電動パワーステアリング装置
【課題】コントロールユニットの放熱性を向上させる。
【解決手段】電動モータ７と、コントロールユニット８とにより構成され、前記電動モータ７は、筒部を有するモータハウジング７ａ，７ｂに収容され、前記コントロールユニット８は、モータハウジング７ａ，７ｂの軸方向の出力軸７ｃとは反対側に配置されたＥＣＵハウジング８ａと、該ＥＣＵハウジング８ａの内部に収容され電動モータ７を駆動制御するＭＯＳＦＥＴ１２を有する電力変換回路２６と、ＥＣＵハウジング８ａの内部に収容されＭＯＳＦＥＴ１２等を制御する制御回路１０とを備え、ＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｕ等と電動モータ７の入力端子１６ｕ等とを電気接続する第２金属基板１５を設け、該第２金属基板１５を、モータハウジング７ａの内面に当接させ、電動モータ７への通電または通電停止を行う半導体素子により構成したモータリレー１８ｕ等を第２金属基板１５に実装した。
【解決手段】電動モータ７と、コントロールユニット８とにより構成され、前記電動モータ７は、筒部を有するモータハウジング７ａ，７ｂに収容され、前記コントロールユニット８は、モータハウジング７ａ，７ｂの軸方向の出力軸７ｃとは反対側に配置されたＥＣＵハウジング８ａと、該ＥＣＵハウジング８ａの内部に収容され電動モータ７を駆動制御するＭＯＳＦＥＴ１２を有する電力変換回路２６と、ＥＣＵハウジング８ａの内部に収容されＭＯＳＦＥＴ１２等を制御する制御回路１０とを備え、ＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｕ等と電動モータ７の入力端子１６ｕ等とを電気接続する第２金属基板１５を設け、該第２金属基板１５を、モータハウジング７ａの内面に当接させ、電動モータ７への通電または通電停止を行う半導体素子により構成したモータリレー１８ｕ等を第２金属基板１５に実装した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵アシストトルクを発生する電動モータと該電動モータをコントロールするコントロールユニットとを備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の電動パワーステアリング装置は、運転者がステアリングホィールを操作することにより回動するステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出し、該検出値に基づいてステアリングシャフトの回動方向と同じ方向へ回動するように電動モータを駆動し、操舵アシストトルクを発生させるように構成されている。この電動モータをコントロールするため、コントロールユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が設けられている。
【０００３】
従来の電動パワーステアリング装置のコントロールユニットとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、特許文献１の図１に示すように、補助トルクを出力する電動モータ１０１と、該電動モータ１０１の回転を減速するためにウォームギヤ１１４とウォームホィール１１５とから構成された減速ギヤ１１２と、電動モータ１０１の駆動を制御する制御装置１２０とから構成されている。前記制御装置１２０は半導体スイッチング素子１２１，回路基板１２２，導電板１２３，カバー１２４から構成されており、前記制御装置１２０を前記電動モータ１０１と前記減速ギヤ１１２との間に配置することにより、電動パワーステアリング装置を小形化したものである。
【特許文献１】特開２０１０−２６９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、電動モータ１０１の電機子巻線１０９の端部には接続端子１１０が溶接接合され、該接続端子１１０は回路基板１２２に接続される一方、該回路基板１２２には導電板１２３を経由して発熱部品である半導体スイッチング素子１２１が接続され、該半導体スイッチング素子１２１は放熱のためにヒートスプレッダ１２９を介してカバー体１２４の内面に固定されている。このため、電動モータ１０１の電機子巻線１０９で発生した熱が、接続端子１１０，回路基板１２２，導電板１２３を経由して半導体スイッチング素子１２１へと移動する。つまり、電機子巻線１０９の熱が半導体スイッチング素子１２１に伝達され、電機子巻線１０９から半導体スイッチング素子１２１に伝わる熱と該半導体スイッチング素子１２１が発生する熱とが加算され、これらの熱がヒートスプレッダ１２９とカバー体１２４とを介してギヤケース１１３へ伝わり、該ギヤケース１１３の外表面から大気中へ放出される。電機子巻線１０９の熱は、発熱部品である半導体スイッチング素子１２１を介してギヤケース１１３へ伝わることになるので、半導体スイッチング素子１２１の放熱が十分に行われない。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決しコントロールユニットまたはモータの放熱が十分に行われるようにした電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータを制御するコントロールユニットとにより構成され、
前記電動モータは、筒部を有するモータハウジングに収容され、
前記コントロールユニットは、前記モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたＥＣＵハウジングと、該ＥＣＵハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための半導体スイッチを有する電力変換回路と、該ＥＣＵハウジングの内部に収容され前記半導体スイッチ等を制御する制御回路とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記半導体スイッチの出力端子と前記電動モータの入力端子とを電気接続する通電部材を設け、該通電部材の金属板の部分を、前記モータハウジングの内面に当接させ、前記電動モータへの通電または通電停止を行う半導体素子によりモータリレーを構成し、該モータリレーを前記通電部材に実装したことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、モータリレーで発生する熱は、通電部材を介してモータハウジングに伝わり、該モータハウジングの外部から大気中へ放出される。また、電動モータの電機子巻線で発生した熱も、入力端子から通電部材へ伝わり、該通電部材からモータハウジングへ伝わり、該モータハウジングの外部から大気中へ放出される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記通電部材として金属基板を用い、該金属基板を保持するため絶縁材料からなる保持部材を設け、該保持部材を前記モータハウジングに結合することにより、前記金属基板が前記保持部材と前記モータハウジングとの間に挟まれて前記モータハウジングに押圧されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、金属基板がモータハウジングに押圧保持されるので、金属基板とモータハウジングとが密着し、金属基板からモータハウジングへ効率よく熱が伝わる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、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において、
