JP2017212769A - 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
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Abstract
【解決手段】付勢部材71は、オーステナイト系ステンレスにより形成され、第2凹部22の底壁である第2底壁221と第2軸受部50との間に設けられ、第2軸受部50を経由してシャフト60を軸方向に付勢可能である。被膜301は、第1フレーム10および第2フレーム20の表面を覆うようにして設けられている。第1フレーム10または第2フレーム20の表面には、被膜301が設けられた領域である被膜有領域T1、および、被膜301が設けられていない領域である被膜無領域T2が設定されている。被膜無領域T2は、第2フレーム20の表面のうち、少なくとも付勢部材71に対応する部位に設定されている。
【選択図】図2
Description
ケースは、筒状に形成されている。
第2フレームは、アルミニウムを含む金属により形成され、ケースの他方の端部を塞ぎ、ケースと第1フレームとの間に収容空間を形成し、ケース側の中央に形成された第2凹部を有している。
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。
第1軸受部は、第1凹部の筒状の内壁である第1内壁に外壁が嵌合するよう第1凹部に設けられている。
第2軸受部は、第2凹部の筒状の内壁である第2内壁に外壁が嵌合するよう第2凹部に設けられている。
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嵌合し、シャフトとともに回転可能に設けられている。
被膜は、第1フレームまたは第2フレームの表面を覆うようにして設けられている。
また、本発明では、被膜が第1フレームまたは第2フレームの表面を覆うようにして設けられているため、第1フレームまたは第2フレームの耐食性を向上することができる。
(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2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。
第1フレーム本体11は、例えば略円板状に形成されている。第1フレーム本体11は、ケース5の一方の端部を塞いでいる。
第1穴部13は、第1フレーム本体11のケース5とは反対側の面と第1底壁121とを接続するよう形成されている。すなわち、第1穴部13は、第1フレーム本体11の中央を板厚方向に貫いている。
挿通穴部15は、筒部14の径方向外側において第1フレーム本体11を板厚方向に貫くよう複数形成されている。
第2穴部23は、第2フレーム本体21のケース5とは反対側の面と第2底壁221とを接続するよう形成されている。すなわち、第2穴部23は、第2フレーム本体21の中央を板厚方向に貫いている。
第1軸受部40は、第1凹部12の第1内壁122に外壁が嵌合するよう第1凹部12に設けられている。
第2軸受部50は、第2凹部22の第2内壁222に外壁が嵌合するよう第2凹部22に設けられている。なお、第2軸受部50と第2底壁221との間には、略円環状の空間が形成されている。
第1内筒部41は、例えば金属により略円筒状に形成されている。第1内筒部41は、内壁がシャフト60の外壁に嵌合しシャフト60に対し相対移動不能に設けられている。第1外筒部42は、例えば金属により略円筒状に形成されている。第1外筒部42は、外壁が第1内壁122に嵌合し第1フレーム10に対し相対移動可能に設けられている。第1ボール43は、例えば金属により球状に形成されている。第1ボール43は、第1内筒部41と第1外筒部42とが相対回転可能なよう第1内筒部41と第1外筒部42との間に複数設けられている。すなわち、第1軸受部40は、ボールベアリングである。この構成により、第1内筒部41は、第1外筒部42に対し円滑に相対回転可能である。そのため、第1フレーム10は、第1軸受部40を介してシャフト60を円滑に回転可能に支持することができる。
第2内筒部51は、例えば金属により略円筒状に形成されている。第2内筒部51は、内壁がシャフト60の外壁に嵌合しシャフト60に対し相対移動不能に設けられている。第2外筒部52は、例えば金属により略円筒状に形成されている。第2外筒部52は、外壁が第2内壁222に嵌合し第2フレーム20に対し相対移動可能に設けられている。第2ボール53は、例えば金属により球状に形成されている。第2ボール53は、第2内筒部51と第2外筒部52とが相対回転可能なよう第2内筒部51と第2外筒部52との間に複数設けられている。すなわち、第2軸受部50は、ボールベアリングである。この構成により、第2内筒部51は、第2外筒部52に対し円滑に相対回転可能である。そのため、第2フレーム20は、第2軸受部50を介してシャフト60を円滑に回転可能に支持することができる。
被膜無領域T2は、例えば第2フレーム20の表面のうち第2底壁221および第2内壁222に対応する部位をマスキングした状態でアルマイト処理することにより、形成(設定)することができる。
図2に示すように、制御部80は、第2フレーム20に対しケース5とは反対側に設けられている。
制御部80は、基板81、磁束検出部82等を有している。
基板81は、第2フレーム本体21からケース5とは反対側へ所定距離離れた位置に設けられている。基板81には、巻線延伸部33の巻線32とは反対側の端部が接続されている。
ケース5は、筒状に形成されている。
ステータ31は、環状に形成され、収容空間300に収容され、ケース5に対し同軸かつ相対回転不能に設けられている。
巻線32は、ステータ31に巻回されている。
第1軸受部40は、第1凹部12の筒状の内壁である第1内壁122に外壁が嵌合するよう第1凹部12に設けられている。
