(57)【要約】【課題】簡易な構成で、電動モータの円滑な作動についての信頼性を向上させることのできる電動モータの制御装置及びこれを備えた車両用操舵装置を提供する。【解決手段】モータハウジング１６とギアハウジング１７との間に設けられる制御装置２１は、ギアハウジング１７に固定されるとともに回路基板２３が固定されるベース２２と、前記回路基板２３を電源Ｂに接続するためのコネクタモジュール２４とを備え、コネクタモジュール２４は、回路基板２３と電源Ｂとを接続するバスバー３１及びバスバー３１を保持するモジュールホルダ３２を備えた。そして、モジュールホルダ３２をモータハウジング１６側から回路基板２３を覆う四角箱状に形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータのモータハウジングと前記電動モータのモータトルクが伝達される出力部材が収容された出力側ハウジングとの間に設けられ、前記電動モータの作動を制御する電動モータの制御装置において、
前記モータハウジング及び前記出力側ハウジングのいずれか一方に固定されるとともに回路基板が固定されるベースと、前記回路基板を電源に接続するためのコネクタモジュールとを備え、前記コネクタモジュールは、前記回路基板と前記電源とを接続するバスバー及び前記バスバーを保持するモジュールホルダを有するものであって、
前記モジュールホルダは、前記モータハウジング及び前記出力側ハウジングのいずれか他方側から前記回路基板を覆う形状とされたことを特徴とする電動モータの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動モータの制御装置において、
前記モジュールホルダには、前記電動モータの回転軸が挿通される貫通孔が形成され、
前記貫通孔には、該貫通孔の内周面と前記回転軸の外周面との間の隙間を塞ぐシール部材が設けられたことを特徴する電動モータの制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動モータの制御装置において、
前記モジュールホルダには、前記電動モータの回転軸が挿通される貫通孔が形成され、
前記貫通孔の内周面と前記回転軸の外周面との間の隙間を含んで構成されるラビリンス状の隙間が形成されたことを特徴とする電動モータの制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動モータの制御装置において、
前記ベース上に載置された前記回路基板には、前記電動モータに駆動電流を供給する駆動回路が形成され、
前記ベースは、前記出力側ハウジングに固定されたことを特徴とする電動モータの制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動モータの制御装置を備えた車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの制御装置及びこれを備えた車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用操舵装置には、電動モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ（操舵力補助装置）が設けられたものがある。こうした電動モータの制御装置として、電動モータのモータハウジングと、モータトルクが伝達される減速機構が収容されたギアハウジングとの間に配置され、該電動モータと一体化されたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の制御装置は、モータハウジングに固定された第１のハウジングと、ギアハウジングと一体に形成された第２のハウジングとからなる制御ハウジング内に、制御信号を出力する制御回路等が形成された回路基板や、回路基板を電源に電気的に接続するためのコネクタモジュール（サブアセンブリ）等を収容することにより構成されている。そして、このようにギアハウジングの一部を制御ハウジングとしても機能させることにより、部品点数を削減すること等が可能になっている。なお、一般にコネクタモジュールは、金属材料からなるバスバー、及び絶縁性樹脂材料からなるモジュールホルダを有しており、バスバーとモジュールホルダとはインサート成形により一体的に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７７７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１の構成では、ギアハウジングの一部を制御ハウジングとしても機能させているために、ギアハウジングの内部に存在する潤滑油や摩耗粉等の異物が回路基板に付着し易くなるとともに回路基板から脱落（剥離）した回路部品等がギアハウジング内に進入し易くなる。その結果、例えば電動モータの円滑な作動が妨げられる虞がある。そこで、モータハウジングと一体に第１のハウジングを形成するとともに、ギアハウジングに別体からなる第２のハウジングを固定し、モータハウジングの一部を制御ハウジングとして機能させることが考えられる。しかし、この場合には、モータハウジングの内部に存在する異物が回路基板に付着し易くなるとともに回路基板から脱落した回路部品等がモータハウジング内に進入し易くなり、同様に電動モータの円滑な作動が妨げられる虞がある。
