JP2017034810A - モータユニット及び部品固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構成を簡素化することができるモータユニット及び部品固定方法を提供する。
【解決手段】モータユニットは、モータと、モータの回転動作の制御に供されるモジュール３０等の複数の部品とをユニット化している。こうしたモータユニットは、複数の部品を固定するためのベース面２３〜２６を有するヒートシンク２０と、複数の部品のうち、モジュール３０をベース面２３との間に挟み込む態様で固定する固定クリップ７０とを備えている。そして、固定クリップ７０は、ベース面２３に対向する側から取り付けられており、ヒートシンク２０のベース面２３とは異なる部位（ベース面２６及び設置部２２の土台部２１側）に係合している。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータユニット及び部品固定方法に関する。

例えば、モータに対してモータの回転動作を制御する制御基板等の部品をユニット化したモータユニットとして、例えば、特許文献１に記載のものがある。特許文献１では、モータユニットを構成する部品を収容するケーシング容器の内周側円筒面の一部に２つのレール（折れ曲がった突出部）を形成し、これらレールと上記内周側円筒面によって区画された空間にモジュール（パワー半導体１０）を挿入し、さらに板ばねによってモジュールを上記内周側円筒面に固定している。

特表２０１３−５３７３９６号公報

ところで、特許文献１における板ばねは、モジュールを上記内周側円筒面に固定するために、当該内周側円筒面に対向する側から、例えば、壁等の構成によってモジュールを押し付けることができるように固定されていなければいけない。すなわちこの場合、モジュールを上記内周側円筒面に固定するのに少なくとも、板ばねと、モジュールを上記内周側円筒面に押し付けるように板ばねを固定するための構成と、モジュールを固定するための上記内周側円筒面とが必要となる。そのため、モータユニットの構成を簡素化しようとする場合に不利となっている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、構成を簡素化することができるモータユニット及び部品固定方法を提供することにある。

上記課題を解決するモータユニットは、モータと、モータの回転動作の制御に供される複数の部品とをユニット化したものである。こうしたモータユニットは、複数の部品を固定するためのベース面を有するベース部材と、複数の部品の少なくとも一つをベース面との間に挟み込む態様で固定する固定部材とを備えている。そして、固定部材は、ベース面に対向する側から取り付けられており、ベース部材におけるベース面とは異なる部位に係合している。

また、こうしたモータユニットにおいて、モータと、モータの回転動作の制御に供される複数の部品とをユニット化する際に複数の部品をベース部材が有するベース面に固定する部品固定方法としては、複数の部品の少なくとも一つをベース面との間に挟み込む態様で固定部材によって固定する挟み込み工程を含んでいる。こうした部品固定方法において、挟み込み工程は、ベース面に対向する側において複数の部品の少なくとも一つを当該ベース面と固定部材との間に配置した状態で、当該ベース面に対向する側から固定部材をベース部材におけるベース面とは異なる部位に係合するように取り付けることにより当該部品を当該ベース部材に固定する。

これら構成によれば、ベース面に対向する側には、固定部材をベース面側に押し付けて固定する等の構成がなくても、ベース部材との係合を通じて部品をベース面との間に挟み込むことにより当該部品を当該ベース面に押し付けることができる。すなわち、固定部材により部品をベース部材に固定する際、固定部材と、部品が固定されるためのベース面（ベース部材）とを有していればよい。そのため、固定部材をベース面側に押し付けて固定する等の構成が不要となり、固定部材をベース面側に押し付けて固定する等の構成を必要とするものと比較して、モータユニットの構成を簡素化することができる。

また、上記［背景技術］で説明した従来例の構成によってモジュールを固定する方法を考慮すると、レールが折り曲げられているために、最初にモジュールをレールに挿入し、その後、板ばねを用いてケーシング容器に対してモジュールを位置決めして固定することとなる。すなわちこの場合、モジュールをケーシング容器に位置決めして固定する際に、モジュールと板ばねとをそれぞれ別々の工程によって位置決め固定する必要があり、これらを同時に位置決めして固定することができない。

そこで、上記モータユニットにおいて、固定部材は、ベース部材に固定する部品を保持した状態でベース面に対向する側から取り付けられることが望ましい。
上記構成によれば、ベース部材に固定する部品と一体化された固定部材をベース部材に係合させるだけで、当該部品のベース部材（ベース面）への位置決めと固定とが同時に完了するようになる。したがって、ベース部材に固定する部品を固定する際の作業工程を簡素化することができる。

ところで、部品のベース部材への固定においては、例えば、ねじで固定する場合、そのねじ自体が部品に挿通される。そのため、部品においては、ねじが挿通される周辺にねじの軸力が作用し、これによる応力、すなわち歪が部品に悪影響を与えることが問題となっている。また、部品においては、ねじが挿通されるための専用のスペースの確保も必要であり、これにより大型化しなければいけないことが問題となっている。

そこで、上記モータユニットにおいては、固定部材は、ベース部材に固定する部品をベース面に対向する側から押さえる押さえ部と、当該押さえ部からベース部材の側に延びて当該ベース部材に係合され、当該押さえ部におけるベース面から離間する側への移動を規制する規制部とからなるばね体を含んで構成されることが望ましい。

