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JP5711551B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

モータ駆動装置 Download PDF

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JP5711551B2
JP5711551B2 JP2011017040A JP2011017040A JP5711551B2 JP 5711551 B2 JP5711551 B2 JP 5711551B2 JP 2011017040 A JP2011017040 A JP 2011017040A JP 2011017040 A JP2011017040 A JP 2011017040A JP 5711551 B2 JP5711551 B2 JP 5711551B2
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Description

本発明は、モータ駆動装置に関する。
従来、所謂機電一体型のモータ駆動装置において、モータの回転位置センサの出力端子を電子制御ユニットECUへ接続すると共に、モータの回転軸に対してこの出力端子とは反対側に、ECUとモータを中継する複数の中継端子のモータ側接続部分を配置したものが知られている(例えば特許文献1)。
特開2009−23418号公報
しかし、複数の中継端子は、モータの回転軸の周りに沿って円弧状に形成されると共に、モータの回転軸に対して異なる側に(時計周り側と反時計周り側の夫々に分けて)配置されているため、中継端子で囲まれる面積が大きくなる。この中継端子は、スイッチング素子によって高速でスイッチングされた電力が供給されるためノイズの発生源となるが、中継端子で囲まれる面積が大きければそれだけノイズの拡散も大きくなるという問題があった。本発明の目的とするところは、ノイズの拡散を抑制できるモータ駆動装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のモータ駆動装置では、好ましくは、複数の中継端子を構成する第1、第2、および第3の金属端子の各腕部を、モータの回転軸に対して同じ側に(時計周り側又は反時計周り側の一方に)配置した。また、第1の金属端子の腕部を、第2の金属端子のモータ側接続部に対し径方向内側に配置し、第2の金属端子の腕部を、第3の金属端子のモータ側接続部に対し径方向外側に配置した。
よって、ノイズの拡散を抑制することができる。
モータ駆動装置が適用されるパワーステアリング装置のシステム構成図である。 モータ駆動装置の軸方向断面図である(図5のA−A視断面)。 モータ駆動装置の正面図である。 カバーを取り外したモータ駆動装置の正面図である。 カバーと制御系基板を取り外したモータ駆動装置の正面図である。 電源基板の斜視図である。 金属基板の正面図である。 支持部材に設置された中継端子のユニットの正面図である。 カバーを取り外したモータ駆動装置の正面図であり、(a)は実施例1を示し、(b)は比較例を示す。 カバーと制御系基板を取り外したモータ駆動装置の正面図であり、(a)は実施例1を示し、(b)は比較例を示す。 カバーを取り外したモータ駆動装置の正面図である(実施例2)。
以下、本発明を実現する形態を、図面に基づき説明する。
[実施例1]
実施例1のモータ駆動装置は、自動車の操舵系に設けられたパワーステアリング装置(以下、装置PSという。)に適用される。図1は、パワーステアリング装置PSのシステム構成図である。操舵系は、操作機構とギヤ機構とリンク機構を有している。操作機構は、ステアリングホイールSWとステアリングシャフト(コラムシャフト)SSを有している。ステアリングシャフトSSは第1シャフトS1と第2シャフトS2(中間シャフト)からなる。ギヤ機構はラック&ピニオン型であり、ラックRとピニオンPnを有している。ピニオンPnは、第2シャフトS2に連結されたピニオンシャフトS3の先端に設けられており、ラックRkと噛み合っている。リンク機構は、ラックRkに連結されたタイロッドTRと、タイロッドTRに連結された転舵輪FL,FRとを有している。


装置PSは、電動モータ2がポンプ8を駆動して油圧力を発生し、この油圧力により操舵補助力を発生する所謂電動油圧式である。装置PSは、パワーシリンダとして油圧を発生可能な油圧シリンダCと、油圧シリンダC内に設置されて2つの油圧室R1,R2を区画形成すると共に、ラックRkと一体に往復移動可能に設けられたパワーピストンPpと、電源としてのバッテリBATTから供給される電力(電流)により駆動されるモータ2と、モータ2の回転軸22に双方向回転可能に設置され、その2つの吐出口(兼吸入口)M1,M2が配管U1,U2を介して油圧室R1,R2に夫々接続された双方向ポンプ8と、操舵トルクを検出する手段としてのトルクセンサTSと、モータ2の回転(回転角ないし回転位置)を検出する手段としての回転位置センサ5と、上記検出手段TS,5から信号の入力を受けてモータ2の駆動を制御するモータ制御装置(コントロールユニット)としての電子制御ユニットECU3と、を有している。トルクセンサTSはピニオンシャフトS3に設けられ、回転位置センサ5はモータ2の回転軸22に設けられており、夫々ECU3に接続されている。運転者によりステアリングホイールSWが操舵されると、ステアリングシャフトSSを介してピニオンシャフトS3に入力される操舵トルクがトルクセンサTSにより検出される。ECU3は、検出された操舵トルクに基づき駆動信号を出力してモータ2を駆動する。ポンプ8が或る一方向に回転すると油圧室R1,R2の一方に油圧が発生し、この油圧力がパワーピストンPpを一方向に押圧してラックRkを軸方向移動させる。これにより、運転者の操舵操作(ピニオンシャフトS3の回転)に対して補助動力が与えられ、操舵力がアシストされる。
ポンプ8はポンプハウジング800の内部に収容され、ポンプユニットを構成している。また、モータ2とECU3は同一のハウジング4の内部に収容され、所謂機電一体型のモータECUユニットとして、モータ駆動装置1を構成している。モータ駆動装置1は、ポンプユニットと一体のパワーユニットPUとして、配管U1,U2や油圧シリンダCとは独立して車両に搭載可能に設けられている。なお、モータ駆動装置1を、ポンプユニットとは別体に設けてもよい。
図2は、パワーユニットPUをモータ2(ポンプ8)の回転中心Oを通る平面で切った断面図である。図3は、モータ駆動装置1をポンプ8の側から見た正面図である。図4は、カバー4bを取り外した状態のモータ駆動装置1をその開口側(z軸正方向側)から見た正面図である。図5は、カバー4bのほかに更に制御系基板33を取り外した状態のモータ駆動装置1をその開口側(z軸正方向側)から見た正面図である。図2は、図5のA−A視断面に略相当する。図4で、支持部材9を省略して描く。以下、説明の便宜上、3次元の直交座標系を設け、モータ2の回転軸22が延びる方向にz軸をとり、モータ2に対してポンプ8の側を正方向とする。図5の上下方向に延び、モータ2に対してECU3が設置される側を正方向とするy軸と、y軸及びz軸に直交し、金属基板32に対して電源基板31が設置される側を正方向とするx軸とを設ける。
