JP2013014197A - 電子制御装置及び車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】公差管理の厳密化を招くことなく、簡素な構成にて、容易且つ確実なケースの取り付けを可能とする電子制御装置及び車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】電子制御装置１１は、基体としてのヒートシンク２１に固定された制御基板２２と、ヒートシンク２１に嵌合して開口端２５が閉塞されることにより制御基板２２の収容空間Ｘを形成するケース２３とを備える。そして、ケース２３には、開口端２５からケース２３内に折り返されてヒートシンク２１と弾力的に接触する折り返し部３０が形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子制御装置及び車両用操舵装置に関するものである。

車両に搭載される電子制御装置の多くは、箱状のケースを備えている。そして、そのケース内に制御基板を収容することにより、異物の付着、或いは被水等による故障の発生を予防する構成になっている。

また、車両においては、常に、あらゆる部品及びその製造工程について見直しが進められている。そして、上記のような電子制御装置についてもまた、その改良課題として、ケースの取付構造が取り上げられている。

即ち、電子制御装置には、制御基板が固定された基体（ベース）にケースを取着することにより、その開口端を閉塞して制御基板の収容空間を形成するものがある。そして、従来、その基体に対するケースの固定は、螺子やボルトを用いた締結により行う構成が一般的になっている。

しかし、締結を行うことなくケースを基体に固定することが可能になれば、そのねじ締め工程を廃するのみならず、締結に必要となる螺子孔やフランジ及びこれらの形成工程を廃して、大幅な構成の簡略化及び工数の削減を実現することができる。

そこで、例えば、ケースの開口端に、特許文献１（第６図参照）に示されるような内側に凸となる湾曲部を形成する。そして、圧入により、その開口端を嵌合させる態様でケースを基体に取り付ける構成が考えられる。即ち、開口端に挿入された基体がその湾曲部を押圧することにより、ケース側壁が外側に弾性変形する。そして、その弾性力に基づいて側壁間に基体を挟み込むことによって嵌合状態を保持することができる。

特開平２−２４６８４７号公報

しかしながら、上記のように、嵌合によるケース側壁の弾性変形を利用する構成では、そのケース側壁が発生する弾性力を一定とするために、ケース及び基体の寸法について厳密な公差管理を行う必要がある。

即ち、その保持力として利用するケース側壁の弾性力が不足する場合には、基体との間に隙間が形成されることで異物や水の侵入を招くおそれがある。また、弾性力が強い場合には、圧入の際、湾曲部が接触部分を削ることで、その削り屑が異物としてケース内に侵入するおそれがある。そして、これを回避すべく厳密な公差管理を行うとすれば、製造コストの上昇を招くことになる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、公差管理の厳密化を招くことなく、簡素な構成にて、容易且つ確実なケースの取り付けを可能とする電子制御装置及び車両用操舵装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、基体に固定された制御基板と、前記基体に嵌合して開口端が閉塞されることにより前記制御基板の収容空間を形成するケースと、を備え、前記ケースには、前記開口端からケース内に折り返されて前記基体と弾力的に接触する折り返し部が形成されること、を要旨とする。

上記構成によれば、折り返し部の弾性力に基づいてケース内に基体を挟み込むことにより、基体とケースとの間の嵌合状態を保持することができる。また、ケース内に配置された折り返し部が弾性変形することで、ケースの本体部分（側壁）は変形し難くなる。そして、その保持力として利用する折り返し部の弾性力は、基体に押圧されることにより生ずる同折り返し部の弾性変形量、即ち当該折り返し部の形状やケース内への折り返し角度等を調整することで、容易に設定することができる。従って、上記構成によれば、寸法公差の厳密な管理を行わなくとも、安定した保持力を発生させることができる。その結果、簡素な構成にて、容易且つ確実に基体に対してケースを取り付けることができるようになる。

請求項２に記載の発明は、前記折り返し部は、前記基体との接触部分が凸となるように湾曲して形成されること、を要旨とする。
上記構成によれば、基体に対してケースの開口端を嵌合させる際（圧入時）、引っ掛かることなくスムーズに折り返し部が弾性変形する。これにより、圧入時の荷重管理が容易になるとともに、その折り返し部が発生する弾性力をより安定なものとすることができる。そして、その圧入初期に接触する部分にテーパ面を形成する等、ヒートシンク側への加工も不要になる。その結果、より簡便且つ確実に、基体に対してケースを取り付けることができるようになる。

