CN110771016B

CN110771016B - 电子设备

Info

Publication number: CN110771016B
Application number: CN201880040818.2A
Authority: CN
Inventors: 上野清香; 江口悠; 松田瞬
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2038-06-19
Also published as: CN110771016A; US11522407B2; WO2019004004A1; JP2019009912A; US20210029843A1; JP6972482B2

Abstract

本发明提供一种电子设备，能够防止因为螺钉脱落而发生不良情况。本发明的一方式涉及的电子设备(100)具备壳体(10)、盖部(壳体罩(20))、电路基板(22)、螺钉部件(80)以及对置部件(保持部件(60))。上述盖部具备具有螺纹孔(203)且与壳体(10)对置的第一面、和与上述第一面相反的第二面，并且安装于壳体(10)的开口部(11)。电路基板(22)配置于上述第一面上。螺钉部件(80)包括与电路基板(22)卡合的头部(81)、和具有与螺纹孔(203)螺合的螺纹槽(82s)且贯穿电路基板(22)的轴部(82)，且将电路基板(22)固定于上述盖部上。上述对置部件配置于壳体(10)的内部，并隔着比轴部(82)的长度(L2)小的距离(L1)与头部(81)对置。

Description

电子设备

技术领域

本发明涉及具备通过螺钉固定的电路基板的电子设备。

背景技术

例如，已知有一种电子设备，其具备电动机、搭载有对电动机进行驱动的控制电路的电路基板、以及收纳电动机和电路基板的壳体。例如，专利文献1 中公开了一种电动机单元的构成，其转子、定子以及电动机驱动控制装置安装于下壳体中，上述电动机驱动控制装置包括基板和通过多个固定螺栓安装于基板的散热器。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本专利特开2016-33986号公报

发明内容

例如在车载用途的电子设备中，由于暴露于经常发生温度变化或振动的环境下，因此，构成电子设备的螺钉容易发生松动。例如，若将基板固定于散热器的螺钉松动而从基板脱落，则有可能因为该脱落的螺钉而引起该设备的故障或不良情况。

鉴于以上事实，本发明的目的在于提供一种能够避免因为螺钉脱落而发生不良情况的电子设备。

为了实现上述目的，本发明的一方式涉及的电子设备具备壳体、盖部、电路基板、螺钉部件以及对置部件。

上述壳体具有开口部。

上述盖部安装于上述开口部，并具有第一面和与上述第一面相反的第二面，其中，第一面具有螺纹孔且与上述壳体对置。

上述电路基板配置于上述第一面上。

上述螺钉部件将上述电路基板固定于上述盖部，并且具有头部和轴部，其中，上述头部与上述电路基板卡合，上述轴部具有与上述螺纹孔螺合的螺纹槽，并且贯穿上述电路基板。

上述对置部件配置于上述壳体的内部，并且隔着比上述轴部的长度小的距离与上述头部对置。

在上述电子设备中，例如在螺钉部件的头部配置于轴部的铅垂方向下方侧的情况下，即便螺钉部件松动而向下方脱落，在螺钉部件的轴部从螺纹孔脱离之前螺钉部件的头部与对置部件接触，因此，也能够防止螺钉部件从基板以及盖部脱落。由此，能够防止因为螺钉部件脱落而使设备发生不良情况。

上述轴部也可以具有作为上述螺纹槽的形成区域的第一轴部分、和从上述第一轴部分向上述第二面突出的第二轴部分。这种情况下，上述对置部件隔着比上述第一轴部分的长度大的距离与上述头部对置。

或者，上述头部也可以具有比上述轴部的长度大的高度。

上述盖部还可以具有外部连接端子。上述外部连接端子配置于上述第二面上，并与上述电路基板电连接。

上述盖部可以由金属制的块体构成，例如也可以构成为散热器。

上述对置部件也可以是保持轴承的保持部件。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的电子设备的分解立体图。

