WO2019038850A1

WO2019038850A1 - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: WO2019038850A1
Application number: PCT/JP2017/030097
Authority: WO
Inventors: 豊秋有働; 義人手嶋; 浅尾　淑人
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2019-02-28
Also published as: CN111033961A; EP3675334B1; CN111033961B; EP3675334A1; US20210091625A1; EP3675334A4; JP6707205B2; JPWO2019038850A1; US11394268B2

Abstract

電動パワーステアリング装置は、モータと制御装置とを有し、モータは筒状のケースを有し、制御装置は筒状のハウジングを有し、ケースとハウジングとは、ケースの一端部の外周端部と、ハウジングの一端部の外周端部とを対向させた状態で結合されており、ケースの外周端部とハウジングの外周端部との間には、第１シール材が配置されており、コネクタは、ケースの外周端部とハウジングの外周端部との間に配置されており、コネクタの外周を形成する複数の面のうちの少なくともハウジングに対向する面とハウジングとの間には、第２シール材が配置されており、第１シール材の一部と第２シール材の一部が密着している。

Description

電動パワーステアリング装置

　本発明は、モータと制御装置とが一体化された電動パワーステアリング装置に関する。

　従来、モータの出力軸と同軸に制御装置を配置し、モータと制御装置とを一体化した電動パワーステアリング装置が知られている。そして、モータと制御装置とを一体化した電動パワーステアリング装置では、制御装置のハウジングにコネクタを設け、モータのケース内にステータ及びロータなどを内蔵し、モータのケースに制御装置のハウジングを結合した構造が散見される（例えば特許文献１参照）。

特許第５３７７７１０号公報

　特許文献１に開示された従来の電動パワーステアリング装置では、モータ及び制御装置が雨水を被るおそれがあるため、モータのケースと制御装置のハウジングとの間、及び制御装置のハウジングに形成された取付け穴と、取付け穴に配置されたコネクタとの隙間に、防水処理を施す必要がある。防水処理としては、部品間の隙間にシール材を充填して、隙間を塞ぐことが考えられる。ハウジングの取付け穴とコネクタとの隙間については、コネクタとハウジングとを一体成型して、隙間をなくしてしまう方法も考えられる。しかしながら、電動パワーステアリング装置を搭載する車両の仕様によって、コネクタの種類が異なることを考慮すると、コネクタとハウジングとは別体にせざるをえない。

　しかしながら、ハウジングの取付け穴とコネクタとの隙間にシール材を充填するためには、取付け穴にコネクタを配置した後に、シール材を充填するシール装置を、コネクタの周りに、コネクタの外形に沿って一周させる必要があり、シール工程が複雑で、多くの工数を要するものとなっていた。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、製造を容易にすることができる電動パワーステアリング装置を得る。

　本発明に係る電動パワーステアリング装置は、モータと制御装置とを有し、モータは、一端部が開口したケースを有し、制御装置は、制御装置本体と、制御装置本体に接続されたコネクタと、一端部が開口し他端部が閉塞された筒状のハウジングとを有し、ハウジングは、制御装置本体を収容し、ケースとハウジングとは、ケースの一端部の外周端部と、ハウジングの一端部の外周端部とを対向させた状態で結合されており、ケースの外周端部とハウジングの外周端部との間には、第１シール材が配置されており、コネクタは、ケースの外周端部とハウジングの外周端部との間に配置されており、コネクタの外周を形成する複数の面のうち、少なくとも前記ハウジングに対向する面と前記ハウジングとの間には、第２シール材が配置されており、　ケースの外周端部とハウジングの外周端部との間に配置された第１シール材の一部と、コネクタの面とハウジングとの間に配置された第２シール材の一部が密着している。

　この発明によれば、ハウジングとケースとコネクタの３つの部品それぞれの間のシール部位を結合することができる。これにより、シール工程を簡略化して、製造工数を削減することができる。

