JP2010221731A - Electric power steering device - Google Patents

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Takaaki Sekine
孝明 関根
Atsushi Oshima
淳 大島
Yasuhiro Iwasaki
康浩 岩崎
Shin Kumagai
紳 熊谷
Yusuke Ota
裕介 太田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device ensuring a vehicle mounting layout property, attaining common utilization on a right hand drive vehicle and a left hand drive vehicle and further enhancing reduction of moment vibration and endurance reliability. <P>SOLUTION: An electric motor 11 and a control unit 12 are assembled to a speed-reduction gear box 10, and the speed-reduction gear box 10 has a storage part 104 for storing a speed-reduction mechanism and a steering shaft 3. The electric motor 11 is attached to an outer peripheral part of the storage part 104 while making the axial direction as a direction crossing to the axial direction of the steering shaft 3, and the control unit 12 is attached to a portion neighborhood to the electric motor 11. The electric motor 11 is made to a flat structure that the axial whole length is short relative to an outer diameter of the frame, and thereby, a distance from a central axis of the steering shaft 3 to the most far part of the electric motor 11 is shortened. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動モータで発生される操舵補助力をステアリングシャフトに減速ギヤボックス内の減速機構を介して伝達するようにした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 apparatus that transmits a steering assist force generated by an electric motor to a steering shaft via a reduction mechanism in a reduction gear box.

この種の電動パワーステアリング装置にあっては、レゾルバを内蔵する電動モータを、ステアリング装置を構成するマニュアルステアリングギヤに、ウォーム及びホイールからなる又は遊星ギヤからなる減速機構を介して連結し、電動モータ及びこれに内蔵するレゾルバと制御装置との間をハーネス及びリード線で接続するようにしている(例えば、特許文献1参照)。   In this type of electric power steering apparatus, an electric motor having a built-in resolver is connected to a manual steering gear constituting the steering apparatus via a speed reduction mechanism consisting of a worm and a wheel or a planetary gear. And the resolver built in this and the control apparatus are connected with a harness and a lead wire (for example, refer patent document 1).

このように、電動モータと制御装置との間をハーネスで接続する場合には、操舵補助力を発生させる電動モータを大出力化するためにはモータ電流を増大させる必要があるが、それに伴い電動モータを駆動制御する制御ユニットと電動モータとを接続しているモータハーネスの配線損失が大きくなり、効率が低下してしまう。また、レゾルバと制御装置との間をリード線で接続する場合には、外来ノイズや強磁界などによる影響を受け易いため、信号信頼性が低下する懸念や、信頼性確保のための電気的シールド部材の追加が必要となる場合があるなどの未解決の課題がある。   Thus, when the electric motor and the control device are connected by a harness, it is necessary to increase the motor current in order to increase the output of the electric motor that generates the steering assist force. The wiring loss of the motor harness connecting the control unit for driving and controlling the motor and the electric motor increases, and the efficiency decreases. Also, when connecting the resolver and the control device with lead wires, it is easily affected by external noise and strong magnetic field, etc., so there is a concern that the signal reliability will decrease, and an electrical shield to ensure reliability There are unsolved issues such as the need for additional members.

この未解決の課題を解決するために、ブラシ付きモータを適用し、このブラシ付きモータとこのブラシ付きモータ駆動する制御装置とを減速ギヤボックス上に互いに近接させて載置することにより、電動モータと制御装置との電機的接続をハーネスを用いることなく最短距離で行うにした電動パワーステアリング装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In order to solve this unresolved problem, an electric motor is applied by applying a motor with a brush and placing the motor with the brush and a controller for driving the motor with the brush close to each other on the reduction gear box. There has been proposed an electric power steering device in which electrical connection between the control device and the control device is performed at the shortest distance without using a harness (see, for example, Patent Document 2).

特開2008−011661号公報JP 2008-011661 A 特開2007−276741号公報JP 2007-276741 A

しかしながら、上記特許文献2に記載の従来例にあっては、ブラシ付き電動モータを適用するため、電動モータの回転角度を検出するレゾルバ等の角度検出器は必要としないものの、電動モータの軸方向の長さが長くなるため、車両搭載レイアウト性を確保するための障害となるという未解決の課題がある。また、電動パワーステアリング装置を右ハンドル車と左ハンドル車とで共用しようとする場合、ステアリングシャフトの中心軸からの電動モータの後端部等の構造物の突出量が長くなり、例えば左ハンドル車では干渉が発生していない場合でも、右ハンドル車に搭載しようとした場合、センターコンソールにあるエアコンユニットやオーディオユニットとの干渉が生じてしまい、結果として、右ハンドル車向けにミラー反転した構成の電動パワーステアリング装置を追加設定する必要が生じてしまうという未解決の課題がある。   However, in the conventional example described in Patent Document 2, since an electric motor with a brush is applied, an angle detector such as a resolver for detecting the rotation angle of the electric motor is not necessary, but the axial direction of the electric motor is not necessary. Therefore, there is an unsolved problem that it becomes an obstacle for ensuring the vehicle mounting layout. Further, when the electric power steering device is to be shared by the right-hand drive vehicle and the left-hand drive vehicle, the protruding amount of the structure such as the rear end portion of the electric motor from the central axis of the steering shaft becomes longer, for example, the left-hand drive vehicle. Even if there is no interference, if you try to install it in a right-hand drive car, it will interfere with the air conditioner unit and audio unit in the center console, resulting in a mirror-reversed configuration for the right-hand drive car. There is an unsolved problem that it is necessary to additionally set the electric power steering device.

また、重量物である電動モータがステアリングシャフトの中心軸から離れた位置に固定されるため、結果的に重心もステアリングシャフトの中心軸から離れた場所となってしまい、モーメント振動が増加し、耐久信頼性の低下や振動による異音発生などの未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、車両搭載レイアウト性を確保し、右ハンドル車と左ハンドル車での共用化が可能となり、さらにモーメント振動の低減と耐久信頼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している。
In addition, since the heavy electric motor is fixed at a position away from the center axis of the steering shaft, the center of gravity is also located away from the center axis of the steering shaft, resulting in increased moment vibration and durability. There are unresolved issues such as reduced reliability and generation of abnormal noise due to vibration.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned unsolved problems of the conventional example, ensuring vehicle mounting layout, enabling sharing between right-hand drive vehicles and left-hand drive vehicles, and moment vibration. An object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of reducing the amount of power and improving the reliability of durability.

上記目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータと、該電動モータを駆動制御する制御ユニットとを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータは、フレーム外径に対して軸方向全長が短い扁平構造とされ、且つ前記減速ギヤボックスに、前記制御ユニットと近接されて固定されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to the present invention includes a steering column having a steering shaft to which a steering torque is transmitted, and a steering assist force via a reduction mechanism in a reduction gear box. An electric power steering apparatus comprising: an electric motor for transmitting the power; and a control unit for driving and controlling the electric motor, wherein the electric motor has a flat structure with a short axial total length with respect to the outer diameter of the frame, and The speed reduction gear box is fixed in proximity to the control unit.

この構成によると、電動モータが軸方向全長を短くした短い扁平構造とされ、この電動モータが減速ギヤボックスに制御ユニットと近接されて固定されているので、電動モータステアリングシャフトの中心軸からの突出量を短くすることができるとともに重心位置をステアリングシャフトの中心軸に近づけることができ、右ハンドル車と左ハンドル車とで共用することができ、さらに電動モータと制御ユニットとの間の電気的接続を最短距離で行うことができる。   According to this configuration, since the electric motor has a short flat structure with a short axial length, and the electric motor is fixed to the reduction gear box in close proximity to the control unit, the electric motor protrudes from the central axis of the steering shaft. The amount can be shortened and the position of the center of gravity can be brought close to the center axis of the steering shaft, which can be shared by right-hand drive cars and left-hand drive cars, and electrical connection between the electric motor and the control unit Can be performed at the shortest distance.

