CN117083782A - 电动机 - Google Patents

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CN117083782A
CN117083782A CN202280023591.7A CN202280023591A CN117083782A CN 117083782 A CN117083782 A CN 117083782A CN 202280023591 A CN202280023591 A CN 202280023591A CN 117083782 A CN117083782 A CN 117083782A
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resin outer
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堂下加织
索姆猜·斯里蓬潘库尔
帕塔拉瓦迪·法布通
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Fujitsu General Ltd
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • HELECTRICITY
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

本发明的课题在于提供一种能够实现电动机的小型化并且防止覆盖电路基板的绝缘片与树脂外轮廓接触的电动机。为此,本发明的一个方式所涉及的电动机具备:盖构件,覆盖圆筒状的树脂外轮廓的开口端部;电路基板,配置于由上述树脂外轮廓和上述盖构件覆盖的内部空间中,并具有电子部件;绝缘片,具有从上述轴向观察位于比上述电子部件的外周缘靠外侧的周缘部;以及收容部,由从上述树脂外轮廓的内周面侧朝向外径侧凹进去的凹陷形成,并收容上述绝缘片的周缘部的一部分。

Description

电动机
技术领域
本发明涉及电动机,更详细来说涉及内置于电动机额电路基板的绝缘结构。
背景技术
以往,已知有在电动机内部具备控制电动机的旋转驱动的电路基板的电动机。
例如在专利文献1中记载了一种如下结构的无刷马达,其具备:树脂,对定子铁心进行模制;金属托架(盖构件),支承马达的输出相反侧的轴承,并安装于上述马达的输出相反侧的上述树脂的端部;散热片,经由上述金属托架固定于上述树脂的端部,并包括能够***设置于上述金属托架的外表面的孔部的突起部;以及电路基板,配置于马达内部,其中,使上述突起部经由热传导树脂与电路基板上的电子部件接触。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-131127号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来,在这种电动机中,正在谋求小型化,另一方面,由于电动机的输出的增大,搭载于配置在电动机内部的电路基板的电子部件也大型化,与此相伴,覆盖电子部件的绝缘片也大型化。因此,存在大型化的绝缘片与树脂外轮廓的内周面接触的问题。
鉴于以上那样的情况,本发明的目的在于提供一种能够实现电动机的小型化并且防止绝缘片与树脂外轮廓接触的电动机。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明的一个方式所涉及的电动机具备:圆筒状的树脂外轮廓,其在轴向的一端侧具有开口端部;定子,其具备与上述树脂外轮廓一体地形成的线圈以及定子铁心;转子,其配置于上述定子的内径侧;盖构件,其覆盖上述树脂外轮廓的上述开口端部;电路基板,其配置于由上述树脂外轮廓和上述盖构件覆盖的内部空间中,并具有电子部件;绝缘片,其具有从上述轴向观察位于比上述电子部件的外周缘靠外侧的周缘部;以及收容部,其由从上述树脂外轮廓的内周面侧朝向外径侧凹进去的凹陷形成,并收容上述绝缘片的周缘部的一部分。
上述电动机具备收容绝缘片的周缘部的一部分的收容部,因此能够抑制上述树脂外轮廓的径向上的大型化,并且能够使上述绝缘片的周缘部的一部分不与树脂外轮廓的内周面接触地收容于树脂外轮廓内。
在上述电动机中,也可以构成为,绝缘片的周缘部在由树脂外轮廓和盖构件覆盖的内部空间中,位于从盖构件向电路基板侧突出的部分和电子部件成为最短距离的路径上。此时,能够在抑制沿着轴向的绝缘片的厚度增大而实现电动机的轴向的小型化的同时,延长电子部件与盖构件之间的绝缘距离(空间距离),因此能够确保电子部件与盖构件之间的绝缘。
此外,也可以构成为,绝缘片的周缘部不与树脂外轮廓的内周面接触。此时,能够防止经由绝缘片接触的树脂外轮廓的内周面而产生电子部件与盖构件之间的短路,能够防止因沿面距离变短而产生绝缘破坏。
也可以构成为,上述电路基板形成为具有供上述旋转轴贯通的中心孔的圆板状,上述绝缘片配置为与上述中心孔分离。
也可以构成为,上述电路基板还具有突片部,该突片部从上述电路基板的周缘部朝向上述外径侧突出,并具有与上述线圈的端部连接的端子,上述突片部收容于上述收容部。
也可以构成为,沿着上述圆筒状的树脂外轮廓的周向的上述收容部的剖面的面积是上述树脂外轮廓的外周面侧小于上述树脂外轮廓的内周面侧。
