JP2017221072A - モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ドライバ一体型モータにおいて、モータ部からドライバ部の基板へ引き回されるコイル線の断線あるいは接続不良が発生するおそれを少なくすること。
【解決手段】ドライバ部は、磁気センサが配置される第1基板41と、駆動用コイルへの通電を制御する電子部品が配置される第2基板42を組み付けた基板ユニット4を備える。第1基板41は、モータ部2から第2基板42へ引き回されるコイル線7の変位を規制する規制部としての貫通孔415を備える。貫通孔415に通された結束部材8により、コイル線7が第1基板41に結束される。
【選択図】図7
【解決手段】ドライバ部は、磁気センサが配置される第1基板41と、駆動用コイルへの通電を制御する電子部品が配置される第2基板42を組み付けた基板ユニット4を備える。第1基板41は、モータ部2から第2基板42へ引き回されるコイル線7の変位を規制する規制部としての貫通孔415を備える。貫通孔415に通された結束部材8により、コイル線7が第1基板41に結束される。
【選択図】図7
Description
本発明は、モータとドライバが一体化されたドライバ一体型のモータに関する。
特許文献1には、モータとドライバとが一体化されたドライバ一体型モータが開示される。特許文献1に記載のドライバ一体型モータは、ロータおよびステータを備えるモータ部と、ステータの駆動用コイルへの通電を制御する電子部品を配置した基板を備えるドライバ部と、を一体化させている。ドライバ部には、ロータの回転位置を検出するセンサ等を配置した基板も含まれる。これら複数の基板は、支柱を介して連結され、ケースに収容される。ドライバ一体型のモータでは、ドライバ部の基板に発熱量の多い電子部品が配置されるため、放熱対策が必要である。例えば、特許文献1のドライバ一体型モータでは、ドライバ部のケースに放熱部が設けられている。
ドライバ一体型のモータにおいて、複数の基板を、効率的に放熱が行われるように配置することが望ましい。例えば、モータ部から遠い位置にある基板に発熱量の多い電子部品を配置することが考えられる。この場合、発熱量の多い電子部品は、駆動用コイルへの通電制御に用いられる電子部品(FETなど)であるため、駆動用コイルから引き出されたコイル線は、モータ部から遠い基板まで引き回されることになる。このような構成では、振動や衝撃によってドライバ部内の基板が動いたとき、コイル線の端部が大きく動いて力が加わり、断線したり基板から外れる恐れがある。
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、ドライバ一体型モータにおいて、モータ部からドライバ部の基板へ引き回されるコイル線の断線あるいは接続不良が発生するおそれを少なくすることにある。
上記課題を解決するために、本発明のモータは、ロータおよびステータを備えるモータ部と、複数の基板を備え、前記モータ部に対して前記ロータの回転軸線方向の一方側に位置するドライバ部と、を有し、前記複数の基板は、前記ロータの回転を検出するセンサが配置される第1基板と、前記ステータに設けられた駆動用コイルへの通電を制御する電子部品が配置され前記回転軸線方向に見たときに前記第1基板と重なる第2基板と、を含み、前記第2基板は、前記第1基板に対して前記モータ部と逆の側に位置し、前記第1基板は、前記モータ部から前記第2基板へ引き回されるコイル線の変位を規制する規制部を備えることを特徴とする。
本発明によれば、モータ部から第2基板へ引き回されるコイル線の変位が、モータ部と第2基板の間に位置する第1基板に設けられた規制部によって規制される。従って、モータに振動や衝撃が加わった際に、コイル線に無理な力がかかるおそれが少ないので、断線などの接続不良が発生するおそれが少ない。
前記規制部は、前記第1基板に形成された貫通孔を介して前記コイル線の変位を規制す
ることが望ましい。このようにすると、単純な構成でコイル線の変位を規制でき、モータに振動や衝撃が加わった際に、コイル線に無理な力がかかるおそれが少ないので、断線などの接続不良が発生するおそれが少ない。
ることが望ましい。このようにすると、単純な構成でコイル線の変位を規制でき、モータに振動や衝撃が加わった際に、コイル線に無理な力がかかるおそれが少ないので、断線などの接続不良が発生するおそれが少ない。
本発明において、前記コイル線は、前記貫通孔に通された結束部材により前記第1基板に結束される。このようにすると、コイル線の変位を確実且つ容易に規制できる。
本発明において、前記貫通孔は、前記第1基板の縁に設けられることが望ましい。このようにすると、貫通孔にコイル線を通したり結束するなどの作業が容易である。
本発明において、前記ドライバ部は、前記第1基板と前記第2基板の間に配置されるスペーサと、前記第1基板と前記第2基板を、前記スペーサが間に挟まれた状態で相互に固定する基板固定部材と、を有することが望ましい。このようにすると、第1基板と第2基板の位置関係が変化しない。従って、第1基板および前記第2基板に固定される部材や、第1基板および前記第2基板をモータ部に固定する固定部材、あるいはスペーサなどの部品にねじれなどの負荷がかかるおそれが少ない。
