JP2017139929A - モータ、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内部への水の侵入を効果的に抑制しつつ錆の発生を抑制可能なモータを提供する。【解決手段】ケース２０は、アルミダイカスト品からなり、筒状のケース筒部２１、および、ケース筒部２１の一方の端部を塞ぐケース底部２２を有している。フレーム３０は、アルミダイカスト品からなり、ケース筒部２１のケース底部２２とは反対側の内側に設けられ、外縁部の外壁がケース筒部２１の内壁に対向しケース筒部２１およびケース底部２２との間に収容空間３００を形成するフレーム本体３１、および、フレーム本体３１の中央に形成されたフレーム穴部３２を有している。ステータ４０は、収容空間３００に収容されている。ロータ６０は、シャフト５０とともに回転可能に設けられている。シール部材５は、ケース筒部２１とラックギア８０のハウジング９０との間に設けられ、ケース筒部２１とハウジング９０との間を液密に保持可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、モータ、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。

従来、車両の下部に設けられる駆動対象を駆動するモータが知られている。例えば特許文献１のモータは、車両のアンチロックブレーキ装置を駆動対象としている。このモータは、車両の下部に位置するため、モータの有底筒状のケースとアンチロックブレーキ装置のハウジングとの間に環状ゴム製のシール部材を設け、モータのケース内部に水が浸入するのを抑制しようとしている。なお、ケースの底部とは反対側を塞ぐフレームは、ケースの内側に設けられており、ケースとフレームとの間には、シール部材は設けられていない。このように、特許文献１のモータでは、シール部材およびシール箇所の低減が図られている。

特許第３７１６１２７号公報

ところで、特許文献１のモータでは、ケースは、ＳＰＣＥ等の深絞り用鋼板をプレス加工等することにより有底筒状に形成されている。また、フレームも、ケースに嵌合するよう設けられていることから、鉄により形成されていると考えられる。一方、アンチロックブレーキ装置のハウジングは、金属製であって塊状のブロック体として形成されているため、アルミダイカスト品からなると考えられる。

特許文献１のモータでは、ケースの肉厚が小さいため、シール部材を収容するシール溝をケース側に形成するのは困難である。そのため、シール溝をアンチロックブレーキ装置のハウジング側に形成する必要があり、取り付け対象の選択の余地が狭くなるおそれがある。

また、特許文献１のモータのように、肉厚の小さいケースでシール部材を圧縮する場合、シール部材の反力によりケースが変形するおそれがある。これにより、ケースの周方向の一部においてシール性が悪化するおそれがある。また、プレス加工により形成したケースの場合、シール面の平面度が低いため、シール部材によるシール性を高めるのが困難になるおそれがある。
また、特許文献１のモータでは、ケースが鋼板により形成されているため、ケースの外壁に対し錆対策のための表面処理を施す必要がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケース内部への水の侵入を効果的に抑制しつつ錆の発生を抑制可能なモータ、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、駆動対象（８０）を駆動するモータ（１０）であって、ケース（２０）とフレーム（３０）とステータ（４０）と巻線（４２）とシャフト（５０）とロータ（６０）とシール部材（５）とを備えている。
ケースは、アルミダイカスト品からなり、筒状のケース筒部（２１）、および、ケース筒部の一方の端部を塞ぐケース底部（２２）を有している。

フレームは、アルミダイカスト品からなり、ケース筒部のケース底部とは反対側の内側に設けられ、外縁部の外壁がケース筒部の内壁に対向しケース筒部およびケース底部との間に収容空間（３００）を形成するフレーム本体（３１）、および、フレーム本体の中央に形成されたフレーム穴部（３２）を有している。
ステータは、環状に形成され、収容空間に収容され、ケース筒部に対し同軸かつ相対回転不能に設けられている。
巻線は、ステータに巻回されている。
シャフトは、フレーム穴部に挿通され、ケース底部の中央、および、フレーム穴部により回転可能に支持されている。
ロータは、外壁がステータの内壁に対向し、内壁がシャフトの外壁に固定され、シャフトとともに回転可能に設けられている。
シール部材は、ケース筒部と駆動対象との間に設けられ、ケース筒部と駆動対象との間を液密に保持可能である。

本発明では、ケースはアルミダイカスト品からなるため、肉厚が大きく、シール部材を収容するシール溝をケース側に形成するのが容易である。そのため、シール溝を駆動対象側に形成する必要がなく、取り付け対象の選択の余地を広げることができる。

また、肉厚の大きいケースでシール部材を圧縮することにより、シール部材の反力によるケースの変形を抑制することができる。これにより、ケースの周方向の一部においてシール性が悪化するのを抑制することができる。また、本発明のようにアルミダイカスト品からなるケースの場合、シール面の平面度が高いため、シール部材によるシール性を高めることができる。したがって、ケース内部への水の侵入を効果的に抑制することができる。

また、本発明では、ケースがアルミダイカスト品からなるため、ケースを鋼板等により形成する場合と比べ、錆に強くすることができる。また、モータの使用環境によっては、ケースの外壁に対する腐食対策のための表面処理を省略することができる。
本発明によるモータは、被水する可能性のある場所に用いるのに好適である。

