電動パワーステアリング装置
【課題】トルクセンサの検出動作に悪影響を与える導電性異物等の侵入を安価な構造で確実に防止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】ユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く側面に、ステアリングシャフトの軸方向に沿う第１係合溝３３ａを形成し、ユニット係合部２０ｂの車両前後方向を向く側面に、車幅方向に延在する第２係合溝を形成する。第１係合溝３３ａにカバー板部２８の切欠き部２８ａを形成している端板部３５ｂ，３６ｂを嵌め込みながらカバーを車両前後方向にスライド移動することで、端板部が前記第１係合溝３３ａ及び第２係合溝に嵌まり込んだ状態で、カバー板部が開口部を囲む。
【解決手段】ユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く側面に、ステアリングシャフトの軸方向に沿う第１係合溝３３ａを形成し、ユニット係合部２０ｂの車両前後方向を向く側面に、車幅方向に延在する第２係合溝を形成する。第１係合溝３３ａにカバー板部２８の切欠き部２８ａを形成している端板部３５ｂ，３６ｂを嵌め込みながらカバーを車両前後方向にスライド移動することで、端板部が前記第１係合溝３３ａ及び第２係合溝に嵌まり込んだ状態で、カバー板部が開口部を囲む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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する電動モータと、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】
従来の電動パワーステアリング装置として、例えばラック軸が摺動自在に収容あるいは装着されるラックケース又は減速ギヤボックスの一部に電動モータが収容され、この電動モータを駆動制御する制御基板が収容されるハウジングがラックケース又は減速ギヤボックスに形成され、ハウジングの開口に対向する底部に形成された取付けボスに前記開口から挿入された制御基板が当接されると、電動モータからハウジング内に突設されたモータ側接続端子に制御基板に設けられた基板接続端子が互いに接触して電気的に接続される電動パワーステアリング装置が提案されており、電動モータと制御基板との間に電気的接続線を介挿することなく直付けすることにより、電動モータと制御基板との間で配線長を最短として電気ノイズが乗ることを防止することができるとともに、配線抵抗を少なくして電気的損失を低減することができる。
【０００３】
しかし、電動モータを制御する制御基板にはステアリングシャフトに伝達されるトルクを検出するトルクセンサのトルク検出値を入力する必要があり、このトルクセンサは、通常ラックケース又は減速ギヤボックスより離れたステアリングホイール側に設置されており、このトルクセンサと制御基板との間に長い接続ケーブルを設ける必要があり、この接続ケーブルに電気ノイズが乗るとともに、電気抵抗が大きくなることで電気的損失が大きくなる。
【０００４】
そこで、減速ギヤボックスの外周に取付け面を形成し、この取付け面に制御基板を組込んだ制御ユニットを装着する構造とし、減速ギヤボックスに内装したトルクセンサに接続されている複数の外部接続端子を、トルクセンサを収納している位置と連通して取付け面で開口するように設けた開口部から外部に突出させ、取付け面に装着する制御ユニットの制御基板に設けた複数のスルーホールに挿通し、両者を半田付けすることで電気的に直接接続する構造とし、制御基板とトルクセンサとの間の接続距離を最短として両者間の電気ノイズ、電気的損失を防止する電動パワーステアリング装置も開発されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０２３４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述したように、制御ユニットが装着される減速ギヤボックスの取付け面に、トルクセンサを収納している位置と連通する開口部を設け、この開口部から制御基板に接続するトルクセンサの外部接続端子を突出させて制御基板のスルーホールに接続する構造とすると、減速ギヤボックスの取付け面と制御ユニットの装着面との間の隙間から導電性異物が侵入してトルクセンサの何れかの外部接続端子同士に接触し、トルクセンサが誤ったトルク検出値を出力して電動モータが誤った駆動制御を行なうおそれがある。
ここで、減速ギヤボックスの取付け面と制御ユニットの装着面との間に隙間が生じないように取付け面及び装着面を高精度の面に形成することは製造コストの面で困難である。
【０００７】
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、ギヤボックス取付け面からトルクセンサの外部接続端子を外部に突出させて制御ユニットの制御基板に接続し、ギヤボックス取付け面及び制御ユニットとを対向させる構造としても、トルクセンサの検出動作に悪影響を与える導電性異物等の侵入を安価な構造で確実に防止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、本発明に係る請求項１記載の電動パワーステアリング装置は、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する電動モータと、前記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とを備え、前記減速ギヤボックスの外周から突出して形成したユニット係合部に、前記制御ユニットの前記制御基板を収容するカバーのカバー板部を近接させて該制御ユニットを装着するとともに、前記減速ギヤボックスに内装したトルクセンサに接続している複数の外部接続端子を前記ユニット係合部の上部に形成した開口部から突出させ、これら複数の外部接続端子の夫々を前記カバー板部に形成した切欠き部に通過させ、前記制御基板に設けた複数の基板側端子に電気的に直接接続してなる電動パワーステアリング装置において、前記ユニット係合部の車幅方向を向く側面に、前記ステアリングシャフトの軸方向に沿う第１係合溝を形成し、前記ユニット係合部の車両前後方向を向く側面に、車幅方向に延在する第２係合溝を形成し、前記第１係合溝に前記カバー板部の前記切欠き部を形成している端板部を嵌め込みながら前記カバーを車両前後方向にスライド移動することで、前記端板部が前記第１係合溝及び第２係合溝に嵌まり込んだ状態で、前記カバー板部が前記開口部を囲むようにした。
【０００９】
この発明によると、ユニット係合部の側面に形成した第１係合溝及び第２係合溝に、カバーの切欠き部を形成している端板部が嵌まり込んで係合し、カバー板部で開口部を囲っているので、減速ギヤボックスの外周側で発生した導電性異物の侵入が遮断される。また、大きな異物（例えばネジ、小石など）が開口部側に入り込もうとするのを防止することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記第１係合溝及び前記第２係合溝と前記端板部との一方に、互いが嵌め込み係合したときに、一方が他方に対して押圧する押圧手段を設けた。
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の電動パワーステアリング装置において、前記押圧手段は、前記端板部の一部から突出し、前記第１係合溝及び前記第２係合溝の内壁を押圧しながら当接する突起部である。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項２記載の電動パワーステアリング装置において、前記押圧手段は、前記第１係合溝及び前記第２係合溝の内壁の一部から突出し、前記端板部の端面を押圧しながら当接する突起部である。
