JP5931903B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
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Description
本発明は、ステータコアと、ステータコア内で回転するロータとを備え、特に車載用の駆動源として用いて好適なブラシレスモータに関する。
従来、自動車等の車両には、電動パワーステアリング装置(EPS)が搭載され、この電動パワーステアリング装置は、運転者によるステアリングホイールの操舵をアシストするようになっている。電動パワーステアリング装置は、駆動源として制御性能に優れたブラシレスモータを採用しており、これにより、ブラシレスモータをステアリングホイールの操舵角に応じて正逆方向に精度良く制御することで、運転者に対して適度な操作フィーリングを与えられるようにしている。このような電動パワーステアリング装置の駆動源として採用されるブラシレスモータとしては、例えば、特許文献1に記載された技術が知られている。
特許文献1に記載されたブラシレスモータは、電機子コイルが巻回されたステータコアを収容するハウジングケースを備え、当該ハウジングケースの開口部はホルダプレートによって閉塞されている。ハウジングケース内のステータコアとホルダプレートとの間には、電機子コイルの端部が接続される導電板を有するターミナルホルダが配置されている。また、ホルダプレートにおけるハウジングケースの外側には、回転軸を回転自在に支持する軸受および回転軸の回転を検出するセンサステータが装着されている。つまり、軸受およびセンサステータと、ターミナルホルダとの間には、ホルダプレートが位置するようになっている。そして、軸受およびセンサステータを覆うようカバープレートをホルダプレートに固定することで、軸受およびセンサステータを保護するようにしている。
特許文献1に記載された技術は、ハウジングケース(モータケース)およびホルダプレート(ブラケット部材)の双方を、鋼板をプレス加工することでそれぞれ有底筒状および円盤状に形成し、これにより製造コストの低減および小型軽量化を図り得る構造となっている。しかしながら、電気的な配線が必要となるターミナルホルダ(集電装置)およびセンサステータ(検出部)は、前者がハウジングケース内に後者がハウジングケース外に配置されており、ホルダプレートにより仕切られている。したがって、ブラシレスモータを組み立てる際に、ターミナルホルダおよびセンサステータからの配線の引き出しをそれぞれ個別に行う必要があり、組立作業が煩雑化するという問題が生じていた。また、センサステータや軸受を保護するためのカバープレートを、例えば、組付治具等を用いてホルダプレート上に正確にセンタリングし、当該状態のもとで両者を溶接固定する必要がある等、他の部分においても組立作業の煩雑化を招いていた。
本発明の目的は、鋼板によりモータケースおよびブラケット部材を形成して製造コストの低減および小型軽量化を図りつつ、組立作業性を向上させることができるブラシレスモータを提供することにある。
本発明のブラシレスモータは、ステータコアと、前記ステータコア内で回転するロータとを備えたブラシレスモータであって、筒状に形成され、内部に前記ステータコアが固定されるモータケースと、前記ステータコアに巻回されるコイルと、前記モータケース内に設けられ、前記コイルの端部が接続される駆動用導電部材を有する集電装置と、前記モータケース内に設けられ、信号用導電部材の端部が接続されて前記ロータの回転を検出する検出部を有する回転センサと、鋼板をプレス加工して円盤状に形成され、前記モータケースの開口部に当接して当該開口部を覆うブラケット部材と、前記ブラケット部材の前記モータケース側に装着され、前記検出部を保持するとともに、前記モータケースと前記ブラケット部材との間の切欠部を介して前記信号用導電部材を外部に引き出すためのホルダ部材とを備えることを特徴とする。
本発明のブラシレスモータは、前記ブラケット部材は、前記ロータに固定される回転軸を回転自在に支持する軸受部材を保持する軸受保持部と、前記ブラケット部材の前記モータケースに対する位置決めを行うモータケース位置決め部と、前記ホルダ部材の前記ブラケット部材に対する位置決めを行うホルダ部材位置決め部とを備えることを特徴とする。
本発明のブラシレスモータは、前記ホルダ部材は、前記駆動用導電部材を外部に引き出すことを特徴とする。
本発明のブラシレスモータは、前記モータケース位置決め部は、前記モータケース側に突出した環状壁部であり、当該環状壁部を前記開口部に圧入嵌合させることで、前記ブラケット部材を前記モータケースに固定することを特徴とする。
本発明のブラシレスモータは、前記ホルダ部材位置決め部は、前記ブラケット部材に設けられた係合孔と、前記ホルダ部材に設けられて前記係合孔に係合する係合爪とを備えることを特徴とする。
本発明のブラシレスモータは、前記ホルダ部材位置決め部は、前記軸受保持部の内径寸法よりも大きい内径寸法の環状保持部からなることを特徴とする。
本発明のブラシレスモータは、前記モータケースの軸方向に沿う前記開口部側に、前記モータケースの径方向外側に延びるフランジ部を設け、当該フランジ部には前記モータケースの軸方向に貫通するモータケース側ネジ孔を設け、前記ブラケット部材には前記モータケース側ネジ孔と対向するブラケット部材側ネジ孔を設け、前記モータケース側ネジ孔および前記ブラケット部材側ネジ孔を貫通する固定ネジにより、前記ブラシレスモータを被取付対象物に固定することを特徴とする。
本発明のブラシレスモータは、前記ブラシレスモータは、電動パワーステアリング装置の駆動源であることを特徴とする。
本発明のブラシレスモータによれば、筒状に形成したモータケースを備え、モータケース内には、コイルの端部が接続される駆動用導電部材を有する集電装置と、信号用導電部材の端部が接続されてロータの回転を検出する検出部を有する回転センサとを設け、モータケースの開口部に鋼板をプレス加工して円盤状に形成したブラケット部材を当接させ、開口部をブラケット部材で覆うようにし、ブラケット部材のモータケース側には、検出部を保持させるとともに、モータケースとブラケット部材との間の切欠部を介して信号用導電部材を外部に引き出すためのホルダ部材を装着する。これにより、ブラケット部材のモータケース内側に、駆動用導電部材を有する集電装置および信号用導電部材が接続された検出部を纏めて配置することができるとともに、ホルダ部材を介して信号用導電部材をモータケースの外部に引き出すことができる。したがって、鋼板を用いてモータケースおよびブラケット部材を形成して製造コストの低減および小型軽量化を図りつつ、各導電部材の引き出し作業を簡素化し、従来必要だったカバープレートを廃止でき、ひいては組立作業性を大幅に向上させることが可能となる。
本発明のブラシレスモータによれば、ブラケット部材は、ロータに固定される回転軸を回転自在に支持する軸受部材を保持する軸受保持部と、ブラケット部材のモータケースに対する位置決めを行うモータケース位置決め部と、ホルダ部材のブラケット部材に対する位置決めを行うホルダ部材位置決め部とを備える。これによりブラケット部材は、軸受部材,モータケース,集電装置,ホルダ部材および検出部を、それぞれの軸芯を一致させた状態のもとで位置決めでき、これらのガタの発生を抑えて振動や異音の発生を確実に抑制することが可能となる。また、回転センサを形成する検出部を、軸受部材よりもモータケース内側に配置できるので、検出部の防塵性/防滴性をより向上させることが可能となる。
