JP5084783B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
電動モータの駆動を制御する制御装置と、前記制御装置を覆うとともに前記減速機構の凹状部に嵌合される凸状部を有するカバー体とを備え、さらに前記減速機構の凹状部と前記カバー体の凸状部とが嵌合している前記凸状部内に、前記電動モータを回転させるための電源を切り換える半導体スイッチング素子を配置したものである。
前記制御装置は、前記ハンドルに対して補助するトルクに応じて前記電動モータの電流を切り換えるための複数の半導体スイッチング素子と、
絶縁層および配線パターンを形成する導体層が複数層積層されているとともに、内面に金属メッキ層が形成されたスルーホールを有し、前記電流のリップルを吸収するコンデンサと前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とが搭載される回路基板と、
絶縁性樹脂で保持されるとともに、前記半導体スイッチング素子と前記回路基板とを電気的に接続する導電体とを備え、
前記半導体スイッチング素子が前記カバー体の凸状部内に搭載されるとともに、前記カバー体が前記減速機構のフランジ部と連接して取り付けられているものである。
以下、この発明の実施の形態1を図1ないし図3に基づいて説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係わる電動式パワーステアリング装置を示す断面図である。図2はこの発明の実施の形態1に係わる電動式パワーステアリング装置の要部を示す概略斜視図である。図3はこの発明の実施の形態1に係わる電動式パワーステアリング装置の要部を示す概略斜視図である。
この電動モータ101は、出力軸102と、この出力軸102に8極の磁極を有する永久磁石103が固定された回転子104と、この回転子104の周囲に設けられた固定子105と、出力軸102の出力側に配設され、回転子104の回転位置を検出する回転位置センサ106を構成するセンサ用磁石106aとを備えている。
なお、最外層の導体層の厚さを60μm、内層の導体層の厚さを105μmとしたが、この厚さに限定されるものではなく、異なった厚さに設定してもよい。
コンデンサ125は、回路基板122のカバー体124側に配置されるとともに、カバー体124の凸状部124a内に配置されている。
そして、半導体スイッチング素子121は、ヒートスプレッダ129が、各端子より外周端部側に配置されてカバー体124に固定されている。
さらに、カバー体124とギヤケース113とが密着して取り付けられ、制御装置120の熱がギヤケース113に伝導され、ギヤケース113を介して放熱される。
導電板123の材料としては、大電流を通電するための導電率と、プレスフィット端子を形成するための機械的強度を考慮して、高強度・高導電銅合金またはりん青銅で構成されている。
信号用の小電流が流れる導電板123は、電気抵抗低減の必要はないが、大電流が流れる導電板123と同様の板材で形成されている。
また、内面に銅メッキ層が形成されたスルーホール122bには、プレスフィット端子110pが圧入され、接続端子110と回路基板122の導体層とが電気的に接続されている。
まず、電動モータ101を組み立てるが、出力軸102に永久磁石103を接着固定後、着磁器で8極に着磁した後、軸受118の内輪を圧入して回転子104を形成する。
その後、巻線された固定子105をヨーク117に圧入する。
まず、回路基板122の電動モータ101側の面上の各電極にクリーム半田を塗布した後、シャント抵抗器(図示せず)等の大電流部品と、マイクロコンピュータ126、ホールIC106bおよびその周辺回路素子等の小電流部品を実装し、リフロ装置を用いて、クリーム半田を溶かし、各上記部品を半田付けする。
その後、半導体スイッチング素子121の各端子側よりレーザ光を照射し、各端子と導電板123とを各々レーザ溶接する。
その後、レーザ溶接の終了した絶縁性樹脂128を、カバー体124上に配置する。
ここで、板バネ127の固定は、ネジまたはリベット等、他の固定手段であってもよい。
ここで、半導体スイッチング素子121と、回路基板122とが電気的に接続されるとともに、回路基板122は、カバー体124上に機械的に保持される。
先ず、制御装置120の回路基板122を電動モータ101と対向させ、プレス機でプレスフィット端子110p、132pをスルーホール122b、122cに圧入する。このとき、回路基板122に印加される圧入力が、スルーホール122b、122cの近傍の圧入突起128a、128bで受け止められる。
従って、接続部が半田付けによる場合と比較して、温度変化に対する耐性が向上し、装置の電気的接続の信頼性が向上する。
従って、装置の放熱性能が向上する。
従って、装置の放熱性能が向上する。
従って、装置の放熱性能がさらに向上する。
従って、半導体スイッチング素子121の発熱が、カバー体124から効率的にギヤケース113に放熱され、装置の放熱性能が向上する。
従って、ヒートスプレッダ129と、カバー体124の挟着部との距離が短くなり、半導体スイッチング素子121の発熱が、効率的にギヤケース113に放熱され、装置の放熱性能が向上する。
従って、装置の全長が短くなり、電動モータ101の上部には制御装置はないので装置全体としての小型化を図ることができる。
従って、電力ロスを低減できるとともに、電磁ノイズの発生を抑制することができる。
従って、端子体132と回路基板122との接続がプレスフィットによる圧接で接続されているので、接続部が半田付けによる場合と比較して、温度変化に対する耐性が向上し、装置の信頼性が向上する。
従って、回転位置センサ106の検出精度が向上する。
従って、プレスフィットの圧入作業が容易になり、装置の組み立て性が向上する。
従って、プレスフィット端子123pと、スルーホール122aの圧入方向の位置精度が向上し、電気的接合の信頼性が向上する。
