JP7843852B2 - 回転電機およびその製造方法 - Google Patents

回転電機およびその製造方法

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Description

本開示は、回転電機およびその製造方法に関する。
特許文献1に開示される回転電機は、回転シャフトを有するモータと、モータを制御する制御ユニットとを有する。制御ユニットは、回転シャフトの軸方向に並んで配置される第1回路基板および第2回路基板と、第1回路基板と第2回路基板との間に設けられるスペーサと、第1、第2回路基板に接続されるコネクタアセンブリと、を備える。回転電機の製造時には、軸方向において、コネクタアセンブリ、第2回路基板、スペーサ、および第1回路基板をこの順に配置し、共用固定部材を、コネクタアセンブリ、第2回路基板、スペーサ、および第1回路基板に挿通させる。共用固定部材の端部をヒートシンクに固定することで、コネクタアセンブリ、第2回路基板、スペーサ、および第1回路基板をヒートシンクに固定する。
特開2020-127334号公報
特許文献1の構造では、共用固定部材で固定されるまでは第1回路基板および第2回路基板を固定することができないため、第1回路基板および第2回路基板をヒートシンクに対して精度良く組み付けることが困難である。組み立て精度を向上させるため、共用固定部材で固定される前に第1回路基板および第2回路基板を一枚ずつヒートシンクに対して仮固定した場合、回転電機の製造が複雑になり、製造コストが増加する。
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第1回路基板および第2回路基板を精度よく組み付けることができるとともに、容易かつ低コストでの製造を可能とする回転電機およびその製造方法を提供することを目的とする。
本開示に係る回転電機は、回転シャフトを有するモータと、前記モータを制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、第1回路基板および第2回路基板と、前記第1回路基板と前記第2回路基板との間に配置され、前記第1回路基板および前記第2回路基板を保持する保持部材と、を有する基板ユニットと、前記モータと前記基板ユニットとの間に、前記回転シャフトの軸方向において前記第1回路基板と対向するよう配置されるヒートシンクと、前記基板ユニットを前記ヒートシンクに固定する締結部材と、を備え、前記保持部材は、基部と、前記基部に接続され、前記第1回路基板を、前記第1回路基板のうち前記基部と対向する第1面とは反対側の第2面から係止する第1係止部と、前記基部に接続され、前記第2回路基板を、前記第2回路基板のうち前記基部と対向する第3面とは反対側の第4面から係止する第2係止部と、を有しており、前記締結部材は、前記基板ユニットを前記軸方向に貫通し、前記ヒートシンクに締結されている。
本開示に係る回転電機の製造方法は、保持部材により第1回路基板および第2回路基板を保持して基板ユニットを組み立てる基板ユニット組立工程と、前記基板ユニットに対し、モータの回転シャフトの軸方向において締結部材を貫通させ、前記締結部材をヒートシンクに締結することで、前記基板ユニットを前記ヒートシンクに固定する基板ユニット固定工程と、を備える。
本開示によれば、第1回路基板および第2回路基板を精度よく組み付けることができるとともに、容易かつ低コストでの製造を可能とする回転電機およびその製造方法を提供できる。
実施の形態1における回転電機の分解斜視図である。 実施の形態1における回転電機の概略断面図である。 実施の形態1における第1回路基板の斜視図である。 実施の形態1における第2回路基板の斜視図である。 実施の形態1における保持部材の斜視図である。 実施の形態1における基板ユニットの斜視図である。 実施の形態1におけるヒートシンクの斜視図である。 実施の形態1におけるコネクタの斜視図である。 実施の形態1における回転電機の製造方法を説明する図である。 実施の形態1における回転電機の製造方法を説明する図である。 実施の形態1における回転電機の製造方法を説明する図である。 実施の形態1における回転電機の製造方法を説明する図である。 実施の形態1における回転電機の製造方法を説明する図である。 実施の形態1における回転電機の製造方法を説明する図である。 実施の形態2における回転電機の中間構造体を下方から見た斜視図である。 図10のA-A線に沿った断面図である。 実施の形態2における第1回路基板の斜視図である。 実施の形態2における第2回路基板の斜視図である。 実施の形態2における保持部材の斜視図である。 実施の形態2の変形例における保持部材の斜視図である。 実施の形態3における回転電機の概略断面図である。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。なお、本開示の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る回転電機100の分解斜視図である。図2は、回転電機100の概略断面図である。回転電機100は、多相巻線型のモータ1と、モータ1を制御する制御ユニット2と、を備える。制御ユニット2は、第1回路基板21と、第2回路基板22と、基板間コネクタ23と、保持部材24と、ヒートシンク25と、締結部材26と、コネクタアセンブリ27と、を有している。
図2に示されるように、モータ1は、回転シャフト11と、ロータ12と、ステータ13と、モータケース14と、電機子巻線15と、環状配線部16と、配線端子17と、第1、第2の軸受18a、18bと、から主に構成されている。
以下の説明では、モータ1における回転シャフト11の中心軸線Oが延びる方向を軸方向という場合がある。モータ1と制御ユニット2とは、軸方向に並んでいる。軸方向において、制御ユニット2が位置する側を上方といい、モータ1が位置する側を下方という場合がある。軸方向から見ることを平面視という場合がある。平面視において、中心軸線Oに交差する方向を径方向といい、中心軸線O回りに周回する方向を周方向という場合がある。
回転シャフト11、ロータ12、およびステータ13は、同軸上に配置されている。
回転シャフト11は、上方に位置する入力端11aと、下方に位置する出力端11bと、を有する。出力端11bには、駆動対象(例えば、車両の操舵系)が接続される。
ロータ12は、回転シャフト11に固定される。ロータ12の外周面には、複数対の永久磁石(不図示)が配置されている。これらの永久磁石は、界磁極を構成する。
ステータ13は、ロータ12の外周を囲むように設けられる。ロータ12の外周面とステータ13の内周面との間には、エアギャップが形成されている。エアギャップは、周方向における全周にわたって形成されている。
モータケース14は、回転シャフト11、ロータ12、およびステータ13を収容する。モータケース14は、円筒部14aと、底部14bとを有する。円筒部14aは、ステータ13を外周側から覆う。ステータ13は、円筒部14aの内面に、焼嵌め、または圧入により固定される。底部14bは、円筒部14aの下端を覆う。底部14bの平面視における中央には、回転シャフト11が挿通される出力側シャフト貫通孔14cが形成されている。円筒部14aの上端は、制御ユニット2のヒートシンク25により覆われる。
電機子巻線15は、ステータ13に巻装される。電機子巻線15は、U相巻線と、V相巻線と、W相巻線とを備える。
環状配線部16は、ステータ13の上方に配置される。環状配線部16は、電機子巻線15に近接して配置されている。環状配線部16は、電機子巻線15の端部にTIG溶接等で接続されている。
配線端子17は、環状配線部16から、ヒートシンク25を貫通して上方に延びる。配線端子17は、環状配線部16を介して電機子巻線15の端部に電気的に接続されている。より詳細には、配線端子17は3本の導体で構成されており、これら3本の導体はそれぞれ、電機子巻線15のU相巻線の端部、V相巻線の端部、およびW相巻線の端部と電気的に接続されている。配線端子17の上端部は、制御ユニット2の第1回路基板21に接続される。
