JP6688431B2 - 電気式ステアリングシステム用パワーユニット - Google Patents

Description

本発明は、モータを収容するモータハウジング、吸熱源および吸熱源上に配置されたモータ用操作電子装置を含む電気式ステアリングシステム用パワーユニットから出発する。吸熱源およびモータハウジングは、操作電子装置から吸熱源を介してモータハウジングへの熱交換が可能なように相互に結合されている。

このようなパワーユニットは、例えば、独国特許出願公開第１０２００９０００１６９号明細書に開示されている。この文献において、吸熱源は、焼きばめによりモータハウジングと結合されている。パワーユニットの組立において、例えば、モータハウジングが加熱され、それに続いて吸熱源がモータハウジング内に挿入され、その後に、焼きばめを達成するためにモータハウジングは再び冷却される。

吸熱源とモータハウジングの間の結合により、操作電子装置から、損失電力により発生された熱がモータハウジングを介して排出される。
この発明は、さらに、パワーユニットの組立方法に関する。

独国特許出願公開第１０２００９０００１６９号明細書

本発明は、モータを収容するモータハウジング、吸熱源および吸熱源上に配置されたモータ用操作電子装置を含む電気式ステアリングシステム用パワーユニットから出発する。吸熱源およびモータハウジングは、操作電子装置から吸熱源を介してモータハウジングへの熱交換が可能なように相互に結合されている。

本発明の本質は、吸熱源は、少なくとも一部が、モータハウジングと、かしめまたはさらに溶接あるいはさらにねじ締めにより結合されていることにある。
この場合、吸熱源をモータハウジングに熱的に結合するためのかしめまたはさらに溶接あるいはさらにねじ締めによる結合により、焼きばめによる結合に比較して、パワーユニットのより小さい構造高さが達成可能である。これは、焼きばめの場合、たいていの誘導加熱に基づき、パワーユニットの組立において、吸熱源と、モータハウジング内に含まれるモータ、特にモータの支持板の間に、ある最小空間が必要であり、一方、かしめまたはさらに溶接あるいはさらにねじ締めの場合、このような最小空間が必要ではなく、したがって、パワーユニットの構造高さが小さく保持可能であることに基づいている。

本発明の有利な構成は、モータハウジングの開口が存在するモータハウジングの正面側において、吸熱源は、その主伸長平面内において、少なくとも一部がモータハウジングを超えて突出するように設計されている。

この場合、吸熱源の平面はモータハウジングの正面側においてモータハウジングの断面平面より大きいので、一方で、モータの操作電子装置のより多くの数の電気部品が吸熱源上に配置可能であることが有利である。他方で、モータハウジングを超えて突出する吸熱源の領域内に、吸熱源の両側に部品が配置可能である。これにより、例えばきわめて大きいためにパワーユニットの構造高さを増大させるであろう部品は、吸熱源の下側に、したがって、モータハウジングの側部にかつ外側に配置可能であり、この場合、これはパワーユニットの構造高さを増大させることにはならない。さらに、例えば、パワーユニットに対する接続プラグは、モータハウジングの横に配置可能である。

本発明の有利な構成により、モータハウジングの開口が存在するモータハウジングの正面側は、段を付けて形成されているように設計されている。
この場合、吸熱源は、これにより、一部がモータハウジングの内壁に、一部がモータハウジングの正面側に当接して、モータハウジングと結合可能であることが有利である。これにより、良好な機械的結合が得られ、それに対応して、吸熱源とモータハウジングの間の良好な熱伝導性が得られる。

本発明の他の有利な構成により、バケット形状のモータハウジングの開口を形成するモータハウジングの正面側に形成されおよび曲げられまたは鋲接された少なくとも１つのブラケットおよび少なくとも１つの吸熱源内の付属の切込部により、かしめが形成されているように設計されている。

この場合、これは、吸熱源をモータハウジングと熱的に密に当接させて結合する良好な可能性を提供し、これにより、吸熱源とモータハウジングの間の熱交換が保証されることが有利である。さらに、ブラケットの曲げまたは鋲接により、パワーユニットの構造高さが全く増大されないかまたは僅かに増大されるにすぎない。

本発明の有利な実施形態において、吸熱源が吸熱源の正面側に溝を有しおよびモータハウジングがモータハウジングの内壁に舌状突起を有し、これらが相互にかしめられていることにより、吸熱源は、少なくとも一部がモータハウジングとかしめられているように設計されている。