图2是上述电子设备的主要部分的剖视立体图。

图3是上述电子设备中的保持部件的整体立体图。

图4是上述电子设备的主要部分的剖视图。

图5是对上述电子设备的作用进行说明的主要部分的剖视图。

图6是本发明的其他实施方式涉及的电子设备的主要部分的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

图1是表示作为本发明的一实施方式涉及的电子设备的旋转电机100的分解立体图，图2是旋转电机100的主要部分的剖视立体图。

本实施方式的旋转电机100使用于车辆的电动转向装置(省略图示)，并被构成为对转向轴施加转向操纵辅助力的电动机单元。

旋转电机100具有壳体10、壳体罩20、定子30、转子40、母线单元50以及保持部件60。定子30、转子40、母线单元50以及保持部件60构成旋转电机100 的电动机单元。

(壳体)

壳体10形成为具有开口部11和与开口部11对置的底部12的大致圆筒形状。壳体10由铝等金属材料构成，收纳定子30、转子40、母线单元50以及保持部件 60等。

(壳体罩)

壳体罩20经由密封圈组装于壳体10的开口部11上，从而构成将壳体10的内部封闭的盖部。如图1所示，壳体罩20的周缘部上设有具有螺钉插通孔的多个托架23，壳体罩20经由上述多个托架23而被螺钉固定于壳体10的开口部11的周缘部上所设有的多个固定托架14上。

壳体罩20上也可以设有能够使壳体10的内部与外部气体连通的通气孔。壳体罩20具有外表面202(第二面)和内表面201(第一面)，该外表面202上设置有与外部电源(省略图示)电连接的连接部21(外部连接端子)，该内表面201 与壳体10的内部对置，并设置有与母线单元50电连接的电路基板22(参照图2)。

电路基板22包括构成电动转向装置的ECU(Electronic Control Unit、电子控制单元)的各种电子零件(省略图示)。作为该电子零件，除了CPU、存储器等之外，还包括与母线单元50电连接的连接器零件。母线单元50经由连接端子21与上述外部电源电连接，由此使壳体罩20对于壳体10的封闭性得到提高。

电路基板22经由一个或多个螺钉部件80而被固定于壳体罩20上。螺钉部件 80具有与电路基板22的表面(图2中的下表面)卡合(抵接)的头部81、和贯穿电路基板22的轴部82。轴部82具有与壳体罩20的内表面上设置的螺纹孔203 螺合的螺纹槽。螺钉部件80如后所述以使头部81与保持部件60隔开比轴部82的长度小的距离而对置的方式配置于壳体10的内部。

壳体罩20典型的是由金属材料制的块体构成，并作为电路基板22的散热用的散热器发挥功能。构成壳体罩20的金属材料可以是与壳体10相同种类的材料，也可以是与壳体10不同种类的材料。

(定子)

定子30包括配置于壳体10的内侧的定子铁芯31、和卷绕于定子铁芯31上的定子线圈32。定子铁芯31由磁性件构成，例如由多张磁性钢板的层积体构成。定子铁芯31通过嵌合于壳体10的内周而被固定于壳体10上。定子线圈32包括U 相、V相以及W相的电磁线圈，这些电磁线圈的端部与母线单元50电连接。

(转子)

转子40具有驱动轴41、和安装于驱动轴41上的转子铁芯42。驱动轴41沿着壳体10的轴心配置，并被压入形成于转子铁芯42的中央的贯通孔中。驱动轴41 经由轴承B1(第一轴承)以及轴承B2(第二轴承)而被旋转自如地支撑在壳体 10上。转子铁芯42具有沿着周向排列的多个磁极。转子40配置于定子30的内侧，通过与定子30的电磁作用而使驱动轴41围绕其轴旋转。

驱动轴41的一端(图1以及图2中的下端)贯穿壳体10的底部12，在其前端部具有齿轮部43。齿轮部43啮合于与转向轴连接的对侧齿轮(省略图示)，从而将驱动轴41的旋转传递至上述转向轴。壳体10的底部12上具有与对侧设备连接的凸缘部13，壳体10经由多个螺栓而被连接于该设备上。

驱动轴41的另一端(图1以及图2中的上端)与壳体罩20的下表面隔开间隔地对置。驱动轴41的另一端上固定有磁铁70，经由与该磁铁70对置的电路基板22上的磁性传感器(省略图示)来检测转子40的转速。

一方的轴承B1(第一轴承)安装于壳体10的底部12上，可旋转地支撑驱动轴41的一端侧。另一方的轴承B2(第二轴承)可旋转地支撑驱动轴41的另一端侧。轴承B2配置于转子铁芯42与壳体罩20之间，经由保持部件60而被固定于壳体10上。

