JP5397657B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。

車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置は、電動モータによって運転者の操舵を補助するようになっている。すなわち、各種のセンサ等によって操舵部材の操舵状態等が検出され、この検出値に基づいて制御装置が電動モータを制御することで、転舵機構に操舵補助力が付与される。
電動モータの回転軸の軸方向に関して、電動モータと減速機構との間に、制御装置を配置す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１，２を参照）。

また、電動モータのケース内において、電動モータの回転軸の軸方向に関して、減速機構とは反対側の位置に、制御装置を収容した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３を参照）。
国際公開ＷＯ９９／１６６５４号パンフレット 特開２００２−１２０７３９号公報 特開２００２−３４５２１１号公報

ところで、電動パワーステアリング装置として、電動モータの動力を動力伝達機構を介してラックアンドピニオン機構などの転舵機構に与える電動パワーステアリング装置がある。この種の電動パワーステアリング装置の転舵機構は、回転を転舵軸の軸方向移動に変換する機構を有しているため、もともと、ハウジングの構造が複雑になる傾向にある。したがって、この種の電動パワーステアリング装置において、上記の特許文献１〜３と同じ構造を適用する場合、ハウジングの構造がより複雑化し、大型化するおそれがある。

本発明は、かかる背景のもとになされたものであり、本発明の目的は、ハウジングの構造を簡素化でき、モータハウジングの少なくとも一部を制御装置の収容室に用いることを実質的に可能とすることができる車両用操舵装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、回転軸（５２）と回転軸を収容するモータハウジング（２３；２３Ａ）とを含む電動モータ（１７）と、電動モータの動力が動力伝達機構（１８）を介して入力される転舵機構（７）とを備え、転舵機構は、ラック（９ａ）が形成されて回転軸と平行に延びる転舵軸（９）を含み、転舵軸を収容するラックハウジング（２７）の少なくとも一部および電動モータのモータハウジングの少なくとも一部（２５；２５Ａ）が、単一の材料で一体に形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、転舵機構のハウジングの少なくとも一部およびモータハウジングの少なくとも一部が兼用されるので、部品点数を削減でき、構造を簡素化することができる。したがって、モータハウジングの少なくとも一部を制御装置の収容室に用いることを実質的に可能とすることができる。また、両ハウジングの少なくとも一部の一体形成により、ハウジング全体としての剛性を格段に向上することができ、振動を低減することができる。また、モータハウジングによって支持される回転軸および転舵機構のハウジングによって支持される転舵軸間の平行度を向上することができる。この点からも振動を低減することができる。また、両ハウジングが別部材で構成される場合と比較して、両ハウジング間での熱伝導性を格段に向上することができるので、例えば両ハウジングを発熱要素の熱を逃がすために用いる場合に、良好に熱を逃がすことができる。
また、転舵軸と電動モータの回転軸の平行度を精度良く確保することができる。

また、上記動力伝達機構のハウジング（１２）は開口（３５ａ，４０ａ）を有し、上記モータハウジングは、上記開口を覆うように動力伝達機構のハウジングに連結されている場合がある（請求項２）。モータハウジングによって動力伝達機構のハウジングの開口を閉塞することができるので、別途にカバーを設ける場合と比較して、部品点数を削減することができる。また、動力伝達機構は殆ど発熱しないので、動力伝達機構のハウジングを介して、例えば発熱要素からの熱を効果的に逃がすことができる。

また、上記動力伝達機構のハウジングの少なくとも一部およびモータハウジングの少なくとも一部によって区画される収容室内（２４）に、電動モータの駆動を制御する制御装置（２２）が収容されている場合がある（請求項３）。この場合、別途に制御装置のケースを設ける場合と比較して、小型化を図ることができ、且つ部品点数の削減を通じて製造コストを安くすることができる。また、制御装置は、通例、パワー基板に実装されたスイッチング素子等の発熱要素を含んでいる。一方、動力伝達機構は殆ど発熱しない。このような動力伝達機構のハウジングを介して、上記の発熱要素からの熱を収容室の外部へ効果的に放出することができる。

