JP5840251B2 - 電動パワーステアリング装置の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、電動モータの回転力によって車両の操舵装置にアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置の製造方法に関し、特に、制御装置一体型回転電機を有する電動パワーステアリング装置の製造方法に関するものである。

従来、運転者のハンドリング操舵を快適に行うため、操舵力にアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置が知られている。この電動パワーステアリング装置では、環境問題を配慮した車両の燃費向上を図るべく、車両の軽量化が強く求められており、生産性の向上、品質向上及び低コスト化も求められている。
このような背景をもとに、モータとこのモータを制御する制御装置を同軸一体型に構成された制御装置一体型モータが提案されている（例えば特許文献１及び特許文献２）。

国際公開第２０１２−１６０６２３号 国際公開第２０１２−１３７３２２号

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２では、フレームの一方の端部の中央部には、回転子の一端を支持するためのベアリングを収納するベアリングボックス部が形成されており、フレームの他方の端部は開口されており、制御装置のハウジングと連結するためにインロー部が形成されている構造である。また、ハウジングは、一端で制御装置のヒートシンクと接合されており、ヒートシンクの中央部には、回転子の一端を支持するためのベアリングボックス部が形成されている構造である。
そのため、ヒートシンクとハウジングをネジなどで完全固定しないと、ロータとの調芯固定がうまくいかず、ヒートシンクとハウジングを調芯組立された制御装置とその制御装置とモータとを調芯組立する必要があり、工程上２回の調芯組立を行う必要があったため、組立性が悪くコストがかかるという問題があった。

また、組み立て作業中の段階において、ヒートシンクとハウジングを固定するためのねじも必要となり、組立に時間がかかり、部品点数及びコストが増え、重量も増加するという問題点があった。
一方、ヒートシンクとハウジングを固定せずに制御装置とモータを調芯組付けする場合、ハンドリング時にハウジングが落下し、作業性が悪く、落下による変形等で品質低下するという問題があった。
さらに、ハウジングを後組みする場合、ハウジングがない状態で制御装置をハンドリングすると、回路部が露出しているので外部との接触、異物付着等で回路にダメージを与えるという問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、組立性の向上を図ることができ、部品点数の削減と軽量化を図ることもでき、作業性も向上させることができる電動パワーステアリング装置の製造方法を提供することを目的としている。

この発明に係わる電動パワーステアリング装置の製造方法は、電動機の回転子の一方を回転自在に支持する第１のベアリングを有する第１の筐体部と、前記回転子の他方を回転自在に支持する第２のベアリングを有する第２の筐体部と、前記第２の筐体部上に固定されたフレームと、前記第１の筐体部と前記第２の筐体部との間に配置された第３の筐体部と、前記第３の筐体部と、前記第１および前記第２の筐体部のどちらか一方に設けられた貫通孔に隙間を介して挿通されたネジと、前記貫通孔を設けなかった前記第１および前記第２の筐体部のどちらか他方に形成された雌ネジ部と、を有し、前記第３の筐体部を仮固定する支持部が、前記フレームまたは前記第３の筐体部に設置され、前記第３の筐体部が前記フレームに仮固定され、前記第１の筐体部と前記第２の筐体部が調芯組立されており、前記ネジが前記貫通孔に挿通されて前記雌ネジ部に螺合し固定されていることを特徴とするものである。

この発明の電動パワーステアリング装置の製造方法によれば、ベアリングを有する２つの筐体部により調芯組立されているので、電動パワーステアリング装置の調芯組立が１回で可能となり、組立性向上を図ることができる。
また、第３の筐体部が支持部により仮固定されているので、ハンドリング時に落下することはなく、作業性が向上すると共に、落下による変形等が無くなるため、品質向上を図ることができる。
さらに、第３の筐体部によって、制御回路が覆われているので、制御装置をハンドリングしても、制御装置を保護できるので装置の品質向上を図ることができる。

