JP2017108501A - 駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動装置1のコネクタユニット50は、給電コネクタ54および信号コネクタ55、ベース部51、ならびに、脚部61を有し、ヒートシンク30のモータ10と反対側に固定される。脚部61は、ベース部51の外縁に設けられ、ヒートシンク30との接続に用いられる。カバー部材は、給電コネクタ54および信号コネクタ55が露出した状態で、コネクタユニット50およびヒートシンク30を収容する。コネクタ側Oリングは、ベース部51とカバー部材80との間に設けられる。脚部61の第1側の端面である第1端面611の高さ位置は、ベース部51の第2側の端面である第2ベース端面512よりも第1側である。これにより、熱負荷による防水性の低下を抑制可能である。
【選択図】 図6
Description
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、防水性の低下を抑制可能な駆動装置を提供することにある。
保持部材は、回転電機(10)の軸方向の一方側に設けられる。
コネクタユニットは、コネクタ部(54、55)、ベース部(51)、脚部(61、63)を有し、保持部材の回転電機と反対側に固定される。コネクタ部は、配線を接続可能に形成される。ベース部には、コネクタ部が形成される。脚部は、ベース部の外縁に設けられ、保持部材との接続に用いられる。
カバー部材は、コネクタ部が露出した状態で、コネクタユニットおよび保持部材を収容する。
シール部材は、ベース部とカバー部材との間に設けられる。
シール部材は、ベース部の第1側の端面である第1ベース端面(511)に配置される。
脚部の第1側の端面(611)の高さ位置は、ベース部の第2側の端面である第2ベース端面(612)よりも第1側である。
また、脚部の第1側の端面の高さ位置を第2ベース端面より第1側としている。これにより、脚部の第1側の端面が第2ベース端面よりも第2側にある場合と比較し、熱負荷による第1ベース端面の反り量を抑えることができ、熱負荷による防水性の低下を抑制可能である。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図19に示す。
図1および図2に示すように、本実施形態の駆動装置1は、回転電機としてのモータ10、および、コントローラ部20を備え、電動パワーステアリング装置109に適用される。
図1は、電動パワーステアリング装置109を備えたステアリングシステム100の全体構成を示すものである。ステアリングシステム100は、操舵部材であるステアリングホイール101、ステアリングシャフト102、ピニオンギア106、ラック軸107、および、車輪108、および、電動パワーステアリング装置109等を備える。
フロントフレーム12からは、シャフトと一体に回転する出力端17が露出する。出力端17は、減速ギア90に接続される。これにより、モータ10の回転が、減速ギア90に出力される。
モータ10の軸方向および径方向を、駆動装置1全体としての「軸方向」および「径方向」とみなし、適宜単に「軸方向」および「径方向」と記載する。また、シャフトの軸線を延長した仮想線を、単に「軸線」という。
なお、図3は、カバー部材80を外した状態のIII方向矢視図であり、図3ではモータ10を省略した。
頂部81には、コネクタ挿通孔が形成され、後述の給電コネクタ54および信号コネクタ55がモータ10側から挿通される。これにより、給電コネクタ54および信号コネクタ55がカバー部材80から露出する。また、頂部81には、カバー固定ねじ85がモータ10と反対側から挿通されるねじ挿通孔が形成される。カバー固定ねじ85は、コネクタユニット50に固定される。これにより、カバー部材80は、コネクタユニット50に固定される。
パワー基板固定部35には、パワー基板43を挟んだ状態にてパワー基板固定ねじ44が締結される。これにより、パワー基板43がヒートシンク30に保持される。
コネクタ固定部37には、コネクタ固定ねじ75によりコネクタユニット50が固定される。
固定部34、35、37は、それぞれ2つずつ、軸線に対して、略対称に形成される。
パワー基板43は、ヒートシンク30を挟んでモータ10の反対側に設けられる。パワー基板43には、コンデンサやチョークコイル等の通電量が大きく、比較的大型の電子部品が実装される。
本実施形態では、3相巻線を2組有しており、2つの3相巻線毎にインバータが設けられる。また、パワーモジュール45は、インバータ毎に設けられる。すなわち、本実施形態では、2つのパワーモジュール45が設けられる。パワーモジュール45は、幅広面がモジュール固定面311に当接した状態にて、モジュール固定ねじ49にてヒートシンク30に固定される。これにより、パワーモジュール45のスイッチング素子のスイッチング等により生じる熱が、ヒートシンク30に放熱される。なお、パワーモジュール45とヒートシンク30との間に、放熱シートや放熱ゲル等の放熱部材を設けてもよい。
