JP5158415B2 - Electric power steering device - Google Patents

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この発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

電動パワーステアリング装置には、例えば下記特許文献1記載のように、電動モータがステアリングシャフトに同軸的に連結されたものがある。この特許文献1において、電動モータのロータはステアリングシャフトに連結されており、ステータは、モータハウジングに固定されている。
特開2006―103642号公報
Some electric power steering apparatuses include an electric motor coaxially connected to a steering shaft as described in Patent Document 1 below, for example. In Patent Document 1, a rotor of an electric motor is connected to a steering shaft, and a stator is fixed to a motor housing.
JP 2006-103642 A

電動パワーステアリング装置では、操舵フィーリングの向上が望まれている。具体的には、例えば、電動モータのコギングトルクを低減させることにより、操舵フィーリングを向上させることが望まれている。コギングトルクの低減は、例えば、ロータとステータとの同軸度を向上させることにより達成される。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、コギングトルクを低減させることにより操舵フィーリングが向上された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。
In an electric power steering apparatus, improvement in steering feeling is desired. Specifically, for example, it is desired to improve the steering feeling by reducing the cogging torque of the electric motor. The reduction of the cogging torque is achieved, for example, by improving the coaxiality between the rotor and the stator.
The present invention has been made based on such a background, and an object thereof is to provide an electric power steering apparatus in which steering feeling is improved by reducing cogging torque.

上記目的を達成するための本発明は、操舵軸(3)に同軸的に連結された環状のロータ(24)、およびモータハウジング(26)に保持され上記ロータを取り囲む環状のステータ(25)を含む電動モータ(5)を備え、上記モータハウジングは、筒状のモータケース(35)を含み、上記モータケースは、ステータが同軸的に保持された外側円筒部(32)と、当該外側円筒部の内側に同軸的に配置された内側円筒部(33)と、両円筒部を連結する連結板(34)とを有し、外側円筒部と、内側円筒部と、連結板とは、一体であり、上記操舵軸は、内側円筒部によって同軸的に支持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(1)である(請求項1)。 In order to achieve the above object, the present invention includes an annular rotor (24) coaxially connected to the steering shaft (3), and an annular stator (25) held by a motor housing (26) and surrounding the rotor. The motor housing includes a cylindrical motor case (35), and the motor case includes an outer cylindrical portion (32) in which a stator is coaxially held, and the outer cylindrical portion. The inner cylindrical portion (33) disposed coaxially with the inner cylindrical portion and a connecting plate (34) for connecting both cylindrical portions, and the outer cylindrical portion, the inner cylindrical portion, and the connecting plate are integrally formed. In addition, the steering shaft is an electric power steering device (1) characterized in that the steering shaft is coaxially supported by an inner cylindrical portion (claim 1).

本発明によれば、モータケースの内側円筒部によって操舵軸を同軸的に支持させることにより、ロータとステータとの同軸度を向上させることができる。これにより、電動モータのコギングトルクが低減され、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングが向上される。上記操舵軸は、内側円筒部によって直接支持されていてもよいし、間接的に支持されてもよい。   According to the present invention, the coaxiality between the rotor and the stator can be improved by coaxially supporting the steering shaft by the inner cylindrical portion of the motor case. As a result, the cogging torque of the electric motor is reduced, and the steering feeling of the electric power steering device is improved. The steering shaft may be directly supported by the inner cylindrical portion or indirectly supported.

上記操舵軸は、当該操舵軸を同軸的に支持する支持部材(17)を介して内側円筒部によって同軸的に支持されていてもよい(請求項2)。支持部材を内側円筒部によって同軸的に支持させることにより、操舵軸が内側円筒部によって同軸的に支持される。
また、上記支持部材は、トルクセンサ(13)が収容された円筒状のセンサハウジング(17)を含み、上記センサハウジングは、操舵軸を同軸的に支持する大径円筒部(20)と、環状段部(21)を介して大径円筒部に同軸的に連結された小径円筒部(22)とを含み、上記大径円筒部が上記内側円筒部の内周に嵌合することにより、当該大径円筒部が内側円筒部によって同軸的に支持されている場合がある(請求項3)。この場合、センサハウジングの大径円筒部をモータケースの内側円筒部に嵌合することにより、操舵軸が内側円筒部によって同軸的に支持される。これにより、電動モータのコギングトルクが確実に低減される。
The steering shaft may be coaxially supported by the inner cylindrical portion via a support member (17) that coaxially supports the steering shaft. By supporting the support member coaxially by the inner cylindrical portion, the steering shaft is coaxially supported by the inner cylindrical portion.
The support member includes a cylindrical sensor housing (17) in which a torque sensor (13) is accommodated. The sensor housing has a large-diameter cylindrical portion (20) that coaxially supports the steering shaft, and an annular shape. A small-diameter cylindrical portion (22) coaxially connected to the large-diameter cylindrical portion via a step portion (21), and the large-diameter cylindrical portion is fitted to the inner periphery of the inner cylindrical portion, In some cases, the large-diameter cylindrical portion is coaxially supported by the inner cylindrical portion. In this case, the steering shaft is coaxially supported by the inner cylindrical portion by fitting the large diameter cylindrical portion of the sensor housing to the inner cylindrical portion of the motor case. This reliably reduces the cogging torque of the electric motor.

上記大径円筒部は、内側円筒部の内周に圧入されていてもよい。すなわち、上記大径円筒部を内側円筒部の内周に圧入することにより、当該大径円筒部が内側円筒部によって同軸的に支持されていてもよい(請求項4)。この場合、大径円筒部と内側円筒部との同軸度を向上させることができ、ひいては、ロータとステータとの同軸度を向上させることができる。これにより、電動モータのコギングトルクがさらに確実に低減される。   The large-diameter cylindrical portion may be press-fitted into the inner periphery of the inner cylindrical portion. That is, the large-diameter cylindrical portion may be coaxially supported by the inner cylindrical portion by press-fitting the large-diameter cylindrical portion into the inner periphery of the inner cylindrical portion. In this case, the coaxiality between the large-diameter cylindrical portion and the inner cylindrical portion can be improved, and as a result, the coaxiality between the rotor and the stator can be improved. This further reliably reduces the cogging torque of the electric motor.

