JP6601328B2 - モータ装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、モータ装置に関する。

特許文献１に開示されているように、カバー及び金属製のベースを有する筐体、ベースのカバー配置面と反対の面に配置されたモータ、筐体の収容空間に配置されてカバー配置面に固定され、モータを駆動するための回路が形成された回路基板を備えるモータ装置が知られている。たとえばこの種のモータ装置は、モータの回転により、内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に適用される。

特許文献１では、制御回路を構成するスイッチング素子などの発熱部品がセラミック基板に実装されて、回路基板が構成されている。セラミック基板は、ベースのカバー配置面に固定されており、発熱部品の生じた熱を、セラミック基板を介してベースに逃がすように配置されている。また、コンデンサやコイルなどの高背部品は、セラミック基板とは別の給電板に実装されている。

特許第４４６８０３３号公報

製造コストの低減や小型化などのために、セラミック基板に代えて、樹脂を基材として含むプリント基板を採用し、プリント基板の両面に部品を実装することも考えられる。この場合、放熱ゲルなどの柔軟性を有する熱伝導部材を介して、発熱部品の生じた熱を筐体（たとえばベース）に逃がすことができる。

プリント基板の両面に部品を実装すると、片面のほぼ全面を筐体に固定する固定構造をとることができない。モータ装置では、モータと回路基板が一体化されているため、モータの振動がプリント基板に伝達される。両面実装構造では、回路基板の振動、すなわち部品の接続信頼性が問題となる。

プリント基板の振動を抑制するために、ゴムなどの制振部材をプリント基板と筐体との間に配置することも考えられる。しかしながら、部品点数の増加や製造工程の増加を招く。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、放熱性を確保しつつ、接続信頼性の低下を抑制できるモータ装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつであるモータ装置は、金属製のベース（２４）と、ベースとともに収容空間を形成するカバー（８２）と、を有する筐体（８６）と、
ベースにおいて、カバーが配置されるカバー配置面（６２）と反対の面（４４）側に配置されたモータ（２０）と、
樹脂を基材として含み、ベースと対向する一面（８８ａ）及び一面と板厚方向において反対の面である裏面（８８ｂ）を備え、収容空間に配置されてカバー配置面に固定されたプリント基板（８８）と、プリント基板の一面及び裏面に実装された複数の部品（９０）と、を有し、モータを駆動するための回路が形成された回路基板（８４）と、
柔軟性を有し、板厚方向において回路基板と筐体との間に介在して、回路基板と筐体とに接触する熱伝導部材（１２２）と、を備え、
複数の部品は、プリント基板において一面及び裏面の少なくとも一方に配置された発熱部品（９２，９４，１０４，１０６）を含み、
熱伝導部材は、発熱部品と筐体との間に介在する第１熱伝導部（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）と、第１熱伝導部と同じ材料を用いて構成され、回路基板における第１熱伝導部と同じ面側であって第１熱伝導部とは異なる位置で筐体との間に介在する少なくともひとつの第２熱伝導部（１２２ｄ）と、を有し、
筐体との間に第１熱伝導部が介在する発熱部品は、プリント基板の一面に配置されており、
ベースは、発熱部品に対応して、カバー配置面に設けられた凹部（６２ｃ）を有し、
第１熱伝導部は、凹部に配置されて発熱部品に接触しており、
モータは、ステータ（３２）と、ステータの内側に回転可能に収納されたロータ（３４）と、ロータの回転位置を検出するために、ロータにおけるベース側の面の外周端部に取り付けられたセンサマグネット（３６）と、を有し、
ベースは、センサマグネットに対応して、カバー配置面と反対の面に凹んで設けられたマグネット収容部（４４ｅ）を有し、
凹部は、板厚方向からの投影視において、マグネット収容部と重ならないように設けられている。

これによれば、第１熱伝導部により、発熱部品の熱を筐体に逃がすことができる。第１熱伝導部は、発熱部品に接触配置されてもよいし、発熱部品との間にプリント基板を介してもよい。

また、熱伝導部材として、第１熱伝導部だけでなく、第２熱伝導部を新たに設けている。柔軟性を有する第２熱伝導部のダンパ効果により、モータ振動にともなうプリント基板の振動を抑制することができる。

また、第２熱伝導部は第１熱伝導部と同じ材料であり、回路基板において第１熱伝導部と同じ面側に配置されている。したがって、簡素な構成で、放熱性を確保しつつ、接続信頼性の低下を抑制することができる。

第１実施形態に係るモータ装置が適用されたバルブタイミング調整装置の概略構成を示す断面図である。 モータ装置の概略構成を示す分解斜視図である。 ベースをモータ側から見た斜視図である。 ベースを回路基板側から見た平面図である。 図４に二点鎖線で示す領域Vについて、ベースと回路基板の部品との位置関係を示す図である。 ベースに回路基板を固定した状態を示す図である。 図６のVII-VII線に沿う断面図である。 回路基板において、放熱ゲルの塗布位置を示す平面図である。 放熱ゲルの効果を示す断面図である。 ＭＯＳＦＥＴ周辺を拡大した断面図である。 比較例としての従来構成を示す断面図であり、図９に対応している。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係るモータ装置が適用されたバルブタイミング調整装置について説明する。

