WO2020149012A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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WO2020149012A1
WO2020149012A1 PCT/JP2019/045868 JP2019045868W WO2020149012A1 WO 2020149012 A1 WO2020149012 A1 WO 2020149012A1 JP 2019045868 W JP2019045868 W JP 2019045868W WO 2020149012 A1 WO2020149012 A1 WO 2020149012A1
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controller
electric power
power steering
shaft
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修平 千葉
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KYB Corp
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • B62D5/0406—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box including housing for electronic control unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDECARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K5/00—Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
    • B62K5/01—Motorcycles with four or more wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box

Definitions

  • the present invention relates to an electric power steering device.
  • JP2006-232059A discloses an electric power steering device mounted on an all-terrain vehicle (ATV: All Terrain Vehicle) with a relatively narrow vehicle width.
  • ATV All Terrain Vehicle
  • the electric power steering device described in JP2006-232059A is arranged behind the radiator in the front-rear direction of the vehicle. Therefore, the electric power steering device is heated by the heat released from the radiator. Since the electric power steering apparatus has a controller for driving the motor, when the controller is heated by the heat emitted from the radiator, the output of the motor is limited, and as a result, the operation of the electric power steering apparatus becomes unstable. There is a risk.
  • the present invention aims to stably operate the electric power steering device.
  • an electric power steering device arranged around a heat source provided in a vehicle has a rack shaft that steers wheels, and a pinion shaft provided with a pinion gear that meshes with a rack gear of the rack shaft, A worm wheel provided on the pinion shaft, a worm shaft that meshes with the worm wheel, an electric motor that rotationally drives the worm shaft, and a control unit that controls driving of the electric motor, and at least the control unit.
  • a part is arranged on the opposite side of the heat source with the rack housing that houses the rack shaft interposed therebetween.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view of a state where the electric power steering apparatus according to the first embodiment of the present invention is assembled to a vehicle, as viewed from the side of the vehicle.
  • FIG. 3 is a view of the electric power steering device according to the first embodiment of the present invention assembled to a vehicle as seen from above the vehicle.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the first axis and the second axis projected on the first plane.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the second axis and the third axis projected on the second plane.
  • FIG. 6 is a side view of the electric power steering device according to the second embodiment of the present invention, which is mounted on the vehicle as viewed from the side of the vehicle.
  • FIG. 7 is a view of the electric power steering apparatus according to the second embodiment of the present invention assembled to a vehicle as seen from above the vehicle.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the relationship between the first axis and the second axis projected on the first plane.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the relationship between the second axis and the third axis projected on the second plane.
  • the electric power steering device 100 is a device that is mounted on a vehicle and assists a steering force with respect to a steering device that converts steering torque applied to a steering wheel 10 by a driver to steer the wheels 1.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering device 100
  • FIG. 2 is a view of an electric power steering device 100 assembled in a vehicle as seen from a side of the vehicle
  • FIG. 3 is an electric power steering device 100. It is the figure which looked at from the upper part of the vehicle.
  • the electric power steering apparatus 100 includes a steering shaft 20 connected to the steering wheel 10 and a rack shaft 30 that steers the wheels 1 as the steering shaft 20 rotates.
  • the rack shaft 30 is connected to the wheel 1 via a tie rod 31 and a knuckle arm 32, and the wheel 1 is steered by the displacement of the rack shaft 30.
  • the steering shaft 20 includes an input shaft 21 that rotates in response to a steering operation performed by a driver who operates the steering wheel 10, an output shaft 22 as a pinion shaft that displaces the rack shaft 30, and an input shaft 21 and an output shaft 22.
  • the torsion bar 23 is connected to the torsion bar 23.
  • the output shaft 22 and the rack shaft 30 are connected to each other via the first transmission portion 41.
  • the first transmission portion 41 includes a pinion gear 41 a provided on the end of the output shaft 22 and a rack gear 41 b provided on the rack shaft 30.
  • the pinion gear 41a and the rack gear 41b mesh with each other, and the torque of the output shaft 22 is converted into an axial load of the rack shaft 30 and transmitted to the rack shaft 30 via the pinion gear 41a and the rack gear 41b.
  • the rack shaft 30 is displaced in the axial direction by the transmitted torque to steer the wheels 1.
  • the electric power steering device 100 includes an electric motor 50 driven according to a steering operation, a torque sensor 51 for detecting a torque acting on the torsion bar 23, and an electric motor 50 for the electric motor 50 according to a detection value of the torque sensor 51.
  • the controller 60 which controls drive is further provided.
  • the output shaft of the electric motor 50 is connected to the output shaft 22 of the steering shaft 20 via the second transmission portion 42.
  • the second transmission portion 42 includes a worm shaft 42 a provided on the output shaft of the electric motor 50 and a worm wheel 42 b provided on the output shaft 22.
  • the worm shaft 42a and the worm wheel 42b mesh with each other, and the torque of the electric motor 50 is transmitted to the output shaft 22 via the worm shaft 42a and the worm wheel 42b.
  • the torque transmitted from the electric motor 50 to the output shaft 22 is further transmitted to the rack shaft 30 via the pinion gear 41a and the rack gear 41b.
  • the controller 60 includes a CPU (Central Processing Unit) that performs arithmetic processing, a ROM (Read-Only Memory) that stores a control program executed by the CPU, and a RAM (random access memory) that stores the arithmetic result of the CPU. And a microcomputer including.
  • the controller 60 may be composed of a single microcomputer or may be composed of a plurality of microcomputers.
  • the controller 60 is disposed adjacent to the electric motor 50, and is provided on the opposite side of the worm shaft 42a with the electric motor 50 interposed therebetween, as shown in FIGS. 2 and 3, for example.
  • the controller 60 is provided with a heat sink 62 on the side opposite to the electric motor 50 for radiating internal heat.
  • the heat sink 62 is formed in a concavo-convex shape with a metal material having excellent thermal conductivity, such as aluminum, in order to efficiently dissipate heat generated by the elements in the controller 60 to the outside.
  • the torque sensor 51 detects the steering torque applied to the input shaft 21 according to the steering operation by the driver, and outputs a voltage signal corresponding to the detected steering torque to the controller 60.
  • the controller 60 calculates the torque output by the electric motor 50 based on the voltage signal from the torque sensor 51, and controls the drive of the electric motor 50 so that the torque is generated.
  • the electric power steering apparatus 100 detects the steering torque applied to the input shaft 21 by the torque sensor 51, and based on the detection result, controls the drive of the electric motor 50 by the controller 60 to drive the driver. Assist steering operation.
  • the electric power steering device 100 further includes a rack housing 34 that accommodates the rack shaft 30, and a worm housing 44 that accommodates the worm wheel 42b.
  • the electric power steering device 100 is attached to the vehicle frame 3 by fixing the rack housing 34 to a bracket (not shown) extending from the vehicle frame 3.
  • the rack housing 34 further accommodates a pinion gear 41a provided on the output shaft 22.
  • a boot 35 is attached to the rack housing 34 to cover the connecting portion between the rack shaft 30 and the tie rod 31.
  • the worm housing 44 further accommodates the output shaft 22 provided with the worm wheel 42b and the worm shaft 42a that meshes with the worm wheel 42b.
  • An electric motor 50 that drives the worm shaft 42a is attached to the worm housing 44.
  • the worm housing 44 is arranged vertically above the rack housing 34 in a state where the electric power steering device 100 is assembled to the vehicle.
  • the worm housing 44 can be used even when traveling on a river or the like having a certain depth of water like an all-terrain vehicle.
  • the water can be prevented from entering the worm housing 44 and the water can enter the electric motor 50 assembled to the worm housing 44 as compared with the case where the water is arranged vertically below the rack housing 34. Can be prevented.
