JP2011083062A - Motor unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車等に搭載されるモータユニットに関するものである。 The present invention relates to a motor unit mounted on an automobile or the like.
従来から、車両の操舵軸の操作に応じて操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置に、3相ブラシレスモータを用いたものがある。この種のブラシレスモータは、複数のコイルが巻装されたステータと、このステータに対して回転自在に設けられたロータとを有しており、コイルへの給電を制御する駆動制御装置によってロータの回転駆動が制御されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an electric power steering device that assists a steering force in accordance with an operation of a steering shaft of a vehicle using a three-phase brushless motor. This type of brushless motor has a stator around which a plurality of coils are wound, and a rotor that is rotatably provided with respect to the stator. The rotational drive is controlled.
駆動制御装置は、複数のコイルに選択的に給電を行うためのスイッチング素子であるFET(Field Effect Transistor;電界効果トランジスタ)、FETの駆動制御を行うためのCPU(Central Processing Unit)、コンデンサ、電磁ノイズを低減するための雑防素子などの電子部品を有している。そして、FET、コンデンサ、雑防素子などの大電流電子部品はパワー基板に実装され、CPUなどの小電流電子部品は制御基板に実装される場合が多い。 The drive control device includes a field effect transistor (FET) that is a switching element for selectively supplying power to a plurality of coils, a CPU (Central Processing Unit) for performing drive control of the FET, a capacitor, an electromagnetic It has electronic parts such as noise prevention elements for reducing noise. In many cases, high-current electronic components such as FETs, capacitors, and anti-noise elements are mounted on a power board, and small-current electronic components such as a CPU are mounted on a control board.
ここで、車両の限られたスペースに電動パワーステアリング装置を載置する場合、ブラシレスモータと駆動制御装置とを一体化し、設置スペースの省スペース化を図ることが望ましい。このため、駆動制御装置のさらなる小型化を図るべく、さまざまな技術が提案されている。
例えば、パワー基板と制御基板とを1枚の回路基板で構成し、この回路基板の両面にFET、CPU、コンデンサ、雑防素子などの電子部品を実装する技術が開示されている。そして、このように構成された駆動制御装置をブラシレスモータの外周面に配置し、設置スペースの省スペース化を図ろうとしている(例えば、特許文献1参照)。
Here, when the electric power steering device is placed in a limited space of the vehicle, it is desirable to integrate the brushless motor and the drive control device to save the installation space. For this reason, various techniques have been proposed in order to further reduce the size of the drive control device.
For example, a technique is disclosed in which a power board and a control board are configured by a single circuit board, and electronic components such as FETs, CPUs, capacitors, and anti-noise elements are mounted on both sides of the circuit board. And the drive control apparatus comprised in this way is arrange | positioned on the outer peripheral surface of a brushless motor, and it is going to attain space saving (for example, refer patent document 1).
しかしながら、上述の従来技術にあっては、1枚の回路基板の両面に各電子部品を立体的に実装しているので、駆動制御装置の厚さが厚くなる。このため、駆動制御装置をブラシレスモータの外周面に配置すると、駆動制御装置を含むブラシレスモータの最外径が大きくなる。この結果、車両などの限られたスペースにブラシレスモータをレイアウトしにくいという課題がある。 However, in the above-described prior art, since each electronic component is three-dimensionally mounted on both surfaces of one circuit board, the thickness of the drive control device is increased. For this reason, when the drive control device is disposed on the outer peripheral surface of the brushless motor, the outermost diameter of the brushless motor including the drive control device is increased. As a result, there is a problem that it is difficult to lay out the brushless motor in a limited space such as a vehicle.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、設置スペースの省スペース化を図ることができ、レイアウト性を向上させることができるモータユニットを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a motor unit that can save installation space and can improve layout.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、電動モータと、前記電動モータに組み付けられ、前記電動モータの駆動制御を行うための制御ユニットとにより構成されるモータユニットであって、前記制御ユニットは、前記電動モータの駆動制御を行う駆動回路部と、前記駆動回路部に電流を供給する電源回路部とで構成され、前記駆動回路部は、少なくともブリッジ回路を構成するスイッチング素子を有し、前記電源回路部は、少なくともバスバーと、前記バスバー上に実装され、電磁ノイズを低減するための雑防素子とを有し、前記駆動回路部、および前記電源回路部は、前記電動モータのヨークハウジングの周囲に配置され、前記電源回路部は前記駆動回路部の少なくとも一部の面と交差する面に沿って配置されることを特徴とする。
この場合、請求項2に記載した発明のように、前記制御ユニットは、前記電動モータの軸方向に沿って組み付け可能に設けてもよい。
In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 is a motor unit that includes an electric motor and a control unit that is assembled to the electric motor and performs drive control of the electric motor. The control unit includes a drive circuit unit that performs drive control of the electric motor and a power supply circuit unit that supplies current to the drive circuit unit, and the drive circuit unit performs switching that forms at least a bridge circuit. The power supply circuit unit includes at least a bus bar and a noise prevention element mounted on the bus bar to reduce electromagnetic noise, and the drive circuit unit and the power supply circuit unit include the element It is arranged around the yoke housing of the electric motor, and the power supply circuit unit is arranged along a surface intersecting at least a part of the surface of the drive circuit unit. And butterflies.
