JP2009241787A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus.
車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置は、電動モータによって運転者の操舵を補助するようになっている。すなわち、各種のセンサ等によって操舵部材の操舵状態等が検出され、この検出値に基づいて制御装置が電動モータを制御することで、転舵機構に操舵補助力が付与される。
電動パワーステアリング装置用の電磁型倍力装置として、電動モータを操舵軸の同軸上に配置し、電磁型倍力装置のケース内に制御回路を配置することが提案されている(例えば特許文献1を参照)。
As an electromagnetic booster for an electric power steering apparatus, it has been proposed to arrange an electric motor on the same axis as the steering shaft and to arrange a control circuit in the case of the electromagnetic booster (for example, Patent Document 1). See).
特許文献1では、トルクセンサ、制御装置および電動モータがこの順で配置されており、トルクセンサは、電動モータおよび制御装置から、操舵軸の軸方向に関して離隔した位置に配置されている。このため、操舵軸の軸方向に大型化するという問題がある。
本発明は、かかる背景のもとになされたものであり、小型で、車両への搭載性に良い車両用操舵装置を提供することを目的とする。
In
The present invention has been made based on such a background, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that is small in size and has good mountability on a vehicle.
上記目的を達成するため、本発明は、操舵力を得るための電動モータ(18)と、操舵状態を検出するための操舵状態検出センサ(11;11A;11B;11C)と、操舵状態検出センサからの検出信号に基づいて電動モータの駆動を制御する制御装置(12)とを備え、上記電動モータは、操舵部材(2)に連動して回転する操舵軸(6)とは同軸に且つ同行回転可能に設けられたロータ(19;19A)と、ロータとは対向するステータ(20)と、ロータおよびステータが収容されたモータ室(22)を区画するモータハウジング(25)とを含み、上記モータハウジングを含む一体のハウジング(H)に、制御装置が収容された収容室(21)が形成されており、上記一体のハウジング内に、操舵状態検出センサが収容されており、操舵軸の軸方向(X1)に関して、操舵状態検出センサの少なくとも一部が、収容室およびモータ室の少なくとも一方の一部とは同じ位置に配置されていることを特徴とするものである。 To achieve the above object, the present invention provides an electric motor (18) for obtaining a steering force, a steering state detection sensor (11; 11A; 11B; 11C) for detecting a steering state, and a steering state detection sensor. And a control device (12) for controlling the driving of the electric motor based on the detection signal from the motor, the electric motor being coaxial with the steering shaft (6) rotating in conjunction with the steering member (2). A rotor (19; 19A) provided rotatably, a stator (20) opposed to the rotor, and a motor housing (25) defining a motor chamber (22) in which the rotor and the stator are accommodated, and A housing (21) in which a control device is housed is formed in an integral housing (H) including a motor housing, and a steering state detection sensor is accommodated in the integral housing. With respect to the axial direction (X1) of the steering shaft, at least a portion of the steering state detecting sensor and the at least one of a portion of the accommodating chamber and the motor chamber and is characterized in that it is arranged in the same position.
本発明によれば、モータハウジングを含む一体のハウジング内に、制御装置および操舵状態検出センサが収容されるので、小型化および構造の簡素化を実現でき、製造コストを安くすることができる。特に、操舵軸の軸方向の位置に関して、操舵状態検出センサの少なくとも一部と、制御装置の収容室およびモータ室の少なくとも一方の一部とが重なるように配置されているので、操舵軸の軸方向に関して一層の小型化を達成でき、その結果、車両へ搭載し易くなる。また、電動モータ、操舵状態検出センサおよび制御装置を互いに近接して配置できるので、これらの間を接続する信号線の配線長を短くでき、電磁ノイズを低減することができる。 According to the present invention, since the control device and the steering state detection sensor are accommodated in an integral housing including the motor housing, it is possible to realize downsizing and simplification of the structure, and to reduce the manufacturing cost. In particular, with respect to the position of the steering shaft in the axial direction, at least a part of the steering state detection sensor and at least one part of the storage chamber and the motor chamber of the control device are arranged so as to overlap each other. Further downsizing can be achieved with respect to the direction, and as a result, it can be easily mounted on a vehicle. Further, since the electric motor, the steering state detection sensor, and the control device can be arranged close to each other, the wiring length of the signal line connecting them can be shortened, and electromagnetic noise can be reduced.
