CN103298684B - 电动动力转向用电动机装置及电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

在现有的电动动力转向用电动机装置中，虽然利用螺钉使得紧固、分拆容易，但由于控制电路与电动机的供电部间的间隔变大，因此，从控制电路朝电动机延伸的接合端子变长，从而存在控制电路与电动机的供电部的连接位置发生偏差，而使组装性变差这样的技术问题。本发明的电动动力转向用电动机装置包括：电动机，该电动机具有定子及设置在定子内侧的转子；以及控制单元，该控制单元具有驱动电路、控制电路及框体，其中，所述驱动电路与定子连接并供给电力，所述控制电路对驱动电路进行控制，所述框体覆盖驱动电路和控制电路，并能够供电动机安装，电动机和控制单元被大致同轴配置，所述电动动力转向用电动机装置包括从电动机延伸出的供电部和从控制单元延伸出并与供电部连接的接合部，接合部通过绝缘构件保持于框体。

Description

电动动力转向用电动机装置及电动动力转向装置

技术领域

本发明涉及一种电动机部及其控制单元配置在转轴上的电动动力转向用电动机装置和使用该电动动力转向用电动机装置的电动动力转向装置，特别地涉及将驱动电动机部所需的电力从控制单元传递至电动机部的电连接部的结构。

背景技术

在现有的电动动力转向用电动机装置中，电动机与控制单元一体形成，并与从使电动机的旋转减速的齿轮箱伸出的轴同轴配置，控制单元配置在齿轮箱与电动机之间，电动机的供电部与控制单元的接合部穿过设置在外壳或壳体、或者是外壳和壳体这两者上的开口部，而在外壳内或是在壳体内接合。

在上述结构中，将从控制单元延伸出的接合部与从电动机延伸出的供电部重叠，并用螺钉将接合部与供电部接合（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009－248754号公报(图2)

发明内容

发明所要解决的技术问题

在上述专利文献1的电动动力转向用电动机装置中，为了改进驱动电路的散热性，将驱动电路设置在外壳侧。由于上述驱动电路通过控制电路对其接通、断开进行控制来对电动机供给驱动电力，因此，需要将控制电路与电动机的供电部间电连接。

在电动动力转向用电动机装置中，由于车用的电源电压很低，因此，为了产生很大的输出而需要流过很大的电流。因而，控制电路的晶体管会产生很大的热量。因此，为了使上述热量散热，需要将电动动力转向用电动机装置的控制电路安装在外壳一侧。

在上述这种结构中，虽然利用螺钉使得紧固、分拆容易，但由于控制电路与电动机的供电部间的间隔变大，因此，从控制电路朝电动机延伸的接合端子变长，从而存在控制电路与电动机的供电部的连接位置发生偏差，而使组装性变差这样的问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种能在不损害电动机与控制单元的组装性的情况下使接合端子的位置稳定的电动动力转向用电动机装置及使用该电动动力转向用电动机装置的电动动力转向装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的电动动力转向用电动机装置包括：电动机，该电动机具有定子及设置在该定子的内侧的转子；以及控制单元，该控制单元具有驱动电路、控制电路及框体，其中，上述驱动电路与上述定子连接并供给电力，上述控制电路对上述驱动电路进行控制，上述框体覆盖上述驱动电路和上述控制电路，并能够供上述电动机安装，上述电动机和上述控制单元被大致同轴配置，上述电动动力转向用电动机装置包括从上述电动机延伸出的供电部和从上述控制单元延伸出并与上述供电部连接的接合部，上述接合部通过绝缘构件保持于上述框体。

发明效果

根据本发明，通过在控制单元的壳体上设置绝缘构件，并利用上述绝缘构件进行接合端子的定位，藉此，能够改进电动机与控制单元的组装性。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的电动动力转向系统整体的示意图。

图2是表示本发明实施方式1的电动动力转向用电动机装置的电路部分的示意图。

图3是表示本发明实施方式1的电动动力转向装置的局部剖视图。

图4是表示本发明实施方式1的电动动力转向用电动机装置的、与转轴垂直的面的剖视图。

图5是表示本发明实施方式1的结合部分的剖视图。

图6是表示本发明实施方式1的图5的变形例的图。

图7是表示在本发明实施方式1的电动动力转向用电动机装置上设置有定位孔时的与转轴垂直的面的剖视图。

图8是表示将本发明实施方式1的绝缘构件分为各相时的剖视图。

图9是表示将本发明实施方式1的绝缘构件一体形成时的剖视图。

图10是表示本发明实施方式1的绝缘构件的一例的立体图。

具体实施方式

实施方式1

以下，根据图1至图10，对本发明的实施方式1进行说明。在以下的附图的记载中，对相同或相似的部分标注相同或相似的符号。以下，附图是示意的图，各尺寸的比例等与现实的尺寸的比例不同。因此，具体的尺寸等应当在参考以下的说明后进行判断，在附图彼此之间，也可能存在彼此的尺寸关系及比例与实际情况不同的情况。

