CN110431731A - 电动动力转向装置 - Google Patents

Abstract

在将控制单元和电动机一体化的电动动力转向装置中，当将控制单元收纳于壳体内的情况下，需要用于将电动机与控制单元分隔开的框架，但因设置框架时对壳体施加的压力而会使壳体变形，存在电动机的转轴的轴心的位置精度变差这样的问题。因此，为了减小壳体的变形，在壳体内壁面设置层差部以使框架抵接，然后在框架的外周部与壳体的内周之间设置接合部，从而对框架的运动进行限制。

Description

电动动力转向装置

技术领域

本发明涉及一种电动动力转向装置，特别地涉及一种控制单元收容在电动机的壳体内并与电动机一体化的电动动力转向装置。

背景技术

电动动力转向装置从省空间化和轻量化的需求出发，将以往分体的电动机与控制单元一体化而设为更紧凑的装置。通过将电动机与控制单元一体化，能够削减将彼此连接的配线所需的线束，因此，没有因线束导致的损失，且效率变好。此外，不仅能够减小从配线侵入的噪波的影响，还能节省产品的组装工时，因此成本变低。

但是，由于控制单元由电子设备构成，因此，必须免受粉尘的影响。与之相对的是，电动机作为机械结构体，可能会产生粉尘。因此，在这种电动动力转向装置中，构成为将控制单元设置于电动机的壳体的一部分以将控制单元装入电动机，并将转子外壳配置在电动机与控制单元之间，以形成用于将两者分离的壁。具体而言，为了缩短作业工序而进行简单的作业，为了省空间而设为尽可能简单的结构。即，由专利文献1可见，将弹簧机构设置于与电动机的壳体接触的转子外壳周围的面的多个部位，并将转子外壳压入电动机的壳体，上述弹簧机构将径向的弹力作用于电动机的壳体的内壁面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2016-136829号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1所公开的结构的电动动力转向装置中，当将定子压入电动机的外壳并同样地压入转子外壳时，会引起电动机的外壳变形，因此，通过设置于转子外壳的多个弹簧机构的伸缩使压入力分散，以抑制变形。通过上述弹簧机构对转子外壳和电动机的壳体的缓冲，解决了抑制外壳变形的问题，但作为新的问题，产生了电动机的轴心变得不均匀这样的问题。即，在使用多个弹簧机构的情况下，各个弹簧机构的变形量均匀的可能性低，很难确保准确的轴心。因此，可能会成为振动及噪音的原因。

本发明着眼于上述新的问题并为解决该问题而作，其目的在于提供一种电动动力转向装置，能够抑制由零件的压入力产生的针对电动机的壳体的压力，并且能够确保轴心的精度。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明包括：壳体；电动机，所述电动机收纳于所述壳体；控制单元，所述控制单元收纳于所述壳体；以及框架，所述框架将所述电动机与所述控制单元分隔开，通过层差部和接合部对所述框架的运动进行限制，其中，所述层差部设置于与所述框架的角部抵接的所述壳体的内壁面，所述接合部将所述框架的外周与所述壳体的内周固接。

发明效果

根据本发明，对于配置在电动机的壳体的定子的上部以将轴承保持于中央的框架而言，抑制了压入力，并具有与壳体内壁抵接的外周径，在上述外周附近设置接合部，以将框架的外周与壳体的内周牢固地固接，从而对框架的运动进行限制，因此，能够抑制压入力并能确保轴心的精度。

附图说明

图1是实施方式1中的电动动力转向装置的剖视图。

图2是实施方式1中的局部剖视图。

图3是实施方式2中的局部剖视图。

具体实施方式

实施方式1

以下基于附图，对本发明实施方式1的电动动力转向装置进行说明。

在上述电动动力转向装置中，将控制单元1配置于与电动机2的输出轴21相反一侧并与电动机2一体化。电动机2是多相绕组的电动机，由内置于壳体25的输出轴21、转子22和定子23构成。在转子22的周围配置多对永磁体，多相绕组24卷绕安装于绕线管24a、24b以配置于定子23。

