JP2012006419A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性に優れポッティング材による悪影響を防止できる車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】電源に接続される部品およびこれを保持する樹脂部材76を有する電源モジュール75によって、パワー基板49を保持する。パワー基板49上に搭載されたFET53がポッティング材91に埋設されている。樹脂部材76は、パワー基板49を取り囲む主枠83と、主枠83の第1および第2の主枠要素86,87間を連結する補強兼仕切り枠90とを備える。補強兼仕切り枠90は、主枠83を補強し且つパワー基板49上のシャント抵抗92およびポッティング材91の間を仕切る。
【選択図】図5
【解決手段】電源に接続される部品およびこれを保持する樹脂部材76を有する電源モジュール75によって、パワー基板49を保持する。パワー基板49上に搭載されたFET53がポッティング材91に埋設されている。樹脂部材76は、パワー基板49を取り囲む主枠83と、主枠83の第1および第2の主枠要素86,87間を連結する補強兼仕切り枠90とを備える。補強兼仕切り枠90は、主枠83を補強し且つパワー基板49上のシャント抵抗92およびポッティング材91の間を仕切る。
【選択図】図5
Description
本発明は、車両用操舵装置に関する。
プリント基板が防水保護された電子ユニットの防水構造において、注入されたポッティング材がケース外へ漏出することを防止する堤壁部を設けた防水構造が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
自動車のエンジンルーム内に設置される防水筐体において、筐体の変形を防止する補強部材を設けた防水筐体が提案されている(例えば特許文献2を参照)。
自動車のエンジンルーム内に設置される防水筐体において、筐体の変形を防止する補強部材を設けた防水筐体が提案されている(例えば特許文献2を参照)。
ところで、回路基板上の電気部品には、ポッティング材に埋設することが必要な電気部品と、ポッティング材が付着すると性能劣化を招く電気部品がある。
また、電動パワーステアリング装置では、操舵補助用の電動モータを制御する回路基板が、振動によるストレスの影響を受け、耐久性が低下するおそれがある。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、耐久性に優れポッティング材による悪影響を防止できる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
また、電動パワーステアリング装置では、操舵補助用の電動モータを制御する回路基板が、振動によるストレスの影響を受け、耐久性が低下するおそれがある。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、耐久性に優れポッティング材による悪影響を防止できる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、操舵力を発生するための電動モータ(18)を制御するモータ制御装置(12)を備え、上記モータ制御装置は、電源に接続される部品(42,80〜82)およびこれを保持する樹脂部材(76;76A)を有する電源モジュール(75;75A)と、上記電源モジールによって保持された回路基板(49)と、上記回路基板上に搭載された第1の電気部品(53)を埋設したポッティング材(91)と、を備え、上記樹脂部材は、上記回路基板を取り囲む主枠(83)と、上記主枠を補強し且つ上記回路基板上の第2の電気部品(92)および上記ポッティング材の間を仕切る補強兼仕切り枠(90)と、を含む、車両用操舵装置(1)を提供する(請求項1)。
本発明では、補強兼仕切り枠によって電源モジュールの樹脂部材の特に主枠の変形を抑制することができる。したがって、回路基板および電源モジュール内の電気部品(電子部品)にかかるストレスを格段に低減することができ、その結果、上記ストレスに起因する回路基板のクラックの発生等を防止することができ、耐久性を向上することができる。しかも、ポッティング材が第2の電気部品に付着することを確実に防止することができ、これにより、第2の電気部品に対する悪影響の発生を確実に防止することができる。
第1の電気部品としては、MOSFET等のモータ駆動用のスイッチング素子のベアチップを例示することができる。第2の電気部品としては、電流センサとして用いられるシャント抵抗を例示することができる。この種の電流センサに、ポッティング材が付着すると、熱伝達特性が変化するため、センサの出力特性が変化する弊害があるのに対して、本発明では、このような弊害の発生を防止することができる。
また、上記主枠は、互いに対向する第1の主枠要素(86)および第2の主枠要素(87)と、上記第1の主枠要素および上記第2の主枠要素間を連結する第3の主枠要素(88)とを含み、上記補強兼仕切り枠は、上記第1の主枠要素および上記第2の主枠要素間を連結しており、上記第1の主枠要素、上記第2の主枠要素、上記第3の主枠要素および上記補強兼仕切り枠によって、ボックス構造部(B)が形成されている場合がある(請求項2)。この場合、ボックス構造部によって、主枠の変形を格段に抑制することができる。
