JP2008222165A - Motor for electric power steering system and electric power steering system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生して、ウォームギヤ機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that generates an auxiliary steering torque from an electric motor in accordance with a steering torque applied to a steering wheel, decelerates the worm gear mechanism, and transmits it to an output shaft of the steering mechanism.
近年、自動車用操舵系では、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置(EPS:Electric Power Steering system)の開発が進められている。このようなEPSでは、その構成上、異物噛み込み、水浸入による凍結等により、メカロックする場合がある。例えば、下記特許文献1には、マグネット破損による異物噛み込み防止のため、マグネットカバーを取り付けに関する技術が開示されている。
しかし、水浸入による凍結ロック防止構造としては、厳重な防水シール構造に頼るだけであり、経年変化や外的要因など何らかの異常によりシール性能が低下し、モータ内部に水が浸入した場合、凍結ロックに至る可能性があった。 However, as the structure to prevent freeze lock due to water intrusion, it only relies on a strict waterproof seal structure, and if the seal performance deteriorates due to some abnormality such as aging or external factors, and water enters the motor, There was a possibility of reaching.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、水浸入を迅速に検知することにより凍結ロックを防止することができる電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor for an electric power steering device and an electric power steering device that can prevent freeze lock by quickly detecting water intrusion. .
上記目的を達成するため、本発明に係る電動パワーステアリング装置用モータは、電動モータが内蔵されるケーシングと、上記ケーシングの内側に設けられ水の浸入を検出する水検出センサと、を備えたものである。 In order to achieve the above object, a motor for an electric power steering apparatus according to the present invention includes a casing in which an electric motor is built, and a water detection sensor that is provided inside the casing and detects water intrusion. It is.
このように、水検出センサの出力を監視することにより、モータ内部への水の浸入を検出することができ、ドライバー(ユーザ)は凍結ロックを事前に防止することが可能となる。 Thus, by monitoring the output of the water detection sensor, water intrusion into the motor can be detected, and the driver (user) can prevent the freeze lock in advance.
上記ケーシングは、一端に開口を有する有底円筒状のボディと、該ボディの開口を閉塞する蓋体とを有し、上記水検出センサは、上記ボディと上記蓋体との接合部の近傍に設置される。このように、水が浸入しやすいボディと蓋体との接合部にて水を検知することにより、水浸入を容易に検知することが可能となる。 The casing has a bottomed cylindrical body having an opening at one end and a lid that closes the opening of the body, and the water detection sensor is located in the vicinity of the joint between the body and the lid. Installed. In this way, it is possible to easily detect water intrusion by detecting water at the joint between the body and the lid, which is likely to enter water.
上記ケーシングは、一端に開口を有する有底円筒状のボディと、該ボディの開口をシール部材を介して閉塞する蓋体とを有し、上記水検出センサは、上記シール部材よりも内側であって、該シール部材の近傍に設置される。このように、水検出センサをシール部材に近接して設置することにより、シール部材の経年変化等による水の浸入を迅速に検知することが可能となる。 The casing has a bottomed cylindrical body having an opening at one end, and a lid that closes the opening of the body via a seal member, and the water detection sensor is on the inner side of the seal member. And installed in the vicinity of the seal member. As described above, by installing the water detection sensor close to the seal member, it is possible to quickly detect water intrusion due to secular change or the like of the seal member.
上記水検出センサは、上記ケーシング内部の最下部領域に位置して設けられている。このように、重力方向でモータ内の最下部にて水を検知することにより、水浸入を容易に検知することが可能となる。 The water detection sensor is provided in a lowermost region inside the casing. Thus, it is possible to easily detect water intrusion by detecting water at the lowest part in the motor in the direction of gravity.
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、上記の電動パワーステアリング装置用モータを備え、上記水検出センサからの出力を受け付けると共に、上記水検出センサが水を検知した場合、警報出力を行なう制御部を備えたものである。 In addition, an electric power steering apparatus according to the present invention includes the motor for the electric power steering apparatus described above, receives an output from the water detection sensor, and outputs a warning when the water detection sensor detects water. It has a part.
かかる構成により、何らかの異常によりモータ内部に水が浸入した段階で、ドライバーはその異常を知ることができ、点検を受けることによりモータの凍結ロックを事前に防止することができる。警報としては、車内に警報ランプを点灯させる等とすることができる。 With this configuration, the driver can know the abnormality when water has entered the motor due to some abnormality and can prevent the motor from being locked in advance by undergoing inspection. As an alarm, an alarm lamp can be turned on in the vehicle.
