JP2023115467A - Driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置に関する。 The present invention relates to a driving device.
従来、特許文献1に開示されているように、モータと制御ユニットとを一体的に備える駆動装置が知られている。特許文献1では、ヒートシンクとしてのフレームの上に制御ユニットの制御基板を配置し、制御基板に対してフレームとは反対側に金属製のシールド板を配置している。 2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100001, a drive device that integrally includes a motor and a control unit is known. In Patent Document 1, a control board of a control unit is arranged on a frame as a heat sink, and a metal shield plate is arranged on the side opposite to the frame with respect to the control board.
特許文献1の制御ユニットでは、基板をフレームとシールド板とで挟んでノイズ対策を実施している。しかしシールド板を追加する分、部品点数が増えるため、体格アップおよび製造コストアップにつながる。 In the control unit of Patent Literature 1, noise countermeasures are implemented by sandwiching the board between the frame and the shield plate. However, the addition of the shield plate increases the number of parts, leading to an increase in size and manufacturing costs.
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格アップおよび製造コストアップを抑制しながら制御部をノイズから保護することができる駆動装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a driving device capable of protecting a control unit from noise while suppressing increases in size and manufacturing costs.
本発明の駆動装置は、モータ(20)と、モータを制御する制御ユニット(40)とを一体的に備える。制御ユニットは、基板(41、71)と、基板に設けられた電力配線パターン(51)と、電力配線パターンから供給される大電流でモータを駆動する駆動部(61)と、小電流で信号を通信する制御部(62)とを有する。電力配線パターンは、モータの金属製のフレーム(33)との間に制御部を挟むように配置された本体配線部(54、55)を有する。 The driving device of the present invention integrally includes a motor (20) and a control unit (40) for controlling the motor. The control unit includes substrates (41, 71), a power wiring pattern (51) provided on the substrate, a driving section (61) that drives the motor with a large current supplied from the power wiring pattern, and a signal with a small current. and a control unit (62) that communicates with. The power wiring pattern has body wiring portions (54, 55) arranged so as to sandwich the control portion between the metal frame (33) of the motor.
これにより、大電流を流すために相応の導体容量が確保された電力配線パターンの本体配線部と、金属製のため大きな導体容量を有するフレームとにより制御部が挟まることになる。そのため、本体配線部とフレームとが外部からの輻射ノイズを吸収することで、制御部をノイズから保護し、誤作動等を抑制することができる。また部品を追加することなく基板にノイズシールド機能を持たせるので、体格アップおよび製造コストアップを抑制することができる。 As a result, the control unit is sandwiched between the main body wiring portion of the power wiring pattern, which has a suitable conductor capacity to allow a large current to flow, and the frame, which is made of metal and has a large conductor capacity. Therefore, the body wiring portion and the frame absorb radiation noise from the outside, thereby protecting the control portion from the noise and suppressing malfunction. In addition, since the board has a noise shielding function without adding parts, it is possible to suppress an increase in size and manufacturing cost.
以下、複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で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。 A plurality of embodiments will be described below with reference to the drawings. The same reference numerals are assigned to substantially the same configurations between the embodiments, and the description thereof is omitted.
