JP6220926B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動アクチュエータを制御する電子制御装置に関する。

近年、回生協調ブレーキ等のように電動アクチュエータを用いた技術が普及し、例えば、電動モータを介してブレーキ制御する電動アクチュエータと、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態等に基づいて電動モータを駆動制御する電子制御装置と、を組み合わせた構成が知られている。

また、前記電動モータと電子制御装置を機電一体構造とした電動パワーステアリング装置が特許文献１に開示されている。

さらに、機電一体構造としたオートマチックトランスミッションにおいて、電子制御装置のカバーに庇を設け、電子制御装置のケースとカバー間におけるシール結合部への直接の被水を防ぐ構造が特許文献２に開示されている。

特開２００２−１２７９２１号公報 特開２０１０―７１３４８号公報

しかしながら、特許文献２では、電子制御装置のケースと庇間に毛細管現象によって水分が進入する恐れがあった。このような状態は過度に放置しておくと、水分に含まれる不純物（塩分やカルシウム等）が徐々に結晶化して堆積する可能性もあり、それによる影響も懸念される。

本発明はかかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、機電一体構造の電子制御装置において、シール結合部のシール性の堅牢性を確保することが課題となる。

本願発明は、回路基板を収容するためのケースとカバーを有し、
前記ケースの底壁と、電動モータのモータハウジングに筒状に突出形成されて開口部を形成する筒状壁の端部がシール部材によってシールされた電子制御装置であって、
前記ケースの底壁は、シールされた前記筒状壁の端部の外側面よりも外側の位置に、前記モータハウジング側に突出して形成された突起部を備え、
前記突起部の突出方向の長さが、前記筒状壁の外側面と前記突起部の内側面との間の距離よりも短いことを特徴とする。

本発明によれば、機電一体構造の電子制御装置において、シール結合部のシール性の堅牢性を確保することが可能となる。

実施形態における電子制御装置を備えたアクチュエータユニットの分解斜視図である。 実施形態における電子制御装置の分解斜視図である。 実施形態における電子制御装置のケースを下方側から見た斜視図である。 実施形態における電子制御装置を下方側から見た平面図である。 電子制御装置概略を示す部分断面図である。 図１のアクチュエータユニットのＡ−Ａ断面図である。 実施形態におけるアクチュエータユニットのシール結合部および突起部を示す概略断面図である。 アクチュエータユニットのシール結合部および突起部の他例を示す概略断面図である。

以下に、本実施形態に係る電子制御装置を自動車のブレーキ用電動アクチュエータに適用した一例について、図１〜図８に基づいて詳細に説明する。

まず、図１に示すアクチュエータユニット１は、自動車に搭載される電動式のブレーキ倍力装置に用いられるものであって、三相交流電力によって駆動され、ブレーキ液の液圧を制御する電動アクチュエータの電動モータ２と、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態に基づいて電動モータ２を駆動制御するモータ制御装置（以下、電子制御装置と称する）３と、を備えている。なお、図示は省略しているが、電動モータ２は、いわゆるボール螺子機構により、ブレーキ液の液圧を制御する図示しないピストンを進退移動させる。

電動モータ２のモータハウジング４の円筒形の外面には、当該電動モータ２の軸方向に延びる一対の台座部５が電動モータ２の軸直角方向で互いに所定の間隔を隔てて形成されている。両台座部５のうち長手方向の両端部には螺子孔６ａが穿設された円形の着座面６がそれぞれ突出形成されている一方、電子制御装置３の筐体７のうち後述するケース１２にはモータハウジング４側の各着座面６にそれぞれ着座する４つの脚部８が形成されている。そして、筐体７側の各脚部８を挿通しつつモータハウジング４側の各螺子孔６ａに螺合する４つの制御装置取付螺子９により、電子制御装置３が電動モータ２に固定される。