また、上記主枠および上記補強兼仕切り枠は、単一の材料で一体に形成されている場合がある(請求項3)。この場合、上記の補強と仕切りの機能を実現するために、部品点数の増加を招くことがない。したがって、部品点数の削減および組立て工数の削減を通じて、製造コストを安くすることができる。
また、上記樹脂部材は、上記第3の主枠要素および上記補強兼仕切り枠の間を連結する第1の補強枠(93,94;93,94A)を含む場合がある(請求項4)。この場合、さらに主枠の変形抑制効果を高くすることができる。
また、上記樹脂部材は、上記第3の主枠要素および上記補強兼仕切り枠の間を連結する第1の補強枠(93,94;93,94A)を含む場合がある(請求項4)。この場合、さらに主枠の変形抑制効果を高くすることができる。
また、上記第1の補強枠が複数設けられ、上記樹脂部材は、複数の第1の補強枠間を連結する第2の補強枠(95;95A)を含む場合がある(請求項5)。この場合、さらに、主枠の変形抑制効果を高くすることができる。
また、上記樹脂部材は、各第1の補強枠をそれぞれ対応する主枠要素に連結する第3の補強枠(96,97)を含む場合がある(請求項6)この場合、さらに主枠の変形抑制効果を高くすることができる。
また、上記樹脂部材は、各第1の補強枠をそれぞれ対応する主枠要素に連結する第3の補強枠(96,97)を含む場合がある(請求項6)この場合、さらに主枠の変形抑制効果を高くすることができる。
また、上記補強枠の少なくとも2つの長さが互いに異なる場合がある(請求項7)。この場合、補強枠の固有振動数の値を分散させることができる。したがって、樹脂部材全体として固有振動数が、車体の振動の固有振動数や、車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置、電動モータ等の固有振動数と一致しないようにすることができる。その結果、振動音の発生を抑制することができる。また、回路基板を振動から保護することができる。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2と、ステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を操舵する操舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と操舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2と、ステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を操舵する操舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と操舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
本実施の形態では、操舵補助機構5がステアリングシャフト6にアシスト力(操舵補助力)を与える例に則して説明する。しかしながら、本発明を、操舵補助機構5が後述するピニオン軸にアシスト力を与える構造や、操舵補助機構5が後述するラック軸にアシスト力を与える構造に適用することも可能である。
ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
ステアリングシャフト6の周囲に配置されたトルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ11のトルク検出結果は、操舵補助のためのモータ制御装置としてのECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)12に入力される。また、車速センサ30からの車速検出結果がECU12に入力される。中間軸7は、ステアリングシャフト6と操舵機構4とを連結している。
操舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示せず)を介して転舵輪3が連結されている。
ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端(図1では下端)には、ピニオン16が設けられている。
ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端(図1では下端)には、ピニオン16が設けられている。
ラック軸14は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の途中部には、上記ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることで、転舵輪3を転舵することができる。
ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを操舵機構4に伝達するための伝達機構としての減速機構19とを含む。減速機構19は、駆動ギヤとしてのウォーム軸20と、このウォーム軸20と噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール21とを含む。減速機構19は、ギヤハウジング22内に収容されている。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを操舵機構4に伝達するための伝達機構としての減速機構19とを含む。減速機構19は、駆動ギヤとしてのウォーム軸20と、このウォーム軸20と噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール21とを含む。減速機構19は、ギヤハウジング22内に収容されている。
ウォーム軸20は、図示しない継手を介して電動モータ18の回転軸(図示せず)に連結されている。ウォーム軸20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、ステアリングシャフト6とは一体回転可能に連結されている。
電動モータ18がウォーム軸20を回転駆動すると、ウォーム軸20によってウォームホイール21が回転駆動され、ウォームホイール21およびステアリングシャフト6が一体回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によってウォーム軸20を回転駆動することで、転舵輪3が転舵されるようになっている。
電動モータ18がウォーム軸20を回転駆動すると、ウォーム軸20によってウォームホイール21が回転駆動され、ウォームホイール21およびステアリングシャフト6が一体回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によってウォーム軸20を回転駆動することで、転舵輪3が転舵されるようになっている。
電動モータ18は、三相ブラシレスモータからなり、モータ制御装置としてのECU12によって制御される。ECU12は、トルクセンサ11からのトルク検出結果、車速センサ30からの車速検出結果等に基づいて電動モータ18を制御する。具体的には、ECU12では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ18の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。
図2は、操舵補助機構5の概略斜視図である。図2を参照して、制御装置としてのECU12を収容するためのハウジングHは、互いに接触する第1ハウジング23および第2ハウジング24によって構成されている。
第1ハウジング23および第2ハウジング24は、それぞれ、一端が開放した概ね四角箱形に形成されている。第1および第2ハウジング23,24の互いの端部は、突き合わされ、且つ固定ねじ25により互いに締結されている。
第1ハウジング23および第2ハウジング24は、それぞれ、一端が開放した概ね四角箱形に形成されている。第1および第2ハウジング23,24の互いの端部は、突き合わされ、且つ固定ねじ25により互いに締結されている。
一方、電動モータのモータハウジング26は、筒状のモータハウジング本体27と、上記の第1ハウジング23とにより構成されている。
また、ギヤハウジング22は、ウォーム軸20が収容された筒状の駆動ギヤ収容ハウジング28と、ウォームホイール21が収容された筒状の従動ギヤ収容ハウジング29と、上記の第2ハウジング24とにより構成されている。
また、ギヤハウジング22は、ウォーム軸20が収容された筒状の駆動ギヤ収容ハウジング28と、ウォームホイール21が収容された筒状の従動ギヤ収容ハウジング29と、上記の第2ハウジング24とにより構成されている。
図3は、操舵補助機構5の断面図である。図3を参照して、第1ハウジング23および第2ハウジング24によって、ECU12を収容する収容室32が形成されている。
第1ハウジング23は、収容室32の一部を区画する第1内壁面33を含み、第2ハウジング24は収容室32の一部を区画する第2内壁面34を含み、これら第1内壁面33および第2内壁面34は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に対向している。
第1ハウジング23は、収容室32の一部を区画する第1内壁面33を含み、第2ハウジング24は収容室32の一部を区画する第2内壁面34を含み、これら第1内壁面33および第2内壁面34は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に対向している。
電動モータ18の回転軸35およびウォーム軸20が同軸上に並べて配置されており、両者は、継手36を介して同軸的に動力伝達可能に連結されている。ウォーム軸20は、第1軸受37および第2軸受38を介して、駆動ギヤ収容ハウジング28に両端支持されている。回転軸35は、第1ハウジング23に保持された第3軸受46およびモータハウジング本体27に保持された第4軸受47によって、回転可能に支持されている。
本実施形態では、電動モータ18として三相ブラシレスモータが用いられている。電動モータ18は、上記モータハウジング26と、このモータハウジング26内に収容されたロータ39およびステータ40とを含む。ロータ39は、回転軸35と一体回転可能に連結されている。
ステータ40は、モータハウジング26のモータハウジング本体27の内周に固定されている。ステータ40は、モータハウジング本体27の内周に固定されたステータコア41と、複数のコイル42とを含む。ステータコア41は、ステータコア41の環状のヨークと、このヨークの内周から径方向内方へ突出する複数のティースとを含む。各コイル42は対応するティースに巻回されている。
