CN113169633A - 电动驱动装置及电动助力转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供电动驱动装置及电动助力转向装置,具有:电动机壳体(11);电子控制部(9),其设置在电动机的旋转轴(23)的输出部(14)相反的一侧的电动机壳体(11)的端面部(15);连接器组装体(13),其设置在电子控制部(9)的与电动机壳体(11)的端面部(15)相反的一侧;金属罩(12),其从外侧覆盖电子控制部(9),并具有:使外部端子形成部(13A)(13B)(13C)向外部露出的露出孔(42)、具有在露出孔(42)的周缘部形成的环状加强突出部(46)的底面部、从底面部(44)弯折且形成有固定于电动机壳体的端面部的开口(37)的侧周面部(43)。
Description
技术领域
本发明涉及电动驱动装置及电动助力转向装置,特别涉及内置有电子控制装置的电动驱动装置及电动助力转向装置。
背景技术
在一般的工程机械领域中,机械类控制元件由电动机驱动,但是近来,开始采用将由控制电动机的转速及转矩的半导体元件等构成的电子控制部一体组装到电动机中的所谓的机电一体型的电动驱动装置。
作为机电一体型的电动驱动装置的一例,例如在汽车的电动助力转向装置中,检测通过驾驶员操作方向盘而转动的转向轴的转动方向和转动扭矩,基于其检测值以向转向轴的转动方向相同的方向转动的方式驱动电动机,并产生转向辅助扭矩。为了控制该电动机,在动力转向装置中设有电子控制部(ECU:Electronic Control Unit)。
作为现有的电动助力转向装置,例如已知有以下的专利文献1记载的装置。在专利文献1中记载有一种电动助力转向装置,该电动助力转向装置由电动机部和电子控制部构成。而且,电动机部的电动机被收纳在具有由铝合金等制成的筒部的电动机壳体内,并且安装有电子控制部的电子部件的控制基板安装在电动机壳体的端面壁上,该电动机壳体形成于电动机壳体的轴向的输出轴的相反侧并作为散热器发挥作用。
安装于端面壁的基板具有电源电路部、具有驱动控制电动机的MOSFET或IGBT等的功率开关元件的功率转换电路部、以及控制功率开关元件的控制电路部,功率开关元件的输出端子和电动机的输入端子经由母线电连接。
而且,电力经由合成树脂制成的连接器组装体从电源供给到安装于端面壁的电子控制部,并且从检测传感器类供给驾驶状态等的检测信号。连接器组装体的外部端子形成部从形成在金属制的罩的露出孔而向外部露出,并且与未图示的连接器连接并与电源(蓄电池)或检测传感器连接。
金属罩由一端开口的有底筒状的金属制成,在底面部侧形成有上述露出孔而使外部端子形成部露出,并且开口侧通过粘接剂或螺栓而固定于电动机壳体的端面壁。
此外,作为集成有电子控制装置的电动驱动装置,已知有电动制动器、各种液压控制用的电动液压控制器等,但在以下的说明中,作为代表对电动助力转向装置进行说明。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2017-216838号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1记载的电动助力转向装置(特别是参照图3)中,连接器组装体的外部端子形成部从形成在金属罩的底面部的露出孔向外部露出。即,如图14和图15所示,在形成于金属罩60的侧周面部61的一端侧的底面部62形成有使连接器组装体的外部端子形成部向外部露出的露出孔63。
该露出孔63通过用冲头冲压底面部62而形成,并且露出孔63的周缘部分63C与形成底面部62的平面共面地形成。另外,在底面部62的相反侧形成有固定于电动机壳体的端面壁的开口64。
顺便提及,出于降低成本和减轻重量的目的,需要减薄金属罩60的板厚,但在金属罩60的组装工序及实际使用过程中,往往在金属罩60受到外力。因此,若金属罩60的板厚薄,则露出孔63的周缘部63C附近容易变形,并且在某些情况下金属罩60自身可能变形。而且,当发生这种变形时,金属罩60的露出孔63与连接器组装体之间的液密功能,或者金属罩60的开口64与电动机壳体的端面壁之间的液密功能可能会丧失。
因此,需要解决这些技术问题的电动驱动装置和电动助力转向装置。
本发明的目的在于提供一种新颖的电动驱动装置和电动助力转向装置,用于减薄金属罩的厚度并提高在金属罩的底面部形成的露出孔附近的机械强度以抑制金属罩的变形。
用于解决技术问题的手段
本发明的特征在于,具有:电动机壳体,其收纳有驱动机械类控制元件的电动机;
电子控制部,其设置在与所述电动机的旋转轴的输出部相反的一侧的所述电动机壳体的端面部;
连接器组装体,其设置在所述电子控制部的与所述电动机壳体的所述端面部相反的一侧;
金属罩,其从外侧覆盖所述电子控制部,并具有:使外部端子形成部向外部露出的露出孔、具有在所述露出孔的周缘部形成的环状加强突出部的底面部、从所述底面部弯折且形成有固定于所述电动机壳体的所述端面部的开口的侧周面部。