この発明の実施の形態１における電動パワーステアリング装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における電動パワーステアリング装置の断面図である。 この発明の実施の形態２における電動パワーステアリング装置の断面図である。 この発明の実施の形態３における電動パワーステアリング装置のネジ部の断面拡大図である。 この発明の実施の形態４における電動パワーステアリング装置のネジ部の断面拡大図である。 この発明の実施の形態５における電動パワーステアリング装置の支持部の断面拡大図である。 この発明の実施の形態６における電動パワーステアリング装置の支持部の断面拡大図である。 この発明の実施の形態７における電動パワーステアリング装置の支持部の断面拡大図である。 この発明の実施の形態８における電動パワーステアリング装置の支持部の断面拡大図である。

実施の形態１．
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１におけるコラム型の電動パワーステアリング装置の構成図を示すものである。
図１において、電動パワーステアリング装置１００は、車両操舵を行うハンドル１と、このハンドル１に連結された操舵軸２と、操舵軸２を回転自在に内装するステアリングコラム３と、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、車両の走行速度を検出する車速センサ５と、ハンドル１に対して操舵補助力を付与する電動モータ１１と、トルクセンサ４と車速センサ５の信号を入力し、操舵トルクや車両の走行条件に対応して電動モータ１１の駆動を制御する制御装置１２と、ステアリングコラム３と連結され、電動モータ１１の回転を操舵軸２に伝達する伝達機構１３と、電動モータ１１を駆動するための電流を供給する電源部１４を備えている。

また、図２は、この発明の実施の形態1における電動パワーステアリング装置の電動モータ部分を縦方向に切断した断面図である。図２に示すように、電動モータ１１は、３相ブラシレスモータで、回転子１７とU相、V相、W相からなる電機子巻線１８を有する固定子１９と、この固定子１９を外周で覆うモータフレーム２０と、モータフレーム２０に同軸上に固定され、回転子１７の一方を回転自在に支持するモータ側ベアリング２１を備えている。
また、制御装置１２は、制御回路２２と、電動モータ１１を駆動するためのパワー部２３と、複数の導電板４０がインサート成形されたフレーム２４と、トルクセンサ４、車速センサ５及び電源部１４の接続を行うコネクタ２７と、制御回路２２を囲むハウジング２５と、ハウジング２５に当接する熱伝導率の高い金属製のプレート２６と、プレート２６に収納され、回転子１７の他方を回転自在に支持する制御装置側ベアリング２８を備え、フレーム２４はプレート２６とネジ４５によって固定され、プレート２６と伝達機構１３が固定されている。

また、フレーム２４には、ハウジング２５をフローティング可能に仮固定できる弾性体の支持部２９が設置され、ハウジング２５には、支持部２９に対応する位置に固定部３０が設置されている。よって、ハウジング２５は、フレーム２４にフローティング可能に仮固定されている。
さらに、電動モータ１１の出力軸３１と同軸上に、モータフレーム２０とプレート２６が、ハウジング２５を挟むように一体構成され、モータフレーム２０とプレート２６が調芯組立されている。

このように構成された電動パワーステアリング装置１００においては、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制御装置１２に電源部１４からコネクタ２７を経由して電力が供給され、トルクセンサ４と車速センサ５からの情報信号を、コネクタ２７を経由して制御回路２２に実装されたマイクロコンピュータ（図示なし）に入力され、操舵補助トルクに相当する電流値を演算し、パワー部２３により電動モータ１１にモータ駆動電流が流れて電動モータ１１に所要回転方向に所要量の補助トルクが出力される。