ステータ40は、モータハウジング26のモータハウジング本体27の内周に固定されている。ステータ40は、モータハウジング本体27の内周に固定されたステータコア41と、複数のコイル42とを含む。ステータコア41は、ステータコア41の環状のヨークと、このヨークの内周から径方向内方へ突出する複数のティースとを含む。各コイル42は対応するティースに巻回されている。
また、モータハウジング26のモータハウジング本体27と第1ハウジング23とにより区画されるモータ室43内には、環状またはC形形状をなすバスバー45が収容されている。各ティースに巻回されたコイル42は、バスバー45と接続されている。バスバー45は、各コイル42と後述するパワー基板49との接続部に用いられる導電接続材である。バスバー45は、各コイル42に、パワー基板49からの電力を配電するための配電部材として機能する。
第1ハウジング23は、収容室32とモータ室43とを仕切る仕切り壁59を底壁として含んでいる。この仕切り壁59に、上記第1内壁面33が設けられている。
また、仕切り壁59から第2ハウジング24側に向けて延びる筒状部48が形成されている。筒状部48の内周には、第3軸受46の外輪が保持されている。
収容室32には、ECU12の一部を構成する回路基板としてのパワー基板49および制御基板50が収容され保持されている。回路基板としてのパワー基板49には、電動モータ18を駆動するためのパワー回路の少なくとも一部(例えばFET53などのスイッチング素子のベアチップ)が実装されている。上記の各コイル42と接続されたバスバー45の一部が、第1ハウジング23の上記仕切り壁59を挿通して収容室32内に進入するバスバー端子51を介して、パワー基板49に接続されている。
また、仕切り壁59から第2ハウジング24側に向けて延びる筒状部48が形成されている。筒状部48の内周には、第3軸受46の外輪が保持されている。
収容室32には、ECU12の一部を構成する回路基板としてのパワー基板49および制御基板50が収容され保持されている。回路基板としてのパワー基板49には、電動モータ18を駆動するためのパワー回路の少なくとも一部(例えばFET53などのスイッチング素子のベアチップ)が実装されている。上記の各コイル42と接続されたバスバー45の一部が、第1ハウジング23の上記仕切り壁59を挿通して収容室32内に進入するバスバー端子51を介して、パワー基板49に接続されている。
収容室32内において、パワー基板49は、第1内壁面33および第2内壁面34のうち第1内壁面33に相対的に近接して配置されている。第1内壁面33を有する仕切り壁59は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に関しての厚みが相対的に厚い厚肉部59aと相対的に薄い薄肉部59bとを含んでいる。厚肉部59aは、収容室32内に突出するように設けられている。上記のパワー基板49は、厚肉部59aにおける第1内壁面33に接触して配置されている。厚肉部59aは、パワー基板49を受ける座部となっている。
本実施の形態では、パワー基板49は、厚肉部59aにおける第1内壁面33に対して熱伝導可能に接触しており、上記の厚肉部59aは、パワー基板49の熱を逃がすためのヒートシンクとして機能している。
制御基板50は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に関して、第2ハウジング24の第2内壁面34とパワー基板49との間に配置されている。パワー基板49および制御基板50は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に関して所定間隔離隔して配置されている。
制御基板50は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に関して、第2ハウジング24の第2内壁面34とパワー基板49との間に配置されている。パワー基板49および制御基板50は、電動モータ18の回転軸35の軸方向X1に関して所定間隔離隔して配置されている。
次いで、ECU12の周辺の分解斜視図である図4を参照して、上記のパワー基板49には、電動モータ18を駆動するためのパワー回路52が実装されている。パワー回路52には、第1の電気部品(電子部品)としての複数のFET53(電解効果型トランジスタ)が含まれている(図4では、2つのFET53を図示)。パワー基板49は、主面49aにFET53等のスイッチング素子が実装された多層基板からなり、その多層基板は、ヒートシンクとしての厚肉部59aに対して面接触するアルミニウム板からなる高熱伝導板(図示せず)を含む。主面49aは、パワー基板49においてFET53等の電気部品が実装される実装面である。
また、上記の制御基板50には,パワー回路52を制御する制御回路54が実装されている。その制御回路54には、パワー回路52の各FET53を制御するドライバと、このドライバを制御するCPUとを含む。また、制御基板50の一側縁には、第1コネクタ55,56が配置されている。制御基板50には、トルクセンサ11(図1参照)等からの制御信号が第1コネクタ55,56を介して入力されるようになっている。
