JP2002101608A - モータ及びこれを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転子をハウジングに支持する軸受に予圧を
加えない構造において、回転子の出力側端部に連結され
るウォーム等と前記回転子との間の芯ずれ等によって回
転子がラジアル方向へ振れたとき、軸受が軸受支持部に
当接して当接音が発生することを防ぐことができるよう
にする。 【解決手段】 ハウジング８０の軸受支持部８０ａに回
転子８２を支持する転がり軸受８４の外周面と前記軸受
支持部８０ａとの間にＯリング１４を設け、転がり軸受
８４のハウジング８０への当接を防ぐようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固定子が設けられた
ハウジング内に軸受を介して回転子を回転可能に支持し
てなるモータ及びこのモータを用いて操舵手段の操舵を
補助する電動パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の電動パワーステアリング装置と
しては、例えば入力軸及び該入力軸にトーションバーを
介して同軸的に繋がる出力軸の相対角変位によって前記
入力軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサと、
該トルクセンサが検出したトルクに基づいて操舵補助用
のモータを駆動制御する制御部と、前記トルクセンサ部
分を覆う第１のハウジングとを備え、操舵輪の回転に応
じた舵取機構の動作を前記モータの回転により補助し、
舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成
されている。

【０００３】図９は従来のモータの構成を示す断面図で
ある。操舵補助用のモータは、有底筒形の底側に第１の
軸受支持部１００を有するハウジング１０１と、該ハウ
ジング１０１内に固定された筒形の固定子１０２と、該
固定子１０２内に回転可能に配された回転子１０３と、
中心部に第２の軸受支持部１０４を有し、前記ハウジン
グ１０１の開放部に結合された略円板形の蓋部材１０５
と、前記回転子１０３の軸長方向両端部に保持され、前
記軸受支持部１００，１０４に支持される第１及び第２
の転がり軸受１０６，１０７とが設けてあり、前記回転
子１０３がウォーム歯車などの減速機構及び前記出力軸
を介して前記舵取機構に繋がっている。

【０００４】第１の軸受支持部１００は、第１の転がり
軸受１０６の外径寸法よりも若干大きく形成してあり、
モータを組立てるとき、第１の転がり軸受１０６が第１
の軸受支持部１００に遊嵌され、該転がり軸受１０６に
予圧が加わることを防止するようにしてある。

【０００５】即ち、モータの組立ては、第２の軸受支持
部１０４及び第２の転がり軸受１０７を介して蓋部材１
０５に出力側端部が支持された回転子１０３の反出力側
端部に第１の転がり軸受１０６を嵌合固定した状態で、
内周面に固定子１０２が嵌合固定されたハウジング１０
１を前記回転子１０３の外周りに挿嵌することによって
行われるため、第１の転がり軸受１０６が第１の軸受支
持部１００に圧入された構造である場合、この圧入力が
転がり軸受１０６の外輪から転動体を介して内輪に加わ
り、該内輪の回転抵抗、ひいては内輪と一体回転する回
転子１０３の回転抵抗が増大することになり、これによ
ってモータが操舵補助した後の操舵輪の戻り抵抗が増加
し、操舵輪の戻り性が低下する。これを避けるために、
第１の転がり軸受１０６は第１の軸受支持部１００に遊
嵌され、転がり軸受１０６に予圧が加わることを防止す
るようにしてある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の如く
第１の転がり軸受１０６が第１の軸受支持部１００に遊
嵌され、転がり軸受１０６に予圧が加えられていない構
造である場合、モータが操舵補助するとき、回転子１０
３に連結されたウォーム等と前記回転子１０３との間の
芯ずれ等によって回転子１０３がラジアル方向へ振れ、
該振れが転がり軸受１０６の内輪及び転動体を介して外
輪に伝達され、該外輪がラジアル方向へ移動して軸受支
持部１００に当接し、当接音が発生する。そして、この
当接音がハウジング１０１から蓋部材１０５を介してウ
ォーム歯車側のハウジング等に伝播し、車両の室内に洩
れるという問題があった。

【０００７】また、転がり軸受１０６を介して回転子１
０３をハウジング１０１の軸受支持部１００に支持した
場合、出力側端部に連結されるウォーム等と前記回転子
１０３との間の芯ずれ等によって回転子１０３がラジア
ル方向へ振れたとき、この振れが転がり軸受１０６の内
輪を介して転動体に伝達され、該転動体が内輪及び外輪
に当接し、当接音が発生することになり、この当接音が
上述の如く車両の室内に洩れることになる。

