JP2008179250A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ端子形状にかかわらず電動モータの組付ける際の調芯時に、モータ端子を干渉させることなく調芯を行う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】操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに減速ギヤボックス４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５とを備えたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置であって、前記減速ギヤボックス４に形成されたモータ装着面１７に前記電動モータ５が装着され、前記電動モータ５及び前記減速ギヤボックス４間に、当該電動モータ５自体を回転させる調芯時に、当該電動モータ５の前記減速ギヤボックス４に対する軸方向位置を変化させる当接部が形成されている。
【選択図】図１０

Description

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を内装するステアリングコラムと、前記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を備えたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に関する。

従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば金属基板が密着状態で固定されたハウジングが電動モータの反対側に配置され、ハウジングの外側と電動モータに取付けられるカバーの内側と外側に放熱フィンを設け、ハウジングとカバーの内側にパワー基板、大電流基板及び制御基板が積層構造で内蔵され、大電流基板からカバーの外側に突出されるモータ端子が電動モータ内に挿入されて電動モータと電気的に接続された電動式パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２６７２３３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、パワー基板、大電流基板及び制御基板が積層構造でハウジング及びカバーに内蔵し制御装置を構成し、この制御装置を電動モータに装着して、大電流基板からカバーの外側に突出されるモータ端子を電動モータ内に挿入して電動モータと電気的に接続するようにしているので、電動モータと制御装置との電気的接続を直接行うことができるものであるが、電動モータ自体が発熱体であるので、制御装置のパワー基板等で生じる発熱を電動モータ側に伝熱することはできないため、ハウジングの外側及びカバーの内外に夫々放熱フィンを設ける必要があり、制御装置が大形化するという問題点がある。

このため、制御装置を熱容量が大きく表面積が広い減速ギヤボックスにおける電動モータの近傍に装着することが考えられている。この場合には減速ギヤボックスに電動モータを組付ける際に、電動モータの出力軸と減速ギヤボックスのウォーム軸とをスプライン結合又はセレーション結合するため、両者を結合する際に電動モータ自体を円周方向に回転させて調芯を行う必要があることから、この調芯時にモータ側接続部と前記制御ユニット側に設けた前記モータ側接続部に面接触可能なユニット側接続部とが干渉しないようにするために、電動モータの減速ギヤボックスへの取付面にモータ側接続部を電動モータの軸方向と直交する方向に突出させ、電動モータの出力軸とウォーム軸とをスプライン結合又はセレーション結合してから電動モータを減速ギヤボックスに組付けたときに、モータ側接続部とユニット側接続部とを面接触させることが考えられる。

このように、調芯時にモータ側接続部が他部材と非干渉状態とするために、モータ側接続部を電動モータの軸方向と直交する方向に突出させた場合には、モータ側接続部と、ユニット側接続部とをねじ止めする際に、ねじ回し等の工具を挿入できる程度の高さが必要になることから端子台の高さを低くするには一定の制限がある。一方、端子台は、衝撃吸収構のコラプスストロークに影響を及ぼす可能性があり、さらに多車種への汎用性を考慮すると、この端子台の高さはできる限り低くすることが要請されている。

このため、端子台の高さを低くするために、モータ側接続部及びユニット側接続部とを電動モータの軸方向に対して傾斜させることが考えられるが、このようにモータ側接続及びユニット側接続部を傾斜させた場合には、調芯時にモータ側接続部がユニット側接続部や他の部材と干渉してしまうという新たな課題がある。
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、モータ端子形状にかかわらず電動モータの組付ける際の調芯時に、モータ端子を干渉させることなく調芯を行う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。

上記目的を達成するために、請求項１に係る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を内装するステアリングコラムと、前記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を備えたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置であって、前記減速ギヤボックスに形成されたモータ装着面に前記電動モータが装着され、前記電動モータ及び前記減速ギヤボックス間に、当該電動モータ自体を回転させる調芯時に、当該電動モータの前記減速ギヤボックスに対する軸方向位置を変化させる当接部が形成されていることを特徴としている。

また、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に係る発明において、前記電動モータに形成されたモータ側接続部が当該電動モータの軸心方向に対して傾斜配置され、前記電動モータ及び前記減速ギヤボックス間の当接部が、当該電動モータ自体を回転させる調芯時に、前記モータ側接続部が他部材と非干渉状態となるように前記電動モータの軸方向位置を変化させる構成とされていることを特徴としている。

さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記減速ギヤボックス及び前記電動モータ間の当接部が、当該電動モータを前記減速ギヤボックスに対して正規位置で組付けたときに前記電動モータ及び前記減速ギヤボックス間の軸方向距離が最小となり、正規位置以外では、電動モータが前記減速ギヤボックスに対して軸方向に所定距離離間以上離間するように構成されていることを特徴としている。