（Ａ）は本発明の第１実施形態によるモータを電動パワーステアリング装置に適用した状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た図。 本発明の第１実施形態によるモータを示す断面図。 （Ａ）は本発明の第２実施形態によるモータを電動パワーステアリング装置に適用した状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た図。 本発明の第２実施形態によるモータを示す断面図。 本発明の第３実施形態によるモータを示す断面図。

以下、本発明の複数の実施形態によるモータ、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるモータを図２に示す。モータ１０は、電力を供給されることにより駆動し、例えば車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に採用される。

図１（Ａ）は、電動パワーステアリング装置１０１を備えたステアリングシステム１００の全体構成を示すものである。電動パワーステアリング装置１０１には、ハンドル１０２に接続されたステアリングシャフト１０３にトルクセンサ１０４が設けられている。トルクセンサ１０４は、車両１の運転者からハンドル１０２を経由してステアリングシャフト１０３に入力される操舵トルクを検出する。

ステアリングシャフト１０３の先端にはピニオンギア１０５が設けられており、ピニオンギア１０５はラック軸１０６に噛み合っている。ラック軸１０６の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪１０７が回転可能に連結されている。

これにより、運転者がハンドル１０２を回転させると、ハンドル１０２に接続されたステアリングシャフト１０３が回転し、ステアリングシャフト１０３の回転運動は、ピニオンギア１０５によってラック軸１０６の直線運動に変換され、ラック軸１０６の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪１０７が操舵される。

電動パワーステアリング装置１０１は、車両１の操舵に関するアシストトルクを発生するモータ１０、および、当該モータ１０の回転を減速してラック軸１０６に伝えるラックギア８０等を備えている。本実施形態では、モータ１０は、ラックギア８０のハウジング１１０に取り付けられている。

モータ１０は、例えば車両１のエンジンルーム２に設けられる。モータ１０は、例えば３相駆動型のブラシレスモータであり、バッテリ３から電力を供給されることにより駆動する。モータ１０は、ラックギア８０を正逆回転させる。ここで、ラックギア８０は、特許請求の範囲における「駆動対象」に対応している。電動パワーステアリング装置１０１は、上述のトルクセンサ１０４、および、車速を検出する車速センサを含む。

この構成により、電動パワーステアリング装置１０１は、トルクセンサ１０４および車速センサ等からの信号に基づき、ハンドル１０２の操舵を補助するためのアシストトルクをモータ１０から発生し、ラックギア８０を経由してラック軸１０６に伝達する。このように、本実施形態では、電動パワーステアリング装置１０１は、ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置である。
図２に示すように、モータ１０は、ケース２０、フレーム３０、ステータ４０、巻線４２、シャフト５０、ロータ６０、シール部材５、ケース側固定部材２４２、制御部７０等を備えている。

ケース２０は、例えばアルミ合金等、アルミニウムを含む金属により形成されている。本実施形態では、ケース２０は、例えばアルミダイカスト品である。ケース２０は、筒状のケース筒部２１、ケース筒部２１の一方の端部を塞ぐケース底部２２、および、ケース底部２２の中央に形成されたケース穴部２３を有している。本実施形態では、ケース底部２２は、板状に形成されている。ケース筒部２１とケース底部２２とは別体に形成されている。つまり、ケース底部２２は、ケース筒部２１の内側に嵌め込まれている。ケース穴部２３は、ケース底部２２を板厚方向に貫いている。本実施形態では、ケース筒部２１は、略円筒状に形成されている。
ケース筒部２１は、ケース底部２２とは反対側の端部の外壁から径方向外側へ延びるよう形成されたケース側被固定部２４を有している。ケース側被固定部２４には、ケース側挿通穴部２４１が形成されている。
ケース穴部２３には、軸受２５が設けられている。軸受２５は、例えばボールベアリングである。

フレーム３０は、例えばアルミ合金等、アルミニウムを含む金属により形成されている。本実施形態では、フレーム３０は、例えばアルミダイカスト品である。フレーム３０は、ケース筒部２１のケース底部２２とは反対側の内側に設けられている。

フレーム３０は、外縁部の外壁がケース筒部２１の内壁に対向しケース筒部２１およびケース底部２２との間に収容空間３００を形成するフレーム本体３１、および、フレーム本体３１の中央に形成されたフレーム穴部３２を有している。本実施形態では、フレーム本体３１は、略円板状に形成されている。本実施形態では、フレーム本体３１は、外縁部の外壁がケース筒部２１の内壁に嵌合するよう設けられている。フレーム本体３１のケース底部２２とは反対側の端面３０１は、ケース筒部２１の内側に位置している。
フレーム穴部３２には、軸受３５が設けられている。軸受３５は、軸受２５と同様、例えばボールベアリングである。

ステータ４０は、例えば鉄の薄板を積層することにより環状に形成されている。ステータ４０は、外壁がケース筒部２１の内壁に嵌合するよう収容空間３００に設けられている。すなわち、ステータ４０は、環状に形成され、収容空間３００に収容され、ケース筒部２１に対し同軸かつ相対回転不能に設けられている。
巻線４２は、例えば銅等の金属により形成され、ステータ４０に巻回されている。

