JP2017017866A

JP2017017866A - 駆動装置

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Publication number: JP2017017866A
Application number: JP2015132342A
Authority: JP
Inventors: 雅志山▲崎▼; Masashi Yamazaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-07-01
Filing date: 2015-07-01
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-07-01
Also published as: US20170005539A1; DE102016210785A1; JP6507887B2; US10340765B2; CN106329797A; CN106329797B

Abstract

【課題】簡素な構成で水などの液体の浸入を防ぐことの可能な駆動装置を提供する。【解決手段】モータ部２０は、モータケース１０が有する第１空間１１に収容される。フレーム３０は、モータケース１０の径方向の内壁１５に当接し、モータケース１０の内側に固定される。モータケース１０およびフレーム３０の少なくとも一方に設けられる切欠部４０は、モータケース１０とフレーム３０との間に周方向に延びるシール溝を形成する。カバー６０は、シール溝に被さり、内側に第２空間６２を形成する。シール材５０は、シール溝に挿入され、モータケース１０およびカバー６０の外側から第１空間１１および第２空間６２への水などの液体の浸入を防ぐ。これにより、１箇所のシール溝に設けたシール材５０により、第１空間１１および第２空間６２という２か所の空間への液体の浸入を防ぐ。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動装置に関する。

従来、モータ部と、そのモータ部を制御する制御部を備えた駆動装置が知られている。
特許文献１に記載の駆動装置は、モータハウジングの一部に略角筒状に形成されたインバータ収容部を備えている。インバータ収容部は、その開口側の端面に、周方向に延びる溝を有している。インバータ収容部は、その溝に液状のシール材が充填され、溝の上に蓋体が被せられている。これにより、この駆動装置は、インバータ収容部および蓋体の外部から内側へ水等が浸入することを防いでいる。

特許第５２６０１９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の駆動装置は、インバータ収容部の肉厚が、溝の幅と、その溝の内周側の壁の幅と、その溝の外周側の壁の幅とを合わせた厚いものとなっている。したがって、この駆動装置は、体格が大型化することが懸念される。
また、特許文献１に記載の駆動装置は、インバータ収容部の開口側の端面において、溝の内周側と外周側の両方に壁を形成しているので、溝を加工する際の工程が複雑化することが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で水などの液体の浸入を防ぐことの可能な駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の駆動装置は、モータ部、モータケース、フレーム、切欠部、カバーおよびシール材を備える。モータ部は、筒状のモータケースが有する第１空間に収容される。フレームは、モータケースの径方向の内壁に当接し、モータケースの内側に固定される。モータケースとフレームとの当接箇所に対し第１空間とは反対側の位置で、モータケースの径方向の内壁およびフレームの径方向の外壁の少なくとも一方に設けられる切欠部は、モータケースとフレームとの間に周方向に延びるシール溝を形成する。カバーは、シール溝に被さり、フレームを挟んで第１空間とは反対側に第２空間を形成する。シール材は、シール溝に挿入され、モータケースおよびカバーの外側から第１空間および第２空間への水などの液体の浸入を防ぐ。

これにより、１箇所のシール溝に設けたシール材により、フレームで仕切られた第１空間および第２空間への水などの液体が浸入することを防ぐことが可能である。したがって、駆動装置は、簡素な構成で、液体の浸入を防ぐことができる。
また、モータケースとフレームとを用いてシール溝を形成することにより、特許文献１のようにモータケースのみにシール溝を設けた構成と比べて、モータケースの板厚を薄くすることが可能である。したがって、駆動装置は、径方向の体格を小型化することができる。

本発明の第１実施形態による駆動装置の断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。図１のＩＩＩ部分の拡大図である。本発明の第２実施形態による駆動装置の部分拡大図である。本発明の第３実施形態による駆動装置の部分拡大図である。本発明の第４実施形態による駆動装置の部分拡大図である。本発明の第５実施形態による駆動装置の部分拡大図である。本発明の第６実施形態による駆動装置の部分拡大図である。比較例の駆動装置の部分拡大図である。

