专利名称：无刷电机及具有该无刷电机的空调的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无刷电机的控制驱动的输出元件的散热结构。另外 还涉及将该无刷电机作为风扇电机而搭载的空调。
背景技术：
目前，有将无刷电机作为风扇电机用于空调等。在现有的这种无刷电机 中，由于无刷电机的控制驱动的输出元件消耗的电力，输出元件自身发热。 该发热量增大时输出元件的温度上升达到临界值，而且，存在以下的问题， 即由于该发热，加热保护装置动作，输出元件自身的功能停止，无刷电机的 功能停止。
为了解决该问题，使控制驱动的输出元件的发热经由导热树脂向位于与 安装有该输出元件的电路基板相对的位置的铁制的反轴输出侧托架散热。
图6是现有的无刷电机的结构剖面图。图6中，经由绝缘体(未图示) 将绕组102施加到定子铁心101上而构成定子铁心绕组组装部120。定子铁心 绕组组装部120与托架103 —起通过树脂104 —体成型而形成模制电机的一 个结构体。
在转子铁心106上使输出轴105、磁铁(未图示)一体化而构成转子123。 为了支承输出轴105,在输出轴105的两端设置有两个轴承108。如图6所示， 在模制成型的定子铁心绕组组装部120收纳有转子123。之后，配设电路基板 110后，安装反轴输出侧托架111而完成无刷电机130。电路基板110上焊接 安装有控制驱动的输出元件114、无刷电机130的驱动IC、；险测安装于转子 123的传感器磁铁107的磁通的传感器109及电解电容器等各种电子部件。另 外，无刷电机的驱动IC、电解电容器等电子部件未图示。
控制驱动的输出元件114的发热通过导热树脂115向铁制的反输出侧托 架111散热。
图6中，现有的模制的无刷电机130没有模制成型焊接安装了无刷电机 130的驱动IC、电解电容器等电子部件的电^各基板110。因此，无刷电才几130是定子铁心绕组组装部120、电路基板110、转子123、反轴输出托架U1的 构成要素可分解的结构。另外，电路基板110由于为没有被树脂104进行树 脂密封的结构，所以树脂的内部也未作用应力。如图6所示，现有的无刷电 机为以下结构，即、模制成型的定子铁心绕组组装部120上收纳转子123及 电路基板IIO后，将反轴输出侧托架111安装于模制成型的定子铁心绕组组 装部120的反轴输出侧。
分解该无刷电机130时，通过卸下反轴输出侧托架111，可以容易地卸下 电路基板IIO及转子123。因此，反轴输出侧托架lll、电路基板IIO、转子 123的分解筒单。
其次，对电路基板110和定子铁心绕组组装部120的连接进行详细说明。
在定子铁心绕组组装部120的构成要素即绝缘体上预先设置有基板固定 用的突起部。定子铁心绕组组装部120模制成型时，以基板固定用的突起部 从树脂104露出的方式进行模制成型。在安装电路基板110时，将基板固定 用的突起部插入电路基板110上预先设置的安装孔部，加热从安装孔部突出 的基板固定用的突起部的前端部，而使其变形成扁平。由此，能够简单地将 电路基板110固定在定子铁心绕组组装部120上。绝缘体使用热塑性树脂。
另外，定子铁心绕组组装部120的构成要素即绝缘体上预先设置连接绕 组102的绕组用连接用端子，定子铁心绕组组装部120模制成型时，以绕组 用连接用端子从树脂104露出的方式进行模制成型。在安装电路基板110时， 将绕组用连接用端子插入电路基板110上预先设置的连接孔部，焊接从连接 孔部突出的绕组用连接用端子的前端部和电路基板110的连接孔部的周围的 凸台。由此，能够容易地进行电路基板110和绕组102的电连接。另外，绕 组用连接用端子具有导电性。
关于树脂104的材料，由于电路基板110没有模制成型，所以焊接安装 于电路基板110的无刷电机130的驱动IC等的各种电子部件不受温度的制约。 所以，树脂104不仅可以使用成型温度比较低的热硬化性树脂，也可以使用 成型温度较高的热塑性树脂。
如上所述，现有的无刷电机130具有产业价值大的特性，是^f^异的无刷 电机。但是，近年来，风扇负荷增加，与此相伴的电机绕组电流增加时，由 控制驱动的输出元件消耗的电力增多，控制驱动的输出元件的发热量进一步 增大。由此通过导热树脂115,从控制驱动的输出元件114向铁制的反输出侧
