JP2018007420A - モータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板に伝達されるモータ振動を抑制しつつ、簡素なインロー構造でねじ締結時におけるベースの変形を抑制できるモータ装置を提供すること。【解決手段】モータは、ベース２４の回路基板配置面と反対側に配置される。モータのハウジングは、フランジ部に複数のインロー突起部２２４を有する。ベースの外周縁部２４０１は、シール面２４０５、貫通孔２４２２を備え、シール面よりも径方向外側に設けられた複数の取り付け部２４１６、取り付け部から突出する第１凸部２４１７、円環状の切削面であるインロー側面２４１８を含み、シール面と第１凸部を隔てる凹部２４１９、外周縁部の内周端から突出する第２凸部２４２０、凹部の径方向内側に隣接して突出し、回転軸と貫通孔の中心とを結ぶ仮想線上に位置するように設けられた第３凸部２４２１を有する。第１凸部、第２凸部、及び第３凸部の各突出先端面が同一平面に位置し、ハウジングに接触している。【選択図】図８

Description

この明細書における開示は、モータ装置に関する。

特許文献１に開示されているように、カバー及び金属製のベースを有する筐体、ベースの一面側に配置されたモータ、筐体に収容されてベースにおける一面と反対の裏面に固定された制御回路部を備えるモータ装置が知られている。

モータは、有底筒状をなし、ベースの一面側に配置されて、ベースとともに収容空間を形成するハウジングと、収容空間に配置され、ハウジングに固定されたステータと、ステータの内側に回転可能に収容されたロータと、を有している。

たとえばこの種のモータ装置は、モータの回転により、内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に適用される。

特開２００９−１２１２９２号公報

上記したモータ装置では、モータと制御回路部が一体化されているため、モータの振動が制御回路部に伝達される。制御回路部が、プリント基板に電子部品が実装されてなる回路基板として構成されている場合、振動によって電子部品などの接続信頼性が問題となる虞がある。

さらに、上記したモータ装置では、モータや制御回路部の収容空間を水密に封止するために、シール材を用いた防水構造が採用される。シール材は、たとえばベースとハウジングとの外周縁部の間に介在する。また、ハウジングとベースとの位置合わせが必要であり、たとえばインロー構造が採用される。

具体的には、ハウジングの外周縁部におけるベース側の面に、モータの回転軸を中心とする周方向に沿って複数のインロー突起部が設けられる。また、ベースの外周縁部に、複数のインロー突起部が嵌合するインロー側面が設けられる。インロー側面を切削面とする、すなわち、金属製のベースを切削することで、位置合わせの精度を確保することができる。

ベースは、ハウジングの外周縁部と対向し、シール材が配置されるシール面と、貫通孔を備えており、シール面よりも回転軸に対する径方向において外側に設けられ、固定対象にねじ締結される複数の取り付け部と、を有している。このため、インロー側面は、たとえばシール面に対して径方向外側に連なるように設けられる。複数のインロー突起部に対応して、複数箇所を局所的に切削加工し、インロー側面を有する溝部を複数設けることも考えられるが、インロー構造が複雑となり、切削の工数も増加してしまう。

また、インロー側面を確保するために、シール面に対して径方向外側に、インロー側面を含む溝部を設けなければならない。取り付け部とシール面とを隔てる溝部が存在すると、ベースはシール面及び溝部の部分でハウジングに接触しないため、固定対象にねじ締結する際に、ベースが変形する虞がある。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、回路基板に伝達されるモータ振動を抑制しつつ、簡素なインロー構造でねじ締結時におけるベースの変形を抑制できるモータ装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつであるモータ装置は、一面（２４００）及び一面と板厚方向に反対の裏面（２４０６）を有する金属製のベース（２４）と、裏面側に配置され、ベースとともに第１収容空間（Ｓｅ）を形成するカバー（７２）と、を有する筐体（７６）と、
有底筒状をなし、ベースの一面側に配置されて、ベースとともに第２収容空間（Ｓｍ）を形成するハウジング（２２）と、第２収容空間に配置され、ハウジングに固定されたステータ（３２）と、ステータの内側に回転可能に収容されたロータ（３４）と、を有するモータ（２０）と、
筐体の第１収容空間に配置され、ベースの裏面に固定されたプリント基板（７８）と、プリント基板に実装された電子部品（８０）と、を有し、モータと電気的に接続された回路基板（７４）と、
ベースとカバーと外周縁部の間、及び、ベースとハウジングとの外周縁部の間にそれぞれ介在するシール材（３８，８４）と、
を備え、
ハウジングは、外周縁部におけるベース側の面から突出し、モータの回転軸を中心とする周方向に沿って設けられた複数のインロー突起部（２２４）と、締結用の第１貫通孔（２２６）をそれぞれ備えた複数の第１取り付け部（２２５）と、を有し、
ベースは、ハウジングの外周縁部と対向し、シール材が配置されるシール面（２４０５）と、第１貫通孔に対応する第２貫通孔（２４２２）を備えており、シール面よりも回転軸に対する径方向において外側に設けられ、第１取り付け部とともに固定対象にねじ締結される複数の第２取り付け部（２４１６）と、第２取り付け部のそれぞれにおいて座面と反対の面側から突出する第１凸部（２４１７）と、複数のインロー突起部が嵌合する円環状の切削面であるインロー側面（２４１８）を含み、一部にインロー突起部が配置されるように、シール面と第１凸部とを隔てる凹部（２４１９）と、外周縁部の内周端において周方向に沿って設けられ、シール面に対して突出する第２凸部（２４２０）と、シール面に対して突出するとともに径方向において凹部の内側に隣接して設けられ、回転軸と第２貫通孔の中心とを径方向に結ぶ仮想線上に少なくとも位置するように、周方向に沿って延設された第３凸部（２４２１）と、を有し、
第１凸部の突出先端面、第２凸部の突出先端面、及び第３凸部の突出先端面が同一平面に位置し、それぞれがハウジングとの接触面となっている。

