JP2015030376A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価にコネクタ端子間の接触不良を防止できるコネクタ構造を備える電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】車体側ケーブル１４が接続された雌側コネクタ１２とモータ側ケーブル１３が接続された雄側コネクタ１１とが嵌合され、両ケーブル１３，１４の端部をケーブルクランプ用ステー１６に取り付けられたケーブルクランプ１８でリジッドに固定する。ケーブルクランプ用ステー１６には、雄側コネクタ１１、２つのケーブルクランプ１８、およびステー固定部材１７が一体に形成され、２つのケーブルクランプ１８の相対位置が一定に保持される。雄側コネクタ１１と雌側コネクタ１２との端子間の嵌合に相対的な移動を発生させない状態で、ケーブルクランプ用ステー１６が車体側に設けられた取付部１５に取り付けられ固定される。【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、電動モータの回転を減速してステアリングシャフトに伝達する減速機構を備えた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。このような車体に対し支持されるステアリングコラムの前端部に電動モータが取り付けられた電動パワーステアリング装置において、駆動電源としてのバッテリから電動モータなどの電装部品へ通電する電力供給経路では、電装部品間がコネクタを有する導電性のケーブルによって接続されている。電動モータやケーブルからの大きな振動に耐えるために、バッテリが接続される電源用コネクタなどを固定し、ケーブル端子同士を確実に接続する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−６３７５９号公報

特許文献１に記載のコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置は、チルト機構およびテレスコピック機構（チルト・テレスコピック装置）を備え、チルト軸によりステアリングコラムが上下方向に揺動変位することにより、減速機構、電動モータとともにモータ用ハーネスおよびコネクタが揺動する構成となっている。また、図３は、従来の車体と電装部品のワイヤーハーネスとの概略の取り付け構造を示す図である。一般的に、電動モータを駆動する電源や動力などの電力供給用ケーブルは、大きな電流が必要になることから線径が太く曲げ半径が大きいので可動し易い配策が取られている。この相対的な動きを規制する手段として電力供給用ケーブルの途中に雄・雌コネクタを嵌合する中継コネクタなどを配置し、雄側および雌側端子を固定する場合がある。

図３に示すように、例えば、電動モータに電力を供給するワイヤーハーネスの途中に雄・雌端子を嵌合する中継用ハウジングを配置固定し、雄端子側および雌端子側ハーネスの双方をリジッドに車体に固定する配策がおこなわれる。車体側に設けられた３つのクランプステー２０にスナップ突起を備えた樹脂製のハーネスクランプ２１およびコネクタクランプ２３が取り付けられ、車体側から伸びた車体側ハーネス２５および電動モータに接続されるモータ側ハーネス２４の一端部が２つのハーネスクランプ２１に、また、樹脂製の雄雌嵌合ハウジング２２がコネクタクランプ２３に固定される。

しかしながら、上記のような構成では双方のハーネスをリジッドに固定するために専用のクランプステー２０を設ける必要があり、コストアップとなる場合が多く、また、ハーネスのリジッド固定を省くと、端子表面の磨耗などによりコネクタ（雄雌嵌合ハウジング２２）端子間の接触不良が発生する可能性がある。さらに、チルト・テレスコピック装置を備えたコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置においては、チルト操作時にステアリングコラムが動くことによりモータ側ハーネス２４が揺動する影響でコネクタ端子間の接触不良が発生するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、安価にコネクタ端子間の接触不良を防止できるコネクタ構造を備える電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車体に支持されたステアリングコラムと、前記ステアリングコラムの内部に回転自在に支持され、上部への突出端にステアリングホイールが連結されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに付与する操舵力を発生するための電動モータと、前記電動モータに接続され前記ステアリングシャフトに操舵力を伝達する減速機構と、前記ステアリングホイールをチルト動作またはテレスコピック動作させるための前記ステアリングコラムの位置調整機構と、を備え、前記車体側から配策されたケーブルは、コネクタを介して前記電動モータに接続されるとともに、前記コネクタおよび前記コネクタに接続された前記ケーブルを前記車体側に取り付けられたステーに一体的に固定したことを要旨とする。

上記構成によれば、ステアリングコラムの位置を調整可能な電動パワーステアリング装置において、車体側から伸びる電力供給用ケーブルは、コネクタを介して電動モータへ接続され、コネクタおよびコネクタ両側に接続されたケーブルは、車体に取り付けたステーに一体的に保持固定される。これにより、車体に対して電動モータが移動可能な場合にステアリングコラムの移動によりモータ側ケーブルが揺動しても、コネクタおよび端子が固定されるので、車体および電動モータ間を接続するケーブルのコネクタ端子間での摺動磨耗により発生する接触不良を防止することができる。また、車体側およびモータ側の両ケーブルをそれぞれ単独で固定するための専用のステーを車体側に設ける必要がなく、簡単なコネクタ構造で配線コストを安価に抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ステーは、前記コネクタの雄側または雌側の一方のハウジングと、前記ケーブルの前記車体側および前記電動モータ側を固定する複数のクランプ部とを一体的に形成したことを要旨とする。

