(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気モータ（１２）が車両のステアリングコラムに作動的に連結された出力シャフトに歯車箱を介して接続されているような型式の電気パワーアシストステアリング装置のためのハウジング組立体において、
ハウジングが少なくとも２つの別個のコンパートメント（２、３）を画定し、上記コンパートメントのうちの第１のコンパートメント（３）が上記モータ及び上記歯車箱を収容するようになっており、当該コンパートメントのうちの第２のコンパートメント（２）がモータ制御回路及びモータ駆動回路を収容するようになっており、支持部材（２１）が上記駆動回路と上記制御回路との間に物理的なバリヤを提供するようになっており、上記支持部材（２１）が、電磁放射線が当該支持部材（２１）の一側から同支持部材の反対側へ伝達するのを実質上阻止するために上記ハウジング（１）と共働してシールを形成するようになっていることを特徴とするハウジング組立体。
【請求項２】
請求項１に記載のハウジング組立体において、上記歯車箱及び上記モータを収容する一部品の上記ハウジングの上記第１のコンパートメント（３）が２つの室に分割され、第１の室が当該歯車箱を収容し、第２の室が当該モータを収容することを特徴とするハウジング組立体。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれかに記載のハウジング組立体において、上記ハウジングが一部品の鋳造物でできていることを特徴とするハウジング組立体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のハウジング組立体において、上記ハウジング及び上記支持部材が一体の素子で構成され、当該支持部材が当該ハウジングを形成する鋳造物内のインサートとして作られていることを特徴とするハウジング組立体。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のハウジング組立体（１）において、上記コンパートメントが蓋部分により閉じられていることを特徴とするハウジング組立体。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のハウジング組立体（１）において、上記支持部材（２１）が、電磁放射線を発するようになった第１の電気的な素子及び上記放射線に敏感な第２の電気的な素子のうちの少なくとも一方を担持する印刷回路板（２０）上に装着されるようになっていることを特徴とするハウジング組立体。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のハウジング組立体において、上記支持部材（２１）が吸熱源として作用するようになっていることを特徴とするハウジング組立体。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のハウジング組立体において、上記支持部材（２１）が電気回路の部品を支持することを特徴とするハウジング組立体。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のハウジング組立体において、上記支持部材（２１）が金属で作られることを特徴とするハウジング組立体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のハウジング組立体において、上記支持部材（２１）が一部品ハウジング（１）の一体部分として形成されることを特徴とするハウジング組立体。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載のハウジング組立体において、上記支持部材（２１）が印刷回路板を適所で実質上支持するように当該印刷回路板（２０）を介して上記ハウジング（１）上に装着されるようになっていることを特徴とするハウジング組立体。
【発明の詳細な説明】
本発明は電気装置のためのハウジングの改良に関し、特に、車両のステアリングコラムに作動的に連結された出力シャフトに歯車箱を介して接続された電気モータを有する型式の車両のための電気パワーアシストステアリング装置に関するが、これに限定されない。特に、本発明は電磁ノイズに対する電気装置の影響を減少させることに関連する。
単一のデザインに高パワー電子素子及び低パワー電子素子の双方を組み込んだ電気装置を提供することはよく知られている。空間を有効に使用するため、両方の種類の素子を単一のハウジング内に組み込むことがしばしば望ましいが、この場合、電磁干渉による問題が生じることがある。従って、高パワー装置及び低パワー装置を別個のハウジングに組み込んで分割することが一般に行われている。
