JP6536499B2 - モータ装置 - Google Patents

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Description

この明細書における開示は、モータ装置に関する。
特許文献1に開示されているように、カバー及び金属製のベースを有する筐体、ベースの一面側に配置されたモータ、筐体に収容されてベースにおける一面と反対の裏面に固定された制御回路部を備えるモータ装置が知られている。たとえばこの種のモータ装置は、モータの回転により、内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に適用される。
特開2009−121292号公報
制御回路部は、通常、プリント基板に電子部品が実装されてなる回路基板として構成される。回路基板は、モータと電気的に接続されている。プリント基板にはコネクタが実装されており、コネクタの一部は、ベース及びカバーにより形成される開口部を介して、外部に突出している。これにより、回路基板と外部機器との電気的な接続が可能となっている。また、筐体の収容空間を水密に封止するために、ベースとカバーとの対向部分、及び、筐体における開口部の周縁とハウジングとの対向部分に、シール材が介在している。
このように、従来のモータ装置では、プリント基板に実装されたコネクタが、シール材を介して筐体に固定されている。しかしながら、上記したように、コネクタは開口部から外部に突出しており、モータの振動がベースを介してコネクタに伝達されるため、コネクタが振動する虞がある。コネクタが振動すると、コネクタの端子が摩耗する。
コネクタの振動を抑制するために、ゴムなどの制振部材をコネクタと筐体との間に配置することも考えられる。しかしながら、部品点数の増加や製造工程の増加を招く。
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、コネクタの振動を抑制できるモータ装置を提供することを目的とする。
本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。
本開示のひとつであるモータ装置は、金属製のベース(24)と、ベースとともに収容空間を形成するカバー(72)と、ベース及びカバーにより形成された開口部(760)と、を有する筐体(76)と、
ベースの一面(2400)側に配置されたモータ(20)と、
収容空間に配置され、ベースにおける一面と反対の裏面(2405)に固定されたプリント基板(78)と、プリント基板に実装された電子部品(80)と、を有し、モータと電気的に接続された回路基板(74)と、
プリント基板に実装された複数の端子(840)と、端子を保持するハウジング(841)と、を有し、一部が開口部を介して外部に突出するコネクタ(84)と、
ベースとカバーとの対向部分、及び、筐体における開口部の周縁とハウジングとの対向部分にそれぞれ介在するシール材(90)と、
を備え、
ベースは、回路基板及び回路基板におけるモータとの接続部分を取り囲むように裏面に形成された内溝部(2412)と、裏面において内溝部よりも外側であってハウジングとの対向部分に形成された外溝部(2415)と、を有し、
ハウジングは、内溝部のうちのハウジングと対向する被挿入部(2412b)に挿入された第1突条部(843)と、外溝部に挿入された第2突条部(844)と、を有し、
シール材は、被挿入部に配置されて第1突条部に接触し、収容空間を水密に封止する第1シール部(900)と、第1シール部と同じ材料よりなり、コネクタの振動を抑制するために、外溝部に配置されて第2突条部に接触する第2シール部(901)と、を有する。
これによれば、コネクタのハウジングが、第1突条部及び第2突条部を有している。第1突条部は、内溝部のうちの被挿入部に挿入され、シール材としての第1シール部に接触している。一方、第2突条部は、内溝部の外側であってハウジングとの対向部分に設けられた外溝部に挿入され、シール材としての第2シール部に接触している。
このように、第1突条部は、第1シール部を介してベースに固定されている。また、第2突条部は、第2シール部を介してベースに固定されている。コネクタは、収容空間を水密に封止する第1シール部だけでなく、第2シール部によっても、ベースに固定されている。したがって、第2突条部、外溝部、及び第2シール部を有さない構成に較べて、シール材を介したコネクタとベースの接着面積を増加させることができる。また、コネクタにおける筐体の開口部から突出する部分に対して、第1シール部よりも近い位置に第2シール部が設けられている。以上により、モータの振動がベースを介して伝達されても、コネクタの振動を抑制することができる。
また、第2シール部は、第1シール部と同じ材料よりなる。したがって、部品点数の増加や製造工程の増加を招くことなく、コネクタの振動を抑制することができる。すなわち、簡素な構成で、コネクタの振動を抑制することができる。
第1実施形態に係るモータ装置が適用されたバルブタイミング調整装置の概略構成を示す断面図である。 モータ装置の概略構成を示す分解斜視図である。 ベースをモータ側から見た斜視図である。 ベースを回路基板側から見た平面図である。 ベースに回路基板を固定した状態を示す平面図である。 回路基板を示す平面図である。 図4に二点鎖線で示す領域VIIにおいて、ベースと電子部品との位置関係を示す図である。 コネクタを示す平面図である。 コンタクトを示す平面図である。 図5のX-X線に対応する駆動装置の断面図である。 図5のXI-XI線に対応する駆動装置の断面図である。 第2実施形態に係るモータ装置において、駆動装置を示す断面図であり、図11に対応している。
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。
(第1実施形態)
先ず、図1に基づき、本実施形態に係るモータ装置が適用されたバルブタイミング調整装置の概略構成について説明する。
図1に示すバルブタイミング調整装置10は、車両において内燃機関の図示しないクランク軸からカム軸12へクランクトルクを伝達する伝達系に設けられる。カム軸12は、内燃機関の動弁のうち、図示しない吸気弁をクランクトルクの伝達により開閉する。バルブタイミング調整装置10は、後述するモータ20により、吸気弁のバルブタイミングを制御する。
バルブタイミング調整装置10は、位相調整機構14及びモータ装置16を備えている。位相調整機構14については、本出願人による特開2015-203392号公報に開示された構成と基本的に同じであるから、特開2015-203392号公報の説明を参照することができる。よって、図1では位相調整機構14を簡略化して図示している。ここでの位相調整機構14の詳細な説明は省略する。
