JPH037661A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ハンドルの変位及び回転方向を検出し、この
検出信号を基に操舵アクチュエータたるモータを回転制
御し、モータの回転をギア等を介して操舵機構の出力側
に伝達する、電動パワーステアリング装置が提案されて
いる。

この種のステアリング装置の従来例としては、例えば特
開昭６１−２２２８６９号、特開昭６２−１２４５７号
公報に開示されたものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕 この種の電動パワーステアリング装置は、駆動源のモー
タを、制御回路の指令に基づき例えばパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）方式の信号により、パワー回路（駆動回路）を用
いてチョッパ制御することで、回転制御している。

ところで、上記パワー回路からモータに供給される電流
は、車載用バッテリーが１２Ｖの場合、軽自動車でも２
０〜４０Ａ必要とし、小型車になると６０〜７０Ａを必
要とする。

このような大電流をチョッパ制御を行ないつつ、モータ
に供給した場合、モータ配線等の電力供給ラインから電
磁波ノイズが発生しやすく、電力供給ラインが外部に露
出している場合には、ノイズが自動車に搭載される他の
電子機器（例えばラジオ、エンジン制御用電子機器等）
に混入し悪影響を及ぼす。特に、電力供給ラインのうち
、パワー回路からモータまでの配線は、チョッパ制御を
行なう関係上、バッテリー・パワー回路間のように３− フィルター回路を用いて電磁波ノイズ対策を講じること
が困難なので、これに代わる配慮が必要とされる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、電動パワーステアリング装置におけるモ
ータ配線から生じる電磁波ノイズを有効に抑制し、併せ
てパワー回路の放熱性を良好にすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ハンドルの回転方向及び回転変位を検出す
る手段と、この検出信号に応じて回転制御されるモータ
とを有し、モータの回転力をギアを介して操舵機構の出
力側に伝達する方式の電動パワーステアリング装置にお
いて、 モータのハウジングとギアを内装するギアボックスとを
、ピニオン付きのモータ出力軸をギアボックス側に導入
しつつ一体に結合し、且つギアボックスの内側にモータ
を駆動するためのパワー回路を配置し、このパワー回路
からモータへ電力供給するための配線を、外部に露出す
ることなく、４− ギアボックスの内側、モータハウジンクのギアボックス
結合側端部及びモータハウジング内側を通して、モータ
とパワー回路とを電気的に接続してなることで、達成さ
れる。

また、上記課題解決手段のうち、パワー回路をギアボッ
クスの内側に配置する方式に代えてギアボックスの外壁
部に電磁シールドを伴いつつ配置し、後は上記同様に、
パワー回路からモータへ電力供給するための配線を、外
部に露出することなく、前記ギアボックスの内側に導入
しつつ、前記モータハウジングのギアボックス結合側端
部及びモータハウジング内側を通して、モータとパワー
回路とを電気的に接続してもよい。

〔作用〕

上記構成よりなる本発明によれば、電動パワーステアリ
ング装置のパワー回路がギアボックスあるいは電磁シー
ルドカバーにより覆われ、またモータ配線がギアボック
ス及びモータハウジングで連続的に覆われる。そのため
、パワー回路、モータ配線等のモータ電力供給ラインが
外部に露出ぜず、且つ、ギアボックス及びモータハウジ
ングは導電性を有する金属材料で形成されているので、
モータ配線がギアボックス及びモータハウジングにより
電磁シールドされる構造となる。

従って、電動パワーステアリング装置の制御系のチョッ
パ信号に基づき、パワー回路よりモータ配線を介してモ
ータに電流が供給される場合、モータ配線等からの電磁
波ノイズはモータのヨーク等ハウジング要素とギアボッ
クス等で吸収され、ノイズ発生を大幅に減少させること
ができる。このため、自動車に搭載される他の電子制御
機器の誤動作防止を図り、またラジオノイズの発生を抑
制することができる。

また、このようなモータ配線構造によれば、パワー回路
がギアボックスの内、外壁のいずれかに配置されるが、
ギアボックスは、通常アルミニウム合金のような熱吸収
が良好な金属材料で形成されるので、パワー回路で発生
した熱をギアボックスを介して外部に効率良く放つこと
ができ、パワー回路の冷却効果を高めることができる。

また、パワー回路は、通常、半導体素子で構成されるが
、前述のように放熱性の良好なギアボックスに配置する
ことで、半導体素子自体のヒートシンクも小形化でき、
ひいては半導体素子の小形化を図り得る。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、本実施例の電動パワーステアリング装置に用
いるモータとギアボックスの結合状態を示す一部切欠き
断面図、第２図は電動パワーステアリング装置の全体構
成図、第３図はその回路図である。

