(57)【要約】【課題】車両搭載レイアウト性を確保し、右ハンドル車と左ハンドル車での共用化が可能となり、さらにモーメント振動の低減と耐久信頼性を向上させ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。【解決手段】電動モータ１１及び制御ユニット１２は、減速ギヤボックス１０に組付けられ、減速ギヤボックス１０は、減速機構及びステアリングシャフト３を内装する収納部１０４を有し、この収納部１０４の外周部に、電動モータ１１をその軸方向をステアリングシャフト３の軸方向と交差する方向として装着するともに、制御ユニット１２を電動モータ１１に近接させて装着し、電動モータ１１をフレーム外径に対して軸方向全長が短い扁平構造として、ステアリングシャフト３の中心軸から電動モータ１１の最遠部までの距離を短くした。【選択図】図２
2010221731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータと、該電動モータを駆動制御する制御ユニットとを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記電動モータは、フレーム外径に対して軸方向全長が短い扁平構造とされ、且つ前記減速ギヤボックスに、前記制御ユニットと近接されて固定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。
【請求項２】
前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までを半径とする円内に、前記制御ユニットの前記ステアリングシャフトの中心軸からの最遠部が収まる構成と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。
【請求項３】
前記減速機構は、ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールと、該ウォームホイールに噛合する前記電動モータの出力軸に連結されたウォームとで構成され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。
【請求項４】
前記制御ユニットは、前記減速ギヤボックスの前記ウォームホイールを収納するウォームホイール収納部の外周縁と、前記ウォームの中心軸との交点近傍に、前記ステアリングシャフトの中心軸と直交する平面に沿って配設されていることを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までの半径は、前記ウォームホイールを収納するウォームホイール収納部の外周直径の２倍以下に設定されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記電動モータは、回転角度検出器を内蔵するブラシレスモータで構成され、前記電動モータ及び回転角度検出器と前記制御ユニットとの間の電気的接続を直接電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータで発生される操舵補助力をステアリングシャフトに減速ギヤボックス内の減速機構を介して伝達するようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動パワーステアリング装置にあっては、レゾルバを内蔵する電動モータを、ステアリング装置を構成するマニュアルステアリングギヤに、ウォーム及びホイールからなる又は遊星ギヤからなる減速機構を介して連結し、電動モータ及びこれに内蔵するレゾルバと制御装置との間をハーネス及びリード線で接続するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように、電動モータと制御装置との間をハーネスで接続する場合には、操舵補助力を発生させる電動モータを大出力化するためにはモータ電流を増大させる必要があるが、それに伴い電動モータを駆動制御する制御ユニットと電動モータとを接続しているモータハーネスの配線損失が大きくなり、効率が低下してしまう。また、レゾルバと制御装置との間をリード線で接続する場合には、外来ノイズや強磁界などによる影響を受け易いため、信号信頼性が低下する懸念や、信頼性確保のための電気的シールド部材の追加が必要となる場合があるなどの未解決の課題がある。
【０００４】