また、上記小径円筒部は、操舵軸を回転可能に支持する筒状のコラムハウジング(16)の内周に嵌合しており、上記コラムハウジングの端部(15a)は、センサハウジングの環状段部(21)に係合して操舵軸の軸方向(X1)に位置決めされている場合がある(請求項5)。この場合、センサハウジングによって、トルクセンサを収容できるだけでなく、コラムハウジングを操舵軸の軸方向に位置決めできるので、電動パワーステアリング装置の部品点数を削減することができる。   The small-diameter cylindrical portion is fitted to the inner periphery of a cylindrical column housing (16) that rotatably supports the steering shaft, and the end portion (15a) of the column housing is an annular step of the sensor housing. There is a case where it is positioned in the axial direction (X1) of the steering shaft by engaging with the portion (21). In this case, not only can the torque sensor be accommodated by the sensor housing, but also the column housing can be positioned in the axial direction of the steering shaft, so the number of components of the electric power steering device can be reduced.

上記センサハウジングは、単一の部材をプレス成形することにより形成されていてもよい(請求項6)。また、上記モータケースは、単一の部材をプレス成形することにより形成されていてもよい(請求項7)。
センサハウジングおよびモータケースの少なくとも一方をプレス成形により形成することにより、電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することができる。また、モータケースを単一の部材で形成することにより、複数の別部材により形成されたモータケースに比べて、外側円筒部および内側円筒部の同軸度を向上させることができる。これにより、電動モータのコギングトルクをさらに低減し、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングをさらに向上させることができる。
The sensor housing may be formed by press-molding a single member. The motor case may be formed by press-molding a single member.
By forming at least one of the sensor housing and the motor case by press molding, the manufacturing cost of the electric power steering device can be reduced. Further, by forming the motor case with a single member, the coaxiality of the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion can be improved as compared with a motor case formed with a plurality of separate members. As a result, the cogging torque of the electric motor can be further reduced, and the steering feeling of the electric power steering apparatus can be further improved.

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。   In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.

以下では、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す図解的な断面図である。また、図2は、図1の一部を拡大した図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2が連結された操舵軸としてのステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3を回転可能に支持する筒状のステアリングコラム4と、ステアリングシャフト3に同軸的に連結された操舵補助用の電動モータ5とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a part of FIG.
Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a steering shaft 3 as a steering shaft to which a steering member 2 such as a steering wheel is connected, and a cylindrical steering column 4 that rotatably supports the steering shaft 3. The steering assisting electric motor 5 is connected to the steering shaft 3 coaxially.

ステアリングシャフト3は、直線状に延びており、アッパーシャフト6、ロアーシャフト7、入力シャフト8および出力シャフト9によって構成されている。各シャフト6〜9は、筒状であり、同軸的に配置されている。アッパーシャフト6の一端(図1では上端)には、操舵部材2が同行回転可能に連結されている。また、出力シャフト9の一端(図1では下端)には、例えばラックアンドピニオン機構からなるステアリング機構10が図示しない中間軸等を介して連結されている。操舵部材2とステアリング機構10とは、ステアリングシャフト3および中間軸等を介して機械的に連結されている。   The steering shaft 3 extends linearly and includes an upper shaft 6, a lower shaft 7, an input shaft 8 and an output shaft 9. Each shaft 6-9 is cylindrical and is arrange | positioned coaxially. A steering member 2 is connected to one end (upper end in FIG. 1) of the upper shaft 6 so as to be able to rotate together. Further, a steering mechanism 10 made of, for example, a rack and pinion mechanism is connected to one end (lower end in FIG. 1) of the output shaft 9 via an intermediate shaft (not shown). The steering member 2 and the steering mechanism 10 are mechanically connected via a steering shaft 3 and an intermediate shaft.

ステアリングシャフト3および中間軸等を介して操舵部材2からステアリング機構10に回転を伝達させることで、図示しない転舵輪を転舵することができる。なお、以下では、ステアリングシャフト3の軸方向X1に沿う操舵部材2側を上方とし、ステアリング機構10側を下方とする。
アッパーシャフト6の下端部の内周には、ロアーシャフト7の一部が例えばセレーション嵌合している。アッパーシャフト6とロアーシャフト7とは、同行回転可能に、且つ、ステアリングシャフト3の軸方向X1に相対移動可能に連結されている。また、ロアーシャフト7の下端部には、入力シャフト8の上端部が内嵌している。ロアーシャフト7の下端部と入力シャフト8の上端部とは、ピン11aによって同行回転可能に連結されている。
By transmitting the rotation from the steering member 2 to the steering mechanism 10 via the steering shaft 3 and the intermediate shaft, steered wheels (not shown) can be steered. In the following, the steering member 2 side along the axial direction X1 of the steering shaft 3 is defined as the upper side, and the steering mechanism 10 side is defined as the lower side.
On the inner periphery of the lower end portion of the upper shaft 6, a part of the lower shaft 7 is serrated, for example. The upper shaft 6 and the lower shaft 7 are coupled so as to be able to rotate together and to be relatively movable in the axial direction X1 of the steering shaft 3. Further, the upper end portion of the input shaft 8 is fitted into the lower end portion of the lower shaft 7. The lower end portion of the lower shaft 7 and the upper end portion of the input shaft 8 are connected by a pin 11a so as to be able to rotate together.

