JP7124699B2 - モータ及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
本発明のモータにおいて好ましくは、複数の貫通孔は、周方向に間隔を隔てて設けられる。
図1~図27を参照して、本発明の一実施の形態であるモータについて説明する。実施の形態1におけるモータは、U相、V相、及びW相の組を2組有する2系統の構成である。
図1に示すように、ハウジング10は、ロータ40、ステータ50及びベアリング43,44を内部に収容する。ハウジング10は、軸方向に伸び、上側に開口する。
図1及び図2に示すように、フランジ20は、ハウジング10の外側面に、取り付けられる。
図2に示すように、フランジ20は、フランジ筒部21と、フランジ平面部22と、を含む。本実施の形態のフランジ20は、プレス成型品である。また、フランジ筒部21及びフランジ平面部22の厚みは同一である。
図1~図4に示すように、フランジ筒部21の上端21aは、ハウジング10の接触部12のハウジング下面12aに接触する。つまり、フランジ筒部21の上端21aの少なくとも一部と、接触部12のハウジング下面12aの少なくとも一部が接触する。
図1に示すように、カバー30は、基板70及びコネクタ200の軸方向上側を少なくとも一部を覆う。図5に示すように、カバー30は、軸方向上側から見たときにハウジング10と重なり合う円盤状部30aと、コネクタに対向する矩形状部30bと、を含む。矩形状部30bは、径方向外端縁であるカバー外端縁31を有する外端領域Rを含む。なお、「カバー外端縁31」とは、外端(カバー30の端)を意味し、「外端領域R」とは、カバー外端縁31を含み、カバー外端縁31から内部に向かう所定の領域を意味する。
図1に示すように、ロータ40は、シャフト41と、ロータコア42と、を含む。シャフト41は、軸方向に延びる中心軸Aを中心とする略円柱状である。このシャフト41に、ロータコア42は固定される。ロータコア42は、シャフトの径方向外側を囲む。ロータコア42は、シャフト41とともに回転する。
図1に示すように、ベアリング43,44は、シャフト41を回転可能に支持する。軸方向上側に配置されるベアリング43は、ステータ50の軸方向上側に位置し、ヒートシンク100に保持される。軸方向下側に配置されるベアリング44は、ハウジング10の底部14に保持される。
[ステータの構成]
図1に示すように、ステータ50は、ロータ40の径方向外側を囲む。ステータ50は、ステータコア51と、インシュレータ52と、コイル53と、バスバーBと、バスバー保持部材54と、を含む。
図11に示すバスバー保持部材54は、バスバーBを保持する。バスバー保持部材54は、絶縁材料で形成される。バスバー保持部材54は、図1に示すように、インシュレータ52の径方向外側またはコアバックの軸方向上側に固定される。バスバー保持部材54と、ベアリング43とは、径方向に重なる。
図1に示すように、コイル支持部材60は、コイル線Cなどの導電部材を支持する。コイル支持部材60は、絶縁材料で形成される。コイル支持部材60は、ステータ50の軸方向上側に配置され、コイル線Cが挿通される。
図12に示すように、コイル支持部材60は、基部61と、基部61から軸方向上側に延びるコイル支持部62と、を含む。
図14に示すように、基部61は、ステータ50に対して、間隙を介して嵌る。基部61とステータ50とは、一部が接していてもよいが、軸方向に対して垂直な方向(径方向、周方向を含む)に間隙を介して配置されることが好ましい。後者の場合、モータ1の組立の際に、コイル支持部材60全体がステータ50に対して移動可能である。本実施の形態において、基部61とステータ50とは、周方向に間隙を介して配置される。
制御部は、ロータ40とステータ50とを有するモータ本体部を制御し、図1に示すように、基板70と、この基板70に実装される電子部品80と、を含む。基板70は、ステータ50の軸方向上側であって、径方向に広がるように配置され、ヒートシンク100の軸方向上側に固定される。電子部品80は、基板70の上面及び下面の少なくとも一方に実装される。
図15に示すように、基板70は、導電部材を通すための基板貫通孔71,72を有する。導電部材は、基板70に接続されて配電する部材であり、例えば、コネクタピン81(図1参照)、ステータ50に巻回されたコイル線Cなどである。本実施の形態では、基板貫通孔71には、コイル線が挿通され、基板貫通孔72にはコネクタピン81が挿通される。なお、コイル線Cと基板70、及び、コネクタピン81と基板70とは、はんだ接続によって固定される。
