JP6218955B2

JP6218955B2 - 車両用電子制御装置及びモータ駆動装置

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Publication number: JP6218955B2
Application number: JP2016549690A
Authority: JP
Inventors: 牛尾　公平; 公平牛尾; 浅尾　淑人; 淑人浅尾; 昭彦森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: EP3200286B1; US10734868B2; JPWO2016046898A1; CN106605336A; CN106605336B; EP3200286A4; US20170207685A1; EP3200286A1; WO2016046898A1

Description

この発明は、車両用電子制御装置及びモータ駆動装置において、特に該装置の電源、信号等を伝達するコネクタ周辺の防水構造に関するものである。

従来の車両用電子制御装置のコネクタ周辺の防水構造において、防水コネクタを使用して対応するものがあった。
しかし、防水コネクタを使用したとしても、筐体と筐体に内蔵されたターミナルとの間に極わずかな隙間ができ、さらに電子装置の発熱、冷却による温度変化により、水滴を吸収することも考慮しなければならなかった。
特に電子制御装置に水滴が入り込むと小型化部品のため短絡を発生させ、その結果電子制御装置が機能しなくなり、引いては車両の走行自体に影響をあたえる可能性もあり、防水性の確実な確保は重要なアイテムであった。
そのため、例えば、特許文献１に記載された電子制御装置のように、ターミナルが貫設された貫設壁の内壁側にシール剤を貯蔵可能な貯蔵部を有し、電子制御装置が内蔵された筐体の内側からシール剤を塗布することが行われていた。

特許第４９２９６５９号公報

特許文献１に開示された従来の構造においては、電子制御装置が内蔵された筐体の内側からシール剤を塗布しているが、そのためにターミナルが貫設された貫設壁の内面側に突出する貯留部を設ける必要がある。
現在では電子制御装置本体が小型化され、ますます筐体自体も縮小されてきており、この貯留部を設ける位置や、貯留部の大きさによっては、装置の小型化及び低コスト化に影響を及ぼすものであった。
また、防水性の面ではターミナルの全周面とターミナルとの界面についてシールしないと浸水の可能性があり、さらに筐体を構成する樹脂部材同士の界面も防水構造の対象であるため、これらすべてに対してシールする必要があった。

この発明は、以上のような従来の問題点を解決するためになされたもので、コネクタ周辺の防水構造をさらに簡略化し、低コスト化及び小型化を成し遂げることができる車両用電子制御装置及びモータ駆動装置を提供することを目的とするものである。

この発明に係わる車両用電子制御装置は、電子部品を搭載した制御基板をケースの内部に収容すると共に、前記制御基板を外部に接続するコネクタ部を前記ケースと一体的に形成された車両用電子制御装置において、
前記コネクタ部は、前記制御基板を覆うハウジング部と、前記ハウジング部に一体的に埋め込まれたターミナル部とで構成され、
前記ターミナル部は前記ハウジング部から突出した外部接続用のターミナルと、前記ターミナルから延伸し、前記制御基板に接続される中間経路部とを有し、
前記ハウジング部の一部に、前記中間経路部の全周を露出させる露出部を形成し、
前記露出部に対応する前記ハウジング部の前記制御基板側に、前記ハウジング部と当接して有底の溝部を形成するプレートを設けると共に、前記溝部に前記ハウジング部と前記中間経路部の界面をシールする界面封止部材を設けたものである。

この発明によれば、コネクタ周辺の防水機能を高めると共に、防水構造をさらに簡略化し、低コスト化及び小型化を図れる車両用電子制御装置及びモータ駆動装置を実現することができる。

この発明の実施の形態１における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す断面構成図である。図1におけるＡ−Ａ断面図である。この発明の実施の形態２における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す部分断面構成図である。この発明の実施の形態３における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す部分断面構成図である。この発明の実施の形態４における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す部分断面構成図である。この発明の実施の形態５における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す部分断面構成図である。この発明の実施の形態５におけるプリモールドタイプのターミナル部を示す斜視図である。この発明の実施の形態６における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す部分断面構成図である。図８におけるＢ−Ｂ断面図である。この発明の実施の形態７における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す部分断面構成図である。この発明の実施の形態８における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す部分断面構成図である。