図１に示すバルブタイミング調整装置１０は、車両において内燃機関の図示しないクランク軸からカム軸１２へクランクトルクを伝達する伝達系に設けられる。カム軸１２は、内燃機関の動弁のうち、図示しない吸気弁をクランクトルクの伝達により開閉する。バルブタイミング調整装置１０は、後述するモータ２０により、吸気弁のバルブタイミングを制御する。

バルブタイミング調整装置１０は、位相調整機構１４及びモータ装置１６を備えている。位相調整機構１４については、本出願人による特開２０１５-２０３３９２号公報に開示された構成と基本的に同じであるから、特開２０１５-２０３３９２号公報の説明を参照することができる。よって、図１では位相調整機構１４を簡略化して図示している。また、ここでの位相調整機構１４の詳細な説明は省略する。

次に、図１〜図５に基づき、モータ装置１６について説明する。

図１に示すように、モータ装置１６は、モータ２０及び駆動装置８０を備えている。モータ装置１６は、駆動装置８０（ＥＤＵ：Electronic Driver Unit）が内蔵された回転電機と称することもできる。

モータ２０は、ブラシレスの永久磁石型同期モータである。モータ２０は、図１及び図２に示すように、ハウジング２２、ベース２４、軸受２６，２８、モータ軸３０、ステータ３２、ロータ３４、及びセンサマグネット３６を有している。

ハウジング２２は、鉄系などの金属材料を用いて、略有底円筒状に設けられている。ベース２４は、アルミニウム系材料を用いて、略円板状に設けられている。ベース２４は、ハウジング２２の開口部を塞ぐように設けられている。ハウジング２２及びベース２４を組み付けてなる収容空間には、モータ２０を構成する他の要素２６，２８，３０，３２，３４，３６が配置されている。このように、ハウジング２２及びベース２４は、モータ２０の筐体をなしている。ハウジング２２及びベース２４は、内燃機関においてチェーンケースなどの固定節に取り付けられる。

ハウジング２２は、図１に示すように、小径部３８、大径部４０、及びフランジ部４２を有している。小径部３８は、モータ軸３０の軸方向（以下、単に軸方向と示す）において、位相調整機構１４側に設けられている。大径部４０は、駆動装置８０側に設けられ、小径部３８よりも大きい径を有している。フランジ部４２は、大径部４０における駆動装置８０側の端部に連なり、径方向外側に延設されている。フランジ部４２は、ベース２４における位相調整機構１４側の一面４４において、外周縁部４４ａに載置されている。

軸受２６，２８は、それぞれモータ軸３０を正逆回転回能に支持している。軸方向において、位相調整機構１４側の軸受２６の外輪は、ハウジング２２の小径部３８の内面に固定され、内輪はモータ軸３０に固定されている。軸受２６は、ほぼ全体が軸方向において小径部３８内に配置されている。

ベース２４は、図１及び図３に示すように、一面４４において外周縁部４４ａに対して凹んで設けられた第１凹部４４ｂを有している。第１凹部４４ｂは、軸受２８及びモータ軸３０に対応して設けられている。第１凹部４４ｂは、略円板状をなすベース２４の中心付近に設けられている。第１凹部４４ｂは、ベース２４の厚みの１／２以上の深さを有している。軸受２８及びモータ軸３０の一端は、第１凹部４４ｂに収容されている。詳しくは、第１凹部４４ｂの内周面に軸受２８の外輪が固定され、軸受２８の内輪はモータ軸３０に固定されている。軸受２８により、モータ軸３０の一端がベース２４に接触しないように保持されている。

ハウジング２２における底部の中心付近には、開口部４６が形成されている。モータ軸３０は、開口部４６を介してハウジング２２の外部に突出し、位相調整機構１４に連結されている。なお、モータ軸３０の位相調整機構１４側の端部には、貫通孔が形成されている。図１及び図２に示すように、この貫通孔にピン４８を挿通させることで、位相調整機構１４に連結するためのジョイント５０が、モータ軸３０に固定されている。また、ハウジング２２における開口部４６の周縁内面とモータ軸３０との間には、環状のシール部材５２が介在している。シール部材５２は、軸受２６よりも位相調整機構１４側に設けられている。

ステータ３２は、ベース２４の一面４４側に配置されている。ステータ３２は、円筒状に形成され、複数のティース部を有するステータコア５４、及び、各ティース部に樹脂ボビン５６を介して巻回された巻線５８を、それぞれ複数ずつ有している。各ステータコア５４は、金属片を積層して形成され、モータ軸３０の回転方向である周方向に沿って等間隔に配置されている。各巻線５８は、それぞれ対応するステータコア５４に個別に巻回されている。すなわち、各巻線５８も、周方向に沿って等間隔に配置されている。モータ２０のＵ，Ｖ，Ｗの各相に対応する巻線５８は、中性点を形成するためのターミナル６０を介して互いに接続されている。ステータ３２は、後述する内部コネクタ１０６を介して巻線５８に駆動電流が供給されることで、ロータ３４の後述する永久磁石６８に作用する回転磁界を発生する。ステータ３２は、ハウジング２２に保持されている。

ベース２４は、図３に示すように、複数の第２凹部４４ｃ及び複数の補強部４４ｄを有している。第２凹部４４ｃは、一面４４において外周縁部４４ａに対して凹んで設けられている。第２凹部４４ｃは、ステータ３２の各巻線５８に対応して設けられている。すなわち、各第２凹部４４ｃも、周方向に沿って等間隔に設けられている。第２凹部４４ｃには、対応する巻線５８が収容されている。軸方向において、第２凹部４４ｃは、第１凹部４４ｂよりも浅く設けられている。第２凹部４４ｃが、凹部に相当する。