他方、モータハウジング４のうち両台座部５同士の間の位置には略矩形の筒状壁１０が突出形成され、電子制御装置３の筐体７をモータハウジング４に固定したときに、電子制御装置３側のステータ接続部２０（図２，図４参照）および回転位置センサ接続部２３（図４参照）が、筒状壁１０の内周側に開口する開口部１１を通じてモータハウジング４内に臨むようになっている。前記ステータ接続部２０においては、例えばモータハウジング４内のステータ（図示省略）に接続される端子を具備したものが挙げられる。回転位置センサ接続部２３においては、モータハウジング４内の回転位置センサからのハーネス（図示省略）が接続される。この回転位置センサにおいては、周知のように、モータハウジング４内に設けられたロータ（図示省略）の回転位置を検出するものであって、当該回転位置センサの出力信号が電子制御装置３による電動モータ２の駆動制御に供されるものが挙げられる。

前記開口部１１を囲む筒状壁１０の先端には、無端状に連続した溝部１０ａが形成されており、この溝部１０ａに配置されるシール部材（図示省略）がケース１２の底壁に圧接されることにより、モータハウジング４の内外をシールするようになっている。

図１，図２に示すように、電子制御装置３の筐体７は、ケース１２とカバー１５と、からなる。ケース１２は、底壁１３と四方を囲む周壁１４とを有し、上面が上方に向けて開口する平面視で略矩形状をなす。カバー１５は、ケース１２の上面開口を閉蓋する平面視で略矩形状をなす。筐体７の内部には、「回路基板」に相当するパワーモジュール１６と、「第２の回路基板」に相当する制御モジュール１７と、が収容されている。詳しくは、ケース１２の底壁１３寄りにパワーモジュール１６が位置し、その上方に、所定の間隔を隔てて制御モジュール１７が積層配置されている。そして、筐体７は、ケース１２の底壁１３をモータハウジング４側に向けた姿勢でモータハウジング４に固定されるようになっている。

図１，図２に示すように、カバー１５は、例えば金属板を略皿状にプレス成形することで形成されているものであって、制御モジュール１７を収容すべくケース１２とは反対側に向けて膨出した膨出部４３と、その膨出部４３の外周縁に形成されたフランジ部４４と、そのフランジ部４４の外周縁を下向き（ケース１２側）に曲折してなる突縁部４５と、を備えている。

図２に示すように、ケース１２は、例えば熱伝導が比較的良好なアルミニウム合金を用いていわゆるアルミダイカスト法をもって型成形されたものである。当該ケース１２のうち矩形の周壁１４の一辺に相当する第１壁部１４ａには、パワーモジュール１６側の外部接続コネクタ１９が挿通する開口部３６が当該第１壁部１４ａの大部分を上方側から切り欠くようにして形成されている。開口部３６は外部接続コネクタ１９の根元部に形成されたフランジ部１９ａに合致する形状を呈しており、当該開口部３６の開口縁には、接着性を有するシール材（図示せず）を介してフランジ部１９ａが接着固定されている。なお、図２における符号１２ａは、ケース１２の外面に形成された冷却用のフィンを示している。

ケース１２のうち周壁１４の先端縁および外部接続コネクタ１９のうちフランジ部１９ａの上端縁には、連続したシール溝４６が形成されている。そして、そのシール溝４６にカバー１５側の突縁部４５を挿入した状態で、複数のカバー取付螺子３４によってカバー１５とケース１２とが締結固定されている。なお、図示は省略しているが、カバー１５とケース１２との間は、シール溝４６内にシール材を充填しておくことによりシールできる。

ケース１２の底壁１３には、当該底壁１３の四隅近傍の位置からカバー１５側に向けてそれぞれ突出する略円柱状のパワーモジュール支持部３７が４箇所に形成されている。各パワーモジュール支持部３７の頂部には、パワーモジュール取付螺子６１が螺合する螺子孔３７ａがそれぞれ形成されている。さらに、底壁１３のうち、パワーモジュール１６側に設けられるスイッチング素子の実装領域（図示省略）に対応した位置において、受熱部として、該底壁１３からカバー１５側に向けて略矩形のブロック状に突出したブロック状突出部３８が形成されている。このブロック状突出部３８は、熱容量の大きなヒートシンクとして機能する。

