JP2004032930A - 電動油圧パワーステアリング装置、およびその製造方法 - Google Patents
電動油圧パワーステアリング装置、およびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】この発明は、小型化と工作性の向上を可能にする電動油圧パワーステアリング装置を得る。
【解決手段】この発明は、電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置と、電動モータにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプが発生する油圧により操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング装置であって、コンデンサ５１は、金属基板４０の平面方向に並んで配置されているとともに金属基板４０の外側で導電板５５と電気的に接続されており、また導電板５５が金属基板４０上で電気的に接続されている。
【選択図】 図５
【解決手段】この発明は、電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置と、電動モータにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプが発生する油圧により操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング装置であって、コンデンサ５１は、金属基板４０の平面方向に並んで配置されているとともに金属基板４０の外側で導電板５５と電気的に接続されており、また導電板５５が金属基板４０上で電気的に接続されている。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータで駆動される油圧ポンプの油圧によって車両の操舵力を軽減する電動油圧パワーステアリング装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−２１３３３６号公報には、従来例である電動油圧パワーステアリング装置が示されている。この電動油圧パワーステアリング装置は、ＤＣブラシレス式の電動モータ、油圧ポンプおよびリザーバタンクが一体化されて油圧を発生する油圧ポンプユニットと、ハンドル角を検知する操舵角センサと、車両の車速を検知する車速センサと、エンジンの回転数を検知するエンジン回転速度センサと、これらセンサ等からの種々の走行データに基づいて電動モータの最適トルクや回転速度を演算し、これを指令信号として電動モータに送るコントローラとを備えている。そして、この油圧ポンプユニットのポンプボデーの側面には、この指令信号に基づいて電動モータの界磁電流を制御するためのモータ制御回路や主スイッチング回路が設けられている。
【０００３】
これらのモータ制御回路や主スイッチング回路は、多層プリント配線板で作られた１枚の回路基板に実装されている。また、主スイッチング回路は、６個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）でブリッジ回路が構成されるように作られ、これらのＦＥＴは回路基板のポンプボデーに対向する面に搭載されている。
これらＦＥＴにはアルミニウム等の薄い金属板からなる略皿状のケースが被せられ、各ＦＥＴの頂面がこの皿状ケースの内面に密着するように良熱伝導性の樹脂で固定されている。また、皿状ケースは、良熱伝導性の両面接着テープを介してポンプボデーの側面に密着させている。
また、コントローラは、油圧ユニットとは別の位置に配置され、油圧ポンプユニットに搭載されたモータ制御回路とコントローラとの信号の送受は、コネクタおよびこれらを電気的に接続する配線を介して行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の電動油圧パワーステアリング装置では、モータ制御回路とコントローラとが、それぞれ別の位置に配置されているのでコネクタや配線が必要となり、コストアップになるという問題点があった。
また、主スイッチング回路が、多層プリント配線板で作られた回路基板に実装されているので、電動モータの大電流に対応するため、配線パターンの幅を広くする必要があり、回路基板が大きくなり、結果として装置が大型化するという問題点があった。
さらに、発熱の大きいＦＥＴには、アルミニウムなどの薄い金属板からなる略皿状ケースが被せられ、各ＦＥＴの頂面がこの皿状ケースの内面に密着するように良熱伝導性の樹脂で固定され、皿状ケースは、良熱伝導性の両面接着テープを介してポンプボデーの側面に密着させているので、皿状ケース、樹脂および両面接着テープが必要となり、コストアップや組立性が悪いという問題点もあった。 また、ＦＥＴからポンプボデーには、樹脂や両面接着テープを介して放熱されるので、これらの材料の熱伝導性が良くてもアルミニウム等の良熱伝導性金属と比較すれば劣るので、発熱によるＦＥＴの耐久性が低下するという問題点もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、モータ制御回路とコントローラとが一体化でき、コストダウンや小型化および組立性の向上を可能にする等の電動油圧パワーステアリング装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置と、上記電動モータにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプが発生する油圧により操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング装置であって、
上記制御装置は、上記電動モータを駆動するための半導体スイッチング素子が搭載されたパワー基板と、
上記半導体スイッチング素子を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータおよび上記電動モータの回転位置を検出する回転位置センサが少なくとも搭載された制御基板と、
配線パターンを構成する導電板が絶縁性樹脂にインサート成型され、少なくとも上記電動モータに流れる電流のリップルを吸収するコンデンサが搭載された大電流基板と、
車両のバッテリと電気的に接続されるとともに外部配線を介して信号が入出力されるコネクタと、
上記パワー基板、上記制御基板および上記大電流基板を収納したハウジングとを備え、
上記コンデンサは、上記パワー基板の平面方向に並んで配置されているとともにパワー基板の外側で電気的に接続されており、また上記大電流基板の上記導電板が上記パワー基板上で電気的に接続されている。
【０００７】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板には、半導体スイッチング素子のスイッチング動作時に発生する電気的ノイズの外部流出を防止するコイルが電気的に接続されているとともに、上記コイルは、パワー基板の平面方向で、かつパワー基板および上記コンデンサから離れて配置されている。
【０００８】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板の導電板は、パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、コンデンサと抵抗溶接により電気的に接続されている。
【０００９】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板の導電板は、パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、コイルと抵抗溶接により電気的に接続されている。
【００１０】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板には、少なくとも導電板およびコンデンサの電気的接続部と、パワー基板との間で隔壁が形成されている。
【００１１】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、パワー基板は、大電流基板と重ねられ、この重ねられたパワー基板および大電流基板はハウジングの同一箇所で固定されている。
【００１２】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、制御基板は、導電板の端部である接続端子およびコネクタの端子が一辺側に一列に配置されている。
【００１３】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、回転位置センサは、制御基板の一辺側に配置され、この一辺の両端部近傍がハウジングに固定されている。
【００１４】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、バッテリと接続されるとともに、導電板と電気的に接続されたコネクタの端子には、電気的ノイズ防止用のノイズ防止用コンデンサが電気的に接続されている。
【００１５】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、コネクタは、ハウジングに形成された穴に接着性樹脂でシールされて固定されているとともに、ノイズ防止用コンデンサがコネクタに固定されている。
【００１６】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板は、パワー基板の外周縁部と接する囲い形状の隔壁が形成されている。
【００１７】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板とパワー基板との接合により形成された凹部の内部に良熱伝導性の樹脂が充填されている。
【００１８】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、ハウジングは、コンデンサと対向する部位に凹部が形成されている。
【００１９】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、ハウジングは、凹部でコンデンサと面接触している。
【００２０】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、凹部とコンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間に良熱伝導性の接着剤が充填されている。
【００２１】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、凹部とコンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間にコンデンサに貼付された良熱伝導性のシートが介在している。
【００２２】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、コネクタは、外気と連通した第１の通路と、この第１の通路に連通しているとともにハウジング内と連通した第２の通路とを有しており、この第２の通路の直下から離れて制御基板が配置されている。
【００２３】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、第２の通路は、コネクタの端子を挟んで第１の通路と反対側に設けられている。
【００２４】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、第１の通路は、コネクタの内部に空気を通し水を通さないフィルタが装着されている。
【００２５】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、ハウジングは、導電板の端部に大電流基板から突出して形成されたモータ端子と電動モータとを電気的に接続するための作業用穴が形成されているとともに、この作業用穴に上記ハウジング内側に突出した突起が設けられている。
