JP4701980B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータへの通電状態を前記操舵系の操舵トルクに応じて制御するコントローラを装備したコントロールユニットとを近接配置してなる電動パワーステアリング装置に関し、さらに詳細には、前記電動パワーステアリング装置における前記電動モータと前記コントロールユニットの装着構造に関する。

一般に、電動パワーステアリング装置を装着した車両では、ハンドル操作によりステアリング軸に発生する操舵トルクをトルクセンサにより検出し、コントローラではその操舵トルクに応じて電動モータに流れる電流を制御し、電動モータは減速機構を介してステアリング軸に所要の操舵補助力（トルク）を出力させている。

従来、この種の電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献１に開示されているような、操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータへの通電状態を前記操舵系の操舵トルクに応じて制御するコントローラを装備したコントロールユニットとを近接配置してなる電動パワーステアリング装置が一般に知られている。ここに、このように電動モータとコントロールユニットとを近接配置させる目的は、両者間に配設される電気配線の長さを極力短くすることにより、装置の小型化や材料費の節減等によるコストダウン、あるいは電力ロス、ノイズ、発熱等の低減化による品質面の向上にあり、近年多く電動パワーステアリング装置にこの構造が取り入れられている。

特許第３，６３８，２６９号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された従来の電動パワーステアリング装置においては、電動モータとコントロールユニットの取付け面と、バスバー端子を取り付けるための端子台の取付け面、及びコネクタの取付け面が同一面にないため、電動パワーステアリング装置の製造工程において、前記各部材の取付け、組立て作業を一度の作業工程で行うことができず、このため作業効率が悪くなって製造コストがアップする原因ともなっていた。

本発明は上記実情に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、電動パワーステアリング装置の製造工程における部材の取付け組立て作業、すなわち電動モータ、コントロールユニット、バスバー端子を取り付けるための端子台、及びコネクタ等の部材の取付け組立て作業を効率的に行うことができ、これにより製造コストを低減化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にある。

本発明の上記目的は、操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータへの通電状態を前記操舵系の操舵トルクに応じて制御するコントローラを装備したコントロールユニットとを近接配置してなる電動パワーステアリング装置において、前記電動モータと前記コントロールユニットの取付け面と、前記コントロールユニットに設けた前記電動モータとの電気的接続に用いる端子台の取付け面と、前記コントロールユニットに取り付けられるコネクタの取付け面とが同一面となるように構成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置を提供することにより達成される。

また、本発明の上記目的は、前記電動モータと前記コントロールユニットの取付け面は前記電動モータのフランジ部から張り出した張出しフランジ部によって形成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置を提供することにより、より効果的に達成される。

さらにまた、本発明の上記目的は、前記電動モータ、前記コントロールユニット、前記端子台、及び前記コネクタの各取付け部材は前記同一面に対し締結具を介して着脱可能となっていることを特徴とする電動パワーステアリング装置を提供することにより、より効果的に達成される。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、電動モータと前記コントロールユニットの取付け面と、前記コントロールユニットに設けた前記電動モータとの電気的接続に用いる端子台の取付け面と、前記コントロールユニットに取り付けられるコネクタの取付け面とが同一面となるように構成されているので、一度の作業工程の中でこれらの部材の取付けを同時に行うことができ、これにより部材の取付け組み立て作業を効率的に行うことができるので製造コストを低減化することができる。

以下、本発明の内容を本発明の一実施形態を示す添付図面を参照しながら説明する。なお、本発明は必ずしも以下の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、その構成を種々に変更し得ることものであることはいうまでもない。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置をステアリングシャフト１側から見下ろした状態の斜視図であり、図２はロアシャフト側正面から見た図である。

図１及び図２に示すように、本電動パワーステアリング装置は、操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータ１２と、このモータ１２への通電状態を制御するコントローラ１５を装備したコントロールユニット１５Ｕを備えており、これらの電動モータ１２及びコントロールユニット１５Ｕがステアリング機構の取付け部材としてステアリングコラム２０に装着されているコラムアシストタイプの例である。なお、この例では、電動パワーステアリング装置を装備するステアリングコラム２０は、車体側部材に取り付けるためのブラケット３０等をさらに備えているが、これらは周知の構成と同様であるので、その説明は省略する。