【０００６】
なお、このような問題は、ＥＰＳアクチュエータの駆動源として用いられる電動モータの制御装置に限らず、電動モータとそのモータトルクが伝達される出力部材が収容された出力側ハウジングとの間に設けられる制御装置であれば、同様に生じ得る。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡易な構成で、電動モータの円滑な作動についての信頼性を向上させることのできる電動モータの制御装置及びこれを備えた車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、電動モータのモータハウジングと前記電動モータのモータトルクが伝達される出力部材が収容された出力側ハウジングとの間に設けられ、前記電動モータの作動を制御する電動モータの制御装置において、前記モータハウジング及び前記出力側ハウジングのいずれか一方に固定されるとともに回路基板が固定されるベースと、前記回路基板を電源に接続するためのコネクタモジュールとを備え、前記コネクタモジュールは、前記回路基板と前記電源とを接続するバスバー及び前記バスバーを保持するモジュールホルダを有するものであって、前記モジュールホルダは、前記モータハウジング及び前記出力側ハウジングのいずれか他方側から前記回路基板を覆う形状とされたことを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、回路基板は、モータハウジング及び出力側ハウジングのいずれか一方側の側面がベースにより覆われ、いずれか他方側の側面がモジュールホルダにより覆われるようになる。そのため、モータハウジング及び出力側ハウジングの内部に存在する異物が回路基板に付着すること、及び回路基板から脱落した回路部品等がモータハウジング及び出力側ハウジング内に進入することが抑制され、円滑な動作を確保することができる。このように上記構成では、モジュールホルダに回路基板を覆う機能を持たせるため、部品点数を増やすことなく、簡易な構成で信頼性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動モータの制御装置において、前記モジュールホルダには、前記電動モータの回転軸が挿通される貫通孔が形成され、前記貫通孔には、該貫通孔の内周面と前記回転軸の外周面との間の隙間を塞ぐシール部材が設けられたことを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、貫通孔の内周面と回転軸の外周面との間の隙間がシール部材により塞がれる。そのため、前記隙間を介してモータハウジング及び出力側ハウジングの内部に存在する異物がモジュールホルダ内に進入して回路基板に付着すること、及び回路基板から脱落した回路部品等がモータハウジング及び出力側ハウジング内に進入することをより抑制できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動モータの制御装置において、前記モジュールホルダには、前記電動モータの回転軸が挿通される貫通孔が形成され、前記貫通孔の内周面と前記回転軸の外周面との間の隙間を含んで構成されるラビリンス状の隙間が形成されたことを要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、貫通孔の内周面と回転軸の外周面との間の隙間を含むラビリンス状の隙間が形成される。そのため、前記隙間を介してモータハウジング及び出力側ハウジングの内部に存在する異物がモジュールホルダ内に進入して回路基板に付着すること、及び回路基板から脱落した回路部品等がモータハウジング及び出力側ハウジング内に進入することをより抑制できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動モータの制御装置において、前記ベース上に載置された前記回路基板には、前記電動モータに駆動電流を供給する駆動回路が形成され、前記ベースは、前記出力側ハウジングに固定されたことを要旨とする。
【００１５】
