JP6053129B2 - Driving device for electric power steering - Google Patents
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Description
本発明は、電動パワーステアリング装置の駆動源として使用される電動パワーステアリング用駆動装置に関し、特に、電動モータと該電動モータの制御装置等を一体的に配した電動パワーステアリング用駆動装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering drive device used as a drive source of an electric power steering device, and more particularly to an electric power steering drive device in which an electric motor and a control device for the electric motor are integrally arranged.
従来より、電動パワーステアリング装置の駆動源として、特許文献1に記載されているような、電動モータと該電動モータの制御装置、及び、電動モータの回転出力を減速してステアリングコラムに伝達する減速機構などを一体的に組み付けた駆動装置が知られている。このような駆動装置では、電動モータの出力軸にウォームギヤのウォーム軸が一体的に連結されており、ギヤボックス内に配された減速機構のウォームホイールと噛合している。ギヤボックスには、ウォームホイール装着側の開口部から、トルクセンサのセンサコイルが組み込まれる。ギヤボックスのウォームホイール装着側とは反対側には、モータの制御装置が取り付けられる。センサコイルからは、ギヤボックスを貫通させて制御装置側に信号線が引き出され、該信号線は、制御装置の制御基板等に電気的に接続される。そして、ウォームホイール装着側の開口部や、制御装置には、それぞれの側からカバーが取り付けられる。 Conventionally, as a drive source of an electric power steering device, as described in Patent Document 1, an electric motor, a control device for the electric motor, and a deceleration for reducing the rotational output of the electric motor and transmitting it to the steering column A drive device in which a mechanism and the like are integrally assembled is known. In such a drive device, the worm shaft of the worm gear is integrally connected to the output shaft of the electric motor, and meshes with the worm wheel of the speed reduction mechanism disposed in the gear box. A sensor coil of a torque sensor is incorporated into the gear box from the opening on the worm wheel mounting side. A motor control device is attached to the side of the gear box opposite to the worm wheel mounting side. From the sensor coil, a signal line is drawn out to the control device side through the gear box, and the signal line is electrically connected to a control board or the like of the control device. A cover is attached to the opening on the worm wheel mounting side and the control device from each side.
しかしながら、このような駆動装置では、トルクセンサのセンサコイルを組み付ける方向と制御装置を組み付ける方向が異なるため、組み付け性が悪く、ギヤボックスに信号線引き出し用の貫通孔が必要になるという問題があった。この場合、ギヤボックスは、通常、アルミダイカスト等の金属にて形成されるため、信号線引き出し用の貫通孔には、信号線との間の絶縁性を確保するための部材や工夫が別途必要となるという問題もあった。さらに、センサコイルは、ギヤボックス内にてウォームホイールの奥に配置されるため、ウォームホイールを組んだ後ではセンサコイルが組み込めない。このため、トルクセンサや制御装置等の電気関係部品の組み付けを一連の作業として行うことができず、制御素子等の電気部品等をモジュール化する上で課題となっていた。 However, in such a drive device, the direction in which the sensor coil of the torque sensor is assembled is different from the direction in which the control device is assembled. Therefore, the assemblability is poor, and there is a problem that a through hole for drawing a signal line is required in the gear box. It was. In this case, since the gear box is usually formed of a metal such as aluminum die casting, a member or a device for ensuring insulation between the signal line is required for the through hole for drawing the signal line. There was also a problem of becoming. Furthermore, since the sensor coil is disposed behind the worm wheel in the gear box, the sensor coil cannot be assembled after the worm wheel is assembled. For this reason, the assembly of electrical components such as a torque sensor and a control device cannot be performed as a series of operations, which has been a problem in modularizing electrical components such as control elements.
本発明の目的は、電気関係部品を同じ方向から組み付け可能に配置し、電動パワーステアリング用駆動装置の組み付け性を向上させると共に、制御素子等の電気部品をモジュール化し、装置の小型化を図ることにある。 An object of the present invention is to arrange electrical-related parts so that they can be assembled from the same direction, to improve the assemblability of the drive unit for electric power steering, and to modularize the electrical parts such as control elements, thereby reducing the size of the apparatus. It is in.
