JP2009248760A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コントロールユニットのカバー部材の振動を効果的に抑制することができる防振構造を備えた電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに対して操舵補助力を付与する電動モータと、電動モータの駆動を制御するコントロールユニット１１とを備えた電動パワーステアリング装置において、コントロールユニットの箱体状の筐体は、電動モータの駆動を制御する回路基板を実装したケース部材２１と、ケース部材２１の開口を被覆するように取り付けられるカバー部材２２と、カバー部材２２がケース部材２１に取り付けられる際にカバー部材２２の下面に配される樹脂製の防振内蓋部材２３とを備え、カバー部材２２が、その下面が防振内蓋部材２３の少なくとも一部に接触した状態でケース部材２１に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、操舵補助トルクの発生源として電動モータを用いた電動パワーステアリング装置に関し、より詳細には、電動モータの駆動を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）に施される防振対策構造に関する。

近年の車両の多くには、電動モータの駆動力を減速機構などを介してステアリングシャフトに伝達することにより、運転者による操舵を補助する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が装備されている。この電動パワーステアリング装置では、トルクセンサによって検出された操舵トルク信号がコントロールユニット（ＥＣＵ）に入力され、該コントロールユニットが操舵トルク信号に基づいて電動モータに供給される駆動電流を制御することにより、電動モータの駆動を制御している。

一般に、この電動モータとコントロールユニットは、車両のエンジンルーム内に搭載され、ハーネスなどを介してそれぞれ接続されている。図１０は、従来のコントロールユニット（モータ制御装置）を示す斜視図である（特許文献１参照）。同図において、コントロールユニット１００の筐体は、箱状のケース１０１と、該ケース１０１の上面開口を被覆するシールドカバー１０２とからなり、ケース１０１内には、パワーモジュール１０３、制御モジュール１０４、導体モジュール１０５が収容される。そして、各モジュール１０３，１０４，１０５がケース１０１内に組み付けられると、シールドカバー１０２の端部に穿設されたねじ孔１０６にねじ（図示せず）が挿通され、これにより、シールドカバー１０２がケース１０１の上面に取り付けられるようになっている。

このような構成からなる従来のコントロールユニット１００では、一般的に、シールドカバー１０２をケース１０１に取り付ける固定手段として、上述したようにねじ締結が用いられ、このねじ締結箇所は、シールドカバー１０２およびケース１０１の端部（四隅部）に設けられていた。ねじ締結箇所をこのようなレイアウトにする理由としては、ねじ締結箇所を端部以外の箇所に設ける場合、ケース１０２内にねじ締結のための突起部（ブッシュ）を形成する必要があり、さらに、この突起部との干渉を避けるために各モジュール１０３，１０４，１０５を異形状に形成する必要があるためにコスト高になってしまう、ということが考えられる。

特開２００６−２１５５２号公報

一般に、この種のコントロールユニット１００のシールドカバー１０２は、シールド性などを考慮して、金属板から形成されている。そして、この金属板には、装置の軽量化および材料の低コスト化の観点から、極力薄いものを用いることが求められている。

しかしながら、図１０に示すような従来のコントロールユニット１００では、シールドカバー１０２の中心部が何れの部材にも固定されていない状態であるため、他の構造体（例えば電動モータや減速機構）からの作動振動や導体モジュール１０５の一部としてケース１０２内で生じるリレー音などがシールドカバー１０２に伝わると大きな振動音を生じてしまう、という問題があった。

この問題を回避するために、シールドカバー１０２に厚い金属板を用いることが考えられるが、これは、上述したように、装置重量および材料コストの増加を招いてしまうため、得策ではなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コントロールユニットのカバー部材の振動を効果的に抑制することができる防振構造を備えた電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの駆動を制御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おいて、前記コントロールユニットの箱体状の筐体は、前記電動モータの駆動を制御する回路基板を実装したケース部材と、該ケース部材の開口を被覆するように取り付けられるカバー部材と、前記カバー部材が前記ケース部材に取り付けられる際に前記カバー部材の下面に配される樹脂製の防振内蓋部材とを備え、前記カバー部材が、その下面が前記防振内蓋部材の少なくとも一部に接触した状態で前記ケース部材に固定されることにより、達成される。

また、上記目的は、前記防振内蓋部材が、前記カバー部材の輪郭に沿った４辺から構成されるロ字形の枠部と、該枠部の上面から突出するように形成された突部とからなり、かつ、前記カバー部材および前記防振内蓋部材が前記ケース部材に締結固定される際に、前記カバー部材の下面が、固定手段によって前記防振内蓋部材の前記突部に付勢されるとともに、前記カバー部材が、撓んだ状態で前記ケース部材に取り付けられることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記突部が、前記４辺の対向する中央部を結んで形成された十字形を成していることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記突部が、前記４辺のうちの対向する２辺の中央部を結んで形成されたＩ字形を成していることにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記突部が、前記４辺の隣接する各辺の中央部を結んで形成された菱形を成していることにより、効果的に達成される。

