JP2004131047A

JP2004131047A - Electric power steering device

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Publication number: JP2004131047A
Application number: JP2003068917A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Hayakawa; 早川　　秀幸; Kenji Morikawa; 森川　　賢二; Tetsuo Imamura; 今村　　哲夫
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP3922196B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device wherein assembly property of a control part is improved. <P>SOLUTION: A switching transistor 32 in the control part 3 is directly fixed to a slope part 82 of a support member 8 by a screw. The switching transistor 32 is connected with a control board 31 by soldering by bending a terminal taken out onto a side of the switching transistor 32 onto a steering side in the axial direction. With this configuration, while the switching transistor 32 and the control board 31 are supported on the support member 8, the terminal of the switching transistor 32 and the control board 31 are mutually connected by soldering in this configuration. Consequently, since it is unnecessary to connect the terminal of the switching transistor 32 with the control board by soldering, while the switching transistor 32 and the control board 31 are supported on a housing as in a conventional case, the assembly property of the control part is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリングの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、電動パワーステアリング装置は、ステアリングに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、このトルクセンサで検出した操舵トルクに基づいて操舵補助力を決定する制御部と、この制御部で決定された操舵補助力を出力する電動モータと、この電動モータで出力された操舵補助力を転舵輪側に伝達する動力伝達部とを一体に設けている。また、制御部は、電動モータに流れる電流をディーティー制御するためのスイッチングトランジスタと制御素子等が設けられた制御基板とを有しており、スイッチングトランジスタの発熱を考慮し、スイッチングトランジスタを制御基板に直接支持させずに、動力伝達部を収容するためのハウジングに支持させて半田により制御基板と接続させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８８１６４号公報（第２頁右欄第５０行〜第５頁右欄第２９行、第６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の電動パワーステアリング装置では、スイッチングトランジスタが動力伝達部を収容するためのハウジングに支持されている。また、スイッチングトランジスタを制御基板に半田付けする工程と動力伝達部をハウジングに組み付ける工程とが異なるため、スイッチングトランジスタを制御基板に接続することが困難であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、制御部の組み付け性を向上させ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する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、電流をデューティー制御するためのスイッチングトランジスタとスイッチングトランジスタが電気的に接続される制御基板とを有し、操舵軸に加えられた操舵力に基づいて、操舵力を補助する操舵補助力を決定する制御部と、操舵補助力を操舵軸に伝達する動力伝達部と、動力伝達部を収容するための外枠とを備えた電動パワーステアリング装置において、操舵軸を支持し、且つ制御部を支持する支持部材を有し、支持部材は、外枠内に収納、且つ固定されることを特徴としている。
【０００７】
この構成により、制御部は、動力伝達部を収容するための外枠に支持されずに外枠とは別部材の支持部材に支持されることから、制御部のスイッチングトランジスタと制御基板とを支持部材に支持させた状態で、電気的に接続させることができる。これにより、従来のようにスイッチングトランジスタと制御基板とが外枠に支持された状態で、電気的に接続させる必要がないため、制御部の組み付け性を向上させることができる。さらに、制御部を支持する支持部材を外枠内に収納、且つ固定させることで、操舵軸を支持させることができる。これにより、操舵軸を支持させるための新たな部材を設ける必要がない。
【０００８】
また、請求項２では、支持部材は、軸方向に延びる円筒状の突出部を有し、突出部の内周で軸受を介して操舵軸を軸支し、且つ突出部の外周側に制御基板が設けられることを特徴としている。
【０００９】
この構成により、支持部材の突出部は、内周で軸受を介して操舵軸を軸支し、且つ外周側に制御基板が設けられることから、軸受に含まれる油分が操舵軸を伝わって制御基板に流れ込むことを防止することができる。さらに、支持部材の内径の位置ずれを低減させることができる。
【００１０】
また、請求項３では、操舵軸に加えられた操舵力を検出するトルクセンサが操舵軸に設けられ、支持部材の内周面がトルクセンサと対向すると共に、内周面には、トルクセンサの磁束密度を集中させる集磁体が設けられることを特徴としている。
【００１１】
この構成により、支持部材の内周面に集磁体を設けることで、集磁体を設けるための新たな部材を設ける必要がない。また、支持部材には、トルクセンサの集磁体と制御部とが設けられることから、支持部材を外枠内に収納する前にトルクセンサと制御部とを電気的に接続させることができる。
【００１２】
また、請求項４では、制御部で決定された操舵補助力を操舵軸に与えるための電動モータを有し、制御部は、操舵補助力に応じて電動モータに流れる電流をデューティー制御し、外枠は、アルミニウム製であって、電動モータと制御部との間に接続され、且つ電動モータへ電流を供給するための給電線は、外枠内に設けられることを特徴としている。
【００１３】
この構成により、電動モータと制御部とを接続して電動モータへ電流を供給するための給電線は、アルミニウム製の外枠内に設けられることから、制御部が電動モータへ流れる電流をデューティー制御することで給電線から発生する電磁波を外枠の外部に漏れることを抑制することができる。これにより、外部機器に悪影響を与えることを抑制できる。
【００１４】
また、請求項５では、電動モータの給電線が接続される部分と制御部の給電線が接続される部分とを近づけて設けるように電動モータを覆うためのモータハウジングと外枠とが固定されていることを特徴としている。
【００１５】
この構成により、電動モータと制御部とを接続して電動モータへ電流を供給するための給電線を短くすることができる。これにより、制御部が電動モータへ流れる電流をデューティー制御することで給電線から発生する電磁波の量を低減させることができる。
【００１６】
また、請求項６では、トルクセンサ、制御部、電動モータ及び動力伝達部は、外枠及びモータハウジング内に一体化されて設けられることを特徴としている。
【００１７】
この構成により、電動パワーステアリング装置の大型化を招かなくすることができると共に、トルクセンサ及び制御部と電動モータ及び制御部とのそれぞれの接続線を短くすることができる。さらに、トルクセンサ及び電動モータの制御部との接続線を制御部に直結させることができるため、余分なワイヤーハーネスが不要となる。
【００１８】
また、請求項７では、電流をデューティー制御するためのスイッチングトランジスタとスイッチングトランジスタが電気的に接続される制御基板とを有し、操舵軸に加えられた操舵力に基づいて、操舵力を補助する操舵補助力を決定する制御部と、操舵補助力を操舵軸に伝達する動力伝達部と、動力伝達部を収容するためのハウジングとハウジングの開口端を塞ぐためのカバーとから構成される外枠とを備えた電動パワーステアリング装置において、カバーは、軸受を介して操舵軸を軸支し、且つ内壁に制御部が支持されることで、制御部が外枠内に収納されることを特徴としている。
【００１９】
この構成により、制御部は、動力伝達部を収容するためのハウジングに固定されずにハウジングとは別部材のカバーの内壁に固定されることから、制御部のスイッチングトランジスタと制御基板とをカバーに固定させた状態で、電気的に接続させることができる。これにより、従来のようにスイッチングトランジスタと制御基板とがハウジングに固定された状態で、電気的に接続させる必要がないため、制御部の組み付け性を向上させることができる。さらに、制御部を支持するカバーによって軸受を介して操舵軸を軸支させることで、操舵軸を軸支させるための新たな部材を設ける必要がない。
【００２０】
また、請求項８では、外枠は、支持部材が固定されるハウジングとハウジングの開口端を塞ぐためのカバーとから構成され、支持部材は、ハウジングとカバーとによって操舵軸の軸方向に挟まれて固定されることを特徴としている。
【００２１】
この構成により、支持部材は、ハウジングとカバーとによって軸方向に挟まれて固定されていることから、支持部材の軸方向の位置ずれを防止できる。さらに、支持部材を軸方向に固定させるための新たな部材を設ける必要がない。
【００２２】
また、請求項９では、支持部材には、スイッチングトランジスタが固定されることを特徴としている。
【００２３】
この構成により、支持部材にスイッチングトランジスタを固定させることで、スイッチングトランジスタから発生する熱を支持部材によって放熱させることができる。
【００２４】
また、請求項１０では、外枠は、電動モータの回転を減速するための動力伝達部のウォームギヤを覆うために内壁の一部分を内径方向に向かって延出させた延出部を有し、支持部材は、延出部と当接する当接部を有していることを特徴としている。
【００２５】
この構成により、支持部材は、電動モータの回転を減速するための動力伝達部のウォームギヤを覆うために外枠の内壁の一部分を内径方向に向かって延出させた延出部と当接する当接部を有していることから、スイッチングトランジスタから発生する熱を支持部材を介して外枠の延出部に放熱させることができ、放熱性を向上できる。
【００２６】
また、請求項１１では、スイッチングトランジスタは、当接部の近傍に設けられることを特徴としている。
【００２７】
この構成により、スイッチングトランジスタを当接部の近傍に設けることで、熱の伝達経路が短くなるため、スイッチングトランジスタから発生する熱を支持部材を介して外枠に放熱させ易くすることができる。
【００２８】
また、請求項１２では、スイッチングトランジスタは、当接部と略対向する面に設けられること特徴としている。
【００２９】
この構成により、スイッチングトランジスタを当接部と略対向する面に設けることで、熱の伝達経路がさらに短くなるため、スイッチングトランジスタから発生する熱を支持部材を介して外枠により放熱させ易くすることができる。
【００３０】
また、請求項１３では、支持部材の軸方向一端部に制御部が設けられ、且つ軸方向他端側に電動モータの回転を減速するための動力伝達部のウォームギヤが設けられ、支持部材は、全周に渡って外枠の内壁と当接していることを特徴としている。
【００３１】
この構成により、支持部材は、全周に渡って外枠の内壁と当接していることから、支持部材の軸方向他端側に設けられるウォームギヤに塗布されているグリースが支持部材の軸方向一端側に進入することを抑制できる。これにより、支持部材の軸方向一端に設けられる制御部にグリースが付着することを防止でき、悪影響を与えることを抑制できる。また、外枠の内壁によって支持部材の径方向の位置決めをすることができる。
【００３２】
また、請求項１４では、操舵軸に加えられた操舵力を検出するトルクセンサが操舵軸に設けられ、支持部材の内周面には、トルクセンサの非回転部が設けられることを特徴としている。
【００３３】
この構成により、支持部材の内周面にトルクセンサの非回転部を設けることで、非回転部を設けるための新たな部材を設ける必要がない。また、支持部材には、トルクセンサの非回転部と制御部とが設けられることから、支持部材を外枠内に収納する前にトルクセンサと制御部とを電気的に接続させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【００３５】
（第１実施形態）
図１は、電動パワーステアリング装置１の一部の軸方向断面図である。図２は、電動パワーステアリング装置１の入力軸５１及び出力軸５２に沿った軸方向断面図である。図３は、図２における制御部３及び支持部材８を示す軸方向断面図である。図４の（ａ）は、制御部３の正面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）の側面図である。図５は、電動パワーステアリング装置１の一部の径方向断面図である。図６及び図７は、図１の一部分の拡大図である。
【００３６】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、車両の車室内に設けられ、図１及び図２に示すように、トルクセンサ２、制御部３、電動モータ４及び動力伝達部５から構成されており、トルクセンサ２と制御部３と動力伝達部５とがハウジング６及びカバー７内に設けられ、電動モータ４がヨーク４９内に設けられている。
【００３７】
操舵軸は、入力軸５１、出力軸５２及びトーションバー５３から構成されており、ベアリング１１、１２、１３、１４により支持されている。
【００３８】
入力軸５１は、図２に示すように、ステアリング（図示しない）に連結され、出力軸５２の内周に軸受１４を介して相対回転可能に設けられている。
【００３９】
出力軸５２は、入力軸５１と同軸上に設けられ、トーションバー５３を介して入力軸５１と相対回転可能に連結されている。
【００４０】
トーションバー５３は、入力軸５１と出力軸５２との中空部に挿入されて、両端がそれぞれピン９、１０を介して入力軸５１と出力軸５２とに連結され、ステアリングの操作により入力軸５１に操舵力が付与されると、自身に捩じれが生じることで、入力軸５１と出力軸５２とが相対回転する。
【００４１】
トルクセンサ２は、ステアリングに加えられる操舵力を検出するものであり、磁石２１、磁気ヨーク２２、集磁体を成す集磁リング２３及び磁気センサ２４から構成されている。
【００４２】
磁石２１は、リング状であって、ステアリングと連結される入力軸５１の外周に磁石固定部２１ａを介して圧入固定されており、周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００４３】
磁気ヨーク２２は、磁石２１の極数（Ｎ極又はＳ極）と同数の磁極爪（図示しない）が全周に等間隔に設けられた環状体で、２個１組で構成され、磁石２１の外周に一定のエアギャップを有して同心に設けられている。なお、１組の磁気ヨーク２２は、互いの磁極爪が周方向にずれて交互に配置されるように位置決めされている。
【００４４】
集磁リング２３は、磁気ヨーク２２と同様に２個１組で構成され、磁気ヨーク２２の外周に近接して設けられる。この集磁リング２３は、後述する支持部材８の内周面に集磁リング固定部２３ｂを介して一体成形されている。なお、２個の集磁リング２３は、それぞれ軸方向に平行になるように集磁リング固定部２３ｂに一体成形されている。また、集磁リング２３には、周方向の一部分に平板状の集磁部２３ａが設けられ、この集磁部２３ａは、互いの集磁部２３ａが軸方向に対向して設けられている。
【００４５】
磁気センサ２４は、軸方向に対向する集磁部２３ａ同士の間に設けられ、両集磁部２３ａ間に発生する磁束密度を検出し、その検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力する。この磁気センサ２４は、例えばホールＩＣであり、支持部材８に集磁リング固定部２３ｂを介して固定され、ホールＩＣターミナル２４ａが軸方向のステアリング側に直角に折り曲げられ、制御部３の制御基板３１に半田により接続されている。
【００４６】
制御部３は、上述のトルクセンサ２で検出された操舵トルクに基づいて、電動モータ４へ流れる電流をデューティー制御するものである。
【００４７】
制御基板３１は、板状であって、図４（ａ）に示すように、その平面形状が長方形と半円形とを組み合わせた形状を呈しており、半円形側の中央部に入力軸５１を通すための丸孔３１ａが設けられている。また、制御基板３１には、電動モータ４のモータターミナル４１が接続される貫通孔３１ｂが設けられている。
【００４８】
スイッチングトランジスタ３２は、電動モータ４に流れる電流をデューティー制御するためのものであって、支持部材８の斜面部８２に直接ネジ止め等により固定されている。このスイッチングトランジスタ３２は、図２に示すように、スイッチングトランジスタ３２の側方に取り出されたターミナルが軸方向のステアリング側に曲げられて制御基板３１に半田により接続されている。
【００４９】
制御基板３１には、図３及び図４（ａ）に示すように、制御素子３３、リレー３４、３５及びコンデンサ３６が直接基板上に組み付けられている。また、制御基板３１には、トルクセンサ２からの端子が接続され、操舵力が入力される。
【００５０】
制御素子３３は、マイクロコンピュータ等の素子であり、トルクセンサ２からの操舵力に応じて、電動モータ４に流す電流を決定し、且つスイッチングトランジスタ３２をデューティー制御するための信号を生成する。リレー３４は、イグニッションスイッチ（図示しない）がオン及びオフされることで電動モータ４へ流れる電流を通電及び遮断させるものである。リレー３５は、電動モータ４の駆動回路がフェ−ルした際に、ステアリングの入力に対して電動モータ４が回転されることで、電動モータ４が発電しないように電動モータ４とスイッチングトランジスタ３２との間に流れる電流を遮断させるものである。コンデンサ３６は、電源電圧の変動を抑制するものである。
