JP5186788B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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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は、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ステアリングギヤボックスの一部にモータが収容され、前記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ステアリング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)。ここで、基板側接続端子は、導電性バネ片により雌端子又は比較的長い導電性板片により雄端子が形成され、モータ側接続端子は、比較的長い導電性板片により雄端子又は導電性バネ片により雌端子が構成され、制御基板が取付ボスに当接されると、基板側接続端子又はモータ側接続端子の雌端子にモータ側接続端子又は基板側接続端子の雄端子が挿入され、雌端子の導電性バネ片がそのバネ力により雄端子の導電性板片に圧接されて互いの接触が維持されるように構成されている。
特開2005−329866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、ラックケース又はステアリングギヤボックスの一部にモータを収容する所謂ラック型電動パワーステアリング装置でモータ側接続端子を制御基板に設けられた基板側接続端子に互いに接触して電気的に接続されている構成を有するものであるが、モータ側接続端子及び基板側接続端子の何れか一方が比較的長い導電性板片の雄端子に形成され、他方が導電性バネ片の雌端子に形成され、雄端子を雌端子に挿入することにより雌端子の導電性バネ片のバネ力で接触を維持するようにしているので、雄端子の剛性を高くしないと雌端子に挿入することができないという未解決の課題があると共に、雄端子の長さを比較的長くするので、配線抵抗が増加する上、電気ノイズを拾い易いという未解決の課題もある。
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、制御ユニットと電動モータとの電気的接続を容易に行うことができると共に、両者間の接続距離を最短として配線抵抗を最小とし、且つ電気ノイズが乗ることを確実に防止する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、前記電動モータ及び当該電動モータを駆動する制御回路を実装した制御基板を含む制御ユニットが並設され、前記電動モータの前記制御ユニットと近接対向する位置にモータ側接続部が少なくとも軸方向と交差する方向に突出して形成され、前記制御ユニットの前記電動モータに近接対向する位置に前記モータ側接続部に面接触するユニット側接続部が形成され、前記モータ側接続部は、前記電動モータの内部でブラシ又はコイルに配電するバスバーと一体に形成され、前記モータ側接続部及びユニット側接続部の接触面は、前記電動モータの前記減速ギヤボックスに対する取付面と同一平面となるように配置したことを特徴としている。
また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に係る発明において、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部を接続した状態で両者を覆う保護カバーを有することを特徴としている。
さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1又は2に係る発明において、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部は、接続端子及び端子台の何れか一方で構成されていることを特徴としている。
さらにまた、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記モータ側接続部及びユニット側接続部は、両者を面接触させた状態で、ネジ、ボルト及びリベット等の固着具で固定されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項5に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至3の何れか1項に係る発明において、前記モータ側接続部及びユニット側接続部は、ヒュージング、スポット溶接、TIG溶接等の溶接手段で固定されていることを特徴としている。
また、請求項6に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記モータ側接続部及びユニット側接続部は、前記電動モータの円周方向から脱着可能な雄端子及び雌端子で構成されていることを特徴としている
さらにまた、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至6の何れか1つに係る発明において、前記モータ側接続部は、前記電動モータの軸方向に沿う板部と該板部の先端から半径方向に延長する突出板部とで側面から見てL字状に形成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2乃至5の何れか1つに係る発明において、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部の何れか一方は、前記電動モータの外周面から半径方向に延長する半径方向板部と該半径方向板部の先端から軸方向と平行に延長する軸方向板部とで逆L字状の端子板で構成され、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部の他方は、前記軸方向板部の電動モータの外周面との対向面に接触する軸方向接触面を有する端子台で構成されていることを特徴としている。
また、請求項に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2乃至5の何れか1つに係る発明において、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部の何れか一方は、前記電動モータの外周部から導出された複数の可撓性ケーブルと各可撓性ケーブルの先端に取付けた端子板部とで形成され、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部は、前記端子板部との接触面が前記電動モータの軸方向に形成された端子台で構成されていることを特徴としている。
さらに、請求項10に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2乃至5の何れか1つに係る発明において、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部の何れか一方は、前記電動モータの半径方向に延長する複数の半径方向板部を内装したケーブル案内部と、該ケーブル案内部の各半径方向板部に締結具によって締結固定された複数の可撓性ケーブルと、該可撓性ケーブルの先端に取付けた端子板部とで形成され、前記モータ側接続部及びユニット側接続部の他方は、前記端子板部との接触面が前記電動モータの軸方向に形成された端子台で構成されていることを特徴としている。
さらにまた、請求項11に係る電動パワーステアリング装置は、請求項10に係る発明において、前記ケーブル案内部は、複数の可撓性ケーブルを絶縁する絶縁隔壁が形成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項12に係る電動パワーステアリング装置は、請求項9乃至11の何れか1つに係る発明において、前記端子台は、前記端子板部が接触される接触面に、隣接する端子板部を絶縁する絶縁隔壁が形成されていることを特徴としている。