(母线单元)

母线单元50具有由导电材料构成的多根母线51、和将上述母线包在内部的电绝缘性的母线支架52(参照图2)。母线支架52由圆环状的成形体构成。多根母线51具有从母线支架52的外周面向径向外侧突出的多个连接端子51a、和从母线支架52的顶面沿轴向突出的多个电源端子51b(参照图1)。

母线单元50配置于壳体10的内部，并与驱动轴41同心地连接于定子30。多个连接端子51a分别与U、V以及W各相的定子线圈32的一端电连接，多个电源端子51b与固定于壳体罩20的电路基板22上的连接器零件(省略图示)电连接。

(保持部件)

图3是保持部件60的整体立体图，图4是壳体10内部的保持部件60的剖视图。

保持部件60用于将轴承B2定位保持在壳体10内，由金属板的冲压成形体构成。在本实施方式中，保持部件60通过以图3所示的立体形状那样对金属板实施深拉深加工以及弯曲加工而制成。通过由金属材料构成保持部件60，能够经由保持部件60有效地将轴承B2中产生的摩擦热释放至壳体10，从而能够提高轴承B2的散热性。构成保持部件60的金属板没有特别限定，以能够确保必要的强度且能够适度地弹性变形的程度的厚度构成。

保持部件60可以由磁性材料构成，也可以由非磁性材料构成。通过由磁性材料构成保持部件60，能够获得保护电路基板22上的电子零件免受定子30或转子40产生的电磁场的影响这一屏蔽効果。作为这样的材料，例如能够举出SP CC(冷轧钢板)，但是，当然不限于此。

保持部件60具有大致圆盘状的浅盘形状，其中心部设有供驱动轴41穿过的中心孔部61。保持部件60具有主体部62、周面部63、环状壁部64、收纳部67以及突出片69。

主体部62具有与中心孔部61同心的圆环形状，分别支撑周面部63、环状壁部64以及突出片69。

周面部63相当于形成保持部件60的外径的外周面，由从主体部62的外周缘部垂下的圆筒面的一部分构成。周面部63在组装于壳体10之前的自然状态 (图3所示的零件单独的状态)下具有比壳体10的内径稍大的外径。因此，当保持部件60被组装于壳体10时，周面部63朝向径向内侧弹性变形并被压入壳体 10，通过该弹性力被保持于壳体10的内周面上。

周面部63以沿着保持部件60的外周面的方式在周向上分割形成。保持部件60的外周面形成有多个缺口部65，上述缺口部65的非形成区域为周面部63。缺口部65是从保持部件60的外周面朝向径向内侧切除至主体部62的中途，且呈等角度间隔(图示例子中间隔120°)地形成于保持部件60的外周面上。因此，周面部63也呈等角度间隔地形成于保持部件60的外周面上。通过在保持部件60 的周向上分割形成周面部63，从而各周面部63容易独立变形，由此能够在周向以均等的按压力保持于壳体10上。

环状壁部64以与中心孔部61同心的方式形成，具有设于主体部62的内侧的圆筒形状。环状壁部64具有顶板部641和圆筒部642。

顶板部641呈具有中心孔部61的圆环状的板形状，构成环状壁部64的底部。圆筒部642呈从顶板部641的外周缘部垂下的圆筒形状，构成环状壁部64的周壁。环状壁部64通过圆筒部642与轴承B2的外圈之间的嵌合或嵌着作用而呈一体地保持轴承B2。此时，也可以通过将圆筒部642的下端部(与顶板部641侧相反的端部)铆接，从而能够与轴承B2呈一体地结合。

如图3及图4所示，环状壁部64设置于主体部62的中央部处所设有的凹部6 6的底部。凹部66形成为与中心孔部61同心的圆环状，其内周面相当于环状壁部64的圆筒部642的外周面。

收纳部67设置于周面部63与环状壁部64之间，且被形成为能够收纳母线单元50的大小。收纳部67形成为与中心孔部61同心的圆环状，且由主体部62、周面部63以及环状壁部64的圆筒部642划分而成。此外，收纳部67的内周面由锥形面形成，但不限于此，也可以由圆筒面形成。

