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1. (WO2019064899) MOTEUR
Document

明 細 書

発明の名称 モータ

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006  

発明の効果

0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088  

符号の説明

0089  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1   2   3   4  

明 細 書

発明の名称 : モータ

技術分野

[0001]
本発明は、モータに関する。

背景技術

[0002]
モータ本体を制御する回路基板を備えた機電一体型のモータにおいて、回路基板を冷却するヒートシンクを設けることが知られている。特許文献1には、ヒートシンクの内部に、回路基板の実装部品であるコンデンサを収容するための段差状の収納部が設けられた構造が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2013-062959号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
従来のヒートシンクは、回路基板およびその実装部品から吸収した熱を外部に放出する機能が低いという問題があった。 
[0005]
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、ヒートシンクの放熱効果を高めたモータの提供を目的の一つとする。

課題を解決するための手段

[0006]
本発明のモータの一つの態様は、上下方向に沿って延びる中心軸を中心として回転するロータおよび前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータ本体と、前記モータ本体の上側に位置し前記中心軸に直交する方向に延びる回路基板と、前記回路基板の下側に位置し前記回路基板に直接的または間接的に接触するヒートシンクと、を備え、前記回路基板は、基板本体と、前記基板本体の下面に実装される第1の発熱素子と、を有し、前記ヒートシンクは、前記回路基板に沿って延びるヒートシンク本体部と、前記モータ本体を収容するモータ本体収容部と、前記第1の発熱素子を収容する素子収容部と、を有し、前記モータ本体収容部および前記素子収容部は、前記ヒートシンク本体部から下側に向かって別々に延び、前記ヒートシンク本体部には、前記モータ本体収容部と前記素子収容部との間に位置するリブが設けられている。

発明の効果

[0007]
本発明の一つの態様によれば、ヒートシンクの放熱効果を高めたモータが提供される。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1] 図1は、一実施形態のモータの斜視図である。
[図2] 図2は、図1のII-II線に沿うモータの断面図である。
[図3] 図3は、図1のIII-III線に沿うモータの断面図である。
[図4] 図4は、モータを下側から見た底面図である。

発明を実施するための形態

[0009]
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータ1について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。 
[0010]
また、図面においては、適宜3次元直交座標系としてXYZ座標系を示す。XYZ座標系において、後段に説明する中心軸Jの軸方向と平行な方向とする。X軸方向は、Z軸方向と直交する方向とする。Y軸方向は、X軸方向とZ軸方向との両方と直交する方向とする。 
[0011]
また、以下の説明においては、Z軸方向の正の側(+Z側)を「上側」と呼び、Z軸方向の負の側(-Z側)を「下側」と呼ぶ。なお、上側および下側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Jに平行な方向(Z軸方向)を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向、すなわち、中心軸Jの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。さらに、以下の説明において、「平面視」とは、軸方向から見た状態を意味する。 
[0012]
[モータ]



図1は、本実施形態のモータ1の斜視図である。図2は、図1のII-II線に沿うモータ1の断面図である。図3は、図1のIII-III線に沿うモータ1の断面図である。また、図4は、モータ1を下側から見た底面図である。 
[0013]
図2に示すように、モータ1は、モータ本体2と、上側ベアリング(ベアリング)7Aと、下側ベアリング7Bと、ベアリングホルダ30と、回路基板60と、ハウジング(ヒートシンク、第1のヒートシンク)50と、上ヒートシンク(第2のヒートシンク)80と、蓋部40と、を備える。 
[0014]
[モータ本体]



モータ本体2は、ロータ20およびステータ25を有する。ロータ20は、上下方向(軸方向)に沿って延びる中心軸Jを中心として回転する。ロータ20は、シャフト21と、ロータコア22と、ロータマグネット23と、を有する。シャフト21は、中心軸Jに沿って延びる。シャフト21は、上側ベアリング7Aと下側ベアリング7Bとによって、中心軸Jの軸周りに回転可能に支持される。ロータコア22は、シャフト21に固定される。ロータコア22は、シャフト21を周方向に囲んでいる。ロータマグネット23は、ロータコア22に固定される。より詳細には、ロータマグネット23は、ロータコア22の周方向に沿った外側面に固定される。ロータコア22およびロータマグネット23は、シャフト21とともに回転する。 
[0015]
ステータ25は、ロータ20の径方向外側に位置する。ステータ25は、ロータ20と径方向に隙間を介して対向してロータ20の径方向外側を囲む。ステータ25は、ステータコア27と、インシュレータ28と、コイル29と、を有する。 インシュレータ28は、絶縁性を有する材料から構成される。インシュレータ28は、ステータコア27の少なくとも一部を覆う。モータ1の駆動時において、コイル29は、ステータコア27を励磁する。コイル29は、コイル線(図示略)が巻き回されて構成される。コイル線は、インシュレータ28を介してステータコア27のティース部に巻き回される。コイル線の端部は、上側に引き出され、ベアリングホルダ30に設けられた貫通孔を通過して回路基板60に接続される。また、モータ本体2とベアリングホルダ30との間にバスバーが設けられる場合には、コイル線の端部がバスバーに接続され、バスバーが回路基板60に接続される。 
[0016]
[上側ベアリングおよび下側ベアリング]



上側ベアリング7Aは、シャフト21の上端部を回転可能に支持する。上側ベアリング7Aは、ステータ25の上側に位置する。上側ベアリング7Aは、ベアリングホルダ30に支持される。下側ベアリング7Bは、シャフト21の下端部を回転可能に支持する。下側ベアリング7Bは、ステータ25の下側に位置する。下側ベアリング7Bは、ハウジング50の下側ベアリング保持部54cに支持される。 
[0017]
本実施形態において、上側ベアリング7Aおよび下側ベアリング7Bは、ボールベアリングである。しかしながら、上側ベアリング7Aおよび下側ベアリング7Bの種類は、特に限定されず、他の種類のベアリングであってもよい。 
[0018]
[ハウジング(ヒートシンク、第1のヒートシンク)]