【００５１】
電動モータ４は、上述した制御部３で決定されたステアリングの操舵力を補助するための操舵補助力を出力軸５２に付与するものであり、モータハウジングを成す磁性体のヨーク４９の内周にマグネット４８を有する界磁、この界磁の内周に回転自在に支持されたアーマチャ４７及びこのアーマチャ４７に設けられたコンミテータ４６に摺接するブラシ４３等から構成される直流モータである。また、ブラシ４３をブラシホルダ４３ａ内に設けられたスプリング４４により、内径方向に付勢することで、ブラシ４３をコンミテータ４６に摺接させている。さらに、電動モータ４は、図５に示すように、ヨーク４９の開口端面がハウジング６の側面に当接して組み付けられ、ボルト１８によりフレームエンド７０に固定されている。
【００５２】
また、電動モータ４は、図１に示すように、ピグテール４２を介してブラシ４３と電気的に接続され、ハウジング６内に設けられる金属製のモータターミナル４１を具備し、このモータターミナル４１が例えば樹脂製のホルダプレート１９にインサート成形されたプレート１９ａに抵抗溶接されている。
【００５３】
ホルダプレート１９は、ブラシ４３を摺動自在に保持するブラシホルダ４３ａを固定するもので、図５に示すように、ヨーク４９の開口端部に組み付けられたフレームエンド７０内に組み付けられる。また、電動モータ４のハウジング６への組み付けは、ハウジング６の側面に形成された開口部２０よりハウジング６の内部へ挿入されて行われる。
【００５４】
また、モータターミナル４１は、給電のためのものであって、ほぼ直角に折り曲げられ、一端がエンドフレーム４３ｄとブラシホルダ４３ａとの間にゴムマウント４３ｂを介して挟持されたターミナルプレート４３ｃに接続されている。また、図１及び図６に示すように、電動モータ４をハウジング６に組み付けた後、モータターミナル４１の他端が制御部３の制御基板３１に半田を介して接続されている。なお、モータターミナル４１が接続される制御基板３１とターミナルプレート４３ｃとを近づけて設けるように、ヨーク４９とハウジング６とが固定されている。
【００５５】
エンドフレーム４３ｄは、鉄板であって、ヨーク４９に固定され、ハウジング６とヨーク４９との間で挟持されている。ゴムマウント４３ｂは、ブラシ４３がコンミテータ４６の外周面上を摺動する時に発生する振動を吸収するものである。ターミナルプレート４３ｃは、樹脂製の部材の内部に金属製のターミナルが保持されており、このターミナルプレート４３ｃ内のターミナルがモータターミナル４１及びピグテール４２と接続されることで、バッテリからブラシ４３に電流を供給している。
【００５６】
そして、制御部３で決定され、スイッチングトランジスタ３２によりデューティー制御された電流がモータターミナル４１、プレート１９ａ、ピグテール４２及びブラシ４３を介してアーマチャ４７に供給される。
【００５７】
動力伝達部５は、上述した電動モータ４から出力される操舵補助力を転舵輪側へ伝達するものであり、入力軸５１、出力軸５２、トーションバー５３、ウォームホイール５４及びウォームギヤ５５から構成されている。
【００５８】
ウォームギヤ５５は、図１に示すように、電動モータ４のアーマチャシャフト４５に圧入固定された伝達部材１６を介してアーマチャシャフト４５の回転力が伝達されることで回転する。
【００５９】
ウォームホイール５４は、図２に示すように、出力軸５２の外周に固定され、ウォームホイール５４の外周がウォームギヤ５５と噛み合っており、ウォームギヤ５５が回転することで周方向に回転する。
【００６０】
ハウジング６は、外枠を成し、動力伝達部５を収容するためのものであって、アルミニウム製であり、ハウジング６内に支持部材８が固定される。このハウジング６は、ベアリング１２を介して出力軸５２を回転自在に支持している。
【００６１】
カバー７は、外枠を成し、ハウジング６と同様にアルミニウム製であり、ハウジング６内にトルクセンサ２、制御部３及び動力伝達部５を収容するために設けられたハウジング６の操舵軸方向の開口端を塞ぐためのものであって、入力軸５１を支持するベアリング１３を固定する。また、カバー７は、ハウジング６に固定される際に、支持部材８をハウジング６の内壁と当接するように支持部材８を押し付ける。そして、支持部材８は、カバー７の端面７ａとハウジング６の内壁６ａとによって軸方向に挟み込んで固定されている。また、カバー７は、図５に示すように、ハウジング６に設けられたカバー固定部７１ａ、７１ｂに固定される。このカバー固定部７１ａは、ハウジング６の外壁とヨーク４９の外壁とが接する線に近接する位置に設けられる。カバー固定部７１ｂは、カバー固定部７１ａと軸心の対称位置に設けられる。
【００６２】
なお、特許請求の範囲の外枠内とは、本実施形態でのハウジング６とカバー７と間の空間内に相当する。
【００６３】
支持部材８は、アルミニウム製であって、円筒形状と直方体形状とを組み合わせた形状を呈しており、ハウジング６とカバー７との間の空間内に設けられる。また、支持部材８は、図２に示すように、軸方向のステアリング側の面で制御部３を支持し、反ステアリング側の面でハウジング６の内壁に固定される。さらに、支持部材８は、内周面に集磁リング２３が設けられた集磁リング固定部２３ｂが設けられている。また、支持部材８は、ベアリング１１を介して出力軸５２を軸支している。さらに、支持部材８は、ウォームギヤ５５を覆うためにハウジング６の内壁の一部分を内径方向に向かって延出させた延出部６１と当接する当接部８１を有している。この当接部８１の支持部材８のスイッチングトランジスタ３２が固定される面の裏面側が延出部６１と当接している。また、支持部材８には、図４（ｂ）に示すように、バッテリ（図示しない）との接続するための電源用ターミナルと、車速信号等を入力するための信号用ターミナルとを有するコネクタ１５が固定されている。また、支持部材８には、転舵輪側の軸方向端部の径方向一部分を軸方向に延伸させた延伸部８４が設けられている。この延伸部８４は、外周が全周に渡ってハウジング６の内壁に当接している。また、この延伸部８４の内周には、上述のベアリング１１が挿入されている。
【００６４】
また、図３に示すように、支持部材８は、制御部３が支持された状態で、ハウジング６とカバー７との間の空間内に収納される。
【００６５】
（第１実施形態の効果）
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、制御部３が動力伝達部５を収容するためのハウジング６とは別部材の支持部材８に支持されていることから、スイッチングトランジスタ３２と制御基板３１とが支持部材８に支持された状態で、スイッチングトランジスタ３２のターミナルと制御基板３１とを半田により接続させることができる。これにより、従来のように、スイッチングトランジスタ３２と制御基板３１とがハウジング６に支持された状態で、スイッチングトランジスタ３２のターミナルと制御基板とを半田により接続させる必要がないため、制御部の組み付け性を向上させることができる。
【００６６】
また、制御部３をハウジング６に収容させずに、支持部材８に支持させた状態で制御部３の動作確認を行うができるため、制御部３をハウジング６に収容させてから制御部３の電気的な検査を行う必要がなくなる。
【００６７】
さらに、支持部材８は、ハウジング６とカバー７との間の空間内に設けられることから、支持部材８がベアリング１１を介して出力軸５２を軸支させることができる。これにより、出力軸５２を支持させるための新たな部材を設ける必要がない。
【００６８】
また、支持部材８は、アルミニウム製であって、スイッチングトランジスタ３２が支持部材８の斜面部８２に固定、且つ当接されることから、スイッチングトランジスタ３２から発生する熱を支持部材８によって放熱させることができる。さらに、支持部材８は、ウォームギヤ５５を覆うために設けられたハウジング６の延出部６１と当接する当接部８１を有していることから、スイッチングトランジスタ３２から発生する熱をハウジング６の延出部６１に支持部材８を介して放熱させることができる。これにより、放熱性を向上させることができる。
【００６９】
さらに、当接部８１は、支持部材８のスイッチングトランジスタ３２が固定される面の裏面側がハウジング６の延出部６１と当接されることから、スイッチングトランジスタ３２から発生する熱をハウジング６に支持部材８を介して放熱させ易くすることができる。これにより、放熱性をより向上させることができる。
【００７０】
さらに、支持部材８の内周面には、集磁リング２３が設けられた集磁リング固定部２３ｂが設けられることから、集磁リング固定部２３ｂを設けるための新たな部材を設ける必要がないため、部品点数の増大を招かなくすることができる。
【００７１】
また、電動モータ４への給電のためのモータターミナル４１がアルミニウム製のハウジング６内に設けられることから、制御部３が電動モータ４へ流れる電流をデューティー制御することでモータターミナル４１から発生する電磁波をハウジング６の外部に漏れることを抑制することができる。これにより、外部機器、例えばラジオのレシバーに悪影響を与えることを抑制できる。
【００７２】
さらに、モータターミナル４１が接続される制御基板３１とターミナルプレート４３ｃとを近づけて設けるように、電動モータ４のヨーク４９とハウジング６とが固定されていることから、制御基板３１とターミナルプレート４３ｃとを接続するモータターミナル４１を短くすることができる。これにより、制御部３が電動モータ４へ流れる電流をデューティー制御することでモータターミナル４１の電磁波発生部位を少なくすることができる。
【００７３】
また、トルクセンサ２、制御部３、電動モータ４及び動力伝達部５は、一体に設けられることから、電動パワーステアリング装置１の大型化を招かなくすることができると共に、トルクセンサ２及び制御部３と電動モータ４と制御部３とのそれぞれの接続線を短くすることができる。さらに、モータターミナル４１と磁気センサ２４のターミナルとが制御基板３１に直結できるため、余分なワイヤーハーネスが不要となる。
【００７４】
また、ターミナルプレート４３ｃとブラシホルダ４３ａとの間にゴムマウント４３ｂを設けることで、ブラシ４３がコンミテータ４６に摺動する時に発生する振動をゴムマウント４３ｃが吸収するため、ターミナルプレート４３ｃには、その振動が伝達され難い。このことから、金属製のモータターミナル４１をターミナルプレート４３ｃと制御基板３１との間に設けても、モータターミナル４１に振動による応力が加わることがなく、モータターミナル４１と制御基板３１との接続を確実にすることができる。
【００７５】
さらに、支持部材８には、転舵輪側の軸方向端部の径方向一部分を軸方向に延伸させた延伸部８４が設けられ、この延伸部８４の外周が全周に渡ってハウジング６の内壁に当接していることから、支持部材８を操舵軸に対して径方向に位置決めすることができ、支持部材８の内径の位置ずれを抑制できる。これにより、集磁リング２３の内径と磁気ヨーク２２との接触を避けるために、集磁リング２３の内径と磁気ヨークとの径方向のクリアランスを大きくする必要がなくなると共に、集磁リング２３に流れる磁束密度が低下することを抑制でき、磁気センサ２４での磁束密度の検出精度を向上させることができる。さらに、延伸部８４の外周が全周に渡ってハウジング６の内壁と当接していることから、ウォームギヤ５５に塗布されているグリースが制御部３側に進入することを抑制できる。これにより、制御基板３１にグリースが付着することを防止でき、制御基板３１に設けられた素子等に悪影響を与えることを抑制できる。
【００７６】
また、支持部材８は、ハウジング６の内壁とカバー７とによって軸方向に挟み込んで固定されていることから、支持部材８の軸方向の位置ずれを防止できる。さらに、支持部材８を軸方向に動かないように固定するための新たな部材を設ける必要がない。
【００７７】
さらに、支持部材８には、トルクセンサ２の磁気センサ２４と制御部３の制御基板３１とが設けられることから、磁気センサ２４のホールＩＣターミナル２４ａと制御基板３１とをハウジング６に収納する前に、電気的に接続することができる。これにより、支持部材８をハウジング６に収納する前に、制御部３の動作確認を行うことができ、支持部材８をハウジング６に収納した後に、制御部３の電気的な検査を行う必要がなくなる。さらに、磁気センサ２４と制御基板３１とを直接接続させることができるため、例えば余分な配線やコネクタ等が不要にでき、部品点数の低減を図ることができる。
【００７８】
なお、本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、伝熱性を向上させるために、支持部材８の当接部８１とハウジング６の内壁との間にグリースを介在させていてもよい。
【００７９】
なお、集磁リング固定部２３ｂを支持部材８の内周面に一体成形させていてもよい。
【００８０】
なお、本実施形態の支持部材８は、アルミニウム製であるが、磁性材料であってもよい。支持部材８を磁性材料にすることで、ハウジング６の外部からの磁気的な影響を抑制することができる。
【００８１】
なお、集磁リング固定部２３ｂと支持部材８との径方向の間に磁性材の磁気遮蔽板を設けていてもよい。この場合、アルミニウム製からなる支持部材８には、ハウジング６の外部からの外部磁束が通過してトルクセンサ２の検出値に悪影響を与えてしまうおそれがあるが、集磁リング固定部２３ｂと支持部材８との径方向の間に磁気遮蔽板を設けることで、外部磁束をトルクセンサ２の検出部に流れ難くすることができ、トルクセンサ２の検出値に悪影響を与えることを抑制できる。
【００８２】
なお、本実施形態での制御基板３１とターミナルプレート４３ｃとの接続線は、モータターミナル４１を用いているが、図７に示すようなピグテール４１ａもしくは被覆線（図示しない）であってもよい。この場合、もし何らかの原因（例えば、ブラシの振動）でターミナルプレート４３ｃに振動が伝達されても、制御基板３１に振動が伝達され難い。
【００８３】
なお、本実施形態でのトルクセンサ２の集磁リング２３、集磁リング固定部２３ｂ及び磁気センサ２４が特許請求の範囲の非回転部に相当する。また、他の方式のトルクセンサ２の非回転部を支持部材８に設けることで、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
なお、インダクタンス式のトルクセンサ２を用いる場合には、集磁リング２３の変わりにコイルが用いられるが、そのコイルを支持部材８に設けることで、本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、このコイルは、特許請求の範囲の非回転部に相当する。
【００８５】
なお、スイッチングトランジスタ３２は、支持部材８の斜面部８２に直接固定されているが、図示しない金属基板を介して固定させていてもよい。
【００８６】
なお、本実施形態での電動モータ４は、ブラシ付きの電動モータ４で説明したが、ブラシレスの電動モータ４であってもよい。
【００８７】
（第２実施形態）
図８及び図９は、電動パワーステアリング装置１の入力軸５１及び出力軸５２に沿った軸方向断面図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００８８】
本実施形態での制御部３は、図８に示すように、支持部材８に支持させずに、カバー７の内壁に支持させている。また、カバー７は、制御部３が支持された状態で、且つハウジング６の開口端を塞ぐことで、制御部３がハウジング６とカバー７との間の空間内に収納される。また、集磁リング固定部２３ｂは、制御基板３１に固定されている。また、集磁リング固定部２３ｂの外周には、Ｏリング２３ｃが設けられ、このＯリング２３ｃは、ウォームギヤ５５に塗布されているグリースが制御部３に侵入することを防止している。なお、本実施形態では、制御部３が固定されたカバー７がハウジング６の開口端と連結されると、モータターミナル４１を制御基板３１に半田付けできないため、モータターミナル４１は、コネクタ（図示しない）を介して接続される。この構成により、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
なお、本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、図８に示すように、支持部材８がベアリング１１を介して出力軸５２の外周を支持しているが、図９に示すように、操舵軸の剛性が高い場合には、支持部材８とベアリング１１とを用いない構成にしてもよい。この場合、ウォームギヤ５５に塗布されているグリースが制御基板３１に侵入しないようにするための隔壁１７が設置される。
【００９０】
（第３実施形態）
図１０は、電動パワーステアリング装置１の入力軸５１及び出力軸５２に沿った軸方向断面図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００９１】
本実施形態での支持部材８は、軸方向のステアリング側に突出させた円筒状の突出部８３を有している。この突出部８３は、内周でベアリング１３を介して入力軸５１を軸支すると共に、ステアリングコラム５６の外周と当接し、外周がカバー７の内周面と当接する。また、突出部８３の外周側に制御基板３が設けられる。この構成により、突出部８３は、内周でベアリング１３を介して入力軸５１を軸支し、且つ外周側に制御基板３１が設けられることから、ベアリング１３に含まれる油分が操舵軸を伝わって制御基板３１に流れ込むことを防止することができる。さらに、支持部材８の内径の位置ずれを低減させることができる。
【００９２】
（第４実施形態）
図１１は、電動パワーステアリング装置１の一部の径方向断面図である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。
【００９３】
本実施形態での制御基板３１は、入力軸５１に貫通されておらず、平面形状が略長方形の形状を呈している。この構成は、制御基板３１に設けられる制御素子３３の構成部品の個数が少ない場合、もしくは制御素子３３が小型化された場合に用いられる。
【００９４】
なお、図１１での制御素子３３は、マクロコンピュータとＩＣとをまとめた集積チップのみで構成されているが、図４に示すように、集積チップを用いずにマイクロコンピュータとＩＣとそれぞれを分けて構成していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の一部の軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図２】電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図３】図２における制御部及び支持部材を示す軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図４】（ａ）は、制御部の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。（第１実施形態）