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までを半径とする円内に、前記制御ユニットの前記ステアリングシャフトの中心軸からの最遠部が収まる構成とされていることを特徴としている。
この構成によると、ステアリングシャフトの中心軸から電動モータの最遠部までを半径とする円内に制御ユニットのステアリングシャフトの中心軸からの最遠部を収めることができ、車両搭載レイアウトの自由度を向上させて、右ハンドル車と左ハンドル車との共用を確実に行うことができる。
Further, the electric power steering apparatus according to the present invention includes a farthest portion from the central axis of the steering shaft of the control unit in a circle having a radius from the central axis of the steering shaft to the farthest portion of the electric motor. It is characterized by being configured to fit.
According to this configuration, the farthest part from the central axis of the steering shaft of the control unit can be accommodated in a circle having a radius from the central axis of the steering shaft to the farthest part of the electric motor, and the degree of freedom of the vehicle mounting layout Thus, the right-hand drive vehicle and the left-hand drive vehicle can be reliably shared.

さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記減速機構は、ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールと、該ウォームホイールに噛合する前記電動モータの出力軸に連結されたウォームとで構成されていることを特徴としている。
この構成によると、減速機構がウォーム減速機構で構成され、ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールに噛合するウォームに電動モータの出力軸が連結されているで、減速ギヤボックスのウォームホイールの接線上に電動モータが配設されることになり、電動パワーステアリング装置全体の構成を小型化することができる。
Furthermore, in the electric power steering apparatus according to the present invention, the speed reduction mechanism includes a worm wheel connected to a steering shaft and a worm connected to an output shaft of the electric motor meshing with the worm wheel. It is characterized by that.
According to this configuration, the speed reduction mechanism is constituted by a worm speed reduction mechanism, and the output shaft of the electric motor is connected to the worm that meshes with the worm wheel connected to the steering shaft. Since the electric motor is disposed, the overall configuration of the electric power steering apparatus can be reduced in size.

さらにまた、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記制御ユニットは、前記減速ギヤボックスの前記ウォームホイールを収納するウォームホイール収納部の外周縁と、前記ウォームの中心軸との交点近傍に、前記ステアリングシャフトの中心軸と直交する平面に沿って配設されていることを特徴としている。
この構成によると、ウォームホイール収納部の外周縁と、ウォームの中心軸との交点近傍に制御ユニットをステアリングシャフトの中心軸と直交する平面に沿って配設することができ、電動モータと近接して制御ユニットを配置することができる。
Furthermore, in the electric power steering apparatus according to the present invention, the control unit is arranged near an intersection of an outer peripheral edge of a worm wheel storage portion for storing the worm wheel of the reduction gear box and a central axis of the worm. It is characterized by being arranged along a plane perpendicular to the central axis of the steering shaft.
According to this configuration, the control unit can be disposed along the plane perpendicular to the central axis of the steering shaft in the vicinity of the intersection between the outer peripheral edge of the worm wheel storage portion and the central axis of the worm, and close to the electric motor. The control unit can be arranged.

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までの半径は、前記ウォームホイールを収納するウォームホイール収納部の外周直径の2倍以下に設定されていることを特徴としている。
この構成によると、ウォームホイール収納部の外周直径の2倍以下の範囲内に電動モータ及び制御ユニットを配置することができ、全体の構成を小型化することができる。
In the electric power steering apparatus according to the present invention, the radius from the central axis of the steering shaft to the farthest portion of the electric motor is set to be twice or less the outer diameter of the worm wheel storage portion that stores the worm wheel. It is characterized by being.
According to this configuration, the electric motor and the control unit can be disposed within a range of twice or less the outer diameter of the worm wheel storage portion, and the overall configuration can be reduced in size.

本発明によれば、減速ギヤボックスに軸方向全長が短い扁平構造の電動モータが制御ユニットと近接されて固定されているので、減速ギヤボックスに対する電動モータ及び制御ユニットの突出長を抑制して、車両搭載時のレイアウトの自由度を向上させることができるとともに、電動モータの重心位置をステアリングシャフトの中心軸に近づけることができ、モーメント振動の低減と耐久信頼性を向上させることができるという効果が得られる。また、右ハンドル車及び左ハンドル車のように、車両に対するステアリング機構の装着が左右で異なる場合でも、個別の電動パワーステアリング装置を用意することなく同一の電動パワーステアリング装置でレイアウトの自由度を確保しながら右ハンドル車及び左ハンドル車に装着することができるという効果が得られる。   According to the present invention, since the electric motor having a flat structure with a short axial total length is fixed to the control unit in the vicinity of the control unit, the protrusion length of the electric motor and the control unit with respect to the reduction gear box is suppressed, While improving the degree of freedom of layout when mounted on a vehicle, it is possible to bring the center of gravity of the electric motor closer to the center axis of the steering shaft, thereby reducing moment vibration and improving durability reliability. can get. In addition, even if the steering mechanism is mounted on the left and right cars, such as right-hand drive cars and left-hand drive cars, the same electric power steering device ensures the flexibility of layout without preparing separate electric power steering devices. However, the effect that it can mount | wear to a right-hand drive vehicle and a left-hand drive vehicle is acquired.

また、前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までを半径とする円内に、前記制御ユニットの前記ステアリングシャフトの中心軸からの最遠部が収まる構成とすることによより、電動モータ及び制御ユニットの減速ギヤボックスからの突出量を抑制して、小型化することができるとともに、車両搭載レイアウトの自由度をより向上させることができるという効果が得られる。   Further, by configuring the farthest part from the central axis of the steering shaft of the control unit within a circle having a radius from the central axis of the steering shaft to the farthest part of the electric motor, The amount of protrusion of the electric motor and the control unit from the reduction gear box can be suppressed to reduce the size, and the degree of freedom of the vehicle mounting layout can be further improved.

本発明による電動パワーステアリング装置を装着したステアリング機構の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a steering mechanism equipped with an electric power steering device according to the present invention. 図1の電動パワーステアリング装置の正面図である。It is a front view of the electric power steering apparatus of FIG. 電動モータの最遠部とウォームホイール収納部との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the farthest part of an electric motor, and a worm wheel storage part. 図2の側面図である。FIG. 3 is a side view of FIG. 2. 図2のA−A線上の断面図である。It is sectional drawing on the AA line of FIG. 電動パワーステアリング装置の電動モータを断面とした正面図である。It is the front view which made the electric motor of an electric power steering device the section. 電動パワーステアリング装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of an electric power steering device. 減速ギヤボックスの電動モータを取り外した状態の斜視図である。It is a perspective view of the state where the electric motor of the reduction gear box was removed. 電動モータの斜視図である。It is a perspective view of an electric motor. 電動パワーステアリング装置のレイアウト自由度の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the layout freedom degree of an electric power steering device. 電動パワーステアリング装置の右ハンドル車及び左ハンドル車の装着状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mounting state of the right-hand drive vehicle and left-hand drive vehicle of an electric power steering device.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明による電動パワーステアリング装置の一実施形態を右ハンドル車に適用した場合の一例を示す概略構成図である。
図1において、符号1はステアリング機構である。このステアリング機構1は、車両後方側端部にステアリングホイール2を装着し、車両の右側に配設されたステアリングシャフト3を回転自在に内装するステアリングコラム4を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example in which an embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention is applied to a right-hand drive vehicle.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a steering mechanism. The steering mechanism 1 includes a steering column 4 that is provided with a steering wheel 2 at an end portion on the rear side of the vehicle, and in which a steering shaft 3 disposed on the right side of the vehicle is rotatably mounted.

