JPWO2019065339A1 - モータ - Google Patents
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Abstract
本発明のモータの一つの態様は、コイル引出線が巻かれる複数の絡げピンを有し、絡げピンの軸方向一方側の端部およびコイル引出線が、基板の軸方向一方側を向く面にハンダにより固定される。絶縁部は、基板に軸方向他方側から接触する基板受け部を有する。ヒートシンクは、カバーに固定され、ヒートシンクの軸方向他方側の端部は、基板に実装される集積回路を軸方向他方側へ向けて押さえる。ヒートシンクと基板受け部とは、軸方向から見て重なる位置に配置される。
Description
本発明は、モータに関する。
特許文献1のモータには、駆動コイルの巻線端部が絡げられる端子ピンが記載される。端子ピンは、給電用基板の端子ピン引出用貫通部から突出する。巻線端部の端末部分は、給電用基板のランド部にハンダにより接続される。
モータのカバーの内部に基板が収容される場合、基板に実装される集積回路の熱を、ヒートシンクを介してカバーへ伝えて、集積回路を冷却する。しかしながら、モータの組み立て時において、ヒートシンクが基板を押すことで基板がたわむ場合がある。基板のたわみを抑え、絡げピンおよびコイル引出線を基板に固定するハンダの信頼性を確保する点に改善の余地があった。
本発明は、上述の事情に鑑み、ハンダの信頼性を確保できるモータを提供することを目的の一つとする。
本発明のモータの一つの態様は、中心軸に沿って延びるモータシャフトを有するロータと、前記ロータと径方向に隙間をあけて対向するステータと、前記ステータの軸方向一方側に位置し、集積回路が実装された板面を軸方向一方側に向けて配置された基板と、前記基板の軸方向一方側に配置され、前記集積回路と熱的に接触するヒートシンクと、前記ロータ、前記ステータ、前記基板および前記ヒートシンクを収容するカバーと、を備え、前記ステータは、ステータコアと、前記ステータコアに装着されるコイルと、前記コイルに径方向から対向する絶縁部と、前記絶縁部から軸方向一方側へ延びて前記基板を軸方向に貫通し、前記コイルから延びるコイル引出線が巻かれる複数の絡げピンと、を有し、前記絡げピンの軸方向一方側の端部および前記コイル引出線は、前記基板の軸方向一方側を向く面にハンダにより固定され、前記絶縁部は、前記基板に軸方向他方側から接触する基板受け部を有し、前記ヒートシンクは、前記カバーに固定され、前記ヒートシンクの軸方向他方側の端部は、前記集積回路を軸方向他方側へ向けて押さえ、前記ヒートシンクと前記基板受け部とは、軸方向から見て重なる位置に配置される。
本発明の一つの態様によれば、ハンダの信頼性を確保できるモータが提供される。
図1〜図5に示すように、本実施形態のモータ1は、カバー5と、スタッドボルト22と、配線部材50と、中心軸Jに沿って延びるモータシャフト3を有するロータ2と、ステータ4と、一対のベアリング7と、基板20と、放熱部材24と、ヒートシンク21と、ネジ部材25と、を備える。モータシャフト3の両端部のうち、出力端3aが位置する第1端部は、カバー5の外部に配置される。出力端3aには、モータ1によって回転させられる図示しないファン等が接続される。
本実施形態では、中心軸Jに平行な方向を単に「軸方向」と呼ぶ。モータシャフト3の両端部のうち、出力端3aが位置する第1端部から、第1端部と異なる第2端部へ向かう方向を、軸方向一方側と呼ぶ。軸方向一方側は、図4および図5の左側である。モータシャフト3の第2端部から第1端部へ向かう方向を、軸方向他方側と呼ぶ。軸方向他方側は、図4および図5の右側である。中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸Jに接近する方向を径方向内側と呼び、中心軸Jから離れる方向を径方向外側と呼ぶ。中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
図4および図5に示すように、カバー5は、ロータ2、ステータ4、ベアリング7、基板20およびヒートシンク21を収容する。カバー5は、第1カップ体6Aと、第2カップ体6Bと、を有する。カバー5は、いずれも有底筒状の第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bを有する。第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bは、それぞれ、中心軸Jを中心とする有底の円筒状である。本実施形態の例では、第1カップ体6Aに、ロータ2の後述するロータマグネット2a、ステータ4、および、一対のベアリング7のうち軸方向他方側に位置する1つのベアリングが収容される。第2カップ体6Bに、一対のベアリング7のうち軸方向一方側に位置する1つのベアリング7、基板20、ヒートシンク21および放熱部材24が収容される。
