JP5377710B2

JP5377710B2 - 制御装置、及び制御装置一体型回転電機

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Publication number: JP5377710B2
Application number: JP2012118527A
Authority: JP
Inventors: 慎司仲; 忠行藤本; 正明谷川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: CN103427562B; DE102013209315B4; DE102013209315A1; US20130313929A1; JP2013247729A; US9397530B2; CN103427562A

Description

この発明は、外部接続コネクタの取付け方向及び外部接続コネクタの種類変更に対応出来る構造の制御装置、及びこの制御装置と回転電機とが一体化された制御装置一体型回転電機に関する。

従来、外部接続コネクタと、この外部接続コネクタのコネクタ用接続端子と電気的に接続された制御部用接続端子を有する制御部とが一部品で構成された電動パワーステアリング装置用モータが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許第４５５１１６６号公報（第１２頁、図１及び第１３頁、図３）特開２０１０−２８９２５号公報（第１６頁、図１、図２、図３）

従来の電動パワーステアリング装置用モータでは、制御部用接続端子を有する制御部と、外部接続コネクタとが一体の一部品であるので、例えば外部接続コネクタの取出し方向が異なる毎に制御装置の機種を揃える必要があり、コストが嵩む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、外部接続コネクタの取付け方向の変更、外部接続コネクタの種類の変更毎に機種を揃える必要がなく、コストを大幅に低減することができる制御装置、及びこの制御装置と回転電機とが一体化された制御装置一体型回転電機を得ることを目的としている。

この発明に係る制御装置は、径方向に突出したハウジング用突出部にハウジング用穴部を有する有底筒状のハウジングと、
このハウジング内に収納されハウジング外からの外部信号を入力する制御部用接続端子及び外部信号を演算処理する電子部品を有する制御部と、
径方向に突出したヒートシンク用突出部にヒートシンク用穴部を有するとともに前記ハウジングの開口部を塞ぐヒートシンクと、
前記ハウジング用突出部及び前記ヒートシンク用突出部の一方に固定され前記制御部用接続端子と電気的に接続されるコネクタ用接続端子を有する外部接続コネクタと、
前記ハウジング用突出部及び前記ヒートシンク用突出部の他方に固定されるカバーと、を備え、
前記コネクタ用接続端子及び前記制御部用接続端子は、前記カバーで覆われる前記ハウジング用穴部または前記ヒートシンク用穴部を貫通してそれぞれの先端部で電気的に接続される。

また、この発明に係る制御装置一体型回転電機は、上記制御装置と回転電機とが一体化されている。

この発明に係る制御装置によれば、外部接続コネクタの取付け方向、及び種類が異なる制御装置でも、ハウジング、ヒートシンク及び制御部を共有化することができ、製造コストを大幅に低減化することができる。

また、この発明に係る制御装置一体型回転電機によれば、外部接続コネクタの取付け方向、及び種類が異なる御装置一体型回転電機でも、ハウジング、ヒートシンク及び制御部を共有化することができ、製造コストを大幅に低減化することができる。

この発明の実施の形態１の制御装置を示す全体斜視図である。図１の分解斜視図である。図２のハウジングを示す斜視図である。図３の平面図である。図２の中継部材を示す斜視図である。図２のヒートシンクを示す斜視図である。図６の平面図である。図２の外部接続コネクタを示す斜視図である。図２のカバーを示す斜視図である。図５の中継部材の変形前の中継部材を示す斜視図である。ヒートシンク組立体を示す斜視図である。制御基板組立体を示す斜視図である。ハウジング組立体を示す斜視図である。コネクタ組立体を示す斜視図である。図１の制御装置と異なる制御装置を示す斜視図である。図８の外部接続コネクタと異なる外部接続コネクタを示す斜視図である。図５の中継部材と異なる中継部材を示す斜視図である。ヒートシンク組立体を示す斜視図である。コネクタ組立体を示す斜視図である。制御装置の変形例を示す斜視図である。制御装置の変形例を示す斜視図である。制御装置の変形例を示す斜視図である。制御装置の変形例を示す斜視図である。装置を示す図である。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用モータを示す斜視図である。制御装置とモータとの組付けの一例を示す図である。制御装置とモータとの組付けの他の例を示す図である。制御装置とモータとの組付けの更に他の例を示す図である。

