WO2024134806A1 - モータ装置 - Google Patents

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    • H02K2213/06—Machines characterised by the presence of fail safe, back up, redundant or other similar emergency arrangements

Definitions

  • This disclosure relates to a motor device.
  • Patent Document 1 describes a motor device in which part of a motor is housed in a space defined by a motor housing and a heat sink.
  • the heat sink constitutes a bearing holder that supports the rotating shaft of the motor.
  • the motor device includes a substrate. Electronic devices that drive the motor are mounted on the substrate. The substrate is then fixed to the heat sink.
  • a motor device in one aspect of the present disclosure, includes a motor, a motor housing, a bearing holder, and a substrate, the stator of the motor is housed in a space partitioned by the motor housing and the bearing holder, the bearing holder supports a rotating shaft of the motor, the bearing holder has a first surface and a second surface facing in the axial direction of the rotating shaft, the first surface faces the stator, the substrate is disposed facing the second surface, a plurality of electronic components are mounted on the substrate, and the motor housing has a substrate fixing portion having a hole formed therein for fixing the substrate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of a motor device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a substrate according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the substrate and the bearing holder according to the embodiment.
  • 5A to 5C are cross-sectional views showing a process of fixing the substrate in accordance with the embodiment.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a motor device 10.
  • the motor device 10 shown in Fig. 1 includes a motor housing 12 and a cover 14.
  • a motor mounted on, for example, a steering device of a vehicle and a control device are housed in a packaged state within a space defined by the motor housing 12 and the cover 14.
  • the steering device may be, for example, a steer-by-wire type device in which power transmission between the steering wheel and the steered wheels is blocked.
  • the motor included in the motor device 10 may be a motor that applies a reaction force to the steering wheel.
  • the motor included in the motor device 10 may be a motor that steers the steered wheels.
  • the motor 20 is housed in a space defined by the motor housing 12 of the motor device 10.
  • the motor housing 12 is made of metal.
  • the motor housing 12 may be made of aluminum.
  • the motor 20 includes a stator 22, a rotor 24, and a rotating shaft 26.
  • the stator 22 of this embodiment has two systems of stator coils that are insulated from each other. This is a redundant design that aims to enable the stator 22 to generate a magnetic field even if an abnormality occurs in either system.
  • the rotor 24 includes a rotor core 24a and a permanent magnet 24b provided on the surface of the rotor core 24a.
  • the motor 20 is a surface magnet synchronous motor (hereinafter referred to as SPMSM).
  • SPMSM surface magnet synchronous motor
  • the axial direction of the rotating shaft 26 is the z-axis direction. Therefore, the radial direction of the rotor 24 is a direction perpendicular to the z-axis. In other words, the radial direction of the rotor 24 is expressed by the sum of a vector in the x-axis direction and a vector in the y-axis direction.
  • the motor housing 12 has a peripheral wall (side wall 16) that forms the outer periphery, and an end wall that closes one end of the side wall 16.
  • the motor housing 12 is open at the other end of the side wall 16. In other words, the motor housing 12 is open in the positive direction of the z axis in FIG. 1.
  • the opening of the motor housing 12 is closed by a bearing holder 40.
  • the bearing holder 40 is substantially plate-shaped.
  • the bearing holder 40 is made of metal. As an example, the bearing holder 40 is made of aluminum.
  • a first recess 13 is formed in the center of the end wall of the motor housing 12, penetrating in the z-axis direction.
  • a second recess 42 is formed in the center of the bearing holder 40, penetrating in the z-axis direction.
  • the first recess 13 and the second recess 42 are formed in a circular shape when viewed from the z-axis direction.
  • a first bearing 30 is provided in the first recess 13 formed in the motor housing 12.
  • the first bearing 30 is provided between the inner peripheral surface of the first recess 13 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 26.
  • the first bearing 30 rotatably supports the first end of the rotating shaft 26, which is the end in the negative z-axis direction.
  • a second bearing 32 is provided in a second recess 42 formed in the bearing holder 40.
  • the second bearing 32 is provided between the inner peripheral surface of the second recess 42 and the outer peripheral surface of the rotating shaft 26.
  • the second bearing 32 rotatably supports a second end of the rotating shaft 26, which is the end on the positive z-axis direction side. As a result, the rotating shaft 26 is rotatably supported against the inner wall surface of the motor housing 12 via the first bearing 30 and the second bearing 32.
  • the bearing holder 40 has a first surface and a second surface that face opposite to each other in the z-axis direction.
  • the first surface faces the stator 22 and the rotor 24 in the z-axis direction.
  • the second surface is a control side that faces the substrate 50.
  • a drive circuit and a control circuit are mounted on the substrate 50.
  • the drive circuit is a circuit that drives the motor 20.
  • the drive circuit includes an inverter and the like.
  • the control circuit is a circuit that controls the torque of the motor 20 by operating the drive circuit.
  • the board 50 is fixed to the motor housing 12 by bolts 60.
  • the motor housing 12 has a number of posts 18 located radially inward of the side wall 16 of the motor housing 12.