これら請求項２から４の発明によると、減速ギヤボックスに装着されている電動モータから制御ユニットにモータ振動が伝達されても、押圧手段を介してカバーとユニット係合部とが係合しているので、カバーにビビリ音等の不快な音が発生するのが防止される。
【００１２】
さらに、請求項５記載の発明は、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において、前記第２係合溝は、前記ユニット係合部の車両後方を向く側面に形成されており、前記カバーは車両後方から移動させて前記ユニット係合部に前記カバー板部を係合するようにした。
この発明によると、カバーを、取付けスペースが広い車両後方側からユニット係合部に係合させることができるので、制御ユニットの組付け性が良好となる。
【００１３】
また、電動パワーステアリング装置のステアリングコラムは、車両後方に向けて上り傾斜を付けて配置されており、カバー板部に付着した水滴が、車両前方のユニット係合部２０ｂに向けて流れていく場合があるが、本発明では、カバー板部の切欠き部を形成している端板部が、開口部が開口している位置より下方のユニット係合部の側面（第１係合溝及び第２係合溝の係合位置）で係合しており、端板部まで伝わった水滴が、側面の上部に上がって開口部に流れ込むことがない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、ユニット係合部の側面に形成した第１係合溝及び第２係合溝に、カバーの切欠き部を形成している端板部が嵌まり込んで係合し、カバー板部で開口部を囲っているので、導電性異物や、大きな異物の侵入を安価な構造で確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を右ハンドル車に適用した場合の右方向から示した斜視図である。
【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】制御ユニットを装着する前の減速ギヤボックスを車幅方向から示した斜視図である。
【図４】減速ギヤボックスのユニット係合部を拡大して示した図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図７】制御ユニットの分解斜視図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図１０】本発明に係る第１実施形態のカバー板部とユニット係合部との当接状態を車両後方から示した概略図である。
【図１１】本発明に係る第１実施形態のカバー板部とユニット係合部との当接状態を車幅方向から示した概略図である。
【図１２】本発明に係る第２実施形態のカバー板部に形成した開口部の形状を示す図である。
【図１３】本発明に係る第３実施形態のユニット係合部の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置を車両前方から示した斜視図である。
図１の符号１はコラム型の電動パワーステアリング装置であり、ステアリングホイール（図示せず）に連結された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シャフト２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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の支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。
【００２０】
減速ギヤボックス４は、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか１つを例えばダイキャスト成型することにより形成されている。減速ギヤボックス４は、図２に示すように、電動モータ５の出力軸（不図示）に連接されたウォーム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に噛合するウォームホイール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を収納するトルクセンサ収納部１６と、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とを備えている。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，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１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接続端子（不図示）が形成されている。そして、具体的には示さないが、接続端子の夫々は、底部中央に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に互いに絶縁されて配設され、２組のブラシに個別に接続された円弧状の接続端子の互いに対向する一端に一体に形成されている。
【００２３】
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３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の上部側とで形成した平坦取付け面２０ａと、トルクセンサ収納部１６の外周上面から略直方体形状に突出して形成されたユニット係合部２０ｂとを備えている。
ユニット係合部２０ｂの左右方向の中央部には、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２０ｄが形成されており、この開口部２０ｄを通過してトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆがユニット係合部２０ｂの上方に突出して設けられている。
【００２４】
また、モータ取付け部１７の車両後端面にも、平坦取付け面２０ａと平行でこの平坦取付け面２０ａより車両後方側の位置に幅狭のフレーム取付け面２０ｃが形成されている。
ここで、図４から図６で示すように、トルクセンサ収納部１６の外周上面から略直方体形状に突出している制御ユニット装着部２０のユニット係合部２０ｂは、車幅方向を向く２つの側面に、ステアリングシャフト２の軸方向に沿って一対の第１係合溝３３ａが形成されているとともに、車両後方を向く側面に、車幅方向に延在して一対の第１係合溝３３ａに連続する第２係合溝３３ｂが形成されている。
【００２５】
一方、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７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、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２０ａ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、フレーム２３の正面に取付けられ、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の左端に形成され、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上に固定され電動モータ５の接続端子に電気的に接続する端子台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、図示しないが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及び制御基板２４は、接続端子２２ｃを介して接続されている。