さらにまた、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至３の何れか１つに係る発明において、前記当接部は、前記電動モータに形成された前記減速ギヤボックスの嵌合孔に内嵌する円筒突出部と、前記減速ギヤボックスの嵌合孔に形成された前記円筒突出部の突出端と係合する円環状係合部とを有し、前記円筒突出部端面及び前記円環状係合部の当接面に互いに係合して前記電動モータの軸方向位置を変化させる凹凸部が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、電動モータを減速ギヤボックスに組付ける際に、電動モータ自体を回転させて調芯を行うときに、電動モータ及び減速ギヤボックス間に、電動モータの前記減速ギヤボックスに対する軸方向位置を変化させる当接部が形成されているので、この電動モータの軸方向位置を変化させることにより、電動モータに形成した減速ギヤボックスに配設された制御ユニットのユニット側接続部に面接触させるモータ側接続部をユニット側接続部や他部材に対して非干渉となる位置に移動させることが可能となり、任意形状のモータ側接続部を適用しても電動モータ自体を回転させる調芯作業を容易に行うことができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す斜視図、図２は減速ギヤボックスに電動モータ及び制御ユニットを装着した状態の斜視図、図３は減速ギヤボックスの一部を拡大して示す縦断面図、図４は分解斜視図、図５は電動モータを示す全体斜視図、図６は電動モータのバスバー構造を示す正面図、図７は電動モータの取付フランジ側から見た斜視図、図８は減速ギヤボックスのモータ装着部の斜視図、図９は電動モータを正規位置で減速ギヤボックスに組付けた状態を示す側面図、図１０は電動モータを正規位置から回転させた調芯時の状態を示す側面図、図１１は電動モータを正規位置から回転させた調芯時の状態を示す背面図、図１２は減速ギヤボックスの正面側から見た斜視図、図１３は減速ギヤボックスの背面側から見た斜視図、図１４は制御基板を示す正面図、図１５はパワー基板を示す正面図、図１６はモールド部品を示す斜視図、図１７はモールド部品を背面側から見た分解斜視図、図１８は減速ギヤボックスに制御ユニックを組付けた状態を示す斜視図である。

図１において、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コラム３の軸方向と直交する方向に延長されたブラシモータで構成される電動モータ５が配設されている。

ここで、ステアリングコラム３は、減速ギヤボックス４との連結部にコラプス時の衝撃エネルギーを吸収して所定のコラプスストロークを確保する内管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の外管３ｂ及び減速ギヤボックス４がアッパ取付ブラケット６及びロア取付ブラケット７によって車体側に取付けられている。

ロア取付ブラケット７は、車体側部材（図示せず）に取付けられる取付板部７ａと、この取付板部７ａの下面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の先端が、減速ギヤボックス４の下端側即ち車体前方側に配設したカバー４ａ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。

また、アッパ取付ブラケット６は、車体側部材（図示せず）に取付けられる取付板部６ａと、この取付板部６ａに一体に形成された方形枠状支持部６ｂと、この方形枠状支持部６ｂ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６ｃとを備えている。
ここで、取付板部６ａは、車体側部材（図示せず）に取付けられる左右一対のカプセル６ｄと、これらカプセル６ｄに樹脂インジェクション６ｅによって固定された摺動板部６ｆとで構成され、衝突時にステアリングコラム３に車体前方に移動させる衝撃力が作用することにより、カプセル６ｄに対して摺動板部６ｆが車体前方に摺動して樹脂インジェクション６ｅが剪断され、その剪断荷重がコラプス開始荷重となるように構成されている。

また、チルト機構６ｃのチルトレバー６ｇを回動させることにより、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。
さらに、ステアリングシャフト２は、図３に示すように、上端がステアリングホイール（図示せず）に連結される入力軸２ａと、この入力軸２ａの下端にトーションバー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。

さらにまた、減速ギヤボックス４は、図４、図７及び図８に示すように、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニューム、アルミニューム合金、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。この減速ギヤボックス４は、電動モータ５の出力軸５ａ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を取付けるモータ装着部１７と、トルクセンサ収納部１６の後端面に形成されたステアリングコラム３の前端部に形成された取付フランジ２ａを取付けるコラム取付部１８と、ウォーム収納部１２とウォームホイール収納部１４の一部に跨がってウォームホイール収納部１４及びトルクセンサ収納部１６の中心軸線と直交する平面内に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が、コラム取付部１８にステアリングコラム３の取付フランジ３ｃを当接させた状態でボルト１８ａによってステアリングコラム３に固定されている。

ここで、トルクセンサ１５は、図３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に伝達された操舵トルクを一対の検出コイル１５ａ及び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及び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。