また、請求項13に係る電動パワ−ステアリング装置は、請求項8乃至12の何れか1つに係る発明において、前記保護カバーの高さ位置が前記制御ユニットの高さ位置以下に選定されていることを特徴としている。
また、請求項14に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至13の何れか1つに係る発明において、前記制御ユニットは、合成樹脂製フレームを有し、該合成樹脂製フレームの前記電動モータの接続端子及び端子台の何れか一方に対向する位置に前記減速ギヤボックスに固定する取付板部を介して接続端子及び端子台の何れか他方が形成されていることを特徴としている。
さらに、請求項15に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至14の何れか1つに係る発明において、前記減速ギヤボックスは、前記電動モータの出力軸に連結されたウォームを収納するウォーム収納部と、前記ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールを収納するウォームホイール収納部と、該ウォームホイール収納部と連接して前記トルクセンサを収納し且つステアリングコラムと連結するトルクセンサ収納部とを少なくとも有し、前記ウォーム収納部、ウォームホイール収納部及びトルクセンサ収納部の外周部に前記制御ユニットを装着する制御ユニット装着部が形成されていることを特徴としている。
さらにまた、請求項16に係る電動パワーステアリング装置は、請求項15に係る発明において、前記トルクセンサ収納部の先端をコラプス時のステアリングコラムの収縮ストッパとし、前記制御ユニット装着部に装着された制御ユニットの収縮ストッパ側端面位置が収縮ストッパよりウォームホイール収納部側に設定されていることを特徴としている。
本発明によれば、電動モータ及び制御ユニットを減速ギヤボックスに並設すると共に、電動モータの制御ユニットと近接対向する位置にモータ側接続部を突出形成し、制御ユニットの電動モータと近接対向する位置にモータ側接続部に面接触するユニット側接続部を形成したので、電動モータ及び制御ユニット間の接続を近接して面接触するモータ側接続端部及びユニット側接続部で行うことができ、両者間の電気的接続長を最小として、配線抵抗を最小とし且つ電気ノイズが乗ることを確実に防止することができると共に、大きな剛性の接続端子とする必要がなく、さらに組み付け性を向上させるができるという効果が得られる。
また、電動モータ及び制御ユニット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という効果が得られる。
しかも、電動モータからモータ側接続部をその軸方向と直交する方向に突出させることにより、減速ギヤボックスに電動モータを装着する際に電動モータを回しながら組み付ける場合に、モータ側接続部でユニット側接続部を損傷することを確実に防止することができるという効果が得られる。
さらに、モータ側接続部及びユニット側接続部の接触面を、電動モータの前記減速ギヤボックスに対する取付面と同一平面となるように配置することにより、減速ギヤボックスに電動モータを装着する際に電動モータを回しながら組み付ける場合に、電動モータの取付フランジ等の突出部が制御ユニット側の接続部と干渉することを確実に防止することができるという効果が得られる。
さらにまた、モータ側接続部及びユニット側接続の接触面を電動モータの軸方向とすることにより、接触面の高さを低くすることができると共に、十分な接触面積を確保することができるという効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を右ハンドル車に適用した場合の一例を示す斜視図、図2は正面図、図3は左側面図、図4は平面図、図5及び図6は要部の分解斜視図である。
図1において、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)を装着するステアリングホイール装着部2aを有する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ブラシモータで構成される電動モータ5が配設されている。
ここで、ステアリングコラム3は、減速ギヤボックス4との連結部にコラプス時の衝撃エネルギーを吸収して所定のコラプスストロークを確保する内管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(図示せず)に取付けられる取付板部7aと、この取付板部7aの下面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の先端が、減速ギヤボックス4の下端側即ち車体前方側に配設したカバー4a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。
また、アッパ取付ブラケット6は、車体側部材(図示せず)に取付けられる取付板部6aと、この取付板部6aに一体に形成された方形枠状支持部6bと、この方形枠状支持部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。
ここで、取付板部6aは、車体側部材(図示せず)に取付けられる左右一対のカプセル6dと、これらカプセル6dに樹脂インジェクション6eによって固定された摺動板部6fとで構成され、衝突時にステアリングコラム3に車体前方に移動させる衝撃力が作用することにより、カプセル6dに対して摺動板部6fが車体前方に摺動して樹脂インジェクション6eが剪断され、その剪断荷重がコラプス開始荷重となるように構成されている。
また、チルト機構6cのチルトレバー6gを回動させることにより、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。
さらに、ステアリングシャフト2は、図7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。
さらにまた、減速ギヤボックス4は、図5〜図7に示すように、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニム、アルミニム合金、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、電動モータ5の出力軸5a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を取付けるモータ装着部17と、トルクセンサ収納部16の後端面に形成されたステアリングコラム3の前端部に形成された取付フランジ2aを取付けるコラム取付部18と、ウォーム収納部12とウォームホイール収納部14の一部に跨がってウォームホイール収納部14及びトルクセンサ収納部16の中心軸線と直交する平面内に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が、コラム取付部18にステアリングコラム3の取付フランジ3cを当接させた状態でボルト18aによってステアリングコラム3に固定されている。
ここで、トルクセンサ15は、図7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及び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。
また、電動モータ5には、その一方の取付フランジ部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、内蔵するブラシに配電する後述するバスバー5i及び5jと一体に形成されたモータ側接続部としての接続端子5c及び5dが電動モータ5の軸心方向と直角な車体後方に向け且つステアリングコラム3の中心軸と略平行となるように突出形成されている。これら接続端子5c及び5dの先端部に固定ねじを挿通する長孔5eが穿設されている。このとき、図3に示すように、ステアリングコラム3を側面から見たときに一対の取付フランジ部5bを結ぶ線L1と接続端子5c及び5d間の中央線L2の延長方向とのなす角θが鋭角(例えば60°)とされてステアリングコラム3と平行な方向及びこれと直交する方向での取付フランジ部5bの突出長が抑制されて小型化されている。