上記構成によれば、固定部材により固定される部品には、ばね体の押さえ部により押さえによる荷重が作用することとなるが、こうした荷重は先に例示したねじの軸力と比較して低荷重とすることができる。すなわち、部品を固定するためには荷重が必要になるところ、こうした荷重をなるべく低減することができる。例えば、押さえ部としては、部品との接触面を考慮することで、ベース部材への固定の際に作用する応力、すなわち歪の発生についても調整を図ることができる。また、部品においては、押さえ部によって押さえられる部位に、ねじの場合のような専用のスペースを不要とすることができる。これにより、固定による歪の発生自体を抑え、部品への悪影響を低減するとともに、ベース部材への固定のための部品の大型化を抑制することができる。

また、上記モータユニットにおいて、固定部材は、複数の前記ばね体が一体化されてなることが望ましい。
上記構成によれば、固定部材によって固定される部品は、その複数個所が固定部材のばね体によって固定されるため、固定された状態が維持され易くなるように構成されている。

ただし、複数のばね体が別々に構成されていると、それぞれのばね体をベース部材に別々の工程で取り付けていかなければいけない。その点、上記構成では、複数のばね体は一体化されていることから、部品をベース部材に固定する際にベース面に対向する側からベース部材に固定部材を取り付ける動作についてもただの１回で済むこととなる。したがって、固定された状態が維持され易くしながら固定部材を取り付ける工程については簡素化することができる。

また、上記モータユニットにおいて、複数の部品には、モータの回転動作を制御する制御基板と、モータの回転動作に応じて変化する物理量を用いてモータの回転角を検出するセンサ基板と、モータへの電源供給路をなす配線部と、配線部を通じたモータへの電源供給を制御するモジュールと、が含まれており、複数の部品のうち、少なくともモジュールは、固定部材によりベース部材に固定されることが望ましい。

上記構成に含まれるモジュールは、例えば、インバータ等に相当し、その内部にいくつもの半導体素子を実装してなる。つまり、モジュールについては、固定部材による固定を採用することにより、例えば、ねじで固定しようとすればこれにより作用する軸力のために内部の半導体素子が傷付けられ易くなるところ、内部の半導体素子を傷付き難くすることができる。また、モジュールについては、固定部材による固定を採用することにより、例えば、ねじで固定しようとすればこれに必要なねじが挿通されるための専用のスペースが全くの無駄になるところ、こうした無駄なスペースをなくすことができるので、モジュールの大型化を抑制することができる。

また、上記モータユニットにおいて、固定部材には、部品をベース部材に固定する際の位置決めに供される位置決め部が設けられており、位置決め部は、ベース面から離間する側に突出して設けられていることが望ましい。

上記構成によれば、部品をベース部材に固定する際の位置決めをすることができ、モータユニットの組み立ての作業効率を向上させることができる。また、こうした位置決め部は、ベース面から離間する側に突出した部分において放熱作用も有することとなる。そして、上述のように、固定部材によってベース部材に固定する対象をモジュールとする場合、こうしたモジュールはモータユニットを構成するなかでも発熱し易いことから、上記放熱作用がより有効に作用する。

本発明によれば、モータユニットの構成を簡素化することができる。

モータユニットの概略を示す斜視図。 同じくモータユニットの概略を示す斜視図。 モータユニットについてそのヒートシンクとモジュールを示す斜視図。 図３のIV−IV線断面図。 固定クリップを示す斜視図。 モータユニットについてそのヒートシンクと配線部と制御基板を示す斜視図。 同じくモータユニットについてそのヒートシンクと配線部と制御基板を示す斜視図。 固定ベースを示す斜視図。 （ａ）〜（ｃ）はヒートシンクにモジュールを取り付ける際の流れを示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）はヒートシンクに制御基板を取り付ける際の流れを示す断面図。

以下、モータユニットの一実施形態を説明する。
図１に示すように、モータユニットは、モータ軸１１を有するモータ１２と、モータ１２の回転動作を制御するモータコントローラ１３とをユニット化したものである。なお、本実施形態のモータユニットは、例えば、車両における電動パワーステアリング装置に搭載される。電動パワーステアリング装置は、車両の運転者がステアリングホイールを操作するときの操舵トルクに応じたアシストトルクが生じる（運転者のステアリング操作を補助する）ようにモータユニットを制御する。モータ１２及びモータコントローラ１３は、円筒状のモータハウジング１４に収容されている。なお、モータハウジング１４には、外部電源とモータコントローラ１３とを電気的に接続するための電源コネクタ１４ａと、外部制御部とモータコントローラ１３とを電気的に接続するための複数（本実施形態では２つ）の制御コネクタ１４ｂとが設けられている。

以下の説明において、「軸方向」はモータ軸１１の軸長方向を意味し、「径方向」は「軸方向」に直交する方向（モータ軸１１を含む面に垂直な方向）を意味し、「周方向」は「軸方向」を中心に回転する方向を意味する。

モータ１２は、複数のティースが設けられた円筒状のステータを有している。なお、ステータは、モータハウジング１４の内周に固定されている。ステータの各ティースには、対応する各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のモータ側バスバーにそれぞれ接続されるモータコイルがそれぞれ巻装されている。ステータの内周側にはモータ軸１１が配置され、モータ軸１１には当該モータ軸１１と一体回転する円筒状のロータが外嵌されている。ロータの外周には、当該ロータの周方向に異なる極性（Ｎ極、Ｓ極）が交互に並んで配置される複数の永久磁石が固定されている。

