(57)【要約】【課題】、外観形状を小さくし、また重量及び部品点数を低減すると共に、良好な放熱特性を備えた新規な電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。【解決手段】電動モータの回転軸の出力部とは反対側のアルミ系金属製のモータハウジング１１の端面部１５の外周面に形成された径方向内側に縮径するモータハウジング側環状係合部３５と、電動モータを制御する電子制御部を覆う金属カバー１２の開口端に形成され、モータハウジング側環状係合部の縮径された部分に係合する金属カバー側環状係合部３７とを備え、モータハウジング側環状係合部３５に金属カバー側環状係合部３７を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部３５と金属カバー側環状係合部３７の外周面の係合部分を覆うように粘着性テープ３９で固定する。【選択図】図１１
2019022382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械系制御要素を駆動する電動モータが収納されたアルミ系金属製のモータハウジングと、前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの端面部の側に配置された、前記電動モータを駆動するための制御回路部、電源回路部、電力変換回路部からなる電子制御部と、前記電子制御部を覆う金属製の金属カバーと、を備え、
前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの端面部の外周面に形成された径方向内側に縮径するモータハウジング側環状係合部と、前記金属カバーの開口端に形成され、前記モータハウジング側環状係合部の縮径された部分に係合する金属カバー側環状係合部とを形成し、
前記モータハウジング側環状係合部に前記金属カバー側環状係合部を係合した状態で、前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように片面粘着性テープを貼り付け固定する
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動駆動装置において、
前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を境にして、前記片面粘着性テープは前記金属カバー側、及び前記モータハウジング側に亘って貼り付け固定されている
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動駆動装置において、
前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように、前記片面粘着性テープの貼付開始端と貼付終了端が重ね合わされて貼り付けられている
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動駆動装置において、
前記片面粘着性テープの貼付開始端と貼付終了端が重ね合わされて貼り付けられる部分は、前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分の外周面が平面状に形成されている領域である
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項５】
請求項３に記載の電動駆動装置において、
前記片面粘着性テープは、前記金属カバー側、及び前記モータハウジング側に向かって同じ長さに亘って貼り付け固定されている
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電動駆動装置において、
前記片面粘着性テープは、熱収縮性の材料から作られている
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項７】
機械系制御要素を駆動する電動モータが収納されたアルミ系金属製のモータハウジングと、前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの端面部の側に配置された、前記電動モータを駆動するための制御回路部、電源回路部、電力変換回路部からなる電子制御部と、前記電子制御部を覆う金属製の金属カバーと、を備え、
前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの端面部の外周面に形成された径方向内側に縮径するモータハウジング側環状係合部と、前記金属カバーの開口端に形成され、前記モータハウジング側環状係合部の縮径された部分に係合する金属カバー側環状係合部とを形成し、
前記モータハウジング側環状係合部に前記金属カバー側環状係合部を係合した状態で、前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を両面粘着性テープで固定する
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動駆動装置において、
前記モータハウジング側環状係合部は、前記金属カバー側環状係合部の先端面側が対向する壁部と、前記金属カバー側環状係合部の内周面が接触する外周壁部を備えており、
前記モータハウジング側環状係合部に前記金属カバー側環状係合部を係合した状態で、前記両面粘着性テープは、前記モータハウジング側環状係合部の前記壁部と前記外周壁部、及び、前記金属カバー側環状係合部の先端面に接触、固定されている
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電動駆動装置において、
前記両面粘着性テープは、前記モータハウジングと前記金属カバーを互いに向き合う方向に加圧することで、前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部を固定する
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電動駆動装置において、
前記両面粘着性テープは、復元性（反発力）を備えた柔軟性のある材料で作られている
ことを特徴とする電動駆動装置。