前記電動モータは、前記モータハウジングの出力軸側の片方の端部が操舵機構に結合され、片持ち構造であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、モータハウジングと操舵機構との結合部に対して、ＥＣＵハウジングよりも近い位置にあるモータハウジングの内部にモータリレーを配置しているので、重心位置が結合部に近くなり、片持ち構造の電動モータが揺動しにくい。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る電動パワーステアリング装置によれば、モータリレーを構成する半導体で発生した熱は通電部材を介してモータハウジングに伝わり、該モータハウジングの外部から大気中へ放出されるため、モータリレーの放熱性が向上する。
【００１３】
請求項２に係る電動パワーステアリング装置によれば、金属基板とモータハウジングとが密着して金属基板からモータハウジングへ効率よく熱が伝わるので、モータリレーで発生した熱も電動モータの電機子巻線で発生した熱も、モータハウジングの外部から大気中へ効率よく放出される。また、保持部材による金属基板のモータハウジングへの押圧保持により、金属基板が強固に固定され、金属基板の取り付け性が高まる。
【００１４】
請求項３に係る電動パワーステアリング装置によれば、片持ち構造の電動モータの結合部に近い位置にモータリレーが配置されているので、重心位置が電動モータの結合部に近くなり、片持ち構造の電動モータの揺動が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動パワーステアリング装置の要部に係り、保持部材を省略して示す斜視図（実施の形態）。
【図２】電動パワーステアリング装置の要部を示す斜視図（実施の形態）。
【図３】電動パワーステアリング装置の断面図（実施の形態）。
【図４】電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図（実施の形態）。
【図５】電動パワーステアリング装置の外観斜視図（実施の形態）。
【図６】電動パワーステアリング装置における熱の伝達方向と伝達量とに係り、（ａ）は従来の熱の伝達状態を示す説明図、（ｂ）は本発明における熱の伝達状態を示す説明図（実施の形態）。
【図７】電動パワーステアリング装置における各部の温度変化に係り、（ａ）は従来の温度変化を示すグラフ、（ｂ）は本発明の温度変化を示すグラフ（実施の形態）。
【図８】電動モータが片持ち構成になっていることを示す構成図（実施の形態）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による電動パワーステアリング装置の実施の形態を説明する。
（構成）
自動車の前輪を操舵するための操舵機構を図５に示す。図示しないステアリングホィールに連結されたステアリングシャフト１の下端には図示しないピニオンが設けられ、該ピニオンは車体左右方向へ長い図示しないラックと噛み合っている。該ラックの両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド２が連結されており、前記ラックはラックハウジング３に覆われている。そして、該ラックハウジング３と前記タイロッド１との間にはゴムブーツ４が設けられている。
【００１７】
ステアリングホィールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動パワーステアリング装置６が設けられている。即ち、ステアリングシャフト１の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ５が設けられ、該トルクセンサ５の検出値に基づいてステアリングシャフト１に操舵補助力を付与する電動モータ７と、該電動モータ７を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）８とが設けられている。
【００１８】
図３に示すように、前記電動モータ７は、筒部を有するモータハウジング７ａ，７ｂに収容されている。モータハウジング７ａとモータハウジング７ｂとは軸方向に積み重ねられ、六角穴付ボルト７ｆにより結合されている。前記モータハウジング７ａには隔壁７ｇが、前記モータハウジング７ｂには隔壁７ｈが形成され、隔壁７ｇ，隔壁７ｈに軸受７ｉ，７ｊを介して出力軸７ｃが回転自在に支持されている。該出力軸７ｃの先端には、ピニオン７ｄが設けられ、該ピニオン７ｄは図５のギヤ９の部分を介して前記ステアリングシャフト１に接続されている。このギヤ９のギヤハウジングは、前記ラックハウジング３と一体に形成されている。
【００１９】
前記コントロールユニット８は、ＥＣＵハウジング８ａと、電力変換回路２６と、制御回路１０とから構成されている。
【００２０】
前記ＥＣＵハウジング８ａは、前記モータハウジング７ａ，７ｂの軸方向の出力軸７ｃとは反対側に配置されており、モータハウジング７ａとＥＣＵハウジング８ａとの間にはＯリング２８が設けられている。このＥＣＵハウジング８ａは、後述するＭＯＳＦＥＴ１２を冷却するためのＥＣＵヒートシンクを兼ねている。このＥＣＵハウジング８ａの内部には、内部を軸方向に仕切るための仕切壁２９が設けられ、該仕切壁２９の上方に電力変換室３０が形成され、該仕切壁２９の下方であってＥＣＵハウジング８ａの内部とモータハウジング７ａの内部とにわたって制御室３１が形成されている。
【００２１】
前記電力変換室３０には前記電力変換回路２６が収容されており、該電力変換回路２６は、第１金属基板１１に前記電動モータ７を駆動制御するための半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２を実装して構成されている。３２はアルミコンデンサである。
【００２２】
前記制御室３１には前記制御回路１０が収容されている。該制御回路１０は、前記ＭＯＳＦＥＴ１２等を制御するものであり、前記モータハウジング７ａと前記ＥＣＵハウジング８ａとの境界位置に配置したプリント基板１３に電子部品を実装して構成されている。
【００２３】
２７は図示しないバッテリに接続されるコネクタであり、該コネクタ２７から前記電力変換回路２６および前記制御回路１０に電力が供給されている。
【００２４】
前記制御室３１には、前記電動モータ７の電機子巻線７ｅで発生する熱をモータハウジング７ａの外面から放出するための放熱機構が設けられている。図３における放熱機構の部分を抜き出して拡大したものを図４に示す。図４の部分の斜視図を図１に示すように、半導体スイッチであるＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗと、前記電動モータ７の入力端子１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとが、通電部材としての第２金属基板１５に電気的に接続されている。ここで、通電部材とは、金属板の上に絶縁層を形成し該絶縁層の上に回路を構成する配線部分を形成したものを言い、前記第１金属基板１１，第２金属基板１５は、いずれもアルミニュウム板の上に絶縁層を形成し、該絶縁層の上に銅箔からなる配線パターンを印刷して構成されている。そして、第２金属基板１５の一方側（上方）に出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗが結合され、他方側（下方）に入力端子１６ｕ，１６ｖ，１６ｗが結合され、これらの端子は第２金属基板１５上の配線パターンに接続されている。
