JP6269050B2 - 締結ボルトの固定方法、電気接続端子台及び、電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
ボルトの緩み止め機構としては、多くの対策が提案されており、例えば、間座の変形や締結材への食いつきによる緩み止め効果を期待したもの、ねじ山頂部の弾性力で緩み止め効果を期待したもの、ねじ山部に接着剤を塗布したもの、ナットのクサビ効果によるもの、各部の塑性変形によるもの等がある。
すなわち、摩擦力を上げる方法では、接触面への油分付着や、微小振動による表面磨耗など、緩み止め効果を保証するには不十分な場合がある。また、塑性変形を伴う対策の場合、ガタなく固定することが困難であると共に、分解や再利用が困難であるという問題がある。さらに、接着剤などの場合、その塗布量のばらつきにより緩み止め効果にばらつきが生じる。また、クサビ効果を期待したナットのような異形状のナットを組み合わせる場合、ナットの組付け方向の間違いや、組付ける順番の間違いなどが発生するおそれがある。
そこで、本発明は、締結ボルトの緩み止めを効果的に実現することができる締結ボルトの固定構造、電気接続端子台及び電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
レーザ光に対して透過性のある樹脂からなり、前記締結ボルトを覆い、当該締結ボルトが取り付けられるボルト取付部材に固定されるカバーと、を備え、
前記固定部材は、前記締結ボルトの頭部が相対回転不可能に嵌合する凹部を有し、嵌合により前記締結ボルトの頭部に固定され、
前記凹部の前記締結ボルトの頭部との締め代は、前記固定部材の凹部端面側で小さく、前記固定部材の凹部底面側で大きくなっており、
前記固定部材と前記カバーとがレーザ溶着されている。
また、固定部材は、締結ボルトの頭部が相対回転不可能に嵌合する凹部を有し、嵌合により前記締結ボルトの頭部に固定されるので、締結ボルトから固定部材及びカバーを取り外すことができ、容易に分解することが出来る。
また、前記凹部の前記締結ボルトの頭部との締め代は、前記固定部材の凹部端面側で小さく、前記固定部材の凹部底面側で大きくなっているので、固定部材と締結ボルトとの間のガタツキを抑えることができる。
また、レーザ溶着により緩み止め機能を実現するので、例えば超音波溶着のように周辺部品への振動伝播や粉塵の発生、溶着時の騒音といった問題が発生することがない。
また、上記において、前記固定部材の凹部と前記締結ボルト頭部とは、前記凹部の底面と、前記締結ボルト頭部端面との間に隙間を有した状態で嵌合されて固定されることが好ましい。これにより、前記締結ボルトの締め付けトルクのばらつき等により頭部端面位置に誤差が生じても、前記固定部材と前記締結ボルト頭部との嵌合深さを充分に確保すると共に、前記固定部材の位置を一定に保つことができる。
また、本発明に係る電気接続端子台の一態様は、上記の何れかの締結ボルトの固定構造を備え、端子同士をボルト締めにより電気的に接続する。これにより、信頼性の高い緩み止め機能を有するボルト締め構造の電気接続端子台とすることができる。
このように、信頼性の高い緩み止め機能を有するボルト締め構造の電気接続端子台を、電動モータとコントローラとの接続部に用いることで、信頼性の高い電動パワーステアリング装置とすることができる。
そのため、その締結ボルトの固定構造を備えることで、信頼性の高い電気接続端子台及び電動パワーステアリング装置を実現することができる。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の締結ボルトの固定構造を用いた接続端子台が適用される電動パワーステアリング装置の基本構造を示す図である。
図中、符号1はステアリングホイールであり、運転者からこのステアリングホイール1に作用される操舵力はステアリングシャフト2に伝達される。ステアリングホイール1に伝達された操舵力は、減速ギヤ3、ユニバーサルジョイント4A及び4B、ピニオンラック機構5を介してタイロッド6に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。
ここで、電動モータ8は3相ブラシレスモータである。
コントローラ10には、バッテリー(図示せず)から電力が供給されるとともに、イグニションキー(図示せず)を経てイグニションキー信号が入力される。コントローラ10は、トルクセンサ7で検出した操舵トルクTsと車速センサ9で検出した車速Vとに基づいて操舵補助指令値の演算を行い、演算した操舵補助指令値に基づいて電動モータ8に供給する電流を制御する。