  • the board 50 is fastened to the posts 18 by the bolts 60.
  • the posts 18 have threaded holes into which the bolts 60 are inserted.
  • FIG. 2 is a diagram of the substrate 50 viewed from the positive direction of the z-axis with the cover 14 removed. 2, the circuit board 50 is fastened to the motor housing 12 by ten bolts 60(a) to 60(j). Note that the letters in parentheses following "bolt 60" are provided to identify the bolts 60.
  • the substrate 50 has a first surface facing the bearing holder 40 and a second surface facing the opposite direction to the first surface in the z-axis direction.
  • the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn that constitute an inverter that drives the stator 22 are mounted on the first surface of the substrate 50.
  • the numbers in parentheses after the symbols of the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, and Swn indicate whether each switching element corresponds to the first system or the second system.
  • the switching elements Sup(1), Sun(1), Svp(1), Svn(1), Swp(1), and Swn(1) constitute an inverter that drives the stator coil of the first system.
  • switching elements Sup(2), Sun(2), Svp(2), Svn(2), Swp(2), and Swn(2) constitute an inverter that drives the stator coil of the second system.
  • the number in parentheses at the end of the symbol will indicate whether the component corresponds to the first system or the second system. If the number in parentheses is omitted, the first system and the second system will be described collectively.
  • Filter capacitors 70, 72 are mounted on the second surface of the substrate 50.
  • a pre-driver 74 for driving the inverter is also mounted on the second surface of the substrate 50.
  • a power supply circuit 76 and a microcomputer 78 are also mounted on the substrate 50.
  • the microcomputer 78 is a processing circuit that executes processing to operate the inverter to control the current flowing through the stator 22.
  • the power supply circuit 76 is a dedicated integrated circuit that controls the power supply to the microcomputer 78.
  • the power supply circuit 76 and the microcomputer 78 are mounted on both the first surface and the second surface of the substrate 50.
  • the first system of electronic components and the second system of electronic components are arranged in different regions of the substrate 50. That is, the first system of electronic components and the second system of electronic components are each arranged in two regions of the substrate 50 divided by a plane S that passes through the z axis and is parallel to the z axis. Here, the two regions have approximately equal areas. Furthermore, the electronic components mounted in each of the two regions are symmetrical. Regarding the sensors that detect the rotation angle of the rotor 24, the sensor corresponding to the first system and the sensor corresponding to the second system are arranged overlapping in the z axis direction.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of a portion of the substrate 50 and the bearing holder 40.
  • the cross-section shown in FIG. 3 is not along a single plane.
  • the cross-section shown in FIG. 3 is a cross-section obtained by conveniently connecting cross-sections of multiple locations of the motor device 10.
  • power electronic components that consume a large amount of power such as an inverter
  • FIG. 3 shows an example of a configuration in which a switching element Sup, a shunt resistor 80, and a capacitor 70 dissipate heat to the bearing holder 40 via a heat dissipation grease 90.
  • the shunt resistor is provided in each leg of the inverter. The detected value of the voltage drop in the shunt resistor indicates the detected value of the current flowing in the corresponding leg.
  • the capacitor 70 does not protrude from the first surface of the substrate 50 that faces the bearing holder 40. Therefore, the heat generated by the capacitor 70 is dissipated to the bearing holder 40 via the substrate 50 and the heat dissipation grease 90.
  • the amount of protrusion ⁇ 1 of the switching element Sup from the substrate 50 toward the bearing holder 40 is smaller than the amount of protrusion ⁇ 2 of the shunt resistor 80 from the substrate 50 toward the bearing holder 40. Therefore, the distance between the bearing holder 40 and the substrate 50 is smaller in the region where the switching element Sup is provided than in the region where the shunt resistor 80 is provided.
  • the capacitor 70 does not protrude toward the bearing holder 40 from the substrate 50. Therefore, the distance between the bearing holder 40 and the substrate 50 is smaller in the region where the capacitor 70 is provided than in the region where the switching element Sup and the shunt resistor 80 are provided.
  • This relationship does not only hold for the shunt resistor 80, the switching element Sup, and the capacitor 70.
  • This relationship generally holds in the region of the bearing holder 40 that faces the power system electronic components.
  • this relationship generally holds when the first electronic component and the second electronic component, which are two electronic components included in the power system electronic components, have different amounts of protrusion toward the bearing holder 40 from the board 50.
  • the distance between the portion of the bearing holder 40 that faces the first electronic component and the board 50 is greater than the distance between the portion of the bearing holder 40 that faces the second electronic component, which has a smaller amount of protrusion than the first electronic component, and the board 50.
  • the distance between the area of the substrate 50 where the switching element Sup is provided and the bearing holder 40 is the sum of the protrusion amount ⁇ 1 and the thickness of the heat dissipation grease 90.
  • the thickness of the heat dissipation grease 90 refers to the length of the heat dissipation grease 90 in the z-axis direction.
  • the distance between the area of the substrate 50 where the shunt resistor 80 is provided and the bearing holder 40 is the sum of the protrusion amount ⁇ 2 and the thickness of the heat dissipation grease 90.