本発明の電動パワーステアリング用駆動装置は、駆動源と、該駆動源に取り付けられるハウジングと、該ハウジングに内装されてステアリングシャフトの操舵トルクを検出し、検出したトルク値に応じた信号をセンサ信号端子から出力するセンサコイルを有するトルクセンサと、前記ハウジングに収納され、前記トルクセンサの信号によって前記駆動源を制御する制御装置とを備えてなる電動パワーステアリング用駆動装置であって、前記ハウジングは、前記センサコイルを収納するよう、該ハウジングの一端側が開口すると共に、その底部に前記ステアリングシャフトが挿通可能な挿通孔を有するセンサコイル収納部と、前記センサコイル収納部に隣接して配置され、前記制御装置を収納するよう、前記センサコイル収納部の開口方向と同一方向に開口した制御装置収納部と、前記制御装置収納部と前記センサコイル収納部とを連通する切欠連通部と、を有し、前記制御装置は、複数のターミナルが配設されたターミナルモジュールと、該ターミナルモジュールの下面側に配置され、前記ハウジングの前記制御装置収納部の底部に配置される駆動系制御装置と、前記ターミナルモジュールの上面側に配置され、前記センサ信号端子が挿通される端子孔を有する制御系基板と、を有し、前記制御装置と前記センサコイルは、前記ハウジングの開口側に臨んで、前記制御装置収納部と前記センサコイル収納部にそれぞれ配置され、前記センサ信号端子は、前記端子孔に保持された状態で前記制御系基板と電気的に接続されることを特徴とする。
The drive device for electric power steering according to the present invention detects a steering torque of a steering shaft built in the drive source, a housing attached to the drive source, and a signal corresponding to the detected torque value as a sensor signal. A drive device for electric power steering, comprising: a torque sensor having a sensor coil that outputs from a terminal; and a control device that is housed in the housing and controls the drive source based on a signal from the torque sensor, wherein the housing The sensor coil is housed at one end of the housing so as to house the sensor coil, and has a sensor coil housing part having an insertion hole through which the steering shaft can be inserted at the bottom thereof, and is disposed adjacent to the sensor coil housing part, The same direction as the opening direction of the sensor coil storage portion is used to store the control device. And a control device accommodating unit which opens in the direction, anda cutout communicating portion for communicating the said control device accommodating unit sensor coil receiving portion, the control device includes a terminal module in which a plurality of terminals are disposed A drive system control device disposed on the lower surface side of the terminal module and disposed on the bottom of the control device housing portion of the housing; and a terminal disposed on the upper surface side of the terminal module and through which the sensor signal terminal is inserted. A control system board having a hole, and the control device and the sensor coil face the opening side of the housing and are respectively disposed in the control device storage portion and the sensor coil storage portion, and the sensor signal terminal Is electrically connected to the control system board while being held in the terminal hole .
前記電動パワーステアリング用駆動装置において、駆動系制御装置を前記ハウジングの前記制御装置収納部上に載置し、前記駆動系制御装置から発生する熱をヒートシンクとして機能する前記ハウジングを介して放熱するようにしても良い。
In the electric power steering drive device, the drive system control device is placed on the control device storage portion of the housing, and heat generated from the drive system control device is radiated through the housing functioning as a heat sink. Anyway .
また、前記ターミナルモジュールに、前記センサ信号端子が挿通される信号線ガイド部を設け、前記センサ信号端子を、信号線ガイド部に挿通した状態で前記端子孔に保持するようにしても良く、前記センサ信号端子を、前記端子孔を貫通した状態で前記制御系基板に接続・固定しても良い。The terminal module may be provided with a signal line guide portion through which the sensor signal terminal is inserted, and the sensor signal terminal may be held in the terminal hole in a state of being inserted into the signal line guide portion, The sensor signal terminal may be connected and fixed to the control system board in a state of penetrating the terminal hole.
さらに、前記ハウジングに、前記駆動源と前記制御装置とを電気的に接続するための駆動源接続端子が配置される駆動源端子配設部を設け、前記駆動源接続端子を、前記ハウジングの開口側に臨んで、前記駆動源端子配設部に配置しても良い。Further, the housing is provided with a drive source terminal arrangement portion in which a drive source connection terminal for electrically connecting the drive source and the control device is arranged, and the drive source connection terminal is provided in the opening of the housing. You may arrange | position in the said drive source terminal arrangement | positioning part facing the side.
前記センサコイル及び前記駆動源接続端子を、前記ハウジングに前記駆動系制御装置が収納された状態で取り付け、前記センサコイルの前記センサ信号端子を、前記駆動系制御装置の上方に配置される前記制御系基板と電気的に接続すると共に、前記駆動源接続端子を、前記駆動系制御装置と電気的に接続するようにしても良い。The sensor coil and the drive source connection terminal are attached in a state where the drive system control device is housed in the housing, and the sensor signal terminal of the sensor coil is disposed above the drive system control device. In addition to being electrically connected to the system board, the drive source connection terminal may be electrically connected to the drive system control device.
前記センサ信号端子を前記切欠連通部に臨んで配置し、その先端を前記ハウジングの開口側に突出させるようにしても良い。The sensor signal terminal may be disposed facing the notch communication portion, and the tip of the sensor signal terminal may protrude from the opening side of the housing.
前記ターミナルモジュールは、前記制御装置と外部とを電気的に接続するためのカプラと、前記カプラと電気的に接続されたバスバーと、前記バスバーに設けられた端子と、該ターミナルモジュールの下側に配置された前記駆動系制御装置から上方に向かって延設された端子が挿通される開口部と、を有し、前記駆動系制御装置の前記端子は、前記開口部に挿通された状態で、前記バスバーに設けられた前記端子と電気的に接続されるようにしても良い。The terminal module includes a coupler for electrically connecting the control device and the outside, a bus bar electrically connected to the coupler, a terminal provided on the bus bar, and a lower side of the terminal module. An opening through which a terminal extending upward from the disposed drive system control device is inserted, and the terminal of the drive system control device is inserted through the opening, You may make it electrically connect with the said terminal provided in the said bus-bar.
