電動轉向裝置的製作方法

2023-09-17 01:12:05 3

專利名稱：電動轉向裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過減速齒輪箱內的減速機構將電機中產生的操舵輔助力傳遞到轉 向軸的柱式電動轉向裝置。
背景技術：
作為這種電動轉向裝置，公知有如下的電動轉向裝置，S卩、在輔助舵的操舵力的電 機的外殼上設置控制電路單元，在該控制電路單元的殼體內設置有驅動電機的動力元件， 並使與控制電路單元的動力元件連接的引線通過形成在外殼及殼體的開口部，經由中繼線 與電機繞組連接(例如，參照專利文獻1)。同樣地，專利文獻2 4中也記載有，在電機上放置用於控制電機的控制裝置，並 連接電機端子和控制裝置的端子的結構。另一方面，還公知有如下的結構，S卩、使向轉向軸傳遞操舵輔助力的電機，通過減 速齒輪箱內的減速齒輪機構連接到轉向軸，並在減速齒輪箱上搭載用於控制電機的控制單 元(例如，參照專利文獻5)。專利文獻1 日本專利第3593102號公報專利文獻2 日本特開2008-109837號公報專利文獻3 日本特開2004-23841號公報專利文獻4 國際公開第2007/026894號公報專利文獻5 日本特開2007-276742號小冊子此處，在記載於上述專利文獻1 4中的現有例中，由於在電機的外殼上搭載控制 裝置，因此具有可以用較短的距離進行電機繞組與控制裝置之間的電連接的優點。但是，由 於在使用電動轉向裝置時，電機自身會發熱，因此為了對驅動電機的動力元件的發熱進行 散熱，需要設置散熱器等的散熱單元。因此，存在如下所述的未解決的問題，即在使控制裝 置的結構大形化的同時，很難減少質量。並且，通常為了在電機中產生操舵輔助力，需要檢測傳遞到轉向機構的操舵扭矩， 並在轉向軸上插入扭杆，將檢測該扭杆的扭量的扭矩傳感器配置在轉向軸的外側。因此，存 在如下所述的未解決的問題，即需要使用線束進行扭矩傳感器與控制裝置之間的電連接， 而線束會露出到外部，同時，容易引發噪聲。另一方面，在專利文獻5中記載的現有例中，由於將控制單元配置在熱質量(mass heat)大的減速齒輪箱上，因此具有不需要如散熱器那樣的散熱單元的優點。但是，存在 如下所述的未解決的問題，即，由於控制單元自身的體積大，因此控制單元從減速齒輪箱突 出，使得包含控制單元的齒輪箱的整體結構會大形化，同時，由於電機與控制單元之間的距 離比在電機外殼上搭載控制單元的情況長，因此不能避免根據配線電阻的增加而引起的效 率下降。進而，還存在如下所述的問題，即，由於將控制單元搭載在車輛衝撞時的衝擊能量 吸收(EA)衝程所需的空間，因此很難確保衝擊能量吸收(EA)衝程性能。S卩、如圖11所示，電機101連接於減速齒輪箱100，控制單元103安裝在上述減速齒輪箱100中的收納蝸杆的蝸杆收納部102的方向盤(未圖示)側，其中，該蝸杆與電機 101的旋轉軸連接。因此，衝擊能量吸收(EA)衝程的留量，正比於與轉向軸垂直並收納在蝸 杆收納部102中的蝸杆的中心軸、即蝸杆收納部102的中心軸與安裝在該蝸杆收納部102 的控制單元103的方向盤側端部之間的佔據距離Lo。此處，為了確保衝擊吸收(EA)衝程， 從方向盤側觀察時，有沒有限制衝程的物體很重要，並且希望該物體處在裡側、即車輛前方 側。因此，儘量使上述的佔據距離Lo短的做法，對確保衝擊能量吸收(EA)衝程有益，然而 在專利文獻5中記載的現有例中很難使佔據距離Lo變短。

發明內容
