JP5948882B2 - 電動モータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は電動モータの製造方法に関する。

ブラシレスモータでは、そのロータの位相に同期して交流電流の位相を決定する必要がある。このため、モータの回転軸に設けられたレゾルバロータとモータのハウジングに固定されたレゾルバステータを含むレゾルバによって、ロータの位相を検出している。
通例、レゾルバのゼロ点（出力がゼロになる位置）がモータの所定の位相と一致するように、レゾルバステータとレゾルバロータの周方向の相対位置を調整した後、レゾルバステータをハウジングに固定している。

従来、接着剤を用いて、レゾルバステータを電動モータのハウジングに固定する技術が提案されているが、熱劣化等により固定強度が低下するおそれがある。
そこで、レゾルバステータを接着剤を用いて仮固定した後、ねじ等の固定部材を用いてレゾルバステータを本固定する技術が提案されている。
一方、特許文献１では、レゾルバステータの周縁部の突起の一対の側面に、それぞれ、当接する一対の調整ねじを設けている。一対の調整ねじによって、レゾルバステータの周方向位置を調整した後、一対の調整ねじによってレゾルバステータの周方向位置を仮保持した状態で、固定部材によってレゾルバステータを固定する。

特開２００３−３２９８９号公報

仮固定のために接着剤を用いる場合、接着剤が高価であるうえに、塗布量の管理が困難であって組み立て難いという問題がある。
また、特許文献１では、一対の調整ねじを設けるため、部品点数、組立工数が増加し、製造コストが高くなる。
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、安価で組み立て易い電動モータの製造方法を提供することである。

請求項１の発明は、端部に開放部を有する筒状のモータハウジング本体に挿入保持されたレゾルバステータをレゾルバロータに対して回転させて、レゾルバの基準位置を調整する調整工程と、前記モータハウジング本体に仮固定部材としての環状弾性部材を取り付けて、前記調整工程で前記基準位置に調整された前記レゾルバのレゾルバステータの外周に前記環状弾性部材を摩擦係合させることにより、前記レゾルバステータを仮固定する仮固定工程と、前記モータハウジング本体に本固定部材を固定し、固定された前記本固定部材によって、前記仮固定工程で仮固定された前記レゾルバステータを本固定する本固定工程と、を含む電動モータの製造方法を提供する。
請求項２のように、前記本固定工程では、前記モータハウジング本体に仮固定された前記レゾルバステータが、前記モータハウジング本体の前記開放部を閉塞する前記本固定部材としてのエンドカバーによって本固定されてもよい。

請求項１の発明によれば、モータハウジング本体に保持されたレゾルバステータをレゾルバロータに対して回転させて、レゾルバの基準位置を調整した後、仮固定部材としての環状弾性部材によって、レゾルバステータの周方向位置を仮固定する。次いで、本固定部材によってレゾルバステータを本固定する。仮固定のために、レゾルバステータの外周に環状弾性部材を単に嵌め合わせるだけでよいので、安価で組み立て易くなる。

本発明の一実施形態の製造方法により製造された電動モータが適用された電動パワーステアリング装置の模式図である。 電動モータの概略断面図である。 電動モータの要部の拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は電動モータの組立工程の概略図である。 本発明の別の実施形態の製造方法により製造された電動モータの概略断面図である。

以下には、図面を参照しつつ本発明の実施形態を具体的に説明する。
図１は本発明の一実施の形態の製造方法により製造された電動モータが適用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結された中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン歯７ａに噛み合うラック歯８ａを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー８とを有している。

ピニオン軸７およびラックバー８によりラックアンドピニオン機構からなる転舵機構９が構成されている。ラックバー８は、車体に固定されるラックハウジング１０内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動可能に支持されている。ラックバー８の両端部は、ラックハウジング１０の両側へ突出し、各端部には、それぞれタイロッド１１が結合されている。各タイロッド１１は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１２に連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン歯７ａおよびラック歯８ａによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー８の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１２の転舵が達成される。
ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸３ａと、ピニオン軸７に連なる出力軸３ｂとに分割されており、これら入、出力軸３ａ，３ｂはトーションバー１３を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。

電動モータ１４の出力回転が減速機１５を介してピニオン軸７に伝達され、さらに、ラックバー８の直線運動に変換されて、操舵が補助されるようになっている。
減速機１５は、電動モータ１４により回転駆動される駆動ギヤ１６と、この駆動ギヤ１６に噛み合うと共にピニオン軸７に同行回転可能に連結される被動ギヤ１７とを備える。駆動ギヤ１６および被動ギヤ１７としては、例えばウォーム軸およびウォームホイールを用いることができる。

