JP5962960B2 - 電子ユニットの防水構造 - Google Patents

Description

本発明は電子ユニットの防水構造に関する。

ケーブル引込孔を通してケーブルが引き込まれたケース内を、ポッティング樹脂で充填する構造の電子ユニットの防水構造が種々提案されている（例えば特許文献１〜４を参照）。

実開平２−９５２８３号公報 特開平８−１０２５５号公報 特開平１０−１６１９８９号公報 特開平１１−２６０６５号公報

通例、ケーブルの外被を構成する被覆体とポッティング樹脂とは、異なる樹脂材料で構成されている。したがって、硬化後のポッティング樹脂とケーブルの被覆体との接着性があまり良くないため、防水性が低下するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、ケーブル引込孔の防水性を向上することができる電子ユニットの防水構造を提供することである。

前記目的を達成するため、請求項１の発明は、第１端子（２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ）が収容された収容部（４０）を区画し、前記収容部に連通するケーブル引込孔（４１）を有するケース（２５）と、前記第１端子が連結された第２端子（４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ）に接続された導体（４５）、前記導体を被覆した第１被覆体（４６）、および、前記第１被覆体を被覆した第２被覆体（４７）を有し、前記ケーブル引込孔を挿通して前記収容部に引き込まれたケーブル（４２）と、前記収容部および前記ケーブルと前記ケーブル引込孔との間に充填されたポッティング樹脂と、を備え、前記第１被覆体は、第１樹脂材料で構成されて、前記第２被覆体および前記ポッティング樹脂は、前記第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料で構成されている電子ユニットの防水構造（Ａ）を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２のように、前記第２被覆体の、前記ケース外側の端部（４７１）を前記第１被覆体と一体的に被覆した熱収縮チューブ（５３）を備えていてもよい。

また、請求項３のように、前記熱収縮チューブの一端（５３１）と前記第２被覆体との間、および前記熱収縮チューブの他端（５３２）と前記第１被覆体との間が、ホットメルト接着剤（５４）により封止されていてもよい。
また、請求項４のように、前記第２樹脂材料が、ポリウレタンであってもよい。
また、請求項５のように、前記第１樹脂材料が、ポリエチレンであってもよい。
また、請求項６のように、前記ケーブル引込孔の内周から突出し、前記ケーブルの外周に当接した複数のセンタリング突起（５２）を備えていてもよい。
また、請求項７のように、前記ケーブル引込孔の入口に配置され、前記ケーブルの外周に密接する少なくとも１つの環状の封止突起（５１）を備えていてもよい。

請求項１の発明によれば、ケーブルの導体を被覆し第１樹脂材料で構成された第１被覆体を、第２被覆体で被覆しており、その第２被覆体とポッティング樹脂とが、同じ第２樹脂材料で構成されている。したがって、ケーブル挿通孔内において、ポッティング樹脂とケーブルの外周との接着性が格段に向上することにより、高い防水性を確保することができる。

また、請求項２の発明によれば、第２被覆体の、ケース外側の端部を、第１被覆体と一体的に熱収縮チューブで被覆しているので、第２被覆体の内側への水の侵入を確実に防止することができる。これにより、より防水性を高めることができる。
請求項３の発明によれば、熱収縮チューブと各被覆体との間のシール性を格段に向上することができる。
また、請求項４のように、第２樹脂材料がポリウレタンであれば、ケーブルの外皮としてもポッティング樹脂としても十分な機能を果たすことができる。

また、請求項５のように、前記第１樹脂材料がポリエチレンであれば、強度、絶縁性等、ケーブルの内皮としての機能を高くすることができ、また安価である。
また、請求項６のように、ケーブル引込孔の内周から突出してケーブルの外周に当接した複数のセンタリング突起が、ケーブル引込孔と前記ケーブルの芯を揃えることにより、ケーブルの外周に、均等な隙間ができ、その隙間に満遍なくポッティング樹脂を充填することができる。したがって、シール性を格段に高くすることができる。

請求項７の発明によれば、ケーブル引込孔の入口に設けられた環状突起がケーブルの外周に密接するので、ケーブル引込孔内に侵入した硬化前の液状のポッティグ樹脂が漏れ出すことを抑制することができる。

