JP2009067317A - 電動パワーステアリング装置用モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ラジオノイズ性能を確保した上でレイアウト性を向上できる電動パワーステアリング装置用モータの提供。
【解決手段】センサ８３を内蔵するとともに出力軸７６の出力端７７側でギヤボックスに固定されギヤボックスを介して車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動パワーステアリング装置用モータ１３であって、センサ８３のセンサハーネス８７が出力端７７側から引き出され、給電用のパワーハーネス１０７が出力端７７とは反対側から引き出されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置用モータに関する。

電動パワーステアリング装置用モータは、ステアリング系に導入されたドライバの操舵トルクを補助するものである。このような電動パワーステアリング装置用モータからは、ロータを回転駆動するためのコイルに給電するパワーハーネスと、レゾルバ等のロータの磁極位置検出用の回転位置センサのセンサハーネスとが引き出されることになる。このようなパワーハーネスおよびセンサハーネスの配索構造としては、図６に示すように電動パワーステアリング装置用モータのギヤボックスとの固定側である出力軸２００の出力端２０１側からパワーハーネス２０２およびセンサハーネス２０３を引き出す構造（例えば、特許文献１〜４参照）や、出力端とは反対側から両方を引き出す構造（例えば、特許文献５参照）がある。
特許第３８８１３５１号公報 特開２００６−９４５７３号公報 特開２００６−３２０１８９号公報 特開２００７−８２３７１号公報 特開２００６−１８７１７５号公報

上記のように、パワーハーネスとセンサハーネスとをモータ軸線方向同側に配置して電動パワーステアリング装置用モータから外部に引き出す構造とすると、ラジオノイズの影響を排除するためのスペースを確保する必要があり、ハーネス収納部が局部的に大型化し、ギヤボックスを含むコラムへの積載時のレイアウト性に影響を与える可能性がある。また、ハーネス収納部の小型化を図るとパワーハーネスとセンサハーネスとが近接配置されることになり、ラジオノイズの影響が懸念され、特に電動パワーステアリング装置用モータとしては好ましくない。

本発明は、ラジオノイズ性能を確保した上でレイアウト性を向上できる電動パワーステアリング装置用モータの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置用モータは、センサを内蔵するとともに出力軸の出力端側でギヤボックスに固定され該ギヤボックスを介して車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動パワーステアリング装置用モータにおいて、前記センサのセンサハーネスが前記出力端側から引き出され、給電用のパワーハーネスが前記出力端とは反対側から引き出されていることを特徴とする。

これにより、センサハーネスが出力軸の出力端側から引き出され、パワーハーネスが出力端とは反対側から引き出されるため、互いのラジオノイズの影響を排除するためだけのスペースを設けなくて済み、ラジオノイズ性能を確保した上で小型化が図れ、レイアウト性を向上できる。例えば、ギヤボックスとの固定側である出力軸の出力端側からパワーハーネスおよびセンサハーネスを引き出す構造に比べてギヤボックスへの固定部の構造を簡素化でき、ギヤボックスへの固定部周りの設計自由度が向上するため、取り付け位相の自由度が広がる。

また、前記出力端とは反対側に配設された端子台と、前記出力端とは反対側のモータケースの底部とを貫通して、ステータのコイルが前記パワーハーネスと結線されていても良い。
これにより、端子台を出力端とは反対側、すなわちモータエンド側に設けることになり、パワーハーネスの引き出し位相を任意に選択可能となって、車両に合わせた最適な通線を実現可能となり、ハーネスの長さも短縮可能となる。その結果、端子間抵抗の最小化による転追性の向上、さらなるラジオノイズ性能の向上が可能となる。また、端子台とモータケースの底部とを貫通してステータのコイルがパワーハーネスと結線されるため、これらの結線のための配索スペースをコンパクト化できる。