モータ軸１１について、モータコントローラ１３側の軸端部１１ａには、強磁性体等の検出用磁石１５が設けられている。検出用磁石１５は、取付具によってモータ軸１１と一体回転するように固定されている。なお、検出用磁石１５は、モータ１２（ロータ）の回転角を演算するために用いられる物理量である磁力の発生源となる。検出用磁石１５が発生させる磁力は、その変化が該検出用磁石１５に対向して設けられる磁気センサ１６で検出される。

モータ１２では、磁気センサ１６における検出結果を用いて演算される回転角に応じた三相の駆動電力が各モータコイルに供給されることにより回転磁界が発生される。そして、ロータは、モータ１２において発生される回転磁界と各永久磁石との関係に基づき回転する。

図１及び図２に示すように、モータコントローラ１３は、モータユニットを構成する各種部品の放熱を促す機能を有する凸状のベース部材としてのヒートシンク２０を備えている。ヒートシンク２０は、円板状の土台部２１と、当該土台部２１から軸方向に沿って延びる直方体状の設置部２２とを有している。土台部２１は、モータハウジング１４に圧入されている。

設置部２２は、土台部２１を境界としてモータ１２に対して反対側に配置される。設置部２２の径方向及び軸方向の外面には、モータコントローラ１３を構成する各種部品を設置可能な複数（本実施形態では、４つ）のベース面２３〜２６が設けられている。

なお、土台部２１には、当該土台部２１を境界としたモータ１２側とモータコントローラ１３側とを軸方向に連通させる連通口２１ａが設けられている。連通口２１ａは、設置部２２のベース面２４に対向して配置されている。

ヒートシンク２０には、土台部２１と設置部２２とを軸方向に貫通する貫通孔２８が設けられている。貫通孔２８は、土台部２１のモータ１２側からベース面２３〜２６のうちの土台部２１に対して平行な平面として設けられるベース面２６に至る。貫通孔２８には、モータ軸１１が挿通される。こうしたモータ軸１１は、その軸端部１１ａに固定される検出用磁石１５がベース面２６から軸方向に突出する可能な長さに設定されている。

土台部２１に対して垂直に交差する平面として設けられるベース面２３には、モータ１２への電源供給（例えば、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動電力の供給）を制御するモジュール３０が設けられている。また、ベース面２３と周方向で隣り合い、当該ベース面２３と同様の平面として設けられるベース面２４には、モジュール３０の動作を制御する制御基板４０が設けられている。ベース面２３と周方向に隣り合い、ベース面２４に対向し、当該ベース面２３と同様の平面として設けられるベース面２５には、モータ１２等への電源供給の電源供給路となる配線部５０が設けられている。また、土台部２１に対して平行な平面として設けられる上述のベース面２６には、制御基板４０によるモジュール３０の動作の制御に必要な情報としてモータ１２の回転角を演算するセンサ基板６０が設けられている。

このように、モジュール３０、制御基板４０、及び配線部５０は、モータユニット（ヒートシンク２０）に対してモータ軸１１の径方向外側であって、モータ軸１１の軸方向に沿って配置されている。また、モジュール３０は、制御基板４０及び配線部５０とそれぞれ隣接する。また、センサ基板６０は、モータユニット（ヒートシンク２０）に対してモータ軸１１の軸方向の軸端部１１ａ側の延長上に配置されている。また、センサ基板６０は、モジュール３０、制御基板４０、及び配線部５０とそれぞれ隣接する。

以下、モータコントローラ１３の構成について、詳しく説明する。
まずモジュール３０について説明する。
モジュール３０は、長辺及び短辺を有する長方形状（矩形状）をなしている。モジュール３０は、半導体素子としてＦＥＴ等の複数のスイッチング素子が集積されたインバータ等からなる駆動回路である。モジュール３０は、ベース面２３に対向する側、すなわち径方向の外側であってベース面２３から離間する側からヒートシンク２０に取り付けられる固定クリップ７０により固定されている。固定クリップ７０は、ヒートシンク２０との係合を通じてモジュール３０をベース面２３との間に挟み込む態様で固定する。なお、固定クリップ７０の構成については後で詳しく説明する。

モジュール３０の長辺の制御基板４０側には、制御基板４０に電気的に接続される複数の制御端子３１が設けられている。制御端子３１は、モジュール３０の長辺からその短手方向（径方向）に延びている。

また、モジュール３０の長辺の配線部５０側には、配線部５０に電気的に接続される複数の入力端子３２と、モータ１２に電気的に接続される複数の出力端子３３とが設けられている。入力端子３２及び出力端子３３は、モジュール３０の長辺からその短手方向（径方向）に延びている。なお、出力端子３３は、上述のモータ側バスバーとの電気的な接続をなすモジュールバスバー３４に溶接によって接合されている。モジュールバスバー３４は、土台部２１の連通口２１ａを通ってヒートシンク２０の軸方向に延びることによって出力端子３３と上述のモータ側バスバーとを電気的に接続する。

次に制御基板４０について説明する。
制御基板４０は、長辺及び短辺を有する長方形状（矩形状）をなしている。制御基板４０は、マイクロプロセッサやＲＯＭ等の電子部品からなるモジュール３０の動作を制御する制御回路である。制御基板４０は、ベース面２４に対してヒートシンク２０側、すなわちベース面２５側からヒートシンク２０に取り付けられる固定ベース８０により固定されている。固定ベース８０は、制御基板４０との係合を通じて当該制御基板４０をベース面２４との間に挟み込む態様で固定する。なお、固定ベース８０の構成については後で詳しく説明する。