  • the distance between the area of the substrate 50 where the capacitor 70 is provided and the bearing holder 40 is equal to the thickness of the heat dissipation grease 90.
  • the portion of the bearing holder 40 that faces the power electronic components constitutes a heat absorbing portion Pah.
  • the heat dissipation grease 90 is not provided on the portion of the microcomputer 78 that protrudes from the substrate 50 toward the bearing holder 40. Therefore, a gap is formed between the microcomputer 78 and the bearing holder 40.
  • the microcomputer 78 is provided closer to the bolt 60 than the power system components. As shown in FIG. 2, not only the microcomputer 78 but also the power supply circuit 76 and the pre-driver 74 are provided closer to the bolt 60 than the power system components.
  • the microcomputer 78, the power supply circuit 76, the pre-driver 74, etc. are control system electronic components. The control system electronic components consume less power than the power system electronic components.
  • FIG. 4 shows the process of fixing the substrate 50 to the motor housing 12. 4, a positioning protrusion 102 of the automatic fastening machine 100 is fitted into the positioning hole Hp of the motor housing 12.
  • the positioning protrusion 102 is a protrusion for determining the position of the motor housing 12 when fastening the bolt 60. Then, the automatic fastening machine 100 causes the bolt 60 to penetrate the substrate 50 and be fastened to the support 18.
  • a support pillar 18 is provided near the edge of the opening of the motor housing 12.
  • the board 50 is screwed to the support pillar 18 without using the bearing holder 40. Therefore, the automatic fastening machine 100 can more smoothly fasten the screws than when the board 50 is fastened to the bearing holder 40 by screws.
  • the screw fastening operation by the automatic fastening machine 100 is performed with the motor housing 12 positioned by the positioning protrusions 102.
  • the bearing holder 40 is a separate member from the motor housing 12. Therefore, if the board 50 is fastened to the bearing holder 40 with screws, the relative positional relationship between the screw holes of the bearing holder 40 and the automatic fastening machine 100 becomes an issue. However, when the bearing holder 40 is assembled to the motor housing 12, assembly errors occur. Therefore, there is a risk that the screw holes of the bearing holder 40 will deviate from the position assumed by the automatic fastening machine 100.
  • the bolts 60 are fastened into the threaded holes in the motor housing 12, so that the threaded holes can be determined with high accuracy at the positions assumed by the automatic fastening machine 100.
  • the substrate 50 is in contact with the support 18. This allows the heat of the substrate 50 to flow directly into the motor housing 12.
  • the pillars 18 are provided adjacent to the side walls 16 of the motor housing 12. The bases of the pillars 18 are connected to the portions of the side walls 16 that face the pillars 18. This makes it possible to promote the flow of heat that has flowed from the substrate 50 into the pillars 18 into the side walls 16 of the motor housing 12. Therefore, the side walls 16 can be effectively used as heat dissipation members.
  • the support pillars 18 and the side walls 16 form a heat transfer path for the control system electronic components such as the microcomputer 78. This allows the heat dissipation path for the control system electronic components to be separated from the heat dissipation path for the power system electronic components.
  • control system electronic components are positioned closer to the support pillar 18 than the power system electronic components. This makes it easier to dissipate heat generated by the control system electronic components to the support pillar 18 compared to when the control system electronic components are positioned farther from the support pillar 18 than the power system electronic components.
  • the distance between the heat absorption part Pah and the substrate 50 is set according to the amount of protrusion of the power electronic components facing the heat absorption part Pah toward the substrate 50 toward the bearing holder 40. This allows the distance between the power electronic components, which are heat generating bodies, and the bearing holder 40 to be as close as possible. This promotes heat dissipation from the power electronic components to the heat absorption part Pah.
  • the heat dissipation grease 90 is provided between the power electronic components and the heat absorbing portion Pah. This can promote heat dissipation from the power electronic components to the heat absorbing portion Pah.
  • No heat dissipation grease is provided in the region of the bearing holder 40 where the control system electronic components are projected in the direction along the z-axis. This makes it possible to prevent heat from the bearing holder 40 from flowing into the control system electronic components.
  • the pillars 18 are positioned radially outward from the bearing holder 40. This simplifies the shape of the bearing holder 40 compared to when the pillars 18 are inserted into holes that penetrate the bearing holder 40.
  • the inverters of the first system and the inverters of the second system are arranged symmetrically with respect to the plane S. This allows the heat generated by each of the inverters of the first system and the inverters of the second system to be dissipated more efficiently than when the inverters of the first system and the inverters of the second system are biased toward one of the two regions divided by the plane S.
  • the arrangement of the support columns 18 is not limited to that shown in FIG.
  • the number of support columns 18 is not limited to 10. For example, it may be any number equal to or greater than 2. In this case, it is not essential that the number be an even number.
  • the support pillar 18 be disposed so as to face the side wall 16 of the motor housing 12.
  • the board fixing portion is not limited to the support pillar 18.
  • the board fixing portion may be a part of the side wall 16.
  • the side wall of the motor housing 12 may be expanded radially inward, and a screw hole for inserting the bolt 60 may be provided in the expanded side wall.