以下、本発明の複数の実施形態による駆動装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１から図４に示す。第１実施形態による駆動装置１は、例えば車両の電動パワーステアリング装置に用いられ、運転者によるステアリング操作を補助するための操舵アシストトルクを発生するものである。
図１に示すように、駆動装置１は、モータケース１０、モータ部２０、フレーム３０、切欠部４０、シール材５０、カバー６０および制御部７０などを有する。
モータケース１０は、例えばアルミなどの金属から有底筒状に形成され、底部１２および筒部１３を有している。モータケース１０は、内側にモータ部２０を収容する第１空間１１を有する。
モータ部２０は、ステータ２１及びロータ２２を有し、モータケース１０が有する第１空間１１に収容されている。ステータ２１は、円筒状に形成され、モータケース１０の筒部１３の内壁１４にしまり嵌めされている。ステータ２１に形成されたスロットにコイル２３が巻かれている。コイル２３から取り出されたモータ線２４は、フレーム３０に設けられた孔３１を通り、制御部７０の基板７１に接続されている。

ロータ２２は、ステータ２１の径方向内側に、ステータ２１に対し相対回転可能に設けられている。ロータ２２の中心に固定されたシャフト２５は、出力端２６側がモータケース１０の底部１２に設けられた軸受２７に回転可能に支持され、他端がフレーム３０に設けられた軸受２８に回転可能に支持されている。
モータ部２０は、モータ線２４からコイル２３に通電されると、ステータ２１が発生する回転磁界により、ロータ２２とシャフト２５が軸周りに回転する。

フレーム３０は、例えばアルミなどの金属から形成され、モータケース１０の内側に固定されている。フレーム３０の外壁３２と、モータケース１０の径方向の内壁１５とは、周方向に連続して当接している。そのモータケース１０とフレーム３０との当接箇所４１において、モータケース１０とフレーム３０とはしまり嵌めされている。なお、モータケース１０とフレーム３０とがしまり嵌めされる箇所４１と、モータケース１０とステータ２１とがしまり嵌めされる箇所１８とは、軸方向に重なる位置となっている。これにより、その２箇所４１，１８に位置するモータケース１０の筒部１３の内壁を、切削加工により一度に形成することが可能である。
なお、フレーム３０とモータケース１０とは、熱膨張率が同一の材料で形成することが好ましい。

図２および図３に示すように、第１実施形態では、フレーム３０の径方向の外壁に周方向に延びる切欠部４０が設けられている。切欠部４０は、モータケース１０とフレーム３０との当接箇所４１に対し第１空間１１とは反対側の位置に設けられている。これにより、モータケース１０とフレーム３０との間に周方向に延びるシール溝４２が形成される。
シール溝４２には、シール材５０が挿入されている。本実施形態のシール材５０は、例えば接着剤であり、液状の状態でシール溝４２に充填され、それが硬化したものである。なお、モータケース１０の内壁１５とフレーム３０の外壁３２との当接箇所４１はしまり嵌めがされているので、シール溝４２に液状のシール材５０を充填した際、そこから第１空間１１へシール材５０が漏れ出すことが防がれる。

シール溝４２には、カバー６０が被さっている。カバー６０は、有底筒状のカバー本体６１と、そのカバー本体６１からシール溝４２側へ筒状に延びる挿入部６３とを有する。カバー本体６１は、内側に第２空間６２を形成する。第２空間６２は、フレーム３０を挟んで第１空間１１とは反対側に形成される。
挿入部６３は、シール溝４２に挿入される。これにより、シール材５０と挿入部６３との接触面積が大きくなる。また、切欠部４０の内側に充填したシール材５０が液状のときに挿入部６３をシール溝４２に挿入すると、シール材５０は、挿入部６３から圧力を受けてシール溝４２の内壁および挿入部６３に密着する。そのため、シール材５０が硬化した際、カバー６０とフレーム３０とモータケース１０とがシール材５０により確実に接着される。

挿入部６３の板厚は、カバー本体６１の板厚より薄く形成されている。そのため、カバー本体６１と挿入部６３との接続箇所に段差面６４が形成される。段差面６４は、モータケース１０の開口側端面１６に当接している。これにより、モータケース１０の開口側端面１６に対しカバー６０の軸方向の位置が定まる。
シール溝４２に充填されたシール材５０は、その一部が、カバー６０の段差面６４とモータケース１０の開口側端面１６との間に入り込んでいる。シール材５０は、モータケース１０およびカバー６０の外側から第１空間１１および第２空間６２への水などの液体の浸入を防いでいる。詳細には、シール材５０は、モータケース１０とカバー６０との当接箇所１７からシール溝４２へ水などが浸入することを防ぎ、さらに、シール溝４２を経由して第１空間１１および第２空間６２へ水などが浸入することを防いでいる。
これにより、駆動装置１は、１箇所のシール溝４２に設けたシール材５０により、第１空間１１および第２空間６２へ水などが浸入することを防ぐことが可能である。

