(57)【要約】      （修正有）【課題】電動パワーステアリング装置の作動音低減を低コストで実現すると共に、簡易な構成で吸音材の固定の信頼性を向上すること。【解決手段】電動パワーステアリング装置は、胴部１３を有する電動モータ１０と、電動モータ１０を制御する制御装置３１と、制御装置３１を収納する筐体３２と、筐体３２を保護する保護カバー３３と、制御装置３１と筐体３２と保護カバー３３からなる制御装置３０からなり、電動モータ１０のフランジ部１６に、制御装置３０を固定すると同時に、胴部１３と保護カバー３３の間に吸音材６０を装着したものである。【選択図】図３
2016150669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、減速ギヤボックス内に格納され前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステアリングシャフトに前記減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータとを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記減速ギヤボックスに制御ユニットが装着され、前記制御ユニットは、前記電動モータの駆動指令値を演算する指令値演算部を実装した制御基板と、前記指令値演算部からの駆動指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するパワーモジュールを実装したパワーモジュール基板とを少なくとも含み、前記パワーモジュール基板と前記制御基板を囲繞する合成樹脂フレームと、前記合成樹脂フレームと嵌めあわされる保護カバーから成り、前記保護カバーは前記電動モータ側に向けて配置され、前記保護カバーと前記電動モータの胴部の間に弾性体を挟む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】
前記電動モータと前記制御装置を一定の間隔に固定し、弾性体の厚みを変化させることで弾性体の剛性を変化させて、振動の減衰を変化させる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
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、操舵補助トルクの発生源として電動モータを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用操舵系において、油圧式や電動式のパワーステアリング装置が実用化されている（特許文献１参照。）。そして近年では、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータで補助操舵トルクを発生し、この補助操舵トルクをステアリング軸に伝達する電動パワーステアリング装置も普及している。
【０００３】
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ギヤボックスで構成され、このギヤボックスに電動モータ及びＥＣＵ（制御装置）が取り付けられている。電動モータの回転は、制御装置によって制御され、ギヤボックスに収納された例えばウォーム減速機構により減速された後、ステアリング軸に伝達される。
【０００４】
ところで、操舵に伴い、電動パワーステアリング装置では、電動モータや減速機構から作動音が発生する。近年においては、ハイブリッド車を始めとして車両の静粛性が高く、電動パワーステアリング装置の作動音低減の要求も高まっている。しかし、電動パワーステアリング装置の作動音の低減のために、モータ制御技術や減速機構の精度を向上しようとすると、部品のコストアップを招いてしまう。
【０００５】
そこで、低コストで作動音を低減する構造として、例えば特許文献１に記載のものが提案されている。この構造は、制御装置のカバーが振動しモータ振動による騒音が増幅してしまうのを、制御装置の本体の中央部にカバーに向けた突起を設けて、その突起の先端でカバーを押してカバーの振動を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−３６６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電動パワーステアリング装置のモータの回転数は、ハンドルの操舵回転速度に依存し一定の回転とはならない。また、電動パワーステアリング装置が搭載される車両の取付状況によって、電動パワーステアリング装置の支持剛性が異なることから、モータ振動との共振点も一定にはならない。したがって、発生する制御装置のカバーの振動周波数は必ずしも一定ではなく、搭載する車両の取り付け状態に応じて振動抑制に対するチューニングが要求される。