JP2010051062A - 電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケース - Google Patents

Abstract

【課題】 電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケースにおいて、回路基板を簡易に固定すること。
【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０のモータ制御回路ケース４０において、ケース本体５０の基板収容部５１に設けた位置決め軸５２に回路基板４１に設けた孔４１Ａを係入し、ケース本体５０の位置決め軸５２に係入した回路基板４１を、ケース本体５０の位置決め軸５２の軸方向で、ケース本体５０とカバー６０により挟着してなるもの。
【選択図】 図４

Description

本発明は電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケースに関する。

電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに加えた操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置を備え、検出した操舵トルクに応じたアシストトルクを発生するように電動モータを制御するモータ制御装置を有している。

そこで、従来の電動パワーステアリング装置では、特許文献１、２に記載の如く、回路基板を基板収容部に収容するケース本体と、ケース本体の基板収容部を密閉するカバーとを有してなるモータ制御回路ケースを備え、回路基板にトルク検出回路、モータ駆動回路等を実装している。

特許文献１に記載のモータ制御回路ケースでは、ケース本体の基板収容部に回路基板をねじ止めしている。

特許文献２に記載のモータ制御回路ケースでは、ケース本体の基板収容部に立てた取付ピンに回路基板に設けた孔を挿入し、この取付ピンの先端部を溶融して熱かしめ止めしている。
特開2005-86855 特開2000-313345

特許文献１に記載のモータ制御回路ケースでは、回路基板の固定のために、ねじ部品とねじ止め工程を必要とし、部品管理及び加工性が悪く、コスト高になる。

特許文献２に記載のモータ制御回路ケースでは、回路基板の固定のために、取付ピンの先端部を溶融する熱かしめ止め工程を必要とし、加工性が悪く、コスト高になる。

本発明の課題は、電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケースにおいて、回路基板を簡易に固定することにある。

請求項１の発明は、回路基板を基板収容部に収容するケース本体と、ケース本体の基板収容部を密閉するカバーとを有してなる電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケースにおいて、ケース本体の基板収容部に設けた位置決め軸に回路基板に設けた孔を係入し、ケース本体の位置決め軸に係入した回路基板を、ケース本体の位置決め軸の軸方向で、ケース本体とカバーにより挟着してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記位置決め軸がケース本体に植設される太径部と、太径部の先端側の細径部とを有し、位置決め軸の細径部に回路基板に設けた孔を係入し、位置決め軸の細径部に係入した回路基板を、位置決め軸の太径部と細径部の段差面と、カバーに設けた押当部により挟着してなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ケース本体とカバーにより回路基板を挟着した状態で、ケース本体の基板収容部に樹脂を充填してなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)ケース本体の位置決め軸に回路基板の孔を係入して回路基板を位置決め軸の軸直角方向に位置決めし、更に、ケース本体にカバーを取付けることにより、回路基板をケース本体とカバーにより挟着して回路基板を位置決め軸の軸方向でも位置決めする。これにより、回路基板の孔をケース本体の位置決め軸に係入し、ケース本体にカバーを取付けるだけで、直ちに回路基板を位置決めし固定できる。回路基板をねじ止め、熱かしめ止めする等に比して、部品管理及び加工性を向上し、コスト低減できる。

（請求項２）
(b)ケース本体の位置決め軸がケース本体に植設される太径部と、太径部の先端側の細径部とを有し、位置決め軸の細径部に回路基板に設けた孔を係入し、位置決め軸の細径部に係入した回路基板を、位置決め軸の太径部と細径部の段差面と、カバーに設けた押当部により挟着することにより、上述(a)を確実に実現できる。

（請求項３）
(c)ケース本体とカバーにより回路基板を挟着した状態で、ケース本体の基板収容部に樹脂を充填することにより、回路基板の固定構造と防水構造の確実を図ることができる。

図１は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４はモータ制御回路ケースの一実施例を示す模式断面図、図５はモータ制御回路ケースの変形例を示す模式断面図である。

電動パワーステアリング装置１０は、図１、図２に示す如く、不図示のブラケットにより車体フレーム等に固定されるギヤハウジング１１（第１〜第３のギヤハウジング１１Ａ〜１１Ｃ）を有する。そして、ステアリングホイールが結合されるステアリング軸１２にトーションバー１３を介してピニオン軸１４を連結し、このピニオン軸１４にピニオン１５を設け、このピニオン１５に噛合うラック１６Ａを備えたラック軸１６を第１ギヤハウジング１１Ａに左右動可能に支持している。ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間には、操舵トルク検出装置１７を設けてある。尚、ステアリング軸１２とピニオン軸１４は軸受１２Ａ、１４Ａ、１４Ｂを介してギヤハウジング１１に支持される。

