(57)【要約】【課題】  コストダウンを図りつつ、電気回路の破損を防止する電動バルブタイミング調整装置の駆動ドライバを提供する。【解決手段】  駆動ドライバ５０は、電気回路のうち要素５４，５７とそれら要素に導通する金属端子７４ａ，７４ｃが実装されてなる第一基板部７０、並びに電気回路のうち要素５５，５６ａとそれら要素に導通する金属端子７６ａ，７６ｃとが実装されてなる第二基板部７１を備える。基板部７０，７１同士は、各々に実装されている金属端子７４ａ，７４ｃと金属端子７６ａ，７６ｃ同士の溶接により積層固定されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転トルクを利用して内燃機関のバルブタイミングを調整する電動バルブタイミング調整装置において前記電動モータを通電駆動する駆動ドライバであって、
電気回路と前記電気回路に導通する金属端子とが実装されてなる複数の基板部を備え、
前記基板部同士は、各々に実装されている前記金属端子同士の溶接により積層固定されていることを特徴とする電動バルブタイミング調整装置の駆動ドライバ。
【請求項２】
前記基板部同士は、各々に実装されている前記金属端子同士の溶接のみにより積層固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動バルブタイミング調整装置の駆動ドライバ。
【請求項３】
前記基板部は、積層方向において隣接する別の前記基板部に係合する係合部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動バルブタイミング調整装置の駆動ドライバ。
【請求項４】
前記金属端子は、前記基板部の重心を挟む両側に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動バルブタイミング調整装置の駆動ドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転トルクを利用して内燃機関（以下、エンジンという）のバルブタイミングを調整する電動バルブタイミング調整装置の駆動ドライバに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電動バルブタイミング調整装置では、電動モータへの供給電流を大電流とすることが求められており、その電動モータを通電駆動する駆動ドライバにおいて電気回路をなすコイル、コンデンサ等の回路要素は、そのような要求への対応により重量が増加する。また、エンジンへの搭載上の制約から、駆動ドライバの電気回路を複数の基板に振り分けて実装し、それら基板同士を積層する構造が検討されている。そして、こうした電動バルブタイミング調整装置の駆動ドライバに限らず、一般に基板同士の積層固定は、螺子留め（特許文献１参照）や接着により行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−０１５１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、螺子留めにより基板同士を積層固定する場合、螺子等の部品点数が増加し、煩雑な螺子留め作業には時間がかかるため、コストアップを余儀なくされる。さらに、エンジン搭載される電動バルブタイミング装置の駆動ドライバでは、螺子留めにより基板同士を積層固定すると、エンジン振動によって螺子留め部位の緩みや破損が生じ、電気回路の破損につながる。
【０００５】
また、接着により基板同士を積層固定する場合、接着剤等の材料費が嵩み、接着剤の乾燥には時間がかかるため、コストアップを余儀なくされる。さらに、エンジン搭載される電動バルブタイミング装置の駆動ドライバでは、接着により基板同士を積層固定すると、エンジン振動によって接着部位が剥離し易くなり、電気回路の破損を招く。
