WO2015145630A1

WO2015145630A1 - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: WO2015145630A1
Application number: PCT/JP2014/058623
Authority: WO
Inventors: 浅尾　淑人; 昭彦森
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-10-01
Also published as: US10211709B2; EP3124356A4; US20160347354A1; JP6049940B2; JPWO2015145630A1; EP3124356B1; EP3124356A1

Abstract

　この電動パワーステアリング装置は、　パワーモジュールは、先端部が制御基板に指向した、モータ制御用ターミナル、電源に接続された電源用ターミナルを含む複数のターミナルを有し、ホルダは、先端部が制御基板と接続されるターミナルを貫通する穴を有しており、巻線用ターミナルは、先端部が前記モータ制御用ターミナルの先端部と接続され、前記制御基板から先端部がコネクタ組立体に向かって延びた中継ターミナル及び前記電源用ターミナルは、前記コネクタ組立体の各コネクタターミナルと接続されているので、主な接続作業は、それぞれ接近した接続部位で行くことができ、組立性が向上する。

Description

電動パワーステアリング装置

　この発明は、電動モータによりハンドルの操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置に関し、特に電動モータと制御ユニットとを一体化した電動パワーステアリング装置に関する。

　従来の電動パワーステアリング装置を小型化するために、電動モータに制御ユニットを合体した機電一体型が提案されてきた。その構造として電動モータの外周に制御ユニットを乗せたいわゆるアドオンタイプのもの、又は電動モータの内部に電動モータ出力軸方向に同軸で一体化したものがある。同軸一体化はアドオンタイプと比較するとより小型化されている。
　この同軸一体化するためには特にＭＣＵ（motor-control-unit）の構造を工夫する必要があり、例えば特許文献１に示すものが提案されている。

　前記の従来装置では、電動モータから延出した巻線用ターミナル、ヒートシンク、インバータ回路を構成するＰＭ（power-module）、ＣＰＵ（Central-Processing-Unit）が搭載された制御基板、コネクタ組立体、及びＰＭと制御基板の間に配置されそれらを電気的・構造的に接続する中継部材等から構成されていた。

特開２０１３－１５１２０６号公報

　従来装置のＭＣＵでは、電気的接続は多数複雑に配置されており、コネクタ組立体と制御基板、ＰＭと制御基板、ＰＭと電動モータの巻線用ターミナルというように多数の異なった場所でそれぞれ複数箇所のハンダ付け、又は溶接をしなければならず、組立に時間を要するという問題点があった。

　この発明は、かかる問題点を解決することを課題とするものであって、各部位、構造を見直し、改良することにより組立性が向上した電動パワーステアリング装置を得ることを目的とするものである。

　この発明に係る電動パワーステアリング装置は、
　電動モータの駆動を制御するための制御ユニットが前記電動モータの出力軸と同軸状で、かつ前記出力軸の出力側と反対側に配置され、前記制御ユニットのモータ制御用ターミナルと前記電動モータの巻線用ターミナルとが接続されて、前記制御ユニットと前記電動モータとが一体化された電動パワーステアリング装置であって、
　前記制御ユニットは、ケースと、このケースの外側に設けられたコネクタ組立体と、前記ケースの開口部を塞ぎ前記ケースと協同して空間を形成するヒートシンクと、前記空間内であって前記ヒートシンクに載置され、前記電動モータに電力を供給するパワーモジュールと、このパワーモジュールを前記ヒートシンクに対して押圧して密着させるとともに、位置決めするホルダと、このホルダと離間して設けられ前記駆動モータの駆動を制御するＣＰＵ（Central-Processing-Unit）が搭載された制御基板と、を備え、
　前記パワーパワーモジュールは、先端部が前記制御基板に指向した、前記モータ制御用ターミナル、電源に接続された電源用ターミナルを含む複数のターミナルを有し、
前記ホルダは、先端部が前記制御基板と接続される前記ターミナルを貫通する穴を有し、
　前記巻線用ターミナルは、先端部が前記モータ制御用ターミナルの先端部と接続され、
　また、前記制御基板から先端部が前記コネクタ組立体に向かって延びた中継ターミナル及び前記電源用ターミナルは、前記コネクタ組立体の各コネクタターミナルと接続されている。

　また、この発明に係る電動パワーステアリング装置は、
　電動モータの駆動を制御するための制御ユニットを前記電動モータの出力軸に同軸状で、かつ前記出力軸の出力側に配置し、前記制御ユニットのモータ制御用ターミナルと前記電動モータの巻線用ターミナルとが接続されて、前記制御ユニットと前記電動モータとが一体化された電動パワーステアリング装置であって、
　前記制御ユニットは、ケースと、このケースの径方向外側に設けられたコネクタ組立体と、前記ケース内に設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに載置され、前記電動モータのモータ巻線に電力を供給するパワーモジュールと、このパワーモジュールを前記ヒートシンクに対して押圧して密着させるとともに、位置決めするホルダと、このホルダと離間して設けられ前記駆動モータの駆動を制御するＣＰＵ（Central-Processing-Unit）が搭載された制御基板と、を備え、
　前記パワーモジュールは、先端部が前記制御基板に指向した、前記モータ制御用ターミナル、電源に接続された電源用ターミナルを含む複数のターミナルを有し、
前記ホルダは、先端部が前記制御基板と接続される前記ターミナルを貫通する穴を有しており、
　前記巻線用ターミナルは、先端部が前記モータ制御用ターミナルの先端部と接続され、
　また、前記制御基板から先端部が前記コネクタ組立体に向かって延びた中継ターミナル及び前記電源用ターミナルは、前記コネクタ組立体の各コネクタターミナルと接続されている。

　この発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、主な接続作業は、それぞれ接近した接続部位で行くことができ、組立性が向上する。

