(57)【要約】【課題】高品質で生産性と信頼性に優れた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】回転軸２７は、ハウジングとしてのギヤハウジング２２、第１，第２のハウジング３０，３１およびモータハウジング２４に収容され、対応する軸受４２，４３,４４を介して、支持されている。ＥＣＵ収容部４０には、ＥＣＵ１２の一部を構成するパワー基板２８および制御基板２９が収容され保持されている。パワー基板２８には、ブラシレスモータ１８を駆動するためのパワー回路の少なくとも一部が実装されている。パワー基板２８は、片面に回路が実装された、例えばアルミニウム板の多層基板からなり、第２のハウジング３１の径方向厚肉部の壁部３４の内壁面に熱伝導可能に面接触して配置されている。ここで、第２のハウジング３１の壁部３４は、ヒートシンクとして機能している。また、壁部３４の外壁面は、ギヤハウジング２２に当接している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータと一体に組み付けられ前記電動モータを駆動制御する制御装置と、前記電動モータの動力を転舵機構に伝達する伝達機構と、前記伝達機構と前記電動モータとの間に前記制御装置を保持する保持部材と、を備え、前記保持部材には、前記電動モータと、前記保持部材に保持された前記制御装置と、を固定する複数の締結孔が設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】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記保持部材には、前記保持部材を前記伝達機構のハウジングに当接する壁部を備え、前記締結孔と同一円周上に前記伝達機構のハウジングに締結するための複数の貫通孔が設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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）には、電動モータと電動モータを駆動制御する制御装置とを組み合わせたものがある。このような電動パワーステアリング装置として、制御装置を電動モータと一体構成として小型軽量化したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電動パワーステアリング装置は、電動モータと、電動モータの回転を減速して操舵装置に伝える伝達機構としての減速機構と、電動モータの軸方向に関して、電動モータと減速機構との間に配置された回路基板が組み付けられた制御装置とで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２０７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記電動パワーステアリング装置において、制御装置を減速機構のギヤハウジング内に配置した場合、製品を出荷検査する際に電動モータの軸支持のためモータ部とギヤ部とを連結する必要があり、従来検査工程で電動モータと制御装置一体で行っていた性能評価、例えば高温、低温試験においてギヤハウジングが大きなヒートマスを持つことでモータの正確な温度特性検査ができない場合がある。また、電動モータと制御装置の組立工程において、ギヤハウジングが取り付けられているため、製造・検査設備の大型化、組立・検査の作業性の低下を生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高品質で生産性と信頼性に優れた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電動モータと、前記電動モータと一体に組み付けられ前記電動モータを駆動制御する制御装置と、前記電動モータの動力を転舵機構に伝達する伝達機構と、前記伝達機構と前記電動モータとの間に前記制御装置を保持する保持部材と、を備え、前記保持部材には、前記電動モータと、前記保持部材に保持された前記制御装置と、を固定する複数の締結孔が設けられていることを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、電動モータと制御装置が一体に組みつけられた電動パワーステアリング装置において、電動モータと一体に組み付けられた制御装置を構成する電装部品は、伝達機構のハウジングと電動モータとの間に配置された保持部材に保持される。保持部材には、電動モータの軸方向に複数の締結孔が設けられ、ボルトにより電動モータと制御装置とが固定される。これにより、電動モータと制御装置とを一体で伝達機構を取り付けない状態で出荷時の製品の性能評価を行うことができるので、設備が大型化することがなく、専用の治具や測定工数が低減できる。また、専用のヒートシンクを必要とせず制御装置の電装部品を伝達機構のハウジング内に配置することでモータ軸長の短縮が可能となり、車両への搭載性が向上する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記保持部材には、前記保持部材を前記伝達機構のハウジングに当接する壁部を備え、前記締結孔と同一円周上に前記伝達機構のハウジングに締結するための複数の貫通孔が設けられていることを要旨とする。