説明

電動パワーステアリング装置及びその組立方法

【課題】モータと制御ユニットとの電気的接続時に応力の発生を回避することができるとともに、ハウジングのサイズ変更や出力が高いモータの搭載時に設計変更を伴うことがなく、さらに半径方向の突出長さを低減して搭載性を向上させ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】制御ユニット19が、電動モータ5のモータ側給電部と近接して配置されたユニット側給電部23cを備え、前記ユニット側給電部23cと前記モータ側給電部との間を給電用ハーネス9によって最短距離で接続した状態で、前記ユニット側給電部23cと前記給電用ハーネス9との接続部9c,9dを、前記制御ユニット19を閉塞するユニットカバー26によって覆う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータへの通電を前記操舵系の操舵トルクに応じて制御する制御ユニットとを備えた電動パワーステアリング装置及びその組立方法に関する。
【背景技術】
【0002】
操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトに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し、前記減速ギヤボックスに電動モータを駆動制御する制御回路を実装した制御基板を含む制御ユニットを装着した機電一体型の電動パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、電動モータと制御ユニットとの間の電気的接続は、電動モータに形成された接続端子を制御ユニットに形成された端子台にビス止めするようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−276740号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来例にあっては、電動モータの接続端子と制御ユニットの端子台とを接触させてビス止めするので、ビス止めの際に応力が発生するため、寸法管理が必要になるとともに、制御ユニットの構成する強度の高い樹脂材が必要になり、また、減速ギヤボックスのサイズ変更によって制御ユニットの端子台位置も変更する必要があり、出力か高いモータを搭載すると、接続ができなくなり、設計変更が必要となり、さらに端子台がL型であるため、接続部が電動モータの半径方向に飛び出す構造となり、搭載性が悪化する等の未解決の課題がある。
【0005】
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、モータと制御ユニットとの電気的接続時に応力の発生を回避することができるとともに、ハウジングのサイズ変更や出力が高いモータの搭載時に設計変更を伴うことがなく、さらに半径方向の突出長さを低減して搭載性を向上させることができる電動パワーステアリング装置及びその組立方法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】
【0006】
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、操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記電動モータへの通電を前記操舵トルクセンサで検出した操舵トルクに応じて制御する制御ユニットとが減速機構を格納するハウジングに一体的に取付けられた電動パワーステアリング装置であって、前記制御ユニットが、前記電動モータのモータ側給電部と近接して配置されたユニット側給電部を備え、前記ユニット側給電部と前記モータ側給電部との間を給電用ハーネスによって最短距離で接続した状態で、前記ユニット側給電部と前記給電用ハーネスとの接続部を、前記制御ユニットを閉塞するユニットカバーによって覆うことを特徴としている。
【0007】
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、前記給電用ハーネスが、一端がグロメットを介して前記電動モータの内部のモータ側給電部に接続され、他端に前記制御ユニットに設けられた端子台に接続される端子部が配設されていることを特徴としている。
また、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2に係る発明において、前記端子部、前記給電用ハーネス及び前記グロメットが直線上に配置されていることを特徴としている。
【0008】
また、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2又は3に係る発明において、前記端子台が、前記制御ユニット内に形成され、前記端子部を支持する端子支持部と、この端子支持部に連接して前記給電用ハーネスの素線を案内する素線ガイド溝とを有し、前記素線ガイド溝が前記電動モータのモータ側給電部に向かって形成されていることを特徴としている。
【0009】