この発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置を示す回路図である。図１の電動パワーステアリング装置を示す断面図である。図１のパワーモジュールを示す斜視図である。（ａ）は図２のホルダを示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ‐Ａ線に沿った矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ‐Ｂ線に沿った矢視断面図である。図２の制御基板を示す平面図である。図２のコネクタ組立体を示す平面図である。（ａ）はこの発明の実施の形態２の電動パワーステアリング装置を示す要部断面図、（ｂ）は（ａ）の切断面に対して直角方向に切断したときの要部図である。（ａ）はこの発明の実施の形態３の電動パワーステアリング装置における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ‐Ａ線に沿った矢視断面図である。この発明の実施の形態４の電動パワーステアリング装置における分解断面図である。

　以下、この発明の電動パワーステアリング装置の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。

　実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１の電動パワーステアリング装置（以下、装置と略称する。）を示す回路図である。
　この装置は、制御ユニット１と、ハンドル（図示せず）の操舵力をアシストする電動モータ２と、ハンドルの操舵力を検出するトルクセンサや、車速センサ等のセンサ類１１と、電源であるバッテリ１２と、を備えており、これらは、車両の各所定の場所に搭載されている。
　制御ユニット１は、ＣＰＵ（Central-Processing-Unit）３１等を搭載した制御基板３と、モータ巻線２ａ、２ｂに電流を供給する所謂インバータ回路をなすパワーモジュール（以下、ＰＭ（power-module）と略称する。）４ａ、４ｂと、を主要構成要素として構成されている。

　電動モータ２は、この実施の形態では、ブラシレス電動モータであって、３相２組のモータ巻線２ａ、２ｂから構成されているが、３相２組のブラシレスタイプに限定されるものではなく、ブラシ付き電動モータ、３相以上の多相巻線電動モータであってもよい。
　電動モータ２は、２組のモータ巻線２ａ、２ｂを有するため、ＰＭ４ａ、４ｂも各モータ巻線２ａ、２ｂ用に２組のＰＭ４ａ及びＰＭ４ｂが用いられている。

　次に、ＰＭ４ａ、４ｂについて説明するが、ＰＭ４ａ、４ｂは同一の回路構成であり、一方のＰＭ４ａについて説明し、他方のＰＭ４ｂについての説明は省略する。
　ＰＭ４ａでは、直列接続のスイッチング素子（Ｔ１ａ、Ｔ２ａ）が３組（Ｔ１ａ～Ｔ６ａ）内蔵され、その他には電源供給を遮断できるリレーＲＹａ（スイッチング素子で構成してもよい）と、電流検出が可能なシャント抵抗Ｒａ、その増幅器ＡＭａ他が内蔵されている。

　また、ＰＭ４ａでは、制御基板３からの信号ラインがスイッチング各素子（Ｔ１ａ～Ｔ６ａ）に接続され、一方、ＰＭ４ａの各部位の電圧値を制御基板３へ転送するモニタラインが制御基板３に接続されている。
　例えば、各検出電圧の部位として、巻線用ターミナル２ｄ、直列スイッチング素子の中間点であるＭｕａ、Ｍｖａ、Ｍｗａ、またシャント抵抗Ｒａの両端電位差を増幅した増幅器ＡＭａの出力端子Ｉａがある。電動モータ２のモータ巻線２ａへ電流を供給するためのモータ制御用ターミナル２ｃも直列スイッチング素子の中間点であるＭｕａ、Ｍｖａ、Ｍｗａに接続されている。
　そのため、ＰＭ４ａのターミナルとして、バッテリ１２と電気的に接続された第３の電源用ターミナル４ｃ、モータ制御用ターミナル２ｃ、信号ライン用ターミナル３２ａ及びモニタライン用ターミナル３３ａを有している。
　電動モータの電流制御による電源変動、ノイズ抑制のためコンデンサＣ１ａは、各ＰＭ４ａ、４ｂに少なくとも１個以上接続されている。このコンデンサＣ１ａは、比較的大型部品であり、ＰＭ４ａ、制御基板３とは別途配置されている。
　なお、図中、ＰＭ４ｂの各構成要素については、ＰＭ４ａの各構成要素に付された添え字「ａ」の代りに「ｂ」に付してある。
　また、ＰＭ４ａのモータ制御用ターミナル２ｃ、巻線用ターミナル２ｄは、ＰＭ４ｂではモータ制御用ターミナル２ｅ、巻線用ターミナル２ｆに相当し、ＰＭ４ａの第３の電源用ターミナル４ｃは、ＰＭ４ｂでは第４の電源用ターミナル４ｄが相当する。
　なお、上記説明した装置の回路構成は、従来装置と同じである。

　制御基板３は、第２の電源用ターミナル３ａ、センサ用ターミナル３ｂを有している。第２の電源用ターミナル３ａ、センサ用ターミナル３ｂは、制御ユニット１からコネクタを介して外部と接続されている。
　一方、ＰＭ４ａ、４ｂの第３及び第４の電源用ターミナル４ｃ、４ｄは、第１の電源用ターミナル１ａを介してバッテリ１２と接続されている。
　なお、スイッチ１０は、車両のイグニッションスイッチを示しており、このスイッチ１０がオンされると第２の電源用ターミナル３ａを介して制御基板３に電源が供給される。
　電動モータ２に対してはＰＭ４ａ、４ｂを介してバッテリ１２から直接接続されている。
　また、ノイズ放出防止用のコイルＣＬが電源、グランド間に配設され、その近傍には、その他コンデンサ等（図示せず）も接続されている。

　以上の制御ユニット１と電動モータ２とを一体化した装置の構造について説明する。
　図２は図１の装置を示す断面図、図３は図１のＰＭ４ａを示す斜視図、図４（ａ）は図２のホルダ５０を示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ‐Ａ線に沿った矢視断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ‐Ｂ線に沿った矢視断面図、図５は図２の制御基板３を示す平面図である。