また、本発明の他の電動パワーステアリング用駆動装置は、駆動源と、該駆動源に取り付けられるハウジングと、ステアリングシャフトの操舵トルクを検出し、検出したトルク値に応じた信号をセンサ信号端子から出力するセンサコイルを有するトルクセンサと、前記トルクセンサの信号によって前記駆動源を制御する制御装置とを備えてなる電動パワーステアリング用駆動装置であって、前記ハウジングは、前記センサコイルを収納するよう、該ハウジングの一端側が開口すると共に、その底部に前記ステアリングシャフトが挿通可能な挿通孔を有するセンサコイル収納部と、前記センサコイル収納部に隣接して配置され、前記制御装置を収納するよう、前記センサコイル収納部の開口方向と同一方向に開口した制御装置収納部と、前記制御装置収納部と前記センサコイル収納部とを連通する切欠連通部と、を有するケースを備え、前記制御装置は、複数のターミナルが配設されたターミナルモジュールと、該ターミナルモジュールの下面側に配置され、前記ケースの前記制御装置収納部の底部に配置される駆動系制御装置と、前記ターミナルモジュールの上面側に配置され、前記センサ信号端子が挿通される端子孔を有する制御系基板と、を有し、前記制御装置と前記センサコイルは、前記ケースの開口側に臨んで、前記制御装置収納部と前記センサコイル収納部にそれぞれ配置され、前記センサ信号端子は、前記端子孔に保持された状態で前記制御系基板と電気的に接続されることを特徴とする。Further, another drive device for electric power steering according to the present invention detects a steering torque of a drive source, a housing attached to the drive source, and a steering shaft, and outputs a signal corresponding to the detected torque value from a sensor signal terminal. An electric power steering drive device comprising: a torque sensor having a sensor coil for output; and a control device for controlling the drive source in accordance with a signal from the torque sensor, wherein the housing houses the sensor coil. The housing is opened at one end side and has a sensor coil storage portion having an insertion hole through which the steering shaft can be inserted at the bottom thereof, and is disposed adjacent to the sensor coil storage portion so as to store the control device. A control device storage portion opened in the same direction as an opening direction of the sensor coil storage portion; A case having a notch communicating portion that communicates the device housing portion and the sensor coil housing portion, and the control device is disposed on a lower surface side of the terminal module in which a plurality of terminals are disposed. A drive system control device disposed at the bottom of the control device housing portion of the case, and a control system substrate disposed on the upper surface side of the terminal module and having a terminal hole through which the sensor signal terminal is inserted. And the said control apparatus and the said sensor coil face the opening side of the said case, and are each arrange | positioned at the said control apparatus accommodating part and the said sensor coil accommodating part, The said sensor signal terminal is the state hold | maintained at the said terminal hole And is electrically connected to the control system board.
前記電動パワーステアリング用駆動装置において、駆動系制御装置を前記ハウジングの前記制御装置収納部上に載置し、前記駆動系制御装置から発生する熱をヒートシンクとして機能する前記ハウジングを介して放熱するようにしても良い。
In the electric power steering drive device, the drive system control device is placed on the control device storage portion of the housing, and heat generated from the drive system control device is radiated through the housing functioning as a heat sink. Anyway .
本発明の電動パワーステアリング用駆動装置によれば、トルクセンサのセンサコイルと制御装置及び駆動源接続端子等の電気部品をハウジング又はケースの開口方向から組み付けられるようにしたので、従来は反対面側からそれぞれ取り付けていたセンサコイルと制御装置を同じ方向から組み付けることができる。このため、従来の装置に比して組み付けが容易であり、作業性の改善を図ることが可能となる。また、電気部品のモジュール化も容易となり、制御装置がコンパクト化され、装置の小型化も可能となる。 According to the drive device for electric power steering of the present invention, the sensor coil of the torque sensor, the control device, and the electric parts such as the drive source connection terminal can be assembled from the opening direction of the housing or the case. From the same direction, it is possible to assemble the sensor coil and the control device that are respectively attached from the same. For this reason, it is easy to assemble compared with the conventional apparatus, and it becomes possible to improve workability. In addition, modularization of electrical components is facilitated, the control device is made compact, and the device can be miniaturized.