JP6095853B2 - 制御装置一体型回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、制御装置と回転電機が結合され同軸上に一体化された制御装置一体型回転電機に関するものである。

制御ユニットとその指令により駆動される回転電機が同軸状に一体化された従来の制御装置一体型回転電機においては、回転電機と制御ユニット部を結合するために、その外周に数カ所設けられた突起部でねじ止めする構造が提案されていた。
しかし、ねじ止め構造により制御ユニットと回転電機を結合した制御装置一体型回転電機においては、ねじのための突起部が必要となり、レイアウトが難しく小型化に難点があった。
また、回転電機と制御ユニット部を結合するために、熱膨張と収縮を利用して二つの物体を結合するいわゆる焼き嵌め構造と方法が提案されていた。しかし、焼き嵌め構造では、工程が複雑であり、熱対策も必要であった。また、溶接においては、両者が鉄系金属であれば溶接可能であるが、アルミニウムのように伝熱性の良い金属では溶接が困難であった。さらに、局所的ではあるが高熱がかかるため、制御ユニット部の内部の電子部品などへの熱対策が必要となる。

さらにまた、回転電機と制御ユニット部を結合する構造及び方法として、溶接、かしめ等も用いられている。かしめ構造においては、回転電機側の外装ヨークが軸長方向に延長され、制御ユニット側の外周に設けられた溝部にその延長されたヨーク端を曲げてかしめを行うことにより、両者を結合するものがあった。従来のかしめ構造では、電磁駆動ユニット部のヨークが延長され、延長部は薄肉円筒状であり、固定コアの一方面にその延長部先端部をＬ字状に折り曲げることや、斜め状に折り曲げることにより全周をかしめていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１５３０７４号公報 特開２００７−１６５０２２号公報

しかしながら、従来の固定コアの端部のように、空間的に余裕がある場所でかしめを行う場合は、かしめの角度、長さ等に制限はないが、所定の狭い範囲内でかしめをおこない、さらにそのかしめの耐久性を確保するためには、かしめのための工夫が必要である。また、かしめ部材の材料によっては折り曲げることで、折り曲げ部の亀裂、かしめ不足等不具合の可能性もある。また、特許文献２に開示された従来のかしめ構造では、溝を越えて延長された薄肉円筒部の端部付近をその溝に形状に合わせてかしめるものである。両者の結合は、この溝の側面同士を薄肉円筒部で押さえつけるものであるが、小型化、軽量化された装置であれば、この結合構造で耐久性を確保できるかもしれないが、結合される両者が比較的大きく、重量物である場合はこのような溝の両側面の非常に狭い範囲でのかしめ構造では耐久性に問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、かしめ部の構造を見直し、重量物同士の接合であっても、また駆動による振動を伝達する回転電機とのかしめであっても確実に結合できる制御装置一体型回転電機を提供するものである。

この発明に係る制御装置一体型回転電機は、制御装置又はその制御装置の指令に基づき駆動される回転電機本体を収納し、外周側端部に薄肉部を有する第１の筐体と、前記第１の筐体と同軸上に配置され、外周側から径方向に向かって、断面形状が直線状の傾斜を有する当接面が形成された溝を有する第２の筐体と、前記第１の筐体に設けられ、軸方向に対して垂直な面を有する第１の軸方向位置決め部と、前記第２の筐体の前記溝よりも端部側に設けられ、前記軸方向に対して垂直な面を有する第２の軸方向位置決め部と、を備え、前記溝の前記当接面は、前記第２の軸方向位置決め部と近い側の溝側面に設けられ、前記当接面の前記溝の内部側の端部と前記溝の最深部との間には、前記当接面の傾斜よりも急角度な傾斜を有しており、前記第１の軸方向位置決め部と前記第２の軸方向位置決め部とを当接させ、前記第１の筐体の前記薄肉部を前記第２の筐体の前記当接面に沿って折り曲げて、かしめることによって、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを接合することを特徴とするものである。

この発明の制御装置一体型回転電機によれば、比較的大きな重量物同士との結合や振動伝達する回転電機との結合であってもかしめにより確実に両者を結合することができる。
この発明の上記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。