これによれば、ベースに、第２取り付け部の第１凸部に加えて、外周縁部の内周端に第２凸部が設けられており、第２凸部もハウジングに接触する。このように、ベース及びハウジングとの外周縁部のうち、第２収容空間に近い位置でベースとハウジングとが接触するため、第２収容空間から離れた位置でベースとハウジングとが接触する構成に較べて、ベースを介して回路基板側に伝達されるモータ振動を抑制することができる。

また、インロー側面が、円環状の切削面となっている。したがって、複数のインロー突起部に対応して複数箇所にインロー側面を有する溝部を設ける構成に較べて、インロー構造を簡素化し、ひいては切削工数の増加を抑制することができる。

インロー側面を円環状とすることで、第２取り付け部の第１凸部とシール面とが凹部によって隔てられる。しかしながら、凹部の径方向内側に隣接して第３凸部が設けられている。第３凸部は、少なくとも、回転軸と第２貫通孔の中心とを径方向に結ぶ仮想線上に設けられている。したがって、第１凸部と第３凸部の間に凹部が設けられている。ベースとハウジングとの接触部分が凹部の両側に存在するため、ねじ締結時におけるベースの変形を抑制することができる。

第１実施形態に係るモータ装置が適用されたバルブタイミング調整装置の概略構成を示す断面図である。 バルブタイミング装置をカバー側から見た平面図である。 モータ装置の概略構成を示す分解斜視図である。 ベースをモータ側から見た斜視図である。 ベースを回路基板側から見た平面図である。 ベースに回路基板を固定した状態を示す平面図である。 図５に二点鎖線で示す領域VIIにおいて、ベースと電子部品との位置関係を示す図である。 図１のVIII-VIII線に沿う部分断面図である。 図２のIX-IX線に沿う断面図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、図１及び図２に基づき、本実施形態に係るモータ装置が適用されたバルブタイミング調整装置の概略構成について説明する。

図１及び図２に示すバルブタイミング調整装置１０は、車両において内燃機関の図示しないクランク軸からカム軸１２へクランクトルクを伝達する伝達系に設けられる。カム軸１２は、内燃機関の動弁のうち、図示しない吸気弁をクランクトルクの伝達により開閉する。バルブタイミング調整装置１０は、後述するモータ２０により、吸気弁のバルブタイミングを制御する。

バルブタイミング調整装置１０は、位相調整機構１４及びモータ装置１６を備えている。位相調整機構１４については、本出願人による特開２０１５-２０３３９２号公報に開示された構成と基本的に同じであるから、特開２０１５-２０３３９２号公報の説明を参照することができる。よって、図１では位相調整機構１４を簡略化して図示している。ここでの位相調整機構１４の詳細な説明は省略する。

次に、図１〜図７に基づき、モータ装置１６の概略構成について説明する。

図１に示すように、モータ装置１６は、モータ２０及び駆動装置７０を備えている。モータ装置１６は、駆動装置７０（ＥＤＵ：Electronic Driver Unit）が内蔵された回転電機と称することもできる。

モータ２０は、ブラシレスの永久磁石型同期モータである。モータ２０は、図１及び図３に示すように、ハウジング２２、ベース２４、軸受２６，２８、モータ軸３０、ステータ３２、ロータ３４、及びセンサマグネット３６を有している。

ハウジング２２は、鉄系などの金属材料を用いて、略有底円筒状に形成されている。ハウジング２２は、金属板をプレス加工することで形成されている。ベース２４は、アルミニウム系材料を用いて、略円板状に形成されている。ベース２４は、ハウジング２２の開口を塞ぐように設けられている。ベース２４は、アルミダイカストにより成形されている。ハウジング２２及びベース２４を組み付けてなる収容空間Ｓｍには、モータ２０を構成する他の要素２６，２８，３０，３２，３４，３６が配置されている。このように、ハウジング２２及びベース２４は、モータ２０の筐体をなしている。ハウジング２２及びベース２４は、内燃機関においてチェーンケースなどの固定節に取り付けられる。収容空間Ｓｍが、第２収容空間に相当する。

ハウジング２２は、図１に示すように、小径部２２０、大径部２２１、及びフランジ部２２２を有している。小径部２２０は、モータ軸３０の軸方向（以下、単に軸方向と示す）において、位相調整機構１４側に設けられている。軸方向は、ベース２４の板厚方向と一致している。大径部２２１は、駆動装置７０側に設けられ、小径部２２０よりも大きい径を有している。フランジ部２２２は、大径部２２１における駆動装置７０側の端部に連なり、モータ軸３０を中心とする径方向において外側に延設されている。フランジ部２２２が、ハウジング２２の外周縁部に相当する。また、モータ軸３０の軸の中心が、モータの回転軸に相当する。

ハウジング２２は、ベース２４の一面２４００側に配置されている。フランジ部２２２は、ベース２４の外周縁部２４０１において、一面２４００に載置されている。ベース２４の外周縁部２４０１は、ベース２４において収容空間Ｓｍを規定する部分よりも、径方向外側の部分である。外周縁部２４０１とフランジ部２２２との間には、収容空間Ｓｍ及び後述する収容空間Ｓｅを水密に封止するために、シール材３８が配置されている。シール材３８としては、たとえばシリコーンを主成分とする接着材を用いることができる。

軸受２６，２８は、それぞれモータ軸３０を正逆回転回能に支持している。軸方向において、位相調整機構１４側の軸受２６の外輪は、ハウジング２２の小径部２２０の内面に固定され、内輪はモータ軸３０に固定されている。軸受２６は、ほぼ全体が軸方向において小径部２２０内に配置されている。

ベース２４は、図１及び図４に示すように、外周縁部２４０１の一面２４００側に第１凹部２４０２を有している。第１凹部２４０２は、軸受２８及びモータ軸３０に対応して設けられている。第１凹部２４０２は、略円板状をなすベース２４の中心付近に設けられている。第１凹部２４０２は、ベース２４の厚みの１／２以上の深さを有している。軸受２８及びモータ軸３０の一端は、第１凹部２４０２に収容されている。詳しくは、第１凹部２４０２の内周面に軸受２８の外輪が固定され、軸受２８の内輪はモータ軸３０に固定されている。軸受２８により、モータ軸３０の一端がベース２４に接触しないように保持されている。モータ軸３０を支持する軸受２６，２８のうち、軸受２６がハウジング２２に固定され、軸受２８がベース２４に固定されている。

