JP2004182079A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータからの振動が制御部に伝達されることを抑制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。
【解決手段】モータターミナル４１の一端がブラシホルダ４３ａにかしめによって固定されているプレートと一体成形され、他端が第２のピグテール１９の一端とかしめにより接合されている。第２のピグテール１９は、可撓性の銅製の材質から成り、一端が上述のモータターミナル４１と、他端が基板ターミナル３７とそれぞれかしめによって接合されている。基板ターミナル３７は、長手方向が制御部３と直交するように樹脂部材３７ａに固定されており、一端が制御基板３１と半田により接合され、他端が第２のピグテール１９の他端と接合されている。樹脂部材３７ａは、基板ターミナル３７を位置決めするために固定しており、ネジによってハウジング６の内壁に当接しているエンドフレーム７０に固定されている。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、電動パワーステアリング装置は、ステアリングの操舵トルクを検出するトルクセンサと、このトルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて操舵補助力を決定する制御部と、この制御部で決定された操舵補助力を出力する電動モータと、この電動モータで出力された操舵補助力を転舵輪側に伝達する動力伝達部とを一体に設けている。また、制御部と電動モータとを接続して電動モータへ供給するための給電線を外部を通じて配している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１７５４０３号公報（第１、４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載されている給電線は、ワイヤーハーネスであって、外部を通じて配されていることから、制御部が電動モータへ流れる電流をデューティー制御すると、給電線からは電磁波が発生し、例えば車両のラジオのレシーバーにノイズを発生させてしまう。そのため、給電線を電動パワーステアリング装置の外壁を成すハウジング内に収容することで、給電線からの電磁波によって外部機器に悪影響を与えることを抑制できると共に、給電線にワイヤーハーネスを用いる必要がなくなる。これにより、剛性の高い電動モータのモータターミナルを制御部の制御基板に直接接続させることが考えられるが、モータターミナルを制御基板に半田付け等により直接接続させると、電動モータのブラシから発生する振動がモータターミナル及び制御基板を介してハウジングに伝達され、騒音を発生させてしまう。また、車両の振動によってモータターミナルが固定されているブラシホルダが振動することで、モータターミナルを介して制御基板とモータターミナルとの接合部分に伝達されて応力が加わり、接合不良が発生してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、電動モータからの振動が制御部に伝達されることを抑制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】
上記課題を解決するために、請求項１では、操舵軸に加えられた操舵力に基づいて、操舵力を補助する操舵補助力を決定する制御部と、制御部で決定された操舵補助力を操舵軸に与えるための電動モータと、制御部と電動モータとを収容するための外枠とを備え、制御部は、操舵補助力に応じて電動モータに流れる電流を制御し、制御部と電動モータとの間に電気的に接続され、且つ電動モータへ電流を供給するための給電線は、全てが外枠内に設けられ、且つ可撓性であることを特徴としている。
【０００７】
この構成により、制御部と電動モータとの間に接続される給電線は、可撓性であることから、電動モータからの振動を給電線によって吸収させることができる。これにより、電動モータからの振動が制御部に伝達されることを抑制できる。
【０００８】
また、請求項２では、給電線の一端は、制御部の制御基板に接続された第１のターミナルと接合され、第１のターミナルは、外枠に固定される樹脂部材に位置決め固定されていることを特徴としている。
【０００９】
この構成により、第１のターミナルは、外枠に固定される樹脂部材に位置決め固定されていることから、第１のターミナルを制御基板に接合させ易くすることができる。
【００１０】
また、請求項３では、給電線の他端は、電動モータに接続された第２のターミナルと接合され、給電線は、第１のターミナルもしくは第２のターミナルとかしめのみによって接合されることを特徴としている。
【００１１】
この構成により、給電線の一端と第１のターミナルもしくは給電線の他端と第２のターミナルを安価で、且つ容易に接合させることができる。
【００１２】
また、請求項４では、給電線の他端には、コネクタが設けられ、コネクタを介して電動モータに接続された第２のターミナルと電気的に接続されることを特徴としている。