【００２５】
前記第２金属基板１５には２つのモータリレー１８ｕ，１８ｖが実装されている。これらのモータリレー１８ｕ，１８ｖは前記電動モータ７への通電または通電停止を行う半導体素子により構成されている。
【００２６】
次に、モータリレー１８ｕ，１８ｖの電気的な接続について説明する。第２金属基板１５上の配線パターンにより、モータリレー１８ｕは、前記半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｕと、前記電動モータ７の入力端子１６ｕとの間に接続され、モータリレー１８ｖは、前記半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｖと、前記電動モータ７の入力端子１６ｖとの間に接続されている。そして、半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｗと、前記電動モータ７の入力端子１６ｗとは、モータリレーを介在させることなく直接に接続されている。
【００２７】
モータリレー１８を実装した前記第２金属基板１５は、前記第２金属基板１５のアルミニュウム板の部分が、モータハウジング７ａの内面に押圧保持されている。そして、押圧するために、図２に示す保持部材１９が設けられている。該保持部材１９は、図１に示すように水平方向に沿って長い３つの接続金具２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを絶縁材料としての樹脂によりモールドしたものである。
【００２８】
図２のように、保持部材１９は軸方向に沿う板状に形成されており、該保持部材１９には、後述するレゾルバ信号端子２５の配線スペースを確保するため一方側に２つの凸部１９ａが形成され、他方側には前記モータリレー１８ｕ，１８ｖが入り込む２つの凹部１９ｂが形成されている。保持部材１９の下部には水平方向へ突出する取付座１９ｃが形成され、該取付座１９ｃに形成された取付孔にネジ２１を挿通させてモータハウジング７ａの隔壁７ｇにねじ込み、該保持部材１９をモータハウジング７ａに結合することにより、第２金属基板１５が保持部材１９とモータハウジング７ａとの間に挟まれてモータハウジング７ａの内面に押圧されている。
【００２９】
前記電動モータ７の電機子巻線７ｅの端部２３ｕ，２３ｖ，２３ｗが軸方向に沿って出力軸７ｃのピニオン７ｄとは反対側へ導かれて隔壁７ｇを貫通しており、これらの電機子巻線７ｅの端部２３ｕ，２３ｖ，２３ｗが、樹脂モールドされた前記３つの接続金具２０ｕ，２０ｖ，２０ｗの半径方向内側の一方の端部に溶接結合されている。そして、モールドされた３つの接続金具２０ｕ，２０ｖ，２０ｗの半径方向外側の端部は、ネジ２２ａとナット２２ｂとを介して前記入力端子１６ｕ，１６ｖ，１６ｗの下端に接続されている。前記ネジ２２ａをモータハウジング７ａの外部から回動できるように、モータハウジング７ａを貫通する作業孔７ｋが形成されている。
【００３０】
図１，図２における符号２４はレゾルバであり、２４ａは電動モータ７の出力軸７ｃに固定されたロータ、２４ｂは隔壁７ｇに固定されてロータ２４ａの回転数を検出するステータである。レゾルバ２４が検出した出力軸７ｃの回転数を制御回路１０へ送るため、レゾルバ２４とプリント基板１３とを接続する６本のレゾルバ端子２５が、軸心方向に沿って配置されている。
【００３１】
図５における前記電動モータ７の近傍の構成を図８に示すように、モータハウジング７ｂの出力軸７ｃ側の片方の端部が、操舵機構を構成するギヤ９のギヤハウジングに、図示しないボルトを介して結合され、電動モータ７は片持ち構造になっている。この片持ち構造の電動モータ７の重心位置Ｇは、ギヤ９とモータハウジング７ｂとの結合部３３の近傍にあり、片持ち構造の電動モータ７の自由端側（コントロールユニット８側）が、矢印で示すように上下左右の全方向へ揺動する。
（作用）
次に、電動パワーステアリング装置の作用を説明する。
【００３２】
ステアリングホィールが操作されることによりステアリングシャフト１がいずれかの方向へ回動操作されると、該ステアリングシャフト１の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ５が検出し、該検出値に基づいて制御回路が電動モータ７の駆動操作量を演算し、この演算した数値に基づいて電力変換回路２６のＭＯＳＦＥＴ１２により電動モータ７が駆動される。電動モータ７の出力軸７ｃはステアリングシャフト１を操作方向と同じ方向へ駆動するように回動され、出力軸７ｃの回動は、ピニオン７ｄから図５のギヤ９を介してステアリングシャフト１へ伝達される。
【００３３】
この実施の形態によれば、モータリレー１８ｕ，１８ｖで発生する熱は、第２金属基板１５を介してモータハウジング７ａに伝わり、該モータハウジング７ａの外部から大気中へ放出され、あるいは図８に破線の矢印で示すようにモータハウジング７ｂを介してギヤ９へも伝わる。また、電動モータ７の電機子巻線７ｅで発生した熱も、電機子巻線７ｅの端部２３ｕ，２３ｖ，２３ｗから、接続金具２０ｕ，２０ｖ，２０ｗおよび入力端子１６ｕ，１６ｖ，１６ｗを介して第２金属基板１５へ伝わり、該第２金属基板１５からモータハウジング７ａへ伝わり、該モータハウジング７ａの外部から大気中へ放出され、あるいはモータハウジング７ｂを介してギヤ９へも伝わる。
【００３４】
一方、ＭＯＳＦＥＴ１２で発生した熱は第１金属基板１１を介してＥＣＵハウジング８ａに伝達され、該ＥＣＵハウジング８ａの外部から大気中へ放出される。
【００３５】
この電動パワーステアリング装置によれば、モータリレー１８ｕ，１８ｖを構成する半導体で発生した熱は第２金属基板１５を介してモータハウジング７ａに伝わり、該モータハウジング７ａの外部から大気中へ放出され、あるいはモータハウジング７ｂを介してギヤ９へも伝わるため、モータリレー１８ｕ，１８ｖの放熱性が向上する。また、モータリレー１８ｕ，１８ｖをコントロールユニット８から分離させて第２金属基板１５に固定し、該第２金属基板１５をモータハウジング７ａに収容したので、コントロールユニット８の発熱量が少なくなる。そして、モータリレー１８ｕ，１８ｖを半導体素子により構成したので、構造上からリレー内に熱がこもる機械式リレーに比べて第２金属基板１５と更にはモータハウジング７ａへ熱が伝わり易く、ＭＯＳＦＥＴ１２へは熱が伝わりにくくなる。このため、コントロールユニット８の温度上昇が抑制される。更に、本来はＥＣＵハウジング８ａに収容されるモータリレー１８ｕ，１８ｖを、モータハウジング７ａに収容するので、モータ７は軸方向に大きくなるが、コントロールユニット９を径方向に小さくすることができる。
【００３６】
