JP2001275294A

JP2001275294A - 電動パワーステアリングのモータの巻線シリンダ支持構造

Info

Publication number: JP2001275294A
Application number: JP2000087326A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Shiobara; 仁塩原; Hiromi Nozawa; 洋美野沢
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Showa Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Showa Corp
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【解決手段】車軸２３を、固定部材４１で支えたステ
ータ３１としての永久磁石４２で囲い、永久磁石４２
を、ロータ３２としての円筒状の巻線シリンダ４７で囲
い、巻線シリンダ４７の回転を動力伝達部材を介して車
軸２３に伝える形式の電動パワーステアリング１０にお
いて、巻線シリンダ４７の一端は、動力伝達ディスク５
１に固定し、巻線シリンダ４７の他端は、軸受４６を介
して固定部材４１に回転可能に保持した。【効果】固定部材並びに軸受で巻線シリンダの他端を
保持することで、巻線シリンダの回転の振れを防ぐ。軸
受で巻線シリンダの形状や偏心を矯正することができ
る。従って、巻線シリンダを高精度に形成する必要がな
く、生産効率の向上を図ることができ、生産コストを低
減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車に搭載する電
動パワーステアリングのモータの巻線シリンダ支持構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリングのモータには、
例えば、実公平３−５２６０６号公報「電気式倍力操舵
装置」に示されたものがある。この電気式倍力操舵装置
は、同公報の図によれば、ラックハウジング３内に電動
機（モータ）を備えたものであり、この電動機は、ロー
タとしてのナット７と、このナット７に一端を固定した
電動機回転子１１と、ステータとしての磁石１６と、鉄
心１７とを備えたコアレスモータである。

【０００３】この電気式倍力操舵装置は、減速歯車機構
を別途設ける必要がなく、且つモータを無鉄心（コアレ
ス）型回転子としたので、装置全体をコンパクトにする
ことができ、周辺装置と干渉することがない。また、モ
ータの電動機回転子１１及び磁石１６を長くすることに
よって大きなトルクを発生させることができる。

【０００４】一般的に、モータでは、高トルクの発生を
目的に、磁石１６と電動機回転子１１との間の隙間を小
さく（狭く）設定する必要がある。隙間が小さいと、永
久磁石の磁界内の磁力が強く、モータの性能が向上す
る。つまり、隙間を小さくして、永久磁石の磁束密度を
大きく保ち、隙間における有効磁束が多くなるようにす
ることで、モータの発生トルク（電流にも比例する）を
大きくする。逆に、隙間が大きいと、永久磁石の磁界内
の磁束が少くなり、モータの発生トルクが小さくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の「電気式倍
力操舵装置」では、回転部分であるロータとしての電動
機回転子１１（巻線シリンダ）の一端をナット７に固定
し、他端を固定しない片持ち構造のため、他端が走行中
の振動・衝撃でたわむ心配があり、磁石１６と電動機回
転子１１との間の隙間をある程度大きくしなければなら
ない。

【０００６】また、狭い隙間に円筒状の電動機回転子１
１を設けるには、電動機回転子１１を楕円や曲りのない
高精度に形成する必要があり、電動機回転子１１の形成
及び組立に手間がかかり、生産コストが嵩む。

【０００７】そこで、本発明の目的は、巻線シリンダの
回転の振れを防ぎ、巻線シリンダの内外の隙間を小さく
設定することができ、生産コストの低い電動パワーステ
アリングのモータの巻線シリンダ支持構造を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、車軸を、固定部材で支えたステータとし
ての永久磁石で囲い、この永久磁石を、ロータとしての
円筒状の巻線シリンダで囲い、この巻線シリンダの回転
を動力伝達部材を介して車軸に伝える形式の電動パワー
ステアリングにおいて、巻線シリンダの一端は、動力伝
達ディスクに固定し、巻線シリンダの他端は、軸受を介
して固定部材に回転可能に保持させることを特徴とす
る。

【０００９】ロータとしての巻線シリンダの一端を動力
伝達ディスクに固定し、他端を軸受を介して固定部材に
回転可能に保持する。他端を固定部材並びに軸受に保持
することによって、他端の回転の振れを防ぐ。また、他
端を軸受に保持することで、巻線シリンダのたわみ及び
回転の振れがなくなり、巻線シリンダが小さな隙間に納
る。さらに、組立の際、他端を軸受に保持することで、
巻線シリンダの他端を位置決めしつつ、巻線シリンダ自
身を矯正する。巻線シリンダを高精度に形成する必要が
なく、巻線シリンダの形成が容易になり、作業に手間が
かからず、生産コストが低下する。

