特開 2024-75275 電子制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024075275

(43)【公開日】2024-06-03

(54)【発明の名称】電子制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20240527BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022186611

(22)【出願日】2022-11-22

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(72)【発明者】

【氏名】濱田 啓二

【テーマコード（参考）】

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D333CC06

3D333CC47

3D333CD04

3D333CD07

3D333CD14

3D333CD31

3D333CD37

(57)【要約】

【課題】樹脂製のコネクタブロックを有する電子制御装置において、金型を使用した一体成形の硬化過程においてコネクタブロックに反りやヒケが発生し難くする。
【解決手段】電子制御装置３００は、電動モータ２００を制御する電子部品が実装された回路基板３２０と、回路基板３２０と電気的に接続される複数のコネクタ３３０Ｂが一体成形された樹脂製のコネクタブロック３３０と、回路基板３２０を介在させた状態でコネクタブロック３３０を固定する電動モータ２００の背面に形成された取付ボス２００Ｂと、を有している。そして、コネクタブロック３３０は、複数のコネクタ３３０Ｂに加えて、コネクタ３３０Ｂ同士を接続するリブ３３０Ｄが一体成形されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータを制御する電子部品が実装された回路基板と、
前記回路基板と電気的に接続される複数のコネクタ、及び前記コネクタ同士を接続するリブが一体成形された樹脂製のコネクタブロックと、
前記回路基板を介在させた状態で前記コネクタブロックを固定するベースと、
を有する電子制御装置。

【請求項2】

前記リブの高さ又は幅が、前記コネクタブロックにおいて前記コネクタが形成されていない部分の板厚と同一である、
請求項１に記載の電子制御装置。

【請求項3】

前記リブの高さ又は幅が、前記コネクタブロックにおいて前記コネクタが形成されている部分の板厚と前記コネクタが形成されていない部分の板厚との間にある、
請求項１に記載の電子制御装置。

【請求項4】

前記リブの高さ又は幅が、前記コネクタブロックにおいて前記コネクタが形成されている部分の板厚と前記コネクタが形成されていない部分の板厚とのうち、板厚がより薄い部分の板厚に近似している、
請求項３に記載の電子制御装置。

【請求項5】

前記リブが、前記コネクタ同士を直接的に接続する他のリブを介して、当該他のリブによって接続されたコネクタに対して間接的に接続可能である、
請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の電子制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂製のコネクタブロックを有する電子制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動パワーステアリング装置などに適用される電子制御装置は、特開２０１９－６８５４３号公報（特許文献１）に記載されるように、複数のコネクタが一体成形された樹脂製のコネクタブロック（樹脂カバー）を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－６８５４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

樹脂製のコネクタブロックを金型で一体成形する硬化過程において、コネクタが形成されている部分とコネクタが形成されてない部分とで樹脂の板厚が異なることから、樹脂の収縮タイミングが異なって反りやヒケが発生してしまう可能性がある。そして、コネクタブロックに反りが発生すると、コネクタ端子や取付孔の位置精度が低下し、例えば、コネクタ端子と接続される回路基板のスルーホールとの位置合わせが困難になったり、コネクタブロックの取付孔とこれを取り付けるためのねじ穴との位置合わせが困難になったりしてしまう。このような理由から、コネクタブロックの取付作業性などが低下したり、ねじ締結後に残留応力が残ってクラックが発生したりするおそれがあった。また、コネクタブロックにヒケが発生すると、表面が凹んで品質が低下してしまうおそれがあった。

【0005】

そこで、本発明は、金型を使用した一体成形の硬化過程において反りやヒケが発生し難くした、樹脂製のコネクタブロックを有する電子制御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】

電子制御装置は、電動モータを制御する電子部品が実装された回路基板と、回路基板と電気的に接続される複数のコネクタが一体成形された樹脂製のコネクタブロックと、回路基板を介在させた状態でコネクタブロックを固定するベースと、を有している。そして、コネクタブロックは、複数のコネクタに加えて、コネクタ同士を接続するリブが一体成形されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、樹脂製のコネクタブロックを有する電子制御装置において、金型を使用した一体成形の硬化過程においてコネクタブロックに反りやヒケが発生し難くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】電子制御装置一体型のモータユニットの一例を示す分解斜視図である。