In this case, as in the invention described in
このように構成することで、制御ユニットを構成するスイッチング素子、雑防素子、および各電子部品を平面的に配置することができ、この分、制御ユニットの扁平化を図ることができる。このため、モータユニットの最外径を縮径化することができ、モータユニットの設置スペースを省スペース化することができる。よって、モータユニットのレイアウト性を向上させることが可能になる。
また、電源回路部を構成する部品として、バスバーを用いることにより、電動モータに大電流を供給することが可能になる。このため、モータユニットを高出力化することが可能になる。
さらに、電動モータに制御ユニットが軸方向に沿って組み付け可能に設けられているので、モータユニットの組み立て作業性を向上することができる。
With this configuration, the switching element, the noise prevention element, and each electronic component constituting the control unit can be arranged in a plane, and the control unit can be flattened accordingly. For this reason, the outermost diameter of the motor unit can be reduced, and the installation space of the motor unit can be saved. Therefore, the layout of the motor unit can be improved.
Moreover, a large current can be supplied to the electric motor by using a bus bar as a component constituting the power supply circuit unit. For this reason, it becomes possible to increase the output of the motor unit.
Furthermore, since the control unit is provided in the electric motor so as to be assembled along the axial direction, the assembling workability of the motor unit can be improved.
請求項3に記載した発明は、前記駆動回路部は、さらに、前記スイッチング素子のオン/オフ切換え制御を行う制御部品とを有することを特徴とする。
このように構成することで、モータユニットのレイアウト性を向上させることが可能になる。
The invention described in
With this configuration, the layout of the motor unit can be improved.
請求項4に記載した発明は、前記駆動回路部は、前記スイッチング素子が実装されている第1基板と、前記制御部品が実装されている第2基板とを有し、前記第2基板の面と交差する面に沿って前記電源回路部を配置したことを特徴とする。
このように構成することで、熱に弱い制御部品が実装されている第2基板を発熱の大きいスイッチング素子が実装されている第1基板から隔離して配置することができる。このため、制御部品の熱による損傷を防止しつつ、モータユニットをトータル的に小型化することが可能になる。
According to a fourth aspect of the present invention, the drive circuit unit includes a first substrate on which the switching element is mounted and a second substrate on which the control component is mounted, and the surface of the second substrate The power supply circuit unit is arranged along a plane intersecting with the line.
By comprising in this way, the 2nd board | substrate with which the heat-sensitive control component is mounted can be isolated and arrange | positioned from the 1st board | substrate with which the switching element with large heat_generation | fever is mounted. For this reason, it becomes possible to reduce the size of the motor unit in total while preventing damage to the control components due to heat.
請求項5に記載した発明は、前記電源回路部は、前記バスバーの少なくとも一部を埋設した樹脂モールド体を有し、この樹脂モールド体の前記バスバーの先端に対応する箇所に、前記外部電源と電気的に接続するためのコネクタ部が一体成形されていることを特徴とする。
このように構成することで、電源回路部の組み立てを容易化することができると共に、部品点数を減少させることができる。このため、製造コストを低減化することが可能になる。
In the invention described in
With this configuration, the assembly of the power supply circuit unit can be facilitated and the number of components can be reduced. For this reason, it becomes possible to reduce manufacturing cost.
請求項6に記載した発明は、前記制御ユニットには、前記駆動回路部、および前記電源回路部と、前記ヨークハウジングとの間に、導電性を有する遮蔽部が設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、駆動回路部、および電源回路部の電動モータから発生する電磁ノイズの影響を遮蔽部によって低減することができ、信頼性の高いモータユニットを提供することができる。また、遮蔽部によって駆動回路部のスイッチング素子から発生する熱の放熱面積を増大させることができ、駆動回路部を効率的に冷却することが可能になる。
The invention described in
With this configuration, the influence of electromagnetic noise generated from the electric motor of the drive circuit unit and the power supply circuit unit can be reduced by the shielding unit, and a highly reliable motor unit can be provided. In addition, the heat dissipation area of heat generated from the switching element of the drive circuit unit can be increased by the shielding unit, and the drive circuit unit can be efficiently cooled.
本発明によれば、制御ユニットを構成するスイッチング素子、雑防素子、および各電子部品を平面的に配置することができ、この分、制御ユニットの扁平化を図ることができる。このため、モータユニットの最外径を縮径化することができ、モータユニットの設置スペースを省スペース化することができる。よって、モータユニットのレイアウト性を向上させることが可能になる。 According to the present invention, the switching element, the noise prevention element, and each electronic component constituting the control unit can be arranged in a plane, and the control unit can be flattened accordingly. For this reason, the outermost diameter of the motor unit can be reduced, and the installation space of the motor unit can be saved. Therefore, the layout of the motor unit can be improved.
