電動機と機器との端子接続構造、電動機及び電動パワーステアリング装置
【課題】電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させること。
【解決手段】電動機の端子接続構造１は、電動機３０が有する複数の電動機側端子３と、機器３１が有する複数の機器側端子５とを電気的に接続する構造である。それぞれの電動機側端子３は、機器側端子５と接続される側における接続面３Ｃが平行に配列され、また、それぞれの機器側端子５は、電動機側端子３と接続される側における接続面５Ｃが平行に配列されている。また、それぞれの電動機側端子３の接続面３Ｃとそれぞれの機器側端子５の接続面５Ｃとが対向した状態で両者が電気的に接続される。
【解決手段】電動機の端子接続構造１は、電動機３０が有する複数の電動機側端子３と、機器３１が有する複数の機器側端子５とを電気的に接続する構造である。それぞれの電動機側端子３は、機器側端子５と接続される側における接続面３Ｃが平行に配列され、また、それぞれの機器側端子５は、電動機側端子３と接続される側における接続面５Ｃが平行に配列されている。また、それぞれの電動機側端子３の接続面３Ｃとそれぞれの機器側端子５の接続面５Ｃとが対向した状態で両者が電気的に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続するための電動機と機器との端子接続構造、この電動機と機器との端子接続構造を用いた電動機及び電動機と機器との端子接続構造を用いた電動機をアシスト用電動機とする電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機は、電動パワーステアリング装置等の車両又は産業機械等といった様々な用途に用いられている。電動機は、電動機の外部から電力の供給を受けるための端子及び電動機が有するセンサ類からの出力を電動機の外部へ取り出すための端子を有している。電動機の端子は、制御装置又は電源等の外部機器と電気的に接続される。端子同士を接続する構造としては、例えば、特許文献１に記載されているような技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２３９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続するにあたり、両者の接続部は、電動機の運転により発熱したり、外部からの影響により昇温したりする。電動機の端子と機器の端子との接続部は、このような条件及び環境で用いられるので、両者の接続には信頼性が要求される。本発明は、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電動機が有する複数の電動機側端子と、機器が有する複数の機器側端子とを電気的に接続する構造であり、前記複数の電動機側端子は、前記機器側端子と接続される側における接続面が平行に配列され、また、複数の前記機器側端子は、前記電動機側端子と接続される側における接続面が平行に配列されており、前記複数の電動機側端子の接続面と前記複数の機器側端子の接続面とが対向した状態で両者が電気的に接続されることを特徴とする電動機と機器との端子接続構造である。
【０００６】
この電動機と機器との端子接続構造は、複数の電動機側端子の接続面が平行に配列され、複数の機器側端子の接続面が平行に配列される。このとき、電動機側端子の接続面と機器側端子の接続面とがすべて接触するように、電動機側等の配列方向における両者の位置を調整した上で、両者を電気的に接続する。電動機側端子及び機器側端子は、電動機側等の配列方向に両者が移動した場合でも、両者が撓むことにより前記移動に両者が追従するので、すべての電動機側端子の接触面とすべての機器側端子の接触面との接触を保つことができる。電動機側端子と機器側端子とが離れている状態で接合した場合に発生するスプリングバックに起因して電動機側端子と機器側端子との接続部には応力が発生する。しかし、この電動機と機器との端子接続構造は、両者が接触した状態で電動機側端子と機器側端子とを接合し、電気的に接続することにより、スプリングバックの発生及びこれに起因する応力を抑制できるので、前記応力に起因する電動機側端子と機器側端子との接続部の耐久性低下を抑制できる。その結果、この電動機と機器との端子接続構造は、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させることができる。
【０００７】
本発明において、前記複数の電動機側端子と前記複数の機器側端子とは、少なくとも一方が、接続面に突起部を有することが好ましい。このようにすることで、例えば、抵抗溶接のような圧接を用いて電動機側端子と機器側端子とを接合する場合には、両者を流れる電流を小さくすることができるので、接合時におけるエネルギーを抑制できる。
【０００８】
本発明において、前記複数の電動機側端子と前記複数の機器側端子とは、前記電動機側端子の接続面に、所定方向に延在する突起部を有し、前記機器側端子の接続面に、前記電動機側端子の接続面の突起部と交差する方向に延在する突起部を有することが好ましい。このようにすることで、電動機側端子と機器側端子との位置ずれが発生しても、突起部同士が交差することにより、前記位置ずれを吸収して、電動機側端子と機器側端子とを確実に接合し、電気的に接続することができる。
【０００９】
本発明において、前記複数の電動機側端子は、接続面に、所定方向に延在する第１突起部と、前記第１突起部とは異なる方向に延在する第２突起部とを有し、前記複数の機器側端子は、接続面に、前記第１突起部と交差する方向に延在する第３突起部と、前記第２突起部と交差する方向に延在する第４突起部とを有することが好ましい。このようにすることで、第１突起部と第３突起部とが電気的に接続され、第２突起部と第４突起部とが電気的に接続される。このため、接続箇所が増加するので、信頼性がさらに向上する。
【００１０】
本発明は、前記電動機と機器との端子接続構造により端子が接続されることを特徴とする電動機である。この電動機は、前記電動機と機器との端子接続構造を備えているので、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
本発明は、車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する、前記電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御することを特徴とする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は、前記電動機と機器との端子接続構造により電動機と制御装置等の機器とが電気的に接続されている。このため、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させて、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係る電動機と機器との端子接続構造を示す平面図である。
【図２】図２は、電動機が有する電動機側端子の斜視図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、電動機と接続される機器が有する機器側端子の斜視図である。
【図５】図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は、複数の電動機側端子と複数の機器側端子とを接合するときの状態を示す平面図である。
【図７】図７は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときの状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときにおける接合部を示す拡大図である。
【図９】図９は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときの状態を示す側面図である。
【図１０】図１０は、電動機と機器とを接近させて電動機側端子の接続面と機器側端子接続面とを接触させて電気的に接続する端子接続構造の斜視図である。
【図１１】図１１は、電動機と機器とを接近させて電動機側端子の接続面と機器側端子接続面とを接触させて電気的に接続する端子接続構造の斜視図である。
【図１２】図１２は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の斜視図である。
【図１３】図１３は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の接続部を示す図である。
