JP5505712B2 - 制御装置およびこれを備える電動パワーステアリング装置 - Google Patents

制御装置およびこれを備える電動パワーステアリング装置 Download PDF

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Description

本発明は、制御装置およびこれを備える電動パワーステアリング装置に関する。
例えば、操舵補助用の電動モータを備える電動パワーステアリング装置は、電動モータを制御する制御装置を含む(例えば、特許文献1,2参照)。制御装置は、電動モータに駆動電力を与えるパワー基板を含む。パワー基板には、金属製のバスバーが接続されている。バスバーは、例えば、特許文献3に記載されているように、積層板の間等に固定されている。
特開2009−188123号公報 特開2009−247139号公報 特開2000−83311号公報
特許文献2のバスバーは、第1のバスバーと第2のバスバーとを含む。第1のバスバーと第2のバスバーとは、TIG溶接によって接合されている。第1のバスバーには、ニッケルめっき層が形成されている。このニッケルめっき層と、パワー基板の電極とは、ワイヤボンディングによって接続されている。また、第2のバスバーには、すずめっき層が形成されており、このすずめっき層には、コンデンサの端子が抵抗溶接によって接合されている。
特許文献2では、上記のように、ワイヤボンディングに適した第1のバスバーと、ワイヤボンディングには適さないけれども抵抗溶接には適した第2のバスバーと、を用いている。
しかしながら、第1のバスバーおよび第2のバスバーという2種類のバスバーを用意する必要があるので、制御装置の製造に手間がかかる。
また、制御装置は、車室前部等の狭い空間に配置されることがあるので、可及的に小型化することが好ましい。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、バスバーと他の部品とを複数の接合方法で接合する制御装置およびこれを備える電動パワーステアリング装置において、製造にかかる手間を少なくし、且つ装置の小型化を達成することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、回路基板(49)と、保持部材(76)と、前記保持部材に埋設保持された埋設部(91,92,93,94,95,101,102,103,104,105,107)および前記保持部材から露出する露出部(96a,96b,97,106a,106b,108)を含み、前記回路基板に電気的に接続されたバスバー(78,79)と、前記露出部に接続された端子(81b,81c,82b,82c)を含む電気素子(81,82)とを備え、前記バスバーは、外表面にめっき層(78a,79a)が形成された金属板(78b,79b)を所定の切断面(78c,79c)で切断してなり、前記露出部における前記切断面は前記回路基板の主面(49a)と平行に配置された平行部(98a,98b,109a,109b)を含み、前記平行部と前記端子とが接合されていることを特徴とする制御装置(12)を提供する(請求項1)。
本発明によれば、バスバーの外表面は、めっき層からなる表面および裏面と、金属板が露出した切断面(側面)とを含む。これにより、めっき層への部品の接合には、めっき層への接合に適した接合方法、例えば、ワイヤボンディングを適用できる。また、切断面への部品の接合には、金属への接合に適した接合方法、例えば、抵抗溶接を適用できる。また、バスバーは、外表面にめっき層が形成された金属板を所定の切断面で切断するという簡易な構成でよいので、製造に手間がかからない。例えば、金属板をバスバーの形状に形成し、その後金属板の外表面の一部にのみめっき層を形成する場合には、めっきの際に、めっき層を形成しない部分をマスキング材で覆い、めっき処理の後に、このマスキング材を剥がす必要がある。これに対し、本発明によれば、予めめっき層が形成された金属板を切断することにより、バスバーを形成するので、マスキング処理が不要である。したがって、バスバーの製造に手間がかからず、製造コストを少なくできる。さらに、切断面の平行部を回路基板の主面と平行に配置している。これにより、端子を基板の主面と平行に配置することができる。したがって、端子を基板の主面と直交する直交方向に配置した場合と比べて、端子が直交方向に占める長さを格段に短くすることができる。よって、制御装置の小型化を達成できる。
また、本発明において、前記めっき層は、ニッケルめっき層であり、前記ニッケルめっき層と前記回路基板とはワイヤボンディングによって接続され、前記平行部と前記端子とは、抵抗溶接によって接合されている場合がある(請求項2)。
この場合、ワイヤボンディングに適したニッケルめっき層がバスバーに形成されているので、ボンディングワイヤを介した回路基板とバスバーとの接続の強度をより高くできる。さらに、金属板と端子とを直接抵抗溶接によって接合できるので、バスバーと電気素子との接続の強度をより高くできる。また、露出部の切断面の平行部と端子とを、基板の主面と直交する方向に重ねることができる。この状態であれば、バスバーの露出部および端子を溶接機の一対の電極で挟み易い。したがって、これら一対の電極間に電流を流して抵抗溶接を行うことが容易であり、制御装置の製造にかかる手間をより少なくできる。
