JP2010206938A - モータコア、これを用いるモータコアユニット、ブラシレスモータ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置、並びにモータコアユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、電流損失が少なくかつ製造しやすいモータコアを提供することにある。
【解決手段】略同一形状のコア片４６を複数積層させて構成されるコア本体４０のティース部５０の外周粘着性を有するテープ４２を巻き付け、コア片４６をテープ４２により拘束することで上記課題を解決する。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータコア、これを用いるモータコアユニット、ブラシレスモータ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置、並びにモータコアユニットの製造方法に関する。

自動車等に搭載されている電動パワーステアリング装置は、操作者がより小さい力でステアリングを回転できるように、ハンドル操作により入力されたトルクをトルクセンサで検出し、検出したトルクに基づいてモータによりステアリングの回転をアシストしている。このステアリングの回転をアシストするモータとしては、ロータ側に磁石を配置し、ステータ側に電磁コイルを配置したブラシレスモータがある。

このブラシレスモータとしては、例えば、特許文献１には、ハウジング、ハウジングの内周面に固定されるコア及び複数相の励磁コイルからなるステータ、ステータの内側に配設され且つ外周面にＳ極及びＮ極が周方向に交互に着磁されたロータを備え、コアは、ハウジングの内周面に嵌め込まれる円筒形のヨーク部と、ヨーク部内周面からロータに向かって延び且つ励磁コイルが巻付けられる複数のティースを有し、ハウジングを磁性材料で形成し、コアは、互いに分割された複数の分割コアから構成されるブラシレスモータが記載されている。

特許文献１に記載されているようにブラシレスモータのステータ側に配置されたコアは、複数のティース（コア片）を積層させた構成であり、この複数のティースは、位置ずれが発生したり、ばらばらになったりしないように、カシメたり、溶接したりしている。例えば、特許文献２には、コア片を複数枚積層し、その重ね合わせ部の側面にレーザ光線をスポット照射して、溶接固着するモータコアにおいて、コア片のレーザ溶接部分に、溶接によって生成される突起よりも深い凹部を予め形成したことを特徴とするモータコアが記載されている。

特開２００７−１６６７３９号公報 特開２０００−２０９７９２号公報

このように、コア片同士をカシメたり、特許文献２に記載されているように、コア片同士を溶接したりすることで、コア片が分解したり、組み立て時に位置ずれが発生したりすることを抑制することができる。しかしながら、コア片をカシメたり、溶接したりすると、コア片同士が導通してしまうため、電流損失が発生してしまう。また、コア片をカシメたり、溶接したりすると、コア片に変形や、残留熱応力等も生じるため、この点においても電流損失が発生してしまう。また、コア片同士をカシメたり、溶接するのは、作業時間もかかり、工数もかかるため、製造効率の向上に限界がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で、電流損失が少なくかつ製造しやすいモータコア、これを用いる、モータコアユニット、ブラシレスモータ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置、並びにモータコアユニットの製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モータコアであって、略同一形状のコア片を複数積層させて構成されるコア本体と、前記コア本体の外周に巻き付けられた粘着性を有するテープと、を有することを特徴とする。上記構成により、簡単な構成で製造を容易にすることができ、電流損失が少なくすることができ、ロストルクの発生を抑制することができる。

また、前記コア本体は、棒状のヨーク部と、一方の端部が、前記ヨーク部の棒形状の略中央部分と連結したティース部とで構成された形状であり、前記テープは、前記ティース部に巻きつけられていることが好ましい。このように、ティース部にテープを巻きつけることで、コア片をより的確に拘束することができ、コア本体に簡単にテープを巻きつけることが可能となる。

また、前記コア本体は、前記ヨーク部の前記ティース部と連結している面とは反対側の面の略中央部に、前記コア片の積層方向に延在する凹部が形成されているが好ましい。凹部を形成することで、モータコアを他の部材で保持しやすくすることができ、製造時や、使用時に所定位置に保持しやすくすることができる。

なお、前記コア本体は、前記テープを巻きつける際に前記テープを案内する案内部が形成されていることが好ましい。さらに、前記コア本体は、前記ティース部の前記テープが巻きつきられる領域の少なくとも一方の端部に段差が形成されていることが好ましい。このようにコア本体にテープを案内する案内部、特に段差を設けることで、テープをコア本体に巻きやすくすることができる。また、コア本体の一定位置に巻きつけることができるため、個体差を小さくすることができ、より均一な性能のコア本体とすることができる。