(第一実施形態)
(モータユニット)
次に、この発明の第一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。
図1はモータユニット1の斜視図、図2はモータユニット1のブラシレスモータ2から制御ユニット3を脱着した状態の斜視図である。図3はモータユニット1の縦断面図である。
図1〜図3に示すように、モータユニット1は、例えば、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に用いられるものであって、ブラシレスモータ2と、このブラシレスモータ2に軸方向で組み付け可能に設けられた制御ユニット3とで構成されている。
(First embodiment)
(Motor unit)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view of the motor unit 1, and FIG. 2 is a perspective view of a state in which the
As shown in FIGS. 1 to 3, the motor unit 1 is used, for example, in an electric power steering device mounted on a vehicle, and can be assembled to a
(ブラシレスモータ)
ブラシレスモータ2は、所謂インナーロータ型の3相モータであって、ステータ4と、ステータ4内に配置されたロータ5とを有し、ステータ4に固定されたブラケット6にロータ5が回転自在に支持されている。
ステータ4は、一端が開口された有底円筒形状のステータハウジング(ヨークハウジング)7の内周に、ステータコア8が圧入固定されている。
(Brushless motor)
The
A
ステータハウジング7の底部7aには、径方向略中央にボス部14が形成され、ここにロータ5の回転軸15の一端を回転自在に軸支するベアリング16が圧入固定されている。
ステータハウジング7の開口側には、ブラケット6と印籠接合する際に使用されるインロー部17が形成されている。また、ステータハウジング7の開口は、これを覆うブラケット6により閉塞されている。
A
On the opening side of the
ステータコア8は、環状の外周部9から径方向中央に向かってコイル10を巻装するためのティース11が複数突設されている。ステータコア8の内周側には、隣接するティース11間に蟻溝状のスロット12が複数形成されている。各ティース11には、インシュレータ13を装着した上からコイル10が巻回されている。コイル10は、3相(U相、V相、W相)のコイルを形成している。
The
ステータ4のブラケット6側端には、ロータ5の回転軸15の周囲を囲むように形成された略環状のバスバーユニット23がインシュレータ13上に載置された形で設けられている。バスバーユニット23は、ステータ4のコイル10の端末部と、制御ユニット3とを電気的に接続するものであって、樹脂モールド体24に略環状の複数のバスバー25が軸方向に沿って積層された形で埋設されている。
A substantially annular
バスバー25はコイル10の相毎に設けられており、各相のバスバー25と、それぞれ対応する相のコイル10とが接続されている。また、各相のバスバー25の外周部には、接続端子26が軸方向に沿ってブラケット6側に向かって延設されている。これら接続端子26は、ブラケット6に設けられている接続端子27の一端に接続されるようになっている。
The
ロータ5の回転軸15の外周には、ステータコア8を臨む位置に、ロータコア28が外嵌固定されている。ロータコア28は、金属板(電磁鋼板)を軸方向に積層したり、軟磁性粉を加圧したりすることにより形成されたものである。ロータコア28の外周面には、瓦状に形成された複数の永久磁石29が周方向に磁極が順番に変わるように配置されている。
On the outer periphery of the
永久磁石29は、回転軸15に外嵌されているマグネットホルダ30によって位置決め固定された状態になっている。また、回転軸15のブラケット6側には、レゾルバ22の一方を構成するレゾルバロータ22aが外嵌固定されている。レゾルバ22は、回転軸15の回転位置を検出するための回転位置検出装置である。
The
ブラケット6は、ステータハウジング7に複数のボルト18によって締結固定されている。ブラケット6の軸方向ステータ4側の面には、ステータハウジング7に突き当てたときにインロー部17に嵌合する筒状の接合部19を有している。接合部19の外周面と、インロー部17の内周面との間には、両者19,20に挟まれるようにしてOリングなどのパッキン20が装着されている。
一方、ブラケット6のインロー部17とは反対側の面には、減速機構等を嵌合可能な筒状の接合部31が一体成形されている。この接合部31の外周面には、Oリング(不図示)を取り付けるためのOリング溝32が形成されている。
The
On the other hand, on the surface of the
ブラケット6の径方向略中央には、軸方向外側にロータ5の回転軸15の他端を回転自在に軸支するベアリング21が圧入されている。ベアリング21よりもステータ4側には、レゾルバ22の他方を構成するレゾルバステータ22bが固定されている。レゾルバステータ22bに巻装されているレゾルバコイル(不図示)は、制御ユニット3に電気的に接続されている。
A bearing 21 that rotatably supports the other end of the
また、ブラケット6の外周部には、一側に制御ユニット接続部37が径方向外側に向かって突設されている。制御ユニット接続部37は、制御ユニット3とバスバーユニット23の接続端子26とを電気的に接続するためのものであって、接続端子27が設けられている。接続端子27は、径方向に沿って延設されている。
In addition, a control
接続端子27の径方向内側に位置する一端は、軸方向外側(図3における上側)に向かって曲折されており、ここにバスバーユニット23の接続端子26の先端が重ね合わさるように接続されている。
また、制御ユニット接続部37には、径方向外側と軸方向ステータ4側(図3における軸方向下方)とが大きく開口された凹部39が形成されており、この凹部39に接続端子27の他端が臨まされている。
One end located on the radially inner side of the
In addition, the control
さらに、制御ユニット接続部37の外周面には、カバー40がボルト41によって締結固定されている。このカバー40によって、凹部39の径方向外側が閉塞された状態になっている。そして、制御ユニット接続部37は、軸方向ステータ4側のみが開口された状態になっており、ここを制御ユニット3を受け入れるための受け入れ口42として構成している。
Further, the
