JP2008067552A - Motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータとステータとが互いに同軸、かつ所定の相対位置関係となるように収容し、前記ロータの軸心を貫通して一方に延長されたロータシャフトを軸受を介して回転可能に支持する第1の支持部と、前記ロータの軸心を貫通して他方に延長されたロータシャフトを、軸受を介して回転可能に支持する第2の支持部とを備えたハウジングユニットを備えたモータに関するものである。 The present invention accommodates a rotor and a stator so that they are coaxial with each other and have a predetermined relative positional relationship, and supports a rotor shaft that extends through the shaft center of the rotor and extends in one direction via a bearing. Motor having a housing unit including a first support portion that rotates, and a second support portion that rotatably supports a rotor shaft that extends through the shaft axis of the rotor to the other via a bearing It is about.
従来、例えば、車両用の電動パワーステアリング装置の駆動源として適用されるモータは、有底筒形状のハウジングと、ハウジングの開口側を閉塞する蓋部材とによって、筒型のステータと、このステータの内方に同軸、かつ回転可能に配設されたロータとが収容されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a motor applied as a drive source for an electric power steering device for a vehicle includes a cylindrical stator and a lid member that closes the opening side of the housing, and a cylindrical stator. A rotor disposed coaxially and rotatably inside is accommodated.
ロータの軸心を貫通して同軸的に延長されるロータシャフトは、ハウジングの底側に設けた第1の軸受支持部と、蓋部材に設けた第2の軸受支持部とのそれぞれに、転がり軸受(ボールベアリング)を介して支持されている。 The rotor shaft extending coaxially through the rotor axis rolls on each of the first bearing support portion provided on the bottom side of the housing and the second bearing support portion provided on the lid member. It is supported via a bearing (ball bearing).
ところで、上記従来のモータにおいて、ボールベアリングとこれを支持するハウジングや蓋部材(以下、総称する場合は、「ハウジング等」という)との間には、意図的に所定の隙間を設け若干のガタを持たせ、組付時の作業効率を高めるようにしている。ところが、このような構造では、ボールベアリングの半径方向を確実に支持できない構造となり、ロータ自体のアライメントがアンバランスになったり、前記ガタに起因して発生する振動がボールベアリングへ伝搬し、作動音となって外部に漏れることになる。 By the way, in the conventional motor described above, a predetermined gap is intentionally provided between the ball bearing and a housing or lid member (hereinafter collectively referred to as “housing etc.”) that supports the ball bearing. To improve work efficiency during assembly. However, in such a structure, the structure in which the radial direction of the ball bearing cannot be reliably supported becomes unbalanced, and the rotor itself is unbalanced, or the vibration generated due to the backlash propagates to the ball bearing, and the operation noise And leaks to the outside.
この場合、電動パワーステアリング装置に適用するモータは、その作動音が車両全体のノイズ音に対して多大な影響を及ぼすため、非常にシビアな部品の精度で製作し、かつ高い精度で調芯(アライメント)を行う必要がある。 In this case, the motor applied to the electric power steering device has a great influence on the noise noise of the entire vehicle, so the motor is manufactured with extremely severe parts accuracy and aligned with high accuracy ( Alignment) is required.
そこで、特許文献1乃至特許文献3では、ボールベアリングの外輪と、これを支持するハウジング等との間に吸振材、衝突防止部材、Oリング等を介在させることが提案されている。 Therefore, Patent Documents 1 to 3 propose that a vibration absorbing material, a collision preventing member, an O-ring, and the like are interposed between the outer ring of the ball bearing and a housing that supports the outer ring.
これにより、モータの作動時において、ボールベアリングがハウンジグ等を叩く音(叩き音)を軽減することができる。
しかしながら、音の発生原因には、リヤ側ボールベアリング(通常は、ハウジングの底側に対応するボールベアリングを指す。)とハウジングの叩き音だけでなく、電動パワーステアリング装置のモータ出力軸と、減速機構とがスプライン嵌合されているため、このスプライン嵌合の際の噛み合い公差による音、芯ずれにより発生する半径方向の力によって前記リヤ側ボールベアリングが振れ回る(ローリング)ことによる音が挙げられ、単純に吸振材、衝突防止材、Oリング等を介在させるのみでは、不十分であった。 However, the cause of the noise is not only the rear side ball bearing (usually the ball bearing corresponding to the bottom side of the housing) and the hitting sound of the housing, but also the motor output shaft of the electric power steering device, the deceleration Since the mechanism is spline-fitted, there is a noise caused by the meshing tolerance when the spline is fitted, and a sound caused by rolling (rolling) of the rear ball bearing due to the radial force generated by the misalignment. It is not sufficient to simply interpose a vibration absorbing material, a collision preventing material, an O-ring, or the like.