また、前記端子台は、前記モータケースにおける前記出力軸を支持するベアリング用のベアリングハウジングの底部に締結されていても良い。
これにより、モータケースにおけるベアリングハウジングの底部に端子台を締結するため、端子台の取付構造部をコンパクトにできる。

また、前記端子台に円弧状の溝部が設けられ、該溝部に前記コイルを貫通させることで前記端子台が位相変更可能とされていても良い。
これにより、端子台が位相変更可能となるため、車両に合わせた最適な通線を実現でき、ハーネスの長さも短縮できる。その結果、端子間抵抗の最小化による転追性の向上、さらなるラジオノイズ性能の向上が図れる。

本発明によれば、ラジオノイズ性能を確保した上でレイアウト性を向上できる。

以下、本発明に係る電動パワーステアリング装置用モータの実施形態について図１〜図５を参照して説明する。

図１は、コラム式の電動パワーステアリング装置１０を示したものであり、符号１１はステアリングシャフト、１２はステアリングシャフト１１のハウジング、２０はラック・ピニオン式運動変換機構、３０は減速ギヤボックスであり、これらは車両のステアリング系を構成している。また、１３はステアリング系に操舵補助トルクを与えるパワーアシスト用の電動パワーステアリング装置用モータ（以下モータ）、４０はトルクセンサである。

ステアリングシャフト１１は、ステアリング入力軸（入力軸）１１ａとステアリング出力軸（出力軸）１１ｂとを備えており、ハウジング１２の内部に軸心回りに回転自在に支持されている。ハウジング１２は車室内部の所定位置に下部を前方に向けて傾斜した状態に固定されている。ステアリング入力軸１１ａは、その上端にステアリングホイール（図示せず）が固定されることになり、ステアリングホイールと同期回転する。

さらに、ステアリング入力軸１１ａとステアリング出力軸１１ｂとはトルクセンサ４０のトーションバーを介して連結されており、ステアリングホイールからステアリング入力軸１１ａを経てステアリング出力軸１１ｂに伝達される操舵トルクがトルクセンサ４０により検出され、検出された操舵トルクに基づいてモータ１３の出力が制御される。

ラック・ピニオン式運動変換機構２０は、長手方向を車両の左右方向として車両前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置され、軸方向に移動自在なラック軸２１と、ラック軸２１の軸心に対して斜めに支承されてラック軸２１の歯部に噛合する歯部を有するピニオン軸２２と、ラック軸２１及びピニオン軸２２を支承する筒状のケース２３とを備えている。ラック・ピニオン式運動変換機構２０のラック軸２１の両端側に設けられた図示略のナックルに、前輪のホイールが取り付けられる。

ピニオン軸２２とステアリング出力軸１１ｂの下端とは、２個の自在継手１５，１６及び連結部材１７で連結されている。また、ステアリング出力軸１１ｂの軸方向の中間位置には減速ギヤボックス（ギヤボックス）３０が配置され、この減速ギヤボックス３０を介してモータ１３から、車両のステアリング系であるステアリング出力軸１１ｂに対して操舵補助トルクが付与される。

次にモータ１３について説明する。
図２に示すように、モータ１３は、略有底円筒状のモータケース５０と、モータケース５０の開口側を閉塞させるように取り付けられる略板状のフランジ５１とでその外側部分が構成されている。

モータケース５０は、モータ軸方向に沿う円筒状の胴部５３と、胴部５３のモータ軸方向の一側を閉塞する底部５４と、胴部５３のモータ軸方向の他側から半径方向に突出するフランジ部５５とを有しており、フランジ部５５にはモータ軸方向に貫通する取付穴５６が形成されている。

