JP5263673B2 - 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、モータ及び電動パワーステアリング装置に関する。

従来より、自動車用操舵系において、電動式のパワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering）が提案され、実用化されている。現在においては、ステアリングホイールに付加された操舵トルクに応じて、電動モータで補助操舵トルクを発生し、この補助操舵トルクをステアリング軸に伝達する電動パワーステアリング装置の開発が進められている。

例えば電動パワーステアリング装置では、電動モータが減速機構を介してステアリング軸に接続され、電動モータの回転は、減速機構により減速された後、ステアリング軸に伝達される。

上述の電動パワーステアリング装置では、電動モータを駆動源とし、また減速機構を介して操舵をアシストしているため、電動モータや減速機構から作動音が発生する。近年においては、ハイブリッド車（ＨＶ）を始め、車両の静粛性が高くなり、電動パワーステアリング装置における作動音低減の要求が高まっている。そこで、筺体の外周壁に吸音材を内蔵させる電動モータが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−２８９２６０号公報

しかしながら、上記電動モータは、筺体の外周壁の内部に吸音材が配置されているため、吸音材の取り付け、取り外しが容易ではない。このため、例えば吸音材の取り付けを行うための電動モータの製造工程や組立工程が煩雑になり、時間もかかる。また、吸音材を取り換えようとすると、電動モータを解体して再度組み立てるために複雑な工程が必要になる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、吸音材の取り付け、取り外しを容易に行うことができる上記電動モータなどのモータ及びそのモータを有する電動パワーステアリング装置を提供することをその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、筐体内に回転子と固定子とを有するモータであって、筺体の外周部の一部が外側に曲げられて形成された、筺体の軸方向に対向する凸部と、前記対向する凸部の間に配置される吸音材と、前記吸音材の外面を覆い、前記吸音材を前記筺体に固定する円筒状の吸音材固定部材と、を有し、前記吸音材固定部材には、前記凸部が嵌合される孔が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、筺体の一部に、軸方向に対向する凸部が形成され、その凸部の間に吸音材が配置され、その吸音材を吸音材固定部材により外側から固定できるので、吸音材の取り付け、取り外しを容易に行うことができる。また、筺体の一部が外側に曲げられて凸部が形成されており、従来のような吸音材の取り付けのための複雑な加工が必要なく、モータの製造を容易に行うことができる。また、吸音材固定部材の孔に凸部を嵌め込むことにより、吸音材固定部材による吸音材の固定を簡単に行うことができ、吸音材の取り付けを容易に行うことができる。

前記凸部は、前記筺体の周方向に沿った複数個所に互いに間隔をおいて形成されていてもよい。かかる場合、例えば吸音材を複数個所で確実に押さえることができる。また、凸部の無い部分は、吸音材が外部から見えるので、吸音材の状態を確認することができ、例えば吸音材の交換時期を適切に知ることができる。

前記モータは、前記筺体の開口部を閉鎖するフランジと、前記筺体と前記フランジを固定する固定部材及び前記フランジとモータの取付け対象を固定する固定部材と、を有し、前記凸部は、軸方向から見て前記固定部材に干渉しない位置に形成されていてもよい。かかる場合、固定部材の取り付け等を適切に行うことができる。

前記吸音材は、前記筺体内の前記固定子に接触していてもよい。かかる場合、固定子側から生じる作動音を効果的に吸音できる。また、固定子と吸音材との間に部材が介在されないので、その分筺体の外径を大きくすることなく吸音材を厚くすることができる。よって、モータの大きさを維持しつつ吸音材の吸音能力を上げることができる。また、吸音材を厚くすることにより、低周波数域の音を効果的に吸音できる。

前記筺体は、間に隙間ができるように軸方向の両側に２分割されており、前記凸部は、前記分割された各筺体部分の対向端部に形成され、前記吸音材は、前記筺体の前記隙間に配置されていてもよい。

別の観点による本発明によれば、ステアリングに対して減速機構を介して操舵アシスト力を付与する電動モータを有する電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータとして、上記モータを有する、電動パワーステアリング装置が提供される。本発明によれば、作動音が小さく、なおかつ製造が容易な電動パワーステアリング装置が実現される。