　図２において、図の下側が電動モータ２の出力側であり、制御ユニット１は、電動モータ２の反出力側に配置されている。
　電動モータ２は、従来装置と同様に中心に出力軸２３を有し、出力軸２３には外周面に永久磁石（図示せず）を装着したロータ２１が固定されている。このロータ２１の周囲には、モータ巻線２ａ、２ｂが３相２組巻装されたステータ２２が配置されている。このステータ２２及びロータ２１は、ハウジング２６と下フレーム２８と上フレーム２７とで形成された空間内に収納されている。下フレーム２８の下側は、出力軸２３の回転が伝達される減速機２９に接続される。

　電動モータ巻線端は、モータ巻線２ａ、２ｂの上部に配置され、各巻線部を例えば図１のようにデルタ（△）結線するための接続リング２５が配置され、巻線用ターミナル２ｄ、２ｆが２組計６本上方へ延出している。
　この巻線用ターミナル２ｄ、２ｆに電流を供給することで、磁界が発生し、ロータ２１の外周面に装着した永久磁石と反発・引き合い作用によりロータ２１が回転する。

　制御ユニット１は、上フレーム２７とケース３５とで包まれた空間３４に、図中下層から、２個のＰＭ４ａ、４ｂ、ホルダ５０、さらにはＣＰＵ３１、駆動ＩＣ３６が搭載された制御基板３が順次積層されている。
　最下層のＰＭ４ａ、４ｂは、図３に示したように直方体をしたモールド体に種々の複数のターミナルが、途中直角に折曲して先端部が上向きに延びている。
　図３に示されたＰＭ４ａのモールド体には、図１で示した複数のスイッチング素子Ｔ１ａ～Ｔ６ａ、リレーＲＹａ、シャント抵抗Ｒａ等々が内蔵されている。また、モールド体は、これら内蔵された素子等の放熱のための窓部４ｅが裏面に形成されており、この窓部４ｅにはモールドをされていない内部フレームが露出している。この窓部４ｅは図２のヒートシンクである上フレーム２７の上面と密着され、放熱性が向上している。つまり、上フレーム２７は、電動モータ２と制御ユニット１との境界壁の機能の他に放熱の機能も担っている。
　ＰＭ４ｂについても、ＰＭ４ａと同様に、同一形状のモールド体を有し、また同じ構成要素が内蔵されている。

　ＰＭ４ａ、４ｂのモールド体の長手方向の一方には、電動モータ２の巻線用ターミナル２ｄ、２ｆと接続できるように、比較的幅広のモータ制御用ターミナル２ｃ（Ｕ）、２ｃ（Ｖ）、２ｃ（Ｗ）が途中折曲して先端部が上方向に延びている。また、対向辺からは比較的狭い幅のターミナルが多数途中折曲して先端部が上方向に延びている。このターミナルは、制御基板３と電気的に接続された信号ライン用ターミナル３２ａ、モニタライン用ターミナル３３ａであり、一部はモータ制御用ターミナル２ｃ（Ｕ）、２ｃ（Ｖ）、２ｃ（Ｗ）側からも延出している。
　さらに、モールド体の短辺には、ＰＭ４ａでは第３の電源用ターミナル４ｃ（電源とグランド）が、またＰＭ４ｂでは第４の電源用ターミナル４ｄがそれぞれ延出しており、このターミナル４ｃも比較的幅広で構成されている。

　また、この実施の形態では、一対のＰＭ４ａ、４ｂが配置された仮想の中央線に対して線対称な形状のターミナル２ｃ、３２ａ、３３ａ、４ｃ、４ｄを配置しており、本来２種類のＰＭ４ａ、４ｂを製造する必要がある。
　しかしながら、この実施の形態では、１種類のＰＭで上記配置を具体化している。
　即ち、一方のＰＭ４ａに対して他方のＰＭ４ｂを出力軸２３に中心に点対称とし、図３の第３の電源用ターミナル４ｃと対向する辺にも同様に電源用ターミナル用のターミナル４ｆを延出させ、ＰＭ４ａとして使用する場合、ターミナル４ｆは短く切断し、一方ＰＭ４ｂとして使用する場合は第３の電源用ターミナル４ｃを切断し、ターミナル４ｆを第４の電源用ターミナル４ｄとして使用している。

　図３で示したようなＰＭ４ａと、ＰＭ４ｂとが２列平行に並んで上フレーム２７に配置され、それぞれのターミナルが上方へ延びている。
　ＰＭ４ａ、４ｂを覆ったホルダ５０は、絶縁樹脂製で、図４に示すように略円盤状であって、前述の各ターミナルが貫通する貫通穴が多数形成されている。
　図４（ａ）において、ボルト貫通穴５２が左右に分かれて一対ずつ対向して４カ所に形成されている。このボルト貫通穴５２に通しボルトを貫通、締結することで、ホルダ５０は、上フレーム２７に対して位置決め、固定される。
　また、ホルダ５０は、中央部には、ＰＭ４ａから延びた各ライン用ターミナル３２ａ、３３ａ、ＰＭ４ｂから延びた各ライン用ターミナル３２ｂ、３３ｂｂをそれぞれ貫通するためのライン用穴５３が列状に形成されている。
　また、その外周縁部には、モータ制御用ターミナル２ｃ（Ｕ）、２ｃ（Ｖ）、２ｃ（Ｗ）を通すための制御用穴５４が３個ずつ対向してそれぞれ形成されている。さらに、図４（ａ）の下側には第３の電源用ターミナル４ｃ、第４の電源用ターミナル４ｄを通すための電源用穴５５が２個ずつ左右分かれて形成されている。
　なお、比較的大径の穴、５２、５４、５５はスリット又は切欠きであってもよく、制御基板３の裏面から表面にターミナルが挿通できるものであれば、穴に限定されない。

