JP2007314060A - 電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数及び組み付け工数を増やすことなく、ロータが異物を噛み込み、回転不能になってしまうのを防止することができる電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータを得る。
【解決手段】この発明に係る電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータは、車両のステアリング機構に連結されるシャフト９を通じて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ブラシレスモータにおいて、ホルダ５の内径側には、先端部がハウジング１の内面壁に向かって延びて当接したホルダ隔壁５ａが形成されており、このホルダ隔壁５ａにより、ホルダ５とハウジング１との間の隙間を通ってステータ４とロータ１１との間のエアギャップに異物が侵入するのが防止される。
【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ブラシレスモータに関するものである。

従来、ハウジングと、このハウジングに周縁部が固着された有底筒形状のフレームと、このフレームの内壁面に固定され、コア及びコアのスロットにボビンを介して設けられたモータコイルを有するステータと、このステータの中心軸線上に回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに設けられ前記モータコイルに流れる電流により生じる回転磁界に応じてシャフトとともに回転するロータと、このステータの片側側面に前記シャフトを囲むようにして固定されているとともに、周方向に延びた複数の溝が形成されたホルダと、各前記溝に設けられた前記モータコイルの各相のターミナルと、前記ホルダの反ステータ側に設けられ、ねじが螺着されるナット、及び電源線と接続されたバスバーと前記ねじで接続されるバスバー側ターミナルを有し、前記ターミナルから前記シャフトの軸線方向に沿って突出した接続部が貫通して前記バスバー側ターミナルと接続されるベースとを備え、車両のステアリング機構に連結される前記シャフトを通じて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ブラシレスモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０４６５４号公報

このものの場合、例えばバスバーをバスバー側ターミナルとねじを用いて螺着するためのねじ穴がハウジングに形成されており、金属片等の異物がこのねじ穴を通じて内部に侵入してステータとロータとの間のエアギャップに到達し、ロータが異物を噛み込み、回転不能になってしまうことが考えられる。

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、部品点数及び組み付け工数を増やすことなく、ロータが異物を噛み込み、回転不能になってしまうのを防止することができる電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータを得ることを目的とする。

この発明に係る電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータでは、ハウジングと、このハウジングに周縁部が固着された有底筒形状のフレームと、このフレームの内壁面に固定され、コア及びコアのスロットにボビンを介して設けられたモータコイルを有するステータと、このステータの中心軸線上に回転自在に設けられたシャフトと、このシャフトに設けられ前記モータコイルに流れる電流により生じる回転磁界に応じてシャフトとともに回転するロータと、このステータの片側側面に前記シャフトを囲むようにして固定されているとともに、周方向に延びた複数の溝が形成されたホルダと、各前記溝に設けられた前記モータコイルの各相のターミナルと、前記ホルダの反ステータ側に設けられ、ねじが螺着されるナット、及び電源線と接続されたバスバーと前記ねじで接続されるバスバー側ターミナルを有し、前記ターミナルから前記シャフトの軸線方向に沿って突出した接続部が貫通して前記バスバー側ターミナルと接続されるベースとを備え、車両のステアリング機構に連結される前記シャフトを通じて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ブラシレスモータにおいて、前記ホルダの内径側には、先端部が前記ハウジングの内面壁に向かって延びて当接したホルダ隔壁が形成されており、このホルダ隔壁により、前記ホルダと前記ハウジングとの間の隙間を通って前記ステータと前記ロータとの間のエアギャップに異物が侵入するのが防止される。

この発明の電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータによれば、ロータが異物を噛み込み、回転不能になってしまうのを防止することができる。

以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は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ブラシレスモータ（以下、モータと略称する）を示す側断面図、図２は図１の左側面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩI線に沿った矢視部分断面図（但し、モータコイル１７は省略されている）である。

このモータは、アルミ等の材料で作られたハウジング１と、このハウジング１に周縁部がねじ２で固着された有底円筒形状のフレーム３と、このフレーム３の内壁面に固定されたステータ４と、このステータ４の片側側面に固定されたホルダ５と、このホルダ５の反ステータ４側で設けられたベース６とを備えている。
また、モータは、ハウジング１及びフレーム３の中心軸線上に配置されフロントベアリング７及びリアベアリング８により回転自在に支持されたシャフト９と、このシャフト９にＮ極及びＳ極磁石１０が交互に接着され外周表面に保護チューブ（図示せず）が被覆されたロータ１１と、シャフト９の端部に圧入されステアリング機構（図示せず）と連結されるボス１２と、このボス１２とシャフト９に圧入されたブッシュ１３との間に設けられシャフト９の回転角度を検出する回転位置センサであるレゾルバ１４とを備えている。

