专利名称：电动转向设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动转向设备，其包括用于将转向辅助力传递到转 向系统的电机，和具有控制器的控制单元，该控制器用于根据转向系统的转向扭矩来控制电机的激励状态(energizing state)，该电机和该 控制单元彼此相邻地设置，并且更具体地说，本发明涉及电动转向设备中的电机和控制装置的安装结构。
技术背景通常，在具有电动转向设备的车辆中，由扭矩传感器检测由于转 向操作而在转向轴中产生的转向扭矩，并且根据转向扭矩，由控制器 控制在电机内流动的电流，由此电机通过减速器使转动轴能够输出所 需的转向辅助力(扭矩)。例如，在专利文献l中公开了这种类型的常规电动转向设备。在这 种电动转向设备中，用于将转向辅助力传递到转向系统的电机和具有 控制器的控制装置设置在彼此附近，该控制器用于根据转向系统的转 向扭矩控制电机的激励状态。在这种情况下，存在用于以这种方式将 电机和控制单元设置在彼此附近的两个目标。第一个目标是通过将设 置在两个部件之间的电力配线的长度降低到最小，使装置紧凑并且节 省材料成本，用于获得成本降低。第二个目标是通过降低电力损失、 噪音和热量产生等提高装置的质量。从这些目标的观点出发，最近儿 年，已经在许多电动转向设备中使用该结构。专利文献l:日本专利审査公开号JP-B-3638269发明内容本发明解决的问题但是，在上述专利文献l中公开的常规电动转向设备中，相对于控 制单元的电机的安装面、用于安装汇流条端子的端子板的安装面以及 连接器的安装面不在相同的平面上。因此，在该电动转向设备的制造 过程中，这些部件的安装和组装工作不能在单一的工作步骤中进行， 并且工作效率低，这是制造成本增加的原因。根据上述情况提出本发明。本发明的目的是提供电动转向设备， 其中，在该电动转向设备的制造过程中，部件的安装和组装工作，具 体地说，电机、控制单元、用于安装汇流条端子的端子板和连接器的 安装和组装工作能有效地进行，由此能降低制造成本。解决问题的手段根据本发明的第一方面，提供一种电力转向设备，包括转向系统，转向扭矩输入该转向系统；电机，该电机将转向辅助力传递到转向系统；控制器，该控制器根据转向扭矩来控制电机的激励状态；以及 控制单元，该控制单元具有电连接于电机的端子板和连接器， 其中，相对于控制单元的电机的安装面、相对于控制单元的端子板的安装面、以及相对于控制单元的连接器的安装面设置在相同的平面上。根据本发明的第二方面，在根据第一方面的电动转向设备中，相 对于控制单元的电机的安装面由凸缘突出部分所限定，该凸缘突出部 分从电机的凸缘部分突出。根据本发明的第三方面，在根据第一方面的电动转向设备中，电 机、控制单元、端子板以及连接器的各自的安装部件能够利用固定件 相对于相同的平面安装或拆卸。根据本发明的第四方面，在根据第一方面的电动转向设备中，还 可以设置用于检测转向扭矩的扭矩传感器，并且连接器可以连接于扭 矩传感器，由此，对应于转向扭矩的电信号通过连接器而输入控制器。根据本发明的第五方面，在根据第一方面的电动转向设备中，有 关车辆的运行状态的信号可以通过连接器输入控制器。根据本发明的第六方面，在根据第一方面的电动转向设备中，电 机和控制单元通过汇流条可以彼此可分离地连接。本发明的优点根据本发明的电动转向设备这样构造，即，相对于控制单元的电 机的安装面、端子板的安装面以及连接器的安装面处于相同平面上。 因此，能在单一的工作步骤中同时安装这些部件。结果，能有效地进 行这些部件的安装和组装工作，并且因此，能减少制造成本。
图l是当从转向轴侧观察时，用于说明根据本发明的电动转向设备 的实施例的透视图。图2是当从下轴侧观察，用于说明根据本发明的电动转向设备的实 施例的前视图。图3是示出电机结构和作为前述实施例的重要部件的控制单元的 仰视图。图4是图3的侧视图。图5是当沿着箭头标志的方向观察，沿着图3中的线x-x截取的剖视图。图6是说明前述实施例中的控制器的功能的示意图。 附图标号1 转向轴 2内柱10外罩 12电机12A、12B、 12C汇流条13凸缘部分14凸缘突出部分15控制器15B端子板15C连接器15U控制单元20转向管柱30支架31螺栓33配线L 安装面具体实施方式