シャフト５０は、例えば金属により棒状に形成されている。シャフト５０は、軸受２５および軸受３５により回転可能に支持されている。すなわち、シャフト５０は、フレーム穴部３２に挿通され、軸受２５および軸受３５を介して、ケース底部２２の中央、および、フレーム穴部３２により回転可能に支持されている。

ロータ６０は、例えば鉄の薄板を積層することにより筒状に形成されている。ロータ６０は、外壁がステータ４０の内壁に対向し、内壁がシャフト５０の外壁に固定され、シャフト５０とともに回転可能に設けられている。

ロータ６０の外壁には、磁石６２が設けられている。磁石６２は、ステータ４０の内壁に対向するようロータ６０に設けられている。磁石６２は、例えば希土類元素を用いて作られる永久磁石である。磁石６２は、ロータ６０の外壁に複数設けられている。磁石６２は、ロータ６０の周方向に等間隔で設けられている。本実施形態では、磁石６２は、ロータ６０の外壁に例えば接着剤により取り付けられている。
シール部材５は、例えばゴム等の弾性部材により環状に形成されている。すなわち、シール部材５は、Ｏリングである。シール部材５は、ケース筒部２１とラックギア８０のハウジング９０との間に設けられている。

本実施形態では、ケース筒部２１のケース側被固定部２４のケース底部２２とは反対側の端面２０１にケース側シール溝２００が形成されている。ケース側シール溝２００は、シール部材５の形状に合わせ、環状に凹むよう形成されている。ここで、端面２０１は、平面状に形成されている。
シール部材５は、ケース側シール溝２００に収容されている。

図２に示すように、ケース２０は、ラックギア８０のハウジング９０に固定される。ハウジング９０は、例えばアルミダイカスト品である。ハウジング９０は、ハウジング本体９１を有している。ハウジング本体９１は、箱状に形成され、ラックギア８０の入力部としてのプーリ８１、および、プーリ８１に巻き掛けられたベルト８２を収容している（図１（Ｂ）、図２参照）。ハウジング本体９１には、開口部９１０が形成されている。ハウジング本体９１は、外壁のうち、開口部９１０の外側に面９１１を有している。面９１１は、平面状に形成されている。

ケース２０は、シャフト５０のケース底部２２とは反対側の端部が開口部９１０に挿通され、端面２０１がハウジング本体９１の面９１１に当接するようにしてラックギア８０に固定される。ケース側被固定部２４は、ケース側挿通穴部２４１にケース側固定部材２４２を挿通させてラックギア８０のハウジング９０にねじ込むことにより、ラックギア８０に固定される。本実施形態では、ケース側固定部材２４２は、例えばボルトである。

ケース２０をラックギア８０のハウジング９０に固定するとき、シール部材５は、ケース側シール溝２００においてケース筒部２１の軸方向に圧縮される。これにより、ケース筒部２１とハウジング９０との間が液密に保持される。

シャフト５０のラックギア８０側の端部には、プーリ５１が設けられている。プーリ５１は、例えば金属により略円筒状に形成されている。プーリ５１は、シャフト５０とともに回転可能である。プーリ５１の外壁には、軸方向に延びる複数の溝（図示せず）が形成されている。ラックギア８０の入力部としてのプーリ８１、および、プーリ５１には、ベルト８２が巻き掛けられている（図１（Ｂ）、図２参照）。これにより、ロータ６０が回転するとシャフト５０およびプーリ５１が回転し、プーリ５１からラックギア８０に対しロータ６０の回転が出力される。
シャフト５０のプーリ８１とは反対側の端部には、磁石５２が設けられている。磁石５２は、ロータ６０が回転すると、シャフト５０とともに回転する。
図２に示すように、制御部７０は、ケース底部２２に対しフレーム３０とは反対側に設けられ、巻線４２に供給する電力を制御しロータ６０の回転を制御可能である。
制御部７０は、パワーモジュール７１、７２、カスタムＩＣ７５、回転角センサ７６、制御ＩＣ７７、基板７００等を有している。

パワーモジュール７１は、複数のスイッチング素子、電源リレー、シャント抵抗等を樹脂等の封止体により覆うことで一体に形成した半導体モジュールである。
パワーモジュール７２は、パワーモジュール７１と同様、複数のスイッチング素子、電源リレー、シャント抵抗等を樹脂等の封止体により覆うことで一体に形成した半導体モジュールである。
本実施形態では、巻線４２は、２つの巻線組を有している。パワーモジュール７１、７２は、２つの巻線組のそれぞれに対応するよう設けられている。

