JPWO2019077647A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

本発明による電動パワーステアリング装置では、制御ユニットは、モータのモータ巻線に電流を供給する複数のスイッチング素子を有するパワーモジュールと、上記複数のスイッチング素子に制御信号を出力する制御基板と、上記パワーモジュールが取り付けられ、上記複数のスイッチング素子での発熱を放熱するヒートシンクと、上記制御ユニットの外殻を構成するハウジングと、電源コネクタと、信号コネクタと、を備え、上記制御基板は、上記モータの出力軸の軸方向と平行に配置され、突出部が、上記ハウジングの反出力側の底部に反出力側に突出するように形成され、上記制御基板の反出力側の端部が、上記突出部内に挿入され、上記電源コネクタと上記信号コネクタが、上記底部の外壁面の上記突出部を避けた領域に配置されている。

Description

この発明は、モータと制御ユニットが一体化された電動パワーステアリング装置に関し、特に、制御ユニットの構造に関する。

従来の電動パワーステアリング装置は、モータと、モータの出力軸の軸方向に配列されてモータと一体化された制御ユニットと、を備えていた。制御ユニットは、制御基板と、円筒状の周壁、および周壁の一側開口を塞ぐ底部を有し、コネクタが底部に組み付けられたコネクタ組付体と、を備えていた。コネクタ組付体は、周壁の他側開口をモータ側に向けて、モータの出力軸の出力側と反対側に配置されていた。制御基板は、コネクタ組付体内に、モータの出力軸の軸方向と直交するように、すなわち横置きに配置されていた（例えば、特許文献１参照）。

従来のモータユニットは、モータと、モータの出力軸の軸方向に配列されてモータと一体化されたモジュールと、を備えていた。モジュールは、制御基板と、円筒状の周壁、および周壁の一側開口を塞ぐ底部を有し、コネクタが底部に一体に形成されたカバーと、を備えていた。カバーは、周壁の他側開口をモータ側に向けて、モータの出力軸の出力側と反対側に配置されていた。制御基板は、カバー内に、モータの出力軸の軸方向と平行に、すなわち縦置きに配置されていた（例えば、特許文献２参照）。

国際公開第ＷＯ２００１６／０２４３５８号 特開２０１６−１６３４１５号公報

特許文献１に開示された従来装置では、制御基板がコネクタ組付体内に横置きに配置されていた。これにより、制御ユニットの、出力軸の軸方向の寸法を短くでき、装置の軸方向の小型化が可能であった。しかしながら、例えば、冗長性を考慮した２系統の回路構成とする場合には、制御基板に実装する備品点数が増大する。そのため、制御基板の、出力軸の軸方向と直交する方向、すなわち径方向の寸法を増大する必要があり、装置の径方向の寸法が大型化するという問題があった。

特許文献２に開示された従来装置では、制御基板がカバー内に縦置きに配置されていた。これにより、モジュールの径方向の寸法を短くでき、装置の径方向の小型化が可能であった。しかしながら、例えば、冗長性を考慮した２系統の回路構成とする場合には、制御基板に実装する備品点数が増大する。そのため、モジュールの径方向の寸法を維持して、制御基板の、出力軸の軸方向の寸法を増大する必要があり、装置の軸方向の寸法が大型化するという問題があった。

この発明は、以上のような従来装置の問題点を解決するためになされたもので、制御基板をハウジング内に縦置き配置することによる径方向の小型化を確保しつつ、軸方向の寸法の小型化を可能とする電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。

本発明による電動パワーステアリング装置は、モータと、上記モータの出力軸の軸方向の反出力側に配置されて、上記モータと一体化された制御ユニットと、を備える。制御ユニットは、上記モータのモータ巻線に電流を供給する複数のスイッチング素子を有するパワーモジュールと、上記複数のスイッチング素子に制御信号を出力する制御基板と、上記パワーモジュールが取り付けられ、上記複数のスイッチング素子での発熱を放熱するヒートシンクと、上記制御ユニットの外殻を構成するハウジングと、電源コネクタと、信号コネクタと、を備える。上記制御基板は、上記出力軸の軸方向と平行に配置され、突出部が、上記ハウジングの反出力側の底部に反出力側に突出するように形成され、上記制御基板の反出力側の端部が、上記突出部内に挿入され、上記電源コネクタと上記信号コネクタが、上記底部の外壁面の上記突出部を避けた領域に配置されている。

本発明によれば、制御基板は、出力軸の軸方向と平行に配置される。これにより、製品の径方向の小型化が図られる。制御基板の反出力側の端部が、ハウジングの底部に形成された突出部内に挿入されている。電源コネクタと信号コネクタは、底部の外壁面の突出部を避けた領域に形成されている。これにより、電源コネクタと信号コネクタが配置される底部の領域を、突出部の突出高さ分、出力側に沈み込ませることができ、製品の軸方向の小型化が図られる。

この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の回路図である。 この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置を反出力側から見た透視図である。 この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の回路図、図２は、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置を示す断面図、図３は、この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置を反出力側から見た透視図である。