本発明において、前記ドライバ部は、前記複数の基板を収容し前記モータ部に固定される基板ケースを備え、前記第2基板は、前記基板ケースと対向するケース側基板面を備え、前記ケース側基板面に放熱部材が配置されることが望ましい。このようにすると、第2基板に設けられた電子部品(駆動用コイルへの通電を制御する部品)からの発熱を放熱部材を介してモータ部および第1基板と反対側へ逃がすことができる。従って、熱による不具合を抑制できる。
本発明において、前記放熱部材と前記基板ケースの間に熱伝導性接着剤層が介在する。このようにすると、基板ケースを介して放熱部材の熱を放熱できる。従って、熱による不具合を抑制できる。
本発明によれば、モータ部から第2基板へ引き回されるコイル線の変位が、モータ部と第2基板の間に位置する第1基板に設けられた規制部によって規制される。従って、モータに振動や衝撃が加わった際に、コイル線に無理な力がかかるおそれが少ないので、断線などの接続不良が発生するおそれが少ない。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータの実施形態について説明する。本形態のモータはドライバ一体型モータである。
(全体構造)
図1は本発明を適用したモータ1の断面図である。本明細書において、ロータ30の回転軸線L方向の一方側を出力側L1(出力軸34が突出している側)とし、回転軸線L方向の他方側を反出力側L2(出力軸34が突出している側とは反対側)とする。また、X、Y、Zの3方向は互いに直交する方向であり、回転軸線L方向はZ軸方向と一致する。
図1は本発明を適用したモータ1の断面図である。本明細書において、ロータ30の回転軸線L方向の一方側を出力側L1(出力軸34が突出している側)とし、回転軸線L方向の他方側を反出力側L2(出力軸34が突出している側とは反対側)とする。また、X、Y、Zの3方向は互いに直交する方向であり、回転軸線L方向はZ軸方向と一致する。
モータ1は、モータ部2とドライバ部3を備える。ドライバ部3はモータ部2の反出力側L2に配置され、モータ部2に固定される。モータ部2は、モータケース10と、モータケース10の内側に配置された筒状のステータ20と、ステータ20の内側に回転可能に配置されたロータ30を備える。モータケース10は、ロータ30の回転軸線L方向に開口を向けた筒状部11と、筒状部11の出力側L1の端部に固定された第1軸受ホルダ12と、筒状部11の反出力側L2の端部に固定された第2軸受ホルダ13を備える。第1軸受ホルダ12の内周側には第1軸受14が保持される。また、第2軸受ホルダ13の内周側には第2軸受15が保持される。第1軸受14と第2軸受15は、ロータ30の回転軸31を回転可能に支持する。また、第2軸受ホルダ13には、モータ部2から引き出されるコイル線7を通すための配線取り出し孔16(図7等参照)が形成されている。
ドライバ部3は、基板ユニット4と、基板ユニット4を収容する基板ケース6を備える。基板ユニット4および基板ケース6は、モータ部2の反出力側L2に位置する第2軸受ホルダ13に固定される。基板ケース6は、回転軸線L方向に延在する筒状部61と、筒状部61の反出力側L2の端部を塞ぐ端板部62を備える。基板ケース6は基板ユニット4全体を覆う。筒状部61の出力側L1の端部は、モータ部2の第2軸受ホルダ13に固定される。基板ケース6の端板部62には、基板ユニット4に接続される配線を取り出すための配線取り出し孔63が設けられる。配線取り出し孔63取り付けられたブッシュ64を介して、チューブで結束された配線が外部へ取り出される。
モータ部2は、ロータ30の回転軸31の反出力側L2の端部に圧入により固定されるマグネットホルダ51と、マグネットホルダ51に保持される信号用マグネット52を備える。信号用マグネット52は、基板ユニット4に配置される磁気センサ53と回転軸線L方向で対向する。信号用マグネット52と磁気センサ53により、ロータ30の回転位置を検出する回転位置検出部5が構成される。ドライバ部3は、回転位置検出部5で検出したロータ30の回転位置に基づき、モータ部2の駆動用コイル23への通電を制御する。
(基板ユニット)
図2、図3はモータ部2および基板ユニット4を反出力側L2から見た分解斜視図であり、図2は第1基板41と第2基板42を固定した状態、図3は第1基板41と第2基板42を分離した状態を示す。図4はモータ部2および基板ユニット4を出力側L1から見た分解斜視図であり、第1基板41と第2基板42を分離した状態を示す。図2に示すように、基板ユニット4は、第1基板41と第2基板42を基板固定部材43によって相互に固定した組立体である。第1基板41、第2基板42、およびモータ部2は回転軸線L方向に見たときに重なる。第1基板41は出力側L1(すなわち、モータ部2側)に配置され、第2基板42は反出力側L2(すなわち、第1基板41に対してモータ部2と逆の側)に配置される。
図2、図3はモータ部2および基板ユニット4を反出力側L2から見た分解斜視図であり、図2は第1基板41と第2基板42を固定した状態、図3は第1基板41と第2基板42を分離した状態を示す。図4はモータ部2および基板ユニット4を出力側L1から見た分解斜視図であり、第1基板41と第2基板42を分離した状態を示す。図2に示すように、基板ユニット4は、第1基板41と第2基板42を基板固定部材43によって相互に固定した組立体である。第1基板41、第2基板42、およびモータ部2は回転軸線L方向に見たときに重なる。第1基板41は出力側L1(すなわち、モータ部2側)に配置され、第2基板42は反出力側L2(すなわち、第1基板41に対してモータ部2と逆の側)に配置される。
