JPH11152050A

JPH11152050A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH11152050A
Application number: JP9337834A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Ogiso; 好典小木曽
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】大電流を流しても発熱するようなことがな
く、しかも、コンパクト化を図ることのできる電動パワ
ーステアリング装置を提供することである。【解決手段】駆動回路基板２６上に、接続経路を構成
するブスバー３２、３３、３４、３５、３７、３８、４
０を設けるとともに、いずれかあるいは全てのブスバー
３７、３８を、基板２６に対して起立させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータによ
ってアシスト力を発生させる電動パワーステアリング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置としては、
例えば、図５に示す回路からなるものがある。電動パワ
ーステアリング装置は、アシスト力を付与する電動モー
タＭと、バッテリBATとモータ駆動素子と電動モータＭ
との接続経路を構成する駆動回路１と、モータ駆動素子
を制御する制御回路２とを備えている。駆動回路１は、
４つのモータ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒが接続す
るブリッジ回路を構成している。そして、電源であるバ
ッテリBATは、第１接続経路５→リレー６→第２接続経
路７→検出抵抗８→プラス側接続経路９を介して、ブリ
ッジ回路のプラス側に接続している。また、ブリッジ回
路のマイナス側は、マイナス側接続経路１０を介してア
ースされている。

【０００３】モータ駆動素子は、一対のプラス側モータ
駆動素子３Ｌ、３Ｒと、一対のマイナス側駆動素子４
Ｌ、４Ｒとからなる。そして、プラス側モータ駆動素子
３Ｌとマイナス側モータ駆動素子４Ｒとの間に、モータ
接続経路１１→検出抵抗１２→第３接続経路１３を介し
て電動モータＭの一方の側を接続している。また、プラ
ス側モータ駆動素子３Ｒとマイナス側モータ駆動素子４
Ｌとの間に、モータ接続経路１４を介して電動モータＭ
の他方の側を接続している。

【０００４】これらモータ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、
４Ｒは、ＣＰＵを備えた制御回路２によってオン・オフ
制御されている。例えば、トルクセンサ１５等からの信
号に応じて、制御回路２が、プラス側モータ駆動素子３
Ｌとマイナス側モータ駆動素子４Ｌをオンにして、プラ
ス側モータ駆動素子３Ｒとマイナス側モータ駆動素子４
Ｒとをオフにしたとする。この場合、モータ電流が、プ
ラス側モータ駆動素子３Ｌ→モータ接続経路１１→検出
抵抗１２→第３接続経路１３→電動モータＭ→モータ接
続経路１４→マイナス側モータ駆動素子４Ｌを流れるの
で、電動モータが一方の方向に回転する。そして、その
回転力が、車輪の転舵にアシスト力として付与されるこ
とになる。逆に、制御回路２が、プラス側モータ駆動素
子３Ｒとマイナス側モータ駆動素子４Ｒをオンにして、
プラス側モータ駆動素子３Ｌとマイナス側モータ駆動素
子４Ｌとをオフにすると、電動モータＭは他方の方向に
回転する。

【０００５】なお、電動モータＭに大電流が流れた場
合、バッテリBATからモータ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４
Ｌ、４Ｒまでの回路抵抗による電圧効果が生じる。そこ
で、ブリッジ回路と配列に、電荷を蓄えるためのコンデ
ンサ１６を接続している。コンデンサ１６があれば、瞬
間的に大電流が流れても、電圧降下することがなくモー
タ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒに電流を流すことが
でき、電動モータＭの応答遅れを防止することができ
る。また、上記検出抵抗８、１２を設けたのは、電流値
を監視するためである。そして、異常電流が流れたとき
に、リレー６をオフにして、マニュアルステアリングに
切換えるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような電動パワ
ーステアリング装置では、それを実現する際に、駆動回
路１及び制御回路２をそれぞれ基板に構成している。具
体的には、駆動回路基板に、バッテリBATとモータ駆動
素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒと電動モータＭとの接続経
路をプリント配線によって構成している。しかし、プリ
ント配線だけでは、接続経路の抵抗値がどうしても大き
くなってしまう。特に、駆動回路１では大電流が流れる
ので、接続経路の抵抗値が大きいと発熱してしまい、と
きには断線することさえあった。また、プリント配線の
面積を大きくすれば、接続経路の抵抗は小さくなるが、
基板を大きくしなければならない。そのため、その基板
を収納するスペースが必要となり、電動パワーステアリ
ング装置全体が大型化してしまう。この発明の目的は、
大電流を流しても発熱するようなことがなく、しかも、
コンパクト化を図ることのできる電動パワーステアリン
グ装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、アシスト力
を付与する電動モータと、電動モータに流すモータ電流
の流れ方向を切換えるモータ駆動素子と、電源とモータ
駆動素子と電動モータとの接続経路を構成した駆動回路
基板と、モータ駆動素子を制御する制御回路を構成した
制御回路基板とを備えた電動パワーステアリング装置を
前提とする。そして、第１の発明は、駆動回路基板上
に、接続経路を構成するブスバーを設けるとともに、い
ずれかあるいは全てのブスバーを、基板に対して起立さ
せた点に特徴を有する。