ハウジング50は、回路基板60の下側に位置する。本実施形態のハウジング50は、回路基板60に直接的に接触して、回路基板60を冷却するヒートシンクとして機能する。なお、ハウジング50は、回路基板60と熱的に接触し回路基板60を冷却するものであれば、回路基板60と間接的に接触していてもよい。より具体的には、ハウジング50は、回路基板60に放熱グリスなどの放熱材を介して接触していてもよい。 
[0019]
ハウジング50は、ヒートシンク部(ヒートシンク本体部)53と、モータ本体収容部54と、素子収容部55と、を有する。ハウジング50は、ヒートシンク部53において主に回路基板60で生じた熱を吸収する。ハウジング50は、モータ本体収容部54においてモータ本体2を収容する。また、ハウジング50は、素子収容部55において、回路基板60に設けられたコンデンサ(第1の発熱素子)65を収容する。 
[0020]
ハウジング50は、単一の部材として構成される。すなわち、ハウジング50は、単一の部材においてヒートシンクとしての機能、モータ本体2を収容する機能およびコンデンサ65を収容する機能を奏する。なお、ハウジング50は、ヒートシンク部53、モータ本体収容部54および素子収容部55のうち少なくとも1つが、ネジなどの締結手段によって締結された別部品であってもよい。また、ヒートシンク部53とモータ本体収容部54とが別部品であって、ヒートシンク部53が、ベアリングホルダ30の一部であってもよい。しかしながら、ハウジング50が単一の部材であることによって、ヒートシンク部53において吸収した回路基板60の熱を、ヒートシンク部53のみならずモータ本体収容部54および素子収容部55においても効率的に放熱できる。すなわち、本実施形態によれば、ハウジング50を単一の部材として構成されるため、ハウジング50における放熱効果が高まる。また、本実施形態によれば、ハウジング50が単一の部材から構成されるため、モータ1の組み立て工程を簡素化できる。 
[0021]
ハウジング50は、放熱特性が高く十分な剛性を有する金属材料から構成される。一例として、ハウジング50は、アルミニウム合金から構成される。この場合、ハウジング50は、ダイカスト等によって概略形状を成形した後に、精度が必要な面を切削加工することで製造される。 
[0022]
ヒートシンク部53は、中心軸Jと直交する方向に延びる。ヒートシンク部53は、回路基板60の下側に位置する。ヒートシンク部53は、回路基板60の下側において、回路基板60に沿って延びる。ヒートシンク部53は、平面視においてモータ本体収容部54と素子収容部55との間に位置し、モータ本体収容部54と素子収容部55とを繋ぐ。ヒートシンク部53は、上側を向く上面53aと下側を向く下面53bと、を有する。 
[0023]
ヒートシンク部53の上面53aには、回路基板60の基板本体61の下面61cに直接的又は放熱材などの部材を介して間接的に接触する放熱面53cが設けられている。すなわち、ヒートシンク部53は、基板本体61と接触する放熱面53cを有する。ヒートシンク部53は、放熱面53cにおいて、回路基板60から熱を吸収して、回路基板60を冷却する。 
[0024]
後述するように、回路基板60は、基板本体61の上面61dに実装される複数の電界効果トランジスタ(第2の発熱素子)66を有する。電界効果トランジスタ66は、FET(Field effect transistor)とも呼ばれる。電界効果トランジスタ66は、回路基板60において、熱を生じやすい発熱素子である。軸方向から見て、電界効果トランジスタ66の少なくとも一部は、放熱面53cと重なる。これにより、電界効果トランジスタ66で生じた熱を、放熱面53cにおいて効果的にヒートシンク部53に移動させることができる。これにより、電界効果トランジスタ66の温度が高まりすぎることを抑制し、電界効果トランジスタ66の動作の信頼性を高めることができる。 
[0025]
なお、本実施形態においては、放熱面53cと軸方向に重なる発熱素子が電界効果トランジスタ66である場合を例示した。しかしながら、放熱面53cと重なる発熱素子は、他の実装部品(素子)であってもよい。本明細書において発熱素子とは、実装部品のうち、動作時に熱を発し高温となる素子を意味する。発熱素子としては、電界効果トランジスタ、コンデンサの他に、電界効果トランジスタ駆動用ドライバ集積回路、電源用集積回路が例示されるが、高温となる素子であればその種類は限定されない。 
[0026]
図4に示すように、ヒートシンク部53には、リブ56が設けられている。リブ56は、ヒートシンク部53の下面53bから下側に突出する。リブ56は、モータ本体収容部54と素子収容部55との間に位置する。ヒートシンク部53にリブ56が設けられることで、ヒートシンク部53の表面積が大きくなる。これにより、ヒートシンク部53の放熱効果を高めることができる。また、ヒートシンク部53にリブ56が設けられることで、リブ56の延びる方向においてヒートシンク部53の剛性を高めることができる。これにより、外的な応力又は熱膨張および熱収縮に対して、ヒートシンク部53の変形を抑制することができる。特に本実施形態によれば、リブ56が、モータ本体収容部54と素子収容部55との間に位置する。このため、モータ本体収容部54と素子収容部55との相対的な位置関係が変化するようなヒートシンク部53の変形を抑制できる。 
[0027]
図2に示すように、リブ56は、基板本体61に接触する放熱面53cの直下に位置する。すなわち、軸方向から見て、リブ56の少なくとも一部が放熱面53cと重なる。これにより、放熱面53cの直下においてヒートシンク部53の熱容量を大きくすることができ、放熱面53cにおいて基板本体61からヒートシンク部53に効率的に熱を移動できる。加えて、放熱面53cにおいて回路基板60から吸収してヒートシンク部53に移動させた熱を、リブ56において効率的に放熱できる。 
[0028]
