JP6245379B2 - モータ及びモータの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照しつつ、実施形態に係るモータの概略構成の一例について説明する。
次に、図2〜図4を参照しつつ、アンプ部10の構成の一例について説明する。
図2及び図3に示すように、本体フレーム6の内部には、複数の基板5a,5b,5c,5d,5e、5f,5g,5hが収容されている。基板5a〜5eは、各々の面方向が回転軸方向に沿う姿勢で配置されており、且つ、回転軸方向に垂直な方向(この例では左右方向)に互いに平行となるように並設されている。基板5a〜5eは、右方から左方に向けて、基板5a,5b,5c,5d,5eの順に配置されている。
図2に示すように、基板5c〜5fは放熱フレーム7に取り付けられ、放熱フレームユニット30として本体フレーム6に組み付けられている。放熱フレーム7は、金属(例えばアルミ)等の熱伝導性の高い材料で構成されており、基板5b〜5eの熱を効率良く放熱する。放熱フレーム7は、本体フレーム6の下面6fに取り付けられる略矩形状のベース部11と、ベース部11に立設された基板取付部12とを有する。基板取付部12は、左右方向に平行に並設された板状の2つの取付板部13a,13bと、取付板部13a,13bの上端間を繋ぐ天板部14とを有し、枠体状に形成されている。天板部14の前側は、矩形の開口部14aを形成するように切り欠かれている。基板取付部12の左右方向の位置は、基板配置によって適宜選択されるものであるが、図2では取付板部13aからベース部11の右端部までの距離が取付板部13bからベース部11の左端部までの距離よりも大きくなるように設定されている。
図2及び図3に示すように、基板5a,5bはヒートシンク8に取り付けられ、ヒートシンクユニット20として本体フレーム6に組み付けられている。
図2に示すように、基板5gは、本体フレーム6の後面6bの開口部6b1より挿入され、ヒートシンクユニット20及び放熱フレームユニット30の後側で、図示しないボルトにより本体フレーム6に固定される。基板5gにはコネクタCg1,Cg2(図4参照)が設けられており、基板5aのコネクタCp(図4参照)及び基板5dのコネクタCd3(図4参照)と接続されている。本体フレーム6の開口部6b1には、リアカバー24が図示しないボルトにより固定され、開口部6b1が塞がれる。
次に、図4を参照しつつ、基板5a〜5hの具体例及び各基板の接続関係の一例について説明する。
次に、図5を参照しつつ、モータ1の製造方法の一例について説明する。
以上説明したように、本実施形態のモータ1では、アンプ部10が、アンプ部10の筐体を構成する本体フレーム6と、本体フレーム6における回転軸方向に垂直な方向に位置する下面6fに配置され、本体フレーム6に収容される基板5c,5d,5e,5fが取り付けられた放熱フレーム7とを有する。これにより、次の効果を奏する。
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
図6〜図15を参照しつつ、放熱フレーム7の構成のバリエーションについて説明する。なお、図6〜図15では、放熱フレーム7等、ヒートシンク8、及び基板5a〜5e以外の構成については図示を省略している。
図7は、放熱フレームの第1の変形例を表す模式図である。図7に示すように、第1の変形例の放熱フレーム7aでは、基板取付部12が、取付板部13a,13bと天板部14に加えて、取付板部13aとヒートシンク8の間にベース部11に立設された板状の取付板部15aをさらに有する。パワー基板5aは取付板部15aとヒートシンク8の間に配置され、ゲート基板5bは取付板部15aと取付板部13aの間に配置される。放熱フレーム7aのその他の構成は、図6の放熱フレーム7と同様である。
図8は、放熱フレームの第2の変形例を表す模式図である。図8に示すように、第2の変形例の放熱フレーム7bでは、基板取付部12が、取付板部13a,13bと天板部14に加えて、取付板部13aとヒートシンク8の間にベース部11に立設された2つの取付板部15b,15cをさらに有する。パワー基板5aは取付板部15cとヒートシンク8の間に配置され、ゲート基板5bは取付板部15bと取付板部13aの間に配置される。放熱フレーム7bのその他の構成は、図6の放熱フレーム7と同様である。
図9は、放熱フレームの第3の変形例を表す模式図である。図9に示すように、第3の変形例の放熱フレーム7cでは、図8の放熱フレーム7bの取付板部15bに代えて、上下方向の長さを短くした取付板部15b’が設けられている。放熱フレーム7cのその他の構成は、図8の放熱フレーム7bと同様である。
図10は、放熱フレームの第4の変形例を表す模式図である。図10に示すように、第4の変形例の放熱フレーム7dでは、図6の放熱フレーム7の天板部14が除去されている。放熱フレーム7dのその他の構成は、図6の放熱フレーム7と同様である。