本発明は上記事実を考慮し、複数の振動発生源に対して、確実に制振機能を発揮することで、各部から発生する振動音や叩き音を軽減することができるモータを得ることが目的である。 In consideration of the above facts, the present invention has an object to obtain a motor that can reduce vibration sound and tapping sound generated from each part by reliably exhibiting a vibration suppression function for a plurality of vibration generation sources. It is.
本発明は、ロータとステータとが互いに同軸、かつ所定の相対位置関係となるように収容し、前記ロータの軸心を貫通して一方に延長されたロータシャフトを、軸受を介して回転可能に支持する第1の支持部と、前記ロータの軸心を貫通して他方に延長されたロータシャフトを、軸受を介して回転可能に支持する第2の支持部とを備えたハウジングユニットを備えたモータであって、前記第1の支持部と軸受との間、並びに前記第2の支持部と軸受との間のそれぞれに所定の隙間を設けたことを特徴としている。 The present invention accommodates a rotor and a stator so that they are coaxial with each other and have a predetermined relative positional relationship, and a rotor shaft that extends through the shaft center of the rotor and extends to one side can be rotated via a bearing. A housing unit including a first support portion for supporting, and a second support portion for rotatably supporting a rotor shaft extending through the shaft center of the rotor to the other via a bearing is provided. The motor is characterized in that a predetermined gap is provided between each of the first support portion and the bearing and between the second support portion and the bearing.
本発明によれば、ロータの軸心を貫通して両端部から延長されるそれぞれのロータシャフトを軸受を介して回転可能に支持する第1の支持部及び第2の支持部において、軸受との間に隙間を設けることで、組付作業性が向上する。 According to the present invention, in the first support portion and the second support portion that rotatably support the respective rotor shafts that extend from both ends through the shaft center of the rotor via the bearings, Assembling workability is improved by providing a gap therebetween.
また、2カ所の支持点が共に、所定の隙間を持たせていることで、ロータ駆動時の振動の伝搬を軽減することができる。また、一方の支持点を中心としたローリングが起こり難く、叩き音を軽減することができる。 In addition, since the two support points both have a predetermined gap, it is possible to reduce propagation of vibration when the rotor is driven. Further, rolling around one support point is difficult to occur, and the hitting sound can be reduced.
本発明において、前記隙間には、緩衝材が介在されることを特徴としている。前記隙間に緩衝材を介在させることで、組付作業性の向上と、調芯作業の簡便性を両立することができる。また、本発明において、前記緩衝材が、Oリングであることを特徴としている。緩衝材として、Oリングを適用することで、軸受の周方向全体に亘り、均一な力で第1の支持部材及び第2の支持部材に支持させることができ、調芯精度を維持することができる。 In the present invention, a cushioning material is interposed in the gap. By interposing a cushioning material in the gap, it is possible to achieve both improved assembly workability and ease of alignment work. In the present invention, the cushioning material is an O-ring. By applying an O-ring as a buffer material, the first support member and the second support member can be supported with uniform force over the entire circumferential direction of the bearing, and alignment accuracy can be maintained. it can.
さらに、本発明において、前記Oリングが、前記軸受の外周において、軸線方向の異なる複数箇所に設けられ、それぞれのOリングの弾性係数又はゴム硬度が異なることを特徴としている。例えば、ロータシャフトがローリングを起こす可能性がある場合に、軸線方向の異なる位置に設けたOリングの弾性係数又はゴム硬度を調整することによって、ローリングを抑制することができる。 Furthermore, in the present invention, the O-ring is provided at a plurality of locations in the axial direction on the outer periphery of the bearing, and the elastic coefficient or rubber hardness of each O-ring is different. For example, when there is a possibility that the rotor shaft may cause rolling, the rolling can be suppressed by adjusting the elastic coefficient or rubber hardness of the O-rings provided at different positions in the axial direction.
また、本発明のモータは、車両のステアリング操舵時の操作力を補助する電動パワーステアリング装置の駆動源として適用されることを特徴としている。 Further, the motor of the present invention is characterized in that it is applied as a drive source of an electric power steering device that assists an operating force during steering of a vehicle.