操舵状態検出センサとしては、操舵トルクを検出するトルクセンサ、操舵角を検出する操舵角センサを例示することができる。
また、上記操舵軸の軸方向に関して、収容室はモータ室の上方に配置され、上記操舵状態検出センサは、収容室およびモータ室に跨がるように配置されている場合がある(請求項2)。この場合、操舵軸の軸方向に関して、格段の小型化を達成することができる。また、トルクセンサおよび制御装置の間や、電動モータおよび制御装置の間を内部配線のみで接続することも可能である。
Examples of the steering state detection sensor include a torque sensor that detects a steering torque and a steering angle sensor that detects a steering angle.
Further, with respect to the axial direction of the steering shaft, the storage chamber may be disposed above the motor chamber, and the steering state detection sensor may be disposed so as to straddle the storage chamber and the motor chamber. ). In this case, a significant reduction in size can be achieved with respect to the axial direction of the steering shaft. It is also possible to connect the torque sensor and the control device or between the electric motor and the control device only with internal wiring.
また、上記操舵軸の軸方向に関して、収容室はモータ室の上方に配置され、上記操舵状態検出センサはモータ室内に配置されている場合がある(請求項3)。この場合、操舵状態検出センサをモータ室内に配置するので、小型化を達成することができる。
また、上記操舵軸の軸方向に関して、収容室はモータ室の上方に配置され、上記操舵状態検出センサは、制御装置の収容室内に配置されている場合がある(請求項4)。この場合、操舵状態検出センサを制御装置の収容室内に配置するので、小型化を達成することができる。
Further, with respect to the axial direction of the steering shaft, the storage chamber may be disposed above the motor chamber, and the steering state detection sensor may be disposed in the motor chamber. In this case, since the steering state detection sensor is arranged in the motor chamber, it is possible to achieve downsizing.
Further, the storage chamber may be disposed above the motor chamber with respect to the axial direction of the steering shaft, and the steering state detection sensor may be disposed in the storage chamber of the control device. In this case, since the steering state detection sensor is disposed in the storage chamber of the control device, it is possible to achieve downsizing.
また、上記操舵軸の軸方向に関して、収容室はモータ室の下方に配置され、上記操舵状態検出センサの少なくとも一部は、モータ室内に配置されている場合がある(請求項5)。この場合、操舵状態検出センサの少なくとも一部がモータ室内に配置されているので、小型化を達成することができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
Further, with respect to the axial direction of the steering shaft, the storage chamber may be disposed below the motor chamber, and at least a part of the steering state detection sensor may be disposed in the motor chamber. In this case, since at least a part of the steering state detection sensor is disposed in the motor chamber, it is possible to achieve downsizing.
In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイールからなる操舵部材2と、操舵部材2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。操舵部材2と転舵機構4とは、操舵軸としてのステアリングシャフト6および操舵軸としての中間軸7を介して機械的に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric
Referring to FIG. 1, an electric
本実施の形態では、操舵補助機構5がステアリングシャフト6にアシスト力(操舵補助力)を与える例に則して説明するが、本発明を、操舵補助機構5が上記の中間軸7にアシスト力を与える構造や、後述する操舵軸としてのピニオン軸13にアシスト力を与える構造に適用することが可能である。
ステアリングシャフト6は、直線状に延びている。また、ステアリングシャフト6は、操舵部材2に連結された入力軸8と、中間軸7に自在継手を介して連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、操舵部材2に一定値以上の操舵トルクが入力されると、入力軸8および出力軸9は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。
