JP2008239133A - Electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device that assists a steering operation of an automobile.
自動車のステアリング操作をアシストする電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献1に記載されたものは、ラックケースまたはステアリングギヤボックス内にモータが収容され、モータを駆動制御する制御基板がラックケースまたはステアリングギヤボックスに形成されたハウジング内に収容されている。そして、ハウジングの開口部からハウジング内に挿入された制御基板がハウジングの底部に形成された取付ボスに当接すると、制御基板に設けられた基板側接続端子としての雌端子にモータ側接続端子としての雄端子が差し込まれてモータと制御基板が電気的に接続される構成となっているため、雄端子の剛性を高くしないと雄端子を雌端子に差し込むことが困難になるという難点がある。また、雄端子の長さを比較的長くしなければならないため、配線抵抗が増大し、電気的ノイズを拾い易いという難点もある。 As an electric power steering device for assisting steering operation of an automobile, for example, a device described in Patent Document 1 includes a motor housed in a rack case or a steering gear box, and a control board for driving and controlling the motor serves as a rack case or a steering gear. It is accommodated in a housing formed in the box. When the control board inserted into the housing from the opening of the housing comes into contact with the mounting boss formed on the bottom of the housing, the female terminal as the board side connection terminal provided on the control board is used as the motor side connection terminal. Since the male terminal is inserted and the motor and the control board are electrically connected, it is difficult to insert the male terminal into the female terminal unless the rigidity of the male terminal is increased. In addition, since the length of the male terminal has to be relatively long, there is a problem that the wiring resistance increases and it is easy to pick up electrical noise.
そこで、電動モータで発生した回転トルクをステアリングシャフトに減速して伝えるウォームギヤ機構を備えた電動パワーステアリング装置において、ウォームギヤ機構を収納するギヤハウジングに、電動モータとこれを制御するモータ制御ユニットとを並設し、ギヤハウジングに形成されたモータ取付フランジの近傍で電動モータの接続端子とモータ制御ユニットの接続端子とを面接触(ラップ)させたものが提案されている(特許文献2参照)。
このような電動パワーステアリング装置では、特許文献1に記載されたもののように、電動モータの接続端子をモータ制御ユニットの接続端子に差し込む必要がないので、電動モータとモータ制御ユニットとの電気的接続作業を容易に行うことができる。しかし、モータ側接続端子と制御ユニット側接続端子が電動モータの出力軸と直角な平面でラップする場合は良いが、モータ側接続端子と制御ユニット側接続端子が電動モータの出力軸と平行な平面でラップする場合には、電動モータの出力軸がウォームギヤ機構のウォーム軸と嵌合する前にモータ側接続端子が制御ユニット側接続端子とラップしてしまうことがあり、モータ出力軸とウォーム軸との位相合わせが困難になるという問題があった。 In such an electric power steering apparatus, it is not necessary to insert the connection terminal of the electric motor into the connection terminal of the motor control unit as described in Patent Document 1, so that the electric connection between the electric motor and the motor control unit is achieved. Work can be done easily. However, the motor side connection terminal and the control unit side connection terminal may wrap on a plane perpendicular to the output shaft of the electric motor, but the motor side connection terminal and the control unit side connection terminal are parallel to the output shaft of the electric motor. , The motor side connection terminal may wrap with the control unit side connection terminal before the output shaft of the electric motor is engaged with the worm shaft of the worm gear mechanism. There has been a problem that phase alignment becomes difficult.
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、電動モータの出力軸とウォームギヤ機構のウォーム軸との位相合わせを容易に行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of easily performing phase alignment between the output shaft of the electric motor and the worm shaft of the worm gear mechanism. There is.