【００２８】
カバー２６は、電磁波遮断、内部部品の保護が可能な金属製の部材であり、図７に示すように、制御基板２４を覆う矩形状の第１板部２７と、この第１板部２７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板部２８，２９と、第１板部２７の短尺方向の縁部から第２及び第３板部２８，２９と同一方向に延在している第４及び第５板部３０，３１と、第２板部２８、第４及び第５板部３０，３１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ネジ挿通孔を有する複数の固定片３２とを備えている。また、第４板部３０には、雌型コネクタ４５の外周を囲む切欠き３０ａが形成されている。
第２板部２８の長手方向中央には、門形状に切り欠いた切欠き部２８ａが形成されている。
【００２９】
図８及び図９は、前述した切欠き部２８ａの周縁形状を詳細に示したものであり、切欠き２８ａの周縁には、カバー２６の外側に突出する段差部３４が形成されている。
すなわち、図８に示すように、第２板部２８の長手方向の両側から外側に突出している段差部３４は、所定の傾斜角度を付けて外側に突出している傾斜板部３５ａ、３６ａと、傾斜板部３５ａ，３６ａの先端から第２板部２８と平行に延在して切欠き部２８ａを形成する端板部３５ｂ，３６ｂとで構成されている。
また、図９に示すように、第１板部２７側から外側に突出している段差部３４は、所定の傾斜角度を付けて外側に突出している傾斜板部３７ａと、傾斜板部３７ａの先端から第２板部２８と平行に延在して切欠き部２８ａを形成する端板部３７ｂとで構成されている。
【００３０】
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、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０の開口部２０ｄから突出したトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆ（図３参照）を制御ユニット１９の制御基板２４のスルーホール２４ａ〜２４ｄ（図７参照）に直接挿通して半田付けする。その後、カバー２６を車両後方側から車両前方に移動させながら、カバー２６を制御ユニット装着部２０に固定して制御ユニット１９を装着する。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と、電動モータ５の接続端子とを電気的に接続する。なお、電気的に接続された端子台２３ｃ及び電動モータ５の接続端子は、図１の符号２７で示す合成樹脂製の端子カバーで覆われている。
なお、本発明のカバー板部が第２板部２８に対応し、本発明の端板部が端板部３５ａ，３６ｂ，３７ｂに対応している。
【００３１】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
車体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。
【００３２】
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。
ここで、制御ユニット１９を装着する際は、前述したように制御ユニット１９の他の部品（放熱プレート２１、フレーム２３、制御基板２４など）を制御ユニット装着部２０に装着した後に、カバー２６を車両後方側から車両前方に移動させて制御ユニット装着部２０に固定する。
【００３３】
この際、カバー２６（第２板部２８）の車幅方向を向く切欠き２８ａの周縁に形成した端板部３５ｂ、３６ｂが、減速ギヤボックス４のユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く２つの側面に形成した一対の第１係合溝３３ａに嵌まり込んで車両前方にスライド移動する（図１０参照）。そして、端板部３５ｂ、３６ｂの移動方向の先端が一対の第１係合溝３３ａの車両前方の終端に位置したときに、カバー２６（第１板部３７側）の切欠き２８ａの周縁に形成されて車両前方を向いている端板部３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの車両後方を向く側面に形成した第２係合溝３３ｂに嵌まり込む（図１１参照）。
【００３４】
開口部２０ｄにはトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆが通過しており、減速ギヤボックス４の外周側で発生した導電性異物が外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを配置している開口部２０ｄ側に侵入しようとしても、カバー２６の切欠き部２８ａの周縁に形成した端板部３５ｂ、３６ｂ，３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの側面に形成した一対の第１係合溝３３ａ、第２係合溝３３ｂに嵌まり込みながら開口部２０ｄを囲っているので、導電性異物の侵入が遮断される。
したがって、トルクセンサ１５の複数の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆのいずれかの対同士に導電性異物が接触することがなく、トルクセンサ１５は正常なトルク検出値を出力して電動モータ５の正常な駆動制御を行なうことができる。
【００３５】
また、カバー２６の切欠き部２８ａ周縁の端板部３５ｂ、３６ｂ，３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの一対の第１係合溝３３ａ、第２係合溝３３ｂに嵌まり込んで開口部２０ｄを囲っていることから、大きな異物（例えばネジ、小石など）が開口部２０ｄ側に入り込もうとするのを防止することができる。
さらに、カバー２６が、ユニット係合部２０ｂの３方向（車幅方向の２方向及び車両後方側の１方向）に対して係合しているので、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に対するカバー２６の位置ずれを防止することができる。
【００３６】
また、カバー２６を、取付けスペースが広い車両後方側からユニット係合部２０ｂに係合させることができるので、制御ユニット１９の組付け性も容易に行なうことができる。
また、電動パワーステアリング装置のステアリングコラム３は、車両後方に向けて上り傾斜を付けて配置されており、カバー２６の下面（第２板部２８）に付着した水滴が、車両前方のユニット係合部２０ｂに向けて流れていく場合があるが、本実施形態では、カバー２６の端板部３５ｂ、３６ｂ，３７ｂが、開口部２０ｄが開口している位置より下方のユニット係合部２０ｂの側面（第１係合溝３３ａ，第２係合溝３３ｂ）で係合しており、端板部３５ｂ、３６ｂ，３７ｂまで伝わった水滴が、側面の上部に上がって開口部２０ｄに流れ込むことがない。
【００３７】
図１２は、本発明に係る第２の実施形態を示すものである。
本実施形態は、カバー２６（第２板部２８）に形成した切欠き部２８ａの形状が、図７及び図８で示したものと異なっている。
本実施形態は、第２板部２８の長手方向に形成した端板部３５ｂ，３６ｂ側の切欠き部２８ａの一部に突起部３８ａ，３８ｂが形成され、第１板部２７側に形成した端板部３７ｂ側の切欠き部２８ａの一部に突起部３８ｃが形成されている。
【００３８】
一方、トルクセンサ収納部１６の外周上面から略直方体形状に突出している制御ユニット装着部２０のユニット係合部２０ｂは、図４から図６で示した構造と同様に、車幅方向を向く２つの側面に、ステアリングシャフト２の軸方向に沿って一対の第１係合溝３３ａが形成され、車両後方を向く側面に、車幅方向に延在して一対の第１係合溝３３ａに連続する第２係合溝３３ｂが形成されている。
