JP2005149858A - シールドコネクタ及び車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付けが容易でコスト低減を図ることができるシールドコネクタを提供すること。
【解決手段】ケーブル側コネクタは、本体と、複数の接続端子と、アース接続部材とを有している。ハウジング側コネクタ３６は、本体５１と、複数の接続端子５２と、アース接続部材５３とを有している。アース接続部材５３は、接続部５１ａの内周面に固定された接触部５３ａと、固定部５１ｂの固定孔５１ｃ内に配置されたリング部５３ｂと、接触部５３ａとリング部５３ｂとを電気的に接続する接続部５３ｃとから構成されている。接触部５３ａは、当該コネクタ３６にケーブル側コネクタを接続することで、該コネクタのアース接続部材と接触する。
【選択図】 図４

Description

本発明は車両の操舵系にステアリングホイールの操作を補助するアシスト力を付与する車両用操舵装置においてモータを駆動する電流を供給するケーブルとモータを接続するためのシールドコネクタに関するものである。

従来、車両用操舵装置は、電動モータにて車両の操舵系にステアリングホイールの操作を補助するアシスト力を付与している。電動モータの動力用配線には、３芯のビニールキャプタイヤケーブル（ＶＣＴ）が使用されている。そしてその電動モータに供給される電流はＰＷＭ方式にて制御され、そのキャリア周波数は２０ＫＨｚ以上に設定されている。このため、動力用配線の表面から高周波ノイズが放出される。このノイズの放出を抑えるため、図５に示すように、動力用配線７１はシールド線７２にてその表面が覆われている。電動モータ７３のハウジングは接地されているため、シールド線７２を電動モータ７３のハウジングに金属ボルト７４にて接続することで、シールド線７２を接地している。

ところで、ハウジング７３にシールド線７２を取着するためには金属ボルト７４を螺着する取付座（ボス）を形成する必要がある。また、その取付座はハウジング７３に取着され動力用配線７１を接続するコネクタに近いほどよい。しかしながら、そのような取付座を設計段階で要しなければならず、またコネクタの近くに取付座を設けることが難しいことがあり、実現が容易ではない。また、シールド線７２の接続に金属ボルト７４等が必要であるため、部品点数が多くなり、また組付け工数も多いことから、製品コストが上昇するという問題がある。

本発明の目的は、取り付けが容易でコスト低減を図ることができるシールドコネクタ及び車両用操舵装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、電力供給のための動力用配線を電動モータに接続するためのシールドコネクタであって、前記動力用配線は、電力を供給する配線と、その配線の表面を覆い該配線の表面から放射されるノイズを低減するためのシールド線とを含み、前記配線が接続される第１の接続部材と、前記シールド線が接続される第２の接続部材とを備えたケーブル側コネクタと、前記第１の接続部材と接続され供給される電力をうける第３の接続部材と、前記第２の接続部材と前記電動モータのハウジングとを接続する第４の接続部材とを備え、前記第３の接続部材と前記第４の接続部材とを樹脂にてモールドしたハウジング側コネクタと、を備えた。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第４の接続部材は、前記ケーブル側コネクタが嵌着される接続部に前記第２の接続部材と接触するように設けられた接触部と、前記ハウジング側コネクタを前記電動モータのハウジングに固定する固定部に設けられ固定によって前記ハウジングと接続されるリング部材と、前記接触部と前記リング部材とを電気的に接続する接続部とから構成されてなる。

請求項３に記載の発明は、トルクセンサにてステアリングホイールの操舵トルクを検出し、該操舵トルクに基づいて電動モータを制御して操舵機構による操舵をアシストする制御装置を備えた車両用操舵装置において、前記制御装置と前記電動モータとを接続し、該電動モータに動力を供給するための動力用配線と、前記動力用配線を前記電動モータに接続するシールドコネクタとを備え、前記動力用配線は、電力を供給する配線と、その配線の表面を覆い該配線の表面から放射されるノイズを低減するためのシールド線とを含み、前記配線が接続される第１の接続部材と、前記シールド線が接続される第２の接続部材とを備えたケーブル側コネクタと、前記第１の接続部材と接続され供給される電力をうける第３の接続部材と、前記第２の接続部材と前記電動モータのハウジングとを接続する第４の接続部材とを備え、前記第３の接続部材と前記第４の接続部材とを樹脂にてモールドしたハウジング側コネクタと、を備えた。

（作用）
請求項１，３によれば、ケーブル側コネクタとハウジング側コネクタとを接続するだけで、電力供給のための動力用配線に設けられたシールド線を電動モータのハウジングに接続することができ、工程，使用部材が少なくなる。