图1是表示本发明实施方式1的电动动力转向系统整体的示意图。在图中，在电动动力转向系统2中，来自车辆方向盘（转向盘）21的转向力经由转向柱轴22传递至转向齿轮箱24。

电动动力转向用电动机装置1通过为收纳减速机构等而设置的变速箱25安装在转向柱轴22上。从电动动力转向用电动机装置1的电动机部10朝转向柱轴22的输出被减速机构减速，将旋转方向改变90度并传递出。

在转向齿轮箱24的与转向柱轴22连接的部分设置有小齿轮，该小齿轮被收纳在转向齿轮箱24内。上述小齿轮将旋转运动传递至齿条23使其做直线运动。相应地，齿条23可获得规定的变位。车轮与上述齿条23基于直线运动的变位连动，而能进行车辆的方向转换等。

图2是表示本发明实施方式1的电动动力转向用电动机装置的电路部分的示意图。在图中，电动动力转向用电动机装置1由具有电动机的电动机部10和控制单元11构成，其中，上述电动机将电流转变为磁力并产生驱动力，控制单元11将规定的电力供给到上述电动机部10，并对电动机部10的驱动力进行控制。

将基于来自外部的指令的与车速110a、转向角110b及转矩110c等相关的各信号输入控制电路110，控制单元11根据来自上述控制电路110的输出，对驱动电路111进行控制。藉此，通过对供给到电动机部10的电力进行控制，就可对规定的转向转矩进行辅助。

驱动电路111由开关电路构成，该开关电路主要由多个晶体管111a、用于消除噪声和抑制电源电压的波动成分的电容器111b构成，上述驱动电路111与设于外部或内部的电动机驱动电源12连接。从控制电路110对驱动电路111的多个晶体管111a进行PWM控制，并通过驱动电路111的接通、断开动作，对电动机100的驱动力进行控制。

图3是表示本发明实施方式1的电动动力转向用电动机装置的局部剖视图。电动机部10包括定子104，该定子104收纳在电动机外壳107内，其是通过将作为导体的定子绕组104b卷绕在由层叠的电磁钢板构成的定子铁心104a上而制成的。定子绕组104b与母线101连接，并构成具有三角形连接的电路。另外，在具有星形连接的情况下，通过将各定子绕组104b的共用侧与共用端子连接，来构成电路。此外，转子105通过轴承106被保持在定子104内。

在保持器102中收纳有沿周向延伸的、用于进行各相的供电及连接的母线101。在图3的示例中，从外周侧开始依次为U相、V相及W相，收纳有各自的母线101u、101v、101w。另外，在使用星形连接的情况下，收纳有还包含共用端子在内的四相的母线101。

各母线101与供电部103连接，并从控制单元11供给电力。供电部103从电动机部10朝控制单元11侧延伸出，在其结合部分处，通过螺钉108来和作为与电动机部10连接的接合部的接合端子113紧固。在图3中，示出了W相的例子作为其代表。

在本实施方式中，接合端子113及供电部103均由平板构成。通过对接合端子113和供电部103中的至少任意一方进行镀锡等电镀，就能减小结合部分处的电阻。接合端子113及供电部103只要是能够结合的结构即可，也可以不用特意由平板构成。例如，主要具有圆柱结构的情况、主要具有六棱柱结构的情况、主要具有八棱柱结构的情况均可，并没有特别限定。

在此，由于从控制单元11延伸出的接合端子113较长，因此，将接合端子113保持在为了安装电动机部10及保护控制电路110和驱动电路111而设置的控制单元11的框体、即壳体112上。为了确保电动动力转向用电动机装置整体的刚性，壳体112通常由金属构成。因此，需要在壳体112与接合端子113之间保持绝缘。

上述绝缘能通过同时起到接合端子113的定位作用的绝缘构件114来实现。如上面所说明的那样，由于接合端子113变长，因此，使得接合端子113的安装位置的偏差变大。因此，在将供电部103插入来进行安装时可能会存在困难。因此，通过利用绝缘构件114将接合端子113保持于壳体112，就能实现接合端子113的定位，从而解决了上述问题。