また、本発明において、前記バスバーは、前記回路基板の正極(86)に接続された第1バスバーと、前記回路基板の負極(87)に接続された第2バスバーとを含み、前記端子は、第1端子と、第2端子とを含み、前記第1端子および前記第2端子は、それぞれ、前記第1バスバーの平行部および前記第2バスバーの平行部に接合されている場合がある(請求項3)。
この場合、第1端子および第2端子の双方を、基板の主面と平行に配置することができる。したがって、複数のバスバーを設けた場合でも、制御装置を、基板の主面と直交する方向に薄くできる。
また、本発明は、前記制御装置と、前記制御装置によって制御される電動モータ(18)とを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置(1)を提供する(請求項4)。
本発明によれば、製造にかかる手間が少なく、且つ、小型化が達成された電動パワーステアリング装置を実現できる。例えば、制御装置が、ダッシュボード下や、エンジンルームのバルクヘッド近傍の狭いスペースに配置される場合、制御装置を小型化することは、電動パワーステアリング装置のレイアウトの自由度を高めることに大きく貢献する。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 操舵補助機構の概略斜視図である。 電動パワーステアリング装置の主要部の断面図である。 ECU周辺の分解斜視図である。 パワー基板およびユニットの平面図である。 第1バスバーおよび第2バスバーの斜視図である。 第1バスバーおよび第2バスバーを軸方向に沿って見た平面図である。 (A)は、第1バスバーとパワー基板との接続状態を示す主要部の断面図であり、(B)は、第2バスバーとパワー基板との接続状態を示す主要部の断面図である。 (A)は、第1コンデンサと第1および第2バスバーとの接続状態を示す断面図であり、(B)は、第2コンデンサと第1および第2バスバーとの接続状態を示す断面図である。 (A)は、本発明の別の実施形態の主要部を示す斜視図であり、(B)は、第1バスバーと第1コンデンサの第1端子との接合状態を示す断面図である。
以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2と、ステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
本実施の形態では、操舵補助機構5がステアリングシャフト6にアシスト力(操舵補助力)を与える例に則して説明する。しかしながら、本発明を、操舵補助機構5が後述するピニオン軸にアシスト力を与える構造や、操舵補助機構5が後述するラック軸にアシスト力を与える構造に適用することも可能である。
ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
ステアリングシャフト6の周囲に配置されたトルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ11のトルク検出結果は、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)12に入力される。また、車速センサ90からの車速検出結果がECU12に入力される。中間軸7は、ステアリングシャフト6と転舵機構4とを連結している。
転舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示せず)を介して転舵輪3が連結されている。
ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端(図1では下端)には、ピニオン16が設けられている。
ラック軸14は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の途中部には、上記ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることで、転舵輪3を転舵することができる。
ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを転舵機構4に伝達するための伝達機構としての減速機構19とを含む。減速機構19は、駆動ギヤとしてのウォーム軸20と、このウォーム軸20と噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール21とを含む。減速機構19は、ギヤハウジング22内に収容されている。
ウォーム軸20は、図示しない継手を介して電動モータ18の回転軸(図示せず)に連結されている。ウォーム軸20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、ステアリングシャフト6とは一体回転可能に連結されている。