基板ユニット4は、共通固定部材44によってモータ部2の第2軸受ホルダ13に固定される。基板固定部材43および共通固定部材44はねじである。なお、図2では、共通
固定部材44が基板ユニット4に通された状態を示している。第2基板42の反出力側L2にはヒートシンク45が配置される。ヒートシンク45は第2基板42に配置される。ヒートシンク45は熱伝導性の金属等からなり、第2基板42で発生した熱を放熱する放熱部材である。
固定部材44が基板ユニット4に通された状態を示している。第2基板42の反出力側L2にはヒートシンク45が配置される。ヒートシンク45は第2基板42に配置される。ヒートシンク45は熱伝導性の金属等からなり、第2基板42で発生した熱を放熱する放熱部材である。
基板ユニット4は、第1基板41と第2基板42の間、および第1基板41とモータ部2との間に配置される複数のスペーサ46を備える。第1基板41と第2基板42の間に配置されるスペーサ46は、基板固定部材43による固定位置に配置されるスペーサ46Aと、共通固定部材44による固定位置に配置されるスペーサ46Bを備える。第1基板41とモータ部2との間に配置されるスペーサ46Cは、共通固定部材44による固定位置に配置される。スペーサ46A、46Bは、第1基板41と第2基板42との間に挟まれる。スペーサ46A、46Bにより、第1基板41と第2基板42の回転軸線L方向の間隔が一定に保たれる。また、スペーサ46Cにより、第1基板41と第2軸受ホルダ13との間隔が一定に保たれる。
基板固定部材43は3本のねじであり、出力側L1から第1基板41および第2基板42に締め込まれる。3本の基板固定部材43は、それぞれ、スペーサ46Aの中心孔に通される。第1基板41の外周縁の3箇所には、基板固定部材43による固定用のねじ孔413(図4参照)が形成される。また、第2基板42の外周縁の3箇所には、基板固定部材43による固定用のねじ孔423(図3参照)が形成される。
共通固定部材44は3本のねじであり、基板固定部材43と異なる3箇所に配置される。第1基板41には、基板固定部材43による3箇所の固定位置に第1基板側固定孔411(図5参照)が形成される。また、第2基板42には、共通固定部材44による3箇所の固定位置に第2基板側固定孔421(図3参照)が形成される。共通固定部材44は、出力側L1から第1基板41の第1基板側固定孔411、および第2基板42の第2基板側固定孔421に通される。3本の基板固定部材43は、それぞれ、第1基板41と第2基板42の間でスペーサ46Bの中心孔に通され、第1基板41とモータ部2との間でスペーサ46Cの中心孔に通される。モータ部2の第2軸受ホルダ13には、共通固定部材44による3箇所の固定位置にそれぞれ、モータ側固定孔131が形成される。共通固定部材44の先端がモータ側固定孔131に締め込まれると、基板ユニット4が第2軸受ホルダ13に固定される。
ヒートシンク45には、共通固定部材44による3箇所の固定位置と重なる2箇所に固定孔451が形成される。共通固定部材44のうちの2本は、第1基板側固定孔411に通される前に固定孔451に通される。これにより、ヒートシンク45は、基板ユニット4と共に共通固定部材44によって第2軸受ホルダ13に固定される。
図5は第1基板41、第2基板42、およびヒートシンク45を反出力側L2から見た平面図であり、図5(a)はヒートシンク45の平面図、図5(b)は第2基板42の平面図、図5(c)は第1基板41の平面図である。また、図6は第1基板41と第2基板42の機能ブロック図である。図6のブロック図は、モータ1が車両等のドア開閉に用いられる場合の例であり、第1基板41に配置される磁気センサ53として、ホール素子を用いた場合の例である。第1基板41および第2基板42は略矩形であり、X軸方向が長辺方向、Y軸方向が短辺方向である。第1基板41は磁気センサ53等が配置される信号系基板である。第2基板42はモータ部2の駆動用コイル23への通電を制御する電子部品等が配置されるパワー基板である。
図5(b)、図5(c)に示すように、第1基板側固定孔411および第2基板側固定孔421は、いずれも回転軸線Lを中心とする同一円上(図5(b)、(c)において一
点鎖線で示す仮想円上)に配置される。第1基板側固定孔411および第2基板側固定孔421は、いずれも回転軸線Lを中心とする周方向に長い長穴である。3か所の第1基板側固定孔411、および、3か所の第2基板側固定孔421は、いずれも等角度間隔で配置され、同一形状である。第1基板側固定孔411と第2基板側固定孔421は回転軸線L方向に見たときに完全に重なる。また、図5(a)に示すように、ヒートシンク45において、2つの固定孔451は、回転軸線Lを中心とする同一円上(図5(a)において一点鎖線で示す仮想円上)に配置される。固定孔451は、回転軸線Lを中心とする周方向に長い長穴であり、回転軸線L方向に見たときに第1基板側固定孔411および第2基板側固定孔421のうちの2つと完全に重なる。
