(57)【要約】【課題】電動モータと制御ユニットとの間のモータハーネスを省略しながら制御ユニットで生じる発熱を減速ギヤボックスに効率良く伝熱して小型軽量化を図る。【解決手段】トルクセンサ、電動モータ５及び制御ユニット１９は、減速ギヤボックス４に組付けられ、前記電動モータ５はモータコイルに接続された外部接続用の電気的接点ｔｍ１〜ｔｍ３を有するブラシレスモータで構成され、前記制御ユニット１９は前記電動モータ５の電気的接点に接続する電気的接点ｔｃ１〜ｔｃ３を有し、前記電動モータ５の電気的接点と前記制御ユニットの電気的接点とが当該電動モータ５及び制御ユニット１９を前記減速ギヤボックス４に組付けた状態で互いに直接的に接続される部位に配置され、さらに前記制御ユニットは、前記電動モータ５を通電制御する際に生じる発熱を前記減速ギヤボックス４へ直接伝熱するように当該減速ギヤボックスに組付けられている。【選択図】図２
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【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、前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、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、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記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、
前記トルクセンサ、前記電動モータ及び前記制御ユニットは、前記減速ギヤボックスに組付けられ、前記電動モータはモータコイルに接続された外部接続用の電気的接点を有するブラシレスモータで構成され、前記制御ユニットは前記電動モータの電気的接点に接続する電気的接点を有し、前記電動モータの電気的接点と前記制御ユニットの電気的接点とが当該電動モータ及び制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けた状態で互いに直接的に接続される部位に配置され、さらに前記制御ユニットは、前記電動モータを通電制御する際に生じる発熱を前記減速ギヤボックスへ直接伝熱するように当該減速ギヤボックスに組付けら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】
前記電動モータは、出力軸側に配設されたロータ回転角を検出すると共に、外部接続用の電気的接点を有するロータ回転角検出器を備え、前記制御ユニットは、前記ロータ回転角検出器の電気的接点と接続される電気的接点を備え、前記ロータ回転角検出器の電気的接点と前記制御ユニットの電気的接点とが当該電動モータ及び制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けた状態で互いに直接的に接続される部位に配置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】
前記電動モータは、前記減速ギヤボックスのモータ装着面に嵌合すると共に、ボルト締めされる連結部を備え、該連結部に前記ロータ回転角検出器が内装されていると共に、前記電動モータの電気的接点が前記減速ギヤボックス側端面に対して垂直方向及び水平方向の少なくとも一方に突出形成され、且つ前記ロータ回転角検出器の電気的接点が前記減速ギヤボックス側端面に対して垂直方向及び水平方向の少なくとも一方に突出形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記トルクセンサは、トルク検出素子及びその信号処理回路の何れかに接続された外部接続用の電気的接点を備え、前記制御ユニットは前記トルクセンサの電気的接点に接続される電気的接点を有し、前記トルクセンサの電気的接点と前記制御ユニットの電気的接点とが当該トルクセンサ及び制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けた状態で互いに直接的に接続される部位に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記トルクセンサは、前記電気的接点が前記減速ギヤボックスに組付けた状態で前記制御ユニットの装着面に対して垂直方向に突出形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記減速機構は、ウォーム減速機で構成され、前記減速ギヤボックスの前記制御ユニット装着面がウォームホイール軸方向に対して垂直方向の平面と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。
【請求項７】
前記制御ユニットは、その幅方向形状が前記電動モータの軸心に対して線対称に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記制御ユニットの前記電動モータに対する電気的接点は、ねじ軸力により当該電動モータの電気的接点に接触して電気的接続が行われるねじ止め端子で構成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。
【請求項９】
前記制御ユニットの前記電動モータに対する電気的接点は、ばね圧力により当該電動モータの電気的接点に接触して電気的接続が行われるスプリングコンタクト端子で構成され、前記スプリングコンタクト端子の挿入口が前記制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けた状態で当該減速ギヤボックスのモータ装着面に向けて開口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。
【請求項１０】
前記制御ユニットの前記電動モータに対する電気的接点は、溶接及び半田付けの何れかにより当該電動モータの電気的接点との電気的接続が行われ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。
【請求項１１】
前記制御ユニットの前記ロータ回転角検出器に対する電気的接点は、ばね圧力により当該ロータ角度検出器の電気的接点に接触して電気的接続が行われるスプリングコンタクト端子で構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記制御ユニットの前記ロータ回転角検出器に対する電気的接点は、溶接又は半田付けの何れかにより当該ロータ回転角検出器の電気的接点との電気的接続が行われることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記制御ユニットの前記トルクセンサに対する電気的接点は、ばね圧力により当該トルクセンサの電気的接点に接触して電気的接続が行われるスプリングコンタクト端子で構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記制御ユニットの前記トルクセンサに対する電気的接点は、溶接又は半田付けの何れかにより当該トルクセンサの電気的接点との電気的接続が行われることを特徴とする請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
前記制御ユニットの前記電動モータに対する電気的接点は、防水及び防塵を行う封止機構が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
前記制御ユニットの前記ロータ回転角検出器に対する電気的接点は、防水及び防塵を行う封止機構が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
前記制御ユニットの前記トルクセンサに対する電気的接点は、防水及び防塵を行う封止機構が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１８】
前記減速機構はウォーム減速機で構成され、前記減速ギヤボックスにおけるウォーム軸を内装している部位に前記制御ユニットを装着する制御ユニット用装着面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１７の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１９】
前記減速機構はウォーム減速機で構成され、前記ウォーム軸と前記電動モータの出力軸とがスプライン結合され、その結合長さが前記電動モータの電気的接点及びロータ回転角検出器の電気的接点の前記取付フランジ端面からの突出長さよりも長く設定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２０】
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、前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、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、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御する制御ユニットとを前記減速ギヤボックスに組付ける電動パワーステアリング装置の組付方法であって、
前記トルクセンサはトルク検出素子で構成され、前記制御ユニットに前記トルク検出素子で検出した操舵トルク検出信号を信号処理する信号処理回路を内装し、前記トルクセンサを前記減速ギヤボックスに内装し、次いで前記トルクセンサが内装された前記減速ギヤボックスに前記制御ユニットを組付けて前記トルク検出素子と前記制御ユニットとの電気的接続を行い、次いで前記電動モータを減速ギヤボックスに組付けて制御ユニットと電動モータとの電気的接続を行うようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の組付方法。
