JP5177007B2 - 電動モータ及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイルが巻装された円筒状のステータを、夫々ロータを回転自在に支持するベアリングを内装したフランジ及びブラケットで挟持した構成を有するモータ本体を円筒状筐体の内部に保持した電動モータ及びこれを使用した電動パワーステアリング装置に関する。

例えば、電動パワーステアリング装置の操舵補助力を発生する駆動源として用いられる電動モータにおいては、運転者の操舵に応じてその何倍もの力で操舵補助しながらも好適な操舵フィーリングを得るためには、高い制御性が要求される。
このような電動モータとして、一般的には薄厚の珪素鋼板を積層して形成されたステータコアにインシュレータを設け、このインシュレータの外側からコイルを巻装した後、ステータコアを円筒状ケースに圧入や焼きバメ等で固定するようにしている。この場合には、圧入や焼きバメによって積層されたステータコアが歪むことでロストルクが悪化し、結果としてステアリングホイールの戻りが悪くなると共に、コイルに通電した際に発生する電磁加振力がステータコアからケースに伝達され、作動音を悪化させるという問題がある。

そこで、従来、インナロータ型ブラシレスモータで、ハウジングに支持された円筒形状のヨークと、ハウジングとヨークとの間で回転可能に支持されたロータと、ロータの外周側に配置されたステータとを備え、ステータを環状のコアとコアに巻装されたコイルとコアの両端面を挟持するインシュレータとで構成し、コアの外径をヨークの内径よりも小さくし、コアの外周面に形成した環状溝に弾性部材を嵌合することにより、コアとヨークとの間に隙間を形成して両者を非接触状態に保持するようにしたインナロータ型ブラシレスモータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、上記のような用途に用いられる電動モータについては、小型化及び高出力化が要求されることから、このような要求を満たすためには、磁束密度の大きい磁石を採用する必要がある。しかし、磁束密度の大きい磁石を採用した場合、磁路の断面積を十分に大きくしないと、磁路において磁気飽和が発生してしまうことになる。そこで、特許文献２には、ヨーク等の磁路構成部品における磁路となる部分の肉厚を部分的に増大し、磁路における磁束密度を低減する技術が開示されて。

特開２００７−１８９８１２号公報 特開２００７−１７４８６１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、ステータコアに形成した環状溝に弾性部材を嵌合することにより、ステータコアとヨークとの間に隙間を形成するようにしているので、ステータコアとヨークとの間の固定力確保が難しいと共に、組み立てにも手間がかかる上、製造コストも嵩むという未解決の課題がある。
また特許文献２に記載された技術のように、磁路構成部品を部分的に肉厚かして磁路の断面積を増大させる場合、磁路構成部品の形状が複雑になることから、その製造工程が複雑になり、製造コストが不可避的に増加してしまう。

本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ステータコアの歪みを抑制し、且つステータコアの電磁加振力の伝達を抑制しながら、組み立てを簡易化し、さらに製造コストを増加することなく、ステータコアにおける磁路となる部分の断面積を拡大することで、低コスト化及び高出力化が可能な電動モータ及びこれを使用した電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る電動モータは、コイルが巻装された円筒状のステータを、夫々ロータを回転自在に支持するベアリングを内装したフランジ及びブラケットで挟持した構成を有するモータ本体を、前記ロータの回転力を伝達する被回転力伝達部材のハウジングに一体に形成された一端に開口部を有する円筒状筐体に、当該開口部側から装着保持し、前記モータ本体のフランジ及びブラケットの外周面に環状溝が形成され、該環状溝に前記円筒状筐体の内周面に接触する接触部材が前記ステータの外周面と前記円筒状筐体の内周面との間に間隙を形成するように挿入され、前記ステータの外径を前記フランジの外径及び前記ブラケットの外径に対して大径としたことを特徴とする。

また、請求項２に係る電動モータは、請求項１の発明において、前記円筒状筐体の内周面に嵌挿溝を形成し、該嵌挿溝に止め輪を嵌挿し、該環状溝により前記円筒状筐体に装着保持された前記モータ本体の軸線方向の変位を拘束することを特徴とする。
また、請求項３に係る電動モータは、請求項１の発明において、前記円筒状筐体に径方向へ貫通するねじ穴を穿設し、該ねじ穴に止めねじを前記円筒状筐体の外周側から捩じ込み、該止めねじの先端部を前記ステータの外周面に圧接させて、前記モータ本体の前記円筒状筐体に対する移動を拘束することを特徴とする。

また、請求項４に係る電動モータは、請求項１の発明において、前記円筒状筐体及び前記モータ本体の一方に凹状又凸状の係合部を設けると共に、前記円筒状筐体及び前記モータ本体の他方に前記係合部に対応する被係合部を設け、前記モータ本体が前記円筒状筐体に装着された状態で、前記係合部を前記被被係合部に係合させて、前記モータ本体の前記円筒状筐体に対する相対回転を拘束することを特徴とする。

また、請求項５に係る電動モータは、請求項４の発明において、前記係合部を前記モータ本体に配置された端子台により構成すると共に、前記被係合部を前記円筒状筐体の一部が切欠かれて形成された切欠部により構成し、前記モータ本体が前記円筒状筐体に装着された状態で、前記端子台を前記切欠部に嵌挿して、前記モータ本体の前記円筒状筐体に対する相対回転を拘束することを特徴とする。

