JP5485842B2 - モータユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車に用いられるパワーステアリング装置に搭載され、当該装置における操舵アシストトルクの発生に供するモータユニットに関する。

自動車のパワーステアリング装置に適用される従来のモータユニットとしては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

概略を説明すれば、このモータユニットは、下記文献において特に図１３に示されているように、パワーステアリング装置の図外のパワーシリンダに油圧を供給するポンプと、該ポンプを駆動する電動モータと、該電動モータを駆動制御する電子コントローラ（以下、ＥＣＵという。）と、から主として構成され、これらがユニット化されることで、パワーステアリング装置への搭載性の向上が図られている。

そこで、このユニットの配置としては、電動モータとポンプとの間にＥＣＵを構成する制御基板が介装され、ポンプの反ＥＣＵ側の軸方向端部にリザーバタンクが設けられている。

そして、かかるモータユニットでは、モータを収容するモータハウジングのポンプハウジング（本発明に係るギヤハウジングに相当）との対向側部に取り付けられる、制御基板を覆うハウジングカバー（本発明に係るＥＣＵカバーに相当）をポンプハウジングに対して凹凸嵌合させることで、モータハウジングに対するポンプハウジングの径方向の位置決めを行うようになっている。

特開２００６−１６８７０５号公報

しかしながら、前記従来のモータユニットでは、前記モータハウジングに対するポンプハウジングの位置決めが前記ハウジングカバーにより行われる構造となっていることから、当該３部材（モータハウジング、ポンプハウジング、ハウジングカバー）のそれぞれの加工誤差及び組み付け誤差の累積によっては、電動モータの出力軸とポンプの回転軸との十分な同軸が得られないという問題があった。

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、モータの出力軸とポンプ等の従動ギヤ機構の回転軸との十分な同軸を確保し得るモータユニットを提供するものである。

本願発明は、とりわけ、モータハウジングに設けた第１嵌合部とギヤハウジングに設けた第２嵌合部との嵌合をもって両ハウジングの径方向の位置決めを行うように構成したことを特徴としている。

本願発明によれば、モータハウジングとギヤハウジングとの径方向における相互の位置決めを、他の部材を介在せずに行うことが可能となる。これにより、前記各ハウジングにそれぞれ軸支されるモータ出力軸とギヤ回転軸の同軸性の向上が図れる。

本発明の第１実施形態に係るモータユニットが適用される油圧パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。 図１に示すモータ・ポンプユニットの具体的な構成を表す縦断面図である。 図２に示すモータ制御装置単体の断面図である。 図３に示すモータ制御装置を下方から見た矢視図である。 図４に示すモータ制御装置についてカバー部材を外した状態を現す図である。 本発明の第２実施形態に係るモータユニットが適用される電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。 図６に示すモータ・ギヤユニットの具体的な構成を表す縦断面図である。

以下、本発明に係るモータユニットの各実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、以下に示す各実施形態では、このモータユニットを、従来と同様、自動車のパワーステアリング装置に適用したものを示している。

すなわち、図１〜図７は本発明の第１実施形態を示しており、まず、本発明に係るモータユニットが適用されるパワーステアリング装置について説明すれば、該パワーステアリング装置１は、油圧により後記のラック軸６の推進力を補助することで操舵力をアシストする油圧パワーステアリング装置であって、図１に示すように、一端側がステアリングホイールＳＷと一体回転可能に連係され、該ステアリングホイールＳＷを介して運転者から入力された操舵トルクに基づいて回転する入力軸２と、一端側が後記のラック・ピニオン機構４を介して転舵輪ＷＲ，ＷＬに連係されると共に、他端側が入力軸２の他端側に図外のトーションバーを介して相対回転可能に連結され、入力軸２から入力された操舵トルクに基づく前記トーションバーの捩れ変形の反力により回転することで操舵トルクの出力に供される出力軸３と、該出力軸３と転舵輪ＷＲ，ＷＬとの間に介装され、その内部に隔成された後記の一対の圧力室Ｐ１，Ｐ２に作用する油圧を利用して出力軸３による操舵トルクの出力を補助（アシスト）するパワーシリンダ５と、該パワーシリンダ５の一対の圧力室Ｐ１，Ｐ２に対して油圧を給排するモータ・ポンプユニット１０（本発明に係るモータユニットに相当）と、から主として構成されている。

前記ラック・ピニオン機構４は、出力軸３の一端部の外周に形成されたピニオン歯３ａと当該出力軸３の一端部にほぼ直交するように配置されるラック軸６の軸方向所定範囲に形成されるラック歯６ａとが噛合してなるもので、出力軸３の回転方向に応じてラック軸６が軸線方向へ移動するようになっている。そして、前記ラック軸６の両端部にはそれぞれタイロッド７が連結されると共に、該タイロッド７はナックル８を介して転舵輪ＷＲ，ＷＬに連係されており、ラック軸６が軸線方向へ移動することによりタイロッド７を介してナックル８が引っ張られ、これによって、前記転舵輪ＷＲ，ＷＬの向きが変更されるようになっている。

