JP5630240B2 - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリング系に減速ギヤボックス内のウォーム減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータを備えた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 including an electric motor that transmits a steering assist force to a steering system via a worm reduction mechanism in a reduction gear box.
電動パワーステアリング装置として、減速ギヤボックスに制御ユニットを装着し、検出した操舵トルクの情報に基づいて制御ユニットが電動モータを駆動制御し、電動モータで発生した操舵補助力をステアリング系にウォーム減速機構を介して伝達する機電一体型の電動パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1の装置のウォーム減速機構は、減速ギヤボックスのウォーム収納部に収納され、軸受部材を介して回転自在に支持されているウォームと、減速ギヤボックスのウォームホイール収納部に収納され、ウォームに噛み合ってステアリング系に回転力を伝達するウォームホイールとを備えている。 As an electric power steering device, a control unit is mounted on a reduction gear box, and the control unit drives and controls the electric motor based on the detected steering torque information, and the steering assist force generated by the electric motor is used as a worm reduction mechanism in the steering system. There is known an electromechanical integrated electric power steering device that transmits via a motor (for example, see Patent Document 1). The worm reduction mechanism of the device of Patent Document 1 is housed in a worm housing portion of a reduction gear box and rotatably supported via a bearing member, and is housed in a worm wheel housing portion of the reduction gear box, And a worm wheel that meshes with the worm and transmits the rotational force to the steering system.
電動モータは、モータケースの一端側の開口部を閉塞するフランジ部材が結合した構成とされ、電動モータの出力軸をウォーム収納部の開口部からウォーム収納部内のウォームに同軸に連結し、フランジ部材の取付けフランジを、ウォーム収納部の開口部の周縁に形成したモータ取付け部に当接してネジ止めして減速ギヤボックスに装着する。
ここで、特許文献1の電動モータのフランジ部材は、周方向に離間して二箇所の取付けフランジが形成されており、これら二箇所の固定点(取付けフランジ及びモータ取付け部のネジ止め位置)で電動モータが減速ギヤボックスに装着されている。
The electric motor has a structure in which a flange member that closes the opening on one end of the motor case is coupled, and the output shaft of the electric motor is coaxially connected from the opening of the worm storage to the worm in the worm storage, and the flange member The mounting flange is abutted against the motor mounting portion formed at the periphery of the opening of the worm storage portion and screwed to be mounted on the reduction gear box.
Here, the flange member of the electric motor of Patent Document 1 is formed with two mounting flanges spaced apart in the circumferential direction, and at these two fixed points (screwing positions of the mounting flange and the motor mounting portion). An electric motor is mounted on the reduction gear box.
ところで、上述した特許文献1の電動パワーステアリング装置は、ウォーム減速機構のウォーム及びウォームホイールの噛合い反力が、出力軸を介して電動モータのモータケースに内蔵された回転部に振れ回り力として伝達される。回転部に振れ回り力が伝達されると、二箇所の固定点を支点として電動モータ全体が倒れる挙動が発生し、この倒れ挙動が回転部の回転動作に影響を与え、回転次数成分が悪化するおそれがある。 By the way, in the electric power steering device of Patent Document 1 described above, the meshing reaction force between the worm and the worm wheel of the worm speed reduction mechanism is applied as a swaying force to the rotating part built in the motor case of the electric motor via the output shaft. Communicated. When swinging force is transmitted to the rotating part, the whole electric motor will be tilted with two fixed points as fulcrums, and this tilting behavior will affect the rotating action of the rotating part, and the rotation order component will deteriorate. There is a fear.
また、倒れ挙動に起因して電動モータには作動音が発生する。機電一体型の電動パワーステアリング装置は、電動モータ及び制御ユニットが車室内の運転者の足元近くに配置されているので、制御ユニットの筐体がスピーカとして作用して操舵時の電動モータの作動音を増大させてしまうおそれがある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、減速ギヤボックスに装着した電動モータの倒れ挙動を抑制することで、電動モータの回転次数成分に影響を与えず、電動モータの作動音の低減化を図ることができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
In addition, an operating noise is generated in the electric motor due to the falling behavior. In the electro-mechanical integrated electric power steering apparatus, since the electric motor and the control unit are arranged near the driver's feet in the passenger compartment, the control unit casing acts as a speaker, and the operation sound of the electric motor during steering May increase.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned unsolved problems of the conventional example, and by suppressing the falling behavior of the electric motor mounted on the reduction gear box, the rotational order component of the electric motor is affected. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can reduce the operating noise of the electric motor without giving it.
