JP5293256B2 - Rotating electric machine and electric power steering apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハウジング内に、ロータ、ステータ、回転角度検出器を配置した回転電機及びこれを用いた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a rotating electric machine in which a rotor, a stator, and a rotation angle detector are arranged in a housing, and an electric power steering apparatus using the rotating electric machine.
一般に、電動パワーステアリング装置には、ステアリングシャフトの出力軸に操舵補助力を伝達する操舵補助機構が連結されており、この操舵補助機構は、出力軸に連結した減速ギヤと、この減速ギヤに連結されて操舵補助力を発生する電動モータ(回転電機)と、電動モータを駆動制御する制御装置とを備えている。
電動モータは、円筒形状のモータケース内に、コイルが巻装された円筒状のステータと、ステータと対向する磁極及び出力軸を有するロータと、ロータの回転角度を検出する回転角度検出器とが配置されており、ステータのコイルは複数本のパワーハーネスに接続され、角度検出器は複数本の信号線を介して制御装置に接続されている。
In general, an electric power steering apparatus is connected to a steering assist mechanism that transmits a steering assist force to an output shaft of a steering shaft. The steering assist mechanism is connected to a reduction gear connected to the output shaft and to the reduction gear. And an electric motor (rotary electric machine) that generates a steering assist force and a control device that drives and controls the electric motor.
An electric motor includes a cylindrical stator in which a coil is wound in a cylindrical motor case, a rotor having a magnetic pole and an output shaft facing the stator, and a rotation angle detector that detects the rotation angle of the rotor. The stator coil is connected to a plurality of power harnesses, and the angle detector is connected to the control device via a plurality of signal lines.
パワーハーネスと比較して線径が小さい信号線は引張り耐力が小さく、しかも、信号線が角度検出器から径方向外方に延在してモータケースの外部に引き出されていると、角度検出器との電気的接合部に直接引張り力が掛かる。
そのため、従来の電動モータは、モータケース内の角度検出器から径方向外方に延在した信号線の一部をグロメットに挿通し、このグロメットを圧縮させてモータケースに装着することで圧縮状態のグロメットにより信号線を挟持し、信号線の抜けを防止していた。
A signal wire with a smaller wire diameter than a power harness has a low tensile strength, and if the signal wire extends radially outward from the angle detector and is drawn out of the motor case, the angle detector A tensile force is applied directly to the electrical joint.
Therefore, the conventional electric motor is compressed by inserting a part of the signal wire extending radially outward from the angle detector in the motor case into the grommet, and compressing this grommet and attaching it to the motor case. The signal line was clamped by the grommet to prevent the signal line from coming off.
しかし、従来の装置は、例えば製造途中などで、グロメットによる保持力より過大な引張り力が信号線に作用すると、角度検出器から径方向外方に延在している信号線の基端部(電気的接合部)に引張り応力が集中し、基端部が損傷するおそれがある。
そこで、複数本の信号線を束ねて多芯線とし、この多芯線をモータケース内の円周方向に引き回した後にモータケース外部に引き出すことで、信号線の抜けを防止する構造が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
However, in a conventional apparatus, for example, during production, when a tensile force that is larger than the holding force by the grommet is applied to the signal line, the base end portion of the signal line extending radially outward from the angle detector ( Tensile stress concentrates on the electrical joint), and the base end may be damaged.
Therefore, a structure is known in which a plurality of signal wires are bundled to form a multi-core wire, and the multi-core wire is drawn in the circumferential direction in the motor case and then pulled out to the outside of the motor case to prevent the signal wire from coming off. (For example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1,2の信号線の抜け防止構造は、モータケース内の円周方向に信号線を引き回さなければならないので、電動モータの組付け性の面で問題がある。
また、モータケース内の円周方向に引き回される複数本の信号線は、内周側の信号線と外周側の信号線とを異なる長さに設定しないと、制御装置に接続する各信号線の長さの過不足が発生したり、過剰な弛み(たるみ)が発生するおそれがあり、複数本の信号線の長さの公差管理が大変である。
However, the signal line disconnection prevention structure of
In addition, the multiple signal lines routed in the circumferential direction in the motor case must be connected to the control device unless the inner and outer signal lines are set to different lengths. There is a risk that excessive or insufficient line lengths or excessive slack (sag) may occur, and the tolerance management of the lengths of a plurality of signal lines is difficult.
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、組付け性を保ちながら複数本の信号線の抜けに対する耐性を高めることができる回転電機及びこれを用い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している。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and uses a rotating electrical machine capable of enhancing the resistance against the disconnection of a plurality of signal lines while maintaining the assemblability. An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus.