【請求項１１】
ステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサからの出力に基づきステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、前記電動モータが収納されたアルミ系金属製のモータハウジングと、前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの端面部の側に配置された、前記電動モータを駆動するための制御回路部、電源回路部、電力変換回路部からなる電子制御部と、前記電子制御部を覆う金属製の金属カバーと、を備え、
前記電動モータの回転軸の出力部とは反対側の前記モータハウジングの端面部の外周面に形成された径方向内側に縮径するモータハウジング側環状係合部と、前記金属カバーの開口端に形成され、前記モータハウジング側環状係合部の縮径された部分に係合する金属カバー側環状係合部とを形成し、
前記モータハウジング側環状係合部に前記金属カバー側環状係合部を係合した状態で、前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように片面粘着性テープを貼り付け固定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を境にして、前記片面粘着性テープは前記金属カバー側、及び前記モータハウジング側に亘って貼り付け固定されている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように、前記片面粘着性テープの貼付開始端と貼付終了端が重ね合わされて貼り付けられている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記片面粘着性テープの貼付開始端と貼付終了端が重ね合わされて貼り付けられる部分は、前記モータハウジング側環状係合部と前記金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分の外周面が平面状に形成されている領域である
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記片面粘着性テープは、前記金属カバー側、及び前記モータハウジング側に向かって同じ長さに亘って貼り付け固定されている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記片面粘着性テープは、熱収縮性の材料から作られている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に係り、特に電子制御装置を内蔵した電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な産業機械分野においては、電動モータによって機械系制御要素を駆動することが行われているが、最近では電動モータの回転速度や回転トルクを制御する半導体素子等からなる電子制御部を電動モータに一体的に組み込む、いわゆる機電一体型の電動駆動装置が採用され始めている。
【０００３】
機電一体型の電動駆動装置の例として、例えば自動車の電動パワーステアリング装置においては、運転者がステアリングホィールを操作することにより回動するステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出し、この検出値に基づいてステアリングシャフトの回動方向と同じ方向へ回動するように電動モータを駆動し、操舵アシストトルクを発生させるように構成されている。この電動モータを制御するため、電子制御部（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）がパワーステアリング装置に設けられている。
【０００４】
従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば、特開２０１５−１３４５９８号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。特許文献１には、電動モータ部と電子制御部とにより構成された電動パワーステアリング装置が記載されている。そして、電動モータ部の電動モータは、アルミ合金等から作られた筒部を有するモータハウジングに収納され、電子制御部の電子部品が実装された基板は、モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたＥＣＵハウジングとして機能するヒートシンクに取り付けられている。
【０００５】
ヒートシンクに取り付けられる基板は、電源回路部、電動モータを駆動制御するＭＯＳＦＥＴ、或いはＩＧＢＴ等のようなパワースイッチング素子を有する電力変換回路部、及びパワースイッチング素子を制御する制御回路部を備え、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータの入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。
【０００６】
そして、ヒートシンクに取り付けられた電子制御部には、合成樹脂から作られたコネクタケースを介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が供給されている。コネクタケースは蓋体として機能しており、ヒートシンクを密閉して塞ぐように固定され、また固定ねじによってヒートシンクの外周表面に固定されている。
【０００７】
尚、この他に電子制御装置を一体化した電動駆動装置としては、電動ブレーキや各種油圧制御用の電動油圧制御器等が知られているが、以下の説明では代表して電動パワーステアリング装置について説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−１３４５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１にあるような構成の電動パワーステアリング装置においては、金属製のモータハウジングと金属製のヒートシンク及び合成樹脂製のコネクタケースは外周側に突出して形成された固定部を挿通した固定ねじによって共締めされる構成である。
