CN1903632A - 电动动力转向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够以简单的结构、低廉的价格来降低直流有刷马达的噪音的电动动力转向装置。包括直流有刷马达(1)及轮毂(17)，该轮毂(17)设置在马达(1)的输出轴(9)与该马达(1)所驱动的输入轴(24)之间，且在自身作用下将马达(1)的旋转力从输出轴(9)传递至输入轴(24)，轮毂(17)的重量大于等于马达(1)的转子的重量的10％。另外，包括直流有刷马达(1)及轮毂(17)，该轮毂(17)设置在马达(1)的输出轴(9)与该马达(1)所驱动的输入轴(24)之间，且在自身作用下将马达(1)的旋转力从输出轴(9)传递至输入轴(24)，轮毂(17)的惯性矩大于等于马达(1)的转子的惯性矩的10％。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用马达辅助车辆转向器的操舵力的电动动力转向装置。
背景技术
以往的装置，通过从导线抵接至整流子的刷体向绕组供给电流，使电枢在电磁力的作用下与输出轴一起旋转，该输出轴的前端部被压入连接构件的压入孔，另外，由于输入轴与连接构件的花键孔以花键连接，因此可将输出轴的旋转转矩传递至输入轴，用于辅助转向器的操舵力(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2001-8402号公报(段落[0018]-[0024]，第1图)
电动动力转向装置用的马达向来要求低噪音化，例如：通过追加使马达惯性运转的工序，使刷体与整流子的滑动稳定化，或者在刷握上追加橡胶等弹性体使其具有一定抗震性，降低刷体的噪音传递等，试图达到低噪音化。然而，电动动力转向装置用的马达要求达到更进一步的低噪音化，尤其是马达安装在立柱上的立柱型电动动力转向装置中，由于马达与驱动器间的距离较近，因此更需要达到低噪音化。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够以简单的结构、低廉的价格来降低直流有刷马达的噪音的电动动力转向装置。
本发明的电动动力转向装置，包括直流有刷马达及轮毂，该轮毂配设在马达的输出轴与该马达所驱动的输入轴之间，且在自身作用下将所述马达的旋转力从所述输出轴传递至所述输入轴，所述轮毂的重量大于等于所述马达的转子的重量的10％。
本发明的电动动力转向装置，包括直流有刷马达及轮毂，该轮毂配设在马达的输出轴与该马达所驱动的输入轴之间，且在自身作用下将所述马达的旋转力从所述输出轴传递至所述输入轴，所述轮毂的惯性矩大于等于所述马达的转子的惯性矩的10％。
若采用本发明，由于轮毂的重量大于等于所述马达的转子的重量的10％，因此可得到一种能够以简单的结构、低廉的价格来降低直流有刷马达的噪音的电动动力转向装置。
若采用本发明，由于轮毂的惯性矩大于等于所述马达的转子的惯性矩的10％，因此可得到一种能够以简单的结构、低廉的价格来降低直流有刷马达的噪音的电动动力转向装置。
附图说明
图1是本发明实施例1的电动动力转向装置用的直流有刷马达的剖视图。
图2是本发明实施例1的轮毂的剖视图。
图3是表示本发明实施例1的安装有直流有刷马达的状态的立体图。
图4是本发明实施例1的噪音变化率与重量比率的关系的说明图。
图5是本发明实施例2的轮毂的剖视图。
图6是本发明实施例2的噪音变化率与惯性矩比率的关系的说明图。
图7是本发明实施例3的轮毂的剖视图。
图8是本发明实施例4的轮毂的剖视图。
(符号说明)
1直流有刷马达 2立柱
9输出轴 17轮毂
19施加部 24输入轴
具体实施方式
实施例1
根据图1～图4对实施例1进行说明。图1是电动动力转向装置用的直流有刷马达的剖视图，图2是图1所示轮毂的剖视图，图3是直流有刷马达安装于电动动力转向装置时的立体图。图4是噪音变化率与重量比率的关系的说明图。图3中，电动动力转向装置用的直流有刷马达1是与安装于立柱2的齿轮箱3连接并安装于其上的所谓的立柱型电动动力转向装置用马达，该直流有刷马达1配置于车室内，利用未图示的控制装置进行通电控制，从而辅助驱动器的转向器4的操舵力。