本発明によれば、吸音材の取り付け、取り外しを容易に行うことができる。

電動パワーステアリング装置の構成の概略を示す説明図である。 ウォーム減速機構の構成の概略を示す説明図である。 電動モータの構成の概略を示す縦断面の説明図である。 電動モータの軸方向から見た側面図である。 電動モータの吸音材の設置部分の拡大図である。 吸音材固定部材の構成を示す説明図である。 電動モータの他の構成を示す縦断面の説明図である。 電動モータの吸音材の設置部分の拡大図である。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるモータを有する電動パワーステアリング装置１の構成の概略を示す説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

電動パワーステアリング装置１は、例えばコラムタイプのものであり、車両のステアリングホイールＨが固定されるステアリングシャフト１０と、ラック・ピニオン運動変換機構１１と、ステアリングホイールＨに付加された操舵トルクに応じて補助操舵トルクを発生させる電動モータ１２と、電動モータ１２とステアリングシャフト１０との間に介在され、電動モータ１２の回転を減速させるウォーム減速機構１３等を有している。

ステアリングシャフト１０は、ステアリング入力軸１０ａとステアリング出力軸１０ｂを有し、ハウジング２０に覆われている。ステアリング入力軸１０ａの上端にステアリングホイールＨが固定されている。ステアリング入力軸１０ａとステアリング出力軸１０ｂは、トルクセンサ２１のトーションバーを介して接続されている。ステアリングホイールＨの操作により生じる操舵トルクは、ステアリング入力軸１０ａを通じてトルクセンサ２１により検出され、その検出された操舵トルクに基づいて電動モータ１２の出力が制御される。この電動モータ１２の構成の詳細については後述する。

ウォーム減速機構１３は、例えば図２に示すようにステアリング出力軸１０ｂに取り付けられたウォームホイール３０と、ウォームホイール３０の外周歯車に噛み合うウォーム３１を有している。ウォーム３１は、ハウジング３２に対して固定されている２つの軸受３３、３４により支持されている。ウォーム３１の一端は、電動モータ１２の後述するシャフト５２に対して同軸上にスプライン構造で結合されている。これにより、例えばステアリング出力軸１０ｂ及びウォームホイール３０の駆動によりウォーム３１が受けた軸方向Ｘの反力を、ウォーム減速機構１３において吸収できる。

図１に示すようにステアリング出力軸１０ｂとラック・ピニオン運動変換機構１１とは、２つの自在継手４０、４１と連結部材４２により連結されている。また、ラック・ピニオン運動変換機構１１は、ラック・ピニオンギアによりステアリング出力軸１０ｂと操作車輪のタイロッドを接続している。

電動モータ１２により出力された回転力は、ウォーム減速機構１３を介して、補助操舵トルクとしてステアリング出力軸１０ｂに伝達され、当該補助操舵トルクは、ステアリング出力軸１０ｂからラック・ピニオン運動変換機構１１を介して操作車輪のタイロッドに伝達される。

次に、上述の電動モータ１２の構成について説明する。電動モータ１２は、例えば図３に示すように筐体５０と、筺体５０の開口部を閉鎖するフランジ５１を有している。筺体５０の内部には、シャフト（回転軸）５２を回転させるロータ（回転子）５３と、筺体５０やフランジ５１に対し固定されたステータ（固定子）５４が設けられている。

筐体５０は、例えば軸方向Ｘのフロント側（図３の左側）の面が開口し、リア側（図３の右側）の面が閉鎖された有底筒形状を有している。フランジ５１は、この筺体５０のフロント側の開口部を閉鎖している。

ステータ５４は、筺体５０の円筒状の外周部５０ａの内壁面に固定されている。ステータ５４は、筺体５０の外周部５０ａに圧入、接着、焼きばめ等で固定されている。このステータ５４と外周部５０ａとの固定により、ステータ５４の回転方向、軸方向の動きが規制される。なお、ステータ５４の回転方向を規制する手段として、ステータ５４と外周部５０ａの接触部に凹凸を設けて互いに嵌合させるようにしてもよい。

ステータ５４は、筒形状のステータコア６０を有している。ステータコア６０には、インシュレータ６１が挿入され、その状態でコイル６２が巻き付けられている。

ロータ５３は、ステータ５４の内側に設置されている。ロータ５３は、内部にロータコアを有し、その軸心にシャフト５２が貫通している。また、ロータコアの外周面には、マグネットや、そのマグネットカバーが設けられている。

