JP2013243856A - 制御装置および同装置を備えるモーターユニット - Google Patents

制御装置および同装置を備えるモーターユニット Download PDF

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Abstract

【課題】回路基板の変形を抑制することが可能な制御装置、および同装置を有するモーターユニットを提供する。
【解決手段】モーターユニット1の制御装置1Bは、バスバーコネクター84、レゾルバコネクター85、これらコネクター84,85が取り付けられた主面81Aを有する回路基板本体81と、回路基板本体81の背面81Bを支持する基板支持部分、回路基板本体81を介してバスバーコネクター84を支持する金属製のバスバー端子支持部分75、および回路基板本体81を介してレゾルバコネクター85を支持する金属製のレゾルバ端子支持部分76を有するハウジング70と、バスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76により放熱される発熱素子87とを有する。
【選択図】図5

Description

本発明は、回路基板本体と接続端子とを有する制御装置、および同装置を備えるモーターユニットに関する。
特許文献1の制御装置は、回路基板およびハウジングを有する。
ハウジングは、底壁、基板支持部分、および収容空間を有する。ハウジングは、収容空間において回路基板を収容する。ハウジングは、底壁から基板支持部分が立ち上がる構成を有する。
回路基板は、回路基板本体およびコネクターを有する。回路基板本体は、基板支持部材により底壁に対して空間を介して支持される。回路基板本体は、底壁とは反対側の面において接続端子が立ち上がる構成を有する。
特開2004−253466号公報
上記制御装置においては、制御装置とは別の機器の接続端子が制御装置の接続端子に差し込まれるとき、制御装置の接続端子を介して回路基板本体に荷重が加えられる。これにより、回路基板本体がハウジングの底壁に向けて変形する場合がある。
本発明は、上記課題を解決するため、回路基板本体の変形を抑制することが可能な制御装置、および同装置を有するモーターユニットを提供することを目的とする。
(1)第1の手段は、請求項1に記載の発明すなわち、主面、前記主面とは反対側の面を形成する背面、および前記主面上において立ち上がる接続端子を有する回路基板本体と、底壁、前記底壁上において立ち上がるとともに前記背面を支持する基板支持部分、および前記背面のうちの前記接続端子と対応する部分を支持する金属製の端子支持部分を有するハウジングと、前記端子支持部分により放熱される発熱素子とを有する制御装置であることを要旨とする。
上記制御装置の端子支持部分は、回路基板本体の接続端子を背面側から支持する。このため、端子支持部分は、制御装置とは別の機器の接続端子が制御装置の接続端子に差し込まれるとき、制御装置の接続端子を介して回路基板本体に加えられる荷重を受ける。したがって、端子支持部分に別の機器の接続端子が接続されるときの回路基板本体の変形が抑制される。また、端子支持部分は、発熱素子を放熱する。このため、発熱素子の温度上昇が抑制される。
(2)第2の手段は、請求項2に記載の発明すなわち、前記回路基板本体は、2個の前記接続端子を有し、前記ハウジングは、2個の前記端子支持部分を有し、前記端子支持部分の一方は、前記回路基板本体を介して前記接続端子の一方を支持し、前記端子支持部分の他方は、前記回路基板本体を介して前記接続端子の他方を支持し、前記発熱素子は2個の前記端子支持部分の間に位置する請求項1に記載の制御装置であることを要旨とする。
上記制御装置においては、発熱素子の熱が2個の端子支持部分のそれぞれに移動する。このため、2個の端子支持部分の一方が省略されたと仮定した構成と比較して、発熱素子の冷却効果が高くなる。
(3)第3の手段は、請求項3に記載の発明すなわち、前記発熱素子は、前記回路基板本体の前記背面に取り付けられる請求項1または2に記載の制御装置であることを要旨とする。
(4)第4の手段は、請求項4に記載の発明すなわち、前記発熱素子は前記端子支持部分の側面に取り付けられる請求項1または2に記載の制御装置であることを要旨とする。
(5)第5の手段は、請求項5に記載の発明すなわち、前記制御装置は、熱可塑性樹脂フィルムにより形成された多層プリント基板を前記回路基板本体として有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の制御装置であることを要旨とする。
(6)第6の手段は、請求項6に記載の発明すなわち、請求項1〜5のいずれか一項に記載の制御装置を備えたモーターユニットであることを要旨とする。
本発明は、回路基板本体の変形を抑制することが可能な制御装置、および同装置を有するモーターユニットを提供する。
本発明の第1実施形態のモーターユニットに関する断面図であり、軸方向に沿う平面の断面構造を示す断面図。 第1実施形態の電動モーターの平面構造を示す平面図。 第1実施形態の制御装置の第1回路基板に関する図であり、(a)は第1回路基板の展開構造を示す展開図、(b)は連結部分を屈曲した状態の(a)の矢視Y3から見た側面構造を示す側面図。 第1実施形態のモーターユニットに関する断面図であり、図1のZ1−Z1平面の断面構造を示す断面図。 第1実施形態のモーターユニットに関する断面図であり、軸方向に沿う平面の断面構造を示す断面図。 本発明の第2実施形態の制御装置に関する斜視図であり、外観の斜視構造を示す斜視図。 第2実施形態の制御装置に関する断面図であり、図6のZ6−Z6平面の断面構造を示す断面図。 第2実施形態の制御装置に関する平面図であり、カバーおよび第1回路基板を省略した状態の平面構造を示す平面図。 本発明のその他の実施形態のモーターユニットに関する断面図であり、軸方向に沿う平面の断面構造を示す断面図。 本発明のその他の実施形態のモーターユニットに関する断面図であり、軸方向に沿う平面の断面構造を示す断面図。 本発明のその他の実施形態のモーターユニットに関する断面図であり、軸方向に沿う平面の断面構造を示す断面図。
