(57)【要約】      （修正有）【課題】電動機の回路基板上の発熱部品の放熱のために、発熱部品とブラケットの間に熱伝導性の良い伝熱部材を設け、伝熱部材を発熱部品に押圧する。そのため、発熱部品と回路基板に過剰な負荷がかかり破損するおそれがあったが、過剰な負荷がかからない電動機の回路基板を提供する。【解決手段】巻線を巻回すインスレータ７に回路基板４の裏面側を支持する基板支持部８と、端子１２を保持する端子保持部１４とを設け、基板支持部８と回路基板４の裏面との間には、回路基板４をブラケット側に向かって押し上げる弾性部材１３が設けられると共に、端子保持部１４は、端子１２を軸方向に移動可能に保持する。【選択図】図２
2012200055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄心と合成樹脂で形成されたインシュレータと、同インシュレータに巻回される巻線とを備えた固定子と、
中心に回転軸を備えた回転子と、
前記固定子の軸方向一端側に配置される回路基板と、
前記回路基板の表面側に実装される発熱部品と、
前記回路基板の裏面側に配置されて、前記巻線と前記回路基板上の回路とを電気的に接続する端子と、
前記回転子の前記回転軸を軸支する軸受を収容する軸受収容部を備え、前記固定子と前記回転子と前記回路基板を覆うように軸方向両側に設けられた一対のブラケットと、
同ブラケットの一方の端部の内壁面と前記電子部品の間に配置された伝熱部材と、
を備えた電動機において、
前記インシュレータには、前記回路基板の裏面側を支持する基板支持部と、前記端子を保持する端子保持部とが設けられ、
前記基板支持部と前記回路基板の裏面との間には、前記回路基板を前記ブラケット側に向かって押し上げる弾性部材が設けられると共に、
前記端子保持部は、前記端子を軸方向に移動可能に保持することを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記端子は、下部に突出部を備え、
前記端子保持部は、前記端子を挿入する孔があり、同孔の内壁の上部に凸部を備え、
前記端子は、前記端子の末端が前記端子保持部の底面に接触する位置から、前記突出部と前記凸部が接触する位置まで、軸方向に移動可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機内部にある発熱部品で発生する熱を、伝熱部材を介してブラケットまで伝熱し、外気に放熱する電動機の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機は、回転する軸部と、同軸部の回転駆動を制御する制御回路部とを備えている。近年、この制御回路部は、駆動制御IC（電動機駆動用のトランジスタ等を搭載したIC）を搭載している。この駆動制御ICは、電動機の駆動時に熱が発生する発熱部品である。この発生した熱を放熱するために、図７に示すように、発熱部品３とブラケット５の間に、伝熱部材である放熱シート９とアルミブロック１０とシリコーン１１を軸方向に沿って順次に積み重ねている。この伝熱部材により、発熱部品３で発生した熱はブラケット５を介して、外気に放熱される。（特許文献１）
【０００３】
しかし、電動機内にある各構成部品の寸法にはバラツキがあるので、構成部品の寸法公差によって、部品間の密着度が低くなった場合には、伝熱性が悪くなるおそれがある。そこで、部品間の密着度を高めて、伝熱性を良くするために、図８に示すような方法がある。発熱部品３と放熱板金の間には放熱シート９が設けられている。この放熱板金が回路基板４に所定の距離まで近接することで、放熱板金の突出部２１が放熱シート９を押圧している。この押圧で、発熱部品３と放熱シート９の密着度を高め、伝熱性を良くしている。（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１―１５５１９号公報
【特許文献２】特開２０１０―１２９９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先行技術である特許文献２の方法では、発熱部品３と放熱シート９の密着度を高めるために、放熱板金で放熱シート９を押さえつける必要があった。そのため、回路基板４に過剰な負荷がかかり、回路基板４が破損するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、発熱部品と放熱シートの密着度を高めつつ、回路基板にかかる過剰な負荷を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する為に、本発明の電動機は、固定子鉄心と合成樹脂で形成されたインシュレータと、同インシュレータに巻回される巻線とを備えた固定子と、中心に回転軸を備えた回転子と、前記固定子の軸方向一端側に配置される回路基板と、前記回路基板の表面側に実装される発熱部品と、前記回路基板の裏面側に配置されて、前記巻線と前記回路基板上の回路とを電気的に接続する端子と、前記回転子の前記回転軸を軸支する軸受を収容する軸受収容部を備え、前記固定子と前記回転子と前記回路基板を覆うように軸方向両側に設けられた一対のブラケットと、同ブラケットの一方の端部の内壁面と前記電子部品の間に配置された伝熱部材と、を備えた電動機において、前記インシュレータには、前記回路基板の裏面側を支持する基板支持部と、前記端子を保持する端子保持部とが設けられ、前記基板支持部と前記回路基板の裏面との間には、前記回路基板を前記ブラケット側に向かって押し上げる弾性部材が設けられると共に、前記端子保持部は、前記端子を軸方向に移動可能に保持している。