上記の目的を達成するために、請求項1記載の発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータと、この電動モータで発生した回転トルクをステアリングシャフトに減速して伝えるウォームギヤ機構と、このウォームギヤ機構を収納するギヤハウジングと、このギヤハウジングに取り付けられたモータ制御ユニットとを具備し、前記電動モータのモータ側接続端子と前記モータ制御ユニットの制御ユニット側接続端子が前記ギヤハウジングに形成されたモータ取付フランジの近傍で重なり合って面接触する電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータに形成されたモータフランジのハウジング側端面から前記モータ側接続端子の先端までの距離をL4、前記ギヤハウジングに形成されたモータ取付フランジのモータ側端面から前記ウォームギヤ機構のウォーム軸のモータ側端面までの距離をL5、前記モータ取付フランジのモータ側端面から前記制御ユニット側接続端子の先端までの距離をL6、前記モータフランジのハウジング側端面から前記電動モータの出力軸の先端面までの距離をL7としたとき、(L4+L5+L6)<L7としたことを特徴とする。 To achieve the above object, an electric power steering apparatus according to the first aspect of the present invention includes an electric motor, a worm gear mechanism that decelerates and transmits rotational torque generated by the electric motor to a steering shaft, and the worm gear mechanism. And a motor control unit attached to the gear housing, the motor side connection terminal of the electric motor and the control unit side connection terminal of the motor control unit formed in the gear housing. An electric power steering device that is in surface contact with the mounting flange in the vicinity of the mounting flange, wherein a distance from a housing side end surface of the motor flange formed on the electric motor to a tip of the motor side connection terminal is formed in the gear housing. Motor end face of the motor mounting flange The distance from the motor side end surface of the worm shaft of the worm gear mechanism to L5, the distance from the motor side end surface of the motor mounting flange to the tip of the control unit side connection terminal, L6, and the electric motor from the housing side end surface of the motor flange to the electric motor (L4 + L5 + L6) <L7, where L7 is the distance to the tip surface of the output shaft.
請求項2記載の発明に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1記載の電動パワーステアリング装置において、前記電動モータの出力軸と前記ウォームギヤ機構のウォーム軸との嵌合長を、前記電動モータのモータ本体と前記ギヤハウジングとのインロー嵌合長より小さくしたことを特徴とする。 The electric power steering device according to a second aspect of the present invention is the electric power steering device according to the first aspect, wherein the fitting length between the output shaft of the electric motor and the worm shaft of the worm gear mechanism is set to the motor of the electric motor. It is characterized by being made smaller than the inlay fitting length between the main body and the gear housing.
請求項1記載の発明に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータに形成されたモータフランジのハウジング側端面からモータ側接続端子の先端までの距離L4、ギヤハウジングに形成されたモータ取付フランジのモータ側端面からウォームギヤ機構のウォーム軸のモータ側端面までの距離L5、モータ取付フランジのモータ側端面から制御ユニット側接続端子の先端までの距離L6の和を、モータフランジのハウジング側端面から電動モータの出力軸の先端面までの距離L7より小さくしたことで、電動モータの出力軸がウォームギヤ機構のウォーム軸と嵌合する前に、モータ側接続端子が制御ユニット側接続端子と重なり合うことがない。したがって、電動モータの出力軸とウォームギヤ機構のウォーム軸との位相合わせを容易に行うことができる。 In the electric power steering device according to the first aspect of the present invention, the distance L4 from the housing side end surface of the motor flange formed on the electric motor to the tip of the motor side connection terminal, the motor side of the motor mounting flange formed on the gear housing The sum of the distance L5 from the end surface to the motor side end surface of the worm shaft of the worm gear mechanism and the distance L6 from the motor side end surface of the motor mounting flange to the tip of the control unit side connection terminal is the output of the electric motor from the housing side end surface of the motor flange. By making the distance less than the distance L7 to the tip surface of the shaft, the motor side connection terminal does not overlap the control unit side connection terminal before the output shaft of the electric motor is fitted to the worm shaft of the worm gear mechanism. Therefore, the phase alignment between the output shaft of the electric motor and the worm shaft of the worm gear mechanism can be easily performed.
また、動モータ側接続端子が制御ユニット側接続端子とラップする前に電動モータの出力軸がウォームギヤ機構のウォーム軸と嵌合することによって、電動モータが軸方向と周方向以外の方向に動いてしまうことがないので、電動モータとモータ制御ユニットとの電気的接続部を余計な部分に接触させて電気的接続部の破損や変形が生じることを防止することもできる。 In addition, the electric motor is moved in a direction other than the axial direction and the circumferential direction by fitting the output shaft of the electric motor with the worm shaft of the worm gear mechanism before the dynamic motor side connection terminal wraps with the control unit side connection terminal. Therefore, it is possible to prevent the electrical connection portion between the electric motor and the motor control unit from coming into contact with an extra portion to prevent the electrical connection portion from being damaged or deformed.
請求項2記載の発明に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータの出力軸とウォームギヤ機構のウォーム軸との嵌合長を電動モータのモータ本体とギヤハウジングとのインロー嵌合長より小さくしたことで、電動モータの質量が大きい場合(モータ本体の軸方向長さが長い場合)でもギヤハウジングから突出する電動モータの取り付け長さがそれほど大きくならないので、請求項1記載の発明の効果に加え、ギヤハウジングに質量の大きい電動モータを取り付けることができる。 In the electric power steering apparatus according to the second aspect of the invention, the fitting length between the output shaft of the electric motor and the worm shaft of the worm gear mechanism is made smaller than the inlay fitting length between the motor body of the electric motor and the gear housing. In addition to the effect of the invention of claim 1, since the mounting length of the electric motor protruding from the gear housing is not so large even when the mass of the electric motor is large (when the axial length of the motor body is long), An electric motor having a large mass can be attached to the housing.
