JP2004040853A

JP2004040853A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2004040853A
Application number: JP2002191178A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Fujii; 藤井　秀明; Yoshiaki Taniguchi; 谷口　義章
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】装置駆動用のモータ構造が簡単で、その給電線やリード線等の配線の接続作業を容易に行え、装置の組付作業における作業性を向上させる。
【解決手段】電動パワーステアリング装置のブラシレスモータ２０は、一端側にフロントブラケット（取付脚部）２６を固定したケース２１と、ケース２１に固定されたステータ２２と、ケース２１の両端部に設けた軸受２３ａ，２３ｂに支持されたロータ軸２４に固定され、ステータ２２の中心部に回転自在に設けられているロータ２５とを備えている。ケース２１の他端に着脱可能に装着された樹脂モールド体２８には、ロータ２５の回転角を検出するホール素子（回転センサ）２９を設けた基板３０とセンサ用端子（端子）３１が一体に組み込まれ、センサ用端子３１とステータ２５のコイル２２ｂの給電用端子（端子）３４とがケース２１の他端部方向へ取り出されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舵輪に連動する舵軸にブラシレスモータにより回転力を与えて操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置に関するのものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の電動パワーステアリング装置として、例えば、図３に示すように、ギヤボックス１に、入力軸２と、該入力軸２にトーションバーを介して一端を連結されると共に、他端をラック、ピニオンからなる舵取機構３に連結されている出力軸と、該出力軸にウォーム、ウォームホイールからなる減速機構４を介して連結された電動モータ５とを備え、車両の車体６に取り付けた支持部材７に支持された舵軸８がステアリングハンドル（舵輪）９により回転され、ジョイント１０を介して前記入力軸２が回転されて舵取機構３が動作されるとき、トルクセンサが前記トーションバーに生ずる捩れに応じて入力軸２と出力軸との間に作用するトルクを検出し、その検出トルクにもとづいて前記電動モータ５が駆動制御され、この電動モータ５の回転が前記減速機構４を介して前記出力軸に伝達され、これにより、舵取機構３の動作が補助され、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するようにされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記電動パワーステアリング装置の電動モータ５は、ブラシレスモータが使用されており、出力軸側に配した厚手のフロントブラケット５ａと、該フロントブラケット５ａに一端を取り付け他端側が閉鎖された筒状のケース５ｂと、前記フロントブラケット５ａに設置した軸受とケース５ｂの閉鎖端部の内側の軸受ボックス５ｃ内に設置された軸受とで回転自在に支持したロータと、ケース５ｂの内周部に支持したステータとを備え、前記フロントブラケット５ａを介して前記ギヤボックス１に取り付けられ、フロントブラケット５ａから外に突出された前記ロータの出力軸を前記減速機構４のウォーム軸に連結する構成とされると共に、前記フロントブラケット５ａの外周部から、ステータのコイルに対する給電線１１ａと前記ロータの回転角度を検出する回転センサのリード線１１ｂを取り出す構成とされている。
【０００４】