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態1である電動パワーステアリング用駆動装置の全体構成を示す斜視図である。図1の装置は、例えば、コラムアシスト式EPSの動力源として使用され、自動車のステアリングシャフトに対し動作補助力を付与する。本発明による電動パワーステアリング用駆動装置(以下、EPS駆動装置と略記する)1は、電動モータ2と、ウォーム減速機構を内蔵するギヤボックス3、及び、コントロールユニット(ECU:制御装置)4が一体的に組み付けられた機電一体構造となっている。EPS駆動装置1は、ステアリング機構に取り付けられ、電動モータ2の図示しない回転軸からの回転出力は、ギヤボックス3によって減速され、ステアリングシャフト5に伝達される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an electric power steering drive apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The apparatus of FIG. 1 is used, for example, as a power source for a column assist type EPS and applies an operation assisting force to a steering shaft of an automobile. An electric power steering drive device (hereinafter abbreviated as EPS drive device) 1 according to the present invention includes an
電動モータ2にはブラシレスモータが使用され、電動モータ2のモータケース6aの開口部側にはブラケット6bが取り付けられており、これらによって駆動源が構成されている。そして、電動モータ2のブラケット6bがギヤボックス3のハウジング13に取り付けられている。電動モータ2の回転軸は、ギヤボックス3側に延びており、回転軸の先端側にはウォームギヤ12を有するウォーム軸11が回転軸と一体回転可能に連結されている。ウォーム12は、ギヤハウジング(ハウジング)13に形成されたウォーム軸収容部13a内に配置されている。また、ウォーム軸11の両端側はそれぞれ図示しない一対の軸受によってウォーム軸収容部13a内に軸支されている。なお、ここでは、回転軸とウォーム軸11とが別体となっているが、回転軸とはウォームを一体形成した回転軸によってそれを回転させるようにしても良い。
A brushless motor is used for the
ギヤハウジング13にはさらに、ウォームホイール収容部13bも設けられている。ウォームホイール収容部13b内にはウォーム12が配置されており、ウォーム12はウォームホイール14と噛合している。ウォームホイール14は、ステアリングホイールが取り付けられたステアリングシャフト5に固定されている。ハウジング13内には、ステアリングシャフト5に加わる負荷を検出するトルクセンサのセンサコイル15と、電動モータ2の駆動制御を行うコントロールユニット4も併せて収容されている。
The
図2は、コントロールユニット4の構成を示す分解斜視図、図3は、EPS駆動装置1からコントロールユニット4のカバー(制御装置カバー)16を外した状態を示した説明図である。図2に示すように、ハウジング13は、一端側(図2において上面側)が開口しており、トルクセンサのセンサコイル収容部21と、制御装置収納部22、及び、端子台配設部(駆動源端子配設部)23が設けられている。センサコイル収容部21と制御装置収納部22は共に、ハウジング13の同一面側を開口する形で設けられている。トルクセンサ収容部21は、制御装置収納部22に隣接して配置され、制御装置収納部22との間には、信号線接続用に切欠連通部24が設けられている。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the
センサコイル収容部21の底部には、ステアリングシャフト5が挿通可能な挿通孔25が設けられている。そして、センサコイル収容部21の内側に、センサコイル15のコイルモジュールが取り付けられる。センサコイル15は、検出したトルク値に応じた信号を出力するセンサ信号端子(信号線接続部)26を有しており、センサ信号端子26は、切欠連通部24に臨んで配置され、信号端子26の先端(信号線接続部)は開口方向に突出している。センサコイル15の上には、シャフトカバー27が取り付けられる(図1参照)。
An
制御装置収納部22は平面状となっており、その一部に、コンデンサC1やチョークコイルC2などの比較的体積の大きい電子部品が収容可能な素子収容部28が凹設されている。制御装置収納部22には、FETモジュール(駆動系制御装置)31や、バスバーモジュール(ターミナルモジュール)32、制御系基板33など、センサコイル15の検出信号に基づいて電動モータ2を制御する制御装置が取り付けられる。また、制御装置収納部22の電動モータ2側には、端子台配設部23が隣接配置されており、端子台配設部23には、電動モータ2側と電気的に接続されるモータ端子台(駆動源接続端子)34が取り付けられる。
The control
FETモジュール31は、金属ベース基板(例えば、銅製)41と、合成樹脂製のモールド部42とから構成されている。金属ベース基板41上には、FETや半導体リレー等のパワー系の電子部品(図示せず)がベアチップ実装されている。モールド部42は、電子部品を覆うように成形されており、モールド部42の上面には、端子43a〜43dが突出している。本発明のEPS駆動装置1では、FET等の素子がベアチップ実装され、関係部品がモジュール化された状態となっているため、素子を実装する部位が小型化されると共に、組み付けも容易となる。
The
制御装置収納部22上には放熱グリスが塗布されており、FETモジュール31は、放熱グリスを介して制御装置収納部22上に載置される。FETモジュール31に実装されたFET等にて発生する熱は、金属ベース基板41から放熱グリスを介して、ハウジング13に放熱される。ハウジング13は、熱伝導率の高いアルミダイカストにて形成されており、EPS駆動装置1では、ハウジング13がヒートシンクとしても機能している。
The heat dissipation grease is applied on the control
FETモジュール31の上には、コンデンサC1やチョークコイルC2等の電気素子が配置されたバスバーモジュール32が取り付けられる。なお、バスバーモジュール32を制御装置収納部22に取り付けた状態では、コンデンサC1やチョークコイルC2等の比較的体積の大きい電子部品はハウジング13の素子収容部28内に配置されるようになっている。バスバーモジュール32は、合成樹脂製の筐体部44内に複数の金属製のバスバー(導電板)45がインサートモールドされた構成となっている。各バスバー45の一端はカプラ46内に配置され、ターミナル47となっている。バスバーモジュール32には、FETモジュール31上の各端子43a、43dが挿通される開口部48や、各端子43b、43c、センサ信号端子26がそれぞれ挿通される複数の信号線挿通孔が形成された信号線ガイド部49a〜49cが形成されている。端子43dは、バスバーモジュール32の開口部48を貫通してバスバー45上に設けられた端子51と電気的に溶接される。
On the