前記パワーシリンダ５は、ほぼ円筒状に形成されたシリンダチューブ５ａにピストンロッドとしてのラック軸６が軸方向に沿って貫装され、該ラック軸６の外周面に嵌着されたピストン５ｂによってシリンダチューブ５ａ内に一対の圧力室である第１圧力室Ｐ１及び第２圧力室Ｐ２が隔成されている。そして、第１圧力室Ｐ１に第１配管９ａが接続されると共に、第２圧力室Ｐ２には第２配管９ｂが接続され、当該両配管９ａ，９ｂが後記のポンプ１１に接続されることによってパワーシリンダ５とポンプ１１とが接続するようになっており、前記各圧力室Ｐ１，Ｐ２内にポンプ１１からの油圧が供給されることによって、当該油圧に基づいてラック軸６に対する推進力が発生し、これによって、操舵トルクがアシストされるようになっている。

前記モータ・ポンプユニット１０は、図１、図２に示すように、パワーシリンダ５の前記各圧力室Ｐ１，Ｐ２へと選択的に油圧を供給する可逆式の双方向ポンプであって本発明に係る従動ギヤ機構を構成するポンプ１１と、該ポンプ１１を介して循環する作動油を貯留するリザーバタンク１２と、ポンプ１１を駆動するモータ１３と、該モータ１３を駆動制御するＥＣＵ１４と、が一体に構成されたものであって、ポンプ１１を挟んで軸方向一方側にリザーバタンク１２が配置されると共に、他方側にモータ１３が配置され、該モータ１３の側方であって当該モータ１３とポンプ１１との間にＥＣＵ１４が配設されている。換言すれば、このモータ・ポンプユニット１０は、モータ１３とＥＣＵ１４とが一体に構成された図３に示すモータ制御装置ＭＣとポンプ１１とがユニット化されたものである。

前記ポンプ１１は、いわゆる内接歯車ポンプであって、図２に示すように、ほぼ中心部においてＺ軸方向へ沿って軸挿通孔１５ａが貫通形成され、軸方向一端面１５ｂが後記のＥＣＵカバー３２の外側面３２ａと当接して突き合わせ状態に配置されるポンプボディ１５（本発明に係るギヤハウジングに相当）と、該ポンプボディ１５の軸方向他端側に後記のカムリング１７を挟んで対向配置されるポンプカバー１６と、ポンプボディ１５の軸方向他端面１５ｃ側に当該ポンプボディ１５とポンプカバー１６とによって挟持状態に保持固定される円環状のカムリング１７と、該カムリング１７の内周側に画成されるポンプ要素収容部（本発明に係るギヤ収容部に相当）収容配置され、回転に伴い作動油の吸入・吐出を行うポンプ要素１８（本発明に係るギヤ要素に相当）と、ポンプボディ１５の軸挿通孔１５ａにおいて回転自在に挿通配置されると共に、後記のモータ出力軸２３に所定の軸継手３５（本実施形態では、いわゆるオルダム継手を適用した例を示す。）を介してトルク伝達可能となるように接続され、該モータ１３から伝達される回転トルクに基づいてポンプ要素１８を回転駆動する本発明に係るギヤ回転軸であるポンプ駆動軸１９と、から主として構成されていて、ポンプ要素１８がモータ１３によって回転駆動されることで、ポンプカバー１６にＺ軸方向へ沿って貫通形成された図外の吸入口を介してリザーバタンク１２から作動油を吸入すると共に、この吸入した作動油を加圧して前記各配管９ａ，９ｂを通じてパワーシリンダ５の前記各圧力室Ｐ１，Ｐ２へ吐出するようになっている。

前記ポンプボディ１５は、その軸挿通孔１５ａのモータ１３側の端部に拡径状の大径部１５ｄが形成され、この大径部１５ｄの内側端部には円環状をなす周知のシール部材Ｓ１が収容保持されていて、該シール部材Ｓ１によって大径部１５ｄ内周面とポンプ駆動軸１９の一端側（Ｚ軸正方向側の端部）外周面との間がシールされ、これによって、ポンプ１１内における作動油のモータ１３側への漏出が抑制されている。また、この大径部１５ｄ内には、軸継手３５の一端側（Ｚ軸負方向の端部側）が収容され、この大径部１５ｄにおいて当該大径部１５ｄの開口端近傍まで延出するポンプ駆動軸１９の一端部である後記のポンプ側接続部１９ａが軸継手３５を介して接続されるようになっている。

前記ポンプ要素１８は、ポンプ駆動軸１９外周に回り止めをもって相対回転不能に固定され、その外周に多数の外歯を有するインナーロータ１８ａと、該インナーロータ１８ａの外周側においてカムリング１７の内周面に当該カムリング１７に対して相対回転可能に嵌着され、その内周に前記各外歯に噛合する多数の内歯を有するアウターロータ１８ｂとにより構成され、インナーロータ１８ａの外歯がアウターロータ１８ｂの内歯と周方向の一部で噛み合うことで、外歯と内歯の間に大きさ及び形状の異なる複数のポンプ室が周方向に隔成されている。

前記ポンプ駆動軸１９は、ポンプボディ１５の軸挿通孔１５ａに収容された２つの第１、第２ニードル軸受ＰＢ１，ＰＢ２によって軸方向のほぼ中間部と他端側が回転自在に支持されている。そして、前記大径部１５ｄの開口端近傍まで延出するポンプ駆動軸１９の一端部には、軸中心を通る偏平状に形成され、かつ、軸継手３５の一端側受容部３５ａと接続可能に構成されたポンプ側接続部１９ａ（本発明に係るギヤ側接続部に相当）が設けられ、このポンプ側接続部１９ａが軸継手３５の一端側受容部３５ａに嵌挿されることで、両者１９ａ，３５ａが接続されるようになっている。