上述したように、本発明の電動パワーステアリング装置用モータもしくは電動パワーステアリング装置によれば、何らかの異常によりモータ内部に水が浸入した段階で、ドライバーはその異常を知ることができ、点検を受けることにより、モータの凍結ロックを事前に防止することができる。 As described above, according to the motor for an electric power steering apparatus or the electric power steering apparatus of the present invention, when water enters the motor due to some abnormality, the driver can know the abnormality and be inspected. Thus, it is possible to prevent the motor from being locked in advance.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置(ピニオンアシストタイプEPS)100を示す模式図である。この電動パワーステアリング装置100は、ハンドル102に連結されたステアリング軸103を有し、このステアリング軸103の下端部には、ラック・ピニオン機構106が連結されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric power steering device (pinion assist type EPS) 100 according to the present embodiment. The electric
ラック・ピニオン機構106は、車幅方向と並行に配置されたラック軸107と、ラック軸107に対して斜め方向に支承されるピニオン軸108とから構成される。ドライバーによるハンドルの回転操作に応じたステアリング軸103の回転運動がラック軸107の直線往復運動に変換され、これによりラック軸の両側に取り付けられる車輪114が転舵される。
The rack and
一方、ステアリング軸103には、ドライバーによるハンドル102の回転操作により発生した操舵トルクを検出するトルクセンサ109が設けられると共に、減速ギア(連結部110)を介して操舵補助用の電動モータ111が結合されている。
On the other hand, the
そしてトルクセンサ109のセンサ出力(トルク信号)がECU(Electronic Control Unit:電子制御装置、制御部)113に与えられ、ECU113は、トルク信号に基づいて電動モータ111を駆動し、これによりドライバーの操舵をアシストするような操舵補助力をステアリング軸103に発生させる。
The sensor output (torque signal) of the
図2に電動モータ111の外観図、図3にその断面図を示す。また、図4に、水検出センサ近傍の部分拡大図、図5に、図4のI−I断面図を示す。このピニオンアシストタイプEPS100ではモータが車室外にあるため、電動モータ111は防水モータ構造となっている。即ち、電動モータ111は、有底円筒状のボディ50aと、このボディ50aの開口をOリング(シール部材)50cを介して閉塞するモータフランジ(蓋体)50bとからなる防水ケーシング(ケース、容器)50を有する。このOリング50cは、例えば、ボディ50aとモータフランジ50bとの接合部(嵌め込み部)に設けられた凹部(溝)内に配置されている。Oリング50cの径や溝の深さを適宜調整することで、防水ケーシング50内の密閉性を向上させることができる。このように、電動モータ111は、容器となるボディ50aとモータフランジ50bとが一体化しているとともに、ボディ50aの開口側がモータフランジ50bで閉塞され、容器内に密閉空間が形成されている。
FIG. 2 is an external view of the
このモータフランジ50bからは、ロータ軸14が突出されている。また、ボディ50aの開口側には、その断面が略L字型に屈曲されたフロントブラケット部が設けられている(図3参照)。なお、このフロントブラケット部と円板状のモータフランジ50bをボルト等によって固定してもよい。また、このモータフランジ50bは、変速機構部である減速ギアとの連結の役目を有しており、変速機構部を収納する容器となるギヤハウジングに形成された環状の連結部110(図1参照)に連結されている。
The
防水ケーシング50内に内蔵されるモータ機構に限定はないが、以下にその構成を説明する。図3に示すように、前述のロータ軸14は、防水ケーシング50の上面および底面に設けられた軸受20によって支持されており、防水ケーシング50の内部ではロータ22のロータコア23に嵌合している。ロータコア23の外周面に永久磁石25が配設されている。
Although there is no limitation in the motor mechanism incorporated in the
また、防水ケーシング50の内周面には、ステータ24が取り付けられており、このステータ24は、永久磁石25と一定の間隙を保って対向している。ステータ24には、ステータコイルが巻き付けられている。
A
このステータ24とロータ22との間で磁界の変化を起こすことで、両者は相対回転(実質的には、ロータ22が回転)し、ロータ軸14を介して、この回転駆動力を外部(例えば、ギヤボックス)へ出力することができる。
By causing a change in the magnetic field between the
ここで、本実施の形態においては、防水ケーシング50のボディ50aとモータフランジ50bの接合部近傍に水検出センサ55が設置されている。また、防水ケーシング50内部には、Oリング50cよりも内側であって、このOリング50cに近接して水検出センサ55が設置されている。
Here, in the present embodiment, the
水検出センサ55の出力はECU113(図1参照)に入力され、ECU113は水検出センサ55が水を検出した場合に表示装置115に警告を表示する。表示装置115は車内のインパネに設置され、警報ランプや音声等により警報を発する。
The output of the
このように、本実施の形態によれば、防水ケーシング50のボディ50aとモータフランジ50bの接合部近傍に水検出センサ55を設けたので、水の浸入を検知することができる。当該接合部は、水の浸入経路(図4参照)であるため、水検知を迅速、効率的に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
また、Oリング50cの近傍に水検査センサ55を設けたので、Oリング50cの経年変化や外的要因によりシール機能が低下した場合においても、水検知を迅速、効率的に行うことができる。
Further, since the
