(57)【要約】【課題】製造コストの低減化を図りながらユニットカバーの外部に露出しているコネクタから水分がユニットカバー内に浸入するのを防止する。【解決手段】制御ユニット１９の外部に露出しているコネクタ４５の上方を向く面（上面）４５ｃを、カバー２６から離間するに従い下り傾斜を付けた傾斜面として配置した。これにより、コネクタの上方を向く面に向けて水滴が落ちてきても、水滴は、符号Ｗで示す矢印方向のように上面に沿ってカバーから離間する方向に移動して落下していく。【選択図】図３
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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、前記減速ギヤボックスの外周に装着した制御ユニットとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御ユニットは、前記電動モータを駆動制御する制御回路を実装した制御基板と、この制御基板と外部配線とを電気的に接続するコネクタと、このコネクタの前記制御基板に接続している側の外周を覆いながら他の外周を外部に露出させて前記制御基板を覆うユニットカバーとを備えているとともに、
前記コネクタの外部に露出している前記他の外周の上方を向く面を、前記ユニットカバーから離間するに従い下り傾斜を付けた傾斜面とし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】
前記制御ユニットを前記減速ギヤボックスの外周に水平に装着し、前記ユニットカバーから外部に露出している前記他の外周の前記コネクタの上方を向く面のみを、前記ユニットカバーから離間するに従い下り傾斜が付くように形成した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】
前記コネクタは、電源用のコネクタと、ネットワークに接続する信号用のコネクタとを一体構造としたブロック体であることを特徴とする請求項１又は２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、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、減速ギヤボックスの外周に装着した制御ユニットとを備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置として、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、電動モータを駆動制御する制御回路を実装した制御基板を含む制御ユニットとを備え、制御ユニットを減速ギヤボックスの外周に装着したコラム式電動パワーステアリング装置がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１の装置の制御ユニットは、制御基板を収納するユニットカバーと、制御基板と電気的に接続してユニットカバーから外部に露出したコネクタとを備え、コネクタと外部配線とが電気的に接続するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２１２７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ユニットカバーの外部に露出しているコネクタに水滴が落ちると、コネクタの表面を伝わって移動した水滴が、ユニットカバー内に浸入して制御基板に悪影響を与えるおそれがある。
ユニットカバー内の水密性を高めるために、従来、ユニットカバー及びコネクタの一体構造、別体としたユニットカバー及びコネクタの合わせ面にパッキン等のシール部材を介在させる構造、ユニットカバー及びコネクタの合わせ面を高精度に形成して隙間を無くす構造等が考えられているが、製造コストの面で問題がある。
【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、製造コストの低減化を図りながらユニットカバーの外部に露出しているコネクタから水分がユニットカバー内に浸入するのを防止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、前記減速ギヤボックスの外周に装着した制御ユニットとを備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御ユニットは、前記電動モータを駆動制御する制御回路を実装した制御基板と、この制御基板と外部配線とを電気的に接続するコネクタと、このコネクタの前記制御基板に接続している側の外周を覆いながら他の外周を外部に露出させて前記制御基板を覆うユニットカバーとを備えているとともに、前記コネクタの外部に露出している前記他の外周の上方を向く面を、前記ユニットカバーから離間するに従い下り傾斜を付けた傾斜面とした。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御ユニットを前記減速ギヤボックスの外周に水平に装着し、前記ユニットカバーから外部に露出している前記他の外周の前記コネクタの上方を向く面のみを、前記ユニットカバーから離間するに従い下り傾斜が付くように形成した。
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の電動パワーステアリング装置において、前記コネクタは、電源用のコネクタと、ネットワークに接続する信号用のコネクタとを一体構造としたブロック体である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によると、ユニットカバーから外部に露出しているコネクタの他の外周の上方を向く面を、ユニットカバーから離間するに従い下り傾斜を付けた傾斜面としたことから、コネクタの上方を向く面に水滴が落ちてきても、水滴は、ユニットカバーから離間する方向に移動して落下していき、ユニットカバー内に浸入しないので、ユニットカバー内に収納している制御基板に影響を与えない。