前記リザーバタンク１２は、ほぼＬ字形状に形成され、一端側に形成されてＺ軸正方向に開口する第１円筒部１２ａがポンプカバー１６とカムリング１７の全体を覆うようにしてポンプボディ１５の軸方向他端部の外周部に嵌着固定されている一方、他端側に形成される第２円筒部１２ｂは、Ｘ軸正方向に開口する開口部を有し、該開口部は、ほぼ平板状のタンクカバー１２ｃが取付固定されることで閉塞されるように構成されている。なお、このタンクカバー１２ｃのほぼ中央部には、作動油の注入に供する円筒開口部１２ｄが突出形成されていて、該筒状開口部１２ｄは、着脱可能に設けられたキャップ１２ｅが被嵌されることによって閉塞されるようになっている。

前記モータ１３は、いわゆる３相交流式の表面磁石型同期モータであって、図２、図３に示すように、ＥＣＵ１４と共通の筐体を構成するハウジング２０（本発明に係るモータハウジングに相当）内部における後記の筒状部２８内周に収容保持される第１玉軸受ＢＢ１により軸方向一端側が回転自在に支持されたモータ出力軸２３と、該モータ出力軸２３の外周に圧入され、かつ、キー等によって回り止めが施されたほぼ円筒状のロータ２４と、該ロータ２４の外周側に所定の径方向隙間を介して非接触状態に配置されたほぼ円筒状のステータ２５とによって構成されるモータ本体ＭＢと、モータ出力軸２３の一端外周側に配設された回転位置（回転角）センサであるレゾルバ２６と、を備えている。なお、本実施形態では、前記ロータ２４及びステータ２５により本発明に係るモータ要素が構成されている。

そして、このモータ１３は、図１に示すように、入力軸２外周に配設されて当該入力軸２に入力された操舵トルクを検出するトルクセンサＴＳの検出結果や車両の走行速度を検出する車速信号等に基づきＥＣＵ１４によって駆動制御される。すなわち、運転者が操舵操作を行うと、その操舵方向に応じてモータ１３の回転方向が切り換えられて、パワーシリンダ５において運転者から入力された操舵トルクに応じた操舵アシスト力を発生させるべくポンプ１１を回転駆動するようになっている。

前記ハウジング２０は、アルミダイキャストによって一体に成形され、その内部には、モータ１３を収容するモータ収容部２１と、ＥＣＵ１４を収容するＥＣＵ収容部３１とが隔成されている。このように、当該ハウジング２０を型成形によって一体に形成することで、構造の簡略化が図れ、両者２１，３１を接続する手間を省略することができる。この結果、組立作業性や生産性の向上に供される。

前記モータ収容部２１は、特に図３に示すように、Ｚ軸方向に沿って、かつ、当該Ｚ軸負方向へ向かって段差縮径状に形成されていて、Ｚ軸正方向側に開口形成された大径状のモータ本体収容部２７と、Ｚ軸負方向側に縮径状に開口し、かつ、ＥＣＵ収容部３１を貫通するように延設された筒状部２８と、該筒状部２８とモータ本体収容部２７との間に設けられた段差壁部２９とを有し、前記筒状部２８と段差壁部２９とをもって、当該モータ収容部２１とＥＣＵ収容部３１との間を隔成する隔壁Ｗが構成されている。

ここで、前記モータ本体ＭＢは、その軸方向一方側（Ｚ軸負方向側）のみがモータ本体収容部２７内に収容され、他方側がＺ軸正方向側へと突出するように構成されていて、この突出した軸方向他方側については、モータ本体収容部２７の端部開口を閉塞するモータカバー２２内に収容されるようになっている。つまり、前記モータ本体ＭＢは、ハウジング２０のモータ収容部２１とモータカバー２２とに跨って収容される構造となっている。

前記モータカバー２２は、薄板をほぼ有蓋円筒状に折曲形成してなり、その開口端縁に形成されたフランジ部２２ａを介してモータ本体収容部２７の開口端面に、複数の第１取付ボルトＢ１によって取付固定されている。また、かかるモータカバー２２の天蓋部２２ｂには、そのほぼ中央位置に第２軸受収容部２２ｃが穿設され、該第２軸受収容部２２ｃに、モータ出力軸２３の他端部を支持する第２玉軸受ＢＢ２が収容保持されている。

前記モータ出力軸２３は、前述のような構成から、その一端側に設けられた中径部２３ａが、筒状部２８内周における軸方向のほぼ中間位置に設けられた第１軸受収容部２８ａに収容保持される第１玉軸受ＢＢ１によって支持されていると共に、その他端部に設けられた小径部２３ｂが、モータカバー２２内部に収容された第２玉軸受ＢＢ２により支持されている。また、このモータ出力軸２３の一端側は、筒状部２８の軸方向のほぼ全域にわたって収容されるような長さ、つまり筒状部２８のＺ軸負方向の端部近傍まで延出するような長さに設定されていて、該筒状部２８と共にＥＣＵ収容部３１を貫通するように構成されている。そして、かかる筒状部２８のＺ軸負方向の端部近傍まで延出するモータ出力軸２３の一端部には、その軸中心を通る偏平状に形成され、かつ、軸継手３５の他端側受容部３５ｂと接続可能に構成されたモータ側接続部２３ｃが設けられていて、このモータ側接続部２３ｃが軸継手３５の他端側受容部３５ｂに嵌挿されることで両者２３ｃ，３５ｂが接続されるようになっている。