【００２６】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置の製造方法では、少なくとも半導体スイッチング素子をパワー基板上のクリームハンダが塗布された部位に搭載する部品実装工程と、この部品実装工程の後に上記パワー基板に大電流基板を固定する大電流基板固定工程と、この大電流基板固定工程の後にリフロー装置で上記クリームハンダを溶融し、上記パワー基板と上記半導体スイッチング素子とのハンダ付け、および上記パワー基板と上記大電流基板の上記導電板とのハンダ付けを行うハンダ付工程と、このハンダ付工程の後に少なくとも上記コンデンサを上記大電流基板に抵抗溶接により電気的接続を行う溶接工程とを含む。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る電動油圧パワーステアリング装置の構成図、図２は図１の電動油圧パワーステアリング装置の一部の分解斜視図、図３は図２の制御装置の分解斜視図、図４は図２の制御装置の側断面図、図５は図２の制御装置の一部分の断面図、図６は図２の制御装置の他の部分の断面図、図７は図２の制御装置のさらに他の部分の断面図である。
【００２８】
図１において、電動油圧パワーステアリング装置は、ハンドル１０に接続されたステアリングギヤボックス２０と、油圧ポンプユニット３０とを備えている。ステアリングギヤボックス２０は、車両のハンドル１０に対してアシスト力を発生するパワーシリンダ２１と、ハンドル１０の操作に対応してパワーシリンダ２１に供給する圧力油の流れを制御するコントロールバルブ２２と、ハンドル１０の回転を左右方向の運動に変換するラックアンドピニオン型のステアリングギヤ２３とを備えている。
【００２９】
油圧ポンプユニット３０は、ＤＣブラシレス式の電動モータ３１と、この電動モータ３１のトルクおよび回転速度を制御する制御装置３２と、電動モータ３１で駆動されて圧力油を発生するギヤポンプ式の油圧ポンプ３３と、油を溜めるリザーバタンク３５とが上下方向に並べて一体化されて構成されている。
【００３０】
制御装置３２は、ハンドル角を検知する操舵角センサ１１、車両の車速を検知する車速センサ１２およびエンジンの回転速度を検知するエンジン回転速度センサ１３等の走行データに基づいて電動モータ３１の最適トルクや回転速度を演算し、バッテリ１４から電動モータ３１に供給される電流を制御するものである。
【００３１】
制御装置３２は、図３に示すように、パワー基板である金属基板４０と、複数の導電板５５，５６，５７が絶縁性樹脂にインサート成形された大電流基板５０と、絶縁プリント基板からなる制御基板６０と、高熱伝導率であるアルミニウム製のハウジング７０と、コネクタ８０とを備えている。
金属基板４０は例えばＨＩＴＴ基板（電気化学工業（株）の商品名）からなり、２ｍｍのアルミニウム基板上に８０μｍの絶縁層を介して、配線パターンが１００μｍの銅パターンとして形成されている。また、この金属基板４０の配線パターンには、電動モータ３１の電流を切り替えるためのブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子４１、電動モータ３１の電流を検出するためのシャント抵抗器４２等の大電流部品および大電流基板５０の導電板５５，５６，５７がハンダ付けされている。金属基板４０の配線パターンは、大電流に対応できるように十分な断面容量を有し、電動モータ３１に流れる大電流対応の回路要素を実装できるようになっている。大電流基板５０の導電板５５，５６，５７がハンダ付けされた金属基板４０は、四隅のねじ５４により大電流基板５０と共締めされて、ハウジング７０に密着状態で取り付けられている。
【００３２】
大電流基板５０は、複数の導電板５５，５６，５７が配線パターンを構成するように絶縁性樹脂にインサート成形されたもので、導電板５５，５６，５７は電気的に接続する複数の箇所が絶縁性樹脂から露出し、端部では電源端子Ｐｍ、モータ端子Ｍｍ、および接続端子Ｃｍを構成している。
モータ端子Ｍｍは、一端部が金属基板４０と接続された導電板５６の他端部であり、図４に示すようにハウジング７０に形成された開口部である穴７０ａで露出している。このモータ端子Ｍｍは電動モータ３１の界磁巻線の端子（図示せず）と電気的に接合されている。
大電流基板５０には、モータ電流のリップルを吸収するコンデンサ５１が搭載されている。このコンデンサ５１は、金属基板４０の平面方向に並んで配置されている。また、このコンデンサ５１は、その端子５１ａが図５に示すように金属基板４０の外側で一端部が電源端子Ｐｍを形成した導電板５５と抵抗溶接により電気的に接続されている。大電流基板５０は、金属基板４０の外周縁部と接する囲い形状の隔壁５０ａが形成されており、この隔壁５０ａの外側で導電板５５とコンデンサ５１の端子５１ａとの溶接が行われるので、溶接時に発生するスパッタは、隔壁５０ａにより金属基板４０のパターン上に付着するのを防止される。
【００３３】
また、この隔壁５０ａの端面は、金属基板４０と接しており、金属基板４０の反対側が開口部５０ｂとなる凹部５０ｃが形成されている。この凹部５０ｃには良熱伝導性の樹脂５８が充填されている。電動モータ３１が大出力の場合、半導体スイッチング素子４１等の大電流部品に流れる電流が大きくなり、金属基板４０上の発熱が大きくなるが、この熱の多くは樹脂５８に分散されて放熱される。なお、金属基板４０上の大電流部品の発熱量が小さいときには、良熱伝導性の樹脂５８の充填は省略してもよい。
【００３４】
また、大電流基板５０には、ブリッジ回路の半導体スイッチング素子４１のスイッチング動作時に発生するノイズの外部流出を防止するコイル５２が搭載されている。このコイル５２は、金属基板４０の平面方向で、かつコンデンサ５１から離れて配置されている。即ち、コイル５２は、コンデンサ５１および金属基板４０と重ならないように配置されている。このコイル５２は、抵抗溶接により一端部が電源端子Ｐｍである導電板５５と電気的に接続されている。
【００３５】
制御基板６０には、マイクロコンピュータ６１、駆動回路およびモータ電流検出回路を含む周辺回路素子（小電流部品）および電動モータ３１の回転位置を検出する回転位置センサであるホールＩＣ６２が、配線パターンにハンダ付けされて実装されている。ホールＩＣ６２は、制御基板６０の一辺側中央部付近に円弧状に配置され、電気角で１２０度の間隔で３個実装されている。また、制御基板６０は、ホールＩＣ６２が実装されている辺部の両端部近傍の２箇所を含む四隅近傍の４箇所がねじ６３でハウジング７０に固定されている。さらに、制御基板６０は、大電流基板５０の接続端子Ｃｍと、信号コネクタ８０ｂおよび操舵角センサコネクタ８０ｃそれぞれの端子８０ｂ１、８０ｃ１が挿入されたスルーホール６０ａが一辺側に配置されている。これらの端子Ｃｍ，８０ｂ１，８０ｃ１は、制御基板６０のスルーホール６０ａに挿入された後に部分噴流ハンダによりハンダ付けされて、制御基板６０の配線パターンに電気的に接続されている。
【００３６】
ハウジング７０は、図２に示すように、下部が開口しており、その開口部に電動モータ３１のブラケット３１ａが固定され、その中に、金属基板４０、大電流基板５０および制御基板６０が収納されている。このハウジング７０には、油圧ポンプ３３が固定され、リザーバタンク３５、油圧ポンプ３３、制御装置３２および電動モータ３１が上下方向に一体化される。
ハウジング７０の穴７０ａは、図４に示すように、ハウジング７０の内側に突出した突起７０ｆが形成されており、油圧ポンプ３３から漏れた油等は、ハウジング７０の穴７０ａまで達してもこの突起７０ｆで遮断され、ハウジング７０の内壁面を伝って金属基板４０に達することは防止される。
【００３７】
また、ハウジング７０は、図６に示すように、その内壁天井面でコンデンサ５１と対向する部位に凹部７０ｂが形成されている。この凹部７０ｂとコンデンサ５１との間に隙間が形成され、この隙間に良熱伝導性の接着剤７０ｃが充填されている。この接着剤７０ｃの代わりに良熱伝導性のシートをコンデンサ５１の周側面に貼付してもよい。
なお、コンデンサ５１と凹部７０ｂとの間に隙間を形成せず、コンデンサ５１の周側面と凹部７０ｂの面とを面接触するようにしてもよい。
【００３８】
電動モータ３１のシャフト（図示せず）は、制御装置３２を貫通して油圧ポンプ３３と嵌合され、電動モータ３１の回転が油圧ポンプ３３に伝達されるようになっている。電動モータ３１とハウジング７０とは、パッキン（図示せず）でシールされ、また油圧ポンプ３３とハウジング７０とはＯリング（図示せず）でシールされており、外部からの水等の浸入はそれぞれ防止されている。
【００３９】
コネクタ８０は、車両のバッテリ１４と電気的に接続されたパワーコネクタ８０ａと、外部配線を介して車速センサ１２やエンジン回転速度センサ１３等の車両側信号が入出力力される信号コネクタ８０ｂと、操舵角センサ１１からの信号が入力される操舵角センサコネクタ８０ｃとを備えて、パワーコネクタ８０ａ、信号コネクタ８０ｂおよび操舵角センサコネクタ８０ｃは絶縁性樹脂で一体的に成型されている。ここにおいて、操舵角センサコネクタ８０ｃは信号コネクタ８０ｂに含まれていてもよい。
大電流基板５０の電源端子Ｐｍと溶接されるパワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１には、図４および図７に示すように、電気的ノイズ防止用のノイズ防止用コンデンサコンデンサ８３が溶接により接続されている。このコンデンサ８３が溶接されたコネクタ８０は、ハウジング７０の穴７０ｄに外側から挿入され、内側よりねじ８１でハウジング７０に固定されている。パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１は、大電流基板５０の電源端子Ｐｍと抵抗溶接されて電気的に接続されている。ハウジング７０の穴７０ｄは、コネクタ８０が固定されることにより凹部７０ｅが形成され、この凹部７０ｅに接着性樹脂であるシリコン接着剤８２が充填されている。コネクタ８０は、こうしてハウジング７０の穴７０ｄに接着剤８２でシールされて固定されるとともに、ノイズ防止用コンデンサ８３がコネクタ８０に同時に固定される。
【００４０】
パワーコネクタ８０ａは、外気と通気可能に連通する第１の通路８０ｄがハウジング７０の中心部側に形成されている。この第１の通路８０ｄには、空気を通すが水は通さない撥水性のフィルタ８４がパワーコネクタ８０ａの外側より熱溶着されている。また、パワーコネクタ８０ａは、ハウジング７０内を通気可能に連通する第２の通路８０ｅがパワーコネクタ８０ａの端子８０ｆを挟んで第１の通路８０ｄと反対側に形成されている。この第２の通路８０ｅは、図４に示すように、制御基板６０と上下方向で重ならないように配置されている。
【００４１】
次に、上記構成の電動油圧パワーステアリング装置の制御装置３２の組立手順について説明する。
まず、制御基板６０の配線パターンの各電極にクリームハンダを塗布し、その各電極にマイクロコンピュータ６１、駆動回路およびモータ電流検出回路を含む周辺回路素子およびホールＩＣ６２等の部品を実装し、リフロー装置を用いて、制御基板６０の下側から、または周囲の雰囲気全体を熱し、クリームハンダを溶かして各部品をハンダ付けする。
同様に、各電極にクリームハンダを塗布した金属基板４０上に半導体スイッチング素子４１およびシャント抵抗器４２等の部品を実装し、金属基板４０上に大電流基板５０を置いた後、ネジ５３を用いて金属基板４０と大電流基板５０とを固定して一体化する。その後、リフロー装置を用いてクリームハンダを溶かし、図５に示すように、金属基板４０と各部品とのハンダ付け、金属基板４０と導電板５５，５６，５７とのハンダ付けをそれぞれ行う。
次に、大電流基板５０の所定の位置にコンデンサ５１、コイル５２を納め、端部に電源端子Ｐｍを有する導電板５５に、コンデンサ５１の端子５１ａ、コイル５２の端子を抵抗溶接により接合する。
【００４２】
次に、パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１の、電源端子Ｐｍと接続される近傍にコンデンサ８３をＴＩＧ溶接する。この溶接は抵抗溶接であってもよい。この後、コンデンサ８３が溶接されたコネクタ８０をハウジング７０の穴７０ｄに外側から挿入して内側のネジ８１でハウジング７０に固定する。次に、ハウジング７０の穴７０ｄの内側凹部７０ｅにシリコン接着剤８２を充填し、ハウジング７０とコネクタ８０の絶縁性樹脂部とを接着接合し、同時にコンデンサ８３も固定する。ついで、ハウジング７０の凹部７０ｂに接着剤７０ｃを塗布し、大電流基板５０と一体の金属基板４０を上方からハウジング７０上に配置し、大電流基板５０と一体の金属基板４０をネジ５４によりハウジング７０に固定する。このとき、金属基板４０は、大電流基板５０とともに重ねられて四隅のネジ５４によりハウジング７０に固定されるので、金属基板４０が密着してハウジング７０に押し付けられ、金属基板４０および大電流基板５０がハウジング７０と強固に固定される。次に、パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１を大電流基板５０の電源端子Ｐｍと抵抗溶接により電気的に接続する。