電動モータ18がウォーム軸20を回転駆動すると、ウォーム軸20によってウォームホイール21が回転駆動され、ウォームホイール21およびステアリングシャフト6が一体回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によってウォーム軸20を回転駆動することで、転舵輪3が転舵されるようになっている。
電動モータ18は、ECU12によって制御される。ECU12は、トルクセンサ11からのトルク検出結果、車速センサ90からの車速検出結果等に基づいて電動モータ18を制御する。具体的には、ECU12では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ18の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。
図2は、操舵補助機構5の概略斜視図である。図2を参照して、制御装置としてのECU12を収容するためのハウジングHは、互いに接触する第1ハウジング23および第2ハウジング24によって構成されている。
第1ハウジング23および第2ハウジング24は、それぞれ、一端が開放した概ね四角箱形に形成されている。第1および第2ハウジング23,24の互いの端部は、突き合わされ、且つ固定ねじ25により互いに締結されている。
一方、電動モータのモータハウジング26は、筒状のモータハウジング本体27と、上記の第1ハウジング23とにより構成されている。
また、ギヤハウジング22は、ウォーム軸20が収容された筒状の駆動ギヤ収容ハウジング28と、ウォームホイール21が収容された筒状の従動ギヤ収容ハウジング29と、上記の第2ハウジング24とにより構成されている。
図3は、電動パワーステアリング装置1の主要部の断面図である。図3を参照して、第1ハウジング23および第2ハウジング24によって、制御装置としてのECU12を収容する収容室32が形成されている。
第1ハウジング23は、収容室32の一部を区画する第1内壁面33を含み、第2ハウジング24は収容室32の一部を区画する第2内壁面34を含み、これら第1内壁面33および第2内壁面34は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に対向している。
電動モータ18の回転軸35およびウォーム軸20が同軸上に並べて配置されており、両者は、継手36を介して同軸的に動力伝達可能に連結されている。ウォーム軸20は、第1軸受37および第2軸受38を介して、駆動ギヤ収容ハウジング28に両端支持されている。回転軸35は、第1ハウジング23に保持された第3軸受46およびモータハウジング本体27に保持された第4軸受47によって、回転可能に支持されている。
本実施形態では、電動モータ18としてブラシレスモータが用いられている。電動モータ18は、上記モータハウジング26と、このモータハウジング26内に収容されたロータ39およびステータ40とを含む。ロータ39は、回転軸35と一体回転可能に連結されている。
ステータ40は、モータハウジング26のモータハウジング本体27の内周に固定されている。ステータ40は、モータハウジング本体27の内周に固定されたステータコア41と、複数のコイル42とを含む。ステータコア41は、ステータコア41の環状のヨークと、このヨークの内周から径方向内方へ突出する複数のティースとを含む。各コイル42は対応するティースに巻回されている。
また、モータハウジング26のモータハウジング本体27と第1ハウジング23とにより区画されるモータ室43内には、環状またはC形形状をなすバスバー45が収容されている。各ティースに巻回されたコイル42は、バスバー45と接続されている。バスバー45は、各コイル42と後述するパワー基板49との接続部に用いられる導電接続材である。バスバー45は、各コイル42に、パワー基板49からの電力を配電するための配電部材として機能する。
第1ハウジング23は、収容室32とモータ室43とを仕切る仕切り壁59を底壁として含んでいる。この仕切り壁59に、上記第1内壁面33が設けられている。
また、仕切り壁59から第2ハウジング24側に向けて延びる筒状部48が形成されている。筒状部48の内周には、第3軸受46の外輪が保持されている。
収容室32には、ECU12の一部を構成するパワー基板49および制御基板50が収容され保持されている。回路基板としてのパワー基板49には、電動モータ18を駆動するためのパワー回路の少なくとも一部(例えばFET53などのスイッチング素子)が実装されている。上記の各コイル42と接続されたバスバー45は、第1ハウジング23の上記仕切り壁59を挿通して収容室32内に進入するバスバー端子51を介して、パワー基板49に接続されている。