上記目的を達成するために、請求項1記載の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに減速ギヤボックス内のウォーム減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータと、当該電動モータを駆動制御する制御ユニットとを備え、前記電動モータは、一端が開口した筒状に形成されモータ回転部を内蔵しているモータケースと、前記モータケースの一端の開口部を閉塞するように結合した略円板形状のフランジ部材と、前記ウォーム減速機構のウォームホイールに噛み合っているウォームに連結されたモータ軸とを備え、前記減速ギヤボックスは、前記モータケースと当接し螺合結合するモータ取付け部を備え、前記モータケースは、モータケース開口部端面の周方向の外方に膨出して前記フランジ部材に固定される取付けケースフランジを備え、前記取付けケースフランジには、複数個の取付け穴が配置され、前記複数個の取付け穴うちの一部の取付け穴で前記モータケースと前記フランジ部材とをネジで螺合結合し、前記複数個の取付け穴のうちの前記一部の取付け穴とは異なる取付け穴で前記モータケースと前記モータ取付け部とをネジで螺合結合している。
In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to claim 1 is provided with a steering column having a steering shaft to which a steering torque is transmitted, and steering to the steering shaft via a worm reduction mechanism in a reduction gear box. An electric motor for transmitting an auxiliary force; and a control unit for driving and controlling the electric motor , wherein the electric motor is formed in a cylindrical shape with one end opened, and includes a motor rotating part; and the motor A substantially disc-shaped flange member coupled so as to close an opening at one end of the case, and a motor shaft connected to a worm meshed with a worm wheel of the worm reduction mechanism, and the reduction gear box includes: a motor mounting portion for coupling screwed to contact with the motor case, the prior SL motor case, Mo Bulges outward in the circumferential direction of the case opening end surface provided with a mounting case flange that is fixed to the flange member, the mounting casing flange, a plurality of mounting holes are arranged, the plurality of mounting holes out wherein a portion of the mounting holes in the motor case wherein the flange member is screwed coupling with screws, and the portion of the mounting hole of said plurality of mounting holes and the motor case in a different mounting hole motor The mounting part is screwed together with screws.
電動モータがステアリングシャフトに操舵補助力を伝達する際、ウォーム減速機構のウォーム及びウォームホイールの噛合い反力が、モータ軸を介してモータケースに内蔵されたモータ回転部に振れ回り力として伝達される。モータ回転部に振れ回り力が伝達されると、モータケース及びフランジ部材を含む電動モータ全体が倒れ挙動を発生しようとするが、請求項1記載の発明では、モータケースはモータケース開口部端面の外方に膨出して前記フランジ部材に固定される取付けケースフランジを備え、これら取付けケースフランジには、複数個の取付け穴が配置され、取付け穴の幾つかでモータケースと減速ギヤボックスのモータ取付け部をネジで螺合結合し、取付け穴の幾つかでモータケースとフランジ部材をネジで螺合結合している。ここで、電動モータのモータケースと減速ギヤボックスのモータ取付け部をネジにより直接螺合結合しているため、電動モータの触れ回りの支点が減速ギヤボックス側にフランジ部材の厚み分だけ移動する。そのため、モータケースの倒れ挙動が抑制されることからモータケース内のモータ回転部の回転動作に影響を与えることがない。また、減速ギヤボックスに固定した電動モータの倒れ挙動が抑制されることから、電動モータの作動音が低減する。 When the electric motor transmits the steering assist force to the steering shaft, the meshing reaction force of the worm and worm wheel of the worm reduction mechanism is transmitted as a swinging force to the motor rotating part built in the motor case via the motor shaft. The When the swinging force is transmitted to the motor rotating part, the entire electric motor including the motor case and the flange member tends to fall down. However, in the invention according to claim 1, the motor case is formed on the end surface of the motor case opening. There are mounting case flanges that bulge outward and are fixed to the flange member. These mounting case flanges are provided with a plurality of mounting holes. The parts are screwed together with screws, and the motor case and the flange member are screwed together with screws at some of the mounting holes. Here, since the motor case of the electric motor and the motor mounting portion of the reduction gear box are directly screwed together with screws, the fulcrum around which the electric motor is touched moves toward the reduction gear box by the thickness of the flange member. Therefore, since the falling behavior of the motor case is suppressed, the rotating operation of the motor rotating part in the motor case is not affected. Moreover, since the falling behavior of the electric motor fixed to the reduction gear box is suppressed, the operating noise of the electric motor is reduced.
また、前記減速ギヤボックスはインロー凹部を有し、前記フランジ部材に設けられたインロー凸部と嵌合することで、モータケースが受ける倒れ挙動を、減速ギヤボックスにとフランジ部材のインロー嵌合部でも倒れ挙動を受けることが可能になり、電動モータの作動音が低減する。 In addition, the reduction gear box has a spigot recess, and by fitting with a spigot protrusion provided on the flange member, the falling behavior received by the motor case can be reduced to the spigot fitting portion of the flange member. However, it is possible to receive the falling behavior and the operating noise of the electric motor is reduced.