[第1実施形態]
図1に示すように駆動装置10は、モータ20およびこれを制御する制御ユニット40を一体的に備える。制御ユニット40は、外部から入力される情報や制御ユニット40内部で検出したモータ電流等の情報に基づき、モータ20が所望のトルクを発生するように制御を行う。モータ20のトルクは、回転軸26の出力端から外部に出力される。
[First embodiment]
As shown in FIG. 1, the
モータ20は、三相ブラシレスモータであって、ステータ21、ロータ25、およびそれらを収容するハウジング31を備える。ステータ21は、ハウジング31に固定されたステータコア22と、ステータコア22に組み付けられた三相巻線組23とを有する。三相巻線組23は、図示しないリード線を介して制御ユニット40に接続されている。
The
ロータ25は、ステータ21に対して相対回転可能な回転軸26と、回転軸26が嵌入されたロータコア27とを有する。回転軸26の一端には永久磁石28が設けられている。ハウジング31は、筒状のモータケース32と、モータケース32の一端に設けられた金属製のフレーム33とを有する。フレーム33は、制御ユニット40のヒートシンクとしても機能する。
The
図1~図4に示すように、制御ユニット40は、基板41と、基板41に設けられた電力配線パターン51と、電力配線パターン51に接続され、電力配線パターン51から供給される大電流でモータ20を駆動する駆動部61と、小電流で信号を通信する制御部62と、回転位置センサ63とを有する。基板41等は、異物混入を防ぐための樹脂製のカバー64に覆われている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
電力配線パターン51を流れる大電流は、制御部62を流れる小電流に比べて大きい。電力配線パターン51は、大電流を流すために相応の導体容量が確保されている。
A large current flowing through the
制御部62は基板41の一方の面42に設けられ、駆動部61は基板41の他方の面43に設けられている。駆動部61は、モータ20へ電流を供給するインバータ回路であって、図示しない複数のスイッチング素子を含む。制御部62は、所望のモータトルクを発生させるための電流に相当する制御量を各種情報に基づき演算し、駆動部61に駆動信号を出力する。
The
基板41は、モータ20の回転軸心O上で制御部62側がフレーム33に対向するように配置され、スクリュー65によりフレーム33に固定されている。制御部62は、基板41のうちフレーム33側の面42に配置されている。駆動部61は、基板41のうちフレーム33とは反対側の面43に配置されている。
The
基板41は、中間層となる部分にも配線パターンが設けられた多層基板である。基板41のうちフレーム33から最も離れた層から順に第1層45、第2層46と定義する。また、基板41のうちフレーム33に最も近い層から順に最下層49、下2層48と定義する。駆動部61は第1層45に配置されている。制御部62は最下層49に配置されている。
The
電力配線パターン51は、駆動部61の高電位側に接続された電源パターン52と、駆動部61の低電位側に接続されたグランドパターン53を含む。電源パターン52は、第1層45の外周を囲うように形成されている。
The
グランドパターン53は、本体配線部54、55、環状配線部56、および接続配線部57を有する。本体配線部54、55は、フレーム33との間に制御部62を挟むように配置されており、基板41の板厚方向視で制御部62に比べて広範囲に形成されている。第1実施形態では、本体配線部54は、駆動部61用のグランドパターンであり、基板41のうち制御部62に対してフレーム33とは反対側の層である第2層46の全体に配置されている。本体配線部55は、制御部62用のグランドパターンであり、基板41のうち制御部62に対してフレーム33とは反対側の層である下2層48の全体に配置されている。本体配線部54、55は、層全体に形成されたベタパターンである。本体配線部55は本体配線部54に接続していないが、他の実施形態では両者が接続されていてもよい。
The
環状配線部56は、本体配線部54とフレーム33との間の位置に配置され、板厚方向視で制御部62を取り囲むように形成されている。第1実施形態では、環状配線部56は、制御部62が配置された層である最下層49の外周を囲うように形成されている。
The
接続配線部57は、本体配線部54からフレーム33まで延びるように形成されている。第1実施形態では、接続配線部57は、基板41のスルーホール44を通って第2層46から最下層49まで延びている。接続配線部57および環状配線部56は共にフレーム33に接触している。これにより駆動部61の熱が本体配線部54から接続配線部57および環状配線部56を通してフレーム33に逃げるようになっている。さらに、駆動部61の熱がスクリュー65を通してフレーム33に逃げるようになっている。
The
(効果)
以上説明したように、第1実施形態では、電力配線パターン51は、モータ20の金属製のフレーム33との間に制御部62を挟むように配置された本体配線部54を有する。これにより、大電流を流すために相応の導体容量が確保された電力配線パターン51の本体配線部54と、金属製のため大きな導体容量を有するフレーム33とにより制御部62が挟まることになる。そのため、本体配線部54とフレーム33とが外部からの輻射ノイズを吸収することで、制御部62をノイズから保護し、誤作動等を抑制することができる。また部品を追加することなく基板41にノイズシールド機能を持たせるので、体格アップおよび製造コストアップを抑制することができる。
(effect)
As described above, in the first embodiment, the
一実施形態では、基板41は多層基板である。本体配線部54は、基板41のうち制御部62に対してフレーム33とは反対側の層である第2層46の全体に設けられている。このように制御部62の配置層ではない層に電力配線パターン51を大きく配置するので、基板41のノイズシールド機能を一層高めることができる。
In one embodiment,
第1実施形態では、電力配線パターン51は、本体配線部54とフレーム33との間の位置で制御部62を取り囲むように形成された環状配線部56を有する。これにより制御部62に対するノイズシールド機能を一層高めることができる。
In the first embodiment, the
また第1実施形態では、電力配線パターン51は、本体配線部54からフレーム33まで延びる接続配線部57を有する。これによりノイズから制御部62を保護すると共に、接続配線部57を通して駆動部61の熱をフレーム33に逃がすことができる。