(制御ユニット)
制御ユニット3は、ブラシレスモータ2の駆動制御を行うものであって、アルミダイキャスト製の略四角柱状のベース部43を有している。ベース部43の径方向中央には、大部分に軸方向に貫通する貫通孔44が形成されており、ここにブラシレスモータ2のステータハウジング7が内嵌されるようになっている。すなわち、ベース部43は、ステータハウジング7の周囲を取り囲むように形成された状態になっている。
(Controller unit)
The
また、ベース部43のブラケット6側には、外周縁にボルト座35が形成されている。ブラケット6のボルト座35に対応する位置には、不図示の雌ネジ部が刻設されている。ボルト座35にボルト66が挿通されブラケット6の不図示の雌ネジ部にボルト66が螺入されることによって、ブラケット6にベース部43が締結固定される。
さらに、ベース部43の貫通孔44には、底部側(図3における下側)に、貫通孔44を閉塞する略円板状のカバー51が内嵌固定されている。
A
Furthermore, a substantially disc-shaped
ベース部43の外周には、4つ角のうちの1つに、ステータハウジング7の外形状に対応する円弧面45が形成されている。
ベース部43の外周であって、円弧面45とは回転軸15を中心にして反対側に存在する2つの平坦面46a,46bには、それぞれ駆動回路部47と電源回路部48とが載置されている。さらに、ベース部43の平坦面46a,46bに対応する位置には、各回路部47,48を覆うように形成されたカバー49が複数のボルト50によって締結固定されている。
A
A
図4は、駆動回路部47、および電源回路部48の斜視図である。
図3、図4に示すように、駆動回路部47は、ベース部43の一方の平坦面46aの面積よりもやや小さく形成された回路基板52を有している。回路基板52には、ブリッジ回路を構成し、ブラシレスモータ2の各相のコイル10に選択的に給電を行うためのスイッチング素子である複数のFET53、これらFET53の駆動制御を行うための制御部品であるCPU54、過電圧防止用のツェナーダイオード55、各部品に電力を安定供給するためのレギュレータIC56などの複数の電子部品が実装されている。
FIG. 4 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、回路基板52のブラケット6側(図4における上側)には、平面視長方形状にインサート成形された端子台68が配置され、ボルト34によってベース部43に締結固定されている。端子台68は、ブラシレスモータ2内に配置されているレゾルバステータ22bのレゾルバコイル(不図示)、および不図示の外部制御機器と、回路基板52とを電気的に接続するための基板である。すなわち、レゾルバステータ22bのレゾルバコイル(不図示)は、端子台68に電気的に接続されている。
A
また、端子台68と回路基板52は、互いにワイヤボンディングにより接続されている。さらに、端子台68には、センサ線33の一端が接続されている。センサ線33の他端は、ベース部43を貫通して外部へと引き出されている。このセンサ線33の他端には、不図示の外部制御機器と接続されるコネクタ36が設けられている。
The
一方、電源回路部48は、断面略L字状の樹脂モールド体57を有している。樹脂モールド体57は、ベース部43の他方の平坦面46b全体を覆うように形成された電子部品実装部57aと、この電子部品実装部57aから一方の平坦面46a側に回り込むように延設された接続部57bとが一体成形されたものである。すなわち、樹脂モールド体57の電子部品実装部57aは、この面が駆動回路部47の回路基板52の面に対して略直交するように配置されていることになる。
On the other hand, the power
電子部品実装部57a、および接続部57bには、それぞれボルト50に対応する部位に、ボルト孔65が形成されている。すなわち、カバー49を締結固定するボルト50は、樹脂モールド体57のボルト孔65に挿通され、ベース部43に形成されている不図示の雌ネジ部に螺入されるようになっている。このように、カバー49、および樹脂モールド体57は、ボルト50によって共締めされる。
Bolt holes 65 are formed in portions corresponding to the
図5は、電源回路部48の樹脂モールド体57を取り外した状態の斜視図である。
図4、図5に示すように、樹脂モールド体57の電子部品実装部57a、および接続部57bには、複数のバスバー58が埋設されている。
複数のバスバー58は、不図示の外部電源からの電力を駆動回路部47を介してブラシレスモータ2に供給するためのものである。すなわち、複数のバスバー58は、不図示の外部電源と駆動回路部47の回路基板52とを電気的に接続する第1電力供給ライン59と、回路基板52とブラシレスモータ2のコイル10とを電気的に接続するための第2電力供給ライン60とを構成している。
FIG. 5 is a perspective view of the power
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of
The plurality of
第1電力供給ライン59には、一端に樹脂モールド体57の電子部品実装部57aから周方向外側に向かって突出した端子部59aが2箇所形成されている。樹脂モールド体57の端子部59aに対応する部位には、端子部59aを取り囲むように筒状のコネクタ部61が一体成形されている。このコネクタ部61に不図示の外部電源から延びるコネクタ(不図示)が嵌着されることによって、バスバー58に電力が供給される。
In the first
また、第1電力供給ライン59の他端は、樹脂モールド体57の接続部57bに至るまで屈曲延出されている。第1電力供給ライン59の接続部57bに対応する部位には、外部に露出した露出部59bが設けられている。この露出部59bと、駆動回路部47の回路基板52とがワイヤボンディングにより接続されている。
さらに、第1電力供給ライン59の一端と他端との間には、電磁ノイズを低減するためのチョークコイル62、およびコンデンサ63が実装されている。これらチョークコイル62、およびコンデンサ63は、樹脂モールド体57の電子部品実装部57aの表面から外部に突出した状態で配置されている。
Further, the other end of the first
Further, a
第2電力供給ライン60には、一端に樹脂モールド体57の電子部品実装部57aから軸方向に沿ってブラケット6側に向かって突出した端子部60aが3箇所形成されている。これら端子部60aは、ブラケット6の制御ユニット接続部37に形成されている受け入れ口42に挿入され、ブラケット6の接続端子27に接続される。これにより、ブラシレスモータ2と制御ユニット3とが電気的に接続された状態になる。
In the second
