JP2020172205A - 電動ステアリングコラム - Google Patents

Abstract

【課題】サイズをより小さくする、或いは、部品点数をより少なくする、といった、より改善された新規な構成の電動ステアリングコラムを提供する。【解決手段】電動ステアリングコラム１０は、メインハウジング１１と、ステアリングシャフト１３と、メインハウジング１１に固定された第一電動モータ１１０と、メインハウジング１１に支持され第一電動モータ１１０と面し第一電動モータ１１０の動作を制御する第一制御部が実装された回路基板１５１と、第一電動モータ１１０の第一シャフトの回転に応じて回転する第一回転部材１６１と第一回転部材１６１の回転に応じて直動する第一直動部材１６２と、第一直動部材１６２の直動に応じて電動ステアリングコラム１０の車体に対する姿勢、および電動ステアリングコラム１０の形状、のうち一方を変化させる第一可変機構２０と、回路基板１５１に実装され第一シャフトの回転を検出する第一センサと、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、電動ステアリングコラムに関する。

従来、ステアリングコラムのチルト角度や長さを電動アクチュエータによって変更できる電動ステアリングコラムが知られている（例えば、特許文献１）。

国際公開第２０１３／１３１６０８号

上記従来の電動ステアリングコラムでは、電動アクチュエータの電動モータの回転を検出するセンサと、当該電動モータを制御する制御回路とが、互いに離れて設けられているため、当該センサと制御回路との間に配線が存在する分、電動アクチュエータひいては電動ステアリングコラムが全体的に大型化したり、部品点数が増えたりする虞があった。

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、サイズをより小さくすることができたり、部品点数をより少なくすることができたり、といった、より改善された新規な構成の電動ステアリングコラムを得ること、である。

本発明の電動ステアリングコラムは、例えば、メインハウジングと、上記メインハウジング内を貫通したステアリングシャフトと、上記メインハウジングに固定された第一電動モータと、上記メインハウジングに支持され上記第一電動モータと面し当該第一電動モータの動作を制御する第一制御部が実装された回路基板と、上記第一電動モータの第一シャフトの回転に応じて回転する第一回転部材と当該第一回転部材の回転に応じて直動する第一直動部材とを有した第一回転直動変換機構と、上記第一直動部材の直動に応じて上記電動ステアリングコラムの車体に対する姿勢、および上記電動ステアリングコラムの形状、のうち一方を変化させる第一可変機構と、上記回路基板に実装され上記第一シャフトの回転を検出する第一センサと、を備える。

このような構成によれば、第一センサが回路基板上に実装されているため、第一センサと回路基板とが互いに離れた構成において必要であった、第一センサと回路基板との間の配線を廃止することができるため、例えば、電動アクチュエータひいては電動ステアリングコラムのサイズをより小さくすることができたり、部品点数をより少なくすることができたりといった、効果が得られる。

上記電動ステアリングコラムは、例えば、上記第一シャフトの回転と連動して回転する第一磁石を備え、上記第一センサは、上記第一磁石と上記第一シャフトの径方向に面する第一ホールセンサである。

このような構成によれば、例えば、第一センサによる回転検出機構を、比較的簡単な構成によって実現することができる。

上記電動ステアリングコラムでは、例えば、上記回路基板は、上記径方向と交差する。

このような構成によれば、例えば、第一ホールセンサが実装された回路基板を、第一電動モータの側面に沿って配置することができるため、回路基板をより効率良く配置することができる。

上記電動ステアリングコラムは、例えば、上記メインハウジングに固定された第二電動モータと、上記第二電動モータの第二シャフトの回転に応じて回転する第二回転部材と当該第二回転部材の回転に応じて直動する第二直動部材とを有した第二回転直動変換機構と、上記第二直動部材の直動に応じて上記電動ステアリングコラムの車体に対する姿勢および上記電動ステアリングコラムの形状のうち他方を変化させる第二可変機構と、上記回路基板に実装され上記第二シャフトの回転を検出する第二センサと、を備え 上記回路基板は、上記第二電動モータと面し、当該回路基板には、当該第二電動モータの動作を制御する第二制御部が実装される。

このような構成によれば、第二センサが回路基板上に実装されているため、第二センサと回路基板とが互いに離れた構成において必要であった、第二センサと回路基板との間の配線を廃止することができるため、例えば、電動アクチュエータひいては電動ステアリングコラムのサイズをより小さくすることができたり、部品点数をより少なくすることができたりといった、効果が得られる。

上記電動ステアリングコラムでは、例えば、上記第一電動モータと上記第二電動モータとが上記ステアリングシャフトの中心軸の径方向と交差した第一方向に並び、上記回路基板が上記第一方向に延びる。

このような構成によれば、例えば、第一電動モータ、第二電動モータ、および回路基板を、よりコンパクトに配置することができ、ひいては、電動ステアリングコラムのサイズをより一層小さくすることができる。

上記電動ステアリングコラムでは、例えば、上記第一可変機構は、車体に対する上記電動ステアリングコラムのチルト角度を変化させるチルト機構であり、上記第二可変機構は、電動ステアリングコラムの長さを変化させるテレスコピック機構である。

このような構成によれば、例えば、上記構成を、チルト機構およびテレスコピック機構を備えた電動ステアリングコラムに適用することができる。

図１は、実施形態の電動ステアリングコラムの模式的かつ例示的な側面図である。 図２は、実施形態の電動ステアリングコラムの模式的かつ例示的な平面図である。 図３は、実施形態の電動ステアリングコラムに含まれる電動アクチュエータの一部の模式的かつ例示的な斜視図である。 図４は、実施形態の電動ステアリングコラムの模式的かつ例示的な分解斜視図である。 図５は、実施形態の電動ステアリングコラムの図４とは別の方向に見た模式的かつ例示的な分解斜視図である。 図６は、図２のVI−VI断面図である。 図７は、実施形態の電動ステアリングコラムのＥＣＵのブロック図である。 図８は、図２のVIII−VIII断面図である。 図９は、図２のIX−IX断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