図4に示すように、カバー5は、板金製である。第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bのうち、少なくとも第2カップ体6Bは、板金製である。本実施形態の例では、第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bが、板金製である。第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bは、例えば鋼板製である。第1カップ体6Aと第2カップ体6Bとは、軸方向の寸法および径方向の寸法が互いに同等である。第1カップ体6Aと第2カップ体6Bとは、同一金型によりカップ形状にプレス成型される。つまり、第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bは、プレス成型品である。カバー5は、プレスカバーである。
第1カップ体6Aは、第2カップ体6Bよりも軸方向他方側に位置する。第2カップ体6Bは、第1カップ体6Aよりも軸方向一方側に位置する。第1カップ体6Aは、軸方向一方側に開口する。第2カップ体6Bは、軸方向他方側に開口する。第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bは、それぞれ、底壁部8と、周壁部9と、フランジ部10と、を有する。第1カップ体6Aと第2カップ体6Bとは、互いに周壁部9の開口部同士を対向させて配置される。第1カップ体6Aと第2カップ体6Bとは、それぞれの開口部が軸方向に対向した状態で互いに固定される。第1カップ体6Aのフランジ部10と、第2カップ体6Bのフランジ部10とは、軸方向に対向し、互いに接触する。第1カップ体6Aと第2カップ体6Bとは、互いのフランジ部10同士が固定される。第1カップ体6Aと第2カップ体6Bとが互いに固定された状態において、第1カップ体6Aの内部と、第2カップ体6Bの内部とは、互いに通じる。
底壁部8は、ベアリング保持部18と、平坦部8cと、接続部8dと、を有する。ベアリング保持部18は、有底の筒状である。ベアリング保持部18は、中心軸Jを中心とする有底の円筒状である。ベアリング保持部18は、カバー5の内部に向けて開口する。ベアリング保持部18は、ベアリング7を保持する。ベアリング7は、例えばボール軸受等である。ベアリング7は、ベアリング保持部18内に嵌め合わされ、固定される。カバー5内には、一対のベアリング7が軸方向に互いに離れて配置される。一対のベアリング7は、カバー5の軸方向の両端部に配置される。一対のベアリング7は、モータシャフト3を回転自在に支持する。ベアリング7は、モータシャフト3を中心軸J回りに回転自在に支持する。
第1カップ体6Aの底壁部8には、底壁部8を軸方向に貫通するシャフト挿入孔19が設けられる。シャフト挿入孔19は、第1カップ体6Aのベアリング保持部18に設けられる。シャフト挿入孔19は、ベアリング保持部18の底部を貫通する貫通孔である。シャフト挿入孔19内には、モータシャフト3が挿入される。モータシャフト3は、シャフト挿入孔19内を通って、カバー5の内部から外部へ突出する。
平坦部8cは、周方向に延びる環状である。平坦部8cは、中心軸Jを中心とする円環板状である。平坦部8cの板面は、軸方向を向き、中心軸Jに直交する方向に広がる。平坦部8cの径方向の位置は、ベアリング保持部18の径方向の位置よりも外側に配置される。平坦部8cは、ベアリング保持部18を径方向外側から囲う。平坦部8cは、径方向から見て、ベアリング保持部18と重なる位置に配置される。平坦部8cは、周壁部9に接続する。平坦部8cの外縁部は、周壁部9の軸方向に沿う開口部と反対側の端部に接続する。
第2カップ体6Bの底壁部8には、貫通孔23が設けられる。第2カップ体6Bは、底壁部8を軸方向に貫通する複数の貫通孔23を有する。貫通孔23は、例えば円孔である。貫通孔23は、第2カップ体6Bの平坦部8cに設けられる。貫通孔23は、第2カップ体6Bの平坦部8cを軸方向に貫通する。複数の貫通孔23は、底壁部8に周方向に互いに間隔をあけて配置される。複数の貫通孔23は、平坦部8cに周方向に等間隔をあけて配置される。
第2カップ体6Bの底壁部8には、複数のスタッドボルト22が設けられる。スタッドボルト22は、第2カップ体6Bの底壁部8から軸方向一方側へ突出する。複数のスタッドボルト22は、底壁部8に周方向に互いに間隔をあけて配置される。本実施形態においては、第2カップ体6Bの底壁部8に、周方向に互いに間隔をあけて3つ以上のスタッドボルト22が設けられる。図示の例では、スタッドボルト22が、底壁部8に周方向に等間隔をあけて4つ設けられる。複数のスタッドボルト22は、平坦部8cにおいて周方向に間隔をあけて配置される。スタッドボルト22は、貫通孔23内に挿入されて、底壁部8に取り付けられる。スタッドボルト22は、貫通孔23に圧入されて、平坦部8cに固定される。モータ1は、モータ1を取り付ける対象物である図示しない装置フレーム等に対して、スタッドボルト22を利用して取り付けられ、固定される。