実施の形態１．
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態１について説明する。図１，２は、この発明の実施の形態１における車両用電子制御装置を備えたモータ駆動装置を示す断面構成図及びＡ−Ａ断面図を示すものである。
図１、２において、モータ駆動装置１００は、電動モータ５１と、この電動モータ５１の軸方向端部に一体的に組み付けられ、電動モータ５１への給電及び電動モータ５１の駆動制御を行う車両用電子制御装置１０により構成されている。

電動モータ５１は、３相ブラシレスモータで、回転子５２とＵ相、Ｖ相、Ｗ相からなる電機子巻線５３を有する固定子５４と、この固定子５４を外周で覆うモータフレーム５５と、モータフレーム５５に同軸上に固定され、回転子５２を回転自在に支持する出力側のベアリング５６と、反出力側のベアリング５７と、出力軸５８を備えている。

車両用電子制御装置１０は、制御基板１１と、電動モータ５１を駆動するパワー部１２と、複数の導電板がインサート成形されたフレーム１３と、トルクセンサ及び車両信号を接続する信号コネクタ１４と、電源部と接続する電源コネクタ４０と、信号コネクタ１４及び電源コネクタ４０と一体化された制御基板１１を囲むケース１５と、パワー部１２と当接する熱伝導率の高い金属製ヒートシンク１６と、ノイズフィルターのコイルが実装され、複数の導電板がインサート成形されたケースフレーム１７を備えている。

ケース１５に形成された信号コネクタ１４は、ケース１５の一部を構成し、制御基板１１を覆う樹脂部材からなるハウジング部１９と、このハウジング部１９と一体的に形成された金属導体からなるターミナル部２０とで構成されている。
ターミナル部２０はハウジング部１９から突出した外部接続用のターミナル２０ａと、ターミナル２０ａから延伸し、制御基板１１に接続される中間経路部２１とを有し、ハウジング部１９の一部に、中間経路部２１の全周を露出させる露出部２３を形成している。
また、ケースフレーム１７の上面１７ａと、ハウジング部１９の内面１９ａが密着して固定されており、露出部２３とケースフレームの上面１７ａによって、有底の溝部２４を形成しており、この溝部２４には、ハウジング部１９と中間経路部２１とを液密にシールする為の界面封止部材２５が充填されている。

一方、ターミナル部２０の中間経路部２１は、フレーム１３から信号コネクタ１４の座面部２２側へ延出したターミナル１８の端部の位置まで延出してハウジング部１９の外部で接合部２７にて接合され、ターミナル１８を介して制御基板１１に接続されている。
更に、接合部２７の周囲におけるハウジング部１９の外面には凹部２６が形成され、この凹部２６に嵌合するカバー２８によって接合部２７を覆うと共に、凹部２６には界面封止部材２９が充填され、カバー２８が凹部２６に液密にシールされて固定されている。

一方、電源コネクタ４０は、ハウジング部４１とターミナル部４２とで構成され、ターミナル部４２はハウジング部４１に埋め込まれた中間経路部４３と嵌合部底面に座面部４４を有し、中間経路部４３上にあって、ハウジング部４１の内面１９ａ側に対して凹状の有底貯留部４５が設けられており、中間経路部４３は有底貯留部４５の位置で全周が露出され、有底貯留部４５には、中間経路部４３の露出部とハウジング部４１を液密にシールする為の界面封止部材４６が充填されている。

このように構成された車両用電子制御装置１０においては、車両の図示しないイグニッションスイッチをオン状態として制御基板１１に電源部から電源コネクタ４０を経由して電力が供給され、トルクセンサと車速センサからの情報信号を、信号コネクタ１４を経由して制御基板１１に実装された図示しないマイクロコンピュータに入力され、操舵補助トルクに相当する電流値を演算し、パワー部１２により、電動モータ５１にモータ駆動電流が流れて電動モータ５１に所要回転方向に所要量の補助トルクが出力され、出力軸５８からギヤ減速機５９に動力が伝達される。