図2に示すように、ポンプ8は、内接式のギヤポンプ、具体的にはトロコイド式のポンプであり、回転軸80と、これと一体に回転する外歯歯車81と、外歯歯車81の外周に設置されこれと噛合う内歯歯車82とを有している。ポンプハウジング800は、歯車81,82のz軸正方向側に設置されるフロントボディ801と、歯車81,82のz軸負方向側に設置されるリアボディ802と、歯車81,82及びフロントボディ801を内部に収容するタンクハウジング803とを有している。フロントボディ801とリアボディ802は、回転軸80を軸支すると共に、歯車81,82を両側面から挟み込んで、歯車81,82の間にポンプ室を形成する。タンクハウジング803は、ポンプ8のy軸正方向側に延びる油供給通路804と、油供給通路804に接続するタンク805とを有している。タンク805は油供給通路804を介してポンプ8に連通し、ポンプ8に作動油を供給可能に設けられている。パワーユニットPUは、好ましくはy軸正方向が鉛直上方となるように、すなわちタンク805(及び油供給通路804)がポンプ8よりも鉛直上方に位置するように、車両に設置される。
モータ駆動装置1は、モータ2と、ECU3と、モータECUハウジング(以下、ハウジング4という。)と、回転位置センサ5と、ECU3と回転位置センサ5及びモータ2とを接続する各種端子(センサ出力端子6、中継端子7)と、を有している。
ハウジング4は、ECU3のハウジングとモータ2のハウジングとが一体となった構造であり、z軸正方向側に開口するバスタブ状のハウジング本体4aと、ハウジング本体4aの上記開口部を閉塞するカバー4bとを有している。カバー4bには、貫通孔4cがz軸方向に貫通形成されている。図3に示すように、カバー4bは、z軸方向から見て略半円状の部分を有するモータ収容部40bと、略長方形状の基板収容部41bとを有している。ハウジング本体4aは、金属材料を用いて鋳造によって形成されており、その内部にモータ収容部40a及び基板収容部41aを有している。言い換えると、モータ収容部40aと基板収容部41aは鋳造により一体に形成されている。具体的には、ハウジング本体4aは、アルミニウム合金を材料としてダイキャストにより成形されており、強度が比較的高い。図2,図3に示すように、ハウジング本体4aとカバー4bは、ボルトB1〜B5により締結される。ハウジング本体4aのz軸正方向端面には、ハウジング本体4aとカバー4bとの間をシールするシール部材を設置するためのシール溝Gが全周にわたって設けられている。ハウジング本体4aのモータ収容部40aは、カバー4bのモータ収容部40bと共に、モータユニット(モータ2の各要素及び回転位置センサ5)を収容するモータ収容部41を構成する。基板収容部41aは、カバー4bの基板収容部41bと共に、ECU3(基板30〜33)を収容する基板収容部41を構成する。モータ収容部40(40a,40b)と基板収容部41(41a,41b)は、夫々の内部空間同士が連続するように形成されている。
以下、モータ収容部40aと基板収容部41aについて説明する。図2及び図4に示すように、モータ収容部40aは、z軸方向から見て略円形のモータ挿入孔400を囲むように形成された筒状の外壁部43と、外壁部43と連続してモータ挿入孔400のz軸正方向側を塞ぐように、モータ挿入孔400の径方向(z軸に対して直交する方向。以下、単に径方向という。)に広がって形成された隔壁部44と、隔壁部44からz軸正方向側に突出するように回転中心Oの周りに筒状に形成された筒状部45とを有している。モータ挿入孔400には、そのz軸負方向側の開口から、モータ2(の要素であるステータ20)が挿入されて設置される。モータ挿入孔400のz軸負方向側の開口は、カップ状(有底円筒状)に形成されたモータカバー42により閉塞される。モータカバー42の内周のz軸負方向端面には、内輪と外輪を有する玉軸受である軸受420(の外輪)が設置されている。
隔壁部44は、モータ挿入孔400に設置されるステータ20のz軸正方向側に配置されており、外壁部43と筒状部45とを径方向に接続する。隔壁部44には、z軸方向から見て、回転中心Oの周りの2/3ほどの角度範囲にわたり、三日月形状の貫通孔440が、z軸方向に貫通形成されている。貫通孔440は、回転中心Oを中心とする大小2つの円弧とこれらを結ぶ2つの径方向直線とに囲まれた形状を有しており、z軸方向から見て回転中心Oを通る直線である仮想線lに対して一方側の領域に設けられている。具体的には、回転中心Oを原点とするx−y座標系において、第3象限とこれに隣接する第2,第4象限の一部にわたって設けられている。また、隔壁部44には、仮想線lにより区分される他方側の領域であって、回転中心Oを挟んで貫通孔440と対向する位置に、略長方形状の貫通孔442がz軸方向に貫通形成されている。隔壁部44のz軸負方向側には、有底円筒状の回転位置センサ設置部441が形成されている(図2参照)。回転位置センサ設置部441は、回転中心Oの周りにz軸正方向に延びる円筒状に形成されており、その内周には段差部が設けられている。筒状部45には、貫通孔450がz軸方向に貫通形成され、回転位置センサ設置部441のz軸正方向側の底部に開口している。貫通孔450は、モータ2の回転軸22より若干大径に、回転中心Oの周りに形成されている。貫通孔450のz軸負方向側の内周には、内輪と外輪を有する玉軸受である軸受451(の外輪)が設置されている。貫通孔450における軸受451よりもz軸正方向側の内周には、シール部材452が設置されている。筒状部45のz軸正方向端は、カバー4bの貫通孔4cに挿入され、カバー4bのz軸正方向側に突出した状態で設置される。
基板収容部41aは、x軸方向寸法よりもy軸方向寸法のほうが短い略長方形状に形成されており、モータ収容部40aの径方向外側、具体的にはモータ収容部40のy軸正方向側に配置されている。図5に示すように、基板収容部41aのx軸正方向側には、電源基板設置部410が設けられている。電源基板設置部410は、径方向に広がる設置面412を有する外周部411と、外周部411に囲まれた凹部413とを有している。設置面412にはボルト穴が設けられており、電源基板31の外周が設置されてボルト締結される。設置面412の一部はモータ収容部40aの隔壁部44に設けられている。凹部413には電源基板31の電子部品部340が収容される。なお、電気的絶縁確保のため、凹部413の内周面に絶縁シート等を貼付することが好ましい。基板収容部41aのx軸負方向側には、金属基板設置部414が設けられている。金属基板設置部414は、径方向に広がる設置面416を有する外周部415と、設置面416に連続してz軸負方向側に延びるヒートシンク417とを有している。設置面416にはボルト穴が設けられており、金属基板32が設置されてボルト締結される。基板収容部41は、金属材料(アルミニウム合金)によって形成されているため、放熱性が良い。特に、金属基板設置部414は、設置面416において金属基板32の発熱(トランジスタ351〜356が発する熱)を吸収し、ヒートシンク417から放出する機能を有している。図2に示すように、金属基板設置部414の設置面416はモータ挿入孔400のz軸正方向端と略同じz軸方向位置に設けられる一方、電源基板設置部410の設置面412は設置面416よりも若干z軸正方向側(隔壁部44のz軸正方向側の面と略同じz軸方向位置)に設けられている。また、基板収容部41aには、制御系基板33をボルト締結するためのボルト穴が設けられた基板設置部418が複数形成されている。
モータ2は、3相ブラシレスDCモータであり、モータ要素として、固定子であるステータ20と、回転子であるロータ21と、ロータ21と一体に回転するモータ出力軸である回転軸22とを有している。なお、モータ2は、スイッチング素子により複数の回転位相を制御される多相モータであればよく、3相モータやブラシレスDCモータに限らない。回転軸22のz軸負方向側の端は軸受420(の内輪)に設置され、回転軸22のz軸正方向側の端は貫通孔450内で軸受451(の内輪)に設置されると共に接続部材によりポンプ8の回転軸80と接続する。回転軸22に固定されたロータ21はステータ20の内周側に配置される。すなわち、回転軸22は、ロータ21のz軸方向両側で、両軸受420,451によりモータ収容部40a内に回転自在に支持される。