また、上記モータハウジングの少なくとも一部はアルミニウムを含む材料で形成され、電動モータは、ロータ（５４）およびステータ（５５）を含み、上記ステータは、モータハウジングの内周に嵌合され単一の材料で一体に形成された環状のステータコア（５８０）とを有している場合がある（請求項４）。この場合、いわゆる一体型のステータコアを用いることにより、組立が容易である。また、ステータの極の位置精度を向上できるので、電動モータの効率を向上することができる。

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

以下には、図面を参照して、本発明の実施形態につ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車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、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等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結された中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結された例えばラックアンドピニオン機構からなる転舵機構７とを備えている。

転舵機構７は、自在継手６を介して中間軸５に連結されたピニオン軸８と、車両の左右方向に延びる転舵軸９とを備えている。転舵軸９は、ピニオン軸８に設けられたピニオン８ａに噛み合うラック９ａと、ねじ軸９ｂとを有している。転舵軸９は、ラック９ａおよびねじ軸９ｂが、単一の材料で同軸上に一体に形成されてなる。
ステアリングシャフト３は、車体に固定されたステアリングコラム１０によって図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。

転舵軸９は、車体に固定された第１のハウジング１１、第２のハウジング１２および第３のハウジング１３によって、図示しない軸受を介して直線往復動可能に支持されている。
転舵軸９の一対の端部は、それぞれ第１および第３のハウジング１１，１３から突出し、各端部にはそれぞれタイロッド１４が結合されている。各タイロッド１４は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１５に連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン８ａおよびラック９ａによって、車両の左右方向に沿っての転舵軸９の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１５の転舵が達成される。
ピニオン軸８は、自在継手６を介して中間軸５に連なる入力軸８ｂと、ピニオン８ａに連なる出力軸８ｃと、入力軸８ｂと出力軸８ｃとを同軸上に連結するトーションバー８ｄとを備えている。

電動パワーステアリング装置１は、運転者の操舵を補助する操舵補助機構１６を備えている。操舵補助機構１６は、電動モータ１７と、電動モータ１７の動力を転舵機構７の転舵軸９に伝達する動力伝達機構１８とを備えている。
動力伝達機構１８は、電動モータ１７の出力回転を減速する例えば平行軸歯車機構からなるギヤ機構１９と、ギヤ機構１９の出力回転を転舵軸９の軸方向移動に変換する例えばボールねじ機構からなる運動変換機構２０とを備えている。

上記のトーションバー８ｄを介する入力軸８ｂおよび出力軸８ｃ間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ２１が設けられている。トルクセンサ２１によるトルク検出結果は、制御装置としてのＥＣＵ２２（電子制御ユニット）に入力される。また、図示しない車速センサからの車速検出結果がＥＣＵ２２に入力される。
ＥＣＵ２２は、トルクセンサ２１からのトルク検出結果、および図示しない車速センサからの車速検出結果等に基づいて電動モータ１７を制御する。具体的には、ＥＣＵ２２では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ１７の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。

動力伝達機構１８は第２および第３のハウジング１２，１３内に収容されており、転舵軸９の軸方向に関して、第２のハウジング１２は、第１のハウジング１１および第３のハウジング１３の間に配置されている。第１のハウジング１１は、転舵軸９のラック９ａを収容するラックハウジングとして機能している。
本実施の形態の主に特徴とするところは、電動モータ１７のモータハウジング２３の一部および第１のハウジング１１が、単一の材料で一体に形成されている点にある。また、モータハウジング２３の少なくとも一部および第２のハウジング１２の少なくとも一部の間に、ＥＣＵ２２を収容する収容室２４が区画されている点にある。

電動パワーステアリング装置１の概略側面図である図２を参照して、電動モータ１７のモータハウジング２３は、互いに接触するように組み合わされた第１のモータハウジング２５および第２のモータハウジング２６を有している。
第１のハウジング１１は、転舵軸９を収容するラックハウジング２７と、上記の第１のモータハウジング２５と、ラックハウジング２７および第１のモータハウジング２５を連結する連結部２８とを単一の材料で一体に形成している。

第１のハウジング１１および第２のハウジング１２は、アルミニウムを含む材料、例えばアルミニウム合金（例えば鋳造品、冷間鍛造品）により形成され、軽量化が図られている。また、モータハウジング２３の第２のモータハウジング２６には、例えば非磁性の板金が用いられている。
第１のハウジング１１および第２のハウジング１２は、互いの端部で突き合わされ（或いは嵌め合わされ）、固定ねじ２９を用いて互いに締結されている。また、第２のハウジング１２および第３のハウジング１３は、互いの端部で突き合わされ（或いは嵌め合わされ）、固定ねじ３０を用いて互いに締結されている。第１のハウジング１１および第２のハウジング１２の互いの端部が、図３に示すような環状のシール部材８５によって封止されている。