この未解決の課題を解決するために、ブラシ付きモータを適用し、このブラシ付きモータとこのブラシ付きモータ駆動する制御装置とを減速ギヤボックス上に互いに近接させて載置することにより、電動モータと制御装置との電機的接続をハーネスを用いることなく最短距離で行うに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２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０１１６６１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、ブラシ付き電動モータを適用するため、電動モータの回転角度を検出するレゾルバ等の角度検出器は必要としないものの、電動モータの軸方向の長さが長くなるため、車両搭載レイアウト性を確保するための障害となるという未解決の課題がある。また、電動パワーステアリング装置を右ハンドル車と左ハンドル車とで共用しようとする場合、ステアリングシャフトの中心軸からの電動モータの後端部等の構造物の突出量が長くなり、例えば左ハンドル車では干渉が発生していない場合でも、右ハンドル車に搭載しようとした場合、センターコンソールにあるエアコンユニットやオーディオユニットとの干渉が生じてしまい、結果として、右ハンドル車向けにミラー反転した構成の電動パワーステアリング装置を追加設定する必要が生じてしまうという未解決の課題がある。
【０００７】
また、重量物である電動モータがステアリングシャフトの中心軸から離れた位置に固定されるため、結果的に重心もステアリングシャフトの中心軸から離れた場所となってしまい、モーメント振動が増加し、耐久信頼性の低下や振動による異音発生などの未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、車両搭載レイアウト性を確保し、右ハンドル車と左ハンドル車での共用化が可能となり、さらにモーメント振動の低減と耐久信頼性を向上させ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を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータと、該電動モータを駆動制御する制御ユニットとを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータは、フレーム外径に対して軸方向全長が短い扁平構造とされ、且つ前記減速ギヤボックスに、前記制御ユニットと近接されて固定されていることを特徴としている。
【０００９】
この構成によると、電動モータが軸方向全長を短くした短い扁平構造とされ、この電動モータが減速ギヤボックスに制御ユニットと近接されて固定されているので、電動モータステアリングシャフトの中心軸からの突出量を短くすることができるとともに重心位置をステアリングシャフトの中心軸に近づけることができ、右ハンドル車と左ハンドル車とで共用することができ、さらに電動モータと制御ユニットとの間の電気的接続を最短距離で行うことができる。
【００１０】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までを半径とする円内に、前記制御ユニットの前記ステアリングシャフトの中心軸からの最遠部が収まる構成とされていることを特徴としている。
この構成によると、ステアリングシャフトの中心軸から電動モータの最遠部までを半径とする円内に制御ユニットのステアリングシャフトの中心軸からの最遠部を収めることができ、車両搭載レイアウトの自由度を向上させて、右ハンドル車と左ハンドル車との共用を確実に行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記減速機構は、ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールと、該ウォームホイールに噛合する前記電動モータの出力軸に連結されたウォームとで構成されていることを特徴としている。
この構成によると、減速機構がウォーム減速機構で構成され、ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールに噛合するウォームに電動モータの出力軸が連結されているで、減速ギヤボックスのウォームホイールの接線上に電動モータが配設されることになり、電動パワーステアリング装置全体の構成を小型化することができる。
【００１２】
さらにまた、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記制御ユニットは、前記減速ギヤボックスの前記ウォームホイールを収納するウォームホイール収納部の外周縁と、前記ウォームの中心軸との交点近傍に、前記ステアリングシャフトの中心軸と直交する平面に沿って配設されていることを特徴としている。
この構成によると、ウォームホイール収納部の外周縁と、ウォームの中心軸との交点近傍に制御ユニットをステアリングシャフトの中心軸と直交する平面に沿って配設することができ、電動モータと近接して制御ユニットを配置することができる。