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、電動パワーステアリング装置の作動音低減を低コストで実現すると共に、簡易な構成で吸音材の固定の信頼性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するために、操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、減速ギヤボックス内に格納され前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステアリングシャフトに前記減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータとを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記減速ギヤボックスに制御ユニットが装着され、前記制御ユニットは、前記電動モータの駆動指令値を演算する指令値演算部を実装した制御基板と、前記指令値演算部からの駆動指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するパワーモジュールを実装したパワーモジュール基板とを少なくとも含み、前記パワーモジュール基板と前記制御基板を囲繞する合成樹脂フレームと、前記合成樹脂フレームと嵌めあわされる保護カバーから成り、前記保護カバーは前記電動モータ側に向けて配置され、前記保護カバーと前記電動モータの胴部の間に弾性体を挟むことを特徴としている。
【００１０】
また、前記電動モータと前記制御装置を一定の間隔に固定し、弾性体の厚みを変化させることで弾性体の剛性を変化させて、振動の減衰を変化させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電動パワーステアリング装置の作動音低減を低コストで実現でき、さらには吸音材を簡易な構成で固定でき、その組み立て性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置まわりの構造を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置まわりの構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を用いて、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説明する。
【００１４】
図１に示すように、実施形態に係るコラム式の電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２に印加された操舵トルクに応じて駆動される電動モータ１０と、電動モータ１０による補助操舵トルクをステアリング軸３に伝達するウォーム減速機構２０と、電動モータ１０を制御する制御装置（制御ユニット）３０と、を備えている。ウォーム減速機構２０は、ステアリングコラムの一部であるギヤボックス５０に収納され、このギヤボックス５０の側面に、電動モータ１０及び制御装置３０が隣接して取り付けられている。
【００１５】
ステアリング軸３は、入力軸３ａ、アッパー側出力軸３ｂ及びロア側出力軸３ｃで構成されている。入力軸３ａは、上端がステアリングホイール２に固定され、下端が図示省略したトーションバーを介してアッパー側出力軸３ｂの上端に連結されている。アッパー側出力軸３ｂの下端は、ユニバーサルジョイント４ａを介してロア側出力軸３ｃに連結され、ロア側出力軸３ｃが、ユニバーサルジョイント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。
【００１６】
運転者によってステアリングホイール２が操舵されてトーションバーがねじれると、このねじれに基づいて、図示省略したトルクセンサがステアリングホイール２に印加された操舵トルクを検知する。制御装置３０は、トルクセンサが検知した操舵トルクや車速センサからの車速に基づいて、電動モータ１０による補助操舵トルク（アシストトルク）を演算し、この演算した補助操舵トルクを発生するように電動モータ１０を駆動する。これにより、電動モータ１０からの補助操舵トルクが、ギヤボックス５０に収納されたウォーム減速機構２０を介してアッパー側出力軸３ｂに付与され、運転者の操舵トルクが補助される。
【００１７】
次に、図２ないし図３を参照して、電動モータ１０、ウォーム減速機構２０及び制御装置３０について詳述する。
【００１８】
電動モータ１０は、ロータ及びステータコア等のモータ主要部を収容する有底円筒状のモータハウジング１１を有している。モータハウジング１１は、円筒状の外周面を有する胴部１３と、胴部１３の一端を閉塞する底部１４と、胴部１３の開口端から径方向外側に延在するフランジ部１５と、を有している。フランジ部１５は、板状のフランジ１６にネジ１７で固定されている。フランジ１６は、ウォーム減速機構２０を収納するギヤボックス５０（図１参照）のフランジ部５１に、ボルト１８，１８により電動モータ１０の軸心を挟む二箇所が固定されるようになっている。
【００１９】
ウォーム減速機構２０は、ウォーム２１と、ウォーム２１に噛合するウォームホイール２２と、を有している。ウォーム２１は、電動モータ１０の出力軸にスプライン結合又はセレーション結合される。なお、図示省略したが、電動モータ１０の出力軸は、フランジ１６から外側に突出している。ウォームホイール２２の軸心にはアッパー側出力軸３ｂが連結されており、電動モータ１０の出力軸の回転がウォーム減速機構２０で減速されてアッパー側出力軸３ｂに伝達されるようになっている。なお、他の実施態様では、減速機構としてウォーム減速機構２０以外のものを用いてもよい。
【００２０】