図11は、放熱フレームの第5の変形例を表す模式図である。図11に示すように、第5の変形例の放熱フレーム7eでは、図6の放熱フレーム7aの天板部14が除去されるとともに、基板取付部12が、取付板部13aとヒートシンク8の間に取付板部15aをさらに有する。放熱フレーム7eのその他の構成は、図6の放熱フレーム7と同様である。
図12は、放熱フレームの第6の変形例を表す模式図である。図12に示すように、第6の変形例の放熱フレーム7fでは、図6の放熱フレーム7の取付板部13a及び天板部14が除去されている。放熱フレーム7fのその他の構成は図6の放熱フレーム7と同様である。
図13は、放熱フレームの第7の変形例を表す模式図である。図13に示すように、第7の変形例の放熱フレーム7gでは、図11の放熱フレーム7eの取付板部13a,13bに代えて、上下方向の長さを短くした取付板部13a’,13b’が設けられている。この例では、取付板部13b’は取付板部13a’よりも上下方向の長さが短くなっている。放熱フレーム7gのその他の構成は図11の放熱フレーム7eと同様である。
図14は、放熱フレームの第8の変形例を表す模式図である。図14に示すように、第8の変形例の放熱フレーム7hでは、図6の放熱フレーム7の天板部14に代えて、左右に分断された2つの天板部14b,14cが設けられている。放熱フレーム7hのその他の構成は図6の放熱フレーム7と同様である。
図15は、放熱フレームの第9の変形例を表す模式図である。図15に示すように、第9の変形例の放熱フレーム7iでは、図6の放熱フレーム7の取付板部13aがベース部11に立設されずに天板部14の右端部にネジ13sで取り付けられている。すなわち、放熱フレーム7iは、一体に構成されたベース部11、ベース部11に立設された取付板部13b及び天板部14の部品と、取付板部13aとの2つの部品で構成されている。
図16〜図18を参照しつつ、ヒートシンクユニット20の構成のバリエーションについて説明する。なお、図16〜図18では、ヒートシンク8、熱伝導性シート16a、パワー素子17、樹脂サポート18、パワー基板5a以外の構成については図示を省略している。
図17は、本変形例のヒートシンクユニット20Aの構成の一例を表す模式図である。
図16に示す上記実施形態に係るヒートシンクユニット20では、パワー素子17がリード端子17bによりパワー基板5aに接続される構成であるため、樹脂サポート18によりパワー素子17をヒートシンク8に押圧する構成となっている。本変形例は、パワー素子17がパワー基板5aに直接実装される表面実装型のパワー素子である場合に対応したものである。
上記実施形態のアンプ部10では、本体フレーム6において放熱フレーム7は下方に、ヒートシンク8は右方に、コネクタC61〜C64は上方に配置されたが、これらの本体フレーム6における位置関係は変更することが可能である。図19〜図22を参照しつつ、位置関係のバリエーションについて説明する。なお、図19〜図22では、本体フレーム6、放熱フレーム7、ヒートシンクユニット20、コネクタC61,C62、及びコネクタ受け基板5h等以外の構成については図示を省略している。
図20は、位置関係の第1の変形例を表す模式図である。図20に示すように、第1の変形例のアンプ部10Aでは、本体フレーム6に前後方向から見た形状が略L字状であるコネクタ受け基板5h1が収容されている。コネクタ受け基板5h1は、本体フレーム6の上面6eの内面側に沿った基板部5haと、放熱フレーム7のベース部11と対向するように配置され、本体フレーム6の右面6dの内面側に沿った基板部5hbとを有する。基板部5haは、上面6eのコネクタC61,C62等と接続されている。本体フレーム6は、少なくとも左面6cと下面6fが開口している。
図21は、位置関係の第2の変形例を表す模式図である。図21に示すように、第2の変形例のアンプ部10Bでは、本体フレーム6に前後方向から見た形状が略L字状であるコネクタ受け基板5h2が収容されている。コネクタ受け基板5h2は、本体フレーム6の上面6eの内面側に沿った基板部5haと、放熱フレーム7のベース部11と対向するように配置され、本体フレーム6の左面6cの内面側に沿った基板部5hcとを有する。基板部5haは、上面6eのコネクタC61,C62等と接続されている。本体フレーム6は、少なくとも右面6dと下面6fが開口している。また、放熱フレーム7(放熱フレームユニット30)が図20に示す放熱フレーム7(放熱フレームユニット30)を左右方向に反転した構成となっている。
図22は、位置関係の第3の変形例を表す模式図である。図22に示すように、第3の変形例のアンプ部10Cでは、放熱フレーム7(放熱フレームユニット30)が図19に示す放熱フレーム7(放熱フレームユニット30)を左右方向に反転した構成となっている。コネクタ受け基板5hは図19と同様に配置されている。本体フレーム6は、少なくとも左面6cと下面6fが開口している。