動力伝達機構１８のギヤ機構１９は、電動モータ１７によって駆動される駆動ギヤ３１と、駆動ギヤ３１に噛み合わされたアイドルギヤとしての中間ギヤ３２と、中間ギヤ３２に噛み合わされた従動ギヤ３３とを備えている。
駆動ギヤ３１およびその支軸３４は、第２および第３のハウジング１２，１３に連通するように形成された収容孔３５，３６内に収容されている。駆動ギヤ３１の支軸３４は、一対の端部を有している。これら一対の端部は、それぞれ対応する軸受３７，３８を介して、第２および第３のハウジング１２，１３によって回転可能に支持されている。

中間ギヤ３２およびその支軸３９は、第２および第３のハウジング１２，１３に連通するように形成された収容孔４０，４１内に主に収容されている。中間ギヤ３２の支軸３９は、一対の端部を有している。これら一対の端部は、それぞれ対応する軸受４２，４３を介して、第２および第３のハウジング１２，１３によって回転可能に支持されている。中間ギヤ３２は、収容孔４０，４１から径方向外方に突出し、駆動ギヤ３１および従動ギヤ３３に噛み合わされている。

軸受３７および軸受４２は、シールド板またはリップ付きオイルシールを用いたシール軸受により構成されている。これにより、ギヤ３１〜３３の潤滑に用いられる潤滑剤が、ＥＣＵ２２を収容する後述する収容室２４内へ浸入することが防止されている。
第２のハウジング１２の収容孔３５，４０は、収容室２４に連通する開口３５ａ，４０ａを有している。これらの開口３５ａ，４０ａは、電動モータ１７のモータハウジング２３によって覆われている。

動力伝達機構１８の運動変換機構２０は、転舵軸９の一部に設けられたねじ軸９ｂと、ねじ軸９ｂの周囲を取り囲むボールナットからなり従動ギヤ３３によって駆動される回転筒４４と、ねじ軸９ｂの外周および回転筒４４の内周の対応するねじ溝４５，４６間に介在する複数のボール４７とにより構成されている。ねじ軸９ｂを有する転舵軸９の回転が規制されているので、回転筒４４に入力された回転が、ねじ軸９ｂの軸方向移動に変換されるようになっている。

回転筒４４は、第２および第３のハウジング１２，１３に連通するように形成された収容孔４８，４９内に収容されている。回転筒４４は一対の端部を有している。これら一対の端部は、それぞれ対応する軸受５０，５１を介して、第２および第３のハウジング１２，１３によって回転可能に支持されている。また、回転筒４４の軸方向の中間部の外周には、従動ギヤ３３が同行回転可能に取り付けられている。

図３の要部の拡大図である図４を参照して、第１のモータハウジング２５は、収容室２４の一部を区画する第１の壁面１０１を含み、第２のハウジング１２は収容室２４の一部を区画する第２の壁面１０２を含み、これら第１の壁面１０１および第２の壁面１０２は、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に対向している。
また、第２のハウジング１２の第２の壁面１０２は、環状平面により構成されており、その環状平面は、電動モータ１７の回転軸５２の中心軸線Ｃ１または上記中心軸線Ｃ１の延長線（支軸３４の中心軸線Ｃ２に一致）とは直交し且つ上記中心軸線Ｃ１または上記延長線の回りを取り囲んでいる。また、制御装置としてのＥＣＵ２２は、回転軸５２の中心軸線Ｃ１または上記延長線の回りに配置されている。

図３および図４を参照して、電動モータ１７としてブラシレスモータが用いられている。電動モータ１７の回転軸５２および駆動ギヤ３１の支軸３４は、同軸上に並べて配置されており、回転軸５２および支軸３４は、例えば筒状の継手５３を介して同行回転可能に連結されている。回転軸５２および支軸３４は、継手５３の内周にセレーション嵌合またはスプライン嵌合されている。

