JP2004129362A - 電動パワーステアリング用モータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転位置センサがハウジングから露出せず、また、位置調整機構を必要としない電動パワーステアリング用モータ装置を提供する。
【解決手段】ハウジング３及びこのハウジングに結合されたフレーム５にそれぞれ支承されたシャフト２４を駆動するロータ８と、このロータに対向配置されたステータ４とを有し、上記シャフト２４が車両の操舵機構に連結されたモータ１、このモータ１を駆動、制御する制御手段４２、上記ロータの回転位置を検出する回転位置センサ２７、３１並びに上記回転位置センサの取り付け位置を電気的に補正する補正手段４６を備えた電動パワーステアリング用モータ装置において、上記回転位置センサ２７、３１を上記ハウジング３の内側に固定した構成とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動パワーステアリング用モータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の電動パワーステアリング用モータ装置の概略構成を示す横断面図である。この図において、１はモータ部で、アルミ等で形成されたハウジング３とフレーム５とを嵌合させて形成したケースを有する。６はハウジング３に設けられたフロントベアリング、７はフレーム５の後端に設けられたリアベアリングで、これら両ベアリングにシャフト２４が支承されている。フレーム５内にはシャフト２４に装着されたロータ８と、このロータの外周に対向配置されたステータ４が設けられ、ステータ４にはモータコイル１０が巻装されている。
モータコイル１０は３相コイルとされ、各相コイルの端子はターミナルを構成する樹脂製の円環状の接続部材１４に各相別に接続されている。
【０００３】
また、シャフト２４の端部にはボス２３が形成され、この部分を車両の操舵機構（図示せず）に連結して操舵補助力を出力し得るようにされている。
２７はハウジング３の外側でシャフト２４に装着され、ロータ８の回転位置を検出する回転位置センサを構成するレゾルバのロータ、３１は同じくハウジング３の外側でレゾルバのロータ２７に対向配置され、レゾルバのロータ２７と共に回転位置センサを構成するレゾルバのステータで、ハウジング３にネジ止めされている。２はモータ部１の上部に固定された制御回路部で、ヒートシンク３８付きの金属基板４２上に設けられたパワー素子４１を含むインバータ回路等の制御手段によりモータ部１の駆動、制御を行なうものである。なお、２１は金属基板４２上の制御手段と、接続部材１４の各相別ターミナルとを接続するバスバーである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動パワーステアリング用モータ装置は以上のように構成され、ロータ８の回転位置を検出する回転位置センサのレゾルバステータ３１をハウジング３の外側にネジで取り付け、モータ装置の組み立て後にレゾルバステータ３１を動かして回転位置センサの取り付け位置の調整を行なっていた。
このため、ハウジングの外側に露出した回転位置センサが組み立てや搬送の途中で破損する恐れがあるという問題点があった。また、回転位置センサの取り付け部には位置調整機構を設ける必要があり、この分だけ回転位置センサの外形が大きくなるため、モータ部への取り付けに制約が生ずるという問題点があった。
更に、回転位置センサの位置の調整は、モータ部の組み立て後に行なわれるため、回転位置センサと制御回路部との接続には、リード線等の可撓性のある線材を使用する必要があるという問題点もあった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、回転位置センサがハウジングから露出せず、また、回転位置センサの位置調整を電気的に行なうことができる電動パワーステアリング用モータ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電動パワーステアリング用モータ装置は、ハウジング及びこのハウジングに結合されたフレームにそれぞれ支承されたシャフトを駆動するロータと、このロータに対向配置されたステータとを有し、上記シャフトが車両の操舵機構に連結されたモータ、このモータを駆動、制御する制御手段、上記ロータの回転位置を検出する回転位置センサ並びに上記回転位置センサの取り付け位置を電気的に補正する補正手段を備えた電動パワーステアリング用モータ装置において、上記回転位置センサを上記ハウジングの内側に固定したものである。
【０００６】
この発明に係る電動パワーステアリング用モータ装置は、また、回転位置センサが上記ハウジングの内面に形成された取り付け部に圧入によって固定されているものである。
【０００７】
この発明に係る電動パワーステアリング用モータ装置は、また、回転位置センサが上記ハウジングの内面に形成された取り付け部に接着によって固定されているものである。