また、請求項６に係る電動モータは、請求項１乃至５の何れか１つの発明において、前記ステータの外周面と前記円筒状筐体の内周面との間の間隙に、吸音性及び吸振性を有する介挿材が介挿されていることを特徴とする。
さらに、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の電動モータを、操舵補助力を発生する駆動源モータとして適用したことを特徴としている。

本発明によれば、コイルが巻装された円筒状のステータを、夫々ロータを回転自在に支持するベアリングを内装したフランジ及びブラケットで挟持した構成を有するモータ本体を、前記ロータの回転力を伝達する被回転力伝達部材のハウジングに一体に形成された一端に開口部を有する円筒状筐体に、当該開口部側から装着保持するので、電動モータのケースを省略することができ、組み立て工程を簡素化することができ、低コスト化が可能となるという効果が得られる。

加えて、ステータを覆うケースが不要となることで、その分ステータの外径を増大することができると共に、ステータの外径をフランジの外径及び前記ブラケットの外径に対して大径としたので、ステータにおける磁路となる部分の断面積を拡大し、ステータにおける磁束密度を低く抑えてロストルクの増加を抑制することができる。これにより、磁力の強いマグネットをロータに適用することができ、軸長すなわち珪素鋼板の積層厚を増加させることなく、発生するトルクを増加させることができるという効果が得られる。

しかも、フランジ及びブラケットの外周面に形成した環状溝に接触部材を介挿して、前記ステータの外周面と前記円筒状筐体の内周面との間に間隙を形成するので、ステータの歪みを抑制し、且つステータの電磁加振力が円筒状筐体に伝達されることを抑制することができる。

本発明に係る電動モータが適用された電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る電動モータを示す縦断面図である。 図２の電動モータの右側面図である。 図２の電動モータの組み立て状態を示す分解図である。 本発明の第２の実施形態に係る電動モータを示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電動モータの変形例を示す縦断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電動モータを示す縦断面図である。 図７の電動モータの右側面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電動モータを示す縦断面図である。 図９の電動モータの右側面図である。 本発明の第５の実施形態に係る電動モータを示す縦断面図である。 図１１の電動モータの右側面図である。 本発明の第６の実施形態に係る電動モータを示す縦断面図である。 図１３の電動モータの右側面図である。 本発明の第７の実施形態に係る電動モータを示す縦断面図である。 図１５の電動モータの右側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第1の実施形態）
図１は、本発明に係る電動モータが適用された電動パワーステアリング装置を示す全体構成図であって、図中、ＳＭはステアリング機構である。このステアリング機構ＳＭは、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸２ａとこの入力軸２ａに図示しないトーションバーを介して連結された出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２を備えている。このステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３に回転自在に内装され、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は図示しないトーションバーに連結されている。

そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、２つのヨーク４ａ，４ｂとこれらを連結する十字連結部４ｃとで構成されるユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、２つのヨーク６ａ，６ｂとこれらを連結する十字連結部６ｃとで構成されるユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。
このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構８を介して左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって左右の転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。ここで、ステアリングギヤ機構８は、ギヤハウジング８ａ内に、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ｂとこのピニオン８ｂに噛合するラック軸８ｃとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ｂに伝達された回転運動をラック軸８ｃで車幅方向の直進運動に変換して、タイロッド９に伝達する。

ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、図２に示すように、出力軸２ｂに連結したウォーム１１ａ、及びこのウォーム１１ａに噛合ったウォームホイール１１ｂ等で構成される減速ギヤ機構１１と、この減速ギヤ機構１１に連結された操舵補助力を発生するブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。

また、図１に示すように、減速ギヤ機構１１のステアリングホイール１側に連接されたハウジング１３内に操舵トルクセンサ１４が配設されている。この操舵トルクセンサ１４は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気変化や抵抗変化として検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。

そして、操舵トルクセンサ１４から出力される操舵トルク検出値は、例えばマイクロコンピュータで構成されるコントローラ（図示せず）に入力され、操舵トルク検出値及び車速に基づいて最適な操舵補助力を電動モータ１２で発生するように電動モータ１２を駆動制御する。
電動モータ１２は、図２に示すように、減速ギヤ機構１１のウォーム１１ａと一体に設けられたウォーム軸２０を回転自在に支持するベアリング２１を保持したウォームハウジング２２の一端に、ウォーム軸２０の中心軸を中心とし端部を開放した円筒状のモータケースを構成する筐体２３が一体に形成されている。このウォームハウジング２２は例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金をダイキャスト成型して構成されている。

ここで、ウォームハウジング２２には、筐体２３側にベアリング２１を収容するベアリング収容部２４が形成され、このベアリング収容部２４と筐体２３との間に筐体２３の内径より小さい内径のインロー穴部２５が形成されている。
そして、筐体２３内にモータ本体３０が収容されている。このモータ本体３０は、ステータ３１と、このステータ３１のウォームハウジング側に配設されたフランジ３２と、ステータ３１の筐体２３の開放端側に配設されたエンドブラケット３３とで構成されている。

