WO2017141637A1 - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

駆動装置は、カバー（４１）およびコネクタケース（４２）を備える。カバー（４１）は、カップ状であり、底部（４４）がコネクタ挿通孔（４６）を有する。コネクタ挿通孔（４６）は、コネクタ挿入方向から見たとき、コネクタ部（４８）の輪郭よりも大きく、且つ、コネクタ挿通孔（４６）の内壁面とコネクタ部（４８）の輪郭との隙間が３ｍｍ以内となるように形成されている。これにより、コネクタ挿通孔（４６）は、組み付け時にコネクタ部（４８）をコネクタ挿通孔（４６）に挿入可能なようにコネクタ部（４８）よりも大きく形成されているものの、開口面積ができるだけ小さく形成されている。コネクタ挿通孔（４６）の開口面積が小さくなると、カバー（４１）の剛性が高くなり、温度変化に伴うカバー（４１）の変形が少なくなる。したがって、使用中におけるＯリングの圧縮率の低下を抑制して、防水性の低下を抑制することができる。

Description

駆動装置 関連出願の相互参照

　本願は、２０１６年２月１６日に出願された日本国特許出願第２０１６－２６５４４号に基づくものであり、この開示をもってその内容を本明細書中に開示したものとする。

　本開示は、モータおよび制御部を備える駆動装置に関する。

　従来、モータおよびこれを制御する制御部が一体に設けられた駆動装置が知られている。この種の駆動装置において、制御部は筐体内に設けられる。筐体は、モータのハウジングに固定されており、外部の衝撃から制御部を保護したり、制御部への埃や水の浸入を防止したりする。

　例えば特許文献１では、筐体は、カップ状のカバーおよびコネクタケースから構成されている。カバーは、筒状のカバー本体部、および、カバー本体部の一端にある内側環状部からなる。コネクタケースは、カバー内で内側環状部の開口部を塞ぐ蓋部と、蓋部から上記開口部を通じてカバー外に突き出すコネクタ部とを有する。カバーと蓋部との間にはＯリングが設けられている。

　本願の発明者は、特許文献１の駆動装置を使用していると、Ｏリングの圧縮率が低下して防水性が低下するおそれがあることを知見した。特許文献１には、このような課題および解決策について記載がない。

特開２０１５－８９２１６号公報（ＵＳ２０１５／０１１５７５５Ａ１に対応）

　本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、防水性の低下が抑制された駆動装置を提供することである。

　本願の発明者は、使用中におけるＯリングの圧縮率の低下について検討を重ねたところ、駆動装置の温度変化に伴って内側環状部が反るように変形することが原因であることを見出した。

　本来、内側環状部の開口部は、加工し易さのことを考慮すると単純な形状であることが望ましい。そのため通常であれば、開口部は、Ｏリングを圧縮する部分を内側環状部に設ければよいことを考えると、単純にＯリングの少し内側を一周するように円形に形成され、ボルト締結部分だけ内側に突き出した形状とされる。特許文献１でも開口部はそのような形状になっている。

　しかし、本願の発明者は、Ｏリングの圧縮率の低下を抑制するには、開口部を単純な形状にするのではなく、内側環状部の反りを抑えるような形状にすべきであると考えて、本開示の構成を完成するに至った。

　本開示の駆動装置は、モータと、カバーと、制御部と、コネクタケースと、環状シール部材とを備える。カバーは、カップ状であり、筒部がモータのハウジングに取り付けられており、底部がコネクタ挿通孔を有している。制御部は、カバー内に設けられており、モータのコイルの通電を制御する。コネクタケースは、カバー内でコネクタ挿通孔を塞ぐように設けられている蓋部、および、蓋部からコネクタ挿通孔を通じてカバー外まで突き出しているコネクタ部を有する。環状シール部材は、カバーと蓋部との間に設けられている。

　ここで、コネクタ部がコネクタ挿通孔に挿入されている方向をコネクタ挿入方向とする。コネクタ挿通孔は、コネクタ挿入方向から見たとき、コネクタ部の輪郭よりも大きく、かつ、コネクタ挿通孔の内壁面とコネクタ部の輪郭との隙間が５ｍｍ以内となるように形成されている。

　本開示では、コネクタ挿通孔は、組み付け時にコネクタ部をコネクタ挿通孔に挿入可能なようにコネクタ部よりも大きく形成されているものの、コネクタ部の輪郭との隙間を５ｍｍ以内とすることで開口面積ができるだけ小さくなるように形成されている。コネクタ挿通孔の開口面積が小さくなると、カバーの剛性が高くなり、温度変化に伴うカバーの変形が少なくなる。したがって、使用中におけるＯリングの圧縮率の低下を抑制して、防水性の低下を抑制することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。

