CN111133572B - 部件装配体以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明的一个实施方式所涉及的部件装配体具有部件装配基板、连接器部件、散热器以及第一螺钉部。上述部件装配基板具有第一表面和与上述第一表面为相反侧的第二表面。上述连接器部件设置在上述第一表面上且具有：多个端子固定部，其固定沿与上述第一表面正交的一个轴向延伸的端子；以及基部，其连结上述多个端子固定部之间，且具有开口部。上述散热器与上述第二表面相向，具有隔着上述部件装配基板与所述基部在所述一个轴向相向的第一螺钉座。上述第一螺钉部设置在上述开口部内，且隔着上述部件装配基板螺纹连接于上述第一螺钉座。

Description

部件装配体以及电子设备

技术领域

本发明涉及一种具有被螺纹固定的电路板的部件装配体以及具有此部件装配体的电子设备。

背景技术

例如，公知一种电子设备，该电子设备包括电动马达、搭载有驱动电动马达的控制电路的部件装配基板(电路板)以及容纳电动马达和部件装配基板的外壳。例如，在专利文献1中公开一种马达单元，该马达单元在其下壳体安装有转子、定子以及马达驱动控制装置，上述马达驱动控制装置包括部件装配基板，以及通过多个固定螺栓安装于部件装配基板的散热器。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2016－33986号公报

发明内容

将上述的电子设备组装起来的时候，存在将马达汇流条压入搭载于部件装配基板的连接器部件而固定的情况。这种情况下，存在基板受到超负荷的弯曲应力而基板损坏，电子设备的品质下降的可能。

鉴于以上情形，本发明的目的在于：提供一种能够防止因电路板的变形而导致品质下降的部件装配体以及具有该部件装配体的电子设备。

为了实现上述的目的，本发明的一个实施例所涉及的部件装配体具有部件装配基板、连接器部件、散热器以及第一螺钉部。

上述部件装配基板具有第一表面和与上述第一表面为相反侧的第二表面。

上述连接器部件设置在上述第一表面，该连接器部件具有：多个端子固定部，其固定在与上述第一表面正交的一个轴向延伸的端子；和基部，其将上述多个端子固定部之间连结，且具有开口部。

上述散热器与上述第二表面相向，且具有隔着上述部件装配基板与上述基部在上述一个轴向相向的第一螺钉座。

上述第一螺钉部配置在上述开口部内，隔着上述部件装配基板与上述第一螺钉座螺纹连接。

通过这样的构成，第一螺钉座在隔着部件装配基板与连接器部件相向的区域内支承部件装配基板。由此，缓和了伴随马达汇流条等端子压入端子固定部的朝向部件装配基板的弯曲应力。从而，通过本发明，能够防止由部件装配基板的变形而引起的电子设备的品质降低。

可以是，上述部件装配基板还具有装配在上述第二表面的发热部件，上述第一螺钉座具有使上述发热部件与上述散热器热连接的高度。

由此，在部件装配基板固定于散热器的状态下，能够维持部件装配基板的散热性。

可以是，上述发热部件具有金属性的散热电极，上述部件装配体还具有设置在上述散热电极和上述散热器之间使上述散热电极与上述散热器热连接的润滑脂层。

由此，例如，使发热部件的温度较高的地方作为散热电极在散热器侧露出，能够借助润滑脂层放出热量，提高散热性。

可以是，上述发热部件的至少一部分装配在隔着上述部件装配基板与上述连接器部件在上述一个轴向相向的区域内的上述二个面。

由此，能够确保使发热部件与散热器热连接。

可以是，上述连接器部件具有：由连结各个上述多个端子固定部之间的上述基部构成的多个基部；以及形成于上述多个基部的第一开口部以及第二开口部；上述第一螺钉部配置在上述第一开口部内，上述第一表面还具有配置在上述第二开口部内的识别部。

