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公開番号2021027688
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019143617
出願日20190805
発明の名称回転電機
出願人KYB株式会社
代理人個人
主分類H02K 5/22 20060101AFI20210125BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】信頼性を向上する。
【解決手段】回転電機10では、回路基板70が、第1方向において、ヒートシンク60に固定された第1基板部71Aと、第1〜第3ターミナル96,97,98の一端部が半田付けされた第2基板部71Bと、に区分けされている。ここで、ヒートシンク60には第2基板部71Bに対して上側に離間した、第1凹部60F1、第2凹部60F2、及び段差部62が形成され、第2基板部71Bの板厚方向の変位が許容されている。これにより、回転電機10の環境温度が変化したときに第1〜第3ターミナル96,97,98が回路基板70に対して上下方向に相対変位しようとすると、第2基板部71Bが第1〜第3ターミナル96,97,98に追従して上下方向に変位するため、第1〜第3ターミナル96,97,98と第2基板部71Bとの半田付け部に発生する応力を緩和することができる。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項1】
軸方向一方側端部が閉塞された有底筒状のハウジングを有するモータ部と、
前記ハウジングの開口部を閉塞するヒートシンクと、
前記ヒートシンクに固定されたモールド部と、前記モールド部と一体に形成されたターミナルと、を含んで構成されたコネクタアッシーと、
前記ヒートシンクに固定された第1基板部と前記ターミナルが半田付けされた第2基板部とに区分けされ、前記モータ部の軸方向から見て全体が前記ヒートシンクとラップしている基板と、
前記ヒートシンクにおける前記第2基板部と対向する部分を構成し、前記第2基板部に対して離間して配置され、前記第2基板部の板厚方向の変位を許容する変位許容部と、
を備えた回転電機。
続きを表示(約 360 文字)【請求項2】
前記ターミナルは、前記基板の板厚方向に沿って延在されており、延在する方向に対して交差する方向に屈曲された屈曲部を備えることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。
【請求項3】
前記第1基板部には、前記モータ部のバスバーと圧入固定される接続端子が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転電機。
【請求項4】
前記変位許容部には、前記ターミナルの一端部が挿通される挿通部が形成され、
前記ターミナルの一端部は、前記基板の前記変位許容部とは逆側に突出しており、
前記ターミナルと前記基板との半田接続部が、前記変位許容部と前記基板との間の隙間から視認可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転電機に関する。
続きを表示(約 7,900 文字)【背景技術】
【0002】
下記特許文献1に記載の駆動装置(回転電機)では、モータのモータケースの開口部に、フレーム部材(ヒートシンク)が組付けられている。また、フレーム部材のモータとは反対側には、回路基板が配置されており、回路基板がフレーム部材に固定されている。さらに、回路基板のフレーム部材とは反対側には、カバー部材が設けられており、回路基板がカバー部材によって覆われている。このカバー部材には、コネクタ端子(ターミナル)が一体に形成されており、コネクタ端子は、回路基板に半田付けされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第6160576号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記駆動装置では、以下に示す点において改善の余地がある。すなわち、上記駆動装置では、上述のように、回路基板がフレーム部材に固定され、回路基板には、回路基板に半田付けされたコネクタ端子が一体に形成されている。このため、例えば、駆動装置の環境温度が変化すると、カバー部材や回路基板等の熱変形によって、コネクタ端子が回路基板に対して回路基板の板厚方向に相対変位するように作用する場合がある。この場合には、例えば、コネクタ端子の回路基板への半田付け部に、応力が発生する可能性がある。このとき、仮に半田付け部にクラック等が生じると、コネクタ端子と回路基板との間に接続不良が発生して、駆動装置の信頼性が低下する虞がある。
【0005】
本発明は、上記事実を考慮して、信頼性を向上することができる回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、軸方向一方側端部が閉塞された有底筒状のハウジングを有するモータ部と、前記ハウジングの開口部を閉塞するヒートシンクと、前記ヒートシンクに固定されたモールド部と、前記モールド部と一体に形成されたターミナルと、を含んで構成されたコネクタアッシーと、前記ヒートシンクに固定された第1基板部と前記ターミナルが半田付けされた第2基板部とに区分けされ、前記モータ部の軸方向から見て全体が前記ヒートシンクとラップしている基板と、前記ヒートシンクにおける前記第2基板部と対向する部分を構成し、前記第2基板部に対して離間して配置され、前記第2基板部の板厚方向の変位を許容する変位許容部と、を備えた回転電機である。