第1ハウジング23は、一端が開放した概ね四角箱型の部材である。具体的には、第1ハウジング23は、概ね四角環状をなす外周壁57と、外周壁57の一端から径方向外方に向けて張り出した四角環状のフランジ58と、底壁としての上記仕切り壁59とを有している。収容室32内において、仕切り壁59の中央部には、筒状部48が形成されている。外周壁57は、仕切り壁59の外周縁から延設されており、筒状部48を取り囲んでいる。
フランジ58は、径方向外方に向かって突出する複数(本実施の形態では一対)のブラケット状の取付部60,61を有している。各取付部60,61には、当該取付部60,61をその厚み方向に貫通するねじ挿通孔62,63が形成されている。各ねじ挿通孔62,63には、第1および第2ハウジング23,24を締結するための上記の固定ねじ25が挿通される。
四角環状をなす外周壁57は、4つの側壁71〜74を有している。相対向する一対の側壁72,74に、上記取付部60,61が延設されている。また、ヒートシンクとして機能する仕切り壁59の厚肉部59aは、上記取付部61が延設された1つの側壁74の内面に連続して形成されている。
側壁71には、切欠部71aが形成されている。第1コネクタ55,56は、この切欠部71aを通して第1ハウジング23の外方へ延びている。
側壁71には、切欠部71aが形成されている。第1コネクタ55,56は、この切欠部71aを通して第1ハウジング23の外方へ延びている。
図5は、パワー基板49および電源モジュール75の平面図である。図4および図5を参照して、制御基板50と仕切り壁59との間には、電源モジュール75が配置されている。電源モジュール75は、電源に接続される種々の電気部品を樹脂によって一括して保持する構造を有している。これにより、複数の電気部品を一括して第1ハウジング23に組み付けることができるので、第1ハウジング23内への各電気部品の組み付けにかかる手間を少なくできる。
電源モジュール75は、樹脂部材76と、樹脂部材76に設けられた第2コネクタ77と、樹脂部材76に保持された電気部品としてのコイル42、リレー80、第1コンデンサ81および第2コンデンサ82とを含む。
樹脂部材76は、軸方向X1に沿って見たとき、第1ハウジング23の4つの側壁71〜74に沿う略矩形の外形形状を有している。また、樹脂部材76は、パワー基板49および筒状部48をそれぞれ取り囲む形状を有している。
樹脂部材76は、軸方向X1に沿って見たとき、第1ハウジング23の4つの側壁71〜74に沿う略矩形の外形形状を有している。また、樹脂部材76は、パワー基板49および筒状部48をそれぞれ取り囲む形状を有している。
樹脂部材76は、軸方向X1に沿って見たときにパワー基板49の周囲を取り囲む主枠83を含む。主枠83には、ねじ挿通孔83a,83bが形成されている。ねじ挿通孔83a,83bは、それぞれ、上記ねじ挿通孔83a,83bに対応する位置にそれぞれねじ挿通孔49b,49cが形成されている。
各ねじ挿通孔83a,49b;83b,49cを挿通する固定ねじ84,85が、厚肉部59aに形成されたねじ孔(図示せず)にねじ結合している。これにより、樹脂部材76およびパワー基板49は、第1ハウジング23に固定されている。樹脂部材76において、第2のコネクタ77の近傍に設けられたねじ挿通孔(図示せず)に設けられた固定ねじ(図示せず)が、第1ハウジング23の薄肉部59bにねじ結合されるようになっている。
各ねじ挿通孔83a,49b;83b,49cを挿通する固定ねじ84,85が、厚肉部59aに形成されたねじ孔(図示せず)にねじ結合している。これにより、樹脂部材76およびパワー基板49は、第1ハウジング23に固定されている。樹脂部材76において、第2のコネクタ77の近傍に設けられたねじ挿通孔(図示せず)に設けられた固定ねじ(図示せず)が、第1ハウジング23の薄肉部59bにねじ結合されるようになっている。
第2コネクタ77は、図示しないバッテリ等の電源とパワー基板49とを接続するためのものであり、第1コネクタ56に隣接している。第2コネクタ77は、樹脂部材76と一体形成されたコネクタハウジング77aと、コネクタハウジング77a内に配置された一対の端子77b,77cとを含む。
コネクタハウジング77aは、側壁71の切欠部71bを通して、第1ハウジング23の外方に突出している。端子77bは、車両のバッテリ(図示せず)の正極に接続されるようになっている。端子77cは、車体に設置されるようになっている。
コネクタハウジング77aは、側壁71の切欠部71bを通して、第1ハウジング23の外方に突出している。端子77bは、車両のバッテリ(図示せず)の正極に接続されるようになっている。端子77cは、車体に設置されるようになっている。
図5に示すように、電源モジュール75の樹脂部材76の主枠83は、互いに対向する第1の主枠要素86および第2の主枠要素87と、互いに対向する第3の主枠要素88および第4の主枠要素89とを有している。これら第1〜第4の主枠要素86〜89を四角環状に配置している。第3および第4の主枠要素88,89は、それぞれ、第1および第2の主枠要素86,87の対向端部間を連結している。