【００１０】
しかしながら、モータハウジングとヒートシンク及びコネクタケースの外周に固定部及び固定ねじを設けると外観形状が大きくなる、重量が増加するという課題が生じる。更には、モータハウジング、ヒートシンクの間は密着しているが、密着部分は熱抵抗が大きくなり良好な熱移動ができず放熱特性が良くない、合成樹脂製のコネクタケースによって電子制御部を密閉しているのでコネクタケースが放熱に寄与しておらず放熱特性が良くないという課題も生じる。したがって、これらの課題を解決した電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置が要請されている。
【００１１】
更に、副次的であるが、特許文献１にあるような構成の電動パワーステアリング装置においては、特に電源回路部、電力変換回路部の熱を外部に放熱するためのヒートシンク部材が、モータハウジングとＥＣＵハウジングの間に配置されている。このため、ヒートシンク部材の分だけ余分に軸方向の長さが長くなる傾向になる。また、電源回路部や電力変換回路部を構成する電気部品は発熱量が大きく、小型化する場合はこの熱を効率よく外部に放熱してやる必要がある。したがって、軸方向の長さをできるだけ短くすると共に、電源回路部や電力変換回路部の熱を効率よく外部に放熱することも求められている。
【００１２】
本発明の主たる目的は、外観形状を小さくして重量を低減すると共に、良好な放熱特性を備えた新規な電動駆動装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の特徴は、電動モータの回転軸の出力部とは反対側のアルミ系金属製のモータハウジングの端面部の外周面に形成された径方向内側に縮径するモータハウジング側環状係合部と、電動モータを制御する電子制御部を覆う金属カバーの開口端に形成され、モータハウジング側環状係合部の縮径された部分に係合する金属カバー側環状係合部とを備え、モータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように粘着性テープで固定する、或いはモータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を両面粘着性テープで固定する、ところにある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように粘着性テープで固定する、或いはモータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を両面粘着性テープで固定するので、外観形状を小さくして重量を低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用される一例としての操舵装置の全体斜視図である。
【図２】本発明の実施形態になる電動パワーステアリング装置の全体形状を示し、粘着テープによる固定を行う前の全体斜視図である。
【図３】図２に示す電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。
【図４】図３に示すモータハウジングの斜視図である。
【図５】図４に示すモータハウジングを軸方向に断面した断面図である。
【図６】図４に示すモータハウジングに電力変換回路部を載置、固定した状態を示す斜視図である。
【図７】図６に示すモータハウジングに電源回路部を載置、固定した状態を示す斜視図である。
【図８】図７に示すモータハウジングに制御回路部を載置、固定した状態を示す斜視図である。
【図９】図８に示すモータハウジングにコネクタ端子組立体を載置、固定した状態を示す斜視図である。
【図１０】粘着テープによる固定を行った後の電動パワーステアリング装置の正面図である。
【図１１】図１０に示す電動パワーステアリング装置の断面を示し、しかも粘着テープによる固定を行った後の断面図である。
【図１２】モータハウジングと金属カバーの係合部付近で、粘着テープによる固定を行った後の軸方向断面を示す部分拡大断面図である。
【図１３】粘着テープによる固定を行った後の電動パワーステアリング装置の上面図である。
【図１４】図１３のＡ部の拡大図である。
【図１５】本発明の変形例を示すもので、電動パワーステアリング装置の断面を示し、しかも粘着テープによる固定を行った後の拡大断面図である。
【図１６】図１５に示す粘着テープの形状を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１７】
本発明の実施形態を説明する前に本発明が適用される一例としての操舵装置の構成について図１を用いて簡単に説明する。
【００１８】
まず、自動車の前輪を操舵するための操舵装置について説明する。操舵装置１は図１に示すように構成されている。図示しないステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト２の下端には図示しないピニオンが設けられ、このピニオンは車体左右方向へ長い図示しないラックと噛み合っている。このラックの両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド３が連結されており、ラックはラックハウジング４に覆われている。そして、ラックハウジング４とタイロッド３との間にはゴムブーツ５が設けられている。
【００１９】
ステアリングホイールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動パワーステアリング装置６が設けられている。即ち、ステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ７が設けられ、トルクセンサ７の検出値に基づいてラックにギヤ１０を介して操舵補助力を付与する電動モータ部８と、電動モータ部８に配置された電動モータを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）部９とが設けられている。電動パワーステアリング装置６の電動モータ部８は、出力軸側の外周部の３箇所が図示しないねじを介してギヤ１０に接続され、電動モータ８部の出力軸とは反対側に電子制御部９が設けられている。