母线单元50中的各母线51的多个连接端子51a在收纳部67中通过焊接等与 U、V以及W各相的定子线圈32的一端连接。各母线51的电源端子51b分别穿过沿着主体部62的外周缘部呈等间隔地设置的多个贯通孔部68中的任意三个贯通孔部68而与壳体罩20上的电路基板22电连接。由此，能够容易地将母线单元50 的各电源端子51b朝向壳体10的开口部11引出(参照图2)。

突出片69分别设置于缺口部65的正上方位置。在本实施方式中，具有以与各缺口部65对应的方式呈等角度间隔地配置在以驱动轴41为中心的圆周上的多个(间隔120°配置有三个)突出片69。各突出片69在壳体10的内部与壳体罩20的下表面接触，从而被朝向定子30弹性按压。由此，保持部件60相对于壳体10的相对位置被牢固地定位，因此能够确保轴承B2的稳定的保持功能。

各突出片69分别具有相同的构成，且与缺口部65的底部(最小半径部)连接。各突出片69具有突片部691和弹性支撑部692。

突片部691位于保持部件60的外周侧，且由厚度方向为保持部件60的径向的矩形板部构成。弹性支撑部692从缺口部65的底部朝向保持部件60的径向外侧延伸，并与突片部691的下端连接。弹性支撑部692构成为能够相对于主体部 62在保持部件60的高度方向上弹性变形，从而弹性支撑突片部691。

在本实施方式中，如图3及图4所示，弹性支撑部692在保持部件60的高度方向上多次弯折而形成。由此，能够调整突片部691在主体部62的径向上的位置。另外，通过使各突片部691位于主体部62的中心侧，从而能够抑制因为弹性支撑部692的变形的反作用而导致主体部62上浮。

另外，各突出片69在以驱动轴41为中心的圆周上呈等角度间隔地配置，因此，能够经由上述突出片69向保持部件60施加均等的按压力，从而能够更适当地保持轴承B2。

进而，如图4所示，保持部件60构成为与将电路基板22固定于壳体罩20上的螺钉部件80隔开规定间隔而对置的对置部件。

如上所述，螺钉部件80具有与电路基板22卡合的头部81、和贯穿电路基板22并与壳体罩20的螺纹孔203螺合的轴部82。保持部件60在壳体10的内部配置于隔开比螺钉部件80的轴部82的长度(L2)小的距离(L1)与螺钉部件80的头部81对置的位置处。螺钉部件80的设置位置没有特别限定，例如分别设置于电路基板22的周缘部的多个部位。

保持部件60与电路基板22之间的相对位置的调整也可以通过保持部件60 的突出片69来进行。例如，将保持部件60的各突片部691的长度设定为距离L1 与头部81的高度的总和，壳体罩20从开口部11朝向壳体10的内部组装至各突片部691的前端与电路基板22或者壳体罩20抵接的位置。

例如如图5所示，在螺钉部件80的头部81配置于轴部82的铅垂方向下方侧的情况下，即便由于温度变化或振动等的影响而使螺钉部件80松动，并如图中白色空心箭头所示朝向下方脱落，在螺钉部件80的轴部82从螺纹孔203完全脱离之前，螺钉部件80的头部81与保持部件60(主体部62)接触，从而也能够阻止螺钉部件80进一步从螺纹孔203脱落。

因此，根据本实施方式，能够防止螺钉部件80从电路基板22以及壳体罩 20上脱落。由此，能够防止因为脱落的螺钉部件80进入电动机单元内而使旋转电机100发生不良情况。

另外，根据本实施方式，无需为了防止螺钉部件脱落而在轴部(螺纹槽) 涂覆粘接剂、或者另行设置阻止螺钉部件脱落的专用部件，因此能够低成本地构成小型的机电一体型结构的旋转电机100。

在本实施方式中，如图4所示，螺钉部件80的轴部82具有作为螺纹槽82s 的形成区域的第一轴部分821、和从第一轴部分821向壳体罩20的外表面202突出的第二轴部分822。通过利用这样的棒状尖头螺钉构成螺钉部件80，能够提高螺钉部件80相对于螺纹孔203的组装性。