【図2】カバー取付前のモータユニットの要部の一例を示す縦断面図である。

【図3】カバー取付後のモータユニットの要部の一例を示す縦断面図である。

【図4】コネクタブロックの一例を示す平面図である。

【図5】図４におけるＡ－Ａ断面図である。

【図6】図４におけるＢ－Ｂ断面図である。

【図7】本実施形態の作用及び効果の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、本実施形態の適用対象の一例として挙げられる電動パワーステアリングシステムなどで使用される、電子制御装置一体型のモータユニット１００の一例を示している。

【0010】

モータユニット１００は、ブラシレスモータなどの電動モータ２００と、電動モータ２００に対して一体的に結合されて電動モータ２００を制御する電子制御装置３００と、を含んで構成されている。電子制御装置３００は、電動モータ２００を駆動するパワーモジュール３１０と、複数の電子部品が実装された回路基板３２０と、金型を使用して一体成形された樹脂製のコネクタブロック３３０と、アルミニウム合金製のカバー３４０と、通気フィルタ３５０と、を有している。

【0011】

電動モータ２００の背面、即ち、図示しないステアリングギヤに連結される出力軸２００Ａが突出する端面とは反対側の端面には、電動モータ２００のステータに電圧を印加して出力軸２００Ａを回転駆動させるパワーモジュール３１０が配置されている。また、電動モータ２００の背面の所定箇所には、その底面から軸方向に向かって延びる、円柱形状の４つの取付ボス２００Ｂが立設されている。そして、取付ボス２００Ｂの先端部には、回路基板３２０を介在させた状態で、コネクタブロック３３０が４本のねじ３６０によって締結固定されている。

【0012】

なお、電動モータ２００の背面に立設された取付ボス２００Ｂは、４つに限らず、例えば、回路基板３２０及びコネクタブロック３３０の大きさに応じた任意の個数とすることができる。ここで、電動モータ２００の背面に立設された４つの取付ボス２００Ｂが、ベースの一例として挙げられる。

【0013】

回路基板３２０は、本実施形態では、複数の電子部品が実装された２枚のプリント基板３２０Ａ及び３２０Ｂと、２枚のプリント基板３２０Ａ及び３２０Ｂを電気的に接続するフレキシブルケーブル３２０Ｃと、を含んで構成されている。なお、回路基板３２０は、図示の構成に限らず、１枚のプリント基板からなる構成、又は３枚以上のプリント基板からなる構成などであってもよい。

【0014】

コネクタブロック３３０は、回路基板３２０に実装された複数の電子部品と電気的に接続される複数のコンタクタが埋め込まれた板形状の底板３３０Ａと、底板３３０Ａのコンタクタを取り囲むように底板３３０Ａの板面から垂直方向に向かって延びる、筒状体形状をなす複数のコネクタ３３０Ｂと、を含んで構成されている。従って、コネクタブロック３３０のコネクタ３３０Ｂの接続部は、回路基板３２０の電子部品と電気的に接続されている。また、コネクタブロック３３０には、図示しないワイヤハーネスを介してコネクタ３３０Ｂのコンタクタに供給された電源を回路基板３２０へと供給するバスバーＢＢ（図２～図７参照）が埋め込まれている。

【0015】

ここで、図示のコネクタブロック３３０では、電動パワーステアリングシステムの冗長性を実現すべく、電源が供給される２つのコネクタ３３０Ｂと、制御信号などを授受する２つのコネクタ３３０Ｂと、が一体成形されている。しかしながら、コネクタブロック３３０としては、図示のような４つのコネクタ３３０Ｂが一体成形される構成に限らず、例えば、電動モータ２００の駆動回路に応じた任意の個数のコネクタ３３０Ｂ、具体的には、少なくとも２つ以上の複数のコネクタ３３０Ｂが一体成形されている構成であってもよい。

【0016】

カバー３４０は、電動モータ２００の背面に固定された回路基板３２０を収容可能なように、筒状体形状の周壁部３４０Ａ、及び周壁部３４０Ａの軸方向の一方の開口端を閉塞する底壁部３４０Ｂを有する、有底筒状体形状をなしている。カバー３４０の底壁部３４０Ｂには、コネクタブロック３３０の４つのコネクタ３３０Ｂが一体となって貫通可能な１つの開口部３４０Ｃが形成されている。従って、コネクタ３３０Ｂの接続部は、開口部３４０Ｃを介して外部に突出し、ここに図示しないワイヤハーネスが着脱可能に接続できるようになっている。また、カバー３４０の開口部３４０Ｃの内周端には、周壁部３４０Ａの軸方向の他方に向かって、周壁部３４０Ａの軸方向と平行に延びる筒状体形状の内端部３４０Ｄが一体的に接合されている。なお、周壁部３４０Ａ、底壁部３４０Ｂ、開口部３４０Ｃ及び内端部３４０Ｄは、カバー３４０を製造するときに、例えば、プレスによって一体的に形成することができる。