2 モータ部
5a 基板、パワー基板
5b 基板、ゲート基板
5c 基板、電源基板
5d 基板、DC入力基板
5e 基板、制御基板
5f 基板、制御系配線基板
5g 基板、パワー系配線基板
5h 基板、コネクタ受け基板
6 本体フレーム(第1フレームの一例)
6d 右面(第2の面の一例)
6e 上面(第3の面の一例)
6f 下面(第1の面の一例)
7 放熱フレーム(第2フレームの一例)
8 ヒートシンク
10 アンプ部
11 ベース部
12 基板取付部
13a1 基板取付面
13b1 基板取付面
13b2 基板取付面
14a 基板取付面
16b 熱伝導性シート
17 パワー素子(スイッチング素子の一例)
50a インバータ回路(電力変換回路の一例)
50b ゲート回路(駆動回路の一例)
C61〜C64 コネクタ
Claims (12)
- 固定子及び回転子を備えたモータ部と、
前記モータ部に電力を供給するアンプ部と、を有し、
前記アンプ部は、
前記アンプ部の筐体を構成する第1フレームと、
前記第1フレームの開口部に挿入され、前記第1フレームに収容される少なくとも1つの基板が取り付けられた第2フレームと、を有し、
前記第2フレームは、
前記第1フレームの前記開口部に取り付けられるベース部と、
前記ベース部に立設され、前記少なくとも1つの基板が取り付けられる少なくとも1つの基板取付部と、を有する
ことを特徴とするモータ。 - 前記アンプ部は、
前記第1フレームにおける前記ベース部が取り付けられる第1の面とは異なる第2の面に配置され、前記第1フレームに収容され前記少なくとも1つの基板とは異なる他の少なくとも1つの基板が取り付けられたヒートシンクを有する
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ。 - 前記アンプ部は、
前記第1フレームにおける前記第1の面及び前記第2の面とは異なる第3の面に配置された少なくとも1つのコネクタを有する
ことを特徴とする請求項2に記載のモータ。 - 前記アンプ部は、
前記第2フレーム、前記ヒートシンク、前記少なくとも1つのコネクタ、の前記第1フレームにおける位置関係を変更可能に構成されている
ことを特徴とする請求項3に記載のモータ。 - 前記基板取付部は、
複数の基板取付面を有する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記複数の基板取付面のうち、少なくとも2つの前記基板取付面は互いに垂直である
ことを特徴とする請求項5に記載のモータ。 - 前記複数の基板取付面のうち、少なくとも2つの前記基板取付面は互いに平行である
ことを特徴とする請求項5又は6に記載のモータ。 - 前記アンプ部は、
前記第1フレームに収容され、前記少なくとも1つのコネクタが電気的に接続されるコネクタ受け基板を有し、
前記コネクタ受け基板は、
少なくとも一部が前記第2フレームの前記ベース部と対向するように配置されている
ことを特徴とする請求項3又は4に記載のモータ。 - 前記アンプ部は、
電力変換回路を構成する複数のスイッチング素子が配置されたパワー基板と、
前記複数のスイッチング素子を駆動する駆動回路が配置されたゲート基板と、を有し、
前記パワー基板及び前記ゲート基板は、
前記ヒートシンクと前記第2フレームの前記基板取付部との間に配置されている
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記アンプ部は、
前記ゲート基板と前記基板取付部との間に配置された絶縁性の熱伝導性シートを有し、
前記ゲート基板は、
前記熱伝導性シートを介して前記基板取付部に接触するように配置されている
ことを特徴とする請求項9に記載のモータ。 - 固定子及び回転子を備えたモータ部と、前記モータ部に電力を供給するアンプ部と、を有するモータの製造方法であって、
前記アンプ部の筐体を構成する第1フレームに収容される少なくとも1つの基板を、ベース部と当該ベース部に立設された少なくとも1つの基板取付部とを有する第2フレームの前記基板取付部に取り付けることと、
前記少なくとも1つの基板が取り付けられた前記第2フレームの前記基板取付部を前記第1フレームの開口部に挿入して前記ベース部を前記開口部に取り付けることと、
を有することを特徴とするモータの製造方法。 - 前記第1フレームに収容され前記少なくとも1つの基板とは異なる他の少なくとも1つの基板を、ヒートシンクに取り付けることと、
前記他の少なくとも1つの基板が取り付けられた前記ヒートシンクを、前記第1フレームにおける前記ベース部が取り付けられる第1の面とは異なる第2の面に取り付けることと、
をさらに有することを特徴とする請求項11に記載のモータの製造方法。
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