【００４３】
ついで、制御基板６０を大電流基板５０の上に配置し、接続端子Ｃｍ、信号コネクタ８０ｂの端子８０ｂ１および操舵角センサコネクタ８０ｃの端子８０ｃ１等を、制御基板６０のスルーホール６０ａ内に挿入した後、制御基板６０をねじ６３でハウジング７０に固定する。そして、接続端子Ｃｍ、信号コネクタ８０ｂの端子８０ｂ１および操舵角センサコネクタ８０ｃの端子８０ｃ１等を、部分噴流により一括で半田付け接合する。このとき、制御基板６０のスルーホール６０ａ内に挿入される各端子８０ｂ１、８０ｃ１が略直線状に配置され、制御基板６０の一辺に集中しているので、端子８０ｂ１、８０ｃ１を制御基板６０のスルーホール６０ａへ挿入するのが容易である。
【００４４】
以上のように組み立てられた制御装置３２は、その後パッキン（図示せず）を挟み、ねじ３４で電動モータ３１に組み付けられ、その後、電動モータ３１の界磁巻線の端子（図示せず）と制御装置３２のモータ端子Ｍｍとがネジ９０で固定され、電気的に接続される。その後、油圧ポンプ３３を組みつけることで、電動モータ３１、制御装置３２および油圧ポンプ３３は一体化される。
【００４５】
このように、この実施の形態１の電動油圧パワーステアリング装置によれば、半導体スイッチング素子４１およびシャント抵抗器４２等の大電流部品が金属基板４０に実装され、この金属基板４０がアルミニウム製のハウジング７０に密接状態で取り付けられ、金属基板４０上の大電流部品および配線パターンからの発熱がハウジング７０から有効に放熱され、金属基板４０を小型化しても温度上昇を抑制できるとともに、配線パターンの耐熱性および耐久性を損なうことがない。
【００４６】
また、金属基板４０上に半導体スイッチング素子４１およびシャント抵抗器４２等の大電流部品を実装し、金属基板４０上に大電流基板５０を置いてネジ５３で固定し、金属基板４０と各部品とのハンダ付け、金属基板４０と導電板５５，５６，５７とのハンダ付けをそれぞれ同時に行うので、工作性が向上するとともにコストの低減が図られる。
【００４７】
また、金属基板４０と各部品とのハンダ付け、および金属基板４０と導電板５５，５６，５７とのハンダ付け後に、導電板５５と、コンデンサ５１およびコイル５２とを抵抗溶接しているので、金属基板４０上の半導体スイッチング素子４１に損傷を与えることが無く、装置の信頼性が向上する。
【００４８】
また、大電流基板５０は、金属基板４０の外周縁部に沿って隔壁５０ａが形成され、この隔壁５０ａの外側でコンデンサ５１の端子５１ａと導電板５５との溶接が行われるので、溶接時に発生するスパッタが金属基板４０のパターン上に付着し、各部品間または各パターン間等が短絡するのを防ぎ、装置の信頼性が向上する。
【００４９】
また、大電流基板５０は、隔壁５０ａにより剛性が向上し、大電流基板５０を金属基板４０に取り付けたときの変形が抑制され、その後大電流基板５０を取り付けた金属基板４０をハウジング７０に取り付けたとき、金属基板４０上の半田付け部に過大な応力が発生するのを防止でき、装置の信頼性が向上する。
また、金属基板４０と大電流基板５０とは、重ねられ、それぞれの四隅に位置したネジ５４によりハウジング７０に固定されるので、経年変化によって、金属基板４０と大電流基板５０との相対位置がずれることが無く、金属基板４０上の導電板５５，５６，５７の半田付け部に過大な応力が発生するのを防止でき、装置の信頼性が向上する。
【００５０】
また、大電流基板５０の隔壁５０ａの端面が金属基板４０と接することにより、反金属基板４０側が開口部５０ｂとなる凹部５０ｃが形成され、この凹部５０ｃに良熱伝導性の樹脂５８が充填されているので、金属基板４０での熱が分散、放熱され、電動モータ３１の大出力化に対応でき、装置の性能向上が図られる。
【００５１】
また、マイクロコンピュータ６１およびその周辺回路素子、ホールＩＣ６２等の小電流部品のみが制御基板６０に実装されているので、配線パターンの幅や厚さを大きくする必要がなく、部品の高密度実装が可能となり、制御基板６０の小型化が図られる。
【００５２】
また、電動モータ３１の回転位置を検出するホールＩＣ６２が一辺側に実装された制御基板６０は、一辺の両端近傍の２箇所を含む４箇所でねじ６３によりハウジング７０に固定されているので、ホールＩＣ６２のハウジング７０に対する相対位置は不動となり、それだけホールＩＣ６２の取り付け位置精度が向上し、電動モータ３１の回転位置が精度良く検出でき、電動モータ３１のトルク変動が低減でき、出力性能が向上する。
【００５３】
また、制御基板６０のスルーホール６０ａ内に挿入される接続端子Ｃｍ、信号コネクタ８０ｂの端子８０ｂ１および操舵角センサコネクタ８０ｃの端子８０ｃ１等が一辺に集中し、一列に配置されているので、これらの端子を制御基板６０のスルーホール６０ａへ挿入するのが容易になり、工作性が向上する。
【００５４】
また、ハウジング７０は、コンデンサ５１と対向する部位に凹部７０ｂが形成され、この凹部７０ｂとコンデンサ５１に隙間を形成し、この隙間に良熱伝導性の接着剤７０ｃが充填されているので、コンデンサ５１で発生する熱が、接着剤７０ｃを介してハウジング７０に伝達され、コンデンサ５１の耐熱性および耐久性が向上する。
【００５５】
また、ハウジング７０の穴７０ａは、ハウジング７０の内部側に突起７０ｆが形成されており、油圧ポンプ３３から漏れた油が、ハウジング７０の穴７０ａまで達しても、ハウジング７０の内壁を伝って金属基板４０に達することは無く、金属基板４０上の回路の誤動作および電蝕を防止でき、装置の信頼性が向上する。
【００５６】
また、パワーコネクタ８０ａ、信号コネクタ８０ｂおよび操舵角センサコネクタ８０ｃが絶縁性樹脂で一体的に成型されているので、コネクタ８０が小型化でき、また金属基板４０の一方の側にコネクタ８０が配置され、他方の側にコンデンサ５１およびコイル５２が配置されているので、制御装置３２の高さを低くすることができ、装置の小型化が図られる。
【００５７】
また、コネクタ８０は、ハウジング７０の穴７０ｄに外側から挿入されてネジ８１でハウジング７０に固定され、ハウジング７０の穴７０ｄの内側凹部７０ｅにシリコン接着剤８２が充填され、ハウジング７０とコネクタ８０の絶縁性樹脂部とが接着接合されるので、外部より水等の浸入が防止でき、装置の信頼性が向上する。
【００５８】
また、パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１は、大電流基板５０の電源端子Ｐｍおよび電気的ノイズ防止用コンデンサ８３と半田付けでなく例えば抵抗溶接により電気的に接続されるので、半田付け時の半田の垂れ等の不都合はなく、接続が容易であり、装置の工作性が向上する。また、半田付けの場合には、ヒートサイクルによりクラックが生じ易いが、溶接で接続することで温度変化に対する耐力が向上し、装置の信頼性が向上する。
【００５９】
また、パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１と電気的ノイズ防止用コンデンサ８３とが溶接された後、コネクタ８０がハウジング７０の穴７０ｄに固定され、ハウジング７０の穴７０ｄの凹部７０ｅに充填されるシリコン接着剤８２でコンデンサ８３がコネクタ８０に同時に固定されるので、コンデンサ８３の固定の工程が省略でき、装置の工作性が向上する。
【００６０】
また、パワーコネクタ８０ａは、外気と通気可能な第１の通路８０ｄがハウジング７０の中心側に形成され、この第１の通路８０ｄに、空気を通すが水は通さない撥水性のフィルタ８４がパワーコネクタ８０ａの外側より熱溶着されているので、制御装置３２内に水が浸入することを防止でき、装置の信頼性が向上する。
【００６１】
また、パワーコネクタ８０ａは、ハウジング７０内と通気可能な第２の通路８０ｅがパワーコネクタ８０ａの端子８０ｆを挟んで第１の通路８０ｄと反対側に形成され、この第２の通路８０ｅが迂回して第１の通路８０ｄを通じているので、ハウジング７０内と外気とは同圧であり、ハウジング７０内が減圧状態になることは無く、外気の水分がハウジング７０内に浸入するようなことを防止できる。また、第２の通路８０ｅは、制御基板６０と重ならないように配置されているので、フィルタ８４が損傷した場合でも、外部から浸入した水等が制御基板６０にかかることが無く、装置の信頼性が向上する。
【００６２】
なお、上記実施の形態では、金属基板４０としてＨＩＴＴ基板を用いているが、金属基板４０はＨＩＴＴ基板に限定されるものではなく、配線パターンが絶縁層を介してアルミニウム等の伝熱性のよい金属ベース上に形成されたものや、銅のような熱伝導性の良い他の金属基板であってもよく、セラミック基板であってもよい。
また、回転位置センサとしてホールＩＣ６２を用いているが、ホールＩＣ６２に限定されるものではなく、磁気抵抗器（ＭＲ）、巨大磁気抵抗器（ＧＭＲ）等の他の磁気検出素子を用いたものであってもよい。
また、電動モータ３１はブラシレスモータに限定されるものではなく、インダクションモータ、スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）またはブラシ付のＤＣモータであってもよい。
また、第１の通路８０ｄおよび第２の通路８０ｅは、パワーコネクタ８０ａに形成したが、信号コネクタ８０ｂまたは操舵角センサコネクタ８０ｃに形成してもよい。また、各部品の固定にネジを用いたが、リベット等他の固定手段であってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置と、上記電動モータにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプが発生する油圧により操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング装置であって、上記制御装置は、上記電動モータを駆動するための半導体スイッチング素子が搭載されたパワー基板と、上記半導体スイッチング素子を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータおよび上記電動モータの回転位置を検出する回転位置センサが少なくとも搭載された制御基板と、配線パターンを構成する導電板が絶縁性樹脂にインサート成型され、少なくとも上記電動モータに流れる電流のリップルを吸収するコンデンサが搭載された大電流基板と、車両のバッテリと電気的に接続されるとともに外部配線を介して信号が入出力されるコネクタと、上記パワー基板、上記制御基板および上記大電流基板を収納したハウジングとを備え、上記コンデンサは、上記パワー基板の平面方向に並んで配置されているとともにパワー基板の外側で導電板と電気的に接続されており、また上記大電流基板の上記導電板が上記パワー基板上で電気的に接続されている。従って、パワー基板とコンデンサとが重なることが無いので、制御装置の高さを低くでき、装置の小型化が図られる。また、ハウジングにパワー基板を密接することが可能であり、パワー基板の熱が有効にハウジングに伝達され、装置の耐久性、耐熱性の向上が図られる。また、パワー基板、大電流基板およびコンデンサの組立が容易となり、制御装置の工作性の向上が図られる。
【００６４】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板には、半導体スイッチング素子のスイッチング動作時に発生する電気的ノイズの外部流出を防止するコイルが電気的に接続されているとともに、上記コイルは、パワー基板の平面方向で、かつパワー基板および上記コンデンサから離れて配置されているので、制御装置の高さを低くでき、装置の小型化が図られる。
【００６５】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板の導電板は、パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、コンデンサと抵抗溶接により電気的に接続されているので、導電板とパワー基板との接続、導電板とコンデンサとの接続がそれぞれ容易になり、制御装置の工作性の向上が図られる。
【００６６】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板の導電板は、パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、コイルと抵抗溶接により電気的に接続されているので、導電板とパワー基板との接続、導電板とコイルとの接続がそれぞれ容易になり、制御装置の工作性の向上が図られる。
