JP2006025509A - 電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、更なる安全設計が可能な、モータロックの発生が極めて少ない電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】 電動パワーステアリング装置用モータ（７，４０）は、回転軸（１４）に取り付けられ、軸方向に分割されたロータマグネット（１７，１８）と、ロータマグネット（１７，１８）の外周面を覆い、分割されたロータマグネット（１７，１８）の軸方向突合せ部で加締められたマグネットカバー（１９，２０）とを有するロータ（１５）と、 ハウジング（１１）にロータ（１５）と対向するようにして設けられ、ステータコア（２２）と励磁コイル（２３）とを有するステータ（２１）と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車輌において運転者による手動操舵力を補助（アシスト）する電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置用モータ及び電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに加わる操舵トルクを検出するトルクセンサーと、操舵補助用のモータとを備え、トルクセンサーが検出した操舵トルクに応じてモータを駆動させることによりステアリングホイールへの操舵力を補助するように構成されている。

電動パワーステアリング装置に使用されるモータとして、近年、ブラシレスモータを使用することが増えており、高出力化への要求も高まっている。また、電動パワーステアリング装置は故障を起こした場合に人命に関わる重要保安部品であるため、その安全性には充分に配慮する必要がある。特に、マグネットの飛散によって、マグネットがステータとの間に噛み込み、モータロックが発生すると、ステアリングホイールがロックされ、ドライバーは操舵不能の状況に陥る。

このようなモータロックへの対策として、従来、マグネットに飛散防止用のマグネットカバーが配置されており、このマグネットカバーは圧入、もしくは接着等でマグネットに固定されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３３３７７４号公報（第３−４頁、図４）

ところで、従来の方法はモータロックに対して有効な方法と考えられているが、高い安全性が求められる電動パワーステアリング装置では、更なる安全設計（フェールセーフ）が求められる。特に、特許文献１に記載の技術では、マグネットカバーの軸方向への抜けに対するフェールセーフがなされていなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構成で、更なる安全設計が可能な、モータロックの発生が極めて少ない電動パワーステアリング装置用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にある。

本発明に係る上記課題は、下記構成によって達成される。
（１） 回転軸に取り付けられ、軸方向に分割されたロータマグネットと、該ロータマグネットの外周面を覆い、前記分割されたロータマグネットの軸方向突合せ部で加締められたマグネットカバーとを有するロータと、
ハウジングに前記ロータと対向するようにして設けられ、ステータコアと励磁コイルとを有するステータと、
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ。
（２） 前記マグネットカバーは前記ロータマグネットの軸方向端部と当接するフランジ部を有し、
前記マグネットカバーのフランジ部をストッパー部材で係止したこと特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
（３） 回転軸に取り付けられ、ロータマグネットと、該ロータマグネットの外周面を覆うと共に、該ロータマグネットの軸方向端部と当接するフランジ部を備えるマグネットカバーと、該フランジ部を係止するように前記回転軸に取付け可能なストッパー部材とを有するロータと、
ハウジングに前記ロータと対向するようにして設けられ、ステータコアと励磁コイルとを有するステータと、
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ。
（４） （１）〜（３）のいずれかに記載のモータを、駆動モータに使用したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

本発明によれば、ロータマグネットの外周面を覆うマグネットカバーを、分割されたロータマグネットの軸方向突合せ部で加締める、或いは、マグネットカバーのフランジ部をストッパー部材で係止するようにしたので、マグネットカバーの軸方向への抜けが防止され、簡単な構成で、更なる安全設計（フェールセーフ）が可能な、モータロック発生が極めて少ない電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置とすることができる。

以下、本発明の各実施形態に係る電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置を説明するための説明図、図２は電動パワーステアリング装置用モータを説明するための断面図、図３は加締め部を説明するための拡大図、図４は加締め時のバリの状態を説明するための拡大図である。

まず、電動パワーステアリング装置について図１を参照して説明する。電動パワーステアリング装置１では、両端を転舵装置（不図示）に連結され図１中において左右方向に移動するラック軸２と、上端にステアリングホイール３が取付けられたステアリングシャフト４を包囲するステアリングコラム５とがロッド６で連結されている。電動パワーステアリング装置用モータ７は、ウォームホイール（不図示）及びウォーム（不図示）を介してステアリングシャフト４に連結され、車両、ステアリングホイール３の操舵角度等の情報が入力されるコントローラ８によって制御される。