図１に示すように、第２空間６２に設けられた制御部７０は、基板７１に形成された電子回路により、モータ部２０を制御する。基板７１は、フレーム３０に対し複数のねじ７２により固定されている。
基板７１のフレーム３０側には、複数のスイッチング素子７３、位置センサ７４および図示していないがマイコンなどが実装されている。基板７１のフレーム３０とは反対側には、コンデンサ７５および図示していないがチョークコイルなどが実装されている。
基板７１に形成された電子回路には、コネクタ７６を経由し、モータ部２０を駆動するための電力、および、操舵アシストトルクに関する信号などが入力される。また、基板７１に形成された電子回路の配線には、モータ部２０のコイル２３から取り出されたモータ線２４が接続されている。

複数のスイッチング素子７３は、モータ部２０に電力を供給するための三相インバータ回路を構成するものと、電源リレーとして機能するものがある。位置センサ７４は、モータ部２０のシャフト２５の端部に設けられた磁石２９の磁界を検出する。マイコンは、位置センサ７４の出力信号から検出したロータ２２の位置、及び、操舵アシストトルクに必要な電流量に応じてスイッチング素子７３をオン、オフし、インバータ回路からコイル２３への通電を制御する。
コンデンサ７５およびチョークコイルは、フィルタ回路を構成し、バッテリを共有する他の装置から伝わるノイズを低減すると共に、駆動装置１からバッテリを共有する他の装置に伝わるノイズを低減する。

ここで、比較例の駆動装置１００について、図９を参照して説明する。
比較例の駆動装置１００は、モータケース１０の開口側端面１６に、周方向に延びるシール溝４２０が設けられている。シール溝４２０には、シール材５０が充填されている。シール溝４２０の上からカバー６０が被さっている。これにより、比較例の駆動装置１００は、モータケース１０およびカバー６０の外側から第１空間１１および第２空間６２へ水などの液体が浸入することを防いでいる。
ところで、比較例の駆動装置１００は、シール溝４２０幅Ａと、そのシール溝４２０の内周側に設けられた内周壁４２１の幅Ｂと、シール溝４２０の外周側に設けられた外周壁４２２の幅Ｃにより、モータケース１０の板厚Ｄが厚いものとなっている。したがって、比較例の駆動装置１は、径方向の体格が大型化する。
また、比較例の駆動装置１００は、シール溝４２０の深さＥを深くする場合、モータケース１０の開口側端面１６にエンドミル加工を行うことでシール溝４２０を形成することが考えられる。しかし、エンドミル加工を行うと、モータケース１０を製造する工程が複雑化することが懸念される。

上述の比較例の駆動装置１００に対し、第１実施形態の駆動装置１は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、フレーム３０の径方向の外壁に切欠部４０を設けることにより、モータケース１０とフレーム３０との間に周方向に延びるシール溝４２を形成している。その１箇所のシール溝４２に挿入されるシール材５０は、モータケース１０およびカバー６０の外側からフレーム３０で仕切られた第１空間１１および第２空間６２へ水など液体が浸入することを防ぐことが可能である。
また、フレーム３０に設けた切欠部４０とモータケース１０の内壁とを用いてシール溝４２を形成することにより、比較例のようにモータケース１０の開口側端面１６のみにシール溝４２を形成した構成と比べて、モータケース１０の板厚Ｆ（図３参照）を薄くすることが可能である。したがって、駆動装置１は、径方向の体格を小型化することができる。

（２）第１実施形態では、シール材５０は、モータケース１０とカバー６０との当接箇所１７からシール溝４２への水などの浸入を防ぎ、且つ、シール溝４２から第１空間１１および第２空間６２への水などの浸入を防ぐ。
これにより、シール材５０は、第１空間１１および第２空間６２への水などの浸入を確実に防ぐことが可能である。