ステータ20は、ハウジング4(モータ収容部40a)内に固定される3相u,v,wのコイル200を有している。以下、各相に対応する部材に適宜u,v,wの符号を付して区別する。コイル200が巻回されるボビン201は、モータカバー42及びモータ挿入孔400の内周に嵌合して設置されると共に、そのz軸正方向側でリテーナ202により保持されている。ボビン201とリテーナ202は絶縁材料で形成されている。リテーナ202には、z軸正方向側に突出する端子台(端子接続部)203〜205が、u,v,wの相ごとに3つ設けられている。端子台203〜205には、3相u,v,wのコイル200に夫々接続される端子20u,20v,20wが設置されている。端子20u,20v,20wを端子台203〜205に設けることで、端子保持性を向上するとともに、端子20u,20v,20wとハウジング4との間の絶縁を行っている。z軸方向から見て、端子台203〜205は、回転中心Oを中心とする略同心円上に、隔壁部44の貫通孔440内に収まるように配置される。図2に示すように、端子台203〜205(及び端子20)は、貫通孔440をz軸方向に貫通し、その先端が隔壁部44よりもz軸正方向側に突出して露出した状態で設置される。端子台203〜205のz軸正方向端には、夫々ボルト穴が設けられている。
回転軸22には、ロータ21(回転軸22)の回転位置を検出する回転位置センサ5が設けられている。回転位置センサ5は、モータ収容部40a内であって回転軸22の外周側に設けられている。具体的には、回転位置センサ5は、隔壁部44の回転位置センサ設置部441に、z軸負方向側から取り付けられる。回転位置センサ5はレゾルバであり、ステータ50とロータ51を有している。なお、回転位置センサ5はレゾルバに限らず、エンコーダやホール素子を用いたものでもよい。ステータ50は、円盤状のボビン501に巻回されたコイル500を有している。ステータ50は回転位置センサ設置部441の段差部に設置されている。ボビン501の外周部が段差部に嵌合することでハウジング4に対する回転位置センサ5の径方向(xy平面内)での位置決めがなされ、ステータ50の中心軸が回転軸22の中心Oと略一致する。ロータ51は、モータ2の回転軸22の外周にロータ21よりもz軸正方向側に固定され、回転軸22と一体に回転する。よって、ロータ51の回転中心Oはステータ50の中心軸と略一致する。ロータ51は、モータ収容部40a内で、モータ2のステータ20(リテーナ202)よりもz軸正方向側であって、ステータ50(コイル500)の内周側に、ステータ50と略同じz軸方向位置に設置されている。
ステータ50には、ボビン501と一体に、1つの端子台502が設けられている。ボビン501と端子台502は絶縁材料で形成されている。図5に示すように、端子台502は、z軸方向から見て、回転軸22を挟んで端子台203〜205とは反対側のx軸正方向側かつy軸正方向側の領域、言い換えると、回転中心Oを原点とするx−y座標系において、第1象限に設けられている。言い換えると、端子台502は、z軸方向から見て、回転中心Oを通る仮想線lに対して端子台203〜205と反対側の領域に設けられている。端子台502には複数(本実施例1では6つ)の端子接続部53(531〜536)が設けられており、各端子接続部53は回転位置センサ5のコイル500と電気的に接続されている。端子接続部53は、端子台502の径方向外側の先端に沿って(回転中心Oを中心とする円の接線方向と略平行に)一列に並んで設けられている。各端子接続部53には、センサ出力端子6(61〜66)が設置される。
ECU3は、モータ2へ電力を供給するパワー系回路30と、センサから入力される信号に基づきモータ2の駆動信号を出力する制御系基板33とを、ユニットとして有している。パワー系回路30は、制御系基板33からの駆動信号に基づき、モータ2へ供給する電流を制御する。パワー系回路30は、パワー系基板としての電源基板31と金属基板32に設けられている。
図6は、電源基板31をその一方の(z軸負方向側の)面310の側から見た斜視図である。電源基板31は、樹脂材料で形成された絶縁体の樹脂基板と、樹脂基板内に複数(例えば2,3枚)層状に埋設(積層)されたバスバー(電力供給用の金属板)とを有している。電源基板31は、例えば、金型を用いて樹脂基板内に金属板(バスバー)を挟み込むインモールド成形を複数回行うことで形成される。電源基板31には、電力供給回路が搭載されている。電力供給回路は、面310の反対側の面に設けられたコネクタCN(図5参照)を介してバッテリBATTに接続されると共に、インバータ34を有している。インバータ34は、バッテリBATTから供給される直流電力を交流電力に変換してモータ2に供給する回路であり、電子部品部340とバスバー部を有している。電子部品部340は、樹脂基板の面310に設置された複数の電子部品(パワー系素子)、具体的にはリレー341、コイル342、コンデンサ343等から構成されている。バスバー部は、バスバーから構成されており、バッテリBATT、電子部品部340、及び金属基板32のトランジスタ351〜356と電気的に接続される。言い換えると、電源基板31は、バスバーアセンブリとして構成されたインバータブロックである。電源基板31(樹脂基板)は、一部が切欠かれた略長方形状であり、外周に電源基板設置部410への締結用のボルト穴311〜313が貫通形成されると共に、1つの(x軸負方向側の)長辺の(y軸負方向側)端から矩形状に突出する肩部314が設けられている。肩部314の(y軸正方向側の)一辺から露出するように、2つの端子315,316が設けられている。端子315,316は、樹脂基板におけるL字状の切欠き部位に面して並ぶように配置されており、樹脂基板内のバスバーに連続する。
図7は、金属基板32をその一方の(z軸正方向側の)面320の側から見た正面図である。金属基板32は、大電流を通電可能な1枚の金属板であり、電源基板31とは別の部材として構成されている。金属基板32は、一部が切欠かれた略長方形状であり、4隅に金属基板設置部414への締結用のボルト穴321〜324が貫通形成されている。金属基板32は、アルミニウム、銅箔、及び絶縁層のプレス成形体の面320に回路が形成されると共に、モータ2の3相のコイル200への通電を制御するスイッチング素子35が複数(具体的には6個)搭載されている。スイッチング素子35はトランジスタ351〜356であって、具体的には電界効果トランジスタFETである。3つのトランジスタ351〜353は、金属基板32の1つの(y軸正方向側の)長辺に隣接してこれと略平行に並ぶように設けられ、他の3つのトランジスタ354〜356は、金属基板32のもう1つの(y軸負方向側の)長辺に隣接してこれと略平行に並ぶように設けられている。トランジスタ351〜356は、面320に設けられた上記回路と共に、スイッチング回路を構成している。
スイッチング回路は、複数(具体的には5個)の端子接続部37(371〜375)を介して、金属基板32以外の部材と電気的に接続することが可能に設けられている。金属基板32の面320には、面320に対して略垂直に(z軸正方向側に)、端子接続部37を保持する保持部材36が立設されている。保持部材36は、金属基板32の1つの(y軸負方向側の)長辺に隣接してこれと略平行に設けられ、その頂辺から端子接続部37が(z軸正方向側に)突出するように(x軸方向に)並んで設けられている。その内、端子接続部371,372は、x軸正方向側、言い換えると電源基板31寄りに並んで、電源基板31側の端子315,316と夫々接続可能に設けられていると共に(図5参照)、金属基板32においてトランジスタ351〜356と夫々接続している。他の端子接続部373〜375は、トランジスタ354〜356に夫々(x軸方向に)隣接して並ぶように配置されており、金属基板32においてトランジスタ351〜356と夫々接続すると共に、モータ2側の中継端子7u,7v,7wと夫々接続可能に設けられている。言い換えると、トランジスタ351〜356は、端子接続部373〜375を介してモータ2のステータ20(3相のコイル200)に夫々接続されると共に、端子接続部371,372を介して電源基板31(バスバー)に接続される。電源基板31は、バッテリBATTからの電力を、金属基板32を介してトランジスタ351〜356へ供給する。