また、第2電力供給ライン60の他端は、樹脂モールド体57の接続部57bに至るまで屈曲延出されている。第2電力供給ライン60の接続部57bに対応する部位には、外部に露出した露出部60bが設けられている。この露出部60bと、駆動回路部47の回路基板52とがワイヤボンディングにより接続されている。
さらに、第2電力供給ライン60の一端と他端との間には、フェールセーフ用のリレー64が実装されており、過電流時等の場合、ブラシレスモータ2への電力供給を遮断できるようになっている。リレー64は、樹脂モールド体57の電子部品実装部57aの表面から外部に突出した状態で配置されている。
Further, the other end of the second
Furthermore, a fail-
(作用)
このような構成のもと、モータユニット1の組み立て作業を行うにあたって、まず、ブラシレスモータ2と制御ユニット3とをそれぞれ別々に組み立てる。そして、ブラシレスモータ2のステータハウジング7に、制御ユニット3のベース部43を嵌め込む。
このとき、制御ユニット3から軸方向外側に突出している端子部60aの位置と、ブラシレスモータ2のブラケット6に形成されている制御ユニット接続部37との位置を合わせる。
(Function)
In performing the assembly operation of the motor unit 1 under such a configuration, first, the
At this time, the position of the
そして、制御ユニット接続部37の受け入れ口42に、端子部60aを差し込むようにして制御ユニット3を組み付ける。すると、ブラシレスモータ2と制御ユニット3とが電気的に接続される。この後、ブラシレスモータ2のブラケット6に、ボルト66によって制御ユニット3を締結固定することで、モータユニット1の組み立て作業が完了する。
And the
続いて、モータユニット1を駆動させるにあたって、外部電源より制御ユニット3に電力が供給されると、駆動回路部47のCPU54によってFET53のオン/オフ切換え制御が行われる。そして、ブラシレスモータ2の各相のコイル10に選択的に電流が供給される。コイル10に電流が供給されると、ステータコア8の複数のティース11にそれぞれ所望の磁界が発生する。この磁界とロータ5の永久磁石29との間に、磁気的な吸引力や反発力が発生し、ロータ5が回転し続ける。
Subsequently, when driving the motor unit 1, when power is supplied to the
ここで、ロータ5の回転位置は、レゾルバ22によって検出される。レゾルバ22によって検出された回転位置信号は、駆動回路部47のCPU54に出力される。CPU54は、レゾルバ22から入力される回転位置信号に基づいて、制御信号を出力する。この信号に基づいて、FET53の駆動制御が行われる。
Here, the rotational position of the
(効果)
したがって、上述の第一実施形態によれば、ステータハウジング7の周囲にベース部43を設け、このベース部43に形成され互いに直交する方向に沿って存在する2つの平坦面46a,46bに、制御ユニット3を構成する駆動回路部47、および電源回路部48を配置しているので、FET53、CPU54、チョークコイル62等の各電子部品をステータハウジング7の周囲に平面的に配置することができる。このため、従来のように1枚の回路基板に各電子部品を実装する場合よりも駆動回路部47、および電源回路部48の扁平化を図ることができる。この結果、モータユニット1の最外径を縮径化することができ、モータユニット1の設置スペースを省スペース化することができる。よって、モータユニット1のレイアウト性を向上させることが可能になる。
(effect)
Therefore, according to the first embodiment described above, the
また、ステータハウジング7の周囲を取り囲むベース部43上に駆動回路部47と電源回路部48とが載置されているので、駆動回路部47、および電源回路部48と、ステータハウジング7との間に、ベース部43が介在した状態になっている。
このため、ベース部43を駆動回路部47、および電源回路部48のブラシレスモータ2から発生する電磁ノイズの影響を低減する遮蔽部として機能させることができる。よって、信頼性の高いモータユニット1を提供することができる。
また、ベース部43によって駆動回路部47に配置されたFET53から発生する熱の放熱面積を増大させることができる。このため、駆動回路部47、およびFET53を効率的に冷却することが可能になる。
Further, since the
For this reason, the
Further, the heat radiation area of the heat generated from the
さらに、電源回路部48を構成する部品として、バスバー58を用いることにより、ブラシレスモータ2に大電流を供給することが可能になる。このため、モータユニット1を高出力化することが可能になる。
そして、ブラシレスモータ2に制御ユニット3が軸方向に沿って組み付け可能に設けられているので、ステータハウジング7に制御ユニット3のベース部43を嵌め込み、レゾルバ22と駆動回路部47とを電気的に接続するだけでモータユニット1の組み立て作業を完了させることができる。このため、例えば、ブラシレスモータ2と制御ユニット3とをそれぞれ別々に製造した場合であっても、モータユニット1を容易に組み立てることができ、組み立て作業性を向上することができる。
Furthermore, a large current can be supplied to the
Since the
また、電源回路部48のバスバー58を樹脂モールド体57に埋設すると共に、この樹脂モールド体57にコネクタ部61を一体成形している。このため、電源回路部48の組み立てを容易に行うことができると共に、部品点数を減少させることができる。よって、製造コストを低減化することが可能になる。
Further, the
なお、上述の第一実施形態では、制御ユニット3のベース部43は、略四角柱状に形成され、貫通孔44にステータハウジング7を内嵌させるように構成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、少なくともカバー49に対応する箇所にベース部43が形成されていればよい。すなわち、ベース部43は、駆動回路部47、および電源回路部48を固定可能な形状であればよい。例えば、本第一実施形態にあっては、図2において斜線で示す部分のように、ベース部43を断面略L字状に形成してもよい。
In the first embodiment described above, the case where the
また、上述の第一実施形態では、ステータハウジング7の外周面にベース部43を外嵌固定した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ベース部43とステータハウジング7とを一体化してもよい。また、ベース部43にステータハウジング7の役割を持たせ、貫通孔44の内周面にステータコア8を内嵌固定するように構成してもよい。
