JP6553480B2 - ドライバ、ドライバ一体型電動アクチュエータ及びドライバ一体型電動アクチュエータシステム - Google Patents

Description

本発明は、ドライバ、ドライバ一体型電動アクチュエータ及びドライバ一体型電動アクチュエータシステムに関する。

油圧制御等で使用される、例えば電動アクチュエータの一つであるソレノイドバルブは、内部に電磁コイルを有しており、前記電磁コイルに通電することでプランジャが開閉する構造である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるような技術では、電動アクチュエータは、例えば電気的に接続された電子制御装置により制御されている。

特開２０１４−１５２８８２号公報

近年の燃費改善や排ガス規制の厳格化に伴い、高精度な油圧制御が可能な電動アクチュエータの採用が増えており、また電動アクチュエータの搭載数も増えている。電動アクチュエータを制御する電子制御装置においては、車室空間の快適化の為に小型化が求められている一方、高精度な電流検出機能等も求められている。前記電子制御装置内に搭載している電子基板において、前記電動アクチュエータ制御回路が全回路に占める割合が増大しており、小型化を妨げる一因となっている。

前記電子制御装置の小型化、低コスト化の為に、電動アクチュエータを制御するドライバ回路を集約化する方法があるが、本発明は、機能集約した前記ドライバ回路を備えたドライバを前記電子制御装置内の電子基板上に搭載するのではなく、例えば電動アクチュエータのコネクタ部分等の本体側に搭載する、即ち、電動アクチュエータ一体型ドライバであることを特徴とする。

しかしながら、前記電動アクチュエータによっては、高温環境に置かれ、電動アクチュエータ内部の、例えばモータや電磁コイル等の内部発熱体も通電時に発熱する為、電動アクチュエータ内部も高温になる。即ち、高温環境にある電動アクチュエータと一体化したドライバも高温環境に晒されることになり、前記ドライバから発生する熱を抑制しないと、耐熱温度を越えて、前記電動アクチュエータが動作不良等を引き起こす可能性がある。前記ドライバの耐熱温度を向上する方策もあるが、コストアップとなる。

本発明の目的は、コスト・サイズアップを抑えて放熱量を増加することができるドライバ等を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、車両用自動変速機の電動アクチュエータへ供給する電流を制御するドライバ回路と、前記電動アクチュエータに固定され、前記ドライバ回路を封止する封止部と、前記車両用自動変速機の前記電動アクチュエータにより制御される流体が通過する流路を有する金属筐体から突出する放熱台座と前記封止部とに接触し、熱を伝導する前記封止部と別体の第１の熱伝導部と、を備える。

本発明によれば、コスト・サイズアップを抑えて放熱量を増加することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１の実施形態の電動アクチュエータ一体型ドライバの断面図である。 第２の実施形態の電動アクチュエータ一体型ドライバの放熱構造断面図である。 第３の実施形態の電動アクチュエータ一体型ドライバの放熱構造断面図である。 第３の実施形態の変形例の電動アクチュエータ一体型ドライバの放熱構造断面図である。 第４の実施形態の電動アクチュエータ一体型ドライバの外観図である。 第４の実施形態の電動アクチュエータ一体型ドライバの放熱構造断面図である。

以下、本発明に係る電動アクチュエータ一体型ドライバの第１〜第４の実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。電動アクチュエータ一体型ドライバは、一例として、車両用自動変速機に用いられる。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態である電動アクチュエータ一体型ドライバの一例を示す。

アクチュエータは、周知の通り、入力されたエネルギーを機械的な運動に変換する機構の総称であり、様々な場所で使用されている。動力源及び動作方向等により、油圧アクチュエータ、電動アクチュエータ、リニアアクチュエータ、ロータリーアクチュエータ等多種多様であり、その形状等は一つに限定されるものではない。

電動アクチュエータ２０は、電気エネルギーを動力源として動作し、電動アクチュエータ２０を制御する為の電動アクチュエータ一体型ドライバ１が一体となっている。電動アクチュエータ一体型ドライバ１は、外部入力信号を基に、電動アクチュエータ２０に駆動電流を通電させるドライバ回路を有している。換言すれば、電動アクチュエータ一体型ドライバ１（ドライバ回路）は、電動アクチュエータ２０へ供給する電流を制御する。

前記入力信号は、外部配線に接続する為の端子３から、略記したが、端子３と電動アクチュエータ一体型ドライバ１を電気的に接続する複数のワイヤーボンディングを介して伝達される。