ここで、前記軸継手３５は、ポンプボディ１５とハウジング２０との境界部Ｂに跨ってポンプ駆動軸１９とモータ出力軸２３とを接続するように構成されていることから、当該軸継手３５を介して前記両軸１９，２３を接続する際に、当該軸継手３５が前記両部材１５，２０の境界部Ｂに露出することとなるため、当該軸継手３５と前記各軸１９，２３との接続作業性が良好となり、その結果、当該軸継手３５による前記両軸１９，２３の接続作業性の向上が図れる。

前記ロータ２４は、モータ出力軸２３における大径部２３ｄのＺ軸正方向の端部外周に固定されたロータコア２４ａと、該ロータコア２４ａの外周に接着剤によって固定された複数のマグネット２４ｂと、該マグネット２４ｂの外周側に設けられたマグネットカバー２４ｃと、から構成されている。

前記ステータ２５は、ステータコイル２５ｂを装着したステータコア２５ａがモータ本体収容部２７とモータカバー２２の両内周部に圧入固定されていて、結線処理されたステータコイル２５ｂの端部が第１接続端子Ｔ１に連係され、該第１接続端子Ｔ１を介して後記の制御基板３０と電気的に接続されている（図５参照）。ここで、この第１接続端子Ｔ１は、ステータ２５からＺ軸負方向へ沿って延出し、モータ収容部２１の段差壁部２９の対応する位置にＺ軸方向へ沿って貫通形成された第１端子挿通孔２９ａを通じてＥＣＵ収容部３１内に臨むように構成されている。

前記レゾルバ２６は、モータ出力軸２３の大径部２３ｄのＺ軸負方向の端部外周に回り止めが施された状態で固定され、ロータ２４の磁極の極対数に応じた複数の回転磁極を備えたレゾルバロータ２６ａと、このレゾルバロータ２６ａの外周側に所定の径方向隙間を介して非接触状態に配置されると共にモータ収容部２１における筒状部２８のＺ軸正方向端部に設けられたレゾルバ収容部２８ｂに圧入固定され、複数設けられた磁極にそれぞれセンサコイル２６ｃを巻回してなるレゾルバステータ２６ｂとによって主として構成され、結線処理されたセンサコイル２６ｃの端部が第２接続端子Ｔ２を介して後記の制御基板３０に電気的に接続されている。すなわち、レゾルバステータ２６ｂによってモータ出力軸２３に同期して回転するレゾルバロータ２６ａの回転磁極の位置を検出することで、モータ出力軸２３の回転角を検出するようになっている。

ここで、前記レゾルバ２６につき、レゾルバステータ２６ｂを、モータ出力軸２３を軸支するモータ収容部２１（レゾルバ収容部２８ｂ）に固設することで、当該レゾルバステータ２６ｂを他の部材に固設する場合に比べて、モータ出力軸２３との相対位置精度を向上させることが可能となり、これによって、当該モータ出力軸２３の回転位置（回転角）の検出精度向上に供されている。

なお、第２接続端子Ｔ２も、第１接続端子Ｔ１と同様に、レゾルバステータ２６ｂからＺ軸負方向に沿って延出し、モータ収容部２１の段差壁部２９の対応する位置にＺ軸方向へ沿って貫通形成された第２端子挿通孔２９ａを介してＥＣＵ収容部３１内に臨むように構成されている。

前記ＥＣＵ１４は、ＥＣＵ収容部３１内に収容され、所定の電子部品が実装された制御基板３０によって構成されている。そして、この制御基板３０は、ハウジング２０に固設された複数の爪部材３３等によって当該ハウジング２０に固定されていて、前記第１端子挿通孔２９ａを通じてＥＣＵ収容部３１内へ臨む第１接続端子Ｔ１を介して直接ステータコイル２５ｂとの電気的な接続がなされ、また、前記第２端子挿通孔２９ｂを通じてＥＣＵ収容部３１内に臨む第２接続端子Ｔ２を介して直接センサコイル２６ｃとの電気的な接続がなされるようになっている。換言すれば、モータ１３とＥＣＵ１４とは、ハウジング２０内においてモータ制御装置ＭＣとして電気的な接続が完結するように構成され、前記ポンプ１１を接続したり前記パワーステアリング装置１に搭載したりせずともそれ単体で作動させることが可能となっている。

この際、前記制御基板３０が、前述のようにＥＣＵ収容部３１内にてハウジング２０に固定されていることで、ステータコイル２５ｂやセンサコイル２６ｃと制御基板３０に実装された前記電子部品との電気的接続性の向上に供されている。

前記ＥＣＵ収容部３１は、特に図３に示すように、ハウジング２０のＺ軸負方向側の端部において制御基板３０を当該Ｚ軸負方向側から挿入可能となるようにＸ軸方向において広く開口形成された、制御基板３０を収容する回路収容部３４と、該回路収容部３４の開口部を閉塞するＥＣＵカバー３２（本発明に係るＥＣＵハウジングに相当）と、から構成されている。