为了实现上述目的，本发明的一个实施方式所涉及的电子设备具有马达、汇流条单元以及部件装配体。

上述汇流条单元具有与上述马达电连接且在一个轴向延伸的端子。

上述部件装配体具有部件装配基板、连接器部件、散热器以及螺钉部。

上述部件装配基板具有第一表面和与上述第一表面为相反侧的第二表面。

上述连接器部件设置上述第一表面，包括：多个端子固定部，其固定上述端子；和基部，其将上述多个端子固定部之间连结，且具有开口部。

上述散热器与上述第二表面相向，且具有隔着上述部件装配基板与上述基部在上述一个轴向相向的螺钉座。

上述螺钉部配置在上述开口部内，隔着上述部件装配基板螺纹连接于述螺钉座。

附图说明

图1为示出作为本发明一个实施方式所涉及的电子设备的旋转电机的构成例的分解立体图。

图2为上述旋转电机主要部分的剖视立体图。

图3为搭载于上述旋转电机的部件装配体的部件装配基板俯视图。

图4为将上述部件装配体的构成简要示出的剖视图。

图5为搭载于现有的部件装配体的部件装配基板的俯视图。

图6为将上述部件装配体的构成简要示出的剖视图。

图7为将上述部件装配体的构成简要示出的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

＜电子设备的构成＞

图1为示出作为本发明的一个实施方式所涉及的电子设备的旋转电机100的构成例的分解立体图，图2为旋转电机100的主要部分的剖视立体图。

旋转电机100具有外壳10、部件装配体20、马达30、汇流条单元40以及保持部件50。

[外壳]

外壳10形成为大致圆筒形状，具有开口部11和与开口部11相向的底部12。外壳10由铝等金属材料形成，如图2所示，容纳马达30和汇流条单元40等。

[部件装配体]

如图2所示，部件装配体20在比马达30、汇流条单元40以及保持部件50靠上方的位置，被保持在外壳10的上端部。部件装配体20具有部件装配基板21、连接器部件22、散热器23、第一螺钉部以及第二螺钉部24、25(参照图3、4)。以下，对部件装配体20的构成进行详细说明。

(部件装配基板)

图3为从保持部件50侧观察部件装配基板21的俯视图，图4为将部件装配体20的构成简要示出的剖视图。另外，这些图中示出的X、Y以及Z轴的方向为表示相互正交的3个轴方向，在下文的图中也是同样的。

如图2以及图4所示，部件装配基板21具有第一表面21a和与第一表面21a为相反侧的第二表面21b。本实施方式的部件装配基板21为电路板，包括构成电动助力转向装置(EPS：Electronic Power Steering)的ECU(Engine Control Unit)的各种电子设备(未图示)。作为这些电子设备，包括CPU(Central Processing Unit)和存储器等。如图4所示，部件装配基板21借助后述的多个螺钉部24、25固定于散热器23。

并且，如图4所示，部件装配基板21具有装配于第二表面21b的发热部件21d。发热部件21d借助绝缘性的散热性润滑脂层G将热量向散热器23散热。在本实施方式中，作为发热部件21d，典型地选用功率MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)等开关元件，但不限于此，也可选用例如二极管、硅控整流器、或者绝缘栅双极型晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)等各种电子部件。

如图4所示，发热部件21d具有散热电极21e。散热电极21e在散热器的内表面23c侧设置在发热部件21d内，与散热性润滑脂层G接触。

由此，如图4所示，本实施方式的散热性润滑脂层G设置在散热电极21e和散热器23之间，成为使散热电极21e与散热器21热接触的部件。

由此，例如，将发热部件21d的温度升高的部位作为散热电极21e，使其在内表面23c侧露出，能够借助散热性润滑脂层G将部件装配基板21(发热部件21d)的热量向散热器23释放，提高部件装配体20的散热性。

并且，本实施方式的发热部件21d至少一部分隔着部件装配基板21装配在与连接器部件22在Z轴向相向的区域E内的第二表面21b上。即，从Z轴向观察，发热部件21d以与配置有连接器部件22的区域E至少一部分重叠的方式装配在第二表面21b上。