【図１４】図１４は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の接続部を示す図である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係る電動機を備えた電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る電動機と機器との端子接続構造を示す平面図である。電動機と機器との端子接続構造（以下、端子接続構造という）１は、電動機３０が有する複数の端子である電動機側端子３と、機器（本実施形態では、例えば、コンピュータを有する電子制御装置）３１が有する複数の端子である機器側端子５とを電気的に接続するための構造である。電動機側端子３及び機器側端子５は、例えば、細長い棒状の金属であり、電力の供給等に用いられるバスバーである。
【００１６】
電動機３０は、電力の供給を受けたり、回生した電力を取り出したり、回転中心軸Ｚｒを中心として回転する入出力軸の回転角度を検出するレゾルバ等の回転角度検出センサの検出値を取り出したりするため、複数の電動機側端子３を有している。機器３１は、電動機３０の動作を制御する制御装置であり、電動機３０へ電力を供給したり、前記回転角度検出センサの検出値を取得したりするため、複数の機器側端子５を有している。電動機側端子３及び機器側端子５の材料は金属であるが、金属の種類は特に限定されるものではなく、電動機側端子３と機器側端子５とを接合する手段に応じて、適切な材料を用いればよい。また、電動機側端子３及び機器側端子５の長さは、両者のクリアランスのばらつきを考慮した上で決定することが好ましい。
【００１７】
複数の電動機側端子３は、電動機側端子台２に、例えば、ねじ等の締結手段によって取り付けられる。複数の機器側端子５は、機器側端子台４に、例えば、例えば、ねじ等の締結手段によって取り付けられる。なお、電動機側端子３を電動機側端子台２に取り付ける手段及び機器側端子５を機器側端子台４に取り付ける手段は、これに限定されるものではない。また、電動機側端子台２及び機器側端子台４は、端子を取り付けて支持する機能を有していればよく、基板のようなものであってもよい。複数の電動機側端子３は、機器側端子５と接続される側における接続面３Ｃが平行に配列されている。また、複数の機器側端子５は、電動機側端子３と接続される側における接続面５Ｃが平行に配列されている。そして、端子接続構造１は、複数の電動機側端子３の接続面３Ｃと複数の機器側端子５の接続面５Ｃとが対向した状態で、両者を電気的に接続している。
【００１８】
複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とは、例えば、溶接、はんだ付け等の接合手段によって接合されて、電気的に接続される。両者を接続する場合、電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとを対向させた上で、接続面３Ｃ、５Ｃとは反対面から電動機側端子３及び機器側端子５に圧力を与える。このようにした上で、電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとを溶接等により接合して、両者を電気的に接続する。
【００１９】
端子接続構造１は、複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とは、それぞれの接続面３Ｃ、５Ｃが平行になる。電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとを対向させる場合、複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とを接近させ、両者を重なり合わせることで対向させる。そして、電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとが対向した状態で、接続面３Ｃ、５Ｃと直交する方向かつ両方の接続面３Ｃ、５Ｃを接近させて両者を接触させる。この状態で溶接等により両者を接合することで、電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとのクリアランスが過多であることによって発生するスプリングバックに起因する、電動機側端子３と機器側端子５との接続部に発生する応力を抑制することができる。電動機３０が駆動されているときには、電動機側端子３及び機器側端子５の発熱による熱膨張又は外部からの影響による熱膨張等によって、両者にひずみが発生することがある。前記スプリングバックに起因する応力が電動機側端子３及び機器側端子５に発生すると、前記熱膨張等によるひずみとともに電動機側端子３及び機器側端子５の耐久性低下を招くおそれがある。端子接続構造１は、前記スプリングバックに起因して、電動機側端子３と機器側端子５との接続部に発生する応力を抑制できるので、電動機側端子３及び機器側端子５の耐久性低下を抑制することができる。次に、端子接続構造１における電動機側端子３及び機器側端子５について、より詳細に説明する。
【００２０】
図２は、電動機が有する電動機側端子の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、電動機と接続される機器が有する機器側端子の斜視図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態において、複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とは、少なくとも一方が、接続面３Ｃ、５Ｃに突起部（プロジェクション）を有する。本実施形態では、電動機側端子３と機器側端子５との両方が、それぞれ突起部６と突起部７とを有する。突起部６、７は、例えば、プレス加工により設けることができる。
【００２１】
図２、図３に示すように、電動機側端子３は、接続面３Ｃに、所定方向に延在する突起部６を有する。突起部６は、接続面３Ｃから突出した部分である。この例において、電動機側端子３は、２本の突起部６を有するが、突起部６の数は２個に限定されるものではない。２個の突起部６は、互いに平行であるが、平行でなくてもよい。電動機側端子３は、一端部に、電動機側端子台２に取り付けるための端子台取付部３Ｂを有している。突起部６は、電動機側端子３の他端部、すなわち、端子台取付部３Ｂとは反対側の端部に設けられる。
【００２２】
図４、図５に示すように、機器側端子５は、接続面５Ｃに、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と交差する方向に延在する突起部７を有する。突起部７は、接続面５Ｃから突出した部分である。この例において、機器側端子５は、１個の突起部７を有するが、突起部７の数は１個に限定されるものではない。機器側端子５は、一端部に、機器側端子台４に取り付けるための端子台取付部５Ｂを有している。突起部７は、機器側端子５の他端部、すなわち、端子台取付部５Ｂとは反対側の端部に設けられる。なお、突起部６、７は、断面が略台形形状であるが、突起部６、７の断面形状はこれに限定されるものではない。例えば、断面が、半円形状、略三角形状であってもよい。
【００２３】
図６は、複数の電動機側端子と複数の機器側端子とを接合するときの状態を示す平面図である。図７は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときの状態を示す斜視図である。図８は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときにおける接合部を示す拡大図である。図９は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときの状態を示す側面図である。複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とを電気的に接続する場合、それぞれの電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとを対向させる。このとき、図８に示すように、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と、機器側端子５の接続面５Ｃの突起部７とを対向させる。
【００２４】