また、前記端子は、下部に突出部を備え、前記端子保持部は、前記端子を挿入する孔があり、同孔の内壁の上部に凸部を備え、前記端子は、前記端子の末端が前記端子保持部の底面に接触する位置から、前記突出部と前記凸部が接触する位置まで、軸方向に移動可能となっている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回路基板に過度な負荷をかけることなく、発熱部品と伝熱部材の密着度を高めつつ、発熱する発熱部品を効率よく放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の電動機の断面図である。
【図２】本発明の電動機にあるインシュレータの側面図である。
【図３】本発明のタブ端子に巻線を溶着している図である。
【図４】本発明のタブ端子の係止部の正面および断面図である。
【図５】本発明の制御基板の上面図である。
【図６】本発明の別実施例である電動機の断面図である。
【図７】従来の電動機の断面図である。
【図８】従来の発熱部品と放熱シートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の電動機の断面を示す図である。図１に示すように、本発明の電動機は、巻線６が巻回された固定子１と、回転軸を有して固定子１の内側に配置される回転子２と、通電時に発熱する電子部品（以下、発熱部品３と記載）を表面側に実装した回路基板４と、固定子１と回転子２と回路基板４などを覆うように設けられている一対のブラケット５とから構成されている。このブラケット５は、回転子２の回転軸を軸支する軸受を収容する軸受収容部を備えている。
【００１１】
固定子１は、固定子鉄心１Ａと、固定子鉄心１Ａをインサート成型してなる合成樹脂で形成されたインシュレータ７と、このインシュレータ７に巻回される巻線６とを備えている。このインシュレータ７の回路基板４と対向する一端側には、回路基板４を支持する基板支持部８が備えられている。
【００１２】
回転子２は、固定子１の内径側に配置され、中心に回転軸を備えている。この回転子２は回転子鉄心２Ａの外周に永久磁石をはりつけた構成となっている。この永久磁石が固定子１内の巻線６で発生した回転磁界から力を受けることで回転子２が回転する。なお、本発明は回転子鉄心２Ａの外周に永久磁石を配置した、いわゆる表面磁石型同期モータに限定したものではなく、回転子鉄心２Ａの内側に永久磁石を埋設した埋込磁石型同期モータなどの電動機であっても良い。
【００１３】
回路基板４上には、巻線６に流す電流を制御するための回路が構成され、この回路には通電時に発熱する発熱部品３が配置されている。発熱部品３としては、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどのスイッチング素子、またはスイッチング素子を含むパワーモジュールなどが回路基板４に実装されている。この発熱部品３で発生した熱を放熱するために、発熱部品３とブラケット５との間に、伝熱部材である放熱シート９とアルミブロック１０とシリコーン１１が順次配置されている。放熱シート９が発熱部品３の表面に接し、シリコーン１１がブラケット５の一方の端部の内壁面に接することで、発熱部品３で発生した熱はブラケット５まで伝熱され、ブラケット５から外気に放熱される。
【００１４】
図２は、インシュレータ７の側面を示した図である。図２に示すように、回路基板４はインシュレータ７の一端側にある基板支持部８で支持されている。また、回路基板４と巻線６とを電気的に接続する端子１２は、端子保持部１４で保持される。後述するように、端子１２には、巻線６が溶着されることで、端子１２と巻線６が電気的に接続されている。基板支持部８には、弾性部材１３である波ワッシャーが配置されている。この波ワッシャーが回路基板４の裏面側からブラケット５側に向かって、回路基板４を押し上げることで、回路基板４上にある発熱部品３と放熱シート９の密着度を高めることができる。なお、本実施例では、波ワッシャーを用いているが、本発明はこれに限定したものではなく、バネや樹脂などの弾性を有する部材であれば良い。
【００１５】
端子１２と巻線６が電気的に接続される構造を図３に基づいて説明する。端子１２の中心に切り込みを入れて、切り込み部分を折り返すことで折返部１５を形成している。この折返部１５に、巻線６の先端を挟みこむ。そして、折返部１５を含む端子１２に高電圧を加えることで、巻線６の被覆と導線を溶かす。溶かすことで巻線６を端子１２に溶着させている。この溶着により、端子１２と巻線６が電気的に接続される。