図4に示すように、リブ56は、第1のリブ部56aと第2のリブ部56bとを含む。第1のリブ部56aは、モータ本体収容部54の径方向(本実施形態においてX軸方向)に沿って延びる。第1のリブ部56aは、モータ本体収容部54と素子収容部55とを繋ぐ。第2のリブ部56bは、第1のリブ部56aと繋がっている。第2のリブ部56bは、第1のリブ部56aに対して直交する方向に延びる。第2のリブ部56bは、第1のリブ部56aと交差して延びる。本実施形態において、第2のリブ部56bは、ヒートシンク部53に3つ設けられる。 
[0029]
本実施形態によれば、第1のリブ部56aが、モータ本体収容部54と素子収容部55との間を延びてこれらを繋ぐ。このため、モータ本体収容部54と素子収容部55とが並ぶ方向に関して、ヒートシンク部53の剛性を高めることができる。結果として、モータ本体収容部54と素子収容部55との相対的な位置関係が変化するようなヒートシンク部53の変形を効果的に抑制できる。 
[0030]
本実施形態によれば、第1のリブ部56aに加えて第2のリブ部56bが設けられることで、ヒートシンク部53の表面積を更に増加させることができる。また、第2のリブ部56bが第1のリブ部56aと直交し交差するため、第1のリブ部56aと直交する方向についてもヒートシンク部53の剛性を高めることができる。また、リブ56は、3以上の第2のリブ部56bを含むことが好ましい。第2のリブ部56bが、3以上設けられていることで、ヒートシンク部53の剛性を十分に高めることができる。 
[0031]
図4に示すように、第2のリブ部56bは、第1のリブ部56a側から離れるに従い幅が狭くなる。言い換えると、第2のリブ部56bは、第1のリブ部56a側が太くなっている。このため、本実施形態の第2のリブ部56bによれば、体積が等しく一様な幅で延びるものと比較して、重量の増加を抑えつつヒートシンク部53の剛性を高めることができる。 
[0032]
図2に示すように、モータ本体収容部54は、上側(+Z側)に開口する筒状である。モータ本体収容部54は、ヒートシンク部53から下側に向かって延びる。モータ本体収容部54は、ロータ20およびステータ25を収容する。モータ本体収容部54は、筒状部54aと、底部54bと、下側ベアリング保持部54cと、を有する。なお、モータ本体収容部54は底部54bを有していない筒状部材であってもよい。この場合、モータ本体収容部54の下側の開口には、ベアリングを保持するベアリングホルダが別途取り付けられる。 
[0033]
筒状部54aは、ステータ25を径方向外側から囲む。本実施形態において筒状部54aは、円筒状である。筒状部54aの内周面には、ステータコア27およびベアリングホルダ30が固定される。筒状部54aの上端部であって、筒状部54aの外周面にはヒートシンク部53が接続される。 
[0034]
底部54bは、筒状部54aの下端に位置する。底部54bは、ステータ25の下側に位置する。下側ベアリング保持部54cは、底部54bの平面視中央に位置する。下側ベアリング保持部54cは、下側ベアリング7Bを保持する。下側ベアリング保持部54cの平面視中央には、軸方向に貫通する孔部54dが設けられる。孔部54dには、シャフト21の下端部が挿通される。 
[0035]
素子収容部55は、上側(+Z側)に開口する。素子収容部55は、ヒートシンク部53から下側に向かって延びる。図4に示すように、本実施形態の素子収容部55は、3つのコンデンサ65を収容する。3つのコンデンサ65は、中心軸Jと直交する一方向(本実施形態においてY軸方向)に沿って並ぶ。本実施形態において、3つのコンデンサ65が並ぶ方向は、第2のリブ部56bが延びる方向と一致する。素子収容部55は、平面視において、3つのコンデンサ65が並ぶ方向(すなわち、第2のリブ部56bが延びる方向)を長手方向とする。素子収容部55の長手方向の寸法S1は、モータ本体収容部54の直径Dより小さい。すなわち、複数のコンデンサ65を一方向に並べて配置する場合であっても、素子収容部55の長手方向の寸法S1がモータ本体収容部54を超えない。したがって、中心軸Jと直交する方向においてモータ1の寸法を抑制できる。 
[0036]
図2に示すように、コンデンサ65は、下側を向く天面65bと、軸方向と直交する方向を向く側面65aと、を有する。素子収容部55は、コンデンサ65の側面65aを囲む側壁部55aと、コンデンサ65の下側に位置しコンデンサ65の天面65bと軸方向に対向する収容底部55bと、を有する。 
[0037]
本実施形態によれば、コンデンサ65を収容する素子収容部55を有する。コンデンサ65は、回路基板60において、熱を生じやすい発熱素子である。このため、コンデンサ65において発生する熱を素子収容部55において効果的に吸収することができる。なお、素子収容部55の側壁部55aとコンデンサ65の側面65aとの間には、放熱グリスなどの放熱材が収容されることが好ましい。これにより、コンデンサ65の側面65aから素子収容部55に向けて効率的に熱を移動させることができ、コンデンサ65の動作の信頼性を高めることができる。なお、素子収容部55の収容底部55bとコンデンサ65の天面65bとの間にも放熱材を配置してもよい。しかし、一般的にコンデンサ65の天面65bには、防爆弁が設けられる場合がある。この場合、放熱材は、少なくとも防爆弁を避けるように配置される。 
[0038]
なお、素子収容部55は、収容底部55bを有さずに下側に開放された構成としてもよい。また、素子収容部55の側壁部55aの一部が水平方向に開口していてもよい。すなわち、収容底部55bおよび側壁部55aは、必ずしもコンデンサ65の天面65bおよび側面65aを全体に亘って囲んでいなくてもよい。 
[0039]
本実施形態において、モータ本体収容部54および素子収容部55は、ヒートシンク部53から下側に向
かって別々に延びる。すなわち、モータ本体収容部54および素子収容部55は、軸方向から見て互いに離間している。本実施形態によれば、モータ本体収容部54と素子収容部55とが、ヒートシンク部53から別々に延びるため、ハウジング50の外周面の表面積が増加し、ハウジング50の放熱効果を高めることができる。なお、上述したように、モータ本体収容部54および素子収容部55は、ヒートシンク部53を介して互いに固定された別部品であってもよい。