第1位置決め孔178は、ヒートシンク上面101とヒートシンク下面102とを貫通している。ヒートシンク上面101を加工する際に、第1位置決め孔178を基準として、第2位置決め凹部176が形成される。また、ヒートシンク下面102を加工する際も同様に、第1位置決め孔178を基準として第1位置決め凹部179が形成される。これにより、第1位置決め凹部179と、第2位置決め凹部176とは、第1位置決め孔178を基準に位置が決定される。
基板70または電子部品80と、導電部材(図16では基板70及びコイル線C)とは、接続部材75によって接続される。接続部材75は、導電性接着剤、はんだなどであり、本実施の形態でははんだを用いる。はんだは、基板70の上面及び下面と、導電部材を通すための基板貫通孔71の内部とに連なるように配置される。はんだの全ては、後述するヒートシンク100の露出面122(図1参照)よりも軸方向上側に位置する。
図1に示すように、ヒートシンク100は、ステータ50の軸方向上側に配置され、基板70と軸方向に対向する。
図17及び図18に示すように、ヒートシンク100は、ヒートシンク本体部103と、このヒートシンク本体部103と連なり、かつハウジング10よりも径方向外側に延びるヒートシンク突出部104とを有する。
ヒートシンク100には、導電部材を通すとともに軸方向に延びる空洞部Hが形成される。空洞部Hは、貫通孔、切り欠き等である。
図17、図18及び図20に示すように、ヒートシンク貫通孔110は、コイル線などの導電部材を通すとともに軸方向に延びる。このため、ヒートシンク貫通孔110は、導電部材の位置決めができる。本実施の形態のヒートシンク貫通孔110は、図1及び図20に示すように、コイル線を支持するコイル支持部材60を保持する。
図1に示すように、ヒートシンク貫通孔110に、コイル支持部62の少なくとも一部が位置する。コイル支持部62とヒートシンク貫通孔110との隙間は、図1、図21及び図22に示すように、下側に向かうにつれ小さくなるまたは同じである。
図1に示すように、ヒートシンク100は、接触面121と、露出面122とを有する。接触面121及び露出面122は、図17に示すヒートシンク100の上面に位置する面である。
図1に示すように、ヒートシンク100は、内側領域130と、この内側領域130よりも径方向外側に位置する外側領域140と、この外側領域140の径方向外側に形成された外側壁部150と、を含む。
図17に示すように、ヒートシンク本体部103のヒートシンク上面101には、基板70との位置決めのために、第2位置決め凹部176が形成される。第2位置決め凹部176は、複数形成され、円形凹部である。ヒートシンク100の第2位置決め凹部176と基板70の位置決め孔部76(図15参照)とに、位置決めピンなどの位置決め部材を差し込んで、位置決めをする。
図18に示すように、ヒートシンク突出部104には、コネクタ200との位置決めのために、第1位置決め孔178と、第1位置決め凹部179または第1位置決め凸部(図示せず)が形成される。第1位置決め凹部は、切欠き凹部である。
図1に示すように、コネクタ200は、ハウジング10と隣り合うように配置され、基板70とモータ1外部とを電気的に接続する。本実施の形態のコネクタ200は、ハウジング10の径方向外側に配置され、軸方向下側に向かって延び(下向きであり)、基板70から軸方向下側に延びる導電部材であるコネクタピン81を内部に収容する。
図25及び図26に示すように、コネクタ200は、軸方向に延びるコネクタ胴体部210と、このコネクタ胴体部210の外側面から径方向外側に延びるコネクタフランジ部220と、コネクタ胴体部210の上面から軸方向上側に延びるコネクタ突出部230と、を有する。
図6に示すように、コネクタ凸部215と、カバー凹部33とは、間隙を介して嵌る。コネクタ200は、平面視において略長方形である。コネクタ凸部215と、カバー凹部33とは、コネクタ200の長手方向に沿って延びる。
図27に示すように、コネクタ200は、ヒートシンク突出部104の下面に接触する。具体的には、コネクタフランジ部220のフランジ上面222と、ヒートシンク突出部104のヒートシンク下面102とが接触するように、コネクタフランジ部220上にヒートシンク突出部104が配置される。図17に示すように、ヒートシンク突出部104が間隔を隔てて複数形成される場合には、コネクタフランジ部220は、複数のヒートシンク突出部104の下面のそれぞれと接触する。