また、前記コア本体は、前記コア片が、凹凸がなく、略平行に積層されていることが好ましい。このように、コア片を一定に積み重ねることで、磁束を一定方向に流すことができ、ロストルクをより低減することができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モータコアユニットであって、上記のいずれかに記載のモータコアと、前記テープの外周に配置されたインシュレータと、前記インシュレータの外周に巻きつけられたコイルと、を有することを特徴とする。このようなモータコアユニットとすることで、簡単な構成で製造を容易にすることができ、電流損失が少なくすることができることでロストルクの発生を抑制することができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ブラシレスモータであって、円筒形のハウジングと、前記ハウジングの内周面に配置されたステータと、前記ステータの内側に配設され、かつ、外周面にＳ極及びＮ極が周方向に交互に着磁された回転自在のロータと、を有し、前記ステータは、前記ハウジングの内周面の全周に配列された複数の、上記に記載のモータコアユニットで構成されることを特徴とする。このようなブラシレスモータとすることで、簡単な構成で製造を容易にすることができ、電流損失が少なくすることができることでロストルクの発生を抑制することができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電動パワーステアリング装置であって、上記に記載の発明に記載の、ステアリング機構に補助操舵力を付与するブラシレスと、前記ブラシレスモータを駆動制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。このような構成の電動パワーステアリング装置とすることで、簡単な構成で製造を容易にすることができ、電流損失が少なくすることができることでロストルクの発生を抑制することができる。このようにロストルクを少なくできることで、ステアリング操作を的確に補助することが可能となる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ブラシレスモータのステータを構成するモータコアユニットの製造方法であって、複数のコア片を積層させる工程と、積層させた複数の前記コア片の外周にテープを巻き、積層させた複数の前記コア片を一体化させる工程と、前記テープを巻いて一体化された複数のコア片の外周にインシュレータを装着する工程と、前記インシュレータの外周にコイルを巻きつける工程と、を有することを特徴とする。このように、テープを巻くことで、コア片を拘束することで、簡単にコア片を拘束することができ、さらに、コア片に不要な力や熱が作用することを抑制できる。これにより、ひずみ等が発生することを防止でき、ロストルクが発生することを抑制できる。以上より、作業を簡単にすることができ、かつ、高性能なモータコアユニットを製造することができる。

本発明にかかるモータコア、モータコアユニット、ブラシレスモータおよび電動パワーステアリング装置は、簡単な構成で製造を容易にすることができ、電流損失が少なくすることができることでロストルクの発生を抑制することができるという効果を奏する。また、本発明にかかるモータコアユニットの製造方法は、簡単かつ安価に高性能なモータコアを製造することができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態にかかる電動パワーステアリング装置を有する車両の概略構成を示すブロック図である。 図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が備える減速装置の一例を説明する正面図である。 図３は、図１に示すブラシレスモータの概略構成を示す断面図である。 図４は、図３のＸ−Ｘ線断面図である。 図５−１は、ステータコアの概略構成を示す斜視図である。 図５−２は、図５−１に示すコア本体の概略構成を示す斜視図である。 図６−１は、ステータコアの他の例の概略構成を示す斜視図である。 図６−２は、図６−１に示すコア本体の概略構成を示す斜視図である。 図６−３は、図６−２に示すコア本体の概略構成を示す部分拡大図である。 図７−１は、ステータコアユニットの製造方法を説明するための説明図である。 図７−２は、ステータコアユニットの製造方法を説明するための説明図である。 図７−３は、ステータコアユニットの製造方法を説明するための説明図である。 図７−４は、ステータコアユニットの製造方法を説明するための説明図である。

以下に、本発明にかかるモータコア、これを用いるモータコアユニット、ブラシレスモータ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置、ならびにモータコアユニットの製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。なお、本発明は、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。本実施形態では、本発明に係るブラシレスモータを電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering）に適用した例を説明するが、本発明の適用対象は電動パワーステアリング装置に限定されるものではない。また、本発明を電動パワーステアリング装置に適用する場合でも、その方式は問わない。