【請求項２１】
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、前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、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、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御する制御ユニットとを前記減速ギヤボックスに組付ける電動パワーステアリング装置の組付方法であって、
前記トルクセンサは、トルク検出素子とその操舵トルク検出信号を信号処理する信号処理回路とで構成され、前記トルク検出素子及び前記信号処理回路を前記減速ギヤボックスへ組付け、次いで前記減速ギヤボックスに前記電動モータを組付け、次いで前記制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けて、制御ユニット及びトルク検出素子間の電気的接続及び制御ユニット及び電動モータ間の電気的接続を行うようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の組付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングシャフトに伝達される操舵トルクを検出して電動モータを駆動制御し、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及び組付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費向上や統合制御を行うという要求が高まり、小型車だけではなく、大きな操舵補助推力が必要となる大型車にも電動パワーステアリング装置が採用され始めている。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。
【０００３】
このため、従来、金属基板が密着状態で固定されたハウジングが電動モータの反対側に配置され、ハウジングの外側と電動モータに取付けられるカバーの内側と外側に放熱フィンを設け、ハウジングとカバーの内側にパワー基板、大電流基板及び制御基板が積層構造で内蔵され、大電流基板からカバーの外側に突出されるモータ端子が電動モータ内に挿入されて電動モータと電気的に接続された電動式パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２６７２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、電動モータを制御する制御装置を構成するパワー基板、大電流基板及び制御基板が積層されてハウジング及びカバーに内蔵され、そのカバーが電動モータに直接取付けられた構成とされており、制御装置で発熱を生じるが電動モータも発熱源であるため、制御装置での発熱を、電動モータを介して熱容量が大きく且つ表面積の大きい減速機のギヤボックスへ効率良く伝熱することができず、この対策として放熱フィンを設けることにより放熱性を高めるようにしているが、放熱フィンを設けるため制御装置が大型化することを避けることはできないという未解決の課題がある。
【０００５】
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、電動モータと制御ユニットとの間のモータハーネスを省略しながら制御ユニットで生じる発熱を減速ギヤボックスに効率良く伝熱して小型軽量化を図ることができる電動パワーステアリング装置及び組付方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１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、前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、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、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記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、前記トルクセンサ、前記電動モータ及び前記制御ユニットは、前記減速ギヤボックスに組付けられ、前記電動モータはモータコイルに接続された外部接続用の電気的接点を有するブラシレスモータで構成され、前記制御ユニットは前記電動モータの電気的接点に接続する電気的接点を有し、前記電動モータの電気的接点と前記制御ユニットの電気的接点とが当該電動モータ及び制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けた状態で互いに直接的に接続される部位に配置され、さらに前記制御ユニットは、前記電動モータを通電制御する際に生じる発熱を前記減速ギヤボックスへ直接伝熱するように当該減速ギヤボックスに組付けられていることを特徴としている。
【０００７】
この請求項１に係る発明では、電動モータ及び制御ユニットを夫々熱容量が大きく且つ表面積の大きい減速ギヤボックスに組付けるので、制御ユニットの発熱を減速ギヤボックスに効率よく伝熱することができ、制御ユニットの放熱フィンを極力小さくしたり、省略したりすることができ、電動パワーステアリング装置の小型軽量化を図ることができる。
また、モータコイルと制御ユニットの出力段とがワイヤハーネスを介することなく接続できるので、モータ通電のためのワイヤハーネスを省略することができ、小型軽量、低コスト、且つ配線損失を低減した高効率な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【０００８】
さらに、電動モータはブラシレスモータであるので、ブラシの接触抵抗による損失がなく、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、何れか一方の低損失の手法のみでは成し得ない大きな操舵補助推力が必要となる大型車へ電動パワーステアリング装置を適用することができる。
また、大きな操舵補助推力を必要としない中、小型車へ適用する場合には、損失が小さいので、電動モータや制御ユニットを現状よりも小型化することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記電動モータは、出力軸側に配設されたロータ回転角を検出すると共に、外部接続用の電気的接点を有するロータ回転角検出器を備え、前記制御ユニットは、前記ロータ回転角検出器の電気的接点と接続される電気的接点を備え、前記ロータ回転角検出器の電気的接点と前記制御ユニットの電気的接点とが当該電動モータ及び制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けた状態で互いに直接的に接続される部位に配置されていることを特徴としている。
【００１０】
この請求項２に係る発明では、ロータ回転角検出器に接続された電気的接点と、制御ユニットにおけるロータ回転角検出器の信号を受けるための電気的接点とを直接接続できるので、ロータ回転角検出器と制御ユニットとがワイヤハーネスを介することなく接続できるので、ロータ回転角信号を制御ユニットへ伝達するためのワイヤハーネスも省略することができ、より小型軽量化及び低コストな電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００１１】
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１２に係る発明において、前記電動モータは、前記減速ギヤボックスのモータ装着面に嵌合すると共に、ボルト締めされる連結部を備え、該連結部に前記ロータ回転角検出器が内装されていると共に、前記電動モータの電気的接点が前記減速ギヤボックス側端面に対して垂直方向及び水平方向の少なくとも一方に突出形成され、且つ前記ロータ回転角検出器の電気的接点が前記減速ギヤボックス側端面に対して垂直方向及び水平方向の少なくとも一方に突出形成されていることを特徴としている。
【００１２】
この請求項３に係る発明では、電動モータのモータコイルに接続された電気的接点は、連結部の端面から垂直方向及び水平方向の少なくとも一方に突出させており、減速ギヤボックスに組付けた制御ユニットの電気的接続端子との直接的な接続が容易となり、制御ユニットの出力段からモータコイルに至る配線を非常に短くできるので、配線損失を低減でき、高効率な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００１３】
また、ロータ回転角検出器の電気的接点は、モータフランジの減速ギヤボックス側端面に対して垂直方向及び水平方向の少なくとも一方に突出形成されているので、減速ギヤボックスに組付ける制御ユニットの電気的接点との直接的な接続が容易となり、ブラシレスモータのコミテーョンに必要なロータ回転角信号を、ワイヤハーネスを用いることなく制御ユニットへ伝達できるので、低コストな電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００１４】
