JP2008307993A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で確実な防水効果を発揮することができ、種々の車両に適用可能な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２を内装するステアリングコラム３と、ステアリングシャフト２に減速ギヤハウジング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とを備えた電動パワーステアリング装置であって、減速ギヤハウジング４に、電動モータ５を装着するモータ装着部１７及び当該電動モータを駆動制御する制御ユニット１９を装着する制御ユニット装着部２０が並設され、電動モータ５の電気的接続部５ｃ，５ｄが制御ユニット１９に形成した電気的接続部１９ａ，１９ｂに直接接続され、前記モータ装着部１７に前記電動モータ５を装着した状態で、その電動モータ５及び制御ユニット１９の電気的接続部を含み当該電動モータ５の周囲を覆う防水カバー３０を配設した。
【選択図】図２

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ハウジング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種々の車両に適用可能な電動パワーステアリング装置に関する。

この種の電動パワーステアリング装置としては、例えばパワーアシストモータの回転軸をハウジング内に収容されたウォームギヤ対を介してアウトプットシャフトに連系し、パワーアシストモータの駆動力が減速されてアウトプットシャフトに伝達し、インプットシャフトとアウトプットシャフトとがトーションバーを介して連結され、トーションバーの捩れをトルクセンサで操舵トルクとして検出し、検出した操舵トルクをアンプ回路で処理してアンプ用ハーネスを介して上方に配設したパワーアシストモータを駆動するコントロールユニットに伝送するようにした不整地走行車両に適用可能なパワーステアリングシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２３２０５８号公報（段落番号「００５０」〜「００５６」、図５）

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、パワーアシストモータが連結されるハウジングに対して、パワーアシストモータを駆動制御するコントロールユニットを上方に配置することにより、防水や塵埃に対する対策を緩和することができるが、トルクセンサの信号を処理するアンプ回路とコントロールユニットとの電気的接続がアンプ用ハーネスを通じ行うと共に、コントロールユニットとパワーアシストモータとの電気的接続を電力供給ハーネスで行うようにしており、各ハーネスでの電力損失やノイズの混入等を回避することができないという未解決の課題がある。

この未解決の課題を解決するために、少なくとも乗用車を含む車両で、ステアリングホイールに連結された減速ギヤ機構を内装する減速ギヤハウジングに電動モータを連結すると共に、コントロールユニットを配設することにより、機電一体型の電動パワーステアリング装置が提案されている。
この機電一体型の電動パワーステアリング装置では、コントローラが減速ギヤハウジングに配設されることから、コントロールユニットと電動モータ及びトルクセンサとを直接電気的に接続することができる利点がある反面、電動モータとコントロールユニットとの電気的接続部を外部に露出させざるを得ず、この電気的接続部のみをカバーで覆うことになるが、この他に電動モータと減速ギヤハウジングとの間の防水も個別に行わなければならず、そのための構成が複雑となる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、簡易な構成で確実な防水効果を発揮することができ、種々の車両に適用可能な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ハウジング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電動パワーステアリング装置であって、前記減速ギヤハウジングに、前記電動モータを装着するモータ装着部及び当該電動モータを駆動制御する制御ユニットを装着する制御ユニット装着部が並設され、前記電動モータの電気的接続部が前記制御ユニットに形成した電気的接続部に直接接続され、前記モータ装着部に前記電動モータを装着した状態で、その前記電動モータ及び前記制御ユニットの電気的接続部を含み当該電動モータの周囲を覆う防水カバーを配設した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、前記防水カバーは、前記モータ装着部に、前記電動モータの取付部の外側及び前記電動モータの電気的接続部と前記制御ユニットの電気的接続部との接続部の外側を通る第１の環状シール部材を介して装着される環状装着部と、前記電動モータの胴部に対して、第２の環状シール部材を介して覆う筒状部とで構成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、前記電動モータの電気的外部接続部と前記制御ユニットの電気的接続部との接続が前記減速ギヤハウジングに形成された貫通孔を通じて行われ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２又は３に係る発明において、前記減速ギヤハウジングのモータ装着部に前記第１の環状シール部材を配設する溝が形成されていることを特徴としている。