なお、本明細書では、序数は、部品や、部材、部位、位置、方向等を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

また、以下では、各図中、矢印Ｘは、ステアリングシャフト１３の長手方向のうちステアリングホイール（不図示）から離れる方向（以下、方向Ｘとする）を示し、矢印Ｙは、電動ステアリングコラム１０の車載状態における車幅方向のうち車両前方を向いた状態における右方（以下、方向Ｙとする）を示し、矢印Ｚは、方向Ｘおよび方向Ｙと直交し、かつ車両上方に向かう方向を示す。方向Ｘ、方向Ｙ、および方向Ｚは、互いに直交している。通常、電動ステアリングコラム１０の車載状態において、方向Ｘは、車両前後方向に対して傾くとともに、方向Ｚは、車両上下方向に対して傾いている。なお、以下では、便宜上、特に断らない限り、方向Ｘを単に前方と称し、方向Ｘの反対方向を単に後方と称し、方向Ｙを単に右方と称し、方向Ｙの反対方向を単に左方と称し、方向Ｚを単に上方と称し、方向Ｚの反対方向を単に下方と称し、方向Ｘおよびその反対方向を単に長手方向と称し、方向Ｙおよびその反対方向を単に幅方向と称し、方向Ｚおよびその反対方向を単に高さ方向と称する。

図１は、電動ステアリングコラム１０の側面図であり、図２は、電動ステアリングコラム１０の上方に見た平面図であり、図３は、電動アクチュエータ１００の斜視図である。

図１，２に示されるように、電動ステアリングコラム１０は、例えばクロスメンバのような車体構成部材に固定されたブラケット１に取り付けられており、メインハウジング１１、可動ハウジング１２、ステアリングシャフト１３、および電動アクチュエータ１００を備えている。

メインハウジング１１は、その長手方向の車両前後方向に対する角度、すなわちチルト角度を変更することができるよう、ブラケット１に揺動可能に支持されている。具体的に、メインハウジング１１の前端は、ブラケット１の前端に位置し幅方向に延びる第一回転中心Ａｘ１回りに回動可能に支持されている。また、メインハウジング１１の後端は、揺動アーム２１Ｌ，２１Ｒの後端に、幅方向に延びる第二回転中心Ａｘ２回りに回動可能に、支持されるとともに、当該揺動アーム２１Ｌ，２１Ｒの前端は、ブラケット１の後端に、幅方向に延びる第三回転中心Ａｘ３回りに回動可能に支持されている。このため、メインハウジング１１がブラケット１に対して第一回転中心Ａｘ１回りに回動するとともに、揺動アーム２１Ｌ，２１Ｒがブラケット１に対して第三回転中心Ａｘ３回りに回動し、かつメインハウジング１１が揺動アーム２１Ｌ，２１Ｒに対して第二回転中心Ａｘ２回りに回動することにより、ブラケット１に対してメインハウジング１１ひいては電動ステアリングコラム１０が回動する。このような構成にあっては、揺動アーム２１Ｌ，２１Ｒがメインハウジング１１に対して第二回転中心Ａｘ２回りに回動すると、電動ステアリングコラム１０がブラケット１ひいては車体に対して回動する。本実施形態では、揺動アーム２１Ｌ，２１Ｒが、チルト機構２０の一部を構成している。チルト機構２０は、第一可変機構の一例である。

メインハウジング１１は、長手方向に延びており、上下一対の上壁１１ａおよび下壁１１ｂと、左右一対の左壁１１ｃおよび右壁１１ｄと、を有している。上壁１１ａおよび下壁１１ｂは、長方形状かつ板状の形状を有し、一定の高さで長手方向に延びており、互いに略平行である。左壁１１ｃおよび右壁１１ｄは、長方形状かつ板状の形状を有し、一定の幅で長手方向に延びており、互いに略平行である。これら上壁１１ａ、下壁１１ｂ、左壁１１ｃ、および右壁１１ｄにより、メインハウジング１１内には、四角形状の断面を有して長手方向に延びた中空部１１ｅ（空間）が設けられている。

可動ハウジング１２は、長手方向に延びており、メインハウジング１１の中空部１１ｅ内に収容されている。図１に示されるように、メインハウジング１１の左壁１１ｃには、略一定の高さで長手方向に延びた貫通穴１１ｃ１が設けられており、可動ハウジング１２に設けられたスライダ３２が、この貫通穴１１ｃ１に沿って長手方向に移動可能に案内されている。すなわち、貫通穴１１ｃ１の上縁および下縁は、スライダ３２を長手方向に案内するレール３１として機能している。本実施形態では、スライダ３２がレール３１に沿って移動することにより、可動ハウジング１２およびステアリングシャフト１３がメインハウジング１１に対して長手方向に動き、電動ステアリングコラム１０が伸縮する。すなわち、レール３１およびスライダ３２は、テレスコピック機構３０の一部を構成している。テレスコピック機構３０は、第二可変機構の一例である。

また、可動ハウジング１２には、長手方向に延びた中空部１２ａが設けられている。ステアリングシャフト１３は、可動ハウジング１２の中空部１２ａ内を長手方向に貫通している。ステアリングシャフト１３は、ステアリングホイール（不図示）の操作に応じて、回転中心Ｃ０回りに回転することができる。回転中心Ｃ０は、中心軸の一例である。

チルト機構２０およびテレスコピック機構３０は、電動アクチュエータ１００によって電気的に駆動される。図３は、電動アクチュエータ１００の一部の斜視図、図４は、電動ステアリングコラム１０の分解斜視図、図５は、電動ステアリングコラム１０の図４とは別の方向に見た分解斜視図、図６は、図２のVI−VI断面図である。