さらにまた、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至３の何れか１項に係る発明において、前記トルクセンサは、トルク検出素子及びその信号処理回路の何れかに接続された外部接続用の電気的接点を備え、前記制御ユニットは前記トルクセンサの電気的接点に接続される電気的接点を有し、前記トルクセンサの電気的接点と前記制御ユニットの電気的接点とが当該トルクセンサ及び制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けた状態で互いに直接的に接続される部位に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
この請求項４に係る発明では、トルクセンサに接続された電気的接点と、制御ユニットにおけるトルクセンサの電気的接点に接続される電気的接点とを直接接続することができるので、トルクセンサと制御ユニットとの間をワイヤハーネスを介することなく接続でき、操舵トルクを制御ユニットに伝達するためのワイヤハーネス省略することができ、さらに小型軽量且つ低コストの電動パワーステアリングを提供することができる。
【００１６】
なおさらに、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項４に係る発明において、前記トルクセンサは、前記電気的接点が前記減速ギヤボックスに組付けた状態で前記制御ユニットの装着面に対して垂直方向に突出形成されていることを特徴としている。
この請求項５に係る発明では、トルクセンサの電気的接点が減速ギヤボックスに組付けられた状態において、減速ギヤボックスの制御ユニット装着面から垂直方向に突出しているので、減速ギヤボックスに組付ける制御ユニットの電気的接続端子との直接的な接続が容易となり、電動パワーステアリング装置の制御に不可欠な操舵トルクを、ワイヤハーネスを用いることなく制御ユニットに伝達することができ、電動パワーステアリング装置を小型化することができる。
【００１７】
また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記減速機構は、ウォーム減速機で構成され、前記減速ギヤボックスの前記制御ユニット装着面がウォームホイール軸方向に対して垂直方向の平面とされていることを特徴としている。
この請求項６に係る発明では、制御ユニット装着面がウォームホイールの軸方向に対して垂直方向の平面であるので、ウォームホイールのステアリングホイール側に内蔵された操舵トルクセンサとウォーム軸の端部に配置された電動モータとを跨ぐ形で制御ユニットを配置することができ、トルクセンサと制御ユニットの端とを直接的に接続が容易となり、電動パワーステアリング装置の制御に不可欠な操舵トルクを、ワイヤハーネスを用いることなく制御ユニットに伝達することができ、電動パワーステアリング装置を小型化することができる。
【００１８】
さらに、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至３の何れか１つに係る発明において、前記制御ユニットは、その幅方向形状が前記電動モータの軸心に対して線対称に形成されていることを特徴としている。
この請求項７に係る発明では、制御ユニットの幅方向形状が電動モータの軸心に対して線対称であるので、右ハンドル車と左ハンドル車に応じて電動モータの取付方向を変えた場合であっても取付け高さに差が生じないため、電動モータ及び制御ユニットを変更する必要がなく、低コストな電動パワーステアリング装置を提供できる。
【００１９】
さらにまた、請求項８に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１項に係る発明において、前記制御ユニットの前記電動モータに対する電気的接点は、ねじ軸力により当該電動モータの電気的接点に接触して電気的接続が行われるねじ止め端子で構成されていることを特徴としている。
この請求項８に係る発明では、制御ユニットは、電動モータの電気的接点に接続する電気的接点として、ねじ軸力によりモータ側電気的接点に接触して電気的接続がなされるねじ止め端子を用いているので、強固且つ確実に電気的接続が行われ、配線損失を低減でき、且つ接触抵抗のバラツキを抑えることができる。
【００２０】
なおさらに、請求項９に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記制御ユニットの前記電動モータに対する電気的接点は、ばね圧力により当該電動モータの電気的接点に接触して電気的接続が行われるスプリングコンタクト端子で構成され、前記スプリングコンタクト端子の挿入口が前記制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けた状態で当該減速ギヤボックスのモータ装着面に向けて開口されていることを特徴としている。
【００２１】
この請求項９に係る発明では、制御ユニットは、電動モータの電気的接点に接続する電気的接点として、ばね圧力により電動モータの電気的接点に接触して電気的接続がなされるスプリングコンタクト端子を用いており、その挿入口は、制御ユニットが減速ギヤボックスに組付けられた状態において、減速ギヤボックスにおけるモータ装着面に向けて開口しているので、電動モータをモータ装着面に取付ける際に、電動モータの電気的接点を挿入するだけで、電気的接続を行うことができ、配線損失を低減できると共に、工数を減らすことができ、さらに両電気的接点同士が機械的に固定されないため、組付け誤差や各々の部品精度並びに線膨張係数差などによって生じる応力を逃がすことができる。
【００２２】
また、請求項１０に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至５の何れか１つに係る発明において、前記制御ユニットの前記電動モータに対する電気的接点は、溶接及び半田付けの何れかにより当該電動モータの電気的接点との電気的接続が行われることを特徴としている。
この請求項１０に係る発明では、制御ユニットと電動モータの電気的接点同士が溶接及び半田付けの何れかにより接続されるので、強固且つ確実な電気的接続が得られ、配線損失を低減でき、且つ接触抵抗のバラツキを抑えることができる。
【００２３】
さらに、請求項１１に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２又は３に係る発明において、前記制御ユニットの前記ロータ回転角検出器に対する電気的接点は、ばね圧力により当該ロータ角度検出器の電気的接点に接触して電気的接続が行われるスプリングコンタクト端子で構成されていることを特徴としている。
この請求項１１に係る発明では、制御ユニットは、電動モータのロータ回転角検出器の電気的接点に接続する電気的接点として、ばね圧力によりロータ回転角検出器の電気的接点に接触して電気的接続が得られるスプリングコンタクト端子を用いており、その挿入口は、制御ユニットが減速ギヤボックスに組付けられた状態において、減速ギヤボックスにおけるモータ装着面に向けて開口しているので、電動モータをモータ装着面に組付ける際に、ロータ回転角検出器の電気的接点をスプリングコンタクト端子に挿入するだけで電気的接続が得られ、接続工数を減らすことができる。
【００２４】
さらにまた、請求項１２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２又は３に係る発明において、前記制御ユニットの前記ロータ回転角検出器に対する電気的接点は、溶接又は半田付けの何れかにより当該ロータ回転角検出器の電気的接点との電気的接続が行われることを特徴としている。
この請求項１２に係る発明では、制御ユニットとロータ回転角検出器の電気的接点とが溶接又は半田付けより強固且つ確実に電気的接続がなされるので、接点の接触不良を防止して接点の信頼性を高めることができる。
【００２５】
なおさらに、請求項１３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項４又は５に係る発明において、前記制御ユニットの前記トルクセンサに対する電気的接点は、ばね圧力により当該トルクセンサの電気的接点に接触して電気的接続が行われるスプリングコンタクト端子で構成されていることを特徴としている。
この請求項１３に係る発明では、制御ユニットはトルクセンサの電気的接点に接続する電気的接点として、ばね圧力によりトルクセンサの電気的接点に接触して電気的接続が行われるスプリングコンタクト端子を用いており、その挿入口は、制御ユニットが減速ギヤボックスに組付けられた状態において、減速ギヤユニットにおける制御ユニット装着面に行けて開口しているので、制御ユニットを減速ギヤユニットに組付ける際に、トルクセンサの電気的接点をスプリングコンタクト端子に挿入するだけで、電気敵接続が行われ、接続工数を減らすことができる。
【００２６】
また、請求項１４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項４又は５に係る発明において、前記制御ユニットの前記トルクセンサに対する電気的接点は、溶接又は半田付けの何れかにより当該トルクセンサの電気的接点との電気的接続が行われることを特徴としている。
この請求項１４に係る発明では、制御ユニット及びトルクセンサの電気的接続端子が溶接又は半田付けにより強固且つ確実に電気的接続されているので、接点の接触不良を防止して信頼性を高めることができる。
【００２７】
さらに、請求項１５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至１４の何れか１つに係る発明において、前記制御ユニットの前記電動モータに対する電気的接点は、防水及び防塵を行う封止機構が設けられていることを特徴としている。