実施の形態１の電動パワーステアリング装置の断面図である。実施の形態１におけるハウジングの斜視図である。実施の形態２におけるシール構造の概念図である。実施の形態２におけるシール構造の概念図である。実施の形態２におけるシール構造の概念図である。実施の形態２におけるシール構造の概念図である。実施の形態２におけるシール構造の概念図である。

　以下、本発明の電動パワーステアリング装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング装置を示す構成図である。また、図２は、図１のハウジング１１示す斜視図である。

　図１に示すように、実施の形態１の電動パワーステアリング装置は、制御装置１とモータ２とを有している。制御装置１とモータ２とは、第１シール材３０ａ及び第２シール材３１を介して結合され、一体化されている。

　モータ２は、出力軸２１と、ステータ２２と、ロータ２３と、ケース２５と、フレーム２６とを有している。ケース２５には、出力軸２１と、ステータ２２と、ロータ２３とが収容されている。ケース２５は、一端部が開口した筒状に形成されており、出力軸２１の他端部には貫通孔が形成されている。ケース２５の一端部の開口は、フレーム２６によって塞がれている。出力軸２１の一端部は、軸受を介してケース２５に回転可能に支持されており、他端部は、軸受を介してフレーム２６に回転可能に支持されている。そして、出力軸２１の一端部は、ケース２５の他端部の貫通孔から外部に突出している。

　ロータ２３は、出力軸２１に固定されている。ステータ２２は、ロータ２３の外周を囲んだ状態で配置されている。ロータ２３の外周部には、図示しない複数の永久磁石が設けられている。ステータ２２には、巻線２４が巻きつけられている。

　フレーム２６は、ケース２５の内側に固定されている。したがって、フレーム２６とケース２５との接続部は、ケース２５の外側に露出していない。したがって、フレーム２６とケース２５との接続部には、シールをする必要がない。このように、フレーム２６をケース２５の内側に取付けることによって、シールが必要な部位を減らしている。

　制御装置１は、ハウジング１１と、制御装置本体１２と、異なる２種のコネクタ１４ａ及び１４ｂが一体化されたコネクタ１４とを有している。コネクタ１４は、複数の端子を有している。コネクタ１４の複数の端子のそれぞれは、制御装置本体１２に電気的に接続されている。コネクタ１４には、外部から、制御装置本体１２に電力を供給するハーネス、及び信号の授受を行うハーネスが接続される。

　制御装置本体１２は、ハウジング１１の内部に収容されている。コネクタ１４は、ハウジング１１を貫通して、一部がハウジング１１の外部に露出している。制御装置本体１２は、制御基板及び中継基板を有している。制御基板は、複数の電子部品を有している。制御装置本体１２は、フレーム２６に接触している。フレーム２６は、制御装置本体１２が有する複数の電子部品の放熱板となっている。

　図２に示すように、ハウジング１１は、一端部が開口し他端部が閉塞された筒状に形成されている。ハウジング１１の一端部には、外周端部１１ａが形成されている。外周端部１１ａの一部には、コネクタ取付部１１Ａが形成されている。

　コネクタ取付部１１Ａは、外周端部１１ａからハウジング１１の他端部に向かって形成された切欠き部１１Ｂと、切欠き部１１Ｂの底部に形成されて、前記ハウジングの径方向外側に突出したコネクタ取付台１１ｂとを有している。切欠き部１１Ｂの両側面には、ハウジングの外周端部１１ａからコネクタ取付台１１ｂに向けて傾斜する、傾斜部１１ｃが形成されている。なお、傾斜部１１ｃは、外周端部１１ａに対して垂直であってもよい。コネクタ取付台１１ｂの外周側の端部には、傾斜部１１ｃと接続されたコネクタ取付台端部１１ｄが周縁部に沿って形成されている。

　コネクタ１４は、コネクタ１４の外周を形成する４つの面のうちの１面がコネクタ取付台１１ｂに配置される。そして、コネクタ１４の外周を形成する残りの面のうち、互いに対向する２面が、それぞれ傾斜部１１ｃに隣接する位置に配置される。コネクタ取付部１１Ａに配置されたコネクタ１４の一部は、切欠き部１１Ｂからハウジング１１の外部に突出している。そして、コネクタ１４の外周を形成する１面とコネクタ取付台端部１１ｄとの間、及びコネクタ１４の外周を形成する互いに対向する２面と傾斜部１１ｃとの間が、第２シール材３１によってシールされる。