【００１３】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までの半径は、前記ウォームホイールを収納するウォームホイール収納部の外周直径の２倍以下に設定されていることを特徴としている。
この構成によると、ウォームホイール収納部の外周直径の２倍以下の範囲内に電動モータ及び制御ユニットを配置することができ、全体の構成を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、減速ギヤボックスに軸方向全長が短い扁平構造の電動モータが制御ユニットと近接されて固定されているので、減速ギヤボックスに対する電動モータ及び制御ユニットの突出長を抑制して、車両搭載時のレイアウトの自由度を向上させることができるとともに、電動モータの重心位置をステアリングシャフトの中心軸に近づけることができ、モーメント振動の低減と耐久信頼性を向上させることができるという効果が得られる。また、右ハンドル車及び左ハンドル車のように、車両に対するステアリング機構の装着が左右で異なる場合でも、個別の電動パワーステアリング装置を用意することなく同一の電動パワーステアリング装置でレイアウトの自由度を確保しながら右ハンドル車及び左ハンドル車に装着することができるという効果が得られる。
【００１５】
また、前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までを半径とする円内に、前記制御ユニットの前記ステアリングシャフトの中心軸からの最遠部が収まる構成とすることによより、電動モータ及び制御ユニットの減速ギヤボックスからの突出量を抑制して、小型化することができるとともに、車両搭載レイアウトの自由度をより向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による電動パワーステアリング装置を装着したステアリング機構の概略構成図である。
【図２】図１の電動パワーステアリング装置の正面図である。
【図３】電動モータの最遠部とウォームホイール収納部との関係を示す説明図である。
【図４】図２の側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図６】電動パワーステアリング装置の電動モータを断面とした正面図である。
【図７】電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。
【図８】減速ギヤボックスの電動モータを取り外した状態の斜視図である。
【図９】電動モータの斜視図である。
【図１０】電動パワーステアリング装置のレイアウト自由度の説明に供する説明図である。
【図１１】電動パワーステアリング装置の右ハンドル車及び左ハンドル車の装着状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による電動パワーステアリング装置の一実施形態を右ハンドル車に適用した場合の一例を示す概略構成図である。
図１において、符号１はステアリング機構である。このステアリング機構１は、車両後方側端部にステアリングホイール２を装着し、車両の右側に配設されたステアリングシャフト３を回転自在に内装するステアリングコラム４を有する。
【００１８】
ステアリングシャフト３の車両前方側端部は、例えばラックアンドピニオン機構で構成されるステアリングギヤ機構５の車両の右側面側に配設されたピニオン軸５ａに接続され、ステアリングギヤ機構５のラック軸５ｂの両端が夫々タイロッド６を介して転舵輪７に連結されている。
ステアリングコラム４には、電動パワーステアリング装置９が装着されている。この電動パワーステアリング装置９は、ステアリングコラム４に、例えばウォーム歯車機構で構成される減速ギヤボックス１０が配設され、この減速ギヤボックス１０に、軸方向がステアリングコラム４の軸方向と直交され、左方向に延長された例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１１が左方に突出して配設されている。
【００１９】
この電動モータ１１は、図２に示すように、減速ギヤボックス１０の後述するウォームホイール収納部１０４の外周側に接線方向に形成されたギヤボックスフランジ１０７に装着されている。そして、減速ギヤボックス１０におけるギヤボックスフランジ１０７の右側に電動モータ１１の軸方向に直列配列された制御ユニット１２が装着されている。
減速ギヤボックス１０は、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか１つを例えばダイキャスト成型することにより形成されている。