发明效果
根据本发明,由于在形成于金属罩的底面部的露出孔的周缘部形成有环状加强突出部,因此能够提高露出孔的周边区域的机械强度,能够抑制金属罩的变形。
附图说明
图1是作为本发明适用的一例的转向装置的整体立体图。
图2是表示本发明实施方式的电动助力转向装置的整体形状的整体立体图。
图3是图2所示的电动助力转向装置的分解立体图。
图4是图3所示的电动机壳体的立体图。
图5是沿轴向剖切图4所示的电动机壳体的剖视图。
图6是表示将电力转换电路部载置并固定在图4所示的电动机壳体上的状态的立体图。
图7是表示将电源电路部载置并固定在图6所示的电动机壳体上的状态的立体图。
图8是表示将控制电路部载置并固定在图7所示的电动机壳体上的状态的立体图。
图9是表示将连接器组装体载置并固定在图8所示的电动机壳体上的状态的立体图。
图10是表示将电子控制部附近放大并剖切的状态的放大剖视图。
图11是在本发明的实施方式中使用的金属罩的剖视图。
图12是从斜上方观察图11所示的金属罩的立体图。
图13是表示将安装有本发明实施方式的金属罩的状态的电子控制部附近放大并剖切的状态的放大剖视图。
图14是在现有的电动助力转向装置中使用的金属罩的剖视图。
图15是从斜上方观察图14所示的金属罩的立体图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的实施方式进行详细说明,但本发明不限于以下的实施方式,在本发明的技术概念中,各种变形例和应用例也包括在其范围内。
在说明本发明的实施方式之前,使用图1简单说明作为应用本发明的一例的转向装置的结构。
首先,对用于使汽车的前轮转向的转向装置进行说明。转向装置1如图1所示地构成。即,在与未图示的方向盘连接的转向轴2的下端设有未图示的小齿轮,该小齿轮与在车辆的左右方向上较长的未图示的齿条啮合。在齿条的两端连接有用于向左右方向操纵前轮的横拉杆3,并且齿条被齿条壳体4覆盖。在齿条壳体4与横拉杆3之间设置有橡胶套5。
设有电动助力转向装置6,以辅助转动操作方向盘时的扭矩。即,设置有检测转向轴2的转动方向和转动扭矩的扭矩传感器7,并且设有:电动机部8,其基于扭矩传感器7的检测值经由齿轮10向齿条施加转向辅助力;电子控制部(ECU)9,其对配置于电动机部8的电动机进行控制。
电动助力转向装置6的电动机部8的输出轴侧的外周部的三个部位经由未图示的螺钉与齿轮10连接,电子控制部9设置在电动机部8的输出轴的相反侧。
在电动助力转向装置6中,当通过操作转向轮而对转向轴2向任意一方向转动操作时,扭矩传感器7检测该转向轴2的转动方向和转动扭矩,并基于其检测值,控制电路部计算电动机的驱动操作量。
基于该计算出的驱动操作量,利用电力转换电路部的电源开关元件驱动电动机,电动机的输出轴以将转向轴2向与操作方向相同的方向驱动的方式转动。输出轴的转动从未图示的小齿轮经由齿轮10向未图示的齿条传递,从而汽车被转向。由于这些结构和作用已经为人所知,因此省略更多的说明。
如上所述,在专利文献1所示的结构的电动助力转向装置中,如图14、图15所示,连接器组装体的外部端子形成部从形成在金属罩60的底面部62的露出孔63向外部露出。该露出孔63通过冲头在底面部62上穿孔而形成,露出孔63的周缘部63C与形成底面部62的平面共面地形成。出于降低成本和减轻重量的目的,需要使金属罩60的板厚变薄,但是金属罩60的板厚变薄的话,露出孔63的周缘部63C附近容易变形,根据情况也有金属罩60的自身变形的可能。
基于这样的背景,在本发明中提出了如下结构的电动助力转向装置。
在本实施方式中,在与电动机的旋转轴的输出部相反的一侧的电动机壳体的端面部设置有电子控制部,在电子控制部的与电动机壳体的端面部相反的一侧设置有连接器组装体,并且,在连接器组装体的外部端子形成部的周围形成填充了液状密封剂的环状密封收纳部的同时,通过金属罩从外侧覆盖电子控制部,所述金属罩具有:使外部端子形成部向外部露出的露出孔、具有在露出孔的周缘部形成的环状加强突出部的底面部、从底面部弯折且形成有固定于电动机壳体的端面部的开口的侧周面部。
由此,在金属罩的底面部形成的露出孔的周缘部形成被收纳于在连接器组装体的外部端子形成部的周围形成的环状密封收纳部的环状加强突出部,因此能够提高露出孔的周边区域的机械强度,能够抑制金属罩的变形。而且,通过在环状加强突出部与环状密封收纳部之间填充的液状密封剂能够可靠地确保液密。
以下,使用图2~图13详细说明本发明实施方式的电动助力转向装置的具体结构。
图2是表示本实施方式的电动助力转向装置的整体结构的附图,图3是将图2所示的电动助力转向装置的构成部件分解后从斜方向看到的附图,图4至图9是表示按照各构成部件的组装顺序组装各构成部件的状态的图。
另外,图10表示电动助力转向装置的电子控制部的截面,图11表示金属罩的截面,图12表示从斜上方看金属罩所看到的状态,图13表示组装有金属罩的电动助力转向装置的电子控制制部的截面。因此,在以下说明中,适当引用各附图进行说明。