また、入力シャフト8の下端部は、出力シャフト9の上端部に内嵌している。入力シャフト8および出力シャフト9は、トーションバー12を介して相対回転可能に連結されている。トーションバー12は、入力シャフト8および出力シャフト9の中心孔に挿通されており、入力シャフト8および出力シャフト9を同軸的に連結している。トーションバー12の上端部は、ピン11aによって入力シャフト8の上端部に同行回転可能に連結されている。また、トーションバー12の下端部は、ピン11bによって出力シャフト9の下端部に同行回転可能に連結されている。   Further, the lower end portion of the input shaft 8 is fitted into the upper end portion of the output shaft 9. The input shaft 8 and the output shaft 9 are connected via a torsion bar 12 so as to be relatively rotatable. The torsion bar 12 is inserted through the center holes of the input shaft 8 and the output shaft 9 and coaxially connects the input shaft 8 and the output shaft 9. The upper end portion of the torsion bar 12 is connected to the upper end portion of the input shaft 8 by a pin 11a so as to be able to rotate together. Moreover, the lower end part of the torsion bar 12 is connected to the lower end part of the output shaft 9 by a pin 11b so as to be able to rotate together.

操舵部材2が操作(回転)されると、アッパーシャフト6およびロアーシャフト7を介して、操舵トルクとしての回転トルクが入力シャフト8に入力される。このとき、トーションバー12は、操舵トルクに比例する大きさで弾性ねじり変形しつつ、当該操舵トルクを出力シャフト9に伝達する。これにより、入力シャフト8と出力シャフト9とが相対回転しつつ出力シャフト9がその中心軸線回りに回転する。   When the steering member 2 is operated (rotated), a rotational torque as a steering torque is input to the input shaft 8 via the upper shaft 6 and the lower shaft 7. At this time, the torsion bar 12 transmits the steering torque to the output shaft 9 while undergoing elastic torsional deformation with a magnitude proportional to the steering torque. As a result, the output shaft 9 rotates about its central axis while the input shaft 8 and the output shaft 9 rotate relative to each other.

入力シャフト8および出力シャフト9の嵌合部付近に配置されたトルクセンサ13は、入力シャフト8および出力シャフト9の相対回転によって生じる磁気抵抗の変化に基づいて、操舵部材2に入力された操舵トルクを検出する。また、トルクセンサ13により検出されたトルク検出結果は、ECU19(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)に入力される。   A torque sensor 13 disposed near the fitting portion of the input shaft 8 and the output shaft 9 is a steering torque input to the steering member 2 based on a change in magnetic resistance caused by relative rotation of the input shaft 8 and the output shaft 9. Is detected. The torque detection result detected by the torque sensor 13 is input to an ECU 19 (Electronic Control Unit).

ステアリングコラム4は、直線状に延びる筒状のアッパーコラム14および筒状のロアーコラム15を含むコラムハウジング16と、上記トルクセンサ13が内周に収容された支持部材としての筒状のセンサハウジング17とを含む。アッパーコラム14、ロアーコラム15およびセンサハウジング17は、同軸的に配置されている。
アッパーコラム14の下端部には、ロアーコラム15の一部が内嵌している。アッパーコラム14とロアーコラム15とは、ステアリングコラム4の軸方向(図1では、軸方向X1と同一方向)に相対移動可能に連結されている。また、ロアーコラム15の下端部には、センサハウジング17の上端部(具体的には、後述の小径円筒部22)が内嵌している。ロアーコラム15とセンサハウジング17とは、互いに固定されている。
The steering column 4 includes a column housing 16 including a cylindrical upper column 14 and a cylindrical lower column 15 extending linearly, and a cylindrical sensor housing 17 as a support member in which the torque sensor 13 is accommodated on the inner periphery. Including. The upper column 14, the lower column 15, and the sensor housing 17 are arranged coaxially.
A part of the lower column 15 is fitted into the lower end portion of the upper column 14. The upper column 14 and the lower column 15 are coupled so as to be relatively movable in the axial direction of the steering column 4 (in FIG. 1, the same direction as the axial direction X1). Further, the upper end portion of the sensor housing 17 (specifically, a small-diameter cylindrical portion 22 described later) is fitted into the lower end portion of the lower column 15. The lower column 15 and the sensor housing 17 are fixed to each other.

アッパーコラム14は、当該アッパーコラム14に固定された第1のブラケット18aによって車体側部材Bに所定の固定強度で固定されている。また、センサハウジング17は、第2のブラケット18bによって車体側部材Bに固定された後述するモータハウジング26によって保持されている。ロアーコラム15は、アッパーコラム14に嵌合している。   The upper column 14 is fixed to the vehicle body side member B with a predetermined fixing strength by a first bracket 18 a fixed to the upper column 14. The sensor housing 17 is held by a motor housing 26 (described later) fixed to the vehicle body side member B by the second bracket 18b. The lower column 15 is fitted to the upper column 14.

第1のブラケット18aは、例えば破断可能な合成樹脂製のピン11cを介して車体側部材Bに取り付けられている。車両の衝突のときに所定値以上の衝撃が第1のブラケット18aに加わると、ピン11cが破断して、アッパーコラム14と車体側部材Bとの固定が解除される。
ステアリングシャフト3は、アッパーコラム14、ロアーコラム15およびセンサハウジング17を挿通している。ステアリングシャフト3は、アッパーコラム14、ロアーコラム15およびセンサハウジング17の内側で回転可能に支持されている。
The first bracket 18a is attached to the vehicle body side member B via, for example, a breakable synthetic resin pin 11c. When an impact of a predetermined value or more is applied to the first bracket 18a at the time of a vehicle collision, the pin 11c is broken and the upper column 14 and the vehicle body side member B are released from being fixed.
The steering shaft 3 is inserted through the upper column 14, the lower column 15 and the sensor housing 17. The steering shaft 3 is rotatably supported inside the upper column 14, the lower column 15 and the sensor housing 17.