【００１３】
この構成により、給電線の他端には、コネクタが設けられ、そのコネクタを介して第２のターミナルと電気的に接続されていることから、コネクタを第２のターミナルに嵌合のみによって接合させることができるため、半田付けする必要がない。これにより、組付け性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、請求項５では、給電線は、網状の電気伝導材料のみから成る導線であって、熱溶融性部材によって固化されており、熱溶融性部材は、給電線に電流が流れることで、軟化することを特徴としている。
【００１５】
この構成により、可撓性の電気伝達材料のみから成る給電線を熱溶融性部材によって固化することで、給電線の剛性を高くし、制御部との位置決めをすることができるため、給電線を制御基板に接合させ易くすることができる。また、熱溶融性部材は、給電線に電流が流れることで軟化することから、給電線の剛性を低くでき、電動モータからの振動を給電線によって吸収させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、電動パワーステアリング装置１の軸方向断面図である。図２は、電動パワーステアリング装置１の入力軸５１及び出力軸５２に沿った軸方向断面図である。図３は、図２における制御部３及び支持部材８を示す軸方向断面図である。図４の（ａ）は、制御部３の正面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の側面図である。図５は、電動パワーステアリング装置１の一部の径方向断面図である。図６は、図１の一部分の拡大図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【００１８】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、車両の車室内に設けられ、図１及び図２に示すように、トルクセンサ２、制御部３、電動モータ４及び動力伝達部５から構成されており、トルクセンサ２と制御部３と動力伝達部５とがハウジング６及びカバー７内に設けられ、電動モータ４がヨーク４９内に設けられている。
【００１９】
操舵軸は、入力軸５１、出力軸５２及びトーションバー５３から構成されており、ベアリング１１、１２、１３、１４により支持されている。
【００２０】
入力軸５１は、図２に示すように、ステアリング（図示しない）に連結され、出力軸５２の内周に軸受１４を介して相対回転可能に設けられている。
【００２１】
出力軸５２は、入力軸５１と同軸上に設けられ、トーションバー５３を介して入力軸５１と相対回転可能に連結されている。
【００２２】
トーションバー５３は、入力軸５１と出力軸５２との中空部に挿入されて、両端がそれぞれピン９、１０を介して入力軸５１と出力軸５２とに連結され、ステアリングの操作により入力軸５１に操舵力が付与されると、自身に捩じれが生じることで、入力軸５１と出力軸５２とが相対回転する。
【００２３】
トルクセンサ２は、ステアリングに加えられる操舵力を検出するものであり、磁石２１、磁気ヨーク２２、集磁リング２３及び磁気センサ２４から構成されている。
【００２４】
磁石２１は、リング状であって、ステアリングと連結される入力軸５１の外周に磁石固定部２１ａを介して圧入固定されており、周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００２５】
磁気ヨーク２２は、磁石２１の極数（Ｎ極又はＳ極）と同数の磁極爪（図示しない）が全周に等間隔に設けられた環状体で、２個１組で構成され、磁石２１の外周に一定のエアギャップを有して同心に設けられている。なお、１組の磁気ヨーク２２は、互いの磁極爪が周方向にずれて交互に配置されるように位置決めされている。
【００２６】
集磁リング２３は、磁気ヨーク２２と同様に２個１組で構成され、磁気ヨーク２２の外周に近接して設けられる。この集磁リング２３は、後述する円筒部材８の内周面に集磁リング固定部２３ｂを介して一体成形されている。また、集磁リング２３には、周方向の一部分に平板状の集磁部２３ａが設けられ、この集磁部２３ａは、互いの集磁部２３ａが軸方向に対向して設けられている。
【００２７】
磁気センサ２４は、軸方向に対向する集磁部２３ａ同士の間に設けられ、両集磁部２３ａ間に発生する磁束密度を検出し、その検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力する。この磁気センサ２４は、例えばホールＩＣであり、円筒部材８に集磁リング固定部２３ｂを介して固定され、ホールＩＣターミナル２４ａが軸方向のステアリング側に直角に折り曲げられ、制御部３の制御基板３１に半田により接続されている。
【００２８】
制御部３は、上述のトルクセンサ２で検出された操舵トルクに基づいて、電動モータ４へ流れる電流をデューティー制御するものである。
【００２９】