ステータ４は、珪素鋼板が積層されているとともに軸線方向に延びたスロット５１が周方向に間隔をおいて形成されたコア１５と、このコア１５のスロット５１にボビン１６を介して導線が巻回されて構成されたモータコイル１７とを備えている。このモータコイル１７のＵ相コイル部、Ｖ相コイル部及びＷ相コイル部はスター結線されており、それぞれのコイル部のコモン側はコモンターミナル１８にヒュージングにより接続されている。

ホルダ５は、図４に示すように、周方向に延びた径寸法の異なる４つの溝が形成されている。この溝には、それぞれＷ相ターミナル２０、Ｖ相ターミナル２１及びＵ相ターミナル２２が収まっている。Ｗ相ターミナル２０、Ｖ相ターミナル２１及びＵ相ターミナル２２は平面状に展開したときには帯状であり、各溝に収まっているときには円形状である。これらのターミナル２０、２１及び２２は、モータコイル１７のＷ相コイル部、Ｖ相コイル部及びＵ相コイル部のそれぞれの端部と接続されている。
また、Ｗ相ターミナル２０、Ｖ相ターミナル２１及びＵ相ターミナル２２は、それぞれ軸線方向に延びた接続部２３を有している。

ベース６は、バスバー３０とねじ３１で接続されるバスバー側ターミナル３２と、ネジ３１が螺着されるナット１９（図１３参照）とがインサートモールド成形されて構成されている。バスバー３０と面接触するバスバー側ターミナル３２は露出している。また、ベース６には、Ｗ相ターミナル２０、Ｖ相ターミナル２１及びＵ相ターミナル２２からそれぞれ軸線方向に延びた接続部２３が挿入された挿入口５０（図１３参照）が形成されている。接続部２３の先端部は挿入口５０を貫通した後バスバー側ターミナル３２とＴＩＧ溶接により接続されている。それぞれのバスバー３０は、電源線４５と接続されている。

レゾルバ１４は、シャフト９に圧入された楕円形状のレゾルバロータ３３と、このレゾルバロータ３３を囲ったレゾルバステータ３４とを備えている。

ハウジング１側のフロントベアリング７は、ハウジング１にコーキングによってフロントベアリング７の外輪部が固定されている。
ステータ４は鉄板を絞り加工して製作されたカップ状のフレーム３に圧入されており、フレーム３の底面部にはリアベアリング８を収納、保持するベアリングボックス３５が形成されている。
フレーム３の底面部にはハウジング１とフレーム３とを嵌合する際に使用する穴３Ａが空けられている。この穴３Ａには、モータ内の防水を確保するためのゴム製のキャップ３６が取り付けられている。

ハウジング１には、一端面にフレーム３と嵌合するフレーム側嵌合部３７が形成され、他端面にステアリングギア側のハウジング（図示せず）と嵌合するギア側嵌合部３８が形成されている。
ハウジング１のギア側嵌合部３８はステアリングギア側のギアボックスに設けられたＯリング（図示せず）によって防水されるようになっており、ギア側嵌合部３８からモータ内に水、埃などが浸入することが防止される。
ハウジング１のフレーム側嵌合部３７には、シール部材であるＯリング３９が設けられ、防水性が確保される。

レゾルバステータ３４は、一対のねじ４０によりハウジング１に固着されている。
レゾルバステータ３４には、信号接続用のコネクタ４１が設けられている。このコネクタ４１からは信号線４２が導出している。レゾルバ１４からの位置検出信号を制御回路ユニット（図示せず）に伝達する信号線４２は、クランプ４３（図１１参照）でハウジング１に固定されている。
ハウジング１のギア側嵌合部３８の内側では、ベース６にバスバー３０をねじ止めする際に、外からねじ３１を回すことができるようにねじ止め用の穴４４が三箇所形成されている。

上記構成の電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータでは、電源線４５を通じてモータコイル１７に電流が流れ、モータコイル１７には回転磁界が生じる。この回転磁界に応じてロータ１１は回転し、この回転力は、シャフト９を介してステアリング機構に伝達され、ステアリング機構のトルクアシストに供される。