コントローラ10は、制御回路11と、駆動回路12とを備える。
制御回路11は、操舵トルクTs及び車速Vの他に、図示しない電動モータ8のモータ電流や電動モータ8の回転位置を入力し、これらに基づいて電動モータ8の電流指令値を演算する。そして、制御回路11は、演算した電流指令値等に基づいてゲート駆動信号を形成し、これをFETのブリッジ構成で成る駆動回路12に出力する。これにより、電動モータ8が駆動される。
この図3に示すように、電気接続端子台14の出力端子14a〜14c、及びバスバー21a〜21cの端子TNa〜TNcには長穴が形成されている。そして、その長穴にボルト15を挿通し、ボルト15をボルト取付部材である電気接続端子台14に取り付けることで、出力端子14a〜14cと端子TNa〜TNcとが電気的に接続されるようになっている。
ボルト15には、ボルト15の頭部に嵌合する穴が形成された固定部材15aが取り付けられるようになっている。そして端子台カバー16を、ボルト15、固定部材15a並びに出力端子14a〜14cと端子TNa〜TNcとの接続部を覆うように、電気接続端子台14に取り付けるようになっている。そして、固定部材15aと端子台カバー16とがレーザ溶着により接合されるようになっている。
図5(a)は電気接続端子台14の出力端子14a〜14cと端子TNa〜TNcとをそれぞれ電気的に接続するボルト15を締結した状態を示す。図5(b)は、ボルト15の頭部に、固定部材15aを仮取付した状態を示す。この状態では、固定部材15aは、ボルト15の頭部端面が嵌合穴段部15cに達する状態まで挿入され、固定部材15aが電気接続端子台14の上端面14dより突出している。
このようにすることで、複数のボルト15及び固定部材15aのそれぞれに軸方向位置のばらつきや寸法のばらつき、カバーの反りと言った寸法誤差が生じていても、端子台カバー16の裏面と固定部材15aとを確実に密着させ、その状態を維持することが出来る。
このようにして、端子台カバー16と固定部材15aとが溶着される。ここで、レーザ溶着部LWは、図6の部分断面図に示すように直線状とする。
これにより、固定部材15aと、端子台カバー16とを確実に密着させてレーザ溶着を行なうことがきる為、溶着部の接合強度が安定して得られる。また、固定部材15aと端子台カバー16とが密着した状態を維持するため、端子台カバー16を押圧せずにレーザ溶着を行うことが出来、良好な作業性を得ることができる。
さらに、1つの端子台カバー16に複数(ここでは3つ)の固定部材15aを溶着するので、各々が各々の回転止めとして機能し、確実にボルト15の緩みを防止することができる。
また、電気接続端子台14に取り付けられるボルト15には、電流が印加されるため、端子間(ボルト15間)は絶縁されている必要がある。本実施形態では、固定部材15aや端子台カバー16に、PBT(ポリブチレンテレフタレート)のような絶縁性の高い樹脂を用いるので、ボルト15の緩み止めを行うと共に、絶縁性を向上させることができ、安定した動作を実現することができる。
以上のように、本実施形態は、ボルト15の緩みを効果的に防止することができるボルト15の固定構造を有する。そして、そのボルト15の固定構造を電動パワーステアリング装置の電動モータ8とコントローラ10とを電気的に接続する電気接続部に適用する。
電動パワーステアリング装置の電気接続部は十分な信頼性が求められるため、本構造を適用することで、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上することができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態は、電気接続端子台に被せるカバーに穴を設け、その穴縁を溶着するようにしたものである。
図7は、第2の実施形態の電気接続端子台14のボルト締め構造を示す分解斜視図である。
また、端子台カバー16には、固定部材15dの頭部が嵌合する孔16aが形成されている。固定部材15dには、凹部15bが形成されている側とは反対側の端部に、その外径よりも小さい径を有する突出部15eが形成されており、孔16aの形状は、突出部15eの形状と等しくなっている。
端子TNa〜TNcの接続手順及び、ボルト15への固定部材15dの仮取付については第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
