(57)【要約】  この発明は、外部接続コネクタのコネクタ部をアクチュエータの軸方向一端側に配置して径方向寸法を縮小し、車載搭載時に、周辺機器との干渉を抑えて、設置自由度を高める車両用制御装置を得る。  この発明に係る車両用制御装置は、ユニットハウジングの第１膨出部の軸方向の一端面に固定された第２フランジ部、第２フランジ部からアクチュエータハウジングの外周面に沿って軸方向一側に延びる延在部、延在部の軸方向一端から径方向内方に延びる第１フランジ部、および第１フランジ部に形成されたコネクタ部が一体に形成された絶縁性樹脂成形体、および一端がコネクタ部の内部に突出し、他端がヒートシンクの第２膨出部に形成された接続用窓内に突出するように絶縁性樹脂成形体にインサートモールドされ、接続用窓内で制御部側接続端子に接続された複数の電気導体を有する外部接続コネクタと、を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状のアクチュエータハウジングを有し、該アクチュエータハウジングの底部を軸方向一側に向けて配置されるアクチュエータと、
上記アクチュエータの軸方向他側に同軸に配置されて、上記アクチュエータと一体化された制御ユニットと、を備えた車両用制御装置において
上記制御ユニットは、
上記アクチュエータハウジングより径方向外方に膨出する第１膨出部を有する有底円筒状に形成され、端子挿入用窓が上記第１膨出部の軸方向の一端面に形成されたユニットハウジングと、
上記アクチュエータハウジングより径方向外方に膨出する第２膨出部および上記第２膨出部を軸方向に貫通する接続用窓を有し、上記第２膨出部を上記第１膨出部に重ね合わせて上記ユニットハウジングに取り付けられて、上記ユニットハウジングの開口を塞口するヒートシンクと、
外部信号を入力する制御部側接続端子および上記アクチュエータを駆動制御する制御回路を有し、上記制御部側接続端子の端部を上記接続用窓内に突出させるように、上記ユニットハウジング内に収納された制御部と、
上記第１膨出部の軸方向の一端面に固定された第２フランジ部、上記第２フランジ部から上記アクチュエータハウジングの外周面に沿って軸方向一側に延びる延在部、上記延在部の軸方向一端から径方向内方に延びる第１フランジ部、および上記第１フランジ部に形成されたコネクタ部が一体に形成された絶縁性樹脂成形体、および一端が上記コネクタ部の内部に突出し、他端が上記接続用窓内に突出するように上記絶縁性樹脂成形体にインサートモールドされ、上記接続用窓内で上記制御部側接続端子に接続された複数の電気導体を有する外部接続コネクタと、を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
上記複数の電気導体は、それぞれ軸方向に延びて、周方向に１列に配列されて上記延在部に埋設されていることを特徴とする請求項１記載の車両用制御装置。
【請求項３】
ボス部が上記アクチュエータハウジングの底部の軸心位置に形成され、
嵌合穴が上記第１フランジ部の径方向内方への突出端に形成され、
上記外部接続コネクタが、上記嵌合穴を上記ボス部に圧入して、上記アクチュエータの底部に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用制御装置。
【請求項４】
上記コネクタ部は、第１コネクタ部と、第２コネクタ部と、からなり、
上記複数の電気導体は、信号伝送用導体と、電源用導体と、からなり、
上記信号伝送用導体の一端の群と上記電源用導体の一端の群が、それぞれ、上記第１コネクタ部の内部と上記第２コネクタ部の内部とに分かれて突出し、
上記信号伝送用導体の他端の群と上記電源用導体の他端の群が、それぞれ、上記接続用窓内に周方向に分かれて突出していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機や発電機などのアクチュエータと制御ユニットとが一体となった車両用制御装置に関し、特に、バッテリや車両統括ＥＣＵなどと電気的に接続するための外部接続コネクタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置用モータは、ステータおよびロータがハウジング内に収納され、端子キャリア、および制御装置を構成する制御回路基板および駆動回路基板がハウジングの開口部を塞口するエンドフレームのステータと反対側に配設され、端子キャリア、および制御装置がカバー部材により覆われ、コネクタ部がハウジングよりも径方向外側に位置するように端子キャリアに一体に設けられていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電動パワーステアリング装置用モータでは、コネクタ部が、ハウジングよりも径方向外側に位置するように端子キャリアに一体に設けられていたので、モータの径方向寸法が増大する。これにより、従来の電動パワーステアリング装置用モータの車両搭載時に、モータ周辺の車載部品と干渉する可能性が増大するので、設置自由度が小さくなるという課題があった。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、外部接続コネクタのコネクタ部をアクチュエータの軸方向一端側に配置して径方向寸法を縮小し、車載搭載時に、周辺機器との干渉を抑えて、設置自由度を高めることができる車両用制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両用制御装置は、有底円筒状のアクチュエータハウジングを有し、該アクチュエータハウジングの底部を軸方向一側に向けて配置されるアクチュエータと、