以上より、本発明の目的は、コストダウンを図りつつ、電気回路の破損を防止する電動バルブタイミング調整装置の駆動ドライバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電気回路を複数の基板部に振り分けて実装する駆動ドライバでは、各基板部の電気回路同士を導通するために金属端子が必要となる。そこで、請求項１に記載の発明において基板部同士は、各々に実装されている金属端子同士の溶接により積層固定される。このように、電気回路同士を導通させるのに必要な金属端子を利用して基板部同士が積層固定されるので、部品点数の増加が抑えられると共に作業時間が短くなる。しかも、金属端子同士の溶接により基板部同士が積層固定されるので、高い固定強度が得られるばかりでなく、材料費の上昇が抑えられると共に作業時間が短くなる。以上より、請求項１に記載の発明によれば、コストダウンを図りつつ、基板部同士の固定強度を高くして電気回路の破損を防止することができる。
請求項２に記載の発明によると、基板部同士は、各々に実装されている金属端子同士の溶接のみにより積層固定されるので、コストダウン効果を促進することができる。
【０００７】
各基板部の金属端子同士を溶接する際には、各基板部を位置合わせしておく必要がある。請求項３に記載の発明によると、基板部は、積層方向において隣接する別の基板部に係合する係合部を有するので、各基板部の金属端子同士を溶接するのに先立ち、基板部同士を係合させて仮留めすることができる。したがって、金属端子同士を溶接する際には、専用の治具を用いなくても各基板部同士を位置合わせすることができるので、溶接作業が容易となる。
請求項４に記載の発明によると、金属端子は、基板部の重心を挟む両側に設けられる。これにより、一基板部が別の基板部によって両持ち支持されるため、エンジン振動に対する耐震性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１に示す。電動バルブタイミング調整装置１０は、図１の上下方向をエンジンのカム軸１１の軸心方向にほぼ一致するようにして車両のエンジンに設置されている。電動バルブタイミング調整装置１０は、電動モータ１２の回転トルクを利用して、吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングであるバルブタイミングを調整する。
【０００９】
まず、電動バルブタイミング調整装置１０の電動モータ１２について説明する。回転トルクを発生する電動モータ１２は三相ブラシレスモータであり、図１に示すように、モータケース１４、モータ軸１５を備えている。
モータケース１４は、ステー（図示しない）を介してエンジンに相対変位不能に固定されている。モータケース１４は、図示しない転動体を介してモータ軸１５を軸線Ｏ周りに正逆回転可能に支持している。モータケース１４には、図示しない複数のステータが収容固定されており、各ステータがモータ軸１５の外周側に等間隔に配置されている。図２に示すように各ステータの巻線１６は３個を１組としてスター結線され、非結線側において後述の駆動ドライバ５０に接続している。駆動ドライバ５０により通電される各巻線１６は、図３の時計方向又は反時計方向の回転磁界をモータ軸１５の外周側に形成する。図３の時計方向の回転磁界が形成されるときには、正転方向の回転トルクがモータ軸１５に付与され、図３の反時計方向の回転磁界が形成されるときには、逆転方向の回転トルクがモータ軸１５に付与される。
【００１０】
次に、電動バルブタイミング調整装置１０の位相変化機構３０について説明する。電動モータ１２から回転トルクを与えられることにより作動する位相変化機構３０は、図１及び図３に示すように、スプロケット３２、リングギア３３、偏心軸３４、遊星歯車３５及び出力軸３６を備えている。
スプロケット３２は出力軸３６の外周側に同軸上に配設されており、出力軸３６に対してモータ軸１５と同じ軸線Ｏ周りに相対回転可能である。エンジンのクランク軸の駆動トルクがチェーンベルトを通じてスプロケット３２に入力されるとき、スプロケット３２はクランク軸に対する位相を保ちつつ、軸線Ｏを中心として図３の時計方向へ回転する。即ちスプロケット３２は、クランク軸と同期して回転する回転体として機能する。リングギア３３は内歯車で構成されてスプロケット３２の内周壁に同軸上に固定されており、スプロケット３２と一体に回転する。
【００１１】
