JP2022061246A - モータユニットおよびこれを備える電動ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】軸方向にコンパクトで、組立性が良好なモータユニットを提供する。【解決手段】電動モータ2と、電動モータ2を制御する制御回路30が形成されたメイン基板3と、電動モータ2およびメイン基板3を収容したハウジング4とを備え、電動モータ2に電力を供給する給電回路Cが、バスバー51と電源コネクタ6とを制御回路30を介して接続することで形成されるモータユニット1である。メイン基板3は、電動モータ2の出力軸24の軸方向に沿って配置され、その軸方向一方側および他方側にそれぞれ配置されるバスバー51および電源コネクタ6の端子52,6bがメイン基板3に嵌合されることにより、バスバー51と電源コネクタ6が制御回路30を介して電気的に接続されると共にメイン基板3がハウジング4に対して軸方向に位置決めされる。また、このモータユニット1は、その組立時に生じ得るメイン基板3に対するバスバー51の軸方向の位置ズレを吸収可能な構造を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、モータユニットおよびこれを備える電動ポンプに関する。
近年、自動車をはじめとする車両においては、その各部へのオイルの供給を、電動ポンプを用いて行う場合がある。例えば、アイドリングストップ機構(停車中にエンジンを自動停止する機構)を備えた車両においては、トランスミッションケースに電動ポンプを装着し、この電動ポンプで停車中のトランスミッション内部で必要とされる油圧を発生させるようにしている。この種の電動ポンプとしては、例えば下記の特許文献1に開示されたものが公知である。
特許文献1に開示された電動ポンプは、モータ部(モータユニット)と、モータユニットの出力を受けて駆動されるポンプ部(ポンプユニット)とを備える。モータユニットは、電動モータ(例えば三相ブラシレスモータ)と、電動モータの作動を制御する制御回路が形成された基板と、電動モータおよび基板を収容したハウジングとを備え、電動モータ(のコイル)に電力を供給する給電回路は、コイルに接続されたバスバーと外部電源に接続される電源コネクタとを制御回路を介して接続することで形成される。基板は、電動モータの軸方向外側に、電動モータの回転軸の軸方向と直交する方向に沿って配置される。
特許文献1の電動ポンプ(を構成するモータユニット)では、制御回路が形成された基板がモータ回転軸の軸方向と直交する方向に沿って配置される関係上、電動ポンプが少なくとも上記基板の厚み分軸方向に大型化する。電動ポンプが軸方向に大型化すると、電動ポンプの設置スペースに十分な軸方向寸法を確保することが難しい用途においては、電動ポンプの取り付けが困難となる。
そこで、本発明者らは、電動ポンプを軸方向にコンパクト化すべく、制御回路が形成された基板を電動モータの回転軸の軸方向に沿って配置(基板を回転軸の軸方向と平行に配置)してなるモータユニットを検討した。
上記のモータユニットにおいて、基板に形成した制御回路を介して電動モータを電源に接続する場合には、特許文献1と同様に、制御回路と電動モータを電気的に接続するバスバーや、制御回路と電源を電気的に接続する電源コネクタなどの電気部品がさらに必要になる。この場合、モータユニットの製造コスト低減を図る上で、バスバーおよび電源コネクタと上記基板との電気的な接続作業や、ハウジングに対する基板の組み付け作業をできるだけ効率良く実行可能であることが望まれる。
上記の実情に鑑み、本発明は、軸方向にコンパクトで、組立性に優れたモータユニットを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために創案された本発明は、電動モータと、電動モータを制御する制御回路が形成された基板と、電動モータおよび基板を収容したハウジングとを備え、電動モータに電力を供給する給電回路が、電動モータに接続されたバスバーと電源に接続される電源コネクタとを制御回路を介して接続することで形成されるモータユニットに関するものであり、このモータユニットは、以下の特徴的構成を有する。
・基板は、電動モータの回転軸の軸方向に沿って配置されると共に、その表裏両面に開口した第1端子嵌合孔および第2端子嵌合孔を有する。
・基板の軸方向一方側に配置されるバスバーの端子を第1端子嵌合孔に嵌合すると共に、基板の軸方向他方側に配置される電源コネクタの端子を第2端子嵌合孔に嵌合することにより、バスバーと電源コネクタが制御回路を介して電気的に接続されると共に基板がハウジングに対して軸方向に位置決めされる。
・基板は、電動モータの回転軸の軸方向に沿って配置されると共に、その表裏両面に開口した第1端子嵌合孔および第2端子嵌合孔を有する。