具体的には、アッパーシャフト6が軸受50aを介してアッパーコラム14に回転可能に支持されている。また、入力シャフト8は、軸受50bを介してセンサハウジング17に回転可能に支持されており、出力シャフト9は、軸受50cを介してセンサハウジング17に回転可能に支持されている。軸受50a,50b,50cとしては、それぞれ例えば転がり軸受を用いることができる。本実施形態では、軸受50a,50b,50cとしてそれぞれラジアル玉軸受が用いられている。   Specifically, the upper shaft 6 is rotatably supported by the upper column 14 via a bearing 50a. The input shaft 8 is rotatably supported by the sensor housing 17 via a bearing 50b, and the output shaft 9 is rotatably supported by the sensor housing 17 via a bearing 50c. As the bearings 50a, 50b, and 50c, for example, rolling bearings can be used. In the present embodiment, radial ball bearings are used as the bearings 50a, 50b, and 50c, respectively.

図2を参照して、センサハウジング17は、ステアリングシャフト3を同軸的に支持する大径円筒部20と、環状段部21を介して大径円筒部20に同軸的に連結された小径円筒部22とを含む。センサハウジング17は、単一の部材をプレス成形することにより形成されている。環状段部21は、大径円筒部20の上端部から大径円筒部20の径方向内方に向かって延びている。また、小径円筒部22は、環状段部21の内周部から軸方向X1上方に向かって延びている。大径円筒部20、環状段部21および小径円筒部22は、同軸的に配置されている。   Referring to FIG. 2, the sensor housing 17 includes a large-diameter cylindrical portion 20 that coaxially supports the steering shaft 3, and a small-diameter cylindrical portion that is coaxially connected to the large-diameter cylindrical portion 20 via an annular step portion 21. 22. The sensor housing 17 is formed by press-molding a single member. The annular step portion 21 extends from the upper end portion of the large diameter cylindrical portion 20 toward the inside in the radial direction of the large diameter cylindrical portion 20. The small diameter cylindrical portion 22 extends from the inner peripheral portion of the annular step portion 21 upward in the axial direction X1. The large diameter cylindrical portion 20, the annular step portion 21, and the small diameter cylindrical portion 22 are arranged coaxially.

センサハウジング17は、上述のようにモータハウジング26によって保持されている。センサハウジング17がモータハウジング26に保持された状態で、小径円筒部22は、モータハウジング26の上端から軸方向X1上方に突出している。小径円筒部22にはロアーコラム15の下端部が外嵌しており、ロアーコラム15の下端に設けられた環状フランジ15aが環状段部21の上端面21aに係合している。ロアーコラム15は、環状段部21によって軸方向X1下方に位置決めされて受けられている。環状段部21によってロアーコラム15を軸方向X1下方に位置決めすることで、電動パワーステアリング装置1の部品点数が削減されている。すなわち、ロアーコラム15を軸方向X1下方に位置決めするための専用の位置決め部材が削減されている。   The sensor housing 17 is held by the motor housing 26 as described above. In a state where the sensor housing 17 is held by the motor housing 26, the small diameter cylindrical portion 22 protrudes upward in the axial direction X <b> 1 from the upper end of the motor housing 26. A lower end portion of the lower column 15 is fitted on the small diameter cylindrical portion 22, and an annular flange 15 a provided at the lower end of the lower column 15 is engaged with an upper end surface 21 a of the annular step portion 21. The lower column 15 is positioned and received by the annular step portion 21 below the axial direction X1. By positioning the lower column 15 downward in the axial direction X1 by the annular step portion 21, the number of parts of the electric power steering apparatus 1 is reduced. That is, a dedicated positioning member for positioning the lower column 15 downward in the axial direction X1 is reduced.

トルクセンサ13は、大径円筒部20の内周とステアリングシャフト3の外周との間に配置されている。トルクセンサ13は、大径円筒部20の軸方向中間部に配置されている。また、上述の軸受50bおよび軸受50cは、大径円筒部20の内周によって保持されている。軸受50bおよび軸受50cは、それぞれトルクセンサ13を軸方向X1に挟んだ両側に配置されている。軸受50bは環状のスペーサー23を介して大径円筒部20の上端部に保持されており、軸受50cは大径円筒部20の下端部に保持されている。出力シャフト9が軸受50cを介して大径円筒部20に回転可能に支持された状態で、出力シャフト9の中心軸線L1と大径円筒部20の外周面の中心軸線L2とは概ね同一軸線上に配置されている。   The torque sensor 13 is disposed between the inner periphery of the large diameter cylindrical portion 20 and the outer periphery of the steering shaft 3. The torque sensor 13 is disposed at the intermediate portion in the axial direction of the large diameter cylindrical portion 20. The bearing 50b and the bearing 50c described above are held by the inner periphery of the large-diameter cylindrical portion 20. The bearing 50b and the bearing 50c are respectively disposed on both sides of the torque sensor 13 in the axial direction X1. The bearing 50 b is held at the upper end portion of the large diameter cylindrical portion 20 via the annular spacer 23, and the bearing 50 c is held at the lower end portion of the large diameter cylindrical portion 20. In a state where the output shaft 9 is rotatably supported by the large diameter cylindrical portion 20 via the bearing 50c, the center axis L1 of the output shaft 9 and the center axis L2 of the outer peripheral surface of the large diameter cylindrical portion 20 are substantially on the same axis. Is arranged.

電動モータ5は、ステアリングシャフト3に同軸的に連結された環状のロータ24と、ロータ24を取り囲む環状のステータ25と、ロータ24およびステータ25を収容する有底筒状のモータハウジング26とを備えている。電動モータ5としては、例えばブラシレスモータを用いることができる。
ロータ24は、筒状のロータコア27と、ロータコア27の外周面に固定された環状の永久磁石28とを含む。永久磁石28としては、例えば、多極のリング磁石や、環状に配置された複数枚のセグメント磁石を用いることができる。ロータ24の外周面は、概ね円筒状であり、N極およびS極が周方向に交互に入れ替わる磁極となっている。
The electric motor 5 includes an annular rotor 24 coaxially connected to the steering shaft 3, an annular stator 25 that surrounds the rotor 24, and a bottomed cylindrical motor housing 26 that houses the rotor 24 and the stator 25. ing. As the electric motor 5, for example, a brushless motor can be used.
The rotor 24 includes a cylindrical rotor core 27 and an annular permanent magnet 28 fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 27. As the permanent magnet 28, for example, a multipolar ring magnet or a plurality of segment magnets arranged in an annular shape can be used. The outer peripheral surface of the rotor 24 is substantially cylindrical, and is a magnetic pole in which the N pole and the S pole are alternately replaced in the circumferential direction.

