JP2009023457A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ギヤボックス側取付面から突出した複数の外部接続端子と制御ユニットの制御基板に設けた複数の基板側端子との位置合せを短時間で簡単に行うようにする。
【解決手段】制御ユニットのユニット側取付面24a1を減速ギヤボックスのギヤボックス側取付面20bに当接したときに、ギヤボックス側取付面20bから突出しているトルクセンサの複数の外部接続端子15c〜15fに対して制御基板25に形成した複数のスルーホール25a〜25dの夫々が対応するように、制御ユニットの位置合せを行なう位置合せ部31、32を設けた。
【選択図】図11
【解決手段】制御ユニットのユニット側取付面24a1を減速ギヤボックスのギヤボックス側取付面20bに当接したときに、ギヤボックス側取付面20bから突出しているトルクセンサの複数の外部接続端子15c〜15fに対して制御基板25に形成した複数のスルーホール25a〜25dの夫々が対応するように、制御ユニットの位置合せを行なう位置合せ部31、32を設けた。
【選択図】図11
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、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、電動モータを駆動制御する制御回路を実装した制御基板を含む制御ユニットとを備えた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、例えばラック軸が摺動自在に収容あるいは装着されるラックケース又は減速ギヤボックスの一部に電動モータが収容され、この電動モータを駆動制御する制御基板が収容されるハウジングがラックケース又は減速ギヤボックスに形成され、ハウジングの開口に対向する底部に形成された取付ボスに前記開口から挿入された制御基板が当接されると、モータからハウジング内に突設されたモータ側接続端子に制御基板に設けられた基板接続端子が互いに接触して電気的に接続される電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
この特許文献1に記載の従来例にあっては、モータと制御基板との間に電気的接続線を介挿することなく直付けすることにより、モータと制御基板との間で配線長を最短として電気ノイズが乗ることを防止することができるとともに、配線抵抗を少なくして電気的損失を低減することができる。
しかし、モータを制御する制御基板にはステアリングシャフトに伝達されるトルクを検出するトルクセンサのトルク検出値を入力する必要があり、このトルクセンサは、通常ラックケース又はステアリングギヤボックスより離れたステアリングホイール側に設置されており、このトルクセンサと制御基板との間に長い接続ケーブルを設ける必要があり、この接続ケーブルに電気ノイズが乗りやすくなるため、高額なシールド線の採用や、ノイズフィルターなどの電子部品の追加が必要となっていた。
しかし、モータを制御する制御基板にはステアリングシャフトに伝達されるトルクを検出するトルクセンサのトルク検出値を入力する必要があり、このトルクセンサは、通常ラックケース又はステアリングギヤボックスより離れたステアリングホイール側に設置されており、このトルクセンサと制御基板との間に長い接続ケーブルを設ける必要があり、この接続ケーブルに電気ノイズが乗りやすくなるため、高額なシールド線の採用や、ノイズフィルターなどの電子部品の追加が必要となっていた。
そこで、減速ギヤボックスの外周に取付け面を形成し、この取付け面に制御基板を組込んだ制御ユニットを装着する構造とし、減速ギヤボックスに内装したトルクセンサに接続されている複数の外部接続端子を取付け面から突出させ、取付け面に装着する制御ユニットの制御基板に設けた複数のスルーホールに挿通し、両者を半田付けすることで電気的に直接接続する構造とし、制御基板とトルクセンサとの間の接続距離を最短として両者間の電気ノイズ、電気的損失を防止する電動パワーステアリング装置も開発されている。
特開2005−329866号公報
しかし、上述したトルクセンサの外部接続端子を制御ユニットの制御基板に設けたスルーホールに直接接続する電動パワーステアリング装置は、減速ギヤボックスに制御ユニットを装着する際に、減速ギヤボックスの取付け面から突出した複数の外部接続端子と制御基板の複数のスルーホールとの位置合せを行い、その後に、外部接続端子及びスルーホールの挿通作業が行なわれるが、位置合せ冶具等を使用しても外部接続端子とスルーホールとの位置合せに多くの手間と時間が必要なので、制御ユニットの装着の容易さの面で問題がある。
