CN1401530A - 电动动力转向装置 - Google Patents
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Abstract
一种电动动力转向装置,在箱体(3)中形成与电动机(1)和控制电路装置(2)电气连接的总线(20)通过的箱体开口部(38),同时在壳体中也形成总线(20)通过的散热器开口部(46),电动机(1)与控制电路装置(2)、箱体开口部(38)与散热器开口部(46)相互对应并一体化。当电动机及控制电路装置的任何一方发生不良情况时,只要更换发生不良情况的一方即可,可提高装配作业性。
Description
技术领域
本发明涉及增强车辆转向盘的操纵力的电动动力转向装置。
背景技术
图18是日本专利特开平8-258730号公报所述的传统的电动电力转向装置的剖面图。
该电动动力转向装置系在有底圆筒形状的壳体101内容纳有电动机100以及对通向该电动机100的电流进行控制的控制电路装置103。
电动机100具有:与车辆的转向机构连接的轴104、固定于该轴104的转子108、围绕转子108的磁铁107、对向转向机构传递转矩加以断续的电磁离合器105、检测操纵角度并向控制电路装置103输出的角度传感器106。
在上述结构的电动动力转向装置中,电动机100驱动轴104旋转,其旋转力通过轴104传递到转向机构而向转向机构提供转矩。
传统的电动动力转向装置因在壳体101内容纳电动机100及控制电路装置103,故存在以下问题。
(1)因电动机100与控制电路装置103不能简便地分离,当电动机100及控制电路装置103的任何一方发生不良情况时,必须更换电动动力转向装置。
(2)有底圆筒形状的壳体101内必须同时组装经导线相互连接的电动机100及控制电路装置,所以组装操作性差。
本发明的目的在于解决上述问题,提供一种当电动机及控制电路装置的任何一方发生不良情况时只要更换发生不良情况的一方即可、从而提高组装操作性的电动动力转向装置。
本发明内容
本发明电动动力转向装置包括:具有箱体及设于该箱体的轴线上并与车辆的转向装置连接的轴、并通过轴增强转向盘的操纵力的电动机,在壳体内设有驱动所述电动机的动力元件的控制电路装置,其特征在于,在所述箱体中形成通过导线的箱体开口部,同时在所述壳体中也形成通过导线的壳体开口部,所述电动机与所述控制电路装置、所述箱体开口部与所述壳体开口部对应并一体化。
在本发明电动动力转向装置中,导线从壳体开口部露出,同时是与动力元件电气连接的总线,该总线通过中继线与设在箱体内的产生旋转磁场的电动机绕组连接。
在本发明电动动力转向装置中,导线从壳体开口部露出,同时是通过传感器导线与设在箱体内检测轴的旋转角度的旋转位置传感器电气连接的传感器端子。
在本发明电动动力转向装置中,一方的导线从壳体开口部露出,同时是通过传感器导线与设在箱体内检测轴的旋转角度的旋转位置传感器电气连接的传感器端子,另一方的导线从壳体开口部露出,同时是与动力元件电气连接的总线,该总线通过中继线与设在箱体内的产生旋转磁场的电动机绕组连接。
在本发明电动动力转向装置中,总线的端部与中继线的端部用螺钉连接。
在本发明电动动力转向装置中,传感器端子与旋转位置传感器由分别设在传感器导线两端部的传感器连接器连接。
在本发明电动动力转向装置中,总线相对于轴的轴线垂直延伸。
在本发明电动动力转向装置中,传感器端子相对于轴的轴线垂直延伸。
在本发明电动动力转向装置中,传感器端子侧的传感器连接器通过卡合件与箱体开口部卡合。
在本发明电动动力转向装置中,卡合件与箱体开口部的内壁面弹性地卡合。
在本发明电动动力转向装置中,在箱体与螺钉相对处形成有孔,总线端部与中继线端部通过该孔用螺钉旋紧。
在本发明电动动力转向装置中,在箱体上形成与转向机构的齿轮箱嵌合的嵌合部,孔形成于该嵌合部的内侧。