上記目的を達成するために、本発明に係る回転電機は、一端が開口し、他端が閉塞された略円筒形状のハウジング内に、出力軸と、この出力軸に固着したロータと、このロータの外周に対向するステータと、前記ロータの回転角度を検出する円筒形状の回転角度検出器と、前記回転角度検出器の外周面の周方向に一端が所定間隔をあけて電気的に接続され、前記出力軸の軸方向に直交する径方向外方に延在する複数の接続線とが配置され、前記複数の接続線は、前記ハウジングの開口部を閉塞するフランジ及び該フランジの開口縁部との間に圧縮しながら装着したグロメット内に挿通されて挟持され、他端側が前記ハウジングの外部に引き出されている回転電機において、前記複数の接続線は、前記ハウジング及び前記フランジで囲まれた空間に配置した信号線ガイド部に係合することで前記出力軸の軸方向に傾くように曲げられながら前記径方向外方に延在し、前記信号線ガイド部は、前記複数の接続線の一端側に、前記軸方向に膨出する弛み部を形成し、前記回転角度検出器の前記外周面に近接する位置に、前記外周面に対面して前記軸方向の一方に延在する平板状の第1信号線ガイドを備え、この第1信号線ガイドの自由端面を、板幅方向の中央部が最も突出し、板幅方向の両端部に向かうに従い徐々に突出量が減少する円弧ガイド面として形成し、前記回転角度検出器の前記外周面から前記周方向に所定間隔をあけて延在している複数の信号線を、周方向の中央部の信号線が前記円弧ガイド面の中央部に係合し、前記周方向の両端部の信号線が前記円弧ガイド面の両端部に係合することで、前記複数の信号線の前記弛み部の弛み量を略一致させる。 In order to achieve the above object, a rotating electric machine according to the present invention includes an output shaft, a rotor fixed to the output shaft, and a rotor in a substantially cylindrical housing having one end opened and the other end closed. A stator facing the outer periphery of the rotor, a cylindrical rotation angle detector for detecting the rotation angle of the rotor, and one end of the rotation angle detector in the circumferential direction of the outer circumferential surface of the stator is electrically connected at a predetermined interval, A plurality of connecting wires extending radially outward perpendicular to the axial direction of the output shaft, and the plurality of connecting wires include a flange closing the opening of the housing and an opening edge of the flange In a rotating electrical machine that is inserted and sandwiched in a grommet that is mounted while being compressed between, and the other end is drawn out of the housing, the plurality of connection lines are empty spaces surrounded by the housing and the flange. It extends in the radial outward while bent so as to be inclined in the axial direction of the output shaft by engaging the signal line guide portion disposed in the signal line guide portion, one end of the plurality of connection lines On the side, a slack portion bulging in the axial direction is formed, and at a position close to the outer peripheral surface of the rotation angle detector, a flat plate-like shape that faces the outer peripheral surface and extends in one of the axial directions A first signal line guide is provided, and the free end surface of the first signal line guide is formed as an arc guide surface that protrudes most at the center in the plate width direction and gradually decreases toward both ends in the plate width direction. A plurality of signal lines extending from the outer peripheral surface of the rotation angle detector at a predetermined interval in the circumferential direction, and a signal line at a central portion in the circumferential direction is connected to a central portion of the arc guide surface. The signal lines at both ends in the circumferential direction are connected to both ends of the arc guide surface. By coupling, substantially match the loosening amount of the slack portion of the plurality of signal lines.
この発明によると、複数の信号線に対してグロメットの挟持力より過大な引張り力が作用しても、信号線ガイド部に係合する信号線には、過大な引張り力に抗する摩擦力が発生するので、回転角度検出器に電気的に接続している信号線の一端に引張り応力が集中せず、信号線の抜けに対する耐性を高めることができる。
また、本発明の信号線は、信号線ガイド部に係合しながら径方向外方に延在しているだけなので、周方向に信号線が延在している従来装置と比較して、回転電機の組付け性が良い。
According to the present invention, even if an excessive tensile force is applied to a plurality of signal lines than the clamping force of the grommet, the signal line engaged with the signal line guide portion has a frictional force that resists the excessive tensile force. Therefore, the tensile stress is not concentrated on one end of the signal line electrically connected to the rotation angle detector, and the resistance against the signal line can be increased.
In addition, since the signal line of the present invention only extends outward in the radial direction while engaging with the signal line guide portion, it rotates as compared with the conventional device in which the signal line extends in the circumferential direction. Easy assembly of electric machine.
また、この発明によると、ハウジング内に回転角度検出器を回転させて配置する際に、弛み部を設けた複数の信号線には引張り力が作用しないので、回転角度検出器の回転調整幅を広くとることができる。 Further, according to the present invention, when the rotation angle detector is rotated and arranged in the housing, a tensile force does not act on the plurality of signal lines provided with the slack portions. Can be taken widely.
また、この発明によると、第1信号線ガイドに係合する複数の信号線の弛み部の弛み量が略一致することで、回転角度検出器の回転調整幅を広くとることができる。
また、本発明に係る回転電機は、前記信号線ガイド部が、前記第1信号線ガイドに対して前記径方向外方に位置し、前記第1信号線ガイドに対して平行に、且つ前記軸方向の他方に延在する第2信号線ガイドを備え、この第2信号線ガイド及び前記第1信号線ガイドは、互いの自由端面が重なるように延在し、前記複数の信号線は、前記第1信号線ガイド及び前記第2信号線ガイドの自由端面に係合することで前記軸方向に傾くように曲げられながら前記径方向外方に延在することが好ましい。
In addition, according to the present invention, the amount of looseness of the slack portions of the plurality of signal lines engaged with the first signal line guide substantially coincides, so that the rotation adjustment range of the rotation angle detector can be widened.
