JP6708147B2 - 駆動装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、耐食性の向上と放射ノイズの発生抑制とが両立する駆動装置を提供することである。
また、上記ノイズに関し、ラックギヤケースやその先の車体に伝わってから駆動装置のコントロールユニットに帰還する経路が形成される場合、帰還経路が比較的大きなループを描くようになり、このループがアンテナとなって高レベルの放射ノイズを発生させるおそれがある。
また、特定係合部には被膜を設けることなくリアフレームの素材が露出した状態とすることで、リアフレームと接続部材との導通状態が良くなる。これにより、フロントフレームとリアフレームとの間のインピーダンスが低くなる。そのため、フロントフレームに伝わったノイズを接続部材およびリアフレームの特定係合部を通じてコントロールユニット側に帰還させる帰還経路が形成される。
したがって、耐食性の向上と放射ノイズの発生抑制とが両立する駆動装置を得ることができる。
[第1実施形態]
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。
駆動装置10は、モータ11およびこれを制御するコントロールユニット12が一体的に設けられている機電一体型の駆動装置である。
ステータ21は、ハウジング23内で固定されているステータコア24と、ステータコア24に組み付けられている2組の三相コイル(以下、コイル)25とを有している。コイル25を構成する各相巻線からは、それぞれ1本ずつリード線26が延び出している。
ヒートシンク41は、リアフレーム38のフロントフレーム37とは反対側にスクリュー44により固定されている。第1基板42は、ヒートシンク41のリアフレーム38とは反対側にスクリュー45により固定されている。第2基板43は、ヒートシンク41のリアフレーム38側にスクリュー46により固定されている。
第2基板43には、回転角センサ51、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52、および、コイル25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53等が実装されている。
コネクタユニット55は、カバー54の底部の通孔を塞ぐように設けられており、スクリュー57によりカバー54に固定されるとともに、スクリュー58によりヒートシンク41に固定されている。また、コネクタユニット55は、カバー54外に突き出す給電用コネクタ61および信号用コネクタ62を有している。給電用端子である電源端子63およびグランド端子64は、第1基板42に接続されている。信号用端子65は、第2基板43に接続されている。
以下の説明では、モータ11の回転軸心AXと平行な方向を軸方向とし、回転軸心AXと直交する方向を径方向(すなわちモータ径方向)とし、回転軸心AXまわりの方向を周方向とする。図5では、第1基板42に実装された電子部品の図示を省略している。
図1、図4、図7等に示すように、リアフレーム38は、スルーボルト39のねじ部が螺合している複数の第1ねじ穴711〜713を有している。第1ねじ穴711〜713は、スルーボルト39に係合している係合部である。
特定の第1ねじ穴711は1つであり、他の第1ねじ穴712、713は2つである。リアフレーム38は、第1ねじ穴711〜713を形成したあと、第1ねじ穴711のみをマスキングした状態で被覆処理を施すことにより作られる。
図7に示すように、リアフレーム38は、スクリュー44のねじ部が螺合している第2ねじ穴73を有している。第2ねじ穴73の表面は、スクリュー44に接触し且つリアフレーム38の素材が露出した状態である。第2ねじ穴73の表面とは、ねじが形成されている面であり、スクリュー44に係合している係合面である。
リアフレーム38は、軸方向においてヒートシンク41側に突き出している筒状端部74を有している。第2ねじ穴73の開口側の一端は、リアフレーム38のヒートシンク41側の端面、すなわち筒状端部74の端面75と面一になっている。
図5〜図7に示すように、ヒートシンク41は、基板42、43が固定されている本体部76と、本体部76から径方向へ突設されており、筒状端部74の端面75に軸方向に接触した状態でスクリュー44によりリアフレーム38に固定されている固定部77と、を有している。本実施形態では、固定部77は、本体部76から径方向の一方および他方に突き出すように2つ設けられている。
図7、図9に示すように、本体部76は、リアフレーム38側に第2基板43に接触している複数の第2基板取付け面89を有している。第2基板43は、第2基板取付け面89に対応する部分に、レジストが設けられることなく第2基板取付け面89と接触しているレジスト抜き部を有している。図9に示すように、本体部76のグランド接続部85側(図9の紙面上側)には、グランド接続部85とは反対側(図9の紙面下側)よりも多くの第2基板取付け面89が設けられている。各第2基板取付け面89の大きさは同じであるため、本体部76の第2基板43との接触面積は、グランド接続部85側の方がグランド接続部85とは反対側よりも大きい。
以上説明したように、第1実施形態では、リアフレーム38は、スルーボルト39に係合している複数の第1ねじ穴711〜713を有している。複数の第1ねじ穴711〜713のうちの一部である特定の第1ねじ穴711の係合面は、スルーボルト39に接触し且つリアフレーム38の素材が露出した状態である。