この発明の実施の形態１における制御装置一体型回転電機の一部断面図である。 図１におけるかしめ付近のかしめ前の状態を示す拡大図である。 図１におけるかしめ付近のかしめ後の状態を示す拡大図である。 この発明の実施の形態２における制御装置一体型回転電機のかしめ付近の拡大図である。 この発明の実施の形態３における制御装置一体型回転電機の一部断面図である。 この発明の実施の形態３における制御装置一体型回転電機のかしめ付近の拡大図である。 この発明の実施の形態３における制御装置一体型回転電機のかしめ付近の拡大図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態１について説明する。
なお、各図面中において、同一符号は同一あるいは相当のものであることを示す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における制御装置一体型回転電機の一部断面図である。図１において、制御装置一体型回転電機６０は、制御ユニット１、回転電機であるモータ２を有しており、制御ユニット１とモータ２が一体化された構造となっている。特に、制御ユニット１は、モータ２の出力軸２３に対して、同軸上に配置されている。実施の形態１においては、車両に搭載される電動パワーステアリング装置における制御装置一体型回転電機について説明する。この電動パワーステアリング装置は、ハンドルのコラム、又は車両のラック軸に搭載されるもので、モータ２とこれを制御する制御ユニット１が一体化されて小型化が図られている。モータ２は、中心に出力軸２３を有し永久磁石が装着されたロータ２１と、その周囲に巻線コイル２４が巻装されたステータ２２がヨーク２５に内蔵されている。出力軸２３の出力側（図中下方向）には、フロントフレーム２７と、出力の回転を伝達するギア機構２８が装着されている。

モータ２は、多相例えば３相以上の巻線から構成されたブラシレスタイプ、又はブラシ付きモータである。モータ２の出力軸２３の反出力対側（図中上方向）には、制御ユニット１が同軸状に配置されている。この制御ユニット１は、モータ２の巻線コイル２４に電流を供給する機能を有している。そのため、制御ユニット１は、主に、上フレーム１１とカバー１２で囲まれた空間１０に、制御量を演算するＣＰＵ１６が搭載された制御基板１３と、巻線コイル２４に電流を供給するいわゆるインバータ回路を構成するパワーモジュール１４と、それらを中継する中継部材１７とから構成されている。また、ハンドルの操舵力を検出するトルクセンサや、車速センサ等、及び電源ライン（図示せず）と接続されるコネクタ類１５ａ、１５ｂがカバー１２の上部に装着されている。

上フレーム１１は、制御ユニット１の蓋の機能と、パワーモジュール１４の固定、放熱の機能と、さらにはモータ２との仕切り壁の機能とを有し、モータ２の巻線コイル２４から延出されたコイル端子が貫通してパワーモジュール１４の出力用脚部と接続されている。カバー１２は樹脂成型であるが、上フレーム１１はできれば放熱性のよいアルミニウム、マグネシウム合金等の金属製が望ましい。また、上フレーム１１は、制御基板１３、パワーモジュール１４等を内蔵したカバー１２と固定されている。したがって、モータ２と制御ユニット１との結合は、具体的には、上フレーム１１とヨーク２５との結合である。
次に、モータ２と制御ユニット１との結合について説明する。図１において、ヨーク２５の外周側の上端部には薄肉部２６が伸びている。一方、上フレーム１１には溝３０が穿かれている。溝３０は、上フレーム１１の外周側から径方向に向かって形成されている。この溝３０に薄肉部２６の先端部を折り曲げてかしめをなしている。図１においては、便宜上、右側ではかしめる前の状態を示し、左側ではかしめ後の状態を示しているが、最終的には右側も左側と同様にかしめられることは言うまでもない。

図２は、上フレーム１１とヨーク２５の一部を示した拡大断面図であり、上フレーム１１とヨーク２５のかしめ前の状態を示している。図２に示すように、ヨーク２５の上部には外周側に薄肉部２６が伸び、第１の軸方向位置決め部４１が出力軸２３に対してほぼ垂直な面を有している。また、薄肉部２６の内周側の垂直面には第１の内周面４２を有している。さらに、薄肉部２６の先端部４０は、斜めにカットされ、傾斜面を有している。
一方、上フレーム１１には、溝３０よりも下端部側に軸方向に対して垂直な面を有する第２の軸方向位置決め部３４が設けられている。また、上フレーム１１は、第２の軸方向位置決め部３４と溝３０との間の外周側に第１の外周面３５を有している。
溝３０は、図２に示すように、溝３０の下側に断面形状が直線状の傾斜を有する当接面３１がのび、その先が溝底部３２となっており、さらに上側の溝側面３３へとつながる構造となっている。当接面３１は、傾斜を有しているが平坦な面である。