回転シャフト11の入力端11aは、ヒートシンク25に形成される第1シャフト貫通孔61に挿通される。回転シャフト11の出力端11bは、底部14bに形成される出力側シャフト貫通孔14cに挿通される。第1シャフト貫通孔61には、第1の軸受18aが設けられる。出力側シャフト貫通孔14cには、第2の軸受18bが設けられる。第1の軸受18aおよび第2の軸受18bは、回転シャフト11を回転自在に支持する。
回転シャフト11の入力端11aには、センサマグネット19が取り付けられている。センサマグネット19は、入力端11aにおける軸方向を向く端面に、圧入により固定されている。センサマグネット19は、1対または複数対の永久磁石を備えている。センサマグネット19は、回転シャフト11とともに回転する。したがって、センサマグネット19が発生させる磁界は、回転シャフト11の回転に伴って変化する。
制御ユニット2は、モータ1を制御する。軸方向において、第2回路基板22、保持部材24、第1回路基板21、およびヒートシンク25は、上方からこの順に配置されている。第1回路基板21と、第2回路基板22と、基板間コネクタ23と、保持部材24とにより、基板ユニット20が構成される。
制御ユニット2は、上方からカバー70により覆われる。カバー70は、ヒートシンク25に取り付けられている。基板ユニット20(第1回路基板21、第2回路基板22、基板間コネクタ23、および保持部材24)は、カバー70およびヒートシンク25により囲まれる空間に収容される。
第1回路基板21は、軸方向において保持部材24とヒートシンク25との間に配置される。第1回路基板21は、第1面21aと、第2面21bとを有している。第1面21aは、第1回路基板21の上側の面であり、第2面21bは、第1回路基板21の下側の面である。
第1回路基板21には、モータ1を駆動するインバータ回路が実装されている。インバータ回路は、スイッチング素子、シャント抵抗、および平滑コンデンサ等の電子部品により構成されている。これら電子部品のうち、モータ1の駆動に伴い発熱する発熱素子である電子部品28は、第1回路基板21の第2面21bに配置されることが好ましい。電子部品28は、放熱グリス29を介してヒートシンク25の上面に接している。電子部品28から生じた熱は、放熱グリス29を介してヒートシンク25に放熱される。なお、電子部品28は、第1回路基板21の第1面21aに配置されていてもよい。
図3は、第1回路基板21の上方からの斜視図である。以下の説明では、図3に示されるように、第1回路基板21の第1面21aに沿った平面における一方向を第1方向D1といい、上記平面における第1方向D1に直交する方向を第2方向D2という。第1方向D1および第2方向D2は、軸方向に直交する。
第1回路基板21には、第2シャフト貫通孔31、モータ端子接続孔32(モータ接続部)、第1締結貫通孔33、第1位置決め貫通孔34、コネクタ端子接続孔35(第1コネクタ接続部)、およびコネクタ位置決め貫通孔37が設けられている。
第2シャフト貫通孔31は、第1回路基板21を軸方向に貫通する。第2シャフト貫通孔31は、平面視において出力側シャフト貫通孔14cと重なる位置に配置される。第2シャフト貫通孔31には、回転シャフト11の入力端11aが挿通される。
モータ端子接続孔32は、第1回路基板21を軸方向に貫通する。モータ端子接続孔32は、第1回路基板21における第2方向D2の端部に設けられる。3つのモータ端子接続孔32が、第1方向D1に並んで配置されている。3つのモータ端子接続孔32は、配線端子17の3本の導体にそれぞれ接続される。
第1締結貫通孔33は、第1回路基板21を軸方向に貫通する。第1締結貫通孔33は、第1回路基板21の外縁部に設けられる。本実施の形態では、複数の第1締結貫通孔33が、第1回路基板21における第1方向D1の両端部および第2方向D2の両端部に設けられている。第1締結貫通孔33には、締結部材26が挿通される。
第1位置決め貫通孔34は、第1回路基板21を軸方向に貫通する。第1位置決め貫通孔34は、第1回路基板21の外縁部に設けられる。本実施の形態では、一対の第1位置決め貫通孔34が、第1回路基板21における第2方向D2の両端部に設けられている。第1位置決め貫通孔34には、後述する保持部材24の第1位置決め突起55が挿通される。
コネクタ端子接続孔35は、第1回路基板21を軸方向に貫通する。コネクタ端子接続孔35は、第1回路基板21における第1方向D1の一端部に設けられる。本実施の形態では、複数のコネクタ端子接続孔35が、第2方向D2に並んで配置される。コネクタ端子接続孔35には、後述するコネクタアセンブリ27のプレスフィット端子74が接続される。
コネクタ位置決め貫通孔37は、第1回路基板21を軸方向に貫通する。コネクタ位置決め貫通孔37は、第1回路基板21における第1方向D1の一端部に設けられる。本実施の形態では、一対のコネクタ位置決め貫通孔37が、第1方向D1から見たときに第2方向D2において複数のコネクタ端子接続孔35の両側に配置されるよう、設けられる。コネクタ位置決め貫通孔37には、後述するコネクタアセンブリ27のコネクタ位置決め突起75が挿通される。
図2に戻り、第2回路基板22は、第1回路基板21の上方に配置される。第2回路基板22は、第3面22aと、第4面22bとを有している。第3面22aは、第2回路基板22の下側の面であり、第4面22bは、第2回路基板22の上側の面である。
第2回路基板22には、モータ1の駆動を制御する制御回路が実装されている。制御回路は、モータ1の駆動制御を演算するマイクロコントローラ、スイッチング素子を制御するために用いられる駆動回路等により構成されている。
第2回路基板22の第3面22aには、回転センサ30が実装される。回転センサ30は、磁気抵抗センサ(MRセンサ)またはホールセンサ等の磁気センサである。回転センサ30は、回転シャフト11に取り付けられるセンサマグネット19と同軸上に配置されている。センサマグネット19と回転センサ30とは、ギャップを介して対向する。回転センサ30は、回転シャフト11とともに回転するセンサマグネット19の永久磁石からの磁界の変化を検出して電気信号に変換する。センサマグネット19および回転センサ30により、回転シャフト11の回転角が検出される。なお、回転センサ30として、レゾルバ、光学センサ等を用いてもよい。
図4は、第2回路基板22の上方からの斜視図である。図4に示されるように、第2回路基板22には、第2締結貫通孔41、第2位置決め貫通孔42、および切欠き部43が設けられている。
第2締結貫通孔41は、第2回路基板22を軸方向に貫通する。第2締結貫通孔41は、第2回路基板22の外縁部に設けられる。本実施の形態では、複数の第2締結貫通孔41が、平面視において複数の第1締結貫通孔33と重なる位置に配置される。第2締結貫通孔41には、締結部材26が挿通される。
第2位置決め貫通孔42は、第2回路基板22を軸方向に貫通する。第2位置決め貫通孔42は、第2回路基板22の外縁部に設けられる。本実施の形態では、一対の第2位置決め貫通孔42が、平面視において一対の第1位置決め貫通孔34と重なる位置に配置される。なお、第1位置決め貫通孔34と第2位置決め貫通孔42とは、平面視において異なる位置に配置されていてもよい。第2位置決め貫通孔42には、後述する保持部材24の第2位置決め突起56が挿通される。
切欠き部43は、第2回路基板22における第2方向D2の端縁から内側に窪むよう設けられる。本実施の形態では、一対の切欠き部43が、第2回路基板22における第2方向D2の両端部に設けられている。切欠き部43は、平面視においてモータ端子接続孔32と重なる位置に形成される。基板ユニット20を軸方向に沿って第2回路基板22側から見たときに、切欠き部43は、モータ端子接続孔32を露出させる。
第2回路基板22の第1方向D1における長さは、第1回路基板21の第1方向D1における長さよりも短い。基板ユニット20を軸方向に沿って第2回路基板22側から見たときに、第1回路基板21の第1方向D1における一端部(コネクタ端子接続孔35)は、第2回路基板22から露出する。