Further, in the rotating electrical machine according to the present invention, the signal line guide portion is located radially outward with respect to the first signal line guide, is parallel to the first signal line guide, and the shaft A second signal line guide extending in the other direction, the second signal line guide and the first signal line guide extend so that their free end faces overlap, and the plurality of signal lines are It is preferable to extend outward in the radial direction while being bent so as to be inclined in the axial direction by engaging with the free end surfaces of the first signal line guide and the second signal line guide.
この発明によると、第1信号線ガイド及び第2信号線ガイドを備えたことで、複数の信号線を、軸方向に傾くように曲げられながら径方向外方に延在し、弛み部を形成することができるので、信号線の長さの公差管理を不要とする。
また、本発明に係る回転電機は、前記信号線ガイド部が、前記ハウジング内で前記回転角度検出器を保持するホルダに一体に設けられていることが好ましい。
According to this invention, by providing the first signal line guide and the second signal line guide, the plurality of signal lines extend radially outward while being bent so as to be inclined in the axial direction, thereby forming a slack portion. Therefore, it is not necessary to manage the tolerance of the signal line length.
In the rotating electrical machine according to the present invention, it is preferable that the signal line guide portion is provided integrally with a holder that holds the rotation angle detector in the housing.
また、本発明に係る回転電機は、前記信号線ガイド部が、前記ハウジング内の前記開口部側で前記ステータ及び前記ロータを覆うように配置したバスバーと、このバスバーに対面する前記フランジの対向面とに一体に設けられていることが好ましい。
さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に操舵補助力を発生するモータとして、上述した回転電機を用いることが好ましい。
In the rotating electrical machine according to the present invention, the signal line guide portion has a bus bar arranged so as to cover the stator and the rotor on the opening side in the housing, and a facing surface of the flange facing the bus bar. Are preferably provided integrally with each other.
Furthermore, the electric power steering apparatus according to the present invention preferably uses the above-described rotating electrical machine as a motor that generates a steering assist force in the steering mechanism.
この発明によると、回転電機の組付け性を向上させることができるので、電動パワーステアリング装置の製造コストの低減化が図られる。 According to the present invention, the assembling property of the rotating electrical machine can be improved, so that the manufacturing cost of the electric power steering device can be reduced.
本発明に係る回転電機によると、周方向に信号線を取り回すよりは、複数の信号線に対してグロメットの挟持力より過大な引張り力が作用しても、信号線ガイド部に係合する信号線には、過大な引張り力に抗する摩擦力が発生するので、回転角度検出器に電気的に接続している信号線の一端に引張り応力が集中せず、信号線の抜けに対する耐性を高めることができる。また、本発明の信号線は、信号線ガイド部に係合しながら径方向外方に延在しているだけなので、周方向に信号線が延在している従来装置と比較して、回転電機の組付け性が向上する。 According to the rotating electrical machine of the present invention, the signal line guide portion is engaged even if a tensile force larger than the grommet clamping force is applied to the plurality of signal lines, rather than the signal lines being routed in the circumferential direction. Since a frictional force against the excessive tensile force is generated in the signal line, the tensile stress is not concentrated on one end of the signal line that is electrically connected to the rotation angle detector. Can be increased. In addition, since the signal line of the present invention only extends outward in the radial direction while engaging with the signal line guide portion, it rotates as compared with the conventional device in which the signal line extends in the circumferential direction. The assembly of the electric machine is improved.
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置によると、周方向に信号線を取り回すよりは、回転電機の組付け性を向上させることができるので、電動パワーステアリング装置の製造コストの低減化を図ることができる。 In addition, according to the electric power steering apparatus according to the present invention, it is possible to improve the assembling property of the rotating electric machine, rather than routing the signal line in the circumferential direction, thereby reducing the manufacturing cost of the electric power steering apparatus. be able to.