【図５】電動パワーステアリング装置の一部の径方向断面図である。（第１実施形態）
【図６】図１の一部分の拡大図である。（第１実施形態）
【図７】図１の一部分の拡大図である。（第１実施形態）
【図８】電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。（第２実施形態）
【図９】電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。（第２実施形態）
【図１０】電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。（第３実施形態）
【図１１】電動パワーステアリング装置の一部の径方向断面図である。（第４実施形態）
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、
２…トルクセンサ、
３…制御部、
４…電動モータ、
５…動力伝達部、
６…ハウジング、
７…カバー、
８…支持部材、
１１、１２、１３…ベアリング、
２１…磁石、
２２…磁気ヨーク、
２３…集磁リング、
２４…磁気センサ、
３１…制御基板、３２…スイッチングトランジスタ、
３３…制御素子、
３４、３５…リレー、
３６…コンデンサ、
４１…モータターミナル、
４２…ピグテール、
４３…ブラシ、
４３ａ…ブラシホルダ、
４３ｂ…ゴムマウント、
４３ｃ…ターミナルプレート、
４３ｄ…エンドフレーム、
４４…スプリング、
４５…アーマチャシャフト、
４６…コンミテータ、
４７…アーマチャ、
４８…マグネット、
４９…ヨーク、
５１…入力軸、
５２…出力軸、
５３…トーションバー、
５４…ウォームホイール、
５５…ウォームギヤ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device that assists a steering force of a vehicle steering.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electric power steering apparatus includes a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering, a control unit that determines a steering assist force based on the steering torque detected by the torque sensor, and a control unit that determines the steering assist force. An electric motor that outputs a steering assist force and a power transmission unit that transmits the steering assist force output by the electric motor to the steered wheels are integrally provided. The control unit has a switching transistor for performing a duty control of the current flowing through the electric motor and a control board provided with a control element and the like. Instead of being directly supported by the power transmission unit, the power transmission unit is supported by a housing for accommodating the power transmission unit and connected to the control board by soldering (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-188164 (page 2, right column, line 50 to page 5, right column, line 29, FIG. 6)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described electric power steering device, the switching transistor is supported by a housing for accommodating the power transmission unit. Further, since the step of soldering the switching transistor to the control board and the step of assembling the power transmission unit to the housing are different, there is a problem that it is difficult to connect the switching transistor to the control board.
[0005]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an electric power steering device that can improve the assemblability of a control unit.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in claim 1, a switching transistor for duty-controlling a current and a control board to which the switching transistor is electrically connected are provided, based on a steering force applied to a steering shaft. An electric power steering device including a control unit that determines a steering assist force for assisting a steering force, a power transmission unit that transmits the steering assist force to a steering shaft, and an outer frame that accommodates the power transmission unit. It has a support member that supports the steering shaft and supports the control unit, and the support member is housed and fixed in the outer frame.
[0007]
With this configuration, the control unit is not supported by the outer frame for accommodating the power transmission unit, but is supported by a support member that is separate from the outer frame, and thus supports the switching transistor and the control board of the control unit. It can be electrically connected while being supported by the member. Thus, it is not necessary to electrically connect the switching transistor and the control board in a state where the switching transistor and the control board are supported by the outer frame as in the related art, so that the assemblability of the control unit can be improved. Furthermore, the steering shaft can be supported by housing and fixing the support member that supports the control unit in the outer frame. Thus, there is no need to provide a new member for supporting the steering shaft.
[0008]
According to the second aspect, the support member has a cylindrical protrusion extending in the axial direction, the steering shaft is supported on the inner periphery of the protrusion via a bearing, and the control board is provided on the outer periphery of the protrusion. Is provided.
[0009]
With this configuration, the projecting portion of the support member axially supports the steering shaft via the bearing on the inner periphery, and the control board is provided on the outer periphery, so that the oil contained in the bearing is transmitted along the steering shaft to the control board. Can be prevented. Further, the displacement of the inner diameter of the support member can be reduced.
[0010]
According to the third aspect, a torque sensor for detecting a steering force applied to the steering shaft is provided on the steering shaft. The inner peripheral surface of the support member faces the torque sensor, and the inner peripheral surface has a torque sensor. It is characterized in that a magnetic flux collector for concentrating the magnetic flux density is provided.
[0011]
With this configuration, by providing the magnetic collector on the inner peripheral surface of the support member, there is no need to provide a new member for providing the magnetic collector. In addition, since the support member is provided with the magnetic flux collector of the torque sensor and the control unit, the torque sensor and the control unit can be electrically connected before the support member is housed in the outer frame.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electric motor for applying the steering assist force determined by the control unit to the steering shaft, and the control unit performs duty control on a current flowing through the electric motor in accordance with the steering assist force. The frame is made of aluminum, and is characterized in that a power supply line connected between the electric motor and the control unit and for supplying a current to the electric motor is provided in the outer frame.
[0013]
With this configuration, since the power supply line for connecting the electric motor and the control unit and supplying the electric current to the electric motor is provided in the outer frame made of aluminum, the control unit performs duty control on the current flowing to the electric motor. By doing so, it is possible to prevent the electromagnetic waves generated from the power supply line from leaking to the outside of the outer frame. Thereby, it is possible to suppress an adverse effect on the external device.
[0014]
According to claim 5, a motor housing and an outer frame for covering the electric motor are fixed so that a portion to which the power supply line of the electric motor is connected and a portion to which the power supply line of the control unit are connected are provided close to each other. It is characterized by having.
[0015]
With this configuration, the power supply line for connecting the electric motor and the control unit and supplying current to the electric motor can be shortened. Thereby, the amount of electromagnetic waves generated from the power supply line can be reduced by performing duty control of the current flowing to the electric motor by the control unit.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, the torque sensor, the control unit, the electric motor, and the power transmission unit are integrally provided in the outer frame and the motor housing.
[0017]
With this configuration, it is possible to prevent an increase in the size of the electric power steering device, and to shorten the connection lines between the torque sensor and the control unit and the electric motor and the control unit. Furthermore, since a connection line between the torque sensor and the control unit of the electric motor can be directly connected to the control unit, an extra wire harness is not required.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a switching transistor for duty-controlling a current, and a control board to which the switching transistor is electrically connected, and assists the steering force based on the steering force applied to the steering shaft. An outer frame including a control unit for determining the steering assist force, a power transmission unit for transmitting the steering assist force to the steering shaft, a housing for housing the power transmission unit, and a cover for closing an open end of the housing. In the electric power steering device provided with the above, the cover supports the steering shaft via a bearing, and the control unit is supported in the inner wall, so that the control unit is housed in the outer frame. I have.