在本发明电动动力转向装置中,将用螺钉与总线旋紧的中继线的总线侧端子和旋紧螺钉的螺母插入模制成形构成固线座。
在本发明电动动力转向装置中,固线座中形成与形成于箱体的被卡合部卡合的卡合部,以阻止固线座在用螺钉将总线与总线侧端子固定时转动。
在本发明电动动力转向装置中,在壳体开口部的周缘部设有密封箱体开口部的周缘部的密封件。
在本发明电动动力转向装置中,电动机和控制电路装置的固定处为有壳体开口部的散热器开口部的转向机构侧及转向机构反侧。
在本发明电动动力转向装置中,转向机构反侧采用断面呈L字形的撑条固定,该撑条的一单侧部固定在控制电路装置上,该撑条的另一单侧部固定在电动机上。
在本发明电动动力转向装置中,装有动力元件的底板与形成壳体的一面的散热器进行面接触,
在本发明电动动力转向装置中,在固定于电动机的散热器中形成与电动机的外形形状吻合的缺口部。
在本发明电动动力转向装置中,在壳体开口部上设有堵塞壳体开口部的树脂模制部。
在本发明电动动力转向装置中,总线相对于底板成垂直延伸,并可在轴的轴线方向摆动。
如上所述,根据本发明的电动动力转向装置,由于在箱体上形成导线通过的箱体开口部,同时在壳体上也形成导线通过的壳体开口部,电动机与控制电路装置、所述箱体开口部与所述壳体开口部相互对应并一体化,当在电动机及控制电路装置的任何一方产生不良情况时,只要更换产生不良情况的一方即可,可以减少更换成本。
分别组装电动机及控制电路装置,在最后一道工序将电动机及控制电路装置一体化即可,能提高装配作业性。
根据本发明的电动动力转向装置,由于导线从壳体开口部露出,同时是与动力元件电气连接的总线,该总线通过中继线与设在箱体内的产生旋转磁场的电动机绕组连接,故能提高电气连接电动机与控制电路装置的导线的连接作业性。
根据本发明的电动动力转向装置,由于导线从壳体开口部露出,同时是通过传感器导线对设在箱体内检测轴的旋转角度的旋转位置传感器加以电气连接的传感器端子,故能提高电气连接控制电路装置与旋转位置传感器的导线的连接作业性。
根据本本明的电动动力转向装置,由于一方的导线从壳体开口部露出,同时是通过传感器导线对设在箱体内检测轴的旋转角度的旋转位置传感器加以电气连接的传感器端子,另一方的导线从壳体开口部露出,同时是与动力元件电气连接的总线,该总线通过中继线与设在箱体内的产生旋转磁场的电动机绕组连接,故能提高对电动机与控制电路装置加以电气连接的导线的连接作业性,能提高对控制电路装置与旋转位置传感器加以电气连接的导线的连接作业性。
根据本发明的电动动力转向装置,由于总线的端部与中继线的端部用螺钉连接,故电动机和控制电路装置的电气连接容易,同时电动机和控制电路装置的分离也方便。
根据本发明的电动动力转向装置,由于传感器端子和旋转位置传感器由分别设在传感器导线两端部的传感器连接器连接,故传感器端子和旋转位置传感器的电气连接容易。
根据本发明的电动动力转向装置,由于总线相对于轴的轴线为垂直延伸,故能简单地将总线插入箱体的开口部,电动机与控制电路装置的一体化容易。
根据本发明的电动动力转向装置,由于传感器端子相对于轴的轴线垂直延伸,故能简单地将传感器端子插入箱体的开口部,电动机与控制电路装置的一体化容易。
根据本发明的电动动力转向装置,由于传感器端子侧的传感器连接器通过卡合构件与箱体开口部卡合,故传感器连接器与箱体开口部可靠地卡合。
根据本发明的电动动力转向装置,由于卡合构件与箱体开口部的内壁面弹性地卡合,故以简单的结构将卡合构件与箱体开口部卡合。
根据本发明的电动动力转向装置,由于在箱体与螺钉相对处形成有孔,并通过该孔将总线端部与中继线端部用螺钉旋紧,故可使总线端部与中继线端部的旋紧及其拆除简单易行。
根据本发明的电动动力转向装置,由于在箱体上形成与转向机构齿轮箱嵌合的嵌合部,在该嵌合部的内侧形成孔,所以无需对孔进行密封并准备确保箱体内防水性的密封件。