制御基板４０の長辺のモジュール３０側には、モジュール３０の制御端子３１が挿通される端子孔４１が設けられている。制御端子３１は、端子孔４１に半田によって接合されている。これにより、モジュール３０及び制御基板４０は、駆動回路のスイッチング素子の動作（切り替え）を指示する制御信号や駆動回路で監視する電流値を示す信号等を授受する。

また、制御基板４０の短辺のセンサ基板６０側には、センサ基板６０との電気的な接続をなす接続端子９０が挿通される端子孔４２が設けられている。接続端子９０は、端子孔４２に半田によって接合されている。

次に配線部５０について説明する。
配線部５０は、バスバー５１等が長辺及び短辺を有する長方形状（矩形状）の樹脂材料からなる固定ベース８０にモールドされてなる。なお、固定ベース８０を構成する樹脂材料としては、モジュール３０の制御端子３１の接合等に用いられるろう合金等の半田に対して軟らかい物、すなわち弾性変形し易い物を成形可能な材料が選択される。固定ベース８０は、ベース面２５にねじ２５ａによって固定されている。固定ベース８０の両側の長辺には、それぞれの端部からベース面２４側に向かって延びて、ベース面２４に対向する側、すなわち径方向の外側であってベース面２４から離間する側において制御基板４０と係合する板ばね部８１が２つずつ設けられている。

バスバー５１は、その一端が電源コネクタ１４ａを介して外部電源に接続されている。一方、バスバー５１の他端の一部は、モジュール３０に設けられる入力端子３２に溶接によって接合されている。これにより、モジュール３０には、配線部５０を介して電源（駆動電力）が供給される。また、バスバー５１の他端において、入力端子３２に接合される以外の他端は、センサ基板６０に電気的に接続されている。

次にセンサ基板６０について説明する。
センサ基板６０は、長辺及び短辺を有する長方形状（矩形状）をなしている。センサ基板６０は、マイクロプロセッサやＲＯＭ等の電子部品からなるモータ１２の回転角を演算する演算回路である。こうした電子部品には、磁気抵抗素子等の磁気センサ１６が含まれている。磁気センサ１６は、モータ軸１１の軸端部１１ａに固定された検出用磁石１５に対向して配置される。これにより、磁気センサ１６は、検出用磁石１５が発生させる磁力の変化を検出する。センサ基板６０は、ベース面２６にねじ２６ａによって固定されている。

センサ基板６０の長辺の制御基板４０側には、制御基板４０との電気的な接続をなす接続端子９０が挿通される端子孔６１が設けられている。接続端子９０は、端子孔６１に半田によって接合されている。これにより、制御基板４０及びセンサ基板６０は、外部制御部からの制御信号やモータ１２の回転角を示す信号等を授受する。

また、センサ基板６０の長辺の配線部５０側には、当該配線部５０のバスバー５１の外部電源に接続される他端が挿通される端子孔６２が設けられている。バスバー５１の他端は、端子孔６２に半田によって接合されている。これにより、センサ基板６０には、配線部５０を介して電源（駆動電力）が供給される。なお、センサ基板６０に供給される電源は、さらに制御基板４０にも供給される。

また、センサ基板６０の両側の短辺のそれぞれには、制御コネクタ１４ｂを介して外部制御部に接続される外部接続端子部６３が設けられている。これにより、センサ基板６０及び外部制御部は、各種制御信号等を授受する。

次に、固定クリップ７０の構成について詳しく説明する。
図３及び図４に示すように、モジュール３０は、ベース面２３と固定クリップ７０との間に挟み込まれた状態でヒートシンク２０に固定されることによってモータユニットの一部を構成する。この場合、固定クリップ７０は、ヒートシンク２０、より詳しくは設置部２２に係合している。なお、図４は、ベース面２３に直交する断面のうち、固定クリップ７０の幅方向の中心を含む断面を現している。

図５に示すように、固定クリップ７０は、長辺及び短辺を有する矩形状の金属板をＵ字に湾曲させて形成されている。すなわち、固定クリップ７０は、その長手方向の両側がそれぞれ対向するように略９０°（直角）に折り曲げられた折り曲げ部７１を有する。折り曲げ部７１は、その延びる方向がさらに略１８０°折り返されるように湾曲された規制部としての折り返し部７１ａを有する。折り返し部７１ａは、その先端面が折り曲げ部７１の根元の方向を向いている。

各折り曲げ部７１は、板部７２によって連結されている。各折り曲げ部７１を含み、各折り曲げ部７１と板部７２とが連結される近傍の部位は、その一部がＵ字に切り抜かれており、その残った部位によってばね体７３がそれぞれ構成されている。ばね体７３としての折り曲げ部７１の部位は、折り曲げ部７１と板部７２とが連結される部位を中心として、折り曲げ部７１の厚み方向に弾性変形可能に構成されている。また、ばね体７３としての板部７２の部位は、板部７２の厚み方向に弾性変形可能に構成される押さえ部７４を有している。押さえ部７４は、折り曲げ部７１が折り曲げられている方向に荷重を作用させることができるように湾曲されている。このように固定クリップ７０は、その長手方向の両側に構成される２つのばね体７３が一体化されてなる。

また、固定クリップ７０の板部７２の幅方向（短手方向）の両側の端部には、当該板部７２に対して折り曲げ部７１が折り曲げられるのと反対側に突出する位置決め部７５が設けられている。なお、位置決め部７５は、固定クリップ７０に一体化されている。位置決め部７５は、板部７２の幅方向の両側の端部に沿って、少なくとも一方の押さえ部７４（ばね体７３）から他方の押さえ部７４（ばね体７３）に至るまでの範囲を含むように延びている。位置決め部７５は、モジュール３０の設置部２２に対する位置決めと、固定クリップ７０の設置部２２に対する位置決めとを行うための治具１００を取り付けるためのものである。