　コネクタ１４の外周を形成する４面のうち、コネクタ取付台１１ｂに対向する面と、２つの傾斜部１１ｃに隣接する２面とを除く残りの１面は、ケース２５の開口側の外周端部と対向する。この残りの１面は、ハウジング１１の外周端部１１ａと、ケース２５の開口側の外周端部との間をシールする第１シール材３０ａによってシールされる。

　このように、実施の形態１の電動パワーステアリング装置によれば、制御装置１のハウジング１１と、モータ２のケース２５との間にコネクタ１４を配置している。そして、コネクタ１４の外周を形成する４面のうち、ハウジング１１と対向する３面とハウジング１１との間を、第２シール材３１でシールする。また、コネクタ１４の外周を形成する４面のうち、残りの１面とケース２５の外周端部との間を、ハウジング１１の外周端部１１ａとケース２５の外周端部とをシールする第１シール材３０ａによってシールする。そして、第１シール材３０ａと第２シール材３１とが交差する部位において、第１シール材３０ａと第２シール材３１とを密着させている。

　これにより、制御装置１のハウジング１１と、モータ２のケース２５と、コネクタ１４との間をシールする部位を減らすことができ、シール工程を簡略化して、製造工数を削減することができる。なお、第１シール材３０ａと第２シール材３１とは、同一の材質でなくともよく、互いに親和性の良好な材質であればよい。

　また、実施の形態１の電動パワーステアリング装置は、ハウジング１１に切欠き部１１Ｂを形成し、ハウジング１１の開口側から、コネクタ１４をコネクタ取付台１１ｂに配置可能としている。

　これにより、コネクタ１４をハウジング１１に配置する際に、コネクタ１４の複数の端子が接続された制御装置本体１２に負荷をかけることなく、コネクタ１４及び制御装置本体１２をハウジング１１に配置することができる。また、一方向から、コネクタ１４及び制御装置本体１２をハウジング１１に配置可能とすることにより、製造工程を簡略化することができる。

　次に、制御装置１のハウジング１１と、モータ２のケース２５と、コネクタ１４との間をシールする手順について説明する。

　まず、ハウジング１１のコネクタ取付部１１Ａを形成するコネクタ取付台端部１１ｄと、２つの傾斜部１１ｃに、ペースト状の第２シール材３１を塗布する。
　次に、制御装置本体１２をハウジング１１の中に配置するとともに、ハウジング１１のコネクタ取付部１１Ａにコネクタ１４を配置することにより、コネクタ１４の外周を形成する４面のうちの３面と、ハウジング１１との間に第２シール材３１を配置する。
　次に、ケース２５の開口側の外周端部に、第１シール材３０ａを塗布する。
　次に、ハウジング１１の外周端部１１ａとケース２５の開口側の外周端部とを突き合わせる。
　これにより、コネクタ１４の残りの１面と、ケース２５の外周端部との間に、第１シール材３０ａが配置される。
　そして、第１シール材３０ａ及び第２シール材３１が硬化することにより、制御装置１のハウジング１１と、モータ２のケース２５と、コネクタ１４の外周との間がシールされる。

　なお、実施の形態１では、モータ２のケース２５の開口側の外周端部に第１シール材３０ａを塗布して、ハウジング１１とケース２５とのシールを行なったが、ハウジング１１とケース２５とのシール方法は、これに限るものではない。