【００２０】
この減速ギヤボックス１０は、図５及び図６に示すように、ウォーム２１を収納するウォーム収納部１０２と、このウォーム収納部１０２の下側にその中心軸と直交する中心軸を有しウォームに噛合するウォームホイール１０３を収納する車両前方側を開放したウォームホイール収納部１０４と、このウォームホイール収納部１０４の車両前方側に一体に同軸的に連結されたトルクセンサ１０５を収納するトルクセンサ収納部１０６と、ウォーム収納部１０２の開放端面に形成された電動モータ１１を取付けるギヤボックスフランジ１０７と、トルクセンサ収納部１０６の車両後方側端に形成されたステアリングコラム４の先端を圧入する筒状のコラム取付部１０８と、前記ウォームホイール収納部１０４の開放端面を覆うボックスカバー１０９と、ウォーム収納部１０２とウォームホイール収納部１０４の一部に跨がって車体後方側を開放した箱状に形成され、制御ユニット１２を装着する制御ユニット収納部１１０とを備えている。
【００２１】
また、トルクセンサ１０５は、図５で拡大図示するように、ステアリングシャフト３の入力軸３ａ及び出力軸３ｃ間の捩じれ状態を磁気的に検出してステアリングシャフト３に伝達された操舵トルクをトルク検出素子としての一対の検出コイル１０５ａ及び１０５ｂで検出するように構成されている。
これら一対の検出コイル１０５ａ及び１０５ｂの巻き始め及び巻き終わりに夫々ステアリングコラム４の中心軸と直交する方向に平行に外部に突出する外部接続端子１０５ｃ，１０５ｄ及び１０５ｅ，１０５ｆが接続され、これら外部接続端子１０５ｃ〜１０５ｆの突出部が中央部でステアリングコラム４の中心軸と平行に折り曲げられてＬ字状に形成されて、図５に示すように、制御ユニット収納部１１０と直角に形成された制御ユニット１２の下面を案内する案内面１１１に形成された開口１１２から上方に突出されている。
【００２２】
そして、ステアリングシャフトの出力軸３ｃがボックスカバー１０９の内周面に固定された転がり軸受１０９ａによって回転自在に指示されている。
また、電動モータ１１の連結部１１ｂを装着するギヤボックスフランジ１０７には、図８に示すように、電動モータ１１の後述する給電用バスバー１３及びレゾルバ信号端子１４を挿通する矩形状に開口した第１貫通穴１０７ａ及び第２貫通穴１０７ｂが形成されている。
【００２３】
また、電動モータ１１は、図６に示すように、前端を開放した有底円筒状のモータフレーム１１ａと、このモータフレーム１１ａの前端を覆い減速ギヤボックス１０に装着される連結部１１ｂとを有する。モータフレーム１１ａ内には励磁コイルが巻装されたモータステータ１１ｃが配設されている。このモータステータ１１ｃ内にモータフレーム１１ａの底部に固定される後側軸受１１ｄ及び連結部１１ｂに突出形成されたインロー部１１ｅに固定される前側軸受１１ｆによって出力軸１１ｇが回転自在に支持されている。この出力軸１１ｇのモータステータ１１ｃに対向する位置に、表面に永久磁石１１ｈを形成した表面磁石型のモータロータ１１ｉが固定されている。このモータロータ１１ｉの連結部１１ｂに対向する位置に、ロータ回転角を検出するロータ回転角検出器としてのレゾルバ１１ｊが配設されている。
【００２４】
ここで、連結部１１ｂには、図２及び図９に示すように、開放端側の連結部１１ｂにおける外周面の１８０度離間した位置にフランジ部１１ｋが形成されている。
そして、電動モータ１１のモータステータ１１ｃに巻装されたコイルに電気的に接続される例えば３本のモータ給電用バスバー１３が連結部１１ｂのインロー部１１ｅの外側に突出されている。このモータ給電用バスバー１３には、その連結部１１ｂ内位置及び連結部１１ｂから突出された基部が直方体形状の合成樹脂からなるバスバー絶縁部１３ａで被覆されている。
【００２５】
また、レゾルバ１１ｊは、連結部１１ｂ内にインロー部１１ｅと逆側に延長して一体に形成された円筒部１１ｕの内周面に固定されたレゾルバステータ１１ｖと、このレゾルバステータ１１ｖ内に挿通される出力軸１１ｇに固定されたレゾルバロータ１１ｗとを有する。
レゾルバステータ１１ｖは、外部の信号処理回路から正弦波の励磁信号ｆ（ｔ）＝Ａ・ｓｉｎ（ωｔ）が入力されると、ロータの回転角θに応じた正弦波及び余弦波のレゾルバ信号Ｙｓ（＝ｋ・ｓｉｎ（θ）・ｆ（ｔ））及びＹｃ（＝ｋ・ｓｉｎ（θ）・ｆ（ｔ））を出力する。
【００２６】
このため、これら励磁信号ｆ（ｔ）及びレゾルバ信号Ｙｓ，Ｙｃを入出力するための夫々１対の励磁信号入力端子とレゾルバ信号出力端子とでなる例えば６本のレゾルバ信号端子１４が、連結部１１ｂのインロー部１１ｅの外側で、前述した給電用バスバー１３とインロー部１１ｅの接線方向に直列となるように給電用バスバー１３と所定間隔を保って突出されている。これらレゾルバ信号端子１４の連結部１１ｂ内及び連結部１１ｂからの突出部の基部が直方体形状の合成樹脂からなる信号端子絶縁部１４ａで被覆されている。