例えば、上述の型式の電気パワーアシストステアリング装置においては、電気モータを使用して、運転手が加えたトルクと同じ方向の補助トルクを与えることにより、車両の運転手がステアリングコラムを旋回する際の補助を行う。これは、例えば駐車中のハンドルの旋回を一層容易にする。モータはモータ制御回路及び駆動回路により制御される。制御回路は典型的にはトルクセンサに接続され、トルクセンサはステアリングコラムに関連し、運転手が要求するトルクを表す信号を提供するようになっている。モータ駆動回路は、モータ制御回路の制御の下に、例えばモータ内の異なる位相間でモータ駆動電流を切り換えるようになっている。駆動回路は、典型的には、モータにより要求される比較的大きな電流を取り扱わねばならないので、ブリッジとして接続された複数の高パワートランジスタを有する。トランジスタは制御回路の制御の下に切り換えられる。
電気モータは、自動車に設けた他の電子回路、特にステアリング装置の制御回路との干渉問題を生じさせることがある電磁放射線の比較的強力な源として知られている。更に、ステアリング装置を車両のかなり窮屈な領域内で装着できる位置の選択が限られているので、ステアリング装置は多くの他の電磁放射線源にしばしば晒される。オーバーヘッドパワーラインの如き外部の放射線源も、干渉を生じさせることのある電磁放射線を発生させることがある。パワーアシストステアリング装置の如き安全を重視する応用においては、電子制御及び駆動回路の影響を最小限に抑えるために、この電磁放射線からの高レベルの遮蔽を提供することが重要である。
歯車箱を収容した主ハウジング本体上にボルト止めされた別個の導電性ケーシングの内部に駆動及び制御回路を設けることにより、電磁干渉の問題を克服することが既に知られている。モータを収容する別のケーシングを設ける。別個のケーシングを設ける理由は、電子回路をモータ及び歯車箱から隔離することである。しかし、各ケーシングは設置及びメンテナンスを許容するために別個のカバー又は他の開口を必要とする。これらの開口は種々の関連するシールを通しての放射線の漏洩及び侵入地点となる可能性がある。
一態様によれば、本発明は、電気モータが車両のステアリングコラムに作動的に連結された出力シャフトに歯車箱を介して接続されているような型式の電気パワーアシストステアリング装置を提供し、ハウジングが少なくとも２つの別個のコンパートメントを画定し、コンパートメントのうちの第１のものがモータ及び歯車箱を収容するようになっており、コンパートメントのうちの第２のものがモータ制御回路及びモータ駆動回路を収容するようになっており、支持部材が駆動回路と制御回路との間に物理的なバリヤを提供するようになっており、支持部材は、電磁放射線が支持部材の一側から支持部材の反対側へ伝達するのを実質上阻止するためにハウジングと共働してシールを形成するようになっていることである。
好ましくは、コンパートメントは蓋部材により閉じられ、コンパートメントの内部をコンパートメントの外部から実質上シールする。
好ましくは、ハウジングは一部品ハウジングとする。
モータは電気パワーアシストステアリング装置の一部となることができる。
２つの回路（即ち電気装置）を物理的に分離する利点は、一方の回路から発された電磁放射線が他方の回路から実質上遮蔽され、ノイズを減少させることである。
電気装置なる用語は、例えば電気回路、又は、別個の電気及び電子素子の他の組立体、又は、電気モータの如き、主要な機械的な装置と電気／電子素子との組み合わせさえをも含むような広義の意味を持つものとすべきである。
ハウジングは更に、一部品ハウジングの一部を構成し、モータ駆動回路に電気的に接続されたモータを収容するようになった第２のコンパートメントを有することができる。
一部品ハウジングの利点は、２つのコンパートメント間の電磁放射線の通路を提供することのある開口数を減らし、開口をシールするための厳格な要求を排除できることである。本発明の利益は、隔離が有利であるような電気パワーステアリング装置以外の装置にも施される。
便宜的には、支持部材を収容するコンパートメントは蓋部分により閉じられる。
支持部材は、電磁放射線が支持部材の一側から支持部材の反対側（及びその逆）に伝達するのを阻止するために一部品ハウジングと共働してシールを形成するようにすることができる。
好ましくは、支持部材は駆動回路及び制御回路の少なくとも一方又は両方を担持する印刷回路板（ＰＣＢ）上に装着されるようにすることができる。これは有利である。支持部材がＰＢＣに対して付加的な構造上の補強を提供できるからである。