ブロック状突出部３８は、ケース１２の略中央部に位置し、矩形の周壁１４のうち互いに対向する第１壁部１４ａおよび第２壁部１４ｂに対しては、それぞれ所定の間隔を介して離れており、冷却用フィン１２ａを有する第３壁部１４ｃに対向する第４壁部１４ｄに対しては、やはり所定の間隔を介して離れている。そして、ブロック状突出部３８は、冷却用フィン１２ａを有する第３壁部１４ｃに一体に連続して形成されている。このブロック状突出部３８の頂面の四隅近傍には、パワーモジュール取付螺子６２が螺合する計４個の螺子孔３８ａが形成されている。

なお、図２，図３の符号４０は、ブロック状突出部３８のうち第３壁部１４ｃ側の端部に貫通形成された断面略矩形状のコネクタ挿通孔４０であって、図２，３の符号３９は、ブロック状突出部３８のうち第４壁部１４ｄ側の端面とケース１２の底壁１３とのなすコーナー部に貫通形成された電力供給端子挿通孔３９である。また、図２の符号４１は、第３壁部１４ｃのうちブロック状突出部３８よりも第２壁部１４ｂ側の位置に貫通形成され、空気は通すが水は通さない呼吸フィルタ４２（図１参照）が取り付けられた呼吸孔である。

図２に示すように、パワーモジュール１６は、例えば合成樹脂材料を用いて型成形したものであって、略平板状に形成されるとともに金属製のバスバー（図示省略）が表面ないし内部に多数インサートされた板状基部１８と、この板状基部１８の一端縁に一体に形成された外部接続コネクタ１９と、板状基部１８から該板状基部１８の平面と直交する方向に突出した前述のステータ接続部２０およびセンサ接続部２３（図４参照）と、を備えている。前記外部接続コネクタ１９は、「電源供給用コネクタ」に相当し、ケース１２側の開口部３６を通じて外部に臨んでいて、外部の電子機器との間で信号および電力を授受する。また前記板状基部１８のケース１２底壁１３側の面となる部品実装面には、種々の電子部品が実装されている。前記ステータ接続部２０は、前記部品実装面の略中央部に突設されている。また前記センサ接続部２３は、部品実装面の一方の端縁に突設されている。これらのステータ接続部２０およびセンサ接続部２３は、それぞれ矩形の板状をなし、互いに平行に延びている。

また、図２に示すように、板状基部１８のうち部品取付面１８ａとは反対側の制御モジュール対向面１８ｃには、当該制御モジュール対向面１８ａの外周縁部から面直角方向に突出して制御モジュール１７をいわゆるスナップフィット方式で係合保持するスナップフィット部４７が複数形成されているとともに、パワーモジュール１６と制御モジュール１７とを電気的に接続するための接続端子５２が複数突設されている。

そして、組立状態においては、制御モジュール支持部４８に制御モジュール１７が着座しているとともに、その制御モジュール１７のカバー対向面１７ｂに保持片４９の先端（爪状の先端）が係合している。これにより、制御モジュール１７は、板状基部１８に対して面直角方向で所定の間隔を隔てた位置、具体的にはケース１２の開口端よりもカバー１５内に入り込んだ位置で、各スナップフィット部４７によって位置決め保持されている。すなわち、制御モジュール１７は、カバー１５の膨出部４３内に収容されている。