上記構成によれば、保持部材は、保持部材の伝達機構側の壁部外壁面が伝達機構のハウジングに当接し、ボルトにより保持部材の軸方向に締結孔と同一円周上に設けた複数の貫通孔を介して伝達機構のハウジングに締結固定される。これにより、伝達機構を取り付けなくても電動モータと制御装置と一体での検査が可能となり作業時間を低減できるとともに、径方向の小型化を図ることができ、車両への搭載性も向上する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高品質で生産性と信頼性に優れた電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の概略構成を示す軸方向縦断面図。
【図３】図２における電動モータのハウジングを矢印Ａ方向から見た平面図。
【図４】図２におけるギヤハウジングを矢印Ａ方向から見た平面図。
【図５】本発明の他の実施形態による電動パワーステアリング装置の概略構成を示す軸方向縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を、電動パワーステアリング装置に具体化した一実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２と、ステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。中間軸７は、ステアリングシャフト６と転舵機構４とを連結している
【００１２】
本実施の形態では、操舵補助機構５がステアリングシャフト６にアシスト力（操舵補助力）を与えるコラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置１を例にして説明する。ステアリングシャフト６は、直線状に延びている。また、ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２に一定値以上の操舵トルクが入力されると、入力軸８および出力軸９は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。
【００１３】
ステアリングシャフト６の周囲に配置されたトルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ１１のトルク検出結果は、制御装置としてのＥＣＵ（制御装置）１２に入力される。また、車速センサ２３からの車速検出結果がＥＣＵ１２に入力される。
【００１４】
転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５および図示しないナックルアームを介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端（図１では下端）には、ピニオン１６が連結されている。
【００１５】
ラック軸１４は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の途中部には、上記ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることで、転舵輪３を転舵することができる。
【００１６】
ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。操舵補助機構５は、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための伝達機構としての減速機構１９とを含み、本実施形態では、減速機構１９として、ウォームギヤ機構が用いられている。すなわち、減速機構１９は、駆動ギヤ（伝達機構の駆動側部材）としてのウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合う従動ギヤ（伝達機構の従動側部材）としてのウォームホイール２１とを含み、伝達ハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。なお、図１に示す電動モータ（以下、ブラシレスモータという）１８は、３相巻線を有するブラシレスモータが用いられている。
【００１７】
ウォーム軸２０は、ブラシレスモータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６とは同行回転可能に連結されている。ウォームホイール２１は、ウォーム軸２０によって回転駆動される。ブラシレスモータ１８がウォーム軸２０を回転駆動すると、ウォーム軸２０によってウォームホイール２１が回転駆動され、ウォームホイール２１およびステアリングシャフト６が同行回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、ブラシレスモータ１８によってウォーム軸２０を回転駆動することで、転舵輪３が転舵されるようになっている。
【００１８】
