專利名稱：電動轉(zhuǎn)向設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動轉(zhuǎn)向設備，其包括用于將轉(zhuǎn)向輔助力傳遞到轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)的電機，和具有控制器的控制單元，該控制器用于根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向扭矩來控制電機的激勵狀態(tài)(energizing state)，該電機和該 控制單元彼此相鄰地設置，并且更具體地說，本發(fā)明涉及電動轉(zhuǎn)向設備中的電機和控制裝置的安裝結(jié)構(gòu)。
技術背景通常，在具有電動轉(zhuǎn)向設備的車輛中，由扭矩傳感器檢測由于轉(zhuǎn) 向操作而在轉(zhuǎn)向軸中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩，并且根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩，由控制器 控制在電機內(nèi)流動的電流，由此電機通過減速器使轉(zhuǎn)動軸能夠輸出所 需的轉(zhuǎn)向輔助力(扭矩)。例如，在專利文獻l中公開了這種類型的常規(guī)電動轉(zhuǎn)向設備。在這 種電動轉(zhuǎn)向設備中，用于將轉(zhuǎn)向輔助力傳遞到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機和具有 控制器的控制裝置設置在彼此附近，該控制器用于根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn) 向扭矩控制電機的激勵狀態(tài)。在這種情況下，存在用于以這種方式將 電機和控制單元設置在彼此附近的兩個目標。第一個目標是通過將設 置在兩個部件之間的電力配線的長度降低到最小，使裝置緊湊并且節(jié) 省材料成本，用于獲得成本降低。第二個目標是通過降低電力損失、 噪音和熱量產(chǎn)生等提高裝置的質(zhì)量。從這些目標的觀點出發(fā)，最近兒 年，已經(jīng)在許多電動轉(zhuǎn)向設備中使用該結(jié)構(gòu)。專利文獻l:日本專利審査公開號JP-B-3638269發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問題但是，在上述專利文獻l中公開的常規(guī)電動轉(zhuǎn)向設備中，相對于控 制單元的電機的安裝面、用于安裝匯流條端子的端子板的安裝面以及 連接器的安裝面不在相同的平面上。因此，在該電動轉(zhuǎn)向設備的制造 過程中，這些部件的安裝和組裝工作不能在單一的工作步驟中進行， 并且工作效率低，這是制造成本增加的原因。根據(jù)上述情況提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供電動轉(zhuǎn)向設備， 其中，在該電動轉(zhuǎn)向設備的制造過程中，部件的安裝和組裝工作，具 體地說，電機、控制單元、用于安裝匯流條端子的端子板和連接器的 安裝和組裝工作能有效地進行，由此能降低制造成本。解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種電力轉(zhuǎn)向設備，包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向扭矩輸入該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；電機，該電機將轉(zhuǎn)向輔助力傳遞到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；控制器，該控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩來控制電機的激勵狀態(tài)；以及 控制單元，該控制單元具有電連接于電機的端子板和連接器， 其中，相對于控制單元的電機的安裝面、相對于控制單元的端子板的安裝面、以及相對于控制單元的連接器的安裝面設置在相同的平面上。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在根據(jù)第一方面的電動轉(zhuǎn)向設備中，相 對于控制單元的電機的安裝面由凸緣突出部分所限定，該凸緣突出部 分從電機的凸緣部分突出。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在根據(jù)第一方面的電動轉(zhuǎn)向設備中，電 機、控制單元、端子板以及連接器的各自的安裝部件能夠利用固定件 相對于相同的平面安裝或拆卸。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在根據(jù)第一方面的電動轉(zhuǎn)向設備中，還 可以設置用于檢測轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩傳感器，并且連接器可以連接于扭 矩傳感器，由此，對應于轉(zhuǎn)向扭矩的電信號通過連接器而輸入控制器。