【００２７】
また、電動モータ１１の出力軸１１ｇには、図６に示すように、ウォーム２１が一体に形成されており、このウォーム２１の他端が減速ギヤボックス１０のウォーム収納部１０２の底部に配設された軸受１０２ａによって回転自在に支持されている。結局、ウォーム２１を一体に形成された出力軸１１ｇは３個の軸受１１ｄ、１１ｆ及び２２ａによって支持されており、出力軸１１ｇとウォーム２１とを分離した場合には、夫々について２個ずつ計４個の軸受を必要とするので、軸受１個分の距離を短くすることができるとともに、出力軸１１ｇとウォーム２１とを連結するカップリング部を省略できるので、この分の長さも短縮することができる。
【００２８】
このように、電動モータ１１では、連結部１１ｂから外方に突出するインロー部１１ｅの内部に出力軸１１ｇを回転自在に支持する前側軸受１１ｆを固定したので、図２に示すように、モータフレーム１１ａの底板部から連結部１１ｂのギヤボックスフランジ１０７との接面までの軸方向全長Ｌｍをモータフレーム１１ａのフレーム外径Ｄｆの２／３程度に短くした扁平構造とすることができる。このため、電動モータ１１を後述するように、減速ギヤボックス１０のギヤボックスフランジ１０７に装着した状態で、図３に示すように、ステアリングシャフト３の中心軸から電動モータ１１の最遠部まで長さを半径Ｒｍとしたときに、この半径Ｒｍを後述する減速ギヤボックス１０を構成するウォームホイール収納部１０４の外径Ｄｗの２倍以内に収めることができ、ステアリングシャフト３をの中心軸を基準とした突出量を低減することができる。したがって、比較的重量が重い電動モータ１１の軸方向全長Ｌｍを短くできることから、電動パワーステアリング装置９全体の重心位置をステアリングシャフト３の中心軸に近づけることができる。
【００２９】
そして、電動モータ１１のフランジ部１１ｋをギヤボックスフランジ１０７に当接すると、第１貫通穴１０７ａにバスバー絶縁部１３ａが挿通されて給電用バスバー１３の先端が制御ユニット１２の内部に延長され、第２貫通穴１０７ｂに信号端子絶縁部１４ａが挿通内嵌されてレゾルバ信号端子１４の先端が制御ユニット１２の内部に延長される。
制御ユニット１２は、図７に示すように、減速ギヤボックス１０の制御ユニット収納部１１０に配設された回路基板３１と、回路基板３１全体を覆って制御ユニット収納部１１０に装着される例えば合成樹脂製のカバー３２とで構成されている。また、図４に示すように、減速ギヤボックス１０のギヤボックスフランジ１０７とは反対側の制御ユニット収納部１１０の端部裏面には、回路基板３１と電気的に接続された外部接続用コネクタ３９が設けられている。この外部接続用コネクタ３９は電源コネクタ３９ａと信号コネクタ３９ｂとで構成され、電源コネクタ３９ａにはバッテリ（図示せず）に接続した電機配線が車両前方から差し込まれ、信号コネクタ３９ｂには、車体の各部の制御機器とのデータの授受を行なうＣＡＮなどのネットワークの信号配線が車両前方から差し込まれる。
【００３０】
回路基板３１は、図４及び図５に示すように、１枚の４層エポキシ樹脂のリジッド基板の前後方向の中央部に帯状部３２を残すようにこの帯状部３２に沿って平面側からルータによって２層分に相当する深さの切削溝部３３，３４をそれぞれ９０度ずつ折曲げて折曲部３５を形成することで、Ｕ字状で互いに対向するパワーリジッド基板部３６及び制御リジッド基板部３７を形成している。そして、パワーリジッド基板部３６を、制御ユニット収納部１１０の底部に対向させて制御ユニット収納部１１０内に収納してねじ留めされている。また、制御リジッド基板部３７は、制御ユニット収納部１１０に形成した支柱３８上にねじ留めされている。
【００３１】
パワーリジッド基板部３６は、半導体スイッチング素子、フェールセーフ用のリレー回路、ノイズ対策用のコイル、電源平滑用の電解コンデンサ等の発熱回路部品を実装している。また、図９に示すように、パワーリジッド基板部３６の左端部には、電動モータ１１の給電用バスバー１３に電気的に接続されているとともに、図７に示す外部接続用コネクタ３９の裏面に設けた電源用電極端子Ｌ１，Ｌ２が電気的に接続されている。
【００３２】
制御リジッド基板部３７は、詳細には示さないが、モータ電流検出用ＩＣ、トルク演算用ＩＣ４２、演算処理装置、ゲート駆動用ＩＣ等を実装している。この制御リジッド基板部３７の左端部には、図４に示すように、電動モータ１１に内蔵されたレゾルバ１１ｊのレゾルバ信号端子１４が電気的に接続されているとともに、右端部には図７に示す外部接続用コネクタ３９の裏面に設けた信号用電極端子Ｌ３〜Ｌ５が電気的に接続されている。