まず、図１を用いて、本実施形態に係るブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置の概要を説明する。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１の操作によりステアリングシャフト１０２に発生する操舵トルクをトルク検出手段であるトルクセンサ１１０で検出し、その検出信号に基づいて、ＥＣＵ（Electric Control Unit）１１８がブラシレスモータ（以下、必要に応じてモータという）１を駆動制御して補助操舵トルクを発生させて、ステアリングホイール１０１の操舵力を補助する。

ステアリングホイール１０１に連結されたステアリングシャフト１０２は、運転者の操舵力が入力される入力軸１０２ａと、入力された操舵力を出力する出力軸１０２ｂとを有する。本実施形態において、入力軸１０２ａ及び出力軸１０２ｂは、鉄等の磁性材料から形成されている。入力軸１０２ａと出力軸１０２ｂとの間には、トルクセンサ１１０及び減速装置１１１が設けられる。

ステアリングシャフト１０２の出力軸１０２ｂに伝達された運転者の操舵力は、操舵機構に伝達される。具体的には、出力軸１０２ｂに伝達された運転者の操舵力は、ユニバーサルジョイント１０４を介してロアシャフト１０５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント１０６を介してピニオンシャフト１０７に伝達される。ピニオンシャフト１０７に伝達された前記操舵力は、ステアリングギヤ１０８を介してタイロッド１０９に伝達され、操舵輪を転舵させる。

ステアリングギヤ１０８は、ピニオンシャフト１０７に連結されたピニオン１０８ａと、ピニオン１０８ａに噛み合うラック１０８ｂとを有するラックアンドピニオン形式として構成される。このようなステアリングギヤ１０８によって、ピニオン１０８ａに伝達された回転運動をラック１０８ｂで直進運動に変換している。

ステアリングシャフト１０２の出力軸１０２ｂには、補助操舵トルクを出力軸１０２ｂに伝達する補助操舵機構１０３が連結されている。補助操舵機構１０３は、出力軸１０２ｂに連結された減速装置１１１と、減速装置１１１に連結されかつ補助操舵トルクを発生させるモータ１とを有している。なお、ステアリングシャフト１０２及びトルクセンサ１１０及び減速装置１１１によりステアリングコラムが構成されており、モータ１は、前記ステアリングコラムの出力軸１０２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態における電動パワーステアリング装置１００は、コラムアシスト方式となっている。

トルクセンサ１１０は、ステアリングホイール１０１を介して入力軸１０２ａに伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出するものである。モータ１の駆動を制御するＥＣＵ１１８には、電源（例えば車載のバッテリ）１１５から電力が供給される。なお、イグニッションスイッチ１１４がオンの状態で、電源１１５からＥＣＵ１１８へ電力が供給される。ＥＣＵ１１８は、トルクセンサ１１０で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１１６で検出された走行速度Ｖに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出し、その算出された補助操舵指令値に基づいてモータ１への供給電流値を制御する。

図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置が備える減速装置の一例を説明する正面図である。図２は、一部を断面として示してある。減速装置１１１はウォーム減速装置である。モータ１の回転軸１Ｓにスプライン結合したウォーム１２１は、玉軸受１２２と、ホルダ１２５に保持された玉軸受１２３とで回転自在にハウジング１２０に保持されている。ウォーム１２１の一部に形成されたウォーム歯１２１ａは、ハウジング１２０に回転自在に保持されたウォームホイール１２４に形成されているウォームホイール歯１２４ａに噛み合っている。モータ１の回転力は、ウォーム１２１を介してウォームホイール１２４に伝達され、ウォームホイール１２４を回転させる。ウォーム１２１及びウォームホイール１２４によって、モータ１のトルクが増加され、図１に示すステアリングコラムの出力軸１０２ｂに補助操舵トルクが与えられる。次に、モータ１の構成を説明する。

図３は、本実施形態に係るモータの構成を示す断面図である。図４は、図３のＸ−Ｘ断面図である。図３に示すように、モータ１は、磁性材料によって形成された略円筒形のハウジング２Ａと、このハウジング２Ａの一方の開口端部を閉塞する略円板状のフロントブラケット２Ｂとを有している。ハウジング２Ａのフロントブラケット２Ｂが設けられた側とは反対側の端部には、この端部を閉塞するように、ハウジング２Ａと一体に底部２Ａｂが形成されている。なお、ハウジング２Ａを形成する磁性材料としては、例えばＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial）等の一般的な鋼材や、電磁軟鉄等が適用できる。また、フロントブラケット２Ｂは、ブラシレスモータ１を所望機器に取付ける際のフランジの役割を果たしている。

