JP2005536177A - 直流モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 高い剛性を備えると共に高い周囲温度及び振動等の好適ではない条件下でも信頼性のある動作が可能である直流モータを提供する。
【解決手段】 軸２０と、軸２０を中心として軸２０に取り付けられる少なくとも１個の永久磁石２２を備えるロータアセンブリ１８と、ステータ本体１４及び複数の相巻線１６を含むステータアセンブリ１２と、軸２０及びロータアセンブリ１８を、ステータアセンブリ１２に対して片側のみを軸支させるために、軸２０に軸方向に並んで離間させて配置される２個の軸受２６、２８と、ステータアセンブリ１２に対するロータアセンブリ１８の相対的な回転位置、回転数、及び／又は、回転トルクの値を検出するセンサ装置４６と を備える直流モータであって、センサ装置４６は、２個の並んだ軸受２６、２８の間に配置される。

Description

本発明は、２個の並んだ軸受で片側軸支されるロータにセンサ装置が備えられる直流モータに関する。

本発明は、インナーロータ型又はアウターロータ型モータとして構成されているブラシレス直流モータの分野に関し、特に、軸（シャフト）、及び、その軸に配設された１個又は複数個のロータ永久磁石を備えるロータアセンブリと、例えば複数の金属薄板から構成されているステータ本体（鉄心部）、及び、相巻線を含むステータアセンブリとを備えるインナーロータ型モータに関する。

本発明のモータの軸には、２個の軸受が軸方向に間隔を置きつつ、ロータ永久磁石の片側に並んで配置されて設けられる。それは、ロータアセンブリをステータアセンブリに対し片側のみで軸支するためである。

このように、軸がロータアセンブリの片側だけで軸支されているモータの構成は、「カンチレバー方式（Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ−Ｄｅｓｉｇｎ）」とも称されている。

本発明のモータは、回転位置、回転数、及び／又は、ステータアセンブリに対するロータアセンブリの回転トルクに関する値を検出するセンサ装置も含んでいる。そのセンサ装置は、例えば、位置センサ装置を含んでいる。

本発明による直流モータは、例えば、操舵補助又は冷却水ポンプの駆動源というような自動車関連分野での使用が知られており、その場合、自動車のエンジンが設置されている場所で駆動源として用いられることが多い。

そのため、高温、汚染、水しぶき、及び、高い振動にさらされていることになる。それ故、そのようなモータは、前記した外部からの影響に対する保護機能が必要であると同時に、可能な限り頑丈な構成が必要である。

片側軸支されているモータの場合、そのモータの軸は、モータのフランジ部に軸支されていることが多い。それによって、軸（又はロータ）の支持されていない自由端部は、モータの電力供給接続部や信号線接続部が設けられるモータのカバー側を向くことになる。

通常、電子整流式モータには、転流信号を導出させるために、ステータ（固定子）の位置に対するロータ（回転子）の回転位置を検出するセンサ装置が設けられる。片側軸支されているモータの場合、従来の技術では、前記センサ装置は、通常、モータのロータにおける自由端部側に設けられる。その理由は、その自由端部側は軸支されていないことから、自由に手が届いて（近づき易く）作業し易いこと、及び、外部との接続部に近いことからセンサ装置の取り付け（配線）等が容易になるからである。

従来から、例えば、ステータがリング形状で、そのステータにリング状に巻線する技術により巻線された構成の片側軸支型の集電子（ブラシ）レス直流モータを用いた駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。そのモータの場合、できるだけコンパクトな構成を実現できるように、ステータの内部には、直流モータに属する可動側部材だけでなく静止側の部材の双方が配置される。

独国特許出願公開（Ａ１）第４３３５９６６号明細書

しかしながら、前記した従来の技術の片側軸支型モータの場合、モータの取り付け寸法精度により軸の自由端部がバラツキ、軸の実際位置が、定格位置に対して大きく位置が変位する可能性を有するという問題がある。更に、軸の自由端部は、横方向の荷重、及び、振動が加えられた場合に異常振動する可能性を有している。

軸において、ラジアル方向の位置に影響を与える要因としては、軸受のラジアル隙間、軸受台座との隙間、温度の変動に伴う隙間量の変化、フランジ部及び軸の曲がり等の要因が考えられる。

従来の技術の慣例に従って、軸の自由端部側にセンサ装置が配置される場合には、軸のラジアル方向における実際の位置が定格位置に対して大きく変位した場合、軸に配置されている信号供給部とセンサ装置との間の隙間が許容量以上に過大になるか、又は、過小になることが考えられる。その場合、ロータの負荷状況によっては、センサ装置で信号供給部から検出されるデータが損失してしまう事態が発生する可能性を有するという問題がある。