図１および図２において、電動パワーステアリング装置は、制御ユニット１と、モータ２と、を備えている。制御ユニット１は、モータ２の出力軸２１の軸方向の一側に、モータ２と１列に配置されて、モータ２と一体化されている。制御ユニット１は、ＣＰＵ３０、各種回路などが搭載された制御基板３、モータ２のモータ巻線２４に電流を供給するインバータ回路６、電源用リレー６５、フィルタ３６などを備える。また、電動パワーステアリング装置には、車両に搭載されたバッテリ３４、イグニッションスイッチ３５を介して電力が供給され、センサ８からの各種情報が入力される。そして、電動パワーステアリング装置は、モータ２の出力軸２１の軸方向を上下方向として、かつ制御ユニット１を上方に位置させて、配置される。モータ２の出力が、出力軸２１の下端部から、例えば減速機（図示せず）に出力される。つまり、図２において、出力軸２１の下端側が出力側、出力軸２１の上端側が反出力側となる。

まず、制御ユニット１の回路構成について、説明する。

車両に搭載されたバッテリ３４からイグニッションスイッチ３５を介して電力が制御ユニット１に供給される。車両の走行速度を検出する車速センサ、ハンドルの近傍に搭載される操舵トルクを検出するトルクセンサなどのセンサ８からの情報が、ＣＰＵ３０に伝達される。ＣＰＵ３０は、これらの情報に基づいてモータ２を回転させるための制御量である電流値を演算し、出力する。駆動回路３１は、ＣＰＵ３０の出力信号を受け、インバータ回路６の各スイッチング素子を駆動する駆動信号をインバータ回路６に出力する。

駆動回路３１は、小電流しか流れないので、制御基板３に実装されているが、インバータ回路６に配置することもできる。また、電源系（＋Ｂ、グランド）には、インバータ回路６のＰＷＭ駆動によるノイズの放出を抑制するために、コンデンサとコイルとからなるフィルタ３６が挿入されている。さらに、＋Ｂ電源ラインを開閉する電源用リレー６５が、＋Ｂ電源ラインに挿入されている。この電源用リレー６５は、２つのスイッチング素子と、電流供給方向に対して順方向と逆方向の２つの寄生ダイオードと、を備える。電源用リレー６５は、インバータ回路６又はモータ２に故障が発生した場合などに、電力供給を強制的に遮断することができる。さらに、電源用リレー６５は、バッテリ３４を逆接続した場合に、電流が流れるラインを遮断することができ、いわゆるバッテリ逆接続保護の役目も担っている。

インバータ回路６は、モータ巻線２４の各相に対応する３つの回路部６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを備える。ここで、３つの回路部６Ｕ，６Ｖ，６Ｗは、同一の構成であるので、回路部６Ｕについてのみ説明する。回路部６Ｕは、上アーム用スイッチング素子６１Ｕと、下アーム用スイッチング素子６２Ｕと、上下アーム用スイッチング素子６１Ｕ，６２Ｕの接続点とＵ１相の巻線との間を開閉するリレー機能を有したリレー用スイッチング素子６４Ｕと、を備えている。上下アーム用スイッチング素子６１Ｕ，６２Ｕは、ＣＰＵ３０の指令に基づきＰＷＭ駆動される。このため、ノイズ抑制の目的で、平滑コンデンサ７Ｕが、上下アーム用スイッチング素子６１Ｕ，６２Ｕと並列に接続されている。さらに、モータ２に流れる電流を検出するためのシャント抵抗６３Ｕが、上下アーム用スイッチング素子６１Ｕ，６２Ｕと直列に接続されている。

回路部６Ｕ，６Ｖ，６Ｗは、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各巻線に対して同一の回路構成を有しており、各巻線に独立に電流供給を行える。

また、シャント抵抗６３の両端間の電位差、モータ巻線端子の電圧なども入力回路３２に入力される。これらの情報もＣＰＵ３０に入力され、演算した電流値に対応する検出値との差異を演算して、いわゆるフィードバック制御を行うことで、所望のモータ電流を供給し、操舵力をアシストする。さらに、バッテリ＋Ｂとインバータ回路６とを接続または遮断するリレーとして作動する電源用リレー６５のスイッチング素子の駆動信号も、駆動回路３１を介して出力される。なお、電源用リレー６５のスイッチンング素子は、大電流が流れるため発熱を伴うので、インバータ回路６に包含させて、パワーモジュールとして構成することもできる。

ＣＰＵ３０は、入力した各種の類報からセンサ８のほか、駆動回路３１、インバータ回路６、モータ巻線２４などの異常を検出する異常検出機能を有する。ＣＰＵ３０は、異常を検出した場合、その異常に応じて、例えば異常検出された相のみの電流供給を遮断するために、当該相の上下アーム用スイッチング素子、リレー用スイッチング素子をオフする。また、ＣＰＵ３０は、バッテリ３４からの電力供給を遮断するために電源用リレー６５のスイッチング素子をオフすることも可能である。

ここで、モータ２は、Ｙ結線された１組の３相のモータ巻線２４を備えたブラシレスモータである。ブラシレスモータのために、ロータ２３の回転位置を検出するための回転センサ５ａが搭載されている。回転センサ５ａにより検出された、ロータ２３の回転角度、回転速度の回転情報が、制御基板３の入力回路３２に入力される。