ハウジング２Ａの内側であって、フロントブラケット２Ｂの略中央部分には軸受３が、底部２Ａｂの略中央部分には軸受４が、それぞれ設けられている。軸受３は、ハウジング２Ａの内側に配置された回転軸１Ｓの一端を回転可能に支持し、軸受４は、回転軸１Ｓの他端を回転可能に支持している。回転軸１Ｓの回転中心は、図３に示すＺｒであり、回転軸１Ｓの中心軸に相当する。以下、回転軸１Ｓの回転中心及び中心軸をＺｒで表す。なお、回転軸１Ｓは、軸受３、４に支持されるので、軸受３、４の回転中心もＺｒとなる。

回転軸１Ｓの周囲には、円筒形状のロータコア６が配置されている。回転軸１Ｓは、ロータコア６と一体で成型してもよいし、回転軸１Ｓをロータコア６に圧入してもよい。ロータコア６の外周部には、モータ駆動用の複数（２×ｎ個、ｎは整数）のマグネット５が設けられる。マグネット５は、ロータコア６の外周部に取り付けられ、図４に示すように、Ｓ極及びＮ極がロータコア６の回転軸１Ｓの周方向に交互に、かつ等間隔に着磁された永久磁石である。なお、ロータコア６にマグネット５を埋設してもよい。本実施形態において、マグネット５は、分割形状（セグメント構造）である。

複数のマグネット５をロータコア６の外周部に配置した後、本実施形態では、図３に示すように、マグネット５の外周部にロータカバー２０を圧入、あるいは焼きばめして取り付ける。ここで、ロータカバー２０は、非磁性の材料で構成される。後述するように、マグネット５と、ロータコア６と、ロータカバー２０との間には、樹脂や接着剤等の充填材が設けられる。本実施形態では、回転軸１Ｓ、ロータコア６、マグネット５及びロータカバー２０によってモータ１のロータ１０が構成されている。回転軸１Ｓ、ロータコア６、マグネット５及びロータカバー２０は、すべて回転中心Ｚｓを中心として回転するので、ロータ１０の回転中心もＺｓとなる。

また、ハウジング２Ａの内周面には、ロータコア６の周方向に配列されたマグネット５を包囲するように、ステータ３０が配置されている。ステータ３０について後ほど説明する。なおステータ３０の片側端部には端子台が設けられる。端子台に挿入又はインサートモールドされたバスバー（パワーハーネスでもよい）と後述するステータ３０の各層の励磁コイル３８とは、ヒュージングや抵抗溶接等で電気的に接続される。

回転軸１Ｓのフロントブラケット２Ｂ側の端部は外部に突出しており、この外部に突出した端部に所望の軸等を接続することで、モータ１の回転出力を取り出せるようになっている。本実施形態では、回転軸１Ｓのフロントブラケット２Ｂ側に突出した端部が、減速装置１１１（図２参照）のウォーム１２１（図２参照）にスプライン結合される。なお、出力軸１０２ｂとウォーム１２１とは弾性カップリングでもよい。

また、回転軸１Ｓのフロントブラケット２Ｂ側には、ロータ１０の回転位置を検出するレゾルバ１４と、レゾルバ１４を支持する端子台１５が設けられている。このレゾルバ１４は、回転軸１Ｓの円周面に圧入等で取り付けられるレゾルバロータ１２と、このレゾルバロータ１２に所定間隔の空隙を介して対向配置されるレゾルバステータ１３とを備えている。