本発明のブラシレスモータによれば、ホルダ部材は、駆動用導電部材を外部に引き出すので、ホルダ部材を介して駆動用導電部材および信号用導電部材を纏めてモータケースの外部に引き出すことができる。したがって、各導電部材の引き出し作業をより簡素化することができる。
本発明のブラシレスモータによれば、モータケース位置決め部は、モータケース側に突出した環状壁部であり、当該環状壁部を開口部に圧入嵌合させることで、ブラケット部材をモータケースに固定するので、固定ネジ等を用いて両者を仮固定する必要が無くなる。これにより、例えば、仮組み状態でブラシレスモータを搬送する場合において、固定ネジ等が不要となる分、小型軽量化が図れる。よって、仮組み状態でのブラシレスモータの搬送効率を向上させることが可能となる。
本発明のブラシレスモータによれば、ホルダ部材位置決め部は、ブラケット部材に設けられた係合孔と、ホルダ部材に設けられて係合孔に係合する係合爪とを備えるので、ホルダ部材をブラケット部材に対してワンタッチで装着できるようになり、ひいては組立作業性をより向上させることが可能となる。
本発明のブラシレスモータによれば、ホルダ部材位置決め部は、軸受保持部の内径寸法よりも大きい内径寸法の環状保持部からなるので、ホルダ部材をブラケット部材に対して嵌合することにより装着することができ、ひいては組立作業性をより向上させることが可能となる。
本発明のブラシレスモータによれば、モータケースの軸方向に沿う開口部側に、モータケースの径方向外側に延びるフランジ部を設け、当該フランジ部にはモータケースの軸方向に貫通するモータケース側ネジ孔を設け、ブラケット部材にはモータケース側ネジ孔と対向するブラケット部材側ネジ孔を設け、モータケース側ネジ孔およびブラケット部材側ネジ孔を貫通する固定ネジにより、ブラシレスモータを被取付対象物に固定する。これにより、一の固定ネジによって、モータケースとブラケット部材との本固定および、ブラシレスモータの被取付対象物への固定を行うことができ、ひいては組立作業性をより向上させることが可能となる。
本発明のブラシレスモータによれば、ブラシレスモータを電動パワーステアリング装置の駆動源として用いるので、低騒音,低振動,低コスト化や軽量化が求められる電動パワーステアリング装置にも対応可能となる。これにより、低価格かつ低燃費が必須の軽自動車等にも容易に搭載することができる。
以下、本発明の第1実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明に係るブラシレスモータを備えた電動パワーステアリング装置の概要を説明する説明図を、図2は図1のブラシレスモータの内部構造を説明する断面図を、図3は図1のブラシレスモータの出力側(減速機ケース側)を示す斜視図を、図4はモータケース(ステータコア付き)を示す斜視図を、図5はバスバーユニットを示す斜視図を、図6はブラケット部材(軸受付き)を示す斜視図を、図7はホルダ部材(導電部材および検出部付き)を示す斜視図を、図8はモータ側導電板とコントローラ側導電板との接続作業を説明する部分拡大図をそれぞれ表している。
図1に示すように、自動車等の車両の車体(図示せず)には、電動パワーステアリング装置10が搭載され、当該電動パワーステアリング装置10は、運転者により操作されるステアリングホイール11が連結されたステアリングシャフト12による前輪13の操舵をアシストするようになっている。電動パワーステアリング装置10は、ステアリングシャフト12の途中に設けられ、図示しない車室内の所定箇所に搭載される、所謂コラムアシスト式となっている。
ステアリングシャフト12の前輪13側(図中下方側)には、ユニバーサルジョイント14を介してピニオン15が設けられ、当該ピニオン15は、タイロッド16に一体的に形成されたラック17に噛み合わされている。なお、これらの機構は図示しないハウジング内に設置されている。これにより、ステアリングホイール11の操舵(回転運動)が、ステアリングシャフト12,ユニバーサルジョイント14,ピニオン15およびラック17を介して、タイロッド16の左右方向への移動(直線運動)に変換され、その結果、前輪13が左方向または右方向に操舵されるようになっている。
電動パワーステアリング装置10は、駆動源であるブラシレスモータ20と、当該ブラシレスモータ20の回転を減速して高トルク化する減速機構30とを備えている。ブラシレスモータ20および減速機構30は、図2に示す3つの固定ネジS(図示では1つのみ示す)によって互いに機械的に連結されて一体化されている。
ブラシレスモータ20は、図1に示すように、駆動用接続コネクタPCと信号用接続コネクタSCとを備え、駆動用接続コネクタPCには、制御装置18からの電源用配線18aが電気的に接続されている。これにより、制御装置18からブラシレスモータ20に向けて、所定の大きさの駆動電流が供給されるようになっている。一方、信号用接続コネクタSCには、制御装置18の信号用配線18bが電気的に接続されている。これにより、後述するブラシレスモータ20に設けられたレゾルバ48の固定子48b(図2参照)からの検出信号(回転位置等)が制御装置18に伝送されるようになっている。
また、制御装置18には、ステアリングシャフト12に設けたトルクセンサ19の配線19aも電気的に接続されている。これにより、制御装置18は、トルクセンサ19からの検出信号や固定子48bからの検出信号等に基づいて、ブラシレスモータ20のアシスト量(回転トルクや回転数等)を演算し、この演算結果が反映された駆動電流をブラシレスモータ20に供給するようになっている。
減速機構30は、ブラシレスモータ20の回転軸44に対して、連結部材CNおよびウォーム軸31aを介して一体回転するウォーム31と、当該ウォーム31と噛み合ってステアリングシャフト12と一体回転するウォームホイール32とを備えている。これらのウォーム31およびウォームホイール32は、減速機ケース33内に収容され、当該減速機ケース33は、ブラシレスモータ20に対して各固定ネジSにより連結されている。これにより、ブラシレスモータ20の回転軸44の回転は、減速機構30によって減速されて高トルク化され、ステアリングシャフト12に伝達される。ここで、減速機ケース33は、本発明における被取付対象物を構成している。
図2に示すように、ブラシレスモータ20は、磁性材料である鋼板をプレス加工(深絞り加工)することで、有底筒状に形成されたモータケース41を備えている。モータケース41は、本体筒部41a,第1底壁41bおよび第2底壁41cを備え、本体筒部41aの軸方向一側(図中上側)には開口部41dが形成され、本体筒部41aの軸方向他側(図中下側)は各底壁41b,41cによって閉塞されている。
第1底壁41bは、モータケース41内に環状空間ASを形成しており、当該環状空間AS内には、磁性鋼板を複数枚積層して形成されたステータコア42にインシュレータ42aを介して巻回されたコイル42bが配置されている。また、第2底壁41cは、モータケース41内に円柱状空間CSを形成しており、当該円柱状空間CS内には、回転軸44の基端側(図中下側)を回転自在に支持する第1軸受B1が固定されている。ここで、第1軸受B1としてはボールベアリング(詳細図示せず)を用いている。
図2〜4に示すように、モータケース41の軸方向に沿う開口部41d側には、本体筒部41aの周方向に沿って等間隔(120°間隔)となるよう3つのフランジ部41eが設けられている。各フランジ部41eは、モータケース41の径方向外側に延出するよう設けられ、各フランジ部41eには、モータケース41の軸方向に貫通するモータケース側ネジ孔41fがそれぞれ設けられている。各モータケース側ネジ孔41fには、それぞれ固定ネジSが挿通されるようになっている。これによりモータケース41は、合計3つの固定ネジSによって、ブラケット部材46とともに減速機ケース33に対してガタつくこと無く強固に固定される。