ブラシレスモータ１８は、ＥＣＵ１２によって制御される。ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１からのトルク検出結果、車速センサ２３からの車速検出結果等に基づいてモータ１８を制御する。具体的には、ＥＣＵ１２では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、ブラシレスモータ１８の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。
【００１９】
次に、図２は、本発明の一実施形態による電動パワーステアリング装置の概略構成を示す軸方向縦断面図である。
【００２０】
ブラシレスモータ１８は、モータハウジング２４と、このモータハウジング２４内に収容されたロータ２５およびステータ２６を含む。ロータ２５は、回転軸２７の外周に同行回転可能に取り付けられた環状のロータコア３６と、ロータコア３６の外周に同行回転可能に取り付けられた例えば環状の永久磁石からなるロータマグネット３８とを有している。ロータマグネット３８には、複数の磁極が周方向に並べて配置されている。これらの磁極は、ロータ２５の周方向に関して、Ｎ極およびＳ極が交互に入れ替わるようにされている。
【００２１】
ステータ２６は、モータハウジング２４の内周に固定されている。ステータ２６は、モータハウジング２４の内周に固定されたステータコア３７と、複数のコイル３５とを含む。ステータコア３７は、ステータコア３７の環状の図示しないヨークと、このヨークの内周から径方向内方へ突出する複数の図示しないティースとを含む。各コイル３５は対応するティースに巻回されている。
【００２２】
また、各ティースに巻回された上記コイル３５は、図示しないバスバーと接続されている。バスバーは、上記各コイル３５と電流印加線との接続部に用いられ導電接続材であり、上記各コイル３５に、図示しない電力供給源からの電力を配電するための配電部材として機能する。
【００２３】
また、ギヤハウジング２２に軸方向上方に延出する第１のハウジング３０および第２のハウジング３１によりＥＣＵ１２を収容するためのＥＣＵ収容部４０が形成されている。また、回転軸２７は、モータハウジング２４によって保持された軸受４２および第１のハウジング３０によって保持された軸受４３によって、回転可能に支持されている。軸受４２，４３は、いずれも公知のシール軸受により構成されている。
【００２４】
ロータ２５の回転位置を検出するための回転角センサ３９は、本実施形態のように、第１のハウジング３０の中央に設けられたＥＣＵ収容部４０内に配置されている。回転角センサ３９は、第２のハウジング３１に固定されたステータと、回転軸２７とは同行回転可能に取り付けられたロータとを有している。回転角センサ３９としては、例えばレゾルバを用いることができる。また、ホール素子を用いることもできる。
【００２５】
上記の構成により、回転軸２７は、ハウジングとしてのギヤハウジング２２、第１，第２のハウジング３０，３１およびモータハウジング２４に収容され、対応する軸受４２，４３,４４を介して、支持されている。
【００２６】
ＥＣＵ収容部４０には、ＥＣＵ１２の一部を構成するパワー基板２８および制御基板２９が収容され保持されている。パワー基板２８には、ブラシレスモータ１８を駆動するためのパワー回路の少なくとも一部（例えば、ＦＥＴなどのスイッチング素子）が実装されている。パワー基板２８は、片面に回路が実装された、例えばアルミニウム板の多層基板からなり、第２のハウジング３１の径方向厚肉部の壁部３４の内壁面に熱伝導可能に面接触して配置されている。ここで、第２のハウジング３１の壁部３４は、ヒートシンクとして機能している。また、壁部３４の外壁面は、ギヤハウジング２２に当接している。また、各コイル３５と接続されたバスバーは、バスバー端子を介してパワー基板２８に、例えばねじ止めにより接続されている。
【００２７】
制御基板２９には、パワー回路を制御する制御回路が実装されている。その制御回路には、パワー回路の各ＦＥＴを制御するドライバと、このドライバを制御するＣＰＵ（マイコン）とを含む。制御基板２９は、回転軸２７の周囲に軸方向に関して、パワー基板２８との間に十分な高さを有して配置され、制御基板２９には、回転軸２７を挿通させるための挿通孔４１が貫通形成されている。また、回転角センサ３９がバスバー端子を介して制御基板２９に接続されている。
【００２８】
次に、図３は、図２におけるモータハウジング２４および第１，第２のハウジング３０，３１を矢印Ａ方向から見た平面図、図４は、同じくギヤハウジング２２を矢印Ａ方向から見た平面図である。
図３、図４に示すように、モータハウジング２４は、モータハウジング２４の径方向外方に突出して周方向に等間隔で設けられた複数（例えば、本実施形態では３個）のフランジと第１のハウジング３０に設けられた共通の貫通孔４８を介して、第２のハウジング３１のねじ孔（締結孔）３２にボルト４９により締結されている。また、第２のハウジング３１は、締結孔３２とは別に第２のハウジング３１に同一円周上に締結孔３２と交互に等間隔で設けられた複数（例えば、本実施形態では３個）の貫通孔３３を介してギヤハウジング２２のねじ孔４７にボルト５０により締結固定されている。また、第２のハウジング３１の軸方向中央に回転軸２７を挿通する挿通孔４６が設けられている。