In the present embodiment, the
The
ステアリングシャフト6の周囲に配置された操舵状態検出センサとしてのトルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、操舵部材2に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ11のトルク検出結果は、制御装置としてのECU12(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)に入力される。また、車速センサ(図示せず)からの車速検出結果がECU12に入力される。中間軸7は、ステアリングシャフト6と転舵機構4とを連結している。
A
転舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示せず)を介して転舵輪3が連結されている。
ピニオン軸13は、自在継手を介して中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、操舵部材2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端(図1では下端)には、ピニオン16が連結されている。
The steered
The
ラック軸14は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の途中部には、上記ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることで、転舵輪3を転舵することができる。
The
操舵部材2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵軸としてのステアリングシャフト6と同軸に配置された操舵補助用の電動モータ18を含む。電動モータ18は、出力軸9とは同行回転可能に連結されたロータ19と、ロータ19の周囲を取り囲む環状のステータ20とを備えている。
When the
The
電動モータ18が出力軸9を回転駆動すると、その回転が中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によって出力軸9を回転駆動することで、転舵輪3が転舵されるようになっている。
電動モータ18は、ECU12によって制御される。ECU12は、トルクセンサ11からのトルク検出結果および図示しない車速センサからの車速検出結果等に基づいて電動モータ18を制御する。具体的には、ECU12では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ18の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。
When the
The
本実施の形態の特徴とするところは、電動モータ18のモータハウジング25を含む一体のハウジングH内に、制御装置としてのECU12、および操舵状態検出センサとしてのトルクセンサ11が収容されている点にある。また、操舵軸としてのステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、トルクセンサ11が、ECU12が収容された収容室21およびモータ室22に跨がるように配置されている点にある。
A feature of the present embodiment is that an
本実施の形態では、トルクセンサ11が、ECU12の収容室21およびモータ室22に跨がる態様に則して説明するが、本発明としては、操舵軸(ステアリングシャフト6、中間軸7、ピニオン軸13の何れであってもよい)の軸方向に関して、操舵状態検出センサ(トルクセンサ11であってもよいし、操舵角センサであってもよい)の少なくとも一部と、ECU12の収容室21およびモータ室22の少なくとも一方の一部とが、同じ位置に配置されていればよい。
In the present embodiment, the
上記の一体のハウジングHは、第1のハウジング23、第2のハウジング24およびモータハウジング本体26を組み合わせて構成されている。互いに接触する(例えば互いの端面を突き合わせた状態、或いは互いの端部を嵌合させた状態である)第1のハウジング23および第2のハウジング24によって、収容室21を区画するハウジングが構成されている。
The integral housing H is configured by combining the
すなわち、ECU12を収容するためのハウジングを構成する第1のハウジング23および第2のハウジング24は互いに接触しており(直接に係合しており)、両ハウジング23,24の間に、別のハウジングが介在していない。これにより、格段の小型化が図られている。
一方、電動モータ18のモータハウジング25は、筒状のモータハウジング本体26と上記の第1のハウジング23とにより構成されている。具体的には、ECU12を収容するためのハウジングの一部である第1のハウジング23が、電動モータ12のモータハウジング25の少なくとも一部とは単一の材料で一体に形成されている。換言すると、モータハウジング25の少なくとも一部と、ECU12を収容するためのハウジングの一部とが兼用されている。モータハウジング本体26と第1のハウジング23とによって、ロータ19およびステータ20が収容されたモータ室22が区画されている。
That is, the
On the other hand, the
また、上記のトルクセンサ11が収容された筒状のセンサハウジング27が、収容室21内を貫通してモータ室22内まで延びている。これにより、上述したように、操舵軸としてのステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、トルクセンサ11が、ECU12の収容室21およびモータ室22に跨がるように配置されている
図2を参照して、モータハウジング25の一部である第1のハウジング23は、例えば四角環状をなす外周壁92と、底壁としての仕切り壁77とを有している。第1のハウジング23と組み合わされる第2のハウジング24は、例えば四角環状をなす外周壁28、天壁29とを有している。
A
ステアリングシャフト6は、筒状のアッパーシャフト31、筒状のロアーシャフト32、上記の入力軸8および出力軸9を同軸上に並べて構成されている。ロアーシャフト32の一部は、アッパーシャフト31の内部に嵌合しており、アッパーシャフト31およびロアーシャフト32は同行回転可能に連結されている。