モータケース41の開口部41d側には、本体筒部41aの周方向に沿って所定間隔で第1切欠部41g,第2切欠部41hおよび第3切欠部41iが形成されている。各切欠部41g〜41iは、隣り合うフランジ部41eの間にそれぞれ設けられ、モータケース41の軸方向に向けてそれぞれ同じ深さで切り欠かれている。各切欠部41g〜41iには、ホルダ部材47の位置決め係合部47b,第1係合腕部47cおよび第2係合腕部47d(図3,7,8参照)がそれぞれ入り込んで係合するようになっている。つまり、各切欠部41g〜41iは、ホルダ部材47のモータケース41に対する軸方向への位置決めおよび周方向への位置決めを行う機能を備えている。また、各モータ側導電板MPの他端側および各モータ側センサ線MLの他端側を、ホルダ部材47の各コントローラ側導電板CPおよび各コントローラ側センサ線CLを介して、モータケース41の外部へ引き出すための機能を備えている。
ここで、第2切欠部41hおよび第3切欠部41iは、図4に示すように、図中手前側の一のフランジ部41eを挟んで近接配置、例えば60°間隔で配置されている。これにより、各モータ側導電板MPの他端側および各モータ側センサ線MLの他端側を、各コントローラ側導電板CPおよび各コントローラ側センサ線CLを介して、図3,7に示すように、同一方向に向けてモータケース41の外部へ引き出せるようにしている。
図2,4に示すように、本体筒部41aの内部には、円環状に形成されたステータコア42が固定されており、当該ステータコア42には、プラスチック等の非磁性体よりなるインシュレータ42aを介して、U,VおよびW相のコイル42bが所定の巻き方および巻数でそれぞれ巻回されている。
ステータコア42の内側には、微小隙間(エアギャップ)を介してロータ43が設けられ、当該ロータ43は、U,VおよびW相のコイル42bへの駆動電流の供給により、正逆方向に回転するようになっている。ロータ43は、環状に形成された複数の永久磁石43aを軸方向に積層して形成され、各永久磁石43aは、鋼板を円筒状に形成してなるロータケース43bによって覆われている。
ロータ43の回転中心、つまり各永久磁石43aの回転中心には、回転軸44が貫通して固定され、当該回転軸44はロータ43と一体回転するようになっている。回転軸44の先端側(図中上側)は、モータケース41の開口部41dを覆って閉塞するブラケット部材46に固定された第2軸受(軸受部材)B2により、回転自在に支持されている。ここで、第2軸受B2としてはボールベアリング(詳細図示せず)を用いている。
回転軸44の先端側は、ブラケット部材46を介してモータケース41の外部に延出されており、回転軸44のモータケース41の外部に延出した先端部分には、筒状に形成された連結部材CN(図1参照)が固定されている。そして、連結部材CNおよびウォーム軸31aは、互いにセレーション嵌合により固定されており、これにより回転軸44およびウォーム31は一体回転するようになっている。
図2に示すように、モータケース41内で、かつステータコア42とホルダ部材47との間には、ステータコア42と同様に円環状に形成されたバスバーユニット(集電装置)45が設けられている。バスバーユニット45は、図5に示すように環状本体部45aを備え、当該環状本体部45aはプラスチック等の絶縁材料により形成されている。環状本体部45aの内部には、複数のモータ側導電板(駆動用導電部材)MPがインサート成形により埋設されている。
環状本体部45aの外周部分からは、当該環状本体部45aの径方向外側に向けて各モータ側導電板MPの一端側が放射状に突出しており、各モータ側導電板MPの一端側には、U,VおよびW相に対応したコイル42bの端部(図4参照)がそれぞれ電気的に接続されるようになっている。一方、各モータ側導電板MPは環状本体部45aの内部で結束され、これにより各モータ側導電板MPの他端側はU,VおよびW相のコイル42bに対応して3つに集約されている。そして、これらの3つのモータ側導電板MPの他端側は、環状本体部45aから当該環状本体部45aの軸方向に向けて突出している。
ここで、3つのモータ側導電板MPの他端側は、バスバーユニット45をモータケース41に収納した状態のもとで、モータケース41の開口部41dから突出するようになっている(図8参照)。これにより、モータケース41の開口部41d側(ブラケット部材46側)において、各モータ側導電板MPの他端側と各コントローラ側導電板CPの一端側との溶接作業を容易に行えるようにして、ブラシレスモータ20の組立作業性を向上させている。
図2,3,6に示すように、ブラケット部材46は、モータケース41と同じ鋼板をプレス加工して略円盤状に形成されている。ブラケット部材46の中心部分には、モータケース41側とは反対側(図中上側)に向けて突出した軸受保持部46aが形成されており、当該軸受保持部46a内には、第2軸受B2が保持されている。また、軸受保持部46aには貫通孔46bが形成されており、これにより第2軸受B2に回転自在に支持された回転軸44の先端側が、モータケース41の外部に延出されている。
軸受保持部46aの径方向外側には、軸受保持部46aと同様にモータケース41側とは反対側に向けて突出した環状凸部46cが形成されている。環状凸部46cには、略円弧形状に形成された円弧穴46dが形成され、この円弧穴46dには、ブラシレスモータ20の組立時において、各モータ側導電板MPの他端側と各コントローラ側導電板CPの一端側とが配置されるようになっている(図8参照)。つまり、円弧穴46dは、各モータ側導電板MPの他端側と各コントローラ側導電板CPの一端側とを電気的に接続するための接続作業スペースを形成している。なお、円弧穴46dは、各モータ側導電板MPの他端側と各コントローラ側導電板CPの一端側とを接続した後に、ゴム製のカバーCO(図3参照)等によって密閉するようにしてもよい。
環状凸部46cの径方向外側には、環状のホルダ固定部46eが形成されている。ホルダ固定部46eは、モータケース41側(図中下側)に向けて突出する環状凸部であり、この環状かつ凸状に形成されるホルダ固定部46eは、環状壁部としての外周壁部(モータケース位置決め部)46iを備えている。外周壁部46iは、モータケース41の開口部41dに圧入嵌合されるようになっており、つまりホルダ固定部46eの外周壁部46iは、ブラケット部材46のモータケース41に対する位置決めを行う機能を備えている。
ホルダ固定部46eのモータケース41側には、ホルダ部材47が固定されるようになっており、ホルダ固定部46eには、ホルダ部材47の各係合爪47hがそれぞれ係合する係合孔(ホルダ部材位置決め部)46fが形成されている。各係合孔46fには、ホルダ部材47の各係合爪47hが弾性変形しつつ入り込むようになっており、これにより各係合爪47hが各係合孔46fに係合されて、ブラケット部材46にホルダ部材47が固定される。つまり、各係合孔46fは、ホルダ部材47のブラケット部材46に対する位置決めを行う機能を備えている。ここで、ホルダ部材47の各コントローラ側導電板CPを、ブラケット部材46の円弧穴46dに位置するよう各係合爪47hを各係合孔46fに係合させることで、ブラケット部材46に対してホルダ部材47をワンタッチでかつ精度良く固定できるようになっている。