4托架111的散热中，散热效果变得不充分。
因此，现有的无刷电机130中，也具有在反输出侧托架111的大气面侧 进一步追加散热叶片，降低散热的热电阻的结构。但是，介于控制驱动的输
出元件114与散热叶片之间有反输出侧托架111，所以该反输出侧托架111成 为热电阻层。另外，控制驱动的输出元件114与反输出侧托架111的边界面 上也产生热电阻层，另外，反输出侧托架111和散热叶片的边界面上也产生 热电阻层。由于设有热电阻层，所以散热的热电阻的降低也有一定限度。
另外，在将反输出侧托架111和散热叶片一体化的结构的情况下，其材 质是适合反输出侧托架111的材料或者是适合散热叶片的材料的任一种，所 以机械强度或者是热电阻的任一个中都产生了问题。另外，将反输出侧托架 111和散热叶片 一体化了的结构，会带来用于满足尺寸精度的条件而制造成本 的增加，且缺乏产业上的价值。
另外，在日本专利申请特开2007-6603公报中公开了相关联的现有的技术。
如上所述，风扇负荷增加，与此相伴的无刷电机的绕組电流增加时，由 控制驱动的输出元件消耗的电力增多，控制驱动的输出元件的发热量进一步 增大。所以，有可能产生以下的问题，即、经由树脂从控制驱动的输出元件 向铁制等的托架的散热中，散热效果变得不充分，控制驱动的输出元件达到 温度上升的限度，由于加热保护装置的作用而使元件的功能停止，无刷电机 的功能停止。因此，具有以下课题，即在实现无刷电机的散热的热电阻降低 的同时，要得到避免制造成本的过大增加的结构。
实用新型内容
本实用新型的无刷电机具有以下的结构。
本实用新型的无刷电机包括定子铁心绕组组装部，其具有定子铁心和 绕组；轴输出侧的第一托架，其形成有收纳第一轴承的第一轴承收纳部；模 制组装件，其利用树脂将定子铁心绕组组装部和第一托架模制而成。另外， 本实用新型的无刷电机包括转子，其被插入模制组装件，并在与定子铁心 的内周面之间经由间隙旋转自由地旋转；电路基板，其安装于模制组装件， 驱动无刷电机。另外，本实用新型的无刷电机包括反轴输出侧的第二托架， 其从反轴输出侧外侧安装于模制组装件，且形成有收纳第二轴承的第二轴承收纳部。另外，本实用新型的无刷电机包括散热叶片，其由比第二托架的 材质导热性高的材质组成，将突起部插入设置于第二托架的孔部，且固定于 第二托架。另外，本实用新型的无刷电机包括无刷电机的控制驱动的输出 元件，其安装在电路基板上，经由导热树脂与散热叶片的突起部相接。
根据所述本实用新型的无刷电机的控制驱动的输出元件的散热结构，通 过使外置的导热性优异的散热叶片经由导热性树脂与控制驱动的输出元件接 触，由此，与利用铁制托架的情况相比，散热性增加。另外，由送风风扇的 自冷产生的风也直接吹进散热叶片，所以能够进一步增加冷却效果。
另外，可将控制驱动的输出元件的散热部从只是现有的铁板制的托架的 结构作成使控制驱动的输出元件的发热利用压铸制的铝制的散热叶片散热的 结构。其结果是，散热部的叶片形状的自由度增加，可对应适合安装于输出 轴的风扇的送风的叶片形状，且可以选择考虑到气流的流动的散热叶片，对 于散热叶片的结构可最优化。
图1是本实用新型的实施方式1的无刷电机的结构剖面图2A是从图1所示的无刷电机的反输出轴侧观测到的散热结构分解立体
图2B是从图1所示的无刷电才凡的输出轴侧观测到的散热结构分解立体
图3是表示无刷电机中气流的方向的立体图； 图4是本实用新型的实施方式2的无刷电机的立体图； 图5是本实用新型的实施方式3的空调的室外机的结构图； 图6是现有的无刷电机的结构剖面图。
具体实施方式
下面，参照附图对本实用新型的实施方式进行详细地说明。 (实施方式1)
图1是本实用新型的实施方式1中的无刷电机的结构剖面图 图1所示的无刷电机的反输出轴侧观测到的散热结构分解立体图 图1所示的无刷电机的输出轴侧观测到的散热结构分解立体图。
,图2A是从 ,图2B是从
6首先，参照图1,对实施方式1中的无刷电机的基本结构进行说明。