[0019]
With this configuration, the control unit is not fixed to the housing for accommodating the power transmission unit, but is fixed to the inner wall of the cover, which is a separate member from the housing. In a fixed state, it can be electrically connected. Thus, it is not necessary to electrically connect the switching transistor and the control board to the housing in a state where the switching transistor and the control board are fixed as in the related art, so that the assemblability of the control unit can be improved. Furthermore, since the steering shaft is supported by the cover that supports the control unit via the bearing, it is not necessary to provide a new member for supporting the steering shaft.
[0020]
According to the present invention, the outer frame includes a housing to which the support member is fixed and a cover for closing an open end of the housing, and the support member is sandwiched between the housing and the cover in the axial direction of the steering shaft. It is characterized by being fixed.
[0021]
With this configuration, since the support member is sandwiched and fixed in the axial direction by the housing and the cover, the displacement of the support member in the axial direction can be prevented. Further, there is no need to provide a new member for fixing the support member in the axial direction.
[0022]
In a ninth aspect, a switching transistor is fixed to the support member.
[0023]
With this configuration, by fixing the switching transistor to the support member, heat generated from the switching transistor can be radiated by the support member.
[0024]
Further, in claim 10, the outer frame has an extended portion in which a part of the inner wall is extended in the radial direction to cover the worm gear of the power transmission portion for reducing the rotation of the electric motor. The member is characterized in that it has a contact portion that contacts the extension portion.
[0025]
With this configuration, the support member is in contact with an extended portion in which a part of the inner wall of the outer frame is extended in the radial direction to cover the worm gear of the power transmission portion for reducing the rotation of the electric motor. Because of having the portion, the heat generated from the switching transistor can be radiated to the extended portion of the outer frame via the support member, and the heat dissipation can be improved.
[0026]
The eleventh aspect is characterized in that the switching transistor is provided near the contact portion.
[0027]
With this configuration, by providing the switching transistor in the vicinity of the contact portion, the heat transmission path is shortened, so that heat generated from the switching transistor can be easily radiated to the outer frame via the support member.
[0028]
According to a twelfth aspect, the switching transistor is provided on a surface substantially opposed to the contact portion.
[0029]
With this configuration, the heat transfer path is further shortened by providing the switching transistor on the surface substantially opposed to the contact portion, so that heat generated from the switching transistor can be easily radiated by the outer frame via the support member. Can be.
[0030]
In a thirteenth aspect, a control unit is provided at one end in the axial direction of the support member, and a worm gear of a power transmission unit for reducing the rotation of the electric motor is provided at the other end in the axial direction. It is characterized by being in contact with the inner wall of the outer frame over the entire circumference.
[0031]
According to this configuration, since the support member is in contact with the inner wall of the outer frame over the entire circumference, the grease applied to the worm gear provided on the other axial end of the support member is coated with one end of the support member in the axial direction. Can be prevented from entering the side. Accordingly, it is possible to prevent grease from adhering to the control unit provided at one end in the axial direction of the support member, and to suppress the adverse effect. In addition, the support member can be positioned in the radial direction by the inner wall of the outer frame.
[0032]
According to a fourteenth aspect, a torque sensor for detecting a steering force applied to the steering shaft is provided on the steering shaft, and a non-rotating portion of the torque sensor is provided on an inner peripheral surface of the support member. .
[0033]
With this configuration, by providing the non-rotating portion of the torque sensor on the inner peripheral surface of the support member, there is no need to provide a new member for providing the non-rotating portion. Further, since the non-rotating portion of the torque sensor and the control portion are provided on the support member, the torque sensor and the control portion can be electrically connected before the support member is housed in the outer frame.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the embodiment shown in the drawings will be described.
[0035]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is an axial sectional view of a part of the electric power steering device 1. FIG. 2 is an axial sectional view along the input shaft 51 and the output shaft 52 of the electric power steering device 1. FIG. 3 is an axial sectional view showing the control unit 3 and the support member 8 in FIG. 4A is a front view of the control unit 3, and FIG. 4B is a side view of FIG. 4A. FIG. 5 is a radial cross-sectional view of a part of the electric power steering device 1. 6 and 7 are enlarged views of a part of FIG.
[0036]
The electric power steering device 1 according to the present embodiment is provided in a vehicle cabin, and includes a torque sensor 2, a control unit 3, an electric motor 4, and a power transmission unit 5, as shown in FIGS. The torque sensor 2, the control unit 3, and the power transmission unit 5 are provided in the housing 6 and the cover 7, and the electric motor 4 is provided in the yoke 49.
[0037]
The steering shaft includes an input shaft 51, an output shaft 52, and a torsion bar 53, and is supported by bearings 11, 12, 13, and 14.
[0038]
As shown in FIG. 2, the input shaft 51 is connected to a steering (not shown), and is provided on the inner periphery of the output shaft 52 via the bearing 14 so as to be relatively rotatable.
[0039]
The output shaft 52 is provided coaxially with the input shaft 51, and is connected to the input shaft 51 via a torsion bar 53 so as to be relatively rotatable.
[0040]
The torsion bar 53 is inserted into the hollow portion of the input shaft 51 and the output shaft 52, and both ends are connected to the input shaft 51 and the output shaft 52 via pins 9 and 10, respectively. When the steering force is applied to the input shaft 51, the input shaft 51 and the output shaft 52 rotate relative to each other due to the occurrence of torsion.
[0041]
The torque sensor 2 detects a steering force applied to the steering, and includes a magnet 21, a magnetic yoke 22, a magnetic flux collection ring 23 forming a magnetic flux collector, and a magnetic sensor 24.
[0042]
The magnet 21 has a ring shape and is press-fitted and fixed to the outer periphery of the input shaft 51 connected to the steering via a magnet fixing portion 21a. The N pole and the S pole are alternately magnetized in the circumferential direction. I have.
[0043]
The magnetic yoke 22 is an annular body in which the same number of magnetic pole claws (not shown) as the number of poles (N pole or S pole) of the magnet 21 are provided at equal intervals around the entire circumference, and is configured as a pair of two magnets. Are provided concentrically with a constant air gap on the outer periphery. One set of magnetic yokes 22 is positioned so that the magnetic pole claws are alternately arranged in the circumferential direction.
[0044]