また、電動モータ５には、その一方の減速ギヤボックス４に取付ける取付フランジ部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、内蔵するブラシに配電する後述するバスバー５ｉ及び５ｊと一体に形成されたモータ側接続部としての接続端子５ｃ及び５ｄが電動モータ５の軸心方向に対して例えば４５°の傾斜角で取付フランジ５ｂの端面から前方に向けて傾斜延長されている。これら接続端子５ｃ及び５ｄの先端部は円弧状に形成されていると共に、先端部側に固定ネジを挿通する長孔５ｅが穿設されている。このとき、図５に示すように、ステアリングコラム３を側面から見たときに一対の取付フランジ部５ｂを結ぶ線Ｌ１と接続端子５ｃ及び５ｄ間の中央線Ｌ２の延長方向とのなす角θが鋭角（例えば６０°）とされてステアリングコラム３と平行な方向及びこれと直交する方向での取付フランジ部５ｂの突出長が抑制されて小型化されている。

ここで、接続端子５ｃ及び５ｄの夫々は、図６に示すように、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５ｆ内に互いに絶縁されて配設されて、２組のブラシ５ｇ，５ｈに個別に接続された円弧状のバスバー５ｉ及び５ｊの互いに対向する一端に一体に形成されている。
また、電動モータ５の取付フランジ５ｂ側の端面には減速ギヤボックス４のモータ装着部１７に形成された嵌合孔１７ｂに内嵌される円筒突出部５ｍが形成され、この円筒突出部５ｍの先端面に円周方向に１２０度毎に６０度の角度範囲で軸方向に所定深さの３つの凹状切欠が形成されて凹部５ｎ及び凸部５ｏが円周方向に交互に連続する凹凸部５ｐとされている。

一方、前述した減速ギヤボックス４には、図８に示すように、電動モータ５を正規位置で減速ギヤボックス４に組付けたときに凹部５ｎに係合する凸部１７ｃと凸部５ｏに係合する凹部１７ｄとが円周方向に連続する凹凸部１７ｅが形成された円環状係合部１７ｆが形成されている
ここで、電動モータ５の円筒突出部５ｍにおける凹凸部５ｐと減速ギヤボックス４の円環状係合部１７ｆにおける凹凸部１７ｅとは電動モータ５が正規位置で減速ギヤボックス４のモータ装着部１７に組付けられたときに、凹凸部５ｐの凹部５ｎ及び凸部５ｏが凹凸部１７ｅの凸部１７ｃ及び凹部１７ｄに係合するが凹部５ｎの底部及び凸部５ｏの先端と凸部１７ｃの先端及び凹部１７ｄの底部とが当接するか両者間に間隙が生じると共、凹凸部５ｐの凸部５ｏと凹凸部１７ｅの凸部１７ｃとが当接している状態で、電動モータ５の出力軸５ａ及び減速ギヤボックス４のウォーム軸１１ａが浅くスプライン結合又はセレーション結合し、且つ後述するように電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄが制御ユニット１９の端子台３３ａ及び３３ｂに対して所定距離離間して、電動モータ５を回転させたときに他部材に干渉しない非干渉状態となるように凹凸部５ｐ及び１７ｅの凹部５ｎ及び１７ｄの深さと円筒突出部５ｍの端面からの突出長及び円環状係合部１７ｂの端面からの凸部１７ｃの端面までの距離が設定されている。

そして、電動モータ５がその取付フランジ５ｂを減速ギヤボックス４のモータ装着部１７に、その出力軸５ａがウォーム１１を装着したウォーム軸１１ａにスプライン結合又はセレーション結合すると共に、接続端子５ｃ及び５ｄを車体後方に延長させて後述する制御ユニット１９の端子台３３ａ及び３３ｂに面接触するように取付けられている。
さらに、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７及び図８を参照して明らかなように、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の上部側とに跨がる第１の平坦取付面２０ａと、第１の平坦取付面２０ａの上端縁から直角に車両前方側に延長する第２の平坦取付面２０ｂとでＬ字状の基板装着面が形成されていると共に、第１の平坦取付面２０ａの左端側即ち電動モータ装着部１７側に一体に連接する第３の平坦取付面２０ｃが形成され、さらにトルクセンサ収納部１６の上面に形成した第１の平坦取付面２０ａの下端から直角に車両後方側に延長する第４の平坦取付面２０ｄが形成され、第１、第２及び第４の平坦取付面が側面から見てクランク状とされている。

そして、第１の平坦取付面２０ａの下端及び右端に第４の平坦取付面２０ｄと連接するＬ字状の側壁２０ｆが形成され、この側壁２０ｆと第１の平坦取付面２０ａ及び第４の平坦取付面２０ｄとで制御基板１９Ａを収容する制御基板収容部２０ｉが形成され、第２の平坦取付面２０ｂと側壁２０ｇとでパワー基板１９Ｂを収容するパワー基板収容部２０ｋが形成され、さらに第４の平坦取付面２０ｄがモールド部品１９Ｃを装着するモールド部品装着部１９Ｃとされている。

