(57)【要約】中心軸に対して回転可能であるロータとロータに対して径方向に対向するステータを有するモータ本体と、モータ本体と電気的に接続され、平面方向に広がる回路基板と、回路基板の平面方向に直交する一方側に実装されるコンデンサと、回路基板と直接的または間接的に接触するヒートシンクと、を備え、回路基板は、一方側の第１面と、他方側の第２面と、を有し、第２面は、回路基板の平面方向に直交する方向から見てコンデンサと重なるコンデンサオーバーラップ領域を有し、ヒートシンクは、回路基板の一方側においてコンデンサの側面の少なくとも一部を覆い、回路基板の他方側においてコンデンサオーバーラップ領域を覆う、モータ。
2019064896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に対して回転可能であるロータと前記ロータに対して径方向に対向するステータを有するモータ本体と、
前記モータ本体と電気的に接続され、平面方向に広がる回路基板と、
前記回路基板の平面方向に直交する一方側に実装されるコンデンサと、
前記回路基板と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、一方側の第１面と、他方側の第２面と、を有し、
前記第２面は、前記回路基板の平面方向に直交する方向から見て前記コンデンサと重なるコンデンサオーバーラップ領域を有し、
前記ヒートシンクは、
前記回路基板の一方側において前記コンデンサの側面の少なくとも一部を覆い、
前記回路基板の他方側において前記コンデンサオーバーラップ領域を覆う、モータ。
【請求項２】
前記コンデンサは、前記回路基板の平面方向に直交する方向の端部に防爆弁を有し、
前記ヒートシンクは、前記コンデンサの側面を一周にわたって覆う、
請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記ヒートシンクは、
第１のヒートシンクと、
第２のヒートシンクと、を有し、
前記第一のヒートシンクは、前記コンデンサの側面を覆い、
前記第二のヒートシンクは、前記コンデンサオーバーラップ領域を覆う、
請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記ヒートシンクは、
第１のヒートシンクと、
第２のヒートシンクと、を有し、
前記コンデンサの側面は、周方向に延びる第１領域と、前記第１領域とずれて周方向に延びる第２領域と、を有し、
前記第１のヒートシンクは、前記第１領域を覆い、
前記第２のヒートシンクは、前記第２領域を覆う、
請求項１から３の何れか一項に記載のモータ。
【請求項５】
前記コンデンサは、前記モータ本体の径方向外側に位置し、
前記ヒートシンクは、前記回路基板における前記モータ本体の軸方向の両側に位置する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項６】
前記回路基板は、前記モータ本体と軸方向において異なる位置に位置し、
前記コンデンサは、前記モータ本体の径方向外側に位置し、
前記コンデンサの側面に位置する前記ヒートシンクと、前記モータ本体の外周面との間に間隙を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項７】
前記モータ本体は、
前記ステータを収容するハウジングと、
前記ハウジングの開口に配置されるベアリングホルダと、を有し、
前記ヒートシンクは、前記ハウジングまたは前記ベアリングホルダと単一の部材を構成する、
請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ。
【請求項８】
前記ステータおよび前記回路基板を収容するハウジングを有し、
前記ヒートシンクの一部は前記ハウジングの内部に位置し、他の一部は前記ハウジングの外部に露出する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【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、発熱の大きいコンデンサ等の素子をヒートシンクの内部に収容し、放熱することが知られている。特許文献１には、電界コンデンサ（コンデンサ）が電子コントローラユニット（ＥＣＵ）ハウジングの収容部に収容されたモータ駆動装置が開示されている。
【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】
コンデンサをヒートシンクの内部に収容することで、コンデンサ自体の放熱効果が高まる。しかしながら、上述のモータ駆動装置では、回路基板の放熱ができていない虞があった。  【０００５】
コンデンサ周辺の回路基板には、コンデンサから、コンデンサ以外の電子部品等に比べて大きな電流が流れる。本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、コンデンサ自体の放熱に加え、コンデンサ周辺の回路基板の放熱を促進する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、中心軸に対して回転可能であるロータと前記ロータに対して径方向に対向するステータを有するモータ本体と、前記モータ本体と電気的に接続され、平面方向に広がる回路基板と、前記回路基板の平面方向に直交する一方側に実装されるコンデンサと、前記回路基板と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、一方側の第１面と、他方側の第２面と、を有し、前記第二面は、前記回路基板の平面方向に直交する方向から見て前記コンデンサと重なるコンデンサオーバーラップ領域を有し、前記ヒートシンクは、前記回路基板の一方側において前記コンデンサの側面の少なくとも一部を覆い、前記回路基板の他方側において前記コンデンサオーバーラップ領域を覆う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの態様によれば、コンデンサ自体の放熱に加え、コンデンサ周辺の回路基板の放熱を促進する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り、蓋部をハウジングから上方に外した状態を示す図である。
【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２のV領域の拡大図である。