　例えば、ハウジング１１の外周端部１１ａと、コネクタ取付部１１Ａを形成するコネクタ取付台１１ｂと、２つの傾斜部１１ｃとに第２シール材３１を塗布する。そして、コネクタ１４をコネクタ取付部１１Ａに配置した後に、コネクタ１４の上面に、さらに第２シール材３１を塗布する。そして、ケース２５の開口側の外周端部とハウジング１１の外周端部１１ａとを突き合わせて、ハウジング１１とケース２５とコネクタ１４との間のシールを行ってもよい。この場合、ハウジング１１の外周端部１１ａと、傾斜部１１ｃと、コネクタ取付台端部１１ｄとに、同一の方向から連続して第２シール材３１を塗布することが可能となり、さらに工程を簡略化することができる。なお、塗布するシール材は、第１シール材３０ａであってもよい。

　実施の形態２．
　図３Ａ～図３Ｃは、実施の形態２の電動パワーステアリング装置における、ハウジング１１と、コネクタ１４と、モータ２のケース２５とのシール部を示す模式図である。実施の形態２の電動パワーステアリング装置は、第１シール材３０ａを塗布した部位と、第２シール材３１を塗布した部位とが交差する部位の周辺に、余剰のシール材を収容する空間を形成した点が、実施の形態１の電動パワーステアリング装置とは異なる。他の構成は、実施の形態１と同様である。

　図３Ａは、ハウジング１１とコネクタ１４とが、第２シール材３１によってシールされた状態を示している。図３Ａに示すように、第２シール材３１は、ハウジング１１とコネクタ１４のシール部からはみ出している。一般に、２つの部品の間をシールする場合には、２つの部品の間に隙間ができないように、シール材を多めに配置してはみ出させている。実施の形態２の電動パワーステアリング装置では、このはみ出した余剰の第２シール材３１を収容する空間３２ａを、ハウジング１１とコネクタ１４の両方に形成している。

　図３Ｂは、ハウジング１１とコネクタ１４とをシールした後、モータ２のケース２５に第１シール材３０ａを配置して、ハウジング１１とコネクタ１４とケース２５との間をシールした状態を示している。図３Ｂに示すように、モータ２のケース２５に配置される第１シール材３０ａは、ハウジング１１及びコネクタ１４に形成された空間３２ａにも配置される。そして、第１シール材３０ａと第２シール材３１とは、空間３２ａにおいて密着する。

　以上のように、実施の形態２の電動パワーステアリング装置では、ハウジング１１とコネクタ１４との間に配置した第２シール材３１と、ケース２５に配置した第１シール材３０ａとが交差する部位において、ハウジング１１とコネクタ１４に空間３２ａを形成している。そして、余剰の第１シール材３０ａ及び余剰の第２シール材３１を空間３２ａに収容している。これにより、第１シール材３０ａと第２シール材３１とを、空間３２ａにおいて密着させ、シール部に隙間ができないようにしている。また、第１シール材３０ａ及び第２シール材３１が、ハウジング１１、コネクタ１４及びケース２５の外部にはみ出すことを抑制している。よって、シール部の継ぎ目において確実なシールを施すことができるとともに、はみ出した第１シール材３０ａ及び第２シール材３１を除去する工程を削減して、シール工程を簡略化することができる。

　なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、空間３２ａを、ハウジング１１とコネクタ１４の両方に形成したが、空間３２ａは、ハウジング１１とコネクタ１４の一方にのみ形成してもよい。また、図３Ａ及び図３Ｂでは、ハウジング１１に対し、上方からモータ２のケース２５を突き合わせていたが、図３Ｃに示すように、モータ２のケース２５を下にして、上方からハウジング１１を突き合わせてもよい。この場合には、空間３２ｂをモータ２のケース２５に形成する。このように、シール工程において下側となる部品に空間３２ａまたは空間３２ｂを形成すると、余剰のシール材を受けやすい。

　実施の形態３．
　図４Ａ及び図４Ｂは、実施の形態３の電動パワーステアリング装置を示す図である。実施の形態３の電動パワーステアリング装置は、ハウジング１１の上面の高さと、コネクタ１４の上面の高さとを異ならせている点が、実施の形態２とは異なる。他の構成は、実施の形態１と同様である。