入力軸8の一部は、出力軸9の内部に嵌合しており、入力軸8および出力軸9は、両軸8,9の内部を挿通するトーションバー10を介して相対回転可能に連結されている。
The steering
A part of the
具体的には、トーションバー10の一端および入力軸8は、連結部材33によって、同行回転可能に連結されている。連結部材33としては、トーションバー10の上記一端および入力軸8を径方向に貫通するピンを用いることができる。
トーションバー10の他端および出力軸9は、連結部材34によって、同行回転可能に連結されている。連結部材34としては、トーションバー10の上記他端および出力軸9を径方向に貫通するピンを用いることができる。
Specifically, one end of the
The other end of the
また、入力軸8の一部は、ロアーシャフト32の内部に嵌合しており、ロアーシャフト32および入力軸8は、上記の連結部材33によって同行回転可能に連結されている。すなわち、ロアーシャフト32、入力軸8およびトーションバー10の上記一端は、共通の連結部材33によって連結されている。
入力軸8および出力軸9の嵌合部の周囲には、上記のトルクセンサ11が配置されている。トルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転量に応じて変化する磁気抵抗に基づき操舵部材2に入力されたトルクを検出する。トルクセンサ11を収容した筒状のセンサハウジング27が、ECU12の収容室21を挿通し、モータ室22内に進入している。センサハウジング27の一部は、電動モータ18のロータ19の径方向内方に配置されており、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、ハウジングHが小型にされている。
A part of the
The
上記のステアリングシャフト6は、複数の軸受35,36,37,38を介して、ステアリングコラム39によって回転可能に支持されている。具体的には、ステアリングコラム39は、筒状のジャケット40と、上記のハウジングHとによって構成されている。
ジャケット40は、互いに嵌合されたアッパージャケット41およびロアージャケット42を含む。ロアージャケット42の一端に、アッパージャケット41が嵌合され、ロアージャケット42の他端に、センサハウジング27が嵌合され固定されている。
The steering
The
アッパージャケット41は車体側部材43に固定されている。また、ハウジングHのモータハウジング本体26が車体側部材44に固定されている。
アッパージャケット41は、軸受35を介してアッパーシャフト31を回転可能に支持している。センサハウジング27は、軸受36を介して入力軸8を回転可能に支持しており、また、軸受37を介して出力軸9を回転可能に支持している。また、モータハウジング本体26は、軸受38を介して出力軸9を回転可能に支持している。
The
The
第1のハウジング23および第2のハウジング24の互いの端面が突き合わされており、両端面間が環状のシール部材45によって封止されている。
第1のハウジング23は、収容室21の一部を区画する第1の内壁面101を含み、第2のハウジング24は収容室21の一部を区画する第2の内壁面102を含み、これら第1の内壁面101および第2の内壁面102は、ステアリングシャフト6の軸方向X1に対向している。
The end surfaces of the
The
また、第2のハウジング24の第2の内壁面102は、環状平面により構成されており、その環状平面は、ステアリングシャフト6の中心軸線C1とは直交し且つ上記中心軸線C1の回りを取り囲んでいる。また、制御装置としてのECU12は、上記の中心軸線C1の回りに配置されている。
本実施形態では、電動モータ18としてブラシレスモータが用いられている。電動モータ18は、上記モータハウジング25と、このモータハウジング25内に収容されたロータ19およびステータ20を含む。
The second
In the present embodiment, a brushless motor is used as the
ロータ19は、出力軸9の外周に同行回転可能に取り付けられた環状のロータコア66と、ロータコア66の外周に同行回転可能に取り付けられた例えば環状の永久磁石からなるロータマグネット67とを有している。ロータマグネット67には、複数の磁極が周方向に並べて配置されている。これらの磁極は、ロータ19の周方向に関して、N極およびS極が交互に入れ替わるようにされている。
The
ステータ20は、モータハウジング25のモータハウジング本体26の内周に固定されている。ステータ20は、モータハウジング本体26の内周に固定されたステータコア68と、複数のコイル69とを含む。ステータコア68は、環状のヨークと、このヨークの内周から径方向内方へ突出する複数のティースとを含む。各コイル69は対応するティースに巻回されている。
The
また、モータハウジング25のモータハウジング本体26と第1のハウジング23とにより区画されるモータ室22内には、環状またはC形形状をなすバスバー71が収容されている。各ティースに巻回されたコイル69は、バスバー71と接続されている。バスバー71は、各コイル69と電流印加線との接続部に用いられる導電接続材であり、バスバー71は、各コイル69に、図示しない電力供給源からの電力を配電するための配電部材として機能する。
Further, in the
また、モータ室22内には、ロータ19の回転位置を検出するための回転位置検出装置72が収容されている。回転位置検出装置72は、センサハウジング27の外周に固定されたステータ73と、ロータコア66を介して出力軸9とは同行回転可能に設けられたロータ74とを有している。ステータ73とロータ74とは対向している。回転位置検出装置72としては、例えばレゾルバを用いることができる。また、ホール素子を用いることもできる。
In the
ECU12の収容室21を区画するハウジングの一部である第1のハウジング23は、収容室21とモータ室22とを仕切る仕切り壁77を底壁として含んでいる。この仕切り壁77に、上記第1の内壁面101が設けられている。仕切り壁77の外周の近傍からモータハウジング本体26側に向かって筒状突起104が延びており、その筒状突起104の外周に、モータハウジング本体26の一端が嵌合されている。
The
収容室21には、ECU12の一部を構成するパワー基板78および制御基板79が収容され保持されている。パワー基板78には、電動モータ18を駆動するためのパワー回路の少なくとも一部(例えばFETなどのスイッチング素子)が実装されている。上記の各コイル69と接続されたバスバー71は、第1のハウジング23の上記仕切り壁77を挿通して収容室21内に進入するバスバー端子82を介して、パワー基板78に接続されている。