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、ギヤボックス側取付面から突出した複数の外部接続端子と制御ユニットの制御基板に設けた複数の基板側端子との位置合せを短時間で簡単に行うようにしたことで、減速ギヤボックスに対する制御ユニットの装着を容易に行な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、前記電動モータを駆動制御する制御回路を実装した制御基板を含む制御ユニットとを備え、前記減速ギヤボックスの外周に形成したギヤボックス側取付面に、前記制御ユニットに形成したユニット側取付面を当接して該制御ユニットを装着するとともに、前記減速ギヤボックスに内装されているトルクセンサに接続されている複数の外部接続端子を前記ギヤボックス側取付面の一部から突出させ、これら複数の外部接続端子の夫々に前記制御基板に設けた複数の基板側端子を電気的に直接接続してなる電動パワーステアリング装置において、前記ユニット側取付面を前記ギヤボックス側取付面に当接したときに、前記複数の外部接続端子に対して前記複数の基板側端子の夫々が対応するように、前記制御ユニットの位置合せを行なう位置合せ部を設けた。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の電動パワーステアリング装置において、前記位置合せ部を、前記ユニット側取付面から突出して形成した第1ユニット側位置合せ片と、互いに同一寸法で前記ユニット側取付面から突出している第2及び第3ユニット側位置合せ片と、前記ギヤボックス側取付面の前記トルクセンサの軸に直交する方向の端部を切欠いて形成したギヤボックス側位置合せ切欠きとで構成し、前記第2及び第3ユニット側位置合せ片の両者が前記ギヤボックス側取付面に当接することで、前記複数の外部端子に対する前記複数の基板側端子の高さ方向の位置合せが行われ、前記第1ユニット側位置合せ片が前記ギヤボックス側位置合せ切欠きの前記トルクセンサの軸方向に延在する切欠き面と係合することで、前記複数の外部端子に対する前記複数の基板側端子の前記軸方向の位置合せが行われ、前記第1ユニット側位置合せ片が前記ギヤボックス側位置合せ切欠きの前記軸方向と直交する方向に延在する切欠き面と係合することで、前記複数の外部端子に対する前記複数の基板側端子の前記軸方向と直交する方向の位置合せが行われるようにした。
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の電動パワーステアリング装置において、前記ギヤボックス側取付面を、前記トルクセンサの軸方向に直交する方向に長尺方向が延在する矩形状の面として形成し、前記ユニット側取付面から突出している前記第2及び第3ユニット側位置合せ片は、前記ギヤボックス側取付面の長尺方向の端部側で当接するように互いに離間して設けられているようにした。
さらに、請求項4記載の発明は、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において、前記制御基板に設けた複数の基板側端子は、前記複数の外部接続端子の先端が挿通するスルーホールである。
本発明に係る電動パワーステアリング装置によると、制御ユニットのユニット側取付面を、ギヤボックスの外周に形成したギヤボックス側取付面に当接したときに、ギヤボックス側取付面の一部から突出したトルクセンサの複数の外部接続端子と、制御ユニット内の制御基板に設けた複数の基板側端子とが夫々対応するように、制御ユニットの位置合せを行なう位置合せ部を設けたことから、複数の外部接続端子と複数の基板側端子の位置合せが短時間で完了し、減速ギヤボックスに対する制御ユニットの装着を容易に行なうことができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を右ハンドル車に適用した場合の右方向から示した斜視図、図2は本実施形態を左方向から示した斜視図、図3は本実施形態の正面図、図4は減速ギヤボックスの要部を示す縦断面図、図5は減速ギヤボックスの外観を示す斜視図、図6は電動モータと制御ユニットとの接続関係を示す斜視図、図7は電動モータの内部構造を示す正面図、図8は制御ユニットの分解斜視図、図9は制御ユニットに設けた第1及び第2ユニット側位置合せ部を示す図、図10は減速ギヤボックスに制御ユニットの合成樹脂製フレームを当接させる手順を示す図、図11は減速ギヤボックスに合成樹脂製フレームの位置合せが完了した状態を示す図である。
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を右ハンドル車に適用した場合の右方向から示した斜視図、図2は本実施形態を左方向から示した斜視図、図3は本実施形態の正面図、図4は減速ギヤボックスの要部を示す縦断面図、図5は減速ギヤボックスの外観を示す斜視図、図6は電動モータと制御ユニットとの接続関係を示す斜視図、図7は電動モータの内部構造を示す正面図、図8は制御ユニットの分解斜視図、図9は制御ユニットに設けた第1及び第2ユニット側位置合せ部を示す図、図10は減速ギヤボックスに制御ユニットの合成樹脂製フレームを当接させる手順を示す図、図11は減速ギヤボックスに合成樹脂製フレームの位置合せが完了した状態を示す図である。
図1において、符号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電動モータ5が配設されている。
ステアリングコラム3は、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(不図示)に取付けられる取付板部7aと、この取付板部7aの下面から左右方向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の下端が、減速ギヤボックス4の車両前方側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。