図２に示すように、制御モジュール１７は、例えばガラスエポキシ樹脂に代表されるような非導電性樹脂材料からなる基板の表裏両面にそれぞれ配線パターン（図示省略）を形成し、その上に各種電子部品（図示省略）を実装することで構成されたものであって、当該制御モジュール１７の外周縁のうち各保持片４９に対応する位置には、それらの各保持片４９の胴体部の断面形状に合致する形状の切欠部１７ｃがそれぞれ形成されている。すなわち、制御モジュール１７は、各保持片４９の胴体部を各切欠部１７ｃにそれぞれ受容することにより、板状基部１８に平行な状態で位置決めされるようになっている。

また、図２に示すように、制御モジュール１７のうちパワーモジュール１６側の各接続端子５２に対応する位置には、スルーホール５３がそれぞれ貫通形成されている。各スルーホール５３は、それぞれ対応する接続端子５２を受容し、その接続端子５２に対して半田によって電気的に接続されている。そして、制御モジュール１７は、運転者によるブレーキ操作や自動車の運転状態にかかる情報を外部接続コネクタ１９および各接続端子５２を介してＣＰＵ（図示省略）等に入力および演算処理され、その情報に基づいて生成した駆動指令信号を、各接続端子５２を介してパワーモジュール１６に設けられた各スイッチング素子（図示省略）へ出力することで、各スイッチング素子をスイッチング動作させて電動モータ２を駆動することになる。

前述したように、前記電動モータ２の溝部１０ａ内にシール部材（例えば、Ｏリング等）７０を挿入した状態で、複数の制御装置取付螺子９によって電動モータ２と電子制御装置３（ケース１２）とを締結固定することにより、シール部材７０は圧接されモータハウジング４の内外および電子制御装置３の内外をシールするようになっている。図３，図４，図６に示すように、電動モータ２と電子制御装置３とを組み付けた状態の場合、シール部材７０は、コネクタ挿入孔４０，電力供給端子挿入孔３９を囲うように配置される。

また、図３，図４，図６に示すように、ケース１２の底壁１３における前記シール部材７０の外縁側からは、シール部材７０を囲うように、電動モータ２側に突出した突起部７１が形成されている。なお、前記突起部７１が途切れている箇所は、突起部７１以外にケース１２の底壁１３から電動モータ２側に突出しているものがあるため、その部分について突起部７１の形成を省略したものである。

図５に示すように、本実施形態１における前記突起部７１の突出方向の長さａは、ケース１２の側壁１４を伝った水分が落下方向に案内できる高さがあればよい。また、前記突起部７１の突出方向の長さａは、ケース１２の側壁１４と前記筒状壁１０との間に水分が引き上げられる毛細管現象が生じる長さのうち最も短い長さよりも短く形成される。さらに、前記突起部７１の突出方向の長さａが、モータハウジング４の筒状壁１０と突起部７１間の距離ｂよりも小さくなるように形成されている。また、前記突起部７１の突出方向の長さａは、ケース１２の底壁１３の厚さｃよりも短く形成される。さらに、前記筒状壁１０と突起部７１間の距離ｂも毛細管現象によりケース１２の側壁１４と筒状部１０間に水分が進入しない程度の大きさに形成される。

前記シール部材７０は、経年使用することにより劣化が見られ、特に使用環境が過酷な車両に搭載された電動モータ２や電子制御装置３に使用された場合には、その劣化の度合いが顕著となる。ここで、電子制御装置３のカバー１５等に落下した水分はケース１２の側壁１４から底壁１３を伝わりシール部材７０が被水する。このようにシール部材７０が被水すると、シール部材７０の劣化した部分に水分が進入し、場合によってはて腐食が進行し、腐食された部分における接着面の強度がさらに低下する可能性もある。

ここで、本実施形態のように、底壁１３における筒状壁１０とのシール結合部よりも外縁側に突起部７１を設けることにより、ケース１２の側壁１４を伝った水分は、突起部７１を案内経路として、ケース１２の底壁１３に伝わることなく突起部７１から落下する。その結果、水分がケース１２の底壁１３に伝わりシール部材７０が被水することを抑制することができ、シール部材７０の劣化を抑制することができる。そのため、電子制御装置３と電動モータ２は、シール部材７０により十分な気密性を保たれる。