  • the space for arranging the devices constituting the vehicle is limited. Therefore, for example, as shown in FIG. Is provided with a radiator 5 for cooling engine cooling water (not shown).
  • the radiator 5 serving as a heat source is arranged in front of the electric power steering device 100, the electric power steering device 100 can be operated when the radiator fan (not shown) is rotating or the vehicle is traveling. It will be heated by the heat emitted from the radiator 5.
  • the controller 60 of the electric power steering apparatus 100 executes a function limitation such as limiting the driving force of the electric motor 50 for circuit protection when the temperature rises. Therefore, if the controller 60 is heated by the heat released from the radiator 5, the operation of the electric motor 50 is limited, and as a result, it becomes difficult to stably operate the electric power steering device 100.
  • the temperature of the controller 60 is prevented from rising due to the heat released from the radiator 5, At least a part of the controller 60 is arranged on the opposite side of the radiator 5 serving as a heat source with the rack housing 34 accommodating the rack shaft 30 interposed therebetween.
  • the electric power steering device 100 is viewed in the horizontal direction from the radiator 5 side, at least a part of the controller 60 overlaps the rack housing 34 and is invisible.
  • the rack housing 34 functions as a heat shield member that shields the hot air from the radiator 5 and the radiator fan from directly hitting the controller 60. It will be.
  • the heat sink 62 is also arranged on the opposite side of the radiator 5 with the rack housing 34 sandwiched therebetween so that the heat released from the radiator 5 does not move to the inside of the controller 60 via the heat sink 62.
  • the rack housing 34 functions as a heat shield member that shields the hot air from the radiator 5 and the radiator fan from directly hitting the heat sink 62.
  • the rack housing 34 as a heat shield member, it is possible to prevent the controller 60 and the heat sink 62 from being heated by the heat emitted from the radiator 5. Therefore, even when a heat source such as the radiator 5 is arranged around the electric power steering device 100, the temperature of the controller 60 is suppressed from rising due to the radiant heat emitted from the heat source, and as a result, The electric power steering device 100 can always be stably operated.
  • FIG. 4 shows the first axis C1 and the first axis C1 projected onto a first plane P1 parallel to the second axis C2 which is the axis center of the worm shaft 42a and includes the first axis C1 which is the axis center of the output shaft 22.
  • FIG. 5 is a schematic view of the relationship with the two-axis center C2 viewed from the direction indicated by the arrow A in FIG. 2, and FIG. 5 is a second-axis center C2 projected on a second plane P2 orthogonal to the first-axis center C1.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the third shaft center C3, which is the axial center of the rack shaft 30, as seen from the direction indicated by arrow B in FIG. 3.
  • the controller 60 Since the controller 60 is arranged on the second axis C2 together with the electric motor 50, when the first angle ⁇ 1 is smaller than 90 degrees, the controller 60 approaches the pinion gear 41a arranged on the first axis C1. In this state, that is, the controller 60 approaches the rack housing 34. On the other hand, when the first angle ⁇ 1 is larger than 90 degrees, the controller 60 is separated from the rack housing 34. When the first angle ⁇ 1 is 90 degrees, the output shaft 22 and the worm shaft 42a are orthogonal to each other.
  • the second projection axis CP2 obtained by projecting the second axis C2 of the worm shaft 42a onto the second plane P2 and the third axis C3 of the rack shaft 30 appearing on the second plane P2.
  • a predetermined second angle ⁇ 2 is formed between the projected third projection axis CP3 and the projected third projection axis CP3.
  • the controller 60 Since the controller 60 is arranged on the second axis C2, when the second angle ⁇ 2 is larger than 0 degrees, the controller 60 approaches the rack shaft 30, that is, the controller 60 approaches the rack housing 34. It becomes a state. On the other hand, when the second angle ⁇ 2 is smaller than 0 degree, the controller 60 is separated from the rack housing 34. When the second angle ⁇ 2 is 0 degree, the second projection axis CP2 and the third projection axis CP3 are parallel to each other.
  • the controller 60 and the heat sink 62 should be hidden in the rack housing 34 as much as possible when viewed from the radiator 5 side. It is preferable to arrange the controller 60 and the heat sink 62.
  • the second angle ⁇ 2 is set to 0° or slightly smaller than 0° and the first angle is set to 0°.
  • ⁇ 1 may be set to be smaller than 90 degrees, and the controller 60 and the heat sink 62 may be arranged on the opposite side of the radiator 5 with the rack housing 34 interposed therebetween.
  • the controller 60 is arranged vertically below the rack housing 34. Therefore, depending on the position of the radiator 5, hot air from the radiator 5 may directly hit the controller 60. There is. Therefore, the magnitude of the first angle ⁇ 1 is appropriately set according to the positional relationship between the radiator 5 and the rack housing 34.
  • the magnitudes of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2, that is, the positional relationship between the output shaft 22, the worm shaft 42a, and the rack shaft 30 are set according to the positional relationship between the radiator 5 and the rack housing 34. By doing so, the hot air flowing from the radiator 5 toward the controller 60 and the heat sink 62 can be blocked by the rack housing 34. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the controller 60 from rising.
  • the rack housing 34 as a heat shielding member, it is not necessary to separately provide the electric power steering device 100 with a member that suppresses the hot air from the radiator 5 from hitting the controller 60 and the heat sink 62. Therefore, the temperature rise of the controller 60 can be suppressed without increasing the manufacturing cost of the electric power steering device 100.
  • the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 are set so that the second axis C2 of the worm shaft 42a and the third axis C3 of the rack shaft 30 are substantially parallel to each other.
  • the electric power steering device 100 can be made compact. Therefore, even when another device is arranged around the electric power steering device 100, it is possible to prevent the hot air from the radiator 5 from directly hitting the controller 60 and the heat sink 62.
  • the controller 60 does not need to be strictly arranged on the second axis C2, and may be arranged so that the position with respect to the rack housing 34 is changed together with the electric motor 50 by changing the first angle ⁇ 1.
  • the first angle ⁇ 1 is not limited to the angle at the position shown in FIG. 4, and is not limited to the angle formed by the first axis C1 and the first projection axis CP1 on the first plane P1. May be the angle of the position.
  • the second angle ⁇ 2 is not limited to the angle at the position shown in FIG. 5 and may be any angle formed by the second projection axis CP2 and the third projection axis CP3 on the second plane P2. The angle of other positions may be used.
  • the controller 60 is arranged on the opposite side of the radiator 5 serving as a heat source with the rack housing 34 accommodating the rack shaft 30 interposed therebetween.
  • the rack housing 34 as a heat shield member, it is possible to prevent the controller 60 and the heat sink 62 from being heated by the heat emitted from the radiator 5. Therefore, even when a heat source such as the radiator 5 is arranged around the electric power steering device 100, the temperature of the controller 60 is suppressed from rising due to the radiant heat emitted from the heat source, and as a result, The electric power steering device 100 can always be stably operated.
  • FIG. 6 is a view of the electric power steering device 200 assembled in the vehicle as seen from the side of the vehicle
  • FIG. 7 is a view of the electric power steering device 200 as seen from above the vehicle.
  • the basic configuration of the electric power steering device 200 is the same as that of the electric power steering device 100 according to the first embodiment.
  • the electric power steering apparatus 200 is different from the electric power steering apparatus 100 in that the controller 60 is arranged on the opposite side of the radiator 5 with the electric motor 50 interposed in addition to the rack housing 34.
  • the controller 60 is generated by the heat released from the radiator 5.
  • the controller 60 is arranged on the opposite side of the radiator 5 serving as a heat source with the rack housing 34 accommodating the rack shaft 30 and the electric motor 50 interposed therebetween so that the temperature does not rise.