・基板の軸方向一方側に配置されるバスバーの端子を第1端子嵌合孔に嵌合すると共に、基板の軸方向他方側に配置される電源コネクタの端子を第2端子嵌合孔に嵌合することにより、バスバーと電源コネクタが制御回路を介して電気的に接続されると共に基板がハウジングに対して軸方向に位置決めされる。
上記のように、基板が電動モータの回転軸の軸方向に沿って配置されていれば、基板が電動モータの回転軸の軸方向に直交する方向に配置される特許文献1のモータユニット(電動ポンプ)に比べ、少なくとも基板の厚さ分モータユニットを軸方向にコンパクト化することができる。
また、基板に設けた第1端子嵌合孔に基板の軸方向一方側に配置されるバスバーの端子を嵌合すると共に、基板に設けた第2端子嵌合孔に基板の軸方向他方側に配置される電源コネクタの端子を嵌合することにより、バスバーと電源コネクタが制御回路を介して電気的に接続されると共にハウジングに対する基板の軸方向の位置決めがなされる。そのため、モータユニットの組立性を高めることができる。
ところで、上記構成を有するモータユニットの組立時には、基板(の端子嵌合孔)に対するバスバー(の端子)および電源コネクタ(の端子)の軸方向相対位置が正確に管理されている必要がある。しかしながら、ハウジングへの基板の組み付け時には、何らかの要因(例えば、複数の部品が軸方向に並べて配置されることによる軸方向の累積公差)により、バスバー(の端子)が基板(の端子嵌合孔)に対して軸方向に位置ズレする場合がある。この場合には、モータユニットを組み立てることができなくなる。
係る問題に対し、本発明に係るモータユニットは、モータユニットの組立時に生じ得る基板に対するバスバーの軸方向の位置ズレを吸収可能な構造を有する。そのため、上記のような軸方向の位置ズレが生じた場合でも、モータユニットを適切に組み立てることが可能となる。
上記軸方向の位置ズレは、例えば、バスバーを、一端が電動モータと電気的に接続される第1バスバーと、一端に基板の第1端子嵌合孔に嵌合される端子が設けられた第2バスバーとに分割し、第1バスバーの他端に、軸方向に延びた第1軸方向端子を設けると共に、第2バスバーの他端に、軸方向に延び、基板の厚さ方向に重ねて配置された状態で上記第1軸方向端子と結合される第2軸方向端子を設けることにより吸収することができる。
また、上記軸方向の位置ズレは、バスバーに、軸方向に弾性変形可能な立体形状部を設けることによって吸収することもできる。
本発明に係るモータユニットには、電動モータの回転軸の回転角を検出する回転センサを保持し、電動モータの軸方向一方側に上記回転軸の軸方向と直交する方向に沿って配置されたセンサ基板をさらに設けることができる。このようなセンサ基板を設けた場合において、センサ基板の表裏両面に開口した孔部に対してセンサ用導体の一端に設けた端子を嵌合すると共に、上記基板(制御回路が形成される基板)の表裏両面に開口した第3孔部に対してセンサ用導体の他端に設けた端子を嵌合することにより、制御回路と回転センサとを電気的に接続するようにすれば、回転センサと制御回路の電気的な接続状態を容易に実現することができる。
以上で説明した本発明に係るモータユニットと、このモータユニットの駆動力を受けて油圧を発生させるポンプユニットとを備えた電動オイルポンプは、本発明に係るモータユニットが上記のような特徴を有していることにより、軸方向にコンパクトで、かつ組立性が良好であるという特徴を有する。
以上のことから、本発明によれば、軸方向にコンパクトで、組立性が良好なモータユニットを提供することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に、本発明の一実施形態に係るモータユニット1の縦断面図を示す。このモータユニット1は、例えば、自動車等の車両に搭載され、エンジンの停止中にトランスミッションに油圧を発生させる電動ポンプ(電動オイルポンプ)の一部を構成するものである。つまり、このモータユニット1と、このモータユニット1の出力を受けて駆動されるポンプユニット10(図1中に二点鎖線で示す)とを組み合わせることで図2に示すような電動ポンプPが構成される。
図1に示すモータユニット1は、電動モータ2と、電動モータ2の作動を制御する制御回路30が形成された基板3(以下、「メイン基板3」と言う)と、電動モータ2およびメイン基板3を収容したハウジング4と、導体としてのバスバー51を保持したバスバーユニット5と、図示外の電源に電気的に接続される電源コネクタ6とを備える。なお、方向性を示すために以下の説明で使用する「軸方向」、「径方向」および「周方向」とは、それぞれ、電動モータ2の回転軸の軸心Oと平行な方向(出力軸24の軸方向)、軸心Oを中心とする円の径方向(出力軸24の径方向)、および軸心Oを中心とする円の周方向(出力軸24の周方向)である。また、図1の紙面左側を軸方向一方側と言い、図1の紙面右側を軸方向他方側と言う。
