JP2010193680A - 回転電機及びこれを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】略円筒形状のハウジング15内に、出力軸19と、ロータの回転角度を検出する円筒形状の回転角度検出器を保持するホルダ33を配置し、ホルダ33の外周面に、周方向に所定間隔をあけて複数の接続線34a〜34fの一端が電気的に接続されている。これら複数の接続線は、出力軸の軸方向に直交する径方向外方に延在し、フランジ16及びハウジングの間に装着したグロメット37に挿通されて挟持され、他端側がハウジングの外部に引き出されている。そして、複数の接続線は、信号線ガイド部35,36に係合することで軸方向Mに傾くように曲げられながら径方向外方に延在している。
【選択図】図4
Description
電動モータは、円筒形状のモータケース内に、コイルが巻装された円筒状のステータと、ステータと対向する磁極及び出力軸を有するロータと、ロータの回転角度を検出する回転角度検出器とが配置されており、ステータのコイルは複数本のパワーハーネスに接続され、角度検出器は複数本の信号線を介して制御装置に接続されている。
そのため、従来の電動モータは、モータケース内の角度検出器から径方向外方に延在した信号線の一部をグロメットに挿通し、このグロメットを圧縮させてモータケースに装着することで圧縮状態のグロメットにより信号線を挟持し、信号線の抜けを防止していた。
そこで、複数本の信号線を束ねて多芯線とし、この多芯線をモータケース内の円周方向に引き回した後にモータケース外部に引き出すことで、信号線の抜けを防止する構造が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
また、モータケース内の円周方向に引き回される複数本の信号線は、内周側の信号線と外周側の信号線とを異なる長さに設定しないと、制御装置に接続する各信号線の長さの過不足が発生したり、過剰な弛み(たるみ)が発生するおそれがあり、複数本の信号線の長さの公差管理が大変である。
また、本発明の信号線は、信号線ガイド部に係合しながら径方向外方に延在しているだけなので、周方向に信号線が延在している従来装置と比較して、回転電機の組付け性が良い。
この発明によると、ハウジング内に回転角度検出器を回転させて配置する際に、弛み部を設けた複数の信号線には引張り力が作用しないので、回転角度検出器の回転調整幅を広くとることができる。
また、本発明に係る回転電機は、前記信号線ガイド部が、前記第1信号線ガイドに対して前記径方向外方に位置し、前記第1信号線ガイドに対して平行に、且つ前記軸方向の他方に延在する第2信号線ガイドを備え、この第2信号線ガイド及び前記第1信号線ガイドは、互いの自由端面が重なるように延在し、前記複数の信号線は、前記第1信号線ガイド及び前記第2信号線ガイドの自由端面に係合することで前記軸方向に傾くように曲げられながら前記径方向外方に延在することが好ましい。
また、本発明に係る回転電機は、前記信号線ガイド部が、前記ハウジング内で前記回転角度検出器を保持するホルダに一体に設けられていることが好ましい。
さらに、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング機構に操舵補助力を発生するモータとして、上述した回転電機を用いることが好ましい。
図1は、本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、1は電動パワーステアリング装置であり、この電動パワーステアリング装置1は、運転者が操舵するステアリング機構2を備えている。
このステアリング機構2は、ステアリングホイール3に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸4aと出力軸4bとを有するステアリングシャフト4を有し、このステアリングシャフト4は、入力軸4aの一端がステアリングホイール3に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ5を介して出力軸4bの一端に連結されている。
このブラシレスモータ14が制御装置42によって駆動制御される。
次に、図2から図5は、第1実施形態のブラシレスモータを示すものである。図2はブラシレスモータのモータ軸に沿う断面、図3は図2のA−A線矢視図、図4はレゾルバを保持するレゾルバホルダ33から引き出された信号線の抜けを防止する構造を示す図、図5は図4のB−B線矢視図である。