因此，本發明是鑑於上述現有例的未解決的問題而提出的，其目的在於，提供一種 電動轉向裝置，其在確保將控制裝置搭載到電機外殼的方式的優點及將控制裝置搭載到齒 輪箱的方式的優點的同時，可以解決未解決的問題。為了達到上述目的，本發明的一方式提供一種電動轉向裝置，該電動轉向裝置具 有轉向柱，其內置有傳遞操舵扭矩的轉向軸；電機，其通過齒輪箱內的齒輪機構將操舵輔 助力傳遞到上述轉向軸；以及控制裝置，其對該電機進行驅動控制。並且，其特徵在於，上述 控制裝置至少具有驅動電路模塊，其具有驅動上述電機的開關元件，且該驅動電路模塊搭 載於該電機的外殼上；以及控制模塊，其控制上述驅動電路模塊，且該控制模塊搭載於上述 齒輪箱上。並且，本發明的其他方式的電動轉向裝置具有轉向柱，其內置有傳遞操舵扭矩的 轉向軸；電機，其通過齒輪箱內的齒輪機構將操舵輔助力傳遞到上述轉向軸；以及控制裝 置，其對該電機進行驅動控制。並且，其特徵在於，上述控制裝置包括驅動電路模塊，其具 有驅動上述電機的開關元件，且搭載於該電機的外殼上；控制模塊，其控制上述驅動電路模 塊，並搭載於上述齒輪箱的與中心軸垂直的面上；以及連接器模塊，其具有外部連接器和噪 聲對策部件，且搭載於與上述齒輪箱的中心軸交叉且與上述控制模塊鄰接的面上。並且，本發明的其他方式的電動轉向裝置的特徵在於，上述驅動電路模塊搭載於 上述電機的外殼中的凸緣部上。並且，本發明的其他方式的電動轉向裝置的特徵在於，在上述齒輪箱的與轉向軸 相對的內周面上配置有操舵扭矩檢測單元，在與該操舵扭矩檢測單元相對的外周面側配置 有上述控制模塊，上述操舵扭矩檢測單元的連接端子直接與上述控制模塊電連接。並且，本發明的其他方式的電動轉向裝置的特徵在於，上述齒輪機構包括蝸輪， 其與轉向軸連接；以及蝸杆，其與該蝸輪嚙合，並與上述電機的輸出軸連接。並且，本發明的其他方式的電動轉向裝置的特徵在於，上述控制模塊在上述齒輪 箱的收納上述蝸輪的蝸輪收納部的外周緣與上述蝸杆的中心軸之間的交點附近沿著與上 述轉向軸的中心軸垂直的平面進行配置。並且，本發明的其他方式的電動轉向裝置的特徵在於，上述電機由內置有旋轉角 度檢測器的無刷電機構成，上述驅動電路模塊由與上述無刷電機的相數相應的多相逆變器 構成。根據本發明，可以通過至少由具有驅動電機的開關元件，且搭載於該電機的外殼 上的驅動電路模塊、和控制上述驅動電路模塊，且搭載於上述齒輪箱上的控制模塊構成對電機進行驅動控制的控制裝置，因此可以使配線電阻影響大的驅動電路模塊與電機的驅動 線圈之間的距離最短，能夠將由配線電阻引起的效率下降抑止在最小限。並且，通過將控制驅動電路模塊的控制模塊搭載在齒輪箱上，可以在齒輪箱內配 置操舵扭矩檢測單元時，以短距離且不會向外部露出的方式，進行與操舵扭矩檢測單元之 間的電連接以及與驅動電路模塊的電連接的雙方，並且可以將配線部件保留在最小限。進而，通過使外部連接器或噪聲對策部件從控制模塊獨立出來而搭載到齒輪箱 上，從而可以使外部連接器或噪聲對策部件接近控制模塊和驅動電路模塊的雙方來配置， 可以實現大電流系統的配線電阻下降所致的效率提高、以及信號系統配線的縮短所致的耐 噪聲性提高。而且，通過準備與每個車輛製造者對應的連接器形狀的連接器模塊，無需對成 為交付對象的每個車輛製造者製作不同的控制模塊，可以提高適應性。


圖1是安裝了本發明的電動轉向裝置的動力轉向機構的概略結構圖。
圖2是圖1的電動轉向裝置的立體圖。
圖3是圖2的分解立體圖。
圖4是電動轉向裝置的主視圖。
圖5是電動轉向裝置的後視圖。
圖6是電動轉向裝置的右視圖。
圖7是電動轉向裝置的左視圖。
圖8是減速齒輪箱的截面圖。