卷绕安装于定子23的绕组24的端部与配置在绕组24的上部附近的环状终端部连接，然后与控制单元1连接。此外，在输出轴21的两端部设置有第一轴承26a和第二轴承26b，以将输出轴21保持成自由旋转。此外，第一轴承26a配置于框架29的中央，上述框架29设置在电动机2与控制单元1的边界处，对于电动机2来说起到盖的功能。

另一方面，控制单元1与电动机2同轴状地配置，在内置于罩6的控制基板4、进而是上端部处配置有第一连接器5a和第二连接器5b。控制基板4安装有大量的电子零件、CPU30、开关元件31和电容器33等。从第一连接器5a和第二连接器5b输入的电源和信息信号穿过端子并经由中继构件5c连接至控制基板4、进而连接至开关元件31。从电动机2的绕组24的端部延伸的线圈线28朝上方延伸，并与控制基板4的开关元件31的输出端子连接，因此，电流被供给至电动机2的绕组24并以使输出轴21旋转的方式作用。框架29在与上述线圈线28分开规定绝缘距离的位置具有贯穿的孔，框架29的一部分靠近开关元件31等。上述框架29用作使开关元件31的发热散热的热沉。特别是在将框架构成为热沉的情况下，即使在电动动力转向装置中，框架29也是用于解决热问题所需的零件，通过框架29承担上述热问题，在使装置整体小型化的情况下是有效的。另外，在上述框架29的中央开设有孔，输出轴21贯穿于上述孔中，在上述输出轴21的前端设置有磁体转子32b。另一方面，在控制基板4的、与磁体转子32b相对的部分安装有传感器32a，传感器32a对磁体转子32b的旋转进行检测，从而使电动动力转向装置构成为能够检测出输出轴21的旋转角度、旋转速度。即，通过磁体转子32b和传感器32a而在输出轴21的前端设置有旋转传感器部。

在电动机2的壳体25中收纳有定子23、转子22和输出轴21等电动机的主要内部收容物。在上述收纳时，必须通过将定子23等内部收容物压入或烧嵌于壳体25的内壁，以将壳体25的内壁与定子23的外周牢固地固定。因此，壳体25可能会因压入而稍微隆起、歪斜。另一方面，框架29不仅具有盖的功能，还可对第一轴承26a进行保持，并大幅影响输出轴21的轴心的精度。因此，在壳体25的内壁面形成有具有层差部25a的凹部，上述凹部与框架29的外周抵接，以对框架29的角的部分进行支承。壳体25例如为铝制，层差部25a以切削的方式形成。

另一方面，框架29以具有第一轴承26a的轴心的精度的方式对第一轴承26a进行保持，并且，为了使开关元件31等处产生的热量逸散而使用导热性优异的铝材。上述框架29的轴向(附图的下方)运动通过壳体25的层差部25a进行限制，但需要确保保持力，以防止在振动、热冲击等使用环境下朝上方和沿周向移动。若为了确保这一保持力而增大壳体25的压入力时，在组装时会发生附着等，且壳体25会发生变形，从而无法实现框架29的位置精度，此外，在框架29相对于壳体25朝上方移动的情况下，框架29与旋转传感器之间的间隙会发生变化，从而使角度检测精度下降。另外，在框架29沿周向移动的情况下，框架29与线圈线28的绝缘距离为规定距离以下，会产生漏电等问题。为了解决由框架29的位置偏移导致的问题，在本实施例中，即使降低框架29的压入所产生的保持力，在框架29的上侧的外周附近的多个部位处实施包覆(日文：コーティング)29a，以将框架29的外周与壳体25的内周牢固地固接，也可对朝上方及沿周向的移动进行限制。

另外，在此，包覆是指将材料的一部分压扁以将两个以上的零件接合，实施包覆是指在该部分处设置接合部。在本实施方式1中，形成为从壳体25的内侧实施包覆29a的结构，以使壳体25与框架29的轴向定位能够任意固定。