(第1実施形態)
図1を参照して、本実施形態のモーターユニット1の構成について説明する。
モーターユニット1は、電動モーター1Aおよび制御装置1Bを有する。電動モーター1Aは、ローター10、ステーター20、バスバー30、モーターハウジング40、玉軸受43,44、ブラケット50、およびレゾルバ60を有する。制御装置1Bは、ハウジング70、第1回路基板80、および第2回路基板90(図4参照)を有する。制御装置1Bは、電動モーター1Aの動作を制御する。
モーターユニット1の方向を次のように定義する。
(A)ローター10の中心軸(以下、「中心軸J」)に沿う方向を「軸方向ZA」とする。また、軸方向ZAに直交する方向を「径方向ZB」とする。また、ローター10が回転する方向を「周方向ZC」とする。
(B)軸方向ZAにおいて、電動モーター1Aおよび制御装置1Bの順に通過する方向を「上方向ZA1」とする。また、軸方向ZAにおいて、制御装置1Bおよび電動モーター1Aの順に通過する方向を「下方向ZA2」とする。
(C)径方向ZBにおいて、中心軸Jに接近する方向を「内方向ZB1」とする。また、径方向ZBにおいて、中心軸Jから離間する方向を「外方向ZB2」とする。
ローター10は、出力軸11、ローターコア12、および永久磁石13を有する。ローターコア12は、円筒形状を有する。ローターコア12は、出力軸11に圧入される。永久磁石13は、ローターコア12の外周面に固定される。永久磁石13は、周方向ZCに10極の磁極を有する。
ステーター20は、ステーターコア21および界磁部22を有する。ステーター20は、電源(図示略)から導電線に電流が供給されることによりローター10の回転力を発生させる磁界を形成する。ステーターコア21は、界磁部22の磁束が通過する。ステーターコア21は、モーターハウジング40のステーター保持部分41の内周面に圧入される。界磁部22は、ステーターコア21に導電線が巻きつけられることにより集中巻きを形成している。界磁部22は、4個のU相コイル、4個のV相コイル、および4個のW相コイルを有する。
バスバー30は、銅板31、支持部材32、および回路接続部材33を有する。バスバー30は、ステーターコア21の上方向ZA1に位置する。バスバー30は、ステーターコア21に取り付けられる。バスバー30は、第1回路基板80を介してステーター20および第2回路基板90を電気的に接続する。
銅板31は、U相銅板31U、V相銅板31V、およびW相銅板31Wを有する。U相銅板31Uは、各U相コイルのコイル端部が接続される。V相銅板31Vは、各V相コイルのコイル端部が接続される。W相銅板31Wは、各W相コイルのコイル端部が接続される。
支持部材32は、銅板支持部分32Aおよび3個の脚部分32Bを有する。支持部材32は、同一の樹脂材料により銅板支持部分32Aおよび脚部分32Bを一体的に成形された構造を有する。銅板支持部分32Aは、円環形状を有する。銅板支持部分32Aは、銅板31を支持する。脚部分32Bは、銅板支持部分32Aの外周部分から下方向ZA2に向けて延びる。脚部分32Bは、周方向ZCにおいて互いに離間する。脚部分32Bは、下端部においてステーターコア21の外周部分に取り付けられる。
回路接続部材33は、銅板31および第1回路基板80を電気的に接続する。回路接続部材33は、リード線33Aおよびコネクター部分33Bを有する。リード線33Aは、一方の端部において銅板31に固定される。リード線33Aは、他方の端部においてコネクター部分33Bに接続される。リード線33Aは、バスバー貫通孔52A(図2参照)を介してブラケット50のカバー部分52よりも上方向ZA1に引き出される。コネクター部分33Bは、バスバーコネクター84に嵌め合わせられる。
モーターハウジング40は、ステーター保持部分41およびカバー部分42を有する。モーターハウジング40は、同一の金属板によりステーター保持部分41およびカバー部分42が一体的に形成された構造を有する。モーターハウジング40は、ローター10の一部分、ステーター20、およびバスバー30を収容する。
ステーター保持部分41は、円筒形状を有する。ステーター保持部分41は、開口部分41Aを有する。開口部分41Aは、ステーター保持部分41の上端部において、上方向ZA1に向けて開口する。カバー部分42は、軸受支持部分42Aを有する。カバー部分42は、ステーター保持部分41の下端部を閉塞する。
玉軸受43は、出力軸11の上端部および軸受支持部分55に固定される。玉軸受43は、ステーター20に対するローター10の回転が可能な状態で出力軸11を支持する。
玉軸受44は、出力軸11の下端部および軸受支持部分42Aに固定される。玉軸受44はステーター20に対するローター10の回転が可能な状態で出力軸11を支持する。
ブラケット50は、側壁51、カバー部分52、取付部分53、レゾルバ支持部分54、および軸受支持部分55を有する。ブラケット50は、同一の金属材料により側壁51、カバー部分52、取付部分53、レゾルバ支持部分54、および軸受支持部分55を一体的に成形された構造を有する。