スタッドボルト22は、ボルト部22aと、頭部22bと、を有する。ボルト部22aは、軸方向に延びる柱状である。ボルト部22aは、円柱状である。ボルト部22aは、貫通孔23内に挿入される。ボルト部22aは、貫通孔23を通って軸方向一方側へ突出する。ボルト部22aは、底壁部8から軸方向一方側へ突出する。ボルト部22aのうち、軸方向他方側の端部は、貫通孔23内に嵌め合わされる。ボルト部22aのうち、少なくとも軸方向他方側の端部以外の部分には、ネジ部が設けられる。図4に示す例では、ネジ部が、ボルト部22aの軸方向の全長にわたって設けられる。ネジ部は、外周に雄ネジを有する。ネジ部は、カバー5の外部に露出する。
頭部22bは、板状である。頭部22bは、ボルト部22aと同軸の円板状である。頭部22bは、ボルト部22aよりも外径が大きい。頭部22bは、ボルト部22aの軸方向他方側の端部に接続する。頭部22bは、底壁部8に軸方向他方側から接触する。頭部22bは、底壁部8にモータ内部から接触する。頭部22bは、平坦部8cの後述する平坦面8aに対して、軸方向他方側から接触する。頭部22bが平坦部8cから軸方向他方側に出っ張る寸法は、例えば1mm以下である。本実施形態の例では、頭部22bが平坦部8cから軸方向他方側に出っ張る寸法が、0.3〜0.4mmである。
第2カップ体6Bの底壁部8には、図示しないネジ取付孔が設けられる。第2カップ体6Bは、底壁部8を軸方向に貫通するネジ取付孔を有する。ネジ取付孔は、例えば円孔である。ネジ取付孔は、第2カップ体6Bの平坦部8cに複数設けられる。ネジ取付孔は、第2カップ体6Bの平坦部8cを軸方向に貫通する。複数のネジ取付孔は、底壁部8に周方向に互いに間隔をあけて配置される。ネジ取付孔の数は、2つである。ネジ取付孔には、後述するネジ部材25が挿入される。
接続部8dは、ベアリング保持部18と平坦部8cとを接続する。接続部8dは、ベアリング保持部18の筒部の開口部と、平坦部8cの内周縁と、を接続する。接続部8dは、ベアリング保持部18と平坦部8cとの間に配置される。接続部8dは、径方向に沿うベアリング保持部18と平坦部8cとの間に位置する。本実施形態の例では、接続部8dが、中心軸Jを中心とするテーパ筒状である。接続部8dは、平坦部8cから径方向内側へ向かうにしたがい軸方向に沿って周壁部9の開口部側へ向けて延びる。すなわち、第1カップ体6Aの接続部8dは、平坦部8cから径方向内側へ向かうにしたがい軸方向一方側へ向けて延びる。第2カップ体6Bの接続部8dは、平坦部8cから径方向内側へ向かうにしたがい軸方向他方側へ向けて延びる。
第2カップ体6Bの底壁部8の軸方向他方側を向く面は、平坦面8aと、接続面8bと、を有する。平坦面8aは、第2カップ体6Bの平坦部8cに配置される。平坦面8aは、第2カップ体6Bの平坦部8cにおいて軸方向他方側を向く面である。平坦面8aは、中心軸Jに垂直な環状である。平坦面8aは、中心軸Jに直交する方向に広がる円環面状である。平坦面8aは、ベアリング保持部18の径方向位置よりも外側の径方向位置に配置される。平坦面8aは、ベアリング保持部18を径方向外側から囲う。
接続面8bは、第2カップ体6Bの接続部8dに配置される。接続面8bは、第2カップ体6Bの接続部8dにおいて軸方向他方側を向く面である。接続面8bは、ベアリング保持部18と平坦面8aとを接続する。接続面8bは、ベアリング保持部18の筒部の開口部と、平坦面8aの内周縁と、を接続する。接続面8bは、ベアリング保持部18と平坦面8aとの間に配置される。接続面8bは、径方向に沿うベアリング保持部18と平坦面8aとの間に位置する。本実施形態の例では、接続面8bが、中心軸Jを中心とするテーパ面状である。接続面8bは、ベアリング保持部18から径方向外側へ向かうにしたがい軸方向一方側へ向けて延びる。
周壁部9は、中心軸Jを中心とする筒状である。周壁部9は、円筒状である。周壁部9は、底壁部8の外周縁から軸方向に延びる。周壁部9は、軸方向に沿う底壁部8と反対側に開口する。周壁部9の軸方向に沿う底壁部8と反対側の端部には、開口部が位置する。周壁部9の軸方向に沿う開口部と反対側の端部は、底壁部8に塞がれる。
第1カップ体6Aの周壁部9には、ステータ支持爪9aが複数設けられる。ステータ支持爪9aは、周壁部9から第1カップ体6Aの内部に突出する。複数のステータ支持爪9aは、周壁部9において周方向に互いに等間隔をあけて配置される。ステータ支持爪9aは、第1カップ体6A内に配置されるステータ4に、軸方向他方側から接触する。ステータ支持爪9aは、ステータ4を軸方向一方側へ向けて支持する。
第2カップ体6Bの周壁部9は、ブッシュ9bを有する。ブッシュ9bは、筒状である。ブッシュ9bは、弾性変形可能である。第2カップ体6Bの周壁部9には、周壁部9を径方向に貫通する図示しない配線通し孔が設けられる。ブッシュ9bは、配線通し孔内に挿入されて、周壁部9に固定される。ブッシュ9bの内部を通して、カバー5の外部と内部とが通じる。ブッシュ9b内には、配線部材50が通される。配線部材50は、ブッシュ9b内を通り、カバー5の外部と内部とにわたって延びる。ブッシュ9bにおける径方向内側の端部には、配線引出し口(図示省略)が設けられる。つまり、第2カップ体6Bの周壁部9は、配線引出し口を有する。配線引出し口は、カバー5内に開口する穴である。配線部材50は、ブッシュ9b内を通り、配線引出し口からカバー5内に突出する。配線部材50は、基板20と電気的に接続される。