アッパ取付ブラケット6は、車体側部材(不図示)に取付けられる取付板部6aと、この取付板部6aの下端に固定されて左右(車幅)方向に離間している1対の支持板部6bと、これら一対の支持板部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。そして、チルト機構6cのチルトレバー6gを回動させ、外管3bの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。
ステアリングシャフト2は、図4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。
減速ギヤボックス4は、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム、アルミニウム合金、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、図4及び図5に示すように、電動モータ5の出力軸(不図示)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の車両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を取付けるモータ取付部17と、トルクセンサ収納部16の車両後端に形成された筒状のコラム取付部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のコラム取付部18に、ステアリングコラム3の車両前端部が外嵌されて連結されている。
減速ギヤボックス4は、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム、アルミニウム合金、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、図4及び図5に示すように、電動モータ5の出力軸(不図示)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の車両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を取付けるモータ取付部17と、トルクセンサ収納部16の車両後端に形成された筒状のコラム取付部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のコラム取付部18に、ステアリングコラム3の車両前端部が外嵌されて連結されている。
ここで、トルクセンサ15は、図4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,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。
電動モータ5は、図6に示すように、その取付フランジ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接続端子5c,5dが形成されている。接続端子5c及び5dの夫々は、図7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、2組のブラシ5g,5hに個別に接続された円弧状の接続端子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。
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5に示すように、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の上部側とで形成した平坦取付面20aと、この平坦取付面20a及びトルクセンサ収納部16の上面に形成した平坦取付面20aに対して直交し、左右方向に長尺方向が延在する矩形状のユニット載置面20bとで左右方向から見てL字状に形成されている。
ここで、制御ユニット装着部20のユニット載置面20bの左右方向の中央部には、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fが突出して設けられている。また、ユニット載置面20bの左側の端部にギヤボックス側位置合せ切欠き28が形成されている。このギヤボックス側位置合せ切欠き28は、ユニット載置面20bに対して下方に直交し、且つ平坦取付面20aに対して直交する方向に延在する平坦な面の第1切欠き面28aと、ユニット載置面20bに対して下方に直交し、且つ平坦取付面20aに対して平行な面として延在する第2切欠き面28bとで構成されている。
また、モータ取付部17の車両後端面にも、平坦取付面20aと平行でこの平坦取付面20aより車両後方側の位置に幅狭のフレーム取付面20cが形成されている。
制御ユニット装着部20に装着される制御ユニット19は、図8に示すように、熱伝動率の高い金属製の放熱プレート21と、パワー基板23と、長方形枠状の合成樹脂製フレーム24と、制御基板25と、カバー26とを備えている。
制御ユニット装着部20に装着される制御ユニット19は、図8に示すように、熱伝動率の高い金属製の放熱プレート21と、パワー基板23と、長方形枠状の合成樹脂製フレーム24と、制御基板25と、カバー26とを備えている。
放熱プレート21は、制御ユニット装着部20の平坦取付面20aに放熱グリースを介して直接固定される。パワー基板23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のディスクリート部品23a,23bが実装される。