次に、図８に示すように、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と、機器側端子５の接続面５Ｃの突起部７とが互いに押し付け合うように、電動機側端子３と機器側端子５とに押圧力Ｐを与える。この状態で、電動機側端子３と機器側端子５とを溶接する。具体的には、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と、機器側端子５の接続面５Ｃの突起部７との間に電流を流して両者を溶融させ、溶接により接合する。すなわち、本実施形態では、抵抗溶接により突起部６、７同士を接合する。電流は、突起部６、７同士の接触部Ｗを流れるが、両者の接触面積は小さいので、両者の接触部Ｗにおける電気抵抗が高くなる。その結果、溶接時に流す電流（溶接電流）を過大にしなくても、突起部６、７同士を溶融させて接合することができる。なお、突起部６、７は必ずしも設ける必要はないが、突起部６、７のうち少なくとも一方を設けることにより、上述したように、電動機側端子３と機器側端子５とを抵抗溶接により接合する際に、溶接電流を低減することができる。
【００２５】
電動機側端子３の突起部６と、機器側端子５の突起部７とは、二箇所で接合されて、電気的に接続される。このため、電動機側端子３と機器側端子５との接続部における信頼性が向上する。なお、突起部は、電動機側端子３と機器側端子５との少なくとも一方に設けられていればよい。また、突起部７は、突起部６と交差する方向に延在しているので、電動機側端子３と機器側端子５との位置ずれが発生しても、突起部６、７同士が交差することにより、前記位置ずれを吸収して、電動機側端子３と機器側端子５とを確実に接合し、電気的に接続することができる。なお、電動機側端子３と機器側端子５との接合方法は、上述した抵抗溶接に代表される圧接、アーク溶接に代表される融接及びはんだ付けに代表されるろう接等を用いることができる。
【００２６】
図１０、図１１は、電動機と機器とを接近させて電動機側端子の接続面と機器側端子接続面とを接触させて電気的に接続する端子接続構造の斜視図である。この端子接続構造１０１は、電動機側端子台１０２に取り付けられた電動機側電極１０３の接続面１０３Ｃと、機器側端子台１０４に取り付けられた機器側端子１０５の接続面１０５Ｃとを対向させる。接続面１０３Ｃ、１０４Ｃと直交する方向は、電動機の回転中心軸Ｚｒと直交する方向と平行な方向である。このような端子接続構造１０１は、電動機側端子台１０２と機器側端子台１０４とを接近させて、接続面１０３Ｃ、１０４Ｃ同士を接触させる。端子接続構造１において、複数の電動機側電極１０３は、それぞれの接続面１０３Ｃが同一平面になるように配置され、複数の機器側端子１０５は、それぞれの接続面１０５Ｃが同一平面になるように配置される。このため、電動機側電極１０３と機器側端子１０５とを電気的に接続する場合、すべての電動機側電極１０３の接続面１０３Ｃと、すべての機器側端子１０５の接続面１０５Ｃとが接触していない状態になりやすくなる。
【００２７】
この状態で電動機側電極１０３と機器側端子１０５とを溶接等により接合して電気的に接続すると、電動機側電極１０３と機器側端子１０５との少なくとも一方を変形させて接続することになる。電動機側電極１０３及び機器側端子１０５は金属なので、変形したまま接続されると、金属の特性であるスプリングバックによって溶接後に元に戻ろうとする力が接続部に作用する（図１１の矢印Ｅで示す方向）。その結果、接続部に応力が作用し続ける。この状態で、電動機の運転による接続部の発熱による熱膨張及び外部からの影響による電動機側電極１０３及び機器側端子１０５の熱膨張等によってさらなるひずみが発生すると、電動機側電極１０３と機器側端子１０５との接続部における耐久性低下を招くおそれがある。
【００２８】
端子接続構造１は、複数の電動機側端子３の接続面３Ｃが平行に配列され、複数の機器側端子５の接続面５Ｃが平行に配列される。このため、電動機側端子３と機器側端子５とを接触させる場合には、これらが配列されている方向（端子配列方向、図６の矢印Ｄａ、Ｄｂで示す方向）に電動機側端子３又は機器側端子５を移動させて、両者を接触させればよい。このとき、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と機器側端子５の接続面５Ｃの突起部７とがすべて接触するように、端子配列方向における両者の位置を調整した上で、両者を電気的に接続する。電動機側端子３及び機器側端子５は、端子配列方向に両者が移動した場合でも、両者が撓むことにより前記移動に両者が追従するので、すべての電動機側端子３の突起部６とすべての機器側端子５の突起部７との接触が保たれる。このように、端子接続構造１は、すべての電動機側端子３の突起部６とすべての機器側端子５の突起部７とを接触させる際の調整が比較的容易であり、かつすべての突起部６、７同士を確実に接触させることも容易である。さらに、端子接続構造１は、すべての突起部６、７同士が接触した状態で両者を接合し、電気的に接続できるので、スプリングバックに起因して電動機側端子３と機器側端子５との接続部に発生する応力を低減することができる。
【００２９】
このように、端子接続構造１において、電動機側端子３と機器側端子５とを接触させて溶接等により接合する場合、それぞれの突起部６、７同士が対向し、かつ接触していればよい。したがって、端子接続構造１によれば、図６に示す、回転中心軸Ｚｒと直交する方向における電動機側端子台２と機器側端子台４とのクリアランスＣがばらついていても、突起部６、７同士が対向し、かつ接触していれば、電動機側端子３と機器側端子５とを確実に電気的に接続することができる。すなわち、端子接続構造１は、回転中心軸Ｚｒと直交する方向における電動機側端子台２と機器側端子台４との位置決め精度が低くても、電動機側端子３と機器側端子５とを確実に電気的に接続し、かつ前記スプリングバックに起因する前記応力を低減できる。その結果、端子接続構造１は、回転中心軸Ｚｒと直交する方向における電動機側端子台２と機器側端子台４との位置合わせ及び端子配列方向における電動機側端子３と機器側端子５との位置合わせに要する手間を低減することができる。さらに、端子接続構造１は、前記スプリングバックに起因する前記応力を低減して電動機側端子３と機器側端子５との接続部の耐久性低下を抑制して、接続部の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
特に、端子接続構造１は、電動機３０と、機器３１との位置決めに使用する基準部の精度等によって、電動機側端子３と機器側端子５とのクリアランスにばらつきが発生するような場合に適用されると効果的である。このような場合に端子接続構造１が適用されると、電動機３０と機器３１とのクリアランスはばらついても、電動機側端子３と機器側端子５とを接触させることができるので、溶接等によって両者を確実に接合して、両者の接続の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
（変形例）
図１２は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の斜視図である。図１３、図１４は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の接続部を示す図である。端子接続構造１ａは、上述した端子接続構造１と同様であるが、電動機側端子３ａ及び機器側端子５ａの有する突起部が異なる。
【００３２】
端子接続構造１ａにおいて、電動機側端子３ａは、接続面３Ｃａに、所定方向に延在する第１突起部６Ａと、第１突起部６Ａとは異なる方向に延在する第２突起部６Ｂとを有する。また、機器側端子５ａは、接続面５Ｃａに、第１突起部６Ａと交差する方向に延在する第３突起部７Ａと、第２突起部６Ｂと交差する方向に延在する第４突起部７Ｂとを有する。本変形例では、電動機側端子３ａと機器側端子５ａとは、いずれも単数のみ示しているが、上述した端子接続構造１と同様に、端子接続構造１ａは、電動機側端子３ａ及び機器側端子５ａをそれぞれ複数有している。
【００３３】
本変形例において、第１突起部６Ａ、第２突起部６Ｂ、第３突起部７Ａ及び第４突起部７Ｂは、少なくとも１個あればよく、その数は限定されない。本実施形態において、電動機側端子３ａの第１突起部６Ａと機器側端子５ａの第４突起部７Ｂとはいずれも２個であり、電動機側端子３ａの第２突起部６Ｂと機器側端子５ａの第３突起部７Ａとはいずれも１個である。このように、本変形例において、第１突起部６Ａと第３突起部７Ａとは、数が異なり、第２突起部６Ｂと第４突起部７Ｂとは数が異なる。
【００３４】
端子接続構造１ａは、２本の第１突起部６Ａと１本の第３突起部７Ａとが交差する。また、１本の第２突起部６Ｂと２本の第４突起部７Ｂとが交差する。そして、第１突起部６Ａと第３突起部７Ａとは二箇所で、第２突起部６Ｂと第４突起部７Ｂとは同じく二箇所で接合され、電気的に接続される。このようにすることで、電動機側端子３ａと機器側端子５ａとは、複数箇所で電気的に接続されるので、信頼性が向上する。