Like the magnetic yoke 22, the magnetic flux collection ring 23 is configured as a pair, and is provided near the outer periphery of the magnetic yoke 22. The magnetic flux collection ring 23 is integrally formed on an inner peripheral surface of the support member 8 described below via a magnetic flux collection ring fixing portion 23b. The two magnetic flux collection rings 23 are formed integrally with the magnetic flux collection ring fixing portion 23b so as to be parallel to the axial direction. Further, the magnetic flux collecting ring 23 is provided with a flat magnetic flux collecting portion 23a at a part in the circumferential direction, and the magnetic flux collecting portions 23a are provided with the magnetic flux collecting portions 23a facing each other in the axial direction.
[0045]
The magnetic sensor 24 is provided between the magnetic flux collecting portions 23a facing each other in the axial direction, detects a magnetic flux density generated between the magnetic flux collecting portions 23a, and converts the detected magnetic flux density into an electric signal (for example, a voltage signal). Convert and output. The magnetic sensor 24 is, for example, a Hall IC, and is fixed to the support member 8 via a magnetic flux collection ring fixing portion 23b. The Hall IC terminal 24a is bent at a right angle to the steering side in the axial direction. 31 is connected by solder.
[0046]
The control unit 3 controls the duty of the current flowing to the electric motor 4 based on the steering torque detected by the torque sensor 2 described above.
[0047]
The control board 31 has a plate shape, and as shown in FIG. 4A, has a planar shape in which a rectangular shape and a semicircle shape are combined, and the input shaft 51 is provided at the center of the semicircle side. A round hole 31a for passing through is provided. The control board 31 is provided with a through hole 31b to which the motor terminal 41 of the electric motor 4 is connected.
[0048]
The switching transistor 32 is for duty-controlling the current flowing through the electric motor 4, and is fixed directly to the slope portion 82 of the support member 8 by screwing or the like. As shown in FIG. 2, the switching transistor 32 has a terminal taken out from the side of the switching transistor 32 bent to the steering side in the axial direction, and is connected to the control board 31 by soldering.
[0049]
As shown in FIGS. 3 and 4A, a control element 33, relays 34 and 35, and a capacitor 36 are directly mounted on the control board 31. A terminal from the torque sensor 2 is connected to the control board 31, and a steering force is input.
[0050]
The control element 33 is an element such as a microcomputer, and determines a current to be supplied to the electric motor 4 according to the steering force from the torque sensor 2 and generates a signal for duty-controlling the switching transistor 32. The relay 34 conducts and cuts off the current flowing to the electric motor 4 when an ignition switch (not shown) is turned on and off. The relay 35 is connected to the electric motor 4 and the switching transistor 32 to prevent the electric motor 4 from generating electric power when the electric motor 4 is rotated in response to a steering input when the drive circuit of the electric motor 4 fails. The current flowing between them is interrupted. The capacitor 36 suppresses fluctuations in the power supply voltage.
[0051]
The electric motor 4 applies a steering assist force for assisting the steering force of the steering determined by the control unit 3 to the output shaft 52, and is provided on the inner periphery of a magnetic yoke 49 forming a motor housing. The DC motor includes a field having a magnet 48, an armature 47 rotatably supported on the inner periphery of the field, and a brush 43 slidably contacting a commutator 46 provided on the armature 47. The brush 43 is urged in the inner diameter direction by a spring 44 provided in the brush holder 43a, so that the brush 43 is slidably contacted with the commutator 46. Further, as shown in FIG. 5, the electric motor 4 is assembled with the opening end surface of the yoke 49 abutting on the side surface of the housing 6 and fixed to the frame end 70 by the bolt 18.
[0052]
As shown in FIG. 1, the electric motor 4 is electrically connected to the brush 43 via a pigtail 42 and includes a metal motor terminal 41 provided in the housing 6. It is resistance-welded to a plate 19a which is insert-molded in a resin holder plate 19.
[0053]
The holder plate 19 fixes a brush holder 43a that slidably holds the brush 43. As shown in FIG. The electric motor 4 is attached to the housing 6 by being inserted into the housing 6 through an opening 20 formed in a side surface of the housing 6.
[0054]
The motor terminal 41 is for power supply, is bent at a substantially right angle, and has one end connected to a terminal plate 43c held between the end frame 43d and the brush holder 43a via a rubber mount 43b. ing. 1 and 6, after the electric motor 4 is assembled to the housing 6, the other end of the motor terminal 41 is connected to the control board 31 of the control unit 3 via solder. The yoke 49 and the housing 6 are fixed such that the control board 31 to which the motor terminal 41 is connected and the terminal plate 43c are provided close to each other.
[0055]
The end frame 43d is an iron plate, is fixed to the yoke 49, and is sandwiched between the housing 6 and the yoke 49. The rubber mount 43b absorbs vibration generated when the brush 43 slides on the outer peripheral surface of the commutator 46. The terminal plate 43c holds a metal terminal inside a resin member. When the terminal in the terminal plate 43c is connected to the motor terminal 41 and the pigtail 42, a current is supplied from the battery to the brush 43. Supplying.
[0056]
The current determined by the control unit 3 and subjected to the duty control by the switching transistor 32 is supplied to the armature 47 via the motor terminal 41, the plate 19a, the pigtail 42, and the brush 43.
[0057]
The power transmission unit 5 transmits the steering assist force output from the electric motor 4 to the steered wheels, and includes an input shaft 51, an output shaft 52, a torsion bar 53, a worm wheel 54, and a worm gear 55. ing.
[0058]
As shown in FIG. 1, the worm gear 55 rotates by transmitting the rotational force of the armature shaft 45 via the transmission member 16 press-fitted and fixed to the armature shaft 45 of the electric motor 4.
[0059]
As shown in FIG. 2, the worm wheel 54 is fixed to the outer periphery of the output shaft 52, and the outer periphery of the worm wheel 54 meshes with the worm gear 55, and rotates in the circumferential direction when the worm gear 55 rotates.
[0060]
The housing 6 forms an outer frame and accommodates the power transmission unit 5. The housing 6 is made of aluminum, and the support member 8 is fixed in the housing 6. The housing 6 rotatably supports the output shaft 52 via the bearing 12.
[0061]
The cover 7 forms an outer frame and is made of aluminum similarly to the housing 6, and is provided in the housing 6 to accommodate the torque sensor 2, the control unit 3, and the power transmission unit 5. And a bearing 13 for supporting the input shaft 51. When fixed to the housing 6, the cover 7 presses the support member 8 so that the support member 8 comes into contact with the inner wall of the housing 6. The support member 8 is fixed by being sandwiched in the axial direction by the end face 7 a of the cover 7 and the inner wall 6 a of the housing 6. The cover 7 is fixed to cover fixing portions 71a and 71b provided on the housing 6, as shown in FIG. The cover fixing portion 71a is provided at a position close to a line where the outer wall of the housing 6 and the outer wall of the yoke 49 are in contact with each other. The cover fixing portion 71b is provided at a position symmetric with respect to the axis of the cover fixing portion 71a.
[0062]
The inside of the outer frame in the claims corresponds to the inside of the space between the housing 6 and the cover 7 in the present embodiment.
[0063]