以下、この発明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の制御装置２８を示す斜視図、図２は図１の制御装置２８の分解斜視図、図３は図２のハウジング１５を示す斜視図、図４は図３の平面図、図５は図２の中継部材１Ａを示す斜視図、図６は図２のヒートシンク１３を示す斜視図、図７は図６の平面図である。

この実施の形態１の制御装置２８は、径方向に突出したハウジング用突出部４０にハウジング用穴部１６を有するハウジング１５と、このハウジング１５内に収納され、中継部材本体４５及びこの中継部材本体４５と一体に形成された制御部用接続端子５，６，７，２３を有する中継部材１Ａと、ハウジング１５内に収納され制御部用接続端子７と電気的に接続され外部信号を演算処理する電子部品２２を有する制御基板１８と、を備えている。この制御基板１８は、中継部材１Ａと併せて制御部を構成している。
また、制御装置２８は、中継部材１Ａと面接触して有底筒形状のハウジング１５の開口部を閉じるとともに径方向に突出したヒートシンク用突出部４１を有するヒートシンク１３と、制御部用接続端子５，６，７と電気的に接続されるコネクタ用接続端子９，１０，１１を有する外部接続コネクタ８と、ハウジング用突出部４０の上面にハウジング用ネジ１９で固定されてハウジング用穴部１６を覆うカバー１７と、を備えている。
ヒートシンク用突出部４１には、ヒートシンク用穴部１４が形成されているが、この形状は、ハウジング用穴部１６と同一形状であって湾曲形状である。

外部接続コネクタ８は、ヒートシンク用突出部４１の下面にヒートシンク用ネジ２０で固定されるコネクタハウジング４３と、このコネクタハウジング４３と一体に形成されているとともに外部に延出されたコネクタ用接続端子９，１０，１１を保持した保持部４４を有している。この保持部４４は、ヒートシンク用突出部４１に形成されたヒートシンク用穴部１４に嵌着される。

垂直方向に延びたコネクタ用接続端子９，１０，１１及び制御部用接続端子５，６，７は、それぞれが互いに対向して配置されており、またハウジング用穴部１６を貫通してそれぞれの先端部で電気的に接続される。

コネクタハウジング４３の両側にはネジ穴１２ａが形成されている。この一対のネジ穴１２ａ間のピッチは、ヒートシンク１３のヒートシンク用穴部１４の両側に形成された一対のネジ穴１２ｂのピッチ、ハウジング用突出部４０のハウジング用穴部１６の両側に形成された一対のネジ穴１２ｃとそれぞれ一致している。
また、コネクタハウジング４３の一対のネジ穴１２ａのピッチは、カバー１７の両側に形成された一対のネジ穴１２ｄ間のピッチと一致している。

以下、上記構成の制御装置２８の製造方法について説明する。
図１０は、中継部材１がインサート成形された直後を示す斜視図である。
この中継部材１は、中継部材本体４５の周縁端面から各制御部用接続端子２，３，４が水平方向に突出しており、また中継部材本体４５から垂直方向に制御部用接続端子２３が突出している。この制御部用接続端子２３は、制御基板１８を保持する機能と、制御基板１８の電子部品２２と電気的に接続する機能を有している。
次に、各制御部用接続端子２，３，４を９０°折曲して起立させ、図５に示すように、各制御部用接続端子５，６，７，２３を有する中継部材１Ａを形成する。

この後、図１１に示すように、ヒートシンク１３及び中継部材１Ａを一体化したヒートシンク組立体２１を製造する。
次に、図１２に示すように、中継部材１Ａの制御部用接続端子２３を通じて中継部材１Ａと制御基板１８とを電気的に接続し、制御基板組立体２４を製造する。
この後、図１３に示すように、ハウジング用穴部１６に制御部用接続端子５，６，７を挿入し、制御基板組立体２４にハウジング１５を組み付けてハウジング組立体２５を製造する。
次に、ヒートシンク用突出部４１のヒートシンク用穴部１４に外部接続コネクタ８の保持部４４を嵌着し、中心線が一致した、外部接続コネクタ８のネジ穴１２ａとヒートシンク１３のネジ穴１２ｂにヒートシンク用ネジ２０を螺着して外部接続コネクタ８とヒートシンク１３とを一体化する。
引き続き、制御部用接続端子５，６，７の各先端部２６ａとコネクタ用接続端子９，１０，１１の各先端部２６ｂとを電気的に接続して図１４に示すコネクタ組立体２７を製造する。

