[发明专利]电动动力转向装置

说明书

技术领域

[0001]

本发明涉及一种将电动马达作为驱动源使用的电动动力转向装置，尤其是涉及一种将车辆的齿条轴穿插在马达中央部的齿条辅助式的电动动力转向装置。

背景技术

[0002]

为了辅助汽车等的操舵力，近年来，在很多车辆上都装备了所谓的动力转向装置。作为这样的动力转向装置，近年来出于减轻引擎负荷和减轻重量等的观点考虑，搭载了电气式的动力操舵装置(所谓的电动动力转向装置)的车辆正在日益增加。这种电动动力转向装置(以下适当地简称为EPS)一般适用于齿条齿轮式的操舵装置，根据马达配置场所，大体分为三种类型，即，从马达位置离驾驶员近的一侧看，将马达配置在转向轴上的立柱辅助式、将马达配置在转向轴和齿条轴的连接部上的齿轮辅助式、以及将马达和齿条轴同轴状地配置的齿条辅助式这三种已被公知。

[0003]

专利文献1的EPS为上述三种中的齿条辅助式的装置。齿条辅助式的EPS由同轴地设置在齿条轴上的马达赋予操舵辅助力。图6为表示专利文献1中的那种齿条辅助式的EPS的结构的剖视图。在图6的EPS51中，和齿条轴52同轴地设置有马达53。马达53产生的操舵辅助力经由滚珠丝杆机构54传递给齿条轴52。在齿条轴52的两端，经由没有图示的转向拉杆或转向节臂等连接着转向车轮。齿条轴52与转向轴55进行齿条齿轮结合，通过驾驶员的转向操作，在轴向(图中的左右方向)动作。马达53是在圆筒状的磁轭56内同轴地插入有磁铁57、圆筒状的转子轴58以及转子芯59的结构。在转子轴58内穿插有齿条轴52。

[0004]

在EPS51中，如果方向盘被操作、转向轴55旋转，则齿条轴52在与此旋转相应的方向移动，进行操舵操作。通过进行此操作，未图示的转向扭矩传感器开始工作，基于此检测扭矩向马达53提供适当的电力。如果马达53工作，则其旋转经由滚珠丝杆机构54传递给齿条轴52。也就是说，由滚珠丝杆机构54将马达53的旋转变换成齿条轴52的轴向的运动，将操舵辅助力赋予齿条轴52。依靠此操舵辅助力和手动操舵力，车轮被操舵转向，减轻驾驶员的操作方向盘的负担。

专利文献1:日本特开平10-152058号公报

专利文献2:日本特开2000-78780号公报

专利文献3:日本特开2001-218439号公报

专利文献4:日本特开2003-158856号公报

发明内容

发明所要解决的课题

[0005]

一方面，图6所示的齿条辅助式的EPS，由于容易和引擎布置干涉，所以，在很多情况下，对其形体(特别是外形尺寸)都附加有严格的限制。例如小型乘用车用的EPS，一般情况下，其外径超过100mm就会缺乏商品性。因此，齿条式EPS用的马达都需要在外径尺寸小于100mm的范围内构成，确定满足所要求性能的最佳的规格。另一方面，贯通于马达内部的齿条轴本身具有20～30mm左右的外径。因此，穿插齿条轴的转子轴的内径也需要在20～40mm左右。也就是说，在齿条辅助式EPS用的马达中，在齿条轴贯通于中央这样的结构中，必须将外径抑制在100mm以下，而且必须以该形体获得所希望的输出。另外，EPS用马达在上述要求基础上还要求具有低摩擦(未通电时的旋转阻力)、低扭矩波动和低成本。

[0006]

然而，这种小型高性能且低成本的EPS用马达，在决定规格时需要进行非常细致而繁杂的调整。也就是说，在对马达进行结构设计时，存在定子、转子的结构、磁铁、绕组等各种参数。另外，这些参数在不少情况下都处于一种折中选择的关系。因此，为了满足上述诸要素而设定各规格，在很多情况下对于熟练的设计人员来说也是很困难的。例如，在这些要素中，如果着眼于由定子和转子构成的磁电路部，那么从磁通饱和的观点看，在形体(定子尺寸)和确保扭矩这一点上就存在二律背反的关系。

[0007]