請求項２によれば、ハウジングにハウジング側コネクタを固定することで、ハウジング側コネクタに設けられた第４の接続部材、ひいてはハウジング側コネクタに接続されるケーブル側コネクタの第２の接続部材及び動力用配線のシールド線をハウジングに固定することができ、工程，使用部材が少なくなる。

本発明によれば、取り付けが容易でコスト低減を図ることが可能なシールドコネクタ及び車両用操舵装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、車両用操舵装置の概略構成図である。
車両用操舵装置１０は、ステアリングホイール１１による操舵状態を検出し、その操舵状態に応じたアシスト力を発生させて運転者による操舵をアシストする、所謂電動パワーステアリング装置である。

ステアリングホイール１１には、ステアリングシャフト１２の一端側が連結され、ステアリングシャフト１２の他端側は、ピニオンハウジング１３内に収容されたピニオンシャフト１４に連結されている。ステアリングシャフト１２は、ピニオンシャフト１４と一体回動可能に連結されている。

ピニオンハウジング１３内には、ピニオンシャフト１４の回転角を検出するためのトルクセンサ（図示略）が設けられている。トルクセンサは、トーションバーと回転角センサとしての一対の２レゾルバとを備え、ピニオンシャフト１４の回転角に応じた信号をコントローラ１５に出力する。

制御装置としてのコントローラ１５は、トルクセンサからの信号に基づいて、該トルクセンサが有するトーションバーの捻れ角を検出する。このトーションバーの捻れ角はトーションバーの捻れ量であり、操舵トルクに対応する。従って、コントローラ１５は、トルクセンサの出力信号に基づき、ステアリングホイール１１による操舵トルクを検出する。

ピニオンシャフト１４は、その端部にピニオンギヤ（図示略）が形成されている。ピニオンギヤは、ラックシャフト２１に形成されたラック（図示略）と噛合されている。これにより、ラックアンドピニオン機構が構成されている。

ラックシャフト２１は、第１ラックハウジング２２ａと第２ラックハウジング２２ｂとモータハウジング２３とから構成された筒状体内に、回転不能かつ軸線方向に移動可能に支持されている。

第１及び第２ラックハウジング２２ａ，２２ｂとモータハウジング２３は、第２ラックハウジング２２ｂに形成された取付部２４によって図示しない車両のボディにネジ止めされている。ラックシャフト２１の中間部には、螺旋状にボールねじ溝２１ｂが形成されている。ラックシャフト２１の両端部には図示しないタイロッドを介して左右の前輪が連結されている。

モータハウジング２３には、モータ２５がラックシャフト２１と同軸状に内装されている。モータ２５は、巻線が施されたステータ２６と、マグネットが外設され円筒状に形成されたモータシャフト２７を有している。ステータ２６はモータハウジング２３の内周面に取着され、モータシャフト２７はボールねじ溝２１ｂの周囲に設けられ、ラックシャフト２１と同軸状に軸受２８，２９により回転可能に支持されている。

モータシャフト２７の内周面には螺旋状のボールねじ溝（図示略）が形成されており、このボールねじ溝とラックシャフト２１のボールねじ溝２１ｂとの間に図示しない多数のボールが転動可能に介在され、モータシャフト２７の回転によりラックシャフト２１をその軸線方向に移動可能なボールねじ機構が構成されている。このボールねじ機構により、モータシャフト２７の正逆回転をラックシャフト２１の軸線方向における往復動に変換する。

そして、モータ２５の回転トルクがラックシャフト２１の移動力に変換され、この移動力が、ステアリングホイール１１の操舵力に対して付加される。即ち、ステアリングホイール１１からラックシャフト２１までの操舵機構において、ステアリングホイール１１の操舵力に対し、モータ２５の回転トルクによってラックシャフト２１の移動力をアシストする。

モータシャフト２７とモータハウジング２３との間には、モータ回転角センサとしてのモータレゾルバ３０が設けられている。モータレゾルバ３０は、モータシャフト２７に固定された回転子と、モータハウジング２３に固定された固定子とを有している。モータレゾルバ３０は、モータシャフト２７の回転角（電気角）に応じた信号をコントローラ１５に出力する。

図２は、車両用操舵装置１０の制御構成を示すブロック図である。
コントローラ１５は、制御回路３１と出力回路３２とを備え、出力回路３２は複数のＭＯＳトランジスタＴ１〜Ｔ６から構成されている。出力回路３２のトランジスタＴ１〜Ｔ６は図示しないコネクタに接続されている。そのコネクタにはケーブル３４が接続され、コントローラ１５は、ケーブル３４を介してモータ２５と接続されている。

