JP4919068B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

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り、特に電動パワーステアリング装置のコントロールユニットの構造に関するものでる。

近年の車両の多くには、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置が装備されている。例えばコラムタイプの電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラムの一部が減速ギアボックスにより構成され、この減速ギアボックスに電動モータが取り付けられている。そして、電動モータを、コントロールユニット（ＥＣＵ）により制御するようになっている。

コントロールユニットはＣＰＵ等の電子回路を収容しており、ユニット内部への水の浸入を防ぐ必要がある。そのために、例えば、ステアリングコラムの外周を伝ってコントロールユニットに流れる水滴を、シールド部材で堰き止める技術（特許文献１）や、傾斜状の受け部で下側へ流す技術（特許文献２）が提案されている。
特開２００３−６３４２６号公報 特開２００６−１０３５６７号公報

しかしながら、コントロールユニットには、ステアリングコラムの外周を伝う経路以外からも水が浸入する可能性があり（例えば、パワーステアリング装置が車両のダッシュボード近辺に配置された場合は、エアコンのハーネス等から結露して発生した水滴がコントロールユニットに滴下することも考えられる）、このような場合、上記特許文献１や特許文献２に開示された技術を採用しても、ユニット内部への水の進入を防止できない虞がある。また、一方で、コントロールユニットに、防水コーティングや厳重な防水シール構造を採用した場合、パワーステアリング装置の製造コストが高くなる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、安価な構成でコントロールユニットへの流体の浸入を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明においては、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動モータと、前記電動モータの駆動を制御する電子回路を有するコントロールユニットと、を備え、前記コントロールユニットは、ケースと該ケースに嵌合するカバーとにより前記電子回路を収容し、前記ケースと前記カバーの各嵌合面の一方または双方に溝が形成されている電動パワーステアリング装置を構成したものである。

この構成によれば、ケースとカバーの嵌合面に溝が形成されているので、コントロールユニットに水（流体一般を含むが、ここでは典型例として水とする）が滴下し、ケースとカバーの嵌合面の間から水が侵入したとしても、溝の中に侵入した水が溜まることになる。これにより、コントロールユニット内部への水の侵入を防止できる。すなわち溝は止水溝として機能する。また、溝は例えば切削加工等により容易かつ安価に形成できるので、電動パワーステアリング装置の製造コストを抑えることもできる。

尚、ここで、「前記ケースと前記カバーの各嵌合面の一方または双方に溝が形成されている」とは、例えば、ケース表面上であってカバーと嵌合する面（以下、ケース側嵌合面ともいう）に溝がある場合、カバー表面上であってケースと嵌合する面（以下、カバー側嵌合面ともいう）に溝がある場合、ケース側嵌合面およびカバー側嵌合面双方に溝がある場合を含む。

また、上記電動パワーステアリング装置において、前記溝は、前記ケースの表面に１または複数列刻設されており、前記カバーは、前記１または複数列の溝を覆うようにして前記ケースと嵌合しているように構成してもよい。

この構成によれば、ケース表面上に形成された列状の溝により水の浸入を好適に防止することができる。溝が複数列ある場合は、水の浸入を一つの溝ごとに止めることができるので、止水効果がさらに高まる。

また、上記電動パワーステアリング装置において、前記溝は、前記ケースの２つの外周面に渡って連続して形成されているように構成しても良い。

これにより、水の浸入を２つの外周面で防止できる。また、侵入した水を２つの外周面の一方から他方の面へと導出することもできる。

また、前記ステアリング系は、電動モータから操舵補助トルクが伝達されるステアリング軸を有し、前記ケースは、前記ステアリング軸に対して略垂直な第一の面と、略鉛直方向上方を向く第二の面とを有し、前記溝は、前記第一の面または第二の面の少なくとも一方の面に形成されているように構成しても良い。

この構成によれば、第一の面はステアリング軸を伝って水が滴下しやすく、第二の面はコントロールユニットの略鉛直上に設置される車両部品からの水が滴下しやすいから、少なくともこれらの面に溝が形成されることで、水の浸入を好適に防止することができる。

本発明によれば、安価な構成でコントロールユニットへの水の浸入を抑制できる電動パワーステアリング装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置について以下の順番で説明する。
１．電動パワーステアリング装置の全体構成
２．電動パワーステアリング装置のコントロールユニットの構成
３．電動パワーステアリング装置の変形例
尚、各図面において、同一の部品には同一の符号を付している。

１．電動パワーステアリング装置の全体構成：
まず、図１を用いて、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成の概要を説
明する。

電動パワーステアリング装置は、ハンドル１に接続されたステアリング軸（図示せず）、このステアリング軸を回動自在に支持するステアリングコラム２、ステアリング軸に補助操舵トルクを付与する電動モータ２０、電動モータ２０を制御するコントロールユニット（以下、ＥＣＵともいう）３０等を備えている。