この実施の形態によれば、第２金属基板１５がモータハウジング７ａに押圧保持されるので、第２金属基板１５とモータハウジング７ａとが密着し、第２金属基板１５からモータハウジング７ａへ効率よく熱が伝わる。また、ＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗと第２金属基板１５との接続部（半田付け部）に車両の振動に起因する応力の発生が抑制され、前記接続部の信頼性が向上する。
【００３７】
この電動パワーステアリング装置によれば、第２金属基板１５とモータハウジング７ａとが密着して第２金属基板１５からモータハウジング７ａへ効率よく熱が伝わるので、モータリレー１８ｕ，１８ｖで発生した熱も電動モータ７の電機子巻線７ｅで発生した熱も、モータハウジング７ａの外部から大気中へ効率よく放出され、あるいはモータハウジング７ｂを介してギヤ９へも伝わる。また、保持部材１９による第２金属基板１５のモータハウジング７ａへの押圧保持により、第２金属基板１５が強固に固定され、第２金属基板１５の取り付け性が高まる。
【００３８】
この実施の形態によれば、図８に示すようにモータハウジング７ｂと操舵機構のギヤ９のハウジングとの結合部３３に対して、ＥＣＵハウジング８ａよりも近い位置にあるモータハウジング７ａの内部にモータリレー１８ｕ，１８ｖを配置しているので、重心位置が結合部に近くなり、片持ち構造の電動モータ７が揺動しにくい。
【００３９】
この電動パワーステアリング装置によれば、モータリレー１８ｕ，１８ｖを固定した第２金属基板１５をＥＣＵハウジング８ａの内部からモータハウジング７ａの内部へ移動したことにより、片持ち構造の電動モータ７の結合部に近い位置にモータリレー１８ｕ，１８ｖが配置されているので、モータリレー１８ｕ，１８ｖが重心位置Ｇに近くなり、片持ち構造の電動モータ７の揺動が抑制される。
【００４０】
半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２と電動モータ７の電機子巻線７ｅとで発生した熱が他の部分へ伝達する際の伝達量の大きさを、従来の場合の図６（ａ）と本実施の形態の場合の図６（ｂ）とに示す。ＭＯＳＦＥＴ１２で発生した熱がいずれも矢印（イ）（ロ）で示すように第１金属基板１１を介してＥＣＵハウジング（ヒートシンク）８ａへ伝達される点については、従来と本実施の形態とで大差がない。一方、電動モータの電機子巻線で発生した熱は、従来は図６（ａ）に矢印（ハ）（ニ）（ホ）で示すように多くがバスバ端子，モータリレーを介してＭＯＳＦＥＴへ流れ、モータリレーで発生した熱も矢印（ホ）で示すようにＭＯＳＦＥＴへ流れ、残りの一部が矢印（へ）（ト）で示すようにモータハウジングを介してギヤへ伝達されていた。また、温度が高くなったモータハウジングから温度が低いＥＣＵハウジング（ヒートシンク）へも矢印（チ）で示すように熱が伝達されていた。
【００４１】
これに対し、本実施の形態では図６（ｂ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１２と電動モータ７の電機子巻線７ｅとで発生した熱の一部は矢印（リ）（ヌ）で示すように共に中央部の第２金属基板１５へ伝達され、該第２金属基板１５から矢印（ル）（ヲ）で示すようにモータハウジング７ａ，７ｂおよびＥＣＵハウジング８ａへ伝達され、電機子巻線７ｅおよびモータリレー１８ｕ，１８ｖで発生した熱の残りは矢印（ワ）（カ）で示すようにモータハウジング７ａ，７ｂを介してギヤ９へ伝達される。温度が高くなったＥＣＵハウジング（ヒートシンク）８ａからは、矢印（ヨ）で示すようにモータハウジング７ａ，７ｂへ熱が伝達される。
【００４２】
ＭＯＳＦＥＴ１２では発熱量が多いので、ＭＯＳＦＥＴ１２の自己放熱には限界があり、電動モータ７の電機子巻線７ｅとモータリレー１８ｕ，１８ｖとで発生した熱がＭＯＳＦＥＴ１２へ伝達されると、過大な熱がＭＯＳＦＥＴ１２に蓄積されることになり、ＭＯＳＦＥＴ１２に蓄熱される熱量が多くなると電動パワーステアリングのフェイルセーフ機能が作用し、電動モータの駆動力を低下させて操舵駆動力を徐々に下げ、最終的には電動モータを停止させることから、ステアリングホィールの操作が重くなる。本実施の形態では電動モータ７の電機子巻線７ｅとモータリレー１８ｕ，１８ｖとで発生した熱は、第２金属基板１５を介してモータハウジング７ａ，７ｂおよびＥＣＵハウジング８ａへ伝達されることから、ＭＯＳＦＥＴ１２への伝達が抑制され、電動パワーステアリングのフェイルセーフ機能が作用するのを抑制する。
【００４３】
半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２と電動モータ７の電機子巻線７ｅおよびモータリレー１８ｕ，１８ｖとで発生した熱の伝達による各部の時間と温度との関係を、従来の場合の図７（ａ）と本実施の形態の場合の図７（ｂ）とに示す。ギヤおよびモータハウジングにおける温度は従来と本実施の形態との間に差はないが、電動モータの入力端子の温度は、従来に対して本実施の形態では温度が低くなっているのがわかる。
【００４４】
なお、通電部材として第２金属基板１５を用いたが、金属基板以外の部材を用いることもできる。また、第２金属基板１５を保持部材１９を介してモータハウジング７ａに押圧しているが、金属基板をボルトにより直接にモータハウジング７ａに押圧してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１…ステアリングシャフト
７…電動モータ
７ａ，７ｂ…モータハウジング
８…コントロールユニット
８ａ…ＥＣＵハウジング
１０…制御回路
１２…ＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチ）
１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ…出力端子
１５…第２金属基板（通電部材・金属基板）
１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ…入力端子
１８ｕ，１８ｖ…モータリレー
１９…保持部材
２６…電力変換回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵アシストトルクを発生する電動モータと該電動モータをコントロールするコントロールユニットとを備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の電動パワーステアリング装置は、運転者がステアリングホィールを操作することにより回動するステアリングシャフトの回動方向と回動トルクとを検出し、該検出値に基づいてステアリングシャフトの回動方向と同じ方向へ回動するように電動モータを駆動し、操舵アシストトルクを発生させるように構成されている。この電動モータをコントロールするため、コントロールユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が設けられている。
【０００３】