ハウジング２２における底部の中心付近には、開口部２２３が形成されている。モータ軸３０は、開口部２２３を介してハウジング２２の外部に突出し、位相調整機構１４に連結されている。なお、モータ軸３０の位相調整機構１４側の端部には、貫通孔が形成されている。図１及び図３に示すように、この貫通孔にピン４０を挿通させることで、位相調整機構１４に連結するためのジョイント４２が、モータ軸３０に固定されている。また、ハウジング２２における開口部２２３の周縁内面とモータ軸３０との間には、環状のシール材４４が介在している。シール材４４としては、たとえばオイルシールが用いられる。シール材４４は、軸受２６よりも位相調整機構１４側に設けられている。

ステータ３２は、ハウジング２２に保持されている。ステータ３２は、ハウジング２２の大径部２２１に圧入固定されている。ステータ３２は、円筒状に形成され、複数のティース部を有するステータコア４６、及び、各ティース部に樹脂ボビン４８を介して巻回された巻線５０を、それぞれ複数ずつ有している。各ステータコア４６は、金属片を積層して形成され、モータ軸３０の回転方向である周方向に沿って等間隔に配置されている。各巻線５０は、それぞれ対応するステータコア４６に個別に巻回されている。すなわち、各巻線５０も、周方向に沿って等間隔に配置されている。モータ２０のＵ，Ｖ，Ｗの各相に対応する巻線５０は、中性点を形成するためのターミナル５２を介して互いに接続されている。ステータ３２は、後述するコンタクト８８を介して巻線５０に駆動電流が供給されることで、ロータ３４の後述する永久磁石５６に作用する回転磁界を発生する。

ベース２４は、図４に示すように、複数の第２凹部２４０３及び複数の補強部２４０４を有している。第２凹部２４０３は、一面２４００において、外周縁部２４０１のシール面２４０５に対して凹んで設けられている。シール面２４０５は、シール材３８が配置される面である。第２凹部２４０３は、ステータ３２の各巻線５０に対応して設けられている。すなわち、各第２凹部２４０３も、周方向に沿って等間隔に設けられている。第２凹部２４０３には、対応する巻線５０が接触しないように収容されている。軸方向において、第２凹部２４０３は、第１凹部２４０２よりも浅く設けられている。

補強部２４０４は、周方向において隣り合う第２凹部２４０３の間に設けられている。すなわち、周方向において、第２凹部２４０３と補強部２４０４が交互に設けられている。補強部２４０４は、第２凹部２４０３を複数の領域に区画する部分である。一面２４００において、補強部２４０４は、第２凹部２４０３の底面よりも浅い位置であって、シール面２４０５に対して若干凹んだ位置とされている。このように補強部２４０４を有することで、環状の第２凹部２４０３を設ける場合に較べて、ベース２４の剛性を高めることができる。

また、ベース２４は、図１，図４，及び図５に示すように、一面２４００から一面２４００と反対の裏面２４０６にわたって貫通する貫通孔２４０７，２４０８を有している。貫通孔２４０７は、モータ２０の中性点、すなわちターミナル５２と各相の巻線５０との接続部が、一面２４００側から裏面２４０６側に突出するように設けられている。貫通孔２４０８は、コンタクト８８の端子８８０が、各相の巻線５０の接続部５００と溶接などによって電気的に接続されるように設けられている。

ロータ３４は、円筒状をなすステータ３２の内側に、回転可能に収容されている。ロータ３４は、モータ軸３０から径方向外側に突出する円環板状に形成され、周方向に正逆回転可能となっている。ロータ３４は、円板状のコアシートを複数枚積層してなるロータコア５４、ロータコア５４に対して一体的に回転可能に設けられた複数の永久磁石５６、及びロータコア５４の軸方向両端部に設けられた固定板５８を有している。ロータコア５４は、モータ軸３０に直接固定されてもよいし、係合部材を介して固定されてもよい。複数の永久磁石５６は、周方向で磁極が交互に入れ替わっている。

センサマグネット３６は、環状をなしており、ロータ３４のベース２４側の面における外周端部に、ロータ３４と一体的に回転可能に固定されている。センサマグネット３６は、ロータ３４の回転位置、すなわちモータ２０の回転角度を検出するために設けられている。センサマグネット３６には、Ｎ極とＳ極が所定角度毎に交互に設けられている。

ベース２４は、図１及び図４に示すように、一面２４００において外周縁部２４０１に対して凹んで設けられた第３凹部２４０９を有している。第３凹部２４０９は、センサマグネット３６に対応して略円環状に設けられている。第３凹部２４０９は、センサマグネット３６を収容している。軸方向において第３凹部２４０９は、第１凹部２４０２よりも浅く、第２凹部２４０３よりも深く設けられている。モータ軸３０の軸心から径方向外側に向けて、第１凹部２４０２、第３凹部２４０９、第２凹部２４０３、外周縁部２４０１の順に設けられている。

駆動装置７０は、カバー７２、回路基板７４、コネクタ８６、及びコンタクト８８を有している。上記したベース２４も、駆動装置７０の構成要素である。ベース２４は、モータ２０と駆動装置７０とで兼用されている。

カバー７２は、鉄系などの金属材料を用いて、図２及び図３に示すように略円板状に設けられている。カバー７２は、ベース２４の裏面２４０６側に配置されている。ベース２４及びカバー７２を組み付けてなる収容空間Ｓｅには回路基板７４が配置されており、ベース２４及びカバー７２は、回路基板７４を収容する筐体７６をなしている。収容空間Ｓｅが、第１収容空間に相当する。

回路基板７４は、プリント基板７８、及び、プリント基板７８に実装された複数の電子部品８０を有している。プリント基板７８は、樹脂を材料として含む基材、及び、基材に配置された配線を有している。プリント基板７８は、軸方向においてベース２４との対向面である一面７８０、及び、一面７８０と反対の面である裏面７８１を有している。なお、プリント基板７８の板厚方向は、モータ軸３０の軸方向と略一致している。