次に、図1〜図10に基づき、モータ装置16の概略構成について説明する。図6では、回路基板74に対する放熱ゲル88の位置を示すため、放熱ゲル88を破線で示している。図10は、図5のX-X線に対応する駆動装置70の断面図を示している。図10では、コネクタ84の端子840を省略して図示している。
図1に示すように、モータ装置16は、モータ20及び駆動装置70を備えている。モータ装置16は、駆動装置70(EDU:Electronic Driver Unit)が内蔵された回転電機と称することもできる。
モータ20は、ブラシレスの永久磁石型同期モータである。モータ20は、図1及び図2に示すように、ハウジング22、ベース24、軸受26,28、モータ軸30、ステータ32、ロータ34、及びセンサマグネット36を有している。
ハウジング22は、鉄系などの金属材料を用いて、略有底円筒状に設けられている。ベース24は、アルミニウム系材料を用いて、略円板状に設けられている。ベース24は、ハウジング22を塞ぐように設けられている。ハウジング22及びベース24を組み付けてなる収容空間には、モータ20を構成する他の要素26,28,30,32,34,36が配置されている。このように、ハウジング22及びベース24は、モータ20の筐体をなしている。ハウジング22及びベース24は、内燃機関においてチェーンケースなどの固定節に取り付けられる。
ハウジング22は、図1に示すように、小径部220、大径部221、及びフランジ部222を有している。小径部220は、モータ軸30の軸方向(以下、単に軸方向と示す)において、位相調整機構14側に設けられている。大径部221は、駆動装置70側に設けられ、小径部220よりも大きい径を有している。フランジ部222は、大径部221における駆動装置70側の端部に連なり、径方向外側に延設されている。フランジ部222は、ベース24における位相調整機構14側の一面2400において、外周縁部2401に載置されている。外周縁部2401とフランジ部222との間には、ハウジング22とベース24とによる収容空間を水密に封止するために、図示しないシール材が配置されている。このシール材としては、たとえばシリコーンを主成分とする湿気硬化型の接着材を用いることができる。
軸受26,28は、それぞれモータ軸30を正逆回転回能に支持している。軸方向において、位相調整機構14側の軸受26の外輪は、ハウジング22の小径部220の内面に固定され、内輪はモータ軸30に固定されている。軸受26は、ほぼ全体が軸方向において小径部220内に配置されている。
ベース24は、図1及び図3に示すように、一面2400において外周縁部2401に対して凹んで設けられた第1凹部2402を有している。第1凹部2402は、軸受28及びモータ軸30に対応して設けられている。第1凹部2402は、略円板状をなすベース24の中心付近に設けられている。第1凹部2402は、ベース24の厚みの1/2以上の深さを有している。軸受28及びモータ軸30の一端は、第1凹部2402に収容されている。詳しくは、第1凹部2402の内周面に軸受28の外輪が固定され、軸受28の内輪はモータ軸30に固定されている。軸受28により、モータ軸30の一端がベース24に接触しないように保持されている。
ハウジング22における底部の中心付近には、開口部223が形成されている。モータ軸30は、開口部223を介してハウジング22の外部に突出し、位相調整機構14に連結されている。なお、モータ軸30の位相調整機構14側の端部には、貫通孔が形成されている。図1及び図2に示すように、この貫通孔にピン38を挿通させることで、位相調整機構14に連結するためのジョイント40が、モータ軸30に固定されている。また、ハウジング22における開口部223の周縁内面とモータ軸30との間には、環状のシール材42が介在している。シール材42としては、たとえばオイルシールが用いられる。シール材42は、軸受26よりも位相調整機構14側に設けられている。
ステータ32は、ベース24の一面2400側に配置されている。ステータ32は、円筒状に形成され、複数のティース部を有するステータコア44、及び、各ティース部に樹脂ボビン46を介して巻回された巻線48を、それぞれ複数ずつ有している。各ステータコア44は、金属片を積層して形成され、モータ軸30の回転方向である周方向に沿って等間隔に配置されている。各巻線48は、それぞれ対応するステータコア44に個別に巻回されている。すなわち、各巻線48も、周方向に沿って等間隔に配置されている。モータ20のU,V,Wの各相に対応する巻線48は、中性点を形成するためのターミナル50を介して互いに接続されている。ステータ32は、後述するコンタクト86を介して巻線48に駆動電流が供給されることで、ロータ34の後述する永久磁石54に作用する回転磁界を発生する。ステータ32は、ハウジング22に保持されている。
ベース24は、図3に示すように、複数の第2凹部2403及び複数の補強部2404を有している。第2凹部2403は、一面2400において外周縁部2401に対して凹んで設けられている。第2凹部2403は、ステータ32の各巻線48に対応して設けられている。すなわち、各第2凹部2403も、周方向に沿って等間隔に設けられている。第2凹部2403には、対応する巻線48が収容されている。軸方向において、第2凹部2403は、第1凹部2402よりも浅く設けられている。
補強部2404は、周方向において隣り合う第2凹部2403の間に設けられている。すなわち、周方向において、第2凹部2403と補強部2404が交互に設けられている。補強部2404は、第2凹部2403を複数の領域に区画する部分である。一面2400において、補強部2404は、第2凹部2403の底面よりも浅い位置であって、外周縁部2401に対して若干凹んだ位置とされている。このように補強部2404を有することで、環状の第2凹部2403を設ける場合に較べて、ベース24の剛性を高めることができる。
また、ベース24は、図1,図3,及び図4に示すように、一面2400から一面2400と反対の裏面2405にわたって貫通する貫通孔2406,2407を有している。貫通孔2406は、モータ20の中性点、すなわちターミナル50と各相の巻線48との接続部が、一面2400側から裏面2405側に突出するように設けられている。貫通孔2407は、コンタクト86の端子860が、各相の巻線48の接続部480と溶接などによって電気的に接続されるように設けられている。