この場合、小さな熱抵抗を有する、吸熱源とモータハウジングの間の密に当接する結合が達成されていることが有利である。
本発明の他の有利な実施形態において、モータハウジングの正面側において、モータハウジングがモータハウジングの内壁上に舌状突起を有する領域内に、モータハウジングは少なくとも一部がスリットを有するように設計されている。

この場合、モータハウジングのスリットに基づき、より簡単に吸熱源とかしめ可能であることは有利である。すなわち、かしめ工具が上から吸熱源内の切抜部を貫通してスリット内に挿入され、かつ十分な力の付勢により、モータハウジングが吸熱源と、特に舌状突起が溝とかしめ可能である。

本発明の他の有利な実施形態において、ねじが吸熱源内の貫通口を貫通してモータハウジング内に形成されたねじ山内に係合し、これにより、吸熱源とモータハウジングの間の結合を形成するように設計されている。

この場合、これは、吸熱源を熱的にモータハウジングと結合する複雑でない可能性を提供することが有利である。
本発明の有利な構成により、溶接のために、レーザ光溶接が使用されるように設計されている。

この場合、吸熱源とモータハウジングの間の点状に正確な結合が達成可能であり、この場合、複雑な継目形状もまた実行可能であることが有利である。
本発明のさらに有利な構成により、吸熱源が少なくとも１つの切込部を有し、この場合、切込部の端縁は、少なくとも一部が、モータハウジングの開口が存在するモータハウジングの正面側に当接し、およびモータハウジングは、吸熱源と、少なくとも一部で、当接する端縁に沿って溶接されているように設計されている。

この場合、これは、モータハウジングと吸熱源の間の特に安定な結合を提供することが有利である。
本発明の他の有利な構成により、吸熱源は、その上に配置された操作電子装置と共に、少なくとも一部が、追加ハウジング、特にプラスチックハウジングにより包囲されているように設計されている。

この場合、追加ハウジングはモータの操作電子装置を環境の影響から保護し、これによりパワーユニットの使用寿命が向上されることが有利である。
本発明の他の有利な構成により、モータハウジングまたはさらに吸熱源は、アルミニウム精錬合金から深絞りにより形成されているように設計されている。
この場合、アルミニウム精錬合金は高い熱伝導性を有し、これにより、操作電子装置、吸熱源およびモータハウジングの間の熱交換が改善されていることが有利である。さらに、深絞りは、吸熱源またはさらにモータハウジングの技術的に簡単な製造可能性を示す。 この場合、ダイカストに比較して、定期的に更新されなければならない鋳造工具が必要とされない。したがって、パワーユニットはコスト的に有利に製造可能である。

本発明は、さらに、モータを収容するモータハウジング、吸熱源、および吸熱源上に配置されたモータ用操作電子装置を有するパワーユニットの組立方法に関する。この場合、吸熱源とモータハウジング間の結合は、かしめまたはさらに溶接あるいはさらにねじ締めにより実行される。

この場合、吸熱源をモータハウジングに熱的に結合するためのかしめまたはさらに溶接あるいはさらにねじ締めによる結合により、焼きばめによる結合に比較して、パワーユニットのより小さい構造高さが達成可能である。これは、焼きばめの場合、たいていの誘導加熱に基づき、パワーユニットの組立において、吸熱源と、モータハウジング内に含まれるモータ、特にモータの支持板の間に、ある最小空間が必要であり、一方、かしめまたはさらに溶接あるいはさらにねじ締めの場合、このような最小空間が必要ではなく、したがって、パワーユニットの構造高さが小さく保持可能であることに基づいている。

本発明による方法の有利な構成において、実行された結合後に、第１ハウジングシェルがモータハウジング上に押し込まれ、かつモータハウジングの外壁に固定され、特に接着され、およびそれに続いて第２ハウジングシェルが積み上げられ、かつ第１ハウジングシェルと、特にレーザ光溶接により結合されているように設計されている。

この場合、第１ハウジングシェルおよび第２ハウジングシェルから形成された追加ハウジングは、モータの操作電子装置を環境の影響から保護し、これにより、パワーユニットの使用寿命が向上されることが有利である。

本発明による方法の有利な構成により、モータハウジングまたはさらに吸熱源は、アルミニウム精錬合金の深絞りにより製造されるように設計されている。
この場合、アルミニウム精錬合金は高い熱伝導性を有し、これにより、操作電子装置、吸熱源およびモータハウジングの間の熱交換が改善されていることが有利である。さらに、深絞りは、吸熱源またはさらにモータハウジングの技術的に簡単な製造可能性を示す。