従来の電動パワーステアリング装置のコントロールユニットとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、特許文献１の図１に示すように、補助トルクを出力する電動モータ１０１と、該電動モータ１０１の回転を減速するためにウォームギヤ１１４とウォームホィール１１５とから構成された減速ギヤ１１２と、電動モータ１０１の駆動を制御する制御装置１２０とから構成されている。前記制御装置１２０は半導体スイッチング素子１２１，回路基板１２２，導電板１２３，カバー１２４から構成されており、前記制御装置１２０を前記電動モータ１０１と前記減速ギヤ１１２との間に配置することにより、電動パワーステアリング装置を小形化したものである。
【特許文献１】特開２０１０−２６９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、電動モータ１０１の電機子巻線１０９の端部には接続端子１１０が溶接接合され、該接続端子１１０は回路基板１２２に接続される一方、該回路基板１２２には導電板１２３を経由して発熱部品である半導体スイッチング素子１２１が接続され、該半導体スイッチング素子１２１は放熱のためにヒートスプレッダ１２９を介してカバー体１２４の内面に固定されている。このため、電動モータ１０１の電機子巻線１０９で発生した熱が、接続端子１１０，回路基板１２２，導電板１２３を経由して半導体スイッチング素子１２１へと移動する。つまり、電機子巻線１０９の熱が半導体スイッチング素子１２１に伝達され、電機子巻線１０９から半導体スイッチング素子１２１に伝わる熱と該半導体スイッチング素子１２１が発生する熱とが加算され、これらの熱がヒートスプレッダ１２９とカバー体１２４とを介してギヤケース１１３へ伝わり、該ギヤケース１１３の外表面から大気中へ放出される。電機子巻線１０９の熱は、発熱部品である半導体スイッチング素子１２１を介してギヤケース１１３へ伝わることになるので、半導体スイッチング素子１２１の放熱が十分に行われない。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決しコントロールユニットまたはモータの放熱が十分に行われるようにした電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータを制御するコントロールユニットとにより構成され、
前記電動モータは、筒部を有するモータハウジングに収容され、
前記コントロールユニットは、前記モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたＥＣＵハウジングと、該ＥＣＵハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための半導体スイッチを有する電力変換回路と、該ＥＣＵハウジングの内部に収容され前記半導体スイッチ等を制御する制御回路とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記半導体スイッチの出力端子と前記電動モータの入力端子とを電気接続する通電部材を設け、該通電部材の金属板の部分を、前記モータハウジングの内面に当接させ、前記電動モータへの通電または通電停止を行う半導体素子によりモータリレーを構成し、該モータリレーを前記通電部材に実装したことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、モータリレーで発生する熱は、通電部材を介してモータハウジングに伝わり、該モータハウジングの外部から大気中へ放出される。また、電動モータの電機子巻線で発生した熱も、入力端子から通電部材へ伝わり、該通電部材からモータハウジングへ伝わり、該モータハウジングの外部から大気中へ放出される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記通電部材として金属基板を用い、該金属基板を保持するため絶縁材料からなる保持部材を設け、該保持部材を前記モータハウジングに結合することにより、前記金属基板が前記保持部材と前記モータハウジングとの間に挟まれて前記モータハウジングに押圧されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、金属基板がモータハウジングに押圧保持されるので、金属基板とモータハウジングとが密着し、金属基板からモータハウジングへ効率よく熱が伝わる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、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において、
前記電動モータは、前記モータハウジングの出力軸側の片方の端部が操舵機構に結合され、片持ち構造であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、モータハウジングと操舵機構との結合部に対して、ＥＣＵハウジングよりも近い位置にあるモータハウジングの内部にモータリレーを配置しているので、重心位置が結合部に近くなり、片持ち構造の電動モータが揺動しにくい。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る電動パワーステアリング装置によれば、モータリレーを構成する半導体で発生した熱は通電部材を介してモータハウジングに伝わり、該モータハウジングの外部から大気中へ放出されるため、モータリレーの放熱性が向上する。
【００１３】
請求項２に係る電動パワーステアリング装置によれば、金属基板とモータハウジングとが密着して金属基板からモータハウジングへ効率よく熱が伝わるので、モータリレーで発生した熱も電動モータの電機子巻線で発生した熱も、モータハウジングの外部から大気中へ効率よく放出される。また、保持部材による金属基板のモータハウジングへの押圧保持により、金属基板が強固に固定され、金属基板の取り付け性が高まる。
【００１４】
請求項３に係る電動パワーステアリング装置によれば、片持ち構造の電動モータの結合部に近い位置にモータリレーが配置されているので、重心位置が電動モータの結合部に近くなり、片持ち構造の電動モータの揺動が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動パワーステアリング装置の要部に係り、保持部材を省略して示す斜視図（実施の形態）。
【図２】電動パワーステアリング装置の要部を示す斜視図（実施の形態）。
【図３】電動パワーステアリング装置の断面図（実施の形態）。
【図４】電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図（実施の形態）。
【図５】電動パワーステアリング装置の外観斜視図（実施の形態）。
【図６】電動パワーステアリング装置における熱の伝達方向と伝達量とに係り、（ａ）は従来の熱の伝達状態を示す説明図、（ｂ）は本発明における熱の伝達状態を示す説明図（実施の形態）。
【図７】電動パワーステアリング装置における各部の温度変化に係り、（ａ）は従来の温度変化を示すグラフ、（ｂ）は本発明の温度変化を示すグラフ（実施の形態）。
【図８】電動モータが片持ち構成になっていることを示す構成図（実施の形態）。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による電動パワーステアリング装置の実施の形態を説明する。
（構成）