本開示の第１実施形態による駆動装置の断面図である。 図１の駆動装置を矢印ＩＩ方向から見た図、すなわち、カバーのコネクタ挿通孔をコネクタ挿入方向から見た図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 本開示の第２実施形態による駆動装置のカバー側を軸方向から見た図である。

　以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づき説明する。複数の実施形態において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。

　［第１実施形態］
　本開示の第１実施形態による駆動装置を図１に示す。駆動装置１０は、車両の運転者の操舵を補助する電動パワーステアリング装置の駆動源として用いられる。

　先ず、駆動装置１０の全体的な構成について図１～図３を参照して説明する。

　駆動装置１０は、モータ１１およびこれを制御する制御部１２が一体に設けられている機電一体型の駆動装置である。

　モータ１１は、３相ブラシレスモータであって、ステータ１５、ロータ１６、および、それらを収容するハウジング１７を備えている。

　ステータ１５は、ハウジング１７内で固定されているステータコア１８と、ステータコア１８に組み付けられている２組の三相コイル（以下、コイル）１９とを有している。コイル１９を構成する各相巻線からは、それぞれ１本ずつリード線２１が延び出している。

　ロータ１６は、ハウジング１７に設けられた軸受２２、２３により支持されている回転軸２４と、回転軸２４に嵌めつけられているロータコア２５とを有している。ロータ１６は、ステータ１５に対して回転可能である。回転軸２４の一端には、永久磁石からなる被検出部材２６が設けられている。この被検出部材２６は、後述の回転角センサ３４がロータ１６の回転角を検出するために用いられる。

　ハウジング１７は、筒状のケース２７と、ケース２７の一端に設けられている第１フレームエンド２８と、ケース２７の他端に設けられている第２フレームエンド２９とを有している。第１フレームエンド２８および第２フレームエンド２９は、ケース２７を挟持しており、図示しない複数のボルトにより互いに締結されている。リード線２１は、第１フレームエンド２８を貫通するように設けられている。

　制御部１２は、ヒートシンク３１、パワーモジュール３２、制御基板３３、回転角センサ３４、パワー基板３５、および、各種の電子部品３６～３９を備えている。

　ヒートシンク３１は、第１フレームエンド２８に固定されている。

　パワーモジュール３２は、インバータを構成する複数の図示しないスイッチング素子を有しており、リード線２１に接続されている。

　制御基板３３は、ヒートシンク３１の第１フレームエンド２８側に固定されている。制御基板３３には、回転角センサ３４、スイッチング素子に対して駆動信号を出力する集積回路３６、および、コイル１９の各相巻線に供給する電力についての指令値を演算するマイコン３７等が実装されている。

　パワー基板３５は、ヒートシンク３１に対して制御基板３３とは反対側に固定されている。パワー基板３５には、電荷を蓄えることでコイル１９への電力供給を補助するコンデンサ３８、および、コンデンサ３８と共にフィルタ回路を構成しているチョークコイル３９等が実装されている。

　このように構成された駆動装置１０は、回転角センサ３４の検出信号に基づきコイル１９の各相巻線への通電を順次切り替えて回転磁界を発生させて、ロータ１６を回転させる。駆動装置１０の制御部１２はモータ１１に対して軸方向の一方側に搭載されている。そのため、制御部１２がモータ１１の振動を直接受けることを回避することができる。

　次に、駆動装置１０の特徴的な構成について図１～図３を参照して説明する。

　駆動装置１０は、カバー４１およびコネクタケース４２をさらに備えている。

　カバー４１は、カップ状に形成されており、筒部４３および底部４４を有している。筒部の端部は、第１フレームエンド２８に嵌合している。筒部４３と第１フレームエンド２８との隙間はＯリング４５によりシールされている。底部４４は、コネクタ挿通孔４６を有している。

　コネクタケース４２は、蓋部４７およびコネクタ部４８を有している。蓋部４７は、カバー４１内でコネクタ挿通孔４６を塞ぐように設けられている。コネクタ部４８は、蓋部４７からコネクタ挿通孔４６を通じてカバー４１外まで突き出しており、給電用コネクタ５１および信号用コネクタ５２を含む。給電用コネクタ５１は給電用端子５３を有している。信号用コネクタ５２は信号用端子５４を有している。給電用端子５３および信号用端子５４は、蓋部４７内を通って制御基板３３またはパワー基板３５に接続されている。コネクタ５１、５２は、外部機器接続用のワイヤーハーネスのコネクタと嵌合する筒部と、相手コネクタの抜け止めに用いられる係合部と、補強のために形成されるリブとを有している。