最後に、カバー１７のネジ穴１２ｄとハウジング用突出部４０にネジ穴１２ｃとを一致させてハウジング用ネジ１９を用いてカバー１７をコネクタ組立体２７に組み付けて制御装置２８の製造が完了する。

次に、図１５に示すように、外部接続コネクタ８Ａの取付位置が図１に示す制御装置２８と１８０°異なる制御装置２８Ａの製造方法について説明する。
なお、両制御装置２８，２８Ａと異なる部品は、図１６に示す外部接続コネクタ８Ａだけであり、ハウジング１５、ヒートシンク１３、制御基板１８は共通であり、またこの制御装置２８Ａの場合にも、図１０に示した中継部材１を用いる。
この図１６に示す外部接続コネクタ８Ａは、ハウジング用突出部４０の上面にハウジング用ネジ１９で固定されるコネクタハウジング４３Ａと、このコネクタハウジング４３Ａと一体に形成されているとともに外部に延出されたコネクタ用接続端子９Ａ，１０Ａ，１１Ａを保持した保持部４４Ａを有している。
この保持部４４Ａは、ハウジング１５のハウジング用穴部１６に嵌着される。
なお、コネクタハウジング４３Ａの両側に形成された一対のネジ穴１２ａのピッチは、ヒートシンク１３の一対のネジ穴１２ｂのピッチ、ハウジング１５の一対のネジ穴１２ｃ及びカバー１７の一対のネジ穴１２ｄのそれぞれのピッチと一致している。

先ず、図５に示した中継部材１Ａと異なり、各制御部用接続端子２，３，４を９０°反対方向に折曲して起立させ、図１７に示すように、各制御部用接続端子５Ａ，６Ａ，７Ａを有する中継部材１Ｂを形成する。

この後、図１８に示すように、ヒートシンク用穴部１４に制御部用接続端子５Ａ，６Ａ，７Ａを挿入し、ヒートシンク１３及び中継部材１Ｂを一体化したヒートシンク組立体２１Ａを製造する。

次に、このヒートシンク組立体２１Ａの中継部材１Ｂに制御基板１８を載置し、電気的に接続して、制御基板組立体を製造する。

この後、制御基板組立体にハウジング１５を組み付けてハウジング組立体を製造する。
次に、図１９に示すように、ハウジング１５のハウジング用穴部１６に外部接続コネクタ８Ａの保持部４４Ａを嵌着するとともにヒートシンク用穴部１４に外部接続コネクタ８Ａの各コネクタ用接続端子９Ａ，１０Ａ，１１Ａを挿入した後、ハウジング用ネジ１９を用いてハウジング組立体と外部接続コネクタ８Ａとを一体化する。
引き続き、各制御部用接続端子５Ａ，６Ａ，７Ａの各先端部２６ａと各コネクタ用接続端子９Ａ，１０Ａ，１１Ａの各先端部２６ｂとを電気的に接続してコネクタ組立体２７Ａを製造する。

最後に、ヒートシンク用ネジ２０を用いてカバー１７をヒートシンク１３に固定してコネクタ組立体２７Ａに組み付けることで、図１５に示す制御装置２８Ａの製造が完了する。

なお、上記説明した制御装置２８，２８Ａは、図１及び図１５から分かるように、外部接続コネクタ８，８Ａが１８０度反転したが、例えば図２０〜図２３に示す、各外部接続コネクタ８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅの形状が異なる制御装置２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅにも、この発明は適用できる。
即ち、各制御装置２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅは、形状が異なる各外部接続コネクタ８Ｂ・８Ｃ・８Ｄ・８Ｅのみを変更するも、ハウジング１５、ヒートシンク１３、制御基板１８及び中継部材１は、制御装置２８，２８Ａと同じである。
また、各制御装置２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅについても、外部接続コネクタ８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅの取付け位置を１８０度変更したものも可能である。

