电子设备的隔热构造、具有该隔热构造的电动机以及电子设备的隔热构件的形成方法与流程

本发明涉及电子设备的隔热构造，电子设备的隔热构件的形成方法，特别涉及具有隔热构造的电动机。

背景技术：

近年来，一直在推进车辆的电动化，存在搭载在车辆上的电子设备的数量逐年增加的倾向。而且，伴随于此，对各电子设备要求的控制功能也逐渐提高，在内置有电路的电子设备中，需要保护安装在电路基板上的电子器件使其不受热的影响。

特别是，对于在车辆的发动机室周边(周边温度为90℃以上的环境)使用的电子设备的电子器件而言，除了需要对自身散发的热进行散热的散热性之外，还需要提高难以对自其周边传递来的热进行传递的隔热性。

以往，作为针对这样的电子器件的温度上升的对策，出于提高散热性、以及提高针对来自由别的进行发热的结构零件构成的发热部(以下，适当地将“由别的进行发热的结构零件构成的发热部”简称为“发热部”来进行说明)的热的隔热性的目的，例如，有如下提案。

在专利文献1中，公开了一种模制电动机(日文：モールドモータ)，该模制电动机是利用热固化树脂将安装了电动机驱动用的电子器件的电路基板和作为发热部的磁路部的定子模制成型为一体而成的。而且，专利文献1的模制电动机被做成在电路基板和定子之间设置热导率较低的隔热层的隔热构造。

而且，在专利文献2中公开有：在与上述相同的电动机的电路基板与作为发热部的定子之间设置隔壁的结构。而且，专利文献2的电动机被做成以下这样的隔热构造，即，在该隔壁的电路基板侧的表面上粘贴隔热性的橡胶片或者涂布隔热性的涂料。

在专利文献1、2中，通过设置这样的隔热构造，从而防止自定子朝向电路基板上的电子器件传递热，避免电子器件的温度上升。

此外，在专利文献3中公开有如下手段：在电动机中，在与上述相同的隔壁上贴合热反射材料、形成镀层、或者将隔壁做成进行了镜面加工的金属板等。而且，专利文献3的电动机通过利用这样的手段反射发热部的辐射热，从而实现对电子设备的隔热。

另外，在专利文献4公开有以下这样结构的电热水器，即为了对储存的热水进行保温，使隔热件紧贴于贮水用容器。而且，专利文献4的电热水器使用热导率为静止的空气的热导率以下这样的隔热性能良好的固体化的隔热件作为其隔热件。而且，在专利文献4中，作为这样的隔热件的原始隔热件的一例，提案有在非真空隔热件中作为隔热性能极高而被公知的二氧化硅干凝胶(日文：シリカキセロゲル)。

但是，在专利文献1那样的模制构造中，特别是，在发动机室周边等周围温度较高的状况下使用的情况下，无法充分地获得基于模制树脂的散热效果。而且，即使设置空气层那样的低热导率的层，由于模制树脂自身的热导率并不太低，因此，还是有可能经由模制树脂接受到来自作为发热部的磁路部的发热，导致超过电子器件的耐热温度。

此外，在像专利文献2那样在电路部与发热部之间设置的隔壁上粘贴隔热性的橡胶片的结构中，由于通常橡胶片的热导率(大约0.2W/m·K)比空气的热导率(大约0.026W/m·K)大，因此隔热效果较差。由此，要提高隔热效果就需要增大厚度尺寸，可能会导致设备的大型化。另一方面，在涂布隔热性的涂料的结构中，即使使用粘度较高且能够涂布成厚膜的涂料，为了提升隔热性能也不得不重叠数层地进行涂布，这需要很长的时间。而且，为了提高涂料的粘度需要特殊的涂布装置，还需要较大的设备投资。而且，若使用粘度较低的涂料则无法实现厚膜化，无法获得需要的隔热性能。