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、1は電動パワーステアリング装置であり、この電動パワーステアリング装置1は、運転者が操舵するステアリング機構2を備えている。
このステアリング機構2は、ステアリングホイール3に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸4aと出力軸4bとを有するステアリングシャフト4を有し、このステアリングシャフト4は、入力軸4aの一端がステアリングホイール3に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ5を介して出力軸4bの一端に連結されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to an electric power steering apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes an electric power steering apparatus. The electric power steering apparatus 1 is a driver. Is provided with a
The
出力軸4bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント6を介してロアシャフト7に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント8を介してピニオンシャフト9に伝達される。このピニオンシャフト9に伝達された操舵力はステアリングギヤ10を介してタイロッド11に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ10は、ピニオンシャフト9に連結されたピニオン10aとこのピニオン10aに噛合するラック10bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン10aに伝達された回転運動をラック10bで直進運動に変換している。
The steering force transmitted to the
ステアリングシャフト4の出力軸4bには、操舵補助力を出力軸4bに伝達する操舵補助機構12が連結されている。この操舵補助機構12は、出力軸4bに連結した減速ギヤ13と、この減速ギヤ13に連結された操舵補助力を発生するブラシレスモータ14とを備えている。
このブラシレスモータ14が制御装置42によって駆動制御される。
A
The
すなわち、制御装置42には、ステアリングホイール3に付与されて入力軸4aに伝達された操舵トルクがトルクセンサ5から入力し、車速検出値が車速センサ41から入力し、制御装置42は、車速検出値をパラメータとした操舵トルクと操舵補助指令値との関係を記憶した制御マップを参照して、操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値とブラシレスモータ14に流れるモータ電流とに基づいてフィードバック制御を行ってモータ電流指令値を算出し、算出したモータ電流指令値をインバータ回路で構成されるモータ駆動回路43に供給して、このモータ駆動回路43でモータ電流指令値と後述するブラシレスモータ14のロータ回転角を検出するレゾルバ20からの角度検出信号とに基づいてモータ駆動電流を形成し、このモータ駆動電流をブラシレスモータ14に供給する。これにより、ブラシレスモータ14は、制御装置42から入力する操舵補助指令値に応じた操舵補助力を発生する。
That is, the steering torque applied to the
(第1実施形態のブラシレスモータ)
次に、図2から図5は、第1実施形態のブラシレスモータを示すものである。図2はブラシレスモータのモータ軸に沿う断面、図3は図2のA−A線矢視図、図4はレゾルバを保持するレゾルバホルダ33から引き出された信号線の抜けを防止する構造を示す図、図5は図4のB−B線矢視図である。
(Brushless motor of the first embodiment)
Next, FIGS. 2 to 5 show the brushless motor of the first embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along the motor shaft of the brushless motor, FIG. 3 is a view taken along the line AA in FIG. 2, and FIG. 4 shows a structure for preventing the signal line drawn from the
図2及び図3に示すように、本実施形態のブラシレスモータ14は、一端が開口され、他端が閉鎖された略円筒形状に形成されたモータケース15と、モータケース15の開口側にモータケース15の開口を閉塞して結合するフランジ16と、モータケース15の内壁に取付けられた略円環状のステータ17と、このステータ17の内周側に配置されたロータ18と、ロータ18の回転角度を検出するレゾルバ20と、モータケース15の内壁に係合し、ステータ17のモータケース15の開口側を向く面に設けた略円盤形状のバスバー22とを備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
モータケース15の他端には、リヤベアリング21bを内嵌する嵌合部15bが形成されている。リヤベアリング21bは、ロータ18のシャフト19のモータ軸M方向の一端側を回転自在に支持する。
フランジ16には、内径側にフロントベアリング21aを内嵌するベアリング嵌合孔23が設けられており、フロントベアリング21aは、シャフト19のモータ軸M方向の他端側を回転自在に支持する。
At the other end of the
The
ステータ17は、金属製のコアプレートを積層したステータコア27を有し、ステータコア27の内周側にはインシュレータ28を介して3相のコイル29が巻装されている。
ロータ18は、両端がフロントベアリング21a及びリヤベアリング21bに回転自在に支持されているシャフト19と、このシャフト19の外周に圧入、若しくはシャフト19に一体成形されたロータコア31aと、ロータコア31aの外周に接着等で固定されたマグネット31bと、マグネット31bの外周面に装着されてマグネット31bを覆う円環状のロータカバー32と、シャフト19の一端側外周に固定したレゾルバ20を構成するレゾルバロータ20rとを備えている。マグネット31bは、複数の磁極がシャフト19の周方向に配置されており、レゾルバロータ20rは、複数の磁極が周方向に延在する環状の積層電磁鋼板から構成されている。
