(57)【要約】【課題】簡易な構成で、金属筐体とこれを覆う蓋体との間に放射ノイズを抑制するラビリンスを構成することができる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】操舵系に伝達する操舵補助力を発生する電動モータ１２と、該電動モータ１２を駆動制御する操舵補助制御手段１５とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記操舵補助制御手段１５を収容する底板部６５及びその周囲を囲繞する側板部６６とで形成された開放端面を有する金属製筐体６０と、該金属製筐体６０の開放端面を閉塞する蓋体７０とを備え、前記側板部６６の端面に段部６７が形成され、前記蓋体の外周部に前記段部６７に係合する周鍔部７２が形成されて放射ノイズを抑制するラビリンス８０を構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系に伝達する操舵補助力を発生する電動モータと、該電動モータを駆動制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記操舵補助制御手段を収容する底面部及びその周囲を囲繞する側面部とで形成された開放端面を有する金属製筐体と、該金属製筐体の開放端面を閉塞する蓋体とを備え、前記側面部の端面に段部が形成され、前記蓋体の外周部に前記段部に係合する周鍔部が形成されて電磁放射ノイズを抑制するラビリンスを構成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記段部と周鍔部との対向面間に無端状のシール部材を配設したことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記ラビリンス形状は、電磁放射ノイズの放射方向を周囲のノイズの影響を受ける部品の配置位置とは異なる方向となるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵系に伝達する操舵補助力を発生する電動モータと、該電動モータを駆動制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動パワーステアリング装置として、従来、金属ケースの上端を覆う金属カバーに金属ケースのカバー固定面を含む全周に亘って金属ケースの上端側に外側から係合するスカート部を設けることにより、金属筐体内部に設置された電気機器から発生する電磁ノイズの漏洩を効果的に防止するようにした車両搭載電気機器用金属筐体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、金属製の上ケースを形成する４辺の一方の平行な２辺を略直角に折り曲げた折り曲げ構造部とし、金属製の下ケースに折り曲げ構造部を収容する窪み状の窪み構造部とが設けられ、折り曲げ構造部と窪み構造部との勘合により放射ノイズの遮蔽機能を高めた高周波シールドケースも知られている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、シールドケースのシールドカバーと接触する部分に凹部を形成し、シールドカバー２にその凹部と勘合する凸部を形成して高周波用シールドケース構造も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９６１３４号公報（第１頁、図３、図４）
【特許文献２】特開２００５−１１９７５号公報（第１頁、図１、図２）
【特許文献３】特開平１０−３２２０７６号公報（第１頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、金属カバーの全周にスカート部を設けるようにしているので、金属ケースの側面より突出したカバー固定面に対応させてスカート部も突出形成しなければならず、金属カバーの加工を容易に行うことができず製造コストが嵩むと共に、スカート部と金属ケースの側面との密閉性を確保することが困難であり、電磁ノイズの遮蔽効率が低下するという未解決の課題がある。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、上ケースについては折り曲げ構造部を形成するだけで良いので、製作が容易であるが、下ケースについては折り曲げ構造部が勘合する窪み構造部を設ける必要があり、下ケースを容易に製造することができず製造コストが嵩むと共に、折り曲げ構造部と窪み構造部とを密閉状態に形成することが困難であり、電磁ノイズの遮蔽効率が低下するという未解決の課題がある。
【０００７】
さらに、上記特許文献３に記載の従来例にあっては、シールドケースのシールドカバーと接触する部分に凹部を形成し、シールドカバーにその凹部と勘合する凸部を形成するようにしているので、シールドケース及びシールドカバーの両者を容易に製造することができず製造コストが嵩むと共に、凹部を形成するシールドケースの厚みが厚くなるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、簡易な構成で、金属筐体とこれを覆う蓋体との間に放射ノイズを抑制するラビリンスを構成することが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している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に伝達する操舵補助力を発生する電動モータと、該電動モータを駆動制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記操舵補助制御手段を収容する底面部及びその周囲を囲繞する側面部とで形成された開放端面を有する金属製筐体と、該金属製筐体の開放端面を閉塞する蓋体とを備え、前記側面部の端面に段部が形成され、前記蓋体の外周部に前記段部に係合する周鍔部が形成されて電磁放射ノイズを抑制するラビリンスを構成したことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記段部と周鍔部との対向面間に無端状のシール部材を配設したことを特徴としている。