フランジ部10は、周壁部9の底壁部8と反対側の端縁から径方向外側に広がる環状である。フランジ部10は、軸方向に沿う周壁部9の底壁部8と反対側の端部から径方向外側に広がる円環板状である。フランジ部10の板面は、軸方向を向き、中心軸Jに直交する方向に広がる。第1カップ体6Aのフランジ部10の軸方向一方側を向く板面と、第2カップ体6Bのフランジ部10の軸方向他方側を向く板面とは、互いに接触する。第1カップ体6Aと第2カップ体6Bとは、互いのフランジ部10を軸方向に接触させて配置される。
ロータ2は、モータシャフト3と、ロータマグネット2aと、を有する。モータシャフト3のうち、一対のベアリング7に支持される部分および一対のベアリング7間に位置する部分は、カバー5の内部に配置される。モータシャフト3のうち、第1カップ体6Aに収容されるベアリング7よりも軸方向他方側に位置する部分は、カバー5の外部に配置される。モータシャフト3と一対のベアリング7とは、止め輪等により、互いに軸方向に移動することが抑制される。ロータマグネット2aは、中心軸Jを中心とする筒状である。ロータマグネット2aは、円筒状である。ロータマグネット2aは、モータシャフト3の外周面に固定される。
ステータ4は、カバー5内に嵌め合わされる。ステータ4は、第1カップ体6Aの周壁部9の内周面に嵌め合わされ、固定される。ステータ4は、ロータ2と径方向に隙間をあけて対向する。ステータ4は、ロータ2に径方向外側から対向する。ステータ4は、ステータコア26と、コイル27と、絶縁部28と、絡げピン29と、を有する。ステータコア26は、ロータ2の径方向外側を囲う環状である。ステータコア26は、ロータマグネット2aと径方向に隙間をあけて対向する。ステータコア26は、ロータマグネット2aに径方向外側から対向する。
コイル27は、ステータコア26に装着される。コイル27は、絶縁部28を介して間接的に、ステータコア26に装着される。絶縁部28は、ステータコア26とコイル27との間に配置される部分を有する。絶縁部28は、コイル27に径方向から対向する部分を有する。つまり絶縁部28は、コイル27に径方向から対向する。絶縁部28は、コイル27の径方向外側に位置する外周側絶縁部28aと、コイル27の径方向内側に位置する内周側絶縁部28bと、を有する。外周側絶縁部28aは、コイル27に径方向外側から対向する。内周側絶縁部28bは、コイル27に径方向内側から対向する。外周側絶縁部28aには、基板20が取り付けられ、固定される。
図5および図8に示すように、絶縁部28は、基板20に軸方向他方側から接触する基板受け部31を有する。基板受け部31は、外周側基板受け部31aと、内周側基板受け部31bと、を有する。外周側基板受け部31aは、基板20の軸方向他方側の面における外周部に接触する。外周側基板受け部31aは、コイル27よりも径方向外側において、軸方向他方側から基板20に接触する。外周側基板受け部31aは、外周側絶縁部28aに設けられる。外周側基板受け部31aは、外周側絶縁部28aに周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。つまり絶縁部28は、複数の外周側基板受け部31aを有する。
図5に示すように、内周側基板受け部31bは、コイル27よりも内周側において基板20の軸方向他方側の面に接触する。内周側基板受け部31bは、コイル27よりも径方向内側において、軸方向他方側から基板20に接触する。内周側基板受け部31bは、内周側絶縁部28bに設けられる。内周側基板受け部31bは、内周側絶縁部28bに周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。つまり絶縁部28は、複数の内周側基板受け部31bを有する。
図7および図8に示すように、絡げピン29は、絶縁部28から軸方向一方側へ延びて、基板20を軸方向に貫通する。絡げピン29は、外周側絶縁部28aに設けられる。絡げピン29は、外周側絶縁部28aに周方向に互いに間隔をあけて複数設けられる。絡げピン29は、周方向に隣り合う外周側基板受け部31a同士の間に配置される。絡げピン29には、コイル27から延びるコイル引出線27aが巻かれる。コイル引出線27aの数は、4つである。4つのコイル引出線27aは、U相、V相、W相および中性点に用いられる。絡げピン29の数は、4つである。絡げピン29の数は、コイル引出線27aの数と同じである。つまりコイル引出線27aおよび絡げピン29の組が、4組設けられる。
図4および図5に示すように、基板20は、ステータ4の軸方向一方側に位置する。基板20は、円板状である。基板20は、中心軸Jを中心とする円環板状である。基板20の板面は、軸方向を向き、中心軸Jに直交する方向に広がる。基板20の径方向内側を、モータシャフト3が軸方向に延びる。図8に示すように、基板20には、基板20を軸方向に貫通するピン挿入孔20bが設けられる。ピン挿入孔20bは、基板20の外周縁部に配置される。ピン挿入孔20bは、基板20の外周縁部において周方向に間隔をあけて複数設けられる。ピン挿入孔20bの数は、絡げピン29の数と同じである。ピン挿入孔20b内には、絡げピン29およびコイル引出線27aが通される。絡げピン29およびコイル引出線27aは、ピン挿入孔20b内に挿入されて、基板20の軸方向一方側を向く板面から突出する。絡げピン29の軸方向一方側の端部およびコイル引出線27aは、基板20の軸方向一方側を向く面にハンダ30により固定される。図7に示すように、ハンダ30は、基板20の軸方向一方側を向く板面の外周縁部に配置される。