ところで、上記構成のモータでは、図５に示すように、ホルダ５の内径側には、図６に示した従来のホルダ５Ａと比較して明らかのように、先端部がハウジング１の内面壁に当接したホルダ隔壁５ａが形成されている。従って、モータの内部に、金属片等の異物が、図１の太線イに示す経路（第１の経路）に沿って侵入した場合、その異物は、ホルダ隔壁５ａで更なる侵入が阻止される。
また、信号線４２を保持したクランプ４３が破損した場合でも、信号線４２は、ホルダ隔壁５ａによりシャフト９側への移動が阻止され、回転するシャフト９に巻き込まれるようなことはない。

また、ボビン１６のホルダ５側で内径側の一方のフランジ１６ａは、その先端部がホルダ５の底面に向かって延びて当接しているとともに、反ホルダ５側で内径側の他方のフランジ１６ｂは、その先端部がフレーム３の底面内壁に向かって延びて当接している。
また、図７に示した従来のボビン１６Ａと異なり、図３に示すように、スロット５１の底面はボビン１６で覆われており、またフランジ１６ａ、１６ｂは、リング形状であり、内径側には隙間が無い。
従って、モータの内部に、金属片等の異物が、図１の太線ロに示す経路（第２の経路）に沿って侵入した場合、その異物は、フランジ１６ａで更なる侵入が阻止される。
また、モータの内部に、金属片等の異物が、コア１５の外周面に形成された凹部１５ａを通る、図１の太線ハに示す経路（第３の経路）に沿って侵入した場合、その異物は、フランジ１６ｂで更なる侵入が阻止される。なお、凹部１５ａとは別にスロット５１を通ってフランジ１６ｂに異物が到達する経路もある。

この実施の形態によるモータによれば、ハウジング１側から、穴４４、信号接続用コネクタ４１の近傍の隙間５２を通じてモータの内部に侵入した場合、ステータ４とロータ１１との間のエアギァップまで到達する手前で、ホルダ隔壁５ａ、フランジ１６ａ、１６ｂにより侵入が阻止され、ロータ１１の機械的ロックの発生は防止される。
また、ホルダ隔壁５ａ、フランジ１６ａ、１６ｂは新たな部品ではなく、部品点数を増加させることなく、また組み付け工数も増加させる必要性もない。

実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２のモータを示す側断面図である。
この実施の形態では、ホルダ５のホルダ隔壁５ｂの一端部はハウジング１の内壁面まで延びて当接しており、他端部はボビン１６のフランジ１６ｃまで延びて当接している。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
この実施の形態では、モータの内部に、金属片等の異物が、上記第１の経路及び上記第２の経路に沿って侵入した場合、その異物は、ホルダ隔壁５ｂで更なる侵入が阻止される。
また、金属片等の異物が、上記第３の経路に沿って侵入した場合、実施の形態１と同様に、ボビン１６のフランジ１６ｂで更なる侵入は阻止される。

実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３のモータを示す側断面図、図１０は図９のモータをハウジング１側とフレーム３側とに分解したときの図、図１１は図１０を矢印Ａ方向に視たときの図、図１２は図１０を矢印Ｂ方向に視たときの図である。
この実施の形態では、図１３に示すように、ベース６Ａにリング状のベース隔壁６ａが形成されている。シャフト９を囲んだ、このベース隔壁６ａは、一端部がハウジング１の内壁面まで延びて当接しており、他端部がホルダ５Ａまで延びて当接している。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
この実施の形態では、ベース隔壁６ａは、実施の形態１のホルダ隔壁５ａと同様に、第１の経路に沿った異物の侵入を阻止している。

実施の形態４．
図１４はこの発明の実施の形態４のモータを示す側断面図、図１５はモータのフレーム３側を実施の形態３に示した図１２のものと同じ方向で視たときの図である。
この実施の形態では、ベース６Ｂは、リング状のベース隔壁６ａが形成されているとともに、ホルダ５Ａを覆った覆い壁６ｂが形成されている。覆い壁６ｂは、ハウジング１の内壁面まで延びて当接している。
他の構成は、実施の形態１と同じである。
この実施の形態では、ハウジング１側から、穴４４、信号接続用コネクタ４１の近傍の隙間５２を通じてモータの内部に異物が侵入しても、ベース６Ｂのベース隔壁６ａ、覆い壁６ｂにより、ホルダ５Ａの手間でさらなる侵入は阻止され、異物がステータ４とロータ１１との間のエアギァップまで到達するようなことはない。

なお、上記各実施の形態では、モータと、モータを駆動するパワー素子が設けられた制御回路ユニットとが別体である電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータについて説明したが、モータと制御回路ユニットとが一体である電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータにも、この発明は適用することができるのは勿論である。