電動アクチュエータ１００は、図３に示されるようなユニットハウジング１０１を有している。ユニットハウジング１０１は、第一ギヤハウジング１０１ａ、第二ギヤハウジング１０１ｂ、およびカバー１０１ｃを有している。これら第一ギヤハウジング１０１ａ、第二ギヤハウジング１０１ｂ、およびカバー１０１ｃは、例えばねじのような結合具１０１ｄによって、一体化されている。図４〜６に示されるように、ユニットハウジング１０１内には、第一電動モータ１１０、第二電動モータ１２０、第一減速機構１３０、第二減速機構１４０、およびelectronic control unit １５０（ＥＣＵ１５０）が、収容されている。本実施形態では、ユニットハウジング１０１、第一電動モータ１１０、第二電動モータ１２０、第一減速機構１３０、第二減速機構１４０、およびＥＣＵ１５０が一体化された図３に示されるサブアセンブリ１００ａが、メインハウジング１１の下壁１１ｂに下方から近付けられ、ねじのような結合具１００ｂ（図４，５参照）によってメインハウジング１１に取り付けられる。第一ギヤハウジング１０１ａ、第二ギヤハウジング１０１ｂ、およびカバー１０１ｃは、例えばプラスチックのような合成樹脂材料で作られる。ユニットハウジング１０１は、ケーシングとも称されうる。

電動アクチュエータ１００は、チルト機構２０を駆動する駆動機構として、第一電動モータ１１０および第一減速機構１３０を有している。図５に示されるように、第一電動モータ１１０は、電動ステアリングコラム１０に組み付けられた状態では、下壁１１ｂよりも下に位置されるとともに、メインハウジング１１の下壁１１ｂと隙間をあけて面している。第一電動モータ１１０の回転中心Ｃ１１は、幅方向に延びている。

第一電動モータ１１０の第一シャフト１１１（図６参照）の回転は、第一減速機構１３０によって減速される。図５に示されるように、第一減速機構１３０は、メインハウジング１１の右壁１１ｄの右側に位置されている。図６に示されるように、第一減速機構１３０は、ウォームギヤ１３１と、ウォームホイール１３２と、を有している。第一電動モータ１１０の第一シャフト１１１は、第一ギヤハウジング１０１ａ内に延びており、第一減速機構１３０のウォームギヤ１３１と結合されている。ウォームギヤ１３１は、ウォームホイール１３２と噛み合っている。よって、第一シャフト１１１とともにウォームギヤ１３１が回転し、当該ウォームギヤ１３１に連動してウォームホイール１３２が回転する。ウォームギヤ１３１の回転中心は、第一シャフト１１１の回転中心Ｃ１１と同じであり、ウォームホイール１３２の回転中心Ｃ１２は、第一シャフト１１１およびウォームギヤ１３１の回転中心Ｃ１１とねじれの位置にあり、長手方向に延びている。ウォームホイール１３２の回転速度は、第一シャフト１１１の回転速度よりも低い。第一減速機構１３０は、第一ギヤ機構や、第一回転伝達機構、第一回転方向変換機構とも称されうる。

電動アクチュエータ１００は、テレスコピック機構３０を駆動する駆動機構として、第二電動モータ１２０および第二減速機構１４０を有している。図４に示されるように、第二電動モータ１２０は、電動ステアリングコラム１０に組み付けられた状態では、下壁１１ｂよりも下に位置されるとともに、メインハウジング１１の下壁１１ｂと隙間をあけて面している。第二電動モータ１２０の回転中心Ｃ２１は、幅方向に延びている。

第二電動モータ１２０の第二シャフト１２１の回転は、第二減速機構１４０によって減速される。図４に示されるように、第二減速機構１４０は、メインハウジング１１の左壁１１ｃの左側に位置されている。

第二減速機構１４０は、第一減速機構１３０とほぼ同様の構成を有しているため、第二減速機構１４０の構成は、図６を参照しながら説明される。図６に示されるように、第二減速機構１４０は、ウォームギヤ１４１と、ウォームホイール１４２と、を有している。第二電動モータ１２０の第二シャフト１２１は、第二ギヤハウジング１０１ｂ内に延びており、第二減速機構１４０のウォームギヤ１４１と結合されている。ウォームギヤ１４１は、ウォームホイール１４２と噛み合っている。よって、第二シャフト１２１とともにウォームギヤ１４１が回転し、当該ウォームギヤ１４１に連動してウォームホイール１４２が回転する。ウォームギヤ１４１の回転中心は、第二シャフト１２１の回転中心Ｃ２１と同じであり、ウォームホイール１４２の回転中心Ｃ２２は、第二シャフト１２１およびウォームギヤ１４１の回転中心Ｃ２１とねじれの位置にあり、長手方向に延びている。ウォームホイール１４２の回転速度は、第二シャフト１２１の回転速度よりも低い。第二減速機構１４０は、第一ギヤ機構や、第一回転伝達機構、第一回転方向変換機構とも称されうる。

図４，５に示されるように、第一電動モータ１１０と、第二電動モータ１２０とは、長手方向に互いに隣接して並んでおり、第一電動モータ１１０の回転中心Ｃ１１と、第二電動モータ１２０の回転中心Ｃ２１とは、平行である。また、第一電動モータ１１０の第一シャフト１１１および第一ギヤハウジング１０１ａと、第二電動モータ１２０の第二シャフト１２１および第二ギヤハウジング１０１ｂとは、幅方向にメインハウジング１１を挟んで互いに反対側に位置している。長手方向は、ステアリングシャフト１３の回転中心Ｃ０の径方向と交差した第一方向の一例である。

電動アクチュエータ１００は、第一電動モータ１１０および第二電動モータ１２０の作動を制御するＥＣＵ１５０を有している。ＥＣＵ１５０は、回路基板１５１と、当該回路基板１５１に実装された電気部品１５２と、を有しており、基板アセンブリとも称されうる。

図７は、ＥＣＵ１５０の構成を示すブロック図である。図７に示されるように、ＥＣＵ１５０は、回路基板１５１に実装された電気部品１５２として、制御部１５０ａ、記憶部１５０ｂ、第一スイッチ１５０ｃ１、第二スイッチ１５０ｃ２、およびコネクタ１５０ｄを備えている。