【図４】図４は、図３に示す構成の第１変形例に対応する。
【図５】図５は、図３に示す構成の第２変形例に対応する。
【図６】図６は、図１のモータの第３変形例の断面図であり、図３に示す構成の第３変形例に対応する。
【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】
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、後段において説明するモータ本体２の中心軸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、軸方向に沿って上側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の斜視図であり、後段において説明する蓋部４０をハウジング（ヒートシンク、第１のヒートシンク、ヒートシンクの一部）５０から上方に外した状態を示す図である。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、モータ１の断面図であり、図２のV領域の拡大図である。また、図４は、モータ１の第１変形例の断面図である。図５は、モータ１の第２変形例の断面図である。図６は、モータ１の第３変形例の断面図である。図４から図６は、図３に示す断面図に対応する。  
【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、ヒートシンクの一部）５０と、上ヒートシンク（ヒートシンク、第２のヒートシンク、ヒートシンクの他の一部）８０と、蓋部４０と、を備える。  
【００１４】
すなわち、モータ１は、後段で説明するステータ２５および回路基板６０を収容するハウジング５０を有する。ヒートシンクの一部として機能する素子収容部５５はハウジング５０の内部に位置する。ヒートシンクの他の一部として機能する上ヒートシンク８０はハウジング５０の外部に露出する。素子収容部５５がハウジング５０の内部に位置し、ハウジング５０にステータ２５及び回路基板６０を収容することで、モータ１の構成要素をまとめて省スペース化を図り、モータ１の大きさを抑えられる。上ヒートシンク８０がハウジング５０の外部に露出することで、素子収容部５５からの熱やコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘからの熱を円滑にモータ１の外方に逃がすことができる。  
【００１５】
［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。  
【００１６】
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。  すなわち、モータ本体２は、中心軸Ｊに対して回転可能であるロータ２０と、ロータ２０に対して径方向に対向するステータ２５を有する。  
【００１７】
［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。  
【００１８】
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、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。  
【００１９】
［ハウジング（ヒートシンク、第１のヒートシンク、ヒートシンクの一部）］
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。  
【００２０】
ハウジング５０は、ヒートシンク部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。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６５を収容する。  
【００２１】
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。ハウジング５０と、コンデンサ６５を覆うヒートシンクである素子収容部５５が単一の部材として構成されることによって、ヒートシンクの省スペース化を行いつつ、とモータ１の軸方向の体格を抑えられる。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。  
【００２２】
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。  
【００２３】
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。  
【００２４】
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（第１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。  
【００２５】
後述するように、回路基板６０は、基板本体６１の上面（第２面）６１ｄに実装される複数の電界効果トランジスタ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。
【００２６】
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。  
【００２７】
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、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。  
【００２８】
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。  
【００２９】
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。  
【００３０】
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。  
【００３１】
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１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。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。  