さらに、上記目的は、前記防振内蓋部材が、前記カバー部材の輪郭に沿った４辺から構成されるロ字形の外縁部材および該外縁部材の各対向辺の中央部を結んで形成された十字形の格子部材とからなる枠部と、該枠部の前記格子部材の交点部分の上面から突出するように形成された突部とから構成され、かつ、前記カバー部材および前記防振内蓋部材が前記ケース部材に固定される際に、前記カバー部材の下面が、固定手段によって前記防振内蓋部材の前記突部に付勢されるとともに、前記カバー部材が、撓んだ状態で前記ケース部材に取り付けられることにより、効果的に達成される。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、コントロールユニットのカバー部材が、下面に配された樹脂製の防振内蓋部材の少なくとも一部に接触した状態でケース部材に固定されることにより、カバー部材の振動を効果的に抑制することができる。

また、防振内蓋部材が、カバー部材の輪郭に沿った４辺から構成されるロ字形の枠部と、該枠部の上面から突出し、各辺の中央部を結んで形成された十字形、Ｉ字形または菱形などの形状を成す突部とから構成されることにより、カバー部材の下面が防振内蓋部材の突部に付勢され、カバー部材が撓んだ状態でケース部材に取り付けられる。これにより、カバー部材の防振機能をより効果的に向上させることができ、かつ、少ない樹脂材料で防振内蓋部材を構成することが可能になり、コントロールユニットの重量および材料コストの増加を抑えることができる。

以下、図面を参照にしながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す機構図である。同図において、電動パワーステアリング装置１の操舵機構は、先端部に取り付けられたステアリングホイール２の操舵操作に応じて回転するステアリングシャフト３と、該ステアリングシャフト３の他端部側にユニバーサルジョイント４，５を介して連結され、ステアリングシャフト３の回転運動をラック軸の直線運動に変換するラック・ピニオン機構６と、該ラック・ピニオン機構６のラック軸の動きを操向車輪に伝達するタイロッド７とから構成されている。

また、電動パワーステアリング装置１のコラム部には、ステアリングホイール２を介してステアリングシャフト３に入力された操舵トルクを検出するトルクセンサ８と、減速機構９を介してステアリングシャフト３に連結された操舵補助用の電動モータ１０とが設けられている。

電動モータ１０の駆動は、制御回路などを搭載したコントロールユニット（ＥＣＵ）１１によって制御される。このコントロールユニット１１には、バッテリ（電源）１２から電力が供給されるとともに、イグニションキー１３からイグニションキー信号が入力される。そして、コントロールユニット１１は、トルクセンサ８で検出された操舵トルク値Ｔと車速センサ１４で検出された車速Ｖとに基づいて、操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに応じて電動モータ１０に供給する駆動電流を制御する。

［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。同図において、コントロールユニット１１の筐体は、箱体状で上面が開口になっているケース部材２１と、該ケース部材２１の開口を被覆するように取り付けられるカバー部材２２と、該カバー部材２２をケース部材２１に取り付ける際にカバー部材２２の下面に配される防振内蓋部材２３とを備えている。

カバー部材２２および防振内蓋部材２３は、それぞれの各端部（四隅部）に穿設されたねじ孔２２ａ，２３ａを有し、該ねじ孔２２ａ，２３ａに挿通されるねじ２４がケース部材２１の各端部に形成されたねじ穴２１ａに締結されることにより、ケース部材２１に着脱可能に取り付けられる。

図３は、防振内蓋部材が取り付けられたカバー部材の下面図であり、図４は、ねじ締結前のコントロールユニットを示す要部断面図である。

カバー部材２２は、装置重量や材料のコスト、加工性などを考慮して、比較的薄い金属素材から形成されている。一方、ケース部材２１は、図３に示すように、発熱性素子２５などを有する回路基板２６が内部に実装されるため、ヒートシンク（放熱板）としての機能を考慮して、カバー部材２２より肉厚の金属素材から形成されている。

また、カバー部材２２とケース部材２１との間に介在される防振内蓋部材２３は、防振性（吸振性）に優れた樹脂材料から形成され、矩形の４辺（輪郭）を成す枠部２７と、該枠部２７の上面から突出し、４辺の対向する中央部を結んで形成された十字形の突部２８とから構成されている。図４に示すように、カバー部材２２および防振内蓋部材２３は、カバー部材２２の下面が突部２８に接触した状態でケース部材２１に取り付けられる。