ロータ34は、円筒状をなすステータ32の内側に、回転可能に収容されている。ロータ34は、モータ軸30から径方向外側に突出する円環板状に形成され、周方向に正逆回転可能となっている。ロータ34は、円板状のコアシートを複数枚積層してなるロータコア52、ロータコア52に対して一体的に回転可能に設けられた複数の永久磁石54、及びロータコア52の軸方向両端部に設けられた固定板56を有している。ロータコア52は、モータ軸30に直接固定されてもよいし、係合部材を介して固定されてもよい。複数の永久磁石54は、周方向で磁極が交互に入れ替わっている。
センサマグネット36は、環状をなしており、ロータ34のベース24側の面における外周端部に、ロータ34と一体的に回転可能に固定されている。センサマグネット36は、ロータ34の回転位置、すなわちモータ20の回転角度を検出するために設けられている。センサマグネット36には、N極とS極が所定角度毎に交互に設けられている。
ベース24は、図1及び図3に示すように、一面2400において外周縁部2401に対して凹んで設けられた第3凹部2408を有している。第3凹部2408は、センサマグネット36に対応して略円環状に設けられている。第3凹部2408は、センサマグネット36を収容している。軸方向において第3凹部2408は、第1凹部2402よりも浅く、第2凹部2403よりも深く設けられている。モータ軸30の軸心から径方向外側に向けて、第1凹部2402、第3凹部2408、第2凹部2403、外周縁部2401の順に設けられている。
駆動装置70は、カバー72、回路基板74、コネクタ84、及びコンタクト86を有している。上記したベース24も、駆動装置70の構成要素である。ベース24は、モータ20と駆動装置70とで兼用されている。
カバー72は、鉄系などの金属材料を用いて、略円板状に設けられている。カバー72は、ベース24の裏面2405側に配置されている。ベース24及びカバー72を組み付けてなる収容空間には回路基板74が配置されており、ベース24及びカバー72は、回路基板74を収容する筐体76をなしている。
回路基板74は、プリント基板78、及び、プリント基板78に実装された複数の電子部品80を有している。プリント基板78は、樹脂を材料として含む基材、及び、基材に配置された配線を有している。プリント基板78は、軸方向においてベース24との対向面である一面780、及び、自身の板厚方向において一面780と反対の面である裏面781を有している。なお、プリント基板78の板厚方向は、モータ軸30の軸方向と略一致している。
プリント基板78は、図1及び図5に示すように、ベース24の裏面2405上に配置されている。プリント基板78は、図5及び図6に示すように、略クランク形状をなしている。プリント基板78は、軸方向からの投影視において、第1凹部2402と重ならないように、すなわち軸受28及びモータ軸30を避けるように、裏面2405に配置されている。プリント基板78は、図5に示すように、2つの螺子82により、ベース24に固定されている。プリント基板78は、図6に示すように、螺子82に対応して、対角位置に形成された貫通孔782を有している。ベース24は、図4に示すように、螺子82に対応して形成されたねじ孔2409を有している。
ベース24は、図1及び図4に示すように、裏面2405において、カバー72が載置される外周縁部2410、及び、外周縁部2410に対して軸方向に凹んで設けられた第4凹部2411を有している。第4凹部2411は、回路基板74に対応して設けられている。回路基板74の大部分が、第4凹部2411に収容されている。外周縁部2410には、回路基板74及び回路基板74とモータ20との接続部を取り囲むように、内溝部2412が形成されている。すなわち、筐体76の収容空間を水密に封止できる位置に、内溝部2412が形成されている。内溝部2412の詳細については後述する。
複数の電子部品80は、プリント基板78の一面780及び裏面781に実装されている。電子部品80は、プリント基板78の配線とともに、モータ20を駆動するための回路を形成する要素として、MOSFET800、駆動IC801、コイル802、コンデンサ803,804などを含んでいる。MOSFET800により、モータ20を駆動するための三相インバータが構成されている。具体的には、三相インバータを構成する6つのMOSFET800が、プリント基板78の一面780に実装されている。三相インバータを構成する各相の上アームは高電位電源ラインに接続され、各相の下アームは低電位電源ラインに接続されている。
駆動IC801は、後述するホール素子805の検出信号に基づき、ロータ34の回転位置を検出する。また、駆動IC801は、図示しないECUのマイコンから、モータ20の回転方向及び回転数を指示する信号を取得し、この指示信号と上記回転位置とに基づいて、各MOSFET800のゲート駆動信号を生成し、各MOSFET800に出力する。
ベース24は、図1,図4,及び図7に示すように、裏面2405において、第4凹部2411の底面からさらに凹んで設けられた第5凹部2413を有している。第5凹部2413は、プリント基板78の一面780に配置された電子部品80のうち、ホール素子805を除く少なくとも一部に対応して設けられている。図7では、ベース24と電子部品80との位置関係を示すために、電子部品80を破線で図示している。
第5凹部2413は、MOSFET800及び駆動IC801のそれぞれに対応して設けられている。軸方向からの投影視において、第5凹部2413は、図4に示すように第3凹部2408と重ならない位置、すなわちセンサマグネット36と重ならない位置に設けられている。図4では、参考線として、一面2400側に設けられた第3凹部2408の外周を破線で示している。本実施形態では、軸方向において、MOSFET800の一部分が第5凹部2413に収容されている。
コイル802及びコンデンサ803,804は、裏面781において、プリント基板78に実装されている。コイル802及びコンデンサ803,804は、他の電子部品80よりも軸方向に背が高い高背部品である。コイル802及びコンデンサ803により、ノイズフィルタが構成されている。コンデンサ804は、平滑用のコンデンサである。本実施形態では、プリント基板78に、安定化のために3つのコンデンサ804が実装されている。コンデンサ804は、プリント基板78において、複数のMOSFET800が実装されている実装領域の裏面部分に実装されている。
プリント基板78には、電子部品80としてホール素子805も実装されている。ホール素子805は、ロータ34の回転位置を検出し、検出信号を駆動IC801に出力する。ホール素子805は、一面780において、プリント基板78に実装されている。ホール素子805は、センサマグネット36に対応して設けられている。本実施形態では、3つのホール素子805が、周方向に沿って所定の回転角度間隔で設けられている。
