JP5266768B2 - モータユニットの回路基板固定構造、およびこの回路基板固定構造を有するモータユニット - Google Patents

Description

本発明は、電動モータと電動モータを制御するための回路基板とを備えたモータユニットの回路基板固定構造に関する。

近年、電動機の出力により走行する電気自動車や、エンジン及び電動機の出力により走行するハイブリッド車が注目されている。このような電気自動車やハイブリッド車等の自動車において、トランスミッション等への油圧供給を行う電動ポンプの駆動源として、電動モータと電動モータを制御するための回路基板とを備えたモータユニットが使用される。

このようなモータユニットは、コンパクト化の観点から電動モータと回路基板とを一体的に備えたものであって、例えば、ケーシング内に回路基板を収納するための基板収納部が電動モータを覆うケーシングに設けられており、ケーシング内の基板収納部に収納された回路基板はカバーによって覆われている。

ところで、上記のようにケーシング内に収納された回路基板は、一般的に、ケーシングの振動することによって回路基板に実装された電子部品等が破損しないように、ケーシングにねじ止めすることにより固定されている。このようにケーシングに対して回路基板をねじ止めにより固定する場合は、回路基板固定用のねじを使用することがコストアップの要因であった。

そこで、回路基板固定構造として、回路基板をケーシング（ケース）とカバー（蓋）とで挟持することにより回路基板を固定する構造や、ケーシングに突起を形成するとともに回路基板に貫通孔を形成して、回路基板の貫通孔にケーシングの突起を挿通することにより回路基板を固定する構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３０３５９０号公報

しかしながら、回路基板をケーシングとカバーとで挟持することにより回路基板を固定する構造は、回路基板の基板表面に平行な面方向において回路基板が動く可能性があり、回路基板の固定が不十分であるという問題があった。また、回路基板の貫通孔にケーシングの突起を挿通することにより回路基板を固定する構造は、回路基板の貫通孔に突起を挿通させることが煩雑であるという問題があった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路基板固定用のねじを用いずに、回路基板を確実かつ容易に固定することができるモータユニットの回路基板固定構造を提供することにある。

（１）本手段の一形態は、「モータユニットの回路基板固定構造であって、前記モータユニットは、ケーシング、カバー、電動モータ、回路基板、第１弾性部材、および第２弾性部材を有し、前記電動モータは、前記ケーシングに収納され、前記ケーシングは、基板収納部を有し、前記回路基板は、前記基板収納部に収納され、前記電動モータと電気的に接続され、貫通孔を有し、前記カバーは、前記ケーシングに固定され、前記回路基板を覆い、前記第１弾性部材は、前記ケーシングと前記回路基板との間に配置され、前記貫通孔の開口長さよりも大きい長さを有し、前記第２弾性部材は、前記カバーと前記回路基板との間に配置され、前記貫通孔の開口長さよりも大きい長さを有し、前記回路基板固定構造は、前記回路基板が前記ケーシングと前記カバーとにより挟まれ、前記第１弾性部材が前記貫通孔に食い込み、前記第２弾性部材が前記貫通孔に食い込むことにより、前記回路基板を前記ケーシングに固定しているモータユニットの回路基板固定構造」を含む。
（２）本手段の一形態は、「上記回路基板固定構造を有するモータユニット」を含む。

上記回路基板固定構造によれば、ケーシングとカバーとによって回路基板が挟まれるともに、ケーシング及びカバーの少なくとも一方と回路基板との間に設けられた弾性部材が、回路基板に形成された貫通孔に食い込むことにより、ケーシングに対して回路基板が固定されている。このため、回路基板を挟むケーシング及びカバーによって、回路基板の基板表面に垂直な方向における回路基板の移動を規制するとともに、回路基板の貫通孔に食い込んだ弾性部材によって、回路基板の基板表面に平行な面方向における回路基板の移動を規制して、回路基板固定用のねじを用いずに、回路基板を確実に固定することができる。また、回路基板の基板表面に平行な面方向における回路基板の移動を規制するための弾性部材は、ケーシングとカバーとによって回路基板を挟む過程において回路基板の貫通孔に食い込ませることができるため、上記従来技術のごとく回路基板の貫通孔にケーシングに形成された突起を挿通することにより回路基板を固定する場合に比し、回路基板を容易に固定することができる。また、回路基板固定用のねじを螺合するためのねじ穴や、回路基板の貫通孔に挿通するための突起をケーシングに形成する必要がないため、上記従来技術のごとくねじ穴や突起をケーシングに形成する場合に比し、ケーシングを容易に加工することができる。
また、上記回路基板固定構造によれば、弾性部材が、ケーシング及びカバーの双方と回路基板との間に設けられているため、回路基板の基板表面の両側から、回路基板の貫通孔に弾性部材を食い込ませることができる。従って、回路基板を一層確実に固定することができる。