【0007】
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記ターミナルは、前記基板の板厚方向に沿って延在されており、延在する方向に対して交差する方向に屈曲された屈曲部を備えることを特徴とする回転電機である。
【0008】
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記第1基板部には、前記モータ部のバスバーと圧入固定される接続端子が設けられていることを特徴とする回転電機である。
【0009】
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記変位許容部には、前記ターミナルの一端部が挿通される挿通部が形成され、前記ターミナルの一端部は、前記基板の前記変位許容部とは逆側に突出しており、前記ターミナルと前記基板との半田接続部が、前記変位許容部と前記基板との間の隙間から視認可能に構成されていることを特徴とする回転電機である。
【発明の効果】
【0010】
本発明の1またはそれ以上の実施形態によれば、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本実施の形態に係る回転電機を一部分解した状態で示す斜視図である。
本実施の形態に係る回転電機を示す第2方向一方側から見た縦断面図である。
図2に示されるバスバーとコネクタとの接続状態を示す第1方向一方側から見た側面図である。
(A)は、図1に示されるECUユニットを示す下側から見た下面図であり、(B)は、(A)のECUユニットを示す側面図である。
図4に示されるECUユニットを分解した、下側から見た分解斜視図である。
図4に示されるECUユニットを分解した、上側から見た分解斜視図である。
図5に示されるヒートシンクを下側から見た下面図である。
図6に示される回路基板のFETとコネクタアッシーとの位置関係を示す上側から見た平面図である。
図5に示されるコネクタを拡大して示す下側から見た下面図である。
図5に示されるコネクタを分解した、下側から見た分解斜視図である。
図4に示されるコネクタにおける接続端子の端子ホルダへの保持状態を示す断面図(図4の11−11線断面図)である。
図4に示されるコネクタにおける端子ホルダの位置決めピンが、ヒートシンクの第1ヒートシンク側位置決め孔内に嵌入された状態を示す斜視断面図である。
図5に示されるコネクタアッシーを下側から見た下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を用いて本実施の形態に係る回転電機10について説明する。この回転電機10は、車両(自動車)のステアリング装置に適用される回転電機として構成されている。図1及び図2に示されるように、回転電機10は、全体として略円柱状に形成されている。また、回転電機10は、モータ部12と、モータ部12の回転を制御するためのECUユニット14と、を含んで構成されている。以下、回転電機10の各構成について説明する。
【0013】
なお、以下の説明では、回転電機10の軸方向一方側(図1及び図2の矢印A方向側)を回転電機10の下側とし、回転電機10の軸方向他方側(図1及び図2の矢印B方向側)を回転電機10の上側としている。そして、以下の説明において、上下の方向を用いて説明するときには、特に断りのない限り、回転電機10の上下方向を示すものとする。
また、以下の説明では、上側から見た平面視で、上下方向に対して直交する方向を第1方向(図1及び図2の矢印C及び矢印Dを参照)とし、第1方向に対して直交する方向を第2方向(図1の矢印E及び矢印Fを参照)としている。そして、第1方向が本発明の「直交方向」に対応している。
さらに、平面視で、回転電機10の軸線ALを通過し且つ第1方向に延在する架空線を第1基準線L1(図4及び図7参照)とし、回転電機10の軸線ALを通過し且つ第2方向に延在する架空線を第2基準線L2(図4及び図7参照)としている。
【0014】
(モータ部12について)
図1及び図2に示されるように、モータ部12は、3相交流のブラシレスモータとして構成されている。このモータ部12は、ハウジング20と、ハウジング20内に収容されたプレートホルダ24、回転軸28、ステータ34、ロータ40、及びバスバーユニット46と、を含んで構成されている。
【0015】
<ハウジング20について>
ハウジング20は、上側へ開放された略有底円筒状に形成されて、回転電機10の外郭を構成している。ハウジング20の下端部における外周部には、一対の取付片20Aが一体に形成されている。一対の取付片20Aは、ハウジング20の軸方向を板厚方向として配置されると共に、ハウジング20から第1方向一方側(図1及び図2の矢印C方向側)及び第1方向他方側(図1及び図2の矢印D方向側)へ突出されている。この取付片20Aには、取付孔20A1が貫通形成されている。そして、図示しないボルト等の締結部材が取付孔20A1内に挿入されて、当該締結部材によってハウジング20(すなわち、回転電機10)がステアリング装置に固定されている。
