JP7358726B2 - モータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ装置に関する。

特許文献１に記載されるように、モータ及びモータへの給電をインバータを通じて制御するマイコンをモータケースに収容したモータ装置が存在している。インバータとモータの巻線との間は、モータ線によって接続されている。これらのマイコン、インバータ、及びモータ線は同一基板上に配置されている。モータケースのシール性の低下等の各種の要因に起因して、モータケースの内部に水が入ることがある。特許文献１では、マイコンの異常検出部は、モータ線とモータケースとの間の抵抗の変化を検出することにより、モータケースの内部への浸水を検出している。

特開２０１６－１１９７９９号公報

特許文献１では、モータケースの内部への浸水を検出するための構成をモータケースの内部に設けたことを開示するのみであり、モータケースの内部への浸水を検出するための構成を重力方向に対してどのように配置するのかについては何ら考慮していない。このため、重力の影響によってマイコンが先に浸水することで、フェイルセーフ等のモータの管理ができないような自体を招いてしまう。

上記課題を解決するモータ装置は、回転軸を有するモータと、前記モータへの給電経路である複数相のモータバスバーと、前記モータバスバーを介して前記モータへの給電を制御する制御回路と、前記モータバスバー及び前記制御回路を収容するハウジングと、を備えたモータ装置であって、複数相のうち少なくとも２相の特定のモータバスバーは、前記モータ装置が取付対象に取り付けられた状態において、前記制御回路よりも重力方向下側に配置されており、前記制御回路は、前記特定のモータバスバーへの給電状態の変化に基づいて、前記ハウジング内に浸水が生じたことを検出する浸水検出手段を備えている。

モータ装置のハウジングの内部に水が入った場合、入り込んだ水は重力の影響によってハウジングの内部において重力方向下側へと移動する。そこで、上記構成によれば、重力方向を考慮してハウジングの内部に浸水が発生したことを検出できる配置を採用している。ハウジングの内部に相当量の水が入った場合には、制御回路が浸水するよりも前に、制御回路よりも重力方向下側に配置されている少なくとも２相の特定のモータバスバーが浸水する。このため、特定のモータバスバーへの給電状態の変化を把握することにより、浸水検出手段によって制御回路が浸水するよりも前にモータ装置の内部に浸水が生じたことを検出することができるようになる。これにより、制御回路が浸水するよりも前にモータ装置の内部に浸水が生じたことを検出できることから、浸水を検出した後のモータの駆動を管理することができるため、例えばフェイルセーフ等の制御を実行することができるようになる。

上記のモータ装置において、前記特定のモータバスバーは、重力方向と略直交する方向に並んで配置されていることが好ましい。
上記構成によれば、特定のモータバスバーを重力方向と直交する方向に並んで配置していることから、特定のモータバスバーを重力方向に並んで配置する場合と比べると、モータの径方向のサイズについて大きくなる傾向を抑制することができる。

上記のモータ装置において、前記モータは、前記回転軸が重力方向と交差するように配置され、前記モータは、磁石を有するとともに前記回転軸と一体回転可能に固定されたロータと、コイルを有するとともに前記ロータの外周面との間に径方向に隙間を空けて配置されたステータとを有し、前記特定の前記モータバスバーは、前記コイルよりも重力方向下側に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、ハウジングの内部に入り込んだ水によってモータバスバーが浸水する際、特定のモータバスバーがコイルよりも重力方向下側に配置されていることから、コイルが浸水するよりも前にモータバスバーが浸水することになる。このため、特定のモータバスバーへの給電状態の変化を把握することにより、コイルが浸水するよりも前にモータ装置の内部に浸水が生じたことを検出することができるようになる。

上記のモータ装置において、複数相の前記モータバスバーを一系統とした複数系統のモータバスバーを備え、複数系統のうち少なくとも１系統の前記モータバスバーは、複数系統のうち他系統の前記モータバスバーよりも、重力方向下側に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、ハウジングの内部に入り込んだ水によってモータバスバーが浸水する際、複数系統のモータバスバーのうち少なくとも１系統のモータバスバーは、他系統のモータバスバーよりも先に浸水することになる。このため、重力方向下側に配置されている少なくとも１系統のモータバスバーへの給電状態の変化を把握することで、複数系統のモータバスバーのうち他系統のモータバスバーが浸水するよりも前に、モータ装置の内部に浸水が生じたことを検出することができるようになる。また、１系統のモータバスバーへの給電状態の変化を通じてハウジングの内部への浸水を検出したときであっても、他系統のモータバスバーは未だ浸水していないことがある。このような場合、他系統のモータバスバーが浸水するまでの間は、他系統のモータバスバーを通じてモータの駆動制御を継続することができる。

上記のモータ装置は、軸方向に往復移動するラック軸と前記モータの前記回転軸の回転を前記ラック軸の往復移動に変換して前記ラック軸に伝達する伝達機構とを収容するラックハウジングに前記ハウジングが連結され、前記ハウジングは、前記ラック軸よりも重力方向下側に配置されているものに好適である。

上記構成によれば、モータ装置の内部に浸水しやすい配置とされていることから、制御回路が浸水するよりも前にモータ装置の内部に浸水が生じたことを検出できる構成を採用していることは有意である。