【０００８】本発明は上記問題点を解決することができ
るモータ及び電動パワーステアリング装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】第１発明
に係るモータは、内側に軸受支持部を有するハウジング
と、前記軸受支持部で支持した軸受を介して前記ハウジ
ング内に配された回転子とを備えたモータにおいて、前
記軸受の外周面と前記軸受支持部との間に弾性体を設け
てあることを特徴とする。

【００１０】第４発明に係る電動パワーステアリング装
置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたモ
ータと、該モータを操舵手段の操舵に応じて駆動制御す
る制御部と、前記モータの回転力を舵取機構に伝達する
伝達手段とを備えていることを特徴とする。

【００１１】第１発明及び第４発明にあっては、ハウジ
ングの軸受支持部で支持した軸受の外周面と前記軸受支
持部との間に弾性体を備えるため、軸受に予圧を加えな
い構造において、回転子の出力側端部に連結されたウォ
ーム等と前記回転子との間の芯ずれ等によって回転子が
ラジアル方向へ振れ、この振れが軸受に伝達されたと
き、軸受のラジアル方向への移動を弾性体によって抑制
でき、軸受の軸受支持部への当接を防止することができ
る。従って、当接音がハウジングに伝播して車両の室内
に洩れることを少なくすることができる。しかも、弾性
体によって回転子の振れを抑制でき、回転子の回転を安
定させることができる。

【００１２】第２発明に係るモータは、前記軸受は転が
り軸受であり、前記弾性体は前記軸受及び軸受支持部の
一方に保持した環であることを特徴とする。

【００１３】第２発明にあっては、転がり軸受の転動体
と内輪及び外輪との間には転動体の転動性を良好にする
ための僅少の隙間が存在しているため、回転子の出力側
端部に連結されたウォーム等と前記回転子との間の芯ず
れ等によって回転子がラジアル方向へ振れたとき、この
振れが内輪を介して転動体に伝達され、該転動体が内輪
及び外輪に当接し、当接音が発生することになるが、こ
の当接音の外輪からハウジングへの伝播を弾性体によっ
て低減することができ、当接音が車両の室内に洩れるこ
とを少なくすることができる。しかも、弾性体を転がり
軸受の外輪又はハウジングの軸受支持部に容易に保持す
ることができる。

【００１４】第３発明に係るモータは、回転子軸が設け
られた回転子をハウジング内に固定された固定子の内部
に配し、前記回転子軸の両端部が軸受を介して前記ハウ
ジングに支持されているモータにおいて、前記回転子軸
は前記軸受の間で分割してあり、該分割部を弾性体が連
結していることを特徴とする。

【００１５】第３発明にあっては、回転子軸の出力側端
部に連結されたウォーム等と前記回転子軸との間の芯ず
れ等によって回転子軸がラジアル方向へ振れるような場
合においても、回転子軸の出力側端部の振れが反出力側
端部へ及ぶことを弾性体によって防ぐことができる。従
って、回転子軸の反出力側端部をハウジングに支持する
軸受のラジアル方向への移動を抑制でき、軸受の軸受支
持部への当接を防止することができ、当接音がハウジン
グに伝播して車両の室内に洩れることを少なくすること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。 実施の形態１ 図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置の縦断
面図である。電動パワーステアリング装置は、上端が操
舵輪１に繋がる第１の操舵軸２と、該操舵軸２及び操舵
軸２にトーションバー３を介して連繋される第２の操舵
軸４の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトル
クセンサ５と、前記第２の操舵軸４の回転力を舵取機構
に伝達する伝動軸６と、前記トルクセンサ５が検出した
トルクに基づいて制御部７により駆動制御される操舵補
助用のモータ８と、該モータ８の回転を第２の操舵軸４
に伝達する伝達手段９と、該伝達手段９及び前記トルク
センサ５を収容するとともに前記操舵軸２，４を支持す
る第１のハウジング１０とを備え、該ハウジング１０に
前記モータ８が取付けられている。

【００１７】マイクロプロセッサを用いてなる前記制御
部７の入力部には前記トルクセンサ５が接続されてお
り、出力部には前記モータ８のモータ駆動回路１２が接
続されている。