【0017】

電動モータ２００の背面の周縁部には、図２及び図３に示すように、カバー３４０の周壁部３４０Ａの他方の開口端（外端部３４０Ｅ）が所定深さに亘って嵌合可能な周溝２００Ｃが形成されている。また、コネクタブロック３３０の底板３３０Ａにおいて、コネクタ３３０Ｂが立設する一面の周縁部には、図２及び図３に示すように、カバー３４０の内端部３４０Ｄが所定深さに亘って嵌合可能な周溝３３０Ｃが形成されている。

【0018】

従って、図３に示すように、電動モータ２００の周溝２００Ｃ、及びコネクタブロック３３０の周溝３３０Ｃにカバー３４０の外端部３４０Ｅ及び内端部３４０Ｄが夫々嵌合することで、カバー３４０の内部空間を密閉空間とすることができる。このとき、電動モータ２００の周溝２００Ｃ及びコネクタブロック３３０の周溝３３０Ｃに周知のシール材が塗布され、カバー３４０とのシール性能が確保されていることが望ましい。

【0019】

さらに、電動モータ２００の背面であって、出力軸２００Ａの端部を臨む位置には、通気性を有するとともに防水性能及び防塵性能を発揮する通気フィルタ３５０が配置されている。従って、電動モータ２００の背面に取り付けられたカバー３４０の内部空間は、通気フィルタ３５０及び電動モータ２００の内部空間を介して外部空間と連通し、例えば、温度変化が生じても、カバー３４０の内部空間の圧力変動を抑制することができる。

【0020】

ここで、樹脂製のコネクタブロック３３０は、一般的に、金型を使用した射出成形で製造されている。射出成形では、合成樹脂などの材料を加熱して溶かして金型に射出した後、材料を冷却して硬化させることで、複雑な形状を含む多様な形状の製品を連続して安価に製造することができる。

【0021】

ところで、樹脂製のコネクタブロック３３０は、図２及び図３から明らかなように、底板３３０Ａの板厚方向について、コネクタ３３０Ｂが形成されている部分とコネクタ３３０Ｂが形成されていない部分とで板厚が異なっている。このため、コネクタブロック３３０を射出成形する硬化（冷却）過程において、コネクタ３３０Ｂが形成されていない部分が先に硬化した後、コネクタ３３０Ｂが形成されている部分が硬化するという過程となり易い。この場合、先に硬化した部分（コネクタ３３０Ｂが形成されていない部分）に未硬化の部分（コネクタ３３０Ｂが形成されている部分）が引き寄せられるように変位し、反りやヒケが発生してしまう可能性がある。コネクタブロック３３０に反りやヒケが発生すると、上述したように、コネクタブロック３３０を取り付ける作業性やその品質などが低下してしまうおそれがある。

【0022】

そこで、本実施形態に係るコネクタブロック３３０では、図４～図６に示すように、コネクタ３３０Ｂが突出している底板３３０Ａの表面に、隣接するコネクタ３３０Ｂ同士を接続する複数のリブ３３０Ｄが一体成形されている。具体的には、図４～図６に示すコネクタブロック３３０では、図４において左右に配置されている２つのコネクタ３３０Ｂ同士は、左右方向に延びる上下一対のリブ３３０Ｄによって接続されている。また、図４において最上位及び最下位に配置されている２つのコネクタ３３０Ｂ同士は、これらの間に配置されているコネクタ３３０Ｂを介して、上下方向に延びるリブ３３０Ｄ（２つに分割されている）によって接続されている。

【0023】

さらに、図４において最上位に配置されているコネクタ３３０Ｂは、左右に配置されているコネクタ３３０Ｂ同士を接続する上下一対のリブ３３０Ｄのうち、上位に位置しているリブ３３０Ｄの中間部に対して上下方向に延びるリブ３３０Ｄによって接続され、これによって、左右に配置された２つのコネクタ３３０Ｂと間接的に接続されている。要するに、リブ３３０Ｄは、コネクタ３３０Ｂ同士を直接的に接続する他のリブ３３０Ｄを介して、他のリブ３３０Ｄによって接続された複数のコネクタ３３０Ｂに対して間接的に接続されていてもよい。