制御部１５０ａは、例えばmicro processor unit（ＭＰＵ）のようなコントローラであって、第一制御部１５０ａ１と第二制御部１５０ａ２とを有している。

第一制御部１５０ａ１は、第一スイッチ１５０ｃ１のオン状態とオフ状態とを切り替えることにより、第一電動モータ１１０への電力供給と遮断とを切り替える。また、第一制御部１５０ａ１は、第一スイッチ１５０ｃ１における二つの入力端子と二つの出力端子との接続状態を切り替えることにより、第一電動モータ１１０の回転方向を切り替える。第一電動モータ１１０は、例えば、直流モータであって、第一スイッチ１５０ｃ１のオン状態で供給された電力によって回転し、オフ状態で電力が遮断されることにより回転を停止し、かつ端子の極性の切り替えにより回転方向を切り替える。第一制御部１５０ａ１は、チルト機構２０の作動を制御する。

第二制御部１５０ａ２は、第二スイッチ１５０ｃ２のオン状態とオフ状態とを切り替えることにより、第二電動モータ１２０への電力供給と遮断とを切り替える。また、第二制御部１５０ａ２は、第二スイッチ１５０ｃ２における二つの入力端子と二つの出力端子との接続状態を切り替えることにより、第二電動モータ１２０の回転方向を切り替える。第二電動モータ１２０は、例えば、直流モータであって、第二スイッチ１５０ｃ２のオン状態で供給された電力によって回転し、オフ状態で電力が遮断されることにより回転を停止し、かつ端子の極性の切り替えにより回転方向を切り替える。第二制御部１５０ａ２は、テレスコピック機構３０の作動を制御する。

コントローラ（制御部１５０ａ）の演算処理や制御は、ソフトウエアによって実行されてもよいし、ハードウエアによって実行されてもよい。ソフトウエアによる処理の場合にあっては、コントローラはコンピュータによって構成される。コンピュータは、少なくとも、プロセッサ（回路）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびＨＤＤやＳＳＤのような補助記憶装置等を有し、プロセッサは、ＲＯＭや補助記憶装置に記憶されたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。プロセッサは、プログラムにしたがって動作することにより、第一制御部１５０ａ１および第二制御部１５０ａ２として作動する。この場合、プログラムは、上記各機能ブロックに対応するプログラムモジュールを含む。

プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれている。また、プログラムは、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶され、ネットワーク経由でダウンロードされることによってＥＣＵ１５０に導入されうる。

また、コントローラ（制御部１５０ａ）の少なくとも一部がハードウエアによって構成される場合、当該コントローラには、例えば、field programmable gate array（ＦＰＧＡ）や、application specific integrated circuit（ＡＳＩＣ）等が含まれうる。

記憶部１５０ｂは、書き換え可能な不揮発性のメモリであって、第一制御部１５０ａ１および第二制御部１５０ａ２による制御で用いられるデータ等を記憶する。記憶部１５０ｂが記憶するデータは、例えば、第一ホールセンサ１５４ａによる検出値、当該検出値に基づく第一データ、第二ホールセンサ１５４ｂによる検出値、当該検出値に基づく第二データ等である。第一ホールセンサ１５４ａは、第一センサの一例であり、第二ホールセンサ１５４ｂは、第二センサの一例である。

第一スイッチ１５０ｃ１は、第一制御部１５０ａ１が出力した指示信号によってオン状態とオフ状態とを切り替え、第二スイッチ１５０ｃ２は、第二制御部１５０ａ２が出力した指示信号によってオン状態とオフ状態とを切り替える。第一スイッチ１５０ｃ１および第二スイッチ１５０ｃ２は、例えばＭＯＳ−ＦＥＴのような、半導体スイッチである。第一スイッチ１５０ｃ１および第二スイッチ１５０ｃ２は、スイッチング素子とも称されうる。

コネクタ１５０ｄは、例えば他のＥＣＵのようなＥＣＵ１５０とは別の電子機器や、例えばバッテリのような電源と電気的に接続されており、電力供給用の端子、共通グラウンド用の端子、信号線の端子等を含んでいる。他のＥＣＵ等との間での信号の授受は、例えば、controller area network（ＣＡＮ）等に従って実行されうる。

ＥＣＵ１５０は、回路基板１５１、回路基板１５１中に設けられた導体、回路基板１５１に実装された電気部品１５２によって構成された図７に示されるような制御回路を有している。

回路基板１５１は、例えば、リジッド基板であって、プリント配線基板である。図４，５に示されるように、回路基板１５１は、メインハウジング１１の下壁１１ｂと略平行に設けられている。回路基板１５１は、第一電動モータ１１０および第二電動モータ１２０に対してメインハウジング１１の下壁１１ｂとは反対側に位置されている。また、回路基板１５１は、第一電動モータ１１０および第二電動モータ１２０の並ぶ方向、すなわち長手方向（第一方向）に延びるとともに、回転中心Ｃ１１および回転中心Ｃ２１と略平行に延びており、第一電動モータ１１０および第二電動モータ１２０の双方の側面に面している。本実施形態では、回路基板１５１は、長手方向および左右方向に延びており、回路基板１５１の厚さ方向は、高さ方向に沿っている。回路基板１５１は、第一電動モータ１１０および第二電動モータ１２０に面する第一面１５１ａと、その反対側の第二面１５１ｂと、を有している。電気部品１５２は、第一面１５１ａおよび第二面１５１ｂのうち少なくとも一方に実装されうる。

また、図６に示されるように、第一減速機構１３０のウォームギヤ１３１には、環状の磁石１３４ａが設けられ、第二減速機構１４０のウォームギヤ１４１には、磁石１３４ａと同一スペックの環状の磁石１３４ｂが設けられている。環状の磁石１３４ａ，１３４ｂの中心軸は、回転中心Ｃ１１，Ｃ２１であり、第一シャフト１１１およびウォームギヤ１３１の回転、または第二シャフト１２１およびウォームギヤ１４１の回転に伴って、磁石１３４ａ，１３４ｂも回転する。磁石１３４ａ，１３４ｂは、周方向に沿って磁極が変化するよう、磁化されている。磁石１３４ａは、第一磁石の一例であり、磁石１３４ｂは、第二磁石の一例である。