基板20は、ステータ4と電気的に接続される。基板20は、コイル27のコイル引出線27aと電気的に接続される。基板20は、基板20の軸方向一方側を向く板面の外周縁部において、コイル引出線27aと接続される。つまり、基板20とコイル引出線27aとの接続部分は、基板20の外周縁部に位置する。図4および図5に示すように、基板20は、ロータマグネット2aの軸方向一方側に位置する。基板20は、軸方向から見て、ステータ4およびロータマグネット2aと重なる位置に配置される。基板20は、外周側絶縁部28aにより、径方向外側から囲われる。基板20は、径方向から見て、外周側絶縁部28aと重なる位置に配置される。本実施形態の例では、基板20が、径方向から見て、第2カップ体6Bのフランジ部10と重なる位置に配置される。
図5に示すように、基板20の板面には、集積回路20aと、コンデンサ(図示省略)と、が実装される。基板20は、集積回路20aが実装された板面を軸方向一方側に向けて配置される。図7に示すように、集積回路20aは、四角形板状である。集積回路20aは、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい長方形板状である。集積回路20aの板面は、軸方向を向く。集積回路20aの板面は、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい長方形状である。集積回路20aは、基板20の外周縁から径方向内側に離れて配置される。集積回路20aは、基板20とコイル引出線27aとの接続部分(つまりハンダ30)よりも、径方向内側に離れて配置される。
図7に示すように、径方向に沿う基板20の外周縁と、集積回路20aとの間には、絡げピン29、コイル引出線27a(図示省略)およびハンダ30が配置される。図7に示すように軸方向から見て、少なくとも1つの絡げピン29と中心軸Jとを通る仮想直線VL上にヒートシンク21が位置し、かつこの仮想直線VL上において、絡げピン29と中心軸Jとの間にヒートシンク21が位置する。つまり軸方向から見て、この仮想直線VLとヒートシンク21とが交差する。また、径方向に沿う絡げピン29と中心軸Jとの間に、ヒートシンク21が配置される。少なくとも1つの絡げピン29とヒートシンク21とは、径方向に並ぶ。少なくとも1つの絡げピン29とヒートシンク21とは、径方向に対向する。
本実施形態では、軸方向から見て、複数の絡げピン29からそれぞれ中心軸Jに延びる複数本の仮想直線VL上にヒートシンク21が位置し、かつ各仮想直線VL上において、絡げピン29と中心軸Jとの間にヒートシンク21が位置する。図7に示す例では、軸方向から見て、3つの絡げピン29からそれぞれ中心軸Jに延びる3本の仮想直線VL上にヒートシンク21が位置する。後述するように、ヒートシンク21は集積回路20aを軸方向他方側へ向けて押さえるため、仮想直線VL上には集積回路20aも位置する。
コンデンサは、基板20の軸方向一方側を向く板面に実装される。コンデンサは、円柱状である。コンデンサは、軸方向に延びる。コンデンサの軸方向一方側を向く面は、第2カップ体6Bの底壁部8に軸方向から対向する。コンデンサの軸方向一方側を向く面は、底壁部8の軸方向他方側を向く面との間に隙間をあけて配置される。
図5に示すように、放熱部材24は、後述するヒートシンク21と、集積回路20aとの間に挟まれる。放熱部材24は、弾性変形可能である。放熱部材24は、板状である。放熱部材24は、四角形板状である。放熱部材24は、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい長方形板状である。放熱部材24の板面は、軸方向を向き、中心軸Jに直交する方向に広がる。放熱部材24の板面は、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい長方形状である。
放熱部材24の軸方向他方側を向く板面は、集積回路20aに接触する。放熱部材24の軸方向他方側を向く板面は、集積回路20aの軸方向一方側を向く板面に接触する。放熱部材24の軸方向他方側を向く板面の表面積は、集積回路20aの軸方向一方側を向く板面の表面積よりも大きい。放熱部材24の軸方向他方側を向く板面は、集積回路20aの軸方向一方側を向く板面を覆う。放熱部材24の軸方向一方側を向く板面は、ヒートシンク21に接触する。放熱部材24の軸方向一方側を向く板面は、ヒートシンク21の軸方向他方側を向く端面21aに接触する。放熱部材24の軸方向一方側を向く板面の表面積は、端面21aの表面積よりも大きい。放熱部材24の軸方向一方側を向く板面は、端面21aを覆う。