　ホルダ５０の裏面には、ＰＭ４ａ、４ｂのモールド体の外周に沿った長方形をした凹部５６が形成されており、この凹部５６にはＰＭ４ａ、４ｂのモールド体が嵌着されている。また、その表面には、円筒形の筒状柱５１が４個配置されている。このホルダ５０の機能の１つは、上フレーム２７に対するＰＭ４ａ、４ｂの位置決めと押し付けである。
　ホルダ５０自体は、そのボルト貫通穴５２に貫通した通しボルトの締結により上フレーム２７に対して位置決めされ、かつＰＭ４ａ、４ｂのモールド体を凹部５６で当接することで、ＰＭ４ａ、４ｂは、上フレーム２７に押し付けられ、上フレーム２７に密着することで、ＰＭ４ａ、４ｂの熱が上フレーム２７に伝導し放熱性を高めている。
　なお、ＰＭ４ａ、４ｂの外形の全周面を囲った凹部５６でなくても、凹部５６の代りに、ＰＭ４ａ、４ｂのモールド体の一対の長辺、さらには複数箇所のみを押圧するようにしてもよい。

　また、ホルダ５０の各穴５３、５４、５５は、ＰＭ４ａ、４ｂから延びた各ターミナルの位置決めとガイドの機能をしており、また制御基板３及び各ターミナルの位置決めに寄与している。
　さらに、ホルダ５０は、筒状柱５１によりホルダ５０と制御基板３との間の距離を一定に確保して、制御基板３に対する位置決め、保持を担っている。
　さらにまた、ホルダ５０は、絶縁材料でできており、ＰＭ４ａ、４ｂの各ターミナル間の絶縁も確保している。

　なお、ＰＭ４ａ、４ｂでは、ＰＭ４ａ、４ｂから制御基板３まで延出したライン用ターミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂ以外に、電源用ターミナル４ｃ、４ｄは後述するコネクタ組立体まで電気的に接続する必要のある、電源用ターミナル４ｃ、４ｄも存在する。
　この電源用ターミナル４ｃ、４ｄの場合、ターミナルをコネクタ組立体まで延長することもできるが、ＰＭ４ａ、４ｂ自体の大きさにも影響する。
　この実施の形態では、ＰＭ４ａ、４ｂからの電源用ターミナル４ｃ、４ｄの長さを短くし、図４（ｃ）に示した延長ターミナル２ｇを用いて対応している。
　図４（ｃ）に示すように、ホルダ５０には、第３の電源用ターミナル４ｃの先端部が臨んだ電源用穴５５が形成されている。この電源用穴５５の周囲には壁５７が形成されている。この壁５７内で破線で示した延長ターミナル２ｇの基端部と第３の電源用ターミナル４ｃの先端部が嵌め合って接続されている。
　ＰＭ４ｂについても、同様に延長ターミナル２ｇの基端部と第４の電源用ターミナル４ｄの先端部が嵌め合って接続され、第４の電源用ターミナル４ｄも第３の電源用ターミナル４ｃと同様に、延長ターミナル２ｇを介してコネクタ組立体と接続されている。　

　図５に示すように、制御基板３では、ＩＣとしてＣＰＵ３１と、ＰＭ４ａ、４ｂへの接続及び初段の駆動回路が内蔵された駆動ＩＣ３６が２個搭載され、その他図示してはいないが多数の電子部品が制御基板３の両面に搭載されている。
　この制御基板３では、ＰＭ４ａ、４ｂのモータ制御用ターミナル２ｃが貫通する制御用穴５４の直上周辺には、（［　）状に切り欠かれた制御用切り欠き部８０が形成されている。　また、電源用穴５５の直上周辺には、（Ｌ）状に切り欠かれた電源用切り欠き部８１が形成されている。
　また、制御基板３の中央部にはＰＭ４ａ、４ｂのライン用タ－ミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂのライン用穴７０が多数形成されている。このライン穴７０は、スルーホール穴であり、各ターミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂを貫通した後にその先端部をハンダ接合することで、ライン用タ－ミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂは、ＣＰＵ３１、駆動ＩＣ３６等と電気的に接続される。

　制御基板３の縁部の４カ所には、ホルダ５０の表面から垂直方向に延びた筒状柱５１の先端部が貫通できる柱用穴５１ａが形成されている。筒状柱５１の先端部をこの貫通穴５１ａに通した後に、例えば熱カシメすることで制御基板３をホルダ５０に固定することができる。なお、熱カシメではなく筒状柱５１の先端部に穴をあけ、制御基板３側からボルトで締結するようにしてもよい。

　図６は、装置の上面図であり、ケース３５の上面には、ケース３５と一体化したコネクタ組立体が設けられている。
　このコネクタ組立体は、コネクタターミナルである第１の電源用ターミナル１ａの先端部１ａａが露出した、電源用コネクタ４１と、コネクタターミナルであるセンサ用ターミナル３ｂの先端部３ｂｂが露出したセンサ用コネクタ４２と、コネクタターミナルである第２の電源用ターミナル３ａの先端部３ａａが露出した小電力用コネクタ４３と、を備えている。
　センサ用ターミナル３ｂの基端部、第２の電源用ターミナル３ａの基端部は、それぞれ制御基板３の平面から垂直方向に延びた中継ターミナル３ｃと溶接により接続されている。
　なお、図６では、それらの接続の一部を一点鎖線で示している。
　コネクタ組立体の中継ターミナル３ｃの直上には窓部９０が形成されており、センサ用ターミナル３ｂの基端部、第２の電源用ターミナル３ａの基端部はそれぞれ、ＣＰＵ３１、駆動ＩＣ３６から離れた窓部９０の上側まで導かれ、ケース３５の上側でターミナル同士は溶接される。従って、溶接作業によるＣＰＵ３１、駆動ＩＣ３６に対する悪影響を抑制することができる。
　また、窓部９０には、これらのターミナルの溶接部を覆うための第３のカバー４５が設けられている。

