JP7021383B1 - 操舵装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】装置構成を小型化することができる操舵装置を提供する。【解決手段】一面側から入力された回転動力を減速してトルクを増強し他面側の出力部から回転出力する減速機と、前記一面側に設けられ前記回転動力を発生させるロータに設けられたロータ出力軸の一端側が前記出力部の出力軸と同心に配置され前記一端側から前記回転動力を前記減速機に入力するモータと、前記ロータ出力軸の他端側に設けられ前記ロータの回転を検出する検出部が前記ロータ出力軸と同心に配置された前記モータを制御する制御装置と、を備える操舵装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、操舵装置に関する。
車両等に設けられる操舵装置は、ハンドル等の操作に応じた回転を入力し、減速機を介して回転出力を出力する。近年、ハンドルに連結されたステアリングシャフトに接続されず、モータ制御によりハンドル操作角に応じたステリング操作が行われるステリングバイワイヤによる操舵装置が研究されている。
操舵装置は、取り付け対象物の形状に制約を受けないようになるべく装置構成が小型化されることが望ましい。例えば、特許文献１には、操作における負担を軽減するために、操作方向に対して補助的な力を与える操舵装置が記載されている。特許文献１に記載された操舵装置は、ウォームホイールが形成され操作に基づく回転を入力する入力軸と、ウォームホイールに噛合するウォームシャフトが形成され入力軸の回転方向に補助的な力を与える補助動力部とを備えている。
米国特許出願公開第２０２０／０１５６６９７号明細書
特許文献１に記載された操舵装置は、ウォームシャフトとウォームホイールとの回転軸が直交し、装置の取り付け対象の装置構成が大型化する虞がある。
本発明は、装置構成を小型化することができる操舵装置を提供することを目的とする。
本発明は、一面側から入力された回転動力を減速してトルクを増強し他面側の出力部から回転出力し車両に設けられたステアリング装置に接続して車輪を操舵させる減速機と、前記一面側に設けられ前記回転動力を発生させるロータに設けられたロータ出力軸の一端側が前記出力部の出力軸と同心に配置され前記一端側から前記回転動力を前記減速機に入力するモータと、前記ロータ出力軸の他端側に設けられ前記ロータの回転を検出する検出部が前記ロータ出力軸と同心に配置された前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置の内部には前記モータを制御する電流を発生させるインバータ回路と、前記インバータ回路に隣接して配置され且つ前記モータに面して配置され前記インバータ回路と前記モータとを電気的に接続する連結部とを備え、前記連結部は、前記インバータ回路が設けられた基板を前記モータの筐体側に着脱可能に支持する支持構造として構成されている、操舵装置である。
また、本発明は、前記出力部は周方向において前記出力軸の周りに回転するアームが設けられていてもよい。
また、本発明は、前記ロータ出力軸の前記一端側には、前記減速機に前記回転動力を入力するためのギヤが一体成型されていてもよい。
また、本発明は、前記制御装置の内部には前記モータを制御する電流を発生させるインバータ回路と、前記インバータ回路に対応する位置に配置され且つ前記モータに隣接して配置され前記インバータ回路と前記モータとを電気的に接続する連結コネクタとを備えていてもよい。
また、本発明は、前記制御装置は、前記モータを制御する第１制御装置及び第２制御装置を有し、前記第１制御装置と前記第２制御装置とは、前記ロータ出力軸に沿った方向から見て点対称に配置されていてもよい。
また、本発明は、前記第１制御装置と前記第２制御装置とは、前記ロータ出力軸に沿った方向から見て前記モータの外径端から径方向の外方に向かって突出した突出部をそれぞれ有し前記突出部の前記モータ側の面には他の装置と接続するコネクタが設けられていてもよい。
また、本発明は、前記コネクタは、少なくとも前記モータに電力を供給する電源コネクタであり、前記電源コネクタは、前記第１制御装置側の前記突出部と前記第２制御装置側の前記突出部とにそれぞれ離間して配置されていてもよい。
また、本発明は、前記アームと前記モータとの間には、前記アームの回転角度を検出する角度検出部が設けられていてもよい。
また、本発明は、前記角度検出部は前記出力部の周方向に沿って延在して形成されていてもよい。
また、本発明は、前記減速機は、前記ロータ出力軸から入力された回転力が伝達されるクランク軸の回転を検出する回転検出部を備え、前記制御装置は前記回転検出部の回転検出値と前記減速機の減速比とに基づいて前記アームの回転角度を調整してもよい。
また、本発明は、前記制御装置は前記検出部の検出値と前記減速機の減速比とに基づいて前記アームの回転角度を調整してもよい。
また、本発明は、前記制御装置は前記モータを制御する第１制御装置及び第２制御装置を有し、前記モータは前記第１制御装置により制御される第１三相コイルユニットと前記第２制御装置により制御される第２三相コイルユニットとを備えていてもよい。
また、本発明は、前記第１制御装置は、前記第１三相コイルユニットの終端が結線された第１結線部の接続を制御する第１スイッチング部を備え、前記第２制御装置は、前記第２三相コイルユニットの終端が結線された第２結線部の接続を制御する第２スイッチング部を備えていてもよい。
本発明は、一面側から入力された回転動力を減速してトルクを増強し他面側の出力部から回転出力し車両に設けられたステアリング装置に接続して車輪を操舵させる減速機と、前記一面側に設けられ前記回転動力を発生させるロータに設けられたロータ出力軸の一端側が前記出力部の出力軸と同心に配置され前記一端側から前記回転動力を前記減速機に入力するモータと、前記ロータ出力軸の他端側に設けられ前記ロータの回転を検出する検出部が前記ロータ出力軸と同心に配置された前記モータを制御する制御装置と、前記出力部に設けられ前記出力部の周方向において前記出力軸の周りに回転するアームと、を備え、前記減速機は、前記ロータ出力軸の前記一端側から前記回転動力が入力されて回転する複数のスパーギヤと、複数の前記スパーギヤにそれぞれ連結された複数のシャフトに形成された複数の偏心カムと、前記複数の偏心カムの回転に応じて前記出力部の中心軸に対して偏心回転する偏心ギヤと、前記アームが接続されると共に、前記偏心ギヤが内周面に沿って前記中心軸の周りに偏心回転し前記スパーギヤの回転数に比して減速された回転数で回転出力する前記出力部と、を備え、前記制御装置の内部には、前記モータを制御する電流を発生させるインバータ回路と、前記インバータ回路に隣接して配置され且つ前記モータに面して配置され前記インバータ回路と前記モータとを電気的に接続する連結部とを備え、前記連結部は、前記インバータ回路が設けられた基板を前記モータの筐体側に着脱可能に支持する支持構造として構成されている、操舵装置である。
