JP3630416B2 - Electro-hydraulic power steering device and method for manufacturing the same - Google Patents

Electro-hydraulic power steering device and method for manufacturing the same Download PDF

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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics

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おり、
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。
また、この発明の電動油圧パワーステアリング装置では、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。
【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。
【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。
【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作業用穴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の作業用穴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。
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。
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。
【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。
【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。
【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。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrohydraulic power steering apparatus that reduces the steering force of a vehicle by the hydraulic pressure of a hydraulic pump driven by an electric motor, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-213336 shows a conventional electrohydraulic power steering apparatus. This electric hydraulic power steering apparatus detects a vehicle speed of a vehicle, a hydraulic pump unit that integrates a DC brushless electric motor, a hydraulic pump, and a reservoir tank to generate hydraulic pressure, a steering angle sensor that detects a steering wheel angle, and a vehicle speed. A vehicle speed sensor, an engine rotation speed sensor for detecting the engine rotation speed, and the optimum torque and rotation speed of the electric motor are calculated based on various travel data from these sensors and the like, and this is sent as a command signal to the electric motor. And a controller. A motor control circuit and a main switching circuit for controlling the field current of the electric motor based on the command signal are provided on the side of the pump body of the hydraulic pump unit.
[0003]
These motor control circuit and main switching circuit are mounted on a single circuit board made of a multilayer printed wiring board. The main switching circuit is made up of six FETs (field effect transistors) to form a bridge circuit, and these FETs are mounted on the surface of the circuit board facing the pump body.
These FETs are covered with a substantially dish-shaped case made of a thin metal plate such as aluminum, and the top surface of each FET is fixed with a heat-conductive resin so as to be in close contact with the inner surface of the dish-shaped case. In addition, the dish-like case is in close contact with the side surface of the pump body via a heat-conductive double-sided adhesive tape.
Further, the controller is arranged at a position different from the hydraulic unit, and transmission / reception of signals between the motor control circuit mounted on the hydraulic pump unit and the controller is performed via a connector and wiring for electrically connecting them. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the electrohydraulic power steering apparatus described above, the motor control circuit and the controller are arranged at different positions, so there is a problem that a connector and wiring are required, resulting in an increase in cost.
In addition, since the main switching circuit is mounted on a circuit board made of a multilayer printed wiring board, it is necessary to increase the width of the wiring pattern in order to cope with the large current of the electric motor, and the circuit board becomes large. As a result, there is a problem that the apparatus is enlarged.
In addition, FETs with large heat generation are covered with a substantially dish-shaped case made of a thin metal plate such as aluminum, and fixed with a highly heat-conductive resin so that the top surface of each FET is in close contact with the inner surface of the dish-shaped case. Since the dish-shaped case is closely attached to the side of the pump body via a double-sided adhesive tape with good heat conductivity, a dish-shaped case, resin and double-sided adhesive tape are required, and it is said that cost increases and assembly are poor There was also a problem.
Also, since heat is dissipated from the FET to the pump body via a resin or double-sided adhesive tape, even if the heat conductivity of these materials is good, it is inferior to a good heat conductive metal such as aluminum, There was also a problem that the durability of the FET was lowered.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, such that a motor control circuit and a controller can be integrated, and cost reduction, downsizing, and improvement in assembly are possible. An object of the present invention is to provide an electrohydraulic power steering apparatus and a method for manufacturing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The electric hydraulic power steering device of the present invention includes an electric motor, a control device for controlling the driving of the electric motor, and a hydraulic pump driven by the electric motor, and the steering force is generated by the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump. An electrohydraulic power steering device to assist,
The control device includes a power board on which a semiconductor switching element for driving the electric motor is mounted;
A control board on which at least a microcomputer for generating a drive signal for controlling the semiconductor switching element and a rotational position sensor for detecting a rotational position of the electric motor are mounted;
A large current substrate on which a conductive plate constituting a wiring pattern is insert-molded into an insulating resin and mounted with a capacitor that absorbs at least a ripple of current flowing through the electric motor;
A connector that is electrically connected to a vehicle battery and that inputs and outputs signals via external wiring;
A housing containing the power board, the control board and the large current board;
The capacitors are arranged side by side in the planar direction of the power board and are electrically connected to the outside of the power board, and the conductive plate of the large current board is electrically connected on the power board. Has been
A partition is formed on the large current substrate at least between the electrical connection portion of the conductive plate and the capacitor and the power substrate.
In the electrohydraulic power steering apparatus according to the present invention, the large current board is formed with an enclosing partition wall in contact with the outer peripheral edge of the power board.
[0007]
In the electrohydraulic power steering device according to the present invention, a coil for preventing external leakage of electrical noise generated during the switching operation of the semiconductor switching element is electrically connected to the large current substrate. It is arranged in the plane direction of the substrate and away from the power substrate and the capacitor.
[0008]
In the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the conductive plate of the large current board is electrically connected to the power board by soldering and is also electrically connected to the capacitor by resistance welding.
[0009]
In the electrohydraulic power steering device of the present invention, the conductive plate of the large current board is electrically connected to the power board by soldering and is also electrically connected to the coil by resistance welding.
[0011]
In the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the power board is overlaid with the large current board, and the overlaid power board and the large current board are fixed at the same location of the housing.
[0012]
In the electrohydraulic power steering apparatus according to the present invention, the control board has the connection terminals which are the ends of the conductive plate and the terminals of the connector arranged in a line on one side.
[0013]
In the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the rotational position sensor is disposed on one side of the control board, and the vicinity of both ends of the one side is fixed to the housing.
[0014]
In the electrohydraulic power steering device of the present invention, a noise preventing capacitor for electrically preventing noise is electrically connected to a terminal of a connector electrically connected to the conductive plate while being connected to the battery. .