本発明の一実施の形態の電子ユニットの防水構造が適用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 電子ユニットの防水構造の要部の概略断面図である。 電子ユニットの主に副ケース本体の概略斜視図である。 電子ユニットの防水構造の分解側面図である。 電子ユニットの防水構造の要部の拡大断面図である。 副ケース本体に取り付けられるコネクタの絶縁体の概略正面図である。 ケーブル引込孔に挿通されたケーブルの断面図である。 ケーブルの第２被覆体の端部周辺の断面図である。

以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ユニットの防水構造が適用された車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２と、ステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。

本実施の形態では、操舵補助機構５がステアリングシャフト６にアシスト力（操舵補助力）を与える例に則して説明する。しかしながら、本発明を、操舵補助機構５が後述するピニオン軸にアシスト力を与える構造や、操舵補助機構５が後述するラック軸にアシスト力を与える構造に適用することも可能である。
ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。

ステアリングシャフト６の周囲に配置されたトルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ１１のトルク検出結果は、電子ユニットとしてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）１２に入力される。また、車速センサ９０からの車速検出結果がＥＣＵ１２に入力される。中間軸７は、ステアリングシャフト６と転舵機構４とを連結している。

転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪３が連結されている。
ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端（図１では下端）には、ピニオン１６が設けられている。

ラック軸１４は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の途中部には、前記ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることで、転舵輪３を転舵することができる。

ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。
操舵補助機構５は、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための減速機構１９とを含む。減速機構１９は、電動モータ１８の駆動力が入力される駆動ギヤ（入力軸）としてのウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール２１とを含む。

ウォーム軸２０は、図示しない継手を介して電動モータ１８の出力軸（図示せず）に連結されている。ウォーム軸２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６とは一体回転可能に連結されている。
電動モータ１８がウォーム軸２０を回転駆動すると、ウォーム軸２０によってウォームホイール２１が回転駆動され、ウォームホイール２１およびステアリングシャフト６が一体回転する。これにより、操舵補助力がステアリングシャフト６に伝達される。

電動モータ１８は、ＥＣＵ１２によって制御される。ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１からのトルク検出結果、および車速センサ２２からの車速検出結果等に基づいて電動モータ１８を制御する。具体的には、ＥＣＵ１２では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ１８の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。

図２は、電子ユニットの防水構造Ａの要部の断面図である。電子ユニットとしてのＥＣＵ１２は、基板２３その他の電子部品（図示せず）を収容した、例えばアルミニウム合金製の主ケース２４と、主ケース２４に一体に取り付けられた、例えば合成樹脂製の副ケース２５とを備えている。
図３に示すように、副ケース２５（後述する副ケース本体３０）内には、例えばトルクセンサ１１からの信号をＥＣＵ１２に取り込む配線の端末の端子（図示せず）を連結する端子群２６と、車両側の統合ＥＣＵとＣＡＮ（Controller Area Network:コントローラエリアネットワーク）を介して信号伝達する配線の端末の端子や、バッテリと接続する配線の端末の端子や、アースと接続する配線の端末の端子を、それぞれ、連結する第１端子２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ（総称して言うときは、単に第１端子２７とも言う）が収容されている。

分解側面図である図４に示すように、副ケース２５は、副ケース本体３０と、副ケース２５の外壁の一部を構成する壁部３１を有するコネクタ３２とを一体に組み合わせて構成されている。
副ケース本体３０は、図２および図４に示すように主ケース２４の外壁３３に設けられた取付孔３４を内側から覆う底板３５と、底板３５から取付孔３４を通して主ケース２４の外方（図２では上方）へ延びる第１壁３６および第２壁３７（図３参照）と、底板３５から延び開放部３８ａを有する第３壁３８と、底板３５から延び開放部３９ａを有する第４壁３９とを有している。

図２に示すように、電子ユニットの防水構造Ａは、第１端子２７等が収容された収容部４０を区画し、収容部４０に連通するケーブル引込孔４１を有する副ケース２５と、ケーブル引込孔４１を通して副ケース２５内に引き込まれたケーブル４２と、副ケース２５内および、ケーブル４２とケーブル引込孔４１との間の隙間に充填されたポッティング樹脂４３とを備えている。ポッティング樹脂４３は、液状で充填された後、硬化したものである。