圖9是電機的截面圖。
圖10是示出本發明的其他實施方式的分解立體圖。
圖11是示出現有例的俯視圖。
具體實施例方式以下，根據

本發明的實施方式。圖1是示出本發明的電動轉向裝置的一實施方式的概略結構圖。在圖1中，SM為轉向機構。該轉向機構SM具有轉向軸2，該轉向軸2具有輸入軸 2a，其被傳遞駕駛員作用在方向盤1的操舵力；輸出軸2b，其通過未圖示的扭杆連接在該輸 入軸2a。該轉向軸2旋轉自如地內置在轉向柱3內，輸入軸2a的一端與方向盤1連接，另 一端與未圖示的扭杆連接。並且，傳遞到輸出軸2b的操舵力，通過由兩個叉頭4a、4b以及連接這些叉頭的十 字連接部4c構成的萬向接頭4，傳遞到中間軸5，進而，通過由兩個叉頭6a、6b和連接這些 叉頭的十字連接部6c構成的萬向接頭6，傳遞到小齒輪軸7。傳遞到該小齒輪軸7的操舵 力通過轉向齒輪機構8變換為車輛寬度方向的直線前進運動，傳遞到左右的拉杆9，並且通 過拉杆9使轉舵輪WL、WR轉舵。在轉向軸2的輸出軸2b上具有減速齒輪箱11，其內置有將操舵輔助力傳遞到輸 出軸2b的齒輪機構；以及電機12，其由連接在該減速齒輪箱11，用於產生操舵輔助力，由例 如三相無刷電機構成。
如圖2所示，該電機12安裝在齒輪箱凸緣27上，該齒輪箱凸緣27以切線方向形 成於減速齒輪箱11的後述的蝸輪收納部24的外周側。並且，在減速齒輪箱11中的齒輪箱 凸緣27的右側安裝有在電機12的軸方向上串聯排列的控制模塊40及連接器模塊50。減速齒輪箱11是通過對具有高熱導性的材料，例如鋁、鋁合金、鎂及鎂合金中的 任一個進行例如壓鑄成型而形成的。如圖4、圖5及圖6所示，該減速齒輪箱11具有蝸杆收納部22，其收納蝸杆21 ； 蝸輪收納部24，其配置在該蝸杆收納部22的下側，具有與該蝸杆收納部22的中心軸垂直的 中心軸，收納與蝸杆嚙合的蝸輪23，並且開放了車輛前方側。並且，減速齒輪箱11具有扭矩傳感器收納部26，其與蝸輪收納部24的車輛前方 側一體地同軸連接，並收納扭矩傳感器25 ；齒輪箱凸緣27，其具有在蝸杆收納部22的開放 端面形成的套管孔(未圖示)，並安裝電機12 ；筒狀的柱安裝部28，其將在扭矩傳感器收納 部26的車輛後方側端形成的轉向柱3的前端壓入其中；以及箱蓋29，其覆蓋上述蝸輪收納 部24的開放端面。進而，減速齒輪箱11具有控制模塊安裝部30，其橫跨蝸杆收納部22和蝸輪收納 部24以及扭矩傳感器收納部26中的一部分而形成，將控制模塊40安裝到沿與轉向軸2的 軸方向、即減速齒輪箱11的中心軸垂直的蝸杆軸方向的面上；以及連接器模塊安裝部31， 其在與減速齒輪箱11的中心軸垂直並與控制模塊安裝部30鄰接的面上，安裝與蝸杆收納 部22上的齒輪箱凸緣27接近形成的連接器模塊50。並且，如圖8中的放大圖所示，扭矩傳感器25構成為，以磁氣方式檢測轉向軸2的 輸入軸2a及輸出軸2c間的扭轉狀態，從而通過作為扭矩檢測元件的一對檢測線圈25a及 25b，檢測傳遞到轉向軸2的操舵扭矩。在這一對檢測線圈25a及25b的卷繞開始及卷繞結束位置上，分別連接有在與轉 向柱3的中心軸垂直的方向上平行地向外部突出的外部連接端子25c、25d及25e、25f。這 些外部連接端子25c 25f的突出部在中央部與轉向柱3的中心軸平行地折彎而形成為L 字狀，從而如圖8所示，從在引導面32形成的開口 33向上方突出，其中上述引導面32引導 以與控制模塊安裝部30成直角的方式形成的控制模塊40的下面。並且，如圖8所示，轉向軸2的輸出軸2c通過固定在箱蓋29的內周面的滾動軸承 29a來旋轉自如地指示。