[0015]
In the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the connector is sealed and fixed with an adhesive resin in a hole formed in the housing, and a noise preventing capacitor is fixed to the connector.
[0017]
In the electrohydraulic power steering device of the present invention, a resin having a good thermal conductivity is filled in the recess formed by joining the large current substrate and the power substrate.
[0018]
In the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the housing has a recess formed in a portion facing the capacitor.
[0019]
In the electrohydraulic power steering device of the present invention, the housing is in surface contact with the capacitor at the recess.
[0020]
In the electrohydraulic power steering device of the present invention, a gap is formed between the recess and the capacitor, and the gap is filled with a good heat conductive adhesive.
[0021]
In the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, a gap is formed between the recess and the capacitor, and a good heat conductive sheet affixed to the capacitor is interposed in the gap.
[0022]
In the electrohydraulic power steering device of the present invention, the connector has a first passage communicating with the outside air, and a second passage communicating with the first passage and the inside of the housing. A control board is disposed away from directly below the second passage.
[0023]
In the electrohydraulic power steering device of the present invention, the second passage is provided on the opposite side of the first passage across the terminal of the connector.
[0024]
In the electrohydraulic power steering device of the present invention, the first passage is provided with a filter that allows air to pass through the connector and does not allow water to pass.
[0025]
In the electrohydraulic power steering apparatus according to the present invention, the housing has a working hole for electrically connecting the motor terminal and the electric motor, which are formed to protrude from the large current substrate, at the end of the conductive plate. At the same time, a protrusion projecting inside the housing is provided in the working hole.
[0026]
In the method of manufacturing the electrohydraulic power steering device of the present invention, a component mounting step of mounting at least a semiconductor switching element on a portion of the power substrate coated with cream solder, and a high current substrate on the power substrate after the component mounting step A large current substrate fixing step for fixing the solder, melting the cream solder with a reflow apparatus after the large current substrate fixing step, soldering the power substrate and the semiconductor switching element, and the power substrate and the large current substrate. A soldering process for performing soldering with the conductive plate, and a welding process for electrically connecting at least the capacitor to the large current substrate by resistance welding after the soldering process.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram of an electrohydraulic power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a part of the electrohydraulic power steering apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is an exploded view of the control apparatus of FIG. 4 is a side sectional view of the control device of FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view of a part of the control device of FIG. 2, FIG. 6 is a sectional view of another part of the control device of FIG. It is sectional drawing of the other part of 2 control apparatuses.
[0028]
In FIG. 1, the electric hydraulic power steering apparatus includes a steering gear box 20 connected to a handle 10 and a hydraulic pump unit 30.
The steering gear box 20 includes a power cylinder 21 that generates an assist force for the vehicle handle 10, a control valve 22 that controls the flow of pressure oil supplied to the power cylinder 21 in response to the operation of the handle 10, and a handle. And a rack-and-pinion type steering gear 23 that converts 10 rotations into left-right motion.
[0029]
The hydraulic pump unit 30 includes a DC brushless type electric motor 31, a control device 32 that controls the torque and rotational speed of the electric motor 31, and a gear pump type hydraulic pump 33 that is driven by the electric motor 31 and generates pressure oil. And a reservoir tank 35 for storing oil are arranged side by side in the up-down direction and integrated.
[0030]
The control device 32 optimizes the torque of the electric motor 31 based on travel data such as the steering angle sensor 11 that detects the steering wheel angle, the vehicle speed sensor 12 that detects the vehicle speed, and the engine rotation speed sensor 13 that detects the rotation speed of the engine. And the rotation speed is calculated, and the current supplied from the battery 14 to the electric motor 31 is controlled.
[0031]
As shown in FIG. 3, the control device 32 includes a metal substrate 40 that is a power substrate, a large current substrate 50 in which a plurality of conductive plates 55, 56, and 57 are insert-molded in an insulating resin, and an insulating printed substrate. A control board 60, an aluminum housing 70 having high thermal conductivity, and a connector 80 are provided.
The metal substrate 40 is made of, for example, a HITT substrate (trade name of Electrochemical Industry Co., Ltd.), and a wiring pattern is formed as a 100 μm copper pattern on a 2 mm aluminum substrate through an 80 μm insulating layer. In addition, the wiring pattern of the metal substrate 40 includes large current components such as a semiconductor switching element 41 constituting a bridge circuit for switching the current of the electric motor 31 and a shunt resistor 42 for detecting the current of the electric motor 31. The conductive plates 55, 56 and 57 of the large current substrate 50 are soldered. The wiring pattern of the metal substrate 40 has a sufficient cross-sectional capacity so as to be able to cope with a large current, and a circuit element corresponding to the large current flowing through the electric motor 31 can be mounted. The metal substrate 40 to which the conductive plates 55, 56, 57 of the large current substrate 50 are soldered is fastened together with the large current substrate 50 by screws 54 at the four corners, and is attached to the housing 70 in close contact.
[0032]
The large current substrate 50 is formed by insert molding in an insulating resin so that a plurality of conductive plates 55, 56, and 57 constitute a wiring pattern. The conductive plates 55, 56, and 57 are electrically connected to a plurality of locations. Is exposed from the insulating resin, and constitutes a power terminal Pm, a motor terminal Mm, and a connection terminal Cm at the end.
One end of the motor terminal Mm is the other end of the conductive plate 56 connected to the metal substrate 40, and is exposed through a work hole 70a that is an opening formed in the housing 70 as shown in FIG. . This motor terminal Mm is electrically joined to a terminal (not shown) of a field winding of the electric motor 31.