図３及び図４に示すように、固定クリップ７０は、ヒートシンク２０の設置部２２の軸方向の両側において、各折り曲げ部７１の折り返し部７１ａがそれぞれ嵌め込まれることによってヒートシンク２０に係合されている。

設置部２２のベース面２６には、貫通孔２８に連通するように矩形状の係合凹部２２ａが凹設されている。また、設置部２２のベース面２６の反対側、すなわち土台部２１側には、連通口２１ａ及び貫通孔２８に連通するように矩形状の係合凹部２２ｂが凹設されている。係合凹部２２ａ，２２ｂは、固定クリップ７０のばね体７３のうち、折り曲げ部７１の折り返し部７１ａが嵌め込み可能な大きさ及び形状をなしている。

そして、固定クリップ７０の折り返し部７１ａは、設置部２２のベース面２６側において、軸方向から係合凹部２２ａに嵌め込まれている。また、固定クリップ７０の折り返し部７１ａは、設置部２２の土台部２１側において、軸方向から係合凹部２２ｂに嵌め込まれている。

この場合、固定クリップ７０における各ばね体７３の押さえ部７４は、モジュール３０の径方向の外側で当接している。すなわち、各押さえ部７４は、モジュール３０をベース面２３側に押し付けている。また、各折り曲げ部７１は、設置部２２の軸方向でそれぞれ当接している。また、固定クリップ７０における各ばね体７３の折り返し部７１ａの先端面は、係合凹部２２ａ，２２ｂを画成する壁部のうち、ベース面２３側の壁面に当接している。すなわち、各折り返し部７１ａは、ベース面２３の径方向の外側への押さえ部７４の移動を規制している。また、位置決め部７５は、モジュール３０のベース面２３から離間する側に突出している。こうした位置決め部７５は、固定クリップ７０に当接するモジュール３０の放熱を促す機能も有している。

次に、固定ベース８０の構成について詳しく説明する。
図６及び図７に示すように、制御基板４０は、固定ベース８０との間にヒートシンク２０を挟み込んだ状態でヒートシンク２０に固定されることによってモータユニットの一部を構成する。この場合、固定ベース８０は、制御基板４０に係合している。また、この場合、固定ベース８０は、ベース面２５にねじ２５ａによって固定されている。

図８に示すように、固定ベース８０は、その外郭が長辺及び短辺を有する矩形状に形成されている。固定ベース８０は、その両側の長辺の端部８０ａの隅（角）近傍から配線部５０が取り付けられる側とは反対側に延びる板状の板ばね部８１を有している。板ばね部８１は、板ばね部８１が延びる方向に直交する方向、すなわち板ばね部８１の厚み方向や幅方向に弾性変形可能に構成されている。各板ばね部８１の先端には、固定ベース８０の短手方向において対向する板ばね部８１側に突出する爪状の凸部８２がそれぞれ設けられている。凸部８２は、板ばね部８１の厚み方向に略平行な平面８２ａと、平面８２ａに対して傾斜する傾斜面８２ｂとを有している。固定ベース８０の短手方向に対向する一対の板ばね部８１の間隔は、各凸部８２の間に物（本実施形態では、制御基板４０）を挟持することができる間隔に設定されている。また、各板ばね部８１の長さは、それぞれの平面８２ａ側に荷重を作用させることができる長さに設定されている。

図６及び図７に示すように、固定ベース８０は、制御基板４０の両側の長辺において、各板ばね部８１の凸部８２がそれぞれ嵌め込まれる、所謂、スナップフィットによって係合されている。

制御基板４０の両側の長辺の隅（角）近傍には、矩形状に切り欠かれた凹部４３が設けられている。各凹部４３は、固定ベース８０のうち、各板ばね部８１の凸部８２が嵌め込み可能な大きさ及び形状をなしている。

そして、固定ベース８０の各凸部８２は、制御基板４０の短手方向からそれぞれに対応する各凹部４３に嵌め込まれている。
この場合、固定ベース８０における各凸部８２の平面８２ａは、制御基板４０の径方向の外側の面に当接している。すなわち、各凸部８２は、制御基板４０をベース面２４側に押し付けているとともに、ベース面２４の径方向の外側への制御基板４０の移動を規制している。

次に、モータユニットについて、モータ１２と、モータコントローラ１３とをユニット化する際にモータコントローラ１３をユニット化する流れについて説明する。
モータコントローラ１３のユニット化においては、まずヒートシンク２０のベース面２３にモジュール３０が固定される。

図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、モジュール３０は、ベース面２３と固定クリップ７０との間に配置された状態で、ベース面２３の径方向の外側から固定クリップ７０がヒートシンク２０に係合するように取り付けられる挟み込み工程を経てベース面２３に固定される。

具体的に、図９（ａ）に示すように、固定クリップ７０には、各折り曲げ部７１が折り曲げられている側から各押さえ部７４に当接するようにモジュール３０が、位置決め部７５に取り付けられる治具１００を利用して組み付けられて一体化するように保持されている。この場合、モジュール３０の長手方向、すなわち制御端子３１や入力端子３２及び出力端子３３の配列方向が、固定クリップ７０の板部７２の延びる方向と一致するように組み付けられる。こうした固定クリップ７０は、ヒートシンク２０のベース面２３に対向する側において、モジュール３０がベース面２３に対向するように配置される。