トーションバー１３を介する入、出力軸３ａ，３ｂ間の相対回転変位量により操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１８が設けられている。また、車速Ｖを検出するための車速センサ１９が設けられ、電動モータ１４のロータの回転角を検出する回転角センサとしてレゾルバ２０が設けられている。これらトルクセンサ１８、車速センサ１９およびレゾルバ２０からの検出信号が、制御部２１に入力されるようになっている。制御部２１では、トルクセンサ１８、車速センサ１９およびレゾルバ２０による検出結果に基づいて、電動モータ１４を駆動制御する。

電動モータ１４は、三相ブラシレスモータであり、そのステータには、ｕ相、ｖ相、ｗ相にそれぞれ対応した巻線（電気子巻線）が組み込まれており、そのロータには、界磁束を発生する永久磁石が固定されている。また、ｕ相電流検出回路２２およびｖ相電流検出回路２３からの出力信号が、制御部２１に入力されるようになっている。制御部２１は、駆動回路２４を介して電動モータ１４を制御する。

駆動回路２４は、例えば電力用ＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子を用いて構成されるＰＷＭ電圧インバータであって、ＥＣＵ２０から与えられるＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗによって、各スイッチング素子をオン／オフさせることにより、電動モータ１４に印加すべき各相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを生成する。
これらの各相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが電動モータ１４に印加され、この電圧印加に応じた電動モータ１４の各相ｕ、ｖ、ｗのコイルに電流が流れ、電動モータ１４は、その電流に応じて操舵補助のためのトルクを発生する。

次いで、図２は電動モータの概略断面図を示している。電動モータ１４は、例えばアニミニウム合金製の筒状のモータハウジング２５と、モータハウジング２５により第１軸受２６および第２軸受２７を介して支持された回転軸２８と、回転軸２８と一体回転するロータ２９と、ロータ２９を取り囲みモータハウジング２５に固定されたステータ３０と、回転軸２８（ロータ２９）の回転位置を検出する前記レゾルバ２０とを備えている。

モータハウジング２５は、有底筒状のモータハウジング本体３１と、モータハウジング本体３１の一方の端部に固定された環状の端部材３２と、モータハウジング本体３１の他方の端部に固定されたエンドカバーを兼用する本固定部材としてのレゾルバホルダ３３とを備えている。
モータハウジング本体３１は、一端３４１および他端３４２を有する筒状部３４と、他端３４２に連続し、筒状部３４と単一の材料で一体に形成された環状の端壁３５とを備えている。

端部材３２は、モータハウジング本体３１の筒状部３４の一端３４１に固定されている。回転軸２８の軸方向Ｘ１の一端は、端部材３２を挿通してモータハウジング２５の外方へ突出し、図示しない継手を介して、ウォーム軸等の駆動ギヤの同軸上にトルク伝達可能に連結されている。
第１軸受２６は、端部材３２の内周に設けられた軸受保持部３６に保持されている。第２軸受２７は、端壁３５の内周に設けられた軸受保持部３７に保持されている。このようにしてモータハウジング２５に保持された第１軸受２６および第２軸受２７によって、回転軸２８が回転可能に支持されている。

ロータ２９は、回転軸２８の外周に一体回転可能に連結されたロータコア３８と、ロータコア３８の外周の周方向に間隔を隔てて配置された複数の永久磁石３９とを備えている。ステータ３０は、モータハウジング本体３１の内周（筒状部３４の内周に相当）に焼き嵌めや圧入等により固定された環状のステータコア４０と、ステータコア４０に巻回されたコイル４１とを含む。

レゾルバ２０は、モータハウジング本体３１の端壁３５の内周に保持された環状のレゾルバステータ４２と、回転軸２８に一体回転可能に取り付けられたレゾルバロータ４３とを備えている。本固定部材としてのレゾルバホルダ３３は、モータハウジング２５の端壁３５に、固定ねじ４４を用いて固定されている。このようにしてモータハウジング２５に固定されたレゾルバホルダ３３によって、レゾルバステータ４２が、押さえ付けられてモータハウジング２５の端壁３５に固定されている。レゾルバホルダ３３は、モータハウジング２５の端壁３５の開放部を閉塞するエンドカバーを兼用している。

本実施形態の特徴は、本固定部材としてのレゾルバホルダ３３をモータハウジング２５に取り付けない状態でモータハウジング２５に対するレゾルバステータ４２の周方向位置を仮固定可能な仮固定部材として、モータハウジング２５に保持されレゾルバステータ４２の外周に摩擦係合する環状弾性部材４５が備えられている点にある〔図４（ｂ）参照〕。