補強部４４ｄは、周方向において隣り合う第２凹部４４ｃの間に設けられている。すなわち、周方向において、第２凹部４４ｃと補強部４４ｄが交互に設けられている。補強部４４ｄは、第２凹部４４ｃを複数の領域に区画する部分である。一面４４において、補強部４４ｄは、第２凹部４４ｃの底面よりも浅い位置であって、外周縁部４４ａに対して若干凹んだ位置とされている。このように補強部４４ｄを有することで、環状の第２凹部４４ｃを設ける場合に較べて、ベース２４の剛性を高めることができる。

また、ベース２４は、図１，図３，及び図４に示すように、一面４４から一面４４と反対の裏面６２にわたって貫通する貫通孔６４を有している。貫通孔６４は、モータ２０の中性点、すなわちターミナル６０と各相の巻線５８との接続部が、一面４４側から裏面６２側に突出するように設けられている。

ロータ３４は、円筒状をなすステータ３２の内側に、回転可能に収容されている。ロータ３４は、モータ軸３０から径方向外側に突出する円環板状に形成され、周方向に正逆回転可能となっている。ロータ３４は、円板状のコアシートを複数枚積層してなるロータコア６６、ロータコア６６に対して一体的に回転可能に設けられた複数の永久磁石６８、及びロータコア６６の軸方向両端部に設けられた固定板７０を有している。ロータコア６６は、モータ軸３０に直接固定されてもよいし、係合部材を介して固定されてもよい。複数の永久磁石６８は、周方向で磁極が交互に入れ替わっている。

センサマグネット３６は、環状をなしており、ロータ３４のベース２４側の面における外周端部に、ロータ３４と一体的に回転可能に固定されている。センサマグネット３６は、ロータ３４の回転位置を検出するために設けられるものである。センサマグネット３６には、Ｎ極とＳ極が所定角度毎に交互に設けられている。

ベース２４は、図１及び図３に示すように、一面４４において外周縁部４４ａに対して凹んで設けられた第３凹部４４ｅを有している。第３凹部４４ｅは、センサマグネット３６に対応して略円環状に設けられている。第３凹部４４ｅは、センサマグネット３６を収容している。軸方向において第３凹部４４ｅは、第１凹部４４ｂよりも浅く、第２凹部４４ｃよりも深く設けられている。モータ軸３０の軸心から径方向外側に向けて、第１凹部４４ｂ、第３凹部４４ｅ、第２凹部４４ｃ、外周縁部４４ａの順に設けられている。第３凹部４４ｅが、マグネット収容部に相当する。

駆動装置８０は、カバー８２及び回路基板８４を有している。上記したベース２４も、駆動装置８０の構成要素である。

カバー８２は、鉄系などの金属材料を用いて、略円板状に設けられている。カバー８２は、ベース２４の裏面６２側に配置されている。このため、ベース２４の裏面６２がカバー配置面に相当する。ベース２４及びカバー８２を組み付けてなる収容空間には回路基板８４が配置されており、ベース２４及びカバー８２は、回路基板８４の筐体８６をなしている。ベース２４及びカバー８２を有する筐体８６が、筐体に相当する。

回路基板８４は、プリント基板８８、及び、プリント基板８８に実装された複数の部品９０を有している。プリント基板８８は、樹脂を材料として含む基材、及び、基材に配置された配線を有している。プリント基板８８は、軸方向においてベース２４との対向面である一面８８ａ、及び、自身の板厚方向において一面８８ａと反対の面である裏面８８ｂを有している。なお、プリント基板８８の板厚方向は、モータ軸３０の軸方向と略一致している。

ベース２４は、図１及び図４に示すように、裏面６２において、カバー８２が載置される外周縁部６２ａ、及び、外周縁部６２ａに対して軸方向に凹んで設けられた第４凹部６２ｂを有している。第４凹部６２ｂは、回路基板８４に対応して設けられている。回路基板８４の大部分、詳しくは、後述する外部コネクタ１０４の一部分を除く部分が、第４凹部６２ｂに収容されている。

複数の部品９０は、プリント基板８８の一面８８ａ及び裏面８８ｂに実装されている。部品９０は、プリント基板８８の配線とともに、モータ２０を駆動するための回路を形成する要素として、ＭＯＳＦＥＴ９２、駆動ＩＣ９４、コイル９６、コンデンサ９８，１００などを含んでいる。ＭＯＳＦＥＴ９２により、モータ２０を駆動するための三相インバータが構成されている。このため、６つのＭＯＳＦＥＴ９２が、プリント基板８８の一面８８ａに実装されている。三相インバータを構成する各相の上アームは高電位電源ラインに接続され、各相の下アームは低電位電源ラインに接続されている。

駆動ＩＣ９４は、後述するホール素子１０２の検出信号に基づき、ロータ３４の回転位置を検出する。また、駆動ＩＣ９４は、図示しないＥＣＵのマイコンから、モータ２０の回転方向及び回転数を指示する信号を取得し、この指示信号と上記回転位置とに基づいて、各ＭＯＳＦＥＴ９２のゲート駆動信号を生成し、各ＭＯＳＦＥＴ９２に出力する。