【0024】

リブ３３０Ｄの高さ又は幅は、コネクタブロック３３０においてコネクタ３３０Ｂが形成されていない部分の板厚と同一、要するに、２つのコネクタ３３０Ｂの間に位置する底板３３０Ａの板厚と同一とすることができる。

【0025】

かかるコネクタブロック３３０によれば、コネクタ３３０Ｂが形成されていない部分の板厚と同一の高さをリブ３３０Ｄが有しているため、金型を使用した射出成形の硬化過程において、コネクタ３３０Ｂが形成されていない部分及びリブ３３０Ｄが最初に硬化する。そして、これに続いてコネクタ３３０Ｂが形成されている部分が硬化するが、図７において白抜き矢印で示すように、先に硬化した２つのコネクタ３３０Ｂの間に位置する部分に引き寄せられようとしても、双方向矢印で示すように２つのコネクタ３３０Ｂ同士を接続するリブ３３０Ｄがこれを受け止めて変位が抑制される。このため、コネクタブロック３３０の反りやヒケが発生し難くなり、例えば、電動モータ２００の背面に形成された取付ボス２００Ｂへのコネクタブロック３３０の取付作業が困難になったり、コネクタブロック３３０の品質が低下したりすることを抑制することができる。

【0026】

また、コネクタブロック３３０の反りが抑制されることから、特に、回路基板３２０に対する端子の位置精度の低下が抑制され、端子の接続不良を低減することもできる。さらに、コネクタブロック３３０を電動モータ２００の背面に取り付けるとき、コネクタブロック３３０の反りを矯正するような負荷がかからないため、コネクタブロック３３０に残留応力がほぼ発生せず、例えば、クラックなどの発生を抑制することができる。

【0027】

ここで、隣接する２つのコネクタ３３０Ｂを接続するリブ３３０Ｄの数は、例えば、コネクタブロック３３０のサイズ、コネクタ３３０Ｂの個数、コネクタブロック３３０の材質などを考慮して、実験やシミュレーションによって適宜決定することができる。従って、図４～図６に示すコネクタブロック３３０のリブ３３０Ｄは、本実施形態を説明するための単なる一例であって、そこに開示された構成に限定されると解釈すべきではないことを理解されたい。

【0028】

リブ３３０Ｄの高さ又は幅は、コネクタブロック３３０においてコネクタ３３０Ｂが形成されている部分の板厚とコネクタ３３０Ｂが形成されていない部分の板厚との間、要するに、コネクタ３３０Ｂが形成されている部分の板厚～コネクタ３３０Ｂが形成されていない部分の板厚の間にあってもよい。この場合、リブ３３０Ｄの高さ又は幅は、コネクタブロック３３０においてコネクタ３３０Ｂが形成されている部分の板厚とコネクタ３３０Ｂが形成されていない部分の板厚とのうち、板厚がより薄い部分の板厚に近似、即ち、この板厚に近いことが望ましい。このようにすれば、２つのコネクタ３３０Ｂの間に位置する部分が硬化するとき、リブ３３０Ｄが早めに硬化して強度を確保できるので、コネクタブロック３３０の反りやヒケを効果的に抑制することができるようになる。

【0029】

なお、当業者であれば、上記実施形態の技術的思想について、その一部を省略したり、その一部を適宜組み合わせたり、その一部を周知技術に置換したりすることで、新たな実施形態を生み出せることを容易に理解できるであろう。

【0030】

その一例を挙げると、本実施形態に係る電子制御装置３００は、電動モータ２００の背面に限らず、例えば、自動車の車体の任意箇所に取り付けられていてもよい。この場合、自動車の車体が、ベースの一例として挙げられる。また、電動モータ２００の駆動対象は、電動パワーステアリングシステムに限らず、自動車に搭載される各種のシステムであってもよい。

【符号の説明】

【0031】

１００…モータユニット、２００…電動モータ、２００Ｂ…取付ボス（ベース）、３００…電子制御装置、３２０…回路基板、３３０…コネクタブロック、３３０Ｂ…コネクタ、３３０Ｄ…リブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】