合成樹脂製フレーム24はパワー基板23を囲繞する。制御基板25は、合成樹脂製フレーム24の正面に取付けられ、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを直接挿通するスルーホール25a〜25dが穿設され、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23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)やその周辺機器等のディスクリート部品25eが実装される。カバー26は、パワー基板23、合成樹脂製フレーム24及び制御基板25を覆う。
合成樹脂製フレーム24は、長方形枠状のフレーム本体24aと、このフレーム本体24aの左端に形成され、減速ギヤボックス4のフレーム取付面20cに固定される取付板部24bと、この取付板部24b上に固定され電動モータ5の接続端子5c,5dに電気的に接続する端子台24cと、フレーム本体24aの右端に固定された雌型コネクタ45とを備えている。雌型コネクタ45は、バッテリ(図示せず)に電源用雄型コネクタ46を介して接続される電源コネクタ45aと、車体の各部の制御機器とのデータの授受を行うCANなどのネットワークに接続する信号コネクタ45bとを備えている。パワー基板23及び制御基板25は、接続端子22aを介して接続されている。
ここで、フレーム本体24aの長尺側の一方の側板24a1には、その長手方向中央に切欠き29が形成され、この切欠き29の内側に空間を設けるように内壁30が形成されている。そして、一方の側板24a1の外側面には、切欠き28に対して長手方向の互いに逆の外方に離間した位置に一対のユニット側位置合せ部31,32が固定されている。
一方のユニット側位置合せ部31は、図9に示すように、一方の側板24a1の幅方向に延在して側板24a1から垂直に突出している広幅の第1位置合せ片33と、この第1位置合せ片33に対して平行に離間しながら側板24a1から垂直に突出している第1位置合せ片33より狭幅の第2位置合せ片34とを備えた部材である。
一方のユニット側位置合せ部31は、図9に示すように、一方の側板24a1の幅方向に延在して側板24a1から垂直に突出している広幅の第1位置合せ片33と、この第1位置合せ片33に対して平行に離間しながら側板24a1から垂直に突出している第1位置合せ片33より狭幅の第2位置合せ片34とを備えた部材である。
他方のユニット側位置合せ部32は、一方の側板24a1の幅方向に延在し、互いに平行に離間しながら側板24a1に対して垂直に突出している第2位置合せ片34と同一幅の第3及び第4位置合せ片35,36を備えた部材である。
そして、図11に示すように、フレーム本体24aの長尺側の一方の側板24a1を制御ユニット装着部20のユニット載置面20b上に載置し、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33がユニット載置面20bの左側端部に形成したギヤボックス側位置合せ切欠き28の第1切欠き面28a及び第2切欠き面28bに面接触状態で当接し、一方のユニット側位置合せ部31の第2位置合せ片34の下端、他方のユニット側位置合せ部32の第3及び第4位置合せ片35,36の下端がユニット載置面20b上に当接すると、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fの先端部に対して、制御ユニット19の制御基板25に穿設したスルーホール25a〜25dの左右方向の位置(トルクセンサ15の軸に直交する方向の位置)、ステアリングコラム3の軸方向の位置(トルクセンサ15の軸方向の位置)、さらに高さ方向の位置が一致するようになっている。
そして、図11に示すように、フレーム本体24aの長尺側の一方の側板24a1を制御ユニット装着部20のユニット載置面20b上に載置し、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33がユニット載置面20bの左側端部に形成したギヤボックス側位置合せ切欠き28の第1切欠き面28a及び第2切欠き面28bに面接触状態で当接し、一方のユニット側位置合せ部31の第2位置合せ片34の下端、他方のユニット側位置合せ部32の第3及び第4位置合せ片35,36の下端がユニット載置面20b上に当接すると、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fの先端部に対して、制御ユニット19の制御基板25に穿設したスルーホール25a〜25dの左右方向の位置(トルクセンサ15の軸に直交する方向の位置)、ステアリングコラム3の軸方向の位置(トルクセンサ15の軸方向の位置)、さらに高さ方向の位置が一致するようになっている。
また、図8に示すように、カバー26の長尺側の一方の側板26aの長手方向中央には、フレーム本体24aの側板24a1の切欠き29に対応した切欠き26bが形成されているとともに、カバー26が合成樹脂製フレーム24を覆った際に、一対のユニット側位置合せ部31,32が長尺側の一方の側板26aの外側に露出するように切欠き26c,26dが形成されている。