制御系基板33は信号系基板であり、インバータ34を制御する制御素子としてマイクロコンピュータが搭載されている。マイクロコンピュータは、インバータ34、トルクセンサTS、及び回転位置センサ5と電気的に接続されており、回転位置センサ5の信号に基づきトランジスタ351〜356を駆動制御(PWM制御)する。図4に示すように、制御系基板33は、一部が切欠かれた略長方形状であり、外周に基板設置部418への締結用のボルト穴331〜334が貫通形成されている。制御系基板33は、パワー系回路30(電源基板31と金属基板32)のz軸正方向側に所定の距離をおいて、これらの基板31,32と略平行に設置され、接続端子やハーネス等によりこれらの基板31,32と電気的に接続される(図2参照)。制御系基板33は、ハウジング本体4aのz軸正方向端面よりもz軸正方向側にオフセットして設置され、カバー4bの内部に入り込んで収容される。制御系基板33は、電源基板31及び金属基板32と同様、モータ回転軸22に対して略垂直に設置されている。
制御系基板33と回転位置センサ5(コイル500)との接続はセンサ出力端子6によって行われる。回転位置センサ5のステータ50(コイル500)は、モータ収容部40aのz軸正方向側であって、制御系基板33に対して(y軸方向に)離れた位置に設置されている。一方、ステータ50は制御系基板33の側(y軸正方向)に延びる端子台502を有しており、端子台502は、z軸方向から見て、制御系基板33のy軸負方向側部分と重なる位置に配置されている。具体的には、図5に示すように、制御系基板33の一方の(y軸負方向側の)長辺は、モータの回転軸22の形状に沿った(回転中心Oを中心とする)略円弧状に切欠かれている。制御系基板33は、長手方向(x軸方向)で見ると、上記円弧状切欠部335を挟んで一方側(x軸負方向側)よりも他方側(x軸正方向側)−すなわち組立時における金属基板32側よりも電源基板31側−の部分336のほうが、外側(y軸負方向側)−すなわち組立時におけるモータ2側−に張り出すように設けられている。この張出部分336に隣接する(x軸正方向側の)円弧状切欠部335には、複数(具体的には6個)の端子接続部38(381〜386)が設けられている。端子接続部38は、円弧状切欠部335の縁に沿って、(組立時における)回転中心Oを中心とする円の接線方向と略平行に一列に並んで、制御系基板33に貫通形成された孔であり、組立時には回転位置センサ5(端子台502)の端子接続部53(図5参照)とz軸方向から見て夫々対応する(z軸方向から見て略一致する)位置に設けられている。
センサ出力端子6は直線状の導電部材であり複数(具体的には6本)設けられている。(端子接続部531〜536に夫々接続される)センサ出力端子61〜66は、モータ2の回転軸22に対して基板収容部41aの側に、かつ制御系基板33(円弧状切欠部335)と径方向にオーバーラップするように配置されており、モータ2の軸方向(z軸方向)に延びて制御系基板33に対して略垂直に接続される。各センサ出力端子61〜66は、端子台502から隔壁部44の貫通孔442を通ってz軸正方向に向かって延び、他の部材を介さず直接的に、夫々対応する制御系基板33の端子接続部531〜536に接続され、回転位置センサ5(コイル500)と制御系基板33とを電気的に接続する。回転位置センサ5によって検出されたロータ21(回転軸22)の回転位置信号は、センサ出力端子6を介して制御系基板33に出力され、ECU3は、この回転位置信号に基づきモータ2(コイル200)に通電を行う。具体的には、PWM制御によりモータ2の回転数を制御する。
図8は、複数(具体的には3個)の中継端子7(7u,7v,7w)と、中継端子7の腕部71を支持するための支持部材9とを、一体に組み付けたユニットの正面図である。モータ2側の端子20u〜20wとパワー系回路30(金属基板32)側の端子接続部373〜375は、モータ2の回転軸22を跨いでモータ径方向(y軸方向)に離れた位置に設けられている(図5参照)。よって、金属基板32とモータ2との接続は、これらを中継する中継端子7によって行われる。中継端子7は、モータ2の3相のコイル200の夫々とパワー系回路30のトランジスタ351〜356とを電気的に接続してトランジスタ351〜356からコイル200へ通電するためにハウジング4内に設けられたモータ2の3相線であり、第1、第2、及び第3の端子7u,7v,7wから構成されている。中継端子7は、導電性の金属板等をプレス加工等することで形成された金属端子であり、トランジスタ側接続部70と、腕部71と、モータ側接続部72とを有している。
トランジスタ側接続部70は、組立時に径方向(xy平面)に対して略垂直かつx軸方向に広がり、金属基板32の端子接続部373〜375のy軸負方向側の面に接するように配置され、溶接等により端子接続部373〜375に接続可能に設けられている。モータ側接続部72は、ボルト孔720が貫通形成されており、組立時に径方向(xy平面)に対して略平行に広がり、モータ要素(具体的にはステータ20ないしコイル200)と径方向にオーバーラップするように、周方向(回転中心Oの周り)に並んで配置されている。具体的には、3つのモータ側接続部72は、組立時に、(貫通孔440から隔壁部44のz軸正方向側に露出する)端子台203〜205の端子20u,20v,20wにz軸方向で夫々対向する位置に設けられている。3つのモータ側接続部72は、端子台203〜205(端子20u,20v,20w)と同様、回転軸22(回転中心O)を通る径方向の仮想線lに対し、端子台502(センサ出力端子6)の反対側に配置されている。モータ側接続部72がボルト孔720を介して端子台203〜205にボルトb1〜b3により締結(ネジ留め)されることで、中継端子7u,7v,7wの夫々は、モータ2のステータ20に固定され、3相のコイル200の夫々と接続される。コイル200は、中継端子7を介してECU3(金属基板32)と接続し、電流供給を受ける。
腕部71は、トランジスタ側接続部70に対して折れ曲がり、モータ側接続部72へ延びてこれら接続部70,72を中継する部分であり、組立時に径方向に対して略垂直に配置されることで、装置1の径方向寸法の増大を抑制する。図5に示すように、3本の中継端子7u,7v,7wの腕部71は、モータ2の回転軸22に対して同じ側に配置される。3本の腕部71の長さは互いに異なっており、そのうち長いほうの2本は途中で折れ曲がって略円弧状に形成されている。z軸正方向側から見て、3本の腕部71は、トランジスタ側接続部70から回転軸22の周りに同じ回転方向(反時計回り方向)に延びるように配置される。最も長い腕部71は貫通孔440の内径側(回転中心Oに近い側)の縁に略沿って延び、他の2本の腕部71は貫通孔440の外径側(回転中心Oから遠い側)の縁に略沿って延びて、これら3本の腕部71は端子台203〜205(端子20u,20v,20w)を挟み込むように配置される。中継端子7u,7v,7w、特に夫々のモータ側接続部72は、ハウジング4(モータ収容部)内で、回転中心Oを通る仮想の直線lにより2分される領域の一方側に固まって配置され、他方側の領域には回転位置センサ5のセンサ出力端子6が固まって配置される。