以下、本発明に係る電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す斜視図、図2は図1に示す電動パワーステアリング装置の正面図、図3は図2に示す電動パワーステアリング装置の右側面図、図4は図3に示す電動パワーステアリング装置の平面図、図5は第1の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の一部を分解して示す斜視図、図6は図5に示すギヤハウジングの内部を示す断面図、図7は第1の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の要部を示す図であり、図1に示すように、第1の実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフト1、ステアリングコラム2、ギヤハウジング3、チルト機構4、離脱カプセル5、電動モータ9、モータ制御ユニット11等を備えている。
Hereinafter, an electric power steering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an electric power steering device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the electric power steering device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an electric power steering shown in FIG. 4 is a plan view of the electric power steering apparatus shown in FIG. 3, FIG. 5 is an exploded perspective view showing a part of the electric power steering apparatus according to the first embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the inside of the gear housing shown in FIG. 5. FIG. 7 is a view showing the main part of the electric power steering apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the electric motor according to the first embodiment is shown. The power steering apparatus includes a steering shaft 1, a
ステアリングシャフト1は不図示のステアリングホイールに上端部を連結された入力軸1aと、この入力軸1aの下端部に不図示のトーションバーを介して連結された出力軸1b(図3参照)とからなり、これら入力軸1a及び出力軸1bの外周に、内管2aと外管2bとからなる二重管構造のステアリングコラム2が設けられている。
ステアリングコラム2の内管2aはギヤハウジング取付フランジ2cを下端部に有しており、このギヤハウジング取付フランジ2cに、ギヤハウジング3が装着されている。
The steering shaft 1 includes an input shaft 1a having an upper end connected to a steering wheel (not shown), and an output shaft 1b (see FIG. 3) connected to the lower end of the input shaft 1a via a torsion bar (not shown). Thus, a
The
ギヤハウジング3はステアリングコラム2の軸方向に延出する連結部3aを下端部に有しており、この連結部3aには、ブラケット取付板6により車体側部材(図示せず)に固定されるコラム支持ブラケット7が枢軸8を介して連結されている。
ステアリングコラム2の外管2bは内管2aと同軸に且つ内管2aの軸方向に移動可能に設けられており、この外管2bには、枢軸8を中心としてステアリングコラム2をチルト操作するためのチルト機構4が設けられている。
The
The
チルト機構4はスポット溶接等によりステアリングコラム2の外管外周面に固定されたコ字状の可動側ブラケット4aと、この可動側ブラケット4aに枢軸4bを介して連結されたコ字状の固定側ブラケット4cとを有しており、枢軸4bにはチルトレバー4dが取り付けられている。また、チルト機構4はスポット溶接等により固定ブラケット4cに固定されたブラケット取付板4eを有しており、このブラケット取付板4に、左右一対の離脱カプセル5が設けられている。
The tilt mechanism 4 includes a U-shaped
離脱カプセル5はアルミニウムをダイキャスト成形して形成されており、これらの離脱カプセル5には、不図示の取付けボルトにより離脱カプセル5を車体側部材(図示せず)に取り付けるためのカプセル取付孔5a(図1参照)が設けられている。また、離脱カプセル5はブラケット取付板4に形成された樹脂インジェクション孔(図示せず)と連通する三つの樹脂インジェクション孔5b(図1参照)を有しており、これらの樹脂インジェクション孔5bに注入された樹脂によって離脱カプセル5がブラケット取付板4に固定されている。従って、二次衝突時の衝撃力がステアリングコラム2の外管2bに作用すると、離脱カプセル5の樹脂インジェクション孔5bに注入された樹脂が剪断力を受けて破断し、ステアリングコラム2の外管2bが内管2a側に移動するようになっている。
The