この場合、ダイカストに比較して、定期的に更新されなければならない鋳造工具が必要とされない。したがって、パワーユニットはコスト的に有利に製造可能である。

図１ａは、本発明による電気式ステアリングシステム用パワーユニットの第１実施例を示した断面図、図１ｂは、本発明による電気式ステアリングシステム用パワーユニットの第１実施例を示した平面図である。 図２は、本発明による吸熱源とモータハウジングの間の結合の第２実施例を示した断面図である。 図３は、本発明による吸熱源とモータハウジングの間の結合の第３実施例を示した断面図である。 図４は、本発明による吸熱源とモータハウジングの間の結合の第４実施例を示した断面図である。 図５は、本発明による吸熱源とモータハウジングの間の結合の第５実施例を示した斜視図である。

図１ａは、本発明による電気式ステアリングシステム用パワーユニット１０の第１実施例を示す断面図である。パワーユニット１０は、図示されていないモータ、通常、電動機用バケット形状モータハウジング２０を含む。このバケット形状モータハウジング２０は、この場合、底部２１を有し、底部は、通常、図示されていないモータのモータ軸により貫通されている。底部２１は、図１ａにおいて、円形底面を有し、これにより、モータハウジング２０は円筒形状に形成されている。しかしながら、底部２１の正方形底面またはさらに他の形状の底面もまた考えられる。モータハウジング２０は、底部２１とは反対側に開口２５を有する。さらに、パワーユニット１０は、主伸長平面を有する吸熱源３０、およびモータの操作のために使用される、吸熱源３０上に配置された操作電子装置４０を含む。操作電子装置４０は、例えば、その上に配置された電気部品４２を有するプリント回路板４１として形成されている。これらの電気部品４２は、例えば、スイッチまたはモータの操作のために必要な逆変換装置のダイオードあるいは操作の制御のための論理ユニットの容量または部品であってもよい。プリント回路板４１は、例えば、伝熱接着剤により吸熱源３０上に装着されている。

さらに、吸熱源３０は、吸熱源３０とモータハウジング２０の間の熱交換が可能であり、これにより、特に、操作電子装置４０から発生された熱が吸熱源３０を介してモータハウジング２０に伝達可能なように、モータハウジング２０と結合されている。吸熱源３０は、この場合、モータハウジング２０の開口２５がほぼ閉鎖されているように配置され、これにより、吸熱源３０は、モータハウジング２０に対する一種のカバーとして働く。さらに、吸熱源３０は、少なくとも一部が、モータハウジング２０の開口２５が存在するモータハウジング２０の正面側２３に当接し、およびさらに、少なくとも一部が、その主伸長平面内においてモータハウジング２０を超えて突出する。モータハウジング２０の他の位置において、吸熱源３０は、正面側３３を、モータハウジング２０の内壁２４に当接させる。さらに、吸熱源３０は切込部３７を有し、切込部はモータハウジング２０の正面側２３との係合を可能にする。吸熱源３０とモータハウジング２０の間の結合の種々の可能性が図２ないし５に詳細に示されている。吸熱源３０は、さらに、その上に配置された操作電子装置４０と共に、少なくとも一部が追加ハウジング６０により包囲されている。この追加ハウジング６０は、例えばプラスチック製であり、かつ第１ハウジングシェル６１および第２ハウジングシェル６２から形成される。第１ハウジングシェル６１は、モータハウジング２０の上から押し込まれ、ないしはモータハウジング２０上に圧入され、かつモータハウジング２０の外壁２６にそれにより固定されている。固定は、この場合、シール輪郭６４に沿って接着により行われる。これにより、第１ハウジング６１とモータハウジング６０の間のシールが行われる。第２ハウジングシェル６２は積み上げられ、かつ第１ハウジングシェル６１と、例えばレーザ光溶接または同様に接着により結合されている。

図示されていない代替実施例において、電気部品４２は、少なくとも一部が、直接、すなわちプリント回路板４１なしで吸熱源３０上に配置されていてもよい。
図１ｂは、本発明による電気式ステアリングシステム用パワーユニット１０の第１実施例を示す平面図である。この場合、パワーユニット１０は、操作電子装置４０および追加ハウジング６０なしで示されている。さらに、ＡからＢへの破線が示され、それに沿って図１ａの断面図が示されている。吸熱源３０は、ここで、モータハウジング２０の正面側２３に当接し、この場合、モータハウジング２０の正面側２３との係合を有するために、吸熱源３０内に切込部３７が形成されている。さらに、吸熱源３０は、その主伸長平面内において、少なくとも一部が、モータハウジング２０の正面側２３においてモータハウジング２０を超えて突出する。