複数の第1ねじ穴711〜713のうち特定の第1ねじ穴711以外の他の第1ねじ穴712、713、および、外部空間に露出するリアフレーム38の外壁部72は、被膜を有している。
また、特定の第1ねじ穴711には被膜を設けることなくリアフレーム38の素材が露出した状態とすることで、リアフレーム38とスルーボルト39との導通状態が良くなる。これにより、フロントフレーム37とリアフレーム38との間のインピーダンスが低くなる。そのため、フロントフレーム37に伝わったノイズをスルーボルト39およびリアフレーム38を通じてコントロールユニット12側に帰還させる帰還経路が形成される。
したがって、耐食性の向上と放射ノイズの発生抑制とが両立する駆動装置10を得ることができる。
このように第2ねじ穴73には被膜を設けることなくリアフレーム38の素材が露出した状態とすることで、リアフレーム38とスクリュー44との導通状態が良くなる。これにより、リアフレーム38とヒートシンク41との間のインピーダンスが低くなる。そのため、リアフレーム38からヒートシンク41を通じてコントロールユニット12側に帰還させる帰還経路が形成される。
これにより、ノイズの帰還経路を形成する第2ねじ穴73をできるだけ第1基板42側に近づけることができる。そのため、比較的短い帰還経路を形成することができる。また、リアフレーム38の端面75に段差ができないことで、リアフレーム38が作りやすくなる。
これにより、ノイズの帰還経路を形成する固定部77をできるだけ第1基板42側に近づけるとともに、低インピーダンスで帰還経路を形成することができる。また、ヒートシンク41の放熱性を向上させるとともに、固定強度を高めることができる。これらの効果をカバー54内の空間を有効活用して得ることができる。
これにより、ノイズの帰還経路を形成する固定部77をできるだけ第1基板42側に近づけるとともに、帰還経路のインピーダンスを低くすることができる。
これにより、スクリュー44を締め付けるために必要となる接触面積よりも座面79が径方向および周方向に拡張するように、固定部77を拡大することができる。そのため、ノイズの帰還経路のインピーダンスを低くすることができる。また、ヒートシンク41の放熱性を向上させるとともに、固定強度を高めることができる。
これにより、本体部76とグランドパターン84との接触面積を確保することができ、ノイズの帰還経路のインピーダンスを低くすることができる。また、第1基板42からヒートシンク41への放熱性能も向上する。
これにより、グランド端子64から第1基板42およびヒートシンク41を経由して第2基板43までの導通経路を短くすることができ、かつ、それらを低インピーダンスで締結することができる。そのためノイズが低減する。
これにより、フロントフレーム37からスルーボルト39、リアフレーム38、スクリュー44およびヒートシンク41を経由して第1基板42に至るノイズの帰還経路をできるだけ短く形成することができる。
第2実施形態では、図11に示すように、ヒートシンク41と組み合わされているリアフレーム91の組合せ面92は、リアフレーム91の素材であるアルミニウム合金の金属面が露出した状態である。
これにより、リアフレーム91とヒートシンク41との導通状態が良くなり、リアフレーム91とヒートシンク41との間のインピーダンスが低くなる。そのため、リアフレーム91からヒートシンク41を通じてコントロールユニット12側に帰還させる帰還経路が形成される。
これにより、ノイズの帰還経路を形成するリアフレーム91をできるだけ第1基板42側に近づけることができる。そのため、比較的短い帰還経路を形成することができる。また、リアフレーム91の端面に段差ができないことで、リアフレーム91が作りやすくなる。
他の実施形態では、リアフレームの被覆は、アルマイト処理によるものに限らない。また、リアフレームの材質はアルミニウム合金以外の金属であってもよい。
他の実施形態では、2つのフレームは、スルーボルト以外の接続部材により接続されてもよい。
他の実施形態では、リアフレームの特定の第1ねじ穴とスルーボルトのねじ部との間を、導電性のあるグリースや接着剤で埋めることで、導電性を向上しつつ特定の第1ねじ穴の耐食性を向上させてもよい。
他の実施形態では、モータのハウジングは、ケースが設けられず、2つのフレームから構成され、それらフレームによりステータコアを挟持してもよい。
他の実施形態では、モータの三相コイルは、1組であってもよいし、3組以上であってもよい。また、モータの相数は3以外であってもよい。また、モータは3相ブラシレスモータ以外の形式のモータであってもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明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。
21・・・ステータ
22・・・ロータ
37・・・フロントフレーム
38・・・リアフレーム
39・・・スルーボルト(接続部材)
41・・・ヒートシンク
42・・・第1基板(基板)
43・・・第2基板(基板)
711・・・特定の第1ねじ穴(特定係合部)
712、713・・・他の第1ねじ穴(他の係合部)
72・・・外壁部
Claims (14)
- 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に用いられる駆動装置であって、
ステータ(21)と、
前記ステータに対して相対回転可能なロータ(22)と、
前記ステータに対して軸方向の一方側に設けられているフロントフレーム(37)と、