しかしながら、前記電動パワーステアリング装置は、車体６のダッシュパネル１２下の奥まった場所に設けられているために、手が入りにくく、ギヤボックス１に電動モータ５を取り付ける際、前記給電線１１ａやリード線１１ｂが邪魔になったり、それらに損傷を与えるおそれがあり、また、給電線１１ａやリード線１１ｂの引き出し部の防水施工が良好に行えず、それらの電源やモータ駆動回路との接続作業が簡単に行えない不満があった。さらに、電動モータ５自体も長手寸法が大きく、余分な設置スペースを要すると共に、コスト高につく問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、操舵力をアシストするブラスレスモータの構造が簡単となり、給電線やリード線等の配線の接続作業が容易に行えて、装置の組付作業における作業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ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、一端が閉鎖された円筒状のケースと、ケースの内周壁部に固定して設けたステータと、ケースの他端の開口部を塞ぐように設けられたリヤブラケットと、ケースの一端部およびリヤブラケットに設けた軸受にロータ軸が支持され、前記ステータの中心部に回転自在に設けられているロータと、該ロータの回転位置を検出する回転センサとを備えたブラシレスモータにより駆動される電動パワーステアリング装置において、前記ケースには前記ロータの出力軸側にフロントブラケットが設けられ、前記ステータのコイルに接続された端子と前記回転センサに接続された端子とが前記ケースのフロントブラケットを設けた側と反対側の端部方向に取り出されて設けられていることを特徴としている。
【０００７】
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に記載の電動パワーステアリング装置において、ステータのコイルに接続された端子と回転センサに接続された端子には、それぞれケースのフロントブラケットを設けた側と反対側の端部に設けたカプラーが直接に接続されていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置について図１、図２を参照して説明する。
この実施の形態に係る電動パワーステアリング装置は、舵軸に回転力を与える電動モータとして特有のブラシレスモータ２０を備えている。このブラシレスモータ２０は、円筒状で横長のケース２１と、該ケース２１の内周壁部の固定されたステータコア２２ａにコイル２２ｂを巻いてなるステータ２２と、前記ケース２１の両端部に設けた軸受２３ａ，２３ｂに支持されたロータ軸２４に鉄芯２５ａを介してマグネット２５ｂを固定してなり、前記ステータ２２の中心部に回転自在に設けられているロータ２５とを備えている。
【０００９】
前記ケース２１は、その一端部（図１で左端部）が閉鎖され、他端部（図１で右端部）が開口されて形成された円筒状のケース本体２１ａと、該ケース本体２１ａの他端の開口部にそれを塞ぐように装着して設けられた円板状のリヤプレート（リヤブラケット）２１ｂとからなり、一端側の外周部における直径方向の対向位置には、ブラシレスモータ（モータ）２０を電動パワーステアリング装置の前記ギヤボックス１に固定するための正面視で三角形状、側面視でＬ字状にプレス加工されたフロントブラケット（取付脚部）２６，２６が溶接等により固着されており、各フロントブラケット２６，２６にはボルト孔２６ａ，２６ａがあけられている。
【００１０】
また、前記ケース２１の一端壁面の中心部には、外側が開放された円形の凹所２１ｃが設けられ、該凹所２１ｃに前記一端部の軸受２３ａが装着されており、該軸受２３ａに支持されてケース本体２１ａの一端側へ突き出した前記ロータ軸２４の一端部分は、モータ２０の出力軸２４ａとして継ぎ手２７を介して前記電動パワーステアリング装置の減速機構４のウォーム軸に連結されるようになっている。
【００１１】
前記リヤプレート２１ｂは、中央に前記ロータ軸２４の他端部を支持する軸受２３ｂを装着する軸受装着穴を設けたリング部２１ｄを備えており、前記ケース本体２１ａの一端部を閉鎖する円盤状の樹脂モールド体２８の内部に、前記リング部２１ｄの軸受装着穴部を除いて埋設されている。
前記樹脂モールド体２８は、前記ケース本体２１ａの他端の開口部に液密に嵌合され、外端面（図１で右端面）が閉鎖したフランジ２８ａを有すると共に、該フランジ２８ａの内側部に前記ロータ２５の外径と略同一の外径に形成されたリング状の装着部２８ｂを有している。該装着部２８ｂの内端面（図１の左端面）には、前記ロータ２５のマグネット２５ｂの回転位置を検出するホール素子等の回転センサ２９を設けた環状の基板３０が取り付けられている。回転センサ２９は前記ホール素子に代えてレゾルバを使用してもよい。
【００１２】