先ず、本実施例の要点に先立ち、第２図により電動パワ
ーステアリング装置の概要について説明する。

第２図において、１は電動パワーステアリングのアクチ
ュエータとなる直流モータで、モータの出力軸には後述
するようにピニオン８（第１図に示す）が固着される。

２０はトルク増大用の減速ギア（図示せず）を内装する
ギアボックスである。

− モータ１のハウジングとギアボックス２０とは、モータ
のピニオン付き出力軸をギアボックス２０内に導入しつ
つ一体的に結合され、モータ１のピニオン８がギアボッ
クス２０内の減速ギアと噛合し、そのトルクがラック・
ピニオン部２７を介して前輪タイヤ２６の操舵機構出力
側に伝達される。

モータ１を電動するための制御回路は、パワー回路２１
と信号処理回路２２とに２分割され、パワー回路２１は
ギアボックス２ｏの端部２０ａに内蔵される。一方、信
号処理回路２２は、マイクロコンピュータで構成され、
例えば車室内に設ける。２３は車速信号、２４はバッテ
リーである。

このようなシステムでは、ハンドル２５を回転させると
、ギアボックス２０内にあるトルクセンサの信号が信号
処理回路２２に入力され、この信号に応じたモータ制御
の指令信号がパワー回路２１に送られ、パワー回路２１
がモータ電流を制御する。そして、モータ１のトルクは
、ギヤボックス２０内のギヤを経て、ラック・ピニオン
部２７に伝達し、そのラックを左右方向に移動させるこ
− とで、最終的にはタイヤ２６をハンドル操作分だけ動か
す。

第３図は、モータに電流を供給する系の回路図で、９が
直流モータの電機子、６Ｒが右回転用の界磁コイル、６
Ｌが左回転用の界磁コイル、３１゜３２がパワー回路２
１となるＦＥＴ、３３．３４はフライホイールダイオー
ドである。ＦＥＴ３１゜３２は、それぞれハンドルの回
転に応じて、ＰＷＭ信号により選択的にオン、オフ制御
される。

次に第１図によりステアリング装置に用いるモータ１の
内部構造について説明する。

２はヨークで、ヨーク２とその両端に配置されるエンド
ブラケット３，４とによりモータハウジングが構成され
る。このモータハウジングは、前述したようにモータシ
ャフト５の出力側５′をギアボックス２０の内部空間に
導入しつつ、ギアボックス２０と一体に結合される。

モータシャフト５は、出力側５′の先端にピニオン８が
設けられる。ピニオン８は、ハイポイドギア、あるいは
スピロイドギアの一部として働く。

６は界磁コイル、７は界磁コアで、これらの要素はヨー
ク２の内側に固着される。９は電機子、１ｏ１まブラシ
、１１は整流子である。

パワーステアリングに使用するモータは、ピニオン８の
軸方向に数１００Ｋｇの軸力が発生する。

また径方向には、１００Ｋｇ程度の力が反力として生じ
る。このため、シャフト５の出力側５′を支持するため
のベアリング１２は、内径を大きくしてこのような力に
充分耐えるようにしである。

その結果、シャフト５は必然的に出力側（ビニオンのあ
る側）５′が反ピニオン側より太くならざるをえない。

また、電動パワーステアリングは、安全性の見地からモ
ータの寿命も長くする必要がある。このため、ブラシ］
Ｏの寸法を長くする配慮がなされ、また、同一のブラシ
長の条件の下では、整流子１１の周速を小さくするほど
ブラシ寿命が長くなるので、低周速でもよいように整流
子１１の外径を小さくしている。

従って、整流子１１は、シャツ１〜５のうち径の小さい
方（反ピニオン側）に配置される。

ところで、従来は、整流子１１及びブラシ１０がモータ
の反ピニオン側に配置される関係上、そのモータ配線の
引出線が、モータハウジングの反ピニオン側のエンドブ
ラケット３側から引き出されて、その引出線がモータハ
ウジングの外周を通って、外部のパワー回路２」に接続
されていた。

このため、パワー回路２１からモータ１までの電力供給
ラインから電波ノイズが発生する問題が生じる。

本実施例では、この問題を解決するため次のような手段
を講じる。

すなわち、本実施例では、ピニオン８側（ギアボックス
結合側）のエンドブラケッｌ−４に配線り出孔１３を配
設し、かつ、モータ配線１４を、外部に露出することな
く、モータハウジング内部をヨーク２の内側に沿って通
し、この配線をエンドブラケッ１−４の配線引出孔１３
を通して、ギアボックス２０内に導いている。そして、
この配線をギアボックス２０内のパワー回路２］−と接
続している。

１］ モータのエンドブラケッｈ３，４は、例えばアルミニウ
ム合金あるいは鋳金で形成され、モータヨーク２は鉄製
品で構成される。また、ギアボックス２０は、通常アル
ミニウム合金で形成される。

