(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動アクチュエータを収容したハウジングのコントローラ取付部に取り付けられ、該コントローラ取付部と底壁との間で機電接続空間を構成する金属製のケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、上記電動アクチュエータを駆動するパワー部品が実装されるとともに、複数のバスバーを合成樹脂材料で一体化してなり、かつ上記ケーシングに固定されたバスバーモジュールと、
上記ケーシングの上記底壁に開口形成された開口部と、
板状をなす上記バスバーモジュールから突出した形状をなすように、上記合成樹脂材料でもって該バスバーモジュールと一体に成形され、かつバスバーモジュールに支持された端子を備えたセンサ用コネクタと、
を備え、上記センサ用コネクタは、上記開口部を通した空気の流動が可能なように上記開口部を貫通して、先端部が上記機電接続空間に臨んでおり、上記電動アクチュエータに付設されたセンサのコネクタが上記機電接続空間内で上記センサ用コネクタに接続されることを特徴とする電動アクチュエータの電子回路装置。
【請求項２】
上記バスバーモジュールに重ねて配置された制御基板を有し、上記センサ用コネクタの各端子が、他のバスバーと導通することなく上記バスバーモジュールを貫通して上記制御基板に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータの電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の電動ブレーキブースタ装置などに用いられる電動アクチュエータの電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のブレーキ装置において、内燃機関を負圧源とした負圧式ブレーキブースタ装置に代えて、電動アクチュエータ例えば電動モータを利用してマスタシリンダの油圧を増圧するようにした電動ブレーキブースタ装置が近年提案されている。
【０００３】
本出願人が先に提案した特許文献１には、ブレーキペダルに連係して軸方向に移動する入力ロッドを中心として同心状に構成される３相交流ブラシレスモータをアクチュエータとした電動ブレーキブースタ装置が開示されており、この３相交流ブラシレスモータの駆動・制御を行うインバータ回路を含む電子回路装置つまりコントロールユニットが、電動モータのハウジングの上面に一体に搭載された構成となっている。
【０００４】
上記コントロールユニットは、パワー部品を実装するとともに複数のバスバーを合成樹脂材料で一体化したバスバーモジュールと、このバスバーモジュールの上に重ねて配置されたプリント配線基板からなる制御基板と、を含んで構成されており、上記バスバーモジュールに設けられた３つの出力端子が、モータハウジングとコントローラケーシングとの間に画成された空間の中で、電動モータ側の３つのモータ入力端子にそれぞれ接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
３相交流ブラシレスモータの回転制御のためには、その回転位置を検出するレゾルバが必須であり、また一般に、電動モータの温度を監視するための温度センサなども設けられている。これらのセンサ類の信号は、制御基板に入力すべきものであるため、上記特許文献１には詳細には記述されていないが、従来は、制御基板上にレゾルバ用コネクタと温度センサ用コネクタとが実装されており、電動モータ側に設けられたレゾルバおよび温度センサからそれぞれ延びたハーネス先端のコネクタを、これら制御基板上のレゾルバ用コネクタおよび温度センサ用コネクタに差し込んで接続する構成となっていた。
【０００７】
従って、強度・剛性の低い制御基板にレゾルバ用コネクタおよび温度センサ用コネクタが設けられているので、ハーネス側のコネクタの脱着の際に制御基板に応力が作用し、好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る電動アクチュエータの電子回路装置は、
電動アクチュエータを収容したハウジングのコントローラ取付部に取り付けられ、該コントローラ取付部と底壁との間で機電接続空間を構成する金属製のケーシングと、
上記ケーシング内に配置され、上記電動アクチュエータを駆動するパワー部品が実装されるとともに、複数のバスバーを合成樹脂材料で一体化してなり、かつ上記ケーシングに固定されたバスバーモジュールと、
上記ケーシングの上記底壁に開口形成された開口部と、