さらに、前記フランジ部材の螺合結合数よりも、前記取付けケースフランジの螺合結合数の方が多くすることで、部品点数を増やさずに減速ギヤボックスに固定した電動モータの倒れ挙動が抑制し、電動モータの作動音を低減することができる。 Furthermore, the number of screwed connections of the mounting case flange is greater than the number of screwed connections of the flange member, thereby suppressing the falling behavior of the electric motor fixed to the reduction gear box without increasing the number of parts. The operating noise of the electric motor can be reduced.
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、電動モータのモータケースと減速ギヤボックスのモータ取付け部をネジにより直接螺合結合しているため、電動モータの触れ回りの支点が減速ギヤボックス側にフランジ部材の厚み分だけ移動するので、電動モータの倒れ挙動を抑制することができる。したがって、電動モータの倒れ挙動が抑制されることからモータケースに内蔵されているアーマチュアの回転動作に影響を与えることがなく、回転次数成分が悪化するおそれがない。 According to the electric power steering apparatus of the present invention, the motor case of the electric motor and the motor mounting portion of the reduction gear box are directly screwed together with screws, so that the fulcrum around the contact of the electric motor is on the reduction gear box side. Since it moves by the thickness of the flange member, the falling behavior of the electric motor can be suppressed. Therefore, since the falling behavior of the electric motor is suppressed, the rotational operation of the armature built in the motor case is not affected, and the rotation order component does not deteriorate.
また、減速ギヤボックスに固定した電動モータ全体の倒れ挙動が抑制されることから、機電一体型の電動パワーステアリング装置の電動モータ及び制御ユニットを車室内の運転者の足元近くに配置しても、車室内の電動モータの作動音を低減することができる。さらに、電動モータ、制御ユニット、減速ギヤボックスのコンパクトな配置を損なうことがない。したがって、静粛性に優れた小型でコンパクトな電動パワーステアリング装置を提供することができる。 Further, since the falling behavior of the entire electric motor fixed to the reduction gear box is suppressed, even if the electric motor and control unit of the electro-mechanical integrated electric power steering device are arranged near the driver's feet in the vehicle interior, The operating noise of the electric motor in the passenger compartment can be reduced. Furthermore, the compact arrangement of the electric motor, the control unit, and the reduction gear box is not impaired. Therefore, it is possible to provide a small and compact electric power steering device with excellent silence.
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る第1実施形態の電動パワーステアリング装置を運転席側から見た斜視図であり、図2は、第1実施形態の電動パワーステアリング装置を車両下方から見た図であり、図3は、電動パワーステアリング装置の要部を示す縦断面図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of the electric power steering apparatus according to the first embodiment of the present invention as viewed from the driver's seat side, and FIG. 2 is a view of the electric power steering apparatus of the first embodiment as viewed from below the vehicle. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a main part of the electric power steering apparatus.