ベース２４は、図１，図４，及び図５に示すように、裏面６２において、第４凹部６２ｂの底面からさらに凹んで設けられた第５凹部６２ｃを有している。第５凹部６２ｃは、プリント基板８８の一面８８ａに配置された部品９０のうち、後述するホール素子１０２を除く部品の少なくとも一部に対応して設けられている。図５では、ベース２４と部品９０との位置関係を示すために、部品９０を破線で図示している。

第５凹部６２ｃは、ＭＯＳＦＥＴ９２及び駆動ＩＣ９４のそれぞれに対応して設けられている。軸方向からの投影視において、第５凹部６２ｃは、図４に示すように第３凹部４４ｅと重ならない位置、すなわちセンサマグネット３６と重ならない位置に設けられている。図４では、参考線として、一面４４側に設けられた第３凹部４４ｅの外周を破線で示している。本実施形態では、軸方向において、ＭＯＳＦＥＴ９２の一部分が第５凹部６２ｃに収容されている。

コイル９６及びコンデンサ９８，１００は、裏面８８ｂにおいて、プリント基板８８に実装されている。コイル９６及びコンデンサ９８，１００は、他の部品９０よりも軸方向に背が高い高背部品である。コイル９６及びコンデンサ９８により、ノイズフィルタが構成されている。コンデンサ１００は、平滑用のコンデンサである。本実施形態では、プリント基板８８に、安定化のために３つのコンデンサ１００が実装されている。コンデンサ１００は、プリント基板８８において、複数のＭＯＳＦＥＴ９２が実装されている実装領域の裏面部分に実装されている。

部品９０は、上記以外にも、ホール素子１０２、外部コネクタ１０４、及び内部コネクタ１０６を有している。ホール素子１０２は、ロータ３４の回転位置を検出し、検出信号を駆動ＩＣ９４に出力する。ホール素子１０２は、一面８８ａにおいて、プリント基板８８に実装されている。ホール素子１０２は、センサマグネット３６に対応して設けられている。本実施形態では、３つのホール素子１０２が、周方向に沿って所定の回転角度間隔で設けられている。

外部コネクタ１０４の一部は、ベース２４とカバー８２により形成される図示しない開口部を介して、外部に突出している。外部コネクタ１０４は、上記したＥＣＵと駆動ＩＣ９４とを電気的に中継する。詳しくは、図示しないＥＣＵのマイコンから出力されたモータ２０の指示信号が、外部コネクタ１０４を介して回路基板８４に入力される。また、回路基板８４から出力されたダイアグ信号、モータ２０の実回転数及び実回転方向を示す信号が、外部コネクタ１０４を介して上記ＥＣＵに入力される。また、回路基板８４には、外部コネクタ１０４を介して電源が供給される。

内部コネクタ１０６は、インバータの三相出力線とモータ２０の巻線５８とを電気的に中継している。外部コネクタ１０４及び内部コネクタ１０６は、プリント基板８８の裏面８８ｂ側に配置され、プリント基板８８に挿入実装されている。ＭＯＳＦＥＴ９２、駆動ＩＣ９４、外部コネクタ１０４、及び内部コネクタ１０６が、発熱部品に相当する。

ベース２４は、一面４４から裏面６２にわたって貫通する貫通孔１０８，１１０を有している。貫通孔１０８は、ホール素子１０２に対応して設けられている。各ホール素子１０２は、対応する貫通孔１０８に個別に収容されている。このように、貫通孔１０８にホール素子１０２を配置することで、軸方向においてモータ装置１６の体格を小型化することができる。また、金属製のベース２４内で生じる渦電流によるセンサ感度の低下を抑制することもできる。貫通孔１０８は、第３凹部４４ｅの底面に設けられている。貫通孔１１０は、内部コネクタ１０６と巻線５８とを電気的に接続するために設けられている。

次に、図６〜図１０に基づき、駆動装置８０の放熱及び制振構造について説明する。

図６、図７、図９、及び図１０では、便宜上、カバー８２を省略している。図６及び図７では、後述する放熱ゲル１２２の配置を示すため、外部コネクタ１０４及び内部コネクタ１０６を省略している。また、一面８８ａ側に位置する放熱ゲル１２２を破線で示している。図８では、回路基板８４における放熱ゲル１２２の塗布領域を破線で示している。図９では、放熱ゲル１２２の効果を示すために、回路基板８４及びベース２４の一部を省略、簡素化している。

図６〜図８に示すように、プリント基板８８は、ベース２４の裏面６２上に配置されている。プリント基板８８は、軸受２８及びモータ軸３０を避けるように、略クランク形状をなしている。そして、プリント基板８８は、軸方向からの投影視において、第１凹部４４ｂと重ならないように、すなわち軸受２８及びモータ軸３０を避けるように、裏面６２に配置されている。プリント基板８８は、たとえば図６に示すように、２つの螺子１１２により、ベース２４に固定されている。

プリント基板８８は、図８に示すように、螺子１１２に対応して、プリント基板８８の対角位置に形成された貫通孔１１４を有している。ベース２４は、図７に示すように、螺子１１２に対応して形成されたねじ孔１１６を有している。ねじ孔１１６は、第４凹部６２ｂの底面に開口している。螺子１１２は、対応する貫通孔１１４を挿通して、ねじ孔１１６に螺合している。

