(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性材料で構成された筒状フレームと、
前記筒状フレームの胴部内に装着され、コイルを備えたステータと、
回転軸を中心として回転自在に配置されたロータと、
発熱部品を含む複数の電子部品が搭載され、前記ステータの前記コイルと接続された回路基板と、
前記発熱部品と接触する第１の領域と、前記回路基板と接触する前記第１の領域と異なる第２の領域とを有するヒートシンクと、
一方の面が前記ヒートシンクと接触され、他方の面が前記発熱部品および前記回路基板と接触される放熱シートと、
前記ヒートシンクに熱的に接触するとともに前記筒状フレームの第１の開口部を塞ぐ熱伝導性材料で構成されたモータカバーと、
一端側が前記ヒートシンクに接触され、他端側が前記回路基板における前記発熱部品が搭載される第３の領域および前記第２の領域に対応する第４の領域と異なる第５の領域で接触される基板接続端子と、を有し、
前記放熱シートは、前記発熱部品と前記ヒートシンクの前記第１の領域との間に介在され、かつ前記ヒートシンクの前記第２の領域と前記回路基板の前記第４の領域との間に介在されることを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項２】
前記回路基板の前記第４の領域を包含する放熱用の第１のベタパターンと、前記回路基板の前記第５の領域を包含する放熱用の第２のベタパターンが、前記回路基板に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項３】
前記第１のベタパターンと前記第２のベタパターンは、接続されていることを特徴とする請求項２に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項４】
前記基板接続端子の前記一端側は、前記ヒートシンクの側面に接触されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項５】
前記筒状フレームおよび前記モータカバーは金属製であり、
前記ステータは前記筒状フレームの胴部内に嵌合されており、
前記回路基板には、絶縁材料製の基板ケースが装着されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項６】
前記基板ケースおよび前記回路基板は、中央に前記ロータが挿通される第２の開口部を有し、
前記モータカバーは軸受保持部を有し、前記第２の開口部に挿通されたロータの反負荷側の軸受は前記モータカバーの前記軸受保持部に保持されたことを特徴とする請求項５に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項７】
前記基板ケースは、負荷側に形状加工された軸受保持部を有し、
前記ロータの反負荷側の軸受は前記基板ケースの前記軸受保持部に保持されたことを特徴とする請求項５に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項８】
前記ステータのコイルと前記回路基板とは前記ステータに立設された出力ピンにより接続され、
前記基板ケースは前記出力ピンが挿通される貫通孔を有し、
前記出力ピンが挿通される前記基板ケースの前記貫通孔は防湿シール材で塞がれたことを特徴とする請求項５に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項９】
前記基板ケースは、前記回路基板を弾性的に保持する基板支持部を備えたことを特徴とする請求項５に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項１０】
前記回路基板は前記第２のベタパターンと結合されたスルーホールを有し、
前記基板接続端子は前記スルーホールに挿入されていることを特徴とする請求項２または３に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項１１】
前記回路基板は、多層配線基板であり、
前記第２のベタパターンは、前記多層配線基板の中間層に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項１２】