この請求項１５に係る発明では、制御ユニット及び電動モータの電気的接点の接合部に防水及び防塵のための封止機構を設けたので、車室内に設置されるコラムアシスト式電動パワーステアリング装置のみならず、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といったエンジンルーム内に配置される電動パワーステアリング装置にも適用することができる。
【００２８】
さらにまた、請求項１６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至１５の何れか１つに係る発明において、前記制御ユニットの前記ロータ回転角検出器に対する電気的接点は、防水及び防塵を行う封止機構が設けられていることを特徴としている。
この請求項１６に係る発明では、制御ユニット及びロータ回転角検出器の電気的接点の接合部に防水及び防塵のための封止機構を設けたので、車室内に設置されるコラムアシスト式電動パワーステアリング装置のみならず、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といったエンジンルーム内に配置される電動パワーステアリング装置にも適用することができる。
【００２９】
なおさらに、請求項１７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至１６の何れか１つに係る発明において、記制御ユニットの前記トルクセンサに対する電気的接点は、防水及び防塵を行う封止機構が設けられていることを特徴としている。
この請求項１７に係る発明では、制御ユニット及びトルク検出手段の電気的接点の接合部に防水及び防塵のための封止機構を設けたので、車室内に設置されるコラムアシスト式電動パワーステアリング装置のみならず、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といったエンジンルーム内に配置される電動パワーステアリング装置にも適用することができる。
【００３０】
また、請求項１８に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至１７の何れか１つに係る発明において、前記減速機構はウォーム減速機で構成され、前記減速ギヤボックスにおけるウォーム軸を内装している部位に前記制御ユニットを装着する制御ユニット用装着面が形成されていることを特徴としている。
この請求項１８に係る発明では、前記減速機構はウォーム減速機で構成され、前記減速ギヤボックスにおけるウォーム軸を内装している部位に前記制御ユニットを装着する制御ユニット用装着面を形成したので、制御ユニットの長手方向がウォーム軸の軸方向と一致する向きで組付けることで、制御ユニットを突出させることなくレイアウトすることができる。また、制御ユニットの座面に応じた十分な接触面が得られ、且つ制御ユニットとの密着性が高まることで、減速ギヤボックスへの制御ユニットの熱を効率良く伝熱して、制御ユニットに設ける放熱フィンを省略することができ、電動パワーステアリング装置を小型化できる。
【００３１】
さらに、請求項１９に係る電動パワーステアリング装置は、請求項３に係る発明において、前記減速機構はウォーム減速機で構成され、前記ウォーム軸と前記電動モータの出力軸とがスプライン結合され、その結合長さが前記電動モータの電気的接点及びロータ回転角検出器の電気的接点の前記取付フランジ端面からの突出長さよりも長く設定されていることを特徴としている。
【００３２】
この請求項１９に係る発明では、ウォーム軸と電動モータの出力軸の継手はスプラインであって、その嵌合長さは、電動モータの電気的接点及びロータ回転角検出器の電気的接点の取付フランジ端面からの突出長さよりも長いので、スプライン同士が浅く嵌合した状態電動モータを回転させ、ロータ回転角検出器及び電動モータの電気的接点と制御ユニットの電気的接点との位置合わせを行うことが可能となり、軸継手としてスプライン結合を用いながらもロータ回転角信号を伝達するためのワイヤハーネス及びモータ通電のためのワイヤハーネスを省略することができる。
【００３３】
さらにまた、請求項２０に係る電動パワーステアリング装置の組付方法は、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、前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、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、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御する制御ユニットとを前記減速ギヤボックスに組付ける電動パワーステアリング装置の組付方法であって、前記トルクセンサはトルク検出素子で構成され、前記制御ユニットに前記トルク検出素子で検出した操舵トルク検出信号を信号処理する信号処理回路を内装し、前記トルクセンサを前記減速ギヤボックスに内装し、次いで前記トルクセンサが内装された前記減速ギヤボックスに前記制御ユニットを組付けて前記トルク検出素子と前記制御ユニットとの電気的接続を行い、次いで前記電動モータを減速ギヤボックスに組付けて制御ユニットと電動モータとの電気的接続を行うようにしたことを特徴としている。
【００３４】
この請求項２０に係る発明では、トルクセンサはトルク検出素子のみで構成され、その信号処理回路は制御ユニットに内装されており、トルク検出素子が内装された減速ギヤボックスに制御ユニットを組付けた状態で、制御ユニット及びトルク検出素子間の電気敵接続が行われ、その後に電動モータを減速ギヤボックスへ組付けるので、トルク検出素子が内装された減速ギヤボックスへ制御ユニットを組付けた段階で信号処理回路の校正を行うことができる。このため、ワイヤハーネスを省略しつつも信号処理回路を制御ユニットと別に設けることなく、且つ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、トルクセンサの精度を落とすことなく部品点数を削減するとこができる。
【００３５】
なおさらに、請求項２１に係る電動パワーステアリング装置の組付方法は、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、前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、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、前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを駆動制御する制御ユニットとを前記減速ギヤボックスに組付ける電動パワーステアリング装置の組付方法であって、前記トルクセンサは、トルク検出素子とその操舵トルク検出信号を信号処理する信号処理回路とで構成され、前記トルク検出素子及び前記信号処理回路を前記減速ギヤボックスへ組付け、次いで前記減速ギヤボックスに前記電動モータを組付け、次いで前記制御ユニットを前記減速ギヤボックスに組付けて、制御ユニット及びトルク検出素子間の電気的接続及び制御ユニット及び電動モータ間の電気的接続を行うようにしたことを特徴としている。
【００３６】
この請求項２１に係る発明では、トルクセンサがトルク検出素子と信号処理回路で校正され、その信号処理回路は制御ユニットは別に配置されているので、減速ギヤボックス単体の状態でトルクセンサにおける信号処理回路の校正を行うことができる。そして、信号処理回路の校正が済んだ減速ギヤボックスへ電動モータを組付け、その後に制御ユニットを減速ギヤボックスに組付けた状態で、制御ユニット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及び電動モータ間の電気的接続を行うので組立が容易となり、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。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、電動モータ及び制御ユニットを減速ギヤボックスに組付けるので、制御ユニットで生じる発熱を、熱容量が大きく且つ表面積も広い減速ギヤボックスに直接効率良く伝熱することができ、制御ユニットの放熱フィンを極力小さくしたり、省略したりして、制御ユニットの小型軽量化を図ることができると共に、電動モータとしてブラシレスモータを適用しているので、ブラシの接触抵抗による損失がなく、モータ通電のためのワイヤハーネスを省略することができ、大きな操舵補助推力を発生させることができ、大型車へ電動パワーステアリング装置を適用することができるという効果が得られる。
【００３８】
また、大きな操舵補助推力を必要としない中、小型車へ適用した場合には、損失が小さいので、電動モータも制御ユニットを現状よりも小型化することができるという効果が得られる。
さちには、制御ユニット及び電動モータ間のモータハーネスを省略できる他、電動モータに装着するレゾルバ等のロータ回転角検出器及び減速ギヤボックスに装着する操舵トルクセンサと制御ユニットとの間のワイヤハーネスも省略することができ、より小型軽量で且つ低コストな電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
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斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３は図１の電動モータを取り外した状態の斜視図、図４は減速ギヤボックスの縦断面図、図５は電動モータの斜視図、図６は電動モータの分解斜視図、図７は制御ユニットの斜視図である。
【００４０】