　図４Ａに示すように、ハウジング１１の上面の高さは、ハウジング１１とコネクタ１４とがシールされる部位において、最も低い高さＨ１となっており、コネクタ１４の上面Ｈ２の高さよりも低くなっている。また、ハウジング１１の上面は、ハウジング１１とコネクタ１４とのシール部から離れるにしたがって高くなり、ハウジング１１とコネクタ１４とがシールされる部位から最も離れた位置では、コネクタ１４の上面Ｈ２よりも高いＨ３となっている。これにより、ハウジング１１とコネクタ１４とがシールされる部位におけるハウジング１１の上面には、空間３２ｃが形成される。この空間３２ｃにより、ハウジング１１とコネクタ１４との間の端部からはみ出した第２シール材３１は、空間３２ｃに収容される。

　実施の形態３の電動パワーステアリング装置におけるシール工程は、まず、図４Ａに示すように、ハウジング１１とコネクタ１４とを第２シール材３１でシールする。その後、ハウジング１１とコネクタ１４の上部に第１シール材３０ａを塗布し、モータ２のケース２５を上部から突き合わせる。

　このとき、第１シール材３０ａの量は、空間３２ｃ付近が多くなるように調整する。この調整は、シール装置から吐出する第１シール材３０ａの吐出量を制御するか、またはシール装置の移動速度を制御することによって行うことができる。シール装置の移動速度を制御する方が、第１シール材３０ａの塗布量の調整が簡単である。すなわち、空間３２ｃの上部では、第１シール材３０ａの塗布量を多くするためにシール装置を低速で移動させ、コネクタ１４の上部では、シール装置を中速で移動させる。そして、ハウジング１１の上部では、ハウジング１１の高さが高くなるにしたがって第１シール材３０ａの塗布量が少なくなるように、シール装置を加速しながら移動させる。

　図４Ｂは、実施の形態３の変形例である。図４Ｂの変形例では、ハウジング１１の外周端部１１ａに、第１シール材３０ａを保持する溝を形成している。溝の底部の高さＨ１は、コネクタ１４の上部の高さＨ２よりも高い。このため、ハウジング１１の溝の底部とコネクタ１４の上部との間には、空間３２ｃが形成される。このようにハウジング１１を形成することにより、ハウジング１１とコネクタ１４とをシールする第２シール材３１の余剰分が、この空間３２ｃにはみ出るようにしている。

　実施の形態３の変形例におけるシール工程は、まず、図４Ｂに示すように、ハウジング１１とコネクタ１４とを第２シール材３１でシールする。その後、ハウジング１１とコネクタ１４の上部に第１シール材３０ａを塗布し、モータ２のケース２５を上部から突き合わせる。

　このとき、第１シール材３０ａの塗布量は、空間３２ｃ付近が多くなるように調整する。すなわち、空間３２ｃ及びコネクタ１４の上部では、第１シール材３０ａの塗布量を多くするためにシール装置を低速で移動させ、ハウジング１１の上部では、第１シール材３０ａの塗布量を少なくするために、シール装置を高速で移動させる。なお、図４Ｂに示す変形例において、コネクタ１４の上面にも、第１シール材３０ａを保持する溝が形成されている。

　以上のように、実施の形態３の電動パワーステアリング装置では、ハウジング１１とコネクタ１４の上面の高さを変えて空間３２ｃを形成することにより、余剰の第１シール材３０ａ及び余剰の第２シール材３１を空間３２ｃにはみ出させている。そして、空間３２ｃの上部、及びコネクタ１４の上部では、第１シール材３０ａの塗布量を多くし、ハウジング１１の高さが高い付近では、第１シール材３０ａの塗布量を少なくしている。

　これにより、各シール部位に、十分な第１シール材３０ａ及び第２シール材３１を塗布することができる。また、第１シール材３０ａと第２シール材３１とを、空間３２ｃにおいて密着させることができる。よって、シール部が交差する部位において、確実なシールを施すことができる。さらに、第１シール材３０ａ及び第２シール材３１が、ハウジング１１、コネクタ１４及びケース２５の外部にはみ出すことを抑制することができる。よって、はみ出した第１シール材３０ａ及び第２シール材３１を除去する工程を削減し、シール工程を簡略化することができる。