（３）第１実施形態では、モータケース１０とフレーム３０との当接箇所４１がしまり嵌めされている。
これにより、シール溝４２に液状のシール材５０を充填した際、そのシール材５０がモータケース１０とフレーム３０との当接箇所４１から第１空間１１へ漏れることを防ぐことができる。

（４）第１実施形態では、切欠部４０は、フレーム３０の径方向の外壁に設けられる。
これにより、モータケース１０の径方向の内壁に切欠部４３を設けること（図４参照）に比べて、モータケース１０の板厚Ｆを薄くすることが可能である。

（５）第１実施形態では、カバー６０は、切欠部４０に挿入される挿入部６３を有する。
これにより、カバー６０とフレーム３０とモータケース１０とを、シール材５０により確実に接着することが可能である。
また、シール材５０が液状のときに挿入部６３をシール溝４２に挿入すると、シール材５０は、挿入部６３から圧力を受けてシール溝４２の内壁と挿入部６３とに隙間なく密着する。したがって、駆動装置１は、シール材５０による外部からの液体浸入防止効果を高めることが可能である。

（６）第１実施形態では、カバー６０の段差面６４は、モータケース１０の開口側端面１６に当接する。
これにより、カバー６０とモータケース１０との当接箇所１７の僅かな隙間にもシール材５０を入り込ませることができる。したがって、駆動装置１は、シール材５０による外部からの液体浸入防止効果を高めることが可能である。
また、モータケース１０の開口側端面１６からのカバー６０の高さを定めることが可能である。

（７）第１実施形態では、モータケース１０とフレーム３０とは、熱膨張率が同一の材料により形成することが好ましい。
これにより、駆動装置１の温度が変わる場合、モータケース１０の内壁およびフレーム３０の切欠部４０からシール材５０に加わる応力を低減することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による駆動装置１の部分拡大図を図４に示す。第２実施形態では、モータケース１０の径方向の内壁に周方向に延びる切欠部４３が設けられている。これにより、モータケース１０とフレーム３０との間に周方向に延びるシール溝４２が形成される。
シール溝４２には、シール材５０が挿入されている。これにより、駆動装置１は、１箇所のシール溝４２に設けたシール材５０により、第１空間１１および第２空間６２への水などの浸入を防ぐことが可能である。
第２実施形態では、モータケース１０の径方向の内壁に切欠部４３を設けるので、第１実施形態の構成に比べて、第２空間６２を径方向に大きくすることが可能である。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による駆動装置１の部分拡大図を図５に示す。第３実施形態では、モータケース１０の径方向の内壁に第１切欠部４４が設けられ、さらにフレーム３０の径方向の外壁に第２切欠部４５が設けられている。第３実施形態では、第１切欠部４４と第２切欠部４５により、モータケース１０とフレーム３０との間に周方向に延びるシール溝４２が形成される。
なお、モータケース１０に設けられた第１切欠部４４は、フレーム３０に設けられた第２切欠部４５よりも軸方向第１空間１１側へ大きく形成されている。モータケース１０の第１切欠部４４の軸方向端面４６に対応して、フレーム３０に段差部３３が設けられている。モータケース１０の第１切欠部４４の軸方向端面４６と、フレーム３０の段差部３３とが当接することで、フレーム３０の軸方向の位置が定まる。
第３実施形態では、第２実施形態の構成に比べて、モータケース１０の板厚を薄くすることが可能であると共に、第１切欠部４４によりフレーム３０の軸方向の位置を定めることが可能である。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による駆動装置１の部分拡大図を図６に示す。第４実施形態では、モータケース１０の開口側端面１６の位置より、フレーム３０の第２空間６２側の面３４が第１空間１１から遠い位置にある。これにより、切欠部４０の内側に充填したシール材５０が液状のときにカバー６０の挿入部６３をシール溝４２に挿入する際、シール材５０が第２空間６２へ漏れ出すことが抑制される。したがって、第４実施形態では、第２空間６２に設置される電子部品などにシール材５０が付着することを抑制することが可能である。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による駆動装置１の部分拡大図を図７に示す。第５実施形態では、モータケース１０とフレーム３０との当接箇所４１において、モータケース１０とフレーム３０とはねじ４７により固定されている。なお、モータケース１０に形成される雌ねじの内径は、モータケース１０の内壁１４にステータ２１がしまり嵌めされる箇所１８（図１参照）の内径よりも大きいことがステータ２１の組付けに好ましい。第５実施形態においても、第１−第４実施形態と同一の作用効果を奏することが可能である。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による駆動装置１の部分拡大図を図８に示す。第６実施形態では、シール溝４２に挿入されるシール材は、例えばゴムまたはエラストマーなどから環状に形成されたＯリング５１である。Ｏリング５１がシール溝４２に挿入される前の状態で、Ｏリング５１の断面の外径は、シール溝４２における径方向の幅および軸方向の幅より大きい。なお、第６実施形態では、カバー６０に挿入部６３が設けられていない。カバー６０は、Ｏリング５１を押圧すると共に、モータケース１０の開口側端面１６またはフレーム３０の第２空間６２側の面３４に当接する。これにより、Ｏリング５１は圧縮された状態でシール溝４２に挿入される。
第６実施形態においても、第１−第４実施形態と同じく、シール材としてのＯリング５１は、モータケース１０およびカバー６０の外側から第１空間１１および第２空間６２への水など液体の浸入を防ぐことが可能である。

