JP2018038210A - モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のモータは、モータ本体部10及び駆動回路部20を備えたモータ1であって、モータ本体部10は、ロータ11と、巻回されたコイル123を有するステータ12と、コイル123と電気的に接続され、駆動回路部20側に延在する巻線端子15と、ロータ11及びステータ12を収容するフレーム13と、を備え、駆動回路部20は、内側に第1取付部を有し、両端側が開口する枠部21aを有するケース21と、駆動回路及び実装されたパワー素子31を有し、第1取付部に固定された第1配線基板30と、応力を吸収する形状に形成された第1応力吸収部を有し、巻線端子15と第1配線基板30を電気的に接続する第1電気配線部材33と、を備えている。
【選択図】図3
Description
このモータでは、モータ本体部から駆動回路部側へ延びるモータ端子(以下、巻線端子という)が駆動回路部のパワー基板に接続されている。
このため、パワー基板上におけるパワー素子の配置自由度が低く、電磁シールドを設け易い位置にパワー素子を配置させるような電磁両立性(EMC)を考慮した設計が行い難い。
(1)本発明のモータは、モータ本体部及び駆動回路部を備えたモータであって、前記モータ本体部は、ロータと、巻回されたコイルを有するステータと、前記コイルと電気的に接続され、前記駆動回路部側に延在する巻線端子と、前記ロータ及び前記ステータを収容するフレームと、を備え、前記駆動回路部は、内側に第1取付部を有し、両端側が開口する枠部を有するケースと、駆動回路及び実装されたパワー素子を有し、前記第1取付部に固定された第1配線基板と、応力を吸収する形状に形成された第1応力吸収部を有し、前記巻線端子と前記第1配線基板を電気的に接続する第1電気配線部材と、を備えている。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
図1及び図2に示すように、モータ1は、モータ本体部10と駆動回路部20と、を備えている。
図3は図2のA−A線断面図である。
図3に示すように、モータ本体部10は、中央に配置されるロータ11と、ロータ11の外周に配置されるステータ12と、ステータ12の外周を覆うように配置されるフレーム13と、を備えている。
ロータ11は、ロータヨーク111と、ロータヨーク111の外周に設けられるロータマグネット112と、ロータヨーク111と一体に設けられロータヨーク111の中心を貫通するシャフト113と、を備えている。
ステータ12は、中央にロータマグネット112を回転可能に収容できる円環形状であり、ステータコア121と、ステータコア121を覆うインシュレータ122と、インシュレータ122上に巻回されるコイル123と、を備えている。
フレーム13は、ステータ12の外周を覆う円筒状の側壁部131と、側壁部131の一方側(上側)の端部に一体に形成された底部132と、側壁部131の他方側(下側)の端部から外側に延在するように側壁部131に一体に形成されたフランジ部133と、を備えている。
この凹部132aは、中央にシャフト113の一方側を外部に導出するための貫通孔132aaが形成されている。
蓋部134には、底部132と同様に、他方側(下側)に出っ張る凹部134aが中央側に形成されている。
そして、凹部134a内にも、シャフト113を回転自在に支持する軸受部14bが配置されており、この軸受部14bに支持されるようにしてシャフト113の他方(下側)の端部が凹部132aに形成された貫通孔134aaから駆動回路部20側に出ている。
このため、ロータ11はステータ12に対して回転可能に設けられている。
図3及び図4に示すように、モータ本体部10は、ステータ12に取り付けられ、駆動回路部20側に延在する巻線端子15と、短絡端子16と、を備えている。
この3つの巻線端子15は、後述するように、駆動回路部20に電気的に接続され、駆動回路部20のパワー素子31(例えば、パワーMOSFET;Power Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)で制御された電流が供給される。