フランジ16には、内径側にフロントベアリング21aを内嵌するベアリング嵌合孔23が設けられており、フロントベアリング21aは、シャフト19のモータ軸M方向の他端側を回転自在に支持する。
ロータ18は、両端がフロントベアリング21a及びリヤベアリング21bに回転自在に支持されているシャフト19と、このシャフト19の外周に圧入、若しくはシャフト19に一体成形されたロータコア31aと、ロータコア31aの外周に接着等で固定されたマグネット31bと、マグネット31bの外周面に装着されてマグネット31bを覆う円環状のロータカバー32と、シャフト19の一端側外周に固定したレゾルバ20を構成するレゾルバロータ20rとを備えている。マグネット31bは、複数の磁極がシャフト19の周方向に配置されており、レゾルバロータ20rは、複数の磁極が周方向に延在する環状の積層電磁鋼板から構成されている。
レゾルバ20は、前述したレゾルバロータ20rと、このレゾルバロータ20rの外周を囲む円環形状のレゾルバステータ20sと、このレゾルバステータ20sの内周面に周方向に所定間隔をあけて設けられているレゾルバステータコイル20cと、レゾルバステータ20sの外周に係合してレゾルバステータ20sの外周を覆い、バスバー22のモータケース15の開口側を向く面に着脱自在に固定されているレゾルバホルダ33とを備えている。
第1信号線ガイド35のモータ軸M方向の突出寸法は、レゾルバホルダ33から引き出された信号線34a〜34fの基端部の位置を超えてバスバー22側に突出する寸法に設定されている。
グロメット37は、各信号線34a〜34fが貫通する貫通穴37aが形成されており、フランジ16及びモータケース15の間に形成したグロメット装着穴38に弾性圧縮されながら装着される部材である。
ところで、各信号線34a〜34fの基端側は、先端部同士がモータ軸M方向に重なり合う第1信号線ガイド35及び第2信号線ガイド36に係合することで、従来装置のように径方向外方に直線状に延在せず、曲がり部39a,39bを設けてモータ軸M方向に傾斜しつつ、径方向外方に延在する形成されている(図4参照)。
次に、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置1の動作を説明する。
本実施形態のレゾルバ20の周面から周面から突出している信号線34a〜34fは、それらの基端側が、曲がり部39a,39bを形成して第1信号線ガイド35及び第2信号線ガイド36の先端部に係合しているとともに、フランジ16及びモータケース15の間のグロメット装着穴38に弾性圧縮されて配置したグロメット37に挟持された状態でモータケース15の外部に引き出されている。
次に、図6から図8は、第2実施形態のブラシレスモータの要部を示すものであり、図6は信号線の抜けを防止する構造をモータ軸方向から示した図、図7は信号線の抜けを防止する構造の要部をモータ軸に直交する方向から示した断面図、図8は図7のC−C線矢視図である。
本実施形態は、レゾルバホルダ33に、平板状の第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25が一体に設けられている。
すなわち、ホルダ本体33aのフランジ16に近接する部位から径方向外方(モータ軸Mに直交する方向)に互いに平行に離間する一対のガイド支持杆45a,45bが固定されており、これら一対のガイド支持杆45a,45bの先端部の間に、モータ軸M方向に突出する平板状の第1信号線ガイド24が固定されている。
本実施形態は、第1信号線ガイド24が第2信号線ガイド25より径方向内方のレゾルバホルダ22(レゾルバ20)側に位置しており、第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25のモータ軸M方向の突出寸法は、互いの先端部がモータ軸M方向に重なり合うように設定されている。
第2信号線ガイド25の先端部は、板幅方向の中央部が最も突出し、中央部から板幅方向の両端部に向かうに従い徐々に突出量が減少している円弧先端面25aとして形成されている。
さらに、第2信号線ガイド25及びグロメット37の間の信号線34a〜34fには、モータ軸M方向に弛み部48が形成されている(図7参照)。