根据本发明的电动动力转向装置,由于用螺钉与总线旋紧的中继线的总线侧端子和旋紧螺钉的螺母经插入模制成形构成固线座,故能简单地进行总线与总线侧端子的旋紧及其解除。
根据本发明的电动动力转向装置,由于固线座中形成与形成于箱体中的被卡合部卡合的卡合部,以阻止固线座在用螺钉将总线与总线侧端子固定时转动,故能防止总线与总线侧端子在螺钉紧固作业时因螺钉紧固产生的转动力在总线与总线侧端子处破损。
根据本发明的电动动力转向装置,在开口部的周缘部设有密封箱体开口部的周缘部的密封件,故可确保箱体的防水性。
根据本发明的电动动力转向装置,由于电动机和控制电路装置的固定处分为具有壳体开口部的散热器开口部的转向机构侧及转向机构反侧2处,所以电动机与控制电路装置牢固结合,耐振动性、耐冲击性提高。
根据本发明的电动动力转向装置,由于对于转向机构反侧采用断面呈L字形的撑条固定,该撑条的一单侧部固定在控制电路装置上,该撑条的另一单侧部固定在电动机上,故可以简单的结构使电动机与控制电路装置一体化。
根据本发明的电动动力转向装置,由于装有动力元件的底板与形成壳体的一面的散热器进行面接触,故来自作为发热源的动力元件的发热通过散热器放出。
根据本发明的电动动力转向装置,由于在固定于电动机的散热器上形成与电动机外形形状吻合的缺口部,所以可缩小整体高度尺寸,提高向车辆的搭载性。在散热器上能简单地进行电动机安装用的螺孔加工,且控制电路装置与电动机的固定牢固。
根据本发明的电动动力转向装置,由于在壳体开口部设有堵塞壳体开口部的树脂模制部,控制电路壳体内被密闭,单独保管输送控制电路装置时,尘埃等不会进入到内部。
根据本发明的电动动力转向装置,总线相对与底板垂直延伸,且可沿轴线方向摆动,所以电动机与控制电路装置一体化时,可吸收各轴线方向的尺寸误差,提高装配作业性。
附图简单说明
图1是本发明实施形态1的电动电力转向装置的正视图。
图2是图1的电动电力转向装置的右侧视图。
图3是图1的电动电力转向装置的左侧视图。
图4是图1的电动电力转向装置的俯视图。
图5是图1的电动电力转向装置的后视图。
图6是图1的除去电动机的控制电路装置的图。
图7是控制电路装置的后视图。
图8是图2的除去电动机的控制电路装置的图。
图9是图8的控制电路装置的后视图。
图10是图6的控制电路装置的俯视图。
图11是图6的控制电路装置的仰视图。
图12是图2的除去控制电路装置时的电动机的俯视图。
图13是图1的电动电力转向装置的局部剖面图。
图14是沿图13中XIV-XIV线的剖面图。
图15是沿图13中XV-XV线的剖面图。
图16是表示本发明其它例子的电动电力转向装置的电动机的正视图。
图17是表示本发明其它例子的电动电力转向装置的电动机的正视图。
图18是传统的电动电力转向装置的正剖面图。
具体实施方式
以下说明该发明的实施形态,对同一或相当构件、部位均采用同一符号说明。
实施形态1
以下说明本发明实施形态1的电动电力转向装置。
图1是本发明实施形态1的电动电力转向装置的正视图。图2是电动电力转向装置的右侧视图。图3是电动电力转向装置的左侧视图。图4是图1的电动电力转向装置的俯视图。图5是图1的电动电力转向装置的后视图。
图6是图1中除去电动机的控制电路装置图。图7是控制电路装置的后视图。图8是图2中除去电动机的控制电路装置图。图9是图6的控制电路装置的后视图。图10是图6的控制电路装置的俯视图。图11是图6的控制电路装置的仰视图。图12是图2中除去控制电路装置的电动机的俯视图。
图13是图1的电动电力转向装置的局部剖面图。图14是沿图13中XIV-XIV线的剖面图。图15是沿图13中XV-XV线的剖面图。
该电动电力转向装置具有电动机1和控制电路装置2。