並且，如圖4所示，在安裝電機12的凸緣部12b的齒輪箱凸緣27上形成有通孔 27a，其用於插通針對搭載於電機12的凸緣部12b的驅動電路模塊60的供電用端子61 ；以 及通孔27b，其用於插通選通控制信號端子62及旋轉變壓器信號端子63。並且，如圖9所示，電機12具有開放了前端的有底圓筒狀的電機架12a ；覆蓋該 電機架12a的前端，並安裝在減速齒輪箱11的凸緣部12b。在電機架12a內配置有卷繞有 勵磁線圈的電機定子12c。通過後側軸承12d及前側軸承12f，輸出軸12g被旋轉自如地支 撐，該後側軸承12d在該電機定子12c內固定在電機架12a的底部，上述前側軸承12f固定 在突出形成於凸緣部12b的套管突部12e。在該輸出軸12g的與電機定子12c相對的位置 上，固定有在表面形成有永久磁鐵12h的表面磁鐵型電機轉子12i。在該電機轉子12i的與 凸緣部12b相對的位置上，配置有作為檢測轉子旋轉角的轉子旋轉角檢測器的旋轉變壓器 12 j。
此處，如圖3所示，凸緣部12b在與減速齒輪箱11的柱安裝部28側對應的位置 上，形成有向減速齒輪箱11的軸方向膨出的矩形膨出部13，並且以驅動電機12的包含三 相逆變器的驅動電路模塊60不從凸緣部12b的表面突出的方式，收納在形成於該矩形膨出 部13的矩形收納凹部14中。此處，構成驅動電路模塊60的三相逆變器例如具有如下的結 構，即，分別串聯連接2個由動力MOSFET構成的半導體開關元件而成的3個開關臂，並聯連 接在正極側線與負極側線之間。並且，驅動電路模塊60除了三相逆變器以外，還可以包含 用於檢測電機通電電流值的電流傳感器。並且，在驅動電路模塊60的表面側突出配置有分別與正極側線及負極側線電連 接的供電用端子61、以及與各開關元件的選通連接的選通控制信號端子62。並且，旋轉變壓器12j具有旋轉變壓器定子12v，其固定在圓筒部12u的內周面， 該圓筒部12u在凸緣部12b內向套管突部12e的相反側延長而與該套管突部12e —體形成； 以及旋轉變壓器轉子12w，其固定在插通到該旋轉變壓器定子12v內的輸出軸12g。旋轉變壓器定子12v，在從外部的信號處理電路輸入正弦波的勵磁信號f(t)= A-sin( t)時，輸出與轉子的旋轉角θ相應的正弦波及餘弦波的旋轉變壓器信號Ys (=
k · sin ( θ ) · f (t)) & Yc ( = k · sin ( θ ) · f (t))。因此，設置有用於輸入輸出這些勵磁信號f (t)及旋轉變壓器信號Ys、Yc的、各自 由一對勵磁信號輸入端子和旋轉變壓器信號輸出端子構成的例如6根旋轉變壓器信號端 子。並且，在凸緣部12b中的矩形膨出部13的矩形收納凹部14的下側形成有端子收 納凹部15，在該端子收納凹部15中配置有旋轉變壓器信號端子63，該旋轉變壓器信號端子 63與內置在電機12的旋轉變壓器12j電連接。旋轉變壓器信號端子63的基部被長方體形 狀的由合成樹脂構成的信號端子絕緣部63a覆蓋。進而，在凸緣部12b的套管突部12e的外周側形成有切開與驅動電路模塊60對應 的位置的圓板部16。並且，如圖9所示，在電機12的輸出軸12g上一體形成有蝸杆21。該蝸杆21的另 一端通過配置在減速齒輪箱11的蝸杆收納部22底部的軸承22a而被旋轉自如地支撐。其 結果，一體形成了蝸杆21的輸出軸12g通過3個軸承12d、12f及22a而被支撐。在分離了 輸出軸12g和蝸杆21時，各需要2個、共4個軸承，因此可以縮短1個軸承的距離，同時，可 以省略連接輸出軸12g和蝸杆21的聯結部，從而還可以縮短該部分的長度。