【0016】
ハウジング20の開口端部における外周部には、径方向外側へ張出された複数の(本実施の形態では、3箇所)の固定部20Bが形成されている。そして、1箇所の固定部20Bが、ハウジング20から第1方向一方側へ突出されており、3箇所の固定部20Bが、ハウジング20の周方向に等間隔毎に配置されている。固定部20Bには、後述するヒートシンク60を固定するためのネジ部20B1が貫通形成されており、ネジ部20B1の内周面には、雌ネジが形成されている。
【0017】
また、ハウジング20の底壁の中央部には、下側へ隆起された有底円筒状の固定筒部20Cが一体に形成されており、固定筒部20C内には、後述する回転軸28を支持するための第1ベアリング22が嵌入されている。固定筒部20Cの底壁には、後述する回転軸28を挿通させるための挿通孔20C1が貫通形成されており、第1ベアリング22の内部とハウジング20の外部とが挿通孔20C1によって連通されている。
【0018】
<プレートホルダ24について>
プレートホルダ24は、上下方向を板厚方向とした略円形プレート状に形成されて、ハウジング20の上下方向中間部内に嵌入されている。プレートホルダ24の中央部には、後述する回転軸28を挿通させるための挿通孔24Aが貫通形成されている。さらに、プレートホルダ24の中央部には、後述する回転軸28を支持するための第2ベアリング26が固定されており、第2ベアリング26と第1ベアリング22とが同軸上に配置されている。
【0019】
<回転軸28について>
回転軸28は、上下方向に延在された丸棒状に形成されて、ハウジング20の内部において、ハウジング20と同軸上に配置されている。そして、回転軸28の下端側の部分が、第1ベアリング22によって回転可能に支持されており、回転軸28の上端側の部分が、第2ベアリング26によって回転可能に支持されている。回転軸28の上端部は、プレートホルダ24に対して上側へ突出しており、当該上端部には、マグネット30が固定されている。一方、回転軸28の下端部は、ハウジング20の底壁に対して下側へ突出しており、当該下端部には、ステアリング装置に連結されるギヤ32が固定されている。
【0020】
<ステータ34について>
ステータ34は、ハウジング20の内部において、プレートホルダ24の下側に配置されると共に、回転軸28の径方向外側に配置されている。ステータ34は、磁性体によって構成されたステータコア36を有しており、ステータコア36は、円筒状に形成されて、ハウジング20の内部に嵌入されている。また、ステータコア36には、U相、V相、W相に対応する巻線38が巻き回されている。
【0021】
<ロータ40について>
ロータ40は、ロータコア42を有しており、ロータコア42は、上下方向を軸方向とした円筒状に形成されて、ステータ34の径方向内側に配置されている。そして、回転軸28がロータコア42の軸芯部に嵌入されて、ロータコア42(ロータ40)と回転軸28とが一体回転可能に構成されている。また、ロータコア42内には、複数のマグネット44(永久磁石)が固定されている。これにより、ステータ34のU相、V相、W相の巻線38に電流を流すことで、ロータ40及び回転軸28が軸線AL回りに一体回転するようになっている。
【0022】
<バスバーユニット46について>
バスバーユニット46は、ステータ34の上側に配置されて、プレートホルダ24によって保持されている。バスバーユニット46は、ステータ34のU相、V相、W相の巻線38に対応する3本のバスバー48と、バスバー48を保持するためのバスバーホルダ50と、を含んで構成されている。そして、バスバー48の一端部が、ステータ34のU相、V相、W相の各巻線38に接続されている。図3にも示されるように、バスバー48の他端部は、バスバー端子部48Aとして構成されており、バスバー端子部48Aは、プレートホルダ24から上側へ突出されて、第2方向に並んで配置されている。また、バスバー端子部48Aは、第1方向を板厚方向とし且つ上下方向に延在された略長尺板状に形成されている。そして、バスバー端子部48Aが、後述するコネクタ80の接続端子86に接続されている。
【0023】
(ECUユニット14について)
図1〜図3に示されるように、ECUユニット14は、ハウジング20の開口端部に組付けられて、回転電機10の上端部を構成している。このECUユニット14は、ヒートシンク60と、モータ部12を制御するための「基板」としての回路基板70と、回路基板70に接続されたコネクタアッシー90と、を含んで構成されている。
【0024】
<ヒートシンク60について>
図1〜図7に示されるように、ヒートシンク60は、熱伝導性の高いアルミニウム合金等によって構成されている。ヒートシンク60は、上下方向を板厚方向とする略円盤状に形成されている。ヒートシンク60の上端部の外周部には、径方向外側へ張出されたフランジ部60Aが一体に形成されており、フランジ部60Aは、ヒートシンク60の周方向全周に亘って形成されている。そして、ヒートシンク60が、ハウジング20の開口部内に上側から嵌入され、フランジ部60Aが、ハウジング20の開口端面の上側に隣接して配置されている。これにより、ハウジング20の開口部がヒートシンク60によって閉塞されている。すなわち、ヒートシンク60が、ハウジング20の蓋部として構成されると共に、回転電機10の外郭の一部を構成している。