なお、モータは、三相モータとしているが、四相以上の多相モータでもよい。また、モータ巻線は、三相の巻線をＹ結線して構成されているが、三相の巻線をデルタ結線して構成してもよい。また、モータ巻線は、分布巻巻線または集中巻巻線を採用できる。

つぎに、モータ２の構成について、図２を用いて説明する。

モータ２は、出力軸２１、ロータ２３、ステータ２２、それらを内蔵するモータケース２５から主に構成される。

モータケース２５は、円筒部２５ａと、円筒部２５ａの出力側の開口を塞ぐ底部２５ｂと、からなる有底円筒状に構成されている。モータケース２５は、金属製であり、放熱性、および外形の形状を考慮すると、アルミニウムで作製することが望ましい。フレーム２９が、金属で円盤状に作製されている。フレーム２９は、圧入、焼き嵌めなどにより、円筒部２５ａ内の軸方向の略中央位置に、挿入、保持されている。フレーム２９は、モータ２の蓋の役目を有する。モータ２は、フレーム２９により、制御ユニット１と分離、独立されている。

ステータ２２は、モータケース２５の円筒部２５ａ内に、圧入、焼き嵌めなどにより、挿入、保持されて、円筒部２５ａ内の出力側に配置されている。ステータ２２は、３相のモータ巻線２４を備える。環状配線部２７が、フレーム２９の出力側に、かつモータ巻線２４の近傍に配置されている。モータ巻線２４の端末が、環状配線部２７に接続されている。モータ２を駆動するための３相の電流が流れる３本の相端子２８が、環状配線部２７から引き出され、フレーム２９を貫通して、反出力側に引き出されている。つまり、モータ巻線２４の各相の巻線に接続された３本の相端子２８が、フレーム２９から反出力側に引き出されている。

ロータ２３は、フレーム２９の軸心位置に配置された軸受２６ａと底部２５ｂの軸心位置に配置された軸受２６ｂとに支持された出力軸２１に固着されて、モータケース２５内に回転可能に配置されている。ロータ２３は、ステータ２２内に、ステータ２２と同軸に配置されている。センサロータ５ｂが、出力軸２１のフレーム２９からの突出端に配置されている。なお、図示していないが、永久磁石が、周方向にＮ極とＳ極とが交互に並ぶように、一定のピッチで、ロータ２３の外周面に複数配置されている。

つぎに、制御ユニット１の構成について、図２および図３に基づいて説明する。

制御ユニット１は、その主要構成部品を出力軸２１と平行に配置する縦置き構造を採用している。これにより、制御ユニット１は、出力軸２１と直交する方向である径方向の面積をモータ２と同等、又は小さくしている。

ハウジング１０は、樹脂製であり、円筒状の周壁１０ａと、周壁１０ａの一側開口を塞ぐ底部１０ｂと、からなる有底円筒状に形成されている。ハウジング１０は、開口をモータ２側に向けて、周壁１０ａをモータケース２５の円筒部２５ａの開口に嵌め合わされ、ねじ（図示せず）により円筒部２５ａに取り付けられている。ハウジング１０と、モータケース２５の円筒部２５ａの反出力側の部分とが、制御ユニット１の外殻を構成している。制御ユニット１の構成部品が、この外殻内に収納される。ここで、ハウジング１０は、円筒部２５ａの反出力側の部位とともに制御ユニットを構成しているが、円筒部２５ａの軸方向長さを短くし、周壁１０ａの軸方向長さを長くして、ハウジング１０のみで、制御ユニット１の外殻を構成してもよい。

底部１０ｂの反出力側の面である外壁面は、突出部１７と穴部１８を除いて、出力軸２１の軸方向と直交する平坦面となっている。突出部１７は、出力軸２１の軸心から離間した位置に形成されている。そして、突出部１７は、底部１０ｂを反出力側に突出させて形成され、出力側に開口する直線状の基板収納部を構成している。穴部１８は、底部１０ｂの突出部１７の径方向の内側に、突出部１７と平行な長穴に形成されている。

ハウジング１０の底部１０ｂの外壁面には、外部電源であるバッテリ３４と接続する電源コネクタ１２、およびセンサ８と接続する信号コネクタ１３が配置されている。なお、図３では、電源コネクタ１２および信号コネクタ１３が底部１０ｂに１つずつ配置されているが、電源コネクタ１２および信号コネクタ１３の個数は、１つに限定されない。電源コネクタ１２および信号コネクタ１３は、コンタクトピン１２ａ，１３ａが出力軸２１の軸方向と平行となるように、構成されている。コンタクトピン１２ａは、底部１０ｂを貫通し、底部１０ｂの出力側の面である内壁面上を延長ターミナル１２ｂとして穴部１８まで延び、穴部１８から外部に突出している。コンタクトピン１３ａは、底部１０ｂを貫通し、底部１０ｂの出力側の面である内壁面上を延長ターミナル１３ｂとして穴部１８まで延び、穴部１８から外部に突出している。

図示されていないが、フィルタ３６が、底部１０ｂの外壁面に配置される。延長ターミナル１２ｂ、１３ｂ、フィルタ３６の配線などが、インサート成形またはアウトサート成形により、樹脂製のハウジング１０に一体に形成されている。さらに、電源コネクタ１２および信号コネクタ１３も、ハウジング１０に一体に形成されてもよい。また、フィルタ３６は、ハウジング１０内の空きスペースに配置されてもよい。