ロータコア27は、ロータコア27の径方向に所定間隔を隔ててステアリングシャフト3を取り囲んでいる。ロータコア27の径方向内方には、ステアリングシャフト3を取り囲む環状の空間S1が形成されている。ロータコア27は、この環状の空間S1に配置された連結部材29によって出力シャフト9に同軸的に連結されている。連結部材29は、ロータコア27よりも軸長(軸方向X1に関する長さ)の短い環状の部材である。   The rotor core 27 surrounds the steering shaft 3 at a predetermined interval in the radial direction of the rotor core 27. An annular space S <b> 1 that surrounds the steering shaft 3 is formed inside the rotor core 27 in the radial direction. The rotor core 27 is coaxially connected to the output shaft 9 by a connecting member 29 disposed in the annular space S1. The connecting member 29 is an annular member having a shorter axial length (length in the axial direction X1) than the rotor core 27.

連結部材29は、ロータコア27の内周に例えば圧入されている。これにより、連結部材29とロータコア27とが同行回転可能に、且つ、トルク伝達可能に連結されている。また、連結部材29の内周には、出力シャフト9が例えば圧入されている。これにより、連結部材29と出力シャフト9とが同行回転可能に、且つ、トルク伝達可能に連結されている。   The connecting member 29 is press-fitted into the inner periphery of the rotor core 27, for example. Thereby, the connecting member 29 and the rotor core 27 are connected so as to be able to rotate together and transmit torque. Further, the output shaft 9 is press-fitted into the inner periphery of the connecting member 29, for example. Thereby, the connection member 29 and the output shaft 9 are connected so as to be able to rotate together and transmit torque.

連結部材29を介してロータコア27が出力シャフト9に連結された状態で、永久磁石28の外周面の中心軸線L3と出力シャフト9の中心軸線L1とは概ね同一軸線上に配置されている。また、連結部材29には、当該連結部材29を厚み方向(図2では、軸方向X1と同一方向)に貫通する肉抜き孔30が形成されている。これにより、連結部材29が軽量化されている。   In a state where the rotor core 27 is connected to the output shaft 9 via the connecting member 29, the central axis L3 of the outer peripheral surface of the permanent magnet 28 and the central axis L1 of the output shaft 9 are arranged on substantially the same axis. The connecting member 29 is formed with a lightening hole 30 that penetrates the connecting member 29 in the thickness direction (the same direction as the axial direction X1 in FIG. 2). Thereby, the connection member 29 is reduced in weight.

ステータ25は、環状のステータコア31と、このステータコア31に巻回された複数のコイル(図示せず)とを含む。ステータコア31の内周面および外周面は、それぞれ概ね円筒状である。ステータコア31は、その内周面がロータ24の外周面(永久磁石28の外周面)に対向するようにロータ24を取り囲んでいる。図示はしないが、ステータコア31は、環状のヨークと、ヨークの内周からその径方向内方に突出する複数のティースとを含む。複数のコイルは、それぞれ複数のティースに巻回されている。各コイルには、図示しない電力供給源からの電力が供給されるようになっている。各コイルへの電力の供給は、ECU19によって制御される。   The stator 25 includes an annular stator core 31 and a plurality of coils (not shown) wound around the stator core 31. The inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the stator core 31 are each generally cylindrical. The stator core 31 surrounds the rotor 24 so that the inner peripheral surface thereof faces the outer peripheral surface of the rotor 24 (the outer peripheral surface of the permanent magnet 28). Although not shown, the stator core 31 includes an annular yoke and a plurality of teeth protruding radially inward from the inner periphery of the yoke. The plurality of coils are wound around a plurality of teeth, respectively. Each coil is supplied with power from a power supply source (not shown). Supply of electric power to each coil is controlled by the ECU 19.

モータハウジング26は、筒状のモータケース35と、このモータケース35に固定された蓋部材36とを含む。モータケース35は、ステータ25が同軸的に保持された外側円筒部32と、当該外側円筒部32の内側に同軸的に配置された内側円筒部33と、両円筒部32,33を連結する連結板34とを有している。
モータケース35は、単一の部材をプレス成形することにより形成されている。軸方向X1に関する内側円筒部33の長さは、外側円筒部32よりも短くされている。また、軸方向X1に関して、内側円筒部33の上端の位置と外側円筒部32の上端の位置とは概ね揃えられている。連結板34は、例えば円環状の平板であり、両円筒部32,33の上端を連結している。すなわち、連結板34の外周部は外側円筒部32の上端に連結されており、連結板34の内周部は内側円筒部33の上端に連結されている。
The motor housing 26 includes a cylindrical motor case 35 and a lid member 36 fixed to the motor case 35. The motor case 35 includes an outer cylindrical portion 32 in which the stator 25 is coaxially held, an inner cylindrical portion 33 that is coaxially disposed inside the outer cylindrical portion 32, and a coupling that connects both the cylindrical portions 32 and 33. Plate 34.
The motor case 35 is formed by press-molding a single member. The length of the inner cylindrical portion 33 in the axial direction X1 is shorter than that of the outer cylindrical portion 32. Further, with respect to the axial direction X1, the position of the upper end of the inner cylindrical portion 33 and the position of the upper end of the outer cylindrical portion 32 are substantially aligned. The connecting plate 34 is, for example, an annular flat plate, and connects the upper ends of both cylindrical portions 32 and 33. That is, the outer peripheral portion of the connecting plate 34 is connected to the upper end of the outer cylindrical portion 32, and the inner peripheral portion of the connecting plate 34 is connected to the upper end of the inner cylindrical portion 33.