如图2所示,构成电动助力转向装置的电动机部8由具有由铝或铝合金等铝类金属制成的筒部的电动机壳体11以及收纳于该电动机壳体11中的未图示的电动机构成,电子控制部9由金属罩12及收纳在金属罩12中的未图示的电子控制组装体构成,所述金属罩12配置在电动机壳体11的与轴向的输出轴相反的一侧,由铝或铝合金等铝类金属或铁类金属制成。
电动机壳体11和金属罩12形成在其相对端面,在外周方向的固定区域,被“铆接固定”而一体地固定。被收纳在金属罩12内部的电子控制组装体是由生成必要电源的电源电路部、具有由驱动控制电动机部8的电动机的MOSFET或IGBT等构成的功率开关元件的电力转换电路、控制该功率开关元件的控制电路部构成,电源开关元件的输出端子和电动机的线圈输入端子经由母线电连接。
在与电动机壳体11相反的一侧的金属罩12的端面,从形成在金属罩12上的露出孔42露出连接器组装体13的一部分。另外,连接器组装体13通过固定螺钉固定在形成于电动机壳体11上的固定部。作为上述连接器组装体13的一部分,具备电力供给用的外部端子形成部13A、检测传感器用的外部端子形成部13B、将控制状态发送至外部设备的控制状态发送用的外部端子形成部13C。
并且,被收纳在金属罩12中的电子控制组装体经由由合成树脂制的电力供给用的外部端子形成部13A从电源供给电力,并且从检测传感器类经由检测传感器用的外部端子形成部13B被供给运转状态等的检测信号,从而当前的电动助力转向装置的控制状态信号经由控制状态送出用的外部端子形成部13C被送出。
图3表示电动助力转向装置6的分解立体图。电动机壳体11在内部嵌合有圆环状的铁制侧磁轭(未图示),在该侧磁轭内收纳有电动机(未图示)。电动机的输出部14经由齿轮对齿条提供操舵辅助力。另外,电动机的具体构造已为人所知,因此在此省略说明。
电动机壳体11由铝合金制成,作为散热部件起作用,该散热部件将电动机产生的热量、后述的电源电路部和电力转换电路部产生的热量释放到外部大气。由电动机和电动机壳体11构成电动机部8。
在与电动机部8的输出部14相反的一侧的电动机壳体11的端面部15上安装有电子控制部EC。电子控制部EC由电力转换电路部16、电源电路部17、控制电路部18、连接器组装体13构成。电动机壳体11的端面部15与电动机壳体11形成一体,但除此之外,也可以仅将端面部15分体地形成,并通过螺钉或焊接与电动机壳体11一体化。
这里,电力转换电路部16、电源电路部17、控制电路部18构成冗余***,构成主电子控制部和副电子控制部的双重***。而且,通常由主电子控制部控制驱动电动机,但主电子控制部发生异常或故障时,会被切换到副电子控制部来控制驱动电动机。因此,虽之后详细说明,但通常来自主电子控制部的热被传递到电动机壳体11,当主电子控制部发生异常或故障时,主电子控制部停止副电子控制部工作,来自副电子控制部的热被传递到电动机壳体11。
但是,作为与本实施方式不同的方式,也可以将主电子控制部和副电子控制部合起来作为正规的电子控制部发挥作用,当一方的电子控制部发生异常、故障时,另一方电子控制部也可以利用一半的能力控制驱动电动机。在这种情况下,虽然电动机的能力只有一半,但所谓的“助力转向功能”得以确保。因此,在通常情况下,主电子控制部和副电子控制部的热量向电动机壳体11传递。
电子控制部EC由控制电路部18、电源电路部17、电力转换电路部16、连接器组装体13构成,并朝向远离端面部15的方向,以电力转换电路部16、电源电路部17、控制电路部18、连接器组装体13的顺序配置。控制电路部18生成驱动电力转换电路部16的开关元件的控制信号,由微型计算机、周边电路等构成。
电源电路部17生成驱动控制电路部18的电源及电力转换电路部16的电源,由电容器、线圈、开关元件等构成。电力转换电路部16是调整在电动机的线路圈中流动的电力的装置,由构成3相的上下臂的开关元件等构成。
电子控制部EC中热量较多的主要是电力转换电路部16、电源电路部17,电力转换电路部16、电源电路部17的热从由铝合金构成的电动机壳体11散发出来。稍后使用图4至图9说明其详细结构。
在控制电路部18与金属罩12之间设有由合成树脂构成的连接器组装体13,与车辆电池(电源)或外部未图示的其他控制装置连接。当然,该连接器组装体13与电力转换电路部16、电源电路部17、控制电路部18连接。
金属罩12收纳电力转换电路部16、电源电路部17、控制电路部18,具备从外侧将它们覆盖而进行液密地密封的功能,在本实施方式中通过铆接固定而固定于电动机壳体11。
金属罩12具备侧周面部43及从该侧周面部43的一端折弯而形成的底面部44,在底面部44开设有使连接器组装体13的外部端子形成部13A、13B、13C向外部露出的露出孔42。另外,在底面部44的相反侧形成有开口端37,该开口端37与电动机壳体11的端面部15卡合。
接着,基于图4至图9说明各构成部件的构成和组装方法。首先,图4表示电机壳体11的外观,图5表示其轴向截面。