而且，如专利文献3那样，在使来自电路基板、磁路部的辐射热反射这样的手法中，会使热返回至本来欲进行散热从而使温度降低的部位。因此，有可能成为导致由温度上升引起的性能、可靠性降低的原因。

而且，像专利文献4那样，在隔热件为将二氧化硅干凝胶固体化而成的隔热件的情况下，通过使用粉末状的原始隔热件和水性粘合剂并进行固体化，从而形成作为隔热件的成型体。然而，这样形成的隔热件因经过一定时间、来自外部的振动等，而存在原始隔热件成为粉体掉落这样的掉粉的课题。因此，对于精密的设备、具有移动构造的设备，尤其容易因掉落的粉体而受到不良影响。例如，在利用于电动机这样的情况下，存在粉体影响电动机的旋转动作这样的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－166977号公报

专利文献2：日本特开平10－271763号公报

专利文献3：日本特开平11－234948号公报

专利文献4：日本特开2003－204886号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明的电子设备的隔热构造是对电路部与由别的结构零件构成的发热部之间进行隔热的隔热构造。本隔热构造在电路部与发热部之间设置有隔壁，该隔壁用于隔开各个空间，且由具有电绝缘性的树脂形成。并且，该隔壁是以树脂在内部包含热导率低于空气的热导率的隔热件的方式，使树脂和隔热件一体化而形成的。

本发明的电子设备的隔热构造构成为这样的结构，因此能够防止发热部与电子器件之间的短路，并且能够在防止自隔热件掉粉的同时，有效地进行隔热。因此，采用本隔热构造，能够使安装在电路部的电路基板上的电子器件获得较高的可靠性。

而且，本发明的电动机具有这样的电子设备的隔热构造，因此，能够提供抑制电子器件的温度上升，并且不存在掉粉这样的不良影响的电动机。

而且，本发明的电子设备的隔热构件的形成方法是电子设备的、对电路部与由别的结构零件构成的发热部之间进行隔热的隔热构件的形成方法。本隔热构件的形成方法包含如下步骤：使热导率低于空气的热导率的隔热材料含浸于片状的作为被含浸材料的无纺布；利用薄膜将使隔热材料含浸后的无纺布夹入地进行成型，形成隔热片；对隔热片进行冲裁，从而生成隔热件；利用树脂对隔热件进行嵌入成型，从而形成隔热构件。

本发明的电子设备的隔热构件的形成方法由于如上述这样，因此能够形成隔热性能良好且不会发生掉粉等情况的隔热构件。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的电动机立体外观图。

图2是本发明的实施方式1的电动机立体分解图。

图3是本发明的实施方式1的电动机剖视图。

图4A是表示本发明的实施方式2的隔热件的剖面构造的图。

图4B是表示为了与图4A比较而示出的本发明的实施方式1的隔热件的剖面构造的图。

具体实施方式

以下，针对本发明的实施方式，参照附图以及表进行说明。

在车辆的发动机室周边使用的电子设备例如是，在向自动变速器的油压控制装置等供给工作油、润滑油的电动油泵中使用的电动机。在以下的实施方式中，作为电子设备的一例，使用在车辆中使用的电动油泵用的无刷电动机进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1的电动机100的外观的立体图。图2是表示本发明的实施方式1的电动机100的结构的分解立体图。图3是表示本发明的实施方式1的电动机100的侧面的剖视图。

作为无刷电动机的电动机100如图1、图2、图3所示构成为含有支架23、配置于支架23的一侧的电动机框架11、配置于支架23的另一侧的底板21。在电动机框架11内收纳有定子14和转子15，其中，定子14具有线圈，转子15具有永磁体并能够以轴为中心进行旋转，利用这些磁器件等构成磁路部10，以下说明详细情况。如图1所示，轴15a作为输出轴经由油密封件12自电动机框架11的顶面突出。该轴15a通过旋转而作为电动机发挥功能。而且，在支架23内收纳有电路基板22，该电路基板22安装有以下要说明的电子器件，利用这些电子器件等构成电路部20。支架23具有用于针对电路基板22供给电力、信号的连接部24。而且，在支架23的底部配置有底板21，底板21具有用于对来自电子器件的热进行散热的散热片。