拡大図である図３に示すように、環状弾性部材４５は、環状の収容溝４６に収容されている。収容溝４６は、回転軸２８の軸方向Ｘ１に対向する第１内壁面４７および第２内壁面４８と、両内壁面４７，４８間を連結する溝底面４９とにより区画されている。
第１内壁面４７および溝底面４９が、モータハウジング２５の端壁３５に設けられ、第２内壁面４８が、本固定部材としてのレゾルバホルダ３３に設けられている。仮固定部材としての環状弾性部材４５は、モータハウジング２５とレゾルバステータ４２との間を封止するシール部材として機能している。

モータハウジング２５は、レゾルバステータ４２の第１端面４２１を位置決めする第１位置決め部５０を有している。本固定部材としてのレゾルバホルダ３３は、レゾルバステータ４２の第２端面４２２を位置決めする第２位置決め部５１を有している。レゾルバステータ４２は、第１位置決め部５０と第２位置決め部５１との間に挟持されて固定されている。

モータハウジング２５は、第１位置決め部５０に隣接し、レゾルバステータ４２の外周面４２ａに嵌合する嵌合面５２を有している。嵌合面５２には、第２位置決め部５１に隣接した環状凹部５３が設けられている。環状凹部５３に、第１内壁面４７および溝底面４９が設けられている。
また、収容溝４６の径方向外方で、モータハウジング２５の端壁３５に設けられた凸部５４が、レゾルバホルダ３３に設けられた凹部５５に嵌め合わされている。これにより、環状弾性部材４５のシール機能をさらに向上させるためのラビリンス構造が形成されている。

レゾルバロータ４３は、回転軸２８の外周に設けられた位置決め段部５６と回転軸２８の外周に螺合したナット５７との間に挟持されて、回転軸２８に一体回転可能に連結されている。
レゾルバステータ４２からの配線５８は、レゾルバホルダ３３に設けられた挿通孔５９を通して外部へ導出されている。挿通孔５９には、例えばグロメット等の封止部材６０が配置され、外部からの塵埃や水分の侵入を防止している。

本実施形態によれば、図４（ａ）に示すように、モータハウジング２５に保持されたレゾルバステータ４２をレゾルバロータ４３に対して回転させて、レゾルバ２０の基準位置を調整した後、図４（ｂ）に示すように、モータハウジング２５に、仮固定部材としての環状弾性部材４５を取り付けてレゾルバステータ４２の外周４２ａに摩擦係合させて、レゾルバステータ４２の周方向位置を仮固定する。次いで、図４（ｃ）に示すように、本固定部材（レゾルバホルダ３３）を用いてレゾルバステータ４２を本固定する。

仮固定のために、レゾルバステータ４２の外周に環状弾性部材４５を単に嵌め合わせるだけでよいので、安価で組み立て易くなる。特に、環状弾性部材４５として、Ｏリング等の汎用品を用いることも可能なので、製造コストをより安くすることができる。
換言すると、従来用いていた、高価で塗布量の管理が困難で組み立て難かった接着剤を用いることなく、また、構造が複雑で部品点数、組立工数が多かった一対の調整ねじ構造を用いることなく、単に、Ｏリング等の環状弾性部材４５を嵌め合わせるだけでよいので、安価で且つ組立性を格段に向上することができる。

また、環状弾性部材４５を収容する収容溝４６の第１内壁面４７および溝底面４９が、モータハウジング２５に設けられ、収容溝４６の第２内壁面４８が、本固定部材（レゾルバホルダ３３）に設けられている。したがって、本固定部材（レゾルバホルダ３３）を取り付ける前であって第２内壁面４８がない状態で一方側が開放した収容溝４６に、環状弾性部材４５を容易に装着することができるので、組み立て易い。

また、環状弾性部材４５が、モータハウジング２５とレゾルバステータ４２との間を封止するシール部材としても機能するので、構造を簡素化することができる。
具体的には、下記のようにして、シール部材として機能させる。すなわち、レゾルバステータ４２をモータハウジング２５の嵌合面５２に嵌合させるとともに、レゾルバステータ４２の第１端面４２１をモータハウジング２５の第１位置決め部５０で位置決めした状態で、レゾルバステータ４２を周方向に回転させて、レゾルバ２０の基準位置を調整する。