The
The
ステータ17の各相のコイル29の終端は、バスバー22に設けた端子台(不図示)に電気的に接続されている。そして、バスバー22の端子台には、モータ駆動回路43に電気的に接続してモータケース15の内部に引き込まれたパワーハーネス(不図示)が電気的に接続されている。
レゾルバ20は、前述したレゾルバロータ20rと、このレゾルバロータ20rの外周を囲む円環形状のレゾルバステータ20sと、このレゾルバステータ20sの内周面に周方向に所定間隔をあけて設けられているレゾルバステータコイル20cと、レゾルバステータ20sの外周に係合してレゾルバステータ20sの外周を覆い、バスバー22のモータケース15の開口側を向く面に着脱自在に固定されているレゾルバホルダ33とを備えている。
The terminal ends of the
The
レゾルバホルダ33は、図3に示すように、円筒形状のホルダ本体33aと、ホルダ本体33aの開口端部から互いに軸対称に径方向外方に延在する一対の取付けフランジ33bとを備え、一対の取付けフランジ33bには、ホルダ本体33aの軸芯を円弧中心とした円弧形状のネジ挿通穴33cが形成されている。そして、一対の取付けフランジ33bをバスバー22に当接し、ネジ挿通穴33cに挿通した固定ネジ47を前記面にねじ込むことでレゾルバホルダ33が固定されている。
As shown in FIG. 3, the
レゾルバ20のレゾルバステータ20sの外周面には、複数本の信号線34a〜34fの一端(以下、基端部と称する)が周方向に所定距離離間して電気的に接続されている。これら信号線34a〜34fは、モータ軸Mに直交する径方向外方にレゾルバホルダ33のホルダ本体33aを通過してモータケース15の外部に引き出され、他端がモータ駆動回路43に電気的に接続されている。
One end (hereinafter referred to as a base end portion) of a plurality of
これら信号線34a〜34fが径方向外方に延在しているモータケース15内には、図3及び図4に示すように、フランジ16の内壁からバスバー22に向けてモータ軸M方向に突出して設けられ、先端部が前記信号線に係合している平板状の第1信号線ガイド35と、フランジ16の内壁に対向するバスバー22の面からフランジ16に向けてモータ軸M方向に突出して設けられ、先端部が前記信号線に係合している平板状の第2信号線ガイド36と、フランジ16及びモータケース15の間に配置した弾性部材からなるグロメット37とが設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
第1信号線ガイド35は第2信号線ガイド36より径方向内方のレゾルバホルダ22(レゾルバ20)側に位置しており、第1信号線ガイド35及び第2信号線ガイド36のモータ軸M方向の突出寸法は、互いの先端部がモータ軸M方向に重なり合うように設定されている。
第1信号線ガイド35のモータ軸M方向の突出寸法は、レゾルバホルダ33から引き出された信号線34a〜34fの基端部の位置を超えてバスバー22側に突出する寸法に設定されている。
The first
The protruding dimension of the first
図5に示すように、信号線34a〜34fが係合する第1信号線ガイド35の先端部は、板幅方向の中央部が最も突出し、中央部から板幅方向の両端部に向かうに従い徐々に突出量が減少している円弧先端面35aとして形成されている。
グロメット37は、各信号線34a〜34fが貫通する貫通穴37aが形成されており、フランジ16及びモータケース15の間に形成したグロメット装着穴38に弾性圧縮されながら装着される部材である。
As shown in FIG. 5, the front end portion of the first
The
レゾルバホルダ33のホルダ本体33aから径方向外方に引き出された信号線34a〜34fは、第1信号線ガイド35の円弧先端面35a及び第2信号線ガイド36の先端部に係合し、グロメット37の貫通穴37aに貫通した後に、モータケース15の外部に引き出されている。
ところで、各信号線34a〜34fの基端側は、先端部同士がモータ軸M方向に重なり合う第1信号線ガイド35及び第2信号線ガイド36に係合することで、従来装置のように径方向外方に直線状に延在せず、曲がり部39a,39bを設けてモータ軸M方向に傾斜しつつ、径方向外方に延在する形成されている(図4参照)。
The signal lines 34a to 34f drawn out from the holder
By the way, the base end sides of the
また、第1信号線ガイド35の円弧先端面35aは、信号線34a〜34fの基端部の位置を超えてバスバー22側に突出しているので、各信号線34a〜34fは、基端部と第2信号線ガイド36との間に、モータ軸M方向に弛み(たるみ)部40が形成されている(図4参照)。
Moreover, since the arc
ここで、図3に示すように、レゾルバホルダ33のホルダ本体33a(レゾルバステータ20sの外周面)の周方向に所定間隔をあけて電気的に接続されている信号線34a〜34fの基端部から第1信号線ガイド35までの径方向線長は、周方向の中央部に位置する信号線34c,34dの径方向線長は短く、周方向の両端側に位置する信号線34a,34fの径方向線長は長い。一方、第1信号線ガイド35の円弧先端面35aは、中央部から板幅方向の両端部に向かうに従い徐々に突出量が減少するように形成されているので、図5に示すように、周方向の中央部に位置する信号線34c,34dのモータ軸Mに沿う方向の線長が長く、周方向の両端側に位置する信号線34a,34fのモータ軸Mに沿う方向の線長が短い。
Here, as shown in FIG. 3, the base ends of the
このように、各信号線34a〜34fは、径方向線長が短い場合にはモータ軸Mに沿う方向の線長を長く設定し、径方向線長が長い場合にはモータ軸Mに沿う方向の線長を短く設定して弛みを設けているので、各信号線34a〜34fに形成した弛み部40の信号線長さは略一定に設定されている。
次に、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置1の動作を説明する。
As described above, each of the
Next, the operation of the electric power steering apparatus 1 according to this embodiment will be described.