也可以构成为,上述电路基板具有表示上述绝缘片的位置的绝缘片定位部。
也可以构成为,上述绝缘片具有传热性,上述盖构件具有经由上述绝缘片与上述电子部件热接触的接触部。
也可以构成为,上述盖构件还具有突起部,该突起部朝向上述电子部件突出,并在与上述电子部件对置的面具有上述接触部。
也可以构成为,上述绝缘片的传热部由上述电子部件和上述突起部夹持。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够实现电动机的小型化并且防止绝缘片与树脂外轮廓接触的电动机。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的电动机的剖视图。
图2是上述电动机中的盖构件的立体图,(A)是正面侧立体图,(B)是背面侧立体图。
图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的电动机的主要部分的图,(A)是表示盖构件的突起部与电子部件的连接部的主要部分的侧剖视图,(B)是从盖构件侧观察的电子部件的俯视图。
图4是说明盖构件的突起部与电子部件之间的绝缘距离的侧剖视图。
图5是上述绝缘距离的一般性的说明图。
图6是从盖构件侧观察的树脂外轮廓内部的俯视图。
图7是树脂外轮廓内部的立体图。
图8是收容部周边的剖视图。
图9是本发明的变形例所涉及的电动机的主要部分的剖视图,(A)是表示空间距离的图,(B)是表示沿面距离的图。
图10是绝缘片与树脂外轮廓的内周面接触的图。
具体实施方式
接着,参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中,对于相同或类似的部分标注相同或类似的符号。但是,需要注意的是,附图是示意性的,可能与现实不同。因此,关于具体的构成部件,应当参考以下的说明进行判断。
此外,以下所示的实施方式是例示用于将本发明的技术思想具体化的装置、方法的实施方式,本发明的技术思想并不将构成部件形状,结构、配置等限定于下述内容。本发明的技术思想在权利要求书所记载的权利要求所规定的技术范围内,能够施加各种变更。
<第一实施方式>
图1是第一实施方式所涉及的电动机1的剖视图。本实施方式的电动机1例如用于搭载于空调机的室内机的送风风扇的旋转驱动源。
[电动机的整体结构]
电动机1具备定子2(定子铁心21)、转子3、树脂外轮廓10、第一轴承71、第二轴承81、盖构件4以及电路基板5。
定子铁心21与树脂外轮廓10一体地形成。
转子3固定于旋转轴6,配置于定子铁心21的内径侧。
树脂外轮廓10是在与旋转轴6的轴心C平行的方向(以下也称为轴向)的一端具有开口端部101的圆筒形状。
盖构件4配置为覆盖树脂外轮廓10的开口端部101。
电路基板5配置于由树脂外轮廓10和盖构件4覆盖的内部空间中。
以下,作为例子,将在产生旋转磁场的圆筒状的定子2的径向的内侧以能够旋转的方式配置有具有永久磁铁部31的圆柱状的转子3的内转子型的无刷DC马达作为电动机1来进行说明。另外,电动机1当然不限于此,例如也可以是外转子型的无刷DC马达、AC马达等其他电动机。
此外,在以下的说明中,旋转轴6的轴心C也是电动机1的中心轴即转子3的旋转轴。所谓径向,是指通过轴心C且与轴向正交的方向。此外,所谓内径侧,是指径向的内侧,所谓外径侧,是指径向的外侧。进而,所谓周向,是指以轴心C为中心的旋转方向。
(转子)
转子3具有环状的永久磁铁部31和转子主体30。转子主体30具有外周面和内周面。在转子主体30的外周面固定永久磁铁部31。在转子主体30的内周面固定旋转轴6。由此,旋转轴6与转子主体30成为一体地旋转驱动。
转子3是在上述外周面呈环状地固定有永久磁铁部31的表面磁铁型。永久磁铁部31以N极和S极在周向上等间隔地交替出现的方式由多个(例如8或10个)永久磁铁形成为环状。另外,永久磁铁部31典型地由Nd-Fe-B系合金等金属烧结体形成,但除此以外,也可以使用通过将磁铁粉末用树脂固定而形成为环状的塑料磁铁。
如图1所示,转子主体30具有外周侧铁心32、绝缘构件33以及内周侧铁心34。
外周侧铁心32形成为环状,形成转子主体30的外周面。外周侧铁心32是由多张电磁钢板等软磁性材料构成的板的层叠体。内周侧铁心34形成为环状,形成转子主体30的内周面。
内周侧铁心34是由多张电磁钢板等软磁性材料构成的板的层叠体。在内周侧铁心34的中心,通过压入或铆接等固接有旋转轴6。
绝缘构件33将外周侧铁心32与内周侧铁心34之间电绝缘。由此,能够降低电动机1的定子侧的静电电容与转子侧的静电电容之差而抑制轴承71、81的电蚀。绝缘构件33由PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等电介质的树脂形成,固定于外周侧铁心32与内周侧铁心34之间。绝缘构件33可以是环状的成型体,也可以是通过嵌件成型等填充于外周侧铁心32与内周侧铁心34之间的树脂材料。
(定子)
定子2具备:定子铁心21,具有圆筒形状的磁轭部和从该磁轭部向内径侧延伸的多个齿部;多个绕组(线圈)22,卷绕于齿部。定子铁心21例如是由多张电磁钢板等软磁性材料构成的板的层叠体。多个线圈22包括U相、V相以及W相这3种线圈。这些线圈例如经由电气中性点(N点)相互连接。该定子2(定子铁心21)的外周面由树脂外轮廓10覆盖(参照图1)。定子2以转子3的永久磁铁部31在径向上隔着空隙(磁隙)与定子2的定子铁心21对置的方式配置。