ベース24は、一面2400から裏面2405にわたって貫通する貫通孔2414を有している。貫通孔2414は、ホール素子805に対応して設けられている。各ホール素子805は、対応する貫通孔2414に個別に収容されている。このように、貫通孔2414にホール素子805を配置することで、軸方向においてモータ装置16の体格を小型化することができる。また、金属製のベース24内で生じる渦電流によるセンサ感度の低下を抑制することもできる。貫通孔2414は、第3凹部2408の底面に設けられている。
コネクタ84は、図5、図6、及び図8に示すように、リン青銅などの導電性材料を用いて形成された複数の端子840と、構成材料として樹脂を含み、端子840を保持するハウジング841と、を有している。コネクタ84の一部は、ベース24とカバー72とにより形成される筐体76の開口部760を介して、外部に突出している。図4及び図5では、開口部760のうち、ベース24側の部分のみを図示している。
端子840の一端側は、プリント基板78の貫通孔783に挿入された状態ではんだ付けされており、他端側は、外部機器との接続が可能となっている。端子840は、上記したECUと駆動IC801とを電気的に中継する。詳しくは、図示しないECUのマイコンから出力されたモータ20の指示信号が、コネクタ84を介して回路基板74に入力される。また、回路基板74から出力されたダイアグ信号、モータ20の実回転数及び実回転方向を示す信号が、コネクタ84を介して上記ECUに入力される。また、回路基板74には、コネクタ84を介して電源が供給される。
ハウジング841は、主としてプリント基板78の裏面781側に配置されている。ハウジング841は、図8に示すように、端子840を保持する本体部842と、本体部842からベース24側に突出し、内溝部2412のうちの後述するコネクタ対向部2412bに挿入された第1突条部843、及び、本体部842からベース24側に突出し、後述する外溝部2415に挿入された第2突条部844を有している。さらに、ハウジング841は、本体部842からベース24側に突出する突起部845,846を有している。
本体部842は、図8に示すように平面略V字状に成形されている。第2突条部844は、V字の頂点付近において、複数の端子840を跨ぐように、本体部842の一端から他端にわたって設けられている。第1突条部843は、第2突条部844よりも、端子840における回路基板74との接続部分に近い位置において、複数の端子840を跨ぐように、複数の端子840の配列方向に沿って延設されている。ベース24の裏面2405は、内溝部2412よりも外側であって、ハウジング841との対向部分に形成された外溝部2415を有している。筐体76のシール構造、及び、コネクタ84の振動抑制構造の詳細については後述する。
突起部845,846は、本体部842における一端付近、具体的には、端子840における回路基板74との接続部分に近い側の一端付近において、端子840における回路基板74との接続部分の両側に設けられている。突起部845の突出長さが、突起部846の突出長さよりも長くされている。プリント基板78は、図6に示すように、突起部845,846に対応して形成された貫通孔784,785を有している。突起部845が貫通孔784に挿入され、突起部846が貫通孔785に挿入されることで、コネクタ84が回路基板74(プリント基板78)に対して位置決めされている。
また、ベース24は、突起部845に対応して形成された孔部2416を有している。孔部2416は、裏面2405に開口している。突起部845は、貫通孔784を挿通している。そして、突起部845のうち、貫通孔784を挿通した先端部分が孔部2416に挿入されている。突起部845は、孔部2416の側壁に接触配置されている。一方、突起部846は、上記したように突起部845よりも短くされており、これによりベース24に干渉しないようになっている。すなわち、ベース24には、突起部846に対応する孔部が形成されていない。
また、プリント基板78が長穴形状の貫通孔786を有し、ベース24が貫通孔786に対応する突起部2417を有している。本実施形態では、貫通孔786が、貫通孔784を中心とする周方向の長さよりも、径方向に長い長穴形状をなしている。また、貫通孔784が、プリント基板78の長手方向の一端側に形成され、貫通孔786が他端側に形成されている。これにより、貫通孔784,786間の距離を長くとるようにしている。突起部2417は、裏面2405から回路基板74側に突出している。突起部2417は、貫通孔786に挿入されている。突起部2417と貫通孔786の壁面との間には、周方向において僅かな隙間がある。本実施形態では、突起部2417が円錐台形状をなしている。また、突起部2417が貫通孔786を挿通している。
コンタクト86は、図5、図6、及び図9に示すように、リン青銅などの導電性材料を用いて形成された複数の端子860、及び、構成材料として樹脂を含み、端子860を保持するハウジング861を有している。ハウジング861は、主としてプリント基板78の裏面781側に配置されている。端子860の一端側は、プリント基板78の貫通孔787に挿入された状態ではんだ付けされており、他端側は、モータ20の巻線48の接続部480に溶接されている。端子860は、回路基板74に形成されたインバータの三相出力線と、モータ20の巻線48とを電気的に中継している。
ハウジング861は、図9に示すように、端子860を保持する本体部862、及び、位置決めのために、本体部862からベース24側に突出する突起部863,864を有している。
突起部863,864は、端子860のうち、プリント基板78に接続される側の端部を間に挟むように設けられている。プリント基板78には、図6に示すように、突起部863,864に対応して貫通孔788,789が形成されている。突起部863が貫通孔788に挿入され、突起部864が貫通孔789に挿入されることで、コンタクト86が回路基板74(プリント基板78)に対して位置決めされている。
図4に示すように、ベース24の裏面2405には、コンタクト86の本体部862の一部に対応して第6凹部2418が形成されている。第6凹部2418にも図示しないシール材が配置され、シール材を介してコンタクト86がベース24に接着固定されている。これにより、モータ20と一体化された駆動装置70にモータ20の振動が伝達されても、コンタクト86及び当該コンタクト86が実装された回路基板74が振動するのを抑制することができる。すなわち、耐振性を向上することができる。なお、コネクタ84が固定されるタイミングでコンタクト86もベース24に固定される。このため、コンタクト86を固定するシール材として、たとえば後述する第1シール部900及び第2シール部901と同じものを採用することができる。