A capacitor 51 that absorbs the ripple of the motor current is mounted on the large current substrate 50. The capacitors 51 are arranged side by side in the plane direction of the metal substrate 40. Further, as shown in FIG. 5, the capacitor 51 is electrically connected by resistance welding to a conductive plate 55 having one end formed on the outside of the metal substrate 40 and having a power terminal Pm as shown in FIG. The large current substrate 50 is formed with an enclosure-shaped partition wall 50a in contact with the outer peripheral edge of the metal substrate 40, and the conductive plate 55 and the terminal 51a of the capacitor 51 are welded outside the partition wall 50a. Spatters sometimes generated are prevented from adhering to the pattern of the metal substrate 40 by the partition walls 50a.
[0033]
Further, the end face of the partition wall 50a is in contact with the metal substrate 40, and a recess 50c is formed in which the opposite side of the metal substrate 40 is an opening 50b. The recess 50c is filled with a resin 58 having good heat conductivity. When the electric motor 31 has a large output, a current flowing through a large current component such as the semiconductor switching element 41 increases, and heat generation on the metal substrate 40 increases, but most of this heat is dispersed in the resin 58 and dissipated. . In addition, when the calorific value of the large current component on the metal substrate 40 is small, the filling of the resin 58 with good heat conductivity may be omitted.
[0034]
In addition, a coil 52 is mounted on the large current substrate 50 to prevent the noise generated during the switching operation of the semiconductor switching element 41 of the bridge circuit from flowing out to the outside. The coil 52 is disposed in the plane direction of the metal substrate 40 and away from the capacitor 51. That is, the coil 52 is disposed so as not to overlap the capacitor 51 and the metal substrate 40. The coil 52 is electrically connected to a conductive plate 55 whose one end is a power supply terminal Pm by resistance welding.
[0035]
The control board 60 includes a microcomputer 61, peripheral circuit elements (small current components) including a drive circuit and a motor current detection circuit, and a Hall IC 62 that is a rotation position sensor that detects the rotation position of the electric motor 31. Attached and implemented. The Hall ICs 62 are arranged in an arc shape near the central portion of one side of the control board 60, and three Hall ICs 62 are mounted at an electrical angle of 120 degrees. In addition, the control board 60 is fixed to the housing 70 with screws 63 at four locations near the four corners including two locations near both ends of the side where the Hall IC 62 is mounted. Further, in the control board 60, a connection terminal Cm of the large current board 50 and a through hole 60a into which the terminals 80b1 and 80c1 of the signal connector 80b and the steering angle sensor connector 80c are inserted are arranged on one side. These terminals Cm, 80b1, and 80c1 are inserted into the through holes 60a of the control board 60 and then soldered by partial jet solder, and are electrically connected to the wiring pattern of the control board 60.
[0036]
As shown in FIG. 2, the housing 70 is open at the bottom, and the bracket 31 a of the electric motor 31 is fixed to the opening, and the metal board 40, the large current board 50 and the control board 60 are housed therein. Has been. A hydraulic pump 33 is fixed to the housing 70, and the reservoir tank 35, the hydraulic pump 33, the control device 32, and the electric motor 31 are integrated vertically.
As shown in FIG. 4, the working hole 70 a of the housing 70 is formed with a projection 70 f protruding inside the housing 70, and oil leaked from the hydraulic pump 33 may reach the hole 70 a of the housing 70. It is blocked by the projection 70 f and is prevented from reaching the metal substrate 40 along the inner wall surface of the housing 70.
[0037]
Further, as shown in FIG. 6, the housing 70 has a recess 70 b formed in a portion facing the capacitor 51 on the inner wall ceiling surface. A gap is formed between the recess 70b and the capacitor 51, and the gap is filled with a good heat conductive adhesive 70c. Instead of the adhesive 70 c, a good heat conductive sheet may be attached to the peripheral side surface of the capacitor 51.
Note that a gap may not be formed between the capacitor 51 and the recess 70b, and the peripheral side surface of the capacitor 51 and the surface of the recess 70b may be in surface contact.
[0038]
A shaft (not shown) of the electric motor 31 passes through the control device 32 and is fitted with the hydraulic pump 33 so that the rotation of the electric motor 31 is transmitted to the hydraulic pump 33. The electric motor 31 and the housing 70 are sealed with a packing (not shown), and the hydraulic pump 33 and the housing 70 are sealed with an O-ring (not shown). It is prevented.
[0039]
The connector 80 includes a power connector 80a electrically connected to the battery 14 of the vehicle, a signal connector 80b to which vehicle side signals such as the vehicle speed sensor 12 and the engine rotational speed sensor 13 are input / output via an external wiring, And a steering angle sensor connector 80c to which a signal from the steering angle sensor 11 is input. The power connector 80a, the signal connector 80b, and the steering angle sensor connector 80c are integrally formed of an insulating resin. Here, the steering angle sensor connector 80c may be included in the signal connector 80b.
As shown in FIGS. 4 and 7, a noise preventing capacitor 83 for preventing electrical noise is connected to the terminal 80a1 of the power connector 80a to be welded to the power terminal Pm of the large current substrate 50 by welding. . The connector 80 to which the capacitor 83 is welded is inserted into the hole 70d of the housing 70 from the outside, and is fixed to the housing 70 with a screw 81 from the inside. The terminal 80a1 of the power connector 80a is electrically connected to the power terminal Pm of the large current substrate 50 by resistance welding. A recess 70e is formed in the hole 70d of the housing 70 by fixing the connector 80, and the recess 70e is filled with a silicon adhesive 82 which is an adhesive resin. The connector 80 is thus sealed and fixed to the hole 70d of the housing 70 with the adhesive 82, and the noise preventing capacitor 83 is simultaneously fixed to the connector 80.