ホルダ固定部46eの径方向外側には、ホルダ固定部46eの周方向に沿って等間隔(120°間隔)となるよう3つのフランジ部46gが設けられている。各フランジ部46gは、ホルダ固定部46eの径方向外側に延出して設けられ、各フランジ部46gには、固定ネジS(図2参照)が挿通されるブラケット部材側ネジ孔46hがそれぞれ設けられている。各ブラケット部材側ネジ孔46hは、各モータケース側ネジ孔41fと対向するようになっており、これによりブラケット部材46は、各ネジ孔46h,41fをそれぞれ貫通する合計3つの固定ネジSによって、モータケース41とともに減速機ケース33に対してガタつくこと無く強固に固定される。
図2,3,7に示すように、ホルダ部材47は、プラスチック等の絶縁材料により所定形状に形成され、ブラケット部材46に装着されるようになっている。ホルダ部材47は、略円盤状に形成された円盤状本体部47aを備え、当該円盤状本体部47aの外周部分には、位置決め係合部47b,第1係合腕部47cおよび第2係合腕部47dがそれぞれ径方向外側に延出するよう一体に設けられている。位置決め係合部47bはモータケース41の第1切欠部41gに係合され、第1係合腕部47cはモータケース41の第2切欠部41hに係合され、第2係合腕部47dはモータケース41の第3切欠部41iに係合されるようになっている。これにより、ホルダ部材47はモータケース41に対して精度良く位置決めされる。
円盤状本体部47aの略中心部分には、レゾルバ48を形成する固定子48bを保持するセンサホルダ(第2のホルダ部材)47eを装着可能なセンサホルダ装着部47iが一体に設けられている。円盤状本体部47aの径方向に沿うセンサホルダ47eと第1係合腕部47cとの間には、略円弧形状に形成された円弧孔47fが形成され、当該円弧孔47fは円盤状本体部47aの厚み方向に貫通して設けられている。円弧孔47fからは、第1係合腕部47cにインサート成形により埋設された3つのコントローラ側導電板(駆動用導電部材)CPの一端側が露出されており、各コントローラ側導電板CPの一端側は、円弧孔47fから円盤状本体部47aの軸方向に沿うブラケット部材46側に向けて延出されている。このように、ホルダ部材47は、第1係合腕部47cの各コントローラ側導電板CPを介して、各モータ側導電板MPの他端側をモータケース41の外部に引き出せるようになっている。
センサホルダ47eは、プラスチック等の絶縁材料により形成され、略筒状に形成された筒部61と、筒部61の径方向外側に延出するよう一体に設けられた第1腕部62とを備えている。また、固定子48bは磁性鋼板を複数枚積層して形成され、内周側に向けて複数のティース部が設けられており、各ティース部の周面を覆うようにインシュレータ部48b1が設けられている。インシュレータ部48b1は筒部61と一体的に形成され、当該インシュレータ部48b1を介して各ティース部にはコイル48cが巻回されている。
また、筒部61の径方向外側には、当該筒部61の径方向外側に突出するようにして複数の嵌合部(図10の第2実施の形態参照)が固定子48bの外周部に一体に設けられている。各嵌合部は、センサホルダ装着部47i内に圧入により嵌合されるようになっている。なお、センサホルダ47eは、固定子48bに樹脂材にて筒部61とインシュレータ部48b1とをアウトサート成形することによりサブユニットとして構成されている。このようにホルダ部材47は、センサホルダ(第2のホルダ部材)47eを保持する機能に加えて、レゾルバ48をブラケット部材70の所定位置に位置決めする機能を備えている。
円盤状本体部47aの径方向に沿うセンサホルダ47eと第2係合腕部47dとの間には、センサホルダ47eと連通し、円盤状本体部47aの厚み方向に窪んだ窪み部47gが形成されている。窪み部47gには、センサホルダ47eの第1腕部62が位置するとともに、第1腕部62内にインサート成形により埋設され、一端側がコイル48cに接続された6つのモータ側センサ線(信号用導電部材)MLの他端側が露出されている。また、窪み部47gには、第2係合腕部47dにインサート成形により埋設された6つのコントローラ側センサ線(信号用導電部材)CLの一端側が露出されている。そして、窪み部47gは、円盤状本体部47aに固定子48b等を組み込んでホルダ部材47を組み立てる際に、各モータ側センサ線MLの他端側と各コントローラ側センサ線CLの一端側とを接続するための溶接作業スペースとなる。このように、ホルダ部材47は、第2係合腕部47dの各コントローラ側センサ線CLを介して、各モータ側線センサ線MLの他端側をモータケース41の外部に引き出せるようになっている。
また、円盤状本体部47aのブラケット部材46側には、図7に示すように一対の係合爪(ホルダ部材位置決め部)47hが一体に設けられている。各係合爪47hは、ブラケット部材46側に突出して設けられ、円盤状本体部47aの径方向に向けて弾性変形するようになっている。そして、各係合爪47hは、ホルダ部材47をブラケット部材46に装着する際に、ブラケット部材46の各係合孔46fに弾性変形しつつ入り込み、その後、各係合爪47hが弾性変形状態から元の状態に戻り、各係合爪47hが各係合孔46fに係合して抜け止めされるようになっている。つまり、各係合爪47hは、ホルダ部材47のブラケット部材46に対する位置決めを行う機能を備えている。
図2に示すように、モータケース41内で、かつロータ43と第2軸受B2との間には、ロータ43(回転軸44)の回転を検出する回転センサとしてのレゾルバ48が設けられている。レゾルバ48は、励磁コイルである回転子48aと、複数のコイル(検出コイル)48cを有する固定子(検出部)48bとを備えている。回転子48aは回転軸44に固定され、固定子48bを備えるセンサホルダ47eはホルダ部材47のセンサホルダ装着部47iに保持されている。これにより、回転子48aの回転に応じて固定子48bが正弦波状のアナログ信号(検出信号)を発生し、当該検出信号を制御装置18(図1参照)に伝送することで、ロータ43の回転(回転速度や回転角度等)を制御装置18により検出させることができる。
次に、以上のように形成したブラシレスモータ20の組み立て手順について、図面を用いて詳細に説明する。
[モータサブアッシの組み立て]
図4に示すように、まず、モータケース41を準備し、当該モータケース41の内部にコイル42bを巻回したステータコア42を圧入等により固定する。さらに、モータケース41の円柱状空間CSに第1軸受B1を固定する(図2参照)。
図4に示すように、まず、モータケース41を準備し、当該モータケース41の内部にコイル42bを巻回したステータコア42を圧入等により固定する。さらに、モータケース41の円柱状空間CSに第1軸受B1を固定する(図2参照)。
次いで、図5に示すバスバーユニット45を準備し、当該バスバーユニット45をモータケース41の開口部41d側に収納する。ここで、環状本体部45aからその軸方向に突出した各モータ側導電板MPの他端側の位置と、モータケース41の第2切欠部41hの位置とが、モータケース41に対して所定の周方向となるように配置させる。その後、環状本体部45aの径方向外側に向けて突出した各モータ側導電板MPの一端側と、各コイル42bの端部とをそれぞれ溶接等により電気的に接続する。
次いで、回転軸44を有するロータ43(図2参照)をステータコア42の内側に挿入して、回転軸44の基端側を第1軸受B1に支持させる。これにより、モータサブアッシが完成する。
[ホルダサブアッシの組み立て]