  • the difference between the position of the part of the heat absorbing part Pah facing the electronic component and the position of the tip surface (substrate support surface) of the support 18 in the direction along the z axis is the sum of the protrusion amount of the electronic component and the thickness of the heat dissipation grease 90, but this is not limited to the above.
  • the difference between the position of the part of the heat absorbing part Pah facing the electronic component and the position of the tip surface of the support 18 in the direction along the z axis may be larger than the sum of the protrusion amount of the electronic component and the thickness of the heat dissipation grease 90.
  • a gap may exist between the heat dissipation grease 90 and the substrate 50.
  • the z-axis coordinate component of the control side of the bearing holder 40 is larger in the second portion facing the second electronic component with a smaller protrusion amount than in the first portion facing the first electronic component with a larger protrusion amount, but this is not limited to this. For example, they may be equal.
  • the heat dissipation member is not limited to the heat dissipation grease 90.
  • a heat dissipation sheet or a heat dissipation rubber may be used.
  • the motor does not necessarily have to be an SPMSM.
  • the motor may be, for example, an interior permanent magnet synchronous motor, a wound field synchronous motor, or a DC motor.
  • the motor may also be, for example, an induction motor.
  • the stator 22 is provided with redundancy by having two systems of stator coils that make up the stator 22, but this is not limited to the above.
  • the stator 22 may be provided with redundancy by having three or more systems of stator coils that make up the stator 22.
  • stator coil constituting the stator 22 of the motor may be a single system.
  • "Layout for stator coil redundancy" the electronic components of each system are symmetrically arranged in response to the redundancy of the stator 22.
  • this is not limiting.
  • only some of the components of each system, such as the inverters of each system, may be arranged symmetrically.

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Abstract

モータ装置（１０）は、モータ（２０）、モータハウジング（１２）、ベアリングホルダ（４０）、および基板（５０）を備える。ベアリングホルダは、モータの回転軸（２６）を支持する。ベアリングホルダは、モータの回転軸の軸方向において互いに逆向きの第１の面と第２の面とを有し、第１の面はモータのステータに対向している。基板は、ベアリングホルダの第２の面に対向して配置されている。基板には、複数の電子部品が実装されている。モータハウジングは、基板を固定するための穴が形成された基板固定部（１８）を有する。

