(57)【要約】【課題】８０°以上の高温環境下で使用してもＰＣＢに搭載されるＩＣ内部のジャンクション温度が使用限界を越えることのない高温動作モータを提供する。【解決手段】ＩＣ１１や他の電子部品を搭載したＰＣＢ１３は基部８の外周部に嵌合し、基部８と上ヨーク２の間に挟まれて配置されている。ＰＣＢ１３の反対面には放熱パターン１７が形成されている。ＩＣ１１などを搭載接続する電子部品側のパターンはスルーホール１６によって放熱パターン１７に熱的に接続されている。ＰＣＢ１３上の放熱面積が増加し、高温環境下においてＩＣ内部のジャンクション温度は使用温度以下に抑えることができ、ＩＣを正常に動作させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動用の電子部品を搭載したプリント回路基板を、内部にコイルを有するヨーク上に搭載した構造のファンモータにおいて、
前記プリント回路基板の反対面に放熱パターンを形成し、該プリント回路基板の電子部品搭載側パターンと前記放熱パターンとをスルーホールによって熱結合し、前記電子部品が発する熱を前記放熱パターンからも放熱することを特徴とする高温動作モータ。
【請求項２】
前記プリント回路基板反対面の放熱パターン上に放熱板を熱結合したことを特徴とする請求項１記載の高温動作モータ。
【請求項３】
前記プリント回路基板の電子部品搭載側パターン上に放熱板を熱結合したことを特徴とする請求項１または２記載の高温動作モータ。
【請求項４】
前記プリント回路基板反対面の放熱パターンの形状を基板の外形寸法より大きく形成し、放熱パターンのはみ出た部分にファンの風を当てることにより、放熱特性を向上させたことを特徴とする請求項２または３記載の高温動作モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に搭載したモータドライバなどのＩＣから発する熱を効率よく放熱することにより高温環境下でのＩＣの正常動作を可能にした高温動作モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より高い環境温度下（１０５°Ｃ) でファンモータを使用したいという要請がある。この要請に答えるためには環境温度１０５°Ｃで、モータドライバ用ＩＣが正常に動作しなくてはならない。モータドライバ用ＩＣを高温で正常に動作させるためには、ＩＣのジャンクション温度上昇を抑える必要がある。                          
図８，図９に従来のファンモータの構造を示す。
基部８に軸受ハウジング１０が固定され、軸受ハウジング１０の外周にコイル６が取り付けられている。上ヨーク２がコイル１３の上面および外周面を覆うように、下面ヨーク３がコイル１３の下面を覆うようにそれぞれ配置されている。
【０００３】
ＰＣＢ４１は軸受ハウジング１０の外周に嵌合され、かつ、基部８の下面と上ヨーク２の上面に挟まれた状態で配置されている。有底円筒形状のロータ部４の内壁にマグネット５が取り付けられ、ロータ部４の中央に固定されたシャフト１５は、軸受ハウジング１０内の軸受け７に回転可能に嵌挿されている。
ＰＣＢ４１の上面にはＰＣＢパターン４２が形成され、パターン４２のランド間にモータドライバなどのＩＣ１１がハンダ付けにより接続されている。この他にドライブ回路を構成する電子部品が搭載されている（図示されていない）。
【０００４】
このモータにおけるＩＣ１１から発する熱はＩＣピン１２やＩＣピン１２がハンダ付けされている電子部品搭載側のパターン（銅）から熱が放出される構造となっている。この構造は従来の環境温度（８０°Ｃ前後以下）では、放熱効果について問題は生じることはなかった。しかしながら、８０°Ｃ以上の高温環境下で（例えば１０５°Ｃ）で用いるには、ＩＣ内部のジャンクション温度が使用限界を越え、ＩＣが正常に動作しないという問題がある。
【０００５】
基板に搭載される電子部品の発熱を放出する機構を取り付けたモータ構造としては、特許文献１および２が提案されている。
特許文献１は、直流ブラシレスモータの駆動ＩＣをステータから露出させ、放熱板を取り付けたもので、駆動ＩＣ（電子部品）に対する冷却の構造を開示するものである。