A
筒状のセンサハウジング27は、上記のロアージャケット42とともに、第2のハウジング24の天壁29の挿通孔30に挿通されている。また、センサハウジング27は、制御基板79に形成された挿通孔79aに挿通され、さらに、第1のハウジング23の仕切り壁77の挿通孔77cに挿通されている。
また、回転位置検出装置72が、第1のハウジング23の仕切り壁77を挿通して収容室21内に進入するバスバー端子81を介して、制御基板79に接続されている。また、トルクセンサ11は、収容室21内においてセンサハウジング27を挿通する端子46を介して、ハウジングH内の配線(内部配線)のみで、制御基板79に接続されている。
The
In addition, the rotational
収容室21内において、パワー回路が実装されたパワー基板78は、第1の内壁面101および第2の内壁面102のうち第1の内壁面101に相対的に近接して配置されている。すなわち、上記の仕切り壁77は、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関しての厚みt1が相対的に厚い厚肉部77aと相対的に薄い薄肉部77bとを含んでいる。厚肉部77aは、収容室21内に突出するように設けられている。
In the
上記のパワー基板78は、厚肉部77aにおける第1の内壁面101に近接して或いは本実施の形態のように接触して配置されている。具体的には、第1の内壁面101において、厚肉部77aの部分が、パワー基板78を受ける座部103となっている。
本実施の形態では、パワー基板78は厚肉部77aにおける第1の内壁面101に対して熱伝導可能に接触しており、上記の厚肉部77aは、パワー基板78の熱を逃がすためのヒートシンクとして機能している。
The
In the present embodiment, the
制御基板79は、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、第2のハウジング24の第2の内壁面102とパワー基板78との間に配置されている。パワー基板78および制御基板79は、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して所定の間隔を隔てて配置されている。
収容室21内において、第1のハウジング23の仕切り壁77の薄肉部77bと制御基板79との間に形成される収容空間S1は、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、十分な高さを有している。図2では図示していないが、この収容空間S1には、後述する図3に示すコンデンサ85やリレー86等の背の高い部品が収容されており、収容室21内の空間の有効利用が図られている。
The
In the
次いで、分解斜視図である図3を参照して、上記のパワー基板78には、電動モータ18を駆動するためのパワー回路82が実装されている。パワー基板78に実装されるパワー回路82には、発熱要素としての複数のFET83(電解効果型トランジスタ)が含まれている。パワー基板78は、片面に回路が実装された多層基板からなり、その多層基板は、ヒートシンクとしての厚肉部77aに対して面接触する例えばアルミニウム板からなる高熱伝導板(図示せず)を含んでいる。
Next, referring to FIG. 3 which is an exploded perspective view, a
また、上記の制御基板79には、電動モータ18を駆動するパワー回路82を制御するための制御回路84が実装されている。制御基板79に実装された制御回路84は、ステアリングシャフト6の中心軸線C1の回りに配置されている。制御回路84には、パワー回路82の各FET83を制御するドライバと、このドライバを制御するCPUとが含まれている。また、ECU12は、電動モータ18に流れる電流のリップルを除去するための複数のコンデンサ85や、必要に応じて電動モータ18に流れる電流を遮断するためのリレー86、その他の非発熱要素を有している。非発熱要素としてのコンデンサ85およびリレー86等は、図示しない環状の合成樹脂製のホルダによって支持されたサブアセンブリを構成しており、第1のハウジング23に対して一括して取り付け操作が行えるようになっている。
A
第1のハウジング23は、一端が開放した概ね四角箱型の部材である。具体的には、第1のハウジング23は、概ね四角環状をなす上記外周壁92と、外周壁92の一端から径方向外方に向けて張り出した四角環状のフランジ88と、底壁としての上記仕切り壁77とを有している。
収容室21内において、仕切り壁77の中央部には、上述したようにセンサハウジング27が挿通される挿通孔77cが形成されている。外周壁92は、仕切り壁77の外周縁から延設されている。
The
In the
フランジ88の端面88a(図3では、上面)は、平面にされている。この端面88aに上記のシール部材45が接触することになる。また、フランジ88は、径方向外方に向かって突出する複数(本実施の形態では一対)のブラケット状の取付部96を有している。各取付部96には、当該取付部96をその厚み方向に貫通するねじ挿通孔97が形成されている。各ねじ挿通孔97には、第1および第2のハウジング23,24を締結するための固定ねじ(図示せず)が挿通される。
An
四角環状をなす外周壁92は、4つの側壁111〜114を有しており、対向する一対の側壁111,113の端部に、上記取付部96が延設されている。また、上記ヒートシンクとして機能する、仕切り壁77の厚肉部77aは、上記取付部96が延設された1つの側壁111の内面に連続して形成されている。
第1の内壁面101のうち、厚肉部77aにおける部分が、パワー基板78を受ける座部103を構成している。座部103は、発熱要素としてのFET83を有するパワー基板78に、熱伝導可能に接触している。発熱要素の熱は、パワー基板78から、ヒートシンクを構成する厚肉部77aおよび取付部96を介して、第2のハウジング24からジャケット40側へ逃がされる。
The outer
Of the first
上記の固定ねじ(図示せず)による締結に用いられる取付部96では、フランジ88の他の部分と比較して、第2のハウジング24に対する接触面積が広くなっている。その取付部96が設けられた側壁111に連続して、熱容量の大きいヒートシンクとなる厚肉部77aを設けてある。
外周壁92の一部には例えば車速センサからの信号をECU12に入力するための電気コネクタ94が配置されている。
In the mounting
For example, an