また、図２に示されるように、モータ７では、ハウジング１１に対して一対の軸受１２，１３を介して回転軸１４が回転可能に支持されている。一対の軸受１２，１３間で回転軸１４の周囲には、回転軸１４と共にロータ１５を構成する、円筒状のロータコア１６、軸方向に二分割されたロータマグネット１７，１８、及び、二分割されたロータマグネット１７，１８の外周面を覆うマグネットカバー１９，２０が取り付けられている。

ハウジング１１内には、ロータ１５と半径方向に対向するようにしてステータ２１が構成されており、ハウジング１１の内周面に固定された環状のステータコア２２と、ステータコア２２に巻回された励磁コイル２３とを有する。

また、一方の軸受１２の近傍には、ロータ１５の位相検知部２４が配置されている。この位相検知部２４は、回転軸１４に取り付けられた環状の位相検出用永久磁石２５と、この永久磁石２５と対向し、ハウジング１１の開口を覆う蓋体２６に取付け部材２７を介して固定された位相検出素子２８とから構成されている。この位相検知部２４はモータ７が機械的な整流子（ブラシとコンミテータ）を含まないブラシレスモータであるため、ロータ１５の位相を検知して、コントローラ８の制御により位相に応じて励磁コイル２３に通電するためのものである。作動時には、回転軸１４の回転がウォームとウォームホイールから構成される減速ギヤにより減速されると共に、運動方向を変換されて、手動操舵力を補助（アシスト）する。

ここで、ロータマグネット１７，１８は、互いに当接する軸方向突合せ部２９において、互いに小径となるようにテーパ部１７ａ，１８ａを有する。また、マグネットカバー１９，２０は、例えば、薄肉鉄板もしくは薄肉ステンレス製で円筒状に形成されており、ロータ１５の軸方向中央部であってロータマグネット１７，１８と同じ位置で分割されるように構成されている。マグネットカバー１９，２０は、ロータマグネット１７，１８の外周面を覆うと共に、一端に形成されたフランジ部１９ａ，２０ａを各ロータマグネット１７，１８の軸方向端面１７ｂ、１８ｂと当接させ、他端を各ロータマグネット１７，１８のテーパ部１７ａ，１８ａ上で加締めるようにしている（図３参照。）。従って、マグネットカバー１９，２０は、ロータマグネット１７，１８の軸方向突合せ部２９で加締められることで、ロータマグネット１７，１８に対して軸方向に位置決めされ、マグネットカバー１９，２０の軸方向への抜けが防止される。

また、ロータマグネット１７，１８はそれぞれテーパ部１７ａ，１８ａを有し、マグネットカバー１９，２０はこれらテーパ部１７ａ，１８ａ上で加締められている。これにより、プレス加工でマグネットカバー１９，２０を加締める際、図４に示すように、万一バリが発生した場合でも、径方向に捲れたバリ３０がテーパ部１７ａ，１８ａから外れた位置のマグネットカバー１９，２０の外周面から突出することがなく、ステータ２１との接触を確実に防止できる。

以上のように構成された本実施形態の電動パワーステアリング装置用モータ７及び電動パワーステアリング装置１では、マグネットカバー１９，２０が分割されたロータマグネット１７，１８の軸方向突合せ部２９で加締められるようにしたので、マグネットカバー１９，２０は、ロータマグネット１７，１８に対して軸方向に位置決めされ、マグネットカバー１９，２０の軸方向への抜けが防止される。従って、ロータマグネット１７，１８の飛散が確実に防止され、モータロックの発生が抑制される。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置について図５を参照して説明する。なお、本実施形態は、図５に示すように、電動パワーステアリング装置用モータのロータの構成のみが第１実施形態のものと異なる。このため、第１実施形態と同等部分については、同一の符号を付して説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の電動パワーステアリング装置用モータ４０では、ロータ４１を構成する回転軸１４の外周面で、ロータコア１６の両端部近傍に環状溝４２，４２が形成されている。そして、この環状溝４２，４２には、例えば、Ｃ型止め輪のようなストッパー部材４３，４３がマグネットカバー１９，２０のフランジ部１９ａ，２０ａと当接して係止するように嵌め込まれている。これにより、フランジ部１９ａ，２０ａは、ストッパー部材４３，４３とロータマグネット１７，１８の軸方向端部１７ｂ、１８ｂとの間に挟持され、マグネットカバー１９，２０の軸方向への移動が阻止される。