以上のように、この実施の形態１では、電子部品を搭載した制御基板１１をケース１５の内部に収容すると共に、制御基板１１を外部に接続するコネクタ部２０をケース１５と一体的に形成された車両用電子制御装置１０において、コネクタ部２０は、制御基板１１を覆うハウジング部１９と、ハウジング部１９に一体的に埋め込まれたターミナル部２０とで構成され、ターミナル部２０はハウジング部１９から突出した外部接続用のターミナル２０ａと、ターミナル２０ａから延伸し、制御基板１１に接続される中間経路部２１とを有し、ハウジング部１９の一部に、中間経路部２１の全周を露出させる露出部２３を形成し、露出部２３にハウジング部１９と中間経路部２１の界面をシールする界面封止部材２５を設けているので、少なくとも信号コネクタ１４において、界面封止部材を貯蔵する貯蔵部をハウジング部１９の内面１９ａ側に突出させる必要がなく、装置の小型化及び低コスト化が図れる。

加えて、ターミナル部２０の中間経路部２１は、フレーム１３から信号コネクタ１４の座面部２２側へ延出したターミナル１８の端部の位置まで延出してハウジング部１９の外部で接合部２７にて接合され、ターミナル１８を介して制御基板１１に接続され、更に、接合部２７の周囲におけるハウジング部１９の外面には凹部２６が形成され、この凹部２６に嵌合するカバー２８によって接合部２７を覆うと共に、凹部２６には界面封止部材２９が充填され、カバー２８が凹部２６に液密にシールされて固定されているので、ケース１５の外装側から水分が掛って、信号コネクタ１４の座面部２２に水滴が貯留し、中間経路部２１とハウジング部１９の界面に水分が侵入してきても、接合部２７は、全周にわたり、界面封止部材２９が充填されているので、制御基板１１の方には、浸水することはない。

また、電源コネクタ４０は、ハウジング部４１の内面１９ａ側に対して凹状の有底貯留部４５が設けられており、中間経路部４３は有底貯留部４５の位置で全周が露出され、有底貯留部４５には、中間経路部４３の露出部とハウジング部４１を液密にシールする為の界面封止部材４６が充填されているので、電源コネクタ４０についても同様に、制御基板１１の方には、浸水することはない。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２における車両用電子制御装置を示す部分断面構成図を示すものである。
実施の形態１においては、溝部２４は、ケースフレーム１７の上面１７ａと、ハウジング部１９の内面１９ａが密着して固定されており、露出部２３とケースフレーム１７の上面１７ａによって、有底の溝部２４を形成しているが、この実施の形態２においては、ケースフレーム１７の上面１７ａにケースフレーム１７の代わりにプレート３１を取り付けて、有底の溝部２４を形成している。
なお、プレート３１として粘着テープを用いることもできる。
このような構成によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３における車両用電子制御装置を示す部分断面構成図を示すものである。
上記実施の形態１，２においては、ターミナル部２０の中間経路部２１は、金属導体からなる単品であるとしたが、この実施の形態３においては、ターミナル部２０としてプリモールドタイプのものを用い、露出部２３以外の中間経路部２１をハウジング部１９とは別体で成形したプリモールド樹脂３０で部分的に覆い、プリモールド樹脂３０の露出部２３側の端部３０ａが露出部２３から座面部２２側に離れて位置している。
このような構成によれば、プリモールドタイプのターミナル部２０を用いても、実施の形態１，２と同様の効果が得ることができる。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４における車両用電子制御装置を示す構成図を示すものである。
図５に示すように、上記実施の形態３においては、ターミナル部２０のプリモールド樹脂３０の露出部２３側の端部３０ａが、露出部２３から座面部２２側に離れて設置されているとしたが、プリモールド樹脂３０の端部３０ａが、露出部２３側に露出しており、溝部２４の一部を形成している。
このような構成によると、実施の形態１〜３と同様の効果を得ることができる上、プリモールド樹脂３０の端部３０ａの位置決めと露出部２３を形成する成形型の部品が同一で構成できるので、信号コネクタ１４を精度よく成形でき、品質向上が図れる。