収容室32内において、パワー基板49は、第1内壁面33および第2内壁面34のうち第1内壁面33に相対的に近接して配置されている。第1内壁面33を有する仕切り壁59は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に関しての厚みが相対的に厚い厚肉部59aと相対的に薄い薄肉部59bとを含んでいる。厚肉部59aは、収容室32内に突出するように設けられている。上記のパワー基板49は、厚肉部59aにおける第1内壁面33に接触して配置されている。厚肉部59aは、パワー基板49を受ける座部となっている。
本実施の形態では、パワー基板49は、厚肉部59aにおける第1内壁面33に対して熱伝導可能に接触しており、上記の厚肉部59aは、パワー基板49の熱を逃がすためのヒートシンクとして機能している。
制御基板50は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に関して、第2ハウジング24の第2内壁面34とパワー基板49との間に配置されている。パワー基板49および制御基板50は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に関して所定の間隔を隔てて配置されている。
次いで、ECU12の周辺の分解斜視図である図4を参照して、上記のパワー基板49には、電動モータ18を駆動するためのパワー回路52が実装されている。パワー基板49に実装されるパワー回路52には、発熱要素としての複数のFET53(電解効果型トランジスタ)が含まれている(図4では、2つのFET53を図示)。パワー基板49は、主面49aにFET53等の電気素子が実装された多層基板からなり、その多層基板は、ヒートシンクとしての厚肉部59aに対して面接触する例えばアルミニウム板からなる高熱伝導板(図示せず)を含む。主面49aは、パワー基板49においてFET53等の電気素子が実装される実装面である。
また、上記の制御基板50には、パワー回路52を制御する制御回路54が実装されている。その制御回路54は、パワー回路52の各FET53を制御するドライバと、このドライバを制御するCPUとを含む。また、制御基板50の一側縁には、第1コネクタ55,56が配置されている。制御基板50には、トルクセンサ11(図1参照)等からの制御信号が第1コネクタ55,56を介して入力されるようになっている。
第1ハウジング23は、一端が開放した概ね四角箱型の部材である。具体的には、第1ハウジング23は、概ね四角環状をなす外周壁57と、外周壁57の一端から径方向外方に向けて張り出した四角環状のフランジ58と、底壁としての上記仕切り壁59とを有している。収容室32内において、仕切り壁59の中央部には、筒状部48が形成されている。外周壁57は、仕切り壁59の外周縁から延設されており、筒状部48を取り囲んでいる。
フランジ58は、径方向外方に向かって突出する複数(本実施の形態では一対)のブラケット状の取付部60,61を有している。各取付部60,61には、当該取付部60,61をその厚み方向に貫通するねじ挿通孔62,63が形成されている。各ねじ挿通孔62,63には、第1および第2ハウジング23,24を締結するための上記の固定ねじ25が挿通される。
四角環状をなす外周壁57は、4つの側壁71〜74を有している。相対向する一対の側壁72,74に、上記取付部60,61が延設されている。また、ヒートシンクとして機能する仕切り壁59の厚肉部59aは、上記取付部61が延設された1つの側壁74の内面に連続して形成されている。
側壁71には、切欠部71aが形成されている。第1コネクタ55,56は、この切欠部71aを通して第1ハウジング23の外方に延びている。
図5は、パワー基板49およびユニット75の平面図である。図4および図5を参照して、制御基板50と仕切り壁59との間には、ユニット75が配置されている。ユニット75は、種々の電気素子を樹脂によって一括して保持する構造を有している。これにより、複数の電気素子を一括して第1ハウジング23に組み付けることができるので、第1ハウジング23内への各電気素子の組み付けにかかる手間を少なくできる。
ユニット75は、合成樹脂製の保持部材76と、保持部材76に設けられた第2コネクタ77と、保持部材76に保持された第1バスバー78および第2バスバー79と、保持部材76に保持された電気素子としてのコイル42、リレー80、第1コンデンサ81および第2コンデンサ82と、を含む。
保持部材76は、軸方向X1に沿って見たとき、第1ハウジング23の4つの側壁71〜74に沿う略矩形の外形形状を有している。また、保持部材76は、パワー基板49および筒状部48をそれぞれ取り囲む形状を有している。
保持部材76は、軸方向X1に沿って見たときにパワー基板49の周囲を取り囲む枠部83を含む。枠部83には、ねじ挿通孔83a,83bが形成されている。ねじ挿通孔83a,83bは、それぞれ、側壁71の近傍および側壁73の近傍に配置されている。また、パワー基板49には、上記ねじ挿通孔83a,83bに対応する位置にそれぞれねじ挿通孔49b,49cが形成されている。