今、車両が停車しているものとすると、この状態で、ステアリングホイール3を右切り(又は左切り)する所謂据え切り状態とすると、このときのステアリングホイール3に付加される操舵トルクがトルクセンサ5で検出され、検出された操舵トルクが制御装置42に入力されると共に、車速センサ41で検出した零の車速検出値が制御装置42に入力される。
Assuming that the vehicle is now stopped, in this state, when the
制御装置42では、操舵トルク及び車速検出値をもとに制御マップを参照して、比較的大きな操舵補助指令値を算出し、この操舵補助指令値とモータ電流検出値との偏差でフィードバック制御を行うことによりモータ電流指令値を算出し、このモータ電流指令値をモータ駆動回路43に出力することにより、このモータ駆動回路43で、レゾルバ20で検出される角度検出信号に基づいたモータ駆動電流が、モータ駆動回路43から引き出されたパワーハーネスを介してブラシレスモータ14のステータ17の複数相のコイル29に給電される。
The
ステータ17の複数相のコイル29にモータ駆動電流が供給されると、ステータ17の回転磁界の発生によりロータ18が回転駆動して操舵補助力を発生し、この操舵補助力がシャフト19を介して減速ギヤ13に伝達されると、減速ギヤ13はステアリングシャフト4の出力軸4bにステアリングホイール3の回転方向と同一方向に大きな操舵補助トルクを与えることができ、ステアリングホイール3を軽く操舵することができる。
When a motor drive current is supplied to the multiple-
この状態から車両を走行させると車速検出値の増加に応じて同一操舵トルクであっても算出される操舵補助指令値が小さい値となり、これに応じてブラシレスモータ14が回転駆動されるので、このブラシレスモータ14で発生する操舵補助力が据え切り時より小さくなり、車速に応じた最適な操舵補助力を発生する。
When the vehicle is driven from this state, the calculated steering assist command value becomes a small value even if the steering torque is the same as the vehicle speed detection value increases, and the
次に、第1実施形態のブラシレスモータ14及びこのブラシレスモータ14を備えた電動パワーステアリング装置1の作用効果について述べる。
本実施形態のレゾルバ20の周面から周面から突出している信号線34a〜34fは、それらの基端側が、曲がり部39a,39bを形成して第1信号線ガイド35及び第2信号線ガイド36の先端部に係合しているとともに、フランジ16及びモータケース15の間のグロメット装着穴38に弾性圧縮されて配置したグロメット37に挟持された状態でモータケース15の外部に引き出されている。
Next, the effects of the
The signal lines 34a to 34f projecting from the peripheral surface of the
これにより、信号線34a〜34fに対してグロメット37の挟持力より過大な引張り力が作用しても、第1信号線ガイド35及び第2信号線ガイド36の先端部に係合する信号線34a〜34fの曲がり部39a,39bには、過大な引張り力に抗する摩擦力が発生するので、信号線34a〜34fの基端部(レゾルバステータ20sとの電気的接続部)に引張り応力が集中せず、信号線34a〜34fの抜けに対する耐性を高めることができる。
As a result, even if a tensile force larger than the clamping force of the
また、本実施形態の信号線34a〜34fは、従来装置のようにモータケース15内の円周方向に引き回して配置されておらず、第1信号線ガイド35及び第2信号線ガイド36の先端部に係合しながらモータ軸Mと直交する径方向外方に延在しているだけなので、周方向に信号線を取り回す従来装置と比較してブラシレスモータ14の組付け性が向上する。
Further, the
また、レゾルバ20をバスバー22に装着する際には、レゾルバ20保持するレゾルバホルダ33の取付けフランジ33bに形成したネジ挿通穴33cと固定ネジ47の係合位置を変更して回転調整しながら固定する。このようにレゾルバ20を回転調整する際に、本実施形態では、レゾルバ20から引き出されている信号線34a〜34fの基端側には弛み部40が設けられているので、レゾルバ20の回転調整幅を広くとることができる。
Further, when the
また、レゾルバの外周から周方向に所定間隔をあけて延在している信号線34a〜34fは、径方向線長(モータ軸Mに直交する方向の長さ)が短い信号線はモータ軸Mに沿う方向の線長を長く設定し、径方向線長が長い信号線はモータ軸Mに沿う方向の線長を短く設定することで、各信号線34a〜34fの弛み部40の線長さが略一定に設定されており、レゾルバ20を回転調整する際に、弛み量が少なくて引張り力が作用する信号線が存在しないので、さらにレゾルバ20の回転調整幅を広くとることができる。
Further, the
また、フランジ16の内壁からバスバー22に向けて突出している第1信号線ガイド35と、バスバー22からフランジ16に向けて突出している第2信号線ガイド36とを備え、モータケース15にフランジ16を装着するだけで、信号線34a〜34fに、設計した角度で曲がった曲がり部39a,39b及び最適な長さの弛み部40を形成することができるので、信号線34a〜34fの長さの公差管理を不要とすることができ、さらに振動による破断を防止することができる。
In addition, the
さらに、本実施形態のブラシレスモータ14を備えた電動パワーステアリング装置1は、周方向に信号線を取り回す従来装置と比較してブラシレスモータ14の組付け性を向上させることができるので、電動パワーステアリング装置1の製造コストの低減化も図ることができる。
Furthermore, since the electric power steering apparatus 1 including the
(第2実施形態のブラシレスモータ)
次に、図6から図8は、第2実施形態のブラシレスモータの要部を示すものであり、図6は信号線の抜けを防止する構造をモータ軸方向から示した図、図7は信号線の抜けを防止する構造の要部をモータ軸に直交する方向から示した断面図、図8は図7のC−C線矢視図である。
(Brushless motor of the second embodiment)
Next, FIGS. 6 to 8 show the main part of the brushless motor of the second embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a structure for preventing the signal line from coming off from the motor axial direction, and FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the main part of the structure for preventing line disconnection from the direction orthogonal to the motor shaft, and FIG. 8 is a view taken along the line CC in FIG.
なお、図1から図5で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明は省略する。
本実施形態は、レゾルバホルダ33に、平板状の第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25が一体に設けられている。
すなわち、ホルダ本体33aのフランジ16に近接する部位から径方向外方(モータ軸Mに直交する方向)に互いに平行に離間する一対のガイド支持杆45a,45bが固定されており、これら一対のガイド支持杆45a,45bの先端部の間に、モータ軸M方向に突出する平板状の第1信号線ガイド24が固定されている。
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the structure shown in FIGS. 1-5, and the description is abbreviate | omitted.