センサ装置を、軸の自由端部側、すなわち、ステータアセンブリに非常に近い場所に取り付けた場合に発生するもう一つの問題は、ステータアセンブリの相巻線の周囲領域では、センサ装置の機能に悪影響を及ぼす高い周囲温度が発生する可能性を有するという問題である。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、冒頭で述べたような直流モータであって、高い剛性を備えると共に高い周囲温度及び振動等の好適ではない条件下でも信頼性のある動作が可能である直流モータを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の直流モータは、請求項１に述べられている特徴を有する。

すなわち、請求項１の直流モータは、軸と、前記軸を中心として前記軸に取り付けられる少なくとも１個の永久磁石を備えるロータアセンブリと、ステータ本体及び複数の相巻線を含むステータアセンブリと、前記ステータアセンブリに対して、前記軸及び前記ロータアセンブリの片側のみを軸支させるために、軸方向に離間させて前記軸に並んで配置される２個の軸受と、前記ステータアセンブリに対する前記ロータアセンブリの相対的な回転位置、回転数、及び／又は、回転トルクの値を検出するセンサ装置とを備える直流モータであって、前記センサ装置は、前記２個の並んだ軸受の間に配置されることを特徴とする。

本発明では、高い剛性を備えると共に高い周囲温度及び振動等の好適ではない条件下でも信頼性のある動作が可能である直流モータを提供することができる。

本発明によれば、センサ装置は、２個の並んだ軸受の間の部分に配置される。つまり、２個の並んだ軸受の間にセンサ装置を取り付ける場所として、軸のラジアル方向の位置変位が最も小さい場所が選択されることになる。その場合、軸に対して、例えば、衝撃或いはベルト駆動部等による横方向荷重が加えられた場合でも、２個の並んだ軸受の間の軸の部分の位置変位は最低であるので、軸とセンサ装置の間の隙間は、最低の位置変位に抑えることができる。

本発明のように、センサ装置を２個の並んだ軸受の間に配することで得られる更なる利点は、モータのコイルとの間隔の拡大に伴ってセンサ装置内の温度が低くなり、それに伴って、温度の変動幅も小さくなる点である。それによって、センサ装置の動作も一層安定させることができる。

本発明の実施形態では、励磁巻線（コイル）、及び、検出（測定）巻線（コイル）を備える電磁誘導式のセンサ装置が設けられることが好ましい。前記励磁巻線、及び、検出巻線は、モータ内の、設定された位置で、且つ、容易に再取り付け可能である位置に配置され、前記軸の回転に伴って、ロータアセンブリの回転位置、回転数、及び／又は、回転トルクに関する信号を発生させる。

そのために、本発明の１実施形態においては、軸の外周面に沿って、２列の歯車レーン（歯の並び）が設けられる。その２列の歯車レーン（歯の並び）は、例えば、ノギス（バーニヤ：副尺）の原理を利用して前記軸の外周面に刻印により形成される。

前記励磁巻線、及び、検出巻線は、前記歯車レーン（歯の並び）と関連して高い分解能の出力信号を発生できるように軸と対向して配置されている。その出力信号は、軸の回転位置、及び、回転数を導出する際の基準となる。

前記センサ装置は、特に、高い分解能を持つ位置信号、低い分解能を持つ位置信号、及び、回転数信号を発生させる。それらの出力信号は、極めて高精度な転流信号を発生させることができる。

前記した２個の並んだ軸受は、特に、モータのフランジ部又は基台部（ベースプレート）（以下、フランジ部と記載する）に取り付けられる。そのフランジ部は、ステータアセンブリの一方の端部と結合されている。前記フランジ部及び軸受の質量によって、クランプされた軸は、安定した状態で保持されると共に、モータ内の温度変動が均一化される。

本発明によるモータは、ステータ本体、及び、ステータアセンブリを囲繞するハウジングの中に収納されることが好ましい。そのハウジングの一方の端部は、カバー又はそれと同様の部材によって閉塞される。そのカバーには、電源供給及び信号配線の接続手段が設けられる。前記ハウジングのもう一方の端部は前記フランジ部と結合され、前記したセンサ装置は２個の並んだ軸受の間におけるフランジ部の中に配置される。センサ装置と接続手段を接続するためには、ステータ本体の外周面とハウジングの内周面との間を経由して配線されるフラットケーブル（いわゆるフレキシブル（柔軟な）ケーブル）を設けることが好ましい。

次に、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳しく説明する。

図１は、本発明が適用された一実施形態の直流モータの概略構成を示す断面図である。
その図１に示されている直流モータは、そのモータを、例えば、自動車に固定するためのフランジ部又は基台部（以下、フランジ部と記載）１０を含んでいる。

フランジ部１０には、例えば、金属薄板から形成されたステータ本体１４、及び、相巻線１６を含むステータアセンブリ１２が回転不能に結合されている。更に、ロータアセンブリ１８は、軸２０に回転不能に結合され、フランジ部１０、及び、ステータアセンブリ１２に対して相対的に回転する。ロータアセンブリ１８は、ロータ永久磁石２２、及び、ヨーク（継鉄）２４を含む。又、ロータアセンブリ１８、及び、軸２０は、フランジ部１０の中で、２個の並んだ軸受（特に転がり軸受）２６、２８によって片側軸支されている。