最も好ましくは、支持部材は吸熱源として作用するようになっている。支持部材は駆動回路の部品、例えばブリッジトランジスタ及び（又は）調整器を支持することができる。これは、ハウジング又は蓋部分内の冷却通気穴の必要性を排除する補助をなすことができる。この場合、支持部材は、吸熱源として作用すべきときには、任意の熱伝導性材料から作ることができる。熱の良好な伝導体である金属を使用することができる。１つの好ましい実施の形態においては、支持部材は一部品ハウジングの一体部分として形成することができるが、ハウジング（即ち、インサート有する鋳造物）とは別の材料から作られる。
本発明に従って支持部材及び一部品ハウジングを提供することにより、（比較的大きな電流を保持する）モータのための駆動回路を（ほんの小さなパワー信号を保持する）制御回路から隔離することができる。これは、高パワー素子により発される電磁放射線が低パワー素子と干渉するのを阻止する補助をなす。
もちろん、当業者にとっては、支持部材が、別体のバリヤとしてではなく、一部品ハウジングの一体部分として形成できること明白である。一体部分とした場合は、支持部材はハウジングの残りの部分と同じ材料から又は異なる材料から作ることができる。
支持部材はＰＣＢを適所で支持するためにＰＣＢを介してハウジング上にボルト止めされるようにすることができる。更に、歯車箱及びモータを収容する一部品ハウジングの部分はまた、一方が歯車箱を収容し、他方がモータを収容する２つの室に分割することができる。
ここで、単なる例として、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図面において、
第１図は本発明に係る電気パワーアシストステアリング装置の分解部品図、
第２図は一部品ハウジングの第１の斜視図、
第３図は第２図に示すハウジングの（異なる角度からの）第２の斜視図、
第４図は制御及び駆動回路並びに支持部材を適所に組立てたモータハウジングのモータロータの軸線に沿って見た図、
第５図のセクション（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は支持部材、及び、支持部材上の電気モータ駆動素子の配列を示す図である。
第１図は電気パワーアシストステアリング装置の分解部品図である。
一部品ハウジング１を設けて、モータ１２、歯車箱（図示せず）、トルクセンサ１９、及び、モータ駆動及び制御回路を含むパワーステアリング装置の種々の部品を、１つの自立ユニット内に収容する。
第２、３図に明示するように、ハウジング１は一部品構造のもので、図示の実施の形態においては、金属から鋳造される。ハウジング１は２つの別個のコンパートメント２、３を画定し、一方が他方の上方に位置する。下方のコンパートメント３は上方の内面（図示せず）と、下方の外面（図示せず）と、第１の対の直交する外壁４ａ、４ｂ及び第２の対の直交する外壁５ａ、５ｂとを有する。上方のコンパートメントは下方のコンパートメントの上方の面を担持するハウジングの部分と同じ部分から形成される下方の内面６と、２対の直交する壁８ａ、８ｂ、７ａ、７ｂとを有する。しかし、下方のコンパートメント３とは異なり、上方のコンパートメント２は上方の内面を有しない。代わりに、着脱可能な蓋２８が設けられる。実質上円形の開口９ａ、９ｂがハウジングの下方のコンパートメントの第１の対の直交する壁４ａ、４ｂの各々に設けられる。車両のステアリングコラム（図示せず）はこれら２つの開口９ａ、９ｂを通って下方のコンパートメント３内へ密封状態で延びるようになっている。別の開口１０は下方のコンパートメントの第２の対の直交する壁５ａ、５ｂの一方に設けられ、開口１０から下方のコンパートメント３の外部へ軸方向に突出する円筒状の覆い１１により囲まれている。ロータ１３及びステータ１４を備えたモータ組立体１２は覆い１１の内部に装着される。これにより、別個のモータケーシングの必要性を排除する。
端キャップ１５はモータ組立体１２上に置かれ、主ハウジング１から遠い方の覆い１１の端部においてシールを形成する。ステアリングコラム及びモータを適所に配置したとき、下方のコンパートメント３の内部は外部の環境からシールされる。
モータロータ１３は、モータステータを通って延び下方のコンパートメント３内へ突出するスピンドル１６に固定される。モータロータ１３は歯車セット（図示せず）を形成するウオームギヤ及びウオームホイールを介してステアリングコラムを駆動するようになっている。小さな開口が覆い１１内に設けられ、上方のコンパートメント２内へ延びて、モータ組立体１２からの電気接続部がこの開口を通って上方のコンパートメント２内へ挿入できるようにする。開口１７はまた、モータ組立体の一部として設けられたモータロ一タセンサ（図示せず）からの電気接続部がこの開口を通れるようにする。