回路基板１５１の第一面１５１ａには、各磁石１３４ａ，１３４ｂから回転中心Ｃ１１，Ｃ２１の径方向外方に離れた位置に、第一ホールセンサ１５４ａおよび第二ホールセンサ１５４ｂが設けられている。すなわち、磁石１３４ａと第一ホールセンサ１５４ａとは、回転中心Ｃ１１の径方向に並び、磁石１３４ｂと第二ホールセンサ１５４ｂとは、回転中心Ｃ２１の径方向に並んでいる。図７に示されるように、第一ホールセンサ１５４ａの検出信号は、第一制御部１５０ａ１に入力され、第二ホールセンサ１５４ｂの検出信号は、第二制御部１５０ａ２に入力される。

記憶部１５０ｂは、第一ホールセンサ１５４ａおよび第二ホールセンサ１５４ｂの検出値、または当該検出値に基づいて第一制御部１５０ａ１または第二制御部１５０ａ２が算出した算出値を、記憶することができる。

第一制御部１５０ａ１は、第一ホールセンサ１５４ａによる第一検出値に基づいて、第一算出値として、チルト角度に対応した値を算出することができる。また、第二制御部１５０ａ２は、第二ホールセンサ１５４ｂの第二検出値に基づいて、第二算出値として、スライダ３２の初期位置からの距離（電動ステアリングコラム１０の長さ）に対応した値を算出することができる。また、第一制御部１５０ａ１および第二制御部１５０ａ２は、記憶部１５０ｂに対する検出値または算出値のライト、および記憶部１５０ｂからの検出値または算出値のリードを、実行することができる。これにより、第一制御部１５０ａ１は、記憶部１５０ｂに記憶されている第一検出値または第一算出値に基づいて、過去に設定されたチルト角度と同じチルト角度となるよう、第一スイッチ１５０ｃ１のオン状態とオフ状態とを切り替えることにより、第一電動モータ１１０の作動を制御することができる。また、第二制御部１５０ａ２は、記憶部１５０ｂに記憶されている第二検出値または第二算出値に基づいて、過去に設定されたスライダ３２の初期位置からの距離と同じ距離（電動ステアリングコラム１０の長さ）となるよう、第二スイッチ１５０ｃ２のオン状態とオフ状態とを切り替えることにより、第二電動モータ１２０の作動を制御することができる。

図８は、図２のVIII−VIII断面図である。図８に示されるように、回路基板１５１の第一面１５１ａには、電気部品１５２としての第一基板端子１５３ａが実装されている。第一基板端子１５３ａは、直方体状の形状を有している。第一基板端子１５３ａの後端、すなわち図８における右端には、第一面１５１ａと交差する方向、本実施形態では上方に延びる第一端子１５３ａ１が設けられている。また、当該第一端子１５３ａ１と第一面１５１ａに沿う方向に間隔をあけて、第一基板端子１５３ａの前端、すなわち図８における左端には、第一面１５１ａと交差する方向に延びる第二端子１５３ａ２が設けられている。そして、第一端子１５３ａ１と第二端子１５３ａ２との間には、第一面１５１ａと交差する方向に延びた絶縁部１５３ａ３が介在している。なお、第一基板端子１５３ａの突出方向や、第一端子１５３ａ１および第二端子１５３ａ２の位置は、回路基板１５１や第一電動モータ１１０の位置やレイアウトに応じて適宜に変更可能である。

第一端子１５３ａ１および第二端子１５３ａ２は、例えば銅合金のような導電性を有した金属材料で作られうる。また、絶縁部１５３ａ３は、例えばプラスチックのような合成樹脂材料で作られうる。第一基板端子１５３ａは、インサート成形によって作られうる。

他方、第一電動モータ１１０の側面１１０ａには、第一基板端子１５３ａが挿入される第一凹部１１０ｂが設けられている。第一凹部１１０ｂ内には、弾性を有し第一端子１５３ａ１と接触する第一コンタクト１１０ｂ１が設けられるとともに、弾性を有し第二端子１５３ａ２と接触する第二コンタクト１１０ｂ２が設けられている。第一コンタクト１１０ｂ１および第二コンタクト１１０ｂ２は、所謂スプリング端子である。第一コンタクト１１０ｂ１は、自由状態から第一端子１５３ａ１に押圧されて弾性変形することにより弾性的な押圧力（反発力）を与える押圧状態で第一端子１５３ａ１と接触し、当該第一端子１５３ａ１と電気的に接続される。また、第二コンタクト１１０ｂ２は、自由状態から第二端子１５３ａ２に押圧されて弾性変形することにより弾性的な押圧力（反発力）を与える押圧状態で第二端子１５３ａ２と接触し、当該第二端子１５３ａ２と電気的に接続される。自由状態は、装着前状態と称され、押圧状態は、付勢状態や装着状態と称されうる。第一コンタクト１１０ｂ１および第二コンタクト１１０ｂ２は、例えば銅合金のような導電性を有した金属材料で作られうる。第一コンタクト１１０ｂ１および第二コンタクト１１０ｂ２は、第一モータ端子の一例である。

ここで、本実施形態では、第一コンタクト１１０ｂ１は、第一端子１５３ａ１を、第二コンタクト１１０ｂ２が存在する方向に弾性的に押圧し、第二コンタクト１１０ｂ２は、第二端子１５３ａ２を、第一コンタクト１１０ｂ１が存在する方向に弾性的に押圧する。このような構成において、絶縁部１５３ａ３は、第一端子１５３ａ１と第二端子１５３ａ２との間で、第一コンタクト１１０ｂ１および第二コンタクト１１０ｂ２からの圧縮力に対向するため、比較的硬質な合成樹脂材料で作られる。