各ねじ挿通孔83a,49b;83b,49cを挿通する固定ねじ84,85が、厚肉部59に形成されたねじ孔(図示せず)にねじ結合している。これにより、保持部材76およびパワー基板49は、第1ハウジング23に固定されている。また、保持部材76のうち、第2コネクタ77の近傍には、ねじ挿通孔76aが形成されている。このねじ挿通孔76aを挿通する固定ねじ(図示せず)が、第1ハウジング23の薄肉部59bにねじ結合されるようになっている。
第2コネクタ77は、図示しないバッテリ等の電源とパワー基板49とを接続するためのものであり、第1コネクタ56に隣接している。第2コネクタ77は、保持部材76と一体成形されたコネクタハウジング77aと、コネクタハウジング77a内に配置された一対の端子77b,77cとを含む。
コネクタハウジング77aは、側壁71の切欠部71bを通して、第1ハウジング23の外方に突出している。端子77bは、車両のバッテリ(図示せず)の正極に接続されるようになっている。端子77cは、車体に接地されるようになっている。
図6は、第1バスバー78および第2バスバー79の斜視図である。図6を参照して、第1バスバー78および第2バスバー79は、それぞれ、全体として帯板状に形成されている。
第1バスバー78は、外表面にニッケルめっき層78aが形成された金属板78bを所定の切断面78cで切断し、適宜折り曲げたものである。したがって、第1バスバー78の表面78dおよび裏面78eは、ニッケルめっき層78aによって形成されている。また、第1バスバー78の側面(表面78dおよび裏面78eとは直交する面)である切断面78cには、金属板78bが露出している。
第2バスバー79は、第1バスバー78と同様にして形成されている。具体的には、第2バスバー79は、外表面にニッケルめっき層79aが形成された金属板79bを所定の切断面79cで切断し、適宜折り曲げたものである。したがって、第2バスバー79の表面79dおよび裏面79eは、ニッケルめっき層79aによって形成されている。また、第2バスバー79の側面(表面79dおよび裏面79eとは直交する面)である切断面79cには、金属板79bが露出している。
なお、ニッケルめっき処理は、ニッケルイオンを含む電解質に直流又はパルス電流を流すことにより、負極上に金属ニッケルを析出させる処理である。
図5および図6を参照して、第1バスバー78および第2バスバー79の大部分が保持部材76に埋設されている。第1バスバー78は、バッテリの正極と、パワー基板49に形成された正極端子86とを電気的に接続するバスバーである。第1バスバー78は、保持部材76に埋設され且つ保持された埋設部としての第1〜第5部分91〜95と、保持部材76から露出した露出部としての第6部分96a,96bおよび第7部分97と、を含む。
第1部分91は、第2コネクタ77の端子77bと一体成形されており、端子77bから軸方向X1に沿って延びている。第2部分92は、第1部分91の一端から第1部分91に対して略直交するように延びており、第1コンデンサ81に向かって延びている。第3部分93は、第2部分92の一端から第2部分92に対して略直交するように、且つパワー基板49に向かうように延びている。
図7は、第1バスバー78および第2バスバー79を軸方向X1に沿って見た平面図である。図5および図7を参照して、第3部分93は、第2部分92に接続された部分93aと、第4部分94に接続された部分93bとに分割されている。第3部分93には、リレー80が接続されている。
リレー80は、必要に応じて電動モータに流れる電流を遮断するために設けられており、保持部材76に埋設されている。このリレー80の一方の端子80aは、金属製の線材であり、第3の部分93のうち、第2部分92に接続された部分93aに接合されている。また、リレー80の他方の端子80bは、金属製の線材であり、第3部分93のうち、第4部分94に接続された部分93bに接合されている。一方の端子80aおよび他方の端子80bは、何れも、第1バスバー78の切断面78cに抵抗溶接等により接合されている。
図5および図6を参照して、第4部分94は、軸方向X1に沿って見たときにT字形形状に形成されており、パワー基板49の主面49aと平行に配置されている。第5部分95は、第4部分94のうち、パワー基板49に最も近い一端部94aに接続されており、第4部分94に対して略直交するように軸方向X1に沿って延びている。第5部分95には、第5部分95の幅方向に関する両端部から第6部分96a,96bが延設されている。
第6部分96a,96bは、保持部材76から露出している。各第6部分96a,96bは、クランク形形状に形成されている。これら第6部分96a,96bの先端部における第1バスバー78の切断面78cは、第1平行部98a,98bを含む。
各第1平行部98a,98bは、互いに平行で、且つパワー基板49の主面49aと略平行である。
第7部分97は、第5部分95の一端に接続されており、パワー基板49に向けて延びている。第7部分97における第1バスバー78の表面781dは、ニッケルめっき層78aによって形成されており、保持部材76から露出している。
第2バスバー79は、バッテリの負極と、パワー基板49に形成された負極端子87とを電気的に接続するバスバーである。第2バスバー79は、保持部材76に埋設され且つ保持された埋設部としての第1〜第5部分101〜105および第7部分107と、保持部材76から露出した露出部としての第6部分106a,106bおよび第8部分108と、を含む。