以上のように、この実施の形態１では、車両ステアリング操作を補助する電動モータ１１と、電動モータ１１を内蔵するモータフレーム２０と、電動モータ１１の駆動を制御する制御回路２２を内蔵したハウジング２５と、このハウジング２５に当接するプレート２６とを備え、電動モータ１１の回転を操舵軸２に伝達する伝達機構１３により操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置１００において、フレーム２４はプレート２６とネジ４５によって固定され、フレーム２４には、ハウジング２５をフローティング可能に仮固定できる支持部２９が設置され、ハウジング２５には、支持部２９に対応する位置に固定部３０が設置されており、ハウジング２５は、フレーム２４にフローティング可能に仮固定されている。
また、電動パワーステアリング装置１００は、電動モータ１１の出力軸３１と同軸上に、モータフレーム２０とプレート２６が、ハウジング２５を挟むように一体構成され、モータフレーム２０とプレート２６が調芯組立されているので、電動パワーステアリング装置１００の調芯組立が１回で可能で、ハウジング２５がフレーム２４にワンタッチで組み込まれるため、組立性向上を図ることができる。

また、電動パワーステアリング装置１００の組み立て作業中段階において、ハウジング２５をモータフレーム２０とプレート２６の少なくともどちらか一方にねじ等で把持固定しておく必要が無いため、部品点数が削減でき、且つ軽量化を行うことができる。
さらにまた、ハウジング２５がフレーム２４に仮固定されているので、ハンドリング時に落下することはなく、作業性が向上すると共に、落下による変形等が無くなる為、品質向上を図ることができる。
また、ハウジング２５によって制御回路２２が覆われているので、制御装置１２をハンドリングしても制御回路２２を保護でき、品質向上を図ることができる。
なお、実施の形態１においては、ハウジング２５をフローティング可能に仮固定できる支持部２９をフレーム２４に設けたが、モータフレーム２０に支持部２９を設けてもよい。その場合、ハウジング２５には、支持部２９に対応する位置に固定部３０が設置される。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２における電動パワーステアリング装置の電動モータ部分を縦方向に切断した断面図である。実施の形態２において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。
実施の形態２では、図３に示すように、電動モータ１１に対し、伝達機構１３と反対側にハウジング２５とプレート２６が配置され、電動モータ１１の出力軸３１と同軸上に、モータフレーム２０とプレート２６が、ハウジング２５を挟むように一体構成され、モータフレーム２０とプレート２６が調芯組立されている。

以上のように、実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、フレーム２４はプレート２６とネジ４５によって固定され、フレーム２４には、ハウジング２５をフローティング可能に仮固定できる支持部２９が設置され、ハウジング２５には、支持部２９に対応する位置に固定部３０が設置されており、ハウジング２５は、フレーム２４にフローティング可能に仮固定されている。
さらに、この実施の形態２では、電動モータ１１に対し、伝達機構１３と反対側にハウジング２５とプレート２６が配置され、電動モータ１１の出力軸３１と同軸上に、モータフレーム２０とプレート２６が、ハウジング２５を挟むように一体構成され、モータフレーム２０とプレート２６により調芯組立されているので、電動パワーステアリング装置１００の調芯組立が１回で可能で、ハウジング２５がフレーム２４にワンタッチで組み込まれるため、組立性向上が図ることができる。

実施の形態３．
また、図４は、この発明の実施の形態３における電動パワーステアリング装置のねじ部の部分断面拡大図である。実施の形態３において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。
実施の形態３において、図４に示すように、モータフレーム２０とハウジング２５、プレート２６の３つの部位はネジ３２で固定されている。ハウジング２５には、貫通孔３３が設けられており、ネジ３２との間に隙間を有している。
プレート２６とモータフレーム２０のどちらか一方に雌ネジ部３４が形成され、他方にはネジ３２と隙間が空いた貫通孔３３があいており、ネジ３２を貫通孔３３に挿通して雌ネジ部３４に螺合し、ネジ軸力を発生させることで狭持固定する結合力を与えている。