また、特許文献２のファン構造は、基板の一面に発熱素子を搭載する回路エレメント領域と放熱膜を有し、回路エレメント領域の周囲付近に発熱素子を配置し、放熱膜を利用して放熱するように構成したものである。
【特許文献１】特開２００２−２２３５５３号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１は、駆動用Ｐ板に搭載した駆動ＩＣの露出させた放熱部にビスを用いて放熱板を取り付ける構造であり、高温環境下で多数の電子部品を効率的に放熱できる構造とは考えられず、しかも放熱が必要な半導体素子の数だけ取り付け構造を設けなければならないという問題がある。
また、特許文献２は、発熱素子の一部を回路エレメント領域より外側に突出させて発熱素子の一部に連結した構造にしなければならないため、複数存在する電子部品それぞれについて放熱膜に達するような配置にしなければならず、各電子部品の配置に制約を受け、高温環境下でＩＣを正常に動作させるための冷却構造が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑み成したもので、その目的は、８０°以上の高温環境下で使用してもＰＣＢに搭載されるＩＣ内部のジャンクション温度が使用限界を越えることのない高温動作モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために本発明の請求項１は、モータ駆動用の電子部品を搭載したプリント回路基板を、内部にコイルを有するヨーク上に搭載した構造のファンモータにおいて、前記プリント回路基板の反対面（下面）に放熱パターンを形成し、該プリント回路基板の電子部品搭載側パターンと前記放熱パターンとをスルーホールによって熱結合し、前記電子部品が発する熱を前記放熱パターンからも放熱することを特徴とする。
本発明の請求項２は請求項１記載の発明において前記プリント回路基板反対面の放熱パターン上に放熱板を熱結合したことを特徴とする。
本発明の請求項３は請求項１または２記載の発明において前記プリント回路基板の電子部品搭載側パターン上に放熱板を熱結合したことを特徴とする。
本発明の請求項４は請求項２または３記載の発明において前記プリント回路基板反対面の放熱パターンの形状を基板の外形寸法より大きく形成し、放熱パターンのはみ出た部分にファンの風を当てることにより、放熱特性を向上させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、ＰＣＢの上下面に十分な放熱面積を確保でき、ＩＣ内部のジャンクション温度の上昇を抑えることができ高温動作モータを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図１は本発明による高温動作モータの実施の形態を示す断面図である。
この実施の形態におけるロータ部４，ヨーク２，３，マグネット５，シャフト１５，軸受け７，軸受ハウジング１０および基部８は図８の構成と異なるところはないのでこれら部分の説明は省略する。
ＰＣＢ１３の上面にはＩＣ１１などの電子部品を搭載するためのＰＣＢパターン１４が設けられている。また、ＰＣＢ１３の反対面には放熱パターン１７が形成されている。ＰＣＢ１３の上面のＰＣＢパターン１４と反対面の放熱パターン１７はスルーホール１６により熱的に接続されている。
【００１１】
図２は、図１の高温動作モータのＰＣＢの放熱を説明するための部分断面図である。
ＩＣ１１から発熱した熱はＩＣピン１２から直接一部の熱が放熱され、残りの熱は、ＩＣピン１２を導してＰＣＢ１３の反対面のＰＣＢパターン１４に伝達する。また、スルーホール１６を介してＰＣＢ１３の反対面の放熱パタンー１７のすべてにも伝達し、ＩＣ１１が発熱した熱は基板上面と下面のそれぞれのパターンから放熱される。
このようにＰＣＢ１３を両面パターン基板とし、電子部品（ＩＣ）実装面とは反対面のパターンと、電子部品実装面のパターンを、スルーホールで熱的に結合させた構造にすることにより放熱面積を増加させ、高温環境下でのジャンクション温度を使用限界以下に抑えることができる。
【００１２】
図３は、本発明による高温動作モータの基板部分の第２実施の形態を示す部分断面図である。