以上説明したように、この実施の形態による制御装置２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅによれば、径方向に突出したハウジング用突出部４０にハウジング用穴部１６を有する有底筒状のハウジング１５と、このハウジング１５内に収納されハウジング１５外からの外部信号を入力する制御部用接続端子５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａ，２３及び外部信号を演算処理する電子部品２２を有する制御部と、径方向に突出したヒートシンク用突出部４１にヒートシンク用穴部１４を有するとともにハウジング１５の開口部を塞ぐヒートシンク１３と、ハウジング用突出部４０またはヒートシンク用突出部４１の一方に固定され制御部用接続端子５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａ，２３と電気的に接続されるコネクタ用接続端子９，９Ａ，１０，１０Ａ，１１，１１Ａを有する外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅと、ハウジング用突出部４０またはヒートシンク用突出部４１の他方に固定されるカバー１７と、を備え、コネクタ用接続端子９，９Ａ，１０，１０Ａ，１１，１１Ａ及び制御部用接続端子５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａ，２３は、カバー１７で覆われるハウジング用穴部１６またはヒートシンク用穴部１４を貫通してそれぞれの先端部で電気的に接続されるようになっている。
従って、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅの取付け方向、及び種類が異なる制御装置２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅを必要とする場合には、各制御装置２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅの外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅを変更するだけで、ハウジング１５、ヒートシンク１３及び制御基板１８は共有化することができ、制御装置２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅの製造コストを大幅に低減化することができる。

また、制御部は、中継部材本体４５及びこの中継部材本体４５と一体に形成された制御部用接続端子５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａ，２３を有する中継部材１Ａ，１Ｂと、制御部用接続端子５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａ，２３と電気的に接続される電子部品２２を有する制御基板１８と、を備えており、制御部用接続端子５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａは、中継部材本体４５に対して直角に折曲して延出している。
従って、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅの組付け箇所が１８０°反転する場合には、中継部材本体４５の面に沿って外部に延出した制御部用接続端子２，３，４を有する中継部材１を用い、この制御部用接続端子２，３，４をコネクタ用接続端子９，９Ａ，１０，１０Ａ，１１，１１Ａが延出する方向に沿って直角に折曲して対応すればよく、中継部材１Ａ，１Ｂも共有化することができる。

また、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅは、コネクタ用接続端子９，９Ａ，１０，１０Ａ，１１，１１Ａと、ハウジング用突出部４０の一面またはヒートシンク用突出部４１の一面に固定されるコネクタハウジング４３と、このコネクタハウジング４３と一体に形成されているとともに外部に延出されたコネクタ用接続端子９，９Ａ，１０，１０Ａ，１１，１１Ａを保持した保持部４４と、を備え、保持部４４は、ハウジング用穴部１６またはヒートシンク用穴部１４に嵌着されるようになっている。
従って、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅは、ハウジング１５、ヒートシンク１３に対して所定の位置に簡単に位置決めされる。

また、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅは、ハウジング用突出部４０またはヒートシンク用突出部４１に固定されたときに、各コネクタ用接続端子９，９Ａ，１０，１０Ａ，１１，１１Ａが各制御部用接続端子５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａ，２３と互いに対向している。
従って、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅと各制御部用接続端子５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａ，２３との電気的な接続作業性が向上する。

また、ハウジング１５と、カバー１７または外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅとを互いに結合するためのそれぞれの一対のネジ穴１２ａ，１２ｃ，１２ｄのピッチは等しく、またヒートシンク１３と、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅまたはカバー１７とを互いに結合するためのそれぞれの一対のネジ穴１２ａ，１２ｂ，１２ｄは等しい。
従って、ハウジング１５と、カバー１７、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ及びヒートシンク１３のそれぞれのネジを用いた締結作業性が向上する。
なお、上記実施の形態では、制御部は、制御基板１８と中継部材１Ａ，１Ｂとの２部材で構成されたが、中継部材を削除したものであってもよい。
また、カバー１７、外部接続コネクタ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ、ハウジング１５及びヒートシンク１３の各結合にネジ１９，２０を用いたが、例えばボルト、ナットであってもよい。

実施の形態２．
図２４は、図１の制御装置２８にモータ２９を組付けた制御装置一体型回転電機である電動パワーステアリング装置用モータを示す斜視図である。
この図２４に示した制御装置一体型モータは、所謂「フロントタイプ」である。
図２５は「フロントタイプ」を示す概略図であり、このタイプは、制御装置３０がモータ３１の出力軸３２の取り出し側に配設される。
図２６は「リアタイプ」を示す概略図であり、このタイプは、制御装置３０がモータ３１の出力軸３２の反対側に配設される。
図２７は「アドオンタイプ」を示す概略図であり、このタイプは、制御装置３０がモータ３１の出力軸３２と平行に配置される。
各電動パワーステアリング装置用モータでは、各制御装置３０の外部接続コネクタ８の配置がそれぞれ異なるが、各制御装置３０は、ハウジング１５、ヒートシンク１３及び制御基板１８が共通であり、また図２５及び図２６のものでは、中継部材１も共通である。