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在根據(jù)第一方面的電動轉(zhuǎn)向設備中，有 關車輛的運行狀態(tài)的信號可以通過連接器輸入控制器。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在根據(jù)第一方面的電動轉(zhuǎn)向設備中，電 機和控制單元通過匯流條可以彼此可分離地連接。本發(fā)明的優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向設備這樣構(gòu)造，即，相對于控制單元的電 機的安裝面、端子板的安裝面以及連接器的安裝面處于相同平面上。 因此，能在單一的工作步驟中同時安裝這些部件。結(jié)果，能有效地進 行這些部件的安裝和組裝工作，并且因此，能減少制造成本。


圖l是當從轉(zhuǎn)向軸側(cè)觀察時，用于說明根據(jù)本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向設備 的實施例的透視圖。圖2是當從下軸側(cè)觀察，用于說明根據(jù)本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向設備的實 施例的前視圖。圖3是示出電機結(jié)構(gòu)和作為前述實施例的重要部件的控制單元的 仰視圖。圖4是圖3的側(cè)視圖。圖5是當沿著箭頭標志的方向觀察，沿著圖3中的線x-x截取的剖視圖。圖6是說明前述實施例中的控制器的功能的示意圖。 附圖標號1 轉(zhuǎn)向軸 2內(nèi)柱10外罩 12電機12A、12B、 12C匯流條13凸緣部分14凸緣突出部分15控制器15B端子板15C連接器15U控制單元20轉(zhuǎn)向管柱30支架31螺栓33配線L 安裝面具體實施方式
現(xiàn)在，將參考附圖描述本發(fā)明的內(nèi)容，在附圖中示出本發(fā)明的實 施例。不用說，本發(fā)明不限于下述的實施例，而是在不背離請求專利 權(quán)的權(quán)利要求的范圍內(nèi)能以各種方式修改該結(jié)構(gòu)。圖l是在從轉(zhuǎn)向軸側(cè)向下觀察的狀態(tài)中，根據(jù)本發(fā)明的實施例的電 動轉(zhuǎn)向設備的透視圖。圖2是從下軸側(cè)觀察的前視圖。如圖1和2所示，電動轉(zhuǎn)向設備包括用于將轉(zhuǎn)向輔助力傳遞到轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)的電機12，和控制單元15U，該控制單元15U具有用于控制該電機 12的激勵狀態(tài)的控制器15。如圖1和2所示的電動轉(zhuǎn)向設備是管柱輔助 型(column assist type)電動轉(zhuǎn)向設備的實例，其中電機12和控制單元 15U安裝在作為轉(zhuǎn)向機構(gòu)的安裝部件的轉(zhuǎn)向管柱20上。在這個實施例中，具有電動轉(zhuǎn)向設備的轉(zhuǎn)向管柱20還具有用于將該裝置安裝于車輛側(cè)上的部件的支架30等。該支架等的結(jié)構(gòu)類似于已知結(jié)構(gòu)，并且因此， 將省略其說明。轉(zhuǎn)向管柱20包括位于鄰近轉(zhuǎn)向軸1的內(nèi)管柱2，和外罩IO，該外罩 10具有內(nèi)管柱2能安裝入其中的外管柱(未示出)。內(nèi)管柱2可轉(zhuǎn)動地 保持轉(zhuǎn)向軸l。當來自駕駛員的轉(zhuǎn)向力施加在轉(zhuǎn)向盤(未示出)上時， 轉(zhuǎn)向力傳遞到轉(zhuǎn)向軸l。轉(zhuǎn)向軸l連接到轉(zhuǎn)向扭矩傳感器(未示出)， 該轉(zhuǎn)向扭矩傳感器能輸出作為轉(zhuǎn)向扭矩的檢測值的被傳遞的轉(zhuǎn)向力。 轉(zhuǎn)向扭矩的檢測值被輸入控制器15，該控制器15設置在前述控制單元 15U內(nèi)。正如下面將要描述的，控制器15被這樣構(gòu)造，例如，能通過點火 開關從電池提供電力。除轉(zhuǎn)向扭矩的檢測值之外，將諸如由車速傳感 器已經(jīng)檢測的車速的檢測值的所需信號輸入控制器15?；谶@些信號， 控制器15控制電機12的激勵狀態(tài)，以便可以產(chǎn)生對應于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn) 向扭矩的輔助扭矩。電機12在安裝在前述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)的安裝部件的一側(cè)，在其圓周上 具有凸緣部分13。這個凸緣部分13形成在電機12的主體和電機12的輸 出軸12s之間的邊界處。這個凸緣部分13沿著圓周方向形成有裝配孔13h (見圖3)。