図６〜図８に示すように、プリント基板８８は、延設方向における一端側に形成された貫通孔１１８、及び、他端側に形成された貫通孔１２０を有している。貫通孔１１８には、外部コネクタ１０４の端子が挿入され、はんだ付けされている。一方、貫通孔１２０には、内部コネクタ１０６の端子が挿入され、はんだ付けされている。図８に示すように、プリント基板８８の一端側において貫通孔１１４，１１８がほぼ一列に並んで設けられ、他端側において貫通孔１１４，１２０がほぼ一列に並んで設けられている。

駆動装置８０は、図６〜図１０に示すように、放熱ゲル１２２を有している。放熱ゲル１２２は、柔軟性を有する熱伝導部材である。放熱ゲル１２２としては、たとえばシリコーンをベースとし、酸化亜鉛などの金属酸化物を添加して熱伝導性を向上したものを用いることができる。放熱ゲル１２２以外にも、熱伝導部材として、たとえば放熱グリスを用いることができる。

放熱ゲル１２２は、プリント基板８８の板厚方向において、回路基板８４と筐体８６との間に介在し、回路基板８４及び筐体８６の両方に接触している。放熱ゲル１２２は、回路基板８４と筐体８６との間において複数箇所に介在している。放熱ゲル１２２は、第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ及び第２熱伝導部１２２ｄを有している。

第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、発熱部品と筐体８６との間に介在している。第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、主として、発熱部品の生じた熱を、筐体８６に伝達する。

図７〜図１０に示すように、第１熱伝導部１２２ａは、ＭＯＳＦＥＴ９２と、ＭＯＳＦＥＴ９２の実装面である一面８８ａに対向するベース２４との間に介在している。詳しくは、ＭＯＳＦＥＴ９２及び一面８８ａにおけるＭＯＳＦＥＴ９２の周囲部分と、ＭＯＳＦＥＴ９２に対応してベース２４に設けられた第５凹部６２ｃの底面との間に介在している。第１熱伝導部１２２ａは、ＭＯＳＦＥＴ９２に直接的に接触している。このため、ＭＯＳＦＥＴ９２の生じた熱を、第１熱伝導部１２２ａを介してベース２４に効率よく伝達することができる。第１熱伝導部１２２ａは、第５凹部６２ｃ内に配置されて、ＭＯＳＦＥＴ９２に対応する位置に保持されている。

上記したように、第１熱伝導部１２２ａは、プリント基板８８の一面８８ａにおけるＭＯＳＦＥＴ９２の周囲部分にも接触している。このため、図１０に示すように、プリント基板８８の一面８８ａに配置され、ＭＯＳＦＥＴ９２に電気的に接続された配線１２６，１２８を覆っている。配線１２６はＭＯＳＦＥＴ９２のドレインに接続されており、配線１２８はソースに接続されている。なお、図示されないが、配線１２８の背面側には、ゲートに接続された配線も配置されており、この配線も第１熱伝導部１２２ａに覆われている。

また、上記したように、プリント基板８８の裏面８８ｂのうち、ＭＯＳＦＥＴ９２の実装領域の裏面部分には、コンデンサ１００が実装されている。このため、第１熱伝導部１２２ａは、軸方向において、コンデンサ１００とベース２４との間に介在しているとも言える。

第１熱伝導部１２２ｂは、駆動ＩＣ９４と、駆動ＩＣ９４の実装面である一面８８ａに対向するベース２４との間に介在している。詳しくは、駆動ＩＣ９４及び一面８８ａにおける駆動ＩＣ９４の周囲部分と、駆動ＩＣ９４に対応してベース２４に設けられた第５凹部６２ｃとの間に介在している。第１熱伝導部１２２ｂは、駆動ＩＣ９４に直接的に接触している。このため、駆動ＩＣ９４の生じた熱を、第１熱伝導部１２２ｂを介して、ベース２４に効率よく伝達することができる。第１熱伝導部１２２ｂは、第５凹部６２ｃ内に配置されて、駆動ＩＣ９４に対応する位置に保持されている。

第１熱伝導部１２２ｃは、プリント基板８８における外部コネクタ１０４の端子の実装部分及びその周囲部分と、ベース２４との間に介在している。また、別の第１熱伝導部１２２ｃは、プリント基板８８における内部コネクタ１０６の端子の実装部分及びその周囲部分と、ベース２４との間に介在している。いずれの第１熱伝導部１２２ｃも、プリント基板８８の一面８８ａに接触している。外部コネクタ１０４及び内部コネクタ１０６は、プリント基板８８に挿入実装されており、第１熱伝導部１２２ｃは、外部コネクタ１０４及び内部コネクタ１０６の端子に直接的に接触している。このため、外部コネクタ１０４及び内部コネクタ１０６の端子の熱を、第１熱伝導部１２２ｃを介して、ベース２４に効率よく伝達することができる。

第２熱伝導部１２２ｄは、第１熱伝導部１２２ａと同じ材料を用いて構成されている。第２熱伝導部１２２ｄは、プリント基板８８に対し、第１熱伝導部１２２ａと同じ一面８８ａ側に配置され、第１熱伝導部１２２ａとは異なる位置で筐体８６との間に介在している。第２熱伝導部１２２ｄは、主として、ダンパ効果により、プリント基板８８の振動を抑制する。