なおさらに、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２又は３に係る発明において、前記防水カバーの前記環状装着部に前記第１の環状シール部材を配設する溝が形成されていることを特徴としている。
また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記制御ユニット装着部は、前記制御ユニットを囲繞し開放端面を有する有底筒部と、該有底筒部の開放端面を閉塞するカバーとで構成され、前記有底筒部及び前記カバーの接合部に環状シール部材が配設されていることを特徴としている。

本発明によれば、減速ギヤハウジングのモータ装着部に電動モータを装着した状態で、その電動モータ及び制御ユニットの電気的接続部を含み当該電動モータの周囲を覆う防水カバーを配設したので、防水カバーで、電動モータと減速ギヤボックスとの結合部及び電動モータと制御ユニットとの電気的接続部の双方を覆うことができ、両者の防水対策を個別に行うことなく一括して行うことができ、確実な防水効果を発揮する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、本発明を乗用車の電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施形態を示す防水カバーを取り外した状態の斜視図、図２は図１の要部の分解斜視図、図３は減速ギヤハウジングの一部を拡大して示す縦断面図、図４は減速ギヤハウジングに電動モータを装着した状態を示す分解斜視図、図５は減速ギヤハウジングに電動モータを装着した状態の図４と反対方向から見た分解斜視図、図６は電動モータのバスバー構造を示す正面図、図７はモータ防水カバーを取り外した状態のモータ装着部を示す側面図、図８はモータ防水カバーを示す底面図である。

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、減速ギヤハウジング４が連結され、この減速ギヤハウジング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付き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及び減速ギヤハウジング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。
また、ステアリングシャフト２は、図３に示すように、右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の左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、減速ギヤハウジング４は、図２〜図５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。この減速ギヤハウジング４は、図２及び図３に示すように、電動モータ５の出力軸に連結されたウォーム１１を形成したウォーム軸１１ａを回転自在に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の前端部を外嵌するコラム取付部１８と、ウォーム収納部１２とウォームホイール収納部１４の一部とに跨がる車両後方側に、ウォームホイール収納部１４及びトルクセンサ収納部１６の中心軸線と直交して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、減速ギヤハウジング４が、コラム取付部１８にステアリングコラム３を外嵌し、ステアリングコラム３の端面をトルクセンサ収納部１６の端面に当接させた状態で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に示すように、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は、図２に示すように、その一方の減速ギヤハウジング４に取付ける取付フランジ５ｂと直交する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直交する方向に突出延長されている。これら接続端子５ｃ及び５ｄの先端部側に固定ねじを挿通する挿通孔５ｅが穿設されている。

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。
そして、電動モータ５がその取付フランジ５ｂを減速ギヤハウジング４のモータ装着部１７に、その出力軸を、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取付けられている。

さらに、減速ギヤハウジング４に形成された制御ユニット装着部２０は、図２〜図５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の上部側とに跨がって形成されたウォーム収納部１２の軸方向を長辺とする長方形状の平坦取付面２０ａと、この平坦取付面２０ａを囲繞する長方形枠部２０ｂとで構成されている。

そして、長方形枠部２０ｂの図２で見て左側壁２０ｃがモータ装着部１７と兼用され、前述した電動モータ５をモータ装着部１７に装着したときに、接続端子５ｃ及び５ｄが挿通される挿通孔２０ｄが形成されている。
また、長方形枠部２０ｂのトルクセンサ収納部１６に対向する図２で見て下側壁２０ｅに、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを挿通する開孔２０ｆが形成されている。

さらに、長方形枠部２０ｂの図４で見て右側壁２０ｇに、後述する制御ユニット１９の電源コネクタ１９ｄ及び信号コネクタ１９ｅを外部に臨ませる挿通孔２０ｈが形成され、図４に示すように、挿通孔２０ｈを閉塞するように電源コネクタ１９ｄ及び信号コネクタ１９ｅに接続する電源コネクタ２０ｉ及び信号コネクタ２０ｊを装着したカバー２０ｋが例えばねじ留めによって固定されている。