ハウジング4は、電動モータ2を収容したモータ収容部41と、ポンプユニット10を収容するポンプ収容部42と、メイン基板3を収容した基板収容部43とを一体に有する。このハウジング4は、導電性を有し、かつ熱伝導性が良好な金属材料(例えばアルミニウム合金)で形成される。完成品としての電動ポンプPにおいては、図2に示すように、モータ収容部41、ポンプ収容部42および基板収容部43の開口部が、それぞれ、ハウジング4に対してボルト止めされた第1カバー44、第2カバー45および第3カバー46で閉塞される。
ハウジング4は、電動ポンプPを取り付け対象(ここではトランスミッションケース)に取り付けるための取付フランジ47,48を一体に有する。これら取付フランジ47,48にはボルト孔49が2つずつ形成されており、ボルト孔49に挿入したボルト部材(図示省略)を取り付け対象にねじ込むことにより電動ポンプPが取り付け対象に取り付けられる。
図1および図4に示すように、電動モータ2は、円筒状のステータ21と、ステータ21の径方向内側に隙間を介して配置されたロータ23とを備えたラジアルギャップ型の三相ブラシレスモータである。そのため、ステータ21は、U相、V相およびW相に対応したコイル(U相コイル、V相コイルおよびW相コイル)22を有する。
ロータ23は、電動モータ2の回転軸としての出力軸24を有し、この出力軸24はステータ21の軸方向両側に突出している。出力軸24のうち、ステータ21の軸方向一方側および軸方向他方側に突出した部分には、軸受(例えば、深溝玉軸受等の転がり軸受)25がそれぞれ装着され、これら2つの軸受25を介して出力軸24がハウジング4に対して回転自在に支持される。なお、図1においては、2つの軸受のうち軸方向他方側に配置された軸受25のみを示している。
出力軸24の軸方向他方側の端部には、ポンプユニット10のインナロータ11が装着される。このインナロータ11と上記軸受25との間にシール26が配置されている。シール26としては、例えば、出力軸24の外周面に接触したシールリップを備える接触タイプが採用される。このようなシール26が配置されていることにより、ポンプユニット10から電動モータ2側へのオイルの移動が阻止される。
本実施形態のモータユニット1には、電動モータ2のロータ23の回転角を検出するための検出部7が設けられる。検出部7は、ブラケット8を介して出力軸24の軸方向一方側の端部に取り付けられたセンサマグネット7Bと、軸方向の隙間を介してセンサマグネット7Bと対向配置された回転センサ7Aとで構成される。回転センサ7は、電動モータ2の軸方向外側(軸方向一方側)に、軸方向に対して直交する方向(径方向)に沿って配置されたセンサ基板9に保持される。回転センサ7Aとしては、例えばMR素子やホール素子等の磁気センサが採用され、センサマグネット7Bとしては、例えばネオジムボンド磁石が採用される。
回転センサ7Aは、メイン基板3に形成される制御回路30と電気的に接続され、回転センサ7Aによる検出値は制御回路30に入力される。これにより、回転センサ7Aによる検出値が電動モータ2の作動制御に活用される。なお、この検出部7は必ずしも設けられるわけではなく、省略される場合もある。すなわち、モータユニット1(電動ポンプP)は、回転センサ7A(検出部7)を具備しないセンサレスの状態で使用される場合もある。
ポンプユニット10は、電動モータ2と軸方向に並べて配置される。図1および図3に示すように、ポンプユニット10は、電動モータ2の出力軸24と一体回転するインナロータ11と、インナロータ11の径方向外側に配置され、インナロータ11の回転に伴って従動回転するアウタロータ12とを備える。アウタロータ12は、インナロータ11に対して偏心した位置にあり、アウタロータ12の内周面に形成された一部の歯部がインナロータ11の外周面に形成された一部の歯部と噛み合っている。なお、インナロータ11の歯数をn(但し、nは2以上の正の整数)とすると、アウタロータ12の歯数は(n+1)である。以上の構成を有するポンプユニット10は、トロコイドポンプである。
図3に示すように、ハウジング4には、吸入側オイル流路13と吐出側オイル流路14とが互いに分離して設けられる。吸入側オイル流路13は、ハウジング4の内部に設けられた吸入側空間13aと、ハウジング4の外表面に開口した吸入孔13bと、吸入側空間13aとハウジング4の外部空間を連通させる吸入側連通路13cとを有する。また、吐出側オイル流路14は、ハウジング4の内部に設けられた吐出側空間14aと、ハウジング4の外表面に開口した吐出孔14bと、吐出側空間14aと外部空間を連通させる吐出側連通路14cとを有する。