ステアリングコラム２の内部に配置されるステアリング軸は、ユニバーサルジョイント４ａ・４ｂ及びピニオンラック機構５等を介して、走行車両のタイロッド６に連結されている。ステアリング軸には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、電動モータ２０は、減速ギア３を介してステアリング軸に接続されている。

電動モータ２０を制御するＥＣＵ３０には、バッテリ１４からイグニションキー１１及びリレー１３を経て電力が供給される。ＥＣＵ３０は、電子回路（図示せず）を収容している。かかる電子回路は、ＣＰＵ、入出力等の周辺回路およびＲＡＭやＲＯＭ等のメモリを備えものであり、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１２で検出された車速Ｖに基づいて、アシスト指令の操舵補助指令値の演算を行ない、演算された操舵補助指令値に基づいて電動モータ２０に供給する電流を制御する。

次に、図２を用いて、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置のＥＣＵ３０の近傍部分の構成について説明する。

電動パワーステアリング装置のステアリングコラム２は、図２に示すように、ハンドル側の部分がタイヤ側の部分よりも鉛直方向上方に位置するように斜めに傾斜した姿勢で車室内（本実施形態では、ダッシュボード近辺）に配置される。電動モータ２０及びＥＣＵ３０は、バスバー（図示せず）を介して電気的に接続されステアリングコラム２の下部に一体的に固定されている。このため、ステアリングコラム２の上部はＥＣＵ３０よりも鉛直方向上方に配置されることとなり、ステアリングコラム２の上部に水滴が付着した場合には、この水滴がステアリングコラム２を伝って下方のＥＣＵ３０側へ移動することとなる。この場合、ＥＣＵ３０の面３０ａ（ステアリング軸に対して略垂直な面）から水がＥＣＵ内部に侵入しやすい。またＥＣＵ３０の略鉛直上には図示しないエアコンのハーネス等が配置されている。このため、エアコンのハーネス等から結露して水滴が発生した場合にはＥＣＵ３０に滴下することも考えられる。この場合ＥＣＵ３０の面３０ｂ（略鉛直方向上方を向く面）から水がＥＣＵ内部に浸入しやすい。以下、ＥＣＵ３０内部への水の侵入を抑制する構成につき、詳細に説明する。

２．電動パワーステアリング装置のコントロールユニットの構成：
本実施の形態に係るＥＣＵ３０の構成を図３から図６を用いて説明する。これら図面において、ＥＣＵ３０は、発明の要部を中心に概略的に示されており、例えば、ＥＣＵ３０の内部の電子回路を搭載するボードや、この電子回路を電動モータと電気的に接続する接続端子等は従来の構成と同様であり、ここでは図示せず説明は省略する。

図３は、本実施の形態に係るＥＣＵ３０の分解斜視図である。図３に示すように、ＥＣＵ３０は、ケース３２とカバー３４とが嵌合して、上述した電子回路を搭載するボードやこれらの接続端子等（図示せず）を密閉収容するようになっている。ケース３２とカバー３４とが嵌合した状態では、ＥＣＵ３０は、略直方体形状となる。

ケース３２は、箱状形状であり、一面が開口面となっている。そして、この開口面に隣接する４つの外周面（カバー３４との嵌合面）の表面すべてに溝３６が刻設されている。カバー３４は、ケース３２の開口面を覆う蓋状の形状をしており、カバー３４がケース３２と嵌合した状態で、ケース３２の開口面が塞がれるようになっている。これにより、ＥＣＵ３０内部の電子回路等が封止される。上述したようにＥＣＵ３０に到達した水は、ＥＣＵ３０の面３０ａまたは面３０ｂから内部に侵入しやすいが、溝３６が形成されていることで、この水の浸入を防止できる。

この溝３６につき、図４から図６を用いて詳細に説明する。図４は、説明の便宜のため、図３の分解斜視図のケース３２およびカバー３４の角部を除いた状態を模式的に示した模式図である。図５（Ａ）は、図４の点線で囲んだケース３２およびカバー３４の要部断面を示す分解斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるケース３２とカバー３４とが嵌合した状態を示す斜視図である。図６は、図３の点線で囲んだケース３２の角部を示す斜視図である。

図５（Ａ）に示すように、ケース３２の表面には、溝３６が列状に３本刻設されている。溝３６は、ケース３２を厚み方向に略平行に切削することで設けられ、断面は凹状となっている。そして、カバー３４が、図５（Ｂ）に示すように、３列の溝３６を覆うようにしてケース３２と嵌合するようになっている。