主枠83は、第1の主枠要素86および第2の主枠要素87間を連結する補強兼仕切り枠90を有している。補強兼仕切り枠90は、第3の主枠要素88と平行に延びている。第1の主枠要素86の一部、第2の主枠要素87の一部、第3の主枠要素88および補強兼仕切り枠90によって、ボックス構造部Bが形成されている。
補強兼仕切り枠90は、ボックス構造部Bを形成することで、主枠83の変形強度を補強する機能を果たす。また、補強兼仕切り枠90は、パワー基板49上に実装された各種の電気部品(電子部品)を埋設するポッテング材91を仕切る機能を果たす。
補強兼仕切り枠90は、ボックス構造部Bを形成することで、主枠83の変形強度を補強する機能を果たす。また、補強兼仕切り枠90は、パワー基板49上に実装された各種の電気部品(電子部品)を埋設するポッテング材91を仕切る機能を果たす。
具体的には、パワー基板49上には、ポッティング材91に埋設する必要のある第1の電気部品(電子部品)としてのFET53のベアチップが実装されている。また、パワー基板49上には、ポッティング材91が付着すると不具合を生ずる第2の電気部品として電流センサであるシャント抵抗92が実装されている。
補強兼仕切り枠90は、第1の電気部品としてのFET53と第2の電気部品としてのシャント抵抗92との間に配置されている。補強兼仕切り枠90は、FET53を埋設しているポッティング材91と当接している。補強兼仕切り枠90は、固化前のポッティング材91をポッティングするときに、該ポッティング材91がシャント抵抗92側へ流出しないようにガードするガード壁となっている。
補強兼仕切り枠90は、第1の電気部品としてのFET53と第2の電気部品としてのシャント抵抗92との間に配置されている。補強兼仕切り枠90は、FET53を埋設しているポッティング材91と当接している。補強兼仕切り枠90は、固化前のポッティング材91をポッティングするときに、該ポッティング材91がシャント抵抗92側へ流出しないようにガードするガード壁となっている。
仮にシャント抵抗92にポッティング材91が付着した場合には、シャント抵抗92の熱伝達特性が変化するため、電流センサとしての出力特性が変化する弊害があるのに対して、本実施の形態では、補強兼仕切り枠90によって上記弊害の発生を防止することができる。ポッティング材91は、液状のポッティング材(例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーンなどの合成樹脂成形材)を注入して、その後に硬化させたものである。
樹脂部材76は、第3の主枠要素88と補強兼仕切り枠90の間を連結する複数の第1の補強枠93,94を有している。第1の補強枠93,94は、第1および第2の主枠要素86,87と平行に延びている。また、樹脂部材76は、複数の第1の補強枠93,94の途中部間を連結する第2の補強枠95を有している。第2の補強枠95は、補強兼仕切り枠90と平行に延びている。
本実施の形態によれば、補強兼仕切り枠90によって、電源モジュール75の樹脂部材76の特に主枠83の変形を抑制することができる。したがって、樹脂部材76に固定されているパワー基板49や樹脂部材76によって支持されている電気部品(コイル42,リレー80、第1コンデンサ81および第2コンデンサ82等)にかかるストレスを格段に低減することができる。その結果、上記ストレスに起因するパワー基板49のクラックの発生等を防止することができ、耐久性を向上することができる。しかも、ポッティング材91が第2の電気部品としてのシャント抵抗92に付着することを確実に防止することができ、これにより、シャント抵抗92に対する悪影響の発生(センサ出力特性の変化)を確実に防止することができる。
また、主枠83および補強兼仕切り枠90が、単一の材料で一体に形成されているので、上記の補強と仕切りの機能を実現するために、部品点数の増加を招くことがない。したがって、部品点数の削減および組立て工数の削減を通じて、製造コストを安くすることができる。
また、樹脂部材76の第1の主枠要素86、第2の主枠要素87、第3の主枠要素88および補強兼仕切り枠90によって、ボックス構造部Bが形成されているので、主枠83の変形を格段に抑制することができる。
また、樹脂部材76の第1の主枠要素86、第2の主枠要素87、第3の主枠要素88および補強兼仕切り枠90によって、ボックス構造部Bが形成されているので、主枠83の変形を格段に抑制することができる。
さらに、樹脂部材76が、第3の主枠要素88および補強兼仕切り枠90の間を連結する複数の第1の補強枠93,94を含むので、主枠83の変形抑制効果を高くすることができる。
しかも、第1の補強枠93,94の途中部間を第2の補強枠95によって連結しているので、主枠83の変形抑制効果をさらに高くすることができる。
しかも、第1の補強枠93,94の途中部間を第2の補強枠95によって連結しているので、主枠83の変形抑制効果をさらに高くすることができる。
次いで、図6は、本発明の別の実施の形態の電源モジュールおよびパワー基板の概略平面図である。本実施の形態が、図5の実施の形態と異なるのは、電源モジュール75Aの樹脂部材76Aが、一方の第1の補強枠93に対して傾斜した第1の補強枠94Aを有している点である。また、樹脂部材76Aが、第1の補強枠93,94Aの途中部を、それぞれ、第1の主枠要素86および第2の主枠要素87に連結する第3の補強枠96,97を有している点である。したがって、本実施の形態によれば、図5の実施の形態と同じ作用効果を奏し、さらに、主枠83の変形抑制効果を一層高くすることができる。