側壁51は、円筒形状を有する。側壁51は、モーターハウジング40の開口部分41Aに固定される。側壁51は、コネクター貫通孔(図示略)を有する。カバー部分52は、側壁51の軸方向ZAの中間部分に位置する。カバー部分52は、開口部分41Aを閉塞する。カバー部分52は、バスバー貫通孔52Aおよびレゾルバ貫通孔52Bを有する(図2参照)。取付部分53は、側壁51の上端部において外方向ZB2に延びる。取付部分53は、ボルト56によりハウジング70の取付部分74に固定される。レゾルバ支持部分54は、円筒形状を有する。レゾルバ支持部分54は、カバー部分52から下方向ZA2に延びる。軸受支持部分55は、円筒形状を有する。軸受支持部分55は、レゾルバ支持部分54よりも内方向ZB1に位置する。
レゾルバ60は、バスバー30よりも上方向ZA1、かつバスバー30よりも内方向ZB1に位置する。レゾルバ60は、ローター10の回転位置に応じた電圧信号を第1回路基板80に出力する。レゾルバ60は、レゾルバローター61、レゾルバステーター62、および回路接続部材63を有する。レゾルバ60は、可変リラクタンス型レゾルバの構成を有する。
レゾルバローター61は、出力軸11に圧入される。レゾルバステーター62は、レゾルバコア62Aおよびレゾルバコイル62Bを有する。レゾルバコア62Aは、レゾルバ支持部分54に圧入される。レゾルバコイル62Bは、レゾルバコア62Aに巻回された導電線により形成される。
回路接続部材63は、レゾルバコイル62Bのコイル端部および第1回路基板80を電気的に接続する。回路接続部材63は、リード線63Aおよびコネクター部分63Bを有する。リード線63Aは、一方の端部においてレゾルバコイル62Bのコイル端部に固定される。リード線63Aは、他方の端部においてコネクター部分63Bに接続される。リード線63Aは、レゾルバ貫通孔52B(図2参照)を介してブラケット50のカバー部分52よりも上方向ZA1に引き出される。コネクター部分63Bは、レゾルバコネクター85に嵌め合わせられる。
ハウジング70は、モーターユニット1の上端部に位置する。ハウジング70は、ブラケット50を上方向ZA1から覆う。ハウジング70は、ボルト56によりブラケット50に固定される。ハウジング70は、ハウジング本体71、バスバー端子支持部分75、およびレゾルバ端子支持部分76を有する。ハウジング70は、ハウジング本体71、バスバー端子支持部分75、およびレゾルバ端子支持部分76を個別に形成された構成を有する。なお、バスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76は「端子支持部分」に相当する。
ハウジング本体71は、底壁72、側壁73、および取付部分74を有する。ハウジング本体71は、同一の金属材料により底壁72、側壁73、および取付部分74が一体的に成形された構造を有する。底壁72は、径方向ZBに沿う円板形状を有する。側壁73は、円筒形状を有する。側壁73は、底壁72の外周縁から下方向ZA2に延びる。側壁73は、基板支持部分73Aを有する。基板支持部分73Aは、段形状を有する。側壁73は、基板支持部分73Aにおいて、第1回路基板80の回路基板本体81の背面81Bを支持する。取付部分74は、側壁73の下端部から外方向ZB2に延びる。取付部分74は、ブラケット50の取付部分53に対応した箇所に位置する。
バスバー端子支持部分75は、金属材料により形成される。バスバー端子支持部分75は、平面視において長方形となる四角柱形状を有する。バスバー端子支持部分75は、下端面において第1回路基板80の回路基板本体81の背面81Bと接触する。バスバー端子支持部分75は、ボルト(図示略)により底壁72に固定される。バスバー端子支持部分75は、バスバーコネクター84の長手方向において、バスバーコネクター84の寸法よりも大きい。バスバー端子支持部分75は、バスバーコネクター84に対応する箇所に位置する。バスバー端子支持部分75の下端面は、バスバーコネクター84のコネクターケース84Bの上面の全面を覆う。
レゾルバ端子支持部分76は、金属材料により形成される。レゾルバ端子支持部分76は、平面視において長方形となる四角柱形状を有する。レゾルバ端子支持部分76は、下端面において第1回路基板80の回路基板本体81の背面81Bと接触する。レゾルバ端子支持部分76は、ボルト(図示略)により底壁72に固定される。レゾルバ端子支持部分76は、レゾルバコネクター85の長手方向において、レゾルバコネクター85の寸法よりも大きい。レゾルバ端子支持部分76は、レゾルバコネクター85に対応する箇所に位置する。レゾルバ端子支持部分76の下端面は、レゾルバコネクター85のコネクターケース85Bの上面の全面を覆う。
図1および図3を参照して、第1回路基板80の構成について説明する。
第1回路基板80は、ブラケット50のカバー部分52に対して上方向ZA1に空間を介して位置する。第1回路基板80は、回路基板本体81、連結部分82(図3(a)参照)、および垂直基板部分83を有する。第1回路基板80は、第2回路基板90のパワー素子92(ともに図4参照)のスイッチングを制御する制御回路を有する。第1回路基板80は、回路接続部材63を介して、レゾルバコイル62Bの誘起電圧に基づく電圧信号が入力される。
第1回路基板80は、複数枚の熱可塑性樹脂フィルムが積層された多層プリント基板として形成される。第1回路基板80は、導体パターンを底面とするスルーホール、およびスルーホール内に充填された導電ペーストからなる層間接続部(図示略)を有する。第1回路基板80は、導体パターンおよび導電ペーストが形成された熱可塑性樹脂フィルムを積層した状態で熱圧着することにより構成される。