【００２０】
電動パワーステアリング装置６においては、ステアリングホイールが操作されることによりステアリングシャフト２がいずれかの方向へ回動操作されると、このステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ７が検出し、この検出値に基づいて制御回路部が電動モータの駆動操作量を演算する。この演算された駆動操作量に基づいて電力変換回路部のパワースイッチング素子により電動モータが駆動され、電動モータの出力軸はステアリングシャフト１を操作方向と同じ方向へ駆動するように回動される。出力軸の回動は、図示しないピニオンからギヤ１０を介して図示しないラックへ伝達され、自動車が操舵されるものである。これらの構成、作用は既によく知られているので、これ以上の説明は省略する。
【００２１】
上述したように、特許文献１にあるような構成の電動パワーステアリング装置においては、金属製のモータハウジングと金属製のヒートシンク及び合成樹脂製のコネクタケースは外周側に突出して形成された固定部を挿通した固定ねじによって共締めされる構成である。このため、モータハウジングとヒートシンク及びコネクタケースの外周に固定部及び固定ねじを設けると外観形状が大きくなる、重量が増加するという課題が生じる。
【００２２】
このような背景から、本実施形態では次のような構成の電動パワーステアリング装置を提案するものである。つまり、本実施形態においては、電動モータの回転軸の出力部とは反対側のアルミ系金属製のモータハウジングの端面部の外周面に形成された径方向内側に縮径するモータハウジング側環状係合部と、電動モータを制御する電子制御部を覆う金属カバーの開口端に形成され、モータハウジング側環状係合部の縮径された部分に係合する金属カバー側環状係合部とを備え、モータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように粘着性テープで固定する、或いはモータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を両面粘着性テープで固定する、ものである。
【００２３】
これによれば、モータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように粘着性テープで固定する、或いはモータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を両面粘着性テープで固定するので、外観形状を小さくして重量を低減できるようになる。
【００２４】
以下、本発明の一実施形態になる電動パワーステアリング装置の具体的な構成について、図２乃至図１３を用いて詳細に説明する。尚、図２は本実施形態になる電動パワーステアリング装置の全体的な構成を示した図面であり、図３は図２に示す電動パワーステアリング装置の構成部品を分解して斜め方向から見た図面であり、図４から図９は各構成部品の組み立て順序にしたがって各構成部品を組み付けていった状態を示す図面である。
【００２５】
また、図１０は粘着テープによる固定を行った後の電動パワーステアリング装置の全体を示す図面であり、図１１は電動パワーステアリング装置の断面を示し、しかも粘着テープによる固定を行った後の断面を示す図面であり、図１２はモータハウジングと金属カバーの接合部付近の軸方向断面を示す図面であり、図１３は電動パワーステアリング装置を軸方向から見た図面であり、図１４は片面粘着性テープの重ね合せ部分を拡大した図面である。したがって、以下の説明では、各図面を適宜引用しながら説明を行うものとする。
【００２６】
図２に示すように、電動パワーステアリング装置を構成する電動モータ部８は、アルミニウム、或いはアルミ合金等のアルミ系金属から作られた筒部を有するモータハウジング１１及びこれに収納された図示しない電動モータとから構成され、電子制御部９は、モータハウジング１１の軸方向の出力軸とは反対側に配置された、アルミニウム、或いはアルミ合金等のアルミ系金属、或いは鉄系の金属で作られた金属カバー１２及びこれに収納された図示しない電子制御組立体から構成されている。
【００２７】
モータハウジング１１と金属カバー１２は、その対向端面に形成され外周方向の固定領域ＡＤにおいて、後述する粘着性テープによって一体的に固着される。金属カバー１２の内部に収納された電子制御組立体は、必要な電源を生成する電源回路部や、電動モータ部８の電動モータを駆動制御するＭＯＳＦＥＴ或いはＩＧＢＴ等からなるパワースイッチング素子を有する電力変換回路や、このパワースイッチング素子を制御する制御回路部からなり、パワースイッチング素子の出力端子と電動モータのコイル入力端子とはバスバーを介して電気的に接続されている。
【００２８】
モータハウジング１１とは反対側の金属カバー１２の端面には、金属カバー１２に形成した孔部からコネクタ端子組立体１３が露出している。また、コネクタ端子組立体１３は、モータハウジング１１に形成した固定部に固定ねじによって固定されている。コネクタ端子組立体１３には電力供給用のコネクタ端子形成部１３Ａ、検出センサ用のコネクタ端子形成部１３Ｂ、制御状態を外部機器に送出する制御状態送出用のコネクタ端子形成部１３Ｃを備えている。
【００２９】
そして、金属カバー１２に収納された電子制御組立体は、合成樹脂から作られた電力供給用のコネクタ端子形成部１３Ａを介して電源から電力が供給され、また検出センサ類から運転状態等の検出信号が検出センサ用のコネクタ形成端子部１３Ｂを介して供給され、現在の電動パワーステアリング装置の制御状態信号が制御状態送出用のコネクタ端子形成部１３Ｃを介して送出されている。
【００３０】
図３に電動パワーステアリング装置６の分解斜視図を示している。モータハウジング１１には内部に円環状の鉄製のサイドヨーク（図示せず）が嵌合されており、このサイドヨーク内に電動モータ（図示せず）が収納されているものである。電動モータの出力部１４はギヤを介してラックに操舵補助力を付与している。尚、電動モータの具体的な構造は良く知られているので、ここでは説明を省略する。
【００３１】