ここで、接続端子5c及び5dの夫々は、図8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て、2組のブラシ5g,5hに個別に接続された円弧状のバスバー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。そして、電動モータ5がその取付フランジ5bを減速ギヤボックス4のモータ装着部17に、その出力軸5aをウォーム11に連結すると共に、接続端子5c及び5dを車体後方に延長させて取付けられている。
さらに、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9を参照して明らかなように、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の上部側とで平坦取付面20aが形成され、これとトルクセンサ収納部16の上面に形成した平坦取付面20aと直交する平坦面20bとで左側面から見てL字状に形成されている。また、モータ装着部17の後端面にも平坦取付面20aと平行でこの平坦取付面より後方側位置に幅狭のフレーム取付面20cが形成されている。そして、トルクセンサ収納部16における平坦面20bの左右方向の中央部からトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fが突出されている。
この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5、図6及び図10に示すように、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を実装し、平坦取付面20aに放熱グリースを介して直接固定する熱伝導率の高い金属製のパワー基板23と、このパワー基板23を囲繞する長方形枠状の合成樹脂製フレーム24と、この合成樹脂製フレーム24の正面に取付けられるトルクセンサ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)やその周辺機器を実装した制御基板25と、パワー基板23、合成樹脂製フレーム24、制御基板25を覆うカバー26とで構成されている。
ここで、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の左端における電動モータ5の接続端子5c及び5dに近接対向する位置に突出形成された減速ギヤボックス4のフレーム取付面20cに固定する取付板部24bと、この取付板部24bからL字状に突出された電動モータ5の接続端子5c及び5dに面接触して電気的に接続するユニット側接続部としての端子台24cと、フレーム本体24aの右端における中央位置に配設されたバッテリ(図示せず)に接続される電源コネクタ24d及び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24eとが一体に構成されている。ここで、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eの夫々は、これらに接続する外部の接続コネクタの挿入方向が車体の右側面側から行うように右端側に接続コネクタ挿入開口が形成されている。
そして、上記構成を有する制御ユニット19が、先ず、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20における平坦取付面20aのパワー基板23の装着位置に放熱グリースを塗布してから、パワー基板23を放熱グリース上に載置して平坦取付面20aにビス止めし、次いで、合成樹脂製フレーム24を、パワー基板23の周囲を囲繞するように平坦取付面20a及びフレーム取付面20cに載置する。そして、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に同様にビス止めする。その後又はその前に合成樹脂製フレーム24の正面側に制御基板25を、そのスルーホール25a〜25dにトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを挿通させてからビス止めし、最後に外部接続端子15c〜15fとスルーホール25a〜25dとを半田付けしてから最後にカバー26を平坦面25aに装着する。
その後、ステアリングコラム3、ステアリングシャフト2、ウォーム11、ウォームホイール13を組立て、最後に電動モータ5を組付け、電動モータ5の接続端子5c及び5d側から固着具としての固定ビス5oを長孔5eを通じて端子台24cに螺合させることにより、接続端子5c及び5dと端子台24cとを電気的に接続してから端子カバー27を装着する。
このように、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を装着した状態で、制御ユニット19のカバー26の後端面位置と、減速ギヤボック4の最後端位置でコラプス時のステアリングコラム収縮時のストッパとなるステアリングコラム3の取付フランジ3cを固定するボルト18aの頭部より前方側に位置するように制御ユニット19の厚さ及び制御ユニット装着部20の平坦取付面20aの位置が設定されて、後述するコラプス時に制御ユニット19コラプス時の移動部材に干渉しない位置に制御ユニット19が装着されている。
また、制御ユニット19の電動モータ5と反対側即ち車両の右側面側に電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eが配設されており、電動モータ5、制御ユニット19及び電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eとが一直線上に配置されていることになり、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eへのバッテリ側コネクタ及びネットワーク側コネクタの接続が容易であると共に、電源コネクタ24dについては通常車両のエンジンルームの車室側左右位置に設けられているアースポイントに近い位置となり、電源コネクタ24dとアースポイントとの間のアース線の長さを短縮することができる。しかも、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eは共に対となるコネクタとの接続方向が水平方向となっており、水滴や塵埃の侵入を防止することができる。
次に、上記第1の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を組み付けるには、減速ギヤボックス4のトルクセンサ装着部16内に、トルクセンサ15をその外部接続端子15c〜15fの先端がステアリングコラム3の外周部に沿って車体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、平坦取付面20aに放熱グリースを塗布してから放熱グリース上にパワー基板23を載置して平坦取付面20aにビス止めする。この状態で、パワー基板23を囲繞するように合成樹脂製フレーム24を平坦取付面20aに載置し、その取付板部24bを減速ギヤボックス4のフレーム取付面20cに接触させてビス止めする。さらに、合成樹脂製フレーム24の正面即ち車体後方側に制御基板25をそのスルーホール25a〜25dにトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを挿通させると共に、スルーホール25a〜25dとトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fと半田付けしてからカバー26を装着することにより、制御ユニット19を構成する。
次いで、減速ギヤボックス4にステアリングシャフト2、ステアリングコラム3、ウォーム11及びウォームホイール13等を装着してから最後に電動モータ5を減速ギヤボックス4のモータ取付部17に取付ける。