また、請求項5に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至4の何れか1つに係る発明において、前記給電用ハーネスの中間部が保護チューブで覆われていることを特徴としている。
また、請求項6に係る電動パワーステアリング装置は、請求項4に係る発明において、前記保護チューブが電磁波シールドチューブで構成されていることを特徴としている。
【0010】
また、請求項7に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至6の何れか1つに係る発明において、前記給電用ハーネスが、前記電動モータのモータ側給電部と前記ユニット側給電部との間を平行接続されていることを特徴としている。
また、請求項8に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至6の何れか1つに係る発明において、前記給電用ハーネスは、前記電動モータのモータ側給電部と前記ユニット側給電部との間をクロス接続されていることを特徴としている。
【0011】
また、請求項9に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至8の何れか1つに係る発明において、前記ユニット側給電部が、前記給電用ハーネスを接続した状態で、その接続部を覆う絶縁カバーを有し、該絶縁カバーを前記ユニットカバーで覆った状態で、前記ユニットカバーの外側から固定具を挿通して当該ユニットカバー及び前記絶縁カバーが前記制御ユニットの固定部に固定されていることを特徴としている。
【0012】
また、請求項10に係る電動パワーステアリング装置の組立方法は、操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記電動モータへの通電を前記操舵トルクセンサで検出した操舵トルクに応じて制御する制御ユニットとがウォーム減速機構を格納するハウジングに一体的に取付けられた電動パワーステアリング装置の組み立て方法であって、前記ハウジングに、前記操舵系を構成するステアリングシャフト及び前記トルクセンサを装着する工程と、前記ハウジングに前記ウォーム減速機構を構成するウォーム軸を組込む工程とを行った後、前記ハウジングへの制御ユニットの装着と、前記ハウジングへの電動モータの装着とを何れか一方を行った後に他方を行う工程と、続いて前記電動モータの給電用ハーネスを前記制御ユニットに最短距離で接続する工程と、さらに制御ユニットにユニットカバーを装着する工程とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、モータと制御ユニットとの電気的接続時に応力の発生を回避することができるとともに、ハウジングのサイズ変更や出力が高いモータの搭載時に設計変更を伴うことがなく、さらに半径方向の突出長さを低減して搭載性を向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置の第1の実施形態を示す斜視図である。
【図2】電動パワーステアリング装置を構成する減速ギヤボックスの要部を示す縦断面図である。
【図3】図1の減速ギヤボックスの正面図である。
【図4】図3の一部を断面として示す平面図である。
【図5】図3の制御ユニットの金属カバーを取り外した状態を示す正面図である。
【図6】制御ユニットの分解斜視図である。
【図7】本発明の第2の実施形態を示す図5と同様の正面図である。
【図8】本発明の第3の実施形態を示す図5と同様の正面図である。
【図9】本発明の第4の実施形態を示す図5と同様の正面図である。
【図10】図9の要部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置を運転席側から見た斜視図である。
図中、1はコラム型の電動パワーステアリング装置であり、こ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(図示せず)が先端に連結されるステアリングシャフト2を回転自在に内装するステアリングコラム3を有する。このステアリングコラム3に、減速ギヤボックス4が連結され、この減速ギヤボックス4に、軸方向がステアリングコラム3の軸方向と直交する方向に延長された電動モータ5が配設されている。
【0016】
ステアリングコラム3は、内管3a及び外管3bの2重管構造となっている。そして、ステアリングコラム3の内管3a及び減速ギヤボックス4が、アッパ取付けブラケット6及びロア取付けブラケット7によって車体側部材に取付けられている。
ロア取付けブラケット7は、車体側部材に取付けられる取付け板部7aと、この取付け板部7aの下面から左右方向に所定間隔を保って平行に延長する一対の支持板部7bとで形成されている。そして、支持板部7bの下端が、減速ギヤボックス4の車体前方側に一体形成された支持部4bに枢軸7cを介して回動自在に連結されている。
【0017】