偏心軸３４は、モータ軸１５に連結固定されることにより一端部の外周壁が軸線Ｏに対し偏心する形態で配設されており、モータ軸１５と一体に回転可能である。遊星歯車３５は外歯車で構成されており、複数の歯の一部をリングギア３３の複数の歯の一部に噛み合わせるようにしてリングギア３３の内周側に遊星運動可能に配設されている。偏心軸３４の上記一端部の外周壁に同軸上に支持されている遊星歯車３５は、偏心軸３４に対して偏心軸線Ｐ周りに相対回転可能である。出力軸３６はカム軸１１に同軸上にボルト固定されており、モータ軸１５と同じ軸線Ｏを中心としてカム軸１１と一体に回転する。出力軸３６には、軸線Ｏを中心とする円環板状の係合部３７が形成されている。係合部３７には、軸線Ｏ周りに等間隔に９個の係合孔３８が設けられている。遊星歯車３５には、各係合孔３８と向き合う９箇所から係合突起３９が突出している。各係合突起３９は偏心軸線Ｐ周りに等間隔に配設され、対応する係合孔３８に突入している。
【００１２】
スプロケット３２に対してモータ軸１５及び偏心軸３４が相対回転しないときには、遊星歯車３５がリングギア３３との噛合位置を保つ。これにより、スプロケット３２に対する出力軸３６の位相が変化しないため、クランク軸に対するカム軸１１の位相、即ちカム軸１１によって駆動される吸気バルブ又は排気バルブについてのバルブタイミングが保持される。尚、エンジンの作動中においては、リングギア３３と噛合位置を保った遊星歯車３５がスプロケット３２と共に図３の時計方向へ回転し、係合突起３９が係合孔３８の内周壁を図３の時計方向へ押圧するため、出力軸３６が図３の時計方向へ回転する。
【００１３】
逆転方向の回転トルクの増大等によりモータ軸１５及び偏心軸３４がスプロケット３２に対して図３の反時計方向へ相対回転するときには、遊星運動によって遊星歯車３５が偏心軸３４に対し図３の時計方向へ相対回転しつつ、リングギア３３との噛合位置を変化させる。これにより、係合突起３９が係合孔３８の内周壁を図３の時計方向へ押圧する力が増大し、スプロケット３２に対する出力軸３６の位相が進角するため、バルブタイミングが進角側へと変化する。
【００１４】
正転方向の回転トルクの増大等によりモータ軸１５及び偏心軸３４がスプロケット３２に対して図３の時計方向へ相対回転するときには、遊星運動によって遊星歯車３５が偏心軸３４に対し図３の反時計方向へ相対回転しつつ、リングギア３３との噛合位置を変化させる。これにより、係合突起３９が係合孔３８の内周壁を図３の反時計方向へ押圧する力が増大し、スプロケット３２に対する出力軸３６の位相が遅角するため、バルブタイミングが遅角側へと変化する。
【００１５】
次に、電動バルブタイミング調整装置１０の駆動ドライバ５０について説明する。図２に示すように駆動ドライバ５０は、エンジンを制御する電子制御ユニット（Electric Control Unit；以下、ＥＣＵという）４０と電動モータ１２の各巻線１６とに接続された電気回路５１を備え、ＥＣＵ４０から受信する指令信号に従って電動モータ１２を通電駆動する。駆動ドライバ５０の電気回路５１は、インバータ部５２及び信号生成部５３を形成している。
【００１６】
インバータ部５２は、ブリッジ５４、コイル５５、三つのコンデンサ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ、電源端子５７及び接地端子５８を有している。ブリッジ５４の三列のアーム５９ｕ，５９ｖ，５９ｗは、それぞれ対応する電動モータ１２の巻線１６に接続されている。アーム５９ｕ，５９ｖ，５９ｗの一端側及びコンデンサ５６ａ，５６ｂの一端側はコイル５５の一端側に導通し、当該コイル５５の他端側及びコンデンサ５６ｃの一端側は電源端子５７に導通している。また、アーム５９ｕ，５９ｖ，５９ｗの他端側及びコンデンサ５６ａ，５６ｂ，５６ｃの他端側は接地端子５８に導通している。ここで電源端子５７は、外部電源６０との接続端子であり、接地端子５８は、接地される端子である。各アーム５９ｕ，５９ｖ，５９ｗは、巻線１６との接続点６１を挟む両側にスイッチング素子６２を一つずつ有している。各スイッチング素子６２は例えばＭＯＳ型の電界効果トランジスタであり、それぞれのゲートにおいて信号生成部５３と接続している。各スイッチング素子６２は、信号生成部５３から与えられる駆動信号によってオンオフを切り換えられる。
信号生成部５３は、ＥＣＵ４０と、コイル５５の前記一端と、各スイッチング素子６２のゲートとに接続されている。信号生成部５３は、ＥＣＵ４０からの指令信号に従って各スイッチング素子６２への駆動信号を生成する。
【００１７】
駆動ドライバ５０において電気回路５１は、図１及び図４に示す二つの基板部７０，７１に振り分けて実装されており、それら各基板部７０，７１は、互いに積層固定されてモータケース１４に装着されている。