【０００９】
また、コネクタとユニットカバーの合わせ面にパッキンを取付けたり、互いの合わせ面を高精度に形成して隙間を小さくする等のシール構造が不要となるので、製造コストの低減化も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、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右ハンドル車に適用した場合の右方向から示した斜視図、図２は本実施形態を左方向から示した斜視図、図３は本実施形態の正面図、図４は減速ギヤボックスの要部を示す縦断面図、図５は減速ギヤボックスの外観を示す斜視図、図６は電動モータと制御ユニットとの接続関係を示す斜視図、図７は電動モータの内部構造を示す正面図、図８は制御ユニットの分解斜視図である。
【００１１】
図１において、符号１はコラム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電動モータ５が配設されている。
【００１２】
ステアリングコラム３は、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（不図示）に取付けられる取付板部７ａと、この取付板部７ａの下面から左右方向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の下端が、減速ギヤボックス４の車体前方側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。
【００１３】
アッパ取付ブラケット６は、車体側部材（不図示）に取付けられる取付板部６ａと、この取付板部６ａの下端に固定されて左右（車幅）方向に離間している１対の支持板部６ｂと、これら一対の支持板部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。そして、チルト機構６ｃのチルトレバー６ｇを回動させ、外管３ｂの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。
【００１４】
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。
減速ギヤボックス４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。この減速ギヤボックス４は、図４及び図５に示すように、電動モータ５の出力軸（不図示）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の車体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を取付けるモータ取付部１７と、トルクセンサ収納部１６の車体後端に形成された筒状のコラム取付部１８と、ウォーム収納部１２とウォームホイール収納部１４の一部に跨がって形成された制御ユニット１９を装着する制御ユニット装着部２０とを備えている。そして、減速ギヤボックス４のコラム取付部１８に、ステアリングコラム３の車体前端部が外嵌されて連結されている。
【００１５】
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一対の検出コイル１５ａ及び１５ｂで検出するように構成され、これら一対の検出コイル１５ａ，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字状に形成されている。
【００１６】
電動モータ５は、図６に示すように、その取付フランジ５ｂに近い位置における制御ユニット装着部２０に装着された制御ユニット１９に近接対向する位置に接続端子５ｃ，５ｄが形成されている。接続端子５ｃ及び５ｄの夫々は、図７に示すように、底部中央にアーマチュア挿通孔を有する合成樹脂製のブラシ支持体５ｆ内に互いに絶縁されて配設され、２組のブラシ５ｇ，５ｈに個別に接続された円弧状の接続端子５ｉ及び５ｊの互いに対向する一端に一体に形成されている。
【００１７】
減速ギヤボックス４に形成された制御ユニット装着部２０は、図５に示すように、ウォーム収納部１２とその下側のウォームホイール収納部１４の上部側とで車体後方側を向いて形成されている平坦取付面２０ａと、この平坦取付面２０ａ及びトルクセンサ収納部１６の上面に形成した平坦取付面２０ａに対して直交し、水平方向に延在する矩形状のユニット載置面２０ｂとで左右方向から見てＬ字状に形成されている。
【００１８】
ここで、制御ユニット装着部２０のユニット載置面２０ｂの左右方向の中央部には、トルクセンサ１５を収納しているトルクセンサ収納部１６の内部空間に連通する開口部２０ｄが形成されており、この開口部２０ｄを通過してトルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆがユニット載置面２０ｂの上方に突出して設けられている。
また、モータ取付部１７の車体後端面にも、平坦取付面２０ａと平行でこの平坦取付面２０ａより車体後方側の位置に幅狭のフレーム取付面２０ｃが形成されている。
【００１９】
制御ユニット装着部２０に装着される制御ユニット１９は、図８に示すように、熱伝動率の高い金属製の放熱プレート２１と、パワー基板２３と、長方形枠状の合成樹脂製フレーム２４と、制御基板２５と、カバー２６とを備えている。