このような構成によると、組み立て作業中段階において、ハウジング２５とプレート２６をねじ固定しておく必要が無く、プレート２６とモータフレーム２０の調芯組立時に、ネジ３２によって、共締め固定できるため、部品点数を削減でき、コストを抑えるとともに、軽量化を図ることができる。
また、実施の形態３においても、実施の形態１及び２と同様に、フレーム２４がプレート２６とネジ４５によって固定され、フレーム２４には、ハウジング２５をフローティング可能に仮固定できる支持部２９が設置され、ハウジング２５には、支持部２９に対応する位置に固定部３０が設置されている。ハウジング２５は、フレーム２４にフローティング可能に仮固定され、モータフレーム２０とプレート２６が調芯組立されているので、電動パワーステアリング装置１００の調芯組立が１回で可能で、ハウジング２５がフレーム２４にワンタッチで組み込まれるため、組立性向上が図ることができる。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４における電動パワーステアリング装置のねじ部の部分断面拡大図である。実施の形態４において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。実施の形態３では、プレート２６とモータフレーム２０のどちらか一方に雌ネジ部３４が形成されている構成としたが、実施の形態４においては、図５に示すように、雌ネジ部３４が形成されたナット３５を用いてもよい。
図５において、モータフレーム２０、ハウジング２５、プレート２６には、貫通孔３３が設けられており、隙間を介してネジ３２が挿通している。モータフレーム２０あるいはプレート２６のどちらか一方に、雌ネジ部３４が形成されたナット３５が、モータフレーム２０あるいはプレート２６のどちらか一方に接するように形成されている。実施の形態４では、ネジ３２を貫通孔３３に挿通して雌ネジ部３４が形成されたナット３５に螺合し、ネジ軸力を発生させることで狭持固定する結合力を与えている。
このような構成によっても、実施の形態１及び２及び３と同様の効果を得ることができる。

実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５における電動パワーステアリング装置の支持部の部分断面拡大図である。実施の形態５において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。実施の形態１及び２において、フレーム２４には、ハウジング２５をフローティング可能に仮固定できる弾性体の支持部２９が設置されている構成を示したが、実施の形態５では、図６に示すように、支持部２９がフレーム２４の樹脂で一体成形された支持部となっている。
このような構成によると、支持部２９を別部品にする必要が無いため、部品点数を削減でき、コストを抑えるとともに軽量化を図ることができる。

実施の形態６．
また、図７は、この発明の実施の形態６における電動パワーステアリング装置の支持部の部分断面拡大図である。実施の形態６において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。この発明の実施の形態１及び２においては、フレーム２４には、ハウジング２５をフローティング可能に仮固定できる弾性体の支持部２９が設置されているとしたが、実施の形態６においては、図７に示すように、支持部２９と固定部３０の少なくともどちらか一方に、外れやすい（抜けやすい）方向に傾斜がついた傾斜部４１が設置されている。
このような構成により、プレート２６とフレーム２４がネジ４５によって固定されたユニットに、ハウジング２５を組み付けた際、何らかの要因で再度ハウジング２５を外す必要性が発生しても、破壊することなく容易に解体可能で作業性もよく、部品を破棄することもないので、生産性が良くなり生産コストを抑えることができる。
また、実施の形態６においても実施の形態１及び２と同様の効果を得ることができる。

実施の形態７．
図８は、この発明の実施の形態７における電動パワーステアリング装置の支持部の部分断面拡大図である。実施の形態７において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。実施の形態５においては、支持部２９がフレーム２４の樹脂で一体成形された支持部でもよいとしたが、実施の形態７においては、図８に示すように、フレーム２４とインサート形成された導電板４０の一部を支持部２９として用いてもよく、他の実施の形態と同様の効果を有する。
また、このような構成によると、支持部２９を別部品にする必要が無いため、部品点数を削減でき、コストを抑えるとともに軽量化を図ることができる。

