JP2004323019A - 電動パワーステアリング装置用モータ - Google Patents

Abstract

【課題】部材点数を削減できるとともに、組み付け作業性が向上し、かつ小型化が可能である等の電動パワーステアリング装置用モータを得る。
【解決手段】この発明の電動パワーステアリング装置用モータは、有底円筒状のフレーム３１と、フレーム３１に固定されているとともにハウジング６０に固定されたブラケット３２と、シャフト７を有する回転子８と、この回転子８の外周でフレーム３１に固定された固定子６と、ブラケット側軸受１００のハウジング側でブラケット３２に設けられているとともに、ハウジング６０で覆われるように配設されている回転センサ１５とを備え、固定子巻線１８に接続されたターミナル３５と固定子巻線１８に給電するリード線側のターミナル４３とをブラケット３２の外側から接続可能として、この接続部位をハウジング６０で覆うように構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両のハンドルの操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置用モータ（以下、「モータ」と略称する）に関するものである。

従来の電動パワーステアリング装置用モータとして、回転子の回転角度を検知する回転センサを防水する防水キャップを備えたものが知られている（例えば、特許文献１）
図９は、この特許文献１に示されたモータと類似した構成である、車軸１の近傍に設けられたモータ２の斜視図であり、図１０に示すように、モータ２に接続されたウォーム３にはウォームホィール４が歯合している。ハンドルに操舵力を伝達する、ウォーム３およびウォームホィール４はハウジング６０に収納されている。モータ２とハウジング６０との間はＯリング６１でシール性が確保されている。
図１１は従来のモータ２の側断面図、図１２は図１１のモータ２の分解図である。モータ２は、円筒形状のフレーム５と、このフレーム５に固定された固定子６と、シャフト７とＮ磁極、Ｓ磁極を構成した円筒状の磁石とで構成された回転子８と、フレーム５の一方の側に取り付けられ中心部に負荷側（ハンドル側）軸受１０が固定されたフロントブラケット９と、フレーム５の他方の側に取り付けられ中心部に反負荷側（反ハンドル側）軸受１１が固定されたリアブラケット１２と、このリアブラケット１２とフロントブラケット９とを連結する締め付けボルト１３と、反負荷側軸受１１の外周に設けられた結線板１４と、リアブラケット１２に固定され回転子８の回転角度を検出するレゾルバ式の回転センサ１５と、リアブラケット１２に取り付けられ回転センサ１５を覆った防水キャップ１６とを備えている。

固定子６は、軸線方向に延びたスロット（図示せず）が周方向に間隔をおいて形成された固定子鉄心１７と、固定子鉄心１７に巻装された固定子巻線１８と、固定子鉄心１７と固定子巻線１８との間に設けられたボビン１９とを備えている。
回転センサ１５は、シャフト７の端部に固定された楕円形状のロータ４５と、ロータ４５の外周に設けられたステータ４６とを備え、グロメット２５を貫通した複数本のセンサ信号線２４と接続されている。
結線板１４はドーナツ状の４個の固定子側各相ターミナル２１を有している。各相ターミナル２１は、リード線用グロメット２２を貫通したＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相リード線２３と接続されている。

上記構成のモータ２では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相リード線２３から電流が流れ、固定子巻線１８には回転磁界が与えられ、回転子８は回転する。シャフト７の回転力は、シャフト７の端部に形成されたボス２６にスプライン結合されたウォーム３、ウォームホィール４に伝達され、ハンドルの操舵力のアシストに供される。

特開平８−６５９４４号公報

従来のモータ２では、モータ２の外周部は、回転センサ１５を固定したリアブラケット１２、固定子６を固定したフレーム５、負荷側軸受１０を固定したフロントブラケット９および防水キャップ１６で構成され、部品点数が多いので、各部材同士の組み付け作業工程および各部材間のＯリング２７、２８、２９が多くなるという問題点があった。
また、結線板１４の固定子側各相ターミナル２１は、径方向に延びており、モータ２の径方向の寸法が大きくなってしまうという問題点もあった。
また、固定子側各相ターミナル２１は、薄板状であり、また固定子側各相ターミナル２１に各相リード線２３を溶接等により直接接続する際の接続作業空間が狭く、接続作業性が困難であるという問題点もあった。
また、多数本のセンサ信号線２４のそれぞれがグロメット２５を貫通しており、その作業性が悪いという問題点もあった。
また、図１３に示すように、センサ信号線２４が貫通したグロメット２５と、各相リード線２３が貫通したグロメット２２とが別部材であり、それだけ部材点数が多いという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、部材点数を削減できるとともに、組み付け作業性が向上し、かつ小型化が可能である等の電動パワーステアリング装置用モータを得ることを目的とするものである。