モータハウジング１１はアルミ合金から作られており、電動モータで発生した熱や、後述する電源回路部や電力変換回路部で発生した熱を外部大気に放出するヒートシンク部材として機能している。電動モータとモータハウジング１１で電動モータ部８を構成している。
【００３２】
電動モータ部８の出力部１４の反対側のモータハウジング１１の端面部１５には電子制御部ＥＣが取り付けられている。電子制御部ＥＣは、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８、コネクタ端子組立体１３から構成されている。モータハウジング１１の端面部１５は、モータハウジング１１と一体的に形成されているが、この他に端面部１５だけを別体に形成し、ねじや溶接によってモータハウジング１１と一体化しても良いものである。
【００３３】
ここで、電力変換回路部１６、電力変換回路部１７、制御回路部１８は冗長系を構成するものであり、主電子制御部と副電子制御部の二重系を構成している。そして、通常は主電子制御部によって電動モータが制御、駆動されているが、主電子制御部に異常や故障が生じると、副電子制御部に切り換えられて電動モータが制御、駆動されるようになるものである。
【００３４】
したがって、後述するが、通常は主電子制御部からの熱がモータハウジング１１に伝えられ、主電子制御部に異常や故障が生じると、主電子制御部が停止して副電子制御部が作動し、モータハウジング１１には副電子制御部からの熱が伝えられるものである。
【００３５】
ただ、本実施形態では採用していないが、主電子制御部と副電子制御部を合せて正規の電子制御部として機能させ、一方の電子制御部に異常、故障が生じると、他方の電子制御部で半分の能力によって電動モータを制御、駆動することも可能である。この場合、電動モータの能力は半分となるが、いわゆる「リンプホーム機能」は確保されるようになっている。したがって、通常の場合は、主電子制御部と副電子制御部の熱がモータハウジング１１に伝えられるものである。
【００３６】
電子制御部ＥＣは制御回路部１８、電源回路部１７、電力変換回路部１６、コネクタ端子組立体１３から構成されており、端面部１５側から離れる方向に向かって、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８、コネクタ端子組立体１３の順序で配置されている。制御回路部１８は電力変換回路部１６のスイッチング素子を駆動する制御信号を生成するもので、マイクロコンピュータ、周辺回路等から構成されている。電源回路部１７は、制御回路部１８を駆動する電源及び電力変換回路部１６の電源を生成するもので、コンデンサ、コイル、スイッチング素子等から構成されている。電力変換回路部１６は、電動モータのコイルに流れる電力を調整するもので、３相の上下アームを構成するスイッチング素子等から構成されている。
【００３７】
電子制御部ＥＣで発熱量が多いのは、主に電力変換回路部１６、電源回路部１７であり、電力変換回路部１６、電源回路部１７の熱は、アルミ合金からなるモータハウジング１１から放熱されるものである。この構成については、後述する。
【００３８】
制御回路部１８と金属カバー１２の間には、合成樹脂からなるコネクタ端子組立体１３が設けられており、車両バッテリ(電源)や外部の図示しない他の制御装置と接続されている。もちろん、このコネクタ端子組立体１３は、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８と接続されていることはいうまでもない。
【００３９】
金属カバー１２は、電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８を収納してこれらを液密的に封止する機能を備えているものであり、本実施形態では粘着テープによってモータハウジング１１に固着されている。すなわち、径方向内側に縮径するモータハウジング側環状係合部と、金属カバーの開口端に形成され、モータハウジング側環状係合部の縮径された部分に係合する金属カバー側環状係合部とを形成し、モータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように粘着性テープで固定するものである。その詳細は後述する。したがって、外観形状を小さくできると共に、重量を軽減することができる。
【００４０】
次に、図４から図９に基づき各構成部品の構成と組み立て方法について説明する。先ず、図４はモータハウジング１１の外観を示しており、図５はその軸方向断面を示している。図４、図５において、モータハウジング１１は、筒状の形態に形成されて側周面部１１Ａと、側周面部１１Ａの一端を閉塞する端面部１５と、側周面部１１Ａの他端を閉塞する端面部１９とから構成されている。本実施形態では、モータハウジング１１は有底円筒状であり、側周面部１１Ａと端面部１５は一体的に形成されている。また、端面部１９は、蓋の機能を備えており、側周面部１１Ａに電動モータを収納した後に側周面部１１Ａの他端を閉塞するものである。
【００４１】
また、端面部１５の端面周面には径方向内側に縮径した環状の段部(＝モータハウジング側環状係合部)３５が形成されており、この段部３５に金属カバー１２の開口端(＝金属カバー側環状係合部)３７が係合するものである。段部３５と金属カバー１２の開口端３７の係合形態は、いわゆる「印籠係合」或いは「印籠嵌め」と呼ばれる形態である。この係合状態については後述する。
【００４２】
図５にあるように、モータハウジング１１の側周面部１１Ａの内部には、鉄心にコイル２０が巻回されたステータ２１が嵌合されており、このステータ２１の内部に、永久磁石を埋設したロータ２２が回転可能に収納されている。ロータ２２には回転軸２３が固定されており、一端は出力部１４となり、他端は回転軸２３の回転位相や回転数を検出するための回転検出部２４となっている。回転検出部２４には永久磁石が設けてあり、端面部１５に設けた貫通孔２５を貫通して外部に突き出している。そして、図示しないＧＭＲ素子等からなる感磁部によって回転軸２３の回転位相や回転数を検出するようになっている。
【００４３】