次に、図6に示すブラケット部材46と、図7に示すホルダ部材47とを準備する。ここで、ホルダ部材47のセンサホルダ47eを、別の組立工程において、固定子48bにアウトサート成形によって筒部61とインシュレータ部48b1とをサブユニット化しておき、当該サブユニット、つまりセンサホルダ47eをホルダ部材47のセンサホルダ装着部47iに装着しておく。さらに、センサホルダ47eの第1腕部62に埋設された各モータ側センサ線MLの他端側と、第2係合腕部47dに埋設された各コントローラ側センサ線CLの一端側とを、窪み部47gにおいてそれぞれ溶接等により電気的に接続しておく。
次に、図6に示すブラケット部材46と、図7に示すホルダ部材47とを準備する。ここで、ホルダ部材47のセンサホルダ47eを、別の組立工程において、固定子48bにアウトサート成形によって筒部61とインシュレータ部48b1とをサブユニット化しておき、当該サブユニット、つまりセンサホルダ47eをホルダ部材47のセンサホルダ装着部47iに装着しておく。さらに、センサホルダ47eの第1腕部62に埋設された各モータ側センサ線MLの他端側と、第2係合腕部47dに埋設された各コントローラ側センサ線CLの一端側とを、窪み部47gにおいてそれぞれ溶接等により電気的に接続しておく。
その後、ブラケット部材46のモータケース41側(裏側)に向けて、ホルダ部材47の各係合爪47h側を臨ませる。このとき、ホルダ部材47側の各コントローラ側導電板CPを、ブラケット部材46の円弧穴46dに位置させつつ、各係合爪47hを各係合孔46fに臨ませる。そして、ホルダ部材47をブラケット部材46に向けて押圧することで、各係合爪47hが各係合孔46fに弾性変形しつつ入り込み、やがて各係合爪47hが弾性変形状態から元の状態に戻り、各係合爪47hの各係合孔46fへの係合が完了する。これにより、ワンタッチでかつ精度良くブラケット部材46にホルダ部材47が固定され、ホルダサブアッシが完成する。
[各サブアッシの組み付け]
次に、完成したモータサブアッシおよびホルダサブアッシを準備し、モータケース41の開口部41d側に、ホルダ部材47側を臨ませる。このとき、ホルダ部材47の位置決め係合部47b,第1係合腕部47cおよび第2係合腕部47dを、それぞれモータケース41の第1切欠部41g,第2切欠部41hおよび第3切欠部41iに係合させるようにする。すると、モータサブアッシ(モータケース41)とホルダサブアッシ(ブラケット部材46/ホルダ部材47)とが周方向に位置決めされ、これによりモータケース41の各フランジ部41e(モータケース側ネジ孔41f)と、ブラケット部材46の各フランジ部46g(ブラケット部材側ネジ孔46h)とが自動的に軸方向から対向するようになる。
次に、完成したモータサブアッシおよびホルダサブアッシを準備し、モータケース41の開口部41d側に、ホルダ部材47側を臨ませる。このとき、ホルダ部材47の位置決め係合部47b,第1係合腕部47cおよび第2係合腕部47dを、それぞれモータケース41の第1切欠部41g,第2切欠部41hおよび第3切欠部41iに係合させるようにする。すると、モータサブアッシ(モータケース41)とホルダサブアッシ(ブラケット部材46/ホルダ部材47)とが周方向に位置決めされ、これによりモータケース41の各フランジ部41e(モータケース側ネジ孔41f)と、ブラケット部材46の各フランジ部46g(ブラケット部材側ネジ孔46h)とが自動的に軸方向から対向するようになる。
その後、ブラケット部材46のホルダ固定部46eを形成する外周壁部46iを、モータケース41の開口部41dに圧入嵌合する。これにより、モータサブアッシとホルダサブアッシとが軸方向に位置決めされ、回転軸44の先端側が第2軸受B2に挿通されるとともに、環状本体部45aから軸方向に突出した各モータ側導電板MPの他端側が、ブラケット部材46の円弧穴46dに入り込み、各コントローラ側導電板CPの一端側とそれぞれ対向して接触する(図8参照)。
そして、円弧穴46dにおいて、図8に示す溶接工具Tを用いることで、各モータ側導電板MPの他端側と各コントローラ側導電板CPの一端側とを溶接等により電気的に接続する(合計3箇所)。その後さらに、円弧穴46dにカバーCO(図3参照)を装着する。これにより、モータケース41へのブラケット部材46の組み付け、つまりモータサブアッシとホルダサブアッシとの固定が完了してブラシレスモータ20が完成する。ここで、モータケース41およびブラケット部材46は互いに圧入嵌合により固定(仮固定)されているので、ブラシレスモータ20の搬送時等において、その振動等によってモータケース41からブラケット部材46が外れるようなことは無い。
[減速機構30への取り付け]
ブラシレスモータ20を減速機構30に取り付けるには、まず、図1に示すように、回転軸44の先端部分に連結部材CNを嵌合固定させる。次いで、ブラシレスモータ20の回転軸44の先端側を減速機構30の減速機ケース33に臨ませる。すると、連結部材CNとウォーム軸31aとがセレーション嵌合される。
ブラシレスモータ20を減速機構30に取り付けるには、まず、図1に示すように、回転軸44の先端部分に連結部材CNを嵌合固定させる。次いで、ブラシレスモータ20の回転軸44の先端側を減速機構30の減速機ケース33に臨ませる。すると、連結部材CNとウォーム軸31aとがセレーション嵌合される。
その後、図2に示すように各モータケース側ネジ孔41fおよび各ブラケット部材側ネジ孔46hに各固定ネジSを挿通し、図示しない締結工具を用いて各固定ネジSを減速機ケース33にネジ結合する。これにより、モータケース41およびブラケット部材46の本固定と、ブラシレスモータ20の減速機ケース33(減速機構30)への取り付けが完了する。
以上詳述したように、第1実施の形態に係るブラシレスモータ20によれば、筒状に形成したモータケース41を備え、モータケース41内には、コイル42bの端部が接続されるモータ側導電板MPを有するバスバーユニット45と、モータ側センサ線MLの端部が接続されてロータ43の回転を検出する固定子48bを有するレゾルバ48とを設け、モータケース41の開口部41dを、鋼板をプレス加工して円盤状に形成したブラケット部材46で覆うようにし、ブラケット部材46には、固定子48bを保持させるとともに、モータ側導電板MPおよびモータ側センサ線MLを外部に引き出すためのホルダ部材47を装着した。
これにより、ブラケット部材46のモータケース41内側に、モータ側導電板MPを有するバスバーユニット45およびモータ側センサ線MLが接続された固定子48bを纏めて配置することができるとともに、ホルダ部材47を介してモータ側導電板MPおよびモータ側センサ線MLを纏めてモータケースの外部に引き出すことができる。したがって、鋼板を用いてモータケース41およびブラケット部材46を形成して製造コストの低減および小型軽量化を図りつつ、モータ側導電板MPおよびモータ側センサ線MLの引き出し作業を簡素化し、従来必要だったカバープレートを廃止でき、ひいては組立作業性を大幅に向上させることが可能となる。
また、第1実施の形態に係るブラシレスモータ20によれば、ブラケット部材46は、ロータ43に固定される回転軸44を回転自在に支持する第2軸受B2を保持する軸受保持部46aと、ブラケット部材46のモータケース41に対する位置決めを行うホルダ固定部46eと、ホルダ部材47のブラケット部材46に対する位置決めを行う係合孔46fとを備えている。これによりブラケット部材46は、第2軸受B2,モータケース41,バスバーユニット45,ホルダ部材47および固定子48bを、それぞれの軸芯を一致させた状態のもとで位置決めでき、これらのガタの発生を抑えて振動や異音の発生を確実に抑制することが可能となる。また、レゾルバ48を形成する固定子48bを、第2軸受B2よりもモータケース41内側に配置したので、固定子48bの防塵性/防滴性をより向上させることが可能となる。