胴体凸部211と、ヒートシンク凹部105とは、間隙を介して嵌る。なお、胴体凸部211の代わりに胴体凹部を形成し、ヒートシンク凹部の代わりにヒートシンク凸部を形成し、胴体凹部とヒートシンク凸部とが間隙を介して嵌るように構成されてもよい。このように、コネクタ200とヒートシンク100とが間隙を介して互いの凹凸形状により嵌合されると、組立てが容易である。
ヒートシンク100の第1位置決め孔178(図17及び図18参照)と、第1位置決め凹部179(図18参照)または第1位置決め凸部(図示せず)とに、コネクタの嵌合部221を嵌合することによって、ヒートシンク100とコネクタ200とを位置決めする。本実施の形態では、コネクタフランジ部220の上面に設けた嵌合部221としての突起部と、ヒートシンク突出部104の第1位置決め孔178としての丸孔及び第1位置決め凹部179としての切り欠き凹部とが嵌合する。
[カバーを基準とした固定]
上述したように、本実施の形態では、カバー30とコネクタ200とが、ヒートシンク100に固定される構造を例に挙げて説明したが、本発明のモータは、ヒートシンクとコネクタとが、カバーに固定される構造であってもよい。後者の場合、ヒートシンクとコネクタとが間隙を介して嵌る構造を採用することで容易に組み立てる構造を実現できる。
本実施の形態では、コイル線を挿通する複数の貫通孔を有するホルダは、ヒートシンク100である。具体的には、本実施の形態のホルダは、貫通孔に挿通されるコイル線を保持するホルダ、ベアリングを保持するベアリングホルダ、制御部の発熱素子から生じる熱を外部に逃がすためのヒートシンク、コネクタを保持するホルダなどを兼ねている。しかし、本発明のホルダは、ヒートシンク100と別体であってもよい。
図28を参照して、実施の形態1のモータ1を備える装置の一実施の形態について説明する。実施の形態2においては、モータ1を電動パワーステアリング装置に搭載した例について説明する。
Claims (5)
- 軸方向に延びるシャフトを含むロータと、
前記ロータの径方向外側を囲み、コイル線が巻回されて構成されるコイルを含むステータと、
前記ステータの軸方向上側に配置され、前記コイル線を挿通するとともに軸方向に延びる複数の貫通孔を有するホルダと、
前記ホルダの軸方向上側に配置され、電子部品が実装された基板と、
を備え、
前記ホルダは、軸方向上側から見た際に、前記シャフトを中心とした中心角が180度以内の領域に前記複数の貫通孔が位置し、
前記ステータは、U相、V相及びW相の組を複数有する複数系統の構成であり、
前記複数の貫通孔のそれぞれには、前記コイル線のうち同相の複数の前記コイル線のみが挿通され、
前記複数の貫通孔は、前記コイル線の相毎に互いに分離した孔であり、
前記基板は、パワー素子が実装される第1領域と、制御素子が実装される第2領域とを含み、
軸方向上側から見た際に、前記複数の貫通孔は前記第1領域内に位置し、
前記第1領域は、軸方向上から見た際に、前記シャフトを中心として180度以上の領域であり、
前記ホルダは、ヒートシンクであり、
前記ヒートシンクは、前記基板または前記電子部品と、直接または放熱部材を介して接する接触面と、他の部材と接触しない露出面とを有し、
前記露出面は、前記複数の貫通孔より径方向外側に位置し、
前記接触面と前記露出面との境界は、周方向に位置しており、
複数の前記貫通孔は、周方向に間隔を隔てて設けられ、
前記露出面は、前記接触面よりも軸方向下側に位置し、
前記接触面と前記露出面との境界は、周方向の一端に位置する前記貫通孔と周方向の他端に位置する前記貫通孔と前記シャフトとを結んだ中心角の円弧上に位置する、
モータ。 - 前記コイルのスロット数は6以上であり、相数が3であって、
前記中心角は、
(360度/前記スロット数)×3
度以下である、請求項1に記載のモータ。 - 前記ホルダは、ヒートシンクであり、
前記ヒートシンクは、前記基板と軸方向に当接する基板当接部を有し、
前記複数の貫通孔と前記基板当接部とは、周方向に間隔を隔てて設けられる、請求項1または請求項2に記載のモータ。 - 前記基板当接部は複数あり、
2つの前記基板当接部は、前記複数の貫通孔のうち周方向両端に位置する貫通孔と、周方向に間隔を隔てて設けられる、請求項3に記載のモータ。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載のモータを備える、電動パワーステアリング装置。
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