【０００８】第２の発明は、第１の発明において、一対
のブスバーを起立させるとともに、これらブスバーによ
って、モータ駆動素子を電動モータに接続するモータ接
続経路を構成する点に特徴を有する。第３の発明は、第
２の発明において、起立させた一対のブスバーを平行に
並べるとともに、これらブスバー間のほぼ中心線上に、
モータ駆動素子をプラス側に接続するプラス側ブスバー
と、モータ駆動素子をマイナス側に接続するマイナス側
ブスバーとを配置した点に特徴を有する。

【０００９】第４の発明は、第１〜３の発明において、
駆動回路基板には、コンデンサを寝かせて取り付けると
ともに、少なくとも一対のブスバーを起立させて、これ
ら起立させたブスバー間に、上記コンデンサを挟み込ん
だ点に特徴を有する。第５の発明は、第１〜４の発明に
おいて、駆動回路基板の側辺から、ブスバーの一部をプ
レート状の接続片として突出させるとともに、この接続
片を、被接続側に形成したスリットに挿入する構成にし
た点に特徴を有する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜４に、この発明の電動パワ
ーステアリング装置の一実施例を示す。図１に示すよう
に、ステアリングホイールＷに連係するピニオン軸１７
を、アルミ製のピニオンケース１８に収納している。ま
た、両端に図示しない車輪が連係するラック軸１９を、
アルミ製のラックケース２０に収納している。そして、
これらピニオンケース１８とラックケース２０とを一体
成形するとともに、その内部で、ピニオン軸１７のピニ
オンと、ラック軸１９のラックとをかみ合せている。

【００１１】また、ラックケース２０には、ピニオンケ
ース１８とは別の箇所で、電動モータＭを斜め方向に取
り付けている。そして、電動モータＭの出力軸２１に設
けたウォーム２２を、ラック軸１９に連係させたウォー
ムホイール２３にかみ合せている。したがって、電動モ
ータＭが回転すると、その回転力が、これらウォーム２
２及びウォームホイール２３を介してラック軸１９に伝
えられる。

【００１２】さらに、ラックケース２０上には、アルミ
製のコントローラーケースＣをネジ２４によって固定し
ている。そして、このコントローラーケースＣを、ラッ
クケース２０と電動モータＭとの間のスペースに位置さ
せている。このコントローラーケースＣには、図２に示
すようにして、制御回路基板２５や駆動回路基板２６を
収納している。具体的には図示しないが、制御回路２の
ＣＰＵ等を、制御回路基板２５に構成している。そし
て、この制御回路基板２５の隅付近には、４つのネジ孔
を形成している。

【００１３】また、詳しくは後述するが、バッテリBAT
とモータ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒと電動モータ
Ｍとの接続経路等を、駆動回路基板２６に構成してい
る。そして、この駆動回路基板２６には、図２(ａ)に示
すように、円柱状のコンデンサ１６を金属線２７を介し
て取り付けるが、その金属線２７を曲げて、コンデンサ
１６を駆動回路基板２６上に寝かせている。さらに、こ
の駆動回路基板２６の隅付近にも、制御回路基板２５と
同じように、４つのネジ孔を形成している。

【００１４】そして、駆動回路基板２６の上に、４つの
スペーサ２８を介して制御回路基板２５を載せている。
これらスペーサ２８は、絶縁性を有する筒部材であり、
各スペーサ２８が、制御回路基板２５のネジ孔と駆動回
路基板２６のネジ孔とにちょうど連通するようにしてい
る。このとき、寝かせた状態にある円柱状のコンデンサ
１６を、図３に示すように、制御回路基板２５と駆動回
路基板２６とで挟み込んでいる。