制御基板１９Ａは、図９に示すように、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１９Ｂ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）やその周辺機器を実装していると共に、パワー基板１９Ｂに形成された後述する２組の接続端子２４ａ及び２４ｂを挿通する２組のスルーホール２１ａ及び２１ｂと、モールド部品１９Ｃの２組の接続端子３４ａ及び３４ｂを挿通する２組のスルーホール２２ａ及び２２ｂと、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆが挿通されるスルーホール２３ａ〜２３ｄとが形成されている。

また、パワー基板１９Ｂ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を実装し、第２の平坦取付面２０ｂに例えば放熱グリースを介して直接固定する熱伝導率の高い金属製基板で構成されており、上端側のコネクタ部に制御基板１９Ａと電気的に接続される２組の接続端子２４ａ及び２４ｂが上方に突出されている。ここで、接続端子２４ｂは図４に示すように、途中に折り曲げ部が２５が形成されている。

さらに、モールド部品１９Ｃは、図１１及び図１２に示すように、平面から見て略塔状で上端面が上板部３１で閉塞されたフレーム３２を有し、このフレーム３２の電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄに対向する左側面に接続端子５ｃ及び５ｄと面接触するように右上がりに傾斜するユニット側接続部としての端子台３３ａ及び３３ｂが形成され、この端子台３３ａ及び３３ｂとは反対側の側面に制御基板１９Ａと電気的に接続する２組の接続端子３４ａ及び３４ｂを有する接続端子部３４が形成され、下端面に電源コネクタ３５が形成されている。

また、モールド部品１９Ｃの裏面側には、図１２に示すように、電源リレーなどのリレー３６，３７、コイル３８及びコンデンサ３９，４０を装着保持する大形部品装着部４１が形成され、下端面がカバー４２で閉塞される。
そして、モールド部品１９Ｃが端子台３３ａ及び３３ｂの左右端部に形成された取付フランジ４３をモータ装着部１７の上端面にねじ止めされ、その接続端子３４ａ及び３４ｂをスルーホール２２ａ及び２２ｂ内に挿通すると共に、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆをスルーホール２３ａ〜２３ｄに挿通して制御基板１９Ａを制御基板収容部２０ｉに収容し、次いで、パワー基板１９Ｂをその接続端子２４ａ及び２４ｂを制御基板１９Ａのスルーホール２１ａ及び２１ｂに挿通してパワー基板収容部２０ｋにその裏面が放熱グリースを介して直接第２の平坦取付面２０ｂに密着するように取付けて収容する。

そして、減速ギヤボックス４にモールド部品１９Ｃ、制御基板１９Ａ及びパワー基板１９Ｂの装着が完了すると、図２に示すようになり、この状態で、制御基板収容部２０ｉ及びパワー基板収容部２０ｋを図４に示すカバー１９Ｄで覆うことにより、図１３に示すように減速ギヤボックス４への制御ユニット１９の装着を完了する。
このように、制御ユニット１９の減速ギヤボックス４への装着が完了してから電動モータ５を減速ギヤボックス４のモータ装着部１７に装着する。このとき、電動モータ５の出力軸５ａと減速ギヤボックス４のウォーム軸１１ａとをスプライン結合又はセレーション結合させるので、電動モータ５を回転させながらスプライン結合又はセレーション結合を浅く行ない。

浅いスプライン結合又はセレーション結合が完了すると、電動モータの取付フランジ５ｂを減速ギヤボックス４におけるモータ装着部１７のフランジ部１７ａに対向し、且つ接続端子５ｃ及び５ｄが制御ユニット１９の端子台３３ａ及び３３ｂに対向する正規位置に位置合わせをしてから電動モータ５を押し込んで減速ギヤボックス４に組付ける。
このようにすると、電動モータ５の外部接続端子５ｃ及び５ｄが制御ユニット１９におけるモールド部品１９Ｃに形成した端子台３３ａ及び３３ｂと面接触することになる。この状態で電動モータ５の外部接続端子の端子台３３ａ及び３３ｂとは反対側からビス止めすることにより、電動モータ５と外部接続端子３３ａ及び３４ｂとの電気的接続を行うことができる。これと同時にモータ側取付フランジ５ｂをモータ装着部１７のフランジ部１７ａにボルト締めすることにより、電動モータ５を減速ボックス４に装着することができる。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、電動パワーステアリング装置1を組み立てるには、減速ギヤボックス４のトルクセンサ収納部１６内に、トルクセンサ１５をその外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの先端が第１及び第２の平坦取付面２０ａ及び２０ｂの境界部に形成された開口２０ｅを通じて、第４の取付平坦面２０ｄと平行に車体後方に延長するように固定配置する。