(树脂外轮廓)
树脂外轮廓10由绝缘性的树脂材料构成。如图7所示,树脂外轮廓10形成为在轴向的一端侧(在本实施方式中为旋转轴6的输出相反端部61侧)具有开口端部101的中空圆筒状。在此,所谓输出相反端部61,是指旋转轴6的与输出端部62相反侧的端部。所谓输出端部62,是指电动机1的负载侧(与负载连接的一侧)的端部。
如上所述,树脂外轮廓10与定子2一体成型。构成树脂外轮廓10的树脂材料并无特别限定,例如由BMC(Bulk Molding Compound:不饱和聚酯树脂)树脂形成。
此外,树脂外轮廓10具有载置面9。载置面9是形成于树脂外轮廓10的内周面10a侧且与轴向垂直的平面,设置于在轴向上比转子3靠旋转轴6的输出相反端部61侧。载置面9支承后述的电路基板5。在本实施方式中,载置面9是以从树脂外轮廓10的内周面10a向内径侧突出的方式设置的台阶部的上述输出相反端部61侧的面。载置面9可以在树脂外轮廓10的内周面10a沿着其周向连续地形成,也可以沿着其周向空开间隔地形成于多处。
树脂外轮廓10还具有收容后述的第二轴承81的第二轴承收容部82。第二轴承收容部82的大致形状是以轴心C为中心的一端侧被堵塞的圆筒形状。第二轴承收容部82设置于树脂外轮廓10的与开口端部101相反侧的底部102。
(电路基板)
图6是从盖构件4侧(开口端部101侧)观察的树脂外轮廓10的内部的俯视图。图7是树脂外轮廓10的内部的立体图。
电路基板5包括布线基板50、以及搭载于布线基板50的表面(旋转轴6的输出相反端部61侧的面)的因通电而发热的电子部件51。电路基板5具有供旋转轴6贯通的中心孔50a,形成为大致圆板形状。电路基板5的周缘部支承于载置面9,例如通过粘接、粘合、螺纹紧固、焊接等固定。
如图7所示,载置面9具有:圆弧状的第一区域9a,沿着树脂外轮廓10的内表面形成;以及多个(本例中为5个)第二区域9b,从第一区域9a朝向树脂外轮廓10的外周面10b侧(外径侧)延伸。第一区域9a支承电路基板5的外周缘部,第二区域9b支承后述的电路基板5的突片部54。第二区域9b形成于在树脂外轮廓10上形成的后述的凹部104。
进而,在载置面9设置有贯通电路基板5的多个(本例中为2个)定位销9c。
电路基板5具有多个(本例中为5个)突片部54。各突片部54以从电路基板5的周缘部向树脂外轮廓10的外周面10b侧(外径侧)突出的方式延伸,并具有与线圈22的端部221连接的端子56。各突片部54配置于载置面9的第二区域9b。并且,各突片部54的端子56与从载置面9突出的线圈22的端部221连接(参照图6、图7)。端子56与电子部件51电连接,将从电子部件51输出的驱动信号向各线圈22进行供给。电路基板5通过多个定位销9c而定位在载置面9上,并且通过各端子56与线圈的端部221的焊接而固定在载置面9上。
在本实施方式中,线圈22的端部221构成为贯通突片部54,但并不限于此。例如,也可以将端子56配置于突片部54的载置面9侧的面,使其与线圈22的端部221接触,将线圈22与电路基板5电连接。
此外,如图6、图7所示,也可以在树脂外轮廓10的内周面10a部分地设置收容上述突片部54的定位用的凹部104,由此也能够将电路基板5以在周向上定位的状态固定于载置面9。
此外,在本实施方式中,电路基板5形成为具有供旋转轴6贯通的中心孔50a的圆板形状,因此能够扩大电路基板5上的安装面积。另外,电路基板5的形状并不限于圆板形状,例如也可以是四边形状。
如图3的(A)、(B)所示,电子部件51具有部件主体510、以及从部件主体510的对置的2个侧面延伸出的导线部511。另外,导线部511并不限于从部件主体51的2个侧面延伸的情况,也可以仅从1个侧面延伸,还可以从4个侧面延伸。部件主体510是内置半导体元件的合成树脂制的封装部。导线部511由与布线基板50电连接的多个金属制的外部端子构成,形成电子部件51的外周缘的至少一部分。因通电而发热的电子部件51主要是电源功率IC、马达驱动电流的控制用IC等半导体封装部件,也可以是电容器等无源部件。
另外,在布线基板50上,除了电子部件51以外,还搭载有与电源线缆连接的连接器部件等其他部件,但省略它们的图示。上述电源线缆通过在树脂外轮廓10的开口端部101的附近遍及其周向的给定角度范围形成的线缆插通部105(参照图6、图7)而与未图示的电源连接。
(轴承)
如图1所示,第一轴承71是具有外圈711、内圈712、多个滚珠713等的滚珠轴承。第二轴承81是具有外圈811、内圈812、滚珠813等的滚珠轴承。
第一轴承71的外圈711固定于盖构件4(第一轴承收容部41),第一轴承71的内圈712固定于旋转轴6的输出相反端部61侧。第二轴承81的外圈813固定于树脂外轮廓10(第二轴承收容部82),第二轴承81的内圈812固定于旋转轴6的输出端部62。由此,旋转轴6被第一轴承71以及第二轴承81支承为能够相对于盖构件4以及树脂外轮廓10绕轴心C旋转。
(盖构件)
盖构件4具有第一轴承收容部41、圆板部42、环状突出部43以及突起部44。盖构件4安装并固定于树脂外轮廓10的开口端部101。盖构件4由铝等热传导性优异的金属材料形成。盖构件4分别一体地成型圆板部42、环状突出部43和突起部44。盖构件4例如通过压铸(铸造)而成型。