駆動装置70は、さらに放熱ゲル88及びシール材90を有している。放熱ゲル88は、柔軟性を有する熱伝導部材である。放熱ゲル88としては、たとえばシリコーンをベースとし、酸化亜鉛などの金属酸化物を添加して熱伝導性を向上したものを用いることができる。放熱ゲル88以外にも、熱伝導部材として、たとえば放熱グリスを用いることができる。放熱ゲル88は、プリント基板78の板厚方向において、回路基板74と筐体76との間に介在し、回路基板74及び筐体76の両方に接触している。放熱ゲル88は、回路基板74と筐体76との間において複数箇所に介在している。図6では、回路基板74に塗布される放熱ゲル88の輪郭を破線で示している。
本実施形態では、放熱ゲル88が、プリント基板78の一面780とベース24との間に介在している。放熱ゲル88は、第1熱伝導部880,881,882及び第2熱伝導部883を有している。第1熱伝導部880は、MOSFET800及び一面780におけるMOSFET800の周囲部分と、MOSFET800に対応してベース24に設けられた第5凹部2413の底面との間に介在している。第1熱伝導部881は、駆動IC801及び一面780における駆動IC801の周囲部分と、駆動IC801に対応してベース24に設けられた第5凹部2413との間に介在している。第1熱伝導部882は、プリント基板78における端子840,860の実装部分及びその周囲部分、すなわち貫通孔783,784の周囲部分と、ベース24との間にそれぞれ介在している。第1熱伝導部880,881,882は、主として、回路基板74の熱をベース24に伝達する。
第2熱伝導部883は、第1熱伝導部880,881,882と同じ材料を用いて構成されている。第2熱伝導部883は、第1熱伝導部880,881,882とは異なる位置で筐体76との間に介在している。第2熱伝導部883は、主として、ダンパ効果により、回路基板74の振動を抑制する。本実施形態では、第2熱伝導部884が、ベース24と、プリント基板78の一面780のうち、高背部品としてのコイル802及びコンデンサ803の実装領域の裏面部分との間に、それぞれ介在している。
シール材90は、筐体76の収容空間を水密に封止する。シール材90は、接着材として用いることもできる。本実施形態では、シール材90として、シリコーンを主成分とする接着材を用いている。シール材90は、たとえばディスペンサを用いて塗布される。
次に、図4,図5,図10,及び図11に基づき、筐体76のシール構造、及び、コネクタ84の振動抑制構造について説明する。図11は、図5のXI-XI線に対応する駆動装置70の断面図である。すなわち、図11は、カバー72も含めた断面図となっている。図11では、端子840をプリント基板78に接続するはんだを、省略して図示している。
図4及び図5に示すように、ベース24の裏面2405における外周縁部2410には、内溝部2412が形成されている。内溝部2412は、回路基板74及び回路基板74とモータ20との接続部を取り囲むように形成されている。内溝部2412は、カバー72と対向するカバー対向部2412a、及び、コネクタ84のハウジング841と対向するコネクタ対向部2412bを有している。コネクタ対向部2412bが、被挿入部に相当する。コネクタ対向部2412bの延設方向、すなわち端子840の配列方向に直交する幅方向において、コネクタ対向部2412bの幅はほぼ一定となっている。
シール材90は、内溝部2412に対して、その全長にわたって配置されている。図10に示すように、カバー対向部2412aに配置されたシール材90は、ベース24及びカバー72に密着している。また、コネクタ対向部2412bに配置されたシール材90は、コネクタ対向部2412bに挿入された第1突条部843及びベース24に密着している。
本実施形態では、内溝部2412が環状ではなく、カバー対向部2412a及びコネクタ対向部2412bの間に隙間を有している。ベース24は、カバー対向部2412aに配置されたシール材90と、コネクタ対向部2412bに配置されたシール材90をつなぐために、第7凹部2419を有している。第7凹部2419は、軸方向からの投影視において、コネクタ対向部2412b及び外溝部2415を内包するように設けられている。コネクタ対向部2412b及び外溝部2415は、第7凹部2419の底面に設けられている。第7凹部2419の底面は、カバー対向部2412aの底面と略面一となっている。したがって、第7凹部2419により、内溝部2412から溢れるシール材90を吸収することができる。
図10に示すように、シール材90は、第7凹部2419にも配置されている。第7凹部2419に配置されたシール材90は、カバー対向部2412aに配置されたシール材90及びコネクタ対向部2412b配置されたシール材90に連なっている。
コネクタ84のハウジング841は、図5に示すように、カバー72との対向面に溝部847を有している。溝部847は、第1突条部843同様、端子840の配列方向に沿って延設されている。溝部847にも、シール材90が配置されている。そして溝部847に配置されたシール材90は、溝部847の両端で、第7凹部2419に配置されたシール材90及びコネクタ対向部2412bに配置されたシール材90に連なっている。このように、シール材90によって、筐体76の収容空間が水密に封止されている。
シール材90は、図11に示すように外溝部2415にも配置されている。外溝部2415は、ベース24の裏面2405において、内溝部2412のコネクタ対向部2412bよりも外側であって、ハウジング841との対向部分に形成されている。外溝部2415は、内溝部2412の周りにおいて、ハウジング841との対向部分のみに形成されている。外溝部2415は、ベース24において開口部760の縁部に形成されている。外溝部2415に配置されたシール材90は、外溝部2415に挿入された第2突条部844に密着している。本実施形態では、外溝部2415が一定幅ではない平面異形状となっている。
シール材90は、内溝部2412のうちのコネクタ対向部2412bに配置された部分であり、第1突条部843に接触する第1シール部900、第1シール部900と同じ材料よりなり、外溝部2415に配置されて第2突条部844に接触する第2シール部901を有している。また、シール材90は、カバー72に密着する第3シール部902を有している。第3シール部902は、溝部847に配置された部分、内溝部2412のうちのカバー対向部2412aに配置された部分、第7凹部2419に配置された部分を有している。第1シール部900及び第3シール部902により、筐体76の収容空間が水密に封止されている。