アッパ取付けブラケット6は、一対のフランジ6aと、これらフランジ6aの下端に固定されて左右(車幅)方向に離間している1対の支持板部6cと、これら一対の支持板部6cに形成されたステアリングコラム3の外管3bを支持するチルト機構6dとを備えている。フランジ6aにはスリット6a1が形成されており、このスリット6a1に離脱用カプセル6bが嵌め込まれている。この離脱用カプセル6bにはボルト貫通孔6b1が形成されており、離脱用カプセル6bの下方からボルト貫通孔6b1に貫通した固定ボルト(不図示)を車体側部材(不図示)にねじ込むことで、フランジ6aが車体側部材に取付けられている。
【0018】
そして、チルト機構6dのチルトレバー6gを回動させ、外管3bの挟持状態を解除することにより、ステアリングコラム3をロア取付けブラケット7の枢軸7cを中心として上下にチルト位置調整可能とされている。
ステアリングシャフト2は、図2に示すように、上端がステアリングホイールに連結される入力軸2aと、この入力軸2aの下端でトーションバー2bを介して連結されたトーションバー2bを覆う出力軸2cとで構成されている。
【0019】
減速ギヤボックス4は、図1及び図2に示すように、ハウジング10を有し、このハウジング10に、電動モータ5の出力軸(不図示)に連接されてステアリングシャフト2と直交して延長するウォーム11を収納するウォーム収納部12と、このウォーム収納部12の下側にその中心軸と直交する中心軸を有しウォーム11に噛合し且つステアリングシャフト2の出力軸2cに取付けられたウォームホイール13を収納するウォームホイール収納部14と、このウォームホイール収納部14の車体後方側に一体に同軸的に連結されたトルクセンサ15をステアリングシャフト2に対向させて収納するトルクセンサ収納部16とが形成されている。
【0020】
また、減速ギヤボックス4のハウジング10は、ウォーム収納部12の開放端面に形成された電動モータ5を取付けるモータ取付け部17と、トルクセンサ収納部16の車体後端に形成された筒状のコラム取付け部18と、ウォーム収納部12とウォームホイール収納部14の一部に跨がって形成された制御ユニット19を装着する制御ユニット装着部20とが形成されている。そして、減速ギヤボックス4のコラム取付け部18に、ステアリングコラム3の車体前端部が外嵌されて連結されている。
【0021】
ここで、トルクセンサ15は、図2に示すように、ステアリングシャフト2の入力軸2a及び出力軸2c間の捩じれ状態を磁気的に検出してステアリングシャフト2に伝達された操舵トルクを一対の検出コイル15a及び15bで検出するように構成され、これら一対の検出コイル15a,15bの巻き始め及び巻き終わりに夫々ステアリングコラム3の中心軸と直交する方向に平行に外部に突出する外部接続端子15c,15d及び15e,15fが接続され、これら外部接続端子15c〜15fの突出部が中央部でステアリングコラム3の中心軸と平行に折り曲げられてL字状に形成されている。
【0022】
電動モータ5は、図3及び図4に示すように、その取付けフランジ5bに近い位置における制御ユニット装着部20に装着された制御ユニット19に近接対向する位置に取付けられたグロメット8を通じて、一端が図示しないがモータ側給電部となるアーマチュア挿通孔を有する合成樹脂製のブラシ支持体内のブラシに互いに絶縁されて接続された素線9a及び9bを有する給電用ハーネス9が突出されている。ここで、給電用ハーネス9の各素線9a及び9bのそれぞれは、導体を絶縁被覆層で被覆した構成を有し、グロメット8に形成された嵌合孔8a及び8b内に締め代を持って嵌合されている。また、グロメット8は、ダンパー効果のあるゴム材料で形成され、設定された締め代を保つために圧縮永久歪みの小さいゴム材料が選定されている。
【0023】
給電用ハーネス9の各素線9a及び9bの他端には、圧着端子9c及び9dが取付けられ、グロメット8と圧着端子9c及び9dとの間の中央部付近に素線9a及び9bを囲む例えば磁気シールドチューブでなる保護チューブ9eが装着されている。
減速ギヤボックス4に形成された制御ユニット装着部20は、図2に示すように、ウォーム収納部12とその下側のウォームホイール収納部14の上部側とで車体後方側を向いて形成されている平坦取付け面と、この平坦取付け面及びトルクセンサ収納部16の上面に形成した平坦取付け面に対して直交し、左右方向に長尺方向が延在する矩形状のユニット載置面とで左右方向から見てL字状に形成されている。
【0024】
ここで、制御ユニット装着部20のユニット載置面の左右方向の中央部には、図2に示すように、トルクセンサ15を収納しているトルクセンサ収納部16の内部空間に連通する開口部20aが形成されており、この開口部20aを通過してトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fがユニット載置面の上方に突出して設けられている。
また、モータ取付け部17の車体後端面にも、車体後方側を向いて形成されている平坦取付け面と平行でこの平坦取付け面より車体後方側の位置に幅狭のフレーム取付け面(不図示)が形成されている。
【0025】
制御ユニット装着部20に装着される制御ユニット19は、図5に示すように、放熱プレート21と、パワー基板22と、長方形枠状のフレーム23と、制御基板24と、内側カバー25と、外側のユニットカバー26とを備えている。