前記第１および第２のベタパターンは前記回路基板におけるＧＮＤ電位であることを特徴とする、請求項２または３に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のＤＣブラシレスモータを搭載したことを特徴とする換気送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵基板を備えた換気送風機用のＤＣブラシレスモータおよび換気送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機である直流（ＤＣ）ブラシレスモ−タの構造は、コイルが巻装されたステータが嵌め込まれたケースカバーの中にロータが配置される。そして、シャフト貫通穴が設けられた制御回路基板がステータに固定され、ケースが取り付けられる。また、ＤＣブラシレスモータには、ロータを回転させる電流を発生させる駆動回路と、駆動回路を制御するマイコンが装着される。
【０００３】
駆動回路および制御回路基板を内蔵したＤＣブラシレスモ−タは、省エネ化および製品小型化に対する需要の高まりを主な背景として、各種製品分野で適用規模および適用範囲を拡大している。その流れの中で、従来は適用規模および適用範囲があまり大きくなかった換気送風機をはじめとする民生向けシステムでも、駆動回路および制御回路基板を内蔵したＤＣブラシレスモ−タの需要が伸びつつある。
【０００４】
民生向けシステムにＤＣブラシレスモータ適用を検討する際、多くの場合障害となるのは、省エネ化および小型化をはじめとするＤＣメリットが交流（ＡＣ）モータからのコストアップに対して割に合わないと判断される点である。その障害を取り除くべく、従来から材料コストおよび製造コスト低減と付加価値向上を志向した様々な技術が開示されている。
【０００５】
例えば特許文献１では、以下のようなＤＣブラシレスモータの技術が開示されている。筒状の金属製ステータフレームに筒状の樹脂製ブラケットを取付ける。樹脂製ブラケットは、ステータの巻線に接続された出力ピンを挿通させる貫通孔を有する。この貫通孔は、防湿シールにて塞がれる。樹脂製ブラケットの負荷側には軸受保持部が設けられ、ロータを保持する。一方、反負荷側には電子部品を搭載した回路基板が収納され、電子部品は挿通されたピンと導電接続される。また、金属製のモータカバーの上面内側は、電子部品と接触することで放熱を行うとともに、ステータフレームの開口部を塞ぐ。以上の構成により、放熱性および耐湿性を確保しつつ生産性を向上させて低コスト化をはかっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５２６８８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の技術によれば、電子部品とモータカバーを接触させる簡単な構造で放熱を行い、且つ巻線に導電接続された出力ピンの貫通孔にシール材を塗布するのみで回路基板の耐湿性を確保できるので、コスト低減と生産性の向上を実現する。しかし、放熱手段を電子部品からモータカバーへの熱伝導のみに頼っている為、高出力のＤＣブラシレスモータにおいては放熱性能が不足する可能性がある。さらに、モータカバー上面内側と放熱したい発熱部品の間隔が大きく、且つ発熱部品以外に高背部品がある場合、モータカバーに発熱部品に接続するための絞り加工追加が必要となる為、製造コストの悪化を招く。また、カバーの形状がＡＣモータ用のカバーと共用できなくなるので新規金型作成費用の負担が懸念される。
【０００８】
以上のように、ＤＣブラシレスモータの放熱については、ポッティング材の塗布、基板ケースと放熱板の一体成型および放熱用に金属カバーの絞り加工追加をはじめとする製造コストのかかる放熱手段を用いず、また、必要最小限の機能以外は排してコスト低減を追及した構成が求められている。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高出力で使用された場合にも必要な放熱性能を確保するＤＣブラシレスモータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、熱伝導性材料で構成された筒状フレームと、筒状フレームの胴部内に装着され、コイルを備えたステータと、回転軸を中心として回転自在に配置されたロータと、発熱部品を含む複数の電子部品が搭載され、ステータのコイルと接続された回路基板と、発熱部品と接触する第１の領域と、回路基板と接触する第１の領域と異なる第２の領域とを有するヒートシンクと、一方の面がヒートシンクと接触され、他方の面が発熱部品および回路基板と接触される放熱シートと、ヒートシンクに熱的に接触されるとともに筒状フレームの第１の開口部を塞ぐ熱伝導性材料からなるモ−タカバーと、一端側がヒートシンクに接触され、他端側が回路基板における発熱部品が搭載される第３の領域および第２の領域に対応する第４の領域と異なる第５の領域で接触される基板接続端子と、を有し、放熱シートは、発熱部品とヒートシンクの第１の領域との間に介在され、かつヒートシンクの第２の領域と回路基板の第４の領域との間に介在されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高出力で使用された場合にも必要な放熱性能を確保するＤＣブラシレスモータを得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１のＤＣブラシレスモータの部分断面図