継手として、電動モータ１７の回転軸５２とは同行回転する環状の入力部材と、支軸３４とは同行回転する環状の出力部材と、入力部材および出力部材の間に介在し入力部材および出力部材を動力伝達可能に連結する環状の弾性部材とを有する継手を用いることもできる。
電動モータ１７は、上記モータハウジング２３と、モータハウジング２３内に収容されたロータ５４およびステータ５５を含む。

ロータ５４は、回転軸５２の外周に同行回転可能に取り付けられた環状のロータコア５６と、ロータコア５６の外周に同行回転可能に取り付けられた例えば環状の永久磁石からなるロータマグネット５７とを有している。ロータマグネット５７には、複数の磁極が周方向に並べて配置されている。これらの磁極は、ロータ５４の周方向に関して、Ｎ極およびＳ極が交互に入れ替わるようにされている。

ステータ５５は、第２のモータハウジング２６の内周に固定されている。ステータ５５は、第２のモータハウジング２６の内周に固定されたテータコア５８と、複数のコイル５９とを含む。ステータコア５８は、環状のヨーク５８ａと、このヨーク５８ａの内周から径方向内方へ突出する複数のティース５８ｂとを含む。各コイル５９は対応するティース５８ｂに巻回されている。ヨーク５８ａは単一の材料で一体の環状に形成されていてもよいし、周方向に分割された分割体を環状に組み合わせて構成されていてもよい。

また、モータハウジング２３の第１および第２のモータハウジング２５，２６により区画されるモータ室６０内には、環状またはＣ形形状をなすバスバー６１が収容されている。各ティースに巻回されたコイル５９は、バスバー６１と接続されている。バスバー６１は、各コイル５９と電流印加線との接続部に用いられる導電接続材であり、バスバー６１は、各コイル５９に、図示しない電力供給源からの電力を配電するための配電部材として機能する。

また、図４に示すように、モータ室６０内には、ロータ５４の回転位置を検出するための回転位置検出装置６２が収容されている。回転位置検出装置６２は、第１のモータハウジング２５に固定されたステータ６３と、回転軸５２とは同行回転可能に取り付けられたロータ６４とを有している。回転位置検出装置６２としては、例えばレゾルバを用いることができる。また、ホール素子を用いることもできる。

回転位置検出装置６２は、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に関して電動モータ１７のロータ５４のロータコア５６と、第２のハウジング１２との間に配置されていればよい。したがって、本実施の形態のように、モータ室６０内に配置されていてもよいし、ＥＣＵ２２の収容室２４を区画する第１のモータハウジング２５の中央に設けられた後述する筒状部７１内に配置されていてもよい。

回転軸５２は、第１のモータハウジング２５によって保持された軸受６５，６６によって、回転可能に支持されている。軸受６５，６６はシール軸受により構成されている。
ＥＣＵ２２の収容室２４を区画するハウジングの一部である第１のモータハウジング２５は、収容室２４とモータ室６０とを仕切る仕切り壁６７を底壁として含んでいる。この仕切り壁６７に、上記第１の壁面１０１が設けられている。仕切り壁６７の外周の近傍から第２のモータハウジング２６側に向かって筒状突起６８が延びており、その筒状突起６８の外周に、第２のモータハウジング２６の一端が嵌合されている。

また、仕切り壁６７は、軸受６５の外輪を保持するための保持孔６９を有している。仕切り壁６７から第２のモータハウジング２６側に向けて延びる筒状突起７０が形成されている。筒状突起７０は上記保持孔６９とは同軸的に形成されている。筒状突起７０は、第２のモータハウジング２６に係合する上記の筒状突起６８よりも小径に形成されている。筒状突起７０の内周には、回転位置検出装置６２のステータ６３が固定されている。

また、仕切り壁６７から第２のハウジング１２側に向けて延びる筒状部７１が形成されている。筒状部７１は上記の保持孔６９とは同軸的に形成されている。筒状部７１内の内周には、軸受６６の外輪が保持されている。筒状部７１の一端には、径方向内方に延びる環状フランジ７２が延設されており、軸受６６の外輪の一端が環状フランジ７２に当接することにより、筒状部７１に対する軸受６６の外輪の軸方向移動が規制されている。