従って、この実施の形態の電動パワーステアリング装置用モータでは、外部接続コネクタ８の取付け方向、及び種類が異なる御装置一体型モータでも、ハウジング１５、ヒートシンク１３及び制御基板１８を共有化することができ、製造コストを大幅に低減化することができる。

なお、上記実施の形態では、制御装置一体型回転電機として制御装置一体型モータについて説明したが、モータの代りに発電機であってもよい。

１，１Ａ，１Ｂ中継部材、２，３，４，５，５Ａ，６，６Ａ，７，７Ａ，２３制御部用接続端子、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ外部接続コネクタ、９，９Ａ，１０，１０Ａ，１１，１１Ａコネクタ用接続端子、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、ネジ穴、１３ヒートシンク、１４ヒートシンク用穴部、１５ハウジング、１６ハウジング用穴部、１７カバー、１８制御基板、１９ハウジング用ネジ、２０ヒートシンク用ネジ、２１，２１Ａヒートシンク組立体、２２電子部品、２４制御基板組立体、２５ハウジング組立体、２６，２６ａ先端部、２７，２７Ａコネクタ組立体、２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅ，３０制御装置、２９，３１モータ（回転電機）、３０制御装置、３１回転電機、３２出力軸、４０ハウジング用突出部、４１ヒートシンク用突出部、４３コネクタハウジング、４４保持部、４５中継部材本体。

Claims

径方向に突出したハウジング用突出部にハウジング用穴部を有する有底筒状のハウジングと、
このハウジング内に収納されハウジング外からの外部信号を入力する制御部用接続端子及び外部信号を演算処理する電子部品を有する制御部と、
径方向に突出したヒートシンク用突出部にヒートシンク用穴部を有するとともに前記ハウジングの開口部を塞ぐヒートシンクと、
前記ハウジング用突出部及び前記ヒートシンク用突出部の一方に固定され前記制御部用接続端子と電気的に接続されるコネクタ用接続端子を有する外部接続コネクタと、
前記ハウジング用突出部及び前記ヒートシンク用突出部の他方に固定されるカバーと、を備え、
前記コネクタ用接続端子及び前記制御部用接続端子は、前記カバーで覆われる前記ハウジング用穴部または前記ヒートシンク用穴部を貫通してそれぞれの先端部で電気的に接続されることを特徴とする制御装置。
前記制御部は、中継部材本体及びこの中継部材本体と一体に形成された前記制御部用接続端子を有する中継部材と、前記制御部用接続端子と電気的に接続される前記電子部品を有する制御基板と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記外部接続コネクタは、前記コネクタ用接続端子と、前記ハウジング用突出部または前記ヒートシンク用突出部の一面に固定されるコネクタハウジングと、このコネクタハウジングと一体に形成されているとともに外部に延出された前記コネクタ用接続端子を保持した保持部と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
前記保持部は、前記ハウジング用穴部または前記ヒートシンク用穴部に嵌着されることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
前記外部接続コネクタは、前記ハウジング用突出部または前記ヒートシンク用突出部に固定されたときに、各前記コネクタ用接続端子が各前記制御部用接続端子と互いに対向していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の制御装置。
前記制御部用接続端子は、前記中継部材本体に対して直角に折曲して延出していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の制御装置。
前記ハウジングと、前記カバーまたは前記外部接続コネクタとを互いに結合するためのそれぞれの一対のネジ穴のピッチは等しく、また前記ヒートシンクと、前記外部接続コネクタまたは前記カバーとを互いに結合するためのそれぞれの一対のネジ穴は等しいことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の制御装置。
請求項１〜７の何れか１項に記載の前記制御装置は、回転電機の軸の外部突出側に取り付けられていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
請求項１〜７の何れか１項に記載の前記制御装置は、回転電機の軸の外部突出側の反対側に取り付けられていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
請求項１〜７の何れか１項に記載の前記制御装置は、回転電機の出力軸と平行に配設されていることを特徴とする制御装置一体型回転電機。
前記制御装置一体型回転電機は、電動パワーステアリング装置用モータであることを特徴とする請求項８〜１０の何れか１項に記載の制御装置一体型回転電機。