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】実施の形態１のＤＣブラシレスモータにおけるヒートシンクが接続された状態の回路基板の上面視図
【図４】実施の形態１のＤＣブラシレスモータの変形例の要部拡大図
【図５】実施の形態２のＤＣブラシレスモータの部分断面図
【図６】実施の形態２のＤＣブラシレスモータにおけるヒートシンクが接続された状態の回路基板の上面視図
【図７】実施の形態３のＤＣブラシレスモータの部分断面図
【図８】図７における多層基板の中間層の上面視図
【図９】図７における多層基板の中間層の上面視図
【図１０】実施の形態４のＤＣブラシレスモータの部分断面図
【図１１】図１０のＢ部拡大図
【図１２】実施の形態４のヒートシンクが接続された回路基板の上面視図
【図１３】本発明の実施の形態５のＤＣブラシレスモータを搭載した換気扇の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかるＤＣブラシレスモータおよび換気送風機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施の形態により本発明が限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、断面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付さない場合がある。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のＤＣブラシレスモータ２０１の部分断面図である。まず、図１を用いてＤＣブラシレスモータ２０１の全体構成を説明する。
【００１５】
実施の形態１のＤＣブラシレスモータ２０１は、熱伝導性材料である金属製の筒状フレーム１と、筒状フレーム１の胴部内に装着され、コイル２ａを備えたステータ２と、ステータ２に立設されコイル２ａの端部に接続された出力ピン５と、回転軸を中心として回転自在に配置されたロータ６と、駆動回路を構成する電子部品１０１が実装され出力ピン５と接続された回路基板８と、電子部品と熱的に接触されたヒートシンク９と、ヒートシンク９に熱的に接触されるとともに筒状フレーム１の開口部１ｏを塞ぐ熱伝導性材料である金属製のモ−タカバー１２とを備える。ヒートシンク９は、回路基板８に熱的に接続される基板接続端子９ａを備える。
【００１６】
さらに、コイル２ａを絶縁保護する負荷側のインシュレータ３と同じく反負荷側のインシュレータ４とを有する。また、ヒートシンク９は、基板接続端子９ａを有し、シャフト６ｃを囲むア−チ状を形成し、基板側は、圧縮変形する放熱シート１０を介して回路基板８上の電子部品１０１に当接している。また、筒状フレーム１の開口部１ｏを塞ぐモータカバー１２を備えており、モータカバー１２は、軸受保持部１２ａを有し、高熱伝導体１１を介してヒートシンク９に接触する。尚、モータカバー１２の中央部にはリード端子取出し用の穴が形成されているが、図示しない端子台で塞がれるため、シール構造を維持することができるようになっている。高熱伝導体とは熱伝導性の高い材料であり、金属あるいは熱伝導性樹脂をはじめとする熱伝導性材料を用いることができる。
【００１７】
ロータ６は、シャフト６ｃを中心にステータ２の内側に回転自在に配置される。この時、負荷側の軸受６ａは筒状フレーム１に保持される。一方、反負荷側の軸受６ｂはモータカバー１２に形成された軸受保持部１２ａに保持される。尚、軸受保持部１２ａをモータカバー１２に形成したのは、強度確保の為である。高出力のモータになるほどロータのサイズおよび重量は大きくなる為、強固な保持機構が必要となる可能性が高い。
【００１８】
基板ケース７は、ステータ２の後から筒状フレーム１に挿入される。この時、貫通孔７ａを挿通した出力ピン５は、基板ケース７における回路基板８の搭載面側に突き出し、回路基板８とはんだ付けにより電気的に接続される。尚、ＤＣブラシレスモータ２０１は、民生用で良く用いられる３相駆動モータとする。この場合、出力ピン５は、Ｕ相用とＶ相用と、Ｗ相用との３個設けられる。また、基板ケース７の開口部７ｂおよび回路基板の開口部８ａの径は、ロータ６を挿通できるように反負荷側の軸受６ｂの径よりも大きく開口されている。尚、基板ケース７は、反負荷側のインシュレータ４に当接させることにより、軸方向に位置決めされる。