下方のコンパートメント３の第１の対の直交する壁４ａ、４ｂ内の開口９ａの一方のまわりにくぼみが形成される。トルクセンサ１９はこのくぼみ内に設けられ、開口９ａを通って延びるステアリングコラムシャフトの部分のまわりで嵌合するようになった環状組立体の形をしている。トルクセンサ１９への及びトルクセンサからの電気接続部２１は開口９ａの直接上方で上方のコンパートメント２の壁に設けられた開口３２を通って延びるようになっている。トルクセンサ１９はステアリングコラムについての車両の運転手によるトルク要求入力を表す出力信号を提供するようになっている。この出力信号はモータ制御回路に伝えられ、この回路はモーター信号、ステアリングコラムトルク信号及び車速信号等に応答してモータを制御するようになっている。制御回路は運転手を補助するためにステアリングコラムにトルクを供給するようにモータを作動させるモータ駆動回路へ制御信号を送る。
モータ駆動回路及び制御回路は第４図に示すように上方のコンパートメント２内に位置する。これは有利である。その理由は、電子回路が下方のコンパートメント３内でシールされた電気モータ１２から十分に遮蔽されるからである。更に、蓋２８を上方のコンパートメント２の側壁７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂの上方の面に固定したとき、電子回路はまた任意の外部の電磁エネルギ源から十分に保護される。
モータ駆動回路及びモータ制御回路は印刷回路板（ＰＣＢ）２０上に装着される。構造を簡単にするため、回路は、電子回路を上方のコンパートメント２内に設置する前に、ＰＣＢ２０上に装着される。種々の電子素子はＰＣＢ上で分離され、（モータ駆動回路トランジスタの如き）高パワー素子は回路板の一方の半部分上に位置する。モータ制御回路の如き一層敏感な電子素子は回路板の他方の半部分上に位置する。
金属（又は他の材料）製の支持部材２１は高パワー素子と低パワー素子とを物理的に分離するように板の中心を横切って回路板の一側上に固定される。支持部材２１は回路板２０に付加的な剛性を付与し、また、第５図に示すように、駆動回路のモータ駆動トランジスタ２５のための吸熱源の機能を果たす。更に、支持部材２１はまた、吸熱源を必要とする他の型式の装置、例えば第５図のセクション（ａ）及び（ｂ）に示すような調整器（レギュレータ）２６のための吸熱源として作用することができる。
蓋２８を固定した上方のコンパートメント２内に印刷回路板２０を装着したとき、支持部材２１は上方のコンパートメント２の下方の面６及び側部７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂと共働してシールを形成し、コンパートメント２を、相互に電磁的に遮蔽される副コンパートメント２２、２３に有効に分割する。
この構成は、高パワー回路及び電気モータからのノイズの影響を受けるかもしれない素子を遮蔽することにより、良好な電磁両立性（ＥＭＣ）を提供することが判明した。更に、この構成は電磁放射線の漏洩の源となる可能性のあるシールの数を最小にする。
支持部材２１が一部品ハウジング１に接触する場合、熱は電子素子から離れてハウジング自体に伝達されることができる。これは、熱が周囲の空気内へ放出されるのを補助するようにハウジング１の外側にフィン（図示せず）を設けることにより、更に改善することができる。実際、回路の電磁的な遮蔽を悪化させる可能性がある外部の通気を設ける必要なしに、上方のコンパートメントに対して、十分な熱を発散できることが判明した。
本発明が、ハウジングデザインにおけるシール及び他の漏洩可能性源の数を減少させることにより、電気パワーアシストステアリング装置の電子回路に対する電磁放射線の影響を軽減することを容易に理解できよう。更に、発明者は、敏感な制御回路を高パワー駆動回路及び比較的ノイズを発する電気モータから物理的に隔離することにより、大幅な改善を達成できることを認識した。
もちろん、当業者にとっては、本発明が電気パワーアシストステアリング組立体に限定されず、回路の部分から発される電磁ノイズから電気装置又は電子回路の部分を隔離する必要のある幅広い応用に供することができることは明らかである。
【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（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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