In the first embodiment described above, the case where the
さらに、上述の第一実施形態では、ベース部43の平坦面46a,46bにそれぞれ駆動回路部47と電源回路部48とを載置し、駆動回路部47の回路基板52と電源回路部48の樹脂モールド体57とが互いに略直交した面にそれぞれ配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、駆動回路部47の回路基板52と電源回路部48の樹脂モールド体57とが互いに交差した面にそれぞれ配置されていればよい。また、駆動回路部47、および電源回路部48は、それぞれステータハウジング7の周囲に配置されていればよく、これら駆動回路部47、および電源回路部48の配置箇所は、ベース部43の平坦面46a,46bに限られるものではない。
Further, in the first embodiment described above, the
(第二実施形態)
次に、この発明の第二実施形態を図6〜図9に基づいて説明する。なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する。
図6はモータユニット71の斜視図、図7はモータユニット71の縦断面図である。
この第二実施形態において、モータユニット71は、例えば、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に用いられるものであって、ブラシレスモータ72と、このブラシレスモータ72に軸方向で組み付け可能に設けられた制御ユニット73とで構成されている点、ブラシレスモータ72は、所謂インナーロータ型の3相モータであって、ステータ4と、ステータ4内に配置されたロータ5とを有し、ステータ4に固定されたブラケット74にロータ5が回転自在に支持されている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same aspect as 1st embodiment.
FIG. 6 is a perspective view of the
In this second embodiment, the
ここで、図6、図7に示すように、第二実施形態のブラシレスモータ72に設けられているブラケット74には、一側に接続端子75が径方向外側に向かって突設されている。
この接続端子75のブラケット74から突出している部位は、軸方向に沿って曲折形成されており、制御ユニット73と電気的に接続されるようになっている。一方、接続端子75の他端は、ブラケット6の内部で不図示のバスバーユニットを介してステータ4のコイル(不図示)に電気的に接続された状態になる。
Here, as shown in FIGS. 6 and 7, a
A portion of the
(制御ユニット)
制御ユニット73は、ブラシレスモータ2の駆動制御を行うものである。制御ユニット73は、ステータハウジング7の底部7aと周面7bの一部を覆うように形成されたアルミダイキャスト製の断面略L字状のベース部76を有している。すなわち、ベース部76は、ステータハウジング7の底部7aに配置されている第1ベース部76aと、ステータハウジング7の周面7bに配置されている第2ベース部76bとが一体成形されたものである。第1ベース部76a、および第2ベース部76bには、駆動回路部77が載置されている。さらに駆動回路部77の第1ベース部76aに対応する部位であって回転軸15の軸方向外側には、電源回路部78が設けられている。
(Controller unit)
The
また、ベース部76には、各回路部77,78の周囲を覆うように、カバー79がボルト80によって締結固定されている。カバー79は、ベース部76に対応するように断面略L字状に形成され、かつステータハウジング7側が開口された箱状に形成されたものである。カバー79の開口縁には、第1ベース部76a、および第2ベース部76bの側面に向かって延出する取付け座87が突設されている。この取付け座87に不図示のボルト孔が形成されている。そして、ここにボルト80が挿通され、各ベース部76a,76bに形成されている不図示の雌ネジ部に螺入されるようになっている。これにより、カバー79は、ベース部76に締結固定される。
A
図8は、駆動回路部77の斜視図である。
駆動回路部77は、ベース部76に対応するように断面略L字状に形成された樹脂製のホルダ81を有している。すなわち、ホルダ81は、第1ベース部76a上に載置されている第1ホルダ82と、第2ベース部76b上に載置されている第2ホルダ83とが一体成形されたものである。
FIG. 8 is a perspective view of the
The
第1ホルダ82の外面82aには、外周部に第1ホルダ82を第1ベース部76aに締結固定するための複数のボルト86が螺入されている。
また、第1ホルダ82の外面82aには、中央の大部分にボルト86を避けるようにして開口部84が形成されている。この開口部84にメタル基板85が配置され、メタル基板85の裏面(背面)と第1ベース部76aとが接触するようになっている。メタル基板85の表面には、ブラシレスモータ72の各相のコイル(不図示)に選択的に給電を行う複数のFET53が所謂三相ブリッジ構造として実装されている。
A plurality of
In addition, an
一方、第2ホルダ83の外面83aには、大部分に凹部88が形成されている。この凹部88の中央には、大部分にさらに1段掘り下げられた小凹部89が形成されている。この小凹部89には、ホルダ81をベース部76に締結固定するための複数のボルト90が螺入されている。そして、凹部88には、小凹部89を閉塞するようにガラスエポキシ基板91が収納されている。ガラスエポキシ基板91は、ボルト100によって第2ホルダ83の凹部88に締結固定されている。
On the other hand, a
また、ガラスエポキシ基板91には、ブラシレスモータ72の内部に配置されている不図示のレゾルバが電気的に接続されている。そして、不図示のレゾルバによって検出された回転位置信号は、ガラスエポキシ基板91のCPU54に入力される。さらに、ガラスエポキシ基板91には、第2ホルダ83の外側面に一体成形されているコネクタ92の端子93が電気的に接続されている。コネクタ92は、不図示の外部制御機器から延びるコネクタが嵌着可能に形成されている。
In addition, a resolver (not shown) disposed inside the
また、ガラスエポキシ基板91には、ブラシレスモータ72の内部に配置されている不図示のレゾルバが電気的に接続されている。さらに、ガラスエポキシ基板91には、第2ホルダ83の外側面に一体成形されているコネクタ92の端子93に電気的に接続されている。コネクタ92は、不図示の外部制御機器から延びるコネクタが嵌着可能に形成されており、コネクタ92、およびガラスエポキシ基板91を介してレゾルバの検出信号が外部制御機器に出力されるようになっている。