図４に戻って、回転軸２３の出力部１４とは反対側に位置する端面部１５の面には電力変換回路部１６（図３参照）、電源回路部１７（図３参照）の放熱部１５Ａ、１５Ｂが形成されている。端面部１５の四隅には、基板／コネクタ固定凸部２６が一体的に植立されており、内部にねじ穴が形成されている。基板／コネクタ固定凸部２６は後述する制御回路部１８の基板、及びコネクタ端子組立体１３を固定するために設けられている。また、後述する電力変換用放熱領域１５Ａから植立した基板固定凸部２６には、これも後述する電源用放熱領域１５Ｂと軸方向で同じ高さの基板受け部２７が形成されている。この基板受け部２７は後述する電源回路部１７のガラスエポキシ基板３１を載置、固定するためのものである。
【００４４】
端面部１５を形成する、回転軸２３と直交する径方向の平面領域は２分割されている。１つはＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子よりなる電力変換回路部１６が取り付けられる電力変換用放熱領域１５Ａを形成し、もう１つは電源回路部１７が取り付けられる電源用放熱領域１５Ｂを形成している。本実施形態では、電力変換用放熱領域１５Ａの方が電源用放熱領域１５Ｂより面積が大きく形成されている。これは、上述したように二重系を採用しているため、電力変換回路部１６の設置面積を確保するためである。
【００４５】
そして、電力変換用放熱領域１５Ａと電源用放熱領域１５Ｂは、軸方向（回転軸２３が延びる方向）に向けて高さが異なる段差を有している。つまり、電源用放熱領域１５Ｂは、電動モータの回転軸２３の方向で見て、電力変換用放熱領域１５Ａに対して離れる方向に段差を有して形成されている。この段差は、電力変換回路部１６を設置した後に電源回路部１７を設置した場合に、電力変換回路部１６と電源回路部１７が夫々干渉しない長さに設定されている。
【００４６】
電力変換用放熱領域１５Ａには、３個の細長い矩形の突状放熱部２８が形成されている。この突状放熱部２８は後述する二重系の電力変換回路部１６が設置されるものである。また、突状放熱部２８は、電動モータの回転軸２３の方向で見て電動モータから離れる方向に突出して延びているものである。
【００４７】
また、電源用放熱領域１５Ｂは平面状であって、後述する電源回路部１７が設置されるものである。したがって、突状放熱部２８は電力変換回路部１６で発生した熱を端面部１５に伝熱する放熱部として機能し、電源用放熱領域１５Ｂは電源回路部１７で発生した熱を端面部１５に伝熱する放熱部として機能するものである。
【００４８】
尚、突状放熱部２８は省略することができ、この場合は電力変換用放熱領域１５Ａが電力変換回路部１６で発生した熱を端面部１５に伝熱する放熱部として機能する。ただ、本実施形態では、突状放熱部２８に電力変換回路部１６の金属基板を摩擦撹拌接合によって溶着して確実な固定を図っている。
【００４９】
このように、本実施形態になるモータハウジング１１の端面部１５においては、ヒートシンク部材を省略して軸方向の長さを短くできるようになるものである。また、モータハウジング１１は十分な熱容量を有しているので、電源回路部１７や電力変換回路部１６の熱を効率よく外部に放熱することができるようになるものである。
【００５０】
次に、図６は電力変換回路部１６を突条放熱部２８（図４参照）に設置した状態を示している。図６にある通り、電力変換用放熱領域１５Ａに形成された突状放熱部２８（図４参照）の上部には二重系よりなる電力変換回路部１６が設置されている。電力変換回路部１６を構成するスイッチング素子は金属基板（ここではアルミ系の金属を使用している）に載置され、放熱されやすく構成されている。そして、金属基板は突状放熱部２８に摩擦撹拌接合によって溶着されている。
【００５１】
したがって、金属基板は突状放熱部２８（図４参照）に強固に固定され、またスイッチング素子で発生した熱を効率良く突状放熱部２８（図４参照）に伝熱させることができる。突状放熱部２８（図４参照）に伝えられた熱は電力変換用放熱領域１５Ａに拡散され、更にモータハウジング１１の側周面部１１Ａに伝熱されて外部に放熱されるものである。ここで、上述した通り、電力変換回路部１６の軸方向の高さは、電源用放熱領域１５Ｂの高さより低くなっているので、後述する電源回路部１７と干渉することはないものである。
【００５２】
このように、電力変換用放熱領域１５Ａに形成された突状放熱部２８の上部に電力変換回路部１６が設置されている。したがって、電力変換回路部１６のスイッチング素子で発生した熱を効率良く突状放熱部２８に伝熱させることができる。更に、突状放熱部２８に伝えられた熱は電力変換用放熱領域１５Ａに拡散され、モータハウジング１１の側周面部１１Ａに伝熱されて外部に放熱されるようになる。
【００５３】
次に、図７は電力変換回路部１６の上から電源回路部１７を設置した状態を示している。図７にある通り、電源用放熱領域１５Ｂの上部には電源回路部１７が設置されている。電源回路部１７を構成するコンデンサ２９やコイル３０等はガラスエポキシ基板３１に載置されている。電源回路部１７も二重系が採用されており、図からわかるように、夫々対称にコンデンサ２９やコイル３０等からなる電源回路が形成されている。尚、ガラスエポキシ基板３１には、電力変換回路１６のスイッチング素子以外のコンデンサ等の電気素子が載置されている。
【００５４】
このガラスエポキシ基板３１の電源用放熱領域１５Ｂ（図６参照）側の面は、電源用放熱領域１５Ｂと接触するようにして端面部１５に固定されている。固定方法は、図７にあるように、基板固定凸部２６の基板受け部２７に設けられたねじ穴に図示しない固定ねじによって固定されている。また、電源用放熱領域１５Ｂ（図６参照）に設けられたねじ穴にも図示しない固定ねじによって固定されている。
【００５５】
尚、電源回路部１７がガラスエポキシ基板３１で形成されているため、両面実装が可能となっている。そして、ガラスエポキシ基板３１の電源用放熱領域１５Ｂ（図６参照）側の面には、図示しないＧＭＲ素子やこれの検出回路等からなる回転位相、回転数検出部が実装され、回転軸２３（図５参照）に設けた回転検出部２４（図５参照）と協働して、回転の回転位相や回転数を検出するようになっている。
【００５６】