従って、本実施形態では、ロータマグネット１７，１８の軸方向端部１７ｂ、１８ｂを覆うマグネットカバー１９，２０のフランジ部１９ａ，２０ａをストッパー部材４３，４３で係止するようにしたので、より確実にマグネットカバー１９，２０の軸方向への抜けを防止することができ、ロータマグネット１７，１８の飛散が確実に防止され、モータロックの発生が抑制される。
本実施形態のその他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る電動パワーステアリング装置用モータ及び電動パワーステアリング装置について図６を参照して説明する。なお、本実施形態は、図６に示すように、電動パワーステアリング装置用モータのロータの構成のみが第２実施形態のものと異なる。このため、第２実施形態と同等部分については、同一の符号を付して説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態の電動パワーステアリング装置用モータ５０では、ロータ５１を構成する、軸方向に分割されたロータマグネット５２、５３が、軸方向に一様な外径を有している。 また、ロータマグネット５２，５３の外周面を覆うマグネットカバー５４，５５は、ロータマグネット５２，５３の軸方向突合せ部５６と同じ位置で分割されるように構成されている。第２実施形態同様、マグネットカバー５４，５５の一端に形成されたフランジ部５４ａ，５５ａは、回転軸１４の環状溝４２，４２に取り付けられるストッパー部材４３，４３と当接して係止される。これにより、フランジ部５４ａ，５５ａは、ストッパー部材４３，４３とロータマグネット５２，５３の軸方向端部５２ａ，５３ａとの間に挟持され、マグネットカバー５４，５５の軸方向への移動が阻止される。一方、マグネットカバー５４，５５の他端は、加締められずにロータマグネット５２，５３の外周面上で互いに対向配置されている。

従って、本実施形態では、ロータマグネット５２，５３の軸方向端部５２ａ、５３ａを覆うマグネットカバー５４，５５のフランジ部５４ａ，５５ａをストッパー部材４３，４３で係止するようにしたので、ロータマグネット５２，５３の軸方向突合せ部５６においてマグネットカバー５４，５５が加締められていない構造であっても、マグネットカバー５４，５５の軸方向への抜けを防止することができ、ロータマグネット５２，５３の飛散が確実に防止され、モータロックの発生が抑制される。
本実施形態のその他の構成及び作用については、第２実施形態のものと同様である。

なお、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
ロータマグネットの形状は、リング状であっても良く、周方向に分割されたセグメントマグネットであってもよい。
また、軸方向突合せ部は、本実施形態のようにテーパ部であってもよく、段付形状等であってもよい。また、テーパ部は、円周状に連続的に形成しても良いし、円周状に断続的に形成しても良い。
さらに、電動パワーステアリング装置用モータは、駆動モータとして使用されればよく、取付け位置は、図１に示すようにステアリングシャフトに連結されてもよいし、ラック軸に連結されてもよい。

本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置を説明するための説明図である。 電動パワーステアリング装置用モータを説明するための断面図である。 加締め部を説明するための拡大図である。 加締め時のバリの状態を説明するための拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置用モータのロータの断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電動パワーステアリング装置用モータのロータの断面図である。

符号の説明

１ 電動パワーステアリング装置
７，４０，５０ 電動パワーステアリング装置用モータ
１４ 回転軸
１５，４１，５１ ロータ
１６ ロータコア
１７，１８，５２，５３ ロータマグネット
１７ａ，１８ａ テーパ部
１９，２０，５４，５５ マグネットカバー
１９ａ，２０ａ，５４ａ，５５ａ フランジ部
２１ ステータ
２２ ステータコア
２３ 励磁コイル
４２ 溝
４３ ストッパー部材

Claims (4)

1. 回転軸に取り付けられ、軸方向に分割されたロータマグネットと、該ロータマグネットの外周面を覆い、前記分割されたロータマグネットの軸方向突合せ部で加締められたマグネットカバーとを有するロータと、
   ハウジングに前記ロータと対向するようにして設けられ、ステータコアと励磁コイルとを有するステータと、
   を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ。
2. 前記マグネットカバーは前記ロータマグネットの軸方向端部と当接するフランジ部を有し、
   前記マグネットカバーのフランジ部をストッパー部材で係止したこと特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置用モータ。
3. 回転軸に取り付けられ、ロータマグネットと、該ロータマグネットの外周面を覆うと共に、該ロータマグネットの軸方向端部と当接するフランジ部を備えるマグネットカバーと、該フランジ部を係止するように前記回転軸に取付け可能なストッパー部材とを有するロータと、
   ハウジングに前記ロータと対向するようにして設けられ、ステータコアと励磁コイルとを有するステータと、
   を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置用モータ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のモータを、駆動モータに使用したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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