また、内側円筒部33の内周面の中心軸線L4と外側円筒部32の内周面の中心軸線L5とは、概ね同一軸線上に配置されている。本実施形態では、モータケース35が単一の部材によって形成されているので、複数の別部材により形成されたモータハウジングに比べて、外側円筒部32の内周面と内側円筒部33の内周面との同軸度が向上されている。
また、外側円筒部32の内側には、ロータ24およびステータ25を収容するための収容空間S2が形成されている。収容空間S2の所定位置にロータ24が収容された状態で、内側円筒部33の一部は、上述の環状の空間S1に配置されている。蓋部材36は、外側円筒部32の下端部に固定されており、外側円筒部32の下端部における開口部分を概ね覆っている。
Further, the central axis L4 of the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 33 and the central axis L5 of the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 32 are arranged on substantially the same axis. In this embodiment, since the motor case 35 is formed by a single member, the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 32 and the inner peripheral portion of the inner cylindrical portion 33 are compared with a motor housing formed by a plurality of separate members. The coaxiality with the surface is improved.
An accommodation space S <b> 2 for accommodating the rotor 24 and the stator 25 is formed inside the outer cylindrical portion 32. In a state where the rotor 24 is accommodated in a predetermined position of the accommodation space S2, a part of the inner cylindrical portion 33 is disposed in the annular space S1 described above. The lid member 36 is fixed to the lower end portion of the outer cylindrical portion 32 and substantially covers the opening portion at the lower end portion of the outer cylindrical portion 32.

蓋部材36は、環状の板状部37と、板状部37の中央部に形成された筒状部38とを含む。上述の第2のブラケット18bは、板状部37に固定されている(図1参照)。また、板状部37の外周部には、外側円筒部32の下端部に内嵌する筒状の嵌合部39が軸方向X1上方に向かって突出形成されている。筒状部38は、板状部37の内周部に連結されており、板状部37から軸方向X1上方に向かって延びている。出力シャフト9は、筒状部38の内周を挿通しており、筒状部38の内周に保持された軸受50dを介して筒状部38に回転可能に支持されている。   The lid member 36 includes an annular plate-shaped portion 37 and a cylindrical portion 38 formed at the center of the plate-shaped portion 37. The second bracket 18b described above is fixed to the plate-like portion 37 (see FIG. 1). Further, a cylindrical fitting portion 39 that is fitted into the lower end portion of the outer cylindrical portion 32 is formed on the outer peripheral portion of the plate-like portion 37 so as to protrude upward in the axial direction X1. The tubular portion 38 is connected to the inner peripheral portion of the plate-like portion 37 and extends upward from the plate-like portion 37 in the axial direction X1. The output shaft 9 is inserted through the inner periphery of the tubular portion 38 and is rotatably supported by the tubular portion 38 via a bearing 50d held on the inner periphery of the tubular portion 38.

筒状部38の内周にはレゾルバ40が配置されており、このレゾルバ40によってロータ24の回転位置が検出されるようになっている。レゾルバ40は、出力シャフト9の回転位置を検出することで、ロータ24の回転位置を検出することができる。レゾルバ40の一部は、環状の空間S1に進入している。筒状部38の内周にレゾルバ40が配置された状態で、筒状部38の下端部には、例えばボルト41によって環状のカバー42が固定されている。なお、ロータ24の回転位置を検出する検出装置としては、レゾルバ40に限らず、ロータリエンコーダ等の他の検出装置を用いてもよい。   A resolver 40 is disposed on the inner periphery of the cylindrical portion 38, and the rotational position of the rotor 24 is detected by the resolver 40. The resolver 40 can detect the rotational position of the rotor 24 by detecting the rotational position of the output shaft 9. A part of the resolver 40 enters the annular space S1. In the state where the resolver 40 is disposed on the inner periphery of the tubular portion 38, an annular cover 42 is fixed to the lower end portion of the tubular portion 38 by, for example, a bolt 41. The detection device that detects the rotational position of the rotor 24 is not limited to the resolver 40, and other detection devices such as a rotary encoder may be used.

ステータコア31は、外側円筒部32の内周に例えば圧入されている。これにより、ステータコア31が外側円筒部32に固定されている。外側円筒部32にステータコア31が固定された状態で、ステータコア31の内周面の中心軸線L6と、外側円筒部32の内周面の中心軸線L5とは概ね同一軸線上に配置されている。すなわち、外側円筒部32にステータコア31が固定された状態で、ステータコア31の内周面の中心軸線L6と、内側円筒部33の内周面の中心軸線L4とは概ね同一軸線上に配置されている。   The stator core 31 is press-fitted, for example, into the inner periphery of the outer cylindrical portion 32. Thereby, the stator core 31 is fixed to the outer cylindrical portion 32. In a state where the stator core 31 is fixed to the outer cylindrical portion 32, the central axis L6 of the inner peripheral surface of the stator core 31 and the central axis L5 of the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 32 are arranged on substantially the same axis. That is, in a state where the stator core 31 is fixed to the outer cylindrical portion 32, the central axis L6 of the inner peripheral surface of the stator core 31 and the central axis L4 of the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 33 are arranged on substantially the same axis. Yes.

上述のように本実施形態では、ステータコア31が外側円筒部32に圧入されているので、例えば接着によってステータコア31が外側円筒部32に固定されている場合に比べて、ステータコア31の内周面と外側円筒部32の内周面との同軸度が向上されている。これにより、ステータコア31の内周面と内側円筒部33の内周面との同軸度が向上されている。   As described above, in the present embodiment, since the stator core 31 is press-fitted into the outer cylindrical portion 32, the inner circumferential surface of the stator core 31 is compared with the case where the stator core 31 is fixed to the outer cylindrical portion 32 by, for example, adhesion. The coaxiality with the inner peripheral surface of the outer cylindrical portion 32 is improved. Thereby, the coaxiality of the inner peripheral surface of the stator core 31 and the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 33 is improved.