【0025】
また、フランジ部60Aには、ハウジング20のネジ部20B1に対応する位置において、径方向外側へ張出された3箇所の第1固定部60Bが一体に形成されている。この第1固定部60Bには、固定孔60B1が貫通形成されている。そして、固定ネジSC1が、固定孔60B1内に上側から挿入されて、ハウジング20のネジ部20B1に螺合されることで、ヒートシンク60がハウジング20に固定されている。
【0026】
また、フランジ部60Aの第1方向他方側の部分には、径方向外側へ張出された一対の第2固定部60Cが一体に形成されており、第2固定部60Cは、ヒートシンク60の周方向に並んで配置されている。この第2固定部60Cには、後述するコネクタアッシー90を固定するための第1固定ネジ部60C1が貫通形成されており、第1固定ネジ部60C1の内周面には、雌ネジが形成されている。
【0027】
ヒートシンク60の外周部における上下方向中間部には、シール溝60Dが形成されている。シール溝60Dは、ヒートシンク60の径方向外側へ開放されると共に、ヒートシンク60の周方向全周に亘って延在されている。このシール溝60D内には、リング状のOリングOLが収容されており、OリングOLは、ゴム等の弾性部材によって構成されている。そして、ヒートシンク60のハウジング20への固定状態では、OリングOLが、弾性変形して、シール溝60Dの内周面及びハウジング20の内周面に密着している。これにより、ヒートシンク60とハウジング20の開口端部との間が、OリングOLによってシールされて、ハウジング20内の気密性を確保するようになっている。
【0028】
図5及び図7に示されるように、ヒートシンク60の下面60Eの外周部には、後述する回路基板70を接地するための接地部61が形成されている。接地部61は、ヒートシンク60の下面60Eから下側へ突出されると共に、ヒートシンク60の周方向に沿って延在されたリブ状に形成されている。また、接地部61の大半が、ヒートシンク60の第1方向一方側の外周部に形成されており、下側から見た下面視で、接地部61が、第1方向他方側へ開放された略C字形状に形成されている。すなわち、ヒートシンク60の下面60Eにおける外周部には、第1方向他方側の部分において、接地部61よりも上側へ一段下がった段差部62が形成されている。そして、段差部62が、ヒートシンク60の下面60Eと略面一となるように、段差部62の上下位置が設定されている。また、接地部61の長手方向両端部は、下面視で、第2基準線L2に対して第1方向他方側に配置されている(図7参照)。つまり、接地部61の長手方向の長さが、ヒートシンク60の周方向の全長の1/2以上に設定されている。
【0029】
また、接地部61は、ヒートシンク60の径方向内側へ張り出された3箇所の第1基板固定部63A、第2基板固定部63B、及び第3基板固定部63Cを有しており、第1基板固定部63A〜第3基板固定部63Cの先端面(下面)が、接地部61の先端面(下面)と面一に配置されている。第1基板固定部63A、第2基板固定部63B、及び第3基板固定部63Cには、下側へ開放された凹状の第1基板固定ネジ部63A1、第2基板固定ネジ部63B1、及び第3基板固定ネジ部63C1が、それぞれ形成されている。そして、第1基板固定ネジ部63A1、第2基板固定ネジ部63B1、及び第3基板固定ネジ部63C1の内周面には、雌ネジが形成されている。
また、第1基板固定部63Aは、接地部61の長手方向一方側の端部に形成されて、第1基準線L1に対して第2方向一方側(図7の矢印E方向側)で且つ第2基準線L2に対して第1方向他方側に配置されている。第2基板固定部63Bは、接地部61の長手方向一方側の部分に形成されている。詳しくは、第2基板固定部63Bは、下面視で、第1基準線L1に対して第2方向一方側で且つ第2基準線L2に対して第1方向一方側に配置されている。第3基板固定部63Cは、接地部61の長手方向他方側の部分に形成されている。詳しくは、第3基板固定部63Cは、下面視で、第1基準線L1に対して第2方向他方側(図7の矢印F方向側)で且つ第2基準線L2に対して第1方向一方側に若干ずれて配置されている。
【0030】
さらに、ヒートシンク60の下面60Eには、後述する回路基板70を固定するための第4基板固定部63Dが形成されている。第4基板固定部63Dは、下側へ突出された比較的高さの低い略円筒状に形成されており、第4基板固定部63Dの先端面(下面)が、接地部61の先端面(下面)と面一に配置されている。また、第4基板固定部63Dの内部には、第4基板固定ネジ部63D1が形成されており、第4基板固定ネジ部63D1の内側面には、雌ネジが形成されている。さらに、第4基板固定部63Dは、下面視で、第1基準線L1に対して第2方向他方側で且つ第2基準線L2に対して第1方向一方側の位置に配置されている。
(【0031】以降は省略されています)

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