【００６７】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板には、少なくとも導電板およびコンデンサの電気的接続部と、パワー基板との間で隔壁が形成されているので、電気的接続時に異物がパワー基板上に付着することが無く、装置の信頼性の向上が図られる。
【００６８】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、パワー基板は、大電流基板と重ねられ、この重ねられたパワー基板および大電流基板はハウジングの同一箇所で固定されているので、経年変化によって、パワー基板と大電流基板の相対位置がずれることが無く、パワー基板上の導電板の半田付け部に過大な応力が発生するのを防止でき、装置の信頼性の向上が図られる。
【００６９】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、制御基板は、導電板の端部である接続端子およびコネクタの端子が一辺側に一列に配置されているので、これらの端子を制御基板へ挿入するのが容易になり、装置の工作性の向上が図られる。
【００７０】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、回転位置センサは、制御基板の一辺側に配置され、この一辺の両端部近傍がハウジングに固定されているので、回転位置センサの取り付け位置精度が向上し、電動モータの回転位置が精度良く検出でき、電動モータのトルク変動が低減でき、出力性能が向上し、装置の性能向上が図られる。
【００７１】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、バッテリと接続されるとともに、導電板と電気的に接続されたコネクタの端子には、電気的ノイズ防止用のノイズ防止用コンデンサが電気的に接続されているので、後工程でのコンデンサの固定が省略でき、制御装置の工作性の向上が図られる。
【００７２】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、コネクタは、ハウジングに形成された穴に接着性樹脂でシールされて固定されているとともに、ノイズ防止用コンデンサがコネクタに固定されているので、コンデンサの固定の工程が省略でき、制御装置の工作性の向上が図られる。 また、ハウジングとコネクタのシール性が向上し、装置の耐水性の向上が図られる。
【００７３】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板は、パワー基板の外周縁部と接する囲い形状の隔壁が形成されているので、大電流基板の剛性が増大し、パワー基板上の半田付け部に過大な応力が発生するのを防止でき、装置の信頼性の向上が図られる。
【００７４】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板とパワー基板との接合により形成された凹部の内部に良熱伝導性の樹脂が充填されているので、パワー基板上の発熱が分散されて放熱され、装置の耐久性、耐熱性の向上が図られる。また、電動モータの大出力化に対応でき、装置の性能向上が図られる。
【００７５】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、ハウジングは、コンデンサと対向する部位に凹部が形成されているので、コンデンサとハウジングの対向する表面積が増加し、コンデンサの発生する熱が有効にハウジングに伝達され、コンデンサの耐久性、耐熱性の向上が図られる。
【００７６】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、ハウジングは、凹部でコンデンサと面接触したときには、コンデンサの発生する熱が直接ハウジングに伝達され、コンデンサの耐久性、耐熱性の向上が図られる。
【００７７】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、凹部とコンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間に良熱伝導性の接着剤が充填されているので、コンデンサの発生する熱が接着剤を介してハウジングに伝達され、コンデンサの耐久性、耐熱性の向上が図られる。
【００７８】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、凹部とコンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間にコンデンサに貼付された良熱伝導性のシートが介在しているので、コンデンサの発生する熱がシートを介してハウジングに伝達され、コンデンサの耐久性、耐熱性の向上が図られる。
【００７９】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、コネクタは、外気と連通した第１の通路と、この第１の通路に連通しているとともにハウジング内と連通した第２の通路とを有しており、この第２の通路の直下から離れて制御基板が配置されているので、外部から浸入した水等が制御基板にかかることが無く、装置の耐水性、信頼性の向上が図られる。
【００８０】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、第２の通路は、コネクタの端子を挟んで第１の通路と反対側に設けられているので、外部から多くの電子部品を内蔵する制御装置内への水等の浸入経路が複雑になり、装置の耐水性、信頼性の向上が図られる。
【００８１】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、第１の通路は、コネクタの内部に空気を通し水を通さないフィルタが装着されているので、呼吸作用により制御装置の内部と外部の圧力差が低減でき、多くの電子部品を内蔵する制御装置内に水が浸入することを防止でき、装置の信頼性の向上が図られる。
【００８２】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、ハウジングは、導電板の端部に大電流基板から突出して形成されたモータ端子と電動モータとを電気的に接続するための作業用穴が形成されているとともに、この作業用穴に上記ハウジング内側に突出した突起が設けられているので、油圧ポンプから漏れた油がパワー基板に達することは無く、パワー基板上の回路の誤動作および電蝕が防止でき、装置の信頼性の向上が図られる。
【００８３】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置の製造方法によれば、少なくとも半導体スイッチング素子をパワー基板上のクリームハンダが塗布された部位に搭載する部品実装工程と、この部品実装工程の後に上記パワー基板に大電流基板を固定する大電流基板固定工程と、この大電流基板固定工程の後にリフロー装置で上記クリームハンダを溶融し、上記パワー基板と上記半導体スイッチング素子とのハンダ付け、および上記パワー基板と上記大電流基板の上記導電板とのハンダ付けを行うハンダ付工程と、このハンダ付工程の後に少なくとも上記コンデンサを上記大電流基板に抵抗溶接により電気的接続を行う溶接工程とを含むので、上記パワー基板と上記半導体スイッチング素子とのハンダ付け、および上記パワー基板と上記大電流基板の上記導電板とのハンダ付けを同時に行うことができ、工作性の向上およびコストの低減が図られる。また、半田付け工程の後の溶接工程は抵抗溶接としているので、パワー基板上の半導体スイッチング素子等の部品に損傷を与えることが無く、装置の信頼性の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動油圧パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】図１の電動油圧パワーステアリング装置の一部の分解斜視図である。
【図３】図２の制御装置の分解斜視図である。
【図４】図２の制御装置の側断面図である。
【図５】図２の制御装置の一部分の断面図である。
【図６】図２の制御装置の一部分の断面図である。
【図７】図２の制御装置の一部分の断面図である。
【符号の説明】
３１ 電動モータ、３２ 制御装置、３３ 油圧ポンプ、４０ 金属基板（パワー基板）、４１ 半導体スイッチング素子、５０ 大電流基板、５０ａ 隔壁、５０ｂ 開口部、５０ｃ 凹部、５１ コンデンサ、５２ コイル、５５、５６、５７ 導電板、５８ 樹脂、６０ 制御基板、６１ マイクロコンピュータ、６２ ホールＩＣ（回転位置センサ）、７０ ハウジング、７０ａ 作業用穴、７０ｂ、７０ｅ 凹部、７０ｃ 接着剤、７０ｄ 穴、７０ｆ 突起、８０ａパワーコネクタ、８０ｂ 信号コネクタ、８０ｃ 操舵角センサコネクタ、８０ｄ 第１の通路、８０ｅ 第２の通路、８０ｆ 端子、８２ 接着剤、８３ コンデンサ、８４ フィルタ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータで駆動される油圧ポンプの油圧によって車両の操舵力を軽減する電動油圧パワーステアリング装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−２１３３３６号公報には、従来例である電動油圧パワーステアリング装置が示されている。この電動油圧パワーステアリング装置は、ＤＣブラシレス式の電動モータ、油圧ポンプおよびリザーバタンクが一体化されて油圧を発生する油圧ポンプユニットと、ハンドル角を検知する操舵角センサと、車両の車速を検知する車速センサと、エンジンの回転数を検知するエンジン回転速度センサと、これらセンサ等からの種々の走行データに基づいて電動モータの最適トルクや回転速度を演算し、これを指令信号として電動モータに送るコントローラとを備えている。そして、この油圧ポンプユニットのポンプボデーの側面には、この指令信号に基づいて電動モータの界磁電流を制御するためのモータ制御回路や主スイッチング回路が設けられている。
【０００３】
これらのモータ制御回路や主スイッチング回路は、多層プリント配線板で作られた１枚の回路基板に実装されている。また、主スイッチング回路は、６個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）でブリッジ回路が構成されるように作られ、これらのＦＥＴは回路基板のポンプボデーに対向する面に搭載されている。
これらＦＥＴにはアルミニウム等の薄い金属板からなる略皿状のケースが被せられ、各ＦＥＴの頂面がこの皿状ケースの内面に密着するように良熱伝導性の樹脂で固定されている。また、皿状ケースは、良熱伝導性の両面接着テープを介してポンプボデーの側面に密着させている。
また、コントローラは、油圧ユニットとは別の位置に配置され、油圧ポンプユニットに搭載されたモータ制御回路とコントローラとの信号の送受は、コネクタおよびこれらを電気的に接続する配線を介して行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の電動油圧パワーステアリング装置では、モータ制御回路とコントローラとが、それぞれ別の位置に配置されているのでコネクタや配線が必要となり、コストアップになるという問題点があった。
また、主スイッチング回路が、多層プリント配線板で作られた回路基板に実装されているので、電動モータの大電流に対応するため、配線パターンの幅を広くする必要があり、回路基板が大きくなり、結果として装置が大型化するという問題点があった。
さらに、発熱の大きいＦＥＴには、アルミニウムなどの薄い金属板からなる略皿状ケースが被せられ、各ＦＥＴの頂面がこの皿状ケースの内面に密着するように良熱伝導性の樹脂で固定され、皿状ケースは、良熱伝導性の両面接着テープを介してポンプボデーの側面に密着させているので、皿状ケース、樹脂および両面接着テープが必要となり、コストアップや組立性が悪いという問題点もあった。 また、ＦＥＴからポンプボデーには、樹脂や両面接着テープを介して放熱されるので、これらの材料の熱伝導性が良くてもアルミニウム等の良熱伝導性金属と比較すれば劣るので、発熱によるＦＥＴの耐久性が低下するという問題点もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、モータ制御回路とコントローラとが一体化でき、コストダウンや小型化および組立性の向上を可能にする等の電動油圧パワーステアリング装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置と、上記電動モータにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプが発生する油圧により操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング装置であって、