並且，當電機12的凸緣部12b抵接到齒輪箱凸緣27時，供電用端子61的前端通 過通孔27a內而延長到後述的控制模塊40的內部，選通控制信號端子62及旋轉變壓器信 號端子63的前端通過通孔27b內而延長到控制模塊40的內部。如圖8所示，控制模塊40由電路基板41、和例如合成樹脂制的蓋42構成，其中， 上述電路基板41與減速齒輪箱11的控制模塊安裝部30隔開距離配置，並搭載有電機電流 檢測用IC、扭矩運算用IC、微機等的運算處理裝置等，上述蓋42覆蓋該電路基板41整體而 安裝到控制模塊安裝部30上。並且，在電路基板41上，在其下端側形成有插通扭矩傳感器 25的外部連接端子25c 25f的通孔41a 41d。進而，在控制模塊40中，以與齒輪箱凸緣27接觸的方式延長形成有連接器部43， 該連接器部43對搭載於電機12的驅動電路模塊60的供電用端子61、選通控制信號端子62、內置在電機12的旋轉變壓器12j的旋轉變壓器信號端子63進行電連接。並且，在減速齒輪箱11的連接器模塊安裝部31上安裝有連接器模塊50。該連接 器模塊50在圖4 圖6中用點劃線圖示的絕緣殼體51內，收納有電源連接器52、信號連接 器53、作為噪聲對策部件的線圈54、以及平滑用電容器55。與電池(未圖示)連接的電配線從車輛前方側插入到電源連接器52，與車體的各 部分的控制設備進行數據收發的CAMController Area Network)等的網絡信號配線從車 輛前方側插入到信號連接器53。並且，從連接器模塊50輸出並被實施了噪聲對策而平滑化 的直流電力，通過未圖示的連接端子供給到控制模塊40的電路基板41，同時，從信號連接 器53輸入的信號通過未圖示的控制端子供給到電路基板41。此處，如圖2所示，控制模塊40以如下所述方式放置，即，從正面觀察時，控制模塊 40的中心位置大致存在於減速齒輪箱11的蝸輪收納部24的外周緣與蝸杆21即電機12的 輸出軸12g的中心軸之間的交點位置附近。接著，說明上述實施方式的動作。在本實施方式的電動轉向裝置中，通過在減速齒輪箱11的齒輪箱凸緣27上抵接 電機12的凸緣部12b，同時，將套管突部12e與齒輪箱凸緣27的套管孔(未圖示)進行套 管連接，從而將電機12安裝到減速齒輪箱11。此時，與電機12的輸出軸12g—體連接的蝸 杆21插通到減速齒輪箱11的蝸杆收納部22，與蝸輪23嚙合，其中，該蝸輪23收納在蝸輪 收納部24而與轉向軸2的輸出軸2c連接。與此同時，從凸緣部12b的端面沿著輸出軸12g突出的驅動電路模塊60的供電用 端子61、選通控制信號端子62及旋轉變壓器12 j的旋轉變壓器信號端子63，分別插通設在 齒輪箱凸緣27的通孔27a、通孔27b而與控制模塊40的電路基板41的連接器部43電連接。並且，在將電機12組裝到減速齒輪箱11的狀態下，在電機12的凸緣部12b和減 速齒輪箱11的齒輪箱凸緣27抵接時，確保間隙，以使收納在矩形收納凹部14內的驅動電 路模塊60不會被壓接。並且，在完成具有上述結構的電動轉向裝置對車輛的搭載之後，當使車輛的未圖 示的點火開關成為接通狀態而通過連接器模塊50從電池向控制模塊40供給電力時，通過 微機等的運算處理裝置執行操舵輔助控制處理，根據扭矩傳感器25及未圖示的車速傳感 器的檢測值，計算操舵輔助電流指令值。根據該操舵輔助電流指令值和由電機電流檢測部 檢測出的電機電流，執行電流反饋處理，計算電壓指令值。