【００３２】
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。  
【００３３】
本実施形態によれば、ハウジング５０は、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、電界効果トランジスタ６６や他の電子部品に比べて大きな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。  
【００３４】
コンデンサ６５は、平面方向に直交する方向の先端部６５ｔに防爆弁９０を有する。つまり、コンデンサ６５は、モータ本体２の軸方向の先端部６５ｔに防爆弁９０を有する。防爆弁９０の外側の直径は、コンデンサ６５の先端部６５ｔの直径よりも小さい。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との間に放熱材を配置してもよい。放熱材は、少なくとも防爆弁９０を避けるように配置される。  
【００３５】
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。すなわち、素子収容部５５は、回路基板６０の下側（一方側）においてコンデンサ６５の側面６５ａの少なくとも一部を覆う。例えば、複数のコンデンサ６５同士の間隔が広い場合であってもよい。この時、素子収容部５５が側壁部５５ａと間隔をあけて介在できる程度に広くなる。コンデンサ６５が一つだけある場合であってもよい。これらの場合、素子収容部５５がコンデンサ６５の側面６５ａを一周にわたって覆うことが好ましい。  
【００３６】
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。  
【００３７】
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、後段で説明する蓋部４０の第２の凸部４２が収容される。  
【００３８】
［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。  
【００３９】
ベアリングホルダ３０は、平面視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。  
【００４０】
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。  
【００４１】
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。  
【００４２】
［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、平面方向）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。すなわち、回路基板６０は、モータ本体２と電気的に接続され、平面方向に広がっている。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。  
【００４３】
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６５と、複数の電界効果トランジスタ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。  
【００４４】
回路基板６０は、モータ本体２と軸方向において異なる位置に位置する。コンデンサ６５はモータ本体２の径方向外側に位置する。コンデンサ６５の側面６５ａに位置するハウジング５０の素子収容部５５は、モータ本体収容部５４の外周面５４ｒとの間に間隔を有する。すなわち、素子収容部５５は、モータ本体２の外周面２との間に間隔を有する。軸方向において回路基板６０がモータ本体２の上方に位置し、径方向においてコンデンサ６５がモータ本体２の外側に位置するので、コンデンサ６５や回路基板６０のコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘからの熱をモータ本体２に伝わり難くできる。ハウジング５０の素子収容部５５とモータ本体２の外周面２ｒとの間隔によって、素子収容部５５からの放熱のモータ本体２への影響も抑えられる。また、素子収容部５５は外部に露出する面積が大きくなる。これにより、素子収容部５５に伝達される熱を外部に逃がしやすくすることができる。  
【００４５】
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と重なるモータ本体オーバーラップ部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。張出部６１Ｂは、上下方向から見てコンデンサ６５と重なるコンデンサオーバーラップ部６１Ｃを含む。基板本体６１の上面６１ｄにおけるコンデンサオーバーラップ部６１Ｃは、コンデンサオーバーラップ領域６１Ｘになっている。すなわち、基板本体６１の上面６１ｄは、軸方向上側（平面方向に直交する方向）から見てコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘを有する。  
【００４６】
コンデンサ６５は、基板本体６１の下面６１ｃに実装される。すなわち、コンデンサ６５は、回路基板６０の下側（平面方向に直交する一方側）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。  なお、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。  
【００４７】
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、上ヒートシンク８０は、回路基板６０の上側（他方側）においてコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘを覆う。また、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。  すなわち、コンデンサ６５は、モータ本体２の径方向外側に位置する。また、ハウジング５０の素子収容部５５及び上ヒートシンク８０は、回路基板６０の下側および上側（軸方向の両側）に位置する。ハウジング５０の素子収容部５５及び上ヒートシンク８０が回路基板６０の下側および上側に位置するので、コンデンサ６５および回路基板６０のコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘからの熱を下側と上側の両側から放熱させることができる。よって、径方向に沿う熱の回路基板６０内への伝わりを抑えられる。  