ここで、前記筒状部２８は、回路収容部３４の天井部３４ａから当該回路収容部３４を貫通するように延出し、その先端部２８ｃ（本発明に係る第１嵌合部に相当）が、ＥＣＵカバー３２の底壁部３２ｂに貫通形成された貫通孔３２ｃ（本発明に係る嵌合部貫通孔に相当）を通じて当該ＥＣＵカバー３２の外部へと臨むように延設されている。そして、このＥＣＵカバー３２の外部へ臨む筒状部２８の先端部２８ｃは、ポンプボディ１５の軸挿通孔１５ａにおける大径部１５ｄ（本発明に係る第２嵌合部に相当）の開口端部内に嵌合可能に構成されている。

また、前記ＥＣＵカバー３２は、回路収容部３４の開口端面３４ｂとポンプボディ１５の一端面１５ｂとの間に介装されるように配置されているが、当該ＥＣＵカバー３２は、それ単体で、すなわちポンプボディ１５とは独立して、回路収容部３４の開口端面３４ｂに複数の第２取付ボルトＢ２により取り付けられるようになっている（図４参照）。換言すれば、このＥＣＵカバー３２は、モータ収容部２１にポンプボディ１５が取り付けられていない状態で、回路収容部３４の開口部を閉塞できるようになっている。

そして、前記回路収容部３４の開口端面３４ｂには、図３、図５に示すように、当該開口端面３４ｂの形状に沿って連続するシール収容溝３４ｃが切欠形成されており、このシール収容溝３４ｃには、横断面ほぼ円形状をなすシール部材Ｓ２が嵌着されている。すなわち、このシール部材Ｓ２により、回路収容部３４の開口端面３４ｂと該開口端面３４ｂに接合されるＥＣＵカバー３２の接合端面３２ｃとの間が液密にシールされ、これによって、前記両端面３４ｂ，３２ｃ間を介しての外部から回路収容部３４内への塵埃等の侵入の抑制が図られている。

同様に、前記筒状部２８の先端部２８ｃの外周面にも、特に図３に示すように、周方向に沿って連続するシール収容溝２８ｄが切欠形成されていて、このシール収容溝２８ｄには、例えばＯリングによって構成されるシール部材Ｓ３が嵌着されている。すなわち、このシール部材Ｓ３により、前記貫通孔３２ｂの内周面と該貫通孔３２ｂに挿通する筒状部２８の先端部２８ｃ外周面との間が液密にシールされ、これによって、前記両者３２ｂ，２８ｃの対向面間を介しての外部から回路収容部３４内への塵埃等の侵入や、ポンプ１１側から回路収容部３４内への作動油の侵入の抑制が図られている。

ここで、本実施形態では、前記シール収容溝２８ｄを、前記貫通孔３２ｂの内周面ではなく、前記筒状部２８の先端部２８ｃ外周面に設ける構成となっていることから、当該シール収容溝２８ｄを容易に形成することができると共に、シール部材Ｓ３の組み付け性も良好となっており、この結果、良好な生産性の確保に供される。

また、前記筒状部２８の先端部２８ｃ内周にも、前記軸受収容部２８ａよりＺ軸負方向側に設けられたシール保持部２８ｄに、円環状をなす周知のシール部材Ｓ４が収容保持され、該シール部材Ｓ４によって筒状部２８の先端部２８ｃ内周面とモータ出力軸２３の中径部２３ａ外周面との間がシールされており、これによって、前記両者２８ｃ，２３ａの対向面間を介してのポンプ１１側からレゾルバ収容部２８ｂ内への作動油の侵入の抑制が図られている。

このように、前記各シール部材Ｓ２〜Ｓ４をもって各部をシールすることにより、ハウジング２０にポンプボディ１５が未接続の状態であっても、モータ制御装置ＭＣ単体で、外部から回路収容部３４内への異物の侵入を抑制することが可能となっている。これにより、例えばモータ制御装置ＭＣとポンプ１１とを別工程で組み付ける場合など、当該モータ制御装置ＭＣの搬送等を行う際においても、外部から回路収容部３４内への異物の侵入が抑制されると共に、当該異物侵入の抑制化を維持したままモータ出力軸２３とポンプ駆動軸１９とを接続することができる。この結果、当該モータ制御装置ＭＣの組み立て後、前記モータ・ポンプユニット１０の組み立て完了までの間におけるモータ制御装置ＭＣ単体を取り扱う際の異物侵入のおそれがなくなる。

以上のことから、本実施形態に係るモータ・ポンプユニット１０によれば、ハウジング２０に設けた筒状部２８を、ＥＣＵカバー３２の貫通孔３２ｃを通じて当該ＥＣＵカバー３２の外部へ臨むように構成し、このＥＣＵカバー３２の外部へと臨む筒状部２８の先端部２８ｃをポンプボディ１５の軸挿通孔１５ａにおける大径部１５ｄの開口端部に嵌合させることによって当該ハウジング２０に対するポンプボディ１５の径方向の位置決めを行うようにしたことから、この両者１５，２０の位置決めに際し、従来のように他の部材が介在することがなく、この両者１５，２０の加工誤差や組み付け誤差の累積による当該両者１５，２０の位置ずれを抑制することが可能となる。この結果、前記両者１５，２０それぞれに軸支されるポンプ駆動軸１９とモータ出力軸２３の軸心の位置ずれが抑制され、当該両軸１９，２３の同軸性の向上が図れる。