点鎖線で示す仮想円上)に配置される。第1基板側固定孔411および第2基板側固定孔421は、いずれも回転軸線Lを中心とする周方向に長い長穴である。3か所の第1基板側固定孔411、および、3か所の第2基板側固定孔421は、いずれも等角度間隔で配置され、同一形状である。第1基板側固定孔411と第2基板側固定孔421は回転軸線L方向に見たときに完全に重なる。また、図5(a)に示すように、ヒートシンク45において、2つの固定孔451は、回転軸線Lを中心とする同一円上(図5(a)において一点鎖線で示す仮想円上)に配置される。固定孔451は、回転軸線Lを中心とする周方向に長い長穴であり、回転軸線L方向に見たときに第1基板側固定孔411および第2基板側固定孔421のうちの2つと完全に重なる。
図5(c)に示すように、第1基板41は、出力側L1を向くモータ側基板面418と、反出力側L2を向くケース側基板面419を備える。図4に示すように、モータ側基板面418には磁気センサ53が配置される。磁気センサ53はホール素子であり、モータ側基板面418の2箇所に配置される。また、図3、図5(c)に示すように、ケース側基板面419にはCPU100が配置される。図6に示すように、第1基板41には、磁気センサ53およびCPUに加えて、磁気センサ53の信号を処理するための電子部品(コンパレータ101、FPGA102)、および、CPUと外部の機器との間で制御信号やデータを送受信するための通信用IC103が配置される。
図5(b)に示すように、第2基板42は、出力側L1を向くモータ側基板面428と、反出力側L2を向くケース側基板面429を備える。ケース側基板面429にはヒートシンク45が配置される。図6に示すように、パワー系基板である第2基板42には、駆動用コイル23に通電するための駆動回路の構成部品として、FET(電界効果トランジスタ)200およびプリドライバ201などの電子部品が配置される。FETには、外部電源からの電力が供給される。第2基板42には、第1基板41のCPU100からの制御信号が入力される。また、第2基板42には電流検出回路202および温度検出回路203が配置され、電流検出回路202および温度検出回路203の信号は第1基板41のCPUへ入力される。図4に示すように、第2基板42に搭載される駆動回路の構成部品としての電子部品は、モータ側基板面428に配置される。
図5(c)に示すように、第1基板41は、Y軸方向の一方側+Yの縁に切り欠き414が形成される。切り欠き414の内周縁のうち、X軸方向に延在する縁の3か所に貫通孔415が形成されている。貫通孔415はX軸方向に長い矩形である。貫通孔415は、結束部材8(図7参照)を通すことが可能な孔である。また、図5(b)に示すように、第2基板42におけるY軸方向の一方側+Yの縁の3か所にスルーホール425が形成されている。スルーホール425の内周面には導体が設けられ、コイル線7の端部が接続される。図5(a)に示すように、ヒートシンク45は、Y軸方向の一方側+Yの縁に凹部452が形成される。凹部452は、第2基板42におけるスルーホール425が形成された領域に干渉しないように設けられた逃がし形状である。
図7はモータ部2から基板ユニット4へ引き回されるコイル線7の引き回し状況を示す斜視図である。第2軸受ホルダ13の平面形状は、X軸方向に長い略矩形であり、基板ユニット4よりも一回り大きい。第2軸受ホルダ13に形成される配線取り出し孔16は、第2軸受ホルダ13におけるY軸方向の一方側+Yの領域に配置される。配線取り出し孔16からは、U相、V相、W相の3相の電流を供給するための3本のコイル線7が引き出される。コイル線7は、第2基板42へ引き回される途中で、第1基板41の貫通孔415に通された結束部材8によって第1基板41の縁に結束される。本形態では、1つの貫通孔415に1本ずつコイル線7が結束される。結束後のコイル線7の先端は、第2基板42のスルーホール425に半田等で固定される。すなわち、コイル線7は、モータ部2から引き出された後、第2基板42のスルーホール425へ引き回される途中で、貫通孔
415によって移動が規制される状態で保持される。
415によって移動が規制される状態で保持される。
上記のように、ヒートシンク45には凹部452が形成され、第2基板42のスルーホール425がヒートシンク45によって塞がれないようになっている。また、第1基板41は、回転軸線L方向に見たときに第2基板42のスルーホール425が形成された領域と重なる部位に切り欠き414が設けられている。従って、モータ部2から第2基板42へ引き回されるコイル線7が第1基板41の縁と干渉することを避けることができ、コイル線7の引き回し作業が容易である。
図1に示すように、第2基板42のケース側基板面429に配置されたヒートシンク45は、基板ケース6の端板部62と回転軸線L方向に対向する。ヒートシンク45と端板部62との間には、熱伝導性接着剤層47が介在する。基板ケース6に対してヒートシンク45を熱伝導性接着剤で固定することにより、ヒートシンク45の熱が基板ケース6を介して外部に放熱されやすくなる。
(モータ部)
図8は出力側L1から見たモータ部2の分解斜視図である。また、図9は出力側L1から見たロータ30の分解斜視図である、図1、図8に示すように、ステータ20は、半径方向内側に突出する複数の突極22(図1参照)を等角度間隔に備える環状のステータコア21と、ステータコア21の各突極22に巻回された駆動用コイル23(図1参照)を備えており、筒状部11の内側に固定される。図1に示すように、駆動用コイル23は、ステータコア21の端部に配置された配線基板24に接続される。配線基板24には駆動用コイル23のコイル線が接続され、配線基板24から上述したコイル線7(図1では図示を省略)が基板ユニット4側へ引き出される。従って、コイル線7および配線基板24を介して駆動用コイル23に対して電力が供給される。
