JP2010111248A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御基板への外部接続端子の接続を、工数を増加させることなく容易に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に連結された減速機構を内装する減速ギヤボックスに、形成された前記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面と、前記制御ユニットは、前記制御ユニット装着面に取付けられるフレーム２４と、該フレーム２４の制御ユニット装着面への取付面とは反対側に取付けられた外部接続端子が挿通されるスルーホール２５ａ〜２５ｄを有する制御基板２５とを少なくとも備え、前記フレーム２４は前記スルーホール２５ａ〜２４ｄと対向する位置に前記外部接続端子を案内するテーパガイド穴が形成されている。
【選択図】図８

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連結された減速機構を内蔵する減速ギヤボックスと、前記減速機構を介して前記ステアリングシャフトに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に関する。

この種の電動パワーステアリング装置は、操舵補助力を発生する電動モータを制御する制御回路を実装する制御基板と、電動モータやトルクセンサとを電気的に接続する必要がある。
従来、電動モータのモータ側接続端子と基板側接続端子とを容易に接続することを目的として、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側には前記モータから延出するモータ側接続端子が、棒状をなして内部からハウジングの開口に向けて突設され、制御基板側にはモータ側接続端子に対応する筒状をなす基板側接続端子が、ハウジングへの挿入方向に一方の開口を向けて固着されるとともに、基板側接続端子のハウジングへの挿入方向に向いた開口に連続したラッパ状に先開きしたガイド部材が設けられ、制御基板がハウジングへ挿入れると、同時にモータ側接続端子が制御基板側のガイド部材に案内されて基板側接続端子に装入して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知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１４５２２１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、電動モータのモータ側接続端子と制御基板に設けた基板側接続端子とを接続するために、ラッパ状ガイドを設けるようにしているが、電動モータのモータ側接続端子が比較的太い棒状に形成され、モータ側接続端子の折れ曲がりを考慮する必要がないとともに、基板側接続端子も比較的大径の筒状に形成された基板側接続端子であるので、制御基板への装着が容易であるが、トルクセンサなどのト細い径の外部接続端子を有する場合には、制御基板側に装着する基板側接続端子も細くなることから制御基板への装着が困難であるとともに、制御基板へ基板側接続端子を装着する工程が必要となり、工数が増加するという未解決の課題がある。

また、従来から、例えば、トルクセンサの外部接続端子を専用のトルクセンサ基板のスルーホールに直接挿入する場合については実績があるが、この場合には、トルクセンサの外部接続端子が短くストレート形状であり、ピン先端の同心度が確保できていることと、基板側の構成部品はトルクセンサ基板のみであることから、トルクセンサの外部接続端子の挿入ガイド構造は必要とされていなかった。

しかしながら、ステアリングシャフトに連結された減速機構を内蔵する減速ギヤボックスにトルクセンサを内蔵させる場合には、トルクセンサの外部接続端子がＬ字加工され、長さが長く、端子先端の同心度は、ストレート形状に比べて劣り、また、基板側の部品構成は樹脂フレームを含む複数部品から構成されるので、トルクセンサの外部接続端子を制御基板のスルーホールに確実に挿入するには、外部接続端子に課題な応力印加の発生がなく、確実に挿入できるガイド構造が要望されている。

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、制御基板への外部接続端子の接続を、工数を増加させることなく容易に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、本発明の一形態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連結された減速機構を内蔵する減速ギヤボックスと、前記減速機構を介して前記ステアリングシャフトに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、前記減速ギヤボックスに形成された前記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面と、前記制御ユニットは、前記制御ユニット装着面に取付けられるフレームと、該フレームの制御ユニット装着面への取付面とは反対側に取付けられた外部接続端子が挿通されるスルーホールを有する制御基板とを少なくとも備え、前記フレームは前記スルーホールと対向する位置に前記外部接続端子を案内するテーパガイド穴が形成されている。

また、本発明の他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記テーパガイド孔が、前記制御基板側の穴径が前記外部接続端子の外径より大きく且つ前記スルーホール径より小さく、前記制御基板とは反対側の穴径が前記制御基板側の穴径より大きく設定されている。
さらに、本発明の他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記フレームが、合成樹脂材を射出成形して構成されている。