The support member 8 is made of aluminum, has a shape combining a cylindrical shape and a rectangular parallelepiped shape, and is provided in a space between the housing 6 and the cover 7. Further, as shown in FIG. 2, the support member 8 supports the control unit 3 on the surface on the steering side in the axial direction, and is fixed to the inner wall of the housing 6 on the surface on the side opposite to the steering. Further, the support member 8 is provided with a magnetic flux collection ring fixing portion 23b having a magnetic flux collection ring 23 provided on an inner peripheral surface. The support member 8 supports the output shaft 52 via the bearing 11. Further, the support member 8 has an abutting portion 81 that abuts on an extended portion 61 that extends a part of the inner wall of the housing 6 in the radial direction to cover the worm gear 55. The rear surface of the surface of the contact member 81 to which the switching transistor 32 of the support member 8 is fixed is in contact with the extension 61. As shown in FIG. 4B, the support member 8 has a connector 15 having a power supply terminal for connection to a battery (not shown) and a signal terminal for inputting a vehicle speed signal and the like. Has been fixed. Further, the support member 8 is provided with an extension portion 84 in which a portion in the radial direction of the axial end on the steered wheel side is extended in the axial direction. The extending portion 84 has an outer periphery in contact with the inner wall of the housing 6 over the entire periphery. The bearing 11 described above is inserted into the inner periphery of the extension 84.
[0064]
Further, as shown in FIG. 3, the support member 8 is housed in a space between the housing 6 and the cover 7 with the control unit 3 supported.
[0065]
(Effect of First Embodiment)
In the electric power steering device 1 of the present embodiment, the control unit 3 is supported by the support member 8 which is a separate member from the housing 6 for accommodating the power transmission unit 5. The terminals of the switching transistor 32 and the control board 31 can be connected by soldering in a state in which is supported by the support member 8. This eliminates the need to connect the terminal of the switching transistor 32 and the control board by soldering in a state where the switching transistor 32 and the control board 31 are supported by the housing 6 as in the related art, so that the control unit can be easily assembled. Can be improved.
[0066]
In addition, since the operation of the control unit 3 can be confirmed in a state where the control unit 3 is supported by the support member 8 without being housed in the housing 6, the control unit 3 is housed in the housing 6 before the control unit 3 Eliminates the need for electrical testing.
[0067]
Further, since the support member 8 is provided in the space between the housing 6 and the cover 7, the support member 8 can support the output shaft 52 via the bearing 11. Thus, it is not necessary to provide a new member for supporting the output shaft 52.
[0068]
Further, the support member 8 is made of aluminum, and since the switching transistor 32 is fixed and abutted on the slope portion 82 of the support member 8, heat generated from the switching transistor 32 is radiated by the support member 8. Can be. Further, since the support member 8 has the contact portion 81 provided to cover the worm gear 55 and to contact the extension portion 61 of the housing 6, the heat generated from the switching transistor 32 is transferred to the extension of the housing 6. Heat can be radiated to the protrusion 61 via the support member 8. Thereby, heat dissipation can be improved.
[0069]
Further, the contact portion 81 supports the heat generated by the switching transistor 32 on the housing 6 because the back surface of the surface of the support member 8 to which the switching transistor 32 is fixed is in contact with the extension portion 61 of the housing 6. Heat can be easily radiated through the member 8. Thereby, the heat radiation can be further improved.
[0070]
Further, since the magnetic flux collection ring fixing portion 23b provided with the magnetic flux collection ring 23 is provided on the inner peripheral surface of the support member 8, it is not necessary to provide a new member for providing the magnetic flux collection ring fixing portion 23b. Therefore, an increase in the number of parts can be prevented.
[0071]
In addition, since the motor terminal 41 for supplying power to the electric motor 4 is provided in the aluminum housing 6, the electromagnetic wave generated from the motor terminal 41 by controlling the duty of the current flowing to the electric motor 4 by the control unit 3. Leaking out of the housing 6. Thereby, it is possible to suppress an adverse effect on an external device, for example, a radio receiver.
[0072]
Further, since the yoke 49 of the electric motor 4 and the housing 6 are fixed so that the control board 31 to which the motor terminal 41 is connected and the terminal plate 43c are provided close to each other, the control board 31 and the terminal plate 43c Can be shortened. Thus, the control unit 3 performs duty control of the current flowing to the electric motor 4, so that the number of electromagnetic wave generation portions of the motor terminal 41 can be reduced.
[0073]
In addition, since the torque sensor 2, the control unit 3, the electric motor 4, and the power transmission unit 5 are provided integrally, it is possible to prevent the electric power steering device 1 from being enlarged, and to control the torque sensor 2 and the control unit. Each connecting line between the unit 3, the electric motor 4, and the control unit 3 can be shortened. Further, since the motor terminal 41 and the terminal of the magnetic sensor 24 can be directly connected to the control board 31, no extra wire harness is required.
[0074]
Further, by providing the rubber mount 43b between the terminal plate 43c and the brush holder 43a, the vibration generated when the brush 43 slides on the commutator 46 is absorbed by the rubber mount 43c. Vibration is not easily transmitted. For this reason, even if the metal motor terminal 41 is provided between the terminal plate 43c and the control board 31, the connection between the motor terminal 41 and the control board 31 can be established without applying stress due to vibration to the motor terminal 41. Can be assured.
[0075]
Further, the support member 8 is provided with an extension portion 84 in which a portion in the radial direction of the axial end on the steered wheel side is extended in the axial direction, and the outer periphery of the extension portion 84 extends over the entire inner wall of the housing 6. , The support member 8 can be positioned in the radial direction with respect to the steering shaft, and the displacement of the inner diameter of the support member 8 can be suppressed. Thereby, in order to avoid contact between the inner diameter of the magnetic flux collection ring 23 and the magnetic yoke 22, it is not necessary to increase the radial clearance between the inner diameter of the magnetic flux collection ring 23 and the magnetic yoke. A decrease in the magnetic flux density can be suppressed, and the detection accuracy of the magnetic flux density by the magnetic sensor 24 can be improved. Further, since the outer circumference of the extending portion 84 is in contact with the inner wall of the housing 6 over the entire circumference, it is possible to suppress the grease applied to the worm gear 55 from entering the control section 3 side. Accordingly, it is possible to prevent grease from adhering to the control board 31, and to suppress an adverse effect on elements and the like provided on the control board 31.
[0076]
Further, since the support member 8 is fixed by being sandwiched in the axial direction by the inner wall of the housing 6 and the cover 7, the displacement of the support member 8 in the axial direction can be prevented. Further, there is no need to provide a new member for fixing the support member 8 so as not to move in the axial direction.
[0077]
Further, since the support member 8 is provided with the magnetic sensor 24 of the torque sensor 2 and the control board 31 of the control unit 3, before the Hall IC terminal 24 a of the magnetic sensor 24 and the control board 31 are stored in the housing 6. Can be electrically connected. Thus, the operation of the control unit 3 can be confirmed before the support member 8 is housed in the housing 6, and the electrical inspection of the control unit 3 needs to be performed after the support member 8 is housed in the housing 6. Disappears. Further, since the magnetic sensor 24 and the control board 31 can be directly connected, for example, extra wiring and connectors can be eliminated, and the number of components can be reduced.