上記制御装置は、上記電動モータを駆動するための半導体スイッチング素子が搭載されたパワー基板と、
上記半導体スイッチング素子を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータおよび上記電動モータの回転位置を検出する回転位置センサが少なくとも搭載された制御基板と、
配線パターンを構成する導電板が絶縁性樹脂にインサート成型され、少なくとも上記電動モータに流れる電流のリップルを吸収するコンデンサが搭載された大電流基板と、
車両のバッテリと電気的に接続されるとともに外部配線を介して信号が入出力されるコネクタと、
上記パワー基板、上記制御基板および上記大電流基板を収納したハウジングとを備え、
上記コンデンサは、上記パワー基板の平面方向に並んで配置されているとともにパワー基板の外側で電気的に接続されており、また上記大電流基板の上記導電板が上記パワー基板上で電気的に接続されている。
【０００７】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板には、半導体スイッチング素子のスイッチング動作時に発生する電気的ノイズの外部流出を防止するコイルが電気的に接続されているとともに、上記コイルは、パワー基板の平面方向で、かつパワー基板および上記コンデンサから離れて配置されている。
【０００８】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板の導電板は、パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、コンデンサと抵抗溶接により電気的に接続されている。
【０００９】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板の導電板は、パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、コイルと抵抗溶接により電気的に接続されている。
【００１０】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板には、少なくとも導電板およびコンデンサの電気的接続部と、パワー基板との間で隔壁が形成されている。
【００１１】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、パワー基板は、大電流基板と重ねられ、この重ねられたパワー基板および大電流基板はハウジングの同一箇所で固定されている。
【００１２】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、制御基板は、導電板の端部である接続端子およびコネクタの端子が一辺側に一列に配置されている。
【００１３】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、回転位置センサは、制御基板の一辺側に配置され、この一辺の両端部近傍がハウジングに固定されている。
【００１４】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、バッテリと接続されるとともに、導電板と電気的に接続されたコネクタの端子には、電気的ノイズ防止用のノイズ防止用コンデンサが電気的に接続されている。
【００１５】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、コネクタは、ハウジングに形成された穴に接着性樹脂でシールされて固定されているとともに、ノイズ防止用コンデンサがコネクタに固定されている。
【００１６】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板は、パワー基板の外周縁部と接する囲い形状の隔壁が形成されている。
【００１７】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、大電流基板とパワー基板との接合により形成された凹部の内部に良熱伝導性の樹脂が充填されている。
【００１８】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、ハウジングは、コンデンサと対向する部位に凹部が形成されている。
【００１９】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、ハウジングは、凹部でコンデンサと面接触している。
【００２０】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、凹部とコンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間に良熱伝導性の接着剤が充填されている。
【００２１】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、凹部とコンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間にコンデンサに貼付された良熱伝導性のシートが介在している。
【００２２】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、コネクタは、外気と連通した第１の通路と、この第１の通路に連通しているとともにハウジング内と連通した第２の通路とを有しており、この第２の通路の直下から離れて制御基板が配置されている。
【００２３】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、第２の通路は、コネクタの端子を挟んで第１の通路と反対側に設けられている。
【００２４】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、第１の通路は、コネクタの内部に空気を通し水を通さないフィルタが装着されている。
【００２５】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、ハウジングは、導電板の端部に大電流基板から突出して形成されたモータ端子と電動モータとを電気的に接続するための作業用穴が形成されているとともに、この作業用穴に上記ハウジング内側に突出した突起が設けられている。
【００２６】
この発明の電動油圧パワーステアリング装置の製造方法では、少なくとも半導体スイッチング素子をパワー基板上のクリームハンダが塗布された部位に搭載する部品実装工程と、この部品実装工程の後に上記パワー基板に大電流基板を固定する大電流基板固定工程と、この大電流基板固定工程の後にリフロー装置で上記クリームハンダを溶融し、上記パワー基板と上記半導体スイッチング素子とのハンダ付け、および上記パワー基板と上記大電流基板の上記導電板とのハンダ付けを行うハンダ付工程と、このハンダ付工程の後に少なくとも上記コンデンサを上記大電流基板に抵抗溶接により電気的接続を行う溶接工程とを含む。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る電動油圧パワーステアリング装置の構成図、図２は図１の電動油圧パワーステアリング装置の一部の分解斜視図、図３は図２の制御装置の分解斜視図、図４は図２の制御装置の側断面図、図５は図２の制御装置の一部分の断面図、図６は図２の制御装置の他の部分の断面図、図７は図２の制御装置のさらに他の部分の断面図である。
【００２８】
図１において、電動油圧パワーステアリング装置は、ハンドル１０に接続されたステアリングギヤボックス２０と、油圧ポンプユニット３０とを備えている。ステアリングギヤボックス２０は、車両のハンドル１０に対してアシスト力を発生するパワーシリンダ２１と、ハンドル１０の操作に対応してパワーシリンダ２１に供給する圧力油の流れを制御するコントロールバルブ２２と、ハンドル１０の回転を左右方向の運動に変換するラックアンドピニオン型のステアリングギヤ２３とを備えている。
【００２９】
油圧ポンプユニット３０は、ＤＣブラシレス式の電動モータ３１と、この電動モータ３１のトルクおよび回転速度を制御する制御装置３２と、電動モータ３１で駆動されて圧力油を発生するギヤポンプ式の油圧ポンプ３３と、油を溜めるリザーバタンク３５とが上下方向に並べて一体化されて構成されている。
【００３０】
制御装置３２は、ハンドル角を検知する操舵角センサ１１、車両の車速を検知する車速センサ１２およびエンジンの回転速度を検知するエンジン回転速度センサ１３等の走行データに基づいて電動モータ３１の最適トルクや回転速度を演算し、バッテリ１４から電動モータ３１に供給される電流を制御するものである。
【００３１】
制御装置３２は、図３に示すように、パワー基板である金属基板４０と、複数の導電板５５，５６，５７が絶縁性樹脂にインサート成形された大電流基板５０と、絶縁プリント基板からなる制御基板６０と、高熱伝導率であるアルミニウム製のハウジング７０と、コネクタ８０とを備えている。
金属基板４０は例えばＨＩＴＴ基板（電気化学工業（株）の商品名）からなり、２ｍｍのアルミニウム基板上に８０μｍの絶縁層を介して、配線パターンが１００μｍの銅パターンとして形成されている。また、この金属基板４０の配線パターンには、電動モータ３１の電流を切り替えるためのブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子４１、電動モータ３１の電流を検出するためのシャント抵抗器４２等の大電流部品および大電流基板５０の導電板５５，５６，５７がハンダ付けされている。金属基板４０の配線パターンは、大電流に対応できるように十分な断面容量を有し、電動モータ３１に流れる大電流対応の回路要素を実装できるようになっている。大電流基板５０の導電板５５，５６，５７がハンダ付けされた金属基板４０は、四隅のねじ５４により大電流基板５０と共締めされて、ハウジング７０に密着状態で取り付けられている。
【００３２】
大電流基板５０は、複数の導電板５５，５６，５７が配線パターンを構成するように絶縁性樹脂にインサート成形されたもので、導電板５５，５６，５７は電気的に接続する複数の箇所が絶縁性樹脂から露出し、端部では電源端子Ｐｍ、モータ端子Ｍｍ、および接続端子Ｃｍを構成している。
モータ端子Ｍｍは、一端部が金属基板４０と接続された導電板５６の他端部であり、図４に示すようにハウジング７０に形成された開口部である穴７０ａで露出している。このモータ端子Ｍｍは電動モータ３１の界磁巻線の端子（図示せず）と電気的に接合されている。
大電流基板５０には、モータ電流のリップルを吸収するコンデンサ５１が搭載されている。このコンデンサ５１は、金属基板４０の平面方向に並んで配置されている。また、このコンデンサ５１は、その端子５１ａが図５に示すように金属基板４０の外側で一端部が電源端子Ｐｍを形成した導電板５５と抵抗溶接により電気的に接続されている。大電流基板５０は、金属基板４０の外周縁部と接する囲い形状の隔壁５０ａが形成されており、この隔壁５０ａの外側で導電板５５とコンデンサ５１の端子５１ａとの溶接が行われるので、溶接時に発生するスパッタは、隔壁５０ａにより金属基板４０のパターン上に付着するのを防止される。
【００３３】
また、この隔壁５０ａの端面は、金属基板４０と接しており、金属基板４０の反対側が開口部５０ｂとなる凹部５０ｃが形成されている。この凹部５０ｃには良熱伝導性の樹脂５８が充填されている。電動モータ３１が大出力の場合、半導体スイッチング素子４１等の大電流部品に流れる電流が大きくなり、金属基板４０上の発熱が大きくなるが、この熱の多くは樹脂５８に分散されて放熱される。なお、金属基板４０上の大電流部品の発熱量が小さいときには、良熱伝導性の樹脂５８の充填は省略してもよい。
【００３４】
また、大電流基板５０には、ブリッジ回路の半導体スイッチング素子４１のスイッチング動作時に発生するノイズの外部流出を防止するコイル５２が搭載されている。このコイル５２は、金属基板４０の平面方向で、かつコンデンサ５１から離れて配置されている。即ち、コイル５２は、コンデンサ５１および金属基板４０と重ならないように配置されている。このコイル５２は、抵抗溶接により一端部が電源端子Ｐｍである導電板５５と電気的に接続されている。