本実施形態の主に特徴とするところは、ケーブル４２が、対応する第１端子２７に接続された第２端子４４Ａを接続した導体４５と、導体４５を被覆した第１被覆体４６と、第１被覆体４６を被覆しスリーブ状の第２被覆体４７とを含んでおり、ケーブル４２（の第２被覆体４７）とケーブル引込孔４１との間の隙間に、ポッティング樹脂４３が充填されている（すなわち、ケーブル引込孔４１内で第２被覆体４７がポッティング樹脂４３にモールドされている）点である。また、第１被覆体４６は、第１樹脂材料（例えばポリエチレン）で構成され、第２被覆体４７とポッティング樹脂４３とは、第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料（例えばポリウレタン）で構成されている点である。

図４に示すように、副ケース本体３０は、取付孔３４を覆う状態で且つ一部が取付孔３４から突出している。収容部４０には、主ケース２４内に配置された基板２３から延びる第１端子２７Ａ〜２７Ｃ（図２では第１端子２７Ａのみを示してある）が、副ケース２５の底板３５を挿通して収容されている。
底板３５の上面３５ａが、液状のポティング樹脂が収容部４０内に注入される樹脂ポッティング時に水平とされる基準面ＢＰを構成している。底板３５の下面に設けられた凹部３５ｂに、基板２３が保持されている。各第１端子２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｂの一端は、主ケース２４内で基板２３の導電部に接続されている。

図４に示すように、コネクタ３２は、副ケース２５に取り付けられた絶縁体４８と、絶縁体４８によって支持され、対応する第１端子２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃにそれぞれ接続される第２端子４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃとを備えている。各第２端子４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃは、対応するケーブル４２の導体４５をを接続した第１部分と、対応する第１端子２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃと接続される第２部分とを直交状に有している。

絶縁体４８は、副ケース本体３０に設けられた挿入溝６０（図３も参照）に嵌合された前記壁部３１と、壁部３１に連結された管状のケーブル引込部４９と、壁部３１からケーブル引込部４９とは反対側に延設され、第２端子４４Ａ〜４４Ｃを支持した端子保持部５０とを備えている。壁部３１は、図２に示すように副ケース本体３０に取り付けられた状態で副ケース２５の壁の一部を構成して、収容部４０の一部を区画している。ケーブル引込部４９は、ケーブル４２を副ケース２５内に引き込むための前記ケーブル引込孔４１を区画している。

図５および図６に示すように、ケーブル引込孔４１の入口の内周４１ａには、ケーブル４２の外周（第２被覆体４７の外周４７ａに相当）に密接する少なくとも１つの環状の封止突起５１が設けられている。
また、図５、図６および図７に示すように、ケーブル引込孔４１の内周４１ａには、複数の（本実施形態では、周方向に３箇所、軸方向に２箇所の計６個の）センタリング突起５２が突出形成されている。センタリング突起５２は、ケーブル引込孔４１の内周４１ａの周方向に均等に離隔して配置され、ケーブル４２の外周（第２被覆体４７の外周４７ａ）に当接することにより、ケーブル引込孔４１とケーブル４２の芯を揃える機能を果たす。

図４に示すように絶縁体４８から外部へ引き出されている、ケーブル４２の第２被覆体４７の端部４７１（第２被覆体４７の、副ケース２５外側の端部４７１）は、図８に示すように、熱収縮チューブ５３によって、第１被覆体４６と一体的に被覆されている。また、熱収縮チューブ５３の一端５３１と第２被覆体４７との間、および熱収縮チューブ５３の他端５３２と第１被覆体４７との間が、ホットメルト接着剤５４により封止されている。

図５、図６および図７に示すように、ケーブル引込孔４１の周方向の一部（上部）は、縦溝５５に連通しており、縦溝５５の内上面５５ａは、収容部４０側に向かうにしたがって上位となる傾斜状に形成されている。これにより、ポッティング樹脂４３が、液状で充填されたときに、ケーブル引込孔４１内に残存する空気を縦溝５５を通して、ケーブル引込孔４１から逃がすことができるようになっている。

本実施形態によれば、ケーブル４２の導体４５を被覆し第１樹脂材料で構成された第１被覆体４６を、第２被覆体４７で被覆しており、その第２被覆体４７とポッティング樹脂４３とが、同じ第２樹脂材料で構成されている。したがって、ケーブル引込孔４１内において、ポッティング樹脂４３とケーブル４２の外周（第２被覆体４７の外周４７ａ）との接着性が格段に向上することにより、高い防水性を確保することができる。

