(57)【要約】【課題】合理的に構成されたモータを提供すること。【解決手段】モータケース１００の内部に駆動回路４００を収納してなるモータにおいて、モータケースは、ロータ２００及びステータ３００を保持するケース本体部１１０と、ケース本体部を閉鎖する蓋部１２０とを備え、駆動回路は、スイッチング素子４１０と、電極部材４２０と、インバータ基板４３０と、制御回路基板４４０とを備え、電極部材は、蓋部に絶縁手段４２１を介して装着し、蓋部は、電極部材を装着したフレーム体１２１と、フレーム体に装着されたヒートシンク１２２とを備え、フレーム体及びヒートシンクは、共通の雄ねじ部品にてケース本体部にねじ止めした。また、インバータ基板及び制御回路基板は蓋部に支持した。更にケース本体部及び蓋部の間にはケーブル５００を挿通したグロメット６００を装着し、ケース本体部にはグロメットを嵌装する凹部１１１ａを設けた。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケースの内部に当該モータの駆動回路を収納してなるモータにおいて、
前記モータケースは、ロータ及びステータを保持するケース本体部と、前記ケース本体部を閉鎖する蓋部とを備え、
前記駆動回路は、モータコイルに流れる電流を切換えるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を装着した電極部材とを備え、
前記電極部材は、前記蓋部に絶縁手段を介して装着し、
前記蓋部は、前記電極部材を装着したフレーム体と、前記フレーム体に装着されたヒートシンクとを備え、
前記フレーム体及び前記ヒートシンクは、共通の雄ねじ部品にて前記ケース本体部にねじ止めしたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記フレーム体には、前記電極部材に接続する配線の先端部を前記ケース本体部の内側から挿通する開口部を設け、前記開口部及び前記配線の先端部は、前記ヒートシンクにて覆われたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
モータケースの内部に当該モータの駆動回路を収納してなるモータにおいて、
前記モータケースは、ロータ及びステータを保持するケース本体部と、前記ケース本体部を閉鎖する蓋部とを備え、
前記駆動回路は、モータコイルに流れる電流を切換えるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を装着した電極部材と、前記スイッチング素子の端子を支持したインバータ基板と、前記インバータ基板と配線接続された制御回路基板とを備え、
前記電極部材は、前記蓋部に絶縁手段を介して装着するとともに、前記インバータ基板及び前記制御回路基板は、前記蓋部に支持したことを特徴とするモータ。
【請求項４】
モータケースの内部に当該モータの駆動回路を収納してなるモータにおいて、
前記モータケースは、ロータ及びステータを保持するケース本体部と、前記ケース本体部を閉鎖する蓋部とを備え、
前記駆動回路は、モータコイルに流れる電流を切換えるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を装着した電極部材とを備え、
前記電極部材は、前記蓋部に絶縁手段を介して装着し、
前記ケース本体部及び前記蓋部の間には、前記モータケースの内部と外部とを接続するケーブルを挿通したグロメットを装着してなり、前記ケース本体部には、前記グロメットを嵌装する凹部を設けたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータケースの内部に当該モータの駆動回路を収納してなるモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車や電気スクータ等の車両に搭載される走行用モータとしては、ＤＣモータやＤＣブラシレスモータが広く利用されている。一般に、この種のモータは、特許文献１乃至３等にも開示されているように、モータケースの内部に所要の駆動回路を収納する構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９５６０６号公報
【特許文献２】特開平１０−２３４１５８号公報