プリント基板７８は、図１及び図６に示すように、ベース２４の裏面２４０６上に配置されている。プリント基板７８は、略クランク形状をなしている。プリント基板７８は、軸方向からの投影視において、第１凹部２４０２と重ならないように、すなわち軸受２８及びモータ軸３０を避けるように、裏面２４０６に配置されている。プリント基板７８は、図６に示すように、２つの螺子８２により、ベース２４に固定されている。プリント基板７８は、螺子８２に対応して、対角位置に形成された図示しない貫通孔を有している。ベース２４は、図５に示すように、螺子８２に対応して形成されたねじ孔２４１０を有している。

ベース２４は、図１及び図５に示すように、外周縁部２４０１の裏面２４０６側に第４凹部２４１１を有している。第４凹部２４１１は、回路基板７４に対応して設けられている。回路基板７４の大部分が、第４凹部２４１１に収容されている。外周縁部２４０１には、回路基板７４及び回路基板７４とモータ２０との接続部を取り囲むように、内溝部２４１２が形成されている。すなわち、筐体７６の収容空間を水密に封止できる位置に、内溝部２４１２が形成されている。

カバー７２は、ベース２４の裏面２４０６側に配置されている。ベース２４の外周縁部２４０１とカバー７２の外周縁部７２０との間には、収容空間Ｓｍ及び収容空間Ｓｅを水密に封止するために、シール材８４が配置されている。シール材８４は、ベース２４の内溝部２４１２に配置されている。シール材８４としては、たとえばシリコーンを主成分とする接着材を用いることができる。収容空間Ｓｍ，Ｓｅは、貫通孔２４０７，２４０８及び後述する貫通孔２４１４を通じて連通している。シール材３８，８４は、シール材４４とともに、収容空間Ｓｍ，Ｓｅを水密に封止している。

複数の電子部品８０は、プリント基板７８の一面７８０及び裏面７８１に実装されている。電子部品８０は、プリント基板７８の配線とともに、モータ２０を駆動するための回路を形成する要素として、ＭＯＳＦＥＴ８００、駆動ＩＣ８０１、コイル８０２、コンデンサ８０３，８０４などを含んでいる。ＭＯＳＦＥＴ８００により、モータ２０を駆動するための三相インバータが構成されている。具体的には、三相インバータを構成する６つのＭＯＳＦＥＴ８００が、プリント基板７８の一面７８０に実装されている。三相インバータを構成する各相の上アームは高電位電源ラインに接続され、各相の下アームは低電位電源ラインに接続されている。

駆動ＩＣ８０１は、後述するホール素子８０５の検出信号に基づき、ロータ３４の回転位置を検出する。また、駆動ＩＣ８０１は、図示しないＥＣＵのマイコンから、モータ２０の回転方向及び回転数を指示する信号を取得し、この指示信号と上記回転位置とに基づいて、各ＭＯＳＦＥＴ８００のゲート駆動信号を生成し、各ＭＯＳＦＥＴ８００に出力する。

ベース２４は、図１，図５，及び図７に示すように、裏面２４０６において、第４凹部２４１１の底面からさらに凹んで設けられた第５凹部２４１３を有している。第５凹部２４１３は、プリント基板７８の一面７８０に配置された電子部品８０のうち、ホール素子８０５を除く少なくとも一部に対応して設けられている。図７では、ベース２４と電子部品８０との位置関係を示すために、電子部品８０を破線で図示している。

第５凹部２４１３は、ＭＯＳＦＥＴ８００及び駆動ＩＣ８０１のそれぞれに対応して設けられている。軸方向からの投影視において、第５凹部２４１３は、図５に示すように第３凹部２４０９と重ならない位置、すなわちセンサマグネット３６と重ならない位置に設けられている。図５では、参考線として、一面２４００側に設けられた第３凹部２４０９の外周を破線で示している。本実施形態では、軸方向において、ＭＯＳＦＥＴ８００及び駆動ＩＣ８０１が、第５凹部２４１３に収容されている。

コイル８０２及びコンデンサ８０３，８０４は、裏面７８１において、プリント基板７８に実装されている。コイル８０２及びコンデンサ８０３，８０４は、他の電子部品８０よりも軸方向に背が高い高背部品である。コイル８０２及びコンデンサ８０３により、ノイズフィルタが構成されている。コンデンサ８０４は、平滑用のコンデンサである。本実施形態では、プリント基板７８に、安定化のために３つのコンデンサ８０４が実装されている。コンデンサ８０４は、プリント基板７８において、複数のＭＯＳＦＥＴ８００が実装されている実装領域の裏面部分に実装されている。

プリント基板７８には、電子部品８０としてホール素子８０５も実装されている。ホール素子８０５は、ロータ３４の回転位置を検出し、検出信号を駆動ＩＣ８０１に出力する。ホール素子８０５は、一面７８０において、プリント基板７８に実装されている。ホール素子８０５は、センサマグネット３６に対応して設けられている。本実施形態では、３つのホール素子８０５が、周方向に沿って所定の回転角度間隔で設けられている。

ベース２４は、一面２４００から裏面２４０６にわたって貫通する貫通孔２４１４を有している。貫通孔２４１４は、ホール素子８０５に対応して設けられている。各ホール素子８０５は、対応する貫通孔２４１４に個別に収容されている。このように、貫通孔２４１４にホール素子８０５を配置することで、軸方向においてモータ装置１６の体格を小型化することができる。また、金属製のベース２４内で生じる渦電流によるセンサ感度の低下を抑制することもできる。貫通孔２４１４は、第３凹部２４０９の底面に設けられている。

コネクタ８６は、図６に示すように、リン青銅などの導電性材料を用いて形成された複数の端子８６０と、構成材料として樹脂を含み、端子８６０を保持するハウジング８６１と、を有している。コネクタ８６の一部は、ベース２４とカバー７２とにより形成される筐体７６の開口部７６０を介して、外部に突出している。図５及び図６では、開口部７６０のうち、ベース２４側の部分のみを図示している。