在图4、图5中,电动机壳体11由形成筒状形态的侧周面部11A、封闭侧周面部11A的一端的端面部15、封闭侧周面部11A的另一端的端面部19构成。在本实施方式中,电动机壳体11是有底圆柱状,侧周面部11A和端面部15一体形成。另外,端面部19具有盖的功能,在侧周面部11A收纳电动机后,将侧周面部11A的另一端封闭。
另外,在端面部15的端面周面形成有向径向内侧缩径的环状的台阶部35,图9所示的金属罩12的开口端37与该台阶部35卡合。端面部15的侧面壁和金属罩12的开口端37的固定方式是所谓的“铆接固定”的固定方式。
如图5所示,在电动机壳体11的侧周面部11A的内部嵌合有将线圈20卷绕在铁芯上的定子21,在该定子21的内部可旋转地收纳有埋设了永磁铁的转子22。在转子22上固定有旋转轴23,一端成为输出部14,另一端成为用于检测旋转轴23的旋转相位和转速的旋转检测部24。
在旋转检测部24设有永磁铁,贯通在端面部15设置的贯通孔25并向外部突出。并且,通过由未图示的GMR元件等构成的感应部来检测旋转轴23的旋转相位和转速。
返回到图4,在位于与旋转轴23的输出部14相反的一侧的端面部15的面上形成有电力转换电路部16(参照图3)、电源电路部17(参照图3)的散热区域15A、15B。在端面部15的四角上,一体地立设有基板固定凸部26,在内部形成有螺纹孔26S。基板固定凸部26是用于固定后述的控制电路部18的基板以及连接器组装体13而设置的。另外,在从后述的电力转换用散热区域15A立起设置的基板固定凸部26,也形成有与后述的电源用散热区域15B在轴向上相同高度的基板支承部27。该基板支承部27用于载置固定后述的电源电路部17的玻璃环氧基板31。
形成端面部15的与旋转轴23正交的径向平面区域被分割成2部分。一个形成安装由MOSFET等开关元件构成的电力转换电路部16的电力转换用散热区域15A,另一个形成安装有电源电路部17的电源用散热区域15B。在本实施方式中,电力转换用散热区域15A的面积比电源用散热区域15B大。这是因为如上所述采用了双重***而确保了电力转换电路部16的设置面积。
并且,电力转换用散热区域15A和电源用散热区域15B朝向轴向(旋转轴23延伸的方向)具有高度不同的台阶。也就是说,电源用散热区域15B从电动机的旋转轴23的方向看,在相对于电力转换用散热区域15A离开的方向上具有阶梯差而形成。该阶梯差被设定为在设置了电力转换电路部16之后设置了电源电路部17的情况下,电力转换电路部16和电源电路部17设定为彼此不干扰的长度。
在电力转换用散热区域15A中形成有3个细长矩形的突状散热部28。该突状散热部28设置有后述的双重***的电力转换电路部16。另外,突状散热部28从电动机的旋转轴23的方向看,向离开电动机的方向突出延伸。
另外,电源用散热区域15B为平面状,设置有后述的电源电路部17。因此,突状散热部28作为将由电力转换电路部16产生的热传递至端面部15的散热部发挥功能,电源用散热区域15B作为将电源电路部17产生的热传递至端面部15的散热部发挥功能。
另外,可省略突状散热部28,在该情况下,电力转换用散热区域15A作为将在电力转换电路部16产生的热传递至端面部15的散热部发挥功能。但是,在本实施方式中,通过摩擦搅拌接合将电力转换电路部16的金属基板焊接于突状散热部28以实现可靠的固定。
这样,在本实施方式的电动机壳体11的端面部15中,能够省略散热器部件而缩短轴向的长度。另外,由于电动机壳体11具有充分的热容量,所以电源电路部17和电力转换电路部16的热能够有效地向外部散热。
接着,图6表示将电力转换电路部16设置在突状散热部28(参照图4)上的状态。如图6所示,在形成于电力转换用散热区域15A的突状散热部28(参照图4)的上部设置有由双重***构成的电力转换电路部16。构成电力转换电路部16的开关元件被载置在金属基板(这里使用铝类的金属)上,容易散热。并且,金属基板通过摩擦搅拌接合焊接于突状散热部28。
另外,除了金属基板以外,也可使用玻璃环氧基板。在这种情况下,通过尽可能地使玻璃环氧基板的厚度变薄,能够提高散热性。
因此,金属基板被牢固地固定在突状散热部28(参照图4)上,并且,能够使由开关元件产生的热高效地向突状散热部28(参照图4)传递。传递到突状散热部28(参照图4)的热向电力转换用散热区域15A扩散,进而向电动机壳体11的侧周面部11A导热而向外部散热。这里,如上所述,电力转换电路部16的轴向高度比电源用散热区域15B的高度低,因此不会与后述的电源电路部17干涉。
这样,在形成于电力转换用散热区域15A的突状散热部28的上部设置有电力转换电路部16。因此,能够将电力转换电路部16的开关元件所产生的热高效地传递到突状散热部28。并且,向突状散热部28传递的热被扩散到电力转换用散热区域15A,进而传递至电动机壳体11的侧周面部11A而向外部散热。