  • the rack housing 34 between the radiator 5 and the controller 60, the hot air from the radiator 5 and the radiator fan directly hits the controller 60 in the rack housing 34, as in the first embodiment. It will function as a heat shielding member for shielding the above. Furthermore, by disposing the electric motor 50 between the radiator 5 and the controller 60, the controller 60 is arranged at a position farther from the radiator 5 than in the first embodiment. Therefore, the controller 60 is less likely to be heated by the heat emitted from the radiator 5.
  • the heat sink 62 is also arranged on the opposite side of the radiator 5 with the rack housing 34 and the electric motor 50 sandwiched therebetween so that the heat released from the radiator 5 does not move to the inside of the controller 60 via the heat sink 62.
  • the rack housing 34 functions as a heat shield member that shields the hot air from the radiator 5 and the radiator fan from directly hitting the heat sink 62.
  • the heat sink 62 is arranged at a position distant from the radiator 5 as compared with the first embodiment. Therefore, the heat sink 62 is less likely to be heated by the heat emitted from the radiator 5.
  • the rack housing 34 as a heat shield member and arranging the controller 60 and the heat sink 62 at positions away from the radiator 5, the controller 60 and the heat sink 62 are heated by the heat emitted from the radiator 5. It is possible to suppress that.
  • the electric power steering device 200 can always be stably operated.
  • FIG. 8 shows the first axis C1 projected onto a first plane P1 parallel to the second axis C2 which is the axis center of the worm shaft 42a and which includes the first axis C1 which is the axis center of the output shaft 22 and the first axis C1.
  • FIG. 9 is a schematic view of the relationship with the two-axis center C2 viewed from the direction indicated by the arrow C in FIG. 7, and FIG.
  • FIG. 9 is a second-axis center C2 projected on a second plane P2 orthogonal to the first-axis center C1.
  • FIG. 9 is a schematic view of the relationship between the rack shaft 30 and a third axis C3, which is the axial center of the rack shaft 30, as seen from the direction indicated by arrow D in FIG. 7.
  • a predetermined distance is provided between the first axis C1 of the output shaft 22 and the first projection axis CP1 on which the second axis C2 of the worm shaft 42a is projected on the first plane P1.
  • the controller 60 Since the controller 60 is arranged on the second axis C2 together with the electric motor 50, when the first angle ⁇ 1 is smaller than 90 degrees, the controller 60 approaches the pinion gear 41a arranged on the first axis C1. In this state, that is, the controller 60 approaches the rack housing 34. On the other hand, when the first angle ⁇ 1 is larger than 90 degrees, the controller 60 is separated from the rack housing 34. When the first angle ⁇ 1 is 90 degrees, the output shaft 22 and the worm shaft 42a are orthogonal to each other.
  • the second axis C2 of the worm shaft 42a is projected on the second plane P2, and the third axis C3 of the rack shaft 30 is on the second plane P2.
  • a predetermined second angle ⁇ 2 is formed between the projected third projection axis CP3 and the projected third projection axis CP3.
  • the controller 60 Since the controller 60 is arranged on the second axis C2, when the second angle ⁇ 2 is set to 90 degrees, the electric motor 50 is located between the controller 60 and the rack shaft 30, so that the controller 60 can move the rack shaft 30. From the rack housing 34, that is, the controller 60 is farthest from the rack housing 34.
  • the controller 60 comes close to the rack housing 34.
  • the second angle ⁇ 2 is 0 degree
  • the second projection axis CP2 and the third projection axis CP3 are parallel to each other.
  • the controller 60 and the heat sink 62 are hidden by the rack housing 34 as much as possible when viewed from the radiator 5 side. It is preferable to dispose the heat sink 62 and separate the controller 60 and the heat sink 62 from the radiator 5.
  • the second angle ⁇ 2 is set to 90 degrees or 90 degrees.
  • the first angle ⁇ 1 may be set to around 90 degrees, and the controller 60 and the heat sink 62 may be arranged on the opposite side of the radiator 5 with the rack housing 34 and the electric motor 50 interposed therebetween.
  • the controller 60 is arranged vertically below the rack housing 34. Therefore, depending on the position of the radiator 5, hot air from the radiator 5 may directly hit the controller 60. There is. Therefore, the magnitude of the first angle ⁇ 1 is appropriately set according to the positional relationship between the radiator 5 and the rack housing 34.
  • the magnitudes of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2, that is, the positional relationship between the output shaft 22, the worm shaft 42a, and the rack shaft 30 are set according to the positional relationship between the radiator 5 and the rack housing 34. By doing so, the hot air flowing from the radiator 5 toward the controller 60 and the heat sink 62 can be blocked by the rack housing 34. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the controller 60 from rising.
  • the rack housing 34 and the electric motor 50 are arranged between the radiator 60 and the controller 60 and the heat sink 62, and the controller 60 and the heat sink 62 are located relatively far from the radiator 5.
  • first angle ⁇ 1 is not limited to the angle at the position shown in FIG. 8 and may be any other angle as long as it is an angle formed by the first axis C1 and the first projection axis CP1 on the first plane P1. May be the angle of the position.
  • second angle ⁇ 2 is not limited to the angle at the position shown in FIG. 9 and may be any angle formed by the second projection axis CP2 and the third projection axis CP3 on the second plane P2. The angle of other positions may be used.
  • the controller 60 is arranged on the side opposite to the radiator 5 serving as a heat source with the electric motor 50 sandwiched between the rack housing 34 accommodating the rack shaft 30.
  • the rack housing 34 as a heat shield member and arranging the controller 60 at a position relatively distant from the radiator 5, the controller 60 and the heat sink 62 are heated by the heat emitted from the radiator 5. It is possible to suppress that. Therefore, even when a heat source such as the radiator 5 is arranged around the electric power steering device 200, the temperature of the controller 60 is suppressed from rising due to the radiant heat emitted from the heat source, and as a result, The electric power steering device 200 can always be stably operated.
  • the worm housing 44 is arranged vertically above the rack housing 34.
  • the worm housing 44 may be arranged vertically below the rack housing 34. This makes it possible to effectively use the space vertically below the rack housing 34.
  • the controller 60 and the heat sink 62 are arranged on the opposite side of the radiator 5 with the rack housing 34 interposed therebetween by appropriately setting the sizes of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2. It is possible.
  • the controller 60 is provided on the opposite side of the worm shaft 42a with the electric motor 50 interposed therebetween.
  • the controller 60 may be arranged between the electric motor 50 and the worm shaft 42a as long as the controller 60 is arranged around the electric motor 50, or the controller 60 is attached to the outer peripheral surface of the electric motor 50. Good.
  • the heat sink 62 is provided on the opposite side of the electric motor 50 with the controller 60 sandwiched therebetween.
  • the heat sink 62 may be provided to the controller 60 in any manner as long as it can release the heat generated by the elements in the controller 60 to the outside. And may be formed so as to project radially outward.
  • the heat source is the radiator 5
  • the heat source is not limited to the radiator 5 and may be an engine body or an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the engine flows. ..
  • the heat source is arranged in front of the electric power steering devices 100 and 200
  • the heat source is arranged behind, above, and below the electric power steering devices 100 and 200. May be.
  • the worm housing 44 is arranged vertically below the rack housing 34 and the controller 60 and the electric motor 50 are separated from the heat source.
  • the steering wheel is the steering wheel 10.
  • the steering handle may be of other forms such as a bar handle or a control stick.
  • At least a part of the controller 60 is arranged on the opposite side of the radiator 5 with the rack housing 34 accommodating the rack shaft 30 interposed therebetween.