カスタムＩＣ７５は、レギュレータ、回転角センサ信号増幅部等を含む半導体集積回路である。
レギュレータは、バッテリ３からの電力を安定化する安定化回路である。レギュレータは、各部へ供給される電力の安定化を行う。 回転角センサ信号増幅部には、回転角センサ７６（図２参照）からの信号が入力される。回転角センサ７６は、例えばホールＩＣ等の磁束検出素子であり、後述する基板７００においてシャフト５０に設けられた磁石５２の近傍、より具体的には磁石５２に対向するようシャフト５０の軸線Ａｘ１上に設けられ（図２参照）、磁石５２が発生する磁束、すなわち、周囲の磁束（磁界）の変化を検出し、当該検出値をロータ６０の回転角度に関する信号として回転角センサ信号増幅部に伝送する。回転角センサ信号増幅部は、回転角センサ７６から伝送されたロータ６０の回転角度に関する信号を増幅して、後述の制御ＩＣ７７のマイコンへ出力する。

制御ＩＣ７７は、マイコン、プリドライバ等を含む半導体集積回路である。
マイコンは、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭ等を有する小型のコンピュータである。マイコンは、ＲＯＭに格納された各種プログラムに従い、ＣＰＵによって種々の処理を実行する。
制御ＩＣ７７は、回転角センサ７６からの信号に基づきロータ６０の回転角度を検出可能である。

マイコンには、回転角センサ信号増幅部からロータ６０の回転角度に関する信号、トルクセンサ１０４から操舵トルク信号、および、ＣＡＮから車速情報等が入力される。マイコンは、これらの信号が入力されると、ロータ６０の回転角度に基づきプリドライバを介してパワーモジュール７１、７２を制御する。より具体的には、マイコンは、プリドライバによりスイッチング素子のゲート電圧を変化させ、スイッチング素子のオンオフを切り替えることで、パワーモジュール７１、７２を制御する。
マイコンは、回転角センサ７６、トルクセンサ１０４、ＣＡＮからの車速情報等に基づき、車速に応じてハンドル１０２の操舵をアシストするように、プリドライバを介してＰＷＭ制御により作出されたパルス信号を生成する。このパルス信号は、パワーモジュール７１、７２により構成される２系統のインバータ回路に出力され、パワーモジュール７１、７２のスイッチング素子のオンオフの切り替え動作を制御する。これにより、巻線４２の各相には、位相の異なる正弦波電流が流れ、回転磁界が生じる。この回転磁界を受けてロータ６０およびシャフト５０が一体となって回転する。そして、シャフト５０の回転により、プーリ５１からラックギア８０に駆動力が出力され、運転者のハンドル１０２による操舵がアシストされる。
このように、本実施形態では、制御部７０は、２系統のパワーモジュール（７１、７２）を有し、巻線４２への通電を制御する。各系統は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を含む。パワーモジュール７１、７２は、バッテリ３からの直流電流を交流電流に変換し巻線４２に供給する。また、パワーモジュール７１、７２は、作動（スイッチング）時、発熱する。

本実施形態では、パワーモジュール７１、７２は、ケース底部２２に当接するようにして基板７００に実装されている。そのため、パワーモジュール７１、７２の作動時の熱は、ケース底部２２およびケース筒部２１に伝達し、放熱される。すなわち、ケース底部２２は、ヒートシンクとして機能する。

制御部７０のケース筒部２１とは反対側には、カバー７０１が設けられている。カバー７０１は、例えば樹脂により皿状に形成されている。カバー７０１は、内側で制御部７０を覆うよう、ケース筒部２１の制御部７０側に設けられている。カバー７０１は、開口側の端面２０１が、ケース筒部２１のケース底部２２側の端面２０１に当接するよう設けられている。カバー７０１により、制御部７０を外部からの衝撃、埃や水等の液体から保護することができる。また、カバー７０１の開口側の端面２０１には、環状のシール溝７０３が形成されている。シール溝７０３には、ゴム製環状のシール部材７０２が収容されている。これにより、ケース２０とカバー７０１との間が液密に保持されている。

本実施形態では、図１に示すように、モータ１０は、ケース筒部２１の軸線Ａｘ２がラック軸１０６と概ね平行となるよう、ラックギア８０のハウジング９０に取り付けられる。また、モータ１０は、車両１の車輪１０７のシルエットの鉛直方向の上端部よりも下側に設けられる。そのため、車両１の走行中、モータ１０に泥水や塩水（雪国の融雪塩水や海岸線の砂等に付着した塩水）等が被水することが頻繁に起こり得る。

以上説明したように、（１）本実施形態は、駆動対象としてのラックギア８０を駆動するモータ１０であって、ケース２０とフレーム３０とステータ４０と巻線４２とシャフト５０とロータ６０とシール部材５とを備えている。
ケース２０は、アルミダイカスト品からなり、筒状のケース筒部２１、および、ケース筒部２１の一方の端部を塞ぐケース底部２２を有している。