その後、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、接続端子5c及び5dが制御ユニット装着部20に対向するようにすると共に、出力軸5aをウォーム11に連結して装着する。このとき、電動モータ5の出力軸5aとウォーム11とをセレーション結合又はスプライン結合するので、電動モータ5を円周方向に回しながら出力軸5aとウォーム11とを連結し、両者の連結が完了した時点で、接続端子5c及び5dが制御ユニット装着部20に装着した制御ユニット19における合成樹脂製フレーム24の端子台24cに面接触するように取付フランジ5aをモータ装着部17に装着する。
このように、電動モータ5を減速ギヤボックス4に装着する際に、電動モータ5を円周方向に回しながら装着することになるので、接続端子5c及び5dを軸方向に直交する方向に突出させることにより、この接続端子5c及び5dで制御ユニット19の端子台24cやその周辺部を損傷することがなく、電動モータ5の減速ギヤボックス4への組み付けを容易に行うことができる。
因みに、接続端子5c及び5dが電動モータ5の外周面に沿って延長する場合には、電動モータ5を回し入れるときに、接続端子5c及び5dが制御ユニット19の端子台24cやその周辺部に接触して損傷するおそれがあり、電動モータ5の組み付けを注意深く行う必要があり、組み付け作業に手間取るという問題があるが、上記第1の実施形態では、電動モータ5を回し入れる際には接続端子5c及び5dが制御ユニット19の端子台24cやその周辺部に干渉することがなく、組み付け作業を容易に行うことができる。
この状態で、合成樹脂製フレーム24に形成した端子台24cと電動モータ5の接続端子5c及び5dとが面接触することになり、図11に示すように、接続端子5c及び5d側から固定ビス5oを長孔5eを通じて端子台24cに螺合させることにより、接続端子5c及び5dを端子台24cに最短距離で強固に取付けることができる。
このように制御ユニット19の端子台24cに電動モータ5の接続端子5c及び5dを電源ケーブルを介することなく面接触させて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とを信号ケーブル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、電動モータ及び制御ユニット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。
しかも、制御ユニット19における合成樹脂製フレーム24に形成した電動モータ5の接続端子5c及び5dに接続される端子台24eの近傍に取付板部24bが形成され、この取付板部24bが減速ギヤボックス4のモータ装着部17に形成したフレーム取付面20cに固定されるので、車両の振動によって端子台24cが減速ギヤボックス4とは異なる振動を生じて端子台24cに応力集中が生じることを抑制して、端子台24cの剛性を向上させることができる。
また、制御ユニット19を構成する発熱を伴うパワー基板23がアルミニム、アルミニム合金、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における平坦取付面20aに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。
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の電源コネクタ24d及び信号コネクタ24e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及びCANなどのネットワークの接続コネクタを車体右側面側から装着することにより、電動パワーステアリング装置1の組み付けを完了する。このように、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eへの外部接続コネクタの接続を車体右側面側から行うことができるので、両者の接続を容易に行うことができる。このとき、アッパ取付ブラケット6では、図1に示すように、取付板部6aを構成するカプセル6dに摺動板部6fが樹脂インジェクション6eによって固定されている。
この電動パワーステアリング装置1の組み付けが完了すると、アッパ取付ブラケット6のチルトレバー6gを回動させることにより、チルトロック状態を解除し、この状態でステアリングコラム3をロア取付ブラケットの7の枢軸7cを中心として回動させることにより、チルト位置を調整することができる。
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。
この状態で、コラプス発生時に図示しないステアリングホイールに乗員が接触して、ステアリングコラム3を前方に摺動させる衝撃力が作用すると、図12〜図14に示すように、アッパ取付ブラケット6のカプセル6dと摺動板部6fとの間の樹脂インジェクション6eが剪断されることにより、ステアリングコラム3の取付フランジ3c側で内管3aに対して外管3bが衝撃力を吸収しつつ摺動して収縮ストッパとしてのボルト18aの頭部に当接することにより必要なコラプスストロークを確保してステアリングコラム3が収縮する。
このようにステアリングコラム3が収縮すると、その周辺に取付けてある部材が制御ユニット19に近接することになるが、この制御ユニット19は所定のコラプスストロークを確保した状態で移動部品と接触しない位置に配置されているので、コラプスを妨げるように移動部品に干渉することはなく、必要なコラプスストロークを確保することができる。
因みに、コラプス発生時のコラプスストロークを確保するために制御ユニット19も潰すことが考えられるが、この制御ユニット19は前述したように合成樹脂製フレーム24の潰れのコントロールが困難であり、コラプス時のエネルギー吸収量にバラツキが出てしまうという問題点があるが、上記第1の実施形態では、コラプスストロークの確保に制御ユニット19の潰れを考慮していないので、コラプス時に安定した設定値通りのエネルギー吸収量を確保することができる。
なお、上記第1の実施形態においては、電動モータ5の接続端子5c及び5dが直線的に延長し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、図15(a)に示すように、接続端子5c及び5dを一旦電動モータ5の軸方向に折り曲げてから軸方向と直交する方向に外方に延長させるようにしてもよく、この場合には、接続端子5c及び5dの折り曲げ部で弾性を確保することができるので、端子と端子台の接続時に発生する残留応力を緩和することができ、バスバー5c及び5dを長寿命化することができる。同様に、図15(b)に示すように、最初に電動モータ5の軸方向に突出させてから軸方向と直交する方向に外方に延長させるようにしてもよい。
また、上記第1の実施形態においては、電動モータ5に接続端子5c及び5dを設け、制御ユニット19に端子台24cを設け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、電動モータ5に端子台を設け、制御ユニット19に接続端子を設けるようにしてもよく、さらには図16に示すように電動モータ5のモータ側接続部及び制御ユニット19のユニット側接続部の双方を接続端子31m及び31uとすることもできる。この場合には、両接続端子31m及び31uを面接触させた状態で接続端子31m及び31uに形成したボルト挿通孔に例えば接続端子31m側からボルト32を挿通し、このボルト32の接続端子31uから突出した端部にナット33を螺合させて締付けることにより、両者を一体に結合することができる。ここで、ボルト32及びナット33が固着具を構成するが、固着具としてはボルト32及びナット33に限らず、接続端子31m及び31uの何れか一方に雌ねじを形成してこれに他方側からボルト32を螺合させるようにしてもよく、その他のネジ形式の固着具やリベット形式の固着具等任意の固着具を適用することができる。
