JP6689004B2 - 電動パワーステアリングモータ - Google Patents

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本発明は、電動パワーステアリングモータのベアリングの加締め構造に関する。
電動パワーステアリングモータのロータを支持するシャフトを回転可能に支持するフロントベアリングをワッシャーで固定した技術がある（特許文献１）。また、フロントベアリングをトメワで固定した技術がある（特許文献２）。
PCT/JP2014/079283号公報 PCT/JP2014/079013号公報
本発明の課題は、ワッシャーが外れることによる信頼性の低下を抑制することである。
上記課題を解決するために、本発明に係る電動パワーステアリングモータは、ロータを収納するハウジングと、前記ロータを支持するシャフトを回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングを前記ハウジングに固定するためのワッシャーと、を備え、前記ハウジングは、前記ワッシャーを挟んで前記ベアリングと対向する係合部を有し、前記ワッシャーは、前記ベアリング側がバリ面を向くようにかつ前記係合部側がダレ面を向くように配置される。
本発明により、電動パワーステアリングモータの信頼性の低下を抑制することができる。
ＥＰＳモータ１００の側面図 ＥＰＳモータ１００の断面図 プーリ１とワッシャー１５の関係を説明するプーリ１近辺の断面図 ワッシャー１５の加締め部の断面図 ワッシャー１５の形状図 トメワ１９によるベアリング７の固定断面図
以下、実施例を図面１から図面５を用いて説明する。
本実施例では、モータと電子制御装置（ECU）が機電一体で構成される電動パワーステアリング（以下EPSと略す）モータユニットのモータ部のみを示したものである。EPSモータ100はハウジング2の中にモータ構成部品を納めており、EPSシステムのギア駆動にはＥＰＳモータ100に設けたプーリ1とベルト（不図示）を介して動力の伝達機構が構成されている。プーリ1は、出力伝達機構として機能する。
また、図示していないがECUが図１の右側に接続されるが、ＥＰＳモータ１００とECUの電力供給はＥＰＳモータ１００側に設けた３相ターミナルU、V、W相20u、20ｖ、20ｗとECU側が電気的に接続される構造となっている。また、ＥＰＳモータ１００側にはモータの磁極位置を検出するための磁極センサ3が設けられている。この磁極センサ3に対応するようにECU側には、このセンサの検出部が設けられている。
図2は、図1に示したＥＰＳモータ１００の断面図を示したものである。ＥＰＳモータ１００の中心部にはシャフト６が配置され、その先端部にはプーリ１が配置されている。シャフト６の中心部にはF（フロント）ロータコア12とR（リア）ロータコア13が設けられている。それぞれのロータコアにはF（フロント）磁石12ｍとR（リア）磁石13ｍが取り付けられ、その外周部を磁石カバーで覆われている。これらロータ部は、ハウジング２に対して、ワッシャー15によって加締められたFベアリング７によって支持され、Rベアリング８はベアリングケース9を介して支持されている。ベアリングケース９はハウジング２に対してベベル型トメワ１０でハウジングに固定されている。
また、ハウジング２の内部にはステータコア４にコイル５が巻装されており、コイル５は３相巻線を構成している。このコイル５の出力端はベアリングケース９に固定されたバスバーモールド１４の端子に電気的に接続され、最終的には３相ターミナルU、V、Wの２０u、２０v、２０wに電気的に繋がっている。磁極センサ３は先にも述べたように、ECU側のシャフト端部も設けられており、ECU側に設けられた検出素子によりロータの磁極位置を検出できるようになっている。
図3はプーリ１側に配置されるFベアリング7の固定部を示したものである。ハウジング２にはＦベアリング７が収納できる円筒状の空間が設けられている。その円筒状の部分にベアリング7、ワッシャー15の順番で配置されている。ワッシャー15はFベアリング７を軸方向の動かないように拘束させるもので、ハウジング２を加締めることでワッシャー１５が動かないように固定している。Ｆベアリング７の内輪にはシャフト6が圧入され、シャフト６先端にはプーリ１が焼嵌めにより固定されている。
この構造において、各部品の寸法関係について説明する。先ずプーリ１の最外径部をD3とすると、ワッシャー１５の内径D2は、D3＞D2の関係とした。これにより、ワッシャー１５が外れた場合にもワッシャー１５がプーリ１を乗り越えることが出来なく出来る。当然ワッシャー１５の内径D2に対して外径Ｄ１は大きいためD2＜D1となる。
次に、プーリ１とハウジング２間の隙間をSとすると、ワッシャー１５の板厚Tを前記隙間Sより大きくすることで、ワッシャー１５がハウジング２から外れて出てこないようにした。それによって、ワッシャー15がプーリ１とハウジング２の間に挟まることはない。
図4を用いてワッシャー15の加締めについて説明する。ワッシャー15はプレスで作成するため抜き面にダレ側とカエリ側が発生する。図4はワッシャー15のダレ部18を加締めたものを示している。本実施形態においては、加締め部１７は、ハウジング２の一部に冶具を押し付けて、ハウジング２を変形させる。この加締め部１７が、ワッシャー１５を挟んでベアリング７と対向する係合部を形成する。
ダレ部１８や線断面は破断面に対して寸法を管理しやすいため安定した加締め力が得られることが理由である。そのためには、単純形状のワッシャーではダレ面とカエリ面の判別が一目では難しいため、図5に示すような表裏判別可能な形状とした。例えば、図4に示された加締め部１７から見たワッシャー１５の形状は、当該ワッシャー１５の中心に対して、ベアリング７側から見た当該ワッシャー１５の形状と異なっている。
さらに具体的には、ワッシャー１５の内周側には、第１切欠き部１６ａと、ワッシャー１５の中心に対して第１切欠き部１６ａから１８０°以外の位置に形成される第２切欠き部１６ｂや第３切欠き部１６ｃとを形成する。
実際に製造設備で組み立てるときには、ワッシャーをストックする棒状の治具の外径にワッシャーの内周面に設けた切欠き部と同じような突起を設けることで、表裏を区別できるようにしている。これによって、ワッシャー１５のダレ面を確実に加締めることが可能である。
図6は図4で示したベアリング７の固定手段にトメワ１９を用いた場合を示したものである。この場合も先にワッシャー１５で説明したように厚みと内径の関係は同じである。このトメワ１９が、ワッシャー１５を挟んでベアリング７と対向する係合部として機能する。
以上のべたように、ベアリング７の固定に用いるワッシャー１５はダレ面を加締めるようにするために、ワッシャー１５の内周面に表裏を判別できる識別用の切欠きを設け、このワッシャーの厚みに対して、プーリとハウジングの隙間を小さくし、更に、ワッシャーの内径がプーリの最外径より小さくすることで、ワッシャーの加締め機能を喪失しても、ワッシャーがプーリとハウジングの間に挟まったり、プーリを乗り越えて動力伝達機能に障害が発生することを防止できる。上記説明は、ワッシャーとプーリの場合について説明したが、ワッシャーの代わりにトメワやプーリの代わりにギアやジョイント等の動力伝達機構であっても同様な効果が有る。
１ プーリ
２ ハウジング
３ 磁極センサ
４ ステータコア
５ コイル
６ シャフト
７ Ｆベアリング
８ Ｒベアリング
９ ベアリングケース
１０ ベベル型トメワ
１１ Oリング溝
１２ Fロータコア
１３ Rロータコア
１２ｍ F磁石
１３ｍ R磁石
１４ バスバーモールド
１５ ワッシャー
１６a、１６b、１６ｃ 切欠き部
１７ 加締め部
１８ ダレ部
１９ トメワ
２０u、２０v、２０w ３相ターミナルＵ，Ｖ，Ｗ
20ut、20vt、20wt ３相端子
１００ EPSモータ