【００３５】
本実施形態及びその変形例に係る端子接続構造１、１ａは、電動機側端子３と機器側端子５とが略同寸法である場合に、両者を電気的に接続することができる。また、平板状の電動機側端子３と機器側端子５とを電気的に接続することができるので、大電流を流す用途にも好適である。このように、本実施形態及びその変形例に係る端子接続構造１、１ａは、略同寸法かつ平板状の電動機側端子３と機器側端子５とを電気的に接続する際に好適である。
【００３６】
（電動パワーステアリング装置）
図１５は、本実施形態に係る電動機を備えた電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。電動パワーステアリング装置１０は、操舵者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、操舵力アシスト機構１３と、ユニバーサルジョイント１４と、ロアシャフト１５と、ユニバーサルジョイント１６と、ピニオンシャフト１７と、ステアリングギヤ１８と、タイロッド１９と、を備える。また、電動パワーステアリング装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、トルクセンサ２１ａと、車速センサ２１ｂと、を備える。
【００３７】
ステアリングシャフト１２は、入力軸１２ａと出力軸１２ｂとを含む。入力軸１２ａは、一方の端部がステアリングホイール１１に連結され、他方の端部がトルクセンサ２１ａを介して操舵力アシスト機構１３に連結される。出力軸１２ｂは、一方の端部が操舵力アシスト機構１３に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント１４に連結される。本実施形態では、入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂは、鉄等の磁性材料から形成される。
【００３８】
ロアシャフト１５は、一方の端部がユニバーサルジョイント１４に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント１６に連結される。ピニオンシャフト１７は、一方の端部がユニバーサルジョイント１６に連結され、他方の端部がステアリングギヤ１８に連結される。ステアリングギヤ１８は、ピニオン１８ａと、ラック１８ｂとを含む。ピニオン１８ａは、ピニオンシャフト１７に連結される。ラック１８ｂは、ピニオン１８ａに噛み合う。ステアリングギヤ１８は、ラックアンドピニオン形式として構成される。ステアリングギヤ１８は、ピニオン１８ａに伝達された回転運動をラック１８ｂで直進運動に変換する。タイロッド１９は、ラック１８ｂに連結される。
【００３９】
操舵力アシスト機構１３は、減速装置２２と電動機３０とを含む。減速装置２２は、出力軸１２ｂに連結される。電動機３０は、減速装置２２に連結され、かつ、補助操舵トルクを発生させる。なお、電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングシャフト１２と、トルクセンサ２１ａと、減速装置２２とによりステアリングコラムが構成されている。電動機３０は、前記ステアリングコラムの出力軸１２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置１０は、コラムアシスト方式である。
【００４０】
トルクセンサ２１ａは、ステアリングホイール１１を介して入力軸１２ａに伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出する。車速センサ２１ｂは、電動パワーステアリング装置１０が搭載される車両の走行速度を検出する。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、電動機３０とトルクセンサ２１ａと車速センサ２１ｂと電気的に接続される。ＥＣＵ２０は、電動機３０の動作を制御する。また、ＥＣＵ２０は、トルクセンサ２１ａ及び車速センサ２１ｂのそれぞれから信号を取得する。すなわち、ＥＣＵ２０は、トルクセンサ２１ａから操舵トルクＴを取得し、かつ、車速センサ２１ｂから車両の走行速度Ｖを取得する。ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ２３がオンの状態で、電源装置（例えば車載のバッテリ）２４から電力が供給される。ＥＣＵ２０は、操舵トルクＴと走行速度Ｖとに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出する。そして、ＥＣＵ２０は、その算出された補助操舵指令値に基づいて電動機３０へ供給する電流値を調節する。
【００４２】
電動機３０の端子（電動機側端子）と、ＥＣＵ２０の端子（機器側端子）とは、本実施形態に係る端子接続構造１（図７等参照）又は端子接続構造１ａ（図１２等参照）によって電気的に接続されている。このため、端子間の接続部の耐久性低下が抑制されるとともに、接続の信頼性が向上するので、端子接続構造１、１ａは、電動パワーステアリング装置１０のように、高い信頼性が要求される装置に対して好適である。
【００４３】
電動パワーステアリング装置１０は、以上のような構成である。ステアリングホイール１１に入力された操舵者（運転者）の操舵力は、入力軸１２ａを介して操舵力アシスト機構１３の減速装置２２に伝わる。この時に、ＥＣＵ２０は、入力軸１２ａに入力された操舵トルクＴをトルクセンサ２１ａから取得し、かつ、走行速度Ｖを車速センサ２１ｂから取得する。そして、ＥＣＵ２０は、電動機３０の動作を制御する。電動機３０が作り出した補助操舵トルクは、減速装置２２に伝えられる。出力軸１２ｂを介して出力された操舵トルク（補助操舵トルクを含む）は、ユニバーサルジョイント１４を介してロアシャフト１５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント１６を介してピニオンシャフト１７に伝達される。ピニオンシャフト１７に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ１８を介してタイロッド１９に伝達され、操舵輪を転舵させる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１ａ、１０１ 電動機と機器との端子接続構造（端子接続構造）
２、１０２ 電動機側端子台
３、３ａ、１０３ 電動機側端子
３Ｂ 端子台取付部
３Ｃ、３Ｃａ、５Ｃ、５Ｃａ、１０３Ｃ、１０５Ｃ 接続面
４ 機器側端子台
５、５ａ、１０５ 機器側端子
５Ｂ 端子台取付部
６、７ 突起部
６Ａ 第１突起部
６Ｂ 第２突起部
７Ａ 第３突起部
７Ｂ 第４突起部
１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト
１３ 操舵力アシスト機構
１４ ユニバーサルジョイント
１５ ロアシャフト
１６ ユニバーサルジョイント
１７ ピニオンシャフト
１８ ステアリングギヤ
１９ タイロッド
２１ａ トルクセンサ
２１ｂ 車速センサ
２２ 減速装置
２３ イグニッションスイッチ
３０ 電動機
３１ 機器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続するための電動機と機器との端子接続構造、この電動機と機器との端子接続構造を用いた電動機及び電動機と機器との端子接続構造を用いた電動機をアシスト用電動機とする電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機は、電動パワーステアリング装置等の車両又は産業機械等といった様々な用途に用いられている。電動機は、電動機の外部から電力の供給を受けるための端子及び電動機が有するセンサ類からの出力を電動機の外部へ取り出すための端子を有している。電動機の端子は、制御装置又は電源等の外部機器と電気的に接続される。端子同士を接続する構造としては、例えば、特許文献１に記載されているような技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２３９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続するにあたり、両者の接続部は、電動機の運転により発熱したり、外部からの影響により昇温したりする。電動機の端子と機器の端子との接続部は、このような条件及び環境で用いられるので、両者の接続には信頼性が要求される。本発明は、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電動機が有する複数の電動機側端子と、機器が有する複数の機器側端子とを電気的に接続する構造であり、前記複数の電動機側端子は、前記機器側端子と接続される側における接続面が平行に配列され、また、複数の前記機器側端子は、前記電動機側端子と接続される側における接続面が平行に配列されており、前記複数の電動機側端子の接続面と前記複数の機器側端子の接続面とが対向した状態で両者が電気的に接続されることを特徴とする電動機と機器との端子接続構造である。