Description

モータ装置
　本開示は、モータ装置に関する。
　たとえば下記特許文献１には、モータハウジングおよびヒートシンクによって区画された空間内にモータの一部が収容されたモータ装置が記載されている。このモータ装置において、ヒートシンクは、モータの回転軸を支持するベアリングホルダを構成している。モータ装置は、基板を備える。基板には、モータを駆動する電子機器が実装されている。そして、基板は、ヒートシンクに固定されている。
特開２０２１－６１６５３号公報
　ところで、ヒートシンクに基板をねじ止めする場合、ヒートシンクの位置がねじ止めによって適切な位置に高精度に制御されることが望まれる。しかし、ヒートシンクは、モータハウジングに収容されることから、ヒートシンクの位置は、モータハウジングの位置の制御を通じて間接的に制御される。したがって、基板を固定する際、ヒートシンクの位置決めの精度が低下しやすい。
　本開示の一態様では、モータ装置を例示する。モータ装置は、モータ、モータハウジング、ベアリングホルダ、および基板を備え、前記モータのステータは、前記モータハウジングと前記ベアリングホルダとによって区画される空間に収容され、前記ベアリングホルダは、前記モータの回転軸を支持しており、前記ベアリングホルダは、前記回転軸の軸方向において互いに逆向きの第１の面と第２の面とを有し、前記第１の面は前記ステータに対向しており、前記基板は、前記第２の面に対向して配置されており、前記基板には、複数の電子部品が実装されており、前記モータハウジングは、前記基板を固定するための穴が形成された基板固定部を有する。
一実施形態にかかるモータ装置の断面構成を示す断面図である。 同実施形態にかかる基板を示す斜視図である。 同実施形態にかかる基板およびベアリングホルダの一部断面図である。 同実施形態にかかる基板を固定する工程を示す断面図である。
　以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
　図１に、モータ装置１０の断面構成を示す。
　図１に示すモータ装置１０は、モータハウジング１２およびカバー１４を備える。モータハウジング１２およびカバー１４によって区画される空間内に、例えば車両の操舵装置に搭載されるモータと、制御装置と、がパッケージ化された状態で収容されている。操舵装置は、たとえばステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達が遮断されたステアバイワイヤ式の装置であってもよい。その場合、モータ装置１０が備えるモータは、ステアリングホイールに反力を付与するモータであってもよい。また、モータ装置１０が備えるモータは、転舵輪を転舵させるモータであってもよい。
　モータ装置１０のうち、モータハウジング１２によって区画される空間内に、モータ２０が収容されている。モータハウジング１２は、金属製である。モータハウジング１２は、一例として、アルミニウム製であってよい。モータ２０は、ステータ２２と、ロータ２４と、回転軸２６と、を備えている。本実施形態のステータ２２は、互いに絶縁された２つの系統のステータコイルを有する。これは、いずれかの系統に異常が生じても、ステータ２２によって磁界を生成することができるようにすることを狙った冗長設計である。ロータ２４は、ロータコア２４ａと、ロータコア２４ａの表面に設けられた永久磁石２４ｂとを備える。すなわち、モータ２０は、表面磁石同期電動機（以下、ＳＰＭＳＭと称する）である。回転軸２６は、ロータ２４と一体的に回転する。
　図１には、回転軸２６の軸方向を、ｚ軸方向としている。そのため、ロータ２４の径方向は、ｚ軸に直交する方向である。換言すれば、ロータ２４の径方向は、ｘ軸方向のベクトルとｙ軸方向のベクトルとの和によって表現される。
　モータハウジング１２は、外周を形成する周壁（側壁１６）と、側壁１６の一端をふさぐ端壁と、を有している。モータハウジング１２は、側壁１６の他端において開口している。換言すれば、モータハウジング１２は、図１のｚ軸の正方向に開口している。モータハウジング１２の開口部は、ベアリングホルダ４０によって塞がれている。ベアリングホルダ４０は、略平板状をなしている。ベアリングホルダ４０は、金属製である。ベアリングホルダ４０は、一例として、アルミニウム製である。
　モータハウジング１２の端壁の中央には、ｚ軸方向に貫通した第１凹部１３が形成されている。ベアリングホルダ４０の中央には、ｚ軸方向に貫通した第２凹部４２が形成されている。第１凹部１３および第２凹部４２は、ｚ軸方向から見たとき円形状に形成されている。
　モータハウジング１２に形成された第１凹部１３には、第１軸受３０が設けられている。第１軸受３０は、第１凹部１３の内周面と回転軸２６の外周面との間に設けられている。第１軸受３０は、回転軸２６のうち、負のｚ軸方向の端部である第１端部を回転可能に支持する。
　ベアリングホルダ４０に形成された第２凹部４２には、第２軸受３２が設けられている。第２軸受３２は、第２凹部４２の内周面と回転軸２６の外周面との間に設けられている。第２軸受３２は、回転軸２６のうち、正のｚ軸方向側の端部である第２端部を回転可能に支持する。これにより、回転軸２６は、第１軸受３０および第２軸受３２を介してモータハウジング１２の内壁面に対して回転可能に支持されている。
　ベアリングホルダ４０は、ｚ軸方向において互いに逆向きの第１の面と第２の面とを有している。第１面は、ｚ軸方向においてステータ２２およびロータ２４に対向する。第２の面は、基板５０に対向する制御側面である。基板５０には、駆動回路および制御回路が実装されている。駆動回路は、モータ２０を駆動する回路である。駆動回路は、インバータ等を備える。制御回路は、駆動回路を操作することによって、モータ２０のトルクを制御する回路である。