図２は、本発明による吸熱源とモータハウジングの間の結合の第２実施例を断面図で示す。モータハウジング２０の正面側２３に、モータハウジング２０の延長としてブラケット２７が形成されている。このブラケット２７は、吸熱源３０の付属の切込部３７を貫通して係合し、かつ切込部３７内を貫通した後に曲げられ、これにより、吸熱源３０はモータハウジング２０の正面側２３に固定されかつ吸熱源３０とモータハウジング２０の間の熱交換が実行可能である。切込部３７は、吸熱源３０内の完全な貫通口であっても、または吸熱源３０の正面側３３における単なる切込部であってもよい。

図示されていない代替実施例において、吸熱源とモータハウジングの間の結合を可能にするために、ブラケット２７は、曲げられる代わりに鋲接されていてもよい。
図示されていない他の代替実施例において、吸熱源３０がモータハウジング２０を超えて突出する領域内において、さらに、吸熱源３０の正面側３３が内壁２４に当接するか、またはさらに吸熱源３０がモータハウジング２０の外壁２６に当接するように、吸熱源３０は、段を付けて形成されていてもよい。

図３は、本発明による吸熱源とモータハウジングの間の結合の第３実施例を断面図で示す。モータハウジング２０の内壁２４上に舌状突起２８を有するモータハウジング２０の断面図が示されている。舌状突起２８は、吸熱源３０の正面側３３に形成された溝３８内に入り込みかつこれとかしめられている。さらに、モータハウジング２０の正面側２３は、モータハウジング２０が内壁２４上に舌状突起２８を有する領域内にスリット２９を有する。さらに、吸熱源３０は、一部が、モータハウジング２０の正面側２３の領域内に切込部３７を有し、切込部は、正面側２３およびそれに対応してスリット２９へのアクセスを可能にする。スリット２９は容易にたわむように働くので、スリット２９は、吸熱源３０がより容易にモータハウジング２０内に、それに続いて舌状突起２８が溝３８内にはめ込まれることを可能にする。さらに、かしめ工具のスリット２９内への挿入により、吸熱源３０のモータハウジング２０とのかしめが達成可能である。

図示されていない代替実施例において、吸熱源３０が舌状突起を、およびモータハウジング２０が溝を有し、このことは、それに対応して、図３に示されているような舌状突起−溝の関係とは逆の構成である。

図示されていない他の代替実施例において、モータハウジング２０の正面側２３がスリット２９なしで形成されていてもよい。この場合、このとき、かしめ工具は、例えば、それがモータハウジングの正面側２３それ自身を分割可能であるかまたは舌状突起−溝の結合を他の方法でかしめ可能なように形成されていなければならない。

図４は、本発明による吸熱源とモータハウジングの間の結合の第４実施例を断面図で示す。吸熱源３０は、モータハウジング２０の正面側２３に当接する。さらに吸熱源３０は貫通口５３を有し、およびモータハウジング２０は、相互に心出しされて形成された、正面側２３内に設けられたねじ山５２を有し、この場合、ねじ５０はそれぞれ貫通口５３を貫通してねじ山５２内に係合し、これにより、吸熱源３０をモータハウジング２０と結合する。

しかしながら、図示されていない代替実施例において、吸熱源３０内の貫通口５３およびモータハウジング２０内のねじ山５２もまた、ねじ５０の少なくとも１つがモータハウジング２０を貫通しさらにそれに隣接して入り込むように配置されていてもよい。この場合、ねじ山５２は、このとき、例えば絶縁材ハウジング２０の底部２１内に、またはさらに図示されていないモータの支持板内に、またはさらに図示されていないモータハウジング２０の半径方向突起内に形成されている。

図５は、本発明による吸熱源とモータハウジングの間の結合の第５実施例を斜視図で示す。その正面側２３に吸熱源３０が配置されたモータハウジング２０の切取図が示されている。吸熱源３０の正面側３３内に、切込部３７の端縁３６がそれぞれモータハウジング２０の正面側２３に当接するように形成された切込部３７が設けられている。さらに、吸熱源３０は、少なくとも一部が、モータハウジング２０の正面側２３に当接する切込部３７の端縁３６に沿ってモータハウジング２０と溶接されている。端縁３６の一部領域のみを溶接することは十分であろう。

図示されていない代替実施例において、切込部３７の端縁３６がモータハウジング２０に当接するかぎり、切込部３７は貫通口として形成されてもよく、したがって、吸熱源３０の正面側３３に形成されていなくてもよい。

図示されていない代替実施例において、吸熱源３０は切込部３７を有しない。吸熱源３０は、このとき、少なくともモータハウジングに当接する端縁に沿ってモータハウジング２０と溶接されている。