端子８６０の一端側は、プリント基板７８の図示しない貫通孔に挿入された状態ではんだ付けされており、他端側は、外部機器との接続が可能となっている。端子８６０は、上記したＥＣＵと駆動ＩＣ８０１とを電気的に中継する。詳しくは、図示しないＥＣＵのマイコンから出力されたモータ２０の指示信号が、コネクタ８６を介して回路基板７４に入力される。また、回路基板７４から出力されたダイアグ信号、モータ２０の実回転数及び実回転方向を示す信号が、コネクタ８６を介して上記ＥＣＵに入力される。また、回路基板７４には、コネクタ８６を介して電源が供給される。

ハウジング８６１は、主としてプリント基板７８の裏面７８１側に配置されている。図示を省略するが、ハウジング８６１とベース２４との対向部分、及び、ハウジング８６１とカバー７２との対向部分にも、シール材８４が介在している。図５に示すように、ベース２４は、シール材８４が配置される内溝部２４１２として、カバー７２と対向するカバー対向部２４１２ａ、及び、コネクタ８６のハウジング８６１と対向するコネクタ対向部２４１２ｂを有している。また、図６に示すように、ハウジング８６１は、カバー７２との対向面に溝部８６２を有している。溝部８６２は、端子８６０の配列方向に沿って延設されている。内溝部２４１２同様、溝部８６２にも、シール材８４が配置されている。

コンタクト８８は、図６に示すように、リン青銅などの導電性材料を用いて形成された複数の端子８８０、及び、構成材料として樹脂を含み、端子８８０を保持するハウジング８８１を有している。ハウジング８８１は、主としてプリント基板７８の裏面７８１側に配置されている。端子８８０の一端側は、プリント基板７８の図示しない貫通孔に挿入された状態ではんだ付けされており、他端側は、モータ２０の巻線５０の接続部５００に溶接されている。端子８８０は、回路基板７４に形成されたインバータの三相出力線と、モータ２０の巻線５０とを電気的に中継している。

図５に示すように、ベース２４の裏面２４０６には、コンタクト８８の一部に対応して第６凹部２４１５が形成されている。第６凹部２４１５には、図示しない接着材が配置され、接着材を介してコンタクト８８がベース２４に固定されている。接着材として、上記したシール材８４と同じ材料を用いることもできる。

駆動装置７０は、さらに図示しない放熱ゲルを有している。放熱ゲルは、柔軟性を有する熱伝導部材である。放熱ゲル以外にも、熱伝導部材として、たとえば放熱グリスを用いることができる。放熱ゲルは、軸方向において、回路基板７４と筐体７６との間に介在し、回路基板７４及び筐体７６の両方に接触している。放熱ゲルは、たとえばＭＯＳＦＥＴ８００及び一面７８０におけるＭＯＳＦＥＴ８００の周囲部分と、ＭＯＳＦＥＴ８００に対応してベース２４に設けられた第５凹部２４１３の底面との間に介在している。また、駆動ＩＣ８０１及び一面７８０における駆動ＩＣ８０１の周囲部分と、駆動ＩＣ８０１に対応してベース２４に設けられた第５凹部２４１３との間に介在している。これら放熱ゲルは、主として、回路基板７４の熱をベース２４に伝達する。

次に、図２−４，図８，及び図９に基づき、ハウジング２２及びベース２４の詳細構造、ハウジング２２とベース２４との位置合わせ構造について説明する。図９では、便宜上、モータ装置１６のうち、ハウジング２２、ベース２４、カバー７２、及びシール材３８，８４のみを図示している。図９では、内燃機関の固定節に固定するためのボルト１００についても、あわせて図示している。

図２，図３，及び図８に示すように、ハウジング２２は、フランジ部２２２に、複数のインロー突起部２２４及び複数の取り付け部２２５を有している。フランジ部２２２におけるベース２４側の面は、平坦面となっている。複数のインロー突起部２２４は、フランジ部２２２におけるベース２４側の平坦面から軸方向に突出している。複数のインロー突起部２３４は、モータ軸３０を中心とする周方向に沿って設けられている。ハウジング２２は、インロー突起部２２４を５つ有している。インロー突起部２２４は、円柱状をなしている。

取り付け部２２５は、フランジ部２２２の外周端に設けられている。取り付け部２２５は、フランジ部２２２のうち、シール材３８が配置される部分から径方向外側に延設されている。取り付け部２２５には、バルブタイミング調整装置１０を内燃機関の固定節にねじ締結するための貫通孔２２６が形成されている。ハウジング２２は、貫通孔２２６を備えた取り付け部２２５を３つ有している。複数の取り付け部２２５は、周方向に沿って設けられている。 取り付け部２２５が第１取り付け部に相当し、貫通孔２２６が第１貫通孔に相当する。

図２，図８，及び図９に示すように、ベース２４は、外周縁部２４０１に、上記したシール面２４０５、取り付け部２４１６、第１凸部２４１７、インロー側面２４１８を含む凹部２４１９、第２凸部２４２０、及び第３凸部２４２１を有している。

シール面２４０５は、ベース２４の一面２４００のうち、シール材３８が配置される部分である。シール面２４０５は、ベース２４の外周縁部２４０１のうち、フランジ部２２２との対向部分に設けられている。シール面２４０５は、収容空間Ｓｍを取り囲むように、周方向に延設されて環状に設けられている。

取り付け部２４１６は、外周縁部２４０１の外周端に設けられている。取り付け部２４１６は、外周縁部２４０１において、シール材３８が配置される部分、すなわちシール面２４０５よりも径方向外側に設けられている。取り付け部２４１６は、後述するインロー構造により位置決めがされた状態で、軸方向からの投影視においてハウジング２２の取り付け部２２５と重なるように設けられている。取り付け部２４１６には、内燃機関の固定節にねじ締結するために貫通孔２４２２が形成されている。貫通孔２４２２は、ハウジング２２の貫通孔２２６に対応して形成されている。