  • the controller 60 is arranged on the opposite side of the radiator 5 serving as a heat source with the rack housing 34 accommodating the rack shaft 30 interposed therebetween.
  • the rack housing 34 as a heat shield member, it is possible to prevent the controller 60 and the heat sink 62 from being heated by the heat emitted from the radiator 5. Therefore, even when a heat source such as the radiator 5 is arranged around the electric power steering devices 100 and 200, the temperature of the controller 60 is suppressed from rising due to the radiant heat emitted from the heat source, resulting in As a result, the electric power steering devices 100 and 200 can always be stably operated.
  • the rack housing 34 is used as a heat shielding member, it is not necessary to separately provide the electric power steering devices 100 and 200 with a member that prevents hot air from the radiator 5 from hitting the controller 60 and the heat sink 62. .. Therefore, the temperature rise of the controller 60 can be suppressed without increasing the manufacturing cost of the electric power steering devices 100, 200.
  • the controller 60 has a heat sink 62 that radiates the heat of the controller 60, and the controller 60 is arranged such that at least a part of the heat sink 62 is located on the opposite side of the radiator 5 with the rack housing 34 interposed therebetween. ..
  • the controller 60 is arranged such that at least a part of the heat sink 62 is located on the opposite side of the radiator 5 with the rack housing 34 interposed therebetween. Therefore, the heat released from the radiator 5 is suppressed from moving to the inside of the controller 60 via the heat sink 62 and raising the temperature of the controller 60. Therefore, even when a heat source such as the radiator 5 is arranged around the electric power steering devices 100 and 200, the temperature of the controller 60 is suppressed from rising due to the radiant heat emitted from the heat source, resulting in As a result, the electric power steering devices 100 and 200 can always be stably operated.
  • controller 60 is arranged on the side opposite to the radiator 5 with the electric motor 50 interposed therebetween in addition to the rack housing 34.
  • the controller 60 is arranged on the opposite side of the radiator 5 with the electric motor 50 sandwiched in addition to the rack housing 34.
  • the rack housing 34 is used as a heat shield member and the controller 60 is relatively separated from the radiator 5. It becomes possible to arrange it in a position. Therefore, even when a heat source such as the radiator 5 is arranged around the electric power steering device 200, the temperature of the controller 60 is suppressed from rising due to the radiant heat emitted from the heat source, and as a result, The electric power steering device 200 can always be stably operated.
  • the controller 60 is arranged adjacent to the electric motor 50, and includes the second axial center C2 that is the axial center of the worm shaft 42a and the second axial center C2 that includes the first axial center C1 that is the axial center of the output shaft 22.
  • An angle formed by the first projection axis CP1 projected on the first plane P1 parallel to the first axis P1 and the first axis C1 is defined as a first angle ⁇ 1
  • the second axis C2 is orthogonal to the first axis C1.
  • the angle formed by the second projection axis CP2 projected on the second plane P2 and the third projection axis CP3 projecting the third axis C3 that is the axial center of the rack shaft 30 on the second plane P2 is the second angle.
  • the position of the controller 60 with respect to the rack housing 34 can be appropriately changed by changing the sizes of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2. Therefore, regardless of the positional relationship between the radiator 5 and the rack housing 34, at least a part of the controller 60 can be moved to the rack by changing the sizes of the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2. It is possible to dispose it on the side opposite to the radiator 5 with the housing 34 interposed therebetween. Therefore, no matter where the heat source such as the radiator 5 is arranged with respect to the electric power steering devices 100 and 200, the temperature of the controller 60 is prevented from rising due to the radiant heat emitted from the heat source. Therefore, as a result, the electric power steering devices 100 and 200 can always be stably operated.