この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータは、有底円筒状のフレームと、前記フレームの開口部に固定されるとともに、前記ハウジングに固定されるブラケットと、このブラケットを貫通しているとともに、前記フレームに固定されたフレーム側軸受およびブラケットに固定されたブラケット側軸受により回転自在に支持されたシャフトを有する回転子と、この回転子の外周で前記フレームに固定され、固定子巻線が巻装された固定子と、前記ブラケット側軸受の前記ハウジング側でブラケットに設けられ、前記ハウジングで覆われるように配設されている前記回転子の回転角度を検知する回転センサと、この回転センサに接続され回転センサに対して信号の出し入れをする複数本のセンサ信号線とを備え、前記固定子巻線に接続されたターミナルと前記固定子巻線に給電するリード線側のターミナルとを前記ブラケットの外側から接続可能として、この接続部位を前記ハウジングで覆うように構成されている。

また、回転センサは、ブラケットに固定されたステータおよびシャフトに固定されたロータで構成され、ロータの回転による前記ステータの磁界の変化を検出して回転子の回転角度を検知するようになっている。

また、固定子のブラケット側軸受側の側面に、固定子巻線に接続されているとともにシャフトの周囲に間隔をおいて多重に配置された円環状の固定子側各相ターミナルを有する結線板が設けられている。

また、ブラケットに、ベース、およびベースに固定され固定子側各相ターミナルから軸線方向に延びた接続部と接続されているとともに、固定子巻線に電流を供給する各相リード線とも接続されたリード線側各相ターミナルを有する接続基板が設けられている。

また、ベースには開口部に向かって拡大したテーパ状で接続部の端部が挿入された挿入口が形成されている。

また、複数のセンサ信号線が束ねられて、多芯線が構成されている。

また、多芯線のコネクト側端部は、各センサ信号線同士がシール剤で結合され、かつ外周が防水性の熱収縮チューブで覆われて構成されている。

コネクタ側端部の各センサ信号線は、一列に配列されている。

多芯線は、接続基板をブラケットに固定したねじ上を通っている。

多芯線は、ブラケットに形成された複数の突起部で挟まれて位置決めされている。

各相リード線およびセンサ信号線は一つのグロメットを貫通している。

この発明に係る電動パワーステアリング装置用モータによれば、有底円筒状のフレームと、前記フレームの開口部に固定されるとともに、前記ハウジングに固定されるブラケットと、このブラケットを貫通しているとともに、前記フレームに固定されたフレーム側軸受およびブラケットに固定されたブラケット側軸受により回転自在に支持されたシャフトを有する回転子と、この回転子の外周で前記フレームに固定され、固定子巻線が巻装された固定子と、前記ブラケット側軸受の前記ハウジング側でブラケットに設けられ、前記ハウジングで覆われるように配設されている前記回転子の回転角度を検知する回転センサと、
この回転センサに接続され回転センサに対して信号の出し入れをする複数本のセンサ信号線とを備え、前記固定子巻線に接続されたターミナルと前記固定子巻線に給電するリード線側のターミナルとを前記ブラケットの外側から接続可能として、この接続部位を前記ハウジングで覆うように構成されているので、主要部は、有底円筒状のフレームおよびブラケットで覆われ、またブラケットの外側に位置した、回転センサ、固定子巻線側のターミナルとリード線側のターミナルとの接続部位は、ハウジングで覆われており、従来のものと比較して、リアブラケットおよび防水キャップが不要となり、部材点数が削減され、各部材同士の組み付け作業工程および各部材間のシール部材を削減することができる。
また、回転センサはブラケットの外側に設けられているので、モータの組み立て後でも回転センサの位置調整を容易に行うことができるとともに、ターミナルの接続もブラケットの外側から容易に接続することができる等、組み付け作業性の良いモータを得ることができる。

