(57)【要約】【課題】回路基板に搭載したスイッチング素子以外の部品に熱の影響を与えるような弊害をなくしてスイッチング素子の熱を効果的に放熱することできるブラシレスモータを提供する。【解決手段】ステータ鉄心１に巻装されたコイル２への通電をオン・オフさせるためのスイッチング素子３を回路基板４に設ける。スイッチング素子３の発熱を放熱するための回路基板４とは別の放熱部材５をステータ鉄心１に固定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ鉄心に巻装されたコイルへの通電をオン・オフさせるためのスイッチング素子を回路基板に設け、スイッチング素子の発熱を放熱するための回路基板とは別の放熱部材をステータ鉄心に固定したことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
ステータの内部にギャップをもって配置されるロータの軸を回転自在にする軸受をロータの軸の両端に配置し、一端側の軸受を放熱部材で支持する構造としたことを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ
【請求項３】
スイッチング素子やコイルを冷却するための冷却ファンをロータの軸に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
ステータ鉄心の外面側の一部を外側に膨らませ、その突出部分をモータケースに対するステータの位置決め用として用いると共にこの突出部分に孔を設けてステータ鉄心と放熱部材をねじ固定したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【請求項５】
スイッチング素子の熱を効果的に放熱部材に伝えるために複数個のスイッチング素子を同時に放熱部材側に押圧するクリップを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータの構造に関し、詳しくはスイッチング素子から発生する熱を放熱する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のブラシレスモータではステータのコイルへの通電をオンオフするスイッチング素子を要するが、このスイッチング素子は多くの熱を発生するために放熱する必要がある。
【０００３】
従来、この種のスイッチング素子の放熱をする場合、回路基板の基板部を金属板にて形成し、回路基板の基板部をステータ鉄心に固定して構成し、スイッチング素子の熱が回路基板の金属の基板部を放熱され、さらに金属の基板部からステータ鉄心に放熱され、ステータ鉄心に放熱フィンと同じ機能をさせるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１６１０３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ステータ鉄心に放熱フィンと同じ機能をさせて効果的に放熱されるが、回路基板の金属の基板部を介して熱が伝わるように放熱されるため、回路基板の温度が高くなり、回路基板に搭載したスイッチング素子以外の部品に熱の影響を与えてしまうという弊害がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、回路基板に搭載したスイッチング素子以外の部品に熱の影響を与えるような弊害をなくしてスイッチング素子の熱を効果的に放熱することできるブラシレスモータを提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のブラシレスモータは、ステータ鉄心１に巻装されたコイル２への通電をオン・オフさせるためのスイッチング素子３を回路基板４に設け、スイッチング素子３の発熱を放熱するための回路基板４とは別の放熱部材５をステータ鉄心１に固定したことを特徴とする。このように構成したことによりスイッチング素子３で発熱した熱は放熱部材５に放熱され、放熱部材５からステータ鉄心１に放熱されるものであって、ステータ鉄心１に放熱フィンの機能を持たせて効果的に放熱できる。このとき回路基板４とは別の放熱部材５にて放熱するので回路基板４のスイッチング素子３以外の部品に熱の影響を与えるという弊害がない。
【０００８】
またステータ６の内部にギャップをもって配置されるロータ７の軸８を回転自在にする軸受９，１０をロータ７の軸８の両端に配置し、一端側の軸受９を放熱部材５で支持する構造としたことを特徴とすることも好ましい。このように一端側の軸受９を放熱部材５で支持するようにしたことによりロータ７の軸８の長さを短くでき、モータを小型・軽量化できる。
【０００９】
また  スイッチング素子３やコイル２を冷却するための冷却ファン１１をロータ７の軸８に設けたことを特徴とすることも好ましい。ロータ７が回転駆動されたとき冷却ファン１１にてスイッチング素子３やコイル２に送風されて冷却され、モータの温度上昇を抑えることができ、更なるモータの小型・軽量化、特性低下の抑制を図ることができる。
【００１０】
またステータ鉄心１の外面側の一部を外側に膨らませ、その突出部分をモータケースに対するステータ６の位置決め用として用いると共にこの突出部分に孔を設けてステータ鉄心１と放熱部材５をねじ固定したことを特徴とすることも好ましい。この場合、ねじ１２を通してステータ鉄心１と放熱部材５とを固定したことにより放熱部材５からステータ鉄心１への熱伝導が良くなると共にこのねじ１２で固定する部分を用いてステータ６をモータケースに保持する際の位置決めにできる。
【００１１】
またスイッチング素子３の熱を効果的に放熱部材５に伝えるために複数個のスイッチング素子３を同時に放熱部材５側に押圧するクリップ１３を設けたことを特徴とすることも好ましい。この場合、クリップ１３にて放熱部材５をスイッチング素子３に押し付けることでスイッチング素子３から放熱部材５に効果的に伝熱されてスイッチング素子３の温度上昇が抑えられると共に複数のスイッチング素子３を１つのクリップ１３で押さえることができて部品点数の増加を極小に留めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