制御端子452は、パッケージ部451のモータ10側に突出する。制御端子452は、モータ10と反対側から制御基板41の端子挿通孔に挿通され、はんだ等により制御基板41と電気的に接続される。
パワー端子453は、パッケージ部451のモータ10と反対側に突出する。パワー端子453は、ヒートシンク30側に折り曲げられて、モータ10側からパワー基板43の端子挿通孔に挿通され、はんだ等によりパワー基板43と電気的に接続される。
ここで、コネクタユニット50の軸方向において、モータ10と反対側を「第1側」、モータ10側を「第2側」とする(図10等参照)。
電源端子571およびグランド端子572は、メインベース部52のパワーモジュール45が設けられない一方側の周壁525から径方向外側に突出し、第2側に折り曲げられる。電源端子571およびグランド端子572の先端は、パワー基板43の端子挿通孔に挿通され、はんだ等によりパワー基板43と電気的に接続される。これにより、パワー基板43、および、パワー基板43と電気的に接続される制御基板41、パワーモジュール45、および、モータの巻線に、給電可能となる。
本実施形態では、信号端子59は7本であるが、信号数等に応じて適宜変更可能である。
脚部61は、ヒートシンク30のコネクタ固定部37に対応する2箇所に形成される。詳細には、脚部61は、給電端子57と隣り合う箇所、および、信号端子保持部58と隣り合う箇所の2箇所に形成される。本実施形態では、信号端子保持部58と隣り合う脚部61は、つなぎ部62を介して信号端子保持部58と連続的に形成されている。また、2つの脚部61は、モータ10の軸線に対し、概ね対称に配置される。
脚部61は、略円筒状に形成され、カラー71が挿入される。本実施形態では、脚部61の第1側の端面を第1端面611、第2側の端面を第2端面612とする。
すなわち、脚部61の第1端面611およびつなぎ部62の第1側の端面の高さ位置は、ベース部51の第1ベース端面511と第2ベース端面512との間である。また、ベース部51の第2ベース端面512は、脚部61の第1端面611およびつなぎ部62の第1側の端面621と、脚部61の第2端面612との間である。
脚部61およびカラー71には、コネクタ固定ねじ75が挿入される。コネクタ固定ねじ75は、ヒートシンク30のコネクタ固定部37に締結される。これにより、コネクタユニット50は、ヒートシンク30に固定される。
上述の通り、コネクタ側Oリング69は、コネクタユニット50のベース部51の第1ベース端面511に設けられる(図9参照)。また、コネクタユニット50は、脚部61に挿入されるコネクタ固定ねじ75にて、ヒートシンク30に固定される。
ヒートシンク30は、モータ10の軸方向の一方側に設けられる。
コネクタユニット50は、給電コネクタ54および信号コネクタ55、ベース部51、ならびに、脚部61を有し、ヒートシンク30のモータ10と反対側に固定される。給電コネクタ54および信号コネクタ55は、配線を接続可能に形成される。ベース部51には、給電コネクタ54および信号コネクタ55が形成される。脚部61は、ベース部51の外縁に設けられ、ヒートシンク30との接続に用いられる。
カバー部材80は、給電コネクタ54および信号コネクタ55が露出した状態で、コネクタユニット50およびヒートシンク30を収容する。
コネクタ側Oリング69は、ベース部51とカバー部材80との間に設けられる。
また、第1端面611の高さ位置を、第2ベース端面512より第1側とし、コネクタ側Oリング69の設置面である第1ベース端面511との段差ΔHができるだけ小さくなるようにしている。これにより、第1端面611が第2ベース端面512よりも第2側にある場合と比較し、熱負荷による第1ベース端面511の反り量Wを抑えることができ、コネクタ側Oリング69の圧縮率が基準範囲から外れるのを抑制可能である。したがって、熱負荷による防水性の低下を抑制可能である。
つなぎ部62は、第1側の端面621の高さ位置が、脚部61の第1端面611と等しく、第2側の端面622の高さ位置が、ベース部51の第2側の端面である第2ベース端面512と等しい。これにより、つなぎ部62を簡素な形状とすることができる。
コネクタ固定ねじ75の第1側の端部である頂端751の高さ位置は、第1ベース端面511より第2側である。換言すると、コネクタ固定ねじ75は、第1ベース端面511から突出しない。これにより、カバー部材80の頂部81と、コネクタ固定ねじ75とが干渉しないので、カバー部材80と第1ベース端面511との間にコネクタ側Oリング69を適切に配置可能である。
本発明の第2実施形態を図20〜図22に示す。