また、ケーブル４２の第２被覆体４７の、副ケース２５外側の端部４７１が、熱収縮チューブ５３によって、第１被覆体４６と一体的に被覆されているので、第２被覆体４７の内側への水の侵入を確実に防止することができる。これにより、より防水性を高めることができる。
また、第２樹脂材料がポリウレタンであれば、ケーブル４２の外皮としてもポッティング樹脂４３としても十分な機能を果たすことができる。

また、第１樹脂材料がポリエチレンであれば、強度、絶縁性等、ケーブル４２の内皮としての機能を高くすることができ、また安価である。
また、ケーブル引込孔４１の内周４１ａから突出した複数のセンタリング突起５２が、ケーブル４２の外周（第２被覆体４７の外周４７ａ）に当接して、ケーブル引込孔４１とケーブル４２の芯を揃えることにより、ケーブル４２の外周に、均等な隙間を形成できる。その隙間に満遍なくポッティング樹脂４３を充填することができる。したがって、シール性を格段に高くすることができる。

また、ケーブル引込孔４１の入口に設けられた封止突起５１が、ケーブル４２の外周（第２被覆体４７の外周４７ａ）に密接するので、ケーブル引込孔４１内に侵入した硬化前の液状のポッティグ樹脂が漏れ出すことを、封止突起５１によって、抑制することができる。
また、熱収縮チューブ５３の一端５３１と第２被覆体４７との間、および熱収縮チューブの他端５３２と第１被覆体４６との間が、ホットメルト接着剤５４により封止されているので、熱収縮チューブ５３と各被覆体４６，４７との間のシール性を格段に向上することができる。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲で種々の変更を施すことができる。

１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、５…操舵補助機構、１２…ＥＣＵ（電子ユニット）、１８…電動モータ、Ａ…電子ユニットの防水構造、２３…基板、２４…主ケース、２５…副ケース、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ…第１端子、３０…副ケース本体、３１…壁部、３２…コネクタ、４０…収容部、４１…ケーブル引込孔、４１ａ…内周、４２…ケーブル、４３…ポッティング樹脂、４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ…第２端子、４５…導体、４６…第１被覆体、４７…第２被覆体、４７ａ…外周、４７１…端部、４８…絶縁体、４９…ケーブル引込部、５０…端子保持部、５１…封止突起、５２…センタリング突起、５３…熱収縮チューブ、５３１…一端、５３２…他端、５４…ホットメルト接着剤、ＢＰ…基準面

Claims (7)

1. 第１端子が収容された収容部を区画し、前記収容部に連通するケーブル引込孔を有するケースと、
   前記第１端子が連結された第２端子に接続された導体、前記導体を被覆した第１被覆体、および、前記第１被覆体を被覆した第２被覆体を有し、前記ケーブル引込孔を挿通して前記収容部に引き込まれたケーブルと、
   前記収容部および前記ケーブルと前記ケーブル引込孔との間に充填されたポッティング樹脂と、を備え、
   前記第１被覆体は、第１樹脂材料で構成されて、
   前記第２被覆体および前記ポッティング樹脂は、前記第１樹脂材料とは異なる第２樹脂材料で構成されている電子ユニットの防水構造。
2. 請求項１において、前記第２被覆体の前記ケース外側の端部を前記第１被覆体と一体的に被覆した熱収縮チューブを備えた電子ユニットの防水構造。
3. 請求項２において、前記熱収縮チューブの一端と前記第２被覆体との間、および前記熱収縮チューブの他端と前記第１被覆体との間が、ホットメルト接着剤により封止されている電子ユニットの防水構造。
4. 請求項１から３の何れか一項において、前記第２樹脂材料が、ポリウレタンである電子ユニットの防水構造。
5. 請求項１から４の何れか１項において、前記第１樹脂材料が、ポリエチレンである電子ユニットの防水構造。
6. 請求項１から５の何れか１項において、前記ケーブル引込孔の内周から突出し、前記ケーブルの外周に当接した複数のセンタリング突起を備える電子ユニットの防水構造。
7. 請求項１から６の何れか１項において、前記ケーブル引込孔の入口に配置され、前記ケーブルの外周に密接する少なくとも１つの環状の封止突起を備える電子ユニットの防水構造。

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