[0078]
Note that, in the electric power steering device 1 of the present embodiment, grease may be interposed between the contact portion 81 of the support member 8 and the inner wall of the housing 6 in order to improve heat transfer.
[0079]
Note that the magnetic flux collection ring fixing portion 23b may be formed integrally with the inner peripheral surface of the support member 8.
[0080]
The support member 8 of the present embodiment is made of aluminum, but may be made of a magnetic material. When the support member 8 is made of a magnetic material, a magnetic influence from the outside of the housing 6 can be suppressed.
[0081]
Note that a magnetic shield plate made of a magnetic material may be provided between the magnetic flux collection ring fixing portion 23b and the support member 8 in the radial direction. In this case, there is a possibility that an external magnetic flux from the outside of the housing 6 may pass through the support member 8 made of aluminum and adversely affect the detection value of the torque sensor 2. By providing the magnetic shielding plate in the radial direction with respect to the member 8, it is possible to make it difficult for the external magnetic flux to flow to the detection unit of the torque sensor 2, and to suppress an adverse effect on the detection value of the torque sensor 2.
[0082]
In the present embodiment, the connection line between the control board 31 and the terminal plate 43c uses the motor terminal 41, but may be a pigtail 41a or a covered wire (not shown) as shown in FIG. In this case, even if vibration is transmitted to the terminal plate 43c for any reason (for example, vibration of the brush), it is difficult for the vibration to be transmitted to the control board 31.
[0083]
Note that the magnetic flux collection ring 23, the magnetic flux collection ring fixing portion 23b, and the magnetic sensor 24 of the torque sensor 2 in the present embodiment correspond to a non-rotating portion in the claims. Further, by providing the non-rotating portion of the torque sensor 2 of another type on the support member 8, the same effect as in the present embodiment can be obtained.
[0084]
When the inductance type torque sensor 2 is used, a coil is used instead of the magnetic flux collection ring 23. By providing the coil on the support member 8, the same effect as in the present embodiment can be obtained. . This coil corresponds to the non-rotating part in the claims.
[0085]
The switching transistor 32 is directly fixed to the slope portion 82 of the support member 8, but may be fixed via a metal substrate (not shown).
[0086]
Although the electric motor 4 in the present embodiment has been described as an electric motor 4 with a brush, the electric motor 4 may be a brushless electric motor 4.
[0087]
(2nd Embodiment)
8 and 9 are axial cross-sectional views of the electric power steering device 1 along the input shaft 51 and the output shaft 52. Here, parts similar to those in the first embodiment are omitted, and only different points will be described.
[0088]
As shown in FIG. 8, the control unit 3 in this embodiment is supported by the inner wall of the cover 7 without being supported by the support member 8. In addition, the cover 7 is stored in the space between the housing 6 and the cover 7 by closing the opening end of the housing 6 while the control unit 3 is supported. Further, the magnetic flux collection ring fixing portion 23b is fixed to the control board 31. An O-ring 23c is provided on the outer periphery of the magnetic flux collecting ring fixing portion 23b, and the O-ring 23c prevents grease applied to the worm gear 55 from entering the control unit 3. In the present embodiment, when the cover 7 to which the control unit 3 is fixed is connected to the open end of the housing 6, the motor terminal 41 cannot be soldered to the control board 31. ). With this configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0089]
In the electric power steering apparatus 1 according to the present embodiment, the support member 8 supports the outer periphery of the output shaft 52 via the bearing 11 as shown in FIG. 8, but as shown in FIG. When the stiffness is high, the configuration may be such that the support member 8 and the bearing 11 are not used. In this case, a partition wall 17 for preventing grease applied to the worm gear 55 from entering the control board 31 is provided.
[0090]
(Third embodiment)
FIG. 10 is an axial sectional view along the input shaft 51 and the output shaft 52 of the electric power steering device 1. Here, parts similar to those in the first embodiment are omitted, and only different points will be described.
[0091]
The support member 8 in the present embodiment has a cylindrical protrusion 83 that protrudes toward the steering side in the axial direction. The projecting portion 83 supports the input shaft 51 via the bearing 13 on the inner periphery, contacts the outer periphery of the steering column 56, and the outer periphery contacts the inner peripheral surface of the cover 7. The control board 3 is provided on the outer peripheral side of the protruding portion 83. With this configuration, the projection 83 supports the input shaft 51 on the inner circumference via the bearing 13 and the control board 31 is provided on the outer circumference, so that the oil contained in the bearing 13 is transmitted through the steering shaft. The flow into the control board 31 can be prevented. Further, the displacement of the inner diameter of the support member 8 can be reduced.
[0092]
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a radial sectional view of a part of the electric power steering device 1. Here, parts similar to those in the first embodiment are omitted, and only different points will be described.
[0093]
The control board 31 in the present embodiment is not penetrated by the input shaft 51 and has a substantially rectangular planar shape. This configuration is used when the number of components of the control element 33 provided on the control board 31 is small, or when the control element 33 is downsized.
[0094]
Although the control element 33 in FIG. 11 is constituted only by an integrated chip in which a microcomputer and an IC are integrated, as shown in FIG. 4, the microcomputer and the IC are separated without using an integrated chip. May be configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an axial sectional view of a part of an electric power steering device. (1st Embodiment)
FIG. 2 is an axial sectional view along an input shaft and an output shaft of the electric power steering device. (1st Embodiment)
FIG. 3 is an axial sectional view showing a control unit and a support member in FIG. 2; (1st Embodiment)
FIG. 4A is a front view of a control unit, and FIG. 4B is a side view of FIG. (1st Embodiment)
FIG. 5 is a radial sectional view of a part of the electric power steering device. (1st Embodiment)
FIG. 6 is an enlarged view of a part of FIG. 1; (1st Embodiment)
FIG. 7 is an enlarged view of a part of FIG. 1; (1st Embodiment)
FIG. 8 is an axial sectional view along an input shaft and an output shaft of the electric power steering device. (2nd Embodiment)
FIG. 9 is an axial sectional view along an input shaft and an output shaft of the electric power steering device. (2nd Embodiment)
FIG. 10 is an axial sectional view along an input shaft and an output shaft of the electric power steering device. (Third embodiment)
FIG. 11 is a radial sectional view of a part of the electric power steering device. (Fourth embodiment)
[Explanation of symbols]
1. Electric power steering device,
2. Torque sensor,
3 ... Control unit,
4: Electric motor,
5. Power transmission unit,
6 ... housing,
7 ... Cover,
8. Supporting member,
11, 12, 13 ... bearing,
21 ... magnet,
22 ... magnetic yoke,
23 ... magnetic flux collection ring,
24 ... magnetic sensor,
31 ... control board, 32 ... switching transistor,
33 ... Control element,
34, 35 ... relay,
36 ... Condenser,
41 ... Motor terminal,
42 ... pigtail,
43 ... brush,
43a ... brush holder,
43b ... rubber mount,
43c: Terminal plate,
43d ... end frame,
44 ... Spring,
45 ... armature shaft,
46 ... commutator,
47 ... Armature,
48 ... magnet,
49 ... York,
51 ... input shaft,
52 output shaft,
53 ... torsion bar
54… worm wheel,
55 ... Worm gear.