シャフト５２のリア側は、例えば筺体５０の底部５０ｂに固定された軸受７０により支持されている。シャフト５２のフロント側は、フランジ５１の軸心を貫通し、当該フランジ５１に固定された軸受７１により支持されている。シャフト５２のフロント側の先端は、上述のウォーム減速機構１３のウォーム３１と同軸上で連結されている。

シャフト５２の軸受７１とロータ５３との間には、回転位置検出センサ８０が設けられている。回転位置検出センサ８０は、シャフト５２に圧入された円筒状のレゾルバロータ８１と、そのレゾルバロータ８１の外周を囲むレゾルバステータ８２を有している。レゾルバステータ８２は、フランジ５１に固定されたレゾルバホルダ８３に取り付けられている。レゾルバステータ８２には、図４に示すように電動モータ１２の外部に通じるセンサハーネス８４が電気的に接続されている。

図３に示すようにステータ５４のフロント側には、ステータ５４のコイル６２に電気的に接続された端子台９０が設置されている。また、端子台９０には、コイル６２に給電するためのパワーハーネス９１が電気的に接続されている。パワーハーネス９１は、フランジ５１に設けられたグロメット９２の穴部を貫通し、電動モータ１２の外部に通じている。

図４に示すように筺体５０とフランジ５１は、固定部材としてのネジ１００により周方向の例えば２か所で固定されている。また、電動モータ１２の固定対象であるウォーム減速機構１３のハウジング３２と、フランジ５１は、固定部材としてのネジ１０１により周方向の例えば２か所で固定されている。

図３及び図５に示すように筺体５０の外周部５０ａには、当該外周部５０ａの一部が爪状に外側に曲げられて形成された、軸方向Ｘに対向する凸部１１０が形成されている。対向する一対の凸部１１０は、図４に示すように突起状に形成され、筺体５０の周方向に沿った複数個所に等間隔で形成されている。これにより、軸方向Ｘから見た凸部１１０同士の間には、隙間が形成され、この隙間から後述の吸音材１１１が見える。また、凸部１１０は、軸方向Ｘから見てネジ１００、１０１と干渉しない位置に形成されている。

図３及び図５に示すように軸方向Ｘに対向する凸部１１０の間には、吸音材１１１が配置されている。吸音材１１１は、この凸部１１０により軸方向Ｘの動きが規制される。吸音材１１１は、例えばゴム材料や樹脂材料から構成された発泡体であり、発泡体の材料や厚さは、例えば吸音対象である作動音の周波数特性に合わせて選定することができる。吸音材１１１は、筺体５０の外周部５０ａに沿って円筒状に設置されている。

吸音材１１１は、吸音材固定部材１１２によって筺体５０に固定されている。例えば吸音材固定部材１１２は、図６に示すように樹脂製の薄い板状に形成され、幅方向の両側に凸部１１０に対応する複数の孔１１２ａが形成されている。この吸音材固定部材１１２の孔１１２ａを各凸部１１０に嵌め合わせ、吸音材固定部材１１２を吸音材１１１の外側に巻き付けて吸音材１１１の外周面を覆うことにより、吸音材１１１を固定できる。なお、吸音材１１１は、吸音材固定部材１１２に予め接着されていてもよい。

以上の実施の形態によれば、筺体５０の外周部５０ａに、軸方向Ｘに対向する凸部１１０が形成され、その凸部１１０の間に吸音材１１１が配置され、その吸音材１１１を吸音材固定部材１１２により外側から固定できるので、吸音材１１１の取り付け、取り外しを容易に行うことができる。また、筺体５０の外周部５０ａの一部が外側に曲げられて凸部１１０が形成されており、従来のような複雑な加工が必要なく、電動モータ１２の製造を容易に行うことができる。

凸部１１０は、筺体５０の周方向に沿った複数個所に互いに間隔をおいて形成されているので、吸音材１１１を確実に押さえることができる。また、凸部１１０の無い部分には、軸方向から見て隙間が形成され、吸音材１１１が外部から見えるので、吸音材１１１の状態を確認することができ、例えば吸音材１１１の交換時期を適切に知ることができる。