吸入側空間13aおよび吐出側空間14aは、何れも、電動モータ2の出力軸24の周方向に延びる円弧状をなし、周方向で180°対向する位置に設けられる。また、吸入孔13bおよび吐出孔14bは、何れも、ハウジング4の外表面のうち取り付け対象に対する取り付け面に開口している(図2参照)。これにより、電動ポンプPの周囲にオイル用配管を引き回す必要がなくなるので、電動ポンプPの周辺構造を簡略化できる。
図1(および図7)に示すように、メイン基板3は軸方向に沿って配置(軸方向と平行に配置)されている。メイン基板3の実装面31は出力軸24の軸心Oを中心とする円の接線方向に沿って延びている。
図5に示すように、メイン基板3の実装面31には、複数の電子部品32が実装されている。電子部品32としては、例えば、電解コンデンサ等のコンデンサ32a、インダクタ32b、MOSFET等の半導体素子(スイッチング素子)32c、ドライバIC等の集積回路32d、および抵抗器32eなどが採用される。そして、これらの電子部品32を電気的に接続することにより電動モータ2の作動を制御する制御回路30が形成されている。メイン基板3は、実装面31をハウジング4の基板収容部43の内底面に対向させた状態で基板収容部43に収容される(図1参照)。
メイン基板3の軸方向一方側の端部には、メイン基板3の表裏両面(実装面31およびその反対側の面)に開口した第1端子嵌合孔33が形成され、メイン基板3の軸方向他方側の端部には、メイン基板3の表裏両面に開口した第2端子嵌合孔34が形成されている。また、メイン基板3の軸方向一方側の端部には、メイン基板3の表裏両面に開口した第3端子嵌合孔35も形成されている。これらの端子嵌合孔33~35は制御回路30と導通可能に形成されている。
制御回路30は、電動モータ2(のコイル22)に電力を供給する給電回路の一部を構成する。図6に模式的に示すように、本実施形態の給電回路Cは、制御回路30と、導体からなる所定形状のバスバー51と、電源コネクタ6とで構成される。従って、電動モータ2は、電源コネクタ6、制御回路30およびバスバー51を介してコイル22に供給される電力により駆動される。なお、上記のとおり、コイル22としては、U相、V相およびW相に対応するU相コイル、V相コイルおよびW相コイルが設けられており、各相のコイルは、バスバー51を介して制御回路30に接続される。そのため、バスバー51としては、U相用バスバー、V相用バスバーおよびW相用バスバーの少なくとも3本が設けられる。
バスバーユニット5は、電動モータ2およびメイン基板3の軸方向一方側に配置される。このバスバーユニット5は、バスバー(複数のバスバー)51を互いに非接触の状態で保持した保持部材として機能する。バスバーユニット5のうち、バスバー51を保持している部分は、樹脂等の絶縁材料で形成される。
バスバー51の一端は電動モータ2のコイル22に接続され、バスバー51の他端にはメイン基板3の厚さ方向に延びるピン状の端子52が形成されている。この端子52はメイン基板3の実装面31側からメイン基板3の第1端子嵌合孔33に嵌合されている。これにより、電動モータ2と制御回路30がバスバー51を介して電気的に接続される。
ロータ23の回転角を検出する検出部7が設けられる本実施形態においては、回転センサ7Aと制御回路30を電気的に接続するためのセンサ用導体(センサ信号線)53が設けられる。センサ用導体53の一端には、軸方向に延びたピン状の第1端子53aが設けられ、この第1端子53aはセンサ基板9の表裏両面に開口した端子嵌合孔9aに嵌合される。また、センサ用導体53の他端には、メイン基板3の厚さ方向に延びたピン状の第2端子53bが設けられ、この第2端子53bはメイン基板3の実装面31側からメイン基板3の第3端子嵌合孔35に嵌合される。これにより、回転センサ7Aと制御回路30が電気的に接続され、回転センサ7Aによる検出値が制御回路30に入力される。このセンサ用導体53はバスバーユニット5に保持されている。
図1および図2に示すように、電源コネクタ6は、メイン基板3の軸方向他方側に配置され、ハウジング4(の基板収容部43)に対してハウジング4の軸方向外側からボルト止めされる。ハウジング4の軸方向他方側の端部には基板収容部43と外部を連通させる開口部43aが形成されており、電源コネクタ6に保持された導体6aは、上記開口部43aを介して基板収容部43に導入される。導体6aの先端部には、メイン基板3の厚さ方向に延びるピン状の端子6bが形成されており、この端子6bはメイン基板3の実装面31側からメイン基板3の第2端子嵌合孔34(図5参照)に嵌合される。これにより、制御回路30と電源コネクタ6が電気的に接続される。
以上で説明した本実施形態のモータユニット1では、制御回路30が形成されたメイン基板3を軸方向に沿って配置しているので、メイン基板3に対応する基板が軸方向に対して直交する方向に沿って配置される従来のモータユニットに比べ、少なくともメイン基板3の厚さ分モータユニット1を軸方向にコンパクト化することができる。