さらに、第1実施の形態に係るブラシレスモータ20によれば、ホルダ固定部46eの外周壁部46iは、モータケース41側に突出した環状壁部であり、当該外周壁部46iを開口部41dに圧入嵌合させることで、ブラケット部材46をモータケース41に固定したので、固定ネジS等を用いて両者を仮固定する必要が無くなる。これにより、例えば、仮組み状態でブラシレスモータ20を搬送する場合において、固定ネジS等が不要となる分、小型軽量化が図れる。よって、仮組み状態でのブラシレスモータ20の搬送効率を向上させることが可能となる。
また、第1実施の形態に係るブラシレスモータ20によれば、ホルダ部材位置決め部として、ブラケット部材46に設けられる係合孔46fと、ホルダ部材47に設けられて係合孔46fに係合する係合爪47hとを備えるので、ホルダ部材47をブラケット部材46に対してワンタッチで装着することができ、ひいては組立作業性をより向上させることが可能となる。
さらに、第1実施の形態に係るブラシレスモータ20によれば、モータケース41の軸方向に沿う開口部41d側に、モータケース41の径方向外側に延びるフランジ部41eを設け、当該フランジ部41eにはモータケース41の軸方向に貫通するモータケース側ネジ孔41fを設け、ブラケット部材46にはモータケース側ネジ孔41fと対向するブラケット部材側ネジ孔46hを設け、モータケース側ネジ孔41fおよびブラケット部材側ネジ孔46hを貫通する固定ネジSにより、ブラシレスモータ20を減速機ケース33に固定した。これにより、一の固定ネジSによって、モータケース41とブラケット部材46との本固定および、ブラシレスモータ20の減速機ケース33への固定を行うことができ、ひいては組立作業性をより向上させることが可能となる。
また、第1実施の形態に係るブラシレスモータ20によれば、ブラシレスモータ20を電動パワーステアリング装置10の駆動源として用いるので、低騒音,低振動,低コスト化や軽量化が求められる電動パワーステアリング装置にも対応可能となる。これにより、低価格かつ低燃費が必須の軽自動車等にも容易に搭載することができる。
次に、本発明の第2実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第1実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図9は第2実施の形態のブラシレスモータの内部構造を説明する断面図を、図10は図9のホルダ部材(信号用導電部材および検出部付き)を示す斜視図を、図11は図9のステータコア(集電装置および駆動用導電部材付き)を示す斜視図をそれぞれ表している。
図9に示すように、第2実施の形態に係るブラシレスモータ50は、第1実施の形態に比して、ホルダ部材60をブラケット部材70に嵌合することにより装着した点が異なっている。また、ステータコア42にバスバーユニット(集電装置)80を一体化した点と、バスバーユニット80のモータ側導電板MPを、ホルダ部材60を介さずにモータケース41の外部に直接引き出すようにした点とが異なっている。
ブラケット部材70の中心部分には、第2軸受B2を保持する軸受保持部46aが設けられ、当該軸受保持部46aのモータケース41側(図中下側)には、軸受保持部46aの内径寸法よりも大きい内径寸法に設定された環状保持部71が設けられている。また、ブラケット部材70の環状保持部71の径方向外側には、モータケース41の開口部41dに圧入嵌合される外周壁部46iが設けられている。ただし、図9においては、モータケース41のフランジ部41eおよびモータケース側ネジ孔41fと、ブラケット部材70のフランジ部46gおよびブラケット部材側ネジ孔46hとは、図中手前側および図中奥側に配置されるために図示されていない。
環状保持部71は、本発明におけるホルダ部材位置決め部を構成し、環状保持部71内には、ホルダ部材60の嵌合部48dが圧入嵌合するようになっている。これにより、ホルダ部材60はブラケット部材70に対して位置決めされている。ここで、ブラケット部材70を組み立てるには、まず、第2軸受B2を軸受保持部46aに装着し、その後、筒部61(嵌合部48d)を環状保持部71に装着すれば良い。このように本実施の形態では、環状保持部71にホルダ部材60を装着するようにして、ホルダ部材60の小型軽量化を図っている。
図10に示すように、ホルダ部材60は、プラスチック等の絶縁材料により形成され、略筒状に形成された筒部61と、筒部61の径方向外側に延出するよう一体に設けられた第1腕部62と、当該第1腕部62の先端部に基端部が接続される第2腕部63とを備えている。
レゾルバ48を形成する固定子48bの内周側には複数のティース部が設けられており、各ティース部の周面を覆うようにインシュレータ部(図示せず)が設けられている。なお、インシュレータ部は筒部61と一体的に形成され、当該インシュレータ部を介して各ティース部にはコイル48cが巻回されている。
また、筒部61の径方向外側には、当該筒部61の径方向外側に突出するようにして複数の嵌合部48dが固定子48bの外周部に一体に設けられている。各嵌合部48dは、環状保持部71内に圧入により嵌合されるようになっている。なお、本実施の形態においても、筒部61とインシュレータ部とは、固定子48bに樹脂材をアウトサート成形することにより構成されている。
このようにホルダ部材60は、固定子48bを保持するセンサホルダとしての機能に加えて、レゾルバ48をブラケット部材70の所定位置に位置決めする機能を備えている。そして、各嵌合部48dの軸方向長さは、筒部61の軸方向長さよりも短く設定されており、したがって、筒部61を環状保持部71内に装着し易くしている。
第1腕部62には、一端側が固定子48bのコイル48cにそれぞれ電気的に接続された複数のモータ側センサ線(図示せず)がインサート成形により埋設されており、各モータ側センサ線の他端側が露出する第1腕部62の先端部には、第2腕部63の基端部が接続されている。第2腕部63には、複数のコントローラ側センサ線CLがインサート成形により埋設されており、これにより各コントローラ線CLの一端側は各モータ側センサ線の他端側に接続されるようになっている。また、各コントローラ線CLの他端側は、図示のように第2腕部63から露出されている。ここで、第2腕部63の先端側(各コントローラ線CLが露出する側)は、モータケース41に設けた切欠部(図示せず)を介してモータケース41の外部に配置されるようになっている。
図9,11に示すように、回転軸44の軸方向に沿うステータコア42とホルダ部材60との間には、ステータコア42と同様に円環状に形成されたバスバーユニット80が設けられている。バスバーユニット80は、プラスチック等の絶縁材料により略円盤状に形成されており、ステータコア42に対して複数の爪部81によって一体的に連結するようになっている。バスバーユニット80には、断面が略L字形状に形成された3つのモータ側導電板(駆動用導電部材)MPが装着されており、各モータ側導電板MPは、それぞれU,VおよびW相のコイル42bに対応して設けられている。各コイル42bの引き出し線は、バスバーユニット80に設けられた複数のガイド溝82内に配策されるようになっている。そして、各モータ側導電板MPの基端部は、バスバーユニット80に装着されて各コイル42bの引き出し線と接続され、各モータ側導電板MPの先端部は、モータケース41からホルダ部材60を介さずに、モータケース41の外部に直接引き出されている。