采用图1对直流有刷马达1进行说明。在有底圆筒状的磁轭5的内面固定有4极的永磁体6，在与磁轭5形成一体的轴承收容部7的内面以具有组装上的间隙即所谓的间隙嵌合的形态收容有第1轴承8的外圈，轴承8支撑输出轴9的一端自由旋转。在设置有该输出轴9的电枢10所具有的整流子11的外周面上，刷体12受到弹簧12a的弹性推压而进行滑接。保持该刷体12的刷握13利用螺钉14固定于外壳15。外圈被压入固定于外壳15的第2轴承16支撑输出轴9的另一端附近自由旋转，磁轭5的开口侧利用螺钉15a固定于外壳15。轮毂17由轮毂本体18与施加部(日文：付
部)19构成。轮毂本体18压入从轴承16沿轴向略微突出的输出轴9的端部，轮毂本体18及输出轴9抵接于轴承16内圈的轴向端面两侧，轮毂本体18及输出轴9从轴向夹住轴承16的内圈并固定成一体，输出轴9不会沿轴向移动。
向刷体12供电的导线20被导出至直流有刷马达1的外部，与未图示的控制装置连接。电枢10的结构如下：具有22个槽21的铁心22被压入固定于输出轴9，以重卷方式将绕组22卷绕于该槽21，并将绕组23与整流子11连接。直流有刷马达1中，其外壳15通过未图示的螺栓固定于齿轮箱3从而被安装，轮毂本体18与齿轮箱3所具有的输入轴24连接，将直流有刷马达1的旋转力传递至齿轮箱3侧。
图2中，轮毂17在轮毂本体18的外周压入固定有环状的施加部19。轮毂本体18由烧结构件形成，具有用于压入输出轴9的内径部25、以及用于与输入轴24连接的花键孔26，轮毂本体18构成为具有在自身作用下将直流有刷马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24的功能。施加部19由铁材经过冷锻形成为环状，施加部19自身不会将直流有刷马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24。
图4中，横轴表示重量比率(％)，表示轮毂17的重量与直流有刷马达1转子的重量之比(轮毂重量/转子重量)，纵轴表示该重量比率(％)变化时的噪音变化率(％)，是发明者通过实验得出的结论。转子的重量是指除去轮毂17重量的旋转部分的重量(所谓的电枢10的重量)，是输出轴9、整流子11、铁心22以及绕组23等的重量之和。图中A所表示的虚线是作为目标的噪音等级，如图中所示，可通过增加重量比率(％)来降低噪音，使重量比率大于等于10％从而可实现目标的低噪音化。这样，对于占有转子大半重量的铁心22部分，通过在以轴承16为支点的铁心反向侧(轮毂17侧)施加适当的重量体，从而可衰减或消除电枢10的旋转方向及弯曲方向的振动，使刷体12的滑动稳定，尤其是能够降低刷体噪音。另外，通过将对应重量比率(％)变化而变化的噪音变化率(％)的变化设定在大范围内，可有效降低噪音，然而若将重量比率(％)设定至超出需要范围，则除了导致装置重量增加、以及对输出轴9及轴承16的强度等产生影响外，尤其是可能会对电动动力转向装置最重要的操舵感产生负面影响，因此，考虑到这点最好设定上限。
如上文所述，本实施例1的电动动力转向装置包括直流有刷马达1及轮毂17，该轮毂17设置在马达1的输出轴9与该马达1所驱动的输入轴24之间，且在自身作用下将马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24，轮毂17的重量大于等于马达1的转子的重量的10％，因此可得到一种能够以简单的结构、低廉的价格来降低直流有刷马达的噪音的电动动力转向装置。通过增加轮毂17的重量，能够得到一种电动动力转向装置，其可将新部件及工序的追加抑制在最小限度，使结构成本低廉，尤其是可以降低刷体噪音。