本発明によるステアリングシステム用パワーユニット１０の組立方法の図示されていない一実施例において、その上にステアリングシステムのモータ用操作電子装置４０が配置されている吸熱源３０とモータハウジング２０の間の結合は、かしめまたはさらに溶接あるいはさらにねじ締めにより実行される。

吸熱源３０とモータハウジング２０の間の実行された結合の後に、第１ハウジングシェル６１がモータハウジング２０上に押し込まれ、またはさらに圧入され、かつモータハウジング２０の外壁２４に固定され、特に接着され、およびそれに続いて第２ハウジング６２が積み上げられ、かつ第１ハウジング６１と、特にレーザ光溶接またはさらに接着により結合される。吸熱源３０とモータハウジング２０の間の実行される結合の前に、例えば、吸熱源３０またはさらにモータハウジング２０が、アルミニウム精錬合金の深絞り、曲げおよび押抜きにより製造されてもよい。

１０ パワーユニット
２０ モータハウジング
２１ 底部
２３ 正面側
２４ 内壁
２５ 開口
２６ 外壁
２７ ブラケット
２８ 舌状突起
２９ スリット
３０ 吸熱源
３３ 正面側
３６ 端縁
３７ 切込部
３８ 溝
４０ 操作電子装置
４１ プリント回路板
４２ 電気部品
５０ ねじ
５２ ねじ山
５３ 貫通口
６０ 追加ハウジング
６１ 第１ハウジングシェル
６２ 第２ハウジングシェル
６４ シール輪郭

Claims (10)

1. モータを収容するモータハウジング（２０）、
   吸熱源（３０）、および
   吸熱源（３０）上に配置されたモータ用操作電子装置（４０）を含む電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）であって、
   この場合、吸熱源（３０）およびモータハウジング（４０）は、操作電子装置（４０）から吸熱源（３０）を介してモータハウジング（２０）への熱交換が可能なように相互に結合されている、電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）において、
   吸熱源（３０）は、少なくとも一部が、モータハウジング（２０）と、かしめおよび／または溶接および／またはねじ締めにより結合され、
   吸熱源（３０）が吸熱源（３０）の正面側（３３）に溝（３８）を有し、
   モータハウジング（２０）がモータハウジング（２０）の内壁に舌状突起（２８）を有し、
   舌状突起（２８）は溝（３８）内にかしめられていることにより、吸熱源（３０）は、少なくとも一部がモータハウジング（２０）とかしめられ、
   モータハウジング（２０）は、モータハウジング（２０）の正面側（２３）において、モータハウジング（２０）がモータハウジング（２０）の内壁（２４）上に舌状突起（２８）を有する領域内の少なくとも一部であって、モータハウジング（２０）の内壁（２４）と外壁（２６）の間に、スリット（２９）を有する、
   ことを特徴とする電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。
2. モータハウジング（２０）の開口（２５）が存在するモータハウジング（２０）の正面側（２３）において、吸熱源（３０）は、その主伸長平面内において、少なくとも一部がモータハウジング（２０）を超えて突出することを特徴とする請求項１に記載の電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。
3. モータハウジング（２０）の開口（２５）が存在するモータハウジング（２０）正面側（２３）は、段を付けて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。
4. モータハウジング（２０）の開口（２５）が存在するモータハウジング（２０）の正面側（２３）に形成されおよび曲げられまたは鋲接された少なくとも１つのブラケット（２７）および少なくとも１つの吸熱源（３０）内の付属の切込部（３７）により、かしめが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。
5. 吸熱源（３０）内の貫通口（５３）を貫通してモータハウジング（２０）内のねじ山（５２）内に係合する少なくとも１つのねじ（５０）により、ねじ締めが形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 溶接がレーザ光溶接で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。
7. 吸熱源（３０）が少なくとも１つの切込部（３６）を有し、この場合、切込部（３６）の端縁（３７）は、少なくとも一部が、モータハウジング（２０）の開口（２５）が存在するモータハウジング（２５）の正面側（２３）に当接し、およびモータハウジング（２０）は、吸熱源（３０）と、少なくとも一部で、当接する端縁（３６）に沿って溶接されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。
8. 吸熱源（３０）は、その上に配置された操作電子装置（４０）と共に、少なくとも一部が、追加ハウジング（６０）により包囲されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。
9. 前記追加ハウジング（６０）はプラスチックハウジングであることを特徴とする請求項８に記載の電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。
10. モータハウジング（２０）および／または吸熱源（３０）は、アルミニウム精錬合金から深絞りにより形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気式ステアリングシステム用パワーユニット（１０）。

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