本実施の形態によれば、モータハウジング25を含む一体のハウジングH内に、制御装置としてのECU12および操舵状態検出センサとしてのトルクセンサ11が収容されるので、小型化および構造の簡素化を実現でき、製造コストを安くすることができる。
特に、ステアリングシャフト6の軸方向X1の位置に関して、トルクセンサ11の少なくとも一部と、ECU12の収容室21およびモータ室22の少なくとも一方の一部とが重なるように配置されている。具体的には、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、トルクセンサ11が収容室21およびモータ室22に跨がるように配置されているので、電動パワーステアリング装置1を、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して一層小型にできる。その結果、車両へ搭載し易くなる。
According to the present embodiment, the
In particular, with respect to the position of the
また、電動モータ18、トルクセンサ11およびECU12を互いに近接して配置できるので、これらの間を接続する信号線の配線長を短くでき、電磁ノイズを低減することができる。特に、電動モータ18、トルクセンサ11およびECU12を、内部配線としてのバスバー端子82,81および端子46のみを介して互いに接続することができ、電磁ノイズを格段に低減することができる。
Further, since the
また、モータハウジング25の少なくとも一部である第1のハウジング23と、これに接触する第2のハウジング24とによって、ECU12の収容室21を形成している。すなわち、第1のハウジング23および第2のハウジング24の間に、別のハウジングを介在させないので、電動パワーステアリング装置1の小型化を達成することができる。したがって、車両への搭載性が良い。
The
しかも、電動モータ18のロータ19の回転位置を検出する回転位置検出装置72を、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、センサハウジング27の一部およびロータ19の一部とは重なる位置に配置したので、この点でも、上記軸方向X1に関して、電動パワーステアリング装置1の小型化を達成することができる。
また、収容室21の一部を区画する第2のハウジング24の第2の内壁面102が、ステアリングシャフト6の中心軸線C1とは直交し且つ中心軸線C1の回りを取り囲む環状平面を含んでいる。すなわち、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、収容室21内へ不必要な出っ張りがない。したがって、収容室21が上記軸方向X1に関して小型であっても、収容室21として十分な内容積を確保することができ、可及的に電動パワーステアリング装置1を小型化することができる。
In addition, the rotational
In addition, the second
また、制御装置としてのECU12を、ステアリングシャフト6の中心軸線C1の回りに配置したので、収容室21の内部のスペースをECU12の配置に有効に利用することができ、ひいては、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、電動パワーステアリング装置1をより小型にすることができる。
また、上記第1のハウジング23は、収容室21とモータ室22とを仕切る仕切り壁77を含み、パワー基板78が仕切り壁77の第1の内壁面101に相対的に近接して設けられている。特に、パワー基板78が、仕切り壁77の厚肉部77aにおける、第1の内壁面101に対して熱伝導可能に接触している。したがって、第1のハウジング23の仕切り壁77の厚肉部77aをヒートシンクとして利用して、FET83等の発熱要素を有するパワー基板78の熱を第1のハウジング23からこれに接触する第2のハウジング24側へ効果的に逃がすことができる。
Further, since the
The
収容室21内において、第1のハウジング23の仕切り壁77の薄肉部77bに対向する収容空間S1は、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、十分な高さを有しているので、この収容空間S1には、図3に示すコンデンサ85やリレー86等の背の高い部品を収容することにより、収容室21内の空間の有効利用が図られている。
次いで、図4は本発明の別の実施の形態を示している。本実施の形態が図1の実施の形態と異なるのは、下記である。すなわち、図1の実施の形態では、トルクセンサ11が、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、収容室21およびモータ室22に跨がるように配置されていた。これに対して、本実施の形態では、トルクセンサ11Aの全体が、モータ室22内に配置されている。本実施の形態において、図1の実施の形態と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
In the
Next, FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 as follows. That is, in the embodiment of FIG. 1, the
本実施の形態では、図1の実施の形態と同じ作用効果を奏することができる。具体的には、操舵状態検出センサとしてのトルクセンサ11Aをモータ室22内に配置するので、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、電動パワーステアリング装置1の小型化を達成することができる。したがって、電動パワーステアリング装置1を車両へ搭載し易くなる。
In the present embodiment, the same operational effects as the embodiment of FIG. 1 can be obtained. Specifically, since the
また、電動モータ18、トルクセンサ11AおよびECU12を互いに近接して配置できるので、これらの間を接続する信号線の配線長を短くでき、電磁ノイズを低減することができる。特に、電動モータ18、トルクセンサ11AおよびECU12を、内部配線のみを介して互いに接続することが可能となり、電磁ノイズを格段に低減することができる。
In addition, since the