ドライバ封止部２は、電動アクチュエータ一体型ドライバ１と、外部配線と接続する端子３と、前記複数のワイヤーボンディングと、を一体封止しており、電動アクチュエータ２０と一体となっている。換言すれば、ドライバ封止部２（格納部）は、電動アクチュエータ２０に固定され、電動アクチュエータ一体型ドライバ１（ドライバ回路）を格納する。

金属筐体３０は電動アクチュエータ２０の一部と一体形状となっている。金属筐体３０は、略記したが、電動アクチュエータ２０により制御される流体が通過する流路を備えており、電動アクチュエータ２０の通電、非通電に応じて流路が切り替わるような形状となっている。金属筐体３０の材質としては、例えばアルミダイカスト等がある。金属筐体３０の形状については、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な形状が考えられる。

金属筐体３０に設けた放熱台座３１は、放熱部材４を介してドライバ封止部２と接触している。換言すれば、放熱部材４（第１の熱伝導部）は、電動アクチュエータ２０により制御される流体が通過する流路を有する金属筐体３０とドライバ封止部２（格納部）とに接触し、熱を伝導する。金属筐体３０は、放熱部材４（第１の熱伝導部）と接触する放熱台座を有する。

電動アクチュエータ一体型ドライバ１から発生した熱は、ドライバ封止部２と、放熱部材４と、を介して金属筐体３０に放熱される。金属筐体３０は、循環する流体が常に通過することで冷却されており、放熱先として優れている。

なお、金属筐体３０の表面は、アルマイト、電着塗装などの絶縁処理が施されることが好ましい。絶縁処理された表面からの熱放射により、電動アクチュエータ一体型ドライバ１から発生した熱が大気中にも効率的に放熱される。

以上説明したように、本実施形態によれば、電動アクチュエータ一体型ドライバ１から発生する熱を電動アクチュエータ２０と一体形状の熱伝導性の良い金属筐体３０に放熱するので、コスト・サイズアップを抑えて放熱量を増加することが可能となる。

（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態を示すものである。

本実施形態では、電動アクチュエータ一体型ドライバ１を実装した金属部材５が、放熱台座３１側に延伸し、ドライバ封止部２と放熱台座３１間を放熱部材４で充填する構造である。

換言すれば、金属部材５（第２の熱伝導部）は、電動アクチュエータ一体型ドライバ１（ドライバ回路）を搭載し、電動アクチュエータ一体型ドライバ１で発生した熱を伝導する。金属部材５（第２の熱伝導部）は、放熱部材４（第１の熱伝導部）に隣接し、電動アクチュエータ２０へ延伸される延伸部５ａを有する。

延伸部５ａにより、放熱部材４に対向する金属部材５の表面積が大きくなるので、ドライバ封止部２と放熱部材４を介して、流体で冷却されている金属筐体３０への放熱が向上する。

熱伝導率の高い金属部材５には、電動アクチュエータ一体型ドライバ１から発生した熱が効率良く伝わり、金属部材５に伝わった熱は、ドライバ封止部２と、放熱部材４と、を介して金属筐体３０に放熱される。電動アクチュエータ一体型ドライバ１から放熱先までの放熱経路の熱伝導性の向上、ひいては電動アクチュエータ一体型ドライバ１の放熱性能を向上出来る。放熱部材４は、耐熱性に優れた熱伝導性の良いシート、グリス、接着剤等が良い。金属部材５の形状については、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な形状が可能である。

電動アクチュエータ２０は、ソレノイド部２１と、バルブ部２２から構成されている。ソレノイド部２１は、略記するが、内部にモータと、電磁コイルと、鉄心等の各構成部品を備えており、アクチュエータハウジング７内に配置されている。バルブ部２２は、バルブボディ３４と、略記するが、内部に弁体、ばね等で構成されている。バルブボディ３４は金属筐体３０と一体形状となっており、前記弁体、ばね等はバルブボディに固定されている。

放熱部材４は、ドライバ封止部２、もしくは放熱台座３１のいずれかに付着しておき、ソレノイド部２１とバルブ部２２は、放熱部材４を挟み込むように固定される。固定方法として、例えばアクチュエータハウジング７でバルブボディ３４を加締める等が考えられる。