また、接続端子31m及び31uを固着具で固着する場合に限らず、図17に示すように、接続端子31m及び31uをヒュージング、スポット溶接、TIG溶接等の溶接手段による溶接部34を形成して一体化するようにしてもよい。
さらには、図18に示すように、例えばモータ側接続端子を円周方向の両端が開放された雌端子35mとし、ユニット側接続部を制御ユニット19の端子台24cに突出形成した雄端子35uとして、雌端子35m及び雄端子35uを円周方向に相対回動させて両者を着脱自在に結合させるようにしてもよく、この場合、モータ側接続端子を雄端子35uとし、ユニット側接続部を雄端子35uとするようにしてもよい。また、制御ユニット19を電動モータ5の軸方向に移動可能に構成することにより、電動モータ5を減速ギヤボックス4のモータ取付面17に組付けた後に、制御ユニット19を電動モータ5の軸方向に移動させて雄端子35uを雌端子35mに結合させるようにしてもよい。
なおさらに、上記第1の実施形態においては、図11で特に明らかなように、接続端子5c及び5dの接触面が電動モータ5における減速ギヤボックス4のモータ取付面17に接触される取付フランジ部5bの接触面より内側でモータ取付面17より離れる位置に形成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、図19に示すように、取付フランジ部5bのモータ取付面17との接触面P1を含む平面内に接続端子5c及び5dと端子台24cとの接触面が一致するように配置することが好ましい。この場合には、前述したように、電動モータ5を減速ギヤボックス4に組付ける際に、電動モータ5の出力軸5aと減速ギヤボックス4内に配設されたウォーム11とをセレーション又はスプラインを使用して結合するために、電動モータ5を円周方向に回動させながら連結をする必要があり、この円周方向の回動範囲が狭い場合には問題ないが、回動範囲を広くする場合には、制御ユニット19の端子台24cと電動モータ5の取付フランジ部5bとが干渉して、端子台24cを損傷するおそれがあるが、接続端子5c及び5dと端子台24cとの接触面が取付フランジ部5bのモータ取付面17と接触する接触面を含む平面内となるように設定することにより、電動モータ5を組付ける際に円周方向に大きく回動させた場合でも、取付フランジ部5bが制御ユニット19の端子台24cに干渉することを確実に防止することができ、電動モータ5の組付作業を、部品を損傷することなく円滑に行うことができる。この場合も接続端子5c及び5dの形状は任意形状とすることができ、要は接続端子5c及び5dとユニット側接続部の接触面を電動モータ5の取付面を含む平面内に形成すればよいものである。
また、上記第1の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1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4を配置し、制御ユニット19の電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eを左側に配置すればよく、さらには電動モータ4を車両外側に、電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eを車両内側に配置するようにしてもよい。このとき、図20(a)及び(b)に示すように、一対の取付フランジ部5bを結ぶ線L1と接続端子5c及び5dの中央線L2の延長方向とが直角となるように接続端子5c及び5dと取付フランジ部5bとを配置することにより、図20(a)に示す右ハンドル車及び図20(b)に示す左ハンドル車で共通の電動モータ5を適用することができる。この他、図21(a)及び(b)に示すように、電動モータ5の接続端子5c及び5dを基準として取付フランジ部5bを取付ける取付孔を図21(a)に示す右ハンドル車及び図21(b)に示す左ハンドル車で同一位置となるように設定するようにしてもよく、この場合には一対の取付フランジ部5bを結ぶ線L1と接続端子5c及び5dの中央線L2の延長方向とのなす角θを任意に設定することができる。
次に、本発明の第2の実施形態を図22及び図23について説明する。
この第2の実施形態では、モータ側接続部及びユニット側接続部の接触面を電動モータの軸直角方向とする場合に代えて電動モータの軸方向と平行な方向とするようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、図22に示すように、電動モータ5のモータ側接続部と制御ユニット19のユニット側接続部との電気的接続部40におけるステアリングホイール装着部2a側の高さ位置が制御ユニット19のステアリングホイール装着部2a側の高さ位置以下即ち制御ユニット19のステアリングホイール装着部2a側端面より突出しないように設定されている。
このため、電動モータ5のモータ側接続部としての接続端子5c及び5dが、図23(a)〜(c)に示すように、電動モータ5の取付フランジ5bと円周方向に90度ずれた位置に取付フランジ5bの制御ユニット19側とは反対側の面と略同一平面上で半径方向に突出する半径方向板部41とこの半径方向板部41の上端から電動モータ5の軸方向と平行に制御ユニット19側に前方に延長する軸方向板部42とで構成されている。ここで、軸方向板部42の先端は、電動モータ5の減速ギヤボックス4のモータ取付面17に接触される取付端面43よりも前方に突出されていると共に、軸方向中央部に固定ねじ46を挿通する比較的大きめの挿通孔44が穿設されている。
一方、制御ユニット19の端子台24cが、図23(a)乃至(c)に示すように、制御ユニット19のフレーム本体24aの電動モータ5と対向する端面の上下方向の中央部から電動モータ5側に突出して形成され、その上端面に接続端子板45が配設された接触面が電動モータ5の軸方向と平行に形成されている。ここで、端子台24cには、固定ねじ46を螺合する雌ねじ47が形成され、接続端子板45には雌ねじ47に対向する位置に固定ねじ46を挿通する挿通孔48が形成されている。
さらに、電動モータ5の出力軸5aには、減速ギヤボックス4のウォーム11を取付けたウォーム軸51に例えばセレーション結合するカップリング52が取付けられている。
そして、前述した電動モータ5の接続端子5c及び5dの軸方向板部42の突出長さが、電動モータ5を減速ギヤボックス4に装着する際に、電動モータのカップリング52が減速ギヤボックス4のウォーム軸51にセレーション結合を開始した後に先端が制御ユニット19の端子台24cの接続端子板45に接触するように調整されている。
さらに、電動モータ5を減速ギヤボックス4に装着し且つ接続端子5c及び5dを制御ユニット19の端子台24cに電気的に接続した状態で、端子台24c及び接続端子5c及び5dが図23(a)で一点鎖線図示のように保護カバー53で覆われている。ここで、保護カバー53のステアリングホイール装着部2a側の高さ位置が制御ユニット19のステアリングホイール装着部2a側の高さ位置と等しいか又は低くなるように設定されている。
この第2の実施形態によると、図23(b)に示すように、減速ギヤボックス4のウォーム収納部12と電動モータ5及び制御ユニット19とが分離している状態で、ウォーム収納部12上の制御ユニット装着部20に制御ユニット19を装着してから電動モータ5を電動モータ装着部17に装着する。
このとき、電動モータ5の出力軸5aに装着したカップリング52をウォーム収納部12内に挿通して、その先端がウォーム軸51にセレーション結合を開始するまでの間は、電動モータ5の接続端子5c及び5dにおける軸方向板部42の先端が制御ユニット19の端子台24cに接触することはなく、両者が干渉しないので、カップリング52とウォーム軸51とのセレーション結合を電動モータ5自体を円周方向に回転させながら容易に行うことができる。