次いで、図5は本発明のさらに別の実施の形態を示している。本実施の形態が図1の実施の形態と異なるのは、下記である。すなわち、図1の実施の形態では、トルクセンサ11が、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、収容室21およびモータ室22に跨がるように配置されていた。これに対して、本実施の形態では、トルクセンサ11Bの全体が、収容室21内に配置されている。
Next, FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the embodiment of FIG. 1 as follows. That is, in the embodiment of FIG. 1, the
また、図1の実施の形態では、センサハウジング27の一部が電動モータ18のロータ19の径方向内方に配置されていた。これに対して、本実施の形態では、センサハウジング27とロータ19Aとは、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して離隔している。本実施の形態において、図1の実施の形態と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
In the embodiment of FIG. 1, a part of the
本実施の形態では、図1の実施の形態と同じ作用効果を奏することができる。具体的には、操舵状態検出センサとしてのトルクセンサ11Bを収容室21内に配置するので、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、電動パワーステアリング装置1の小型化を達成することができる。したがって、電動パワーステアリング装置1を車両へ搭載し易くなる。
In the present embodiment, the same operational effects as the embodiment of FIG. 1 can be obtained. Specifically, since the
また、電動モータ18、トルクセンサ11BおよびECU12を互いに近接して配置できるので、これらの間を接続する信号線の配線長を短くでき、電磁ノイズを低減することができる。特に、電動モータ18、トルクセンサ11BおよびECU12を、内部配線のみを介して互いに接続することが可能となり、電磁ノイズを格段に低減することができる。
In addition, since the
次いで、図6は本発明のさらに別の実施の形態を示している。本実施の形態が図1の実施の形態と異なるのは、図1の実施の形態では、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、収容室21がモータ室22の上方に配置されていた。これに対して、本実施の形態では、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、収容室21がモータ室22の下方に配置されている。
Next, FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. The present embodiment differs from the embodiment of FIG. 1 in that in the embodiment of FIG. 1, the
また、図1の実施の形態では、ステアリングシャフト6の軸方向X1の上方から下方に向けて、第2のハウジング24、第1のハウジング23およびモータハウジング本体26の順で配置されて一体のハウジングHを構成していた。これに対して、本実施の形態では、ステアリングシャフト6の軸方向X1の上方から下方に向けて、モータハウジング本体26A、第1のハウジング23Aおよび第2のハウジング24Aの順で配置されて、一体のハウジングH1を構成している。第1のハウジング23Aおよび第2のハウジング24AによってECU12のハウジング25Aが構成されている。
Further, in the embodiment of FIG. 1, the
また、本実施の形態では、トルクセンサ11Cの少なくとも一部がモータ室22内に配置されている。本実施の形態において、図1の実施の形態と同じ構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態においても、図1の実施の形態と同じ作用効果を奏することができる。具体的には、トルクセンサ11Cの少なくとも一部をモータ室22内に配置するので、ステアリングシャフト6の軸方向X1に関して、電動パワーステアリング装置1の小型化を達成することができる。したがって、電動パワーステアリング装置1を車両へ搭載し易くなる。
In the present embodiment, at least a part of the
Also in the present embodiment, the same operational effects as the embodiment of FIG. 1 can be obtained. Specifically, since at least a part of the
また、電動モータ18、トルクセンサ11CおよびECU12を互いに近接して配置できるので、これらの間を接続する信号線の配線長を短くでき、電磁ノイズを低減することができる。特に、電動モータ18、トルクセンサ11CおよびECU12を、内部配線のみを介して互いに接続することが可能となり、電磁ノイズを格段に低減することができる。
Moreover, since the
なお、操舵軸としては、上記のステアリングシャフト6に限らず、中間軸7であってもよいし、ピニオン軸13であってもよい。
また、上記各実施の形態においては操舵状態検出センサがトルクセンサである例に則して説明したが、操舵状態検出センサが、操舵部材2の操舵角を検出する操舵角センサであってもよい。
The steering shaft is not limited to the
In each of the above embodiments, the steering state detection sensor is a torque sensor. However, the steering state detection sensor may be a steering angle sensor that detects the steering angle of the steering
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
また、上述の実施形態では、本発明が、電動モータの出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置に適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置や、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。