フレーム３０は、アルミダイカスト品からなり、ケース筒部２１のケース底部２２とは反対側の内側に設けられ、外縁部の外壁がケース筒部２１の内壁に対向しケース筒部２１およびケース底部２２との間に収容空間３００を形成するフレーム本体３１、および、フレーム本体３１の中央に形成されたフレーム穴部３２を有している。
ステータ４０は、環状に形成され、収容空間３００に収容され、ケース筒部２１に対し同軸かつ相対回転不能に設けられている。
巻線４２は、ステータ４０に巻回されている。
シャフト５０は、フレーム穴部３２に挿通され、ケース底部２２の中央、および、フレーム穴部３２により回転可能に支持されている。
ロータ６０は、外壁がステータ４０の内壁に対向し、内壁がシャフト５０の外壁に固定され、シャフト５０とともに回転可能に設けられている。
シール部材５は、ケース筒部２１とラックギア８０のハウジング９０との間に設けられ、ケース筒部２１とハウジング９０との間を液密に保持可能である。

本実施形態では、ケース２０はアルミダイカスト品からなるため、肉厚が大きく、シール部材５を収容するシール溝（ケース側シール溝２００）をケース２０側に形成するのが容易である。そのため、シール溝をラックギア８０側に形成する必要がなく、取り付け対象の選択の余地を広げることができる。

また、肉厚の大きいケース２０でシール部材５を圧縮することにより、シール部材５の反力によるケース２０の変形を抑制することができる。これにより、ケース２０の周方向の一部においてシール性が悪化するのを抑制することができる。また、本実施形態のようにアルミダイカスト品からなるケース２０の場合、シール面の平面度が高いため、シール部材５によるシール性を高めることができる。したがって、ケース２０内部への水の侵入を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、ケース２０がアルミダイカスト品からなるため、ケース２０を鋼板等により形成する場合と比べ、錆に強くすることができる。
また、本実施形態では、ケース筒部２１とラックギア８０との間にシール部材５を設けることにより、ケース筒部２１とフレーム３０との間のシールを不要にすることができる。そのため、シール部材の低減を図ることができる。

また、（２）本実施形態では、ケース筒部２１は、シール部材５を収容可能なケース側シール溝２００を有している。そのため、シール溝をラックギア８０側に形成する必要がなく、取り付け対象の選択の余地を広げることができる。

また、（３）本実施形態では、ケース側シール溝２００は、ケース筒部２１のケース底部２２とは反対側の端面２０１に形成されている。本実施形態では、ケース２０がアルミダイカスト品からなるため、端面２０１の平面度を高くするのが容易である。そのため、ケース２０とラックギア８０との間のシール性を高めることができる。

また、（６）本実施形態では、ケース筒部２１は、ケース底部２２とは反対側の端部の外壁から径方向外側へ延びるよう形成されラックギア８０のハウジング９０に固定されるケース側被固定部２４をさらに有している。本実施形態では、ケース２０がアルミダイカスト品からなるため、ケース側被固定部２４の肉厚を確保でき、モータ１０を安定してラックギア８０に固定することができる。

また、（７）本実施形態では、ケース側被固定部２４は、ケース側挿通穴部２４を有している。そして、本実施形態は、ケース側挿通穴部２４１に挿通され、ケース側被固定部２４をラックギア８０に固定可能なケース側固定部材２４２をさらに備えている。本実施形態では、ケース２０がアルミダイカスト品からなるため、ケース側被固定部２４の肉厚を確保でき、シール部材５からの反力を受けてもケース側被固定部２４の変形を抑制することができる。そのため、ケース２０の周方向の一部においてシール性が悪化するのを抑制することができる。

また、（１０）本実施形態は、ケース底部２２に対しフレーム３０とは反対側に設けられ、巻線４２に供給する電力を制御しロータ６０の回転を制御可能な制御部７０をさらに備えている。すなわち、本実施形態は、機電一体型のモータである。そのため、限られたスペースのエンジンルーム２にモータ１０のケース２０と一体の制御部７０を効率良く搭載することができる。

また、（１１）本実施形態では、ケース筒部２１とケース底部２２とは、別体に形成されている。そのため、ケース筒部２１とケース底部２２とをダイカストにより別々に形成することができる。これにより、ケース筒部２１とケース底部２２とが一体に形成される場合と比べ、ケース底部２２の形状の自由度を向上することができる。

また、（１３）本実施形態の電動パワーステアリング装置１０１は、車両１に設けられ、上記モータ１０と、シャフト５０のケース底部２２とは反対側の端部のプーリ５１に接続しモータ１０により駆動されるラックギア１０８と、を備え、駆動対象としてのラックギア１０８が駆動することで車両１の操舵に関するアシストトルクを出力する。

また、（１４）本実施形態では、ラックギア８０は、車両１の車輪１０７に接続するラック軸１０６を駆動する。
また、（１５）本実施形態では、モータ１０は、全部が車輪１０７のシルエットの上端部よりも下側に位置するよう設けられる。そのため、モータ１０は、車両１の走行中、頻繁に被水するおそれがある。しかしながら、本実施形態のモータ１０は、内部への水の侵入を効果的に抑制することができ、錆にも強い。したがって、本実施形態のモータ１０は、車両１の走行中に頻繁に被水するおそれのある電動パワーステアリング装置１０１のモータとして用いるのに好適である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるモータを図３、４に示す。第２実施形態は、制御部７０を別体で設ける点、ラックギア８０をさらに備える点等で第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、制御部７０は、モータ１０のケース２０とは別体に設けられている（図３参照）。すなわち、本実施形態のモータ１０は、機電別体のモータである。
また、ケース底部２２は、ケース筒部２１と一体に形成されている。また、ケース穴部２３は、フレーム３０とは反対側の端部が塞がれている。
本実施形態のモータ１０は、ラックギア８０をさらに備えている。ラックギア８０のハウジング９０は、ハウジング本体９１およびハウジング筒部９２を有している。