首先，针对包含在电动机框架11与支架23之间的磁路部10进行说明。电动机框架11是通过加工铁板而形成为将一侧作为顶面、在作为另一侧的底面侧具有作为开口的开口部且在内部设有空间的大致圆筒形状。并且，为了与树脂性的支架23进行组装，设置有自开口部朝向外周侧扩展的凸缘11f。电动机框架11与树脂制的支架23利用压入、螺纹紧固等手段嵌合固定在一起。

另外，在磁路部10中，如图2所示，在电动机框架11的有轴15a突出的输出轴侧保持有轴承13a以及油密封件12。并且，在电动机框架11的内径部压入固定有定子14，转子15隔着间隙旋转自如地包含在电动机框架11的内径部内。

定子14具有定子芯14a、绝缘体14b、线圈14c。定子芯14a例如是通过层叠多张钢板而形成的，具有向内周侧突出的多个凸极。而且，线圈14c隔着由绝缘树脂等形成的绝缘体14b卷绕在各个凸极。卷绕的线圈14c是三相绕组，根据后述的转子磁体15b的极数，存在各种各样的绕组图案。

而且，转子15具有圆筒形状的转子磁体15b、大致杯形状的转子框架15c、在转子框架15c的内周侧贯通该转子框架15c的轴15a。转子磁体15b由永磁体构成，且粘接固定于转子框架15c，转子磁体15b具有N极和S极交替配置的磁极，例如被磁化为8极、10极等极数。转子框架15c是通过加工铁板而呈大致杯形状地形成，且构成为将两个转子框架15c以彼此相对的方式在轴向上朝向相反方向地配置。并且，将轴15a压入并固定在转子框架15c的内径孔。此外，转子框架15c兼作为转子磁体15b的背磁轭(日文：バックヨーク)，构成磁路的一部分。轴15a为铁等金属制，并以旋转自如的方式将输出侧支承于轴承13a，将反输出侧支承于轴承13b。于是，轴15a具有将电动机100的旋转输出向对象侧设备例如油泵传递的作用。

为了与对象设备连接，轴15a的输出侧顶端被加工切成D形(将圆柱加工为D字状)或被加工成对边状(日文：二面幅)(将圆柱加工为相互平行的两个面)。而且，为了定位并保持传感器磁体16，轴15a的反输出侧被加工切成D形或被加工成对边状。于是，传感器磁体16利用粘接、压入而被定位在轴15a的反输出侧的顶端部，并且利用止退螺母(日文：プッシュナット)17等的手段进行固定。

接着，针对在底板21与支架23之间包含电路基板22的电路部20进行说明。

底板21由铝压铸件制成，为了对由电路基板22上的电子器件22a产生的热进行散热，底板21具有连续的大致三角形的散热片。

而且，支架23将具有电绝缘性的热塑性树脂作为材料进行形成。作为支架23的形状，大概为顶部侧封闭、在底部侧具有开口且在内部设有空间，并且在轴向上较薄的箱那样的构造。而且，支架23的顶部侧被呈平坦的板状扩展的平板部23a封闭，并且在支架23的磁路部10侧形成有电动机框架接受部23b和轴承接受部23c，该电动机框架接受部23b自平板部23a朝向磁路部10侧突出并用于接受电动机框架11，该轴承接受部23c自平板部23a朝向磁路部10侧突出并用于接受轴承13b。而且，在支架23的底部侧，底板21和支架23利用螺纹紧固等手段固定在一起。于是，在被底板21以作为盖的方式封闭的支架23内的空间收纳有电路基板22。

