JP2001339904A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アマチュアが回転出来なくなるロックの発生
を防止した回転電機を得る。 【解決手段】 この発明のモータ１は、筒状のヨーク４
と、このヨーク４内の中心軸線上に回転自在に設けられ
た出力軸８と、この出力軸８に固定されたアマチュア９
と、出力軸８の端部が圧入された圧入孔４１を有するボ
ス４０とを備え、圧入孔３７の周縁部には、出力軸８が
圧入孔４１に圧入するときに生じる削りかすを収めるポ
ケット部４２が形成されている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両のス
テアリングの操舵力をアシストする電動パワーステアリ
ング装置に用いられるモータである回転電機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１７は従来の電動パワーステアリング
装置用のモータ３０が用いられている様子を示す斜視図
である。このモータ３０は、コラム２の端部に取り付け
られたギヤボックス３に連結されている。

【０００３】図１８は図１７のモータ３０の側断面図で
ある。このモータ３０は、円筒状のヨーク４と、このヨ
ーク４内に対向して固定された４極の界磁永久磁石５
と、ヨーク４の軸受収納部６に収納された第１の軸受７
により一端が回転自在に支持された出力軸８と、この出
力軸８に固定されたアマチュア９と、出力軸８の他端部
に固定された整流子１０と、この整流子１０の表面にス
プリング１１の弾性力により当接したブラシ１２と、こ
のブラシ１２を保持したブラシホルダ１３と、ねじ１４
によりヨーク４と一体化されたハウジング１５と、ハウ
ジング１５の中心部に固定され出力軸８の他端を回転自
在に支持した第２の軸受１６と、出力軸８の先端部に、
圧入、固定され、また先端面が第２の軸受１６に当接し
たボス３１と、リード線１９が貫通したグロメット２０
とを備えている。アマチュア９は、軸線方向に延びた複
数のスロットを有するコア２１と、スロットに導線が重
巻方式で巻回されて構成された巻線２２とを備えてい
る。

【０００４】図１９は図１８のボス３１の側断面図であ
り、このボス３１は、一端部に出力軸８の先端部が圧
入、圧着される圧入孔３４を有しているとともに、他端
部に圧入孔３４よりも内径が大きく入力軸２３とスプラ
イン係合される係合部であるスプライン穴３６を有して
いる。圧入孔３４の内周全面には軸線方向に延びた凹凸
部３７が形成されている。ボス３１は、主成分の鉄系金
属にモリブデン、ニッケルが含有し焼入れ後の硬度が例
えばＨＲＣ３０の高い硬度の焼結金属材料で構成され、
金型内で、加圧、高温下で燒結、形成される。

【０００５】上記構成のモータ３０では、リード線１９
から整流子１０に当接するブラシ１２を介して電流を巻
線２２に供給することにより、アマチュア９は電磁作用
により、出力軸８とともに回転する。この出力軸８の先
端部はボス３１の圧入孔３４に圧入され、またボス３１
のスプライン穴３６に入力軸２３がスプライン結合され
ているので、出力軸８の回転トルクは入力軸２３に伝達
され、ステアリング２４の操舵力のアシストに供され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のモータ３０
では、出力軸８の先端部をボス３１の圧入孔３４に圧入
する際に、圧入孔３４の凹凸部３７のうち特に凸部で出
力軸８の先端部が削られてしまい、その削りかすがハウ
ジング１５を介してヨーク４内に入って磁石５とコア２
１との間に詰まり、アマチュア９が回転できなくなると
いった問題点があった。なお、組み立てラインにおい
て、この削りかすが他のモータにも付着して同様のこと
を生じるといった問題点もあった。

【０００７】この発明は、かかる問題点を解決すること
を課題とするものであって、軸の削りかすに起因したロ
ックが防止される回転電機を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る回転電機では、筒状のヨークと、このヨーク内の中心
軸線上に回転自在に設けられた軸と、この軸に固定され
たアマチュアと、前記軸の端部が圧入された圧入孔を有
するボスとを備え、前記圧入孔の周縁部には、前記軸が
前記圧入孔に圧入するときに生じる削りかすを収めるポ
ケット部が形成されている。

【０００９】この発明の請求項２に係る回転電機では、
圧入孔とポケット部との間に圧入孔からポケット部に向
かって径方向に拡大した傾斜面である面取り部が設けら
れている。