フランジ部１０からは、ハウジングキャップ３２方向に延伸されて円筒型のモータハウジング３０が形成され、モータハウジング３０がステータ本体１４を囲繞している。そのハウジングキャップ３２には、モータに電力を供給するための第１接続ソケット部３４と、制御、及び、信号伝送のための第２接続ソケット部３６が設けられている。

第１接続ソケット部３４には、巻線４０の何れか１本に接続される接続ピン３８が示されている。尚、ハウジングキャップ３２の内部側には、リレー４４が担持されるホルダ４２が設けられる。

フランジ部１０に配置された２個の並んだ転がり軸受２６、２８の間には、センサ装置４６が、軸２０に設けられた信号供給部４８に対向させて設けられる。図１に示された本実施形態では、信号供給部４８として、軸２０の外周面に沿って刻印することにより、ノギス（バーニヤ：副尺）の原理を応用した２列の歯車レーン（歯の並び）が軸２０の外周面に設けられる。

又、センサ装置４６は、その２列の歯車レーン（歯の並び）と対向して配置されている。そのセンサ装置４６は、フラットケーブル５０を介して、ハウジングキャップ３２の第２接続ソケット部３６中に設けられる接続手段（図示せず）に接続される。

ここで言うフラットケーブル５０は、例えば、９本の配線を備えるいわゆるフレキシブル（柔軟な）ケーブルである。そのフラットケーブル５０は、フランジ部１０内部側から転がり軸受２６、２８の間に設けられた斜めの内孔５２を経由して外部側に導出され、ステータ本体１４の外部側（ステータ本体１４とモータハウジング３０の壁の間）に延伸されるように配線されている。内孔５２は、フランジ部１０に配置されている軸受２６、２８の台座部分の強度が失われない形状に形成される。

図１に示されているように、軸２０は、ロータアセンブリ１８を保持しつつ、転がり軸受２６、２８を介してフランジ部１０に片側軸支されている。従って、ロータアセンブリ１８には近づき易く（手が届き易く）なる。しかしながら、このことは、軸受２６、２８のラジアル方向隙間のバラツキ、及び、前記軸受台座部分の寸法精度のバラツキによって、軸２０の自由端部５４におけるラジアル方向に位置変位が発生するという問題を発生させる（この問題については、本願発明の冒頭に記載されている）。

更に、軸２０、及び、フランジ部１０に横方向から応力が加えられた場合には、軸２０の自由端部５４におけるラジアル方向の位置変位が一段と増加することになる。その場合、軸２０の自由端部５４における横方向の位置変位は、極端に大きくなり過ぎ、センサ装置４６がこの点（軸２０の自由端部５４）における回転位置を正確に検出できなくなる可能性が生まれる。

それ故、本実施形態では、センサ装置４６を、軸２０のラジアル方向の位置変位が最も小さい場所であるフランジ部１０における転がり軸受２６、２８の間に収容するようにしている。尚、転がり軸受２６、２８の間は、センサ装置４６にとって機械的にもっとも安定した設置場所であるだけではなく、温度の変動についても最も小さい場所でもある。

図２は、図１の直流モータの主たる特徴を示すフランジ部１０、及び、ロータアセンブリ１８の部分を拡大した概略構成を示す断面図である。
従って、図１のステータアセンブリ１２、及び、ハウジングキャップ３２の部分は省略されている。尚、図２における図１と同等の部材には、図１と同一の符号を付与することで再度の説明を省略する。

図２では、軸２０におけるラジアル方向のせん断応力の作用元（発生原因）となる、転がり軸受２６、２８の軸受隙間が明確に示されている。

更に、フラットケーブル５０が詳細に示されている。そのフラットケーブル５０は、センサ装置４６とハウジングキャップ３２に設けられる接続手段を接続する機能を有している。フラットケーブル５０は、センサ装置４６から始まり、フランジ部１０と、ステータ１２の相巻線１６（図２には示されていない）との間に位置する斜めの内孔５２を経由して、ステータ１２（図２には示されていない）の外周面に沿って延伸されているように配線されている。

図３は、図１のステータ本体（鉄心部）１４の１例を示した斜視図である。
そのステータ本体１４は、図３には詳しく示されていない複数のプレス（型抜加工）成型された金属薄板から構成されている。別の選択肢（例）として、ステータ本体１４を１個の金属部材から構成するようにしても良い。

従来技術では、相巻線が巻回されたステータアセンブリは、円筒形のモータハウジング３０（後述する図４参照）の内部を埋めるように設けられる。その従来の場合のステータアセンブリは、ステータ本体の外周面がモータハウジングの内周面に当接するように設けられるか、ステータ本体の外周面とモータハウジングの内周面の間に僅かなラジアル方向隙間を持たせて設けられるかのいずれかとなるように構成されている。