図2に戻り、基板間コネクタ23は、軸方向において第1回路基板21と第2回路基板22との間に配置される。基板間コネクタ23は、第1回路基板21のインバータ回路と第2回路基板22の制御回路とを電気的に接続する。基板間コネクタ23は、第1回路基板21に実装されるオスコネクタと、第2回路基板22に実装されるメスコネクタとにより構成されている。オスコネクタとメスコネクタとを互いに嵌合することで、基板間コネクタ23を介して第1回路基板21と第2回路基板22とが電気的に接続される。なお、基板間コネクタ23として、折り曲げ基板を用いてもよいし、端子の先端がプレスフィット形状であるコネクタを用いてもよい。
保持部材24は、軸方向において第1回路基板21と第2回路基板22との間に配置される。基板間コネクタ23により第1回路基板21と第2回路基板22とを電気的に接続した状態で、保持部材24により第1回路基板21および第2回路基板22を保持することで、基板ユニット20が組み立てられる。
図5は、保持部材24の上方からの斜視図である。図6は、基板ユニット20の下方からの斜視図である。
図5に示されるように、保持部材24は、基部51と、第1係止部52と、第2係止部53と、スペーサ54と、第1位置決め突起55と、第2位置決め突起56と、荷重伝達部57と、を有している。
基部51は、内側空間を有する枠状である。基部51には、保持部材24の各部材52~57が接続される。基部51の内側空間には、回転センサ30を含む、第1回路基板21および第2回路基板22に実装される電子部品が収容される。これにより、基部51の内側空間を電子部品の収容に用いることができ、基板ユニット20の小型化を図ることができる。
第1係止部52は、第1回路基板21を、第1回路基板21の第2面21b(すなわち、第1回路基板21のうち基部51と対向する第1面21aとは反対側の面)から係止する。図6に示されるように、複数の第1係止部52が、第1回路基板21を囲むよう設けられる。第1係止部52は、基部51から下方(すなわち、第1回路基板21側)に延びる第1突出部52aと、第1突出部52aの先端に位置する第1係止爪52bと、を有する。第1係止爪52bは、上側を向く第1係止面を有する。第1係止爪52bの第1係止面が第1回路基板21の第2面21bに当接することで、第1回路基板21が保持部材24に軸方向において固定される。
第2係止部53は、第2回路基板22を、第2回路基板22の第4面22b(すなわち、第2回路基板22のうち基部51と対向する第3面22aとは反対側の面)から係止する。図6に示されるように、複数の第2係止部53が、第2回路基板22を囲むよう設けられる。第2係止部53は、基部51から上方(すなわち、第2回路基板22側)に延びる第2突出部53aと、第2突出部53aの先端に位置する第2係止爪53bと、を有する。第2係止爪53bは、下側を向く第2係止面を有する。第2係止爪53bの第2係止面が第2回路基板22の第4面22bに当接することで、第2回路基板22が保持部材24に軸方向において固定される。
スペーサ54は、軸方向に延びる円筒状である。本実施の形態では、複数のスペーサ54が、平面視において複数の第1締結貫通孔33と重なる位置に配置される。スペーサ54における軸方向の一端は第1回路基板21と当接し、スペーサ54における軸方向の他端は第2回路基板22と当接する。スペーサ54により、第1回路基板21と第2回路基板22との間の間隔が確保される。スペーサ54は、スペーサ54を軸方向に貫通する第3締結貫通孔54aを有する。第3締結貫通孔54aには、締結部材26が挿通される。
基板ユニット20が組み立てられたとき、第2回路基板22の第2締結貫通孔41と、保持部材24の第3締結貫通孔54aと、第1回路基板21の第1締結貫通孔33とは、上方からこの順に同軸上に配置される。第2締結貫通孔41、第3締結貫通孔54a、および第1締結貫通孔33は、互いに連通している。以下、これら第2締結貫通孔41、第3締結貫通孔54a、および第1締結貫通孔33をまとめて、基板ユニット20の締結貫通孔とも称する。
第1位置決め突起55は、軸方向に延びる円柱状である。本実施の形態では、一対の第1位置決め突起55が、一対の第1位置決め貫通孔34に対応して設けられる。第1位置決め突起55は、基部51から下方に延びる。第1位置決め突起55は、第1位置決め貫通孔34に挿通される。第1位置決め突起55により、第1回路基板21が保持部材24に対して位置決めされる。第1位置決め突起55の高さは、第1係止部52の高さよりも高い。すなわち、第1位置決め突起55の先端は、第1係止部52の先端よりも下方に位置する。
また、第1位置決め突起55は、後述するヒートシンク25の嵌合穴64に嵌入される。これにより、基板ユニット20がヒートシンク25に対して位置決めされる。
第2位置決め突起56は、軸方向に延びる円柱状である。本実施の形態では、一対の第2位置決め突起56が、一対の第2位置決め貫通孔42に対応して設けられる。第2位置決め突起56は、基部51から上方に延びる。第2位置決め突起56は、第2位置決め貫通孔42に挿通される。第2位置決め突起56により、第2回路基板22が保持部材24に対して位置決めされる。第2位置決め突起56の高さは、第2係止部53の高さよりも高い。すなわち、第2位置決め突起56の先端は、第2係止部53の先端よりも上方に位置する。
本実施の形態では、第1位置決め突起55と第2位置決め突起56とは、平面視において重なる位置に配置される。しかしながら、第1位置決め突起55と第2位置決め突起56とは、平面視において異なる位置に配置されていてもよい。
荷重伝達部57は、平面視において放熱グリス29と重なる位置に配置される。荷重伝達部57は、第1回路基板21と当接する第1当接部57aと、第2回路基板22と当接する第2当接部57bと、第1当接部57aと第2当接部57bとを接続する接続部57cと、を有する。第1当接部57aは、基部51の下面に設けられる突起である。第2当接部57bは、基部51の上面に設けられる突起である。接続部57cは、基部51の一部である。回転電機100の製造時に第2回路基板22に印加される荷重は、荷重伝達部57を介して第1回路基板21に伝達される。
図2に戻り、ヒートシンク25は、軸方向においてステータ13と基板ユニット20(第1回路基板21)との間に配置される。ヒートシンク25は、モータケース14の円筒部14a内に嵌合される。ヒートシンク25は、ステータ13を上方から覆っている。ヒートシンク25により、モータ1のロータ12およびステータ13が収容される空間と、制御ユニット2の基板ユニット20が収容される空間とが仕切られる。
図7は、ヒートシンク25の上方からの斜視図である。図7に示されるように、ヒートシンク25には、第1シャフト貫通孔61、モータ端子貫通孔62、締結穴63、および嵌合穴64が設けられている。
第1シャフト貫通孔61は、ヒートシンク25を軸方向に貫通する。第1シャフト貫通孔61は、平面視において出力側シャフト貫通孔14cと重なる位置に配置される。第1シャフト貫通孔61には、回転シャフト11の入力端11aが挿通される。
モータ端子貫通孔62は、ヒートシンク25を軸方向に貫通する。モータ端子貫通孔62は、ヒートシンク25における第2方向D2の端部に設けられる。3つのモータ端子貫通孔62が、第1方向D1に並んで配置されている。3つのモータ端子貫通孔62は、平面視において3つのモータ端子接続孔32と重なる位置に配置される。3つのモータ端子貫通孔62には、配線端子17の3本の導体がそれぞれ挿通される。平面視において、モータ端子貫通孔62の大きさは、配線端子17の大きさよりも大きい。したがって、配線端子17がモータ端子貫通孔62に挿通されたときに、配線端子17とモータ端子貫通孔62とが接触することが防止される。
締結穴63は、ヒートシンク25の外縁部に設けられる。締結穴63は、ヒートシンク25の上面から下方に窪む。本実施の形態では、複数の締結穴63が、平面視において複数の第1締結貫通孔33と重なる位置に配置される。締結穴63には、締結部材26が締結される。
嵌合穴64は、ヒートシンク25の外縁部に設けられる。嵌合穴64は、ヒートシンク25の上面から下方に窪む。本実施の形態では、一対の嵌合穴64が、平面視において一対の第1位置決め貫通孔34と重なる位置に配置される。嵌合穴64には、第1位置決め突起55が嵌入される。