【００１０】この発明の請求項３に係る回転電機では、
圧入孔の内周面に軸線方向に延びた凹凸部が形成されて
いる。

【００１１】この発明の請求項４に係る回転電機では、
軸は、端部に設けられ圧入孔よりも小径で軸が圧入孔に
圧入される際の案内をするガイド部を有している。

【００１２】この発明の請求項５に係る回転電機では、
ボスの回転を介して軸の回転を検知する検知手段を備え
ている。

【００１３】この発明の請求項６に係る回転電機では、
検知手段は、ボスの外周に円周方向に間隔をおいて形成
された複数の切欠き部と、前記ボスの周囲に設けられ前
記切欠き部を検出する検出素子とを備えている。

【００１４】この発明の請求項７に係る回転電機では、
切欠き部の間隔は不均等である。

【００１５】この発明の請求項８に係る回転電機では、
切欠き部には、半径方向の深さが異なる切欠き部が含ま
れている。

【００１６】この発明の請求項９に係る回転電機では、
ボスは鉄系焼結材で構成され、検出素子は電磁ピックア
ップである。

【００１７】この発明の請求項１０に係る回転電機で
は、検出素子は切欠き部を通過した光を検出する光ピッ
クアップである。

【００１８】この発明の請求項１１に係る回転電機で
は、ボスの回転を検知する検知手段が備えられており、
この検知手段は、ボスの外周に取り付けられた磁石と、
この磁石の磁界を検出するホール素子である。

【００１９】この発明の請求項１２に係る回転電機で
は、磁石の片側は、ホール素子が取り付けられた取付け
板で覆われている。

【００２０】この発明の請求項１３に係る回転電機で
は、回転電機はステアリングに回転力を伝達するステア
リング装置用のモータである。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一例である電動パワーステアリング装置用のモータにつ
いて説明するが、従来と同一または相当部材は同一符号
を付して説明する。図１は回転電機であるモータ１の側
断面図である。このモータ１は、円筒状のヨーク４と、
このヨーク４内に対向して固定された４極の界磁永久磁
石５と、ヨーク４の軸受収納部６に収納された第１の軸
受７により一端が回転自在に支持された出力軸８と、こ
の出力軸８に固定されたアマチュア９と、出力軸８の他
端部に固定された整流子１０と、この整流子１０の表面
にスプリング１１の弾性力により当接したブラシ１２
と、このブラシ１２を保持したブラシホルダ１３と、ね
じ１４によりヨーク４と一体化されたハウジング１５
と、ハウジング１５の中心部に固定され出力軸８の他端
を回転自在に支持した第２の軸受１６と、出力軸８の先
端部に、圧入、固定され、また先端面が第２の軸受１６
に当接したボス４０と、リード線１９が貫通したグロメ
ット２０とを備えている。

【００２２】図２は図１のボス４０の側断面図、図３は
図２のボス４０の箇所Ａの拡大図で、ボス４０は、一端
部に出力軸８の先端部が圧入、圧着される圧入孔４１を
有しているとともに、他端部に圧入孔４１よりも内径が
大きく入力軸２３とスプライン係合されるスプライン穴
３６を有している。図４は出力軸８のボス４０側の端部
で、この端部は先端側のガイド部４３及び圧入部４４が
形成されている。ガイド部４３の直径Ｄ１は圧入部４４
の直径Ｄ２よりも小さい。これらの直径Ｄ１、Ｄ２と、
圧入孔４１の内径寸法Ｄとの関係は、Ｄ＜Ｄ２、Ｄ＞Ｄ
１の関係にある。ガイド部４３は出力軸８の先端部が圧
入孔４１に圧入される際に円滑に圧入されるように案内
するものであり、直径Ｄ１が内径寸法Ｄに出来るだけ近
い寸法で、かつガイド部４３の軸線方向の寸法を長くす
ることで、ボス４０の中心軸線と出力軸８の中心軸線と
の交差が防止され、出力軸８の先端部はより円滑に圧入
孔４１に圧入される。

【００２３】圧入孔４１の内周全面には軸線方向に延び
た凹凸部３７が形成されている。この圧入孔４１の出力
軸８が入力される側にはポケット部４２が設けられてい
る。このポケット部４２はボス４０の端面に向かって径
寸法が拡大するように傾斜している。ボス４０は、主成
分の鉄系金属にモリブデン、ニッケルが含有し焼入れ後
の硬度が例えばＨＲＣ３０の高い硬度の焼結金属材料で
構成され、金型内で、加圧、高温下で燒結、形成され
る。

【００２４】上記構成のモータ１では、リード線１９か
ら整流子１０に当接するブラシ１２を介して電流を巻線
２２に供給することにより、アマチュア９は電磁作用に
より、出力軸８とともに回転する。この出力軸８の先端
部はボス４０の圧入孔４１に圧入され、またボス４０の
スプライン穴３６に入力軸２３がスプライン結合されて
いるので、出力軸８の回転トルクは入力軸２３に伝達さ
れ、ステアリング２４の操舵力のアシストに供される。