放熱プレート21は、制御ユニット装着部20の平坦取付け面に放熱グリースを介して直接固定される。パワー基板22は、電動モータ5を駆動制御する電界効果トランジスタ等のパワースイッチング素子で構成されるHブリッジ回路やこのHブリッジ回路のパワースイッチング素子を駆動するパルス幅変調回路等の集積回路22a,22bが実装される。
【0026】
制御基板24は、内側カバー25の裏面に取付けられ、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを直接挿通するスルーホール24a〜24dが穿設され、トルクセンサ15からのトルク検出値や図示しない車速センサからの車速検出値に基づいて操舵補助電流指令値を算出し、この操舵補助電流指令値と電動モータ5に出力するモータ電流の検出値とに基づいて電流フィードバック制御を行ってパワー基板22のパルス幅変調回路への電圧指令値を算出することにより、電動モータ5で発生させる操舵補助力を制御するマイクロコントロールユニット(MCU)やその周辺機器等のほか、コンデンサ、コイル、リレー等のディスクリート部品24eが実装される。
【0027】
フレーム23はパワー基板22を囲繞する絶縁部材であって、長方形枠状のフレーム本体23aと、このフレーム本体23aの右端に形成され、減速ギヤボックス4のフレーム取付け面に固定される取付け板部23bと、この取付け板部23b上に一体に形成され電動モータ5の接続端子に電気的に接続するユニット側給電部としての端子台23cと、フレーム本体23aの右端に固定された雌型コネクタ45とを備えている。雌型コネクタ45は、バッテリに電源用雄型コネクタを介して接続される電源コネクタ45aと、車体の各部の制御機器とのデータの授受を行うCANなどのネットワークに接続する信号コネクタ45bとを備えている。パワー基板22と制御基板24及び端子台23cとは、接続端子22cを介して接続されている。
【0028】
端子台23cは、図3〜図5に示すように、絶縁材で直方体状に形成された前述した給電用ハーネス9の圧着端子9c及び9dをねじ止めする互いに絶縁された導電性の端子支持部23d及び23eと、これら端子支持部23d及び23eに連通して給電用ハーネス9の素線9a及び9bを案内する素線ガイド溝23fとを備えている。これら端子支持部23d及び23eと、素線ガイド溝23fと、給電用ハーネス9及び電動モータ5に設けられたグロメット8とは電動モータの中心軸に沿う直線上に配置されている。
【0029】
そして、電動モータ5のグロメット8から突出された給電用ハーネス9の先端側を素線ガイド溝23f内に案内させてその先端に取付けられた圧着端子9c及び9dの長孔9fを端子支持部23d及び23eに形成した雌ねじに対向させた状態で取付ねじ9gを長孔9fを通じて雌ねじに螺合させることにより、圧着端子9c及び9dが端子支持部23d及び23eに電気的に接続されている。
【0030】
内側カバー25は樹脂製の部材であり、矩形状の平板部25aと、この平板部25aの縁部に形成したねじ挿通穴25bと、これらねじ挿通穴25bに対応する平板部25aの下面に固定された中空円筒形状の複数の脚部25cと、平板部25aの上面中央部に固定され、ねじ穴25d1を形成した連結筒部25dとを備えた部材である。
そして、平板部25aの上方から各ねじ挿通穴25b、脚部25cのねじ挿通穴に挿通した固定ねじ40を、フレーム23に形成した内側カバー固定用のねじ穴41にねじ込むことで、内側カバー25は、パワー基板22及び制御基板24を覆った状態でフレーム23に固定される。
【0031】
ユニットカバー26は導電性金属製の部材であり、内側カバー25を覆う矩形状の第1保護板部28と、この第1保護板部28の長尺方向の縁部から直交して延在している第2及び第3保護板部29,30と、第1保護板部28の短尺方向の縁部から第2及び第3保護板部29,30と同一方向に延在している第4及び第5保護板部31,32と、第2保護板部29、第4及び第5保護板部31,32の端部からカバー外方に直交する方向に形成されているねじ挿通孔を有する複数の固定片34とを備えている。
第4保護板部31には、雌型コネクタ45の外周を囲む切欠き31aが形成されている。
【0032】
そして、制御ユニット19の放熱プレート21及びフレーム23を減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20に固定し、ユニットカバー26も、図3に示すように、固定片34のねじ挿通孔に挿通した固定ねじ43を制御ユニット装着部20のねじ穴(不図示)にねじ込むことで、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20に、制御ユニット19が装着される。
【0033】
また、フレーム23の取付け板部23bに固定されている端子台23cの端子支持部23dと、電動モータ5の給電用ハーネス9の圧着端子9c及び9dとをねじ止めして両者間を電気的に接続する。このとき、圧着端子9c及び9dには、軸方向に長い長孔9fが形成され、この長孔9fを通じて取付ねじ9gを端子支持部23dに形成した雌ねじに螺合させることにより、給電用ハーネス9の軸方向の移動代を確保することができる。また、給電用ハーネス9の素線9a及び9bは互いに平行に配設されている。そして、給電用ハーネス9の素線9a及び9bの電動モータ5のグロメット8と制御ユニット19の端子台23cとの間の長さは、両者間の距離を最短距離で結ぶ長さに選定されている。