　基板５０は、モータハウジング１２にボルト６０によって固定されている。モータハウジング１２は、モータハウジング１２の径方向において側壁１６よりも内側に、複数の支柱１８を有している。基板５０は、支柱１８に、ボルト６０によって締結されている。支柱１８は、ボルト６０が挿入されるねじ穴を有する。
　図２は、基板５０を、カバー１４を取り除いた状態においてｚ軸の正方向から見た図である。
　図２に示すように、基板５０は、１０個のボルト６０（ａ）～６０（ｊ）によってモータハウジング１２に締結されている。なお、「ボルト６０」の後に付与したかっこ内のアルファベットは、ボルト６０を識別するために記載した。
　基板５０は、ベアリングホルダ４０に対向する第１の面と、ｚ軸方向において第１の面とは逆向きの第２の面と、を有する。基板５０の第１の面には、ステータ２２を駆動するインバータを構成するスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎが実装されている。図２において、スイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎの符号の後のカッコ内の数字は、それぞれのスイッチング素子が、第１系統に対応するか、第２系統に対応するかを示す。すなわち、スイッチング素子Ｓｕｐ（１）、Ｓｕｎ（１），Ｓｖｐ（１），Ｓｖｎ（１），Ｓｗｐ（１），Ｓｗｎ（１）は、第１系統のステータコイルを駆動するインバータを構成する。また、スイッチング素子Ｓｕｐ（２），Ｓｕｎ（２），Ｓｖｐ（２），Ｓｖｎ（２），Ｓｗｐ（２），Ｓｗｎ（２）は、第２系統のステータコイルを駆動するインバータを構成する。
　以下では、同様に符号の最後のカッコ内の数字によってその部材が第１系統に対応するか、第２系統に対応するかを示す。また、カッコ内の数字を省略する場合、第１系統と第２系統とを総括した記載とする。
　基板５０の第２の面には、フィルタ用のコンデンサ７０，７２が実装されている。また、基板５０の第２の面には、インバータを駆動するためのプリドライバ７４が実装されている。また、基板５０には、電源回路７６と、マイクロコンピュータ７８とが実装されている。マイクロコンピュータ７８は、ステータ２２に流れる電流を制御すべくインバータを操作する処理を実行する処理回路である。電源回路７６は、マイクロコンピュータ７８に対する給電を制御する専用の集積回路である。なお、電源回路７６およびマイクロコンピュータ７８は、基板５０の第１の面と第２の面との双方に実装されている。
　図２に示すように、第１系統の電子部品と、第２系統の電子部品とは、基板５０の互いに異なる領域に配置されている。すなわち、第１系統の電子部品と第２系統の電子部品とは、それぞれ、ｚ軸を通って且つｚ軸に平行な平面Ｓによって分割された基板５０の２つの領域に配置されている。ここで、２つの領域は、ほぼ等しい面積を有する。また、２つの領域のそれぞれに実装される電子部品は、対称性を有する。なお、ロータ２４の回転角を検出するセンサについては、第１系統に対応するセンサと、第２系統に対応するセンサとが、ｚ軸方向において重ねて配置されている。
　図３に、基板５０およびベアリングホルダ４０の一部の断面図を示す。図３に示す断面は、１つの平面に沿った断面ではない。図３に示す断面は、モータ装置１０の複数の箇所の断面を便宜的につなげた断面である。図３に示すように、基板５０に実装される電子部品のうち、インバータ等、電力消費量が大きいパワー系電子部品は、ベアリングホルダ４０を介して効率的に放熱するように構成されている。図３には、スイッチング素子Ｓｕｐ、シャント抵抗８０、およびコンデンサ７０が、放熱グリス９０を介してベアリングホルダ４０に放熱する構成を例示している。シャント抵抗は、インバータの各レッグに設けられている。シャント抵抗における電圧降下量の検出値は、対応するレッグに流れる電流の検出値を示す。
　コンデンサ７０は、基板５０のうちのベアリングホルダ４０に対向する第１の面から突出していない。そのため、コンデンサ７０が生じた熱は、基板５０、放熱グリス９０を介してベアリングホルダ４０に放熱される。
　基板５０に対するスイッチング素子Ｓｕｐのベアリングホルダ４０に向けての突出量Δ１は、基板５０に対するシャント抵抗８０のベアリングホルダ４０に向けての突出量Δ２よりも小さい。そのため、ベアリングホルダ４０および基板５０間の距離は、スイッチング素子Ｓｕｐが設けられている領域の方が、シャント抵抗８０が設けられている領域よりも小さくなっている。また、コンデンサ７０は、基板５０に対してベアリングホルダ４０に向けて突出していない。そのため、ベアリングホルダ４０および基板５０間の距離は、コンデンサ７０が設けられている領域の方が、スイッチング素子Ｓｕｐおよびシャント抵抗８０が設けられている領域よりも小さくなっている。
　この関係は、シャント抵抗８０、スイッチング素子Ｓｕｐおよびコンデンサ７０に限って成立するものではない。この関係は、ベアリングホルダ４０のうちパワー系電子部品に対向する領域において一般に成立する。すなわち、この関係は、パワー系電子部品に含まれる２つの電子部品である第１電子部品と第２電子部品とで、基板５０に対するベアリングホルダ４０に向けての突出量が異なる場合には、一般に成立する。具体的には、ベアリングホルダ４０のうち第１電子部品に対向する部分と基板５０との距離は、ベアリングホルダ４０のうち第１電子部品よりも上記突出量が小さい第２電子部品に対向する部分と基板５０との距離よりも大きい。