ギヤハウジング3は、また、モータ取付フランジ3b(図5参照)を有しており、このモータ取付フランジ3bには、操舵補助力発生源である電動モータ9がステアリングコラム2の軸方向に対して直角に取り付けられている。また、ギヤハウジング3はモータ取付フランジ3bの近傍に制御ユニット取付面3cを有しており、この制御ユニット取付面3cには、電動モータ9を制御するモータ制御ユニット11が取り付けられている。さらに、ギヤハウジング3は高熱伝導性を有する金属材料(例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金等)をダイキャスト成形して形成されており、このギヤハウジング3の内部には、電動モータ9で発生した回転トルクをステアリングシャフト1の出力軸1bに減速して伝えるウォームギヤ機構10(図6参照)が設けられている。また、ギヤハウジング3はインロー嵌合部3d(図6参照)を有しており、このインロー嵌合部3dに電動モータ9のモータ本体9aが嵌合するようになっている。
The
電動モータ9はモータ本体9aから突出するモータ出力軸9bを有しており、このモータ出力軸9bの先端面にはスプライン穴12(図6参照)が形成されている。また、電動モータ9は二つの接続端子9c(図5参照)をギヤハウジング3のモータ取付フランジ3bの近傍に有している。これらのモータ側接続端子9cは銅板等の金属板からなり、先端部がギヤハウジング側に折れ曲がったL字形状となっている。
The
ウォームギヤ機構10はウォーム軸10aと、このウォーム軸10aに形成されたウォーム10bと噛み合うウォームホイール(図示せず)とからなり、ウォーム軸10aのモータ側端部には、前記したスプライン穴12に嵌合するスプライン軸13がウォーム軸10aと一体に形成されている。
モータ制御ユニット11は、図5に示すように、平板状に形成された二つの接続端子11aをギヤハウジング3のモータ取付フランジ3bの近傍に有している。これらの制御ユニット側接続端子11aは電動モータ側に突出しており、図6に示すように、電動モータ9のモータ出力軸9bと平行な平面でモータ側接続端子9cと重なり合って面接触している。
The
As shown in FIG. 5, the
ここで、図6に示すように、モータ側接続端子9cと制御ユニット側接続端子11aとが重なり合う部分の長さ(以下「ラップ長」という)をL1、電動モータ9のモータ出力軸9bとウォームギヤ機構10のウォーム軸10aとのスプライン嵌合長をL2、電動モータ9のモータ本体9aとギヤハウジング3とのインロー嵌合長をL3とすると、本実施形態では、L2>L3>L1となっている。
Here, as shown in FIG. 6, the length of the portion where the motor
また、図7に示すように、電動モータ9に形成されたモータフランジ9dのハウジング側端面からモータ側接続端子9cの先端までの距離をL4、ギヤハウジング3に形成されたモータ取付フランジ3bのモータ側端面からウォーム軸10aのモータ側端面までの距離をL5、モータ取付フランジ3bのモータ側端面から制御ユニット側接続端子11aの先端までの距離をL6、モータフランジ9dのハウジング側端面からモータ出力軸9bの先端までの距離をL7、電動モータ9のモータ出力軸9bがウォームギヤ機構10のウォーム軸10aに嵌合する直前のモータ側接続端子9cと制御ユニット側接続端子11aとの隙間量をL8(図8参照)とすると、本実施形態では、(L4+L5+L6)<L7、(L4+L5+L6+L8)=L7となっている。
なお、制御ユニット側接続端子11aの先端がギヤハウジング3のモータ取付フランジ3bから電動モータ側に突出していない場合、距離L6は負の値となる。また、モータ側接続端子9cの先端が電動モータ9のモータフランジ9dからギヤハウジング側に突出していない場合、距離L4は負の値となる。
7, the distance from the housing side end surface of the
When the tip of the control unit
このような構成において、電動モータ9のモータ出力軸9bがウォームギヤ機構10のウォーム軸10aにスプライン嵌合する直前の状態を図8に示す。同図に示されるように、電動モータ9のモータ出力軸9bがウォームギヤ機構10のウォーム軸10aにスプライン嵌合する直前では、モータ側接続端子9cが制御ユニット側接続端子11aと未だラップしていないことが分かる。これは、モータフランジ9dのハウジング側端面からモータ側接続端子9cの先端までの距離L4、モータ取付フランジ3bのモータ側端面からウォーム軸10aのモータ側端面までの距離L5、モータ取付フランジ3bのモータ側端面から制御ユニット側接続端子11aの先端までの距離L6の和(L4+L5+L6)が、モータフランジ9dのハウジング側端面からモータ出力軸9bの先端面までの距離L7より小さいためである。
FIG. 8 shows a state immediately before the
したがって、上述した第1の実施形態では、モータフランジ9dのハウジング側端面からモータ側接続端子9cの先端までの距離L4、モータ取付フランジ3bのモータ側端面からウォーム軸10aのモータ側端面までの距離L5、モータ取付フランジ3bのモータ側端面から制御ユニット側接続端子11aの先端までの距離L6の和(L4+L5+L6)を、モータフランジ9dのハウジング側端面からモータ出力軸9bの先端面までの距離L7より小さくしたことで、電動モータ9をギヤハウジング3に取り付ける際に、電動モータ9のモータ出力軸9bがウォームギヤ機構10のウォーム軸10aとスプライン嵌合する前にモータ側接続端子9cが制御ユニット側接続端子11aと重なり合って面接触することがないので、電動モータ9のモータ出力軸9bとウォームギヤ機構10のウォーム軸10aとの位相合わせを容易に行うことができる。
Therefore, in the first embodiment described above, the distance L4 from the housing side end face of the