ここで、駆動回路には、電動モータに供給する大きな駆動電流が流れるため、発熱量が大きくなり易い。また、出力側ハウジング内に収容される出力部材は、通常、電動モータに比べて発熱し難いため、出力側ハウジングは高温になり難い。したがって、上記構成のようにベースを出力側ハウジングに固定することにより回路基板で発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動モータの制御装置を備えた車両用操舵装置であることを要旨とする。上記構成によれば、簡易な構成で信頼性に優れた車両用操舵装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成で、電動モータの円滑な作動についての信頼性を向上させることのできる電動モータの制御装置及びこれを備えた車両用操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両用操舵装置の概略構成図。
【図２】第１実施形態のＥＰＳアクチュエータの概略構成を示す一部断面図。
【図３】（ａ），（ｂ）はモジュールホルダに回路部品を接続する際の説明図。
【図４】（ａ），（ｂ）はベースにコネクタモジュールを接続する際の説明図。
【図５】第２実施形態のＥＰＳアクチュエータにおけるモジュールホルダの貫通孔近傍を示す拡大断面図。
【図６】別例のモジュールホルダにおける貫通孔近傍を示す拡大断面図。
【図７】別例のＥＰＳアクチュエータの概略構成を示す一部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両用操舵装置１において、ステアリングホイール２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。これにより、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。なお、ステアリングシャフト３は、コラム軸８、中間軸９、及びピニオン軸１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００２０】
また、車両用操舵装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ（操舵力補助装置）１３を備えている。本実施形態の車両用操舵装置１は、コラム軸８を回転駆動する所謂コラム型の電動パワーステアリング装置として構成されており、ＥＰＳアクチュエータ１３の駆動源となる電動モータ１４はウォーム＆ホイール等の出力部材としての減速機構１５を介してコラム軸８と駆動連結されている。そして、電動モータ１４の回転を減速機構１５により減速してコラム軸８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成になっている。
【００２１】
図２に示すように、ＥＰＳアクチュエータ１３において、電動モータ１４のモータハウジング１６と、電動モータ１４のモータトルクが伝達される減速機構１５（図２では図示略）が収容されたギアハウジング１７との間には、電動モータ１４の作動を制御する制御装置２１が設けられている。つまり、本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１３は、電動モータ１４と制御装置２１とが一体化された所謂機電一体型の構造となっている。
【００２２】
モータハウジング１６は有底円筒状に形成されるとともに、モータハウジング１６の開口部にはギアハウジング１７側に延出される筒状の延出部１６ａが一体に形成されている。また、ギアハウジング１７は、アルミ合金等の熱伝導率の高い金属材料からなり、比較的大きな熱容量を有している。
【００２３】
制御装置２１は、ギアハウジング１７に固定されるベース２２と、ベース２２に固定される回路基板２３と、回路基板２３と電源（バッテリ）Ｂとを接続するためのコネクタモジュール２４とを備えている。ベース２２は平板状に形成されるとともに、ベース２２のモータハウジング１６側の側面には回路基板２３が固定される収容凹部２２ａが形成されている。また、ベース２２の外周縁には、上記モータハウジング１６の延出部１６ａがコネクタモジュール２４をその内部に収容する態様で当接している。そして、モータハウジング１６は、ギアハウジング１７との間にベース２２を挟み込むようにしてボルト２５によりギアハウジング１７に連結されている。つまり、本実施形態では、ベース２２及び延出部１６ａにより制御装置２１の制御ハウジングが構成されている。なお、回路基板２３には、種々の回路部品（図示略）が実装されており、制御信号を出力する制御回路及び制御信号に基づいて電動モータ１４に駆動電流を供給する駆動回路等が形成されている。
【００２４】
コネクタモジュール２４は、回路基板２３と電源Ｂとを接続する複数のバスバー３１と、バスバー３１を保持するモジュールホルダ３２とを備えている。なお、バスバー３１は金属材料からなるとともに、モジュールホルダ３２は絶縁性樹脂材料からなり、バスバー３１とモジュールホルダ３２とはインサート成形により一体的に設けられている。そして、バスバー３１は、回路基板２３に接続されるとともに、図示しないコネクタ部において電源Ｂに電気的に接続されるようになっている。
【００２５】