电路基板22构成为在基板22b上安装IC、电容器、芯片零件这样的通常的电子器件22a。而且，利用这些电子器件22a构成用于通电驱动定子14的线圈14c的驱动回路。此外，在电路基板22的中央部开设有供轴15a贯通的孔，在其周边安装有作为磁检测手段的霍尔元件(未图示)。霍尔元件在这样的电路基板22上的位置，用于检测与转子磁体15b同极、同位置地被磁化的传感器磁体16的磁极。

另外，像这样，本实施方式的电动机100并不是包含电路基板22在内以模制树脂进行模制成型那样的模制电动机的结构。即，电动机100构成为将定子14以及转子15收纳在电动机框架11内的空间，并且将电路基板22收纳在支架23内的空间。因此，在本实施方式中，针对安装在电路基板22上的电子器件22a，不会造成由在模制成型时产生的应力、成型后的模制树脂的热膨胀以及热收缩作用带来的影响。而且，在本实施方式中，由于不会对电子器件22a以及电子器件22a与基板22b之间的电接合部造成损坏，因此能够谋求提高电路部20的可靠性。

接着，针对收纳电路基板22并且在构造上将磁路部10和电路部20隔离的支架23的详细情况进行说明。

树脂制的支架23将由聚苯硫醚树脂(以下称为PPS树脂)构成的具有电绝缘性的热塑性树脂作为材料。而且，本实施方式的支架23在内部包含后述的各种零件，并通过一体化的嵌入成型而形成。

像这样，在本实施方式中，利用电绝缘特性的树脂形成支架23，由此，防止磁路部10与电路部20之间的短路。此外，由于磁路部10具有线圈14c，因此来自这些线圈14c的发热量较多。因此，在本实施方式中，通过以包含隔热件30并进行一体化的方式进行嵌入成型，来形成支架23。于是，构成为在磁路部10与电路部20之间配置有包含隔热件30的支架23，由此，抑制自定子14的线圈14c向电路基板22的电子器件22a传递热。即，在本实施方式中，构成为在电路部20与作为发热部的磁路部10之间设有支架23，该支架23成为用于隔开各个空间且由具有电绝缘性的树脂形成的隔壁。在本实施方式中，利用该结构，实现了对电路部20与作为由别的结构零件构成的发热部的磁路部10之间进行隔热的电子设备的隔热构造。此外，以下进一步说明该支架23在内部包含的隔热件30的详细情况。

接下来所示的表1是表示在嵌入成型中使用的合成树脂的特性的比较情况的表。在表1中，表示本实施方式的PPS树脂与作为比较例的热固性树脂的比较情况。

【表1】

如表1所示，通过使用PPS树脂来制成支架23，从而能够实现薄壁成型进而提高形状的设计自由度。而且，通过采用PPS树脂，即使在内部包含各种零件缩痕也较少，能够确保尺寸稳定性，在成型性上优异。而且，能够确保基于较短的生产节拍的较高的生产率，在成本方面优异。而且，在耐热性方面也优异。

在像这样形成的PPS树脂制的支架23中，为了嵌合固定电动机框架11，在该支架23的磁路部10侧设有找位用的、呈嵌入形状的嵌合部(日文：インロー)，从而确保与磁路部10同轴。

另外，为了将轴承13b插入，在支架23的磁路部10侧的轴承接受部23c以嵌入成型的方式一体化有在中心开设有贯通孔的金属杯18。支架23利用这样形成的金属杯18保持固定轴承13b。在此，由于轴承13b与金属杯18由铁系的同种金属形成，不存在由热膨胀率的差异导致的尺寸的相对变化，因此能够防止蠕变现象。在轴承13b与金属杯18之间插入有对转子15施加预负荷的波形垫圈19。

而且，PPS树脂制的支架23的电路部20侧的部分兼作为机械性保持固定电路基板22的电路保持件，利用熔接或者螺纹紧固等手段固定有电路基板22。而且，作为电连接器件，将来自线圈14c的三相引出线接线并与电路基板22连接的三相的母线、供电端子、信号端子以保持电绝缘的状态配置在PPS树脂制的支架23内。本实施方式的支架23还在内部包含上述母线、供电端子等地进行嵌入成型。