【００１９】
筒状フレーム１およびモータカバー１２の開口端外周部にはフレームフランジ１ａおよびカバーフランジ１２ｂが形成されている。モータカバー１２を筒状フレーム１に外嵌し、カバーフランジ１２ｂをフレームフランジ１ａに当接させてネジ締付することにより、筒状フレーム１の開口部１ｏを塞ぐ。尚、モータカバー１２とヒートシンク９は高熱伝導体１１を介して熱接触されている。モータカバー１２とヒートシンク９の熱的接触を介在する高熱伝導体１１については、シリコン系あるいはエポキシ樹脂系をはじめとする接着剤が考えられる。実施の形態１ではモータカバー１２とヒートシンク９の間に高熱伝導体１１を介在させているが、ネジ締付をはじめとする直接接触させる接合手段を用いてモータカバー１２とヒートシンク９を接合しても良い。
【００２０】
図２は、図１のＡ部拡大図である。また、図３は、図１におけるヒートシンクが接続された状態の回路基板の上面視図である。以下、図２および図３を用いて実施の形態１における放熱構造の詳細を説明する。
【００２１】
回路基板８に実装された各種の電子部品１０１は、駆動部１０１ａ、制御部１０１ｂ、電源部１０１ｃをはじめとする各機能を構成する。駆動部１０１ａには、ワンチップインバ−タＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）またはＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）をはじめとするディスクリ−ト素子を６個とモータドライバＩＣを組合せた三相ブリッジドライバを用いた構成が考えられる。また、制御部１０１ｂには、マイコンあるいはＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）をはじめとする制御素子を用いた構成が考えられる。また、電源部１０１ｃには、外部電源と接続する電源端子が搭載される。さらに、ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ:  電磁両立性)フィルタ−および外部電源が交流電源である場合はＡＣ−ＤＣコンバ−タを用いた構成が考えられる。
【００２２】
外部電源を電源部１０１ｃへ供給すると、駆動部１０１ａは制御部１０１ｂからの制御指令によりコイル２ａに通電し駆動することで、シャフト６ｃに負荷が接続されたロータ６を回転させる為の駆動トルクを発生させる。この時、回路基板８における主な発熱部品は駆動部１０１ａおよび電源部１０１ｃを構成する部品となる。以下、実施の形態１では、駆動部１０１ａにおける発熱部品１０１ｄを放熱対象として説明する。
【００２３】
発熱部品１０１ｄは、図２に示すように、回路基板８に実装され、上面を放熱シート１０を介してヒートシンク９に接続され、さらにヒートシンク９は高熱伝導体１１を介してモータカバー１２に当接している。このため、発熱部品１０１ｄの放熱は、放熱シート１０とヒートシンク９と高熱伝導体１１を介して接触されたモータカバー１２を用いた伝熱により行われる。放熱シート１０は、発熱部品１０１ｄとヒートシンク９との熱伝導性を向上させる他、圧縮変形する特性により、軸方向の組立て誤差による発熱部品１０１ｄおよび回路基板８全体への応力を緩和する。
【００２４】
尚、上記応力に対する圧縮変形する特性を持つ部材として、図４に実施の形態１のＤＣブラシレスモータの変形例の要部拡大図を示すように基板ケース７にバネ性を有する基板支持部７ｃを設けることも考えられる。バネ性を有する基板支持部７ｃは、ヒートシンク９の取付けにより発熱部品１０１ｄおよび回路基板８全体にかかる圧力に対して、弾性の法則によりバネの反力を発揮する。応力とバネの反力とが拮抗するように構造設計を行うことで、放熱シート１０を無くすか、放熱シート１０の代わりに高熱伝導体１１を介在させる構成とすることが可能となる。以上のように、放熱シート１０に代えて高熱伝導体１１を介在させることでコスト低減が可能となる。
【００２５】
次に、ヒートシンク９は、軸受保持部１２ａを設けるのに伴い形成された絞り加工部１２ｃおよび発熱部品１０１ｄ以外の部品および出力ピン５との干渉を回避しつつモータカバー１２との接触面積を大きくとる為、図３に示すように、軸方向から見てア−チ状つまりシャフト６ｃを囲むアーチ状を形成している。実施の形態１では、発熱部品１０１ｄ以外の部品が電源部１０１ｃの部品である。尚、図３では円環の一部が欠けた形状を示しているが、多角形をはじめとする別の形状としても良い。また、基板接続端子９ａは、ヒートシンク９と一体成型もしくはカシメあるいはネジ締付により接合されている。