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Abstract

車両に設けられる熱源の周辺に配置される電動パワーステアリング装置（１００）は、車輪（１）を転舵するラックシャフト（３０）と、ラックシャフト（３０）のラックギヤ（４１ｂ）と噛み合うピニオンギヤ（４１ａ）が設けられる出力シャフト（２２）と、出力シャフト（２２）に設けられるウォームホイール（４２ｂ）と、ウォームホイール（４２ｂ）と噛み合うウォームシャフト（４２ａ）と、ウォームシャフト（４２ａ）を回転駆動する電動モータ（５０）と、電動モータ（５０）の駆動を制御するコントローラ（６０）と、を備え、コントローラ（６０）の少なくとも一部は、ラックシャフト（３０）が収容されるラックハウジング（３４）を挟んで熱源とは反対側に配置される。

Description

電動パワーステアリング装置
　本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
　ＪＰ２００６－２３２０５９Ａには、比較的車幅が狭い全地形対応車（ATV : All Terrain Vehicle）に組み付けられた電動パワーステアリング装置が開示されている。
　ＪＰ２００６－２３２０５９Ａに記載される電動パワーステアリング装置は、車両の前後方向において、ラジエータの後方に配置されている。このため、電動パワーステアリング装置は、ラジエータから放出された熱により加熱されることとなる。電動パワーステアリング装置は、モータを駆動するコントローラを有するため、ラジエータから放出された熱によってコントローラが加熱されると、モータの出力が制限され、結果として、電動パワーステアリング装置の作動が不安定になるおそれがある。
　本発明は、電動パワーステアリング装置を安定して作動させることを目的とする。
　本発明のある態様によれば、車両に設けられる熱源の周辺に配置される電動パワーステアリング装置は、車輪を転舵するラックシャフトと、前記ラックシャフトのラックギヤと噛み合うピニオンギヤが設けられるピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトに設けられるウォームホイールと、前記ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトと、前記ウォームシャフトを回転駆動する電動モータと、前記電動モータの駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部の少なくとも一部は、前記ラックシャフトが収容されるラックハウジングを挟んで前記熱源とは反対側に配置される。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置が車両に組み付けられた状態を車両の側方から見た図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置が車両に組み付けられた状態を車両の上方から見た図である。 図４は、第１平面に投影された第１軸心と第２軸心との関係を示した模式図である。 図５は、第２平面に投影された第２軸心と第３軸心との関係を示した模式図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置が車両に組み付けられた状態を車両の側方から見た図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置が車両に組み付けられた状態を車両の上方から見た図である。 図８は、第１平面に投影された第１軸心と第２軸心との関係を示した模式図である。 図９は、第２平面に投影された第２軸心と第３軸心との関係を示した模式図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　＜第１実施形態＞
　図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００について説明する。電動パワーステアリング装置１００は、車両に搭載され、運転者がステアリングホイール１０に加える操舵トルクを変換して車輪１を転舵するステアリング装置に対して、操舵力を補助する装置である。
　以下では、電動パワーステアリング装置１００が組み付けられる車両が、比較的車幅が狭い全地形対応車（ATV : All Terrain Vehicle）や多用途四輪車（SSV : Side by Side Vehicle）である場合について説明する。図１は、電動パワーステアリング装置１００の構成図であり、図２は、車両に組み付けられた電動パワーステアリング装置１００を車両の側方から見た図であり、図３は、電動パワーステアリング装置１００を車両の上方から見た図である。
　図１に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０に連結されるステアリングシャフト２０と、ステアリングシャフト２０の回転に伴って車輪１を転舵するラックシャフト３０と、を備える。ラックシャフト３０は、タイロッド３１及びナックルアーム３２を介して車輪１に連結されており、車輪１は、ラックシャフト３０の変位によって転舵される。
　ステアリングシャフト２０は、運転者がステアリングホイール１０を操作するステアリング操作に伴って回転する入力シャフト２１と、ラックシャフト３０を変位させるピニオンシャフトとしての出力シャフト２２と、入力シャフト２１と出力シャフト２２とを連結するトーションバー２３と、により構成される。
　出力シャフト２２とラックシャフト３０とは、第１伝達部４１を介して互いに連結されている。第１伝達部４１は、出力シャフト２２の端部に設けられるピニオンギヤ４１ａと、ラックシャフト３０に設けられるラックギヤ４１ｂと、からなる。ピニオンギヤ４１ａとラックギヤ４１ｂとは互いに噛み合っており、出力シャフト２２のトルクは、ピニオンギヤ４１ａ及びラックギヤ４１ｂを介してラックシャフト３０の軸方向の荷重に変換されてラックシャフト３０に伝達される。これにより、ラックシャフト３０は、伝達されるトルクによりその軸方向に変位し、車輪１を転舵する。
　また、電動パワーステアリング装置１００は、ステアリング操作に応じて駆動される電動モータ５０と、トーションバー２３に作用するトルクを検出するトルクセンサ５１と、トルクセンサ５１の検出値に応じて電動モータ５０の駆動を制御するコントローラ６０と、を更に備える。電動モータ５０の出力軸は、第２伝達部４２を介してステアリングシャフト２０の出力シャフト２２に連結されている。
　第２伝達部４２は、電動モータ５０の出力軸に設けられるウォームシャフト４２ａと、出力シャフト２２に設けられるウォームホイール４２ｂと、からなる。ウォームシャフト４２ａとウォームホイール４２ｂとは互いに噛み合っており、電動モータ５０のトルクは、ウォームシャフト４２ａ及びウォームホイール４２ｂを介して出力シャフト２２に伝達される。電動モータ５０から出力シャフト２２に伝達されたトルクは、ピニオンギヤ４１ａ及びラックギヤ４１ｂを介してラックシャフト３０に更に伝達される。
　コントローラ６０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの演算結果等を記憶するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ）と、を含むマイクロコンピュータで構成される。コントローラ６０は、単一のマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。コントローラ６０は、電動モータ５０に隣接して配置されており、例えば、図２及び図３に示すように、電動モータ５０を挟んでウォームシャフト４２ａとは反対側に設けられる。
　また、図２及び図３に示すように、コントローラ６０には、内部の熱を放出するためにヒートシンク６２が、電動モータ５０とは反対側に設けられる。ヒートシンク６２は、コントローラ６０内の素子で発生した熱を外部へと効率的に放出するため、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料によって凹凸状に形成される。このようにコントローラ６０にヒートシンク６２を設けることで、コントローラ６０の温度上昇が抑制されるため、電動モータ５０を安定して駆動させることが可能となる。
　トルクセンサ５１は、運転者によるステアリング操作に伴って入力シャフト２１に付与される操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに対応する電圧信号をコントローラ６０に出力する。コントローラ６０は、トルクセンサ５１からの電圧信号に基づいて、電動モータ５０が出力するトルクを演算し、そのトルクが発生するように電動モータ５０の駆動を制御する。
　このように、電動パワーステアリング装置１００は、入力シャフト２１に付与される操舵トルクをトルクセンサ５１にて検出し、その検出結果に基づいて電動モータ５０の駆動をコントローラ６０にて制御して運転者のステアリング操作をアシストする。
　また、電動パワーステアリング装置１００は、図２及び図３に示すように、ラックシャフト３０を収容するラックハウジング３４と、ウォームホイール４２ｂを収容するウォームハウジング４４と、をさらに備える。電動パワーステアリング装置１００は、車両フレーム３から延びる図示しないブラケットにラックハウジング３４が固定されることによって車両フレーム３に取り付けられる。
　ラックハウジング３４内には、出力シャフト２２に設けられるピニオンギヤ４１ａがさらに収容される。また、ラックハウジング３４には、ラックシャフト３０とタイロッド３１との連結部を覆うブーツ３５が組み付けられる。