【０００６】
この電動機と機器との端子接続構造は、複数の電動機側端子の接続面が平行に配列され、複数の機器側端子の接続面が平行に配列される。このとき、電動機側端子の接続面と機器側端子の接続面とがすべて接触するように、電動機側等の配列方向における両者の位置を調整した上で、両者を電気的に接続する。電動機側端子及び機器側端子は、電動機側等の配列方向に両者が移動した場合でも、両者が撓むことにより前記移動に両者が追従するので、すべての電動機側端子の接触面とすべての機器側端子の接触面との接触を保つことができる。電動機側端子と機器側端子とが離れている状態で接合した場合に発生するスプリングバックに起因して電動機側端子と機器側端子との接続部には応力が発生する。しかし、この電動機と機器との端子接続構造は、両者が接触した状態で電動機側端子と機器側端子とを接合し、電気的に接続することにより、スプリングバックの発生及びこれに起因する応力を抑制できるので、前記応力に起因する電動機側端子と機器側端子との接続部の耐久性低下を抑制できる。その結果、この電動機と機器との端子接続構造は、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させることができる。
【０００７】
本発明において、前記複数の電動機側端子と前記複数の機器側端子とは、少なくとも一方が、接続面に突起部を有することが好ましい。このようにすることで、例えば、抵抗溶接のような圧接を用いて電動機側端子と機器側端子とを接合する場合には、両者を流れる電流を小さくすることができるので、接合時におけるエネルギーを抑制できる。
【０００８】
本発明において、前記複数の電動機側端子と前記複数の機器側端子とは、前記電動機側端子の接続面に、所定方向に延在する突起部を有し、前記機器側端子の接続面に、前記電動機側端子の接続面の突起部と交差する方向に延在する突起部を有することが好ましい。このようにすることで、電動機側端子と機器側端子との位置ずれが発生しても、突起部同士が交差することにより、前記位置ずれを吸収して、電動機側端子と機器側端子とを確実に接合し、電気的に接続することができる。
【０００９】
本発明において、前記複数の電動機側端子は、接続面に、所定方向に延在する第１突起部と、前記第１突起部とは異なる方向に延在する第２突起部とを有し、前記複数の機器側端子は、接続面に、前記第１突起部と交差する方向に延在する第３突起部と、前記第２突起部と交差する方向に延在する第４突起部とを有することが好ましい。このようにすることで、第１突起部と第３突起部とが電気的に接続され、第２突起部と第４突起部とが電気的に接続される。このため、接続箇所が増加するので、信頼性がさらに向上する。
【００１０】
本発明は、前記電動機と機器との端子接続構造により端子が接続されることを特徴とする電動機である。この電動機は、前記電動機と機器との端子接続構造を備えているので、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させることができる。
【００１１】
本発明は、車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する、前記電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御することを特徴とする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は、前記電動機と機器との端子接続構造により電動機と制御装置等の機器とが電気的に接続されている。このため、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させて、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電動機の端子と機器の端子とを電気的に接続する際の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係る電動機と機器との端子接続構造を示す平面図である。
【図２】図２は、電動機が有する電動機側端子の斜視図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、電動機と接続される機器が有する機器側端子の斜視図である。
【図５】図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は、複数の電動機側端子と複数の機器側端子とを接合するときの状態を示す平面図である。
【図７】図７は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときの状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときにおける接合部を示す拡大図である。
【図９】図９は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときの状態を示す側面図である。
【図１０】図１０は、電動機と機器とを接近させて電動機側端子の接続面と機器側端子接続面とを接触させて電気的に接続する端子接続構造の斜視図である。
【図１１】図１１は、電動機と機器とを接近させて電動機側端子の接続面と機器側端子接続面とを接触させて電気的に接続する端子接続構造の斜視図である。
【図１２】図１２は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の斜視図である。
【図１３】図１３は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の接続部を示す図である。
【図１４】図１４は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の接続部を示す図である。
【図１５】図１５は、本実施形態に係る電動機を備えた電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る電動機と機器との端子接続構造を示す平面図である。電動機と機器との端子接続構造（以下、端子接続構造という）１は、電動機３０が有する複数の端子である電動機側端子３と、機器（本実施形態では、例えば、コンピュータを有する電子制御装置）３１が有する複数の端子である機器側端子５とを電気的に接続するための構造である。電動機側端子３及び機器側端子５は、例えば、細長い棒状の金属であり、電力の供給等に用いられるバスバーである。
【００１６】
電動機３０は、電力の供給を受けたり、回生した電力を取り出したり、回転中心軸Ｚｒを中心として回転する入出力軸の回転角度を検出するレゾルバ等の回転角度検出センサの検出値を取り出したりするため、複数の電動機側端子３を有している。機器３１は、電動機３０の動作を制御する制御装置であり、電動機３０へ電力を供給したり、前記回転角度検出センサの検出値を取得したりするため、複数の機器側端子５を有している。電動機側端子３及び機器側端子５の材料は金属であるが、金属の種類は特に限定されるものではなく、電動機側端子３と機器側端子５とを接合する手段に応じて、適切な材料を用いればよい。また、電動機側端子３及び機器側端子５の長さは、両者のクリアランスのばらつきを考慮した上で決定することが好ましい。
【００１７】
複数の電動機側端子３は、電動機側端子台２に、例えば、ねじ等の締結手段によって取り付けられる。複数の機器側端子５は、機器側端子台４に、例えば、例えば、ねじ等の締結手段によって取り付けられる。なお、電動機側端子３を電動機側端子台２に取り付ける手段及び機器側端子５を機器側端子台４に取り付ける手段は、これに限定されるものではない。また、電動機側端子台２及び機器側端子台４は、端子を取り付けて支持する機能を有していればよく、基板のようなものであってもよい。複数の電動機側端子３は、機器側端子５と接続される側における接続面３Ｃが平行に配列されている。また、複数の機器側端子５は、電動機側端子３と接続される側における接続面５Ｃが平行に配列されている。そして、端子接続構造１は、複数の電動機側端子３の接続面３Ｃと複数の機器側端子５の接続面５Ｃとが対向した状態で、両者を電気的に接続している。
【００１８】