図8は出力側L1から見たモータ部2の分解斜視図である。また、図9は出力側L1から見たロータ30の分解斜視図である、図1、図8に示すように、ステータ20は、半径方向内側に突出する複数の突極22(図1参照)を等角度間隔に備える環状のステータコア21と、ステータコア21の各突極22に巻回された駆動用コイル23(図1参照)を備えており、筒状部11の内側に固定される。図1に示すように、駆動用コイル23は、ステータコア21の端部に配置された配線基板24に接続される。配線基板24には駆動用コイル23のコイル線が接続され、配線基板24から上述したコイル線7(図1では図示を省略)が基板ユニット4側へ引き出される。従って、コイル線7および配線基板24を介して駆動用コイル23に対して電力が供給される。
ロータ30は、ステータ20の内側に回転可能な状態で配置される。ロータ30は、モータ1の回転軸線L方向に延在する回転軸31と、回転軸31の外周側に固着されたロータコア32と、ロータコア32に埋め込まれた駆動用マグネット33を備える。回転軸31は、ロータコア32の出力側L1および反出力側L2に突出する。回転軸31の出力側L1の端部には、第1軸受ホルダ12から出力側L1に突出する出力軸34が設けられている。
ロータコア32は、珪素鋼板などの磁性体の板(磁性板)を複数枚積層した積層体である。図9に示すように、ロータコア32には、回転軸31を取り付けるための中心孔35が形成される。中心孔35の内周面には、所定の角度位置に被係合部36が形成される。被係合部36は凹部である。一方、回転軸31の外周面には、被係合部36と係合する係合部37が形成される。係合部37は凸部である。ロータコア32の外周部には、板状の駆動用マグネット33を配置するスリット38が形成される。スリット38の数は埋め込まれる駆動用マグネット33の数に対応し、等角度間隔で配置される。ロータコア32において、被係合部36の角度位置は、スリット38の角度位置を基準として定められる。
回転軸31の出力側の端部に設けられた出力軸34はIカット形状である。出力軸34の外周面には、出力軸34の中心軸線を基準として対称な2箇所に平面状の基準面39が設けられている。回転軸31において、係合部37の角度位置は、基準面39の角度位置を基準として定められる。従って、回転軸31は、スリット38に配置される駆動用マグネット33に対して、基準面39が予め定められた角度位置となるようにロータコア32に取り付けられる。
本形態では、ロータコア32に埋め込まれた駆動用マグネット33の数は6であり、ス
テータ20に設けられた突極22の数は9であるため、モータ1は6極9スロットのモータとなっている。突極22に巻回される駆動用コイル23には、U相、V相、W相の3相の電流が供給される。なお、ロータ30の磁極数は2以上であればいくつでもよく、突極22の本数も9でなくてもよい。
テータ20に設けられた突極22の数は9であるため、モータ1は6極9スロットのモータとなっている。突極22に巻回される駆動用コイル23には、U相、V相、W相の3相の電流が供給される。なお、ロータ30の磁極数は2以上であればいくつでもよく、突極22の本数も9でなくてもよい。
(進角調整)
図10は、回転軸31、駆動用マグネット33、第2軸受ホルダ13、およびマグネットホルダ51に保持される信号用マグネット52を示す斜視図である。上述したように、回転軸31の出力側L1の端部に設けられた出力軸34は、基準面39を備える。マグネットホルダ51に保持される信号用マグネット52は環状である。マグネットホルダ51は、信号用マグネット52を保持する円形の保持部511と、保持部511の中央から出力側L1に突出する筒状の固定部512を備える。回転軸31の反出力側L2の端部には小径部311が形成される。図1に示すように、固定部512に小径部311を圧入することにより、マグネットホルダ51が回転軸31に固定される。
図10は、回転軸31、駆動用マグネット33、第2軸受ホルダ13、およびマグネットホルダ51に保持される信号用マグネット52を示す斜視図である。上述したように、回転軸31の出力側L1の端部に設けられた出力軸34は、基準面39を備える。マグネットホルダ51に保持される信号用マグネット52は環状である。マグネットホルダ51は、信号用マグネット52を保持する円形の保持部511と、保持部511の中央から出力側L1に突出する筒状の固定部512を備える。回転軸31の反出力側L2の端部には小径部311が形成される。図1に示すように、固定部512に小径部311を圧入することにより、マグネットホルダ51が回転軸31に固定される。
保持部511は、円形の底部513と、底部513の外周縁から反出力側へ立ち上がる縁部514を備える。信号用マグネット52は、底部513の外周領域に配置される。底部513の内周領域には、180°離れた2箇所の角度位置に基準穴515が形成されている。基準穴515は、信号用マグネット52における磁極の配置と対応する位置に設けられる。本形態では、信号用マグネット52は6極着磁され、信号用マグネット52の磁極境界線521に対して、基準穴515が予め定められた角度位置となるように、マグネットホルダ51に信号用マグネット52が取り付けられる。または、基準穴515を基準にして信号用マグネット52が着磁される。