第1部分101は、第2コネクタ77の端子77cと一体成形されており、第1部分91と平行に並んでいる。第2部分102は、第1部分101の一端から延び第2部分92と平行である。第2部分102は、第3部分93のうち第2部分92に接続された部分93aをくぐるように延びている。
第3部分103は、第2部分102の一端に接続され、この第2部分102に対して直交している。第4部分104は、軸方向X1に沿って見たときにL字形形状に形成されており、第3部分103に接続されている。第4部分104は、第4部分94と平行に配置されている。
第5部分105は、第4部分104のうち、パワー基板49に最も近い一端部104aに接続されており、第4部分104に対して略直交するように軸方向X1に沿って延び、第5部分95とは略平行である。第5部分105には、第5部分105の幅方向に関する両端部から第6部分106a,106bが延設されている。
第6部分106a,106bは、保持部材76から露出している。各第6部分106a,106bは、真っ直ぐに延びている。第6部分106a,106bにおける第2バスバー79の切断面79cは、それぞれ、第2平行部109a,109bを含む。各第2平行部109a,109bは、互いに平行で、且つ各第1平行部98a,98bと平行で、且つパワー基板49の主面49aと略平行である。
第2平行部109a,109bの長さは、第1平行部98a,98bの長さよりも長い。また、第2平行部109a,109bと、第1平行部98a,98bとは、軸方向X1に関する位置が異なっている。
第7部分107は、第5部分105の一端に接続されパワー基板49に向けて延びている。第8部分108は、第7部分107から延設されており、第7部分97とは軸方向X1に関する位置が揃うように配置されている。第8部分108における第2バスバー79の表面791dは、ニッケルめっき層79aによって形成されており、保持部材76から露出している。
図8(A)は、第1バスバー78とパワー基板49との接続状態を示す主要部の断面図である。図8(A)に示すように、第1バスバー78とパワー基板49の正極端子86とは、ワイヤボンディングによって接続されている。具体的には、第1バスバー78の第7部分97のニッケルめっき層78aからなる表面781dに、複数のボンディングワイヤ99の一端が接合されている(図8(A)において、1つのボンディングワイヤ99のみを図示)。各ボンディングワイヤ99の他端は、パワー基板49の正極端子86に接合されている。これにより、第1バスバー78とパワー基板49の正極端子86とが電気的に接続されている。
図8(B)は、第2バスバー79とパワー基板49との接続状態を示す主要部の断面図である。図8(B)に示すように、第2バスバー79とパワー基板49の負極端子87とは、ワイヤボンディングによって接続されている。具体的には、第2バスバー79の第8部分108のニッケルめっき層79aからなる表面791dに、複数のボンディングワイヤ110の一端が接合されている(図8(B)において、1つのボンディングワイヤ110のみを図示)。各ボンディングワイヤ110の他端は、パワー基板49の負極端子87に接合されている。これにより、第2バスバー79とパワー基板49の負極端子87とが電気的に接続されている。
図9(A)は、第1コンデンサ81と第1および第2バスバー78,79との接続状態を示す断面図である。図5および図9(A)を参照して、第1コンデンサ81および第2コンデンサ82は、それぞれ、電動モータ18に流れる電流のリップルを除去するためのものであり、第1バスバー78および第2バスバー79に接続されている。
第1コンデンサ81は、保持部材76に固定された本体81aと、第1端子81bと、第2端子81cとを含む。第1端子81bおよび第2端子81cは、本体81aから突出し、パワー基板49の主面49aと平行に延びる金属製の線状の部材である。
第1端子81bは、第1バスバー78の第6部分96aにおける切断面78c(金属板78b)、すなわち、第1平行部98aに接触しており、この第1平行部98aに抵抗溶接により接合されている。第2端子81cは、第2バスバー79の第6部分106aにおける切断面79c(金属板79b)、すなわち第2平行部109aに接触しており、この第2平行部109aに抵抗溶接により接合されている。
なお、抵抗溶接は、互いの当接部間に大電流を流し、ここに発生する抵抗熱によって、加熱し、加圧を加えて行う溶接である。
図9(B)は、第2コンデンサ82と第1および第2バスバー78,79との接続状態を示す断面図である。図5および図9(B)を参照して、第2コンデンサ82は、保持部材76に固定された本体82aと、第1端子82bと、第2端子82cとを含む。第1端子82bおよび第2端子82cは、本体82aから突出しパワー基板49の主面49aと平行に延びる金属製の線状の部材である。