上記アクチュエータの軸方向他側に同軸に配置されて、上記アクチュエータと一体化された制御ユニットと、を備えている。上記制御ユニットは、上記アクチュエータハウジングより径方向外方に膨出する第１膨出部を有する有底円筒状に形成され、端子挿入用窓が上記第１膨出部の軸方向の一端面に形成されたユニットハウジングと、上記アクチュエータハウジングより径方向外方に膨出する第２膨出部および上記第２膨出部を軸方向に貫通する接続用窓を有し、上記第２膨出部を上記第１膨出部に重ね合わせて上記ユニットハウジングに取り付けられて、上記ユニットハウジングの開口を塞口するヒートシンクと、外部信号を入力する制御部側接続端子および上記アクチュエータを駆動制御する制御回路を有し、上記制御部側接続端子の端部を上記接続用窓内に突出させるように、上記ユニットハウジング内に収納された制御部と、上記第１膨出部の軸方向の一端面に固定された第２フランジ部、上記第２フランジ部から上記アクチュエータハウジングの外周面に沿って軸方向一側に延びる延在部、上記延在部の軸方向一端から径方向内方に延びる第１フランジ部、および上記第１フランジ部に形成されたコネクタ部が一体に形成された絶縁性樹脂成形体、および一端が上記コネクタ部の内部に突出し、他端が上記接続用窓内に突出するように上記絶縁性樹脂成形体にインサートモールドされ、上記接続用窓内で上記制御部側接続端子に接続された複数の電気導体を有する外部接続コネクタと、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、延在部が第１膨出部の軸方向の一端面に固定された第２フランジ部からアクチュエータハウジングの外周面に沿って軸方向に延び、第１フランジ部が延在部の軸方向一端から径方向内方に延び、コネクタ部が第１フランジ部に形成されている。そこで、コネクタ部が車載部品の搭載量の少ない車両用制御装置の軸方向一側に配置される。また、車両用制御装置の径方向寸法の増大が抑えられ、車載部品の搭載量の多い車両用制御装置の径方向外側への突出量が少なくなる。これにより、車両用制御装置の車両搭載時に、車両用制御装置の周辺の車載部品と干渉する可能性が少なくなり、車両用制御装置の設置自由度が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両用制御装置を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両用制御装置における制御ユニットを示す分解斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る車両用制御装置における外部接続コネクタの延在部を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車両用制御装置における中継部材をヒートシンクに装着した状態を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る車両用制御装置の外部接続コネクタ未装着状態を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る車両用制御装置における外部接続コネクタの装着方法を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による車両用制御装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用制御装置を示す斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用制御装置における制御ユニットを示す分解斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用制御装置における外部接続コネクタの延在部を示す断面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る車両用制御装置における中継部材をヒートシンクに装着した状態を示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る車両用制御装置の外部接続コネクタ未装着状態を示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る車両用制御装置における外部接続コネクタの装着方法を説明する斜視図である。