本発明によれば、操舵装置における装置構成を小型化することができる。
本発明の実施形態における操舵装置の構成を示す断面図。 減速機の側面方向の断面図。 減速機の平面方向の断面図。 制御装置の側面方向の断面図。 制御装置の内部構成を概略的に示す図。 角度検出部の構成を示す図。 操舵装置の構成を示すブロック図。 制御装置の回路構成を概略的に示す図。 変形例に係る操舵装置の構成を示す図。
図１に示されるように、操舵装置Ｗは、減速機１と、減速機１の一面１Ａ側に配置されたモータＭと、モータＭに設けられた制御装置Ｃと、を備える。操舵装置Ｗは、ハンドルやレバー操作等の操作を入力する装置の操作量に応じて出力される操作情報、車両安定制御装置、自動運転装置等から出力される車体の指令情報をセンサにより検出し、センサの検出値に基づいて制御装置Ｃが操作量に応じたステアリング角を発生させる回転動力をモータＭにより減速機１に入力するステアリングバイワイヤ装置である。操舵装置Ｗは、車両の前輪の操舵に適用される他、後輪の操舵に適用されてもよい。操舵装置Ｗは、商用車用トラックや、車軸が３つ以上設けられた連結車両に適用されてもよい。操舵装置Ｗは、乗用車に適用されてもよい。
操舵装置Ｗは、例えば、減速機１と、モータＭと、制御装置Ｃとが減速機１の出力軸と一致する中心軸Ｌと同心に配置されている。このため、操舵装置Ｗは、従来技術に比して中心軸Ｌ方向に沿った幅を狭め、構成を小型化することができる。制御装置Ｃは、操作における回転駆動力の回転角に基づいてモータＭを制御する。
減速機１は、モータＭにより入力された回転動力を減速してトルクを増強し回転出力する。減速機１は、例えば、円筒状の出力部２を有する。出力部２は、回転出力を出力するように構成されている。減速機１の詳細な構成は後述する。減速機１の中心軸Ｌ方向における一面１Ａ側には、モータＭの回転動力が入力される。減速機１の中心軸Ｌ方向における他面Ｂ側からは、回転出力が出力される。中心軸Ｌは、減速機１の出力軸と一致している。以下、中心軸Ｌ回りを周方向、中心軸Ｌと直交する方向を径方向と呼ぶ。
減速機１の一面１Ａ側には、取り付け対象に固定される固定部材１Ｆが設けられている。減速機１の他面１Ｂ側には、固定部材１Ｆに対して回転し、回転出力を出力する円筒状の出力部２が設けられている。出力部２は、周方向において中心軸Ｌ（出力軸）周りに回転するアーム３０が径方向に突出して設けられている。アーム３０は、例えば、車両のステアリング装置（不図示）に接続され、回転動作に応じて車輪を操舵させる。尚、アーム３０と出力部２とは、別体に設けられていてもよいし、一つの部材で設けられていても良い。アーム３０が出力部２の周方向に設けられていることにより、操舵装置Ｗは、中心軸Ｌ方向に沿った幅を狭め、構成を小型化することができる。
固定部材１Ｆは、一面側に減速機１が接続され、一面側と反対側の他面側には、モータＭの一端ＭＡ側が固定されている。モータＭの他端ＭＢ側には、制御装置Ｃが接続されている。モータＭは、例えば、制御装置Ｃにより制御されるブラシレスモータである。モータＭは、ブラシモータであってもよい。
モータＭは、ハンドル操作に応じた回転方向に回転動力を与える。モータＭは、例えば、円筒状のモータ筐体Ｍ１を備える。モータ筐体Ｍ１は、中心軸Ｌと同心に配置されている。
モータＭの他端ＭＢ側において、モータ筐体Ｍ１の円形の開口を塞ぐ円板状の蓋部Ｍ２が設けられている。蓋部Ｍ２は、例えば、モータ筐体Ｍ１と一体成型されている。蓋部Ｍ２は、モータ筐体Ｍ１と別体に設けられていてもよい。蓋部Ｍ２は、中心軸Ｌと同心に配置されている。蓋部Ｍ２の内側には、円柱状に窪んだ第２ベアリング保持空間ＢＨ２を有する。第２ベアリング保持空間ＢＨ２は、中心軸Ｌと同心に配置されている。
モータＭの一端ＭＡ側において、モータ筐体Ｍ１の円形の開口は、固定部材１Ｆにより塞がれている。固定部材１ＦのモータＭに面する側には、円柱状に窪んだ第１ベアリング保持空間ＢＨ１が形成されている。第１ベアリング保持空間１ＦＡには、第１ベアリングＢ１が嵌め込まれている。固定部材１Ｆは、例えば、モータＭの一端ＭＡ側においてモータ筐体Ｍ１と一体に形成されている。固定部材１Ｆは、減速機１の出力部２と一体に形成されていてもよい。固定部材１Ｆは、モータＭ及び減速機１と別体に形成されていてもよい。モータ筐体Ｍ１と蓋部Ｍ２と固定部材１Ｆに囲まれてロータ収容空間Ｖが形成されている。
ロータ収容空間Ｖには、磁界を発生するコイルユニットＭＵが配置されている。コイルユニットＭＵは、例えば、制御装置Ｃにより発生磁界が制御される複数のコイルを有する。複数のコイルは、例えば、中心軸Ｌと同心にモータ筐体Ｍ１の内周面に沿って配置されている。即ち、モータＭは、ラジアルギャップモータに形成されている。モータＭは、これに限らず、ロータ軸方向に複数のコイルが設置されたアキシャルギャップモータに形成されていてもよい。
コイルユニットＭＵの内側には、コイルユニットＭＵから発生する磁界に基づいて回転するロータＭＲが配置されている。ロータＭＲは、モータＭにおける回転動力を発生させる。ロータＭＲは、中心軸Ｌと同心に配置されている。ロータＭＲの回転軸は、中心軸Ｌと一致している。
ロータＭＲは、例えば、ロータＭＲの回転動力を出力するロータ出力軸ＭＳと、ロータ出力軸ＭＳに固定されたロータ本体部ＭＣとを備える。ロータ本体部ＭＣは、例えば、永久磁石により円筒状に形成されている。ロータ本体部ＭＣは、出力部２の中心軸Ｌと同心に配置されている。ロータ本体部ＭＣには、中心軸Ｌに沿って貫通孔ＭＨが形成されている。
貫通孔ＭＨには、中心軸Ｌ方向に沿った方向にロータ出力軸ＭＳが挿通されている。ロータ出力軸ＭＳは、例えば、円柱状である。ロータ出力軸ＭＳは、中心軸Ｌと同心に配置されている。ロータ出力軸ＭＳは、貫通孔ＭＨに接着されている。ロータ出力軸ＭＳは、貫通孔ＭＨに嵌め込まれていてもよい。
ロータ出力軸ＭＳの一端ＭＲ１側は、第１ベアリングＢ１に回転自在に軸支されている。ロータ出力軸ＭＳの他端ＭＲ２側は、第２ベアリングＢ２に回転自在に軸支されている。ロータ出力軸ＭＳの一端ＭＲ１側には、減速機１に回転動力を入力するためのギヤＭＧが一体成型されている。