駆動回路部20は、図3に示すように、枠部21aを有するケース21と、ケース21内に収容された第1配線基板30と、ケース21内に収容された第2配線基板40と、モータ本体部10から離れた側の枠部21aの開口を封止するヒートシンク部材27と、を備えている。
第1配線基板30は、駆動回路が形成されているとともに、パワー素子31が実装された基板であり、上述したモータ本体部10の巻線端子15との間で電気的な接続が行われている。
なお、第1配線基板30と巻線端子15の間の電気的な接続については後ほど説明する。
なお、図5ではヒートシンク部材27の図示を省略するとともにケース21の内側が見えるように枠部21aの一部の図示を省略している。
具体的には、1つの巻線端子15に対してハイサイド側パワー素子31aとローサイド側パワー素子31bを対で設けるようにしている。
第2配線基板40は、モータ1の制御を行うための制御回路が形成された基板であり、具体的な接続に関しては後述するが、第2配線基板40は、第1配線基板30との間で電気的な接続が行われる。
図6は駆動回路部20をヒートシンク部材27側から見た分解斜視図である。
なお、図6ではヒートシンク部材27の図示を省略するとともにケース21の内側が見えるように枠部21aの一部の図示を省略している。
また、ケース21を樹脂で成形するようにすれば、金属では形成できないような複雑な形状とすることも可能であり、形状の自由度を高くすることができる。
つまり、ケース21と端子とでは、熱の影響による伸びの状態が異なる。
本実施形態では、3つの巻線端子15に対して、3つの第1電気配線部材33が用いられる。
この結果、巻線端子15と第1配線基板30との間の電気的な接続が常に安定した状態に保たれる。
したがって、このパワー素子31の周囲を覆う電磁シールドを設け易い位置にパワー素子31を集合するように配置して、電磁シールドを設けるようにする等、電磁両立性(EMC)を考慮した設計が行い易い。
さらに、第1応力吸収部は、振動等を吸収する役目も果たすため耐振動性能も向上する。
本実施形態では、3つの外部接続端子21caに対して、3つの第2電気配線部材34が用いられる。
上記でも、少し触れたが、第2配線基板40は必須の要件ではなく、図7に示す変形例のようにしてもよい。
具体的には、図7に示すように、第1配線基板30にモータ1の制御を行うための制御回路を形成するようにして、第2配線基板40(図3参照)及び第1配線基板30と第2配線基板40を電気的に接続する第3電気配線部材35(図3参照)を省略するようにしてもよい。
なお、本変形例においても、その他の構成に関しては、上述した実施形態と同様とすればよいため、説明を省略する。
例えば、上記実施形態では、第1応力吸収部、第2応力吸収部及び第3応力吸収部をジグザグに折り曲げるようにして形成していたが、応力を吸収するように伸縮できる形状であればよく、ジグザグに折り曲げた形状に限定される必要はない。
ただし、ある程度の弾性を有しているほうが伸縮時の形状安定性が高いため好ましい。
Claims (15)
- モータ本体部及び駆動回路部を備えたモータであって、
前記モータ本体部は、
ロータと、
巻回されたコイルを有するステータと、
前記コイルと電気的に接続され、前記駆動回路部側に延在する巻線端子と、
前記ロータ及び前記ステータを収容するフレームと、を備え、
前記駆動回路部は、
内側に第1取付部を有し、両端側が開口する枠部を有するケースと、
駆動回路及び実装されたパワー素子を有し、前記第1取付部に固定された第1配線基板と、
応力を吸収する形状に形成された第1応力吸収部を有し、前記巻線端子と前記第1配線基板を電気的に接続する第1電気配線部材と、を備えているモータ。 - 前記駆動回路部は、
前記ケース内から外部に導出された外部接続端子と、
応力を吸収する形状に形成された第2応力吸収部を有し、前記外部接続端子と前記第1配線基板を電気的に接続する第2電気配線部材と、を備えている請求項1に記載のモータ。 - 前記ケースは、前記第1取付部よりも前記モータ本体部側の内側に設けられた第2取付部を有しており、
前記駆動回路部は、
前記第2取付部に固定された第2配線基板と、