締結部材26は、基板ユニット20をヒートシンク25に固定するために用いられる。本実施の形態では、複数の締結部材26が、基板ユニット20の複数の締結貫通孔に対応して設けられる。締結部材26は、第2回路基板22側から、基板ユニット20の締結貫通孔に挿通され、ヒートシンク25の締結穴63に締結される。すなわち、締結部材26は、基板ユニット20を軸方向に貫通し、ヒートシンク25に締結される。
締結部材26は、例えばネジである。締結部材26は、第2回路基板22に当接する頭部と、頭部から軸方向に延びる軸部と、を有する。締結部材26の軸部が、基板ユニット20の締結貫通孔に挿通され、ヒートシンク25の締結穴63に締結される。平面視において、締結部材26の頭部の外形は、スペーサ54の外形と略同一である。
また、締結部材26の材質は、スペーサ54の材質と同一であることが好ましい。この場合、温度変化により、第1回路基板21および第2回路基板22に対する締結部材26の締結力が変化することを抑えることができる。
コネクタアセンブリ27は、回転電機100を、外部の電源およびセンサ等と電気的に接続する。コネクタアセンブリ27は、ヒートシンク25の下面に設けられている。コネクタアセンブリ27は、ヒートシンク25を介して第1回路基板21と対向する。コネクタアセンブリ27は、第1回路基板21に接続される。なお、本実施の形態では、コネクタアセンブリ27は第1回路基板21の下方に設けられているが、コネクタアセンブリ27は、第1回路基板21の上方に設けられていてもよい。
図8は、コネクタアセンブリ27の斜視図である。図8に示されるように、コネクタアセンブリ27は、電源端子71と、信号端子72と、コネクタ保持部73と、コネクタ位置決め突起75と、を有する。
電源端子71は、外部電源と接続される。信号端子72は、外部のセンサ等と接続される。外部電源からの電力は、電源端子71を介して第1回路基板21に供給される。外部のセンサ等からの各種信号は、信号端子72を介して第1回路基板21に供給される。電源端子71および信号端子72は、コネクタ保持部73により保持される。
電源端子71および信号端子72における、第1回路基板21側の端部は、プレスフィット端子74(第1プレスフィット端子)となっている。プレスフィット端子74は、コネクタ保持部73から第1回路基板21側に延びている。複数のプレスフィット端子74は、複数のコネクタ端子接続孔35にそれぞれ圧入される。プレスフィット端子74がコネクタ端子接続孔35の内面に形成される導電層と接触することで、プレスフィット端子74とコネクタ端子接続孔35とが電気的に接続される。
コネクタ位置決め突起75は、円柱状に形成されている。本実施の形態では、一対のコネクタ位置決め突起75が、一対のコネクタ位置決め貫通孔37に対応して設けられる。コネクタ位置決め突起75は、コネクタ保持部73から第1回路基板21側に延びている。コネクタ位置決め突起75は、コネクタ位置決め貫通孔37に挿通される。コネクタ位置決め突起75により、コネクタアセンブリ27が第1回路基板21に対して位置決めされる。コネクタ位置決め突起75の高さは、プレスフィット端子74の高さよりも高い。すなわち、コネクタ位置決め突起75の先端は、プレスフィット端子74の先端よりも第1回路基板21側に位置する。
次に、回転電機100の製造方法について説明する。本実施の形態に係る回転電機100の製造方法は、基板ユニット組立工程と、基板ユニット固定工程と、コネクタ取付工程と、カバー取付工程と、を備える。
基板ユニット組立工程では、保持部材24により第1回路基板21および第2回路基板22を保持して基板ユニット20を組み立てる。
具体的には、図9Aに示されるように、第1位置決め突起55を、第1位置決め貫通孔34に挿通し、第1係止部52により、第1回路基板21を、第1回路基板21の第2面21bから係止する。これにより、第1回路基板21が保持部材24に固定される。第1位置決め突起55の高さは、第1係止部52の高さよりも高い。したがって、第1位置決め突起55により第1回路基板21が保持部材24に対して位置決めされた状態で、第1係止部52により第1回路基板21を係止することができる。
第2位置決め突起56を、第2位置決め貫通孔42に挿通し、第2係止部53により、第2回路基板22を、第2回路基板22の第4面22bから係止する。これにより、第2回路基板22が保持部材24に固定される。第2位置決め突起56の高さは、第2係止部53の高さよりも高い。したがって、第2位置決め突起56により第2回路基板22が保持部材24に対して位置決めされた状態で、第2係止部53により第2回路基板22を係止することができる。
また、第1回路基板21に実装される基板間コネクタ23のオスコネクタと、第2回路基板22に実装される基板間コネクタ23のメスコネクタとを互いに嵌合することで、基板間コネクタ23を介して第1回路基板21と第2回路基板22とが電気的に接続される。
基板ユニット固定工程では、締結部材26により基板ユニット20をヒートシンク25に固定する。
具体的には、図9Bに示されるように、基板ユニット20を、第1回路基板21とヒートシンク25とが対向するよう配置する。なお、ヒートシンク25は、モータ1に予め取り付けられている。
図9Cに示されるように、基板ユニット20を、ヒートシンク25の上面に載置する。このとき、第1位置決め突起55をヒートシンク25の嵌合穴64(図9Bを参照)に嵌入することで、基板ユニット20がヒートシンク25に対して位置決めされる。配線端子17は,モータ端子接続孔32に挿通される。また、治具等により、第2回路基板22に対して、ヒートシンク25側(図9Cにおける矢印の向き)への荷重を印加し、第2回路基板22をヒートシンク25に向けて押圧する。第2回路基板22に印加される上記荷重は、荷重伝達部57を介して第1回路基板21に伝達される。これにより、第1回路基板21もまたヒートシンク25に向けて押圧され、ヒートシンク25と第1回路基板21に実装される電子部品28との間に塗布された放熱グリス29が押し広げられる。
その後、図9Dに示されるように、締結部材26を、第2回路基板22側から基板ユニット20の締結貫通孔に挿通し、ヒートシンク25の締結穴63に締結する。はんだ付け等により、配線端子17とモータ端子接続孔32とを電気的に接続する。このとき、第2回路基板22に切欠き部43が設けられているため、配線端子17をモータ端子接続孔32に接続するための接続用ツールが第2回路基板22に干渉することを防止できる。
コネクタ取付工程では、コネクタアセンブリ27を、第1回路基板21に接続する。
具体的には、図9Eに示されるように、基板ユニット固定工程が行われた後の回転電機100の中間構造体の上下を反転させる。コネクタアセンブリ27を、第1回路基板21の第2面21bと対向させる。コネクタ位置決め突起75(図7を参照)を、第1回路基板21のコネクタ位置決め貫通孔37に挿通する。コネクタアセンブリ27に対して、第1回路基板21側(図9Eにおける矢印の向き)への荷重を印加し、プレスフィット端子74を第1回路基板21のコネクタ端子接続孔35に圧入する。コネクタ位置決め突起75の高さは、プレスフィット端子74の高さよりも高い。したがって、コネクタ位置決め突起75によりコネクタアセンブリ27が第1回路基板21に対して位置決めされた状態で、プレスフィット端子74をコネクタ端子接続孔35に圧入することができる。
ここで、プレスフィット端子74をコネクタ端子接続孔35に圧入するときに、第1回路基板21には押圧力がかかる。第1回路基板21の第1面21aに不図示の受け治具を設置することにより、第1回路基板21にかかる押圧力を受け治具によって受け止めることができる。したがって、第1回路基板21の歪みを抑えることができ、プレスフィット端子74のコネクタ端子接続孔35への挿入量が不足することによるプレスフィット端子74の接続不良を防止することができる。
その後、第2締結部材77により、コネクタアセンブリ27をヒートシンク25にネジ固定する。
図9Fに示されるように、カバー取付工程では、コネクタ取付工程が行われた後の回転電機100の中間構造体の上下を再度反転させる。カバー70を上方からヒートシンク25に組み付ける。
これにより、回転電機100が完成する。