[0040]
ハウジング50は、上側を向く上面50aを有する。上面50aは、ハウジング50のモータ本体収容部54、素子収容部55およびヒートシンク部53に跨って設けられる。上面50aは、蓋部40と対向する。上面50aには、上面50aの外縁に沿って延びる第2の凹溝部52が設けられる。第2の凹溝部52は、上面50aに対して下側に凹む。第2の凹溝部52は、一様な幅および一様な深さで中心軸Jと直交する平面内を延びる。第2の凹溝部52は、後段において説明する蓋部40の第2の凸部42が収容される。 
[0041]
[ベアリングホルダ]



ベアリングホルダ30は、ステータ25の上側(+Z側)に位置する。ベアリングホルダ30は、上側ベアリング7Aを支持する。ベアリングホルダ30の平面視形状は、例えば、中心軸Jと同心の円形状である。ベアリングホルダ30は、モータ本体収容部54の上側の開口54eに位置し、モータ本体収容部54の内周面に固定される。 
[0042]
ベアリングホルダ30は、ドーナツ型の円板状のホルダ本体部31と、ホルダ本体部31の径方向内側に位置する上側ベアリング保持部32と、ホルダ本体部31の径方向外側に位置するホルダ固定部33と、を有する。 
[0043]
上側ベアリング保持部32は、上側ベアリング7Aを保持する。上側ベアリング保持部32は、ベアリングホルダ30の平面視中央に位置する。上側ベアリング保持部32の平面視中央には、軸方向に貫通する孔部32aが設けられる。孔部32aには、シャフト21の上端部が挿通される。ホルダ固定部33は、ホルダ本体部31の径方向外縁において上下方向に突出する筒形状である。ホルダ固定部33の外周面は、モータ本体収容部54の内周面と径方向に対向する。ホルダ固定部33は、モータ本体収容部54の内周面に嵌合され固定される。 
[0044]
ベアリングホルダ30は、ハウジング50のヒートシンク部53に対し少なくとも一部が軸方向に重なる。このため、ベアリングホルダ30の上側のスペースを十分に広くすることができる。結果的に、ベアリングホルダ30の上側に位置する回路基板60の配置および回路基板60の実装部品の配置の自由度を高めることができる。 
[0045]
[回路基板]



回路基板60は、モータ本体2およびベアリングホルダ30の上側に位置する。回路基板60は、中心軸Jに直交する方向(すなわち、上下方向に直交する方向)に延びる。回路基板60には、ステータ25のコイル29から延びるコイル線が接続される。回路基板60は、コイル29に電流を流してロータ20の回転を制御する。 
[0046]
回路基板60は、基板本体61と、複数(本実施形態では3つ)のコンデンサ(第1の発熱素子)65と、複数の電界効果トランジスタ(第2の発熱素子)66と、を有する。なお、基板本体61は、その他に、ロータ20の回転を制御するための電子部品(図示略)を有する。 
[0047]
基板本体61は、軸方向(すなわち上下方向)に直交して配置される。基板本体61は、上側を向く上面61dと、下側を向く下面61cと、を有する。また、基板本体61は、上下方向から見てモータ本体2と重なるオーバーラップ部61Aと、上下方向から見てモータ本体2の外側に位置する張出部61Bと、を有する。 
[0048]
コンデンサ65は、基板本体61の下面61cに実装される。コンデンサ65は、軸方向に沿って延びる円柱形状である。コンデンサ65は、基板本体61と反対側に位置し下側を向く天面65bと、軸方向(上下方向)と直交する方向を向く側面65aと、を有する。コンデンサ65は、回路基板60の実装部品のうち、最も軸方向(上下方向)の寸法が大きい。電界効果トランジスタ66は、基板本体61の上面61dに実装される。電界効果トランジスタ66は、平面視矩形状である。基板本体61の上面61dおよび下面61cの何れか一方又は両方には、コンデンサ65および電界効果トランジスタ66の他に回転センサ、チョークコイル等の電子部品が実装される。 
[0049]
発熱素子であるコンデンサ65および電界効果トランジスタ66は、基板本体61の張出部61Bに実装される。張出部61Bの上側には、後段に説明する上ヒートシンク80が位置する。上ヒートシンク80は、張出部61Bおよび張出部61Bの上面61dに実装された電界効果トランジスタ66と直接的又は間接的に接触してこれらを冷却する。また、張出部61Bの下側には、ハウジング50のヒートシンク部53および素子収容部55が位置する。ヒートシンク部53および素子収容部55は、張出部61Bおよび張出部61Bの下面61cに実装されたコンデンサ65と直接的又は間接的に接触してこれらを冷却する。すなわち、本実施形態によれば、発熱素子(コンデンサ65および電界効果トランジスタ66)が実装された張出部61Bは、上ヒートシンク80およびハウジング50に上下方向から挟まれる。これにより、張出部61Bに実装された発熱素子65、66を、上ヒートシンク80およびハウジング50により効果的に冷却できる。また、本実施形態によれば、冷却が必要な発熱素子65、66を基板本体61の張出部61Bに配置することで、発熱素子65、66の冷却に必要な構造を、平面視においてモータ本体2とずらして配置できる。このため、モータ1の軸方向(上下方向)の寸法を小型化できる。 
[0050]
[上ヒートシンク(第2のヒートシンク)]