ハウジング１０の内部には、ヒートシンク１１、制御基板３、インバータ回路６を構成する複数のスイッチング素子が内蔵されたパワーモジュール９などが配置される。なお、図示していないが、平滑コンデンサ７は、ハウジング１０内の空きスペースに配置されている。

ヒートシンク１１は、図３に示されるように、アルミニウム、銅などの高熱伝導材料で作製され、平板状のベース部１１ａと、ベース部１１ａに直立する直方体の柱部１１ｂと、を備える。ヒートシンク１１のベース部１１ａが、出力軸２１の突出部を避けて、フレーム２９の反出力側の面に接する状態に取り付けられている。柱部１１ｂは、出力軸２１の軸方向の延長線から径方向に離間して、出力軸２１の軸方向と平行に配置されている。

ベース部１１ａには、凹部１１ｃが設けられている。出力軸２１の反出力側の端部が凹部１１ｃ内に挿入されている。回転センサ用基板４は、一部を凹部１１ｃ内に挿入して、出力軸２１の軸方向と直交するように、フレーム２９に取り付けられている。回転センサ用基板４には、信号ライン、給電ラインなどが、形成されている。さらに、回転センサ用基板４には、回転センサ５ａが、出力軸２１の反出力側の端部に取り付けられたセンサロータ５ｂに相対するように実装されている。フレーム２９から反出力側に引き出された相端子２８が、回転センサ用基板４の給電ラインに接続されている。

制御基板３には、ＣＰＵ３０、駆動回路３１、入力回路３２、電源回路３３などが実装される。また、制御基板３は、矩形平板に形成され、下端をフレーム２９の反出力側の面に固定し、上端を突出部１７の基板収納部内に挿入して、出力軸２１の軸方向と平行に配置されている。さらに、制御基板３は、出力軸２１の軸心を挟んで、柱部１１ｂと相対するように配置されている。回転センサ用基板４の信号ラインが、制御基板３の下辺に形成された接続部に接続されている。中継ターミナル１４ａ，１４ｂが、制御基板３の上辺に形成された接続部に接続されて、底部１０ｂの内壁面に沿って穴部１８まで延び、穴部１８から外部に突出している。

パワーモジュール９は、インバータ回路６を構成するスイッチング素子が銅板などの配線に実装された状態で樹脂封止されて構成される。パワーモジュール９は、柱部１１ｂの制御基板３と相対する面に、ねじなどにより固定されている。これにより、パワーモジュール９は、出力軸２１の軸方向と平行に配置される。そして、パワーモジュール９で発生した熱は、フレーム２９を介してモータケース２５に伝熱され、モータケース２５から放熱される。パワーモジュール９の上部から引き出された中継ターミナル１４ｃが、底部１０ｂ内壁面に沿って穴部１８まで延び、穴部１８から外部に突出している。パワーモジュール９の下部から引き出された信号端子および給電端子が、回転センサ用基板４に接続されている。これにより、パワーモジュール９からの電流が、回転センサ用基板４の給電ライン、相端子２８を介して、モータ巻線２４に供給される。

つぎに、制御基板３、電源コネクタ１２、信号コネクタ１３およびパワーモジュール９の配置および配線構造について、説明する。

電源コネクタ１２と信号コネクタ１３は、コンタクトピン１２ａ，１３ａの配列方向を突出部１７の長さ方向と平行にして、出力軸２１の軸心を挟んで突出部１７と相対して、１列に配置されている。穴部１８は、穴方向を突出部１７の長さ方向と平行にして、突出部１７と、電源コネクタ１２および信号コネクタ１３と、の間に配置されている。これにより、突出部１７、穴部１８、および電源コネクタ１２および信号コネクタ１３の列は、突出部１７の長さ方向と直交する方向に、この並び順に、互いに平行に配置されている。

延長ターミナル１２ｂの穴部１８からの突出部が、中継ターミナル１４ａ，１４ｃの穴部１８からの突出部に接続される。これにより、電源コネクタ１２のコンタクトピン１２ａが、延長ターミナル１２ｂ、中継ターミナル１４ａ，１４ｃを介して制御基板３とパワーモジュール９の電源ラインに接続される。そして、外部電力が、制御基板３とパワーモジュール９に供給される。

一方、延長ターミナル１３ｂの穴部１８からの突出部が、中継ターミナル１４ｂの穴部１８からの突出部に接続される。これにより、信号コネクタ１３のコンタクトピン１３ａが、延長ターミナル１３ｂ、中継ターミナル１４ｂを介して制御基板３の信号ラインに接続される。そして、トルク、車速などの情報が、制御基板３に入力される。

制御基板３の信号ラインとパワーモジュール９の信号ラインとが、回転センサ用基板４の信号ラインを介して接続されている。これにより、スイッチング素子を駆動する駆動信号が、パワーモジュール９に入力される。