また、本実施形態では、第二電動モータ１２０と回路基板１５１の導体部との電気的な接続について、電気部品１５２としての第二基板端子１５３ｂ（第一端子１５３ｂ１、第二端子１５３ｂ２、絶縁部１５３ｂ３）は、第一基板端子１５３ａ（第一端子１５３ａ１、第二端子１５３ａ２、絶縁部１５３ａ３）と同様の構成を有し、側面１２０ａに設けられる第二凹部１２０ｂは、第一凹部１１０ｂと同様の構成を有し、第一コンタクト１２０ｂ１および第二コンタクト１２０ｂ２は、第一コンタクト１１０ｂ１および第二コンタクト１１０ｂ２と略同様の構成を有している。よって、第二電動モータ１２０と回路基板１５１との電気的な接続については、図８中に、各部に対応する符号が付与され、重複する説明が省略される。第一コンタクト１２０ｂ１および第二コンタクト１２０ｂ２は、第二モータ端子の一例である。

図９は、図２のIX−IX断面図である。図９に示されるように、ユニットハウジング１０１の、第一ギヤハウジング１０１ａ、カバー１０１ｃ、および回路基板１５１は、カバー１０１ｃに設けられた位置決め用のピン１０１ｃ１によって、回路基板１５１の第一面１５１ａおよび第二面１５１ｂに沿う方向に位置決めされている。カバー１０１ｃは、回路基板１５１の第二面１５１ｂと接触する載置面１０１ｃ２を有し、ピン１０１ｃ１は、当該載置面１０１ｃ２から回路基板１５１の厚さ方向に突出している。回路基板１５１には、例えば切欠や貫通穴のような、ピン１０１ｃ１を通す開口１５１ｃが設けられている。また、第一ギヤハウジング１０１ａには、ピン１０１ｃ１を収容する開口１０１ａ１が設けられている。

また、本実施形態では、第二ギヤハウジング１０１ｂは、第一ギヤハウジング１０１ａと同様の構成を有しており、第二ギヤハウジング１０１ｂ、カバー１０１ｃ、および回路基板１５１は、上記ピン１０１ｃ１とは別の位置に設けられた同様の構成のピン１０１ｃ１によって、回路基板１５１の第一面１５１ａおよび第二面１５１ｂに沿う方向に位置決めされている。よって、図９中に、各部に対応する符号が付与され、重複する説明が省略される。第二ギヤハウジング１０１ｂには、ピン１０１ｃ１を収容する開口１０１ｂ１が設けられている。

また、回路基板１５１は、ユニットハウジング１０１には、リジッドには締結されず、載置面１０１ｃ２への載置、第一基板端子１５３ａと第一コンタクト１１０ｂ１および第二コンタクト１１０ｂ２との弾性的な接触による摩擦、および第二基板端子１５３ｂと第一コンタクト１２０ｂ１および第二コンタクト１２０ｂ２との弾性的な接触による摩擦によって、ユニットハウジング１０１に対する回路基板１５１の位置や姿勢の僅かな変化を許容する所謂フローティング状態で支持されている。

図４〜６に示されるように、第一電動モータ１１０は、第一ギヤハウジング１０１ａに、例えばねじのような結合具によって結合され、第二電動モータ１２０は、第二ギヤハウジング１０１ｂに、例えばねじのような結合具によって結合されている。第一電動モータ１１０が取り付けられるとともに第一減速機構１３０を収容した第一ギヤハウジング１０１ａ、第二電動モータ１２０が取り付けられるとともに第二減速機構１４０を収容した第二ギヤハウジング１０１ｂ、および回路基板１５１を支持したカバー１０１ｃが、結合具１０１ｄによって、一体化されることにより、ユニットハウジング１０１、第一電動モータ１１０、第二電動モータ１２０、第一減速機構１３０、および第二減速機構１４０が一体化された電動アクチュエータ１００のサブアセンブリ１００ａが組み立てられる。

また、図５に示されるように、第一ギヤハウジング１０１ａからは、トルクワイヤ１６３が長手方向に沿って後方に向けて突出している。図６に示されるように、第一ギヤハウジング１０１ａ内において、ウォームホイール１３２と、トルクワイヤ１６３とは、同心に配置されるとともに、回転伝達部１３３を介して連結されている。回転伝達部１３３では、ウォームホイール１３２に設けられた回転中心Ｃ１２の周方向と交差した押圧面と、トルクワイヤ１６３に設けられた当該周方向と交差した受圧面とが、当該周方向に面している。よって、トルクワイヤ１６３は、ウォームホイール１３２とともに回転中心Ｃ１２回りに回転する。

トルクワイヤ１６３は、可撓性を有した回転伝達部材であって、図５に示されるように、屈曲した状態で回転を伝達することができる。トルクワイヤ１６３は、フレキシブル回転伝達機構の一例である。トルクワイヤ１６３の前端１６３ａは、第一ギヤハウジング１０１ａの軸受部によって、長手方向に沿って姿勢（傾き）が変化しない回転中心Ｃ１２回りに回転可能に、支持されている。すなわち、前端１６３ａの回転中心Ｃ１２の姿勢は変化しない。前端１６３ａは、入力部の一例であり、回転中心Ｃ１２は、入力回転軸の一例である。

メインハウジング１１は、中継器１６４を、幅方向に沿った回転中心Ｃ３１回りに揺動可能に支持している。トルクワイヤ１６３の後端１６３ｂは、中継器１６４の軸受部によって、回転中心Ｃ３２回りに回転可能に支持されている。回転中心Ｃ３２は、回転中心Ｃ３１と直交しかつ幅方向と直交している。中継器１６４の揺動に伴い、後端１６３ｂの回転中心Ｃ３２の長手方向との角度が変化する。中継器１６４内において、後端１６３ｂと、シャフト１６１とは、同心で軸方向に並ぶとともに、回転伝達部（不図示）を介して連結されている。回転伝達部（不図示）では、トルクワイヤ１６３に設けられた回転中心Ｃ３２の周方向と交差した押圧面と、シャフト１６１に設けられた当該周方向と交差した受圧面とが、当該周方向に面している。よって、シャフト１６１は、トルクワイヤ１６３とともに回転中心Ｃ３２回りに回転する。後端１６３ｂは、出力部の一例であり、回転中心Ｃ３２は、出力回転軸の一例である。