このように、本実施形態では、端子台カバー16に固定部材15dが嵌合する孔16aを設けるので、端子台カバー16を電気接続端子台14に装着した後でも、固定部材15dの装着状態を目視で確認することができ、固定部材15dの装着忘れを防止することができる。また、固定部材15dの装着状態を目視で確認しながらレーザビームを照射することができるので、適切に端子台カバー16と固定部材15とを固定することができる。
なお、上記各実施形態では、電動パワーステアリング装置の電動モータ8とコントローラ10とを電気的に接続する電気接続端子台14に本構造を適用する場合について説明したが、ボルト接続端子台であれば他の装置にも本構造を適用可能である。
また、固定部材15a、15dの凹部15bを、段部15cを有する段付き穴として説明したが、ボルト15との締め代が連続的に変化するテーパー穴としても良い。また、凹部の断面形状は六角形として説明したが、ボルトの頭部形状と併せて適宜変更が可能である。
Claims (8)
- レーザ光に対して吸収性のある樹脂からなり、締結ボルトの頭部に固定される固定部材と、
レーザ光に対して透過性のある樹脂からなり、前記締結ボルトを覆い、当該締結ボルトが取り付けられるボルト取付部材に固定されるカバーと、を備え、
前記固定部材は、前記締結ボルトの頭部が相対回転不可能に嵌合する凹部を有し、嵌合により前記締結ボルトの頭部に固定され、
前記凹部の前記締結ボルトの頭部との締め代は、前記固定部材の前記凹部の端面側で小さく、前記固定部材の前記凹部の底面側で大きくなっており、
前記カバーの裏面が前記固定部材の端面と密着しており、
前記固定部材の端面と前記カバーの裏面とがレーザ溶着されていることを特徴とする締結ボルトの固定構造。 - レーザ光に対して吸収性のある樹脂からなり、締結ボルトの頭部に固定される固定部材と、
レーザ光に対して透過性のある樹脂からなり、前記締結ボルトを覆い、当該締結ボルトが取り付けられるボルト取付部材に固定されるカバーと、を備え、
前記固定部材は、前記締結ボルトの頭部が相対回転不可能に嵌合する凹部を有し、嵌合により前記締結ボルトの頭部に固定され、
前記凹部の前記締結ボルトの頭部との締め代は、前記固定部材の前記凹部の端面側で小さく、前記固定部材の前記凹部の底面側で大きくなっており、
前記カバーは、前記固定部材の頭部が嵌合する孔を有し、
前記固定部材と前記カバーとは、前記孔の縁部がレーザ溶着されていることを特徴とする締結ボルトの固定構造。 - 前記凹部は、軸方向に段部を有する段付き穴であり、前記締結ボルトの頭部との締め代は、前記段部を境界として、前記凹部の端面側よりも、前記凹部の底面側の方が大きくなっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の締結ボルトの固定構造。
- 前記固定部材の前記凹部と前記締結ボルトの頭部とは、前記凹部の底面と、前記締結ボルトの頭部の端面との間に隙間を有した状態で嵌合されて固定されることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の締結ボルトの固定構造。
- 前記凹部の深さ寸法は、前記締結ボルトの頭部の高さ寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の締結ボルトの固定構造。
- 1つの前記カバーに複数の前記固定部材がレーザ溶着されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の締結ボルトの固定構造。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の締結ボルトの固定構造を備え、端子同士をボルト締めにより電気的に接続することを特徴とする電気接続端子台。
- ステアリングホイールから伝達される操舵トルクを検出するトルク検出部と、
前記トルク検出部で検出した操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生する電動モータと、
前記電動モータの駆動を制御するコントロール部と、
前記電動モータの端子と前記コントロール部の端子とを電気的に接続する請求項7に記載の電気接続端子台と、を備え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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