しかも、この際、前記嵌合構造を、円筒状の前記筒状部２８と、ポンプ駆動軸１９の軸直角方向の断面（横断面）が円形をなす前記軸挿通孔１５ａと、をもって前記両者１５，２０の径方向の位置決めを行うようにしたことで、当該位置決めをより精度良く行うことができ、前記両軸１９，２３の同軸性の効果的な向上に供される。

さらに、前記大径部１５ｄは、ポンプ駆動軸１９が挿通する軸挿通孔１５ａの開口端部に拡径形成したものであって、前記筒状部２８の嵌合に供する凹部を別途設ける必要もない。したがって、前記位置決め構造を採用するにあたり、加工工数の増大化を抑制することにも供される。

また、前記嵌合構造において凸部を構成する筒状部２８につき、モータ出力軸２３を包囲するような円筒状に形成し、当該筒状部２８がＥＣＵカバー３２を貫通する構成としたことで、ハウジング２０の内部において筒状部２８及びこれに連係する段差壁部２９によって隔壁Ｗが形成され、この隔壁Ｗによってモータ収容部２１とＥＣＵ収容部３１とが相互に隔成されることとなるため、モータ出力軸２３に付着したグリスや金属粉等の異物がＥＣＵ収容部３１内に侵入してしまうおそれもない。

さらには、前記筒状部２８が前記貫通孔３２ｃを介してＥＣＵカバー３２を貫通するように構成したことにより、貫通孔３２ｃが筒状部２８によって閉塞されることとなり、外部からＥＣＵ収容部３１内への塵埃の侵入の抑制に供される。しかも、前記両者２８，３２ｃ間はシール部材Ｓ３によってシールする構成としたことから、前記ＥＣＵ収容部３１内への塵埃の侵入の効果的な抑制が図れる。したがって、前記位置決め構造を採用することに伴うＥＣＵ収容部３１内への異物侵入のリスクを極力回避することができる。

また、前記筒状部２８がＥＣＵ収容部３１を貫通する構成としたことにより、回路収容部３４がモータ本体ＭＢの一方側に配置されることとなり、該モータ本体ＭＢと制御基板３０との電気的な接続に係るレイアウト性の向上にも供される。

図６、図７は、本発明に係るモータユニットの第２実施形態を示しており、当該実施形態は、本発明を、モータの回転トルクにより操舵力を直接アシストするいわゆる電動パワーステアリング装置に適用したものである。なお、当該実施形態においても、基本的な構成、特にモータ制御装置の構成については、前記第１実施形態に係るものと同様であるため、前記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

すなわち、このパワーステアリング装置１は、図６に示すように、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置であって、一端側がステアリングホイールＳＷと一体回転可能に連係される入力軸２と、一端側が図外のトーションバーを介して入力軸２の他端側に相対回転可能に連結され、他端側がラック・ピニオン機構４を介して転舵輪ＷＬ，ＷＲに連係される出力軸３と、入力軸２の外周側に配置され、該入力軸２と出力軸３との相対回転変位量に基づいて操舵入力トルクを検出するトルクセンサＴＳと、該トルクセンサＴＳによる検出結果や車速信号等に基づいて駆動制御され、操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを発生させるモータ１３と、該モータ１３の回転トルクを出力軸３へ伝達する減速機構４１（本発明に係る従動ギヤ機構に相当）と、モータ１３を駆動制御するＥＣＵ１４と、を備えていて、運転者が操舵を行うことで、その操舵方向に応じてモータ１３の回転駆動方向が切り換えられて、減速機構４１の出力をもって運転者の操舵トルクに応じたアシストトルクが出力軸３へ付与されるようになっている。ここで、モータ１３とＥＣＵ１４とにより構成されるモータ制御装置ＭＣと減速機構４１とは、本発明に係るモータユニットに相当するモータ・ギヤユニット４０として一体に構成されている。

前記減速機構４１は、図７に示すように、出力軸３を収容する筐体と共通化されたギヤハウジング４２の内部に収容されるウォーム歯車ＷＧ（本発明に係るギヤ要素に相当）によって構成され、このウォーム歯車ＷＧは、その一端部（Ｚ軸正方向側の端部）がモータ出力軸２３の一端部において後記の螺子構造をもって接続され、軸方向ほぼ中間部に歯部４３ａを有するウォームシャフト４３（本発明のギヤ回転軸に相当）と、出力軸３の外周に固定され、その外周に前記歯部４３ａに噛合する歯部４４ａを有するウォームホイール４４と、から構成されている。

ここで、前記ウォームシャフト４３は、ギヤハウジング４２の内部においてモータ出力軸２３の軸線上に貫通形成されたシャフト収容部４５に収容され、前記ウォームホイール４４は、ギヤハウジング４２の内部において、シャフト収容部４５と直交し、かつ、所定範囲がシャフト収容部１６に臨むように形成されたホイール収容部４６に収容されている。ここで、かかるシャフト収容部４５とホイール収容部４６とによって、本発明に係るギヤ収容部が構成されている。