Claims (5)

  1. ロータを収納するハウジングと、
    前記ロータを支持するシャフトを回転可能に支持するベアリングと、
    前記ベアリングを前記ハウジングに固定するためのワッシャーと、を備え、
    前記ハウジングは、前記ワッシャーを挟んで前記ベアリングと対向する係合部を有し、
    前記ワッシャーの外周縁において、バリが形成される面を前記ワッシャーのバリ面とし、ダレ部が形成される面を前記ワッシャーのダレ面とした場合、
    前記ワッシャーは、前記ベアリング側がバリ面を向くようにかつ前記係合部側がダレ面を向くように配置され、
    前記係合部は、前記ワッシャーの前記ダレ部を加締める電動パワーステアリングモータ。
  2. 請求項１に記載された電動パワーステアリングモータであって、
    前記係合部側から見た前記ワッシャーの形状は、当該ワッシャーの中心に対して、前記ベアリング側から見た当該ワッシャーの形状と異なる電動パワーステアリングモータ。
  3. 請求項２に記載の電動パワーステアリングモータであって、
    前記ワッシャーの内周側には、第１切欠き部と、当該ワッシャーの中心に対して当該第１切欠き部から１８０°以外の位置に形成される第２切欠き部とを形成する電動パワーステアリングモータ。
  4. 請求項１ないし３に記載されたいずれかの電動パワーステアリングモータであって、
    前記シャフトに固定される出力伝達機構を備え、
    前記ワッシャーの内周の内径は、前記出力伝達機構の最外径よりも小さい電動パワーステアリングモータ。
  5. 請求項４に記載された電動パワーステアリングモータであって、
    前記ワッシャーの厚みは、前記出力伝達機構とハウジングと間の隙間よりも大きい電動パワーステアリングモータ。
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