複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とは、例えば、溶接、はんだ付け等の接合手段によって接合されて、電気的に接続される。両者を接続する場合、電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとを対向させた上で、接続面３Ｃ、５Ｃとは反対面から電動機側端子３及び機器側端子５に圧力を与える。このようにした上で、電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとを溶接等により接合して、両者を電気的に接続する。
【００１９】
端子接続構造１は、複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とは、それぞれの接続面３Ｃ、５Ｃが平行になる。電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとを対向させる場合、複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とを接近させ、両者を重なり合わせることで対向させる。そして、電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとが対向した状態で、接続面３Ｃ、５Ｃと直交する方向かつ両方の接続面３Ｃ、５Ｃを接近させて両者を接触させる。この状態で溶接等により両者を接合することで、電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとのクリアランスが過多であることによって発生するスプリングバックに起因する、電動機側端子３と機器側端子５との接続部に発生する応力を抑制することができる。電動機３０が駆動されているときには、電動機側端子３及び機器側端子５の発熱による熱膨張又は外部からの影響による熱膨張等によって、両者にひずみが発生することがある。前記スプリングバックに起因する応力が電動機側端子３及び機器側端子５に発生すると、前記熱膨張等によるひずみとともに電動機側端子３及び機器側端子５の耐久性低下を招くおそれがある。端子接続構造１は、前記スプリングバックに起因して、電動機側端子３と機器側端子５との接続部に発生する応力を抑制できるので、電動機側端子３及び機器側端子５の耐久性低下を抑制することができる。次に、端子接続構造１における電動機側端子３及び機器側端子５について、より詳細に説明する。
【００２０】
図２は、電動機が有する電動機側端子の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、電動機と接続される機器が有する機器側端子の斜視図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態において、複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とは、少なくとも一方が、接続面３Ｃ、５Ｃに突起部（プロジェクション）を有する。本実施形態では、電動機側端子３と機器側端子５との両方が、それぞれ突起部６と突起部７とを有する。突起部６、７は、例えば、プレス加工により設けることができる。
【００２１】
図２、図３に示すように、電動機側端子３は、接続面３Ｃに、所定方向に延在する突起部６を有する。突起部６は、接続面３Ｃから突出した部分である。この例において、電動機側端子３は、２本の突起部６を有するが、突起部６の数は２個に限定されるものではない。２個の突起部６は、互いに平行であるが、平行でなくてもよい。電動機側端子３は、一端部に、電動機側端子台２に取り付けるための端子台取付部３Ｂを有している。突起部６は、電動機側端子３の他端部、すなわち、端子台取付部３Ｂとは反対側の端部に設けられる。
【００２２】
図４、図５に示すように、機器側端子５は、接続面５Ｃに、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と交差する方向に延在する突起部７を有する。突起部７は、接続面５Ｃから突出した部分である。この例において、機器側端子５は、１個の突起部７を有するが、突起部７の数は１個に限定されるものではない。機器側端子５は、一端部に、機器側端子台４に取り付けるための端子台取付部５Ｂを有している。突起部７は、機器側端子５の他端部、すなわち、端子台取付部５Ｂとは反対側の端部に設けられる。なお、突起部６、７は、断面が略台形形状であるが、突起部６、７の断面形状はこれに限定されるものではない。例えば、断面が、半円形状、略三角形状であってもよい。
【００２３】
図６は、複数の電動機側端子と複数の機器側端子とを接合するときの状態を示す平面図である。図７は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときの状態を示す斜視図である。図８は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときにおける接合部を示す拡大図である。図９は、電動機側端子と機器側端子とを接合するときの状態を示す側面図である。複数の電動機側端子３と複数の機器側端子５とを電気的に接続する場合、それぞれの電動機側端子３の接続面３Ｃと機器側端子５の接続面５Ｃとを対向させる。このとき、図８に示すように、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と、機器側端子５の接続面５Ｃの突起部７とを対向させる。
【００２４】
次に、図８に示すように、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と、機器側端子５の接続面５Ｃの突起部７とが互いに押し付け合うように、電動機側端子３と機器側端子５とに押圧力Ｐを与える。この状態で、電動機側端子３と機器側端子５とを溶接する。具体的には、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と、機器側端子５の接続面５Ｃの突起部７との間に電流を流して両者を溶融させ、溶接により接合する。すなわち、本実施形態では、抵抗溶接により突起部６、７同士を接合する。電流は、突起部６、７同士の接触部Ｗを流れるが、両者の接触面積は小さいので、両者の接触部Ｗにおける電気抵抗が高くなる。その結果、溶接時に流す電流（溶接電流）を過大にしなくても、突起部６、７同士を溶融させて接合することができる。なお、突起部６、７は必ずしも設ける必要はないが、突起部６、７のうち少なくとも一方を設けることにより、上述したように、電動機側端子３と機器側端子５とを抵抗溶接により接合する際に、溶接電流を低減することができる。
【００２５】
電動機側端子３の突起部６と、機器側端子５の突起部７とは、二箇所で接合されて、電気的に接続される。このため、電動機側端子３と機器側端子５との接続部における信頼性が向上する。なお、突起部は、電動機側端子３と機器側端子５との少なくとも一方に設けられていればよい。また、突起部７は、突起部６と交差する方向に延在しているので、電動機側端子３と機器側端子５との位置ずれが発生しても、突起部６、７同士が交差することにより、前記位置ずれを吸収して、電動機側端子３と機器側端子５とを確実に接合し、電気的に接続することができる。なお、電動機側端子３と機器側端子５との接合方法は、上述した抵抗溶接に代表される圧接、アーク溶接に代表される融接及びはんだ付けに代表されるろう接等を用いることができる。
【００２６】
図１０、図１１は、電動機と機器とを接近させて電動機側端子の接続面と機器側端子接続面とを接触させて電気的に接続する端子接続構造の斜視図である。この端子接続構造１０１は、電動機側端子台１０２に取り付けられた電動機側電極１０３の接続面１０３Ｃと、機器側端子台１０４に取り付けられた機器側端子１０５の接続面１０５Ｃとを対向させる。接続面１０３Ｃ、１０４Ｃと直交する方向は、電動機の回転中心軸Ｚｒと直交する方向と平行な方向である。このような端子接続構造１０１は、電動機側端子台１０２と機器側端子台１０４とを接近させて、接続面１０３Ｃ、１０４Ｃ同士を接触させる。端子接続構造１において、複数の電動機側電極１０３は、それぞれの接続面１０３Ｃが同一平面になるように配置され、複数の機器側端子１０５は、それぞれの接続面１０５Ｃが同一平面になるように配置される。このため、電動機側電極１０３と機器側端子１０５とを電気的に接続する場合、すべての電動機側電極１０３の接続面１０３Ｃと、すべての機器側端子１０５の接続面１０５Ｃとが接触していない状態になりやすくなる。
【００２７】