具体的に第一基板部７０は、ベース７２、支持壁７３及びコネクタ７５等から構成されている。ベース７２はアルミニウム等の金属で形成され、カバー７９と共にモータケース１４にボルト固定されている。ベース７２には、電気回路５１のうちインバータ部５２のブリッジ５４と信号生成部５３とが実装されている。支持壁７３及びコネクタ７５は、それぞれ樹脂で形成されてベース７２に固着されている。インサート成形によって支持壁７３には、二つの金属端子７４ａ，７４ｂが埋設されて実装されている。また、インサート成形によってコネクタ７５には、二つの金属端子７４ｃ，７４ｄと、電気回路５１のうちインバータ部５２の電源端子５７及び接地端子５８とが埋設されて実装されている。
【００１８】
第二基板部７１は樹脂で形成され、第一基板部７０の支持壁７３に支持されている。第二基板部７１には、電気回路５１のうちインバータ部５２のコイル５５及びコンデンサ５６ａ，５６ｂ，５６ｃが実装されている。また、インサート成形によって第二基板部７１には、四つの金属端子７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄが埋設されて実装されている。金属端子７６ａ，７６ｂと金属端子７６ｃ，７６ｄとは、第二基板部７１の重心を挟む両側にほぼ対称的に設けられている。
【００１９】
第一基板部７０の各金属端子７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄは、それぞれ符号の末尾のアルファベットが同じ第二基板部７１の金属端子７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄと溶接されて導通している。ここで金属端子７４ａ，７６ａの組は、図２に示すように、アーム５９ｕ，５９ｖ，５９ｗと、コイル５５及びコンデンサ５６ａ，５６ｂとの間を導通する経路７８ａ上に設けられている。また、金属端子７４ｂ，７６ｂの組は、信号生成部５３と、コイル５５及びコンデンサ５６ａ，５６ｂとの間を導通する経路７８ｂ上に設けられている。また、金属端子７４ｃ，７６ｃの組は、電源端子５７と、コイル５５及びコンデンサ５６ｃとの間を導通する経路７８ｃ上に設けられている。また、金属端子７４ｄ，７６ｄの組は、接地端子５８と、アーム５９ｕ，５９ｖ，５９ｗ及びコンデンサ５６ａ，５６ｂ，５６ｃとの間を導通する経路７８ｄ上に設けられている。
【００２０】
駆動ドライバ５０を組み立てるには、まず、信号生成部５３、ブリッジ５４、電源端子５７、接地端子５８及び金属端子７４ａ〜７４ｄを実装した第一基板部７０と、コイル５５、コンデンサ５６ａ〜５６ｃ及び金属端子７６ａ〜７６ｄを実装した第二基板部７１とを準備する。続いて、第二基板部７１を第一基板部７０の支持壁７３に支持させて、第二基板部７１の各金属端子７６ａ〜７６ｄをそれぞれ対応する第一基板部７０の金属端子７４ａ〜７４ｄに重ね合わせる。さらに、重ね合わされた金属端子７４ａ〜７４ｄ，７６ａ〜７６ｄ同士を溶接によって固定する。
尚、かかる組立後には、第二基板部７１が一体的に積層固定されている第一基板部７０のベース７２をカバー７９と共にモータケース１４にボルト固定することで、駆動ドライバ５０がモータ１２に取り付けられる。
【００２１】
以上説明した第一実施形態によると、駆動ドライバ５０の基板部７０，７１同士が、各々に振り分けられた電気回路５１の要素同士を導通するために設けられる金属端子７４ａ〜７４ｄ，７６ａ〜７６ｄを利用することで、積層固定される。そのため、螺子留めにより積層固定する場合のような部品点数の増加や作業時間の増大が抑えられる。しかも、第一実施形態によると、基板部７０，７１同士が金属端子７４ａ〜７４ｄ，７６ａ〜７６ｄ同士の溶接のみにより積層固定される。そのため、高い固定強度が得られるばかりでなく、接着により積層固定する場合のような材料費の上昇と作業時間の増大とが抑えられる。以上より、第一実施形態によれば、コストダウンを図りつつ基板部７０，７１同士の固定強度を高くして、電気回路５１の破損を安価に防止することができる。
【００２２】