以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機100は、回転シャフト11を有するモータ1と、モータ1を制御する制御ユニット2と、を備える。制御ユニット2は、第1回路基板21および第2回路基板22と、第1回路基板21と第2回路基板22との間に配置され、第1回路基板21および第2回路基板22を保持する保持部材24と、を有する基板ユニット20と、モータ1と基板ユニット20との間に、軸方向において第1回路基板21と対向するよう配置されるヒートシンク25と、基板ユニット20をヒートシンク25に固定する締結部材26と、を備える。保持部材24は、基部51と、基部51に接続され、第1回路基板21を、第1回路基板21の第2面21bから係止する第1係止部52と、基部51に接続され、第2回路基板22を、第2回路基板22の第4面22bから係止する第2係止部53と、を有している。締結部材26は、基板ユニット20を軸方向に貫通し、ヒートシンク25に締結されている。
また、本実施の形態に係る回転電機100の製造方法は、保持部材24により第1回路基板21および第2回路基板22を保持して基板ユニット20を組み立てる基板ユニット組立工程と、基板ユニット20に対し、軸方向において締結部材26を貫通させ、締結部材26をヒートシンク25に締結することで、基板ユニット20をヒートシンク25に固定する基板ユニット固定工程と、を備える。
このような回転電機100または回転電機100の製造方法によれば、保持部材24により第1回路基板21および第2回路基板22を保持することで基板ユニット20が組み立てられる。その後、締結部材26により基板ユニット20をヒートシンク25に固定することで、第1回路基板21および第2回路基板22をヒートシンク25に対して一度に、かつ精度よく組み付けることができる。回路基板21、22を一枚ずつ組み付ける必要がなくなるため、回転電機100の製造が容易になる。また、回転電機100の製造ラインを、制御ユニットが一枚の回路基板により構成される回転電機の製造ラインと共用することができるため、製造コストを低減することができる。
また、例えば、回転シャフト11の回転角を検出する回転センサ30が第1回路基板21または第2回路基板22に実装される場合、第1回路基板21および第2回路基板22の回転シャフト11に対する位置がずれると、回転センサ30の検出精度が低下する可能性がある。第1回路基板21および第2回路基板22をヒートシンク25に対して精度良く組み付けることができるため、第1回路基板21および第2回路基板22の回転シャフト11に対する位置がずれることが防止でき、回転センサ30の検出精度の低下を防止することができる。
また、保持部材24は、基部51に接続され、軸方向に延び、第1回路基板21および第2回路基板22と当接するスペーサ54、をさらに有する。締結部材26は、スペーサ54に挿通されている。
この構成によれば、スペーサ54により、第1回路基板21と第2回路基板22との間の間隔を確保することができる。したがって、回転電機100の製造がより容易になる。また、スペーサ54を用いて、基板ユニット20をヒートシンク25に固定することができる。したがって、基板ユニット20をヒートシンク25に固定するための固定ボス等を別途設ける必要がないため、部品数の増加を抑えることができ、第1回路基板21および第2回路基板22における電子部品の実装面積が減少することを抑えることができる。
また、保持部材24は、基部51に接続され、第1回路基板21を軸方向に貫通するとともにヒートシンク25に挿入される第1位置決め突起55と、基部51に接続され、第2回路基板22を軸方向に貫通する第2位置決め突起56と、を有している。
この構成によれば、第1位置決め突起55および第2位置決め突起56により、第1回路基板21および第2回路基板22をヒートシンク25に対して位置決めできる。したがって、第1回路基板21および第2回路基板22をヒートシンク25に対してより精度良く組み付けることができる。
また、第1回路基板21に電子部品28が実装され、ヒートシンク25と電子部品28との間には、放熱グリス29が設けられている。保持部材24は、平面視において放熱グリス29と重なる位置に配置され、第1回路基板21および第2回路基板22と当接する荷重伝達部57、をさらに有している。
この構成によれば、回転電機100の製造時に第2回路基板22に印加される荷重が、荷重伝達部57を介して第1回路基板21に伝達され、これによりヒートシンク25と電子部品28との間に設けられる放熱グリス29を押し広げることができる。
また、モータ1は、回転シャフト11に固定されるロータ12と、ロータ12の外周側に配置されるステータ13と、ステータ13に巻装される電機子巻線15と、電機子巻線15と電気的に接続されるとともに第1回路基板21に接続される配線端子17と、を備える。第1回路基板21は、配線端子17が接続されるモータ端子接続孔32を有している。第2回路基板22は、基板ユニット20を軸方向に沿って第2回路基板22側から見たときに、モータ端子接続孔32を露出させる切欠き部43を有する。
この構成によれば、例えば配線端子17をモータ端子接続孔32に接続するための接続用ツールを、切欠き部43を介して配線端子17とモータ端子接続孔32との接続部に接近させることができる。したがって、切欠き部43を介して配線端子17とモータ端子接続孔32との接続を容易に行うことができる。したがって、回転電機100の製造がより容易になる。
また、軸方向から見たときに、締結部材26の頭部の外形が、スペーサ54の外形と略同一である。
この構成によれば、締結部材26の頭部が設けられるスペースの増加を抑えつつ、締結部材26を締結するときに発生する力をスペーサ54により確実に受け止めることができる。
また、制御ユニット2は、第1回路基板21に接続されるプレスフィット端子74を有するコネクタアセンブリ27、をさらに備える。第1回路基板21は、第1回路基板21における第1方向D1の一端部に設けられ、プレスフィット端子74が接続されるコネクタ端子接続孔35を有している。基板ユニット20を軸方向に沿って第2回路基板22側から見たときに、第2回路基板22から第1回路基板21における第1方向D1の一端部が露出するよう、第2回路基板22の第1方向D1における長さは、第1回路基板21の第1方向D1における長さよりも短くなっている。
この構成によれば、プレスフィット端子74を用いて、コネクタアセンブリ27を第1回路基板21に容易に接続することができる。したがって、回転電機100の製造がより容易になる。
また、プレスフィット端子74をコネクタ端子接続孔35に接続するときに、第1回路基板21における第1方向D1の一端部には押圧力がかかる。第2回路基板22から第1回路基板21の上記一端部が露出しているため、第1回路基板21に、上記一端部を支持する受け治具を容易に設置することができる。受け治具により第1回路基板21にかかる押圧力を受け止めることで、第1回路基板21の歪みを抑えることができる。また、プレスフィット端子74のコネクタ端子接続孔35への挿入量が不足することによるプレスフィット端子74の接続不良を防止することができる。
また、コネクタアセンブリ27は、第1回路基板21に挿通されるコネクタ位置決め突起75を有している。
この構成によれば、コネクタ位置決め突起75によりコネクタアセンブリ27が第1回路基板21に対して位置決めされるため、プレスフィット端子74をコネクタ端子接続孔35により確実に接続することができる。
また、コネクタ位置決め突起75の先端は、プレスフィット端子74の先端よりも第1回路基板21側に位置する。
この構成によれば、コネクタ位置決め突起75によりコネクタアセンブリ27が第1回路基板21に対して位置決めされた状態で、プレスフィット端子74をコネクタ端子接続孔35に接続することができる。したがって、プレスフィット端子74をコネクタ端子接続孔35により確実に接続することができる。
また、基板ユニット20は、第1回路基板21と第2回路基板22とを電気的に接続する基板間コネクタ23、をさらに有する。
この構成によれば、基板間コネクタ23により第1回路基板21と第2回路基板22とを容易に電気的に接続することができる。
実施の形態2.