図1、2の符号1はコラム型の電動パワーステアリング装置であり、ステアリングホイール(図示せず)に連結されたステアリングシャフト2を回転自在に内装するステアリングコラム3に、減速ギヤボックス4が連結され、この減速ギヤボックス4に、軸方向がステアリングコラム3の軸方向と直交する方向に延長されたブラシモータで構成される電動モータ5が配設されている。ステアリングシャフト2には、ユニバーサルジョイント60を介してロアシャフト61の一端が連結され、このロアシャフト61の他端にはユニバーサルジョイント62を介してピニオンシャフト(不図示)が連結されている。
Reference numeral 1 in FIGS. 1 and 2 denotes a column-type electric power steering device, in which a
ステアリングコラム3及び減速ギヤボックス4が、アッパ取付けブラケット6及びロア取付けブラケット7によって車体側に取付けられている。
ロア取付けブラケット7は、取付け板部7aと、この取付け板部7aの下面から左右方向に所定間隔を保って平行に延長する一対の支持板部7bとで形成されている。そして、支持板部7bの下端が、減速ギヤボックス4の車両前方側に一体形成された支持部4b(図3参照)に枢軸7cを介して回動自在に連結されている。また、取付け板部7aにはスリット7dが形成されており、このスリット7dに離脱用カプセル7eが嵌め込まれている。この離脱用カプセル7eにはボルト貫通孔7fが形成されており、離脱用カプセル7eの下方からボルト貫通孔7fに貫通した固定ボルト(図示せず)を車体側部材(図示せず)にねじ込むことで、取付け板部7aが車体側部材に取付けられている。
The
The
アッパ取付けブラケット6は、一対の取付け板部6aと、これら一対の取付け板部6aを結合する結合板6a1と、一対の取付け板部6aの下端に固定されて左右(車幅)方向に離間している1対の支持板部6bと、これら一対の支持板部6bに形成されたステアリングコラム3を支持するチルト機構6cとを備えている。そして、チルト機構6cのチルトレバー6gを回動させ、ステアリングコラム3の支持状態を解除することにより、ステアリングコラム3をロア取付けブラケット7の枢軸7cを中心として上下にチルト位置調整可能にしている。また、一対の取付け板部6aにはスリット6dが形成されており、このスリット6dに離脱用カプセル6eが嵌め込まれている。この離脱用カプセル6eにはボルト貫通孔6fが形成されており、離脱用カプセル6eの下方からボルト貫通孔6fに貫通した固定ボルト(図示せず)を車体側部材(図示せず)にねじ込むことで、取付け板部6aが車体側部材に取付けられている。
The
ステアリングシャフト2は、図3に示すように、上端がステアリングホイール(図示せず)に連結される入力軸2aと、この入力軸2aの下端にトーションバー2bを介して連結されたトーションバー2bを覆う出力軸2cとで構成されている。
減速ギヤボックス4は、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか1つを例えばダイキャスト成型することにより形成されている。この減速ギヤボックス4は、図3に示すように、電動モータ5の出力軸(不図示)に連接されたウォーム減速機のウォーム11を収納するウォーム収納部12と、このウォーム収納部12の下側にその中心軸と直交する中心軸を有しウォーム11に噛合するウォームホイール13を収納するウォームホイール収納部14と、このウォームホイール収納部14の車両後方側に一体に同軸的に連結されたトルクセンサ15を収納するトルクセンサ収納部16と、ウォーム収納部12の開放端面に形成された電動モータ5を取付けるモータ取付け部17(図1参照)と、トルクセンサ収納部16の車両後端に形成された筒状のコラム取付け部18と、ウォーム収納部12とウォームホイール収納部14の一部に跨がってウォームホイール収納部14及びトルクセンサ収納部16の中心軸線と直交する平面内に形成された制御ユニット19を装着する制御ユニット装着部20とを備えている。そして、減速ギヤボックス4のコラム取付け部18に、ステアリングコラム3の車両前端部が外嵌されて連結されている。
As shown in FIG. 3, the steering
The
前記トルクセンサ15は、ステアリングシャフト2の入力軸2a及び出力軸2c間の捩じれ状態を磁気的に検出してステアリングシャフトに伝達された操舵トルクを一対の検出コイル15a、15bで検出するように構成され、これら一対の検出コイル15a,15bの巻き始め、及び巻き終わりに夫々ステアリングコラム3の中心軸と直交する方向に平行に外部に突出する外部接続端子15c〜15fが接続され、これら外部接続端子15c〜15fの突出部が中央部でステアリングコラム3の中心軸と平行に折り曲げられてL字状に形成されている。 この制御ユニット装着部20に装着される制御ユニット19は、図4に示すように、熱伝動率の高い金属製の放熱プレート21と、パワー基板23と、長方形枠状の合成樹脂製フレーム24と、制御基板25と、カバー26とを備えている。
The
放熱プレート21は、制御ユニット装着部20の平坦取付け面に放熱グリースを介して直接固定される。パワー基板23は、電動モータ5を駆動制御する電界効果トランジスタ等のパワースイッチング素子で構成されるHブリッジ回路やこのHブリッジ回路のパワースイッチング素子を駆動するパルス幅変調回路等のディスクリート部品23a,23bが実装される。合成樹脂製フレーム24はパワー基板23を囲繞する。制御基板25は、合成樹脂製フレーム24の正面に取付けられ、トルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを直接挿通するスルーホール25a〜25dが穿設され、トルクセンサ15からのトルク検出値や図示しない車速センサからの車速検出値に基づいて操舵補助電流指令値を算出し、この操舵補助電流指令値と電動モータ5に出力するモータ電流の検出値とに基づいて電流フィードバック制御を行ってパワー基板23のパルス幅変調回路への電圧指令値を算出することにより、電動モータ5で発生させる操舵補助力を制御するマイクロコントロールユニット(MCU)やその周辺機器等のディスクリート部品25eが実装される。カバー26は、パワー基板23、合成樹脂製フレーム24及び制御基板25を覆う。