バスバーモジュール32の上には、制御系基板33が取り付けられる。制御系基板33には、センサ信号端子26や端子43b,43cが貫通した状態で電気的に接続される複数の端子孔(スルーホール)52が設けられている。制御系基板33上には、アルミニウム製のカバー16がネジ61によって取り付けられる。バスバーモジュール32の図2において右側には、モータ端子台34が取り付けられる。モータ端子台34には、モータ端子板53と電動モータ2の内部に配される図示しない回転センサに接続される信号線端子54が設けられている。モータ端子板53は、FETモジュール31の端子43aと突き合わされ、抵抗溶接される。信号線端子54は、制御系基板33の端子孔52を貫通した状態で半田等によって電気的に接続される。モータ端子板53と信号線端子54は、電動モータ2の一端側に設けられ軸方向に向かって延びる図示しないモータ側端子とそれぞれ電気的に接続されている。モータ端子台34に上には、ターミナルカバー55が取り付けられる。
A
このようなEPS駆動装置1は、次のようにして組み付けられる。まず、ハウジング13の制御装置収納部22に放熱グリスを塗布し、その上にFETモジュール31を載置する。次に、ハウジング13のセンサコイル収容部21に、センサコイル15のコイルモジュールを取り付ける。コイルモジュールは、ネジ62によってハウジング13に固定される。そして、モータ端子台34の各モータ端子板53がFETモジュール31の各端子43aと面で対向するように、ネジ63によって、端子台配設部23にモータ端子台34が取り付けられ、各モータ端子板53と各端子43aが電気的に接続される。モータ端子台34を取り付けた後、FETモジュール31上に、バスバーモジュール32を載置する。なお、センサコイル15とモータ端子台34の組み込み順序は逆であっても良い。
Such an EPS driving device 1 is assembled as follows. First, heat dissipation grease is applied to the control
バスバーモジュール32をFETモジュール31上に載置する際、センサコイル15のセンサ信号端子26と端子43b、43cはバスバーモジュール32の各信号線ガイド部49b〜49dにガイドされると共に、FETモジュール31上の端子43a、43dは開口部48に挿通される。また、各端子43dは、バスバーモジュール31の開口部48を貫通して各バスバー45上の端子51と面で対向し、この状態で溶接され電気的に接続される。バスバーモジュール32は、ネジ64によって、FETモジュール31と共にハウジング13に固定される。
When the
モータ端子台34のモータ端子板53は、FETモジュール31の端子43aと電気的に溶接される。その際、その溶接部はバスバーモジュール32の切欠き部49に位置するようになっている。その後、バスバーモジュール32上に、ネジ65によって、制御系基板33が取り付けられ、バスバーモジュール32の各信号線ガイド部49b〜49dによってガイドされた、センサコイル15のセンサ信号端子26や、FETモジュール31上の端子43b,43c、モータ端子台34の信号線端子54が制御系基板33上の各端子孔52を貫通した状態でハンダ等によって電気的に接続される。なお、モータ端子台34の信号線端子54は、バスバーモジュール32の信号線挿通孔を有する信号線ガイド部49aにガイドされて対応する各端子孔52と電気的に接続される。その際、当該EPS駆動装置1では、各モジュールや基板を固定した後、端子類をその位置でハンダ付けや溶接して接続・固定するため、端子の長さにて各部品の高さ方向のガタを吸収することができる。各端子を接続した後、ネジ61によって、制御系基板33上にカバー16が取り付けられ、制御系基板33等の制御装置が覆蓋される。以上により、コントロールユニット4部分の組み付けが完了する。
The
コントロールユニット4部分を組み付けた後、電動モータ2を取り付ける。電動モータ2側の複数の端子(図示せず)は、モータ端子台34に位置合わせされモータ端子板53の他端部と図示しないネジ等の固定手段により電気的に接続される。そして、モータ端子台34上にターミナルカバー55が取り付けられる。また、コントロールユニット4とは反対面側(図1において矢示X方向の面)から、ステアリングシャフト5とウォームホイール14を組み付ける。そして、反対面側に図示しないギヤハウジングカバーを取り付け、全体の組み付けを完了する。
After assembling the
このように、本発明のEPS駆動装置1は、従来は反対面側からそれぞれ取り付けていたトルクセンサのセンサコイルと制御装置等の電気部品を全て同じ方向から組み付けることができる。すなわち、電気関係部品の組み付けを一連の作業として一方向から行うことが可能となる。このため、従来の装置に比して組み付けが容易であり、作業性の改善を図ることが可能となる。また、電気部品のモジュール化も容易となり、制御装置がコンパクト化され、装置の小型化も可能となる。 As described above, the EPS drive device 1 of the present invention can assemble all of the sensor coil of the torque sensor and the electric parts such as the control device, which are conventionally attached from the opposite side, from the same direction. In other words, it is possible to perform assembly of electrical-related parts from one direction as a series of operations. For this reason, it is easy to assemble compared with the conventional apparatus, and it becomes possible to improve workability. In addition, modularization of electrical components is facilitated, the control device is made compact, and the device can be miniaturized.
さらに、ギヤハウジングにトルクセンサのセンサコイルの信号線引き出し用に特別な貫通孔を設ける必要がないため、ハウジング構造が簡素化されると共に、開口部分に特別な絶縁部材等を設ける必要もなく、製品コストの低減が図られる。加えて、機電一体化により、システムメーカにてEPS駆動装置全体を製造することが容易となり、組付工程や部品の管理工数も削減できる。 Furthermore, since it is not necessary to provide a special through hole for the signal line of the sensor coil of the torque sensor in the gear housing, the housing structure is simplified, and it is not necessary to provide a special insulating member or the like in the opening portion. Product cost can be reduced. In addition, the mechanical and electrical integration makes it easy for the system manufacturer to manufacture the entire EPS drive device, and the assembly process and the man-hours for managing parts can be reduced.