支持部材9は、細長い板状の固定部90と、中継端子7の腕部71の夫々を覆う複数の被覆部91と、複数の被覆部91間を接続してこれらを固定する複数の橋部92とを一体に有している。固定部90の両端には、ボルト穴900が設けられている。図5に示すように、固定部90は、ハウジング4内において、金属基板32のz軸正方向側の面のy軸負方向端に設置される。固定部90がボルト穴900を介してハウジング4にボルト締結されることで、支持部材9及びこれに一体に支持される中継端子7がハウジング4に固定される。固定部90の両端のボルト穴900は、金属基板32のボルト穴321,322とz軸方向に略重なるように設けられている。固定部90がボルト穴900を介して金属基板32と共締めされることで、支持部材9がハウジング4に固定される。被覆部91は、3本の腕部71の夫々の長さに応じてその大部分を覆うように設けられている。互いの距離が比較的短い2本の中継端子7v,7wの被覆部91は、一体に設けられている。この一体に設けられた被覆部91と他の中継端子7uの被覆部91は、トランジスタ側の橋部92aとモータ側の橋部92bからなる2つの橋部92により、橋渡しされるように接続されている。
[実施例1の作用]
(センサ検出精度の向上)
ハウジング4の筒状部45に軸受451が設けられ、軸受451,420によってモータ2のロータ21を両持ち支持するため、回転軸22(回転中心O)の位置精度を向上することができる。そして、筒状部45と一体の隔壁部44に回転位置センサ5が設けられている。すなわち、回転位置センサ5のロータ51(回転軸22)は軸受451を介して筒状部45(隔壁部44)に対して軸支されている。また、回転位置センサ5のステータ50(コイル500)は、隔壁部44に対して位置決めされている。このように、回転位置センサ5のロータ51とステータ50が同じ部材であるハウジング4に対して位置決めされているため、両者の中心軸同士の位置決め性が良く、これにより回転位置センサ5の検出精度を向上することができる。より具体的には、隔壁部44の回転位置センサ設置部441と筒状部45の軸受451はz軸方向に隣接して設けられているところ、xy平面内で、ステータ50(コイル500)は回転位置センサ設置部441により位置決めされ、ロータ51(回転軸22)は軸受451により位置決めされる。このように回転位置センサ5のロータ51とステータ50の位置決め部位が(z軸方向で)隣接し、互いの距離が短いため、両者の中心軸のズレがより効果的に抑制される。よって、回転位置センサ5の検出精度がより向上する。
(小型化及び作業性の向上)
装置1は、モータ2を収容するモータ収容部と、ECU3(基板30〜33)を収容する基板収容部とが一体に設けられたハウジング4を有し、モータ2とECU3とをハウジング4の内部で接続する。これにより、両者の接続用の防水コネクタ等が不要となり、装置1の小型化を図ることができる。ここで、パワー系基板(電源基板31と金属基板32)は、ハウジング4においてモータ2の径方向外側に設置されている。よって、パワー系基板をz軸方向でモータ2と重なるように(モータ2の軸上に)設けた場合と異なり、装置1の軸方向寸法の増大を抑制することができる。そして、パワー系基板とモータ2の端子20とを接続する中継端子7(7u,7v)を、モータ2の回転軸22の周りに沿って略円弧状に形成することで、コイル200の複数の相に対応して複数設けられた中継端子7をコンパクトに配置することができる。装置1は、モータ2の端子20(端子台203〜205)が隔壁部44の貫通孔440からz軸正方向側に露出し、ボルトb1〜b3で中継端子7に締結固定される構成であるため、ECU3(基板30〜33)を組付けた後も、装置1のz軸正方向側からボルトb1〜b3を取り外し、モータ2をハウジング4から取り外すことが可能である。よって、モータ2が組付けられていない状態でのECU3の検査が可能であり、検査を行う際、ECU3への通電によりモータ2が回転するおそれがないため、検査作業性を向上することができる。また、制御系基板33とパワー系基板(電源基板31と金属基板32)はz軸方向に重なり合って互いに略平行に設けられている。よって、装置1の径方向寸法の増大を抑制できると共に、制御系基板33とパワー系基板31,32との接続が容易である。例えば、両者を接続する接続部材は、回転位置センサ5と制御系基板33とを接続するセンサ出力端子6と同様、直線状の部材で足り、接続作業を容易化することができる。
制御系基板33(円弧状切欠部335)は、z軸方向から見て回転位置センサ5の端子接続部53とオーバーラップするように設けられている。これにより、回転位置センサ5の出力端子6を制御系基板33へハーネス等を介さず直接に接続することができる。例えば、制御系基板33を取り付ける際、端子接続部53からz軸正方向に延びるように設置されたセンサ出力端子7をそのまま制御系基板33に接続するだけでよい。又は、制御系基板33がハウジング4に設置された状態で、センサ出力端子7をz軸正方向側から制御系基板33および端子接続部53に挿通・固定するだけでよい。これにより、接続性を向上し、構造の簡素化を図ると共に、装置1の製造性の効率化を図ることができる。なお、本実施例1では、隔壁部44において、モータ2の側(z軸負方向側)に回転位置センサ設置部441(回転位置センサ5)を設けると共に、隔壁部44に貫通孔442を設け、センサ出力端子7が貫通孔442を通って制御系基板33に接続されることとしたが、隔壁部44において、モータ2と反対側(z軸正方向側)、すなわち制御系基板33の側に、回転位置センサ設置部441(回転位置センサ5)を設けて、接続性のより一層の向上を図ることとしてもよい。本実施例1では、モータ2の側に回転位置センサ設置部441を設けたため、隔壁部44におけるモータ2と反対側の空きスペースを有効活用すること(実施例2,3参照)が容易になる。
モータ2の端子台203〜205(端子20)と回転位置センサ5の端子接続部52は、モータ2の回転軸22を挟んで対向するように(回転軸22に対して反対側に)配置されている。言い換えると、仮想線lを挟んで反対側に配置されている。よって、レイアウト上、回転位置センサ5の端子接続部53とモータ側の端子台203〜205(端子20)とが干渉するおそれが少なくなる。例えば、中継端子7(モータ側接続部72)を端子台203〜205(ボルト孔)にネジ留めしてコイル200に接続する際、回転位置センサ5の端子接続部53との干渉を抑制することができる。また、回転位置センサ5の端子接続部53は、回転軸22よりもECU3の側、すなわちy軸正方向側に配置されている。すなわち、センサ出力端子6は、回転軸22に対して制御系基板33の設置側に配置されている。よって、上記オーバーラップのために制御系基板33を(y軸負方向側に)延ばして形成する必要性が少ない。言い換えると、制御系基板33をセンサ出力端子6まで延ばすための寸法(円弧状切欠部335のy軸方向長さ)を抑制することができる。このため、制御系基板33の小型化が可能である。さらに、回転位置センサ5の端子接続部53は、回転位置センサ5(ステータ50)の径方向外側(y軸正方向側)に突出して形成された端子台502に設けられている。よって、制御系基板33を回転位置センサ5(ステータ50)まで(y軸負方向側に)延ばして形成する必要がない。このため、制御系基板33のより一層の小型化が可能である。
次に、比較例を参照しつつ本実施例1の装置1の作用を説明する。図9及び図10は、図4と同様、モータ駆動装置をモータ軸方向から見た正面図である。図9(a)及び図10(a)は本実施例1の装置1を示し、図9(b)及び図10(b)は比較例の装置を示す。図9(b)及び図10(b)において、本実施例1の装置1と対応する部材に同じ符号を付す。図9(b)及び図10(b)に示すように、比較例の装置では、金属基板32がインバータブロックとしての電源基板31と一体に形成されることで、パワー系基板を構成している。また、比較例の装置では、3本の中継端子7u,7v,7w(の腕部71)は、パワー系基板との接続部70側からモータ2の回転軸22の周りに異なる回転方向に延びるように配置される。具体的には、3本の中継端子7u〜7wを、回転軸22に対して時計周り方向の1本(7u)と反時計周り方向の2本(7v,7w)とに分けて配置している。