第１の軸方向位置決め部４１と第２の軸方向位置決め部３４を当接させ、第１の内周面４２と第１の外周面３５も当接させ、図中上下方向に圧力をかけて両者を押し付ける。次に、薄肉部２６の先端付近を図中右方向に折り曲げることで、かしめ部４７が形成される。かしめ部４７では、当接面３１に第１の内周面４２が密着し、薄肉部２６が折れ曲がり、塑性変形している。上フレーム１１とヨーク２５の両者は、この当接面３１と第１の内周面４２との密着と、第１および第２の軸方向位置決め部４１、３４との間の密着により結合されている。そのため、当接面３１の斜度θは、ほぼ０度から６０度の間が望ましい。また、第１の内周面４２、第１の外周面３５の軸方向の長さは長い方がよい。

図３は、上フレーム１１とヨーク２５の一部を示した拡大断面図であり、上フレーム１１とヨーク２５のかしめ後の状態を示している。図３において、薄肉部２６の先端部４０は、溝３０のどの面とも接していない。ヨーク２５の薄肉部２６と上フレーム１１との間には、隙間３６が形成されている。この隙間３６が存在せず、ヨーク２５の薄肉部２６の先端部４０が上フレーム１１に当接してしまうと、ヨーク２５と上フレーム１１とのかしめ力が分散されてしまい、結合力が低減する。かしめ力は、第１および第２の軸方向位置決め部４１、３４と、当接面３１と第１の内周面４２の決められた所定位置のみで成し遂げられる。そのため、この隙間３６は、かしめのにがし部となっている。
このように、薄肉部２６の折り曲げによる図中右ななめ下方向のかしめ力によって、当接面３１と第１の内周面４２の密着により径方向の確実な拘束と、第１、第２の軸方向位置決め部４１、３４との間の密着により軸方向の確実な拘束が安定的にできる。

なお、かしめ後において、第１の外周面３５と第１の内周面４２は当接しているか、もしくは極わずかな隙間が空いており、第１の外周面３５と第１の内周面４２は圧着されてはいない。この第１の内周面４２と第１の外周面３５をかしめ前に沿わして当接させ、かつ当接面３１と第１の外周面３５との境界を起点にしてかしめを行う。第１の内周面４２と第１の外周面３５をかしめ前に沿わして当接させることは、かしめを行うための基準となる。第１の内周面４２と第１の外周面３５をかしめ前に沿わして当接させることで、かしめ位置を自ずと決まった位置にもってくることができる。また、溝底部３２の内、最深部４８と当接面３１とのつなぎ部分は、当接面３１の傾斜度より急角度で最深部４８へとつながっている。そのため、２段階段差を有するようにして最深部４８までつながっていてもよい。このように、当接面３１の終了時点から薄肉部２６の先端部４０と溝３０との間に隙間３６ができるような角度を溝底部３２がなすことで、確実で安定的な拘束が可能となる。なお、この最深部４８付近で隙間３６が形成されたならば、溝側面３３の角度は任意でよい。

以上のようなかしめ構造とすることで、必要な位置のみで所望のかしめ力を発揮し、無駄な箇所の密着によりそのかしめ力の分散を防止することができ、塑性変形によりかしめ後のスプリングバックを抑制できる。その結果、重量物の結合においてもその耐久性を向上することができる。なお、図１において、制御ユニット１の内容物の積層順を逆にすることも可能である。つまり、制御ユニット１において、制御基板１３をモータ２側に配置し、その上に中継部材１７、さらにその上にパワーモジュール１４、さらにその上にヒートシンク、さらにその上にコネクタ類１５ａ、１５ｂを配置することも可能である。この場合、軸受２９ｂを配置した上フレーム１１までをヨーク２５とし、図１のカバー１２の代わりにハウジングを配置し、このハウジングに溝３０、第２の軸方向位置決め部３４を設けることにより同様に構成できる。

比較例としての従来の制御装置一体型回転電機では、これら両者の結合にはボルト締めする構造が散見されていた。しかし、ボルト締めのためには外周にボルト用のねじ穴が複数箇所必要で、その箇所が外周より飛び出すことになり、車両に搭載時に他の部品との干渉を考慮してその配置は、車両毎に変更する必要が生じていた。また、モータ２は駆動により振動を発生し、一体化によりその振動は制御ユニット１へ伝達する可能性もあり、その結合は駆動装置の種類によって、結合力を確実なものでないと、耐久性に問題を発生させる可能性があった。そこで、実施の形態１では、両者の結合をかしめ構造とし、飛び出し部をなくして密着性を向上させることで、車両への搭載性を向上させることができる。