一方、従来の一般的な制御装置として、予め駆動系と制御系の素子を一体化(モジュール化)して一気に装着する構成もある。ところが、このような装置では、ケースの奥に制御基板を配する構造が多く、その場合、ケースの奥が見えない状態で基板を組み付けなければならず、基板の設置位置にずれが生じる恐れがある。このため、従来の装置では、かかる位置ずれを吸収すべく、基板とケースとの間に放熱シートを介在させる方式が多く用いられている。しかしながら、この構造の場合、放熱シートにはある程度の厚みがあるため、放熱効率が低下すると共に、放熱シートの分だけコストが嵩むことは避けられない。また、このようなモジュール品を収納するケースに関しても、上記位置ずれを加味した設計とすると、装置自体の小型化の妨げとなる。この点、本願発明では、放熱効率を優先し、FET等の制御系素子をモジュール化する一方、パワー系素子はバスバーモジュールに配し、これらを積み上げる構造を採用している。このため、位置関係を合わせて各モジュールを載置でき、放熱シートに代えて放熱グリスを採用することが可能となり、放熱性向上とコスト削減を図ることが可能となる。また、部品の積み上げ時に誤差を吸収できるので装置の小型化も可能となる。 On the other hand, as a conventional general control device, there is also a configuration in which a drive system and a control system element are integrated (modularized) in advance and mounted at a stretch. However, in such an apparatus, there are many structures in which the control board is arranged in the back of the case. In that case, the board must be assembled in a state where the back of the case is not visible, and there is a possibility that the installation position of the board may be shifted. is there. For this reason, in a conventional apparatus, a method in which a heat dissipation sheet is interposed between the substrate and the case is often used in order to absorb such misalignment. However, in this structure, since the heat radiation sheet has a certain thickness, it is inevitable that the heat radiation efficiency is lowered and the cost is increased by the heat radiation sheet. In addition, regarding the case for storing such a module product, if the above-described positional deviation is taken into consideration, the size of the device itself is hindered. In this regard, the present invention adopts a structure in which heat dissipation efficiency is prioritized and control system elements such as FETs are modularized, while power system elements are arranged in a bus bar module and stacked. For this reason, each module can be mounted in accordance with the positional relationship, and it becomes possible to adopt heat radiation grease instead of the heat radiation sheet, and it becomes possible to improve heat radiation and reduce costs. Further, since errors can be absorbed when components are stacked, the apparatus can be downsized.
次に、本発明の実施の形態2を図面に基づいて詳細に説明する。図4は、本発明の実施の形態2である電動パワーステアリング用駆動装置の全体構成を示す斜視図である。なお、前述の実施の形態1と同一部品、同一構成の部位については説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 4 is a perspective view showing an overall configuration of an electric power steering drive apparatus according to
本実施の形態においても、電動モータ2のモータケース6aの開口部側にはブラケット6aが取り付けられ、このブラケット6aがギヤボックス3のギヤハウジング71に取り付けられている。このギヤハウジング71には、ウォーム軸収容部71aとウォームホイール収容部71bが設けられている。そして、前述の実施の形態1装置とは、ギヤハウジング71の一端側(図4において上面側)に、センサコイル収容部と、制御装置収納部、端子台配設部が設けられていない点、つまり、ギヤハウジング71がギヤボックスとしての機能のみを備える点で異なっている。
Also in the present embodiment, the
本実施形態においては、制御装置4とセンサコイル15とモータ端子台34は、ギヤハウジング71とは別体に設けられたコントロールユニット用ケース(ケース)72に収納される。実施の形態1のハウジング3と同様に、コントロールユニット用ケース72は、一端側(図4において上面側)が開口しており、センサコイル収容部と、制御装置収納部、及び、端子台配設部(駆動源端子配設部)が設けられている。センサコイル収容部と制御装置収納部は共に、コントロールユニット用ケース72の同一面側を開口する形で設けられている。センサコイル収容部は、制御装置収納部に隣接して配置され、制御装置収納部22との間には、信号線接続用に切欠連通部が設けられている。
In the present embodiment, the
実施の形態2の装置においても、コントロールユニット用ケース72に、前述の実施形態と同様の順序で各構成部品が取り付けられ、コントロールユニット4部分の組み付けが完了する。そして、コントロールユニット4部分を組み付けた後、別途組み付けが完了しているハウジング71にこのコントロールユニット4を合体させて、全体の組み付けを完了する。
Also in the apparatus of the second embodiment, each component is attached to the
このように、本発明のEPS駆動装置1は、従来は反対面側からそれぞれ取り付けていたトルクセンサのセンサコイルと制御装置等の電気部品を全て同じ方向から組み付けることができる。すなわち、電気関係部品の組み付けを一連の作業として一方向から行うことが可能となる。このため、従来の装置に比して組み付けが容易であり、作業性の改善を図ることが可能となる。また、電気部品のモジュール化も容易となり、制御装置がコンパクト化され、装置の小型化も可能となる。さらに、この実施の形態2においては、EPS駆動装置1として制御装置が一体か別体かの仕様に応じ、ギヤハウジングを作り分けることなくギヤハウジング71を共用化することができる。このため、部品を複数用意することなくコストダウンを図ることが可能となる。
As described above, the EPS drive device 1 of the present invention can assemble all of the sensor coil of the torque sensor and the electric parts such as the control device, which are conventionally attached from the opposite side, from the same direction. In other words, it is possible to perform assembly of electrical-related parts from one direction as a series of operations. For this reason, it is easy to assemble compared with the conventional apparatus, and it becomes possible to improve workability. In addition, modularization of electrical components is facilitated, the control device is made compact, and the device can be miniaturized. Furthermore, in the second embodiment, the