　同様に、制御基板３を介せずにコイルＣＬ、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂと接続された中継ターミナル１ｂ（図１参照）の端部１ｂｂは、ＰＭ４ａ、４ｂの第３及び第４の電源用ターミナル４ｃ、４ｄに接続された延長ターミナル２ｇの端部２ｇｇと溶接により接続されている。
　コネクタ組立体の中継ターミナル１ｂの端部１ｂｂの直上には窓部９１が形成されており、中継ターミナル１ｂの端部１ｂｂと延長ターミナル２ｇの両端部は、それぞれ、ＣＰＵ３１、駆動ＩＣ３６から離れた窓部９１の上側まで導かれ、ケース３５の上側でターミナルの端部１ｂｂ、２ｇｇ同士は溶接される。
　また、窓部９１には、これらのターミナルの溶接部１ｂｂ、２ｇｇを覆うための第２のカバー４４が設けられている。

　また、コネクタ組立体には、図１に示したコイルＣＬａ、ＣＬｂやコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂのように比較的大型で電源系に接続されている部品類を覆った第１のカバー４０が配置されている。これらの部品類は、電源用コネクタ４１、第２のカバー４４、センタ用コネクタ４２及び小電力用コネクタ４３で囲まれた空間に配置されており、空間を利用することで小型化を図っている。

　なお、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂについては、ＰＭ４ａ、４ｂの近傍である、ホルダ５０と制御基板３との間の空間、または上フレーム２７と接続リング２５との間であってもよい。
　この場合にも、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂとＰＭ４ａ、４ｂの第３及び第４の電源用ターミナル４ｃ、４ｄとの電気的接続に、図４（ｃ）に示した延長ターミナル２ｇが用いられる。
　また、ホルダ５０と制御基板３との間にコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂを配置した場合には、図４（ｃ）に示したように図中上方に伸びた延長ターミナル２ｇを使用し、上フレーム２７の下側にコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂを配置した場合には、図４（ｃ）の延長ターミナル２ｇと、さらに図中下方にも延びたターミナルとを追加し、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂのリードを例えばコネクタの雌雄ピンのように圧着により接続することで対応可能である。

　次に、上記構成の装置の組立手順について説明する。
　ロータ２１、ステータ２２、巻線２４がハウジング２６に内蔵され、下フレーム２８と一体に組み上げられた電動モータ２を従来装置と同様に完成させる。
　次に、接続リング２５をモータ巻線２ａ、２ｂ上に配置し、巻線端の端子接続、例えば溶接を行う。
　次に、上フレーム２７を電動モータ２の上側に配置した後、モータ制御用ターミナル２ｄの先端部を上側に突出させる。
　次に、ＰＭ４ａ、４ｂを上フレーム２７の上面に配置した後、ＰＭ４ａ、４ｂのモールド体を凹部５６に嵌着するようにホルダ５０を装着する。
　この際、ＰＭ４ａ、４ｂのライン用タ－ミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂは、ライン用穴５３を貫通し、電源用ターミナル４ｃ、４ｄは、電源用穴５５に嵌着し、モータ制御用ターミナル２ｃは、制御用穴５４を貫通する。
　その後、ホルダ５０を、ボルト貫通穴５２を通った通しボルトを用いて上フレーム２７に締結し、ホルダ５０を上フレーム２７に固定する。
　その後、多数の電子部品を搭載した制御基板３を筒状柱５１を介して積み上げる。
　この制御基板３の装着の際には、ＰＭ４ａ、４ｂのライン用タ－ミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂの先端部は制御基板３のライン穴７０を貫通し、モータ制御用ターミナル２ｃの先端部は、制御基板３の制御用切欠き部８０を通過する。

　次に、各ライン用タ－ミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂの先端部で半田により制御基板３と接続する。
　また、ＰＭ４ａ、４ｂのモータ制御用ターミナル２ｃ、２ｄの先端部は、モータ制御用ターミナル２ｃ、２ｄと同方向に沿って延出し制御基板３の上方に突出した巻線用ターミナル２ｄ、２ｆの先端部と溶接により接続する。

　その後、コネクタ組立体と一体のケース３５を上フレーム２７上に、第１、第２、第３カバー４０、４４が未装着の状態で載置する。
　この際、センサ用ターミナル３ｂの基端部及び第２の電源用ターミナル３ａの基端部は、それぞれ窓部９０から外側に突出しており、また中継ターミナル１ｂの端部１ｂｂ及び延長ターミナル２ｇの端部２ｇｇのそれぞれは、窓部９１から外側に突出している。
　この後、それぞれの端部同士を溶接により接続した後、窓部９０、９１を第３のカバー４５、第２のカバー４４で閉じ、同時にコネクタ組立体と一体のＣＬａ、ＣＬｂ、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂも第１のカバー４０で覆うことで装置の組立作業は終了する。

　上記構成の装置によれば、制御基板３上で、ライン用タ－ミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂと制御基板３との半田により接続作業が行われ、モータ制御用ターミナル２ｃ、２ｄと巻線用ターミナル２ｄ、２ｆとの溶接による接続作業が行われる。また、コネクタ組立体上で、センサ用ターミナル３ｂ、第２の電源用ターミナル３ａと中継ターミナル３ｃとの溶接による接続作業が行われ、中継ターミナル１ｂと延長ターミナル２ｇとの溶接による接続作業が行われる。
　このように、主な接続作業は、制御基板３上及びコネクタ組立体上の２か所に集中し、各組み付け工程が簡略化されるため組立性が向上し、ひいては組み立て時間の短縮に効果がある。