【００４８】
［上ヒートシンク（第２のヒートシンク、ヒートシンクの他の一部）］
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。  
【００４９】
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。  
【００５０】
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、一対のネジ挿入孔が設けられている。ネジ挿入孔は、軸方向に沿って吸熱部８５を貫通する。一対のネジ挿入孔には、それぞれ固定ネジが挿入される。固定ネジは、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。  
【００５１】
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。  
【００５２】
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。  
【００５３】
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。  
【００５４】
上ヒートシンク８０の露出部８９は、発熱素子であるコンデンサ６５や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、コンデンサ６５や電界効果トランジスタ６６以外の発熱素子（例えば、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。  
【００５５】
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。図２に示すように、フィン８９ａは、露出部８９において、開口部４９を貫通する。  
【００５６】
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。  
【００５７】
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。  
【００５８】
［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。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。  
【００５９】
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。  
【００６０】
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。  
【００６１】
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。  
【００６２】
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。  
【００６３】
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。  
【００６４】
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。  
【００６５】
以下、コンデンサ６５自体の放熱に加え、コンデンサ６５の周辺の回路基板６０の放熱を促進する観点から、上ヒートシンク８０の好ましい配置・形状の態様について説明する。  
【００６６】
本実施形態では、図３に拡大して示すように、ハウジング５０の素子収容部５５がコンデンサ６５の側面６５ａを覆い、上ヒートシンク８０が回路基板６０のコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘを覆う。つまり、側壁部５５ａと収容底部５５ｂは素子収容部５５として一体になっており、素子収容部５５の側壁部５５ａがコンデンサ６５の側面６５ａに対向し、素子収容部５５の収容底部５５ｂがコンデンサ６５の天面６５ｂに対向する。また、上ヒートシンク８０の吸熱部８５の下面８５ｂが回路基板６０のコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘに対向する。  
【００６７】
モータ１において、コンデンサ６５はモータ本体２を駆動するインバータに電力を供給し、多くの熱が発せられる。また、回路基板６０の平面領域のうちではコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘから比較的多くの熱が発せられる。回路基板６０のコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘにはコンデンサに流れる電流が集まるため、より多くの熱が発生する。本実施形態によれば、ハウジング５０および上ヒートシンク８０は、熱の大部分が発せられるコンデンサ６５の側面６５ａを覆うので、コンデンサ６５が発する熱を効果的に放熱できる。また、上ヒートシンク８０は少なくとも回路基板６０の上面６１ｄのコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘを覆っているので、コンデンサ６５自体から発せられる熱だけではなく、オーバーラップ領域６１Ｘから発せられる熱を効果的に放熱できる。  
【００６８】
また、本実施形態によれば、ヒートシンクをハウジング５０の素子収容部５５と上ヒートシンク８０とに分けるので、ヒートシンクの配置や設計の自由度を拡大できる。例えば、ハウジング５０を回路基板６０の下側に配置し、上ヒートシンク８０を回路基板６０の上側に配置できる。例えば、コンデンサ６５の側面６５ａからの発熱量が回路基板６０のコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘからの発熱量より大きい場合、素子収容部５５の放熱性能が上ヒートシンク８０の放熱性能より高くなるようにハウジング５０と上ヒートシンク８０の各構成の形状を調整できる。  