ハウジング筒部９２は、ハウジング本体９１の外壁のうち開口部９１０の外側の面９１１から略円筒状に突出するよう形成されている。ハウジング筒部９２の外径は、ケース筒部２１の外径と同じかやや小さく設定されている。ハウジング筒部９２は、外壁がケース筒部２１のフレーム本体３１に対しケース底部２２とは反対側の内壁に対向可能に形成されている。

本実施形態では、ケース２０は、シャフト５０のケース底部２２とは反対側の端部が開口部９１０に挿通され、ケース筒部２１の内側にハウジング筒部９２が位置し、端面２０１がハウジング本体９１の面９１１に当接するようにして、ケース側固定部材２４２によりラックギア８０のハウジング９０に固定される。

このように、本実施形態では、ケース２０は、略円筒状のケース筒部２１とハウジング筒部９２とが嵌合することで位置決めされつつ、ラックギア８０のハウジング９０に固定される。すなわち、ケース２０は、インロー嵌合により、ラックギア８０に固定される。

ハウジング筒部９２には、ハウジング側シール溝９００が形成されている。ハウジング側シール溝９００は、ハウジング筒部９２の外壁の周方向の全域に亘り形成されている。本実施形態では、シール部材５は、ハウジング側シール溝９００に収容されている。

ケース２０をラックギア８０のハウジング９０に固定するとき、シール部材５は、ハウジング側シール溝９００においてケース筒部２１の径方向に圧縮される。これにより、ケース筒部２１とハウジング９０との間が液密に保持される。

なお、本実施形態では、ケース２０は、フレーム本体３１のケース底部２２とは反対側の端面３０１がハウジング筒部９２のケース底部２２側の端面９２１に当接するようラックギア８０に固定される。これにより、フレーム本体３１は、ケース２０およびラックギア８０に対する位置が安定する。

以上説明したように、（４）本実施形態のモータ１０は、ラックギア８０をさらに備えている。ラックギア８０は、アルミダイカスト品からなるハウジング９０を有している。ハウジング９０は、シール部材５を収容可能なハウジング側シール溝９００を有している。

また、（５）本実施形態では、ラックギア８０のハウジング９０は、外壁がケース筒部２１のフレーム本体３１に対しケース底部２２とは反対側の内壁に対向可能に形成されたハウジング筒部９２をさらに有している。ハウジング側シール溝９００は、ハウジング筒部９２の外壁に形成されている。

本実施形態では、ラックギア８０のハウジング９０がハウジング筒部９２を有するため、ケース２０をインロー嵌合によりハウジング９０に固定することができる。また、インロー嵌合のためのハウジング筒部９２とケース筒部２１との間にシール部材５を設けているため、インロー嵌合とケース２０の開口部におけるシールとを同時に実現できる。

また、ハウジング９０がアルミダイカスト品からなるため、ハウジング筒部９２の肉厚を確保でき、ハウジング筒部９２のハウジング側シール溝９００にシール部材５を収容しても、シール部材５からの反力によるハウジング筒部９２の変形を抑制することができる。そのため、ケース２０の周方向の一部においてシール性が悪化するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、ハウジング側シール溝９００がハウジング筒部９２の外壁に形成され、シール部材５が収容されているため、シール溝がケース筒部２１の内壁に形成される場合と比べ、シール部材５を脱落させることなく、ケース２０をハウジング９０に取り付けるのが容易である。

また、本実施形態では、ケース筒部２１とケース底部２２とは、一体に形成されている。また、ケース穴部２３は、フレーム３０とは反対側の端部が塞がれている。そのため、ケース筒部２１とケース底部２２との間、および、ケース穴部２３のシールを省略することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるモータを図５に示す。第３実施形態は、ケース２０およびラックギア８０の形状等が第２実施形態と異なる。
第３実施形態では、ケース筒部２１は、第１、２実施形態で示したケース側被固定部２４を有していない。
ラックギア８０のハウジング９０は、ハウジング本体９１、ハウジング筒部９２、ハウジング側被固定部９３を有している。

ハウジング筒部９２は、ハウジング本体９１の外壁のうち開口部９１０の外側の面９１１から略円筒状に突出するよう形成されている。ハウジング筒部９２の外径は、第２実施形態と同様、ケース筒部２１の外径と同じかやや小さく設定されている。ハウジング筒部９２は、外壁がケース筒部２１のフレーム本体３１に対しケース底部２２とは反対側の内壁に対向可能に形成されている。
また、ハウジング筒部９２の外壁には、ハウジング側シール溝９００が形成されており、シール部材５が収容されている。