而且，用于与电动机框架11、底板21机械性地连接固定的螺母也包含在PPS树脂制的支架23的内部地进行嵌入成型。通过将这些金属制的端子类构件、结合构件包含在PPS树脂制的支架23的内部地进行嵌入成型，能够削减零件件数、组装工时。而且，为了容易进行向外部的电连接，使供电端子和信号端子在连接部24与PPS树脂制的支架23一体成型，成为直接连接。通过设为直接连接，能够防止由向外部的连接用引线的弯曲所引起的断线、相对于电动机内部的密封性的降低，能够得到可靠性较高的连接部。

如上所述，电动机100将磁路部10收纳在金属制的电动机框架11内，磁路部10包括：定子14，其卷绕有线圈14c；以及转子15，其与定子14相面对且旋转自如地配置。并且，电动机100还将电路部20内置于作为壳体的树脂制的支架23内，电路部20包含电路基板22，电路基板22搭载有用于通电驱动线圈14c的电子器件22a。像这样，电动机100是还内置有对含有电动机机构的磁路部10进行电驱动的驱动电路的电动机。而且，电动机100构成为：支架23的含有平板部23a的顶部侧部位成为隔壁，利用该成为隔壁的顶部侧部位在构造上将磁路部10和电路部20隔离。

而且，在本实施方式中，其特征在于，通过如上述那样进行嵌入成型，在PPS树脂制的支架23的内部包含隔热件30，该隔热件30对磁路部10和电路部20进行热隔离。

在此，作为支架23在内部包含的隔热件30，将凝胶状的硅系树脂作为隔热材料，特别是，在本实施方式中，将二氧化硅干凝胶作为隔热材料。并且，在本实施方式中，按照接下来那样的顺序，首先，制成隔热片。

即，首先，将由热导率低于空气的热导率的隔热材料即二氧化硅干凝胶形成的隔热件(热导率：大约0.017W/m·K)含浸于由玻璃棉构成的片状的作为被含浸材料的无纺布。接着，利用例如由玻璃布形成的薄膜夹入地进行成型，形成作为薄膜状隔热件或者片状隔热件的隔热片。

而且，在本实施方式中，将像这样形成的隔热片冲裁为任意形状并进行起模后的隔热片作为隔热件30。在本实施方式中，像这样，含有通过自预先形成的隔热片进行冲裁，从而生成隔热件30的步骤。通过加入这样的对隔热件30进行起模的步骤，能够做成例如使隔热效果提高那样的期望的形状，能够设定为柔软的隔热构造。

像这样，本实施方式的隔热构件的形成方法是电子设备的、对电路部与由别的结构零件构成的发热部之间进行隔热的隔热构件的形成方法。本隔热构件的形成方法包含如下步骤：将作为隔热材料的二氧化硅干凝胶含浸于片状的作为被含浸材料的无纺布；利用薄膜将使隔热材料含浸后的无纺布夹入地进行成型，形成隔热片；对隔热片进行冲裁，从而生成隔热件；利用树脂对隔热件进行嵌入成型，从而形成隔热构件。

而且，特别是，在本实施方式中，在嵌入成型中，针对像这样生成的隔热件30，构成为树脂将隔热件30的周边端部整体完全地包入这样的结构。因此，采用本实施方式，即使在车载用等振动非常大的用途中，也不会在隔热件周边端面发生自被含浸材料、隔热材料掉粉的情况，能够确保无尘性以及在高温环境下(大约150℃)的使用中确保充分的耐热性，能够做成成本、成型性优异的隔热构造。