【００１１】
図１において、車両用制御装置１００は、アクチュエータとしての電動機１と、電動機１の駆動を制御する制御ユニット１０と、を備えている。
【００１２】
電動機１は、公知の電動機であり、詳細には図示されていないが、円筒部２ａと円筒部２ａの一端を塞口する底部２ｂからなる有底円筒状に作製された、アクチュエータハウジングとしてのモータハウジング２と、底部２ｂとモータハウジング２の開口を塞口する端板４とに軸受を介して回転可能に支持された回転軸に固着されてモータハウジング２内に配設されたロータと、ロータとの間に一定の空隙を介してロータを囲繞するようにモータハウジング２に保持されたステータと、を備えている。なお、図５および図６に示されるように、軸受を収納保持する円環状のボス部３がモータハウジング２の底部２ｂの軸心位置を軸方向外方に膨出させて形成されている。
【００１３】
制御ユニット１０は、図２に示されるように、ヒートシンク１１と、絶縁性樹脂を用いてインサート導体と複数本の制御部側接続端子１３，１４をインサートモールドして作製された中継部材１２と、電子部品１７が実装された制御回路基板１６と、中継部材１２および制御回路基板１６を内部に収納するユニットハウジング２０と、外部接続コネクタ２２と、を備える。
【００１４】
そして、複数本の制御部側接続端子１３の一端が、それぞれ、中継部材１２の一面側に突出し、他端が、それぞれ、モータハウジング２よりも径方向外側に位置し、かつ軸方向に延びて、周方向に１列に配列して、中継部材１２から他面側に突出している。また、２本の制御部側接続端子１４の一端が、それぞれ、中継部材１２の一面側に突出し、他端が、それぞれ、モータハウジング２よりも径方向外側に位置し、かつ軸方向に延びて、制御部側接続端子１３の他端の群から周方向に離間して、中継部材１２から他面側に突出している。さらに、インサート導体の端子１５が中継部材１２の一面側に突出している。
【００１５】
制御回路基板１６は、マイコンやスイッチング素子を含む各種電子部品１７が実装されて、電動機１の駆動回路および制御回路が構成されており、中継部材１２の一面側に重ねて配設され、中継部材１２とともに制御部を構成する。そして、制御部側接続端子１３の一端が制御回路基板１６に形成されたスルーホールに挿入、接合され、それぞれ対応する信号ラインに接続される。また、制御部側接続端子１４の一端が制御回路基板１６に形成されたスルーホールに挿入、接合され、それぞれ電源ラインおよびグランドラインに接続される。さらに、端子１５が制御回路基板１６の対応する端子に接合され、電子部品１７間の電気的な接続をとるとともに、制御回路基板１６を保持している。
【００１６】
ヒートシンク１１は、アルミニウムなどの良熱伝導性材料により作製され、その一面側の、制御部側接続端子１３，１４の他端の配列領域を超える周方向領域を、モータハウジング２よりも径方向外側に膨出させた第２膨出部１１ａを有し、制御部側接続端子１３，１４の他端の配列領域に対応する円弧状の接続用窓１９が第２膨出部１１ａを貫通するように形成されている。そして、中継部材１２が、図４に示されるように、制御部側接続端子１３，１４の他端を接続用窓１９内に挿入して、他面を密着させるようにヒートシンク１１の一面に取り付けられる。
【００１７】
ユニットハウジング２０は、絶縁性樹脂を用いて円筒部と円筒部の一端を塞口する底部からなる有底円筒状に作製され、さらに円筒部の他端側の、制御部側接続端子１３，１４の他端の配列領域を超える周方向領域をモータハウジング２よりも径方向外側に膨出させた第１膨出部２０ａを有し、制御部側接続端子１３，１４の他端の配列領域に対応する円弧状の端子挿入用窓２１が第１膨出部２０ａの軸方向一端側に位置する軸心と直交する側壁を貫通するように形成されている。なお、ユニットハウジング２０の開口の外形形状が、ヒートシンク１１の一面側の外形形状に略一致している。
【００１８】
そして、ヒートシンク１１が、図５に示されるように、ユニットハウジング２０の開口側から第２膨出部１１ａを第１膨出部２０ａに合わせてユニットハウジング２０に重ねられ、ユニットハウジング２０に締着固定される。これにより、ユニットハウジング２０の開口部がヒートシンク１１により塞口され、中継部材１２および制御回路基板１６がユニットハウジング２０内に収納される。また、接続用窓１９と端子挿入用窓２１とが軸方向に相対し、制御部側接続端子１３，１４の他端が、接続用窓１９内を通り、外部に突出している。
【００１９】