在此，绝缘构件114在难燃性、耐热性及绝缘性上要求有规定的性能。这种性能是随着电动动力转向装置的设计条件而变化的性能。作为材质，可以想到PPS（聚苯硫醚）、尼龙树脂、酚醛树脂或者是LCP（液晶等离子）等，但只要能充分确保上述规定的性能，则不局限于此。

图10是表示本发明实施方式1的绝缘构件的一例的立体图。在此，虽然例示了将各相的绝缘构件114构成为一体的结构，但也可以是后述分割为各相的结构。

此外，在此所示的形状只不过是本实施方式的一例，只要是能够获得本发明效果的结构，则不局限于上述形状，这点是不言自明的。

此外，在绝缘构件114上保持有螺母115，只要利用螺钉108从外周侧旋紧，就能进行紧固。在本实施方式中，示出了在绝缘构件114上预先设置有螺母115的例子，但也可以是在绝缘构件114上预先切出阴螺纹的结构。在这种情况下，很显然不需要螺母115，也能省略将螺母115固定在规定的位置上的作业。

此外，不通过螺钉固定，而是通过将接合端子113及供电部103形成为插入式的连接器连接，也能够获得相同的效果。在这种情况下，通过利用绝缘构件114将接合端子113保持于壳体112，就能进行接合端子113的定位，不仅能够容易地安装供电部103，而且同时还具有防止脱出的效果。

由于在电动机部10与控制单元11结合后进行螺钉108的紧固，因此，要求是能从外周侧对螺钉108进行旋紧的结构。

在将电动机部10与控制单元11结合时，在现有技术中，当接合端子与供电部彼此相向地延伸出的情况下，可能会因干涉而使结合变得困难。但是，在本实施方式中，不容易发生这种情况。此外，通过形成为在将接合端子113插入到绝缘构件114之后，在接合端子113的周围确保规定的空间的结构，从而在插入接合端子113后插入供电部103时，即便电动机部10的供电部103存在些许位置偏差，也能稳定地进行连接，更不容易因干涉而使结合变得困难。

图4是表示本发明实施方式1的电动动力转向用电动机装置的、与转轴垂直的面的剖视图。如图4所示，U相、V相及W相各自的接合端子113u、113v、113w及供电部103u、103v、103w各自的结合部分以保持规定的间隔的方式配置。

电动机部10的供电部103在与母线101连接时容易产生偏差。此外，由于各相的接合端子113是分割的，因此，各相的结合部分的位置容易产生偏差。像本实施方式这样，通过在供电部103u、103v、103w各自的结合部分之间以保持规定的间隔的方式配置，就能减小施加到绝缘构件114上的应力。

也就是说，将供电构件安装到母线时的误差不取决于供电构件的间隔，可假定为基本恒定的值。然后，在进行电动机部和控制单元的组装时，将供电构件插入到绝缘构件。此时，虽然绝缘构件被供电构件施加有应力，但由于原来的长度越长，应变的比例就越小，因此，相应地应力就会变小。此外，通过将绝缘构件114分割为各相或多个，也能获得相同的效果。

图5是表示本发明实施方式1的结合部分、特别是螺钉插入部分中的螺钉插入前的状态的剖视图。如图5所示，由于将接合端子113的板宽形成为比供电部103的板宽大，因此，能稳定地进行接合端子113的定位。

图6是表示本发明实施方式1的图5的变形例的图。如图6所示，即便是将接合端子113配置在供电部103的内径侧（图中的下侧）的结构，也能预先使接合端子113的板宽比供电部103的板宽大，因而能获得相同的效果。

在将母线101安装到定子绕组104b之后，将电动机部10的供电部103作为不同的构件安装于保持器102。在母线101与定子绕组104b连接时，很难预先对其位置进行固定，与母线101和供电部103由不同的构件构成的情况相比，在母线101和供电部103由相同构件构成的情况下，很难预先对其位置进行保持。

因此，如图7所示，通过在保持器102上设置定位孔118，就能形成容易对供电部103进行定位的结构。

如上所述，绝缘构件114能够分割为各相或多个。图8是表示将绝缘构件114分割为各相时的、沿图3的P－P面的剖视图。

通过按照每个相进行分割，就能减小各绝缘构件受到的应变。这是由于某一相的绝缘构件自身不会受到与其不同的相的供电部等的影响而产生应变。

此外，也可以使分割为各相的绝缘构件114中的、至少两个以上的相的绝缘构件114连接。这种连接的方法既可以是将全部相的绝缘构件114连接，也可以是使至少两个相的绝缘构件114连接。此外，图9是表示将绝缘构件114一体形成时的、沿图3的P－P面的剖视图。如图9所示，也可以将各相的绝缘构件114构成为一体。在这种情况下，也可以是使至少两个相的绝缘构件114形成为一体的结构。