電動パワーステアリング装置に適用するモータは、その作動音が車両全体のノイズ音に対して多大な影響を及ぼす。このため、このノイズ音の原因となるモータを非常にシビアな部品の精度で製作し、かつ高い精度で調芯(アライメント)を行う必要があったが、本発明のようにロータシャフトを軸受を介して第1の支持部及び第2の支持部に支持する際に、第1の支持部及び第2の支持部を、それぞれの軸受との間に所定の隙間をもたせることで、特にロータシャフトを、電動パワーステアリングの一部を構成する減速機構との連結がスプライン嵌合であり、この嵌合のガタつき(公差の範囲内)で起こり得るロータシャフトのローリングを抑制することができる。 In the motor applied to the electric power steering apparatus, the operation sound has a great influence on the noise sound of the entire vehicle. For this reason, it has been necessary to manufacture the motor that causes this noise sound with the accuracy of extremely severe parts and to perform alignment (alignment) with high accuracy. When the first support portion and the second support portion are supported via the first support portion and the second support portion, a predetermined gap is provided between the first support portion and the second support portion, respectively. The spline fitting is connected to the speed reduction mechanism that constitutes a part of the electric power steering, and the rolling of the rotor shaft that can occur when the fitting rattles (within the tolerance) can be suppressed.
以上説明した如く本発明では、複数の振動発生源に対して、確実に制振機能を発揮することで、各部から発生する振動音や叩き音を軽減することができるという優れた効果を有する。 As described above, the present invention has an excellent effect that vibration sound and tapping sound generated from each part can be reduced by reliably exhibiting a vibration damping function with respect to a plurality of vibration generation sources.
図1には、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置10が示されている。この電動パワーステアリング装置10には、駆動源として、本発明のモータ12が適用されている。
FIG. 1 shows an electric
図1及び図2に示される如く、電動パワーステアリング装置10は、ステアリングホイール14の軸線に沿って設けられたステアリングシャフト16の先端に取り付けられており、前記モータ12と、このモータ12の駆動力を減速してステアリングホイール16へ伝える減速機18とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electric
モータ12は、ステアリングホイール14による操舵時の操作力を検出する図示しないトルクセンサからの検出信号に基づいて駆動し、ステアリングシャフト16の回転をアシスト(補助)する。
The
図2に示される如く、減速機18は、モータ12からの出力軸(後述するフロント側ロータシャフト32F(図3参照))に同軸的に連結されたウォームギヤ20と、このウォームギヤ20に噛み合い、かつステアリングシャフト16に同軸的に取り付けられたホイールギヤ22とで構成されている。このウォームギヤ20からホイールギヤ22への動力伝達時に、モータ12の出力軸の回転速度に対して所定の減速がなされる。
As shown in FIG. 2, the
図3に示される如く、モータ12は、その周囲がハウジング24によって覆われている。ハウジング24は、有底筒形状であり、その内周面には、筒形状のステータコア26が取り付けられている。ステータコア26には、コイル28が巻き付けられ、通電によりN極、S極に交互に励磁されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the periphery of the
前記ステータコア26の内方には、ロータコア30が収容され、ステータコア26に対して同軸的に配設されている。ロータコア30はその軸芯をロータシャフト32が貫通し、ロータコア30の軸線方向両端部から突出延長されている。
A
また、ロータコア30の外周には、マグネット34が取り付けられ、前記ステータコア26と所定の間隔をもって、対峙するようになっている。なお、マグネット34は、マグネットカバー36により外周が被覆されている。
A