次に、実施の形態2に係る回転電機100Aについて説明する。本実施の形態に係る回転電機100Aは、基本的な構成は実施の形態1と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
図10は、回転電機100Aの中間構造体を下方から見た斜視図である。図11は、図10のA-A断面図である。
本実施の形態では、コネクタアセンブリ27Aが、第1回路基板21Aおよび第2回路基板22Aに接続される点において、実施の形態1と異なる。
図10および図11に示されるように、コネクタアセンブリ27Aは、プレスフィット端子74の代わりに、第1回路基板21Aに接続される第1プレスフィット端子81と、第2回路基板22Aに接続される第2プレスフィット端子82と、を有する。
第1プレスフィット端子81は、コネクタアセンブリ27Aにおける第2方向D2の中央部に配置される。第2プレスフィット端子82は、第2方向D2において第1プレスフィット端子81の両側に配置される。第2プレスフィット端子82の高さは、第1プレスフィット端子81の高さよりも高い。すなわち、第2プレスフィット端子82の先端は、第1プレスフィット端子81の先端よりも第2回路基板22A側に位置する。
本実施の形態において、第2回路基板22Aの第1方向D1における長さは、第1回路基板21Aの第1方向D1における長さと略同一である。平面視において、第2回路基板22Aは、第1回路基板21の第1方向D1における一端部と重なるよう設けられている。
図12は、第1回路基板21Aの上方からの斜視図である。図12に示されるように、第1回路基板21Aには、コネクタ端子接続孔35の代わりに、第1プレスフィット端子81が接続される第1コネクタ端子接続孔38(第1コネクタ接続部)が設けられている。第1コネクタ端子接続孔38は、第1回路基板21Aにおける第1方向D1の一端部に設けられる。第1コネクタ端子接続孔38は、第1回路基板21Aにおける第2方向D2の中央部に配置される。
第1回路基板21Aには、第2プレスフィット端子82が挿通されるコネクタ端子貫通孔39が設けられている。コネクタ端子貫通孔39は、第1回路基板21Aにおける第1方向D1の一端部に設けられる。コネクタ端子貫通孔39は、第2方向D2において第1コネクタ端子接続孔38の両側に配置される。平面視において、コネクタ端子貫通孔39の大きさは、第2プレスフィット端子82の大きさよりも大きい。したがって、第2プレスフィット端子82がコネクタ端子貫通孔39に挿通されたときに、第2プレスフィット端子82とコネクタ端子貫通孔39とが接触することが防止される。なお、コネクタ端子貫通孔39の代わりに、第1回路基板21Aに、第1回路基板21Aと第2プレスフィット端子82との干渉を防止するための切欠き部が形成されていてもよい。
図13は、第2回路基板22Aの上方からの斜視図である。図13に示されるように、第2回路基板22Aには、第2プレスフィット端子82が接続される第2コネクタ端子接続孔45(第2コネクタ接続部)が設けられている。第2コネクタ端子接続孔45は、第2回路基板22Aにおける第1方向D1の一端部に設けられる。
図14は、保持部材24Aの上方からの斜視図である。図14に示されるように、本実施の形態では、保持部材24Aは、支持部58をさらに有する。支持部58は、内側空間を有する枠状である。支持部58は、基部51における第1方向D1の一端部に接続される。支持部58は、第1回路基板21Aおよび第2回路基板22Aと当接する。支持部58は、平面視において、第1回路基板21Aの第1コネクタ端子接続孔38を囲うよう設けられる。支持部58は、第1回路基板21Aにおける第1コネクタ端子接続孔38の周囲を支持する。支持部58の内側空間には、第1コネクタ端子接続孔38に接続された第1プレスフィット端子81の先端が収容される。これにより、第1プレスフィット端子81と保持部材24Aとが接触することが防止される。
本実施の形態に係る回転電機100Aの製造方法では、コネクタ取付工程において、コネクタアセンブリ27Aを、第1回路基板21Aおよび第2回路基板22Aに接続する。なお、その他の工程(基板ユニット組立工程、基板ユニット固定工程、およびカバー取付工程)は実施の形態1と同様であるため、ここでは記載を省略する。
コネクタ取付工程では、まず、基板ユニット固定工程が行われた後の回転電機100Aの中間構造体の上下を反転させる。コネクタアセンブリ27Aを、第1回路基板21Aの第2面21bと対向させる。コネクタ位置決め突起75を、第1回路基板21Aのコネクタ位置決め貫通孔37に挿通する。このとき、第2プレスフィット端子82は、第1回路基板21Aのコネクタ端子貫通孔39に挿通される。第2回路基板22Aの第4面22bに、受け治具200を設置する。コネクタアセンブリ27Aに対して、第1回路基板21A側への荷重を印加する。これにより、第1プレスフィット端子81を第1回路基板21Aの第1コネクタ端子接続孔38に圧入し、第2プレスフィット端子82を第2回路基板22Aの第2コネクタ端子接続孔45に圧入する。
ここで、第1プレスフィット端子81を第1コネクタ端子接続孔38に圧入するときに、第1回路基板21Aには押圧力がかかる。また、第2プレスフィット端子82を第2コネクタ端子接続孔45に圧入するときに、第2回路基板22Aには押圧力がかかる。本実施の形態では、支持部58が、第1回路基板21Aと第2回路基板22Aとの間において、第1コネクタ端子接続孔38を囲うよう設けられる。したがって、第1回路基板21Aにおける第1コネクタ端子接続孔38の周囲は、支持部58によって支持される。また、第2回路基板22Aの第4面22bに、受け治具200が設けられる。これにより、第1回路基板21Aにかかる押圧力を、支持部58を介して受け治具200によって受け止めることができる。また、第2回路基板22Aにかかる押圧力を、受け治具200によって受け止めることができる。したがって、第1回路基板21Aの歪みを抑えることができ、第1プレスフィット端子81の第1コネクタ端子接続孔38への挿入量が不足することによる第1プレスフィット端子81の接続不良を防止することができる。また、第2回路基板22Aの歪みを抑えることができ、第2プレスフィット端子82の第2コネクタ端子接続孔45への挿入量が不足することによる第2プレスフィット端子82の接続不良を防止することができる。
その後、第2締結部材77により、コネクタアセンブリ27Aをヒートシンク25にネジ固定する。
以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機100Aにおいて、コネクタアセンブリ27Aは、第2回路基板22Aに接続される第2プレスフィット端子82をさらに有する。第2回路基板22Aは、第2回路基板22Aにおける第1方向D1の一端部に設けられ、第2プレスフィット端子82が接続される第2コネクタ端子接続孔45を有している。保持部材24Aは、軸方向から見たときに第1コネクタ端子接続孔38を囲うよう設けられ、第1回路基板21Aおよび第2回路基板22Aと当接する支持部58、をさらに有している。
この構成によれば、外部のセンサからの信号等をコネクタアセンブリ27Aから第2回路基板22Aへ直接入力することができる。基板間コネクタ23に、上記信号等を第1回路基板21Aから第2回路基板22Aへ伝送するための端子等を設けることが不要となり、基板間コネクタ23を小型化することができる。したがって、第1回路基板21Aおよび第2回路基板22Aにおける、電子部品の実装面積を拡大することができる。
また、支持部58により、第1回路基板21Aにおける第1コネクタ端子接続孔38の周囲が支持される。第1プレスフィット端子81および第2プレスフィット端子82を第1コネクタ端子接続孔38および第2コネクタ端子接続孔45にそれぞれ接続するときに、第1回路基板21Aおよび第2回路基板22Aには押圧力がかかる。支持部58を用いて上記押圧力を受け止めることができるため、第1回路基板21Aおよび第2回路基板22Aの歪みを抑えることができる。また、第1プレスフィット端子81の第1コネクタ端子接続孔38への挿入量が不足することによる第1プレスフィット端子81の接続不良、および第2プレスフィット端子82の第2コネクタ端子接続孔45への挿入量が不足することによる第2プレスフィット端子82の接続不良を防止することができる。
実施の形態2の変形例.