[0040]
In the power connector 80a, a first passage 80d communicating with the outside air so as to be permeable is formed on the center side of the housing 70. In this first passage 80d, a water-repellent filter 84 that allows air to pass but does not allow water to pass is thermally welded from the outside of the power connector 80a. In the power connector 80a, a second passage 80e communicating with the inside of the housing 70 so as to be permeable is formed on the opposite side of the first passage 80d across the terminal 80f of the power connector 80a. As shown in FIG. 4, the second passage 80 e is disposed so as not to overlap the control board 60 in the vertical direction.
[0041]
Next, an assembly procedure of the control device 32 of the electrohydraulic power steering device having the above-described configuration will be described.
First, cream solder is applied to each electrode of the wiring pattern of the control board 60, and a peripheral circuit element including a microcomputer 61, a drive circuit and a motor current detection circuit, and a component such as a Hall IC 62 are mounted on each electrode. Is used to heat the entire surrounding atmosphere from the lower side of the control board 60, melt the cream solder, and solder each part.
Similarly, components such as the semiconductor switching element 41 and the shunt resistor 42 are mounted on the metal substrate 40 on which cream solder is applied to each electrode, and after placing the large current substrate 50 on the metal substrate 40, the screws 53 are used. The metal substrate 40 and the large current substrate 50 are fixed and integrated. Thereafter, the cream solder is melted using a reflow device, and as shown in FIG. 5, soldering between the metal substrate 40 and each component and soldering between the metal substrate 40 and the conductive plates 55, 56, and 57 are performed.
Next, the capacitor 51 and the coil 52 are placed at predetermined positions on the large current substrate 50, and the terminal 51a of the capacitor 51 and the terminal of the coil 52 are joined by resistance welding to the conductive plate 55 having the power supply terminal Pm at the end.
[0042]
Next, the capacitor 83 is TIG welded in the vicinity of the terminal 80a1 of the power connector 80a connected to the power supply terminal Pm. This welding may be resistance welding. Thereafter, the connector 80 to which the capacitor 83 is welded is inserted into the hole 70d of the housing 70 from the outside, and is fixed to the housing 70 with the inside screw 81. Next, the inner concave portion 70e of the hole 70d of the housing 70 is filled with the silicon adhesive 82, and the housing 70 and the insulating resin portion of the connector 80 are bonded and bonded, and at the same time, the capacitor 83 is fixed. Next, an adhesive 70 c is applied to the recess 70 b of the housing 70, the metal substrate 40 integrated with the large current substrate 50 is disposed on the housing 70 from above, and the metal substrate 40 integrated with the large current substrate 50 is accommodated by screws 54. Fix to 70. At this time, since the metal substrate 40 is overlapped with the large current substrate 50 and fixed to the housing 70 by the screws 54 at the four corners, the metal substrate 40 is brought into close contact with and pressed against the housing 70, and the metal substrate 40 and the large current substrate 50. Is firmly fixed to the housing 70. Next, the terminal 80a1 of the power connector 80a is electrically connected to the power supply terminal Pm of the large current substrate 50 by resistance welding.
[0043]
Next, after the control board 60 is disposed on the large current board 50 and the connection terminal Cm, the terminal 80b1 of the signal connector 80b, the terminal 80c1 of the steering angle sensor connector 80c, and the like are inserted into the through hole 60a of the control board 60. The control board 60 is fixed to the housing 70 with screws 63. The connection terminal Cm, the terminal 80b1 of the signal connector 80b, the terminal 80c1 of the steering angle sensor connector 80c, and the like are soldered and joined together by a partial jet. At this time, since the terminals 80b1 and 80c1 inserted into the through holes 60a of the control board 60 are arranged in a substantially straight line and concentrated on one side of the control board 60, the terminals 80b1 and 80c1 are connected to the through holes of the control board 60. It is easy to insert into the hole 60a.
[0044]
The control device 32 assembled as described above is then attached to the electric motor 31 with a screw 34 with a packing (not shown) interposed therebetween, and then a field winding terminal (not shown) of the electric motor 31. The motor terminal Mm of the control device 32 is fixed with screws 90 and is electrically connected. Thereafter, by assembling the hydraulic pump 33, the electric motor 31, the control device 32, and the hydraulic pump 33 are integrated.
[0045]
As described above, according to the electrohydraulic power steering apparatus of the first embodiment, large current components such as the semiconductor switching element 41 and the shunt resistor 42 are mounted on the metal substrate 40, and the metal substrate 40 is an aluminum housing. 70, the heat generated from the large current components and the wiring pattern on the metal substrate 40 is effectively dissipated from the housing 70, the temperature rise can be suppressed even if the metal substrate 40 is downsized, and the heat resistance of the wiring pattern. Does not impair the performance and durability.
[0046]
Further, large current components such as the semiconductor switching element 41 and the shunt resistor 42 are mounted on the metal substrate 40, the large current substrate 50 is placed on the metal substrate 40 and fixed with screws 53, and the metal substrate 40, each component, Since the soldering of the metal substrate 40 and the conductive plates 55, 56, and 57 is performed simultaneously, the workability is improved and the cost is reduced.
[0047]
Since the conductive plate 55, the capacitor 51, and the coil 52 are resistance-welded after the soldering between the metal substrate 40 and each component and the soldering between the metal substrate 40 and the conductive plates 55, 56, 57, The semiconductor switching element 41 on the metal substrate 40 is not damaged, and the reliability of the apparatus is improved.
[0048]
Further, the large current substrate 50 has a partition wall 50a formed along the outer peripheral edge of the metal substrate 40, and the terminal 51a of the capacitor 51 and the conductive plate 55 are welded outside the partition wall 50a. Sputtering that adheres to the pattern of the metal substrate 40 is prevented from short-circuiting between parts or between patterns, and the reliability of the apparatus is improved.