ここで、延長ターミナル１２ｂと中継ターミナル１４ａ，１４ｃとの接続部１６ａと、延長ターミナル１３ｂと中継ターミナル１４ｂとの接続部１６ｂとが、穴部１８の穴方向に１列に並んで穴部１８内に配置されている。
また、蓋１９が、反出力側から穴部１８に装着され、外部からの穴部１８を介しての水、異物などの侵入を防いでいる。

以上のように構成された装置により得られる効果を説明する。

ヒートシンク１１の柱部１１ｂ、パワーモジュール９、制御基板３が、出力軸２１の軸方向と平行に配置されるため、製品の小型化、特に径方向の小型化が可能となる。
また、制御基板３の上端部を挿入する突出部１７が、ハウジング１０の底部１０ｂを反出力側に突出させて形成されている。電源コネクタ１２と信号コネクタ１３が、突出部１７を避けて底部１０ｂの外壁面に配置されている。これにより、突出部１７が、出力軸２１の軸方向において、電源コネクタ１２と信号コネクタ１３が配置される底部１０ｂの領域より反出力側に位置している。したがって、底部１０ｂの突出部１７を除く領域を、突出部の突出高さ分、出力側に沈み込ませることができる。その結果、制御基板３の実装面積を確保しつつ、製品の軸方向の小型化を図ることができる。

電源コネクタ１２と信号コネクタ１３とが、反出力側から見て、出力軸２１を挟んで、突出部１７と相対するように、底部１０ｂの外壁面に配置されている。これにより、制御基板３の部品実装面積を広く確保することができる。さらに、電源コネクタ１２、信号コネクタ１３、突出部１７などを底部１０ｂの外壁面に分散配置できる。

穴部１８が底部１０ｂを貫通するように形成されている。電源コネクタ１２と信号コネクタ１３の延長ターミナル１２ｂ，１３ｂと、制御基板３とパワーモジュール９とから引き出された中継ターミナル１４ａ，１４ｂ，１４ｃとが、穴部１８から引き出されて接続されている。これにより、ハウジング１０をモータケース２５に装着した後、制御ユニット３などの制御ユニット１の主要構成部品と、電源コネクタ１２および信号コネクタ１３との電気的接続が行われるので、装置の組立性が向上される。

穴部１８が直線状の穴方向となっている。延長ターミナル１２ｂ，１３ｂと中継ターミナル１４ａ，１４ｂ，１４ｃとの接続部１６ａ，１６ｂが、穴部１８内に略一直線に並んでいる。これにより、結線作業性が向上される。

なお、上記実施の形態１では、突出部１７と電源コネクタ１２および信号コネクタ１３とが、穴部１８を挟んで相対して、互いに平行に配置されているが、電源コネクタ１２および信号コネクタ１３は、突出部１７を避けて底部１０ｂの外壁面に配置されればよい。例えば、電源コネクタ１２と信号コネクタ１３とを、突出部１７の長さ方向に離間させ、かつ突出部１７と直交するように配置してもよい。この場合、電源コネクタ１２および信号コネクタ１３のコンタクトピンから延びる延長ターミナルは、屈曲して穴部１８から引き出されるように形成される。
また、上記実施の形態１では、電源コネクタ１２と信号コネクタ１３とが別々のコネクタに構成されていたが、電源コネクタ１２と信号コネクタ１３とが一体に構成されたハイブリッド型コネクタを用いても、同様の効果が得られる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図である。なお、実施の形態１では、モータ２を駆動するインバータ回路６が１系統のみの場合について説明しているが、実施の形態２では、インバータ回路６が２系統の場合について説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と同等部位には同一符号を付している。

図１の回路図では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の巻線をＹ結線してなる１組のモータ巻線２４と、１組のモータ巻線２４に電流を供給する１系統の電源用リレー６５とインバータ回路６と、インバータ回路６を駆動する１つの駆動回路３１と、を備える。実施の形態２では、図示していないが、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の巻線をＹ結線してなる２組のモータ巻線２４と、２組のモータ巻線２４に電流をそれぞれ供給する２系統の電源用リレー６５とインバータ回路６と、２系統のインバータ回路６をそれぞれ駆動する２つの駆動回路３１と、を備える。

図４において、制御ユニット１Ａは、第１制御基板３Ａ、第１ヒートシンク１１Ａ、第１パワーモジュール９Ａ、第１中継部材２０Ａ、第１電源コネクタ１２Ａ、第１信号コネクタ１３Ａなどからなる第１制御ユニット部と、第２制御基板３Ｂ、第２ヒートシンク（図示せず）、第２パワーモジュール（図示せず）、第２中継部材（図示せず）、第２電源コネクタ１２Ｂ、第２信号コネクタ１３Ｂなどからなる第２制御ユニット部と、回転センサ５ａが実装された回転センサ用基板４と、ハウジング１０Ａと、を備える。第１制御ユニット部と第２制御ユニット部の対応する構成部材は、同様に構成されている。

第１ヒートシンク１１Ａは、ベース部１１ａをフレーム２９に固定して、柱部１１ｂを出力軸２１の軸方向と平行に配置されている。図示していないが、第２ヒートシンクが、ベース部１１ａをフレーム２９に固定して、柱部１１ｂを出力軸２１の軸方向と平行に配置されている。第１ヒートシンク１１Ａと第２ヒートシンクとは、出力軸２１の軸心を挟んで相対して、配置されている。