Claims

A switching transistor for duty-controlling a current, and a control board to which the switching transistor is electrically connected, wherein a steering assist force for assisting the steering force is determined based on a steering force applied to a steering shaft. A control unit to
A power transmission unit that transmits the steering assist force to the steering shaft;
An electric power steering device comprising an outer frame for accommodating the power transmission unit,
A support member that supports the steering shaft and supports the control unit,
The electric power steering device, wherein the support member is housed and fixed in the outer frame.

The support member has a cylindrical protrusion extending in the axial direction,
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the steering shaft is axially supported via a bearing on an inner periphery of the protrusion, and the control board is provided on an outer periphery of the protrusion. 3.

A torque sensor for detecting the steering force applied to the steering shaft is provided on the steering shaft,
3. The electric motor according to claim 1, wherein an inner peripheral surface of the support member faces the torque sensor, and a magnetic collector that concentrates a magnetic flux density of the torque sensor is provided on the inner peripheral surface. 4. Power steering device.

An electric motor for applying the steering assist force determined by the control unit to the steering shaft,
The control unit duty-controls a current flowing through the electric motor according to the steering assist force,
The outer frame is made of aluminum,
4. The power supply line connected between the electric motor and the control unit and configured to supply the electric current to the electric motor is provided in the outer frame. 5. The electric power steering device according to one of the above aspects.

A motor housing for covering the electric motor and the outer frame are fixed such that a portion of the electric motor to which the power supply line is connected and a portion of the control unit to which the power supply line is connected are provided close to each other. The electric power steering device according to claim 4, wherein

The electric power steering device according to claim 4, wherein the torque sensor, the control unit, the electric motor, and the power transmission unit are provided integrally with the outer frame and the motor housing.

A switching transistor for duty-controlling a current, and a control board to which the switching transistor is electrically connected, wherein a steering assist force for assisting the steering force is determined based on a steering force applied to a steering shaft. A control unit to
A power transmission unit that transmits the steering assist force to the steering shaft;
An electric power steering device including an outer frame including a housing for accommodating the power transmission unit and a cover for closing an open end of the housing,
The electric power steering apparatus, wherein the cover supports the steering shaft via a bearing and the control unit is supported on an inner wall, so that the control unit is housed in the outer frame. .

The outer frame includes a housing to which the support member is fixed, and a cover for closing an open end of the housing,
The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the support member is sandwiched and fixed between the housing and the cover in an axial direction of the steering shaft.

The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the switching transistor is fixed to the support member.

The outer frame has an extension portion that extends a part of an inner wall toward an inner diameter direction to cover a worm gear of the power transmission unit for reducing the rotation of the electric motor,
The electric power steering device according to claim 9, wherein the support member has a contact portion that contacts the extension portion.

The electric power steering device according to claim 10, wherein the switching transistor is provided near the contact portion.

The electric power steering device according to claim 11, wherein the switching transistor is provided on a surface substantially facing the contact portion.

The control unit is provided at one axial end of the support member, and a worm gear of the power transmission unit for reducing the rotation of the electric motor is provided at the other axial end,
13. The electric motor according to claim 1, wherein the support member is in contact with an inner wall of the outer frame over the entire circumference. Power steering device.

A torque sensor for detecting the steering force applied to the steering shaft is provided on the steering shaft,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a non-rotating portion of the torque sensor is provided on an inner peripheral surface of the support member.