ギヤＭＧは、固定部材１Ｆから減速機１側に露出している。ギヤＭＧは、外周に平歯が形成された平歯車である。ギヤＭＧには、減速機１に設けられた後述のスパーギヤ５Ｇが噛合している。上記構成により、モータＭは、減速機１に設けられたスパーギヤ５Ｇに入力される回転動力を増強する方向にロータＭＲを回転させ、回転補助力を減速機１に入力することができる。減速機１は、一面１Ａ側が固定部材１Ｆに固定されている。減速機１は、回転動力が入力され回転動力に比して回転数を減少させると共に、トルクを増強して出力部２から回転軸周りに回転力を出力する。減速機１の回転軸は、中心軸Ｌと一致している。減速機１には、アーム３０が接続され、減速機１が出力する回転力により回転軸周りに回転する。
ロータ出力軸ＭＳにギヤＭＧが一体成型されていることにより、操舵装置Ｗは、ロータ出力軸ＭＳに別体にギヤを取り付ける構成に比して、中心軸Ｌ方向に沿った幅を狭めて構成することができる。ギヤＭＧは、減速機１の一面側に設けられた後述のスパーギヤ５Ｇに噛合し、回転動力を減速機１に入力する。
図２及び図３に示されるように、減速機１は、内歯にピン歯車を用い、外歯にトロコイド系歯車を用いた偏心差動方式の減速機である。減速機１は、円筒形の出力部２と、出力部２内に設けられた減速機構３を備える。出力部２の内周面には、内歯２Ｈが形成されている。内歯２Ｈは、円柱状に形成された複数のピン２Ｐと、複数のピン２Ｐを支持する略半円断面に形成されたピン溝２Ｍとにより形成されている。複数のピン溝２Ｍは、出力部２の中心軸方向から見て内周面に沿って配置されている。
ピン溝２Ｍは、出力部２の内周面において中心軸方向に沿って延在している。各ピン溝２Ｍに対して各ピン２Ｐが軸方向に沿って当接している。複数のピン２Ｐは、出力部２の中心軸方向から見て内周面に沿った複数のピン溝２Ｍに配置されている。上記構成により、出力部２の内周面には、中心軸方向に見て複数のピン２Ｐにより内歯２Ｈが形成されている。
減速機構３の一面側には、３個のギヤ５が中心軸Ｌ周りに均等に配置されている。ギヤ５は、２個設けられていてもよいし、３個以上設けられていてもよい。３個のギヤ５の中心には、ギヤＭＧが噛合している。３個のギヤ５は、駆動ギヤ１３Ｂ及びギヤＭＧの回転により連動して回転する。
ギヤ５は、例えば、ギヤＭＧと噛合するスパーギヤ５Ｇと、スパーギヤ５Ｇと同心に連結されたシャフト５Ｓと、シャフト５Ｓに形成された第１偏心カム５Ｍ及び第２偏心カム５Ｎとを備える。
３個のスパーギヤ５Ｇは、ギヤＭＧに噛合している（図１参照）。即ち３個のスパーギヤ５Ｇは、モータＭから回転動力を増強する方向に回転補助力が入力され、シャフト５Ｓが回転する。
シャフト５Ｓは、円柱状に形成されている。シャフト５Ｓの一端側は、第２円板Ｕ２にベアリングＢ４を介して回転自在に軸支されている。シャフト５Ｓの他端側は、第１円板Ｕ１にベアリングＢ３を介して回転自在に軸支されている。
シャフト５Ｓの他端側と、スパーギヤ５Ｇとは、シャフト５Ｓの軸線５Ｌ（回転軸）と同心に連結されている。スパーギヤ５Ｇは、例えば、所定の歯数の平歯を有する円板状に形成されている。スパーギヤ５ＧがギヤＭＧに回転駆動されると、シャフト５Ｓが連動して回転する。シャフト５Ｓには、第１偏心カム５Ｍ及び第２偏心カム５Ｎが一体に形成されている。第１偏心カム５Ｍ及び第２偏心カム５Ｎは、例えば、円柱状に形成されている。第１偏心カム５Ｍは、中心軸がシャフト５Ｓの軸線５Ｌからずれて偏心して形成されている。
第２偏心カム５Ｎは、中心軸がシャフト５Ｓの軸線５Ｌからずれて偏心して形成されている。第２偏心カム５Ｎの偏心方向は、第１偏心カム５Ｍの偏心方向と反対方向である。第１偏心カム５Ｍ及び第２偏心カム５Ｎは、スパーギヤ５Ｇに連結されたスパーギヤ５Ｇのシャフト５Ｓに連動して回転する。第１偏心カム５Ｍは、出力部２内に設けられた第１偏心ギヤ６を駆動する。
第１偏心ギヤ６は、円板状に形成されている。第１偏心ギヤ６の中心軸６Ｌ周りには円形の貫通孔６Ｄが形成されている。貫通孔６Ｄは、無くてもよい。
第１偏心ギヤ６の外周に沿って外歯６Ｃが形成されている。外歯６Ｃは、出力部２の内周面に沿って形成された内歯２Ｈと一部が噛合する。外歯６Ｃは、例えば、内歯２Ｈに比して歯数が１個以上少なく形成されている。第１偏心ギヤ６は、中心軸Ｌ（回転軸）に対して偏心回転する。第１偏心ギヤ６は、外歯６Ｃが内歯２Ｈと一部が噛合しながら出力部２の内周面に沿って滑らずに転がり、偏心回転する。
第１偏心ギヤ６は、例えば、３個の第１偏心カム５Ｍを回転自在に支持する３個の第１貫通孔６Ｈを有する。第１貫通孔６Ｈは、円形の開口に形成されている。第１貫通孔６Ｈには、第１偏心カム５ＭがニードルベアリングＢ５を介して回転自在に支持されている。第１偏心ギヤ６は、３個の第１貫通孔６Ｈの間において配置された３個の第２貫通孔６Ｋを有する。第２貫通孔６Ｋは、第１貫通孔６Ｈの数に応じて３個以上形成されていてもよい。
第２貫通孔６Ｋは、例えば、第１偏心ギヤ６の中心軸６Ｌ方向から見て対称に形成されている。第２貫通孔６Ｋは、外歯６Ｃとの間の厚みが最も薄く形成された領域である薄肉部６Ｐを有する。第２偏心カム５Ｎは、出力部２内に設けられた第２偏心ギヤ７を駆動する。第２偏心ギヤ７は、円板状に形成されている。
第２偏心ギヤ７の中心軸７Ｌ周りには円形の貫通孔７Ｄが形成されている。貫通孔７Ｄは、無くてもよい。第２偏心ギヤ７の外周に沿って外歯７Ｃが形成されている。外歯７Ｃは、出力部２の内周面に沿って形成された内歯２Ｈと一部が噛合する。外歯７Ｃは、例えば、内歯２Ｈに比して歯数が１個以上少なく形成されている。第２偏心ギヤ７は、中心軸Ｌ（回転軸）に対して偏心回転する。
第２偏心ギヤ７は、外歯７Ｃが内歯２Ｈと一部が噛合しながら出力部２の内周面に沿って滑らずに転がり、偏心回転する。第２偏心ギヤ７は、第１偏心ギヤ６と連動して回転し、第１偏心ギヤ６の偏心方向と反対方向に偏心回転する。第２偏心ギヤ７と第１偏心ギヤ６とが連動して回転することにより、減速機１におけるバランスが保たれる。
第２偏心ギヤ７は、例えば、３個の第２偏心カム５Ｎを回転自在に支持する３個の第１貫通孔７Ｈを有する。第１貫通孔７Ｈは、円形の開口に形成されている。第１貫通孔７Ｈには、第２偏心カム５ＮがニードルベアリングＢ６を介して回転自在に支持されている。第２偏心ギヤ７は、３個の第１貫通孔７Ｈの間において配置された３個の第２貫通孔７Ｋを有する。第２貫通孔７Ｋは、第１貫通孔７Ｈの数に応じて３個以上形成されていてもよい。
第２貫通孔７Ｋは、例えば、第２偏心ギヤ７の中心軸７Ｌ方向から見て対称に形成されている。第２貫通孔７Ｋは、外歯７Ｃとの間の厚みが最も薄く形成された領域である薄肉部７Ｐを有する。