ステータ３１は、珪素鋼板を多数枚軸方向に積層したステータコア３１ａと、このステータコア３１ａの軸方向の両端に挿入されたインシュレータ３１ｂと、このインシュレータ３１ｂ上に巻装された３相コイル３１ｃとで構成されている。ここで、フランジ３２及びエンドブラケット３３は、その外径が筐体２３の内径より１〜２０ｍｍ程度小さく形成されており、フランジ３２の外径とエンドブラケット３３の外径とは等しいものになっている。一方、ステータコア３１aは、その外径が筐体２３の内径より僅かに小さく形成されており、フランジ３２の外径及びエンドブラケット３３の外径に対して大径とされている。

また、フランジ３２は、中心開口３２ａを有する円板部３２ｂと、この円板部３２ｂの外周縁から後方に突出する短尺円筒部３２ｃと、円板部３２ｂの中心開口３２ａを形成する内周縁に形成された回転軸４０を回転自在に支持するフロントベアリング４１を圧入又はカシメ保持するベアリング収容部３２ｄと、ウォームハウジング２２のインロー穴部２５にインロー結合すあるインロー凸部３２ｅとで構成されている。

短尺円筒部３２ｃには、外周面に環状溝３２ｆが全周に亘って形成され、この環状溝３２ｆに接触リング９２がその外周端を短尺円筒部３２ｃの外周面から突出させて介挿されている。この接触リング９２は、後述するようにモータ本体３０を筐体２３内に収容したときに、筐体２３の内周面に接触してステータコア３１aの外周面と筐体２３の内周面との間に所定の隙間ｔを生じるように保持する。

エンドブラケット３３もインロー凸部３２ｅが省略されていることを除いてはフランジ３２とステータ３１を挟んで略対称形状に構成され、中心開口３３ａを有する円板部３３ｂと、この円板部３３ｂの外周縁から後方に突出する短尺円筒部３３ｃと、円板部３３ｂの中心開口３３ａを形成する内周縁に形成された回転軸４０を回転自在に支持するリアベアリング４２を圧入又はカシメ保持するベアリング収容部３３ｄとで構成されている。

短尺円筒部３３ｃには、外周面に環状溝３３ｅが全周に亘って形成され、この環状溝３３ｅに接触リング９３がその外周端を短尺円筒部３２ｃの外周面から突出させて介挿されている。この接触リング９３は、後述するようにモータ本体３０を筐体２３内に収容したときに、筐体２３の内周面に接触して、接触リング９２と共にステータコア３１aの外周面と筐体２３の内周面との間に所定の隙間ｔを生じるように保持する。

ここで、接触リング９３は、ばね鋼、炭素鋼、制振鋼、ステンレス鋼等の金属材料を素材として形成されており、その断面が略矩形に形成されている。また接触リング９２は、環状溝３２ｆ及び環状溝３３ｅへの挿入を容易にするために、周方向に沿った一部が切欠かれた切欠部（図示省略）が形成されており、所謂Ｃリングの形状を有している。
そして、ステータ３１をフランジ３２及びエンドブラケット３３で挟んだ状態で、図３に示すように、軸方向に延長する４本の長ねじ３５によってフランジ３２及びエンドブラケット３３でステータ３１を挟持するように締付け固定されている。

また、回転軸４０には、ステータ３１のステータコア３１ａの内周面に所定の隙間を介して対向するロータ４３が圧入され、一端に減速ギヤ機構１１のウォーム軸２０の端部に形成されたセレーション穴部２０ａとセレーション結合するセレーション雄部４４が形成されて、他端に回転軸４０の回転角を検出するレゾルバ等の回転角センサ５０がエンドブラケット３３に固定されて配設されている。

また、エンドブラケット３３の後端面には、ステータ３１の３相コイル３１ｃに接続されたパワーハーネス５３を外部に導出する端子台５１が配設され、この端子台５１の取付ブラケット５２が前述した長ねじ３５によってエンドブラケット３３に固定されている。
次に、上記第１の実施形態に係る電動モータ１２の組立方法及び動作を説明する。

まず、図４に示すように、ステータコア３１ａにインシュレータ３１ｂを挿通してからインシュレータ３１ｂの外側に３相コイル３１ｃを巻装してステータ３１を形成する。このステータ３１内に回転軸４０に固定されたロータ４３を配設してから回転軸４０の前後両端にフランジ３２及びエンドブラケット３３をそれらに保持されたフロントベアリング４１及びリアベアリング４２の内輪を圧入することにより、フランジ３２及びエンドブラケット３３をステータ３１のステータコア３１ａの前後端面に当接させる。

この状態で、ステータコア３１aの外周面に対して、フランジ３２の外周面及びエンドブラケット３３の外周面がそれぞれ所定の寸法だけ内周に位置するように、例えば治具で保持しつつ、長ねじ３５によってステータ３１をフランジ及びエンドブラケット３３で挟持するように締付け、その後、フランジ３２の環状溝３２ｆに接触リング９２を装着すると共に、エンドブラケット３３の環状溝３３ｅに接触リング９３を装着し、さらにエンドブラケット３３の後端面に回転角センサ５０を装着することによりモータ本体３０を組み立てる。

このモータ本体３０の組み立てが完了すると、モータ本体３０をウォームハウジング２２に形成した筐体２３内に挿入し、回転軸４０のセレーション雄部４４をウォーム軸２０のセレーション穴部２０ａにセレーション結合させると共に、フランジ３２のインロー凸部３２ｅをインロー穴部２５にインロー結合し、さらにフランジ３２の円板部３２ｂを筐体２３の底部２３ａに当接させることにより、電動モータ１２が構成されると共に、操舵補助機構１０が構成される。このとき、フランジ３２及びエンドブラケット３３に形成された環状溝３２ｆ及び３３ｅに装着された接触リング９２及び９３が筐体２３の内周面に接触し、ステータ３１、フランジ３２及びエンドブラケット３３の外周面と筐体２３の内周面との間に所定の隙間ｔが形成される。