そして、上記構成の制御ユニット19は、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20に装着され、図6に示すように、合成樹脂製フレーム24の取付板部24bに固定されている端子台24cと、電動モータ5の接続端子5c,5dとが電気的に接続される。なお、図1から図3に示すように、電気的に接続された端子台24c及び接続端子5c,5dは、符号27で示す合成樹脂製の端子カバーで覆われている。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
制御基板25を一体化した合成樹脂製フレーム24をユニット載置面20bに載置する際には、図10(この図では平坦取付面20aに固定した放熱プレート21を削除している)のA1で示す矢印方向のように、合成樹脂製フレーム24を、長尺側の一方の側板24a1を下方に向けてユニット載置面20bに載置する。この際、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33が、ユニット載置面20bの左側端部のギヤボックス側位置合せ切欠き28より左側に位置し、一方のユニット側位置合せ部31の第2位置合せ片34の下端、他方のユニット側位置合せ部32の第3及び第4位置合せ片35,36の下端がユニット載置面20b上に当接するように載置する。
制御基板25を一体化した合成樹脂製フレーム24をユニット載置面20bに載置する際には、図10(この図では平坦取付面20aに固定した放熱プレート21を削除している)のA1で示す矢印方向のように、合成樹脂製フレーム24を、長尺側の一方の側板24a1を下方に向けてユニット載置面20bに載置する。この際、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33が、ユニット載置面20bの左側端部のギヤボックス側位置合せ切欠き28より左側に位置し、一方のユニット側位置合せ部31の第2位置合せ片34の下端、他方のユニット側位置合せ部32の第3及び第4位置合せ片35,36の下端がユニット載置面20b上に当接するように載置する。
次に、図10のA2で示す矢印方向のように合成樹脂製フレーム24を右側に移動し、且つ合成樹脂製フレーム24を図10の紙面の奥側に移動することで、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33がギヤボックス側位置合せ切欠き28の第1切欠き面28a及び第2切欠き面28bに面接触状態で当接させる。
これにより、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33がギヤボックス側位置合せ切欠き28の第1切欠き面28a及び第2切欠き面28bに面接触状態で当接することで、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fの先端部に対して、制御基板25のスルーホール25a〜25dの夫々左右方向の位置(トルクセンサ15の軸に直交する方向の位置)、ステアリングコラム3の軸方向の位置(トルクセンサ15の軸方向の位置)が一致するとともに、一方のユニット側位置合せ部31の第2位置合せ片34の下端、他方のユニット側位置合せ部32の第3及び第4位置合せ片35,36の下端がユニット載置面20b上に当接することで、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fの先端部に対して、制御基板25のスルーホール25a〜25dの夫々の高さ方向の位置が一致する。この状態に載置された合成樹脂製フレーム24の取付板部24bを、減速ギヤボックス4のフレーム取付面20cにビス止めする。
これにより、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33がギヤボックス側位置合せ切欠き28の第1切欠き面28a及び第2切欠き面28bに面接触状態で当接することで、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fの先端部に対して、制御基板25のスルーホール25a〜25dの夫々左右方向の位置(トルクセンサ15の軸に直交する方向の位置)、ステアリングコラム3の軸方向の位置(トルクセンサ15の軸方向の位置)が一致するとともに、一方のユニット側位置合せ部31の第2位置合せ片34の下端、他方のユニット側位置合せ部32の第3及び第4位置合せ片35,36の下端がユニット載置面20b上に当接することで、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fの先端部に対して、制御基板25のスルーホール25a〜25dの夫々の高さ方向の位置が一致する。この状態に載置された合成樹脂製フレーム24の取付板部24bを、減速ギヤボックス4のフレーム取付面20cにビス止めする。
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パワー基板23及び制御基板25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23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。