【００２６】
ヒートシンク９を放熱シート１０に圧接すると、基板接続端子９ａは、回路基板８上のスルーホール８ｂに挿入されるので、はんだ付けにて接続および固定する。接続方法には、高熱伝導性を持つ接続部を得ることのできる接続方法であれば他の導電接続手段あるいは接着材による機械的接続を用いても良い。
【００２７】
図３では基板接続端子９ａを３個としているが、要求される放熱性能、取付け安定性あるいは回路基板８上へのスルーホール８ｂの配置スペ−ス余裕を考慮して２個以下あるいは４個以上としても良い。放熱性能は、当然ながら基板接続端子９ａの数が多いほど高い。さらに、基板接続端子９ａの位置が発熱部品１０１ｄに近いほど、伝熱効果は高くなる。
【００２８】
実施の形態１の構成をとることで、基板接続端子９ａを介して回路基板８とヒートシンク９とが接続されるため、簡単な構成および製造方法で発熱部品１０１ｄ→ヒートシンク９→モータカバー１２の伝熱経路に加え、発熱部品１０１ｄ→回路基板８→ヒートシンク９→モータカバー１２の伝熱経路が得られる。これにより、材料および製造コストを低く抑えながらＤＣブラシレスモータ２０１に必要な放熱性能を確保することができる。
【００２９】
実施の形態２．
上述した放熱構造の放熱性能をさらに向上させたい場合は、回路基板８とヒートシンク９との間の熱抵抗を下げれば良い。以下、実施の形態２では、図５および図６を用いて前述の熱抵抗を低減する構成を提示する。図５は、実施の形態２のＤＣブラシレスモータの部分断面図、図６は、実施の形態２のＤＣブラシレスモータにおけるヒートシンクが接続された状態の回路基板の上面視図である。実施の形態２のＤＣブラシレスモータで用いられる回路基板８は、基板接続端子９ａによりヒートシンク９との熱伝導性を高めるために、基板接続端子９ａに熱接触するように、回路パターンと同一材料を用いて同一工程でパターニングされる放熱用のベタパターンを形成している。
【００３０】
まず、図５および図６に示す構成を説明する。図５は、図２におけるヒートシンク９が回路基板８の接触面９ｃを有し、熱接触性を高めた構成である。回路基板８には、ヒートシンク９との接触面８ｃを包含する第１ベタパターン８ｄと、第１ベタパターン形成面である第１主面８Ａの反対面である第２主面８Ｂに形成されたベタパターン８ｅが形成され、放熱シート１０ａは発熱する発熱部品１０１ｄおよび接触面８ｃを包含するように形成されている。また、図６は、図５におけるヒートシンク９が接続された状態の回路基板８の上面視図である。第１ベタパターン８ｄは、スルーホール８ｂと結合されている。
【００３１】
図５および図６に示す構成によれば、ヒートシンク９が接触面９ｃにて、熱伝導性の良い第１ベタパターン８ｄと放熱シート１０ａを介して回路基板８に接触するので、ヒートシンク９と回路基板８の間の熱抵抗を低減できる。図６ではヒートシンク９の回路基板８との接触面９ｃおよび回路基板８上の接触面８ｃを包含する第１ベタパターン８ｄを２箇所としているが、要求される放熱性能あるいは回路基板８における第１ベタパターン８ｄの形成スペ−スの余裕を考慮して１箇所でも３箇所以上でも良い。
【００３２】
放熱性能は、当然ながら接触面８ｃの数および面積が大きいほど高い。さらに、接触面８ｃの配置が発熱部品１０１ｄに近いほど、伝熱効果は高くなる。第１ベタパターン８ｄに関しては、発熱部品１０１ｄが発生させた熱を回路基板８上で拡散させるという効果を発揮するという観点からは、当然ながら面積は大きい方が良い。但し、電気用品安全法あるいはＩＥＣ規格（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：ＩＥＣ）への適合のための沿面距離確保、外来ノイズおよび雷サ−ジをはじめとする種々の原因による故障および誤動作防止のための対ア−ス電位間距離確保といった制約がある。
【００３３】
従って、電子部品１０１、出力ピン５、あるいはパターン配線が無いスペ−ス全体をベタパターンとするのは困難である。また、基板接続端子９ａがはんだ付けされたスルーホール８ｂと第１ベタパターン８ｄを結合させたことにより、ヒートシンク９と回路基板８との間の熱抵抗を低減できる。図５に示すように、第１ベタパターン８ｄ形成面の反対面に形成されたベタパターン８ｅを同様にスルーホール８ｂと結合させると、さらに熱抵抗を低減できる。尚、スルーホールとベタパターンの結合は、パターン設計によりコストアップ無しで実施できる。
【００３４】
実施の形態３．