本実施形態では、ベース２４が、貫通孔２４２２を備えた取り付け部２４１６を３つ有している。複数の取り付け部２４１６は、周方向に沿って設けられている。取り付け部２４１６が第２取り付け部に相当し、貫通孔２４２２が第２貫通孔に相当する。

ベース２４は、外周縁部２４０１の裏面２４０６側に、凹部２４２３を有している。凹部２４２３は、取り付け部２４１６を含むように設けられている。すなわち、取り付け部２４１６の裏面２４０６側の部分は、ボルト１００の座面となっている。凹部２４２３の軸方向の深さは、ボルト１００の頭部がカバー７２に対して突出しない深さとなっている。このため、外周縁部２４０１において、凹部２４２３が設けられた部分が、凹部２４２３が設けられていない部分よりも薄肉となっている。凹部２４２３の底面と側面との境界部分は、ボルト１００の締結時において応力が集中しないように、貫通孔２４２２周りにおいて所定のＲを有している。

第１凸部２４１７は、それぞれの取り付け部２４１６において、一面２４００側、すなわちボルト１００の座面と反対の面側から突出している。第１凸部２４１７は、軸方向において凹部２４１９の底面に対して突出している。第１凸部２４１７は、貫通孔２４２２に隣接して設けられている。第１凸部２４１７は、貫通孔２４２２に対して径方向内側には設けられず、径方向外側及び周方向両側に一体的に設けられている。第１凸部２４１７は、貫通孔２４２２の外形輪郭に沿って延設されている。第１凸部２４１７の突出先端面は、平坦面となっている。第１凸部２４１７の突出先端面は、軸方向においてシール面２４０５よりも開口部２２３に近い位置となっている。

インロー側面２４１８は、モータ軸３０と同軸の円環状をなしている。インロー側面２４１８は、周方向に沿って延設されている。インロー側面２４１８に、複数のインロー突起部２２４が嵌合することで、インロー構造が形成され、ハウジング２２とベース２４が位置合わせされるようになっている。位置合わせの精度を向上するために、ダイカストにより成形されたベース２４を切削加工することで、インロー側面２４１８が形成されている。このように、インロー側面２４１８は、円環状の切削面となっている。

凹部２４１９は、該凹部２４１９を規定する壁面のひとつとして、インロー側面２４１８を含んでいる。凹部２４１９は、シール面２４０５に対して軸方向に凹んで設けられている。凹部２４１９は、インロー突起部２２４が該凹部２４１９内に配置されてインロー側面２４１８に接触するように、シール面２４０５と第１凸部２４１７とを隔てている。凹部２４１９は、貫通孔２４２２に対し、径方向内側に隣接して設けられている。凹部２４１９のうち、径方向外側に第１凸部２４１７が存在する部分は、径方向両側に側面を有している。側面のうち、内側面はインロー側面２４１８である。凹部２４１９のうち、径方向外側に第１凸部２４１７がない部分は、外側面を有さず、内側面であるインロー側面２４１８のみを有している。

本実施形態では、径方向両側に側面を有する部分において、凹部２４１９の幅が一定ではなく、部分的に異なっている。具体的には、インロー突起部２２４がインロー側面２４１８に接する嵌合部分の幅Ｗ１のほうが、嵌合部分を除く部分の幅Ｗ２よりも広くなっている。たとえば、インロー突起部２２４の直径を３ｍｍとすると、幅Ｗ１がインロー突起部２２４の直径よりも大きい４ｍｍ、幅Ｗ２がインロー突起部２２４の直径よりも小さい２ｍｍとなっている。嵌合部分は、ベース２４の成形後に外側面、すなわち第１凸部２４１７側を削ることで、凹部２４１９の幅が広くなっている。また、２つのインロー突起部２２４が、径方向においてシール面２４０５と第１凸部２４１７との間に配置されている。

第２凸部２４２０は、外周縁部２４０１の内周端に設けられている。第２凸部２４２０は、シール面２４０５に対して突出している。第２凸部２４２０は、周方向に沿って延設されている。第２凸部２４２０は、収容空間Ｓｍを取り囲むように設けられている。環状に設けられた第２凸部２４２０により収容空間Ｓｍを取り囲んでもよいし、非連続的に設けられた複数の第２凸部２４２０により収容空間Ｓｍを取り囲んでもよい。本実施形態では、第２凸部２４２０が、複数に分割されている。周方向において第２凸部２４２０が設けられた部分において、シール面２４０５の内周端に第２凸部２４２０が隣接している。

また、第２凸部２４２０の突出先端面は、平坦面となっている。第２凸部２４２０の突出先端面は、軸方向においてシール面２４０５よりも開口部２２３に近い位置となっている。第２凸部２４２０の突出先端面は、第１凸部２４１７の突出先端面と、同じ平面に位置している。

第３凸部２４２１は、シール面２４０５に対して突出している。第３凸部２４２１は、径方向において凹部２４１９の内側に隣接して設けられている。換言すれば、径方向においてインロー側面２４１８の内側に隣接して設けられている。第３凸部２４２１は、モータ軸３０の中心と貫通孔２４２２の中心とを径方向に結ぶ仮想線上に少なくとも位置するように、周方向に沿って延設されている。図８では、上記した仮想線を一点鎖線で示している。換言すれば、径方向において、シール面２４０５と貫通孔２４２２との間に、第３凸部２４２１が設けられている。

第３凸部２４２１は、収容空間Ｓｍを取り囲むように設けられている。環状に設けられた第３凸部２４２１により収容空間Ｓｍを取り囲んでもよいし、非連続的に設けられた複数の第３凸部２４２１により収容空間Ｓｍを取り囲んでもよい。本実施形態では、第３凸部２４２１が、複数に分割されている。このように、第２凸部２４２０及び第３凸部２４２１をそれぞれ分割構造とすることで、径方向のシール長を確保している。また、本実施形態では、径方向において、第２凸部２４２０の幅が第３凸部２４２１の幅よりも広くなっている。周方向において第３凸部２４２１が設けられた部分において、シール面２４０５の外周端に第３凸部２４２１が隣接している。