接着,图7表示了从电力转换电路部件16上设置有电源电路部17的状态。如图7所示,电源电路部17设置在电源用散热区域15B的上部。构成电源电路部17的电容器29和线圈30等被载置在玻璃环氧基板31上。电源电路部17也采用双重***,如图所示,形成了分别对称地由电容器29和线圈30等构成的电源电路。另外,在玻璃环氧基板31上载置有电力转换电路16的开关元件以外的电容器等电子元件。
该玻璃环氧基板31的电源用散热区域15B(参照图6)侧的面以与电源用散热区域15B接触的方式固定于端面部15。如图7所示,固定方法利用未图示的固定螺钉固定在设于基板固定凸部26的基板支承部27上的螺纹孔27S。另外,也通过未图示的固定螺钉固定在设于电源用散热区域15B(参照图6)的螺纹孔中。
另外,由于电源电路部17由玻璃环氧基板31形成,所以能够两面安装。并且,在玻璃环氧基板31的电源用散热区域15B(参照图6)侧的面上,安装有未图示的GMR元件和由其检测电路等构成的旋转相位转速检测部,并且与设置在旋转轴23(参照图5)上的旋转检测部24(参照图5)协作,以检测旋转的旋转相位和转速。
这样,玻璃环氧基板31以与电源用散热区域15B(参照图6)接触的方式固定,因此,能够使电源电路部17产生的热高效地传递至电源用散热区域15B(参照图6)。传递至电源用散热区域15B(参照图6)的热扩散并传递到电动机壳体11的侧周面部11A而向外部散热。这里,通过在玻璃环氧基板31与电源用散热区域15B(参照图6)之间夹入导热性好的粘接剂、散热脂、散热片中的任意一个,能够进一步提高导热性能。
这样,在电源用散热区15B的上部设置有电源电路部17。载置有电源电路部17的电路元件的玻璃环氧基板31的电源用散热区域15B侧的面以与电源用散热区域15B接触的方式固定于端面部15。因此,能够使电源电路部17所产生的热高效地传递至电源用散热区域15B。向电源用散热区15B传递的热扩散并传递至电动机壳体11的侧周面部11A而向外部散热。
接着,图8表示从电源电路部17之上设置有控制电路部件18的状态。如图8所示,在电源电路部17的上部设置有控制电路部18。构成控制电路部18的微型计算机32和周边电路33被载置在玻璃环氧基板34上。控制电路部18也采用双重***,如图所示,形成有彼此对称地由微型计算机32和周边电路33构成的控制电路。另外,微型计算机32和周边电路33也可以设置在玻璃环氧基板34的电源电路17侧的面上。
如图8所示,该玻璃环氧基板34以由连接器组装体13夹着的方式通过未图示的固定螺钉固定于在基板固定凸部26(参照图7)的顶部设置的螺纹孔,并且在电源电路部17(参照图7)的玻璃环氧基板31与控制电路部18的玻璃环氧基板34之间成为配置图7所示的电源电路部17的电容器29和线圈30等的空间。
接着,图9表示从控制电路部18上设置连接器组装体13的状态。如图9所示,在控制电路部18的上部设置有连接器组装体13。并且,连接器组装体13以夹入控制电路部18的方式通过固定螺钉36固定于在基板固定凸部26的顶部设置的螺纹孔。在该状态下,如图3所示,连接器组装体13与电力转换电路部16、电源电路部17、控制电路部18电连接。
在连接器组装体13的外部端子形成部13A、13B、13C的周围形成有轴向的截面为槽状的环状密封收纳部45。在该环状密封收纳部45中填充有液状密封剂,进而使在后述的金属罩12的露出孔42中形成的环状加强突出部46进入并进行收纳。因此,通过环状密封收纳部45、液状密封剂、环状加强突出部46,在金属罩12与连接器组装体13之间确保液密。
另外,金属罩12的开口端37与电动机壳体11的台阶部35卡合,在设于外周方向的固定区域中通过铆接固定而固定。如上所述,在端面部15的端周面形成的电动机壳体侧的环状台阶部35和金属罩12的开口端37以被称为“印盒卡合”或“印盒套”的方式卡合。
图10表示将安装金属罩12之前的电子控制部附近放大并剖切的状态。
在电动机壳体11的端面部15,构成电子控制部的电力转换电路部16、电源电路部17以及控制电路部18按远离端面部15的方向依次层叠的方式设置。另外,在控制电路部18的与电源电路部17相反的一侧配置有连接器组装体13。但是,电力转换电路部16、电源电路部17以及控制电路部18的配置顺序是任意的,重要的是,电子控制部配置在连接器组装体13与端面部15之间即可。
在供金属罩12的开口端37固定的端面部15的台阶部35的侧面形成有多个铆接固定部38。该铆接固定部38通过将金属罩12的壁面压入铆接凹部40并进行塑形变形而铆接来固定金属罩12,所述铆接凹部由在从在电动机壳体11的端面部15形成的环状的台阶部35朝向连接器组装体13侧沿轴向延伸的固定壁39上形成的铆接槽或铆接孔构成。
另外,在由金属罩12的开口端37和环状的台阶部35至固定壁39的壁面形成的环状空间G中,无间隙地填充有液密用的液状密封剂41。因此,在端面部15与金属罩12的开口端37之间形成有液密用的密封区域,阻止水分等浸入该密封区域。因此,水分等不浸入铆接固定部38中,能够抑制铆接固定部38的腐蚀,提高机械可靠性。进而,由于抑制水分等浸入电子控制部9,所以能够同时提高电气可靠性。