上記構成によれば、ステーは、雄・雌端子を嵌合する一方のコネクタハウジングおよび車体側およびモータ側の両ケーブルを固定するクランプ部を一体的に形成されているので、車体側に複数の専用のステーを設ける必要がない。これにより、ケーブルクランプ用のステーに車体側およびモータ側の両ケーブルとコネクタとを一体に固定して、車体および電動モータ間を接続するケーブルのコネクタ端子間での摺動磨耗により発生する接触不良を防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記コネクタは、前記電動モータに電力を供給するための給電用コネクタであることを要旨とする。

上記構成によれば、ケーブルクランプ用のステーに可動範囲が広く電動モータに動力線として接続される電力供給用ケーブルを一体に固定することにより、コネクタ端子間での摺動磨耗により発生する接触不良を防止することができる。

本発明によれば、コネクタと電力供給用ケーブルとを一体に固定することにより、安価にコネクタ端子間の接触不良を防止できるコネクタ構造を備える電動パワーステアリング装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図。 車体と電力供給用ケーブルとの概略の取り付け構造を示す図。 従来の車体と電装部品のワイヤーハーネスとの概略の取り付け構造を示す図。

以下、本発明の実施形態について、図に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０の概略構成を、それに関連する車両の構成と共に示す模式図である。図１に示す電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ１、ウォーム減速機（減速機構、以下、減速機という）２、トルクセンサ３、車速センサ４、モータ回転角センサ（以下、回転角センサという）５、および電子制御ユニット（Electronic Control Unit、以下、ＥＣＵという）６を備えたコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置である。電動モータ１は、例えば、３つの巻線を有する３相ブラシレスモータが用いられる。

図１に示すように、ステアリングシャフト１０２の一端にはステアリングホイール１０１が固着されており、ステアリングシャフト１０２の他端はラックアンドピニオン機構１０３を介してラック軸１０４に連結されている。ラック軸１０４の両端は、タイロッドおよびナックルアームからなる連結部材１０５を介して車輪１０６に連結されている。運転者がステアリングホイール１０１を回転させると、ステアリングシャフト１０２は回転し、これにともないラック軸１０４は往復運動をおこなう。ラック軸１０４の往復運動にともない、車輪１０６の向きが変わる。

電動パワーステアリング装置１０は、運転者の負荷を軽減するために、以下に示す操舵補助をおこなう。トルクセンサ３は、図示しないトーションバーを介して、ステアリングホイール１０１の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクτを検出する。また、車速センサ４は、車速Ｖを検出する。回転角センサ５は、電動モータ１のロータの回転位置（モータ回転角）θを検出する。この回転角センサ５は、例えば、レゾルバで構成される。

ＥＣＵ６は、駆動源である車載バッテリ（以下、バッテリという）１００から電力の供給を受け、操舵トルクτ、車速Ｖ、およびモータ回転角θに基づき電動モータ１を駆動する。電動モータ１は、ＥＣＵ６によって駆動されると、操舵補助力を発生させる。減速機２は、図示しないウォームおよびウォームホイールから構成され電動モータ１とステアリングシャフト１０２との間に設けられる。電動モータ１で発生した操舵補助力（出力トルク）は、減速機２を介して、ステアリングシャフト１０２を回転させるように付与される。

この結果、ステアリングシャフト１０２は、ステアリングホイール１０１に加えられる操舵トルクτと、電動モータ１で発生した操舵補助力との両方によって回転する。このように電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ１で発生した操舵補助力を車両のステアリング（操舵）機構に与えることにより操舵補助をおこなう。

また、図１において、ステアリングシャフト１０２は、図示しない車体フレームにステアリングコラム９を介して回転自在に支持されている。ステアリングコラム９は、軸方向に相対移動可能に嵌め合わされた外筒および内筒を備えている。ステアリングコラム９には、中途部に、運転者に対するステアリングコラム９の角度（チルト位置）および軸方向位置（テレスコピック位置）を、例えば、他の電動モータにて調整することが可能なチルト・テレスコピック装置（位置調整機構）８が設けられている。