作為固定件的螺栓12a安裝在這些裝配孔13h內(nèi)，并且被擰 入形成在轉(zhuǎn)向管柱20的外罩10的上部中的螺紋孔(未示出)內(nèi)。根據(jù) 這種結(jié)構(gòu)，電機12以可分離的方式直接安裝于外罩10的上部。因此， 電機12以這樣的方式安裝在轉(zhuǎn)向管柱20上，即，輸出軸12s的遠端相對 于轉(zhuǎn)向管柱20的軸線傾斜，如圖2中所示，并且因此，整個電機轉(zhuǎn)向裝 置是傾斜的(在該實施例中，主體逆時針傾斜，如圖2中所示)。圖3是如沿著圖1和2中的箭頭B的方向觀察的仰視圖，示出電機12 和控制單元15U之間的布置關系。圖4是圖3的側(cè)視圖。如圖3所示，凸緣部分13的一部分沿著圓周方向突出(在這個實施例中，凸緣部分13在兩個位置處以大致C形形狀向右突出)，以形成凸 緣突出部分14。這個凸緣突出部分14在三個位置形成有螺栓孔14h，并 且固定螺栓15a、 15b、 15c安裝在這些螺栓孔14h內(nèi)。與電機12的主體相 對的凸緣突出部分14的表面被加工成平面(凸緣突出部分14的下表面， 該表面在圖4中用交替的長短點劃線示出，下文中被稱作"安裝面L")。 如圖4所示，控制單元15U的安裝面(如圖2所示的控制單元15U的下表 面)抵靠該安裝面L，并且控制單元15U用固定螺栓15a、 15b和15c可分 離地固定于凸緣突出部分14的安裝面L。連接器15C和接線端子板15B分別用小螺釘15Cb和15Bc可分離地 安裝在凸緣突出部分14的下表面上，即，安裝在控制單元15U的安裝面 上，該控制單元15U安裝在安裝面L上。該連接器15C接收諸如轉(zhuǎn)向扭 矩的檢測值的有關車輛運行狀態(tài)的各種信號，該信號已經(jīng)從前述的轉(zhuǎn) 向扭矩傳感器輸出進入控制器15。端子板15B用作連接于電機12的電連 接部分。具有放出孔(tap hole)(未示出)的三個輸出端子23A、 23B 和23C (見圖6)平行地形成在端子板15B上。如圖3中所示，這些輸出 端子23A、 23B和23C通過小螺釘12Ab、 12Bb和12Cb固定到從電機12伸 出的匯流條12A、 12B和12C的端部。圖5是沿著箭頭標志的方向觀察，沿著圖3中的線x-x所截取的剖視 圖，示出上述部件，即，處于安裝狀態(tài)的電機12、控制單元15U、控制 器15C和端子板15B。如上所述，電動轉(zhuǎn)向設備被這樣構(gòu)造，即電機12、控制單元15U、 控制器15C和端子板15B的各自的安裝面在作為前述安裝面L處于相同 的平面上。因此，能在單一的工作步驟中安裝這些部件。結(jié)果，能有 效地進行這些部件的安裝和組裝工作，并且能減少制造成本。用于安裝和組裝工作這些部件的工作步驟沒有特別限制。例如，作為第一步驟，在連接器15C和接線端子板15B已經(jīng)安裝于控制單元 15U之后，該控制單元15U可以安裝于電機12的凸緣突出部分14，以裝 配整個裝置，并且此后，該凸緣突出部分14可以連接于轉(zhuǎn)向機構(gòu)的安 裝部件。圖6示意地示出設置在控制單元15U中的控制器15的結(jié)構(gòu)。如圖6 中所示，控制器15包括板15A?？刂齐娐?1和驅(qū)動電路22安裝在板15A 上。如上面所述的有關車輛的運行狀態(tài)等的各種數(shù)據(jù)通過連接器15C被 傳送到控制電路21?？刂齐娐?1啟動預先存儲的確定的程序，以便根 據(jù)算法處理用于輔助轉(zhuǎn)向力的輸入數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由該程序提供，并且 將處理結(jié)果在確定的時間傳遞給驅(qū)動電路22。然后，能獲得處理結(jié)果， 例如，作為用于轉(zhuǎn)換被供給到驅(qū)動電路22的能量供給的負載比。以這 種方式，驅(qū)動電路22根據(jù)控制電路21的控制，輸出用于驅(qū)動電機12的 驅(qū)動電力。該輸出通過配線33傳遞到輸出端子23A、 23B和23C。如上所述，根據(jù)這種電動轉(zhuǎn)向設備，利用具有較短長度的匯流條 12A,、 23B和12C，電機12和控制單元15U以可分離的方式設置在彼此 附近。由于這種原因，通過減小電力配線的長度能獲得上述優(yōu)點。特 別地，通過使裝置緊湊以及節(jié)省用于材料的成本，能降低制造成本， 并且通過降低電力損失、噪音和熱量產(chǎn)生，能提高裝置的質(zhì)量。此外， 由于電機12、控制單元15U、控制器15C和端子板15B的各自的安裝面 形成在作為前述安裝面L的相同的平面上，所以在單一的工作步驟中能 同時安裝這些部件。結(jié)果，如上所述，由于有效的安裝和組裝這些部 件能降低制造成本。雖然參考本實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不是必須 限于上述實施例。例如，在上述實施例中，舉例說明了管柱輔助型電動轉(zhuǎn)向設備，其中，電機12和具有連接器15C以及端子板15B的控制單元15U被直接 安裝在作為轉(zhuǎn)向機構(gòu)的安裝部件的轉(zhuǎn)向管柱20上。