[0049]
Further, the rigidity of the large current substrate 50 is improved by the partition wall 50a, and deformation when the large current substrate 50 is attached to the metal substrate 40 is suppressed, and then the metal substrate 40 to which the large current substrate 50 is attached is attached to the housing 70. Then, it is possible to prevent an excessive stress from being generated in the soldering portion on the metal substrate 40, and the reliability of the apparatus is improved.
Further, since the metal substrate 40 and the large current substrate 50 are overlapped and fixed to the housing 70 by screws 54 located at the four corners, the relative position between the metal substrate 40 and the large current substrate 50 is changed by aging. There is no displacement, and it is possible to prevent excessive stress from being generated in the soldered portions of the conductive plates 55, 56, and 57 on the metal substrate 40, thereby improving the reliability of the apparatus.
[0050]
Further, the end face of the partition wall 50a of the large current substrate 50 is in contact with the metal substrate 40, thereby forming a recess 50c having an opening 50b on the side opposite to the metal substrate 40. The recess 50c is filled with a resin 58 having good heat conductivity. Therefore, the heat in the metal substrate 40 is dispersed and dissipated, so that the output of the electric motor 31 can be increased, and the performance of the apparatus can be improved.
[0051]
In addition, since only small current components such as the microcomputer 61 and its peripheral circuit elements and the Hall IC 62 are mounted on the control board 60, it is not necessary to increase the width and thickness of the wiring pattern, and high-density mounting of the components can be achieved. Thus, the control board 60 can be downsized.
[0052]
Further, the control board 60 on which the Hall IC 62 for detecting the rotational position of the electric motor 31 is mounted on one side is fixed to the housing 70 with screws 63 at four locations including two locations near both ends of one side. The relative position of the IC 62 with respect to the housing 70 does not move, the mounting position accuracy of the Hall IC 62 is improved, the rotational position of the electric motor 31 can be detected with high accuracy, the torque fluctuation of the electric motor 31 can be reduced, and the output performance is improved.
[0053]
Further, since the connection terminal Cm inserted into the through hole 60a of the control board 60, the terminal 80b1 of the signal connector 80b, the terminal 80c1 of the steering angle sensor connector 80c, etc. are concentrated on one side and arranged in a line. It becomes easy to insert the terminal into the through hole 60a of the control board 60, and the workability is improved.
[0054]
Further, the housing 70 has a recess 70b formed in a portion facing the capacitor 51, and a gap is formed between the recess 70b and the capacitor 51. The gap 70 is filled with a good heat conductive adhesive 70c. The heat generated in 51 is transmitted to the housing 70 via the adhesive 70c, and the heat resistance and durability of the capacitor 51 are improved.
[0055]
Further, the hole 70a of the housing 70 is formed with a projection 70f on the inner side of the housing 70. Even if the oil leaked from the hydraulic pump 33 reaches the hole 70a of the housing 70, the hole 70a travels along the inner wall of the housing 70 and becomes a metal. It does not reach the substrate 40, and it is possible to prevent malfunction of the circuit on the metal substrate 40 and electric corrosion, thereby improving the reliability of the device.
[0056]
Further, since the power connector 80a, the signal connector 80b, and the steering angle sensor connector 80c are integrally formed of an insulating resin, the connector 80 can be reduced in size, and the connector 80 is disposed on one side of the metal substrate 40. Since the capacitor 51 and the coil 52 are arranged on the other side, the height of the control device 32 can be reduced, and the device can be downsized.
[0057]
The connector 80 is inserted into the hole 70 d of the housing 70 from the outside and fixed to the housing 70 with a screw 81, and the inner concave portion 70 e of the hole 70 d of the housing 70 is filled with the silicon adhesive 82. Since the insulating resin part is adhesively bonded, water or the like can be prevented from entering from the outside, and the reliability of the apparatus is improved.
[0058]
Further, since the terminal 80a1 of the power connector 80a is electrically connected to the power supply terminal Pm of the large current substrate 50 and the electrical noise preventing capacitor 83 by soldering, for example, by resistance welding, solder dripping at the time of soldering is performed. There is no inconvenience such as the above, the connection is easy, and the workability of the apparatus is improved. In the case of soldering, cracks are likely to occur due to a heat cycle, but by connecting by welding, the resistance to temperature changes is improved and the reliability of the apparatus is improved.
[0059]
Further, after the terminal 80a1 of the power connector 80a and the electrical noise prevention capacitor 83 are welded, the connector 80 is fixed to the hole 70d of the housing 70, and the silicon adhesive is filled in the recess 70e of the hole 70d of the housing 70. Since the capacitor 83 is simultaneously fixed to the connector 80 by 82, the step of fixing the capacitor 83 can be omitted, and the workability of the apparatus is improved.
[0060]
Further, in the power connector 80a, a first passage 80d capable of venting outside air is formed on the center side of the housing 70, and a water repellent filter 84 that allows air to pass but does not allow water to pass through the first passage 80d. Since heat welding is performed from the outside of the connector 80a, water can be prevented from entering the control device 32, and the reliability of the device is improved.
[0061]
Further, in the power connector 80a, a second passage 80e capable of ventilating the inside of the housing 70 is formed on the side opposite to the first passage 80d across the terminal 80f of the power connector 80a, and the second passage 80e bypasses. Since the first passage 80d passes through the first passage 80d, the pressure in the housing 70 and the outside air is the same, and the inside of the housing 70 is not in a reduced pressure state, and moisture from outside air can be prevented from entering the housing 70. . In addition, since the second passage 80e is arranged so as not to overlap the control board 60, even if the filter 84 is damaged, water or the like that has entered from the outside is not applied to the control board 60, so that the reliability of the apparatus can be improved. Improves.