実施の形態５．
図６，７は、この発明の実施の形態５における車両用電子制御装置を示す部分断面構成図とプリモールド樹脂で成形されたプリモールドタイプのターミナル部２０の斜視図を示すものである。
実施の形態４においては、露出部２３は、ターミナル部２０の中間経路部２１上にあって、ハウジング部１９の一部に設けられており、中間経路部２１は露出部２３により全周露出されているとしたが、この実施の形態５においては、図６，７に示すように、プリモールド樹脂３０の中間部に中間経路部２１を全周露出させる露出穴３２が形成されると共に、設置され、露出穴３２の中に界面封止部材３３が充填され、露出穴３２で全周露出された中間経路部２１とプリモールド樹脂が封止されている。
また、プリモールド樹脂３０の端部３０ａが露出部２３に露出して溝部２４の一部を形成すると共に、プリモールド樹脂３０から突出して露出部２３に位置する中間経路部２１は、ハウジング部１９の樹脂に覆われ、中間経路部２１とプリモールド樹脂３０とハウジング部との３部位にまたがる界面に、界面封止部材２５が設けられている。
ている。

このような構成によると、上記実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる上、露出穴３２を、ターミナル部２０を樹脂平面に並列設置させてインサート成形する為のタイバー部３４をカットする穴として併用でき、プリモールドの加工コストが削減できる。また、ターミナル部とハウジング部とを一体成形する際に、露出穴３２を成形金型の押え位置として利用することができると共に、中間経路部２１を露出部２３で全周露出させるための成形金型に型締め用の端子逃げ部を形成しなくてもよく、金型費用が低減できる。更に、露出部２３のシールが、ハウジング部１９とプリモールド樹脂３０の２界面を界面封止部材２５で封止するので、シール界面が少なくてよく、シール性の向上が図れる。

実施の形態６．
図８、図９は、この発明の実施の形態６における車両用電子制御装置を示す部分断面構成図とＢ−Ｂ断面図を示すものである。
上記実施の形態５においては、プリモールド樹脂３０の端部３０ａが露出部２３に露出していると共に、露出部２３に位置するターミナル部２０は、ハウジング部１９の樹脂で覆われているとしたが、この実施の形態６においては、図８、図９に示すように、露出部２３が、プリモールド樹脂３０の外周上にあって、露出穴３２以外の箇所に形成され、露出部２３において、プリモールド樹脂３０が全周露出しており、露出部２３に前記界面封止部材２５が液密に充填されている。
このような構成によっても、上記実施の形態５と同様の効果が得ることができる。

実施の形態７．
図１０は、この発明の実施の形態７における車両用電子制御装置を示す部分断面構成図を示すものである。
上記実施の形態１〜６においては、溝部２４は、ハウジング部１９の外面側にあって、接合部２７の周囲の凹部２６とは異なる位置に形成されているが、この実施の形態７においては、図１０に示すように、溝部２４が凹部２６の一部として構成されている。
このような構成によると、実施の形態１〜６と同様の効果を得ることができるほか、凹部２６における界面封止部材２９を溝部２４にも兼用できるため、使用材料を削減できると共に、加工時間も短縮でき、コストも低減できる。

実施の形態８．
図１１は、この発明の実施の形態８における車両用電子制御装置を示す部分断面構成図を示すものである。
上記実施の形態１〜７において、ターミナル部２０の中間経路部２１を、フレーム１３から信号コネクタ１４の座面部２２側へ延出したターミナル１８の端部の位置まで延出してハウジング部１９の外部で接合部２７にて接合する構成としたが、この実施の形態７においては、図１１に示すように、中間経路部２１が、制御基板１１側に延出され、前記制御基板１１に直接接続されている。
このような構成によると、上記実施の形態１〜７のように接合部２７が、ハウジング部１９の外部に延出しないので、防水の為のカバー２８及び凹部２６、界面封止部材２９が不要となり、部品点数及び加工工数が削減でき、小型化及び低コスト化が図れる。