第２貫通孔６Ｋ，７Ｋには、連結軸Ｓが挿通される。連結軸Ｓの一端側は、３個のシャフト５Ｓの一端側を回転自在に軸支する第２円板Ｕ２に連結されている。連結軸Ｓの他端側は、３個のシャフト５Ｓの他端側を回転自在に軸支する第１円板Ｕ１に連結されている。連結軸Ｓは、３個の第２貫通孔６Ｋ，７Ｋに応じて３個設けられている。
連結軸Ｓは、一端ＳＡ側が第２円板Ｕ２から第２貫通孔６Ｋ，７Ｋを通じて突出している。連結軸Ｓにおいて、一端ＳＡ側及び他端ＳＢ側の軸ＳＬ方向に見た断面は、円柱状に形成されている。連結軸Ｓは、一端ＳＡ側が第２円板Ｕ２に支持されている。連結軸Ｓは、他端ＳＢ側が第１円板Ｕ１に支持されている。連結軸Ｓは、例えば、軸ＳＬ方向に見た断面が対称に形成されている。
連結軸Ｓは、軸ＳＬ方向に見て、他端ＳＢ側が第１円板Ｕ１にピンＳＰにより位置決めされている。連結軸Ｓは、軸ＳＬ方向に見て、一端ＳＡ側が第２円板Ｕ２にピンＳＰにより位置決めされていてもよい。連結軸Ｓは、例えば、第１円板Ｕ１を介して固定部材１Ｆに固定されている。上記構成により、第１円板Ｕ１、連結軸Ｓ、第２円板Ｕ２は、固定部材１Ｆに固定され、出力部２は、第１円板Ｕ１、連結軸Ｓ、第２円板Ｕ２に対して回転する。出力部２は、スパーギヤ５Ｇに入力された回転動力に比して回転数を減少させると共に、トルクを増強して中心軸Ｌ（回転軸）周りに回転力を出力する。
出力部２の回転に連動して、出力部２に接続されたアーム３０は、中心軸Ｌ（回転軸）周りに回転する。アーム３０は、例えば、棒状に形成されている。アーム３０の基端側は、例えば、出力部２の外周に連結されている。アーム３０は、減速機１において中心軸Ｌ周りに回転自在に連結されている。
アーム３０の先端側には、例えば、ボールジョイント（不図示）が設けられている。アーム３０の先端側は、ステアリング機構（不図示）に接続されている。アーム３０の出力部２における接続位置は、図示する限りでなく、先端側の接続対象の位置に応じて中心軸Ｌ（回転軸）回りの任意の位置に接続されていてもよい。上記構成により、アーム３０は、減速機１の出力部２の外周方向において回転範囲に制限無く回転することができる。従って、アーム３０は、減速機１の出力部２の外周方向において任意の位置に連結することができる。
次に、制御装置Ｃについて説明する。
図４及び図５に示されるように、制御装置Ｃは、例えば、ロータ出力軸ＭＳの他端ＭＲ２側に配置されている。制御装置Ｃは、例えば、中心軸Ｌと同心に配置されている。制御装置Ｃは、例えば、モータ筐体Ｍ１の外径に合わせて形成された円柱状の筐体Ｃ１を備える。筐体Ｃ１は、例えば、中心軸Ｌ方向から見てモータ筐体Ｍ１の外径から径方向に突出した一対の突出部Ｃ１Ｐ，Ｃ１Ｑが形成されている。制御装置Ｃの外形はこの限りでなく、どのような形状に形成されていてもよい。
筐体Ｃ１の底面Ｃ１Ａ側は、モータＭの蓋部Ｍ２に接続されている。筐体Ｃ１の底面Ｃ１Ａと反対側の上面側は、矩形の開口Ｃ１Ｂを有している。開口Ｃ１Ｂは、矩形の板状に形成された蓋部Ｃ２により閉じられている。蓋部Ｃ２は、例えば、筐体Ｃ１にネジ等により固定されている。蓋部Ｃ２は、開口Ｃ１Ｂに嵌め込まれ、開口Ｃ１Ｂの周囲に沿って設けられた複数の爪等により保持されていてもよい。筐体Ｃ１と蓋部Ｃ２とに囲まれることにより、制御装置Ｃの内部に収容空間Ｔが形成されている。
収容空間Ｔ内には、ロータ出力軸ＭＳの他端ＭＲ２側に対応する位置に検出部ＣＳが設けられている。検出部ＣＳは、ロータＭＲの回転を検出するセンサである。制御装置Ｃは、検出部ＣＳの検出値に基づいて、コイルユニットＭＵへの通電を制御し、ロータＭＲの回転を制御する。検出部ＣＳは、中心軸Ｌと同心に配置されている。
収容空間Ｔ内には、モータＭを制御する第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とが設けられている。第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とは、同一の回路構成を有している。第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とは、いずれか一方が故障してもモータＭの制御が行えるように冗長性を確保するために設けられている。第２制御装置Ｃ４は無くてもよく、制御装置Ｃは、少なくとも第１制御装置Ｃ３を備えていればよい。
第１制御装置Ｃ３は、第１回路Ｃ３Ｔが設けられた第１基板Ｃ３Ｋを有する。第１基板Ｃ３Ｋは、例えば、筐体Ｃ１にネジ止めされている。第１基板Ｃ３Ｋは、例えば、一面側が蓋部Ｃ２に面し、他面側が底面Ｃ１Ａに面している。第１回路Ｃ３Ｔは、第１基板Ｃ３Ｋの一面側に設けられている。
第２制御装置Ｃ４は、第２回路Ｃ４Ｔが設けられた第２基板Ｃ４Ｋを有する。第２基板Ｃ４Ｋは、例えば、筐体Ｃ１にネジ止めされている。第２基板Ｃ４Ｋは、例えば、一面側が蓋部Ｃ２に面し、他面側が底面Ｃ１Ａに面している。第２回路Ｃ４Ｔは、第２基板Ｃ４Ｋの一面側に設けられている。
第１回路Ｃ３Ｔは、モータＭを制御する電流を発生させる第１インバータ回路Ｃ３Ｉを有する。第１インバータ回路Ｃ３Ｉは、例えば、第１基板Ｃ３Ｋの他面側においてモータＭの蓋部Ｍ２に対応する位置に配置されている。第１インバータ回路Ｃ３Ｉは、例えば、筐体Ｃ１の底面Ｃ１Ａに接触している。第１インバータ回路Ｃ３Ｉと底面Ｃ１Ａとの間の接触面には、熱伝導性が高い充填材が充填されていてもよい。これにより、第１インバータ回路Ｃ３Ｉにおいて発生する熱を底面Ｃ１Ａに伝達することができる。底面Ｃ１Ａに伝達された熱は、モータＭの蓋部Ｍ２を介してモータ筐体Ｍ１にも伝達され、モータ筐体Ｍ１の表面から放熱される。
筐体Ｃ１及びモータ筐体Ｍ１は、例えば、熱伝導性が高いアルミニウム等の金属部材により形成されている。筐体Ｃ１及びモータ筐体Ｍ１の表面には、複数の突起を有するヒートシンクや、熱伝導性が高い他の部材で形成された放熱層が形成されていてもよい。第１基板Ｃ３Ｋの他面側において第１インバータ回路Ｃ３Ｉに隣接する位置に配置され、且つ、モータＭの蓋部Ｍ２に隣接する位置には、第１インバータ回路Ｃ３Ｉ側とモータＭ側とを接続する第１連結コネクタＫ１が設けられている。
第１連結コネクタＫ１は、電極端子（不図示）を有し、第１インバータ回路Ｃ３ＩとモータＭとを電気的に最短距離において接続する。第１連結コネクタＫ１は、例えば、樹脂等の絶縁体により形成されている。第１連結コネクタＫ１は、第１インバータ回路Ｃ３Ｉ側とモータＭ側とを着脱可能に固定する。第１連結コネクタＫ１は、第１基板Ｃ３Ｋを筐体Ｃ１側に支持する支持構造の一部として構成されてもよい。この場合、第１連結コネクタＫ１の電極端子には荷重が加わらないようにして接触不良を防止してもよい。