盖构件4具有作为通过覆盖树脂外轮廓10的开口端部101而封闭树脂外轮廓10的开口的盖(托架)的功能、作为支承第一轴承71的轴承收容部(轴承座)的功能、以及作为使由电动机内部的电子部件51产生的热向电动机外部散热的散热构件的功能。盖构件4使用未图示的多个螺纹构件固定于树脂外轮廓10的开口端部101。
图2的(A)是盖构件4的内表面侧(图1中下表面侧)的立体图,图2的(B)是盖构件4的外表面侧(图1中上表面侧)的立体图。
圆板部42是具有以轴心C为中心的中心孔40的圆环状的板部。在本实施方式中,圆板部42的外径是与树脂外轮廓10的开口端部101的外径相同或大致相同的大小。如图2的(A)、(B)所示,圆板部42具有上表面423及其相反侧的背面424。如后所述,在圆板部42的上表面部423,形成有第一轴承收容部41。在圆板部42的背面424,设置有轴向定位部420、环状突出部43以及突起部44。
环状突出部43形成为从圆板部42的背面424侧朝向电路基板5侧突出。此外,环状突出部43具有与树脂外轮廓10的内周面10a抵接的径向定位部430。
突起部44配置于比环状突出部43靠内径侧,从圆板部42的背面424侧朝向电路基板5侧突出,并具有与电路基板5(在本实施方式中为电子部件51)热接触的接触部441。在本实施方式中,如图1所示,突起部44在将盖构件4安装于树脂外轮廓10时,在径向上,配置于第一轴承收容部41与环状突出部43之间的区域,与电子部件51对置。
以下,对各部的详情进行说明。
(第一轴承收容部)
第一轴承收容部41收容第一轴承71。第一轴承收容部41具有以轴心C为中心的大致圆筒形状,收容第一轴承71。第一轴承收容部41形成于圆板部42的中心孔40的内周缘部401的上表面423侧。
(圆板部)
圆板部42具有轴向定位部420。如图2的(A)所示,轴向定位部420形成于圆板部42的外周缘部422的背面424侧。在本实施方式中,所谓外周缘部422,是指圆板部42中的比环状突出部43靠外径侧的区域。
比外周缘部422靠内径侧的区域中的圆板部42的轴向的厚度可以比外周缘部422的轴向的厚度薄。在使比外周缘部422靠内径侧的区域中的圆板部42的厚度比外周缘部422薄的情况下,如图2的(A)所示,也可以在圆板部42的背面424侧设置多个肋部425。多个肋部425从第一轴承收容部41朝向环状突出部43形成为放射状。通过设置多个肋部425,能够确保盖构件4的强度。
轴向定位部420形成于外周缘部422的背面424侧,与树脂外轮廓10的开口端部101抵接。如图1所示,轴向定位部420在轴心C的方向上与开口端部101对置。轴向定位部420如图2的(A)所示,外周缘部422的背面424侧整个区域由与轴心C正交的平面形成,但不限于此。例如,盖构件4的轴向定位部420也可以具有朝向开口端部101突出的环状的突出部,还可以在树脂外轮廓10的开口端部101具有与该突出部对应的环状的槽部。该突出部的从径向观察的剖面可以是梯形状,也可以是曲面形状。
如图2的(A)、(B)所示,在圆板部42的外周缘部422的多处,形成有供螺钉插通的孔部421。孔部421在本实施方式中,在外周缘部422以等角度间隔设置3处。另外,设置于外周缘部422的孔部421的数量、位置能够适当变更,也可以不在外周缘部422设置孔部421。在本实施方式中,在树脂外轮廓10的开口端部101,在与孔部421对置的位置形成有螺钉承接部103。盖构件4通过插通于各孔部421的多个螺钉而固定于树脂外轮廓10的开口端部101。此时,盖构件4相对于树脂外轮廓10的开口端部101在其周向上被定位。
圆板部42还具有在其外周缘部422的一部分遍及给定角度范围形成的切口部426。切口部426设置于与在树脂外轮廓10的开口端部101的附近形成的上述线缆插通部对应的位置。由此,在将盖构件4组装于树脂外轮廓10的开口端部101时,能够将切口部426用作相对于树脂外轮廓10的周向的定位的标记。
(环状突出部)
如上所述,环状突出部43具有径向定位部430。在本实施方式中,径向定位部430形成于与树脂外轮廓10的开口端部101的内周面10a抵接的环状突出部43的外周面。即,如图1、图2的(A)所示,径向定位部430具有与树脂外轮廓10的内周面10a嵌合的圆筒面。
如图2的(A)所示,环状突出部43在圆板部42的背面424,形成为以轴心C为中心的圆环状。如图1所示,环状突出部43的与轴心C平行的剖面为大致长方形状。此外,如图2的(A)所示,环状突出部43无间断地在周向上连续地形成,但不限于此,也可以在一部分间断。
(突起部)
如上所述,突起部44配置于比环状突出部43靠内径侧,从圆板部42的背面424朝向轴向上的电路基板5侧突出。
如图2的(A)所示,在本实施方式中,突起部44为朝向搭载于电路基板5上的电子部件51突出的长方体形状的块。进而,突起部44具有与电子部件51对置的接触部441。另外,突起部44的形状并不限于长方体形状,例如也可以为圆柱形状。