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、電磁放射ノイズの放射方向を周囲のノイズの影響を受ける部品の配置位置とは異なる方向となるように設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、金属筐体の側板部の端面位置に段部を形成し、この段部に蓋体の外周部に形成した周鍔部を係合させるだけの簡易な構成で、筐体内部に配設された電磁ノイズ源から放射される電磁放射ノイズを確実に抑制することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の全体構成図であって、図中、ＥＰＳは電動パワーステアリング装置である。
この電動パワーステアリング装置ＥＰＳ１は、コラム・アシスト方式の構成を有し、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００１２】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
【００１３】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する例えば直流モータで構成される電動モータ１２とを備えている。
操舵補助機構１０の具体的構成は、図２に示すように、入力軸２ａ及び出力軸２ｂの連結部がギヤハウジング５０に内蔵されてトーションバー５１によって連結されていると共に、出力軸２ｂの入力軸２ａとの対向端部に取付けられた減速ギヤ１１を構成するウォームホイール５２ａに電動モータ１２の出力軸１２ａに連結された減速ギヤ１１を構成するウォーム５２ｂが噛合されて出力軸２ｂに操舵補助力が伝達される。
【００１４】
操舵トルクセンサ３は、図２に示すように、ギヤハウジング５０に内蔵されたトーションバー５１の捩れ変位を軸方向の移動として変化させるスライダ５３と、このスライダ５３の移動変位に応じたアナログ電圧からなるトルク検出信号を出力するポテンショメータ５４とで構成されている。
そして、操舵トルクセンサ３及び車両の車速を検出する車速センサ１６の検出信号と、電動モータ１２のモータ電流検出値とが制御信号としてコントローラ１５に供給されると共に、このコントローラ１５にバッテリ１７からの駆動電力がイグニッションスイッチ１８、フューズ１９を介して供給されている。そして、コントローラ１５では、例えばマイクロコンピュータ６２によって、操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴと車速センサ１６で検出した車速Ｖとに基づいて図示しない操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値とモータ電流検出値との偏差を例えばＰＩＤ制御することにより、モータ電流指令値を算出する操舵補助制御処理を実行し、この操舵補助制御処理で算出したモータ電流指令値を複数のスイッチングトランジスタ（電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ等）を有するＨブリッジ回路又はインバータ回路で構成されるモータ駆動回路６３に供給し、このモータ駆動回路６３で電動モータ１２にモータ電流を出力する。
【００１５】
そして、ギヤハウジング５０の外側にコントローラ１５を内装する上端を開放した導電性を有する金属製の筐体６０が固定され、この筐体６０の上端が導電性を有する金属製の蓋体７０で閉塞されている。筐体６０は、コントローラ１５を構成する操舵補助制御処理を行うマイクロコンピュータ６２、複数のスイッチングトランジスタで構成されたＨブリッジ回路やインバータ回路を備えたモータ駆動回路６３等の電子部品を実装する基板６４を内装しており、図３に示すように、例えば方形の底面部としての底板部６５と、この底板部６５の周囲を囲繞する側面部としての側板部６６とで上端を開放した構成とされている。
ここで、側板部６６の上端面にはその外周面側の全周に亘って上端から下方に延長する切欠部が設けられて段部６７が形成されていると共に、図４に示すように、側板部６６の内周面の４隅とこれら間の中央部に蓋体７０を固定するネジ穴を穿設した厚肉の固定部６８が形成されている。
【００１６】
一方、蓋体７０は、図３に示すように、平坦な方形の上面板部７１と、この上面板部７１の周縁部から下方に延長して例えば溶接、ロー付け等によって一体に形成されるか又はプレス加工で一体に形成された前記筐体６０の段部６７に係合する周鍔部７２とで構成されている。ここで、周鍔部７２は、外周面が筐体５０の側板部６６の外周面と面一となり、内周面が筐体５０の側板部６６の段部６７を形成する外周面と係合する厚みに形成され、且つ上下方向の高さＨ２が筐体５０の段部６７の高さＨ１と略一致するように形成されている。さらに、蓋体７０の上面板部７１における筐体６０の固定部６８のネジ穴に対応する位置に固定ネジ７３を挿通する透孔７４が形成されている。
【００１７】