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、FET等の素子をモジュール化したFETモジュール31を用いる構成を示したが、FET等の素子を必ずしもモジュール化する必要はなく、通常の基板に各種素子を配する構成を採用しても良い。但し、装置の小型化や組付性の向上という点では、モジュール化することが好ましい。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the configuration using the
1 電動パワーステアリング用駆動装置
2 電動モータ
3 ギヤボックス
4 コントロールユニット(制御装置)
5 ステアリングシャフト
6a モータケース
6b ブラケット
11 ウォーム軸
12 ウォームギヤ
13 ギヤハウジング(ハウジング)
13a ウォーム軸収容部
13b ウォームホイール収容部
14 ウォームホイール
15 センサコイル
16 カバー(制御装置カバー)
21 センサコイル収容部
22 制御装置収納部
23 端子台配設部(駆動源端子配設部)
24 切欠連通部
25 挿通孔
26 センサ信号端子(信号線接続部)
27 シャフトカバー
28 素子収容部
31 FETモジュール(駆動系制御装置)
32 バスバーモジュール(ターミナルモジュール)
33 制御系基板
34 モータ端子台(駆動源接続端子)
41 金属ベース基板
42 モールド部
43a〜43d 端子
44 筐体部
45 バスバー
46 カプラ
47 ターミナル
48 開口部
49a〜49c 信号線ガイド部
51 端子
52 端子孔
53 モータ端子板
54 信号線端子
55 ターミナルカバー
61〜65 ネジ
71 ギヤハウジング
71a ウォーム軸収容部
71b ウォームホイール収容部
72 コントロールユニット用ケース(ケース)
C1 コンデンサ
C2 チョークコイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power
5
13a Worm
21 Sensor
24
27
32 Busbar module (terminal module)
33
41
C1 Capacitor C2 Choke coil
Claims (10)
前記ハウジングは、
前記センサコイルを収納するよう、該ハウジングの一端側が開口すると共に、その底部に前記ステアリングシャフトが挿通可能な挿通孔を有するセンサコイル収納部と、
前記センサコイル収納部に隣接して配置され、前記制御装置を収納するよう、前記センサコイル収納部の開口方向と同一方向に開口した制御装置収納部と、
前記制御装置収納部と前記センサコイル収納部とを連通する切欠連通部と、を有し、
前記制御装置は、
複数のターミナルが配設されたターミナルモジュールと、
該ターミナルモジュールの下面側に配置され、前記ハウジングの前記制御装置収納部の底部に配置される駆動系制御装置と、
前記ターミナルモジュールの上面側に配置され、前記センサ信号端子が挿通される端子孔を有する制御系基板と、を有し、
前記制御装置と前記センサコイルは、前記ハウジングの開口側に臨んで、前記制御装置収納部と前記センサコイル収納部にそれぞれ配置され、
前記センサ信号端子は、前記端子孔に保持された状態で前記制御系基板と電気的に接続されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 A drive source, a housing attached to the drive source, a torque sensor having a sensor coil which is built in the housing and detects a steering torque of a steering shaft and outputs a signal corresponding to the detected torque value from a sensor signal terminal ; A drive device for electric power steering, comprising a control device housed in the housing and controlling the drive source according to a signal of the torque sensor,
The housing is
A sensor coil storage part having an insertion hole into which the one end side of the housing is opened so as to store the sensor coil and into which the steering shaft can be inserted;
A control device storage portion disposed adjacent to the sensor coil storage portion and opened in the same direction as the opening direction of the sensor coil storage portion so as to store the control device;
A notch communication portion for communicating the control device storage portion and the sensor coil storage portion;
The controller is
A terminal module having a plurality of terminals;
A drive system control device disposed on the lower surface side of the terminal module and disposed at the bottom of the control device storage portion of the housing;
A control system board disposed on the upper surface side of the terminal module and having a terminal hole through which the sensor signal terminal is inserted;
The control device and the sensor coil are arranged in the control device storage portion and the sensor coil storage portion, respectively, facing the opening side of the housing,
The drive device for electric power steering , wherein the sensor signal terminal is electrically connected to the control system board while being held in the terminal hole .
前記駆動系制御装置は、前記ハウジングの前記制御装置収納部上に載置され、前記駆動系制御装置から発生する熱は、ヒートシンクとして機能する前記ハウジングを介して放熱されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 In the electric power steering drive device according to claim 1,
The drive system control device is mounted on the control device storage portion of the housing, and heat generated from the drive system control device is radiated through the housing functioning as a heat sink. Power steering drive.
前記ターミナルモジュールは、前記センサ信号端子が挿通される信号線ガイド部を有し、
前記センサ信号端子は、信号線ガイド部に挿通された状態で前記端子孔に保持されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 In the drive device for electric power steering according to claim 1 or 2,
The terminal module has a signal line guide portion through which the sensor signal terminal is inserted,
The drive device for electric power steering , wherein the sensor signal terminal is held in the terminal hole while being inserted into the signal line guide portion .
前記センサ信号端子は、前記端子孔を貫通した状態で前記制御系基板に接続・固定されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 In the drive device for electric power steering according to any one of claims 1 to 3,
The drive device for electric power steering , wherein the sensor signal terminal is connected and fixed to the control system board in a state of passing through the terminal hole .