また、回転センサは、ブラケットに固定されたステータおよび回転子のシャフトに固定されたロータで構成され、ロータの回転による前記ステータの磁界の変化を検出して回転子の回転角度を検知するようになっているので、簡単な構成で回転子の回転角度を検知することができる。

また、固定子のブラケット側軸受側の側面に、固定子巻線に接続されているとともに回転子のシャフトの周囲に間隔をおいて多重に配置された円環状の固定子側各相ターミナルを有する結線板が設けられているので、モータの径方向の寸法を小さくすることができる。

また、ブラケットに、ベース、およびベースに固定され固定子側各相ターミナルから軸線方向に延びた接続部と接続されているとともに、固定子巻線に電流を供給する各相リード線とも接続されたリード線側各相ターミナルを有する接続基板が設けられているので、リード線側各相ターミナルと固定子側各相ターミナルの接続部との接続作業をブラケットの外側で行うことが可能となり、溶接作業性が向上する。

また、ベースには開口部に向かって拡大したテーパ状で接続部の端部が挿入された挿入口が形成されているので、挿入口には接続部が円滑に挿入される。

また、複数のセンサ信号線が束ねられて、多芯線が構成されているので、グロメットへの信号線の貫通作業性が向上する。

また、多芯線は、各センサ信号線同士がシール剤で結合され、かつ外周が防水性の熱収縮チューブで覆われて構成されているので、多芯線の防水性が向上する。

また、各センサ信号線は、一列に配列されているので、各センサ信号線のほぼ全周はシール剤で囲まれ、多芯線のシール性が向上する。

また、多芯線は、接続基板をブラケットに固定したねじ上を通っているので、ねじの脱落が防止される。

また、多芯線は、ブラケットに形成された複数の突起部で挟まれて位置決めされているので、多芯線はブラケット上で変動することなく、安定している。

また、各相リード線およびセンサ信号線は一つのグロメットを貫通しているので、グロメットは一つでよい。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態について説明するが、従来のものと同一、同等部材、部位については、同一符号を付して説明する。
図１は電動パワーステアリング装置用モータ（以下、「モータ」と略称する）３０を示す側断面図、図２は図１のモータ３０を示す分解図、図３は図１の接続基板３９を示す正面図、図４は図３の接続基板３９を示す要部断面図、図５は図１のグロメット３６を示す平面図である。
モータ３０は、有底円筒形状のフレーム３１と、このフレーム３１に固定された固定子６と、シャフト７とＮ磁極、Ｓ磁極を構成した円筒状の磁石とで構成された回転子８と、フレーム３１の周縁部でボルト３３に固定されたブラケット３２と、ブラケット３２に嵌着されたレゾルバ式の回転センサ１５と、ブラケット３２に嵌着されたブラケット側軸受１００と、フレーム３１の底面の凹部に固定されたフレーム側軸受１１０と、固定子６のブラケット側軸受１００側に固定された結線板３４と、グロメット３６を貫通した、各相リード線３７および束ねられた複数のセンサ信号線３８と、各相リード線３７と結線板３４とを接続する接続基板３９とを備えている。

固定子６は、軸線方向に延びたスロット（図示せず）が周方向に間隔をおいて形成された固定子鉄心１７と、固定子鉄心１７に巻装された固定子巻線１８と、固定子鉄心１７と固定子巻線１８との間に設けられたボビン１９とを備えている。
回転センサ１５は、シャフト７に固定された楕円形状のロータ４５と、ロータ４５の外周に設けられたステータ４６とを備えている。
結線板３４は、溝部を有するホルダ４１と、各溝部に収まったＵ相、Ｖ相、Ｗ相の固定子側各相ターミナル３５を備えている。固定子側各相ターミナル３５は、固定子巻線１８に接続されている。固定子側各相ターミナル３５は、平面状に展開したときには帯状であり、各溝部に収まっているときには、円形状である。
接続基板３９は、開口部に向かって拡大したテーパ状の挿入口４０を有するベース４２と、固定子側各相ターミナル３５のそれぞれから軸線方向に突出した接続部４４を通じて接続されるリード線側各相ターミナル４３とを備えている。