In the present embodiment, the
That is, a pair of
また、ホルダ本体33aのバスバー22に近接する部位から径方向外方にガイド支持板46が設けられており、このガイド支持板46に、モータ軸M方向に突出する平板状の第2信号線ガイド25が固定されている。
本実施形態は、第1信号線ガイド24が第2信号線ガイド25より径方向内方のレゾルバホルダ22(レゾルバ20)側に位置しており、第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25のモータ軸M方向の突出寸法は、互いの先端部がモータ軸M方向に重なり合うように設定されている。
Further, a
In the present embodiment, the first
第1信号線ガイド35のモータ軸M方向の突出寸法は、レゾルバホルダ33から引き出された信号線34a〜34fの基端部の位置を超えてバスバー22側に突出する寸法に設定されている。
第2信号線ガイド25の先端部は、板幅方向の中央部が最も突出し、中央部から板幅方向の両端部に向かうに従い徐々に突出量が減少している円弧先端面25aとして形成されている。
The protruding dimension of the first
The distal end portion of the second
また、各信号線34a〜34fの基端側は、先端部同士がモータ軸M方向に重なり合う第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25に係合することで、曲がり部26a,26bを設けてモータ軸M方向に傾斜しつつ、径方向外方に延在する形成されている(図7参照)。
さらに、第2信号線ガイド25及びグロメット37の間の信号線34a〜34fには、モータ軸M方向に弛み部48が形成されている(図7参照)。
Further, the base end sides of the
Further, a
次に、本実施形態のブラシレスモータ14及びこのブラシレスモータ14を備えた電動パワーステアリング装置1の作用効果について述べる。
本実施形態も、信号線34a〜34fに対してグロメット37の挟持力より過大な引張り力が作用しても、第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25の先端部に係合する信号線34a〜34fの曲がり部26a,26bには、過大な引張り力に抗する摩擦力が発生するので、信号線34a〜34fの基端部に引張り応力が集中せず、信号線34a〜34fの抜けに対する耐性を高めることができる。
Next, the effect of the
Even in the present embodiment, even if a tensile force that is larger than the clamping force of the
また、本実施形態の信号線34a〜34fは、第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25の先端部に係合しながらモータ軸Mと直交する径方向外方に延在しているだけなので、周方向に信号線を取り回す従来装置と比較してブラシレスモータ14の組付け性を向上させることができる。
また、レゾルバ20を回転調整する際には、レゾルバホルダ33の回転と同時に第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25も同一方向に回転し、信号線34a〜34fの基端部(レゾルバステータ20sとの電気的接続部)には引張り力が作用しないので、信号線34a〜34fの抜けに対する耐性を高めることができる。
In addition, the
Further, when the
また、各信号線34a〜34fは、板幅方向の中央部が最も突出し、中央部から板幅方向の両端部に向かうに従い徐々に突出量が減少している円弧先端面25aを設けた第2信号線ガイド25及びグロメット37の間に弛み部48が形成され、各信号線34a〜34fの弛み部48の線長さが略一定に設定されているので、レゾルバ調整の際に、レゾルバホルダ33を回転させたときのレゾルバ調整範囲を広くとることができ、さらに振動による破断を防止することができる。
Each of the
なお、上記実施形態においては、ロータ回転角を検出する回転角検出器としてレゾルバ20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、ホール素子などの磁気検出素子や、ロータリエンコーダ等の任意の回転角検出器を適用することができる。
また、上記実施形態では、レゾルバ22とグロメット37との間に、第1信号線ガイド35,24及び第2信号線ガイド36,25が配置される構造を示したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、各信号線に3箇所以上の曲がりを形成する構造とするならば、3以上の信号線ガイドを設けた構造としてもよい。
In the above embodiment, the case where the
In the above embodiment, the structure in which the first signal line guides 35 and 24 and the second signal line guides 36 and 25 are arranged between the
また、各実施形態においては、ブラシレスモータ14を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、電動ブレーキ装置やその他の車載機器等の任意の機器の回転駆動源として適用することができる。
Moreover, in each embodiment, although the case where the
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリング機構、3…ステアリングホイール、4…ステアリングシャフト、4a…入力軸、4b…出力軸、5…トルクセンサ、6…ユニバーサルジョイント、7…ロアシャフト、8…ユニバーサルジョイント、9…ピニオンシャフト、10…ステアリングギヤ、10a…ピニオン、10b…ラック、11…タイロッド、12…操舵補助機構、13…減速ギヤ、14…ブラシレスモータ(モータ)、15…モータケース(ハウジング)、15b…嵌合部、16…フランジ、17…ステータ、18…ロータ、19…シャフト(出力軸)、20…レゾルバ(回転角度検出器)、20s…レゾルバステータ、20c…レゾルバステータコイル、20r…レゾルバロータ、20s…レゾルバステータ、21a…フロントベアリング、21b…リヤベアリング、22…バスバー、23…ベアリング嵌合孔、24…第1信号線ガイド、25…第2信号線ガイド、26a,26b…曲がり部、27…ステータコア、28…インシュレータ、29…コイル、31a…ロータコア、31b…マグネット、32…ロータカバー、33…レゾルバホルダ(ホルダ)、33a…ホルダ本体、33b…フランジ、33c…ネジ挿通穴、34a〜34f…信号線、35…第1信号線ガイド(信号線ガイド)、35a…円弧先端面(円弧ガイド面)、36…第2信号線ガイド(信号線ガイド)、37…グロメット、37a…貫通穴、38…グロメット装着穴、39a,39b…曲がり部、40…弛み部、41…車速センサ、42…制御装置、43…モータ駆動回路、45a,45b…ガイド支持杆、46…ガイド支持板、47…固定ネジ、48…弛み部、M…モータ軸(出力軸の軸方向)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering mechanism, 3 ... Steering wheel, 4 ... Steering shaft, 4a ... Input shaft, 4b ... Output shaft, 5 ... Torque sensor, 6 ... Universal joint, 7 ... Lower shaft, 8 ... Universal Joint, 9 ... Pinion shaft, 10 ... Steering gear, 10a ... Pinion, 10b ... Rack, 11 ... Tie rod, 12 ... Steering assist mechanism, 13 ... Reduction gear, 14 ... Brushless motor (motor), 15 ... Motor case (housing) , 15b ... fitting portion, 16 ... flange, 17 ... stator, 18 ... rotor, 19 ... shaft (output shaft), 20 ... resolver (rotation angle detector), 20s ... resolver stator, 20c ... resolver stator coil, 20r ... Resolver rotor, 20s ... Resolver stator, 21a ... Lont bearing, 21b ... rear bearing, 22 ... bus bar, 23 ... bearing fitting hole, 24 ... first signal line guide, 25 ... second signal line guide, 26a, 26b ... bent portion, 27 ... stator core, 28 ... insulator, DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数の接続線は、前記ハウジング及び前記フランジで囲まれた空間に配置した信号線ガイド部に係合することで前記出力軸の軸方向に傾くように曲げられながら前記径方向外方に延在し、