　１　制御装置、２　モータ、１１　ハウジング、１１ａ　外周端部、１１ｂ　コネクタ取付台、１１ｃ　傾斜部、１１ｄ　コネクタ取付台端部、１１Ａ　コネクタ取付部、１１Ｂ　切欠き部、１２　制御装置本体、１４　コネクタ、２１　出力軸、２２　ステータ、２３　ロータ、２４　巻線、２５　ケース、３０ａ　第１シール材、３１　第２シール材、３２ａ，３２ｂ　空間（凹部）、３２ｃ　空間。

Claims

　モータと制御装置とを有する電動パワーステアリング装置であって、
　前記モータは、一端部が開口した筒状のケースを有し、
　前記制御装置は、制御装置本体と、前記制御装置本体に接続されたコネクタと、
　一端部が開口し他端部が閉塞された筒状のハウジングとを有し、
　前記ハウジングは、前記制御装置本体を収容し、
　前記ケースと前記ハウジングとは、前記ケースの前記一端部の外周端部と、前記ハウジングの前記一端部の外周端部とを対向させた状態で結合されており、
　前記ケースの前記外周端部と前記ハウジングの前記外周端部との間には、第１シール材が配置されており、
　前記コネクタは、前記ケースの前記外周端部と前記ハウジングの前記外周端部との間に配置されており、
　前記コネクタの外周を形成する複数の面のうち、少なくとも前記ハウジングに対向する面と前記ハウジングとの間には、第２シール材が配置されており、
　前記ケースの前記外周端部と前記ハウジングの前記外周端部との間に配置された前記第１シール材の一部と、前記コネクタの前記面と前記ハウジングとの間に配置された前記第２シール材の一部が密着している、
　電動パワーステアリング装置。
　前記ハウジングは、前記ハウジングの前記外周端部に、前記コネクタが配置されるコネクタ取付部を有し、
　前記コネクタ取付部は、前記外周端部から前記ハウジングの他端部に向かって形成された切欠き部と、前記切欠き部の底部に形成されて、前記ハウジングの径方向外側に突出するコネクタ取付台とを有し、
　前記コネクタは、前記コネクタの一部が前記切欠き部から前記ハウジングの外部に突出した状態で、前記コネクタ取付台に配置され、
　前記第２シール材は、前記コネクタの前記外周を形成する複数の面のうちの１面と前記コネクタ取付台との間と、前記コネクタの前記外周を形成する他の２面と前記切欠き部の両側面との間に配置される、
　請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記第１シール材の材質は、前記第２シール材の材質とは異なる、
　請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記ハウジングの前記外周端部と、前記ケースの前記外周端部と、前記コネクタの前記外周のうち、少なくとも１つは、
　前記ハウジングの前記外周端部と、前記ケースの前記外周端部と、前記コネクタの前記外周のうち、いずれか２つの組の間がシールされる部位と、いずれか２つの他の組の間がシールされる部位とが交わる部位に向けて開放する凹部を有する、
　請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記ハウジングの前記外周端部と前記コネクタの前記外周とがシールされる部位と、前記ハウジングの前記外周端部と前記ケースの前記外周端部とがシールされる部位とが交わる部位において、
　前記ハウジングの前記外周端部と前記ケースの前記外周端部との間隔は、前記コネクタの前記外周と前記ケースの前記外周端部との間隔よりも広い、
　請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記ハウジングの前記外周端部と前記コネクタの前記外周とがシールされる部位と、前記ハウジングの前記外周端部と前記ケースの前記外周端部とがシールされる部位とが交わる部位において、
　前記コネクタの前記外周と前記ケースの前記外周端部との間隔は、前記ハウジングの前記外周端部と前記ケースの前記外周端部との間隔よりも広い、
　請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
　前記切欠き部の両側面は、前記ハウジングの前記外周端部から前記コネクタ取付台に向けて傾斜する傾斜部を有する、
　請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。