如图1所示,突起部44向轴向的突出高度优选形成为比环状突出部43的突出高度大。这里所说的突出高度,是指以圆板部42的背面424为基准向轴向的电路基板侧突出的高度。在本实施方式中,突起部44的接触部441位于比环状突出部43的轴向的前端部靠近电路基板5的位置。突起部44的上述突出高度设定为在圆板部42的轴向定位部420与树脂外轮廓10的开口端部101抵接时,突起部44的接触部441与电子部件51的上表面形成给定范围的大小的间隙。
接触部441的从电子部件51侧观察的形状可以与电子部件51的形状相匹配地形成,例如为四边形状的平面(参照图2的(A))。从轴向观察,接触部441的面积比电子部件51的面积小。接触部441也可以在盖构件4的基于压铸等的成型后,通过车床等加工成平面。在该情况下,由于突起部44向轴向的突出高度形成为比环状突出部43的突出高度大,因此在利用车床等对接触部441的加工时,能够防止环状突出部43成为障碍。由此,能够将盖构件4的轴向定位部420和接触部441的轴向高度设为适当的尺寸,即使在盖构件4通过压铸(铸造)而成型的情况下,也能够抑制盖构件4的轴向的加工偏差和组装偏差。
在本实施方式中,接触部441形成于突起部44的前端,但并不限于此。例如,根据电子部件51的高度、圆板部42与电路基板5之间的距离等,也可以不设置突起部44而使电子部件51与圆板部42直接接触。在该情况下,圆板部42的背面部424的与电子部件51热接触的部分成为接触部441。
图3的(A)是表示图1中的突起部44与电子部件51之间的连接部的放大图。图3的(B)是从突起部44观察的电子部件51的概略俯视图。
如图3的(A)所示,在电子部件51与突起部44之间,从电子部件51侧起依次配置有绝缘片52和粘接构件53。
作为绝缘片52,优选为热传导性良好且绝缘性高的绝缘片,例如使用硅树脂制的散热片。关于粘接构件53也同样地,优选为热传导性良好且绝缘性高的构件,例如使用硅树脂制的粘接剂。
在本实施方式中,在突起部44与绝缘片52之间,设置有粘接构件53,突起部44的接触部441经由绝缘片52以及粘接构件53与电子部件51热接触。另外,并不限于此,突起部44也可以与绝缘片52直接抵接。
粘接构件53不仅将绝缘片52与突起部44粘接,还通过粘接构件53的变形来吸收突起部44与电子部件51的轴向的位置的偏差。进而,粘接构件53在盖构件4向树脂外轮廓10嵌合时,通过粘接构件53的变形来释放从突起部44向电子部件51的按压力。由此,能够确保突起部44与电子部件51的稳定的热连接并提高传热性,并且能够防止电子部件51、电路基板5由于从突起部44向轴向施加的力而破损。
接触部441与电子部件51之间的距离设定为将绝缘片52的厚度与粘接构件53的厚度相加的合计的厚度以下。由此,能够经由绝缘片52以及粘接构件53使接触部441与电子部件51的上表面稳定地接触。
在本实施方式中,如图3的(A)所示,在突起部44的接触部441的周围,还设置有缩窄部442。缩窄部442由形成于接触部441侧的突起部44的周围的台阶部443形成。在将突起部44按压于粘接构件53时,缩窄部442使向突起部44的外侧溢出的粘接构件53的一部分向缩窄部442的外周面侧退避。由此,突起部44与绝缘片52稳定地接触,因此能够实现突起部44与传热构件52之间的粘接强度以及传热性的提高。
(绝缘片)
接着,对绝缘片52的详情进行说明。如图3的(B)所示,绝缘片52从轴向观察,形成为能够包覆电子部件51的整体的大小的大致四边形状。俯视时,绝缘片52具有传热部521、中间部522以及周缘部523这3个区域。
传热部521是位于绝缘片52的大致中央、由电子部件51和突起部44的接触部441夹持的区域。传热部521形成突起部44与电子部件51之间的传热路径。中间部522是位于传热部521与周缘部523之间的大致矩形且环状的区域。
周缘部523形成于于传热部521的外侧。即,是从突起部44观察位于比电子部件51的外周缘L靠外侧的矩形环状的区域。周缘部523可以与电子部件51的导线部511接触,也可以不接触。此外,电子部件51的外周缘L是在从轴向观察时电子部件51的整体所占的区域的边界部,在本实施方式中如图3的(B)所示,是包围形成电子部件的外形的部件主体510以及导线部511的虚拟的矩形框。
绝缘片52的周缘部523包括遮蔽部524。遮蔽部524是周缘部523的一部分,如图3的(A)所示,位于电子部件51的导线部511与盖构件4的环状突出部43成为最短距离的路径上。遮蔽部524的形成范围并无特别限定,只要能够增大从位于环状突出部43侧的部件主体510的侧面延伸出的导线部511与环状突出部43的空间距离即可。
(收容部)
树脂外轮廓10还具有收容部11。如图6、7所示,收容部11由从树脂外轮廓10的内周面10a侧朝向外周面10b侧(外径侧)凹进去的凹陷形成。收容部11收容绝缘片52的周缘部523的一部分。收容部11的内壁面110与绝缘片52的周缘部523分离。在本实施方式中,收容部11收容包覆电子部件51的绝缘片52的周缘部523中的、最接近树脂外轮廓10的内周面10a的角部。从盖构件4观察的收容部11的开口形状为与沿着树脂外轮廓10的周向的内周面10a侧的边相比外周面10b侧的边较短的大致梯形状,具有将收容电路基板5的突片部54中的一个的凹部104的开口部向周向的单侧扩张的形状。沿着树脂外轮廓10的周向的收容部11的剖面的面积是树脂外轮廓10的外周面10b侧小于树脂外轮廓10的内周面10a侧。