次に、実施の形態１の制御装置一体型回転電機の製造方法について説明する。モータ２は、ヨーク２５に巻線コイル２４が巻装されたステータ２２を装着し、軸受２９ａを装着した下フレームであるフロントフレーム２７と結合し、ロータ２１と一体化された出力軸２３をステータ２２と軸受２９ａの中心に貫通させる。次に、モータ２の上に、制御ユニット１を上積みする。制御ユニット１は、完成状態と非完成状態のどちらであってよい。ここで完成状態とは、軸受２９ｂを装着した上フレーム１１と制御基板１３、パワーモジュール１４、コネクタ類１５ａ、１５ｂを備えたカバー１２が組あげられたものである。一方、非完成状態とは、上フレーム１１、カバー１２、制御基板１３、パワーモジュール１４、コネクタ類１５ａ、１５ｂがまだ組み付けられていないものである。どちらの状態であっても、以下のかしめ工程は同様である。

以下においては、非完成状態の制御ユニット１を用いた場合について説明する。軸受２９ｂを装着した上フレーム１１を前述の組み上げられたモータ２の上部に積み上げる。その際、軸受２９ｂと出力軸２３端、巻線コイル２４端と上フレーム１１の挿通穴（図示せず）を合わせながら上積みする。また、薄肉部２６の第１の内周面４２に上フレーム１１の第１の外周面３５をすべらせながら、第１および第２の軸方向位置決め部４１、３４を当接する位置まで押し付ける。この状態で、モータ２上部に上フレーム１１を積み上げ、合わせたものをかしめ装置へセットする。このかしめ装置は、まず第１および第２の軸方向位置決め部４１，３４を所定の圧力で押さえつける。その後、かしめ治具５０を上フレーム１１の外周に沿ってモータ２の軸方向へ下していく。

図２に示すように、かしめ治具５０の形状は、傾斜面５１、第２の内周面５２が穿かれた円筒形状をしている。傾斜面５１の傾斜角度θ２は、薄肉部２６の先端部４０のカットされた傾斜と同等か、又は傾斜面５１の方が先端部４０のカットされた傾斜より小さい方が望ましい。また、第２の内周面５２と薄肉部２６の外周面とは、極わずかな隙間を有していてもよい。このような形状を有するかしめ治具５０が、ゆっくり降りてきて、薄肉部２６の先端部４０とかしめ治具５０の傾斜面５１とが当接し、傾斜面５１は先端部４０を図中右側へ押しながらさらに下へ降りてゆく。さらに、図３に示すように、かしめ治具５０が所定の荷重で停止する。この停止した状態を図３に示している。かしめ治具５０の傾斜面５１が、先端部４０を含む薄肉部２６を押し、図中右側へ薄肉部２６を折り曲げ、当接面３１で規定された面に沿って塑性変形を起こしている。また、かしめ治具５０の第２の内周面５２は、この折り曲げにより薄肉部２６が外側へ広がることを抑制している。

その後、かしめ治具５０を最初の上方位置へ戻す。以上により、モータ２が収納されたヨーク２５と上フレーム１１が結合される。次に、パワーモジュール１４を搭載し、さらに各種電子部品が搭載された制御基板１３を上積みし、パワーモジュール１４の脚部と巻線コイル２４の端子を溶接し、その他の各端子をハンダ付けにて接続する。次に、コネクタ類１５ａ、１５ｂが装着されたカバー１２を上フレーム１１と固定して、制御装置一体型回転電機６０全体の組立が完成する。
制御ユニット１が完成状態である場合もほぼ同様の製造方法により組立てられる。ここでは、巻線コイル２４の端子とパワーモジュール１４の脚部の接続は、両者の圧着で接続が成し遂げられる構造とする。完成した制御ユニット１の下層の上フレーム１１を軸受２９ｂ、巻線コイル穴（図示せず）とあわせながら、さらにヨーク２５の第１の内周面４２と上フレーム１１の第１の外周面３５をすべらせながら両者を押し付ける。第１および第２の軸方向位置決め部４１、３４が当接するまで押し付けられる。