制御基板３１は、板状であって、図４（ａ）に示すように、その平面形状が長方形と半円形とを組み合わせた形状を呈しており、半円形側の中央部に入力軸５１を通すための丸孔３１ａが設けられている。また、制御基板３１には、電動モータ４のモータターミナル４１が接続される貫通孔３１ｂが設けられている。
【００３０】
スイッチングトランジスタ３２は、電動モータ４に流れる電流をデューティー制御するためのものであって、支持部材８の斜面部８２に直接ネジ止め等により固定されている。このスイッチングトランジスタ３２は、図２に示すように、スイッチングトランジスタ３２の側方に取り出されたターミナルが軸方向のステアリング側に曲げられて制御基板３１に半田により接続されている。
【００３１】
制御基板３１には、図３及び図４（ａ）に示すように、制御素子３３、リレー３４、３５及びコンデンサ３６が直接基板上に組み付けられている。また、制御基板３１には、トルクセンサ２からの端子が接続され、操舵力が入力される。
【００３２】
制御素子３３は、マイクロコンピュータ等の素子であり、トルクセンサ２からの操舵力に応じて、電動モータ４に流す電流を決定し、且つスイッチングトランジスタ３２をデューティー制御するための信号を生成する。リレー３４は、イグニッションスイッチ（図示しない）がオン及びオフされることで電動モータ４へ流れる電流を通電及び遮断させるものである。リレー３５は、電動モータ４の駆動回路がフェ−ルした際に、ステアリングの入力に対して電動モータ４が回転されることで、電動モータ４が発電しないように電動モータ４とスイッチングトランジスタ３２との間に流れる電流を遮断させるものである。コンデンサ３６は、電源電圧の変動を抑制するものである。
【００３３】
電動モータ４は、上述した制御部３で決定されたステアリングの操舵力を補助するための操舵補助力を出力軸５２に付与するものであり、磁性体のヨーク４９の内周にマグネット４８を有する界磁、この界磁の内周に回転自在に支持されたアーマチャ４７及びこのアーマチャ４７に設けられたコンミテータ４６に摺接するブラシ４３等から構成される直流モータである。また、ブラシ４３をブラシホルダ４３ａ内に設けられたスプリング４４により、内径方向に付勢することで、ブラシ４３をコンミテータ４６に摺接させている。また、ブラシホルダ４３ａは、ゴムマウント４３ｂによってフローティングされている。なお、このゴムマウント４３ｂは、ブラシ４３がコンミテータ４６の外周面上を摺動する時に発生する振動を吸収するものである。さらに、電動モータ４は、図５に示すように、ヨーク４９の開口端面がハウジング６の側面に当接して組み付けられ、ボルト１８によりフレームエンド７０に固定されている。
【００３４】
また、電動モータ４は、図１、図６及び図７に示すように、第１のピグテール４２を介してブラシ４３と電気的に接続され、ブラシホルダ４３ａに固定される第２のターミナルを成す金属製のモータターミナル４１を具備し、このモータターミナル４１は、ブラシホルダ４３ａにかしめによって固定されているプレート（図示しない）と一体成形されている。また、モータターミナル４１の他端は、給電線と網線とを成す第２のピグテール１９の一端とかしめにより接合されている。
【００３５】
第２のピグテール１９は、可撓性の電気伝導材料である銅から成り、一端が上述のモータターミナル４１と、他端が第１のターミナルを成す基板ターミナル３７とそれぞれかしめによって接合されている。
【００３６】
基板ターミナル３７は、長手方向が制御部３と直交するように樹脂部材３７ａに固定されており、一端が制御基板３１と半田により接合され、他端が第２のピグテール１９の他端と接合されている。
【００３７】
樹脂部材３７ａは、制御基板３１に接続される基板ターミナル３７を位置決めするために固定しており、樹脂によって成形され、ネジによってハウジング６の内壁に当接しているエンドフレーム７０に固定されている。
【００３８】
そして、制御部３で決定され、スイッチングトランジスタ３２によりデューティー制御された電流が基板ターミナル３７、第２のピグテール１９、モータターミナル４１、プレート、第１のピグテール４２及びブラシ４３を介してアーマチャ４７に供給される。
【００３９】
動力伝達部５は、上述した電動モータ４から出力される操舵補助力を転舵輪側へ伝達するものであり、入力軸５１、出力軸５２、トーションバー５３、ウォームホイール５４及びウォームギヤ５５から構成されている。
【００４０】
ウォームギヤ５５は、図１に示すように、電動モータ４のアーマチャシャフト４５に圧入固定された伝達部材１６を介してアーマチャシャフト４５の回転力が伝達されることで回転する。
【００４１】
ウォームホイール５４は、図２に示すように、出力軸５２の外周に固定され、ウォームホイール５４の外周がウォームギヤ５５と噛み合っており、ウォームギヤ５５が回転することで周方向に回転する。
【００４２】
ハウジング６は、外枠を成し、動力伝達部５を収容するためのものであって、アルミニウム製であり、ハウジング６内に支持部材８が固定される。このハウジング６は、ベアリング１２を介して出力軸５２を回転自在に支持している。