本発明によれば、回路基板固定用のねじを用いずに、回路基板を確実かつ容易に固定することができ、ケーシングを容易に加工することができる。

以下に本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る回路基板固定構造を有するモータユニットＵは、電動モータＭと、電動モータＭを制御するための回路基板Ｃと、電動モータＭによって駆動される歯車ポンプ（ギヤポンプ）Ｐとを一体的に備えたものである。

より具体的には、有底略円筒状のケーシング１には、電動モータＭを構成するステータ３等が収納されるとともに、ケーシング１の開口端部１Ａには、ポンプハウジング２が固定されている。従って、ポンプハウジング２によりケーシング１が覆われている。

ケーシング１の内周１Ｂには、回転磁界を発生させる略円筒状のステータ３が圧入または接着されて設けられている。このステータ３は、ステータコア３ａとステータコア３ａに巻かれた導線からなる複数のコイル３ｂとから構成されるとともに、コイル３ｂに電気を適宜供給することにより回転磁界を発生させることができる。

また、ケーシング１内の底部１Ｃには、転がり軸受４を収容するための軸受収容部１ａが形成されるとともに、アキシアル方向Ａにおけるポンプハウジング２の端部２Ａにも、ケーシング１と同様に、転がり軸受５を収容するための軸受収容部２ａが形成されている。

そして、軸受収容部１ａ，２ａに収容された転がり軸受４，５によって、永久磁石６ａと軸部材６ｂとから構成されるロータ６が回転可能に支持されて、ロータ６が環状のステータ３の内側に配設されている。

より具体的には、ロータ６は、回転磁界によってロータ６が回転する駆動力を得るための永久磁石６ａと、円筒状の永久磁石６ａの内周６Ａに挿通されるとともに、接着または圧入により永久磁石６ａに固定された軸部材６ｂとから構成されている。

永久磁石６ａの外周６Ｂには、ロータ６が回転する方向に沿って磁極が交互に着磁されているため、ステータ３により回転磁界が発生することによって、ロータ６（即ち、永久磁石６ａ及び軸部材６ｂ）が回転する。

以上のように、ケーシング１内には、ステータ３や、ロータ６の永久磁石６ａや、転がり軸受４，５が収納されており、電動モータＭは、ステータ３とロータ６とを備えるとともに、ロータ６を駆動軸として歯車ポンプＰを駆動させる構成となっている。

ポンプハウジング２には、歯車７が収納される歯車収納部２ｂが形成されるとともに、ポンプハウジング２の中央には、歯車収納部２ｂとケーシング１内とを連通する貫通孔２ｃが設けられている。そして、この貫通孔２ｃには、軸部材６ｂが挿通されて、軸部材６ｂが、ケーシング１内から歯車収納部２ｂまで延設されている。

凹陥形状の歯車収納部２ｂには、トロコイド曲線を歯の形状に利用した歯車７であるインナーロータ（外歯歯車）７ａ及びアウターロータ（内歯歯車）７ｂが収納されるとともに、インナーロータ７ａに軸部材６ｂが固定されている。

歯車７が収納された歯車収納部２ｂは、ポンプハウジング２の端面２Ｂを覆うポンププレート８によって封じられており、ポンププレート８には、歯車収納部２ｂに流体であるオイルを吸入するための吸入口（不図示）と、歯車収納部２ｂからオイルを吐出するための吐出口（不図示）とが形成されている。

以上のように、ポンププレート８によって封じられたポンプハウジング２内には、歯車７が収納されており、歯車ポンプＰは、ポンプハウジング２と歯車７とポンププレート８とを備えるとともに、ロータ６が回転することによって歯車ポンプＰが駆動される。

より具体的には、ロータ６が回転することによってポンプハウジング２内の歯車７が回転して、ポンププレート８の吸入口から吐出口へオイルを輸送するように歯車ポンプＰが駆動される。

また、ケーシング１の底部１Ｃの一部には開口部１ｂが形成されるとともに、ケーシング１の底部１Ｃの反対側であるケーシング端部１Ｄにおいて、ケーシング１内に、回路基板Ｃを収納するための基板収納部１ｄが設けられている。

基板収納部１ｄに収納された回路基板Ｃの基板表面Ｃｔには、配線（不図示）が形成されており、この配線には、ステータ３のコイル３ｂを構成する導線や、電子部品９の端子（不図示）が接続されている。そして、回路基板Ｃに実装された電子部品９によって、コイル３ｂに供給する電気を制御している。

また、基板収納部１ｄには、ねじ穴１ｅが形成されるとともに、ねじ穴１ｅに螺合されたねじＳによって、基板収納部１ｄに収納された回路基板Ｃを覆うカバー１０が、ケーシング１に対してねじ止めされて固定されている。このようにしてケーシング１にカバー１０が固定される際に、ケーシング１とカバー１０とによって、回路基板Ｃの基板表面Ｃｔに垂直な方向（図中の矢印Ａが示す方向）において回路基板Ｃが挟まれる。