第１制御基板３Ａと第２制御基板３Ｂとは、それぞれ、下端をフレーム２９に固定されて、出力軸２１の軸方向と平行に配置されている。第１制御基板３Ａと第２制御基板３Ｂとは、第１ヒートシンク１１Ａと第２ヒートシンクとが相対する方向と直交する方向に、第１ヒートシンク１１Ａと第２ヒートシンクとを挟んで相対して、配置されている。

第１パワーモジュール９Ａは、第１ヒートシンク１１Ａの柱部１１ｂの径方向外方を向く面に取り付けられて、出力軸２１の軸方向と平行に配置されている。第１パワーモジュール９Ａから引き出された信号端子９ａが、第１制御基板３Ａに接続されている。図示していないが、第２パワーモジュールは、第２ヒートシンクの柱部の径方向外方を向く面に取り付けられて、出力軸２１の軸方向と平行に配置されている。第２パワーモジュールから引き出された信号端子が、第２制御基板３Ｂに接続されている。

回転センサ用基板４は、出力軸２１の反出力側の端部に相対して、出力軸２１の軸方向と直交するように、配置されている。回転センサ５ａが、センサロータ５ｂと相対するように、回転センサ用基板４に配置されている。回転センサ用基板４の信号ラインが、第１制御基板３Ａと第２制御基板３Ｂとに接続されている。

第１中継部材２０Ａは、バスバーがインサート成形された直方体の樹脂成型体であり、第１パワーモジュール９Ａの径方向外方に、第１パワーモジュール９Ａと平行に配置されている。図示していないが、第２中継部材が、第２パワーモジュールの径方向外方に、第２パワーモジュールと平行に配置されている。

ハウジング１０Ａは、円筒状の周壁１０ａと、底部１０ｂと、から構成されている。第１突出部１７Ａは、第１制御基板３Ａの上端側が挿入可能に、底部１０ｂを外方に突出させて形成されている。第２突出部１７Ｂは、第２制御基板３Ｂの上端側が挿入可能に、底部１０ｂを外方に突出させて形成されている。第１穴部１８Ａが、第１突出部１７Ａの第２突出部１７Ｂ側に、第１突出部１７Ａと平行に、底部１０ｂに形成されている。図示していないが、第２穴部が、第２突出部１７Ｂの第１突出部１７Ａ側に、第２突出部１７Ｂと平行に、底部１０ｂに形成されている。第１蓋１９Ａおよび第２蓋部１９Ｂが、第１穴部１７Ａおよび第２穴部に装着され、第１穴部１７Ａおよび第２穴部を塞いている。

第１電源コネクタ１２Ａは、コンタクトピン１２ａを出力軸２１の軸方向と平行として、底部１０ｂの外壁面の第１パワーモジュール９Ａの反出力側に配置されている。これにより、第１突出部１７Ａ、第１穴部１８Ａおよび第１電源コネクタ１２Ａは、第１突出部１７Ａの長さ方向と直交する方向に、この並び順に、互いに平行に配置されている。第１電源コネクタ１２Ａのコンタクトピン１２ａは、底部１０ｂを貫通し、底部１０ｂの内壁面上を延長ターミナル１２ｂとして第１穴部１８Ａまで延び、第１穴部１８Ａから外部に突出している。

第２電源コネクタ１２Ｂは、コンタクトピン１２ａを出力軸２１の軸方向と平行として、底部１０ｂの外壁面の第２パワーモジュールの反出力側に配置されている。これにより、第２突出部１７Ｂ、第２穴部および第２電源コネクタ１２Ｂは、第２突出部１７Ｂの長さ方向と直交する方向に、この並び順に、互いに平行に配置されている。第２電源コネクタ１２Ｂのコンタクトピン１２ａは、底部１０ｂを貫通し、底部１０ｂの内壁面上を延長ターミナル１２ｂとして第２穴部まで延び、第２穴部から外部に突出している。

第１制御基板３Ａの上辺に形成された接続部に接続された中継ターミナル１４ａが、底部１０ｂの内壁面に沿って穴部１８まで延び、第１穴部１８Ａから外部に突出している。第１中継部材２０Ａのバスバーに接続された中継ターミナル１４ｄが、底部１０ｂの内壁面に沿って第１穴部１８Ａまで延び、穴部１８から外部に突出している。図示されていないが、第２制御基板３Ｂの上辺に形成された接続部に接続された中継ターミナル１４ａが、底部１０ｂの内壁面に沿って第２穴部まで延び、第２穴部から外部に突出している。第２中継部材のバスバーに接続された中継ターミナル１４ｄが、底部１０ｂの内壁面に沿って第２穴部まで延び、第２穴部から外部に突出している。

延長ターミナル１２ｂと中継ターミナル１４ａ，１４ｄの第１穴部１８Ａから突出した端部端部同士が、接続される。これにより、これにより、第１電源コネクタ１２Ａのコンタクトピン１２ａが、延長ターミナル１２ｂ、中継ターミナル１４ａ，１４ｄを介して第１制御基板３Ａと第１パワーモジュール９Ａの電源ラインに接続される。そして、外部電力が、第１制御基板３Ａと第１パワーモジュール９Ａに供給される。