由此，即使在部件装配基板21上隔开空间装配连接器部件22的情况下，发热部件21d也会在与第一螺钉座23e靠近的位置装配在第二表面21b上。因此，即使部件装配基板21从远离散热器23的相反方向装配(参照图7)，也能够使发热部件21d与散热器23可靠地热连接。

进一步，如图3所示，部件装配基板21在与连接器部件22在Y轴向相向的周缘附近具有端子接合区域21c。端子接合区域21c包括与后述的外部连接端子23a电连接的多个端子部P。本实施方式的端子部P为连接器引脚，在端子接合区域21c内，例如，通过流焊的方式插入装配至第一表面21a上。

本实施方式的部件装配基板21可为典型的玻璃环氧基板，但也不限于此，例如也可以是陶瓷基板等。并且，部件装配基板21的形状也不限于图3所示的圆形，例如，也可以是矩形、椭圆形或三角形等。

(连接器部件)

连接器部件22在部件装配基板21的Y轴向周缘附近设置在第一表面21a上，具有端子固定部22a、多个基部22b、第一开口部22c以及第二开口部22d。

如图3所示，端子固定部22a在X轴向隔开规定的间隔设置有多个且在Z轴向突出。如图2所示，端子固定部22a以将在Z轴向朝向部件装配基板21延伸的汇流条单元40的电源端子41b固定的方式构成。

由此，端子固定部22a与汇流条单元40的电源端子41b电连接。另外，端子固定部22a的数量可根据电源端子41b的数量适宜决定，在本实施方式中为三个，但不限于此，也可以是两个或四个以上。

多个基部22b由连结多个端子固定部22a之间的基部22b构成。基部22b为连结多个端子固定部22a之间的连结部件。如图4所示，基部22b具有与部件装配基板21的第一表面21a相向的主表面S1和与主表面S1为相反侧的主表面S2。

如图3所示，第一开口部以及第二开口部22c、22d形成在多个基部22b。第一开口部以及第二开口部22c、22d为使基部22b和两个主表面S1、S2连通的贯通孔。由此，开口部22c内的第一表面21a在Z轴向露出。

第一开口部以及第二开口部22c、22d的数量根据基部22b的数量适宜决定，在本实施方式中第一开口部以及第二开口部22c、22d由多个基部22b逐个形成，但不限于此。例如，本实施方式的第一开口部以及第二开口部22c、22d也可以由多个基部22b多个形成。

开口部22c的形状不限于图3所示的椭圆形状，也可以是圆形、矩形、三角形等其他形状。

构成连接器部件22的材料由典型的PBT(Polybutylene terephthalate)等合成树脂构成。并且，本实施方式的连接器部件22为典型的压入配合连接器，但不限于此种类的连接器。

(散热器)

散热器23与部件装配基板21的第二表面21b在Z轴向相向且隔着密封圈安装在外壳10的开口部11，由此，构成密封外壳10的内部的盖部。如图1所示，在散热器23的周缘部设置有具有螺钉插通孔的多个托架23b，借助这些托架23b将设置在散热器23的开口部11的周缘部的多个固定托架14螺丝固定。

在散热器23也可设置有能使外壳10的内部和外部气体连通的呼吸孔。如图2以及图4所示，散热器23具有设置有与外部电源(未图示)电连接的外部连接端子23a的外表面23d和与汇流条单元40电连接的部件装配基板21的第二表面21b相向的内表面23c。

散热器23典型的由金属材料制的块状体构成，具有使部件装配基板21(发热部件21d)的热量进行散热的效果。构成散热器23的材料可以与外壳10相同，也可以是不同材料。

如图4所示，本实施方式的散热器23具有从内表面23c朝向部件装配基板21突出的第一螺钉座以及第二螺钉座23e、23f。

第一螺钉座23e隔着部件装配基板21与连接器部件22的基部22b(第一开口部22c)在Z轴向相向。第一螺钉座23e设置在隔着部件装配基板21与连接器部件22相向的内表面23c上的区域E内，且与部件装配基板21的第二表面21b抵接。