【０００８】
この発明に係る電動パワーステアリング用モータ装置は、また、回転位置センサに上記補正手段と接続するためのコネクタ部を一体に形成したものである。
【０００９】
この発明に係る電動パワーステアリング用モータ装置は、また、ハウジング及びこのハウジングに結合されたフレームにそれぞれ支承されたシャフトを駆動するロータと、このロータに対向配置されたステータと、このステータに巻装されたコイルの接続部を構成する円環状の接続部材とを有し、上記シャフトが車両の操舵機構に連結されたモータ、このモータを駆動、制御する制御手段、上記ロータの回転位置を検出する回転位置センサ並びに上記回転位置センサの取り付け位置を電気的に補正する補正手段を備えた電動パワーステアリング用モータ装置において、上記回転位置センサを上記接続部材の内周部に固定したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１、図２は、実施の形態１の概略構成を示す横断面図、図３は、実施の形態１の一部を切り欠いた状態を示す正面図である。これらの図において、モータ部１はアルミ等の材料で形成されたハウジング３にステータ４が収納されたフレーム５を嵌合させることによって構成されており、ハウジング３とフレーム５の端部にそれぞれ設けられたフロントベアリング６、リアベアリング７によってロータ８とそのシャフト２４を支承している。ステータ４は珪素鋼板等を積層して形成されており、樹脂製のスロットＩＮＳ９を介してモータコイル１０が巻装されている。
モータコイル１０はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相からなり、それぞれの端子がターミナルＡ１１、ターミナルＢ１２、ターミナルＣ１３にヒュージングによって接続されている。
【００１１】
また、３相のモータコイル１０はスター結線されており、それぞれのコモン側はターミナルＤ１５に同じくヒュージングによって接続されている。ターミナルＡ１１、ターミナルＢ１２、ターミナルＣ１３、ターミナルＤ１５は樹脂製のホルダ１６に収納され、円環状の接続部材１４を形成している。この接続部材１４には、ターミナルＡ１１、ターミナルＢ１２、ターミナルＣ１３の他に、ターミナルＥ１７との接続用としてターミナルＦ１８が設けられている。
それぞれのターミナルは、ホルダ１６に形成された壁によって相互の絶縁が保たれている。ホルダ１６の上部に設けられている樹脂製のベース１９（図３）には、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相に対応する３個のナット２０と３個のターミナルＥ１７がインサートモールドされている。このベース１９にインサートモールドされたナット２０を使用して、ターミナルＥ１７と制御回路バスバー２１をネジ２２で止め、モータコイル１０と制御回路部２との電気的接続を行なう。
【００１２】
ベース１９にインサートモールドされたターミナルＥ１７は、制御回路バスバー２１と接触する面が露出している。各相に対応するターミナルＦ１８とターミナルＥ１７はＴＩＧ溶接Ｔによって接続されている。ロータ８は鉄等の磁性体からなるシャフト２４の周面に磁界を発生させるマグネット２５を接着等の手段で取り付けた構造になっており、マグネット２５の外表面には保護チューブ（図示せず）がかぶせられている。シャフト２４のハウジング側端部にはステアリング機構のギア（図示せず）と嵌合するボス２３が圧入されており、このボス２３とフロントベアリング６とブッシュ２６とで挟み込むようにしてロータの回転位置検出センサであるレゾルバのロータ２７がシャフト２４に取り付けられている。
ハウジング側のフロントベアリング６はハウジング３にコーキングによって外輪部が固定されている。ステータ４は鉄板を絞り加工して製作されたカップ状のフレーム５に圧入されており、フレーム５の後端部にはフレーム側のリアベアリング７を収納、保持するベアリングボックス２８が形成されている。
【００１３】
ハウジング３にはその両端面にフレーム５と嵌合するフレーム側インロー部３０とステアリングギアのハウジングとモータ部１を嵌合するためのギア側インロー部２９が形成されている。また、ハウジング３の内側にはロータ８の回転位置センサであるレゾルバのステータ３１が、ハウジング３に形成されたセンサ取り付けインロー部３２に圧入または接着によって取り付けられている。
レゾルバのステータ３１には回転位置センサの取り付け位置を電気的に補正する補正手段との接続用のセンサリードワイヤ３３が設けられている。
センサリードワイヤ３３の他端には補正手段と接続するためのセンサコネクタ３４が取り付けられている。このセンサリードワイヤ３３のセンサコネクタ３４に補正手段のターミナル４４が挿入され、回転位置センサと補正手段との電気的接続が行なわれる。補正手段は基板４６に適宜のマイコン４５を装着して構成されている。
【００１４】