【００１０】請求項２は、固定部材より巻線シリンダを
大径とし、これら固定部材と巻線シリンダとの間に軸受
を配置したことを特徴とする。小径の固定部材に軸受の
内周面を嵌合し、この軸受の外周面に巻線シリンダを嵌
合する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る電動パワーステアリン
グの一例の概念図であり、電動パワーステアリング１０
は、運転者１１の操舵力Ｆを補助するものであり、運転
者１１の操舵力Ｆを検知するトルクセンサ１２と、この
トルクセンサ１２の信号に基づいて、補助力の大きさ及
びモータの回転方向の制御を行うコントローラ１３（Ｅ
ＣＵ）と、このコントローラ１３の信号によって操舵補
助力を出力する電動モータ１４とを備えたものである。
１５はバッテリ、１６はステアリングホイール、１７は
ステアリングギヤである。

【００１２】図２は本発明に係る電動パワーステアリン
グの要部断面図であり、ステアリングギヤ１７に動力伝
達部材であるボールねじ２１を介して電動モータ１４を
取付け、この電動モータ１４の回転によって直線運動の
操舵補助力を与える電動パワーステアリング１０を示
す。

【００１３】ステアリングギヤ１７は、ギヤケースハウ
ジング２２内にラック＆ピニオンを収納し、ラックを形
成した車軸２３をモータハウジング２４内にまで通し、
車軸２３の両端にボールジョイント２５，２５を介して
タイロッド２６，２６を取付けたものであり、ステアリ
ングホイールの回転を車軸２３の直線運動に変換するも
のである。

【００１４】図３は本発明に係る電動モータの断面図で
ある。電動モータ１４は、コアレスモータ３０であり
（以下、電動モータ１４をコアレスモータ３０と呼称す
る。）、ギヤケースハウジング２２並びにモータハウジ
ング２４に固定した固定部分であるステータ３１と、ギ
ヤケースハウジング２２並びにモータハウジング２４側
に回転可能に支持した回転部分であるロータ３２とから
なる。ロータ３２にボールねじ２１を接続することで、
ロータ３２の回転を車軸２３の直線運動に変換すること
ができる。

【００１５】ボールねじ２１は、ねじ軸３３（車軸２
３）とナット３４がボール３５・・・（・・・は複数を示す。
以下同様。）を介して作動する部品である。３６はケー
ブルを接続するコネクタである。

【００１６】ステータ３１は、モータハウジング２４に
取付けた固定部材４１と、この固定部材４１で支持し、
車軸２３を囲った永久磁石４２と、ギヤケースハウジン
グ２２に取付けたブラシホルダ４３と、このブラシホル
ダ４３に取付けたブラシ４４と、ギヤケースハウジング
２２に嵌合したころがり軸受４５とからなる。４６は固
定部材４１に嵌合した軸受を示す。

【００１７】ロータ３２は、永久磁石４２を囲った円筒
状の巻線シリンダ４７と、この巻線シリンダ４７に取付
けた整流子４８と、中央のシヤフト４９とからなり、巻
線シリンダ４７の一端を動力伝達ディスク５１に固定
し、巻線シリンダ４７の他端の内周面側に軸受４６を沿
わせ、この軸受４６を介して他端を固定部材４１に回転
可能に保持させたものである。５３は巻線シリンダ４７
の他端に嵌合したカラーである。なお、モータハウジン
グ２４はヨーク（継鉄）を兼ねるものであり、巻線シリ
ンダ４７から発生する磁束を有効に導くための固定磁性
体でもある。

【００１８】また、コアレスモータ３０では、ヨーク
（モータハウジング２４）の内径より僅かに小さく巻線
シリンダ４７の外径を設定し、所定の隙間Ｓ１を形成す
る。一方、永久磁石４２の外径より僅かに大きく巻線シ
リンダ４７の内径を設定し、所定の隙間Ｓ２を形成す
る。これらの隙間Ｓ１，Ｓ２は小さく（狭く）すること
が望ましい。隙間Ｓ１，Ｓ２が小さいと、永久磁石４２
の磁束を多く維持すことができ、モータの発生トルクを
大きくすることができる。次に、より詳細にステータ並
びにロータを説明する。