本実施形態では、第1シール部900及び第2シール部901を構成するシール材90として、シリコーンを主成分とする熱硬化型の接着材を用いている。このシール材90は、熱硬化時に軟化する。また、第3シール部902を構成するシール材90として、シリコーンを主成分とする湿気硬化型の接着材を用いている。
具体的には、コネクタ84が実装された回路基板74をベース24に固定する前に、ベース24におけるコネクタ対向部2412b及び図4に一点鎖線で示す塗布領域903に、熱硬化型のシール材90を塗布する。塗布領域903は、中間面2405cの一部分である。回路基板74をベース24に固定する際、塗布領域903に塗布されたシール材90は、ベース24とコネクタ84との間で押されて外溝部2415内に流れ込む。これにより、シール材90が外溝部2415に配置される。しかしながら、熱硬化性のシール材90を、外溝部2415内に直接的に塗布してもよい。
回路基板74の固定後、カバー72をベース24に組み付ける前に、ベース24におけるカバー対向部2412a、第7凹部2419、及び溝部847に、湿気硬化型のシール材90を塗布する。すなわち、回路基板74や回路基板74とモータ20との接続部を取り囲むように、湿気硬化型のシール材90を環状に塗布する。そして、塗布後に、カバー72をベースに組み付ける。したがって、先ず第1シール部900及び第2シール部901が形成され、次いで第3シール部902が形成される。
図11に示すように、裏面2405は、コネクタ対向部2412bに対して内側に連なる部分である内面2405a、外溝部2415に対して外側、すなわち開口部760側に連なる部分である外面2405b、コネクタ対向部2412bに対して外側に連なり、コネクタ対向部2412bと外溝部2415との間の部分である中間面2405cを有している。
本実施形態では、コネクタ対向部2412bの底面を高さの基準とすると、中間面2405cのほうが、内面2405aよりも低い位置となっている。なお、外面2405bの位置は、中間面2405cとほぼ同じ高さか中間面2405cよりも高い位置とするのが好ましい。また、上記した幅方向において、外溝部2415における最も幅の広い部分のほうが、コネクタ対向部2412bよりも幅が広くなっている。その上で、幅方向において、第2突条部844の中心が、外溝部2415における最も幅の広い部分の中心よりも外側の位置となっている。
また、中間面2405cを深さの基準とすると、コネクタ対向部2412bのほうが、外溝部2415よりも深くなっている。さらには、第2突条部844が、第1突条部843よりも細くなっている。
なお、本実施形態では、図11に示すように、ハウジング841が、一次成形部8410及び二次成形部8411を有している。すなわち、ハウジング841が2段階で成形されている。
次に、本実施形態に係るモータ装置16の効果について説明する。
図11に示すように、コネクタ84の一部は、筐体76の開口部760から突出している。開口部760からの突出部分は、外部機器のコネクタ(雌コネクタ)との嵌合のために大きい。従来の構成では、収容空間を水密に封止する第1シール部のみによってコネクタがベースに固定されており、第1シール部から外部機器との接続側の部分が長く、片持ち支持のようになっている。したがって、モータの振動がベース及び第1シール部を介してコネクタに伝わると、コネクタが振動し、端子が摩耗する虞がある。
これに対し、本実施形態では、ベース24が、内溝部2412及び外溝部2415を有し、コネクタ84のハウジング841が、第1突条部843及び第2突条部844を有している。外溝部2415は、内溝部2412のコネクタ対向部2412bよりも外側に形成されている。内溝部2412及び外溝部2415には、シール材90が配置されている。第1突条部843は、内溝部2412のうちのコネクタ対向部2412bに挿入され、シール材90としての第1シール部900を介してベース24に固定されている。また、第2突条部844は、外溝部2415に挿入され、シール材90としての第2シール部901を介してベース24に固定されている。
このように、コネクタ84は、収容空間を水密に封止するシール部の一部分である第1シール部900だけでなく、第2シール部901によっても、ベース24に固定されている。したがって、第2突条部844、外溝部2415、及び第2シール部901を有さない構成に較べて、シール材90を介したコネクタ84とベース24の接着面積を増加させることができる。また、第2シール部901は、第1シール部900よりも外側に設けられている。すなわち、筐体76の開口部760から突出する部分に対して、第1シール部900よりも近い位置に第2シール部901が設けられている。以上により、モータ20の振動がベース24を介してコネクタ84に伝達されても、コネクタ84の振動を抑制することができる。
また、第2シール部901は、第1シール部900と構成材料が同じである。このため、同一工程でシール材90を塗布し、第1シール部900及び第2シール部901を形成することができる。したがって、部品点数の増加や製造工程の増加を招くことなく、コネクタ84の振動を抑制することができる。すなわち、簡素な構成で、コネクタ84の振動を抑制することができる。
また、本実施形態では、中間面2405cのほうが、内面2405aよりも低い位置となっている。したがって、熱硬化時に軟化したシール材90がコネクタ対向部2412bから溢れる場合、中間面2405c側に溢れる。このため、外溝部2415にて、溢れたシール材90を収容することができる。これにより、シール材90が内面2405a側、すなわち回路基板74側に溢れるのを抑制することができる。このように、外溝部2415は、溢れたシール材90を貯留するダムとしての機能も果たす。本実施形態では、図11に示すように、第1シール部900と第2シール部901が連なっている。中間面2405c上にもシール材90が配置されており、シール材90が中間面2405c及びハウジング841に密着している。このような構成とすると、シール材90を介したコネクタ84とベース24の接着面積をより増加させることができる。