【特許文献３】特開２００１−１１２２０７号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで走行用モータは、生産性及びメンテナンス性に優れた小型で高性能のものが望ましく、ロータやステータとともに駆動回路を収納するモータケースについては、放熱性の確保、省スペース化、及び組み立て作業の容易化等の観点から、更なる改良が求められている。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より合理的に構成されたモータを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載した発明は、モータケースの内部に当該モータの駆動回路を収納してなるモータにおいて、前記モータケースは、ロータ及びステータを保持するケース本体部と、前記ケース本体部を閉鎖する蓋部とを備え、前記駆動回路は、モータコイルに流れる電流を切換えるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を装着した電極部材とを備え、前記電極部材は、前記蓋部に絶縁手段を介して装着し、前記蓋部は、前記電極部材を装着したフレーム体と、前記フレーム体に装着されたヒートシンクとを備え、前記フレーム体及び前記ヒートシンクは、共通の雄ねじ部品にて前記ケース本体部にねじ止めした構成のモータである。本発明によれば、合理的に構成されたモータが得られる。
【０００６】
すなわち、本発明のモータは、ロータ及びステータを保持するケース本体部に、スイッチング素子及び電極部材を配置した蓋部をねじ止めして装着することにより、簡単に組み立てられる構造となっている。スイッチング素子において発生した熱は、電極部材からモータケースの蓋部に伝わることにより、効率よく外部に放熱される。モータケースの蓋部は、電極部材を装着したフレーム体と、フレーム体に装着されたヒートシンクとを備えており、放熱性に優れたものとなっている。また、これらのフレーム体及びヒートシンクは、共通の雄ねじ部品にてケース本体部にねじ止めするので、無駄のない優れた支持構造が得られる。仮に、フレーム体とヒートシンクとをねじ止めし、これを更にケース本体部にねじ止めすると、雄ねじ部品数の増加や、雄ねじ部品数の増加に伴うスペースの拡大・重量化、及び組み立て作業の複雑化等を招くが、本発明によれば、そのような不都合が回避される。
【０００７】
本願第２請求項に記載した発明は、請求項１において、前記フレーム体には、前記電極部材に接続する配線の先端部を前記ケース本体部の内側から挿通する開口部を設け、前記開口部及び前記配線の先端部は、前記ヒートシンクにて覆われた構成のモータである。本発明によれば、当該モータは一層合理的に構成される。
【０００８】
すなわち、ケース本体部と蓋部とを組み立てる際は、配線の先端部をフレーム体の開口部に挿通してこれを電極部材に接続し、その後にヒートシンクをフレーム体部材に装着する。このような構成によれば、かかる配線の接続作業を容易に行うことが可能となる。
【０００９】
本願第３請求項に記載した発明は、モータケースの内部に当該モータの駆動回路を収納してなるモータにおいて、前記モータケースは、ロータ及びステータを保持するケース本体部と、前記ケース本体部を閉鎖する蓋部とを備え、前記駆動回路は、モータコイルに流れる電流を切換えるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を装着した電極部材と、前記スイッチング素子の端子を支持したインバータ基板と、前記インバータ基板と配線接続された制御回路基板とを備え、前記電極部材は、前記蓋部に絶縁手段を介して装着するとともに、前記インバータ基板及び前記制御回路基板は、前記蓋部に支持した構成のモータである。本発明によれば、合理的に構成されたモータが得られる。
【００１０】
すなわち、本発明のモータは、ロータ及びステータを保持するケース本体部に、スイッチング素子、電極部材、インバータ基板、及び制御回路基板を配置した蓋部を装着することにより、簡単に組み立てられる構造となっている。スイッチング素子において発生した熱は、電極部材からモータケースの蓋部に伝わることにより、効率よく外部に放熱される。特に、インバータ回路及びこれに配線接続される制御回路基板を蓋部に支持してユニット化することによれば、モータの組み立て作業は確実に簡素化することが可能である。