【００１８】図２は伝達手段部分の構成を示す断面図で
ある。伝達手段９は、ウォームである駆動歯車９１とウ
ォームホイールである従動歯車９２とを有するウォーム
歯車であり、駆動歯車９１は前記モータ８の回転子軸の
出力側端部にスプライン等の継合手段１３を介して継合
されている。従動歯車９２はその外周面に歯が周設され
ており、内周面が前記操舵軸４の中間部に外嵌されてい
る。また、駆動歯車９１は一対の軸受９３，９４を介し
て前記ハウジング１０に回転可能に支持されている。

【００１９】図３はモータの構成を示す断面図である。
モータ８は、有底筒形の底側に第１の軸受支持部８０ａ
を有する第２のハウジング８０と、該ハウジング８０内
に嵌合固定された円筒形の固定子８１と、該固定子８１
内に回転可能に配された回転子８２と、中心部に第２の
軸受支持部８３ａを有し、前記ハウジング８０の開放部
に結合された略円板形の蓋部材８３と、前記回転子８２
の軸長方向両端部に保持され、前記軸受支持部８０ａ，
８３ａが支持する第１及び第２の転がり軸受８４，８５
と、前記回転子８２に取付けられた円筒形の整流子８６
と、該整流子８６の周面と接触する複数のブラシ８７
と、該ブラシ８７を前記整流子８６へ向けて移動可能に
収容するブラシホルダ８８とを備え、前記ブラシ８７が
リード線を介してモータ駆動回路１２に接続され、該モ
ータ駆動回路１２がバッテリー等の電源及び制御部７に
接続されており、また、ブラシホルダ８８が前記ハウジ
ング８０内に取付けられている。

【００２０】第２のハウジング８０は、その底壁８０ｂ
の中央部分を外側へ突出させて円筒形の第１の軸受支持
部８０ａが設けてあり、また、開放側には貫通孔を有す
る複数のフランジ８０ｃが突設してあり、該フランジ８
０ｃに前記蓋部材８３が着脱可能に取付けてあり、さら
に、該蓋部材８３が前記ハウジング１０に着脱可能に取
付けてある。

【００２１】回転子８２は、反出力側端部が転がり軸受
８４を介して軸受支持部８０ａに回転可能に支持され、
出力側端部が転がり軸受８５を介して軸受支持部８３ａ
に回転可能に支持される回転子軸８２ａと、該回転子軸
８２ａの中間部に固定された駆動巻線８２ｂとを備え、
該駆動巻線８２ｂが前記整流子８６に接続されている。

【００２２】図４はモータの軸受部分の構成を示す拡大
断面図である。転がり軸受８４は複数の転動体８４ｃと
該転動体８４ｃを介して遊嵌された内輪８４ａ及び外輪
８４ｂとを備えており、該外輪８４ｂの外周面には環状
溝８４ｄが設けてある。

【００２３】転がり軸受８４は前記軸受支持部８０ａに
遊嵌されており、前記ハウジング８０を前記回転子８２
の外周りに挿嵌するとき、転がり軸受８４に予圧が加わ
らないようにしてある。

【００２４】外輪８４ｂの環状溝８４ｄにはゴム製のＯ
リングを用いてなる弾性体１４が嵌合保持してあり、該
弾性体１４の周面が前記軸受支持部８０ａに接触し、転
がり軸受８４のラジアル方向への移動を規制している。

【００２５】以上の如く構成されたモータの組立ては、
回転子軸８２ａの両端部に転がり軸受８４，８５が嵌合
固定された回転子８２の転がり軸受８５を軸受支持部８
３ａに挿入し、回転子８２を蓋部材８３に片持支持し、
転がり軸受８４に弾性体１４を保持した状態で、内周面
に固定子８１が嵌合固定されたハウジング８０を転がり
軸受８４側から回転子８２の外周りに挿嵌するのであ
り、この挿嵌によって転がり軸受８４が軸受支持部８０
ａに嵌合され、転がり軸受８４に予圧が加わらない。

【００２６】また、モータ８の駆動によって操舵補助す
る場合、回転子軸８２ａと駆動歯車９１との間の芯ずれ
等によって回転子軸８２ａがラジアル方向へ振れ、この
振れが転がり軸受８４に伝達されたときに弾性体１４が
撓み、該弾性体１４によって転がり軸受８４のラジアル
方向への移動を抑制でき、転がり軸受８４の軸受支持部
８０ａへの当接を防ぐことができる。従って、当接音が
ハウジング８０に伝播して車両の室内に洩れることを少
なくすることができる。しかも、弾性体１４によって回
転子８２の振れを抑制することができ、回転子８２の回
転を安定させることができる。