図示されていないが、延長ターミナル１２ｂと中継ターミナル１４ａ，１４ｄの第２穴部から突出した端部端部同士が、接続される。これにより、第２電源コネクタ１２Ｂのコンタクトピン１２ａが、延長ターミナル１２ｂ、中継ターミナル１４ａ，１４ｄを介して第２制御基板３Ｂと第２パワーモジュールの電源ラインに接続される。そして、外部電力が、第２制御基板３Ｂと第２パワーモジュールに供給される。

第１信号コネクタ１３Ａは、コンタクトピン１３ａを出力軸２１の軸方向と直交する方向として、底部１０ｂの外壁面の第１突出部１７Ａの径方向外方に配置されている。第１信号コネクタ１３Ａのコンタクトピン１３ａは、底部１０ｂを貫通し、底部１０ｂの内壁面上を第１制御基板３Ａまで延び、第１制御基板３Ａの上辺に形成された接続部に接続されている。これにより、第１信号コネクタ１３Ａのコンタクトピン１３ａが、第１制御基板３Ａの信号ラインに直接接続される。そして、トルク、車速などの情報が、第１制御基板３Ａに入力される。

第２信号コネクタ１３Ｂは、コンタクトピン１３ａを出力軸２１の軸方向と直交する方向として、底部１０ｂの外壁面の第２突出部１７Ｂの径方向外方に配置されている。第２信号コネクタ１３Ｂのコンタクトピン１３ａは、底部１０ｂを貫通し、底部１０ｂの内壁面上を第２制御基板３Ｂまで延び、第２制御基板３Ｂの上辺に形成された接続部に接続されている。これにより、第２信号コネクタ１３Ｂのコンタクトピン１３ａが、第２制御基板３Ｂの信号ラインに直接接続される。そして、トルク、車速などの情報が、第２制御基板３Ｂに入力される。

実施の形態２では、第１ヒートシンク１１Ａと第２ヒートシンクの柱部１１ｂ、第１パワーモジュール９Ａ、第２パワーモジュール、第１制御基板３Ａ、第２制御基板３Ｂが、出力軸２１の軸方向と平行に配置される。また、第１制御基板３Ａの上部を挿入する第１突出部１７Ａと、第２制御基板３Ｂの上部を挿入する第２突出部１７Ｂとが、ハウジング１０の底部１０ｂを反出力側に突出させて形成されている。さらに、第１電源コネクタ１２Ａ、第２電源コネクタ１２Ｂ、第１信号コネクタ１３Ａ、第２信号コネクタ１３Ｂが、第１突出部１７Ａと第２突出部１７Ｂとを避けて底部１０ｂの外壁面に配置されている。したがって、実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に、第１および第２制御基板３Ａ，３Ｂの実装面積を確保しつつ、製品の軸方向の小型化を図ることができる。これにより、実装部品点数が増大しても、装置の径方向の寸法を拡大することなく、軸方向の寸法の増大を抑制することができる。その結果、２系統のインバータ回路６を有する、冗長性を考慮した構成であっても、装置の小型化が図られる。

第１電源コネクタ１２Ａと第２電源コネクタ１２Ｂが、出力軸２１の軸方向の反出力側から見て、第１制御基板３Ａと第２制御基板３Ｂとの間に配置されている。第１穴部１８Ａが、出力軸２１の軸方向の反出力側から見て、第１突出部１７Ａと第１電源コネクタ１２Ａとの間に配置されている。図示されていないが、第２穴部が、出力軸２１の軸方向の反出力側から見て、第２突出部１７Ｂと第２電源コネクタ１２Ｂとの間に配置されている。これにより、コンタクトピン１２ａの延長ターミナル１２ｂの長さを短くすることができる。

延長ターミナル１２ｂと中継ターミナル１４ａ，１４ｄとの接続部１６ａが、第１穴部１８Ａおよび第２穴部内に略一直線に並んでいる。これにより、結線作業性が向上される。

第１信号コネクタ１３Ａが、底部１０ｂの外壁面の第１突出部１７Ａの径方向外側に配置されている。同様に、第２信号コネクタ１３Ｂが、底部１０ｂの外壁面の第２突出部１７Ｂの径方向外側に配置されている。コンタクトピン１３ａが、ハウジング１０内に引き出されて第１制御基板３Ａと第２制御基板３Ｂに直接接続されている。これにより、第１制御基板３Ａと第２制御基板３Ｂとから引き出される中継ターミナルが不要となり、部品点数を削減できる。

なお、上記実施の形態２では、第１信号コネクタ１３Ａと第２信号コネクタ１３Ｂは、コンタクトピン１３ａが出力軸２１の軸方向と直交するように底部１０ｂに形成されているが、第１信号コネクタ１３Ａと第２信号コネクタ１３Ｂは、コンタクトピン１３ａが出力軸２１の軸方向と平行に底部１０ｂに形成してもよい。