　実施の形態２．
　図７（ａ）は、この発明の実施の形態２の装置を一対のＰＭ４ａ、４ｂを横切って切断した要部断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＰＭ４ｂをその長手方向に沿って切断した断面図である。
　この実施の形態では、図２に示した実施の形態１のものと比較して、ＰＭ４ａ、４ｂ及びホルダ５０ａ、制御基板３の積層順が逆となっている。
　また、電動モータ２と制御ユニット１との仕切り壁として上フレーム２７ａが設けられているが、この場合、上フレーム２７ａは、ＰＭ４ａ、４ｂと接触しないので、ヒートシンクとしての機能は不要なため、薄板状である。
　この上フレーム２７ａより上側に制御ユニット１が搭載され、制御ユニット１の最下層に制御基板３、その上にホルダ５０ａ、ＰＭ４ａ、４ｂ、さらにヒートシンク４６、最上部にはケース３５と一体のコネクタ組立体となっている。
　ヒートシンク４６は、脚部４６ａでケース３５の天面と離間しており、またその底面はＰＭ４ａ、４ｂの上面と接触している。

　ホルダ５０ａの働きは、実施の形態１と同様で、ＰＭ４ａ、４ｂのヒートシンク４６に対する位置決めと押圧、制御基板３との間の所定の間隔確保、制御基板３の固定である。
ＰＭ４ａ、４ｂ及び制御基板３間では、実施の形態１のものを反転した構造と同様であり、また電気的接続も同様である。

　しかしながら、コネクタ組立体の配置は制御基板３と反対側であるため、コネクタ組立体へまで延ばすターミナル３ｃの長さ、形状が異なる。

　ヒートシンク４６は、脚部４６ａを介してケース３５と固定され、またターミナル３ａ、３ｂ、ＰＭ４ａ、４ｂの電源用ターミナル４ｃ、４ｄに接続された延長ターミナル１ｂｃ（図４（ｃ）の延長ターミナル２ｇに相当）を貫通させるための穴が多数形成されている。
　また、実施の形態１のものでは、モータ制御用ターミナル２ｃと巻線用ターミナル２ｄとの溶接は、ケース３５の天面と制御基板３との間のスペースを利用できた。
これに対して、この実施の形態２では両者２ｃ、２ｄを溶接するような空間がないため、巻線用ターミナル２ｄをＰＭ４ａ、４ｂの折曲したモータ制御用ターミナル２ｃまで延出し、両者を別の接合部材２ｈで圧着する。
　また、電源用ターミナル４ｃ、４ｄと延長ターミナル１ｂｃとは接合部材１ｂｄの圧着で接続されている。
　この接合部材２ｈ、１ｂｄは、例えば穴の開いた直方体で、コネクタの雌雄嵌合又はプレスフィットと同様な構造であって、この接合部材をホルダ５０ａの穴に設置しておき、両ターミナルを接合部材２ｈ、１ｂｄの穴に挿入して三者が接触することで電気的接続をなす。

　次に、上記構成の装置の組立手順について説明する。
　電動モータ２に仕切り壁２７ａを装着し、巻線用ターミナル２ｄ、２ｆが２組３本ずつ延出される。コネクタ組立体が一体のケース３５の内側にヒートシンク４６を装着し、その後、ＰＭ４ａ、４ｂを装着する。
　次に、ホルダ５０ａの比較的大きな制御用穴５４、電源用穴５５（図４（ａ））に接合部材２ｈ、１ｂｄを挿入し、延長ターミナル１ｂｃを装着した後、電源用穴５５にＰＭ４ａ、４ｂの電源用ターミナル４ｃ、４ｄを挿入し、またその他の多数のライン穴５３にＰＭ４ａ、４ｂの各ターミナル３２ａ、３３ａ、を挿入した後、ホルダ５０ａをヒ－トシンク４６に固定する。
　これにより、ＰＭ４ａ、４ｂは、位置決めされるとともにヒートシンク４６と密着する。

　次に、制御基板３をホルダ５０ａに装着するとともに、センサ用ターミナル３ｂ、中継ターミナル３ｃがヒートシンク４７の穴を貫通してケース３５の上面に突き出す。ＰＭ４ａ、４ｂのライン用ターミナル３２ａ、３３ａ、３２ｂ、３３ｂの先端部が制御基板３のスルーホール穴を貫通しているので、ここをハンダ付けする。

　これで、ケース３５に内蔵される制御ユニット１がすべて配置されたことになる。
　この制御ユニット１を電動モータ２の上方からモータ制御用ターミナル２ｃの６本と、ホルダ５０ａの接合部材２ｇの６カ所を合致させるように挿入する。
　この挿入によりモータ巻線２ａ、２ｂとＰＭ４ａ、４ｂが電気的に接続される。
　最後にケース３５の上面に突き出た多数のターミナル１ａ、３ａ、３ｂ、１ｂｃを各々溶接し、第２及び第３のカバー４４、４５で覆って組立が完了する。

　なお、ヒートシンク４６は、ケース３５の上面の内側に内蔵された構造のみではなく、コネクタ組立体の各部位を集中させて配置することでケース３５の上面に空間を設け、この空間にヒートシンク４６の上面の一部を露出する構造であってもよい。この露出によりさらに放熱性が向上する。

　以上のように、制御ユニット１の積層順を変更しても、制御基板３上でのハンダ付け、ケース３５上での溶接と２つの工程での接続処理となり、その他の接続は、組立工程における部位の挿入工程により同時に成し遂げられており、組立性が向上する効果がある。