ここで、隙間ｔは、好適には０．５〜１０ｍｍの範囲で適宜設定される。すなわち、接触リング９２及び９３が筐体２３の内周面に接触した状態で、接触リング９２及び９３の外径は、ステータコア３１aの外径よりも隙間ｔと同一寸法だけ実質的に大径になる。
このように、上記第１の実施形態によると、減速ギヤ機構１１を構成するウォームハウジング２２の一端に円筒状の筐体２３を一体に形成し、この筐体２３にステータ３１、フランジ３２及びエンドブラケット３３を長ねじ３５で一体化されたモータ本体３０を挿通することにより電動モータ１２を構成するので、電動モータ１２のケースを省略することができ、この分電動モータ１２の製造コストを低減することができると共に、モータ本体３０を組み立ててからこのモータ本体３０を筐体２３に装着するだけでよいので、電動モータ１２の組み立てを容易に行うことができる。

しかも、モータ本体３０の外径が筐体２３の内径より小さく設定されて、筐体２３の内周面とモータ本体３０の外周面との間に接触リング９２及び接触リング９３が介在するので、モータ本体３０が筐体２３に直接接触することがなく、ステータコア３１aの歪を抑制してロストルクの悪化を抑制し、且つステータコア３１aの電磁加振力が筐体２３に伝達されることを抑制して作動音を抑制することができる。

さらに、ステータコア３１aを覆うケースが不要となることで、その分、磁路構成部品であるステータコア３１aの外径を増大することができると共に、ステータコア３１aの外径をフランジ３２の外径及びエンドブラケット３３の外径に対して大径としたので、ステータコア３１aにおける磁路となる部分の断面積を拡大し、ステータコア３１aにおける磁束密度を低く抑えてロストルクの増加を抑制することができる。これにより、磁力の強いマグネットをロータ４３に適用することができ、軸長すなわち珪素鋼板の積層厚を増加させることなく、電動モータ１２が発生するトルクを増加させることができる。

このように、操舵補助機構１０を構成することにより、例えば車両が停車しているものとし、この状態で、ステアリングホイール１を右切り（又は左切り）する所謂据え切り状態とすると、このときのステアリングホイール１に付加される操舵トルクが操舵トルクセンサ１４で検出され、検出された操舵トルクを図示しないコントローラに入力することにより、このコントローラで操舵トルク及び車速に基づいて比較的大きな操舵補助指令値を算出し、このモータ電流指令値と回転角センサ５０で検出されるロータ回転角に基づいて三相モータ電流を算出し、この三相モータ電流とモータ電流検出値との偏差でフィードバック制御を行うことによりモータ駆動電流を算出し、このモータ駆動電流を電動モータ１２に出力することにより、電動モータ１２が回転駆動される。

したがって、電動モータ１２が回転駆動されることにより発生される比較的大きな操舵補助力が回転軸４０を介して減速ギヤ機構１１のウォーム軸２０に伝達される。このため、ウォーム軸２０に固定されたウォーム１１ａ及びこれに噛合されステアリング機構ＳＭのステアリングシャフト２の出力軸２ｂに装着されたウォームホイール１１ｂを介してステアリングシャフト２の出力軸２ｂにステアリングホイール１の回転方向と同一方向に大きな操舵補助トルクを与えることができ、ステアリングホイール１を軽く操舵することができる。

この状態から車両を走行させると車速検出値の増加に応じて同一操舵トルクであっても算出される操舵補助指令値が小さい値となり、これに応じて電動モータ１２が回転駆動されるので、この電動モータ１２で発生する操舵補助力が据え切り時より小さくなり、車速に応じた最適な操舵補助力を発生することができる。このように、上記構成を有する電動モータ１２を電動パワーステアリング装置に適用することにより、小型、軽量で車両搭載性の良好な電動パワーステアリング装置を提供することができる。

なお、上記第１の実施形態においては、環状溝３２ｆ及び３３ｅに金属材料によりＣリング状に形成された接触リング９２及び９３を挿入した場合について説明したが、接触リング９２及び９３の素材及び形状についてはこれに限定されるものではない。例えば、接触リング９２及び９３の素材としては、樹脂材料、ゴム材料、これらに気泡を分散させた発泡材料等の金属材料以外を用いても良く、また接触リング９２及び９３が樹脂材料やゴム材料等の弾性材料により形成される場合には、接触リング９２及び９３として切欠部を有さない所謂Ｏリングの形状を有するものを用いても良い。また接触リング９２及び９３の断面形状についても矩形である必要はなく、円形、楕円形、台形等の他の形状であっても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電動モータを図５に基づいて説明する。この第２の実施形態の電動モータ１００では、第1の実施形態の電動モータ１２と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
第２の実施形態の電動モータ１００が第1の実施形態の電動モータ１２と異なる点は、ステータコア３１aの外周面と筐体２３の内周面との間の間隙に介挿材１０１が介挿されていることである。介挿材１０１は薄肉円筒状に形成されており、吸音性及び吸振性を有する材料を素材として形成されている。具体的には、介挿材１０１の素材としては、例えば、樹脂材料、ゴム材料、これらに気泡を分散させた発泡材料等を好適に用いることができる。