本实施方式1的无刷电机30包含具有定子铁心1和绕组2的定子铁心绕 组组装部20、形成收纳第一轴承8的第一轴^u]文纳部22的轴输出侧的第一托 架3、利用树脂4将定子铁心绕组组装部20和第 一托架3模制的模制组装件 21。另外，本实施方式1的无刷电机30还包含插入到模制组装件21、且在与 定子铁心1的内周面之间经由间隙旋转自由地旋转的转子23、安装在模制组 装件21上并驱动无刷电机30的电路基板10。另外，本实施方式1的无刷电 机30还包含反轴输出侧的第二托架11,其从反轴输出侧外侧安装于模制组装 件21上并形成收纳第二轴承18的第二轴承收纳部24。另外，本实用新型的 无刷电机30包舍散热风扇12,其由比第二托架11的材质导热性高的材质组 成，且将突起部17插入设置于第二托架11的孔部16,并固定于第二托架]1。 另夕卜，本实施方式1的无刷电机30包含无刷电机30的控制驱动的输出元件 14，其安装在电路基板10上，经由导热树脂15与散热叶片12的突起部17 相接。导热树脂15优选例如导热性的硅树脂。
另外，转子23的转子铁心6上具备转子磁铁(未图示)。另外，转子23 上具有传感器磁铁7。
另外，电路基板10上焊接安装有控制驱动的输出元件14、无刷电机 30的驱动IC、检出安装于转子23上的传感器磁铁7的磁通的传感器9及电 解电容器等各种电子部件。另外，无刷电机的驱动IC、电解电容器等电子部 件未进行图示。
无刷电机30构成风扇电机。
下面，参照图1、图2A及图2B对本实用新型的风扇驱动用的无刷电机 30中的控制驱动的输出元件(功率开关元件)14的散热结构进行更详细的说 明。
将在定子铁心1上施加了绕组2的定子铁心绕组组装部20、具有用于收 纳轴输出侧的第一轴承8的第 一轴承收纳部22的托架3通过树脂4模制成型， 形成模制组装件21。
将转子23插入到该模制组装件21中。转子23具有层叠铁心片材构成的 转子铁心6、配设于转子铁心6的永;兹铁构成的转子石兹铁(未图示)、产生转 子23的位置检出用的信号的传感器磁铁7。另外，转子23还具有压入固定于转子铁心6的铁制的输出轴5、隔着转子铁心6被压入固定于输出轴5的两侧 的第一轴承8和第二轴承18。
将转子23插入模制组装件21后，从反轴输出侧安装电路基板10。在电 路基板10的一个面上，与转子23的传感器磁铁7相对，安装有旋转位置检 出用的传感器9，在电路基板10的另 一个面上安装有控制驱动的输出元件(功 率开关元件)14。
将反轴输出侧的第二托架11和导热性优异的散热叶片12用螺钉13联接。 在控制驱动的输出元件14的表面上涂敷导热树脂15,并从模制组装件21的 反轴输出侧外侧安装联接了散热叶片12的第二托架11。
在此，对散热叶片12的突起部17和第二托架11的孔部16进行说明。
从图2A及图2B表明，在第二托架11上形成有孔部16。另一方面，在 散热叶片12上形成有可插入该孔部16的突起部17。
从反轴输出侧外侧将第二托架11安装于模制组装件21,该模制组装件 21安装收纳有驱动无刷电机30的电路基板10，这时，使散热叶片12的突起 部17插入第二托架11的孔部16。散热叶片12的材质使用比第二托架11的 材质导热性更优异的材质。散热叶片12的突起部17经由导热树脂15与输出 元件14相才妄。
将输出元件14的散热传递到散热叶片12的热扩散部25,经由该热扩散 部25向无刷电机30的外部散热。另外，由在无刷电机30的输出轴5的负荷 侧(风扇)产生的送风效果所产生的气流的流动通过散热叶片12的热扩散部 25附近来提高冷却效果。
向输出轴5施加负荷，当电流流入无刷电机30的绕组时，由于控制驱动 的输出元件(功率开关元件)14消耗的电力，从而该输出元件14自身发热。 通过采用本实用新型的散热结构，来自输出元件14的热量传递到导热树脂 15，并传递到与导热树脂15相接的作为导热性优异的材质的散热叶片12上。 散热叶片12构成无刷电机30的外廓，所以，由热源即输出元件14所产生的 热量最终被排放到外部的空气中。因此，本实施方式1的无刷电机30的结构 与现有的结构相比较散热效果增加，即4吏对于更高的负荷也不会起动加热保 护装置，所以不会损害无刷电机30的功能。