ヒートシンク21は、基板20の軸方向一方側に配置される。ヒートシンク21は、集積回路20aと熱的に接触する。ヒートシンク21は、放熱部材24を介して、集積回路20aと熱的に接触する。ヒートシンク21は、カバー5に固定される。ヒートシンク21は、第2カップ体6Bに取り付けられ、固定される。ヒートシンク21は、第2カップ体6Bの底壁部8に固定される。
図5および図6に示すように、ヒートシンク21は、第1端部21cと、第2端部21dと、屈曲部21eと、を有する。第1端部21cは、ヒートシンク21の軸方向他方側の端部である。第1端部21cは、集積回路20aと熱的に接触する。第1端部21cは、集積回路20aを軸方向他方側へ向けて押さえる。第1端部21cは、直方体状である。第1端部21cは、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい。
第1端部21cは、軸方向他方側を向く端面21aと、径方向内側を向く面21hと、径方向外側を向く面21jと、を有する。つまりヒートシンク21は、軸方向他方側を向く端面21aを有する。端面21aは、四角形状である。端面21aは、長方形状である。端面21aは、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい。端面21aは、放熱部材24に軸方向一方側から接触する。端面21aの表面積は、集積回路20aの軸方向一方側を向く板面の表面積とほぼ同じである。端面21aは、軸方向から見て、放熱部材24および集積回路20aと重なる位置に配置される。端面21aの周縁部は、軸方向から見て、集積回路20aの周縁部とほぼ重なる位置に配置される。
面21hは、四角形状である。面21hは、長方形状である。面21hは、軸方向の長さよりも周方向の長さが大きい。面21jは、四角形状である。面21jは、長方形状である。面21jは、軸方向の長さよりも周方向の長さが大きい。
第2端部21dは、ヒートシンク21の軸方向一方側の端部である。第2端部21dは、直方体状である。第2端部21dは、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい。第2端部21dは、第2カップ体6Bの底壁部8に接触する。第2端部21dは、底壁部8の平坦部8cに軸方向他方側から接触する。第2端部21dは、平坦面8aと接触する。
第2端部21dは、第1端部21cの径方向位置よりも外側の径方向位置に配置される。つまり、第2端部21dの径方向の中心位置は、第1端部21cの径方向の中心位置よりも、径方向外側に配置される。第2端部21dの径方向内端は、第1端部21cの径方向内端よりも、径方向外側に位置する。第2端部21dの径方向外端は、第1端部21cの径方向外端よりも、径方向外側に位置する。
第2端部21dは、軸方向一方側を向く端面21bと、径方向内側を向く面21iと、径方向外側を向く面21kと、を有する。つまりヒートシンク21は、軸方向一方側を向く端面21bを有する。端面21bは、四角形状である。端面21bは、長方形状である。端面21bは、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい。端面21bの表面積の大きさは、端面21aの表面積の大きさに対して同一であり、または大きい。つまり、端面21aの表面積に比べて、端面21bの表面積が、同等以上の大きさである。
端面21bは、第2カップ体6Bの底壁部8に軸方向他方側から接触する。図3に示すように、端面21bは、第2カップ体6Bの底壁部8の軸方向他方側の面のうち、周方向に隣り合うスタッドボルト22同士の間に位置する部分に接触する。端面21bは、第2カップ体6Bの底壁部8の軸方向他方側の面のうち、周方向に隣り合う頭部22b同士の間に位置する部分に接触する(図4および図5を参照)。図5に示すように、端面21bは、平坦部8cの平坦面8aに接触する。つまり第2端部21dは、平坦面8aに接触する。第2端部21dは、軸方向から見て、平坦面8aに重なる位置に配置される。
図示しないが、端面21bには、ネジ穴部が設けられる。つまり、第2端部21dは、ネジ穴部を有する。ネジ穴部は、端面21bに開口し、軸方向に延びる。ネジ穴部は、内周に雌ネジを有する。ネジ穴部は、第2端部21dに複数設けられる。複数のネジ穴部は、第2端部21dに周方向に互いに間隔をあけて配置される。ネジ穴部の数は、2つである。ネジ穴部には、後述するネジ部材25が挿入されて、固定される。
図5および図6に示すように、面21iは、四角形状である。面21iは、長方形状である。面21iは、軸方向の長さよりも周方向の長さが大きい。面21iの径方向位置は、面21hの径方向位置よりも、外側に配置される。面21kは、四角形状である。面21kは、長方形状である。面21kは、軸方向の長さよりも周方向の長さが大きい。面21kの径方向位置は、面21jの径方向位置よりも、外側に配置される。
屈曲部21eは、ヒートシンク21の軸方向の両端部21c、21d同士の間に位置する部分である。屈曲部21eは、ヒートシンク21の軸方向の両端部21c、21d間に位置する中間部分である。つまり屈曲部21eは、軸方向における第1端部21cと第2端部21dとの中間位置に配置される。屈曲部21eは、第1端部21cと第2端部21dとを繋ぐ。