第２回路Ｃ４Ｔは、モータＭを制御する電流を発生させる第２インバータ回路Ｃ４Ｉを有する。第２インバータ回路Ｃ４Ｉは、例えば、第２基板Ｃ４Ｋの他面側においてモータＭの蓋部Ｍ２に対応する位置に配置されている。第２インバータ回路Ｃ４Ｉは、例えば、筐体Ｃ１の底面Ｃ１Ａに接触している。第２インバータ回路Ｃ４Ｉと底面Ｃ１Ａとの間には、熱伝導性が高い充填材が充填されていてもよい。これにより、第２インバータ回路Ｃ４Ｉにおいて発生する熱を底面Ｃ１Ａに伝達することができる。
底面Ｃ１Ａに伝達された熱は、モータＭの蓋部Ｍ２を介してモータ筐体Ｍ１にも伝達され、モータ筐体Ｍ１の表面から放熱される。第２基板Ｃ４Ｋの他面側において第２インバータ回路Ｃ４Ｉに隣接する位置に配置され、且つ、モータＭの蓋部Ｍ２に隣接する位置には、第２インバータ回路Ｃ４Ｉ側とモータＭ側とを接続する第２連結コネクタＫ２が設けられている。
第２連結コネクタＫ２は、電極端子（不図示）を有し、第２インバータ回路Ｃ４ＩとモータＭとを電気的に最短距離において接続する。第２連結コネクタＫ２は、例えば、樹脂等の絶縁体により形成されている。第２連結コネクタＫ２は、第２インバータ回路Ｃ４ＩとモータＭ側とを着脱可能に固定する。第２連結コネクタＫ２は、第２基板Ｃ４Ｋを筐体Ｃ１側に支持する支持構造の一部として構成されてもよい。この場合、第２連結コネクタＫ２の電極端子には荷重が加わらないようにして接触不良を防止してもよい。
収容空間Ｔ内において第１連結コネクタＫ１及び第２連結コネクタＫ２が設けられていることにより、制御装置Ｃは、中心軸Ｌ方向に沿った幅を狭めて構成することができる。第１連結コネクタＫ１及び第２連結コネクタＫ２が設けられていることにより、制御装置Ｃは、第１インバータ回路Ｃ３Ｉ及び第２インバータ回路Ｃ４ＩとモータＭとを電気的に最短距離において接続することができ、電気的なノイズの発生を低減することができる。また、第１連結コネクタＫ１及び第２連結コネクタＫ２とモータＭとは電気的に最短距離において接続されるため、入力される他のノイズの影響を低減することができる。
第１連結コネクタＫ１及び第２連結コネクタＫ２によれば、第１基板Ｃ３Ｋ及び第２基板Ｃ４Ｋの取り付け時の位置決めを容易にすることができる。第１連結コネクタＫ１及び第２連結コネクタＫ２によれば、第１基板Ｃ３Ｋ及び第２基板Ｃ４Ｋの交換を容易にすることができる。
第１連結コネクタＫ１及び第２連結コネクタＫ２によれば、第１インバータ回路Ｃ３Ｉ及び第２インバータ回路Ｃ４ＩとモータＭとを配線を用いずに直接的に接続可能にするため、電気抵抗を低減すると共に、組み立てを容易にすることができる。第１連結コネクタＫ１及び第２連結コネクタＫ２によれば、配線を排除することにより、配線の劣化により生じる接触不良を低減する共に、異物混入により生じる接触不良を低減することができる。
制御装置Ｃをロータ出力軸ＭＳ（或いは中心軸Ｌ）に沿った方向から見て、第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とは、点対称に配置されている。２つの第１基板Ｃ３Ｋ及び第２基板Ｃ４Ｋとは、点対称に配置可能な形状に形成されている。第１基板Ｃ３Ｋ上に設けられた第１回路Ｃ３Ｔと第２基板Ｃ４Ｋ上に設けられた第２回路Ｃ４Ｔとは、同一の回路構成であり且つ同一の配置に設計されている。上記構成により、第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とは、同一の回路を用いることができ、設計工程及び製造工程を短縮することができる。上記構成により、第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とを筐体Ｃ１内において重層して配置せずに同一面に配置することができ、操舵装置Ｗは、中心軸Ｌ方向の幅を低減して構成することができる。
図５の例においては、第１基板Ｃ３Ｋ側には検出部ＣＳを配置するための突部Ｃ３Ｍが形成され、第２基板Ｃ４Ｋ側には突部Ｃ３Ｍに嵌合する切欠き部Ｃ４Ｍが形成されている。第１基板Ｃ３Ｋは、突部Ｃ３Ｍを設けずに切欠き部Ｃ４Ｍと同様に形成し、検出部ＣＳを保持する円柱状の基板を別体に形成してもよい。さらに、第２基板Ｃ４Ｋには、第１基板Ｃ３Ｋの突部Ｃ３Ｍと同一の突部が設けられてもよく、第１基板Ｃ３Ｋと第２基板Ｃ４Ｋとは、第１基板Ｃ３Ｋの突部Ｃ３Ｍと第２基板Ｃ４Ｋの突部に設けられた同一の検出部ＣＳが重なり合う様に組付けられてもよい。これにより、第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とは、完全に同一に設計されてもよい。第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とを完全に同一に設計することで、設計及び製造コストを低減することができる。
制御装置Ｃは、第１制御装置Ｃ３側においてロータ出力軸（或いは中心軸Ｌ）に沿った方向から見てモータＭの外径端から径方向の外方に向かって突出した第１突出部Ｃ３Ｐを有している。制御装置Ｃは、第２制御装置Ｃ４側は、ロータ出力軸に沿った方向から見てモータＭの外径端から径方向の外方に向かって突出した第２突出部Ｃ４Ｑを有している。第１突出部Ｃ３Ｐと第２突出部Ｃ４Ｑには、底面Ｃ１Ａ側（モータＭ側の面側）には、操舵装置Ｗと他の装置とを接続するコネクタＤｎ（ｎは自然数）が設けられている。コネクタＤｎは、１つ以上設けられていてもよい。
コネクタＤｎは、底面Ｃ１Ａから中心軸Ｌ方向に沿って突出している。上記構成により操舵装置Ｗは、筐体Ｃ１の蓋Ｃ２側にコネクタが無く、中心軸Ｌ方向に沿った幅を低減して構成することができる。
第１突出部Ｃ３ＰにおいてコネクタＤｎは、少なくともモータＭに電力を供給する第１電源コネクタＤ１が設けられている。第２突出部Ｃ４ＱにおいてコネクタＤｎは、少なくともモータＭに電力を供給する第２電源コネクタＤ２が設けられている。第１電源コネクタＤ１と第２電源コネクタＤ２とは、第１突出部Ｃ３Ｐと第２突出部Ｃ４Ｑとにそれぞれ離間して配置されている。
高電圧の電流が流通する第１電源コネクタＤ１が第１突出部Ｃ３Ｐに、設けられていることにより、第１電源コネクタＤ１近傍の第１基板Ｃ３Ｋにおける良好な放熱性を確保することができる。高電圧の電流が流通する第２電源コネクタＤ２が第２突出部Ｃ４Ｑに、設けられていることにより、第２電源コネクタＤ２近傍の第２基板Ｃ４Ｋにおける良好な放熱性を確保することができる。
第１電源コネクタＤ１が第１突出部Ｃ３Ｐに、第２電源コネクタＤ２が第２突出部Ｃ４Ｑにそれぞれ離間して配置されていることにより、良好な放熱性を確保すると共に、モータＭに伝わる熱を低減することができる。