【００３９】
本実施形態においては、カバー２６の切欠き２８ａを形成している端板部３５ｂ、３６ｂが、ユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く一対の第１係合溝３３ａに嵌まり込み、カバー２６の切欠き２８ａを形成して車両前方を向く端板部３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの車両後方を向く第２係合溝３３ｂに嵌まり込むと、端板部３５ｂ，３６ｂ側の突起部３８ａ，３８ｂが一対の第１係合溝３３ａの内壁を押圧し、端板部３７ｂ側の突起部３８ｃが第２係合溝３３ｂの内壁を押圧した状態でカバー２６が制御ユニット装着部２０に固定される。
【００４０】
したがって、本実施形態は、カバー２６の切欠き部２８ａと、ユニット係合部２０ａの一対の第１係合溝３３ａ，第２係合溝３３ｂとが係合する際のガタツキが防止されるので、減速ギヤボックス４に装着されている電動モータ５から制御ユニット１９にモータ振動が伝達されても、カバー２６にビビリ音等の不快な音が発生するのを防止することができる。
【００４１】
さらに、図１３は、本発明に係る第２の実施形態を示すものである。
本実施形態は、制御ユニット装着部２０のユニット係合部２０ｂの形状が、図４及び図６で示したものと異なっている。
本実施形態は、ユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く２つの側面に形成したステアリングシャフト２の軸方向に沿って延在する一対の第１係合溝３３ａの内壁の一部に突起部３９ａが形成され、車両後方を向く側面に形成され、車幅方向に延在して一対の第１係合溝３３ａに連続する第２係合溝３３ｂの内壁の一部に突起部３９ｂが形成されている。
【００４２】
一方、カバー２６（第２板部２８）に形成した切欠き部２８ａの形状は、図７及び図８で示したものと同様である。
本実施形態においては、カバー２６の切欠き２８ａを形成している端板部３５ｂ、３６ｂが、ユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く一対の第１係合溝３３ａに嵌まり込み、カバー２６の切欠き２８ａを形成して車両前方を向く端板部３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの車両後方を向く第２係合溝３３ｂに嵌まり込むと、一対の第１係合溝３３ａの内壁に形成した突起部３９ａが端板部３５ｂ，３６ｂを押圧し、第２係合溝３３ｂの内壁に形成した突起部３９ｂが端板部３５ｃを押圧した状態でカバー２６が制御ユニット装着部２０に固定される。
【００４３】
したがって、本実施形態も、カバー２６の切欠き部２８ａと、ユニット係合部２０ａの一対の第１係合溝３３ａ，第２係合溝３３ｂとが係合する際のガタツキが防止されるので、減速ギヤボックス４に装着されている電動モータ５から制御ユニット１９にモータ振動が伝達されても、カバー２６にビビリ音等の不快な音が発生するのを防止することができる。
なお、上述した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。
【００４４】
また、上記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、接続端子５ｃ，５ｄを各相の励磁コイルの給電側に接続すると共に、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とを実装すればよい。
【００４５】
さらに、上記実施形態においては、本発明を右ハンドル車に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、左ハンドル車に適用する場合には、減速ギヤボックス４、電動モータ５及び制御ユニット１９の配置をステアリングコラム３の中心軸を通る垂直面を挟んで面対称に即ち制御ユニット１９の右側に電動モータ５を配置し、制御ユニット１９の雌型コネクタ４５及び端子台２４ｃを左側に配置すればよく、さらには電動モータ５を車両外側に、雌型コネクタ４５及び端子台２４ｃを車両内側に配置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
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、４ｂ…支持部、５…電動モータ、５ｂ…フランジ、６…アッパ取付けブラケット、６ａ…フランジ、６ａ１…スリット、６ｂ…離脱用カプセル、６ｂ１…ボルト貫通孔、６ｃ…支持板部、６ｄ…チルト機構、６ｇ…チルトレバー、７…ロア取付けブラケット、７ａ…取付け板部、７ｂ…支持板部、７ｃ…枢軸、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、２０ａ…平坦取付け面、２０ｂ…ユニット係合部、２０ｃ…フレーム取付け面、２０ｄ…開口部、２１…放熱プレート、２２…パワー基板、２２ａ，２２ｂ…集積回路、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、２４…制御基板、２４ａ〜２４ｄ…スルーホール、２４ｅ…ディスクリート部品、２６…カバー、２７…第１板部、２８…第２板部（カバー板部）、２８ａ…切欠き部、２９…第３板部、２８ａ…切欠き部、３０…第４板部、３１…第５板部、３２…固定片、３３ａ…第１係合溝、３３ａ…第２係合溝、３４…段差部、３５ａ，３６ａ，３７ａ…傾斜板部、３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ…端板部、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３９ａ，３９ｂ…突起部、４５ａ…電源コネクタ、４５ｂ…信号コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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する電動モータと、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】
従来の電動パワーステアリング装置として、例えばラック軸が摺動自在に収容あるいは装着されるラックケース又は減速ギヤボックスの一部に電動モータが収容され、この電動モータを駆動制御する制御基板が収容されるハウジングがラックケース又は減速ギヤボックスに形成され、ハウジングの開口に対向する底部に形成された取付けボスに前記開口から挿入された制御基板が当接されると、電動モータからハウジング内に突設されたモータ側接続端子に制御基板に設けられた基板接続端子が互いに接触して電気的に接続される電動パワーステアリング装置が提案されており、電動モータと制御基板との間に電気的接続線を介挿することなく直付けすることにより、電動モータと制御基板との間で配線長を最短として電気ノイズが乗ることを防止することができるとともに、配線抵抗を少なくして電気的損失を低減することができる。
【０００３】
しかし、電動モータを制御する制御基板にはステアリングシャフトに伝達されるトルクを検出するトルクセンサのトルク検出値を入力する必要があり、このトルクセンサは、通常ラックケース又は減速ギヤボックスより離れたステアリングホイール側に設置されており、このトルクセンサと制御基板との間に長い接続ケーブルを設ける必要があり、この接続ケーブルに電気ノイズが乗るとともに、電気抵抗が大きくなることで電気的損失が大きくなる。
【０００４】