外部接続コネクタ２２は、絶縁性樹脂を用いて電気導体である複数本の信号伝送用導体３０および２本の電源用導体３１をインサートモールドして作製された樹脂成形体である。外部接続コネクタ２２は、円弧状断面形状に形成され、モータハウジング２の外周面に沿って軸方向一側に延びる延在部２３と、延在部２３の一端から径方向内方および周方向両側に突出するように形成された第１フランジ部２４と、第１フランジ部２４から軸方向一側に突出して、モータハウジング２の外周よりも径方向内側に位置するように形成された第１コネクタ部２５および第２コネクタ部２６と、第１膨出部２０ａの軸方向一端面の外形形状に適合する外形形状に形成され、延在部２３の他端から径方向および周方向に突出する第２フランジ部２７と、端子挿入用窓２１の穴形状に略一致する円弧状断面形状に形成され、延在部２３の他端から軸方向他側に突出する保持部２８と、第１フランジ部２４から径方向内方に突出し、ボス部３に嵌合する嵌合穴２９ａが形成された固定部２９と、を備える。
【００２０】
複数本の信号伝送用導体３０は、延在部２３および第１フランジ部２４内に埋め込まれ、それらの一端が第１コネクタ部２５内に突出し、それらの他端がモータハウジング２よりも径方向外側に位置し、軸方向に延びて、かつ周方向に１列に配列して、保持部２８から突出して信号伝送用接続端子３０ａを構成している。２本の電源用導体３１は、延在部２３および第１フランジ部２４内に埋め込まれ、それらの一端が第２コネクタ部２６内に突出し、それらの他端がモータハウジング２よりも径方向外側に位置し、軸方向に延びて、かつ信号伝送用接続端子３０ａの群から周方向に離間して、保持部２８の他端から突出して電源用接続端子３１ａを構成している。なお、信号伝送用導体３０と電源用導体３１は、図３に示されるように、周方向に１列に並んで、延在部２３内に埋め込まれている。
【００２１】
外部接続コネクタ２２は、保持部２８を端子挿入用窓２１に嵌め込み、第２フランジ部２７をユニットハウジング２０の第１膨出部２０ａの軸方向一端面に取付ネジ３５により締着固定されて、ユニットハウジング２０に取り付けられ、端子挿入用窓２１を塞口している。そして、保持部２８から突出した信号伝送用接続端子３０ａは、それぞれ、端子挿入用窓２１および接続用窓１９を通り、制御部側接続端子１３の他端の径方向外側を近接して外部に突出している。同様に、電源用接続端子３１ａは、それぞれ、端子挿入用窓２１および接続用窓１９を通り、制御部側接続端子１４の他端の径方向外側を近接して外部に突出している。そして、信号伝送用接続端子３０ａと制御部側接続端子１３が接合され、電源用接続端子３１ａと制御部側接続端子１４が接合される。
【００２２】
保護カバー３３は、絶縁性樹脂からなる樹脂成形体であり、ヒートシンク１１の第２膨出部１１ａの軸方向他端面に取付ネジ３６により締着固定されて、ヒートシンク１１に取り付けられる。これにより、信号伝送用接続端子３０ａと制御部側接続端子１３との接合部、および電源用接続端子３１ａと制御部側接続端子１４との接合部が保護カバー３３により覆われ、保護される。
【００２３】
このように構成された車両用制御装置１００を組み立てるには、まず、中継部材１２および制御回路基板１６をヒートシンク１１に取り付ける。ついで、ユニットハウジング２０の開口側から第２膨出部１１ａを第１膨出部２０ａに合わせてヒートシンク１１をユニットハウジング２０に重ね合わせ、ヒートシンク１１をユニットハウジング２０に締着固定し、両者を一体化する。これにより、ユニットハウジング２０の開口がヒートシンク１１により塞口され、中継部材１２および制御回路基板１６が軸方向と直交するように積層されてユニットハウジング２０内に収納される。
【００２４】
ついで、図５に示されるように、ヒートシンク１１が取り付けられたユニットハウジング２０を電動機１の軸方向他端側に同軸に連結する。ついで、図６に示されるように、延在部２３を電動機１のモータハウジング２の円筒部２ａの外周面に沿わせて、外部接続コネクタ２２を軸方向一側から他側に移動させる。これにより、信号伝送用接続端子３０ａと電源用接続端子３１ａが端子挿入用窓２１内に入り込み、保持部２８が端子挿入用窓２１に嵌め込まれる。
【００２５】
そして、第２フランジ部２７がユニットハウジング２０の第１膨出部２０ａの軸方向一端面に接すると、信号伝送用接続端子３０ａが制御部側接続端子１３の他端に相対して近接して配置され、電源用接続端子３１ａが制御部側接続端子１４の他端に相対して近接して配置される。また、モータハウジング２のボス部３が固定部２９の嵌合穴２９ａ内に圧入される。そこで、取付ネジ３５を第２フランジ部２７に通して第１膨出部２０ａに締着し、外部接続コネクタ２２がユニットハウジング２０に固定される。これにより、固定部２９とボス部３との圧入状態が保持され、固定部２９がボス部３を介してモータハウジング２に固定される。
【００２６】
ついで、接続用窓１９から突出する信号伝送用接続端子３０ａと制御部側接続端子１３を接合し、電源用接続端子３１ａと制御部側接続端子１４とを接合する。さらに、保護カバー３３をヒートシンク１１の第２膨出部１１ａの軸方向他端面に取付ネジ３６により締着固定し、図１に示される車両用制御装置１００が組み立てられる。