上記構成のモータ３０では、先ず、ブラケット３２に回転子８をブラケット側軸受１００およびフレーム側軸受１１０が固定された状態で取り付ける。その後、接続基板３９のリード線側各相ターミナル４３に各相リード線３７を溶接接続し、この接続基板３９をブラケット３２にねじを用いて固定する。次に、固定子６が固定されたフレーム３１をボルト３３を用いてブラケット３２に固定する。この際、接続部４４が挿入口４０に挿入され、接続部４４を通じて固定子側各相ターミナル３５とリード線側各相ターミナル４３とが接触する。その後、固定子側各相ターミナル３５の先端部とリード線側各相ターミナル４３の先端部同士を溶接接続する。この溶接された接続部位はハウジング６０で覆われている。
このモータ３０では、ブラケット３２はウォームホィール４等が収納されたハウジング６０にボルトで固着される。
なお、回転センサ１５は、ブラケット側軸受１００の外側に設けられているので、組み立て後でも、ステータ４６の位置調整を行うことができる。

上記構成のモータ３０では、各相リード線３７から電流が流れ、固定子巻線１８には回転磁界が与えられ、回転子８は回転する。シャフト７の回転力は、シャフト７の端部に形成されたボス２６にスプライン結合されたウォーム３、ウォームホィール４を通じてハンドルに伝達され、ハンドルの操舵力のアシストに供される。
また、楕円形状のロータ４５の回転により、ステータ４６の磁界が変動し、その変動値が電圧としてセンサ信号線３８を通じて出力され、回転子８の回転角度が検知される。

上記構成のモータ３０では、主要部は、有底円筒状のフレーム３１およびブラケット３２で覆われ、またブラケット３２の外側に位置した回転センサ１５は、ハウジング６０で覆われているので、従来のものと比較して、リアブラケット１２および防水キャップ１６が不要となり、部材点数が削減され、各部材同士の組み付け作業工程および各部材間のＯリング６１、１０１が削減される。
また、固定子側各相ターミナル３５は、シャフト７の周囲に間隔をおいて多重円環状に配置されているので、モータ３０の径方向の寸法を小さくすることができる。
また、各相リード線３７は、接続基板３９のリード線側各相ターミナル４３を介して固定子側各相ターミナル３５と接続されており、リード線側各相ターミナル４３と固定子側各相ターミナル３５の接続部４４との接続作業はブラケット３２の外側で行うことができるので、溶接作業性が向上する。
また、挿入口４０はテーパ形状であるので、挿入口４０には接続部４４が円滑に挿入される。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２のモータ５０のブラケット３２側の内部構造を示す正面図、図７は図６の多芯線５２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
この実施の形態では、多芯線５２のコネクタ側端部は、絶縁膜の被覆された各センサ信号線５１同士がシール剤５３で結合され、かつ外周が防水性の熱収縮チューブ５４で覆われて構成されている。
この多芯線５２は、図７に示すように、信号線５１がほぼ一列に配列されている。図８に示すように一本の信号線５１の周りに複数の信号線５１が囲むようにした場合、中心の信号線５１の周りにはシール剤５３が十分に行き渡らないのに対して、この実施の多芯線５２にはそのような虞がない。

また、この実施の形態では、接続基板３９をブラケット３２に固定するねじ５５上に多芯線５２を配置しており、多芯線５２がねじ５５の軸線方向に押圧しているので、ねじ５５は接続基板３９から脱落することを防止することができる。
なお、ブラケット３２には、多芯線５２を挟んだ複数の突起部５６が形成されており、この突起部５６でねじ５５上に多芯線５２が通るようになっている。
なお、上記各実施の形態では、レゾルバ式の回転センサ１５を用いて回転子８の回転角度を検知したが、勿論、このものに限定されるものではなく、シャフトに磁石を取り付けるとともに、磁石の外周に、磁石の磁界の変動を検出するホールＩＣ、またはＭＲ素子を配置した回転センサであってもよい。