The present invention is not limited to the contents of the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the electric power steering apparatus that outputs the output of the electric motor as the steering assist force has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, a transmission ratio variable mechanism that includes a transmission ratio variable mechanism capable of changing a ratio of a steered wheel turning angle to a steering angle of a steering member, and that uses an output of an electric motor to drive the transmission ratio variable mechanism, is used for vehicle steering. Even if the present invention is applied to a device, a steer-by-wire type vehicle steering device in which the mechanical connection between the steering member and the steered wheel is released and the steered wheel is steered by the output of the electric motor, etc. Good.
また、ECU12のパワー基板78および制御基板79の少なくとも一部を樹脂でモールドするようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、電動モータ18として、ブラシレスモータを用いる例について説明したが、これに限らず、ブラシレスモータ以外のモータを、電動モータ18として用いてもよい。
Further, at least a part of the
In the above-described embodiment, an example in which a brushless motor is used as the
1…電動パワーステアリング装置(車両用操舵装置)、4…転舵機構、5…操舵補助機構、6…ステアリングシャフト(操舵軸)、X1…(操舵軸の)軸方向、C1…中心軸線、7…中間軸(操舵軸)、10…トーションバー、11,11A,11B,11C…トルクセンサ、12…ECU(制御装置)、13…ピニオン軸(操舵軸)、18…電動モータ、19,19A…ロータ、20…ステータ、21…(制御装置が収容された)収容室、22…モータ室、23,23A…第1のハウジング、24,24A…第2のハウジング、25…モータハウジング、26,26A…モータハウジング本体、27…センサハウジング、H,H1…一体のハウジング
DESCRIPTION OF
Claims (5)
操舵状態を検出するための操舵状態検出センサと、
操舵状態検出センサからの検出信号に基づいて電動モータの駆動を制御する制御装置とを備え、
上記電動モータは、操舵部材に連動して回転する操舵軸とは同軸に且つ同行回転可能に設けられたロータと、ロータとは対向するステータと、ロータおよびステータが収容されたモータ室を区画するモータハウジングとを含み、
上記モータハウジングを含む一体のハウジングに、制御装置が収容された収容室が形成されており、
上記一体のハウジング内に、操舵状態検出センサが収容されており、
操舵軸の軸方向に関して、操舵状態検出センサの少なくとも一部が、上記収容室およびモータ室の少なくとも一方の一部とは同じ位置に配置されていることを特徴とする車両用操舵装置。 An electric motor to obtain steering force;
A steering state detection sensor for detecting a steering state;
A control device for controlling the drive of the electric motor based on a detection signal from the steering state detection sensor,
The electric motor divides a rotor provided coaxially with a steering shaft that rotates in conjunction with a steering member so as to be able to rotate together, a stator facing the rotor, and a motor chamber in which the rotor and the stator are accommodated. Including a motor housing,
A housing chamber containing the control device is formed in an integral housing including the motor housing,
A steering state detection sensor is housed in the integral housing.
A steering apparatus for a vehicle, characterized in that at least a part of a steering state detection sensor is disposed at the same position as a part of at least one of the storage chamber and the motor chamber with respect to the axial direction of the steering shaft.
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