本実施形態では、コネクタ部150の脚部63およびつなぎ部64が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。本実施形態では、脚部63の第1側の端面を第1端面631、第2側の端部を第2端面632とする。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(ア)コネクタユニット
上記実施形態では、コネクタユニットとヒートシンクとの固定に用いられる脚部は、2箇所に形成される。他の実施形態では、脚部を3箇所以上に形成してもよい。また、コネクタユニットに設けられるカバー固定部、および、ヒートシンクに設けられる挿入孔形成部および各固定部の数も、2つ以上であればいくつでもよい。
上記実施形態では、固定部材は、コネクタ固定ねじである。他の実施形態では、固定部材は、ねじ以外のものであってもよい。また、脚部とヒートシンクとを、接着剤等で固定し、固定部材を省略してもよい。
上記実施形態のベース部には、補強部が設けられる。他の実施形態では、補強部を省略してもよい。
上記実施形態では、制御基板、パワー基板、パワーモジュール、および、コネクタユニットがヒートシンクに固定される。他の実施形態では、保持部材は、必ずしもヒートシンクとしての機能を有していなくてもよい。この場合、熱伝導性を考慮せず、どのような素材で形成してもよい。
上記実施形態のコントローラ部には、制御基板およびパワー基板の2枚の基板が設けられる。他の実施形態では、基板数は2枚に限らず、1枚でもよいし、3枚以上でもよい。
上記実施形態では、モータは、3相交流モータである。他の実施形態では、回転電機は、3相交流モータに限らず、例えば直流モータ等であってもよい。また、発電機としての機能を併せ持つ、所謂「モータジェネレータ」等でもよい。
上記実施形態では、駆動装置は、ラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、ラックアシストタイプ以外の例えばコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置に駆動装置を適用してもよい。また、電動パワーステアリング装置以外の装置に駆動装置を適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
10・・・モータ(回転電機)
30・・・ヒートシンク(保持部材)
50、150・・・コネクタユニット
51・・・ベース部
53・・・給電コネクタ(コネクタ部)
54・・・信号コネクタ(コネクタ部)
61、63・・・脚部
69・・・コネクタ側Oリング(シール部材)
80・・・カバー部材
Claims (6)
- 回転電機(10)の軸方向の一方側に設けられる保持部材(30)と、
配線を接続可能に形成されるコネクタ部(54、55)、前記コネクタ部が形成されるベース部(51)、および、前記ベース部の外縁に設けられて前記保持部材との接続に用いられる脚部(61、63)を有し、前記保持部材の前記回転電機と反対側に固定されるコネクタユニット(50、150)と、
前記コネクタ部が露出した状態で、前記コネクタユニットおよび前記保持部材を収容するカバー部材(80)と、
前記ベース部と前記カバー部材との間に設けられるシール部材(69)と、
を備え、
前記コネクタユニットにおいて、前記回転電機と反対側を第1側、前記回転電機側を第2側とし、軸方向における位置を高さ位置とすると、
前記シール部材は、前記ベース部の前記第1側の端面である第1ベース端面(511)に配置され、
前記脚部の前記第1側の端面(611)の高さ位置は、前記ベース部の前記第2側の端面である第2ベース端面(512)よりも前記第1側である駆動装置。 - 前記ベース部と前記脚部との間には、つなぎ部(62、64)が設けられる請求項1の記載の駆動装置。
- 前記つなぎ部(62)は、
前記第1側の端面(621)の高さ位置が、前記脚部の前記第1側の端面と等しく、
前記第2側の端面(622)の高さ位置が、前記第2ベース端面と等しい請求項2に記載の駆動装置。 - 前記脚部に挿入され、前記保持部材に固定される固定部材(75)をさらに備え、
前記固定部材の前記第1側の端部(751)の高さ位置は、前記第1ベース端面より前記第2側である請求項1〜3のいずれか一項に記載の駆動装置。 - 前記脚部と前記固定部材との間に設けられ、前記第1側の端部にて前記固定部材と当接し、前記第2側の端部にて前記保持部材と当接するカラー(71)をさらに備える請求項4に記載の駆動装置。
- 前記ベース部は、前記コネクタ部が形成されるメインベース部(52)、および、前記メインベース部から前記第2側に突出して形成されている補強部(53)を含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の駆動装置。
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