JP2007174789A - 位置調整機構付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸を支持する軸受とモータケースの嵌めこみ部分において発生する隙間を調節、固定することにより打音、芯ズレ、トルクむらを低減化したモータを提供する。
【解決手段】モータハウジング又はモータケース軸受ハウジングに軸受でロータの回転軸を支持されたモータにおいて、前記軸受の前記回転軸に対する位置を調整して保持する位置調整機構を、前記モータハウジング又はモータケース軸受ハウジングに設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両等の運転者の操舵力を補助する電動パワーステアリング装置用に最適なモータの改良に関し、特にロータの軸受の位置調整機構を設け、ロータ組み込み時に関連する隙間、誤差、芯ズレから発生する打音、騒音、トルクむらなどの低減化を図った位置調整機構付きモータに関するものである。

車両の電動パワーステアリング装置は、操舵補助トルクとなるモータの回転出力を減速して手動操舵機構の出力軸に伝達し、運転者によってステアリングホイールに印加された手動操舵力を補助して、車輪の転舵を行うものである。

ここで、従来から用いられている電動パワーステアリング装置用モータの代表例の一つであるブラシタイプＤＣモータについて説明する。図６は、特開平１１−２５２８５１号公報（特許文献１）に示されるようなブラシタイプＤＣモータの軸方向の略断面構造図を示し、モータケース円筒部７ａ、モータケース軸受ハウジング８が軸芯中央部に形成された円形端面部７ｂで成るモータケース７と、モータケース７のモータケース円筒部７ａの開口部に取り付けられるフロントブラケット９とによってモータハウジング１２が形成されている。モータケース円筒部７ａの内周部にはステータ６が固定され、モータケース軸受ハウジング８の終端側にはリア軸受２が収納され、フロントブラケット９の軸芯中心部分にはフロント軸受１が固定されている。

フロント軸受１は、ロータ１６を結合した回転軸１１の出力側一端部（図示の左側）を回転可能に支持し、リア軸受２は回転軸１１の終端側一端部（図示の右側）を回転可能に支持し、回転軸１１の右端はリア軸受２で止まっており、出力側はモータハウジング１２の外部にフロント軸受１を貫通して延び、出力軸として回転する。また、リア軸受２の外輪部分とモータケース軸受ハウジング８との間には、回転軸１１に対して軸芯に沿って軸方向に押圧力を与えるために皿バネ２０が保持されている。

更に、回転軸１１には電磁的に回転力を発生させるアーマチュアコイル１５がロータ１６を介してステータ６に対向して巻回されておリ、アーマチュアコイル１５には、回転軸１１と一体になって回転すると同時にアーマチュアコイル１５に通電するコミュテータ１７が設けられている。尚、コミュテータ１７に対する通電は、モータハウジング１２に固定されたブラシホルダ１８によって保持されてコミュテータ１７と電気的な接触を保持するブラシ１９と、コミュテータ１７方向に弾性付勢力を与えるブラシスプリング１８ａとによって行われる。

ロータ１６は回転軸１１に固定されており、回転軸１１は出力側及び終端側のフロント軸受１及びリア軸受２で支持され、フロント軸受１はブラケット９によって軸方向（スラスト方向）、半径方向（ラジアル方向）ともに固定されて回転軸１１を支持している。
特開平１１−２５２８５１号公報

上述のような構造において、リア軸受２を収納するモータケース軸受ハウジング８は、低コスト化のためにモータケース７と一体成形しており、フロント軸受１を組み付けるブラケット９の内径部とリア軸受２を組み付けるモータケース軸受ハウジング８の内径部との軸芯を高精度に保つことは困難である。従って、リア軸受２を組み付けるモータケース軸受ハウジング８の内径部と、リア軸受２の外径部のはめあい隙間とを拡げてガタを生じさせ、これにより組み立て作業を容易にしている。

このため、リア軸受２は一般にスラスト方向を主として支持し、軸のラジアル方向に対してはガタを有して支持する構造となっていた。これらが要因となり、回転軸１１にトルクを発生する際、つまりモータ駆動時に隙間が急激に詰められることによる打音、騒音が発生し、隙間の分だけ、回転軸１１の芯ズレを誘発してしまう。