その後は、かしめ装置にセットされ、かしめ治具５０が制御ユニット１のカバー１２の外周部に沿って降りてくる。もし、カバー１２の最外周部と上フレーム１１の最外周部の径が異なり、カバー１２の方が大きい場合、かしめ治具５０はカバー１２の最大外径を見越した位置でおりてくる必要があり、その後、上フレーム１１の外周部に降りた時点で上フレーム１１の外周部に沿って降ろす必要がある。その後は同様に所定荷重までかしめ治具５０を降ろすことによりかしめ処理を完了させる。

以上のように、かしめ治具を軸方向に平行に移動させることにより、外径外側から中側へ移動のものより、制御装置一体型回転電機６０全体の規模、構造が簡単化できるメリットがある。それ理由は、かしめ治具５０の移動が主に図中上下方向のみのプレス機能のみで成し遂げられているからである。また、このようなかしめを全周に施すことができ、その結果、当該かしめ部の締結力を最も強くすることができる。このように、実施の形態１における制御装置一体型回転電機の製造方法によれば、軸方向に平行にかしめ治具５０を移動させることにより、モータ２が収納されたヨーク２５の薄肉部２６の先端部４０を制御ユニット１が収納された上フレーム１１の溝３０の当接面３１に押し付けることになり、かしめ部が簡略化でき、圧力管理、ストローク管理で確実なかしめを行うことができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２における制御装置一体型回転電機のかしめ付近の拡大図である。実施の形態２において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。また、実施の形態１における図２の符号と相当する構成部分については、英文字を付して表記している。実施の形態２では、ヨーク２５の薄肉部２６が、２段階で薄くなる構成となっている。かしめに必要な薄肉部２６は、先端部４０ａ付近に配置され、第１の内周面４２が実施の形態１と比較して長くなっている。実施の形態２では、第１の軸方向位置決め部４１は少し厚みを有するヨーク２５となり、さらに下部においてヨーク側下部内周面４３につながり、最下部には軸方向にほぼ垂直なヨーク側底部４４となる。この厚みを有する内径側に図１のステータ２２が装着される。

一方、上フレーム１１は、上フレーム１１の上方に実施の形態１と類似な断面形状を持つ溝３０が形成されている。この溝３０には、当接面３１と、それから伸びた溝底部３２と、さらに溝底部３２が所定の長さ続いた後に溝側面３３とが連続して形成されている。当接面３１と溝側面３３の断面視の傾斜角度は同一であっても、溝側面３３の方が大きくてもよい。溝３０の下部には、第１の外周面３５、さらには第２の軸方向位置決め部３４が形成されている。さらに下部には、フレーム側下部内周面３７ａ、３７ｂが伸びている。その最下部にはフレーム側下部３９が形成されている。なお、フレーム側下部内周面３７ａとフレーム側下部内周面３７ｂの間に凹部３８が穿っており、この凹部３８には弾性部材であるシール部材４５が装着され、防水機能を担っている。

図４に示すように、かしめは、かしめ治具５０ａが径方向外側から内側に向かって矢印方向に移動し、かしめ治具５０ａの先端の突出部５３によりヨーク２５の薄肉部２６をＶ字、又はＵ字に塑性変形させるものである。図４において、薄肉部２６が破線で伸びているものが、かしめ前の状態であり、Ｖ字に溝３０に向かって挿入されているものがかしめ後の状態を示している。
以下、実施の形態２における制御装置一体型回転電機のかしめ方法、及びかしめ構造の詳細について説明する。図４に示すように、シール部材４５を装着した上フレーム１１をヨーク２５の上に降ろして合わせていく。この際、まず、第１の内周面４２に第１の外周面３５が、さらにはフレーム側下部内周面３７ａがヨーク側下部内周面４３に沿って降りくる。特に、フレーム側下部内周面３７ａとヨーク側下部内周面４３は当接する必要はない。できれば、これらの両者間の隙間よりも第１の内周面４２と第１の外周面３５との間の方が隙間は狭い方がよい。第１および第２の軸方向位置決め部４１、３４が当接し、所定の圧力を負荷した時点で上フレーム１１の下降が停止するようにかしめ装置は作動する。