【００２７】また、以上の如く回転子８２をハウジング
８０に支持する軸受として転がり軸受８４を用いた場
合、該転がり軸受８４の転動体８４ｃと内輪８４ａ及び
外輪８４ｂとの間には例えば５乃至１０μｍの隙間があ
るため、回転子軸８２ａと駆動歯車９１との間の芯ずれ
等によって回転子軸８２ａがラジアル方向へ振れ、この
振れが転がり軸受８４の内輪８４ａを介して転動体８４
ｃに伝達され、該転動体８４ｃが内輪８４ａ及び外輪８
４ｂに当接し、当接音が発生することになるが、この当
接音の外輪８４ｂからハウジング８０への伝播を前記弾
性体１４によって低減することができ、当接音がハウジ
ング８０，１０等を介して車両の室内に洩れることをな
くすることができる。

【００２８】実施の形態２ 図５は実施の形態２の軸受部分の構成を示す拡大断面
図、図６は実施の形態２に係る弾性リングの拡大断面図
である。この実施の形態２は、前記弾性体１４としてＯ
リングを用いる代わりに、図６に示すように断面形状が
略波形の金属リング１４ａを用い、該金属リング１４ａ
を前記ハウジング８０の軸受支持部８０ａに保持したも
のである。

【００２９】金属リング１４ａはトレランスリング（レ
ンコルトレランスリング社製）なる商品名にて商品化さ
れているものであり、板ばね等の弾性を有する薄肉の金
属筒の両端間に、夫々の弾性変形が可能であり、略半円
形断面を有する複数の突起が離間して設けられている。

【００３０】この実施の形態２にあっては、軸受支持部
８０ａに弾性体１４が保持されたハウジング８０を転が
り軸受８４側から回転子８２の外周りに挿嵌するとき、
金属リング１４ａの突起の凸面が転がり軸受８４の外周
面と接触する。

【００３１】また、モータ８の駆動によって操舵補助す
る場合、回転子軸８２ａと駆動歯車９１との間の芯ずれ
等によって回転子軸８２ａがラジアル方向へ振れ、この
振れが転がり軸受８４に伝達されたときに金属リング１
４ａの突起が撓み、該金属リング１４ａによって転がり
軸受８４のラジアル方向への移動を抑制でき、転がり軸
受８４の軸受支持部８０ａへの当接を防ぐことができ
る。

【００３２】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００３３】実施の形態３ 図７は実施の形態３の軸受部分の構成を示す拡大断面図
である。この実施の形態３は、前記弾性体１４としてＯ
リング及び金属リングを用いる代わりに、その軸心が環
状になるように巻回されたコイルバネ１４ｂを用い、該
コイルバネ１４ｂを内側に環状溝が設けられた保持筒１
５内に保持し、該保持筒１５を前記ハウジング８０の軸
受支持部８０ａに保持したものである。

【００３４】コイルバネ１４ｂは線径が０．１乃至０．
２mmの金属線をコイル状に巻回したものであり、このコ
イルバネ１４ｂをその軸心が環状になるように巻回し、
その両端を結合してある。

【００３５】この実施の形態３にあっては、軸受支持部
８０ａに保持筒１５を介して弾性体１４が保持されたハ
ウジング８０を転がり軸受８４側から回転子８２の外周
りに挿嵌するとき、コイルバネ１４ｂの内周部が転がり
軸受８４の外周面と接触する。

【００３６】また、モータ８の駆動によって操舵補助す
る場合、回転子軸８２ａと駆動歯車９１との間の芯ずれ
等によって回転子軸８２ａがラジアル方向へ振れ、この
振れが転がり軸受８４に伝達されたときにコイルバネ１
４ｂが撓み、該コイルバネ１４ｂによって転がり軸受８
４のラジアル方向への移動を抑制でき、転がり軸受８４
の軸受支持部８０ａへの当接を防ぐことができる。

【００３７】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００３８】尚、以上説明した実施の形態では弾性体１
４としてＯリング、金属リング、コイルバネを用いた
が、その他この弾性体１４は、例えば転がり軸受８４の
外輪に合成ゴムが加硫接着された構造であってもよい。
また、軸受８４，８５は転がり軸受である他、すべり軸
受であってもよい。