ステアリングシャフト3の車両前方側端部は、例えばラックアンドピニオン機構で構成されるステアリングギヤ機構5の車両の右側面側に配設されたピニオン軸5aに接続され、ステアリングギヤ機構5のラック軸5bの両端が夫々タイロッド6を介して転舵輪7に連結されている。
ステアリングコラム4には、電動パワーステアリング装置9が装着されている。この電動パワーステアリング装置9は、ステアリングコラム4に、例えばウォーム歯車機構で構成される減速ギヤボックス10が配設され、この減速ギヤボックス10に、軸方向がステアリングコラム4の軸方向と直交され、左方向に延長された例えばブラシレスモータで構成される電動モータ11が左方に突出して配設されている。
The vehicle front side end of the steering shaft 3 is connected to a pinion shaft 5a disposed on the right side of the vehicle of the steering gear mechanism 5 composed of, for example, a rack and pinion mechanism, and the rack shaft 5b of the steering gear mechanism 5 is connected. Are connected to the steered wheels 7 via tie rods 6 respectively.
An electric power steering device 9 is attached to the steering column 4. In the electric power steering device 9, a reduction gear box 10 configured by, for example, a worm gear mechanism is disposed on the steering column 4, and the axial direction of the reduction gear box 10 is orthogonal to the axial direction of the steering column 4. An electric motor 11 constituted by, for example, a brushless motor extended in the left direction is disposed so as to protrude to the left.

この電動モータ11は、図2に示すように、減速ギヤボックス10の後述するウォームホイール収納部104の外周側に接線方向に形成されたギヤボックスフランジ107に装着されている。そして、減速ギヤボックス10におけるギヤボックスフランジ107の右側に電動モータ11の軸方向に直列配列された制御ユニット12が装着されている。
減速ギヤボックス10は、高熱伝導性を有する材料例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金の何れか1つを例えばダイキャスト成型することにより形成されている。
As shown in FIG. 2, the electric motor 11 is attached to a gear box flange 107 formed in a tangential direction on the outer peripheral side of a worm wheel storage portion 104 (described later) of the reduction gear box 10. A control unit 12 arranged in series in the axial direction of the electric motor 11 is mounted on the right side of the gear box flange 107 in the reduction gear box 10.
The reduction gear box 10 is formed by die-casting, for example, any one of materials having high thermal conductivity, such as aluminum, aluminum alloy, magnesium, and magnesium alloy.

この減速ギヤボックス10は、図5及び図6に示すように、ウォーム21を収納するウォーム収納部102と、このウォーム収納部102の下側にその中心軸と直交する中心軸を有しウォームに噛合するウォームホイール103を収納する車両前方側を開放したウォームホイール収納部104と、このウォームホイール収納部104の車両前方側に一体に同軸的に連結されたトルクセンサ105を収納するトルクセンサ収納部106と、ウォーム収納部102の開放端面に形成された電動モータ11を取付けるギヤボックスフランジ107と、トルクセンサ収納部106の車両後方側端に形成されたステアリングコラム4の先端を圧入する筒状のコラム取付部108と、前記ウォームホイール収納部104の開放端面を覆うボックスカバー109と、ウォーム収納部102とウォームホイール収納部104の一部に跨がって車体後方側を開放した箱状に形成され、制御ユニット12を装着する制御ユニット収納部110とを備えている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the reduction gear box 10 has a worm housing portion 102 for housing the worm 21, and a worm housing portion 102 having a central axis perpendicular to the central axis below the worm housing portion 102. A worm wheel storage portion 104 that opens the front side of the vehicle that stores the meshing worm wheel 103, and a torque sensor storage portion that stores a torque sensor 105 that is integrally and coaxially connected to the vehicle front side of the worm wheel storage portion 104. 106, a gear box flange 107 for attaching the electric motor 11 formed on the open end surface of the worm storage portion 102, and a cylindrical shape that press-fits the tip of the steering column 4 formed on the vehicle rear side end of the torque sensor storage portion 106. Box cover 1 covering the column mounting portion 108 and the open end surface of the worm wheel storage portion 104 9, is formed in the worm housing unit 102 and the worm wheel housing portion 104 a box shape having an open rear side of the vehicle body straddling a part of, and a control unit housing portion 110 for mounting the control unit 12.

また、トルクセンサ105は、図5で拡大図示するように、ステアリングシャフト3の入力軸3a及び出力軸3c間の捩じれ状態を磁気的に検出してステアリングシャフト3に伝達された操舵トルクをトルク検出素子としての一対の検出コイル105a及び105bで検出するように構成されている。
これら一対の検出コイル105a及び105bの巻き始め及び巻き終わりに夫々ステアリングコラム4の中心軸と直交する方向に平行に外部に突出する外部接続端子105c,105d及び105e,105fが接続され、これら外部接続端子105c〜105fの突出部が中央部でステアリングコラム4の中心軸と平行に折り曲げられてL字状に形成されて、図5に示すように、制御ユニット収納部110と直角に形成された制御ユニット12の下面を案内する案内面111に形成された開口112から上方に突出されている。
Further, the torque sensor 105 detects the steering torque transmitted to the steering shaft 3 by detecting the torsional state between the input shaft 3a and the output shaft 3c of the steering shaft 3 as shown in FIG. Detection is performed by a pair of detection coils 105a and 105b as elements.
External connection terminals 105c, 105d and 105e, 105f projecting outward in parallel to the direction orthogonal to the central axis of the steering column 4 are connected to the start and end of winding of the pair of detection coils 105a and 105b, respectively. The protrusions of the terminals 105c to 105f are bent at the central portion in parallel with the central axis of the steering column 4, and formed in an L shape, and as shown in FIG. It protrudes upward from an opening 112 formed in a guide surface 111 that guides the lower surface of the unit 12.

そして、ステアリングシャフトの出力軸3cがボックスカバー109の内周面に固定された転がり軸受109aによって回転自在に指示されている。
また、電動モータ11の連結部11bを装着するギヤボックスフランジ107には、図8に示すように、電動モータ11の後述する給電用バスバー13及びレゾルバ信号端子14を挿通する矩形状に開口した第1貫通穴107a及び第2貫通穴107bが形成されている。
The output shaft 3c of the steering shaft is instructed to rotate freely by a rolling bearing 109a fixed to the inner peripheral surface of the box cover 109.
Further, as shown in FIG. 8, the gear box flange 107 to which the connecting portion 11b of the electric motor 11 is attached has a rectangular opening through which a power supply bus bar 13 and a resolver signal terminal 14 to be described later of the electric motor 11 are inserted. A first through hole 107a and a second through hole 107b are formed.

また、電動モータ11は、図6に示すように、前端を開放した有底円筒状のモータフレーム11aと、このモータフレーム11aの前端を覆い減速ギヤボックス10に装着される連結部11bとを有する。モータフレーム11a内には励磁コイルが巻装されたモータステータ11cが配設されている。このモータステータ11c内にモータフレーム11aの底部に固定される後側軸受11d及び連結部11bに突出形成されたインロー部11eに固定される前側軸受11fによって出力軸11gが回転自在に支持されている。この出力軸11gのモータステータ11cに対向する位置に、表面に永久磁石11hを形成した表面磁石型のモータロータ11iが固定されている。このモータロータ11iの連結部11bに対向する位置に、ロータ回転角を検出するロータ回転角検出器としてのレゾルバ11jが配設されている。   As shown in FIG. 6, the electric motor 11 includes a bottomed cylindrical motor frame 11 a having an open front end, and a connecting portion 11 b that covers the front end of the motor frame 11 a and is attached to the reduction gear box 10. . A motor stator 11c around which an exciting coil is wound is disposed in the motor frame 11a. The output shaft 11g is rotatably supported by a rear bearing 11d fixed to the bottom of the motor frame 11a and a front bearing 11f fixed to an inlay portion 11e protruding from the connecting portion 11b in the motor stator 11c. . A surface magnet type motor rotor 11i having a permanent magnet 11h formed on the surface is fixed to a position of the output shaft 11g facing the motor stator 11c. A resolver 11j as a rotor rotation angle detector for detecting the rotor rotation angle is disposed at a position facing the connecting portion 11b of the motor rotor 11i.