また、上記実施の形態２では、第１信号コネクタ１３Ａと第２信号コネクタ１３Ｂのコンタクトピン１３ａが第１制御基板３Ａと第２制御基板３Ｂとに直接接続されているが、第１信号コネクタ１３Ａと第２信号コネクタ１３Ｂのコンタクトピン１３ａは、延長ターミナル１３ｂにより第１穴部１８Ａと第２穴部まで延ばし、第１制御基板３Ａと第２制御基板３Ｂから第１穴部１８Ａと第２穴部まで延ばされた中継ターミナル１４ｂと、第１穴部１８Ａと第２穴部で接続してもよい。

また、上記実施の形態２では、第１穴部１８Ａと第２穴部とが底部１０ｂに形成されているが、１つの穴部を底部１０ｂに形成し、第１電源コネクタ１２Ａと第２電源コネクタ１２Ｂのコンタクトピン１２ａの延長ターミナル１２ｂを１つの穴部から突出させてもよい。

また、上記実施の形態２では、第１信号コネクタ１３Ａと第２信号コネクタ１３Ｂが、第１突出部１７Ａと第２突出部１７Ｂの外側に配置されているが、第１信号コネクタ１３Ａと第２信号コネクタ１３Ｂは、第１電源コネクタ１２Ａと第２電源コネクタ１２Ｂとともに、第１突出部１７Ａと第２突出部１７Ｂの間に配置されてもよい。
また、上記実施の形態２では、第１電源コネクタ１２Ａと第２電源コネクタ１２Ｂが、第１突出部１７Ａと第２突出部１７Ｂの間に配置されているが、第１電源コネクタ１２Ａと第２電源コネクタ１２Ｂは、第１信号コネクタ１３Ａと第２信号コネクタ１３Ｂとともに、第１突出部１７Ａと第２突出部１７Ｂの外側に配置されてもよい。

なお、上記各実施の形態では、パワーモジュールが、ヒートシンクの柱部に取り付けられて、出力軸の軸方向と平行に配置されているが、パワーモジュールは、必ずしも、出力軸の軸方向と平行に配置される必要はない。例えば、ヒートシンクの柱部の実装面が出力軸の軸方向に対して傾斜していれば、当該実装面に取り付けられるパワーモジュールも、出力軸の軸方向に対して傾斜することになる。

１，１Ａ 制御ユニット、２ モータ、３ 制御基板、３Ａ 第１制御基板、３Ｂ 第２制御基板、９ パワーモジュール、９Ａ 第１パワーモジュール、１０，１０Ａ ハウジング、１０ｂ 底部、１１ ヒートシンク、１１Ａ 第１ヒートシンク、１２ 電源コネクタ、１２Ａ 第１電源コネクタ、１２Ｂ 第２電源コネクタ、１３ 信号コネクタ、１３Ａ 第１信号コネクタ、１３Ｂ 第２信号コネクタ、１２ａ，１３ａ コンタクトピン、１２ｂ，１３ｂ 延長ターミナル、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 中継ターミナル、１６ａ，１６ｂ 接続部、１７ 突出部、１７Ａ 第１突出部、１７Ｂ 第２突出部、１８ 穴部、１８Ａ 第１穴部、１９ 蓋、２１ 出力軸、２４ モータ巻線、６１Ｕ 上アーム用スイッチング素子、６２Ｕ 下アーム用スイッチング素子、６４Ｕ リレー用スイッチング素子。

Claims (6)

1. モータと、上記モータの出力軸の軸方向の反出力側に配置されて、上記モータと一体化された制御ユニットと、を備える電動パワーステアリング装置において、
   制御ユニットは、
   上記モータのモータ巻線に電流を供給する複数のスイッチング素子を有するパワーモジュールと、上記複数のスイッチング素子に制御信号を出力する制御基板と、上記パワーモジュールが取り付けられ、上記複数のスイッチング素子での発熱を放熱するヒートシンクと、上記制御ユニットの外殻を構成するハウジングと、電源コネクタと、信号コネクタと、を備え、
   上記制御基板は、上記出力軸の軸方向と平行に配置され、
   突出部が、上記ハウジングの反出力側の底部に反出力側に突出するように形成され、
   上記制御基板の反出力側の端部が、上記突出部内に挿入され、
   上記電源コネクタと上記信号コネクタが、上記底部の外壁面の上記突出部を避けた領域に配置されている電動パワーステアリング装置。
2. 穴部が、上記底部を貫通するように形成され、
   上記電源コネクタと上記信号コネクタとの少なくとも一方のコネクタのコンタクトピンから延びた延長ターミナルと、上記延長ターミナルの接続対象の、上記制御基板と上記パワーモジュールから延びた中継ターミナルとが、上記穴部から反出力側に引き出されて接続されている請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 上記突出部、上記穴部、および上記少なくとも一方のコネクタは、それぞれ、直線状に形成され、上記突出部の長さ方向と直交する方向に、この並び順で、互いに平行に配置されている請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記穴部は、直線状に形成され、
   上記延長ターミナルと上記中継ターミナルとの接続部が、上記穴部に１列に配列されている請求項２又は請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
5. 上記穴部を塞ぐ蓋を備えている請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 上記電源コネクタと上記信号コネクタとの少なくとも一方のコネクタは、上記底部の外壁面の上記突出部の径方向外側に配置され、
   上記少なくとも一方のコネクタのコンタクトピンから延びた延長ターミナルが、上記制御基板に直接接続されている請求項１記載の電動パワーステアリング装置。

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