【００４３】
カバー７は、外枠を成し、ハウジング６と同様にアルミニウム製であり、ハウジング６内にトルクセンサ２、制御部３及び動力伝達部５を収容するために設けられたハウジング６の開口端を塞ぐためのものであって、入力軸５１を支持するベアリング１３を固定する。また、カバー７は、支持部材８をハウジング６の内壁と当接するように支持部材８を押し付ける。また、カバー７は、図５に示すように、ハウジング６に設けられたカバー固定部７１ａ、７１ｂに固定される。このカバー固定部７１ａは、ハウジング６の外壁とヨーク４９の外壁とが接する線に近接する位置に設けられる。カバー固定部７１ｂは、カバー固定部７１ａと軸心の対称位置に設けられる。
【００４４】
なお、特許請求の範囲の外枠とは、本実施形態でのハウジング６とカバー７とエンドフレーム７０とを合わせたものに相当する。
【００４５】
支持部材８は、アルミニウム製であって、円筒形状と直方体形状とを組み合わせた形状を呈しており、ハウジング６とカバー７との間の空間内に設けられる。また、支持部材８は、図２に示すように、軸方向のステアリング側の面で制御部３を支持し、反ステアリング側の面でハウジング６の内壁に固定される。さらに、支持部材８は、内周面に集磁リング２３が設けられた集磁リング固定部２３ａが設けられている。また、支持部材８は、ベアリング１１を介して出力軸５２を軸支している。さらに、支持部材８は、ハウジング６の内壁と当接する当接部８１を有している。この当接部８１の支持部材８のスイッチングトランジスタ３２が固定される面の裏面側がハウジング６と当接している。また、支持部材８には、図４（ｂ）に示すように、バッテリ（図示しない）との接続するための電源用ターミナルと、車速信号等を入力するための信号用ターミナルとを有するコネクタ１５が固定されている。
【００４６】
また、支持部材８は、図３に示すように、制御部３が支持された状態で、ハウジング６とカバー７との間の空間内に収納される。
【００４７】
［第１実施形態の効果］
本実施形態の電動パワーステアリング装置１のモータターミナル４１は、ゴムマウント４３ｂによりフローティングされているブラシホルダ４３ａに固定されているため、ブラシ４３の振動が伝達されてしまうが、可撓性のある第２のピグテール１９を介して制御基板３１に接続されることから、モータターミナル４１に伝達される振動を第２のピグテール１９によって吸収させることができる。そのため、モータターミナル４１に伝達される振動が制御基板３１に伝達されることを抑制できる。これにより、ブラシ４３で発生する振動がハウジング６に伝達されることを抑制できるため、騒音が発生することを抑制できる。さらに、制御基板３１の基板ターミナル３７と半田により接続される接続部分に応力が加わることを抑制できるため、制御基板３１と基板ターミナル３７とを接続する半田の破裂を抑制できる。よって、電動パワーステアリング装置１の信頼性の向上を図ることができる。
【００４８】
また、基板ターミナル３７は、エンドフレーム７０にネジにより固定される樹脂部材３７ａに固定されることで、位置決めされているため、基板ターミナル３７を制御基板３１に接続させ易くすることができる。
【００４９】
さらに、第２のピグテール１９の一端は、モータターミナル４１と、他端は、基板ターミナル３７とかしめにより接合させることで、安価で、且つ容易に制御部３と電動モータ４とを電気的に接続させることができる。
【００５０】
［第２実施形態］
図８は、電動パワーステアリング装置１の軸方向断面図の拡大図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００５１】
本実施形態では、図８及び図９に示すように、第２のピグテール１９とモータターミナル４１とを給電用コネクタ６０を介して制御部３と電動モータ４とを電気的に接続させている。
【００５２】
第２のピグテール１９の他端は、給電用コネクタ６０とかしめによって接合されている。また、給電用コネクタ６０は、モータターミナル４１に嵌め込まれることによって電気的に接続されている。なお、樹脂部材３７ａは、支持部材８にネジによって固定されている。
【００５３】
本実施形態では、第２のピグテール１９の他端が給電用コネクタ６０を介してモータターミナル４１と電気的に接続されていることから、給電用コネクタ６０をモータターミナル４１に嵌合することで、接合させることができるため、半田付けする必要がない。これにより、組み付け性の向上を図ることができる。
【００５４】
［第３実施形態］
図１０は、電動パワーステアリング装置１の軸方向断面図である。図１１は、図１０のＩ−Ｉ矢視断面図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００５５】