上記のモータ装置において、前記ハウジングは、軸方向に往復移動するラック軸と前記モータの前記回転軸の回転を前記ラック軸の往復移動に変換して前記ラック軸に伝達する伝達機構とを収容するとともに、前記ラック軸及び転舵輪を連結するタイロッドとラックハウジングとの間に接続されて前記ハウジングの水密構造よりも耐水性が脆弱な部位であるラックブーツによって内部への浸水を抑制する構造をなす前記ラックハウジングよりも、耐水性に優れた水密構造をなすことが好ましい。

上記構成によれば、ラックブーツを介したラックハウジングの内部への浸水よりも、モータ装置の内部への浸水が生じにくくすることができる。
上記のモータ装置において、複数相の前記モータバスバー及び前記制御回路が接続されている基板を有し、前記基板は重力方向と直交する水平方向に対して交差して設けられており、前記特定のモータバスバーは、前記基板の重力方向における最下点に接続されていることが好ましい。

特定のモータバスバーが基板の重力方向における最下点に接続されていることから、基板が浸水する際には、最初に特定のモータバスバーが浸水することになる。このことから、モータ装置の内部への浸水を検出しやすい構造とすることができる。

本発明のモータ装置によれば、制御回路が浸水するよりも前にハウジングの内部への浸水を検出することができる。

ステアリング装置の概略構成を示すブロック図。 モータ装置の概略構成図。 モータバスバーと回路基板との接続構造を示す概略構成図。 回路基板に搭載された制御回路及びモータバスバーを回転軸の軸方向から見たときの概略構成図。 ２相のモータバスバーが短絡した場合の各相のモータバスバーの電圧値の関係を示すグラフ。 他の実施形態において、回路基板に搭載された制御回路及びモータバスバーを回転軸の軸方向から見たときの概略構成図。

電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に搭載されたモータ装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は、運転者によるステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪３を転舵させる操舵機構２と、操舵機構２にステアリング操作を補助するための補助力を発生させるモータ装置２０を有するアクチュエータ４とを備えている。

操舵機構２は、ステアリングホイール１０が連結されているステアリング軸１１と、ステアリング軸１１の回転に応じて軸方向に往復移動するラック軸１２と、ラック軸１２が往復移動可能に挿通されるハウジングとしてのラックハウジング１３とを備えている。ステアリング軸１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラム軸１１ａと、コラム軸１１ａの下端部に連結された中間軸１１ｂと、中間軸１１ｂの下端部に連結されたピニオン軸１１ｃとを有している。ラックハウジング１３は、それぞれ円筒状に形成された第１ラックハウジング１４と第２ラックハウジング１５とを連結してなる。ラック軸１２とピニオン軸１１ｃとは、第２ラックハウジング１５内に所定の交差角をもって配置されている。ラックアンドピニオン機構１８は、ラック軸１２に形成されたラック歯１６とピニオン軸１１ｃに形成されたピニオン歯１７とが噛合されることで構成されている。また、ラック軸１２の両端には、タイロッド１９が連結されている。タイロッド１９の先端は、転舵輪３が組み付けられたナックルに連結されている。ラックハウジング１３の軸方向における端部とタイロッド１９との間には、蛇腹筒状体のラックブーツ１９ａがそれぞれ配置されている。ラックブーツ１９ａは、水等の異物がラックハウジング１３の内部に侵入することを抑制している。ＥＰＳ１では、ステアリング操作に伴うステアリング軸１１の回転運動は、ラックアンドピニオン機構１８を介してラック軸１２の軸方向の往復直線運動に変換される。この軸方向の往復直線運動がタイロッド１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪３の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

アクチュエータ４は、駆動源としてのモータ２１を有するモータ装置２０と、モータ２１の回転軸２１ａの回転を伝達するベルト伝達機構２２と、ベルト伝達機構２２を介して伝達された回転運動をラック軸１２の往復移動運動に変換するボールねじ機構２３とを備えている。ベルト伝達機構２２及びボールねじ機構２３は、伝達機構を構成している。モータ装置２０は、ラック軸１２よりも重力方向下側に配置されている。モータ装置２０は、車室外に配置されているとともに、取付対象であるラックハウジング１３の重力方向下側の部分と連結されている。モータ２１の回転軸２１ａはラック軸１２と平行に配置されている。なお、厳密には、モータ２１の回転軸２１ａは、ベルト伝達機構２２のベルトのテンションによって、わずかに平行から傾いて配置されている。本実施形態では、重力方向は、モータ２１の回転軸２１ａと直交する方向である。アクチュエータ４は、第１ラックハウジング１４と第２ラックハウジング１５との連結部分に設けられている。アクチュエータ４は、モータ２１の回転軸２１ａの回転運動をベルト伝達機構２２を介してボールねじ機構２３に伝達するとともに、ボールねじ機構２３によってラック軸１２の往復直線運動に変換することで操舵機構２にアシスト力を付与する。操舵機構２にアシスト力が付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

モータ装置２０は、モータ２１への給電を制御する電子制御装置３０を有している。また、車両には、報知部１００が搭載されている。報知部１００は、例えばインストルメントパネル等に設けられた警告灯である。報知部１００は、電子制御装置３０に接続されている。電子制御装置３０は、何らかの異常が生じた場合、報知部１００を点灯させる。

モータ装置２０について説明する。
図２に示すように、モータ装置２０は、モータ２１及び電子制御装置３０を収容するハウジングとしてのモータハウジング２４を備えている。