実施の形態８．
図９は、この発明の実施の形態８における電動パワーステアリング装置の支持部の部分断面拡大図である。実施の形態８において、実施の形態１と同一の符号については、実施の形態１と同一の構成であるので説明を省略する。実施の形態１及び２においては、フレーム２４には、ハウジング２５をフローティング可能に仮固定できる弾性体の支持部２９が設置され、ハウジング２５には、支持部２９に対応する位置に固定部３０が設置されており、ハウジング２５は、フレーム２４にフローティング可能に仮固定されている構成を示した。実施の形態８では、図９に示すように、ハウジング２５にフローティング可能に仮固定できる弾性体の支持部２９が設置され、フレーム２４には、支持部２９に対応する位置に固定部３０が設置されている。実施の形態８においても、ハウジング２５は、フレーム２４にフローティング可能に仮固定されており、実施の形態１及び２と同様の効果を得ることができる。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ ハンドル、２ 操舵軸、３ ステアリングコラム、４ トルクセンサ、５ 車速センサ、１１ 電動モータ、１２ 制御装置、１３ 伝達機構、１４ 電源部、１７ 回転子、１８ 電機子巻線、１９ 固定子、２０ モータフレーム、２１ モータ側ベアリング、２２ 制御回路、２３ パワー部、２４ フレーム、２５ ハウジング、２６ プレート、２７ コネクタ、２８ 制御装置側ベアリング、２９ 支持部、３０ 固定部、３１ 出力軸、３２ ネジ、３３ 貫通孔、３４ 雌ネジ部、３５ ナット、４０ 導電板、４１ 傾斜部、４５ ネジ、１００ 電動パワーステアリング装置。

Claims (9)

1. 電動機の回転子の一方を回転自在に支持する第１のベアリングを有する第１の筐体部と、
   前記回転子の他方を回転自在に支持する第２のベアリングを有する第２の筐体部と、
   前記第２の筐体部上に固定されたフレームと、
   前記第１の筐体部と前記第２の筐体部との間に配置された第３の筐体部と、
   前記第３の筐体部と、前記第１および前記第２の筐体部のどちらか一方に設けられた貫通孔に隙間を介して挿通されたネジと、
   前記貫通孔を設けなかった前記第１および前記第２の筐体部のどちらか他方に形成された雌ネジ部と、を有し、
   前記第３の筐体部を仮固定する支持部が、前記フレームまたは前記第３の筐体部に設置され、前記第３の筐体部が前記フレームに仮固定され、
   前記第１の筐体部と前記第２の筐体部が調芯組立されており、
   前記ネジが前記貫通孔に挿通されて前記雌ネジ部に螺合し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の製造方法。
2. 前記電動機の駆動を制御し、前記第２の筐体部、前記フレーム、前記第３の筐体部に収納された制御装置と、
   前記電動機の回転を操舵軸に伝達する伝達機構と、を有し、
   前記電動機と前記伝達機構との間に前記制御装置が配置された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の製造方法。
3. 前記電動機の駆動を制御し、前記第２の筐体部、前記フレーム、前記第３の筐体部に収納された制御装置と、
   前記電動機の回転を操舵軸に伝達する伝達機構と、を有し、
   前記制御装置は、前記電動機の出力軸と同軸上に一体構成され、前記電動機の前記出力軸と反対側に前記制御装置が配置された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の製造方法。
4. 前記支持部が、前記フレームと一体成形されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
5. 前記支持部は、前記フレームに設けられており、
   前記支持部と対応する位置に設けられた固定部を前記第３の筐体部に有し、
   前記支持部と前記固定部の係合面の少なくともどちらか一方に、傾斜部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
6. 前記支持部は、前記フレームとインサート形成された導電板の一部であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
7. 前記第３の筐体部に設置された前記支持部は、前記第３の筐体部と一体成形されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
8. 前記第３の筐体部を仮固定する支持部が、前記フレームまたは前記第３の筐体部に換えて、前記第１の筐体部に設置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
9. 前記第２の筐体部はプレートであり、前記第３の筐体部はハウジングであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。

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