この状態で電動機側電極１０３と機器側端子１０５とを溶接等により接合して電気的に接続すると、電動機側電極１０３と機器側端子１０５との少なくとも一方を変形させて接続することになる。電動機側電極１０３及び機器側端子１０５は金属なので、変形したまま接続されると、金属の特性であるスプリングバックによって溶接後に元に戻ろうとする力が接続部に作用する（図１１の矢印Ｅで示す方向）。その結果、接続部に応力が作用し続ける。この状態で、電動機の運転による接続部の発熱による熱膨張及び外部からの影響による電動機側電極１０３及び機器側端子１０５の熱膨張等によってさらなるひずみが発生すると、電動機側電極１０３と機器側端子１０５との接続部における耐久性低下を招くおそれがある。
【００２８】
端子接続構造１は、複数の電動機側端子３の接続面３Ｃが平行に配列され、複数の機器側端子５の接続面５Ｃが平行に配列される。このため、電動機側端子３と機器側端子５とを接触させる場合には、これらが配列されている方向（端子配列方向、図６の矢印Ｄａ、Ｄｂで示す方向）に電動機側端子３又は機器側端子５を移動させて、両者を接触させればよい。このとき、電動機側端子３の接続面３Ｃの突起部６と機器側端子５の接続面５Ｃの突起部７とがすべて接触するように、端子配列方向における両者の位置を調整した上で、両者を電気的に接続する。電動機側端子３及び機器側端子５は、端子配列方向に両者が移動した場合でも、両者が撓むことにより前記移動に両者が追従するので、すべての電動機側端子３の突起部６とすべての機器側端子５の突起部７との接触が保たれる。このように、端子接続構造１は、すべての電動機側端子３の突起部６とすべての機器側端子５の突起部７とを接触させる際の調整が比較的容易であり、かつすべての突起部６、７同士を確実に接触させることも容易である。さらに、端子接続構造１は、すべての突起部６、７同士が接触した状態で両者を接合し、電気的に接続できるので、スプリングバックに起因して電動機側端子３と機器側端子５との接続部に発生する応力を低減することができる。
【００２９】
このように、端子接続構造１において、電動機側端子３と機器側端子５とを接触させて溶接等により接合する場合、それぞれの突起部６、７同士が対向し、かつ接触していればよい。したがって、端子接続構造１によれば、図６に示す、回転中心軸Ｚｒと直交する方向における電動機側端子台２と機器側端子台４とのクリアランスＣがばらついていても、突起部６、７同士が対向し、かつ接触していれば、電動機側端子３と機器側端子５とを確実に電気的に接続することができる。すなわち、端子接続構造１は、回転中心軸Ｚｒと直交する方向における電動機側端子台２と機器側端子台４との位置決め精度が低くても、電動機側端子３と機器側端子５とを確実に電気的に接続し、かつ前記スプリングバックに起因する前記応力を低減できる。その結果、端子接続構造１は、回転中心軸Ｚｒと直交する方向における電動機側端子台２と機器側端子台４との位置合わせ及び端子配列方向における電動機側端子３と機器側端子５との位置合わせに要する手間を低減することができる。さらに、端子接続構造１は、前記スプリングバックに起因する前記応力を低減して電動機側端子３と機器側端子５との接続部の耐久性低下を抑制して、接続部の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
特に、端子接続構造１は、電動機３０と、機器３１との位置決めに使用する基準部の精度等によって、電動機側端子３と機器側端子５とのクリアランスにばらつきが発生するような場合に適用されると効果的である。このような場合に端子接続構造１が適用されると、電動機３０と機器３１とのクリアランスはばらついても、電動機側端子３と機器側端子５とを接触させることができるので、溶接等によって両者を確実に接合して、両者の接続の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
（変形例）
図１２は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の斜視図である。図１３、図１４は、本実施形態の変形例に係る端子接続構造の接続部を示す図である。端子接続構造１ａは、上述した端子接続構造１と同様であるが、電動機側端子３ａ及び機器側端子５ａの有する突起部が異なる。
【００３２】
端子接続構造１ａにおいて、電動機側端子３ａは、接続面３Ｃａに、所定方向に延在する第１突起部６Ａと、第１突起部６Ａとは異なる方向に延在する第２突起部６Ｂとを有する。また、機器側端子５ａは、接続面５Ｃａに、第１突起部６Ａと交差する方向に延在する第３突起部７Ａと、第２突起部６Ｂと交差する方向に延在する第４突起部７Ｂとを有する。本変形例では、電動機側端子３ａと機器側端子５ａとは、いずれも単数のみ示しているが、上述した端子接続構造１と同様に、端子接続構造１ａは、電動機側端子３ａ及び機器側端子５ａをそれぞれ複数有している。
【００３３】
本変形例において、第１突起部６Ａ、第２突起部６Ｂ、第３突起部７Ａ及び第４突起部７Ｂは、少なくとも１個あればよく、その数は限定されない。本実施形態において、電動機側端子３ａの第１突起部６Ａと機器側端子５ａの第４突起部７Ｂとはいずれも２個であり、電動機側端子３ａの第２突起部６Ｂと機器側端子５ａの第３突起部７Ａとはいずれも１個である。このように、本変形例において、第１突起部６Ａと第３突起部７Ａとは、数が異なり、第２突起部６Ｂと第４突起部７Ｂとは数が異なる。
【００３４】
端子接続構造１ａは、２本の第１突起部６Ａと１本の第３突起部７Ａとが交差する。また、１本の第２突起部６Ｂと２本の第４突起部７Ｂとが交差する。そして、第１突起部６Ａと第３突起部７Ａとは二箇所で、第２突起部６Ｂと第４突起部７Ｂとは同じく二箇所で接合され、電気的に接続される。このようにすることで、電動機側端子３ａと機器側端子５ａとは、複数箇所で電気的に接続されるので、信頼性が向上する。
【００３５】
本実施形態及びその変形例に係る端子接続構造１、１ａは、電動機側端子３と機器側端子５とが略同寸法である場合に、両者を電気的に接続することができる。また、平板状の電動機側端子３と機器側端子５とを電気的に接続することができるので、大電流を流す用途にも好適である。このように、本実施形態及びその変形例に係る端子接続構造１、１ａは、略同寸法かつ平板状の電動機側端子３と機器側端子５とを電気的に接続する際に好適である。
【００３６】
（電動パワーステアリング装置）
図１５は、本実施形態に係る電動機を備えた電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。電動パワーステアリング装置１０は、操舵者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、操舵力アシスト機構１３と、ユニバーサルジョイント１４と、ロアシャフト１５と、ユニバーサルジョイント１６と、ピニオンシャフト１７と、ステアリングギヤ１８と、タイロッド１９と、を備える。また、電動パワーステアリング装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、トルクセンサ２１ａと、車速センサ２１ｂと、を備える。
【００３７】
ステアリングシャフト１２は、入力軸１２ａと出力軸１２ｂとを含む。入力軸１２ａは、一方の端部がステアリングホイール１１に連結され、他方の端部がトルクセンサ２１ａを介して操舵力アシスト機構１３に連結される。出力軸１２ｂは、一方の端部が操舵力アシスト機構１３に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント１４に連結される。本実施形態では、入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂは、鉄等の磁性材料から形成される。
【００３８】
ロアシャフト１５は、一方の端部がユニバーサルジョイント１４に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント１６に連結される。ピニオンシャフト１７は、一方の端部がユニバーサルジョイント１６に連結され、他方の端部がステアリングギヤ１８に連結される。ステアリングギヤ１８は、ピニオン１８ａと、ラック１８ｂとを含む。ピニオン１８ａは、ピニオンシャフト１７に連結される。ラック１８ｂは、ピニオン１８ａに噛み合う。ステアリングギヤ１８は、ラックアンドピニオン形式として構成される。ステアリングギヤ１８は、ピニオン１８ａに伝達された回転運動をラック１８ｂで直進運動に変換する。タイロッド１９は、ラック１８ｂに連結される。
【００３９】