次に、かしめ治具５０ａが径方向外側より内側に向かって矢印方法に移動を開始する。かしめ治具５０ａは、径方向内側に向かって突出部５３を有する形状をなし、装置にはこれが複数設けられ、同時に内側に向かって移動を開始する。この複数のかしめ箇所については、そのバランスを考慮し、ほぼ均等配置の３個、又はその倍数である６、９個、若しくは４個、又はその倍数８、１２個が望ましい。つまり、実施の形態１では、全周に渡ってかしめを施していたが、実施の形態２では、複数箇所のみをかしめるものである。このかしめ治具５０ａの構造において、特に、突出部５３の図中下部の傾斜面５１ａが重要である。この傾斜面５１ａは、当接面３１の傾斜と同一でなければならない。一方、上部の傾斜面５１ｂの精度は高い必要はない。この突出部５３の傾斜は上下でほぼ同一であっても異なっていてもよい。また、かしめ治具５０ａの突出部５３には、裾部５４ａ、５４ｂが広がっている。この裾部５４ａ、５４ｂは、共に薄肉部２６のかしめによる浮き上がり抑制のための座面の役目を担っている。

このような形状を有するかしめ治具５０ａが複数同時に薄肉部２６に向かって移動し、突出部５３が薄肉部２６を溝３０に押し込む。所定のストローク、又は所定荷重押し込んだ後、かしめ治具５０ａは最初の位置へ戻る。多数のかしめを施す場合、かしめ治具５０ａを所定角度回転させる。又は、モータ２と制御ユニット１を所定角度回転させ、再度同様にかしめ治具５０ａでかしめを行うことにより、倍数のかしめ箇所ができる。ここでかしめ状態を見ると、実施の形態１と同様に当接面３１と第１の内周面４２が所定の荷重で密着している。しかし、溝底部３２と溝側面３３には隙間３６が空いている。実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、当接面３１と第１の内周面４２との密着と第１および第２の軸方向位置決め部４１、３４の密着により、ヨーク２５と上フレーム１１はかしめられている。

かしめ治具５０ａの突出部５３と溝３０の形状が理想的に形成されたならば、溝側面３３と第１の内周面４２が密着してもよい。しかし、現実的には誤差が存在し、多数箇所で誤差を零とすることができない。そのため必要な箇所のみ精度よく仕上げ、別の近傍の場所で誤差を吸収するような構造とする方が現実的である。そのため、当接面３１で密着するようにし、溝底部３２には隙間３６を作り出すことができる。なお、第１および第２の軸方向位置決め部４１、３４では隙間をあけ、ヨーク側底部４４とフレーム側下部３９を軸方向の位置決めとすることも可能である。

実施の形態２では、かしめ側であるヨーク２５の材料差により少し工夫が必要である。例えば鉄系とアルミニウム系ではかしめ部の形状を異ならせる方がよい。実施の形態１では、かしめ部は所定角度に曲げているので、材料差はほとんどない。しかし、実施の形態２においては、かしめ部がＶ字、又はＵ字に成形され、折り曲げ部が３カ所も存在する。そのため、鉄系のように伸び率のよい材料であれば、Ｖ字にかしめ部を形成し、伸び率のよくないアルミニウム材ではＶ字よりもＵ字状に形成することで、折り曲げ部での亀裂発生を抑制することができる。Ｕ字状形成は、溝底部３２を軸方向に広くし、かしめ治具５０ａの突出部５３の先端の丸みを大きくすることで対応可能である。また、塑性変形の容易性、スブリングバックの有無を考慮すると、アルミニウムの方が鉄より優れている。両材料はその構造、その収容内容との関係他による形状により任意に選択できる。

以上のように、径方向外側から複数箇所のかしめ構造であっても、当接面３１を確保し、この当接面３１でかしめをなし、その他の場所では被かしめ部位とかしめ部位が当接しないように隙間によるにがしを有することで、かしめを確実にすることができる。また、そのかしめ部と軸方向位置決め部の間の距離を取ること、またかしめ部と軸方向位置決め部との角度を大きくしないことで、よりかしめを堅固とすることが可能である。さらに、かしめ部の分散により、例えば重量が偏った物ではその重心に近い方の任意の場所にかしめ部を配置する設計の自由度も上がるメリットがある。また、全周にかしめを施す場合に比べて、少ないかしめ力で締結をほどこすために、治具や設備の大型化が抑制できる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３における制御装置一体型回転電機の一部断面図である。実施の形態３において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。実施の形態３においては、図５に示すように、制御ユニット１がモータ２の出力軸２３の出力側に配置された構造である。また、実施の形態３では、実施の形態１と比し、被かしめ側とかしめ側を逆にしている。つまり、ヨーク２５ａに溝３０ａを設けて被かしめ側とし、ハウジング１８に薄肉部２６ａを設けてかしめ側としたものである。モータ２の構造は、実施の形態１とかしめ付近以外同一である。しかし、制御ユニット１の内容物は、その中心に出力軸２３が貫通することとなり、中心穴が各部位に設けられている。なお、コネクタ類は、制御ユニット１の外周に沿って図中裏側に設置されているので図示されていない。