【００６９】
本実施形態において、コンデンサ６５は、上側の端部６５ｔに防爆弁９０を有する。コンデンサ６５の端部６５ｔは、回路基板６５の平面方向に直交する方向の端部である。ハウジング５０の素子収容部５５は、コンデンサ６５の側面６５ａにおいて、隣り合うコンデンサ６５との間隔が小さい箇所を除いた部分を覆う。なお、コンデンサ６５の側面６５ａを一周にわたって覆ってもよい。  
【００７０】
本実施形態によれば、ハウジング５０の素子収容部５５がコンデンサ６５の側面６５ａを覆うので、コンデンサ６５が発する熱を効果的に放熱できる。  
【００７１】
≪第１変形例≫
前段で説明したように、コンデンサ６５の側面６５ａ及びコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘがハウジング５０又は上ヒートシンク８０で覆われれば、図４に示すように、素子収容部５５は、収容底部５５ｂを有さなくてもよい。すなわち、コンデンサ６５の下側が開放されてもよい。コンデンサ６５及びハウジング５０を径方向に沿った断面において、素子収容部５５は、径方向の外側から第１部分５５Ａ（図４の紙面左側の素子収容部５５）と第２部分５５Ｂ（図４の紙面右側の素子収容部５５）でコンデンサ６５の側壁部５５ａを覆う。第１部分５５Ａと第２部分５５Ｂは単一の部材からなってもよく、別々の部材からなってもよい。  
【００７２】
本実施形態によれば、素子収容部５５の総容積を減らし、モータ１のコストを削減できる。また、本実施形態によれば、防爆弁９０を避けて素子収容部５５を設計することができる。  
【００７３】
≪第２変形例≫
前段で説明したように、コンデンサ６５の側面６５ａ及びコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘがハウジング５０又は上ヒートシンク８０で覆われればよい。図５に示すように、コンデンサ６５の側面６５ａは、径方向においてモータ本体２に近い側で周方向に延びる第１領域１００Ａ（図２参照）とモータ本体２に遠い側で第１領域１００Ａとずれて周方向に延びる第２領域１００Ｂとを有してもよい。ハウジング５０はコンデンサ６５の側面６５ａの第１領域１００Ａを覆い、上ヒートシンク８０はコンデンサ６５の側面６５ａの第２領域１００Ｂを覆ってもよい。例えば、素子収容部５５の側壁部５５ａがコンデンサ６５の第１領域１００Ａを覆い、素子収容部５５の収容底部５５ｂがコンデンサ６５の天面６５ｂを覆ってもよい。また、上ヒートシンク８０は、径方向外側の端部から、コンデンサ６５の第２領域１００Ｂの径方向外側に回り込んで下側に延びる延出部１０４を有してもよい。延出部１０４は、コンデンサ６５の第２領域１００Ｂに対向する。ハウジング５０の素子収容部５５と上ヒートシンク８０の延出部１０４との隙間は、下端で開放されている。  
【００７４】
本実施形態によれば、モータ１の全体的な設計により、コンデンサ６５の側面６５ａの第１領域１００Ａと第２領域１００Ｂとを別々のヒートシンクで覆うことが求められる場合であっても、コンデンサ６５が発する熱を効果的に放熱できる。  
【００７５】
≪第３変形例≫
前段で説明したように、コンデンサ６５の側面６５ａ及びコンデンサオーバーラップ領域６１Ｘがハウジング５０又は上ヒートシンク８０で覆われればよい。図６に示すように、収容底部５５ｂを有さなくてもよい。すなわち、コンデンサ６５の下側が開放されてもよい。  なお、図５および図６にはコンデンサ６５が回路基板６０の径方向外側の端面と面一になるように下面６１ｃに配置される例を示しているが、コンデンサ６５は、図５および図６に示す位置よりも径方向内側に配置されてもよい。そのような構成では、延出部１０４は、上ヒートシンク８０の径方向外側の端部から下降し、コンデンサ６５の第２領域１００Ｂの径方向外側に近づくように回り込んでもよい。ハウジング５０の素子収容部５５と上ヒートシンク８０の延出部１０４との隙間は、図５および図６に示す位置よりも径方向内側にあってもよい。  
【００７６】
本実施形態によれば、第２変形例と同様に、コンデンサ６５の側面６５ａの第１領域１００Ａと第２領域１００Ｂとを別々のヒートシンクで覆うことが求められる場合であっても、コンデンサ６５が発する熱を効果的に放熱できる。  
【００７７】
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。  
【００７８】
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。  
【００７９】
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。  
【００８０】
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。  
【００８１】
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。  
【００８２】
例えば、上述の実施形態において、ロータ２０は、径方向においてコイル２９の内側に配置されるインナーロータである。しかしながら、ロータ２０の配置は、これに限定されない。一例として、ロータ２０が、径方向においてコイル２９の外側に配置されるアウターロータであってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１…モータ、２…モータ本体、２ｒ…外周面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、ヒートシンクの一部）、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、６０…回路基板、６１…基板本体、６１Ａ…モータ本体オーバーラップ部、６１Ｂ…張出部、６１Ｘ…コンデンサオーバーラップ部、６５…コンデンサ、８０…上ヒートシンク（第２のヒートシンク、ヒートシンクの他の一部）、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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