ここで、右側壁２０ｇの外表面には、図５に示すように、挿通孔２０ｈの周囲のカバー２０ｋで覆われる部位に長方形の環状溝２０ｍが形成され、この環状溝２０ｍ内に例えばＯリングで構成される環状シール部材２０ｎがその全周に亘って一部を環状溝２０ｍから突出させて配設されている。
さらに、長方形枠部２０ｂ内に制御ユニット１９を装着しての開放端面を覆うようにカバー２０ｏが例えばねじ留め等の固定手段によって固定されている。ここで、長方形枠部２０ｂの開放端面には環状溝２０ｐが形成され、この環状溝２０ｐ内に例えばＯリングで構成される環状シール部材２０ｑがその全周に亘って一部を環状溝２０ｐから突出させるように配設されている。

そして、制御ユニット装着部２０に、図２に示すパッケージ化された制御ユニット１９が平坦取付面２０ａに例えばねじ留めなどの固着手段で固定されている。この制御ユニット１９は、図示しないが、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆが接続されると共に、図示しない車速センサからの車速検出値が入力され、これら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制御基板と、この制御基板から出力される電圧指令値に基づいてパルス幅変調を行って形成したパルス幅変調信号によって駆動される電界効果トランジスタなどの４つのスイッチング素子を有し、電動モータ５の駆動電流を形成するＨブリッジ回路を備えたパワー基板とを有して構成されている。そして、発熱を伴うパワー基板が平坦取付面２０ａに放熱グリースを介して直接取付けられる。

また、制御ユニット１９には、図２に示すように、電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄと直接接触される端子板１９ａ及び１９ｂを有する端子台１９ｃを備えており、この端子台１９ｃが減速ギヤハウジング４の左側壁２０ｃに形成された挿通孔２０ｄ内に挿通される。また、制御ユニット１９は、図５に示すように、端子台１９ｃとは反対側に右側壁２０ｇの挿通孔２０ｈと対向する位置に電源コネクタ１９ｄ及び信号コネクタ１９ｅが配設されている。

一方、減速ギヤハウジング４に形成されたモータ装着部１７は、図２で特に明らかなように、電動モータ５の出力軸を挿通し、ウォーム収納部１２に連接する挿通孔１７ａと、この挿通孔１７ａの回りに電動モータ５の取付フランジ５ｂを例えばねじ留めなどの固着手段で固定する平坦なモータ装着面１７ｂとを有し、挿通孔１７ａの車両前方側に前述した挿通孔２０ｄが形成されている。

また、モータ装着面１７ｂには、図７に示すように、電動モータ５の取付フランジ５ｂを装着した状態で、挿通孔２０ｄを含み電動モータ５の取付フランジ５ｂの周囲を囲むように、環状溝１７ｄが形成され、この環状溝１７ｄ内に例えばＯリングで構成される環状シール部材１７ｅがその全周に亘って一部を環状溝１７ｄから突出させた状態で配設されている。

そして、図１７に示すように、電動モータ５を、その出力軸をウォーム軸１１ａにセレーション結合又はスプライン結合させると共に、その取付フランジ５ｂをモータ装着部１７のモータ装着面１７ｂに接触させ、且つ接続端子５ｃ及び５ｄを挿通孔２０ｄに挿通された制御ユニット１９の端子台１９ｃの端子板１９ａ及び１９ｂに接触させて、モータ装着面１７ｂに装着する。