制御回路３１は、トルクセンサからの信号に基づいて図１のステアリングホイール１１による操舵トルクを演算し、操舵トルクに応じて操舵力をアシストするためのアシスト指令を生成する。そして、制御回路３１は、そのアシスト指令に基づいて制御信号を出力し、出力回路３２の各トランジスタＴ１〜Ｔ６をオンオフ制御する。各トランジスタＴ１〜Ｔ６のオン・オフに従って３相のアシスト電流がケーブル３４を介してモータ２５に供給され、アシスト指令に応じたトルクがモータ２５に発生する。

ケーブル３４のモータ２５側端部には図３（ａ）（ｂ）に示すケーブル側コネクタ３５が取着され、モータ２５には図４（ａ）（ｂ）に示すハウジング側コネクタ３６が取着されている。図３に示すケーブル側コネクタ３５を図４に示すハウジング側コネクタ３６に嵌着することで、図２に示すコントローラ１５からアシスト電流がモータ２５に供給される。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、ケーブル側コネクタ３５は、本体４１と、第１の接続部材としての複数（本実施形態では３つ）の接続端子４２と、第２の接続部材としてのアース接続部材４３とを有している。本体４１は樹脂よりなり、その内部には接続端子４２が固定されている。接続端子４２は例えば雌型接続端子であり、ケーブル３４を構成する複数（本実施形態では３本）の配線３４ａがそれぞれ接続されている。本体４１はハウジング側コネクタ３６が嵌入される開口部４１ａを有し、図３（ａ）に示すように開口部４１ａから接続端子４２が露出している。

開口部４１ａ内には、ハウジング側コネクタ３６に嵌入される接続部４４が形成されている。接続部４４は、開口部４１ａ内周形状と相似する略筒状に形成され、その外周面にはアース接続部材４３が固定されている。アース接続部材４３は、接続部４４の外周に沿って環状に形成され、図３（ｂ）に示すように、アース接続部材４３は、流しうる電流容量の大きな配線４５を介してケーブル３４のシールド線３４ｂと接続されている。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、ハウジング側コネクタ３６は、本体５１と、第３の接続部材としての複数（本実施形態では３つ）の接続端子５２と、第４の接続部材としてのアース接続部材５３とを有している。本体５１は樹脂よりなり、接続端子５２とアース接続部材５３とをモールドして成形されている。

本体５１は、ケーブル側コネクタ３５に嵌入される接続部５１ａと、コネクタ３６を図１のモータハウジング２３に固定するための固定部５１ｂとを有している。接続部５１ａは、ケーブル側コネクタ３５に対応する筒状に形成され、その開口部４１ａ内に嵌入される。接続部５１ａ内には、接続端子５２の一端が突出しており、接続端子５２の他端は固定部５１ｂから下方（図４（ａ）において下方）に突出している。固定部５１ｂには、コネクタ３６をモータハウジング２３に固定するネジを挿通するための固定孔５１ｃ，５１ｄが形成されている。

アース接続部材５３は、接続部５１ａの内周面に固定された接触部５３ａと、固定部５１ｂの固定孔５１ｃ内に配置されたリング部５３ｂと、接触部５３ａとリング部５３ｂとを電気的に接続する接続部５３ｃとから構成されている。接触部５３ａは、当該コネクタ３６にケーブル側コネクタ３５を接続することで、該コネクタ３５のアース接続部材４３と接触する。

リング部５３ｂは、筒状に形成されると共に、その内径はコネクタ３６を固定するために用いられるネジを挿通可能に形成されている。また、リング部３５ｂは、上下方向の長さが、ネジにてコネクタ３６を固定した場合にそのネジとモータハウジング２３とに接触するように設定されている。従って、アース接続部材５３は、コネクタ３６をモータハウジング２３にネジにて固定することで、該モータハウジング２３と電気的に接続される。

従って、ケーブル側コネクタ３５に設けられたアース接続部材４３は、当該コネクタ３５をモータハウジング２３に固定されたハウジング側コネクタ３６に嵌着することで、該コネクタ３６に設けられたアース接続部材５３を介してモータハウジング２３と電気的に接続される。そして、モータハウジング２３は、図示しない車両のボディにアース接続されている。即ち、ケーブル３４のシールド線３４ｂは、コネクタ３５のアース接続部材４３と、コネクタ３６のアース接続部材５３と、図１のモータハウジング２３を介して車両のボディにアース接続されている。