上ヒートシンク80は、回路基板60の上側に位置する。上ヒートシンク80は、回路基板60の一部を上側から覆う。本実施形態の上ヒートシンク80は、回路基板60に直接的又は間接的に接触して、回路基板60を冷却する上ヒートシンクとして機能する。なお、上ヒートシンク80は、回路基板60と熱的に接触し回路基板60を冷却するものであれば、回路基板60と直接的に接触していても間接的に接触していてもよい。より具体的には、上ヒートシンク80は、回路基板60に放熱グリスなどの放熱材を介して接触していてもよい。 
[0051]
上ヒートシンク80は、吸熱部85と、吸熱部85の上面85aに位置するフィン89aと、有する。上ヒートシンク80は、放熱特性が高い金属材料(例えば、アルミニウム合金又は銅合金)から構成される。 
[0052]
図3に示すように、吸熱部85は、上側を向く上面85aと下側を向く下面85bとを有する。また、吸熱部85には、一対のネジ挿入孔85cが設けられている。ネジ挿入孔85cは、軸方向に沿って吸熱部85を貫通する。一対のネジ挿入孔85cには、それぞれ固定ネジ88が挿入される。固定ネジ88は、ハウジング50のヒートシンク部53にネジ止めされる。これによって、吸熱部85の下面85bが、ヒートシンク部53の上面53aに押し当てられて、上ヒートシンク80がハウジング50に固定される。 
[0053]
本実施形態によれば、上ヒートシンク80とハウジング50とは、直接的に接触し互いに固定されている。上ヒートシンク80およびハウジング50は、それぞれ回路基板60から熱を吸収する。上ヒートシンク80とハウジング50が互いに接触して固定されることで、上ヒートシンク80とハウジング50との間で熱の移動が起こる。このため、上ヒートシンク80およびハウジング50のうち何れか一方が高温となった場合、他方側に熱を移動させて、他方側からも放熱することができる。これにより、放熱効率が高まり結果として回路基板60の冷却効果を高めることができる。 
[0054]
吸熱部85の下面85bには、凹部86が設けられている。凹部86には、回路基板60の電界効果トランジスタ66が配置されている。凹部86には、例えば放熱グリス等の放熱材が充填され、電界効果トランジスタ66で生じた熱を吸熱部85に効率的に移動させる。すなわち、本実施形態によれば、発熱素子である電界効果トランジスタ66を収容する凹部86に放熱材が充填されることで、電界効果トランジスタ66を効果的に冷却できる。加えて、放熱材が流動性の放熱グリスである場合には、放熱グリスが、凹部86から漏れ出すことを抑制できる。 
[0055]
後段において説明するように、上ヒートシンク80の上側には、蓋部40が設けられている。蓋部40には、上下方向に貫通する開口部49が設けられる。上ヒートシンク80は、蓋部40の開口部49から露出する露出部89を有する。露出部89は、吸熱部85の上面85aに位置する。 
[0056]
本実施形態によれば、上ヒートシンク80が露出部89を有することによって、上ヒートシンク80は、回路基板60から吸収した熱を露出部89からモータ1の外部に効率的に放熱できる。これにより、上ヒートシンク80による回路基板60の冷却効率を高めることができる。 
[0057]
上ヒートシンク80の露出部89は、発熱素子である電界効果トランジスタ66の直上に位置する。すなわち、上ヒートシンク80の露出部89は、軸方向(上下方向)から見て、電界効果トランジスタ66の少なくとも一部と重なる。これにより、回路基板60から上ヒートシンク80に移動させた熱を、露出部89において効果的に放熱できる。なお、軸方向から見て露出部89と重なる発熱素子は、電界効果トランジスタ66以外の発熱素子(例えば、コンデンサ、電界効果トランジスタ駆動用ドライバ集積回路、電源用集積回路)であってもよい。 
[0058]
図1に示すように、フィン89aは、上ヒートシンク80の露出部89に位置する。フィン89aは、吸熱部85の上面85aから上側に突出する。フィン89aは、露出部89において、開口部49を貫通する。 
[0059]
フィン89aは、上ヒートシンク80に複数設けられる。複数のフィン89aは、上下方向と直交する一方向に沿って延びる。本実施形態において、フィン89aは、X軸方向に沿って延びる。本実施形態によれば、露出部89にフィン89aが設けられることで、露出部89の表面積を大きくして露出部89における上ヒートシンク80の放熱効率を高めることができる。また、本実施形態によれば、複数のフィン89aが一方向に延びるため、一方向に流れる気体中にモータ1を配置する場合に、気体の流動方向に沿ってフィン89aが延びるように配置することで、フィン89aによる放熱効率を高めることができる。 本実施形態では、上ヒートシンク80がフィン89aを有する場合を例示した。しかしながら、上ヒートシンク80は、露出部89を有していれば、上ヒートシンク80がフィン89aを有していなくても、放熱効率を高める一定の効果を得ることができる。 
[0060]
吸熱部85の上面85aには、軸方向(上下方向)から見て露出部89を囲む第1の凹溝部81が設けられる。第1の凹溝部81は、一様な幅および一様な深さで中心軸Jと直交する平面内を延びる。第1の凹溝部81は、上面85aに対して下側に凹む。第1の凹溝部81には、後段において説明する蓋部40の第1の凸部41が収容される。 
[0061]
[蓋部]