以上詳述したように、第2実施の形態に係るブラシレスモータ50においても、上述した第1実施の形態と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、第2実施の形態においては、ホルダ部材60をブラケット部材70の環状保持部71に圧入嵌合によって装着するので、組立作業性をより向上させることができるとともに、ホルダ部材60を小型軽量化することが可能となる。また、各モータ側導電板MPの先端部を、ホルダ部材を介さずにモータケース41の外部に直接引き出したので、3つのコントローラ側導電板CP(図7参照)を省略することができ、したがって各コントローラ側導電板CPと各モータ側導電板MPとの溶接作業(図8参照)が不要となる。
次に、本発明の第3実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第2実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図12は第3実施の形態のブラシレスモータの内部構造を説明する断面図を、図13は図12の第1ホルダ部材(信号用導電部材付き)を示す斜視図を、図14は図12の第2ホルダ部材(信号用導電部材および検出部付き)を示す斜視図をそれぞれ表している。
図12に示すように、第3実施の形態に係るブラシレスモータ90は、第2実施の形態に比して、ブラケット部材100およびホルダ部材110の形状が異なっている。
ブラケット部材100には、軸受保持部46aおよび環状保持部71が設けられ、さらに環状保持部71の径方向外側には、第1実施の形態と同様のホルダ固定部46eが設けられている。ホルダ固定部46eには、一対の係合孔46f(図示では1つのみ示す)が設けられている。そして、各係合孔46fには、後述するホルダ部材110の円盤状部材111に設けた一対の係合爪47h(図13参照)が係合するようになっている。
このように、第3実施の形態に係るブラシレスモータ90においては、第1実施の形態と同様にホルダ固定部46eでホルダ部材110(円盤状部材111)を保持しつつ、さらには第2実施の形態と同様に環状保持部71でホルダ部材110(筒部61)を保持するようになっている。このような保持構造により、ホルダ部材110はブラケット部材100に対してより安定して保持され、ひいてはレゾルバ48の検出精度をより向上させることが可能となっている。
ブラケット部材100のホルダ固定部46eのさらに径方向外側には、モータケース41側とは反対側(図中上側)に向けて突出した環状凸部101が設けられている。環状凸部101内には、円盤状部材111に設けたブラケット部材支持凸部112が嵌合するようになっている。つまり、環状凸部101を形成する外周壁部101aが、本発明におけるモータケース位置決め部を構成している。具体的には、ブラケット部材100は、モータケース41に固定された円盤状部材111を介して、モータケース41に対して位置決めされている。
ホルダ部材110は、図13に示すように、プラスチック等の絶縁材料により形成された円盤状部材111を備えており、当該円盤状部材111の中心部分には、支持筒部113が一体に設けられている。この支持筒部113は、円盤状部材111とともにホルダ部材110を形成する図14に示す筒部61、つまり図10に示す第2実施の形態におけるホルダ部材60から第2腕部63を取り外した(省略した)状態の筒部61を支持するようになっている。このように、支持筒部113は、環状保持部71内において、筒部61をがたつかないよう保持するようになっている。
円盤状部材111の外周部分、つまり、ブラケット部材支持凸部112よりも径方向外側には、ブラケット部材支持凸部112が突出する側とは反対側(図中下側)に突出した嵌合筒部114が一体に設けられている。嵌合筒部114は、ブラケット部材支持凸部112よりも薄肉に形成され、かつブラケット部材支持凸部112の突出高さよりも高い寸法に設定されている。これにより、図12に示すように、嵌合筒部114は、モータケース41とバスバーユニット80との間の隙間に入り込み、モータケース41の開口部41dに嵌合するようになっている。
また、嵌合筒部114には、図13に示すように、3つの切欠部114aが形成されており、各切欠部114aには、各モータ側導電板MP(図12参照)がそれぞれ配置されるようになっている。つまり、各切欠部114aは、各モータ側導電板MPの先端部を、モータケース41の外部に引き出すようになっている。
円盤状部材111の外周部分には、筒部61に設けた第1腕部62の先端部に基端部が接続される第2腕部115が一体に設けられている。第2腕部115には、複数のコントローラ側センサ線CLがインサート成形により埋設されており、これにより各コントローラ線CLの一端側は、第1腕部62の各モータ側センサ線の他端側に電気的に接続されるようになっている。ここで、第2腕部115の先端側(各コントローラ線CLが露出する側)は、モータケース41に設けた切欠部(図示せず)を介してモータケース41の外部に配置されるようになっている。
以上詳述したように、第3実施の形態に係るブラシレスモータ90においても、上述した第2実施の形態と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、第3実施の形態においては、嵌合筒部114を、モータケース41とバスバーユニット80との間の隙間に配置してモータケース41の開口部41dに嵌合するようにし、かつブラケット部材100を、ブラケット部材支持凸部112により位置決めしている。これにより、モータケース側に突出する外周壁部46i(図9参照)を省略することができ、モータケース側の長さ寸法L3を、第2実施の形態におけるモータケース側の長さ寸法L1よりも短くすることができる(L3<L1)。よって、ブラシレスモータ90をより小型化(短縮化)することが可能となる。
次に、本発明の第4実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、上述した第2実施の形態と同様の機能を有する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図15は第4実施の形態のブラシレスモータの内部構造を説明する断面図を、図16は図15のホルダ部材(信号用導電部材および検出部付き)を示す斜視図をそれぞれ表している。
図15に示すように、第4実施の形態に係るブラシレスモータ120は、第2実施の形態に比して、ブラケット部材130およびホルダ部材140の形状が異なっている。
ブラケット部材130には、軸受保持部46aが設けられ、当該軸受保持部46aの径方向外側には、第1実施の形態と同様のホルダ固定部46eが設けられている。また、ホルダ固定部46eの径方向外側には、モータケース41の開口部41dに圧入嵌合される外周壁部46iが設けられている。このように、ブラケット部材130においては、第2実施の形態における環状保持部71(図9参照)を省略している。したがって、第2実施の形態に比して、ブラケット部材130の厚み寸法(図中上下方向に沿う寸法)の薄型化を図っている。
ホルダ固定部46eには、3つの係合孔46f(図示では1つのみ示す)が設けられている。各係合孔46fは、ホルダ固定部46eの周方向に沿って等間隔(120°間隔)で設けられ、各係合孔46fには、後述するホルダ部材140の筒状ホルダ141に設けた3つの係合爪47h(図16参照)が係合するようになっている。これにより、ホルダ部材140をホルダ固定部46eに対してがたつくこと無く強固に固定できるようにしている。