また、電動モータ9の接続端子9cがモータ制御ユニット11の接続端子11aとラップする前に電動モータ9のモータ出力軸9bがウォームギヤ機構10のウォーム軸10aとスプライン嵌合することによって、電動モータ9が軸方向と周方向以外の方向に動いてしまうことがないので、電動モータ9とモータ制御ユニット11との電気的接続部14(図1参照)を余計な部分に接触させて電気的接続部14の破損や変形が生じることを防止することもできる。
Further, the
上述した第1の実施形態では、電動モータ9のモータ出力軸9bがウォームギヤ機構10のウォーム軸10aとスプライン嵌合するものを例示したが、これに限定されるものではなく、たとえば、電動モータ9のモータ出力軸9bがウォームギヤ機構10のウォーム軸10aとカップリング等にて嵌合するものでも本発明を適用することができる。
また、上述した第1の実施形態では、電動モータ9のモータ出力軸9bとウォームギヤ機構10のウォーム軸10aとのスプライン嵌合長L2が電動モータ9のモータ本体9aとギヤハウジング3とのインロー嵌合長L3より大きいものを例示したが、電動モータ9のモータ出力軸9bとウォームギヤ機構10のウォーム軸10aとのスプライン嵌合長L2を電動モータ9のモータ本体9aとギヤハウジング3とのインロー嵌合長L3より小さくしてもよく、L3>L2>L1とすることにより、電動モータ9の質量が大きい場合(モータ本体の軸方向長さが長い場合)でもギヤハウジング3から突出する電動モータ9の取り付け長さがそれほど大きくならないので、ギヤハウジング3に質量の大きい電動モータを取り付けることができる。
In the first embodiment described above, the
In the first embodiment described above, the spline fitting length L2 between the
1 ステアリングシャフト
2 ステアリングコラム
2a 内管
2b 外管
2c ギヤハウジング取付フランジ
3 ギヤハウジング
3a 連結部
3b モータ取付フランジ
3c 制御ユニット取付面
3d インロー嵌合部
4 チルト機構
5 離脱カプセル
5a カプセル取付け孔
5b 樹脂インジェクション孔
6 ブラケット取付板
7 コラム支持ブラケット
8 枢軸
9 電動モータ
9a モータ本体
9b 出力軸
9c 接続端子
9d モータフランジ
10 ウォームギヤ機構
10a ウォーム軸
10b ウォーム
11 モータ制御ユニット
11a 接続端子
12 スプライン穴
13 スプライン軸
14 電気的接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記電動モータに形成されたモータフランジのハウジング側端面から前記モータ側接続端子の先端までの距離をL4、前記ギヤハウジングに形成されたモータ取付フランジのモータ側端面から前記ウォームギヤ機構のウォーム軸のモータ側端面までの距離をL5、前記モータ取付フランジのモータ側端面から前記制御ユニット側接続端子の先端までの距離をL6、前記モータフランジのハウジング側端面から前記電動モータの出力軸の先端面までの距離をL7としたとき、(L4+L5+L6)<L7としたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric motor, a worm gear mechanism that transmits the rotational torque generated by the electric motor to the steering shaft at a reduced speed, a gear housing that houses the worm gear mechanism, and a motor control unit attached to the gear housing, An electric power steering device in which a motor side connection terminal of an electric motor and a control unit side connection terminal of the motor control unit are in contact with each other in the vicinity of a motor mounting flange formed on the gear housing,
The distance from the housing side end face of the motor flange formed on the electric motor to the tip of the motor side connection terminal is L4, and the motor of the worm shaft of the worm gear mechanism from the motor side end face of the motor mounting flange formed on the gear housing. L5 is the distance to the side end face, L6 is the distance from the motor side end face of the motor mounting flange to the front end of the control unit side connection terminal, and the distance from the housing side end face of the motor flange to the front end face of the output shaft of the electric motor. An electric power steering apparatus characterized in that (L4 + L5 + L6) <L7 when the distance is L7.
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