そこで、減速ギヤボックスの外周に取付け面を形成し、この取付け面に制御基板を組込んだ制御ユニットを装着する構造とし、減速ギヤボックスに内装したトルクセンサに接続されている複数の外部接続端子を、トルクセンサを収納している位置と連通して取付け面で開口するように設けた開口部から外部に突出させ、取付け面に装着する制御ユニットの制御基板に設けた複数のスルーホールに挿通し、両者を半田付けすることで電気的に直接接続する構造とし、制御基板とトルクセンサとの間の接続距離を最短として両者間の電気ノイズ、電気的損失を防止する電動パワーステアリング装置も開発されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０２３４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述したように、制御ユニットが装着される減速ギヤボックスの取付け面に、トルクセンサを収納している位置と連通する開口部を設け、この開口部から制御基板に接続するトルクセンサの外部接続端子を突出させて制御基板のスルーホールに接続する構造とすると、減速ギヤボックスの取付け面と制御ユニットの装着面との間の隙間から導電性異物が侵入してトルクセンサの何れかの外部接続端子同士に接触し、トルクセンサが誤ったトルク検出値を出力して電動モータが誤った駆動制御を行なうおそれがある。
ここで、減速ギヤボックスの取付け面と制御ユニットの装着面との間に隙間が生じないように取付け面及び装着面を高精度の面に形成することは製造コストの面で困難である。
【０００７】
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、ギヤボックス取付け面からトルクセンサの外部接続端子を外部に突出させて制御ユニットの制御基板に接続し、ギヤボックス取付け面及び制御ユニットとを対向させる構造としても、トルクセンサの検出動作に悪影響を与える導電性異物等の侵入を安価な構造で確実に防止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、本発明に係る請求項１記載の電動パワーステアリング装置は、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する電動モータと、前記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とを備え、前記減速ギヤボックスの外周から突出して形成したユニット係合部に、前記制御ユニットの前記制御基板を収容するカバーのカバー板部を近接させて該制御ユニットを装着するとともに、前記減速ギヤボックスに内装したトルクセンサに接続している複数の外部接続端子を前記ユニット係合部の上部に形成した開口部から突出させ、これら複数の外部接続端子の夫々を前記カバー板部に形成した切欠き部に通過させ、前記制御基板に設けた複数の基板側端子に電気的に直接接続してなる電動パワーステアリング装置において、前記ユニット係合部の車幅方向を向く側面に、前記ステアリングシャフトの軸方向に沿う第１係合溝を形成し、前記ユニット係合部の車両前後方向を向く側面に、車幅方向に延在する第２係合溝を形成し、前記第１係合溝に前記カバー板部の前記切欠き部を形成している端板部を嵌め込みながら前記カバーを車両前後方向にスライド移動することで、前記端板部が前記第１係合溝及び第２係合溝に嵌まり込んだ状態で、前記カバー板部が前記開口部を囲むようにした。
【０００９】
この発明によると、ユニット係合部の側面に形成した第１係合溝及び第２係合溝に、カバーの切欠き部を形成している端板部が嵌まり込んで係合し、カバー板部で開口部を囲っているので、減速ギヤボックスの外周側で発生した導電性異物の侵入が遮断される。また、大きな異物（例えばネジ、小石など）が開口部側に入り込もうとするのを防止することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記第１係合溝及び前記第２係合溝と前記端板部との一方に、互いが嵌め込み係合したときに、一方が他方に対して押圧する押圧手段を設けた。
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の電動パワーステアリング装置において、前記押圧手段は、前記端板部の一部から突出し、前記第１係合溝及び前記第２係合溝の内壁を押圧しながら当接する突起部である。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項２記載の電動パワーステアリング装置において、前記押圧手段は、前記第１係合溝及び前記第２係合溝の内壁の一部から突出し、前記端板部の端面を押圧しながら当接する突起部である。
これら請求項２から４の発明によると、減速ギヤボックスに装着されている電動モータから制御ユニットにモータ振動が伝達されても、押圧手段を介してカバーとユニット係合部とが係合しているので、カバーにビビリ音等の不快な音が発生するのが防止される。
【００１２】
さらに、請求項５記載の発明は、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において、前記第２係合溝は、前記ユニット係合部の車両後方を向く側面に形成されており、前記カバーは車両後方から移動させて前記ユニット係合部に前記カバー板部を係合するようにした。
この発明によると、カバーを、取付けスペースが広い車両後方側からユニット係合部に係合させることができるので、制御ユニットの組付け性が良好となる。
【００１３】
また、電動パワーステアリング装置のステアリングコラムは、車両後方に向けて上り傾斜を付けて配置されており、カバー板部に付着した水滴が、車両前方のユニット係合部２０ｂに向けて流れていく場合があるが、本発明では、カバー板部の切欠き部を形成している端板部が、開口部が開口している位置より下方のユニット係合部の側面（第１係合溝及び第２係合溝の係合位置）で係合しており、端板部まで伝わった水滴が、側面の上部に上がって開口部に流れ込むことがない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、ユニット係合部の側面に形成した第１係合溝及び第２係合溝に、カバーの切欠き部を形成している端板部が嵌まり込んで係合し、カバー板部で開口部を囲っているので、導電性異物や、大きな異物の侵入を安価な構造で確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を右ハンドル車に適用した場合の右方向から示した斜視図である。
【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】制御ユニットを装着する前の減速ギヤボックスを車幅方向から示した斜視図である。
【図４】減速ギヤボックスのユニット係合部を拡大して示した図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図７】制御ユニットの分解斜視図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図１０】本発明に係る第１実施形態のカバー板部とユニット係合部との当接状態を車両後方から示した概略図である。
【図１１】本発明に係る第１実施形態のカバー板部とユニット係合部との当接状態を車幅方向から示した概略図である。
【図１２】本発明に係る第２実施形態のカバー板部に形成した開口部の形状を示す図である。
【図１３】本発明に係る第３実施形態のユニット係合部の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置を車両前方から示した斜視図である。
図１の符号１はコラム型の電動パワーステアリング装置であり、ステアリングホイール（図示せず）に連結された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シャフト２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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の支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。