チルト機構２０に対応した第一回転直動変換機構１６０は、揺動アーム２１Ｒに設けられており、シャフト１６１と、ナット１６２と、を有している。シャフト１６１の外周には、例えば台形ねじのような雄ねじが設けられている。また、ナット１６２には、当該雄ねじと噛み合う雌ねじが設けられている。ナット１６２は、揺動アーム２１Ｒの下端に、シャフト１６１の回転中心Ｃ３２回りの回転が制限されるとともに、幅方向に沿った回転中心Ｃ３３回りに回動可能に、支持されている。このような構成により、第一回転直動変換機構１６０において、シャフト１６１の、回転中心Ｃ３２回りの回転が、ナット１６２の、回転中心Ｃ３２の軸方向に沿った直動、すなわちシャフト１６１の長手方向に沿った直動に、変換される。シャフト１６１は、第一回転部材の一例であり、ナット１６２は、第一直動部材の一例である。第一回転直動変換機構１６０は、ねじ機構による回転直動変換機構である。

チルト機構２０は、第二回転中心Ａｘ２回りに回転する揺動アーム２１Ｌ，２１Ｒを有している。揺動アーム２１Ｌ，２１Ｒは、シャフト２１ａを介して一体に結合されるとともに、メインハウジング１１の後端において上壁１１ａに設けられた軸受部１１ｆに、第三回転中心Ａｘ３回りに回転可能に支持されている。

このような構成において、シャフト１６１の回転に伴ってシャフト１６１の長手方向におけるナット１６２の位置が変化すると、中継器１６４とナット１６２との間の距離が変化し、この距離に応じて揺動アーム２１Ｒおよび揺動アーム２１Ｌがブラケット１に対して第三回転中心Ａｘ３回りに回転する。具体的に、ナット１６２が中継器１６４に近付く方向に直動すると、揺動アーム２１Ｒ，２１Ｌがブラケット１に対して第三回転中心Ａｘ３回りに図５における反時計回り方向に回転し、この回転に伴いメインハウジング１１がブラケット１に対して第一回転中心Ａｘ１回りに図５における反時計回り方向に回転して、車載状態での水平方向に対する電動ステアリングコラム１０の傾斜角度、すなわちチルト角度が小さくなる。他方、ナット１６２が中継器１６４から遠ざかる方向に直動すると、揺動アーム２１Ｒ，２１Ｌがブラケット１に対して第三回転中心Ａｘ３回りに図５における時計回り方向に回転し、この回転に伴いメインハウジング１１がブラケット１に対して第一回転中心Ａｘ１回りに図５における時計回り方向に回転して、チルト角度が大きくなる。チルト機構２０におけるチルトアップおよびチルトダウンは、第一電動モータ１１０の回転方向に応じて切り替わる。

図６に示されるように、テレスコピック機構３０に対応した第二回転直動変換機構１７０は、第二ギヤハウジング１０１ｂ内に設けられている。ウォームホイール１４２の中心には内周面に台形ねじのような雌ねじが設けられた貫通穴１４２ａが設けられており、この貫通穴１４２ａを、外周に当該雌ねじと噛み合う雄ねじが設けられたシャフト１７１が貫通している。図４に示されるように、シャフト１７１は、第二ギヤハウジング１０１ｂを長手方向に貫通しており、シャフト１７１の後端１７１ａは、スライダ３２と結合されている。レール３１に支持されたスライダ３２は、ウォームホイール１４２の回転中心Ｃ２２回りのシャフト１７１の回転を制限している。このような構成により、第二回転直動変換機構１７０において、ウォームホイール１４２の、回転中心Ｃ２２回りの回転が、シャフト１７１の、回転中心Ｃ２２の軸方向、すなわちシャフト１７１の長手方向に沿った直動に、変換される。ウォームホイール１４２は、第二回転部材の一例であり、シャフト１７１は、第二直動部材の一例である。第二回転直動変換機構１７０は、ねじ機構による回転直動変換機構である。

このような構成において、ウォームホイール１４２の回転に伴って第二ギヤハウジング１０１ｂに対するシャフト１７１の位置が変化すると、シャフト１７１と結合されたスライダ３２のレール３１における長手方向の位置が変化し、これにより、メインハウジング１１に対する可動ハウジング１２の長手方向の位置が変化し、スライダ３２の初期位置からの距離（電動ステアリングコラム１０の長さ）が変化する。スライダ３２の移動方向、すなわち、テレスコピック機構３０における伸長および短縮は、第二電動モータ１２０の回転方向に応じて切り替わる。

以上、説明したように、本実施形態では、例えば、第一ホールセンサ１５４ａ（第一センサ）が、回路基板１５１上に実装されている。このような構成によれば、第一ホールセンサ１５４ａと回路基板１５１との間に回路基板１５１とは別の配線を設ける必要が無いため、例えば、電動アクチュエータ１００ひいては電動ステアリングコラム１０のサイズをより小さくすることができたり、部品点数をより少なくすることができたりといった、効果が得られる。

また、本実施形態では、例えば、電動ステアリングコラム１０は、第一シャフト１１１の回転と連動して回転する磁石１３４ａ（第一磁石）を備え、第一センサは、磁石１３４ａに対して第一シャフト１１１の径方向に面する第一ホールセンサ１５４ａである。このような構成によれば、例えば、第一センサによる回転検出機構を、比較的簡単な構成によって実現することができる。

また、本実施形態では、例えば、回路基板１５１は、第一シャフト１１１の径方向と交差する。このような構成によれば、例えば、第一ホールセンサ１５４ａが実装された回路基板１５１を、第一電動モータ１１０の側面に沿って配置することができるため、回路基板１５１をより効率良く配置することができる。