図１において、１はコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置であり、ステアリングホイール（図示せず）に連結されたステアリングシャフト２を回転自在に内装するステアリングコラム３に、減速ギヤボックス４が連結され、この減速ギヤボックス４に、軸方向がステアリングコラム３の軸方向と直交する方向に延長されたブラシレスモータで構成される電動モータ５が配設されている。
【００４１】
ここで、ステアリングコラム３は、減速ギヤボックス４との連結部にコラプス時の衝撃エネルギを吸収して所定のコラプスストロークを確保する内管３ａ及び外管３ｂの２重管構造となっている。そして、ステアリングコラム３の外管３ｂ及び減速ギヤボックス４がアッパ取付ブラケット６及びロア取付ブラケット７によって車体側に取付けられている。
ロア取付ブラケット７は、車体側部材（図示せず）に取付けられる取付板部７ａと、この取付板部７ａの下面に所定間隔を保って平行に延長する一対の支持板部７ｂとで形成されている。そして、支持板部７ｂの先端が、減速ギヤボックス４の下端側即ち車体前方側に配設したカバー４ａに一体形成された支持部４ｂに枢軸７ｃを介して回動自在に連結されている。
【００４２】
また、アッパ取付ブラケット６は、車体側部材（図示せず）に取付けられる取付板部６ａと、この取付板部６ａに一体に形成された方形枠状支持部６ｂと、この方形枠状支持部６ｂに形成されたステアリングコラム３の外管３ｂを支持するチルト機構６ｃとを備えている。
また、チルト機構６ｃはチルトレバー６ｄを回動させて支持状態を解除することにより、ステアリングコラム３をロア取付ブラケット７の枢軸７ｃを中心として上下にチルト位置調整可能とされている。
【００４３】
さらに、ステアリングシャフト２は、図４に示すように、上端がステアリングホイール（図示せず）に連結される入力軸２ａと、この入力軸２ａの下端にトーションバー２ｂを介して連結されたトーションバー２ｂを覆う出力軸２ｃとで構成されている。
さらにまた、減速ギヤボックス４は、図２〜図４に示すように、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニュウム、アルミニュウム合金、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。この減速ギヤボックス４は、電動モータ５の出力軸５ｆに連接されたウォーム１１を収納するウォーム収納部１２と、このウォーム収納部１２の下側にその中心軸と直交する中心軸を有しウォーム１１に噛合するウォームホイール１３を収納するウォームホイール収納部１４と、このウォームホイール収納部１４の後方側に一体に同軸的に連結されたトルクセンサ１５を収納するトルクセンサ収納部１６と、ウォーム収納部１２の開放端面に形成された電動モータ５を取付けるモータ装着部１７と、トルクセンサ収納部１６の後端面に形成されたステアリングコラム３の前端部に形成された取付フランジ３ｃを取付けるコラム取付部１８と、ウォーム収納部１２とウォームホイール収納部１４の一部に跨がってウォームホイール収納部１４及びトルクセンサ収納部１６の中心軸線と直交する平面内に形成された制御ユニット（ＥＣＵ）１９を装着する制御ユニット装着部２０とを備えている。ここで、制御ユニット装着部２０は制御ユニット１９との密着性を高めるために平面状に切削加工されている。
【００４４】
そして、減速ギヤボックス４が、コラム取付部１８にステアリングコラム３の取付フランジ３ｃを当接させた状態でボルト１８ａによってステアリングコラム３に固定されている。
ここで、トルクセンサ１５は、図４に示すように、ステアリングシャフト２の入力軸２ａ及び出力軸２ｃ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１５ａ及び１５ｂで検出するように構成されている。
【００４５】
これら一対の検出コイル１５ａ及び１５ｂの巻き始め及び巻き終わりに夫々ステアリングコラム３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１５ｃ，１５ｄ及び１５ｅ，１５ｆが接続され、これら外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの突出部が中央部でステアリングコラム３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２に示すように、制御ユニット装着部２０と直角に形成された制御ユニット１９の下面を案内する案内面２１に形成された開口２２から上方に突出されている。
【００４６】
また、電動モータ５は、図５及び図６に示すように、前端を開放した有底円筒状のフレーム５ａと、このフレーム５ａの前端を覆い減速ギヤボックス４に装着される連結部５ｂと、フレーム５ａ内に配設されたモータステータ５ｃと、このモータステータ５ｃ内に挿通されてフレーム５ａの底部に固定される後側軸受５ｄ及び連結部５ｂに固定される前側軸受５ｅによって回転自在に支持された出力軸５ｆと、この出力軸５ｆのモータステータ５ｃに対向する位置に固定された表面に永久磁石を形成した表面磁石型のモータロータ５ｇと、このモータロータ５ｇの連結部５ｂに対向する位置に配設された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５ｈとで構成されている。
【００４７】
ここで、フレーム５ａには、図６に示すように、開放端側における外周面の１８０度離間した位置にフランジ部５ｉが形成されている。
また、連結部５ｂには、図６に示すように、フランジ部５ｉに対向する位置にフランジ取付部５ｊを形成すると共に、フランジ取付部５ｊの中間位置の外周面に後述する電気的接点を外部に露出させる開口５ｋが形成され、さらにフレーム５ａ側端面にフレーム５ａにインロー結合されるインロー部５ｍが形成され、このインロー部５ｍとは反対側におけるフランジ取付部５ｊとは円周方向にずれた位置に前述した減速ギヤボックス４のモータ装着部１７に装着する取付フランジ５ｎが形成され、この取付フランジ５ｎの内側にモータ装着部１７にインロー結合されるインロー部５ｏが形成されている。
【００４８】
さらに、モータステータ５ｃには、円筒状の絶縁ケース５ｐ内にステータ５ｑが配設され、ステータ５ｑに巻回された三相コイルの末端に接続する略円環状のバスバー５ｐと共に樹脂でインサート成形された外部接続用の電気的接点としてのモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３が配設されている。
これらモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３は、モータステータ５ｃのバスバー５ｐの前端面から電動モータ５の中心軸と直交する半径方向に突出する突出部５ｒと、この突出部５ｒの上端から電動モータ５の中心軸と並行に前方に延長する延長部５ｓと、この延長部５ｓの前端から突出部５ｒと同方向に延長する端子部５ｔとで構成されている。
【００４９】
さらに、後側軸受５ｄ及び前側軸受５ｅは、深みぞ玉軸受で構成され、後側軸受５ｄの固定輪はフレーム５ａ底部に形成された突起の内径部に嵌合され、軸方向に図示しないウェーブワッシャを突起の底部と後側軸受５ｄにおける固定輪の端面との間に挿入してあり、軸方向予圧を与えている。一方、前側軸受５ｅの固定輪は、連結部５ｂに対して嵌合され、軸方向には図示しない留め輪で固定されている。
【００５０】
さらに、レゾルバ５ｈは、連結部５ｂ内に固定されるレゾルバケース５ｕの内周面に固定されたレゾルバステータ５ｖと、このレゾルバステータ５ｖ内に挿通される出力軸５ｆに固定されたレゾルバロータ５ｗとを有する。
レゾルバステータ５ｖ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。
【００５１】
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レゾルバ端子ｔｒ１、ｔｒ２及びｔｒ３を備え、これらレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３がレゾルバケース５ｕの外周面に形成された半径方向に延長し、連結部５ｂに形成された開口５ｋから外方に突出する突出部５ｘから電動モータ５の出力軸５ｆの中心軸と並行に即ち連結部５ｂの端面に対して垂直方向に前方に突出されている。
【００５２】
一方、突出部５ｘには、後端面にモータステータ５ｃのモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３の突出部５ｒが係合する係合溝５ｙが形成され、先端面にはモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３の延長部５ｓが係合する係合溝５ｚが形成されている。
そして、フレーム５ａ及び連結部５ｂ内にモータステータ５ｃ、後側軸受５ｄ、前側軸受５ｅ、出力軸５ｆ、モータロータ５ｇ、レゾルバ５ｈを装着した状態で、フレーム５ａのフランジ部５ｉを連結部５ｂのフランジ取付部５ｊにねじ止めすることにより、図５に示すように、電動モータ５を組立てることができる。
【００５３】
このとき、レゾルバ５ｈは連結部５ｂ内にレゾルバケース５ｕの突出部５ｘを開口５ｋから外方に突出させた状態で収容し、このレゾルバケース５ｕの突出部５ｘとモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３とが対向するようにモータステータ５ｃをフレーム５ａ内に嵌合することにより、フレーム５ａに連結部５ｂをインロー結合したときに、モータステータ５ｃのモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３の突出部５ｒをレゾルバケース５ｕの突出部５ｘに形成した係合溝５ｙに係合させ、延長部５ｓを係合溝５ｚに係合させた状態で一体化される。