通过形成为这种结构，由于为了确保插入供电部的孔这一个部件的相对精度，能使用绝缘构件114对作为插入对象的供电端子的相对位置进行固定，因此，在改进将控制单元11与电动机部10组装时的组装性上具有效果。

此外，为了进行绝缘构件114的轴向的定位，在绝缘构件114上设置有定位面117，该定位面117是与控制单元11的壳体112的靠电动机部10一侧的面接触的面。在图3中，不仅能够通过使绝缘构件114的定位面117与壳体112的对应的面抵接来进行定位，而且能防止灰尘等异物从外部经由控制单元11的壳体112的开口部116进入，能提高作为电动动力转向用电动机装置1的防尘性能。

另外，本发明不限定于以上说明的实施方式的内容，能够在权利要求书记载的范围内进行各种改变。例如，在上述实施方式中，如图1所示，例示性地对将本发明应用到所谓的转向柱助力式的电动动力转向装置的情况进行了说明，但本发明不局限于此，作为所谓的本领域技术人员来说，很容易就能将本发明应用到小齿轮助力式或所谓的齿条助力式的电动动力转向装置中，这点是自不待言的。

此外，在上述实施方式中，对本发明适用于将电动机的输出作为转向辅助力输出的电动动力转向装置的例子进行了说明，但只要是使用在上述实施方式中示出的结构的电动机的装置即可，不特别局限于电动动力转向装置。

(符号说明)

1 电动动力转向用电动机装置

10 电动机部

101 母线

101u U相母线

101v V相母线

101w W相母线

102 保持器

103 供电部

103u U相供电部

103v V相供电部

103w W相供电部

104 定子

104a 定子铁心

104b 定子绕组

105 转子

106 轴承

107 电动机外壳

108 螺钉

11 控制单元

110 控制电路

110a 车速控制信号

110b 转向角控制信号

110c 转矩控制信号

111 驱动电路

111a 晶体管

111b 电容器

112 壳体

113 接合端子

113u U相接合端子

113v V相接合端子

113w W相接合端子

114 绝缘构件

115 螺母

116 开口部

117 定位面

118 定位孔

12 电动机驱动电源

2 电动动力转向系统

21 方向盘

22 转向柱轴

23 齿条

24 转向齿轮箱

25 变速箱。

Claims (10)

1.一种电动动力转向用电动机装置，包括：

电动机，该电动机具有电动机外壳、保持在所述电动机外壳上的定子、被自由旋转地支承于所述电动机外壳并设置在所述定子的内侧的转子、与所述定子连接并供给电力的供电部；以及

控制单元，该控制单元具有驱动电路、接合部、控制电路及壳体，其中，所述驱动电路对所述电动机供给电力，所述接合部与所述供电部接合，所述控制电路对所述驱动电路进行控制，所述壳体覆盖所述驱动电路和所述控制电路，

所述电动机和所述控制单元同轴地安装在对所述电动机的旋转进行减速的变速箱上，且使所述控制单元位于所述变速箱侧，

其特征在于，

所述接合部穿过形成于所述壳体的开口部，而在所述壳体内与所述供电部接合，并且所述接合部被安装在所述壳体上的绝缘构件定位、保持，以使所述接合部与所述壳体及所述电动机外壳绝缘。

2.如权利要求1所述的电动动力转向用电动机装置，其特征在于，

所述接合部与所述供电部被螺钉从径向紧固。

3.如权利要求2所述的电动动力转向用电动机装置，其特征在于，

在所述绝缘构件上保持有螺母。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电动动力转向用电动机装置，其特征在于，

所述接合部与所述供电部由相对且一部分重叠的平板构成。

5.如权利要求4所述的电动动力转向用电动机装置，其特征在于，

所述接合部的板宽比所述供电部的板宽大。

6.如权利要求1至3中任一项所述的电动动力转向用电动机装置，其特征在于，

所述接合部与所述供电部的结合部分在旋转方向上隔着规定的间隔配置。

7.如权利要求1至3中任一项所述的电动动力转向用电动机装置，其特征在于，

所述绝缘构件被按所述电动机的各相分割设置。

8.如权利要求1至3中任一项所述的电动动力转向用电动机装置，其特征在于，

所述绝缘构件在所述电动机的多个相之间连接设置。

9.如权利要求1至3中任一项所述的电动动力转向用电动机装置，其特征在于，

所述绝缘构件包括与所述控制单元的所述壳体的靠所述电动机侧的面接触的面。

10.一种电动动力转向装置，其特征在于，包括权利要求1至3中任一项所述的电动动力转向用电动机装置。