ハウジング３のギア側インロー部２９の内側には、ホルダ１６に制御回路バスバー２１をネジ止めするためにネジ２２を回すための作業穴３７が形成されており、ハウジング３とフレーム５が組みつけられた後で、制御回路バスバー２１の接続が行なえるように構成されている。制御回路部２のケースは底部を構成するヒートシンク３８、側壁部３９、カバー４０から構成されており、内部にはパワー素子４１が実装された金属基板４２からなるモータ部の制御手段と、マイコン４５が実装された基板４６からなる上述の補正手段が収納されている。
また、制御回路部２のケースにはハウジング側の底部に開口部４３が設けられており、モータ部１のＵ、Ｖ、Ｗ、各相のコイル１０と上記制御手段とを接続し、モータ部の駆動電流を通電するための上述した３本のバスバー２１が突出している。制御回路部２のケースの開口部４３には、また、モータの回転位置センサと上記補正手段とを接続するためのセンサターミナル４９が貫通しており、ケース内部でマイコン４５が実装された基板４６に接続されている。
【００１５】
モータと制御回路部２との組み付けは、モータハウジングの上部に設けられた開口部３６と制御回路部２のケースの開口部４３とを付き合わせた形で行ない、その際、制御回路バスバー２１がモータのベース１９に挿入され、同時に補正手段のセンサターミナル４４がモータ部のセンサコネクタ３４に挿入される。
その後、ヒートシンク３８に設けられたネジ穴にモータハウジング側からネジを挿入し、制御回路部２のケースとモータハウジング３とを図３のようにネジ止めする。ハウジング３とヒートシンク３８とのネジ止め後、ハウジング３の作業穴３７からバスバー２１とベース１９とのネジ止めを行ない、モータコイル１０と制御回路部との電気的接続を行なう。
モータ部１と制御回路部２との組み付けが完了した後、回転位置センサを構成するレゾルバの取り付け位置を電気的に調整する。
【００１６】
調整方法は、所定の２相のコイル、例えばＵ相、Ｗ相に直流電流を通電し、ステータ４に対するロータ８の位置をロックする。この際の直流電流は、ロータ８をロックするのに十分な電流であればよく、モータの定格電流より少なくてよい。この状態で、レゾルバのロータ２７とステータ３１との出力角度を制御回路部の検出回路（補正手段）によって読み取り、理論的な値、例えば０°と、読み取った値との差をオフセット値として記憶する。オフセット値を記憶した後、直流の通電を停止し、電気的位置調整が終了する。実際にモータを駆動する際の角度情報としては、レゾルバのステータ３１から読み取った角度に、このオフセット値を加えた、あるいは引いた値を使用する。この電気的位置調整機能は、補正手段のマイコン４５にソフトウエアとして記憶させておいてもよいし、補正手段の通信機能を利用して外部の装置からコントロールしてもよい。また、電気的位置調整は、モータ部の機械角１回転あたり１箇所で行なってもよいし、複数箇所で行なってその平均値をオフセット値として記憶してもよい。
【００１７】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図４は、実施の形態２の概略構成を示す横断面図、図５は、実施の形態２の一部を切り欠いた状態を示す正面図である。これらの図において、図１〜図３と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１〜図３と異なる点は、回転位置センサを構成するレゾルバのステータ３１に補正手段の基板４６と接続するためのコネクタ部３５を一体的に形成した点である。補正手段のセンサターミナル４４は回転位置センサのコネクタ部３５に直接接続される構造となっている。
このような構成とすることにより、リード線が不要となり、部品点数の削減と、組み立て工程の簡略化によるコストダウンと、接続個所の減少による信頼性の向上を図ることができる。
【００１８】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図６は、実施の形態３の概略構成を示す横断面図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、回転位置センサを構成するレゾルバのステータ３１を、円環状の接続部材１４の内周部に接着または圧入によって固定すると共に、レゾルバのロータ２７をステータ３１に対応する位置でシャフト２４に固定したものである。
このような構成とすることにより、モータ内部のスペースを有効に利用し、回転位置センサの外部への突出をなくすことができる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明に係る電動パワーステアリング用モータ装置は、ハウジング及びこのハウジングに結合されたフレームにそれぞれ支承されたシャフトを駆動するロータと、このロータに対向配置されたステータとを有し、上記シャフトが車両の操舵機構に連結されたモータ、このモータを駆動、制御する制御手段、上記ロータの回転位置を検出する回転位置センサ並びに上記回転位置センサの取り付け位置を電気的に補正する補正手段を備えた電動パワーステアリング用モータ装置において、上記回転位置センサを上記ハウジングの内側に固定したものであるため、ハウジングの外側に回転位置センサが露出せず、組み立てや搬送の途中で回転位置センサを破損させる恐れがない。また、回転位置センサの取り付け部に位置調整機構を設ける必要がないため、レゾルバのステータに突出部などを設ける必要がなく、従って回転位置センサの外形を小さくすることができ、モータへの搭載性が向上すると共に、モータ内部の空きスペースに回転位置センサを搭載することも可能となり、回転位置センサの外部への突出をなくすことができる。