【００２５】この実施の形態１のモータ１では、圧入孔
４１の出力軸８が入力される側にはポケット部４２が形
成されているので、出力軸８の先端部をボス４０の圧入
孔４１に圧入する際に、圧入孔４１の凹凸部３７のうち
特に凸部で出力軸８の端部が削られて削りかすが生じる
ものの、その削りかすはポケット部４２に収まり、その
削りかすに起因してモータ１をロックさせてしまうとい
ったことは防止される。

【００２６】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２のボス５０の側断面図、図６は図５のＢの箇所の拡
大図で、この実施の形態２のボス５０では、圧入孔４１
とポケット部５２との間には段差が無く、３０度の角度
で面取り部５１が設けられている。この面取り部５１の
外径寸法Ｄ４は、削りかすをポケット部５２に円滑に収
めるためには、圧入孔４１の内径寸法Ｄ３よりも大きく
するのが望ましい（Ｄ４≧Ｄ３）。なお、角度３０度は
一例であり、この値に限定されるものではない。この実
施の形態２のボス５０では、面取り部５１を設けたこと
により、実施の形態１のボス４０と比較して出力軸８の
削りかすが出にくく、より円滑にポケット部５２に収め
ることができる。

【００２７】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３のモータ５５の断面図、図８は図７のボス５６の側
断面図、図９は図８のボス５６の正面図である。この実
施の形態３では、ボス５６にフランジ５８が形成されて
いる。フランジ５８の外周部には等分間隔で切欠き部５
９が形成されている。このボス５６は、主成分の鉄系金
属にモリブデン、ニッケルが含有した焼結金属材料で構
成されている。ハウジング１５にはフランジ５８に対向
して配置された電磁ピックアップ６０が固定されてい
る。ここで、切欠き部５９と検出素子である電磁ピック
アップ６０でボス５６の回転を検知する検知手段を構成
している。

【００２８】この実施の形態３では、切欠き部５９の有
無でフランジ５８と電磁ピックアップ６０との間の磁気
回路が変化し、その変化を検出することで、ボス５６、
出力軸８の回転を検出することができる。なお、図１０
のボス５６はフランジ５８の複数の切欠き部５９の一部
が接近して形成されている例である。この例では、検出
素子として第１の電磁ピックアップと第２の電磁ピック
アップとを周方向に間隔をおいて設け、検出信号周期が
早くなる最初の検出信号を第１の電磁ピックアップが検
出したか、第２の電磁ピックアップが検出したかで、出
力軸８の回転方向を知ることができる。電動パワーステ
アリング装置用のモータでは、このことからステアリン
グ２４の回転方向が分かり、ステアリング２４の戻し制
御等にとって極めて有用な信号となる。また、検出信号
の個数をカウントすることで、ステアリング２４の角度
を知ることもできる。

【００２９】また、図１１のボス５６は切欠き部５９に
浅い切欠き部６１が含まれている例である。図１０のボ
ス５６の場合には、ステアリング２４の回転が急に速く
なったりすると、本来的に検出信号周期が長い箇所でも
検出信号周期が短い箇所と同じとなり、ステアリング２
４の回転方向を正しく検出できない場合がある。それに
対して、図１１のボス５６の例では、複数の切欠き部６
１に浅い切欠き部６１を含ませ、一箇所検出信号の大き
さを変えることで、ステアリング２４の回転が急に速く
なった場合でも正しくステアリング２４の回転方向を検
出することができる。なお、深さの深い切欠き部をボス
の中心軸線から半径方向の距離が短い箇所に設けられた
検知素子である光センサで検出し、深さの浅い切欠き部
を半径方向の距離が長い距離に設けられた光センサで検
出するようにしてもよい。

【００３０】実施の形態４．図１２はこの発明の実施の
形態４の電動パワーステアリング装置用のモータ６５の
断面図、図１３は図１２のボス６６の側断面図、図１４
は図１３のボス６６の正面図である。この実施の形態で
は、円柱形状のボス６６の外周面に複数の切欠き部６７
を形成した点が実施の形態３と異なり、この例でも実施
の形態３と同様の効果を得ることができる。

【００３１】実施の形態５．図１５はこの発明の実施の
形態５の電動パワーステアリング装置用のモータ７０の
断面図である。この実施の形態５では、電磁ピックアッ
プ６０の代わりに検出素子である光ピックアップ７１を
用いている点が実施の形態３のモータ５５と異なる。こ
の光ピックアップ７１では、切欠き部５９の有無により
生じる光の断続を検出するものである。この例でも実施
の形態３と同様の効果を得ることができる。