そして、図９（ｂ）に示すように、固定クリップ７０がベース面２３に近付けられると、折り曲げ部７１の折り返し部７１ａがベース面２３に当接する。固定クリップ７０がベース面２３にさらに近付けられると、折り返し部７１ａがベース面２６に乗り上げ、図中矢印で示すように折り曲げ部７１がその厚み方向に弾性変形する。なお、こうした固定クリップ７０の動きは、土台部２１側においても同様に現れる。

続いて、図９（ｃ）に示すように、固定クリップ７０がベース面２３にさらに近付けられると、モジュール３０が当該ベース面２３に当接する。その後、さらに固定クリップ７０がベース面２３側に押し込まれると、図中矢印で示すように折り曲げ部７１の弾性変形が復元し、これまでベース面２６に乗り上げていた折り返し部７１ａが係合凹部２２ａに嵌り込む。この場合、折り返し部７１ａの先端面が係合凹部２２ａのベース面２３側の壁面に当接する。これにより、固定クリップ７０は、押さえ部７４を通じてモジュール３０をベース面２３に押し付ける荷重Ｆ１を発生させる。なお、こうした固定クリップ７０の動き、固定クリップ７０が発生させる荷重Ｆ１は、土台部２１側においても同様に現れる。

このように、固定クリップ７０は、上述した挟み込み工程を経て、各ばね体７３の折り返し部７１ａと押さえ部７４との間で、ベース面２３との間にモジュール３０を挟み込んでヒートシンク２０に固定する。すなわち、本実施形態では、モジュール３０をヒートシンク２０に固定する際にねじを用いる必要がなくなる。

ヒートシンク２０にモジュール３０が固定されることに続き、モータコントローラ１３のユニット化においては、ヒートシンク２０のベース面２５に固定ベース８０が固定されるとともに、ヒートシンク２０のベース面２４に制御基板４０が固定される。

図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、制御基板４０は、ベース面２４に対向する側に配置された状態で、ベース面２４の径方向の外側から固定ベース８０の各凸部８２が各凹部４３に係合するように取り付けられるスナップフィット工程を経てベース面２４に固定される。

具体的に、図１０（ａ）に示すように、固定ベース８０の各板ばね部８１の凸部８２は、ベース面２５側からベース面２４を通過してベース面２４の径方向の外側にまで至る。この場合、ベース面２３側において、各板ばね部８１は、モジュール３０及び固定クリップ７０の径方向の外側を通過する。これにより、モータコントローラ１３がユニット化された状態において、ベース面２３側の各板ばね部８１は、モジュール３０及び固定クリップ７０がヒートシンク２０の径方向の外側へ脱落等しようとする際に引っ掛かる等の押さえとしても機能する。こうした固定ベース８０に対し、制御基板４０は、ヒートシンク２０のベース面２４に対向する側において、ベース面２４側に端子孔４１が配置されるとともにベース面２６側に端子孔４２が配列された状態でベース面２４に対向するように配置される。

そして、図１０（ｂ）に示すように、制御基板４０がヒートシンク２０のベース面２４に近付けられると、各凹部４３が固定ベース８０の各凸部８２の傾斜面８２ｂに当接する。制御基板４０がベース面２４にさらに近付けられると、各凹部４３に固定ベース８０の各凸部８２の傾斜面８２ｂが乗り上げ、図中矢印や拡大図で示すように板ばね部８１がその厚み方向に弾性変形する。この場合、制御基板４０の端子孔４１には、モジュール３０の制御端子３１が挿通される。

続いて、図１０（ｃ）に示すように、制御基板４０がベース面２４側にさらに押し込まれると、図中矢印や拡大図で示すように各板ばね部８１の弾性変形が復元し、これまで各凹部４３に乗り上げていた各凸部８２が各凹部４３に嵌り込む。この場合、各凸部８２の平面８２ａが制御基板４０のベース面２４の径方向の外側の面に当接する。これにより、固定ベース８０は、制御基板４０の四隅に位置する各凸部８２を通じて制御基板４０をベース面２４に押し付ける荷重Ｆ２とともに、制御基板４０を短手方向から挟持する荷重Ｆ３を発生させる。

このように、固定ベース８０は、上述したスナップフィット工程を経て、各板ばね部８１（各凸部８２）がベース面２４との間に制御基板４０を挟み込んでヒートシンク２０に固定する。すなわち、本実施形態では、制御基板４０をヒートシンク２０に固定する際にねじを用いる必要がなくなる。

その後、ヒートシンク２０のベース面２６にセンサ基板６０が固定され、センサ基板６０の端子孔６２に配線部５０のバスバー５１の他端が挿通される。そして、モジュール３０の制御端子３１が制御基板４０の端子孔４１に半田によって接合されるとともに、接続端子９０が制御基板４０の端子孔４２及びセンサ基板６０の端子孔６１にそれぞれ半田によって接合される。また、配線部５０のバスバー５１の他端がセンサ基板６０の端子孔６２に半田によって接合される。また、モジュール３０の入力端子３２が配線部５０のバスバー５１の他端に溶接によって接合されるとともに、モジュール３０の出力端子３３がモジュールバスバー３４に溶接によって接合される。これにより、モータコントローラ１３がユニット化される。