また、特許文献２のように、突起部７１の突出方向の長さａが長く形成された場合には、ケース１２の側壁１４を伝った水分が毛細管現象により突起部７１と筒状壁１０間に進入する可能性も考えられ、過度に放置すると水分に含まれる不純物（塩分，カルシウム等）が徐々に結晶化して堆積する恐れもあり、それによる影響も懸念される。

しかしながら、本実施形態では、突起部７１の突出方向の長さａを短く形成したため、ケース１２の側壁１４を伝った水分が毛細管現象により突起部７１と筒状壁１０間に進入することを抑制することができる。その結果、ケース１２の側壁１４と筒状壁１０間において水分に含まれる不純物（塩分やカルシウム等）が徐々に結晶化したことに起因してケース１２が変形することを防止することができ、筒状壁１０と底壁１３間のシール性の低下を抑制することが可能となる。

さらに、前記突起部７１の突出方向の長さａがケース１２の底壁の厚さｃよりも短く形成されることにより、筒状壁１０とケース１２の側壁１４間において水分に含まれる不純物（塩分，カルシウム等）が結晶化したとしても、その結晶による応力はケース１２の底壁１３に係るため、突起部７１への応力が緩和され、突起部７１の反り返りを抑制することが可能となる。その結果、シール部材７０による筒状壁１０とケース１２の底壁間のシール性の低下が抑制され、シール部材７０により電動モータ２および電子制御装置３の十分な気密性が保たれる。

また、図７に示すように、本実施形態では、前記突起部７１が底壁１３の外縁端に形成され、突起部７１の根本部分は略Ｌ字状に形成されている。ここで、図８に示すように、突起部７１をシール部材７０と底壁１３の外縁端との間に形成してもよい。すなわち、図８では、突起部７１が底壁１３の外縁端ではなく、底壁１３の外縁端から僅かにシール部材７０側に形成されている。

このように、底壁１３の外縁端から僅かにシール部材７０側に突起部７１を形成することにより、突起部７１の根本部分はＴ字状となる。そのため、突起部７１と筒状壁１０との間で水分に含まれる不純物（塩分，カルシウム等）が結晶化したとしても、その結晶化による応力は突起部７１から底壁１３に逃げるため、根本部分がＬ字状の場合に比べて、前記突起部７１の反りを抑制することができる。その結果、シール部材７０によるシール性の低下が抑制され、シール部材７０により電動モータ２および電子制御装置３の十分な気密性が保たれる。

また、突起部７１の突出方向の長さａを短く形成することにより、車両への組み付けを容易にすると共に、モータハウジング４への干渉を抑制することが可能となる。

１…アクチュエータユニット
２…電動モータ
３…電子制御装置（モータ制御装置）
１０…筒状壁
１１…開口部
１２…ケース
１５…カバー
１６…パワーモジュール（回路基板）
１７…制御モジュール（第２の回路基板）
７０…シール部材
７１…突起部
ａ…突起部の突出方向の長さ
ｂ…突起部と筒状壁間の距離
ｃ…ケース底壁の厚み

Claims (3)

1. 回路基板を収容するためのケースとカバーを有し、
   前記ケースの底壁と、電動モータのモータハウジングに筒状に突出形成されて開口部を形成する筒状壁の端部がシール部材によってシールされた電子制御装置であって、
   前記ケースの底壁は、シールされた前記筒状壁の端部の外側面よりも外側の位置に、前記モータハウジング側に突出して形成された突起部を備え、
   前記突起部の突出方向の長さが、前記筒状壁の外側面と前記突起部の内側面との間の距離よりも短いことを特徴とする電子制御装置。
2. 前記突起部の突出方向の長さが、ケース底壁の厚みよりも短いことを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
3. 前記突起部は、
   ケース底壁の外縁端と電動モータのシール結合部との間に形成されたことを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。

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