従って、装置の全長が短くなり、電動モータ101の上部には制御装置はないので装置全体としての小型化を図ることができる。
110p プレスフィット端子 112 減速ギヤ
113 ギヤケース 113c 凹状部
120 制御装置 121 半導体スイッチング素子
122 回路基板 122a、122b、122c スルーホール
123 導電板 123p プレスフィット端子
124 カバー体 124a 凸状部
125 コンデンサ 126 マイクロコンピュータ
128 絶縁性樹脂 128a、128b 圧入突起
Claims (12)
- ハウジングを有するとともに車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、前記電動モータと連結され、前記電動モータの回転を減速するともに前記電動モータ側端部に形成された凹状部と前記電動モータ側端部の外方向に突出して形成されたフランジ部とを有する減速機構と、前記電動モータと前記減速機構との間に配設されるとともに前記ハウジング内に配設され、前記電動モータの駆動を制御する制御装置と、前記制御装置を覆うとともに前記減速機構の凹状部に嵌合される凸状部を有するカバー体とを備え、さらに前記減速機構の凹状部と前記カバー体の凸状部とが嵌合している前記凸状部内に、前記電動モータを回転させるための電源を切り換える半導体スイッチング素子を配置したことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
- ハウジングを有するとともに車両のハンドルに対して補助トルクを出力する電動モータと、前記電動モータと連結され、前記電動モータの回転を減速するともに前記電動モータ側端部に形成された凹状部と前記電動モータ側端部の外方向に突出して形成されたフランジ部とを有する減速機構と、前記電動モータと前記減速機構との間に配設されるとともに前記ハウジング内に配設され、前記電動モータの駆動を制御する制御装置と、前記制御装置を覆うとともに前記減速機構の凹状部に嵌合される凸状部を有するカバー体とを備えた電動式パワーステアリング装置であって、
前記制御装置は、前記ハンドルに対して補助するトルクに応じて前記電動モータの電流を切り換えるための複数の半導体スイッチング素子と、
絶縁層および配線パターンを形成する導体層が複数層積層されているとともに、内面に金属メッキ層が形成されたスルーホールを有し、前記電流のリップルを吸収するコンデンサと前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とが搭載される回路基板と、
絶縁性樹脂で保持されるとともに、前記半導体スイッチング素子と前記回路基板とを電気的に接続する導電体とを備え、
前記半導体スイッチング素子が前記カバー体の凸状部内に搭載されるとともに、前記カバー体が前記減速機構のフランジ部と連接して取り付けられていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。 - 前記カバー体は、前記電動モータと、前記減速機構のフランジ部とで挟着されていることを特徴とする請求項2に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記カバー体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の板材で構成されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記カバー体は、プレス加工で成形されていることを特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記カバー体は、表面に絶縁皮膜が形成されていることを特徴とする請求項2〜5の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記絶縁被膜は、アルマイト皮膜であることを特徴とする請求項6に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記半導体スイッチング素子は,放熱部が前記半導体スイッチング素子の端子より外周端部側に配置されるとともに,前記放熱部が,前記カバー体に熱伝導性の接着性樹脂で固定されていることを特徴とする請求項2〜7の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記半導体スイッチング素子の端子は、前記導電体と溶接により接合されているとともに、前記導電体にプレスフィット端子が形成され、前記プレスフィット端子が前記回路基板に形成された前記スルーホールに圧入されて、前記半導体スイッチング素子と前記回路基板とが電気的に接続されることを特徴とする請求項2〜8の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記回路基板に搭載された前記コンデンサは、前記カバー体の凸状部内に収納されるように配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記電動モータの巻線と前記回路基板とを電気的に接続する接続部材を備え、前記回路基板において、前記接続部材が電気的に接続される部位と、モータ電流が流れる前記導電体が電気的に接続される部位とが近接して配置されていることを特徴とする請求項2〜10の何れか1項に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記接続部材の端部にプレスフィット端子が形成されるとともに、前記回路基板と前記カバー体の間に前記絶縁性樹脂で一体成形された圧入突起が配置され、前記圧入突起を介して、前記接続部材のプレスフィット端子が、前記回路基板のスルーホールに圧入されることを特徴とする請求項11に記載の電動式パワーステアリング装置。
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