另外，由于轮毂17在其外周固定有施加部19，因此可自由选定施加部19的材质及形状。轮毂本体18具有在自身作用下将直流有刷马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24的功能，由于施加部19不需要具有传递旋转力的功能，因此可选取比重较大和价格低廉的材质。
另外，直流有刷马达1在为安装于立柱2的所谓立柱型时，与安装于齿条轴而配设于引擎室的所谓齿条型相比，振动条件及温度条件都较为缓和，因此，增加轮毂17的重量及添加施加部19对强度等所产生的影响较小，可得到一种结构成本低廉、容易实现低噪音化等的适用于立柱型的装置。
另外，采用橡胶等弹性体构成施加部19全体，可抑制振动向施加部19传递及施加部19自身的振动，从而有效降低噪音。
实施例2
根据图5以及图6对实施例2进行说明。图5与图2相同，是配设于图1的电动动力转向装置用的直流有刷马达上的轮毂的剖视图，图6是表示噪音变化率与惯性矩比率的关系的说明图。图5中，轮毂17由烧结构件形成的一体件所构成，具有用于压入输出轴9的内径部25、以及用于与输入轴24连接的花键孔26，且具有在轮毂17自身作用下将直流有刷马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24的功能。其余结构都与实施例1相同，故省略详细说明。
图6中，横轴表示惯性矩比率(％)，表示轮毂17的惯性矩与直流有刷马达1的转子的惯性矩之比(轮毂惯性矩/转子惯性矩)，纵轴表示该惯性矩比率(％)变化时的噪音变化率(％)，是发明者通过实验得出的结论。转子的惯性矩是指除去轮毂17的旋转部分的惯性矩(所谓的电枢的惯性矩)。图中B所表示的虚线是作为目标的噪音等级，如图中所示，可通过增加惯性矩比率(％)来降低噪音，通过使惯性矩比率大于等于10％从而可实现目标的低噪音化。这样，对于占有转子大半惯性矩比率的铁心22部分，通过对以轴承16为支点的铁心反向侧(轮毂17侧)施加适当的惯性矩，从而可衰减或消除电枢10的旋转方向及弯曲方向的振动，使刷体12的滑动稳定，尤其是能够降低刷体噪音。另外，通过将对应惯性矩比率(％)变化而变化的噪音变化率(％)的变化设定在大范围内，可有效降低噪音，然而若将惯性矩比率(％)设定至超出需要范围，则除了影响装置的强度等外，尤其是可能会对电动动力转向装置的重要的转动性等操舵感产生负面影响，因此，惯性矩比率(％)的上限最好在能够通过电动动力转向装置的控制装置补偿惯性影响的程度。
如上文所述，本实施例2的电动动力转向装置包括直流有刷马达1及轮毂17，该轮毂17设置在马达1的输出轴9与该马达1所驱动的输入轴24之间，且在自身作用下将马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24，轮毂17的惯性矩大于等于马达1的转子的惯性矩的10％，因此可得到一种能够以简单的结构、低廉的价格来降低直流有刷马达1的噪音的电动动力转向装置。通过增加轮毂17的惯性矩，能够得到一种电动动力转向装置，其可将新部件及工序的追加抑制在最小限度，使结构成本低廉，尤其是可以降低刷体噪音，此外，通过增大轮毂17的直径，可有效增加惯性矩，同时抑制轮毂17的重量增加。
另外，由于轮毂17由烧结构件形成的一体件构成，因此可不增加部件数量，使结构成本低廉。另外，由经过冷锻形成的一体件构成的情况也具有相同的效果，且与由烧结构件一体形成的情况相比，结构成本较低廉，然而花键部的精度通常会略微下降。
另外，关于轮毂17，在实施例1中说明了轮毂17具有施加部19的情况，在实施例2中说明了轮毂17由烧结构件形成的一体件构成的情况，但实施例1与实施例2中的轮毂17的结构可互换使用。
实施例3