また、補強兼仕切り枠90、第1の補強枠93、第1の補強枠94A、第2の補強枠95A、第3の補強枠96、第3の補強枠97の長さを互いに異ならせてある。これにより、各補強枠90,93,94A,95A,96,97の固有振動数の値を分散させることができる。したがって、樹脂部材76A全体として固有振動数が、車体の振動の固有振動数や、電動パワーステアリング装置1、電動モータ18等の固有振動数と一致しないようにすることができる。その結果、振動音の発生を抑制することができる。また、パワー基板49を振動から保護することができる。
本実施の形態では、全ての補強枠90,93,94A,95A,96,97の長さを互いに異ならせたが、補強枠90,93,94A,95A,96,97のうち少なくとも2つの補強枠の長さが異なるようにすればよい。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、いわゆるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に本発明が適用された例について説明したが、これに限らず、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置や、いわゆるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置に、本発明を適用してもよい。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、いわゆるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に本発明が適用された例について説明したが、これに限らず、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置や、いわゆるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置に、本発明を適用してもよい。
また、上述の実施形態では、本発明が、電動モータの出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置に適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置や、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。
1…電動パワーステアリング装置(車両用操舵装置)、2…操舵部材、4…操舵機構、5…操舵補助機構、12…ECU(モータ制御装置)、18…電動モータ、42…コイル(電源に接続される部品)49…パワー基板(回路基板)、50…制御基板、53…FET(第1の電気部品)、75;75A…電源モジュール、 76;76A…樹脂部材、80…リレー(電源に接続される部品)、81…第1コンデンサ(電源に接続される部品)、82…第2コンデンサ(電源に接続される部品)、83…主枠、86…第1の主枠要素、87…第2の主枠要素、88…第3の主枠要素、89…第4の主枠要素、90…補強兼仕切り枠、91…ポッティング材、92…シャント抵抗(第2の電気部品)、93,94;93,94A…第1の補強枠、95;95A…第2の補強枠、96,97…第3の補強枠
Claims (7)
- 操舵力を発生するための電動モータを制御するモータ制御装置を備え、
上記モータ制御装置は、電源に接続される部品およびこれを保持する樹脂部材を有する電源モジュールと、上記電源モジールによって保持された回路基板と、上記回路基板上に搭載された第1の電気部品を埋設したポッティング材と、を備え、
上記樹脂部材は、上記回路基板を取り囲む主枠と、上記主枠を補強し且つ上記回路基板上の第2の電気部品および上記ポッティング材の間を仕切る補強兼仕切り枠と、を含む車両用操舵装置。 - 請求項1において、上記主枠は、互いに対向する第1の主枠要素および第2の主枠要素と、上記第1の主枠要素および上記第2の主枠要素間を連結する第3の主枠要素とを含み、
上記補強兼仕切り枠は、上記第1の主枠要素および上記第2の主枠要素間を連結しており、
上記第1の主枠要素、上記第2の主枠要素、上記第3の主枠要素および上記補強兼仕切り枠によって、ボックス構造部が形成されている車両用操舵装置。 - 請求項1または2において、上記主枠および上記補強兼仕切り枠は、単一の材料で一体に形成されている車両用操舵装置。
- 請求項3において、上記樹脂部材は、上記第3の主枠要素および上記補強兼仕切り枠の間を連結する第1の補強枠を含む車両用操舵装置。
- 請求項4において、上記第1の補強枠が複数設けられ、
上記樹脂部材は、複数の第1の補強枠間を連結する第2の補強枠を含む車両用操舵装置。 - 請求項5において、上記樹脂部材は、各第1の補強枠をそれぞれ対応する主枠要素に連結する第3の補強枠を含む車両用操舵装置。
- 請求項4から6の何れか1項において、上記補強枠の少なくとも2つの長さが互いに異なる車両用操舵装置。
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