このように、ガラスエポキシ基板３１は電源用放熱領域１５Ｂ（図６参照）に接触するようにして固定されているので、電源回路部１７で発生した熱を効率良く電源用放熱領域１５Ｂ（図６参照）に伝熱させることができる。電源用放熱領域１５Ｂ（図６参照）に伝えられた熱は、モータハウジング１１の側周面部１１Ａに拡散して伝熱されて外部に放熱されるものである。ここで、ガラスエポキシ基板３１と電源用放熱領域１５Ｂ（図６参照）の間は、熱伝達性の良い接着剤、放熱グリース、放熱シートのいずれか１つを介在させることで、更に熱伝達性能を向上させることができる。
【００５７】
このように、電源用放熱領域１５Ｂの上部には電源回路部１７が設置されている。電源回路部１７の回路素子が載置されたガラスエポキシ基板３１の電源用放熱領域１５Ｂ側の面は、電源用放熱領域１５Ｂと接触するようにして端面部１５に固定されている。したがって、電源回路部１７で発生した熱を効率良く電源用放熱領域１５Ｂに伝熱させることができる。電源用放熱領域１５Ｂに伝えられた熱は、モータハウジング１１の側周面部１１Ａに拡散して伝熱されて外部に放熱されるようになる。
【００５８】
次に、図８は電源回路部１７の上から制御回路部１８を設置した状態を示している。図８にある通り、電源回路部１７の上部には制御回路部１８が設置されている。制御回路部１８を構成するマイクロコンピュータ３２や周辺回路３３はガラスエポキシ基板３４に載置されている。制御回路部１８も二重系が採用されており、図からわかるように、夫々対象にマイクロコンピュータ３２や周辺回路３３からなる制御回路が形成されている。尚、マイクロコンピュータ３２や周辺回路３３は、ガラスエポキシ基板３４の電源回路１７側の面に設けられていても良いものである。
【００５９】
このガラスエポキシ基板３４は、図８にあるように、基板固定凸部２６（図７参照）の頂部に設けられたねじ穴にコネクタ端子組立体１３によって挟まれる形態で図示しない固定ねじによって固定されており、電源回路部１７（図７参照）のガラスエポキシ基板３１と制御回路部１８のガラスエポキシ基板３４の間は、図７に示す電源回路部１７のコンデンサ２９やコイル３０等が配置される空間となっている。
【００６０】
次に、図９は制御回路部１８の上からコネクタ端子組立体１３を設置した状態を示している。図９にある通り、制御源回路部１８の上部にはコネクタ端子組立体１３が設置されている。そして、コネクタ端子組立体１３は基板固定凸部２６の頂部に設けられたねじ穴に制御回路部１８を挟み込むようにして固定ねじ３６によって固定されている。この状態で、図３に示すようにコネクタ端子組立体１３が電力変換回路部１６、電源回路部１７、制御回路部１８と接続されている。
【００６１】
更に、この後に金属カバー１２の開口端３７が、モータハウジング１１の段部３５に印籠嵌め等によって係合され、外周方向に設けられた固定領域ＡＤにおいて粘着テープで固定されるものである。上述の通り、端面部１５の端周面に形成されたモータハウジング側環状係合部としての環状の段部３５と、金属カバー側環状係合部としての金属カバー１２の開口端３７とは、「印籠係合」或いは「印籠嵌め」と呼ばれる形態で係合されている。
【００６２】
ここで、粘着テープによる固定領域ＡＤについて図１０を用いて説明する。モータハウジング１１の側周面部１１Ａの外周端に形成された段部３５には、金属カバー１２の開口端３７が印籠係合されて互いに向き合うようにして係合されている。この場合、段部３５を形成するモータハウジング１１の側周面部１１Ａの外周形状と、金属カバー１２の開口端３７の外周形状は、互いに合致する形状となっている。このため、両者を係合させた状態では、側周面部１１Ａの外周面と、金属カバー１２の開口端３７の外周面とは「面一」と呼ばれる連続した面となっている。（図１１、図１２を参照）
そして、段部３５の外周面に金属カバー１２の開口端３７の内周面が接触するように組み合され、両者の対向接触面３８が形成されることになる。この対向面３８を境にして、片面粘着性テープ３９が、モータハウジング１１の側周面部１１Ａの外周と、金属カバー１２の開口端３７の外周とに、外周側から貼り付けされている。
【００６３】
片面粘着性テープ３９は、いわゆる工業用粘着テープであり、水密性、耐熱性、耐候性が高く、しかも粘着性が大きいといった機能を備えた粘着テープであり、例えばアクリル系粘着剤を使用した粘着テープを使用することができる。尚、この他にエポキシ系やシリコン系の粘着剤を使用した粘着テープを使用することもできる。要は、水密性、耐熱性、耐候性を有し、容易に剥がれない粘着テープであれば良く、上述の材料に限定されないものである。尚、水密性が充分に確保されれば、モータハウジング１１と金属カバー１２の係合部に、水密用のＯリングの配置や、防水接着剤の塗布処理を廃止することができ、製造工程を省略して製造コストを低減することが可能となる。もちろん、必要に応じてＯリングや、防水接着剤を使用することは何ら差支えないものである。
【００６４】
図１１、図１２は、図１０に示す電動パワーステアリング装置の金属カバー１２とモータハウジング１１の係合部の軸方向断面を示し、特に図１２では、金属カバー１２とモータハウジング１１の係合部の拡大断面を示している。
【００６５】
図１１、図１２からわかるように、モータハウジング１１の側周面部１１Ａの外周面に形成された、内側に向けて縮径された段部３５には、金属カバー１２の開口端３７が嵌合され、段部３５の外周壁３５Ｆには金属カバー１２の開口端３７の内周面が接触している。そして、段部３５と金属カバー１２の開口端３７の対向接触面３８を中心として、金属カバー１２側へ長さＷ１、及びモータハウジング１１側へ長さＷ２の幅を備える片面粘着性テープ３９が貼り付けられている。ここで、それぞれの長さは、Ｗ１＝Ｗ２とされている。
【００６６】
また、この片面粘着性テープ３９は熱収縮性を備えており、片面粘着性テープ３９を金属カバー１２とモータハウジング１１に貼り付けた後に、加熱ローラで圧着、加熱すれば片面粘着性テープ３９は収縮して、段部３５の外周壁３５Ｆと金属カバー１２の開口端３７の内周面との接触状態を強め、しかも、水等が浸入してくるのを抑制することが可能となる。特に、片面粘着性テープ３９の貼付開始端と貼付終了端は重ね合わされるが、この重ね合せ部分で隙間が発生して水分の浸入の恐れがある。したがって、この部分を加熱ローラで圧着、加熱すれば、隙間を無くすことができて水分の浸入を抑制することが可能となる。
【００６７】