【００３３】
さらに、折曲部３５には図示しないが、パワーリジッド基板部３６に実装された半導体スイッチング素子、リレー回路、コイル等の回路部品と、制御リジッド基板部２７に実装された演算処理装置、ゲート駆動回路等の回路部品との間を電気的に接続する配線パターンが形成されている。また、折曲部３５の帯状部３２に回路部品を実装することもできる。
【００３４】
ここで、制御ユニット１２は、図２に示すように、正面から見て減速ギヤボックス１０のウォームホイール収納部１０４の外周縁と、ウォーム２１すなわち電動モータ１１の出力軸１１ｇの中心軸Ｌ１との交点位置近傍に制御ユニット１２の中心位置が略存在するように載置することができ、しかも電動モータ１１の連結部１１ｂとギヤボックスフランジ１０７を挟んで対向し、ステアリングシャフト３の中心軸と直交する面内で直列となるように配設されているので、制御ユニット１２のステアリングシャフト３の中心軸から最遠部となる位置Ｐｃをステアリングシャフト３の中心軸から電動モータ１１の最遠部までの距離を半径Ｒｍとする円内に収めることができる。
【００３５】
次に、上記構成の電動パワーステアリング装置９を備えた車両について、作用効果を説明する。
本実施形態の電動パワーステアリング装置９は、減速ギヤボックス１０のギヤボックスフランジ１０７に、電動モータ１１の連結部１１ｂを当接するとともに、インロー部１１ｅをギヤボックスフランジ１０７のインロー孔１０７ｃにインロー結合することにより、電動モータ１１が減速ギヤボックス１０に装着される。このとき、電動モータ１１の出力軸１１ｇに一体に連結されたウォーム２１が減速ギヤボックス１０のウォーム収納部１０２に挿通されて、ウォームホイール収納部１０４に収納されてステアリングシャフト３の出力軸３ｃに連結されたウォームホイール１０３に噛合する。
【００３６】
これと同時に、連結部１１ｂの端面から出力軸１１ｇに沿って突出する給電用バスバー１３、レゾルバ信号端子１４が、ギヤボックスフランジ１０７に設けた第１貫通穴１０７ａ、第２貫通穴１０７ｂをそれぞれ貫通して制御ユニット１２のパワーリジッド基板部３６及び制御リジッド基板部３７に電気的に接続される。このため、従来の装置のように給電用バスバー、レゾルバ信号用端子が減速ギヤボックス１０及び電動モータ１１の外周から径方向外方に突出することはないとともに、モータハーネスや接続コードを使用して接続する必要もない。したがって、モータハーネスを使用する場合の配線損失を低減することができるとともに、外来ノイズや強磁界などによる影響を受けることがなく、良好な信号信頼性を確保することができる。また、電動パワーステアリング装置９の周囲に車両側部材等が配置されていても、これらの部材に電動パワーステアリング装置９の電気的接続部が干渉しないので、車両搭載レイアウト性を良好にすることができる。
【００３７】
また、電動モータ１１の給電用バスバー１３、レゾルバ信号端子１４が装置９の外部に露出しないので、導電性異物の侵入を防止する部材（カバー部材等）が不要となり、部品点数が増大しないので製造コストの低減化を図ることができる。
また、３本の給電用バスバー１３の基部側は直方体形状の合成樹脂からなるバスバー絶縁部１３ａで被覆されており、６本のレゾルバ信号端子１４の基部側も直方体形状の合成樹脂からなる信号端子絶縁部１４ａで被覆されており、バスバー絶縁部１３ａ、信号端子絶縁部１４ａが、ギヤボックスフランジ１０７の第１貫通穴１０７ａ及び第２貫通穴１０７ｂに挿通されているので、給電用バスバー１３及びレゾルバ信号端子１４と減速ギヤボックス１０の絶縁性を確実に確保することができる。
【００３８】
また、電動モータ１１の連結部１１ｂに形成したインロー部１１ｅを減速ギヤボックス１０のギヤボックスフランジ１０７に形成したインロー孔１０７ｃにインロー結合するだけで、ウォームホイール収納部１０４に配置したウォームホイール１０３にウォーム２１を容易に噛合することができるので、組立が容易となってさらに製造コストの低減化を図ることができる。
【００３９】
そして、減速ギヤボックス１０に装着された電動モータ１１は、モータフレーム１１ａのフレーム外径Ｄｆに対して軸方向全長Ｌｍが短い扁平構造を有するので、ステアリングシャフト３の中心軸から電動モータ１１の最遠部までの距離でなる半径Ｒｍを短くすることができ、電動パワーステアリング装置９の近傍の部品と干渉することを抑制することができる。
【００４０】
このようにステアリングシャフト３の中心軸から電動モータ１１の最遠部までの距離でなる半径Ｒｍを短くできることから、図１０に示すように、電動パワーステアリング装置９をステアリングシャフト３の中心軸を中心として時計方向に１２０度ずつ回転させた場合でもステアリンクシャフト３の中心軸からの突出量に変化はなく、車両搭載のレイアウト性を向上させることができる。