また、メイン基板3(および電動モータ2)の軸方向一方側に配置されたバスバー51の端子52をメイン基板3の第1端子嵌合孔33に嵌合すると共に、メイン基板3の軸方向他方側に配置された電源コネクタ6の端子6bをメイン基板3の第2端子嵌合孔34に嵌合することにより、バスバー51の端子52と電源コネクタ6の端子6bが制御回路30を介して電気的に接続されるのと同時に、ハウジング4に対するメイン基板3の軸方向の位置決めがなされる(メイン基板3がハウジング4の基板収容部43に収容される)。これにより、電気部品同士の結線作業等に要する手間を軽減し、モータユニット1の組み立てコストを低減することができる。
ところで、上記構成のモータユニット1を組み立てる際には、バスバー51(バスバーユニット50)および電源コネクタ6に対するメイン基板3の軸方向相対位置が正確に管理されている必要がある。また、電動モータ2を収容するモータ収容部41とメイン基板3を収容する基板収容部43が一体に設けられたハウジング4を用いる本実施形態のモータユニット1の構成上、バスバー51および電源コネクタ6とメイン基板3の接続作業は、バスバー51の一端を電動モータ2(ハウジング4のモータ収容部41に収容された電動モータ2)と接続した状態で行う必要がある。
しかしながら、軸方向に並べて配置される電動モータ2、ハウジング4およびバスバー51(バスバーユニット50)のそれぞれには軸方向の寸法公差が設けられている関係上、これらの部品の軸方向寸法がそれぞれ公差範囲内に収まっていても、いわゆる累積公差のために、バスバー51(の端子52)がメイン基板3(の第1端子嵌合孔33)に対して軸方向に位置ズレする場合がある。この場合、バスバー51の端子52をメイン基板3の第1端子嵌合孔33に嵌合すること、つまりモータユニット1を組み立てることができなくなる。
そこで、本実施形態のモータユニット1は、モータユニット1の組立時に生じ得る、メイン基板3に対するバスバー51の軸方向の位置ズレを吸収可能な構造を有する。これにより、モータユニット1の組立時に上記のような軸方向の位置ズレが生じた場合でも、上記の位置ズレを実質的にゼロにすることが可能となるので、モータユニット1を適切に組み立てることが可能となる。
以下、上記位置ズレを吸収可能な構造の具体的な一例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図7は、図1に示すモータユニット1のうち、電動モータ2のステータ21、メイン基板3、バスバーユニット5およびセンサ基板29のアセンブリをセンサ基板29側から見たときの斜視図である。同図においては、メイン基板3の実装面31に装着される各種電子部品32の図示を省略している。
バスバー51(U相用バスバー、V相用バスバーおよびW相用バスバーのそれぞれ)は、一端が電動モータ2のコイル22と接続された第1バスバー51Aと、一端にメイン基板3の第1端子嵌合孔33に嵌合されたピン状の端子52を有する第2バスバー51Bとに分割されている。第1バスバー51Aの他端には、軸方向に延びる第1軸方向端子56が設けられ、第2バスバー51Bの他端には、軸方向に延びる第2軸方向端子57が設けられている。第1軸方向端子56と第2軸方向端子57は、何れも平板状に形成され、メイン基板3の厚さ方向に重ねて配置された状態で相手側と結合されている。両端子56,57の結合手段は、第1バスバー51Aと第2バスバー51Bを電気的に接続し得るものであれば特に制限はなく、例えば、溶接、かしめ、ボルト止めなどを採用することができる。ここでは、溶接の一種であるスポット溶接によって両軸方向端子56,57を結合している。
バスバーユニット5は、第1バスバー51Aを保持した第1バスバーユニット5Aと、第2バスバー51B、さらにはセンサ用導体53を保持した第2バスバーユニット5Bとで構成される。図8にも示すように、第2バスバーユニット5Bには、これをハウジング4に対して位置決めするための突状部58と、これをメイン基板3に対して位置決めするための位置決めピン59が2つずつ設けられている。これに対応して、ハウジング4(の基板収容部43)には突状部58が嵌合される孔部4aが設けられ、メイン基板3には位置決めピン59が挿入されるピン挿入孔36が設けられている(図5も併せて参照)。
以上の構成を具備するモータユニット1は以下のような手順を踏んで組み立てられる。
まず、ハウジング4のモータ収容部41に電動モータ2を収容すると共に、電動モータ2(のコイル22)に第1バスバーユニット5Aに保持された第1バスバー51Aの一端を接続する。また、ハウジング4に対して電源コネクタ6を固定(ボルト止め)する。