この実施の形態は下側ＰＢＣ１３の下面の放熱パターン１７上に熱結合部材１９を介して熱伝導性の良好な下面放熱板（ＡＬ，Ｃｕ等）１８を設けたものである。
上記図２の構造に加えて電子部品実装面のパターンと反対面に、熱伝導性の良好な下面放熱板１８を熱的に結合させて、さらに放熱効果の増加を図っている。  
【００１３】
図４は本発明による高温動作モータの基板部分の第３実施の形態を示す部分断面図である。
この実施の形態はＰＣＢ１３の上面のＰＣＢパターン１４の一部に熱結合部材２１を介して上面放熱板２０を設けたものである。
上記図２の構造に加えて電子部品実装面のパターンの上に熱伝導性の良い材料が上面放熱板２０を熱的に結合させることによっても、さらなる放熱効果の向上を図っている。
図５に放熱パターン１７と下面放熱板１８の間の熱結合部材１９の例を示す。
熱結合部材１９としてハンダ，サーマルグリス，サーマルコンパウンド等が用いられる。
【００１４】
図６は、ＰＣＢ上下面を熱的に結合するスルーホールに代わる部材の例を説明するための部分断面図である。
応用例としてスルーホールでなく、ＰＣＢに孔を設けておき、針金等の金属片２２をハンダで上面のパターンと下面のパターンを接続しても、本発明と同等の効果を得ることができる。
図７は、放熱基板の放熱方法の一例を説明するための部分断面図である。
ＰＣＢ３１の電子部品３０の搭載面とは反対側の面に設ける放熱板３２の外形の寸法をＰＣＢ３１の外形より大きくし、この放熱板３２の外周部にファン３３からの空気流れを当てるようにしたものである。これによりさらに放熱性を高めることができる。
【００１５】
以上のような構成にすることによりモータドライバＩＣの内部温度上昇を低減させ、ＩＣの使用温度範囲の上限を従来よりも上昇させることができた。          
本件出願人は、ステータヨークの直下に、放熱性の良い金属板をつけることにより、ステータヨークと接触するコイルの温度上昇を低減し、軸受温度を低下させる放熱板付ファンモータの発明を提案している（特願２００５−３２９１９１）。
この提案のモータのステータヨークに、本発明における電子部品実装面と反対側の面のパターンを熱的に結合するか、または熱伝導性の良い材料を介して結合することによりＩＣの内部の温度上昇とコイル温度上昇を同時に抑えることができる。  
【産業上の利用可能性】
【００１６】
温度の高い環境下で用いることができるファンモータである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による高温動作モータの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の高温動作モータのＰＣＢの放熱を説明するための部分断面図である。
【図３】本発明による高温動作モータの基板部分の第２実施の形態を示す部分断面図である。
【図４】本発明による高温動作モータの基板部分の第３実施の形態を示す部分断面図である。
【図５】放熱板と基板パターンとの結合構造を説明するための部分断面図である。
【図６】ＰＣＢ上下面を熱的に結合するスルーホールに代わる部材の例を説明するための部分断面図である。
【図７】放熱基板の放熱方法の一例を説明するための部分断面図である。
【図８】従来のファンモータの放熱構造を説明するための断面図である。
【図９】従来のファンモータの放熱方法を説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  モータ  
２  上ヨーク
３  下ヨーク  
４  ロータ部    
５  マグネット  
６  コイル
７  軸受け
８  基部
９  ファン
１０  軸受ハウジング
１１  ＩＣ（集積回路）
１２  ＩＣピン
１３  プリント回路基板（ＰＣＢ）
１４  ＰＣＢパターン
１５  シャフト
１６  スルーホール
１７  放熱パターン
１８  下面放熱板
１９，２１  熱結合部材
２０  上面放熱板
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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