尚、固定部５１ｂに形成された固定孔５１ｄには、リング部５３ｂと同じ形状のリング部材５５がモールドされている。このリング部材５５は、リング部５３ｂと共に、図示しないネジにてコネクタ３６をモータハウジング２３に強固に固定するために設けられている。

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）ケーブル側コネクタ３５は、本体４１と、複数の接続端子４２と、アース接続部材４３とを有している。ハウジング側コネクタ３６は、本体５１と、複数の接続端子５２と、アース接続部材５３とを有している。アース接続部材５３は、接続部５１ａの内周面に固定された接触部５３ａと、固定部５１ｂの固定孔５１ｃ内に配置されたリング部５３ｂと、接触部５３ａとリング部５３ｂとを電気的に接続する接続部５３ｃとから構成されている。接触部５３ａは、当該コネクタ３６にケーブル側コネクタ３５を接続することで、該コネクタ３５のアース接続部材４３と接触する。その結果、ケーブル側コネクタ３５をハウジング側コネクタ３６に接続することで、モータ２５に電流供給が可能になるとともに、ケーブル３４のシールド線３４ｂをモータ２５のモータハウジング２３に接続することができる。従って、工程が少なくなるとともに、使用部品が少なくなるため、容易に接続することができると共に、製造コストを低減することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記形態では、環状のアース接続部材４３を備えたケーブル側コネクタ３５と、それに対応するハウジング側コネクタ３６に具体化したが、その他の形状のコネクタに具体化しても良い。例えば、３相のモータ電流を供給するために４ピン以上のケーブル側コネクタを用い、ケーブル３４のシールド線３４ｂをピンに接続する。そして、ハウジング側コネクタの対応するピンを固定部のリング部材に接続しても良い。このようにしても、ケーブル側コネクタをハウジング側コネクタに接続するだけでシールド線をアース接続することができ、アース接続のための手間を省くことができる。

車両用操舵装置の概略構成図。 コントローラの概略ブロック図。 （ａ）はケーブル側コネクタの正面図、（ｂ）はコネクタの平断面図。 （ａ）はハウジング側コネクタの正面図、（ｂ）はコネクタの平面図。 従来のシールドケーブルの接続を示す概略図。

符号の説明

１０…車両用操舵装置、１１…ステアリングホイール、３４ａ，４５…配線、３４ｂ…シールド線、３５…ケーブル側コネクタ、３６…ハウジング側コネクタ、５１ａ，５３ｃ…接続部、５１ｂ…固定部、５３ａ…接触部、５５…リング部材。

Claims (3)

1. 電力供給のための動力用配線を電動モータに接続するためのシールドコネクタであって、
   前記動力用配線は、電力を供給する配線と、その配線の表面を覆い該配線の表面から放射されるノイズを低減するためのシールド線とを含み、
   前記配線が接続される第１の接続部材と、前記シールド線が接続される第２の接続部材とを備えたケーブル側コネクタと、
   前記第１の接続部材と接続され供給される電力をうける第３の接続部材と、前記第２の接続部材と前記電動モータのハウジングとを接続する第４の接続部材とを備え、前記第３の接続部材と前記第４の接続部材とを樹脂にてモールドしたハウジング側コネクタと、
   を備えたことを特徴とするシールドコネクタ。
2. 前記第４の接続部材は、前記ケーブル側コネクタが嵌着される接続部に前記第２の接続部材と接触するように設けられた接触部と、前記ハウジング側コネクタを前記電動モータのハウジングに固定する固定部に設けられ固定によって前記ハウジングと接続されるリング部材と、前記接触部と前記リング部材とを電気的に接続する接続部とから構成されてなることを特徴とする請求項１に記載のシールドコネクタ。
3. トルクセンサにてステアリングホイールの操舵トルクを検出し、該操舵トルクに基づいて電動モータを制御して操舵機構による操舵をアシストする制御装置を備えた車両用操舵装置において、
   前記制御装置と前記電動モータとを接続し、該電動モータに動力を供給するための動力用配線と、
   前記動力用配線を前記電動モータに接続するシールドコネクタとを備え、
   前記動力用配線は、電力を供給する配線と、その配線の表面を覆い該配線の表面から放射されるノイズを低減するためのシールド線とを含み、
   前記配線が接続される第１の接続部材と、前記シールド線が接続される第２の接続部材とを備えたケーブル側コネクタと、
   前記第１の接続部材と接続され供給される電力をうける第３の接続部材と、前記第２の接続部材と前記電動モータのハウジングとを接続する第４の接続部材とを備え、前記第３の接続部材と前記第４の接続部材とを樹脂にてモールドしたハウジング側コネクタと、
   を備えたことを特徴とする車両用操舵装置。

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