第２の実施形態の電動モータ１００よると、第1の実施形態の電動モータ１２により得られる効果に加え、ステータコア３１ａの外周面と筐体２３の内周面との間に、吸音性及び吸振性を有する介挿材１０１が介挿されているので、コイル３１ｃに通電した際に発生する電磁加振力及び振動音がステータコア３１aから筐体２３及びウォームハウジング２２側に伝達され、振動及び作動音を悪化させることを抑制できる。

また、介挿材１０１の素材として熱伝道性の高い材料を用いた場合には、３相コイル３１ｃへの通電時に発生するステータ３１の発熱を、筐体２３を介して熱容量のウォームハウジング２２側に効率的に放散できるので、筐体２３内に熱がこもることも抑制できる。
図６には、第２の実施形態の変形例に係る電動モータが示されている。この変形例に係る電動モータ１０２では、ステータコア３１aが２種類の珪素鋼板１０３及び珪素鋼板１０４により構成されている。ここで、珪素鋼板１０３は珪素鋼板１０４よりも外径が大きくなっており、内径及び厚さについては珪素鋼板１０３と珪素鋼板１０４とは同一の寸法になっている。大径の珪素鋼板１０３は、ステータコア３１aの軸線方向の両端部をそれぞれ構成しており、小径の珪素鋼板１０４は、ステータコア３１aの軸線方向の中間部を構成している。これにより、ステータコア３１aには、軸線方向両端部に軸線方向の中間部に対して夫々外周へ延出する一対のフランジ部１０５が形成されると共に、軸線方向中間部に一対のフランジ部１０５に対して凹状となった環状凹部１０６が形成される。

電動モータ１０２では介挿材１０１の内周側が環状凹部１０６に挿入されており、介挿材１０１の外周面は、ステータコア３１aのフランジ部１０５に対して外周側に位置しており、モータ本体３０が筐体２３に装着された状態で、筐体２３の内周面に当接する。
第２の実施形態の変形例に係る電動モータ１０２よると、基本的には電動モータ１００と同様の効果を得られることに加え、モータ本体３０を筐体２３に装着する際に、一対のフランジ部１０５により筐体２３の内周面との摩擦により介挿材１０１が軸線方向に沿って位置ずれすることを阻止できるので、電動モータ１０２の組立作業が容易になる。また、環状凹部１０６を深く形成すれば、環状凹部１０６を深さの増加分だけ介挿材１０１の厚さを増加できるので、介挿材１０１の厚さを増加してウォームハウジング２２側に伝達される振動及び振動音を更に効果的に低減できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る電動モータを図７及び図８に基づいて説明する。この第３の実施形態の電動モータ１１０では、第1の実施形態の電動モータ１２と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
第３の実施形態の電動モータ１１０が第1の実施形態の電動モータ１２と異なる点は、筐体２３の内周面における開口端寄りの部位に周方向に延在する嵌挿溝１１１が形成されている点、及びこの嵌挿溝１１１に止め輪としてスナップリング１１２が嵌挿されている点である。図８に示すように、スナップリング１１２は、周方向の一部が切欠かれることで略Ｃ字状に形成されており、両端部にそれぞれ専用の締付工具（図示省略）の係合穴１１３が穿設されている。

これにより、スナップリング１１２を嵌挿溝１１１に嵌挿する際には、スナップリング１１２における一対の係合穴１１３にそれぞれ締付工具を係合し、この締付工具により両端部が近づくようにスナップリング１１２締付けることにより、スナップリング１１２をその外径が筐体２３の内径よりも小さくなるように弾性変形させることができる。この状態で、スナップリング１１２を筐体２３内へ挿入して、締付工具によりスナップリング１１２の両端部を開いてスナップリング１１２を復元させると、スナップリング１１２の外径が拡大してスナップリング１１２の外周側が嵌挿溝１１１内へ嵌挿される。このとき、スナップリング１１２は、図７に示すように、その内周側をエンドブラケット３３の軸線方向外側の端面に当接させ、筐体２３に装着されたモータ本体３０の軸線方向に沿った移動を拘束する。

第３の実施形態の電動モータ１１０よると、第1の実施形態の電動モータ１２により得られる効果に加え、スナップリング１１２により筐体２３に装着されたモータ本体３０の軸線方向に沿った移動を拘束できるので、筐体２３内でモータ本体３０が軸線方向に沿って移動又は振動し、それが原因となって打音や振動が発生することを防止できる。
なお、スナップリング１１２を軸線方向に沿って僅かに撓み変形した状態となるように、エンドブラケット３３の位置に応じて嵌挿溝１１１の位置を設定しておけば、撓み変形したスナップリング１１２の復元力によりモータ本体３０を常に筐体２３の底部２３ａ側へ付勢できるので、モータ本体３０を筐体２３の底部２３ａを基準とする位置（装着位置）に確実に拘束できる。

また、本実施形態に係る電動モータ１１０においても、第２の実施形態に係る電動モータ１００と同様に、ステータコア３１aの外周面と筐体２３の内周面との間の間隙に介挿材１０１（図５又は図６参照）を介挿し、この介挿材１０１によりモータ本体３０から筐体２３側への振動等の伝達を抑制するようにしても良い。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る電動モータを図９及び図１０に基づいて説明する。この第４の実施形態の電動モータ１２０では、第1の実施形態の電動モータ１２と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。