更に、特許文献１で開示されているように、隙間に弾性材を挿入し組み立てる方法では、耐久性の面で打音、騒音、隙間対策において限界がある。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、リア軸受とモータケースとの間の隙間を調節、固定することにより、ロータがトルクを発生するときに起こるリア軸受とモータケースとの隙間から発生する打音、芯ズレ等を抑制できる位置調整機構付きモータを提供することにある。

本発明は、モータハウジング又はモータケース軸受ハウジングに軸受でロータの回転軸を支持されたモータに関し、本発明の上記目的は、前記軸受の前記回転軸に対する位置を調整して保持する位置調整機構を、前記モータハウジング又はモータケース軸受ハウジングに設けることにより達成される。

また、本発明の上記目的は、前記位置調整機構をネジとネジ穴で構成することにより、或いは前記位置調整機構が、前記回転軸に対してラジアル方向又はスラスト方向、或いはラジアル方向及びスラスト方向の位置調整が可能であることにより、或いは前記ラジアル方向の位置調整は、前記軸受の外周面を押圧することにより行い、前記スラスト方向の位置調整は前記軸受の外側端面を押圧することにより行うことにより、或いは前記外周面への押圧を、ほぼ３等分された外周方向から行うと共に、前記外側端面への押圧を、同心円をほぼ３等分した外側方向から行うことにより効果的に達成される。また、前記位置調整機構付きモータをアシスト駆動源として電動パワーステアリング装置に設けることにより、より効果的に達成される。

本発明の位置調整機構付きモータによれば、軸受周りの隙間をラジアル方向及びスラスト方向において調整及び固定が可能となり、ロータの軸芯を確保することができるので、芯ズレ、トルクむら、打音、振動音を低減したモータを実現できる。

また、位置調整機構付きモータによるラジアル方向の位置調整は、軸受の外周面を押圧することにより実現でき、スラスト方向の位置調整は軸受の外側端面を押圧することにより実現できるので、調整及び固定が非常に容易である。

比較的簡単な構造で軸受の位置調整を行うことができ、製造コストも安いので、車両のパワーステアリング用モータとして最適である。

本発明は、モータのハウジング又はモータケース軸受ハウジングに、回転軸を支持するリア軸受の位置（スラスト方向、ラジアル方向）を調整して固定する位置調整機構を設けた位置調整機構付きモータである。また、位置調整機構付きモータを、車両の電動パワーステアリング装置のアシスト駆動源としている。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一例としてブラシタイプＤＣモータの軸方向の略断面構造を図６に対応させて示しており、モータケース円筒部７ａ、モータケース軸受ハウジング８が軸芯中央部に形成された円形端面部７ｂで成るモータケース７と、モータケース７のモータケース円筒部７ａの開口に取り付けられるフロントブラケット９とによってモータハウジング１２が形成されている。モータケース円筒部７ａの内周部にはステータ６が固定され、モータケース軸受ハウジング８にはリア軸受２が収納され、フロントブラケット９の軸芯中心部分にはフロント軸受１が固定されている。

フロント軸受１は、ロータ１６を結合した回転軸１１の出力側一端部（図示の左側）を回転可能に支持し、リア軸受２は回転軸１１の終端側一端部（図示の右側）を回転可能に支持し、回転軸１１の右端はリア軸受２で止まっており、出力側はモータハウジング１２の外部にフロント軸受１を貫通して延び、出力軸として回転するモータである。

また、リア軸受２のスラスト方向及びラジアル方向の位置を調整して固定する位置調整機構が設けられており、その詳細構造を図２及び図４に示す。

図２は図１の右側面の一部（位置調整機構部）を示しており、図１及び図２に示すように円形端面７ｂのモータケース軸受ハウジング８の側面に円周３等分の３箇所、端面に同心円を３等分した３箇所のそれぞれの同心円を３等分した３箇所にネジ穴４１ａ、４２ａ、４３ａを設け、位置調整機構用のネジ穴（３１ａ〜３３ａ、４１ａ〜４３ａ）を設け、リア軸受２をモータケース軸受ハウジング８に挿入した後、リア軸受ラジアル用ネジ３１、３２、３３及びリア軸受スラスト用ネジ４１、４２、４３をそれぞれネジ穴３１ａ〜３３ａ及び４１ａ〜４３ａに螺合して固定する。図示のように、ラジアル方向のネジ穴（３１ａ〜３３ａ）とスラスト方向のネジ穴（４１ａ〜４３ａ）との角度位相が等しいことが望ましいが、位相関係は任意で良い。