另外，螺钉部件80的头部81与保持部件60的主体部62之间的距离L1被设定为大于轴部82的第一轴部分821的轴向长度。由此，无需将螺纹槽82s形成为所需长度以上，并能够将轴部82设定为所期望的长度，因此，能够抑制螺钉部件80的组装作业性的降低，并且能够有效地防止上述那样的螺钉部件80的脱落。

进而，在本实施方式中，壳体罩20由金属制的块体(散热器)构成，能够容易地将其厚度形成为任意尺寸，因此，具有即便是比较长的螺纹孔203也能够容易地形成这一优点。

＜第二实施方式＞

图6是本发明的第二实施方式涉及的旋转电机200的主要部分的概略剖视图。

以下，主要针对与第一实施方式不同的构成进行说明，针对与第一实施方式同样的构成标注相同的符号并省略或者简化其说明。

本实施方式的旋转电机200具有将电路基板22固定于壳体罩20的螺钉部件90。螺钉部件90与第一实施方式同样地具有与电路基板22卡合的头部91、和贯穿电路基板22并与壳体罩20的螺纹孔203螺合的轴部92，并以头部91与保持部件60相隔比轴部92的长度(L2)小的距离(L1)而对置的方式配置于壳体 10的内部。

在本实施方式中，螺钉部件90的构成与第一实施方式不同，螺钉部件90 的头部91具有比轴部92的轴向的长度(L2)大的高度(L3)。根据这样的构成，也能够获得与上述第一实施方式同样的作用効果。

另外，根据本实施方式，由于螺钉部件90的头部91具有比轴部92长的轴长，因此，容易握住头部91进行螺钉部件90的螺合作业，从而电路基板22的固定作业变得容易。另外，轴部92只要具有形成螺纹槽92s所需的轴长即可，因此可以与第一实施方式同样地也具有相当于棒尖部(第二轴部分822)的区域。

螺钉部件90典型的是由金属材料构成，但是，头部91可以由塑料材料或橡胶材料等的非金属构成，也可以由金属材料与非金属材料的结合体构成。

以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不仅仅局限于上述实施方式，当然能够施加各种变更。

例如，在以上的实施方式中，作为与螺钉部件80、90的头部对置的对置部件，以保持部件60为例进行了说明，但是，例如也可以由母线单元50等的保持部件60以外的其他电动机单元构成部件构成。另外，上述对置部件既可以由上述电动机单元的构成部件以外的部件构成，也可以由呈一体地形成于壳体 10的内壁面上的凸缘部等构成。

另外，在以上的实施方式中，作为螺钉部件80、90而采用轴部的棒尖部的轴长较长的螺钉零件或头部的轴长比轴部长的螺钉零件，但并不限于此，也可以使用通用的螺钉零件。这种情况下，通过使电路基板22与保持部件60等的对置部件之间的相对位置比较接近，从而能够获得与上述实施方式同样的作用効果。

进而，在以上的实施方式中，作为电子设备，以使用于车辆的电动转向装置的旋转电机100为例进行了说明，但是，也能够应用于其他用途的旋转电机 (电动机)中。另外，本发明涉及的电子设备不仅能够应用于电动机，也能够应用于发电机等的其他旋转电机，还能够应用于旋转电机以外的其他电子设备。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，具备：

壳体，其具有开口部；

盖部，其安装于所述开口部，并具备具有螺纹孔且与所述壳体对置的第一面和与所述第一面相反的第二面；

电路基板，其直接配置于所述第一面上；

螺钉部件，其包括与所述电路基板卡合的头部、和具有与所述螺纹孔螺合的螺纹槽并贯穿所述电路基板的轴部，并将所述电路基板固定于所述盖部；以及

对置部件，其配置于所述壳体的内部，并隔着比所述轴部的长度小的距离与所述头部对置。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，

所述轴部具有作为所述螺纹槽的形成区域的第一轴部分、和从所述第一轴部分向所述第二面突出的第二轴部分；

所述对置部件隔着比所述第一轴部分的长度大的距离与所述头部对置。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，

所述头部具有比所述轴部的长度大的高度。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，

所述螺钉部件配置于所述对置部件的铅垂方向上方侧。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，

所述对置部件是保持轴承的保持部件。