【００１１】
本願第４請求項に記載した発明は、モータケースの内部に当該モータの駆動回路を収納してなるモータにおいて、前記モータケースは、ロータ及びステータを保持するケース本体部と、前記ケース本体部を閉鎖する蓋部とを備え、前記駆動回路は、モータコイルに流れる電流を切換えるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を装着した電極部材とを備え、前記電極部材は、前記蓋部に絶縁手段を介して装着し、前記ケース本体部及び前記蓋部の間には、前記モータケースの内部と外部とを接続するケーブルを挿通したグロメットを装着してなり、前記ケース本体部には、前記グロメットを嵌装する凹部を設けた構成のモータである。本発明によれば、合理的に構成されたモータが得られる。
【００１２】
すなわち、本発明のモータは、ロータ及びステータを保持するケース本体部に、スイッチング素子及び電極部材を配置した蓋部を装着することにより、簡単に組み立てられる構造となっている。スイッチング素子において発生した熱は、電極部材からモータケースの蓋部に伝わることにより、効率よく外部に放熱される。また、モータケースの密閉性を確保する場合、このようにモータケースの内部と外部とを接続するケーブルは、ケース本体部と蓋部との間に装着されるグロメットに挿通するとよい。特に、ケース本体部にグロメットを嵌装する凹部を設けることによれば、蓋部はある程度小型に設計することが可能となる。つまり、蓋部の不要な大型化や形状の複雑化によれば、モータの組み立て作業がやや困難になるところ、本発明の構成によれば、そのような不都合は満足に回避される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の具体例を図１乃至図１１に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本例のモータ１は、車両に搭載されて利用される走行用のブラシレスＤＣモータである。このモータ１は、モータケース１００の内部に当該モータ１の駆動回路４００を収納してなり、モータケース１００は、ロータ２００及びステータ３００を保持するケース本体部１１０と、ケース本体部１１０を閉鎖する蓋部１２０とを備えている（図１及び図２参照）。
【００１５】
モータケース１００のケース本体部１１０は、ステータ３００を嵌め入れる円筒ケース部材１１１の内部に仕切り部材１１２を配置して構成されている。ステータ３００は、仕切り部材１１２及び円筒ケース部材１１１で区画されたスペースに収納され、ロータ２００の軸部２１０は、仕切り部材１１２及び円筒ケース部材１１１にそれぞれベアリング２１１を介して架設されている。
【００１６】
一方、モータケース１００の蓋部１２０は、所定の形状のフレーム体１２１に、放熱フィン１２２ａを有するヒートシンク１２２を装着してなるものである。この蓋部１２０は、ケース本体部１１０に対しては、円筒ケース部材１１１の開口を覆うようにフレーム体１２１及びヒートシンク１２２をねじ止めして組み立てられている。
【００１７】
本例の駆動回路４００は、ステータ３００のモータコイル３１０に流れる電流を切換える複数のスイッチング素子４１０と、スイッチング素子４１０をそれぞれ装着した複数の電極部材４２０と、複数のスイッチング素子４１０の端子４１１を支持したインバータ基板４３０と、インバータ基板４３０と配線４４１にて接続された制御回路基板４４０と、仕切り部材１１２に配置されたロータ位置検出手段４５０と、インバータ基板４３０に搭載されたコンデンサ４６０とを備えたものである。制御回路基板４４０は、外部から送信される指令に基づいてインバータ基板４３０に制御信号を出力し、インバータ基板４３０及び複数のスイッチング素子４１０は、その制御信号に基づいて電力を供給する構成となっている。
【００１８】
また、ケース本体部１１０と蓋部１２０との間には、モータケース１００の内部と外部とを接続する複数のケーブル５００を挿通したグロメット６００を装着している。本例の場合は、ケース本体部１１０を構成する円筒ケース部材１１１の要所にグロメット６００を嵌装する凹部１１１ａを設けることにより、蓋部１２０の不要な大型化や形状の複雑化を回避している。尚、複数のケーブル５００のうち２本は電源供給用の配線であり、それらの先端部はインバータ基板４３０及び電極部材４２０の１つに接続されいる。また、その他の１本は外部からの指令を送信するインターフェイスであり、その先端部は制御回路基板４４０に接続されている。