　基板５０のうちのスイッチング素子Ｓｕｐが設けられている領域とベアリングホルダ４０との間の距離は、突出量Δ１と、放熱グリス９０の厚さとの和となっている。放熱グリス９０の厚さは、放熱グリス９０のｚ軸方向における長さのことである。また、基板５０のうちのシャント抵抗８０が設けられている領域とベアリングホルダ４０との間の距離は、突出量Δ２と、放熱グリス９０の厚さとの和となっている。また、基板５０のうちのコンデンサ７０が設けられている領域とベアリングホルダ４０との距離は、放熱グリス９０の厚さに等しい。
　ベアリングホルダ４０のうちのパワー系電子部品に対向する部分は、吸熱部Ｐａｈを構成する。
　一方、マイクロコンピュータ７８が基板５０に対してベアリングホルダ４０に向けて突出している部分には、放熱グリス９０が設けられていない。そのため、マイクロコンピュータ７８とベアリングホルダ４０との間には隙間が形成されている。また、マイクロコンピュータ７８は、パワー系部品よりも、ボルト６０の近くに設けられている。図２に示すように、マイクロコンピュータ７８のみならず、電源回路７６およびプリドライバ７４についても、パワー系部品よりもボルト６０の近くに設けられている。マイクロコンピュータ７８、電源回路７６およびプリドライバ７４等は、制御系電子部品である。制御系電子部品は、パワー系電子部品よりも消費電力が小さい。
　図４に、モータハウジング１２に基板５０を固定する工程を示す。
　図４に示すように、モータハウジング１２の位置決め孔Ｈｐには、自動締結機１００の位置決め突起１０２がはめ込まれる。位置決め突起１０２は、ボルト６０の締結に際して、モータハウジング１２の位置を定めるための突起である。そして、自動締結機１００によって、ボルト６０が基板５０を貫通して支柱１８に締結される。
　＜本実施形態の作用および効果＞
　モータハウジング１２の開口縁部付近には、支柱１８が設けられている。基板５０は、ベアリングホルダ４０を介すことなく、支柱１８にねじ止めされている。そのため、ベアリングホルダ４０に基板５０をねじで締結する場合と比較して、自動締結機１００によるねじの締結を良好に行うことができる。
　すなわち、自動締結機１００によるねじ止め作業は、モータハウジング１２が位置決め突起１０２によって位置決めされた状態で実行される。ここで、ベアリングホルダ４０は、モータハウジング１２とは別の部材である。したがって、仮にベアリングホルダ４０に基板５０をねじで締結する場合、ベアリングホルダ４０のねじ穴と、自動締結機１００との相対的な位置関係が問題となる。しかし、ベアリングホルダ４０をモータハウジング１２に組み付けるときには、組付け誤差が生じる。したがって、ベアリングホルダ４０のねじ穴が、自動締結機１００が想定する位置からずれるおそれがある。
　これに対し、本実施形態では、モータハウジング１２のねじ穴にボルト６０を締結することから、ねじ穴を自動締結機１００が想定する位置に高精度に定めることができる。
　なお、上記実施形態は、さらに以下の作用効果を奏する。
　（１）基板５０を支柱１８に接触させた。これにより、基板５０の熱をモータハウジング１２に直接流入させることができる。
　（２）モータハウジング１２の側壁１６に隣接して支柱１８を設けた。そして、支柱１８の根本が側壁１６のうちの支柱１８に対向する部分に連結される構成とした。これにより、基板５０から支柱１８へと流入した熱がモータハウジング１２の側壁１６に流入することを促進することができる。そのため、側壁１６を熱の放熱部材として有効活用できる。
　（３）支柱１８および側壁１６は、マイクロコンピュータ７８等の制御系電子部品の熱の伝達経路を形成する。これにより、制御系電子部品の放熱経路と、パワー系電子部品の放熱経路とを分けることができる。
　（４）制御系電子部品を、パワー系電子部品よりも支柱１８に近い位置に配置した。これにより、制御系電子部品をパワー系電子部品よりも支柱１８から遠い位置に配置する場合と比較して、制御系電子部品で発生する熱を支柱１８に放出することが容易となる。
　（５）吸熱部Ｐａｈと基板５０との距離を、吸熱部Ｐａｈに対向するパワー系電子部品の、基板５０に対するベアリングホルダ４０に向けての突出量に応じて設定した。これにより、発熱体であるパワー系電子部品とベアリングホルダ４０との距離を極力近づけることができる。そのため、パワー系電子部品から吸熱部Ｐａｈへの放熱を促進できる。
　（６）パワー系電子部品と吸熱部Ｐａｈとの間に放熱グリス９０を設けた。これにより、パワー系電子部品から吸熱部Ｐａｈへの放熱を促進できる。
　（７）ベアリングホルダ４０のうち、制御系電子部品をｚ軸に沿った方向に投影した領域には、放熱グリスを設けない。これにより、ベアリングホルダ４０からの熱が制御系電子部品に流入することを抑制できる。
　（８）支柱１８をベアリングホルダ４０よりも径方向外側に配置した。これによりベアリングホルダ４０を貫通する孔に支柱１８を挿入する場合と比較して、ベアリングホルダ４０の形状を簡素化できる。
　（９）第１系統のインバータと第２系統のインバータとを、平面Ｓに対して対称的に配置した。これにより、第１系統のインバータと第２系統のインバータとが、平面Ｓによって分割された２つの領域の一方に偏っている場合等と比較すると、第１系統のインバータと第２系統のインバータとのそれぞれで生じる熱を効率的に放熱できる。
　＜その他の実施形態＞
　なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　「基板固定部について」
　・支柱１８の配置は、図２に例示したものに限らない。
　・支柱１８の数は、１０個に限らない。たとえば、２個以上の任意の複数であってもよい。その際、偶数であることも必須ではない。
　・支柱１８が、モータハウジング１２の側壁１６に対向するようにして配置されることも必須ではない。たとえば、基板５０の中央に配置される支柱があってもよい。
　・基板固定部としては、支柱１８に限らない。たとえば、基板固定部は、側壁１６の一部であってもよい。具体的には、たとえば、モータハウジング１２の側壁を径方向内側に拡大して、拡大した側壁にボルト６０を挿入するねじ穴を設けてもよい。