更に、片面粘着性テープ３９の貼付開始端３９Ｓと貼付終了端３９Ｅはモータハウジング１１と金属カバー１２の平面領域に配置されている。図１３、図１４にある通り、モータハウジング１１の端面部１５の軸方向に直交する断面形状は、大まかに円形部分１１Ｒと矩形部分１１Ｓから形成されている。同様に、金属カバー１２の開放端３７もこの形状に合わせて形成されている。そして、矩形部分１１には３個の平面領域４０Ｃ、４０Ｓが形成されているが、本実施形態では、円形部分１１Ｒの反対側にあり、平面領域４０Ｓに挟まれた平面領域４０Ｃに片面粘着性テープ３９の貼付開始端３９Ｓと貼付終了端３９Ｅが配置されている。
【００６８】
このように、平面領域４０Ｃ（或いは４０Ｓ）に片面粘着性テープ３９の貼付開始端３９Ｓと貼付終了端３９Ｅを配置すると、片面粘着性テープ３０の密着性を向上でき、更に剥がれ難いという作用、効果が得られるようになる。つまり、円形部分１１に貼り付ける場合、表面に細い筋目ができることで、密着性が低下する、剥がれ易くなるといった現象が発生し易くなるからである。したがって、本実施形態のように、片面粘着性テープ３９の貼付開始端３９Ｓと貼付終了端３９Ｅを、平面領域４０Ｃ（或いは４０Ｓ）へ貼り付けることが有利である。
【００６９】
次に、本実施形態の変形例について説明する。図１５、図１６に示す例は、段部３５と金属カバー１２の開口端３７の対向面に両面粘着性テープを配置したものである。
【００７０】
図１５、図１６において、モータハウジング１１の側周面部１１Ａの外周面に形成された、内側に向けて縮径された段部３５には、金属カバー１２の開口端３７が嵌合され、段部３５の軸方向の壁部３５Ｂには、金属カバー１２の開口端３７の先端面３７Ｔが対向している。そして、段部３５の軸方向の壁部３５Ｂと金属カバー１２の開口端３７の先端面３７Ｔの間には、両面粘着性テープ４１が配置されている。この両面粘着性テープ４１の形状は、図１６に示すように、段部３５の軸方向の壁部３５Ｂと金属カバー１２の開口端３７の先端面３７Ｔとの係合部の形状に合致するものである。
【００７１】
この両面粘着性テープ４１は、上述した片面粘着性テープ３９と同じ機能を備えており、金属カバー１２の開口端３７の先端面３７Ｔとモータハウジング１１の段部３５の壁部３５Ｂの間に介装した後に、加圧機構で金属カバー１２とモータハウジング１１を互いに向き合う方向に密着するように荷重をかけると圧着されるものである。そして、両面粘着性テープ４１は、段部３５の壁部３５Ｂと金属カバー１２の開口端３７の先端面３７Ｔとの接触状態を強め、しかも、水等が浸入してくるのを抑制することが可能となる。
【００７２】
特に、両面粘着性テープ４１は、段部３５の壁部３５Ｂ、外周壁３５Ｆ及び金属カバー１２の開口端の先端面３７Ｔの３面で密着しているので、水分の浸入を効果的に抑制することが可能となる。また、両面粘着性テープ４１も、いわゆる工業用粘着テープであり、水密性、耐熱性、耐候性が高く、しかも粘着性が大きい機能を備えた粘着テープである。このため、水密性が充分に確保されれば、モータハウジング１１と金属カバー１２の係合部に、水密用のＯリングの配置や、防水接着剤の塗布処理を廃止することができ、製造工程を省略して製造コストを低減することが可能となる。もちろん、図１２等に示す実施形態と同様に、必要に応じてＯリングや、防水接着剤を使用することは何ら差支えないものである。
【００７３】
また、両面粘着性テープ４１に復元性（反発力）を備えた柔軟性のある材料を用いれば、金属カバー１２とモータハウジング１１の間で線膨張係数の異なった材料を使用しても、温度による膨張量の相違による影響を少なくすることができるようになる。更に、両面粘着性テープによる固定と、片面粘着性テープによる固定を併用することも可能である。
【００７４】
以上述べた通り、本発明によれば、電動モータの回転軸の出力部とは反対側のアルミ系金属製のモータハウジングの端面部の外周面に形成された径方向内側に縮径するモータハウジング側環状係合部と、電動モータを制御する電子制御部を覆う金属カバーの開口端に形成され、モータハウジング側環状係合部の縮径された部分に係合する金属カバー側環状係合部とを備え、モータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように粘着性テープで固定する、或いはモータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を両面粘着性テープで固定する、構成とした。
【００７５】
これによれば、モータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部の外周面の係合部分を覆うように粘着性テープで固定する、或いはモータハウジング側環状係合部に金属カバー側環状係合部を係合した状態で、モータハウジング側環状係合部と金属カバー側環状係合部が対向している環状対向面を両面粘着性テープで固定するので、外観形状を小さくして重量を低減できるようになる。
【００７６】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
６…電動パワーステアリング装置、８…電動モータ部、９…電子制御部、１１…モータハウジング、１２…金属カバー、１３…コネクタ端子組立体、１４…出力部、１５…端面部、１５Ａ…電力変換用放熱領域、１５Ｂ…電源用放熱領域、１６…電力変換回路部、１７…電源回路部、１８…制御回路部、１９…端面部、２０…コイル、２１…ステータ、２２…ロータ、２３…回転軸、２４…回転検出部、２５…貫通孔、２６…基板固定凸部、２７…基板受け部、２８…突状放熱部、２９…コンデンサ、３０…コイル、３１…ガラスエポキシ基板、３２…マイクコンピュータ、３３…周辺回路、３４…ガラスエポキシ基板、３５…段部、３５Ｂ…壁部、３５Ｆ…外周壁、３６…固定ねじ、３７…開口端、３８…対向接触面、３９…片面粘着性テープ、３９Ｓ…貼付開始端、３９Ｅ…貼付終了端、４０Ｃ、４０Ｓ…の平面領域、４１…両面粘着性テープ、ＡＤ…固定領域。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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