一方、軸受６６の内輪は、回転軸５２の外周に形成された環状の位置決め段部と、継手５３の端面との間に挟持されており、これにより、回転軸５２に対する軸受６６の内輪の軸方向移動が規制されている。
収容室２４には、ＥＣＵ２２の一部を構成するパワー基板７３および制御基板７４が収容され保持されている。パワー基板７３には、電動モータ１７を駆動するためのパワー回路の少なくとも一部（例えばＦＥＴなどのスイッチング素子）が実装されている。上記の各コイル５９と接続されたバスバー６１は、第１のモータハウジング２５の上記仕切り壁６７を挿通して収容室２４内に進入するバスバー端子７５を介して、パワー基板７３に接続されている。

また、回転位置検出装置６２が、第１のモータハウジング２５の上記仕切り壁６７を挿通して収容室２４内に進入するバスバー端子７６を介して、制御基板７４に接続されている。
収容室２４内において、パワー回路が実装されたパワー基板７３は、第１の壁面１０１および第２の壁面１０２のうち第１の壁面１０１に相対的に近接して配置されている。すなわち、上記の仕切り壁６７は、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に関しての厚みｔ１が相対的に厚い厚肉部６７ａと相対的に薄い薄肉部６７ｂとを含んでいる。厚肉部６７ａは、収容室２４内に突出するように設けられている。

上記のパワー基板７３は、厚肉部６７ａにおける第１の壁面１０１に近接して或いは本実施の形態のように接触して配置されている。具体的には、第１の壁面１０１において、厚肉部６７ａの部分が、パワー基板７３を受ける座部１０３となっている。
本実施の形態では、パワー基板７３は厚肉部６７ａにおける第１の壁面１０１に対して熱伝導可能に接触しており、上記の厚肉部６７ａは、パワー基板７３の熱を逃がすためのヒートシンクとして機能している。

制御基板７４は、筒状の継手５３の周囲に配置されている。具体的には、制御基板７４の中央の挿通孔７４ａに、継手５３が挿通されている。
制御基板７４は、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に関して、第２のハウジング１２の第２の壁面１０２とパワー基板７３との間に配置されている。パワー基板７３および制御基板７４は、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に関して所定の間隔を隔てて配置されている。また、電動モータ１７の回転軸５２の中心軸線Ｃ１に沿う方向に関して、制御基板７４および継手５３の互いの少なくとも一部が重なるようにレイアウトされている。

収容室２４内において、第１のモータハウジング２５の仕切り壁６７の薄肉部６７ｂと制御基板７４との間に形成される収容空間Ｓ１は、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に関して、十分な高さを有している。図４では図示していないが、この収容空間Ｓ１には、後述する図５に示すコンデンサ７７やリレー７８等の背の高い部品が収容されており、収容室２４内の空間の有効利用が図られている。

次いで、分解斜視図である図５を参照して、上記のパワー基板７３には、電動モータ１７を駆動するためのパワー回路７９が実装されている。パワー基板７３に実装されるパワー回路７９には、発熱要素としての複数のＦＥＴ８０（電解効果型トランジスタ）が含まれている。パワー基板７３は、片面に回路が実装された多層基板からなり、その多層基板は、ヒートシンクとしての厚肉部６７ａに対して面接触する例えばアルミニウム板からなる高熱伝導板（図示せず）を含んでいる。

また、上記の制御基板７４には、電動モータ１７を駆動するパワー回路７９を制御するための制御回路８１が実装されている。制御基板７４に実装された制御回路８１は、電動モータ１７の回転軸５２の中心軸線Ｃ１（または中心軸線Ｃ１の延長線）の回りに配置されている。制御回路８１には、パワー回路７９の各ＦＥＴ８０を制御するドライバと、このドライバを制御するＣＰＵとが含まれている。また、ＥＣＵ２２は、電動モータ１７に流れる電流のリップルを除去するための複数のコンデンサ７７や、必要に応じて電動モータ１７に流れる電流を遮断するためのリレー７８、その他の非発熱要素を有している。非発熱要素としてのコンデンサ７７およびリレー７８等は、図示しない環状の合成樹脂製のホルダによって支持されたサブアセンブリを構成しており、第１のモータハウジング２５に対して一括して取り付け操作が行えるようになっている。