次に、ステータ３０について説明する。図４に示すように、ステータ３０は、ハウジング２Ａの内周面に、ロータコア６の周方向に配列されたマグネット５を包囲するように、配置されている。このステータ３０は、周方向に等分割（本実施形態では１２個）されて配置された複数のステータコアユニット（モータコアユニット）３２で構成されている。この複数のステータコアユニット３２が組み合わされてハウジング２Ａ内に圧入されて、環状のステータ３０を構成する。このように、ステータコアユニット３２は、ハウジング２Ａ内に圧入されて、ハウジング２Ａに締結されて、ステータコア３０を構成する。なお、ステータコアユニット３２とハウジング２Ａとは、圧入の他に接着や焼きばめ等によって固定してもよい。また、本実施形態では、１２個のステータコアユニットを設けたが、これに限定されず、３相駆動のモータの場合は、３の倍数（例えば、９個、１５個、１８個等）のステータコアユニットを設ければよく、４相駆動のモータの場合は、４の倍数（例えば、８個、１６個、２０個等）のステータコアユニットを設ければよい。

ステータコアユニット３２は、ステータコア（モータコア）３４と、インシュレータ３６と、励磁コイル３８とで構成されている。ここで、図５−１は、ステータコアの概略構成を示す斜視図であり、図５−２は、図５−１に示すコア本体の概略構成を示す斜視図である。図５−１及び図５−２に示すように、ステータコア３４は、複数のコア片４６で構成されたコア本体４０と、コア本体４０の外周に巻きつけられたテープ４２とで構成される。なお、複数のコア片４６は、略同一形状であり、回転軸１Ｓの方向に積層されている。ここで、コア片４６は、磁性材料で形成されている。

また、図５−２に示すように、複数のコア片４６が積層されたコア本体４０は、ステータの円筒形のヨークとなる円弧状のヨーク部４８と、このヨーク部４８の内周面からロータ１０に向かって延びる１本のティース部５０とで構成されている。また、ヨーク部４８の円周方向の一方の端面には、凸部５２が設けられ、他方の端部には、凹部５４が設けられている。なお、この凸部５２と突起と、凹部５４となるくぼみは、各コア片４６に形成されている。そのため凸部５２と凹部５４は、コア片４６の積層方向に延在している。この凹部５４は、隣接するステータコアユニット３２のステータコア３４のヨーク部４８の凸部５２と係合する。また、この凸部５２は、隣接するステータコアユニット３２のステータコア３４のヨーク部４８の凹部５４と係合される。このように凹部と凸部とが係合されることで、隣接するステータコア３４同士が係合され、ステータコア３４同士の相対位置に位置ずれが生じることを抑制できる。

テープ４２は、図５−１に示すように、コア本体４０のティース部５０の外周に巻かれている。テープ４２は、コア本体４０との接触する面が粘着性のある材料で構成されており、コア本体４０を構成するコア片４６が互いに位置ずれしないように止めている。なお、テープ４２は、各コア片４６を止めることができれば、巻かれている回数は特に限定されず、ティース部５０の外周を１周だけ巻くようにしても複数周巻くようにしてもよい。また、各コア片４６を止めることができれば、ティース部５０を半周巻くだけてもよい。なお、テープ４２は、絶縁体で形成されている。テープ４２を絶縁体で形成することで、テープ４２を巻きつけてコア片４６を固定させても、コア片４６同士が導通することを抑制できる。

インシュレータ３６は、図３及び図４に示すようにステータコア３４のコア本体４０のティース部５０の外周にテープ４２を介して配置されている絶縁性部材である。インシュレータ３６は、外周面の両端（ティース部５０の先端側の端部と、後端側の端部）がティース部５０に対して浮き上がった形状である。つまり、インシュレータ３６の中央側に後述する励磁コイル３８を案内する形状である。このように、励磁コイル３８を中央側に案内することで、励磁コイル３８がインシュレータ３６から外れて、ステータコア３４と接触してしまうことを防止することができる。

励磁コイル３８は、線状の電線であり、コア本体４０のティース部５０の外周にインシュレータ３６を介して集中巻きされている。励磁コイル３８には、３相の電流が印加される。ステータコアユニット３２は、以上のような構成である。

以上のように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１００は、モータ１のステータコアユニット３２のステータコア３４をコア本体４０の外周にテープ４２を巻いた構成とすることで、積層されたコア片４６が分離したり、ずれたりすることを抑制することができる。また、コア本体４０のティース部５０の外周を絶縁性のテープ４２で拘束しているのみであるので、カシメや溶接によりコア片４６同士の位置を拘束する場合に比べ、コア片４６同士が導通する可能性及び、コア片４６にゆがみや残留熱応力が生じる可能性を低くすることができ、渦電流等による電流損失を低減することができる。これによりロストルクの少ないステータとすることができ、効率よくモータを駆動することができる。