根據該電壓指令值形成構成驅動 電路模塊60的開關元件的選通驅動信號，並將該選通驅動信號供給到驅動電路模塊60，從 而使電機12的三相線圈中流過三相交流驅動電流來驅動電機12，以使在正轉或者反轉方 向上產生必要操舵輔助力。因此，通過從電機12產生與方向盤1的操舵扭矩相應的操舵輔助力，該操舵輔助 力通過蝸杆21及蝸輪23傳遞到旋轉軸2的輸出軸2c，從而可以用小操舵力對方向盤1進 行操舵。如上所述，根據上述實施方式，由於將對電機12進行驅動控制的控制裝置分割為 控制模塊40、連接器模塊50及驅動電路模塊60這三個模塊，因此使這些接近地配置在最佳 位置的自由度提高，還可以使整體的結構小型化。
並且，搭載於電機12的驅動電路模塊60及旋轉變壓器12j與控制模塊40之間的 電連接如下供電用端子61、選通信號端子62及旋轉變壓器信號端子63通過設在減速齒 輪箱11的齒輪箱凸緣27的通孔27a及27b，與控制模塊40的連接器部43直接連接。因 此，不會如以往的裝置那樣，供電用端子、控制信號端子、旋轉變壓器信號用端子從減速齒 輪箱11及電機12的外周向徑向突出，同時，也無需使用電機線束或連接軟線而進行連接。 因此，可以減少使用電機線束時的配線損失，同時，不會受到外來噪聲或強磁場等導致的影 響，可以確保良好的信號可信性。並且，即使在電動轉向裝置的周圍配置車輛側部件等，也 由於電動轉向裝置的電連接部不幹擾這些部件，因此可以使車輛搭載設計性良好。並且，由於驅動電機12的包含三相逆變器的驅動電路模塊60直接搭載在電機12 上，因此可以在內部連接驅動電路模塊60的三相交流輸出端子和電機12的三相線圈，從而 無需在電機12設置向外部突出的供電用母線杆。並且，通過將驅動電路模塊60搭載到電 機12的凸緣部12b，可以使驅動電路模塊60的三相交流輸出端子與電機12的三相線圈之 間的電連接部的長度抑止到最小限，並且可以減小配線電阻而提高效率。進而，由於控制模塊40安裝在減速齒輪箱11的扭矩傳感器收納部26上，因此可 以直接電連接電路基板41的通孔41a 41d和扭矩傳感器25的外部連接端子25c 25f， 在該情況下，配線也不會露出到外部，可以將兩者間的配線部件抑止到最小限的長度。並 且，控制模塊40隻要形成電路基板41和連接器部43即可，因此可以使轉向軸2的軸方向 的厚度變薄。因此，如圖7所示，可以使上述的蝸杆收納部22的中心軸與控制模塊40的方 向盤側的端部之間的佔據距離Lo變短，容易確保車輛衝突時的衝擊能量吸收(EA)衝程性 能。並且，可以使連接器模塊50與控制模塊40及驅動電路模塊60接近而設置到減速 齒輪箱11的蝸杆收納部22上，可以實現大電流系統的配線電阻減少所致的效率提高和信 號系統配線的縮短化所致的耐噪聲性提高。而且，由於連接器模塊50相對於控制模塊40及 驅動電路模塊60獨立，因此在按照每個汽車製造商進行連接的連接器形狀不同時，只要僅 將連接器模塊50符合汽車製造商地製造多種類型即可，無需重新設計製作控制裝置整體， 可以提高適應性。並且，可以提供如下所述的電動轉向裝置，S卩，作為電機12適用無刷電機，因此可 以與有刷電機相比，可以縮短軸方向長度，同時，不產生刷接觸電阻所致的損失，可以省略 用於電機通電的導線束，從而可以實現在任何一個低損失的方法中都不能得到的高輸出效率。並且，由於在電機12的輸出軸12g上一體形成蝸杆21，因此可以省略連接兩者間 的聯結，同時，由於可以將旋轉自如地支撐的軸承數減少為3個，因此可以使電機12接近減 速齒輪箱11的蝸杆收納部22來安裝，可以縮短該部分的電機12的突出長度。