【００１９】図４は本発明に係るコアレスモータのステ
ータの要部断面斜視図であり、永久磁石４２並びに軸受
４６を固定部材４１に取付けたことを示す。固定部材４
１は、磁石取付け部６１並びに軸受取付け部６２を同軸
に旋削したものである。磁石取付け部６１並びに軸受取
付け部６２を同軸に旋削したので、固定部材４１に永久
磁石４２並びに軸受４６を取付けると、永久磁石４２の
中心軸線Ｃ１と軸受４６の中心軸線Ｃ２とを同軸に組合
せることができる。

【００２０】永久磁石４２は、フェライト磁石である。
フェライト磁石を用いることで、生産コストの低減及び
軽量化を図ることができる。なお、永久磁石としては、
他に希土類磁石を用いてもよい。

【００２１】軸受４６は滑り軸受であり、非導電体を用
いたものである。非導電体を用いると、磁力線は流れに
影響を受けないので、モータは損失を無視することがで
き、モータ効率の向上を図ることができる。非導電体の
一例としては、樹脂、複合材料（ＦＲＰ（繊維強化プラ
スチック）、セラミックス、多孔質材料を挙げることが
できる。

【００２２】図５は本発明に係るコアレスモータのロー
タの断面斜視図であり、シヤフト４９に円筒状の巻線シ
リンダ４７を取付けた状態を示す。巻線シリンダ４７
は、所定の線径、長さのコイル用電線６３・・・を巻き回
し、内径を固定部材より大きく形成したものであり、カ
ップ方式の巻線である。なお、開放端部６４にカラー５
３を有する。Ｃ３は巻線シリンダ４７の中心軸線を示
す。整流子４８は、整流子片６５・・・を所定の数だけ備
えたものである。整流子片６５・・・のライザ６６・・・にコ
イル用電線６３・・・を接続する。

【００２３】以上に述べた電動パワーステアリングのモ
ータの巻線シリンダ支持構造の作用を次に説明する。図
６は本発明に係る電動パワーステアリングのモータの巻
線シリンダ支持構造の作用図である。

【００２４】モータハウジング２４に固定部材４１を取
付け、固定部材４１に軸受４６を嵌合し、軸受４６を介
して回転可能に固定部材４１に巻線シリンダ４７の他端
（開放端部６４）を保持させたので、固定部材４１並び
に軸受４６で矢印の如く巻線シリンダ４７を受け、巻
線シリンダ４７の回転の振れを防ぐことができる。

【００２５】また、固定部材４１並びに軸受４６によっ
て巻線シリンダ４７のたわみ及び振れを防ぐので、巻線
シリンダ４７の外周面とモータハウジング２４の内周面
とで形成した隙間Ｓ１を小さく設定することができ、同
様に、巻線シリンダ４７の内周面と永久磁石４２の外周
面とで形成した隙間Ｓ２を小さく設定することができ
る。

【００２６】さらに、巻線シリンダ４７の他端を軸受４
６を介して固定部材４１に保持させたので、軸受４６に
よって、強制的に巻線シリンダ４７の楕円（差が大きい
場合）を矢印の如く矯正するとともに、巻線シリンダ
４７の偏心（差が大きい場合）を矯正することができ
る。その結果、巻線シリンダ４７を高精度に形成する必
要がなく、巻線シリンダ４７の生産コストを低減するこ
とができる。

【００２７】加えて、固定部材４１より巻線シリンダ４
７を大径とし、これら固定部材４１と巻線シリンダ４７
との間に軸受４６を配置したので、小径の固定部材４１
に軸受４６の内周面を嵌合し、この軸受４６の外周面に
巻線シリンダ４７を嵌合する。この結果、小径の固定部
材４１に中径の軸受４６を嵌合し、この中径の軸受４６
に大径の巻線シリンダ４７を嵌合するので、組合せが容
易になる。従って、生産コストを低減することができ
る。