(耐ノイズ性の向上)
パワー系基板とモータ2とを接続する中継端子7は、モータ2の駆動のためにトランジスタ(FET)351〜356によって高速でスイッチングされた電力(比較的大きな振幅と周波数をもった電流)が供給されると、ノイズを発生してしまう。このノイズの発生源である中継端子7で囲まれる領域(複数の中継端子7u〜7wにより取り囲まれる領域のほか、この領域から外側に所定距離だけ離れた周辺の領域を含む。以下同様。)の面積が大きければ、それだけノイズの拡散も大きくなり、ノイズの影響が大きくなる。比較例の装置では、中継端子7u〜7wは、回転軸22に対して異なる側に、すなわち回転軸22の周りに異なる回転方向に延びるように、配置される。そのため、図9(b)に破線で示すように、中継端子7u〜7wで囲まれる領域αの面積が、モータ2の軸方向端面全てを含んでおり、大きい。よって、ノイズの拡散が大きくなる。例えば、領域α内にセンサ出力端子6が位置するため、センサ出力端子6を流れる信号にノイズが混入し、回転位置センサ5の検出精度が低下するおそれがある。また、制御系基板33と領域αとのオーバーラップ部分が大きいため、制御系基板33を流れる信号にノイズが混入し、制御が不安定になるおそれがある。
これに対し、本実施例1の装置1では、図9(a)に示すように、中継端子7u〜7wの全てがモータ回転軸22に対して同じ側に配置される。すなわち、各端子7u〜7wの腕部71が、トランジスタ側又はモータ側の接続部70,72から、回転軸22(筒状部45)の周りに同じ回転方向に延びるように配置される。よって、中継端子7u〜7wによって囲まれる領域αの面積が、モータ2の軸方向端面の略片側だけに抑制されて、比較例よりも小さくなる。このように、中継端子7u〜7wを片側に集約することで、ノイズの拡散を抑制し、ノイズの影響範囲を縮小することができる。例えば、領域α内にセンサ出力端子6を位置させないことが容易になるため、回転位置センサ5へのノイズの影響を抑制することができる。また、制御系基板33と領域αとのオーバーラップ部分が小さくなるため、制御系基板33へのノイズの影響を抑制することができる。なお、本実施例1では、各端子7u〜7wの腕部71は、(x軸負方向側に寄せて配置された)トランジスタ側接続部70から回転軸22の周りに反時計回り方向に延びるように配置されることとしたが、トランジスタ側接続部70をx軸正方向側に寄せて配置し、各腕部71を、これらのトランジスタ側接続部70から回転軸22の周りに時計回り方向に延びるように配置することとしてもよい。本実施例1では、中継端子7u〜7wのモータ側接続部72(端子台203〜205)とセンサ出力端子6とが仮想線lを挟んで反対側に配置される。よって、各モータ側接続部72の周りの所定範囲β内にセンサ出力端子6が位置することが回避されるだけでなく、中継端子7u〜7wをモータ2の軸方向端面の片側に集約した(領域αを小さくした)ことと相俟って、領域α内にセンサ出力端子6が位置することがより確実に回避される。よって、中継端子7から回転位置センサ5へのノイズの影響をより確実に抑制することができる。従って、耐ノイズ性を向上することができる。
(ECUの小型化及び低コスト化)
図9(b)に示すように、比較例の装置では、中継端子7u〜7wは回転軸22に対して夫々異なる側に配置されており、各端子7u〜7wのECU3側の接続部70は、x軸方向において回転軸22を挟んで広い範囲に設けられている。よって、ECU3が(x軸方向に)大型化するおそれがある。これに対し、本実施例1の装置1では、図5に示すように、中継端子7u〜7wのECU3側の接続部70は、回転軸22(回転中心O)よりもx軸方向一方側(x軸負方向側)に集約して設けられている。このように、中継端子7を一方側に寄せることにより、ECU3における中継端子7との接続部位が占める範囲が小さくなるため、ECU3の(x軸方向の)小型化を図ることができる。
また、比較例のモータ駆動装置では、図10(b)に示すように、金属基板32に搭載されたスイッチング素子35は、電源基板31内のバスバーを経由して、中継端子7u〜7wに接続されている。これにより、ECU3と中継端子7とをより安定的に接続することができる。しかし、中継端子7と接続するバスバーの分だけ、電源基板31が大きくなる。電源基板31は構造が複雑であり製造コストが掛かるため、電源基板31が大きくなると、装置1のコストが増大するおそれがある。これに対し、本実施例1の装置1では、図10(a)に示すように、中継端子7を、電源基板31内のバスバーを経由せずに、金属基板32に直接接続することとした。よって、中継端子7と接続する(電源基板31内の)バスバーを省略できる分だけ、電源基板31を小型化することができる。ここで、中継端子7u〜7wを回転軸22に対して同じ側に配置することで、中継端子7の全てを金属基板32に接続することが容易となる。また、金属基板32を電源基板31から切り離して独立させ、電源基板31が中継端子7だけでなくトランジスタ351〜356を搭載しない構成とした(図5参照)。言い換えると、電源基板31を、最低限必要な機能を発揮できる大きさに限定した。よって、電源基板31を更に小型化することができる。従って、装置1の低コスト化を図ることができる。
本実施例1では、図5に示すように、端子接続部373〜375を保持する保持部材36を金属基板32に設け、各中継端子7(トランジスタ側接続部70)は端子接続部373〜375と接続することとした。よって、金属基板32と中継端子7との接続性を向上することができる。また、保持部材36に端子接続部371,372を設け、電源基板31側の端子315,316は端子接続部371,372と接続することとした。よって、電源基板31と金属基板32との電気的接続を安定化しつつこれを容易に行うことができる。具体的には、中継端子7u〜7w(トランジスタ側接続部70)と接続する端子接続部373〜375をx軸負方向側に寄せて配置し、電源基板31と接続する端子接続部371,372をx軸正方向側に寄せて配置した。また、電源基板31に肩部314を設け、肩部314において端子接続部371,372と対向するように端子315,316を露出させた。よって、電源基板31をハウジング4に設置するだけで端子315,316を端子接続部371,372に接続することが可能である。従って、電源基板31と金属基板32との電気的接続のための追加的な部材を不要として構成を簡素化しつつ、組立工数の増大を抑制することができる。更に、端子接続部371〜375を同じ保持部材36に設けることとしたため、部品点数の増大を抑制し、構成をより簡素化することができる。
(支持部材による接続安定化)