また、センサハウジング17の大径円筒部20は、内側円筒部33によって同軸的に支持されている。具体的には、内側円筒部33の内周に大径円筒部20が例えば圧入されており、これによって、大径円筒部20が内側円筒部33に固定されている。大径円筒部20が内側円筒部33に固定された状態で、大径円筒部20の一部は、軸方向X1上方から環状の空間S1に進入している。大径円筒部20の一部およびトルクセンサ13等は、環状の空間S1に配置されている。すなわち、本実施形態では、ロータコア27の内側の空間を有効に利用することで電動パワーステアリング装置1が軸方向X1に小型化されている。   The large diameter cylindrical portion 20 of the sensor housing 17 is coaxially supported by the inner cylindrical portion 33. Specifically, the large-diameter cylindrical portion 20 is, for example, press-fitted into the inner periphery of the inner cylindrical portion 33, and thereby the large-diameter cylindrical portion 20 is fixed to the inner cylindrical portion 33. In a state where the large-diameter cylindrical portion 20 is fixed to the inner cylindrical portion 33, a part of the large-diameter cylindrical portion 20 enters the annular space S1 from above the axial direction X1. A part of the large-diameter cylindrical portion 20, the torque sensor 13, and the like are arranged in the annular space S1. That is, in this embodiment, the electric power steering device 1 is downsized in the axial direction X1 by effectively using the space inside the rotor core 27.

また、大径円筒部20が内側円筒部33に固定された状態で、内側円筒部33の内周面の中心軸線L4と、大径円筒部20によって支持された出力シャフト9の中心軸線L1とは、概ね同一軸線上に配置されている。出力シャフト9が内側円筒部33の内周面に対して同軸的に配置されることで、ロータ24とステータ25との同軸度が向上されている(具体的には、永久磁石28の外周面とステータコア31の内周面との同軸度が向上されている。)。   Further, in a state where the large-diameter cylindrical portion 20 is fixed to the inner cylindrical portion 33, the central axis L4 of the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 33 and the central axis L1 of the output shaft 9 supported by the large-diameter cylindrical portion 20 Are arranged substantially on the same axis. Since the output shaft 9 is coaxially disposed with respect to the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 33, the coaxiality between the rotor 24 and the stator 25 is improved (specifically, the outer peripheral surface of the permanent magnet 28). And the coaxiality between the stator core 31 and the inner peripheral surface is improved.)

本実施形態では、大径円筒部20が内側円筒部33に圧入されているので、例えば接着剤層を大径円筒部20および内側円筒部33の間に介在させて両者20,30が固定されている場合に比べて、内側円筒部33の内周面に対する出力シャフト9の同軸度が向上されている。これにより、ロータ24とステータ25との同軸度がさらに向上されている。
再び図1を参照して、電動モータ5は、ECU19によって制御される。すなわち、ECU19は、トルクセンサ13からのトルク検出結果や図示しない車速センサからの車速検出結果等に基づいて電動モータ5を駆動制御する。ECU19が電動モータ5を制御することにより、電動モータ5から出力シャフト9に操舵補助力としての出力トルクが直接伝達される。そして、出力シャフト9からステアリング機構10に操舵補助力が伝達され、運転者の操舵が補助される。
In the present embodiment, since the large-diameter cylindrical portion 20 is press-fitted into the inner cylindrical portion 33, for example, an adhesive layer is interposed between the large-diameter cylindrical portion 20 and the inner cylindrical portion 33 to fix the both 20,30. Compared to the case, the coaxiality of the output shaft 9 with respect to the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 33 is improved. Thereby, the coaxiality of the rotor 24 and the stator 25 is further improved.
Referring to FIG. 1 again, the electric motor 5 is controlled by the ECU 19. That is, the ECU 19 drives and controls the electric motor 5 based on a torque detection result from the torque sensor 13 or a vehicle speed detection result from a vehicle speed sensor (not shown). When the ECU 19 controls the electric motor 5, output torque as steering assist force is directly transmitted from the electric motor 5 to the output shaft 9. Then, a steering assist force is transmitted from the output shaft 9 to the steering mechanism 10 to assist the driver's steering.

以上のように本実施形態では、モータケース35の内側円筒部33によってステアリングシャフト3を同軸的に支持することにより、ロータ24とステータ25との同軸度を向上させることができる。これにより、電動モータ5のコギングトルクを低減させることができ、電動パワーステアリング装置1の操舵フィーリングを向上させることができる。
また、上述のように本実施形態では、大径円筒部20が内側円筒部33に圧入されているので、内側円筒部33の内周面に対する出力シャフト9の同軸度が向上されている。これにより、ロータ24とステータ25との同軸度がさらに向上されている。また、本実施形態では、センサハウジング17およびモータケース35がプレス成形により形成されているので、センサハウジング17およびモータケース35を例えば切削加工により形成する場合に比べて、電動パワーステアリング装置1の製造コストが低減されている。
As described above, in the present embodiment, the coaxiality between the rotor 24 and the stator 25 can be improved by coaxially supporting the steering shaft 3 by the inner cylindrical portion 33 of the motor case 35. Thereby, the cogging torque of the electric motor 5 can be reduced, and the steering feeling of the electric power steering apparatus 1 can be improved.
Further, as described above, in the present embodiment, since the large-diameter cylindrical portion 20 is press-fitted into the inner cylindrical portion 33, the coaxiality of the output shaft 9 with respect to the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 33 is improved. Thereby, the coaxiality of the rotor 24 and the stator 25 is further improved. In the present embodiment, since the sensor housing 17 and the motor case 35 are formed by press molding, the electric power steering device 1 is manufactured as compared with the case where the sensor housing 17 and the motor case 35 are formed by cutting, for example. Cost has been reduced.

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば上述の実施形態では、電動モータ5の出力トルクがステアリングシャフト3に伝達される、いわゆるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置1に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置等のその他の電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。   The present invention is not limited to the contents of the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the so-called column assist type electric power steering device 1 in which the output torque of the electric motor 5 is transmitted to the steering shaft 3 has been described. For example, the present invention may be applied to other electric power steering devices such as a so-called pinion assist type electric power steering device.