　ウォームハウジング４４内には、ウォームホイール４２ｂが設けられる出力シャフト２２と、ウォームホイール４２ｂと噛み合うウォームシャフト４２ａと、がさらに収容される。また、ウォームハウジング４４には、ウォームシャフト４２ａを駆動する電動モータ５０が組み付けられる。
　また、ウォームハウジング４４は、図２及び図３に示すように、電動パワーステアリング装置１００が車両に組み付けられた状態において、ラックハウジング３４の鉛直方向上方に配置される。このように、ウォームハウジング４４がラックハウジング３４の鉛直方向上方に配置されるため、全地形対応車のように、ある程度の水深がある河川等を走行するような場合であっても、ウォームハウジング４４がラックハウジング３４の鉛直方向下方に配置される場合と比較し、ウォームハウジング４４内に水が侵入することを防止することができるとともに、ウォームハウジング４４に組み付けられる電動モータ５０に水が侵入することを防止することができる。
　ここで、全地形対応車のように比較的車幅が狭い車両では、車両を構成する装置を配置するスペースが限られるため、例えば、図２に示すように、電動パワーステアリング装置１００の近傍には、図示しないエンジンの冷却水を冷却するためのラジエータ５が配置される。このように、電動パワーステアリング装置１００の前方に熱源となるラジエータ５が配置されていると、図示しないラジエータファンが回転しているときや車両が走行しているとき、電動パワーステアリング装置１００は、ラジエータ５から放出された熱により加熱されることとなる。
　特に、電動パワーステアリング装置１００のコントローラ６０は、温度が上昇すると回路保護のために電動モータ５０の駆動力を制限するといった機能制限を実行する。このため、コントローラ６０がラジエータ５から放出された熱により加熱されてしまうと、電動モータ５０の作動が制限され、結果として、電動パワーステアリング装置１００を安定して作動させることが困難となる。
　そこで、第１実施形態では、電動パワーステアリング装置１００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置された場合であっても、ラジエータ５から放出される熱によってコントローラ６０の温度が上昇しないように、コントローラ６０の少なくとも一部を、ラックシャフト３０を収容するラックハウジング３４を挟んで熱源となるラジエータ５とは反対側に配置している。換言すれば、ラジエータ５側から電動パワーステアリング装置１００を水平方向に見た場合、コントローラ６０の少なくとも一部は、ラックハウジング３４と重なり合って見えない状態となっている。
　このように、ラジエータ５とコントローラ６０との間にラックハウジング３４を配置することで、ラックハウジング３４は、ラジエータ５及びラジエータファンからの熱風がコントローラ６０へ直接当たることを遮る熱遮蔽部材として機能することになる。
　また、ラジエータ５から放出された熱がヒートシンク６２を介してコントローラ６０の内部へ移動しないように、ヒートシンク６２もラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に配置されている。
　この場合もラックハウジング３４は、ラジエータ５及びラジエータファンからの熱風がヒートシンク６２へ直接当たることを遮る熱遮蔽部材として機能することになる。
　このように、ラックハウジング３４を熱遮蔽部材として用いることによって、ラジエータ５から放出された熱によってコントローラ６０やヒートシンク６２が加熱されることを抑制することが可能である。したがって、電動パワーステアリング装置１００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置される場合であっても、熱源から放出される輻射熱によってコントローラ６０の温度が上昇することが抑制されるため、結果として、電動パワーステアリング装置１００を常に安定して作動させることができる。
　次に、図２から図５を参照して、コントローラ６０やヒートシンク６２を、ラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に配置可能とするための構成について説明する。図４は、出力シャフト２２の軸中心である第１軸心Ｃ１を含みウォームシャフト４２ａの軸中心である第２軸心Ｃ２に平行な第１平面Ｐ１に投影された第１軸心Ｃ１と第２軸心Ｃ２との関係を図２の矢印Ａで示される方向から見た模式図であり、図５は、第１軸心Ｃ１に直交する第２平面Ｐ２に投影された第２軸心Ｃ２とラックシャフト３０の軸中心である第３軸心Ｃ３との関係を図３の矢印Ｂで示される方向から見た模式図である。
　図４に示すように、出力シャフト２２の第１軸心Ｃ１と、ウォームシャフト４２ａの第２軸心Ｃ２が第１平面Ｐ１に投影された第１投影軸心ＣＰ１と、の間には、所定の第１角度α１が形成される。
　第２軸心Ｃ２上には電動モータ５０とともにコントローラ６０が配置されるため、第１角度α１を９０度よりも小さくすると、コントローラ６０は第１軸心Ｃ１上に配置されるピニオンギヤ４１ａに近づいた状態、すなわち、コントローラ６０がラックハウジング３４に近づいた状態となる。一方、第１角度α１を９０度よりも大きくすると、コントローラ６０はラックハウジング３４から離れた状態となる。なお、第１角度α１を９０度とすると、出力シャフト２２とウォームシャフト４２ａとは直交した状態となる。
　また、図５に示すように、ウォームシャフト４２ａの第２軸心Ｃ２が第２平面Ｐ２に投影された第２投影軸心ＣＰ２と、ラックシャフト３０の第３軸心Ｃ３が第２平面Ｐ２に投影された第３投影軸心ＣＰ３と、の間には、所定の第２角度α２が形成される。
　第２軸心Ｃ２上にはコントローラ６０が配置されるため、第２角度α２を０度よりも大きくすると、コントローラ６０はラックシャフト３０に近づいた状態、すなわち、コントローラ６０がラックハウジング３４に近づいた状態となる。一方、第２角度α２を０度よりも小さくすると、コントローラ６０はラックハウジング３４から離れた状態となる。なお、第２角度α２を０度にすると、第２投影軸心ＣＰ２と第３投影軸心ＣＰ３とは、平行になる。
　ここで、ラジエータ５及びラジエータファンからの熱風がコントローラ６０やヒートシンク６２に直接当たらないようにするには、ラジエータ５側から見て、コントローラ６０及びヒートシンク６２が可能な限りラックハウジング３４に隠れるようにコントローラ６０及びヒートシンク６２を配置することが好ましい。
　このようにラジエータ５側から見て、ラックハウジング３４に隠れるようにコントローラ６０及びヒートシンク６２を配置するには、第２角度α２を０度または０度よりもわずかに小さく設定するとともに、第１角度α１を９０度よりも小さく設定し、コントローラ６０やヒートシンク６２を、ラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に配置すればよい。
　なお、第１角度α１を小さくし過ぎるとラックハウジング３４よりも鉛直方向下方にコントローラ６０が配置されてしまうため、ラジエータ５の位置によっては、ラジエータ５からの熱風がコントローラ６０に直接当たってしまうおそれがある。このため、第１角度α１の大きさは、ラジエータ５とラックハウジング３４との位置関係に応じて適宜設定される。
　このように、第１角度α１及び第２角度α２の大きさ、すなわち、出力シャフト２２とウォームシャフト４２ａとラックシャフト３０との位置関係を、ラジエータ５とラックハウジング３４との位置関係に応じて設定することで、ラジエータ５からコントローラ６０やヒートシンク６２に向かう熱風をラックハウジング３４によって遮ることが可能である。このため、コントローラ６０の温度が上昇してしまうことを抑制することができる。
　また、ラックハウジング３４を熱遮蔽部材として利用することによって、ラジエータ５からの熱風がコントローラ６０やヒートシンク６２に当たることを抑制する部材を電動パワーステアリング装置１００に別途設ける必要がない。このため、電動パワーステアリング装置１００の製造コストを増加させなくともコントローラ６０の温度上昇を抑制することが可能である。
　また、図２及び図３に示すように、ウォームシャフト４２ａの第２軸心Ｃ２とラックシャフト３０の第３軸心Ｃ３とが略平行となるように、第１角度α１及び第２角度α２の大きさを設定することで、電動パワーステアリング装置１００をコンパクト化することが可能である。このため、電動パワーステアリング装置１００の周辺に他の装置が配置されている場合であっても、ラジエータ５からの熱風がコントローラ６０やヒートシンク６２に直接当たらないようにすることができる。
　なお、コントローラ６０は、厳密に第２軸心Ｃ２上に配置されている必要はなく、第１角度α１が変更されることで電動モータ５０とともにラックハウジング３４に対する位置が変わるように配置されていればよい。また、第１角度α１は、図４に示される位置の角度に限定されず、第１平面Ｐ１上において第１軸心Ｃ１と第１投影軸心ＣＰ１とにより形成される角度であれば、他の位置の角度であってもよい。同様に、第２角度α２は、図５に示される位置の角度に限定されず、第２平面Ｐ２上において第２投影軸心ＣＰ２と第３投影軸心ＣＰ３とにより形成される角度であれば、他の位置の角度であってもよい。
　以上の第１実施形態によれば以下の効果を奏する。
　電動パワーステアリング装置１００では、コントローラ６０の少なくとも一部が、ラックシャフト３０を収容するラックハウジング３４を挟んで熱源となるラジエータ５とは反対側に配置される。このように、ラックハウジング３４を熱遮蔽部材として利用することによって、ラジエータ５から放出された熱によってコントローラ６０やヒートシンク６２が加熱されることを抑制することが可能である。したがって、電動パワーステアリング装置１００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置される場合であっても、熱源から放出される輻射熱によってコントローラ６０の温度が上昇することが抑制されるため、結果として、電動パワーステアリング装置１００を常に安定して作動させることができる。
　＜第２実施形態＞