【００３９】実施の形態４ 図８は実施の形態４のモータの構成を示す断面図であ
る。この実施の形態４は、前記回転子軸８２ａを前記転
がり軸受８４，８５の間で出力側軸体８２ｃと反出力側
軸体８２ｄとに分割し、両者を弾性体１６が連結したも
のであり、出力側軸体８２ｃは転がり軸受８４を介して
蓋部材８３の軸受支持部８３ａに支持され、反出力側軸
体８２ｄは転がり軸受８４を介してハウジング８０の軸
受支持部８０ａに支持されている。

【００４０】出力側軸体８２ｃ及び反出力側軸体８２ｄ
の端部周面には環状の凹部が設けてあり、また、弾性体
１６は撓み性を有する合成樹脂又は合成ゴム製の軸部材
からなり、該弾性体１６の両端部が前記凹部に結合して
ある。

【００４１】この実施の形態４にあっては、回転子軸８
２ａと駆動歯車９１との間の芯ずれ等によって回転子軸
８２ａの出力側軸体８２ｃがラジアル方向へ振れたと
き、この振れが反出力側端体８２ｄへ及ぶことを弾性体
１６によって防ぐことができる。従って、反出力側軸体
８２ｄを支持した転がり軸受８４のラジアル方向への移
動を防ぐことができ、転動体８４ｃが内輪８４ａ及び外
輪８４ｂに当接することを防ぐことができ、転がり軸受
８４での当接音の発生を低減できる。

【００４２】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００４３】尚、以上説明した実施の形態ではモータ８
を電動パワーステアリング装置に用いたが、その他、モ
ータ８は電動パワーステアリング装置以外に用いてもよ
い。

【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装置の縦
断面図である。

【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の伝
達手段部分の構成を示す断面図である。

【図３】本発明に係るモータの構成を示す断面図であ
る。

【図４】本発明に係るモータの軸受部分の構成を示す拡
大断面図である。

【図５】本発明に係るモータの実施の形態２の構成を示
す軸受部分の拡大断面図である。

【図６】本発明に係るモータの実施の形態２に係る弾性
リングの拡大断面図である。

【図７】本発明に係るモータの実施の形態３の軸受部分
の構成を示す拡大断面図である。

【図８】本発明に係るモータの実施の形態４の構成を示
す断面図である。

【図９】従来のモータの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 操舵輪（操舵手段） ７ 制御部 ８ モータ ８０ ハウジング ８０ａ 軸受支持部 ８１ 固定子 ８２ 回転子 ８２ａ 回転子軸 ８４ 転がり軸受（軸受） ９ ウォーム歯車（伝達手段） １４ 弾性体（環） １６ 弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｐ 7/06 Ｈ０２Ｐ 7/06 Ｂ Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA03 CA28 5H571 AA03 BB04 CC04 JJ03 LL29 PP01 5H605 AA04 AA05 BB05 CC01 CC04 CC05 CC07 CC08 DD21 DD32 EA09 EA12 EB10 EB18 EB19 FF08 5H607 AA04 BB01 BB14 CC01 CC03 CC07 DD07 DD08 DD16 EE32 EE36 FF01 GG01 GG08 HH02 JJ08 JJ10 KK08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側に軸受支持部を有するハウジング
   と、前記軸受支持部で支持した軸受を介して前記ハウジ
   ング内に配された回転子とを備えたモータにおいて、前
   記軸受の外周面と前記軸受支持部との間に弾性体を設け
   てあることを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 前記軸受は転がり軸受であり、前記弾性
   体は前記軸受及び軸受支持部の一方に保持した環である
   請求項１記載のモータ。
3. 【請求項３】 回転子軸が設けられた回転子をハウジン
   グ内に固定された固定子の内部に配し、前記回転子軸の
   両端部が軸受を介して前記ハウジングに支持されている
   モータにおいて、前記回転子軸は前記軸受の間で分割し
   てあり、該分割部を弾性体が連結していることを特徴と
   するモータ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   されたモータと、該モータを操舵手段の操舵に応じて駆
   動制御する制御部と、前記モータの回転力を舵取機構に
   伝達する伝達手段とを備えていることを特徴とする電動
   パワーステアリング装置。