前記基板３０には前記回転センサ２９に接続されたセンサ用端子（端子）３１が取り付けられ、該センサ用端子３１は前記樹脂モールド体２８に埋設されて、外端部が前記リヤプレート２１ｂの穴部２１ｆを通して、樹脂モールド体２８の外端面にそれから垂直に突出して一体に設けたセンサ用カプラー（カプラー）３２の内側に接続されている。前記センサ用端子３１は、実際には、３個の回転センサ２９の信号線と２本の電源用線に対応して５本設けられるが、図１では、それらを１本の端子で代表させている。
【００１３】
また、前記装着部２８ｂの中心部には円形穴状の空所２８ｃが設けられ、空所２８ｃ内に前記リヤプレート２１ｂのリング部２１ｄがその軸受装着穴部を露出されており、空所２８ｃを通して前記軸受２３ｂがリング部２１ｄに装着できるようになっている。
さらに、前記樹脂モールド体２８の外端面には、給電用カプラー（カプラー）３３が樹脂モールドにより垂直に突出して一体に設けられており、前記ステータ２２のコイル２２ｂの引き出し端部に接続した給電用端子（端子）３４が、リヤプレート２１ｂの穴２１ｅおよび給電用カプラー３３の挿通孔３３ａを通して給電用カプラー３３の内側に挿入、接続されている。給電用端子３４は、その基端部がコイル２２ｂのマウント２２ｃに埋設されて固定、支持されており、実際には、コイル２２ｂのＵ，Ｖ，Ｗ相用巻線に対応して６本設けられるが、図１では、それらを１本の端子で代表させている。
【００１４】
なお、前記ケース２１の一端側には、周方向に沿って間隔をあけて複数個の突起２１ｇが内壁面に突出して設けられており、該突起２１ｇに前記ステータ２２のステータコア２２ａの一端（図１の左端）が当接して、ステータ２２がモータ２０の軸方向における位置決めがなされた後、前記樹脂モールド体２８がケース本体２１ａの他端の開口部からケース本体２１ａ内に挿入され、コイル２２ｂに樹脂モールドを施してなる前記マウント２２ｃに当接された状態で、ケース本体２１ａの他端部を内周側に折曲して樹脂モールド体２８の外端面にカシメ付けることによってステータ２２をケース本体２１ａに固定するようになっている。
【００１５】
図中３５は、樹脂モールド体２８のフランジ２８ａの外周に形成した環状溝に装着したシールリングであり、ケース２１ａの他端と樹脂モールド体２８との嵌合部を液密に保持している。
また、前記センサ用カプラー３２と給電用カプラー３３には、それらに接合される相手カプラーが接続されたとき、それらがセンサ用カプラー３２と給電用カプラー３３ｇから不用意に抜け出るのを防ぐ係止部３２ａと係止突起３３ｂがそれぞれ設けられている。
【００１６】
前記構成のブラシレスモータ２０は、従来のブラシレスモータ５と同様に、電動式パワーステアリング装置のギヤボックス１に、フロントブラケット２６を介してボルトで取り付け、その出力軸２４ａを継ぎ手２７によって前記減速機構４のウォーム軸に連結する。そして、前記樹脂モールド２８に設けたセンサ用カプラー３２と給電用カプラー３３とにモータ駆動回路や電源から導出された配線の端部に設けたカプラーを接続して使用する。
【００１７】
この実施の形態に係る電動パワーステアリング装置によれば、前記ブラシレスモータ２０が、ステータ２２のコイル２２ｂの引き出し線部と、ロータ２５の回転位置を検出するホール素子２９のリード線部とが、モータ２０の軸方向に関し、フロントブラケット２６と反対側（出力軸２４ａと反対側）におけるリヤプレート２１ｂの端面側に給電用端子３４、センサ用端子３１によって取り出されて、それぞれ、直接に、給電用カプラー３３、センサ用カプラ３２に接続された構成とされているので、従来の電動パワーステアリング装置のように、ブラシレスモータ５の出力軸側のフロントブラケット５ａから複数のリード線５ａ，５ｂが引き出されていないため、構造が簡単、小型であり、ブラシレスモータ２０を前記ギヤボックス１に取り付けるに際して、前記各リード線が邪魔になったり、各リード線に損傷を与えるといった不都合が生じることがなく、その取付作業を円滑、容易に行うことができると共に、前記給電用端子３４、センサ用端子３２を電源やモータ駆動回路等へ接続する操作も単にカプラーをはめ込むだけで済むので、特に、電動パワーステアリング装置の奥まった場所にモータ２０を設置する場合でも、その設置作業と配線の接続作業を安全、容易に行うことができる。
【００１８】