マグネットホルダ51を回転軸31に固定する際、回転軸31の基準面39と、マグネットホルダ51の基準穴515とを基準にしてマグネットホルダ51と回転軸31の相対回転位置を合わせる。これにより、信号用マグネット52の磁極境界線521に対して、駆動用マグネット33の磁極境界線が予め定められた角度をなすように、信号用マグネット52が取り付けられる。例えば、信号用マグネット52の磁極境界線521に対して、駆動用マグネット33の磁極境界線が30°の角度をなすように、信号用マグネット52が取り付けられる。
続いて、マグネットホルダ51が回転軸31に取り付けられたモータ部2に対して、基板ユニット4を仮止めし、磁気センサ53が配置された第1基板41の回転位置を調整する。本形態では、3本の共通固定部材44によって、第1基板41および第2基板42が第2軸受ホルダ13に固定されるが、第1基板41の第1基板側固定孔411、および、第2基板42の第2基板側固定孔421は、回転軸線Lを中心とする長孔である。従って、共通固定部材44によって基板ユニット4を仮固定した状態で、第1基板41を含む基板ユニット4を全体として回転軸線L周りに回転させることが可能である。第1基板41の回転により、磁気センサ53の角度位置の微調整を行う。この際、磁気センサ53の出力をモニターして位置情報を確認しながら行う。最適な角度位置で共通固定部材44を締め込み、基板ユニット4ごと第1基板41を固定する。これにより、磁気センサ53の位置調整が完了する。
(本形態の主な効果)
本形態のモータ1は、駆動用コイル23への通電を制御する駆動回路を備えるドライバ部3を有する。ドライバ部3は、ロータ30の回転を検出する磁気センサ53が配置される第1基板41と、駆動用コイル23への通電を制御する電子部品が配置される第2基板42を備え、第1基板41は、モータ部2から第2基板42へ引き回されるコイル線7の変位を規制する規制部としての貫通孔415を備える。これにより、モータ部2から第2
基板42へ引き回されるコイル線7の変位が規制されるので、モータ1に振動や衝撃が加わった際に、コイル線7に無理な力がかかるおそれが少なく、断線などの接続不良が発生するおそれが少ない。
本形態のモータ1は、駆動用コイル23への通電を制御する駆動回路を備えるドライバ部3を有する。ドライバ部3は、ロータ30の回転を検出する磁気センサ53が配置される第1基板41と、駆動用コイル23への通電を制御する電子部品が配置される第2基板42を備え、第1基板41は、モータ部2から第2基板42へ引き回されるコイル線7の変位を規制する規制部としての貫通孔415を備える。これにより、モータ部2から第2
基板42へ引き回されるコイル線7の変位が規制されるので、モータ1に振動や衝撃が加わった際に、コイル線7に無理な力がかかるおそれが少なく、断線などの接続不良が発生するおそれが少ない。
本形態では、規制部は貫通孔415であり、貫通孔415に通された結束部材8によりコイル線7が第1基板41に結束される。このようにすると、コイル線7の変位を確実且つ容易に規制できる。また、貫通孔415は第1基板41の縁に設けられるため、コイル線7の結束作業が容易である。
本形態のドライバ部3は、第1基板41と第2基板42の間にスペーサ46A、46Bが間に挟まれた状態で、第1基板41と第2基板42を基板固定部材43によって相互に固定した基板ユニット4を備える。このようにすると、第1基板41と第2基板42の位置関係が変化しないので、第1基板41と第2基板42に固定される部材や、第1基板41と第2基板42をモータ部に固定する共通固定部材44、あるいはスペーサ46などの部品にねじれなどの負荷がかかるおそれが少ない。
本形態のドライバ部3は、基板ユニット4を収容しモータ部2に固定される基板ケース6を備え、第2基板42は、基板ケース6の端板部62と対向するケース側基板面429に放熱部材であるヒートシンク45が配置される。また、モータ部2から第2基板42へ給電用のコイル線7が引き回される。このように、発熱部品が配置される第2基板42がモータ部2から離れていれば、第2基板42に配置される電子部品(ステータの駆動用コイルへの通電を制御する電子部品)からの発熱に対する放熱対策が容易である。例えば、第2基板42に設けられた電子部品(駆動用コイルへの通電を制御する部品)からの発熱をヒートシンク45を介してモータ部2および第1基板41と反対側へ逃がすことができる。また、ヒートシンク45と端板部62の間に熱伝導性接着剤層47が介在するので、基板ケース6を介して放熱できる。従って、熱による不具合を抑制できる。また、ヒートシンク45と端板部62が結合されることで、振動や衝撃によりヒートシンク45、第1基板41、第2基板42、および共通固定部材44にストレスが加わることを防ぎ、故障の恐れを少なくしている。
本形態のモータ1は、磁気センサ53が配置される第1基板41と、通電用の電子部品が配置される第2基板42が、回転軸線L方向に見たときに重なって配置され、共通固定部材44によってモータ部2に固定される。2枚の基板のうち、少なくとも磁気センサ53が配置された第1基板41は、第1基板側固定孔411内で共通固定部材44が移動可能である。具体的には、第1基板側固定孔411は回転軸線Lを中心とする周方向に長い長孔である。従って、第1基板41は、モータ部2に対して回転軸線L方向と交差する方向で移動可能である。よって、第1基板41に配置された磁気センサ53の位置を回転軸線L方向と交差する方向で調節でき、磁気センサ53を最適な位置に合わせる作業(進角調整)を行うことができる。