[0062]
In the above embodiment, a HITT substrate is used as the metal substrate 40. However, the metal substrate 40 is not limited to the HITT substrate, and the wiring pattern is a metal having good heat conductivity such as aluminum via an insulating layer. It may be a metal substrate formed on a base, another metal substrate having good thermal conductivity such as copper, or a ceramic substrate.
Although the Hall IC 62 is used as the rotational position sensor, the Hall IC 62 is not limited to the Hall IC 62, and other magnetic detection elements such as a magnetoresistor (MR) and a giant magnetoresistor (GMR) are used. There may be.
The electric motor 31 is not limited to a brushless motor, and may be an induction motor, a switched reluctance motor (SR motor), or a DC motor with a brush.
The first passage 80d and the second passage 80e are formed in the power connector 80a, but may be formed in the signal connector 80b or the steering angle sensor connector 80c. Further, although screws are used for fixing each component, other fixing means such as a rivet may be used.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the electric hydraulic power steering apparatus of the present invention, the hydraulic pump includes the electric motor, the control device that controls the driving of the electric motor, and the hydraulic pump driven by the electric motor. An electro-hydraulic power steering device that assists the steering force by the hydraulic pressure generated by the control circuit, wherein the control device controls a power board on which a semiconductor switching element for driving the electric motor is mounted, and the semiconductor switching element. And a control board on which at least a rotational position sensor for detecting a rotational position of the electric motor and a conductive plate constituting a wiring pattern are insert-molded in an insulating resin, and at least the electric motor Equipped with a capacitor that absorbs the ripple of current flowing through the motor A large current board, a connector that is electrically connected to a battery of the vehicle and through which external signals are input and output, and a housing that houses the power board, the control board, and the large current board. And the capacitor is arranged side by side in the plane direction of the power board and is electrically connected to a conductive plate outside the power board, and the conductive plate of the large current board is on the power board. Are electrically connected. Therefore, since the power substrate and the capacitor do not overlap, the height of the control device can be reduced, and the device can be miniaturized. Further, the power board can be brought into close contact with the housing, and the heat of the power board is effectively transmitted to the housing, so that the durability and heat resistance of the apparatus are improved. Further, the assembly of the power board, the large current board and the capacitor is facilitated, and the workability of the control device is improved.
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, since the partition is formed between the power board and at least the electrical connection portion of the conductive plate and the capacitor on the high current board, Foreign matter does not adhere to the power substrate, and the reliability of the apparatus is improved.
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, since the large current board is formed with the enclosure-shaped partition wall in contact with the outer peripheral edge of the power board, the rigidity of the large current board is increased, Therefore, it is possible to prevent an excessive stress from being generated in the soldering portion, and to improve the reliability of the apparatus.
[0064]
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, the large current substrate is electrically connected to the coil for preventing the electrical noise generated during the switching operation of the semiconductor switching element from flowing out to the outside. Since the coil is arranged in the plane direction of the power board and away from the power board and the capacitor, the height of the control device can be reduced, and the device can be miniaturized.
[0065]
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, the conductive plate of the large current board is electrically connected to the power board by soldering and is also electrically connected to the capacitor by resistance welding. The connection between the conductive plate and the power board and the connection between the conductive plate and the capacitor are facilitated, and the workability of the control device is improved.
[0066]
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, the conductive plate of the large current board is electrically connected to the power board by soldering and is also electrically connected to the coil by resistance welding. The connection between the conductive plate and the power board and the connection between the conductive plate and the coil are facilitated, and the workability of the control device can be improved.
[0068]
Further, according to the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the power board is overlapped with the large current board, and the overlapped power board and the large current board are fixed at the same location of the housing. The relative position between the power board and the large current board is not shifted, and an excessive stress can be prevented from being generated in the soldering portion of the conductive plate on the power board, thereby improving the reliability of the apparatus.
[0069]
Further, according to the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the control board has the connection terminals, which are the ends of the conductive plate, and the connector terminals arranged in a line on one side, so that these terminals are connected to the control board. It becomes easy to insert, and the workability of the apparatus is improved.
[0070]
In addition, according to the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the rotational position sensor is arranged on one side of the control board, and the vicinity of both ends of the one side is fixed to the housing. The rotational position of the electric motor can be detected with high accuracy, the torque fluctuation of the electric motor can be reduced, the output performance is improved, and the performance of the apparatus is improved.
[0071]
In addition, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, a noise prevention capacitor for preventing electrical noise is electrically connected to the terminal of the connector that is connected to the battery and electrically connected to the conductive plate. Since it is connected, the fixing of the capacitor in the subsequent process can be omitted, and the workability of the control device can be improved.
[0072]
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, the connector is sealed and fixed with an adhesive resin in a hole formed in the housing, and the noise preventing capacitor is fixed to the connector. The step of fixing the capacitor can be omitted, and the workability of the control device can be improved. Further, the sealing performance of the housing and the connector is improved, and the water resistance of the device is improved.
[0074]
Further, according to the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, since the heat conductive resin is filled in the recess formed by joining the large current substrate and the power substrate, the heat generation on the power substrate is generated. Dispersed and dissipated, improving the durability and heat resistance of the device. In addition, it is possible to cope with an increase in the output of the electric motor and to improve the performance of the apparatus.
[0075]
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, since the recess is formed in the portion of the housing facing the capacitor, the surface area of the capacitor facing the housing increases, and the heat generated by the capacitor is effectively used. It is transmitted to the housing, and the durability and heat resistance of the capacitor are improved.
[0076]
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, when the housing comes into surface contact with the capacitor at the recess, the heat generated by the capacitor is directly transmitted to the housing, and the durability and heat resistance of the capacitor are improved. .