ホルダ部材140は、図16に示すように筒状ホルダ141と、図10に示したものと略同様のホルダ部材60とから形成されている。このように、第4実施の形態におけるホルダ部材140は、第2実施の形態におけるホルダ部材60に筒状ホルダ141を付加した構造を採用している。ただし、図10に示すように、第2実施の形態においては、第1腕部62の位置が筒部61の下端側(図中下側)となっているのに対し、第4実施の形態においては、第1腕部62の位置が筒部61の上端側(図中上側)となっている。
図15に示すように、筒状ホルダ141の外径寸法R1は、バスバーユニット80の内径寸法R2よりも小さい寸法に設定されており、筒状ホルダ141の底部側(図中下側)は、図示のようにバスバーユニット80の径方向内側に入り込んでいる。また、筒状ホルダ141の底部側には、回転軸44が貫通する貫通孔141aが設けられ、当該貫通孔141aの近傍には、ホルダ部材60の嵌合部48dが嵌合するようになっている。つまり、筒状ホルダ141内の底部側にホルダ部材60が装着されるようになっている。
筒状ホルダ141の側壁には、図16に示すように、筒状ホルダ141の開口側から底部側に向けて切り欠かれた切欠部141bが形成されており、当該切欠部141bからは、ホルダ部材60の第1腕部62および第2腕部63が外部に引き出されている。なお、ホルダ部材60の第2腕部63の先端側(各コントローラ線CLが露出する側)は、第2実施の形態と同様に、モータケース41に設けた切欠部(図示せず)を介してモータケース41の外部に配置されるようになっている。なお、第1腕部62の位置を固定本体部61の上端側としているので、第1腕部62および第2腕部63の外部への引き出し位置は、バスバーユニット80とブラケット部材130との間となる。
以上詳述したように、第4実施の形態に係るブラシレスモータ120においても、上述した第2実施の形態と略同様の作用効果を奏することができる。これに加えて、第4実施の形態においては、ブラケット部材130を薄型化しつつ、筒状ホルダ141の底部側(固定本体部61)を、バスバーユニット80の径方向内側に入り込ませたので、ブラシレスモータ120のケーシング全体の長さ寸法L4を、第2実施の形態におけるケーシング全体の長さ寸法L2よりも短くすることができる(L4<L2)。よって、ブラシレスモータ120をさらに小型化(短縮化)することが可能となる。
本発明は上記各実施の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変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、センサホルダ47e,ホルダ部材60,110,140を、固定子48bに樹脂材にて筒部61とインシュレータ部とをアウトサート成形することにより形成したものを示したが、本発明はこれに限らず、予め絶縁材料にてインシュレータ部材を形成しておき、当該インシュレータ部材を、固定子48bに被せるようにして取り付けても良い。
また、上記各実施の形態では、ブラシレスモータ20,50,90,120をステアリングシャフト12の途中に設けたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置10に適用したものを示したが、本発明はこれに限らず、ピニオン15(図1参照)をアシストする形式や、タイロッド16(図1参照)をアシストする形式の電動パワーステアリング装置に適用することもできる。
さらに、上記各実施の形態では、ブラシレスモータ20,50,90,120を電動パワーステアリング装置10の駆動源として用いた場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、オイルポンプモータ等のエンジン補機類の駆動源等にも用いることができる。
また、上記各実施の形態では、本発明における回転センサとして、レゾルバ48を採用したものを示したが、本発明はこれに限らず、ロータ43の回転を検出できるのであれば他の形式の回転センサ、例えばエンコーダ等を採用することもできる。
ブラシレスモータは、例えば、自動車等の車両に搭載される電動パワーステアリング装置の駆動源として用いられ、運転者によるステアリングホイールの操舵をアシストするようになっている。
Claims (8)
- ステータコアと、前記ステータコア内で回転するロータとを備えたブラシレスモータであって、
筒状に形成され、内部に前記ステータコアが固定されるモータケースと、
前記ステータコアに巻回されるコイルと、
前記モータケース内に設けられ、前記コイルの端部が接続される駆動用導電部材を有する集電装置と、
前記モータケース内に設けられ、信号用導電部材の端部が接続されて前記ロータの回転を検出する検出部を有する回転センサと、
鋼板をプレス加工して円盤状に形成され、前記モータケースの開口部に当接して当該開口部を覆うブラケット部材と、
前記ブラケット部材の前記モータケース側に装着され、前記検出部を保持するとともに、前記モータケースと前記ブラケット部材との間の切欠部を介して前記信号用導電部材を外部に引き出すためのホルダ部材とを備えることを特徴とするブラシレスモータ。 - 請求項1記載のブラシレスモータにおいて、前記ブラケット部材は、前記ロータに固定される回転軸を回転自在に支持する軸受部材を保持する軸受保持部と、前記ブラケット部材の前記モータケースに対する位置決めを行うモータケース位置決め部と、前記ホルダ部材の前記ブラケット部材に対する位置決めを行うホルダ部材位置決め部とを備えることを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項1記載のブラシレスモータにおいて、前記ホルダ部材は、前記駆動用導電部材を外部に引き出すことを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項2記載のブラシレスモータにおいて、前記モータケース位置決め部は、前記モータケース側に突出した環状壁部であり、当該環状壁部を前記開口部に圧入嵌合させることで、前記ブラケット部材を前記モータケースに固定することを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項2記載のブラシレスモータにおいて、前記ホルダ部材位置決め部は、前記ブラケット部材に設けられた係合孔と、前記ホルダ部材に設けられて前記係合孔に係合する係合爪とを備えることを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項2記載のブラシレスモータにおいて、前記ホルダ部材位置決め部は、前記軸受保持部の内径寸法よりも大きい内径寸法の環状保持部からなることを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項1記載のブラシレスモータにおいて、前記モータケースの軸方向に沿う前記開口部側に、前記モータケースの径方向外側に延びるフランジ部を設け、当該フランジ部には前記モータケースの軸方向に貫通するモータケース側ネジ孔を設け、前記ブラケット部材には前記モータケース側ネジ孔と対向するブラケット部材側ネジ孔を設け、前記モータケース側ネジ孔および前記ブラケット部材側ネジ孔を貫通する固定ネジにより、前記ブラシレスモータを被取付対象物に固定することを特徴とするブラシレスモータ。
- 請求項1記載のブラシレスモータにおいて、前記ブラシレスモータは、電動パワーステアリング装置の駆動源であることを特徴とするブラシレスモータ。
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