操舵トルク検出装置１７は、図２に示す如く、ステアリング軸１２、ピニオン軸１４に係合している円筒状のコア１７Ｃを囲む２個の検出コイル１７Ａ、１７Ｂを第３ギヤハウジング１１Ｃに設けている。コア１７Ｃは、ピニオン軸１４のガイドピン１７Ｄに係合する縦溝１７Ｅを備えて軸方向にのみ移動可能とされるとともに、ステアリング軸１２のスライダピン１７Ｆに係合するスパイラル溝１７Ｇを備える。これにより、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクがステアリング軸１２に付与され、トーションバー１３の弾性ねじり変形により、ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間に回転方向の相対変位を生ずると、ステアリング軸１２とピニオン軸１４の回転方向の変位がコア１７Ｃを軸方向に変位させるものとなり、このコア１７Ｃの変位による検出コイル１７Ａ、１７Ｂの周辺の磁気的変化に起因する検出コイル１７Ａ、１７Ｂのインダクタンスが変化する。即ち、コア１７Ｃがステアリング軸１２側へ移動すると、コア１７Ｃが近づく方の検出コイル１７Ａのインダクタンスが増加し、コア１７Ｃが遠ざかる方の検出コイル１７Ｂのインダクタンスが減少し、このインダクタンスの変化により操舵トルクを検出できる。

第１ギヤハウジング１１Ａ内でラック軸１６の一端を挟んでピニオン１５と相対する部分に設けられているシリンダ部１８には、図２に示す如く、ラックガイド１９が内蔵され、ラックガイド１９（ブッシュ１９Ａ）はシリンダ部１８に被着されるキャップ２０により背面支持されるばね２１によりラック軸１６の側に弾発され、ラック軸１６のラック１６Ａをピニオン１５に押し付けるとともに、ラック軸１６の一端を摺動自在に支持する。尚、ラック軸１６の他端側は軸受２２により支持される。また、ラック軸１６の中間部には連結ボルト２２Ａ、２２Ｂにより左右のタイロッド２３Ａ、２３Ｂが連結される。

第２ギヤハウジング１１Ｂには、図３に示す如く、電動モータ３０のモータケース３１が取付けられる。電動モータ３０側の出力軸３２には駆動軸３３がスプライン結合され、駆動軸３３は軸受３４、３５によりギヤハウジング１１Ｂに両端支持される。軸受３４の内輪はストッパリング３６Ａにより、外輪はロックナット３６Ｂにより保持される。そして、駆動軸３３の中間部にウォームギヤ３７を一体に備え、このウォームギヤ３７に噛合うウォームホイール３８をピニオン軸１４の中間部に固定してある。電動モータ３０の発生トルクは、ウォームギヤ３７とウォームホイール３８の噛合い、ピニオン１５とラック１６Ａの噛合いを介してラック軸１６に操舵アシストトルクとなって付与され、運転者がステアリング軸１２に付与する操舵トルクをアシストする。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０にあっては、第３ギヤハウジング１１Ｃに、電動モータ３０のためのモータ制御回路ケース４０を設けている。モータ制御回路ケース４０は、図３、図４に示す如く、第３ギヤハウジング１１Ｃの一部であるアルミ合金等からなるケース本体５０と、ケース本体５０に取付けられる樹脂等からなるカバー６０により構成される。ケース本体５０は回路基板４１を基板収容部５１に収容し、カバー６０はケース本体５０の基板収容部５１を覆って密閉する。

モータ制御回路ケース４０のケース本体５０及びカバー６０に密封される回路基板４１は、トルク検出回路、モータ駆動回路等を実装している。回路基板４１のトルク検出回路は、操舵トルク検出装置１７の前述した検出コイル１７Ａ、１７Ｂの出力を得て、それらのインダクタンスの変化により、前述の操舵トルクを検出する。回路基板４１のモータ駆動回路は、トルク検出回路が検出した操舵トルクに応じたアシストトルクを発生するように電動モータ３０を制御する。

ここで、モータ制御回路ケース４０に実装される回路基板４１の固定構造は以下の通りである。
(1)ケース本体５０の基板収容部５１の底面に立設する如くに設けた位置決め部である位置決め軸５２に、回路基板４１に設けた孔４１Ａを係入する。

具体的には、ケース本体５０の位置決め軸５２がケース本体５０に植設される太径部５２Ａと、太径部５２Ａの先端側の細径部５２Ｂとを有し、位置決め軸５２の細径部５２Ｂに回路基板４１に設けた孔４１Ａを係入する。これにより、回路基板４１は位置決め軸５２の軸直角方向（回路基板４１の基板面に沿う前後左右方向）に位置決めされる。

(2)ケース本体５０にカバー６０を封着して取付け、ケース本体５０の位置決め軸５２に係入した回路基板４１を、ケース本体５０の位置決め軸５２の軸方向で、ケース本体５０とカバー６０により挟着する。

具体的には、位置決め軸５２の細径部５２Ｂに係入した回路基板４１を、位置決め軸５２の太径部５２Ａと細径部５２Ｂの段差面５２Ｃと、カバー６０の内面に設けたリブ状の押当部６１の先端面６１Ａにより挟着する。位置決め軸５２の段差面５２Ｃにより回路基板４１の孔４１Ａまわりの下面を支え、カバー６０の押当部６１の先端面６１Ａにより回路基板４１の上面の一部を押える。これにより、回路基板４１は位置決め軸５２の軸方向（回路基板４１の基板面に直交する上下方向）に位置決めされる。