　「吸熱部Ｐａｈと基板固定部とのｚ軸に沿った方向の位置の差について」
　・上記実施形態では、ｚ軸に沿った方向において、吸熱部Ｐａｈのうちの電子部品に対向する部分の位置と、支柱１８の先端面（基板支持面）の位置との差を、電子部品の突出量と放熱グリス９０の厚さとの和としたが、これに限らない。たとえば、ｚ軸に沿った方向において、吸熱部Ｐａｈのうちの電子部品に対向する部分の位置と、支柱１８の先端面の位置との差を、電子部品の突出量と放熱グリス９０の厚さとの和よりも大きくしてもよい。換言すれば、放熱グリス９０と基板５０との間に隙間が存在してもよい。
　・上記実施形態では、ベアリングホルダ４０のうちの制御側面のｚ軸座標成分を、突出量が大きい第１電子部品に対向する第１部分よりも、突出量が小さい第２電子部品に対向する第２部分の方が、大きくしたが、これに限らない。たとえば、それらが等しくてもよい。
　「放熱部材について」
　・放熱部材としては、放熱グリス９０に限らない。たとえば、放熱シートであってもよいし、放熱ゴムであってもよい。
　「モータについて」
　・モータが、ＳＰＭＳＭであることは必須ではない。モータは、たとえば、埋込磁石同期電動機であってもよいし、巻き線界磁型同期電動機であってもよいし、直流モータであってもよい。モータは、またたとえば誘導機であってもよい。
　・上記実施形態では、ステータ２２を構成するステータコイルを２系統とすることによって、ステータ２２に冗長性を持たせたが、これに限らない。たとえば、ステータ２２を構成するステータコイルを３系統以上とすることによって、ステータ２２に冗長性を持たせてもよい。
　・ステータ２２に冗長性を持たせることは必須ではない。たとえばモータのステータ２２を構成するステータコイル１系統としてもよい。
　「ステータコイルの冗長性に対応するレイアウトについて」
　・上記実施形態では、ステータ２２の冗長性に対応して、各系統の電子部品を対称的に配置したが、これに限らない。たとえば、各系統のインバータ等、各系統の一部の部品に限って対称性を持たせて配置してもよい。

Claims (9)

  1. 　モータ、モータハウジング、ベアリングホルダ、および基板を備え、
    　前記モータのステータは、前記モータハウジングと前記ベアリングホルダとによって区画される空間に収容され、
    　前記ベアリングホルダは、前記モータの回転軸を支持しており、
    　前記ベアリングホルダは、前記回転軸の軸方向において互いに逆向きの第１の面と第２の面とを有し、前記第１の面は前記ステータに対向しており、
    　前記基板は、前記第２の面に対向して配置されており、
    　前記基板には、複数の電子部品が実装されており、
    　前記モータハウジングは、前記基板を固定するための穴が形成された基板固定部を有するモータ装置。
  2. 　前記基板固定部は、前記モータハウジングの側壁の内側に設けられた支柱であり、
    　前記支柱の根本部分が前記側壁のうち前記支柱に対向する部分に連結されている請求項１記載のモータ装置。
  3. 　前記ベアリングホルダは、複数の前記電子部品のうちの1または複数の所定の電子部品の熱を吸熱するように構成される吸熱部を有し、
    　前記軸方向における前記吸熱部の位置と前記基板固定部の位置との差は、前記所定の電子部品が前記基板に対して前記ベアリングホルダに向かって前記軸方向に突出する長さ以上である請求項１記載のモータ装置。
  4. 　前記所定の電子部品は、第１電子部品、および第２電子部品を含み、
    　前記吸熱部は、前記第１電子部品に対向する第１部分と、前記第２電子部品に対向する第２部分と、を含み、
    　前記第１電子部品が前記基板に対して前記軸方向に突出する長さは、前記第２電子部品が前記基板に対して前記軸方向に突出する長さよりも大きく、
    　前記第１部分と前記基板との距離は、前記第２部分と前記基板との距離よりも大きい請求項３記載のモータ装置。
  5. 　前記吸熱部と前記所定の電子部品との間には、放熱部材が設けられている請求項３記載のモータ装置。
  6. 　所定の電子部品は、パワー系電子部品であり、
    　複数の前記電子部品には、前記パワー系電子部品よりも消費電力が小さい制御系電子部品が含まれ、
    　前記制御系電子部品と前記ベアリングホルダとの間には空間が設けられて且つ、該空間には、前記放熱部材が設けられていない請求項５記載のモータ装置。
  7. 　前記制御系電子部品は、前記パワー系電子部品よりも前記基板固定部に近い位置に配置されている請求項６記載のモータ装置。
  8. 　前記基板固定部は、前記ベアリングホルダよりも前記モータの径方向外側に設けられている請求項１記載のモータ装置。
  9. 　前記モータは、互いに独立した電流の流通経路である第１系統、および第２系統を含み、
    　複数の前記電子部品は、第１系統スイッチング素子および第２系統スイッチング素子を含み、
    　前記第１系統スイッチング素子は、前記第１系統の電流を制御するように構成され、
    　前記第２系統スイッチング素子は、前記第２系統の電流を制御するように構成され、
    　前記第1系統スイッチング素子は、前記基板の第１領域に設けられ、
    　前記第２系統スイッチング素子は、前記基板の第２領域に設けられ、
    　前記第１領域と前記第２領域とは、それぞれ、前記基板が前記所定平面によって分割された２つの領域であり、
    　前記所定平面は、前記モータの回転軸を通って且つ前記軸方向に平行な平面である請求項１記載のモータ装置。
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