次いで、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に制御ユニット１９を装着する。この制御ユニット１９の装着は、先ず、第３の平坦取付面２０ｃにモールド部品１９Ｃを装着する。次いで、制御基板１９Ａを、そのスルーホール２２ａ及び２２ｂ内にモールド部品１９Ｃの接続端子３４ａ及び３４ｂを挿通すると共に、スルーホール２３ａ〜２３ｄ内にトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを挿通させた状態で、制御基板収容部２０ｉに収容する。次いで、パワー基板１９Ｂの裏面に放熱グリースを塗布してから接続端子２４ａ及び２４ｂを制御基板１９Ａのスルーホール２１ａ及び２１ｂ内に挿通させながら裏面を第２の平坦取付面２０ｂに密着させてビス止めする。

この状態で、制御基板１９Ａの各スルーホール２１ａ，２１ｂ、２２ａ，２２ｂ及び２３ａ〜２３ｄとパワー基板１９Ｂの接続端子２４ａ，２４ｂ及びモールド部品１９Ｃの接続端子３４ａ，３４ｂとを半田付けしてからカバー１９Ｄで制御基板収容部２０ｉ及びパワー基板収容部２０ｋを覆うことにより、制御ユニット１９の装着を完了する。
次いで、減速ギヤボックス４にステアリングシャフト２、ステアリングコラム３、ウォーム１１及びウォームホイール１３等を装着してから最後に電動モータ５を減速ギヤボックス４のモータ装着部１７に取付ける。

この電動モータ５の装着は、先ず、電動モータ５の出力軸５ａと減速ギヤボックス４のウォーム収納部１２に収納されたウォーム１１を取付けたウォーム軸１１ａとを両者の端面を当接させた状態で電動モータ５を正規位置から円周方向に回転させながら浅くスプライン結合又はセレーション結合する。
このように、電動モータ５自体を正規位置から回転させると、円筒突出部５ｍの凹部５ｎ及び凸部５ｏが夫々モータ装着部の円環状係合部１７ｆの凹部１７ｄ及び凸部１７ｃに対向することになり、浅いスプライン結合又はセレーション結合が行われて電動モータ５の円筒突出部５ｍが減速ギヤボックス５の嵌合孔１７ｂに挿入されたときに、円筒突出部５ｍの凸部５ｏと円環状係合部１７ｆの凸部１７ｃとが当接することになり、図１０に示すように、電動モータ５の端面とモータ装着部１７の端面との間に隙間Ｌが生じる。

このため、接続端子５ｃ及び５ｄがモールド部品１９Ｃに形成された端子台３３ａ及び３３ｂから離間した状態となり、両者が干渉することが非干渉状態となる。
したがって、浅いスプライン結合又はセレーション結合が行われている状態で、電動モータ５自体を正規位置に戻すと、正規位置に戻るまでの間は、円筒突出部５ｍの凸部５ｏと円環状係合部１６ｆの凸部１７ｃとの当接状態が継続するので、斜めに傾斜した接続端子５ｃ及び５ｄがモールド部品１９Ｃに形成された端子台３３ａ及び３３ｂに干渉することはなく、接続端子５ｃ及び５ｄを損傷することなく正規位置に戻すことができる。

そして、電動モータ５が正規位置に戻ると、円筒凸部５ｍの凹部５ｎ及び凸部５ｏが夫々円環状係合部１７ｆの凸部１７ｃ及び凹部１７ｄに係合することになり、電動モータ５を軸方向にモータ装着部１７側に押し込むことができ、図９に示すように、電動モータ５の端面とモータ装着部１７の端面とが当接して両者間の隙間がなくなる。この状態で、接続端子５ｃ及び５ｄとモールド部品１９Ｃの端子台３３ａ及び３３ｂとが面接触状態となり、この状態でネジ回し等の工具で接続端子５ｃ及び５ｄと端子台３３ａ及び３３ｂとをねじ止めする。このとき、接続端子５ｃ及び５ｄ並びに端子台３３ａ及び３３ｂが電動モータ５の軸心方向に対して右上がりに傾斜しているので、ネジ回し等の工具を容易に挿入させることができ、ねじ止めを容易に行うことができる。

しかも、接続端子５ｃ及び５ｄ並びに端子台３３ａ及び３３ｂが電動モータ５の軸心方向に対して右上がりに傾斜していることにより、接続端子５ｃ及び５ｄ並びに端子台３３ａ及び３３ｂに必要な接触面積を確保しても端子台３３ａ及び３３ｂの高さを低くすることができ、接続端子５ｃ，５ｄ及び端子台３３ａ，３３ｂが必要以上に突出することを確実に防止することができるので、レイアウトの自由度を向上させることができる。