ここで、連結部11bには、図2及び図9に示すように、開放端側の連結部11bにおける外周面の180度離間した位置にフランジ部11kが形成されている。
そして、電動モータ11のモータステータ11cに巻装されたコイルに電気的に接続される例えば3本のモータ給電用バスバー13が連結部11bのインロー部11eの外側に突出されている。このモータ給電用バスバー13には、その連結部11b内位置及び連結部11bから突出された基部が直方体形状の合成樹脂からなるバスバー絶縁部13aで被覆されている。
Here, as shown in FIG.2 and FIG.9, the flange part 11k is formed in the connection part 11b in the position 180 degree apart of the outer peripheral surface in the connection part 11b by the side of an open end.
For example, three motor power supply bus bars 13 that are electrically connected to the coils wound around the motor stator 11c of the electric motor 11 protrude outside the spigot portion 11e of the connecting portion 11b. The motor power supply bus bar 13 is covered with a bus bar insulating portion 13a made of a rectangular parallelepiped synthetic resin at a position in the connecting portion 11b and a base protruding from the connecting portion 11b.

また、レゾルバ11jは、連結部11b内にインロー部11eと逆側に延長して一体に形成された円筒部11uの内周面に固定されたレゾルバステータ11vと、このレゾルバステータ11v内に挿通される出力軸11gに固定されたレゾルバロータ11wとを有する。
レゾルバステータ11vは、外部の信号処理回路から正弦波の励磁信号f(t)=A・sin(ωt)が入力されると、ロータの回転角θに応じた正弦波及び余弦波のレゾルバ信号Ys(=k・sin(θ)・f(t))及びYc(=k・sin(θ)・f(t))を出力する。
The resolver 11j is inserted into the resolver stator 11v, and a resolver stator 11v fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 11u integrally formed extending in the connecting portion 11b opposite to the inlay portion 11e. And a resolver rotor 11w fixed to the output shaft 11g.
When a sine wave excitation signal f (t) = A · sin (ωt) is input from an external signal processing circuit, the resolver stator 11v receives a sine wave and cosine wave resolver signal Ys corresponding to the rotation angle θ of the rotor. (= K · sin (θ) · f (t)) and Yc (= k · sin (θ) · f (t)) are output.

このため、これら励磁信号f(t)及びレゾルバ信号Ys,Ycを入出力するための夫々1対の励磁信号入力端子とレゾルバ信号出力端子とでなる例えば6本のレゾルバ信号端子14が、連結部11bのインロー部11eの外側で、前述した給電用バスバー13とインロー部11eの接線方向に直列となるように給電用バスバー13と所定間隔を保って突出されている。これらレゾルバ信号端子14の連結部11b内及び連結部11bからの突出部の基部が直方体形状の合成樹脂からなる信号端子絶縁部14aで被覆されている。   For this reason, for example, six resolver signal terminals 14 each composed of a pair of excitation signal input terminals and resolver signal output terminals for inputting and outputting the excitation signal f (t) and the resolver signals Ys and Yc are connected to the connecting portion. It protrudes at a predetermined interval from the power supply bus bar 13 so as to be in series in the tangential direction of the power supply bus bar 13 and the inlay part 11e described above outside the inlay part 11e of 11b. The base portion of the protruding portion from the connecting portion 11b and the connecting portion 11b of the resolver signal terminal 14 is covered with a signal terminal insulating portion 14a made of a rectangular parallelepiped synthetic resin.

また、電動モータ11の出力軸11gには、図6に示すように、ウォーム21が一体に形成されており、このウォーム21の他端が減速ギヤボックス10のウォーム収納部102の底部に配設された軸受102aによって回転自在に支持されている。結局、ウォーム21を一体に形成された出力軸11gは3個の軸受11d、11f及び22aによって支持されており、出力軸11gとウォーム21とを分離した場合には、夫々について2個ずつ計4個の軸受を必要とするので、軸受1個分の距離を短くすることができるとともに、出力軸11gとウォーム21とを連結するカップリング部を省略できるので、この分の長さも短縮することができる。   Further, as shown in FIG. 6, a worm 21 is integrally formed on the output shaft 11 g of the electric motor 11, and the other end of the worm 21 is disposed at the bottom of the worm storage portion 102 of the reduction gear box 10. The bearing 102a is rotatably supported. After all, the output shaft 11g integrally formed with the worm 21 is supported by the three bearings 11d, 11f and 22a, and when the output shaft 11g and the worm 21 are separated, a total of four output shafts 11g are provided. Since a single bearing is required, the distance of one bearing can be shortened, and the coupling portion for connecting the output shaft 11g and the worm 21 can be omitted, so that the length can be shortened. it can.

このように、電動モータ11では、連結部11bから外方に突出するインロー部11eの内部に出力軸11gを回転自在に支持する前側軸受11fを固定したので、図2に示すように、モータフレーム11aの底板部から連結部11bのギヤボックスフランジ107との接面までの軸方向全長Lmをモータフレーム11aのフレーム外径Dfの2/3程度に短くした扁平構造とすることができる。このため、電動モータ11を後述するように、減速ギヤボックス10のギヤボックスフランジ107に装着した状態で、図3に示すように、ステアリングシャフト3の中心軸から電動モータ11の最遠部まで長さを半径Rmとしたときに、この半径Rmを後述する減速ギヤボックス10を構成するウォームホイール収納部104の外径Dwの2倍以内に収めることができ、ステアリングシャフト3をの中心軸を基準とした突出量を低減することができる。したがって、比較的重量が重い電動モータ11の軸方向全長Lmを短くできることから、電動パワーステアリング装置9全体の重心位置をステアリングシャフト3の中心軸に近づけることができる。   As described above, in the electric motor 11, the front bearing 11f that rotatably supports the output shaft 11g is fixed inside the spigot 11e that protrudes outward from the connecting portion 11b. Therefore, as shown in FIG. A flat structure in which the axial total length Lm from the bottom plate portion of 11a to the contact surface with the gear box flange 107 of the connecting portion 11b is shortened to about 2/3 of the frame outer diameter Df of the motor frame 11a can be obtained. Therefore, as will be described later, with the electric motor 11 mounted on the gear box flange 107 of the reduction gear box 10, a long distance from the central axis of the steering shaft 3 to the farthest part of the electric motor 11 as shown in FIG. When the radius is the radius Rm, the radius Rm can be accommodated within twice the outer diameter Dw of the worm wheel housing portion 104 constituting the reduction gear box 10 described later, and the center axis of the steering shaft 3 is used as a reference. The amount of protrusion can be reduced. Accordingly, since the overall axial length Lm of the relatively heavy electric motor 11 can be shortened, the center of gravity of the entire electric power steering device 9 can be brought closer to the central axis of the steering shaft 3.