図15は、実施の形態2の変形例に係る保持部材24Aの下方からの斜視図である。
本変形例では、保持部材24Aは、案内部84をさらに有する。案内部84は、案内部84を軸方向に貫通する案内貫通孔84aを有する。複数の案内貫通孔84aは、平面視において複数の第2コネクタ端子接続孔45と重なる位置に配置される。案内貫通孔84aの下端部(一方側の端部)は、下方(一方側)に向かうに従い漸次拡径するテーパ状に形成されている。
コネクタ取付工程において、第2プレスフィット端子82は、案内貫通孔84aに下方(一方側)から挿入される。案内貫通孔84aの下端部がテーパ状に形成されているため、第2プレスフィット端子82を案内貫通孔84aに円滑に挿入することができる。第2プレスフィット端子82は、案内貫通孔84aにより第2コネクタ端子接続孔45に向けて案内されて、第2コネクタ端子接続孔45に圧入される。
なお、平面視において、案内貫通孔84aの大きさは、第2プレスフィット端子82の大きさより大きい。したがって、第2プレスフィット端子82が案内貫通孔84aに挿通されたときに、第2プレスフィット端子82と案内貫通孔84aとが接触することが防止される。
以上説明したように、本変形例に係る保持部材24Aは、第2プレスフィット端子82が一方側から挿通される案内貫通孔84aを有する案内部84を有している。案内貫通孔84aの一方側の端部はテーパ状に形成されている。
この構成によれば、案内部84により第2プレスフィット端子82を第2コネクタ端子接続孔45に向けて案内することで、第2プレスフィット端子82の位置と第2コネクタ端子接続孔45の位置とのずれを防止することができる。これにより、第2プレスフィット端子82を確実に第2コネクタ端子接続孔45に挿入することができる。また、第2プレスフィット端子82の位置と第2コネクタ端子接続孔45の位置とがずれることによる、第2プレスフィット端子82の座屈、第2コネクタ端子接続孔45の損傷、等を防止できる。また、案内貫通孔84aの一方側の端部がテーパ状に形成されるため、第2プレスフィット端子82を案内貫通孔84aに円滑に挿入することができる。したがって、部品数を増やすことなく、第2プレスフィット端子82の接続部の信頼性を向上することができる。
実施の形態3.
次に、実施の形態3に係る回転電機100Bについて説明する。本実施の形態に係る回転電機100Bは、基本的な構成は実施の形態1と同様であるため、異なる点を中心に説明する。
実施の形態3では、制御ユニット2が、第3回路基板91と、第2保持部材92と、第2基板間コネクタ93と、をさらに備える点において、実施の形態1と異なる。基板ユニット20Aは、第1回路基板21と、第2回路基板22と、基板間コネクタ23と、保持部材24と、第3回路基板91と、第2保持部材92と、第2基板間コネクタ93と、により構成される。
第3回路基板91は、第2回路基板22の上方に配置される。第2基板間コネクタ93は、軸方向において第2回路基板22と第3回路基板91との間に配置される。第2基板間コネクタ93は、第2回路基板22と第3回路基板91とを電気的に接続する。
本実施の形態では、保持部材24の第2位置決め突起56は、第2回路基板22および第3回路基板91を軸方向に貫通する。第2位置決め突起56により、第2回路基板22および第3回路基板91が保持部材24に対して位置決めされる。
第2保持部材92は、軸方向において第2回路基板22と第3回路基板91との間に配置される。第2保持部材92は、第2回路基板22および第3回路基板91を保持する。実施の形態1に係る保持部材24と同様に、第2保持部材92は、第2回路基板22を、第2回路基板22の第3面22aから係止する不図示の第3係止部と、第3回路基板91を、第3回路基板91の上面から係止する不図示の第4係止部と、を有している。
第2保持部材92は、第2スペーサ92aと、第2荷重伝達部92bと、を有する。
第2スペーサ92aは、軸方向に延びる円筒状である。複数の第2スペーサ92aが、平面視において複数のスペーサ54と重なる位置に配置される。第2スペーサ92aにおける軸方向の一端は第2回路基板22と当接し、第2スペーサ92aにおける軸方向の他端は第3回路基板91と当接する。第2スペーサ92aにより、第2回路基板22と第3回路基板91との間の間隔が確保される。第2スペーサ92aは、第2スペーサ92aを軸方向に貫通する第4締結貫通孔を有する。第4締結貫通孔には、締結部材26が挿通される。
第2荷重伝達部92bは、平面視において放熱グリス29と重なる位置に配置される。第2荷重伝達部92bは、第2回路基板22および第3回路基板91と当接する。回転電機100の製造時に第3回路基板91に印加される荷重は、第2荷重伝達部92b、第2回路基板22、および荷重伝達部57を介して第1回路基板21に伝達される。これにより、第1回路基板21がヒートシンク25に向けて押圧され、ヒートシンク25と第1回路基板21に実装される電子部品28との間に塗布された放熱グリス29が押し広げられる。
本実施の形態に係る回転電機100Bの製造方法では、基板ユニット組立工程において、保持部材24および第2保持部材92により第1回路基板21、第2回路基板22、および第3回路基板91を保持して基板ユニット20Aを組み立てる。このとき、第2位置決め突起56により、第2回路基板22および第3回路基板91が保持部材24に対して位置決めされるため、実施の形態1と同様の精度にて基板ユニット20Aを組み立てることができる。
なお、その他の工程(基板ユニット組立工程、コネクタ取付工程、およびカバー取付工程)は実施の形態1と同様であるため、ここでは記載を省略する。
以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機100Bにおいて、基板ユニット20Aは、第3回路基板91と、第2回路基板22と第3回路基板91との間に配置され、第2回路基板22および第3回路基板91を保持する第2保持部材92と、をさらに有する。
この構成によれば、制御ユニット2における回路基板の数が増加したとしても、実施の形態1と同様の効果が得られる。すなわち、保持部材24および第2保持部材92により第1回路基板21、第2回路基板22、および第3回路基板91を保持することで基板ユニット20Aが組み立てられる。その後、締結部材26により基板ユニット20Aをヒートシンク25に固定することで、第1回路基板21、第2回路基板22、および第3回路基板91をヒートシンク25に一度に、かつ精度良く組み付けることができる。回路基板21、22、91を一枚ずつ組み付ける必要がないため、回転電機100Bの製造が容易になる。また、回転電機100Bの製造ラインを、制御ユニットが一枚の回路基板により構成される回転電機の製造ラインと共用することができるため、製造コストを低減することができる。
なお、制御ユニット2における回路基板の数が4枚以上の場合にも、同様の効果が得られる。
なお、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
ヒートシンク25は、回転電機100のモータケース14と一体に形成されていてもよい。
例えば、締結部材26は、基板ユニット20をヒートシンク25に固定できればよく、ネジに限定されない。