[0077]
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, a gap is formed between the recess and the capacitor, and the gap is filled with a good heat conductive adhesive, so that the heat generated by the capacitor is Is transmitted to the housing via the adhesive, and the durability and heat resistance of the capacitor are improved.
[0078]
Further, according to the electrohydraulic power steering device of the present invention, a gap is formed between the recess and the capacitor, and a good heat conductive sheet affixed to the capacitor is interposed in the gap. The generated heat is transmitted to the housing through the sheet, and the durability and heat resistance of the capacitor are improved.
[0079]
According to the electrohydraulic power steering device of the present invention, the connector has a first passage communicating with the outside air and a second passage communicating with the first passage and communicating with the inside of the housing. In addition, since the control board is arranged away from directly below the second passage, water or the like that has entered from the outside does not reach the control board, and the water resistance and reliability of the apparatus can be improved. .
[0080]
Further, according to the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the second passage is provided on the opposite side of the first passage across the terminal of the connector, so that control for incorporating many electronic components from the outside is provided. The intrusion route of water or the like into the apparatus becomes complicated, and the water resistance and reliability of the apparatus are improved.
[0081]
Further, according to the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the first passage is provided with a filter that allows air to pass through the connector and does not allow water to pass through. The difference can be reduced, water can be prevented from entering the control device incorporating many electronic components, and the reliability of the device can be improved.
[0082]
Further, according to the electrohydraulic power steering apparatus of the present invention, the housing has a working hole for electrically connecting the motor terminal and the electric motor formed at the end of the conductive plate so as to protrude from the large current board. In addition, since the work hole is provided with a protrusion protruding inside the housing, the oil leaked from the hydraulic pump does not reach the power board, causing malfunction of the circuit on the power board and electric corrosion. Can be prevented, and the reliability of the apparatus can be improved.
[0083]
Further, according to the method of manufacturing the electrohydraulic power steering device of the present invention, a component mounting step of mounting at least a semiconductor switching element on a portion of the power substrate coated with cream solder, and the power substrate after the component mounting step A large current substrate fixing step for fixing a large current substrate to the substrate, and after the large current substrate fixing step, the cream solder is melted by a reflow device, soldering the power substrate and the semiconductor switching element, and the power substrate Since it includes a soldering step of soldering the large current substrate with the conductive plate, and a welding step of electrically connecting at least the capacitor to the large current substrate by resistance welding after the soldering step. Soldering between the power board and the semiconductor switching element, and the power board and the large power Soldering of the conductive plate of the substrate can be carried out simultaneously, improvement of workability and cost reduction can be achieved. Further, since the welding process after the soldering process is resistance welding, parts such as a semiconductor switching element on the power board are not damaged, and the reliability of the apparatus is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an electrohydraulic power steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a part of the electrohydraulic power steering device of FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the control device of FIG. 2;
4 is a side sectional view of the control device of FIG. 2;
5 is a cross-sectional view of a portion of the control device of FIG.
6 is a cross-sectional view of a portion of the control device of FIG.
7 is a cross-sectional view of a portion of the control device of FIG.
[Explanation of symbols]
31 electric motor, 32 control device, 33 hydraulic pump, 40 metal substrate (power substrate), 41 semiconductor switching element, 50 high current substrate, 50a partition, 50b opening, 50c recess, 51 capacitor, 52 coil, 55, 56, 57 conductive plate, 58 resin, 60 control board, 61 microcomputer, 62 Hall IC (rotational position sensor), 70 housing, 70a working hole, 70b, 70e recess, 70c adhesive, 70d hole, 70f protrusion, 80a power connector , 80b signal connector, 80c steering angle sensor connector, 80d first passage, 80e second passage, 80f terminal, 82 adhesive, 83 capacitor, 84 filter.

Claims (20)

  1. 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おり、
    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電動油圧パワーステアリング装置。
    An electric hydraulic power steering apparatus comprising an electric motor, a control device for controlling the driving of the electric motor, and a hydraulic pump driven by the electric motor, wherein the steering force is assisted by the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump. ,
    The control device detects a rotational position of a power board on which a semiconductor switching element for driving the electric motor is mounted, a microcomputer that generates a drive signal for controlling the semiconductor switching element, and the electric motor. A control board on which at least a rotational position sensor is mounted; a conductive board that constitutes a wiring pattern is insert-molded in an insulating resin; A connector that is electrically connected to a vehicle battery and that inputs and outputs signals via external wiring; and a housing that houses the power board, the control board, and the large current board,
    The capacitor is arranged side by side in the planar direction of the power board and is electrically connected to the conductive plate outside the power board, and the conductive plate is electrically connected to the power board. Te it is,
    An electrohydraulic power steering apparatus in which a partition is formed on the large current board between at least the electrical connection part of the conductive plate and the capacitor and the power board .
  2. 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おり、
    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電動油圧パワーステアリング装置。
    An electric hydraulic power steering apparatus comprising an electric motor, a control device for controlling the driving of the electric motor, and a hydraulic pump driven by the electric motor, wherein the steering force is assisted by the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump. ,
    The control device detects a rotational position of a power board on which a semiconductor switching element for driving the electric motor is mounted, a microcomputer that generates a drive signal for controlling the semiconductor switching element, and the electric motor. A control board on which at least a rotational position sensor is mounted; a conductive board that constitutes a wiring pattern is insert-molded in an insulating resin; and at least a large current board on which a capacitor that absorbs a ripple of current flowing in the electric motor is mounted; A connector that is electrically connected to a vehicle battery and that inputs and outputs signals via external wiring; and a housing that houses the power board, the control board, and the large current board,
    The capacitor is arranged side by side in the planar direction of the power board and is electrically connected to the conductive plate outside the power board, and the conductive plate is electrically connected to the power board. And
    The high-current board is an electro-hydraulic power steering device in which an enclosing partition wall in contact with the outer peripheral edge of the power board is formed .