モータケース５０の底部５４は、図３に示すように、その外径側がモータ軸直交方向に沿う平坦な平坦部５８とされており、平坦部５８よりも内側に、モータ軸を中心としたテーパ状をなして開口側（図３左側）に突出するテーパ部５９と、テーパ部５９の内側からモータ軸を中心として開口とは反対側に有底円筒状に突出するベアリングハウジング６０とを有している。このベアリングハウジング６０は、内側にベアリング６１を保持する。ベアリングハウジング６０の中央にはモータ軸線方向に貫通する貫通穴６２が形成されている。また、平坦部５８にも、モータ軸線方向に貫通する貫通穴６３が形成されている。

モータケース５０の胴部５３の内周面には、ステータコア６６が固定されており、ステータコア６６のモータ軸方向両側にはインシュレータ６７が配置され、インシュレータ６７を介してステータコア６６にコイル６８が巻回されている。なお、インシュレータ６７の一部はモータケース５０の貫通穴６３に貫通され、また、コイル６８もモータケース５０の貫通穴６３にインシュレータ６７よりもモータ半径方向外側で貫通されてモータケース５０の外側に延出している。

図２に示すように、フランジ５１は、モータケース５０の開口側に嵌合するもので、この嵌合部分のモータケース５０側の中間所定範囲に、モータケース５０とは反対側に凹む凹部７０が形成されている。また、フランジ５１には、モータケース５０とは反対側の中央位置に、モータケース５０側に凹む、ベアリング７１を保持するためのベアリング保持凹部７２が形成されている。このベアリング保持凹部７２に保持されたフロント側のベアリング７１と上記したモータケース５０のベアリングハウジング６０に保持されたリヤ側のベアリング６１とでロータ７５の出力軸７６が回転可能に支持される。ロータ７５は出力軸７６がフランジ５１から外側に突出しており、この突出部分が図１に示す減速ギヤボックス３０の図示略の減速機構に連結されて減速機構に出力する出力端７７となっている。

ロータ７５の出力軸７６には、フランジ５１の内側位置に、レゾルバロータ８０が固定されている。そして、このレゾルバロータ８０と対向配置された状態でレゾルバステータ８１がフランジ５１の内面にネジ８２により固定されている。このレゾルバステータ８１は、レゾルバロータ８０の回転位置を検出することで、ロータ７５の磁極の回転位置を検出する。これらレゾルバロータ８０およびレゾルバステータ８１は、上記のようにモータ１３に内蔵されており、ロータ７５の回転位置を検出するセンサ８３を構成している。

センサ８３のフランジ５１とは反対側を覆うように配置されたセンサカバー８５がネジ８６によりフランジ５１の内面に固定されている。センサ８３のレゾルバステータ８１にはセンサハーネス８７が接続されており、このセンサハーネス８７はフランジ５１の凹部７０の壁面に半径方向に貫通形成された貫通穴８８を介して外部に引き出されている。つまり、センサ８３はモータ１３における出力軸７６の出力端７７側に配置され、センサハーネス８７はモータ１３における出力軸７６の出力端７７側から引き出されている。なお、センサハーネス８７と貫通穴８８との隙間はシール８９で閉塞されている。

なお、フランジ５１にはモータケース５０のフランジ部５５の取付穴５６と同軸をなして取付穴９１が形成されており、これら取付穴５６，９１に挿通される図１に示すボルト９２でモータ１３が減速ギヤボックス３０に固定されることになる。つまり、モータ１３は、図２に示す出力軸７６の出力端７７側のフランジ５１において減速ギヤボックス３０に固定される。

モータケース５０の底部５４の外側、つまりモータ１３における出力軸７６の出力端７７とは反対側には端子台９４が配設されている。この端子台９４には、図３に示すように、その中央側に、モータケース５０のベアリングハウジング６０を内側に嵌合させる内側嵌合部９５がモータ軸方向に突出して形成され、その外側にモータケース５０の平坦部５８の貫通穴６３に嵌合される外側嵌合部９６がモータ軸方向に突出して形成されている。