另外，在上述實施方式中，說明了包含三相逆變器的驅動電路模塊60以不從凸緣 部12b的表面突出的方式收納在電機12的凸緣部12b的情況，但並不限定於此，如圖10所 示，也可以以從凸緣部12b的表面突出的方式配置驅動電路模塊60。此時，只要在減速齒輪 箱11的齒輪箱凸緣27上形成插入驅動電路模塊60的凹部即可。另外，在上述實施方式中，雖然說明了在電機12的輸出軸12g上直接連接蝸杆21 的情況，但是並不限定於此，也可以使輸出軸12g和蝸杆21分離，通過利用了鋸齒連接、花鍵連接等的聯結來連接兩者。並且，在上述實施方式中，雖然說明了控制裝置分割為控制模塊40、連接器模塊 50及驅動電路模塊60這三個模塊的情況，但並不限定於此，也可以省略連接器模塊50，使 連接器及噪聲對策部件與控制模塊40 —體化。並且，在上述實施方式中，雖然說明了將本發明適用到方向盤1位於右側的右舵 車的情況，但並不限定於此，也可以適用到方向盤1位於左側的左舵車。並且，在上述實施方式中，雖然說明了將本發明適用到柱助力式電動轉向裝置的 情況，但並不限定於此，在適用到小齒輪助力或齒條助力式的電動轉向裝置時也可以得到 相同的效果。並且，在上述實施方式中，雖然說明了在電機12上內置了旋轉變壓器12j的情況， 但並不限定於此，也可以代替旋轉變壓器12j而內置霍爾元件等的其他形式的旋轉檢測
ο並且，在上述實施方式中，雖然說明了作為電機12而適用了表面磁鐵型的電機轉 子12i的情況，但並不限定於此，可以適用磁鐵嵌入型(IPM)的無刷電機、或感應電機等其 他形式的無刷電機的同時，相數也可以任意設定，進而可以在無刷電機以外適用有刷電機， 此時，可以省略旋轉變壓器12j或旋轉檢測元件的同時，只要將驅動電路模塊60構成為將 4個開關元件連接成H型的H橋電路結構，用控制模塊40控制開關元件的選通。並且，在上述實施方式中，雖然說明了僅用扭矩檢測元件構成扭矩傳感器25，並將 其信號處理電路內置在控制模塊40的情況進行了說明，但並不限定於此，也可以用扭矩檢 測元件25a、2 及其信號處理電路構成扭矩傳感器25，並在減速齒輪箱11上內置扭矩檢測 元件25a、25b的同時，配置與扭矩檢測元件25a、25b電連接的信號處理電路。此時，在減速 齒輪箱11單體的狀態下，可以校正信號處理電路，並且可以在不受電機的影響的情況下進 行信號處理電路的校正。並且，可以將電機12組裝到完成了扭矩傳感器25的信號處理電 路的校正的減速齒輪箱11，並且在其之後或者之前，在組裝了控制模塊40的階段，可以進 行控制模塊40及扭矩檢測元件之間的電連接、以及控制模塊40及驅動電路模塊60之間的 電連接，並且可以容易地進行組裝作業，且可以在不使扭矩傳感器的精度下降的情況下簡 化組裝工序。並且，在上述實施方式中，雖然說明了使電機12的軸方向作為與轉向軸2垂直的 方向而將電機12安裝到齒輪箱凸緣27上的情況，但並不限定於此，只要是與轉向軸2交叉 的方向即可。並且，雖然說明了將控制模塊安裝部30及連接器模塊安裝部31形成於減速齒輪 箱11的與中心軸垂直的面的情況，但並不限定於此，也可以形成於與減速齒輪箱11的中心 軸交叉的面上。產業上的可利用性可以提供能夠在將控制單元安裝到減速齒輪箱的情況下，構成轉向軸的軸方向的 厚度薄的控制模塊的電動轉向裝置。標記說明1 方向盤2 轉向軸3:轉向柱11:減速齒輪箱
12 電機12a電機架
12b凸緣部12c電機定子
12e套管突部12g 輸出軸
12i電機轉子12j旋轉變壓器
21 蝸杆22 ；蝸杆收納部
23 蝸輪24 ；蝸輪收納部