なお、実施の形態１〜８において、露出部２３は、ケース１５の成形時に、ターミナル部２０または、プリモールド樹脂３０を型締めする際の押さえの穴または溝に利用してもよい。
また、界面封止部材２５，２９のうち、少なくとも１つはポッティング樹脂であってもよい。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０車両用電子制御装置、１１制御基板、１２パワー部、
１３フレーム、１４信号コネクタ、１５ケース、
１６ヒートシンク、１７ケースフレーム、１７ａ上面、
１８ターミナル、１９ハウジング部、１９ａ内面、
２０ターミナル部、２０ａターミナル、２１中間経路部、
２２座面部、２３露出部、２４溝部、２５界面封止部材、
２６凹部、２７接合部、２８カバー、２９界面封止部材、
３０プリモールド樹脂、３０ａ端部、３１プレート、
３２露出穴、３３界面封止部材、３４タイバー部、
４０電源コネクタ、４１ハウジング部、４２ターミナル部、
４３中間経路部、４４座面部、４５有底貯留部、
４６界面封止部材、５１電動モータ、５２回転子、
５３電機子巻線、５４固定子、５５モータフレーム、
５６、５７ベアリング、５８出力軸、５９ギヤ減速機、
１００モータ駆動装置。

Claims

電子部品を搭載した制御基板をケースの内部に収容すると共に、前記制御基板を外部に接続するコネクタ部を前記ケースと一体的に形成された車両用電子制御装置において、
前記コネクタ部は、前記制御基板を覆うハウジング部と、前記ハウジング部に一体的に埋め込まれたターミナル部とで構成され、
前記ターミナル部は前記ハウジング部から突出した外部接続用のターミナルと、前記ターミナルから延伸し、前記制御基板に接続される中間経路部とを有し、
前記ハウジング部の一部に、前記中間経路部の全周を露出させる露出部を形成し、
前記露出部に対応する前記ハウジング部の前記制御基板側に、前記ハウジング部と当接して有底の溝部を形成するプレートを設けると共に、前記溝部に前記ハウジング部と前記中間経路部の界面をシールする界面封止部材を設けた
ことを特徴とする車両用電子制御装置。
前記プレートとして粘着テープを用いたことを特徴とする請求項１記載の車両用電子制御装置。
前記ターミナル部は、前記露出部以外の中間経路部を前記ハウジング部とは別体の樹脂で形成されたプリモールド樹脂で覆われていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用電子制御装置。
前記プリモールド樹脂の端部が、前記露出部側に露出しており、前記溝部の一部を形成していることを特徴とする請求項３記載の車両用電子制御装置。
前記プリモールド樹脂の一部に前記中間経路部の全周を露出させる露出穴を形成し、前記露出穴に界面封止部材を設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の車両用電子制御装置。
前記露出穴は、前記ターミナル部と前記ハウジング部とを一体成形するための成形金型の押え位置として利用することを特徴とする請求項５記載の車両用電子制御装置。
前記プリモールド樹脂の端部が、前記露出部側に突出して前記溝部の一部を形成し、前記中間経路部と前記プリモールド樹脂と前記ハウジング部との３部位にまたがる界面に、前記界面封止部材を設けたことを特徴とする請求項５または６に記載の車両用電子制御装置。
前記露出部が、前記プリモールド樹脂の外周上にあって、前記露出穴以外の箇所に形成され、前記露出部において、前記プリモールド樹脂が全周露出していることを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載の車両用電子制御装置。
前記ハウジング部は座面部を有し、
前記ターミナル部は、前記ターミナルが前記座面部に対してほぼ垂直に挿入され、前記中間経路部が前記ターミナルとは異なる方向に曲げて延伸され、さらに再度前記座面部側から延出されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の車両用電子制御装置。
前記制御基板から延長された端子群が前記ターミナルと接合され、この接合位置を前記ハウジング部の外装に設け、この接合位置周囲に凹部と、この凹部近傍に前記露出部を設け、前記接合位置を覆うカバーを前記凹部に嵌合し、前記凹部と前記露出部に界面封止材を設けたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の車両用電子制御装置。
前記ハウジング部は座面部を有し、
前記ターミナル部は、前記ターミナルが前記座面部に対してほぼ垂直に挿入され、前記中間経路部が前記ターミナルとは異なる方向に曲げて延伸され、さらに前記制御基板側に延出され、前記制御基板と接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の車両用電子制御装置。
前記界面封止部材はポッティング樹脂であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の車両用電子制御装置。
電動モータと、この電動モータの軸方向端部に一体的に装着された請求項１から１２のいずれか一つに記載の車両用電子制御装置を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。