板状をなす上記バスバーモジュールから突出した形状をなすように、上記合成樹脂材料でもって該バスバーモジュールと一体に成形され、かつバスバーモジュールに支持された端子を備えたセンサ用コネクタと、
を備え、上記センサ用コネクタは、上記開口部を通した空気の流動が可能なように上記開口部を貫通して、先端部が上記機電接続空間に臨んでおり、上記電動アクチュエータに付設されたセンサのコネクタが上記機電接続空間内で上記センサ用コネクタに接続されるように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、コネクタの脱着の際の力をバスバーモジュールが受け、プリント配線基板からなる制御基板に作用する応力が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】モータユニットのハウジングにコントロールユニットを組み付けた電動ブレーキブースタ装置の斜視図。
【図２】この電動ブレーキブースタ装置のコントロールユニットの分解斜視図。
【図３】バスバーモジュールの上面側を示す斜視図。
【図４】図３のＡ部の拡大斜視図。
【図５】バスバーモジュールの上面に制御基板を重ねた状態を示す斜視図。
【図６】バスバーモジュールの下面側を示す斜視図。
【図７】ケーシングの上面側を示す斜視図。
【図８】ケーシングの下面側を示す斜視図。
【図９】バスバーモジュールを組み合わせた状態でケーシングの下面側を示す斜視図。
【図１０】センサ用コネクタを通る断面に沿った要部の断面図。
【図１１】図１０のＢ部の拡大断面図。
【図１２】電動モータのハウジングにコントロールユニットを組み付けた状態での要部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明を車両の電動ブレーキブースタ装置に適用した一実施例について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、モータユニット１のハウジング２にコントロールユニット３を組み付けたブレーキブースタ装置全体の構成を示し、図２は、その分解斜視図を示している。
【００１３】
上記モータユニット１は、車体のエンジンルームと車室とを仕切る図示せぬバルクヘッドに取り付けられるものであって、ブレーキペダルに連係して軸方向に移動する入力ロッド（図示せず）が図右側の筒状部４内に位置し、これと同心状をなすように構成された３相交流ブラシレスモータからなる電動モータ（図示せず）がハウジング２内に収容されている。従って、ハウジング２は、基本的に、内部の電動モータに対応した略円筒形状をなしている。そして、バルクヘッドに片持ち状に支持されるハウジング２の先端部中央に、ブレーキ系統へ油圧を供給するマスタシリンダ５が装着されており、上述した特許文献１と同様に、上記入力ロッドを介したブレーキペダルの操作量に応じて上記電動モータによってマスタシリンダ５の増圧作用が得られる構成となっている。
【００１４】
上記モータユニット１のハウジング２は、例えばアルミニウム合金のダイキャストなどからなる金属製のものであって、図２に示すように、その上面（換言すれば周面の一部）に、コントローラ取付部７を備えている。このコントローラ取付部７は、上面が開口した略矩形の箱状をなすように周壁部８によって囲まれた機電接続室９と、その両側にそれぞれ設けられた一対のフランジ部１０と、からなり、上記周壁部８の頂部には、機電接続室９の全周に亘って連続したＯリング等のシール部材１１が配設されている。上記機電接続室９内には、後述するように、コントロールユニット３側の３つの出力端子１５とそれぞれ接続される電動モータの３つの入力端子が配置されている。そして、周壁部８の一部には、これら出力端子１５と入力端子との接続作業（ネジ止め）を行うための作業孔１６が開口している。この作業孔１６は、最終的に、後述するプラグの装着によって閉塞される。
【００１５】
上記コントロールユニット３は、図２に示すように、上面が開口した箱状をなすアルミニウム合金等のダイキャストからなるケーシング１８と、このケーシング１８の上面開口に装着される同じくアルミニウム合金等のダイキャストあるいは板金プレス成形品からなるカバー１９と、これらのケーシング１８とカバー１９とからなる空間の内部に収容されるバスバーモジュール２０と、このバスバーモジュール２０の上面に重ねて配置されるプリント配線基板からなる制御基板２１と、から大略構成されている。上記バスバーモジュール２０は、複数本のネジ２２によって上記ケーシング１８の内部に固定され、上記カバー１９は、このバスバーモジュール２０と上記制御基板２１とを覆うように、複数本のネジ２３によって上記ケーシング１８に取り付けられている。そして、上記ケーシング１８は、上記モータユニット１側のフランジ部１０に螺合する複数本のネジ２４によって上記コントローラ取付部７の上に取り付けられている。