前記ロータコア30から突出したロータシャフト32の内、ハウジング24の底側に突出したロータシャフト(以下、リヤ側ロータシャフト32Rという)は、その先端部が前記ハウジング24に形成された小径の筒形状とされた第1の支持部24Aに収容されている。このリヤ側ロータシャフト32Rの先端部には、軸受としてのボールベアリング(転がり軸受)38の内輪39Aが嵌合している。39Bは転動体としてのボールである。
Of the
図4に示される如く、ボールベアリング38の外輪39の外周は、前記第1の支持部24Aの内周面41と対峙しているが、これらには、所定の隙間が形成されている。すなわち、ボールベアリング38の外輪39の外径φ1と第1の支持部24Aの内周面の内径φ2を比較すると、φ1<φ2という関係となっている。
As shown in FIG. 4, the outer periphery of the
また、ボールベアリング38の外輪39の外周には、筋状の2本の溝38Aが形成されており、緩衝材としてのOリング40の一部が収容されている。これにより、Oリング40の他の一部は、ボールベアリング38の外輪の外周から突出されることになり、かつ、第1の支持部24Aの内周と接触する。言い換えれば、ボールベアリング38は、Oリング40を介して第1の支持部24Aに緊密に収容されている。
Further, two
一方、ロータコア30から突出したロータシャフト32の内、ハウジング24の開口側に突出したロータシャフト(以下、フロント側ロータシャフト32Fという)は、その突出中間部にレゾルバロータ42が嵌合され、端子台44に取り付けられたレゾルバステータ46と対峙している。
On the other hand, of the
また、フロント側ロータシャフト32Fは、ハウジング24の開口部付近で、ハウジング24の開口を閉塞する蓋部材48(フランジを兼用)の軸芯に設けられた貫通孔48Aを貫通し、前記減速機18と連結するためのボス部50へと延長されている。
The
前記貫通孔48Aの周縁は、第2の支持部48Bを構成しており、ボールベアリング52を介して、前記フロント側ロータシャフト32Fを回転可能に支持している。
The peripheral edge of the
すなわち、フロント側ロータシャフト32Fには、ボールベアリング52の内輪が嵌合し、当該ボールベアリング52の外輪の外周は、前記第2の支持部48Bの内周面と対峙している。このボールベアリング52の外輪51の外周と第2の支持部48Bの外輪51に臨む内周面とは、前記リヤ側ロータシャフト32Rと同様に、所定の隙間が形成されている。
That is, the inner ring of the
また、ボールベアリング52の外輪の外周には、筋状の2本の溝52Aが形成されており、緩衝材としてのOリング54の一部が収容されている。これにより、Oリング54の他の一部は、ボールベアリング52の外輪の外周から突出されることになり、かつ、第2の支持部48Bの内周と接触する。言い換えれば、ボールベアリング52は、Oリング54を介して第2の支持部48Bに緊密に収容されている。前記フロント側シャフト32Fの先端には、筋状の溝が全周に亘り形成され、ボス部50とは、スプライン嵌合されている。
Further, two streak-
以下に本実施の形態の作用を説明する。電動パワーステアリング装置10は、ステアリングホイール14を操作(操舵)したときに機能する。すなわち、ステアリングホイール14を操舵すると、この操舵時の操作力をトルクセンサによって検出する。
The operation of this embodiment will be described below. The electric
トルクセンサの検出信号は、例えばパワーステアリングのコンピュータに入力され、モータ12の回転角信号を演算し、モータ12へ送出する。モータ12は、入力された回転角信号に基づいて駆動する。このモータ12の駆動力が減速機18を介してステアリングシャフト16へ伝えられ、前記ステアリングホイール14の操舵を補助するようにステアリングシャフト16を回転させる。
The detection signal of the torque sensor is input to, for example, a power steering computer, calculates the rotation angle signal of the
上記構成のモータ12において、本実施の形態の特徴は、第1の支持部24Aと軸受38、並びに第2の支持部48Bと軸受52の双方において、所定の隙間(φ2−φ1)を設けた点にある。この隙間としては、10μm以下が好ましい。
In the
一般に出力側、すなわち、フロント側ロータシャフト32Fにおける軸受構造としては、芯ずれを極力抑制するべく、軸受52と第2の支持部48Bとの間に隙間は設けずに、嵌合していた。この場合、モータ12単体では調芯状態が維持されるものの、電動パワーステアリング装置10として組み付けられた場合、スプライン嵌合されているボス部50において、スプライン歯の噛み合い公差によるガタつきにより、ロータシャフト32がローリングを起こし、結果としてリヤ側ロータシャフト32Rを支持する軸受38と第1の支持部24Aとの間で叩き音が発生することがあった。
In general, the bearing structure on the output side, that is, the front
そこで、本実施の形態では、リヤ側ロータシャフト32Rと軸受38に加え、フロント側ロータシャフト32Fと軸受52においても、所定の隙間(Δφ=
φ2−φ1)を形成することで、ローリングを抑制するようにした。
Therefore, in the present embodiment, in addition to the
The rolling was suppressed by forming φ 2 −φ 1 ).