【００２９】
図５は、本発明の他の実施形態による電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す軸方向縦断面図である。
図５に示すように、第２のハウジング３１は、斜面の突出した壁部３４が設けられ、その外壁面をギヤハウジング２２に密着させ、内壁面にはパワー基板２８の裏面が接触して配置される。これにより、ＥＣＵ１２の電装部品をよりギヤハウジング２２側に近づけることができる。
【００３０】
次に、上記のように構成された本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置１の作用および効果について説明する。
【００３１】
上記構成によれば、ブラシレスモータ１８とＥＣＵ１２とが一体に組みつけられた電動パワーステアリング装置１において、ブラシレスモータ１８と一体に組み付けられたＥＣＵ１２は、ギヤハウジング２２とブラシレスモータ１８との間に配設される第１，第２ハウジング３０，３１内に配置される。ＥＣＵ１２を構成する電装部品は、第２のハウジング３１に保持される。第２のハウジング３１には、ブラシレスモータ１８の軸方向に複数（本実施形態では３個）のねじ孔（締結孔）３２が設けられ、ボルト４９によりブラシレスモータ１８とＥＣＵ１２とが固定されている。また、第２のハウジング３１は、モータハウジング２４および第１のハウジング３０を介して、第２のハウジング３１の壁部３４がギヤハウジング２２に接触して、ボルト５０により第２のハウジング３１の軸方向にねじ孔３２と同一円周上に、例えばねじ孔３２と交互に設けた複数（例えば、本実施形態では３個）の貫通孔３３を介してギヤハウジング２２のねじ孔４７に締結固定されている。
【００３２】
これにより、ブラシレスモータ１８とＥＣＵ１２とを一体で構成し、この状態で例えば、温度特性の性能評価試験を行うことができるので、設備が大型化することなく、専用の治具や測定工数の低減ができる。また、ＥＣＵ１２のパワー基板２８を放熱させるための専用のヒートシンクが必要なくなり、電装部品をギヤハウジング２２内に配置することでモータ軸長の短縮が可能となる。さらに、径方向の小型化を図ることができ、車両への搭載性が向上する。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、高品質で生産性と信頼性に優れた電動パワーステアリング装置を提供できる。
【００３４】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。
【００３５】
上記実施形態では、各ハウジング２４，３１，３１，２２固定用として同一円周上にそれぞれ３個の挿通孔およびねじ孔を交互に設ける例を示したが、これに限らず、構造上安定して性能が確保できるねじの個数でよい。
【００３６】
上記実施形態では、本発明を、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用する例を示したが、操舵補助機構５がピニオン軸１３にアシスト力を与える構造のピニオンアシストタイプや、操舵補助機構５がラック軸１４にアシスト力を与える構造のラックアシストタイプに適用することが可能である。
【００３７】
また、上記実施形態では、ブラシレスモータ１８とＥＣＵ１２を電動パワーステアリング装置１に適用する場合を示したが、これに限定されるものでなく、同様のブラシレスモータ１８を用いた他の装置（例えば、電動オイルポンプ装置等）に適用してもよい。さらに、電動モータとしてブラシレスモータ１８を用いる例について説明したが、これに限らず、他のモータを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
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：転舵輪、４：転舵機構、５：操舵補助機構、６：ステアリングシャフト、７：中間軸、８：入力軸、９：出力軸、１０：トーションバー、１１：トルクセンサ、１２：ＥＣＵ（制御装置）、１３：ピニオン軸、１４：ラック軸：、１５：タイロッド、１６：ピニオン、１７:ラック、
１８: ブラシレスモータ（電動モータ）、１９:減速機構（伝達機構）、２０: ウォーム軸、２１: ウォームホイール、２２:ギヤハウジング、２３:車速センサ、２４：モータハウジング、２５：ロータ、２６：ステータ、２７：回転軸、２８：パワー基板、２９：制御基板、３０，３１：第１，第２ハウジング、３２：ねじ孔（締結孔）、３３：貫通孔、３４：第２のハウジング壁部、３５：コイル、３６：ロータコア、３７：ステータコア、３８：ロータマグネット、３９：回転角センサ、４０：ＥＣＵ収容部、４１：制御基板挿通孔、４２，４３，４４，４５：軸受、４６：第２ハウジング挿通孔、４７：ギヤハウジングねじ孔、４８：挿通孔、４９．５０：ボルト
【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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