【００１６】
図３〜図６は、上記バスバーモジュール２０を示している。上記バスバーモジュール２０は、３相交流モータを駆動するための相対的に大きな電流が流れる銅板もしくは黄銅板からなる複数のバスバー３１を絶縁性合成樹脂材料でもって板状に一体化した構成のものであって、その一側部には、電源用コネクタと制御信号用コネクタとを一体化してなる偏平な筒状をなすメインコネクタ２６が一体に成形されている。図３，図５に示すように、メインコネクタ２６の制御信号用コネクタに至る複数の制御信号用端子２７は、バスバー３１と導通することなく個々に上方へ立ち上がっており、制御基板２１のスルーホールを介して該制御基板２１にそれぞれ接続されている。また各バスバー３１には、バスバーモジュール２０に実装されるパワー部品およびノイズ対策部品の各端子と溶接ないしハンダ付けによって接合される多数の端子片が設けられており、図３に示すように、バスバーモジュール２０の板状をなす合成樹脂部分からそれぞれ上方へ突出している。なお、複数のバスバー３１は、バスバーモジュール２０の厚さの中で３次元的に配索されている。
【００１７】
上記バスバーモジュール２０の周縁の複数箇所には、図４に拡大して示すように、制御基板２１を乗せるための円柱状の支持部３２と、この支持部３２上の制御基板２１の周縁と係合するように先端部が膨らんだ係止爪３３と、が形成されており、制御基板２１を両側から挟むように配置された複数の係止爪３３によって、いわゆるスナップフィットとして制御基板２１がバスバーモジュール２０上に支持されるようになっている。つまり、制御基板２１は、図５に示すように、バスバーモジュール２０上に重ねて配置され、かつ複数の支持部３２によって、バスバーモジュール２０上面との間に、端子片との接触を回避し得るだけの間隙が確保されている。そして、バスバーモジュール２０から上方へ長く延びた一部の端子が上記制御信号用端子２７と同様に制御基板２１のスルーホールに接続されている。
【００１８】
図６は、上記バスバーモジュール２０の下面側の構成を示しており、この図に示すように、バスバーモジュール２０の下面には、３相交流モータを駆動するインバータ回路を構成する６個の半導体スイッチング素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ）３５、異常時に電流を遮断／通電するための２つのリレー３６、複数個の電解コンデンサ３７、回路内のノイズを低減するためのノーマルモードチョークコイル３８およびコモンモードチョークコイル３９、電流検出用のシャント抵抗４０、などのパワー部品およびノイズ対策部品が実装されている。
【００１９】
そして、上記バスバーモジュール２０の下面中央部には、バスバーモジュール２０の下面から壁状に立ち上がった出力端子支持部４２が一体に成形されており、ここに、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つの出力端子１５が一列に並んで設けられている。これらの出力端子１５は、先端が円弧形に丸まった帯状に突出しており、各々先端部にネジ止め用の孔を備えている。
【００２０】
また、上記バスバーモジュール２０の下面の一側部には、同様にバスバーモジュール２０の下面から壁状に立ち上がったセンサ用コネクタ４５が一体に成形されている。このセンサ用コネクタ４５は、細長い断面矩形の筒状をなすようにバスバーモジュール２０から突出しており、中間の隔壁によってレゾルバ用コネクタ４５Ａと温度センサ用コネクタ４５Ｂとに仕切られている。換言すれば、この実施例では、レゾルバ用コネクタ４５Ａと温度センサ用コネクタ４５Ｂとが、１つのセンサ用コネクタ４５として一体化されている。これらのセンサ用コネクタ４５における複数本の端子４６は、各々細いピン状をなしているが、図１０に示すように、センサ用コネクタ４５の基部の合成樹脂部分を貫通してバスバーモジュール２０の上面側へと突出している。そして、各々の先端部が、図５に示すように、制御基板２１のスルーホールを貫通して該制御基板２１に接続されている。つまり、これらのセンサ用コネクタ４５の端子４６は、バスバーモジュール２０に支持されているものの該バスバーモジュール２０内部のバスバー３１とは導通しておらず、後述するレゾルバおよび温度センサからの信号を制御基板２１に直接に伝達している。
【００２１】