そして、電動モータ11のフランジ部11kをギヤボックスフランジ107に当接すると、第1貫通穴107aにバスバー絶縁部13aが挿通されて給電用バスバー13の先端が制御ユニット12の内部に延長され、第2貫通穴107bに信号端子絶縁部14aが挿通内嵌されてレゾルバ信号端子14の先端が制御ユニット12の内部に延長される。
制御ユニット12は、図7に示すように、減速ギヤボックス10の制御ユニット収納部110に配設された回路基板31と、回路基板31全体を覆って制御ユニット収納部110に装着される例えば合成樹脂製のカバー32とで構成されている。また、図4に示すように、減速ギヤボックス10のギヤボックスフランジ107とは反対側の制御ユニット収納部110の端部裏面には、回路基板31と電気的に接続された外部接続用コネクタ39が設けられている。この外部接続用コネクタ39は電源コネクタ39aと信号コネクタ39bとで構成され、電源コネクタ39aにはバッテリ(図示せず)に接続した電機配線が車両前方から差し込まれ、信号コネクタ39bには、車体の各部の制御機器とのデータの授受を行なうCANなどのネットワークの信号配線が車両前方から差し込まれる。
Then, when the flange portion 11k of the electric motor 11 is brought into contact with the gear box flange 107, the bus bar insulating portion 13a is inserted into the first through hole 107a, the tip of the power supply bus bar 13 is extended into the control unit 12, and the first The signal terminal insulating part 14 a is inserted and fitted into the two through holes 107 b, and the tip of the resolver signal terminal 14 is extended inside the control unit 12.
As shown in FIG. 7, the control unit 12 includes a circuit board 31 disposed in the control unit housing part 110 of the reduction gear box 10, and is mounted on the control unit housing part 110 so as to cover the entire circuit board 31. And a resin cover 32. Further, as shown in FIG. 4, an external connection connector 39 electrically connected to the circuit board 31 is provided on the rear surface of the end of the control unit housing 110 on the side opposite to the gear box flange 107 of the reduction gear box 10. Is provided. The external connection connector 39 is composed of a power connector 39a and a signal connector 39b. Electrical wiring connected to a battery (not shown) is inserted into the power connector 39a from the front of the vehicle, and the signal connector 39b is connected to the vehicle body. A signal wiring of a network such as CAN for exchanging data with the control device of each part is inserted from the front of the vehicle.

回路基板31は、図4及び図5に示すように、1枚の4層エポキシ樹脂のリジッド基板の前後方向の中央部に帯状部32を残すようにこの帯状部32に沿って平面側からルータによって2層分に相当する深さの切削溝部33,34をそれぞれ90度ずつ折曲げて折曲部35を形成することで、U字状で互いに対向するパワーリジッド基板部36及び制御リジッド基板部37を形成している。そして、パワーリジッド基板部36を、制御ユニット収納部110の底部に対向させて制御ユニット収納部110内に収納してねじ留めされている。また、制御リジッド基板部37は、制御ユニット収納部110に形成した支柱38上にねじ留めされている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the circuit board 31 is a router from the plane side along the belt-like portion 32 so as to leave the belt-like portion 32 at the center portion in the front-rear direction of a single 4-layer epoxy resin rigid board. The power groove substrate portion 36 and the control rigid substrate portion facing each other in a U-shape are formed by bending the cutting groove portions 33 and 34 having a depth corresponding to two layers by 90 degrees to form the bent portions 35. 37 is formed. And the power rigid board | substrate part 36 is stored in the control unit storage part 110 facing the bottom part of the control unit storage part 110, and is screwed. Further, the control rigid board portion 37 is screwed onto a support column 38 formed in the control unit storage portion 110.

パワーリジッド基板部36は、半導体スイッチング素子、フェールセーフ用のリレー回路、ノイズ対策用のコイル、電源平滑用の電解コンデンサ等の発熱回路部品を実装している。また、図9に示すように、パワーリジッド基板部36の左端部には、電動モータ11の給電用バスバー13に電気的に接続されているとともに、図7に示す外部接続用コネクタ39の裏面に設けた電源用電極端子L1,L2が電気的に接続されている。   The power rigid board portion 36 is mounted with heat generating circuit components such as a semiconductor switching element, a fail-safe relay circuit, a noise countermeasure coil, and a power supply smoothing electrolytic capacitor. Further, as shown in FIG. 9, the left end portion of the power rigid board portion 36 is electrically connected to the power supply bus bar 13 of the electric motor 11 and on the back surface of the external connection connector 39 shown in FIG. The provided power supply electrode terminals L1 and L2 are electrically connected.

制御リジッド基板部37は、詳細には示さないが、モータ電流検出用IC、トルク演算用IC42、演算処理装置、ゲート駆動用IC等を実装している。この制御リジッド基板部37の左端部には、図4に示すように、電動モータ11に内蔵されたレゾルバ11jのレゾルバ信号端子14が電気的に接続されているとともに、右端部には図7に示す外部接続用コネクタ39の裏面に設けた信号用電極端子L3〜L5が電気的に接続されている。   Although not shown in detail, the control rigid board portion 37 is mounted with a motor current detection IC, a torque calculation IC 42, a calculation processing device, a gate drive IC, and the like. As shown in FIG. 4, the resolver signal terminal 14 of the resolver 11j built in the electric motor 11 is electrically connected to the left end portion of the control rigid board portion 37, and the right end portion is shown in FIG. Signal electrode terminals L3 to L5 provided on the back surface of the external connection connector 39 shown are electrically connected.

さらに、折曲部35には図示しないが、パワーリジッド基板部36に実装された半導体スイッチング素子、リレー回路、コイル等の回路部品と、制御リジッド基板部27に実装された演算処理装置、ゲート駆動回路等の回路部品との間を電気的に接続する配線パターンが形成されている。また、折曲部35の帯状部32に回路部品を実装することもできる。   Further, although not shown in the bent portion 35, circuit components such as a semiconductor switching element, a relay circuit, and a coil mounted on the power rigid substrate portion 36, an arithmetic processing device mounted on the control rigid substrate portion 27, and gate drive A wiring pattern is formed to electrically connect circuit components such as a circuit. Further, a circuit component can be mounted on the band-like portion 32 of the bent portion 35.

ここで、制御ユニット12は、図2に示すように、正面から見て減速ギヤボックス10のウォームホイール収納部104の外周縁と、ウォーム21すなわち電動モータ11の出力軸11gの中心軸L1との交点位置近傍に制御ユニット12の中心位置が略存在するように載置することができ、しかも電動モータ11の連結部11bとギヤボックスフランジ107を挟んで対向し、ステアリングシャフト3の中心軸と直交する面内で直列となるように配設されているので、制御ユニット12のステアリングシャフト3の中心軸から最遠部となる位置Pcをステアリングシャフト3の中心軸から電動モータ11の最遠部までの距離を半径Rmとする円内に収めることができる。   Here, as shown in FIG. 2, the control unit 12 includes an outer peripheral edge of the worm wheel storage portion 104 of the reduction gear box 10 as viewed from the front, and a central axis L1 of the worm 21, that is, the output shaft 11 g of the electric motor 11. The control unit 12 can be placed so that the center position of the control unit 12 is substantially present in the vicinity of the intersection position, and is opposed to the connecting portion 11b of the electric motor 11 with the gear box flange 107 interposed therebetween and orthogonal to the center axis of the steering shaft 3. The position Pc, which is the farthest part from the central axis of the steering shaft 3 of the control unit 12, is located from the central axis of the steering shaft 3 to the farthest part of the electric motor 11. Can be contained in a circle having a radius Rm.

次に、上記構成の電動パワーステアリング装置9を備えた車両について、作用効果を説明する。
本実施形態の電動パワーステアリング装置9は、減速ギヤボックス10のギヤボックスフランジ107に、電動モータ11の連結部11bを当接するとともに、インロー部11eをギヤボックスフランジ107のインロー孔107cにインロー結合することにより、電動モータ11が減速ギヤボックス10に装着される。このとき、電動モータ11の出力軸11gに一体に連結されたウォーム21が減速ギヤボックス10のウォーム収納部102に挿通されて、ウォームホイール収納部104に収納されてステアリングシャフト3の出力軸3cに連結されたウォームホイール103に噛合する。
Next, the effect of the vehicle provided with the electric power steering device 9 having the above-described configuration will be described.
In the electric power steering apparatus 9 according to the present embodiment, the connecting portion 11b of the electric motor 11 is brought into contact with the gear box flange 107 of the reduction gear box 10 and the spigot portion 11e is in-line coupled to the spigot hole 107c of the gear box flange 107. As a result, the electric motor 11 is mounted on the reduction gear box 10. At this time, the worm 21 integrally connected to the output shaft 11 g of the electric motor 11 is inserted into the worm storage portion 102 of the reduction gear box 10, and stored in the worm wheel storage portion 104 to the output shaft 3 c of the steering shaft 3. It meshes with the connected worm wheel 103.