本実施形態では、図３に示されているように、前記フラットケーブル５０を、ステータ本体１４の外周面とモータハウジング３０の内周面の間に通すことができるように、ステータ本体１４が構成されている。尚、前記ステータ本体１４は、積層された複数の金属薄板から構成され、基本的には、モータハウジングの円筒の直径６０の寸法を有するように形成されることが好ましい。

その直径６０は、ステータ本体１４を後述する図４に示されているモータハウジング３０に導入するガイド部として機能する。又、ステータ本体１４の外周面には、そのステータ本体１４をモータハウジング３０と結合させるために、複数の平坦面６２、及び、複数の溶接溝６４が設けられる。更に、図３に示されているように複数の結合孔６６を有している。それらの結合孔６６も、ステータ本体１４をモータハウジング３０の中に固定する機能を有する。

図４は、図３と類似してステータ本体１４と共にそれを囲繞するモータハウジング３０の一部も示された斜視図である。
図４に示されているように、各平坦面６２とモータハウジング３０の内周面の間には、フラットケーブル５０を通すための切り欠き部又は空隙部が形成される。図示された複数の平坦面６２、及び、複数の溶接溝６４、及び、複数の結合孔６６は、ステータ本体１４の外周部に均等（規則正しく）に分散配置されている。

平坦面６２は、その位置における磁束密度を最少にすることで磁界による影響を最小限にできるように、ステータの１つの磁極対と規則正しく常に対向するように形成されることが好ましい。

実際には、外周面に均等（規則正しく）に複数の平坦面６２、及び、複数の溶接溝６４を分散配置させることにより、型抜きされた複数のステータ用の金属薄板をラジアル角度で変位（回転）させながら積層してステータ本体１４を構成させることが可能である。それは、ステータ用金属薄板における前記平坦面６２の部分、及び、溶接溝６４の部分のラジアル方向の角度配分を、ステータ用金属薄板を積層させてステータ本体１４を構成する際の変位角度配分と同一の角度配分とすることで実現させることができる。

ステータ用金属薄板を積層させてステータ本体１４を構成する際の変位角度配分は、利点が公知となっている従来技術である、ステータ本体における、ステータ用金属薄板の圧延方向の規則的な分散、及び、それによる規則的な厚み公差と磁束の分散に従って導出することができる。

ステータ本体１４を、これまでに説明したように形成することで、フラットケーブル５０を、ステータ本体１４とモータハウジング３０の間を容易に経由して配線させることができる。

前記ステータ本体１４の外周面に沿って複数の平坦面６２を分散配置させることは、磁界分布を均等にするだけではなく、ステータアセンブリ１２を、フランジ部１０、及び、モータハウジング３０に組み込む際に、ステータアセンブリ１２の角位置を、フランジ部１０の内孔５２に対して、非常に厳密に配置させる必要が無くなるという利点を有する。それは、フラットケーブル５０が、ステータ本体１４の複数の平坦面６２の何れの近傍（各平坦面６２とモータハウジング３０の内周面の間に形成される複数の空隙部の任意の何れか）を経由させても配線できるようになるためである。

尚、本発明の実施形態では、前記したようにステータ本体１４の外周面に複数の平坦面６２を設けたが、モータハウジング３０の内周面に、平坦面６２に相応するような切り欠き部（又は空隙部）を設けてフラットケーブル５０を経由して配線させるようにしても良いことは言うまでもない。

図５〜図７は、センサ装置４６の支持板７０、及び、その支持板７０がフランジ部１０に固定されている様子を概略的に示すものである。更に詳しくは、まず図５は、センサ装置４６を位置決め、及び、固定するための支持板７０を示した斜視図である。

図５には、フラットケーブル５０の一方の端部に取り付けられるセンサ装置４６を固定するための支持板７０が示されている。その支持板７０には、前記センサ装置４６を搭載させるための複数のリベット結合部７２が設けられる。それらのリベット結合部７２のリベットは、例えば、支持板７０に圧入させれば良い。更に、支持板７０の長さ方向の両端部には、その支持板７０をフランジ部１０に取り付け、及び、保持させるための圧着板バネ部７４が設けられる。このことについては更に詳しく後述する。

図６、及び、図７は、センサ装置４６を支持板７０に取り付け、且つ、その支持板７０をフランジ部１０に組み込んだ様子を示し、図６は、支持板７０とセンサ装置４６が取り付けられたフランジ部１０の拡大斜視図であり、図７は、図６に示されている構成を別の角度から見た場合を示した斜視図であるが、構成をより明確に示すために図６、及び、図７のフランジ部１０の一部が切り取られている。