次に、図７から図９に示す構成を説明する。図７は、実施の形態３のＤＣブラシレスモータの部分断面図である。図７は、図２における回路基板８を多層基板で構成し、第２層基板８ｆ、第３層基板８ｇの第２ベタパターン８ｈ、第３ベタパターン８ｉがスルーホール８ｂと結合されている構成を示す図である。また、図８および図９は図７における多層基板の中間層の上面視図である。
【００３５】
図７から図９に示した実施の形態３の構成によれば、基板接続端子９ａがはんだ付けされたスルーホール８ｂと第２ベタパターン８ｈおよび第３ベタパターン８ｉを結合させたことにより、ヒートシンク９と回路基板８の間の熱抵抗を低減できる。尚、第２層基板８ｆと第３層基板８ｇの内、どちらかの層のみにベタパターンを形成する構成としても良い。第２ベタパターン８ｈおよび第３ベタパターン８ｉも図５および図６で示した構成におけるベタパターンと同様に面積は大きい方が良いが、上述した沿面距離あるいは対ア−ス電位間距離の制約がある為、電子部品１０１の端子、出力ピン５、パターン配線が無いスペ−ス全体をベタパターンとするのは困難である。尚、実施の形態３では４層基板を例に挙げているが、さらに多層化してスルーホール８ｂと結合されるベタパターンを有する基板層数を増やせば、熱抵抗がより低減できるのは言うまでもない。但し、層数を増やすほど基板コストが増大するので、放熱性能とコストのバランスを考える必要がある。
【００３６】
以上により、図５から図９に示した実施の形態２および３のＤＣブラシレスモータによれば、材料コストの高騰を抑え、構成および製造方法を複雑化せず回路基板８とヒートシンク９との間の熱抵抗を低減できるので、低コストで放熱性能をさらに向上させることができる。
【００３７】
尚、実施の形態１から３で説明した放熱用のスルーホール８ｂは電位をフロ−ティングとしても問題ないが、特定の電位に接続するならばＧＮＤ電位が望ましい。ＧＮＤ電位は駆動部１０１ａおよび制御部１０１ｂを駆動する為の各種ＤＣ電源の基準電位であり、ベタパターンと接続することで各種ノイズ対策効果を発揮する。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態４のＤＣブラシレスモータについて説明する。図１０は、実施の形態４のＤＣブラシレスモータの部分断面図、図１１は、図１０のＢ部拡大図、図１２は、実施の形態４のヒートシンクが接続された回路基板の上面視図である。まず、図１０を用いてＤＣブラシレスモータ３０１の全体構成を説明する。尚、実施の形態１と同じ構成の部位については説明を省略するが同一部位には同一符号を付した。
【００３９】
実施の形態４では、基板ケース３０７および回路基板３０８の中央に開口部を設けていない。基板ケース３０７には負荷側に軸受保持部３０７ｂが設けられ、反負荷側の軸受６ｂを保持する。これに伴い基板ケース３０７の負荷側に絞り加工部３０７ｃが形成される。
【００４０】
実施の形態４では、軸受保持部３０７ｂが基板ケース３０７に設けられたことにより、カバー３１２は、軸受保持部および絞り加工部が無い。カバーフランジ３１２ａは、実施の形態１と同様のものを有する。
【００４１】
実施の形態４においては、貫通孔３０７ａを防湿シール材３１３で塞ぐことにより、回路基板３０８の設置空間が外気から遮断されるので耐湿性を向上させることができる。
【００４２】
図１１は、図１０のＢ部拡大図である。また、図１２は、図１１におけるヒートシンクが接続された状態の回路基板の上面視図である。以下、図１１および図１２を用いて実施の形態４における放熱構造の詳細を説明する。尚、実施の形態２と同じ構成の部位については説明を省略する。同一部位に同一符号を付した。
【００４３】
ヒートシンク３０９は、モータカバー３１２に絞り加工部が無いことから、発熱部品１０１ｄ以外の部品および出力ピン５との干渉を回避しつつモータカバー３１２との接触面積を大きくとることができる。実施の形態４では、発熱部品１０１ｄ以外の部品は、電源部１０１ｃの部品に相当する。尚、図１２では円筒の一部が欠けた形状を示しているが、多角形をはじめとする別の形状を用いても良い。また、基板接続端子３０９ａは、実施の形態１と同様のものを有し、ヒートシンク３０９と一体成型もしくはカシメあるいはネジ締付をはじめとする各種接合方法により接合されている。
【００４４】
以上のような構造とすることで、実施の形態２のＤＣブラシレスモータにおいても基板接続端子３０９ａを介して回路基板３０８とヒートシンク３０９との接続がなされており、簡単な構成および製造方法で発熱部品１０１ｄ→ヒートシンク３０９→モータカバー３１２の伝熱経路に加え、発熱部品１０１ｄ→回路基板３０８→ヒートシンク３０９→モータカバー３１２の伝熱経路が得られる。これにより、材料コストおよび製造コストを低く抑えながらＤＣブラシレスモータ３０１においても必要な放熱性能を確保することができる。