　カバー４１の底部４４とコネクタケース４２の蓋部４７は、３つのねじ５５により互いに締結されている。ねじ５５は、コネクタ挿通孔４６の縁部に設けられている。また、カバー４１の底部４４とコネクタケース４２の蓋部４７との間には、Ｏリング５６が設けられている。Ｏリング５６は、底部４４と蓋部４７との隙間をシールしており、特許請求の範囲に記載の「環状シール部材」に相当する。

　ここで、コネクタ部４８がコネクタ挿通孔４６に挿入されている方向をコネクタ挿入方向とする。本実施形態では、コネクタ挿入方向は、モータ１１の回転軸心ＡＸと平行な方向に一致する。コネクタ挿通孔４６は、コネクタ挿入方向から見たとき、コネクタ部４８の輪郭よりも大きく、且つ、コネクタ挿通孔４６の内壁面とコネクタ部４８の輪郭との隙間が３ｍｍ以内となるように形成されている。コネクタ部４８が複数のコネクタ５１、５２を含む本実施形態において、「コネクタ部４８の輪郭」とは、コネクタ部４８に含まれるコネクタ群からなる１つのシルエットを囲む輪郭のことである。

　このように本実施形態では、コネクタ挿通孔４６は、組み付け時にコネクタ部４８をコネクタ挿通孔４６に挿入可能なようにコネクタ部４８よりも大きく形成されているものの、コネクタ部４８の輪郭との隙間を３ｍｍ以内とすることで開口面積ができるだけ小さくなるように形成されている。コネクタ挿通孔４６の開口面積が小さくなると、カバー４１の剛性が高くなり、温度変化に伴うカバー４１の変形が少なくなる。したがって、使用中におけるＯリングの圧縮率の低下を抑制して、防水性の低下を抑制することができる。

　［第２実施形態］
　本開示の第２実施形態では、図４に示すように、コネクタ挿通孔６１は、コネクタ挿入方向から見たとき、コネクタ部４８の輪郭よりも大きく、且つ、コネクタ挿通孔６１の内壁面とコネクタ部４８の輪郭との隙間が５ｍｍ以内であって回転軸心ＡＸまわりにおいて一定となるように形成されている。

　［他の実施形態］
　本開示の他の実施形態では、コネクタ部は、１つのコネクタから構成されてもよいし、３つ以上のコネクタから構成されてもよい。また、１つのコネクタが給電用端子および信号用端子を有していてもよい。

　本開示の他の実施形態では、カバーとコネクタケースとを締結しているねじの数は、３つ以外であってもよい。また、カバーとコネクタケースとの固定方法は、ねじ締結に限らず、例えば嵌め込み等の他の方法を用いてもよい。

　本開示の他の実施形態では、カバーは、金属製に限らず、樹脂製であってもよい。

　本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示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。

 

Claims (3)

1. 　電動パワーステアリング装置に用いられる駆動装置であって、
   　モータ（１１）と、
   　カップ状であり、筒部（４３）が前記モータ（１１）のハウジング（１７）に取り付けられており、底部（４４）がコネクタ挿通孔（４６、６１）を有しているカバー（４１）と、
   　前記カバー（４１）内に設けられており、前記モータ（１１）のコイル（１９）の通電を制御する制御部（１２）と、
   　前記カバー（４１）内で前記コネクタ挿通孔（４６、６１）を塞ぐように設けられている蓋部（４７）、および、前記蓋部（４７）から前記コネクタ挿通孔（４６、６１）を通じて前記カバー（４１）外まで突き出しているコネクタ部（４８）を有するコネクタケース（４２）と、
   　前記カバー（４１）と前記蓋部（４７）との間に設けられている環状シール部材（５６）と、
   　を備え、
   　前記コネクタ部（４８）が前記コネクタ挿通孔（４６、６１）に挿入されている方向をコネクタ挿入方向とすると、
   　前記コネクタ挿通孔（４６、６１）は、前記コネクタ挿入方向から見たとき、前記コネクタ部（４８）の輪郭よりも大きく、且つ、前記コネクタ挿通孔（４６、６１）の内壁面と前記コネクタ部（４８）の輪郭との隙間が５ｍｍ以内となるように形成されている駆動装置。
2. 　前記コネクタ挿通孔（４６）は、前記コネクタ挿入方向から見たとき、前記コネクタ挿通孔（４６）の内壁面と前記コネクタ部（４８）の輪郭との隙間が３ｍｍ以内となるように形成されている請求項１に記載の駆動装置。
3. 　前記コネクタ挿通孔（６１）は、前記コネクタ挿入方向から見たとき、前記コネクタ挿通孔（６１）の内壁面と前記コネクタ部（４８）の輪郭との隙間が前記モータ（１１）の回転軸心（ＡＸ）まわりにおいて一定となるように形成されている請求項１または２に記載の駆動装置。
   
    

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