上記の出力端子支持部４２およびセンサ用コネクタ４５は、２×３の形に配列された６個の半導体スイッチング素子３５の領域の両側に沿って、換言すれば、６個の半導体スイッチング素子３５を挟んで互いに対向するように、配置されている。
【００２２】
図１０および図１１は、上記センサ用コネクタ４５およびその先端部の断面形状をそれぞれ示しているが、これらの図に示すように、矩形の筒状をなすセンサ用コネクタ４５の開口縁には、ここに差し込まれたコネクタを抜け止め保持するために該開口縁の内周側へ僅かに突出した係止部４８を備えている。この係止部４８は、バスバーモジュール２０の成形時に同時に型成形されるが、型抜き方向に対してアンダーカットとなるので、本実施例では、図１１に示すように、センサ用コネクタ４５のほぼ全高に亘って図下側から延びる金型５１と、センサ用コネクタ４５の先端開口縁部分を形成するように図上側から延びる金型５２と、を組み合わせて係止部４８を成形している。従って、成形された製品としては、図１０のように、バスバーモジュール２０を上下に貫通するように、上記金型５１によるスリット状の空隙５３が残存したものとなる。なお、図１０に明らかなように、センサ用コネクタ４５の全高の中で、その先端部に近い一部のみが実際のコネクタとして機能する部分である。
【００２３】
図７および図８は、上記のバスバーモジュール２０が組み合わされるケーシング１８を単体で示しており、図７は、ケーシング１８の上面つまりバスバーモジュール２０が収容される内側の構成を示し、図８は、ケーシング１８の下面つまりモータユニット１の機電接続室９を覆う側の構成を示している。これらの図に示すように、略矩形をなすケーシング１８の四隅に、前述したカバー１９を取り付けるためのネジ２３（図２参照）が螺合するネジ孔６１が設けられているとともに、ケーシング１８の外側に耳状に突出した４箇所に、それぞれ前述したモータユニット１側に固定するためのネジ２４（図２参照）が貫通する孔６２が設けられている。また、周囲を囲む四辺の側壁の一辺には、上記バスバーモジュール２０のメインコネクタ２６が嵌め込まれる切欠部６３が設けられている。そして、このケーシング１８の中央部、詳しくは、上記バスバーモジュール２０の半導体スイッチング素子３５の領域に対応する位置に、肉厚の矩形ブロック状をなすヒートマス部６４が形成されている。このヒートマス部６４は、周囲の底壁面から一段高くなっており、その上面が、高熱となる半導体スイッチング素子３５に近接する。なお、図示せぬ絶縁材料からなる放熱シートをヒートマス部６４上面に貼着し、半導体スイッチング素子３５に直接に接触させるようにしてもよい。上記ケーシング１８の外側面には、上記ヒートマス部６４が受けた熱を放散させるために、多数のフィン６５が形成されている。また上記ヒートマス部６４に隣接した位置の側壁には、図示せぬ呼吸フィルタが装着される呼吸孔６６が開口しており、該呼吸孔６６を介してコントロールユニット３内部の空間が外部と連通している。
【００２４】
上記のバスバーモジュール２０は、上記ケーシング１８の内部に収容され、図７に示す複数のボルト孔６７に螺合するネジ２２（図２参照）によってケーシング１８に固定される。ここで、上記バスバーモジュール２０は、上述したように起立壁のように突出した出力端子支持部４２およびセンサ用コネクタ４５を具備しているが、上記ケーシング１８においては、上記ヒートマス部６４の外縁に沿う底壁中央部に、バスバーモジュール２０の出力端子支持部４２に対応した出力端子用開口部６９がスリット状に開口形成され、かつ上記ヒートマス部６４の一側部を貫通するように、上述したバスバーモジュール２０のセンサ用コネクタ４５に対応したセンサコネクタ用開口部７０がスリット状に開口形成されている。
【００２５】
従って、バスバーモジュール２０を上記ケーシング１８に組み付けた状態においては、図９に示すように、上記出力端子支持部４２が上記出力端子１５とともに上記出力端子用開口部６９を貫通し、上記センサ用コネクタ４５が上記センサコネクタ用開口部７０を貫通し、それぞれの先端部がケーシング１８の下面から僅かに突出した状態となる。
【００２６】