自動車の前輪を操舵するための操舵機構を図５に示す。図示しないステアリングホィールに連結されたステアリングシャフト１の下端には図示しないピニオンが設けられ、該ピニオンは車体左右方向へ長い図示しないラックと噛み合っている。該ラックの両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド２が連結されており、前記ラックはラックハウジング３に覆われている。そして、該ラックハウジング３と前記タイロッド１との間にはゴムブーツ４が設けられている。
【００１７】
ステアリングホィールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動パワーステアリング装置６が設けられている。即ち、ステアリングシャフト１の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ５が設けられ、該トルクセンサ５の検出値に基づいてステアリングシャフト１に操舵補助力を付与する電動モータ７と、該電動モータ７を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）８とが設けられている。
【００１８】
図３に示すように、前記電動モータ７は、筒部を有するモータハウジング７ａ，７ｂに収容されている。モータハウジング７ａとモータハウジング７ｂとは軸方向に積み重ねられ、六角穴付ボルト７ｆにより結合されている。前記モータハウジング７ａには隔壁７ｇが、前記モータハウジング７ｂには隔壁７ｈが形成され、隔壁７ｇ，隔壁７ｈに軸受７ｉ，７ｊを介して出力軸７ｃが回転自在に支持されている。該出力軸７ｃの先端には、ピニオン７ｄが設けられ、該ピニオン７ｄは図５のギヤ９の部分を介して前記ステアリングシャフト１に接続されている。このギヤ９のギヤハウジングは、前記ラックハウジング３と一体に形成されている。
【００１９】
前記コントロールユニット８は、ＥＣＵハウジング８ａと、電力変換回路２６と、制御回路１０とから構成されている。
【００２０】
前記ＥＣＵハウジング８ａは、前記モータハウジング７ａ，７ｂの軸方向の出力軸７ｃとは反対側に配置されており、モータハウジング７ａとＥＣＵハウジング８ａとの間にはＯリング２８が設けられている。このＥＣＵハウジング８ａは、後述するＭＯＳＦＥＴ１２を冷却するためのＥＣＵヒートシンクを兼ねている。このＥＣＵハウジング８ａの内部には、内部を軸方向に仕切るための仕切壁２９が設けられ、該仕切壁２９の上方に電力変換室３０が形成され、該仕切壁２９の下方であってＥＣＵハウジング８ａの内部とモータハウジング７ａの内部とにわたって制御室３１が形成されている。
【００２１】
前記電力変換室３０には前記電力変換回路２６が収容されており、該電力変換回路２６は、第１金属基板１１に前記電動モータ７を駆動制御するための半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２を実装して構成されている。３２はアルミコンデンサである。
【００２２】
前記制御室３１には前記制御回路１０が収容されている。該制御回路１０は、前記ＭＯＳＦＥＴ１２等を制御するものであり、前記モータハウジング７ａと前記ＥＣＵハウジング８ａとの境界位置に配置したプリント基板１３に電子部品を実装して構成されている。
【００２３】
２７は図示しないバッテリに接続されるコネクタであり、該コネクタ２７から前記電力変換回路２６および前記制御回路１０に電力が供給されている。
【００２４】
前記制御室３１には、前記電動モータ７の電機子巻線７ｅで発生する熱をモータハウジング７ａの外面から放出するための放熱機構が設けられている。図３における放熱機構の部分を抜き出して拡大したものを図４に示す。図４の部分の斜視図を図１に示すように、半導体スイッチであるＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗと、前記電動モータ７の入力端子１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとが、通電部材としての第２金属基板１５に電気的に接続されている。ここで、通電部材とは、金属板の上に絶縁層を形成し該絶縁層の上に回路を構成する配線部分を形成したものを言い、前記第１金属基板１１，第２金属基板１５は、いずれもアルミニュウム板の上に絶縁層を形成し、該絶縁層の上に銅箔からなる配線パターンを印刷して構成されている。そして、第２金属基板１５の一方側（上方）に出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗが結合され、他方側（下方）に入力端子１６ｕ，１６ｖ，１６ｗが結合され、これらの端子は第２金属基板１５上の配線パターンに接続されている。
【００２５】
前記第２金属基板１５には２つのモータリレー１８ｕ，１８ｖが実装されている。これらのモータリレー１８ｕ，１８ｖは前記電動モータ７への通電または通電停止を行う半導体素子により構成されている。
【００２６】
次に、モータリレー１８ｕ，１８ｖの電気的な接続について説明する。第２金属基板１５上の配線パターンにより、モータリレー１８ｕは、前記半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｕと、前記電動モータ７の入力端子１６ｕとの間に接続され、モータリレー１８ｖは、前記半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｖと、前記電動モータ７の入力端子１６ｖとの間に接続されている。そして、半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｗと、前記電動モータ７の入力端子１６ｗとは、モータリレーを介在させることなく直接に接続されている。
【００２７】
モータリレー１８を実装した前記第２金属基板１５は、前記第２金属基板１５のアルミニュウム板の部分が、モータハウジング７ａの内面に押圧保持されている。そして、押圧するために、図２に示す保持部材１９が設けられている。該保持部材１９は、図１に示すように水平方向に沿って長い３つの接続金具２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを絶縁材料としての樹脂によりモールドしたものである。
【００２８】
図２のように、保持部材１９は軸方向に沿う板状に形成されており、該保持部材１９には、後述するレゾルバ信号端子２５の配線スペースを確保するため一方側に２つの凸部１９ａが形成され、他方側には前記モータリレー１８ｕ，１８ｖが入り込む２つの凹部１９ｂが形成されている。保持部材１９の下部には水平方向へ突出する取付座１９ｃが形成され、該取付座１９ｃに形成された取付孔にネジ２１を挿通させてモータハウジング７ａの隔壁７ｇにねじ込み、該保持部材１９をモータハウジング７ａに結合することにより、第２金属基板１５が保持部材１９とモータハウジング７ａとの間に挟まれてモータハウジング７ａの内面に押圧されている。
【００２９】