本実施形態では、ベース２４と、プリント基板８８の一面８８ａのうち、高背部品としてのコイル９６及びコンデンサ９８の実装領域の裏面部分との間に、それぞれ介在している。ベース２４とコイル９６との間に介在する第２熱伝導部１２２ｄは、図８及び図９に示すように第１熱伝導部１２２ａに接触している。一方、ベース２４とコンデンサ９８との間に介在する第２熱伝導部１２２ｄは、図８に示すように、外部コネクタ１０４に対応する第１熱伝導部１２２ｃに接触している。放熱ゲル１２２は、プリント基板８８の一面８８ａ全面ではなく、複数箇所に局所的に塗布されている。

図８には、プリント基板８８に形成された２つの貫通孔１１４を仮想的に結ぶ仮想直線１２４を、二点鎖線で示している。仮想直線１２４は、螺子１１２によるプリント基板８８の固定部分を結ぶ直線である。放熱ゲル１２２のうち、複数のＭＯＳＦＥＴ９２の一部に対応する第１熱伝導部１２２ａに加えて、コンデンサ９８に対応する第２熱伝導部１２２ｄが、仮想直線１２４上に設けられている。

次に、本実施形態に係るモータ装置１６の効果について説明する。以下においては、第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃのうち、ベース２４とＭＯＳＦＥＴ９２との間に介在する第１熱伝導部１２２ａを例に説明する。しかしながら、残りの第１熱伝導部１２２ｂ，１２２ｃについても同様である。

図１１は、参考例としての従来構成を示す断面図であり、図９に対応している。図１１では、参考例の符号として、本実施形態の関連要素の符号を１０倍して付与している。たとえば螺子１１２を、参考例では螺子１１２０としている。

図１１に示すように、従来のモータ装置でも、放熱ゲル１２２０が、ＭＯＳＦＥＴ９２０と、プリント基板８８０の一面８８０ａに対向するベース２４０との間に介在している。詳しくは、ＭＯＳＦＥＴ９２０及び一面８８０ａにおけるＭＯＳＦＥＴ９２０の周囲部分と、ＭＯＳＦＥＴ９２０に対応してベース２４０に設けられた第５凹部６２０ｃとの間に介在している。このように、放熱ゲル１２２０は、第１熱伝導部１２２０ａを有している。しかしながら、第２熱伝導部を有していない。

上記構成によれば、モータ振動が回路基板８４０に伝達されると、第１熱伝導部１２２０ａが介在する部分において、第１熱伝導部１２２０ａのダンパ効果、すなわち振動減衰効果により、プリント基板８８０の振動を抑制することができる。しかしながら、第１熱伝導部１２２０ａは、プリント基板８８０のごく一部の領域に対応して設けられている。したがって、第１熱伝導部１２２０ａだけでは振動抑制の効果が限定的であり、たとえば第１熱伝導部１２２０ａが介在しない部分においてプリント基板８８０が振動する。

また、板厚方向において、ベース２４０と、高背部品であるコイル９６０及びコンデンサ９８０との間には、放熱ゲル１２２０が介在していない。コイル９６０及びコンデンサ９８０は、他の部品９００よりも背が高いため、プリント基板８８０が振動により共振しやすい。このため、コイル９６０及びコンデンサ９８０などの高背部品の実装部分、すなわちプリント基板８８０とのはんだ接合部に応力が集中し、接続信頼性が低下する虞があった。

これに対し、本実施形態では、第１熱伝導部１２２ａにより、発熱部品であるＭＯＳＦＥＴ９２の生じた熱をベース２４に逃がすことができる。特に本実施形態では、第１熱伝導部１２２ａをＭＯＳＦＥＴ９２に接触させているため、ＭＯＳＦＥＴ９２の生じた熱をベース２４に効率よく逃がすことができる。なお、第２熱伝導部１２２ｄによっても、回路基板８４の生じた熱をベース２４に逃がすことができる。

また、図９に示すように、柔軟性を有する放熱ゲル１２２が、第１熱伝導部１２２ａだけでなく、第２熱伝導部１２２ｄを有している。第２熱伝導部１２２ｄは、回路基板８４において第１熱伝導部１２２ａと同じ面側であって、第１熱伝導部１２２ａとは異なる位置に配置されている。第２熱伝導部１２２ｄは、部品９０の生じた熱を筐体８６に放熱させることを主目的に設けられたのではなく、主として、プリント基板８８の振動を抑制するために設けられている。したがって、発熱部品以外の部分でも、第２熱伝導部１２２ｄのダンパ効果により、モータ２０の振動にともなうプリント基板８８の振動を抑制することができる。これにより、プリント基板８８の振動により、部品９０の実装部分に応力が集中するのを抑制し、ひいては接続信頼性の低下を抑制することができる。

なお、第２熱伝導部１２２ｄにより、モータ２０以外からプリント基板８８に伝達される振動、たとえばエンジンなどの車両振動を抑制することもできる。

また、第２熱伝導部１２２ｄは第１熱伝導部１２２ａと同じ材料であり、回路基板８４において第１熱伝導部１２２ａと同じ面側に配置されている。したがって、同一材料を用いて、同一の塗布工程で、第１熱伝導部１２２ａ及び第２熱伝導部１２２ｄを形成することができる。このため、部品点数を低減し、製造工程の増加を抑制することができる。

上記したように、本実施形態のモータ装置１６によれば、簡素な構成で、放熱性を確保しつつ、接続信頼性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、放熱ゲル１２２が、プリント基板８８の一面８８ａ全面ではなく、複数箇所に局所的に塗布されている。したがって、放熱ゲル１２２の塗布量を低減しつつ、上記効果を奏することができる。