モジュールホルダ３２は、モータハウジング１６側から回路基板２３を覆うような形状とされている。具体的には、モジュールホルダ３２は、ベース２２側（図２における上側）に開口した四角箱状に形成されている。そして、モジュールホルダ３２の開口形状は、回路基板２３の外形形状と略同一に形成されており、回路基板２３のモータハウジング１６側の側面全体を覆うように形成されている。なお、モジュールホルダ３２は、図示しないネジや接着剤等により回路基板２３に固定されている。また、モジュールホルダ３２内には、バスバー３１を介して回路基板２３に接続されるコンデンサやコイル等の回路部品３３が保持されている。
【００２６】
図２において拡大して示すように、モジュールホルダ３２の底部３２ａには、電動モータ１４の回転軸３４が挿通される貫通孔３５が形成されている。そして、貫通孔３５には、貫通孔３５の内周面と回転軸３４の外周面との間の隙間Ｓ１を塞ぐシール部材３６が設けられている。なお、本実施形態のシール部材３６は、オイルシール（リップシール）等からなり、回転軸３４の外周面に弾性的に摺接している。また、ベース２２及び回路基板２３には、モジュールホルダ３２の貫通孔３５と同軸上に貫通孔３７，３８がそれぞれ形成されている。そして、回転軸３４は、貫通孔３７に設けられた軸受３９、及びモータハウジング１６内に設けられた軸受（図示略）により回転可能に支持されている。
【００２７】
このように構成されたＥＰＳアクチュエータ１３では、電源Ｂからコネクタモジュール２４を介して回路基板に電力が供給され、駆動回路から図示しない接続線を介して電動モータ１４に電力が供給されることで、電動モータ１４が駆動するようになっている。
【００２８】
次に、制御装置（ＥＰＳアクチュエータ）の製造について説明する。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、インサート成形によりバスバー３１と一体的に形成されたモジュールホルダ３２内に、その開口部から回路部品３３を挿入し、回路部品３３をバスバー３１に対して抵抗溶接やＴＩＧ溶接等によって接合する。続いて、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ベース２２に固定された回路基板２３に対してバスバー３１を接合するとともにモジュールホルダ３２を固定する。そして、貫通孔３５にシール部材３６を設けるとともに貫通孔３７に軸受３９を設けて貫通孔３５，３７，３８内に回転軸３４を挿通し、制御装置２１をモータハウジング１６とギアハウジング１７との間に挟み込むように固定することで、ＥＰＳアクチュエータ１３が製造される（図２参照）。
【００２９】
次に、制御装置の作用について説明する。
本実施形態の制御装置２１では、回路基板２３のギアハウジング１７側の側面がベース２２により覆われるとともに、回路基板２３のモータハウジング１６側の側面がモジュールホルダ３２により覆われる。そのため、モータハウジング１６及びギアハウジング１７の内部に存在する摩耗粉や潤滑油等が回路基板２３に付着することが抑制されるとともに、回路基板２３から脱落した回路部品等がモータハウジング１６及びギアハウジング１７内に進入することが抑制され、電動モータ１４の円滑な動作が確保される。
【００３０】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）モジュールホルダ３２をモータハウジング１６側から回路基板２３を覆う四角箱状に形成し、モジュールホルダ３２に回路基板２３を覆う機能を持たせたため、部品点数を増やすことなく、簡易な構成で信頼性を向上させることができる。これにより、簡易な構成で信頼性に優れた車両用操舵装置１を提供することができる。
【００３１】
（２）モジュールホルダ３２の貫通孔３５に、貫通孔３５の内周面と回転軸３４の外周面との間の隙間Ｓ１を塞ぐシール部材３６を設けた。そのため、隙間Ｓ１を介してモータハウジング１６及びギアハウジング１７の内部に存在する異物がモジュールホルダ３２内に進入して回路基板２３に付着すること、及び回路基板２３から脱落した回路部品等がモータハウジング１６及びギアハウジング１７内に進入することをより抑制できる。
【００３２】
（３）駆動回路を有する回路基板２３が載置されたベース２２をギアハウジング１７に固定した。ここで、駆動回路には、電動モータに供給する大きな駆動電流が流れるため、発熱量が大きくなり易い。また、ギアハウジング１７に収容される減速機構１５は、電動モータ１４に比べて発熱し難く、ギアハウジング１７は高温になり難い。したがって、上記構成のようにベース２２をギアハウジング１７に固定することにより回路基板２３で発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、モジュールホルダの貫通孔近傍の構成のみである。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図５に示すように、制御装置２１には、貫通孔３５の内周面と回転軸３４の外周面との間の隙間Ｓ１を含んで構成されるラビリンス状の隙間Ｓ２が形成されている。