そして、カップリング52とウォーム軸51とのセレーション結合が開始した後は、電動モータ5の接続端子5c及び5dの軸方向板部42と制御ユニット19の端子台24cの接続端子板45とを対向させた状態で、電動モータ5を減速ギヤボックス4のモータ装着部17側に押し込むことにより、電動モータ5がモータ装着部17に装着されると共に、接続端子5c及び5dの軸方向板部42が制御ユニット19の端子台24cの接続端子板45に面接触され、軸方向板部42に形成した挿通孔44と端子台24cの雌ねじ47及び接続端子板45の挿通孔48とが合致する。この状態で、固定ねじ46を挿通孔44、48を介して雌ねじ47に螺合させることにより、電動モータ5の接続端子5c及び5dと制御ユニット19の端子台24cの接続端子板45とを電気的に接続する。
その後、制御ユニット19の端子台24c及び電動モータ5の接続端子5c及び5dを覆うように保護カバー53を装着する。
このように、上記第2の実施形態によれば、電動モータ5の接続端子5c及び5dが半径方向板部41及び軸方向板部42で逆L字状に形成されていると共に、制御ユニット19の端子台24cがフレーム本体24aの上下方向の中間位置に軸方向板部42と接触する接触面が電動モータ5の軸方向と平行な方向に形成されているので、ステアリングホイール装着部2a側の保護カバー53を合わせた高さ位置を制御ユニット19の高さ位置と等しいかこれより低くすることができ、ステアリングホイール装着部2a側から衝撃荷重が入力されて、アウタコラム3b及びアッパブラケット6がギヤボックス4側に衝撃荷重を吸収しながらストローク移動する衝撃吸収機能に悪影響を与えることを確実に防止することができると共に、電動モータ4のモータ側接続部と制御ユニット19のユニット側接続部と制御ユニット19より突出して図21に示すステアリングコラム3のアウタコラム3bの外周面に装着するキーロック用フランジ55やこのキーロック用フランジ55に取付くキーロックユニット56と干渉したり近接したりして組立構造上の妨げとなることを確実に防止することができる。
しかも、電動モータの接続端子5c及び5dの突出長さが、電動モータ5のカップリング52が減速ギヤボックス4に形成されたウォーム収納部12内のウォーム軸51とがセレーション結合を開始するまでの間制御ユニット19の端子台24cとは軸方向に離間した状態に維持されるので、カップリング52とウォーム軸51とをセレーション結合するために電動モータ5自体を円周方向に回転させる際に接続端子5c及び5dと端子台24cとが干渉することを確実に防止することができる。
なお、上記第2の実施形態においては、モータ側接続部を半径方向板部41及び軸方向板部42で構成し、ユニット側接続部を端子台24cで構成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、ユニット側接続部を半径方向板部41及び軸方向板部42で構成し、モータ側接続部を端子台24cで構成するようにしてもよい。
次に、本発明の第3の実施形態を図24及び図25について説明する。
この第3の実施形態は、上述した第2の実施形態における接続端子5c及び5dを可撓性を有する構成としたものである。
すなわち、第3の実施形態では、図24及び図25に示すように、電動モータ4のモータ側接続部が、絶縁性を有すると共に、上端を開放し、且つ円周方向の中央部に絶縁壁61aを有して電動モータ5の減速ギヤボックス4のモータ装着部17に取付ける取付端面60近傍の外周部に固定された絶縁性を有するケーブル案内部61と、このケーブル案内部61の絶縁隔壁61aで画成された2つの領域に内装された前述したバスバー5i及び5jに接続された2つの半径方向板部61bと、これら半径方向板部61bのケーブル案内部61から突出した突出部に締結具61cで締結されて出力軸5a側に軸方向に延長し、その先端が上方に折り曲げられてL字状に形成された屈曲可能な外周部にメッシュ状の導電体を配設した例えばピッグテールケーブルで構成される可撓性ケーブル62と、この可撓性ケーブル62の先端に取付けられた端子板部63とで構成されている。そして、ケーブル案内部61の円周方向の両端における側壁に保護カバー65に形成した係止孔65aを係止する係止爪66が形成されている。
一方、制御ユニット19の端子台24cは、図25(a)〜(c)に示すように、前述した第2の実施形態における接続端子板45間に電動モータ5のケーブル案内部61における絶縁壁61aに連接する絶縁隔壁71が形成されていることを除いては図23(a)〜(c)と同様の構成を有する。
この第3の実施形態においても、保護カバー65のステアリングホイール装着部2a側における端面の高さ位置が制御ユニット19のステアリングホイール装着部2a側における端面の高さ位置と等しいかこれより低くして、保護カバー65が制御ユニット19のステアリングホイール装着部2a側の端面よりステアリングホイール装着部2a側に突出することを防止している。
この第3の実施形態によると、減速ギヤボックス4に前述した第1及び第2の実施形態と同様に制御ユニット19を装着した状態で、電動モータ5を減速ギヤボックス4に組付ける際に、電動モータ5の可撓性ケーブル62を図24(b)及び図25(a)に示すように、端子板部63が半径方向に延長するようにL字状に折り曲げた状態とする。このように可撓性ケーブル62をL字状に折り曲げた状態とすることにより、可撓性ケーブル62及び端子板部63が、制御ユニット19の端子台24cと円周方向で干渉することはなく、電動モータ5の出力軸5aに装着したカップリング52と減速ギヤボックス4のウォーム収納部12のウォーム軸51とのセレーション結合を容易に行うことができる。
そして、カップリング52とウォーム軸51とのセレーション結合が開始された状態で、ケーブル配置部61と端子台24cとを対向させるように電動モータ5を減速ギヤボックス4のモータ装着部17に装着する。この状態で、図25(b)に示すように、可撓性ケーブル62の折り曲げ部を延ばすことにより、端子板部63を制御ユニット19の端子台24cの接続端子板45に面接触され、端子板部63に形成した挿通孔64と端子台24cの雌ねじ47及び接続端子板45の挿通孔48とを合致させる。この状態で、図25(b)及び(c)に示すように、固定ねじ46を挿通孔64、48を介して雌ねじ47に螺合させることにより、電動モータ5の端子板部63と制御ユニット19の端子台24cの接続端子板45とを電気的に接続する。このとき、電動モータ5のケーブル配置部61に絶縁隔壁61aが形成され、制御ユニット19の端子台24cにも絶縁隔壁71が形成されているので、可撓性ケーブル62同士が互いに接触して短絡することを確実に防止することができる。
その後、図25(d)に示すように、制御ユニット19の端子台24c及び電動モータ5のケーブル配置部61を覆うように保護カバー65を、その内側面に形成した係止孔部65aをケーブル配置部61の側面に形成した係止爪66に係止させて装着する。
このように、第3の実施形態においても、電動モータ5と制御ユニット19との間を電気的に接続するモータ側接続部及びユニット側接続部のステアリングホイール装着部2a側の突出高さを制御ユニット19のステアリングホイール装着部2a側の突出高さ以下に設定されているので、ステアリングホイール装着部2a側からの衝撃荷重によってアウタコラム3b及びアッパブラケット6が減速ギヤボックス4側にストローク移動したときに、ステアリングコラム3のアウタコラム3bに装着されているキーロック用フランジ55やキーロックユニット56等の装着部材と保護カバー65とが干渉することはなく、衝撃吸収機能を十分に発揮することができる。また、電動パワーステアリング装置の組付け時に、十分な作業空間を確保することができ、組付作業を容易に行うことができる。
しかも、電動モータ5のモータ接続部が可撓性ケーブル62を有するので、電動モータ5及び減速ギヤボックス4に製作誤差が生じたとしても、この製作誤差を可撓性ケーブル62の撓みによって吸収することができる。
なお、上記第3の実施形態においては、モータ側接続部を半径方向板部61bを内装したケーブル案内部61、締結具61c、可撓性ケーブル62及び端子板部63で構成し、ユニット側接続部を端子台24cで構成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、ユニット側接続部をケーブル案内部61、締結具61c、可撓性ケーブル62及び端子板部63で構成し、モータ側接続部を端子台24cで構成するようにしてもよい。