【0034】
次に、上記構成を有する電動パワーステアリング装置1の組立方法を説明する。
先ず、減速ギヤボックス4のハウジング10におけるトルクセンサ収納部16内にトルクセンサ15を配設し、その外部接続端子15c〜15fを、開口部20aを介して上方に突出させる。次いで、ウォームホイール13を取り付けたステアリングシャフト2をトルクセンサ収納部16及びウォームホイール収納部14内に装着した後、ウォーム収納部12にウォーム11をウォームホイール13に螺合させながら装着する。
【0035】
その後、ハウジング10の制御ユニット装着部20に制御ユニット19を装着し、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを制御基板24のスルーホール24a〜24d内に挿通して例えば半田付けによって電気的に接続して固定する。その後又はその前にハウジング10のモータ装着部17に、電動モータ5を、そのグロメット8が制御ユニット19と対向するとともに、出力軸がウォーム11を装着したウォーム軸(図示せず)に結合するように装着する。
【0036】
電動モータ5及び制御ユニット19のハウジング10への装着が完了したら、電動モータ5から導出された給電用ハーネス9における素線9a及び9bの圧着端子9c及び9d側を制御ユニット19の端子台23cにおける素線ガイド溝23f内に案内させて先端の圧着端子9c及び9dを端子支持部23d及び23eに取付ねじ9gによって固定する。このとき、圧着端子9c及び9dには軸方向に延長する長孔9fが形成されているので、電動モータ5及び制御ユニット19の取付位置に誤差が生じてもこの誤差分を吸収することができる。このため、給電用ハーネス9に圧縮又は引張応力が作用することを回避することができる。
【0037】
この給電用ハーネス9の端子台23cに対する電気的接続が完了したのち、制御ユニット19のユニットカバー26を装着して電動パワーステアリング装置1の組立てを完了する。
このようにして電動パワーステアリング装置1の組立てが完了すると、電動モータ5と制御ユニット19の端子台23cとの電気的接続が電動モータ5から導出された給電用ハーネス9の先端に取付けられた圧着端子9c及び9dを端子台23cにねじ止めしたのちに制御ユニット19のユニットカバー26を装着するだけでよく、この電気的接続を行う場合に、電動モータ5の半径方向に突出する部材を必要としないとともに、電気的接続部を覆う専用の保護カバーも必要がないので、電動モータ5から半径方向に突出する高さを給電用ハーネス9の厚み分のみに抑制することができ、電動パワーステアリング装置1のステアリング機構への搭載性を向上させることができる。
【0038】
このように電動パワーステアリング装置1の装着が完了してから、車両の図示しないイグニッションスイッチをオン状態としてパワー基板22及び制御基板24にバッテリから電力を供給すると、マイクロコントロールユニット(MCU)によって操舵補助制御処理が実行されて、トルクセンサ15及び図示しない車速センサの検出値に基づいて操舵補助電流指令値が算出される。この操舵補助電流指令値とモータ電流検出部で検出したモータ電流とに基づいて電流フィードバック処理を実行して、電圧指令値を算出する。この電圧指令値をパワー基板22のゲート駆動回路に供給してHブリッジ回路を制御することにより、電動モータ5にモータ駆動電流が流れて電動モータ5を正転又は逆転方向に必要とする操舵補助力を発生するように駆動する。
【0039】
このため、電動モータ5からステアリングホイールの操舵トルクに応じた操舵補助力が発生され、この操舵補助力がウォーム11及びウォームホイール13を介してステアリングシャフト2の出力軸2cに伝達されることにより、ステアリングホイールを軽い操舵力で操舵することができる。
上記第1の実施形態によれば、バスバー接続仕様のモータ設計を行う必要がなくなり、既存のモータからの設計変更箇所がハーネス長さ及び接続部(端子)のみの変更で可能となり、従来のモータ生産設備を使用できるので、段取り換えが不要となる。
【0040】
また、給電用ハーネス9を制御ユニット19内部に設けた端子台23cに接続後に、制御ユニット19のユニットカバー26で覆うので、従来例のようにバスバー端子と端子台への異物侵入防止用のカバーを設ける必要がなく、この分構成を簡易化することができる。
さらに、従来例のようにバスバー接続では端子台が電動モータの半径方向に突出する構成となり、搭載性に影響を与えるが、本実施形態では給電用ハーネス9の厚み分だけでよく、半径方向の突出部を省略することができるので、電動パワーステアリング装置1や電動モータ5の搭載性を向上させることができる。
【0041】
さらにまた、従来例のようにバスバー接続では、電動モータのバスバー部の信頼性を高めるために制御ユニットの端子台と電動モータのバスバーとの間の隙間を小さく設定して、ねじ止めの際に生じる応力を低減させる必要があり、溶接部の強度や、高い材料、高精度の部品が必要になるが、本実施形態では、給電用ハーネス9の圧着端子9c及び9dに長孔9fを設けるだけで、長さの誤差分を吸収することができ、応力の発生を抑制することができる。