Further, a resolver (not shown) disposed inside the
図9は、駆動回路部77、および電源回路部78の斜視図である。
図7、図9に示すように、駆動回路部77の第1ベース部76aに対応する部位、つまり、メタル基板85上には、電源回路部78が設けられている。
電源回路部78は、駆動回路部77を構成する第1ホルダ82の平面視形状に対応するように形成された平板状の樹脂モールド体94を有している。樹脂モールド体94は、第1ホルダ82と対向するように配置されている。すなわち、樹脂モールド体94は、駆動回路部77の一部であるガラスエポキシ基板91の面に対して略直交した状態で配置されていることになる。
FIG. 9 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 7 and 9, a power
The power
樹脂モールド体94には、複数のバスバー95が埋設されている。複数のバスバー95は、不図示の外部電源からの電力を駆動回路部77を介してブラシレスモータ72に供給するためのものである。すなわち、複数のバスバー95は、不図示の外部電源と、駆動回路部77のメタル基板85とを電気的に接続する第1電力供給ライン96と、メタル基板85とブラシレスモータ72の不図示のコイルとを電気的に接続するための第2電力供給ライン97とを構成している。
A plurality of
第1電力供給ライン96の一端には、樹脂モールド体94からこの配置方向に沿って突出した端子部96aが2箇所形成されている。樹脂モールド体94の端子部96aに対応する部位には、端子部96aを取り囲むように筒状のコネクタ部98が一体成形されている。このコネクタ部98に不図示の外部電源からの延びるコネクタ(不図示)が嵌着されることによってバスバー95に電力が供給される。
At one end of the first
また、第1電力供給ライン96の他端は、メタル基板85側に向かって突出し、メタル基板85に接続されている。第1電力供給ライン96のメタル基板85側に向かって突出した部位は、一部に小樹脂モールド体99が設けられており、第1電力供給ライン96の剛性を高めるようになっている。
さらに、第1電力供給ライン96の一端と他端との間には、電磁ノイズを低減するためのチョークコイル62、およびコンデンサ63が実装されている。これらチョークコイル62、およびコンデンサ63は、樹脂モールド体57の電子部品実装部57aの表面からメタル基板85側に向かって突出した状態で配置されている。
The other end of the first
Further, a
第2電力供給ライン97の一端は、小樹脂モールド体99に支持されている第1電力供給ライン96の一部と接続している。一方、第2電力供給ライン97の他端は、駆動回路部77の第2ホルダ83の内部をブラシレスモータ72の周面7bに沿って貫通し、駆動回路部77の第2ホルダ83からブラケット74側に向かって突出している。この突出した部位は、ブラケット74から突出している接続端子75に接続される端子部97aとして構成されている。
One end of the second
この端子部97aと接続端子75は互いに重なり合い、溶接等によって固定される。すなわち、接続端子75の他端を軸方向に沿って曲折形成し、ここに端子部97aを重ね合わせることでブラシレスモータ72と制御ユニット73との電気的な接続を行うように構成することにより、ブラシレスモータ2に対して制御ユニット73を軸方向に組み付け可能としている。
The
さらに、第2電力供給ライン97の一端と他端との間には、フェールセーフ用のリレー64が実装されている。なお、駆動回路部77の第2ホルダ83には、第2電力供給ライン97よりもガラスエポキシ基板91側に、板状の導電性プレート101が埋設されている。この導電性プレート101は、第2電力供給ライン97から生じる電磁ノイズのガラスエポキシ基板91への影響を低減する役割を有している。
Further, a fail-
(効果)
したがって、上述の第二実施形態によれば、上述の第一実施形態と同様の効果を奏することができる。これに加え、駆動回路部77は、回路基板として、FET53が実装されているメタル基板85と、CPU54等の電子部品が実装されているガラスエポキシ基板91との2つの基板85,91を有している。このため、熱に弱い電子部品が実装されているガラスエポキシ基板91を発熱の大きいFET53が実装されているメタル基板85から隔離して配置することができる。よって、電子部品の熱による損傷を防止しつつ、モータユニット71をトータル的に小型化することが可能になる。
(effect)
Therefore, according to the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be achieved. In addition to this, the
なお、上述の第二実施形態では、断面略L字状のベース部76の第1ベース部76a、および第2ベース部76bに駆動回路部77を載置し、駆動回路部77の第1ベース部76aに対応する部位に電源回路部78を設け、電源回路部78の樹脂モールド体94が駆動回路部77のガラスエポキシ基板91の面に対して略直交した状態で配置されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電源回路部78の樹脂モールド体94と駆動回路部77のガラスエポキシ基板91とが互いに交差した面にそれぞれ配置されていればよい。
また、駆動回路部77、および電源回路部78は、それぞれステータハウジング7の周囲に配置されていればよく、これら駆動回路部77、および電源回路部78の配置箇所は、ベース部76の第1ベース部76a、および第2ベース部76bに限られるものではない。
In the second embodiment described above, the
The
さらに、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、モータユニット1,71は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に用いられるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ブラシレスモータ2,72を有するさまざまな電装品にモータユニット1,71を適用することが可能である。
Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the
1,71 モータユニット
2,72 ブラシレスモータ(電動モータ)
3,73 制御ユニット
7 ステータハウジング(ヨークハウジング)
7a 底部
7b 周面