また、電流損失を低減でき、コア片４６でのゆがみの発生を抑制できることで、コア片の材料として、鉄損グレードの低い電磁鋼板を用いることができ、装置コストを低減することができる。つまり、電流損失を低減でき、コア片４６でのゆがみの発生を抑制できることで、従来よりも鉄損グレードの低い電磁鋼板を用いても、効率を維持することが可能となり、装置コストを低減することが可能となる。

また、溶接用のくぼみや、カシメを行う領域を設ける必要が無くなり、コア片４６を単純な構造にできる。これにより、金型として順送金型を使用する必要なくなり、金型にかかる費用も低減することができる。

ここで、テープ４２は、耐久性を高めるため、ポリエステル、ポリイミド等の耐熱性の高い材料で形成することが好ましいが、耐熱性の低い材料で形成することが好ましい。また、テープ４２は、弾性を有する材料で形成することも好ましい。弾性を有する材料でテープ４２を形成することで、後述する励磁コイル３８で発生し、コア本体４０に伝達する振動を低減することができる。

ここで、ステータコアユニットのコアは、図５−１及び図５−２の形状に限定されない。以下、図６−１、図６−２及び図６−３を用いて、ステータコアユニットのコアの他の形状について、説明する。ここで、図６−１は、ステータコアの他の例の概略構成を示す斜視図であり、図６−２は、図６−１に示すコア本体の概略構成を示す斜視図であり、図６−３は、図６−２に示すコア本体の概略構成を示す部分拡大図である。図６−１に示すように、ステータコア５８は、複数のコア片６２で構成されたコア本体６０と、コア本体６０の外周に巻きつけられたテープ４２とで構成される。なお、テープ４２は、上述したステータコア３４のテープ４２と同様の構成であるのでその詳細な説明は省略する。

図６−２に示すように、複数のコア片６２が積層されたコア本体６０は、ステータの円筒形のヨークとなる円弧状のヨーク部６４と、このヨーク部６４の内周面からロータ１０に向かって延びる１本のティース部６６とで構成されている。なお、複数のコア片６２は、略同一形状であり、回転軸１Ｓの方向に積層されている。また、ヨーク部６４の円周方向の一方の端面には、凸部６８が設けられ、他方の端部には、凹部７０が設けられている。この凸部６８と凹部７０とも、それぞれ隣接する他のコア本体６０の凹部７０、凸部６８と係合される。

また、図６−２及び図６−３に示すようにコア本体６０は、ティース部６６の円周方向の両端面にそれぞれ溝７２が形成されている。つまり、ティース部６６は、コア片６２の積層方向に直交する面（コア片６２の面積が一番広い面）において、ヨーク部６４と連結している端部からロータ１０と対向している端部までの間に、他の部分よりも幅が短くなる部分が形成されている。つまり、ティース部６６の円周方向の端面には、ヨーク部６４と連結している端部からロータ１０と対向している端部に行くと、途中にティース部６６の幅が狭くなる方向の段差７６が形成され、さらに、その段差７６からロータ１０と対向している端部に行くと途中にティース部６６の幅が広くなる方向の段差７８が形成されている。なお、この幅が短くなる部分および段差７６、７８は、各コア片６２に形成されている。そのため、溝７２は、積層方向に延在して形成されている。また、この溝７２が形成されている領域には、テープ４２がまかれる。つまり、溝７２の端部となる段差７６、７８は、テープが巻かれる領域の両端となる。

また、図６−２及び図６−３に示すようにコア本体６０は、さらに、ヨーク部６４の外周側の中央部近傍には、凹部７４が形成されている。また、この凹部７４を構成するくぼみも各コア片６２に形成されている。そのため、凹部７４は、積層方向に延在して形成されている。