請求項３に記載の発明は、前記ケースの側壁には、該側壁を補強するリブが形成されること、を要旨とする。
上記構成により、側壁の変形を抑制することで、更に公差管理が容易になる。特に、折り返し部が設けられた側壁を補強することで、その弾性力が安定化する。その結果、より容易且つ確実に、基体に対してを取り付けることができるようになる。

請求項４に記載の発明は、前記ケースには、前記基体に係合する爪部が形成されること、を要旨とする。
上記構成によれば、基体とケースとの嵌合状態を担保することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電子制御装置を備えた車両用操舵装置であること、を要旨とする。
上記構成によれば、組み立て性に優れた車両用操舵装置を提供することができる。

本発明によれば、公差管理の厳密化を招くことなく、簡素な構成にて、容易且つ確実なケースの取り付けを可能とする電子制御装置及び車両用操舵装置を提供することができる。

車両用操舵装置の概略構成図。 電子制御装置の斜視図。 電子制御装置の分解斜視図。 電子制御装置のＡ−Ａ断面図。 電子制御装置のＢ−Ｂ断面図。 折り返し部の作用説明図。 爪部近傍の拡大断面図。 別例の折り返し部を示す断面図。 別例のケースを示す斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両用操舵装置１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結することにより形成される。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。

また、車両用操舵装置１は、モータ駆動により操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１１とを備えた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成されている。

具体的には、本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２が減速機構１３を介してコラムシャフト３ａに連結された所謂コラムアシスト型のＥＰＳである。そして、電子制御装置１１は、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を通じてＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。

次に、電子制御装置の構成について説明する。
図２〜図４に示すように、本実施形態の電子制御装置１１は、ヒートシンク２１に固定された制御基板２２と、ヒートシンク２１に取り付けられることにより制御基板２２の収容空間Ｘを形成するケース２３と、を備えている。

詳述すると、基体（ベース）としてのヒートシンク２１は、略偏平箱状（直方体状）の外形を有している。また、本実施形態の制御基板２２は、複数の回路基板及び電子部品が立体的に配置された階層構造を有している。そして、制御基板２２は、そのヒートシンク２１に設定された載置面２４（上面）上に固定されている。

一方、ケース２３は、略有底四角箱状に形成されることにより、その開口端２５が嵌合する態様でヒートシンク２１に取り付けられている。尚、本実施形態のケース２３は、金属板を折曲加工することにより形成されている。そして、ケース２３は、その開口端２５がヒートシンク２１に閉塞されることにより、内部に制御基板２２の収容空間Ｘを形成する構成になっている。

さらに詳述すると、図４及び図５に示すように、載置面２４に直交する方向（各図中上下方向）を高さ方向とした場合、ヒートシンク２１は、その高さ方向に直交する断面形状が矩形となるように形成されている。そして、図４に示すように、その矩形断面における長手方向（同図中、左右方向）の長さをヒートシンク２１の幅方向の長さＷ１とすると、ケース２３は、その嵌合の際、幅方向に配置される各側壁２６ａ，２６ｂ間の距離Ｗ２が、ヒートシンク２１の幅方向の長さＷ１と略等しくなるように形成されている。

また、図５に示すように、上記矩形断面における短手方向（同図中、左右方向）の長さをヒートシンク２１の奥行き方向の長さＤ１とすると、嵌合の際、奥行き方向に配置されるケース２３の各側壁２６ｃ，２６ｄ間の距離Ｄ２は、ヒートシンク２１の奥行き方向の長さＤ１よりも長く設定されている。そして、その奥行き方向に配置される一方の側壁２６ｄには、開口端２５から折り返されてケース２３内に突出する折り返し部３０が形成されている。

具体的には、折り返し部３０は、開口端２５から鋭角に折り返されることにより、その略全体がケース２３内に配置されている。また、折り返し部３０は、同折り返し部３０が設けられた側壁２６ｄに対向する側壁２６ｃ側に向かって凸（図５参照、右側に凸）となるように湾曲して形成されている。そして、図３に示すように、折り返し部３０は、その幅方向両側に位置する側壁２６ａから側壁２６ｂまで、側壁２６ｄの略全幅に亘って形成されている。

また、図６に示すように、折り返し部３０は、嵌合の際、ヒートシンク２１に対向する方向（同図中、右方向）の突出量αが、その嵌合前においてケース２３の各側壁２６ｃ，２６ｄ間の距離Ｄ２とヒートシンク２１の奥行き方向の長さＤ１との差ΔＤよりも大きくなるように形成されている（ΔＤ＝Ｄ２−Ｄ１、α＞ΔＤ）。そして、ケース２３は、圧入により、その開口端２５がヒートシンク２１に嵌合されるようになっている。