図５に示すように、制御ユニット１の内部構成は、モータ２側から制御基板１３ａ、中継部材１７ａ、パワーモジュール１４ａ、フロントフレーム２７ａの順に積層されている。この積層順は、逆にモータ２側からパワーモジュール１４ａ、中継部材１７ａ、制御基板１３ａであってもよい。この場合には、モータ２の巻線コイル２４とパワーモジュール１４ａとの間にヒートシンク、及び境界壁の役目をする実施の形態１と類似な上フレーム１１が必要となる。どちらの構成であっても、かしめは、制御ユニット１の特に外周を覆っているハウジング１８とヨーク２５ａとの間で行われる。また、ヨーク２５ａの最外周よりかしめ部が飛び出すことのないように、ヨーク２５ａの先端部は、まず１段階として除肉している。この除肉の厚みが、ハウジングの薄肉部２６ａの厚みと同等となっている。

図６は、この発明の実施の形態３におけるかしめ付近の拡大図である。図６において、かしめ側のハウジング１８の薄肉部２６ａと、被かしめ側のヨーク２５ａの溝３０ａは、構造をわりやすくするため、離して図示している。特に、溝３０ａについては、断面においてほぼ半円形の溝側面３３ａと断面形状が直線状の傾斜を有する当接面３１ａで構成されている。この当接面３１ａに密着するように薄肉部２６ａの先端部４０ｂが折り曲げられている。ここで、当接面３１ａの長さＬ１とその当接面３１ａと密着している薄肉部２６ａの先端部４０ｂの長さＬ２は、Ｌ１＞Ｌ２の関係である。これにより、かしめ後に隙間３６が形成される。なお、この場合のかしめ方向は軸方向とほぼ垂直方向からなされる。したがって、全周に渡ってかしめられるのではなく、３、又は４の倍数の多数箇所配置のかしめも可能である。実施の形態３においても、第１の軸方向位置決め部４１ａと第２の軸方向位置決め部３４ａが当接され、また、第１の内周面４２と第１の外周面３５においてかしめの際の位置合わせとなることは、実施の形態１および実施の形態２と同様である。

図７は、この発明の実施の形態３における変形例のかしめ付近の拡大図である。図７においては、図６とは溝３０ｂの形状と、かしめ形状が異なるものを示している。図７において、溝３０ｂは、ヨーク２５ａが製造後に例えば切削で穿かれることもできる。また、ヨーク２５ａと同時に、例えばダイキャスト成形で製造されることもある。ダイキャスト成形であれば溝の形状は任意である。しかし、切削のような後工程で製造する場合は、形状によっては多数の工程を通さなければならない場合もある。その際であっても、図７に示すように、まず一点鎖線で記載した断面長円形で切削する。その後、当接面３１ａを直線カットすることで溝３０ｂを製造する。このような形状の溝３０ｂであっても、断面形状が直線状の傾斜を有する当接面３１ａを第２の軸方向位置決め部３４ａに近い側の溝の側面に形成する。その傾斜精度は、反対側の溝側面３３ａと比較して高くなっている。

一方、かしめ側の薄肉部２６ａは、この溝３０ｂの幅より長い先端部４０ｃを有している。かしめ治具５０ｂは、突出部５３ａの上側斜面はθ３の精度を持っており、下側斜面はθ４で精度は必要ない。ここでθ３＜θ４となっている。これらの角度の基本線は、第１および第２の軸方向位置決め部４１ａ、３４ａの面が基準となっている。このかしめ治具５０ｂの突出部５３ａで薄肉部２６ａの先端部４０ｃ付近をヨーク２５ａの溝３０ｂに押し付ける。ハウジング１８の薄肉部２６ａの先端部４０ｃ付近は、図７のように、非対称のＵ字状に塑性変形される。斜面θ４と溝３０ｂとの間には隙間３６が形成される。このようなかしめであっても、当接面３１ａと薄肉部２６ａの先端部４０ｃとの圧着力、第１および第２の軸方向位置決め部４１ａ、３４ａとの間の圧着力でかしめは成し遂げられる。