本実施形態によると、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を装着する際に、制御基板25を一体化した合成樹脂製フレーム24を、長尺側の一方の側板24a1を下方に向けてユニット載置面20bに載置し、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33を、ギヤボックス側位置合せ切欠き28の第1切欠き面28a及び第2切欠き面28bに面接触状態で当接させ、一方のユニット側位置合せ部31の第2位置合せ片34の下端、他方のユニット側位置合せ部32の第3及び第4位置合せ片35,36の下端をユニット載置面20b上に当接させることで、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fの先端部に対して、制御基板25のスルーホール25a〜25dの夫々左右方向の位置(トルクセンサ15の軸に直交する方向の位置)、ステアリングコラム3の軸方向の位置(トルクセンサ15の軸方向の位置)、さらに高さ方向の位置が一致するので、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15f及びスルーホール25a〜25dの位置合せを短時間で完了することができ、減速ギヤボックス4のユニット載置面20bに対する制御ユニット19の装着を容易に行なうことができる。
本実施形態によると、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を装着する際に、制御基板25を一体化した合成樹脂製フレーム24を、長尺側の一方の側板24a1を下方に向けてユニット載置面20bに載置し、一方のユニット側位置合せ部31の第1位置合せ片33を、ギヤボックス側位置合せ切欠き28の第1切欠き面28a及び第2切欠き面28bに面接触状態で当接させ、一方のユニット側位置合せ部31の第2位置合せ片34の下端、他方のユニット側位置合せ部32の第3及び第4位置合せ片35,36の下端をユニット載置面20b上に当接させることで、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fの先端部に対して、制御基板25のスルーホール25a〜25dの夫々左右方向の位置(トルクセンサ15の軸に直交する方向の位置)、ステアリングコラム3の軸方向の位置(トルクセンサ15の軸方向の位置)、さらに高さ方向の位置が一致するので、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15f及びスルーホール25a〜25dの位置合せを短時間で完了することができ、減速ギヤボックス4のユニット載置面20bに対する制御ユニット19の装着を容易に行なうことができる。
また、一対のユニット側位置合せ部31,32は、矩形状に形成したユニット載置面20bの長尺方向の端部側(左右方向の端部側)に当接しており、図10に示すように、一対のユニット側位置合せ部31,32の間の距離Lが充分に長い距離に設定されていることから、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fに対する制御基板25のスルーホール25a〜25dの位置合せを高精度に行なうことができる。
なお、上記実施形態においては、電動モータ5、制御ユニット19及び雌型コネクタ45がステアリングコラム3の中心軸と直交する線に沿って一直線に配置されてい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、ステアリングコラム3の中心軸と交差する線に沿って一直線に配置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、接続端子5c,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23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。
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、接続端子5c,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23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、本発明を右ハンドル車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、左ハンドル車に適用する場合には、減速ギヤボックス4、電動モータ5及び制御ユニット19の配置をステアリングコラム3の中心軸を通る垂直面を挟んで面対称に即ち制御ユニット19の右側に電動モータ5を配置し、制御ユニット19の雌型コネクタ45及び端子台24cを左側に配置すればよく、さらには電動モータ5を車両外側に、雌型コネクタ45及び端子台24cを車両内側に配置するようにしてもよい。