さらにまた、本発明の他の形態に係る電動パワーステアリング装置は、前記外部接続端子が、前記減速ギヤボックス内に配設されたトルクセンサの接続端子で構成されている。

本発明によれば、制御基板を装着するフレームに、トルクセンサ等の外部接続端子を案内するテーパガイド穴を形成したので、制御基板にガイド部材を装着する必要がなく、工数の増加させることなく、トルクセンサの外部接続端子をテーパガイド穴で案内して制御基板のスルーホールに挿通することができるという効果が得られる。
ここで、フレームを、合成樹脂材を射出成形して構成することにより、テーパガイド穴を高精度で形成することができる。

以下、本発明を右ハンドル車に適用した場合の一実施形態を、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左方向から示す斜視図、図２は制御ユニットを装着する前の減速ギヤボックスを車両方向側から示す斜視図、図３は制御ユニットを装着する前の減速ギヤボックスを車両前方側から示す斜視図、図４は制御ユニットを装着する前の減速ギヤボックスを示す右側面図、図５は制御ユニットを装着した状態の減速ギヤボックスを示す正面図、図６は減速ギヤボックス位置における要部を拡大して示す断面図、図５は電動モータ及び制御ユニットを装着した減速ギヤボックスを示す斜視図、図７は電動モータを装着した状態を示す減速ギヤボックスの斜視図、図８は制御ユニットの分解斜視図、図９はトルクセンサの外部接続端子の制御基板への挿通状態を説明する拡大断面図、図１０はトルクセンサの外部接続端子の制御基板への挿通状態を示す拡大断面図である。

図１において、コラム型の電動パワーステアリング装置１は、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を有する。この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左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、図６に示すように減速ギヤボックス４の車両前方側に設けられたボックスカバー４ｂに一体形成された支持部４ｃ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６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２〜図４に示すように、電動モータ５の出力軸（図示せず）に連結されたウォーム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、ウォームホイール収納部１４の車両前方側に形成された開口部がボックスカバー４ｂによって閉塞されている。このボックスカバー４ｂ及びウォームホイール収納部１４に、ステアリングシャフト２の出力軸２ｃ及びこの出力軸２ｃに嵌合されたウォームホイール１３が転がり軸受４ｄ及び１４ａによって回転自在に支持されている。また、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６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上方に突出する外部接続端子１５ｃ，１５ｄ及び１５ｅ，１５ｆが接続されている。

これら外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの突出部が、図２及び図６に示すように、制御ユニット装着部２０と直角に形成された制御ユニット１９の下面を案内するユニット載置面２０ｂに形成された開口１６ａから上方に突出されている。そして、外部接続端子１５ｃ〜１５ｆは開口１６ａから所定距離突出した位置でステアリングコラム１３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。この外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの先端が図６に示すように後述する制御ユニット１９の制御基板２５に接続されている。

一方、電動モータ５は、図７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電力受給接続部としての接続端子５ｃ，５ｄが形成されている。
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２〜図４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の上部側とで車体後方側を向いて形成されているユニット取付面２０ａと、このユニット取付面２０ａ及びトルクセンサ収納部１６の上面に形成したユニット取付面２０ａに対して直交し、水平方向に延在する矩形状のユニット載置面２０ｂとで図４で見てＬ字状に形成されている。

また、モータ取付部１７の車体後端面にも、平坦取付面２０ａと平行でこの平坦取付面２０ａより車体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、合成樹脂製フレーム２４と、制御基板２５と、ユニットカバー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、放熱プレート２１上に例えばネジ止めによって固定されている。このパワー基板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が実装されるとともに、制御基板２５と接続する接続端子２３ｂが設けられている。

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が挿通されるスルーホール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が実装されている。

ユニットカバー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を覆うように下端を開放した箱状に形成されている。
合成樹脂製フレーム２４は、合成樹脂材を射出成形することにより形成されている。この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電力送給接続部としての端子台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、前述した制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄに対応する位置に形成されたトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを案内するテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄとを備えている。

ここで、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（図示せず）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４５ｂとを備えている。
また、テーパガイド穴４６ａ〜４６ｄの夫々は、図９に示すように、合成樹脂製フレーム２４の前面板部２４ｃにおける制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄに対向する位置に設けられた板部２４ｄに形成されている。この板部２４ｄの下面側にはトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを挿通する切欠部２４ｅが形成されている。

そして、テーパガイド穴４６ａ〜４６ｄの夫々は、図９に示すように、制御基板２５側の出口内径ｂが制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄの内径ｄより小さく、且つトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの直径ａより大きく設定され、制御基板２５とは反対側の入口内径ｃが内径ｄの２倍程度大きく設定されている。さらに、テーパガイド穴４６ａ〜４６ｄが形成されている板部４６ｅの上面と制御基板２５の下面との間に後述するはんだフィレットと板部４６ｅとの干渉を防止する所定長さのクリアランスｈが形成されている。