（第３の実施形態）
図３は本発明の第３の実施形態を示すものである。

本実施形態では、電動アクチュエータ一体型ドライバ１等を封止するドライバ封止部２に封止凹部６を設け、放熱台座３１から突き出した金属凸部３２が、所定のクリアランスを以って封止凹部６に挿入され、前記クリアランスを放熱部材４で充填する構造である。

ドライバ封止部２（格納部）は、金属筐体３０に対向する封止凹部６（凹部）を有する。詳細には、ドライバ封止部２（格納部）は、放熱台座３１に対向する封止凹部６を有する。金属筐体３０は、封止凹部６に挿入される金属凸部３２を有する。詳細には、放熱台座３１は、封止凹部６に挿入される金属凸部３２を有する。放熱部材４（第１の熱伝導部）は、封止凹部６と金属凸部３２の間に充填される。

凹凸形状とすることで、放熱部材の接触面積が増大し、電動アクチュエータ一体型ドライバ１からドライバ封止部２に伝わった熱を効率良く放熱出来る。電動アクチュエータ一体型ドライバ１から放熱先までの熱電導性の向上、ひいては電動アクチュエータ一体型ドライバ１の放熱性能を向上出来る。

放熱部材４は、熱伝導性の良いグリス、接着剤が良い。放熱部材４を封止凹部６に塗布し、金属凸部３２が挿入されることで前記クリアランスが充填されるようにすれば良い。また、クリアランスに放熱部材４を充填することで、放熱部材４が脱落しにくくなる。

（第３の実施形態の変形例）
図４は本発明の第３の実施形態の変形例を示すものである。

本実施形態では、封止凹部６と金属凸部３２と、放熱部材４と、から成る凹凸放熱構造が、電動アクチュエータ２０を構成している電磁コイル８と電動アクチュエータ一体型ドライバ１の間に配置した構造である。

換言すれば、封止凹部６（凹部）は、電動アクチュエータ一体型ドライバ１（ドライバ回路）と電動アクチュエータ２０の間に配置される。

電動アクチュエータ２０は、ソレノイド部２１と、バルブ部２２と、から構成されている。ソレノイド部２１は、電磁コイル８と、合成樹脂材等で成形されるボビン９と、磁性材料からなる固定コア１２と、同じく磁性材料からなる円柱形状の鉄心１０と、円柱形状の棒体１１と、アクチュエータハウジング７、で構成されている。なお、電磁コイル８とボビン９は、コイルボビン１３を構成する。

アクチュエータハウジング７により保持される固定コア１２は、鉄心１０と、棒体１１と、電磁コイル８と、コイルボビン１３とを、同軸上に配置されている。鉄心１０及び棒体１１は、固定コア１２内部に位置しており、電磁コイル８に電流が流れると、鉄心１０が磁化し、磁性材料で構成される固定コア１２に吸着する。それに伴い、棒体１１が、鉄心１０により押される。電磁コイル８に電流が流れなくなると、鉄心１０の磁化がなくなり、固定コア１２から離れ、それに伴い、棒体１１と、鉄心１０も元の位置に戻る。

電磁コイル８の通電時の発熱により、電動アクチュエータ一体型ドライバ１より高温になり、電動アクチュエータ一体型ドライバ１やドライバ封止部２に伝熱するのを防ぐ為に、電磁コイル８と電動アクチュエータ一体型ドライバ１の間に前記凹凸放熱構造を配置する。

その結果、電動アクチュエータ一体型ドライバ１から発生する熱のみならず、電磁コイル８から発生する熱もドライバ封止部２と、放熱部材４とを介して金属凸部３２に放熱することが出来る。また、電磁コイル８と電動アクチュエータ一体型ドライバ１の間に金属凸部３２を配置させることで、電磁コイル８から発生した放射ノイズを遮蔽し、電動アクチュエータ一体型ドライバ１を電磁コイル８から発生した放射ノイズから保護することが出来る。

（第４の実施形態）
図５、６は本発明の第４の実施形態を示すものである。

本実施形態では、放熱台座３１から金属遮蔽壁３３が電動アクチュエータ一体型ドライバ１及びドライバ封止部２を所定のクリアランスを以って外覆するように延伸していることを特徴とする構造である。換言すれば、金属筐体３０は、電動アクチュエータ一体型ドライバ１（ドライバ回路）を覆う金属遮蔽壁３３を有する。