 図2に示すように、蓋部40は、ハウジング50、回路基板60および上ヒートシンク80の上側に位置する。蓋部40は、ハウジング50の上面50aを覆う。蓋部40は、回路基板60を上側から覆い回路基板60を保護する。また、蓋部40は、ハウジング50のモータ本体収容部54の開口を覆い、モータ本体2の回転部分などにコンタミが侵入することを抑制する。 
[0062]
図1に示すように、蓋部40は、平坦部45と、平坦部45の外縁に位置し、平坦部45に対して下側に突出する外縁部46と、平坦部45から上側に延びるコネクタ部47と、を有する。 
[0063]
コネクタ部47は、平坦部45から上側に延びる筒状である。コネクタ部47の内部には、回路基板60から上側に延びる接続端子(図示略)が設けられる。接続端子は、回路基板60に電力を供給する外部機器(図示略)に接続される。 
[0064]
図2に示すように、平坦部45は、軸方向(上下方向)と直交する方向に延びる。すなわち、平坦部45は、回路基板60に沿って延びる。平坦部45は、上側を向く上面45aと、下側を向く下面45bと、を有する。 
[0065]
平坦部45には、開口部49が設けられる。開口部49は、軸方向から見て矩形状である。開口部49には、上ヒートシンク80のフィン89aが挿通する。フィン89aの上端は、平坦部45の上面45aより上側に位置する。 
[0066]
平坦部45の下面45bは、吸熱部85と軸方向に離間している。したがって、平坦部45は、上ヒートシンク80と接触しない。平坦部45の下面45bには、下側に突出する第1の凸部41が設けられる。 
[0067]
第1の凸部41は、軸方向から見て、開口部49を囲む。第1の凸部41は、一様な幅および一様な高さで中心軸Jと直交する平面内を延びる。第1の凸部41は、上ヒートシンク80に設けられた第1の凹溝部81に収容される。上ヒートシンク80には、開口部49から露出する露出部89が設けられている。したがって、第1の凸部41および第1の凹溝部81は、軸方向(上下方向)から見て露出部89を囲む。第1の凹溝部81の内壁面と、第1の凸部41との間には、隙間が設けられる。第1の凹溝部81には、接着剤Bが充填される。 
[0068]
本実施形態によれば、接着剤Bが充填された第1の凹溝部81に第1の凸部41が収容されている。また、第1の凸部41および第1の凹溝部81は、露出部89を囲むため、蓋部40の開口部49からモータ1の内部に水およびコンタミが侵入することを抑制できる。これにより、モータ1の防塵性および防水性を高めることができる。 
[0069]
なお、本実施形態においては、第1の凹溝部81に接着剤Bが充填され、接着剤Bが第1の凹溝部81の内壁面と第1の凸部41との間の隙間を塞ぐ。このため、より効果的にコンタミの侵入を塞ぐことができる。しかしながら、接着剤Bなどの充填物が充填されていない場合であっても、第1の凸部41が第1の凹溝部81に挿入されることで、コンタミの侵入経路にラビリンス構造を構成することができ、コンタミの侵入を抑制することができる。 
[0070]
また、本実施形態においては、上ヒートシンク80に第1の凹溝部81が設けられ、蓋部40に第1の凸部41が設けられる構成を例示した。しかしながら、第1の凸部41および第1の凹溝部81は、露出部89を囲んでいれば、上ヒートシンク80および蓋部40のそれぞれ反対側に設けられていてもよい。すなわち、蓋部40および上ヒートシンク80のうち、一方には他方側に突出する第1の凸部41が設けられ、他方には第1の凸部41を収容する第1の凹溝部81が設けられていればよい。 
[0071]
本実施形態によれば、第1の凹溝部81の内壁面と第1の凸部41との間に、接着剤Bが充填されている。これにより、露出部89の周囲において、蓋部40と上ヒートシンク80とを互いに固定することができる。加えて、接着剤Bを第1の凹溝部81に充填させるため、接着剤Bを周方向に沿って一様な量で設けることができ、各方向からの応力に対して安定した接着強度を実現しやすい。 
[0072]
本実施形態によれば、第1の凹溝部81の内壁面と第1の凸部41との間には隙間が設けられる。このため、第1の凹溝部81の内壁面と第1の凸部41とは、上下方向および水平方向において直接的に接触しない。このため、他の部分において上ヒートシンク80に対する蓋部40の上下方向および水平方向の位置決めを行うことができる。具体的には、蓋部40および上ヒートシンク80をそれぞれハウジング50に接触させ、蓋部40および上ヒートシンク80をそれぞれハウジング50に対して位置決めすることができる。したがって、寸法精度および面精度の管理が容易な他の部材(本実施形態におけるハウジング50)において、各部の寸法を管理することができる。 
[0073]
本実施形態によれば、平坦部45の下面45bは、吸熱部85と軸方向に離間しているため、第1の凹溝部81に充填された接着剤Bは、外気に露出している。これにより、第1の凹溝部81に充填された接着剤Bの硬化を促進できる。また、第1の凹溝部81に第1の凸部41を収容させる工程において、第1の凹溝部81から溢れ出た過剰な接着剤Bを、第1の凹溝部81の外側に逃がすことができる。 
[0074]
外縁部46は、平坦部45の外縁から下側に突出する。外縁部46は、軸方向から見て平坦部45を一周に亘って囲む。外縁部46の下端部には、第2の凸部42と内側下端面46aと外側下端面46bとが設けられる。 
[0075]
第2の凸部42は、下側に突出する。第2の凸部42は、一様な幅および一様な高さで中心軸Jと直交する平面内を延びる。第2の凸部42は、外縁部46の全体に亘って延びる。したがって、第2の凸部42は、軸方向から見て、平坦部45を一周に亘って囲む。 
[0076]
第2の凸部42は、ハウジング50に設けられた第2の凹溝部52に収容される。第2の凸部42および第2の凹溝部52は、軸方向から見て、第1の凸部41および第1の凹溝部81を外側から囲む。第2の凹溝部52の内壁面と、第2の凸部42との間には、隙間が設けられる。第2の凹溝部52には、接着剤Bが充填される。 