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ブラシレスモータを示す側断面図である。 図１の左側面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩI線に沿った矢視断面図である。 図１のホルダの正面図である。 図４のホルダのＶ−Ｖ線に沿った矢視断面図である。 従来のホルダの断面図である。 従来のブラシレスモータを示す要部断面図である。 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ブラシレスモータを示す側断面図である。 この発明の実施の形態３の電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータを示す側断面図である。 図９の電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータの分解図である。 図１０を矢印Ａから視たときの図である。 図１０を矢印Ｂから視たときの図である。 図９のベースの正面図である。 この発明の実施の形態４の電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータを示す側断面図である。 図１４の要部正面図である。

符号の説明

１ ハウジング、３ フレーム、４ ステータ、５ ホルダ、５ａ，５ｂ ホルダ隔壁、６，６Ａ，６Ｂ ベース、６ａ ベース隔壁、６ｂ 覆い壁、９ シャフト、１０ 磁石、１１ ロータ、１６ ボビン、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ フランジ、１９ ナット、２０ Ｕ相ターミナル、２１ Ｖ相ターミナル、２２ Ｗ相ターミナル、２３ 接続部、３０ バスバー、３１ ねじ、３２ バスバーターミナル、４５ 電源線。

Claims (6)

1. ハウジングと、
   このハウジングに周縁部が固着された有底筒形状のフレームと、
   このフレームの内壁面に固定され、コア及びコアのスロットにボビンを介して設けられたモータコイルを有するステータと、
   このステータの中心軸線上に回転自在に設けられたシャフトと、
   このシャフトに設けられ前記モータコイルに流れる電流により生じる回転磁界に応じてシャフトとともに回転するロータと、
   このステータの片側側面に前記シャフトを囲むようにして固定されているとともに、周方向に延びた複数の溝が形成されたホルダと、
   各前記溝に設けられた前記モータコイルの各相のターミナルと、
   前記ホルダの反ステータ側に設けられ、ねじが螺着されるナット、及び電源線と接続されたバスバーと前記ねじで接続されるバスバー側ターミナルを有し、前記ターミナルから前記シャフトの軸線方向に沿って突出した接続部が貫通して前記バスバー側ターミナルと接続されるベースとを備え、
   車両のステアリング機構に連結される前記シャフトを通じて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ブラシレスモータにおいて、
   前記ホルダの内径側には、先端部が前記ハウジングの内面壁に向かって延びて当接したホルダ隔壁が形成されており、
   このホルダ隔壁により、前記ホルダと前記ハウジングとの間の隙間を通って前記ステータと前記ロータとの間のエアギャップに異物が侵入するのが防止されることを特徴とする電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ用ブラシレスモータ。
2. ハウジングと、
   このハウジングに周縁部が固着された有底筒形状のフレームと、
   このフレームの内壁面に固定され、コア及びコアのスロットにボビンを介して設けられたモータコイルを有するステータと、
   このステータの中心軸線上に回転自在に設けられたシャフトと、
   このシャフトに設けられ前記モータコイルに流れる電流により生じる回転磁界に応じてシャフトとともに回転するロータと、
   このステータの片側側面に前記シャフトを囲むようにして固定されているとともに、周方向に延びた複数の溝が形成されたホルダと、
   各前記溝に設けられた前記モータコイルの各相のターミナルと、
   前記ホルダの反ステータ側に設けられ、ねじが螺着されるナット、及び電源線と接続されたバスバーと前記ねじで接続されるバスバー側ターミナルを有し、前記ターミナルから前記シャフトの軸線方向に沿って突出した接続部が貫通して前記バスバー側ターミナルと接続されるベースとを備え、
   車両のステアリング機構に連結される前記シャフトを通じて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ブラシレスモータにおいて、
   前記ホルダの内径側には、一端部が前記ハウジングの内面壁に向かって延びて当接し、他端部が前記ボビンに向かって延びて当接したホルダ隔壁が形成されており、
   このホルダ隔壁により、前記ホルダと前記ハウジングとの間の隙間及び前記ホルダと前記ステータとの間の隙間を通って前記ステータと前記ロータとの間のエアギャップに異物が侵入するのが防止されることを特徴とする電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ。
3. ハウジングと、
   このハウジングに周縁部が固着された有底筒形状のフレームと、
   このフレームの内壁面に固定され、コア及びコアのスロットにボビンを介して設けられたモータコイルを有するステータと、
   このステータの中心軸線上に回転自在に設けられたシャフトと、