表1中表示将本实施方式1结构的安装有散热叶片无刷电机和现有结构 的无刷电机装载于空调，进行运转时的温度上升值。观测温度上升的部位不仅是控制驱动的输出元件(功率开关元件)，而且还是电路基板上的该输出元 件的焊接部、绕组、第一轴承及第二轴承。从该结杲可以证实，通过本实施 方式l的散热结构，与现有的结构相比，不仅是输出元件的温度，而且无刷 电机整体的温度也下降。另外，散热叶片的材质不限于铝，可以适当选择铝 合金或镁合金等适合散热叶片的材质。
表1
^^^^温度上升值[K]部位输出元件输出元件 的焊接部绕组第一轴承第二轴承
现有例 (FIG6 )44.247.232.213.814.8
本实用新型 (FIG.l )24.125.928.111.58.7
(实施方式2)
图3是表示无刷电机中气流的方向的立体图，图4是本实用新型的实施 方式2中的无刷电机的立体图。
图3中表示安装于本实用新型的无刷电机31的输出轴35的风扇(未图 示)产生的风的流动。通过风扇旋转，风从无刷电机31的反轴输出侧朝向轴 输出侧流动，因此，碰到无刷电机31的反轴输出侧的风呈放射状分散。将本 实施方式2中的无刷电机31的散热叶片32的形状制作成如图4所示那样与 风的流动相同的放射状，由此，风的流动产生的散热效果提高。以输出轴35 的轴线上的位置为中心将散热叶片32的凸凹形状配置成放射状。另外，其他 的结构与实施方式l的构成相同。
(实施方式3 )
图5是本实用新型的实施方式3中的空调的室外机的结构图。 图5中，空调的室外机40内搭载有无刷电机41。在该无刷电机41的输 出轴上安装有风扇42。无刷电机41通过电机驱动装置44驱动。利用来自电 机驱动装置44的供电，无刷电机41旋转，伴随与此风扇42旋转。利用该风 扇42的旋转，对室外机用热交换器(未图示)送风。无刷电机41利用适用 上述本实用新型的实施方式的结构，能够实现搭载有冷却效果优异的风扇电 机的空调。
9
权利要求1、一种无刷电机，其特征在于，包含定子铁心绕组组装部，其具有定子铁心和绕组；轴输出侧的第一托架，其形成有收纳第一轴承的第一轴承收纳部；模制组装件，其利用树脂将定子铁心绕组组装部和所述第一托架模制而成；转子，其插入到所述模制组装件，并在与定子铁心的内周面之间经由间隙旋转自由地旋转；电路基板，其安装于所述模制组装件，驱动所述无刷电机；反轴输出侧的第二托架，其从反轴输出侧外侧安装于模制组装件，且形成有收纳第二轴承的第二轴承收纳部；散热叶片，其由比所述第二托架的材质导热性高的材质组成，将突起部插入设置于所述第二托架的孔部，且固定于所述第二托架；所述无刷电机的控制驱动的输出元件，其安装在所述电路基板上，经由导热树脂与所述散热叶片的所述突起部相接。
2、 如权利要求1所述的无刷电机，其特征在于， 所述散热叶片的材质为铝。
3、 如权利要求1所述的无刷电机，其特征在于， 所述导热树脂为导热性的硅树脂。
4、 如权利要求i所述的无刷电机，其特征在于，所述无刷电机是作为所述输出轴的负荷而安装有风扇的风扇电机。
5、 如权利要求1所述的无刷电机，其特征在于， 所述散热叶片具有沿所述气流的流动呈放射状形成叶片的结构。
6、 一种空调，其特征在于，具备权利要求1~5中任一项所述的无刷电
专利摘要本实用新型涉及一种无刷电机及具有该无刷电机的空调，该无刷电机包含模制组装件，其利用树脂将定子铁心绕组组装部和轴输出侧的第一托架模制而成；转子，其被插入到模制组装件，并在与定子铁心的内周面之间经由间隙旋转自由地旋转；电路基板，其安装于模制组装件；反轴输出侧的第二托架，其从反轴输出侧外侧安装于模制组装件；散热叶片，其由比第二托架的材质导热性高的材质组成，将突起部插入设置于第二托架的孔部，而且固定于第二托架；控制驱动的输出元件，其安装在电路基板上，经由导热树脂与散热叶片的突起部相接。
文档编号H02K9/02GK201349153SQ20082013628
公开日2009年11月18日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年11月28日
发明者佐藤弘规, 山本宗生, 熊谷勇治, 角治彦, 长谷川武彦 申请人:松下电器产业株式会社