尚、ケース本体５０とカバー６０の取付構造は、ケース本体５０とカバー６０の無端周回状の合面に設けたケース本体５０の凹部５３にカバー６０の凸部６２を嵌合し、両者を液密に接着又は溶着（ねじ止め、かしめ止め等でも可）する等により封着する。

(3)ケース本体５０とカバー６０により回路基板４１を挟着した状態で、ケース本体５０又は、カバー６０に設けてある樹脂充填口からその基板収容部５１に樹脂を充填し、回路基板４１に対しより確実な固定構造及び防水構造を付与する。

尚、回路基板４１が係入する位置決め軸５２を備えたケース本体５０は、アルミ合金等の金属からなり、回路基板４１の発熱をギヤハウジング１１（１１Ｃ）に放熱して該回路基板４１を冷却するヒートシンクとして機能する。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ケース本体５０の位置決め軸５２に回路基板４１の孔４１Ａを係入して回路基板４１を位置決め軸５２の軸直角方向に位置決めし、更に、ケース本体５０にカバー６０を取付けることにより、回路基板４１をケース本体５０とカバー６０により挟着して回路基板４１を位置決め軸５２の軸方向でも位置決めする。これにより、回路基板４１の孔４１Ａをケース本体５０の位置決め軸５２に係入し、ケース本体５０にカバー６０を取付けるだけで、直ちに回路基板４１を位置決めし固定できる。回路基板４１をねじ止め、熱かしめ止めする等に比して、部品管理及び加工性を向上し、コスト低減できる。

(b)ケース本体５０の位置決め軸５２がケース本体５０に植設される太径部５２Ａと、太径部５２Ａの先端側の細径部５２Ｂとを有し、位置決め軸５２の細径部５２Ｂに回路基板４１に設けた孔４１Ａを係入し、位置決め軸５２の細径部５２Ｂに係入した回路基板４１を、位置決め軸５２の太径部５２Ａと細径部５２Ｂの段差面５２Ｃと、カバー６０に設けた押当部６１により挟着することにより、上述(a)を確実に実現できる。

(c)ケース本体５０とカバー６０により回路基板４１を挟着した状態で、ケース本体５０の基板収容部５１に樹脂を充填することにより、回路基板４１の固定構造と防水構造の確実を図ることができる。

図５の変形例が図４の実施例と異なる点は、ケース本体５０の位置決め軸５２の細径部５２Ｂに係入した回路基板４１を、位置決め軸５２の太径部５２Ａと細径部５２Ｂの段差面５２Ｃと、カバー６０の内面においてケース本体５０の位置決め軸５２に対向する位置に設けた柱状押当部６３の円環状の先端面６３Ａにより挟着したことにある。位置決め軸５２の段差面５２Ｃにより回路基板４１の孔４１Ａまわりの下面を支え、カバー６０の押当部６３の円環状の先端面６３Ａにより回路基板６１の孔４１Ａ（位置決め軸５２の細径部５２Ｂが突出している）まわりの上面を押える。これによれば、ケース本体５０とカバー６０により回路基板４１をより安定的に固定できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は電動パワーステアリング装置を一部破断して示す正面図である。 図２は図１のII−II線に沿う断面図である。 図３は図２のIII−III線に沿う断面図である。 図４はモータ制御回路ケースの一実施例を示す模式断面図である。 図５はモータ制御回路ケースの変形例を示す模式断面図である。

符号の説明

１０ 電動パワーステアリング装置
４０ モータ制御回路ケース
４１ 回路基板
４１Ａ 孔
５０ ケース本体
５１ 基板収容部
５２ 位置決め軸
５２Ａ 太径部
５２Ｂ 細径部
５２Ｃ 段差面
６０ カバー
６１、６３ 押当部

Claims (3)

1. 回路基板を基板収容部に収容するケース本体と、ケース本体の基板収容部を密閉するカバーとを有してなる電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケースにおいて、
   ケース本体の基板収容部に設けた位置決め軸に回路基板に設けた孔を係入し、
   ケース本体の位置決め軸に係入した回路基板を、ケース本体の位置決め軸の軸方向で、ケース本体とカバーにより挟着してなることを特徴とする電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケース。
2. 前記位置決め軸がケース本体に植設される太径部と、太径部の先端側の細径部とを有し、
   位置決め軸の細径部に回路基板に設けた孔を係入し、
   位置決め軸の細径部に係入した回路基板を、位置決め軸の太径部と細径部の段差面と、カバーに設けた押当部により挟着してなる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケース。
3. 前記ケース本体とカバーにより回路基板を挟着した状態で、ケース本体の基板収容部に樹脂を充填してなる請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置のモータ制御回路ケース。

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