図６、及び、図７に示されているように、センサ装置４６は、フラットケーブル５０の一方の端部に配置され、フラットケーブルとの結合は、例えば半田付けでなされている。フラットケーブル５０のセンサ装置４６と結合される一方の端部の指示板７０への固定は、リベット結合部７２によりなされる。

支持板７０は、フランジ部１０に形成されたガイド溝部（嵌合部）７６、７６’に挿入される。その際に、支持板７０は、両端の圧着板バネ部７４の部分が嵌まるようにガイド溝部７６、７６’にきつく圧入される。従って、支持板７０がガイド溝部７６、７６’に圧入される際に、前記圧着板バネ部７４は弾性変形することになる。それによって、その支持板７０は、フランジ部１０に確実に固定される。又、フラットケーブル５０の他方の端部は、前記したように図１、及び、図２に示したフランジ部１０の内孔５２から導出されるように配線される。

支持板７０は、例えば、鋼の薄板により形成することができる。その場合、リベット結合部７２、及び、圧着板バネ部７４は、鋼の薄板をプレス（型抜加工）成型することで形成される。尚、支持板７０は、部材（鋼の薄板）を型抜き加工と共に曲げ加工することで形成されることが好ましい。

センサ装置４６が取り付けられたフラットケーブル５０は、例えば、リベット結合部７２でリベットにより結合される。尚、支持板７０に板状の部材を追加することで、フラットケーブル５０を引張り力から保護できるように構成しても良い。

ブラシレス直流モータの転流に必要となるセンサ装置４６は、前記した本発明の実施形態の解決方法（センサ装置４６の固定方法）を用いて位置決め、及び、保持することにより、簡単に、且つ、正確な位置に、且つ、無隙間で、且つ、永続的に固定することができる。従って、センサ装置４６を搭載させるために、従来技術で用いられたようなネジで固定する方式のプリント基板は必要なくなる。

図８、及び、図９は、モータハウジング３０を密封しつつ電源供給、及び、信号伝送に必要な手段を提供するハウジングキャップ３２を上と下から見た場合を示した斜視図である。

ハウジングキャップ３２は、直流モータのモータハウジング３０の端部のカバーとして形成され、電力供給配線を接続するための第１接続ソケット部８０、及び、信号配線接続用の第２接続ソケット部８２を備える。それらの第１と第２の接続ソケット部８０、８２は、ハウジングキャップ３２における薄板型のキャップ部８４と一体に形成される。電力供給配線を接続するための第１接続ソケット部８０には、電力供給用配線と相巻線１６を結合する３個の接続ピン８６が設けられる。一方、信号配線接続用の第２接続ソケット部８２には、信号配線用に複数の接続ピン８８（図示されている形態では１６本）が設けられる。

図８は、直流モータのモータハウジング３０のハウジングキャップ３２を上側又は外部側から見た場合の様子（ハウジングキャップ３２は、組み立てられた後は、モータの外部側に配置されている）を示した斜視図である。一方、図９は、モータハウジング３０のハウジングキャップ３２の下側又は内部側から見た場合を示した斜視図である。尚、図８と図９では、同一の部材には同一の符号が付されている。

ハウジングキャップ３２の内部側には、相巻線１６との接続のために設けられる接続ピン８６、及び、信号配線接続用の第２接続ソケット部８２の接続ピン８８に対応する信号用配線を接続するための複数の接続孔９０が設けられる。更に、ハウジングキャップ３２の内部側には、特に、高出力の接続部品であるリレー４４のような電気機械部品を保持するホルダ９２が設けられる。

そのホルダ９２も、ハウジングキャップ３２の電力供給配線を接続するための第１接続ソケット部８０、及び、信号配線接続用の第２接続ソケット部８２と同様に、ハウジングキャップ３２における薄板型のキャップ部８４と一体に形成される。更に、図９には、部材（鋼の薄板）を型抜き加工と共に曲げ加工、及び、プレス加工することで形成された大面積接点部９４が示されている。

ハウジングキャップ３２におけるモータハウジング３０との間の部分、及び、接続手段が設けられた部分の密閉処理（シール）を可能な限り簡素化させるために、相巻線１６、及び、信号配線のあらゆる接続が、モータハウジング３０のハウジングキャップ３２の内部側で接続ピン８６、８８を介して実施できるようになっている。さらにその簡素化のために、本実施形態のハウジングキャップ３２は、電力供給配線を接続するための第１接続ソケット部８０、及び、信号配線接続用の第２接続ソケット部８２が、薄板型のキャップ部８４と一体に形成されている。

それによって、ハウジングキャップ３２の各部を密閉処理するための密閉処理手段を外周面の１個（１箇所）に減少させることができ、それに伴い、密閉処理の信頼性を高めることができる。前記とは別の部材では、特に、リレー９６のような高出力の接続部品を保持するホルダ９２が、ハウジングキャップ３２と一体に形成されることにより、組み立てに必要となる工数を更に減少させることができる。また、前記以外の更なるモータ部品を保持、及び、固定させるための機能部分を、ハウジングキャップ３２と一体化させて形成させても良い。