【００２０】
この発明に係る電動パワーステアリング用モータ装置は、また、回転位置センサに上記補正手段と接続するためのコネクタ部を一体に形成したものであるため、リード線が不要となり、部品点数の削減と組み立て工程の簡略化によるコストダウンと接続個所の減少による信頼性の向上を図ることができる。
【００２１】
この発明に係る電動パワーステアリング用モータ装置は、また、ハウジング及びこのハウジングに結合されたフレームにそれぞれ支承されたシャフトを駆動するロータと、このロータに対向配置されたステータと、このステータに巻装されたコイルの接続部を構成する円環状の接続部材とを有し、上記シャフトが車両の操舵機構に連結されたモータ、このモータを駆動、制御する制御手段、上記ロータの回転位置を検出する回転位置センサ並びに上記回転位置センサの取り付け位置を電気的に補正する補正手段を備えた電動パワーステアリング用モータ装置において、上記回転位置センサを上記接続部材の内周部に固定したものであるため、モータ内部の空きスペースを有効に利用して回転位置センサの外部への突出をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の概略構成を示す横断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の概略構成を示す横断面図である。
【図３】実施の形態１の一部を切り欠いた状態を示す正面図である。
【図４】この発明の実施の形態２の概略構成を示す横断面図である。
【図５】実施の形態２の一部を切り欠いた状態を示す正面図である。
【図６】この発明の実施の形態３の概略構成を示す横断面図である。
【図７】従来の電動パワーステアリング用モータ装置の概略構成を示す横断面図である。
【符号の説明】
１　モータ部、　　　２　制御回路部、　　　３　ハウジング、
４　ステータ、　　　５　フレーム、　　　８　ロータ、
１４　接続部材、　　　２１　バスバー、　　　２４　シャフト、
２７　レゾルバのロータ、　　　３１　レゾルバのステータ、
３２　センサ取り付けインロー部、　　　３７　作業穴、
４１　パワー素子、　　　４２　金属基板、　　　４３　開口部、
４５　マイコン、　　　４６　基板。

Claims (5)

1. ハウジング及びこのハウジングに結合されたフレームにそれぞれ支承されたシャフトを駆動するロータと、このロータに対向配置されたステータとを有し、上記シャフトが車両の操舵機構に連結されたモータ、このモータを駆動、制御する制御手段、上記ロータの回転位置を検出する回転位置センサ並びに上記回転位置センサの取り付け位置を電気的に補正する補正手段を備えた電動パワーステアリング用モータ装置において、上記回転位置センサを上記ハウジングの内側に固定したことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ装置。
2. 上記回転位置センサは、上記ハウジングの内面に形成された取り付け部に圧入によって固定されていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング用モータ装置。
3. 上記回転位置センサは、上記ハウジングの内面に形成された取り付け部に接着によって固定されていることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング用モータ装置。
4. 上記回転位置センサには、上記補正手段と接続するためのコネクタ部が一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の電動パワーステアリング用モータ装置。
5. ハウジング及びこのハウジングに結合されたフレームにそれぞれ支承されたシャフトを駆動するロータと、このロータに対向配置されたステータと、このステータに巻装されたコイルの接続部を構成する円環状の接続部材とを有し、上記シャフトが車両の操舵機構に連結されたモータ、このモータを駆動、制御する制御手段、上記ロータの回転位置を検出する回転位置センサ並びに上記回転位置センサの取り付け位置を電気的に補正する補正手段を備えた電動パワーステアリング用モータ装置において、上記回転位置センサを上記接続部材の内周部に固定したことを特徴とする電動パワーステアリング用モータ装置。

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