图8是收容部11周边的纵剖视图。如图8所示,收容部11具有从其上方的开口侧(树脂外轮廓10的开口端部101)朝向下方的载置面9侧倾斜的锥形面111作为内壁面110之一。该锥形面111通过相对于盖构件4的环状突出部43的外周面(径向定位部430)所抵接的树脂外轮廓10的内周面10a倾斜,从而避免与绝缘片52的周缘部523的干涉。锥形面111的形成位置、形成角度并无特别限定,能够根据绝缘片52的位置、周缘部的形状等任意地设定。
另外,收容部11并不限定于在其内壁面110形成锥形面111的情况,只要内壁面110不与绝缘片52干涉(接触)即可。即,收容部11的内壁面110与绝缘片52的周缘部523分离即可。例如,收容部11的内壁面110也可以仅由沿着轴向的壁面形成。在本实施方式中,在收容部11的内壁面110与绝缘片52之间,形成有能够确保后述的绝缘距离的给定间隙。
此外,绝缘片52以在与旋转轴6之间形成有给定间隙E的状态配置。给定间隙E只要是能够确保后述的绝缘距离(特别是空间距离)的距离即可。
在本实施方式中,收容部11形成为收容电路基板5的突片部54的定位用的凹部104的一部分。由此,无需在树脂外轮廓10的内周面10a另外设置凹形状的收容部。另外,收容部11并不限于形成为凹部104的一部分的情况,也可以与凹部104独立地形成。此外,如图6所示,能够兼作收容部11的凹部104也可以预先设置有多个。由此,能够根据电子部件51的搭载位置、绝缘片52的形状、大小等,将任意的凹部104用作收容部11。
电路基板5具有表示绝缘片52的位置的绝缘片定位部55。由此,绝缘片52能够容易地配置到不与树脂外轮廓10以及旋转轴6接触的位置,因此绝缘片52的安装作业性提高。绝缘片定位部55的形态并无特别限定,在本实施方式中,如图6所示,绝缘片定位部55由大致L字状的线形成,在电路基板5的表面例如通过丝网印刷来形成。由此,能够容易地确认配置绝缘片52的角部的位置。因此,通过使绝缘片52的角部与绝缘片定位部55的L字状的线对位,能够容易地使绝缘片52的其他角部位于在树脂外轮廓10形成的收容部11的给定位置。从盖构件4观察时,绝缘片定位部55与绝缘片52的角部可以一致,也可以不一致。绝缘片定位部55并不限于由L字状的线形成的情况,例如,也可以由I字状的线形成。在该情况下,能够容易地确认配置绝缘片52的周缘部523的一边的位置。
[绝缘片的作用]
如上所述,本实施方式的绝缘片52具有:传热部521,其由电子部件51和突起部44的接触部441夹持;以及周缘部523,其设置于传热部521的外侧,并从突起部44观察位于比电子部件51的外周缘L靠外侧。因此,绝缘片52从突起部44观察覆盖电子部件51。通过绝缘片52从突起部44观察覆盖电子部件51,能够确保电子部件51的导线部511与突起部44之间的充分的绝缘距离(空间距离、沿面距离)。
所谓空间距离,是指2个导电构件(充电部与可接触部)之间的通过空间的最短距离。此外,所谓沿面距离,是指2个导电构件(充电部与可接触部)之间的沿着绝缘物的表面的最短距离。所谓充电部,是指在电动机的内部被施加电压的导电部件。在本实施方式中,作为充电部,具备具有金属制的导线部511的电子部件51。此外,所谓可接触部,是指露出于电动机的外部且用户能够接触的部件。在本实施方式中,作为可接触部,具备金属制的盖构件4。绝缘距离是指空间距离和沿面距离这两者的总称。
在此,参照图4对空间距离A以及沿面距离B进行说明。
空间距离A是电子部件51的金属部即导线部511与突起部44之间的、通过空间的最短距离。在本实施方式中,空间距离A是由从导线部511到绝缘片52的周缘部523的一条直线构成的距离与由从绝缘片52的周缘部523到突起部44的一条直线构成的距离之和。此外,如图4所示,沿面距离B是沿着绝缘片52表面测定出的电子部件51的金属部即导线部511与突起部44之间的最短距离。在本实施方式中,沿面距离B是从导线部511按照电子部件51的部件主体510、绝缘片52、粘接构件53的顺序沿着各表面到突起部44的距离。
根据本实施方式的电动机1,由于绝缘片52的周缘部523位于比电子部件51的外周缘L靠外侧,因此能够将作为充电部的电子部件51的导线部511与作为可接触部的盖构件4的突起部44的绝缘距离(空间距离A,沿面距离B)在与突起部44正交的方向上延长。由此,能够减少轴向的绝缘片52的厚度,实现电动机1的轴向的小型化。
本实施方式的电动机1相当于被分类为不具备保护地线的II类设备的电子设备。所谓II类设备,是基于绝缘方法的不同的产品的分类名之一,是针对触电的保护不是采用单纯的基本绝缘而是采用双重绝缘或强化绝缘这样的追加的安全对策的设备,是不进行保护接地的设备。
所谓基本绝缘,是指进行针对触电的基本保护的绝缘,要求与动作电压相应的绝缘距离(沿面距离、空间距离)。
所谓双重绝缘,是指由基本绝缘和附加绝缘这两者构成的绝缘。所谓附加绝缘,是指为了在基本绝缘破坏的情况下进行针对触电的保护而对基本绝缘追加实施的独立的绝缘。
所谓强化绝缘,是指能够在机械、电气方面与双重绝缘同等地进行针对触电的保护的单一的绝缘。