【００３５】
制御基板６０には、マイクロコンピュータ６１、駆動回路およびモータ電流検出回路を含む周辺回路素子（小電流部品）および電動モータ３１の回転位置を検出する回転位置センサであるホールＩＣ６２が、配線パターンにハンダ付けされて実装されている。ホールＩＣ６２は、制御基板６０の一辺側中央部付近に円弧状に配置され、電気角で１２０度の間隔で３個実装されている。また、制御基板６０は、ホールＩＣ６２が実装されている辺部の両端部近傍の２箇所を含む四隅近傍の４箇所がねじ６３でハウジング７０に固定されている。さらに、制御基板６０は、大電流基板５０の接続端子Ｃｍと、信号コネクタ８０ｂおよび操舵角センサコネクタ８０ｃそれぞれの端子８０ｂ１、８０ｃ１が挿入されたスルーホール６０ａが一辺側に配置されている。これらの端子Ｃｍ，８０ｂ１，８０ｃ１は、制御基板６０のスルーホール６０ａに挿入された後に部分噴流ハンダによりハンダ付けされて、制御基板６０の配線パターンに電気的に接続されている。
【００３６】
ハウジング７０は、図２に示すように、下部が開口しており、その開口部に電動モータ３１のブラケット３１ａが固定され、その中に、金属基板４０、大電流基板５０および制御基板６０が収納されている。このハウジング７０には、油圧ポンプ３３が固定され、リザーバタンク３５、油圧ポンプ３３、制御装置３２および電動モータ３１が上下方向に一体化される。
ハウジング７０の穴７０ａは、図４に示すように、ハウジング７０の内側に突出した突起７０ｆが形成されており、油圧ポンプ３３から漏れた油等は、ハウジング７０の穴７０ａまで達してもこの突起７０ｆで遮断され、ハウジング７０の内壁面を伝って金属基板４０に達することは防止される。
【００３７】
また、ハウジング７０は、図６に示すように、その内壁天井面でコンデンサ５１と対向する部位に凹部７０ｂが形成されている。この凹部７０ｂとコンデンサ５１との間に隙間が形成され、この隙間に良熱伝導性の接着剤７０ｃが充填されている。この接着剤７０ｃの代わりに良熱伝導性のシートをコンデンサ５１の周側面に貼付してもよい。
なお、コンデンサ５１と凹部７０ｂとの間に隙間を形成せず、コンデンサ５１の周側面と凹部７０ｂの面とを面接触するようにしてもよい。
【００３８】
電動モータ３１のシャフト（図示せず）は、制御装置３２を貫通して油圧ポンプ３３と嵌合され、電動モータ３１の回転が油圧ポンプ３３に伝達されるようになっている。電動モータ３１とハウジング７０とは、パッキン（図示せず）でシールされ、また油圧ポンプ３３とハウジング７０とはＯリング（図示せず）でシールされており、外部からの水等の浸入はそれぞれ防止されている。
【００３９】
コネクタ８０は、車両のバッテリ１４と電気的に接続されたパワーコネクタ８０ａと、外部配線を介して車速センサ１２やエンジン回転速度センサ１３等の車両側信号が入出力力される信号コネクタ８０ｂと、操舵角センサ１１からの信号が入力される操舵角センサコネクタ８０ｃとを備えて、パワーコネクタ８０ａ、信号コネクタ８０ｂおよび操舵角センサコネクタ８０ｃは絶縁性樹脂で一体的に成型されている。ここにおいて、操舵角センサコネクタ８０ｃは信号コネクタ８０ｂに含まれていてもよい。
大電流基板５０の電源端子Ｐｍと溶接されるパワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１には、図４および図７に示すように、電気的ノイズ防止用のノイズ防止用コンデンサコンデンサ８３が溶接により接続されている。このコンデンサ８３が溶接されたコネクタ８０は、ハウジング７０の穴７０ｄに外側から挿入され、内側よりねじ８１でハウジング７０に固定されている。パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１は、大電流基板５０の電源端子Ｐｍと抵抗溶接されて電気的に接続されている。ハウジング７０の穴７０ｄは、コネクタ８０が固定されることにより凹部７０ｅが形成され、この凹部７０ｅに接着性樹脂であるシリコン接着剤８２が充填されている。コネクタ８０は、こうしてハウジング７０の穴７０ｄに接着剤８２でシールされて固定されるとともに、ノイズ防止用コンデンサ８３がコネクタ８０に同時に固定される。
【００４０】
パワーコネクタ８０ａは、外気と通気可能に連通する第１の通路８０ｄがハウジング７０の中心部側に形成されている。この第１の通路８０ｄには、空気を通すが水は通さない撥水性のフィルタ８４がパワーコネクタ８０ａの外側より熱溶着されている。また、パワーコネクタ８０ａは、ハウジング７０内を通気可能に連通する第２の通路８０ｅがパワーコネクタ８０ａの端子８０ｆを挟んで第１の通路８０ｄと反対側に形成されている。この第２の通路８０ｅは、図４に示すように、制御基板６０と上下方向で重ならないように配置されている。
【００４１】
次に、上記構成の電動油圧パワーステアリング装置の制御装置３２の組立手順について説明する。
まず、制御基板６０の配線パターンの各電極にクリームハンダを塗布し、その各電極にマイクロコンピュータ６１、駆動回路およびモータ電流検出回路を含む周辺回路素子およびホールＩＣ６２等の部品を実装し、リフロー装置を用いて、制御基板６０の下側から、または周囲の雰囲気全体を熱し、クリームハンダを溶かして各部品をハンダ付けする。
同様に、各電極にクリームハンダを塗布した金属基板４０上に半導体スイッチング素子４１およびシャント抵抗器４２等の部品を実装し、金属基板４０上に大電流基板５０を置いた後、ネジ５３を用いて金属基板４０と大電流基板５０とを固定して一体化する。その後、リフロー装置を用いてクリームハンダを溶かし、図５に示すように、金属基板４０と各部品とのハンダ付け、金属基板４０と導電板５５，５６，５７とのハンダ付けをそれぞれ行う。
次に、大電流基板５０の所定の位置にコンデンサ５１、コイル５２を納め、端部に電源端子Ｐｍを有する導電板５５に、コンデンサ５１の端子５１ａ、コイル５２の端子を抵抗溶接により接合する。
【００４２】
次に、パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１の、電源端子Ｐｍと接続される近傍にコンデンサ８３をＴＩＧ溶接する。この溶接は抵抗溶接であってもよい。この後、コンデンサ８３が溶接されたコネクタ８０をハウジング７０の穴７０ｄに外側から挿入して内側のネジ８１でハウジング７０に固定する。次に、ハウジング７０の穴７０ｄの内側凹部７０ｅにシリコン接着剤８２を充填し、ハウジング７０とコネクタ８０の絶縁性樹脂部とを接着接合し、同時にコンデンサ８３も固定する。ついで、ハウジング７０の凹部７０ｂに接着剤７０ｃを塗布し、大電流基板５０と一体の金属基板４０を上方からハウジング７０上に配置し、大電流基板５０と一体の金属基板４０をネジ５４によりハウジング７０に固定する。このとき、金属基板４０は、大電流基板５０とともに重ねられて四隅のネジ５４によりハウジング７０に固定されるので、金属基板４０が密着してハウジング７０に押し付けられ、金属基板４０および大電流基板５０がハウジング７０と強固に固定される。次に、パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１を大電流基板５０の電源端子Ｐｍと抵抗溶接により電気的に接続する。
【００４３】
ついで、制御基板６０を大電流基板５０の上に配置し、接続端子Ｃｍ、信号コネクタ８０ｂの端子８０ｂ１および操舵角センサコネクタ８０ｃの端子８０ｃ１等を、制御基板６０のスルーホール６０ａ内に挿入した後、制御基板６０をねじ６３でハウジング７０に固定する。そして、接続端子Ｃｍ、信号コネクタ８０ｂの端子８０ｂ１および操舵角センサコネクタ８０ｃの端子８０ｃ１等を、部分噴流により一括で半田付け接合する。このとき、制御基板６０のスルーホール６０ａ内に挿入される各端子８０ｂ１、８０ｃ１が略直線状に配置され、制御基板６０の一辺に集中しているので、端子８０ｂ１、８０ｃ１を制御基板６０のスルーホール６０ａへ挿入するのが容易である。
【００４４】
以上のように組み立てられた制御装置３２は、その後パッキン（図示せず）を挟み、ねじ３４で電動モータ３１に組み付けられ、その後、電動モータ３１の界磁巻線の端子（図示せず）と制御装置３２のモータ端子Ｍｍとがネジ９０で固定され、電気的に接続される。その後、油圧ポンプ３３を組みつけることで、電動モータ３１、制御装置３２および油圧ポンプ３３は一体化される。
【００４５】
このように、この実施の形態１の電動油圧パワーステアリング装置によれば、半導体スイッチング素子４１およびシャント抵抗器４２等の大電流部品が金属基板４０に実装され、この金属基板４０がアルミニウム製のハウジング７０に密接状態で取り付けられ、金属基板４０上の大電流部品および配線パターンからの発熱がハウジング７０から有効に放熱され、金属基板４０を小型化しても温度上昇を抑制できるとともに、配線パターンの耐熱性および耐久性を損なうことがない。
【００４６】
また、金属基板４０上に半導体スイッチング素子４１およびシャント抵抗器４２等の大電流部品を実装し、金属基板４０上に大電流基板５０を置いてネジ５３で固定し、金属基板４０と各部品とのハンダ付け、金属基板４０と導電板５５，５６，５７とのハンダ付けをそれぞれ同時に行うので、工作性が向上するとともにコストの低減が図られる。
【００４７】
また、金属基板４０と各部品とのハンダ付け、および金属基板４０と導電板５５，５６，５７とのハンダ付け後に、導電板５５と、コンデンサ５１およびコイル５２とを抵抗溶接しているので、金属基板４０上の半導体スイッチング素子４１に損傷を与えることが無く、装置の信頼性が向上する。
【００４８】
また、大電流基板５０は、金属基板４０の外周縁部に沿って隔壁５０ａが形成され、この隔壁５０ａの外側でコンデンサ５１の端子５１ａと導電板５５との溶接が行われるので、溶接時に発生するスパッタが金属基板４０のパターン上に付着し、各部品間または各パターン間等が短絡するのを防ぎ、装置の信頼性が向上する。
【００４９】
また、大電流基板５０は、隔壁５０ａにより剛性が向上し、大電流基板５０を金属基板４０に取り付けたときの変形が抑制され、その後大電流基板５０を取り付けた金属基板４０をハウジング７０に取り付けたとき、金属基板４０上の半田付け部に過大な応力が発生するのを防止でき、装置の信頼性が向上する。
また、金属基板４０と大電流基板５０とは、重ねられ、それぞれの四隅に位置したネジ５４によりハウジング７０に固定されるので、経年変化によって、金属基板４０と大電流基板５０との相対位置がずれることが無く、金属基板４０上の導電板５５，５６，５７の半田付け部に過大な応力が発生するのを防止でき、装置の信頼性が向上する。
【００５０】
また、大電流基板５０の隔壁５０ａの端面が金属基板４０と接することにより、反金属基板４０側が開口部５０ｂとなる凹部５０ｃが形成され、この凹部５０ｃに良熱伝導性の樹脂５８が充填されているので、金属基板４０での熱が分散、放熱され、電動モータ３１の大出力化に対応でき、装置の性能向上が図られる。
【００５１】
また、マイクロコンピュータ６１およびその周辺回路素子、ホールＩＣ６２等の小電流部品のみが制御基板６０に実装されているので、配線パターンの幅や厚さを大きくする必要がなく、部品の高密度実装が可能となり、制御基板６０の小型化が図られる。
【００５２】
また、電動モータ３１の回転位置を検出するホールＩＣ６２が一辺側に実装された制御基板６０は、一辺の両端近傍の２箇所を含む４箇所でねじ６３によりハウジング７０に固定されているので、ホールＩＣ６２のハウジング７０に対する相対位置は不動となり、それだけホールＩＣ６２の取り付け位置精度が向上し、電動モータ３１の回転位置が精度良く検出でき、電動モータ３１のトルク変動が低減でき、出力性能が向上する。
【００５３】
また、制御基板６０のスルーホール６０ａ内に挿入される接続端子Ｃｍ、信号コネクタ８０ｂの端子８０ｂ１および操舵角センサコネクタ８０ｃの端子８０ｃ１等が一辺に集中し、一列に配置されているので、これらの端子を制御基板６０のスルーホール６０ａへ挿入するのが容易になり、工作性が向上する。
【００５４】
また、ハウジング７０は、コンデンサ５１と対向する部位に凹部７０ｂが形成され、この凹部７０ｂとコンデンサ５１に隙間を形成し、この隙間に良熱伝導性の接着剤７０ｃが充填されているので、コンデンサ５１で発生する熱が、接着剤７０ｃを介してハウジング７０に伝達され、コンデンサ５１の耐熱性および耐久性が向上する。
【００５５】