屈曲部21eは、第1段差面21fと、第2段差面21gと、を有する。つまり、ヒートシンク21は、第1段差面21fと、第2段差面21gと、を有する。第1段差面21fは、面21hと面21iとを接続する。第1段差面21fは、軸方向一方側を向く。第1段差面21fは、四角形状である。第1段差面21fは、長方形状である。第1段差面21fは、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい。第2段差面21gは、面21jと面21kとを接続する。第2段差面21gは、軸方向他方側を向く。第2段差面21gは、四角形状である。第2段差面21gは、長方形状である。第2段差面21gは、径方向の長さよりも周方向の長さが大きい。第2段差面21gの軸方向位置は、第1段差面21fの軸方向位置よりも、軸方向他方側に配置される。
本実施形態の例では、ヒートシンク21の周方向の長さが、軸方向の全長にわたってほぼ一定である。ヒートシンク21の周方向を向く一対の側面は、それぞれ、中心軸Jに平行な平面状である。一対の側面同士は、互いに平行である。側面は、第1端部21c、屈曲部21eおよび第2端部21dにわたって面一である。
ヒートシンク21の径方向の長さは、第1端部21cおよび第2端部21dよりも、屈曲部21eにおいて大きくなる。ヒートシンク21の径方向の長さは、屈曲部21eにおいて最大となる。第2端部21dの径方向の長さは、第1端部21cの径方向の長さに対して同一であり、または大きい。つまり、第1端部21cの径方向の長さに比べて、第2端部21dの径方向の長さが、同等以上の大きさである。
図5に示すように、ヒートシンク21と基板受け部31とは、軸方向から見て重なる位置に配置される。ヒートシンク21と基板受け部31とは、軸方向に対向する。ヒートシンク21と基板受け部31との間には、放熱部材24、集積回路20aおよび基板20が挟まれる。つまり、ヒートシンク21と基板受け部31との間には、基板20が挟まれる。基板20は、ヒートシンク21と基板受け部31とによって、軸方向の両側から支持される。本実施形態においては、ヒートシンク21と内周側基板受け部31bとが、軸方向から見て重なる位置に配置される。図示の例では、内周側基板受け部31bと、屈曲部21eおよび第2端部21dとが、軸方向から見て重なる位置に配置される。
図2、図3および図5に示すように、ネジ部材25は、第2カップ体6Bの底壁部8とヒートシンク21とを締結する。ネジ部材25は、第2カップ体6Bの平坦部8cとヒートシンク21の第2端部21dとを締結し、固定する。ネジ部材25は、複数設けられる。複数のネジ部材25は、底壁部8に周方向に互いに間隔をあけて配置される。ネジ部材25の数は、2つである。
図3に示すように、ネジ部材25は、底壁部8のうち、スタッドボルト22の径方向位置よりも外側の径方向位置に配置される。ネジ部材25は、底壁部8のうち、それぞれのスタッドボルト22を頂点とする多角形よりも外側の径方向位置に配置される。本実施形態の例では、ネジ部材25が、4つのスタッドボルト22を頂点とする四角形よりも径方向外側に配置される。
ネジ部材25は、ネジ部(図示省略)と、頭部と、を有する。ネジ部は、軸方向に延びる円柱状である。ネジ部は、外周に雄ネジを有する。ネジ部は、底壁部8のネジ取付孔に挿入され、第2端部21dのネジ穴部に取り付けられる。つまり、ネジ部材25は、第2端部21dに固定される。頭部は、ネジ部よりも外径が大きい。頭部は、ネジ部の軸方向一方側の端部に接続する。頭部は、底壁部8に軸方向一方側から接触する。頭部は、底壁部8にモータ外部から接触する。頭部は、平坦部8cに対して、軸方向一方側から接触する。頭部は、底壁部8から軸方向一方側に出っ張る。
本実施形態によれば、基板20の集積回路20aを軸方向他方側へ押さえるヒートシンク21と、基板20を軸方向一方側へ向けて支持する基板受け部31とが、軸方向に対向する。これにより、モータ1の組み立て時に、ヒートシンク21が基板20を押しても、基板20のたわみが抑制される。絡げピン29に対して基板20が軸方向に移動することが抑えられて、ハンダ30の剥離が抑制される。したがって、ハンダ30の信頼性を確保できる。
本実施形態では、ヒートシンク21と内周側基板受け部31bとが、軸方向から見て重なる位置に配置される。内周側基板受け部31bは、コイル27よりも径方向内側に位置するため、基板20のたわみやすい位置を軸方向一方側へ向けて支持することができる。
本実施形態では、絶縁部28が、基板20の軸方向他方側の面における外周部に接触する複数の外周側基板受け部31aを有する。したがって、基板20の外周部でのたわみを抑えられる。また、基板20の軸方向他方側の面を、ヒートシンク21に軸方向に対向する位置とは異なる径方向位置においても支持するため、基板20の径方向に沿うたわみ変形が抑制される。
本実施形態では、絡げピン29が、周方向に隣り合う外周側基板受け部31a同士の間に配置される。このため、絡げピン29を、周方向に隣り合う外周側基板受け部31aのいずれかに近づけて配置することが容易となる。外周側基板受け部31aに支持される基板20の部分と、絡げピン29との軸方向への相対移動を抑えることができる。