ここで、本実施形態においては、ケーシング１とカバー１０とによって回路基板Ｃが挟まれるともに、ケーシング１及びカバー１０と回路基板Ｃとの間に設けられた弾性部材１１，１２が、回路基板Ｃに形成された貫通孔Ｃ１に食い込むことにより、ケーシング１に対して回路基板Ｃが固定されている点に特徴がある。

より具体的には、ケーシング１と回路基板Ｃとの間には弾性部材１１が設けられており、図１に示すように、弾性部材１１は、ケーシング１と、電子部品９が実装される基板表面Ｃｔの反対側の表面である基板表面Ｃｂとに押圧されている。この弾性部材１１は、図２及び図３（ａ）に示すように、カバー１０をケーシング１に固定する前（即ち、ケーシング１とカバー１０とによって回路基板Ｃを挟む前）においては、扁平な形状である。そして、カバー１０をケーシング１に固定する際に、ケーシング１と回路基板Ｃの基板表面Ｃｂに押圧されることにより弾性部材１１が変形して、図１及び図３（ｂ）に示すように、弾性部材１１が回路基板Ｃの貫通孔Ｃ１に食い込む。

また、カバー１０と回路基板Ｃとの間には弾性部材１２が設けられており、この弾性部材１２は、カバー１０と、電子部品９が実装される基板表面Ｃｔとに押圧されている。この弾性部材１２は、図２及び図３（ａ）に示すように、カバー１０をケーシング１に固定する前（即ち、ケーシング１とカバー１０とによって回路基板Ｃを挟む前）においては、弾性部材１１と同様に扁平な形状である。そして、カバー１０をケーシング１に固定する際に、カバー１０と回路基板Ｃの基板表面Ｃｔに押圧されることにより弾性部材１２が変形して、図１及び図３（ｂ）に示すように、弾性部材１２が回路基板Ｃの貫通孔Ｃ１に食い込む。

上記構成によれば、ケーシング１とカバー１０とによって回路基板Ｃが挟まれるため、回路基板Ｃを挟むケーシング１及びカバー１０によって、回路基板Ｃの基板表面Ｃｔに垂直な方向における回路基板Ｃの移動を規制している。また、回路基板Ｃの貫通孔Ｃ１に食い込んだ弾性部材１１，１２によって、回路基板Ｃの基板表面Ｃｔに平行な面方向（図中の矢印Ｒが示す方向）における回路基板Ｃの移動を規制している。そして、回路基板Ｃに形成された貫通孔Ｃ１に食い込む弾性部材１１，１２は、上述のごとく、弾性部材１１，１２は、ケーシング１とカバー１０とによって回路基板Ｃを挟む過程において回路基板Ｃの貫通孔Ｃ１に食い込む。

また、本実施形態においては、弾性部材１１が、ケーシング１及びカバー１０の双方と回路基板Ｃとの間に設けられている。このため、回路基板Ｃの基板表面Ｃｔ，Ｃｂの両側から、回路基板Ｃの貫通孔Ｃ１に弾性部材１１を食い込ませることができる。

また、本実施形態においては、弾性部材１１は、例えばシリコン系樹脂により形成された放熱シートであって、熱伝導性を有しているため、回路基板Ｃにおける熱をケーシング１やカバー１０を介して外部Ｇへ放熱することができる。

上記実施形態のモータユニットＵの回路基板固定構造によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）モータユニットＵは、電動モータＭと電動モータＭを制御するための回路基板Ｃとを備え、電動モータＭを覆うケーシング１内には、回路基板Ｃを収納するための基板収納部１ｄが設けられるとともに、基板収納部１ｄに収納された回路基板Ｃはカバー１０によって覆われている。そして、ケーシング１とカバー１０とによって回路基板Ｃが挟まれるともに、ケーシング１及びカバー１０と回路基板Ｃとの間に設けられた弾性部材１１，１２が、回路基板Ｃに形成された貫通孔Ｃ１に食い込むことにより、ケーシング１に対して回路基板Ｃが固定されている。このため、回路基板Ｃを挟むケーシング１及びカバー１０によって、基板表面Ｃｔに垂直な方向における回路基板Ｃの移動を規制するとともに、貫通孔Ｃ１に食い込んだ弾性部材１１，１２によって、基板表面Ｃｔに平行な面方向における回路基板Ｃの移動を規制して、回路基板固定用のねじを用いずに、回路基板Ｃを確実に固定することができる。また、回路基板Ｃの移動を規制するための弾性部材１１，１２は、ケーシング１とカバー１０とによって回路基板Ｃを挟む過程において貫通孔Ｃ１に食い込ませることができるため、上記従来技術のごとく貫通孔にケーシングに形成された突起を挿通することにより回路基板を固定する場合に比し、回路基板Ｃを容易に固定することができる。また、回路基板固定用のねじを螺合するためのねじ穴や、回路基板の貫通孔に挿通するための突起をケーシング１に形成する必要がないため、上記従来技術のごとくねじ穴や突起をケーシングに形成する場合に比し、ケーシング１を容易に加工することができる。