前記電動モータ７の電機子巻線７ｅの端部２３ｕ，２３ｖ，２３ｗが軸方向に沿って出力軸７ｃのピニオン７ｄとは反対側へ導かれて隔壁７ｇを貫通しており、これらの電機子巻線７ｅの端部２３ｕ，２３ｖ，２３ｗが、樹脂モールドされた前記３つの接続金具２０ｕ，２０ｖ，２０ｗの半径方向内側の一方の端部に溶接結合されている。そして、モールドされた３つの接続金具２０ｕ，２０ｖ，２０ｗの半径方向外側の端部は、ネジ２２ａとナット２２ｂとを介して前記入力端子１６ｕ，１６ｖ，１６ｗの下端に接続されている。前記ネジ２２ａをモータハウジング７ａの外部から回動できるように、モータハウジング７ａを貫通する作業孔７ｋが形成されている。
【００３０】
図１，図２における符号２４はレゾルバであり、２４ａは電動モータ７の出力軸７ｃに固定されたロータ、２４ｂは隔壁７ｇに固定されてロータ２４ａの回転数を検出するステータである。レゾルバ２４が検出した出力軸７ｃの回転数を制御回路１０へ送るため、レゾルバ２４とプリント基板１３とを接続する６本のレゾルバ端子２５が、軸心方向に沿って配置されている。
【００３１】
図５における前記電動モータ７の近傍の構成を図８に示すように、モータハウジング７ｂの出力軸７ｃ側の片方の端部が、操舵機構を構成するギヤ９のギヤハウジングに、図示しないボルトを介して結合され、電動モータ７は片持ち構造になっている。この片持ち構造の電動モータ７の重心位置Ｇは、ギヤ９とモータハウジング７ｂとの結合部３３の近傍にあり、片持ち構造の電動モータ７の自由端側（コントロールユニット８側）が、矢印で示すように上下左右の全方向へ揺動する。
（作用）
次に、電動パワーステアリング装置の作用を説明する。
【００３２】
ステアリングホィールが操作されることによりステアリングシャフト１がいずれかの方向へ回動操作されると、該ステアリングシャフト１の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ５が検出し、該検出値に基づいて制御回路が電動モータ７の駆動操作量を演算し、この演算した数値に基づいて電力変換回路２６のＭＯＳＦＥＴ１２により電動モータ７が駆動される。電動モータ７の出力軸７ｃはステアリングシャフト１を操作方向と同じ方向へ駆動するように回動され、出力軸７ｃの回動は、ピニオン７ｄから図５のギヤ９を介してステアリングシャフト１へ伝達される。
【００３３】
この実施の形態によれば、モータリレー１８ｕ，１８ｖで発生する熱は、第２金属基板１５を介してモータハウジング７ａに伝わり、該モータハウジング７ａの外部から大気中へ放出され、あるいは図８に破線の矢印で示すようにモータハウジング７ｂを介してギヤ９へも伝わる。また、電動モータ７の電機子巻線７ｅで発生した熱も、電機子巻線７ｅの端部２３ｕ，２３ｖ，２３ｗから、接続金具２０ｕ，２０ｖ，２０ｗおよび入力端子１６ｕ，１６ｖ，１６ｗを介して第２金属基板１５へ伝わり、該第２金属基板１５からモータハウジング７ａへ伝わり、該モータハウジング７ａの外部から大気中へ放出され、あるいはモータハウジング７ｂを介してギヤ９へも伝わる。
【００３４】
一方、ＭＯＳＦＥＴ１２で発生した熱は第１金属基板１１を介してＥＣＵハウジング８ａに伝達され、該ＥＣＵハウジング８ａの外部から大気中へ放出される。
【００３５】
この電動パワーステアリング装置によれば、モータリレー１８ｕ，１８ｖを構成する半導体で発生した熱は第２金属基板１５を介してモータハウジング７ａに伝わり、該モータハウジング７ａの外部から大気中へ放出され、あるいはモータハウジング７ｂを介してギヤ９へも伝わるため、モータリレー１８ｕ，１８ｖの放熱性が向上する。また、モータリレー１８ｕ，１８ｖをコントロールユニット８から分離させて第２金属基板１５に固定し、該第２金属基板１５をモータハウジング７ａに収容したので、コントロールユニット８の発熱量が少なくなる。そして、モータリレー１８ｕ，１８ｖを半導体素子により構成したので、構造上からリレー内に熱がこもる機械式リレーに比べて第２金属基板１５と更にはモータハウジング７ａへ熱が伝わり易く、ＭＯＳＦＥＴ１２へは熱が伝わりにくくなる。このため、コントロールユニット８の温度上昇が抑制される。更に、本来はＥＣＵハウジング８ａに収容されるモータリレー１８ｕ，１８ｖを、モータハウジング７ａに収容するので、モータ７は軸方向に大きくなるが、コントロールユニット９を径方向に小さくすることができる。
【００３６】
この実施の形態によれば、第２金属基板１５がモータハウジング７ａに押圧保持されるので、第２金属基板１５とモータハウジング７ａとが密着し、第２金属基板１５からモータハウジング７ａへ効率よく熱が伝わる。また、ＭＯＳＦＥＴ１２の出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗと第２金属基板１５との接続部（半田付け部）に車両の振動に起因する応力の発生が抑制され、前記接続部の信頼性が向上する。
【００３７】
この電動パワーステアリング装置によれば、第２金属基板１５とモータハウジング７ａとが密着して第２金属基板１５からモータハウジング７ａへ効率よく熱が伝わるので、モータリレー１８ｕ，１８ｖで発生した熱も電動モータ７の電機子巻線７ｅで発生した熱も、モータハウジング７ａの外部から大気中へ効率よく放出され、あるいはモータハウジング７ｂを介してギヤ９へも伝わる。また、保持部材１９による第２金属基板１５のモータハウジング７ａへの押圧保持により、第２金属基板１５が強固に固定され、第２金属基板１５の取り付け性が高まる。
【００３８】
この実施の形態によれば、図８に示すようにモータハウジング７ｂと操舵機構のギヤ９のハウジングとの結合部３３に対して、ＥＣＵハウジング８ａよりも近い位置にあるモータハウジング７ａの内部にモータリレー１８ｕ，１８ｖを配置しているので、重心位置が結合部に近くなり、片持ち構造の電動モータ７が揺動しにくい。
【００３９】
この電動パワーステアリング装置によれば、モータリレー１８ｕ，１８ｖを固定した第２金属基板１５をＥＣＵハウジング８ａの内部からモータハウジング７ａの内部へ移動したことにより、片持ち構造の電動モータ７の結合部に近い位置にモータリレー１８ｕ，１８ｖが配置されているので、モータリレー１８ｕ，１８ｖが重心位置Ｇに近くなり、片持ち構造の電動モータ７の揺動が抑制される。
【００４０】
半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２と電動モータ７の電機子巻線７ｅとで発生した熱が他の部分へ伝達する際の伝達量の大きさを、従来の場合の図６（ａ）と本実施の形態の場合の図６（ｂ）とに示す。ＭＯＳＦＥＴ１２で発生した熱がいずれも矢印（イ）（ロ）で示すように第１金属基板１１を介してＥＣＵハウジング（ヒートシンク）８ａへ伝達される点については、従来と本実施の形態とで大差がない。一方、電動モータの電機子巻線で発生した熱は、従来は図６（ａ）に矢印（ハ）（ニ）（ホ）で示すように多くがバスバ端子，モータリレーを介してＭＯＳＦＥＴへ流れ、モータリレーで発生した熱も矢印（ホ）で示すようにＭＯＳＦＥＴへ流れ、残りの一部が矢印（へ）（ト）で示すようにモータハウジングを介してギヤへ伝達されていた。また、温度が高くなったモータハウジングから温度が低いＥＣＵハウジング（ヒートシンク）へも矢印（チ）で示すように熱が伝達されていた。
【００４１】