【００３２】実施の形態６．図１６はこの発明の実施の
形態６の電動パワーステアリング装置用のモータ７５の
断面図である。この実施の形態６では、ハウジング１５
にねじ７９でドーナツ形状の取付け板７７が取り付けら
れている。この取付け板７７には検出素子であるホール
素子７６が取り付けられている。ボス５６のフランジ５
８の外周面には間隔をおいて複数個の磁石７８が取り付
けられている。ここでは、ホール素子７６と磁石７８と
でボス５６の回転を検知する検知手段を構成している。
なお、磁石はリング状の磁石として、これに複数極の着
磁をしても良い。この実施の形態６では、ホール素子７
６が磁石７８からの磁界を検出することで出力軸８の回
転を検出している。また、磁石７８に異物が付着されな
いように、磁石７８の片側は取付け板７７で覆われてい
る。この例でも実施の形態３と同様の効果を得ることが
できる。なお、上記各実施の形態において、切欠き部の
数を多くすればそれだけ検知精度が高くなり、また切欠
き部の代わりにボスに凸部を形成してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１に係る回転電機によれば、筒状のヨークと、このヨー
ク内の中心軸線上に回転自在に設けられた軸と、この軸
に固定されたアマチュアと、前記軸の端部が圧入された
圧入孔を有するボスとを備え、前記圧入孔の周縁部に
は、前記軸が前記圧入孔に圧入するときに生じる削りか
すを収めるポケット部が形成されているので、削りかす
がアマチュアとヨークとの間に詰まりアマチュアが回転
出来なくなるといったことを防止することができる。

【００３４】また、この発明の請求項２に係る回転電機
によれば、圧入孔とポケット部との間に圧入孔からポケ
ット部に向かって径方向に拡大した傾斜面である面取り
部が設けられているので、削りかすが出にくく、より確
実にポケット部に導かれる。

【００３５】また、この発明の請求項３に係る回転電機
によれば、圧入孔の内周面に軸線方向に延びた凹凸部が
形成されているので、ボスは軸と確実、強固に結合され
る。

【００３６】また、この発明の請求項４に係る回転電機
によれば、軸は、端部に設けられ圧入孔よりも小径で軸
が圧入孔に圧入される際の案内をするガイド部を有して
いるので、軸は圧入孔に円滑に同軸に圧入される。

【００３７】また、この発明の請求項５に係る回転電機
によれば、ボスの回転を介して軸の回転を検知する検知
手段を備えているので、軸の回転を簡単に検知すること
ができる。

【００３８】また、この発明の請求項６に係る回転電機
によれば、検知手段は、ボスの外周に円周方向に間隔を
おいて形成された複数の切欠き部と、前記ボスの周囲に
設けられ前記切欠き部を検出する検出素子とを備えてい
るので、軸の回転を簡単な構成で簡単に検知することが
できる。

【００３９】また、この発明の請求項７に係る回転電機
によれば、切欠き部の間隔は不均等であるので、軸の回
転方向を簡単に検知することができる。

【００４０】また、この発明の請求項８に係る回転電機
によれば、切欠き部には、半径方向の深さが異なる切欠
き部が含まれているので、例えばステアリングの回転が
急に速くなった場合でも、ステアリングの回転方向を正
確に検知することができる。

【００４１】また、この発明の請求項９に係る回転電機
によれば、ボスは鉄系焼結材で構成され、検出素子は電
磁ピックアップであるので、軸の回転を簡単な構成で、
かつ安価で検知することができる。

【００４２】また、この発明の請求項１０に係る回転電
機によれば、検出素子は切欠き部を通過した光を検出す
る光ピックアップであるので、軸の回転を簡単な構成
で、かつ安価で高精度に検知することができる。

【００４３】また、この発明の請求項１１に係る回転電
機によれば、ボスの回転を検知する検知手段が備えられ
ており、この検知手段は、ボスの外周に取り付けられた
磁石と、この磁石の磁界を検出するホール素子であるの
で、軸の回転を簡単な構成で、かつ安価で高精度に検知
することができる。

【００４４】また、この発明の請求項１２に係る回転電
機によれば、磁石の片側は、ホール素子が取り付けられ
た取付け板で覆われているので、磁石に削りかすが付着
することが防止され、軸の回転をより正確に検知するこ
とができる。