さらに、本実施形態では、コイル９６及びコンデンサ９８が、プリント基板８８の裏面８８ｂに実装されている。そして、ベース２４と、プリント基板８８の一面８８ａのうち、コイル９６の実装領域の裏面部分との間に、第２熱伝導部１２２ｄが介在している。また、ベース２４と、一面８８ａのうち、コンデンサ９８の実装領域の裏面部分との間にも、第２熱伝導部１２２ｄが介在している。このように、高背部品であるコイル９６及びコンデンサ９８の裏面部分に第２熱伝導部１２２ｄが介在しているため、コイル９６及びコンデンサ９８の振動を抑制することができる。したがって、コイル９６及びコンデンサ９８の実装部分の接続信頼性低下を抑制することができる。

なお、高背部品であるコンデンサ１００は、ＭＯＳＦＥＴ９２の実装領域の裏面部分に実装されている。このため、第１熱伝導部１２２ａにより、コンデンサ１００の振動を抑制し、ひいてはコンデンサ１００の実装部分の接続信頼性低下を抑制することができる。

ところで、プリント基板８８は、２つの螺子１１２による固定部分を節として振動する。また、プリント基板８８の振動は、固定部分を結ぶ仮想直線１２４上において大きくなる。これに対し、本実施形態では、コンデンサ９８に対応する第２熱伝導部１２２ｄが、仮想直線１２４上に設けられている。したがって、プリント基板８８の振動を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、ベース２４の裏面６２に、ＭＯＳＦＥＴ９２に対応して第５凹部６２ｃが設けられている。そして、第１熱伝導部１２２ａがＭＯＳＦＥＴ９２に接触しつつ、第５凹部６２ｃに配置されている。第５凹部６２ｃにより、第１熱伝導部１２２ａ（放熱ゲル１２２）の移動を規制し、ＭＯＳＦＥＴ９２に対応する所定位置に保持することができる。したがって、ＭＯＳＦＥＴ９２の熱を、第１熱伝導部１２２ａを介してベース２４に効率よく放熱させることができる。また、軸方向において、モータ装置１６の体格を小型化することができる。特に本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ９２の一部が、軸方向において第５凹部６２ｃ内に配置されているため、モータ装置１６の体格をより小型化することができる。

また、本実施形態では、ベース２４の一面４４側に第３凹部４４ｅが設けられ、この第３凹部４４ｅにセンサマグネット３６が収容されている。したがって、軸方向において、モータ装置１６の体格を小型化することができる。

また、本実施形態では、ベース２４の一面４４側に第１凹部４４ｂが設けられ、この第１凹部４４ｂにモータ軸３０の一端と軸受２８が収容されている。プリント基板８８は、軸受２８及びモータ軸３０を避けるように、略クランク形状をなしている。そして、プリント基板８８は、軸方向からの投影視において、第１凹部４４ｂと重ならないように裏面６２に配置されている。このように、軸方向からの投影視において、軸受２８及びモータ軸３０とプリント基板８８が重ならないため、モータ装置１６の体格を小型化することができる。

また、本実施形態では、ベース２４の一面４４側に、複数の第２凹部４４ｃ及び複数の補強部４４ｄが設けられている。各第２凹部４４ｃには、対応する巻線５８が収容されている。これにより、軸方向において、モータ装置１６の体格を小型化することができる。また、周方向において、第２凹部４４ｃと補強部４４ｄが交互に設けられている。したがって、モータ装置１６を小型化しつつ、環状の第２凹部４４ｃを設ける場合に較べて、ベース２４の剛性を高めることができる。

また、本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ９２及び駆動ＩＣ９４が、軸方向からの投影視において、センサマグネット３６を避けて配置されている。そして、第５凹部６２ｃが、ＭＯＳＦＥＴ９２及び駆動ＩＣ９４のそれぞれに対応して設けられている。すなわち、センサマグネット３６を収容する第３凹部４４ｅと、ＭＯＳＦＥＴ９２及び駆動ＩＣ９４に対応する第５凹部６２ｃとが、軸方向からの投影視において、互いに重ならないようにベース２４に設けられている。したがって、軸方向において、モータ装置１６の体格をさらに小型化することができる。

また、本実施形態では、第１熱伝導部１２２ａが、発熱部品であるＭＯＳＦＥＴ９２に電気的に接続された配線１２６，１２８を覆っている。したがって、ＭＯＳＦＥＴ９２及び配線１２６，１２８から、第１熱伝導部１２２ａを介してベース２４に放熱することができる。また、第１熱伝導部１２２ａを、プリント基板８８におけるＭＯＳＦＥＴ９２の周囲部分にも接触させるため、第１熱伝導部１２２ａにより、プリント基板８８の振動を抑制することもできる。なお、上記配線１２６，１２８に限らず、プリント基板８８における他の配線部分を、放熱ゲル１２２により覆ってもよい。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

バルブタイミング調整装置１０が、吸気弁のバルブタイミングを制御する例を示した。しかしながら、動弁として、排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の両方のバルブタイミングを調整する装置に適用することもできる。

モータ２０の回転角度を検出する回転センサとして、ホール素子１０２の例を示した。しかしながら、回転センサとしては、それ以外にも磁気抵抗効果素子などの磁電変換素子を用いることができる。

第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが対応する発熱部品に接触する例を示した。しかしながら、第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃと、対応する発熱部品との間にプリント基板８８を介してもよい。

