的径向外侧,
所述散热器位于所述电路基板的所述马达主体的轴向的两侧。
5.根据权利要求1所述的马达,其中,
所述电路基板位于与所述马达主体在轴向上不同的位置,
所述电容器位于所述马达主体的径向外侧,
在位于所述电容器的侧面的所述散热器与所述马达主体的外周面之间具有间隙。
6.根据权利要求1所述的马达,其中,
所述马达主体具有:
壳体,其收纳所述定子;以及
轴承保持架,其配置于所述壳体的开口,
所述散热器与所述壳体或所述轴承保持架构成一个部件。
7.根据权利要求1所述的马达,其中,
该马达具有收纳所述定子和所述电路基板的壳体,
所述散热器的一部分位于所述壳体的内部,另一部分露出到所述壳体的外部。
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