次いで、図8に示すように、第2バスバーユニット5Bをハウジング4の基板収容部43に導入し、第2バスバーユニット5Bをハウジング4に装着する。このとき、第2バスバーユニット5Bに設けた突状部58をハウジング4に設けた孔部4aに嵌合することにより、第2バスバーユニット5Bをハウジング4に対して位置決めする。孔部4aに突状部58を嵌合した後、第2バスバーユニット5Bがハウジング4に対して相対移動するのを防止するため、第2バスバーユニット5Bをハウジング4に対してボルト止めしても良い(図9参照)。
以上のようにして、第2バスバーユニット5Bがハウジング4に装着されると、第1バスバー51Aに設けた第1軸方向端子56と第2バスバー51Bに設けた第2軸方向端子57がメイン基板3の厚さ方向で重ね合わされる(図7参照)。なお、両軸方向端子56,57の対向二面は、互いに接触する場合もあるし、僅かな隙間を介して対向する場合もある。
次いで、図9に示すように、制御回路30が形成されたメイン基板3をハウジング4の基板収容部43に導入する。この導入作業は、第2バスバーユニット5Bに設けた位置決めピン59をメイン基板3のピン挿入孔36に挿入するようにして行う。これに伴い、第2バスバーユニット5Bに設けられた端子52、53bがメイン基板3の第1端子嵌合孔33および第3端子嵌合孔35にそれぞれ嵌合され、また、電源コネクタ6(図9においては図示省略)の端子6bが第2端子嵌合孔34に嵌合される(図1参照)。これにより、第2バスバーユニット5B(第2バスバー51B)に設けられた端子52と電源コネクタ6の端子6bが制御回路30を介して電気的に接続される。
最後に、両軸方向端子56,57を溶接(スポット溶接)により結合し、第1バスバー51Aと第2バスバー51Bを接続する。これにより、ハウジング4に対する電動モータ2、メイン基板3、バスバーユニット5および電源コネクタ6の組み付けが完了するのと同時に、電動モータ2のコイル22と電源コネクタ6が、バスバー51(第1バスバー51Aと第2バスバー51Bの結合体)および制御回路30を介して電気的に接続された給電回路C(図6参照)が形成される。
上記構成によれば、バスバー51が、一端が電動モータ2に接続された第1バスバー51Aと、一端に制御回路30に接続された端子52が設けられ、他端に第1バスバー51Aと結合される端子が設けられた第2バスバー51Bとに分割されているので、モータユニット1の組立時には、互いに結合される第1バスバー51Aと第2バスバー51Bの軸方向相対位置を管理することが必要になる。これに関し、第1バスバー51Aと第2バスバー51Bは、メイン基板3の厚さ方向に重ねて配置される第1軸方向端子56と第2軸方向端子57を結合することで接続されるので、第1バスバー51Aが第2バスバー52Bに対して軸方向に位置ズレしていても、両軸方向端子56,57の重合構造で上記軸方向の位置ズレを吸収することができる。そのため、電動モータ2と制御回路30を、バスバー51を介して適切に接続することができる。
また、上記のように、バスバー51を介して電動モータ2と制御回路30を接続するのに先立って、制御回路30を介してのバスバー51の端子52と電源コネクタ6の端子6bの電気的な接続状態は確保されている。以上のことから、モータユニット1を適切に組み立てる(給電回路Cを適切に形成する)ことができる。
以下、上記位置ズレを吸収可能な構造の具体的な他例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図10は、本発明の他の実施形態に係るモータユニット1のうち、電動モータ2のステータ21とバスバーユニット5のアセンブリを示す斜視図であり、図11は、同モータユニット1の部分縦断面図である。この実施形態において、バスバーユニット5に保持されたバスバー51(U相用バスバー、V相用バスバーおよびW相用バスバーのそれぞれ)は、図7-9を参照して説明した実施形態のように二分割されておらず、一部品で構成される。すなわち、各バスバー51は、一端が電動モータ2のコイル22に接続され、他端に、メイン基板3の厚さ方向に延び、メイン基板3の第1端子嵌合孔33に嵌合される端子52を有する。
本実施形態のモータユニット1は、バスバー51に、軸方向両側に弾性変形可能な立体形状部60を設けた点に特徴がある。本実施形態の立体形状部60は、バスバー51の一部(電動モータ2の径方向外側に位置する部分)をL字状に折り曲げることで形成され、端子52の近傍位置に配置されている。なお、図示している立体形状部60の形態はあくまでも一例であり、適宜変更可能であることは言うまでもない。
図10に示すように、バスバーユニット5は、回転センサ7A(図1参照)と制御回路30を電気的に接続するセンサ用導体53も併せて保持している。要するに、本実施形態のバスバーユニット5は、前述した第1バスバーユニット5Aと第2バスバーユニット5Bとを一体化した構造に相当する。