また、接続端子５ｃ及び５ｄを端子台３３ａ及び３３ｂに面接触させて最短距離で強固に取付けることができるので、接続端子５ｃ，５ｄを及び端子台３３ａ，３３ｂ間をモータハーネスを介することなく電気的に直接接続することができると共に、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆと制御基板１９Ａのスルーホール２３ａ〜２３ｄとをセンサハーネスを介することなく電気的に直接接続することができる。このため、制御ユニット１９と電動モータ５及びトルクセンサ１５との間の電気的接続長さを最小として、配線抵抗を最小とすることができ、電力損失を抑制することができると共に、電気ノイズが乗ることも低減することができる。

また、電動モータ５及び制御ユニット１９間にモータハーネスを設ける必要がないので、モータハーネスから放射されるノイズが少なくなり、ラジオノイズに対する影響を軽減させることができる。
また、制御ユニット１９を構成する発熱を伴うパワー基板１９Ｂがアルミニューム、アルミニューム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか１つで形成された減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０における第２の平坦取付面２０ｂに放熱グリースを介して直接接触されるので、パワー基板１９Ｂの発熱を熱容量の大きいヒートマスとなる減速ギヤボックス４に放散することができ、パワー基板１９Ｂが過熱状態となることを確実に防止することができる。

さらに、減速ボックス４のトルクセンサ収納部１６の上部に制御ユニット１９を配置することにより、減速ギヤボックス４全体の軸方向長さを短縮して小型化を図ることができる。
この状態で、アッパ取付ブラケット６及びロア取付ブラケット７を車体側部材に取付けてから制御ユニット１９におけるモールド部品１９Ｃに形成された電源コネクタ３５及び制御基板１９Ａに形成された信号コネクタ２６に夫々バッテリ及びアースポイントに接続された外部接続コネクタ及びＣＡＮなどのネットワークの接続コネクタを装着することにより、電動パワーステアリング装置１の組付けを完了する。

このとき、アッパ取付ブラケット６では、図１に示すように、取付板部６ａを構成するカプセル６ｄに摺動板部６ｆが樹脂インジェクション６ｅによって固定されている。
この電動パワーステアリング装置１の組付けが完了すると、アッパ取付ブラケット６のチルトレバー６ｇを回動させることにより、チルトロック状態を解除し、この状態でステアリングコラム３をロア取付ブラケットの７の枢軸７ｃを中心として回動させることにより、チルト位置を調整することができる。

そして、車両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制御基板１９Ａ、パワー基板１９Ｂ及びモールド部品１９Ｃ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１９Ｂ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。

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の出力軸２ｃ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。
この状態で、コラプス発生時に図示しないステアリングホイールに乗員が接触して、ステアリングコラム３を前方に摺動させる衝撃力が作用すると、アッパ取付ブラケット６のカプセル６ｄと摺動板部６ｆとの間の樹脂インジェクション６ｅが剪断されることにより、ステアリングコラム３の取付フランジ３ｃ側で内管３ａに対して外管３ｂが衝撃力を吸収しつつ摺動して収縮ストッパとしてのボルト１８ａの頭部に当接することにより必要なコラプスストロークを確保してステアリングコラム３が収縮する。

このようにステアリングコラム３が収縮すると、その周辺に取付けてある部材が制御ユニット１９に近接することになるが、この制御ユニット１９は所定のコラプスストロークを確保した状態で移動部品と接触しない位置に配置されており、しかも電動モータ５の接続端子５ｃ，５ｄと端子台３３ａ，３３ｂとが傾斜配置されてその高さが低くされているので、コラプス移動を妨げるように移動部品に干渉することはなく、必要なコラプスストロークを確保することができる。

因みに、コラプス発生時のコラプスストロークを確保するために制御ユニット１９も潰すことが考えられるが、この制御ユニット１９は前述したように減速ギヤボックス４の一部を利用して構成されているので、潰れのコントロールが困難であり、コラプス時のエネルギー吸収量にバラツキが出てしまうという問題点があるが、本実施形態では、コラプスストロークの確保に制御ユニット１９の潰れを考慮していないので、コラプス時に安定した設定値通りのエネルギー吸収量を確保することができる。