电动机1具有:铝等材料制作的箱体3、周缘部与嵌合部32嵌合的有底圆筒形的壳体5、固定在该壳体内壁面上的定子4、固定在该定子单侧侧面的环形保持架15、支承在该保持架15的上侧的固线座18、由配置在箱体3及定子4的中心轴线上并由前轴承6及后轴承7旋转自如地支承的轴24、N极及S极磁铁25与该轴24交替粘结且外周面被保护管(未图示)包覆的转子8、压入轴24端部并与转向机构(未图示)连接的毂部26、设在该毂部26与套筒27之间作为检测转子8的旋转角度的旋转位置传感器的旋转变压器。
定子4具有在层叠硅钢板的同时在圆周方向有间隔地形成沿轴线方向延伸的切槽(未图示)的铁心4A和在该铁心4A的切槽中将导线经线圈骨架9卷绕在该铁心4A的切槽中构成的电动机绕组10。将该电动机绕组10的U相绕组部、V相绕组部和W相绕组部作星形接线,各绕组部的公共侧通过熔接与公共端子14连接。
保持架15形成于树脂成形的保持架本体部分别在圆周方向延伸,部具有收容于直径尺寸不同的沟槽部的U相端子11、V相端子12、及W相端子13。U相端子11、V相端子12、及W相端子13平面展开时为带状,收容于各沟槽部时为圆形。这些端子11、12、及13与电动机绕组10的U相绕组部、V相绕组部、及W相绕组部连接。U相端子11、V相端子12、及W相端子13分别具有沿轴线方向伸出的连接部17。
固线座18由用总线20与螺钉21连接的总线侧端子16和旋紧螺钉21的螺母19插入模制成形构成。与总线20面接触的总线侧端子16露出。在总线侧端子16的两侧设有总线导向部22。在固线座18上形成向开口部扩开的锥形插入口18A。
在总数3个固线座18的各插入口18A中插入从U相端子11、V相端子12、及W相端子13分别沿轴线方向伸出的连接部17,连接部17的顶端部经TIG焊接与总线侧端子16连接。总线侧端子16相对于轴24成直角。
这里,由总线侧端子16、连接部17及各相端子11、12、13构成中继线,该中继线将总线20和电动机绕组10电气连接。
如图13所示,在固线座18的两端部形成具有中心孔23A的毂部23。从箱体3的内面沿轴线方向伸出的作为被卡合部的毂部(未图示)与毂部23的作为卡合部的孔23A卡合,以防止固线座18在总线20用螺钉21固定于固线座18时转动。
旋转变压器包括压入轴24的椭圆形的旋转变压器转子28和包围该旋转变压器转子28的旋转变压器定子34。
箱体3一侧的前轴承6通过嵌入将前轴承6的外轮部固定于箱体3。
将定子4压入由铁板拉深加工制作成的杯形壳体5,在壳体5的底面部形成容纳、保持后轴承7的轴承座29。
在壳体5的底面部开有嵌合箱体3和壳体5时使用的孔5A,在该孔5A中安装有为确保电动机内防水的橡胶制的盖30。
在箱体3的两端面形成与壳体5嵌合的壳体侧嵌合部32和与转向齿轮侧的箱体(未图示)嵌合用的齿轮侧嵌合部31。
箱体3的齿轮侧嵌合部31通过设在转向齿轮侧的齿轮箱内的O形密封圈(未图示)防水,防止水、尘埃等从齿轮侧嵌合部31进入电动机1内。
作为密封件的O形密封圈设在箱体3的壳体侧嵌合部32,以确保防水性。
如图1及图13所示,旋转变压器定子34用螺钉34A固定于箱体3。旋转变压器定子34的两端部形成长孔34B。旋转变压器定子34在安装时可用该长孔34B调整位置,以能吸收转子8与旋转变压器转子28以及定子4与箱体3在旋转方向的组装误差。
旋转变压器定子34上设有信号连接用连接器80。传感器导线35的两端部分别设有第1传感器连接器36A及第2传感器连接器36B。第1传感器连接器36A与连接器80连接。与控制电路装置2连接的该第2传感器连接器36B由卡合件37固定于箱体开口部38。有弹性变形的树脂制卡合件37整体形状为环形,在其两侧面形成沿直径方向伸出的凸出部37A。凸出部37A中的外侧部与形成于箱体开口部38内壁面的凹部卡合,凸出部37A的内侧部与形成于第2传感器连接器36B的凹部卡合。
为确保防水性,在箱体开口部的外缘部设有作为密封件的O形密封圈39。在与箱体开口部38周边的控制电路装置2相接的箱体3的面上形成与控制电路装置2接合所必需的平面部。密封件并不限于O形密封圈,比如也可以是非金属密封垫片。