連結部２８を介してラックハウジング２７とは単一の材料で一体に形成されている第１のモータハウジング２５は、一端が開放した概ね四角箱型の部材である。具体的には、第１のモータハウジング２５は、一端が開放した概ね四角箱型の本体８２を備えている。本体８２は、概ね四角環状をなす外周壁８３と、外周壁８３の一端から径方向外方に向けて張り出した四角環状のフランジ８４と、底壁としての上記仕切り壁６７とを有している。

収容室２４内において、仕切り壁６７の中央部には、本体８２の開放側（第２のハウジング１２側）に向かって延びる筒状部７１が形成されている。外周壁８３は、仕切り壁６７の外周縁から延設されており、筒状部７１を取り囲んでいる。本体８２および筒状部７１は、単一の材料で一体に形成されている。
フランジ８４の端面８４ａ（図５では、上面）は、平面にされている。この端面８４ａに上記のシール部材８５が接触することになる。また、フランジ８４は、径方向外方に向かって突出する複数（本実施の形態では一対）のブラケット状の取付部８６を有している。各取付部８６には、当該取付部８６をその厚み方向に貫通するねじ挿通孔８７が形成されている。各ねじ挿通孔８７には、第１のモータハウジング２５および第２のハウジング１２を締結するための上記の固定ねじ２９が挿通される。

四角環状をなす外周壁８３は、４つの側壁１１１〜１１４を有しており、対向する一対の側壁１１１，１１３の端部に、上記取付部８６が延設されている。また、上記ヒートシンクとして機能する、仕切り壁６７の厚肉部６７ａは、上記取付部８６が延設された１つの側壁１１１の内面に連続して形成されている。
第１の壁面１０１のうち、厚肉部６７ａにおける部分が、パワー基板７３を受ける座部１０３を構成している。座部１０３は、発熱要素としてのＦＥＴ８０を有するパワー基板７３に、熱伝導可能に接触している。発熱要素の熱は、パワー基板７３から、ヒートシンクを構成する厚肉部６７ａおよび取付部８６を介して、第２のハウジング１２と一体のラックハウジング２７側へ逃がされる。

固定ねじ２９による締結に用いられる取付部８６では、フランジ８４の他の部分と比較して、第２のハウジング１２に対する接触面積が広くなっている。その取付部８６が設けられた側壁１１１に連続して、熱容量の大きいヒートシンクとなる厚肉部６７ａを設けてある。
また、外周壁８３に形成された保持部に、バッテリーからＥＣＵ２２に電源供給するための端子や、外部からの信号の入、出力用の端子が設けらた電気コネクタ８８が保持されている。

本実施の形態によれば、転舵機構７のハウジングの一部であるラックハウジング２７およびモータハウジング２３の一部である第１のモータハウジング２５が単一の材料で一体に形成されるので、部品点数を削減できる結果、構造を簡素化することができる。モータハウジング２３の少なくとも一部をＥＣＵ２２の収容室２４に用いることを実質的に可能とすることができる。

また、第１のモータハウジング２５およびラックハウジング２７を含む第１のハウジング１１を単一の材料で一体に形成するので、第１のハウジング１１の全体としての剛性を格段に向上することができ、振動を低減することができる。
また、モータハウジング２３によって支持される回転軸５２およびラックハウジング２７によって支持される転舵軸９間の平行度を向上することができる。この点からも振動を低減することができる。また、両ハウジングが別部材で構成される場合と比較して、両ハウジング２５，２７間での熱伝導性を格段に向上することができるので、両ハウジング２５，２７を発熱要素（例えばＦＥＴ８０等）の熱を逃がすために用いる場合に、良好に熱を逃がすことができる。

また、動力伝達機構１８のハウジングとしての第２のハウジング１２が有している開口３５ａ，４０ａを覆うように、第２のハウジング１２に対して第１のモータハウジング２５が連結されているので、別途にカバーを設ける場合と比較して、部品点数を削減することができる。また、動力伝達機構１８は殆ど発熱しないので、動力伝達機構１８のハウジングである第２のハウジング１２を介して、発熱要素（例えばＦＥＴ８０等）からの熱を効果的に逃がすことができる。

また、モータハウジング２３の一部である第１のモータハウジング２５と、これに接触する第２のハウジング１２の一部とによって、ＥＣＵ２２の収容室２４を形成している。すなわち、第１のモータハウジング２５および第２のハウジング１２の間に、別のハウジングを介在させないので、小型化を達成することができる。したがって、車両への搭載性が良い。