【００１５】さらに、駆動回路基板２６の下面には、同
じく筒部材からなるスペーサ２９を介して、モータ駆動
素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒを設けている。これらモー
タ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒにも、ネジ孔を形成
している。そして、各スペーサ２９が、駆動回路基板２
６のネジ孔とモータ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒの
ネジ孔とにちょうど連通するようにしている。この状態
で、制御回路基板２５側から、４つのネジ孔にそれぞれ
ネジ３０を挿入すると、これらネジ３０は、制御回路基
板２５、駆動回路基板２６、及び各モータ駆動素子３
Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒを貫通する。したがって、ネジ３
０を介して、これらモータ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、
４Ｒ、駆動回路基板２６、及び制御回路基板２５が一体
化することになる。

【００１６】このようにして一体化したモータ駆動素子
３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒ、駆動回路基板２６、及び制御
回路基板２５をコントローラーケースＣに収納するので
あるが、このコントローラーケースＣの底面には、図２
(ｂ)に示すように、上記ネジ３０に対応するネジ孔３１
を形成している。そして、各モータ駆動素子３Ｌ、３
Ｒ、４Ｌ、４Ｒから突出するネジ３０の先端をそれぞれ
ネジ孔３１に組み付けて、これらモータ駆動素子３Ｌ、
３Ｒ、４Ｌ、４Ｒ、駆動回路基板２６、及び制御回路基
板２５を、コントローラーケースＣの底面に固定してい
る。

【００１７】この状態では、発熱量の大きなモータ駆動
素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒが、コントローラーケース
Ｃの底面に密着することになる。したがって、その熱を
コントローラーケースＣ→ピニオンケース２及びラック
ケース４を介して放熱させることができ、比較的に熱に
弱い制御回路２を、同じコントローラーケースＣ内に収
納することが可能となる。以上述べたようにモータ駆動
素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４Ｒ、駆動回路基板２６、及び
制御回路基板２５をコントローラーケースＣに収納した
ら、図示しない蓋を被せればよい。

【００１８】図４には、上記駆動回路基板２６を具体的
に示す。駆動回路基板２６には、図５で説明した接続経
路がプリント配線されているが、さらに、そのプリント
配線に重ねてブスバーを設けている。図４に示すよう
に、駆動回路基板２６の図面上端部には、短辺に平行に
配置したプレート状の第１ブスバー３２を設けている。
この第１ブスバー３２は、図５の回路でいう第１接続経
路５を構成するものである。また、第１ブスバー３２の
隣には、プレート状の第２ブスバー３３を設けている。
この第２ブスバー３３は、図５の回路でいう第２接続経
路７を構成するものである。そして、この第２ブスバー
３３を、リレー６を介して第１ブスバー３２に接続して
いる。

【００１９】駆動回路基板２６の中央には、上記第２ブ
スバー３３側に、プレート状のプラス側ブスバー３４を
設けている。このプラス側ブスバー３４は、図５の回路
でいうプラス側接続経路９を構成するものである。そし
て、このプラス側ブスバー３４を、検出抵抗８を介して
第２ブスバー３３に接続している。また、駆動回路基板
２６の中央には、上記プラス側ブスバー３４と同一直線
上に、プレート状のマイナス側ブスバー３５を設けてい
る。このマイナス側ブスバー３５は、図５の回路でいう
マイナス側接続経路１０を構成するものである。そし
て、ここでは、このマイナス側ブスバー３５を、基板２
６に設けたネジ３６に接触させて、このネジ３６をアー
スとして利用している。

【００２０】さらに、上記プラス側ブスバー３４及びマ
イナス側ブスバー３５を挟んで、一対のモータ接続用ブ
スバー３７、３８を設けている。これらモータ接続用ブ
スバー３７、３８は、それぞれ、図５の回路でいうモー
タ接続経路１１、１４を構成するものである。これらモ
ータ接続用ブスバー３７、３８は、他のブスバーと異な
り、接続片３７Ｌ、３７Ｒ、３８Ｌ、３８Ｒだけを基板
２６上に残して、基板２６に対して起立させている。つ
まり、図４では、これらプレート状のモータ接続用ブス
バー３７、３８が、紙面手前方向に起立していることに
なる。