図１２は、上記のように構成されたコントロールユニット３が最終的にモータユニット１に取り付けられた状態を示しており、図示するように、ケーシング１８の下面から突出した出力端子１５およびセンサ用コネクタ４５は、コントローラ取付部７における機電接続室９内に露出している。この機電接続室９は、周囲を囲むシール部材１１にケーシング１８下面が接することで外部から密閉された機電接続空間となるものであり、その内部に、電動モータの３つの入力端子７１が並んで設けられ、各々のＬ字形に折曲した先端部に、出力端子１５がそれぞれネジ７２によって接続されている。前述したように、このネジ止め作業は機電接続室９前面の作業孔１６を通して行われ、この作業孔１６は、最終的にプラグ７３によって閉塞されている。またセンサ用コネクタ４５は、その実質的なコネクタ差し込み口となる先端面が下方へ向かって機電接続室９に臨んでおり、電動モータのレゾルバ７５から延びたハーネス７６先端のコネクタ７７および図示せぬ温度センサから延びたハーネス先端のコネクタ（図示せず）が、上記センサ用コネクタ４５に各々差し込まれている。従って、前述したように、電動モータのロータの位置を示すレゾルバ７５からの信号および電動モータの温度状態を示す温度センサからの信号が、それぞれ端子４６を介して制御基板２１に入力されている。
【００２７】
なお、センサ用コネクタ４５へのコネクタ７７等の挿入作業は、ケーシング１８をモータユニット１側にネジ止めする前に行われ、ケーシング１８をモータユニット１側に取り付けた後に、出力端子１５のネジ止めが行われる。
【００２８】
このように、上記実施例の構成では、モータユニット１側のレゾルバ７５および温度センサ（図示せず）からコントロールユニット３の制御基板２１へ至る信号ラインが金属製の筐体（つまりモータユニット１のハウジング２およびコントロールユニット３のケーシング１８）に完全に囲まれてシールドされた状態となり、そのハーネスやコネクタ部分が筐体外部に引き回されることがないので、これらの信号ラインに関連したノイズの低減の上で有利となる。また、センサ用コネクタ４５とコネクタ７７等の接続部が密閉された空間内にあるので、防水性や防塵性あるいは耐薬品性に優れたものとなる。
【００２９】
また、センサ用コネクタ４５がその端子４６とともに、制御基板２１ではなく、強度・剛性の高いバスバーモジュール２０に堅固に支持されるので、耐久性が高くなるとともに、コネクタ７７等の脱着の際の外力をバスバーモジュール２０が受けることとなり、プリント配線基板からなる制御基板２１に作用する応力が抑制される。従って、外力による制御基板２１の損傷が抑制される。
【００３０】
なお、図示例では、レゾルバ用コネクタ４５Ａと温度センサ用コネクタ４５Ｂとを一体化してあるが、各々を別個独立した構成とし、各々に対応する開口部をケーシング１８底壁に開口形成するようにしてもよい。但し、図示例のようにレゾルバ用コネクタ４５Ａと温度センサ用コネクタ４５Ｂとを一体化した方が、全体としては小型となり、センサ用コネクタ４５としての強度・剛性の確保の上でも有利となる。
【００３１】
また、上記実施例では、センサ用コネクタ４５の先端がケーシング１８下面から僅かに突出するように、センサ用コネクタ４５の高さが設定されているが、図１２から明らかなように、下方からコネクタ７７等を脱着できる範囲であれば、センサ用コネクタ４５の先端がケーシング１８下面と同一面あるいは逆にケーシング１８下面から後退している位置にあってもよい。
【００３２】
ところで、上記のセンサ用コネクタ４５のためにケーシング１８底壁に設けられるセンサコネクタ用開口部７０は、出力端子用開口部６９とともに、ケーシング１８のヒートマス部６４の冷却のための空気通流口としても寄与する。すなわち、機電接続室９はモータユニット１の内部とは僅かに連通しており、電動モータの動作に伴って機電接続室９内で圧力変動が生じるため、呼吸孔６６を通して空気の出入りが生じる。このとき、センサコネクタ用開口部７０および出力端子用開口部６９においても空気の流動が生じ、これら開口部６９，７０がヒートマス部６４に隣接することから、ヒートマス部６４からの熱の放散つまりヒートマス部６４の冷却に寄与することができる。
【００３３】
以上、本発明を車両の電動ブレーキブースタ装置に適用した一実施例を説明したが、本発明は、これに限られることなく、３相交流電動モータ以外の電動モータ、あるいはモータ以外の電動アクチュエータについても同様に適用が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１…モータユニット
２…ハウジング
３…コントロールユニット
９…機電接続室
１５…出力端子
１８…ケーシング
１９…カバー
２０…バスバーモジュール
２１…制御基板
４２…出力端子支持部
４５…センサ用コネクタ
４６…端子
６９…出力端子用開口部
７０…センサコネクタ用開口部
７５…レゾルバ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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