しかも、電動モータ１７のロータ５４の回転位置を検出する回転位置検出装置６２を、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に関して、電動モータ１７のロータ５４と第２のハウジング１２との間に配置したので、回転位置検出装置６２をＥＣＵ２２に近づけて配置することができる。その結果、回転位置検出装置６２およびＥＣＵ２２を、経路長の短い内部配線としてのバスバー端子７６によって容易に接続することができる。したがって、経路長の長い外部配線が用いられる従来の場合と比較して、電波ノイズの影響を受け難くなる。また、外部配線のための配線部材を削減することができる。

また、収容室２４の一部を区画する第２のハウジング１２の第２の壁面１０２が、電動モータ１７の回転軸５２の中心軸線Ｃ１（またはその延長線）とは直交し且つ中心軸線Ｃ１（またはその延長線）の回りを取り囲む環状平面を含んでいる。すなわち、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に関して、収容室２４内へ不必要な出っ張りがない。したがって、収容室２４が上記軸方向Ｘ１に関して小型であっても、収容室２４として十分な内容積を確保することができ、可及的に電動パワーステアリング装置１を小型化することができる。

また、上記第２のハウジング１２が、電動モータ１７の動力を転舵機構７に伝達する動力伝達機構１８が収容されたハウジングであるので下記の利点がある。すなわち、ＥＣＵ２２は、通例、本実施の形態のようにパワー基板７３に実装されたスイッチング素子（ＦＥＴ８０）等の発熱要素を含んでいる。一方、動力伝達機構１８は殆ど発熱しない。また、第１のモータハウジング２５と単一の材料で一体に形成されるラックハウジング２７内の機構も殆ど発熱しない。したがって、収容室２４の外部へ効果的に放出することができる。

また、電動モータ１７の回転軸５２の中心軸線Ｃ１に沿う方向に関して、制御基板７４および継手５３の互いの少なくとも一部が重なるように配置されているので、電動パワーステアリング装置１をより小型にすることができる。
また、制御装置としてのＥＣＵ２２を、電動モータ１７の回転軸５２の中心軸線Ｃ１（または上記中心軸線Ｃ１の延長線）の回りに配置したので、収容室２４の内部のスペースをＥＣＵ２２の配置に有効に利用することができ、ひいては、回転軸５２の軸方向Ｘ１に関して、電動パワーステアリング装置１をより小型にすることができる。

また、上記第１のモータハウジング２５は、収容室２４とモータ室６０とを仕切る仕切り壁６７を含み、パワー基板７３が仕切り壁６７の第１の壁面１０１に相対的に近接して設けられている。特に、パワー基板７３が、仕切り壁６７の厚肉部６７ａにおける、第１の壁面１０１に対して熱伝導可能に接触している。したがって、第１のモータハウジング２５の仕切り壁６７の厚肉部６７ａをヒートシンクとして利用して、ＦＥＴ８０等の発熱要素を有するパワー基板７３の熱を第１のモータハウジング２５からこれに接触する第２のハウジング１２側へ効果的に逃がすことができる。

また、ヒートシンクとして機能する厚肉部６７ａが、連結部２８に近接して配置されているので、ＦＥＴ８０等の発熱要素を有するパワー基板７３の熱を連結部２８を介して、ラックハウジング２７に効果的に逃がすことができる。具体的には、図４に示すように、電動モータ１７の回転軸５２の中心軸線Ｃ１および転舵軸９の中心軸線Ｃ３を含む平面（紙面に相当）とは直交する方向（紙面と直交する方向に相当）から見たときに、厚肉部６７ａが、回転軸５２の中心軸線Ｃ１と転舵軸９との間に配置されている。

収容室２４内において、第１のモータハウジング２５の仕切り壁６７の薄肉部６７ｂに対向する収容空間Ｓ１は、電動モータ１７の回転軸５２の軸方向Ｘ１に関して、十分な高さを有しているので、この収容空間Ｓ１に、図５に示すコンデンサ７７やリレー７８等の背の高い部品を収容することにより、収容室２４内の空間の有効利用が図られている。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、図６に示すように、第１のハウジング１１Ａの一部として軸方向に延長された第１のモータハウジング２５Ａを用い、この第１のモータハウジング２５Ａの内周に、単一の材料で一体に形成された環状のステータコア５８０を、圧入または焼き嵌めによって固定して、モータハウジング２３Ａを組み立てるようにしてもよい。