モータハウジング２４は、開口部を有する有底円筒状の第１モータハウジング２５及び開口部を有する有底円筒状の第２モータハウジング２６を有している。モータ装置２０がＥＰＳ１に搭載された状態において、第１モータハウジング２５及び第２モータハウジング２６は、重力方向と直交する方向に分割されている。モータハウジング２４の内部には、ヒートシンク２７が設けられている。ヒートシンク２７は、第１モータハウジング２５の開口部に嵌合されている。また、第２モータハウジング２６の開口部がヒートシンク２７（第１モータハウジング２５の開口部）と対向した状態で、第２モータハウジング２６にヒートシンク２７が取り付けられている。ヒートシンク２７及び第２モータハウジング２６は、それらの外周面に設けられた円環状のフランジ部において、互いにボルト２８で固定されている。ヒートシンク２７のフランジ部に設けられた円環状の凹部と第２モータハウジング２６のフランジ部に設けられた円環状の凹部との間には、モータハウジング２４の内部への水等の異物の侵入を抑制するための第１シール部２９ｃが設けられている。第１シール部２９ｃには、例えばＯリングが採用されている。また、ヒートシンク２７の外周面に設けられた円環状の凹部と第１モータハウジング２５の内周面との間には、モータハウジング２４の内部への水等の異物の侵入を抑制するための第２シール部２９ｄが設けられている。ヒートシンク２７と第１モータハウジング２５の内面との間には、それらに囲まれることにより第１空間Ｓ１が形成されている。ヒートシンク２７と第２モータハウジング２６の内面との間には、それらに囲まれることにより第２空間Ｓ２が形成されている。

第１モータハウジング２５の内部である第１空間Ｓ１には、モータ２１が収容されている。モータ２１としては、三相ブラシレスモータが採用されている。モータ２１は、第１モータハウジング２５の内周面に嵌合された円筒状のステータ４０と、回転軸２１ａの外周に嵌合されるとともにステータ４０の内周に隙間を空けて配置されている円筒状のロータ５０とを備えている。回転軸２１ａは、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを繋ぐようにヒートシンク２７に形成された貫通孔２７ａを貫通して配置されている。回転軸２１ａの第２の端部、すなわち図２中の第２モータハウジング２６側の端部は、第２空間Ｓ２に位置している。回転軸２１ａの第１の端部、すなわち図２中の第２モータハウジング２６と反対側の端部は、第１モータハウジング２５の外部に位置している。回転軸２１ａは、大径部２１ｂと、大径部２１ｂを軸方向において挟むように位置する第２小径部２１ｃ及び第１小径部２１ｄとを有している。第２小径部２１ｃは、大径部２１ｂよりも第２モータハウジング２６側に位置している。第１小径部２１ｄは、大径部２１ｂよりも第２モータハウジング２６と反対側に位置している。第２小径部２１ｃとヒートシンク２７の貫通孔２７ａに設けられた凹み２７ｂとの間には、第２軸受２９ｂが設けられている。第２軸受２９ｂは、ヒートシンク２７に対して第２小径部２１ｃを回転可能に支持する。第１モータハウジング２５の底部には凹み２５ａが形成されている。第１小径部２１ｄと凹み２５ａの内周面との間には、第１軸受２９ａ及び第３シール部２９ｅが設けられている。第１軸受２９ａは、第１モータハウジング２５に対して第１小径部２１ｄを回転可能に支持する。第３シール部２９ｅには、例えばリップシールが採用されている。第３シール部２９ｅは、第１モータハウジング２５の内部への水等の異物の侵入を抑制している。モータハウジング２４は、第１シール部２９ｃ、第２シール部２９ｄ、及び第３シール部２９ｅのシール性によって、ラックブーツ１９ａによるラックハウジング１３の水密構造よりも耐水性に優れた水密構造をなしている。ラックブーツ１９ａは、モータハウジング２４の耐水性よりも耐水性が脆弱な部位である。

ロータ５０は、回転軸２１ａの大径部２１ｂと一体回転可能に固定されている円筒状のロータコア５１と、ロータコア５１の外周に固定されている複数の永久磁石５２とを備えている。各永久磁石５２は、ロータコア５１の周方向に異なる磁極（Ｎ極、Ｓ極）が交互に並ぶようにロータコア５１の外周に固定されている。

ステータ４０は、ステータコア４１と、インシュレータ４２と、コイルとしての第１モータコイル４３ａ及び第２モータコイル４３ｂとを有している。ステータコア４１は、第１モータハウジング２５の内周面に固定されている。第１モータコイル４３ａ及び第２モータコイル４３ｂは、ステータコア４１にインシュレータ４２を介して巻回されている。モータ装置２０は、第１モータバスバー６０及び第２モータバスバー７０を有している。