即ち、圧入の際、ヒートシンク２１の各側面２７ａ〜２７ｃに対しては、それぞれ、その対応するケース２３の各側壁２６ａ〜２６ｃ（の内面）が摺接する。また、残るヒートシンク２１の側面２７ｄに対しては、側壁２６ｄに設けられた折り返し部３０が接触する。そして、折り返し部３０は、ヒートシンク２１（の側面２７ｄ）に押圧されることにより、その接触部分の湾曲形状が押し潰される態様で側壁２６ｄ側に弾性変形する。

そして、本実施形態のケース２３は、その折り返し部３０が発生する弾性力に基づいて同折り返し部３０と側壁２６ｃとの間にヒートシンク２１を挟み込むことにより、そのヒートシンク２１との嵌合状態を保持する構成になっている。

更に、図３及び図５に示すように、折り返し部３０が設けられた側壁２６ｄには、同側壁２６ｄを補強する複数のリブ３１が形成されている。具体的には、側壁２６ｄには、プレス加工により、ケース２３の内側に突出する３本のリブ３１が形成されるとともに、これら各リブ３１は、側壁２６ｄの高さ方向に延設されている。そして、本実施形態では、これにより、その側壁２６ｄの変形を抑制する構成になっている。

また、図２に示すように、ケース２３には、ヒートシンク２１に係合する複数の爪部３２が設けられている。
詳述すると、図２〜図４及び図７に示すように、各爪部３２は、それぞれ、ケース２３の開口端２５から同ケース２３の高さ方向下側（図図中、下側）に向かって突出して形成されている。尚、本実施形態では、上記折り返し部３０の幅方向両側に位置する側壁２６ａ，２６ｂに、それぞれ２つの爪部３２が形成されている。一方、ヒートシンク２１には、これら各爪部３２に対応する複数の係合凹部３３が形成されている。具体的には、各係合凹部３３は、各爪部３２が設けられた側壁２６ａ，２６ｂに摺接するヒートシンク２１の各側面２７ａ，２７ｂに、それぞれ、二つずつ形成されている。そして、各係合凹部３３は、ヒートシンク２１の下面３４に開口するとともに、そのケース２３が取り付けられる方向に位置する上記載置面２４側には非開口となるように形成されている。

各爪部３２は、その先端が各係合凹部３３内に折り曲げられることにより、それぞれ、ヒートシンク２１に係合する。そして、本実施形態では、これにより、ヒートシンク２１とケース２３との嵌合状態を担保する構成となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電子制御装置１１は、基体としてのヒートシンク２１に固定された制御基板２２と、ヒートシンク２１に嵌合して開口端２５が閉塞されることにより制御基板２２の収容空間Ｘを形成するケース２３とを備える。そして、ケース２３には、開口端２５からケース２３内に折り返されてヒートシンク２１と弾力的に接触する折り返し部３０が形成される。

上記構成によれば、折り返し部３０の弾性力に基づいてケース２３内にヒートシンク２１を挟み込むことにより、そのヒートシンク２１とケース２３との嵌合状態を保持することができる。また、ケース２３内に配置された折り返し部３０が弾性変形することで、ケース２３の本体部分（各側壁２６ａ〜２６ｄ）は変形し難くなる。そして、その保持力として利用する折り返し部３０の弾性力は、ヒートシンク２１に押圧されることにより生ずる折り返し部３０の弾性変形量、即ち当該折り返し部３０の形状やケース２３内への折り返し角度等を調整することで、容易に設定することができる。従って、上記構成によれば、寸法公差の厳密な管理を行わなくとも、安定した保持力を発生させることができる。その結果、簡素な構成にて、容易且つ確実に、ヒートシンク２１に対してケース２３を取り付けることができるようになる。

（２）折り返し部３０は、ヒートシンク２１との接触部分が凸となるように湾曲して形成される。このような構成とすることで、圧入の際、引っ掛かることなくスムーズに折り返し部３０が弾性変形する。これにより、圧入時の荷重管理が容易になるとともに、その折り返し部３０が発生する弾性力をより安定なものとすることができる。そして、その圧入初期に接触する部分にテーパ面を形成する等、ヒートシンク２１側への加工も不要になる。その結果、より簡便且つ確実に、ヒートシンク２１に対してケース２３を取り付けることができるようになる。