また、ハウジング７０の穴７０ａは、ハウジング７０の内部側に突起７０ｆが形成されており、油圧ポンプ３３から漏れた油が、ハウジング７０の穴７０ａまで達しても、ハウジング７０の内壁を伝って金属基板４０に達することは無く、金属基板４０上の回路の誤動作および電蝕を防止でき、装置の信頼性が向上する。
【００５６】
また、パワーコネクタ８０ａ、信号コネクタ８０ｂおよび操舵角センサコネクタ８０ｃが絶縁性樹脂で一体的に成型されているので、コネクタ８０が小型化でき、また金属基板４０の一方の側にコネクタ８０が配置され、他方の側にコンデンサ５１およびコイル５２が配置されているので、制御装置３２の高さを低くすることができ、装置の小型化が図られる。
【００５７】
また、コネクタ８０は、ハウジング７０の穴７０ｄに外側から挿入されてネジ８１でハウジング７０に固定され、ハウジング７０の穴７０ｄの内側凹部７０ｅにシリコン接着剤８２が充填され、ハウジング７０とコネクタ８０の絶縁性樹脂部とが接着接合されるので、外部より水等の浸入が防止でき、装置の信頼性が向上する。
【００５８】
また、パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１は、大電流基板５０の電源端子Ｐｍおよび電気的ノイズ防止用コンデンサ８３と半田付けでなく例えば抵抗溶接により電気的に接続されるので、半田付け時の半田の垂れ等の不都合はなく、接続が容易であり、装置の工作性が向上する。また、半田付けの場合には、ヒートサイクルによりクラックが生じ易いが、溶接で接続することで温度変化に対する耐力が向上し、装置の信頼性が向上する。
【００５９】
また、パワーコネクタ８０ａの端子８０ａ１と電気的ノイズ防止用コンデンサ８３とが溶接された後、コネクタ８０がハウジング７０の穴７０ｄに固定され、ハウジング７０の穴７０ｄの凹部７０ｅに充填されるシリコン接着剤８２でコンデンサ８３がコネクタ８０に同時に固定されるので、コンデンサ８３の固定の工程が省略でき、装置の工作性が向上する。
【００６０】
また、パワーコネクタ８０ａは、外気と通気可能な第１の通路８０ｄがハウジング７０の中心側に形成され、この第１の通路８０ｄに、空気を通すが水は通さない撥水性のフィルタ８４がパワーコネクタ８０ａの外側より熱溶着されているので、制御装置３２内に水が浸入することを防止でき、装置の信頼性が向上する。
【００６１】
また、パワーコネクタ８０ａは、ハウジング７０内と通気可能な第２の通路８０ｅがパワーコネクタ８０ａの端子８０ｆを挟んで第１の通路８０ｄと反対側に形成され、この第２の通路８０ｅが迂回して第１の通路８０ｄを通じているので、ハウジング７０内と外気とは同圧であり、ハウジング７０内が減圧状態になることは無く、外気の水分がハウジング７０内に浸入するようなことを防止できる。また、第２の通路８０ｅは、制御基板６０と重ならないように配置されているので、フィルタ８４が損傷した場合でも、外部から浸入した水等が制御基板６０にかかることが無く、装置の信頼性が向上する。
【００６２】
なお、上記実施の形態では、金属基板４０としてＨＩＴＴ基板を用いているが、金属基板４０はＨＩＴＴ基板に限定されるものではなく、配線パターンが絶縁層を介してアルミニウム等の伝熱性のよい金属ベース上に形成されたものや、銅のような熱伝導性の良い他の金属基板であってもよく、セラミック基板であってもよい。
また、回転位置センサとしてホールＩＣ６２を用いているが、ホールＩＣ６２に限定されるものではなく、磁気抵抗器（ＭＲ）、巨大磁気抵抗器（ＧＭＲ）等の他の磁気検出素子を用いたものであってもよい。
また、電動モータ３１はブラシレスモータに限定されるものではなく、インダクションモータ、スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ）またはブラシ付のＤＣモータであってもよい。
また、第１の通路８０ｄおよび第２の通路８０ｅは、パワーコネクタ８０ａに形成したが、信号コネクタ８０ｂまたは操舵角センサコネクタ８０ｃに形成してもよい。また、各部品の固定にネジを用いたが、リベット等他の固定手段であってもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置と、上記電動モータにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプが発生する油圧により操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング装置であって、上記制御装置は、上記電動モータを駆動するための半導体スイッチング素子が搭載されたパワー基板と、上記半導体スイッチング素子を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータおよび上記電動モータの回転位置を検出する回転位置センサが少なくとも搭載された制御基板と、配線パターンを構成する導電板が絶縁性樹脂にインサート成型され、少なくとも上記電動モータに流れる電流のリップルを吸収するコンデンサが搭載された大電流基板と、車両のバッテリと電気的に接続されるとともに外部配線を介して信号が入出力されるコネクタと、上記パワー基板、上記制御基板および上記大電流基板を収納したハウジングとを備え、上記コンデンサは、上記パワー基板の平面方向に並んで配置されているとともにパワー基板の外側で導電板と電気的に接続されており、また上記大電流基板の上記導電板が上記パワー基板上で電気的に接続されている。従って、パワー基板とコンデンサとが重なることが無いので、制御装置の高さを低くでき、装置の小型化が図られる。また、ハウジングにパワー基板を密接することが可能であり、パワー基板の熱が有効にハウジングに伝達され、装置の耐久性、耐熱性の向上が図られる。また、パワー基板、大電流基板およびコンデンサの組立が容易となり、制御装置の工作性の向上が図られる。
【００６４】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板には、半導体スイッチング素子のスイッチング動作時に発生する電気的ノイズの外部流出を防止するコイルが電気的に接続されているとともに、上記コイルは、パワー基板の平面方向で、かつパワー基板および上記コンデンサから離れて配置されているので、制御装置の高さを低くでき、装置の小型化が図られる。
【００６５】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板の導電板は、パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、コンデンサと抵抗溶接により電気的に接続されているので、導電板とパワー基板との接続、導電板とコンデンサとの接続がそれぞれ容易になり、制御装置の工作性の向上が図られる。
【００６６】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板の導電板は、パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、コイルと抵抗溶接により電気的に接続されているので、導電板とパワー基板との接続、導電板とコイルとの接続がそれぞれ容易になり、制御装置の工作性の向上が図られる。
【００６７】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板には、少なくとも導電板およびコンデンサの電気的接続部と、パワー基板との間で隔壁が形成されているので、電気的接続時に異物がパワー基板上に付着することが無く、装置の信頼性の向上が図られる。
【００６８】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、パワー基板は、大電流基板と重ねられ、この重ねられたパワー基板および大電流基板はハウジングの同一箇所で固定されているので、経年変化によって、パワー基板と大電流基板の相対位置がずれることが無く、パワー基板上の導電板の半田付け部に過大な応力が発生するのを防止でき、装置の信頼性の向上が図られる。
【００６９】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、制御基板は、導電板の端部である接続端子およびコネクタの端子が一辺側に一列に配置されているので、これらの端子を制御基板へ挿入するのが容易になり、装置の工作性の向上が図られる。
【００７０】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、回転位置センサは、制御基板の一辺側に配置され、この一辺の両端部近傍がハウジングに固定されているので、回転位置センサの取り付け位置精度が向上し、電動モータの回転位置が精度良く検出でき、電動モータのトルク変動が低減でき、出力性能が向上し、装置の性能向上が図られる。
【００７１】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、バッテリと接続されるとともに、導電板と電気的に接続されたコネクタの端子には、電気的ノイズ防止用のノイズ防止用コンデンサが電気的に接続されているので、後工程でのコンデンサの固定が省略でき、制御装置の工作性の向上が図られる。
【００７２】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、コネクタは、ハウジングに形成された穴に接着性樹脂でシールされて固定されているとともに、ノイズ防止用コンデンサがコネクタに固定されているので、コンデンサの固定の工程が省略でき、制御装置の工作性の向上が図られる。 また、ハウジングとコネクタのシール性が向上し、装置の耐水性の向上が図られる。
【００７３】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板は、パワー基板の外周縁部と接する囲い形状の隔壁が形成されているので、大電流基板の剛性が増大し、パワー基板上の半田付け部に過大な応力が発生するのを防止でき、装置の信頼性の向上が図られる。
【００７４】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、大電流基板とパワー基板との接合により形成された凹部の内部に良熱伝導性の樹脂が充填されているので、パワー基板上の発熱が分散されて放熱され、装置の耐久性、耐熱性の向上が図られる。また、電動モータの大出力化に対応でき、装置の性能向上が図られる。
【００７５】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、ハウジングは、コンデンサと対向する部位に凹部が形成されているので、コンデンサとハウジングの対向する表面積が増加し、コンデンサの発生する熱が有効にハウジングに伝達され、コンデンサの耐久性、耐熱性の向上が図られる。
【００７６】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、ハウジングは、凹部でコンデンサと面接触したときには、コンデンサの発生する熱が直接ハウジングに伝達され、コンデンサの耐久性、耐熱性の向上が図られる。
【００７７】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、凹部とコンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間に良熱伝導性の接着剤が充填されているので、コンデンサの発生する熱が接着剤を介してハウジングに伝達され、コンデンサの耐久性、耐熱性の向上が図られる。
【００７８】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、凹部とコンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間にコンデンサに貼付された良熱伝導性のシートが介在しているので、コンデンサの発生する熱がシートを介してハウジングに伝達され、コンデンサの耐久性、耐熱性の向上が図られる。
【００７９】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、コネクタは、外気と連通した第１の通路と、この第１の通路に連通しているとともにハウジング内と連通した第２の通路とを有しており、この第２の通路の直下から離れて制御基板が配置されているので、外部から浸入した水等が制御基板にかかることが無く、装置の耐水性、信頼性の向上が図られる。
【００８０】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、第２の通路は、コネクタの端子を挟んで第１の通路と反対側に設けられているので、外部から多くの電子部品を内蔵する制御装置内への水等の浸入経路が複雑になり、装置の耐水性、信頼性の向上が図られる。