図２及び図３に示すように、第１モータバスバー６０は、本体部６１、及び本体部６１における第２モータハウジング２６の底面側の端部である第２の端部と回路基板３１とを接続するための接続部６２を有している。各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の本体部６１の第２の端部と反対側の端部である第１の端部は、第１空間Ｓ１に位置している。各相の本体部６１の第１の端部は、各相に対応する第１モータコイル４３ａの各相の端部４４ａに接続されている。本体部６１は、端部４４ａに接続されている第１部分と、ヒートシンク２７に形成された第１貫通孔２７ｃを貫通して配置されている第２部分と、端部４４ａに接続された部分及び第１貫通孔２７ｃを貫通する部分を接続している第３部分とを有している。第１貫通孔２７ｃは、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを繋ぐようにヒートシンク２７を貫通して３つ形成されている。第１貫通孔２７ｃは、重力方向と直交する方向に延びている。第１部分は、重力方向と直交する方向に延びている。第３部分は、第１部分及び第２部分と接続するとともに重力方向に延びている。第２部分は、重力方向と直交する方向に延びている。第２部分は、各相に対応する第１貫通孔２７ｃをそれぞれ貫通している。第２部分は、回路基板３１に形成された第２貫通孔３１ａを貫通して配置されている。第２貫通孔３１ａは、回路基板３１を重力方向と直交する方向に貫通して３つ形成されている。第２部分は、重力方向と直交する方向に延びている。本体部６１の第２の端部は、第２空間Ｓ２に位置している。接続部６２の第２モータハウジング２６の底面と反対側の端部である第１の端部は、回路基板３１に半田等により固定されている。回路基板３１と接続部６２の第１の端部とは、回路基板３１の重力方向における最下点に接続されている。最下点とは、回路基板３１の重力方向において最も下側の位置の近傍の部分である。接続部６２の第１の端部と反対側の端部である第２の端部及び本体部６１の第２の端部は、ボルト６３により固定されている。

各相の第２モータバスバー７０は、本体部７１、及び本体部７１における第２モータハウジング２６の底面側の端部である第２の端部と回路基板３１とを接続するための接続部７２を有している。接続部７２の第２の端部及び本体部７１の第２の端部は、ボルト７３により固定されている。本体部７１は、各相に対応する第２モータコイル４３ｂの各相の端部４４ｂに接続されている第１部分と、ヒートシンク２７に形成された第３貫通孔２７ｄを貫通して配置されている第２部分と、端部４４ｂに接続された部分及び第３貫通孔２７ｄを貫通する部分を接続している第３部分とを有している。各相の本体部７１の第３部分は、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを繋ぐようにヒートシンク２７に形成された３つの第３貫通孔２７ｄ、及び回路基板３１に形成された３つの第４貫通孔３１ｂを貫通して配置されている。第２モータバスバー７０の構成は、第１モータバスバー６０の構成と同様である。第１モータバスバー６０は、第２モータバスバー７０よりも重力方向下側に配置されている。

図２に示すように、第２モータハウジング２６の底部には、外部電源に設けられたコネクタに嵌るコネクタ９０が設けられている。コネクタ９０には、第２モータハウジング２６の底部を貫通する接続端子９１が挿通されている。第２空間Ｓ２には、電子制御装置３０が収容されている。電子制御装置３０は、回路基板３１を有している。回路基板３１は、その延びる面がモータ２１の回転軸２１ａと直交して配置されている。接続端子９１の一端部は外部電源に接続される。接続端子９１の他端部は、回路基板３１に設けられた図示しない貫通孔に挿入された状態で半田等により固定されている。

電子制御装置３０は、回路基板３１及び回転角検出部８０を有している。回転角検出部８０は、磁石８１と、磁気センサ８２ａ，８２ｂとを有している。磁石８１は、第２小径部２１ｃにおける大径部２１ｂと反対側の端部に取り付けられている。磁気センサ８２ａ，８２ｂは、回路基板３１における第２小径部２１ｃ側の端面に取り付けられている。磁気センサ８２ａ，８２ｂは、回転軸２１ａの軸方向において、磁石８１と隙間を介して対向している。磁気センサ８２ａ，８２ｂは、磁石８１の回転に伴い変化する磁界に応じた電気信号を生成する。この電気信号は、モータ２１の回転軸２１ａの回転角の演算に用いられる。

回路基板３１は、スペーサ８３及びボルト８４によりヒートシンク２７に固定されている。回路基板３１は、樹脂材料等により矩形平板状に形成されている。電子制御装置３０は、第１制御回路３２及び第２制御回路３３を有している。第１制御回路３２は、回転角検出部８０（磁気センサ８２ａ）からの電気信号等に基づきモータ２１への給電を制御する制御量を演算するマイコンや、マイコンにより演算される制御量に基づき外部電源からの直流電力を３相交流電力に変換してモータ２１に電力を供給する駆動回路などを有している。第１制御回路３２は、第１モータバスバー６０に接続されている。第１制御回路３２は、第１モータバスバー６０を通じた第１モータコイル４３ａへの給電を制御する。第２制御回路３３は、回転角検出部８０（磁気センサ８２ｂ）からの電気信号等に基づきモータ２１への給電を制御する制御量を演算するマイコンや、マイコンにより演算される制御量に基づき外部電源からの直流電力を３相交流電力に変換してモータ２１に電力を供給する駆動回路などを有している。第２制御回路３３は、第２モータバスバー７０に接続されている。第２制御回路３３は、第２モータバスバー７０を通じた第２モータコイル４３ｂへの給電を制御する。第１制御回路３２は、第２制御回路３３と情報を共有するための通信部を有している。第２制御回路３３は、第１制御回路３２と情報を共有するための通信部を有している。第１制御回路３２の通信部と第２制御回路３３の通信部との間で通信が行われることにより、第１制御回路３２及び第２制御回路３３の保有する情報が互いに共有されている。