第1端子82bは、第1バスバー78の第6部分96bにおける切断面78c(金属板78b)、すなわち、第1平行部98bに接触しており、この第1平行部98bに抵抗溶接により接合されている。第2端子82cは、第2バスバー79の第6部分106bにおける切断面79c(金属板79b)、すなわち、第2平行部109bに接触しており、この第2平行部109bに抵抗溶接により接合されている。
以上説明したように、本実施形態によれば、第1バスバー78および第2バスバー79の外表面は、ニッケルめっき層からなる表面78d,79dと、裏面78e、79eと、金属板78b,79bが露出した切断面78c,79c(側面)と、を含む。これにより、ニッケルめっき層78a,79aには、ニッケルめっき層78a,79aへの接合に適した接合方法、例えば、ボンディングワイヤ99,110を用いたワイヤボンディングを適用できる。
また、第1バスバー78および第2バスバー79の切断面78c,79cには、金属への接合に適した接合方法、例えば、抵抗溶接を適用できる。第1バスバー78および第2バスバー79は、外表面にニッケルめっき層78a,79aが形成された金属板78b,79bを所定の切断面78c,79cで切断するという簡易な構成でよいので、製造に手間がかからない。
例えば、金属板をバスバーの形状に形成し、その後金属板の外表面の一部にのみめっき層を形成する場合には、めっきの際に、めっき層を形成しない部分をマスキング材で覆い、めっき処理の後に、このマスキング材を剥がす必要がある。
これに対し、本実施形態によれば、予めニッケルめっき層78a,79aが形成された金属板78b,79bを切断することにより、第1バスバー78および第2バスバー79を形成するので、マスキング処理が不要である。したがって、第1バスバー78および第2バスバー79の製造に手間がかからず、製造コストを少なくできる。
さらに、各平行部98a,98b,109a,109bを、パワー基板49の主面49aと平行に配置している。これにより、第1コンデンサ81の端子81b,81cおよび第2コンデンサ82の端子82b,82cをパワー基板49の主面49aと平行に配置することができる。したがって、各上記端子81b,81c,82b,82cをパワー基板49の主面49aと直交する軸方向X1に延ばして配置した場合と比べて、各上記端子81b,81c,82b,82cが軸方向X1に占める長さを格段に短くすることができる。よって、ECU12の小型化を達成できる。
さらに、ワイヤボンディングに適したニッケルめっき層78a,79aが第1バスバー78および第2バスバー79に形成されている。したがって、ボンディングワイヤ99,110を介した、パワー基板49と第1バスバー78および第2バスバー79との接続の強度をより高くできる。さらに、第1バスバー78および第2バスバー79の金属板78b,79bと、各コンデンサ81,82の対応する端子81b,82b,81c,82cとを直接、抵抗溶接によって接合できるので、第1バスバー78と各コンデンサ81,82との接続の強度、および第2バスバーと各コンデンサ81,82との接続の強度をより高くできる。
また、各平行部98a,98b,109a,109bと、対応する端子81b,82b,81c,82cとを、パワー基板49の主面49aと直交する軸方向X1に重ねることができる。この状態であれば、第1バスバー78と対応する端子81b,82bとを溶接機の一対の電極で挟み易い。同様に、第2バスバー79と対応する端子81c,82cとを溶接機の一対の電極で挟み易い。したがって、これら一対の電極間に電流を流して抵抗溶接を行うことが容易であり、ECU12の製造にかかる手間をより少なくできる。
さらに、第1コンデンサ81の第1端子81bおよび第2端子81cは、それぞれ、第1バスバー78の第1平行部98aおよび第2バスバー79の第2平行部109aに接合されている。これらの平行部98a,109aは、パワー基板49の主面49aと平行に配置されている。したがって、第1端子81bおよび第2端子81cの双方を、パワー基板49の主面49aと平行に配置することができる。
同様に、第2コンデンサ82の第1端子82bおよび第2端子82cは、それぞれ、第1バスバー78の第1平行部98bおよび第2バスバー79の第2平行部109bに接合されている。これらの平行部98b,109bは、パワー基板49の主面49aと平行に配置されている。したがって、第1端子82bおよび第2端子82cの双方を、パワー基板49の主面49aと平行に配置することができる。したがって、複数のバスバー78,79を設けた場合でも、ECU12を、パワー基板49の主面49aと直交する軸方向X1に薄くできる。
以上により、製造にかかる手間が少なく、且つ、小型化が達成された電動パワーステアリング装置1を実現できる。ECU12は、車両のダッシュボード下の狭いスペースに配置されるので、ECU12を小型化することは、電動パワーステアリング装置1のレイアウトの自由度を高めることに大きく貢献する。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、図10(A)および図10(B)に示すように、第1コンデンサ81の第1端子81bを、第1バスバー78の第6部分96aに形成された貫通孔113に通すことで、第1コンデンサ81の第1端子81bと第1バスバー78とを電気的に接続してもよい。