第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、回路基板８４（プリント基板８８）の同じ面側に配置されるのが好ましい。これにより、構成を簡素化することができる。

第２熱伝導部１２２ｄは、第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの少なくともひとつと同じ面側に配置されればよい。これにより、構成を簡素化することができる。

第２熱伝導部１２２ｄの少なくともひとつを、第１熱伝導部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃのすべてと非接触となるように配置してもよい。

回路基板８４におけるインバータの三相出力線と巻線５８との接続は、内部コネクタ１０６に限定されない。その他の電気的な接続構造を採用することもできる。

バルブタイミング調整装置１０に適用されるモータ装置１６の例を示したが、それ以外のモータ装置にも適用できる。

１０…バルブタイミング調整装置、１２…カム軸、１４…位相調整機構、１６…モータ装置、２０…モータ、２２…ハウジング、２４…ベース、２６，２８…軸受、３０…モータ軸、３２…ステータ、３４…ロータ、３６…センサマグネット、３８…小径部、４０…大径部、４２…フランジ部、４４…一面、４４ａ…外周縁部、４４ｂ…第１凹部、４４ｃ…第２凹部、４４ｄ…補強部、４４ｅ…第３凹部、４６…開口部、４８…ピン、５０…ジョイント、５２…シール部材、５４…ステータコア、５６…樹脂ボビン、５８…巻線、６０…ターミナル、６２…裏面、６２ａ…外周縁部、６２ｂ…第４凹部、６２ｃ…第５凹部、６４…貫通孔、６６…ロータコア、６８…永久磁石、７０…固定板、８０…駆動装置、８２…カバー、８４…回路基板、８６…筐体、８８…プリント基板、８８ａ…一面、８８ｂ…裏面、９０…部品、９２…ＭＯＳＦＥＴ、９４…駆動ＩＣ、９６…コイル、９８，１００…コンデンサ、１０２…ホール素子、１０４…外部コネクタ、１０６…内部コネクタ、１０８，１１０…貫通孔、１１２…螺子、１１４…貫通孔、１１６…ねじ孔、１１８，１２０…貫通孔、１２２…放熱ゲル、１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ…第１熱伝導部、１２２ｄ…第２熱伝導部、１２４…仮想直線、１２６，１２８…配線

Claims (4)

1. 金属製のベース（２４）と、前記ベースとともに収容空間を形成するカバー（８２）と、を有する筐体（８６）と、
   前記ベースにおいて、前記カバーが配置されるカバー配置面（６２）と反対の面（４４）側に配置されたモータ（２０）と、
   樹脂を基材として含み、前記ベースと対向する一面（８８ａ）及び前記一面と板厚方向において反対の面である裏面（８８ｂ）を備え、前記収容空間に配置されて前記カバー配置面に固定されたプリント基板（８８）と、前記プリント基板の前記一面及び前記裏面に実装された複数の部品（９０）と、を有し、前記モータを駆動するための回路が形成された回路基板（８４）と、
   柔軟性を有し、前記板厚方向において前記回路基板と前記筐体との間に介在して、前記回路基板と前記筐体とに接触する熱伝導部材（１２２）と、を備え、
   複数の前記部品は、前記プリント基板において前記一面及び前記裏面の少なくとも一方に配置された発熱部品（９２，９４，１０４，１０６）を含み、
   前記熱伝導部材は、前記発熱部品と前記筐体との間に介在する第１熱伝導部（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）と、前記第１熱伝導部と同じ材料を用いて構成され、前記回路基板における前記第１熱伝導部と同じ面側であって前記第１熱伝導部とは異なる位置で前記筐体との間に介在する少なくともひとつの第２熱伝導部（１２２ｄ）と、を有し、
   前記筐体との間に前記第１熱伝導部が介在する前記発熱部品は、前記プリント基板の前記一面に配置されており、
   前記ベースは、前記発熱部品に対応して、前記カバー配置面に設けられた凹部（６２ｃ）を有し、
   前記第１熱伝導部は、前記凹部に配置されて前記発熱部品に接触しており、
   前記モータは、ステータ（３２）と、前記ステータの内側に回転可能に収納されたロータ（３４）と、前記ロータの回転位置を検出するために、前記ロータにおける前記ベース側の面の外周端部に取り付けられたセンサマグネット（３６）と、を有し、
   前記ベースは、前記センサマグネットに対応して、前記カバー配置面と反対の面に凹んで設けられたマグネット収容部（４４ｅ）を有し、
   前記凹部は、前記板厚方向からの投影視において、前記マグネット収容部と重ならないように設けられているモータ装置。
2. 複数の前記部品は、前記プリント基板において、前記筐体との間に前記第１熱伝導部が介在する前記発熱部品とは反対の面に配置され、他の前記部品よりも背の高い高背部品（９６，９８，１００）を含み、
   前記第１熱伝導部は、前記発熱部品に接触し、
   前記第２熱伝導部は、前記プリント基板において前記高背部品が実装された部分の裏面部分に接触している請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記回路基板は、２つの螺子（１１２）により、前記ベースに固定されており、
   前記第２熱伝導部は、前記螺子による固定位置を仮想的に結ぶ仮想直線（１２４）上に設けられている請求項１又は請求項２に記載のモータ装置。
4. 前記モータの回転により、内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置（１０）に設けられる請求項１〜３いずれか１項に記載のモータ装置。

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