（３）ケース２３の側壁２６ｄには、同側壁２６ｄを補強するリブ３１が形成される。これにより、ケース２３の変形を抑制することで、その公差管理が更に容易なものとなる。また、特に、折り返し部３０が設けられた側壁２６ｄを補強することで、その弾性力が安定化する。その結果、より容易且つ確実に、ヒートシンク２１に対してケース２３を取り付けることができるようになる。

（４）ケース２３には、ヒートシンク２１に係合する爪部３２が設けられている。これにより、そのヒートシンク２１とケース２３との嵌合状態を担保することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、本発明を、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成された車両用操舵装置１の電子制御装置１１に具体化した。しかし、これに限らず、例えば、伝達比可変装置等、車両用操舵装置に設けられたＥＰＳ以外の電子制御装置に適用してもよい。そして、車両用操舵装置以外に用いられる電子制御装置に適用してもよい。

・上記実施形態では、制御基板２２は、ヒートシンク２１を基体として、その一面に設定された載置面２４に固定されることとした。しかし、これに限らず、制御基板が固定されるものであってケースと嵌合可能な形状を有するものであれば、例えば、モータハウジング等、その他の構造体を基体とする構成であってもよい。

・上記実施形態では、折り返し部３０は、ヒートシンク２１との接触部分が凸となるように湾曲して形成されることとした。しかし、これに限らず、図８に示す折り返し部４０のように、開口端２５から直線的に折り返された形状であってもよい。

・上記実施形態では、折り返し部３０は、ヒートシンク２１との嵌合の際、奥行き方向に配置される一方の側壁２６ｄに形成されることとした。しかし、これに限らず、例えば、図９に示すように、対向する位置関係にある側壁２６ｃ、２６ｄにそれぞれ折り返し部３０を設け、これら二つの折り返し部３０の間にヒートシンク２１を挟み込むことで、その嵌合状態を保持する構成としてもよい。これにより、その寸法公差の管理が更に容易なものとなる。そして、更に、隣り合う複数の側壁、或いは全ての側壁に折り返し部３０を設ける等、その形成箇所及び数については、適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、ケース２３は、その開口端２５が嵌合するヒートシンク２１の形状（直方体状）に対応する略有底四角箱状に形成されることとした。しかし、これに限らず、ケース２３の形状については、その開口端が基体に嵌合して制御基板の収容室を形成するものであり、且つその密閉状態（開口端が閉塞された状態）を維持しつつ開口端に折り返し部を形成することが可能な形状であれば、例えば、開口形状が四角以外の多角形状であるもの等、どのようなものであってもよい。

・上記実施形態では、折り返し部３０が設けられた側壁２６ｄに高さ方向に延びる複数のリブ３１を形成することとした。しかし、これに限らず、折り返し部３０のないその他の側壁２６ａ〜２６ｃにもリブ３１を形成してもよい。そして、リブ３１の形状についても適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、折り返し部３０の幅方向両側に位置する側壁２６ａ，２６ｂに、それぞれ、開口端２５から突出する２つの爪部３２を形成することとした。しかし、基体としてのヒートシンク２１に係合して、当該ヒートシンク２１からのケース２３の脱離を防止することが可能であれば、爪部の形成位置、個数、及び基体との係合方法等、任意に変更してもよい。

１…車両用操舵装置、１１…電子制御装置、２１…ヒートシンク、２２…制御基板、２３…ケース、２４…載置面、２５…開口端、２６ａ〜２６ｄ…側壁、２７ａ〜２７ｄ…側面、３０，４０…折り返し部、３１…リブ、３２…爪部、３３…係合凹部、Ｘ…収容空間、Ｗ１，Ｄ１…長さ、Ｗ２，Ｄ２…距離、ΔＤ…差、α…突出量。

Claims (5)

1. 基体に固定された制御基板と、
   前記基体に嵌合して開口端が閉塞されることにより前記制御基板の収容空間を形成するケースと、を備え、
   前記ケースには、前記開口端からケース内に折り返されて前記基体と弾力的に接触する折り返し部が形成されること、を特徴とする電子制御装置。
2. 請求項１に記載の電子制御装置において、
   前記折り返し部は、前記基体との接触部分が凸となるように湾曲して形成されること、
   を特徴とする電子制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電子制御装置において、
   前記ケースの側壁には、該側壁を補強するリブが形成されること、
   を特徴とする電子制御装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電子制御装置において、
   前記ケースには、前記基体に係合する爪部が形成されること、
   を特徴とする電子制御装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電子制御装置を備えた車両用操舵装置。

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