（他の実施形態）
（１）上述した実施形態では、例えば車両の電動パワーステアリング装置に用いられる駆動装置１について説明した。これに対し、他の実施形態では、駆動装置１は、例えばオートワイパー装置またはパワーウィンドウ装置など、種々の装置に用いることが可能である。

（２）上述した実施形態では、駆動装置１のモータ部２０としてブラシレスモータを例にして説明した。これに対し、他の実施形態では、駆動装置１のモータ部２０は、例えばブラシ付きモータなど種々のモータとすることが可能である。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・駆動装置
１０・・・モータケース
１１・・・第１空間
２０・・・モータ部
３０・・・フレーム
４０，４３，４４，４５・・・切欠部
４２・・・シール溝
５０，５１・・・シール材
６０・・・カバー
６２・・・第２空間

Claims

モータ部（２０）と、
前記モータ部が収容される第１空間（１１）を有する筒状のモータケース（１０）と、
前記モータケースの径方向の内壁（１５）に当接し、前記モータケースの内側に固定されるフレーム（３０）と、
前記モータケースと前記フレームとの当接箇所（４１）に対し前記第１空間とは反対側の位置で、前記モータケースの径方向の内壁および前記フレームの径方向の外壁の少なくとも一方に設けられ、前記モータケースと前記フレームとの間に周方向に延びるシール溝（４２）を形成する切欠部（４０，４３，４４，４５）と、
前記シール溝に被さり、前記フレームを挟んで前記第１空間とは反対側に第２空間（６２）を形成するカバー（６０）と、
前記シール溝に挿入されるシール材（５０，５１）と、を備える駆動装置。
前記モータケースは、前記カバーに当接するものである請求項１に記載の駆動装置。
前記モータケースと前記フレームとの当接箇所はしまり嵌めされるものである請求項１または２に記載の駆動装置。
前記切欠部（４０，４５）は、前記フレームの径方向の外壁に設けられるものである請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動装置。
前記切欠部（４３，４４）は、前記モータケースの径方向の内壁に設けられるものである請求項１から４のいずれか一項に記載の駆動装置。
前記切欠部（４４，４５）は、前記フレームの径方向の外壁、および、前記モータケースの径方向の内壁に設けられるものである請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動装置。
前記カバーは、有底筒状のカバー本体（６１）と、そのカバー本体から筒状に延びて前記シール溝に挿入に挿入される挿入部（６３）とを有するものである請求項１から６のいずれか一項に記載の駆動装置。
前記挿入部の板厚は、前記カバー本体の板厚よりも小さく形成され、
前記カバー本体と前記挿入部との接続箇所に形成される段差面（６４）は、前記モータケースの開口側端面（１６）に当接するものである請求項７に記載の駆動装置。
前記第２空間に、前記モータ部を制御する制御部（７０）をさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載の駆動装置。
前記モータケースと前記フレームとは、熱膨張率が同一の材料により形成されたものである請求項１から９のいずれか一項に記載の駆動装置。