具体的には、モジュールホルダ３２の底部３２ａには、貫通孔３５の周囲からベース２２側に突出する円筒状の内筒部４１が形成されている。一方、回転軸３４には、内筒部４１の外径よりも大きな外径を有する円環状の隙間形成部材４２が一体回転可能に固定されている。そして、隙間形成部材４２の外周縁には、外筒部４３が底部３２ａ側に向かって突出するとともに、内筒部４１の外径よりも大きな内径を有する円筒状の外筒部４３が形成されている。これにより、制御装置２１には、隙間Ｓ１に連続するとともにモジュールホルダ３２内で折り返されたラビリンス状の隙間Ｓ２が形成されている。したがって、本実施形態の制御装置２１では、例えば摩耗粉等の異物が直線的に移動するのみでは、隙間Ｓ１を介してモジュールホルダ３２内に進入することが防止されるようになっている。
【００３５】
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（３）の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
（４）隙間Ｓ１を含んで構成されるラビリンス状の隙間Ｓ２を形成する隙間形成部材４２を回転軸３４に固定した。そのため、隙間Ｓ１を介してモータハウジング１６及びギアハウジング１７の内部に存在する異物がモジュールホルダ３２内に進入して回路基板２３に付着すること、及び回路基板２３から脱落した回路部品等がモータハウジング１６及びギアハウジング１７内に進入することをより抑制できる。
【００３６】
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第１実施形態において、モジュールホルダ３２の貫通孔３５に隙間Ｓ１を塞ぐシール部材３６を設けなくてもよい。
【００３７】
・上記第２実施形態において、ラビリンス状の隙間Ｓ２の形状は、異物が直線的に移動するのみではモジュールホルダ３２のギアハウジング１７側とモータハウジング１６側との間を移動できない形状であればよく、適宜変更可能である。具体的には、例えば図６に示すように、底部３２ａにおける貫通孔３５の周囲に円環状の環状凹部５１を形成し、隙間形成部材５２を環状凹部５１内に配置される円環状に形成してもよい。
【００３８】
・上記第１実施形態では、ベース２２をギアハウジング１７に固定したが、これに限らず、図７に示すように、モータハウジング１６に固定してもよい。なお、同図に示す構成では、ギアハウジング１７にはモータハウジング１６側に延出されるとともに制御装置２１の一部を収容する延出部１７ａが形成されている。同様に、上記第２実施形態において、ベース２２をモータハウジング１６に固定してもよい。
【００３９】
・上記各実施形態では、ベース２２の貫通孔３７に軸受３９を設けたが、これに限らず、例えば軸受３９をギアハウジング１７内に配置し、貫通孔３７にシール部材を設けてもよい。また、貫通孔３７の内周面と回転軸３４の外周面との間の隙間を含んで構成されるラビリンス状の隙間を形成してもよい。
【００４０】
・上記各実施形態では、モジュールホルダ３２の開口形状を回路基板２３の外形形状と略同一に形成したが、回路基板２３よりも大きく形成し、回路基板２３がモジュールホルダ３２内に完全に収容されるようにしてもよい。また、モジュールホルダ３２の形状は箱状に限らず、例えば平板状に形成してもよく、適宜変更可能である。
【００４１】
・上記各実施形態では、回転軸３４の軸上に回路基板２３及びモジュールホルダ３２を配置し、これらに貫通孔３５，３７を形成したが、回路基板２３及びモジュールホルダ３２を回転軸３４の軸上に配置せず、これらに貫通孔を形成しなくてもよい。
【００４２】
・上記各実施形態では、回路基板２３に制御回路及び駆動回路を形成したが、制御回路と駆動回路とを別々の回路基板に形成してもよい。なお、この場合には、制御回路が形成された回路基板はベース２２に接触しなくてもよい。
【００４３】
・上記各実施形態では、本発明をＥＰＳアクチュエータ１３の駆動源として用いられる電動モータ１４の制御装置２１に適用したが、例えば電動ポンプ装置等、他の装置の駆動源として用いられる電動モータの制御装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…車両用操舵装置、１４…電動モータ、１６…モータハウジング、１７…ギアハウジング、２１…制御装置、２２…ベース、２３…回路基板、２４…コネクタモジュール、３１…バスバー、３２…モジュールホルダ、３４…回転軸、３５，３７，３８…貫通孔、３６…シール部材、４２，５２…隙間形成部材、Ｂ…電源、Ｓ１，Ｓ２…隙間。
【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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