また、前記ウォームシャフト４３は、その一端側が、シャフト収容部４５内の一端側（Ｚ軸正方向側）に拡径形成された大径部４５ａ内に収容保持された第３玉軸受ＢＢ３によって、また、その他端部が、シャフト収容部４５の他端部４５ｂに所定の軸受ホルダ４７を介して収容保持される第４玉軸受ＢＢ４によって、それぞれ回転自在に支持されている。そして、このウォームシャフト４３の一端部には、その外周に形成された雄ねじ部によって構成されるギヤ側接続部４３ａが設けられ、該ギヤ側接続部４３ａがモータ出力軸２３の一端部内周に形成された雌ねじ部によって構成されるモータ側接続部２３ｅに螺着されることで、両者４３ａ，２３ｅが接続されるようになっている。

また、本実施形態では、前記シャフト収容部４５の大径部４５ａが本発明に係る第２嵌合部として構成され、当該大径部４５ａの開口端部内にモータ収容部２１の筒状部２８の先端部２８ｃ（本発明に係る第１嵌合部に相当）が嵌合可能となるよう構成されていて、該筒状部２８の先端部２８ｃが当該シャフト収容部４５の大径部４５ａに嵌合することにより、前記第１実施形態と同様、ハウジング２０に対するギヤハウジング４２の径方向の位置決めが行われるようになっている。そして、ギヤハウジング４２は、かかる位置決めを利用して、ＥＣＵカバー３２の外側面３２ａに、複数の取付ボルトＢ３を介して取り付けられる。

以上のように、本発明に係るモータユニットは、従動ギヤ機構が前記ポンプ１１以外となる前記減速機構４１にも適用でき、本実施形態によっても、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えばハウジング２０や、ポンプボディ１５ないしギヤハウジング４２の形状や大きさ等については、その適用対象（例えばパワーステアリング装置）の仕様等に応じて自由に変更することができる。

また、本発明に係る従動ギヤ機構についても、ポンプ１１は、可逆式双方向ポンプのほか、一方向ポンプのように他の構成を有するポンプであってもよく、さらに、減速機構４１も、減速作用を有するものであればウォーム歯車ＷＧに限定されるものではない。

また、前記各実施形態では、本発明に係る凸状の第１嵌合部をモータ１３側のハウジング２０に設け、凹状の第２嵌合部をポンプ１１のポンプボディ１５及び減速機構４１のギヤハウジング４２に設けた例を示しているが、前記嵌合構造が成立すれば、ポンプボディ１５ないしギヤハウジング４２側に前記第１嵌合部を設け、ハウジング２０側に前記第２嵌合部を設ける構成としてもよい。

また、前記各実施形態では、モータ収容部２１とＥＣＵ収容部３１とを１つのハウジング２０内に形成し、当該両収容部２１，３１を一体に構成した例を示しているが、当該両収容部２１，３１の相対位置が確保されていれば、これらを別体として相互に取付ボルト等によって結合する構造とすることも可能であり、一体構造に限定されるものではない。

さらに、本発明に係るＥＣＵハウジングは、前記各実施形態に示したＥＣＵカバー３２ようにハウジング２０と一緒にＥＣＵ収容部３１を構成する形態に限定されるものではなく、例えばＥＣＵカバー３２が制御基板３０を包囲するように構成して、当該ＥＣＵカバー３２単体でもってＥＣＵ収容部３１を構成するようにしてもよい。

また、前記第１実施形態では、モータ出力軸２３のモータ側接続部２３ｃとポンプ駆動軸１９のポンプ側接続部１９ａとを軸継手３５により接続して両軸２３，１９間において軸線方向に非固定状態となる構成としている一方、前記第２実施形態では、モータ出力軸２３のモータ側接続部２３ｅとウォームシャフト４３のギヤ側接続部４３ａとを螺子構造により接続して両軸２３，４３間において軸線方向に固定状態となる構成としているが、本発明におけるモータ出力軸とギヤ回転軸の接続とは、モータ出力軸２３からギヤ回転軸に相当するポンプ駆動軸１９又はウォームシャフト４３へモータ出力軸２３の回転トルクが伝達されるように構成されていればよく、その手段については特に限定されるものではない。すなわち、前記モータ出力軸２３のモータ側接続部２３ａと、前記ポンプ駆動軸１９のポンプ側接続部１９ａ又は前記ウォームシャフト４３のギヤ側接続部４３ａと、が軸線方向において固定されているか否かは問わず、いずれの手段を採用することも可能である。

また、この際、前記軸継手３５によるモータ出力軸２３とポンプ駆動軸１９又はウォームシャフト４３との接続位置についても、図２及び図７に示すようなハウジング２０とポンプボディ１５又はギヤハウジング４２との境界部に限定されるものではなく、例えばモータ収容部２１内にて偏倚した位置において接続させたり、ポンプボディ１５又はギヤハウジング４２内にて偏倚した位置において接続させることも可能である。これに伴って、ＥＣＵ収容部３１内においても、前述のように筒状部２８を通じてモータ出力軸２３が貫通する構成のみならず、筒状部２８を通じてポンプ駆動軸１９やウォームシャフト４３が貫通する構成とすることも可能である。

前記実施形態から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について、以下に説明する。
（１） 前記第１嵌合部が、前記嵌合部貫通孔よりも前記ギヤハウジング側に突出するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータユニット。

かかる構成によれば、制御基板とＥＣＵハウジングとはモータハウジング側に組み付けられて、ギヤハウジングが組み付けられる前の状態においてモータハウジングの第１嵌合部がＥＣＵハウジングの嵌合部貫通孔から突出した状態となることから、嵌合部貫通孔の開口部を第１嵌合部によって閉塞することが可能となり、制御基板の収容室内への塵埃の侵入の抑制に供される。
（２）前記第１嵌合部と前記嵌合部貫通孔との間に、当該両者間をシールするシール部材を配置したことを特徴とする前記（１）に記載のモータユニット。