[0077]
本実施形態によれば、接着剤Bが充填された第2の凹溝部52に第2の凸部42が収容されている。また、第2の凸部42および第2の凹溝部52は、軸方向から見て、第1の凸部41および第1の凹溝部81を外側から囲むため、第1の凸部41および第1の凹溝部81より外側においても、蓋部40とハウジング50との間からモータ1の内部に水およびコンタミが侵入することを抑制できる。これにより、モータ1の防塵性および防水性を高めることができる。 
[0078]
なお、本実施形態においては、第2の凹溝部52に接着剤Bが充填され、接着剤Bが第2の凹溝部52の内壁面と第2の凸部42との間の隙間を塞ぐ。このため、より効果的にコンタミの侵入を塞ぐことができる。しかしながら、接着剤Bなどの充填物が充填されていない場合であっても、第2の凸部42が第2の凹溝部52に挿入されることで、コンタミの侵入経路にラビリンス構造を構成することができ、コンタミの侵入を抑制することができる。 
[0079]
本実施形態においては、ハウジング50に第2の凹溝部52が設けられ、蓋部40に第2の凸部42が設けられる構成を例示した。しかし、第2の凸部42および第2の凹溝部52は、ハウジング50および蓋部40のそれぞれ反対側に設けられていてもよい。すなわち、蓋部40およびハウジング50のうち、一方には他方側に突出する第2の凸部42が設けられ、他方には第2の凸部42を収容する第2の凹溝部52が設けられていればよい。 
[0080]
本実施形態によれば、第2の凹溝部52の内壁面と第2の凸部42との間に、接着剤Bが充填されている。これにより、蓋部40の外縁部46において、蓋部40をハウジング50に固定することができる。加えて、接着剤Bを第2の凹溝部52に充填させるため、接着剤Bを周方向に沿って一様な量で設けることができ、各方向からの応力に対して安定した接着強度を実現しやすい。 
[0081]
内側下端面46aは、下側を向く面である。内側下端面46aは、平面視において第2の凸部42で囲まれた領域の内側に位置する。内側下端面46aは、ハウジング50の上面50aに接触する。内側下端面46aがハウジング50の上面50aに接触することで、ハウジング50に対し蓋部40を軸方向(上下方向)に位置決めできる。 
[0082]
外側下端面46bは、下側を向く面である。外側下端面46bは、平面視において第2の凸部42で囲まれた領域の内側に位置する。外側下端面46bは、ハウジング50の上面50aと軸方向に離間している。これにより、第2の凹溝部52に充填された接着剤Bを外気に露出させ、接着剤Bの硬化を促進できる。また、第2の凹溝部52に第2の凸部42を収容させる工程において、第2の凹溝部52から溢れ出た接着剤Bを、外側下端面46bとハウジング50の上面50aとの間の隙間に溜めることができる。よって、接着剤Bの充填量がばらついた場合に、過剰な接着剤Bを外側下端面46bとハウジング50の上面50aとの間の隙間に逃がすことができる。加えて、外側下端面46bとハウジング50の上面50aとの間に隙間が設けられることで、接着剤Bの充填状態および硬化状態などを外観から確認することができる。このため、製造ラインにおける製品の品質確保が容易となる。 
[0083]
本実施形態において、第1の凹溝部81および第2の凹溝部52に充填される接着剤Bとして、湿気硬化型の接着剤を用いることが好ましい。湿気硬化型の接着剤は、空気中の水分により硬化する。接着剤Bとして湿気硬化型の接着剤を用いることで、水分による接着剤の劣化を抑制することができ、モータ1の防水の信頼性を高めることができる。 
[0084]
次に、モータ1の製造工程において、蓋部40を組み付ける手順について説明する。なお、本実施形態において、蓋部40の組み付けは、モータ1の組み立て工程の最後に行われる。 まず、上ヒートシンク80の第1の凹溝部81およびハウジング50の第2の凹溝部52の内部に未硬化の接着剤Bを充填する。 次いで、上ヒートシンク80および上ヒートシンク80に固定されたハウジング50に対して蓋部40を上側から近づけ、第1の凸部41を第1の凹溝部81に挿入し、第2の凸部42を第2の凹溝部52に挿入する。 次いで、接着剤Bを硬化させる。 以上の工程を経ることで、蓋部40がモータ1に組み付けられる。 
[0085]
本実施形態によれば、第1の凸部41と第2の凸部42とは、同方向に突出し、第1の凹溝部81と第2の凹溝部52とは、同方向に開口する。また、第1の凹溝部81および第2の凹溝部52には、未硬化の接着剤Bが充填される。第1の凹溝部81と第2の凹溝部52とが同方向に開口するため、第1の凹溝部81および第2の凹溝部52に未硬化の接着剤Bを同時に充填できる。また、第1の凹溝部81および第2の凹溝部52に未硬化の接着剤Bを充填させた後に蓋部40を降下させて第1の凹溝部81および第2の凹溝部52にそれぞれ第1の凸部41および第2の凸部42を収容させる工程を採用できる。これにより、蓋部40の組み付け工程を簡素化できる。 
[0086]
図1に示すように、ハウジング50と蓋部40とは、スナップフィット部6により、互いに固定されている。スナップフィット部6は、周方向に沿ってモータ1に複数設けられている。 
[0087]
スナップフィット部6は、蓋部40に設けられたかかり部43と、ハウジング50に設けられた爪部58と、から構成されている。蓋部40のかかり部43は、外縁部46から下側に向かってU字状に延びる。爪部58は、ハウジング50の外側面から水平方向外側に向かって突出する。蓋部40の組み付け手順において、作業者が蓋部40を軸方向に沿ってハウジング50に近づけることで、係り部43に爪部58が嵌り、ハウジング50に蓋部40が固定される。本実施形態におい
て、スナップフィット部6は、ハウジング50に蓋部40が組み付けられてから接着剤Bが硬化するまでの間、蓋部40を保持する為に設けられている。なお、蓋部40の固定に接着剤Bを使用しない場合には、蓋部40は、スナップフィット部6の固定機能によってハウジング50に対し恒常的に固定される。