【００２７】
この実施の形態１によれば、第１および第２コネクタ部２５，２６が電動機１のモータハウジング２の軸方向一側に、かつモータハウジング２の外周より径方向内側に位置し、延在部２３が電動機１のモータハウジング２の外周面に沿って軸方向に延びるように、外部接続コネクタ２２が配置されている。このように、第１および第２コネクタ部２５，２６が車載部品の搭載量の少ない車両用制御装置１００の軸方向一側に配置されている。また、第１および第２コネクタ部２５，２６をモータハウジング２の外周より径方向内側に配置させ、延在部２３を電動機１のモータハウジング２の外周面に沿うように配置させている。これにより、車両用制御装置１００の径方向寸法の増大が抑えられ、車載部品の搭載量の多い車両用制御装置１００の径方向外側への突出量が少なくなる。そこで、車両用制御装置１００の車両搭載時に、車両用制御装置１００の周辺の車載部品と干渉する可能性が少なくなり、車両用制御装置１００の設置自由度が大きくなる。
【００２８】
第２フランジ部２７がユニットハウジング２０の第１膨出部２０ａに固定され、固定部２９がボス部３を介してモータハウジング２の底部２ｂに固定されている。このように、外部接続コネクタ２２の両端が固定されているので、車両側のコネクタを第１および第２コネクタ部２５，２６に抜き差しする際に大きな荷重が外部接続コネクタ２２に作用しても、外部接続コネクタ２２が損傷するような事態の発生が抑制される。
【００２９】
嵌合穴２９ａを固定部２９に形成し、嵌合穴２９ａをモータハウジング２のボス部３に圧入して、固定部２９をモータハウジング２に固定しているので、別部材を用いて固定部２９をモータハウジング２に固定する必要がなく、部品点数を削減できる。
【００３０】
外部接続コネクタ２２がユニットハウジング２０に着脱可能に取り付けられている。そこで、外部接続コネクタ２２のみを交換するだけで、第１および第２コネクタ部２５，２６の周方向位置や抜き差し方向を、搭載する車両側の要求仕様に適合させることができるので、外部接続コネクタ２２を除く他の部品の標準化が可能となり、車両用制御装置１００の低コスト化を図ることができる。
【００３１】
複数本の信号伝送用導体３０および電源用導体３１が延在部２３にインサートモールドされているので、延在部２３の剛性が高められる。そこで、外部接続コネクタ２２を構成する絶縁性樹脂にガラス繊維などを添加するなどの剛性向上対策が不要となり、外部接続コネクタ２２の低コスト化が図られる。
信号伝送用導体３０および電源用導体３１が周方向に１列に配列して延在部２３にインサートモールドされているので、延在部２３の径方向厚みが薄くなり、車両用制御装置１００の径方向寸法を低減できる。
【００３２】
信号伝送用導体３０の一端が第１コネクタ部２５の内部に突出し、電源用導体３１一端が第２コネクタ部２６の内部に突出している。また、電源用導体３１の他端が接続用窓１９内の周方向一側の領域に突出し、信号伝送用導体３０の他端が接続用窓１９内に残る領域に突出している。これにより、第１コネクタ部２５と第２コネクタ部２６は、接続用窓１９の位置制約を受けることなく、自由な場所に配置することが可能となり、また制御ユニット１０内部と電気的に接続することが可能となる。
【００３３】
なお、上記実施の形態１では、電動機をアクチュエータとして用いているが、発電機をアクチュエータとしてもよい。
また、上記実施の形態１では、固定部に形成された嵌合穴をボス部に圧入して、固定部をモータハウジングの底部に固定しているが、ネジなど用いて固定部をモータハウジングの底部に固定してもよい。
また、上記実施の形態１では、第１および第２コネクタ部がモータハウジングの外周より径方向内方に位置しているが、第１および第２コネクタ部は延在部より径方向外方に突出していなければよい。
【００３４】
また、上記実施の形態１では、信号伝送用導体と電源用導体を周方向に１列に配列して延在部にインサートモールドしているが、径方向寸法に余裕がある場合には、信号伝送用導体と電源用導体を周方向に２列に配列して延在部にインサートモールドしてもよい。また、本数の多い信号伝送用導体を周方向に２列に配列し、その周方向の隣に、本数の少ない電源用導体を周方向に１列に配列して、延在部にインサートモールドしてもよい。
また、上記実施の形態１では、すべての信号伝送用導体の一端を第２コネクタ部内に突出させているが、第３コネクタ部を第２コネクタ部の隣に設置し、半分の信号伝送用導体の一端を第２コネクタ部内に突出させ、残りの信号伝送用導体の一端を第３コネクタ部内に突出させるようにしてもよい。
【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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【国際調査報告】
2015166571.tif 000009
2015166571.tif 000010