さらに第一実施形態によると、大電流の要求に伴って重量の大きなコイル５５やコンデンサ５６が実装される第二基板部７１において、その重心を挟む両側に金属端子７６ａ，７６ｂと金属端子７６ｃ，７６ｄとが設けられている。そして、第一実施形態では、このような第二基板部７１の各金属端子７６ａ〜７６ｄに対して、それぞれ末尾のアルファベットが同じ第一基板部７０の金属端子７４ａ〜７４ｄが溶接されている。これにより、重量の大きな第二基板部７１が、モータケース１４に固定の第一基板部７０によって両持ち支持されているので、エンジン振動に対する耐震性が向上する。
【００２３】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置は、図５及び図６に示すように第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一符号を付すことで説明を省略する。
第二実施形態の駆動ドライバ１００において第一基板部７０の支持壁７３には、係合部としての係合爪１１０が複数設けられている。かかる第一基板部７０に積層方向において隣接する第二基板部７１には、対応する係合爪１１０と係合する係合部としての係合溝１１１が複数設けられている。このような駆動ドライバ１００の組み立てにおいては、第二基板部７１を第一基板部７０の支持壁７３に支持させる際に、第一基板部７０の各係合爪１１０を対応する係合溝１１１に係合させて仮留めしておくことができる。そのため、それに続く金属端子７４ａ〜７４ｄ，７６ａ〜７６ｄ同士の溶接時には、溶接作業が容易となる。
【００２４】
以上説明した第二実施形態によっても、第一実施形態の場合と同様、コストダウンを図りつつ基板部７０，７１同士の固定強度を高くして、電気回路５１の破損を安価に防止することができ、また大重量の第二基板部７１を両持ち支持して耐震性を向上することができる。
【００２５】
尚、上述の複数の実施形態では、駆動ドライバ５０，１００の電気回路５１を二つの基板部７０，７１に振り分けてそれら基板部７０，７１同士を積層固定しているが、駆動ドライバの電気回路を三つ以上の基板部に振り分けてそれら三つ以上の基板部同士を積層固定してもよい。
【００２６】
また、上述の複数の実施形態において駆動ドライバ５０，１００の各基板部７０，７１には、互いを積層固定するための金属端子を各々四つずつ（７４ａ〜７４ｄ，７６ａ〜７６ｄ）設けているが、当該金属端子の個数については各々一つ以上に設定することができる。
さらに上述の複数の実施形態では、電動モータ１２として３相ブラシレスモータを用いているが、３相ブラシレスモータ以外の公知のモータを電動モータとして用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す部分断面側面図である。
【図２】本発明の第一実施形態による駆動ドライバの電気回路を示すブロック図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置のカバーを取り外した状態を示す平面図である。
【図５】本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置のカバーを取り外した状態を示す平面図である。
【図６】本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置の駆動ドライバを拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  電動バルブタイミング調整装置、１２  電動モータ、３０  位相変化機構、５０，１００  駆動ドライバ、５１  電気回路、５２  インバータ部、５３  信号生成部、５４  ブリッジ、５５  コイル、５６ａ，５６ｂ，５６ｃ  コンデンサ、５７  電源端子、５８  接地端子、６２  スイッチング素子、７０  第一基板部、７１  第二基板部、７２  ベース、７３  支持壁、７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ  金属端子、７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ  経路、１１０  係合爪（係合部）、１１１  係合溝（係合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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