本実施形態も、信号線34a〜34fに対してグロメット37の挟持力より過大な引張り力が作用しても、第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25の先端部に係合する信号線34a〜34fの曲がり部26a,26bには、過大な引張り力に抗する摩擦力が発生するので、信号線34a〜34fの基端部に引張り応力が集中せず、信号線34a〜34fの抜けに対する耐性を高めることができる。
また、レゾルバ20を回転調整する際には、レゾルバホルダ33の回転と同時に第1信号線ガイド24及び第2信号線ガイド25も同一方向に回転し、信号線34a〜34fの基端部(レゾルバステータ20sとの電気的接続部)には引張り力が作用しないので、信号線34a〜34fの抜けに対する耐性を高めることができる。
また、上記実施形態では、レゾルバ22とグロメット37との間に、第1信号線ガイド35,24及び第2信号線ガイド36,25が配置される構造を示したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、各信号線に3箇所以上の曲がりを形成する構造とするならば、3以上の信号線ガイドを設けた構造としてもよい。
Claims (7)
- 一端が開口し、他端が閉塞された略円筒形状のハウジング内に、出力軸と、この出力軸に固着したロータと、このロータの外周に対向するステータと、前記ロータの回転角度を検出する円筒形状の回転角度検出器と、前記回転角度検出器の外周面の周方向に一端が所定間隔をあけて電気的に接続され、前記出力軸の軸方向に直交する径方向外方に延在する複数の接続線とが配置され、前記複数の接続線は、前記ハウジングの開口部を閉塞するフランジ及び該フランジの開口縁部との間に圧縮しながら装着したグロメット内に挿通されて挟持され、他端側が前記ハウジングの外部に引き出されている回転電機において、
前記複数の接続線は、前記ハウジング及び前記フランジで囲まれた空間に配置した信号線ガイド部に係合することで前記出力軸の軸方向に傾くように曲げられながら前記径方向外方に延在していることを特徴とする回転電機。 - 前記信号線ガイド部は、前記複数の接続線の一端側に、前記軸方向に膨出する弛み部を形成することを特徴とする請求項1記載の回転電機。
- 前記信号線ガイド部は、前記回転角度検出器の前記外周面に近接する位置に、前記外周面に対面して前記軸方向の一方に延在する平板状の第1信号線ガイドを備え、
この第1信号線ガイドの自由端面を、板幅方向の中央部が最も突出し、板幅方向の両端部に向かうに従い徐々に突出量が減少する円弧ガイド面として形成し、
前記回転角度検出器の前記外周面から前記周方向に所定間隔をあけて延在している複数の信号線を、周方向の中央部の信号線が前記円弧ガイド面の中央部に係合し、前記周方向の両端部の信号線が前記円弧ガイド面の両端部に係合することで、前記複数の信号線の前記弛み部の弛み量を略一致させることを特徴とする請求項2記載の回転電機。 - 前記信号線ガイド部は、前記第1信号線ガイドに対して前記径方向外方に位置し、前記第1信号線ガイドに対して平行に、且つ前記軸方向の他方に延在する第2信号線ガイドを備え、
この第2信号線ガイド及び前記第1信号線ガイドは、互いの自由端面が重なるように延在し、前記複数の信号線は、前記第1信号線ガイド及び前記第2信号線ガイドの自由端面に係合することで前記軸方向に傾くように曲げられながら前記径方向外方に延在することを特徴とする請求項3記載の回転電機。 - 前記信号線ガイド部は、前記ハウジング内で前記回転角度検出器を保持するホルダに一体に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の回転電機。
- 前記信号線ガイド部は、前記ハウジング内の前記開口部側で前記ステータ及び前記ロータを覆うように配置したバスバーと、このバスバーに対面する前記フランジの対向面とに一体に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の回転電機。
- ステアリング機構に操舵補助力を発生するモータとして請求項1乃至6の何れか1項に記載の回転電機を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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