なお、上記実施形態においては、電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄと端子台３３ａ及び３３ｂの傾斜角が等しい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、図１９に示すように、電動モータ５の取付端面と面一となる接続端子５ｓ及び５ｔを適用することもでき、これに応じてモールド部品１９Ｃの端子台３３ａ及び３３ｂを図２０に示すようにモータ装着部１７の取付端面と面一に形成する。この場合でも、電動モータ５を減速ギヤボックス４のモータ装着部４に組付ける際には、電動モータ５自体を正規位置から時計方向又は半時計方向に回転させた状態で、出力軸５ａとウォーム軸１１ａとを浅いスプライン結合又はセレーション結合させる。このときも円筒突出部５ｍの凸部５ｏと円環状係合部１７ｆの凸部１７ｃとが当接することにより、図２１に示すように、電動モータ５の取付端面とモータ装着部１７の取付端面との間に隙間Ｌが形成されるので、接続端子５ｃ及び５ｄが多少曲がっていても端子台３３ａ及び３３ｂに干渉することを確実に防止することができる。この状態で、電動モータ５自体を正規位置に戻すことにより、前述した実施形態と同様に、円筒突出部５ｍの凹部５ｎ及び凸部５ｏが円環状係合部１７ｆの凸部１７ｃ及び凹部１７ｄに係合することになり、電動モータ５を押し込んで、図２０に示すようにその取付端面とモータ装着部１７の取付端面とを当接させることができ、この状態で接続端子５ｓ及び５ｔと端子台３３ａ及び３３ｂとをねじ止めすると共に、取付フランジ５ｂと取付フランジ１７ａとをボルト締めする。

また、上記実施形態においては、円筒突出部５ｍに凹凸部５ｐを形成し、円環状係合部１７ｆにも凹凸部１７ｅを形成す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、図２２に示すように、円筒突出部５ｍの凸部５ｏの凹部５ｎに連接する部位を斜面としてテーパー部４０を形成するようにしてもよく、このとき、円環状係合部１７ｅの凸部１７ｃはそのままとして電動モータ５自体を回転させるときに正規位置からの回転量に応じて電動モータ５の取付面及びモータ装着部１７の取付面との間の間隙Ｌが徐々に広くなるようにしてもよく、凸部１７ｃをテーパー部４０と同様のテーパー部とするようにしてもよい。さらに、テーパー部４０の斜面及び先端面と凹部５ｎを湾曲部として平面に展開したときに正弦波状となる凹凸部とするようにしてもよい。このようにすると、電動モータ５自体が正規位置からずれたときに、電動モータ５をモータ装着部１７側に押すだけでテーパー部４０によって正規位置に戻されることになり、電動モータ５を正規位置に確実に組付けることができる。

さらに、上記実施形態においては、電動モータ５に接続端子５ｃ及び５ｄを設け、制御ユニット１９のモールド部品１９Ｃに端子台３３ａ及び３３ｂを設け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、電動モータ５に端子台を設け、制御ユニット１９に接続端子を設けるようにしてもよく、さらには電動モータ５のモータ側接続部及び制御ユニット１９のユニット側接続部の双方を同一角度又は異なる角度の接続端子とすることもできる。この場合には両接続端子を半田付け、溶接、リベット、ねじ及びナット等の任意の固着手段で固着すればよい。

さらにまた、上記実施形態においては、当接部として円筒突出部５ｍ及び円環状係合部１７ｆ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、電動モータ５のと取付端面に直接凹凸部を形成し、これに対応するモータ装着部１７に電動モータ５側の凹凸部に係合する凹凸部を形成するようにしてもよい。
なおさらに、上記実施形態においては、電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄを制御ユニット１９のモールド部品１９Ｃに形成した端子台３３ａ及び３３ｂに接続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、図２３に示すように、第２及び第３の平坦取付面２０ｂ及び２０ｃを省略して第１及び第４の平坦取付面２０ａ及び２０ｄに制御基板１９Ａ、パワー基板１９Ｂをパワー基板１９Ｂを第１の平坦取付面２０ａに密着させる関係で積層し、リレー、コイル、コンデンサ等の電気部品を内装した絶縁性フレーム６１及びカバー６２で構成される箱型の制御ユニット６３を装着するようにしてもよく、この場合には制御ユニット６３のモータ装着部１７の上端面に対応する位置に端子台６４ａ及び６４ｂを形成するようにすればよい。

また、上記実施形態においては、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆをＬ字状に折り曲げて制御基板１９Ａのスルーホール２３ａ〜２３ｄに挿通す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、スルーホール２３ａ〜２３ｄへの外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの挿通を容易にするために、スルーホール２３ａ〜２３ｄの外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの挿通側に漏斗状の案内面を有するガイド部材を設けるようにしてよい。

さらに、上記実施形態においては、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆをＬ字状に形成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、外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを直線状とし、制御基板１９Ａに形成した接続ランドに沿わせて半田付けやヒュージングなどで電気的に接続するようにしたり、外部接続端子をクリップ端子として制御基板１９Ａに挟着したりするようにしてもよい。

さらにまた、上記実施形態においては、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０における第１の平坦取付面２０ａがステアリングコラム３の中心軸と直交する平面であ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、第１の平坦取付面２０ａをステアリングコラム３の中心軸に対して直交する面に対して傾斜する面とするようにしてもよい。