これに対し、本実施の形態では図６（ｂ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１２と電動モータ７の電機子巻線７ｅとで発生した熱の一部は矢印（リ）（ヌ）で示すように共に中央部の第２金属基板１５へ伝達され、該第２金属基板１５から矢印（ル）（ヲ）で示すようにモータハウジング７ａ，７ｂおよびＥＣＵハウジング８ａへ伝達され、電機子巻線７ｅおよびモータリレー１８ｕ，１８ｖで発生した熱の残りは矢印（ワ）（カ）で示すようにモータハウジング７ａ，７ｂを介してギヤ９へ伝達される。温度が高くなったＥＣＵハウジング（ヒートシンク）８ａからは、矢印（ヨ）で示すようにモータハウジング７ａ，７ｂへ熱が伝達される。
【００４２】
ＭＯＳＦＥＴ１２では発熱量が多いので、ＭＯＳＦＥＴ１２の自己放熱には限界があり、電動モータ７の電機子巻線７ｅとモータリレー１８ｕ，１８ｖとで発生した熱がＭＯＳＦＥＴ１２へ伝達されると、過大な熱がＭＯＳＦＥＴ１２に蓄積されることになり、ＭＯＳＦＥＴ１２に蓄熱される熱量が多くなると電動パワーステアリングのフェイルセーフ機能が作用し、電動モータの駆動力を低下させて操舵駆動力を徐々に下げ、最終的には電動モータを停止させることから、ステアリングホィールの操作が重くなる。本実施の形態では電動モータ７の電機子巻線７ｅとモータリレー１８ｕ，１８ｖとで発生した熱は、第２金属基板１５を介してモータハウジング７ａ，７ｂおよびＥＣＵハウジング８ａへ伝達されることから、ＭＯＳＦＥＴ１２への伝達が抑制され、電動パワーステアリングのフェイルセーフ機能が作用するのを抑制する。
【００４３】
半導体スイッチとしてのＭＯＳＦＥＴ１２と電動モータ７の電機子巻線７ｅおよびモータリレー１８ｕ，１８ｖとで発生した熱の伝達による各部の時間と温度との関係を、従来の場合の図７（ａ）と本実施の形態の場合の図７（ｂ）とに示す。ギヤおよびモータハウジングにおける温度は従来と本実施の形態との間に差はないが、電動モータの入力端子の温度は、従来に対して本実施の形態では温度が低くなっているのがわかる。
【００４４】
なお、通電部材として第２金属基板１５を用いたが、金属基板以外の部材を用いることもできる。また、第２金属基板１５を保持部材１９を介してモータハウジング７ａに押圧しているが、金属基板をボルトにより直接にモータハウジング７ａに押圧してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１…ステアリングシャフト
７…電動モータ
７ａ，７ｂ…モータハウジング
８…コントロールユニット
８ａ…ＥＣＵハウジング
１０…制御回路
１２…ＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチ）
１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ…出力端子
１５…第２金属基板（通電部材・金属基板）
１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ…入力端子
１８ｕ，１８ｖ…モータリレー
１９…保持部材
２６…電力変換回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータを制御するコントロールユニットとにより構成され、
前記電動モータは、筒部を有するモータハウジングに収容され、
前記コントロールユニットは、前記モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたＥＣＵハウジングと、該ＥＣＵハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための半導体スイッチを有する電力変換回路と、該ＥＣＵハウジングの内部に収容され前記半導体スイッチ等を制御する制御回路とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記半導体スイッチの出力端子と前記電動モータの入力端子とを電気接続する通電部材を設け、該通電部材の金属板の部分を、前記モータハウジングの内面に当接させ、前記電動モータへの通電または通電停止を行う半導体素子によりモータリレーを構成し、該モータリレーを前記通電部材に実装したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記通電部材として金属基板を用い、該金属基板を保持するため絶縁材料からなる保持部材を設け、該保持部材を前記モータハウジングに結合することにより、前記金属基板が前記保持部材と前記モータハウジングとの間に挟まれて前記モータハウジングに押圧されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
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において、
前記電動モータは、前記モータハウジングの出力軸側の片方の端部が操舵機構に結合され、片持ち構造であることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
ステアリングシャフトに操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータを制御するコントロールユニットとにより構成され、
前記電動モータは、筒部を有するモータハウジングに収容され、
前記コントロールユニットは、前記モータハウジングの軸方向の出力軸とは反対側に配置されたＥＣＵハウジングと、該ＥＣＵハウジングの内部に収容され前記電動モータを駆動制御するための半導体スイッチを有する電力変換回路と、該ＥＣＵハウジングの内部に収容され前記半導体スイッチ等を制御する制御回路とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記半導体スイッチの出力端子と前記電動モータの入力端子とを電気接続する通電部材を設け、該通電部材の金属板の部分を、前記モータハウジングの内面に当接させ、前記電動モータへの通電または通電停止を行う半導体素子によりモータリレーを構成し、該モータリレーを前記通電部材に実装したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記通電部材として金属基板を用い、該金属基板を保持するため絶縁材料からなる保持部材を設け、該保持部材を前記モータハウジングに結合することにより、前記金属基板が前記保持部材と前記モータハウジングとの間に挟まれて前記モータハウジングに押圧されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
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において、
前記電動モータは、前記モータハウジングの出力軸側の片方の端部が操舵機構に結合され、片持ち構造であることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６０１１９（Ｐ２０１３−６０１１９Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０００５８（Ｐ２０１１−２０００５８）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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