【００２８】その上、ステータ３１をなす固定部材４１
は外周部（磁石取付け部６１、軸受取付け部６２）を同
軸に旋削したものであり、この固定部材４１に永久磁石
４２並びに軸受４６を取付けることによって、永久磁石
４２の中心軸線Ｃ１と軸受４６の中心軸線Ｃ２とを同軸
に組合せることができる。この同軸の軸受４６を介して
ロータ３２をなす巻線シリンダ４７の他端（開放端部６
４）を固定部材４１に回転可能に保持させたので、永久
磁石４２の中心軸線Ｃ１に対し、巻線シリンダ４７の中
心軸線Ｃ３をほぼ同軸に合せることができる。従って、
巻線シリンダ４７の回転の振れ量を極めて小さくするこ
とができる。

【００２９】巻線シリンダ４７の内周面側に軸受４６を
設けたので、モータハウジング２４の外径を小さくし、
且つ肉厚を薄くし、モータの小型化及び軽量化を図るこ
とができる。

【００３０】尚、本発明の実施の形態に示した図３の軸
受４６の断面形状は長方形であるが、軸受の形状はこれ
に限定するものではない。図３の固定部材４１の形状
は、図に示す形状に限定するものではなく、永久磁石４
２並びに軸受４６を同軸に支持することができる一体部
材であればよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、ステータの永久磁石を固定部材で
支え、永久磁石をロータの巻線シリンダで囲い、巻線シ
リンダの他端を固定部材に軸受を介して回転可能に保持
したので、巻線シリンダの回転の振れを防止することが
できる。また、巻線シリンダの他端を固定部材に軸受を
介して回転可能に保持したので、巻線シリンダの偏心を
防ぐことができる。その結果、巻線シリンダの内外面に
形成する隙間を小さく設定することができる。

【００３２】さらに、巻線シリンダの他端を固定部材に
軸受を介して回転可能に保持したので、固定部材並びに
軸受で巻線シリンダの形状及び中心位置を矯正すること
ができる。その結果、巻線シリンダを高精度に形成する
必要がなく、巻線シリンダの生産効率が向上する。従っ
て、生産コストを低減することができる。

【００３３】請求項２では、固定部材より巻線シリンダ
を大径とし、これら固定部材と巻線シリンダとの間に軸
受を配置したので、小径の固定部材に軸受の内周面を嵌
合し、この軸受の外周面に巻線シリンダを嵌合する。こ
の結果、小径の固定部材に中径の軸受を嵌合し、この中
径の軸受に大径の巻線シリンダを嵌合するので、組合せ
が容易になる。従って、生産コストを低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリングの一例の
概念図

【図２】本発明に係る電動パワーステアリングの要部断
面図

【図３】本発明に係る電動モータの断面図

【図４】本発明に係るコアレスモータのステータの要部
断面斜視図

【図５】本発明に係るコアレスモータのロータの断面斜
視図

【図６】本発明に係る電動パワーステアリングのモータ
の巻線シリンダ支持構造の作用図

【符号の説明】

１０…電動パワーステアリング、１４…電動モータ、２
１…動力伝達部材（ボールねじ）、２３…車軸、３０…
コアレスモータ、３１…ステータ、３２…ロータ、４１
…固定部材、４２…永久磁石、４６…軸受、４７…巻線
シリンダ、５１…動力伝達ディスク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野沢洋美栃木県芳賀郡芳賀町芳賀台112番地１株式会社ショーワ栃木開発センター内Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA03 CA16 5H603 AA00 AA09 BB01 BB04 BB13 CA02 CA05 CC02 CC19 5H604 AA08 BB01 BB07 BB15 CC04 CC12 CC17 QA03 5H607 AA12 BB01 BB04 BB14 BB17 BB26 CC01 CC03 DD02 DD04 EE53 GG09 5H623 AA10 BB04 BB07 GG11 GG16 HH06 HH10 JJ03 LL14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車軸を、固定部材で支えたステータとし
ての永久磁石で囲い、この永久磁石を、ロータとしての
円筒状の巻線シリンダで囲い、この巻線シリンダの回転
を動力伝達部材を介して車軸に伝える形式の電動パワー
ステアリングにおいて、前記巻線シリンダの一端は、動力伝達ディスクに固定
し、巻線シリンダの他端は、軸受を介して前記固定部材
に回転可能に保持させることを特徴とした電動パワース
テアリングのモータの巻線シリンダ支持構造。
【請求項２】前記固定部材より巻線シリンダを大径と
し、これら固定部材と巻線シリンダとの間に前記軸受を
配置したことを特徴とする請求項１記載の電動パワース
テアリングのモータの巻線シリンダ支持構造。