応力を吸収する形状に形成された第3応力吸収部を有し、前記第2配線基板と前記第1配線基板を電気的に接続する第3電気配線部材と、を備えている請求項2に記載のモータ。 - 前記第1電気配線部材、前記第2電気配線部材及び前記第3電気配線部材は、板材で形成されている請求項3に記載のモータ。
- 前記ケースは、前記第1配線基板と前記第2配線基板の間の前記枠部内の位置に設けられた仕切部を備えており、
前記枠部及び前記仕切部が樹脂材料で形成されている請求項3又は請求項4に記載のモータ。 - 前記第1電気配線部材は、
前記仕切部に支持された第1中継部と、
前記第1中継部から前記巻線端子側に延在し、前記巻線端子に接続される第1端子側延在部と、
前記第1中継部から前記第1配線基板側に延在し、前記第1配線基板に接続される第1基板側延在部と、を備え、
前記第1応力吸収部が、少なくとも前記第1端子側延在部又は前記第1基板側延在部のどちらかに設けられている請求項5に記載のモータ。 - 前記第1中継部が前記仕切部内に埋め込まれている請求項6に記載のモータ。
- 前記第2電気配線部材は、
前記仕切部に支持された第2中継部と、
前記第2中継部から前記外部接続端子側に延在し、前記外部接続端子に接続される第2端子側延在部と、
前記第2中継部から前記第1配線基板側に延在し、前記第1配線基板に接続される第2基板側延在部と、を備え、
前記第2応力吸収部が、少なくとも前記第2端子側延在部又は前記第2基板側延在部のどちらかに設けられている請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記第2中継部が前記仕切部内に埋め込まれている請求項8に記載のモータ。
- 前記第3電気配線部材は、
前記仕切部に支持された第3中継部と、
前記第3中継部から前記第2配線基板側に延在し、前記第2配線基板に接続される一方の第3基板側延在部と、
前記第3中継部から前記第1配線基板側に延在し、前記第1配線基板に接続される他方の第3基板側延在部と、を備え、
前記第3応力吸収部が、少なくとも一方又は他方の前記第3基板側延在部のどちらかに設けられている請求項5から請求項9のいずれか1項に記載のモータ。 - 前記第3中継部が前記仕切部内に埋め込まれている請求項10に記載のモータ。
- 前記第1応力吸収部、前記第2応力吸収部及び前記第3応力吸収部が、応力に応じて伸縮可能な形状に形成されている請求項3から請求項11のいずれか1項に記載のモータ。
- 前記ケースは、前記第1配線基板よりも前記モータ本体部側の前記枠部内の位置に設けられた仕切部を備えており、
前記枠部及び前記仕切部が樹脂材料で形成されており、
前記第1電気配線部材は、
前記仕切部に支持された第1中継部と、
前記第1中継部から前記巻線端子側に延在し、前記巻線端子に接続される第1端子側延在部と、
前記第1中継部から前記第1配線基板側に延在し、前記第1配線基板に接続される第1基板側延在部と、を備え、
前記第1応力吸収部が、少なくとも前記第1端子側延在部又は前記第1基板側延在部のどちらかに設けられている請求項1に記載のモータ。 - 前記ケースは、前記第1配線基板よりも前記モータ本体部側の前記枠部内の位置に設けられた仕切部を備えており、
前記枠部及び前記仕切部が樹脂材料で形成されており、
前記第2電気配線部材は、
前記仕切部に支持された第2中継部と、
前記第2中継部から前記外部接続端子側に延在し、前記外部接続端子に接続される第2端子側延在部と、
前記第2中継部から前記第1配線基板側に延在し、前記第1配線基板に接続される第2基板側延在部と、を備え、
前記第2応力吸収部が、少なくとも前記第2端子側延在部又は前記第2基板側延在部のどちらかに設けられている請求項2に記載のモータ。 - 前記仕切部に支持された第1中継部と、
前記第1中継部から前記巻線端子側に延在し、前記巻線端子に接続される第1端子側延在部と、
前記第1中継部から前記第1配線基板側に延在し、前記第1配線基板に接続される第1基板側延在部と、を備え、
前記第1応力吸収部が、少なくとも前記第1端子側延在部又は前記第1基板側延在部のどちらかに設けられている請求項14に記載のモータ。
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