本実施形態のモータユニット1は、以下のようにして組み立てられる。
(1)まず、ハウジング4のモータ収容部41に電動モータ2を収容し、バスバーユニット5に保持されたバスバー51の一端を電動モータ2のコイル22に接続する。また、ハウジング4に対して電源コネクタ6を固定(ボルト止め)する。
(2)次いで、メイン基板3をハウジング4の基板収容部43に導入し、バスバー51の端子52および電源コネクタ6の端子6bを、メイン基板3の第1端子嵌合孔33および第2端子嵌合孔34にそれぞれ嵌合させる。これにより、ハウジング4に対して電動モータ2、バスバーユニット5、メイン基板3および電源コネクタ6が組み付けられたアセンブリを得る。バスバー51の端子52をメイン基板3の第1端子嵌合孔33に嵌合する際には、これと同時にセンサ用導体53の第2端子53bをメイン基板3の第3端子嵌合孔35に嵌合する。
(3)最後に、センサ基板9の孔部9aにセンサ用導体53の第1端子53aを嵌合し、制御回路30と回転センサ7Aを電気的に接続する。
(1)まず、ハウジング4のモータ収容部41に電動モータ2を収容し、バスバーユニット5に保持されたバスバー51の一端を電動モータ2のコイル22に接続する。また、ハウジング4に対して電源コネクタ6を固定(ボルト止め)する。
(2)次いで、メイン基板3をハウジング4の基板収容部43に導入し、バスバー51の端子52および電源コネクタ6の端子6bを、メイン基板3の第1端子嵌合孔33および第2端子嵌合孔34にそれぞれ嵌合させる。これにより、ハウジング4に対して電動モータ2、バスバーユニット5、メイン基板3および電源コネクタ6が組み付けられたアセンブリを得る。バスバー51の端子52をメイン基板3の第1端子嵌合孔33に嵌合する際には、これと同時にセンサ用導体53の第2端子53bをメイン基板3の第3端子嵌合孔35に嵌合する。
(3)最後に、センサ基板9の孔部9aにセンサ用導体53の第1端子53aを嵌合し、制御回路30と回転センサ7Aを電気的に接続する。
上記の手順でモータユニット1を組み立てるにあたり、メイン基板3をハウジング4の基板収容部43に導入したときには、上記同様の理由により、バスバー51(の端子52)がメイン基板3(の第1端子嵌合孔33)に対して軸方向に位置ズレし、モータユニット1を組み立てることができなくなるおそれがある。この点、本実施形態では、バスバー51に軸方向両側に弾性変形可能な立体形状部60を設けているので、バスバー51がメイン基板3に対して軸方向に位置ズレしても、バスバー51を変形(弾性変形)させることによってバスバー51の端子52をメイン基板3の端子嵌合孔33に嵌合することができる。そのため、モータユニット1を確実に組み立てることが可能となる。
本実施形態で採用している上記の特徴的構成は、主に図7~図9を参照して説明した本発明の特徴的構成と同様に、モータユニット1を確実に組み立てることを可能とするものであるが、本実施形態で採用している特徴的構成は、部品点数や組立に要する手間が少なくて済むので、モータユニット1のコスト低減を図る上で有効である。
本発明は以上で説明した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは言うまでもない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
1 モータユニット
2 電動モータ
3 基板(メイン基板)
4 ハウジング
5 バスバーユニット
5A 第1バスバーユニット
5B 第2バスバーユニット
6 電源コネクタ
6b 端子
7A 回転センサ
10 ポンプユニット
21 ステータ
22 コイル
24 出力軸(回転軸)
30 制御回路
51 バスバー
51A 第1バスバー
51B 第2バスバー
52 端子
53 センサ用導体
60 立体形状部
C 給電回路
O 軸心
P 電動ポンプ
2 電動モータ
3 基板(メイン基板)
4 ハウジング
5 バスバーユニット
5A 第1バスバーユニット
5B 第2バスバーユニット
6 電源コネクタ
6b 端子
7A 回転センサ
10 ポンプユニット
21 ステータ
22 コイル
24 出力軸(回転軸)
30 制御回路
51 バスバー
51A 第1バスバー
51B 第2バスバー
52 端子
53 センサ用導体
60 立体形状部
C 給電回路
O 軸心
P 電動ポンプ
Claims (5)
- 電動モータと、該電動モータを制御する制御回路が形成された基板と、前記電動モータおよび前記基板を収容したハウジングとを備え、前記電動モータに電力を供給する給電回路が、前記電動モータに接続されたバスバーと電源に接続される電源コネクタとを前記制御回路を介して接続することで形成されるモータユニットであって、