前記ステータに対して軸方向の他方側で、前記ステータまたは当該ステータを固定する部材を前記フロントフレームとの間に挟持しているリアフレーム(38)と、
前記フロントフレームと前記リアフレームとを接続している複数の金属製の接続部材(39)と、
前記リアフレームの前記フロントフレームとは反対側に位置する基板(42、43)に接続され、前記ステータのコイルの通電を制御する電子部品(47〜49、51〜53)と、
を備えており、
前記リアフレームは、前記接続部材に係合している複数の係合部(711〜713)を有しており、
複数の前記係合部のうちの一部である特定係合部(711)の係合面は、前記接続部材に接触し且つ前記リアフレームの素材が露出した状態であり、
複数の前記係合部のうち前記特定係合部以外の他の係合部(712、713)、および、外部空間に露出する前記リアフレームの外壁部(72)は、被膜を有している駆動装置。 - 前記リアフレームの前記フロントフレームとは反対側に固定されているヒートシンク(41)と、
前記ヒートシンクに固定されている前記基板と、
をさらに備える請求項1に記載の駆動装置。 - 前記接続部材はスルーボルトから構成されており、
前記係合部は、前記スルーボルトのねじ部が螺合しているねじ穴から構成されている請求項2に記載の駆動装置。 - 前記ねじ穴を第1ねじ穴と呼ぶ場合において、
前記ヒートシンクを前記リアフレームに固定しているスクリュー(44)をさらに備えており、
前記リアフレームは、前記スクリューのねじ部が螺合している第2ねじ穴(73)を有しており、
前記第2ねじ穴の表面は、前記スクリューに接触し且つ前記リアフレームの素材が露出した状態である請求項3に記載の駆動装置。 - 前記第2ねじ穴の開口側の一端は、前記リアフレームの前記ヒートシンク側の端面(75)と面一になっている請求項4に記載の駆動装置。
- 前記ヒートシンクと組み合わされている前記リアフレームの組合せ面は、前記リアフレームの素材が露出した状態である請求項3〜5のいずれか一項に記載の駆動装置。
- 前記組合せ面は、前記リアフレームの前記ヒートシンク側の端面である請求項6に記載の駆動装置。
- 前記ヒートシンクを前記リアフレームに固定しているスクリューをさらに備えており、
前記ヒートシンクは、前記基板が固定されている本体部(76)と、前記本体部から前記モータ径方向へ突設されており、前記リアフレームの前記ヒートシンク側の端面に軸方向に接触した状態で前記スクリューにより前記リアフレームに固定されている固定部(77)と、を有しており、
前記固定部は、前記本体部の軸方向の中央部から前記本体部の前記リアフレームとは反対側の端部まで延びるように形成されている請求項3〜7のいずれか一項に記載の駆動装置。 - 前記基板は、少なくとも、前記本体部に対して前記リアフレームとは反対側に1つ設けられており、
前記本体部は、前記リアフレームとは反対側に前記基板に接触している基板取付け面(78)を有しており、
前記スクリューと接触している前記固定部の座面(79)は、前記基板取付け面と略同一面になっている請求項8に記載の駆動装置。 - 前記リアフレームは、軸方向において前記ヒートシンク側に突き出している筒状端部(74)を有しており、
前記筒状端部の端面は、前記リアフレームの前記ヒートシンク側の端面であり、
前記固定部の前記座面の外縁(81)の曲率半径は、前記スクリューの頭部座面(82)の曲率半径よりも大きく、前記筒状端部の端面の外縁(83)の曲率半径よりも小さい請求項9に記載の駆動装置。 - 前記基板の前記本体部側に位置するグランドパターン(84)は、グランド端子(64)が接続されるグランド接続部(85)と、レジストが設けられることなく前記基板取付け面と接触している複数のレジスト抜き部(86、87、88)とを有しており、
複数の前記レジスト抜き部のうち、直線距離で前記グランド接続部に最も近い位置にある特定レジスト抜き部(86)は、他のレジスト抜き部よりも面積が大きい請求項9または10に記載の駆動装置。 - 前記基板取付け面を第1基板取付け面と呼ぶ場合において、
前記基板には、前記本体部に対して前記リアフレームとは反対側に設けられている第1基板(42)と、前記本体部に対して前記リアフレーム側に設けられている第2基板(43)とが含まれており、
前記本体部は、前記リアフレーム側に前記第2基板に接触している複数の第2基板取付け面(89)を有しており、
前記本体部の前記グランド接続部側には、前記グランド接続部とは反対側よりも多くの前記第2基板取付け面が設けられている請求項11に記載の駆動装置。 - 前記スルーボルト、前記スクリュー、および前記特定レジスト抜き部は、軸方向視において前記ロータの回転軸心(AX)を中心とする90°の中心角範囲内に全て収まっている請求項11または12に記載の駆動装置。
- 前記基板の前記本体部側に位置するグランドパターンは、グランド端子が接続されるグランド接続部と、レジストが設けられることなく前記本体部と接触している複数のレジスト抜き部とを有しており、
複数の前記レジスト抜き部のうち、直線距離で前記グランド接続部に最も近い位置にある特定レジスト抜き部は、他のレジスト抜き部よりも面積が大きく、
前記スルーボルト、前記スクリュー、および前記特定レジスト抜き部は、軸方向視において前記ロータの回転軸心を中心とする90°の中心角範囲内に全て収まっている請求項8に記載の駆動装置。
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