  3. 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。The large current substrate is electrically connected with a coil for preventing the electrical noise generated during the switching operation of the semiconductor switching element from flowing out to the outside, and the coil is in the plane direction of the power substrate, and The electrohydraulic power steering apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the electrohydraulic power steering apparatus is disposed away from the power board and the capacitor.
  4. 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ないし請求項3に記載の電動油圧パワーステアリング装置。4. The electric motor according to claim 1 , wherein the conductive plate of the high-current board is electrically connected to the power board by soldering and electrically connected to the capacitor by resistance welding. Hydraulic power steering device.
  5. 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または請求項に記載の電動油圧パワーステアリング装置。The large current substrate the conductive plate of the electric according with are electrically connected by the power board and soldered, to claim 3 or claim 4 are electrically connected by resistance welding with the coil Hydraulic power steering device.
  6. 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。The electric hydraulic power according to any one of claims 1 to 5, wherein the power board is overlapped with the large current board, and the overlapped power board and the large current board are fixed at the same position of the housing. Steering device.
  7. 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。The electrohydraulic power steering apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the control board includes a connection terminal which is an end portion of the conductive plate and a terminal of the connector arranged in a line on one side.
  8. 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。The electrohydraulic power steering apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the rotational position sensor is disposed on one side of the control board, and the vicinity of both ends of the one side is fixed to the housing.
  9. 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。9. A noise prevention capacitor for electrical noise prevention is electrically connected to a terminal of the connector which is connected to the battery and electrically connected to the conductive plate. The electrohydraulic power steering apparatus according to any one of the above.
  10. 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。The electrohydraulic power steering apparatus according to claim 9, wherein the connector is sealed and fixed with an adhesive resin in a hole formed in the housing, and the noise prevention capacitor is fixed to the connector.
  11. 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2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。The electrohydraulic power steering apparatus according to any one of claims 2 to 10, wherein a resin having a good thermal conductivity is filled in a recess formed by joining the large current substrate and the power substrate.
  12. 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11の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。The electrohydraulic power steering apparatus according to any one of claims 1 to 11 , wherein the housing has a recess formed in a portion facing the capacitor.
  13. 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12に記載の電動油圧パワーステアリング装置。The electrohydraulic power steering apparatus according to claim 12 , wherein the housing is in surface contact with the capacitor at the recess.
  14. 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12に記載の電動油圧パワーステアリング装置。13. The electrohydraulic power steering apparatus according to claim 12 , wherein a gap is formed between the recess and the capacitor, and the gap is filled with an adhesive having good heat conductivity.
  15. 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12に記載の電動油圧パワーステアリング装置。13. The electrohydraulic power steering apparatus according to claim 12 , wherein a gap is formed between the recess and the capacitor, and a good heat conductive sheet affixed to the capacitor is interposed in the gap.
  16. 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15の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。The connector has a first passage communicating with the outside air, and a second passage communicating with the first passage and communicating with the interior of the housing. From the position directly below the second passage. The electrohydraulic power steering apparatus according to any one of claims 1 to 15 , wherein the control board is arranged apart.
  17. 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16に記載の電動油圧パワーステアリング装置。The electrohydraulic power steering apparatus according to claim 16 , wherein the second passage is provided on the opposite side of the first passage across the terminal of the connector.
  18. 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16または請求項17に記載の電動油圧パワーステアリング装置。The electrohydraulic power steering apparatus according to claim 16 or 17 , wherein the first passage is provided with a filter that allows air to pass therethrough and prevents water from passing through the connector.
  19. 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18の何れかに記載の電動油圧パワーステアリング装置。The housing has a working hole for electrically connecting a motor terminal formed to protrude from the large current substrate and the electric motor at an end of the conductive plate, and the working hole The electrohydraulic power steering apparatus according to any one of claims 1 to 18 , wherein a protrusion protruding toward the inside of the housing is provided.
  20. 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。
    An electric hydraulic power steering apparatus that includes an electric motor, a control device that controls the driving of the electric motor, and a hydraulic pump that is driven by the electric motor, and that assists the steering force by the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump.
    The control device includes a power board on which a semiconductor switching element for driving the electric motor is mounted;
    A control board on which at least a microcomputer for generating a drive signal for controlling the semiconductor switching element and a rotational position sensor for detecting a rotational position of the electric motor are mounted;
    A large current substrate on which a conductive plate constituting a wiring pattern is insert-molded into an insulating resin and mounted with a capacitor that absorbs at least a ripple of current flowing through the electric motor;
    A connector that is electrically connected to a vehicle battery and that inputs and outputs signals via external wiring;
    A housing containing the power board, the control board and the large current board;
    The capacitor is arranged side by side in the planar direction of the power board and is electrically connected to the conductive plate outside the power board, and the conductive plate of the large current board is on the power board. A method of manufacturing an electrically connected electro-hydraulic power steering device,
    A component mounting step of mounting at least the semiconductor switching element on a portion of the power substrate to which cream solder is applied;
    A large current board fixing step of fixing the large current board to the power board after the component mounting step;
    After the large current substrate fixing step, the cream solder is melted by a reflow apparatus, and the power substrate and the semiconductor switching element are soldered, and the power substrate and the conductive plate of the large current substrate are soldered. Soldering process,
    A method of manufacturing an electro-hydraulic power steering apparatus including a welding step in which at least the capacitor is electrically connected to the large current substrate by resistance welding after the soldering step.
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