金属遮蔽壁３３を電動アクチュエータ一体型ドライバ１及びドライバ封止部２を外覆し、外部放射ノイズ３５と電動アクチュエータ一体型ドライバ１の間に配置することで、外部環境からの外部放射ノイズを遮蔽することができ、電動アクチュエータ一体型ドライバ１を外部放射ノイズ３５から保護することが出来る。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、電動アクチュエータの内部形状は、様々な形状を採用することができる。

上記第３の実施形態では、放熱台座３１から突き出した金属凸部３２は１つであるが、２つ以上であってもよい。また、金属凸部３２は放熱台座３１（金属筐体３０）と別体であってもよい。さらに、金属凸部３２は、種々の形状を採用することができる。

上記実施形態では、格納部として、ドライバ封止部２を用いているが、ケース（筐体）であってもよい。

１…電動アクチュエータ一体型ドライバ
２…ドライバ封止部
３…端子
４…放熱部材
５…金属部材
５ａ…延伸部
６…封止凹部
７…アクチュエータハウジング
８…電磁コイル
９…ボビン
１０…鉄心
１１…棒体
１２…固定コア
１３…コイルボビン
２０…電動アクチュエータ
２１…ソレノイド部
２２…バルブ部
３０…金属筐体
３１…放熱台座
３２…金属凸部
３３…金属遮蔽壁
３４…バルブボディ
３５…外部放射ノイズ

Claims (9)

1. 車両用自動変速機の電動アクチュエータへ供給する電流を制御するドライバ回路と、
   前記電動アクチュエータに固定され、前記ドライバ回路を封止する封止部と、
   前記車両用自動変速機の前記電動アクチュエータにより制御される流体が通過する流路を有する金属筐体から突出する放熱台座と前記封止部とに接触し、熱を伝導する前記封止部と別体の第１の熱伝導部と、
   を備えることを特徴とするドライバ。
2. 請求項１に記載のドライバであって、
   前記ドライバ回路を搭載し、前記ドライバ回路で発生した熱を伝導する第２の熱伝導部をさらに備え、
   前記第２の熱伝導部は、
   前記第１の熱伝導部に隣接し、前記電動アクチュエータへ延伸される延伸部を有する
   ことを特徴とするドライバ。
3. 請求項１に記載のドライバであって、
   前記封止部は、
   前記金属筐体に対向する凹部を有し、
   前記金属筐体は、
   前記凹部に挿入される凸部を有し、
   前記第１の熱伝導部は、
   前記凹部と前記凸部の間に充填される
   ことを特徴とするドライバ。
4. 請求項３に記載のドライバであって、
   前記凹部は、
   前記ドライバ回路と前記電動アクチュエータの間に配置される
   ことを特徴とするドライバ。
5. 車両用自動変速機の電動アクチュエータと、
   前記電動アクチュエータへ供給する電流を制御するドライバ回路と、
   前記電動アクチュエータに固定され、前記ドライバ回路を封止する封止部と、
   前記車両用自動変速機の前記電動アクチュエータにより制御される流体が通過する流路を有する金属筐体から突出する放熱台座と前記封止部とに接触し、熱を伝導する前記封止部と別体の第１の熱伝導部と、
   を備えることを特徴とするドライバ一体型電動アクチュエータ。
6. 車両用自動変速機の電動アクチュエータと、
   前記車両用自動変速機の前記電動アクチュエータにより制御される流体が通過する流路を有する金属筐体と、
   前記電動アクチュエータへ供給する電流を制御するドライバ回路と、
   前記電動アクチュエータに固定され、前記ドライバ回路を封止する封止部と、
   前記金属筐体から突出する放熱台座と前記封止部とに接触し、熱を伝導する前記封止部と別体の第１の熱伝導部と、
   を備えるドライバ一体型電動アクチュエータシステム。
7. 請求項１に記載のドライバ一体型電動アクチュエータシステムであって、
   前記封止部は、
   前記放熱台座に対向する凹部を有し、
   前記放熱台座は、
   前記凹部に挿入される凸部を有する
   ことを特徴とするドライバ一体型電動アクチュエータシステム。
8. 請求項６に記載のドライバ一体型電動アクチュエータシステムであって、
   前記金属筐体は、
   前記ドライバ回路を覆う金属遮蔽壁を有する
   ことを特徴とするドライバ一体型電動アクチュエータシステム。
9. 請求項６に記載のドライバ一体型電動アクチュエータシステムであって、
   前記金属筐体の表面は、
   絶縁処理が施される
   ことを特徴とするドライバ一体型電動アクチュエータシステム。

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