根据图7说明实施例3。图7与图2及图5相同，是配设于图1的电动动力转向装置用的直流有刷马达上的轮毂的剖视图，其余结构与实施例1或实施例2相同，故省略详细说明。图7中，轮毂17在轮毂本体18的外周压入固定有环状的施加部19的内周。轮毂本体18由烧结构件形成，具有用于压入输出轴9的内径部25、以及用于与输入轴24连接的花键孔26，轮毂本体18构成为具有在自身作用下将直流有刷马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24的功能。施加部19由铁材经过冷锻形成为环状，将其沿径向配设2个(19a、19b)，在它们之间夹入橡胶材料等具有粘弹性的弹性体19c。另外，施加部19自身不将直流有刷马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24。
如上文所述，本实施例3的电动动力转向装置中，由于施加部19在其一部分夹设有弹性体19c，因此可抑制向施加部19传递的振动及施加部19自身的振动，从而可更有效地降低噪音。弹性体19c也可以夹在轮毂本体18的外表面与固定在轮毂本体18外表面的施加部19b之间。
实施例4
根据图8对实施例4进行说明。图8是配设在电动动力转向装置用的直流有刷马达1的输出轴9与齿轮箱3的输入轴24之间的轮毂17的剖视图，表示实施例4的轮毂17固定于所述输入轴24侧。其余结构与实施例1～3相同，故省略详细说明。图8中，轮毂17由烧结构件形成的一体件构成，具有用于压入输入轴24的内径部25a、以及用于与设置于直流有刷马达1的输出轴9侧的花键连接的花键孔26a，轮毂17构成为具有在自身作用下将直流有刷马达1的旋转力从输出轴9传递至输入轴24的功能。设置于直流有刷马达1的输出轴9端部的花键与压入输入轴24的轮毂17的花键孔26a相连接并传递旋转力。
如上文所述，本实施例4的电动动力转向装置中，包括固定于输入轴24侧的轮毂17，轮毂17的重量比率(％)及惯性矩比率(％)与实施例1或实施例2的构成相同，可以得到与实施例1或实施例2相同的效果。另外，将轮毂17固定于输出轴9的结构，与将轮毂17固定于输入轴24的结构相比，由于不经过花键等连接部，因此能够进一步降低噪音。
另外，上述各实施例中，说明了轮毂17具有花键的情况，但当然也可以是通过凹凸的爪部进行连接的十字头型等连接方法。
Claims (11)
1、一种电动动力转向装置，其特征在于，包括直流有刷马达及轮毂，该轮毂设置在所述直流有刷马达的输出轴与该直流有刷马达所驱动的输入轴之间，且在自身作用下将所述直流有刷马达的旋转力从所述输出轴传递至所述输入轴，所述轮毂的重量大于等于所述直流有刷马达的转子的重量的10％。
2、一种电动动力转向装置，其特征在于，包括直流有刷马达及轮毂，该轮毂设置在所述直流有刷马达的输出轴与该直流有刷马达所驱动的输入轴之间，且在自身作用下将所述直流有刷马达的旋转力从所述输出轴传递至所述输入轴，所述轮毂的惯性矩大于等于所述马达的转子的惯性矩的10％。
3、如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述轮毂由烧结构件或经过冷锻所形成的一体件构成。
4、如权利要求2所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述轮毂由烧结构件或经过冷锻所形成的一体件构成。
5、如权利要求1所述的电动动力转向装置，其特征在于，轮毂在其外周固定有施加部。
6、如权利要求2所述的电动动力转向装置，其特征在于，轮毂在其外周固定有施加部。
7、如权利要求5所述的电动动力转向装置，其特征在于，施加部在其一部分夹设有弹性体。
8、如权利要求6所述的电动动力转向装置，其特征在于，施加部在其一部分夹设有弹性体。
9、如权利要求5所述的电动动力转向装置，其特征在于，施加部由弹性体构成。
10、如权利要求6所述的电动动力转向装置，其特征在于，施加部由弹性体构成。
11、如权利要求1～10中任一项所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述直流有刷马达安装在立柱上。
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