ステータコア５８は、両端に段差７６、７８を有する溝７２を設けることで、テープ４２をティース部６６に巻きやすくすることができる。具体的には、テープ４２を巻く際に、溝７２の両端の段差７６、７８がテープ４２を溝７２に案内するため、テープ４２を巻きやすくすることができる。また、テープ４２を巻くときの目印ともなる。さらに、目印となる溝７２にテープ４２を巻くことで、テープ４２が巻かれる位置が一定となり、ステータコア５８の製造ばらつきを低減することができる。また、段差７６、７８及び溝７２を形成することで、インシュレータの装着時にもインシュレータ装着の目印とすることができる。また、形成した段差７６、７８及び溝７２にインシュレータを装着するようにしてもよい。なお、ステータコア５８では、よりテープ４２を巻きやすくできるため、両端に段差を設けることで溝を形成したが、必ずしも溝にする必要はなく、少なくとも一方に段差を設ければよい。このように少なくとも一方に段差を設けることでテープを巻きやすくすることができる。

なお、上記実施形態では、テープを案内する形状として、段差及び溝を形状したが、発明はこれに限定されず、テープを安定して所定位置に巻きやすくすることができる構成、形状であればよい。例えば、段差及び溝に変えて、テープを掛かりとめる突起や、ぎざぎざ形状を設けてもよい。また、製造過程を考慮すると、テープを巻きつける領域を他の部分とは異なる色としてもよい。

また、ステータコア５８は、凹部７４を設けることで、ステータコア５８を製造しやすくすることができる。具体的には、ステータコア５８の組み立て時に凹部７４に直線状の部材をはめ込むことで、各コア片６２の所定の位置に保持することができる。このように各コア片６２を所定位置に保持した状態でテープ４２を巻くことで、コア片６２を適正な位置に保持した状態で簡単にテープ４２を巻くことができる。

また、ステータコア５８は、凹部７４を設けることで、ステータコア５８がハウジング２Ａに対して位置ずれしにくくすることができる。具体的には、凹部７４に接着剤を流し込み、ステータコア５８とハウジング２Ａとを接着させたり、ハウジング２Ａに凹部７４に対応する凸部を設け、凹部７４と凸部とをはめ合わせたりすることで、ハウジング２Ａに対してステータコア５８を固定することができる。

ここで、凹部７４を形成する位置は特に限定されないが、本実施形態のように、ヨーク部６４の外周側の中央部近傍に設けることが好ましい。凹部７４を本実施形態の位置に設けることで、テープ４２を巻く動作を阻害することも抑制できる。また、モータとしての使用時に磁束の流れを妨げることも抑制することができる。磁束の流れを妨げないことで、モータとしての性能をより高くすることができる。

また、磁束を効率よく流すことができるため、上記実施形態ではいずれも略同一形状のコア片を凹凸なく平行に（つまり、外形線が同一位置となるように）積層させたが、本発明はこれに限定されない、例えば、目印となるように突起部が形成されたコア片を一定枚数毎に積層させるようにしてもよいし、同一形状のコア片を意図的にずらして積層させてもよい。また、積層される際に一番端となるコア片の露出する面には、テープと接着しやすいように、表面粗さが荒い形状としてもよいし、溝を形成するようにしてもよい。

なお、本実施形態では、いずれもステータを、分割された複数のコアを円周方向に配置した構成としたが、本発明はこれに限定されず、一体化させたコアを用いてよい。また、コアとして焼結コアを用いてもよい。いずれのコアを用いた場合でもコア片を円周方向に直交する方向に積層させ、その各コア片のティース部の外周にテープを巻きつけて固定することで上記効果を得ることができる。

次に、図７−１から図７−４を用いて、ステータコアユニットの製造方法について説明する。ここで、図７−１から図７−４は、それぞれステータコアユニットの製造方法を説明するための説明図である。

まず、図７−１に示すように、コア片４６を一枚ずつ積み重ねて、コア本体４０を形成する。なお、このとき、各コア片４６同士は、積み重ねられているのみで、分離可能な状態となっている。

複数のコア片４６を積み重ねてコア本体４０を形成したら、次に、図７−２に示すようにコア本体４０のティース部５０の外周にテープ４２を巻きつける。このように、テープ４２をティース部５０の外周に巻きつけることで、各コア片４６は、分離できないように拘束される。以上のようにして、ステータコア３４を製造する。

ステータコア３４を製造したら、次に、図７−２及び図７−３に示すように、ステータコア３４、コア本体４０のティース部５０の外周にインシュレータ３６を装着する。本実施形態では、インシュレータ３６は、２つのインシュレータ部材３６ａ、３６ｂに分離されておる。インシュレータ部材３６ａ、３６ｂは、それぞれコア本体４０の端面（積層方向における端の部分）からティース部５０に被せられることで、ティース部５０に装着される。