なおさらに、上記実施形態においては、制御ユニット１９を構成する場合に、先ず、モールド部品１９Ｃを装着し、次いで制御基板１９Ａを装着し、最後にパワー基板１９Ｂを装着す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、モールド部品１９Ｃを装着し、次いでパワー基板１９Ｂを装着し、最後に制御基板１９Ａを装着するようにしてもよい。

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、バスバー５ｃ及び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１９Ｂ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。

本発明による電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す斜視図である。 減速ギヤボックスに電動モータ及び制御ユニットを装着した状態の斜視図である。 減速ギヤボックスの一部を拡大して示す縦断面図である。 減速ギヤボックスの分解斜視図である。 電動モータを示す斜視図である。 図電動モータのバスバー構造を示す正面図である。 図７は電動モータの取付フランジ側から見た斜視図である。 図８は減速ギヤボックスのモータ装着部の斜視図である。 図９は電動モータを正規位置で減速ギヤボックスに組付けた状態を示す側面図である。 図１０は電動モータを正規位置から回転させた調芯時の状態を示す側面図である。 図１１は電動モータを正規位置から回転させた調芯時の状態を示す背面図である。 減速ギヤボックスの正面側から見た斜視図である。 減速ギヤボックスの背面側から見た斜視図である。 制御基板を示す正面図である。 パワー基板を示す正面図である。 モールド部品を示す斜視図である。 モールド部品を背面側から見た分解斜視図である。 減速ギヤボックスに制御ユニットを組付けた状態を示す斜視図である。 本発明の変形例を示す図７と同様の斜視図である。 図１９の変形例における正規位置で減速ギヤボックスに組付けた状態を示す要部の側面図である。 図１９の変形例における電動モータ自体を正規位置以外に回転させた調芯時の状態を示す要部の側面図である。 電動モータの円筒突出部の変形例を示す斜視図である。 制御ユニットの他の例を示す斜視図である。

符号の説明

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、３…ステアリングコラム、４…減速ギヤボックス、５…電動モータ、５ａ…出力軸、５ｃ，５ｄ…接続端子、５ｉ，５ｊ…バスバー、５ｍ…円筒突出部、５ｎ…凹部、５ｏ…凸部、５ｐ…凹凸部、６…アッパ取付ブラケット、７…ロア取付ブラケット、１１…ウォーム、１１ａ…ウォーム軸、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、１６…トルクセンサ収納部、１７…モータ装着部、１７ｂ…嵌合孔、１７ｃ…凸部、１７ｄ…凹部、１７ｅ…凹凸部、１７ｆ…円環状係合部、１８…コラム取付部、１９…制御ユニット、１９Ａ…制御基板、１９Ｂ…パワー基板、１９Ｃ…モールド部品、１９Ｃ…カバー、２０…制御ユニット装着部、２０ａ…第１の平坦取付面、２０ｂ…第２の平坦取付面、２０ｃ…第３の平坦取付面、２０ｄ…第４の平坦取付面、２０ｉ…制御基板収容部、２０ｋ…パワー基板収容部、２０ｍ…モールド部品収容部、２６…信号コネクタ、３３ａ，３３ｂ…端子台、３５…電源コネクタ、４０…テーパー部

Claims (4)

1. 操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記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を備えたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置であって、
   前記減速ギヤボックスに形成されたモータ装着面に前記電動モータが装着され、前記電動モータ及び前記減速ギヤボックス間に、当該電動モータ自体を回転させる調芯時に、当該電動モータの前記減速ギヤボックスに対する軸方向位置を変化させる当接部が形成さ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。
2. 前記電動モータに形成されたモータ側接続部が当該電動モータの軸心方向に対して傾斜配置され、前記電動モータ及び前記減速ギヤボックス間の当接部が、当該電動モータ自体を回転させる調芯時に、前記モータ側接続部が他部材と非干渉状態となるように前記電動モータの軸方向位置を変化させる構成と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。
3. 前記減速ギヤボックス及び前記電動モータ間の当接部が、当該電動モータを前記減速ギヤボックスに対して正規位置で組付けたときに前記電動モータ及び前記減速ギヤボックス間の軸方向距離が最小となり、正規位置以外では、電動モータが前記減速ギヤボックスに対して軸方向に所定距離離間以上離間するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記当接部は、前記電動モータに形成された前記減速ギヤボックスの嵌合孔に内嵌する円筒突出部と、前記減速ギヤボックスの嵌合孔に形成された前記円筒突出部の突出端と係合する円環状係合部とを有し、前記円筒突出部端面及び前記円環状係合部の当接面に互いに係合して前記電動モータの軸方向位置を変化させる凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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