これと同時に、連結部11bの端面から出力軸11gに沿って突出する給電用バスバー13、レゾルバ信号端子14が、ギヤボックスフランジ107に設けた第1貫通穴107a、第2貫通穴107bをそれぞれ貫通して制御ユニット12のパワーリジッド基板部36及び制御リジッド基板部37に電気的に接続される。このため、従来の装置のように給電用バスバー、レゾルバ信号用端子が減速ギヤボックス10及び電動モータ11の外周から径方向外方に突出することはないとともに、モータハーネスや接続コードを使用して接続する必要もない。したがって、モータハーネスを使用する場合の配線損失を低減することができるとともに、外来ノイズや強磁界などによる影響を受けることがなく、良好な信号信頼性を確保することができる。また、電動パワーステアリング装置9の周囲に車両側部材等が配置されていても、これらの部材に電動パワーステアリング装置9の電気的接続部が干渉しないので、車両搭載レイアウト性を良好にすることができる。   At the same time, the power supply bus bar 13 and the resolver signal terminal 14 projecting from the end face of the connecting portion 11b along the output shaft 11g penetrate the first through hole 107a and the second through hole 107b provided in the gear box flange 107, respectively. Thus, the power rigid board portion 36 and the control rigid board portion 37 of the control unit 12 are electrically connected. Therefore, unlike the conventional apparatus, the power supply bus bar and the resolver signal terminal do not protrude radially outward from the outer periphery of the reduction gear box 10 and the electric motor 11, and the motor harness and the connection cord are used. There is no need to connect. Therefore, it is possible to reduce the wiring loss when using the motor harness, and it is possible to ensure good signal reliability without being affected by external noise or a strong magnetic field. Further, even if vehicle-side members and the like are disposed around the electric power steering device 9, the electrical connection portion of the electric power steering device 9 does not interfere with these members, so that the vehicle mounting layout can be improved. it can.

また、電動モータ11の給電用バスバー13、レゾルバ信号端子14が装置9の外部に露出しないので、導電性異物の侵入を防止する部材(カバー部材等)が不要となり、部品点数が増大しないので製造コストの低減化を図ることができる。
また、3本の給電用バスバー13の基部側は直方体形状の合成樹脂からなるバスバー絶縁部13aで被覆されており、6本のレゾルバ信号端子14の基部側も直方体形状の合成樹脂からなる信号端子絶縁部14aで被覆されており、バスバー絶縁部13a、信号端子絶縁部14aが、ギヤボックスフランジ107の第1貫通穴107a及び第2貫通穴107bに挿通されているので、給電用バスバー13及びレゾルバ信号端子14と減速ギヤボックス10の絶縁性を確実に確保することができる。
Further, since the power supply bus bar 13 and the resolver signal terminal 14 of the electric motor 11 are not exposed to the outside of the device 9, a member (such as a cover member) for preventing intrusion of conductive foreign matters becomes unnecessary, and the number of components does not increase. Cost can be reduced.
The base portions of the three power supply bus bars 13 are covered with a bus bar insulating portion 13a made of a rectangular parallelepiped synthetic resin, and the base portions of the six resolver signal terminals 14 are also made of a rectangular parallelepiped synthetic resin. Since it is covered with the insulating portion 14a, the bus bar insulating portion 13a and the signal terminal insulating portion 14a are inserted through the first through hole 107a and the second through hole 107b of the gear box flange 107, so that the power supply bus bar 13 and the resolver The insulation between the signal terminal 14 and the reduction gear box 10 can be reliably ensured.

また、電動モータ11の連結部11bに形成したインロー部11eを減速ギヤボックス10のギヤボックスフランジ107に形成したインロー孔107cにインロー結合するだけで、ウォームホイール収納部104に配置したウォームホイール103にウォーム21を容易に噛合することができるので、組立が容易となってさらに製造コストの低減化を図ることができる。   Further, the spigot portion 11e formed on the connecting portion 11b of the electric motor 11 is simply connected in spigot to the spigot hole 107c formed on the gear box flange 107 of the reduction gear box 10 to the worm wheel 103 disposed in the worm wheel storage portion 104. Since the worm 21 can be easily engaged, assembly is facilitated, and the manufacturing cost can be further reduced.

そして、減速ギヤボックス10に装着された電動モータ11は、モータフレーム11aのフレーム外径Dfに対して軸方向全長Lmが短い扁平構造を有するので、ステアリングシャフト3の中心軸から電動モータ11の最遠部までの距離でなる半径Rmを短くすることができ、電動パワーステアリング装置9の近傍の部品と干渉することを抑制することができる。   The electric motor 11 attached to the reduction gear box 10 has a flat structure in which the axial total length Lm is short with respect to the frame outer diameter Df of the motor frame 11a. The radius Rm, which is the distance to the far portion, can be shortened, and interference with components in the vicinity of the electric power steering device 9 can be suppressed.

このようにステアリングシャフト3の中心軸から電動モータ11の最遠部までの距離でなる半径Rmを短くできることから、図10に示すように、電動パワーステアリング装置9をステアリングシャフト3の中心軸を中心として時計方向に120度ずつ回転させた場合でもステアリンクシャフト3の中心軸からの突出量に変化はなく、車両搭載のレイアウト性を向上させることができる。   Thus, since the radius Rm, which is the distance from the central axis of the steering shaft 3 to the farthest part of the electric motor 11, can be shortened, the electric power steering device 9 is centered on the central axis of the steering shaft 3 as shown in FIG. As a result, even when rotated clockwise by 120 degrees, there is no change in the amount of protrusion from the central axis of the steer shaft 3 and the layout on the vehicle can be improved.

このため、図11に示すように、上記実施形態のように、電動パワーステアリング装置9を右ハンドル車用に設置する場合でも、左ハンドル車用に設置する場合でも大きな変化を生じることはなく、センターコンソール200や車両ボディの左右の内壁との干渉を抑制することができ、右ハンドル車用及び左ハンドル車用で区別する必要なく、同一形状の電動パワーステアリング装置9で共用することができる。   Therefore, as shown in FIG. 11, as in the above-described embodiment, even when the electric power steering device 9 is installed for a right-hand drive vehicle or a left-hand drive vehicle, no significant change occurs. Interference with the center console 200 and the left and right inner walls of the vehicle body can be suppressed, and there is no need to distinguish between the right-hand drive vehicle and the left-hand drive vehicle, and the electric power steering device 9 having the same shape can be used in common.

また、電動モータ11としてブラシレスモータを適用しているので、軸方向長さをブラシ付きモータに比較して短くすることができるとともに、ブラシの接触抵抗による損失が無く、モータ通電のためのワイヤハーネスを省略したことと相俟って、どちらか一方の低損失の手法のみでは成し得ない高い出力効率を実現する電動パワーステアリング装置を提供することができる。   Further, since a brushless motor is applied as the electric motor 11, the axial length can be shortened as compared with a motor with a brush, and there is no loss due to the contact resistance of the brush, and the wire harness for energizing the motor In combination with the omission of the electric power steering apparatus, it is possible to provide an electric power steering apparatus that realizes high output efficiency that cannot be achieved by only one of the low-loss techniques.