但是，根據(jù)本發(fā)明 的電動轉(zhuǎn)向設備可以應用于其他類型的裝置，例如，小齒輪輔助型或 齒條輔助型裝置。特別是，在電機12和控制單元15U安裝在轉(zhuǎn)向機構(gòu)上 的情況下，在小齒輪輔助型的情況下它們能安裝在小齒輪軸上，并且 在齒條輔助型的情況下它們能安裝在齒條軸上。作為電機12的安裝部件，只要能夠構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的電動轉(zhuǎn)向設 備，可以使用轉(zhuǎn)向機構(gòu)的合適的部件。而且，為了通過將熱量傳遞到 具有大的熱容量的部件而將控制器15的熱量順利地排除的目的，優(yōu)選 轉(zhuǎn)向管柱被選為電機12的安裝部件，如上所述，并且在電動轉(zhuǎn)向設備 是管柱輔助型的情況下，凸緣突出部分14直接安裝在該轉(zhuǎn)向管柱上。雖然已經(jīng)參考具體的實施例充分描述了本發(fā)明，但是對于本領域 的技術人員而言，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，顯然可以 增加各種修改和改進。本發(fā)明基于2005年10月13日提交的日本專利申請?zhí)?005-298525，其內(nèi)容通過參考合并于此。工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，電動轉(zhuǎn)向設備這樣構(gòu)造，相對于控制單元的電機的 安裝面、設置在該控制單元上并用于與電機電連接的端子板的安裝面 以及安裝在控制單元上的連接器的安裝面處于相同的平面上。因此， 能在單一的工作步驟中同時安裝這些部件。結(jié)果，能有效地進行這些部件的安裝和組裝工作，并且能減少制造成本。
權(quán)利要求
1. 一種電動轉(zhuǎn)向設備，包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向扭矩輸入該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；電機，該電機將轉(zhuǎn)向輔助力傳遞到所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；控制器，該控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩控制所述電機的激勵狀態(tài)；以及控制單元，該控制單元具有電連接于所述電機的端子板和連接器；其中，相對于所述控制單元的所述電機的安裝面、相對于所述控制單元的所述端子板的安裝面、以及相對于所述控制單元的所述連接器的安裝面設置在相同的平面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其中相對于所述控制單 元的所述電機的安裝面由凸緣突出部分形成，所述凸緣突出部分從所 述電機的凸緣部分突出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其中，所述電機、控制 單元、端子板以及連接器的各自的安裝部件適于用固定件相對于所述 相同的平面連接或分離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其中，還設置檢測轉(zhuǎn)向 扭矩的扭矩傳感器；并且所述連接器連接于所述扭矩傳感器，由此，對應于轉(zhuǎn)向扭矩的電信號通過所述連接器輸入所述控制器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動轉(zhuǎn)向設備，其中，有關車輛的運行 狀態(tài)的信號通過所述連接器輸入控制器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動轉(zhuǎn)向裝置，其中，所述電機和控制 單元通過匯流條可分離地彼此連接。
全文摘要
一種電動轉(zhuǎn)向設備，包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向扭矩輸入該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；電機，該電機將轉(zhuǎn)向輔助力傳遞到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；控制器，該控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向扭矩控制電機的激勵狀態(tài)；電連接于所述電機的端子板以及具有連接器的控制單元；其中，相對于控制單元的電機的安裝面、相對于控制單元的端子板的安裝面，以及相對于控制單元的連接器的安裝面設置在相同的平面上。
文檔編號B62D113/00GK101287638SQ200680038030
公開日2008年10月15日 申請日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者前田將宏, 山本武士, 江渕智昭 申請人:日本精工株式會社