また、上記第3の実施形態においては、絶縁性のケーブル案内部61に内装された半径方向板部61cに可撓性ケーブル62を締結固定す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、電動モータ5の外周部に絶縁性ケーブル案内部を埋め込んで、電動モータ5の外周部から直接可撓性ケーブル62を導出させるようにしてもよい。また、可撓性ケーブルを外周面にメッシュ状の導電体を有するピッグテールケーブルに代えて中心部の導電体を絶縁被覆した可撓性ケーブルを適用する場合には、ケーブル案内部を絶縁性とする必要はない共に、ケーブル案内部自体を省略してもよい。
さらに、上記第2及び第3の実施形態においては、電動モータ5の接続端子5c,5d及び端子板部63と、制御ユニット19の端子台24cとを固定ねじ46で固定す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、モータ側接続部及びユニット側接続部を、前述した第1の実施形態と同様に、ボルトやリベット等の固着具で固定したり、ヒュージング、スポット溶接、TIG溶接等の溶接手段で固定したりするようにしてもよい。
さらにまた、上記第2及び第3の実施形態においては、電動モータ5のカップリング52と減速ギヤボックス4のウォーム軸51とをセレーション結合す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、スプライン結合するようにしてもよく、任意の結合方法を適用することができる。
なおさらに、上記第1〜第3の実施形態においては、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fをL字状に折り曲げて制御基板25のスルーホール25a〜25dに挿通す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、スルーホール25a〜25dへの外部接続端子15c〜15fの挿通を容易にするために、スルーホール25a〜25dの外部接続端子15c〜15fの挿通側に漏斗状の案内面を有するガイド部材を設けるようにしてよい。
また、上記第1〜第3の実施形態においては、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fをL字状に形成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、外部接続端子15c〜15fを直線状とし、制御基板25に形成した接続ランドに沿わせて半田付けやヒュージングなどで電気的に接続するようにしたり、外部接続端子をクリップ端子として制御基板25に挟着したりするようにしてもよい。
さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、減速ギヤボックス4の制御基板装着部20の平坦取付面20aがステアリングコラム3の中心軸と直交する平面であ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、平坦取付面20aをステアリングコラム3の中心軸に対して直交する面に対して傾斜する面とするようにしてもよい。
さらにまた、上記第1〜第3の実施形態においては、電動モータ5、制御ユニット19及びコネクタ24d,24e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。
なおさらに、上記第1〜第3の実施形態においては、制御ユニット19の電源コネクタ24d及び信号コネクタ24eがその接続用開口が右端側にあ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、接続用開口をステアリングコラム3の軸方向に沿う方向にとして、外部コネクタをステアリングコラム3の軸方向から装着するようにしてもよい。
また、上記第1〜第3の実施形態においては、制御ユニット19を構成する場合に、先ず、パワー基板23を平坦取付面20aにビス止めしてから合成樹脂製フレーム24を固定し、この合成樹脂製フレーム24に制御基板25をビス止めするように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、合成樹脂製フレーム24にパワー基板23及び制御基板25を取付けてから合成樹脂製フレーム24を平坦取付面20aに固定するようにしてもよく、さらには合成樹脂製フレーム24の一部とパワー基板23とを共締めするようにしてもよい。
さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、パワーモジュール基板23が高熱伝導率を有する金属基板で構成されている場合について説明したが、金属基板を別体として、パワーモジュール基板23を金属基板及び放熱グリースを介して制御ユニット装着部20の平坦取付面20aに取付けるようにしてもよく、さらには、金属基板で構成されたパワーモジュール基板23をさらに別体の金属基板及び放熱グリースを介して平坦取付面20aに装着するようにしてもよい。
さらにまた、上記第1〜第3の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、バスバー5c及び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。
本発明による電動パワーステアリング装置の第1の実施形態を示す斜視図である。 本発明による電動パワーステアリング装置の正面図である。 図2の左側面図である。 図2の平面図である。 本発明の要部の分解斜視図である。 図5とは逆方向から見た本発明の要部の分解斜視図である。 減速ギヤボックス位置における要部を拡大して示す縦断面図である。 電動モータのバスバー構造を示す正面図である。 減速ギヤボックスと制御基板との関係を示す斜視図である。 減速ギヤボックスにおけるトルクセンサの外部接続端子を制御基板に挿通した状態を示す斜視図である。 電動モータと制御ユニットとの接続関係を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は要部の拡大図である。 コラプス時の電動パワーステアリング装置を示す斜視図である。 コラプス時の電動パワーステアリング装置の左側面図である。 コラプス時の電動パワーステアリング装置の平面図である。 電動モータの接続端子の変形例を示す斜視図である。 電動モータのモータ側接続部と制御ユニットのユニット側接続部とを固着具で接続した状態を示す図である。 電動モータのモータ側接続部と制御ユニットのユニット側接続部とを溶接した状態を示す図である。 電動モータのモータ側接続部と制御ユニットのユニット側接続部とを雌端子及び雄端子で接続した状態を示す図である。 電動モータの接続端子を取付面と一致するように形成した実施形態を示す側面図である。 左右ハンドル車で電動モータを共通化した実施形態を示す図である。 左右ハンドル車で電動モータを共通化した他の実施形態を示す図である。 本発明による電動パワーステアリング装置の第2の実施形態を示す平面図である。 第2の実施形態における減速ギヤボックスへの電動モータ及び制御ユニットの装着関係を示す説明図であって、(a)は減速ギヤボックスのウォーム収納部を断面とした要部の平面図、(b)は前記要部の分解図、(c)は接続端子と端子台との関係を示す斜視図である。 本発明による電動パワーステアリング装置の第3の実施形態を示す説明図であって、(a)は減速ギヤボックスへの電動モータ及び制御ユニットの装着関係を示す説明図であって、(a)は保護カバーを外した状態の減速ギヤボックスのウォーム収納部を断面とした要部の平面図、(b)は前記要部の分解図である。 第3の実施形態の電動モータのモータ側接続部と制御ユニットのユニット側接続部との接続手順を示す斜視図である。
符号の説明