　実施の形態３．
　図８（ａ）は、この発明の実施の形態３の装置においてヒートシンク６１ａを外した状態の平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ-Ａ線に沿った矢視断面図である。
この実施の形態では、実施の形態１及び２の装置と異なり、制御ユニット１は、電動モータ２の出力側に配置されている。
　この配置であってもＰＭ４ａ、４ｂ、制御基板３等の配置順は実施の形態１及び２のものと同様に２種類が考えられる。
　即ち、ヒートシンクが減速機２９側にあり、ＰＭ４ａ、４ｂと密着した構造と、制御基板３が減速機側に配置された構造とがある。図８に示した装置は、前者の例である。

　ケース６１は、円筒形状をなし、その中心に出力軸２３が通る出力軸穴６０が形成されている。ケース６１の外周には、径方向に突出した電源用コネクタ部４１ａ、センタ用コネクタ部４２ａ、小電力用コネクタ部４３ａ、実施の形態１及び２の第１のカバー４０に相当する第１のカバー部４０ａがそれぞれケース６１と一体で配置されている。
　また、ケース６１は、電動モータ２との仕切り壁２７ｂを有している。
減速機側から順次、ヒートシンク６１ａ、ＰＭ４ａ、４ｂ、ホルダ５０ｂ、さらに制御基板３ｄが装着されている。
　なお、制御基板３ｄの図中両翼には、電源用コネクタ部４１ａ、センタ用コネクタ部４２ａ、小電力用コネクタ部４３ａの各ターミナル端部１ａ、３ａが接続されている。
ただし、直接接続でなくてもよく、実施の形態１、２のように延長ターミナルを利用してそれらの一方の端部と制御基板３ｄ、他方の端部とターミナル端部１ａ、３ａとを接続する構造であってもよい。
　どちらの構造であっても端部同士の接続は図８（ｂ）の上方から行うことになるため、電源用コネクタ部４１ａ、小電力用コネクタ部４３ａに窓部が形成されており、この窓部を通してハンダ付け、溶接等で接続作業を行う。作業後は、窓部は、カバー４４ａ、４５ａを用いて閉じられる。

　ホルダ５０ｂの機能である、ＰＭ４ａ、４ｂの押え、位置決め、各ターミナルのガイド、制御基板３ｄの位置決めは、実施の形態１、２と同等である。

　この装置では、電源用コネクタ部４１ａ、センサ用コネクタ部４２ａ、小電力用コネクタ部４３ａと一体のケース６１に、ＰＭ４ａ、４ｂ、ホルダ５０ｂ、制御基板３ｄをそれぞれ内蔵した状態で、電動モータ２の巻線用ターミナル２ｄ、２ｆとＰＭ４ａ、４ｂのモータ制御用ターミナル２ｃ、２ｄが接触するように合体（図８（ｂ）の矢印）させる。
両ターミナル２ｃ、２ｄの電気的接続は、実施の形態２の装置で用いたものと同様の接合部材を用いて行う。
　ケース６１は、ホルダ５０ｂと同様に樹脂材の成形部品で構成されると、その形状の自由度が向上する。
　この実施の形態では、ホルダ５０ｂが樹脂製であるので、ＰＭ４ａ、４ｂの放熱のためのヒートシンクが必要であって、ヒートシンク６１ａがＰＭ４ａ、４ｂと密接している。
減速機の面が平坦であれば直接この減速機にＰＭ４ａ、４ｂを装着するようにしてもよい。

　また、電動モータ２と制御ユニット１とを仕切る仕切り壁２７ｂは、ケース６１と別体であってもよい。
　また、ケース６１を制御基板３ｄ付近で上下にケースを上側ケース部と下側ケース部とに２分割し、ヒートシンク６１ａと上側ケース部とを金属製、例えばアルミニームで一体化して製造し、下側ケース部とコネクタ組立体とを樹脂で一体化して製造してもよい。ケース６１を２分割することで制御基板３ｄと各部の接続作業が易くなる。
　また、図８で示した電源用コネクタ部４１ａ、センサ用コネクタ部４２ａ、小電力用コネクタ部４３ａの向きを逆に減速機側とすること、さらには電動モータ２の径方向外向きの変形も可能である。

　この実施の形態では、電気的接続である電源用コネクタ部４１ａ、センサ用コネクタ部４２ａ、小電力用コネクタ部４３ａでの接続、及びモータ巻線２ａ、２ｂでの接続、ＰＭ４ａ、４ｂと制御基板３ｄとの接続の３カ所のみとなり、工作性が向上する。
　さらに、制御基板３ｄとＰＭ４ａ、４ｂの接続を組み付け前にハンダ付けで行い、モータ巻線２ａ、２ｂとＰＭ４ａ、４ｂとはケース６１と電動モータ２とを組み付ける工程中で終了しており、電源用コネクタ部４１ａ、センサ用コネクタ部４２ａ、小電力用コネクタ部４３ａでの接続箇所は、それぞれ同一方向を向いており、作業もし易い。

　実施の形態４．
　図９は、この発明の実施の形態４の装置を示す分解図である。
　この実施の形態では、電動モータ２側にＰＭ４ａ、４ｂが配置され、制御基板３ｅが減速機側に配置された点が実施の形態３の装置と異なる。
　この実施の形態では、ケース６１ａ内には、図中下側より、ＰＭ４ａ、４ｂ、ホルダ５０ｂ、制御基板３ｅが配置される。また、ケース６１ａは、図中両翼の電源用コネクタ部４１ａ、小電力用コネクタ部４３ａと一体化されている。
　また、制御基板３ｅ、ホルダ５０ｂ及びフレーム６２の各中央部には、出力軸２３が貫通する穴６０ａ、６０ｂ、６０ｃがそれぞれ形成されている。
　肉厚のアルミニウム製のフレーム６２は、制御ユニット１と電動モータ２との境界壁をなし、その上にＰＭ４ａ、４ｂが密着されてヒートシンクの機能をも有している。ホルダ５０ｂからは柱５１が立設されており、この柱５１の端部が制御基板３ｅの穴に挿入されて、制御基板３ｅはホルダ５０ｂに対して位置決めされている。