第１制御回路３２は、第２制御回路３３よりも重力方向下側に配置されている。第１モータバスバー６０は、第１制御回路３２及び第２制御回路３３よりも重力方向下側に配置されている。第１モータバスバー６０は、第１モータコイル４３ａよりも重力方向下側に配置されている。第１モータバスバー６０は、回転軸２１ａを中心とした場合、第１モータコイル４３ａよりも径方向外側に配置されている。第２モータバスバー７０は、第２モータコイル４３ｂよりも重力方向上側に配置されている。第２モータバスバー７０は、回転軸２１ａを中心とした場合、第２モータコイル４３ｂよりも径方向外側に配置されている。

図４に示すように、第１モータバスバー６０は、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗを有している。第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗは、重力方向と直交する方向において並んで配置されている。すなわち、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗは、重力方向において同じ高さに配置されている。第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗは、第１制御回路３２に接続されている。第２モータバスバー７０は、第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗを有している。第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗは、重力方向において並んで配置されている。すなわち、第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗは、重力方向において同じ高さに配置されている。第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗは、第２制御回路３３に接続されている。回転軸２１ａの軸方向から見たとき、第１制御回路３２、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗは、第２制御回路３３、第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗに対して、回転軸２１ａを中心として点対称に配置されている。

第１制御回路３２は、電圧監視回路を有している。電圧監視回路は、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗと接続されている分圧回路である。電圧監視回路では、２つの抵抗が直列接続されているとともに、相ごとにその抵抗の組が設けられている。第２制御回路３３は、この電圧監視回路の各抵抗の抵抗値を記憶している。第１制御回路３２は、電圧監視回路を通じて、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕの第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖの第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗの第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１を取得する。第１制御回路３２は、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１の関係が、通常なら互いに位相が１２０度ずれている３相交流としての関係から崩れているか否かに基づいて、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗの短絡を検出する。すなわち、第１制御回路３２は、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１の少なくとも２相が同電位である状況が所定時間継続することに基づいて、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗの短絡を検出する。この所定時間は、３相交流において一時的に同電位になったと考えられない程度の時間に設定されている。

第２制御回路３３は、電圧監視回路を有している。電圧監視回路は、第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗと接続されている分圧回路である。電圧監視回路では、２つの抵抗が直列接続されているとともに、相ごとにその抵抗の組が設けられている。第２制御回路３３は、この電圧監視回路の各抵抗の抵抗値を記憶している。第２制御回路３３は、電圧監視回路を通じて、第２Ｕ相モータバスバー７０ｕの第２Ｕ相電圧値Ｖｕ２、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖの第２Ｖ相電圧値Ｖｖ２、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗの第２Ｗ相電圧値Ｖｗ２を取得する。第２制御回路３３は、第２Ｕ相電圧値Ｖｕ２、第２Ｖ相電圧値Ｖｖ２、及び第２Ｗ相電圧値Ｖｗ２の関係が、通常なら互いに位相が１２０度ずれている３相交流としての関係から崩れているか否かに基づいて、第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗの短絡を検出する。すなわち、第２制御回路３３は、第２Ｕ相電圧値Ｖｕ２、第２Ｖ相電圧値Ｖｖ２、及び第２Ｗ相電圧値Ｖｗ２の少なくとも２相が同電位である状況が所定時間継続することに基づいて、第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗの短絡を検出する。

第１制御回路３２は、第１モータバスバー６０の短絡を検出した場合、モータハウジング２４の内部に浸水が生じたことや第１モータバスバー６０の短絡故障が生じたことを報知する報知部１００を点灯させるとともに、第１モータバスバー６０への給電を停止する等のモータ２１の駆動を停止させるフェイルセーフを実行する。第１制御回路３２は、第１モータバスバー６０の短絡を検出した場合、第１制御回路３２の通信部と第２制御回路３３の通信部との間の通信を通じて、第１モータバスバー６０の短絡を検出した旨示す情報を第２制御回路３３に伝達する。また、第２制御回路３３は、第２モータバスバー７０の短絡を検出した場合、第２モータバスバー７０の短絡故障が生じたことを報知する報知部１００を点灯させるとともに、第２モータバスバー７０への給電を停止する等のモータ２１の駆動を停止させるフェイルセーフを実行する。第２制御回路３３は、第２モータバスバー７０の短絡を検出した場合、第１制御回路３２の通信部と第２制御回路３３の通信部との間の通信を通じて、第２モータバスバー７０の短絡を検出した旨示す情報を第１制御回路３２に伝達する。そして、例えば、第１モータバスバー６０の短絡の検出を通じて、モータハウジング２４の内部への浸水を検出する場合には、第２モータバスバー７０が正常であれば、第２制御回路３３が第２モータバスバー７０への給電を継続して行うことにより、モータ２１の駆動の制御の冗長化が図られている。

本実施形態では、第１制御回路３２は、上述の短絡を検出する機能を用いて、モータハウジング２４の内部への浸水を検出する浸水検出手段を備えている。具体的には、第１制御回路３２は、モータハウジング２４の内部への浸水時、第１モータバスバー６０について、少なくとも２相が短絡する状態となることから、第１モータバスバー６０の短絡の検出を用いてモータハウジング２４の内部への浸水を検出している。例えば、図５は、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１、あるいは第２Ｕ相電圧値Ｖｕ２、第２Ｖ相電圧値Ｖｖ２、及び第２Ｗ相電圧値Ｖｗ２の関係を示している。図５では、例えば第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１の関係が通常なら互いに位相が１２０度ずれている３相交流の関係である状態から第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１及び第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１が同電位である状況が所定時間継続している状況へと遷移している。第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１及び第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１が同電位である状況は一時的に生じることはあるものの、長期間継続した場合には、３相交流の関係が維持されているとはいえない。このことから、第１制御回路３２は、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１及び第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１が同電位である状況が所定時間継続していることに基づいて、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ及び第１Ｖ相モータバスバー６０ｖの短絡、すなわちこれらが浸水によって短絡していることを検出することができる。また、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１が同電位である状況が所定時間継続していることに基づいて、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｖの短絡、すなわちこれらが浸水によって短絡していることを検出することができる。また、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１が同電位である状況が所定時間継続していることに基づいて、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗの短絡、すなわちこれらが浸水によって短絡していることを検出することができる。その他、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１が同電位になる場合についても、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗの短絡、すなわちこれらが浸水によって短絡していることを検出することができる。これらの場合、第１制御回路３２は、フェイルセーフを実行することにより、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１はほとんど「０」となる。