　次に、図６から図９を参照して、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置２００について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。図６は、車両に組み付けられた電動パワーステアリング装置２００を車両の側方から見た図であり、図７は、電動パワーステアリング装置２００を車両の上方から見た図である。
　電動パワーステアリング装置２００の基本的な構成は、第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００と同様である。電動パワーステアリング装置２００では、コントローラ６０が、ラックハウジング３４に加えて電動モータ５０を挟んでラジエータ５とは反対側に配置される点で電動パワーステアリング装置１００と相違する。
　第２実施形態では、図６及び図７に示すように、電動パワーステアリング装置２００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置された場合であっても、ラジエータ５から放出される熱によってコントローラ６０の温度が上昇しないように、コントローラ６０を、ラックシャフト３０を収容するラックハウジング３４及び電動モータ５０を挟んで熱源となるラジエータ５とは反対側に配置している。
　このように、ラジエータ５とコントローラ６０との間にラックハウジング３４を配置することで、ラックハウジング３４は、上記第１実施形態と同様に、ラジエータ５及びラジエータファンからの熱風がコントローラ６０へ直接当たることを遮る熱遮蔽部材として機能することになる。さらに、ラジエータ５とコントローラ６０との間に電動モータ５０を配置することで、コントローラ６０は、上記第１実施形態と比べて、ラジエータ５から離れた位置に配置されることになる。このため、コントローラ６０は、ラジエータ５から放出される熱によって加熱されにくくなる。
　また、ラジエータ５から放出された熱がヒートシンク６２を介してコントローラ６０の内部へ移動しないように、ヒートシンク６２もラックハウジング３４及び電動モータ５０を挟んでラジエータ５とは反対側に配置される。
　この場合もラックハウジング３４は、ラジエータ５及びラジエータファンからの熱風がヒートシンク６２へ直接当たることを遮る熱遮蔽部材として機能することになる。さらに、ヒートシンク６２は、上記第１実施形態と比べて、ラジエータ５から離れた位置に配置されることになる。このため、ヒートシンク６２は、ラジエータ５から放出される熱によって加熱されにくくなる。
　このように、ラックハウジング３４を熱遮蔽部材として利用するとともに、コントローラ６０及びヒートシンク６２をラジエータ５から離れた位置に配置することによって、ラジエータ５から放出された熱によってコントローラ６０やヒートシンク６２が加熱されることを抑制することが可能である。
　したがって、電動パワーステアリング装置２００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置される場合であっても、熱源から放出される輻射熱によってコントローラ６０の温度が上昇することが抑制されるため、結果として、電動パワーステアリング装置２００を常に安定して作動させることができる。
　次に、図６から図９を参照して、コントローラ６０やヒートシンク６２を、ラックハウジング３４及び電動モータ５０を挟んでラジエータ５とは反対側に配置可能とするための構成について説明する。図８は、出力シャフト２２の軸中心である第１軸心Ｃ１を含みウォームシャフト４２ａの軸中心である第２軸心Ｃ２に平行な第１平面Ｐ１に投影された第１軸心Ｃ１と第２軸心Ｃ２との関係を図７の矢印Ｃで示される方向から見た模式図であり、図９は、第１軸心Ｃ１に直交する第２平面Ｐ２に投影された第２軸心Ｃ２とラックシャフト３０の軸中心である第３軸心Ｃ３との関係を図７の矢印Ｄで示される方向から見た模式図である。
　図８に示すように、出力シャフト２２の第１軸心Ｃ１と、ウォームシャフト４２ａの第２軸心Ｃ２が第１平面Ｐ１に投影された第１投影軸心ＣＰ１と、の間には、所定の第１角度α１が形成される。
　第２軸心Ｃ２上には電動モータ５０とともにコントローラ６０が配置されるため、第１角度α１を９０度よりも小さくすると、コントローラ６０は第１軸心Ｃ１上に配置されるピニオンギヤ４１ａに近づいた状態、すなわち、コントローラ６０がラックハウジング３４に近づいた状態となる。一方、第１角度α１を９０度よりも大きくすると、コントローラ６０はラックハウジング３４から離れた状態となる。なお、第１角度α１を９０度とすると、出力シャフト２２とウォームシャフト４２ａとは直交した状態となる。
　また、図９に示すように、ウォームシャフト４２ａの第２軸心Ｃ２が第２平面Ｐ２に投影された第２投影軸心ＣＰ２と、ラックシャフト３０の第３軸心Ｃ３が第２平面Ｐ２に投影された第３投影軸心ＣＰ３と、の間には、所定の第２角度α２が形成される。
　第２軸心Ｃ２上にはコントローラ６０が配置されるため、第２角度α２を９０度にすると、コントローラ６０とラックシャフト３０との間に電動モータ５０が位置することでコントローラ６０はラックシャフト３０から最も離れた状態、すなわち、コントローラ６０がラックハウジング３４から最も離れた状態となる。
　一方、第２角度α２を９０度よりも小さくまたは９０度よりも大きくすると、コントローラ６０はラックハウジング３４に近づいた状態となる。なお、第２角度α２を０度にすると、第２投影軸心ＣＰ２と第３投影軸心ＣＰ３とは、平行になる。
　ここで、ラジエータ５からの熱風がコントローラ６０やヒートシンク６２に直接当たらないようにするには、ラジエータ５側から見て、コントローラ６０及びヒートシンク６２が可能な限りラックハウジング３４に隠れるようにコントローラ６０及びヒートシンク６２を配置するとともに、コントローラ６０及びヒートシンク６２をラジエータ５から離すことが好ましい。
　このようにラジエータ５側から見て、ラックハウジング３４に隠れるようにコントローラ６０及びヒートシンク６２を配置しつつ、コントローラ６０及びヒートシンク６２をラジエータ５から離すには、第２角度α２を９０度または９０度近傍に設定するとともに、第１角度α１を９０度前後に設定し、コントローラ６０やヒートシンク６２を、ラックハウジング３４及び電動モータ５０を挟んでラジエータ５とは反対側に配置すればよい。
　なお、第１角度α１を小さくし過ぎるとラックハウジング３４よりも鉛直方向下方にコントローラ６０が配置されてしまうため、ラジエータ５の位置によっては、ラジエータ５からの熱風がコントローラ６０に直接当たってしまうおそれがある。このため、第１角度α１の大きさは、ラジエータ５とラックハウジング３４との位置関係に応じて適宜設定される。
　このように、第１角度α１及び第２角度α２の大きさ、すなわち、出力シャフト２２とウォームシャフト４２ａとラックシャフト３０との位置関係を、ラジエータ５とラックハウジング３４との位置関係に応じて設定することで、ラジエータ５からコントローラ６０やヒートシンク６２に向かう熱風をラックハウジング３４によって遮ることが可能である。このため、コントローラ６０の温度が上昇してしまうことを抑制することができる。
　特に、図６及び図７に示すように、コントローラ６０及びヒートシンク６２とラジエータ５との間にラックハウジング３４及び電動モータ５０が配置され、コントローラ６０及びヒートシンク６２がラジエータ５から比較的離れた位置に配置されるように、第１角度α１及び第２角度α２の大きさを設定することで、ラジエータ５から放出される熱がコントローラ６０やヒートシンク６２に影響を及ぼさないようにすることができる。
　なお、第１角度α１は、図８に示される位置の角度に限定されず、第１平面Ｐ１上において第１軸心Ｃ１と第１投影軸心ＣＰ１とにより形成される角度であれば、他の位置の角度であってもよい。同様に、第２角度α２は、図９に示される位置の角度に限定されず、第２平面Ｐ２上において第２投影軸心ＣＰ２と第３投影軸心ＣＰ３とにより形成される角度であれば、他の位置の角度であってもよい。
　以上の第２実施形態によれば以下の効果を奏する。
　電動パワーステアリング装置２００では、コントローラ６０が、ラックシャフト３０を収容するラックハウジング３４に加えて電動モータ５０を挟んで熱源となるラジエータ５とは反対側に配置される。このように、ラックハウジング３４を熱遮蔽部材として利用するとともに、コントローラ６０をラジエータ５から比較的離れた位置に配置することによって、ラジエータ５から放出された熱によってコントローラ６０やヒートシンク６２が加熱されることを抑制することが可能である。したがって、電動パワーステアリング装置２００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置される場合であっても、熱源から放出される輻射熱によってコントローラ６０の温度が上昇することが抑制されるため、結果として、電動パワーステアリング装置２００を常に安定して作動させることができる。
　次に、上記各実施形態の変形例について説明する。以下に示すような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示される構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
　上記各実施形態では、ウォームハウジング４４は、ラックハウジング３４の鉛直方向上方に配置される。これに代えて、ウォームハウジング４４は、ラックハウジング３４の鉛直方向下方に配置されてもよい。これにより、ラックハウジング３４の鉛直方向下方のスペースを有効利用することができる。なお、この場合であっても、第１角度α１及び第２角度α２の大きさを適宜設定することで、コントローラ６０やヒートシンク６２を、ラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に配置することが可能である。