以上に説明した本実施形態のモータユニットによれば、以下に示す作用及び効果を奏する。
（１）図９（ａ）〜（ｃ）等に示すように、モジュール３０をヒートシンク２０に固定する際、ベース面２３の径方向の外側には、固定クリップ７０をベース面２３側に押し付けて固定する等の構成がなくても、ヒートシンク２０との係合を通じてモジュール３０をベース面２３に押し付けることができる。すなわち、固定クリップ７０によりモジュール３０をヒートシンク２０に固定する際、固定クリップ７０と、モジュール３０が固定されるためのベース面２３（ヒートシンク２０）とを有していればよい。そのため、固定クリップ７０をベース面２３側に押し付けて固定する等の構成が不要となり、固定クリップ７０をベース面２３側に押し付けて固定する等の構成を必要とするものと比較して、モータユニットの構成を簡素化することができる。

（２）また、上記［背景技術］で説明したように、特許文献１（以下、「従来例」という）の構成によってモジュール３０を固定する方法を考慮すると、レールが折り曲げられているために、最初にモジュール３０をレールに挿入し、その後、板ばねを用いてケーシング容器に対してモジュール３０の位置決めして固定することとなる。すなわちこの場合、モジュール３０をケーシング容器に位置決めして固定する際に、モジュール３０と板ばねとをそれぞれ別々の工程によって位置決め固定する必要があり、これらを同時に位置決め固定することができない。

その点、本実施形態において、固定クリップ７０は、モジュール３０を保持した状態でベース面２３に対向する側から取り付けられている。
そのため、モジュール３０と一体化された固定クリップ７０をヒートシンク２０に係合させるだけで、当該モジュール３０のベース面２３（ヒートシンク２０）への位置決めと固定とが同時に完了するようになる。したがって、モジュール３０を固定する際の作業工程を簡素化することができる。

（３）ところで、モジュール３０のヒートシンク２０への固定においては、例えば、ねじで固定する場合、そのねじ自体がモジュール３０に挿通される。そのため、モジュール３０においては、ねじが挿通される周辺にねじの軸力が作用し、これによる応力、すなわち歪がモジュール３０に悪影響を与えることが問題となっている。また、モジュール３０においては、ねじが挿通されるための専用のスペースの確保も必要であり、これにより大型化しなければいけないことが問題となっている。

そこで、本実施形態において、固定クリップ７０には、モジュール３０をベース面２３側に押し付ける押さえ部７４と、ベース面２３の径方向の外側への押さえ部７４の移動を規制する折り返し部７１ａとからなるばね体７３が構成されることとした。

これにより、モジュール３０には、各ばね体７３の押さえ部７４を通じて荷重Ｆ１が作用することとなるが、こうした荷重Ｆ１は先に例示したねじの軸力と比較して低荷重とすることができる。すなわち、モジュール３０を固定するためには荷重が必要になるところ、こうした荷重をなるべく低減することができる。例えば、押さえ部７４としては、モジュール３０との接触面を考慮することで、ヒートシンク２０への固定の際に作用する応力、すなわち歪の発生についても調整を図ることができる。また、モジュール３０においては、押さえ部７４によって押さえられる部位に、ねじの場合のような専用のスペースを不要とすることができる。これにより、固定による歪の発生自体を抑え、モジュール３０への悪影響を低減するとともに、ヒートシンク２０への固定のためのモジュール３０の大型化を抑制することができる。

（４）本実施形態によれば、モジュール３０は、その２箇所が固定クリップ７０のばね体７３によって固定されるため、固定された状態が維持され易くなるように構成されている。

ただし、２つのばね体７３が別々に構成されていると、それぞれのばね体７３をヒートシンク２０に別々の工程で取り付けていかなければいけない。その点、本実施形態において、固定クリップ７０は、２つのばね体７３が一体化されていることから、モジュール３０をヒートシンク２０に固定する際にベース面２３に対向する側からヒートシンク２０に固定クリップ７０を取り付ける動作についてもただの１回で済むこととなる。したがって、固定された状態が維持され易くしながら固定クリップ７０を取り付ける工程を簡素化することができる。

（５）モジュール３０は、インバータ等に相当することから、その内部にいくつもの半導体素子を実装してなる。つまり、モジュール３０については、固定クリップ７０による固定を採用することにより、例えば、ねじで固定しようとすればこれにより作用する軸力のために内部の半導体素子が傷付けられ易くなるところ、内部の半導体素子を傷付き難くすることができる。また、モジュール３０については、固定クリップ７０による固定を採用することにより、例えば、ねじで固定しようとすればこれに必要なねじが挿通されるための専用のスペースが全くの無駄になるところ、こうした無駄なスペースをなくすことができるので、モジュール３０の大型化を抑制することができる。

（６）固定クリップ７０には、モータユニットを構成する場合、ベース面２３の径方向の外側に突出する位置決め部７５を設けることとした。これにより、モジュール３０をヒートシンク２０に固定する際の位置決めをすることができ、モータユニットの組み立ての作業効率を向上させることができる。また、位置決め部７５は、放熱作用も有している。そして、本実施形態のように、固定クリップ７０によってヒートシンク２０に固定する対象をモジュール３０とする場合、こうしたモジュール３０はモータユニットを構成するなかでも発熱し易いことから、上記放熱作用がより有効に作用する。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・固定クリップ７０には、治具１００を位置決め部７５とは異なる方法によって取り付けたり、治具１００を用いないでベース面２３に対してモジュール３０を位置決めしたりできる場合、位置決め部７５を設けていなくてもよい。また、位置決め部７５は、放熱を促すのみのために設けるようにしてもよい。