第４の実施形態の電動モータ１２０が第1の実施形態の電動モータ１２と異なる点は、筐体２３における円筒部２３ｂに径方向へ貫通するねじ穴１２１が穿設されている点、及びねじ穴１２１に止めねじ１２２が外周側から捩じ込まれている点である。止めねじ１２２は、その先端部をステータコア３１aの外周面に圧接させている。これにより、ステータコア３１aには止めねじ１２２の軸線方向に沿って押圧力が作用するので、この押圧力によりモータ本体３０の筐体２３に対する径方向に沿った移動が拘束されると共に、軸線方向に沿った移動も拘束される。

第４の実施形態の電動モータ１２０よると、第1の実施形態の電動モータ１２により得られる効果に加え、止めねじ１２２により筐体２３に装着されたモータ本体３０の径方向及び軸線方向に沿った移動を拘束できるので、筐体２３内でモータ本体３０が径方向及び軸線方向に沿って移動又は振動し、それが原因となって打音や振動が発生することを防止できる。

なお、本実施形態に係る電動モータ１２０においても、第２の実施形態に係る電動モータ１００と同様に、ステータコア３１aの外周面と筐体２３の内周面との間の間隙に介挿材１０１（図５又は図６参照）を介挿し、この介挿材１０１によりモータ本体３０から筐体２３側への振動等の伝達を抑制するようにしても良い。この場合には、介挿材１０１を介して止めねじ１２２をステータコア３１aに圧接させるようにしても良く、また介挿材１０１におけるねじ穴１２１との対向部に挿通穴を穿設し、この貫通穴を通して止めねじ１２２をステータコア３１aに圧接させるようにしても良い。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る電動モータを図１１及び図１２に基づいて説明する。この第５の実施形態の電動モータ１３０では、第1の実施形態の電動モータ１２と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。
第５の実施形態の電動モータ１３０が第1の実施形態の電動モータ１２と異なる点は、筐体２３の内周面と底部２３ａとの接合部に内周側へ突出する係合突起１３１が形成されている点、及びモータ本体３０のフランジ３２の外周面に係合突起１３１に対応する被係合溝１３２が形成されている点である。係合突起１３１は、側面視にて、筐体２３の底部２３ａから軸線方向に沿って開口端側へ延出しており、また径方向（軸直角方向）に沿った断面形状が略矩形に形成されている。一方、被係合溝１３２は、フランジ３２の軸線方向外側の端面から環状溝３２ｆまで軸線方向に沿って延在しており、軸直角方向に沿った断面形状が係合突起１３１の断面形状に対応する略矩形に形成されている。ここで、係合突起１３１の周方向に沿った幅は被係合溝１３２の周方向に沿った幅よりも僅かに狭くなっており、係合突起１３１は軸線方向外側から被係合溝１３２内に嵌挿可能とされている。

第５の実施形態の電動モータ１３０を組み立てる際に、モータ本体３０を筐体２３内に挿入すると、筐体２３の係合突起１３１がフランジ３２の被係合溝１３２に嵌挿する。これにより、モータ本体３０の筐体２３に対する回転が拘束されると共に、モータ本体３０が回転方向に沿って所定の位置（装着位置）に位置決めされる。
第５の実施形態の電動モータ１３０よると、第1の実施形態の電動モータ１２により得られる効果に加え、係合突起１３１及び被係合溝１３２により筐体２３に装着されたモータ本体３０を回転方向に沿って所定の装着位置に確実に位置決めできると共に、モータ本体３０が装着位置から回転することを防止できるので、筐体２３内でモータ本体３０が回転方向に沿って動又は振動し、それが原因となって打音や振動が発生することを防止できる。

なお、本実施形態に係る電動モータ１３０では、筐体２３に凸状の係合突起１３１を形成すると共に、フランジ３２に凹状の被係合溝１３２を形成したが、これとは反対に、筐体２３に凹状の被係合溝１３２を形成すると共に、フランジ３２に凸状の係合突起１３１を形成するようにしても良い。また、筐体２３及びフランジ３２の一方に複数個の係合突起１３１を形成すると共に、筐体２３及びフランジ３２の他方に複数個の被係合溝１３２を形成し、複数個の係合突起１３１を夫々複数個の被係合溝１３２に嵌挿するようにしても良い。

また本実施形態に係る電動モータ１３０においても、第２の実施形態に係る電動モータ１００と同様に、ステータコア３１aの外周面と筐体２３の内周面との間の間隙に介挿材１０１（図５又は図６参照）を介挿し、この介挿材１０１によりモータ本体３０から筐体２３側への振動等の伝達を抑制するようにしても良い。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る電動モータを図１３及び図１４に基づいて説明する。この第６の実施形態の電動モータ１４０では、第1の実施形態の電動モータ１２と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。

第６の実施形態の電動モータ１４０が第1の実施形態の電動モータ１２と異なる点は、エンドブラケット３３の後端面に配設された端子台１４１の径方向の寸法が増加し、端子台１４１の外周端が円筒部２３ｂの外周面付近まで延出している点、及び筐体２３の円筒部２３ｂにおける開口側の端面部に端子台１４１の形状に対応する切欠部１４２が形成されている点である。