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングシャフト、3…ステアリングコラム、4…減速ギヤボックス、5…電動モータ、5c,5d…接続端子、5i,5j…バスバー、6…アッパ取付ブラケット、7…ロア取付ブラケット、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、16…トルクセンサ収納部、17…モータ装着部、18…コラム取付部、19…制御ユニット、20…制御ユニット装着部、23…パワー基板、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…電源コネクタ、24e…信号コネクタ、25…制御基板、41…半径方向板部、42…軸方向板部、43…取付端面、45…端子板部、46…固定ねじ、47…雌ねじ、51…ウォーム軸、52…カップリング、53…保護カバー、61…ケーブル案内部、61a…絶縁隔壁、61b…半径方向板部、61c…締結具、62…可撓性ケーブル、63…端子板部、65…保護カバー、71…絶縁隔壁

Claims (16)

  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、前記電動モータ及び当該電動モータを駆動する制御回路を実装した制御基板を含む制御ユニットが並設され、前記電動モータの前記制御ユニットと近接対向する位置にモータ側接続部が少なくとも軸方向と交差する方向に突出して形成され、前記制御ユニットの前記電動モータに近接対向する位置に前記モータ側接続部に面接触するユニット側接続部が形成され
    前記モータ側接続部は、前記電動モータの内部でブラシ又はコイルに配電するバスバーと一体に形成され、
    前記モータ側接続部及びユニット側接続部の接触面は、前記電動モータの前記減速ギヤボックスに対する取付面と同一平面となるように配置したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  2. 前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部を接続した状態で両者を覆う保護カバーを有す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. 前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部は、接続端子及び端子台の何れか一方で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. 前記モータ側接続部及びユニット側接続部は、両者を面接触させた状態で、ネジ、ボルト及びリベット等の固着具で固定されてい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。
  5. 前記モータ側接続部及びユニット側接続部は、ヒュージング、スポット溶接、TIG溶接等の溶接手段で固定されてい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。
  6. 前記モータ側接続部及びユニット側接続部は、前記電動モータの円周方向から脱着可能な雄端子及び雌端子で構成されてい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。
  7. 前記モータ側接続部は、前記電動モータの軸方向に沿う板部と該板部の先端から半径方向に延長する突出板部とで側面から見てL字状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
  8. 前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部の何れか一方は、前記電動モータの外周面から半径方向に延長する半径方向板部と該半径方向板部の先端から軸方向と平行に延長する軸方向板部とで逆L字状の端子板で構成され、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部の他方は、前記軸方向板部の電動モータの外周面との対向面に接触する軸方向接触面を有する端子台で構成されていることを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
  9. 前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部の何れか一方は、前記電動モータの外周部から導出された複数の可撓性ケーブルと各可撓性ケーブルの先端に取付けた端子板部とで形成され、前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部は、前記端子板部との接触面が前記電動モータの軸方向に形成された端子台で構成されていることを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
  10. 前記モータ側接続部及び前記ユニット側接続部の何れか一方は、前記電動モータの半径方向に延長する複数の半径方向板部を内装したケーブル案内部と、該ケーブル案内部の各半径方向板部に締結具によって締結固定された複数の可撓性ケーブルと、該可撓性ケーブルの先端に取付けた端子板部とで形成され、前記モータ側接続部及びユニット側接続部の他方は、前記端子板部との接触面が前記電動モータの軸方向に形成された端子台で構成されていることを特徴とする請求項2乃至5の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
  11. 前記ケーブル案内部は、複数の可撓性ケーブルを絶縁する絶縁隔壁が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の電動パワーステアリング装置。
  12. 前記端子台は、前記端子板部が接触される接触面に、隣接する端子板部を絶縁する絶縁隔壁が形成されていることを特徴とする請求項9乃至11の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
  13. 前記保護カバーの高さ位置が前記制御ユニットの高さ位置以下に選定されていることを特徴とする請求項8乃至12の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
  14. 前記制御ユニットは、合成樹脂製フレームを有し、該合成樹脂製フレームの前記電動モータの接続端子及び端子台の何れか一方に対向する位置に前記減速ギヤボックスに固定する取付板部を介して接続端子及び端子台の何れか他方が形成されていることを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
  15. 前記減速ギヤボックスは、前記電動モータの出力軸に連結されたウォームを収納するウォーム収納部と、前記ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールを収納するウォームホイール収納部と、該ウォームホイール収納部と連接して前記トルクセンサを収納し且つステアリングコラムと連結するトルクセンサ収納部とを少なくとも有し、前記ウォーム収納部、ウォームホイール収納部及びトルクセンサ収納部の外周部に前記制御ユニットを装着する制御ユニット装着部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至14の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
  16. 前記トルクセンサ収納部の先端をコラプス時のステアリングコラムの収縮ストッパとし、前記制御ユニット装着部に装着された制御ユニットの収縮ストッパ側端面位置が収縮ストッパよりウォームホイール収納部側に設定されていることを特徴とする請求項15に記載の電動パワーステアリング装置。
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