接着，根据图2的局部剖视图进行详细说明。图2是将电动机2的仅上部放大后的剖视图。在图2中示出了定子23被压入壳体25，对轴承26a进行保持的框架29被插入并配置于附图上部的状态。另外，图1所示的框架29的开关元件31的相对面被省略而以平板状示出。在壳体25的上表面内周设置具有层差部25a的凹部，并配置成使框架29的外周的角部收纳于上述凹部。此外，框架29的直径设定为比壳体25的内周凹部的直径稍小一点点。由此，将框架29收纳于壳体25时的压入力比将定子23压入壳体25的力小。通过上述层差部25a，框架29的轴向位置受到限制。

此外，将框架29的外周和孔配置成使设置于框架29中央的孔的中心与轴承26a的轴心一致，以确保轴承26a的轴心的精度。因而，框架29以壳体25的内周与框架29的外周抵接这样的尺寸关系插入，因此，在壳体25和框架29处不会产生隆起、歪曲等。由于处于上述不压入的抵接状态，因此，通过两者的位置关系来确保轴心的位置精度。此外，框架29的外周径与壳体25的内周径在大小上没有差别。也就是说，框架29与壳体25之间几乎没有间隙。因此，能够防止垃圾移动。

若在上述框架29以与定子23相同的方式压入的情况下，壳体25的特别是上表面端部会有发生隆起、歪斜的可能性，从而会对与控制单元1的嵌合精度造成影响。因此，将框架29安装于壳体25采用抵接而非压入的程度的接触。

在框架29上侧的外周附近的多个部位处实施包覆29a以将框架29的外周与壳体25的内周牢固地固接，并对框架29的外周与壳体25的相对移动进行限制，从而使框架29相对于壳体25不会朝上方或沿径向移动。另外，在框架29的、与壳体25的内壁面接触的外周面上，以围绕周围的方式设置有小截面的大致半圆状或任意形状的槽29b。

上述槽29b是为了将要在壳体25与框架29的间隙中穿过的垃圾收留而设置的。即，在以具有微小间隙的方式将框架29安装于壳体25的情况下，由于框架29使用了导热性优良的材质(例如，铝材)，因此，在将框架29插入壳体25时，框架29有时会被刮擦，通过将上述刮擦碎屑等导电性异物贮存于上述槽29b，从而阻止异物侵入至控制单元1侧。上述槽29b的深度或宽度最好小于可允许的垃圾、废料的大小。关于上述槽29b的位置，通过设置在与壳体25的层差部25a接触时框架29的角部的上侧(控制单元1侧)且比包覆29a的位置靠下侧处，从而能够最大限度地抑制框架29的包覆所产生的变形对压入面造成的影响。另外，由于槽29b呈环状设置多条而非一条，因此，能够进一步防止异物侵入。

尽管在图2中，以输出轴21的轴为中心，左侧示出了壳体25的边缘的上部25b与框架29的高度大致相同的结构的情况，右侧示出了壳体25的边缘的上部25c的高度比框架29高的情况，但这是为了示出即使在壳体25的高度与框架29的高度相同的情况或是在壳体25的高度更高的情况下，也不会对框架29的包覆29a造成影响而描画的，并非刻意要使壳体25的高度左右不同。

在本实施方式1中，将壳体25的内周和框架29的外周设置成不压入，而是使两者抵接的程度的紧贴度进行收纳，并对框架29的外周实施多个部位的包覆，因此，能够确保两者的轴心精度。此外，由于设置了槽29b，因此，能够抑制框架29插入时导电性异物朝控制单元侧移动。另外，通过由相同材料构成壳体25和框架29这两者，可使两者的热膨胀和收缩一体地进行，因此，能够尽量减小由温度变化导致的变形。特别是在电动动力转向装置的情况下，除了电动机自身发热之外，还存在一体化的控制单元没有热量逸散场所这样的问题，另外，存在汽车的使用环境严酷的情况，因此，能够解决由热量导致的问题也是维持高集成化的电子电路的散热性所需的结构。