【００１９】
蓋部１２０のフレーム体１２１は、所定の形状を呈するアルミ合金製の部材であり、その要所には、電極部材４２０に接続する配線の先端部をケース本体部１１０の内側から挿通する開口部１２１ａと、電極部材４２０をねじ止めする雄ねじ部品Ｂを螺合する雌ねじ部１２１ｂと、コンデンサ４６０との干渉を回避するためのコンデンサ挿通孔１２１ｃと、雌ねじ部が設けられたボス部１２１ｄと、蓋部１２０をねじ止めする雄ねじ部品Ｂを挿通する通孔１２１ｅとが設けられている。（図３参照）。各電極部材４２０に接続する配線は、すなわちモータコイル３１０に設けられた配線３１１の先端部３１２、及び所定のケーブル５００の先端部である。尚、各図中におけるボルトやねじ等の雄ねじ部品は、便宜上その大きさ、種類、位置にかかわらず共通の符号を付すこととする。
【００２０】
各電極部材４２０はそれぞれ、銅合金製のプレート状の部材であり、フレーム体１２１に絶縁手段たる絶縁シート４２１を介してねじ止めすることにより、フレーム体１２１に装着される（図４参照）。電極部材４２０をフレーム体１２１にねじ止めする雄ねじ部品Ｂは、絶縁性の円筒ボスを装着したもの又は絶縁性素材からなるものである。また、各電極部材４２０の要所には、配線の先端部をねじ止めする雄ねじ部品Ｂを螺合する雌ねじ部４２２、及びスイッチング素子４１０をねじ止めする雄ねじ部品Ｂを螺合する雌ねじ部４２３が設けられている。配線の先端部をねじ止めする雄ねじ部品Ｂを螺合する雌ねじ部４２２は、フレーム体１２１の開口部１２１ａからヒートシンク１２２側に露呈されている。
【００２１】
スイッチング素子４１０は、フレーム体１２１に装着された電極部材４２０に雄ねじ部品Ｂでねじ止めして装着される。その後、スイッチング素子４１０の端子４１１は、インバータ基板４３０にハンダ付けされる。また、インバータ基板４３０は、基端に雄ねじが設けられた支柱部材１２３を複数挿通するとともに、それらの支柱部材１２３をフレーム体１２１の各ボス部１２１ｄにそれぞれ螺合することによってフレーム体１２１に支持される（図５及び図６参照）。尚、スイッチング素子４１０の端子４１１のハンダ付け状態は、スイッチング素子４１０とインバータ基板４３０との間を横から覗き込むことにより、目視可能となっている。また本例の場合は、インバータ基板４３０に対するスイッチング素子４１０の配列方向と、ヒートシンク１２２の放熱フィン１２２ａによる通風方向とが同じ向きに設定されており、スイッチング素子４１０の放熱性が非常に良好に得られる構成となっている。
【００２２】
そして、制御回路基板４４０は、インバータ基板４３０と配線４４１にて接続されるとともに、支柱部材１２３の先端に雄ねじ部品Ｂにてねじ止めされる。尚、かかる配線４４１は、具体的はインバータ基板４３０及び制御回路基板４４０にそれぞれ設けたコネクタに、両端の端子部をそれぞれ圧入して接続されるものである。フレーム体１２１には、こうして制御回路基板４４０が支持される（図７及び図８参照）。
【００２３】
このように、フレーム体１２１にスイッチング素子４１０、電極部材４２０、インバータ基板４３０、制御回路基板４４０、及びコンデンサ４６０を支持した後、インバータ基板４３０及び制御回路基板４４０には、所定のケーブル５００の先端部を接続する。また、制御回路基板４４０に設けた所定のコネクタ４４２には、ロータ位置検出手段４５０の配線４５１の先端部に設けたコネクタ４５２を接続する。更に、複数の電極部材４２０のうちの１つには、所定のケーブル５００の先端部を接続する。
【００２４】
しかる後、フレーム体１２１は、電極部材４２０に接続する配線の先端部（つまりモータコイル３１０の各配線３１１の先端部３１２）を開口部１２１ａに挿通しつつ、ケース本体部１１０に対して位置決めする。これらの配線の先端部は、ここでねじ止めにより電極部材４２０接続される。
【００２５】
ヒートシンク１２２は、所定の配線の先端部を電極部材４２０に接続した後に、フレーム体１２１及びコンデンサ４６０を被覆するように装着される。フレーム体１２１の開口部１２１ａ、及び電極部材４２０に接続した配線の先端部は、このヒートシンク１２２にて覆われる。