ステータコア５８０には、単一の材料で一体に形成された環状のヨーク５８１と、このヨーク５８１の内周から径方向内方へ突出し周方向に離隔する複数のティース５８２とを含む。各コイル５９は対応するティース５８２に巻回されている。第１のモータハウジング２５Ａの端部の筒状突起６８ａに嵌合される第２のモータハウジング２６Ａは浅底のカップ状である。この場合、いわゆる一体型のステータコア５８０を用いることにより、組立が容易である。また、ステータ５５の極の位置精度を向上できるので、電動モータ１７の効率を向上することができる。

また、上述の実施形態では、いわゆるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置に本発明が適用された例について説明したが、これに限らず、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に、本発明を適用してもよい。
また、上述の実施形態では、本発明が、電動モータの出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置に適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置や、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。

また、ＥＣＵ２２のパワー基板７３および制御基板７４の少なくとも一部を樹脂でモールドするようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、電動モータ１７として、ブラシレスモータを用いる例について説明したが、これに限らず、ブラシレスモータ以外のモータを、電動モータ１７として用いてもよい。

本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 操舵補助機構の概略側面図である。 操舵補助機構の断面図である。 図３の拡大図であり、主に電動モータの断面を示している。 第１のモータハウジングおよびこれに収容されるＥＣＵの部品の分解斜視図である。 本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、２…操舵部材、７…転舵機構、８…ピニオン軸、８ａ…ピニオン、９…転舵軸、９ａ…ラック、９ｂ…ねじ軸、１１，１１Ａ…第１のハウジング（転舵機構のハウジング）、１２…第２のハウジング（動力伝達機構のハウジング）、１３…第３のハウジング（転舵機構のハウジング）、１５…転舵輪、１６…操舵補助機構、１７…電動モータ、１８…動力伝達機構、１９…ギヤ機構、２０…運動変換機構、２２…ＥＣＵ（制御装置）、２３，２３Ａ…モータハウジング、２４…収容室、２５，２５Ａ…第１のモータハウジング、２６，２６Ａ…第２のモータハウジング、２７…ラックハウジング（転舵軸を収容するハウジング）、２８…連結部、３１…駆動ギヤ、３２…中間ギヤ、３３…従動ギヤ、３５，４０…収容孔、３５ａ，４０ａ…開口（動力伝達機構のハウジングの開口）、４４…回転筒、４５，４６…ねじ溝、４７…ボール、５２…回転軸、５３…継手、５４…ロータ、５５…ステータ、５８，５８０…ステータコア、５９…コイル、６０…モータ室、６２…回転位置検出装置、６７…仕切り壁、６７ａ…厚肉部、６７ｂ…薄肉部、７３…パワー基板、７４…制御基板、７９…パワー回路、８０…ＦＥＴ（発熱要素）、８１…制御回路、１０１…第１の壁面、１０２…第２の壁面、１０３…座部

Claims (4)

1. 回転軸と回転軸を収容するモータハウジングとを含む電動モータと、電動モータの動力が動力伝達機構を介して入力される転舵機構とを備え、
   転舵機構は、ラックが形成されて回転軸と平行に延びる転舵軸を含み、
   転舵軸を収容するラックハウジングの少なくとも一部および電動モータのモータハウジングの少なくとも一部が、単一の材料で一体に形成されていることを特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１において、上記動力伝達機構のハウジングは開口を有し、
   上記モータハウジングは、上記開口を覆うように動力伝達機構のハウジングに連結されていることを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１または２において、上記動力伝達機構のハウジングの少なくとも一部およびモータハウジングの少なくとも一部によって区画される収容室内に、電動モータの駆動を制御する制御装置が収容されていることを特徴とする車両用操舵装置。
4. 請求項１から３の何れか１項において、上記モータハウジングの少なくとも一部はアルミニウムを含む材料で形成され、
   電動モータは、ロータおよびステータを含み、
   上記ステータは、モータハウジングの内周に嵌合され単一の材料で一体に形成された環状のステータコアを含むことを特徴とする車両用操舵装置。

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