前記信号線ガイド部は、前記複数の接続線の一端側に、前記軸方向に膨出する弛み部を形成し、前記回転角度検出器の前記外周面に近接する位置に、前記外周面に対面して前記軸方向の一方に延在する平板状の第1信号線ガイドを備え、
この第1信号線ガイドの自由端面を、板幅方向の中央部が最も突出し、板幅方向の両端部に向かうに従い徐々に突出量が減少する円弧ガイド面として形成し、
前記回転角度検出器の前記外周面から前記周方向に所定間隔をあけて延在している複数の信号線を、周方向の中央部の信号線が前記円弧ガイド面の中央部に係合し、前記周方向の両端部の信号線が前記円弧ガイド面の両端部に係合することで、前記複数の信号線の前記弛み部の弛み量を略一致させることを特徴とする回転電機。 An output shaft, a rotor fixed to the output shaft, a stator facing the outer periphery of the rotor, and a rotation angle of the rotor are detected in a substantially cylindrical housing having one end opened and the other end closed. A cylindrical rotation angle detector and one end of the rotation angle detector in the circumferential direction of the outer circumferential surface of the rotation angle detector are electrically connected at a predetermined interval, and extend radially outward perpendicular to the axial direction of the output shaft. A plurality of connecting wires, and the plurality of connecting wires are inserted and sandwiched between a flange that closes the opening of the housing and an opening edge of the flange while being compressed. In the rotating electrical machine in which the other end is drawn out of the housing,
The plurality of connecting wires extend outward in the radial direction while being bent so as to be inclined in the axial direction of the output shaft by engaging with a signal line guide portion disposed in a space surrounded by the housing and the flange. standing by,
The signal line guide portion forms a slack portion that bulges in the axial direction on one end side of the plurality of connection lines, and faces the outer peripheral surface at a position close to the outer peripheral surface of the rotation angle detector. And a flat first signal line guide extending in one of the axial directions,
The free end surface of the first signal line guide is formed as an arc guide surface in which the central portion in the plate width direction protrudes most and the protrusion amount gradually decreases toward both ends in the plate width direction,
A plurality of signal lines extending at a predetermined interval in the circumferential direction from the outer peripheral surface of the rotation angle detector are engaged with a signal line at a central portion in the circumferential direction and a central portion of the arc guide surface. The rotating electrical machine is characterized in that the signal lines at both ends in the circumferential direction are engaged with both ends of the arc guide surface so that the slackness of the slack portions of the plurality of signal lines is substantially equal .
この第2信号線ガイド及び前記第1信号線ガイドは、互いの自由端面が重なるように延在し、前記複数の信号線は、前記第1信号線ガイド及び前記第2信号線ガイドの自由端面に係合することで前記軸方向に傾くように曲げられながら前記径方向外方に延在することを特徴とする請求項1記載の回転電機。 The signal line guide portion is located radially outward with respect to the first signal line guide, is parallel to the first signal line guide, and extends to the other in the axial direction. With line guides,
The second signal line guide and the first signal line guide extend so that their free end faces overlap each other, and the plurality of signal lines are free end faces of the first signal line guide and the second signal line guide. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the electric rotating machine extends outward in the radial direction while being bent so as to be inclined in the axial direction by engaging with the rotating electric machine.
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