ハウジング側被固定部９３は、ハウジング本体９１の外壁からハウジング筒部９２の径方向外側へ突出するよう形成されている。ここで、ハウジング側被固定部９３、ハウジング筒部９２およびハウジング本体９１は、一体に形成されている（図５参照）。なお、図５では、ハウジング側被固定部９３とハウジング筒部９２とハウジング本体９１との境界を二点鎖線で示している。
ハウジング側被固定部９３およびハウジング筒部９２には、ハウジング側挿通穴部９３１が形成されている。

本実施形態では、ケース２０は、シャフト５０のケース底部２２とは反対側の端部がハウジング本体９１の開口部９１０に挿通され、ケース筒部２１の内側にハウジング筒部９２が位置し、フレーム本体３１のケース底部２２とは反対側の端面３０１がハウジング筒部９２のケース底部２２側の端面９２１に当接するようラックギア８０に固定される。

ラックギア８０のハウジング９０のハウジング側被固定部９３は、ハウジング側挿通穴部９３１にハウジング側固定部材９３２を挿通させてフレーム本体３１にねじ込むことにより、フレーム３０に固定される。このように、フレーム３０は、ケース２０、ステータ４０、ロータ６０等とともにハウジング９０に固定される。本実施形態では、ハウジング側固定部材９３２は、例えばボルトである。

なお、本実施形態では、ハウジング筒部９２、ハウジング側被固定部９３、ハウジング側挿通穴部９３１およびハウジング側固定部材９３２は、ケース筒部２１の内壁を含む仮想円筒面ＶＴの内側に位置している（図５参照）。

また、本実施形態は、支持部材４３をさらに備えている。支持部材４３は、例えば金属等の薄板により筒状に形成されている。支持部材４３は、ステータ４０とケース筒部２１の内壁との間に設けられている。支持部材４３は、内側または外側へ突出する突部（図示せず）を複数有している。そのため、ステータ４０は、収容空間３００においてケース筒部２１に対し相対回転および相対移動不能なよう、支持部材４３により支持されている。

以上説明したように、（８）本実施形態では、ラックギア８０のハウジング９０は、フレーム本体３１に固定されるハウジング側被固定部９３を有している。本実施形態では、ハウジング９０がアルミダイカスト品からなるため、ハウジング側被固定部９３の肉厚を確保でき、ハウジング９０とフレーム３０とを安定して固定することができる。

また、（９）本実施形態では、ハウジング側被固定部９３は、ハウジング側挿通穴部９３１を有している。そして、本実施形態は、ハウジング側挿通穴部９３１に挿通され、ハウジング側被固定部９３をフレーム本体３１に固定可能なハウジング側固定部材９３２をさらに備えている。本実施形態では、ハウジング９０がアルミダイカスト品からなるため、ハウジング側被固定部９３の肉厚を確保できる。そのため、ハウジング９０とフレーム３０とを安定して固定することができる。

また、本実施形態では、ハウジング９０がアルミダイカスト品からなるため、ハウジング側被固定部９３のフレーム３０とは反対側からハウジング側固定部材９３２を挿通させてハウジング９０とフレーム３０とを固定することができる。そのため、ハウジング側被固定部９３、ハウジング側挿通穴部９３１およびハウジング側固定部材９３２を、ケース筒部２１の内壁を含む仮想円筒面ＶＴの内側に位置するよう設けることができる。そのため、第１、２実施形態と比べ、ケース筒部２１の径方向外側に突出するケース側被固定部２４のような部位を形成する必要がなく、ケース２０を小型で単純な形状にすることができる。

また、（１２）本実施形態のモータ１０は、ケース筒部２１とステータ４０との間に設けられ、ステータ４０をケース筒部２１に対し相対移動不能に支持する支持部材４３をさらに備えている。そのため、ステータ４０をケース筒部２１の内側に安定して設けることができる。

（他の実施形態）
上述の第１実施形態では、ケース筒部２１のケース底部２２とは反対側の端面２０１にケース側シール溝２００を形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ラックギア８０のハウジング本体９１の面９１１にシール溝を形成し、当該シール溝にシール部材５を収容してもよい。

また、上述の第２、３実施形態では、ラックギア８０のハウジング筒部９２の外壁にハウジング側シール溝９００を形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ハウジング筒部９２の外壁に対向するケース筒部２１の内壁にシール溝を形成し、当該シール溝にシール部材５を収容してもよい。

また、上述の第１実施形態では、機電一体のモータ１０において、ケース筒部２１とケース底部２２とを別体に形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、機電一体のモータ１０において、ケース筒部２１とケース底部２２とを一体に形成してもよい。
また、上述の複数の実施形態は、構成上の阻害要因がない限り、どのように組み合わせてもよい。例えば、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせ、制御部７０とケース２０とを一体に設け、機電一体のモータとする、といった具合である。

また、上述の実施形態では、シャフト５０の端部にプーリ５１を設け、モータ１０からのトルクを、ベルト８２を経由してラックギア８０に伝達する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、シャフト５０の端部にジョイント等の継手を設け、モータ１０からのトルクを、当該ジョイントを経由してラックギア８０の入力部に伝達してもよい。
また、本発明の他の実施形態では、モータの使用環境によっては、腐食対策のための表面処理をケースの外壁に施してもよい。