本実施形態では、コイル引出線27aおよび絡げピン29の組が4つである。U相、V相、W相および中性点に用いられる、4組のコイル引出線27aおよび絡げピン29の各組において、ハンダ30の剥離が抑制される。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。
前述の実施形態では、第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bが板金製であるとしたが、この構成に限定されない。第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bが、板金製以外の例えばアルミダイカスト製等であってもよい。
図4において、ロータマグネット2aおよびステータ4が、第1カップ体6Aに収容される代わりに、第1カップ体6Aおよび第2カップ体6Bに収容されてもよい。ただし、前述の実施形態のように、ロータマグネット2aおよびステータ4が第1カップ体6A内に収容される場合には、基板20の軸方向一方側を向く板面に実装されるコンデンサの配置スペースを確保しつつ、モータ1を軸方向に小型化できるため、より好ましい。また、基板20、放熱部材24およびヒートシンク21の一部が、第1カップ体6A内に位置してもよい。
ヒートシンク21が、第2カップ体6Bの底壁部8にネジ部材25を用いて固定される代わりに、接着剤等を用いて固定されてもよい。ただし、ネジ部材25が用いられることにより、接着剤等を用いる場合に比べて製造時間が短縮され、生産性が向上する。放熱部材24は設けられなくてもよい。放熱部材24の代わりに、例えば放熱グリス等が設けられてもよい。
ヒートシンク21の形状は、前述の実施形態で説明した構成に限定されない。ヒートシンク21は、例えば単なる直方体状でもよい。ヒートシンク21は、多角形柱状、円柱状等であってもよい。ヒートシンク21は、軸方向と直交する方向を向く外周面に、複数のフィンを有してもよい。
前述の実施形態では、ヒートシンク21の屈曲部21eおよび第2端部21dと、基板受け部31の内周側基板受け部31bとが、軸方向から見て重なる位置に配置されるが、この構成に限定されない。本発明は、ヒートシンク21と基板受け部31とが、軸方向から見て重なる位置に配置されればよい。したがって、例えば、ヒートシンク21の第1端部21cと、基板受け部31の内周側基板受け部31bとが、軸方向から見て重なる位置に配置されてもよい。
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例およびなお書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
1…モータ、2…ロータ、3…モータシャフト、4…ステータ、5…カバー、20…基板、20a…集積回路、21…ヒートシンク、26…ステータコア、27…コイル、27a…コイル引出線、28…絶縁部、29…絡げピン、30…ハンダ、31…基板受け部、31a…外周側基板受け部、31b…内周側基板受け部、J…中心軸
Claims (5)
- 中心軸に沿って延びるモータシャフトを有するロータと、
前記ロータと径方向に隙間をあけて対向するステータと、
前記ステータの軸方向一方側に位置し、集積回路が実装された板面を軸方向一方側に向けて配置された基板と、
前記基板の軸方向一方側に配置され、前記集積回路と熱的に接触するヒートシンクと、
前記ロータ、前記ステータ、前記基板および前記ヒートシンクを収容するカバーと、を備え、
前記ステータは、
ステータコアと、
前記ステータコアに装着されるコイルと、
前記コイルに径方向から対向する絶縁部と、
前記絶縁部から軸方向一方側へ延びて前記基板を軸方向に貫通し、前記コイルから延びるコイル引出線が巻かれる複数の絡げピンと、を有し、
前記絡げピンの軸方向一方側の端部および前記コイル引出線は、前記基板の軸方向一方側を向く面にハンダにより固定され、
前記絶縁部は、前記基板に軸方向他方側から接触する基板受け部を有し、
前記ヒートシンクは、前記カバーに固定され、
前記ヒートシンクの軸方向他方側の端部は、前記集積回路を軸方向他方側へ向けて押さえ、
前記ヒートシンクと前記基板受け部とは、軸方向から見て重なる位置に配置される、モータ。 - 請求項1に記載のモータであって、
前記絶縁部は、前記コイルよりも内周側において前記基板の軸方向他方側の面に接触する内周側基板受け部を有し、
前記ヒートシンクと前記内周側基板受け部とが、軸方向から見て重なる位置に配置される、モータ。 - 請求項1または2に記載のモータであって、
前記絶縁部は、前記基板の軸方向他方側の面における外周部に接触する複数の外周側基板受け部を有する、モータ。 - 請求項3に記載のモータであって、
前記絡げピンは、周方向に隣り合う前記外周側基板受け部同士の間に配置される、モータ。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のモータであって、
前記コイルのコイル引出線の数は4つであり、
前記絡げピンの数は4つである、モータ。
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