図５は、カバー部材および防振内蓋部材の取付に関する説明図である。図５（ａ）に示すように、カバー部材２２および防振内蓋部材２３の各ねじ孔２２ａ，２３ａには、締結固定用のねじ２４が挿通される。そして、図５（ｂ）に示すように、このねじ２４がケース部材２１のねじ穴２１ａに螺合されることにより、カバー部材２２および防振内蓋部材２３がケース部材２１に固定される。この際、このねじ締結により、カバー部材２２の下面が防振内蓋部材２３の突部２８に付勢されので、カバー部材２２は、撓んだ状態でケース部材２１に取り付けられる。

以上のように、本実施形態に係るコントロールユニット１１によれば、カバー部材２２が、下面に配された樹脂製の防振内蓋部材２３とともに、それぞれの各端部に穿設されたねじ孔２２ａ，２３ａに挿通されるねじ２４によって、ケース部材２１に締結固定される。これにより、カバー部材２２は、防振内蓋部材２３に接触した状態でケース部材に取り付けられるので、電動モータ１０、減速機構９による作動振動やケース部材２１で生じるリレー音などが、コントロールユニット１１に伝わることで発生し得るカバー部材２２の振動を効果的に抑制することができる。

また、カバー部材２２は、ねじ２４の締結により下面が防振内蓋部材２３の突部２８に付勢され、これにより撓んだ状態でケース部材２１に取り付けられるようになっている。この取付構造により、カバー部材２２の防振機能を効果的に向上させることができ、かつ、少ない樹脂材料で防振内蓋部材２３を構成することが可能になり、コントロールユニット１１の重量および材料コストの増加を抑えることができる。

［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。なお、同図において、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態に係るコントロールユニット１１Ａは、防振内蓋部材２３Ａの突部２８Ａが、枠部２７の対向する短辺の中央部を結んで形成されたＩ字形を成しているという点で、上述した第１実施形態とは相違している。カバー部材２２は、このＩ字形の突部２８Ａに接触した状態でケース部材２１にねじ２４を介して締結固定される。この際、上述した第１実施形態と同様に、カバー部材２２の下面が突部２８Ａに付勢されるので、カバー部材２２は、撓んだ状態でケース部材２１に取り付けられる。

以上のような筐体構成を有する本実施形態に係るコントロールユニット１１Ａによれば、上述した第１実施形態と同様の効果を得られることはもとより、防振内蓋部材２３Ａの突部２８Ａを、枠部２７の対向する短辺の中央部を結んで形成されたＩ字形にしたことにより、防振内蓋部材２３Ａの構造が簡易化されるとともに、その成形に要する樹脂素材がさらに削減されるので、製造コストの低減を図ることができる。

［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。なお、同図において、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態に係るコントロールユニット１１Ｂは、防振内蓋部材２３Ｂの突部２８Ｂが、枠部２７の対向する長辺の中央部を結んで形成されたＩ字形を成しているという点で、上述した第１実施形態とは相違している。カバー部材２２は、このＩ字形の突部２８Ｂに接触した状態でケース部材２１にねじ２４を介して締結固定される。この際、上述した第１実施形態と同様に、カバー部材２２の下面が突部２８Ｂに付勢されので、カバー部材２２は、撓んだ状態でケース部材２１に取り付けられる。

以上のような筐体構成を有する本実施形態に係るコントロールユニット１１Ｂによれば、上述した第１実施形態と同様の効果を得られることはもとより、防振内蓋部材２３Ｂの突部２８Ｂを、枠部２７の対向する長辺の中央部を結んで形成されたＩ字形にしたことにより、上述した第２実施形態と同様、防振内蓋部材２３Ｂの構造が簡易化されるとともに、その成形に要する樹脂素材がさらに削減されるので、製造コストの低減を図ることができる。

［第４実施形態］
図８は、本発明の第４実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。なお、同図において、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態に係るコントロールユニット１１Ｃは、防振内蓋部材２３Ｃの突部２８Ｃが、枠部２７の隣接する各辺の中央部を結んで形成された菱形を成しているという点で、上述した第１実施形態とは相違している。カバー部材２２は、この菱形の突部２８Ｃに接触した状態でケース部材２１にねじ２４を介して締結固定される。この際、上述した第１実施形態と同様に、カバー部材２２の下面が突部２８Ｃに付勢されるので、カバー部材２２は、撓んだ状態でケース部材２１に取り付けられる。