回路基板本体81は、径方向ZBに沿った平板形状を有する。回路基板本体81は、平面視において、T字形状を有する(図3(a)参照)。回路基板本体81は、ハウジング70の基板支持部分73Aに位置する。回路基板本体81は、底壁72に対して下方向ZA2に空間を介して位置する。回路基板本体81は、主面81A、背面81B、1個のバスバーコネクター84、1個のレゾルバコネクター85、1個の外部コネクター86(図3(a)参照)、1個の発熱素子87としての電源平滑用のフィルムコンデンサーを有する。回路基板本体81は、背面81Bにおいて底壁72と対向する。なお、バスバーコネクター84およびレゾルバコネクター85は「コネクター」に相当する。
バスバーコネクター84は、回路基板本体81の主面81Aに取り付けられる。バスバーコネクター84の長手方向の寸法は、レゾルバコネクター85の長手方向の寸法よりも大きい。バスバーコネクター84は、接続端子84Aおよびコネクターケース84Bを有する(図3(a)参照)。
接続端子84Aは、回路基板本体81に電気的に接続される。接続端子84Aは、回路基板本体81の主面81Aから直立する。接続端子84Aは、バスバー30の回路接続部材33のコネクター部分33Bがコネクターケース84Bに嵌め合わせられた状態において、回路接続部材33と電気的に接続される。コネクターケース84Bは、下方向ZA2に向けて開口する箱形状を有する。コネクターケース84Bは、接続端子84Aを収容する(図3(a)参照)。
レゾルバコネクター85は、回路基板本体81の主面81Aに取り付けられる。レゾルバコネクター85は、バスバーコネクター84に対して径方向ZBに一定の距離をおいて位置する。レゾルバコネクター85は、レゾルバコネクター85に対向するとともに平行する。レゾルバコネクター85は、接続端子85Aおよびコネクターケース85Bを有する(図3(a)参照)。
接続端子85Aは、回路基板本体81に電気的に接続される。接続端子85Aは、回路基板本体81の主面81Aから直立する。接続端子85Aは、レゾルバ60の回路接続部材63のコネクター部分63Bがコネクターケース85Bに嵌め合わせられた状態において、回路接続部材63と電気的に接続される。コネクターケース85Bは、下方向ZA2に向けて開口する箱形状を有する。コネクターケース85Bは、接続端子85Aを収容する(図3(a)参照)。
発熱素子87は、回路基板本体81の背面81Bに取り付けられる。発熱素子87は、径方向ZBにおいてバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76の間に位置する。発熱素子87は、バスバー端子支持部分75、レゾルバ端子支持部分76、および底壁72に接触する。発熱素子87は、パワー素子92の高速スイッチングにともなう電流変動を吸収する。
連結部分82は、回路基板本体81および垂直基板部分83を互いに連結する(図3(a)参照)。連結部分82は、折り曲げられる(図3(b)参照)。
垂直基板部分83は、軸方向ZAに沿った平板形状を有する。垂直基板部分83は、回路基板本体81に対して直立する(図3(b)参照)。垂直基板部分83は、回路基板本体81に対して上方向ZA1に延びる。
図4を参照して、第2回路基板90の構成について説明する。
第2回路基板90は、径方向ZBにおいて、バスバー端子支持部分75に対して垂直基板部分83が位置する側とは反対側に位置する。第2回路基板90は、セラミック基板91、6個のパワー素子92としての電界効果型トランジスタ、およびハーネス(図示略)を有する。第2回路基板90は、6個のパワー素子92によりインバーター回路を構成する。
セラミック基板91は、アルミナにより形成される。セラミック基板91は、軸方向ZAに沿った平板形状を有する。セラミック基板91は、主面91Aおよび背面(図示略)を有する。セラミック基板91は、主面91Aにパワー素子92が取り付けられる構成を有する。セラミック基板91は、背面において底壁72に固定される。
図5を参照して、制御装置1Bの作用について説明する。
制御装置1Bは、第1の機能および第2の機能を有する。第1の機能は、回路基板本体81が変形することを抑制する機能を示す。第2の機能は、発熱素子87を放熱する機能を示す。
制御装置1Bの第1の機能の詳細について説明する。
バスバーコネクター84は、回路接続部材33のコネクター部分33Bがコネクターケース84Bに嵌め合わせられるとき、上方向ZA1に向かう荷重を受ける。このため、バスバーコネクター84は、回路基板本体81を上方向ZA1に押す。このとき、回路基板本体81の背面81Bがバスバー端子支持部分75と接触するため、回路基板本体81に加えられた荷重は、バスバー端子支持部分75が受ける。このため、回路基板本体81が上方向ZA1に変形することが抑制される。なお、レゾルバコネクター85および回路接続部材63(ともに図1参照)の接続についても同様であるため、その説明を省略する。
制御装置1Bの第2の機能の詳細について説明する。
モーターユニット1が駆動するとき、発熱素子87は、発熱する。発熱素子87の熱は、バスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76に移動する。バスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76に移動した熱は、底壁72に移動する。また、発熱素子87の上端部の熱は、底壁72に移動する。そして、底壁72に移動した熱は、ハウジング70の外部に放熱される。このように制御装置1Bは、発熱素子87に対して3つの放熱経路を有する。このため、発熱素子87に対する放熱経路を有していない構成と比較して、発熱素子87の温度上昇が抑制される。