The
また、合成樹脂製フレーム24は、長方形枠状のフレーム本体24aと、このフレーム本体24aの左端に形成され、電動モータ5の接続端子5c,5dに電気的に接続する端子台24cと、フレーム本体24aの右端に固定された雌型コネクタ45とを備えている。雌型コネクタ45は、電源コネクタ45aと、車体の各部の制御機器とのデータの授受を行うCANなどのネットワークに接続する信号コネクタ45bとを備えている。パワー基板23及び制御基板25は、接続端子22aを介して接続されている。
The
そして、上記構成の制御ユニット19は、放熱プレート21の内面にパワー基板23がビス止めされる。そして、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20に放熱グリースが塗布され、放熱プレート21が制御ユニット装着部20の平坦取付け面に当接してビス止めされる。そして、合成樹脂製フレーム24は、パワー基板23の周囲を囲繞するように制御ユニット装着部20に載置される。そして、合成樹脂製フレーム24の取付け板部24bが、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20にビス止めされる。また、合成樹脂製フレーム24の正面側に、制御基板25が、そのスルーホール25a〜25dにトルクセンサ15の外部接続端子15c〜15fを挿通させてからビス止めされ、外部接続端子15c〜15fとスルーホール25a〜25dとを半田付けし、カバー26を制御ユニット装着部20に装着することで、減速ギヤボックス4に制御ユニット19が装着される。
In the
電動モータ5は、図5(b)に示すように、全体が略中空円筒状に形成され、アーマチュア(不図示)が回転自在に内蔵されているモータケース30と、モータケース30の一端側の開口部を閉塞するように結合したフランジ部材31とを備えている。モータケース30とフランジ部材31は、モータケース30の開口縁部に設けたケースフランジ部30aと、これに当接するフランジ部材31の側面とをネジ32で締結して結合されている。
As shown in FIG. 5 (b), the
フランジ部材31の外周には、制御ユニット装着部20に装着された制御ユニット19に近接対向する位置に接続端子5c,5dが配置されている。接続端子5c及び5dのそれぞれは、図7に示すように、底部中央にアーマチュア挿通孔を有する合成樹脂製のブラシ支持体5f内に互いに絶縁されて配設され、2組のブラシ5g,5hに個別に接続された円弧状の接続端子5i,5jの互いに対向する一端に一体に形成されている。
On the outer periphery of the
図5(c)に示すようにモータケース30は、モータケース開口部端面の周方向の不等配の位置で外方に膨出してフランジ部材31に固定される取付けケースフランジ30aを有している。取付けケースフランジ30aにはモータ軸5pの軸心に直交した第1仮想線K1に対して接続端子5c,5dと線対称の位置に形成された第1取付けフランジ30bと取付け穴30b1、及びモータ軸5pの軸心に直交した第2仮想線K2に対して線対称に形成される第2取付けフランジ30cと取付け穴30c1、第3取付けフランジ30dと取付け穴30d1、第4取付けフランジ30eと取付け穴30e1、第5取付けフランジ30fと取付け穴30f1を備えている。
As shown in FIG. 5C, the
フランジ部材31は、図5(a)に示すように、モータ軸5pを外部に突出させている軸穴31aと、モータ軸5pと同心の円筒形状で外部に突出しているインロー凸部31bと、モータ軸5pの軸心に直交した第2仮想線K2に対して線対称の位置に形成された第1取付けフランジ31cと取付け穴31c1、第2取付けフランジ31dと取付け穴31d1とを備えている。
As shown in FIG. 5 (a), the
図6(a)、(b)に示すように、減速ギヤボックス4のウォーム収納部12の開放端面に形成したモータ取付け部17は、前述したフランジ部材31のインロー凸部31bが嵌合する図示しないインロー凹部17aと、突出した平面部である第1〜第3取付け部17b、17c、17dが配置され、前述したケースフランジ30aの取付け穴30b1、30e1、30f1に対応した3箇所の雌ネジ17b1、17c1、17d1が配置されている。インロー凸部31bが嵌合していることで、減速ギヤボックス4と電動モータ5の芯出しが可能になると共に、フランジ部材31の倒れ挙動を抑制する効果がある。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
フランジ部材31の第1取付けフランジ31cと第2取付けフランジ31dは、モータケース30の第2取付けケースフランジ30cと第3取付けケースフランジ30dと当接し、ネジ32によって螺合結合されている。
The first mounting flange 31 c and the second mounting
上記構成を有する電動パワーステアリング装置1は、ステアリングコラム3、ステアリングシャフト2、ウォーム11、ウォームホイール13の組立が完了した後、電動モータ5にネジ32によって螺合結合されたフランジ部材31のインロー凸部31bを減速ギヤボックス4のインロー凹部17aに嵌合させて、フランジ部材31とモータ取付け部17とを当接させ、モータケース30の第1取付けケースフランジ30b、第4取付けケースフランジ30e、第5取付けケースフランジ30fに配置された取付け穴30b1、30e1、30f1と、モータ取付け部17の突出した平面部である取付け部17b〜17dに配置された雌ネジ17b1〜17d1をネジ34によって螺合結合する。これにより、電動モータ5のモータケース30が直接減速ギヤボックス4に装着される。
In the electric power steering apparatus 1 having the above-described configuration, after the assembly of the
そして、電動モータ5の接続端子5c,5dを、減速ギヤボックス4の制御ユニット装着部20に装着した制御ユニット19の端子台24cにネジ36でビス止めする。