このように、第１制御回路３２及び第２制御回路３３は、第１モータバスバー６０への給電状態の変化からモータハウジング２４の内部への浸水を検出することができる。
本実施形態の作用及び効果を説明する。

（１）モータ装置２０のモータハウジング２４の内部には、各種の要因によって水が入るおそれがある。例えば、第１シール部２９ｃのシール性の低下やボルト２８の緩みに起因して、ヒートシンク２７及び第２モータハウジング２６の間から水が内部に入り込むことがある。モータ装置２０のモータハウジング２４の内部に水が入った場合、入り込んだ水は重力の影響によって、モータハウジング２４の内部において重力方向下側に移動する。本実施形態のモータ装置２０では、重力方向を考慮してモータハウジング２４の内部に浸水が発生したことを検出できる配置を採用している。すなわち、回転軸２１ａがラック軸１２と平行になるようモータ装置２０をＥＰＳ１に搭載していることから、モータハウジング２４の内部に入り込んだ水は、モータハウジング２４における重力方向下側の壁面へ向けて移動する。モータハウジング２４の内部に相当量の水が入った場合には、第１制御回路３２及び第２制御回路３３が浸水するよりも前に、第１制御回路３２及び第２制御回路３３よりも重力方向下側に配置されている第１モータバスバー６０が浸水する。このとき、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗのうち少なくとも２相が短絡する。第１制御回路３２は、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕの第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖの第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗの第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１を、すなわち３相の第１モータバスバー６０の給電状態の変化を把握している。第１制御回路３２は、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１の少なくとも２つが同電位である状況が所定時間継続していることに基づいて、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗのうち少なくとも２相が短絡していることを検出する。このことから、第１制御回路３２は、第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１の少なくとも２つが同電位である状況が所定時間継続していることに基づいて、モータ装置２０のモータハウジング２４の内部に浸水が生じたことを検出することができる。

（２）比較例として、モータ装置には、第１制御回路３２及び第２制御回路３３が短絡を検出するよりも前に、第１制御回路３２及び第２制御回路３３が浸水するような配置が採用されるものがある。このような場合、第１制御回路３２及び第２制御回路３３が短絡を検出するよりも前に第１制御回路３２及び第２制御回路３３が浸水することで、第１制御回路３２及び第２制御回路３３によって制御されることなくモータ２１が停止するといった事態が生じることがある。また、第１制御回路３２及び第２制御回路３３が短絡を検出するよりも前に第１制御回路３２及び第２制御回路３３が浸水した場合に、未だ第１制御回路３２及び第２制御回路３３が動作できたとしても、モータ２１を制御するために用いられる状態量を誤検出した結果、想定外の方向にモータ２１が駆動されるといった事態が生じるおそれがある。この点、本実施形態では、第１制御回路３２及び第２制御回路３３が浸水するよりも前に第１制御回路３２及び第２制御回路３３は短絡を検出できる、すなわちモータ装置２０のモータハウジング２４の内部に浸水が生じたことを検出できることから、このような事態が生じることを抑制することができる。このように、モータ装置２０のモータハウジング２４の内部に浸水が生じたことを検出できることから、浸水を検出した後のモータ２１の駆動を管理することができるため、例えばフェイルセーフ等の制御を実行できるようになる。

（３）本実施形態では、第１モータバスバー６０の第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗを、重力方向と直交する方向において並んで配置している。このことから、本実施形態では、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗを重力方向に並んで配置する場合と比べると、モータ２１の径方向のサイズについて大きくなる傾向を抑制することができる。また、本実施形態では、第２モータバスバー７０の第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗを、重力方向と直交する方向において並んで配置している。このことから、本実施形態では、第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗを重力方向に並んで配置する場合と比べると、モータ２１の径方向のサイズについて大きくなる傾向を抑制することができる。

（４）モータ装置２０のモータハウジング２４の内部に入り込んだ水によって第１モータバスバー６０が浸水する際、第１モータバスバー６０が第１モータコイル４３ａよりも重力方向下側に配置されていることから、第１モータコイル４３ａが浸水するよりも前に第１モータバスバー６０が浸水することになる。このため、第１制御回路３２は、第１モータバスバー６０への給電状態の変化に基づいて、第１モータコイル４３ａ及び第２モータコイル４３ｂが浸水するよりも前に、第１モータバスバー６０及び第２モータバスバー７０の短絡の検出することができるようになる。