第1バスバー78に形成された貫通孔113の内周面は、金属板78bによって形成された切断面78cを含む。第1端子81bは、この貫通孔113を挿通しており、切断面78cに抵抗溶接により接合されている。
第1コンデンサ81の第2端子81cと第2バスバー79とを図10と同様に接合してもよい。また、第2コンデンサ82の第1端子82bと第1バスバー78とを図10と同様に接合してもよい。さらに、第2コンデンサ82の第2端子82cと第2バスバー79とを図10と同様に接合してもよい。
また、前述の実施形態において、めっき層の一例としてニッケルめっき層を挙げたけれども、これに限定されない。ニッケルめっき層以外のめっき層を設けてもよい。
さらに、第1バスバー78の第6部分96a,96bおよび第2バスバー79の第6部分106a,106bに接合される電気素子としてコンデンサを例示したけれども、コンデンサ以外の電気素子の端子を接合してもよい。
また、前述の実施形態において、回路基板としてパワー基板49を例示したけれども、これに限定されない。パワー基板以外の回路基板と、この回路基板に接続されるバスバーとを含む制御装置に本発明を適用してもよい。
また、上述の各実施形態では、いわゆるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に本発明が適用された例について説明したが、これに限らず、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置や、いわゆるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置等、他の形式の電動パワーステアリング装置に、本発明を適用してもよい。
また、上述の実施形態では、電動モータの出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置に本発明が適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置や、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。
また、車両用操舵装置以外の他の一般の装置に本発明を適用してもよい。
1…電動パワーステアリング装置、12…ECU(制御装置)、18…電動モータ、49…パワー基板(回路基板)、49a…主面、78,79…バスバー、78a,79a…ニッケルめっき層、78b,79b…金属板、78c,79c…切断面、79…保持部材、81…第1コンデンサ(電気素子)、81b,81c…端子、82…第2コンデンサ(電気素子)、82b,82c…端子、86…正極端子(正極)、87…負極端子(負極)、91,92,93,94,95…第1〜第5部分(第1バスバーの埋設部)、96a,96b,97…第6〜第7部分(第1バスバーの露出部)、98a,98b…第1平行部(第1バスバーの平行部)、101,102,103,104,105,107…第1〜第5部分および第7部分(第2バスバーの埋設部)、106a,106b,108…第6部分および第8部分(第2バスバーの露出部)、109a,109b…第2平行部(第2バスバーの平行部)。

Claims (4)

  1. 回路基板と、
    保持部材と、
    前記保持部材に埋設保持された埋設部および前記保持部材から露出する露出部を含み、前記回路基板に電気的に接続されたバスバーと、
    前記露出部に接続された端子を含む電気素子とを備え、
    前記バスバーは、外表面にめっき層が形成された金属板を所定の切断面で切断してなり、
    前記露出部における前記切断面は前記回路基板の主面と平行に配置された平行部を含み、
    前記平行部と前記端子とが接合されていることを特徴とする制御装置。
  2. 請求項1において、前記めっき層は、ニッケルめっき層であり、
    前記ニッケルめっき層と前記回路基板とはワイヤボンディングによって接続され、
    前記平行部と前記端子とは、抵抗溶接によって接合されていることを特徴とする制御装置。
  3. 請求項1または2において、前記バスバーは、前記回路基板の正極に接続された第1バスバーと、前記回路基板の負極に接続された第2バスバーとを含み、
    前記端子は、第1端子と、第2端子とを含み、
    前記第1端子および前記第2端子は、それぞれ、前記第1バスバーの平行部および前記第2バスバーの平行部に接合されていることを特徴とする制御装置。
  4. 請求項1〜3の何れか1項に記載の制御装置と、
    前記制御装置によって制御される電動モータとを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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