【0042】
次に、本発明の第2の実施形態を図7について説明する。
この第2の実施形態では、減速ギヤボックス4のハウジング10のサイズが小型化されている。
すなわち、第2の実施形態においては、図6に示すように、ステアリングシャフト2及びステアリングコラム3の直径が短くなり、これに応じて減速ギヤボックス4のハウジングにおけるウォームホイール収納部14及びトルクセンサ収納部16が小型化されているが、電動モータ5及び制御ユニット19については新たに設計せず、前述した第1の実施形態の構成をそのまま適用するようにしている。
【0043】
この第2の実施形態においては、減速ギヤボックス4のウォーム収納部12とトルクセンサ収納部16との端部で構成される制御ユニット装着部20の位置が前述した第1の実施形態における位置より低くなることにより、制御ユニット19の端子台23cの端子支持部23d及び23e、素線ガイド溝23fの中心軸と、電動モータ5のグロメット8の中心線とにずれが生じることになる。
【0044】
しかしながら、給電用ハーネス9は、素線9a及び9b自体が可撓性を有するとともに、圧着端子9c及び9dに長孔9fが形成されているので、電動モータ5のグロメット8と制御ユニット19の端子台23cとの位置ずれ量に合わせて素線9a及び9bを変形させるとともに、必要に応じて圧着端子9c及び9dの軸方向位置を調整することにより、給電用ハーネス9を端子台23cの端子支持部23d及び23eにねじ止めすることができる。
【0045】
このように、第2の実施形態によると、設計変更によって電動モータ5と制御ユニット19との間に位置ずれが生じる場合でも、その位置ずれ量を給電用ハーネス9の素線9a及び9bの変形と圧着端子9c及び9dの軸方向移動量とによって吸収することができ、電動モータ5と制御ユニット19との間の電気的接続を新たに設計し直す必要がない利点を有する。
【0046】
次に、本発明の第3の実施形態を図8について説明する。
この第3の実施形態では、電動パワーステアリング装置1のステアリング機構への搭載の形態によって、電動モータ5の回転方向を正規の回転方向とは逆方向としたい場合に本発明を適用したものである。
すなわち、第3の実施形態では、制御ユニット19の端子台23cの端子支持部23d及び23eから出力される電流方向と、電動モータ5の回転方向とを正規の状態とは逆にする。つまり、正規の状態で端子支持部23dからハーネス9の素線9aに電流を供給して電動モータ5を正転駆動している場合に対して、端子支持部23dから電流を供給している状態で、ハーネス9の素線9bに電流を供給して電動モータ5を逆転駆動する正転させるようにしたものである。
【0047】
このためには、図7に示すように、電動モータ5のグロメット8から導出されている給電用ハーネス9の素線9a及び9bをクロスさせて圧着端子9cを制御ユニット19の端子台23cにおける端子支持部23eにねじ決めして電気的に接続し、圧着端子9dを端子支持部23dにねじ止めして電気的に接続する。
この第3の実施形態によると、制御ユニット19の端子支持部23dから電流が出力されるものとすると、この電流が給電用ハーネス9の素線9bを通って電動モータ5のブラシ部に供給されることになり、前述した第1及び第2の実施形態とは逆方向に電動モータ5が回転駆動されることになり、これに応じてステアリングシャフト2の回転方向も逆回転となる。
【0048】
このように、上記第3の実施形態によれば、電動モータ5を正規の回転方向とは逆方向に回転駆動するために、単に給電用ハーネス9の素線9a及び9bをクロス配線するだけでよいので、別途逆方向回転のための接続具を設ける必要がないとともに、電動モータ5や制御ユニット19の構成を変更する必要もない。
因みに、従来例のように電動モータに接続端子としてのバスバーを設け、制御ユニット側にバスバーと接続する端子台を設ける場合には、電動モータを逆方向回転させるには、バスバーを逆にすることは困難なことから制御ユニット側の端子台への配線接続を変更する必要が生じ、設計変更を伴うことになる。
しかしながら、上記第3の実施形態では、電動モータ5から給電用ハーネス9を導出していることからこの給電用ハーネス9の素線9a及び9bをクロス配線するだけで電動モータの逆方向回転を容易に行うことができる。
【0049】
次に、本発明の第4の実施形態を図9及び図10について説明する。
この第4の実施形態では、制御ユニット19の端子台23cを覆う絶縁性カバーを設けるようにしたものである。
すなわち、第4の実施形態では、図8及び図9に示すように、制御ユニット19の端子台23cの端子支持部23d及び23eを覆う合成樹脂材製の絶縁カバー50を設け、この絶縁カバー50を制御ユニット19のユニットカバー26を装着したときに、ユニットカバー26に形成した挿通孔51を介して取付ねじ52を端子台23cに螺合させて固定するようにしている。
【0050】