Further, in the first embodiment, the
[第2実施形態]
第2実施形態では、図5に示すように基板71は、両面に配線パターンが設けられた両面基板である。制御部62は、基板71のうちフレーム33側の面42に設けられている。本体配線部54は、基板71のうちフレーム33とは反対側の面43の全体に設けられている。このように基板71は多層基板に限らず、両面基板であってもよい。それでも、本体配線部54が金属製のフレーム33との間に制御部62を挟むように配置されていれば、制御部62をノイズから保護することができる。
[Second embodiment]
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
[他の実施形態]
他の実施形態では、本体配線部は、基板のフレーム側の面以外の層のうち1つ又は3つ以上の層の全体に設けられてもよい。また、本体配線部は、必ずしも基板の面または層の全体に設けられる必要はなく、面または層の一部に設けられていてもよい。本体配線部とフレームとの間に制御部を挟む配置になっていればよい。
[Other embodiments]
In another embodiment, the main wiring portion may be provided on the entirety of one or three or more of the layers other than the frame-side surface of the substrate. Further, the main wiring portion does not necessarily have to be provided on the entire surface or layer of the substrate, and may be provided on a part of the surface or layer. It is sufficient that the control section is placed between the wiring section of the main body and the frame.
他の実施形態では、電力配線パターンを必ずしもフレームに接触させる必要はない。 In other embodiments, the power wiring traces do not necessarily have to contact the frame.
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be embodied in various forms without departing from the scope of the invention.
10 駆動装置、20 モータ、33 フレーム、40 制御ユニット、
41、71 基板、51 電力配線パターン、54、55 本体配線部、
61 駆動部、62 制御部。
10 drive device, 20 motor, 33 frame, 40 control unit,
41, 71 substrate, 51 power wiring pattern, 54, 55 body wiring part,
61 drive unit, 62 control unit.
Claims (5)
前記制御ユニットは、基板(41、71)と、前記基板に設けられた電力配線パターン(51)と、前記電力配線パターンから供給される大電流で前記モータを駆動する駆動部(61)と、小電流で信号を通信する制御部(62)とを有し、
前記電力配線パターンは、前記モータの金属製のフレーム(33)との間に前記制御部を挟むように配置された本体配線部(54、55)を有する、駆動装置。 A driving device integrally comprising a motor (20) and a control unit (40) for controlling the motor,
The control unit includes substrates (41, 71), a power wiring pattern (51) provided on the substrate, a driving section (61) for driving the motor with a large current supplied from the power wiring pattern, a control unit (62) that communicates a signal with a small current;
The driving device, wherein the power wiring pattern has body wiring portions (54, 55) arranged so as to sandwich the control portion between itself and a metal frame (33) of the motor.
前記本体配線部は、前記基板の前記フレーム側の面(42)以外の層のうち少なくとも一層の全体に設けられている、請求項1に記載の駆動装置。 The substrate (41) is a multilayer substrate,
2. The driving device according to claim 1, wherein said main body wiring portion is provided on at least one of the layers other than said frame-side surface (42) of said substrate.
前記本体配線部は、前記基板のうち前記フレームとは反対側の面(43)の全体に設けられている、請求項1に記載の駆動装置。 The control unit is provided on a surface (42) of the substrate (71) on the frame side,
2. The driving device according to claim 1, wherein said body wiring portion is provided on the entire surface (43) of said substrate opposite to said frame.
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