制御装置３０は、電動モータ１０の駆動指令値を演算する指令値演算部を実装した制御基板と、指令値演算部からの駆動指令値に基づいて電動モータ１０を駆動制御するパワーモジュールを実装したパワーモジュール基板とを少なくとも含む電子制御基板３１と、電子制御基板３１を内部に収納するＥＣＵ筐体（合成樹脂フレーム）３２と、ＥＣＵ筐体３２に嵌め合わされる保護カバー３３を有している。
【００２１】
ＥＣＵ筐体３２は、全体として縦長の箱型形状からなり、底部４１からフランジ部１６に向けて設けられた固定部４２に、フランジ部１６と固定部４２を重ねて、ボルト１８，１８により電動モータ１０の軸心を挟む二箇所が固定されるようになっている。
【００２２】
次に、吸音材６０について詳述する。
【００２３】
吸音材６０は、胴部１３と保護カバー３３の間に挟まれて固定される。ボルト１９，１９により電動モータ１０の軸心を挟む二箇所が固定されることで、電動モータ１０と保護カバー４２の隙間の最も狭い部位が圧縮されて、吸音材６０は保護カバー３３を押し付ける。これにより、電動モータ１０のフランジ部１６に、制御装置３０を固定すると同時に、胴部１３と保護カバー３３の間に吸音材６０を装着することができ、吸音材６０が抜け出すことを防止できる。
【００２４】
吸音材６０が発生するモータ音（作動音）を吸収すると共に、吸音材６０が保護カバー３３を押し付ける。主に、吸音材６０は、電磁加振力によるステータコアの振動を吸収して、電動モータ１０外への音の伝播を抑制すると共に、保護カバー３３の振動を減衰させる。
【００２５】
吸音材６０の厚さは、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下のものを使用すると好適である。発泡体の厚さが２ｍｍ未満であると吸音効果が充分に得られないことがあり、発泡体の厚さが３０ｍｍを超えるとコストが比較的高くなり、好ましくないからである。本実施形態においては、一様な厚さを有する吸音材６０を採用している。なお、車両の種類や、電動モータ１０の種類によって発生する作動音が異なるので、吸音材６０の種類、厚み、容積又は材料は、吸音対象であるモータ音の周波数帯に合わせて選定すればよい。また、発泡体は軽量であり、電気絶縁性にも優れ、適切な充填剤の配合により所望の熱伝導性を持たせることが出来る。
【００２６】
吸音材６０は発泡樹脂からなり、発泡プラスチック、プラスチックフォーム、セルラープラスチック、プラスチック発泡体、樹脂フォーム、樹脂発泡体、高分子発泡体、海綿状プラスチックとも称されるもので構成され、樹脂組成中に泡状、多孔質状の空間が分散されているものである。なお、泡状の部分、多孔質状の空間は、気体等が充填されている必要は無いが、気体と仮定すれば、発泡樹脂は気体と樹脂との分散系の物質ともいえるものである。
【００２７】
発泡樹脂の樹脂部分の材質としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ユリア樹脂、ポリイミド、ポリアミド、メラミン樹脂、シリコン樹脂等が使用できる。これらの中でも、シリコン樹脂が、耐熱性、耐寒性、耐久性、難燃性にも優れており好適に使用できる。好ましくは、所定の位置へ装着された（ダイキャストカバーとカバー所定の位置に取り付けられた状態＝多少圧縮されている状態）状態での発泡倍率（発泡による体積の増加率）が１．０５〜１０となるように調整されていることが好ましい。また、電気絶縁性を保ちながら、熱伝導性を向上させるために、炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化珪素、マグネシア、アルミナ、チタニア、等の電気絶縁性の伝熱充填剤を用いることができる。好ましくは、窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化珪素、アルミナを使用する。
【００２８】
更に、発泡倍率が高いと伝熱性が低くなるため、これら伝熱充填剤を用いる場合は、発泡倍率を１．０５〜５とすることが好ましい。また、伝熱充填剤は樹脂１００重量部に対して、５０重量部以下の添加とすることが好ましい。伝熱充填剤は樹脂強度を高める機能も有するが、過剰であると発泡樹脂の硬度が高くなり、弾性が損なわれることがある。
【００２９】
以上のように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１によれば、吸音材６０が設けられているので、電動モータ１０によって発生した作動音を吸収できる。よって、モータ制御のための高価な制御ソフトや、精密な部品を用いることなく、低コストで作動音を低減できる。また、電動モータ１０の近傍にあるＥＣＵ筐体３２を有効に利用して吸音材６０を固定できる。これにより、簡易な構成で組み立て性を向上することができると共に、部品コストを従来のままとすることができる。
【００３０】
なお、吸音材６０を保護カバー３３または胴部１３に固定する際に、両面テープ、接着剤（粘着剤）、リブなどを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  電動パワーステアリング装置
３  ステアリング軸
１０  電動モータ
１１  モータハウジング
１３  胴部
２０  ウォーム減速機構
３０  制御装置（ＥＣＵ）
３１  電子制御基板
３２  ＥＣＵ筐体
３３  保護カバー
４４  固定部
５０  ギヤボックス
６０  吸音材
【図１】
2016150669.tif 000003
【図２】
2016150669.tif 000004
【図３】
2016150669.tif 000005