ここで、溝３６は、ＥＣＵ３０に侵入する水を抑制する止水溝として機能する。例えば、ＥＣＵ３０の略鉛直上に設置される車両部品からの水滴が、ＥＣＵ３０の面３０ｂに滴下した場合、この水は、図５（Ｂ）のＡの方向でケース３２とカバー３４との嵌合面の隙間からＥＣＵ内部に侵入する。しかし、この侵入した水は、図５（Ｂ）に模式的に示すように、溝３６に滴下し、これ以上ＥＣＵ３０の内部に進入することはない。すなわち溝３６は、止水溝として機能することになる。さらに、本実施形態においては、溝３６は水の進入方向に対して略垂直に複数列（ここでは３列）設けられているので、たとえ一列目の溝３６を超えて水が内部に侵入したとしても、次の溝３６にて水の浸入を防止でき、止水効果がより高くなっている。

溝３６は、ケース３２の外周面（カバー３４との嵌合面）すべてに刻設されており、それぞれの外周面に刻設された溝３６は、図６に示すように、ケース３２の角部において一方の面から他方の面へと連通するようになっている。ケース３２の外周面すべてに溝が刻設されていることで、水が滴下しやすいＥＣＵ３０の面３０ａおよび３０ｂからの水の浸入を防止できるのみならず、ＥＣＵ３０の搭載位置の変更（例えば、チルト機構等の搭載によってステアリング軸の角度が変更される等）に基づく水滴の滴下位置の変更にも対応できる。また、溝３６は、外周面の一方の面から他方の面に連通して設けられているから、一方の面の溝３６に溜まった水を他方の面の溝３６に導出することができる。これにより一方の面の溝にのみ水が溜まり、その水が溢れてＥＣＵ３０の内部に水が浸入してしまうことを防止できる。

尚、溝３６は、ケース３２の形成の際に、表面を切削加工する等して容易かつコストをかけずに作成することができる。

３．電動パワーステアリング装置の変形例：
以上本発明の実施形態を示したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な態様での実施が可能である。例えば以下のような変形例が可能である。

上記実施形態においては、溝３６は、ケース３２を厚み方向に略平行に切削することで設けられ断面は凹状となっているが、止水溝としての機能を有する限り（すなわち水を留めるのに十分な容積を有する限り）様々な態様をとることが可能である。例えば、図７に示すようにケース３２を厚み方向斜めに切削することで溝３８を形成してもよいし、また、断面形状も凹状にかぎられず、Ｖ字型、Ｕ字型等にすることができる。また、溝は、列状に刻設することが止水溝としての機能を有効に発揮するためには好ましいが、列状以外にも例えば、外周面上に複数の空隙（例えば丸孔）からなる溝を一列に点在させて、全体として止水溝としての機能を発揮させるように構成してもよい。

また、上記実施形態においては、溝３６をケース３２側に設ける例を示したが、カバー３４に溝を設けてもよい。また、ケース３２及びカバー３４双方に溝を設けるようにしても良い。この場合ケース３２とカバー３４とに交互に複数の溝を刻設するようにすれば、より止水効果が高まる。

本発明の実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置の構成概要を示す図 同実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置のＥＣＵ近傍を示す斜視図 同実施の形態にかかるＥＣＵの分解斜視図 同実施の形態にかかるＥＣＵの要部を説明するための模式図 同実施の形態にかかるＥＣＵの要部断面を示す斜視図 同実施の形態にかかるＥＣＵの要部を示す斜視図 同実施の形態の変形例にかかるＥＣＵの要部を示す斜視図

符号の説明

１ ……ハンドル
２ ……ステアリングコラム
３ ……減速ギア
４ａ……ユニバーサルジョイント
４ｂ……ユニバーサルジョイント
５ ……ピニオンラック機構
６ ……タイヤロッド
１０……トルクセンサ
１１……イグニッションキー
１２……車速センサ
１３……リレー
１４……バッテリ
２０……電動モータ
３０……コントロールユニット（ＥＣＵ）
３２……ケース
３４……カバー
３６……溝
３８……溝

Claims (3)

1. 車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動モータと、
   前記電動モータの駆動を制御する電子回路を有するコントロールユニットと、
   を備え、
   前記コントロールユニットは、ケースと該ケースに嵌合するカバーとにより前記電子回路を収容し、
   前記ケースと前記カバーの各嵌合面の一方または双方に溝が形成されており、
   前記溝は、前記ケースの少なくとも２つの外周面に渡って連続して形成されており、
   前記ステアリング系は、前記電動モータから操舵補助トルクが伝達されるステアリング軸を有し、
   前記ケースは、前記ステアリング軸に対して略垂直な第一の面と、略鉛直方向上方を向く第二の面とを有し、
   前記溝は、前記ケースの少なくとも前記第一の面および第二の面に形成されている、
   電動パワーステアリング装置。
2. 前記溝が、複数列刻設されており、前記カバーは、前記複数列の溝を覆うようにして前記ケースと嵌合している、
   請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記溝は、前記ケースの外周面すべてに刻設されている、
   請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。

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