本実施形態のモーターユニット1は、以下の効果を奏する。
(1)制御装置1Bは、回路基板本体81におけるバスバーコネクター84との対応部分がバスバー端子支持部分75により支持される構成を有する。この構成によれば、バスバーコネクター84にバスバー30の回路接続部材33が接続されることにともない回路基板本体81にかかる荷重がバスバー端子支持部分75により受けられる。このため、回路基板本体81の変形が抑制される。
制御装置1Bは、回路基板本体81におけるレゾルバコネクター85との対応部分がレゾルバ端子支持部分76により支持される構成を有する。この構成によれば、レゾルバコネクター85にレゾルバ60の回路接続部材63が接続されることにともない回路基板本体81にかかる荷重がレゾルバ端子支持部分76により受けられる。このため、回路基板本体81の変形が抑制される。
(2)制御装置1Bは、発熱素子87がバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76と接触する構成を有する。この構成によれば、発熱素子87の熱がバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76に移動する。したがって、発熱素子87の温度上昇が抑制される。
(3)制御装置1Bは、発熱素子87が底壁72に接触する構成を有する。この構成におれば、発熱素子87の熱が底壁72に移動する。したがって、発熱素子87の温度上昇が抑制される。
(第2実施形態)
図6および図7は、本実施形態の制御装置100の構成を示す。
本実施形態の制御装置100は、第1実施形態の制御装置1B(図1参照)と比較して電動モーター1A(図1参照)とは個別に形成される点で異なる。なお、以下の説明において、第1実施形態の構成要素に対応する旨の説明が付された第2実施形態の構成要素は、対応する第1実施形態の構成要素と同等または類似の機能を有する。
図7に示されるように、制御装置100は、第1回路基板110、第2回路基板120(図8参照)、ハウジング130、およびカバー140を有する。
ハウジング130は、金属材料により形成される。ハウジング130は、平面視において長方形をなす箱形状を有する(図6参照)。ハウジング130は、第1回路基板110および第2回路基板120を収容する。ハウジング130は、ハウジング本体131、第1実施形態のバスバー端子支持部分75に対応するバスバー端子支持部分134、および第1実施形態のレゾルバ端子支持部分76に対応するレゾルバ端子支持部分135を有する。ハウジング130は、ハウジング本体131、バスバー端子支持部分134、およびレゾルバ端子支持部分135が個別に形成された構成を有する。バスバー端子支持部分134およびレゾルバ端子支持部分135は「端子支持部分」に相当する。
ハウジング本体131は、底壁132および側壁133を有する。ハウジング本体131は、同一の金属材料により底壁132および側壁133が一体的に成形された構造を有する。側壁133は、基板支持部分133Aおよび嵌合突起133Bを有する。側壁133は、上端部において基板支持部分133Aを有する。側壁133は、基板支持部分133Aにおいて第1回路基板110の回路基板本体111の背面111Bを支持する。側壁133は、上端面において嵌合突起133Bを有する。
カバー140は、ハウジング130の側壁133を底壁132とは反対側から覆う。カバー140は、ボルト(図示略)によりハウジング130の側壁133に固定される。カバー140は、嵌合凹部分141を有する。嵌合凹部分141は、嵌合突起133Bに嵌め合わせられる。
第1回路基板110は、第1実施形態の第1回路基板80の制御回路と対応する制御回路を有する。第1回路基板110は、底壁132に対して空間を介して位置する。第1回路基板110は、カバー140に対して空間を介して位置する。第1回路基板110は、複数枚の熱可塑性樹脂フィルムが積層された多層プリント基板として形成されている。第1回路基板110は、回路基板本体111、バスバーコネクター112、レゾルバコネクター113、および発熱素子114としての電源平滑用のフィルムコンデンサーを有する。バスバーコネクター112、レゾルバコネクター113、発熱素子114は、第1実施形態のバスバーコネクター84、レゾルバコネクター85、発熱素子87に対応する。なお、バスバーコネクター112およびレゾルバコネクター113は「コネクター」に相当する。
回路基板本体111は、平板形状を有する。回路基板本体111は、底壁132に空間を介して位置する。回路基板本体111は、底壁132に平行する。回路基板本体111は、主面111Aおよび背面111Bを有する。
バスバーコネクター112は、回路基板本体111の主面111Aに取り付けられる。バスバーコネクター112は、第1実施形態の接続端子84Aに対応する接続端子112A、および第1実施形態のコネクターケース84Bに対応するコネクターケース112Bを有する。接続端子112Aは、回路基板本体111の主面111Aに直立する。
レゾルバコネクター113は、回路基板本体111の主面111Aに取り付けられる。レゾルバコネクター113は、第1実施形態の接続端子85Aに対応する接続端子113A、および第1実施形態のコネクターケース85Bに対応するコネクターケース113Bを有する。接続端子113Aは、回路基板本体111の主面111Aに直立する。