端子台１４１は、モータ本体３０の軸心を中心とする円周接線方向の断面形状が略矩形に形成されている。一方、切欠部１４２も前記円周接線方向の断面形状が略矩形に形成されている。ここで、端子台１４１は、その円周接線方向に沿った幅が切欠部１４２の幅よりも僅かに狭くなっており、軸線方向外側から切欠部１４２内に嵌挿可能とされている。
第６の実施形態の電動モータ１４０を組み立てる際に、モータ本体３０を筐体２３内に挿入すると、モータ本体３０に配置された端子台１４１の外周部が筐体２３の切欠部１４２に嵌挿する。これにより、モータ本体３０の筐体２３に対する回転が拘束されると共に、モータ本体３０が回転方向に沿って所定の位置（装着位置）に位置決めされる。

第６の実施形態の電動モータ１４０よると、第1の実施形態の電動モータ１２により得られる効果に加え、端子台１４１及び切欠部１４２により筐体２３に装着されたモータ本体３０を回転方向に沿って所定の装着位置に確実に位置決めできると共に、モータ本体３０が装着位置から回転することを防止できるので、筐体２３内でモータ本体３０が回転方向に沿って動又は振動し、それが原因となって打音や振動が発生することを防止できる。このとき、電動モータ１４０では、新たな部品を追加することなく、端子台１４１及び切欠部１４２の形状を変更するだけで、モータ本体３０を装着位置に位置決し、固定することができるので、製造コストの上昇を効果的に抑制できる。

なお、本実施形態に係る電動モータ１４０においても、第２の実施形態に係る電動モータ１００と同様に、ステータコア３１aの外周面と筐体２３の内周面との間の間隙に介挿材１０１（図５又は図６参照）を介挿し、この介挿材１０１によりモータ本体３０から筐体２３側への振動等の伝達を抑制するようにしても良い。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係る電動モータを図１５及び図１６に基づいて説明する。この第７の実施形態の電動モータ１５０では、第1の実施形態の電動モータ１２と同一の部分については同一符号を付して説明を省略する。

第７の実施形態の電動モータ１５０が第1の実施形態の電動モータ１２と異なる点は、筐体２３（円筒部２３ｂ）の内周面に円周方向に所定間隔を保って複数の軸方向溝１５１が形成されている点、フランジ３２及びエンドブラケット３３の外周面にそれぞれ環状溝３２ｆ、３３ｅに代え、円周方向に所定間隔を保って複数の軸方向溝１５２が形成されている点、及び環状（Ｏリング状）に形成された一対の接触リング１５３の外周面及び内周面に、夫々軸方向溝１５１及び軸方向溝１５２に夫々対応する係合凸部１５４及び係合凸部１５５が形成されている点である。ここで、一方の接触リング１５３はフランジ３２の外周側に嵌挿され、他方の接触リング１５３はエンドブラケット３３の外周側に嵌挿される。

一方の接触リング１５３は、複数の係合凸部１５５を夫々フランジ３２における複数の軸方向溝１５２に挿入しつつ、軸線方向外側（モータ本体３０の前端側）からフランジ３２の外周側に圧入状態で嵌挿されている。このフランジ３２に嵌挿された接触リング１５３は、複数の係合凸部１５４を夫々筐体２３における複数の軸方向溝１５１に挿入しつつ、モータ本体３０と共に軸線方向外側（筐体２３の開口端側）から筐体２３の内周側に嵌挿されている。

また、他方の接触リング１５３は、複数の係合凸部１５５を夫々エンドブラケット３３における複数の軸方向溝１５２に挿入しつつ、軸線方向外側（モータ本体３０の後端側）からエンドブラケット３３の外周側に圧入状態で嵌挿とされている。このエンドブラケット３３に嵌挿された接触リング１５３は、複数の係合凸部１５４を夫々筐体２３における複数の軸方向溝１５１に挿入しつつ、モータ本体３０と共に軸線方向外側（筐体２３の開口端側）から筐体２３の内周側に嵌挿されている。

第７の実施形態の電動モータ１５０を組み立てる際には、先ず、一対の接触リング１５３を夫々フランジ３２及びエンドブラケット３３の外周側に嵌挿した後、モータ本体３０を一対の接触リング１５３と共に筐体２３内に嵌挿する。このとき、接触リング１５３は、その係合凸部１５４を筐体２３の軸方向溝１５１に挿入しつつ、モータ本体３０と共に筐体２３内に嵌挿される。

第７の実施形態の電動モータ１５０よると、第1の実施形態の電動モータ１２により得られる効果に加え、筐体２３に装着されたモータ本体３０を回転方向に沿って所定の装着位置に確実に位置決めできると共に、モータ本体３０が装着位置から回転することを防止できるので、筐体２３内でモータ本体３０が回転方向に沿って動又は振動し、それが原因となって打音や振動が発生することを防止できる。

なお、本実施形態に係る電動モータ１５０においても、第２の実施形態に係る電動モータ１００と同様に、ステータコア３１aの外周面と筐体２３の内周面との間の間隙に介挿材１０１（図５又は図６参照）を介挿し、この介挿材１０１によりモータ本体３０から筐体２３側への振動等の伝達を抑制するようにしても良い。
なお、以上説明した第１〜第７の実施形態においては、本発明の電動モータ１００、１０２、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０をコラム式電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングギヤ機構８のピニオンシャフト７やラック軸８ｃに操舵補助機構を設けるピニオン式又はラック式電動パワーステアリング装置にも適用することができる。