在本实施方式中,将具有规定长度的铆接凹部40分散在必要部位(3处)而形成,通过被压入该铆接凹部40的金属罩12的壁面,抑制金属罩12相对于电动机壳体11向旋转方向的移动和向旋转轴23的轴方向的移动。
在包围连接器组装体13的外部端子形成部13A、13B、13C的周围区域形成有连续的环状密封收纳部45。该环状密封收纳部45在连接器组装体13与金属罩12的底面部44对峙的状态下,在与底面部44相对的相对面47的表面上以槽状的方式形成。作为槽的形态,例如截面可采用矩形、半圆形状、圆弧状等方式。
该槽状的环状密封收纳部45是在旋转轴23的轴向上,与电动机壳体11的端面部15相反侧开放的环状槽。因此,环状槽沿着旋转轴23的轴线而形成。
另外,在该环状密封收纳部45,在组装金属罩12时,填充有用于确保液密的液状密封剂。另外,形成该环状密封收纳部45的槽的深度由形成于后述的金属罩12的露出孔42的周缘部的环状加强突出部46的长度决定。
图11、图12表示本实施方式中使用的金属罩12,该金属罩12具备侧周面部43及从该侧周面部43的一端折弯而形成的底面部44,在底面部44开设有使连接器组装体13的外部端子形成部13A、13B、13C向外部露出的露出孔42。另外,在底面部44的相反侧形成有开口端37,该开口端37与电动机壳体11的端面部15卡合。
另外,在靠近金属罩12的开口端37的区域形成有三个铆接用凹部48。通过将铆接工具压抵在该铆接用凹部48,金属罩12的壁面发生塑性变形,由图10所示的铆接固定部38进行铆接固定。
在底面部44的中央附近形成有使连接器组装体13的外部端子形成部13A、13B、13C向外部露出的露出孔42,进而,在形成露出孔42的周缘部(换言之,用于形成底面部44的露出孔42的内周端面)形成有朝向金属罩12的内侧弯折的环状加强突出部46。该环状加强突出部46能够通过对金属罩拉深加工而形成。
环状加强突出部46在将金属罩12组装到端面部15的状态下,成为沿着旋转轴23的轴线的形状,由此,沿环状密封收纳部45的槽而设置。即,形成环状密封收纳部45的槽的侧壁与环状加强突出部46为大致平行的位置关系。
另外,环状加强突出部46的轴向的长度决定为不紧贴在形成上述的环状密封收纳部45的槽的底面的长度。由此,能够对环状加强突出部46和环状密封收纳部45的轴方向的尺寸管理保持富余。进而,能够使液状密封剂介入环状加强突出部46与环状密封收纳部45的内壁面之间,能够确保液密功能。
图13是将金属罩12铆接固定在电动机壳体11的端面部15上的状态剖面的图。
在将金属罩12铆接固定在电壳体11的端面部15之前,在连接器组装体13上形成的环状密封收纳部45的内部,预先填充有液状密封剂49。并且,如果金属罩12覆盖电子控制部9而被组装,则形成在金属罩12的底面部44上的环状加强突出部46被***并收纳于在连接器组装体13形成的环状密封收纳部45。
在该状态下,通过将铆接工具压抵在金属罩12的铆接用凹部48,金属罩12的壁面发生塑性变形并由铆接固定部38(参照图10)铆接固定。此时,由铆接引起的外力有可能作用于金属罩12而使金属罩12的露出孔42附近变形,但在本实施方式中,由于形成有环状加强突出部46,因此能够特别提高露出孔42附近的机械强度,抑制露出孔42附近和金属罩12的变形。
如图13所示,环状加强突出部46与环状密封收纳部45的内壁面具有规定的间隙,被收纳在环状密封收纳部45中,因此成为在该间隙中填充液状密封剂49的状态。因此,在该部分能够确保充分的液密。另外,位于环状加强突出部46的内周侧的液状密封剂49的外表面超出金属罩12的底面44的面,与厚度(t)对应地被多余地填充。
由此,由于在收纳于环状密封收纳部45内部的环状加强突出部46的壁面与液状密封剂49之间未形成“凹陷”,所以来自外部的水分会流向底面壁44,能够抑制环状加强突出部46的腐蚀。特别是如果有盐水等的浸入水,则会促进腐蚀,但通过采用这样的结构,能够抑制腐蚀。
另外,由于在形成于金属罩12的底面部44的露出孔42的周缘部形成有环状加强突出部46,因此能够提高露出孔42周围的机械强度。由此,在金属罩的组装工序和实际的使用过程中,即使在金属罩12上施加外力,也能够抑制露出孔42的周边部附近的变形和金属罩12的变形。
例如,如上所述,将金属罩12铆接固定在电动机壳体11的端面部15上,但产生了伴随该铆接作业的外力作用于金属罩12的露出孔42而使露出孔42的周围区域变形的现象,但通过形成上述环状加强突出部46,能够避免露出孔42的周围区域变形的现象。
这样,在形成于金属罩12的底面部44的露出孔42的周缘部,形成了被收纳于在连接器组装体13的外部端子形成部13A、13B、13C周围形成的环状密封收纳部45中的环状加强突出部46,因此能够提高露出孔42的周边区域的机械强度,抑制金属罩12的变形。