端子台９４の中央には、内側嵌合部９５よりも内側に、モータ軸方向に貫通する貫通穴９８を有する金属カラーインサート部９９がインサート成形されており、ボルト部材１００がモータケース５０の端子台９４とは反対側からベアリングハウジング６０の底部６０ａに形成された貫通穴６２と端子台９４の貫通穴９８とに挿通されて、端子台９４のモータケース５０とは反対側のナット部材１０１に螺合されることで、端子台９４は金属カラーインサート部９９においてモータケース５０に固定される。つまり、端子台９４は、モータケース５０のベアリングハウジング６０の底部６０ａにボルト部材１００およびナット部材１０１で締結されている。なお、端子台９４とモータケース５０との締結固定は、ボルト部材１００およびナット部材１０１に限らず、他の種々の固定部品を適用できる。なお、ボルト部材１００とベアリング６１との間にはウェーブワッシャ１０２が介装されている。

外側嵌合部９６はモータケース５０の貫通穴６３におけるコイル６８のモータ半径方向外側に嵌合する。これによりコイル６８はインシュレータ６７と端子台９４とで挟持されて貫通穴６３に挿通されることになり、インシュレータ６７と端子台９４とで絶縁が確保される。

そして、端子台９４の外側嵌合部９６の内側には溝部１０５が複数形成されており、コイル６８はこれら溝部１０５に貫通されて端子台９４よりも外側に延出する。溝部１０５は、図４に示すように、モータ軸を中心とした円弧状をなしており、これらの溝部１０５にコイル６８が挿通される結果、ボルト部材１００およびナット部材１０１の締結固定前においては、この溝部１０５の範囲内で端子台９４をモータケース５０に対し位相変更可能となっている。

上記した端子台９４は、給電用のパワーハーネス１０７を保持するためのもので、パワーハーネス１０７は先端側の結線部１０８がモータ半径方向に沿う姿勢で端子台９４に保持される。このように端子台９４に保持されたパワーハーネス１０７の結線部１０８に端子１０９が接合され、端子１０９が、端子台９４の外側つまりモータケース５０とは反対側において、端子台９４の一の溝部１０５とモータケース５０の貫通穴６３とを貫通したコイル６８と結線される。これにより、パワーハーネス１０７を保持する端子台９４がモータ１３における出力端７７とは反対側に配置され、パワーハーネス１０７はモータ１３における出力端７７とは反対側（モータエンド側）から引き出されている。なお、端子１０９とパワーハーネス１０７との結線はＴＩＧ溶接等で行われる。また、端子台９４の他の溝部１０５にもコイル６８がそれぞれ貫通しており、これらコイル６８にはコイルヒュージング用の端子１１０が取り付けられている。

端子台９４には、モータ半径方向に沿ってパワーハーネス１０７の引き出し方向に突出する突出部１１２が形成されており、この突出部１１２の先端側には筒状の図５に示すハーネスカバー１１３が取り付けられている。このハーネスカバー１１３は、パワーハーネス１０７の結線部１０８および端子１０９を覆うもので、図３に示すようにモータケース５０側に湾曲する形状をなしている。その結果、パワーハーネス１０７はこのハーネスカバー１１３に沿って湾曲しており、引き出された後にモータ軸線方向に沿って延出する。

端子台９４の外側つまりモータケース５０とは反対側には、モータ軸線方向に沿って突出する係合壁１１５がナット１０１をモータ径方向で覆うように形成されており、この係合壁１１５に係合して、ナット１０１等を覆うための蓋である端子台カバー１１６が取り付けられている。

以上に述べた本実施形態によれば、センサハーネス８７が出力軸７６の出力端７７側から引き出され、パワーハーネス１０７が出力端７７とは反対側から引き出されるため、互いのラジオノイズの影響を排除するためだけのスペースを設けなくて済み、よって、ラジオノイズ性能を確保した上で小型化が図れ、レイアウト性を向上できる。例えば、減速ギヤボックス３０との固定側である出力軸７６の出力端７７側からパワーハーネス１０７およびセンサハーネス８７を引き出す構造に比べて減速ギヤボックス３０への固定部の構造を簡素化でき、減速ギヤボックス３０への固定部周りの設計自由度が向上するため、取り付け位相の自由度が広がる。