例如,根据作为电子设备的安全标准之一的IEC(International Electrotechnical Commission:国际电工委员会)60335-2-40,在II类设备的情况下,在为过电压类别:II、污损度:3、材料组:IIIa时,作为标准值,要求充电部与可接触部之间的空间距离A确保3mm以上,沿面距离B确保12.6mm以上。
例如,如图5所示,在经由与电子部件51大致相同面积的绝缘片52B将电子部件51与盖构件4B连接的情况下,为了在电子部件51的导线部511与盖构件4B之间满足上述标准值,需要增大传热构件52B的厚度以确保电子部件51与盖构件4B之间的绝缘距离(空间距离A、沿面距离B)。然而,在该情况下,由于绝缘片52B的厚度方向上的设备的大型化、传热构件52B的厚度的增大,因而无法避免电子部件51与盖构件4B之间的热阻的增大。
与此相对,根据本实施方式,如图4所示,绝缘片52的周缘部523位于比电子部件51的外周缘L(导线部511)靠外侧,因此能够使从导线部511到突起部44的绝缘距离(空间距离A、沿面距离B)比图5所示的结构长。此外,由于沿面距离B也与空间距离A同样地经由绝缘片52的周缘部523,因此能够增加到突起部44的距离。由此,能够抑制绝缘片52的厚度的增大而实现电动机1的轴向的小型化,并且能够减少电子部件51与盖构件4之间的热阻而实现电子部件51的散热性的提高。
进而,根据本实施方式,如图3的(A)所示,绝缘片52的周缘部523具有位于导线部511与环状突出部43之间的遮蔽部524,因此也能够确保导线部511与环状突出部43之间的绝缘距离(空间距离D)。因此,能够防止在导线部511与环状突出部43之间由于短路而产生放电。
此外,根据本实施方式,从轴向观察,接触部441的面积比电子部件51的面积小,因此能够增加从导线部511到突起部44的绝缘距离、特别是沿面距离B。由此,能够在轴向上将绝缘片52设得较薄,因此能够在轴向上使电动机1小型化。
另外,如上所述,绝缘片52以在与旋转轴6之间形成给定间隙E的方式配置。给定间隙E是上述的空间距离。例如,作为上述的情况下的标准值,空间距离需要确保3mm以上。通过设置上述给定间隙E,能够确保旋转轴6与电路基板5的绝缘距离。
[收容部的作用]
如上所述,绝缘片52具有:传热部521,其由电子部件51和盖构件4夹持;以及周缘部523,其从轴向观察位于比电子部件51的外周缘L靠外侧(换言之,在绝缘片52中设置于传热部521的外侧)。绝缘片52的周缘部523的一部分收容于收容部11。此外,绝缘片52的周缘部523与树脂外轮廓10的收容部11的内壁面以形成给定间隙的方式分离。由此,如图8所示,能够将绝缘片52的周缘部523的一部分不与树脂外轮廓10的内周面10a以及收容部11的内壁面接触地收容于树脂外轮廓10内。因此,即使在使用面积较大的绝缘片52的情况下,也能够防止绝缘片52的周缘部523与树脂外轮廓10接触,能够确保电子部件51与盖构件4的沿面距离B。此外,收容部11由从树脂外轮廓10的内周面10a侧朝向外径侧(外周面10b侧)的凹陷形成,因此能够抑制树脂外轮廓10在其径向上大型化。
在此,将具备没有收容部11的树脂外轮廓10C的电动机1C的内部结构示于图10。在未形成收容部11的情况下,绝缘片52的周缘部523的一部分与树脂外轮廓10C的内周面接触,进而,在将绝缘片52配置到电子部件51上时,如图10所示,绝缘片52的周缘部523以向上方侧翻起的方式变形。因此,在该状态下,与绝缘片52的周缘部523不与树脂外轮廓10C的内周面接触的情况相比,在电子部件51与环状突出部43之间产生由沿面距离B1表示的短路,因此无法在电子部件51与盖构件4之间确保充分的沿面距离,有可能产生经由树脂外轮廓的内表面的电子部件与盖构件之间的绝缘破坏。另一方面,若增大树脂外轮廓10C的内径以使得绝缘片52与树脂外轮廓10C的内周面不接触,则无法避免电动机1C的径向上的大型化。
与此相对,在本实施方式中,如上所述,在树脂外轮廓10的内周面10a设置有形成为从树脂外轮廓10的内周面10a侧朝向外径侧凹陷的收容部11,该收容部11收容有绝缘片52的周缘部523的一部分。由此,能够避免因绝缘片52搭上树脂外轮廓10的内周面10a而引起的绝缘片52与树脂外轮廓10的接触,并且能够抑制树脂外轮廓10的径向的大型化。因此,能够通过使用面积较大的绝缘片52来增大电子部件51与突起部44之间的沿面距离,并且能够防止在电子部件51与环状突出部43之间产生经由绝缘片52与树脂外轮廓10的内周面10a的短路。
此外,收容部11也具备收容电路基板50的突片部54的凹部104的功能,因此不需要在树脂外轮廓10的内周面10a另外设置凹形状的收容部。因此,能够确保树脂外轮廓10的径向上的厚度,相比于与凹部104分开地形成收容部11的情况,容易确保树脂外轮廓10的机械强度。
此外,由于收容部11也具备凹部104的功能,因此在通过焊接将线圈22的端部221与端子56连接时,能够通过收容部11较大地确保从树脂外轮廓10的开口侧***的未图示的烙铁所进行的焊接的作业空间,能够提高作业性。
此外,如上所述,收容部11从轴向观察,形成为随着朝向外径侧而径向的宽度变窄的梯形状。由此,能够将收容绝缘片52的周缘部523的一部分的收容部11的空间限制得较小。因此,能够确保树脂外轮廓10的径向上的厚度,能够确保树脂外轮廓10的机械强度。
<变形例>