ステータコア３４にインシュレータ３６を装着したら、次に、図７−４に示すように、インシュレータ３６の外周に励磁コイル３８を巻きつける。以上のようにして、ステータコアユニット３２を製造する。

このように、本実施形態によれば、コア片４６を積層させたコア本体４０の外周にテープ４２を巻きつけるだけで、コア片４６を拘束できるため、製造工程を簡単にすることができる。また、溶接等が必要なくなるため、製造コストも低減することができる、具体的には、溶接機械や、カシメを行う機械を設けることなく、テープを巻きつける機械のみを設ければよいため、製造に必要な機械も安価にすることができる。また、コアを積層する製造ラインにテープを巻きつける機械のみを追加すればよいため、コストを低くし、かつ生産性も高くすることができる。

また、コア本体にテープを巻きつけたステータコアとすることで、上述したように、ロストルクの少ない、高性能なステータコアを製造することができる。

以上の各実施形態においては、本発明を自動車の電動パワーステアリング装置のブラシレスモータとして適用した例を示したが、他の種々の装置のブラシレスモータとして広く適用することができる。

以上のように、本発明にかかるモータコア、これを用いるモータコアユニット、ブラシレスモータ及びこれを用いる電動パワーステアリング装置、並びにモータコアユニットの製造方法は、電力が供給されることで回転運動する回転駆動機に用いるのに有用であり、特に、ステアリングの回転力を補助するモータとして用いるのに適している。

１ ブラシレスモータ
３、４ 軸受
５ マグネット
６ ロータコア
１０ ロータ
３０ ステータ
３２ ステータコアユニット
３４、５８ ステータコア
３６ インシュレータ
３８ 励磁コイル
４０、６０ コア本体
４２ テープ
４６、６２ コア片
４８、６４ ヨーク部
５０、６６ ティース部
５２、６８ 凸部
５４、７０、７４ 凹部
７２ 溝部
１００ 電動パワーステアリング装置

Claims (9)

1. 略同一形状のコア片を複数積層させて構成されるコア本体と、
   前記コア本体の外周に巻き付けられた粘着性を有するテープと、を有することを特徴とするモータコア。
2. 前記コア本体は、棒状のヨーク部と、一方の端部が、前記ヨーク部の棒形状の略中央部分と連結したティース部とで構成された形状であり、
   前記テープは、前記ティース部に巻きつけられていることを特徴とする請求項１に記載のモータコア。
3. 前記コア本体は、前記ヨーク部の前記ティース部と連結している面とは反対側の面の略中央部に、前記コア片の積層方向に延在する凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のモータコア。
4. 前記コア本体は、前記ティース部の前記テープが巻きつきられる領域の少なくとも一方の端部に段差が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータコア。
5. 前記コア本体は、前記コア片が、凹凸がなく、略平行に積層されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のモータコア。
6. 請求項１から５のいずれかに１項に記載のモータコアと、
   前記テープの外周に配置されたインシュレータと、
   前記インシュレータの外周に巻きつけられたコイルと、を有することを特徴とするモータコアユニット。
7. 円筒形のハウジングと、
   前記ハウジングの内周面に配置されたステータと、
   前記ステータの内側に配設され、かつ、外周面にＳ極及びＮ極が周方向に交互に着磁された回転自在のロータと、を有し、
   前記ステータは、前記ハウジングの内周面の全周に配列された複数の、請求項６に記載のモータコアユニットで構成されることを特徴とするブラシレスモータ。
8. 請求項７に記載され、ステアリング機構に補助操舵力を付与するブラシレスモータと、
   前記ブラシレスモータを駆動制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
9. ブラシレスモータのステータを構成するモータコアユニットの製造方法であって、
   複数のコア片を積層させる工程と、
   積層させた複数の前記コア片の外周にテープを巻き、積層させた複数の前記コア片を一体化させる工程と、
   前記テープを巻いて一体化された複数のコア片の外周にインシュレータを装着する工程と、
   前記インシュレータの外周にコイルを巻きつける工程と、を有することを特徴とするモータコアユニットの製造方法。

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