【００２１】なお、この駆動回路基板２６の裏面には、
図２(ａ)に示したように、モータ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、
４Ｌ、４Ｒを設けているが、そのうち、プラス側モータ
駆動素子３Ｌを、プラス側ブスバー３４の接続片３４Ｌ
及びモータ接続用ブスバー３７の接続片３７Ｌに接続
し、かつ、プラス側モータ駆動素子３Ｒを、プラス側ブ
スバー３４の接続片３４Ｒ及びモータ接続用ブスバー３
８の接続片３８Ｒに接続している。同様に、マイナス側
モータ駆動素子４Ｒを、マイナス側ブスバー３５の接続
片３５Ｒ及びモータ接続用ブスバー３７の接続片３７Ｒ
に接続し、かつ、マイナス側モータ駆動素子４Ｌを、マ
イナス側ブスバー３５の接続片３５Ｌ及びモータ接続用
ブスバー３８の接続片３８Ｌに接続している。

【００２２】また、上記プラス側ブスバー３４とマイナ
ス側ブスバー３５とには、前述したコンデンサ１６を接
続している。そして、図３に示すように、この円柱状の
コンデンサ１６を駆動回路基板２６上で寝かせるととも
に、起立させた一対のモータ接続用ブスバー３７、３８
間で挟み込んでいる。つまり、円柱状のコンデンサ１６
は、その上下方向に基板２５、２６によって挟まれ、左
右方向にブスバー３７、３８によって挟まれている。し
たがって、このコンデンサ１６をしっかり支持すること
ができ、車両の走行振動等によって、いずれの方向に動
くのも防ぐことができる。

【００２３】上記一対のモータ接続用ブスバー３７、３
８のうち、図面右側のモータ接続用ブスバー３８の端部
を、駆動回路基板２６に水平にしたプレート状にしてい
る。そして、このプレート状部分を、接続片３９とし
て、基板２６の側辺から突出させている。また、駆動回
路基板２６の図面左下端部には、プレート状の第３ブス
バー４０を設けている。この第３ブスバー４０は、図５
の回路でいう第３接続経路１３を構成するものである。
そして、この第３ブスバー４０を、検出抵抗１２を介し
て図面左側のモータ接続用ブスバー３７に接続するとと
もに、この第３ブスバー４０の端部を、接続片４１とし
て基板２６の側辺から突出させている。

【００２４】これら接続片３９、４１は、図３に示すよ
うに、駆動回路基板２６をコントローラーケースＣに収
納するとき、コントローラーケースＣの側面に形成した
孔４２から外部に突出させている。そして、具体的には
図示しないが、電動モータＭに接続するリード線４３
(図１参照)に一対のスリットを形成しておき、これらス
リットに上記接続片３９、４１を挿入している。なお、
この実施例では、第１ブスバー３２の端部も、接続片４
４として基板２６の側辺から突出させている。そして、
上記と同様にして、バッテリBAT側に接続している。

【００２５】以上述べた実施例の電動パワーステアリン
グ装置によれば、駆動回路基板２６に、プリント配線だ
けでなくブスバーを設けたので、接続経路の抵抗値を小
さくすることができる。したがって、大電流を流して
も、発熱して断線してしまうようなことがない。ところ
で、接続経路の抵抗をさらに小さくするには、ブスバー
の面積を大きくすればよい。しかし、あるブスバーの面
積を大きくすると、駆動回路基板２６上の他のブスバー
等の制約を受けてしまい、結局は、基板２６を大きくし
なければならなくなる。

【００２６】そこで、この実施例では、モータ接続用ブ
スバー３７、３８を基板２６に対して起立させている。
このようにブスバー３７、３８を起立させれば、面積を
大きくするのに、その高さを高くすればよい。そして、
高さを高くするのであれば、く同回路基板２６上の他の
ブスバー等の制約を受けことがない。したがって、接続
経路の抵抗を小さくしながらも、基板２６を大きくする
必要がなく、電動パワーステアリング装置のコンパクト
化を図ることができる。

【００２７】なお、この実施例では、モータ接続経路１
１、１４に大電流が流れることが多いことから、モータ
接続用ブスバー３７、３８だけを起立させたが、もちろ
ん、他のブスバーを起立させてもかまわない、また、こ
の実施例では、駆動回路基板２６と制御回路基板２５と
を別々のものとしたが、一枚の基板に制御回路２と駆動
回路１とを構成したものであってもかまわない。