このようにして電動モータ５をモータ装着部１７に装着すると、次いで、電動モータ５の胴部５ａ及び取付フランジ５ｂと挿通孔２０ｄを覆うモータ防水カバー３０をモータ装着面１７ｂに装着する。
このモータ防水カバー３０は、図８に示すように、電動モータ５の取付フランジ５ｂ及び挿通孔２０ｄを覆うと共に、モータ装着面１７ｂの環状溝１７ｄに配設された一点鎖線図示の環状シール部材１７ｅと接触する環状平坦端面３０ａを有する基部３０ｂと、この基部３０ｂに連接して電動モータ５の胴部５ａを内嵌する円筒部３０ｃとを備え、円筒部３０ｃの内周面に円環状溝３０ｄが形成され、この円環状溝３０ｄ内に例えばＯリングで構成される円環状シール部材３０ｅがその全周に亘って一部が円環状溝３０ｄより内方に突出するように配設されている。

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、減速ギヤハウジング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の先端が制御ユニット装着部２０における下側壁２０ｅに形成された開口２０ｆを通じて、平坦取付面２０ａと直交して車体後方に延長するように固定配置する。

次いで、減速ギヤハウジング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、平坦取付面２０ａ側に露出されたパワー基板（図示せず）を平坦取付面２０ａに放熱グリースを介して接触させると共に、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを制御基板（図示せず）に形成した接続部に接続させ、且つ端子台１９ｃを挿通孔２０ｄ内に挿通し、且つ電源コネクタ１９ｄ及び信号コネクタ１９ｅを挿通孔２０ｈに対向させた状態で、制御ユニット１９をねじ留めなどの固着手段によって平坦取付面２０ａに固定する。

この状態で、制御ユニット装着部２０の長方形枠部２０ｂの開放された端面に形成された環状溝２０ｐ内に環状シール部材２０ｑをその全周に亘って一部が環状溝２０ｐより突出するように配設してからカバー２０ｏを環状シール部材２０ｑを押圧しながらねじ留めなどの固着手段で固定する。
同様に、制御ユニット装着部２０の長方形枠部２０ｂの図５で右側壁２０ｇの環状溝２０ｍ内に環状シール部材２０ｎをその全周に亘って一部が環状溝２０ｍより突出するように配設してからカバー２０ｋをその背面に取付けられた電源コネクタ２０ｉ及び信号コネクタ２０ｊを制御ユニット１９の電源コネクタ１９ｄ及び信号コネクタ１９ｅに結合するように装着して環状シール部材２０ｎを押圧しながらねじ留めなどの固着手段によって固定する。

次いで、減速ギヤハウジング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を減速ギヤハウジング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の出力軸と減速ギヤハウジング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、再度電動モータ５を円周方向に回転させて取付フランジ５ｂをモータ装着部１７のモータ装着面１７ｂの所定位置に対向させると共に、接続端子５ｃ及び５ｄを挿通孔２０ｄから臨まされている制御ユニット１９の端子台１９ｃの端子板１９ａ及び１９ｂに対向させた状態で、電動モータ５を減速ギヤハウジング４の挿通孔１７ａに押し込んでインロー結合させる。

この状態となると、接続端子５ｃ及び５ｄが端子台１９ｃの端子板１９ａ及び１９ｂに面接触するので、この状態でネジ回し等の工具で接続端子５ｃ及び５ｄと端子板１９ａ及び１９ｂとをねじ留めすると共に、電動モータ５の取付フランジ５ｂをボルト締めすることにより、電動モータ５をモータ装着面１７ｂに装着する。
その後、モータ装着面１７ｂに形成した環状溝１７ｄ内に環状シール部材１７ｅをその全周に亘って一部が突出するように配設してから電動モータ５の胴部５ａの自由端側からモータ防水カバー３０を装着する。

このとき、モータ防水カバー３０の円筒部３０ｃの内周面に形成した円環状溝３０ｄ内に円環状シール部材３０ｅをその全周に亘って一部が円環状溝３０ｄより突出するように配設し、このモータ防水カバー３０をその基部３０ｂ側から電動モータ５の胴部５ａに挿通し、円筒部３０ｃの円環状溝３０ｄに配設した円環状シール部材３０ｅを電動モータ５の胴部５ａで押圧しながらモータ装着部１７側に移動させ、最終的にモータ防水カバー３０の環状平坦端面３０ａをモータ装着面１７ｂの環状溝１７ｄに配設した環状シール部材１７ｅに接触させ、この状態で、モータ防水カバー３０をねじ留めなどの固着手段で環状シール部材１７ｅを押圧しながらモータ装着面１７ｂに固定する。