発熱素子114は、回路基板本体111の背面111Bに取り付けられる。発熱素子114は、バスバー端子支持部分134およびレゾルバ端子支持部分135の間に位置する。発熱素子114は、バスバー端子支持部分134、レゾルバ端子支持部分135、および底壁132に接触する。
図8に示されるように、第2回路基板120は、バスバー端子支持部分134、および側壁133においてバスバー端子支持部分134に対向する部分の間に位置する。第2回路基板120は、底壁132に固定される。第2回路基板120は、第1実施形態のセラミック基板91に対応するセラミック基板121、第1実施形態のパワー素子92に対応するパワー素子122、および第1実施形態のハーネスに対応するハーネス(図示略)を有する。第2回路基板120は、第1実施形態の第2回路基板90のインバーター回路と対応するインバーター回路を有する。
制御装置100の作用は、制御装置1Bの作用と同様であるため、その説明を省略する。また、本実施形態の制御装置100は、第1実施形態のモーターユニット1の(1)〜(3)の効果と同様の効果を奏する。
(その他の実施形態)
本発明は、第1および第2実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての第1および第2実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、バスバー端子支持部分75が回路基板本体81の背面81Bに接触する構成を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、バスバー端子支持部分75が回路基板本体81の背面81Bに対して隙間を介して対向する構成を有する。要するに、バスバー端子支持部分75は、回路基板本体81が変形することにより回路基板本体81と接続端子84Aとの接合部分に過大な応力が生じない程度に回路基板本体81の背面81Bに対して隙間を介して位置してもよい。なお、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、レゾルバ端子支持部分76が回路基板本体81の背面81Bに接触する構成を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、レゾルバ端子支持部分76が回路基板本体81の背面81Bに対して隙間を介して対向する構成を有する。要するに、レゾルバ端子支持部分76は、回路基板本体81が変形することにより回路基板本体81と接続端子84Aとの接合部分に過大な応力が生じない程度に回路基板本体81の背面81Bに対して隙間を介して位置してもよい。なお、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、バスバーコネクター84の長手方向において、バスバー端子支持部分75の寸法がバスバーコネクター84の寸法よりも大きい構成を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、バスバーコネクター84の長手方向において、バスバー端子支持部分75の寸法がバスバーコネクター84の寸法以下の構成を有する。変形例のバスバー端子支持部分75は、バスバーコネクター84の長手方向の中間部分に対応する底壁72の部分に位置する。バスバー端子支持部分75は、バスバーコネクター84の長手方向の中間部分を支持する。
・第1実施形態の制御装置1Bは、レゾルバコネクター85の長手方向において、レゾルバ端子支持部分76の寸法がレゾルバコネクター85の寸法よりも大きい構成を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、レゾルバコネクター85の長手方向において、レゾルバ端子支持部分76の寸法がレゾルバコネクター85の寸法以下の構成を有する。変形例のレゾルバ端子支持部分76は、レゾルバコネクター85の長手方向の中間部分に対応する底壁72の部分に位置する。レゾルバ端子支持部分76は、レゾルバコネクター85の長手方向の中間部分を支持する。
・第1実施形態の制御装置1Bは、バスバー端子支持部分75、レゾルバ端子支持部分76、およびハウジング本体71が個別に形成されたハウジング70を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、同一の金属材料によりバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76の少なくとも一方とハウジング本体71とが一体的に成形されたハウジング70を有する。なお、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、発熱素子87がバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76に接触する構成を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、発熱素子87がバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76の少なくとも一方に対して所定距離において離間した箇所に位置する構成を有する。要するに、発熱素子87は、バスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76に接触する構成に限られず、発熱素子87の必要な冷却性能が確保できる程度にバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76に対して隙間を介して位置してもよい。