由此，第一螺钉座23e在区域E内作为支承部件装配基板21的台座部(第一台座部)发挥作用。另外，第一螺钉座23e的数量可以根据连接器部件22的构成适宜决定，在本实施方式中为一个，但不限于此，也可以设置多个。

并且，本实施方式的第一螺钉座23e具有使设置在部件装配基板21和散热器23(内表面23c)之间的发热部件21d借助散热性润滑脂层G与内表面23c抵接的高度D1。由此，发热部件21d借助散热性润滑脂层G与散热器23热连接，部件装配基板21固定于散热器23的状态下，维持发热部件21d的散热性。

第二螺钉座23f与部件装配基板21的周缘在Z轴向相向且抵接于第二表面21b。由此，第二螺钉座23f作为支承部件装配基板21的周缘的台座部(第二台座部)发挥作用。另外，第二螺钉座23f的数量也可适宜变更，在本实施方式中为三个但不限于此，也可以设置为单个或多个。

(第一螺钉部)

如图3所示，第一螺钉部24配置在形成在连接器部件22的基部22b的第一开口部22c内，隔着部件装配基板21螺纹连接于第一螺钉座23e。第一螺钉部24的数量根据第一螺钉座23e的数量适宜决定，本实施方式中为一个但不限于此，也可以是多个。

第一螺钉部24典型地由金属材料构成，但不限于此，例如也可以是由塑料材料和橡胶材料等非金属材料构成，也可以是由金属材料和非金属材料的结合体构成。

(第二螺钉部)

第二螺钉部25隔着部件装配基板21的周缘螺纹连接于第二螺钉座23f。第二螺钉部25根据第二螺钉座23f的数量适宜决定，在本实施方式中为三个但不限于此，也可以是单个或多个。

第二螺钉部25典型地由金属材料构成，但不限于此，例如也可以是由塑料材料和橡胶材料等非金属材料构成，也可以是由金属材料和非金属材料的结合体构成。并且，构成第二螺钉部25的材料既可以是与第一螺钉部24同种也可以是不同材料。

[马达]

如图2所示，马达30具有容纳在外壳10内的定子31和转子32。定子31包括配置在外壳10的内侧的定子铁芯311和缠绕在定子铁芯311的定子线圈312。定子铁芯311由磁性材料构成，例如由多枚磁性钢板的层叠体构成。

定子铁芯311通过嵌合在外壳10的内周而固定于外壳10。定子线圈312包括U相、V相以及W相的电磁线圈，各个端部与汇流条单元40电连接。

转子32具有驱动轴321和装配于驱动轴321的转子铁芯322。驱动轴321沿外壳10的轴心配置，压入形成在转子铁芯322的中央的贯通孔。驱动轴321借助轴承B1(第一轴承)以及轴承B2(第二轴承)被可自由旋转地支承于外壳10。转子铁芯322具有沿周向排列的多个磁极。转子32配置在定子31的内侧，通过与定子31的电磁作用而使驱动轴321绕其轴旋转。

驱动轴321的一端(图1以及图2中的下端)贯通外壳10的底部12且在其末端部具有齿轮部323。齿轮部323与连接于转向轴的对方侧的齿轮(未图示)啮合，将驱动轴321的旋转传递至上述转向轴。在外壳10的底部12具有连接于对方侧设备的凸缘部13，借助多个螺丝连接于该设备。

驱动轴321的另一端(图1以及图2中的上端)与散热器23的下表面隔着间隔相向。驱动轴321的另一端固定有磁铁60，借助与该磁铁60相向的部件装配基板21上的磁传感器(未图示)检测转子32的转数。

一侧的轴承B1(第一轴承)装配于外壳10的底部12，可旋转地支承驱动轴321的一端侧。另一侧的轴承B2(第二轴承)可旋转地支承驱动轴321的另一端侧。轴承B2配置在转子铁芯322和散热器23之间，借助保持部件50固定于外壳10。