このように、上記実施形態によると、制御ユニット１９を減速ギヤハウジング４の制御ユニット装着部２０に装着したときに、制御ユニット１９に形成した端子台１９ｃが挿通孔２０ｄを通じてモータ装着面１７ｂに臨まされ、この状態で、電動モータ５を減速ギヤハウジング４のモータ装着部１７に装着することにより、電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄが直接制御ユニット１９に形成した端子台１９ｃの端子板１９ａ及び１９ｂに面接触することになり、両者の電気的接続を、モータハーネスを使用することなく最短距離で容易に行うことができる。このため、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（図示せず）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ハウジング４の制御ユニット装着部２０における平坦取付面２０ａに放熱グリースを介して直接接触されるので、パワー基板の発熱を熱容量の大きいヒートマスとなる減速ギヤハウジング４に放散することができ、パワー基板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、減速ギヤハウジング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、減速ギヤハウジング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。
また、減速ギヤハウジング４に電動モータ５を装着した後に、電動モータ５の取付フランジ５ｂや接続端子５ｃ及び５ｄと制御ユニット１９の端子台１９ｃの端子板１９ａ及び１９ｂとの電気的接続部を含み電動モータ５の取付フランジ５ｂの周囲を覆うようにモータ防水カバー３０をモータ装着面１７ｂに装着することにより、防水カバー３０の環状平坦端面３０ａによってモータ装着面１７ｂに形成した環状溝１７ｄに配設された環状シール部材１７ｅを押圧することになるので、モータ装着面１７ｂと環状平坦端面３０ａとの間が密封されて、液体及び塵埃の侵入を確実に防止する防水効果を発揮することができる。同様に、モータ防水カバー３０の円筒部３０ｃにおける内周面に形成された円環状溝３０ｄに配設された円環状シール部材３０ｅが電動モータ５の胴部５ａによって押圧されることにより、電動モータ５の胴部５ａの外周面と円筒部３０ｃの内周面との間が密封されて、液体及び塵埃の侵入を確実に防止する防水効果を発揮することができる。

このように、電動モータ５と減速ギヤハウジング４との間の防水効果と、電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄと制御ユニット１９の端子台１９ｃの端子板１９ａ及び１９ｂとの電気的接続部の防水効果とを１つのモータ防水カバー３０によって発揮することができ、両者の防水を個別に行う場合に比較して部品点数を減少させることができると共に、組付工数も削減することができ、減速ギヤハウジング４と電動モータ５との組付作業を容易に行うことができる。

また、本実施形態では、モータ防水カバー３０の環状平坦端面３０ａでモータ装着面１７ｂの環状溝１７ｄに配設した環状シール部材１７ｅを押圧するようにしているので、環状シール部材１７ｅを破損することがなく、モータ防水カバー３０の装着作業を容易に行うことができる。
さらに、モータ防水カバー３０によって、電動モータ５と減速ギヤハウジング４との間の防水効果と、電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄと制御ユニット１９の端子台１９ｃの端子板１９ａ及び１９ｂとの電気的接続部の防水効果とを発揮することができるので、減速ギヤハウジング４が車室外に配設されて、液体及び塵埃の侵入をより確実に防止する必要がある場合でも、複雑な構成となることなく、単にモータ防水カバー３０を設けるだけの簡単な構成で対処できる。

その後、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（図示せず）に取付けた後、ステアリングシャフト２の入力軸２ａの車両後方側端部にステアリングホイールを装着すると共に、出力軸２ｃを例えば自在継手を介して中間シャフトに連結し、この中間シャフトを自在継手を介して例えばピニオンアンドラック機構を有するステアリングギヤ機構に連結し、このステアリングギヤ機構をタイロッドを介して転舵輪に連結することにより、電動パワーステアリング装置の車体側への組付けが完了する。