また、端子台９４を出力端７７とは反対側つまりモータエンド側に設けることになるため、パワーハーネス１０７の引き出し位相を任意に選択可能となって、車両に合わせた最適な通線を実現可能となり、パワーハーネス１０７の長さも短縮可能となる。その結果、端子間抵抗の最小化による転追性の向上、さらなるラジオノイズ性能の向上が可能となる。

また、端子台９４とモータケース５０の底部５４とを貫通してステータ６６のコイル６８がパワーハーネス１０７と結線されるため、これらの結線のための配索スペースをコンパクト化できる。

また、モータケース５０におけるベアリングハウジング６０の底部６０ａに端子台９４を締結するため、端子台９４の取付構造部をコンパクトにできる。

また、端子台９４が円弧状の溝部１０５にコイル６８を貫通させることで、モータ軸を中心として図４（ｂ）の矢印の方向に位相変更可能となり、保持するパワーハーネス１０７をも位相変更可能とするため、車両に合わせた最適な通線を実現でき、パワーハーネス１０７の長さも短縮できる。その結果、端子間抵抗の最小化による転追性の向上、さらなるラジオノイズ性能の向上が図れる。例えば、搭載自動車の大型化によって高出力化が図られ、コイル６８に通電する電流が増加し、パワーハーネス１０７が太くなってその剛性が増す結果、パワーハーネス１０７を想定した位置に配索できなくても、配索位置の変更に容易に対応できる。しかも、ハーネスカバー１１３の形状を変えれば、モータ軸方向および回転方向の任意の向きにパワーハーネス１０７を引き出すことができる。

なお、以上において、端子台９４をモータケース５０の底部５４の外側に配設したが、モータケース５０の底部５４の近傍であれば底部５４の内側に配置しても良い。

本発明に係る電動パワーステアリング装置用モータの実施形態が適用された電動パワーステアリング装置の全体構成を示す正面図である。 同実施形態による電動パワーステアリング装置用モータの（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 同実施形態による電動パワーステアリング装置用モータの要部拡大断面図である。 同実施形態による電動パワーステアリング装置用モータの端子台の（ａ）は位相変更前、（ｂ）は位相変更後を示す背面図である。 同実施形態による電動パワーステアリング装置用モータの電動パワーステアリング装置用モータの背面図である。 従来の電動パワーステアリング装置用モータの（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１０…電動パワーステアリング装置、１３…モータ（電動パワーステアリング装置用モータ）、３０…減速ギヤボックス（ギヤボックス）、４０…トルクセンサ、５０…モータケース、５４…底部、６０…ベアリングハウジング、６０ａ…底部、６１…ベアリング、６６…ステータ、６８…コイル、７６…出力軸、７７…出力端、８３…センサ、８７…センサハーネス、９４…端子台、１０５…溝部、１０７…パワーハーネス。

Claims (4)

1. センサを内蔵するとともに出力軸の出力端側でギヤボックスに固定され該ギヤボックスを介して車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動パワーステアリング装置用モータにおいて、
   前記センサのセンサハーネスが前記出力端側から引き出され、給電用のパワーハーネスが前記出力端とは反対側から引き出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用モータ。
2. 前記出力端とは反対側に配設された端子台と、前記出力端とは反対側のモータケースの底部とを貫通して、ステータのコイルが前記パワーハーネスと結線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用モータ。
3. 前記端子台は、前記モータケースにおける前記出力軸を支持するベアリング用のベアリングハウジングの底部に締結されていることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
4. 前記端子台に円弧状の溝部が設けられ、該溝部に前記コイルを貫通させることで前記端子台が位相変更可能とされていることを特徴とする請求項２または３に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。

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