　また、上記各実施形態では、コントローラ６０が電動モータ５０を挟んでウォームシャフト４２ａとは反対側に設けられる。これに代えて、コントローラ６０は、電動モータ５０の周辺に配置されていれば、電動モータ５０とウォームシャフト４２ａとの間に配置されてもよいし、電動モータ５０の外周面に組み付けられていてもよい。
　また、上記各実施形態では、ヒートシンク６２は、コントローラ６０を挟んで電動モータ５０とは反対側に設けられる。これに代えて、ヒートシンク６２は、コントローラ６０内の素子で発生した熱を外部へと放出可能であれば、コントローラ６０に対してどのように設けられていてもよく、例えば、コントローラ６０の外周面に設けられ、径方向外側に突出するように形成されてもよい。
　また、上記各実施形態では、熱源がラジエータ５である場合について説明したが、熱源としては、ラジエータ５に限定されず、エンジン本体やエンジンから排出される排気ガスが流れる排気管であってもよい。また、上記各実施形態では、熱源が電動パワーステアリング装置１００，２００の前方に配置されている場合について説明したが、熱源は、電動パワーステアリング装置１００，２００の後方や上方、下方に配置されていてもよい。熱源が電動パワーステアリング装置１００，２００の上方に配置されている場合は、ウォームハウジング４４をラックハウジング３４の鉛直方向下方に配置し、コントローラ６０及び電動モータ５０を熱源から遠ざけることが好ましい。
　また、上記各実施形態では、操舵ハンドルは、ステアリングホイール１０である。これに代えて、操舵ハンドルは、例えば、バーハンドルや操縦桿等その他の形態のものであってもよい。
　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
　車両に設けられるラジエータ５の周辺に配置される電動パワーステアリング装置１００，２００は、車輪１を転舵するラックシャフト３０と、ラックシャフト３０のラックギヤ４１ｂと噛み合うピニオンギヤ４１ａが設けられるピニオンシャフトとしての出力シャフト２２と、出力シャフト２２に設けられるウォームホイール４２ｂと、ウォームホイール４２ｂと噛み合うウォームシャフト４２ａと、ウォームシャフト４２ａを回転駆動する電動モータ５０と、電動モータ５０の駆動を制御するコントローラ６０と、を備え、コントローラ６０の少なくとも一部は、ラックシャフト３０が収容されるラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に配置される。
　この構成では、コントローラ６０の少なくとも一部が、ラックシャフト３０を収容するラックハウジング３４を挟んで熱源となるラジエータ５とは反対側に配置される。このように、ラックハウジング３４を熱遮蔽部材として利用することによって、ラジエータ５から放出された熱によってコントローラ６０やヒートシンク６２が加熱されることを抑制することが可能である。したがって、電動パワーステアリング装置１００，２００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置される場合であっても、熱源から放出される輻射熱によってコントローラ６０の温度が上昇することが抑制されるため、結果として、電動パワーステアリング装置１００，２００を常に安定して作動させることができる。
　また、この構成では、ラックハウジング３４が熱遮蔽部材として利用されるため、ラジエータ５からの熱風がコントローラ６０やヒートシンク６２に当たることを抑制する部材を電動パワーステアリング装置１００，２００に別途設ける必要がない。このため、電動パワーステアリング装置１００，２００の製造コストを増加させなくともコントローラ６０の温度上昇を抑制することが可能である。
　また、コントローラ６０は、コントローラ６０の熱を放出するヒートシンク６２を有し、コントローラ６０は、ヒートシンク６２の少なくとも一部がラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に位置するように配置される。
　この構成では、ヒートシンク６２の少なくとも一部がラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に位置するようにコントローラ６０が配置される。このため、ラジエータ５から放出された熱がヒートシンク６２を介してコントローラ６０の内部へ移動しコントローラ６０の温度が上昇してしまうことが抑制される。したがって、電動パワーステアリング装置１００，２００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置される場合であっても、熱源から放出される輻射熱によってコントローラ６０の温度が上昇することが抑制されるため、結果として、電動パワーステアリング装置１００，２００を常に安定して作動させることができる。
　また、コントローラ６０の少なくとも一部は、ラックハウジング３４に加えて電動モータ５０を挟んでラジエータ５とは反対側に配置される。
　この構成では、コントローラ６０の少なくとも一部が、ラックハウジング３４に加えて電動モータ５０を挟んでラジエータ５とは反対側に配置される。このように、コントローラ６０とラジエータ５との間にラックハウジング３４に加えて電動モータ５０を配置させることによって、ラックハウジング３４を熱遮蔽部材として利用するとともに、コントローラ６０をラジエータ５から比較的離れた位置に配置させることが可能となる。したがって、電動パワーステアリング装置２００の周辺にラジエータ５のような熱源が配置される場合であっても、熱源から放出される輻射熱によってコントローラ６０の温度が上昇することが抑制されるため、結果として、電動パワーステアリング装置２００を常に安定して作動させることができる。
　また、コントローラ６０は、電動モータ５０に隣接して配置され、ウォームシャフト４２ａの軸中心である第２軸心Ｃ２を出力シャフト２２の軸中心である第１軸心Ｃ１を含み第２軸心Ｃ２に平行な第１平面Ｐ１に投影した第１投影軸心ＣＰ１と、第１軸心Ｃ１と、が成す角度を第１角度α１とし、第２軸心Ｃ２を第１軸心Ｃ１に直交する第２平面Ｐ２に投影した第２投影軸心ＣＰ２と、ラックシャフト３０の軸中心である第３軸心Ｃ３を第２平面Ｐ２に投影した第３投影軸心ＣＰ３と、が成す角度を第２角度α２とした場合、第１角度α１及び第２角度α２の大きさは、コントローラ６０の少なくとも一部が、ラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に配置されるように設定される。
　この構成では、第１角度α１及び第２角度α２の大きさを変更することによって、ラックハウジング３４に対するコントローラ６０の位置を適宜変更することが可能である。このため、ラジエータ５とラックハウジング３４とがどのような位置関係にある場合であっても、第１角度α１及び第２角度α２の大きさを変更することでコントローラ６０の少なくとも一部を、ラックハウジング３４を挟んでラジエータ５とは反対側に配置させることが可能である。したがって、ラジエータ５のような熱源が電動パワーステアリング装置１００，２００に対してどのような位置に配置される場合であっても、熱源から放出される輻射熱によってコントローラ６０の温度が上昇することが抑制されるため、結果として、電動パワーステアリング装置１００，２００を常に安定して作動させることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１９年１月１５日に日本国特許庁に出願された特願２０１９－４５１９に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (4)

  1. 　車両に設けられる熱源の周辺に配置される電動パワーステアリング装置であって、
    　車輪を転舵するラックシャフトと、
    　前記ラックシャフトのラックギヤと噛み合うピニオンギヤが設けられるピニオンシャフトと、
    　前記ピニオンシャフトに設けられるウォームホイールと、
    　前記ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトと、
    　前記ウォームシャフトを回転駆動する電動モータと、
    　前記電動モータの駆動を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部の少なくとも一部は、前記ラックシャフトが収容されるラックハウジングを挟んで前記熱源とは反対側に配置される電動パワーステアリング装置。
  2. 　請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であって、
    　前記制御部は、前記制御部の熱を放出するヒートシンクを有し、
    　前記制御部は、前記ヒートシンクの少なくとも一部が前記ラックハウジングを挟んで前記熱源とは反対側に位置するように配置される電動パワーステアリング装置。
  3. 　請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であって、
    　前記制御部の少なくとも一部は、前記ラックハウジングに加えて前記電動モータを挟んで前記熱源とは反対側に配置される電動パワーステアリング装置。
  4. 　請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であって、
    　前記制御部は、前記電動モータに隣接して配置され、
    　前記ウォームシャフトの軸中心である第２軸心を前記ピニオンシャフトの軸中心である第１軸心を含み前記第２軸心に平行な第１平面に投影した第１投影軸心と、前記第１軸心と、が成す角度を第１角度とし、
    　前記第２軸心を前記第１軸心に直交する第２平面に投影した第２投影軸心と、前記ラックシャフトの軸中心である第３軸心を前記第２平面に投影した第３投影軸心と、が成す角度を第２角度とした場合、
    　前記第１角度及び前記第２角度の大きさは、前記制御部の少なくとも一部が、前記ラックハウジングを挟んで前記熱源とは反対側に配置されるように設定される電動パワーステアリング装置。
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