在箱体3的齿轮嵌合部31的内侧开有3个紧固螺钉用的孔40,用于将总线20固定到固线座18时能从外旋紧螺钉21,箱体3和壳体5组装后就可将总线20与总线侧端子16固接。
控制电路壳体由带散热片41a的散热器41、侧壁部42及盖43构成。其内部容纳有安装动力元件44等的金属底板45、安装控制用微机48等的印刷电路板49。使散热器41与未安装动力元件44的金属底板45的面密合。散热器41是重量轻、热传导性高的铝制件。
在散热器41上形成与箱体开口部38同形、中心轴线一致的散热器开口部46。从壳体开口部的该散热器开口部46凸出有将驱动电流通向电动机绕组10的U、V、W各相绕组部的3根总线20。与动力元件44电气连接的总线20通过堵塞散热器开口部46的树脂模制部46A固定于散热器41。该树脂模制部46A用树脂填埋间隙,即采用所谓浇注封口的方法进行密封。
作为导线的总线20与安装动力元件44的金属底板45成直角,并在将控制电路装置2组装到电动机1时安装成总线20的板厚方向与轴24平行。总线20通过自身的挠性可沿轴24的轴线方向仅以规定量摆动。在该实施形态中,总线20为可摆动结构,但也可总线侧端子16为可摆动结构。
与旋转变压器定子34连接用的传感器端子47也从作为壳体开口部的散热器开口部46凸出。该旋转变压器端子47通过树脂模制部固定于散热器41。该传感器端子47的一端部与印刷线路板49连接,另一端部插入第2传感器连接器36B,将旋转变压器和控制电路装置2电气连接。
在散热器41的散热片41a上形成与电动机1的壳体5的外周形状吻合的圆弧形状的缺口50,并对电动机1和控制电路装置2组装时高度方向的尺寸加以控制。
散热器41和箱体3在散热器开口部46附近用螺钉3A加以固定。散热器41和壳体5用断面呈L形的撑条51加以固定。撑条51的一单侧部用螺钉51A固定于散热器41,撑条51的另一单侧部通过焊接固定在壳体的底面部。
这样,由于电动机1和控制电路装置2的固定处分为具有作为壳体开口部的散热器开口部46的转向机构侧和转向机构反侧,故将电动机1与控制电路装置2牢固结合,耐振动性、耐冲击性高。
另外,总线20、传感器端子47虽然从散热器开口部46凸出,但该开口部46由树脂模制部46堵塞,控制电路装置壳体内被密闭,单独保管、输送控制电路装置2时,尘埃等不会进入到内部。
图中,符号70是车辆控制的通信用连接器,71是转矩传感器用连接器。
上述结构的电动动力转向装置按如下顺序组装。
首先,将壳体开口部38与散热器开口部46对接,使控制电路装置2叠加到电动机1上。此时,控制电路装置2的总线20的端部与固线座18面对,同时,将控制电路装置2的传感器端子47插入第2传感器连接器36B。
之后,将散热器41与箱体3用螺钉3A固定。散热器41与壳体5用断面呈L形的撑条51固定。
最后,用螺钉21从箱体3的紧固螺钉用的孔40将总线20与固线座18固定,并进行电动机绕组10和控制电路装置2的电气连接。
在上述结构的电动动力转向装置中,电动机1驱动轴24旋转,其旋转力通过轴24传递给转向机构,以供转向机构增强转矩。
如图16所示,通过用U相、V相、W相的各导线52取代作为导线的总线20,用传感器导线53取代传感器端子47,并将导出这些导线的附件54装在电动机1上,可与控制电路装置电气连接而不改变电动机1的结构。
如图17所示,即使去除图16的导线52及传感器导线53,将附件56和U相、V相、W相用连接器传感器55、传感器用连接器形成一体化,也可与控制电路装置电气连接而不改变上述电动机1的结构。
在上述实施形态中,在壳体开口部的散热器开口部46、箱体开口部38中虽然是总线20及传感器端子47两方通过的结构,但也可另设总线及传感器端子分别通过的开口部。