また、上述の実施形態では、センサハウジング17およびモータケース35が、それぞれ単一の部材をプレス成形することにより形成されている場合について説明したが、これに限らない。すなわち、センサハウジング17およびモータケース35は、それぞれ、複数の別部材により構成されていてもよい。また、プレス加工以外の加工方法によって形成されていてもよい。より具体的には、切削加工や鋳造加工により、センサハウジング17およびモータケース35がそれぞれ形成されていてもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where the sensor housing 17 and the motor case 35 were each formed by press-molding a single member, it is not restricted to this. That is, the sensor housing 17 and the motor case 35 may each be configured by a plurality of separate members. Moreover, you may form by processing methods other than press processing. More specifically, the sensor housing 17 and the motor case 35 may be formed by cutting or casting, respectively.

また、上述の実施形態では、操舵軸としてのステアリングシャフト3がセンサハウジング17等を介して内側円筒部33によって同軸的に支持されている場合について説明したが、センサハウジング17を介さずに、内側円筒部33によって直接または軸受を介してステアリングシャフト3を同軸的に、且つ、回転可能に支持してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the steering shaft 3 as the steering shaft is coaxially supported by the inner cylindrical portion 33 via the sensor housing 17 or the like has been described. The steering shaft 3 may be supported coaxially and rotatably by the cylindrical portion 33 directly or via a bearing.

本発明の一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模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically schematic structure of the electric power steering apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・電動パワーステアリング装置、3・・・ステアリングシャフト(操舵軸)、5・・・電動モータ、13・・・トルクセンサ、15a・・・環状フランジ(コラムハウジングの端部)、16・・・コラムハウジング、17・・・センサハウジング(支持部材)、20・・・大径円筒部、21・・・環状段部、22・・・小径円筒部、24・・・ロータ、25・・・ステータ、26・・・モータハウジング、32・・・外側円筒部、33・・・内側円筒部、34・・・連結板、35・・・モータケース、X1・・・軸方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 3 ... Steering shaft (steering shaft), 5 ... Electric motor, 13 ... Torque sensor, 15a ... Annular flange (end part of column housing), 16 ..Column housing, 17... Sensor housing (support member), 20... Large diameter cylindrical portion, 21... Annular step, 22. -Stator, 26 ... motor housing, 32 ... outer cylindrical part, 33 ... inner cylindrical part, 34 ... connecting plate, 35 ... motor case, X1 ... axial direction

Claims (7)

操舵軸に同軸的に連結された環状のロータ、およびモータハウジングに保持され上記ロータを取り囲む環状のステータを含む電動モータを備え、
上記モータハウジングは、筒状のモータケースを含み、
上記モータケースは、ステータが同軸的に保持された外側円筒部と、当該外側円筒部の内側に同軸的に配置された内側円筒部と、両円筒部を連結する連結板とを有し、
外側円筒部と、内側円筒部と、連結板とは、一体であり、
上記操舵軸は、内側円筒部によって同軸的に支持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。
An electric rotor including an annular rotor coaxially connected to the steering shaft, and an annular stator held in a motor housing and surrounding the rotor;
The motor housing includes a cylindrical motor case,
The motor case includes an outer cylindrical portion in which a stator is coaxially held, an inner cylindrical portion that is coaxially disposed inside the outer cylindrical portion, and a connecting plate that connects both cylindrical portions,
The outer cylindrical portion, the inner cylindrical portion, and the connecting plate are integral.
The electric power steering apparatus, wherein the steering shaft is coaxially supported by an inner cylindrical portion.
請求項1において、上記操舵軸は、当該操舵軸を同軸的に支持する支持部材を介して内側円筒部によって同軸的に支持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。   2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the steering shaft is coaxially supported by the inner cylindrical portion via a support member that coaxially supports the steering shaft. 請求項2において、上記支持部材は、トルクセンサが収容された円筒状のセンサハウジングを含み、
上記センサハウジングは、操舵軸を同軸的に支持する大径円筒部と、環状段部を介して大径円筒部に同軸的に連結された小径円筒部とを含み、
上記大径円筒部が上記内側円筒部の内周に嵌合することにより、当該大径円筒部が内側円筒部によって同軸的に支持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。
3. The support member according to claim 2, wherein the support member includes a cylindrical sensor housing in which a torque sensor is accommodated.
The sensor housing includes a large-diameter cylindrical portion that coaxially supports the steering shaft, and a small-diameter cylindrical portion that is coaxially connected to the large-diameter cylindrical portion via an annular stepped portion,
The electric power steering device according to claim 1, wherein the large-diameter cylindrical portion is fitted on the inner periphery of the inner cylindrical portion, so that the large-diameter cylindrical portion is coaxially supported by the inner cylindrical portion.
請求項3において、上記大径円筒部を内側円筒部の内周に圧入することにより、当該大径円筒部が内側円筒部によって同軸的に支持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。   4. The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the large-diameter cylindrical portion is coaxially supported by the inner cylindrical portion by press-fitting the large-diameter cylindrical portion into the inner periphery of the inner cylindrical portion. 請求項3または4において、上記小径円筒部は、操舵軸を回転可能に支持する筒状のコラムハウジングの内周に嵌合しており、
上記コラムハウジングの端部は、センサハウジングの環状段部に係合して操舵軸の軸方向に位置決め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。
In Claim 3 or 4, the small-diameter cylindrical portion is fitted to the inner periphery of a cylindrical column housing that rotatably supports the steering shaft,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein an end of the column housing is positioned in an axial direction of the steering shaft by engaging with an annular step of the sensor housing.
請求項3〜5の何れか1項において、上記センサハウジングは、単一の部材をプレス成形することにより形成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。   6. The electric power steering device according to claim 3, wherein the sensor housing is formed by press-molding a single member. 請求項1〜6の何れか1項において、上記モータケースは、単一の部材をプレス成形することにより形成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。   7. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the motor case is formed by press-molding a single member.
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