放熱プレート２１は、制御ユニット装着部２０の平坦取付面２０ａに放熱グリースを介して直接固定される。パワー基板２３は、電動モータ５を駆動制御する電界効果トランジスタ等のパワースイッチング素子で構成されるＨブリッジ回路やこのＨブリッジ回路のパワースイッチング素子を駆動するパルス幅変調回路等のディスクリート部品２３ａ，２３ｂが実装される。
【００２０】
合成樹脂製フレーム２４はパワー基板２３を囲繞する。制御基板２５は、合成樹脂製フレーム２４の正面に取付けられ、トルクセンサ１５の外部接続端子１５ｃ〜１５ｆを直接挿通するスルーホール２５ａ〜２５ｄが穿設され、トルクセンサ１５からのトルク検出値や図示しない車速センサからの車速検出値に基づいて操舵補助電流指令値を算出し、この操舵補助電流指令値と電動モータ５に出力するモータ電流の検出値とに基づいて電流フィードバック制御を行ってパワー基板２３のパルス幅変調回路への電圧指令値を算出することにより、電動モータ５で発生させる操舵補助力を制御するマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）やその周辺機器等のディスクリート部品２５ｅが実装される。カバー２６は、パワー基板２３、合成樹脂製フレーム２４及び制御基板２５を覆う。
【００２１】
合成樹脂製フレーム２４は、長方形枠状のフレーム本体２４ａと、このフレーム本体２４ａの左端に形成され、減速ギヤボックス４のフレーム取付面２０ｃに固定される取付板部２４ｂと、この取付板部２４ｂ上に固定され電動モータ５の接続端子５ｃ，５ｄに電気的に接続する端子台２４ｃと、フレーム本体２４ａの図８における右側部に固定される雌型コネクタ４５とを備えている。
【００２２】
雌型コネクタ４５は、図８に示すように、電源用雌型コネクタ４５ａと信号用雌型コネクタ４５ｂとを一体構造としたブロック体であって、電源用雌型コネクタ４５ａは、バッテリ（図示せず）に配線を介して接続した図１から図３に示す電源用雄型コネクタ４６が内嵌する開口部を有している。また、信号用雌型コネクタ４５ｂには、車体の各部の制御機器とのデータの授受を行うＣＡＮなどのネットワークに接続する信号用雄型コネクタ（不図示）が内嵌する開口部を有している。
【００２３】
ここで、雌型コネクタ４５の裏側の部位が、フレーム本体２４ａの右側部に平行に対峙するように形成されているが、図３及び図６に示すように、前記裏側の部位に隣接している電源用雌型コネクタ４５ａ側の外面４５ｃが、裏側の部位に対して９０°未満の角度で延在する平面として形成されている。
また、パワー基板２３及び制御基板２５は、接続端子２２ａを介して接続されている。
【００２４】
そして、カバー２６は、長方形枠状のフレーム本体２４ａを囲繞する直方体形状の箱体であり、図８の右側の短尺方向の側部には、雌型コネクタ４５の外周面の一部に沿う形状に切欠くことでコネクタ合わせ部３２が形成されている。
上記構成の制御ユニット１９は、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、図６に示すように、合成樹脂製フレーム２４の取付板部２４ｂに固定されている端子台２４ｃと、電動モータ５の接続端子５ｃ，５ｄとが電気的に接続される。電気的に接続された端子台２４ｃ及び接続端子５ｃ，５ｄは、図１から図３の符号２７で示す合成樹脂製の端子カバーで覆われる。
【００２５】
ここで、図３に示すように、制御ユニット１９は、水平方向に形成したユニット載置面２０ｂに載置されて長尺方向が水平となるように装着されるが、制御ユニット１９の雌型コネクタ４５の上方を向く外面４５ｃ（以下、上面４５ｃと称する）のみは、前述したようにフレーム本体２４ａの右側部に対して９０°未満の角度で延在するので、カバー２６から右方向に離間するに従い下り傾斜となるように延在して配置される。
【００２６】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
車体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基板２３及び制御基板２５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１５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基板２３のゲート駆動回路に供給してＨブリッジ回路を制御することにより、電動モータ５にモータ駆動電流が流れて電動モータ５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。
【００２７】
このため、電動モータ５からステアリングホイール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１１及びウォームホイール１３を介してステアリングシャフト２の出力に伝達されることにより、ステアリングホイールを軽い操舵力で操舵することができる。
ここで、本実施形態は、制御ユニット１９の外部に露出している雌型コネクタ４５の上方を向く面（上面）４５ｃを、カバー２６から離間するに従い下り傾斜を付けた傾斜面として配置したことで、図３に示すように、雌型コネクタ４５の上面４５ｃに向けて水滴が落ちてきても、水滴は、符号Ｗで示す矢印方向のように上面４５ｃに沿ってカバー２６から離間する方向に移動して落下していく。このため、雌型コネクタ４５の外周面とカバー２６のコネクタ合わせ部３２との隙間から制御ユニット１９内のパワー基板２３や制御基板２５側に向けて水滴が浸入するのを確実に防止することができる。
【００２８】
また、例えば、雌型コネクタ４５の外周面とカバー２６のコネクタ合わせ部３２との間にパッキンを取付けたり、雌型コネクタ４５の外周面及びカバー２６のコネクタ合わせ部３２を高精度に形成して隙間を小さくするシール構造が不要となるので製造コストの低減化も図ることができる。