第2軸受部50は、第2凹部22の筒状の内壁である第2内壁222に外壁が嵌合するよう第2凹部22に設けられている。
ロータ35は、外壁がステータ31の内壁に対向し、内壁がシャフト60の外壁に嵌合し、シャフト60とともに回転可能に設けられている。
付勢部材71は、オーステナイト系ステンレスにより形成され、第2凹部22の底壁である第2底壁221と第2軸受部50との間に設けられ、第2軸受部50を経由してシャフト60を軸方向に付勢可能である。
被膜301は、第1フレーム10および第2フレーム20の表面を覆うようにして設けられている。
また、本実施形態では、被膜301が第1フレーム10および第2フレーム20の表面を覆うようにして設けられているため、第1フレーム10および第2フレーム20の耐食性を向上することができる。
シャフト60は、他端が第2穴部23に挿通されている。
本実施形態は、磁石62と制御部80とをさらに備えている。磁石62は、シャフト60の他端に設けられている。制御部80は、第2フレーム20に対しケース5とは反対側に設けられ、磁石62の磁束を検出可能な磁束検出部82を有し、磁束検出部82からの信号に基づき、巻線32に供給する電力を制御しロータ35の回転を制御可能である。すなわち、本実施形態のモータ2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3に、制御部80を含むモータ2を効率良く搭載することができる。
付勢部材71は、第2外筒部52に当接するようにして設けられている。
また、(8)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2と、シャフト60の一端のプーリ61に接続しモータ2により駆動されるラックギア90と、を備え、駆動対象としてのラックギア90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。
本発明の第2実施形態によるモータを図5に示す。第2実施形態は、制御部80等を備えない点で、第1実施形態と異なる。
第2実施形態では、第1実施形態で示した制御部80およびカバー801を備えていない。
また、第2フレーム20には、第2穴部23および筒部26が形成されていない。
また、シャフト60は、プーリ61とは反対側の端部の位置が第2底壁221から所定距離離れた位置となるように形成されている。また、シャフト60のプーリ61とは反対側の端部には、磁石62が設けられていない。
本実施形態では、モータ2は、モータ2とは別体に設けた制御部により制御される。
第2実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
第2実施形態は、第1実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、モータ2の体格を小さくすることができる。
本発明の第3実施形態によるモータを図6に示す。第3実施形態は、付勢部材71の配置等が第1実施形態と異なる。
被膜無領域T2は、例えば第1フレーム10の表面のうち第1底壁121および第1内壁122に対応する部位をマスキングした状態でアルマイト処理することにより、形成(設定)することができる。
第3実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
本発明の第4実施形態によるモータの一部を図7に示す。第4実施形態は、付勢部材の構成等が第1実施形態と異なる。
第4実施形態では、第2底壁221と第2軸受部50との間に付勢部材72が設けられている。付勢部材72は、第2軸受部50を経由してシャフト60を軸方向、第1軸受部40側に付勢可能である。
付勢部材72は、オーステナイト系ステンレスにより形成されている。具体的には、付勢部材72は、皿バネである。
第4実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
第4実施形態は、第1実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、付勢部材72の構成を簡単にすることができる。
本発明の第5実施形態によるモータの一部を図8に示す。第5実施形態は、付勢部材の構成等が第1実施形態と異なる。
第4実施形態では、第2底壁221と第2軸受部50との間に付勢部材73が設けられている。付勢部材73は、第2軸受部50を経由してシャフト60を軸方向、第1軸受部40側に付勢可能である。
付勢部材73は、オーステナイト系ステンレスにより形成されている。具体的には、付勢部材73は、コイルスプリングである。
第5実施形態は、上述した点以外の構成は、第1実施形態と同様である。
第5実施形態は、第1実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、付勢部材73の構成を簡単にすることができる。
本発明の他の実施形態では、付勢部材は、「第1底壁121と第1軸受部40との間」または「第2底壁221と第2軸受部50との間」のいずれか一方に限らず、両方に設けられていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第1軸受部および第2軸受部は、ボールベアリング以外の軸受であってもよい。
また、本発明の他の実施形態では、付勢部材は、ウェーブワッシャであってもよい。
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。
また、本発明の他の実施形態では、ケース5は、鉄に限らず、例えばアルミニウムを含む金属により形成し、腐食対策のための表面処理を施してもよい。
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。