现在，将参考附图描述本发明的内容，在附图中示出本发明的实 施例。不用说，本发明不限于下述的实施例，而是在不背离请求专利 权的权利要求的范围内能以各种方式修改该结构。图l是在从转向轴侧向下观察的状态中，根据本发明的实施例的电 动转向设备的透视图。图2是从下轴侧观察的前视图。如图1和2所示，电动转向设备包括用于将转向辅助力传递到转向 系统的电机12，和控制单元15U，该控制单元15U具有用于控制该电机 12的激励状态的控制器15。如图1和2所示的电动转向设备是管柱辅助 型(column assist type)电动转向设备的实例，其中电机12和控制单元 15U安装在作为转向机构的安装部件的转向管柱20上。在这个实施例中，具有电动转向设备的转向管柱20还具有用于将该装置安装于车辆侧上的部件的支架30等。该支架等的结构类似于已知结构，并且因此， 将省略其说明。转向管柱20包括位于邻近转向轴1的内管柱2，和外罩IO，该外罩 10具有内管柱2能安装入其中的外管柱(未示出)。内管柱2可转动地 保持转向轴l。当来自驾驶员的转向力施加在转向盘(未示出)上时， 转向力传递到转向轴l。转向轴l连接到转向扭矩传感器(未示出)， 该转向扭矩传感器能输出作为转向扭矩的检测值的被传递的转向力。 转向扭矩的检测值被输入控制器15，该控制器15设置在前述控制单元 15U内。正如下面将要描述的，控制器15被这样构造，例如，能通过点火 开关从电池提供电力。除转向扭矩的检测值之外，将诸如由车速传感 器已经检测的车速的检测值的所需信号输入控制器15。基于这些信号， 控制器15控制电机12的激励状态，以便可以产生对应于转向系统的转 向扭矩的辅助扭矩。电机12在安装在前述的转向机构的安装部件的一侧，在其圆周上 具有凸缘部分13。这个凸缘部分13形成在电机12的主体和电机12的输 出轴12s之间的边界处。这个凸缘部分13沿着圆周方向形成有装配孔13h (见图3)。作为固定件的螺栓12a安装在这些装配孔13h内，并且被拧 入形成在转向管柱20的外罩10的上部中的螺纹孔(未示出)内。根据 这种结构，电机12以可分离的方式直接安装于外罩10的上部。因此， 电机12以这样的方式安装在转向管柱20上，即，输出轴12s的远端相对 于转向管柱20的轴线倾斜，如图2中所示，并且因此，整个电机转向装 置是倾斜的(在该实施例中，主体逆时针倾斜，如图2中所示)。图3是如沿着图1和2中的箭头B的方向观察的仰视图，示出电机12 和控制单元15U之间的布置关系。图4是图3的侧视图。如图3所示，凸缘部分13的一部分沿着圆周方向突出(在这个实施例中，凸缘部分13在两个位置处以大致C形形状向右突出)，以形成凸 缘突出部分14。这个凸缘突出部分14在三个位置形成有螺栓孔14h，并 且固定螺栓15a、 15b、 15c安装在这些螺栓孔14h内。与电机12的主体相 对的凸缘突出部分14的表面被加工成平面(凸缘突出部分14的下表面， 该表面在图4中用交替的长短点划线示出，下文中被称作"安装面L")。 如图4所示，控制单元15U的安装面(如图2所示的控制单元15U的下表 面)抵靠该安装面L，并且控制单元15U用固定螺栓15a、 15b和15c可分 离地固定于凸缘突出部分14的安装面L。连接器15C和接线端子板15B分别用小螺钉15Cb和15Bc可分离地 安装在凸缘突出部分14的下表面上，即，安装在控制单元15U的安装面 上，该控制单元15U安装在安装面L上。该连接器15C接收诸如转向扭 矩的检测值的有关车辆运行状态的各种信号，该信号已经从前述的转 向扭矩传感器输出进入控制器15。端子板15B用作连接于电机12的电连 接部分。具有放出孔(tap hole)(未示出)的三个输出端子23A、 23B 和23C (见图6)平行地形成在端子板15B上。如图3中所示，这些输出 端子23A、 23B和23C通过小螺钉12Ab、 12Bb和12Cb固定到从电机12伸 出的汇流条12A、 12B和12C的端部。图5是沿着箭头标志的方向观察，沿着图3中的线x-x所截取的剖视 图，示出上述部件，即，处于安装状态的电机12、控制单元15U、控制 器15C和端子板15B。如上所述，电动转向设备被这样构造，即电机12、控制单元15U、 控制器15C和端子板15B的各自的安装面在作为前述安装面L处于相同 的平面上。因此，能在单一的工作步骤中安装这些部件。结果，能有 效地进行这些部件的安装和组装工作，并且能减少制造成本。用于安装和组装工作这些部件的工作步骤没有特别限制。例如，作为第一步骤，在连接器15C和接线端子板15B已经安装于控制单元 15U之后，该控制单元15U可以安装于电机12的凸缘突出部分14，以装 配整个装置，并且此后，该凸缘突出部分14可以连接于转向机构的安 装部件。图6示意地示出设置在控制单元15U中的控制器15的结构。如图6 中所示，控制器15包括板15A。控制电路21和驱动电路22安装在板15A 上。