図８、及び、図９に示されている本発明の実施形態では、ハウジングキャップ３２は、射出成形によって一体化が推進されて形成された部品であることが好ましい。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）、及び、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、ハウジングキャップ３２をモータハウジング３０と結合させる第１実施例と第２実施例を概略的に示す。
図１０（ａ）は、ハウジングキャップ３２が装着された状態の円筒型であるモータハウジング３０の第１実施例の一部分を示す部分斜視図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示されているモータハウジング３０の部分的な断面図である。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）のＸ部を拡大した断面図である。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示された第１実施例と類似する別なモータである第２実施例のモータハウジング３０とハウジングキャップ３２を示す。図１１（ａ）は、ハウジングキャップ３２が装着された状態の円筒型であるモータハウジング３０の第２実施例の一部分を示す部分斜視図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示されているモータハウジング３０の部分的な断面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）のＸ部を拡大した断面図である。

ハウジングキャップ３２とモータハウジング３０とを、密閉処理と同時に接着させるために、モータハウジング３０のハウジング内周面１００と、そのハウジング内周面１００に当接するハウジングキャップ３２のキャップ外周面１０２との間には、空隙部１０４が形成される。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）、及び、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示された第１と第２の各実施形態では、その空隙部１０４は、前記モータハウジング３０に組みつけられている前記ハウジングキャップ３２の外周面に環状の凹部又は環状溝（密閉用溝）を設けることで形成される。それと同様の環状の凹部又は環状溝（密閉用溝）は、例えば、ハウジングキャップ３２の外周面に設けると同時にモータハウジング３０の内周面に設けるようにしても良いし、ハウジングキャップ３２の外周面に代えてモータハウジング３０の内周面のみに設けるようにしても良い。

又、モータハウジング３０の周面壁には、例えば、貫通孔である開口部１０６が設けられる。モータハウジング３０とハウジングキャップ３２を結合、及び、密閉処理させるために、開口部１０６から、密閉処理性と接着性を兼ね備える高分子材料（例えば、プラスチック）が空隙部１０４に液体状態で注入される。その場合、液体状態で注入されるプラスチックは、プラスチックの流路となる環状である空隙部１０４がプラスチックで充填されるまで流される。

そのプラスチックの材質としては、例えば、熱可塑性エラストマー、又は、ＰＵ（ポリウレタン）ベースの二成分接着剤を用いれば良い。前記プラスチックが固まった場合、モータハウジング３０とハウジングキャップ３２は堅固に結合され、その結合部は、機械的な荷重負荷に耐えられる強度を有するようになると共に、確実に密閉処理が実施されたことになる。

隣接して設けられ互いに当接される平面のうち最も結合に好適な面は、せん断応力が作用する面である。尚、前記本実施形態に示した方法は、前記とは異なる平面を密閉処理する場合、及び、２個以上のモータハウジングの部材を結合する場合にも適用することができる。前記の結合、及び、密閉処理に用いるプラスチックは、注入するためのゲート部、及び、更なる流路が確保できれば、別の密閉処理部分（密閉処理面）まで誘導することも可能である（これについては不図示である）。

モータハウジング３０とハウジングキャップ３２を結合、及び、密閉処理するプラスチックの材質を選択する際には、使用される２つの異なる材質（ここでは金属とプラスチック）を変化させないよう、又、使用される材質に拘わらず、確実な密閉処理を伴う結合が得られるものを選択するよう配慮しなければならない。尚、実際には、前記プラスチックを用いて密閉処理を実施するためには、開口部１０６に加えて、少なくとも１箇所の通気孔を確保することが必要である。

本実施形態に記載したモータハウジング３０とハウジングキャップ３２のような２個の部材を結合、及び、密閉処理する技術内容は、例えば、２つの面を機械的に結合すると同時に密閉処理しなければならないあらゆる場合に適用することが可能である。

本実施形態に記載した２個の部材を結合、及び、密閉処理する技術内容は、特に、前記したモータにおいて、モータハウジング３０のハウジングキャップ３２、及び、モータハウジング３０を結合させる場合、又は、そのモータハウジング３０とモータのフランジ部１０を結合させる場合に適用可能である。

以上のように、本実施形態に記載した２個の部材を結合、及び、密閉処理する技術内容を適用したモータでは、自動車関連（例えば、操舵補助、又は、冷却水ポンプの駆動）に使用される場合、外部からの影響（水しぶきやその他の汚染）から保護することが可能となる。

図１２、及び、図１３は、直流モータの軸２０に玉軸受（部材）１１８を軸方向に位置決めする構成の概略図又は部分断面図であって、図１４は、位置決めのための突起部１１６が設けられた軸２０の概略斜視図である。より具体的には、図１２は、直流モータの軸
２０に部材１１８を軸方向に位置決めできる軸の構成にするための治具の概略の構成を示した斜視図である。図１３は、図１２に示した治具の構成の一部分を示す断面図である。図１４は、位置決めのための突起部１１６が治具で塑性加工させて設けられた軸２０の概略の構成を示した斜視図である。