Claims (10)
- 駆動対象(90)を駆動するモータ(2)であって、
筒状のケース(5)と、
アルミニウムを含む金属により形成され、前記ケースの一方の端部を塞ぎ、前記ケース側の中央に形成された第1凹部(12)、および、前記ケースとは反対側の面と前記第1凹部の底壁である第1底壁(121)とを接続するよう形成された第1穴部(13)を有する第1フレーム(10)と、
アルミニウムを含む金属により形成され、前記ケースの他方の端部を塞ぎ、前記ケースと前記第1フレームとの間に収容空間(300)を形成し、前記ケース側の中央に形成された第2凹部(22)を有する第2フレーム(20)と、
前記収容空間に収容され、前記ケース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(31)と、
前記ステータに巻回された巻線(32)と、
前記第1凹部の筒状の内壁である第1内壁(122)に外壁が嵌合するよう前記第1凹部に設けられた第1軸受部(40)と、
前記第2凹部の筒状の内壁である第2内壁(222)に外壁が嵌合するよう前記第2凹部に設けられた第2軸受部(50)と、
一端が前記駆動対象に接続可能なよう前記第1穴部に挿通され、一端側の外壁が前記第1軸受部の内壁に嵌合し前記第1軸受部により軸受けされ、他端側の外壁が前記第2軸受部の内壁に嵌合し前記第2軸受部により軸受けされ、前記第1フレームおよび前記第2フレームにより回転可能に支持されているシャフト(60)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嵌合し、前記シャフトとともに回転可能に設けられたロータ(35)と、
オーステナイト系ステンレスにより形成され、「前記第1底壁と前記第1軸受部との間」または「前記第2凹部の底壁である第2底壁(221)と前記第2軸受部との間」の少なくとも一方に設けられ、前記第1軸受部または前記第2軸受部を経由して前記シャフトを軸方向に付勢可能な付勢部材(71、72、73)と、
前記第1フレームまたは前記第2フレームの表面を覆うようにして設けられた被膜(301)と、を備え、
前記第1フレームまたは前記第2フレームの表面には、前記被膜が設けられた領域である被膜有領域(T1)、および、前記被膜が設けられていない領域である被膜無領域(T2)が設定されており、
前記被膜無領域は、前記第1フレームまたは前記第2フレームの表面のうち、少なくとも前記付勢部材に対応する部位に設定されているモータ。 - 前記第2フレームは、前記ケースとは反対側の面と前記第2底壁とを接続するよう形成された第2穴部(23)をさらに有し、
前記シャフトは、他端が前記第2穴部に挿通され、
前記シャフトの他端に設けられた磁石(36)と、
前記第2フレームに対し前記ケースとは反対側に設けられ、前記磁石の磁束を検出可能な磁束検出部(82)を有し、前記磁束検出部からの信号に基づき、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(80)と、
をさらに備える請求項1に記載のモータ。 - 前記第1軸受部は、内壁が前記シャフトの外壁に嵌合し前記シャフトに対し相対移動不能に設けられた第1内筒部(41)、外壁が前記第1内壁に嵌合し前記第1フレームに対し相対移動可能に設けられた第1外筒部(42)、および、前記第1内筒部と前記第1外筒部とが相対回転可能なよう前記第1内筒部と前記第1外筒部との間に設けられた複数の第1ボール(43)を有し、
前記第2軸受部は、内壁が前記シャフトの外壁に嵌合し前記シャフトに対し相対移動不能に設けられた第2内筒部(51)、外壁が前記第2内壁に嵌合し前記第2フレームに対し相対移動可能に設けられた第2外筒部(52)、および、前記第2内筒部と前記第2外筒部とが相対回転可能なよう前記第2内筒部と前記第2外筒部との間に設けられた複数の第2ボール(53)を有し、
前記付勢部材は、前記第1外筒部または前記第2外筒部に当接するようにして設けられている請求項1または2に記載のモータ。 - 前記第1フレームは、前記ケースとは別体に形成されており、
前記第1フレームと前記ケースとの間に設けられ、前記第1フレームと前記ケースとの間を液密に保持可能な第1シール部材(6)をさらに備える請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記第2フレームは、前記ケースとは別体に形成されており、
前記第2フレームと前記ケースとの間に設けられ、前記第2フレームと前記ケースとの間を液密に保持可能な第2シール部材(7)をさらに備える請求項1〜4のいずれか一項に記載のモータ。 - 前記付勢部材は、コイルドウェーブスプリング、皿バネ、コイルスプリング、または、ウェーブワッシャのいずれかである請求項1〜5のいずれか一項に記載のモータ。
- 前記被膜は、陽極酸化被膜、電着塗装被膜、または、めっき被膜のいずれかである請求項1〜6のいずれか一項に記載のモータ。
- 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1〜7のいずれか一項に記載のモータ(2)と、
前記シャフトの一端に接続し、前記モータにより駆動される前記駆動対象(90)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。 - 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8に記載の電動パワーステアリング装置。
- 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9に記載の電動パワーステアリング装置。
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