さらに、本実施形態の制御ユニット１９は、制御ユニット装着部２０に装着すると、雌型コネクタ４５の上方を向く面４５ｃだけがカバー２６から離間するに従い下り傾斜を付けた傾斜面として配置されるので、水滴がユニット内に浸入するのを防止しつつ、制御ユニット１９の組付け性を良好にすることができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、制御ユニット１９を構成する雌型コネクタ４５を、電源用雌型コネクタ４５ａが信号用雌型コネクタ４５ｂに対して上部に位置するように構成したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、例えば電源用雌型コネクタ４５ａ及び信号用雌型コネクタ４５ｂが同一高さ位置となるように雌型コネクタ４５を配置した場合には、雌型コネクタ４５の最上部に位置する面を、カバー２６から離間するに従い下り傾斜を付けた傾斜面として形成するものである。
【００３０】
また、制御ユニット１９のコネクタ形状は雌型コネクタ４５に限るものではない。
また、上記実施形態においては、電動モータ５、制御ユニット１９及び雌型コネクタ４５がステアリングコラム３の中心軸と直交する線に沿って一直線に配置されてい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、ステアリングコラム３の中心軸と交差する線に沿って一直線に配置するようにしてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態においては、電動モータ５としてブラシ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、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、接続端子５ｃ，５ｄを各相の励磁コイルの給電側に接続すると共に、パワー基板２３にブラシレスモータを駆動する例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を有するインバータ回路及びインバータ回路の電界効果トランジスタのゲートをパルス幅変調信号で駆動するゲート駆動回路とを実装すればよい。
【００３２】
さらに、上記実施形態においては、本発明を右ハンドル車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、左ハンドル車に適用する場合には、減速ギヤボックス４、電動モータ５及び制御ユニット１９の配置をステアリングコラム３の中心軸を通る垂直面を挟んで面対称に即ち制御ユニット１９の右側に電動モータ５を配置し、制御ユニット１９の雌型コネクタ４５及び端子台２４ｃを左側に配置すればよく、さらには電動モータ５を車体外側に、雌型コネクタ４５及び端子台２４ｃを車体内側に配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】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右ハンドル車に適用した場合の右方向から示した斜視図である。
【図２】図１の装置を左方向から示した斜視図である。
【図３】図１の装置の正面図である。
【図４】電動パワーステアリング装置を構成する減速ギヤボックスの要部を示す縦断面図である。
【図５】電動パワーステアリング装置を構成する減速ギヤボックスの外観を示す斜視図である。
【図６】電動パワーステアリング装置を構成する電動モータと制御ユニットとの接続関係を示す斜視図である。
【図７】電動パワーステアリング装置を構成する電動モータの内部構造を示す正面図である。
【図８】制御ユニットの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
２…ステアリングシャフト、２ａ…入力軸、２ｂ…トーションバー、２ｃ…出力軸、３…ステアリングコラム、３ａ…内管、３ｂ…外管、４…減速ギヤボックス、４ｂ…支持部、５…電動モータ、５ｂ…取付フランジ、５ｃ，５ｄ…接続端子、５ｆ…ブラシ支持体、５ｇ，５ｈ…ブラシ、５ｉ，５ｊ…接続端子、６…アッパ取付ブラケット、６ａ…取付板部、６ｂ…支持板部、６ｃ…チルト機構、６ｇ…チルトレバー、７…ロア取付ブラケット、７ａ…取付板部、７ｂ…支持板部、７ｃ…枢軸、１１…ウォーム、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、１５ａ，１５ｂ…検出コイル、１５ｃ〜１５ｆ…外部接続端子、１６…トルクセンサ収納部、１７…モータ取付部、１８…コラム取付部、１９…制御ユニット、２０…制御ユニット装着部、２０ａ…平坦取付面、２０ｂ…ユニット載置面、２０ｃ…フレーム取付面、２０ｄ…開口部、２１…放熱プレート、２２ａ…接続端子、２３…パワー基板（制御基板）、２３ａ，２３ｂ…ディスクリート部品、２４…合成樹脂製フレーム、２４ａ…フレーム本体、２４ａ１…フレーム本体の側板、２４ｂ…取付板部、２４ｃ…端子台、２５…制御基板（基板）、２５ａ〜２５ｄ…スルーホール、２５ｅ…ディスクリート部品、２６…カバー（ユニットカバー）、２７…端子カバー、３２…コネクタ合わせ部、４５…雌型コネクタ（コネクタ）、４５ａ…電源用雌型コネクタ（電源用のコネクタ）、４５ｂ…信号用雌型コネクタ（信号用のコネクタ）、４５ｃ…外面（上方を向く面、傾斜面）、４６…電源用雄型コネクタ
【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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