さらに、電動モータ11の出力軸11gにウォーム21を一体に形成したので、両者間を接続するカップリングを省略することができるとともに、回転自在に支持する軸受数を3個に減少させることができるので、電動モータ11を減速ギヤボックス10のウォーム収納部102に接近させて装着することができ、この分電動モータ11の突出長を短くすることができる。   Further, since the worm 21 is integrally formed on the output shaft 11g of the electric motor 11, the coupling for connecting the two can be omitted, and the number of bearings that are rotatably supported can be reduced to three. Therefore, the electric motor 11 can be mounted close to the worm housing portion 102 of the reduction gear box 10, and the protruding length of the electric motor 11 can be shortened accordingly.

また、ステアリングシャフト3の中心軸から電動モータ11の最遠部までの距離である半径Rmが減速ギヤボックス10を構成するウォームホイール収納部104の外径Dwの2倍以下に設定することにより、電動パワーステアリング装置9の全体構成を小型化することができ、車両搭載レイアウト性をより向上させて、右ハンドル車及び左ハンドル車の共用化を促進することができる。   Further, by setting the radius Rm, which is the distance from the central axis of the steering shaft 3 to the farthest part of the electric motor 11, to be equal to or less than twice the outer diameter Dw of the worm wheel storage portion 104 constituting the reduction gear box 10, The overall configuration of the electric power steering device 9 can be reduced in size, the vehicle mounting layout can be further improved, and the sharing of the right-hand drive vehicle and the left-hand drive vehicle can be promoted.

さらに、減速ギヤボックス10に重量の重い電動モータ11の突出量が少なくなるとともに、制御ユニット12が電動モータ11とは逆方向に突出して配設されているので、減速ギヤボックス10、電動モータ11及び制御ユニット12を含めた重心位置がステアリングシャフト3の中心軸位置に近づくことになる。このため、ステアリングシャフト3に伝達される振動による電動パワーステアリング装置9を回転させるモーメントが小さくなって、ステアリングシャフト3に伝達される振動の影響を受け難くなる。つまり、前述した従来例のように減速ギヤボックス10の片側に電動モータを大きく突出させて装着する場合には重心位置がステアリングシャフト3から大きく離れてしまうので、ステアリングシャフト3に伝達される振動が電動モータに伝達された場合に、電動パワーステアリング装置を回転させるモーメントが大きくなることから振動の影響を受け易くなり、支持ブラケットの機械的強度を大きくする必要がある。しかしながら、上記実施形態では、電動パワーステアリング装置9の重心位置をステアリングシャフトの中心軸に近づけることができるので、振動による電動パワーステアリング装置9を回転させるモーメントを小さくでき、電動パワーステアリング装置9を車体側に支持する取付ブラケットの機械的強度を低下させて簡易な構成とすることができる。   Further, since the protruding amount of the heavy electric motor 11 is reduced in the reduction gear box 10 and the control unit 12 is arranged to protrude in the opposite direction to the electric motor 11, the reduction gear box 10 and the electric motor 11 are disposed. In addition, the center of gravity position including the control unit 12 approaches the center axis position of the steering shaft 3. For this reason, the moment for rotating the electric power steering device 9 due to the vibration transmitted to the steering shaft 3 becomes small, and it becomes difficult to be affected by the vibration transmitted to the steering shaft 3. That is, when the electric motor is mounted on one side of the reduction gear box 10 so as to protrude greatly as in the conventional example described above, the position of the center of gravity is greatly separated from the steering shaft 3, so that vibration transmitted to the steering shaft 3 is not transmitted. When transmitted to the electric motor, the moment for rotating the electric power steering device is increased, so that it is easily affected by vibration, and the mechanical strength of the support bracket needs to be increased. However, in the above embodiment, since the position of the center of gravity of the electric power steering device 9 can be brought close to the center axis of the steering shaft, the moment for rotating the electric power steering device 9 due to vibration can be reduced, and the electric power steering device 9 can be mounted on the vehicle body. The mechanical strength of the mounting bracket supported on the side can be reduced to provide a simple configuration.

そして、上記構成を有する電動パワーステアリング装置9の車両への搭載が完了すると、車両の図示しないイグニッションスイッチをオン状態としてパワーモジュール基板部36及び制御リジッド基板部37にバッテリから電力を供給すると、マイクロコントロールユニット(MCU)によって操舵補助制御処理が実行されて、トルクセンサ105及び図示しない車速センサの検出値に基づいて操舵補助電流指令値が算出される。この操舵補助電流指令値とモータ電流検出部で検出したモータ電流とに基づいて電流フィードバック処理を実行して、電圧指令値を算出する。この電圧指令値をパワーモジュール基板36のゲート駆動回路に供給してインバータ回路を制御することにより、電動モータ11に三相交流駆動電流が流れて電動モータ11を正転又は逆転方向に必要とする操舵補助力を発生するように駆動する。   When the mounting of the electric power steering device 9 having the above configuration on the vehicle is completed, when an ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on to supply power from the battery to the power module board unit 36 and the control rigid board unit 37, the micro A steering assist control process is executed by the control unit (MCU), and a steering assist current command value is calculated based on detection values of the torque sensor 105 and a vehicle speed sensor (not shown). A current feedback process is executed based on the steering assist current command value and the motor current detected by the motor current detection unit to calculate a voltage command value. By supplying this voltage command value to the gate drive circuit of the power module substrate 36 and controlling the inverter circuit, a three-phase AC drive current flows through the electric motor 11 and the electric motor 11 is required in the forward or reverse direction. Drive to generate steering assist force.

このため、電動モータ11からステアリングホイール2の操舵トルクに応じた操舵補助力が発生され、この操舵補助力がウォーム21及びウォームホイール103を介してステアリングシャフト3の出力軸3cに伝達されることにより、ステアリングホイール2を軽い操舵力で操舵することができる。
なお、上記実施形態においては、本発明をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ピニオンアシスト式やラックアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用しても上記と同様の効果が得られる。
Therefore, a steering assist force corresponding to the steering torque of the steering wheel 2 is generated from the electric motor 11, and this steering assist force is transmitted to the output shaft 3 c of the steering shaft 3 via the worm 21 and the worm wheel 103. The steering wheel 2 can be steered with a light steering force.
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a column assist type electric power steering device has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to a pinion assist type or rack assist type electric power steering device. Even if applied, the same effect as described above can be obtained.

また、上記実施形態においては、ステアリングシャフト3の中心軸と電動モータ11の最遠部との距離を半径Rmとする円内にステアリングシャフト3の中心軸に対する制御ユニット12の最遠部Pcが収まる場合について説明したが、制御ユニット12のステアリングシャフト3の中心軸からの最遠部Pcを半径Rmの円に一致させるようにしてもよく、この場合には、電動パワーステアリング装置9の重心位置がよりステアリングシャフト3の中心軸に近づくので、振動によるモーメントの発生をより抑制することができる。   Further, in the above embodiment, the farthest portion Pc of the control unit 12 with respect to the central axis of the steering shaft 3 is contained in a circle having a radius Rm between the central axis of the steering shaft 3 and the farthest portion of the electric motor 11. Although the case has been described, the farthest portion Pc from the central axis of the steering shaft 3 of the control unit 12 may be made to coincide with a circle having a radius Rm. In this case, the position of the center of gravity of the electric power steering device 9 is Since it is closer to the central axis of the steering shaft 3, generation of moments due to vibration can be further suppressed.

また、上記実施形態においては、電動モータ11の給電用バスバー13及びレゾルバ信号端子14を外部に露出することなく制御ユニット12に電気的に接続する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ11の連結部11bの外周側に給電用バスバー13及びレゾルバ信号端子14を半径方向外方に突出させて形成し、これに応じて制御ユニット12に給電用バスバー13及びレゾルバ信号端子14に電気的に接続する端子部を形成して、両者を接触させて電気的に接続するようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where the power supply bus bar 13 and the resolver signal terminal 14 of the electric motor 11 are electrically connected to the control unit 12 without being exposed to the outside has been described. However, the present invention is not limited to this. The power supply bus bar 13 and the resolver signal terminal 14 are formed on the outer peripheral side of the connecting portion 11b of the electric motor 11 so as to protrude outward in the radial direction, and the power supply bus bar 13 and the resolver signal terminal are connected to the control unit 12 accordingly. The terminal part electrically connected to 14 may be formed, and both may be contacted and electrically connected.