また、この隙間には、Oリング40、54を介在させており、定常時(安定駆動時、非駆動時を含む)には、Oリング40、54によって軸受38、52の調芯状態を維持しているため、無用な芯ずれは発生しない。
In addition, O-
さらに、本実施の形態において、それぞれの軸受38、52に対して、2個のOリング40、54を軸線方向にずらして設けているため、定常時の回転ぶれは、さらに軽減される。
Further, in the present embodiment, since the two O-
なお、本実施の形態におけるOリング40、54は、全て同一の物性のものを適用したが、ローリングを抑制するために、それぞれのOリング40、54の弾性係数やゴム硬度等を変更し、それぞれ異なる物性のOリング40、54を適材適所に配設する構成としてもよい。
The O-
次に図5に基づいて、本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態が既述の図3,4で説明した実施形態と異なる点は、レゾルバがリヤ側に形成されている点と、ハウジング(ヨーク)が24Aと24Bのように二つの部分に分かれていることである。図5の実施形態も、リヤ側のベアリングの外周面とこれに臨む支持部材の内周面との間には所定の隙間があり、フロント側のベアリングの外周面とこれに臨む支持部材の内周面との間には所定の隙間がある。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment differs from the embodiment described with reference to FIGS. 3 and 4 described above in that the resolver is formed on the rear side and the housing (yoke) is divided into two parts such as 24A and 24B. It is that you are. In the embodiment of FIG. 5 as well, there is a predetermined gap between the outer peripheral surface of the bearing on the rear side and the inner peripheral surface of the support member facing the rear bearing, and the inner surface of the support member facing the outer peripheral surface of the front side bearing. There is a predetermined gap between the peripheral surface.
以上説明した実施形態によれば、モータ12におけるリヤ側ロータシャフト32Rに取り付けられた軸受38と第1の支持部24Aとの間に隙間を設けることに加え、フロント側シャフト32Fに取り付けられた軸受52と第2の支持部48Bとの間にも同様の隙間を設けることで、ボス部50のスプライン嵌合の噛み合い公差に起因するロータシャフト32のローリングを軽減することができる。また、上記隙間にOリング40、54を介在させることで、定常時の調芯性を維持することができる。なお、リヤ側の前記隙間とフロント側の前記隙間とは同一であっても、実質的に異なるものであっても良い。電動パワーステアリングのモータでは、フロント側ベアリングとリア側ベアリングの大きさを変えることが多いため、フロント側とリヤ側での前記隙間が異なってくることがある。
According to the embodiment described above, in addition to providing a gap between the bearing 38 attached to the
10 電動パワーステアリング装置
12 モータ
14 ステアリングホイール
16 ステアリングシャフト
18 減速機
20 ウォームギヤ
22 ホイールギヤ
24 ハウジング(ハウジングユニット)
24A 第1の支持部
26 ステータコア(ステータ)
28 コイル(ステータ)
30 ロータコア(ロータ)
32 ロータシャフト
32F フロント側ロータシャフト
32R リヤ側ロータシャフト
34 マグネット(ロータ)
36 マグネットカバー(ロータ)
38 ボールベアリング(軸受)
38A 溝
40 Oリング(緩衝材)
42 レゾルバロータ
44 端子台
46 レゾルバステータ
48 蓋部材(ハウジングユニット)
48A 貫通孔
48B 第2の支持部
50 ボス部
52 ボールベアリング(軸受)
52A 溝
54 Oリング(緩衝材)
DESCRIPTION OF
24A
28 Coil (stator)
30 Rotor core (rotor)
32
36 Magnet cover (rotor)
38 Ball bearing
38A groove 40 O-ring (buffer material)
42
48A Through-
52A Groove 54 O-ring (buffer material)
Claims (5)
前記ロータの軸心を貫通して他方に延長されたロータシャフトを軸受を介して回転可能に支持する第2の支持部と、
を備えたハウジングユニットを備えたモータであって、
前記第1の支持部と軸受との間、並びに前記第2の支持部と軸受との間のそれぞれに所定の隙間を設けたことを特徴とするモータ。 A rotor and a stator are accommodated so as to be coaxial with each other and have a predetermined relative positional relationship, and a rotor shaft extending through one through the shaft core of the rotor is rotatably supported via a bearing. A support part of
A second support portion that rotatably supports a rotor shaft that extends through the axis of the rotor and extends to the other through a bearing;
A motor comprising a housing unit comprising
A motor provided with predetermined gaps between the first support portion and the bearing and between the second support portion and the bearing.
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