电动机也可将装有产生旋转磁场的电动机绕组的转子铁心固定在轴上,而在转子铁心的外周具有定子。
Claims (15)
1.一种电动动力转向装置,包括:具有箱体及设于该箱体的轴线上并与车辆的转向装置连接的轴、并通过轴增强转向盘的操纵力的电动机,
在壳体内设有驱动所述电动机的动力元件的控制电路装置,
其特征在于,
在所述箱体中形成通过导线的箱体开口部,同时在所述壳体中形成通过导线的壳体开口部,
所述电动机与所述控制电路装置、所述箱体开口部与所述壳体开口部对应并一体化。
2.根据权利要求1所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述导线从壳体开口部露出,同时是与动力元件电气连接的总线,该总线通过中继线与设在箱体内的产生旋转磁场的电动机绕组连接。
3.根据权利要求1所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述导线从壳体开口部露出,同时是通过传感器导线与设在箱体内检测轴的的旋转角度的旋转位置传感器电气连接的传感器端子。
4.根据权利要求3所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述导线从壳体开口部露出,同时是与动力元件电气连接的总线,该总线通过中继线与设在箱体内的产生旋转磁场的电动机绕组连接。
5.根据权利要求2或4所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述总线的端部与中继线的端部用螺钉连接。
6.根据权利要求3所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述传感器端子与旋转位置传感器由分别设在传感器导线两端部的传感器连接器连接。
7.根据权利要求2、4或6中任一项所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述总线相对于轴的轴线成垂直延伸。
8.根据权利要求3或4所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述传感器端子相对于轴的轴线成垂直延伸。
9.根据权利要求2、4或6中任一项所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述传感器端子侧的传感器连接器通过卡合件与箱体开口部卡合。
10.根据权利要求9所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述卡合件与箱体开口部的内壁面弹性地卡合。
11.根据权利要求5所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述箱体中与螺钉相对处形成有孔,总线端部与中继线端部通过该孔用螺钉旋紧。
12.根据权利要求11所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述箱体中形成与转向机构的齿轮箱嵌合的嵌合部,所述孔形成于该嵌合部的内侧。
13.根据权利要求5所述的电动动力转向装置,其特征在于,用螺钉与所述总线旋紧的中继线的总线侧端子和旋紧螺钉的螺母经插入模制成形构成固线座。
14.根据权利要求13所述的电动动力转向装置,其特征在于,所述固线座中形成与形成于箱体中的被卡合部卡合的卡合部,以阻止固线座在用螺钉将总线与总线侧端子固定时转动。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的电动动力转向装置,其特征在于,在所述壳体开口部设有堵塞壳体开口部的树脂模制部。
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