また、上述の実施形態では、モータ１０の全体が、車両１の車輪１０７の鉛直方向の上端部よりも下側に設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、モータ１０は、少なくとも一部が、車輪１０７の鉛直方向の上端部よりも上側に位置するよう設けられてもよい。
また、本発明によるモータは、電動パワーステアリング装置に限らず、例えば被水するおそれのある他の装置のモータとして用いてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０ モータ、２０ ケース、２１ ケース筒部、２２ ケース底部、３０ フレーム、３１ フレーム本体、３２ フレーム穴部、３００ 収容空間、４０ ステータ、４２ 巻線、５０ シャフト、６０ ロータ、５ シール部材、８０ ラックギア（駆動対象）

Claims (15)

1. 駆動対象（８０）を駆動するモータ（１０）であって、
   アルミダイカスト品からなり、筒状のケース筒部（２１）、および、前記ケース筒部の一方の端部を塞ぐケース底部（２２）を有するケース（２０）と、
   アルミダイカスト品からなり、前記ケース筒部の前記ケース底部とは反対側の内側に設けられ、外縁部の外壁が前記ケース筒部の内壁に対向し前記ケース筒部および前記ケース底部との間に収容空間（３００）を形成するフレーム本体（３１）、および、前記フレーム本体の中央に形成されたフレーム穴部（３２）を有するフレーム（３０）と、
   前記収容空間に収容され、前記ケース筒部に対し同軸かつ相対回転不能に設けられた環状のステータ（４０）と、
   前記ステータに巻回された巻線（４２）と、
   前記フレーム穴部に挿通され、前記ケース底部の中央、および、前記フレーム穴部により回転可能に支持されているシャフト（５０）と、
   外壁が前記ステータの内壁に対向し、内壁が前記シャフトの外壁に固定され、前記シャフトとともに回転可能に設けられたロータ（６０）と、
   前記ケース筒部と前記駆動対象との間に設けられ、前記ケース筒部と前記駆動対象との間を液密に保持可能なシール部材（５）と、
   を備えるモータ。
2. 前記ケース筒部は、前記シール部材を収容可能なケース側シール溝（２００）を有している請求項１に記載のモータ。
3. 前記ケース側シール溝は、前記ケース筒部の前記ケース底部とは反対側の端面（２０１）に形成されている請求項２に記載のモータ。
4. 前記駆動対象をさらに備え、
   前記駆動対象は、アルミダイカスト品からなるハウジング（９０）を有し、
   前記ハウジングは、前記シール部材を収容可能なハウジング側シール溝（９００）を有している請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ。
5. 前記ハウジングは、外壁が前記ケース筒部の内壁に対向可能に形成されたハウジング筒部（９２）をさらに有し、
   前記ハウジング側シール溝は、前記ハウジング筒部の外壁に形成されている請求項４に記載のモータ。
6. 前記ケース筒部は、前記ケース底部とは反対側の端部の外壁から径方向外側へ延びるよう形成され前記駆動対象に固定されるケース側被固定部（２４）をさらに有している請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ。
7. 前記ケース側被固定部は、ケース側挿通穴部（２４１）を有し、
   前記ケース側挿通穴部に挿通され、前記ケース側被固定部を前記駆動対象に固定可能なケース側固定部材（２４２）をさらに備える請求項６に記載のモータ。
8. 前記駆動対象をさらに備え、
   前記駆動対象は、アルミダイカスト品からなるハウジング（９０）を有し、
   前記ハウジングは、前記フレーム本体に固定されるハウジング側被固定部（９３）を有している請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ。
9. 前記ハウジング側被固定部は、ハウジング側挿通穴部（９３１）を有し、
   前記ハウジング側挿通穴部に挿通され、前記ハウジング側被固定部を前記フレーム本体に固定可能なハウジング側固定部材（９３２）をさらに備える請求項８に記載のモータ。
10. 前記ケース底部に対し前記フレームとは反対側に設けられ、前記巻線に供給する電力を制御し前記ロータの回転を制御可能な制御部（７０）をさらに備える請求項１〜９のいずれか一項に記載のモータ。
11. 前記ケース筒部と前記ケース底部とは、別体に形成されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載のモータ。
12. 前記ケース筒部と前記ステータとの間に設けられ、前記ステータを前記ケース筒部に対し相対移動不能に支持する支持部材（４３）をさらに備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載のモータ。
13. 車両（１）に設けられる電動パワーステアリング装置（１０１）であって、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載のモータ（１０）と、
    前記シャフトの前記ケース底部とは反対側の端部に接続し、前記モータにより駆動される前記駆動対象（８０）と、を備え、
    前記駆動対象が駆動することで前記車両の操舵に関するアシストトルクを出力する電動パワーステアリング装置。
14. 前記駆動対象は、前記車両の車輪（１０７）に接続するラック軸（１０６）を駆動する請求項１３に記載の電動パワーステアリング装置。
15. 前記モータは、少なくとも一部が前記車輪のシルエットの上端部よりも下側に位置するよう設けられる請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置。

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