接下来所示的表2是表示利用各种材料成型的隔热件的特性的表。

【表2】

如表2所示，通过作为材料使用由二氧化硅干凝胶形成的隔热件来制成隔热件30，能够提供具有在车载用途这样的高温环境下(大约150℃)也能够承受的耐热性，并且成本方面优异且成型性良好的隔热件30。而且，由于能够获得良好的隔热构造，因此能够高效地对在磁路部10产生的热进行隔热，能够实现具有较高可靠性的电路部20。

通过使用上述实施方式，能够确保电子器件的可靠性，并且实现隔热性较高的隔热构造。

(实施方式2)

图4A是表示本发明的实施方式2的隔热件40的剖面构造的图。而且，图4B是表示为了与图4A比较而示出的实施方式1的隔热件30的剖面构造的图。在与实施方式1的比较中，在本实施方式的特征在于，如图4A所示，隔热件40的剖面构造形成为多层。另外，在本实施方式中，关于例如电动机100的结构等、隔热件的剖面构造以外的结构，与实施方式1相同，因此省略详细的说明。以下，一边与图4B所示的单层构造的隔热件30比较，一边说明图4A所示的本实施方式的多层构造的隔热件40。

首先，说明图4B所示的单层构造的隔热件30。如实施方式1所说明的那样，隔热件30是通过如下方式成型的，即：将作为材料使用了热导率低于空气的热导率的二氧化硅干凝胶的隔热件材料含浸在由玻璃棉构成的片状的作为被含浸材料的无纺布，并利用由玻璃布形成的薄膜夹入地进行成型。并且，其热导率(大约0.017W/m·K)小于空气的热导率(大约0.026W/m·K)。此外，在剖面构造中，如图4B所示，在剖面的中间部形成有使隔热件材料含浸于被含浸材料而成的层32(以下，称为中间层32)。并且，在隔热件30的上下表层部形成有与中间层32相比含有较多隔热件材料的隔热材料富含层31。像这样，隔热件30在厚度方向上针对隔热件材料的密度分布产生偏差。

在这样的隔热件30的结构中，若为了使隔热性能提高而增大厚度尺寸，则上述隔热件材料的分布偏差会产生影响，存在热导率上升的倾向。例如，厚度为0.3mm则热导率为0.017W/m·K，若厚度增大至1.5mm则热导率会上升至0.022W/m·K左右。

因此，在本实施方式中，如图4A所示，将隔热件设为层叠构造，防止热导率的上升。

作为这样的一例，将隔热件的总厚度设为1.5mm，在图4B示出了将1层1.5mm的片材作为1张而构成的隔热件30，在图4A示出了将1层0.3mm的片材层叠5张而构成的隔热件40。与中间层32相比，隔热材料富含层31的热导率相对较低。图4A所示的层叠构造由于隔热材料富含层31相对于总厚度所占的比例较大，因此能够维持本来的性能即热导率为0.017W/m·K。

通过使用上述实施方式，即使在增加了隔热件的厚度的情况下，也能够在不使热导率上升的前提下，实现隔热性较高的隔热构造。

另外，本发明不限于上述实施例的无刷电动机、附图所示的结构，例如也能够将上述各实施例适当组合地实施等，能够在不脱离本发明的主旨的范围内在设计上进行各种变更并实施。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的电子设备的隔热构造由于能够确保电子器件的可靠性，因此不仅能够应用于车载用电子设备，还能够应用于产业用电子设备、家电用电子设备等的用途。特别是，在要求较高的耐热性、可靠性的领域是有用的。

附图标记说明

10、磁路部；11、电动机框架；11f、凸缘；12、油密封件；13a、13b、轴承；14、定子；14a、定子芯；14b、绝缘体；14c、线圈；15、转子；15a、轴；15b、转子磁体；15c、转子框架；16、传感器磁体；17、止退螺母；18、金属杯；19、波形垫圈；20、电路部；21、底板；22、电路基板；22a、电子器件；22b、基板；23、支架；23a、平板部；23b、电动机框架接受部；23c、轴承接受部；24、连接部；30、40、隔热件；31、隔热材料富含层；32、中间层；100、电动机。