   このシャフトに設けられ前記モータコイルに流れる電流により生じる回転磁界に応じてシャフトとともに回転するロータと、
   このステータの片側側面に前記シャフトを囲むようにして固定されているとともに、周方向に延びた複数の溝が形成されたホルダと、
   各前記溝に設けられた前記モータコイルの各相のターミナルと、
   前記ホルダの反ステータ側に設けられ、ねじが螺着されるナット、及び電源線と接続されたバスバーと前記ねじで接続されるバスバー側ターミナルを有し、前記ターミナルから前記シャフトの軸線方向に沿って突出した接続部が貫通して前記バスバー側ターミナルと接続されるベースとを備え、
   車両のステアリング機構に連結される前記シャフトを通じて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ブラシレスモータにおいて、
   前記ベースには、前記シャフトを囲むとともに、一端面が前記ハウジングの内壁面に当接し他端面がホルダに当接したリング状のベース隔壁が形成されており、
   このベース隔壁により、前記ホルダと前記ハウジングとの間の隙間を通って前記ステータと前記ロータとの間のエアギャップに異物が侵入するのが防止されることを特徴とする電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ。
4. ハウジングと、
   このハウジングに周縁部が固着された有底筒形状のフレームと、
   このフレームの内壁面に固定され、コア及びコアのスロットにボビンを介して設けられたモータコイルを有するステータと、
   このステータの中心軸線上に回転自在に設けられたシャフトと、
   このシャフトに設けられ前記モータコイルに流れる電流により生じる回転磁界に応じてシャフトとともに回転するロータと、
   このステータの片側側面に前記シャフトを囲むようにして固定されているとともに、周方向に延びた複数の溝が形成されたホルダと、
   各前記溝に設けられた前記モータコイルの各相のターミナルと、
   前記ホルダの反ステータ側に設けられ、ねじが螺着されるナット、及び電源線と接続されたバスバーと前記ねじで接続されるバスバー側ターミナルを有し、前記ターミナルから前記シャフトの軸線方向に沿って突出した接続部が貫通して前記バスバー側ターミナルと接続されるベースとを備え、
   車両のステアリング機構に連結される前記シャフトを通じて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ブラシレスモータにおいて、
   前記ベースには、前記シャフトを囲むとともに、端面が前記ハウジングの内壁面に当接したベース隔壁、及び前記ホルダの片側を覆うとともに、端面が前記ハウジングの内壁面に当接した覆い壁が形成されており、
   前記ベース隔壁及び前記覆い壁により、前記前記ホルダと前記ハウジングとの間の隙間を通って前記ステータと前記ロータとの間のエアギャップに異物が侵入するのが防止されることを特徴とする電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ。
5. ハウジングと、
   このハウジングに周縁部が固着された有底筒形状のフレームと、
   このフレームの内壁面に固定され、コア及びコアのスロットにボビンを介して設けられたモータコイルを有するステータと、
   このステータの中心軸線上に回転自在に設けられたシャフトと、
   このシャフトに設けられ前記モータコイルに流れる電流により生じる回転磁界に応じてシャフトとともに回転するロータと、
   このステータの片側側面に前記シャフトを囲むようにして固定されているとともに、周方向に延びた複数の溝が形成されたホルダと、
   各前記溝に設けられた前記モータコイルの各相のターミナルと、
   前記ホルダの反ステータ側に設けられ、ねじが螺着されるナット、及び電源線と接続されたバスバーと前記ねじで接続されるバスバー側ターミナルを有し、前記ターミナルから前記シャフトの軸線方向に沿って突出した接続部が貫通して前記バスバー側ターミナルと接続されるベースとを備え、
   車両のステアリング機構に連結される前記シャフトを通じて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ブラシレスモータにおいて、
   前記ボビンは、前記コアの両側端面からそれぞれ突出した、一方のリング形状のフランジの先端部が前記ホルダに向かって延びて当接しているとともに、他方のリング形状のフランジの先端部が前記フレームの底面内壁に向かって延びて当接しており、
   このフランジにより、フランジの外径側から内径側を通って前記ステータと前記ロータとの間のエアギャップに異物が侵入するのが防止されることを特徴とする電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ。
6. 前記ボビンは、前記コアの両側端面からそれぞれ突出した、一方のリング形状のフランジの先端部が前記ホルダに向かって延びて当接しているとともに、他方のリング形状のフランジの先端部が前記フレームの底面内壁に向かって延びて当接しており、
   このフランジにより、フランジの外径側から内径側を通って前記ステータと前記ロータとの間のエアギャップに異物が侵入するのが防止されることを特徴とする請求項１、３及び４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用ブラシレスモータ。

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