次に、アーム３０の回転角の検出方法について説明する。アーム３０とモータＭとの間には、アームの回転角度を検出する角度検出部４０が設けられている。角度検出部４０は、例えば、固定部材１Ｆの減速機１に面する一面側に設けられている。
図６に示されるように、角度検出部４０は、例えば、減速機１の他面１Ｂ側から中心軸Ｌに沿って見て、出力部２の周方向に沿って円弧状に延在して形成されている。上記構成により、操舵装置Ｗは、中心軸Ｌ方向に角度検出部を設ける構成に比して中心軸Ｌ方向に沿った幅を低減して構成することができる。角度検出部４０は、例えば、磁気センサであり金属製の突起３５の位置の変化に伴って変化する磁場の変動に基づいてアーム３０の出力部２の周方向に沿った位置を検出する。角度検出部４０は、アーム３０の取り付け位置によってはアーム３０の位置を直接検出してもよい。
上記構成により、制御装置Ｃは、角度検出部４０により、アーム３０の回転角の検出値に基づいて、アーム３０の回転角に応じたモータＭの回転角の指令信号と比較して、アーム３０の回転角とモータＭの回転角の指令信号との偏差を０とするセミクローズドループ制御を行うことができる。
アーム３０の位置と回転角度とは、予め対応付けられており、制御装置Ｃは、検出されたアーム３０の位置に基づいて、アーム３０の回転角度を算出する。角度検出部４０は、光学式のセンサが用いられてもよい。角度検出部４０は、アーム３０の角度が検出可能であれば、他のセンサが用いられてもよい。アーム３０の回転角は、他の方法により検出されてもよい。
例えば、減速機１には、ロータ出力軸ＭＳから入力された回転力が伝達されるシャフト５Ｓ（クランク軸）の回転を検出する回転検出部５０（図１参照）を備えていてもよい。シャフト５Ｓに入力される回転数と減速機１内において各ギヤの回転に基づいて出力される出力部２の回転数との間の減速比は、減速機１の減速比に基づいて予め算出される。制御装置Ｃは、シャフト５Ｓの回転を検出する回転検出部５０の回転検出値と減速機１における減速比に基づいてアーム３０の回転角度を算出し、算出値に基づいてアーム３０の回転角度を調整してもよい。この構成によれば、減速機１の内部に回転検出部５０が操舵装置Ｗ内に設けられていることにより、操舵装置Ｗは、中心軸Ｌ方向に沿った幅を低減して構成することができる。また、この構成によれば、操舵装置Ｗは、回転検出部５０の防塵性と防水性を向上することができる。
上述したように、制御装置Ｃには、ロータＭＲの回転を制御するため、ロータＭＲの回転を検出する検出部ＣＳが設けられている（図１参照）。ロータＭＲにより入力される回転数と減速機１により減速されて出力される出力部２の回転数との間の減速比は、トータルの減速比として予め算出される。制御装置Ｃは、検出部ＣＳの検出値と予め算出された上記トータルの減速比とに基づいてアーム３０の回転角度を算出し、算出値に基づいてアーム３０の回転角度を調整してもよい。また、アーム３０の回転角度を算出可能であれば、任意の位置に任意のセンサが設けられていてもよい。この構成によれば、後付けのセンサを不要とし、構成を簡素化することができる。
上述したアーム３０の回転角度の調整方法は、操舵装置Ｗに個別の構成として適用されてもよいし、２つ以上組み合わされて冗長性を持たせた構成にしてもよい。
次に、制御装置ＣによるモータＭの制御について説明する。
図７及び図８に示されるように、モータＭは、車両のステアリング装置に設けられたハンドル角センサＨＳの検出値に基づいて、第１制御装置Ｃ３及び第２制御装置Ｃ４により制御される。第１制御装置Ｃ３及び第２制御装置Ｃ４は、モータＭのコイルユニットＭＵへの通電を制御し、ロータＭＲの回転を調整する。コイルユニットＭＵは、例えば、第１制御装置Ｃ３により制御される三相コイルを有する第１三相コイルユニットＭＵ１と、第２制御装置Ｃ４により制御される三相コイルを有する第２三相コイルユニットＭＵ２とを備える。コイルユニットＭＵにおいて第１三相コイルユニットＭＵ１と第２三相コイルユニットＭＵ２とは、別体に設けられていてもよいし、三相コイルの一つのユニットであってもよい。
第１制御装置Ｃ３は、第１三相コイルユニットＭＵ１に通電する第１インバータ回路Ｃ３Ｉと、第１三相コイルユニットＭＵ１の終端が結線された第１結線部Ｘ１の接続を制御する第１スイッチング部Ｃ３Ｂと、第１インバータ回路Ｃ３Ｉ及び第１スイッチング部Ｃ３Ｂを制御する第１制御部Ｃ３Ａとを備える。第１インバータ回路Ｃ３Ｉは、例えば、複数のパワートランジスタ素子Ｚにより構成されている。第１スイッチング部Ｃ３Ｂは、例えば、複数のパワートランジスタ素子（不図示）により構成されている。
第１制御部Ｃ３Ａは、例えば、第１インバータ回路Ｃ３Ｉの各パワートランジスタ素子Ｚのオン／オフのタイミングをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御してパルス電流を発生し、第１三相コイルユニットＭＵ１を制御する。第１制御部Ｃ３Ａは、ＰＷＭ制御以外の制御方法により第１三相コイルユニットＭＵ１を制御してもよい。第１制御部Ｃ３Ａは、例えば、第１制御装置Ｃ３の故障時に、第１スイッチング部Ｃ３Ｂを開状態にし、第１三相コイルユニットＭＵ１への通電を遮断する。これにより、操舵装置Ｗは、故障時の安全性が確保される。
第２制御装置Ｃ４は、第２三相コイルユニットＭＵ２に通電する第２インバータ回路Ｃ４Ｉと、第２三相コイルユニットＭＵ２の終端が結線された第２結線部Ｘ２の接続を制御する第２スイッチング部Ｃ４Ｂと、第２インバータ回路Ｃ４Ｉ及び第２スイッチング部Ｃ４Ｂを制御する第２制御部Ｃ４Ａとを備える。第２インバータ回路Ｃ４Ｉは、例えば、複数のパワートランジスタ素子Ｚにより構成されている。第２スイッチング部Ｃ４Ｂは、例えば、複数のパワートランジスタ素子（不図示）により構成されている。
第２制御部Ｃ４Ａは、例えば、第２インバータ回路Ｃ４Ｉの各パワートランジスタ素子Ｚのオン／オフのタイミングをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御してパルス電流を発生し、第２三相コイルユニットＭＵ２を制御する。第２制御部Ｃ４Ａは、ＰＷＭ制御以外の制御方法により第１三相コイルユニットＭＵ１を制御してもよい。第２制御部Ｃ４Ａは、例えば、第２制御装置Ｃ４の故障時に、第２スイッチング部Ｃ４Ｂを開状態にし、第２三相コイルユニットＭＵ２への通電を遮断する。これにより、操舵装置Ｗは、故障時の安全性が確保される。
第１制御部Ｃ３Ａは、第１三相コイルユニットＭＵ１を制御することにより、モータＭの５０％分の出力を制御する。第２制御部Ｃ４Ａは、第２三相コイルユニットＭＵ２を制御することにより、モータＭの５０％分の出力を制御する。この構成によれば、操舵装置Ｗは、第１制御装置Ｃ３又は第２制御装置Ｃ４のいずれか一方が故障しても、少なくとも半分の出力を確保することができる。