なお、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、発熱素子87が底壁72に接触する構成を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、発熱素子87が底壁72に対して所定距離において離間した箇所に位置する構成を有する。要するに、発熱素子87は、底壁72に接触する構成に限られず、発熱素子87の必要な冷却性能が確保できる程度に底壁72に対して隙間を介して位置してもよい。なお、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、第1回路基板80が複数枚の熱可塑性樹脂フィルムが積層された多層プリント配線基板として形成された構造を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、第1回路基板80が熱硬化性樹脂の基材とするプリント配線基板として形成された構造を有する。なお、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、回路基板本体81、連結部分82、および垂直基板部分83を有する第1回路基板80を有する。一方、第1実施形態の制御装置1Bは、連結部分82および垂直基板部分83の少なくとも一方が省略された第1回路基板80を有する。
・第1実施形態の制御装置1Bは、発熱素子87としてのフィルムコンデンサーがバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76に接触する構成を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、図9に示されるように、発熱素子として、フィルムコンデンサーに代えて第2回路基板150がバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76に取り付けられる構成を有する。
第2回路基板150は、第1パワー基板151および第2パワー基板152を有する。
第1パワー基板151は、バスバー端子支持部分75の側面に固定される。第1パワー基板151は、セラミック基板153、4個のパワー素子154、およびハーネス(図示略)を有する。ハーネスは、セラミック基板153および回路基板本体81を電気的に接続する。パワー素子154は、セラミック基板153を介してバスバー端子支持部分75の側面に取り付けられる。
第2パワー基板152は、レゾルバ端子支持部分76の側面に固定される。第2パワー基板152は、セラミック基板155、2個のパワー素子156、およびハーネス(図示略)を有する。ハーネスは、セラミック基板155および回路基板本体81を電気的に接続する。パワー素子156は、セラミック基板155を介してレゾルバ端子支持部分76の側面に取り付けられる。
この構成によれば、パワー素子154の熱は、セラミック基板153を介してバスバー端子支持部分75に移動する。バスバー端子支持部分75に移動した熱は、底壁72を介してハウジング70の外部に放熱される。このように、バスバー端子支持部分75により、パワー素子154の温度上昇が抑制される。なお、パワー素子156およびレゾルバ端子支持部分76についても同様であるため、その説明を省略する。
・上記変形例の制御装置1Bは、第1パワー基板151および第2パワー基板152により構成された第2回路基板150を有する。一方、別の変形例の制御装置1Bは、図10に示されるように、第2回路基板150は、1個のセラミック基板157、パワー素子154,156、およびハーネス(図示略)を有する。セラミック基板157は、バスバー端子支持部分75の側面に固定される。パワー素子154,156は、セラミック基板157上に取り付けられる。別の変形例の制御装置1Bは、バスバーコネクター84およびレゾルバコネクター85の径方向ZBに互いに接近している。これにともない、バスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76も径方向ZBに互いに接近する。パワー素子154,156は、レゾルバ端子支持部分76に対向する。
この構成によれば、パワー素子154,156の熱は、セラミック基板157を介してバスバー端子支持部分75に移動する。また、パワー素子154,156の熱は、レゾルバ端子支持部分76に移動する。このため、パワー素子154,156の温度上昇がより抑制される。なお、セラミック基板157は、レゾルバ端子支持部分76の側面に固定することもできる。また、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・上記変形例の制御装置1Bは、セラミック基板153,155を介してパワー素子154,156がバスバー端子支持部分75の側面およびレゾルバ端子支持部分76の側面に取り付けられる構成を有する。一方、さらに別の変形例の制御装置1Bは、セラミック基板153,155が省略された構成、すなわちパワー素子154,156がバスバー端子支持部分75の側面およびレゾルバ端子支持部分76の側面に取り付けられた構成を有する。バスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76は、パワー素子154,156およびハーネス(図示略)を接続する導電パターンを有する。なお、図10に示される別の変形例の制御装置1Bに対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、端子支持部分としてバスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、図11に示されるように、バスバー端子支持部分75およびレゾルバ端子支持部分76が省略された構成を有し、第2回路基板160を有する構成を有する。