【００５４】
この状態で、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３の端子部５ｄが取付フランジ５ｎの端面より僅かに後方側となる突出部５ｘの端面と面一となるように延長部５ｓの長さが設定されている。
このような部品配列で電動モータ５を構成することにより、組付誤差や各々の部品精度並びに線膨張係数差などによるレゾルバステータ５ｖとレゾルバロータ５ｗとの軸方向位置のずれを抑え、検出精度が低下することを防止している。
【００５５】
また、電動モータ５の出力軸５ｆの連結部から突出する端面には雌スプラインが形成されており、この雌スプラインは電動モータ５を減速ギヤボックス４へ組付ける際に、ウォーム１１を取付けたウォーム軸１１ａに形成した雄スプラインへ嵌合するだけで軸継手を形成できるので、工数が少なく、且つ信頼性が高いことから電動パワーステアリング装置に好適に用いられている。
【００５６】
しかしながら、スプライン同士の嵌合は、それらの大と谷の位相が合っていないと嵌合することはできず、電動モータ５の組付けの際はスプライン同士の位相が合致するまで連結部５ｂを円周方向に任意に回転させながらウォーム軸１１ａに押し付け、若干でも嵌合できた時点で連結部５ｂの通し穴とモータ装着部１７のタップ穴との位相が一致するように連結部５ｂを回転させ、その後に連結部５ｂの端面とモータ装着部１７の端面とが接触するまで押し込む必要がある。
【００５７】
レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３を後述する制御ユニット１９のスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋに挿入する際にスプライン同士が抜けてしまうことは避けなければならない。よって、本実施形態では、スプライン同士の嵌合長さを、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３における連結部５ｂの端面からの突出長さより長く設定している。
これにより、スプライン同士が浅く嵌合した状態で連結部５ｂを回転させ、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３とスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋの挿入口との位相を一致させることが可能となり、軸継手としてスプラインを用いながらもレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３とスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋとの間の信号伝達のためのワイヤハーネスを省略することができる。
【００５８】
また、制御ユニット１９は、図７に示すように、パワーモジュール基板、制御基板等を積層して内装した、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に装着される熱伝動性の良好な例えばアルミニウムなどの導電性材料を鋳造して形成された制御ユニット装着部２０とは反対側が開放された略直方体状の筐体１９ａと、この筐体１９ａの開放端面を閉塞する蓋体１９ｂとを有する。ここで、筐体１９ａと蓋体１９ｂとの間には図示しないがパッキンが設けてあり、防塵、防滴性を高めている。蓋体１９ｂには調整窓１９ｃが設けられており、蓋体１９ｂを外すことなく回路基板状のトルクセンサ信号処理回路の構成を行うことが可能とされている。図３に示すように、電動モータ５を減速ギヤボックス４に組付ける前の状態で、制御ユニット１９を減速ギヤボックス４に組付けた場合に、トルクセンサ信号回路の校正を行うことで、電動モータの影響を受けることなく正確に調整することができる。調整窓１９ｃはトルクセンサ信号処理回路の校正の後に、図示しない封止ステッカーにより封止される。
【００５９】
筐体１９ａの制御ユニット装着部２０に装着される座面１９ｄの下端部にトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆが挿入されたときにばね力で挟持するスプリングコンタクト端子１９ｅ〜１９ｈが配設されていると共に、電動モータ５と対向する側の端面にモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３と接触するねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３と、レゾルバ５ｈのレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３が挿入されたときにはね力で挟持するスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋが配設されている。
【００６０】
また、筐体１９ａのねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３及びスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋを配設した端面とは反対側の端面に電源端子１９ｍ及び車体側の制御装置（ＥＣＵ）と例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信によって接続するＥＣＵ接続端子１９ｎとが配設されている。
そして、制御ユニット１９は、図２に示すように、座面１９ｄを制御ユニット装着部２０側としてこの座面１９ｄに熱伝導率が高くスプリングコンタクト端子１９ｅ〜１９ｈに対向する位置に切欠を有する伝熱シート２３を接触させた状態で、制御ユニット装着部２０と垂直方向から筐体１９ａの下面を案内面２２に接触させながら減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に装着することにより、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆがスプリングコンタクト端子１９ｅ〜１９ｈに挿入されてばね力によって挟持される。
【００６１】
この状態で、筐体１９ａと制御ユニット装着部２０とをねじ止めすることにより図３に示すように制御ユニット１９を制御ユニット装着部２０への装着を完了する。
このように、制御ユニット１９を減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に対して垂直方向から装着するだけで、トルクセンサの外部接続端子１５ｃ〜１５ｆとスプリングコンタクト端子１９ｅ〜１９ｈとの電気的接続を完了することができ、制御ユニット１９の蓋体１９ｂを外すことなく減速ギヤボックス４へ制御ユニット１９を組付けできるので、工数を削減することができる、且つトルクセンサ信号を伝達するためのワイヤハーネスも省略することができる。
【００６２】
そして、図３に示すように、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０へ制御ユニット１９を組付けた状態では、筐体１９ａに形成されたねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３及びスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋが減速ギヤボックス４のモータ装着部１７と並行でモータ装着部１７より僅かに突出した状態となる。
この制御ユニット１９の組付状態で、図２に示すように、電動モータ５を減速ギヤボックス４のモータ装着部１７へそのウォーム軸１１ａの軸心と電動モータ５の軸心を一致させ、且つモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３及びレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ４を夫々ねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３及びスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋと対向するようにして装着することにより、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３の端子部５ｔがねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３に接触し、且つレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３がスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋに挿入されて挟持される。
【００６３】
この状態で、モータ装着部１７と電動モータ５の連結部５ｂにおける取付フランジ５ｎとをボルト締めすると共に、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３をねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３にねじ止めすることより、図１に示すように減速ギヤボックス４への電動モータ５の組付けが完了する。