25,58,95 バスバー
37 制御ユニット接続部
43,76 ベース部(遮蔽部)
46a,46b 平坦面
47,77 駆動回路部
48,78 電源回路部
53 FET(スイッチング素子)
54 CPU(制御部品)
57,94 樹脂モールド体
57a 電子部品実装部
57b 接続部
59,96 第1電力供給ライン
59a,96a 端子部
59b 露出部
60,97 第2電力供給ライン
60a,97a 端子部
97b 露出部
61,98 コネクタ部
62 チョークコイル(雑防素子)
63 コンデンサ(雑防素子)
68 端子台
76a 第1ベース部
76b 第2ベース部
81 ホルダ
82 第1ホルダ
83 第2ホルダ
85 メタル基板(第1基板)
91 ガラスエポキシ基板(第2基板)
97 取付け座
99 小樹脂モールド体
1,71
3,73
46a,
54 CPU (Control parts)
57, 94
63 Capacitor (noise prevention element)
68
91 Glass epoxy board (second board)
97 Mounting
Claims (6)
前記電動モータに組み付けられ、前記電動モータの駆動制御を行うための制御ユニットとにより構成されるモータユニットであって、
前記制御ユニットは、
前記電動モータの駆動制御を行う駆動回路部と、
前記駆動回路部に電流を供給する電源回路部とで構成され、
前記駆動回路部は、
少なくともブリッジ回路を構成するスイッチング素子を有し、
前記電源回路部は、
少なくともバスバーと、
前記バスバー上に実装され、電磁ノイズを低減するための雑防素子とを有し、
前記駆動回路部、および前記電源回路部は、前記電動モータのヨークハウジングの周囲に配置され、前記電源回路部は前記駆動回路部の少なくとも一部の面と交差する面に沿って配置されることを特徴とするモータユニット。 An electric motor;
A motor unit that is assembled with the electric motor and configured by a control unit for performing drive control of the electric motor,
The control unit is
A drive circuit unit for controlling the driving of the electric motor;
A power supply circuit unit that supplies current to the drive circuit unit;
The drive circuit unit is
Having a switching element constituting at least a bridge circuit;
The power supply circuit unit is
At least with the busbar,
Mounted on the bus bar, and has a noise prevention element for reducing electromagnetic noise,
The drive circuit unit and the power supply circuit unit are arranged around a yoke housing of the electric motor, and the power supply circuit unit is arranged along a plane intersecting at least a part of the drive circuit unit. A motor unit characterized by
前記スイッチング素子が実装されている第1基板と、
前記制御部品が実装されている第2基板とを有し、
前記電源回路部は、前記第2基板の面と交差する面に沿って配置されていることを特徴とする請求項3に記載のモータユニット。 The drive circuit unit is
A first substrate on which the switching element is mounted;
A second board on which the control component is mounted,
4. The motor unit according to claim 3, wherein the power supply circuit unit is disposed along a surface intersecting a surface of the second substrate.
前記バスバーの少なくとも一部を埋設した樹脂モールド体を有し、この樹脂モールド体の前記バスバーの先端に対応する箇所に、外部電源と電気的に接続するためのコネクタ部が一体成形されていることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載のモータユニット。 The power supply circuit unit is
It has a resin mold body in which at least a part of the bus bar is embedded, and a connector portion for electrically connecting to an external power source is integrally formed at a position corresponding to the tip of the bus bar of the resin mold body. The motor unit according to any one of claims 1 to 4, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013031263A (en) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Jtekt Corp | Electric motor and vehicle provided with the same |
JPWO2013069322A1 (en) * | 2011-11-11 | 2015-04-02 | 株式会社安川電機 | Rotating electric machine and vehicle |
NL2029647A (en) * | 2020-11-06 | 2022-06-21 | China Leadshine Tech Co Ltd | Integrated servo motor |
-
2009
- 2009-10-02 JP JP2009230866A patent/JP2011083062A/en active Pending
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