さらに、上記実施形態においては、電動モータ11として、表面磁石型のモータロータ11iを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、磁石埋め込み型(IPM)のブラシレスモータや、誘導モータなど、他の形式のブラシレスモータを適用することができる。
また、上記実施形態においては、回路基板31を折曲部35、パワーリジッド基板部36及び制御リジッド基板部37の一枚の基板で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、パワーリジッド基板部36及び制御リジッド基板部37を分離して2枚の回路基板で構成するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the surface magnet type motor rotor 11i is applied as the electric motor 11 has been described. However, the present invention is not limited to this, and an embedded magnet (IPM) brushless motor, an induction motor, or the like. Other types of brushless motors can be applied.
Moreover, in the said embodiment, although the circuit board 31 demonstrated the case where it comprised with one board | substrate of the bending part 35, the power rigid board part 36, and the control rigid board part 37, it is not limited to this. The power rigid board portion 36 and the control rigid board portion 37 may be separated from each other and configured by two circuit boards.

また、上記実施形態においては、トルクセンサ105をトルク検出素子のみで構成し、その信号処理回路を制御ユニット12に内装する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トルクセンサ105をトルク検出素子105a,105b及びその信号処理回路で構成し、減速ギヤボックス10にトルク検出素子105a,105bを内装すると共に、トルク検出素子105a,105bに電気的に接続された信号処理回路を配設するようにしてもよく、この場合には減速ギヤボックス10単体の状態で、信号処理回路を校正することが可能であり、電動モータの影響を受けることなく信号処理回路の校正を行うことができる。そして、トルクセンサ105の信号処理回路の校正が済んだ減速ギヤボックス10へ電動モータ11を組付け、その後又はその前に制御ユニット12を組付けた段階で制御ユニット12及びトルク検出素子間の電気的接続並びに制御ユニット12及び電動モータ11間の電気的接続を行うことができ、組付け作業を容易に行うことができ、トルクセンサの精度を落とすことなく組付工程を簡略化することができる。   In the above embodiment, the torque sensor 105 is configured by only the torque detection element, and the signal processing circuit is built in the control unit 12. However, the present invention is not limited to this. The torque detection elements 105a and 105b and the signal processing circuit thereof are provided. The reduction gear box 10 includes the torque detection elements 105a and 105b and a signal processing circuit electrically connected to the torque detection elements 105a and 105b. In this case, the signal processing circuit can be calibrated with the reduction gearbox 10 alone, and the signal processing circuit can be calibrated without being affected by the electric motor. . Then, the electric motor 11 is assembled to the reduction gear box 10 in which the signal processing circuit of the torque sensor 105 has been calibrated, and the electric power between the control unit 12 and the torque detecting element is assembled after or before the control unit 12 is assembled. Connection and electrical connection between the control unit 12 and the electric motor 11 can be performed, the assembly work can be easily performed, and the assembly process can be simplified without degrading the accuracy of the torque sensor. .

また、上記実施形態においては、電動モータ11をギヤボックスフランジ107にその軸方向をステアリングシャフト3と直交する方向として装着する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングシャフト3と交差する方向であればよい。   In the above-described embodiment, the case where the electric motor 11 is mounted on the gear box flange 107 with the axial direction orthogonal to the steering shaft 3 has been described. However, the present invention is not limited to this. Any direction that intersects may be used.

1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングホイール、3…ステアリングシャフト、4…ステアリングコラム、10…減速ギヤボックス、11…電動モータ、11a…モータフレーム、11b…連結部、11c…モータステータ、11e…インロー部、11g…出力軸、11i…モータロータ、11j…レゾルバ、21…ウォーム、31…回路基板、35…折り曲げ部、36…パワーリジッド基板部、37…制御リジッド基板部、39…外部接続コネクタ、102…ウォーム収納部、103…ウォームホイール、104…ウォームホイール収納部、105…トルクセンサ、106…トルクセンサ収納部、107…ギヤボックスフランジ、108…コラム取付部、110…制御ユニット収納部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 2 ... Steering wheel, 3 ... Steering shaft, 4 ... Steering column, 10 ... Reduction gear box, 11 ... Electric motor, 11a ... Motor frame, 11b ... Connection part, 11c ... Motor stator, 11e ... Inlay part, 11g ... Output shaft, 11i ... Motor rotor, 11j ... Resolver, 21 ... Worm, 31 ... Circuit board, 35 ... Bending part, 36 ... Power rigid board part, 37 ... Control rigid board part, 39 ... External connection connector, DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 ... Worm accommodating part, 103 ... Worm wheel, 104 ... Worm wheel accommodating part, 105 ... Torque sensor, 106 ... Torque sensor accommodating part, 107 ... Gear box flange, 108 ... Column attaching part, 110 ... Control unit accommodating part

Claims (6)

操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトを内装するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに減速ギヤボックス内の減速機構を介して操舵補助力を伝達する電動モータと、該電動モータを駆動制御する制御ユニットとを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記電動モータは、フレーム外径に対して軸方向全長が短い扁平構造とされ、且つ前記減速ギヤボックスに、前記制御ユニットと近接されて固定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A steering column having a steering shaft to which steering torque is transmitted, an electric motor that transmits a steering assist force to the steering shaft via a reduction mechanism in a reduction gear box, and a control unit that controls the drive of the electric motor. An electric power steering device with
The electric power steering device according to claim 1, wherein the electric motor has a flat structure with a short axial total length with respect to an outer diameter of the frame, and is fixed to the reduction gear box in proximity to the control unit.
前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までを半径とする円内に、前記制御ユニットの前記ステアリングシャフトの中心軸からの最遠部が収まる構成とされていることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The farthest part from the central axis of the steering shaft of the control unit is contained in a circle having a radius from the central axis of the steering shaft to the farthest part of the electric motor. The electric power steering apparatus according to claim 1. 前記減速機構は、ステアリングシャフトに連結されたウォームホイールと、該ウォームホイールに噛合する前記電動モータの出力軸に連結されたウォームとで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。   3. The speed reduction mechanism includes a worm wheel connected to a steering shaft and a worm connected to an output shaft of the electric motor meshing with the worm wheel. 4. Electric power steering device. 前記制御ユニットは、前記減速ギヤボックスの前記ウォームホイールを収納するウォームホイール収納部の外周縁と、前記ウォームの中心軸との交点近傍に、前記ステアリングシャフトの中心軸と直交する平面に沿って配設されていることを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。   The control unit is arranged in the vicinity of the intersection between the outer peripheral edge of the worm wheel storage portion for storing the worm wheel of the reduction gear box and the central axis of the worm along a plane orthogonal to the central axis of the steering shaft. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the electric power steering apparatus is provided. 前記ステアリングシャフトの中心軸から前記電動モータの最遠部までの半径は、前記ウォームホイールを収納するウォームホイール収納部の外周直径の2倍以下に設定されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の電動パワーステアリング装置。   The radius from the central axis of the steering shaft to the farthest part of the electric motor is set to be not more than twice the outer diameter of the worm wheel storage part that stores the worm wheel. 4. The electric power steering apparatus according to 4. 前記電動モータは、回転角度検出器を内蔵するブラシレスモータで構成され、前記電動モータ及び回転角度検出器と前記制御ユニットとの間の電気的接続を直接電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric motor is composed of a brushless motor having a built-in rotation angle detector, and the electric connection between the electric motor and the rotation angle detector and the control unit is directly electrically connected. The electric power steering device according to any one of claims 1 to 5.
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