ステアリングコラム２０は、ステアリングシャフト１側のインナコラム２と、このインナコラム２を内嵌可能なアウタコラム（図示せず）を有するハウジング１０を備えて構成されている。インナコラム２はステアリングシャフト１を回転自在に支持している。ステアリングシャフト１は、運転者からの操舵力がステアリングホイール（図示せず）に作用すると、その操舵力が伝達されるようになっている。また、ステアリングシャフト１はこの伝達された操舵力を操舵トルク検出値として出力可能な操舵トルクセンサ（図示せず）に連結されており、この操舵トルクセンサから出力される操舵トルク検出値が前記コントロールユニット１５Ｕに装備されたコントローラ１５に入力されるようになっている。

後述するように、コントローラ１５は、例えばバッテリーからイグニッションスイッチを介して電力が供給可能に構成されており、前記操舵トルク検出値の他に、例えば車速センサで検出した車速検出値等の必要な信号が入力され、これらの信号に基いて操舵系の操舵トルクに応じたアシストトルクを発生するように、電動モータ１２への通電状態を制御可能に構成されている。

電動モータ１２は、前記ステアリング機構の取付け部材に装着される側の周囲にフランジ部１３を有している。このフランジ部１３は、電動モータ１２の本体部分と電動モータ１２の出力軸１２ｓの境の位置に形成されており、このフランジ部１３の周方向には取付け穴１３ｈ（図３参照）が形成されている。この取付け穴１３ｈには締結具であるボルト１２ａが装着され、ステアリングコラム２０のハウジング１０上部に形成されたネジ穴（図示せず）に締結されることによって電動モータ１２がハウジング１０の上部に着脱可能に直付けで装着される。これにより、電動モータ１２は、図２に示すように、出力軸１２ｓの先端がステアリングコラム２０の軸線側に向けて斜めとなる位置に装着されることになり、全体が傾いている（本例では図２に示すように本体が反時計に傾いている）。

図３は、図１及び図２に矢印Ｂで示す方向から見た下面図で、電動モータ１２とコントロールユニット１５Ｕとの配置関係を示すものであり、図４はその側面図である。

図３に示すように、フランジ部１３は、その一部が周方向に（本例では図３に示すように右側に逆コの字状に２箇所）張り出して形成されたフランジ張出し部１４を有している。このフランジ張出し部１４にはボルト穴１４ｈが３箇所形成されており、これに固定ボルト１５ａ、１５ｂ、１５ｃが装着されるようになっている。なお、このフランジ張出し部１４の電動モータ１２本体側の面（図４に一点鎖線Ｌ示すフランジ張出し部１４の下面、以下これを取付け部材の「取付け面Ｌ」という）は平坦に加工されており、この取付け面Ｌに対し図４に示すようにコントロールユニット１５Ｕの取付け面（図２に示すコントロールユニット１５Ｕの下側面）が当接され、固定ボルト１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介してコントロールユニット１５Ｕがフランジ張出し部１４の取付け面Ｌに着脱可能に固定される。

フランジ張出し部１４の下面、すなわち取付け面Ｌに取り付けられたコントロールユニット１５Ｕの取付け面上には、前述した操舵トルクセンサから出力される操舵トルク検出値等の、車両の走行状態に関する各種の信号をコントローラ１５に取り入れるためのコネクタ１５Ｃと、電動モータ１２との電気的接続部として機能する端子台１５Ｂがそれぞれビス１５Ｃｂ、１５Ｂｃを介して着脱可能に取り付けられている。この端子台１５Ｂにはタップ穴（図示せず）を有する３つの出力端子２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ（図６参照）が並列して形成されており、図３に示すように、それぞれビス１２Ａｂ、１２Ｂｂ、１２Ｃｂを介して電動モータ１２から延出したバスバー１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの端部が締結、固定されるようになっている。

図５は、図３におけるＸ−Ｘ断面矢視図で、上述した各部材、すなわち電動モータ１２、コントロールユニット１５Ｕ、コネクタ１５Ｃ、端子台１５Ｂの取付け状態を示したものである。

このように、本電動パワーステアリング装置では、電動モータ１２、コントロールユニット１５Ｕ、コネクタ１５Ｃ、端子台１５Ｂの各取付け面が前記取付け面Ｌと同一面となるように構成されているので、一度の作業工程の中でこれらの部材の取付けを同時に行うことができる。これにより、部材の取付け組み立て作業を効率的に行うことができ、製造コストを低減化することができる。

なお、これら部材の取付け組み立て作業手順はとくに限定されるものではなく、例えば、先ず、コントロールユニット１５Ｕにコネクタ１５Ｃと端子台１５Ｂを組み付けた後、このコントロールユニット１５Ｕを電動モータ１２のフランジ張出し部１４に組み付けて全体を組み立て、しかる後、このフランジ張出し部１４をステアリング機構の取付け部材に装着するようにしてもよい。