そして、筐体６０内にマイクロコンピュータ６２、モータ駆動回路６３等を実装した基板６４を内装した状態で、筐体６０の上面に蓋体７０をその周鍔部７２が筐体６０の段部６７に係合するように装着し、この状態で、蓋体７０の上面板部７１に形成した透孔７４に固定ネジ７３を挿通させて筐体６０の固定部６８に穿設されたネジ穴に螺合させて締付けることにより、筐体６０と蓋体７０とが一体に固定されている。このため、筐体６０に蓋体７０を装着した状態では、筐体６０の内側から見ると、側板部６６の上端面と蓋体７０の上面板部７１との隙間、側板部６６の段部６７を形成する外周側面と蓋体７０の周鍔部７２の内周面との隙間及び側板部６６の段部６７を形成する上面と蓋体７０の周鍔部７２の下端面との隙間とで図３で見てクランク状のラビリンス８０が形成され、このラビリンス８０によって、スイッチングトランジスタを含んで構成されるモータ駆動回路６３から発生される電磁放射ノイズを低減することができる。すなわち、電磁放射ノイズは、図５に示すように、導電体によって、光と同様の反射を起こすため、図６に示すように、筐体６０の上端面を単に蓋体７０を覆う場合には、筐体６０と蓋体７０の下端面と接合面を完全密閉すれば電磁放射ノイズを閉じ込めることができるが、通常の蓋構造では筐体６０と蓋体７０との接合面に隙間が生じることは避けられず電磁放射ノイズが外部に放射されてラジオ雑音等の発生原因となるが、上述したようにラビリンス８０を設けることにより、モータ駆動回路６３から放射される電磁放射ノイズの反射を多数回繰り返すことにより、電磁放射ノイズが徐々に減衰して、外部への電磁放射ノイズの放射量を大幅に低減させることができる。
【００１８】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
先ず、運転者がイグニッションスイッチ１８をオン状態とすることにより、コントローラ１５に電源が投入されることにより、マイクロコンピュータ６２で操舵補助制御処理が実行されて、操舵トルクセンサ３で検出した運転者からステアリングホイール１に伝達される操舵トルクと車速センサ１６で検出した車速とに基づいて操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値とモータ電流検出値との偏差をＰＩＤ制御することにより、モータ電流指令値を算出する。そして、算出したモータ電流指令値をモータ駆動回路６３に出力することにより、電動モータ１２を駆動制御して、ステアリングホイール１に伝達される操舵トルクに応じた最適な操舵補助力を発生し、発生した操舵補助力を、減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２の出力軸２ｂに伝達して軽い操舵を可能とする。
【００１９】
このように、コントローラ１５で操舵補助制御処理を行って、モータ駆動回路６３から電動モータ１２を駆動するモータ電流を出力することにより、操舵補助力を発生させることができるものであるが、このとき、モータ駆動回路６３では、電動モータが直流モータである場合にはＨブリッジ回路、ブラシレスモータ等の交流モータである場合にはインバータ回路が適用され、何れにもしてもスイッチングトランジスタをスイッチング動作させるので、このスイッチング動作に伴って電磁放射ノイズが発生される。
【００２０】
このモータ駆動回路６３から発生される電磁放射ノイズは、筐体６０と蓋体７０との接合部から外部に漏洩されるが、本実施形態では、筐体６０と蓋体７０との接合部は、筐体６０に形成された段部６７に蓋体７０の周鍔部７２が係合して、クランク状のラビリンス８０が形成された構造とされているので、上述したように、外部に漏洩しようとする電磁放射ノイズがラビリンス８０を形成する筐体６０及び蓋体７０の導電体対向面によって多数回反射されて減衰され、最終的に筐体６０の段部６７上面と蓋体７０の周鍔部７２の下面との接合面から出射される電磁放射ノイズは図３に示すように下斜め方向に低放射量で出射されることになり、ラジオ雑音等の発生原因となることを確実に抑制することができる。
【００２１】
このとき、筐体６０及び蓋体７０から出射される電磁放射ノイズの出射方向をラジオ雑音の影響を受ける音響機器等の電子部品に直接達することがないように筐体６０のギヤハウジング５０への取付位置を選択することにより、よりラジオ雑音を低減することができる。
また、上記第１の実施形態では、筐体６０の側板部６６の上端外周面に段部６７を形成し、この段部６７に蓋体７０の周鍔部７２を係合させるだけラビリンス８０が形成されるので、筐体６０及び蓋体７０を容易に形成することができ、製造コストを低減することができる。
【００２２】
さらに、上記第１の実施形態では、筐体６０と蓋体７０との固定を、筐体６０の内周面に形成した固定部６８のネジ穴に蓋体７０に形成した透孔７４に固定ネジ７３を挿通させて固定するので、筐体６０及び蓋体７０の側面に両者の固定のための突出部が形成されることがなく、筐体６０及び蓋体７０の接合面から放射される電磁放射ノイズの放射方向を各側面で同一方向とすることができ、電磁放射ノイズの放射方向を正確に管理することができる。
【００２３】
なお、上記第１の実施形態においては、筐体６０と蓋体７０とで形成されるラビリンス８０に防水機能を付与しない場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図７に示すように、筐体５０の側板部６６の段部６７を形成する外周面と蓋体７０の周鍔部７２の内周面との間の隙間にＯリング等の防水シール材８２を設けて、外部から筐体５０内への水の侵入を防止する防水機能を付加するようにしてもよい。この場合、防水シール材８２の設置位置は、側板部６６の段部６７を形成する外周面と蓋体７０の周鍔部７２の内周面との間の隙間に限らず、図７で一点鎖線図示の角部に設ける外、ラビリンス８０内の任意の位置に防水シール材８２を設けるようにしてもよい。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態を図８について説明する。