【００２０】
減速ギヤボックス４は、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか１つを例えばダイキャスト成型することにより形成されている。減速ギヤボックス４は、図２に示すように、電動モータ５の出力軸（不図示）に連接されたウォーム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に噛合するウォームホイール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を収納するトルクセンサ収納部１６と、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とを備えている。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，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１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接続端子（不図示）が形成されている。そして、具体的には示さないが、接続端子の夫々は、底部中央に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に互いに絶縁されて配設され、２組のブラシに個別に接続された円弧状の接続端子の互いに対向する一端に一体に形成されている。
【００２３】
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３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の上部側とで形成した平坦取付け面２０ａと、トルクセンサ収納部１６の外周上面から略直方体形状に突出して形成されたユニット係合部２０ｂとを備えている。
ユニット係合部２０ｂの左右方向の中央部には、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２０ｄが形成されており、この開口部２０ｄを通過してトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆがユニット係合部２０ｂの上方に突出して設けられている。
【００２４】
また、モータ取付け部１７の車両後端面にも、平坦取付け面２０ａと平行でこの平坦取付け面２０ａより車両後方側の位置に幅狭のフレーム取付け面２０ｃが形成されている。
ここで、図４から図６で示すように、トルクセンサ収納部１６の外周上面から略直方体形状に突出している制御ユニット装着部２０のユニット係合部２０ｂは、車幅方向を向く２つの側面に、ステアリングシャフト２の軸方向に沿って一対の第１係合溝３３ａが形成されているとともに、車両後方を向く側面に、車幅方向に延在して一対の第１係合溝３３ａに連続する第２係合溝３３ｂが形成されている。
【００２５】
一方、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７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、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２０ａ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、フレーム２３の正面に取付けられ、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の左端に形成され、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上に固定され電動モータ５の接続端子に電気的に接続する端子台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、図示しないが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及び制御基板２４は、接続端子２２ｃを介して接続されている。
【００２８】
カバー２６は、電磁波遮断、内部部品の保護が可能な金属製の部材であり、図７に示すように、制御基板２４を覆う矩形状の第１板部２７と、この第１板部２７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板部２８，２９と、第１板部２７の短尺方向の縁部から第２及び第３板部２８，２９と同一方向に延在している第４及び第５板部３０，３１と、第２板部２８、第４及び第５板部３０，３１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ネジ挿通孔を有する複数の固定片３２とを備えている。また、第４板部３０には、雌型コネクタ４５の外周を囲む切欠き３０ａが形成されている。
第２板部２８の長手方向中央には、門形状に切り欠いた切欠き部２８ａが形成されている。
【００２９】
図８及び図９は、前述した切欠き部２８ａの周縁形状を詳細に示したものであり、切欠き２８ａの周縁には、カバー２６の外側に突出する段差部３４が形成されている。
すなわち、図８に示すように、第２板部２８の長手方向の両側から外側に突出している段差部３４は、所定の傾斜角度を付けて外側に突出している傾斜板部３５ａ、３６ａと、傾斜板部３５ａ，３６ａの先端から第２板部２８と平行に延在して切欠き部２８ａを形成する端板部３５ｂ，３６ｂとで構成されている。
また、図９に示すように、第１板部２７側から外側に突出している段差部３４は、所定の傾斜角度を付けて外側に突出している傾斜板部３７ａと、傾斜板部３７ａの先端から第２板部２８と平行に延在して切欠き部２８ａを形成する端板部３７ｂとで構成されている。
【００３０】
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、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０の開口部２０ｄから突出したトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆ（図３参照）を制御ユニット１９の制御基板２４のスルーホール２４ａ〜２４ｄ（図７参照）に直接挿通して半田付けする。その後、カバー２６を車両後方側から車両前方に移動させながら、カバー２６を制御ユニット装着部２０に固定して制御ユニット１９を装着する。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と、電動モータ５の接続端子とを電気的に接続する。なお、電気的に接続された端子台２３ｃ及び電動モータ５の接続端子は、図１の符号２７で示す合成樹脂製の端子カバーで覆われている。
なお、本発明のカバー板部が第２板部２８に対応し、本発明の端板部が端板部３５ａ，３６ｂ，３７ｂに対応している。
【００３１】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
車体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。
【００３２】
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。
ここで、制御ユニット１９を装着する際は、前述したように制御ユニット１９の他の部品（放熱プレート２１、フレーム２３、制御基板２４など）を制御ユニット装着部２０に装着した後に、カバー２６を車両後方側から車両前方に移動させて制御ユニット装着部２０に固定する。