凸部１１０は、軸方向から見てネジ１００、１０１に干渉しない位置に形成されているので、ネジ１００、１０１の取り付け等を好適に行うことができる。

吸音材固定部材１１２には、凸部１１０が嵌合される孔１１２ａが形成されているので、当該孔１１２ａに凸部１１０に嵌め込むことにより、吸音材固定部材１１２による吸音材１１１の固定を簡単に行うことができる。

上記実施の形態では、本発明にかかるモータが電動パワーステアリング装置１に適用されているので、作動音が小さく、なおかつ製造が容易な電動パワーステアリング装置を実現できる。

他の実施の形態として、上記吸音材１１１は、筺体５０内のステータ５４に接触していてもよい。かかる場合、例えば図７に示すように筺体５０が、間に隙間ができるように軸方向Ｘの両側に２分割されて、第１の筺体部分１２０と第２の筺体部分１２１を有していてもよい。この場合、例えば凸部１１０は、各筺体部分１２０、１２１の対向端部に形成され、吸音材１１１は、筺体部分１２０、１２１の間の隙間に配置されている。吸音材１１１は、ステータ５４に直接接触し、ステータ５４の外周面を覆うように設置されている。その状態で、図８に示すように吸音材固定部材１１２の孔１１２ａに凸部１１０が嵌め込まれ、吸音材１１１が、吸音材固定部材１１２に覆われて固定されている。

この実施の形態によれば、吸音材１１１がステータ５４に接触しているので、ステータ５４側から生じる作動音を効果的に吸音できる。また、ステータ５４と吸音材１１１との間に部材が介在されないので、その分筺体５０の外径を大きくすることなく吸音材１１１を厚くすることができる。よって、電動モータ１２の大きさを維持しつつ、吸音材１１１の吸音能力を上げることができる。また、吸音材１１１を厚くすることにより、低周波数域の音を効果的に吸音できる。さらに、筺体５０が２分割され、間に隙間が形成されるので、筺体５０とステータ５４との接触面積が低減し、筺体５０からの圧力によるステータ５４の歪みが低減され、ステータ５４とロータ５３の磁気特性が良好となる。また、筺体５０の材料を少なくできるので、電動モータ１２の軽量化も図られる。なお、筺体部分１２０、１２１の間の開口部は、吸音材１１１で覆われるので異物の侵入は防止される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば以上の実施の形態では、凸部１１０が突起状に複数形成されていたが、筺体５０の周りにリング状に形成されていてもよい。また、以上の実施の形態では、電動モータ１２が電動パワーステアリング装置１に適用されていたが、本発明は、他の用途の装置のモータにも適用できる。

１ 電動パワーステアリング装置
１２ 電動モータ
５０ 筺体
５０ａ 外周部
５１ フランジ
５２ シャフト
５３ ロータ
５４ ステータ
１１０ 凸部
１１１ 吸音材
１１２ 吸音材固定部材

Claims (6)

1. 筐体内に回転子と固定子とを有するモータであって、
   筺体の外周部の一部が外側に曲げられて形成された、筺体の軸方向に対向する凸部と、
   前記対向する凸部の間に配置される吸音材と、
   前記吸音材の外面を覆い、前記吸音材を前記筺体に固定する円筒状の吸音材固定部材と、を有し、
   前記吸音材固定部材には、前記凸部が嵌合される孔が形成されていることを特徴とする、モータ。
2. 前記凸部は、前記筺体の周方向に沿った複数個所に互いに間隔をおいて形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のモータ。
3. 前記筺体の開口部を閉鎖するフランジと、
   前記筺体と前記フランジを固定する固定部材及び前記フランジとモータの取付け対象を固定する固定部材と、を有し、
   前記凸部は、軸方向から見て前記固定部材に干渉しない位置に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。
4. 前記吸音材は、前記筺体内の前記固定子に接触していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記筺体は、間に隙間ができるように軸方向の両側に２分割されており、
   前記凸部は、前記分割された各筺体部分の対向端部に形成され、
   前記吸音材は、前記筺体の前記隙間に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のモータ。
6. ステアリングに対して減速機構を介して操舵アシスト力を付与する電動モータを有する電動パワーステアリング装置であって、
   前記電動モータとして、請求項１〜５のいずれかに記載のモータを有する、電動パワーステアリング装置。

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