前記ハウジングは、前記駆動源と前記制御装置とを電気的に接続するための駆動源接続端子が配置される駆動源端子配設部をさらに有し、
前記駆動源接続端子は、前記ハウジングの開口側に臨んで、前記駆動源端子配設部に配置されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 In the electric power steering drive device according to any one of claims 1 to 4,
The housing further includes a drive source terminal arrangement part in which a drive source connection terminal for electrically connecting the drive source and the control device is arranged,
The drive unit for electric power steering, wherein the drive source connection terminal faces the opening side of the housing and is disposed in the drive source terminal disposition portion .
前記センサコイル及び前記駆動源接続端子は、前記ハウジングに前記駆動系制御装置が収納された状態で取り付けられ、
前記センサコイルの前記センサ信号端子は、前記駆動系制御装置の上方に配置される前記制御系基板と電気的に接続され、
前記駆動源接続端子は、前記駆動系制御装置と電気的に接続されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 In the drive device for electric power steering according to claim 5,
The sensor coil and the drive source connection terminal are attached in a state where the drive system control device is housed in the housing,
The sensor signal terminal of the sensor coil is electrically connected to the control system board disposed above the drive system control device,
The drive unit for electric power steering, wherein the drive source connection terminal is electrically connected to the drive system control device.
前記センサ信号端子は、前記切欠連通部に臨んで配置され、その先端が前記ハウジングの開口側に突出してなることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 In the drive device for electric power steering according to any one of claims 1 to 6,
The drive device for electric power steering , wherein the sensor signal terminal is disposed so as to face the notch communication portion, and a tip of the sensor signal terminal protrudes toward an opening side of the housing .
前記ターミナルモジュールは、
前記制御装置と外部とを電気的に接続するためのカプラと、
前記カプラと電気的に接続されたバスバーと、
前記バスバーに設けられた端子と、
該ターミナルモジュールの下側に配置された前記駆動系制御装置から上方に向かって延設された端子が挿通される開口部と、を有し、
前記駆動系制御装置の前記端子は、前記開口部に挿通された状態で、前記バスバーに設けられた前記端子と電気的に接続されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 In the drive device for electric power steering according to any one of claims 1 to 7,
The terminal module is
A coupler for electrically connecting the control device and the outside;
A bus bar electrically connected to the coupler;
Terminals provided on the bus bar;
An opening through which a terminal extending upward from the drive system control device disposed on the lower side of the terminal module is inserted;
The electric power steering drive device , wherein the terminal of the drive system control device is electrically connected to the terminal provided on the bus bar in a state of being inserted into the opening .
前記ハウジングは、
前記センサコイルを収納するよう、該ハウジングの一端側が開口すると共に、その底部に前記ステアリングシャフトが挿通可能な挿通孔を有するセンサコイル収納部と、
前記センサコイル収納部に隣接して配置され、前記制御装置を収納するよう、前記センサコイル収納部の開口方向と同一方向に開口した制御装置収納部と、
前記制御装置収納部と前記センサコイル収納部とを連通する切欠連通部と、を有するケースを備え、
前記制御装置は、
複数のターミナルが配設されたターミナルモジュールと、
該ターミナルモジュールの下面側に配置され、前記ケースの前記制御装置収納部の底部に配置される駆動系制御装置と、
前記ターミナルモジュールの上面側に配置され、前記センサ信号端子が挿通される端子孔を有する制御系基板と、を有し、
前記制御装置と前記センサコイルは、前記ケースの開口側に臨んで、前記制御装置収納部と前記センサコイル収納部にそれぞれ配置され、
前記センサ信号端子は、前記端子孔に保持された状態で前記制御系基板と電気的に接続されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。 A torque sensor having a drive source, a housing attached to the drive source, a sensor coil for detecting a steering torque of the steering shaft, and outputting a signal corresponding to the detected torque value from a sensor signal terminal; and a signal of the torque sensor A drive device for electric power steering comprising a control device for controlling the drive source by
The housing is
A sensor coil storage part having an insertion hole into which the one end side of the housing is opened so as to store the sensor coil and into which the steering shaft can be inserted;
A control device storage portion disposed adjacent to the sensor coil storage portion and opened in the same direction as the opening direction of the sensor coil storage portion so as to store the control device;
Comprising a case having a a cutout communicating portion for communicating the sensor coil receiving portion and the control device accommodating unit,
The controller is
A terminal module having a plurality of terminals;
A drive system control device disposed on the lower surface side of the terminal module and disposed at the bottom of the control device storage portion of the case;
A control system board disposed on the upper surface side of the terminal module and having a terminal hole through which the sensor signal terminal is inserted;
The control device and the sensor coil face the opening side of the case, and are respectively disposed in the control device storage portion and the sensor coil storage portion.
The drive device for electric power steering , wherein the sensor signal terminal is electrically connected to the control system board while being held in the terminal hole .
前記駆動系制御装置は、前記ハウジングの前記制御装置収納部上に載置され、前記駆動系制御装置から発生する熱は、ヒートシンクとして機能する前記ハウジングを介して放熱されることを特徴とする電動パワーステアリング用駆動装置。
In the drive device for electric power steering according to claim 9,
The drive system control device is mounted on the control device storage portion of the housing, and heat generated from the drive system control device is radiated through the housing functioning as a heat sink. Power steering drive.
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