このように、磁気センサ53が配置される第1基板41を通電用の電子部品が配置される第2基板42と分けたことにより、基板寸法を小型化できる。従って、磁気センサ53の位置調整に伴う基板の移動スペースを小さくすることができる。また、磁気センサ53等が配置された小型の信号用基板(第1基板41)だけを移動させればよいため、磁気センサ53の位置調整が容易である。従って、進角調整における作業性の向上および省スペース化を図ることができる。
本形態では、第1基板側固定孔411と第2基板側固定孔421は回転軸線L方向に見たときに重なる同一形状の長孔であり、第1基板41と第2基板42とを相互に固定する基板固定部材43を有する。このようにすると、第1基板41と第2基板42の位置関係
が変化しない。従って、共通固定部材44や、第1基板41と第2基板42の間に配置されるスペーサなどの部品にねじれなどの負荷がかかるおそれが少ない。また、第1基板側固定孔411と第2基板側固定孔421は回転軸線Lを中心として等角度間隔で配置されるため、第1基板41と第2基板42を回転軸線L周りに回転させることができる。従って、磁気センサ53の角度位置の調整が容易である。
が変化しない。従って、共通固定部材44や、第1基板41と第2基板42の間に配置されるスペーサなどの部品にねじれなどの負荷がかかるおそれが少ない。また、第1基板側固定孔411と第2基板側固定孔421は回転軸線Lを中心として等角度間隔で配置されるため、第1基板41と第2基板42を回転軸線L周りに回転させることができる。従って、磁気センサ53の角度位置の調整が容易である。
本形態のロータ30は、回転軸31を中心として等角度間隔で配置された駆動用マグネット33と、駆動用マグネット33を保持するロータコア32と、を備え、駆動用マグネット33の磁極境界線と、信号用マグネット52の磁極境界線521が異なる角度位置となるように組み付けられる。このように、駆動用マグネット33と信号用マグネット52の位置をずらすことができれば、磁気センサ53の位置をずらすことができる。従って、磁気センサ53を第1基板41の空きスペースに配置できるなど、磁気センサ53の配置の自由度が高めることができる。
本形態では、信号用マグネット52を保持するマグネットホルダ51に、信号用マグネット52の磁極の配置と対応する位置に形成された基準穴515が設けられ、回転軸31は係合部37を備え、ロータコア32は、駆動用マグネット33の磁極の配置が回転軸31に形成された基準面39と予め定めた位置関係になる状態で係合部37と係合する被係合部36を備える。このように、部材同士が決まった回転位置で係合するようにしておけば、部材を組み付けるだけで正確な位置決めを行うことができる。また、基準穴515や基準面39を利用して容易に位置決めを行うことができる。従って、駆動用マグネット33、信号用マグネット52、および磁気センサ53の位置決めを容易かつ正確に行うことができる。特に、駆動用マグネット33に対する信号用マグネット52の位置決めが部材同士の係合によって正確に行われるので、従来行われていた信号用マグネット52の位置調整の作業を不要にすることができる。従って、進角調整のための作業負担を軽減できる。また、信号用マグネット52の位置調整を行うための構造が不要になる。例えば、マグネットホルダ51と回転軸31あるいは第2軸受ホルダ13を位置調整可能に取り付ける構造が不要になる。また、位置調整用のねじを締めるための工具を挿入するスペースを設ける必要もない。従って、省スペース化および小型化を図ることができる。
(変形例)
(1)上記形態では、コイル線7の変位を規制する規制部が貫通孔415であったが、貫通孔415以外の形態でもよい。例えば、第1基板41の縁にフックや切り欠きを形成してもよい。また、貫通孔415に通した結束部材8でコイル線7の変位を規制する代わりに、貫通孔415にコイル線7を通しても良い。あるいは、貫通孔415に通したコイル線7を接着剤で固定してもよい。また、単に貫通孔415に通すのでなく、貫通孔415に通したのち、コイル線7を第1基板41の縁に巻いて再度貫通孔415に通しても良い。
(1)上記形態では、コイル線7の変位を規制する規制部が貫通孔415であったが、貫通孔415以外の形態でもよい。例えば、第1基板41の縁にフックや切り欠きを形成してもよい。また、貫通孔415に通した結束部材8でコイル線7の変位を規制する代わりに、貫通孔415にコイル線7を通しても良い。あるいは、貫通孔415に通したコイル線7を接着剤で固定してもよい。また、単に貫通孔415に通すのでなく、貫通孔415に通したのち、コイル線7を第1基板41の縁に巻いて再度貫通孔415に通しても良い。
(2)上記形態では、基板ユニット4が2枚の基板で構成されているが、3枚以上の基板を回転軸線L方向に見たときに重なるように配置してもよい。
(3)上記形態では、第1基板41と第2基板42が相互に固定されているが、各基板をそれぞれ別の固定部材によりモータ部2に固定してもよい。この場合には、磁気センサ53が搭載される基板(第1基板41)以外の基板については、長孔などの位置調整用の構造を設けなくともよい。