チルト・テレスコピック装置８は、ステアリング位置調整手段として機能している。すなわち、チルト機構は、ステアリングコラム９の下端部を回転中心にして揺動させることによりステアリングホイール１０１を上下に位置調節し、ステアリングコラム９を上下方向への移動を可能に支持している。また、テレスコピック機構は、外筒を内筒に対して軸方向に相対移動させることによりステアリングホイール１０１を前後に位置調節し、ステアリングコラム９を前後方向への移動を可能に支持するように構成されている。

次に、図２は、車体と電力供給用ケーブルとの概略の取り付け構造を示す図である。電力供給用ケーブルは、車体フレームとステアリングサポートなどの車体側の部材との間の狭い空間を通ってコネクタハウジングなどに接続されている。電力供給用ケーブルは、例えば、車室内に配置されたＥＣＵ６やエンジンルームなどに配置されたバッテリ１００から接続される（図１参照）。

図２に示すように、車体側から伸びる車体側ケーブル１４が接続された雌側コネクタ（ソケット）１２と、電動パワーステアリング装置１０用の電動モータ１（図１参照）につながるモータ側ケーブル１３が接続された雄側コネクタ（プラグ）１１とが嵌合して接続されている。この雄側コネクタ１１のハウジング先端面には、雌側コネクタ１２のハウジング先半部を挿入可能な凹部が形成されており、この凹部内に雌側コネクタ１２の先半部を差し込むことで、車体側ケーブル１４とモータ側ケーブル１３とが電気的に接続されている。

これら車体側およびモータ側ケーブル１４，１３の一端部は、ケーブルクランプ用ステー１６に取り付けられた２つのケーブルクランプ（クランプ部）１８にそれぞれリジッドに固定されている。ケーブルクランプ用ステー１６には、雄側コネクタ１１のハウジングと、２つのケーブルクランプ１８と、ステー固定部材１７とが一体に形成され、２つのケーブルクランプ１８の相対位置が一定に保持されている。ここで、電力供給用ケーブルとして、例えば、電動モータ１に電力を供給する３相のパワー（動力）ケーブルが適用される。チルト操作時に電動モータ１が移動してパワーケーブルが揺動しても、ケーブル先端の端子位置は固定された状態にある。

車体側ケーブル１４およびモータ側ケーブル１３がケーブルクランプ用ステー１６に設けられたケーブルクランプ１８にリジッドに固定され、雌側コネクタ１２と雄側コネクタ１１との端子間の嵌合に相対的な移動を発生させない状態で、ケーブルクランプ用ステー１６が車体側に設けられた取付部１５にステー固定部材１７を用いて取り付けられ支持固定されている。

ここで、チルト操作時などにモータ側ケーブル１３が矢印方向に揺動しても雌・雄側コネクタ１２，１１内の端子間の摺動が抑制されることになる。このため、雄・雌端子表面の磨耗（例えば、メッキ剥がれなど）の発生が抑えられ、端子間での接触不良を防止することができる。なお、ケーブルクランプ用ステー１６と、雄側コネクタ１１、２つのケーブルクランプ１８、およびステー固定部材１７とは、樹脂材料で形成され、例えば、突起を相手側の貫通穴に嵌め込むことにより結合固定するスナップ方式で一体に組み付けられている。

次に、上記のように構成された本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０の作用および効果について説明する。

上記構成によれば、ステアリングコラム９の位置を調整可能なチルト・テレスコピック装置８を備えるコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置１０において、車体側から伸びる電動パワーステアリング装置１０用の電動モータ１への電力供給用ケーブルである車体側ケーブル１４は、雌・雄側コネクタ１２，１１が嵌合した中継用のコネクタハウジングを介してモータ側ケーブル１３が電動モータ１へ接続されている。車体側およびモータ側ケーブル１４，１３の一端部は、それぞれケーブルクランプ用ステー１６に設けられたケーブルクランプ１８にリジッドに固定され、雌側コネクタ１２と雄側コネクタ１１との端子間の嵌合に相対的な移動を発生させない状態で、ケーブルクランプ用ステー１６が車体側に設けられた取付部１５にステー固定部材１７を用いて取り付けられ支持固定されている。

このケーブルクランプ用ステー１６は、雄・雌端子を嵌合する一方の雄側コネクタ１１のハウジングと、車体側およびモータ側ケーブル１４，１３を固定して一定の相対位置を保持する２つのケーブルクランプ１８と一体に形成されている。電動モータ１に接続される電力供給用のモータ側ケーブル１３は、可動範囲が広く、揺動可能な状態でケーブルクランプ用ステー１６に一体に固定することができる。