図３（Ａ）に示すように軸芯に対し回転軸１１がズレている場合、円形端面７ｂのモータケース軸受ハウジング８の側面のネジ穴３１ａ、３２ａ、３３ａに、リア軸受ラジアル用ネジ３１、３２、３３を図３（Ｂ）に示すように３箇所ｘ、ｙ、ｚ方向から調整することにより、ラジアル方向からの位置決めが可能である。これにより、ラジアル方向の隙間、ズレを調整してリア軸受２を固定することができる。

図４（Ａ）はモータ端面の斜視構造を示しており、円形端面７ｂのモータケース軸受ハウジング８の端面の同心円を３等分した３箇所にネジ穴４１ａ、４２ａ、４３ａを設け、図４（Ｂ）に示すように、リア軸受スラスト用ネジ４１、４２、４３を挿入して螺合することにより、リア軸受２に対し荷重を付与することができ、回転軸１１のスラスト方向の隙間、ガタを規制するための押圧力を与え、リア軸受２の調整及び固定を行う。

図５（Ａ）はモータ軸受方向の一部断面図であり、モータケースハウジング８内において、リア回転軸２と回転軸１１がスラスト方向に隙間、ガタのある状態を示している。このようなスラスト方向のズレに対して、図５（Ｂ）に示すようにリア軸受スラスト用ネジ４１、４２により隙間、ガタを調整して、隙間なくガタもなくリア軸受２を固定することができる。

尚、生産性と効果の点で３等分の３点止めを説明したが、ラジアル方向、スラスト方向共に２点止めや４点止めでも良く、任意の数とすることができる。また、位置調整機構をネジ穴とネジで構成する例を挙げたが、螺合若しくは保合によって位置を調整して固定する機構であれば良い。

更に、上述ではブラシタイプＤＣモータを例に挙げて説明したが、本発明はブラレスシモータを初めとするあらゆるモータに適用可能であり、特に安価で高性能を要求される電動パワーステアリング用モータとして最適である。

本発明の実施態様を示すＤＣブラシ付きモータの軸方向の略断面構造図である。 本発明によるモータ軸方向の一部側面図である。 本発明による位置調整（ラジアル方向）を説明するための図である。 本発明による位置調整（スラスト方向）を説明するための図である。 本発明による位置調整（スラスト方向）を説明するための図である。 ＤＣブラシ付きモータの従来例を示す軸方向の略断面構造図である。

符号の説明

１ フロント軸受
２ リア軸受
６ ステータ
７ モータケース
８ モータケース軸受ハウジング
９ フロントブラケット
１２ モータハウジング
１１ 回転軸
１５ アーマチュアコイル
１６ ロータ
１７ コミュテータ
１８ ブラシホルダ
１９ ブラシ
２０ 皿バネ
３１、３２、３３ リア軸受ラジアル用ネジ
４１、４２、４３ リア軸受スラスト用ネジ

Claims (6)

1. モータハウジング又はモータケース軸受ハウジングに軸受でロータの回転軸を支持されたモータにおいて、前記軸受の前記回転軸に対する位置を調整して保持する位置調整機構を、前記モータハウジング又はモータケース軸受ハウジングに設けたことを特徴とする位置調整機構付きモータ。
2. 前記位置調整機構がネジとネジ穴で構成されている請求項１に記載の位置調整機構付きモータ。
3. 前記位置調整機構が前記回転軸に対してラジアル方向又はスラスト方向、或いはラジアル方向及びスラスト方向の位置調整が可能な請求項２に記載の位置調整機構付きモータ。
4. 前記位置調整機構の前記ラジアル方向の位置調整は、前記軸受の外周面を押圧することにより行い、前記スラスト方向の位置調整は前記軸受の外側端面を押圧することにより行う請求項３に記載の位置調整機構付きモータ。
5. 前記外周面への押圧を、ほぼ３等分された外周方向から行うと共に、前記外側端面への押圧を、同心円をほぼ３等分した外側方向から行うようになっている請求項４に記載の位置調整機構付きモータ。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の位置調整機構付きモータをアシスト駆動源として用い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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