第2回路基板160は、第1パワー基板161および第2パワー基板162を有する。
第1パワー基板161は、回路基板本体81に対して直交する。第1パワー基板161は、バスバーコネクター84に対応する箇所に位置する。第1パワー基板161は、セラミック基板163、4個のパワー素子164、およびハーネス(図示略)を有する。セラミック基板163は、底壁72に固定される。セラミック基板163は、その下端部において回路基板本体81の背面81Bを支持する。ハーネスは、セラミック基板163および回路基板本体81を電気的に接続する。
第2パワー基板162は、回路基板本体81に対して直交する。第2パワー基板162は、レゾルバコネクター85に対応する箇所に位置する。第2パワー基板162は、セラミック基板165、2個のパワー素子166、およびハーネス(図示略)を有する。セラミック基板165は、その下端部において回路基板本体81の背面81Bを支持する。
この構成によれば、バスバー30の回路接続部材33がバスバーコネクター84に接続されるとき、回路接続部材33がバスバーコネクター84を介して回路基板本体81に加える荷重を第1パワー基板161が受ける。また、レゾルバ60の回路接続部材63がレゾルバコネクター85に接続されるとき、回路接続部材63がレゾルバコネクター85を介して回路基板本体81に加える荷重を第2パワー基板162が受ける。このように、第1パワー基板161がバスバーコネクター84を支持する機能を兼ねる。また、第2パワー基板162がレゾルバコネクター85を支持する機能を兼ねる。このため、制御装置1Bを構成する部品点数を少なくすることができる。なお、セラミック基板163およびセラミック基板165は「コネクター支持部分」に相当する。また、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の制御装置1Bは、側壁73に形成された基板支持部分73Aにより第1回路基板80が支持される構成を有する。一方、変形例の制御装置1Bは、側壁73とは個別に形成された基板支持部分により第1回路基板80が支持される構成を有する。基板支持部分は、底壁72から立ち上がるとともに回路基板本体81の背面81Bを支持する。なお、第2実施形態の制御装置100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態の電動モーター1Aは、回転位置検出装置としてレゾルバ60を有する。一方、変形例の電動モーター1Aは、回転位置検出装置としてレゾルバ60に代えて、ホールICを有する。また、別の変形例の電動モーター1Aは、回転位置検出装置を省略したセンサーレスモーターとしての構成を有する。別の変形例の電動モーター1Aは、ブラケット50からレゾルバ支持部分54が省略され、第1回路基板80からレゾルバコネクター85が省略され、ハウジング70からレゾルバ端子支持部分76が省略された構成を有する。
1…モーターユニット、1B…制御装置、70…ハウジング、72…底壁、73A…基板支持部分、75…バスバー端子支持部分(端子支持部分)、76…レゾルバ端子支持部分(端子支持部分)、81…回路基板本体、81A…主面、81B…背面、84A…接続端子、85A…接続端子、87…発熱素子、100…制御装置、111…回路基板本体、111A…主面、111B…背面、112A…接続端子、113A…接続端子、114…発熱素子、130…ハウジング、132…底壁、133A…基板支持部分、134…バスバー端子支持部分(端子支持部分)、135…レゾルバ端子支持部分(端子支持部分)。

Claims (6)

  1. 主面、前記主面とは反対側の面を形成する背面、および前記主面上において立ち上がる接続端子を有する回路基板本体と、
    底壁、前記底壁上において立ち上がるとともに前記背面を支持する基板支持部分、および前記背面のうちの前記接続端子と対応する部分を支持する金属製の端子支持部分を有するハウジングと、
    前記端子支持部分により放熱される発熱素子と
    を有する制御装置。
  2. 前記回路基板本体は、2個の前記接続端子を有し、
    前記ハウジングは、2個の前記端子支持部分を有し、
    前記端子支持部分の一方は、前記回路基板本体を介して前記接続端子の一方を支持し、
    前記端子支持部分の他方は、前記回路基板本体を介して前記接続端子の他方を支持し、
    前記発熱素子は、2個の前記端子支持部分の間に位置する
    請求項1に記載の制御装置。
  3. 前記発熱素子は、前記回路基板本体の前記背面に取り付けられる
    請求項1または2に記載の制御装置。
  4. 前記発熱素子は、前記端子支持部分の側面に取り付けられる
    請求項1または2に記載の制御装置。
  5. 前記制御装置は、熱可塑性樹脂フィルムにより形成された多層プリント基板を前記回路基板本体として有する
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の制御装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の制御装置を備えたモーターユニット。
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