本実施例1の装置1では、中継端子7を、電源基板31内のバスバーを経由せずに、金属基板32に直接接続することとした。よって、中継端子7(腕部71)が長くなると共に、中継端子7の支持剛性が低下するおそれがある。また、中継端子7を回転軸22に対して同じ側に配置したことにより、複数の中継端子7u〜7wのうち何れか(本実施例1では端子7u)の腕部71が最も長くなり、その支持が不安定になるおそれがある。これに対し、支持部材9を追加した。よって、少なくとも、腕部71の長くなった中継端子7uの支持剛性不足を補強し、これを向上することができる。従って、例えば、組付時において、端子溶接部に掛かる応力を軽減し、接続性を向上することができる。なお、本実施例1の支持部材9は、3本の中継端子7u〜7wの全てを支持することとしたが、少なくとも腕部71の最も長い中継端子7に支持部材を設ければ、上記作用効果を得ることができる。また、本実施例1の支持部材9は、複数の中継端子7u〜7wを一体にユニット化することとした。これにより、中継端子7u〜7wの組付性を向上することができる。また、支持部材9に固定部90を設けることで、組付性をより向上できる。すなわち、固定部90をボルト穴900を介してハウジング4に金属基板32と共に固定するだけで、中継端子7u〜7wのトランジスタ側接続部70を金属基板32の端子接続部373〜375に接続することが可能である。よって、組立工数を低減できる。なお、支持部材9は、中継端子7u〜7wと別部材として構成し、中継端子7u〜7wを一体に保持可能な構造としてもよいし、中継端子7u〜7wと支持部材9を最初から一体にモールド成形することとしてもよい。また、本実施例1の支持部材9は、腕部71を覆う被覆部91を設けたため、中継端子7間の絶縁性を向上しつつ、これらの支持剛性を高めることができる。また、橋部92を設けたことで、中継端子7同士の相対位置を固定し、これらの支持剛性をより向上できる。橋部92は、腕部71が長くなるときには、特に有効である。なお、支持部材9を省略することとしてもよい。
[実施例1の効果]
以下、実施例1の装置1が奏する効果を列挙する。
(1)内部にモータ収容部40及びモータ収容部40の径方向外側に配置されモータ収容部40と内部空間同士が連続するように形成された基板収容部41を有するハウジング4と、モータ収容部40内に回転自在に支持されるモータ回転軸22と、モータ収容部40内に収容され、モータ回転軸22と共に回転するロータ21と、ハウジング4内に固定される3相のコイル200を有するステータ20と、から構成されるモータ要素と、基板収容部41内に収容され、3相のコイル200への通電を制御するトランジスタ351〜356とバッテリBATTからの電力をトランジスタ351〜356へ供給するための電力供給回路が搭載された電源基板31とから構成されるパワー系回路30と、モータ収容部40内であってモータ回転軸22の外周側に設けられ、ロータ21の回転位置を検出する回転位置センサ5と、基板収容部41内に収容され、回転位置センサ5の信号に基づきトランジスタ351〜356を駆動制御するマイクロコンピュータが搭載された制御系基板33と、回転位置センサ5に設けられ、制御系基板33と径方向にオーバーラップするようにモータ回転軸22に対して基板収容部41側に配置され、制御系基板33と直接接続され、回転位置センサ5によって検出されたロータ21の回転位置信号を制御系基板33に出力するセンサ出力端子6と、ハウジング4内に設けられ、第1、第2、および第3の金属端子7u,7v,7wから構成され、第1、第2、および第3の金属端子7u,7v,7wの夫々は、モータ要素と径方向にオーバーラップするように周方向に並んで配置された3つの接続部(モータ側接続部72)において3相のコイル200の夫々と接続され、3つの接続部(モータ側接続部72)からトランジスタ351〜356側へ延びる3本の腕部71はモータ回転軸22に対して同じ側に配置され、3相のコイル200の夫々とトランジスタ351〜356とを電気的に接続することによりトランジスタ351〜356から3相のコイル200へ通電する中継端子7と、を有する。
よって、中継端子7によるノイズの拡散を抑制することができる。
(2)基板収容部41内に収容されトランジスタ351〜356が搭載される金属基板32を更に備え、金属基板32と電源基板31とは、別部材によって構成される。よって、電源基板31を小型化し、装置1の低コスト化を図ることができる。
(3)中継端子7の3つの接続部(モータ側接続部72)は、モータ回転軸22を通る径方向の仮想線lに対しセンサ出力端子6の反対側に配置される。よって、中継端子7から回転位置センサ6へのノイズの影響を抑制することができる。
(4)ハウジング4内に設けられ、中継端子7の腕部71を支持する支持部材9を有する。よって、中継端子7の剛性不足を補強することができる。
[実施例2]
実施例2の装置1は、中継端子7を回転軸22に対して同じ側に配置したことにより回転軸22の周りに発生した空きスペースを有効利用する点で実施例1と異なる。具体的には、ハウジング4にリブを設けた。他の構成は実施例1と同様であるため、説明を省略する。
図11は、実施例2の装置1をz軸正方向側から見た、図4と同様の正面図である。モータ収容部40の隔壁部44には、隔壁部44のz軸正方向側の面から突出するように、リブ443,444が設けられている。リブ443,444は、鋳造により隔壁部44と一体に形成されており、z軸方向から見て、回転軸22の外周に設けられた筒状部45とモータ収容部40の外壁部43とを径方向に直線状に接続するように設けられている。リブ443,444は、回転軸22に対して基板収容部41aの反対側(y軸負方向側)、かつ、中継端子7u〜7wのモータ側接続部72とセンサ出力端子6との間の領域に、配置されている。具体的には、z軸方向から見て、リブ443は、制御系基板33の円弧状切欠部335のy軸負方向側に、回転中心Oからx軸正方向に延びるように設けられ、他のリブ444は、回転中心Oを原点とするx−y座標系の第4象限に、(原点Oを中心とする)周方向でリブ443と貫通孔440との間に設けられている。ここでリブとは、これをz軸方向で切った断面積が、リブと周方向に隣接する部分の上記断面積よりも大きくなるように形成された部分を言う。言い換えると、リブ443,444の周方向両側の隔壁部44のz軸方向厚さはリブ443,444より小さく、リブ443,444のz軸方向厚さは上記隔壁部44より大きくなるように形成されている。
(鋳造精度の向上)
図4に示すように、中継端子7u〜7wを回転軸22に対して同じ側に配置したことにより、中継端子7u〜7wが設置される隔壁部44のz軸正方向側において、中継端子7u〜7wと径方向反対側、具体的には中継端子7u〜7wとセンサ出力端子6との間に、空きスペース(部材や構造が存在しない空間)を得ることができる。本実施例2では、この空きスペースにリブ443,444を設けた。よって、ハウジング4の剛性を高めることができる。また、モータ収容部40の筒状部45は、モータ2の回転軸22と、ECU3を収容する基板収容部41a内とを隔成する部位であるため、高いシール性が求められる。また、筒状部45は、モータ2の回転軸22だけでなくポンプ8の回転軸80との同軸を出すための部位でもある。よって、筒状部45の高い鋳造精度が必要となる。本実施例2では、外壁部43から筒状部45へ向かうリブ443,444を設けたことにより、ハウジング4の鋳型内に注入された溶湯が筒状部45へ向かって流れる際の流路断面積が、リブ443,444の分だけ大きくなる。よって、筒状部45への湯流れが向上するため、鋳巣の発生が抑制され、筒状部45の鋳造精度を高めることができる。従って、回転軸22と基板収容部41aとのシール性を向上したり、ポンプ回転軸80の位置精度を向上したりすることができる。なお、リブの本数は2に限らず、1でも3以上でもよい。また、リブの周方向両側に隔壁部を設けず、例えばリブ443,444同士の間を貫通孔としてもよい。本実施例2では、リブ443,444の周方向両側に隔壁部44を設けた。よって、ハウジング4の剛性を向上できるだけでなく、モータ2が挿入設置されるモータ挿入孔400内と基板収容部41a内とを隔離して、モータ2側からコンタミがECU3側に侵入することを抑制できる。また、外壁部43と筒状部45とを接続する部分がリブ443,444と隔壁部44の合計となるため、溶湯の流路断面積を増大し、筒状部45への湯流れを更に向上させることができ、上記作用効果を向上できる。
[実施例2の効果]
以下、実施例2の装置1が奏する効果を列挙する。