[0088]
以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態および変形例における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

符号の説明

[0089]
1…モータ、2…モータ本体、6…スナップフィット部、7A…上側ベアリング(ベアリング)、20…ロータ、21…シャフト、25…ステータ、30…ベアリングホルダ、40…蓋部、41…第1の凸部、42…第2の凸部、49…開口部、50…ハウジング(ヒートシンク、第1のヒートシンク)、52…第2の凹溝部、53…ヒートシンク部(ヒートシンク本体部)、53c…放熱面、54…モータ本体収容部、54e…開口、55…素子収容部、56…リブ、56a…第1のリブ部、56b…第2のリブ部、60…回路基板、61…基板本体、61A…オーバーラップ部、61B…張出部、65…コンデンサ(第1の発熱素子、発熱素子)、66…電界効果トランジスタ(第2の発熱素子、発熱素子)、80…上ヒートシンク(第2のヒートシンク)、81…第1の凹溝部、89…露出部、89a…フィン、B…接着剤、D…直径、J…中心軸、S1…寸法

請求の範囲

[請求項1]
上下方向に沿って延びる中心軸を中心として回転するロータおよび前記ロータの径方向外側に位置するステータを有するモータ本体と、



 前記モータ本体の上側に位置し前記中心軸に直交する方向に延びる回路基板と、



 前記回路基板の下側に位置し前記回路基板に直接的または間接的に接触するヒートシンクと、を備え、



 前記回路基板は、



  基板本体と、



  前記基板本体の下面に実装される第1の発熱素子と、を有し、



 前記ヒートシンクは、



  前記回路基板に沿って延びるヒートシンク本体部と、



  前記モータ本体を収容するモータ本体収容部と、



  前記第1の発熱素子を収容する素子収容部と、を有し、



 前記モータ本体収容部および前記素子収容部は、前記ヒートシンク本体部から下側に向かって別々に延び、



 前記ヒートシンク本体部には、前記モータ本体収容部と前記素子収容部との間に位置するリブが設けられている、モータ。
[請求項2]
前記ヒートシンクは、単一の部材として構成され、



 前記ロータは、前記中心軸に沿って延びるシャフトを有し、



 前記シャフトを回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングを支持するベアリングホルダと、を備え、



 前記ベアリングホルダは、前記モータ本体収容部の上側の開口に位置し、



 前記ベアリングホルダは、前記ヒートシンク本体部に対し少なくとも一部が軸方向に重なる、



請求項1に記載のモータ。
[請求項3]
前記リブは、径方向に沿って延び前記モータ本体収容部と前記素子収容部とを繋ぐ第1のリブ部を含む、



請求項1又は2に記載のモータ。
[請求項4]
前記リブは、前記第1のリブ部と繋がり前記第1のリブ部に対して直交する方向に延びる第2のリブ部を含む、



請求項3に記載のモータ。
[請求項5]
前記第2のリブ部が、前記第1のリブ部と交差して延びる、



請求項4に記載のモータ。
[請求項6]
前記第2のリブ部は、前記第1のリブ部側から離れるに従い幅が狭くなる、



請求項4又は5に記載のモータ。
[請求項7]
前記リブが、3以上の前記第2のリブ部を含む、



請求項4~6の何れか一項に記載のモータ。
[請求項8]
前記素子収容部は、軸方向から見て前記第2のリブ部が延びる方向を長手方向とし、



 前記素子収容部の長手方向の寸法は、前記モータ本体収容部の直径より小さい、



請求項4~7の何れか一項に記載のモータ。
[請求項9]
前記回路基板は、前記基板本体の上面に実装される第2の発熱素子を有し、



 前記ヒートシンク本体部は、前記基板本体の下面と接触する放熱面を有し、



 軸方向から見て、前記第2の発熱素子の少なくとも一部は、前記放熱面と重なる、



請求項1~8の何れか一項に記載のモータ。
[請求項10]
軸方向から見て、前記リブの少なくとも一部は、前記放熱面と重なる、請求項9に記載のモータ。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]