　電源用コネクタ部４１ａ、小電力用コネクタ部４３ａの各ターミナル端部１ａ、３ａとの接続は、実施の形態３と同様である。
　一方、モータ巻線用ターミナル２ｄ、２ｅは、フレーム６２、ホルダ５０ｂの貫通穴を通過して制御基板３ｅの上方まで延びている。この状態でＰＭ４ａ、４ｂのモータ制御用ターミナル２ｃとモータ巻線用ターミナル２ｄとを溶接して接続する。
　ケース６１ａが樹脂製の成形であれば、その形状に自由度が向上し、また電源用コネクタ部４１ａと小電力用コネクタ部４３ａとを一体化できるメリットもある。
　また、減速機２９側との仕切り壁がないため、制御基板３ｅがむき出し状態であるが、仕切り壁を設け、全体組み付け後に仕切り壁を装着する構造であってもよい。
　また、電源用コネクタ部４１ａ、小電力用コネクタ部４３ａの向きを減速機２９側、電動モータ２の径方向外側であってもよい。

　この実施の形態の装置によれば、各部位の電気的接続位置、工程を減らすことができ、組み付けの工作性を向上することができる。引いては装置全体を小型化することもできる。

Claims

　電動モータの駆動を制御するための制御ユニットが前記電動モータの出力軸と同軸状で、かつ前記出力軸の出力側と反対側に配置され、前記制御ユニットのモータ制御用ターミナルと前記電動モータの巻線用ターミナルとが接続されて、前記制御ユニットと前記電動モータとが一体化された電動パワーステアリング装置であって、
　前記制御ユニットは、ケースと、このケースの外側に設けられたコネクタ組立体と、前記ケースの開口部を塞ぎ前記ケースと協同して空間を形成するヒートシンクと、前記空間内であって前記ヒートシンクに載置され、前記電動モータに電力を供給するパワーモジュールと、このパワーモジュールを前記ヒートシンクに対して押圧して密着させるとともに、位置決めするホルダと、このホルダと離間して設けられ前記駆動モータの駆動を制御するＣＰＵ（Central-Processing-Unit）が搭載された制御基板と、を備え、
　前記パワーパワーモジュールは、先端部が前記制御基板に指向した、前記モータ制御用ターミナル、電源に接続された電源用ターミナルを含む複数のターミナルを有し、
前記ホルダは、先端部が前記制御基板と接続される前記ターミナルを貫通する穴を有し、
　前記巻線用ターミナルは、先端部が前記モータ制御用ターミナルの先端部と接続され、
　また、前記制御基板から先端部が前記コネクタ組立体に向かって延びた中継ターミナル及び前記電源用ターミナルは、前記コネクタ組立体の各コネクタターミナルと接続されている電動パワーステアリング装置。
　電動モータの駆動を制御するための制御ユニットを前記電動モータの出力軸に同軸状で、かつ前記出力軸の出力側に配置し、前記制御ユニットのモータ制御用ターミナルと前記電動モータの巻線用ターミナルとが接続されて、前記制御ユニットと前記電動モータとが一体化された電動パワーステアリング装置であって、
　前記制御ユニットは、ケースと、このケースの径方向外側に設けられたコネクタ組立体と、前記ケース内に設けられたヒートシンクと、前記ヒートシンクに載置され、前記電動モータのモータ巻線に電力を供給するパワーモジュールと、このパワーモジュールを前記ヒートシンクに対して押圧して密着させるとともに、位置決めするホルダと、このホルダと離間して設けられ前記駆動モータの駆動を制御するＣＰＵ（Central-Processing-Unit）が搭載された制御基板と、を備え、
　前記パワーモジュールは、先端部が前記制御基板に指向した、前記モータ制御用ターミナル、電源に接続された電源用ターミナルを含む複数のターミナルを有し、
前記ホルダは、先端部が前記制御基板と接続される前記ターミナルを貫通する穴を有しており、
　前記巻線用ターミナルは、先端部が前記モータ制御用ターミナルの先端部と接続され、
　また、前記制御基板から先端部が前記コネクタ組立体に向かって延びた中継ターミナル及び前記電源用ターミナルは、前記コネクタ組立体の各コネクタターミナルと接続されている電動パワーステアリング装置。
　前記ホルダは、前記パワーモジュールを嵌着した凹部を有している請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記ヒートシンクは、前記電動モータのモータ巻線に接近して設けられている請求項１～３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記制御基板は、前記電動モータのモータ巻線に接近して設けられている請求項１～３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記電動モータの前記巻線用ターミナルは、先端部が前記ヒートシンクを貫通して前記制御基板から突出している請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記電動モータの前記巻線用ターミナルと、前記パワーモジュールの前記モータ制御用ターミナルとが前記ホルダに配置された接続部材により電気的に接続されている請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記コネクタ組立体は、前記コネクタターミナルと接続された、前記中継ターミナル及び前記電源用ターミナルのそれぞれの接続部に対向した部位に窓部、及びその窓部を閉じるカバーが設けられている請求項１～７の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記コネクタ組立体の前記コネクタターミナルは、少なくとも電源用ターミナル、及びセンサ用ターミナルを有し、それぞれの前記ターミナルは、前記電動モータの前記出力軸と同一方向に延びている請求項４記載の電動パワーステアリング装置。