以上のように、制御ユニットの指令により駆動される回転電機を収納した筐体と制御ユニットを収納した筐体を、一方が被かしめ側の溝を有する構造とし、他方が塑性変形されるかしめ側の薄肉部を有する構造として、両者をかしめにより結合したので、外周面に突起物がなく、重量物または駆動により振動が伝達する装置であっても確実に結合できる。
また、一方だけに塑性変形するかしめ部を設けることで、かしめ工法や治具の設計、製造が容易となる。さらに、両者の外周形状に応じて被かしめ側とかしめ側を選択でき、設計自由度が向上する。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 制御ユニット、２ モータ、１１ 上フレーム、１２ カバー、
１３ 制御基板、１４ パワーモジュール、１５ａ コネクタ類、
１５ｂ コネクタ類、１６ ＣＰＵ、１７ 中継部材、１８ ハウジング、
２１ ロータ、２２ ステータ、２３ 出力軸、２４ 巻線コイル、
２５ ヨーク、２６ 薄肉部、２７ フロントフレーム、２８ ギア機構、
２９ 軸受、３０ 溝、３１ 当接面、３２ 溝底部、３３ 溝側面、
３４ 第２の軸方向位置決め部、３５ 第１の外周面、３６ 隙間、
３７ フレーム側下部内周面、３８ 凹部、３９ フレーム側下部、
４０ 先端部、４１ 第１の軸方向位置決め部、４２ 第１の内周面、
４３ ヨーク側下部内周面、４４ ヨーク側底部、４５ シール部材、
４７ かしめ部、４８ 最深部、５０ かしめ治具、５２ 第２の内周面、
５３ 突出部、６０ 制御装置一体型回転電機。

Claims (7)

1. 制御装置又はその制御装置の指令に基づき駆動される回転電機本体を収納し、外周側端部に薄肉部を有する第１の筐体と、
   前記第１の筐体と同軸上に配置され、外周側から径方向に向かって、断面形状が直線状の傾斜を有する当接面が形成された溝を有する第２の筐体と、
   前記第１の筐体に設けられ、軸方向に対して垂直な面を有する第１の軸方向位置決め部と、
   前記第２の筐体の前記溝よりも端部側に設けられ、前記軸方向に対して垂直な面を有する第２の軸方向位置決め部と、を備え、
   前記溝の前記当接面は、前記第２の軸方向位置決め部と近い側の溝側面に設けられ、前記当接面の前記溝の内部側の端部と前記溝の最深部との間には、前記当接面の傾斜よりも急角度な傾斜を有しており、
   前記第１の軸方向位置決め部と前記第２の軸方向位置決め部とを当接させ、前記第１の筐体の前記薄肉部を前記第２の筐体の前記当接面に沿って折り曲げて、かしめることによって、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを接合することを特徴とする制御装置一体型回転電機。
2. 前記第１の筐体の前記薄肉部の内側垂直面に設けられた第１の内周面と、
   前記第２の筐体の前記第２の軸方向位置決め部と前記溝との間の外周側に設けられた第１の外周面と、を有し、
   前記第１の筐体の前記第１の内周面と前記第２の筐体の前記第１の外周面とを当接させて位置決めし、前記薄肉部の前記第１の内周面を前記第２の筐体の前記当接面に沿って折り曲げて、かしめることによって、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを接合することを特徴とする請求項１に記載の制御装置一体型回転電機。
3. 前記第１の筐体の前記薄肉部は、前記第２の筐体の前記溝との間に隙間を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置一体型回転電機。
4. 前記溝の前記当接面は、前記第２の軸方向位置決め部と近い側の溝側面に設けられ、前記当接面の断面の長さは、前記当接面とかしめられ密着している前記薄肉部の先端部の長さよりも長いことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
5. 前記第２の筐体には、前記第１の筐体に収納された前記制御装置又は前記回転電機本体の装置とは逆の前記装置が収納されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
6. 前記第１の筐体と前記第２の筐体とを接合させたかしめ部は、前記第１および前記第２の筐体の全周に渡って設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。
7. 前記第１の筐体と前記第２の筐体とを接合させたかしめ部は、前記第１および前記第２の筐体の複数の個所に均等に分散されて設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制御装置一体型回転電機。

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