図１２には、軸２０と、その軸２０に取り付けられたロータアセンブリ１８の概略構成が示されている。図１４にも示されているように、軸２０には、環状溝１１０が形成される。
図１２に示されている軸保持、及び、治具ガイド用ブロック１１２は、軸２０を保持し、例えば、軸２０を成形加工するための凸型（父型、雄型）のプレス成形治具１１４をガイドする機能を有している。

プレス成形治具１１４が、治具ガイド用ブロック１１２にガイドされて、図１２に示されている矢印の方向に移動（プレス）されることにより、軸２０の環状溝１１０の縁に沿った部分では、図１２に示されたように限定された空間領域内で軸を塑性加工させることに伴う軸形成材料の隆起が発生し、軸一体型（又は軸嵌合型）の突起部１１６（図１４参照）が形成される。

前記軸一体型の突起部１１６は、軸２０に玉軸受（部材）１１８を取り付ける際に、軸方向のストッパとして機能する。本発明の実施形態の場合、その突起部１１６を僅かな材料で実現でき、しかも、新たな部材を追加する必要はない。これは、従来の技術に対する大幅な改善である。

従来技術においても、軸受又はその他の軸周囲を囲むように取り付けられる部材を軸方向に位置決めする際に、その位置決めの基準を設ける手段として様々な手段が知られている。例えば、切削加工された部材の場合は、軸方向への変位を防ぐために、軸の回転部分に直径が大きい肩部を設ける方法が知られている。又、軸に環状溝を設けて、その環状溝の中にスナップリングを嵌め込む方法も知られている。

しかしながら、前記した従来の技術による公知の方法では、軸に取り付けられる部材を軸方向に正確に位置決めするために、モータに新たな部材、及び、作業工程を追加する必要があるか、又は、モータの軸に大径部を設ける必要が生じるという欠点を有している。

それに対して、前記で説明した本発明の実施形態の方法によれば、軸２０に、その軸２０に取り付けられる部材１１８用の軸一体型（又は軸嵌合型）のストッパ（突起部１１６）を形成することができる。しかも、そのようなストッパ（突起部１１６）を形成するために新たな部材を追加したり、軸２０に大径部を設けたりする必要はない。

更に、本発明の実施形態の方法が備える別の利点は、軸２０に、前工程においてその軸２０に部材１１８が取り付けられていたとしても、問題なく前記したような突起部１１６を形成できる点である。尚、ここで言う「軸２０に取り付けられる部材１１８」とは、例えば、玉軸受、又は、環状の磁石（リング磁石）といった精密部品を含んでいる。

図１５は、玉軸受（部材１１８）が取り付けられた状態の軸２０の概略構成を示した斜視図である。
図１５では、軸２０、及び、その軸２０に取り付けられたロータアセンブリ１８、及び、玉軸受（部材）１１８を軸方向に位置決めする突起部１１６が概略的に示されている。

このように、ストッパ形成治具を用いて、軸に突起部を塑性加工により形成する本実施形態では、直流モータの軸に軸周囲を囲むように取り付けられる部材（軸受）を軸方向に高精度で隙間無く位置決め、及び、固定でき、部材の再取り付けが容易にでき、追加部材数を最低限に抑えつつ、可能な限り低コストで、位置決めできる。さらに、金属屑の発生を心配する必要がなくなり、突起部を形成する際、組み立て用の部材を先に軸に組み込んでから形成する等のように、一定の順序に従って組み立てを行なう必要がなくなる。

また、片側軸支されているモータの２個の並んだ軸受間に、軸の回転位置、及び、回転数の基準を検出するため信号を発生するセンサ装置と信号供給部を配置した本実施形態では、軸とセンサ装置の間の隙間軸方向の公差（バラツキ）を、最低限の位置変位に抑えることができ、センサ装置で検出される温度を低くできるので、温度の変動幅も小さくでき、センサ装置の動作を安定させて極めて高精度な転流信号を発生させることができる。従って、高い剛性を備えると共に高い周囲温度及び振動等の好適ではない条件下でも信頼性のある動作が可能となる。

本願明細書、図面、及び、請求項に開示した特徴は、単独であろうと任意の組み合わせであろうと本発明における様々な実施形態を実現させるために寄与する。又、本発明は前記した実施形態に記載された内容に限られるものではなく、軸への突起部の形成については、軸周囲を囲むように取り付けられる他の部材を軸方向に位置決めする際にも前記効果を得ることができ、片側軸支モータのセンサ装置の配置については、軸受間の他の取り付け位置あるいは他の取り付け方法であっても前記効果を得ることができる。