この水検知(警告表示)がなされた場合には、電動モータ111を点検し、例えば、Oリング50cの劣化などが原因であれば、Oリング50cを取り替える。また、防水ケーシング50自身の破損等が原因であれば、ケースごと取り替えるなどの対策を取る。
When this water detection (warning display) is made, the
次いで、水検出センサ55の取り付け位置について説明する。水検出センサ55は、電動モータ111をステアリング軸103に取り付ける際、防水ケーシング50の内部の最下部領域に位置して設けられることが望ましい。
Next, the attachment position of the
図6は、ステアリング軸103と電動モータ111内の水検出センサ55との位置関係を模式的に示した図である。図6(A)に示すように、鉛直方向(垂直方向)に対して電動モータ(ロータ軸14)111が角度θ(≦90°)傾斜した状態で取り付けられる場合には、モータフランジ50b側の水検出センサ55が下側となるよう電動モータ111を取り付ける。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the positional relationship between the
このように、水検出センサ55を防水ケーシング50の最下部領域に位置するよう配置することで、防水ケーシング50内への水の浸入を的確に検知することができる。
In this manner, by arranging the
よって、例えば、図6(B)に示すように、鉛直方向(垂直方向)に対して電動モータ(ロータ軸14)111が角度θ(>90°)傾斜した状態で取り付けられる場合には、水検出センサ55を電動モータ111のボディ50aの底部に取り付けることが望ましい。
Therefore, for example, as shown in FIG. 6B, when the electric motor (rotor shaft 14) 111 is attached at an angle θ (> 90 °) with respect to the vertical direction (vertical direction), It is desirable to attach the
なお、電動モータ111の取り付け角度は、必ずしも斜めである必要はなく、軸構成に対応して種々の変更が可能である。要は、水検出センサ55を防水ケーシング50の鉛直方向の最下部領域に位置して設けることが重要である。
Note that the mounting angle of the
このように、水検出センサ55を電動モータ111の取り付け時において防水ケーシング50の鉛直方向の最下部領域に位置するよう配置することにより、水検出センサ55から離れた部分から水が浸入した場合でも、水浸入を容易に検知することができる。
As described above, the
なお、水検出センサ55の使用個数は1個に限られず、複数個用いてもよい。また、取り付け位置も、主たる水の浸入経路となるボディ50aとモータフランジ50bの接合部近傍と、防水ケーシング50の最下部領域にそれぞれ設けてもよい(図6(C))。この場合、一方は、ボディ50aの上側に設けてもよい。
The number of
また、水検出センサ55により検出可能な水量は、凍結ロックに至るのに必要な一定量以上の水量であればよい。かかる設定により、頻繁な警告表示を防止できる。
Further, the amount of water that can be detected by the
また、電動モータ111は、上記構成のものに限られず、例えば、ブラシモータ、ブラシレスモータのいずれに対しても適用できる。また、水検出センサとしては、例えば、レーザ光やLED(Light Emitting Diode)を用いた光学式の水検出センサなどを使用できる。
Further, the
14…ロータ軸、20…軸受、22…ロータ、23…ロータコア、24…ステータ、25…永久磁石、50…防水ケーシング、50a…ボディ、50b…モータフランジ、50c…Oリング、100…電動パワーステアリング装置、102…ハンドル、103…ステアリング軸、106…ラック・ピニオン機構、107…ラック軸、108…ピニオン軸、109…トルクセンサ、110…連結部、111…電動モータ、113…ECU、114…車輪、115…表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ケーシングの内側に設けられ水の浸入を検出する水検出センサと、
を備えた電動パワーステアリング装置用モータ。 A casing with a built-in electric motor;
A water detection sensor that is provided inside the casing and detects water ingress;
A motor for an electric power steering apparatus.
前記水検出センサは、前記ボディと前記蓋体との接合部の近傍に設置される、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。 The casing has a bottomed cylindrical body having an opening at one end, and a lid for closing the opening of the body,
The motor for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the water detection sensor is installed in the vicinity of a joint portion between the body and the lid.
前記水検出センサは、前記シール部材よりも内側であって、該シール部材の近傍に設置される、請求項1又2に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。 The casing has a bottomed cylindrical body having an opening at one end, and a lid that closes the opening of the body via a seal member;
3. The motor for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the water detection sensor is installed inside the seal member and in the vicinity of the seal member. 4.
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