【００３３】
この際、カバー２６（第２板部２８）の車幅方向を向く切欠き２８ａの周縁に形成した端板部３５ｂ、３６ｂが、減速ギヤボックス４のユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く２つの側面に形成した一対の第１係合溝３３ａに嵌まり込んで車両前方にスライド移動する（図１０参照）。そして、端板部３５ｂ、３６ｂの移動方向の先端が一対の第１係合溝３３ａの車両前方の終端に位置したときに、カバー２６（第１板部３７側）の切欠き２８ａの周縁に形成されて車両前方を向いている端板部３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの車両後方を向く側面に形成した第２係合溝３３ｂに嵌まり込む（図１１参照）。
【００３４】
開口部２０ｄにはトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆが通過しており、減速ギヤボックス４の外周側で発生した導電性異物が外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを配置している開口部２０ｄ側に侵入しようとしても、カバー２６の切欠き部２８ａの周縁に形成した端板部３５ｂ、３６ｂ，３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの側面に形成した一対の第１係合溝３３ａ、第２係合溝３３ｂに嵌まり込みながら開口部２０ｄを囲っているので、導電性異物の侵入が遮断される。
したがって、トルクセンサ１５の複数の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆのいずれかの対同士に導電性異物が接触することがなく、トルクセンサ１５は正常なトルク検出値を出力して電動モータ５の正常な駆動制御を行なうことができる。
【００３５】
また、カバー２６の切欠き部２８ａ周縁の端板部３５ｂ、３６ｂ，３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの一対の第１係合溝３３ａ、第２係合溝３３ｂに嵌まり込んで開口部２０ｄを囲っていることから、大きな異物（例えばネジ、小石など）が開口部２０ｄ側に入り込もうとするのを防止することができる。
さらに、カバー２６が、ユニット係合部２０ｂの３方向（車幅方向の２方向及び車両後方側の１方向）に対して係合しているので、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に対するカバー２６の位置ずれを防止することができる。
【００３６】
また、カバー２６を、取付けスペースが広い車両後方側からユニット係合部２０ｂに係合させることができるので、制御ユニット１９の組付け性も容易に行なうことができる。
また、電動パワーステアリング装置のステアリングコラム３は、車両後方に向けて上り傾斜を付けて配置されており、カバー２６の下面（第２板部２８）に付着した水滴が、車両前方のユニット係合部２０ｂに向けて流れていく場合があるが、本実施形態では、カバー２６の端板部３５ｂ、３６ｂ，３７ｂが、開口部２０ｄが開口している位置より下方のユニット係合部２０ｂの側面（第１係合溝３３ａ，第２係合溝３３ｂ）で係合しており、端板部３５ｂ、３６ｂ，３７ｂまで伝わった水滴が、側面の上部に上がって開口部２０ｄに流れ込むことがない。
【００３７】
図１２は、本発明に係る第２の実施形態を示すものである。
本実施形態は、カバー２６（第２板部２８）に形成した切欠き部２８ａの形状が、図７及び図８で示したものと異なっている。
本実施形態は、第２板部２８の長手方向に形成した端板部３５ｂ，３６ｂ側の切欠き部２８ａの一部に突起部３８ａ，３８ｂが形成され、第１板部２７側に形成した端板部３７ｂ側の切欠き部２８ａの一部に突起部３８ｃが形成されている。
【００３８】
一方、トルクセンサ収納部１６の外周上面から略直方体形状に突出している制御ユニット装着部２０のユニット係合部２０ｂは、図４から図６で示した構造と同様に、車幅方向を向く２つの側面に、ステアリングシャフト２の軸方向に沿って一対の第１係合溝３３ａが形成され、車両後方を向く側面に、車幅方向に延在して一対の第１係合溝３３ａに連続する第２係合溝３３ｂが形成されている。
【００３９】
本実施形態においては、カバー２６の切欠き２８ａを形成している端板部３５ｂ、３６ｂが、ユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く一対の第１係合溝３３ａに嵌まり込み、カバー２６の切欠き２８ａを形成して車両前方を向く端板部３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの車両後方を向く第２係合溝３３ｂに嵌まり込むと、端板部３５ｂ，３６ｂ側の突起部３８ａ，３８ｂが一対の第１係合溝３３ａの内壁を押圧し、端板部３７ｂ側の突起部３８ｃが第２係合溝３３ｂの内壁を押圧した状態でカバー２６が制御ユニット装着部２０に固定される。
【００４０】
したがって、本実施形態は、カバー２６の切欠き部２８ａと、ユニット係合部２０ａの一対の第１係合溝３３ａ，第２係合溝３３ｂとが係合する際のガタツキが防止されるので、減速ギヤボックス４に装着されている電動モータ５から制御ユニット１９にモータ振動が伝達されても、カバー２６にビビリ音等の不快な音が発生するのを防止することができる。
【００４１】
さらに、図１３は、本発明に係る第２の実施形態を示すものである。
本実施形態は、制御ユニット装着部２０のユニット係合部２０ｂの形状が、図４及び図６で示したものと異なっている。
本実施形態は、ユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く２つの側面に形成したステアリングシャフト２の軸方向に沿って延在する一対の第１係合溝３３ａの内壁の一部に突起部３９ａが形成され、車両後方を向く側面に形成され、車幅方向に延在して一対の第１係合溝３３ａに連続する第２係合溝３３ｂの内壁の一部に突起部３９ｂが形成されている。
【００４２】
一方、カバー２６（第２板部２８）に形成した切欠き部２８ａの形状は、図７及び図８で示したものと同様である。
本実施形態においては、カバー２６の切欠き２８ａを形成している端板部３５ｂ、３６ｂが、ユニット係合部２０ｂの車幅方向を向く一対の第１係合溝３３ａに嵌まり込み、カバー２６の切欠き２８ａを形成して車両前方を向く端板部３７ｂが、ユニット係合部２０ｂの車両後方を向く第２係合溝３３ｂに嵌まり込むと、一対の第１係合溝３３ａの内壁に形成した突起部３９ａが端板部３５ｂ，３６ｂを押圧し、第２係合溝３３ｂの内壁に形成した突起部３９ｂが端板部３５ｃを押圧した状態でカバー２６が制御ユニット装着部２０に固定される。
【００４３】
したがって、本実施形態も、カバー２６の切欠き部２８ａと、ユニット係合部２０ａの一対の第１係合溝３３ａ，第２係合溝３３ｂとが係合する際のガタツキが防止されるので、減速ギヤボックス４に装着されている電動モータ５から制御ユニット１９にモータ振動が伝達されても、カバー２６にビビリ音等の不快な音が発生するのを防止することができる。
なお、上述した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。
【００４４】
また、上記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、接続端子５ｃ，５ｄを各相の励磁コイルの給電側に接続すると共に、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とを実装すればよい。