如上面所述的有关车辆的运行状态等的各种数据通过连接器15C被 传送到控制电路21。控制电路21启动预先存储的确定的程序，以便根 据算法处理用于辅助转向力的输入数据，该数据由该程序提供，并且 将处理结果在确定的时间传递给驱动电路22。然后，能获得处理结果， 例如，作为用于转换被供给到驱动电路22的能量供给的负载比。以这 种方式，驱动电路22根据控制电路21的控制，输出用于驱动电机12的 驱动电力。该输出通过配线33传递到输出端子23A、 23B和23C。如上所述，根据这种电动转向设备，利用具有较短长度的汇流条 12A,、 23B和12C，电机12和控制单元15U以可分离的方式设置在彼此 附近。由于这种原因，通过减小电力配线的长度能获得上述优点。特 别地，通过使装置紧凑以及节省用于材料的成本，能降低制造成本， 并且通过降低电力损失、噪音和热量产生，能提高装置的质量。此外， 由于电机12、控制单元15U、控制器15C和端子板15B的各自的安装面 形成在作为前述安装面L的相同的平面上，所以在单一的工作步骤中能 同时安装这些部件。结果，如上所述，由于有效的安装和组装这些部 件能降低制造成本。虽然参考本实施例已经描述了本发明的内容，但本发明不是必须 限于上述实施例。例如，在上述实施例中，举例说明了管柱辅助型电动转向设备，其中，电机12和具有连接器15C以及端子板15B的控制单元15U被直接 安装在作为转向机构的安装部件的转向管柱20上。但是，根据本发明 的电动转向设备可以应用于其他类型的装置，例如，小齿轮辅助型或 齿条辅助型装置。特别是，在电机12和控制单元15U安装在转向机构上 的情况下，在小齿轮辅助型的情况下它们能安装在小齿轮轴上，并且 在齿条辅助型的情况下它们能安装在齿条轴上。作为电机12的安装部件，只要能够构造根据本发明的电动转向设 备，可以使用转向机构的合适的部件。而且，为了通过将热量传递到 具有大的热容量的部件而将控制器15的热量顺利地排除的目的，优选 转向管柱被选为电机12的安装部件，如上所述，并且在电动转向设备 是管柱辅助型的情况下，凸缘突出部分14直接安装在该转向管柱上。虽然已经参考具体的实施例充分描述了本发明，但是对于本领域 的技术人员而言，在不背离本发明的精神和范围的情况下，显然可以 增加各种修改和改进。本发明基于2005年10月13日提交的日本专利申请号2005-298525，其内容通过参考合并于此。工业适用性根据本发明，电动转向设备这样构造，相对于控制单元的电机的 安装面、设置在该控制单元上并用于与电机电连接的端子板的安装面 以及安装在控制单元上的连接器的安装面处于相同的平面上。因此， 能在单一的工作步骤中同时安装这些部件。结果，能有效地进行这些部件的安装和组装工作，并且能减少制造成本。
权利要求
1. 一种电动转向设备，包括转向系统，转向扭矩输入该转向系统；电机，该电机将转向辅助力传递到所述转向系统；控制器，该控制器根据转向扭矩控制所述电机的激励状态；以及控制单元，该控制单元具有电连接于所述电机的端子板和连接器；其中，相对于所述控制单元的所述电机的安装面、相对于所述控制单元的所述端子板的安装面、以及相对于所述控制单元的所述连接器的安装面设置在相同的平面上。
2. 根据权利要求l所述的电动转向设备，其中相对于所述控制单 元的所述电机的安装面由凸缘突出部分形成，所述凸缘突出部分从所 述电机的凸缘部分突出。
3. 根据权利要求l所述的电动转向设备，其中，所述电机、控制 单元、端子板以及连接器的各自的安装部件适于用固定件相对于所述 相同的平面连接或分离。
4. 根据权利要求l所述的电动转向设备，其中，还设置检测转向 扭矩的扭矩传感器；并且所述连接器连接于所述扭矩传感器，由此，对应于转向扭矩的电信号通过所述连接器输入所述控制器。
5. 根据权利要求l所述的电动转向设备，其中，有关车辆的运行 状态的信号通过所述连接器输入控制器。
6. 根据权利要求l所述的电动转向装置，其中，所述电机和控制 单元通过汇流条可分离地彼此连接。
全文摘要
一种电动转向设备，包括转向系统，转向扭矩输入该转向系统；电机，该电机将转向辅助力传递到转向系统；控制器，该控制器根据转向扭矩控制电机的激励状态；电连接于所述电机的端子板以及具有连接器的控制单元；其中，相对于控制单元的电机的安装面、相对于控制单元的端子板的安装面，以及相对于控制单元的连接器的安装面设置在相同的平面上。
文档编号B62D113/00GK101287638SQ200680038030
公开日2008年10月15日 申请日期2006年9月14日 优先权日2005年10月13日
发明者前田将宏, 山本武士, 江渕智昭 申请人:日本精工株式会社