そして、後述するようにテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄでトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを案内して制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄに挿通した状態で、はんだ付けすることにより、外部接続端子１５ｃ〜１５ｆとスルーホール２５ａ〜２５ｄとが電気的に接続される。このとき、図１０に示すように、制御基板２５の下面側にはんだ付けによって突出形成されるはんだフィレット４７と板部２４ｄとの干渉が両者間のクリアランスｈによって防止される。

なお、制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄは、図９に示すように、テーパガイド穴４６ａ〜４６ｄ側のスルーホールランド面積を小さくするために、ランド２５ｅにオーバーレジスト処理が施されている。なお、オーバーレジスト処理を省略してもよい。
そして、上記構成を有する制御ユニット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９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。
また、電動モータ５の接続端子５ｃ，５ｄと端子台２４ｃとの固定部でなる電気的接続部が図１に示すように合成樹脂材で一体成形された端子カバー２７で覆われている。

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２０ｃを通じて、ユニット載置面２０ｂと平行に車両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のウォーム収納部１２にウォーム軸１１を回転自在に支持すると共に、ボックスカバー４ｂ及びウォームホイール収納部１４で、転がり軸受４ｄ及び１４ａによってステアリングシャフト２の入力軸２ａをトーションバー２ｂを介して連結した出力軸２ｃ及びウォームホイール１３を回転自在に支持する。
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、ユニット取付面２０ａに熱伝導グリースを定量塗布する。

その後、図２及び図４に示すように、上面にパワー基板２３をねじ留めした放熱プレート２１と、制御基板２５をそのスルーホール２５ａ〜２５ｄと板部２４ｅのテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄとが対向するように位置決めしてねじ留め固定をした状態で、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に装着する。
このとき、合成樹脂製フレーム２４の板部２４ｄに形成したテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄの入口内径ｃと放熱プレート２１の切欠２１ａとをユニット載置面２０ｂから突出したトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの先端と対向させた状態を維持してユニット取付面２０ａ側に移動させる。

これにより、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの先端が、放熱プレート２１の切欠２１ａ及び合成樹脂製フレーム２４の切欠２４ｅを通じて板部２４ｄに形成されたテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄにその大径側の入口に挿通される。
このとき、テーパガイド穴４６ａ〜４６ｄの出口内径ｂが制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄの内径より小さく且つトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの外径より大きく設定されているので、外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの先端がテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄに案内されて、図１０に示すように、確実に制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄ内に挿通される。

この状態で、図１０に示すように、制御基板２５のテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄ側とは反対側からはんた付けを行って、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄに電気的に接続して固定する。
このときに、制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄの板部２４ｄ側にはんだフィレット４７が形成されるが、制御基板２５と板部２４ｄとの間にクリアランスｈが形成されているので、はんだフィレット４７とテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄとの干渉を防止することができる。

このように、合成樹脂製フレーム２４の板部２４ｄにテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄを形成し、このテーパガイド穴４６ａ〜４６ｄでトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを案内するので、外部接続端子１５ｃ〜１５ｆをＬ字状に形成してその先端側の同心度が劣る場合でも外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを制御基板２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄに正確に案内して挿通することができる。

しかも、テーパガイド穴４６ａ〜４６ｄを合成樹脂製フレーム２４の板部２４ｄに形成したので、この板部２４ｄの厚みを所望値に設定することにより、入口内径ｃを隣接するテーパガイド穴と干渉しない程度に大きくすることができ、より正確な案内効果を発揮することができる。
さらに、合成樹脂製フレーム２４が合成樹脂材を射出成形によって形成するので、テーパガイド穴４６ａ〜４６ｄを高精度に一体形成することができる。

さらにまた、制御基板２５に前述した従来例のように筒状端子を装着する必要がないので、この分の工数増加を抑制することができ、制御ユニット１９の減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０への装着を容易に行うことができる。
最後に、ユニットカバー２６をユニット取付面２０ａにねじ留めすることによって制御ユニット１９の装着を完了する。

このように、制御ユニット１９を構成する発熱を伴うパワー基板２３がアルミニウム、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におけるユニット取付面２０ａに放熱プレート２１及び放熱グリースを介して直接接触されるので、パワー基板２３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２３が過熱状態となることを確実に防止することができる。