[汇流条单元]

汇流条单元40具有由导电材料形成的多个汇流条41以及将这些汇流条41包覆在内部的电绝缘性的汇流条保持架42(参照图2)。汇流条保持架42由圆环状的成形体构成，多个汇流条41具有从汇流条保持架42的外周面朝径向外侧突出的多个连接端子41a以及从汇流条保持架42的顶面在一个轴向延伸且与U相、V相以及Z相分别对应的多个电源端子41b(参照图1)。

汇流条单元40配置在外壳10的内部，与驱动轴321同心地连接于定子线圈312。多个连接端子41a分别电连接于U相、V相以及W相的定子线圈312的一端，多个电源端子41b与固定于散热器23的部件装配基板21上的连接器部件22电连接。

[保持部件]

保持部件50为将轴承B2定位保持在外壳10内的部件，由金属板的冲压形成体构成。本实施方式中的保持部件50例如是将金属板以立体形状拉深加工以及弯折加工而获得的部件。由于保持部件50是由金属材料构成的，能够借助保持部件50将在轴承B2处产生的摩擦热量高效地朝外壳10释放，提高轴承B2的散热性。构成保持部件50的金属板不特别限定，确保必要的强度且能够获得适当弹性形变的厚度即可。

保持部件50可以由磁性材料构成，也可以由非磁性材料构成。由于定子31和转子32产生的电磁场的影响，通过保持部件50由磁性材料构成，可以起到保护部件装配基板21上的电子部件的屏蔽效果。作为这样的材料，例如选择SPCC(冷轧碳钢薄板)，但也不限于此。

＜效果＞

接下来，与现有的部件装配体比较地对本实施方式的部件装配体20的效果进行说明。图5为比较例所涉及的部件装配体的部件装配基板的俯视图。并且，图6、图7为简要示出现有的部件装配体的构成的剖视图，示出了部件装配基板的变形的图。

如图5以及图6所示，比较例所涉及的部件装配基板在连接器部件周围的多个螺钉座之间的X轴向的距离较大。由此，将马达汇流条等端子沿Z轴向压入连接器部件的端子而固定时，存在因螺纹固定于螺钉座的部件装配基板受到必要以上的弯曲力而基板损伤电子设备的品质下降的可能。

并且，如图7所示，在电子设备的制造过程中，部件装配基板位于远离散热器的反方向的情况下(与朝Z轴向上侧凸起的相反情况)，因发热部件与散热器之间的距离D2增大而发热部件的散热性下降。

另一方面，在本实施方式所涉及的部件装配体20中，连接器部件22周围的第一螺钉座23e与第二螺钉座23f之间的X轴向的距离比较小，成为在隔着部件装配基板21与连接器部件22相向的区域E内第一螺钉座23e支承部件装配基板21的结构(参照图4)。

由此，将汇流条单元40的电源端子41b在Z轴向压入端子固定部22a而固定时，由于电源端子41b施加于部件装配基板21的平行于Z轴向的应力的抵抗力被从第一螺钉座23e施加于部件装配基板21，伴随电源端子41b压入端子固定部22a而朝向部件装配基板21的弯曲力被缓和。因此，防止了因部件装配基板21的变形而引起的旋转电机100的品质下降。

并且，如图3所示，部件装配体20由于构成为形成在连接器部件22的基部22b的第一开口部22c内配置第一螺钉部24，能够有效利用部件装配基板21上的空间，提高了设计自由度。

进一步，本实施方式的部件装配体20构成为第一螺钉部24隔着部件装配基板21螺纹连接于设置在区域E内的第一螺钉座23e。由此，在旋转电机100的制造过程中，即使在部件装配基板21产生如图7所示的翘曲，通过第一螺钉部24螺纹连接于第一螺钉座23e而矫正其翘曲，也会维持发热部件21d借助润滑脂层G与散热器23热连接的状态。从而，防止了因部件装配基板21的变形而引起的发热部件21d的散热性的下降。