このように電動パワーステアリング装置の車体側への組付けが完了すると、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ユニット１９にバッテリから電力を供給すると、制御基板に実装された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軸１１ａ、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。
なお、上記実施形態においては、モータ装着部１７のモータ装着面１７ｂに環状溝１７ｄを形成して、これに環状シール部材１７ｅを配設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、モータ装着面１７ｂの環状溝１７ｄを省略し、これに代えてモータ防水カバー３０の環状平坦端面３０ａに環状溝を形成し、この環状溝に環状シール部材１７ｅを配設するようにしてもよい。同様に、モータ防水カバー３０の円筒部３０ｃの内周面に形成した円環状溝３０ｄを省略し、電動モータ５の胴部５ａの外周面に円環状溝を形成し、この円環状溝内に円環状シール部材３０ｅを配設するようにしてもよい。

カバー２０ｋ及び２０ｏについても、これらカバー２０ｋ及び２０ｏに環状溝を形成してこれらに環状シール部材２０ｎ及び２０ｑを配設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に接続端子５ｃ及び５ｄを設け、制御ユニット１９に端子台１９ｃ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い。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接続端子とすることもでき、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。また、電動モータ５の接続端子５ｃ及び５ｄの突出方向は中心軸と直交する方向に突出させる場合に限らず、中心軸と交差する方向に突出させるようにしてもよく、この場合には、制御ユニット１９の端子台１９ｃの端子板１９ａ及び１９ｂの角度も接続端子５ｃ及び５ｄの角度に合わせて変更するようにすればよい。

さらに、上記実施形態においては、減速ギヤハウジング４の制御ユニット装着部２０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、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。
さらにまた、上記実施形態においては、減速機構としてウォームギヤ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、傘歯車、平歯車等の任意の歯車を組み合わせた減速機構やベルト式等の任意の構成の減速機構を適用することができる。

なおさらに、上記実施形態においては、トルクセンサ１５としてコイル方式のトルクセンサ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、トーションバー２ｂの捩れ角を検出するトルクセンサを適用することもできる。
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、外部接続端子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、制御ユニット１９のパワー基板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。

さらに、上記実施形態においては、本発明を乗用車の電動パワーステアリング装置に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、図９〜図１１に示すように、バギー車の電動パワーステアリング装置として適用することもできる。
すなわち、図９に示すように、バギー車４０における左右の前輪４０ＦＬ及び４０ＦＲをハンドル４１を操舵することにより転舵させるように構成されている。ハンドル４１と前輪４０ＦＬ及び４０ＦＲとは、図１０に示すように、ハンドル４１に垂直に近い状態で延長するステアリングシャフト４２が連結され、このステアリングシャフト４２がステアリングコラム４３に回転自在に支持され、このステアリングコラム４３に前述した実施形態と同様に操舵トルクセンサを内装した減速ギヤハウジング４４が装着され、この減速ギヤハウジング４４に電動モータ５及び制御ユニット１９が装着されている。そして、ステアリングシャフト４２が減速ギヤハウジング４４から突出される入力軸４２ａに連結され、減速ギヤハウジング４４の出力軸４２ｂ（図１１参照）が前輪４０ＦＬ及び４０ＦＲを転舵する転舵機構４５に連結されている。