従って、モータ配線１４は、金属等の導電性を有する構
造物の内側を通ることになり、モータ配線１４から発生
する電磁波は、モータハウジングを構成するヨーク２、
ブラケッ１〜３，４、ギアボックス２ｏの電磁シール］
く作用により吸収され、電動パワーステアリング装置の
外側へ漏れる電磁波ノイズはほとんどなくなる。

本実施例によれば、モータへ平均電流７０Ａ。

チョッパ周波数２０　Ｋ　Ｈｚの電流を流しても、モー
タ及びギアボックスから発生ずる電磁波ノイズは、モー
タの横２０　ａ　ｍの位置でポータプルラジオを聞いて
も、そのノイズが気にならないレベルに低下した。従っ
て、その電磁シールド効果を既存の部品のままで有効に
達成できる。

また、パワー回路２１−を構成する半導体素子は、ギア
ボックス２０に装着するが、ギアボックス２１２ ○がアルミニウム合金のような熱伝導性が良好な材料で
形成されるので、パワー回路で発生した熱の放熱効果を
高め、ひいては半導体素子のヒートシンクを小形化でき
、半導体素子も小形化できる利点がある。

なお、上記実施例では、パワー回路をギアボックスに内
蔵するが、これに代わりギアボックスに電磁シールドカ
バーを伴いつつ外付けどし、且つパワー回路側に接続さ
れるモータ配線をギアボックス内に導入してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、電動パワーステアリング
装置のパワー回路・モータ間のモータ配線を外部に露出
することなく、モータハウジング。

ギアボックス内を通す配線構造を採用することで、既存
の装置を利用しつつ電磁シールド効果を期待でき、モー
タ配線から生じる電磁波ノイズの抑制を有効に図り、且
つパワー回路をギアボックス側に配置することで、パワ
ー回路の放熱効果も向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例たる電動パワーステアリング
装置に用いるモータとギアボックスの結合構造を示す一
部切欠き断面図、第２図は上記電動パワーステアリング
装置の全体概要を示す構成図、第３図は上記モータを駆
動するための回路図である。 １・・・モータ、２，３．４・・・ハウジング（ヨーク
。 ブラケット）、５・・・モータシャフト（出力軸）、６
・・・界磁コイル、８・・ピニオン、９・・・電機子、
１０・・・ブラシ、１１・・・整流子、１３・・・引出
孔、１４・・・モータ配線、２０・・・ギアボックス、
２工パワー回路、２２・・・信号処理回路、２４・・バ
ッテリー、２５・・・ハンドル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハンドルの回転方向及び回転変位を検出する手段と
   、この検出信号に応じて回転制御されるモータとを有し
   、モータの回転力をギアを介して操舵機構の出力側に伝
   達する方式の電動パワーステアリング装置において、 前記モータのハウジングと前記ギアを内装するギアボッ
   クスとを、ピニオン付きのモータ出力軸をギアボックス
   側に導入しつつ一体に結合し、且つ前記ギアボックスの
   内側に前記モータを駆動するためのパワー回路を配置し
   、このパワー回路からモータへ電力を供給するための配
   線を、外部に露出することなく、前記ギアボックスの内
   側、前記モータハウジングのギアボックス結合側端部及
   びモータハウジング内側を通して、前記モータと前記パ
   ワー回路とを電気的に接続してなることを特徴とする電
   動パワーステアリング装置。 ２、ハンドルの回転方向及び回転変位を検出する手段と
   、この検出信号に応じて回転制御されるモータとを有し
   、モータの回転力をギアを介して操舵機構の出力側に伝
   達する方式の電動パワーステアリング装置において、 前記モータのハウジングと前記ギアを内装するギアボッ
   クスとを、ピニオン付きのモータ出力軸をギアボックス
   側に導入しつつ一体に結合し、且つ前記ギアボックスの
   外壁部に前記モータを駆動するためのパワー回路を電磁
   シールドカバーを伴って配置し、このパワー回路からモ
   ータへ電力供給するための配線を、外部に露出すること
   なく、前記ギアボックスの内側に導入しつつ、前記モー
   タハウジングのギアボックス結合側端部及びモータハウ
   ジング内側を通して、前記モータと前記パワー回路とを
   電気的に接続してなることを特徴とする電動パワーステ
   アリング装置。 ３、第１請求項又は第２請求項において、前記モータは
   、その整流子をモータ出力軸の反ピニオン側に設け、モ
   ータハウジング内にあるモータの配線は、整流子側のブ
   ラシ位置からモータハウジングの構成要素たるヨークの
   内側を通して、前記モータハウジングのギアボックス結
   合側端部たるエンドブラケットより前記ギアボックスの
   内部に引き出される電動パワーステアリング装置。