本実施形態では、図１０及び図１１に示すように、第１及び第２実施形態での樹脂部材３７ａを用いずに、第２のピグテール１９を例えばワックス等の熱溶融性部材によって固化することで、剛性を高くし、且つ基板ターミナル３７を位置決めしている。また、制御基板３１と基板ターミナル３７とを接続した後に、制御部３と電動モータ４との間を通電させることで、第２のピグテール１９に固化されている熱溶融性部材が軟化する。そして、この軟化した熱溶融性部材を吸引して除去する。これにより、第２のピグテール１９の剛性を低くすることができるため、モータターミナル４１の振動を第２のピグテール１９によって吸収させることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、制御部３と電動モータ４との間を通電させることで、第２のピグテール１９に固化されている熱溶融性部材を軟化させているが、通電電流を高くして熱溶融性部材を気化させてもよい。これにより、第２のピグテール１９の剛性をより低くすることができる。さらに、熱溶融性部材を気化させることで、熱溶融性部材を吸引して除去する必要がなくなる。
【００５７】
なお、以上説明した第１から第３の実施形態では、制御部３と電動モータ４とを基板ターミナル３７、第２のピグテール１９及びモータターミナル４１によって電気的に接続させているが、第２のピグテール１９のみで電気的に接続させていてもよい。
【００５８】
なお、第１及び第２実施形態では、第２のピグテール１９を用いているが、被覆線等の可撓性のある電気伝導材料であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図２】電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図３】図２における制御部及び支持部材を示す軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図４】（ａ）は、制御部の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。（第１実施形態）
【図５】電動パワーステアリング装置の一部の径方向断面図である。（第１実施形態）
【図６】図１の一部分の拡大図である。（第１実施形態）
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。（第１実施形態）
【図８】電動パワーステアリング装置の軸方向断面図の拡大図である。（第２実施形態）
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。（第２実施形態）
【図１０】電動パワーステアリング装置の軸方向断面図の拡大図である。（第３実施形態）
【図１１】図１０のＩ−Ｉ矢視断面図である。（第３実施形態）
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、
２…トルクセンサ、
３…制御部、
４…電動モータ、
５…動力伝達部、
６…ハウジング、
７…カバー、
８…支持部材、
１９…第２のピグテール、
３７…基板ターミナル、
３７ａ…樹脂部材、
４１…モータターミナル、
６０…給電用コネクタ。

Claims (5)

1. 操舵軸に加えられた操舵力に基づいて、前記操舵力を補助する操舵補助力を決定する制御部と、
   前記制御部で決定された前記操舵補助力を前記操舵軸に与えるための電動モータと、
   前記制御部と前記電動モータとを収容するための外枠とを備え、
   前記制御部は、前記操舵補助力に応じて前記電動モータに流れる電流を制御し、
   前記制御部と前記電動モータとの間に電気的に接続され、且つ前記電動モータへ前記電流を供給するための給電線は、全てが前記外枠内に設けられ、且つ可撓性であることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記給電線の一端は、前記制御部の制御基板に接続された第１のターミナルと接合され、
   前記第１のターミナルは、前記外枠に固定される樹脂部材に位置決め固定されている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。
3. 前記給電線の他端は、前記電動モータに接続された第２のターミナルと接合され、
   前記給電線は、前記第１のターミナルもしくは前記第２のターミナルとかしめのみによって接合され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。
4. 前記給電線の他端には、コネクタが設けられ、
   前記コネクタを介して前記電動モータに接続された第２のターミナルと電気的に接続され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。
5. 前記給電線は、網状の電気伝導材料のみから成る導線であって、熱溶融性部材によって固化されており、
   前記熱溶融性部材は、前記給電線に前記電流が流れることで、軟化する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。

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