この第２の実施形態は、図８に示すように、外部に放射される電磁放射ノイズの放射方向を斜め上方となるように変更したものである。
すなわち、第２の実施形態では、図８に示すように、筐体６０における側板部６６の上端側の内周面に上端側から切欠して段部９０を形成し、この段部９０に係合するように、蓋体７０の周鍔部７２を上面板部７１より上方に突出形成し、筐体６０の段部９０に蓋体７０の周鍔部７２を係合させることにより、筐体６０の段部９０を形成する上面と蓋体７０の上面板部７１との間の隙間及び筐体６０の段部９０を形成する内周面と蓋体７０の周鍔部７２の外周面との隙間とで、Ｌ字状のラビリンス９１を形成することを除いては上述した第１の実施形態と同様の構成を有する。
【００２５】
この第２の実施形態によると、筐体６０の内周面側に設けた段部９０と蓋体７０の上面側に形成した周鍔部７２とでラビリンス９１を形成したので、モータ駆動回路６３から放射される電磁放射ノイズが外部に漏洩することを低減することができると共に、外部に漏洩する電磁放射ノイズの放射方向を斜め上方とすることができ、前述した第１の実施形態としたときに音響機器等の電子部品にラジオ雑音として影響が避けられないときに、第２の実施形態を採用することにより、電磁放射ノイズの放射方向が変更されることになり、音響機器等に対するラジオ雑音の影響を回避することができる。
【００２６】
なお、上記第２の実施形態のように、電磁放射ノイズの放射方向を任意に設定することにより、音響機器等の電子部品へのラジオ雑音の影響を軽減させる場合には、図９に示すように、筐体６０に段部６７又は９０を形成することなく、蓋体７０の周鍔部７２が筐体６０の側板部６６の外周面と係合するように形成して、Ｌ字状のラビリンス９５を形成し、電磁放射ノイズの放射方向を斜め下側とするようにしてもよい。
【００２７】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、蓋体７０の周鍔部７２の形成方法については説明しなかったが、上面板部７１に対して周鍔部７２を溶接して一体化させたり、プレスの絞り加工によって周鍔部７２を一体に形成したりするようにしてもよい。
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、ギヤハウジング５０の電動モータ１２と直交する方向に筐体６０を固定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ギヤハウジング５０に電動モータ１２と同一方向に並設して筐体６０を固定するようにしてもよく、ギヤハウジング５０への筐体６０の取付位置は任意に設定することができる。
【００２８】
さらに、上記各実施形態においては、操舵トルクセンサ３としてポテンショメータを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、任意の構成のトルクセンサを適用することができ、同様に、コントローラ１５としてもマイクロコンピュータ６２とモータ駆動回路６３とで構成する場合に限らず、マイクロコンピュータ６２に代えてハードウェア構成の演算処理部を設けるようにしてもよい。
【００２９】
さらにまた、上記各実施形態においては、筐体６０を独立して形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ギヤハウジング５０等に一体に筐体６０を形成し、これに蓋体７０を係合させるようにしてもよい。
なおさらに、上記各実施形態においては、ギヤハウジング５０上に筐体６０を固定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、筐体６０をギヤハウジング５０以外のハウジングに固定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】第１の実施形態における操舵補助機構部の詳細を示す拡大断面図である。
【図３】第１の実施形態における筐体及び蓋体をその接合状態を拡大して示す断面図である。
【図４】筐体の固定部を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】電磁放射ノイズの反射特性を説明する説明図である。
【図６】従来の筐体と蓋体との接合状態を示す断面図である。
【図７】第１の実施形態の変形例を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す図３に対応する断面図である。
【図９】第２の実施形態の変形例を示す図３に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２ａ…入力軸、２ｂ…出力軸、３…操舵トルクセンサ、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、５０…ギヤハウジング、６０…筐体、６２…マイクロコンピュータ、６３…モータ駆動回路、６４…基板、６５…底板部、６６…側板部、６７…段部、６８…固定部、７０…蓋体、７１…上面板部、７２…周鍔部、８０…ラビリンス、８５…防水シール部、９０…段部、９１…ラビリンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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