これにより、車体に対して電動モータ１が移動可能な場合、すなわち、チルト操作などによりモータ側ケーブル１３が揺動しても、車体および電動モータ１間を接続する車体側およびモータ側ケーブル１４，１３の雌・雄側コネクタ１２，１１の端子間の摺動を防止できるので、端子表面の磨耗（例えば、メッキ剥がれなど）を防止することができる。したがって、ケーブルクランプ用ステー１６に車体側およびモータ側ケーブル１４，１３と雌・雄側コネクタ１２，１１とを一体に固定することにより、車体および電動モータ１間を接続する車体側およびモータ側ケーブル１４，１３の雌・雄側コネクタ１２．１１の相対的揺動および端子間の摺動を抑制し、端子間で発生する磨耗による接触不良を防止することが可能になる。その結果、コネクタによる端子配線の品質向上を図ることができる。また、車体側およびモータ側ケーブル１４，１３をそれぞれ個別に固定するための専用のステーを車体側に設ける必要がないので、簡単なコネクタ構造により配線コストを安価に抑えることができる。

以上のように、本発明の実施形態によれば、コネクタと電力供給用ケーブルとを一体に固定することにより、安価にコネクタ端子間の接触不良を防止できるコネクタ構造を備える電動パワーステアリング装置を提供できる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。

上記実施形態では、電動パワーステアリング装置１０用の電動モータ１に電力を供給するパワーケーブル（モータ・車体側ケーブル１３，１４）およびコネクタ（雄・雌側コネクタ１１，１２）を一体に固定する例について示したが、これに限らず、ＥＣＵ６にバッテリ１００の直流電圧を供給する電源用ケーブルおよびコネクタに適用してもよい。また、ＥＣＵ６に接続されるトルクセンサ３、車速センサ４、回転角センサ５やネットワークなどへの通電に用いる信号用ハーネスおよびコネクタにも適用することができる。

上記実施形態では、ケーブルクランプ用ステー１６に雄側コネクタ１１、ケーブルクランプ１８、およびステー固定部材１７の各部材を組み付けるようにしたが、これに限らず、樹脂部材により一体成形されていてもよい。また、雌側コネクタ１２が一体成形されていてもよい。

上記実施形態では、ケーブルクランプ用ステー１６に車体側およびモータ側ケーブル１４，１３に１つずつのケーブルクランプ１８を設けて固定するようにしたが、これに限らず、電力供給用ケーブルの配策状態に応じてケーブルクランプ１８の個数を増やして配置してもよい。

上記実施形態では、可動（揺動）ケーブルとコネクタとをステーに一体に固定する構造を電動パワーステアリング装置１０のパワーケーブルのコネクタ中継部に適用する例を示したが、これに限らず、ケーブル間を中継するコネクタの一体構造が可能な他の装置にも適用することができる。

１：電動モータ、２：減速機（減速機構）、３：トルクセンサ、４：車速センサ、
５：回転角センサ、６：ＥＣＵ、８：チルト・テレスコピック装置（位置調整機構）、
９：ステアリングコラム、１０：電動パワーステアリング装置、１１：雄側コネクタ、
１２：雌側コネクタ、１３：モータ側ケーブル、１４：車体側ケーブル、
１５：車体取付部、１６：ケーブルクランプ用ステー、１７：ステー固定部材、
１８：ケーブルクランプ（クランプ部）、２０：クランプステー、
２１：ハーネスクランプ、２２：雄雌嵌合ハウジング、２３：コネクタクランプ、
２４：モータ側ハーネス、２５：車体側ハーネス、１００：バッテリ、
１０１：ステアリングホイール、１０２：ステアリングシャフト、
１０３：ラックアンドピニオン機構、１０４：ラック軸、１０５：連結部材、
１０６：車輪、
τ：操舵トルク、Ｖ：車速、θ：モータ回転角

Claims (3)

1. 車体に支持されたステアリングコラムと、
   前記ステアリングコラムの内部に回転自在に支持され、上部への突出端にステアリングホイールが連結されたステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトに付与する操舵力を発生するための電動モータと、
   前記電動モータに接続され前記ステアリングシャフトに操舵力を伝達する減速機構と、
   前記ステアリングホイールをチルト動作またはテレスコピック動作させるための前記ステアリングコラムの位置調整機構と、を備え、
   前記車体側から配策されたケーブルは、コネクタを介して前記電動モータに接続されるとともに、前記コネクタおよび前記コネクタに接続された前記ケーブルを前記車体側に取り付けられたステーに一体的に固定したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記ステーは、前記コネクタの雄側または雌側の一方のハウジングと、前記ケーブルの前記車体側および前記電動モータ側を固定する複数のクランプ部とを一体的に形成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記コネクタは、前記電動モータに電力を供給するための給電用コネクタであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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