なお、外面2405bの位置は、中間面2405cとほぼ同じ高さか中間面2405cよりも高い位置となっている。本実施形態では、外面2405bと中間面2405cがほぼ同じ高さとなっている。したがって、外溝部2415のシール材90が、軟化状態で外溝部2415の外側に溢れるのを抑制することができる。すなわち、シール材90が開口部760から筐体76の外部に垂れ、たとえば製造ラインに付着するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、幅方向において、外溝部2415における最も幅の広い部分のほうが、コネクタ対向部2412bよりも幅が広くなっている。このように、外溝部2415の幅を広くしているので、コネクタ対向部2412bから溢れるシール材90の量が多くても、外溝部2415に収容することができる。
特に本実施形態では、幅方向において、第2突条部844の中心が、外溝部2415における最も幅の広い部分の中心よりも外側の位置となっている。このように、第2突条部844を外溝部2415において開口部760寄りに配置することで、第1突条部843と第2突条部844との間の長さを長くすることができる。すなわち、ベース24に対するシール材90を介した固定点間の距離を長くすることができる。したがって、コネクタ84の振動を効果的に抑制することができる。
また、本実施形態では、コネクタ対向部2412bのほうが、外溝部2415よりも深くなっている。したがって、狭い幅で長いシール長を確保することができる。すなわち、リークパスを長くすることができる。
また、本実施形態では、第2突条部844が、第1突条部843よりも細くなっている。これにより、外溝部2415において第2突条部844が占有する容積が小さくなる。したがって、外溝部2415に収容できるシール材90の量を増やすことができる。
さらに、本実施形態のモータ装置16によれば、以下の効果を奏することもできる。
本実施形態では、ベース24の裏面2405に、MOSFET800に対応して第5凹部2413が設けられている。そして、第1熱伝導部880がMOSFET800に接触しつつ、第5凹部2413に配置されている。第5凹部2413により、第1熱伝導部880(放熱ゲル88)の移動を規制し、MOSFET800に対応する所定位置に保持することができる。したがって、MOSFET800の熱を、第1熱伝導部880を介してベース24に効率よく放熱させることができる。また、軸方向において、モータ装置16の体格を小型化することができる。特に本実施形態では、MOSFET800の一部が、軸方向において第5凹部2413内に配置されているため、モータ装置16の体格をより小型化することができる。
また、本実施形態では、ベース24の一面2400側に第3凹部2408が設けられ、この第3凹部2408にセンサマグネット36が収容されている。したがって、軸方向において、モータ装置16の体格を小型化することができる。
また、本実施形態では、ベース24の一面2400側に第1凹部2402が設けられ、この第1凹部2402にモータ軸30の一端と軸受28が収容されている。プリント基板78は、軸受28及びモータ軸30を避けるように、略クランク形状をなしている。そして、プリント基板78は、軸方向からの投影視において、第1凹部2402と重ならないように裏面2405側に配置されている。このように、軸方向からの投影視において、軸受28及びモータ軸30とプリント基板78が重ならないため、モータ装置16の体格を小型化することができる。
また、本実施形態では、ベース24の一面2400側に、複数の第2凹部2403及び複数の補強部2404が設けられている。各第2凹部2403には、対応する巻線48が収容されている。これにより、軸方向において、モータ装置16の体格を小型化することができる。また、周方向において、第2凹部2403と補強部2404が交互に設けられている。したがって、モータ装置16を小型化しつつ、環状の第2凹部2403を設ける場合に較べて、ベース24の剛性を高めることができる。
また、本実施形態では、MOSFET800及び駆動IC801が、軸方向からの投影視において、センサマグネット36を避けて配置されている。そして、第5凹部2413が、MOSFET800及び駆動IC801のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、センサマグネット36を収容する第3凹部2408と、MOSFET800及び駆動IC801に対応する第5凹部2413とが、軸方向からの投影視において、互いに重ならないようにベース24に設けられている。したがって、軸方向において、モータ装置16の体格をさらに小型化することができる。
また、本実施形態では、コネクタ84の突起部845が、ベース24の孔部2416に挿入される。したがって、ベース24(筐体76)に対してコネクタ84を精度良く位置決めすることができる。すなわち、コネクタ対向部2412bに対するコネクタ84(ハウジング841)の位置ずれを抑制することができる。このため、シール材90が偏るのを抑制することができる。
また、コネクタ84の突起部845は、プリント基板78の貫通孔784を挿通し、ベース24の孔部2416に挿入される。この位置決め箇所では、ベース24に対する回路基板74の位置が、突起部845を介して決定される。しかしながら、ベース24に設けられた突起部2417が、プリント基板78の貫通孔786に挿入される。この位置決め箇所では、コネクタ84を介することなく、ベース24に対して回路基板74の位置が決定される。このように2カ所で位置決めされるため、回路基板74の回転方向の位置ずれも抑制することができる。したがって、プリント基板78に実装されたホール素子805を、ベース24に形成された貫通孔2414を通じて、センサマグネット36に位置精度良く対向させることができる。すなわち、モータ20の回転角度を精度良く検出することができる。
さらに本実施形態では、ベース24の突起部2417が挿入される貫通孔786が、長穴形状をなしている。貫通孔786は、貫通孔784を中心とする周方向(回転方向)の長さよりも径方向に長い長穴形状をなしている。これにより、径方向において、ベース24とプリント基板78との組み付け誤差、製品寸法公差、α差を許容しつつ、周方向の位置ずれを抑制することができる。
また、本実施形態では、プリント基板78の長手方向において、貫通孔784がプリント基板78の一端側に形成され、貫通孔786が他端側に形成されている。これによれば、ベース24に対して回路基板74を位置決めするための貫通孔784,786間の距離を長くとることができる。したがって、ベース24に対して回路基板74をより精度良く位置決めすることができる。
(第2実施形態)
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示したモータ装置16と共通する部分についての説明は省略する。
本実施形態では、図12に示すように、第1シール部900と第2シール部901が連なっておらず、互いに分離されている。これによっても、第1実施形態同様、簡素な構成で、コネクタ84の振動を抑制することができる。図12は、図11に対応している。