このように、電動モータ５を減速ギヤボックス４のモータ装着部１７にその装着面と垂直方向から装着するだけで、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３とねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３とを接触させることができ、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３とねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３との間をワイヤハーネスを介することなく直接接続することができると共に、ねじ軸力により強固に且つ確実に接触されて電気的接続が行われるので、配線損失を低減することができ、且つ接触抵抗のバラツキを抑えることができる。
【００６４】
また、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３は突出部５ｒと延長部５ｓと端子部５ｔとから複数段に折り曲げ形成されているので、電動モータ５と制御ユニット１９との組付誤差や各々の部品精度並びに線膨張係数差などによって制御ユニット１９のねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３及びモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３とバスバー５ｐの接続部へ過大な応力がかかることを防止することができる。
【００６５】
しかも、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３は、モータステータ５ｃに巻回されたモータコイルの末端を接続する略円環状のバスバーと共に連結部５ｂ側に配置されているので、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３を短くして配線損失を低減することができる。
これと同時に、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３をスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋに挿入挟持することができ、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３とスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋとの間もワイヤハーネスを介することなく直接接続することができる。
【００６６】
次に、上記実施形態の組付動作を説明する。
先ず、電動パワーステアリング装置1を組立てるには、減速ギヤボックス４のトルクセンサ収納部１６内に、トルクセンサ１５をその外部接続端子１５ｃ〜１５ｆの先端が案内面２２に沿って車体後方に延長するように固定配置する。
次いで、減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に制御ユニット１９を装着する。この制御ユニット１９の装着は、座面１９ｄを制御ユニット装着部２０側としてこの座面１９ｄに熱伝導率の高い伝熱シート２３を接触させた状態で、制御ユニット装着部２０と垂直方向から筐体１９ａの下面を案内面２２に接触させながら減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０にその垂直方向から装着することにより行なう。このように、制御ユニット１９を減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に対して垂直方向から組付けることにより、制御ユニット１９と制御ユニット装着部２０との間に伝熱性を高めるための伝熱シートを容易に挟み込むことができる。
【００６７】
また、制御ユニット１９を減速ギヤボックス４の制御ユニット装着部２０に装着すると、これと同時にトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆが制御ユニット１９のスプリングコンタクト端子１９ｅ〜１９ｈに挿入されてばね力により挟持されることになり、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆとスプリングコンタクト端子１９ｅ〜１９ｈとの間にワイヤハーネスを介在させる必要はなく、確実に電気的接続を行うことができる。
【００６８】
このとき、トルクセンサ１５はトルク検出素子のみの構成とされて減速ギヤボックス４に内装され、その信号処理回路は制御ユニット１９に組み込まれているので、この信号処理回路の校正を蓋体１９ｂの調整窓１９ｃから容易に行うことができ、しかも、電動モータを減速ギヤボックス４に組付ける前に信号処理回路の校正を行うことができるので、電動モータ５の影響を受けることなく、正確な校正を行うことができる。
【００６９】
さらに、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆがＬ字状に折り曲げられているので、トルクセンサ１５と制御ユニット１９との組付誤差や各々の部品精度並びに線膨張係数差などによって制御ユニット１９のスプリングコンタクト端子１９ｅ〜１９ｈ及びトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆとトルクセンサ１５との接合部へ過大な応力がかかることを回避することができ、耐久性を向上させることができる。
【００７０】
その後、前述したように図５の状態に組み上げた電動モータ５を減速ギヤボックス４の制御ユニット１９に隣接するモータ装着部１７へウォーム軸１１ａの中心軸と電動モータ５の中心軸とを合致させ、且つモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３及びレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３を制御ユニット１９のねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３及びスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋに略対向させた状態でモータ装着部１７の端面と垂直方向から接近させる。
【００７１】
このとき、先ず、出力軸５ｆの先端に形成した雌スプラインとウォーム軸１１ａに形成した雄スプラインとが接触し、両者の位相を合わせるように電動モータ５を回転させながら雌スプラインと雄スプラインとを所定長さ嵌合させる。この状態で、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３及びレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３を制御ユニット１９のねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３及びスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋに対向させると共に、連結部５ｂの取付フランジ５ｎとモータ装着部１７のフランジ部とを対向させて電動モータ５を押し込むことにより、電動モータ５の連結部５ｂのインロー部５ｏをモータ装着部１７にインロー結合させると共に、連結部５ｂの端面とモータ装着部１７の端面とを接触させる。
【００７２】
この状態となると、先ず、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３が制御ユニット１９のスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋの挿入口に挿入され、次いでモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３の端子部５ｔが制御ユニット１９のねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３に接触する。
この状態で、連結部５ｂの取付フランジ５ｎとモータ装着部１７のフランジ部１７ａとをボルト締めすると共に、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３の端子部５ｔと制御ユニット１９のねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３とをねじ止めする。
【００７３】
このように、電動モータ５を減速ギヤボックス４のモータ装着部１７にその端面と垂直方向から装着するだけで、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３を制御ユニット１９のねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３に接触させると共に、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３を制御ユニット１９のスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋに挿入して両者の電気的接続が行われることになり、これらの接続工数を削減することができる。
【００７４】
このとき、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３とねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３との結合がねじ止めによって行われるので、両者の結合を強固且つ確実に行って接触抵抗のバラツキを抑えることができると共に、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３とスプリングコンタクト端子１９ｉ〜１９ｋとの結合もばね力によって確実に行うことができ、しかも両者がワイヤハーネスを介在することなく直接電気的に接続されるので、配線損失を低減することができると共に、低コスト化を図ることができる。