【００４１】
このため、図１１に示すように、上記実施形態のように、電動パワーステアリング装置９を右ハンドル車用に設置する場合でも、左ハンドル車用に設置する場合でも大きな変化を生じることはなく、センターコンソール２００や車両ボディの左右の内壁との干渉を抑制することができ、右ハンドル車用及び左ハンドル車用で区別する必要なく、同一形状の電動パワーステアリング装置９で共用することができる。
【００４２】
また、電動モータ１１としてブラシレスモータを適用しているので、軸方向長さをブラシ付きモータに比較して短くすることができるとともに、ブラシの接触抵抗による損失が無く、モータ通電のためのワイヤハーネスを省略したことと相俟って、どちらか一方の低損失の手法のみでは成し得ない高い出力効率を実現する電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００４３】
さらに、電動モータ１１の出力軸１１ｇにウォーム２１を一体に形成したので、両者間を接続するカップリングを省略することができるとともに、回転自在に支持する軸受数を３個に減少させることができるので、電動モータ１１を減速ギヤボックス１０のウォーム収納部１０２に接近させて装着することができ、この分電動モータ１１の突出長を短くすることができる。
【００４４】
また、ステアリングシャフト３の中心軸から電動モータ１１の最遠部までの距離である半径Ｒｍが減速ギヤボックス１０を構成するウォームホイール収納部１０４の外径Ｄｗの２倍以下に設定することにより、電動パワーステアリング装置９の全体構成を小型化することができ、車両搭載レイアウト性をより向上させて、右ハンドル車及び左ハンドル車の共用化を促進することができる。
【００４５】
さらに、減速ギヤボックス１０に重量の重い電動モータ１１の突出量が少なくなるとともに、制御ユニット１２が電動モータ１１とは逆方向に突出して配設されているので、減速ギヤボックス１０、電動モータ１１及び制御ユニット１２を含めた重心位置がステアリングシャフト３の中心軸位置に近づくことになる。このため、ステアリングシャフト３に伝達される振動による電動パワーステアリング装置９を回転させるモーメントが小さくなって、ステアリングシャフト３に伝達される振動の影響を受け難くなる。つまり、前述した従来例のように減速ギヤボックス１０の片側に電動モータを大きく突出させて装着する場合には重心位置がステアリングシャフト３から大きく離れてしまうので、ステアリングシャフト３に伝達される振動が電動モータに伝達された場合に、電動パワーステアリング装置を回転させるモーメントが大きくなることから振動の影響を受け易くなり、支持ブラケットの機械的強度を大きくする必要がある。しかしながら、上記実施形態では、電動パワーステアリング装置９の重心位置をステアリングシャフトの中心軸に近づけることができるので、振動による電動パワーステアリング装置９を回転させるモーメントを小さくでき、電動パワーステアリング装置９を車体側に支持する取付ブラケットの機械的強度を低下させて簡易な構成とすることができる。
【００４６】
そして、上記構成を有する電動パワーステアリング装置９の車両への搭載が完了すると、車両の図示しないイグニッションスイッチをオン状態としてパワーモジュール基板部３６及び制御リジッド基板部３７にバッテリから電力を供給すると、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）によって操舵補助制御処理が実行されて、トルクセンサ１０５及び図示しない車速センサの検出値に基づいて操舵補助電流指令値が算出される。この操舵補助電流指令値とモータ電流検出部で検出したモータ電流とに基づいて電流フィードバック処理を実行して、電圧指令値を算出する。この電圧指令値をパワーモジュール基板３６のゲート駆動回路に供給してインバータ回路を制御することにより、電動モータ１１に三相交流駆動電流が流れて電動モータ１１を正転又は逆転方向に必要とする操舵補助力を発生するように駆動する。
【００４７】
このため、電動モータ１１からステアリングホイール２の操舵トルクに応じた操舵補助力が発生され、この操舵補助力がウォーム２１及びウォームホイール１０３を介してステアリングシャフト３の出力軸３ｃに伝達されることにより、ステアリングホイール２を軽い操舵力で操舵することができる。