なお、図12では、中間面2405cのほうが、内面2405aよりも低い位置となっているが、中間面2405cと内面2405aとほぼ同じ高さとしてもよい。また、中間面2405cを内面2405aよりも高い位置としてもよい。
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
バルブタイミング調整装置10が、吸気弁のバルブタイミングを制御する例を示した。しかしながら、動弁として、排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の両方のバルブタイミングを調整する装置に適用することもできる。
モータ20の回転角度を検出する磁電変換素子として、ホール素子805の例を示した。しかしながら、磁電変換素子としては、それ以外にもたとえば磁気抵抗効果素子を採用することができる。
回路基板74におけるインバータの三相出力線と巻線48との接続は、コンタクト86に限定されない。その他の電気的な接続構造を採用することもできる。
バルブタイミング調整装置10に適用されるモータ装置16の例を示したが、それ以外のモータ装置にも適用できる。
環状の内溝部2412を採用することもできる。すなわち、カバー対向部2412aとコネクタ対向部2412bが連なる構成を採用することもできる。
第1シール部900及び第2シール部901と、第3シール部902とで、同じ種類のシール材90を用いることもできる。
10…バルブタイミング調整装置、12…カム軸、14…位相調整機構、16…モータ装置、20…モータ、22…ハウジング、220…小径部、221…大径部、222…フランジ部、223…開口部、24…ベース、2400…一面、2401…外周縁部、2402…第1凹部、2403…第2凹部、2404…補強部、2405…裏面、2405a…内面、2405b…外面、2405c…中間面、2406,2407…貫通孔、2408…第3凹部、2409…ねじ孔、2410…外周縁部、2411…第4凹部、2412…内溝部、2412a…カバー対向部、2412b…コネクタ対向部、2413…第5凹部、2414…貫通孔、2415…外溝部、2416…孔部、2417…突起部、2418…第6凹部、2419…第7凹部、26,28…軸受、30…モータ軸、32…ステータ、34…ロータ、36…センサマグネット、38…ピン、40…ジョイント、42…シール材、44…ステータコア、46…樹脂ボビン、48…巻線、480…接続部、50…ターミナル、52…ロータコア、54…永久磁石、56…固定板、70…駆動装置、72…カバー、74…回路基板、76…筐体、760…開口部、78…プリント基板、780…一面、781…裏面、782,783,784,785,786,787,788,789…貫通孔、80…電子部品、800…MOSFET、801…駆動IC、802…コイル、803,804…コンデンサ、805…ホール素子、82…螺子、84…コネクタ、840…端子、841…ハウジング、8410…一次成形部、8411…二次成形部、842…本体部、843…第1突条部、844…第2突条部、845,846…突起部、847…溝部、86…コンタクト、860…端子、861…ハウジング、862…本体部、863,864…突起部、88…放熱ゲル、880,881,882…第1熱伝導部、883…第2熱伝導部、90…シール材、900…第1シール部、901…第2シール部、902…第3シール部、903…塗布領域

Claims (7)

  1. 金属製のベース(24)と、前記ベースとともに収容空間を形成するカバー(72)と、前記ベース及び前記カバーにより形成された開口部(760)と、を有する筐体(76)と、
    前記ベースの一面(2400)側に配置されたモータ(20)と、
    前記収容空間に配置され、前記ベースにおける前記一面と反対の裏面(2405)に固定されたプリント基板(78)と、前記プリント基板に実装された電子部品(80)と、を有し、前記モータと電気的に接続された回路基板(74)と、
    前記プリント基板に実装された複数の端子(840)と、前記端子を保持するハウジング(841)と、を有し、一部が前記開口部を介して外部に突出するコネクタ(84)と、
    前記ベースと前記カバーとの対向部分、及び、前記筐体における前記開口部の周縁と前記ハウジングとの対向部分にそれぞれ介在するシール材(90)と、
    を備え、
    前記ベースは、前記回路基板及び前記回路基板における前記モータとの接続部分を取り囲むように前記裏面に形成された内溝部(2412)と、前記裏面において前記内溝部よりも外側であって前記ハウジングとの対向部分に形成された外溝部(2415)と、を有し、
    前記ハウジングは、前記内溝部のうち前記ハウジングと対向する被挿入部(2412b)に挿入された第1突条部(843)と、前記外溝部に挿入された第2突条部(844)と、を有し、
    前記シール材は、前記被挿入部に配置されて前記第1突条部に接触し、前記収容空間を水密に封止する第1シール部(900)と、前記第1シール部と同じ材料よりなり、前記コネクタの振動を抑制するために、前記外溝部に配置されて前記第2突条部に接触する第2シール部(901)と、を有するモータ装置。
  2. 前記被挿入部の底面を高さの基準とすると、前記被挿入部に対して外側に連なり、前記被挿入部と前記外溝部の間の部分のほうが、前記被挿入部に対して内側に連なる部分よりも低い位置とされている請求項1に記載のモータ装置。
  3. 前記被挿入部の延設方向に直交する幅方向において、前記外溝部における最も幅の広い部分のほうが、前記被挿入部よりも幅が広い請求項1又は請求項2に記載のモータ装置。
  4. 前記幅方向において、前記第2突条部の中心が、前記外溝部における最も幅の広い部分の中心よりも外側の位置となっている請求項3に記載のモータ装置。
  5. 前記裏面のうち、前記被挿入部と前記外溝部の間の部分を深さの基準とすると、前記被挿入部のほうが、前記外溝部よりも深くなっている請求項1〜4いずれか1項に記載のモータ装置。
  6. 前記被挿入部の延設方向に直交する幅方向において、前記第2突条部が、前記第1突条部よりも細い請求項1〜5いずれか1項に記載のモータ装置。
  7. 前記モータの回転により、内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置(10)に設けられる請求項1〜6いずれか1項に記載のモータ装置。
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