このため、絶縁カバー50には、ねじ挿通孔50aが形成されているとともに、ユニットカバー26側に絶縁カバー50の裏面との隙間を埋めるねじ挿通孔50aと連通する連結筒50bが形成されており、ユニットカバー26の挿通孔51を通じて取付ねじ52を、連結筒50b及びねじ挿通孔50aを通じて端子台23cの雌ねじに螺合させて締付けることにより、絶縁カバー50を固定することができる。
【0051】
この第3の実施形態によると、制御ユニット19の端子台23cの端子支持部23d及び23eに給電用ハーネス9の圧着端子9c及び9dをねじ止めした後に、絶縁カバー50を配置してからユニットカバー26を装着し、取付ねじ52をユニットカバー26の挿通孔51、絶縁カバー59の連結筒50b及びねじ挿通孔50aを通じて端子台23cの雌ねじに螺合させて締付けることにより、絶縁カバー50を確実に固定することができる。しかも、絶縁カバー50を固定する際に、ユニットカバー26の挿通孔51位置も取付ねじ52によって固定されるので、不快な音の発生を防止して静音性の高い電動パワーステアリング装置1を提供することができる。
【0052】
すなわち、減速ギヤボックス4には、車両から車両振動が伝達されたり、或いは電動モータ5からモータ振動が伝達されたりするので、制御ユニット19のユニットカバー26が共振して大きな振幅で振動してビビリ音等の不快な音を発生しやすいが、本実施形態のように、ユニットカバー26の第1保護板部28一部が、端子台23cを介してフレーム23に固定されるので、ユニットカバー26に車両振動、モータ振動等が伝達されても小さな振幅で振動し、伝達された振動に対する共振を抑制しやすい構造となる。したがって、本実施形態のユニットカバー26は、車両振動、モータ振動が伝達しても不快な音が発生しにくい構造となるので、静音性を高めた電動パワーステアリング装置1を提供することができる。
【0053】
なお、上記第1〜第4の実施形態においては、給電用ハーネス9の素線9a及び9bの先端に圧着端子9c及び9dを取付け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、圧着端子9c及び9dに代えて端子を溶接等によって固定するようにしてもよい。また、給電用ハーネス9の素線9a及び9bの端子部を省略して、素線9a及び9bの内部導体を直接制御ユニット19の端子台23cの端子支持部23d及び23eに溶接、ねじ止め等の固定手段によって固定するようにしてもよい。
【0054】
また、上記第1〜第4の実施形態においては、制御ユニット19の端子台23cの端子支持部23d及び23eと、素線ガイド溝23fと、給電用ハーネス9及び電動モータ5に設けられたグロメット8とは電動モータの中心軸に沿う直線上に配置した場合について説明したが、厳密に直線上に配置する必要はなく、電動モータの中心軸と交差する直線上に配置するようにしてもよい。
【0055】
また、上記第1〜第4の実施形態ではユニットカバー26が、減速ギヤボックス4に固定されているが、フレーム23の取付け板部23bに固定しても同様の効果が得られる。
また、上記実施形態においては、電動モータ5、制御ユニット19及び雌型コネクタ45がステアリングコラム3の中心軸と直交する線に沿って一直線に配置されてい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、ステアリングコラム3の中心軸と交差する線に沿って一直線に配置するようにしてもよい。
【0056】
また、上記第1〜第4の実施形態においては、電動モータ5としてブラシモ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、ブラシレスモータを適用するようにしてもよく、この場合には、3本の素線を有する給電用ハーネス9の各素線の一端を各相の励磁コイルの給電側に接続すると共に、他端を端子台23cに形成した3つの端子支持部に電気的に接続し、さらにパワー基板23にブラシレスモータを駆動する例えば電界効果トランジスタ(FET)を有するインバータ回路及びインバータ回路の電界効果トランジスタのゲートをパルス幅変調信号で駆動するゲート駆動回路を実装すればよい。
また、上記第1〜第4の実施形態においては、制御ユニット19のユニットカバー26を導電性金属で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、合成樹脂材等の絶縁材で形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【0057】