かかる構成によれば、装置の組み付け途中における制御基板の収容室内への塵埃の侵入を効果的に抑制することができる。
（３）前記第１嵌合部の外周に環状溝を設け、該環状溝に前記シール部材を嵌着するように構成したことを特徴とする前記（２）に記載のモータユニット。

かかる構成によれば、嵌合部貫通孔の内周面に環状溝を設ける場合に比べて、当該環状溝の形成が容易に行えると共に、シール部材の取付性も良好となる。
（４）前記第１嵌合部を、前記モータ出力軸を包囲するような筒状に形成したことを特徴とする前記（１）に記載のモータユニット。

かかる構成によれば、第１嵌合部によって、制御基板の収容室とモータ出力軸とを分離させることができるため、モータ出力軸に付着したグリスや金属粉等が前記制御基板の収容室内に侵入してしまう不具合を抑制することができる。
（５）前記第１嵌合部は前記ギヤハウジング側へ円筒状に突出形成される一方、
前記第２嵌合部は前記ギヤ回転軸に対する直角方向の断面が円形をなす凹状に形成され、
前記第２嵌合部内に前記第１嵌合部が挿入されることによって、前記モータハウジングに対する前記ギヤハウジングの径方向の位置決めを行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモータユニット。

かかる構成によれば、凸状の第１嵌合部と凹状の第２嵌合部とを嵌合させて位置決めを行うにあたり、当該両部を横断面円形状とすることで、当該両部を精度良く形成することができ、位置決め性の向上に供される。
（６）前記モータハウジングに、前記モータ出力軸の回転位置を検出する回転位置センサを設けたことを特徴とする請求項１に記載のモータユニット。

このように、モータ出力軸が軸支されるモータハウジングにモータ回転位置センサを設けることで、当該センサを他の部材に設ける場合に比べて、モータ出力軸との相対位置精度が向上し、その結果、モータ出力軸の回転位置の検出精度を向上させることができる。
（７）前記制御基板を前記モータハウジングに固定するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータユニット。

このように、モータ要素を駆動制御する制御基板をモータハウジングに固定することで、モータ要素と制御基板との電気的接続性の向上に供される。
（８）前記モータ側接続部と前記ギヤ側接続部との間に、当該両接続部同士を接続して前記モータ出力軸からの回転トルクを前記ギヤ回転軸へ伝達する継手を、前記モータハウジングと前記ギヤハウジングの境界部を跨ぐように設けたことを特徴とする請求項１に記載のモータユニット。

このように構成することで、モータハウジング側にモータ出力軸と制御基板とＥＣＵハウジングとが組み付けられ、また、ギヤハウジング側にギヤ回転軸が組み付けられた状態でモータ出力軸とギヤ回転軸とを継手を介して接続するにあたって、当該継手が、組み合わされる部材同士の境界部分に露出することになることから、当該継手の接続作業性が良好となる。

１１…ポンプ（従動ギヤ機構）
１３…モータ
１４…ＥＣＵ
１５…ポンプボディ（ギヤハウジング）
１５ａ…軸挿通孔
１５ｄ…大径部（第２嵌合部）
２０…ハウジング（モータハウジング）
２１…モータ収容部
２８…筒状部
２８ｃ…先端部（第１嵌合部）
３１…ＥＣＵ収容部
３２…ＥＣＵカバー（ＥＣＵハウジング）
３２ｃ…貫通孔（嵌合部貫通孔）

Claims (1)

1. モータハウジングに設けられたモータ収容部内において軸受を介して軸支され、その軸方向一端側にモータ側接続部を有するモータ出力軸と、前記モータ収容部内に収容され、通電により前記モータ出力軸を回転駆動するモータ要素とを有するモータと、
   ギヤハウジングに設けられたギヤ収容部内において軸受を介して回転自在に支持され、その軸方向一端側に前記モータ側接続部に接続されるギヤ側接続部を有するギヤ回転軸と、前記ギヤ収容部内に収容され、前記ギヤ回転軸により回転駆動されるギヤ要素とを有する従動ギヤ機構と、
   前記モータハウジングと前記ギヤハウジングとの間に配設され、前記モータハウジングと一体的に又は別体に設けられたＥＣＵハウジング内に前記モータを駆動制御する制御基板を収容してなるＥＣＵと、
   前記モータハウジングの前記モータ側接続部側に一体形成され、その内部を前記モータ出力軸が貫通可能に構成された第１嵌合部と、
   前記ギヤハウジングの前記ギヤ側接続部側に一体に形成され、その内部を前記ギヤ回転軸が貫通可能に構成された第２嵌合部と、
   前記ＥＣＵハウジングに貫通形成され、前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部の一方が貫通可能な嵌合部貫通孔と、を備え、
   前記第１嵌合部は前記ギヤハウジング側へ円筒状に突出形成される一方、
   前記第２嵌合部は前記ギヤ回転軸に対する直角方向の断面が円形をなす凹状に形成され、
   前記嵌合部貫通孔を介して前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とを嵌合させることで前記モータハウジングに対する前記ギヤハウジングの径方向の位置決めを行うように構成したことを特徴とするモータユニット。

Images