以上のような筐体構成を有する本実施形態に係るコントロールユニット１１Ｃによれば、上述した第１実施形態と同様の効果を得られることはもとより、防振内蓋部材２３Ｃの突部２８Ｃを、枠部２７の隣接する各辺の中央部を結んで形成された菱形にしたことにより、例えばカバー部材２２の縦横比が大きい場合に、カバー部材２２の振動を効果的に抑制することができる。

［第５実施形態］
図９は、本発明の第４実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。なお、同図において、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態に係るコントロールユニット１１Ｄは、防振内蓋部材２３Ｄの枠部２７Ｄが、矩形の４辺（輪郭）を成す外縁部材２７Ｄａと、該外縁部材２７Ｄａの各対向辺の中央部を結んで形成された十字形の格子部材２７Ｄｂとから構成され、かつ、防振内蓋部材２３Ｄの突部２８Ｄが、格子部材２７Ｄｂの交点部分の表面から突出するように形成されているという点で、上述した第１実施形態とは相違している。カバー部材２２は、この格子部材２７Ｄｂの交点部分に形成された突部２８Ｄに接触した状態でケース部材２１にねじ２４を介して締結固定される。この際、上述した第１実施形態と同様に、カバー部材２２の下面が突部２８Ｄに付勢されるので、カバー部材２２は、撓んだ状態でケース部材２１に取り付けられる。

以上のような筐体構成を有する本実施形態に係るコントロールユニット１１Ｄによれば、上述した第１実施形態と同様の効果を得られることはもとより、防振内蓋部材２３Ｄの突部２８Ｄを、枠部２７Ｄの一部を構成する格子部材２７Ｄｂの交点部分にのみ形成したことにより、その成形に要する樹脂素材がさらに削減されるので、製造コストの低減を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す機構図である。 本発明の第１実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。 防振内蓋部材が取り付けられたカバー部材を示す下面図である。 ねじ締結前のコントロールユニットを示す要部断面図である。 カバー部材および防振内蓋部材の取付に関する説明図である。 本発明の第２実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。 本発明の第５実施形態に係るコントロールユニットの筐体構成を示す斜視図である。 従来のコントロールユニットを示す斜視図である。

符号の説明

１・・・電動パワーステアリング装置
２・・・ステアリングホイール
３・・・ステアリングシャフト
１０・・・電動モータ
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ・・・コントロールユニット（ＥＣＵ）
２１・・・ケース部材
２１ａ・・・ねじ穴
２２・・・カバー部材
２２ａ・・・ねじ孔
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ・・・防振内蓋部材
２３ａ・・・ねじ孔
２４・・・ねじ
２６・・・回路基板
２７，２７Ｄ・・・枠部
２７Ｄａ・・・外縁部材
２７Ｄｂ・・・格子部材
２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ・・・突部

Claims (6)

1. ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトに対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータの駆動を制御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であって、
   前記コントロールユニットの箱体状の筐体は、前記電動モータの駆動を制御する回路基板を実装したケース部材と、該ケース部材の開口を被覆するように取り付けられるカバー部材と、前記カバー部材が前記ケース部材に取り付けられる際に前記カバー部材の下面に配される樹脂製の防振内蓋部材とを備え、
   前記カバー部材は、その下面が前記防振内蓋部材の少なくとも一部に接触した状態で前記ケース部材に固定されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記防振内蓋部材は、前記カバー部材の輪郭に沿った４辺から構成されるロ字形の枠部と、該枠部の上面から突出するように形成された突部とからなり、かつ、
   前記カバー部材および前記防振内蓋部材が前記ケース部材に固定される際に、前記カバー部材の下面は、固定手段によって前記防振内蓋部材の前記突部に付勢されるとともに、前記カバー部材は、撓んだ状態で前記ケース部材に取り付けられる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記突部は、前記４辺の対向する中央部を結んで形成された十字形を成している請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記突部は、前記４辺のうちの対向する２辺の中央部を結んで形成されたＩ字形を成している請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記突部は、前記４辺の隣接する各辺の中央部を結んで形成された菱形を成している請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記防振内蓋部材は、前記カバー部材の輪郭に沿った４辺から構成されるロ字形の外縁部材および該外縁部材の各対向辺の中央部を結んで形成された十字形の格子部材とからなる枠部と、該枠部の前記格子部材の交点部分の上面から突出するように形成された突部とから構成され、かつ、
   前記カバー部材および前記防振内蓋部材が前記ケース部材に固定される際に、前記カバー部材の下面は、固定手段によって前記防振内蓋部材の前記突部に付勢されるとともに、前記カバー部材は、撓んだ状態で前記ケース部材に取り付けられる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

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