【００７５】
そして、電動モータ５としてブラシレスモータを適用しているので、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大きな操舵補助推力を必要とする大型車へ電動パワーステアリング装置を適用することができる。大型車に適用することなく、中、小型車に適用する場合には、損失が小さいので電動モータ５や制御ユニットを現状より小型することができる。
【００７６】
さらに、制御ユニット１９を熱容量が大きく表面積も広く発熱源となりにくい減速ギヤボックス４に直接装着したので、制御ユニット１９で生じる発熱を直接減速ギヤボックス４に効率良く伝熱することができ、制御ユニット１９に設ける放熱フィンを極力小さくしたり省略したりすることができ、制御ユニット１９の構成を小型軽量化することができる。
【００７７】
次に、本発明の第２の実施形態を図８について説明する。
この第２の実施形態では、モータ端子もレゾルバ端子と同様に連結部の端面と垂直方向に延長させるようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図８に示すように、前述した第１の実施形態にけるモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３の端子部５ｔを延長部５ｓの延長線上に形成して、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３と同様に連結部５ｂの端面に対して垂直方向に延長するようにし、これに応じて制御ユニット１９のねじ止め端子ｔｃ１〜ｔｃ３を省略してこれらに変えてスプリングコンタクト端子ｔｓ１〜ｔｓ３を形成するようにしたことを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図１〜図３との対応部分には同一符号を付しその詳細説明はこれを省略する。
【００７８】
この第２の実施形態によると、電動モータ５を減速ギヤボックス４のモータ装着部１７にその端面と垂直方向から装着する際に、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３についてもレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３と同様にスプリングコンタクト端子ｔｓ１〜ｔｓ３に挿入して挟持されるので、前述した第１の実施形態におけるモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３のねじ止め工程を省略することができる。また、ねじ止め工程における締付トルクの反力に耐えるための構造が不要とするので、さらに低コスト化を図ることができる。さらに、大電流に対応するために板厚を厚くせざるを得ないモータ端子が機械的に固定されないため、組付誤差や各々の部品精度並びにモータ発熱などにより生ずる応力を逃がすことができるので信頼性を高めることができる。
【００７９】
なお、上記第１及び第２の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。この場合には、エンジンルーム内に配置されるので、制御ユニット１９と電動モータ５との接点及び制御ユニット１９とトルクセンサの接点に、防水及び防塵のための封止機構を設けるとよい。
【００８０】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３と制御ユニット１９との接点として、ねじ止め端子及びスプリングコンタクト端子を適用した場合について説明したが、これらに限定されるものではなく、溶接及び半田付けの少なくとも一方で電気的に接続するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３についてはねじ止め端子及びスプリングコンタクト端子を適用し、レゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３についてはスプリングコンタクト端子のみを適用した場合について説明したが、モータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３及びレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３の夫々についてねじ止め端子とスプリングコント端子とを混在させるようにしてもよい。
【００８１】
さらにまた、電動モータ５側にねじ止め端子やスプリングコンタクト端子を設け、制御ユニット側にモータ端子ｔｍ１〜ｔｍ３及びレゾルバ端子ｔｒ１〜ｔｒ３を設けるようにしてもよい。
なおさらに、上記第１及び第２の実施形態においては、電動モータ５として、表面磁石型のモータロータ５ｇ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。
【００８２】
また、上記実施形態においては、電動モータ５の出力軸５ｆに雌スプラインを形成し、ウォーム軸１１ａに雄スプラインを形成する場合について説明したが、これらを逆関係として、電動モータ５の出力軸５ｆに雄スプラインを形成し、ウォーム軸１１ａに雌スプラインを形成するようにしてもよく、さらにはスプライン嵌合に代えてセレーション嵌合を適用するようにしてもよい。
【００８３】
さらに、電動モータ５を減速ギヤボックス４に組付ける際に、スプライン同士が浅く嵌合した状態において、連結部５ｂの径方向に引き抜ける治具を端子に被せると、スプライン嵌合の際に端子を曲げてしまったり、破損したりすることを防止することができる。
さらにまた、上記第１及び第２の実施形態においては制御ユニット１９が伝熱シート２３を介して制御ユニット装着部２０に装着されている場合について説明したが、伝熱シート２３を省略するようにしてもよい。
【００８４】
なおさらに、上記第１及び第２の実施形態においては、３相のブラシレスモータ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、４相以上の多相ブラシレスモータを適用するようにしてもよく、この場合にはモータ端子を相数に対応した個数とすればよいものである。同様に、レゾルバ５ｈについても１２０度位相の異なる３相レゾルバ信号を出力するようにしてもよく、この場合にはレゾルバ端子を励磁信号用を含めて４対設けるようにすればよい。
【００８５】
また、上記第１及び第２の実施形態においては、トルクセンサ１５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１９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１５をトルク検出素子１５ａ，１５ｂ及びその信号処理回路で構成し、減速ギヤボックス４にトルク検出素子１５ａ，１５ｂを内装すると共に、トルク検出素子１５ａ，１５ｂ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４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１５の信号処理回路の校正が済んだ減速ギヤボックス４へ電動モータ５を組付、その後に制御ユニット１９を組付けた段階で制御ユニット１９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１９及び電動モータ５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。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】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示す斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】電動モータを取り外した状態を示す斜視図である。
【図４】減速ギヤボックスの縦断面図である。
【図５】電動モータを示す斜視図である。
【図６】電動モータの分解斜視図である。
【図７】制御ユニットを示す斜視図であって、（ａ）は正面側の斜視図、（ｂ）は背面側の斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す電動モータを組付ける前の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００８７】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングシャフト、３…ステアリングコラム、４…減速ギヤボックス、５…電動モータ、５ａ…フレーム、５ｂ…連結部、５ｃ…モータステータ、５ｇ…モータロータ、５ｈ…レゾルバ、５ｎ…取付フランジ、５ｕ…レゾルバケース、５ｖ…レゾルバステータ、５ｗ…レゾルバロータ、ｔｍ１〜ｔｍ３…モータ端子、ｔｒ１〜ｔｒ３…レゾルバ端子、６…アッパ取付ブラケット、７…ロア取付ブラケット、１１…ウォーム、１１ａ…ウォーム軸、１２…ウォーム収納部、１３…ウォームホイール、１４…ウォームホイール収納部、１５…トルクセンサ、１５ｃ〜１５ｆ…外部接続端子、１６…トルクセンサ収納部、１７…モータ装着部、１８…コラム取付部、１９…制御ユニット、１９ｉ〜１９ｋ…スプリングコンタクト端子、ｔｃ１〜ｔｃ３…ねじ止め端子、ｔｓ１〜ｔｓ３…スプリングコンタクト端子、２０…制御ユニット装着部、２１…案内面、２２…開口、２３…伝熱シート
【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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