第１制御部Ｃ３Ａは、第１三相コイルユニットＭＵ１を制御することにより、モータＭの１００％分の出力を制御してもよい。この場合、第２制御部Ｃ４Ａは、モータＭを制御しない。第２制御部Ｃ４Ａは、第２三相コイルユニットＭＵ２を制御することにより、モータＭの１００％分の出力を制御してもよい。この場合、第１制御部Ｃ３Ａは、モータＭを制御しない。この構成によれば、操舵装置Ｗは、第１制御装置Ｃ３又は第２制御装置Ｃ４のいずれか一方が故障した場合、他方の制御装置に切り替えて１００％の出力を確保することができる。
第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とのいずれか一方がモータＭの制御を行う場合、所定期間、運転回数毎等の所定のタイミングにおいて、第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とを切り替えてモータＭを制御させ、モータＭの制御における負担を分散してもよい。第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とのモータＭの制御のバランスは、任意の比率に調整されてもよい。制御装置Ｃによれば、モータＭの制御における冗長性を確保することができる。制御装置Ｃによれば、モータＭの制御における効率の良いパワーバランスを任意に選定することができる。
次に、操舵装置Ｗの動作について説明する。
車両のステアリング装置においてハンドル操作が行われた場合、制御装置Ｃは、ハンドル角センサＨＳの検出値に基づいて、ハンドル操作角に応じたアーム３０の回転角度を算出し、アーム３０の回転角度に応じたモータＭの回転数を算出する。制御装置Ｃは、算出結果に基づいてモータＭを制御する。モータＭにおいてロータＭＲが回転すると、連動してギヤＭＧが回転する。
ギヤＭＧが回転すると、ギヤＭＧに噛合する複数のスパーギヤ５Ｇが連動して軸線５Ｌ周りに回転する。スパーギヤ５Ｇが回転するとシャフト５Ｓが連動して回転する。シャフト５Ｓの回転に連動して、第１偏心カム５Ｍ及び第２偏心カム５Ｎが軸線５Ｌ周りに偏心回転する。制御装置Ｃは、モータＭを制御して、ロータＭＲを回転させスパーギヤ５Ｇに回転動力を入力する。
第１偏心カム５Ｍの回転に連動して第１偏心ギヤ６が出力部２の内周面に沿って中心軸Ｌ周りに偏心回転する。第２偏心カム５Ｎの回転に連動して第２偏心ギヤ７が出力部２の内周面に沿って中心軸Ｌ周りに偏心回転する。第２偏心ギヤ７は、第１偏心ギヤ６の回転に対して半回転ずれて回転する。第１偏心ギヤ６及び第２偏心ギヤ７の回転に連動して第１円板Ｕ１及び第２円板Ｕ２が同時に中心軸Ｌ周りに出力部２に対して相対的に回転する。
第１円板Ｕ１及び第２円板Ｕ２は、固定部材１Ｆに対して固定されている。従って、出力部２は、第１円板Ｕ１及び第２円板Ｕ２に対して相対的に中心軸Ｌ周りに回転する。出力部２は、シャフト５Ｓの回転数に比して低い回転数により回転する。
複数のスパーギヤ５Ｇが軸線５Ｌ周りに回転すると、複数のスパーギヤ５Ｇの回転に連動して、第１偏心ギヤ６及び第２偏心ギヤ７が中心軸Ｌ周りに偏心運動する。この時、連結軸Ｓは、第１偏心ギヤ６の第２貫通孔６Ｋの内周に接触せずに第２貫通孔６Ｋの内周の形状に沿って相対的に移動する。同様に、連結軸Ｓは、第２偏心ギヤ７の第２貫通孔（不図示）の内周に接触せずに第２貫通孔の内周の形状に沿って相対的に移動する。
第１偏心ギヤ６及び第２偏心ギヤ７の偏心運動に連動して出力部２が第１円板Ｕ１及び第２円板Ｕ２に対して中心軸Ｌ周りに回転運動する。出力部２は、スパーギヤ５Ｇに比して低い回転数により回転する。出力部２に回転出力を伝達する回転対象物を連結すると、スパーギヤ５Ｇに比して減速されてトルクが増強された回転出力が得られる。出力部２の回転に連動してアーム３０が中心軸Ｌ周りに回転する。アーム３０は、回転範囲において、制限無く回転する。
アーム３０の回転角は、角度検出部４０により検出され、制御装置Ｃにより、検出値に基づいて、アーム３０の回転角に応じたモータＭの回転角の指令信号と比較して、アーム３０の回転角とモータＭの回転角の指令信号との偏差を０とするセミクローズドループ制御が行われ、アーム３０の回転角が正確に調整される。
上述したように、操舵装置Ｗによれば、ハンドル操作の回転角に応じてアーム３０の回転角を調整するステアリングバイワイヤシステムを実現することができる。操舵装置Ｗによれば、制御装置Ｃ、モータＭ、減速機１が中心軸Ｌに対して同軸に配置されているため、中心軸Ｌに沿った方向の幅を低減し装置構成を小型化することができる。操舵装置Ｗによれば、モータＭのロータ出力軸ＭＳの先端にギヤＭＧが一体成型されているため、中心軸Ｌに沿った方向の幅を低減することができる。
操舵装置Ｗによれば、アーム３０が出力部２の周方向に設けられていることにより、中心軸Ｌ方向に沿った幅を狭め、構成を小型化することができる。操舵装置Ｗによれば、制御装置Ｃが中心軸Ｌと同心に配置されていることにより、中心軸Ｌ方向に沿った幅を狭め、構成を小型化することができる。操舵装置Ｗによれば、制御装置Ｃが第１制御装置Ｃ３と第２制御装置Ｃ４とを有していることにより冗長性が確保され、いずれか一方が故障してもモータＭの制御を継続することができる。
［変形例］
図９に示されるように、操舵装置Ｗは、ステアリング装置に設けられステアリング操作に補助動力を与えるパワーステアリング装置として構成されてもよい。操舵装置Ｗは、ステアリングシャフト１２の回転動力を入力する入力装置１０が設けられていてもよい。入力装置１０が設けられた操舵装置Ｗは、例えば、車両の前輪に適用される。入力装置１０が設けられた操舵装置Ｗは、商用車用トラックや、車軸が３つ以上設けられた連結車両等に入力装置１０が設けられていない操舵装置Ｗと共に適用され、入力装置１０が設けられていない操舵装置Ｗと連動して制御されてもよい。操舵装置Ｗは、乗用車に適用されてもよい。変形例に係る操舵装置Ｗは、上記実施形態に係る入力装置１０が設けられていない操舵装置Ｗと同様にステアリングバイワイヤ装置として構成されていてもよい。
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、操舵装置Ｗは、車両のステアリング装置以外の用途に適用されてもよい。減速機１は、上記実施形態の他、波動歯車減速機等、回転動力を減速してトルクを増強して出力できればどのような減速機が用いられてもよい。