【００４５】また、この発明の請求項１３に係る回転電
機によれば、回転電機はステアリングに回転力を伝達す
るステアリング装置用のモータであるので、削りかすが
アマチュアとヨークとの間に詰まりアマチュアが回転出
来なくなるといったことを防止でき、モータの回転を検
出し、ステアリング戻し制御等に利用できるなど、安全
で安価、高機能のステアリング装置用のモータを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の電動パワーステア
リング装置用のモータの側断面図である。

【図２】 図１ボスの断面図である。

【図３】 図２のＡの箇所の拡大図である。

【図４】 図１の出力軸の端部の側面図である。

【図５】 この発明の実施の形態２の電動パワーステア
リング装置用のモータの側断面図である。

【図６】 図５のＢの箇所の側面図である。

【図７】 この発明の実施の形態３の電動パワーステア
リング装置用のモータの側断面図である。

【図８】 図７のボスの断面図である。

【図９】 図７のボスの正面図である。

【図１０】 ボスの他の例を示す正面図である。

【図１１】 ボスのさらに他の例を示す正面図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４の電動パワーステ
アリング装置用のモータの側断面図である。

【図１３】 図１２のボスの側断面図である。

【図１４】 図１２のボスの正面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態５の電動パワーステ
アリング装置用のモータの側断面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態６の電動パワーステ
アリング装置用のモータの側断面図である。

【図１７】 従来の電動パワーステアリング装置用のモ
ータが用いられている様子を示す斜視図である。

【図１８】 図１７の電動パワーステアリング装置用の
モータの側断面図である。

【図１９】 図１８のボスの側断面図である。

【符号の説明】

５５，６５，７０，７５ モータ、４ ヨーク、８ 出
力軸、９ アマチュア、３７ 凹凸部、４０、５０，５
６ ボス、４１ 圧入孔、４２,５２ ポケット孔、４
３ ガイド部、５１ 面取り部、５９，６７ 切欠き
部、７１ 光ピックアップ、７６ ホール素子、７８
磁石、７７ 取付け板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 俊則 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D033 CA03 5H607 AA06 AA12 BB01 BB04 BB14 BB26 CC01 CC07 DD07 DD19 HH01 HH08 HH09 JJ06 KK10 5H611 AA01 BB01 BB03 PP07 QQ02 QQ03 RR01 RR02 RR05 UA04

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のヨークと、このヨーク内の中心軸
   線上に回転自在に設けられた軸と、この軸に固定された
   アマチュアと、前記軸の端部が圧入された圧入孔を有す
   るボスとを備え、 前記圧入孔の周縁部には、前記軸が前記圧入孔に圧入す
   るときに生じる削りかすを収めるポケット部が形成され
   ている回転電機。
2. 【請求項２】 圧入孔とポケット部との間には圧入孔か
   らポケット部に向かって径方向に拡大した傾斜面である
   面取り部が設けられている請求項１に記載の回転電機
3. 【請求項３】 圧入孔の内周面には軸線方向に延びた凹
   凸部が形成されている請求項１または請求項２に記載の
   モータ。
4. 【請求項４】 軸は、端部に設けられ圧入孔よりも小径
   で軸が圧入孔に圧入される際の案内をするガイド部を有
   している請求項１ないし請求項３の何れかに記載の回転
   電機。
5. 【請求項５】 ボスの回転を介して軸の回転を検知する
   検知手段を備えている請求項１ないし請求項４の何れか
   に記載の回転電機。
6. 【請求項６】 検知手段は、ボスの外周に円周方向に間
   隔をおいて形成された複数の切欠き部と、前記ボスの周
   囲に設けられ前記切欠き部を検出する検出素子とを備え
   ている請求項５に記載の回転電機。
7. 【請求項７】 切欠き部の間隔は不均等である請求項６
   に記載の回転電機。
8. 【請求項８】 切欠き部には、半径方向の深さが異なる
   切欠き部が含まれている請求項６または請求項７に記載
   の回転電機。
9. 【請求項９】 ボスは鉄系焼結材で構成され、検出素子
   は電磁ピックアップである請求項６ないし請求項８の何
   れかに記載の回転電機。
10. 【請求項１０】 検出素子は切欠き部を通過した光を検
    出する光ピックアップである請求項６ないし請求項８の
    何れかに記載の回転電機。
11. 【請求項１１】 検知手段は、ボスの外周に取り付けら
    れた磁石と、この磁石の磁界を検出するホール素子であ
    る請求項５に記載の回転電機。
12. 【請求項１２】 磁石の片側は、ホール素子が取り付け
    られた取付け板で覆われている請求項１１に記載の回転
    電機。
13. 【請求項１３】 回転電機はステアリングに回転力を伝
    達するステアリング装置用のモータである請求項１ない
    し請求項１２の何れかに記載の回転電機。