【００１６】
図４は、端子１２と端子保持部１４との関係を示した正面図と側面図である。図４に示すように、端子１２の上部には回路基板４上の接続部（後述する、端子用穴１８）に挿入された後、回路基板４と半田付けされる凸部１２Ａが設けられている。一方、端子１２の下部には端子保持部１４に挿入されて保持される基部１２Ｂが設けられている。この端子保持部１４には、端子１２の基部１２Ｂが挿入される孔２０が設けられている。また、端子１２は端子保持部１４で軸方向に可動可能な状態で保持されており、端子１２と端子保持部１４には、端子１２の可動範囲を制限する為の係止構造が備わっている。この係止構造は、端子１２の下部にある三角形状の突出部１６と、端子保持部１４の上部にあるストッパー１７とから構成されている。この端子１２にある三角形状の突出部１６は、細い先端部１６Ａを端子保持部１４側に、底辺部１６Ｂを回路基板４側に向けて設置されている。また、端子保持部１４には、外周方向の側面を切り欠くことで、切欠部２２が形成されている。この切欠部２２の上部の両側部には、周方向に突出するように形成されたストッパー１７が配置されている。端子１２にある三角形状の突出部１６の底辺部１６Ｂが端子保持部１４にあるストッパー１７に突き当たることで、端子１２が端子保持部１４から抜けないようになっている。また、端子１２の基部１２Ｂ側端面が端子保持部１４の底面に接触することで端子１２が巻線６側に抜け落ちないようにしている。なお、端子１２を端子保持部１４に挿入する際は、三角形状の突出部１６の先端部１６Ａが細いので、三角形状の突出部１６がストッパー１７に引っかからずに挿入できる。さらに、端子１２が回転軸の軸方向に対して移動可能となるように、端子１２の基部１２Ｂ側端面が端子保持部１４の底面に接触した状態で、三角形状の突出部１６の上側とストッパー１７の下側の間に隙間ができるだけの深さを内部の孔２０に持たせている。
【００１７】
図５は、回路基板４を上方から示した上面図である。回路基板４の外周上には、端子１２の凸部１２Ａが接続される端子用穴１８や、基板支持部８の先端が接続される基板支持部用穴１９が配置されている。端子１２の凸部１２Ａは端子用穴１８に挿入され、半田付けで固定される。これにより、端子１２は回路基板４と電気的に接続される。また、基板支持部８の先端が基板支持部用穴１９に挿入され、固定されることで、基板支持部８は回路基板４を保持および、固定することができる。
【００１８】
上記の構成からなる本発明の電動機では、組み立ての際にブラケット５をステータコアに被せると、ブラケット５の内壁がシリコーン１１を介してアルミブロック１０を押圧する。押圧されたアルミブロック１０が放熱シート９を押圧して圧縮することで、放熱シート９を挟んで配置されたアルミブロック１０と発熱部品３との密着度が高まる。この時、発熱部品３を搭載した回路基板４には、弾性部材１３によってブラケット５に向かう付勢力が加えられる。この付勢力の強さをアルミブロック１０と発熱部品３との密着度を高めつつ、回路基板４の破損を防ぐように調整することで、発熱部品３の放熱性を確保しつつ、回路基板４を保持することができる。つまり、ブラケット５による発熱部品３への押圧が回路基板４にとって過剰であった場合、弾性部材１３が変形することで押圧の負荷を吸収し、さらに、端子１２がインシュレータ７側に移動することで、回路基板４もインシュレータ７側に移動する。これにより、回路基板４に過剰な負荷がかからないようになっている。
【００１９】
なお、図６は本発明の別実施例を示した図である。図６に示すように、伝熱部材として、放熱シート９、アルミブロック１０、放熱シート９と順次接続して、発熱部品３で発生した熱をブラケット５まで伝熱し、ブラケット５から外気に放熱している。本発明の伝熱部材は上記実施例に限定したものではなく、発熱部品３で発生した熱をブラケット５まで伝熱できる熱伝導性の良い部材を使用していれば良く、他の部材を使用しても良い。
【符号の説明】
【００２０】
１  固定子
１Ａ  固定子鉄心
２  回転子
２Ａ  回転子鉄心
３  発熱部品
４  回路基板
５  ブラケット
６  巻線
７  インシュレータ
８  基板支持部
９  放熱シート
１０  アルミブロック
１１  シリコーン
１２  端子
１２Ａ  凸部
１２Ｂ  基部
１３  弾性部材
１４  端子保持部
１５  折返部
１６  三角形状の突出部
１６Ａ  先端部
１６Ｂ  底辺部
１７  ストッパー
１８  端子用穴
１９  基板支持部用穴
２０  孔
２１  突出部
２２  切欠部
【図１】
2012200055.tif 000003
【図２】
2012200055.tif 000004
【図３】
2012200055.tif 000005
【図４】
2012200055.tif 000006
【図５】
2012200055.tif 000007
【図６】
2012200055.tif 000008
【図７】
2012200055.tif 000009
【図８】
2012200055.tif 000010