本発明が適用された一実施形態の直流モータの概略構成を示す断面図である。 図１の直流モータの主たる特徴を示すフランジ部、及び、ロータアセンブリ（ロータ）の部分を拡大した概略構成を示す断面図である。 図１のステータ本体（鉄心部）の一例を示した斜視図である。 図３と類似してステータ本体と共にそれを囲繞するモータハウジングの一部も示された斜視図である。 センサ装置を位置決め、及び、固定するための支持板を示した斜視図である。 支持板とセンサ装置が取り付けられたフランジ部の拡大斜視図である。 図６に示されている構成を別の角度から見た場合を示した斜視図である。 直流モータのモータハウジングのハウジングキャップを上から見た場合を示した斜視図である。 モータハウジングのハウジングキャップを下から見た場合を示した斜視図である。 （ａ）は、本発明の第１実施例のハウジングキャップが装着された状態の円筒型であるモータハウジングの第１実施例の一部分を示す部分斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されているモータハウジングの部分的な断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＸ部を拡大した断面図である。 （ａ）は、本発明の第２実施例のハウジングキャップが装着された状態の円筒型であるモータハウジングの第２実施例の一部分を示す部分斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示されているモータハウジングの部分的な断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＸ部を拡大した断面図である。 直流モータの軸に部材を軸方向に位置決めできる軸の構成にするための治具の概略の構成を示した斜視図である。 図１２に示した治具の構成の一部分を示す断面図である。 位置決めのための突起部が治具で塑性加工させて設けられた軸の概略の構成を示した斜視図である。 玉軸受（部材）が取り付けられた状態の軸の概略構成を示した斜視図である。

符号の説明

１０ フランジ部（基台部）、
１２ ステータアセンブリ、
１４ ステータ本体（鉄心部）、
１６ 相巻線、
１８ ロータアセンブリ、
２０ 軸（シャフト）、
２２ ロータ永久磁石、
２４ ヨーク（継鉄）、
２６、２８ 転がり軸受、
３０ モータハウジング、
３２ ハウジングキャップ、
３４ 第１接続ソケット部、
３６ 第２接続ソケット部、
３８ 接続ピン、
４０ 巻線、
４２ ホルダ、
４４、９６ リレー、
４６ センサ装置、
４８ 信号供給部、
５０ フラットケーブル、
５２ 内孔、
５４ 自由端部、
６０ 直径、
６２ 平坦面、
６４ 溶接溝、
６６ 結合孔、
７０ 支持板、
７２ リベット結合部、
７４ 圧着板バネ部、
７６、７６’ ガイド溝部（嵌合部）、
８０ 第１接続ソケット部、
８２ 第２接続ソケット部、
８４ （ハウジングの）キャップ部、
８６ 接続ピン、
８８ 接続ピン、
９０ 接続孔、
９２ ホルダ、
９４ 大面積接点部、
１００ ハウジング内周面、
１０２ キャップ外周面、
１０４ 空隙部、
１０６ 開口部、
１１０ 環状溝、
１１２ 軸保持、及び、治具ガイド用ブロック、
１１４ プレス成形治具、
１１６ 突起部、
１１８ 玉軸受（部材）。

Claims (7)

1. 軸と、
   前記軸を中心として前記軸に取り付けられる少なくとも１個の永久磁石を備えるロータアセンブリと、
   ステータ本体及び複数の相巻線を含むステータアセンブリと、
   前記軸及び前記ロータアセンブリを、前記ステータアセンブリに対して片側のみを軸支させるために、前記軸に軸方向に並んで離間させて配置される２個の軸受と、
   前記ステータアセンブリに対する前記ロータアセンブリの相対的な回転位置、回転数、及び／又は、回転トルクの値を検出するセンサ装置と
   を備える直流モータであって、
   前記センサ装置は、前記２個の並んだ軸受の間に配置される
   ことを特徴とする直流モータ。
2. 前記ステータアセンブリの一方の端部は、フランジ部と結合され、
   前記２個の軸受の少なくとも一方は、前記フランジ部の中に取り付けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の直流モータ。
3. 前記センサ装置は、フレキシブルなフラットケーブルを介して、前記ステータアセンブリと対向する端部に配置された接続手段と接続される
   ことを特徴とする請求項２に記載の直流モータ。
4. 前記フラットケーブルは、前記ステータ本体の外周面とモータのハウジングの内周面の間を経由して配線される
   ことを特徴とする請求項３に記載の直流モータ。
5. 前記センサ装置は、光学式センサ装置、電磁誘導式センサ装置、静電容量式センサ装置又は磁気式センサ装置の何れかである
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の直流モータ。
6. 前記センサ装置は、前記軸の外周面上に沿って設けられると共に前記軸に回転不能に結合される信号供給部が対向して配置される
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の直流モータ。
7. 前記軸受は、転がり軸受、特に、玉軸受である
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の直流モータ。

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