（２）弾性部材１１，１２が、ケーシング１及びカバー１０の双方と回路基板Ｃとの間に設けられているため、回路基板Ｃの基板表面Ｃｔ，Ｃｂの両側から、回路基板Ｃの貫通孔Ｃ１に弾性部材１１，１２を食い込ませることができる。従って、回路基板Ｃを一層確実に固定することができる。

（３）弾性部材１１，１２は、熱伝導性を有しているため、回路基板Ｃにおける熱をケーシング１やカバー１０を介して外部Ｇへ放熱することができる。従って、回路基板Ｃにおける熱によって回路基板Ｃに実装された電子部品９が動作不良となることを回避することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態においては、弾性部材１１，１２は熱伝導性を有していたが、弾性部材１１は熱伝導性を有していなくてもよい。このように構成しても、上記（１）、（２）に記載の効果を得ることができる。

・上記実施形態においては、ケーシング１及びカバー１０の双方と回路基板Ｃとの間に弾性部材１１，１２が設けられていたが、弾性部材１１，１２のいずれか一方のみが設けられていてもよい。即ち、ケーシング１及びカバー１０の少なくとも一方と回路基板Ｃとの間に弾性部材が設けられていれば、上記（１）と同様の効果を得ることができる。即ち、ケーシング１と回路基板Ｃとの間に弾性部材１１が設けられている場合は、貫通孔Ｃ１に食い込んだ弾性部材１１によって、基板表面Ｃｔに平行な面方向における回路基板Ｃの移動を規制して、回路基板固定用のねじを用いずに、回路基板Ｃを確実に固定することができる。一方、ケーシング１と回路基板Ｃとの間に弾性部材１２が設けられている場合は、貫通孔Ｃ１に食い込んだ弾性部材１２によって、基板表面Ｃｔに平行な面方向における回路基板Ｃの移動を規制して、回路基板固定用のねじを用いずに、回路基板Ｃを確実に固定することができる。

次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について、その効果とともに以下に追記する。
請求項１に記載のモータユニットの回路基板固定構造、または請求項２に記載のモータユニットにおいて、前記第１弾性部材または前記第２弾性部材は、熱伝導性を有する。

同構成によれば、回路基板に係合する弾性部材は熱伝導性を有しているため、回路基板における熱をケーシングやカバーを介して外部へ放熱することができる。従って、例えば、回路基板における熱によって回路基板に実装された電子部品が動作不良となることを回避することができる。

本発明の実施形態に係るモータユニットを示す概略構成図。 本発明の実施形態に係るモータユニットを説明するための分解斜視図。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態に係るモータユニットの回路基板固定構造を説明するための部分断面図。

符号の説明

Ａ…回路基板の基板表面に垂直な方向、Ｒ…回路基板の基板表面に平行な面方向、Ｕ…モータユニット、Ｍ…電動モータ、Ｃ…回路基板、Ｃ１…貫通孔、Ｃｔ，Ｃｂ…基板表面、Ｇ…外部、１…ケーシング、１ｄ…基板収納部、１０…カバー、１１，１２…弾性部材。

Claims (2)

1. モータユニットの回路基板固定構造であって、
   前記モータユニットは、ケーシング、カバー、電動モータ、回路基板、第１弾性部材、および第２弾性部材を有し、
   前記電動モータは、前記ケーシングに収納され、
   前記ケーシングは、基板収納部を有し、
   前記回路基板は、前記基板収納部に収納され、前記電動モータと電気的に接続され、貫通孔を有し、
   前記カバーは、前記ケーシングに固定され、前記回路基板を覆い、
   前記第１弾性部材は、前記ケーシングと前記回路基板との間に配置され、前記貫通孔の開口長さよりも大きい長さを有し、
   前記第２弾性部材は、前記カバーと前記回路基板との間に配置され、前記貫通孔の開口長さよりも大きい長さを有し、
   前記回路基板固定構造は、前記回路基板が前記ケーシングと前記カバーとにより挟まれ、前記第１弾性部材が前記貫通孔に食い込み、前記第２弾性部材が前記貫通孔に食い込むことにより、前記回路基板を前記ケーシングに固定している
   モータユニットの回路基板固定構造。
2. 請求項１に記載の回路基板固定構造を有するモータユニット。

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