先ず、図１乃至図３に示す実施の形態の例から述べる。
【００１３】
電磁鋼板等が積層されたステータ鉄心１の一端側にはアルミニム等の熱伝導性のよい金属よりなる放熱部材５が配置され、ステータ鉄心１に放熱部材５を連結してある。ステータ鉄心１には樹脂等の絶縁物からなるインシュレータ１４を圧入して固定してあり、その外側にコイル２を巻装してステータ６が組み立てられている。ステータ６の一端側には回路基板４が配置され、回路基板４がねじ１５にて放熱部材５に固定されている。この回路基板４にはＦＥＴ素子のようなスイッチング素子３が搭載されている。回路基板４にはスイッチング素子３と回路基板４に通電するためのリード線１６が実装されており、スイッチ素子３と放熱部材５とは接触させてある。コイル２と回路基板４とは電気的に結合してある。
【００１４】
ステータ６の内側にはロータ７のロータ鉄心１７がギャップをもって配置され、ロータ鉄心１７にはマグネット１８が接着等で固定されている。ロータ鉄心１７の中央には軸８が挿通されて一体化されており、軸８の両端側にはボールベアリングのような軸受９，１０が装着され、軸８の先端部にはピニオン１９が装着されている。このようにステータ６にロータ７を組み込んだ状態でステータ６やロータ７がモータケース（図示せず）内に内装され、軸受９，１０はモータケースに支持される。
【００１５】
上記のようなモータは電流がリード線１７→回路基板４→スイッチング素子３→回路基板４→コイル２の順に流れ、ロータ７の軸８が回転駆動されるが、スイッチング素子３で発生した熱は放熱部材５及びステータ鉄心１から放熱される。このときステータ鉄心１が放熱リブの機能をして効果的に放熱される。また回路基板４とは別の放熱部材５を介して放熱されるために回路基板４に搭載したスイッチング素子３以外の部品に熱の影響を受ける弊害を防止できる。
【００１６】
ロータ７の軸８には放熱部材５側と反対側に冷却ファン１１が配置され、冷却ファン１１が軸８に固定されて軸８と一緒に冷却ファン１１が回転するようになっている。ロータ７の軸８が駆動されたとき冷却ファン１１が回転して冷却ファン１１で送風され、冷却風としての外気が放熱部材５側から取り込まれ、スイッチング素子３→コイル２の順に通って外部に排出される。このように冷却ファン１１を駆動することで冷却風を送風してスイッチング素子３とコイル２を順に冷却することができ、モータの小型・軽量化、特性低下の抑制を図ることができる。
【００１７】
ステータ鉄心１の外面の一部には外側に膨らました突起部２０を設けてあり、この突起部２０には孔を貫通するように設けてあり、この孔にねじ１２を挿通してねじ１２の先端を放熱部材５に螺合してステータ鉄心１と放熱部材５とを結合してある。このステータ鉄心１の突起部２０はモータケースとの位置決め固定に用いられる。このようにねじ１２を通してステータ鉄心１と放熱部材５を固定したので、より熱伝導が良くなる。
【００１８】
スイッチング素子３の外側にはスイッチング素子３を放熱部材５に押圧するためのクリップ１３が装着される。このクリップ１３はばね性があり放熱性に優れる金属（ＳＵＳ、銅）により形成されている。このクリップ１３には複数の押圧片１３ａを設けてあり、各押圧片１３ａを複数のスイッチ素子３に当接して１つのクリップ１２で複数のスイッチ素子３を同時に放熱部材５に押圧している。またクリップ１３は断面略Ｍ字状に形成され、クリップ１３の中心部より突出させた部分を放熱部材５に当接してねじ２１にて固定することによりクリップ１３の変位を大きくとるようにしてある。上記のようにクリップ１３にて複数のスイッチング素子３を押さえて放熱部材５に押し付けたのでスイッチング素子３の温度上昇が抑えられると共に部品点数の増加を極小に留めることができる。またクリップ１３を金属としたことで放熱性を高めることができる。さらにクリップ１３の断面形状を略Ｍ字状とし、放熱部材５に固定する際、中心部よりも突出した部分をねじ締めすることで、よりスイッチング素子３への押圧力を上昇できるので、スイッチング素子３から放熱部材５への熱伝導が向上し、より放熱性を高めることができる。
【００１９】
次に図４、図５に示す他の例について述べる。本例の場合も上記例と基本的に同じであり、重複する説明は省略して異なる点だけを主に述べる。本例の場合、放熱部材５の軸受保持凹所２２を設けてあり、この軸受保持凹所２２に一方の軸受９を嵌め込んで支持してある。他方の軸受１０はモータケースに支持してある。このように一方の軸受９を放熱部材５に支持すると、ロータ７の軸８の長さを短くすることができ、モータを小型・軽量化することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は叙述の如くスイッチング素子で発熱した熱は放熱部材に放熱され、放熱部材からステータ鉄心に放熱されるものであって、ステータ鉄心に放熱フィンの機能を持たせて効果的に放熱できるものであり、また回路基板とは別の放熱部材にて放熱するので回路基板のスイッチング素子以外の部品に熱の影響を与えるという弊害がないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例のブラシレスモータを示す断面図である。
【図２】同上の斜視図である。
【図３】図２とは異なる方向から見た斜視図である。
【図４】同上の他の例のブラシレスモータを示す断面図である。
【図５】同上の斜視図である。
【符号の説明】
１  ステータ鉄心
２  コイル
３  スイッチング素子
４  回路基板
５  放熱部材
６  ステータ
７  ロータ
８  軸
９  軸受
１０  軸受
１１  冷却ファン
１２  ねじ
１３  クリップ
【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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