【００４５】
さらに、上記実施形態においては、本発明を右ハンドル車に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、左ハンドル車に適用する場合には、減速ギヤボックス４、電動モータ５及び制御ユニット１９の配置をステアリングコラム３の中心軸を通る垂直面を挟んで面対称に即ち制御ユニット１９の右側に電動モータ５を配置し、制御ユニット１９の雌型コネクタ４５及び端子台２４ｃを左側に配置すればよく、さらには電動モータ５を車両外側に、雌型コネクタ４５及び端子台２４ｃを車両内側に配置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
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、４ｂ…支持部、５…電動モータ、５ｂ…フランジ、６…アッパ取付けブラケット、６ａ…フランジ、６ａ１…スリット、６ｂ…離脱用カプセル、６ｂ１…ボルト貫通孔、６ｃ…支持板部、６ｄ…チルト機構、６ｇ…チルトレバー、７…ロア取付けブラケット、７ａ…取付け板部、７ｂ…支持板部、７ｃ…枢軸、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、２０ａ…平坦取付け面、２０ｂ…ユニット係合部、２０ｃ…フレーム取付け面、２０ｄ…開口部、２１…放熱プレート、２２…パワー基板、２２ａ，２２ｂ…集積回路、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、２４…制御基板、２４ａ〜２４ｄ…スルーホール、２４ｅ…ディスクリート部品、２６…カバー、２７…第１板部、２８…第２板部（カバー板部）、２８ａ…切欠き部、２９…第３板部、２８ａ…切欠き部、３０…第４板部、３１…第５板部、３２…固定片、３３ａ…第１係合溝、３３ａ…第２係合溝、３４…段差部、３５ａ，３６ａ，３７ａ…傾斜板部、３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ…端板部、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３９ａ，３９ｂ…突起部、４５ａ…電源コネクタ、４５ｂ…信号コネクタ
【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する電動モータと、前記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とを備え、前記減速ギヤボックスの外周から突出して形成したユニット係合部に、前記制御ユニットの前記制御基板を収容するカバーのカバー板部を近接させて該制御ユニットを装着するとともに、前記減速ギヤボックスに内装したトルクセンサに接続している複数の外部接続端子を前記ユニット係合部の上部に形成した開口部から突出させ、これら複数の外部接続端子の夫々を前記カバー板部に形成した切欠き部に通過させ、前記制御基板に設けた複数の基板側端子に電気的に直接接続してなる電動パワーステアリング装置において、
前記ユニット係合部の車幅方向を向く側面に、前記ステアリングシャフトの軸方向に沿う第１係合溝を形成し、前記ユニット係合部の車両前後方向を向く側面に、車幅方向に延在する第２係合溝を形成し、
前記第１係合溝に前記カバー板部の前記切欠き部を形成している端板部を嵌め込みながら前記カバーを車両前後方向にスライド移動することで、前記端板部が前記第１係合溝及び第２係合溝に嵌まり込んだ状態で、前記カバー板部が前記開口部を囲むように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】
前記第１係合溝及び前記第２係合溝と前記端板部との一方に、互いが嵌め込み係合したときに、一方が他方に対して押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記押圧手段は、前記端板部の一部から突出し、前記第１係合溝及び前記第２係合溝の内壁を押圧しながら当接する突起部であることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記押圧手段は、前記第１係合溝及び前記第２係合溝の内壁の一部から突出し、前記端板部の端面を押圧しながら当接する突起部であることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記第２係合溝は、前記ユニット係合部の車両後方を向く側面に形成されており、前記カバーは車両後方から移動させて前記ユニット係合部に前記カバー板部を係合するようにした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１】
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する電動モータと、前記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とを備え、前記減速ギヤボックスの外周から突出して形成したユニット係合部に、前記制御ユニットの前記制御基板を収容するカバーのカバー板部を近接させて該制御ユニットを装着するとともに、前記減速ギヤボックスに内装したトルクセンサに接続している複数の外部接続端子を前記ユニット係合部の上部に形成した開口部から突出させ、これら複数の外部接続端子の夫々を前記カバー板部に形成した切欠き部に通過させ、前記制御基板に設けた複数の基板側端子に電気的に直接接続してなる電動パワーステアリング装置において、
前記ユニット係合部の車幅方向を向く側面に、前記ステアリングシャフトの軸方向に沿う第１係合溝を形成し、前記ユニット係合部の車両前後方向を向く側面に、車幅方向に延在する第２係合溝を形成し、
前記第１係合溝に前記カバー板部の前記切欠き部を形成している端板部を嵌め込みながら前記カバーを車両前後方向にスライド移動することで、前記端板部が前記第１係合溝及び第２係合溝に嵌まり込んだ状態で、前記カバー板部が前記開口部を囲むように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】
前記第１係合溝及び前記第２係合溝と前記端板部との一方に、互いが嵌め込み係合したときに、一方が他方に対して押圧する押圧手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記押圧手段は、前記端板部の一部から突出し、前記第１係合溝及び前記第２係合溝の内壁を押圧しながら当接する突起部であることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記押圧手段は、前記第１係合溝及び前記第２係合溝の内壁の一部から突出し、前記端板部の端面を押圧しながら当接する突起部であることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記第２係合溝は、前記ユニット係合部の車両後方を向く側面に形成されており、前記カバーは車両後方から移動させて前記ユニット係合部に前記カバー板部を係合するようにした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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−５１４１４（Ｐ２０１２−５１４１４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３７７２（Ｐ２０１０−１９３７７２）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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