另外,在本实施方式中,环状加强突出部46是将金属罩12拉深形成而制成的,但是也可以用焊接、锻造等固定方式将分体的加强突出部固定形成于金属罩12的底面部44。另外,环状加强突出部46与露出孔42一起形成,但也可以在露出孔42的外周侧形成沿着环状密封收纳部45的形状的环状加强突出部。
在此,填充在金属罩12与端面部15之间、以及金属罩12与连接器组装体13之间的液密用的液状密封剂41、49使用具有粘接性的合成树脂,在本实施方式中,使用常温硬化或加热硬化的硅橡胶系的弹性粘接剂。该硅橡胶系的弹性粘接剂具有吸收外部振动、冲击等应力,且应力难以集中在粘接界面上的性质。因此,像电动助力转向装置那样振动、冲击等作用的情况下,有可能导致粘接界面剥落而丧失液密功能,但通过使用硅橡胶系的弹性粘接剂,能够减少液密功能丧失的可能性。
另外,在本实施方式中,由于用具有粘接性的液状密封剂41、49进行密封,所以能够省略以往使用的液密用O型环。该液状密封剂41、49也可以是具备粘接功能的液状密封剂(FIPG:FORMMED IN PLACE GASKET),可以使用由常温硬化或加热硬化的材料制成的液状密封剂。
由此,能够防止水分从形成在金属罩12的底面部44的露出孔42的环状加强突出部46和连接器组装体13的环状密封收纳部45的对合部附近浸入到内部。同样地,能够防止水分从金属罩12的开口端37和电动机壳体11的端面部15的段部35的卡合部附近浸入内部。
如上所述,本发明的特征在于具有:电动机壳体,其收纳有驱动机械类控制元件的电动机;电子控制部,其设置在与电动机的旋转轴的输出部相反的一侧的电动机壳体的端面部;连接器组装体,其设置在电子控制部的与电动机壳体的端面部相反的一侧;金属罩,其从外侧覆盖电子控制部,并具有:使外部端子形成部向外部露出的露出孔、具有在露出孔的周缘部形成的环状加强突出部的底面部、从底面部弯折且形成有固定于电动机壳体的端面部的开口的侧周面部。
由此,由于在形成于金属罩的底面部的露出孔的周缘部形成有环状加强突出部,所以能够提高露出孔周边区域的机械强度,能够抑制金属罩的变形。
另外,本发明不限于上述实施例,包含各种变形例。例如,上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的,本发明不一定限定于具备所说明的全部结构的实施例。另外,可以将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构,并且也可以在某个实施例的结构中加入其他实施例的结构。另外,各实施例的结构的一部分可以追加、删除、置换其他的结构。
作为基于以上说明的实施方式的电动驱动装置,例如考虑以下说明的方式。
即,该电动驱动装置在一方式中,具有:电动机壳体,其收纳有驱动机械类控制元件的电动机;电子控制部,其设置在与所述电动机的旋转轴的输出部相反的一侧的所述电动机壳体的端面部;连接器组装体,其设置在所述电子控制部的与所述电动机壳体的所述端面部相反的一侧;金属罩,其从外侧覆盖所述电子控制部,并具有:使外部端子形成部向外部露出的露出孔、具有在所述露出孔的周缘部形成的环状加强突出部的底面部、从所述底面部弯折且形成有固定于所述电动机壳体的所述端面部的开口的侧周面部。
在所述电动驱动装置的优选的方式中,所述环状加强突出部是将形成所述露出孔的所述底面部弯折而形成的。
在另一优选方式中,在所述电动驱动装置的任一方面,所述环状加强突出部形成于所述外部端子形成部的周围,收纳于填充有液状密封剂的环状密封收纳部。
在另一优选方式中,在所述电动驱动装置的任一方式中,通过向形成于所述电动机壳体的所述端面部的铆接凹部压入所述金属罩的壁面并铆接,而将所述金属罩固定于所述端面部。
在另一优选方式中,在所述电动驱动装置的任一方式中,所述环状密封收纳部的所述旋转轴的轴向截面为槽状,所述环状加强突出部以与所述环状密封收纳部的内壁面具有规定的间隙地被收纳于所述环状密封收纳部,并且在规定的所述间隙填充有所述液状密封剂。
在另一优选方式中,在所述电动驱动装置的任一方式中,位于所述环状加强突出部的内周侧的所述液状密封剂以使其外表面超出所述金属罩的所述底面部的面的方式进行填充。
在另一优选方式中,在所述电动驱动装置的任一方式中,在所述电动机壳体的所述端面部与所述金属罩的所述开口之间填充并形成有所述液状密封剂。
另外,作为基于上述实施方式的电动助力转向装置,考虑例如以下所示的方式。
即,该电动助力转向装置具有:电动机,其基于检测转向轴的转动方向和转动扭矩的扭矩传感器的输出对转向轴提供转向辅助力;电动机壳体,其收纳有所述电动机;电子控制部,其设置于与所述电动机的旋转轴的输出部相反的一侧的所述电动机壳体的端面部;连接器组装体,其设置在所述电子控制部的与所述电动机壳体的所述端面部相反的一侧;金属罩,其从外侧覆盖所述电子控制部,并具有使外部端子形成部向外部露出的露出孔、具有在所述露出孔的周缘部形成的环状加强突出部的底面部、从所述底面部弯折并形成有固定于所述电动机壳体的所述端面部的开口的侧周面部。