また、前記実施の形態に係る電動パワーステアリング装置によれば、前記ブラシレスモータ２０を、ケース２１の後端に着脱可能な樹脂モールド体２８に、センサ用カプラー３２と給電用カプラー３３とを一体に形成すると共に、ホール素子２９を設けた基板３０やそのリード線部に接続したセンサ用端子３１を一体に設けて、該センサ用端子３２と給電用端子３４を、それぞれ、直接に、センサ用カプラ３２と給電用カプラー３３に接続した構成としたので、モータ２０からの引き出し配線が不要となり、その防水処理が不要となって信頼性が向上され、モータ２０の組み付け工数が低減されて低コスト化を実現できる。
【００１９】
さらに、前記樹脂モールド体２８にケース２１のリヤプレート２１ｂが一体に埋設され、該リヤプレート２１ｂに装着した他端部の軸受け２３ｂによりロータ軸２４の他端部を支持し、該ロータ軸２４の一端部をケース本体２１の一端に開放した凹所２１ｃに装着した一端部の軸受２３ａによって支持する構成としたので、一端部の軸受２３ａはモータ２０をその取付部から外せば、容易に点検することができ、また、他端部の軸受２３ｂは、樹脂モールド体２８をケース本体２１ａの他端部から取り外すことによって、樹脂モールド体２８の空所２８ｃからリヤプレート２１ｂのリング部２１ｄ内に装着されている状態で点検することができ、軸受けの管理が容易である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係る電動パワーステアリング装置によれば、該装置を駆動するブラシレスモータを、ケースにおけるロータの出力軸側に取付脚部が設けられ、ステータのコイルの端子と回転センサの端子とが前記ケースの取付脚部を設けた側と反対側の端部方向に取り出されて設けられている構成としたので、従来の電動パワーステアリング装置のように、ブラシレスモータのフロントブラケットから複数のリード線が引き出されていないため、ブラシレスモータを所定箇所に取り付けるに際して、前記各リード線が邪魔になったり、各リード線に損傷を与えるといった不都合が生じることが全くなく、奥まって手の入りにくい場所であっても、その取付作業を円滑、容易に行うことができる。また、前記各端子の電源やモータ駆動回路等に対する配線の接続作業も容易に行うことができる。
【００２１】
請求項２に係る電動パワーステアリング装置によれば、ブラシレスモータのステータのコイルに接続された端子と回転センサの端子に、それぞれケースの後端部に設けたカプラーが直接に接続されているので、前記各端子とカプラーとを接続するリート線等による配線が不要となり、配線部分に対する防水処理が不要となって製品の信頼性を高めることができる。前記各端子の電源やモータ駆動回路等に対する配線の接続作業も単にカプラーの着脱のみによって一層容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置のブラシレスモータを一部断面で示す側面図である。
【図２】同じく正面図である。
【図３】従来の電動パワーステアリング装置を示す設明図である。
【符号の説明】
１　ギヤボックス
３　操舵機構
５，２０　ブラシレスモータ
２１　ケース
２１ａ　ケース本体
２１ｂ　リヤプレート（リヤブラケット）
２２　ステータ
２３ａ，２３ｂ　軸受
２４　ロータ軸
２４ａ　出力軸
２５　ロータ
２６　フロントブラケット（取付脚部）
２８　樹脂モールド体
２９　ホール素子（回転センサ）
３０　基板
３１　センサ用端子（端子）
３２　センサ用カプラー（カプラー）
３３　給電用カプラー（カプラー）
３４　給電用端子（端子）

Claims

一端が閉鎖された円筒状のケースと、ケースの内周壁部に固定して設けたステータと、ケースの他端の開口部を塞ぐように設けられたリヤブラケットと、ケースの一端部およびリヤブラケットに設けた軸受にロータ軸が支持され、前記ステータの中心部に回転自在に設けられているロータと、該ロータの回転位置を検出する回転センサとを備えたブラシレスモータにより駆動される電動パワーステアリング装置において、
前記ケースには前記ロータの出力軸側にフロントブラケットが設けられ、前記ステータのコイルに接続された端子と前記回転センサに接続された端子とが前記ケースのフロントブラケットを設けた側と反対側の端部方向に取り出されて設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
前記ステータのコイルに接続された端子と前記回転センサに接続された端子には、それぞれケースのフロントブラケットを設けた側と反対側の端部に設けたカプラーが直接に接続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。