(4)第1基板側固定孔411と第2基板側固定孔421の位置、形状および数は、上記の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
(5)上記形態では、マグネットホルダ51の2箇所に基準穴515が設けられているが、基準穴515の位置、形状、および数は上記と異なるものでもよい。例えば、基準穴515は1箇所でもよい。
1…モータ、2…モータ部、3…ドライバ部、4…基板ユニット、5…回転位置検出部、6…基板ケース、7…コイル線、8…結束部材、10…モータケース、11…筒状部、12…第1軸受ホルダ、13…第2軸受ホルダ、14…第1軸受、15…第2軸受、16…配線取り出し孔、20…ステータ、21…ステータコア、22…突極、23…駆動用コイル、24…配線基板、30…ロータ、31…回転軸、32…ロータコア、33…駆動用マグネット、34…出力軸、35…中心孔、36…被係合部、37…係合部、38…スリット、39…基準面、41…第1基板、42…第2基板、43…基板固定部材、44…共通固定部材、45…ヒートシンク、46、46A、46B、46C…スペーサ、47…熱伝導性接着剤層、51…マグネットホルダ、52…信号用マグネット、53…磁気センサ、61…筒状部、62…端板部、63…配線取り出し孔、64…ブッシュ、100…CPU、101…コンパレータ、102…FPGA、103…通信用IC、131…モータ側固定孔、200…FFT、201…プリドライバ、202…電流検出回路、203…温度検出回路、311…小径部、411…第1基板側固定孔、413…ねじ孔、414…切り欠き
415…貫通孔、418…モータ側基板面、419…ケース側基板面、421…第2基板側固定孔、423…ねじ孔、425…スルーホール、428…モータ側基板面、429…ケース側基板面、451…固定孔、452…凹部、511…保持部、512…固定部、513…底部、514…縁部、515…基準穴、521…磁極境界線、L…回転軸線、L1…出力側、L2…反出力側
415…貫通孔、418…モータ側基板面、419…ケース側基板面、421…第2基板側固定孔、423…ねじ孔、425…スルーホール、428…モータ側基板面、429…ケース側基板面、451…固定孔、452…凹部、511…保持部、512…固定部、513…底部、514…縁部、515…基準穴、521…磁極境界線、L…回転軸線、L1…出力側、L2…反出力側
Claims (7)
- ロータおよびステータを備えるモータ部と、
複数の基板を備え、前記モータ部に対して前記ロータの回転軸線方向の一方側に位置するドライバ部と、を有し、
前記複数の基板は、前記ロータの回転を検出するセンサが配置される第1基板と、前記ステータに設けられた駆動用コイルへの通電を制御する電子部品が配置され前記回転軸線方向に見たときに前記第1基板と重なる第2基板と、を含み、
前記第2基板は、前記第1基板に対して前記モータ部と逆の側に位置し、
前記第1基板は、前記モータ部から前記第2基板へ引き回されるコイル線の変位を規制する規制部を備えることを特徴とするモータ。 - 前記規制部は、前記第1基板に形成された貫通孔を介して前記コイル線の変位を規制することを特徴とする請求項1に記載のモータ。
- 前記コイル線は、前記貫通孔に通された結束部材により前記第1基板に結束されることを特徴とする請求項2に記載のモータ。
- 前記貫通孔は、前記第1基板の縁に設けられることを特徴とする請求項2または3に記載のモータ。
- 前記ドライバ部は、
前記第1基板と前記第2基板の間に配置されるスペーサと、
前記第1基板と前記第2基板を、前記スペーサが間に挟まれた状態で相互に固定する基板固定部材と、を有することを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載のモータ。 - 前記ドライバ部は、前記複数の基板を収容し前記モータ部に固定される基板ケースを備え、
前記第2基板は、前記基板ケースと対向するケース側基板面を備え、
前記ケース側基板面に放熱部材が配置されることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記放熱部材と前記基板ケースの間に熱伝導性接着剤層が介在することを特徴とする請求項6に記載のモータ。
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Cited By (1)
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WO2020162530A1 (ja) * | 2019-02-06 | 2020-08-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動駆動装置 |
-
2016
- 2016-06-10 JP JP2016115982A patent/JP2017221072A/ja active Pending
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JP2020127334A (ja) * | 2019-02-06 | 2020-08-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動駆動装置 |
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