实施方式2

对实施方式2进行说明。图3与图2同样是局部剖视图。在图3中，对于与实施方式1相同或相当的部分分别标注相同的符号。与图2的较大差异在于旋转传感器部。也就是说，在输出轴21的前端部，示出了如下情况：第一轴承26a，进而是作为解析器式的旋转传感器的芯部40a、转子40b、卷绕于芯部40a的检测绕组40c以及用于对检测绕组40c励磁和输出检测波形的信号线40d向控制单元伸出。

为了对轴承26a和检测绕组40c及芯部40a进行保持，将框架290插入壳体25的层差部25a。在此，框架290形成上部框架29e、下部框架29f的双层结构。框架290的中间区域29c表示上下部这两者的边界。在上部框架29e的外周附近的多个部位实施包覆29a。

如本实施方式2这样，当框架290形成为双层结构的情况下，通过在上部框架29e和下部框架29f的外周面各自设置槽29b，能够将上部框架29e和下部框架29f各自插入时产生的刮擦碎屑等导电性异物贮存于槽29b。

另外，上部框架29e和下部框架29f的直径大致相同，上部框架29e经由下部框架29f并通过壳体25的层差部25a来限制轴向的运动，因此，通过对上部框架29e实施包覆29a，上部框架29e也同样在轴向和圆周方向上被固定。此外，尽管上部框架29e与壳体25的内壁面的抵接状态可以和下部框架29f与壳体25的内壁面的抵接状态相同，但也可以是，实施包覆29a并与壳体25固定的是上部框架29e，因此，下部框架29f的抵接更少的状态(间隙宽的状态)。即，双层结构的第二框架与第一框架的直径大致相同，仅在面向控制单元一侧的上述框架设置上述接合部。

在设为双层结构的框架290的情况下，旋转传感器部的安装加工、组装容易，但中间区域29c同样需要确保紧贴性，以供上部框架29e和下部框架29f抵接。此外，也能在框架290内设置空间29g，以用于降低框架自身的容积、重量。另一方面，在一体化结构的框架的情况下，需要进行旋转传感器部的安装加工和轴承安装加工的两面的切削。无论哪种结构，使框架290的外周与壳体25的内周的抵接程度松缓，并在外周附近设置接合部以固定框架，从而具有能够确保轴心精度的效果。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了描述，但本发明并不限定于实施方式，能够进行各种设计改变，在本发明的范围内，能够对各实施方式进行自由组合，此外能够适当对各实施方式进行变形、省略。

Claims (9)

1.一种电动动力转向装置，其特征在于，包括：壳体；电动机，所述电动机收纳于所述壳体；控制单元，所述控制单元收纳于所述壳体；以及框架，所述框架将所述电动机与所述控制单元分隔开，通过层差部和接合部对所述框架的运动进行限制，其中，所述层差部设置于所述壳体的内壁面并供所述框架的角部抵接，所述接合部使所述框架的外周与所述壳体的内周固接。

2.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述框架的插入力比所述电动机插入所述壳体的压力小。

3.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，在所述框架的中央具有轴承，所述轴承对所述电动机的输出轴进行保持，所述接合部设置于与所述轴承的保持侧相反一侧的所述框架的外周附近的面。

4.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述框架是使所述控制单元的发热散热的热沉。

5.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，在与所述壳体的内壁面接触的所述框架的外周面设置有槽。

6.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述框架具有孔，所述孔以确保与将所述控制单元和所述电动机连接的导体间的绝缘距离的方式贯穿。

7.如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，在所述框架的中央部设置有孔，所述电动机的输出轴以贯穿所述孔的方式配置，在所述输出轴的前端部包括旋转传感器部，所述旋转传感器部用于对旋转进行检测。

8.如权利要求7所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述框架形成为由第一框架和第二框架构成的双层结构，所述第一框架对所述输出轴的轴承进行保持，所述第二框架对与所述旋转传感器部相关的部位进行保持。

9.如权利要求8所述的电动动力转向装置，其特征在于，双层结构的所述第二框架与所述第一框架的直径大致相同，仅在面向所述控制单元一侧的所述框架设置所述接合部。