ここで、本発明のモータ回転部がアーマチュアに対応し、本発明のモータ側外部接続部が接続端子5c,5dに対応し、本発明のネジ部材がネジ32、34に対応し、本発明のモータ装着部がモータ取付け部17に対応している。
Then, the
Here, the motor rotating portion of the present invention corresponds to the armature, the motor-side external connection portion of the present invention corresponds to the
次に、上記実施形態の動作を説明する。
車両の図示しないイグニッションスイッチをオン状態としてパワー基板23及び制御基板25にバッテリから電力を供給すると、マイクロコントロールユニット(MCU)によって操舵補助制御処理が実行されて、トルクセンサ15及び図示しない車速センサの検出値に基づいて操舵補助電流指令値が算出される。この操舵補助電流指令値とモータ電流検出部で検出したモータ電流とに基づいて電流フィードバック処理を実行して、電圧指令値を算出する。この電圧指令値をパワー基板23のゲート駆動回路に供給してHブリッジ回路を制御することにより、電動モータ5にモータ駆動電流が流れて電動モータ5を正転又は逆転方向に必要とする操舵補助力を発生するように駆動する。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
When an ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on and electric power is supplied from the battery to the
このため、電動モータ5からステアリングホイールの操舵トルクに応じた操舵補助力が発生され、この操舵補助力がウォーム11及びウォームホイール13を介してステアリングシャフト2の出力に伝達されることにより、ステアリングホイールを軽い操舵力で操舵することができる。
ここで、電動モータ5がステアリングシャフト2に操舵補助力を伝達する際、ウォーム11及びウォームホイール13の噛合い反力が、モータ軸5pを介してモータケース30に内蔵されたアーマチュアに振れ回り力となり振動として伝達される。また、ウォーム11やウォームホイール13の加工誤差、組立誤差による偏心によって不連続な振れ回りが振動として伝達される。
Therefore, a steering assist force corresponding to the steering torque of the steering wheel is generated from the
Here, when the
アーマチュアに振れ回り力が伝達されると、モータケース30及びフランジ部材31を含む電動モータ5全体が倒れ挙動を発生しようとする。
本実施形態の電動モータ5のモータケース30は、モータケース開口部端面の周方向の不等配の位置で外方に膨出して前記フランジ部材31に固定される取付けケースフランジ30aを備え、これら取付けケースフランジ30aには、5箇所の取付け穴30b1〜30f1が配置され、取付け穴30b1〜30f1の3箇所の取付け穴でモータケース30と減速ギヤボックス4のモータ取付け部17を螺合結合し、取付け穴30b1〜30f1の2箇所の取付け穴でモータケース30とフランジ部材31を螺合結合している。ここで、電動モータ5のモータケース30と減速ギヤボックス4のモータ取付け部17をネジ32により直接螺合結合しているため、電動モータ5の触れ回りの支点が減速ギヤボックス側にフランジ部材31の厚み分だけ移動する。このため、モータケース30及び電動モータ5の倒れ挙動が抑制される。
When the swinging force is transmitted to the armature, the entire
The
したがって、本実施形態は、電動モータ5全体の倒れ挙動が抑制されることからモータケース30に内蔵されているアーマチュアの回転動作に影響を与えることがなく、回転次数成分が悪化するおそれがない。
また、減速ギヤボックス4に固定した電動モータ5全体の倒れ挙動が抑制されることから、機電一体型の電動パワーステアリング装置1の電動モータ5及び制御ユニット19を車室内の運転者の足元近くに配置しても、車室内の電動モータ5の作動音を低減することができる。したがって、静粛性に優れた電動パワーステアリング装置1を提供することができる。
Therefore, in the present embodiment, since the falling behavior of the entire
Further, since the falling behavior of the entire
次に、図8(a)、(b)、(c)及び図9(a)、(b)に示すものは、本発明に係る第2実施形態の電動モータを示すものである。なお、図5で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
モータケース50は、モータケース開口部端面の周方向の不等配の位置で外方に膨出してフランジ部材56に固定される取付けケースフランジ50aを有している。取付けケースフランジ50aには、モータ軸5pの軸心に直交した第1仮想線K1に対して接続端子5c,5dと線対称の位置に形成された第1取付けフランジ50bと取付け穴50b1、及びモータ軸5pの軸心に直交した第2仮想線K2に対して線対称に形成される第2取付けフランジ50cと取付け穴50c1、第3取付けフランジ50dと取付け穴50d1、及び第4取付けフランジ50eと取付け穴50e1、第5取付けフランジ50fと取付け穴50f1を備えている。
Next, what is shown in FIGS. 8 (a), (b), (c) and FIGS. 9 (a), (b) shows an electric motor according to a second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the structure shown in FIG. 5, and the description is abbreviate | omitted.