25 扭矩傳感器26 ；扭矩傳感器收納部
27 齒輪箱凸緣28 ；柱安裝部
30 控制模塊安裝部31 ；連接器模塊安裝部
40 控制模塊41 ；電路基板
50 連接器模塊51 ；絕緣殼體
52 電源連接器53 ；信號連接器
54 線圈55 ；電容器
60 驅動電路模塊61 ；供電用端子
62 選通信號端子63 ；旋轉變壓器信號端子
1權利要求
1.一種電動轉向裝置，其具有轉向柱，其內置有傳遞操舵扭矩的轉向軸；電機，其通 過齒輪箱內的齒輪機構將操舵輔助力傳遞到上述轉向軸；以及控制裝置，其對該電機進行 驅動控制，該電動轉向裝置的特徵在於，上述控制裝置至少具有驅動電路模塊，其具有驅動上述電機的開關元件，且該驅動電路模塊搭載於該電機的 外殼上；以及控制模塊，其控制上述驅動電路模塊，且該控制模塊搭載於上述齒輪箱上。
2.一種電動轉向裝置，其具有轉向柱，其內置有傳遞操舵扭矩的轉向軸；電機，其通 過齒輪箱內的齒輪機構將操舵輔助力傳遞到上述轉向軸；以及控制裝置，其對該電機進行 驅動控制，該電動轉向裝置的特徵在於，上述控制裝置具有驅動電路模塊，其具有驅動上述電機的開關元件，且該驅動電路模塊搭載於該電機的 外殼上；控制模塊，其控制上述驅動電路模塊，且該控制模塊搭載於上述齒輪箱的與中心軸垂 直的面上；以及連接器模塊，其具有外部連接器和噪聲對策部件，且該連接器模塊搭載於與上述齒輪 箱的中心軸交叉且與上述控制模塊鄰接的面上。
3.根據權利要求1或2所述的電動轉向裝置，其特徵在於，所述驅動電路模塊搭載於所述電機的外殼中的凸緣部上。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的電動轉向裝置，其特徵在於，在上述齒輪箱的與轉向軸相對的內周面上配置有操舵扭矩檢測單元，在與該操舵扭矩 檢測單元相對的外周面側配置有上述控制模塊，上述操舵扭矩檢測單元的連接端子直接與 上述控制模塊電連接。
5.根據權利要求1至4中的任一項所述的電動轉向裝置，其特徵在於，上述齒輪機構具有蝸輪，其與轉向軸連接；以及蝸杆，其與該蝸輪嚙合，並與上述電機的輸出軸連接。
6.根據權利要求5所述的電動轉向裝置，其特徵在於，上述控制模塊在上述齒輪箱的收納上述蝸輪的蝸輪收納部的外周緣與上述蝸杆的中 心軸之間的交點附近沿著與上述轉向軸的中心軸垂直的平面進行配置。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的電動轉向裝置，其特徵在於，上述電機由內置有旋轉角度檢測器的無刷電機構成，上述驅動電路模塊由與上述無刷 電機的相數相應的多相逆變器構成。
全文摘要
本發明提供一種電動轉向裝置，其在確保將控制裝置搭載到電機外殼的方式的優點及將控制裝置搭載到齒輪箱的方式的優點的同時，可以解決未解決的問題。該電動轉向裝置具有轉向柱(3)，其內置有傳遞操舵扭矩的轉向軸(2)；電機(12)，其通過齒輪箱(11)內的齒輪機構將操舵輔助力傳遞到上述轉向軸(2)；以及控制裝置，其對該電機(12)進行驅動控制，其特徵在於，上述控制裝置至少具有驅動電路模塊(60)，其具有驅動上述電機的開關元件，且搭載於該電機的外殼；以及控制模塊(40)，其控制上述驅動電路模塊(60)，且搭載於上述齒輪箱(11)。
文檔編號B62D5/04GK102123902SQ20108000216
公開日2011年7月13日 申請日期2010年10月29日 優先權日2009年10月30日
發明者今村洋介, 關根孝明, 太田裕介, 巖崎康浩, 熊谷紳, 菊地祐介 申請人:日本精工株式會社