締結部材26、保持部材24の第1係止部52、第2係止部53、スペーサ54、第1位置決め突起55、および第2位置決め突起56、並びにコネクタアセンブリ27のプレスフィット端子74、等の数や配置は、回転電機100の仕様に応じて適宜変更されてもよい。
1…モータ、2…制御ユニット、11…回転シャフト、12…ロータ、13…ステータ、15…電機子巻線、16…環状配線部、17…配線端子、20、20A…基板ユニット、21、21A…第1回路基板、22、22A…第2回路基板、23…基板間コネクタ、24、24A…保持部材、25…ヒートシンク、26…締結部材、27、27A…コネクタアセンブリ、28…電子部品、29…放熱グリス、32…モータ端子接続孔(モータ接続部)、35…コネクタ端子接続孔(第1コネクタ接続部)、38…第1コネクタ端子接続孔(第1コネクタ接続部)、39…コネクタ端子貫通孔、43…切欠き部、45…第2コネクタ端子接続孔(第2コネクタ接続部)、51…基部、52…第1係止部、53…第2係止部、54…スペーサ、55…第1位置決め突起、56…第2位置決め突起、57…荷重伝達部、58…支持部、74…プレスフィット端子(第1プレスフィット端子)、75…コネクタ位置決め突起、81…第1プレスフィット端子、82…第2プレスフィット端子、84…案内部、84a…案内貫通孔、91…第3回路基板、92…第2保持部材、100、100A、100B…回転電機

Claims (14)

  1. 回転シャフトを有するモータと、
    前記モータを制御する制御ユニットと、
    を備え、
    前記制御ユニットは、
    第1回路基板および第2回路基板と、前記第1回路基板と前記第2回路基板との間に配置され、前記第1回路基板および前記第2回路基板を保持する保持部材と、を有する基板ユニットと、
    前記モータと前記基板ユニットとの間に、前記回転シャフトの軸方向において前記第1回路基板と対向するよう配置されるヒートシンクと、
    前記基板ユニットを前記ヒートシンクに固定する締結部材と、を備え、
    前記保持部材は、
    基部と、
    前記基部に接続され、前記第1回路基板を、前記第1回路基板のうち前記基部と対向する第1面とは反対側の第2面から係止する第1係止部と、
    前記基部に接続され、前記第2回路基板を、前記第2回路基板のうち前記基部と対向する第3面とは反対側の第4面から係止する第2係止部と、
    を有しており、
    前記締結部材は、前記基板ユニットを前記軸方向に貫通し、前記ヒートシンクに締結されている、
    回転電機。
  2. 前記保持部材は、前記基部に接続され、前記軸方向に延び、前記第1回路基板および前記第2回路基板と当接するスペーサ、をさらに有し、
    前記締結部材は、前記スペーサに挿通されている、
    請求項1に記載の回転電機。
  3. 前記保持部材は、
    前記基部に接続され、前記第1回路基板を前記軸方向に貫通するとともに前記ヒートシンクに挿入される第1位置決め突起と、
    前記基部に接続され、前記第2回路基板を前記軸方向に貫通する第2位置決め突起と、
    を有している、
    請求項1または2に記載の回転電機。
  4. 前記第1回路基板に電子部品が実装され、
    前記ヒートシンクと前記電子部品との間には、放熱グリスが設けられており、
    前記保持部材は、前記軸方向から見たときに前記放熱グリスと重なる位置に配置され、前記第1回路基板および前記第2回路基板と当接する荷重伝達部、をさらに有している、
    請求項1または2に記載の回転電機。
  5. 前記モータは、前記回転シャフトに固定されるロータと、前記ロータの外周側に配置されるステータと、前記ステータに巻装される電機子巻線と、前記電機子巻線と電気的に接続されるとともに前記第1回路基板に接続される配線端子と、を備え、
    前記第1回路基板は、前記配線端子が接続されるモータ接続部を有しており、
    前記第2回路基板は、前記基板ユニットを前記軸方向に沿って前記第2回路基板側から見たときに、前記モータ接続部を露出させる切欠き部を有する、
    請求項1または2に記載の回転電機。
  6. 前記軸方向から見たときに、前記締結部材の頭部の外形が、前記スペーサの外形と略同一である、請求項2に記載の回転電機。
  7. 前記制御ユニットは、前記第1回路基板に接続される第1プレスフィット端子を有するコネクタアセンブリ、をさらに備え、
    前記第1回路基板は、前記第1回路基板のうち、前記軸方向と直交する第1方向の一端部に設けられ、前記第1プレスフィット端子が接続される第1コネクタ接続部を有しており、
    前記基板ユニットを前記軸方向に沿って前記第2回路基板側から見たときに、前記第2回路基板から前記第1回路基板における前記第1方向の前記一端部が露出するよう、前記第2回路基板の前記第1方向における長さは、前記第1回路基板の前記第1方向における長さよりも短くなっている、
    請求項1または2に記載の回転電機。
  8. 前記コネクタアセンブリは、前記第2回路基板に接続される第2プレスフィット端子をさらに有し、
    前記第2回路基板は、前記第2回路基板における前記第1方向の一端部に設けられ、前記第2プレスフィット端子が接続される第2コネクタ接続部を有しており、
    前記保持部材は、前記軸方向から見たときに前記第1コネクタ接続部を囲うよう設けられ、前記第1回路基板および前記第2回路基板と当接する支持部、をさらに有している、
    請求項7に記載の回転電機。
  9. 前記保持部材は、前記第2プレスフィット端子が一方側から挿通される案内貫通孔を有する案内部を有しており、
    前記案内貫通孔の前記一方側の端部はテーパ状に形成されている、
    請求項8に記載の回転電機。
  10. 前記コネクタアセンブリは、前記第1回路基板に挿通されるコネクタ位置決め突起を有している、請求項7に記載の回転電機。
  11. 前記コネクタ位置決め突起の先端は、前記第1プレスフィット端子の先端よりも前記第1回路基板側に位置する、請求項10に記載の回転電機。
  12. 前記基板ユニットは、第3回路基板と、前記第2回路基板と前記第3回路基板との間に配置され、前記第2回路基板および前記第3回路基板を保持する第2保持部材と、をさらに有する、請求項1または2に記載の回転電機。
  13. 前記基板ユニットは、前記第1回路基板と前記第2回路基板とを電気的に接続する基板間コネクタ、をさらに有する、請求項1または2に記載の回転電機。
  14. 基部と、前記基部に接続される第1係止部および第2係止部と、を有する保持部材により第1回路基板および第2回路基板を保持して基板ユニットを組み立てる基板ユニット組立工程と、
    前記基板ユニットに対し、モータの回転シャフトの軸方向において締結部材を貫通させ、前記締結部材をヒートシンクに締結することで、前記基板ユニットを前記ヒートシンクに固定する基板ユニット固定工程と、
    を備え
    前記基板ユニット組立工程において、前記第1係止部により、前記第1回路基板を、前記第1回路基板のうち前記基部と対向する第1面とは反対側の第2面から係止し、前記第2係止部により、前記第2回路基板を、前記第2回路基板のうち前記基部と対向する第3面とは反対側の第4面から係止する、回転電機の製造方法。
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