第３凸部２４２１の突出先端面は、平坦面となっている。第３凸部２４２１の突出先端面は、軸方向においてシール面２４０５よりも開口部２２３に近い位置となっている。第３凸部２４２１の突出先端面は、第１凸部２４１７の突出先端面及び第２凸部２４２０の突出先端面と、同じ平面に位置している。第１凸部２４１７の突出先端面、第２凸部２４２０の突出先端面、及び第３凸部２４２１の突出先端面は、軸方向において同じ位置関係、換言すれば面一の位置関係となっている。

そして、第１凸部２４１７の突出先端面、第２凸部２４２０の突出先端面、及び第３凸部２４２１の突出先端面のそれぞれが、フランジ部２２２におけるベース２４側の平坦面に接触している。ハウジング２２及びベース２４はともに金属材料を用いて形成されており、第１凸部２４１７の突出先端面、第２凸部２４２０の突出先端面、及び第３凸部２４２１の突出先端面は、ハウジング２２とのメタルタッチ面となっている。メタルタッチ面を基準として、たとえばシール面２４０５の深さが０．２〜０．５ｍｍ程度、凹部２４１９の深さが２ｍｍ程度となっている。

次に、本実施形態に係るモータ装置１６の効果について説明する。

モータ軸３０の一端は、軸受２８を介してハウジング２２の小径部２２０に固定され、他端は、軸受２８を介してベース２４における第１凹部２４０２の壁面に固定されている。ロータ３４は、モータ軸３０に一体化されている。ステータ３２は、ハウジング２２の大径部２２１に圧入固定されている。したがって、モータ２０の振動が、ベース２４を介して、若しくは、ハウジング２２及びベース２４を介して、回路基板７４に伝達される。

本実施形態では、ベース２４が、外周縁部２４０１の取り付け部２４１６に、第１凸部２４１７を有している。第１凸部２４１７は、凹部２４２３の底面と反対の面に設けられており、フランジ部２２２の取り付け部２２５に接触する。第１凸部２４１７を含む取り付け部２４１６及びと取り付け部２２５は、内燃機関の固定節に固定した状態で、ボルト１００の頭部下面と固定節との間で挟持される。第１凸部２４１７は、収容空間Ｓｍから離れた位置に設けられている。このため、ベース２４におけるハウジング２２との接触面（メタルタッチ面）が、第１凸部２４１７の突出先端面だけだと、上記したモータ振動を効果的に抑制することができない。

しかしながら、本実施形態では、ベース２４が、外周縁部２４０１の内周端に第２凸部２４２０を有している。そして、第２凸部２４２０の突出先端面が第１凸部２４１７の突出先端面と同じ平面に位置しており、第２凸部２４２０の突出先端面もハウジング２２との接触面となっている。このように、外周縁部２４０１のうち、内部空間Ｓｍ、換言すればモータ軸３０に最も近い位置に、ハウジング２２との接触面を設けたので、ハウジング２２とベース２４との固定構造が安定化し、モータ２０の振動が、ベース２４を介して、若しくは、ベース２４を介して回路基板７４に伝達されるモータ振動を抑制することができる。

また、インロー側面２４１８が、円環状の切削面となっている。したがって、複数のインロー突起部に対応して複数箇所にインロー側面を有する溝部を設ける構成に較べて、インロー構造を簡素化することができる。これにより、切削工数の増加を抑制することができる。たとえば旋盤加工により、インロー側面２４１８を形成することができる。

ところで、円環状のインロー側面２４１８を採用してインロー構造を簡素化しようとすると、第１凸部２４１７とシール面２４０５とが凹部２４１９によって隔てられることとなる。凹部２４１９は、貫通孔２４２２に隣接している。このため、第１凸部と第２凸部のみをハウジングとの接触面とする構成の場合、ねじ締結時に、ベースの外周縁部における貫通孔周辺部分が変形する虞がある。具体的には、凹部の底面部分に応力が集中し、凹部周辺で外周縁部（ベース）が座屈する虞がある。この応力集中については、本発明者の応力解析によって確認されている。

これに対し、本実施形態では、凹部２４１９の径方向内側に隣接して、第３凸部２４２１が設けられている。第３凸部２４２１は、少なくとも、モータ軸３０の中心（回転軸）と貫通孔２４２２の中心とを径方向に結ぶ仮想線上に設けられている。すなわち、第１凸部２４１７と第３凸部２４２１の間に凹部２４１９が設けられている。このように、ハウジング２２とベース２４との接触部分が、径方向において凹部２４１９の両側に存在するため、ねじ締結時における外周縁部２４０１（ベース２４）の変形を抑制することができる。

以上により、本実施形態のモータ装置１６によれば、回路基板７４に伝達されるモータ振動を抑制しつつ、簡素なインロー構造でねじ締結時におけるベース２４の変形を抑制することができる。

なお、第２凸部２４２０がシール面２４０５に対して突出しているため、第２凸部２４２０によってシール材３８の厚みを確保することができる。また、ねじ締結時に、シール材３８がねじ切られてしまうのを抑制することができる。

さらに本実施形態では、径方向において、第２凸部２４２０の幅が第３凸部２４２１の幅よりも広くなっている。このように、振動源が収容された収容空間Ｓｍに近い第２凸部２４２０の幅が広いため、ハウジング２２とベース２４との固定構造をより安定化させ、回路基板７４に伝達されるモータ振動を効果的に抑制することができる。モータ振動は使用環境において繰り返し生じるため、第２凸部２４２０の幅を広くすることで、長期にわたり、回路基板７４に伝達されるモータ振動を抑制することができる。また、第３凸部２４２１の幅を第２凸部２４２０よりも狭くするため、シール長を確保しつつ径方向の体格増大を抑制することができる。ねじ締結は繰り返し行うものではないので、第３凸部２４２１の幅を狭くすることができる。

また、本実施形態では、凹部２４１９の幅が部分的に異なっており、インロー突起部２２４がインロー側面２４１８に接する嵌合部分の幅Ｗ１のほうが、嵌合部分を除く部分の幅Ｗ２よりも広くなっている。したがって、インロー突起部が配置可能な一定幅の凹部を採用する構成に較べて、第１凸部２４１７の突出先端面の面積を増加させることができる。すなわち、インロー構造を簡素化しつつ、ハウジング２２との接触面積を増加させることができる。これにより、ハウジング２２とベース２４との固定構造をさらに安定化させることができる。また、ねじ締結時における外周縁部２４０１（ベース２４）の変形をより効果的に抑制することができる。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