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングシャフト、2a…入力軸、2b…トーションバー、2c…出力軸、3…ステアリングコラム、3a…内管、3b…外管、4…減速ギヤボックス(ハウジング)、4b…支持部、5…電動モータ、5b…取付けフランジ、8…グロメット、9…給電用ハーネス、9a,9b…素線、9c,9d…圧着端子、11…ウォーム、12…ウォーム収納部、13…ウォームホイール、14…ウォームホイール収納部、15…トルクセンサ、15a,15b…検出コイル、15c〜15f…外部接続端子、16…トルクセンサ収納部、17…モータ取付け部、18…コラム取付け部、19…制御ユニット、20…制御ユニット装着部、21…放熱プレート、22…パワー基板、22a,22b…ディスクリート部品、22c…接続端子、23…フレーム、23a…フレーム本体、23b…取付け板部、23c…端子台、23d,23e…端子支持部、23f…素線ガイド溝、24…制御基板、24a〜24d…スルーホール、25…内側カバー、26…ユニットカバー、50…絶縁カバー、50a…挿通孔、50b…連結筒、51…挿通孔、52…取付ねじ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記電動モータへの通電を前記操舵トルクセンサで検出した操舵トルクに応じて制御する制御ユニットとが減速機構を格納するハウジングに一体的に取付けられた電動パワーステアリング装置であって、
前記制御ユニットは、前記電動モータのモータ側給電部と近接して配置されたユニット側給電部を備え、前記ユニット側給電部と前記モータ側給電部との間を給電用ハーネスによって最短距離で接続した状態で、前記ユニット側給電部と前記給電用ハーネスとの接続部を、前記制御ユニットを閉塞するユニットカバーによって覆う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】
前記給電用ハーネスは、一端がグロメットを介して前記電動モータの内部のモータ側給電部に接続され、他端に前記制御ユニットに設けられた端子台に接続される端子部が配設されてい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。
【請求項3】
前記端子部、前記給電用ハーネス及び前記グロメットが直線上に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項4】
前記端子台は、前記制御ユニット内に形成され、前記端子部を支持する端子支持部と、この端子支持部に連接して前記給電用ハーネスの素線を案内する素線ガイド溝とを有し、前記素線ガイド溝が前記電動モータのモータ側給電部に向かって形成されていることを特徴とする請求項2乃至3に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項5】
前記給電用ハーネスは中間部が保護チューブで覆われていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項6】
前記保護チューブは電磁波シールドチューブで構成されていることを特徴とする請求項5に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項7】
前記給電用ハーネスは、前記電動モータのモータ側給電部と前記ユニット側給電部との間を平行接続していることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項8】
前記給電用ハーネスは、前記電動モータのモータ側給電部と前記ユニット側給電部との間をクロス接続していることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項9】
前記ユニット側給電部は、前記給電用ハーネスを接続した状態で、その接続部を覆う絶縁カバーを有し、該絶縁カバーを前記ユニットカバーで覆った状態で、前記ユニットカバーの外側から固定具を挿通して当該ユニットカバー及び前記絶縁カバーが前記制御ユニットの固定部に固定されていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項10】
操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記電動モータへの通電を前記操舵トルクセンサで検出した操舵トルクに応じて制御する制御ユニットとがウォーム減速機構を格納するハウジングに一体的に取付けられた電動パワーステアリング装置の組み立て方法であって、
前記ハウジングに、前記操舵系を構成するステアリングシャフト及び前記トルクセンサを装着する工程と、前記ハウジングに前記ウォーム減速機構を構成するウォーム軸を組込む工程とを行った後、前記ハウジングへの制御ユニットの装着と、前記ハウジングへの電動モータの装着とを何れか一方を行った後に他方を行う工程と、続いて前記電動モータの給電用ハーネスを前記制御ユニットに最短距離で接続する工程と、さらに制御ユニットにユニットカバーを装着する工程とを備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置の組立方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate


【公開番号】特開2011−213325(P2011−213325A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−85938(P2010−85938)
【出願日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【出願人】(000004204)日本精工株式会社 (8,378)
【Fターム(参考)】