ここで、減速ギヤハウジング４４は、図１０に示すように、電動モータ５が車両後方側に突出し、制御ユニット１９を内装した制御ユニット装着部２０が減速ギヤハウジング４４の上方側となるように配設されている。
この構成によると、減速ギヤハウジング４４に、電動モータ５及び制御ユニット１９が一体に装着されて、機電一体型の操舵補助機構が形成されているので、操舵補助機構を小型化することができ、操舵補助機構のレイアウトの自由度を向上させることができ、操舵補助機構を確実に配置することができる。しかも、操舵補助機構が車室外に搭載されることによって、飛び石などによるハーネスの損傷などが考えられるが、トルクセンサが減速ギヤハウジング４４に内装されると共に、モータハーネスに代わる電動モータ５と制御ユニット１９との電気的接続部がモータ防水カバー３０で覆われて、トルクセンサや電気的接続部が外部に露出することがなく、飛び石などによる損傷を確実に防止することができる。さらに、減速ギヤハウジング４４に設けたシール部材２０ｎ、２０ｑ及び電動モータ５を覆うモータ防水カバー３０に設けたシール部材１７ｅ及び３０ｅを有することにより、操舵補助機構が車外に設けられることによる浸水や塵埃の侵入によるシステムの損傷の危険性を確実に防ぐことができる。

この他、本発明による電動パワーステアリング装置は、ワゴン、トラック、フォークリフト、電動カート、運搬車等の他の任意の車両にも適用することができる。

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。 図１の要部の分解斜視図である。 減速ギヤハウジングの一部を拡大して示す縦断面図である。 減速ギヤハウジングに電動モータを装着した状態を示す分解斜視図である。 減速ギヤハウジングに電動モータを装着した状態を示す図４とは反対方向から見た分解斜視図である。 電動モータのバスバー構造を示す正面図である。 モータ装着部をモータ防水カバーを取り外した状態で示す側面図である。 モータ防水カバーを示す底面図である。 本発明をバギー車に適用した場合の実施形態を示す斜視図である。 図９のステアリング機構を示す斜視図である。 図１０の減速ギヤハウジング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…減速ギヤハウジング、５…電動モータ、５ｃ，５ｄ…接続端子、５ｉ，５ｊ…バスバー、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、１７ａ…挿通孔、１７ｂ…モータ装着面、１７ｄ…環状溝、１７ｅ…環状シール部材、１８…コラム取付部、１９…制御ユニット、１９ａ，１９ｂ…端子板、１９ｃ…端子台、２０…制御ユニット装着部、２０ａ…平坦取付面、２０ｂ…長方形枠部、２０ｄ…挿通孔、２０ｋ，２０ｏ…カバー、３０…モータ防水カバー、３０ａ…環状平坦端面、３０ｂ…基部、３０ｃ…円筒部、３０ｄ…環状溝、３０ｅ…環状シール部材、４０…バギー車、４１…ハンドル、４２…ステアリングシャフト、４３…ステアリングコラム、４４…減速ギヤハウジング、４５…転舵機構

Claims (6)

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ハウジング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電動パワーステアリング装置であって、
   前記減速ギヤハウジングに、前記電動モータを装着するモータ装着部及び当該電動モータを駆動制御する制御ユニットを装着する制御ユニット装着部が並設され、前記電動モータの電気的接続部が前記制御ユニットに形成した電気的接続部に直接接続され、前記モータ装着部に前記電動モータを装着した状態で、その前記電動モータ及び前記制御ユニットの電気的接続部を含み当該電動モータの周囲を覆う防水カバーを配設したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記防水カバーは、前記モータ装着部に、前記電動モータの取付部の外側及び前記電動モータの電気的接続部と前記制御ユニットの電気的接続部との接続部の外側を通る第１の環状シール部材を介して装着される環状装着部と、前記電動モータの胴部に対して、第２の環状シール部材を介して覆う筒状部とで構成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. 前記電動モータの電気的外部接続部と前記制御ユニットの電気的接続部との接続が前記減速ギヤハウジングに形成された貫通孔を通じて行われ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. 前記減速ギヤハウジングのモータ装着部に前記第１の環状シール部材を配設する溝が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記防水カバーの前記環状装着部に前記第１の環状シール部材を配設する溝が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記制御ユニット装着部は、前記制御ユニットを囲繞し開放端面を有する有底筒部と、該有底筒部の開放端面を閉塞するカバーとで構成され、前記有底筒部及び前記カバーの接合部に環状シール部材が配設されていることを特徴とする請求項１乃至５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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