图9的(A)、(B)是本发明的变形例所涉及的电动机1A的主要部分的剖视图。
以下,主要对与第一实施方式不同结构进行说明,对于与第一实施方式相同的结构标注相同的符号并省略或简化其说明。
如图9的(A)、(B)所示,本实施方式的盖构件4A在突起部44A具有倾斜部440这一点上与第一实施方式不同。关于倾斜部440,突起部44A的与轴向垂直的剖面的面积随着从圆板部42A朝向电子部件51而变小。倾斜部440以突起部44A成为以接触部441为顶部的四角锥台形状的方式分别设置于突起部44A的4个侧面。另外,突起部44A的形状并不限于四角锥台形状,例如,也可以是圆锥台形状。
绝缘片52A如图9的(A)、(B)所示,具有从突起部44A遮蔽电子部件51的导线部411的周缘部523。通过倾斜部440,能够增加从导线部511向突起部44A的绝缘距离、特别是沿面距离B。由此,能够将绝缘片52A在轴向上设得较薄,因此能够使电动机1B在轴向上小型化。
在以上的各本实施方式中,记载了盖构件4、4A的突起部44为1个的情况,但当然并不限于此,也可以与电子部件等相匹配地设置多个。例如,在不同高度的电子部件为2个以上的情况下,也可以设置多个与各自的高度匹配的突起部,在2个相同高度的电子部件位于附近的情况下,也可以形成为通过一个突起部向2个电子部件突出。
此外,在以上的本实施方式中,例示了与电子部件51热接触的金属部件即突起部44与盖构件4一体地形成的情况,但并不限于此。例如,也可以取代与盖构件4一体的突起部44而将与盖构件4分体的传热用的金属块配置于盖构件4与电子部件51之间。在该情况下,在盖构件4中与金属块接触的部位成为与电路基板5的电子部件51热接触的接触部441。
此外,在以上的本实施方式中,以在电动机1的旋转轴6的一个端部设置负载(转矩)并对该负载进行输出的单轴马达为例进行了说明,但也可以是在旋转轴6的两端部设置负载(转矩)并对该负载进行输出的双轴马达。
此外,在以上的本实施方式中,电路基板5为沿着树脂外轮廓10的内周面10a的圆板形状,但当然并不限于此。只要是能够支承于载置面9的形状即可,例如也可以是长方形状。
进而,在以上的实施方式中,转子主体30由外周侧铁心32、绝缘构件33以及内周侧铁心34的三分割结构构成,但并不限于此,也可以由单一的铁心构件构成。
符号说明
1、1A…电动机
4、4A…盖构件
10…树脂外轮廓
10a…内周面
10b…外周面
101…开口端部
104…凹部
11…收容部
2…定子
21…定子铁心
3…转子
31…永久磁铁部
32…外周侧铁心
33…绝缘构件
34…内周侧铁心
41…第一轴承收容部
42、42A…圆板部
43、43A…环状突出部
44、44A…突起部
420、420A…轴向定位部
430、430A…径向定位部
5…电路基板
51…电子部件
52、52A…绝缘片
54…突片部
511…导线部
523…周缘部
6…旋转轴
C…轴心。

Claims (9)

1.一种电动机,其具备:
圆筒状的树脂外轮廓,其在轴向的一端侧具有开口端部;
定子,其具备与所述树脂外轮廓一体地形成的线圈以及定子铁心;
转子,其配置于所述定子的内径侧;
盖构件,其覆盖所述树脂外轮廓的所述开口端部;
电路基板,其配置于由所述树脂外轮廓和所述盖构件覆盖的内部空间中,并具有电子部件;
绝缘片,其具有从所述轴向观察位于比所述电子部件的外周缘靠外侧的周缘部;以及
收容部,其由从所述树脂外轮廓的内周面侧朝向外径侧凹进去的凹陷形成,并***述绝缘片的周缘部的一部分。
2.根据权利要求1所述的电动机,其中,
所述绝缘片的所述周缘部与所述树脂外轮廓的所述收容部的内壁面分离。
3.根据权利要求1或2所述的电动机,其中,
所述电动机具有固定所述转子的旋转轴,
所述电路基板形成为具有供所述旋转轴贯通的中心孔的圆板状,
所述绝缘片与所述中心孔分离地配置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机,其中,
所述电路基板还具有突片部,该突片部从所述电路基板的周缘部朝向所述外径侧突出,并具有与所述线圈的端部连接的端子,
所述突片部收容于所述收容部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机,其中,
沿着所述圆筒状的树脂外轮廓的周向的所述收容部的剖面的面积是所述树脂外轮廓的外周面侧小于所述树脂外轮廓的内周面侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机,其中,
所述电路基板具有表示所述绝缘片的配置位置的绝缘片定位部。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动机,其中,
所述绝缘片具有由所述电子部件和所述盖构件夹持的传热部,
所述盖构件具有与所述绝缘片的所述传热部热接触的接触部。
8.根据权利要求7所述的电动机,其中,
所述盖构件还具有突起部,该突起部朝向所述电子部件突出,并在与所述电子部件对置的面具有所述接触部。
9.根据权利要求8所述的电动机,其中,
所述绝缘片的所述传热部由所述电子部件和所述突起部夹持。
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