操舵力アシスト機構１３は、減速装置２２と電動機３０とを含む。減速装置２２は、出力軸１２ｂに連結される。電動機３０は、減速装置２２に連結され、かつ、補助操舵トルクを発生させる。なお、電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングシャフト１２と、トルクセンサ２１ａと、減速装置２２とによりステアリングコラムが構成されている。電動機３０は、前記ステアリングコラムの出力軸１２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置１０は、コラムアシスト方式である。
【００４０】
トルクセンサ２１ａは、ステアリングホイール１１を介して入力軸１２ａに伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出する。車速センサ２１ｂは、電動パワーステアリング装置１０が搭載される車両の走行速度を検出する。
【００４１】
ＥＣＵ２０は、電動機３０とトルクセンサ２１ａと車速センサ２１ｂと電気的に接続される。ＥＣＵ２０は、電動機３０の動作を制御する。また、ＥＣＵ２０は、トルクセンサ２１ａ及び車速センサ２１ｂのそれぞれから信号を取得する。すなわち、ＥＣＵ２０は、トルクセンサ２１ａから操舵トルクＴを取得し、かつ、車速センサ２１ｂから車両の走行速度Ｖを取得する。ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ２３がオンの状態で、電源装置（例えば車載のバッテリ）２４から電力が供給される。ＥＣＵ２０は、操舵トルクＴと走行速度Ｖとに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出する。そして、ＥＣＵ２０は、その算出された補助操舵指令値に基づいて電動機３０へ供給する電流値を調節する。
【００４２】
電動機３０の端子（電動機側端子）と、ＥＣＵ２０の端子（機器側端子）とは、本実施形態に係る端子接続構造１（図７等参照）又は端子接続構造１ａ（図１２等参照）によって電気的に接続されている。このため、端子間の接続部の耐久性低下が抑制されるとともに、接続の信頼性が向上するので、端子接続構造１、１ａは、電動パワーステアリング装置１０のように、高い信頼性が要求される装置に対して好適である。
【００４３】
電動パワーステアリング装置１０は、以上のような構成である。ステアリングホイール１１に入力された操舵者（運転者）の操舵力は、入力軸１２ａを介して操舵力アシスト機構１３の減速装置２２に伝わる。この時に、ＥＣＵ２０は、入力軸１２ａに入力された操舵トルクＴをトルクセンサ２１ａから取得し、かつ、走行速度Ｖを車速センサ２１ｂから取得する。そして、ＥＣＵ２０は、電動機３０の動作を制御する。電動機３０が作り出した補助操舵トルクは、減速装置２２に伝えられる。出力軸１２ｂを介して出力された操舵トルク（補助操舵トルクを含む）は、ユニバーサルジョイント１４を介してロアシャフト１５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント１６を介してピニオンシャフト１７に伝達される。ピニオンシャフト１７に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ１８を介してタイロッド１９に伝達され、操舵輪を転舵させる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１ａ、１０１ 電動機と機器との端子接続構造（端子接続構造）
２、１０２ 電動機側端子台
３、３ａ、１０３ 電動機側端子
３Ｂ 端子台取付部
３Ｃ、３Ｃａ、５Ｃ、５Ｃａ、１０３Ｃ、１０５Ｃ 接続面
４ 機器側端子台
５、５ａ、１０５ 機器側端子
５Ｂ 端子台取付部
６、７ 突起部
６Ａ 第１突起部
６Ｂ 第２突起部
７Ａ 第３突起部
７Ｂ 第４突起部
１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト
１３ 操舵力アシスト機構
１４ ユニバーサルジョイント
１５ ロアシャフト
１６ ユニバーサルジョイント
１７ ピニオンシャフト
１８ ステアリングギヤ
１９ タイロッド
２１ａ トルクセンサ
２１ｂ 車速センサ
２２ 減速装置
２３ イグニッションスイッチ
３０ 電動機
３１ 機器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機が有する複数の電動機側端子と、機器が有する複数の機器側端子とを電気的に接続する構造であり、
前記複数の電動機側端子は、前記機器側端子と接続される側における接続面が平行に配列され、また、複数の前記機器側端子は、前記電動機側端子と接続される側における接続面が平行に配列されており、前記複数の電動機側端子の接続面と前記複数の機器側端子の接続面とが対向した状態で両者が電気的に接続されることを特徴とする電動機の端子接続構造。
【請求項２】
前記複数の電動機側端子と前記複数の機器側端子とは、少なくとも一方が、接続面に突起部を有する請求項１に記載の電動機の端子接続構造。
【請求項３】
前記複数の電動機側端子と前記複数の機器側端子とは、前記電動機側端子の接続面に、所定方向に延在する突起部を有し、前記機器側端子の接続面に、前記電動機側端子の接続面の突起部と交差する方向に延在する突起部を有する請求項１に記載の電動機の端子接続構造。
【請求項４】
前記複数の電動機側端子は、接続面に、所定方向に延在する第１突起部と、前記第１突起部とは異なる方向に延在する第２突起部とを有し、
前記複数の機器側端子は、接続面に、前記第１突起部と交差する方向に延在する第３突起部と、前記第２突起部と交差する方向に延在する第４突起部とを有する請求項１に記載の電動機の端子接続構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機の端子接続構造により端子が接続されることを特徴とする電動機。
【請求項６】
車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する、請求項５に記載の電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
電動機が有する複数の電動機側端子と、機器が有する複数の機器側端子とを電気的に接続する構造であり、
前記複数の電動機側端子は、前記機器側端子と接続される側における接続面が平行に配列され、また、複数の前記機器側端子は、前記電動機側端子と接続される側における接続面が平行に配列されており、前記複数の電動機側端子の接続面と前記複数の機器側端子の接続面とが対向した状態で両者が電気的に接続されることを特徴とする電動機の端子接続構造。
【請求項２】
前記複数の電動機側端子と前記複数の機器側端子とは、少なくとも一方が、接続面に突起部を有する請求項１に記載の電動機の端子接続構造。
【請求項３】
前記複数の電動機側端子と前記複数の機器側端子とは、前記電動機側端子の接続面に、所定方向に延在する突起部を有し、前記機器側端子の接続面に、前記電動機側端子の接続面の突起部と交差する方向に延在する突起部を有する請求項１に記載の電動機の端子接続構造。
【請求項４】
前記複数の電動機側端子は、接続面に、所定方向に延在する第１突起部と、前記第１突起部とは異なる方向に延在する第２突起部とを有し、
前記複数の機器側端子は、接続面に、前記第１突起部と交差する方向に延在する第３突起部と、前記第２突起部と交差する方向に延在する第４突起部とを有する請求項１に記載の電動機の端子接続構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機の端子接続構造により端子が接続されることを特徴とする電動機。
【請求項６】
車両のステアリング機構に補助操舵力を付与する、請求項５に記載の電動機を有し、前記ステアリング機構に対する操舵トルクと車速とを少なくとも用いて演算した操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御することを特徴とする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１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１７２５９（Ｐ２０１３−１７２５９Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６５９４（Ｐ２０１１−１４６５９４）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【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２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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