＜其他实施例＞

以上，对本发明的实施方式进行了说明，本发明不限于上述实施方式，也可以有各种变更。

例如在上述实施方式中，在形成于连接器部件22的基部22b的第一开口部以及第二开口部22c、22d中，第一螺钉部24只配置在第一开口部22c内，但是不限于此，第一螺钉部24也可配置在第一开口部以及第二开口部22c、22d内，第一螺钉部24也可只配置在第二开口部22d内。

进一步，在上述实施方式中，在形成于连接器部件22的基部22b的第一开口部以及第二开口部22c、22d中，螺钉部配置在第一开口部22c内，而第二开口部22d内为空着，但是不限于此。

例如，在本发明所涉及的部件装配体20中也可以是，如图3所示，第一表面21a构成为具有配置在第二开口部22d内的识别部I。即，也可在第二开口部22d内的第一表面21a印字识别部I。另外，识别部I例如为识别基板21的制品的号码或型号的条形码或QR码(注册商标)等识别信息。

并且，在本发明的部件装配基板20中也可以是，螺钉部配置在第一开口部22c内，在第二开口部22d内配置滤波电容等各种部件。

另外，在以上的实施方式中，作为电子设备，以使用在车辆电动助力转向装置的旋转电机100为例进行了说明，但也可适用于其他用途的旋转电机(马达)。进一步，本发明所涉及的电子设备不仅限于马达，也可适用于发电机等其他的旋转电机，并且，可以适用于旋转电机以外的其他电子设备。

Claims (5)

1.一种部件装配体，其中，包括：

部件装配基板，所述部件装配基板具有第一表面和与所述第一表面为相反侧的第二表面；

设置在所述第一表面上的连接器部件，所述连接器部件包括：多个端子固定部，其固定在与第一表面正交的一个轴向延伸的端子；和基部，其将所述多个端子固定部之间连结，且具有开口部；

散热器，所述散热器与所述第二表面相向，且具有隔着所述部件装配基板与所述基部在所述一个轴向相向的第一螺钉座；以及

第一螺钉部，所述第一螺钉部配置在所述开口部内，隔着所述部件装配基板螺纹连接于所述第一螺钉座。

2.根据权利要求1所述的部件装配体，其中，

所述部件装配基板还具有装配在所述第二表面的发热部件，

所述发热部件具有金属性的散热电极，所述散热电极隔着润滑脂层与所述散热器热连接，

所述第一螺钉座具有所述发热部件与所述润滑脂层的高度之和的高度。

3.根据权利要求2所述的部件装配体，其中，

所述发热部件的至少一部分装配在隔着所述部件装配基板与所述连接器部件在所述一个轴向相向的区域内的所述第二表面。

4.根据权利要求1所述的部件装配体，其中，

所述连接器部件具有：由连结所述多个端子固定部之间的所述基部构成的多个基部；以及形成在所述多个基部的第一开口部以及第二开口部，

所述第一螺钉部配置在所述第一开口部内，

所述第一表面具有配置在所述第二开口部内的识别部。

5.一种电子设备，其中，包括：

马达；

汇流条单元，所述汇流条单元具有与所述马达电连接且沿一个轴向延伸的端子；以及

部件装配体，

所述部件装配体具有：

部件装配基板，所述部件装配基板具有第一表面和所述第一表面的相反侧的第二表面；

设置在所述第一表面上的连接器部件，所述连接器部件包括：多个端子固定部，其固定所述端子；和基部，其将所述多个端子固定部之间连结，且具有开口部；

散热器，所述散热器与所述第二表面相向，且具有隔着所述部件装配基板与所述基部在所述一个轴向相向的螺钉座；以及

螺钉部，所述螺钉部配置在所述开口部内，隔着所述部件装配基板螺纹连接于所述螺钉座。

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