【００２６】
本例の場合、フレーム体１２１及びヒートシンク１２２は、共通の雄ねじ部品Ｂにてケース本体部１１０にねじ止めする。すなわち、ケース本体部１１０を構成する円筒ケース部材１１１の要所には雄ねじ部品Ｂを螺合する雌ねじ部１１１ａが設けられており（図９参照）、ヒートシンク１２２の要所にはその雄ねじ部品Ｂを挿通する通孔１２２ｂが設けられている（図１０参照）。そして、フレーム体１２１及びヒートシンク１２２は、フレーム体１２１の通孔１２１ｅ及びヒートシンクの通孔１２２ｂに挿通した雄ねじ部品Ｂを円筒ケース部材１１１の雌ねじ部１１ｂに螺合することによりケース本体部１１０に対してねじ止めされる（図１１参照）。
【００２７】
尚、ケース本体部１１０と蓋部１２０とをねじ止めする雄ねじ部品Ｂの装着位置（図例では４ヵ所）は、略円筒形を呈するモータケース１００の中心からみて、その円筒の半径よりも外部に膨出された位置となっている。このような構成によると、蓋部１２０においては、雄ねじ部品Ｂと他の部材との干渉が都合よく回避され、スイッチング素子４１０、電極部材４２０、インバータ基板４３０、制御回路基板４４０、及びコンデンサ４６０等の実装スペースを十分に確保することが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、合理的に構成されたモータを得ることができる。特に本発明のモータは、電気自動車や電気スクータ等の車両に搭載される走行用モータとして、極めて好適に利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係り、モータを示す断面図である。
【図２】本発明の具体例に係り、モータを示す分解断面図である。
【図３】本発明の具体例に係り、フレーム体の内面側を示す正面図である。
【図４】本発明の具体例に係り、フレーム体の内面側を示す正面図である。
【図５】本発明の具体例に係り、フレーム体の内面側を示す正面図である。
【図６】本発明の具体例に係り、フレーム体に対するインバータ基板の支持構造を示す説明図である。
【図７】本発明の具体例に係り、フレーム体の内面側を示す正面図である。
【図８】本発明の具体例に係り、フレーム体に対するインバータ及び制御回路基板の支持構造を示す説明図である。
【図９】本発明の具体例に係り、ケース本体部の開口側を示す正面図である。
【図１０】本発明の具体例に係り、ヒートシンクの外面側を示す正面図である。
【図１１】本発明の具体例に係り、フレーム体及びヒートシンクのねじ止めを示す説明図である。
【符号の説明】
１      モータ
１００      モータケース
１１０      ケース本体部
１１１      円筒ケース部材
１１１ａ      凹部
１１１ｂ      雌ねじ部
１１２      仕切り部材
１２０      蓋部
１２１      フレーム体
１２１ａ      開口部
１２１ｂ      雌ねじ部
１２１ｃ      コンデンサ挿通孔
１２１ｄ      ボス部
１２１ｅ      通孔
１２２      ヒートシンク
１２２ａ      放熱フィン
１２２ｂ      通孔
１２３      支柱部材
２００      ロータ
２１０      軸部
２１１      ベアリング
３００      ステータ
３１０      モータコイル
３１１      配線
３１２      先端部
４００      制御回路
４１０      スイッチング素子
４１１      端子
４２０      電極部材
４２１      絶縁シート
４２２      雌ねじ部
４２３      雌ねじ部
４３０      インバータ基板
４４０      制御回路基板
４４１      配線
４４２      コネクタ
４５０      ロータ位置検出手段
４５１      配線
４５２      コネクタ
４６０      コンデンサ
５００      ケーブル
６００      グロメット
Ｂ      雄ねじ部品
【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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