2…ステアリングシャフト、2a…入力軸、2b…トーションバー、2c…出力軸、3…ステアリングコラム、3a…内管、3b…外管、4…減速ギヤボックス、4b…支持部、5…電動モータ、5b…取付フランジ、5c,5d…接続端子、5f…ブラシ支持体、5g,5h…ブラシ、5i,5j…接続端子、6…アッパ取付ブラケット、6a…取付板部、6b…支持板部、6c…チルト機構、6g…チルトレバー、7…ロア取付ブラケット、7a…取付板部、7b…支持板部、7c…枢軸、11…ウォーム、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、15a,15b…検出コイル、15c〜15f…外部接続端子、16…トルクセンサ収納部、17…モータ取付部、18…コラム取付部、19…制御ユニット、20…制御ユニット装着部、20a…平坦取付面、20b…ユニット載置面(ユニット側取付面)、20c…フレーム取付面、21…放熱プレート、22a…接続端子、23…パワー基板、23a,23b…ディスクリート部品、24…合成樹脂製フレーム、24a…フレーム本体、24a1…フレーム本体の側板(ユニット側取付面)、24b…取付板部、24c…端子台、25…制御基板、25a〜25d…スルーホール(基板側端子)、25e…ディスクリート部品、26…カバー、26a…カバーの側板、27…端子カバー、28…ギヤボックス側位置合せ切欠き、28a…第1切欠き面(トルクセンサの軸方向に延在する切欠き面)、28b…第2切欠き面(トルクセンサの軸方向に直交する方向に延在する切欠き面)、29…切欠き、30…内壁、31,32…ユニット側位置合せ部、33…第1位置合せ片(第1ユニット側位置合せ片)、34…第2位置合せ片(第2ユニット側位置合せ片)、35…第3位置合せ片(第3ユニット側位置合せ片)、36…第4位置合せ片、45…雌型コネクタ、45a…電源コネクタ、45b…信号コネクタ、46…電源用雄型コネクタ
Claims (4)
- 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、前記電動モータを駆動制御する制御回路を実装した制御基板を含む制御ユニットとを備え、前記減速ギヤボックスの外周に形成したギヤボックス側取付面に、前記制御ユニットに形成したユニット側取付面を当接して該制御ユニットを装着するとともに、前記減速ギヤボックスに内装されているトルクセンサに接続されている複数の外部接続端子を前記ギヤボックス側取付面の一部から突出させ、これら複数の外部接続端子の夫々に前記制御基板に設けた複数の基板側端子を電気的に直接接続してなる電動パワーステアリング装置において、
前記ユニット側取付面を前記ギヤボックス側取付面に当接したときに、前記複数の外部接続端子に対して前記複数の基板側端子の夫々が対応するように、前記制御ユニットの位置合せを行なう位置合せ部を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記位置合せ部を、前記ユニット側取付面から突出して形成した第1ユニット側位置合せ片と、互いに同一寸法で前記ユニット側取付面から突出している第2及び第3ユニット側位置合せ片と、前記ギヤボックス側取付面の前記トルクセンサの軸に直交する方向の端部を切欠いて形成したギヤボックス側位置合せ切欠きとで構成し、
前記第2及び第3ユニット側位置合せ片の両者が前記ギヤボックス側取付面に当接することで、前記複数の外部端子に対する前記複数の基板側端子の高さ方向の位置合せが行われ、
前記第1ユニット側位置合せ片が前記ギヤボックス側位置合せ切欠きの前記トルクセンサの軸方向に延在する切欠き面と係合することで、前記複数の外部端子に対する前記複数の基板側端子の前記軸方向の位置合せが行われ、
前記第1ユニット側位置合せ片が前記ギヤボックス側位置合せ切欠きの前記軸方向と直交する方向に延在する切欠き面と係合することで、前記複数の外部端子に対する前記複数の基板側端子の前記軸方向と直交する方向の位置合せが行われるようにした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。 - 前記ギヤボックス側取付面を、前記トルクセンサの軸方向に直交する方向に長尺方向が延在する矩形状の面として形成し、前記ユニット側取付面から突出している前記第2及び第3ユニット側位置合せ片は、前記ギヤボックス側取付面の長尺方向の端部側で当接するように互いに離間して設けられてい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。
- 前記制御基板に設けた複数の基板側端子は、前記複数の外部接続端子の先端が挿通するスルーホールであ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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JP2007187528A JP2009023457A (ja) | 2007-07-18 | 2007-07-18 | 電動パワーステアリング装置 |
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JP2010105638A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2014018049A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-30 | Asmo Co Ltd | モータ |
USRE47564E1 (en) | 2012-04-26 | 2019-08-06 | Denso Corporation | Motor |
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2007
- 2007-07-18 JP JP2007187528A patent/JP2009023457A/ja active Pending
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