ここに、コントロールユニット１５Ｕに装備されるコントローラ１５は、図６にその構成を模式的に示すように、基板１５Ａを備えて構成されており、この基板１５Ａには制御回路２１と、駆動回路２２とが実装されている。制御回路２１には、コネクタ１５Ｃを介して前述したような車両の走行状態等に関する各種の情報が送られてくるようになっており、予め格納されている所定のプログラムを起動させて、そのプログラムで与えられる操舵力補助のアルゴリズムに基いて入力情報を処理し、その処理結果を一定のタイミング毎に駆動回路２２に送信する。そして、この処理結果は、例えば駆動回路２２に供給されている電源をスイッチングするデューティ比として得られる。これにより、駆動回路２２は制御回路２１の制御に基いて電動モータ１２を駆動する駆動電力を生成するようになっている。この出力は配線３３を介して出力端子２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに伝達される。

以上のとおり、本電動パワーステアリング装置によれば、電動モータ１２とコントロールユニット１５Ｕとが長さの短いバスバー１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介して着脱可能に近接配置されているので、前述した電気配線を短くすることによる効果、すなわち装置の小型化や材料費の節減等によるコストダウン効果、あるいは電力ロス、ノイズ、発熱等の低減化による品質面の向上効果が得られることはいうまでもなく、電動モータ１２、コントロールユニット１５Ｕ、コネクタ１５Ｃ、端子台１５Ｂの各取付け面が前記取付け面Ｌと同一面となるように構成されているので、一度の作業工程の中でこれらの部材の取付けを同時に行うことができ、これにより、部材の取付け組み立て作業の効率化に伴う製造コストの低減化が図れることは前述したとおりである。

以上、本発明の内容を一実施形態に基づき説明したが、本発明は必ずしもかかる実施形態に限定されるものでない。

例えば、上述した実施形態ではコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置を例示し、電動モータ１２と、コネクタ１５Ｃ及び端子台１５Ｂを取り付けたコントロールユニット１５Ｕとがステアリング機構の取付け部材としてステアリングコラム２０に直に装着される場合をあげたが、これに限定されず、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、例えばピニオンアシストタイプやラックアシストタイプのものに対しても適用が可能である。すなわち、この電動モータ１２とコントロールユニット１５Ｕをこれらのステアリング機構に装着する場合、ピニオンアシストタイプであれば、ステアリングギアのピニオン軸に配置してもよく、また、ラックアシストタイプであればラック軸に配置してもよい。

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置を構成可能であれば、電動モータ１２の取付け部材としてはステアリング機構の適宜の部材をその取付け部とすることができる。なお、コントローラ１５の発熱を熱容量の大きな部材に逃がすことで好適に放熱する上では、コラムアシストタイプであれば上述したように電動モータ１２の取付け部材をステアリングコラムとし、このステアリングコラムにフランジ張出し部１４を直に装着することが好ましい。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を説明する図で、ステアリングシャフト側からみた斜視図である。 本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を説明する図で、ロアシャフト側からみた正面図である。 上記実施形態の要部である電動モータとコントロールユニットの構成を示す下面図である。 図３の側面図である。 図３のＸ−Ｘ断面矢視図である。 上記実施形態におけるコントローラの機能を説明するための模式図である。

符号の説明

１ ステアリングシャフト
２ インナコラム
１０ ハウジング
１２ 電動モータ
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ バスバー
１３ フランジ部
１４ フランジ張出し部
１５ コントローラ
１５Ｂ 端子台
１５Ｃ コネクタ
１５Ｕ コントロールユニット
２０ ステアリングコラム
３０ ブラケット
３１ ボルト
３３ 配線
Ｌ 取付け面

Claims (3)

1. 操舵系に対して操舵補助力を付与する電動モータと、該電動モータへの通電状態を前記操舵系の操舵トルクに応じて制御するコントローラを装備したコントロールユニットとを近接配置してなる電動パワーステアリング装置において、前記電動モータと前記コントロールユニットの取付け面と、前記コントロールユニットに設けた前記電動モータとの電気的接続に用いる端子台の取付け面と、前記コントロールユニットに取り付けられるコネクタの取付け面とが同一面となるように構成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記電動モータと前記コントロールユニットの取付け面は前記電動モータのフランジ部から張り出した張出しフランジ部によって形成されてい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. 前記電動モータ、前記コントロールユニット、前記端子台、及び前記コネクタの各取付け部材は前記同一面に対し締結具を介して着脱可能となっ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。

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