【００２８】

【発明の効果】第１の発明によれば、駆動回路基板に、
プリント配線だけでなくブスバーを設けたので、接続経
路の抵抗値を小さくすることができる。したがって、大
電流を流しても、発熱して断線してしまうようなことが
ない。しかも、ブスバーを起立させたので、面積を大き
くするのに、その高さを高くすればよい。そして、高さ
を高くするのであれば、基板上の他のブスバー等の制約
を受けことがない。したがって、接続経路の抵抗を小さ
くしながらも、基板を大きくする必要がなく、電動パワ
ーステアリング装置のコンパクト化を図ることができ
る。

【００２９】第２の発明によれば、第１の発明におい
て、モータ接続経路には大電流が流れることが多いが、
このモータ接続経路を構成するブスバーを起立させたの
で、その抵抗を十分に小さくすることができる。したが
って、大電流が流れても、発熱して断線してしまうよう
なことがない。第３の発明によれば、第２の発明におい
て、モータ駆動素子のそれぞれを、モータ接続経路を構
成するブスバーと、プラス側ブスバーあるいはマイナス
側ブスバーとに接続しなければならないが、モータ接続
経路を構成する一対のブスバー間に、プラス側ブスバー
及びマイナス側ブスバーを配置したので、それらの接続
を短い配線で行うことができる。

【００３０】第４の発明によれば、第１〜３の発明にお
いて、起立させたブスバーを利用してコンデンサを挟み
込んだので、車両の走行振動等によってコンデンサが左
右方向に動いてしまうのを防ぐことができる。第５の発
明によれば、第１〜４の発明において、ブスバーを利用
して駆動回路を被接続側、例えば電動モータや電源に接
続するので、別にコネクタ等を用いる必要がなく、部品
数を少なくして、コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の電動パワーステアリング装置を示す
外観図で、(ａ)が側面図で、(ｂ)が正面図である。

【図２】(ａ)は、モータ駆動素子３Ｌ、３Ｒ、４Ｌ、４
Ｒ、駆動回路基板２６、及び制御回路基板２５を示す斜
視図で、(ｂ)は、コントローラーケースＣを示す斜視図
である。

【図３】コンデンサ１６の取り付け状態を示す図であ
る。

【図４】駆動回路基板２６を示す図である。

【図５】電動パワーステアリング装置の回路図である。

【符号の説明】

Ｍ電動モータＣコントローラーケース１駆動回路２制御回路３Ｌ、３Ｒプラス側モータ駆動素子４Ｌ、４Ｒマイナス側モータ駆動素子１６コンデンサ２５制御回路基板２６駆動回路基板３２第１ブスバー３３第２ブスバー３４プラス側ブスバー３５マイナス側ブスバー３７、３８モータ接続用ブスバー３９、４１、４４接続片４０第３ブスバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アシスト力を付与する電動モータと、電
動モータに流すモータ電流の流れ方向を切換えるモータ
駆動素子と、電源とモータ駆動素子と電動モータとの接
続経路を構成した駆動回路基板と、モータ駆動素子を制
御する制御回路を構成した制御回路基板とを備えた電動
パワーステアリング装置において、駆動回路基板上に、
接続経路を構成するブスバーを設けるとともに、いずれ
かあるいは全てのブスバーを、基板に対して起立させた
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】一対のブスバーを起立させるとともに、
これらブスバーによって、モータ駆動素子を電動モータ
に接続するモータ接続経路を構成することを特徴とする
請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】起立させた一対のブスバーを平行に並べ
るとともに、これらブスバー間のほぼ中心線上に、モー
タ駆動素子をプラス側に接続するプラス側ブスバーと、
モータ駆動素子をマイナス側に接続するマイナス側ブス
バーとを配置したことを特徴とする請求項２記載の電動
パワーステアリング装置。
【請求項４】駆動回路基板には、コンデンサを寝かせ
て取り付けるとともに、少なくとも一対のブスバーを起
立させて、これら起立させたブスバー間に、上記コンデ
ンサを挟み込んだことを特徴とする請求項１〜３のいず
れか一に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】駆動回路基板の側辺から、ブスバーの一
部をプレート状の接続片として突出させるとともに、こ
の接続片を、被接続側に形成したスリットに挿入する構
成にしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一に
記載の電動パワーステアリング装置。