・位置決め部７５は、板部７２の少なくとも一部に設けられていればよく、その設けられる場所や範囲や形状を変更してもよい。例えば、位置決め部７５は、突起状のものを採用することもできる。

・上記実施形態では、固定クリップ７０によって固定する対象をモジュール３０としたが、モジュール３０に加えてその他のモータコントローラ１３の構成要素も固定の対象としてもよいし、モジュール３０に替えてその他のモータコントローラ１３の構成要素を固定の対象としてもよい。

・固定クリップ７０を一のばね体７３で構成するようにしてもよい。この場合、上記実施形態では、モジュール３０をヒートシンク２０に固定する際に一のばね体７３で構成される固定クリップ７０を２つ用いることになる。

・固定クリップ７０は、アルミ等の放熱作用を有する材料で構成されていてもよい。
・固定クリップ７０を構成するばね体７３は、３つ以上としてもよい。
・固定クリップ７０の各折り曲げ部７１は、少なくとも一の折り曲げ部７１が弾性変形可能に構成されていればよい。また、各折り曲げ部７１は、係合凹部２２ａ，２２ｂに嵌め込み可能であれば、弾性変形可能に構成されていなくてもよい。

・固定クリップ７０は、その板部７２の延びる方向が、モジュール３０の短手方向に一致するように固定するものであってもよい。
・上記実施形態のモータユニットでは、ヒートシンクの構成（形状）、モジュール、制御基板、配線部、センサ基板の配置の仕方、さらにはモータの回転角の検出の仕方等を適宜変更したものに適用することもできる。例えば、ヒートシンク２０の設置部２２は、円柱状であってもよいし、モータ軸１１の径方向の断面が、例えば、三角形や五角形等の多角形であってもよい。また、ヒートシンク２０の設置部２２には、球面状の設置面が混在していてもよい。また、モータ１２の回転角の検出には、レゾルバを用いるようにしてもよい。また、磁気センサ１６は、ホールＩＣ等を用いたセンサであってもよい。また、モータユニットでは、ヒートシンク２０に替えて、例えば、送風機（ファン）による空冷等の冷却構造を用いてもよい。すなわち、設置部２２は、放熱機能を有していなくてもよい。また、モータコントローラ１３を構成する部品（ヒートシンク２０、モジュール３０、制御基板４０、配線部５０、センサ基板６０等）の少なくとも一部は、モータ軸１１の軸方向に積層して構成されていてもよい。

１２…モータ、２０…ヒートシンク（ベース部材）、２２…設置部、２３〜２６…ベース面、３０…モジュール、４０…制御基板、５０…配線部、６０…センサ基板、７０…固定クリップ（固定部材）、７１…折り曲げ部、７１ａ…折り返し部（規制部）、７２…板部、７３…ばね体、７４…押さえ部、７５…位置決め部。

Claims (7)

1. モータと、前記モータの回転動作の制御に供される複数の部品とをユニット化したモータユニットにおいて、
   前記複数の部品を固定するためのベース面を有するベース部材と、
   前記複数の部品の少なくとも一つを前記ベース面との間に挟み込む態様で固定する固定部材と、を備え、
   前記固定部材は、前記ベース面に対向する側から取り付けられており、前記ベース部材における前記ベース面とは異なる部位に係合してなる
   ことを特徴とするモータユニット。
2. 前記固定部材は、前記ベース部材に固定する部品を保持した状態で前記ベース面に対向する側から取り付けられる請求項１に記載のモータユニット。
3. 前記固定部材は、前記ベース部材に固定する部品を前記ベース面に対向する側から押さえる押さえ部と、前記押さえ部から前記ベース部材の側に延びて当該ベース部材に係合され、当該押さえ部における前記ベース面から離間する側への移動を規制する規制部とからなるばね体を含んで構成される請求項１又は請求項２に記載のモータユニット。
4. 前記固定部材は、複数の前記ばね体が一体化されてなる請求項３に記載のモータユニット。
5. 前記複数の部品には、前記モータの回転動作を制御する制御基板と、前記モータの回転動作に応じて変化する物理量を用いて前記モータの回転角を検出するセンサ基板と、前記モータへの電源供給路をなす配線部と、前記配線部を通じた前記モータへの電源供給を制御するモジュールと、が含まれており、
   前記複数の部品のうち、少なくとも前記モジュールは、前記固定部材により前記ベース部材に固定される請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のモータユニット。
6. 前記固定部材には、前記部品を前記ベース部材に固定する際の位置決めに供される位置決め部が設けられており、
   前記位置決め部は、前記ベース面から離間する側に突出して設けられている請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のモータユニット。
7. モータと、前記モータの回転動作の制御に供される複数の部品とをユニット化する際に前記複数の部品をベース部材が有するベース面に固定する部品固定方法において、
   前記複数の部品の少なくとも一つを前記ベース面との間に挟み込む態様で固定部材によって固定する挟み込み工程を含み、
   前記挟み込み工程は、前記ベース面に対向する側において前記複数の部品の少なくとも一つを当該ベース面と前記固定部材との間に配置した状態で、当該ベース面に対向する側から前記固定部材を前記ベース部材における前記ベース面とは異なる部位に係合するように取り付けることにより当該部品を当該ベース部材に固定する
   ことを特徴とする部品固定方法。