さらに、第１〜第７の実施形態においては、本発明の電動モータ１００、１０２、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０を電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動ブレーキ装置やその他の車載機器等の任意の機器の回転駆動源として適用することができ、さらには車載機器以外の任意の機器の回転駆動現として適用することができる。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
２ａ 入力軸
２ｂ 出力軸
３ ステアリングコラム
４ ユニバーサルジョイント
４ａ，４ｂ ヨーク
４ｃ 十字連結部
５ 中間シャフト
６ ユニバーサルジョイント
６ａ，６ｂ ヨーク
６ｃ 十字連結部
７ ピニオンシャフト
８ ステアリングギヤ機構
８ａ ギヤハウジング
８ｂ ピニオン
８ｃ ラック軸
９ タイロッド
１０ 操舵補助機構
１１ 減速ギヤ機構
１１ａ ウォーム
１１ｂ ウォームホイール
１２ 電動モータ
１３ ハウジング
１４ 操舵トルクセンサ
２０ ウォーム軸
２０ａ セレーション穴部
２１ ベアリング
２２ ウォームハウジング
２３ 筐体
２３ａ 底部
２３ｂ 円筒部
２４ ベアリング収容部
２５ インロー穴部
３０ モータ本体
３１ ステータ
３１ａ ステータコア
３１ｂ インシュレータ
３１ｃ コイル
３２ フランジ
３２ａ 中心開口
３２ｂ 円板部
３２ｃ 短尺円筒部
３２ｄ ベアリング収容部
３２ｅ インロー凸部
３２ｆ 環状溝
３３ エンドブラケット
３３ａ 中心開口
３３ｂ 円板部
３３ｃ 短尺円筒部
３３ｄ ベアリング収容部
３３ｅ 環状溝
３５ 長ねじ
４０ 回転軸
４１ フロントベアリング
４２ リアベアリング
４３ ロータ
４４ セレーション雄部
５０ 回転角センサ
５１ 端子台
５２ 取付ブラケット
５３ パワーハーネス
９２、９３ 接触リング
１００ 電動モータ
１０１ 介挿材
１０２ 電動モータ
１０３ 珪素鋼板
１０４ 珪素鋼板
１０５ フランジ部
１０６ 環状凹部
１１０ 電動モータ
１１１ 嵌挿溝
１１２ スナップリング
１１３ 係合穴
１２０ 電動モータ
１２１ ねじ穴
１３０ 電動モータ
１３１ 係合突起
１３２ 被係合溝
１４０ 電動モータ
１４１ 端子台
１４２ 切欠部
１５０ 電動モータ
１５１、１５２ 軸方向溝
１５３ 接触リング
１５４、１５５ 係合凸部
ＳＭ ステアリング機構
ＷＬ，ＷＲ 転舵輪
ｔ 隙間

Claims (7)

1. コイルが巻装された円筒状のステータを、夫々ロータを回転自在に支持するベアリングを内装したフランジ及びブラケットで挟持した構成を有するモータ本体を、前記ロータの回転力を伝達する被回転力伝達部材のハウジングに一体に形成された一端に開口部を有する円筒状筐体に、当該開口部側から装着保持し、
   前記モータ本体のフランジ及びブラケットの外周面に環状溝が形成され、該環状溝に前記円筒状筐体の内周面に接触する接触部材が前記ステータの外周面と前記円筒状筐体の内周面との間に間隙を形成するように挿入され、
   前記ステータの外径を前記フランジの外径及び前記ブラケットの外径に対して大径としたことを特徴とする電動モータ。
2. 前記円筒状筐体の内周面に嵌挿溝を形成し、該嵌挿溝に止め輪を嵌挿し、該環状溝により前記円筒状筐体に装着保持された前記モータ本体の軸線方向の変位を拘束することを特徴とする請求項１記載の電動モータ。
3. 前記円筒状筐体に径方向へ貫通するねじ穴を穿設し、該ねじ穴に止めねじを前記円筒状筐体の外周側から捩じ込み、該止めねじの先端部を前記ステータの外周面に圧接させて、前記モータ本体の前記円筒状筐体に対する移動を拘束することを特徴とする請求項１記載の電動モータ。
4. 前記円筒状筐体及び前記モータ本体の一方に凹状又凸状の係合部を設けると共に、前記円筒状筐体及び前記モータ本体の他方に前記係合部に対応する被係合部を設け、
   前記モータ本体が前記円筒状筐体に装着された状態で、前記係合部を前記被被係合部に係合させて、前記モータ本体の前記円筒状筐体に対する相対回転を拘束することを特徴とする請求項１記載の電動モータ。
5. 前記係合部を前記モータ本体に配置された端子台により構成すると共に、前記被係合部を前記円筒状筐体の一部が切欠かれて形成された切欠部により構成し、
   前記モータ本体が前記円筒状筐体に装着された状態で、前記端子台を前記切欠部に嵌挿して、前記モータ本体の前記円筒状筐体に対する相対回転を拘束することを特徴とする請求項４記載の電動モータ。
6. 前記ステータの外周面と前記円筒状筐体の内周面との間の間隙に、吸音性及び吸振性を有する介挿材が介挿されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項記載の電動モータ。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の電動モータを、操舵補助力を発生する駆動源として適用したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

Images