（５）モータ装置２０のモータハウジング２４の内部に入り込んだ水によってモータバスバーが浸水する際、第１モータバスバー６０及び第２モータバスバー７０のうち、重力方向下側に位置する第１モータバスバー６０が第２モータバスバー７０よりも先に浸水することになる。このため、第１制御回路３２は、第２モータバスバー７０よりも重力方向下側に配置されている第１モータバスバー６０への給電状態、すなわち第１Ｕ相電圧値Ｖｕ１、第１Ｖ相電圧値Ｖｖ１、及び第１Ｗ相電圧値Ｖｗ１の変化に基づいて、第２モータバスバー７０が浸水するよりも前にモータ装置２０のモータハウジング２４の内部に浸水が生じたことを検出することができるようになる。また、第１モータバスバー６０が浸水したことに起因する短絡を検出したときであっても、第２モータバスバー７０は未だ浸水していないことがある。この場合、第２モータバスバー７０が正常であれば、第２モータバスバー７０を通じたモータ２１の駆動制御を継続することもできる。このようにすれば、第２制御回路３３あるいは第２モータバスバー７０が浸水するまで、モータ２１による運転者のステアリング操作の補助を継続することができる。

（６）第１制御回路３２及び第２制御回路３３は、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗの短絡を検出するための判定処理を、モータ装置２０のモータハウジング２４の内部への浸水を検出するための判定処理にも用いている。このことから、モータ装置２０のモータハウジング２４の内部への浸水を検出するための制御構成が増えることを抑えることができる。

（７）モータ装置２０のモータハウジング２４の内部に浸水しやすい配置とされている場合には、第１制御回路３２及び第２制御回路３３が浸水するよりも前にモータ装置２０のモータハウジング２４の内部に浸水が生じたことを検出できる浸水検出手段を採用していることは有意である。

（８）ラックハウジング１３は、モータ装置２０のモータハウジング２４の水密構造よりも耐水性が脆弱な部位であるラックブーツ１９ａを備えていることから、ラックブーツ１９ａを介したラックハウジング１３の内部への浸水よりも、モータ装置２０のモータハウジング２４の内部への浸水が生じにくくすることができる。

（９）第１モータバスバー６０が回路基板３１における最下点に接続されていることから、回路基板３１が浸水する際には、最初に第１モータバスバー６０が浸水することになる。このことから、モータ装置２０のモータハウジング２４の内部への浸水を検出しやすい配置とすることができる。

なお、本実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・第１制御回路３２の通信部と第２制御回路３３の通信部との間で通信を行わず、第１制御回路３２及び第２制御回路３３の保有する情報を互いに共有しないようにしてもよい。この場合、第１制御回路３２及び第２制御回路３３は、各相の電圧値を個別に取得するとともに、第１モータバスバー６０の短絡及び第２モータバスバー７０の短絡を個別に判定する。

・第１モータバスバー６０及び第２モータバスバー７０からなる２系統のモータバスバーが採用されたが、３系統以上（複数系統）のモータバスバーが採用されてもよいし、１系統のモータバスバーが採用されてもよい。

例えば図６に示すように、第１モータバスバー６０及び第１制御回路３２のみを設けるようにしてもよい。この場合においても、第１制御回路３２が浸水するよりも前に第１モータバスバー６０の短絡を検出できることから、浸水を検出した後のモータ２１の駆動を管理できるようになる。

・モータ２１には、ブラシ付きモータが採用されてもよい。この場合、第１モータバスバー６０及び第２モータバスバー７０は、それぞれ２相のモータバスバーから構成されている。

・第１モータコイル４３ａを第１モータバスバー６０よりも径方向外側に配置してもよい。また、第２モータコイル４３ｂを第２モータバスバー７０よりも径方向外側に配置してもよい。

・報知部１００は、異常が生じたことを音によって報知するものであってもよい。
・第１モータバスバー６０及び第２モータバスバー７０の配置は適宜変更可能である。例えば、第１モータバスバー６０の第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗを重力方向に並んで配置してもよい。また、第１Ｕ相モータバスバー６０ｕ、第１Ｖ相モータバスバー６０ｖ、及び第１Ｗ相モータバスバー６０ｗのうち２つのモータバスバーを、残る１つのモータバスバーよりも重力方向下側に配置してもよい。また、第２モータバスバー７０の第２Ｕ相モータバスバー７０ｕ、第２Ｖ相モータバスバー７０ｖ、及び第２Ｗ相モータバスバー７０ｗを重力方向に並んで配置してもよい。

・第２モータバスバー７０を第１制御回路３２及び第２制御回路３３よりも重力方向下側に配置してもよい。
・ＥＰＳ１を、モータ２１の回転軸２１ａとラック軸１２の軸線とが交差するＥＰＳに具体化してもよい。この場合、モータ２１の回転軸２１ａは重力方向と交差する方向に延びている。また、ＥＰＳ１を、モータ２１の回転軸２１ａとラック軸１２の軸線とが直交するＥＰＳに具体化してもよい。この場合、モータ２１の回転軸２１ａは重力方向と同じ方向に延びている。また、ＥＰＳ１を、モータ２１の回転軸２１ａをウォームホイールやウォームギヤ等からなる減速機構を介してラック軸１２に機械的に連結したＥＰＳに具体化してもよい。この場合、モータ２１の回転軸２１ａは、重力方向と直交する水平方向に延びていてもよいし、水平方向から傾いて延びていてもよい。これらの場合であっても、第１モータバスバー６０を、第１制御回路３２及び第２制御回路３３よりも重力方向下側に配置すればよい。