次いで、減速ギヤボックス４のモータ装着部１７に電動モータ５を装着する。この電動モータ５の装着は、先ず、電動モータ５の出力軸（図示製図）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（図示せず）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のフランジ部１７ａに対向させると共に、接続端子５ｃ及び５ｄを制御ユニット１９の合成樹脂フレーム２４に形成された端子台２４ｃに対向させた状態で、電動モータ５を減速ギヤボックス４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２４ｃ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と端子台２４ｃとをねじ止め固定する。そして、接続端子５ｃ及び５ｄと端子台２４ｃとの固定が完了すると、端子台２４ｃ及び接続端子５ｃ及び５ｄの電気的接続部を覆うように端子カバー２７を端子台２４ｃに装着する。

なお、電動モータ５の装着時に、接続端子５ｃ及び５ｄが軸方向と直交する方向に突出しているので、電動モータ５全体を回動させる際に、接続端子５ｃ及び５ｄが端子台２４ｃに干渉することを確実に阻止することができる。
また、接続端子５ｃ及び５ｄを端子台２４ｃ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及び端子台２４ｃ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２５のスルーホール２５ａ〜２５ｄ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。
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における合成樹脂フレーム２４に形成された電源コネクタ４５ａ及び信号コネクタ４５ｂ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並びに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。

このように電動パワーステアリング装置１の組付けを完了すると、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、制御基板２５のスルーホールに挿通する外部接続端子としてトルクセンサの外部接続端子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、コネクタピン、モータ端子、モータ回転センサ端子などの任意の外部接続端子に適用することができる。

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、ブラシレスモータに駆動交流の相数に応じた電力受給側端子を突出形成し、端子台２４ｃにも交流相数に応じた電力送給側端子を形成し、さらにパワー基板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等のスイッチング素子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を実装すればよい。この場合、ブラシレスモータの回転位置を検出するレゾルバ等の回転位置検出部をブラシレスモータに内蔵する場合には、これら回転位置検出部の信号接続部も端子カバーで覆うようにしてもよい。

さらにまた、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。

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左方向から示した斜視図である。 制御ユニットを装着する前の減速ギヤボックスを車両方向側から示す斜視図である。 制御ユニットを装着する前の減速ギヤボックスを車両前方側から示す斜視図である。 制御ユニットを装着する前の減速ギヤボックスを示す右側面図である。 制御ユニットを装着した状態の減速ギヤボックスを示す正面図である。 電動パワーステアリング装置を構成する減速ギヤボックスの要部を示す縦断面図である。 電動モータを装着した状態を示す減速ギヤボックスの斜視図である。 制御ユニットの分解斜視図である。 トルクセンサの外部接続端子の制御基板への挿通状態を説明する拡大断面図である。 トルクセンサの外部接続端子の制御基板への挿通状態を示す拡大断面図である。

符号の説明

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…ユニット取付面、２０ｂ…ユニット載置面、２０ｃ…フレーム取付面、２１…放熱プレート、２３…パワー基板、２３ａ…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、２４ｂ…取付板部、２４ｃ…端子台、２４ｄ…板部、２４ｅ…切欠、２５…制御基板、２５ａ〜２５ｄ…スルーホール、２５ｅ…ディスクリート部品、２６…ユニットカバー、２７…端子カバー、４５…雌型コネクタ、４５ａ…電源コネクタ、４５ｂ…信号コネクタ、４６ａ〜４６ｄ…テーパガイド穴、４７…はんだフィレット

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連結された減速機構を内蔵する減速ギヤボックスと、前記減速機構を介して前記ステアリングシャフトに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、
   前記減速ギヤボックスに形成された前記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面と、
   前記制御ユニットは、前記制御ユニット装着面に取付けられるフレームと、該フレームの制御ユニット装着面への取付面とは反対側に取付けられた外部接続端子が挿通されるスルーホールを有する制御基板とを少なくとも備え、
   前記フレームは前記スルーホールと対向する位置に前記外部接続端子を案内するテーパガイド穴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. 前記テーパガイド孔は、前記制御基板側の穴径が前記外部接続端子の外径より大きく且つ前記スルーホール径より小さく、前記制御基板とは反対側の穴径が前記制御基板側の穴径より大きく設定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. 前記フレームは、合成樹脂材を射出成形して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. 前記外部接続端子は、前記減速ギヤボックス内に配設されたトルクセンサの接続端子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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