前記基板は、前記電動モータの回転軸の軸方向に沿って配置されると共に、その表裏両面に開口した第1端子嵌合孔および第2端子嵌合孔を有し、
前記基板の軸方向一方側に配置される前記バスバーの端子を前記第1端子嵌合孔に嵌合すると共に、前記基板の軸方向他方側に配置される前記電源コネクタの端子を前記第2端子嵌合孔に嵌合することにより、前記バスバーと前記電源コネクタとが前記制御回路を介して電気的に接続されると共に前記基板が前記ハウジングに対して軸方向に位置決めされ、
前記モータユニットの組立時に生じ得る前記基板に対する前記バスバーの軸方向の位置ズレを吸収可能な構造を有することを特徴とするモータユニット。 - 前記バスバーを、一端が前記電動モータと電気的に接続される第1バスバーと、一端に前記第1端子嵌合孔に嵌合される前記端子が設けられた第2バスバーとに分割し、
前記第1バスバーの他端に、軸方向に延びた第1軸方向端子を設けると共に、前記第2バスバーの他端に、軸方向に延び、前記基板の厚さ方向に重ねて配置された状態で前記第1軸方向端子と結合される第2軸方向端子を設けることにより、前記軸方向の位置ズレを吸収可能とした請求項1に記載のモータユニット。 - 前記軸方向の位置ズレが、前記バスバーに設けた軸方向両側に弾性変形可能な立体形状部で吸収される請求項1に記載のモータユニット。
- 前記回転軸の回転角を検出する回転センサを保持し、前記電動モータの軸方向一方側に前記回転軸の軸方向と直交する方向に沿って配置されたセンサ基板をさらに備え、
前記センサ基板の表裏両面に開口した孔部に対してセンサ用導体の一端に設けた端子を嵌合すると共に、前記基板の表裏両面に開口した第3孔部に対して前記センサ用導体の他端に設けた端子を嵌合させることにより、前記制御回路と前記回転センサが電気的に接続される請求項1~3の何れか一項に記載のモータユニット。 - 請求項1~4の何れか一項に記載のモータユニットと、
前記モータユニットの出力を受けて駆動されるポンプユニットと、を備える電動ポンプ。
Priority Applications (2)
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JP2020169135A JP2022061246A (ja) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | モータユニットおよびこれを備える電動ポンプ |
PCT/JP2021/036817 WO2022075317A1 (ja) | 2020-10-06 | 2021-10-05 | モータユニットおよびこれを備える電動ポンプ |
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JP2020169135A JP2022061246A (ja) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | モータユニットおよびこれを備える電動ポンプ |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2020169135A Pending JP2022061246A (ja) | 2020-10-06 | 2020-10-06 | モータユニットおよびこれを備える電動ポンプ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP6583027B2 (ja) * | 2016-02-02 | 2019-10-02 | 日本精工株式会社 | 電動モータとその制御装置に収納される基板との接続構造 |
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2020
- 2020-10-06 JP JP2020169135A patent/JP2022061246A/ja active Pending
-
2021
- 2021-10-05 WO PCT/JP2021/036817 patent/WO2022075317A1/ja active Application Filing
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Publication number | Publication date |
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WO2022075317A1 (ja) | 2022-04-14 |
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