在所述电动助力转向装置的优选的方式中,所述环状加强突出部是将形成所述露出孔的所述底面部弯折而形成的。
在另一优选方式中,在所述电动助力转向装置的任一方式中,所述环状加强突出部形成在所述外部端子形成部的周围,收纳于填充有液状密封部的环状密封收纳部。
在另一优选方式中,在所述电动助力转向装置的任一方式中,通过向在形成于所述电动机壳体的所述端面部的铆接凹部压入所述金属罩的壁面并铆接,而将所述金属罩固定于所述端面部。
在另一优选方式中,在所述电动助力转向装置的任一方式中,所述环状密封收纳部的所述旋转轴的轴向截面为槽状,所述环状加强突出部以与所述环状密封收纳部的内壁面具有规定的间隙地被收纳于所述环状密封收纳部,并且在规定的所述间隙填充有所述液状密封剂。
在另一优选方式中,在所述电动助力转向装置的任一方式中,位于所述环状加强突出部的内周侧的所述液状密封剂以使其外表面超出所述金属罩的所述底面部的面的方式进行填充。
在另一优选方式中,在所述电动助力转向装置的任一方式中,在所述电动机壳体的所述端面部与所述金属罩的所述开口之间填充并形成有所述液状密封剂。
Claims (14)
1.一种电动驱动装置,其特征在于,具有:
电动机壳体,其收纳有驱动机械类控制元件的电动机;
电子控制部,其设置在与所述电动机的旋转轴的输出部相反的一侧的所述电动机壳体的端面部;
连接器组装体,其设置在所述电子控制部的与所述电动机壳体的所述端面部相反的一侧;
金属罩,其从外侧覆盖所述电子控制部,并具有:使外部端子形成部向外部露出的露出孔、具有在所述露出孔的周缘部形成的环状加强突出部的底面部、从所述底面部弯折且形成有固定于所述电动机壳体的所述端面部的开口的侧周面部。
2.如权利要求1所述的电动驱动装置,其特征在于,
所述环状加强突出部是将形成所述露出孔的所述底面部弯折而形成的。
3.如权利要求2所述的电动驱动装置,其特征在于,
所述环状加强突出部形成于所述外部端子形成部的周围,收纳于填充有液状密封剂的环状密封收纳部。
4.如权利要求3所述的电动驱动装置,其特征在于,
通过向形成于所述电动机壳体的所述端面部的铆接凹部压入所述金属罩的壁面并铆接,而将所述金属罩固定于所述端面部。
5.如权利要求4所述的电动驱动装置,其特征在于,
所述环状密封收纳部的所述旋转轴的轴向截面为槽状,所述环状加强突出部以与所述环状密封收纳部的内壁面具有规定的间隙地被收纳于所述环状密封收纳部,并且在规定的所述间隙填充有所述液状密封剂。
6.如权利要求5所述的电动驱动装置,其特征在于,
位于所述环状加强突出部的内周侧的所述液状密封剂以使其外表面超出所述金属罩的所述底面部的面的方式进行填充。
7.如权利要求3~6中任一项所述的电动驱动装置,其特征在于,
在所述电动机壳体的所述端面部与所述金属罩的所述开口之间填充并形成有所述液状密封剂。
8.一种电动助力转向装置,其特征在于,具有:
电动机,其基于检测转向轴的转动方向和转动扭矩的扭矩传感器的输出对转向轴提供转向辅助力;
电动机壳体,其收纳有所述电动机;
电子控制部,其设置于与所述电动机的旋转轴的输出部相反的一侧的所述电动机壳体的端面部;
连接器组装体,其设置在所述电子控制部的与所述电动机壳体的所述端面部相反的一侧;
金属罩,其从外侧覆盖所述电子控制部,并具有使外部端子形成部向外部露出的露出孔、具有在所述露出孔的周缘部形成的环状加强突出部的底面部、从所述底面部弯折并形成有固定于所述电动机壳体的所述端面部的开口的侧周面部。
9.如权利要求8所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述环状加强突出部是将形成所述露出孔的所述底面部弯折而形成的。
10.如权利要求9所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述环状加强突出部形成在所述外部端子形成部的周围,收纳于填充有液状密封部的环状密封收纳部。
11.如权利要求10所述的电动助力转向装置,其特征在于,
通过向在形成于所述电动机壳体的所述端面部的铆接凹部压入所述金属罩的壁面并铆接,而将所述金属罩固定于所述端面部。
12.如权利要求11所述的电动助力转向装置,其特征在于,
所述环状密封收纳部的所述旋转轴的轴向截面为槽状,所述环状加强突出部以与所述环状密封收纳部的内壁面具有规定的间隙地被收纳于所述环状密封收纳部,并且在规定的所述间隙填充有所述液状密封剂。
13.如权利要求12所述的电动助力转向装置,其特征在于,
位于所述环状加强突出部的内周侧的所述液状密封剂以使其外表面超出所述金属罩的所述底面部的面的方式进行填充。
14.如权利要求10~13中任一项所述的电动助力转向装置,其特征在于,
在所述电动机壳体的所述端面部与所述金属罩的所述开口之间填充并形成有所述液状密封剂。
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