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モータを示す側断面図である。 図１の電動パワーステアリング装置用モータを示す分解図である。 図１の接続基板を示す正面図である。 図３の接続基板を示す要部断面図である。 図１のグロメットを示す平面図である。 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モータのブラケッ側の内部構造を示す正面図である。 図６の多芯線のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である 多芯線の他の例を示す断面図である。 車軸の近傍に設けられた電動パワーステアリング装置用モータの斜視図である。 図９の電動パワーステアリング装置用モータがギアハウジングに取り付けられたときの一部断面図である。 従来の電動パワーステアリング装置用モータの側断面図である。 図１１の電動パワーステアリング装置用モータの分解図である。 図１１のグロメットの平面図である。

符号の説明

６ 固定子、７ シャフト、８ 回転子、１５ 回転センサ、１８ 固定子巻線、３０，５０ モータ、３１ フレーム、３２ ブラケット、３４ 結線板、３５ 固定子側各相ターミナル、３６ グロメット、３７ 各相リード線、３８，５１ センサ信号線、３９ 接続基板、４０ 挿入口、４２ ベース、４３ リード線側各相ターミナル、４４ 接続部、５２ 多芯線、５３ シール剤、５４ 熱収縮チューブ、５５ ねじ、５６ 突起部、６０ ハウジング、１００ ブラケット側軸受、１１０ フレーム側軸受。

Claims (11)

1. モータのトルクをハンドル軸に伝達するギアを収納したハウジングに固定される電動パワーステアリング装置用モータであって、
   有底円筒状のフレームと、
   前記フレームの開口部に固定されるとともに、前記ハウジングに固定されるブラケットと、
   このブラケットを貫通しているとともに、前記フレームに固定されたフレーム側軸受およびブラケットに固定されたブラケット側軸受により回転自在に支持されたシャフトを有する回転子と、
   この回転子の外周で前記フレームに固定され、固定子巻線が巻装された固定子と、
   前記ブラケット側軸受の前記ハウジング側でブラケットに設けられ、前記ハウジングで覆われるように配設されている前記回転子の回転角度を検知する回転センサと、
   この回転センサに接続され回転センサに対して信号の出し入れをする複数本のセンサ信号線とを備え、
   前記固定子巻線に接続されたターミナルと前記固定子巻線に給電するリード線側のターミナルとを前記ブラケットの外側から接続可能として、この接続部位を前記ハウジングで覆うように構成されている
   電動パワーステアリング装置用モータ。
2. 回転センサは、ブラケットに固定されたステータおよびシャフトに固定されたロータで構成され、ロータの回転による前記ステータの磁界の変化を検出して回転子の回転角度を検知するようになっている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
3. 固定子のブラケット側軸受側の側面に、固定子巻線に接続されているとともに回転子のシャフトの周囲に間隔をおいて多重に配置された円環状の固定子側各相ターミナルを有する結線板が設けられている請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
4. ブラケットに、ベース、およびベースに固定され固定子側各相ターミナルから軸線方向に延びた接続部と接続されているとともに、固定子巻線に電流を供給する各相リード線とも接続されたリード線側各相ターミナルを有する接続基板が設けられている請求項３に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
5. ベースには開口部に向かって拡大したテーパ状で接続部の端部が挿入された挿入口が形成されている請求項４に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
6. 複数のセンサ信号線が束ねられて、多芯線が構成されている請求項１ないし請求項５の何れかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
7. 多芯線のコネクト接続側は、各センサ信号線同士がシール剤で結合され、かつ外周が防水性の熱収縮チューブで覆われて構成されている請求項６に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
8. コネクタ接続側の各センサ信号線は、一列に配列されている請求項７に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
9. 多芯線は、接続基板をブラケットに固定したねじ上を通っている請求項６ないし請求項８の何れかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
10. 多芯線は、ブラケットに形成された複数の突起部で挟まれて位置決めされている請求項６ないし請求項９の何れかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
11. 各相リード線およびセンサ信号線は一つのグロメットを貫通している請求項１ないし請求項１０の何れかに記載の電動パワーステアリング装置用モータ。

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