【００８１】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、第１の通路は、コネクタの内部に空気を通し水を通さないフィルタが装着されているので、呼吸作用により制御装置の内部と外部の圧力差が低減でき、多くの電子部品を内蔵する制御装置内に水が浸入することを防止でき、装置の信頼性の向上が図られる。
【００８２】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置によれば、ハウジングは、導電板の端部に大電流基板から突出して形成されたモータ端子と電動モータとを電気的に接続するための作業用穴が形成されているとともに、この作業用穴に上記ハウジング内側に突出した突起が設けられているので、油圧ポンプから漏れた油がパワー基板に達することは無く、パワー基板上の回路の誤動作および電蝕が防止でき、装置の信頼性の向上が図られる。
【００８３】
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置の製造方法によれば、少なくとも半導体スイッチング素子をパワー基板上のクリームハンダが塗布された部位に搭載する部品実装工程と、この部品実装工程の後に上記パワー基板に大電流基板を固定する大電流基板固定工程と、この大電流基板固定工程の後にリフロー装置で上記クリームハンダを溶融し、上記パワー基板と上記半導体スイッチング素子とのハンダ付け、および上記パワー基板と上記大電流基板の上記導電板とのハンダ付けを行うハンダ付工程と、このハンダ付工程の後に少なくとも上記コンデンサを上記大電流基板に抵抗溶接により電気的接続を行う溶接工程とを含むので、上記パワー基板と上記半導体スイッチング素子とのハンダ付け、および上記パワー基板と上記大電流基板の上記導電板とのハンダ付けを同時に行うことができ、工作性の向上およびコストの低減が図られる。また、半田付け工程の後の溶接工程は抵抗溶接としているので、パワー基板上の半導体スイッチング素子等の部品に損傷を与えることが無く、装置の信頼性の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動油圧パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】図１の電動油圧パワーステアリング装置の一部の分解斜視図である。
【図３】図２の制御装置の分解斜視図である。
【図４】図２の制御装置の側断面図である。
【図５】図２の制御装置の一部分の断面図である。
【図６】図２の制御装置の一部分の断面図である。
【図７】図２の制御装置の一部分の断面図である。
【符号の説明】
３１ 電動モータ、３２ 制御装置、３３ 油圧ポンプ、４０ 金属基板（パワー基板）、４１ 半導体スイッチング素子、５０ 大電流基板、５０ａ 隔壁、５０ｂ 開口部、５０ｃ 凹部、５１ コンデンサ、５２ コイル、５５、５６、５７ 導電板、５８ 樹脂、６０ 制御基板、６１ マイクロコンピュータ、６２ ホールＩＣ（回転位置センサ）、７０ ハウジング、７０ａ 作業用穴、７０ｂ、７０ｅ 凹部、７０ｃ 接着剤、７０ｄ 穴、７０ｆ 突起、８０ａパワーコネクタ、８０ｂ 信号コネクタ、８０ｃ 操舵角センサコネクタ、８０ｄ 第１の通路、８０ｅ 第２の通路、８０ｆ 端子、８２ 接着剤、８３ コンデンサ、８４ フィルタ。
Claims (21)
- 電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置と、上記電動モータにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプが発生する油圧により操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング装置であって、
上記制御装置は、上記電動モータを駆動するための半導体スイッチング素子が搭載されたパワー基板と、
上記半導体スイッチング素子を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータおよび上記電動モータの回転位置を検出する回転位置センサが少なくとも搭載された制御基板と、
配線パターンを構成する導電板が絶縁性樹脂にインサート成型され、少なくとも上記電動モータに流れる電流のリップルを吸収するコンデンサが搭載された大電流基板と、
車両のバッテリと電気的に接続されるとともに外部配線を介して信号が入出力されるコネクタと、
上記パワー基板、上記制御基板および上記大電流基板を収納したハウジングとを備え、
上記コンデンサは、上記パワー基板の平面方向に並んで配置されているとともにパワー基板の外側で上記導電板と電気的に接続されており、また上記導電板は上記パワー基板上と電気的に接続されている電動油圧パワーステアリング装置。 - 上記大電流基板には、上記半導体スイッチング素子のスイッチング動作時に発生する電気的ノイズの外部流出を防止するコイルが電気的に接続されているとともに、上記コイルは、上記パワー基板の平面方向で、かつパワー基板および上記コンデンサから離れて配置されている請求項１に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記大電流基板の上記導電板は、上記パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、上記コンデンサと抵抗溶接により電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記大電流基板の上記導電板は、上記パワー基板とハンダ付により電気的に接続されているとともに、上記コイルと抵抗溶接により電気的に接続されている請求項２または請求項３に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記大電流基板には、少なくとも上記導電板および上記コンデンサの電気的接続部と、上記パワー基板との間で、隔壁が形成されている請求項１ないし請求項４の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記パワー基板は、上記大電流基板と重ねられ、この重ねられたパワー基板および大電流基板は上記ハウジングの同一箇所で固定されている請求項１ないし請求項５の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記制御基板は、上記導電板の端部である接続端子および上記コネクタの端子が一辺側に一列に配置されている請求項１ないし請求項６の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記回転位置センサは、上記制御基板の一辺側に配置され、この一辺の両端部近傍が上記ハウジングに固定されている請求項１ないし請求項７の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記バッテリと接続されるとともに、上記導電板と電気的に接続された上記コネクタの端子には、電気的ノイズ防止用のノイズ防止用コンデンサが電気的に接続されている請求項１ないし請求項８の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記コネクタは、上記ハウジングに形成された穴に接着性樹脂でシールされて固定されているとともに、上記ノイズ防止用コンデンサが上記コネクタに固定されている請求項９に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記大電流基板は、上記パワー基板の外周縁部と接する囲い形状の隔壁が形成されている請求項１ないし請求項１０の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記大電流基板と上記パワー基板との接合により形成された凹部の内部に良熱伝導性の樹脂が充填されている請求項１１に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記ハウジングは、上記コンデンサと対向する部位に凹部が形成されている請求項１ないし請求項１２の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記ハウジングは、上記凹部で上記コンデンサと面接触している請求項１３に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記凹部と上記コンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間に良熱伝導性の接着剤が充填されている請求項１３に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記凹部と上記コンデンサとの間には、隙間が形成され、この隙間にコンデンサに貼付された良熱伝導性のシートが介在している請求項１３に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記コネクタは、外気と連通した第１の通路と、この第１の通路に連通しているとともに上記ハウジング内と連通した第２の通路とを有しており、この第２の通路の直下から離れて上記制御基板が配置されている請求項１ないし請求項１６の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記第２の通路は、上記コネクタの端子を挟んで上記第１の通路と反対側に設けられている請求項１７に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記第１の通路は、上記コネクタの内部に空気を通し水を通さないフィルタが装着されている請求項１７または請求項１８に記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 上記ハウジングは、上記導電板の端部に上記大電流基板から突出して形成されたモータ端子と上記電動モータとを電気的に接続するための作業用穴が形成されているとともに、この作業用穴に上記ハウジング内側に突出した突起が設けられている請求項１ないし請求項１９の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。
- 電動モータと、この電動モータの駆動を制御する制御装置と、上記電動モータにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプが発生する油圧により操舵力をアシストする電動油圧パワーステアリング装置で、
上記制御装置は、上記電動モータを駆動するための半導体スイッチング素子が搭載されたパワー基板と、
上記半導体スイッチング素子を制御するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータおよび上記電動モータの回転位置を検出する回転位置センサが少なくとも搭載された制御基板と、
配線パターンを構成する導電板が絶縁性樹脂にインサート成型され、少なくとも上記電動モータに流れる電流のリップルを吸収するコンデンサが搭載された大電流基板と、
車両のバッテリと電気的に接続されるとともに外部配線を介して信号が入出力されるコネクタと、
上記パワー基板、上記制御基板および上記大電流基板を収納したハウジングとを備え、
上記コンデンサは、上記パワー基板の平面方向に並んで配置されているとともにパワー基板の外側で上記導電板と電気的に接続されており、また上記大電流基板の上記導電板が上記パワー基板上と電気的に接続されている電動油圧パワーステアリング装置の製造方法であって、
少なくとも上記半導体スイッチング素子を上記パワー基板上のクリームハンダが塗布された部位に搭載する部品実装工程と、
この部品実装工程の後に上記パワー基板に上記大電流基板を固定する大電流基板固定工程と、
この大電流基板固定工程の後にリフロー装置で上記クリームハンダを溶融し、上記パワー基板と上記半導体スイッチング素子とのハンダ付け、および上記パワー基板と上記大電流基板の上記導電板とのハンダ付けを行うハンダ付工程と、
このハンダ付工程の後に少なくとも上記コンデンサを上記大電流基板に抵抗溶接により電気的接続を行う溶接工程と
を含む電動油圧パワーステアリング装置の製造方法。
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