次いで、嵌合面５２に設けられた環状凹部５３に、環状弾性部材４５を装着し、レゾルバステータ４２を周方向に仮固定する。その後、本固定部材としてのレゾルバホルダ３３を取り付けて、レゾルバホルダ３３の一部によって、収容溝４６の第２内壁面４８を構成する。これにより、仮固定１材としての環状弾性部材４５をシール部材として機能させることができる。

また、本固定部材としてのレゾルバホルダ３３が、モータハウジング２５の端部のエンドカバーを兼用しているので、部品点数の削減と組立工数の削減を通じて、製造コストを安くすることができる。
また、本実施形態の電動モータの製造方法によれば、図４（ａ）に示すように、モータハウジング２５に保持されたレゾルバステータ４２をレゾルバロータ４３に対して回転させて、レゾルバ２０の基準位置を調整した後、図４（ｂ）に示すように、仮固定部材としての環状弾性部材４５によって、レゾルバステータ４２を仮固定する。次いで、図４（ｃ）に示すように、本固定部材（エンドカバーを兼用するレゾルバホルダ３３）によってレゾルバステータ４２を本固定する。仮固定のために、レゾルバステータの外周に環状弾性部材を単に嵌め合わせるだけでよいので、安価で組み立て易くなる。

次いで、図５は本発明の別の実施形態の製造方法より製造された電動モータ１４Ａを示している。本実施形態が図２の実施形態と異なるのは、図２の実施形態では、本固定部材としてのレゾルバホルダ３３が電動モータ１４の端部のエンドカバーを兼用していたが、本実施形態では、本固定部材としてのレゾルバホルダ３３Ａと、電動モータ１４Ａの端部のエンドカバー７０とを別々の部材に構成した点にある。

エンドカバー７０は、レゾルバホルダ３３Ａを取り囲むようにして、モータハウジング本体３１の端壁３５に、固定ねじ７１を用いて固定されている。エンドカバー７０は、有底筒状のエンドカバー本体７２と、エンドカバー本体７２の一端から径方向外方に延びる環状フランジ７３とを備えている。
固定ねじ７１は、環状フランジ７３のねじ挿通孔７４を挿通して、端壁３５のねじ孔７５にねじ込まれている。環状フランジ７３と端壁３５の外面との間は、Ｏリング等の封止部材７６によって封止されている。レゾルバホルダ３３Ａの中心部分には、回転軸２８に固定されたナット５７を挿通させる挿通孔３３０が設けられている。

配線５８を挿通させる、レゾルバホルダ３３Ａの挿通孔５９には、封止部材を設ける必要はない。図示していないが、エンドカバー７０を挿通して、配線５８を外部に導出するための挿通孔には、グロメット等の封止部材が配置されることになる。
本実施形態の構成要素において、図２の実施形態と同じ構成要素には、図２の実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。本実施形態においても、仮固定のために、レゾルバステータ４２の外周に環状弾性部材４５を単に嵌め合わせるだけでよいので、安価で組み立て易くなる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１…電動パワーステアリング装置、１４；１４Ａ…電動モータ、２５…モータハウジング、２８…回転軸、２９…ロータ、３０…ステータ、３３…レゾルバホルダ（エンドカバー。本固定部材）、３３Ａ…レゾルバホルダ（本固定部材）、４２…レゾルバステータ、４２１…第１端面、４２２…第２端面、４２ａ…外周、４３…レゾルバロータ、４４…固定ねじ、４５…環状弾性部材（仮固定部材）、４６…収容溝、４７…第１内壁面、４８…第２内壁面、４９…溝底面、５０…第１位置決め部、５１…第２位置決め部、５２…嵌合面、５３…環状凹部、７０…エンドカバー

Claims (2)

1. 端部に開放部を有する筒状のモータハウジング本体に挿入保持されたレゾルバステータをレゾルバロータに対して回転させて、レゾルバの基準位置を調整する調整工程と、
   前記モータハウジング本体に仮固定部材としての環状弾性部材を取り付けて、前記調整工程で前記基準位置に調整された前記レゾルバのレゾルバステータの外周に前記環状弾性部材を摩擦係合させることにより、前記レゾルバステータを仮固定する仮固定工程と、
   前記モータハウジング本体に本固定部材を固定し、固定された前記本固定部材によって、前記仮固定工程で仮固定された前記レゾルバステータを本固定する本固定工程と、を含む電動モータの製造方法。
2. 請求項１において、前記本固定工程では、前記モータハウジング本体に仮固定された前記レゾルバステータが、前記モータハウジング本体の前記開放部を閉塞する前記本固定部材としてのエンドカバーによって本固定される電動モータの製造方法。

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