・モータ装置２０を、ラック軸１２よりも重力方向上側に配置してもよいし、重力方向においてラック軸１２と同じ位置に配置してもよい。
・モータ装置２０をステアバイワイヤ式のステアリング装置に搭載してもよい。

１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…転舵輪、４…アクチュエータ、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリング軸、１２…ラック軸、１３…ラックハウジング、２０…モータ装置、２１…モータ、２１ａ…回転軸、２２…ベルト伝達機構、２３…ボールねじ機構、２４…モータハウジング、２５…第１モータハウジング、２６…第２モータハウジング、２７…ヒートシンク、３０…電子制御装置、３１…回路基板、３２…第１制御回路、３３…第２制御回路、４０…ステータ、４１…ステータコア、４２…インシュレータ、４３ａ…第１モータコイル、４３ｂ…第２モータコイル、５０…ロータ、５１…ロータコア、５２…永久磁石、６０…第１モータバスバー、６０ｕ…第１Ｕ相モータバスバー、６０ｖ…第１Ｖ相モータバスバー、６０ｗ…第１Ｗ相モータバスバー、６１…本体部、６２…接続部、６３…ボルト、７０…第２モータバスバー、７０ｕ…第２Ｕ相モータバスバー、７０ｖ…第２Ｖ相モータバスバー、７０ｗ…第２Ｗ相モータバスバー、７１…本体部、７２…接続部、７３…ボルト、８０…回転角検出部、８１…磁石、８２ａ，８２ｂ…磁気センサ、８３…スペーサ、８４…ボルト、９０…コネクタ、９１…接続端子、１００…報知部、Ｓ…空間、Ｖｕ１…第１Ｕ相電圧値、Ｖｖ１…第１Ｖ相電圧値、Ｖｗ１…第１Ｗ相電圧値、Ｖｕ２…第２Ｕ相電圧値、Ｖｖ２…第２Ｖ相電圧値、Ｖｗ２…第２Ｗ相電圧値。

Claims (6)

1. 回転軸を有するモータと、
   前記モータへの給電経路である複数相のモータバスバーと、
   前記モータバスバーを介して前記モータへの給電を制御する制御回路と、
   前記モータバスバー及び前記制御回路を収容するハウジングと、を備えたモータ装置であって、
   特定のモータバスバーは、前記モータ装置が取付対象に取り付けられた状態において、前記制御回路よりも重力方向下側に配置されており、
   前記制御回路は、前記特定のモータバスバーへの給電状態の変化に基づいて、前記ハウジング内に浸水が生じたことを検出する浸水検出手段を備え、
   前記モータは、前記回転軸が重力方向と交差するように配置され、
   前記モータは、磁石を有するとともに前記回転軸と一体回転可能に固定されたロータと、コイルを有するとともに前記ロータの外周面との間に径方向に隙間を空けて配置されたステータとを有し、
   前記コイルは、第１モータコイルと第２モータコイルとを含み、
   前記複数相のモータバスバーは、当該複数相のモータバスバーを一系統とした、第１モータバスバーと第２モータバスバーとを含み、
   前記制御回路は、第１制御回路と第２制御回路とを含み、
   前記第１制御回路は、前記第１モータバスバーを通じた前記第１モータコイルへの給電を制御し、
   前記第２制御回路は、前記第２モータバスバーを通じた前記第２モータコイルへの給電を制御し、
   前記特定のモータバスバーを前記第１モータバスバーとする場合、前記第１モータバスバーは、前記第１モータコイル及び前記第２モータコイルよりも重力方向下側に配置されているとともに、前記第２モータバスバーは前記第１モータコイル及び前記第２モータコイルよりも重力方向上側に配置されているモータ装置。
2. 前記複数相のモータバスバーは、３相のモータバスバーであり、
   前記制御回路は、前記３相のモータバスバーの電圧値を監視することによって、前記３相のモータバスバーの短絡を検出するための判定処理を実行するように構成されており、
   前記判定処理は、前記３相のモータバスバーの電圧値の関係が、３相交流としての関係から所定時間継続して崩れているか否かを検出する処理であり、
   前記浸水検出手段は、前記判定処理を実行することによって、前記ハウジング内に浸水が生じたことを検出する請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記第１モータバスバーは、重力方向と略直交する方向に並んで配置されている請求項１又は請求項２に記載のモータ装置。
4. 軸方向に往復移動するラック軸と前記モータの前記回転軸の回転を前記ラック軸の往復移動に変換して前記ラック軸に伝達する伝達機構とを収容するラックハウジングに前記ハウジングが連結され、
   前記ハウジングは、前記ラック軸よりも重力方向下側に配置されている請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ装置。
5. 前記ハウジングは、軸方向に往復移動するラック軸と前記モータの前記回転軸の回転を前記ラック軸の往復移動に変換して前記ラック軸に伝達する伝達機構とを収容するとともに、前記ラック軸及び転舵輪を連結するタイロッドとラックハウジングとの間に接続されて前記ハウジングの水密構造よりも耐水性が脆弱な部位であるラックブーツによって内部への浸水を抑制する構造をなす前記ラックハウジングよりも、耐水性に優れた水密構造をなす請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ装置。
6. 前記複数相のモータバスバー及び前記制御回路が接続されている基板を有し、
   前記基板は重力方向と直交する水平方向に対して交差して設けられており、前記第１モータバスバーは、前記基板の重力方向における最下点に接続されている請求項１～５のいずれか一項に記載のモータ装置。