また、本実施形態では、例えば、第二ホールセンサ１５４ｂ（第二センサ）が、回路基板１５１上に実装されている。このような構成によれば、第二ホールセンサ１５４ｂと回路基板１５１との間に回路基板１５１とは別の配線を設ける必要が無いため、例えば、電動アクチュエータ１００ひいては電動ステアリングコラム１０のサイズをより小さくすることができたり、部品点数をより少なくすることができたりといった、効果が得られる。

また、本実施形態では、例えば、第一電動モータ１１０と第二電動モータ１２０とがステアリングシャフト１３の回転中心Ｃ０（中心軸）の径方向と交差した長手方向（第一方向）に並び、回路基板が長手方向に延びている。このような構成によれば、例えば、第一電動モータ１１０、第二電動モータ１２０、および回路基板１５１を、よりコンパクトに配置することができ、ひいては、電動ステアリングコラム１０のサイズをより一層小さくすることができる。

また、本実施形態では、例えば、第一可変機構はチルト機構２０であり、第二可変機構はテレスコピック機構３０である。このような構成によれば、例えば、第一可変機構および第二可変機構を有した構成を、チルト機構およびテレスコピック機構を備えた電動ステアリングコラムに適用することができる。

また、本実施形態では、例えば、ユニットハウジング１０１は、第一ギヤハウジング１０１ａ、第二ギヤハウジング１０１ｂ、およびカバー１０１ｃを有している。このような構成によれば、例えば、ユニットハウジング１０１を一部品で構成した場合に比べて、電動アクチュエータ１００のサブアセンブリ１００ａをより容易に組み立てることができる。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、電動アクチュエータは、メインハウジングの周壁（側壁）上に設けられればよく、電動アクチュエータの位置は、メインハウジングの下壁の下には限定されない。

また、例えば、第一電動モータおよび第二電動モータは、相異なるスペックを有してもよいし、第一減速機構および第二減速機構は、相異なるスペックを有してもよい。また、第一電動モータおよび第二電動モータは、例えば三相交流モータのような直流モータとは異なるモータであってもよいし、ＥＣＵは、当該直流モータとは異なるモータを駆動する駆動回路を有してもよいし、第一制御部および第二制御部は、当該駆動回路を制御してもよい。また、第一減速機構および第二減速機構は、上記実施形態とは異なる複数のギヤを有してもよい。

また、例えば、フレキシブル回転伝達機構は、例えばフレキシブルジョイントのような、トルクワイヤとは異なるものであってもよい。

また、例えば、第一電動モータと第二電動モータが並ぶ方向は、例えば幅方向のような、長手方向とは異なる方向であってもよい。

１０…電動ステアリングコラム、１１…メインハウジング、１２…可動ハウジング、１３…ステアリングシャフト、２０…チルト機構（第一可変機構）、３０…テレスコピック機構（第二可変機構）、１１０…第一電動モータ、１１１…第一シャフト、１２０…第二電動モータ、１２１…第二シャフト、１３４ａ…磁石（第一磁石）、１３４ｂ…磁石（第二磁石）、１４２…ウォームホイール（第二回転部材）、１５０ａ１…第一制御部、１５０ａ２…第二制御部、１５１…回路基板、１５４ａ…第一ホールセンサ（第一センサ）、１５４ｂ…第二ホールセンサ（第二センサ）１６０…第一回転直動変換機構、１６１…シャフト（第一回転部材）、１６２…ナット（第一直動部材）、１７０…第二回転直動変換機構、１７１…シャフト（第二直動部材）、Ｘ…方向（第一方向）。

Claims (6)

1. 電動ステアリングコラムであって、
   メインハウジングと、
   前記メインハウジング内を貫通したステアリングシャフトと、
   前記メインハウジングに固定された第一電動モータと、
   前記メインハウジングに支持され前記第一電動モータと面し当該第一電動モータの動作を制御する第一制御部が実装された回路基板と、
   前記第一電動モータの第一シャフトの回転に応じて回転する第一回転部材と当該第一回転部材の回転に応じて直動する第一直動部材とを有した第一回転直動変換機構と、
   前記第一直動部材の直動に応じて前記電動ステアリングコラムの車体に対する姿勢、および前記電動ステアリングコラムの形状、のうち一方を変化させる第一可変機構と、
   前記回路基板に実装され前記第一シャフトの回転を検出する第一センサと、
   を備えた、電動ステアリングコラム。
2. 前記第一シャフトの回転と連動して回転する第一磁石を備え、
   前記第一センサは、前記第一磁石と前記第一シャフトの径方向に面する第一ホールセンサである、請求項１に記載の電動ステアリングコラム。
3. 前記回路基板は、前記径方向と交差した、請求項２に記載の電動ステアリングコラム。
4. 前記メインハウジングに固定された第二電動モータと、
   前記第二電動モータの第二シャフトの回転に応じて回転する第二回転部材と当該第二回転部材の回転に応じて直動する第二直動部材とを有した第二回転直動変換機構と、
   前記第二直動部材の直動に応じて前記電動ステアリングコラムの車体に対する姿勢および前記電動ステアリングコラムの形状のうち他方を変化させる第二可変機構と、
   前記回路基板に実装され前記第二シャフトの回転を検出する第二センサと、
   を備え、
   前記回路基板は、前記第二電動モータと面し、当該回路基板には、当該第二電動モータの動作を制御する第二制御部が実装された、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の電動ステアリングコラム。
5. 前記第一電動モータと前記第二電動モータとが前記ステアリングシャフトの径方向と交差した第一方向に並び、
   前記回路基板が前記第一方向に延びた、請求項４に記載の電動ステアリングコラム。
6. 前記第一可変機構は、車体に対する前記電動ステアリングコラムのチルト角度を変化させるチルト機構であり、
   前記第二可変機構は、電動ステアリングコラムの長さを変化させるテレスコピック機構である、請求項４または５に記載の電動ステアリングコラム。

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