【００４５】
また、図５から図９を用いて実施の形態２と実施の形態３で説明した熱抵抗の低減策は実施の形態１と同様に適用できる。これにより、ＤＣブラシレスモータのコストの高騰を抑制し、構成あるいは製造方法を複雑化せず回路基板３０８とヒートシンク３０９との間の熱抵抗を低減できるので、低コストで放熱性能をさらに向上させることができる。
【００４６】
実施の形態５．
実施の形態１から４で説明した放熱構造を有するＤＣブラシレスモータは、低コスト且つ高い生産性を求められる換気送風機をはじめとするシステムに適している。そこで、実施の形態５では、実施の形態１から４で説明したＤＣブラシレスモータの換気送風機への搭載例について説明する。
【００４７】
図１３は、実施の形態１から４のＤＣブラシレスモータを搭載した換気扇の断面図である。換気扇４０１の筐体４０２には実施の形態１から４のＤＣブラシレスモータ２０１または３０１が搭載され、シャフト６ｃには送風ファン４０３が取付けられている。筐体４０２は天井板４０４に埋込設置された後、グリル４０５が下から取付けられる。
【００４８】
ＤＣブラシレスモータ２０１または３０１を通電駆動すると、駆動トルクが発生し送風ファン４０３を回転させる。送風ファン４０３が回転すると、図１３に矢印で示した空気の流れが発生する。前述したフレームフランジとカバーフランジのネジ締付により、ＤＣブラシレスモータ２０１または３０１は筐体４０２と当接する。そのことにより、通電駆動による発熱を筐体４０２へ伝熱するので放熱効果が得られる。
【００４９】
実施の形態４のＤＣブラシレスモータ３０１の場合、回路部４０６とモータ部４０７は、前述したように防湿処理された基板ケース３０７で仕切られている。これにより、回路部４０６に湿気が入りにくい構造となっているため、例えば浴室をはじめとする高温高湿環境でも換気扇４０１を使用することができる。
【００５０】
以上のように、実施の形態５におけるＤＣブラシレスモータを搭載した換気扇は、実施の形態１から４で説明した放熱効果が得られる。また、ＤＣブラシレスモータの搭載により、低コストで換気扇の省エネルギー化、小型化が実現できる。また、実施の形態４のＤＣブラシレスモータを搭載した場合は、耐湿性を向上させることもできる。
【００５１】
尚、前記実施の形態では、金属製のモータカバーを用いたが、金属製に限定されることなく、熱伝導性樹脂をはじめとする熱伝導性材料製であればよい。
【００５２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略および変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  筒状フレーム、１ａ  フレームフランジ、１ｏ  開口部、２  ステ−タ、２ａ  コイル、３  負荷側のインシュレータ、４  反負荷側のインシュレータ、５  出力ピン、６  ロータ、６ａ  負荷側の軸受、６ｂ  反負荷側の軸受、６ｃ  シャフト、７  基板ケース、７ａ  貫通孔、７ｂ  開口部、７ｃ  基板支持部、８  回路基板、８ａ  開口部、８ｂ  スルーホール、８ｃ  接触面、８Ａ  第１主面、８ｄ  第１ベタパターン、８Ｂ  第２主面、８ｅ  第１ベタパターン形成面の反対面に形成されたベタパターン、８ｆ  第２層基板、８ｇ  第３層基板、８ｈ  第２ベタパターン、８ｉ  第３ベタパターン、９  ヒートシンク、９ａ  基板接続端子、９ｃ  接触面、１０  放熱シート、１０ａ  放熱シート、１１  高熱伝導体、１２  モータカバー、１２ａ  軸受保持部、１２ｂ  カバーフランジ、１２ｃ  絞り加工部、１０１  電子部品、１０１ａ  駆動部、１０１ｂ  制御部、１０１ｃ  電源部、１０１ｄ  発熱部品、２０１  ＤＣブラシレスモータ、３０１  ＤＣブラシレスモータ、３０７  基板ケース、３０７ａ  貫通孔、３０７ｂ  軸受保持部、３０７ｃ  絞り加工部、３０８  回路基板、３０９  ヒートシンク、３０９ａ  基板接続端子、３１２  モータカバー、３１２ａ  カバーフランジ、３１３  防湿シール材、４０１  換気扇、４０２  筐体、４０３  送風ファン、４０４  天井板、４０５  グリル、４０６  回路部、４０７  モータ部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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