バルブタイミング調整装置１０が、吸気弁のバルブタイミングを制御する例を示した。しかしながら、動弁として、排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の両方のバルブタイミングを調整する装置に適用することもできる。

モータ２０の回転角度を検出する磁電変換素子として、ホール素子８０５の例を示した。しかしながら、磁電変換素子としては、それ以外にもたとえば磁気抵抗効果素子を採用することができる。

回路基板７４におけるインバータの三相出力線と巻線５０との接続は、コンタクト８８に限定されない。その他の電気的な接続構造を採用することもできる。

バルブタイミング調整装置１０に適用されるモータ装置１６の例を示したが、それ以外のモータ装置にも適用できる。

取り付け部２２５，２４１６の数は、上記例に限定されない。

１０…バルブタイミング調整装置、１２…カム軸、１４…位相調整機構、１６…モータ装置、２０…モータ、２２…ハウジング、２２０…小径部、２２１…大径部、２２２…フランジ部、２２３…開口部、２２４…インロー突起部、２２５…取り付け部、２２６…貫通孔、２４…ベース、２４００…一面、２４０１…外周縁部、２４０２…第１凹部、２４０３…第２凹部、２４０４…補強部、２４０５…シール面、２４０６…裏面、２４０７，２４０８…貫通孔、２４０９…第３凹部、２４１０…ねじ孔、２４１１…第４凹部、２４１２…内溝部、２４１２ａ…カバー対向部、２４１２ｂ…コネクタ対向部、２４１３…第５凹部、２４１４…貫通孔、２４１５…第６凹部、２４１６…取り付け部、２４１７…第１凸部、２４１８…インロー側面、２４１９…凹部、２４２０…第２凸部、２４２１…第３凸部、２４２２…貫通孔、２４２３…凹部、２６，２８…軸受、３０…モータ軸、３２…ステータ、３４…ロータ、３６…センサマグネット、３８…シール材、４０…ピン、４２…ジョイント、４４…シール材、４６…ステータコア、４８…樹脂ボビン、５０…巻線、５００…接続部、５２…ターミナル、５４…ロータコア、５６…永久磁石、５８…固定板、７０…駆動装置、７２…カバー、７４…回路基板、７６…筐体、７６０…開口部、７８…プリント基板、７８０…一面、７８１…裏面、８０…電子部品、８００…ＭＯＳＦＥＴ、８０１…駆動ＩＣ、８０２…コイル、８０３，８０４…コンデンサ、８０５…ホール素子、８２…螺子、８４…シール材、８６…コネクタ、８６０…端子、８６１…ハウジング、８６２…溝部、８８…コンタクト、８８０…端子、８８１…ハウジング、１００…ボルト、Ｓｍ，Ｓｅ…収容空間

Claims (4)

1. 一面（２４００）及び前記一面と板厚方向に反対の裏面（２４０６）を有する金属製のベース（２４）と、前記裏面側に配置され、前記ベースとともに第１収容空間（Ｓｅ）を形成するカバー（７２）と、を有する筐体（７６）と、
   有底筒状をなし、前記ベースの一面側に配置されて、前記ベースとともに第２収容空間（Ｓｍ）を形成するハウジング（２２）と、前記第２収容空間に配置され、前記ハウジングに固定されたステータ（３２）と、前記ステータの内側に回転可能に収容されたロータ（３４）と、を有するモータ（２０）と、
   前記筐体の第１収容空間に配置され、前記ベースの裏面に固定されたプリント基板（７８）と、前記プリント基板に実装された電子部品（８０）と、を有し、前記モータと電気的に接続された回路基板（７４）と、
   前記ベースと前記カバーと外周縁部の間、及び、前記ベースと前記ハウジングとの外周縁部の間にそれぞれ介在するシール材（３８，８４）と、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記外周縁部における前記ベース側の面から突出し、前記モータの回転軸を中心とする周方向に沿って設けられた複数のインロー突起部（２２４）と、締結用の第１貫通孔（２２６）をそれぞれ備えた複数の第１取り付け部（２２５）と、を有し、
   前記ベースは、前記ハウジングの外周縁部と対向し、前記シール材が配置されるシール面（２４０５）と、前記第１貫通孔に対応する第２貫通孔（２４２２）を備えており、前記シール面よりも前記回転軸に対する径方向において外側に設けられ、前記第１取り付け部とともに固定対象にねじ締結される複数の第２取り付け部（２４１６）と、前記第２取り付け部のそれぞれにおいて座面と反対の面側から突出する第１凸部（２４１７）と、複数の前記インロー突起部が嵌合する円環状の切削面であるインロー側面（２４１８）を含み、一部に前記インロー突起部が配置されるように、前記シール面と前記第１凸部とを隔てる凹部（２４１９）と、前記外周縁部の内周端において前記周方向に沿って設けられ、前記シール面に対して突出する第２凸部（２４２０）と、前記シール面に対して突出するとともに前記径方向において前記凹部の内側に隣接して設けられ、前記回転軸と前記第２貫通孔の中心とを前記径方向に結ぶ仮想線上に少なくとも位置するように、前記周方向に沿って延設された第３凸部（２４２１）と、を有し、
   前記第１凸部の突出先端面、前記第２凸部の突出先端面、及び前記第３凸部の突出先端面が同一平面に位置し、それぞれが前記ハウジングとの接触面となっているモータ装置。
2. 前記径方向において、前記インロー突起部が前記インロー側面に接する嵌合部分における前記凹部の幅のほうが、前記嵌合部分を除く部分における前記凹部の幅よりも広い請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記径方向において、前記第２凸部の幅が前記第３凸部の幅よりも広い請求項１又は請求項２に記載のモータ装置。
4. 前記モータの回転により、内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置（１０）に設けられる請求項１〜３いずれか１項に記載のモータ装置。

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