(1)ハウジング(ハウジング本体4a)は金属材料で鋳造によって形成され、ハウジングのモータ収容部40aに設けられ、モータ回転軸22に対し基板収容部41aの反対側かつ3つの接続部(モータ側接続部72)とセンサ出力端子6の間の領域に配置され、モータ回転軸22の外周に設けられる筒状部45とモータ収容部40aの外壁部43とを径方向に接続するリブ443,444を有する。
よって、ハウジング(ハウジング本体4a)の剛性を高めることができる。また、筒状部45の鋳造精度を向上し、回転軸22と基板収容部41aとのシール性等を向上することができる。
(2)ハウジング(ハウジング本体4a)は、リブ443,444の周方向両側かつモータ要素の軸方向一方側(z軸正方向側)に配置され、軸方向厚さがリブ443,444よりも小さくなるように形成された隔壁部44を有する。よって、筒状部45への湯流れを更に向上させることができる。
[実施例3]
実施例3の装置1は、実施例2と同様、回転軸22の周りに発生した空きスペースを有効利用する点で実施例1と異なる。具体的には、上記空きスペースにポンプヒータ用のコネクタを配置した。他の構成は実施例1と同様であるため、説明を省略する。
図2に示すように、装置1のz軸正方向側には、モータ2により駆動されるポンプ8を収容するポンプハウジング800が設置されている。ポンプ8の作動油が低温になると粘性抵抗によりモータ2の作動が固着するおそれがある。よって、タンク805に満たされたポンプ8の作動油を暖めるため、ポンプハウジング800内にヒータを設置することが好ましい。ここで、ヒータへの電力を装置1のECU3から供給することが可能であり、この場合、例えばポンプハウジング800のリアボディ802にヒータを設置し、ECU3からの電力供給線とヒータとのコネクタを、装置1のモータ収容部40のポンプ8側(z軸正方向側)に設ければ、構成を簡素化して装置1を小型化できる。ここで、モータ収容部40の隔壁部44のz軸正方向側には、上記空きスペースが存在するため、本実施例3では、上記空きスペースを利用して上記コネクタを設置する。よって、コネクタ設置用に別途スペースを設ける必要がないため、装置1のより一層の小型化を図ることができる。なお、ヒータ用のコネクタに限らず、タンク805内の油温を計測する温度センサをポンプハウジング800(リアボディ802)に設置し、上記温度センサとECU3への信号線とを接続するコネクタを、上記空きスペースに配置することとしてもよい。
[他の実施例]
以上、本発明を実現するための形態を、実施例1〜3に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例1〜3に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、モータがギヤを駆動して補助力を直接発生する所謂電動直結式のパワーステアリング装置PSに、本発明のモータ駆動装置を適用してもよい。また、パワーステアリング装置PS以外にも、ブレーキ制御装置や、自動車以外に搭載される装置に、本発明のモータ駆動装置を適用してもよい。
1 モータ駆動装置
2 モータ
20 ステータ
200 コイル
21 ロータ
22 回転軸(モータ回転軸)
30 パワー系回路
31 電源基板
32 金属基板
33 制御系基板
351〜356 トランジスタ
4 ハウジング
40 モータ収容部
41 基板収容部
5 回転位置センサ
6 センサ出力端子
7 中継端子(金属端子)
71 腕部
72 モータ側接続部(接続部)
BATT バッテリ

Claims (3)

  1. 内部にモータ収容部及び前記モータ収容部の径方向外側に配置され前記モータ収容部と内部空間同士が連続するように形成された基板収容部を有するハウジングと、
    前記モータ収容部内に回転自在に支持されるモータ回転軸と、前記モータ収容部内に収容され、前記モータ回転軸と共に回転するロータと、前記ハウジング内に固定される3相のコイルを有するステータと、から構成されるモータ要素と、
    前記基板収容部内に収容され、前記3相のコイルへの通電を制御するトランジスタとバッテリからの電力を前記トランジスタへ供給するための電力供給回路が搭載された電源基板とから構成されるパワー系回路と、
    前記モータ収容部内に設けられ、前記ロータの回転位置を検出する回転位置センサと、
    前記基板収容部内に収容され、前記回転位置センサの信号に基づき前記トランジスタを駆動制御するマイクロコンピュータが搭載された制御系基板と、
    前記回転位置センサに設けられ、前記制御系基板と径方向にオーバーラップするように前記モータ回転軸に対して前記基板収容部側に配置され、前記制御系基板と直接接続され、前記回転位置センサによって検出された前記ロータの回転位置信号を前記制御系基板に出力するセンサ出力端子と、
    前記ハウジング内に設けられ、前記3相のコイルの夫々と前記トランジスタとを電気的に接続することにより前記トランジスタから前記3相のコイルへ通電する第1、第2、および第3の金属端子から構成される中継端子と、を有し、
    前記第1の金属端子は、一端側において前記パワー系回路と接続される第1のトランジスタ側接続部と、他端側において前記モータ要素と径方向にオーバーラップするように配置され前記3相のコイルのうちの1相と接続される第1のモータ側接続部と、前記第1のトランジスタ側接続部と前記第1のモータ側接続部とを接続する第1の腕部とから構成され、
    前記第2の金属端子は、一端側において前記パワー系回路と接続される第2のトランジスタ側接続部と、他端側において前記モータ要素と径方向にオーバーラップすると共に周方向において前記第1のモータ側接続部よりも前記第2のトランジスタ側接続部に近い側に配置され前記3相のコイルのうち前記第1の金属端子が接続される相とは異なる1相と接続される第2のモータ側接続部と、前記第2のトランジスタ側接続部と前記第2のモータ側接続部とを接続する第2の腕部とから構成され、
    前記第3の金属端子は、一端側において前記パワー系回路と接続される第3のトランジスタ側接続部と、他端側において前記モータ要素と径方向にオーバーラップすると共に周方向において前記第2のモータ側接続部よりも前記第3のトランジスタ側接続部に近い側に配置され前記3相のコイルのうち前記第1および第2の金属端子が接続される相とは異なる1相と接続される第3のモータ側接続部と、前記第3のトランジスタ側接続部と前記第3のモータ側接続部とを接続する第3の腕部とから構成され、
    前記第1、第2、および第3の腕部は前記モータ回転軸に対して同じ側に配置され、
    前記第1の腕部は、前記第2のモータ側接続部に対し径方向内側に配置され、
    前記第2の腕部は、前記第3のモータ側接続部に対し径方向外側に配置される
    ことを特徴とするモータ駆動装置。
  2. 請求項1に記載のモータ駆動装置において、
    前記基板収容部内に収容され前記トランジスタが搭載される金属基板を更に備え、前記金属基板と前記電源基板とは、別部材によって構成されることを特徴とするモータ駆動装置。
  3. 請求項1に記載のモータ駆動装置において、
    前記ハウジングは、金属材料で鋳造によって形成され、
    前記モータ収容部に設けられ、前記モータ回転軸に対し前記基板収容部の反対側かつ前記第1、第2、および第3モータ側接続部と前記センサ出力端子の間の領域に配置され、前記モータ回転軸の外周に設けられる筒状部と前記モータ収容部の外壁部とを径方向に接続するリブと、
    前記リブの周方向両側かつ前記モータ要素の軸方向一方側に配置され、軸方向厚さが前記リブよりも小さくなるように形成された隔壁部と、
    を有することを特徴とするモータ駆動装置。

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