上述の各実施形態において、複数の物体で構成されているものは、当該複数の物体を一体化してもよく、逆に一つの物体で構成されているものを複数の物体に分けることができる。一体化されているか否かにかかわらず、発明の目的を達成することができるように構成されていればよい。
上述の各実施形態において、複数の機能が分散して設けられているものは、当該複数の機能の一部又は全部を集約して設けても良く、逆に複数の機能が集約して設けられているものを、当該複数の機能の一部又は全部が分散するように設けることができる。機能が集約されているか分散されているかにかかわらず、発明の目的を達成することができるように構成されていればよい。
１…減速機、１Ｆ…固定部材、２…出力部、５…ギヤ、５Ｇ…スパーギヤ、１０…入力装置、３０…アーム、３５…突起、４０…角度検出部、５０…回転検出部、Ｃ…制御装置、Ｃ１Ｐ、Ｃ１Ｑ…突出部、Ｃ３…第１制御装置、Ｃ４…第２制御装置、ＣＳ…検出部、Ｄ１…第１電源コネクタ、Ｄ２…第２電源コネクタ、Ｄｎ…コネクタ（図示なし）、ＨＳ…ハンドル角センサ、Ｋ１…第１連結コネクタ、Ｋ２…第２連結コネクタ、Ｌ…中心軸（出力軸）、Ｍ…モータ、ＭＧ…ギヤ、ＭＳ…ロータ出力軸、Ｓ…連結軸、Ｗ、ＷＡ…操舵装置、…操舵装置、Ｘ１…第１結線部、Ｘ２…第２結線部

Claims (13)

  1. 一面側から入力された回転動力を減速してトルクを増強し他面側の出力部から回転出力し車両に設けられたステアリング装置に接続して車輪を操舵させる減速機と、
    前記一面側に設けられ前記回転動力を発生させるロータに設けられたロータ出力軸の一端側が前記出力部の出力軸と同心に配置され前記一端側から前記回転動力を前記減速機に入力するモータと、
    前記ロータ出力軸の他端側に設けられ前記ロータの回転を検出する検出部が前記ロータ出力軸と同心に配置された前記モータを制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置の内部には前記モータを制御する電流を発生させるインバータ回路と、前記インバータ回路に隣接して配置され且つ前記モータに面して配置され前記インバータ回路と前記モータとを電気的に接続する連結部とを備え、
    前記連結部は、前記インバータ回路が設けられた基板を前記モータの筐体側に着脱可能に支持する支持構造として構成されている、
    操舵装置。
  2. 前記出力部は周方向において前記出力軸の周りに回転するアームが設けられている、
    請求項１に記載の操舵装置。
  3. 前記ロータ出力軸の前記一端側には、前記減速機に前記回転動力を入力するためのギヤが一体成型されている、
    請求項１または２に記載の操舵装置。
  4. 前記制御装置は、前記モータを制御する第１制御装置及び第２制御装置を有し、
    前記第１制御装置と前記第２制御装置とは、前記ロータ出力軸に沿った方向から見て点対称に配置されている、
    請求項１に記載の操舵装置。
  5. 前記第１制御装置と前記第２制御装置とは、前記ロータ出力軸に沿った方向から見て前記モータの外径端から径方向の外方に向かって突出した突出部をそれぞれ有し前記突出部の前記モータ側の面には他の装置と接続するコネクタが設けられている、
    請求項４に記載の操舵装置。
  6. 前記コネクタは、少なくとも前記モータに電力を供給する電源コネクタであり、
    前記電源コネクタは、前記第１制御装置側の前記突出部と前記第２制御装置側の前記突出部とにそれぞれ離間して配置されている、
    請求項５に記載の操舵装置。
  7. 前記アームと前記モータとの間には、前記アームの回転角度を検出する角度検出部が設けられている、
    請求項２に記載の操舵装置。
  8. 前記角度検出部は前記出力部の周方向に沿って延在して形成されている、
    請求項７に記載の操舵装置。
  9. 前記減速機は、前記ロータ出力軸から入力された回転力が伝達されるクランク軸の回転を検出する回転検出部を備え、
    前記制御装置は前記回転検出部の回転検出値と前記減速機の減速比とに基づいて前記アームの回転角度を調整する、
    請求項２に記載の操舵装置。
  10. 前記制御装置は前記検出部の検出値と前記減速機の減速比とに基づいて前記アームの回転角度を調整する、
    請求項２に記載の操舵装置。
  11. 前記制御装置は前記モータを制御する第１制御装置及び第２制御装置を有し、
    前記モータは前記第１制御装置により制御される第１三相コイルユニットと前記第２制御装置により制御される第２三相コイルユニットとを備える、
    請求項１に記載の操舵装置。
  12. 前記第１制御装置は、前記第１三相コイルユニットの終端が結線された第１結線部の接続を制御する第１スイッチング部を備え、
    前記第２制御装置は、前記第２三相コイルユニットの終端が結線された第２結線部の接続を制御する第２スイッチング部を備える、
    請求項１１に記載の操舵装置。
  13. 一面側から入力された回転動力を減速してトルクを増強し他面側の出力部から回転出力し車両に設けられたステアリング装置に接続して車輪を操舵させる減速機と、
    前記一面側に設けられ前記回転動力を発生させるロータに設けられたロータ出力軸の一端側が前記出力部の出力軸と同心に配置され前記一端側から前記回転動力を前記減速機に入力するモータと、
    前記ロータ出力軸の他端側に設けられ前記ロータの回転を検出する検出部が前記ロータ出力軸と同心に配置された前記モータを制御する制御装置と、
    前記出力部に設けられ前記出力部の周方向において前記出力軸の周りに回転するアームと、を備え、
    前記減速機は、
    前記ロータ出力軸の前記一端側から前記回転動力が入力されて回転する複数のスパーギヤと、
    複数の前記スパーギヤにそれぞれ連結された複数のシャフトに形成された複数の偏心カムと、
    前記複数の偏心カムの回転に応じて前記出力部の中心軸に対して偏心回転する偏心ギヤと、
    前記アームが接続されると共に、前記偏心ギヤが内周面に沿って前記中心軸の周りに偏心回転し前記スパーギヤの回転数に比して減速された回転数で回転出力する前記出力部と、を備え、
    前記制御装置の内部には前記モータを制御する電流を発生させるインバータ回路と、前記インバータ回路に隣接して配置され且つ前記モータに面して配置され前記インバータ回路と前記モータとを電気的に接続する連結部とを備え、
    前記連結部は、前記インバータ回路が設けられた基板を前記モータの筐体側に着脱可能に支持する支持構造として構成されている、
    操舵装置。
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