なお、上記実施形態においては、本発明をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ピニオンアシスト式やラックアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用しても上記と同様の効果が得られる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、ステアリングシャフト３の中心軸と電動モータ１１の最遠部との距離を半径Ｒｍとする円内にステアリングシャフト３の中心軸に対する制御ユニット１２の最遠部Ｐｃが収まる場合について説明したが、制御ユニット１２のステアリングシャフト３の中心軸からの最遠部Ｐｃを半径Ｒｍの円に一致させるようにしてもよく、この場合には、電動パワーステアリング装置９の重心位置がよりステアリングシャフト３の中心軸に近づくので、振動によるモーメントの発生をより抑制することができる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、電動モータ１１の給電用バスバー１３及びレゾルバ信号端子１４を外部に露出することなく制御ユニット１２に電気的に接続する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ１１の連結部１１ｂの外周側に給電用バスバー１３及びレゾルバ信号端子１４を半径方向外方に突出させて形成し、これに応じて制御ユニット１２に給電用バスバー１３及びレゾルバ信号端子１４に電気的に接続する端子部を形成して、両者を接触させて電気的に接続するようにしてもよい。
【００５０】
さらに、上記実施形態においては、電動モータ１１として、表面磁石型のモータロータ１１ｉを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、磁石埋め込み型（ＩＰＭ）のブラシレスモータや、誘導モータなど、他の形式のブラシレスモータを適用することができる。
また、上記実施形態においては、回路基板３１を折曲部３５、パワーリジッド基板部３６及び制御リジッド基板部３７の一枚の基板で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、パワーリジッド基板部３６及び制御リジッド基板部３７を分離して２枚の回路基板で構成するようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態においては、トルクセンサ１０５をトルク検出素子のみで構成し、その信号処理回路を制御ユニット１２に内装する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トルクセンサ１０５をトルク検出素子１０５ａ，１０５ｂ及びその信号処理回路で構成し、減速ギヤボックス１０にトルク検出素子１０５ａ，１０５ｂを内装すると共に、トルク検出素子１０５ａ，１０５ｂに電気的に接続された信号処理回路を配設するようにしてもよく、この場合には減速ギヤボックス１０単体の状態で、信号処理回路を校正することが可能であり、電動モータの影響を受けることなく信号処理回路の校正を行うことができる。そして、トルクセンサ１０５の信号処理回路の校正が済んだ減速ギヤボックス１０へ電動モータ１１を組付け、その後又はその前に制御ユニット１２を組付けた段階で制御ユニット１２及びトルク検出素子間の電気的接続並びに制御ユニット１２及び電動モータ１１間の電気的接続を行うことができ、組付け作業を容易に行うことができ、トルクセンサの精度を落とすことなく組付工程を簡略化することができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、電動モータ１１をギヤボックスフランジ１０７にその軸方向をステアリングシャフト３と直交する方向として装着する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングシャフト３と交差する方向であればよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、４…ステアリングコラム、１０…減速ギヤボックス、１１…電動モータ、１１ａ…モータフレーム、１１ｂ…連結部、１１ｃ…モータステータ、１１ｅ…インロー部、１１ｇ…出力軸、１１ｉ…モータロータ、１１ｊ…レゾルバ、２１…ウォーム、３１…回路基板、３５…折り曲げ部、３６…パワーリジッド基板部、３７…制御リジッド基板部、３９…外部接続コネクタ、１０２…ウォーム収納部、１０３…ウォームホイール、１０４…ウォームホイール収納部、１０５…トルクセンサ、１０６…トルクセンサ収納部、１０７…ギヤボックスフランジ、１０８…コラム取付部、１１０…制御ユニット収納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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