The
フランジ部材56は、図8(a)に示すように、モータ軸5pを外部に突出させている軸穴56aと、モータ軸5pと同心の円筒形状で外部に突出しているインロー凸部56bと、モータ軸5pの軸心に直交した第2仮想線K2に対して線対称の位置に形成され、インロー凸部56bより外方に膨出した第1取付けフランジ56cと取付け穴56c1、第2取付けフランジ56dと取付け穴56d1とを備えている。
As shown in FIG. 8 (a), the
図9(a)、(b)に示すように、減速ギヤボックス57のウォーム収納部12の開放端面に形成したモータ取付け部58は、前述したフランジ部材56のインロー凸部56bが嵌合する図示しないインロー凹部58aと、3箇所の第1〜第3取付け部58b、58c、58dが配置され、前述したケースフランジ50aの取付け穴50b1、50e1、50f1に対応した3箇所の雌ネジ58b1、58c1、58d1が配置されている。インロー凸部56bが嵌合していることで、減速ギヤボックス57と電動モータ5の芯出しが可能になると共に、フランジ部材56の倒れ挙動を抑制する効果がある。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
フランジ部材56の第1取付けフランジ56cと第2取付けフランジ56dは、モータケース50の第2取付けケースフランジ50cと第3取付けケースフランジ50dと当接し、ネジ32によって螺合結合されている。
The first mounting
上記構成を有する電動パワーステアリング装置1は、ステアリングコラム3、ステアリングシャフト2、ウォーム11、ウォームホイール13の組立が完了した後、電動モータ8にネジ32によって螺合結合されたフランジ部材56のインロー凸部56bを減速ギヤボックス57のインロー凹部58aに嵌合させて、フランジ部材56とモータ取付け部58とを当接させるが、その際にフランジ部材56より外方へ膨出している第1取付けフランジ56cと第2取付けフランジ56dは、減速ギヤボックス57に配置された切り欠き部58e、58eに収納される。モータケース50の第1取付けケースフランジ50b、第4取付けケースフランジ50e、第5取付けケースフランジ50fに配置された3箇所の取付け穴50b1、50e1、50f1と、モータ取付け部58に配置された3箇所の雌ネジ58b1〜58d1をネジ34によって螺合結合する。これにより、電動モータ8のモータケース50が直接減速ギヤボックス57に装着される。
In the electric power steering apparatus 1 having the above-described configuration, after the assembly of the
したがって、本実施形態も、電動モータ8全体の倒れ挙動が抑制されることからモータケース50に内蔵されているアーマチュアの回転動作に影響を与えることがなく、回転次数成分が悪化するおそれがない。また、減速ギヤボックス57に固定した電動モータ8全体の倒れ挙動が抑制されることから、機電一体型の電動パワーステアリング装置1の電動モータ8及び制御ユニット19を車室内の運転者の足元近くに配置しても、車室内の電動モータ8の作動音を低減することができ、静粛性に優れた電動パワーステアリング装置1を提供することができる。
Therefore, in this embodiment as well, the falling behavior of the entire electric motor 8 is suppressed, so that the rotational operation of the armature built in the
なお、上記実施形態においては、電動モータ8としてブラシモータを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、モータケース内にロータが内蔵されているブラシレスモータを適用するようにしてもよく、この場合には、接続端子5c,5dを各相の励磁コイルの給電側に接続すると共に、パワー基板23にブラシレスモータを駆動する例えば電界効果トランジスタ(FET)を有するインバータ回路及びインバータ回路の電界効果トランジスタのゲートをパルス幅変調信号で駆動するゲート駆動回路とを実装すればよい。
In the above embodiment, the case where a brush motor is applied as the electric motor 8 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a brushless motor in which a rotor is built in a motor case is applied. In this case, an inverter circuit and an inverter circuit having, for example, a field effect transistor (FET) that connects the
さらに、上記実施形態においては、本発明を右ハンドル車に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、左ハンドル車に適用する場合には、減速ギヤボックス57、電動モータ8及び制御ユニット19の配置をステアリングコラム3の中心軸を通る垂直面を挟んで面対称の右側に配置すればよい。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a right-hand drive vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and when applied to a left-hand drive vehicle, the
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングシャフト、2a…入力軸、2b…トーションバー、2c…出力軸、3…ステアリングコラム、4…減速ギヤボックス、4b…支持部、5…電動モータ、5b…フランジ、5c,5d…接続端子、5f…ブラシ支持体、5g,5h…ブラシ、5i,5j…接続端子、5p…モータ軸、6…アッパ取付けブラケット、7…ロア取付けブラケット、8…電動モータ、11…ウォーム、12…ウォーム収納部、13…ウォームホイール、14…ウォームホイール収納部、15…トルクセンサ、15a,15b…検出コイル、15c〜15f…外部接続端子、16…トルクセンサ収納部、17…モータ取付け部、17a…インロー凸部、17b…第1取付け部、17c…第2取付け部、17d…第3取付け部、17b1、17c1、17d1…雌ネジ、17e…切り欠き部、18…コラム取付け部、19…制御ユニット、20…制御ユニット装着部、21…放熱プレート、22a…接続端子、23…パワー基板、23a,23b…ディスクリート部品、24…合成樹脂製フレーム、24a…フレーム本体、24b…取付け板部、24c…端子台、25…制御基板、25a〜25d…スルーホール、25e…ディスクリート部品、26…カバー、30…モータケース、30a…ケースフランジ部、30b…第1取付けケースフランジ、30c…第2取付けケースフランジ、30d…第3取付けケースフランジ、30e…第4取付けケースフランジ、30f…第5取付けケースフランジ、30b1、30c1、30d1、30e1、30f1…取付け穴、31…フランジ部材、31a…軸穴、31b…インロー凸部、31c…第1取付けフランジ、31d…第2取付けフランジ、31c1、31d1…取付け穴、32…ネジ、34…ネジ、36…ネジ、45…雌型コネクタ、45a…電源コネクタ、45b…信号コネクタ、50…モータケース、50a…ケースフランジ部、50b…第1取付けケースフランジ、50c…第2取付けケースフランジ、50d…第3取付けケースフランジ、50e…第4取付けケースフランジ、50f…第5取付けケースフランジ、50b1、50c1、50d1、50e1、50f1…取付け穴、56…フランジ部材、56a…軸穴、56b…インロー凸部、56c…第1取付けフランジ、56d…第2取付けフランジ、56c1、56d1…取付け穴、56g…第1取付けフランジ、56h…第2取付けフランジ、56g1、56h1…取付け穴、57…減速ギヤボックス、58…モータ取付け部、58a…インロー凹部、58b1、58c1、58d1…雌ネジ、58e…切り欠き部、60…ユニバーサルジョイント、61…ロアシャフト、62…ユニバーサルジョイント、K1…第1仮想線、K2…第2仮想線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 2 ... Steering shaft, 2a ... Input shaft, 2b ... Torsion bar, 2c ... Output shaft, 3 ... Steering column, 4 ... Reduction gear box, 4b ... Support part, 5 ... Electric motor, 5b ... Flange, 5c, 5d ... connection terminal, 5f ... brush support, 5g, 5h ... brush, 5i, 5j ... connection terminal, 5p ... motor shaft, 6 ... upper mounting bracket, 7 ... lower mounting bracket, 8 ... electric motor, DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電動モータは、一端が開口した筒状に形成されモータ回転部を内蔵しているモータケースと、前記モータケースの一端の開口部を閉塞するように結合した略円板形状のフランジ部材と、前記ウォーム減速機構のウォームホイールに噛み合っているウォームに連結されたモータ軸とを備え、
前記減速ギヤボックスは、前記モータケースと当接し螺合結合するモータ取付け部を備え、
前記モータケースは、モータケース開口部端面の周方向の外方に膨出して前記フランジ部材に固定される取付けケースフランジを備え、前記取付けケースフランジには複数個の取付け穴が配置され、前記複数個の取付け穴のうちの一部の取付け穴で前記モータケースと前記フランジ部材とをネジで螺合結合し、前記複数個の取付け穴のうちの前記一部の取付け穴とは異なる取付け穴で前記モータケースと前記モータ取付け部とをネジで螺合結合することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering column having a steering shaft to which steering torque is transmitted; an electric motor that transmits a steering assist force to the steering shaft via a worm reduction mechanism in a reduction gear box; and a control unit that controls driving of the electric motor; With
The electric motor is formed in a cylindrical shape with one end opened and has a motor rotating part built therein, a substantially disk-shaped flange member coupled so as to close the opening at one end of the motor case, A motor shaft coupled to the worm meshing with the worm wheel of the worm reduction mechanism,
The reduction gear box is provided with a motor mounting portion for screwing bound contact with the motor case,
Before SL motor case, bulges in the circumferential direction of the outside of the motor case opening end face provided with a mounting case flange that is fixed to the flange member, a plurality of mounting holes are disposed in the mounting casing flange, the and said part of the mounting holes in the motor case flange member of the plurality of mounting holes and screwed coupling with screws, the different mounting holes to be part of the mounting hole of said plurality of mounting holes The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the motor case and the motor mounting portion are screwed together with screws.
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